JPS62201309A - Ｃｃｄカメラを用いた路面性状計測システム - Google Patents

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、ＣＣＤラインカメラを用いた路面性状計測シ
ステムに係り、特に、前記ＣＣＤラインカメラの露光時
間を可変側６０することにより路面性状の計測精度を向
上させるようにしたものに関する。

（従来の技術） 近年、道路の老朽化に伴い道路工事の主流が新設から維
持、修繕へと移行するなかで、当該道路の適切な維持管
理を行うべく、第３図に示す如くの構成を有する路面性
状計測システムが実用化されるに至っている。

この路面性状計測システムは、路面を走行可能な車両１
に複数の照明用ランプ２とＣＣＤ（ＣＩ’＋ａｒｇｅ　
Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）ラインカメラ３を少
なくとも搭載して成り、通常、前記車両１の走行を伴っ
た運用に供される。

例えば、夜間など周辺が暗い環境のもとで、前記車両１
の走行に合わゼで、前記照明用ランプ２により路面の一
部を照射するとともに、該照射により明るくなった路面
部分を受光面が前記路面に対して水平でかつ走査方向が
前記車両１の走行方向と直交すべく配置されたＣＣＤラ
インカメラ３でライン状に銀像し、該畷像出力から前記
路面の性状（路面の損ｉ！Ａ度合）を示す測定データを
、高速、高精度でｊ守るものである。

次に、この種のＣＣＤラインカメラを用いた路面性状計
測システムにおける画信号処理方法の概略を第４図を参
照しつつ簡単に説明する。

この第４図において、前記ＣＣＤラインカメラ３の受光
部は、例えば複数のフォトダイオードを直綜状に配列さ
せ！こりニアフォトダイオードアレイ３０から成り、前
記各フォトダイオードに対応する複数の蓄積電極を、そ
の配列が奇数番目にあたるか偶数番目にあたるかによっ
て別々にまとめて収容した蓄積電極群３１および３２を
有している。

係るＣＣＤラインカメラ３の受光部において、前述した
如くの路面の囮保がなされると、前記リニアフォトダイ
オードアレイ３０を栴成する各フォトダイオードの光電
変換によって、前記蓄積電極群３１および３２には、前
記各フォトダイオードの受光量に応じた電荷が蓄積され
る。

一方、シフトゲート３３および３４は、前記蓄積電極群
３１および３２の各蓄積電極に対応するゲートを有し、
シフトクロックφ１により周期的に当該ゲートが開閉制
御される。

係る制御によって前記シフトゲート３３および３７１の
ゲートが閉じられている間に、前記蓄積電極群３１およ
び３２に蓄積されていた前記電荷は、当該シフトゲート
３３および３４のゲートが開放される毎に、それぞれシ
フトレジスタ３５および３６へ並列に取り込まれ、これ
と同時に転送りロックφ２およびφ３により転送され、
当該シフトレジスタ３５および３４から直列に出力され
る。

尚、前記シフトゲート３３および３４のゲートが再び閉
じられると同時に、前記蓄積電極群３１および３２では
、次の陽像ラインでの前記各フォトダイオードの光電変
換により得られる前述した如くの電荷の蓄積が再開され
る。

従って、各銀像ラインにおける前記蓄積電極群３１およ
び３２での前記電荷の蓄積時間すなわち前記ＣＣＤライ
ンカメラ３の露光時間は、前記シフトクロックφ１の周
期となる。

更に、前記シフトレジスタ３５および３６の出力は、画
信号！２！ｌ理回路３７に入力され、合成等の画信号処
理を経た後、ビデオ信号として出力される。

このビデオ信号は、ＶＴＲ（ビデオ・テープ・レコーダ
）等に記録され、路面の性状を把握する等のために反復
的に用いられる。

通常、このような処理によって得られるビデオ信号の出
力は、前記蓄積電極群３１および３２に蓄積される電荷
のレベルに対応し、該電荷のレベルｔよ、その蓄積時間
に応じて変化することが知られている。

先にも述べたように、前記蓄積電極群３１および３２に
おける各銀像ラインでの電荷の蓄積時間は、前記シフト
りＯツクφ１の周期となるが、従来のＣＣＤラインカメ
ラを用いた路面性状計測システムでは、このシフトクロ
ックφ１が第５図に示ずように、固定化された短い一定
の周期（第５図のシフトクロックφ１において、ハイレ
ベルの区間が、前記シフトゲート３３および３４が閉じ
られている時間すなわち電荷Ｎ槓時間に相当する）で前
記シフトゲート３３および３４に与えられていた。

〔発明が解決しようとする問題点］ このため、上記従来のＣＣＤラインカメラを用いた路面
性状計測システムでは、各銀像ラインでの光電変換処理
によって青られる電荷の蓄′ｌ？４時間が前記シフトク
ロックに規制されて短いものとなり、これに伴ってビデ
オ信号の出力も第５図に示すように小さなレベルに抑え
られるため、Ｓ／Ｎ比が悪く、路面性状の計測精度が低
下するという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段および作用〕そこで本発
明では、上記問題点を解決するために、前記ＣＣＤライ
ンカメラにおける曲記各記像ラインでの光電変換処理に
よって得られる電荷の蓄積時間、すなわち露°光時間を
可変制御する手段を新たに設け、この露光時間を適当に
長くとることによって前記ビデオ信号の出力レベルを通
人ぜしめ、Ｓ／Ｎ比を改善させることによって前述した
如くの路面性状の計測精度を向上させるようにしたもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添句図面にもとづいて詳細に説
明する。

第１図は、本発明に係る路面性状計測システムの要部の
鳳略構成を示すブロック図であり、照明用ランプ２によ
り照射された路面をライン状に回縁するＣＣＤラインカ
メラ３とＶＴＲ４との間に発振回路３００、分周回路３
ｏ１、波形整形回路３０２、分周回路３０３、タイミン
グコントローラ３０４から成るカメラ駆動部およびアン
プ３０５．３０６、Ａ／Ｄ変換器３０７，３０８、信号
合成回路３０９、Ｄ／Ａ変換器３１０１バツフアアンプ
３１１から成る画信号処理部を有している。

このうち、入力＠丹を分周し、ＣＣＤラインカメラ３に
おけるシフ１−ゲート３３および３４（第４図参照）の
ゲート開閉制御用のシフトクロックφ１として出力する
分周回路３０３は、例えば外部からのマニュアル操作に
より、前記入力信号に対する分周比を可変設定できるよ
うに構成されている。

これによって当該分周回路３０３は、萌配分周比に応じ
て前記シフトクロックφ１の周期を選択的に可変するぼ
能を持つことになる。

以下にその動作を説明する。尚、この説明にあたり、Ｃ
ＣＤラインカメラ３の内部動作については、第４図に示
した構造を援用するものとする。

まず、発振回路３００の発振出力は分周回路３０１によ
り所定の周波数になるまで分周され、ＣＣＤラインカメ
ラ３のシフトレジスタ３５および３６に加えられる前述
した如くの転送りロックφ２およびφ３のもとになるク
ロックφ０として、当該ＣＣＤラインカメラ３に入力さ
れる。

一方、ＶＴＲ４のＨ［）ｏｕｔ端子から出力された水平
同期信号は、波形整形回路３０２により波形整形された
後、分周回路３０３に入力され、前述した如くの方法に
より予め設定されている分周比で分周されることによっ
て、所定の周期のシフトクロックφ１となって前記ＣＣ
Ｄラインカメラ３のシフトゲート３３および３４に入力
される。

ここで、前記シフトゲート３３および３４は、前記シフ
トクロックφ１によってゲートの開閉制御がなされるた
め、前記ＣＣＤラインカメラ３には、前記シフトクロッ
クφ１の周期に相当する露光時間が設定されることにな
る。

すなわち前記シフトクロックφ１の周期で前記シフトゲ
ート３３および３４のゲートが閉ざされている間に、蓄
積電極群３１および３２には、リニアフ７ｔｌ〜ダイオ
ードアレイ３０を構成する各フォトダイオードの光電変
換によって、各踊像ラインでの受光量に応じた電荷が蓄
積され、次いで前記シフトクロックφ１の周期の）１４
了により前記シフトゲート３３および３４のゲートが開
放されると、前記蓄積電極群３１および３２にＮ積され
た電荷が、それぞれシフ１〜レジスタ３５および３６に
取り込まれる。

このような動作がｆｌｉｔ記シフトクロックφ１の周期
毎に繰り返されることによって、前記照明用ランプ２に
より照射された路面のライン毎の踊像が順次実行される
。

こうしてシフトレジスタ３５および３６に取り込まれた
電荷は、この取り込みと同時に転送りロックφ２および
φ３により転送され、それぞれビデオ信号ＡおよびＢと
して当該シフトレジスタ３５および３６から直列に出力
される。

次いで、前記ビデオ信号ＡおよびＢは、アンプ３０５お
よび３０６によりそれぞれ増幅され、Ａ／Ｄ変換器３０
７および３０８を経てＡ／Ｄ変換された後、信号合成回
路３０９で合成される。

更に、当該信号合成回路３０９の合成出力は、Ｄ／Ａ変
換器３１０によりＤ／Ａ変換された後、バッファアンプ
３１１を経てビデオ信号となり、ＶＤ　ｉ　ｎ端子を経
てＶＴＲ４に入力され、記録される。

尚、前記分周回路３０３からＣＣＤラインカメラ３に入
力され１ζシフトクロツクφ１はｌ−１［）ｉｎ端子を
経て水平同期信号として前記Ｖ　Ｔ　Ｒ４に取り込まれ
ており、この水平同期信号にもとづき１１ロ記ビデオ信
号の記録が行なわれる。

また、タイミンクコントローラ３０４は、前記ＣＣＤラ
インカメラ３より出力されたクロックφ０およびシフト
クロックφ１にもとづき各部のタイミング動作を制御し
ている。

係る路面性状計測システムにおいて、前記分周回路３０
３の分周比を１／２に設定し、ＣＣＤラインカメラ３の
露光時間を従来の２倍としたときの前記シフトクロック
φ１と前記ビデオ信号出力との関係を第２図に示してい
る。

これによると、露光時間（シフトクロックφ１の周期）
を２倍にすると、ビデオ信号出力も２倍となり、Ｓ／Ｎ
比を大幅に改善できることがわかる。

尚、前記分周回路３０３に設定する分周比は、ここに述
べた１／２に限らず、適当な値に設定できることは言う
までしない、 また、当該分周回路３０３の分周比の設定にあたっては
、上述した如くマニュアル操作によることの他１例えば
前記ビデオ信号の出力レベルに応じて自動的に設定する
ようにしても良い。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のＣＣＤラインカメラを用
いた路面性状計測システムによればＣＣＤラインカメラ
の露光時間を可変制御し、当該露光時間を長くすること
でビデオ信号出力を大きな値とするようにしたため、当
該ビデオ信号出力におけるＳ／Ｎ比較を大幅に改善する
ことができ、路面性状計測データの計測精度の向上に寄
与できるという優れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るＣＣＤラインカメラを用いた路
面性状計測システムの要部の概略構成を示すブロック図
、第２図は第１図に示したシステムにおけるシフトクロ
ックφ１とビデオ信号出力との関係を示すタイミングチ
ャート、第３図は、ＣＣＤラインカメラを用いた一般的
な路面性状計測システムの全体構成を示す斜視図、第４
図はこの種の路面性状計測システムに用いられるＣＣＤ
ラインカメラの構成を概念的に示すブロック図、第５図
は、従来のＣＣＤラインカメラを用いた路面性状計測シ
ステムにおけるシフトクロックφ１とビデオ信号出力と
の関係を示すタイミングチャートである。 １・・・車両、２・・・照明用ランプ、３・・・ＣＣＤ
ラインカメラ、３０・・・リニアフ４トダイオードアレ
イ、３１．３２・・・蓄積電極群、３３．３４・・・シ
フトゲート、３５．３６・・・シフトレジスタ、３７・
・・画信号処理回路、３００・・・発振回路、３０１，
３０３・・・分周回路、３０２・・・波形整形回路、３
０４・・・タイミンクコントローラ、３０５，３０６・
・・アンプ、３０７．３０８・・・Ａ　、’　Ｄ変換器
、３０９・・・信号合成回路、３１０・・・Ｄ／Ａ変換
器、３１１・・・バッファアンプ、４・・・ＶＴＲ（ビ
デオ・テープ・レコーダ）、φ○・・・クロック、φ１
・・・シフトクロック、φ２．φ３・・・転送り〔コッ
ク。 第３図 互 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両の走行に合わせて該車両の走行路面をライン状にｌ
   像するＣＣＤラインカメラと、 該ＣＣＤラインカメラにおける前記各撮像ラインでの露
   光時間を可変制御する手段と、 前記ＣＣＤラインカメラの撮像出力から前記路面の性状
   を示す測定データを得る画信号処理手段と を具備することを特徴とするＣＣＤラインカメラを用い
   た路面性状計測システム。