JPH0735522A - レーザーを利用した舗装路面横断プロフィル測定方法 - Google Patents

レーザーを利用した舗装路面横断プロフィル測定方法

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JPH0735522A
JPH0735522A JP20205493A JP20205493A JPH0735522A JP H0735522 A JPH0735522 A JP H0735522A JP 20205493 A JP20205493 A JP 20205493A JP 20205493 A JP20205493 A JP 20205493A JP H0735522 A JPH0735522 A JP H0735522A
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road surface
paved road
laser
angle
measuring
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JP20205493A
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Michitaka Asahi
理登 朝日
Takashi Terahara
孝 寺原
Satoshi Izumi
聰 和泉
Nobuyuki Mizutani
信之 水谷
Kiichi Hirono
貴一 廣野
Kazuo Oda
和夫 織田
Minoru Komiya
穣 小宮
Katsumi Otsuka
勝美 大塚
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ASIA KOSOKU KK
TOKYO DORO ENJINIA KK
Nippon Shokubai Co Ltd
Tokyo Road Engineering Co Ltd
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ASIA KOSOKU KK
TOKYO DORO ENJINIA KK
Nippon Shokubai Co Ltd
Tokyo Road Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全で簡単かつ精度よく舗装路面の横断形状
を測定できるような舗装路面横断プロフィル測定方法を
提供することである。 【構成】 舗装路面横断プロフィル測定方法によれば、
舗装路の側部の所定位置から、レーザー発振装置を用い
て、舗装路面上に向けて且該舗装路面の横断方向へレー
ザー光線を点状または点を線上に照射して、目視可能な
光切断面を形成し、前記第1の所定位置から所定距離だ
け離れた舗装路の前記側部の第2の所定位置から、測角
装置を用いて前記光切断面に対して法線方向の1地点か
ら舗装路面上の前記光切断面の測定点の水平角および俯
角を測定し、前記所定距離、前記水平角および俯角に基
づいて舗装路面の横断方向の形状の算出・表示が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般道路、高速自動車
国道等の舗装路面の横断形状を測定するための舗装路面
横断プロフィル測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般道路、高速自動車国道等において
は、交通量の増加にともなって、車両の大型化、重量化
によって舗装路面のわだち掘れが問題となってきてい
る。特に車両走行中に(供用中に)路面のわだち掘れを
測定する技術には、非接触方式と接触方式によるものが
ある。
【0003】非接触方式としては、特殊計測車による計
測が行われている。しかし、特殊計測車では、一車線ず
つしか計測ができず効率が低い。
【0004】一方、接触方式としては、交通規制を施
し、わだち掘れをプロフィールメータやレベルによる水
準測量などによって測定しており、交通規制にともなう
危険と多くの労力、時間的制限を受けていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
消するために、従来の非接触法で用いられている線照射
法のレーザー光線を用いることも考えられるが、昼間に
おいて光切断面を形成するのに充分な出力を持たせると
人体に影響を及ぼす恐れがあり、走行車両および測定員
に対する安全衛生上の問題から、そのまま一般道路で使
用することはできない。
【0006】そこで、高速道路等の舗装路面の横断形状
を測定するのに、レーザー光線を使用するにしても、次
のような問題点を全て解決できるようなものでなければ
ならない。 (1)取扱いが容易で、道路外から測定できること。 (2)測定に際して交通規制は行わないこと。 (3)一回の測定距離は3車線(約10.5m)をカバ
ーすることができること。 (4)わだち掘れの相対的な高さの測定精度は2mm位内
であること。 (5)測定に際して装置使用上の安全性が確保されてい
ること。
【0007】本発明の目的は、前述したような問題点を
すべて解決できるような舗装路面横断プロフィル測定方
法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による舗装路面横
断プロフィル測定方法は、舗装路面の側部の所定位置か
ら、集光装置付きレーザー発振装置を用いて、舗装路面
上に向けて舗装路面の横断方向へレーザー光線を点状ま
たは点を線上に照射して、光切断面を形成し、測角装置
を用いて、前記光切断面に対して法線方向の1地点から
舗装路面上の前記光切断面の測定点の水平角および俯角
を測定し、装置間の固定距離、前記水平角および俯角に
基づいて舗装路面の横断方向の形状の算出・表示を行う
ことを特徴とする。
【0009】
【実施例】次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について詳細に説明する。
【0010】添付図面の図1は、本発明の舗装路面横断
プロフィル測定方法を実施しているところを示す概略図
である。本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法を実
施するには、主として、3つの装置が必要とされる。す
なわち、集光装置付きレーザー発振装置3、測角装置4
と、パソコンとである。
【0011】先ず、集光装置付きレーザー発振装置3に
ついて説明するに、この装置3は、わだち掘れを測定す
るべき舗装路面1上に光切断面を形成するための装置で
あり、後述するように、本実施例では、可視広域のレー
ザーのうちでも630nmの波長を持つHe−Neレー
ザーを含んでおり、舗装路面1に対して鉛直方向に対し
て0゜から約85゜までの角度範囲内にてレーザー光線
を照射することができるものである。
【0012】次に、測角装置4について説明するに、こ
の装置4は、前述の集光装置付きレーザー発振装置3に
よって舗装路面1上に形成された光切断面上の測定点
(レーザー輝跡5)Pを、その光切断面に対する法線方
向の1地点から視準用望遠レンズにより視準し、光切断
面に対する法線方向を基準として水平角および俯角を計
測する装置である。
【0013】また、パソコンは、測定員によって操作さ
れ、横断形状の算出・表示手順に従って作動して、前述
の側角装置4により測角された水平角および俯角等の計
測値に基づく計算を行って、舗装路面の横断方向の形状
の算出・表示を行うものである。
【0014】添付図面の図2は、本発明の舗装路面横断
プロフィル測定方法の測定原理を説明するための図であ
る。以下、この図2を、特に参照しながら、本発明の測
定原理について説明する。
【0015】先ず、図2において、参照符号Eは、図1
に示すように、測定すべき舗装路面1の側部の路肩2の
所定位置に配置された集光装置付きレーザー発振装置3
からのレーザー発振点を示している。参照符号Vは、図
1に示すように、測定すべき舗装路面1の側部の路肩2
に、集光装置付きレーザー発振装置3から所定距離だけ
離れた位置に配置された測角装置4による観測点を示し
ている。そして、参照符号Pは、舗装路面1上の測定点
を示している。
【0016】以下同様に、参照符号Lは、集光装置付き
レーザー発振装置3によって舗装路面1上に形成される
光切断面Fと観測点Vまでの水平距離、Hoは、高さの
基準となる路肩2上の任意点、αοは、観測点Vから光
切断面Fにおろした垂線の足Gと路肩2上の高さの基準
となる任意点のなす水平角、αpは、観測点Vと垂線の
足Gを基準方位とした場合の観測点Vから路面1上の測
定点Pを見た水平角、βοは、観測点Vから高さの基準
となる任意点Hoを見たときの俯角、βpは、観測点V
から路面1上の測定点Pを見たときの俯角、hoは、高
さの基準となる路肩2上の高さ、hpは、路面1上の測
定点Pの高さをそれぞれ示している。
【0017】本発明は、図2に示すように、レーザー光
線を鉛直方向を含んだ方向に照射することにより形成す
る光切断面Fに対して法線方向にあり、しかも、水平距
離Lが既知の観測点Vから光切断面上の各点を臨む角度
(水平角および俯角)を測定することで、高低計算を行
い、横断形状を算出・表示させるものである。
【0018】このような高低計算を行う上での高さの基
準は、光切断面F上の任意の路肩の点Hoである。高さ
の基準高となる路肩の点Hoの高さhoは、観測点Vか
らの水平角αοと俯角βοと光切断面までの水平距離L
より、以下の計算式により求められる。
【0019】 ho=L/cos(αο)×tan(βο)・・・・式1
【0020】また、光切断面F上の路面1上の測定点P
の高さhpは、観測点Vからの水平角αpと、垂直角β
pを測角し、以下の計算式により求める。
【0021】 hp=L/cos(αp)×tan(βp)・・・・式2
【0022】よって、hoを高さの基準としたときの光
切断面上の路面1上の測定点Pの相対的な高さ△hは式
3に示すようにhoとhpとの差として求めることがで
きる。路面1上の光切断面の横断方向の形状を表わすの
に適切な数だけ測定点を設けることにより、高さの基準
とする路肩2上の任意点から各測定点を結び付けること
により、舗装路面1上の横断方向の形状を表示すること
ができる。
【0023】 △h=ho−hp ・・・・式3
【0024】このように、本発明の測定原理である光切
断法の特徴は、横断形状を測定する任意の横断線上に高
さの基準とする路肩上の任意点を定め、その線上の任意
の位置に集光装置付きレーザー発振装置を設置し、測角
装置をその線上にない任意の位置に設置することによ
り、測定したい路面上の横断形状の相対的な高さを求め
ることができることである。
【0025】次に、本発明の測定方法を実施するのに使
用する装置の詳細について説明する。先ず、集光装置付
きレーザー発振装置について説明するに、本発明で使用
するレーザーは、測定員が目視で視準ができ、昼間の太
陽光下で10.5mまでの距離を測定できなければなら
ない。そこで、本発明では、目視で視準できるレーザー
として可視光域の波長を持つレーザーを利用するのが好
ましい。
【0026】昼間の太陽光は、可視光域を含む各波長に
対して非常に高い放射エネルギーを持っており、レーザ
ーの出力を高くすることによりレーザー照射の単位面積
におけるエネルギー量を上げなければならない。しか
し、レーザーの出力を高くすることは、JISで定めら
れた安全衛生上の人体に対するレーザー照射の露光の管
理値(最大許容露光量)を満足したクラス2以下のレー
ザー出力、エネルギー量を満足することができない。
【0027】(1)レーザーの照射方法は、クラス2以
下のレーザー光線を集光装置付きレーザー発振装置を鉛
直方向に0゜から約85゜までの角度範囲内で回転駆動
させることにより、点状または点を線上に移動させる方
法を用いる。
【0028】(2)集光レンズを用いてレーザーの照射
角の広がりを測定距離に応じてしぼり込むための集光装
置を有する。
【0029】(3)集光レンズ前面の照射エネルギー量
がクラス2以下になるようにレーザー光線のビーム径を
定める。
【0030】次に、測角装置について説明するに、本発
明で使用する測角装置は、光切断面上の測定点を視準す
るための視準望遠レンズと、光切断面に対する法線方向
を基準として水平角および俯角を測定するための測角部
とからなるものである。この測角装置による俯角の測定
誤差は、各測定点の高さを求めるための前記式1、式2
の計算結果の精度に大きな影響を与えるものである。例
えば、測定横断幅を10.5mとした時の俯角の測定誤
差と、高さの測定精度との関係を、図4の表に示してい
る。図4の表から分かるように、本発明の目指す測定精
度である2mmを達成するには、30秒以下の角度測定精
度を確保できる測角装置を使用することが必要である。
【0031】最後に、横断形状の算出・表示に使用する
パソコンと算出・表示手順について説明する。本発明に
おいて使用する算出・表示手順によれば、図5のフロー
トチャートに示すように、測定員がパソコンのキーボー
ドを操作して、ステップ10にて、水平距離Lを、ステ
ップ11にて、観測点Vから測角装置によって測定した
光切断面Fにおろした垂線の足Gと路肩2上の高さの基
準となる任意点のなす水平角αοおよび俯角βοを、ま
た、ステップ12において光切断面F上のn個の路面1
上の測定点と路肩2上の高さの基準となる任意点のなす
水平角αp(1〜n)および俯角βp(1〜n)とを入
力することにより、ステップ13にて、水平角から高さ
の基準とした路肩2上の任意点から測定点までの水平距
離が算出され、また、ステップ14にて、俯角から基準
高hoと各測定点の高さhp(1〜n)とを求めること
により、ステップ15にて路面1上の測定点の相対的な
高さ(△h(1〜n))を算出することができる。さら
に、ステップ15までの算出結果に基づいて、ステップ
16にて、路面1上の測定点毎に高さの基準とした路肩
2上の任意点に対する相対的高さをプロット展開するこ
とにより、舗装路面の横断方向におけるわだち掘れの形
状を算定して、ステップ17にて、パソコンのディスプ
レイに表示させる。図6は、このようにしてディスプレ
イに表示されるわだち掘れの形状の表示イメージの一例
を示している。
【0032】
【発明の効果】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方
法によれば、ドライバーへの安全を考慮して渋滞時を除
けば、路肩より昼間交通規制なしに舗装路面の横断形状
の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法を実
施しているところを示す概略図である。
【図2】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法の測
定原理を説明するための図である。
【図3】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法を実
施するのに使用するレーザー発振装置の具体例を示す概
略図である。
【図4】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法を実
施するのに使用する測角装置による俯角の測定誤差と高
さの測定精度との関係を例示する表を示す図である。
【図5】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法を実
施するのに使用するパソコンによる算出・表示手順を表
わすフローチャートを示す図である。
【図6】本発明の舗装路面横断プロフィル測定方法によ
る測定結果としてパソコンのディスプレイに表示された
横断形状の表示イメージを例示する図である。
【符号の説明】
1 舗装路面 2 路肩 3 集光装置付きレーザー発振装置 4 測角装置 5 レーザー輝跡 31 取付け台 32 レーザー放射部 33 回転駆動部 34 角制御ストッパー 35 係合片 E レーザー発振点 V 観測点 P 測定点 F 光切断面 G 観測点Vから光切断面Fにおろした垂線の足
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝日 理登 神奈川県横浜市戸塚区平戸5の31の19コー ポ新林101 (72)発明者 寺原 孝 神奈川県川崎市麻生区王禅寺2569の2の 143 (72)発明者 和泉 聰 新潟県新潟市小針4の7の2の211 (72)発明者 水谷 信之 東京都新宿区新宿4丁目2番18号新宿光風 ビル アジア航測株式会社内 (72)発明者 廣野 貴一 東京都新宿区新宿4丁目2番18号新宿光風 ビル アジア航測株式会社内 (72)発明者 織田 和夫 東京都新宿区新宿4丁目2番18号新宿光風 ビル アジア航測株式会社内 (72)発明者 小宮 穣 東京都新宿区新宿4丁目2番18号新宿光風 ビル アジア航測株式会社内 (72)発明者 大塚 勝美 東京都文京区湯島三丁目1番3号東京道路 エンジニア株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 舗装路面(1)の側部の所定位置から、集
    光装置付きレーザー発振装置(3)を用いて、舗装路面(1)
    上に向けて舗装路面(1)の横断方向へレーザー光線を点
    状または点を線上に照射して、光切断面(F)を形成し、
    測角装置(4)を用いて、前記光切断面(F)に対して法線方
    向の1地点から舗装路面(1)上の前記光切断面の測定点
    (P)の水平角および俯角を測定し、装置間の固定距離、
    前記水平角および俯角に基づいて舗装路面(1)の横断方
    向の形状の算出・表示を行うことを特徴とするレーザー
    を利用した舗装路面横断プロフィル測定方法。
  2. 【請求項2】 前記集光装置付きレーザー発振装置(3)
    は、可視光域の波長を持つレーザーを備える請求項1記
    載のレーザーを利用した舗装路面横断プロフィル測定方
    法。
  3. 【請求項3】 前記集光装置付きレーザー発振装置(3)
    は、鉛直方向に対して0゜から約85゜までの角度範囲
    内にてレーザー光線の照射を行えるものである請求項1
    又は2記載のレーザーを利用した舗装路面横断プロフィ
    ル測定方法。
JP20205493A 1993-07-23 1993-07-23 レーザーを利用した舗装路面横断プロフィル測定方法 Pending JPH0735522A (ja)

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