JP6745113B2 - 路面性状取得方法、及び路面性状取得装置 - Google Patents

Description

本発明は、路面性状取得方法、及び路面性状取得装置に関する。

一般に道路は車両等の通行により経時的に轍や凹凸が生じ、これらを補修する必要がある。このような道路の補修を行うため、道路の点検を行い、道路の路面性状についてのデータ、即ち路面の凹凸の状態についてのデータを取得する。これらの路面性状についてのデータは、測定員による測定や、路面性状車を測定対象となる道路の所定経路に沿って走行して取得される。路面性状車には、路面にスキャン光を照射して路面の各点の高さを計測する装置が搭載されている。

特許文献１には、移動体を平面の縦断方向に移動させつつ光を平面に向けて投光し投光結果により平面の段差を計測する装置において、移動距離を検出する手段と投光手段、光照射ラインを撮像する手段、高さデータを取得する横断方向データ演算手段、縦方向データ演算手段、３次元データ演算手段、を備える構成とする。以上の構成により移動体が所定距離移動するごとに平面ＲＤの横断方向Ｗに沿って１本の照射ラインが平面ＲＤ上に形成されるように移動体から平面ＲＤに向け光が投光され、上記各種手段により凹凸プロフィルをリアルタイムに取得する技術が記載されている。

特開平１０−２８８５１６号公報

ここで、路面性状を測定するに際しては、過去の路面性状の測定結果や路面判定結果を参考にして行うことが効率的である。例えば、過去に轍、凹部、凸部が形成され、路面状態が不良な箇所のメンテナンスを行うときや、これらの箇所をあらためて測定するとき、単に地図上の地点を目標に移動して測定を行うのでは効率がよくない。そこで、過去の測定や判定の結果を利用して迅速且つ確実に路面性状を測定できる技術が要望されている。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、過去の路面の測定結果や判定結果を利用して迅速且つ確実に路面性状を測定できる路面性状取得方法、及び路面性状取得装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、路面性状取得装置を搭載した車両を道路の指定した地点に誘導して測定を行う方法であって、過去の路面性状についての過去の路面データを取得し、前記車両の現在位置を取得し、前記過去の路面データに基づいて作成した前記現在位置を含む範囲における路面性状の特徴量を表す過去の路面性状画像を表示し、前記路面性状取得装置で路面の状態を測定しつつ前記現在位置から指定した箇所まで案内し、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき警告を発生する、ことを特徴とする路面性状取得方法である。

同じく請求項２に記載の発明は、道路を表示した地図画像を表示することを備えることを特徴とする。

同じく請求項３に記載の発明は、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データを取得し、前記現在の測定データに基づいて作成した路面性状の特徴量を表す現在の路面性状画像を前記過去の路面性状画像と共に表示する、ことを特徴とする。

同じく請求項４に記載の発明は、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、警告を発生することを特徴とする。

同じく請求項５に記載の発明は、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、前記現在位置を含む領域における測定データを保存することを特徴とする。

同じく請求項６に記載の発明は、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき前記現在位置を含む領域における測定データを保存することを特徴とする。

同じく請求項７に記載の発明は、前記過去の路面データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、前記単位エリアを複数の区画に分割して各区画における前記過去の路面データから統計量を算出し、予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出することを特徴とする。

同じく請求項８に記載の発明は、前記予め定めた値を越える道路の領域、前記変形箇所候補とした道路の領域を不良箇所として設定し、前記不良箇所に近接したときレーザーポインタによって当該不良箇所を照射して指示することを特徴とする。

同じく請求項９に記載の発明は、路面性状取得装置を搭載した車両を道路の指定した地点に誘導して測定を行う装置であって、過去の路面性状についての過去の路面データを取得する手段と、前記車両の現在位置を取得する手段と、前記過去の路面データに基づいて作成した前記現在位置を含む範囲における路面性状の特徴量を表す過去の路面性状画像を表示する手段と、前記路面性状取得装置で路面の状態を測定しつつ前記現在位置から指定した箇所まで案内する手段と、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データとの差分値を生成する手段と、前記差分値が予め定めた値を超えたとき警告を発生する手段と、を備えることを特徴とする路面性状取得装置である。

同じく請求項１０に記載の発明は、道路を表示した地図画像を表示する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１１に記載の発明は、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データを取得する手段と、前記現在の測定データに基づいて作成した路面性状の特徴量を表す現在の路面性状画像を前記過去の路面性状画像と共に表示する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１２に記載の発明は、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、警告を発生する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１３に記載の発明は、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、前記現在位置を含む領域における測定データを保存する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１４に記載の発明は、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在の測定データとの差分値を生成する手段と、前記差分値が予め定めた値を超えたとき前記現在位置を含む領域における測定データを保存する手段を備えることを特徴とする。

同じく請求項１５に記載の発明は、前記過去の路面データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定する手段と、前記単位エリアを複数の区画に分割して各区画における前記過去の路面データから統計量を算出する手段と、予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出する手段と、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出する手段とを備えることを特徴とする。

同じく請求項１６に記載の発明は、前記予め定めた値を越える道路の領域、前記変形箇所候補とした道路の領域を不良箇所として設定し、前記不良箇所に近接したときレーザーポインタによって当該不良箇所を照射して指示する手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、過去の路面の測定結果や判定結果を利用して迅速且つ確実に路面性状を測定できる。

即ち、請求項１及び請求項９に記載の発明によれば、過去の路面性状についての過去の路面データを取得し、前記車両の現在位置を取得し、前記過去の路面データに基づいて作成した前記現在位置を含む範囲における路面性状の特徴量を表す過去の路面性状画像を表示し、前記路面性状取得装置で路面の状態を測定しつつ前記現在位置から指定した箇所まで案内するので、過去の道路性状を表示すると共に路面の性状を測定しつつ車両を指定箇所まで案内できる。
また、請求項１及び請求項９に記載の発明によれば、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき警告を発生するので、過去の路面性状に比べて路面性状が不良である箇所等を容易に認識できる。

請求項２及び請求項１０に記載の発明によれば、道路を表示した地図画像を表示して指定した箇所まで車両を容易に案内できる。

請求項３及び請求項１１に記載の発明によれば、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データを取得し、前記現在の測定データに基づいて作成した路面性状の特徴量を表す現在の路面性状画像を前記過去の路面性状画像と共に表示するので、現在の路面性状と過去の路面性状とを比較しつつ路面性状の測定を行うことができる。

請求項４及び請求項１２に記載の発明によれば、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、警告を発生するので、過去に路面性状が不良であった箇所等を容易に認識できる。

請求項５及び請求項１３に記載の発明によれば、前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、前記現在位置を含む領域における測定データを保存するので、過去に路面性状が不良であった箇所について測定データを格納できる。

請求項６及び請求項１４に記載の発明によれば、前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき前記現在位置を含む領域における測定データを保存するので、過去に比べて路面性状が不良である箇所について測定データを格納できる。

請求項７及び請求項１５に記載の発明によれば、前記過去の路面データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、前記単位エリアを複数の区画に分割して各区画における前記過去の路面データから統計量を算出し、予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出するので、凹部であるポットホール等、凸部である轍の間の凸条等を検出することができる。

請求項８及び請求項１６に記載の発明によれば、前記予め定めた値を越える道路の領域、前記変形箇所候補とした道路の領域を不良箇所として設定し、前記不良箇所に近接したときレーザーポインタによって当該不良箇所を照射して指示するので、路面の不良箇所を容易に把握できる。

本発明の実施形態に係る路面性状取得装置の構成を示すブロック図である。 同路面性状取得装置の各部の構成を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の構成を示すブロック図、（ｂ）は路面評価手段の構成を示すブロック図、（ｃ）は変形箇所検出手段の構成を示すブロック図である。 同路面性状取得装置の各部の処理手順を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は路面評価手段の処理手順を示すフローチャート、（ｃ）は変形箇所候補マーク生成手段の処理手順を示すフローチャートである。 データ取得装置による路面の測定状態を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 測定データの概略を示す模式図であり、（ａ）は測定データの斜視図、（ｂ）は測定データと測定基準面とを示す模式図である。 単位エリアにおける点群データの取得状態を示すものであり、（ａ）は単位エリアを示す模式図、（ｂ）は点群データとモデル面ＭＰとを示す模式図である。 モデル面からの離間量と表示の状態を示すものであり、（ａ）はモデル面ＭＰと点群データを示す斜視模式図、（ｂ）は離間量画像を示す模式図、（ｃ）は道路画像を示す模式図である。 測定経路におけるＲＭＳ値の変化を示すグラフである。 路面評価を表示した案内画像を示す模式図である。 目的地を設定するための地図表示を示す模式図である。 変形箇所の検出を示すものであり、（ａ）は単位エリアにおける区画を示す模式図、（ｂ）はレーザーポインタによる路面へのマーク表示を示す図である。 同路面性状取得装置の処理を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態に係る路面性状取得方法、及び路面性状取得装置について説明する。

本実施形態に係る路面性状取得方法、及び路面性状取得装置は、効率的な路面性状データ取得を行えるようにするため、前回の測定で得られた測定データをモデル面からの離れ量を表す点群データの離間量に対応して濃淡分けや色彩分けした離間量画像や路面性状の評価結果を表示した過去の地図画像を路面性状画像としてデータ測定中に表示し、前回路面が荒れていた箇所などへデータ取得装置を搭載した車両の誘導を行う。また、地図上に点群データを統計処理して得られた路面性状の判定結果を表示することができる。更に、測定中に、路面が荒れていた場所が近づくと表示や音などで通知する。更に、荒れている箇所の近傍だけのデータを格納することができる。

更に、以前のデータも表示して、時間的な変遷を確認できる。また、測定中にモデル面からの離間量を計算し、離間量画像や路面性状の判定結果を表示した現在の道路性状画像の表示、離間量が設定した閾値を超えた場合の警告表示、音声警告等を行う。また、前回の測定データとの差分値を表示する。更に、差分値が規定値を超えた場合に警告を発生する。そして、離間量が規定値を超えたポットホール等の路面の不良箇所をレーザーポインタにより指し示す。

これらにより、本発明は、道路の効率的なメンテナンス業務を行うことができる。また、測定中にリアルタイムで路面性状を把握できるため安全走行を行うための補助ができる。更に、必要な箇所のみデータを格納するので、データ保存量を肥大化させることがない。

以下、道路性状の表示装置について説明する。図１は本発明の実施形態に係る道路性状の表示装置の構成を示すブロック図、図２は同路面性状取得装置の各部の構成を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の構成を示すブロック図、（ｂ）は路面評価手段の構成を示すブロック図、（ｃ）は変形箇所検出手段の構成を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係る道路性状の測定装置１００（以下、単に「測定装置１００」という）は、データ取得装置３００に接続される。測定装置１００は、データ取得装置３００から、路面の高さに関する測定データと、周辺を含む道路画像を取得する。また、測定装置１００には、測定装置１００にキーボード、マウス、タッチパネル等からなる入力手段２００と、液晶表示装置からなる画像表示手段２１０が接続されている。入力手段２００から測定装置１００に所望の道路の箇所、測定日時、表示方法等を入力し、画像表示手段２１０に測定装置１００が生成した各種の画像を表示する。

測定装置１００は、図１に示すように、路面データ格納手段１１０と、地図データ格納手段１２０と、警告発生手段１３０と、目的地設定手段１４０と、ナビゲーション手段１５０と、現在過去データ比較手段１６０と、離間量画像生成手段１７０と、路面評価地図生成手段１８０と、変形箇所候補マーク生成手段１９０とを備える。

測定装置１００は、処理装置としてＣＰＵ(Central Processing Unit)、主記憶装置としてＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置としてＨＤＤ（Hard Disc Drive）等を備えたコンピュータとして構成され、ＣＰＵによりプログラムを実行することにより、路面データ格納手段１１０、地図データ格納手段１２０、警告発生手段１３０、目的地設定手段１４０、ナビゲーション手段１５０、現在過去データ比較手段１６０、離間量画像生成手段１７０、路面評価地図生成手段１８０、変形箇所候補マーク生成手段１９０、を実現する。

まず、データ取得装置３００について説明する。図４はデータ取得装置による路面の測定状態を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。図４（ａ）に示すように、道路４００を走行する車両３４０にデータ取得装置３００を搭載する。データ取得装置３００は、スキャナ３１０と、全周カメラ３２０と、レーザーポインタ３３０と、ＧＮＳＳ装置と、データ取得装置３００の姿勢検出装置、加速度計等を備える。データ取得装置３００はＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置で位置を取得しつつスキャナ３１０により車両３４０の斜め前方にスキャン光Ｌａをスパイラル状に照射し、道路４００からの反射光Ｌｂを受信する。この受信までの時間に基づいて道路４００の測定データを取得する。このため、道路４００における、スキャン光Ｌａの軌跡Ｔは、図４（ｂ）に示すように円弧状となる。データ取得装置３００は、同時に全周カメラ３２０により全周にわたり道路の画像を取得する。レーザーポインタ３３０は、可視レーザーを路面に走査して照射し、後述する変形箇所候補マークを路面の変形箇所候補の箇所に投影表示する。

図５は測定データの概略を示す模式図であり、（ａ）は測定データの斜視図、（ｂ）は測定データと測定基準面とを示す模式図である。データ取得装置３００は、図５（ａ）に示すように、道路４００において、それぞれ一定距離「ｄ」だけ離れたスキャン光Ｌａの複数の軌跡上における各点の測定データを取得する。なお、この測定データは、図５（ｂ）に示すように、データ取得装置３００が設定する測定基準面（例えばジオイド面）ＲＰからの離間量「ｈ」を表す。

次に測定装置１００各部の構成について説明する。路面データ格納手段１１０は、過去に取得した路面データ、及び測定中の路面データを格納している。路面データは、データ取得装置３００からの測定データや、後述する点群データ、単位エリアのＲＭＳ値、路面の判定結果、穴部候補の位置等からなる。路面データは、取得日時、緯度、経度と共に例えばｋｍｌ（Keyhole Markup Language）形式で保存されている。なお、路面データは他の形式で保存してもよい。

地図データ格納手段１２０は、道路を含む地図データを格納している。地図データは、画像表示手段２１０に、図９及び図１０に示す地図画像６００、７００中の地図を描くために使用される。

警告発生手段１３０は、測定データ、点群データ、路面評価等の路面データの値が予め定めた値を超えたときや、過去データ比較手段１６０が演算した過去の路面データと現在の路面データとの差分値が予め定めた値を超えたとき、画像表示手段２１０に文字等による警告、音声による警告を発生する。

目的地設定手段１４０は、目的地を設定する。目的地は、入力手段２００からの緯度、経度の指定、画像表示手段２１０の地図上の指定による設定、過去の路面データから路面が荒れた箇所、ポットホール等の所定の箇所の自動的な設定等、様々な方法により指定される。

ナビゲーション手段１５０は、現在位置又は設定した位置から目的地までの経路を取得して、画像表示手段２１０に表示する。経路の表示は、画像表示手段２１０の地図にルート表示や、方向と距離による表示により行う。ナビゲーション手段１５０の経路の選定は公知の手法による。

現在過去データ比較手段１６０は、路面データ格納手段１１０が格納している過去の路面データと、データ取得装置３００が取得している現在の路面データの比較、路面データ格納手段１１０が取得している異なる時期に取得された路面データを比較し、差分値を演算する。

次に、測定装置１００の離間量画像生成手段１７０、路面評価地図生成手段１８０、変形箇所候補マーク生成手段１９０について説明する。図２は同路面性状取得装置の各部の構成を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の構成を示すブロック図、（ｂ）は路面評価手段の構成を示すブロック図、（ｃ）は変形箇所検出手段の構成を示すブロック図、図３は同路面性状取得装置の各部の処理手順を示すものであり、（ａ）は点群データ生成手段の処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は路面評価手段の処理手順を示すフローチャート、（ｃ）は変形箇所検出手段の処理手順を示すフローチャートである。

離間量画像生成手段１７０は、図２（ａ）に示すように、単位エリア設定手段１７１と、モデル面設定手段１７２と、点群データ算出手段１７３と、色分け画像生成手段１７４とを備える。単位エリア設定手段１７１は、データ取得装置３００から測定データを取得し（図３（ａ）のステップＳＡ１）、幅員における前記経路に沿う予め設定した長さ寸法を備える単位エリアを経路に沿って設定する。

図６は単位エリアにおける点群データの取得状態を示すものであり、（ａ）は単位エリアを示す模式図、（ｂ）は点群データとモデル面ＭＰとを示す模式図である。単位エリア設定手段１７１は、図６（ａ）に示すように測定対象となる道路４００を例えば幅３ｍ、長さ２ｍの単位エリア４１０に分割する（図３（ａ）のステップＳＡ２）。ここで、幅寸法は道路の１車線の幅、路肩から路肩まで、測定に使用した車両の幅等を基準にして設定できる。また、長さ寸法は、２ｍに限らず適宜設定できるが、長すぎるとモデル面ＭＰの設定等の演算が煩雑になる他、モデル面ＭＰと路面形状との隔たりが大きくなることがある。

モデル面設定手段１７２は、単位エリア４１０における測定点における各点の測定基準面からの離間量である測定データに基づいて単位エリア４１０におけるモデル面ＭＰを設定する（図３（ａ）のステップＳＡ３）。モデル面ＭＰは、道路幅方向に離間した２箇所の領域、例えば図６（ａ）に示すように、車両３４０の車輪３４１から外側に所定距離（例えば２０ｃｍ）離れた幅２０ｃｍの領域である参照領域４２０に基づいて設定する。具体的には、モデル面ＭＰは、参照領域４２０、４２０に属する多数の点群から最小二乗法により求めることができる。

なお、参照領域としては、２つに限らず、中央の領域と両端側の領域の３つの領域など、３つ以上とすることができる。参照領域としては、上記例の他、ある程度の間隔寸法と幅寸法を備え、車両走行による損傷や掘れがないと予想される領域、例えば路線端における点群、車幅の中央付近、レーンマークのペイントを使用することができる。なお、レーンマークは、データ取得装置３００による道路画像の測定時に路面の輝度を測定することにより取得することができる。点群データは、図６（ａ）に示す様に、単位エリア４１０上における各点のモデル面ＭＰからの離間量「Ｈ」からなる。

点群データ算出手段１７３は、図６（ｂ）に示すように、モデル面ＭＰと各点との離間量「Ｈ」を算出する（図３（ａ）のステップＳＡ４）。これを全ての単位エリアについて実行する（図３（ａ）のステップＳＡ５）ことにより、単位エリア４１０における各点の離間量から点群データが生成される。

色分け画像生成手段１７４は、離間量に基づく色分けした離間量画像を生成する。図７はモデル面からの離間量と表示の状態を示すものである。離間量画像は、図７（ｂ）に示すように、道路各点の離間量に基づいて道路の領域が色分け表示される。なお、図中矢印Ａは測定車両の進行方向、矢印Ｂは道路の幅員方向を示している。

ここで、図７（ｂ）に示した離間量画像５１０は、グレースケール画像として表示されており、道路５１１において、モデル面ＭＰより最も高い箇所５１２を白色、モデル面ＭＰより最も低い箇所５１３を黒色に表示し、その間をグレーの濃淡で表示している。これにより、容易に道路におけるモデル面ＭＰからの離間量を認識できる。なお、この画像は実際には、カラーグラデーション画像として、より高低の状態を理解しやすいものである。なお、この離間量画像５１０と共に、この離間量画像５１０の表示箇所に対応する図７（ｃ）に示す道路画像５２０を表示することができる。道路画像５２０は、データ取得装置３００の全周カメラ３２０で取得されたものである。

路面評価地図生成手段１８０は、図２（ｂ）に示すように、ＲＭＳ演算手段１８１と、路面性状判定手段１８２と、判定記号表示手段１８３、評価地図画像生成手段１８４とを備える。ＲＭＳ演算手段１８１は、各単位エリア４１０における点群データを取得し、この点群データから、各単位エリアにおける統計量であるＲＭＳ（二乗平均平方根：Root Mean Square）を算出する（図３（ｂ）の（ステップＳＢ１））。図８は測定経路におけるＲＭＳ値の変化を示すグラフである。縦軸に各単位領域のＲＭＳ値を、横軸に距離を示している。なお、ＲＭＳの他、他の統計量を使用することができる。これにより、経路における路面性状の分布を知ることができる。

路面性状判定手段１８２は、ＲＭＳ演算手段１８１によって得られたＲＭＳ値に基づいて、道路の各位置について路面性状の評価を行う（図３（ｂ）の（ステップＳＢ２））。即ち、図６に示したＲＭＳ値から路面性状の評価結果を生成するため、例えば２つの値Ｉ、値II（I＜II）を設定する。そして、値I未満は路面性状良好「○」、値I以上、値II未満は路面性状普通「△」、値II以上は路面性状不良「×」と判定する。判定記号表示手段１８３は、この判定結果を画像として生成する。そして、評価地図画像生成手段１８４において各判定結果画像を地図に表示した地図画像６００、７００を表示する（図３（ｂ）の（ステップＳＢ３）、図９、図１０）。

変形箇所候補マーク生成手段１９０は、変形箇所候補としてポットホール（道路上の部分的な掘れや穴）、轍等の凹部や、轍の間の凸条等の凸部を路面の不良箇所として検出する。変形箇所候補マーク生成手段１９０は、区画設定手段１９１と、区画ＲＭＳ演算手段１９２と、閾値比較手段１９３と、隣接区画比較手段１９４と、変形箇所候補マーク生成手段１９５とを備える。

図１１は変形箇所候補の検出を示すものであり、（ａ）は単位エリアにおける区画を示す模式図、（ｂ）はレーザーポインタによる路面への変形箇所候補マークの表示状態を示す図である。

まず、区画設定手段１９１によって、単位エリアを区画に分割する（図３（ｃ）のＳＣ１）。図１１（ａ）に示すように、単位エリア４１０を格子状に区切り規則的に配置される区画９１０、９１０…に分割する。

区画ＲＭＳ演算手段１９２は、各区画に属する点群データの統計量としてＲＭＳ（二乗平均平方根：Root Mean Square）を算出して各区画の代表値とする（図３（ｃ）のステップＳＣ２）。そして、閾値比較手段１９３により、各区画の代表値を予め定めた基準値と比較し、基準値を満たす区画を抽出する（図３（ｃ）のステップＳＣ３）。

次に、隣接区画比較手段１９４は、抽出した各区画の代表値と隣接する区画の代表値とを比較し（図３（ｃ）のステップＳＣ４）、その差である変化量の絶対値が予め定めた閾値より大きい箇所を変形箇所候補として検出する（図３（ｃ）のステップＳＣ５）。これにより、規定値以上の変化量を持つ区間を、変形箇所候補として記録する。このとき、代表値とその差の符号により、凹部候補、又は凸部候補を判別する。なお、閾値より大きい変化量を持つ区画が隣り合った場合にも凹部の候補と判定する。ここで、凹部候補としては、ポットホール等があり、凸部候補としては、轍の間に形成される凸条等がある。

そして、変形箇所候補マーク生成手段１９５は、この変形箇所の候補となる区画の輪郭に相当する箇所を表示する変形箇所候補マークを生成する（図３（ｃ）のステップＳＣ６）。これにより、図１１（ｂ）に示すように、道路画像８００の変形箇所候補画像８１０の周囲に作成した変形箇所候補マーク８２０を表示する。なお、変形箇所候補マークとしては、区画の輪郭を示す枠の他、路面の当該箇所を指示するマークとすることができる。これにより、レーザーポインタ３３０で路面の該当箇所を指示する。

以下、測定装置１００の処理について説明する。図１２は同路面性状取得装置の処理を示すフローチャートである。以下では、図１２（ａ）に示す過去の「路面データに基づく車両の案内処理」、（ｂ）に示す「走行中の路面判定処理」、（ｃ）に示す「過去データによる路面判定処理」、（ｄ）に示す「差分による路面判定処理」について説明する。各処理は入力手段２００からの指定によって開始される。

まず、「過去の路面データに基づいて車両を案内する処理」を図１２（ａ）に基づいて説明する。この処理は、ナビゲーション手段１５０により実行される。まず、ナビゲーション手段１５０は、路面データ格納手段１１０から、路面データを読出す（ステップＳ１１）。そして、画像表示手段２１０に、過去データについて離間量画像生成手段１７０で生成した離間量画像と、地図データ格納手段１２０からの地図画像とを画像表示手段２１０に表示する。そして、入力手段２００からの指示により目的地設定手段１４０で目的地として、例えば特徴量として離間量の大きい箇所、即ち路面が荒れた箇所を設定する（ステップＳ１２）。この指定は、例えば路面データ格納手段１１０に格納した路面評価や、変形箇所を指定することによって行うことができる。
図９に示すように、過去の路面性状の評価結果を表示した地図画像６００から、路面評価不良「×」の箇所を選択する。この例では目的地１、目的地２の２箇所を選択指定している。

すると、ナビゲーション手段１５０は、指定された箇所の緯度経度情報に基づいて指定された目的地までの誘導を行う（ステップＳ１３）。誘導は地図画像６００中におけるルート表示、又は目的地の方向と、残り距離とを表示することで行うことができる。そして、目的地に到着したときや、変形箇所に近接したとき、必要に応じてレーザーポインタ３３０で路面の該当箇所を指示したり、図１１（ｂ）に示すように、道路画像８００に変形箇所候補マーク８２０を表示したりする。

次に「走行中の路面判定処理」を図１２（ｂ）に基づいて説明する。この処理は、車両を定めた経路で走行させて路面の測定データを取得する処理である。まず、データ取得装置３００は、車両３４０の位置、姿勢を取得し続ける（ステップＳ２１）。そして、車両３４０の走行に伴い、データ取得装置３００のスキャナ３１０により道路の計測を行って、測定基準面ＲＰからの離間量である計測データを取得する（ステップＳ２２）。そして、離間量画像生成手段１７０は、この計測データからモデル面ＭＰを設定し、モデル面ＭＰからの離間量である点群データを生成し（ステップＳ２３）、これに基づいて、離間量表示画像を生成し画像表示手段２１０に表示する（ステップＳ２４）。また、路面評価地図生成手段１８０が路面状況を評価し、現在の車両の位置と共に、車両の位置を含む範囲における路面性状の評価結果を画像表示手段に表示した地図上に表示する。

そして、警告発生手段１３０は、走行地点の離間量、評価結果が予め定めた値を超えたとき、画像表示手段２１０の表示や音声による警告を発生する（ステップＳ２６）。このとき、計測した路面データが路面データ格納手段１１０に格納される。なお、上述した警告を発した箇所を含む所定の領域についてだけ路面データを格納することができる。これにより、格納すべきデータ量の肥大化が防止できる。

そして、変形箇所候補マーク生成手段１９０の処理によって変形箇所に近接したとき、必要に応じてレーザーポインタ３３０で変形箇所を照射して指示する。

次に、「過去データによる路面判定処理」を図１２（ｃ）に基づいて説明する。この処理は、過去に測定した路面データを参照しつつ測定経路を走行して路面の測定を行う処理である。まず、データ取得装置３００は、車両３４０の位置、姿勢を取得し続ける（ステップＳ３１）。そして、車両３４０の走行に伴い、データ取得装置３００のスキャナ３１０により道路の計測を行って、測定基準面ＲＰからの離間量である計測データを取得する（ステップＳ３２）。一方、離間量画像生成手段１７０及び路面評価地図生成手段１８０は、路面データ格納手段１１０から過去の路面データを取得し（ステップＳ３３）、これに基づいて、離間量表示画像を生成し画像表示手段２１０に表示する（ステップＳ３４）。また、路面評価地図生成手段１８０が路面状況を評価し（ステップＳ３５）、評価結果を画像表示手段２１０に表示した地図上に表示することができる。

そして、警告発生手段１３０は、現在走行地点の離間量、評価結果が予め定めた値を超えたとき、画像表示手段２１０の表示や音声による警告を発生する（ステップＳ３６）。
このとき、データ取得装置３００で計測している路面データが路面データ格納手段１１０に格納される（ステップＳ３７）。即ち、上述した警告を発した箇所を含む所定の領域についてだけ路面データを格納する。これにより、格納すべきデータ量の肥大化が防止できる。

そして、過去の路面データから変形箇所候補マーク生成手段１９０の処理によって変形箇所を検出したとき、必要に応じてレーザーポインタ３３０で変形箇所を照射して指示する（ステップＳ３８）。これにより、過去に変形箇所が存在した箇所が明確に理解でき、現在の路面状況が確認できる。

次に、「過去データとの差分による路面判定処理」を図１２（ｄ）に基づいて説明する。この処理は、過去に測定した路面データを参照しつつ測定経路を走行して路面の測定を行い、過去と現在の路面データの差分値を取得し、この差分値を所定の値と比較する。まず、データ取得装置３００は、車両３４０の位置、姿勢を取得し続ける（ステップＳ４１）。そして、車両３４０の走行に伴い、データ取得装置３００のスキャナ３１０により道路の計測を行って、測定基準面ＲＰからの離間量である計測データを取得する（ステップＳ４２）。また、過去データ比較手段１６０は、路面データ格納手段１１０から過去の路面データを取得し（ステップＳ４３）、路面データの差分値を演算する。

一方、離間量画像生成手段１７０及び路面評価地図生成手段１８０は、現在の道路データに基づいて、離間量表示画像を生成し画像表示手段２１０に表示する（ステップＳ４６）。また、路面評価地図生成手段１８０が路面状況を評価し、評価結果を画像表示手段２１０に表示した地図上に表示することができる（ステップＳ４７）。

そして、警告発生手段１３０は、走行地点における過去及び現在の路面データの差分値が予め定めた値を超えたとき、画像表示手段２１０の表示や音声による警告を発生する（ステップＳ４６）。このとき、データ取得装置３００で計測している路面データが路面データ格納手段１１０に格納される。即ち、上述した警告を発した箇所を含む所定の領域についてだけ路面データを格納する（ステップＳ４８）。これにより、格納すべきデータ量の肥大化が防止できる。

更に、過去の路面データから変形箇所候補マーク生成手段１９０の処理によって変形箇所を検出したとき、必要に応じてレーザーポインタ３３０でレーザー光を変形箇所に照射して、指示する（ステップＳ４９）。これにより、過去の路面データとの差分値が所定以上であった箇所が明確に理解でき、現在の路面状況が確認できる。

次に測定装置１００による画像表示手段２１０における表示例について説明する。図９は目的地を設定するための地図表示を示す模式図である。目的地を設定するに際して、前回の路面性状の評価結果についてのｋｍｌデータを読み込む。これにより、地図画像６００の道路６１０には、評価結果「○」、「×」、「△」が記載される。この表示から例えば、評価結果「×」の箇所を目的地に設定する。この例では目的地１、目的地２の２箇所を指定している。この選定は、操作者が画像表示手段２１０を視認しつつ入力手段２００で指定することができる他、評価値を指定して目的地を設定することや、離間量のＲＭＳ値から閾値以上のものを自動的に選択して目的地として指定することができる。

図１０は路面評価を表示した案内画像を示す模式図である。車両３４０を走行しての測定中に、画像表示手段２１０には、地図画像７００が表示される。この地図画像７００は、現在の測定データから、離間量画像と路面評価を取得し、両者を地図画像上に表示しつつ、車両の誘導をしている例である。地図画像７００には、現在の車両位置７１０、離間量を色分け表示した離間量画像７２０、現在地の路面評価結果７３０、路面の評価結果７４０、目的地の方向７５０、及び目的地までの距離７６０が表示されている。なお、目的地の方向に代えて、目的地までのルートを道路６１０に表示することもできる。

また、これらの表示の他、単位エリアにおける離間量のＲＭＳ値を表示することができる。更に、地図画像６００には、前回の測定結果を表示する他、前回と現在の各種測定データの差分値を表示することができる。また、この画面を表示しつつ、予め定めた値より大きいＲＭＳ値や差分値を検出した場合に、地図画像６００に警告表示をすることや、警告音を発することができる。更に、このような場合には、画像表示手段２１０からテキストを入力して記録しておくことができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る道路性状の表示方法、及び道路性状の表示装置によれば、効率的、効果的な路面性状評価時の画面表示を行うことができる。

１００：路面性状取得装置
１１０：路面データ格納手段
１２０：地図データ格納手段
１３０：警告発生手段
１４０：目的地設定手段
１５０：ナビゲーション手段
１６０：過去データ比較手段
１７０：離間量画像生成手段
１７１：単位エリア設定手段
１７２：モデル面設定手段
１７３：点群データ算出手段
１７４：色分け画像生成手段
１８０：路面評価地図生成手段
１８１：ＲＭＳ演算手段
１８２：路面性状判定手段
１８３：判定記号表示手段
１８４：評価地図画像生成手段
１９０：変形箇所候補マーク生成手段
１９１：区画設定手段
１９２：区画ＲＭＳ演算手段
１９３：閾値比較手段
１９４：隣接区画比較手段
１９５：変形箇所候補マーク生成手段
２００：入力手段
２１０：画像表示手段
３００：データ取得装置
３１０：スキャナ
３２０：全周カメラ
３３０：レーザーポインタ
３３１：車輪
３４０：車両
４００：道路
４１０：単位エリア
４２０：参照領域

Claims (16)

1. 路面性状取得装置を搭載した車両を道路の指定した地点に誘導して測定を行う方法であって、
   過去の路面性状についての過去の路面データを取得し、
   前記車両の現在位置を取得し、
   前記過去の路面データに基づいて作成した前記現在位置を含む範囲における路面性状の特徴量を表す過去の路面性状画像を表示し、
   前記路面性状取得装置で路面の状態を測定しつつ前記現在位置から指定した箇所まで案内し、
   前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき警告を発生する、
   ことを特徴とする路面性状取得方法。
2. 道路を表示した地図画像を表示することを備えることを特徴とする請求項１に記載の路面性状取得方法。
3. 現在走行中の路面の性状についての現在の測定データを取得し、
   前記現在の測定データに基づいて作成した路面性状の特徴量を表す現在の路面性状画像を前記過去の路面性状画像と共に表示する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の路面性状取得方法。
4. 前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、警告を発生することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の路面性状取得方法。
5. 前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、前記現在位置を含む領域における測定データを保存することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の路面性状取得方法。
6. 前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在の測定データとの差分値を生成し、前記差分値が予め定めた値を超えたとき前記現在位置を含む領域における測定データを保存することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の路面性状取得方法。
7. 前記過去の路面データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定し、
   前記単位エリアを複数の区画に分割して各区画における前記過去の路面データから統計量を算出し、
   予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出し、
   抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の路面性状取得方法。
8. 前記予め定めた値を越える道路の領域、前記変形箇所候補とした道路の領域を不良箇所として設定し、
   前記不良箇所に近接したときレーザーポインタによって当該不良箇所を照射して指示す
   ること、を特徴とする請求項７に記載の路面性状取得方法。
9. 路面性状取得装置を搭載した車両を道路の指定した地点に誘導して測定を行う装置であって、
   過去の路面性状についての過去の路面データを取得する手段と、
   前記車両の現在位置を取得する手段と、
   前記過去の路面データに基づいて作成した前記現在位置を含む範囲における路面性状の特徴量を表す過去の路面性状画像を表示する手段と、
   前記路面性状取得装置で路面の状態を測定しつつ前記現在位置から指定した箇所まで案内する手段と、
   前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在走行中の路面の性状についての現在の測定データとの差分値を生成する手段と、前記差分値が予め定めた値を超えたとき警告を発生する手段と、
   を備えることを特徴とする路面性状取得装置。
10. 道路を表示した地図画像を表示する手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の路面性状取得装置。
11. 現在走行中の路面の性状についての現在の測定データを取得する手段と、
    前記現在の測定データに基づいて作成した路面性状の特徴量を表す現在の路面性状画像を前記過去の路面性状画像と共に表示する手段とを備えることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の路面性状取得装置。
12. 前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、警告を発生する手段を備えることを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の路面性状取得装置。
13. 前記現在位置における前記過去の路面性状画像に基づいて生成した前記特徴量が予め定めた値を超えたとき、前記現在位置を含む領域における測定データを保存する手段を備えることを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれか一項に記載の路面性状取得装置。
14. 前記現在位置において、前記過去の路面データと、現在の測定データとの差分値を生成する手段と、前記差分値が予め定めた値を超えたとき前記現在位置を含む領域における測定データを保存する手段を備えることを特徴とする請求項９から請求項１３までのいずれか一項に記載の路面性状取得装置。
15. 前記過去の路面データに基づいて処理の単位となる単位エリアを設定する手段と、
    前記単位エリアを複数の区画に分割して各区画における前記過去の路面データから統計量を算出する手段と、
    予め定めた基準値を満たす統計量を備える区画を抽出する手段と、
    抽出した区画の統計量とこの抽出した区画に隣接する区画の統計量との変化量に基づいて変形箇所候補を検出する手段とを備えることを特徴とする請求項９から請求項１４までのいずれか一項に記載の路面性状取得装置。
16. 前記予め定めた値を越える道路の領域、前記変形箇所候補とした道路の領域を不良箇所として設定し、前記不良箇所に近接したときレーザーポインタによって当該不良箇所を照射して指示する手段を備えることを特徴とする請求項１５に記載の路面性状取得装置。