JP7256659B2

JP7256659B2 - 路面計測装置、路面計測方法、及び路面計測システム

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Publication number: JP7256659B2
Application number: JP2019041314A
Authority: JP
Inventors: 圭一渡邉
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Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2023-04-12
Anticipated expiration: 2039-03-07
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Description

本発明は、路面計測装置、路面計測方法、及び路面計測システムに関する。

従来、例えば下記の特許文献１には、パターン照射光を照射することにより、道路と側面の路肩や外壁の境界、また、カーブ道路やＴ字路などの前方の道路の形状を把握し易くなることが記載されている。

特開２０１２－１８３８６３号公報

しかしながら、路面の表面の詳細な情報を取得して、路面状況に関わる特性（例えば摩擦係数など）を高精度に推定しようとした場合、上記特許文献に記載されたパターン照射光を照射する技術では、路面状況を精細に判断することは困難である。特に、上記特許文献に記載された技術では、撮影領域の輝度を均一にすることが困難となる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、路面状態を計測する際に、計測精度を高めることが可能な、新規かつ改良された路面計測装置、路面計測方法、及び路面計測システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、路面計測装置であって、路面上を移動中に路面状態を撮影するカメラと、前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、前記路面計測装置を駆動させる駆動部と、前記駆動部による前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御部と、前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御装置と、を備え、前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動を制御することを特徴とする、路面計測装置が提供される。

前記制御装置は、前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記画像の輝度を均一に制御するものであっても良い。

また、前記制御装置は、前記撮影領域において、明るい領域の輝度を基準として暗い領域の輝度を増加するように前記照明装置を制御するものであっても良い。

また、前記カメラは、前記撮影領域の領域毎に輝度を制御可能な光学素子を備え、前記照明装置は、前記光学素子を前記領域毎に制御することで、前記画像の輝度を均一に制御するものであっても良い。

また、前記制御装置は、前記撮影領域において、暗い領域の輝度を基準として明るい領域の輝度を低下するように前記光学素子を制御するものであっても良い。

また、前記カメラは、前記輝度が均一になると前記撮影領域の撮影を開始するものであっても良い。

また、前記他光源動き判定部は、前記照明装置の光量の制御履歴と、前記カメラからの入力画像とを比較し、前記カメラの入力画像が前記制御履歴と合致しない場合、合致しない画像の領域に前記他光源があると推定し、前記駆動制御部は、前記他光源が自機と同時に前記路面状態を計測する装置であるか否かに応じて、前記駆動を制御するものであっても良い。

また、前記駆動制御部は、前記他光源が自機と同時に前記路面状態を計測する装置である場合、自機と前記他光源の衝突可能性に応じて、前記駆動を制御するものであっても良い。
また、自機と前記他光源の速度ベクトルのなす角と衝突可能性に応じて、前記駆動を制御するものであっても良い。
また、管制装置と通信を行う通信装置と、位置情報を検出する位置検出装置と、をさらに備え、前記カメラは、モニタ用カメラであり、前記制御装置は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にするものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、路面上を移動中に路面状態をカメラで撮影する撮影ステップと、前記カメラが撮影する撮影領域を照明装置で照明する照明ステップと、路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定ステップと、前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御ステップと、前記他光源動き判定ステップによる判定結果に応じて、前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御ステップと、を備える、路面計測方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、路面計測装置と、管制装置と、を備え、前記路面計測装置は、路面上を移動中に路面状態を撮影するカメラと、前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、前記路面計測装置を駆動させる駆動部と、前記駆動部による前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御部と、前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御装置と、を備え、前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動を制御し、前記管制装置は、複数の前記路面計測装置が路面上を行動するために、複数の前記路面計測装置の位置情報を複数の前記路面計測装置間で共有させることを特徴とする、路面計測システムが提供される。
また、前記路面計測装置に座標情報及び時刻情報を提供するＧＮＳＳ基地局と、光波測距によって前記路面計測装置の位置を検出する光波測距儀と、をさらに備えるものであっても良い。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、路面の上を走行し、路面を計測する路面計測装置であって、車輪と、前記車輪を駆動させる駆動部と、前記路面上を撮影するカメラと、前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、前記撮影領域を撮影するモニタ用カメラと、前記駆動部を制御する駆動制御部と、前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記モニタ用カメラが撮影した画像に基づいて、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度が均一になるよう制御する制御装置と、を備え、前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動部を制御し、前記制御装置は、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度のばらつきが無い場合に、前記カメラによる前記撮影領域の撮影を許可することを特徴とする、路面計測装置が提供される。
また、前記他光源動き判定部は、前記光量の制御履歴と、前記モニタ用カメラが撮影した画像とを比較し、前記モニタ用カメラが撮影した画像が前記制御履歴と合致しない場合に、前記他光源が存在すると判定するものであっても良い。
また、前記他光源動き判定部は、前記他光源が存在すると判定した場合に、前記モニタ用カメラが撮影した画像内の光の相対的な動きに基づいて、前記他光源が移動しているか否かを判定し、前記制御装置は、前記他光源が移動していないと前記他光源動き判定部が判定した場合に、前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度が均一になるよう制御するものであっても良い。
また、位置情報を検出する位置検出装置と、管制装置と通信を行い、前記管制装置から他の路面計測装置の位置情報を受信する通信装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記他光源が移動していると前記他光源動き判定部が判定した場合に、前記通信装置を介して受信した前記他の路面計測装置の位置情報に基づいて、近傍に前記他の路面計測装置が存在するか否かを判定し、近傍に前記他の路面計測装置が存在すると判定した場合には、前記位置情報と前記他の路面計測装置の位置情報とに基づいて、前記照明装置及び前記駆動部の少なくとも一方を制御するものであっても良い。
また、上記に記載の路面計測装置と、前記管制装置と、前記路面計測装置に座標情報及び時刻情報を提供するＧＮＳＳ基地局と、光波測距によって前記路面計測装置の位置を検出する光波測距儀と、を備えることを特徴とする、路面計測システムが提供される。

本発明によれば、移動中に路面状態を計測する際に、計測精度を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態に係るシステムの構成を示す模式図である。移動体の構成を示す模式図である。、移動体の外観の一例を示す模式図である。全体の計測フローを示すフローチャートである。図４のステップＳ２８の光量制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図４のステップＳ３０の駆動制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図４のステップＳ３０の駆動制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図４のステップＳ３０の駆動制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図４のステップＳ３２の計測制御の処理を詳細に示すフローチャートである。本実施形態に係る計測装置としてのカメラの構成を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るシステム５０００の構成を示す模式図である。図１に示すように、このシステムは、複数の移動体（路面計測装置）１０００、管制装置２０００、ＧＮＳＳ基地局３０００、光波測距儀４０００を有して構成されている。複数の移動体１０００は、例えば路面上を並走し、路面状態を計測する。管制装置２０００は、複数の移動体１０００の移動経路や位置情報を管理し、複数の移動体１０００を管制する装置である。特に、管制装置２０００は、移動体１０００同士が衝突しないように、複数の移動体１０００の位置情報を共有させる。ＧＮＳＳ基地局３０００は、各移動体１０００の位置検出装置９５０が位置検出を行う際などに利用され、各移動体１０００に正確な座標情報および時刻情報を提供する、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）の基地局である。光波測距儀４０００は、ＧＮＳＳによる各移動体１０００の位置検出誤差を補正するために、光波測距により各移動体１０００の位置を検出する装置である。

図２は、移動体１０００の構成を示す模式図である。図２に示すように、移動体１０００は、計測装置２００、照明装置３００、モニタ用カメラ４００、制御装置６００、駆動部７００、通信装置８００、バッテリ９００、位置検出装置９５０を有している。

図３は、移動体１０００の外観の一例を示す模式図である。図３に示す移動体１０００は、例えば無人で地面の上を走行し、地面を計測する。図３に示すように、移動体１０００は、前輪１００、後輪１２０、計測装置２００、照明装置３００、モニタ用カメラ４００、を有している。

前輪１００、後輪１２０は地面に接触し、駆動力が付与されることで移動体１０００を走行させる。また、前輪１００が操舵機構によって操舵されることで、移動体１０００の進行方向を変更させる。なお、前輪１００、後輪１２０などの移動体１０００を移動させる構成は一例であり、他の構成を採用しても良い。例えば、移動体１０００は、ドローンなどの飛行体から構成されていても良く、その場合、移動体１０００を移動させる構成は、プロペラ、翼などが該当する。

計測装置２００は、移動体１０００が走行する地面（路面）に向けられており、移動体１０００の走行中に路面状況を計測する。路面状況とは、アスファルト・コンクリート面の微細な凹凸情報、各種白線情報、カラー画像によるテクスチャ、ＧＮＳＳにおける座標などを含む。計測装置２００は、カメラ、レーザスキャナ、レーダ等から構成される。計測装置２００がカメラから構成される場合、カメラは、好適には路面のカラー画像を撮影する。また、カメラは、ステレオカメラから構成されていても良い。カメラをステレオカメラから構成することで、異物を認識した場合に、左右画像の視差から異物までの距離を求めることができる。

照明装置３００は、路面に光を当てて路面を照明する。好適には、照明装置３００はアレイ式光源から構成される。アレイ式光源は、ＬＥＤやレーザ光源などがアレイ状に配列されて構成され、光の照射領域毎に光量を変化させることができる。

モニタ用カメラ４００は、計測装置２００の計測範囲を撮影し、映像領域内の輝度を検出する。モニタ用カメラ４００が撮影した映像の輝度に基づいて、アレイ式光源からなる照明装置３００が制御される。

駆動部７００は、駆動力を発生させるモータ、操舵を行うモータ等から構成され、前輪１００、後輪１２０を駆動し、また前輪１００を操舵する。駆動部７００は、制御装置６００の駆動制御部６４０によって制御される。バッテリ９００は、駆動部７００のモータに電力を供給する。

制御装置６００は、画像処理部６１０、光量制御部６２０、他光源動き判定部６３０、駆動制御部６４０、駆動計画部６５０、を有して構成されている。なお、制御装置６００の各構成要素は、ＣＰＵなどの中央演算処理装置と、これを機能させるためのプログラムから構成することができる。画像処理部６１０は、計測装置２００のカメラが撮影した画像、モニタ用カメラ４００が撮影した画像の画像処理を行う。光量制御部６２０は、照明装置３００の光量を制御する。特に、光量制御部６２０は、照明装置３００がアレイ式光源から構成される場合に、撮影画面内で光量が均一となるようにアレイ式光源を制御する。また、光量制御部６２０は、計測装置２００がカメラから構成される場合に、後述するフィルタ２２０（図８参照）の透過率を制御することで、撮影画面内で光量が均一となるように制御を行う。

具体的に、光量制御部６２０は、アレイ式光源を制御する場合は、計測装置２００のカメラが撮影した画像、またはモニタ用カメラ４００が撮影した画像の明るい領域の輝度を基準として暗い領域の輝度を増加するようにアレイ式光源を制御することで、画像内の全域で輝度を均一にする。また、光量制御部６２０は、フィルタ２２０の透過率を制御する場合は、計測装置２００のカメラが撮影した画像の暗い領域の輝度を基準として明るい領域の輝度を低下するようにフィルタ２２０を制御する。

他光源動き判定部６３０は、モニタ用カメラ４００が撮影した画像内に他光源の光が含まれる場合に、画像内の光の相対的な動きに基づいて、他光源の動きを判定する。駆動制御部６４０は、駆動部７００を制御することで、移動体１０００の駆動を制御する。駆動計画部６５０は、移動体１０００の駆動計画を立案する。

以上のように構成された本実施形態のシステムにおいて、移動体１０００は、路面を走行し、計測装置２００で路面を撮影することで、路面の表面の詳細な情報を取得し、データベースに蓄積する。取得した情報は、例えば摩擦係数の推定、３次元地図の作成など、様々な用途に使用することができる。

計測装置２００が路面を精細に計測するためには、路面を計測に適した最適の状態にしておくことが望ましい。特に、計測装置２００がカメラから構成される場合は、誤検出を防ぐため、映像領域の全域で明るさが均一であることが好適である。特に、微細な凹凸情報などの路面状況をカラー画像によるテクスチャを画像から取得するためには、カメラ撮影時に撮影画角内全体の輝度が均一となることが理想である。

特に、本実施形態では、路面の表面の精細な情報を取得するため、例えば１ｍｍ四方の微細領域においても十分な解像度が得られるように路面を撮影する。この際、撮影画面内で光量が変化すると、撮影画面の全域で所望の解像度を得ることができない。

このため、本実施形態では、照明装置３００をアレイ式光源で構成し、撮影画面内の領域毎に光量を調整できるようにしている。そして、撮影画面内で光量が均一となるようにアレイ式光源を制御する。光量の制御は、移動体１０００の移動に伴い、常に周辺状況が変化し画角内の輝度を一定に保つことは難しいため、所定周期毎に能動的な制御を行うようにする。

また、計測装置２００は、路面の微細な凹凸情報などを計測するため、１つの移動体１０００が計測可能な範囲は制限されることになるが、複数の移動体１０００を道路に並走させることで路面全体の計測を行うことができる。一方、複数の移動体１０００を並走させて計測を行う場合、移動体同士が接触したり、衝突する可能性がある。

このため、制御装置６００の駆動制御部６４０は、他光源動き判定部６３０による他光源の動きの判定結果に基づいて駆動部７００を制御することで、他光源との衝突を回避しつつ移動体１０００を移動させる。

以下、本実施形態のシステムで行われる処理について、図４～図７のフローチャートに基づいて説明する。図４～図７のフローチャートは、主に制御装置６００において、所定の制御周期毎に行われる処理を示している。

図４は、全体の計測フローを示している。先ず、ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４では、計測の前提条件が制御装置６００に入力される。すなわち、ステップＳ１０では計測領域が入力され、ステップＳ１２では移動体１０００の大きさ、および計測時の速度が入力され、ステップＳ１４では計測を行う移動体１０００の数が入力される。

次のステップＳ１６では、計測時の移動経路Ｖｅｏ（ＰＡＳＳ）を決定する。次のステップＳ１８では、移動体１０００の大きさ、速度から、最低接近距離Ｌ＿ｍｉｎ［ｍ］を決定する。次のステップＳ２０では、計測時の目標輝度Ｌ＿ｔ［ｃｄ／ｍ^２］を決定する。

次のステップＳ２２では、計測開始命令を出す。次のステップＳ２４では、ステップＳ１６で決定した経路に沿って移動を行う。次のステップＳ２６では、計測領域内の移動が完了したか否かを判定し、計測領域内の移動が完了していない場合はステップＳ２８へ進み、照明装置３００の光量制御を行う。また、ステップＳ３０では、光量制御と並行して、駆動部７００により移動体１０００の移動を制御する。

次のステップＳ３２では、計測装置２００による路面の計測を制御する。ステップＳ３２の後はステップＳ２４に戻り、以降の処理を繰り返す。そして、ステップＳ２６において、計測領域内の移動が完了していた場合は、処理を終了する。

以上のように、図４の計測フローでは、計測開始命令が出されると、移動体１０００が移動経路に沿って移動する間に、照明装置３００の光量制御と、駆動部７００による駆動制御と、計測装置２００による計測制御とが行われる。以下、図５、図６Ａ～Ｃ、図７に基づいて、光量制御、駆動制御、計測制御のそれぞれを詳細に説明する。

図５は、図４のステップＳ２８の光量制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図５の処理は、主に光量制御部６２０によって行われる。なお、図５では、照明装置３００がアレイ式光源である場合を例に挙げて説明する。

また、図５では、モニタ用カメラ４００が撮影した画像に基づいてアレイ式光源の光量を制御する例を説明するが、計測装置２００がカメラから構成される場合は、計測装置２００のカメラが撮影した画像に基づいてアレイ式光源を制御することもできる。この場合、モニタ用カメラ４００を設けていなくても良い。

また、図５では、アレイ式光源の光量を制御する例を説明するが、光量制御においては、計測装置２００のカメラに内蔵されたフィルタ２２０の透過率を制御しても良い。

先ず、ステップＳ４０，Ｓ４２では、光量制御の前提となる情報が入力される。すなわち、ステップＳ４０では、計測時の目標輝度Ｌ＿ｔが入力され、ステップＳ４２では、モニタ用カメラ４００が撮影した映像が入力される。

次のステップＳ４４では、カメラ４００が撮影した映像を小領域に分割し、各領域における輝度のばらつきを取得する。次のステップＳ４６では、目標輝度Ｌ＿ｔと各領域の計測の結果得られた計測輝度Ｖｅｃ（Ｌ＿ｍ）との差を計算する。次のステップＳ４８では、照明装置３００を構成するアレイ式光源のうち、映像内の目標輝度Ｌ＿ｔに満たない領域に対応する光源を制御する。

次のステップＳ５０では、映像内の領域毎で輝度のばらつきが無いか否かを判定し、輝度のばらつきが無い場合はステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２では、映像の輝度と、ステップＳ４８における光量制御時のアレイ式光源の追加光量を記憶する。ステップＳ５３の後はステップＳ５４へ進み、計測装置２００による静止画像の撮影を許可する。ステップＳ５４の後は処理を終了する。以上のように、図５の処理によれば、天候等により周期の輝度が変動した場合、他光源により撮影領域内の輝度が変動した場合などにおいても、撮影領域の輝度を均一に保つことが可能となる。

図６Ａ～図６Ｃは、図４のステップＳ３０の駆動制御の処理を詳細に示すフローチャートである。図６Ａ～図６Ｃの処理は、主に駆動制御部６４０によって行われる。先ず、ステップＳ６０，Ｓ６２，Ｓ６４，Ｓ６６では、駆動制御の前提となる情報が入力される。すなわち、ステップＳ６０では光量制御の履歴が入力され、ステップＳ６２ではカメラ４００の映像が入力され、ステップＳ６４では管制装置２０００から他の移動体１０００の位置情報が入力され、ステップＳ６６では他の移動体１０００の移動経路が入力される。

次のステップＳ７０では、モニタ用のカメラ４００が撮影した映像領域内で、自機以外の他の発光源があるか推定する。具体的に、ステップＳ７０では、図５の光量制御フローによる光量制御の履歴と、およびカメラ４００の入力画像を比較し、カメラ４００の入力画像が、自機の照明装置３００の制御履歴と合致しない場合、合致しない画像の領域に発光源があると推定する。

次のステップＳ７２では、ステップＳ７０の推定結果に基づき、他の発光源があるか否かを判定し、他の発光源がある場合はステップＳ７４へ進む。ステップＳ７４では、他光源の相対速度ベクトルを算出する。他光源の相対速度ベクトルは、自機を一時停止することで、映像内の光源の移動ベクトルと停止前の自機の速度ベクトルを比較することによって求まる。また、他光源の相対速度ベクトルは、自機を停止させずに、映像内の他光源の移動ベクトルを求めることで求まる。一方、ステップＳ７２で他の発光源がないと判定した場合は、ステップＳ１００へ進む。

ステップＳ７４の後はステップＳ７６へ進む。ステップＳ７６では、他光源の相対速度ベクトル、自機の移動ベクトルに基づいて、他光源が移動するか否かを判定し、移動する場合はステップＳ７８へ進む。ステップＳ７８では、管制装置２０００から得られる各移動体１０００の位置情報を参照する。

一方、ステップＳ７６で他光源が移動しない場合は、ステップＳ７７へ進む。ステップＳ７７では、他光源が街灯などの非移動性の光源であると判定する。なお、非移動性の光源は太陽、月を含むものとする。ステップＳ７７の後はステップＳ７９へ進み、自機の進行経路を修正せずに、計測範囲内の照度が均一になるよう照明装置３００を制御する。

また、ステップＳ７８の後はステップＳ８０へ進む。ステップＳ８０では、自機の近傍に他の移動体１０００が有るか否かを判定し、他の移動体１０００がある場合はステップＳ８２へ進む。ステップＳ８２では、自機の位置情報と、管制装置２０００から得られる他の移動体１０００の位置情報に基づき、他光源までの距離を推定する。

次のステップＳ８４では、他光源までの距離が予め定められた最低接近距離Ｌ＿ｍｉｎ［ｍ］以内であるか否かを判定し、他光源までの距離が最低接近距離Ｌ＿ｍｉｎ［ｍ］以内の場合はステップＳ８６へ進む。

ステップＳ８６では、移動する他光源の速度ベクトルＶ＿ｆｌａｇに基づく判定を行い、判定結果に応じて、ステップＳ９２～Ｓ９６の４通りの処理を行う。

先ず、自機及び他光源の速度ベクトルのなす角が大きく、且つ、自機を停止させた場合に他光源の移動体と衝突する可能性が無い場合（条件ａ）は、ステップＳ９０へ進む。ステップＳ９０では、他光源が自機の経路上から移動するまで自機を一時停止する。

また、自機及び他光源の速度ベクトルのなす角が小さく、且つ、自機を停止させた場合に他光源の移動体と衝突する可能性がある場合（条件ｂ）は、ステップＳ９２へ進む。ステップＳ９２では、所定のルールに従い、自機の経路を修正する。なお、所定のルールとして、フライトルール（航空機の交通ルール）を用いることができる。

また、自機及び他光源の速度ベクトルのなす角が小さく、且つ、自機を停止させた場合に他光源の移動体と衝突する可能性がない場合（条件ｃ）は、ステップＳ９４へ進む。ステップＳ９４では、計測範囲内の照度が均一になるように照明装置３００を制御する。

また、自機及び他光源の速度ベクトルのなす角が大きく、且つ、自機を停止させた場合に他光源の移動体と衝突する可能性がある場合（条件ｄ）は、ステップＳ９６へ進む。ステップＳ９６では、計測を中断し、自機である移動体１０００を後退させて他光源の移動体１０００を回避する。ステップＳ９６の後はステップＳ９８へ進み、他光源の移動体１０００を回避した後は元の経路に復帰する。

ステップＳ９０，Ｓ９２，Ｓ９４，Ｓ９８の後はステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、図５のステップＳ５４で静止画撮影が許可されたか否かを判定し、静止画撮影が許可された場合は、駆動制御のフローを終了する。一方、静止画撮影が許可されていない場合は、ステップＳ７２へ戻り、以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ８０で自機の近傍に他の移動体１０００が無い場合は、ステップＳ１０２へ進み、他光源が本実施形態に係る移動体１０００以外の移動性の光源と判定する。次のステップＳ１０４では、移動する光源の速度ベクトルＶ＿ｆｌａｇに基づく判定を行い、判定結果に応じて、ステップＳ１０６～Ｓ１１０の３通りの処理を行う。

先ず、他光源の速度が高速であり、且つ、自機を停止させた場合に他光源と衝突する可能性が無い場合（条件ｅ）は、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、他光源が自機の経路上から移動するまで自機を一時停止する。

また、他光源の速度が低速であり、且つ、他光源と衝突する可能性が無い場合（条件ｆ）は、ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、計測範囲内の照度が均一になるように照明装置３００を制御する。

また、他光源と衝突する可能性がある場合（条件ｇ）は、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、計測を中断し、自機である移動体１０００を後退させて他光源の移動体を回避する。ステップＳ１１０の後はステップＳ１１２へ進み、他光源を回避した後は元の経路に復帰する。ステップＳ１１２の後はステップＳ１００に進む。

図７は、図４のステップＳ３２の計測制御の処理を詳細に示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６では、計測制御の前提となる情報が入力される。すなわち、ステップＳ１２０では計測装置２００の指定が行われ、ステップＳ１２２ではＧＮＳＳ時刻が入力され、ステップＳ１２４ではＧＮＳＳ座標が入力され、ステップＳ１２６では光波測距フラグが入力される。

次にステップＳ１２８では、計測装置２００がレーザスキャナ及び／又はレーダであるか否かを判定し、計測機器がレーザスキャナ及び／又はレーダの場合はステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０では、計測開始命令が出されると、常時計測を行う。ステップＳ１３０の後は処理を終了する。

一方、ステップＳ１２８において、計測装置２００がレーザスキャナ及び／又はレーダでない場合はステップＳ１３２へ進む。この場合、計測装置２００がカメラであるため、ステップＳ１３２では、図５のステップＳ５４の静止画像撮影の許可を受けて、静止画の撮影を行う。

ステップＳ１３２の後はステップＳ１３４へ進み、光波測距フラグがオンであるか否かを判定し、光波測距フラグがオンの場合はステップＳ１３６へ進む。ステップＳ１３６では、自機である移動体１０００を一時停止させる。次のステップＳ１３８では、光波測距義儀により移動体１０００の位置を計測する。次のステップＳ１４０では、移動体１０００の一時停止を解除する。ステップＳ１４０の後は処理を終了する。

図８は、本実施形態に係る計測装置２００としてのカメラの構成を示す模式図である。図８に示すカメラは、撮像素子２１０よりも被写体側に、撮像素子２１０の撮影領域を領域毎に輝度を調整可能なフィルタ（光学素子）２２０を備えている。図８に示すように、フィルタ２２０は、撮像素子２１０の直前、光学系内、または光学系の前面などの任意の位置に設置される。フィルタ２２０の透過率を領域毎に制御することで、撮影領域の全域で輝度を均一に制御することが可能となる。また、能動的制御が可能なフィルタの代わりに、透過型や半透過型のミラーを設けても良い。撮像素子２１０に入射する光の量を減らすことによって、光量を減らした領域を撮像素子２１０上に設けることができる。また、撮影領域で撮影される画像の輝度を均一に制御するため、撮像素子２１０で得られる画像情報から明るすぎる領域を暗くするように画像処理部６１０で処理を行っても良い。

以上説明したように本実施形態によれば、路面の状態を精細に撮影する計測装置２００を備えた移動体１０００において、撮影領域の輝度を均一に制御することが可能となる。これにより、計測装置２００で撮影した画像に基づいて精細な路面の状態を得ることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

２００計測装置
２２０フィルタ
３００照明装置
６００制御装置
６３０他光源動き判定部
６４０駆動制御部
７００駆動部
１０００移動体
５０００路面計測システム

Claims

路面計測装置であって、
路面上を移動中に路面状態を撮影するカメラと、
前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、
前記路面計測装置を駆動させる駆動部と、
前記駆動部による前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御部と、
前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、
前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御装置と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動を制御することを特徴とする、路面計測装置。
前記制御装置は、前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記画像の輝度を均一に制御することを特徴とする、請求項１に記載の路面計測装置。
前記制御装置は、前記撮影領域において、明るい領域の輝度を基準として暗い領域の輝度を増加するように前記照明装置を制御することを特徴とする、請求項１に記載の路面計測装置。
前記カメラは、前記撮影領域の領域毎に輝度を制御可能な光学素子を備え、
前記制御装置は、前記光学素子を前記領域毎に制御することで、前記画像の輝度を均一に制御することを特徴とする、請求項１に記載の路面計測装置。
前記制御装置は、前記撮影領域において、暗い領域の輝度を基準として明るい領域の輝度を低下するように前記光学素子を制御することを特徴とする、請求項４に記載の路面計測装置。
前記カメラは、前記輝度が均一になると前記撮影領域の撮影を開始することを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の路面計測装置。
前記他光源動き判定部は、前記照明装置の光量の制御履歴と、前記カメラからの入力画像とを比較し、前記カメラの入力画像が前記制御履歴と合致しない場合、合致しない画像の領域に前記他光源があると推定し、
前記駆動制御部は、前記他光源が自機と同時に前記路面状態を計測する装置であるか否かに応じて、前記駆動を制御することを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の路面計測装置。
前記駆動制御部は、前記他光源が自機と同時に前記路面状態を計測する装置である場合、自機と前記他光源の衝突可能性に応じて、前記駆動を制御することを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の路面計測装置。
前記駆動制御部は、自機と前記他光源の速度ベクトルのなす角と衝突可能性に応じて、前記駆動を制御することを特徴とする、請求項８に記載の路面計測装置。
管制装置と通信を行う通信装置と、
位置情報を検出する位置検出装置と、をさらに備え、
前記カメラは、モニタ用カメラであり、
前記制御装置は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にすることを特徴とする、請求項１～９のいずれかに記載の路面計測装置。
路面上を移動中に路面状態をカメラで撮影する撮影ステップと、
前記カメラが撮影する撮影領域を照明装置で照明する照明ステップと、
路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定ステップと、
前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御ステップと、
前記他光源動き判定ステップによる判定結果に応じて、前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御ステップと、
を備えることを特徴とする、路面計測方法。
路面計測装置と、
管制装置と、を備え、
前記路面計測装置は、
路面上を移動中に路面状態を撮影するカメラと、前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、前記路面計測装置を駆動させる駆動部と、前記駆動部による前記路面計測装置の駆動を制御する駆動制御部と、前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、前記カメラ及び前記照明装置の少なくとも一方を制御して前記撮影領域で撮影される画像の輝度を均一にする制御装置と、を備え、
前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動を制御し、
前記管制装置は、
複数の前記路面計測装置が路面上を駆動するために、複数の前記路面計測装置の位置情報を複数の前記路面計測装置間で共有させることを特徴とする、路面計測システム。
前記路面計測装置に座標情報及び時刻情報を提供するＧＮＳＳ基地局と、光波測距によって前記路面計測装置の位置を検出する光波測距儀と、をさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の路面計測システム。
路面の上を走行し、路面を計測する路面計測装置であって、
車輪と、
前記車輪を駆動させる駆動部と、
前記路面上を撮影するカメラと、
前記カメラが撮影する撮影領域を照明する照明装置と、
前記撮影領域を撮影するモニタ用カメラと、
前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記路面計測装置に設けられておらず、かつ、前記撮影領域を照明する他光源が存在する場合において、前記モニタ用カメラが撮影した画像に基づいて、前記他光源の動きを判定する他光源動き判定部と、
前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度が均一になるよう制御する制御装置と、を備え、
前記駆動制御部は、前記他光源動き判定部による判定結果に応じて、前記駆動部を制御し、
前記制御装置は、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度のばらつきが無い場合に、前記カメラによる前記撮影領域の撮影を許可することを特徴とする、路面計測装置。
前記他光源動き判定部は、前記光量の制御履歴と、前記モニタ用カメラが撮影した画像とを比較し、前記モニタ用カメラが撮影した画像が前記制御履歴と合致しない場合に、前記他光源が存在すると判定することを特徴とする、請求項１４に記載の路面計測装置。
前記他光源動き判定部は、前記他光源が存在すると判定した場合に、前記モニタ用カメラが撮影した画像内の光の相対的な動きに基づいて、前記他光源が移動しているか否かを判定し、
前記制御装置は、前記他光源が移動していないと前記他光源動き判定部が判定した場合に、前記照明装置の光の照射範囲の領域毎に光量を制御することで、前記モニタ用カメラが撮影した画像の輝度が均一になるよう制御することを特徴とする、請求項１５に記載の路面計測装置。
位置情報を検出する位置検出装置と、
管制装置と通信を行い、前記管制装置から他の路面計測装置の位置情報を受信する通信装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記他光源が移動していると前記他光源動き判定部が判定した場合に、前記通信装置を介して受信した前記他の路面計測装置の位置情報に基づいて、近傍に前記他の路面計測装置が存在するか否かを判定し、
近傍に前記他の路面計測装置が存在すると判定した場合には、前記位置情報と前記他の路面計測装置の位置情報とに基づいて、前記照明装置及び前記駆動部の少なくとも一方を制御することを特徴とする、請求項１６に記載の路面計測装置。
請求項１７に記載の路面計測装置と、
前記管制装置と、
前記路面計測装置に座標情報及び時刻情報を提供するＧＮＳＳ基地局と、
光波測距によって前記路面計測装置の位置を検出する光波測距儀と、を備えることを特徴とする、路面計測システム。