JPS63100317A - 路面高さ計測方法およびその装置 - Google Patents
路面高さ計測方法およびその装置Info
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- JPS63100317A JPS63100317A JP24603986A JP24603986A JPS63100317A JP S63100317 A JPS63100317 A JP S63100317A JP 24603986 A JP24603986 A JP 24603986A JP 24603986 A JP24603986 A JP 24603986A JP S63100317 A JPS63100317 A JP S63100317A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
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、路面高さ計測方法およびその装置に係り、と
くにレーザ光を用いた路面高さ計測方法およびその装置
に関する。
くにレーザ光を用いた路面高さ計測方法およびその装置
に関する。
従来の路面高さ計測装置は、そのセンサ部５゜が第４図
に示すように、路面Ｅの高さく凹凸）に応じて測定ロー
ラ５１及びローラシャフト５２が上下し、そのローラシ
ャフト５２の往復移動がうツク５３及びビニオン５４部
分とを介して回転運動に変換され、これによってエンコ
ーダ５５を回転せしめる構成となっている。そして、エ
ンコーダ５５の回転量をパルス計数回路５６により検出
し、その値から高さ演算回路５７を稼働させて測定ロー
ラ５１の上下移動量に数値変換し、これによって路面Ｅ
の凹凸状況を記録するようにな、ている。
に示すように、路面Ｅの高さく凹凸）に応じて測定ロー
ラ５１及びローラシャフト５２が上下し、そのローラシ
ャフト５２の往復移動がうツク５３及びビニオン５４部
分とを介して回転運動に変換され、これによってエンコ
ーダ５５を回転せしめる構成となっている。そして、エ
ンコーダ５５の回転量をパルス計数回路５６により検出
し、その値から高さ演算回路５７を稼働させて測定ロー
ラ５１の上下移動量に数値変換し、これによって路面Ｅ
の凹凸状況を記録するようにな、ている。
（発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、かかる従来例においては、測定値の伝達
系に機械的な可動部が多いことから信頼性に欠けるとい
う欠点がある。また、路面の連続測定に際しては、測定
精度が測定ローラの直径の大小に即影響を受けることか
ら、例えば測定ローラの直径が小さいと路面の段さに測
定ローラが引掛かって測定作業を円滑に行うことができ
ないという不都合がある。更に、測定ローラが大きいと
、第５図に示すように路面のくぼみが正確に測定できな
いという欠点がある。
系に機械的な可動部が多いことから信頼性に欠けるとい
う欠点がある。また、路面の連続測定に際しては、測定
精度が測定ローラの直径の大小に即影響を受けることか
ら、例えば測定ローラの直径が小さいと路面の段さに測
定ローラが引掛かって測定作業を円滑に行うことができ
ないという不都合がある。更に、測定ローラが大きいと
、第５図に示すように路面のくぼみが正確に測定できな
いという欠点がある。
一方、かかる従来例の有する欠点を改善するものとして
、近時においてはレーザ光を用いた高さ測定装置が公表
されている。
、近時においてはレーザ光を用いた高さ測定装置が公表
されている。
しかしながら、従来のレーザ光を用いたものは、多くは
その検出信号を画像処理して路面の性状をチエツクする
方式であることから、装置が大掛かりとなり汎用性に欠
けるという不都合があった。
その検出信号を画像処理して路面の性状をチエツクする
方式であることから、装置が大掛かりとなり汎用性に欠
けるという不都合があった。
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、比較
的簡単な構成で路面を連続的に高精度に測定することの
できる路面高さ測定方法およびその装置を提供すること
を、その目的とする。
的簡単な構成で路面を連続的に高精度に測定することの
できる路面高さ測定方法およびその装置を提供すること
を、その目的とする。
そこで、本発明では、路面の凹凸箇所を光源を用いてス
ポット照射するとともに、このスポット照射の高さ方向
の位置変化を検知して路面の凹凸情報として記録する路
面高さ計測方法において、前記スポット光の高さ方向の
位置変化を一次元ＣＣＤセンサを用いて検知し、この一
次元ＣＣＤセンサで検知されるスポット光の幅の中心位
置を算定し、その中心位置の変化を路面の凹凸情報とし
て記録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。
ポット照射するとともに、このスポット照射の高さ方向
の位置変化を検知して路面の凹凸情報として記録する路
面高さ計測方法において、前記スポット光の高さ方向の
位置変化を一次元ＣＣＤセンサを用いて検知し、この一
次元ＣＣＤセンサで検知されるスポット光の幅の中心位
置を算定し、その中心位置の変化を路面の凹凸情報とし
て記録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。
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。
て説明する。
第１図において、１は信号送受信部としてのレーザ光送
受信部を示し、２は信号処理部を示す。
受信部を示し、２は信号処理部を示す。
前記レーザ光送受信部１は、光信号送信部ＩＡと光セン
サ部ＩＢとにより構成されている。この内、光信号送信
部ＩＡは半導体レーザ素子１０と、この半導体レーザ素
子１０を駆動するレーザ駆動回路１１と、前記半導体レ
ーザ素子１０から出力されるレーザ光を集束するレンズ
部１２と、このレンズ部１２及び半導体レーザ素子１０
を一体的に支持する支持部材１３とにより構成されてい
る。
サ部ＩＢとにより構成されている。この内、光信号送信
部ＩＡは半導体レーザ素子１０と、この半導体レーザ素
子１０を駆動するレーザ駆動回路１１と、前記半導体レ
ーザ素子１０から出力されるレーザ光を集束するレンズ
部１２と、このレンズ部１２及び半導体レーザ素子１０
を一体的に支持する支持部材１３とにより構成されてい
る。
このため、レーザ駆動回路１１が作動すると、レンズ部
１２の作用によってスポット状に集束されたレーザ光が
、その先軸ＴＲ（平行光線）を路面Ａに対して略垂直の
状態で出力され、当該路面の計測点を照射し得るように
なっている。
１２の作用によってスポット状に集束されたレーザ光が
、その先軸ＴＲ（平行光線）を路面Ａに対して略垂直の
状態で出力され、当該路面の計測点を照射し得るように
なっている。
また、レーザ光送受信部ｌの光センサ部ＩＢは、路面Ａ
側より順次干渉フィルタ１６．集光レンズ１７及び一次
元ＣＣＤセンサ１８の順で装備されている。この内、一
次元ＣＣＤセンサ１８にはＣＣＤ駆動回路が併設されて
いる。一次元ＣＯＤセンナ１８の出力側には、前記信号
処理部２が設けられている。またこの先センサ部ＩＢの
受光軸ＲＥは、基準とする高さの路面Ａ上においては、
前述した送信光軸ＴＲに対してθの角度で変わるように
配設されている。この場合、前記路面Ａ上のレーザスポ
ットは、一次元ＣＣＤセンサ１８上では、例えば第２図
の如きレベルで捕捉されている。
側より順次干渉フィルタ１６．集光レンズ１７及び一次
元ＣＣＤセンサ１８の順で装備されている。この内、一
次元ＣＣＤセンサ１８にはＣＣＤ駆動回路が併設されて
いる。一次元ＣＯＤセンナ１８の出力側には、前記信号
処理部２が設けられている。またこの先センサ部ＩＢの
受光軸ＲＥは、基準とする高さの路面Ａ上においては、
前述した送信光軸ＴＲに対してθの角度で変わるように
配設されている。この場合、前記路面Ａ上のレーザスポ
ットは、一次元ＣＣＤセンサ１８上では、例えば第２図
の如きレベルで捕捉されている。
前記信号処理部２は、一次元ＣＣＤセンサ１８の一スキ
ャン分のデータを記憶するラインバッファ２０と、この
ラインバッファ２０の出力信号の中心位置を算出する第
１の演算回路２１と、この第１の演算回路２１の出力に
基づいて計測箇所の高さを算出する第２の演算部２２と
により構成されている。この第２の演算部２２で演算さ
れた路面の凹凸情報は、記録表示部２３で記録され表示
されるようになっている。
ャン分のデータを記憶するラインバッファ２０と、この
ラインバッファ２０の出力信号の中心位置を算出する第
１の演算回路２１と、この第１の演算回路２１の出力に
基づいて計測箇所の高さを算出する第２の演算部２２と
により構成されている。この第２の演算部２２で演算さ
れた路面の凹凸情報は、記録表示部２３で記録され表示
されるようになっている。
また、前記レーザ光送受信部１は、実際には第３図に示
す路面計測機構３０に装備されている。
す路面計測機構３０に装備されている。
この第３図における路面計測機構３０は、路面Ｅ（第１
図のＡ’、Ａ”の各点を含む）に沿ってＣ２Ｄの方向に
往復移動する移動フレーム３２上にレーザ光送受信部１
を装備し、さらに測定範囲を拡大するために、レーザ光
送受信部１を移動フレーム３２上で往復移動せしめると
いう構成が採られている。この場合、移動フレーム３２
は、ガイドローラＳ＋、Ｓｚ、Ｓｓ、・・・、Ｓ、の各
々に案内されて同図の左方（実線の位置）から同図の右
方の二点鎖線の位置まで往復移動する構成となっている
。このため、本体フレーム３１の長さしの２倍以上の範
囲を有効に測定し得るようになっている。
図のＡ’、Ａ”の各点を含む）に沿ってＣ２Ｄの方向に
往復移動する移動フレーム３２上にレーザ光送受信部１
を装備し、さらに測定範囲を拡大するために、レーザ光
送受信部１を移動フレーム３２上で往復移動せしめると
いう構成が採られている。この場合、移動フレーム３２
は、ガイドローラＳ＋、Ｓｚ、Ｓｓ、・・・、Ｓ、の各
々に案内されて同図の左方（実線の位置）から同図の右
方の二点鎖線の位置まで往復移動する構成となっている
。このため、本体フレーム３１の長さしの２倍以上の範
囲を有効に測定し得るようになっている。
この第３図において、３３は駆動チェーンを示し、３４
は従動側のチェーンを示す。また３５は、移動フレーム
３２上に装着されたガイドレールを示す。レーザ光送受
信部１はこのガイドレール３５に案内されて矢印Ｅ、Ｆ
の方向に往復移動し得るようになっている。３６．３７
はブレーキ手段を示し、３８．３９は位置センサを示す
。さらに、４０．４１はレーザ先送受信部１用のストッ
パを示す。
は従動側のチェーンを示す。また３５は、移動フレーム
３２上に装着されたガイドレールを示す。レーザ光送受
信部１はこのガイドレール３５に案内されて矢印Ｅ、Ｆ
の方向に往復移動し得るようになっている。３６．３７
はブレーキ手段を示し、３８．３９は位置センサを示す
。さらに、４０．４１はレーザ先送受信部１用のストッ
パを示す。
次に、上記実施例における信号処理系の動作について説
明する。
明する。
路面Ｅ（第３図参照）はレーザ光を乱反射するので、光
センサ部ＩＢからみると路面Ｅに対するレーザ光の照射
部分がスポット状のレーザ光源の如く観測される。この
場合、基準面Ａ（第１図参照）にレーザ光が照射される
と、その点Ｐを光センサ部ＩＢの受光軸ＲＥが通ってい
るため、当該基準面Ａ上にできたレーザスポットの像の
中心部は、一次元ＣＣＤセンサ１８の中心点Ｑ点に結像
する。一方、基準高さからｈだけ高くなった位置の路面
Ａ′にレーザ光が照射されると、そのときのレーザスポ
ットの像は、その中心部が前記一次元ＣＣＤセンサ１８
上の中心部（０点）からδだけずれた位置に結像する。
センサ部ＩＢからみると路面Ｅに対するレーザ光の照射
部分がスポット状のレーザ光源の如く観測される。この
場合、基準面Ａ（第１図参照）にレーザ光が照射される
と、その点Ｐを光センサ部ＩＢの受光軸ＲＥが通ってい
るため、当該基準面Ａ上にできたレーザスポットの像の
中心部は、一次元ＣＣＤセンサ１８の中心点Ｑ点に結像
する。一方、基準高さからｈだけ高くなった位置の路面
Ａ′にレーザ光が照射されると、そのときのレーザスポ
ットの像は、その中心部が前記一次元ＣＣＤセンサ１８
上の中心部（０点）からδだけずれた位置に結像する。
この時のδとｈとの関係は、集光レンズ１７の中心をＲ
とすると、ｈ＝δ・肝／（δ・ｃｏｓ θ＋ＱＲ・ｓｉ
ｎ θ）・・・・・・（１１ となる。この式（１）の演算は、前述した第２の演算部
２２で行われる。
とすると、ｈ＝δ・肝／（δ・ｃｏｓ θ＋ＱＲ・ｓｉ
ｎ θ）・・・・・・（１１ となる。この式（１）の演算は、前述した第２の演算部
２２で行われる。
また、レーザスポット像の中心位置すなわち前述した一
次元ＣＣＤセンサ１８上の結像の中心位置は、全体的ず
れがあっても結像ラインの中心部として単純に捉えるこ
とができる。この演算は前述した第１の演算部２１で行
われる。
次元ＣＣＤセンサ１８上の結像の中心位置は、全体的ず
れがあっても結像ラインの中心部として単純に捉えるこ
とができる。この演算は前述した第１の演算部２１で行
われる。
さらに、本実施例においては、前述した如く集光レンズ
１７の光入力側に干渉フィルタ１６が設けられている。
１７の光入力側に干渉フィルタ１６が設けられている。
この干渉フィルタ１６鵜、太陽光の影否を防くためにレ
ーザの波長（例えば本実施例の場合、７８０ｎｍ）近辺
の波長をもつ光だけを透過せしめるものが使用されてい
る。このため、日中においても測定を継続し得るという
利点がある。
ーザの波長（例えば本実施例の場合、７８０ｎｍ）近辺
の波長をもつ光だけを透過せしめるものが使用されてい
る。このため、日中においても測定を継続し得るという
利点がある。
なお、上記実施例においては、光センサ部ＩＢの光セン
サとして一次元ＣＣＤセンサ１８を用いた場合を例示し
たが、他のイメージセンサ例えばＣＭ ＯＳ型センサで
あってもよい。
サとして一次元ＣＣＤセンサ１８を用いた場合を例示し
たが、他のイメージセンサ例えばＣＭ ＯＳ型センサで
あってもよい。
本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、受信信号の処理系に機械的な可動部を有しないこ
とから、信頼性の高い測定データを得ることができ、光
のスポットをより小さくすることができ、更に受光スポ
ットの中心位置の位置ずれのみに的をしぼって凹凸１ｎ
報としたことから信号処理がｊｉｔ純化され、処理時間
を短（することができるので路面の凹凸状況を精密且つ
迅速に検知し分析することができ、構造が簡単なので道
路の大小に無関係にどこでも測定することができるとい
う従来にない優れた路面高さ計測方法及びその装置を提
供することができる。
ると、受信信号の処理系に機械的な可動部を有しないこ
とから、信頼性の高い測定データを得ることができ、光
のスポットをより小さくすることができ、更に受光スポ
ットの中心位置の位置ずれのみに的をしぼって凹凸１ｎ
報としたことから信号処理がｊｉｔ純化され、処理時間
を短（することができるので路面の凹凸状況を精密且つ
迅速に検知し分析することができ、構造が簡単なので道
路の大小に無関係にどこでも測定することができるとい
う従来にない優れた路面高さ計測方法及びその装置を提
供することができる。
第１図は本発明の一実施例の内の信号処理系を示す構成
図、第２図は光センサとしての一次元ＣＣＤセンサにお
ける結像状況を示す説明図、第３図は第１図内に示す信
号送受信部を装備した路面計測機構を示す説明図、第４
図ないし第５図はそれぞれ従来例を示す説明図である。 ■・・・・・・信号送受信部、ＬＡ・・・・・・光信号
送信部、ＩＢ・・−・・・光センサ部、１７・・・・・
・集光レンズ、１８・・・・・・一次元ＣＣＤセンサ、
２０・・・・・・ラインバッフ代理人 弁理士 高
橋 勇第１図
図、第２図は光センサとしての一次元ＣＣＤセンサにお
ける結像状況を示す説明図、第３図は第１図内に示す信
号送受信部を装備した路面計測機構を示す説明図、第４
図ないし第５図はそれぞれ従来例を示す説明図である。 ■・・・・・・信号送受信部、ＬＡ・・・・・・光信号
送信部、ＩＢ・・−・・・光センサ部、１７・・・・・
・集光レンズ、１８・・・・・・一次元ＣＣＤセンサ、
２０・・・・・・ラインバッフ代理人 弁理士 高
橋 勇第１図
Claims (2)
- （１）、路面の凹凸箇所を光源を用いてスポット照射す
るとともに、このスポット照射の高さ方向の位置変化を
検知して路面の凹凸情報として記録する路面高さ計測方
法において、 前記スポット光の高さ方向の位置変化を一次元ＣＣＤセ
ンサを用いて検知し、この一次元ＣＣＤセンサで検知さ
れるスポット光の幅の中心位置を算定し、その中心位置
の変化を路面の凹凸情報として記録することを特徴とし
た路面高さ計測方法。 - （２）、路面の計測箇所をスポット照射する光信号送信
部とこのスポット照射された路面の計測位置を検知する
光センサとを有し、これら光信号送信部と光センサとを
一体的に路面に沿って往復移動せしめるセンサ支持機構
を備えた路面高さ計測装置において、 前記光センサを、一次元ＣＣＤセンサと、この一次元Ｃ
ＣＤセンサの受光側に装備された集光レンズとにより構
成し、 この光センサで検知した所定幅の受信信号を一次的に記
憶するラインバッファと、このラインバッファの出力に
基づいて前記光センサで検知した一次元の受信信号から
その中心位置を特定する第１の演算部と、この第１の演
算部の出力に基づいて前記計測箇所の高さを算出する第
２の演算部とを前記一次元ＣＣＤセンサに併設したこと
を特徴とする路面高さ計測装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24603986A JPS63100317A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 路面高さ計測方法およびその装置 |
| US07/107,992 US4878754A (en) | 1986-10-16 | 1987-10-14 | Method of and apparatus for measuring irregularities of road surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24603986A JPS63100317A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 路面高さ計測方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100317A true JPS63100317A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17142544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24603986A Pending JPS63100317A (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 路面高さ計測方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100317A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102635056A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-15 | 长安大学 | 一种沥青路面构造深度的测量方法 |
| CN104313986A (zh) * | 2014-09-11 | 2015-01-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 路面平整度检测系统和方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118564A (ja) * | 1974-08-06 | 1976-02-14 | Sokkisha | Romenototsujidokeisokushisutemu |
-
1986
- 1986-10-16 JP JP24603986A patent/JPS63100317A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118564A (ja) * | 1974-08-06 | 1976-02-14 | Sokkisha | Romenototsujidokeisokushisutemu |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102635056A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-15 | 长安大学 | 一种沥青路面构造深度的测量方法 |
| CN102635056B (zh) * | 2012-04-01 | 2015-07-15 | 长安大学 | 一种沥青路面构造深度的测量方法 |
| CN104313986A (zh) * | 2014-09-11 | 2015-01-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 路面平整度检测系统和方法 |
| CN104313986B (zh) * | 2014-09-11 | 2016-06-08 | 交通运输部公路科学研究所 | 路面平整度检测系统和方法 |
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