JPS6395308A - 路面形状測定方法 - 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、路面形状測定方法に係り、とくにレーザ光を
用いた路面形状測定方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、路面の凹凸、わだち掘れ、ひび割れ等を迅速且つ
正確に測定して、路面の舗装管理等を的確に行おうとす
るための種々の提案がなされている。

この内、例えば、測定子からレーザ光やハロゲン光等を
路面に向けて照射し、これをテレビカメラ等で撮影する
ことにより、わだち掘れ等の路面性状を定量的に測定す
る非接触式のものがある。

この場合、路面の幅員の設定に際しては、予め測定すべ
き路面位置に、ペンキ等でマークを施したり或いは測定
中に補助員の目視等により、測定の始点及び終点が特定
されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した従来例にあっては、測定子が路
面両端のマーク等を通過するよう走査させる必要がある
ために、測定子を左右に振りながら該測定子を吊設して
いるフレーム機構全体の位置合わせを行う必要があり、
このため、測定準備に多くの時間を費やさねばならない
という不都合があった。

ところで、前述した非接触式の測定方法として、測定装
置による走査方向の距離分解能及び高さ方向の測定精度
の点で近時においてはレーザ光を用いた路面形状測定方
法が脚光を浴びている。この方法は、レーザ光を路面に
向けて放射せしめ、路面からの反射散乱光を光センサで
とらえ、この光センサ上の反射散乱光の位置から路面ま
での距離を求めるとともに、この測定を路面の横断方向
及び走行方向に所定間隔毎に行うものである。

しかしながら、このレーザ光を用いた手法においては、
従来のマークによる幅員設定では感度が悪く又非接触で
あることからどこを測定しているかの判断ができないと
いう不都合があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来技術の有する不都合等に鑑みなさ
れたもので、レーザ光を用いて路面形状を測定する場合
に、その幅員設定をより容易に且つ高精度に行うことが
できる路面形状測定方法を提供することを、その目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、レーザ光を路面に向けて送出する
とともにその反射スポットを光センサを用いて検知し路
面の凹凸を測定する方式の路面形状測定方法において、
前記路面の測定箇所に幅員特定用の二つの光反射部材を
配置し、この内の一方の光反射部材から得られる受信信
号を測定始点特定用の信号とし、これに続いて得られる
他方の光反射部材からの受信信号を測定終点特定用の信
号とするという構成を採り、これによって前記目的を達
成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

第１図において、Ｅは路面を示し、８は路面Ｅの横断方
向に沿って配置されたレーザ式距離測定装置を示し、１
０．１０は路面Ｅの両端の幅員とすべき位置に対応して
置かれた鏡もしくは鏡面構造の光反射部材を示す。また
レーザ式距離測定装置８に対して、１１はレーザ光送受
信部を示し、１２は図の如く左右に延設された本体フレ
ームを示す。

前記レーザ光送受信部１１は、本実施例においては送信
器としてのレーザダイオードＩＩＡと受信器としての一
次元ＣＣＤセンサＩＩＢとに分離されたものが使用され
ている。このレーザ光送受信部１１は、第１図に示す如
（路面已に対向して配設され、搬送手段１３の一部をな
す移動フレーム１４を介して本体フレーム１２に装備さ
れている。

前記搬送手段１３は、本体フレーム１２と同様に第１図
の左右に延設された移動フレーム１４とこの移動フレー
ム１４に装備された搬送チェーン機構１５と、この搬送
チェーン機構１５を駆動する駆動手段１６とにより構成
されている。

移動フレーム１４は、第１のガイド手段１７を介して本
体フレーム１２に係合され支持されている。この第１の
ガイド手段１７は、本体フレーム１２に沿って配設され
ている。このため、移動フレーム１４は、第１図に示す
如く本体フレーム１２に沿ってＡ、Ｂ方向に往復移動可
能な構造となっている。

移動フレーム１４には、第２のガイド手段１８を介して
レーザ光送受信部１１が装備されている。

この第２のガイド手段Ｉ８は移動フレームＩ４に沿って
配設されている。このため、レーザ光送受信部１１は移
動フレーム１４に沿ってＣ，Ｄ方向に往復移動可能な構
造となっている。

前記レーザ光送受信部１１は、前述した如く移動フレー
ム１４に支持されるとともに、前述した搬送チェーン機
構１５に係止されている。そして、後述するように搬送
チェーン機構１５に付勢されてレーザ光送受信部１１は
移動フレーム１４上を移動し得るようになっている。

移動フレーム１４上の搬送チェーン機構１５を走行駆動
せしめるための前記駆動手段１６は、第１図に示すよう
に本体フレーム１２上に装備された駆動モータ２０と、
この駆動モータ２０の回転力を前記搬送チェーン機構１
５に伝達する駆動チェーン機構２１とにより構成されて
いる。この駆動チェーン機構２１は、同図に示す如く図
の下方に向って延設された本体フレーム１２上に装備さ
れている。このため、駆動チェーン機構２１と駆動モー
タ２０とは、常に定位置にて稼働し得るようになってい
る。

前記レーザ光送受信部１１のレーザダイオード１１Ａに
は所定のレーザ光を出力せしめるための励振回路部３０
が併設され、また同じく一次元ＣＣＤセンサＩＩＢには
受光されるレーザ光から所定の距離情報を検出し処理す
るための信号処理回路部３１が併設されている。

このイδ号処理回路部３１は、第２図に示す如くエンコ
ーダ３２と分周器３３とを備えている。この内、エンコ
ーダ３２は前記駆動モータ２０に付勢されて回転し、モ
ータの回転量に比例したパルス信号を分周器３３に出力
するようになっている。

また、信号処理回路部３１は、更に受イ３回路３５と信
号処理回路３６とメモリ３７とにより構成されている。

この内、信号処理回路３６は、前述した分周器３３の出
力の一部を処理開始信号として入力するとともに、受信
回路３５から送られてくる受信信号より所定の距離情報
及び凹凸情報を演算し、これをメモリ３７へ格納するよ
うに機能する。

さらに、第１図において、４０はブレーキ手段を示す。

このブレーキ手段４０は、本体フレーム１２上に固着装
備され、通常は移動フレーム１４に対しゆるやかにブレ
ーキ力を印加する機能を有している。このため、例えば
傾斜面の凹凸計測に際しても、移動フレーム１４の下方
への自由な滑動を阻止する作用をなしている。また、４
１Ａ。

４１Ｂは移動フレーム１４の有無を常時ヰ★出するセン
サを示す。このセンサ４１Ａ、４１Ｂからの出力に付勢
されて前記ブレーキ手段４０が直ちに作動し、これによ
って移動フレームの移動が停止されるようになっている
。４２．４３は各々本体フレーム１２に装備された脚部
を示す。又、４４及び４５は、それぞれレーザ光送受信
部１１の移動を係止せしめるストッパを示す。

ここで、前述した搬送チェーン機構１５及び駆動手段１
６等を、第１図及び第３図に基づいて更に詳細に説明す
る。

搬送チェーン機構１５は、第１図に示すように移動フレ
ーム１４上に装備されたチェーン車１５Ａ、１５Ｂと、
この各チェーン車１５Ａ、１５Ｂに架設さた搬送チェー
ン１５Ｃとにより構成されている。移動フレーム１４は
、第３図に示すようにその断面が本実施例では下方が開
放された箱型状に形成され、その内側の第１図における
両端部に、前述した如くチェーン車１５Ａ、１５Ｉ３が
回転自在に装備されている。この移動フレーム１４の第
３図における両側面に、前述した第１のガイド手段１７
と第２のガイド手段１８とが各々装備されている。

この内、第１及び第２の各ガイド手段１７．１８は、実
際には第３図に示すように、移動フレーム１４の両側面
に等間隔をおいて平行に固着されたガイドレール１７Ａ
、１８Ａと、この各ガイドレール１７Ａ、１８Ａの上下
端に係合された各４個１組の係合ローラ１７Ａａ、１７
Ａａ、−・・、１８Ａａ、１８Ａａ、・・・（第３図で
は各２個のみ開示）によって構成されている。そして、
一方の４個ＩＭｉの係合ローラ１７Ａａ、１７Ａａ、　
・・・は、本実施例では第１図に示すように本体フレー
ム１２上のＳｔ、Ｓｔ、Ｓｓ、Ｓｓの４ケ所に装備され
、これによって移動フレーム１４の移動に際し、２箇所
以上で移動フレーム１４を係止し且つ案内し得る構成と
なっている。また、他方の４個１組の係合ローラ１８Ａ
ａ、１８Ａａ、・・・は、レーザ光送受信部１１のケー
ス部１１Ｃに第３図に示す如（回転自在に装着されてい
る。

また、駆動手段１６は、減速ギヤー機構５０を装備した
駆動モータ２０と、当該減速ギヤー機構５０の出力軸に
係合された駆動チェーン機構２１と、この駆動チェーン
機構２１に連結された駆動用チェーン車５２とにより構
成されている。この内、駆動用チェーン機構２１は、２
個のチェーン車２１Ａ及び２１Ｂと、この各チェーン車
２１Ａ及び２１Ｂに架設された駆動用チェーン２１Ｃと
により構成されている。そして、第３図に示すようにチ
ェーン車２１Ｂには、同軸に前記駆動用チェーン車５２
が装備され、この駆動用チェーン車５２によって前述し
た搬送チェーン機構１５が駆動されるようになっている
。この搬送チェーン機構１５の搬送用チェーン１５Ｃに
は、第３図に示すようにレーザ先送受信部１１０ケース
部１１Ｃが連結部ＬＩＤを介して係着されている。

さらに、前記減速ギヤー機構５０の出力軸には、前述し
た励振回路部３０のエンコーダ３２が連結装備されてい
る。

次に、上記実施例の全体的な動作について説明する。

まず、通常の状態においては、プレー；ト手段４０が移
動フレーム１４をゆるやかに係止していることから、か
かる点において移動フレーム１４の移動は停止されてい
る。今、駆動手段１６を作動させ、駆動チェーン車５２
を介して搬送チェーン１５Ｃを第１図の左回転方向に回
動走行せしめると、レーザ光送受信部１１は搬送チェー
ン１５Ｃと一体的にＣ方向に移動する。ここで、レーザ
光送受信部１１が移動フレーム１４のストッパ４４に当
接した場合でも前記駆動手段１Ｇは何ら停止しないよう
になっている。このため、レーザ光送受信部１１がスト
ッパ４４に当接すると、その後は、移動フレーム１４も
レーザ光送受信部１１の右方向への移動とともに一体的
に第１図の右方向へ移動する。

そして、移動フレーム１４の第１図における左端部が位
置センサ４１Ｂよりも右側に入り込むと、その情報を受
けたブレーキ手段４０は直毛に作動してモータ２０を電
源から開放するとともに移動フレーム１４を停止せしめ
る。

次に、駆動モータ２０の回転を逆転させてみる（この操
作で、ブレーキ手段４０は同時に移動フレーム１４に対
する完全停止動作から開放されるようになっている）。

この場合、第１図の右端部に位置するレーザ光送受信部
１１がまず図の左方（Ｄ方向）へ移動を開始する。

一方、移動フレーム１４は、ブレーキ手段４０のゆるや
かな係止作用によって何ら移動しないようになっている
。このため、レーザ光送受信部１１は、移動フレーム１
４の第１図における左端部に装備されたストッパ４５に
当接するまで単独で図のＤ方向へ移動する。そしてスト
ッパ４５に当接したレーザ光送受信部１１は移動フレー
ム１４とともに図の左方へ移動する。そして、移動フレ
ーム１４の第１図における右端部が位置センサ４１Ａよ
りも左方へ移行した場合、その情報を受けたブレーキ手
段４０は直ちにモータ２０を電源から開放するとともに
移動フレーム１４を停止セしめる。　以下、前述したの
と同様の操作を行うことにより、レーザ光送受信部１１
は、前述したのと同様の動作が繰返し行われる。

このため、本実施例では移動フレーム１４上のレーザ光
送受信部１１の移動距離ｌに加えて移動フレーム１４が
本体フレーム１２上を移動する距離（本実施例ではほぼ
本体フレーム１２から移動フレーム１４が突出する距離
に等しい）だけ広い範囲で路面までの距離測定が可能と
なっている。

以上のように、レーザ光送受信部１１は路面Ｅを横断方
向に渡って移動しながら、路面との距離りを測定する。

これを更に詳述すると、エンコーダ３２からはレーザ光
送受信部１１の移動距離に比例した量のパルス信号が出
力される。このパルスが分周器３３で分周され所定間隔
のピッチパルスが作られ、信号処理回路３６へ送られる
。一方、励振回路３０に付勢されてレーザダイオードｌ
ＩＡからは路面已に向けてレーザ光が常時連続して放射
され、路面Ｅで反射散乱して受信器一次元ＣＣＤセンサ
ＩＩＢで受光される。そして、この一次元ＣＣＤセンサ
ＩＩＢにおいて再び電気信号に変換され受信回路３５で
増幅された後、信号処理回路３６へ出力される。

信号処理回路３６では、一次元ＣＣＤセンサ１１Ｂのど
の位置にレーザ光が捕捉されているか。

また凹凸の変化はどうか等が算出され、その結果得られ
た距離データ等がメモリ３７に格納され、これがその後
のデータ処理に供せられる。

そして、路面Ｅの横断方向に対し例えば数ｃ１毎に、上
述の手法に基づいて距離測定を行うとともに、本実施例
にかかるレーザ式距離測定装置８を路面Ｅの走行方向に
所定距離だけ移動せしめ、上述の測定を繰り返して行う
ことにより、結局、路面已に対する距離の２次元データ
が得られる。即ち、この２次元データによって、路面Ｅ
の凹凸等を定量的に且つ迅速に知ることができる。

上述の測定において、レーザ式距離測定装Ｗ８を路面Ｅ
の適宜な位置にセントし、レーザ光送受信部１１を両端
の光反射部材１０．ｔｏを越えて走査せしめた場合を考
える。この場合、光反射部材１０．１０の位置では、レ
ーザダイオード１１Ａから放射されたレーザ光は光反射
部材１０，１０によって略全反射され、一次元ＣＣＤセ
ンサ１１Ｂに戻らない（散乱光が生じない）。このため
、反射光が見えない状態をとらえてこれを路面までの距
ｆｉｌｌが無限大であるように信号処理部から出力すれ
ば、例えば第４図のようなデータが得られる。

即ち、路面Ｅの幅員りの両サイドに相当する位置では、
距離が略無限大を示す凸状の無反射データＤ＋、Ｄｚが
得られる。

この無反射データＤ、、Ｄ、の立上がり及び立下がりの
位置の特定は、一次元ＣＣＤセンサｌＩＢで受光される
受光の幅をもって次の如く特定される。

すなわち、一次元ＣＣＤセンサＩＩＢで得られる受信信
号のスポットが平均的スポットの幅の約１／２の大きさ
になった場合に第４図に示すｘ１′ｘＩ　＋　　ｘＺ　
’　＋　　ｘｔの４ケ所のいづれかにレーザダイオード
ＩＩＡが位置していることとなる。そして、Ｄ、の位置
においては、受光スポットの大きさが約１／２の幅から
増大する方向に移動した場合がｘｌの位置すなわち測定
始点を意味する。

一方、Ｄ２の位置においては、受光スポットの大きさが
約１／２の幅から減少する方向に移動した場合がｘｔの
位置すなわち測定終点を意味する。

実際にはレーザスポットは非常に小さいことから、路面
上に投影されるレーザスポットの有無の状態及びその纜
続状態により、前述したＸ、′。

ＸＩ　＋　　ｘｚ　＋　　ｘ＊′の位置が判断される。

このように、これら測定始点ｘ、及び測定終点ｘ２の位
置は、レーザ光のスポットにより捕捉されることから高
精度に特定される。このため、測定範囲りの位置内での
凹凸測定の測定値はその信頼性が著しく高められたもの
となっている。

従って、オペレータが、幅員を実測しなくても、測定し
たい幅員箇所に光反射部材１０．１０を置くだけで、前
述の如く、路面Ｅの距離データ及び幅員の数値算出を同
時に行うことができる。

このため、本実施例では、従来例に比べて幅員の設定が
非常に簡単で、作業能率が向上する。又、測定の前準備
、及び測定中であっても幅員を越えて確実にレーザ光を
走査させていることの確認作業が容易となり、前準備が
簡単になるとともに測定もれ等の防止に役立つ。更に、
測定に際しては、路面形状の測定と共に、幅員データを
も容易に得られるため、測定の能率化が図られるという
利点がある。

なお、上記実施例において、光反射部材１０゜１０とし
て鏡もしくは鏡面構造を備えたものを使用した場合を例
示したが、第５図に示すように角材を使用したものであ
ってもよい。高さくｈ）が明確な角材を用いた場合は、
例えばＡ点からＢ点までが測定範囲となる。そして、こ
の場合の測定データは第６図のようになる。この第６図
の測定結果より、同図Ｅからデータを調べてｈの変化が
あった点を測定開始点とし、一方、Ｆからデータを調べ
てｈの変化があった点を測定終点とすることにより、現
実の路面測定の横断距離範囲が高精度に特定される。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明では、幅員の設定は測定すべき箇
所の両端に鏡もしくは角材等の光反射部材を配設するだ
けですむため、その設定がより簡単になるとともに、測
定の前準備に際してもその省力化を図ることができる。

また、測定に際しては、路面の形状測定と幅員の測定と
を同時に行うことができるため、測定能率及び測定精度
を著しく向上せしめることができるという従来にない優
。

れた路面形状測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのレーザ式距離測定装置
の概略構成図、第２図は測定の電気回路を示す機能ブロ
ック図、第３図は第１図中の■−■線に沿った概略断面
図、第４図は距離データの一例を示す線図、第５図ない
し第６図はそれぞれ光反射部材として角材を用いた場合
の説明図である。 ８・・・・・・レーザ式距離測定装置、１０．１０・・
・・・・光反射部材、１１・・・・・・レーザ光送受信
部、Ｅ・・・・・・路面。 第２図 第３図 第４図 （ムノ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、レーザ光を路面に向けて送出するとともにその
   反射スポットを光センサを用いて検知し路面の凹凸を測
   定する方式の路面形状測定方法において、 前記路面の測定箇所に幅員特定用の二つの光反射部材を
   配置し、この内の一方の光反射部材から得られる受信信
   号を測定始点特定用の信号とし、これに続いて得られる
   他方の光反射部材からの受信信号を測定終点特定用の信
   号とすることを特徴とした路面形状測定方法。
2. （２）、前記光センサを一次元のＣＣＤセンサとし、こ
   の一次元ＣＣＤセンサで得られる受信信号のスポットが
   ゼロの状態から増大する方向に移動した場合に、当該ス
   ポットが検出される時点を測定始点とすることを特徴と
   した特許請求の範囲第１項記載の路面形状測定方法。
3. （３）、前記光センサを一次元のＣＣＤセンサとし、こ
   の一次元ＣＣＤセンサで得られる受信信号のスポットが
   検出される状態からゼロになる方向に移動した場合に、
   その変化の時点を測定終点とすることを特徴とした特許
   請求の範囲第１項記載の路面形状測定方法。