JPH062088Y2 - 路面高さ計測装置 - Google Patents

路面高さ計測装置

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JPH062088Y2
JPH062088Y2 JP15852886U JP15852886U JPH062088Y2 JP H062088 Y2 JPH062088 Y2 JP H062088Y2 JP 15852886 U JP15852886 U JP 15852886U JP 15852886 U JP15852886 U JP 15852886U JP H062088 Y2 JPH062088 Y2 JP H062088Y2
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JP
Japan
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road surface
optical
unit
optical sensor
base plate
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JP15852886U
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JPS6363713U (ja
Inventor
一哉 本間
光一 山田
正光 鵜沢
真 青木
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株式会社トキメック
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、路面高さ計測装置に係り、とくに光信号送信
部と光センサ部とを備えた路面高さ計測装置に関する。
〔従来の技術〕
路面の修復を迅速且つ適性に行うために、近時において
は、路面の損傷状況を予め高精度に検査するための路面
高さ計測装置が各地で使用されている。この路面高さ計
測装置は、測定精度の向上を図るためにスポット光によ
る光照射方式のものが比較的多い。そして、この光照射
方式のものは、その測定精度をより向上させるため、路
面に対する照射スポットをできるだけ小さく設定するよ
うに工夫されている。
〔考案が解決しようとする問題点〕
しかしながら、路面に対する照射スポットを小さくする
に従い、出力光側の光軸と受光側の光センサ部の光軸と
を基準面で交叉せしめるのに多くの時間と労力を要する
という不都合がが生じている。
これを更に詳述すると、出力光側の光軸を固定させた場
合は受光側の光軸を調整するが、この場合、受光側の光
センサ部は、その受光位置が前後左右の二次元調整のほ
か、傾斜角の方向を考慮した三次元調整をしなければな
らないという煩わしさを常に伴っていた。
〔考案の目的〕
本考案は、かかる従来例の有する不都合を改善し、基準
面上における出力光の光軸と受光側の光軸との交叉設定
作業を迅速且つ高精度に行うことを可能とし、これによ
って作業性の向上及び測定誤差の発生を少なくした実用
的な路面高さ計測装置を提供することを、その目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本考案では、路面の凹凸測定用のスポット光を出力する
光信号送信部と、前記路面に照射されるスポット光をそ
の照射光軸に対し所定角度θをもって受光する光センサ
部とを備え、この光センサ部により捕捉され出力される
反射スポット光の位置の変化情報を予め設定された路面
上の基準面Aの高さ位置を基準として所定の信号処理を
行い路面の凹凸情報として出力する信号処理部を装備し
ている。
光センサ部は、一次元CCDセンサと該一次元CCDセ
ンサを保持する保持部材とを含んで構成されている。こ
の光センサ部と前述した光信号送信部とを一体的に固定
支持するベースプレートを備えている。
また、光センサ部を、その受光軸を中心軸として回転調
整可能に保持する保持手段を介してベースプレートに固
定装備され、光信号送信部は、光信号送信部から出力さ
れるスポット光の光軸と受光軸とを含む平面に直交する
方向に移動可能に調整する固定位置微調整手段を介して
前記ベースプレートに装備される、という構成を採って
いる。
これによって前述した目的を達成しようとするものであ
る。
〔考案の実施例〕
以下、本考案の一実施例を第1図乃至第4図に基づいて
説明する。
この第1図乃至第4図に示す実施例は、路面の凹凸測定
用のスポット光を出力する光信号送信部1Aと、路面に
照射されるスポット光をその照射光軸TRに対し所定角
度θをもって受光する光センサ部1Bとを備えている。
また、この光センサ部1Bにより捕捉され出力される反
射スポット光の位置の変化情報を予め設定された路面上
の基準面Aの高さ位置を基準として所定の信号処理を行
い路面の凹凸情報として出力する信号処理部2を装備し
ている。
上記受光センサ部1Bは、一次元CCDセンサ18と該
一次元CCDセンサ18を保持する保持部材とを含んで
構成されている。そして、この保持部材は、第1図に示
すように中央部がくびれた状態の外観が円柱状に形成さ
れたものが使用されている。
符号50は、光センサ部1Bと前述した光信号送信部1
Aとを一体的に固定支持するベースプレートを示す。こ
のベースプレート50Aは、後述するように所定角度θ
で曲折されている。
また、光センサ部1Bは、その受光軸REを中心軸とし
て回転調整可能に保持する保持手段(50B,51)を
介してベースプレート50に固定装備されている。同時
に、光信号送信部1Aは、当該光信号送信部1Aから出
力されるスポット光の光軸TRと受光軸REとを含む平
面に直交する方向に向けて移動可能に調整する固定位置
微調整手段(60,69A,60B)を介して前述した
ベースプレート50に装備されている。
これを更に詳述すると、第2図において、符号1は信号
送受信部としてのレーザ光送受信部を示し、符号2は信
号処理部を示す。
レーザ光送受信部1は、光信号送信部1Aと光センサ部
1Bとにより構成されている。この内、光信号送信部1
Aは半導体レーザ素子10と、この半導体レーザ素子1
0を駆動するレーザ駆動回路11と、前記半導体レーザ
素子10から出力されるレーザ光を集束するレンズ部1
2と、このレンズ部12及び半導体レーザ素子10を一
体的に支持する送信部ケース13とにより構成されてい
る。
このため、レーザ駆動回路11が作動すると、レンズ部
12の作用によってスポット状に集束されたレーザ光
が、その光軸TR(平行光線)を路面Aに対してほぼ垂
直の状態で出力され、これによって当該路面の計測点を
スポット照射し得るようになっている。
また、レーザ光送受信部1の光センサ部1Bは、路面A
側より、干渉フイルタ16,集束レンズ17及び一次元
CCDセンサ18を順次装備している。この内、一次元
CCDセンサ18にはCCD駆動回路が併設されてい
る。この一次元CCDセンサ18の出力側には、信号処
理部2が設けられている。この光センサ部1Bの受光軸
REは、基準とする高さの路面Aにおいては前述した送
信光軸TRに対してθの角度に傾斜した状態に設定され
ている。この場合、路面A上のレーザスポットは、一次
元CCDセンサ18上では、例えば第3図の如きレベル
で捕捉される。
信号処理部2は、一次元CCDセンサ18の一スキャン
分のデータを記憶するラインバッファ20と、このライ
ンバッファ20の出力信号の中心位置を算出する第1の
算出回路21と、この第1の演算回路21の出力に基づ
いて計測箇所の高さを算出する第2の演算部22により
構成されている。そして、この第2の演算部22で演算
された路面の凹凸情報は、記録表示部23で記録され表
示されるようになっている。
また、レーザ光送受信部1は、実際には第4図に示す路
面計測機構30に装備されている。この第4図における
路面計測機構30は、路面E(第1図のA′,A″の各
点を含む)に沿ってC,Dの方向に往復移動する移動フ
レーム32上にレーザ光送受信部1を装備し、さらに測
定範囲を拡大するために、レーザ光送受信部1を移動フ
レーム32上で往復移動せしめるという構成が採られて
いる。
この場合、移動フレーム32は、ガイドローラS,C
,S,…,Sの各々に案内されて同図の左方(実
線の位置)から同図の右方の二点鎖線の位置まで往復移
動する構成となっている。このため、本体フレーム31
の長さLの2倍以上の範囲を有効に測定し得るようにな
っている。
この第4図において、符号33は駆動チェーンを示し、
符号34は従動側のチェーンを示す。レーザ光送受信部
1は、この従動側のチェーン34に係止されガイドレー
ルに案内されて矢印E,Fの方向に往復移動し得るよう
になっている。又、符号36,37はブレーキ手段を示
し、符号38,39は位置センサを示す。更に、符号4
1,42はレーザ光送受信部1用のストッパを示す。
レーザ光送受信部1は、光信号送信部1Aと光センサ部
1Bとが第1図に示すように一体的に且つ微調整可能に
装備されている。
これを更に詳述すると、送受信部を支持するベースプレ
ート50は、折曲角θをもって第1図に示し如く曲折さ
れている。このベースプレート50の第1図における一
端部50A(取付部側)に光信号送信部1Aが装着さ
れ、同図の他端部50Bの曲折された部分に円筒状の光
センサ部1Bが装着されている。ベースプレート50の
一端部50Aの中央部には投光用貫孔50Cが設けら
れ、この部分からレーザ光が出力されるように半導体レ
ーザ素子10が装備されている。
この半導体レーザ素子10を装備したレーザ素子固定片
60は、ベースプレート50への取付穴60A,60B
が長穴となっており、これによって同図のG,Hの方向
にその取付位置を微調整し得るようになっている。即
ち、このレーザ素子固定片60と、このレーザ素子固定
片60に形成された取付穴60A,60Bと、この取付
穴60A,60B部分で当該レーザ素子固定片60を前
述したベースプレート50に取り付ける複数のネジとに
より、前述した光信号送信部1A用の固定位置微調整手
段が構成されている。
また、ベースプレート50の他端部50Bは、第1図に
示すように二分割され、この分割された部分に光センサ
部1Bが装着されている。符号51は締め付けねじを示
す。この締め付けねじ51をゆるめることにより、光セ
ンサ部1Bを任意に且つ自在に回動せしめることができ
るようになっており、これによって一次元CCDセンサ
18の適性な受光位置が設定される。即ち、このベース
プレート50の他端部50Bと締め付けねじ51とによ
り、光センサ部1B用の保持手段が構成されている。ま
た、記号H,Hは測定範囲の高さの上限及び下限を
示し、h=0の地点は基準面の位置を示す。
次に、上記実施例における信号処理系の動作について説
明する。
路面E(第4図参照)はレーザ光を乱反射するので、光
センサ部1Bからみると路面Eに対するレーザ光の照射
部分がスポット状のレーザ光源の如く観測される。この
場合、基準面A(第1図参照)にレーザ光が照射される
と、その点Pを光センサ部1Bの受光軸REが通ってい
るため、当該基準面A上にできたレーザスポットの像の
中心部は、一次元CCDセンサ18の中心点Q点に結像
する。一方、基準高さからhだけ高くなった位置の路面
A′にレーザ光が照射されると、そのときのレーザスポ
ットの像は、その中心部が前記一次元CCDセンサ18
上の中心部(O点)からδだけずれた位置に結像する。
この時のδとhとの関係は、集光レベル17の中心をR
とすると、 h=δ・RP/(δ・cosθ+QR・sinθ) ……………… となる。この式の演算は、前述した第2の演算部22
で行われる。
また、レーザスポット像の中心位置すなわち前述した一
次元CCDセンサ18上の結像の中心位置は、全体的ず
れがあっても結像ラインの中心部として単純に捉えるこ
とができる。この演算は前述した第1の演算部21で行
われる。
さらに、本実施例においては、前述した如く集束レベル
17の光入力側に干渉フイルタ16が設けられている。
この干渉フイルタ16は、太陽光の影響を防くためにレ
ーザの波長(例えば本実施例の場合、780〔nm〕)近
辺に波長をもつ光だけを透過せしめるものが使用されて
いる。このため、日中においても測定を継続し得るとい
う利点がある。
また、光送信部1Aと光センサ部1Bとの位置合わせは
次のように行われる。
まず、第1図におけるh=0(基準面)に板を置き、こ
の時の光送信部1AをG又はHの方向に動かし、光セン
サ部1Bの一次元CCDセンサ18上にレーザ光の像が
写る様に調整し固定する。
次に、測定範囲の上限「h=H」と下限「h=H
の点に交互に板を置き、どちらの場合もレーザ光の像が
一次元CCDセンサ18上に写る様に光センサ部1Bの
全体を回動して調整ねじ51で固定する。
そして、これらの調整を経て測定範囲内の高さの路面に
レーザ光が当たれば、その像が一次元CCDセンサ18
上に写る。ここで、一次元CCDセンサ18上の像の位
置と路面高さとの関係は、ベースプレート50の曲げ角
θにより予め決定されており、かかる点での測定誤差は
生じない。
〔考案の効果〕
本考案は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、ベースプレートの作用により受光センサ部の受光
軸の傾斜角調整が不要となり、光信号送信部から出力さ
れるスポット光の光軸と受光センサ部の受光軸の各光軸
調整をベースプレート上の二箇所で行うことにより三次
元空間での光軸調整が可能となり、このため、路面凹凸
測定に際しての光送受信部の設定調整を、迅速且つ高精
度にしかも比較的簡単に行うことが可能となり、従っ
て、作業性を著しく改善することができるという従来に
ない実用的な路面高さ計測装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例のセンサ部分を示す斜視図、
第2図は本考案の一実施例における信号処理系を示すブ
ロック図、第3図は光センサとしての一次元CCDセン
サにおける結像状況を示す説明図、第4図は第2図内に
示す信号送受信部を装備した路面計測機構を示す説明図
である。 1……信号送受信部、1A……光信号送信部、1B……
光センサ部、18……一次元CCDセンサ、30……路
面計測機構、50……ベースプレート、50B……ベー
スプレートの他端部、51……締めつけねじ、60……
レーザ素子固定片、60A,60B……取付穴、A……
路面としての基準面、E……路面、TR……出力光の光
軸、RE……光センサ部の受光軸。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】路面の凹凸測定用のスポット光を出力する
    光信号送信部と、前記路面に照射されるスポット光をそ
    の照射光軸に対し所定角度θをもって受光する光センサ
    部とを備え、この光センサ部により捕捉され出力される
    反射スポット光の位置の変化情報を予め設定された路面
    上の基準面Aの高さ位置を基準として所定の信号処理を
    行い路面の凹凸情報として出力する信号処理部を装備し
    た路面高さ計測装置において、 前記光センサ部を、一次元CCDセンサと該一次元CC
    Dセンサを保持する保持部材とを含む構成とすると共
    に、この光センサ部と前記光信号送信部とを一体的に固
    定支持するベースプレートを設け、 前記光センサ部を、その受光軸を中心軸として回転調整
    可能に保持する保持手段を介して前記ベースプレートに
    固定装備すると共に、 前記光信号送信部を、前記光信号送信部から出力される
    スポット光の光軸と前記受光軸とを含む平面に直交する
    方向に移動可能に調整する固定位置微調整手段を介して
    前記ベースプレートに装備したことを特徴とする路面高
    さ計測装置。
JP15852886U 1986-10-16 1986-10-16 路面高さ計測装置 Expired - Lifetime JPH062088Y2 (ja)

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JP15852886U JPH062088Y2 (ja) 1986-10-16 1986-10-16 路面高さ計測装置

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JPS6363713U JPS6363713U (ja) 1988-04-27
JPH062088Y2 true JPH062088Y2 (ja) 1994-01-19

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0712555A (ja) * 1993-06-25 1995-01-17 Matsushita Electric Works Ltd 光走査型変位センサーの受光素子調整機構
JP4654696B2 (ja) * 2005-01-21 2011-03-23 富士ゼロックス株式会社 用紙判定方法及び用紙測定装置
JP5200855B2 (ja) * 2008-10-28 2013-06-05 Jfeスチール株式会社 金属板の腐食深さ測定装置及び腐食深さ測定方法

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