JPH01268905A - 舗装厚測定装置 - Google Patents

舗装厚測定装置

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JPH01268905A
JPH01268905A JP9494188A JP9494188A JPH01268905A JP H01268905 A JPH01268905 A JP H01268905A JP 9494188 A JP9494188 A JP 9494188A JP 9494188 A JP9494188 A JP 9494188A JP H01268905 A JPH01268905 A JP H01268905A
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sensor
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pavement
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Kazuya Honma
一哉 本間
Shigemi Matsuzawa
松沢 茂美
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    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • E01C19/006Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path by laser or ultrasound

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)
  • Road Repair (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、アスファルトフィニッシャにより施工した舗
装路面の舗装厚を測定する舗装厚測定装置に関する。
[従来の技術] アスファルトフィニッシャにより道路の舗装を行なう場
合、舗装厚が設計値より薄くなれば舗装強度が弱くなっ
て路面の耐久性が低下し、逆に設計値より厚くなればア
スファルト混合物の消費量が増えて経済的な損失となる
。従って、道路の舗装に当っては、舗装厚が設計値通り
になっているか否かを随時確認しながら作業しなければ
ならない。
従来、舗装厚の確認は、差し込み代が設計目標値に調整
された棒状のシックネスゲージを作業者が施工された舗
装面中に差し込んで確認している。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、シックネスゲージによる舗装厚の測定に
あっては、施工済みの舗装路面に傷が付くと同時に、舗
装厚を連続して確認することができず、しかもシックネ
スゲージによる確認作業自体に熟練を要し、高精度で舗
装厚を測定することが非常に困難であるという問題があ
った。
そこで、例えば特開昭61−95103号に示されるよ
うに、アスファルトフィニッシャに設けているレベリン
グアームの角度を検出すると共に、レベリングアームの
回転中心からアスファルトを路面に敷きならすスクリー
ドまでの水平距離を検出し、これらの検出値に基づいて
舗装厚を測定する装置も提案されている。しかし、一般
に舗装工事を行なう路面は緩かなうねりをもっており、
路面のうねりによって車体の姿勢が変化すると測定誤差
が大きくなり、依然として正確な舗装厚の測定は困難で
あった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、舗装厚を自動的に連続して高精度で計測すること
のできる舗装厚測定装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この目的を達成するため本発明にあっては、走行車体に
レベリングアームが走行方向に向かう鉛直面内で揺動自
在に取付けられ、該レベリングアームの後部にアスファ
ルト混合物を敷きならすスクリードが装着され、該スク
リードによる舗装厚を測定する舗装厚測定装置に於いて
、スクリードの前方に設置されて舗装前の路面高さを測
定する第1の路面センサとニスクリートの後方に設置さ
れて舗装済みの路面高さを測定する第2の路面測定セン
サと;前記第一1及び第2の路面センサの測定結果に基
づいて舗装厚を演算する舗装厚演算手段と:を設けるよ
うにしたものである。
舗装厚演算手段は、スクリードの手前に位置する後輪の
前方に設置した第1の路面センサまでの設置距離をl、
第1の路面センサの測定出力をSc1更に後輪からスク
リードの後方に設置した第2の路面センサまでの設置距
離をnl、第2の路面センサの測定出力をSeとすると
、現在位置の舗装厚ざT (X)を、 T(X>= Se  (X)+n  −3c  (X+ (N+1)
11)+Σ2i  −3C(X+  ill、)i=7 但し、nは1,2,3.  ・・・の整数として演算す
る。
また路面上を移動する際には前輪と後輪に撓みを生ずる
ことから、撓みセンサで前輪及び後輪の撓み量を検出し
、前輪の撓み量をWf、41輪の撓を差し引いて補正し
た舗装厚を演算する。
より具体的には、第1の路面センサを前輪と後輪との中
央に設置し、後輪から第1の路面センサまでの設置距離
をl、後輪から第2の路面センサまでの設置距離を2l
L(n=2の時)とすると、舗装厚T (X>は、 T (X>=Se  (X) +2Sc  (X−NL) +43C(X+2lL) +2Sc(X+3l> として演算することができる。
更に、前輪の撓み量Wf及び後輪の撓みff1Wrよる
補正は、   。
Wr =Wr  (X>+2Wr  (X−ML)+3
Wr  (X十1) Wf =Wf  (X+2lL)+2Wf  (X+3
m>を差し引くことで演算できる。
[作用] このような構成を備えた本発明の舗装厚測定装置にあっ
ては、スクリードの前方に設置した舗装前の面高さを測
定する第1の路面センサの測定出力Scと、スクリード
の後方に設置した舗装済みの路面高さを測定する第2の
路面センサの測定出力Seのみによって現在位置におけ
る舗装厚T(X>を自動的に連続して計測することがで
きる。
また前輪及び後輪の撓み量を検出する撓みセンサを設け
ることで、より正確な舗装厚を連続的に計測することが
できる。
その結果、本発明による舗装厚の測定結果を使用してレ
ベリングアームの駆動などにより自動的に舗装厚を一定
厚さに保つフィードバック制御が可能となり、舗装工事
を高精度で行なうことができる。
[実施例] 第1図は本発明の一実施例を示したブロック図でおる。
第1図において、10は舗装前の路面の高さを測定する
第1の路面センサとしての舗装前高さセンサ、12は舗
装後の路面高さを測定する第2の路面センサとしての舗
装後高さセンサである。舗装前高さセンサ10及び舗装
後高さセンサ12としては、例えばレーザ高さ計を使用
することができ、レーザ高さ計以外に非接触方式、接触
方式の如何に係わらず適宜の高さセンサを使用すること
ができる。
14はアスファルトフィニッシャの前輪の撓み量を検出
する前輪撓み量センサ、16は後輪の撓み量を検出する
後輪撓み量センサである。尚、撓みセンサとしては、前
輪及び後輪の撓みを直接測定するものでもよいが、舗装
前後の路面高さを測定する高さセンサ10,12を使用
することもできる。更に18はアスファルトフィニッシ
ャの移動距離を測定する走行距離センサである。
20は舗装厚演算部であり、後の説明で明らかにするよ
うに、舗装前高さセンサ10の測定数値出力Sc1舗装
後高さセンサ12の測定出力Se、前輪撓みセンサ14
の検出出力Wf、後輪撓みセンサ16の検出出力Wr、
及び走行距離センサ18の検出出力に基づいて舗装後高
さセンサ12の設置位置で決まる舗装済み路面の舗装厚
T (X)を演算する。舗装厚演算部20で演算された
舗装厚T (X)は表示部22に与えられて、例えばデ
ジタル数値表示されると共に、舗装厚制御部24に与え
られ、舗装厚を目標値に保つようにアスファルトフィニ
ッシャに設けているレベリングアーム等の駆動制御を行
なう。
第2図は第1図に示した舗装前高さセンサ10及び舗装
後高さセンサ12のアスファルトフィニッシャに対する
設置状態を示した説明図である。
第2図において、26はアスファルトフィニッシャの走
行車体であり、走行車体26は前輪28と後輪30によ
り走行することができる。また走行車体26には回転軸
32を中心にレベリングアーム34が取り付けられてい
る。レベリングアーム34は後輪30の後方に延出され
、レベリングアーム34の先端下部に路面に対しアスフ
ァルト混合物を敷きならすスクリード36を装着してい
る。
このような構造を持ったアスファルトフィニッシャの詳
細は例えば特開昭61−294005号(車輪走行方式
)及び特開昭61−95103号(キャタピラ走行方式
)で周知である。
第2図において、舗装前高ざセンサ10は、この実施例
にあっては前輪28と後輪30の中央に設置される。即
ち、前輪28と後輪30の軸間距離を2lとすると、舗
装前高さセンサ10は後輪30から設置距離l前方の位
置に設置されている。
一方、舗装後高さセンサ12は走行車体26より後方に
取り出されたセンサアーム38の先端に装着され、少な
くともスクリード36をはずれる後方位置に設置され、
この実施例にあっては、後輪30と舗装前高さセンサ1
0との設置用[の2倍となる設置距離2l1.の位置に
舗装後高さセンサ12を設置している。
尚、舗装前高さセンサ10及び舗装後高さセンサ12の
設置位置としては次の2つの条件を満足すればよい。
第1に、舗装前高さセンサ10はスクリード36による
作業位置の前方に設ける。
第2に舗装後高さセンサ12はスクリード36の後方で
かつ後輪30と舗装前高さセンサ10との設置距離1の
整数倍となる設置距離に設ける。
従って、後輪30を中心とした舗装前高さセンサ10の
設置距離1に対し舗装後高さセンサ12の設置距離はn
xl(但し、n=1.2,3.−・・の整数)となる関
係を持つ。
次に、第2,3図を参照して第1図の実施例における舗
装厚演算部20による測定原理を説明する。
第3図は第2図に示す舗装前高さセンサ10及び舗装後
高さセンサ12の設置状態で、図示のようなうねりを持
った路面38上をアスファルトフィニッシャが走行して
舗装厚T (X)を持つ舗装40を行なった状態を示す
また第3図にあっては、うねりを持った路面38に対し
高さ測定の基準となる仮想基準面42を設定している。
更にうねりを持った路面38に対し第2図の舗装後高さ
センサ12の位置が仮想基準面42のX位置にあり、後
輪30が仮想基準面42の(X+2l1.)にあり、舗
装前高さセンサ10が仮想基準面42の(X+3m>位
置にあり、更に前輪28が仮想基準面42の(X+lL
)にある状態を示しており、この時、走行車体26は車
体基準線26aに示す傾いた状態となっている。
第3図に示すようなうねりを持った路面38上において
、まず仮想基準面42の(X+3l)位置にある舗装前
高ざセンサ10は路面38と車体基準線26aとの間の
高ざSe (X+3fL>を測定出力として生じ、また
仮想基準面42の(X)位置にある舗装後高さセンサ1
2は車体基準線26aと舗装40の舗装面までの高さに
応じた測定出力Se (X)を生ずる。
また、第1図に設けた前輪撓みセンサ14は第3図の仮
想基準面42の(X+lL)位置における車体基準線2
6aと路面38との間の間隔で決まる前輪撓み@Wf 
(X+lL)を出力し、一方、後輪撓みセンサ16は仮
想基準面42における(X+2l>位置の車体基準線2
6aと路面38との間隔で決まる後輪撓みff1Wr 
(X+2l)を出力する。
更に、第3図における仮想基準面42に対する各位置X
、X+2L X+3fL、X+lLの路面38の高さを
H(X)、 H(X+2m>、 H(X+3fL>及び
H(X+lL)とする。
このような第3図の関係において、まずX地点に第2図
の舗装前高さセンサ10が位置した時の測定出力Sc 
(X)は、 5C(X)= 1−1 (X)−[(H(X−L)−Wr (X−11
,))+(H(X+L)−Wf(X+l)、)月72・
・・ (1) 但し、H(X)   ;X位置の路面高さH(X−L)
; (X−L)位置の路面高さWr(X−L); (x
−a>位置の後輪撓み1((X十l); (X十L)位
置の路面高さWf(X−1); (X+J)、)位置の
前輪撓みで与えられる。逆にX地点にお゛ける路面38
の高ざH(X)は、 1−1 (X) = 一2Sc(X−11,)+28 (X−11,)−1−
1(X−2lL)+Wr(X−2l1)+Wf(X ) ・・・(2) である。
次に、第3図の状態において、(X+1lL)地点の高
さH(X+411.)の値を舗装後高ざセンサ12の測
定出力Se及び舗装前高さセンサ10の測定出力Scを
用いて表わすと次のようになる。
H(X+4fL)−Wf (X+41)=2 (H(X
+1)−Wr(X+2l11.))−(T  (X)十
H(X)−3e(X)  )・・・(3〉 H(X+411.) −Wf (X+4 m)=2 (
H(X+3l)−3c(X+3f1.))−(H(X+
2l)−Wr(X+2l1.))・・・(4) 従って、前記第(3)、(4)式及び第(2〉式よりX
地点における舗装厚T (X>は、T (X) = Se(X)+25c(X+3l)−3Wr(X+2l1
1.)−H(X )+ 3 ト1  (X+2l1.)
−2H(X+3l>・・・(5) ここで、第(5)式における右辺最終項の(X+3l〉
地点の高ざH(X+3m) を前記第(2)式と同様に
して求めて代入すると、 T(X)= Se(X)+23C(X+3l)+4Sc(X+2l 
)−3Wr(X+2m )−2Wr(X + L )−
2W (X+]ll、 )−H(X)+2  H(X+
  1)−H(X+2n、  )・・・(6〉 が得られる。この第買6)式について同様に右辺最終項
の(X+2l)地点における高さH(X+2l)を前記
第(2)式と同様に求めて代入すると、最終的に仮想基
準面42に対する高さ成分1」を含まないセンサ測定出
力Sc、Se、Wf及びWrのみをパラメータとした次
式が得られる。
T (X) = Se(X)+2Sc(X−1)+4Sc(X+2l1L
)+2Sc(X+3l)−Wr(X)−2Wr(X+1
)−3Wr(X+2!1.)−Wf(X+2l)−2W
f(X+3l)・・・(7) この第(7)式は前輪撓みlWf及び後輪撓みIWrに
よる補正を施しているが、前輪及び後輪の撓み量が問題
とならない時には、前記の第(7)式における前輪及び
後輪の撓み量Wf、Wrの項を除いた次式により舗装厚
T (X)を演算するようにしてもよい。
丁(X ) =Se(X)+25c(X+ it、)+
45c(X+2l )+25c(X+3l1. ) ・・・(8) 当然に、Wf、Wrのいずれか一方だけを除くこともで
きる。
更に、上記の実施例は第3図に示す仮想基Q=面42に
おける位置X〜(X+lL)を関数として表すものであ
ったが、前記第(6)式を時間の関数として表わすと、
現在時刻tにおける舗装厚T(1)は、 T (t )=Se(t)+2Sc(t >+ 45c
(t−tl)+25c(t−t2)−3Wr(t )−
2Wr(t−tl)−Wr(t−t2)−2Wf(t−
tl)−Wf(t−t2)・ ・ ・ (9) 但し、t;現在時刻の位置の時刻 t−tl :現在位置力\ら止だけ手前にいた時刻t−
t2 :現在位置から2lだけ手前にいた時刻となる。
また、前記第(9)式についても前輪及び後輪の撓み量
が問題とならない時には、T(t)= Se(t )+25C(t )+45c(t−tl)+
25C(t−t2)・・・(10) として表わすことができる。
前記第(7)〜(10〉式のそれぞれは、第2図に示し
たように後輪30に対する舗装前高さセンサ10の設置
距離をl、舗装後高さセンサ12の設置距離を2倍の設
置距離2mとした場合を例にとるものであったが、舗装
前高さセンサ10の設置距離1に対し舗装後高さセンサ
12の設置距離を整数n倍(但し、n=1.2,3. 
 ・・・の整数)として−膜化した場合の一般式は、前
記第(7)式については、 T (X> =Se(X> +n−5c(X+(n+1
)Jl、)−”E i −Wr(X+(i−ILL )
−か・Wf(X+(i+1)fJ、 )・・・(11) として表わすことができる。一方、前記第(9)式の時
間関数で表わした式については、T (t ) =Se
(t)+n−5c(t)・・・(12) 但し、1−1   ・ :現在位置から(n+1−i)
・1n+1−1 だけ手前にいた時刻 として表わすことができる。
次に、第1図の実施例の動作を説明する。
今、舗装厚演算部20には前記第(7)式による演算機
能が設定されていたとする。この状態でアスファルトフ
イニ゛°ツシャによる舗装作業を開始すると、舗装厚演
算部20は走行距離センサ18より得られる単位走行距
離の検出出力に基づいて単位走行距離毎の各センサの測
定値、5c、3e。
Wf及びWrを順次単位距離情報を指示パラメータとし
て記憶保持する。舗装厚演算部20は所定の演算周期で
舗装後高さセンサ12が位置する現在地点Xにおける舗
装厚T (X)を前記第(7)式に基づいて演算する。
具体的には現在地点Xにおける測定出力5e(X)、 
5C(X+3D、)及びWr(X+2l1) 、現在地
点Xから1だけ手前にいた時の測定出力5c(X+2l
>、Wr(X+ L ) 、 Wf(X+3l1. )
 、更に現在地点Xから2lだけ手前にいた時の測定出
力5c(X+IL)、Wr(X)及びWf(X+i)を
読み出して第(7)式の演算を行なう。
以下同様に走行距離センサ18より単位距離パルスが得
られる毎に各測定出力の記憶保持とすると共に記憶保持
した測定出力に基づく第(7)式の演算を繰り返し行な
うことで、連続的に現在地点における舗装厚T (X>
を求めることができ、表示部22に出力されたT (X
>の値をリアルタイムで表示すると共に、舗装厚制御部
24に測定された舗装厚T (X>を出力して舗装厚を
一定厚に保つようなレベリングアーム34の駆動制御を
行なう。
勿論、第1図の舗装演算部20による演算は前記第(7
)式の他に、第(8)式、第(9)式または第(10)
式の演算機能を設定することで同様に行なうことができ
る。
[発明の効果] 以上説明してきたように本発明によれば、後輪に対し所
定の位置関係を持って前後に設置された2つの路面セン
サによる舗装前の路面高さと舗装後の路面高ざの検出出
力に基づいて、路面にうねりがあってもうねりの影響を
受けることなく高精度に舗装厚を連続測定することがで
きる。
また、撓みセンサにより検出した前輪及び後輪の撓み量
に基づく補正を施すことで、更に精度の高い舗装厚の計
測結果を得ることができる。
更に、本発明の舗装センサにあっては、高さ測定の基準
となる仮想基準面を設定する必要がなく、路面センサに
よる高さの測定出力のみによって舗装厚を測定すること
ができ、高さ測定の基準となる仮想基準面を設定した場
合に予想される累積的な誤差の発生がなく、より精度の
高い路面厚の測定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示したブロック図;第2図
はアスファルトフィニッシャのセンサ設置状態を示した
説明図; 第3図は本発明の測定原理を示した説明図である。 10:舗装前センサ(第1の路面センサ)12:fli
装俊センサ(第2の路面センサ)14:前輪撓みセンサ 16:後輪撓みセンサ 18二走行距離センサ 20:舗装厚演算部 22:表示部 24:舗装厚制御部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)走行車体にレベリングアームが走行方向に向かう
    鉛直面内で上下に揺動自在に取付けられ、該レベリング
    アームの後部に路面にアスファルト混合物を敷きならす
    スクリードが装着され、該スクリードによる舗装厚を測
    定する舗装厚測定装置に於いて、 前記スクリードの前方に設置されて舗装前の路面高さを
    測定する第1の路面センサと; 前記スクリードの後方に設置されて舗装済みの路面高さ
    を測定する第2の路面センサと; 前記第1及び第2の路面センサの測定結果に基づいて舗
    装厚を演算する舗装厚演算手段と;を備えたことを特徴
    とする舗装厚測定装置。
  2. (2)前記舗装厚演算手段は、前記スクリードの手前に
    位置する後輪の前方に設置した前記第1の路面測定手段
    の後輪から設置距離をl、前記第1の路面センサの測定
    出力をSe、更に後輪から前記スクリードの後方に設置
    した前記第2の路面センサまでの設置距離をnl、前記
    第2の路面センサの測定出力をScとした時、現在位置
    の舗装厚T(X)を、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、nは1、2、3、・・・の整数 として演算することを特徴とする請求項1記載の舗装厚
    測定装置。
  3. (3)前記舗装厚演算手段は、撓みセンサで検出した前
    輪の撓み量Wf及び後輪の撓み量Wrにより補正した舗
    装厚T(X)を、 ▲数式、化学式、表等があります▼ として演算することを特徴とする請求項2記載の舗装厚
    測定装置。
  4. (4)前記舗装厚演算手段は、前輪と後輪との中央に前
    記第1の路面センサを設置し、後輪から該第1の路面セ
    ンサまでの距離をl、後輪から前記第2の路面センサま
    での距離を2l、前記第1の路面センサの測定出力をS
    c、前記第2の路面センサの測定出力をSeとした時、
    現在位置の舗装厚T(X)を、 T(X)= Se(X)+2Sc(X+l) +4Sc(X+2l) +2Sc(X+3l) 但し、Se(X)は現在位置の舗装済み路面の測定出力
    ; Sc(X+l)は現在位置(X)よりl 先の未舗装路面測定出力; Sc(X+2l)は現在位置(X)より 2l、先の未舗装路面の測定出力; Sc(X+3l)は現在位置(X)より 3l先の未舗装路面の測定出力 として演算することを特徴とする請求項1記載の舗装厚
    測定装置。
  5. (5)前記舗装厚演算手段は、撓みセンサで検出した前
    輪の撓み量Wf及び後輪の撓み量Wfにより補正した舗
    装厚T(X)を、 T(X)= Se(X)+2Sc(X+l) +4Sc(X+2l) +2Sc(X+3l) −Wr(X) −2Wr(X+l) −3Wr(X+2l) −Wf(X+2l) −2Wf(X+3l) として演算することを特徴とする請求項4記載の舗装厚
    測定装置。
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JPH06323840A (ja) * 1993-05-14 1994-11-25 Japan Radio Co Ltd 舗装厚測定装置
JP2008089307A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Mitsubishi Electric Corp 計測台車、層厚計測装置、層厚計測システムの層厚計測方法、層厚計測装置の層厚計測方法および層厚計測装置の層厚計測プログラム

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JPS63147003A (ja) * 1986-12-10 1988-06-20 株式会社新潟鐵工所 敷き均し機械の舗装厚測定装置及び舗装厚測定方法

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JP2598805B2 (ja) 1997-04-09

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