JPS62269008A - 路面形状計測装置 - 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、車体と計測路面との距離を計測することによ
り、計測路面の形状を測定する路面形状計測装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、路面と車体との相対距離を測定する非接触センサ
としては、レーザ等の電磁波や音波を利用しているもの
がある。

レーザを利用した非接触センサは、音波を利用したセン
サの欠点である拡がりを押さえ、レンズによって細くビ
ームを絞り込むことによって、正確な測定ができろ利点
がある。

従来のレーザ利用の路面と車体との相対距離を測定する
方法としては、三角測量法が知られている（特開昭６０
−１３５７１３号公報）。

第９図および第１Ｏ図によりその従来の三角測量法につ
いて説明する。

レーザｌｏｔより出されたレーザ光は、コリメートレン
ズ！０２によって平行光とされ、路面１０５に投射され
る。路面１０５で拡散反射された光はある角度θて配置
された受光レンズ！０３で集光され、光センサ１０４上
に結像される。ここで光センサ１０４は、受光レンズ！
０３の受光軸に対して垂直に配置され、路面と車体の測
定中心距１［Ｌで受光レンズ１０３の焦点合わせが行わ
れている。

ここで、路面と車体との測定中心距ｍＬがΔしたけ変化
すると、光センサ１０４上での光スポットは、ΔＬに対
応して移動する。その光スポットはある大きさを持つも
のであるため、正確な測定をするためには、そのスポッ
トの中心位置を求める必要がある。しかし、前述のよう
に光センサが受光レンズ１０３の光軸と垂直に配置され
ている場合、路面１０５の変化によって移動するスポッ
トは、焦点合わせされた路面と車体との測定中心距離り
の位置では、スポットの径が小さいので、第１０図のＡ
で示すように明瞭で、Ｓ／Ｎの良い信号が得られ、その
光スポットの中心も明瞭である。このような明瞭な光ス
ポットが得られる位置は、路面＋０５と車体との距離が
Ｌの時だけで、それ以外の距離関係にある時は、同図の
Ｂ、Ｃに示すように受光レンズ＋０３によって集光され
る光スポットは、拡がりを持ちいわゆるピンボケの状態
となる。このピンボケの状態は、第９図における焦点位
置を示す点イ、口、ハでわかるように、路面と車体とが
測定中心距離りにある時は、光センサ１０４上に焦点位
置口があり、ピントは合った状態である。

しかし、路面と車体との距離がＬ±ΔＬどなった時は、
焦点位置イ、ハは焦点位置口を中心として前後に移動す
る。

すなわち、距離がＬ＋ΔＬとなった時は、光センサ１０
４に到達する前に焦点位置イがあり、焦点位置イ以後の
光スポットは拡がり、光センサ１０４上に到達する。

一方、距離がＬ−ΔＬどなった時は、光センサ１０４よ
り後に焦点位置ハがあり、焦点が合う前の状態で、光セ
ンサに到達し、この状態も光スポットは拡がっている。

これらの状態は第１０図のＢ、Ｃで示す状態であり、光
スポットが拡がるとともにその光の強さのピークも下が
りＳ／Ｎの悪い状態となっている。

従って、その光スポットの中心位置を求めることは、距
！ｆＬの時に比べて困難となり、測定誤差が大きくなる
。すなわち、従来の三角測定法におけろ受光レンズ！０
３の受光軸と光センサ【０４との位置関係では、路面と
車体との相対距離を正確に測定するには至っていなかっ
た。

また、従来の路面形状測定において路面と車体の相対距
離は、車体自身の上下振動を含んだ測定であるため、車
体の上下振動を加速度センサて、車体の上下振動加速度
を検出し、その振動加速度より車体の絶対変位を演算し
、前記路面と車体の相対変位出力より逐次差し引くとい
う方法がとられている、ここて、車体の上下撮動加速度
より車体の絶対変位を演算する方式において、車体の加
速度信号は、加速度センサのドリフトを含んだ信号であ
る。具体的には、加速度センサのドリフトは低周波成分
であることから、このドリフト成分を除去するため電気
的バイパスフィルタを設置することが知られている。し
かし、車体の上下加速度信号には、加速度センサのドリ
フト成分以外に、路面形状に直接起因しない成分、例え
ば、車両揺動の高調波振動、車両ばね下振動の共振周波
数成分等が含まれている。しかも、これらの成分は、車
速によって変化する。

従って、バイパスフィルタを通過した電気信号だけでは
、路面形状に沿った車体の上下加速度信号成分のみを抽
出しておらず、多くの誤差を含んでいた。

従って、従来のフィルタによる路面凹凸による振動分抽
出では、正確な路面凹凸による車体の絶対変位を捉え、
正確な路面形状を測定することは困難であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、路面形状計ｌｌ１１装置における上述のよう
な従来の技術の問題点を解決し、計測路面の形状を正確
に計測することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、路面形状計測装置において、車体
と計測路面までの距離に対応する光点位置を検出する光
点位置検出手段の投射したレーザ光の計測路面からの反
射光が、車体と計１１ｎ面の距離が測定中心距離からず
れた時に、光センサ上に焦点を結ばず、いわゆるピンボ
ケの状態となり正確には距離測定ができないという従来
技術の前記問題点を解決することを第１の目的とするも
のである。

また、本発明は、路面形状計測装置における信号処理部
において、検出加速度信号に含まれる路面形状に起因し
ない振動成分を十分に除去できないため測定に誤差を生
じ正確な路面形状の計測がでないという前記従来技術の
問題点を解決することを第２の目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達するための本発明の路面形状計測装置は、
第１図に示すように、計測路面に対してレーザ光を投光
するレーザ投光器ｌ、と、計測路面で反射したレーザ光
を受光する受光レンズ１２と、測定範囲内において計測
路面と車体との距離変化に応じて変化する前記受光レン
ズ１２の各結像位置を包含する結像面上に配置するとと
もに、レーザ投光器１１の投光軸に対して直交関係に配
置した一次元アレイセンサ１３とから成り、三角＋１１
　ｉｌ可能に車体の適宜箇所に配置して、車体の計測路
面までの距離に対応する光点位置を検出する光点位置検
出手段ｌと；光点位置検出手段ｌの近傍の車体に配置し
て、走行中の車体の上下加速度を検出する加速度検出手
段２と；車体の走行距離を検出する走行距離検出手段３
と；加速度検出手段２から出力される加速度信号中に含
まれるノイズに起因する加速度成分を遮断し、路面形状
に対応する加速度信号を抽出するフィルタ４１と、フィ
ルタ４１が出力する加速度信号を積分して車体の上下変
位を演算する車体変位演算手段４２と、光点位置検出手
段１から出力される光点位置信号に基づき計測路面まで
の距離を演算する距離演算手段４３と、距離演算手段４
３から出力される距離信号から、車体変位演算手段４２
から出力される車体変位信号を減算する減算手段４４と
、この減算出力と走行距離検出手段３からの走行距離信
号とに基づき走行距離を含んだ路面形状信号を出力する
形状演算手段４１とから成る信号処理手段４：とから成
り、計測路面の形状に応じて光点位置を検出することに
より、計測路面の形状を正確に計測するようにしたこと
を特徴とするものである。

（作用） 光点位置検出手段ｌにおいて、レーザ投光器１１は計測
路面に対してレーザ光を投光し、受光レンズ１２は計測
路面で反射したレーザ光を受光し、−次元アレイセンサ
１３３上に結像させろ。−次元アレイセンサ１２は、測
定範囲内において計測路面と車体との距離変化に応じて
変化する前記受光レンズ１２の各結像位置を包含する結
像面上に配置するとともに、レーザ投光器１１と投光軸
に対して直交関係に配置されおり、従って、測定路面と
車体との距離変化により光点位置が変化した際にも常に
一次元アレイセンサ１３上に最小のスポット径で結像す
る。−次元アレイセンサ１３て検出した光点位置信号は
距離演算手段４３へ出力され、距離演算手段４３はその
光点位置信号に基づき計ｉ１１路面までの距離を演算し
、距離信号を減算手段４４に出力する。

加速度検出手段２は、光点位置検出手段１の近傍に配置
され、走行中の上下加速度を検出し、フィルタ４１に出
力する。

フィルタ４１は、加速度検出手段２から出力される加速
度信号中に含まれるノイズに起因する加速度成分（加速
度センサのドリフト成分以外の、路面形状に直接起因し
ない成分、例えば、車両撮動の高調波振動、車両ばね下
振動の共振周波数成分等）を遮断し、路面形状に対応す
る加速度信号のみを抽出し、車体変位演算手段４２に出
力する。

走行距離検出手段３は、プロペラシャフトの回転数等を
検出することにより走行距離を検出し、検出した走行距
離信号を形状演算手段４５に出力する。

減算手段４４は、距離演算手段４３から出力される距離
信号から、車体変位演算手段４２から出力される車体変
位信号を減算し、正確な路面凹凸を表す信号を形状演算
手段４Ｓに出力する。

形状演算手段４−１は、この減算出力と走行距離検出手
段３からの走行路Ｉ１１信号とに基づき走行距離を含ん
だ路面形状信号を出力する。

（発明の効果） 測定路面と車体との距離変化によって受光レンズで集光
されるビームスポット像は移動する。その移動するビー
ムスポット像は、その径が最小となる、いわゆる焦点位
置も受光レンズ、受光軸に対して前後に移動する。従来
は受光レンズの受光軸と直角に光点位置検出手段を配置
していたので、その光点位置検出手段の光センサ上での
ビームスポット像は、測定路面と車体との距離変化によ
って移動はするが、その径は最小とはならずいわゆるピ
ンボケの状態となり、光点位置検出において不正確とな
っていたことは前述のとおりである。

この従来の問題点を解決するため、本発明では、光点位
置検出手段の一次元アレイセンサを計測路面と車体との
距離変化に応じて変化する前記受光レンズ１２の各結像
位置を包含する結像面上に配置したことにより、スポッ
ト像径にボケをなくし、全ての測距範囲にわたって像径
を一定にすることができる。また、−次元アレイセンサ
をレーザ投光軸に直交するように配置したことにより、
機械的な加工、組み付は基準を単純とし、機械的に振動
に対して強くすることができる。

従って、本発明によれは、光点位置検出手段による光点
位置の検出が正確となり、ひいては計測路面の形状を正
確に計測することができる。

また、本発明における信号処理手段４のフィルタ４１は
、加速度センサのドリフト成分以外に、路面形状に直接
起因しない成分、例えば、車両撮動の高調波振動、車両
ばね下振動の共振周波数成分等の路面形状に直接起因し
ないノイズ成分を除去するようにしたので、正確な路面
凹凸による車体の絶対変位を捉えることができ、ひいて
は正確な路面形状を測定することができろ。

（実施態様） 第」三λヌＪＩＪＬ 本発明の第１の実施態様は、本発明の前記基本構成にお
ける前記信号処理手段４のフィルタ４１を遮断周波数を
可変にした可変フィルタで構成し、車体の速度に応じて
その遮断周波数を自動的に設定するようにしたことを特
徴とする。

具体的には、第６図に示すように、走行距離検出手段の
出力を車速信号に変換する車速演算手段４６と、その車
速信号に基づきフィルタ４１の遮断周波数を設定する遮
断周波数設定手段！↓７を備えている。

本発明のフィルタ４１は、遮断用波数を固定にして実施
することができるが、測定の際に車速か変化する場合に
は、ノイズ成分の除去が十分てはない。すなわち、遮断
周波数を一定にすると、車速の変化に伴って生ずる、路
面形状に直接起因しない成分の周波数の変１ヒに十分に
対処しきれない。

遮断周波数を固定してしまうと、車速変化に伴う振動周
波数変化によって、その得られた振動体加速度は、路面
凹凸による振動だけでなく車両の持つ振動分を含んだり
、また逆に、路面凹凸による振動分を除去してしまうお
それがあり、常に振動モードを測定した時と同じ車速で
路面計測を行う必要がある。一般道路等を走行測定する
時に他の車の進行を妨げずに一定の車速で走行測定する
ことは、困難であり、車速変化はどうしても生じる。

従って、本実施態様のように、車速に応じてフィルタの
遮断周波数を最適となるよう制御することにより、車速
に変化がある場合でも、正確な路面凹凸による車体の絶
対変位を捉えることができ、正確な路面形状を測定する
ことができる。

本発明の第２の実施態様は、本発明の前記基本構成にお
ける前記信号処理手段４のフィルタ４１を遮断周波数を
可変にした可変フィルタで構成し、車体の加速度に応じ
てその遮断周波数を自動的に設定するようにしたことを
特徴とする。

具体的には、第８図に示すように、加速度検出手段２の
出力する加速度信号に基づきフィルタ４１の遮断周波数
を設定する遮断周波数設定手段４７を伽えている。

第１の実施態様は前述のように可変のフィルタを用い最
適な遮断周波数を設定することにより正確な測定に寄与
できる効果は大きいものであるが、車速に対応する最適
な遮断周波数を測定車毎に測定し、ＲＯＭ等に記憶させ
ておく必要があり、従って振動モードを測定した測定車
に限り測定が可能であり、測定車が自由に選べないとい
う点で若干不便である。

本第２の実施態様では、加速度検出手段２からの加速度
信号を周波数分析し、適正な遮断周波数を設定する遮断
周波数設定手段４１を設けることにより、どのような測
定車を用いても正確な測定が可能となる利点がある。

（実施例） Ｌ匡ｉＬ 第１図は、本発明の実施例の路面形状測定装置を示すも
ので、光点位置検出手段１、加速度検出手段２、走行距
離検出手段３、および信号処理手段４を備えている。

光点位置検出手段１は、車体から計測路面までの距離を
対応する光点位置として検出する車高測定プローブであ
り、計測路面に対しレーザ光を投光するレーザ投光器１
１、計測路面で反射したレーザ光を受光する受光レンズ
１２および測定範囲内において計測路面と車体との距離
変化に応じて変化する前記受光レンズ１２の各結像位置
を包含する結像面上に配置するとともに、レーザ投光器
１１の投光軸に対して直交関係に配置した一次元アレイ
センサ１３等を有している。

第２図はこの車高測定プローブである光点位置検出手段
１の一例を示すものである。レーザ投光器ｌｉは、レー
ザ光を投射する半導体レーザ１１と、そのレーザ光を平
行光とするコリメートレンズ１２と、反射ミラー１５と
、微調機構１４゜１６からなっており、投光用取り付は
プレート２７に取り付けられている。半導体レーザ１１
とコリメートレンズ１２とは、ホルダー１３に収納され
ており、これらの半導体レーザ１１とコリメートレンズ
１２の位置関係の微調は微調機構１４で行う、平行光と
なったレーザ光は、レーザ光を投光用取り付はプレート
２７０面に垂直に投射させるよう微調機構１６で微調さ
れた反射ミラー１５で反射され測定路面２９に投射され
る。

その測定路面２９からの反射光を集光する受光レンズ１
２は、−次元プレイのイメージセンサ２０に対しレーザ
投光軸が直角となるような関係で決められた受光角θで
、取り付はプレート２８に取り付けられている。

一次元アレイセンサ１３は一次元的に受光素子が配列さ
れたイメージセンサ２０、ｗｉ調機構２１゜２２．２３
．２４、壺光フィルタ３０等から成り、受光部取り付は
プレート２８に取り付けられている。イメージセンサ２
０は、測定路面と車体との相対距離がとのような距離に
あっても、常にその上にピントが合うように、受光軸と
の傾きαを持たせて配置するとともに、前述のように機
械的に振動に対して強くするために投光軸と直交関係と
なるように配置されている。

このようにレーザ投光器が取り付けられた投光部取り付
はプレート２７と、受光レンズ、アレイセンサ等が配置
された受光部取り付はプレート２Ｂは、ボルト２５て一
体化される。一体化後に、−次元アレイセンサは微調機
構２１３２２，２３゜２４によって正確な配置となるよ
う微調され固定される。

第３図は上記構成の本実施例における光点位置検出手段
ｌ、の動作原理を説明するための図である。

半導体レーザ１２より出射されたレーザ光は、コリメー
トレンズ１２て平行光にされ、測定路面２９に投射され
る。測定路面２９よりの反射光は、受光レンズ１２で集
光されイメージセンサ２０に結像される。イメージセン
サ２０は前述のように受光レンズ１２の受光軸とは垂直
に配置せず、ある角度αで配置しである。また、イメー
ジセンサ２０の面は、投光軸と垂直とし、観察角θと前
記角αとはα＋θ＝９０６の関係にある。

ここで、角度αは、受光レンズ焦点距ｆｉｆと、測定中
心距１ＩｔＬと、観察角θとて決定されるものて、次、
に示すような関係にある。

ただし　α＝９０’−〇 上記のような関係式を満足したとき、イメージセンサ２
０上の結像は、測定中心距離りが±Δ１−変化しても常
に焦点が合い、Ｓ／Ｎの良い信号を得ることができ、正
確な測定ができる。

イメージセンサ上の集光されたビームスポットの中心位
置を見つけ出しその位置を知ることによ　　　　□り距
離測定を行う三角測定法では、従来のようにイメージセ
ンサ２０′のように受光軸に垂直ここ配置したときには
、測定中心距Ａｔ　Ｌのときは、イメージセンサ２０上
のｂ“点のみで焦点が合いＳ／Ｎの良い信号となるが、
±ΔＬの変化があったときは第３図のａｌ、ＣＩのよう
に広がりを持って結像し、これは焦点が合っていす、い
わゆるボケの状態となる。

このボケの状態は、第４図に示すように光スポツト径は
広くまた光スポツト強度も低く、測定の目的である光ス
ポットの中心位置を見つけその位置を知るには不確定さ
を増すノイズとそのスポット径の広さによって正確な測
定ができない。

このような従来の欠点は、本実施例のイメージセンサ２
０の上記配置によれば、測定路面２９がとの位置に変化
しても、イメージセンサ２０上での光スポットは焦点が
合っており光スポツト径は小さく、またその強度も強く
との光スポットの中心位置も明確に判定できる。

加速度検出手段２すなわち加速度センサは、光点位置検
出手段１の中央近傍に配置されている。

光点位置検出手段１ては測定路面と車体の相対距離を測
定しているにすぎず、測定路面の凹凸によろ車体の撮動
による変位成分をも含んだものである。したがって、光
点位置検出手段の検出した信号に含まれる路面形状以外
の変位成分を除去するために、車体の上下振動成分を加
速度検出手段により検出する。そして、後述するように
、車体変位検出手段４２において、検出した加速度を絶
対変位に変換する。これを、光点位置検出手段ｌの出力
信号に基づいて距離演算手段４３により算出される車体
と測定路面との距離から、差し引くことにより正確な路
面形状を測定することができる。

加速度検出手段２により検出される上下振動加速度は、
測定路面凹凸による振動と車両自身が持っている路面凹
凸による振動周波数よりも高い共振周波数成分と、加速
度検出手段自身の低周波ドリフトをも含んだ加速度信号
であるので、車両の路面の凹凸のみによる振動分を抽出
する必要がある。

本実施例では、加速度検出手段２よりの上下振動加速度
より低周波成分と高周波成分を除去するために、フィル
タ４１を用いろ。実験の結果によれば、Ｑ、２Ｉ（ｚ〜
３．７５Ｈｚのバンドパスフィルタを設定することによ
って、路面凹凸による振動加速度成分のみを良く抽出で
きることがわかった。

フィルタ４□の路面凹凸による振動加速度成分は車体変
位演算手段４２に入力され、この車体変位演算手段４２
において加速度信号を２目積分することによって、車体
の上下絶対変位を得て、これを減算手段４４に出力する
。

減算手段４４においては、前述のように距離演算手段４
３により得た車体と測定路面との距離を表わす信号にノ
イズとして含まれる車体自身の振動成分による変位を除
去して正確な距離を得るために、その距離を表わす信号
から車体変位演算手段４２により得られた車体の上下絶
対変位を減算する。

走行距離検出手段３は、車両のプロペラシャフトより回
転力を受は同期して回転するスリットを設けた円盤のス
リット部を光学的に検知して走行速度および距離を得る
ための信号を得るよう構成されている。その具体的構成
を第５図に示す。

第５図（ａ）に示すように車両タイヤ３１の回転は、プ
ロペラシャフト３２で伝達され、そのプロペラシャフト
３２の回転力を速度計たわみ軸３３で走行距離計３４へ
回転力を伝達する。

走行距離計３４の内部は、第５図（Ｃ）に示すように、
速度計たわみ軸３３０回転力によって回転する回転軸３
７と、その回転軸３７に取り付けられた円！１３５と、
検出光学系３８から成っている０円盤３５には、同図（
ｂ）に示すように、スリット３６が設けてあり、そのス
リット３６の回転による通過を検出光学系３８により検
知する。

検出光学系３日はＬＥＤとフォトトランジスタで構成さ
れ、プロペラシャフト３２の回転数の一定倍数の周波数
の電気信号とすることができる。ここで、プロペラシャ
フト３２０回転数の一定倍数としたのは回転数誤差を小
さくするためである。

このようにして得られた検出信号は、走行距離を表わす
走行距離信号に変換され、形状演算手段４５に供給され
、減算手段４４て得られた車体と測定路面の距離を表わ
す信号との対応がとられることにより、路面形状信号を
出力する。

信号処理手段４における各演算手段は演算増幅器のよう
な周知のアナログ回路を用いて当業者の通常の設計によ
り容易に実現することができる。

また、アナログ回路に代えてディジタル回路によって構
成してもよいことはもちろんである。

さらに、信号処理手段４を、マイクロコンピュータと上
記演算機能を遂行できるプログラムとの組み合わせによ
って構成することも可能である。

実ＪＩＥＪ帆ニ一 本実施例２は、実施ＰＮＩにおいて、信号処理手段４の
フィルタ４１を、遮断周波数を可変にした可変フィルタ
で構成し、車体の速度に応じて遮断周波数を自動的に設
定するように構成したものである。

第６図は実施例２の構成を示すもので、遮断周波数可変
のフィルタ４い走行距離検出手段の出力を車速信号に変
換する車速演算手段４自、フィルタ４□の遮断周波数を
設定するための遮断周波数設定手段４７を備えた点が、
第１図に示す実施例１とは異なっている。その他の構成
は実施例１と同じものであるので、説明は省略する。

加速度検出手段２の出力は、路面凹凸による振動以外の
振動を含んだものであるため、実施例１のようにフィル
タ４１を用いることにより、路面凹凸による振動分のみ
を抽出し、正確な路面の凹凸による車体の変位を得るよ
うにすることができる。しかし、車体の振動は車速によ
って、周波数成分が変化するため、一定の遮断周波数を
持ったフィルタでは、そのフィルタに合った車速でしか
正確な車体上下変位は得られない。すなわち、車速変化
により車体の振動周波数成分が変化するので、一定の遮
断周波数を持ったフィルタを用いたのでは、測定中に車
速か変化した場合１３１１１面の凹凸による振動分以外
を含んだり、路面の凹凸による振動分をカットしてしま
うことが起こり得ろ。

第７図は、加速度検出手段で検出した加速度振動周波数
分布および必要なフィルタのバンドパス特性を示すもの
で、車速か高速の場合（実線）と低速の場合（点線）と
で、振動周波数成分が変化していることがわかる。

そこで、本実施例２では、車速に応じて最適な遮断周波
数を可変のフィルタに設定するようにしたもので、走行
距離計３４ぐ第５図参照）より出力された信号から変換
回路４Ｑにより車速信号を得て、この車速信号に基づき
遮断周波数設定手段４７は車速に応したフィルタの遮断
周波数を設定する。遮断周波数設定手段４７は車両−遮
断周波数マツプを記憶する記憶手段を有している。その
車両−遮断周波数マツプは、車両の車速変化と扇動周波
数分布の変化との関係を予め測定し、この測定結果に基
づいて車速とその車速に対応する最適な遮断周波数との
関係を示す索引テーブルとして作成されている。すなわ
ち、予め車体の車速による振動のパワースペクトラムを
測定して、その測定結果により各車速における適正な遮
断周波数を定めてこれをＲＯＭ等の記憶手段に記憶させ
ておき、車速信号を与えることによって、その車速に対
応する適正な遮断周波数を記憶手段から呼び出してフィ
ルタ４□の遮断周波数を制御する信号を作成する。可変
のフィルタとしては周知のものを採用することができ、
遮断周波数設定手段４７は使用するフィルタに応じて適
宜の形態の制御信号を出力するようにすればよい。

本実施例は車速をモニタし、車速に応じてフィルタの遮
断周波数を制御するので、車速変化によって変動する路
面形状に基づく車体の振動成分を損なうことなく、ノイ
ズとなって重畳している不要な高調波成分を有効に除去
することができ、正確な測定が可能となる。

Ｌ芝九工 本実施例３は、実施例１において、信号処理手段４のフ
ィルタ４１を、遮断周波数を可変にした可変フィルタで
構成し、車体の振動加速度に応じてフィルタの遮断周波
数を自動的に設定するように構成したものである。

第８図は実施例３の構成を示すもので、フィルタ４１に
遮断周波数可変のものを使用するとともに、加速度検出
手段２の出力する加速度信号に基づきフィルタ４１の遮
断周波数を設定制御する遮断周波数設定手段４７を備え
た点が、第１図に示す実施例１とは異なっている。その
他の構成は実施例１と同じものであるので、説明は省略
する。

なお、実施例２とは遮断周波数の可変なフィルタを用い
て正確な測定をしようとする点て同じものであるが、そ
のフィルタの制御を加速度信号に基づいて行う点が異な
る。

実施例２は前述のように可変のフィルタを用い最適な遮
断周波数を設定することにより正確な測定に寄与できろ
効果は大きいものであるが、車速ζこ対応する最適な遮
断周波数を測定車毎に測定し、ＲＯＭ等の記憶手段に記
憶させておく必要があり、従って振動モードを測定した
測定車に限り測定が可能であり、測定車が自由に選べな
いという点で若干不便である。

本実施例では、加速度検出手段２からの加速度信号を周
波数分析し、適正な遮断周波数を設定する遮断周波数設
定手段４８を有する。この遮断周波数設定手段４８を用
いたことにより、本実施例３は、測定車を限定する必要
がなく、とのような測定車を用いても正確な測定が可能
となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を有する実施例１を示すブ
ロック図、第２図は第１図における光点位置検出手段の
構成の一例を示す図、第３図は第２図の位置検出手段の
動作原理を説明するための図、第４図はイメージセンサ
上の光点位置と光強度出力との関係を示す特性国で、（
ａ）は本発明によるイメージセンサ配置による場合、（
ｂ）は従来の配置による場合を示している。第５図は走
行距離検出手段の一例を示すもので、（ａ、　）はプロ
ペラシャフトへの走行距離計の結合を示す図、（ｂ）は
走行距離計の内部の測定光学系の構成を示す図、（Ｃ）
は測定光学系のスリットを示す図である。 第６図は本発明の実施例２を示す図、第７図は加速度信
号の周波数成分を示す図である。 第８図は本発明の実施例３を示す図である。 第９図は従来の光点位置検出手段の動作原理を説明する
ための図・第１Ｏ図は第９図の光点位置検出手段のイメ
ージセンサ上の光点位置と光強度出力との関係を示す特
性図である。 ｌ・・・光点位置検出手段、１３・・・レーザ投光器、
１２・・・受光レンズ、１３・・・−次元アレイセンサ
、２・・・加速度検出手段、３・・・走行距離検出手段
、４・・・信号処理手段、４１・・・フィルタ、４２・
・・車体変位演算手段、４３・・・距離演算手段、４４
・・・減算手段、４６・・・形状演算手段、４１・・車
速演算手段、４７・・・遮断周波数設定手段、１１・・
・半導体レーザ、１２・・・コリメートレンズ、１３・
・・ホルダー、１４１１６・・・微調整機構、１５・・
・反射ミラー、２０・・・イメージセンサ、２１，２２
．２３・・・微＠！１４１１ｍ、　２５　・・・ボルト
、２７・・・投光部取付プレート、２８・・・受光部取
付プレート、２９・・・測定路面。 特許出願人　　　株式会社豊田中央研究所ｒ−−−−−
−−−−１ 矛と 第３図 第５図 １６パ！レス　／　１ｒ３転 ｈ　Ｄ　ｈＪ−＞ｏ’ａｚａ−鵞暴匙蟹蝉第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）計測路面に対してレーザ光を投光するレーザ投光
   器１＿１と、計測路面で反射したレーザ光を受光する受
   光レンズ１＿２と、測定範囲内において計測路面と車体
   との距離変化に応じて変化する前記受光レンズ１＿２の
   各結像位置を包含する結像面上に配置するとともに、レ
   ーザ投光器１＿１の投光軸に対して直交関係に配置した
   一次元アレイセンサ１＿３とから成り、三角測量可能に
   車体の適宜箇所に配置して、車体の計測路面までの距離
   に対応する光点位置を検出する光点位置検出手段１と、 光点位置検出手段１の近傍の車体に配置して、走行中の
   車体の上下加速度を検出する加速度検出手段２と、 車体の走行距離を検出する走行距離検出手段３と、 加速度検出手段２から出力される加速度信号中に含まれ
   るノイズに起因する加速度成分を遮断し、路面形状に対
   応する加速度信号を抽出するフィルタ４＿１と、フィル
   タ４＿１が出力する加速度信号を積分して車体の上下変
   位を演算する車体変位演算手段４＿２と、光点位置検出
   手段１から出力される光点位置信号に基づき計測路面ま
   での距離を演算する距離演算手段４＿３と、距離演算手
   段４＿３から出力される距離信号から、車体変位演算手
   段４＿２より出力される車体変位信号を減算する減算手
   段４＿４と、この減算出力と走行距離検出手段３からの
   走行距離信号とに基づき走行距離を含んだ路面形状信号
   を出力する形状演算手段４＿５とから成る信号処理手段
   ４とから成り、 計測路面の形状に応じて光点位置を検出することにより
   、計測路面の形状を正確に計測するようにしたことを特
   徴とする路面形状計測装置。
2. （２）前記信号処理手段４のフィルタ４＿１を遮断周波
   数を可変にした可変フィルタで構成し、車体の速度に応
   じて遮断周波数を自動的に設定するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲（１）項記載の路面形状計測装
   置。
3. （３）前記信号処理手段４のフィルタ４＿１を遮断周波
   数を可変にした可変フィルタで構成し、車体の加速度に
   応じて遮断周波数を自動的に設定するようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲（１）項記載の路面形状計測
   装置。