JPH0886645A - 舗装路面巡視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 舗装路面の巡視作業が安全且つ簡単であり、
しかも昼間、夜間の別なく巡視作業を行なうことのでき
る舗装路面巡視装置を提供すること。 【構成】 撮像部１と、レーザ発光部２と、レーザ撮像
部３と、撮像部およびレーザ撮像部からの画像信号の処
理を行なう画像処理部７と、加速度センサー部５と、音
響センサー部４と、これら両センサー部からの信号を波
形処理する波形解析部８と、路面損傷場所を把握するた
めのＧＰＳ部６と、前記画像処理部、波形処理部、ＧＰ
Ｓ部のデータを収集、記録するデータ収集部９とを備え
た舗装路面巡視装置である。これにより、路面の性状を
自動認識しその位置情報とともにデータ収集装置に記録
するから、点検員は、車両を運転するだけで自動的に損
傷箇所を抽出でき、安全で効率的な巡視作業が行なえ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、舗装路面巡視装置、特
に高速道路などの路上巡回点検を、カメラや加速度計、
レーザ光等を用いて路面性状の把握を自動機械化、シス
テム化し、点検員の作業環境の改善、安全性の確保、判
定基準の統一および点検業務の効率化を図る舗装路面巡
視装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、路上点検は、点検員が目視による
巡視を行なうため、巡視作業は、その作業内容を熟知し
た点検員が行ない、そのような点検員が少ない場合で
も、点検員の交代を効率良く行なうことによって点検作
業の遂行を行なっていた。また、熟練点検員においても
路面の損傷具合の判定基準を統一することは難しいた
め、点検員は経験を積み重ね、できる限り統一的な判定
基準に沿うように努力している。また、実際の路上点検
作業は車両からの巡視（目視）によって行ない、このた
め高速道路においても走行する車両から目視ができるよ
う、車両を低速で走行させて行なっている。また、従来
の自動検測車ではフィルム式のカメラを用いているため
に現像作業が必要となり、わだち掘れ計測においては光
源に白色光を用いていているために昼間の検測が不可能
であるから、夜間の作業として行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の舗装路面巡視作業にあっては、点検員が路
面巡視を行なう場合、目視による点検を行なうことによ
る判定基準のばらつきがあり、精度に信頼性が欠けると
いう不具合がある。また高速道路における低速走行によ
る危険性がある。また路面巡視を行なった後カメラから
フィルムを取り出して現像しなければならないという作
業上の繁雑さがある。さらに光源として白色光を用いて
いるために昼間には点検、計測ができないという問題が
あった。

【０００４】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、その目的は、巡視作業が安全且つ簡単であ
り、しかも昼間、夜間の別なく巡視作業を行なうことの
できる舗装路面巡視装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、路面を撮像する撮像部と、路面のわだ
ち掘れを計測するため、このわだち掘れにレーザ光を照
射するレーザ発光部と、反射レーザ光によりわだち掘れ
を撮像するレーザ撮像部と、高速シャッター機能を有す
る撮像部およびレーザ撮像部からの画像信号をＡ／Ｄ変
換した後、正規化、平滑化などの処理をし、路面のポッ
トホール、ひび割れ等の抽出を行ない、またレーザの線
条光の歪計算処理を行なう画像処理部と、路面のジョイ
ント等における段差を車軸加速度により把握する加速度
センサー部と、路面のジョイント等における段差を衝撃
音またはロードノイズにより把握する音響センサー部
と、これら加速度センサー部および音響センサー部から
の信号をＡ／Ｄ変換した後、波形処理する波形解析部
と、路面損傷異常と判定したときの現在位置を把握する
ためのＧＰＳ部と、前記画像処理部、波形処理部および
ＧＰＳ部からのデータを収集、記録するデータ収集部と
を備え、車両に搭載されて舗装路面を巡視する舗装路面
巡視装置を要旨とする。

【０００６】

【作用】本発明は、上記構成により、路面を巡視するた
めに車両を運転しながら目視による確認と、ときには車
両を停止させ降車して実際に確認していたことが画像処
理と各種センサーからの信号の波形処理を用いて自動認
識することによりその位置情報とともにデータ収集装置
に記録される。したがって、点検員は、車両を制限速度
で運転するだけで自動的に損傷箇所を抽出することがで
きるため、安全な巡視作業が行なえさらに巡視作業の負
荷を低減することができる。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の実施例について説明する。
図１は本発明による舗装路面巡視装置の実施例の構成を
示す概略ブロック図である。図１において、１は路面の
状況を撮像する撮像部、２は路面のわだち掘れを計測す
るためのレーザ発光部、３は路面に投影したレーザ光を
撮像するレーザ撮像部。４は路面の段差を衝撃音によっ
て把握するための音響センサー部、５は路面の段差を車
両の車軸加速度により把握する加速度センサー部、６は
現在の位置をリアルタイムで把握するためのＧＰＳ部、
７は撮像部１とレーザ撮像部３からの映像信号（アナロ
グ画像）をデジタル画像に変換してひび割れ、ポットホ
ール、わだち掘れの検出および計測を行なう画像処理
部、８は音響センサー部４および速度センサー部５から
の波形の処理を行なう波形解析部、９は画像処理部７、
波形解析部８およびＧＰＳ部６からのデータの収集、記
録を行なうデータ収集部である。これらすべての装置は
路面巡視用の車両に搭載される。撮像部１は高速シャッ
ター機能を有している。加速度センサー５は車両の車軸
付近に設置され、また音響センサー４は車内に設置され
ている。

【０００８】かかる構成を有する舗装路面巡視装置の動
作について以下説明する。画像処理による路面解析の動
作が図２にフロー図として説明してある。この処理動作
においては、処理ステップ（以下単にステップという）
２１において、撮像部１から路面の映像信号（アナログ
画像）を入力し、このアナログ画像信号を画像処理部７
においてＡ／Ｄ変換を行ない、デジタル画像とする。次
に画像処理部７では、ステップ２２において路面のデジ
タル画像に対して正規化処理を行なうとともに、ステッ
プ２３において平滑化処理を施し、さらにステップ２４
において微分処理を施してポットホール、ひび割れ等を
抽出する。上記正規化処理（ステップ２２）は、屋外に
おける路面撮像においてサンプリングしたすべての画像
に対して暗すぎたり明るすぎたりしないように安定した
画像を得るために行なう。上記平滑化処理（ステップ２
３）は微分処理を施す前処理としてノイズ除去を目的と
して行なう。また、上記微分処理（ステップ２４）では
路面上にひび割れ、ポットホールが存在する場合、正常
路面との明暗の差から、その境界部分で微分値が大きく
なる。

【０００９】このため、上記微分処理を施した画像に対
しては、ステップ２５において２値化処理を行なうこと
により抽出が可能となる。図３に撮像部１で撮像した画
像から２値化処理によってひび割れの画像を抽出する例
を示す。図３（ａ）は路面巡視車両に搭載された撮像部
１によって撮影された舗装路面の一例を表す。この図に
おいて符号３０は舗装路面、３１はセンターライン、３
２は左側ラインである。また３３は舗装路面３０を横断
して亀裂状にできたひび割れ部である。このような撮影
画像に上記のように平滑化処理（ステップ２３）および
微分処理（ステップ２４）を施した後２値化処理を行な
う（ステップ２５）と、図３（ｂ）のような２値化画像
（白黒画像）が得られる。この図において、３１ａはセ
ンターラインの２値化画像で白画像として表れる。３２
ａは左側ラインの２値化画像で、これも白画像として表
れる。また、３３ａはひび割れ部の２値化画像で、これ
もまた白画像として表れる。しかし、舗装路面３０の正
常路面は明暗の差が生じないから２値化処理において黒
画像として表れる（図３（ｂ）中斜線で示された範
囲）。そして、上記のようにして得られた２値化画像に
おいて、舗装路面３０のセンター寄りの範囲３０ｂ（図
３（ｂ）中、２点鎖線で囲まれた範囲）について、白画
像の分布を画面の横軸（Ｘ軸）および縦軸（Ｙ軸）につ
いて検索する。すると、横軸については舗装路面３０の
センター寄りの範囲３０ｂに、この舗装路面３０を横断
して白画像の集まり３４が認められ、縦軸については舗
装路面３０の撮像画面（図３（ａ））ひび割れ３３に相
当する範囲に、補修レベルＭを超えて鋭角的なピークを
描く白画像の集まり３５（白画像が集中している）が認
められる。したがって、この２値化して得られた白画像
の集まりを抽出して元の撮像画像に重ね合わせ、図３
（ｃ）のように舗装路面３０のひび割れの程度およびそ
の位置を表示する。

【００１０】この処理によって抽出した結果を基に、ス
テップ２６においてひび割れ幅、ポットホール径の大き
さが計測され、これらの値が補修レベル以上である場
合、そのときの舗装路面画像を画像処理部７において圧
縮処理してからデータ収集部９に転送する。データ収集
部９では、転送されてきた舗装路面の画像データにＧＰ
Ｓ部６から転送されてきた位置データを付加して記録処
理を行ない、一連の路面解析の処理動作を終了する（ス
テップ２７）。

【００１１】（実施例２）次に本発明の第２の実施例と
してわだち掘れ計測について説明する。図４および図５
はわだち掘れ計測の原理について説明する図である。図
４において、２は舗装路面に対して撮影用のレーザ光線
を照射するレーザ発光部、３は舗装路面から反射したレ
ーザ光を撮像するレーザ撮像部、Ｓは舗装路面の路面表
面をそれぞれ示す。この実施例においては、路面表面Ｓ
にレーザ発光部２から発射されたレーザの線条光を投射
する。これに用いるレーザ光は赤外発光レーザを用い、
太陽光の影響を受けないようにする。したがって、レー
ザ撮像部３には、レーザの発光波長に合わせた干渉フィ
ルタを装着する。投射された路面表面Ｓでは、わだち掘
れ量に応じてレーザの線条光が歪む。この線条光の歪を
レーザ撮像部３で撮像する。レーザ撮像部３からの画像
は画像処理部７にてＡ／Ｄ変換され、レーザ光部分を２
値化処理により抽出し歪み量が計算される。図６に画像
処理による歪み量計算方法を示す。図６に示すように、
わだち掘れ量（ｄとする）は歪み量（Ｌとする）から、
次式によって求めることができる。 ｄ＝Ｌ・ｔａｎθ ……………（１）

【００１２】この歪み量Ｌが補修レベル以上であった場
合、計測したわだち掘れ量と撮像部１から得られる同じ
場所の路面画像を画像圧縮してからデータ収集部９に転
送する。転送された画像データには、ＧＰＳ部６からの
位置データを付加して記録される。

【００１３】（実施例３）図７は加速度センサー部５を
用いた路面性状の解析についての処理手順を示したフロ
ー図である。この処理動作において、車両の車軸付近に
設置された加速度センサー部５は、ステップ６１におい
て車両が道路の段差を横断することによる衝撃の波形を
加速度として計測する。この加速度センサー部５から出
力された信号は、ステップ６２において波形解析部８に
入力されてここでＡ／Ｄ変換され、且つ波形解析処理さ
れる。図９（ａ）は波形解析による異常判定方法につい
て示す。波形解析の結果、正常時の加速度とはまったく
違った値を示した場合は段差量の増加、路面表面Ｓの劣
化によるものと考えられるため、異常として判定を行な
う。加速度データについては、ジョイント部横断時の加
速度値が最大となるから、ステップ６３においてこのと
きの加速度を抽出して加速度最大値を検出し、図９
（ａ）に示す加速度判定グラフにおいて出力頻度から異
常範囲の値となった場合、ステップ６４において異常判
定を行ない、その後一連の加速度センサー部５を用いた
路面性状の解析動作を終了する（ステップ６５）。

【００１４】波形解析部８において異常と判定した場
合、データ収集部９に加速度センサー部５からのデータ
を転送して、上述の他の処理の場合と同じようにＧＰＳ
部６からの位置データを付加して記録する。

【００１５】図８は音響センサー部４を用いた路面性状
の解析についての処理手順を示したフロー図である。音
響センサー部４は、ステップ６６において車内に設置し
て舗装路面のジョイント部やひび割れ部を横断するとき
の衝撃音、ロードノイズ等を集音し波形入力を行なう。
この音響センサー部４から出力された信号は、ステップ
６７において波形解析部８に入力されてここでＡ／Ｄ変
換され、且つ波形解析処理される。音響データについて
は、ステップ６８において入力波形に対して周波数変換
を行ない周波数解析する。そして、ステップ６９におい
て図９（ｂ）に示すような周波数分布の違いから異常判
定を行なう。図９（ｂ）は波形解析による異常判定方法
について示す。波形解析の結果、正常時の音とはまった
く違った値を示した場合は段差量の増加、路面表面Ｓの
劣化によるものと考えられるため、異常として判定を行
なう。音響による場合の解析では、図９（ｂ）に示すよ
うな周波数分布の違いから異常判定を行ない、その後一
連の音響センサー部５を用いた路面性状の解析動作を終
了する（ステップ７０）。

【００１６】波形解析部８において異常と判定した場
合、データ収集部９に音響センサー部４からのデータを
転送して、上述の他の処理の場合と同じようにＧＰＳ部
６からの位置データを付加して記録する。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、路面を画像処理、加速度センサー部、音響センサー
部、レーザ光を用いそれぞれの解析結果から路面性状を
把握し、ＧＰＳを用いることによって損傷箇所の位置情
報を得るから、安全な巡視作業が行なえさらに巡視作業
の負荷を低減することができる。また、路面の正常、或
いは異常を画像処理や波形処理により判定するから判定
基準の統一化が図れ、また点検業務の効率化を図るとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による舗装路面巡視装置の構成
を示す概略ブロック図

【図２】前記実施例における路面解析の処理動作を説明
するためのフロー図

【図３】（ａ）路面巡視車両に搭載された撮像部によっ
て撮影された舗装路面を表示する撮像画像の一例を示す
図 （ｂ）図２に示した路面解析の処理動作中において図３
（ａ）の撮像画像を２値化処理して得られた画像を表す
図 （ｃ）上記２値化処理によってひび割れの画像を抽出し
元の撮像画像に重ね合わせた画像を示す図

【図４】本発明の第２の実施例におけるわだち掘れ量の
検出方法を説明するための原理図

【図５】前記第２の実施例におけるわだち掘れ量の検出
方法を説明するための原理斜視図

【図６】前記第２の実施例におけるわだち掘れ量の検出
に際して画像処理による歪み量計算方法を説明する図

【図７】本発明における加速度センサーを使った路面性
状解析についてのフロー図

【図８】本発明における音響センサーを使った路面性状
解析についてのフロー図

【図９】（ａ）本発明で加速度センサーを使った路面性
状解析における異常判定グラフ図 （ｂ）本発明で音響センサーを使った路面性状解析にお
ける異常判定グラフ図

【符号の説明】

１ 撮像部 ２ レーザ発光部 ３ レーザ撮像部 ４ 音響センサー部 ５ 加速度センサー部 ６ ＧＰＳ部 ７ 画像処理部 ８ 波形解析部 ９ データ収集部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 崎 和 裕 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 杉 江 功 大阪府大阪市中央区久太郎町４丁目１番３ 号 阪神高速道路公団内 (72)発明者 桃 澤 宗 夫 大阪府大阪市中央区久太郎町４丁目１番３ 号 阪神高速道路公団内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面を撮像する撮像部と、撮像部からの
   画像信号をＡ／Ｄ変換した後、正規化、平滑化などの処
   理を行ない路面のポットホール、ひび割れ等を抽出する
   画像処理部と、現在位置を把握するためのＧＰＳ部と、
   画像処理部およびＧＰＳ部からのデータを収集、記録す
   るデータ収集部とを備え、車両に搭載されて舗装路面を
   巡視する舗装路面巡視装置。
2. 【請求項２】 わだち掘れにレーザ光を照射するレーザ
   発光部と、反射レーザ光によりわだち掘れを撮像するレ
   ーザ撮像部と、レーザ撮像部からの画像信号をＡ／Ｄ変
   換した後、レーザの線条光の歪を計算する画像処理部
   と、現在位置を把握するためのＧＰＳ部と、画像処理部
   およびＧＰＳ部からのデータを収集、記録するデータ収
   集部とを備え、車両に搭載されて舗装路面を巡視する舗
   装路面巡視装置。
3. 【請求項３】 路面の段差を車軸加速度により把握する
   加速度センサー部と、路面の段差を衝撃音またはロード
   ノイズにより把握する音響センサー部と、これら加速度
   センサー部および音響センサー部からの信号をＡ／Ｄ変
   換した後、波形処理する波形解析部と、現在位置を把握
   するためのＧＰＳ部と、波形処理部およびＧＰＳ部から
   のデータを収集、記録するデータ収集部とを備え、車両
   に搭載されて舗装路面を巡視する舗装路面巡視装置。
4. 【請求項４】 路面を撮像する撮像部と、わだち掘れに
   レーザ光を照射するレーザ発光部と、反射レーザ光によ
   りわだち掘れを撮像するレーザ撮像部と、撮像部および
   レーザ撮像部からの画像信号をＡ／Ｄ変換した後、正規
   化、平滑化などの処理をし、路面のポットホール、ひび
   割れ等の抽出を行ない、またレーザの線条光の歪計算処
   理を行なう画像処理部と、路面の段差を車軸加速度によ
   り把握する加速度センサー部と、路面の段差を衝撃音ま
   たはロードノイズにより把握する音響センサー部と、こ
   れら加速度センサー部および音響センサー部からの信号
   をＡ／Ｄ変換した後、波形処理する波形解析部と、現在
   位置を把握するためのＧＰＳ部と、前記画像処理部、波
   形処理部およびＧＰＳ部からのデータを収集、記録する
   データ収集部とを備え、車両に搭載されて舗装路面を巡
   視する舗装路面巡視装置。