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JPH06103184B2 - In-vehicle road surface property measuring device - Google Patents
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JPH06103184B2 - In-vehicle road surface property measuring device - Google Patents

In-vehicle road surface property measuring device

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JPH06103184B2
JPH06103184B2 JP59233923A JP23392384A JPH06103184B2 JP H06103184 B2 JPH06103184 B2 JP H06103184B2 JP 59233923 A JP59233923 A JP 59233923A JP 23392384 A JP23392384 A JP 23392384A JP H06103184 B2 JPH06103184 B2 JP H06103184B2
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JP
Japan
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road surface
laser beam
scanning
vehicle
output
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敏彦 福原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輌に搭載して路面の性状を計測する装置に
関する。
Description: [Industrial field of use] The present invention relates to a device mounted on a vehicle to measure the properties of a road surface.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

路面の性状としては、路面の横断プロフィールと縦断プ
ロフィールおよびひび割れがあり、従来はこれらの性状
を各別の車輌に搭載された専用の装置で計測していた。
Road surface properties include a transverse profile, a vertical profile, and cracks on the road surface. Conventionally, these properties were measured by a dedicated device mounted on each different vehicle.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

このため、従来性状計測に膨大な手間と費用を要し、し
かも相互に関連性をもたない各別な専用装置によって、
個々の性状が計測されることから、総合的なデータ分析
が適確かつ容易に行なえないという問題を生じていた。
For this reason, it takes a lot of time and money to measure the conventional properties, and by using separate dedicated devices that are not related to each other,
Since individual properties are measured, there has been a problem that comprehensive data analysis cannot be performed accurately and easily.

本発明は、このような従来の問題点を解決しようとする
ものである。
The present invention is intended to solve such conventional problems.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、レーザビームを車輌の前後方向軸線に直交す
る平面に沿って走査するレーザビーム走査手段と、路面
上における上記レーザビームの走査軌跡を斜め上方から
撮像する撮像手段と、上記レーザビームの走査に伴う上
記路面からの垂直方向反射光および斜め方向反射光をそ
れぞれ受光して、受レベルに対応した信号を出力する第
1および第2の受光手段と、上記各受光手段の出力の差
をとる処理手段と、上記車輌の前後方向に所定の間隔で
配列する第1、第2および第3の位置から、上記レーザ
ビーム走査手段の特定の走査位置におけるレーザビーム
を上記路面に向けて同時に投射する手段、および、それ
らの投射レーザビームの反射光をそれぞれ受光してその
受光位置を検出する各別なポジションセンサを有する対
地距離計測手段と、上記車輌の走行距離を計測する走行
距離計測手段と、上記撮像手段の出力、上記処理手段の
出力および上記各ポジションセンサの出力を、それぞれ
上記路面の横断プロフィールを示す情報、上記路面のひ
び割れを示す情報および上記路面の縦断プロフィールを
示す情報として上記距離計測手段の出力とともに同時に
記録する記録手段とを備えることを特徴としている。
The present invention provides a laser beam scanning means for scanning a laser beam along a plane orthogonal to the longitudinal axis of a vehicle, an imaging means for imaging a scanning locus of the laser beam on a road surface from obliquely above, and a laser beam scanning means for the laser beam. The difference between the outputs of the first and second light receiving means for receiving the vertically reflected light and the obliquely reflected light from the road surface accompanying the scanning and outputting a signal corresponding to the received level and the output of each of the light receiving means is calculated. A laser beam at a specific scanning position of the laser beam scanning unit is simultaneously projected from the processing unit and the first, second and third positions arranged at a predetermined interval in the front-rear direction of the vehicle toward the road surface. And a ground distance measuring means having different position sensors for receiving the reflected lights of the projected laser beams and detecting the light receiving positions thereof, respectively. The traveling distance measuring means for measuring the traveling distance of the vehicle, the output of the image pickup means, the output of the processing means, and the output of each of the position sensors, information indicating the cross-sectional profile of the road surface, and cracks on the road surface, respectively. Recording means for simultaneously recording the information and the information showing the longitudinal profile of the road surface together with the output of the distance measuring means.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の実施例におけるレーザビームの走査
系10を概念的に示している。この走査系10において、電
動機11によって矢印方向に回転されているポリゴンミラ
ー12にレーザ投光器13からのレーザビームが入射される
と、該レーザビームは図示する如く路面に敷設された中
央分離帯20から路肩方向に向って、つまり路面を横断す
る方向に走査される。
FIG. 1 conceptually shows a laser beam scanning system 10 in an embodiment of the present invention. In this scanning system 10, when the laser beam from the laser projector 13 is incident on the polygon mirror 12 which is rotated in the direction of the arrow by the electric motor 11, the laser beam is emitted from the central separation band 20 laid on the road surface as shown in the figure. Scanning is carried out in the direction of the shoulder, that is, in the direction crossing the road surface.

なお、同図において符号14はレーザビームの走査面を示
し、この走査面14は後記する計測車輌の前後方向軸線に
直交している。またこの実施例では、レーザビームの走
査速度が2880回/秒に設定されている。
In the figure, reference numeral 14 indicates a scanning surface of the laser beam, and this scanning surface 14 is orthogonal to the longitudinal axis of the measurement vehicle described later. Further, in this embodiment, the scanning speed of the laser beam is set to 2880 times / second.

第2図は、運転席上方に設けられたケーシング21内に上
記レーザビーム走査系10を収納させた計測車輌を示して
いる。
FIG. 2 shows a measurement vehicle in which the laser beam scanning system 10 is housed in a casing 21 provided above the driver's seat.

この車輌は、下部前方の左右にCCDイメージセンサ等を
使用したテレビカメラ22,23が、またそれらのカメラの
間にフォトマルチプライヤ等の光センサ24Aが各々設け
られている。そしてその前輪と後輪とを結ぶラインLの
直上に位置し、かつ互いに車輌の前後方向に所定の間隔
をおく態様で対地距離検出器25,26が配設され、さらに
上記ケーシング21の先端部に路面に対しその光軸が垂直
となる態様でフォトマルチプライヤ等の光センサ24Bが
配設されている。
In this vehicle, television cameras 22 and 23 using CCD image sensors and the like are provided on the left and right in the lower front, and optical sensors 24A such as photomultipliers are provided between the cameras. The ground distance detectors 25 and 26 are arranged immediately above the line L connecting the front wheels and the rear wheels and are spaced apart from each other in the front-rear direction of the vehicle, and the tip portion of the casing 21 is further provided. Further, an optical sensor 24B such as a photomultiplier is arranged such that its optical axis is perpendicular to the road surface.

上記カメラ22,23および光センサ24Aは、各々路面上にお
ける上記レーザビームの軌跡および反射光をとらえるべ
く、上記ビーム走査面14に対したとえば60゜傾斜させて
設けられている。
The cameras 22 and 23 and the optical sensor 24A are provided, for example, at an angle of 60 ° with respect to the beam scanning surface 14 in order to capture the trajectory and reflected light of the laser beam on the road surface.

上記対地距離検出器25は、第1図に示す如く、上記レー
ザビーム走査系10まで延設された光ファイバケーブル25
1とポジションセンサ(PSD)252とを有し、該ケーブル2
51内を伝送されてきたレーザビームをレンズ253を介し
て路面に垂直に投射するとともに、路面におけるビーム
の光点をレンズ254を介してポジションセンサ252に結像
させる作用をなす。そして、他方の対地距離検出器25
は、上記各要素251〜254に対応する要素261〜264によっ
て構成されている。
The ground distance detector 25 is an optical fiber cable 25 extending to the laser beam scanning system 10 as shown in FIG.
1 and a position sensor (PSD) 252, the cable 2
The laser beam transmitted through the inside of 51 is projected perpendicularly to the road surface via the lens 253, and the light spot of the beam on the road surface is imaged on the position sensor 252 via the lens 254. Then, the other ground distance detector 25
Is composed of elements 261-264 corresponding to the above elements 251-254.

上記距離検出器25は、前記ラインLと前記レーザビーム
走査面14とが交叉する点Paから車輌後方側に1.5m離れた
位置Pbにその投射ビームが集束されるように、また距離
検出器26は、上記位置Pbから更に車輌後方に向って1.5m
離れた位置Pbにその投射ビームが集束されるように、ま
た距離検出器26は、上記位置Pbから更に車輌後方に向っ
て1.5m離れた位置Pcにその投射ビームが集束されるよう
に各々取付け位置が選定されている(第3図参照)。
The distance detector 25 is arranged so that the projection beam is focused at a position Pb which is 1.5 m behind the vehicle from the point Pa where the line L and the laser beam scanning surface 14 intersect, and the distance detector 26 Is 1.5m from the above position Pb toward the rear of the vehicle.
The distance detector 26 is attached so that the projection beam is focused at a position Pb which is distant from the position Pb, and the projection beam is focused at a position Pc which is further 1.5 m away from the position Pb toward the rear of the vehicle. The location has been selected (see Figure 3).

第1図に示したように、ポリゴンミラー12の下方にはレ
ンズ15およびハーフミラー16が配設されている。したが
ってポリゴンミラー12によって走査されるレーザビーム
は、レンズ15およびハーフミラー16を通過して路面上に
到達するとともに、該ハーフミラー16の上面でその一部
が反射される。
As shown in FIG. 1, a lens 15 and a half mirror 16 are arranged below the polygon mirror 12. Therefore, the laser beam scanned by the polygon mirror 12 passes through the lens 15 and the half mirror 16 and reaches the road surface, and a part of the laser beam is reflected by the upper surface of the half mirror 16.

この実施例では、走査されたレーザビームが前記Pa点に
向けられたさいにおける上記ハーフミラー16からの反射
光、つまり走査角θでの反射光を光ファイバ251、261
の基端部に入射させている。したがって、上記対地距離
検出器25,26からは、レーザビームの走査角がθにな
る度に路面に向けてレーザビームが投射される。
In this embodiment, when the scanned laser beam is directed to the point Pa, the reflected light from the half mirror 16, that is, the reflected light at the scanning angle θ 1 is reflected by the optical fibers 251, 261.
It is incident on the base end of. Therefore, the ground distance detectors 25 and 26 project the laser beam toward the road surface every time the scanning angle of the laser beam becomes θ 1 .

上記ハーフミラー16の側方に対向配設された2枚のミラ
ー17,18は、レーザビームの始端走査位置(走査角0)
におけるハーフミラー16からのレーザビームの反射光を
それら間に導入して反射伝播させ、最終的にそのビーム
を光センサ19に入射させる作用をなす。したがって、光
センサ19は、レーザビームがその走査の始端に位置する
度に該ビームを検出する。
The two mirrors 17 and 18 which are arranged to face each other on the side of the half mirror 16 are provided with a laser beam starting end scanning position (scanning angle 0).
The reflected light of the laser beam from the half mirror 16 is introduced between them to be reflected and propagated, and finally the beam is made incident on the optical sensor 19. Therefore, the optical sensor 19 detects the laser beam each time it is located at the beginning of the scan.

なお、前記車輌には、図示していない走行距離計測用の
車輪(第5輪)が設けられている。そしてこの車輪に
は、該車輪と連動して車輌が1mm走行する毎にたとえば
1個のパルスを出力する後記の走行距離計測用パルス発
生器が付設されている。
It should be noted that the vehicle is provided with wheels (fifth wheel) (not shown) for measuring travel distance. A traveling distance measuring pulse generator, which will be described later, is attached to this wheel, which outputs one pulse each time the vehicle travels 1 mm in conjunction with the wheel.

第4図は、この実施例の電気回路をブロック図で示して
いる。以下同図を参照しながら、この実施例の作用を説
明する。
FIG. 4 is a block diagram showing the electric circuit of this embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG.

まず、路面の横断プロフィールの計測について述べる。
同図に示すハイデンシティ・ビデオ・テープレコーダ30
(以下、HD・VTRと略称する)からマスタークロックが
コントローラ31に入力されると、このコントローラ31よ
り第5図(a)に示すような周波数60Hzの同期信号が出
力され、これによって前記ビーム走査系10のモータ11が
定速運転される。
First, the measurement of the crossing profile of the road will be described.
High Density Video Tape Recorder 30 shown in the figure
When a master clock is input to the controller 31 (hereinafter abbreviated as HD / VTR), the controller 31 outputs a synchronizing signal having a frequency of 60 Hz as shown in FIG. The motor 11 of the system 10 is operated at a constant speed.

モータ11によってポリゴンミラー12が回転されると、レ
ーザビームが1/2880の周期で走査されるので、第1図に
示した光センサ19からは2.88KHzの周波数をもつ回転位
置信号が出力される。そして、同期回路32によってこの
位置信号が第5図(b)に示したような周波数60Hzの信
号に分周され、その分周出力は後記する合成回路33およ
び信号処理回路34に同期信号として加えられる。
When the polygon mirror 12 is rotated by the motor 11, the laser beam is scanned at a cycle of 1/2880, so the optical sensor 19 shown in FIG. 1 outputs a rotational position signal having a frequency of 2.88 KHz. . Then, this position signal is divided by the synchronizing circuit 32 into a signal having a frequency of 60 Hz as shown in FIG. 5B, and the divided output is added as a synchronizing signal to the synthesizing circuit 33 and the signal processing circuit 34 described later. To be

第6図に示したように、上記レーザビームの走査によっ
て路面上に該ビームの走査軌跡40が形成されると、前記
カメラ22および23の撮像面22aおよび23bに位置P1〜P
2048の範囲の走査軌跡および位置P2049〜P4096の範囲の
走査軌跡が各々撮像される。
As shown in FIG. 6, when the scanning locus 40 of the beam is formed on the road surface by the scanning of the laser beam, the positions P 1 to P on the image pickup surfaces 22a and 23b of the cameras 22 and 23 are set.
The scanning locus in the range of 2048 and the scanning locus in the range of positions P 2049 to P 4096 are imaged.

いま、たとえぱ車輌が10Km/hで走行しているとすると、
第7図に示す如く1秒間における車輌の走行距離は4.6c
mとなる。そして、4.6cm車輌が走行する間において上記
レーザビームは2880回走査されるので、カメラ22,23の
読出し周波数を60Hzとすると、この読し周期の間におけ
る該カメラへの画像の書き込み回数は48回となり、この
結果、それらのカメラの撮像面には48本のビーム走査軌
跡が近接して複数条画かれることになる。この場合、下
記する画像データ読出し時において、上記複数条の画像
の中心値が読出される。
Now, if the vehicle is running at 10km / h,
As shown in Fig. 7, the traveling distance of the vehicle per second is 4.6c.
It becomes m. Since the laser beam is scanned 2880 times while the 4.6 cm vehicle is running, if the readout frequency of the cameras 22 and 23 is 60 Hz, the number of image writings to the camera during this reading cycle is 48. As a result, a plurality of 48 beam scanning loci are drawn in close proximity on the imaging surfaces of those cameras. In this case, the central value of the plurality of images is read at the time of reading the image data described below.

カメラ22,23の走査線数はこの実施例において各々240で
あり、したがって第5図(c)に示す如く1フィールド
において合計240の画像データがTVレートでそれらのカ
メラより読出される。そして各カメラ22,22から読出し
たデータは、第4図に示す如く合成回路33に加えられ、
ここで後記する合成処理を施こされたのち、VTR35に記
録される。なお、カメラの撮像面は一時記憶積分が可能
であり、上記の読出しは1フィールド前に像面に書きこ
まれた画像データに対して行なわれる。また上記の読出
し処理は、前記センサ19の出力信号に同期して行なわれ
る。
The number of scanning lines of the cameras 22 and 23 is 240 in this embodiment, so that a total of 240 image data in one field are read out from those cameras at a TV rate as shown in FIG. 5 (c). Then, the data read from each of the cameras 22 and 22 is added to the combining circuit 33 as shown in FIG.
It is recorded on the VTR 35 after being subjected to the synthesizing process described later. Note that the image pickup surface of the camera can be temporarily stored and integrated, and the above reading is performed on the image data written on the image surface one field before. Further, the above-mentioned reading process is performed in synchronization with the output signal of the sensor 19.

上記合成回路33は、カメラ22,23より読出された各画像
を横断プロフィールを表わす画像としてまとめる処理を
なすものであり、第8図はこの合成処理の態様を示して
いる。
The synthesizing circuit 33 performs a process of gathering the images read by the cameras 22 and 23 into an image representing a transverse profile, and FIG. 8 shows a mode of this synthesizing process.

かくして、車輌の走行に伴って1秒当り60個の横断プロ
フィールがVTRに記録されるが、これと同時に車輌の走
行距離も当然記録される。すなわち、前記パルス発生器
50より出力される1パルス/1mmの信号は、補正回路36を
介してPCM(パルスコードモジュレーション)回路37に
入力され、ここで積算されかつコード化される。しれが
ってPCM回路37からは、第5図(d)に示す如く車輌の
走行距離データDが出力され、これはVTR35の音声ト
ラックに記録される。この結果、VTR35には個々のフィ
ールドにおいて得られた横断プロフィールとそれのプロ
フィールについての各走行距離つまり走行開始点からの
距離が順次記録されることになる。
Thus, as the vehicle travels, 60 crossing profiles per second are recorded in the VTR, but at the same time the vehicle's mileage is naturally recorded. That is, the pulse generator
A signal of 1 pulse / 1 mm output from 50 is input to a PCM (pulse code modulation) circuit 37 via a correction circuit 36, where it is integrated and coded. From may wish to PCM circuit 37, the travel distance data D L of the vehicle as shown in FIG. 5 (d) is outputted, which is recorded in the audio track of VTR35. As a result, the VTR 35 sequentially records the crossing profile obtained in each field and each mileage for that profile, that is, the distance from the starting point.

なお、上記補正回路36は車輌の傾斜やスリップ等に基因
した走行距離の誤差を補正するべく入力パルスの間引き
等の処理を行なう。
The correction circuit 36 performs processing such as decimation of input pulses in order to correct an error in the traveled distance due to the inclination or slip of the vehicle.

つぎに、路面のひび割れの計測について説明する。第9
図(a)に示すように、レーザ光が照射された路面にひ
び割れが存在していない場合には、前記光センサ24Aに
所定光量の散乱光が入射されるが、同図(b)に示す如
く路面上にひび割れ60が存在している場合には、いわゆ
るシャドウ作用によりセンサ24Aに対する入射光量が低
下する。したがって第10図(a)を前記光センサ19より
出力される回転位置信号とすると、上記路面にひび割れ
が存在する場合、同図(b)に示す如く、レーザ走査ビ
ームがひび割れ部分を通過する時点で光センサ24Aの出
力が低下し、この出力の低下を示す信号の位置はひび割
れの路面横断方向についての位置を示唆している。な
お、レーザビームの走査軌跡上に中央分離帯20が存在す
る場合には、該分離帯によって反射光量が増加されるた
め、点線で示すような信号波形が現われる。
Next, the measurement of cracks on the road surface will be described. 9th
As shown in FIG. 7A, when there is no crack on the road surface irradiated with the laser light, a predetermined amount of scattered light is incident on the optical sensor 24A, but as shown in FIG. When the crack 60 exists on the road surface, the amount of light incident on the sensor 24A decreases due to the so-called shadow effect. Therefore, assuming that FIG. 10 (a) is a rotational position signal output from the optical sensor 19, when a crack exists on the road surface, as shown in FIG. 10 (b), the time when the laser scanning beam passes through the cracked portion. At, the output of the optical sensor 24A decreases, and the position of the signal indicating the decrease in output indicates the position of the crack in the road crossing direction. When the central separation band 20 exists on the scanning locus of the laser beam, the amount of reflected light is increased by the separation band, so that a signal waveform shown by a dotted line appears.

ところで、前記光センサ24Bは、路面に対しほぼ垂直な
方向にその光軸が向けられているので、第9図(a),
(b)のいずれの場合においても、入射光量に変化を生
じない。そこでこの実施例では、センサ24A,24Bの各出
力を処理回路34に入力して、それらの出力の差をとり、
その差の信号をビデオ信号としてHD・VTR30に記録させ
ている。そして、このVTR30の音声トラックには、前記
パルス発生器50の出力パルスが走行距離データとして第
5図(f)に示す態様で同時に記録される。
By the way, since the optical axis of the optical sensor 24B is oriented in a direction substantially perpendicular to the road surface, FIG.
In either case of (b), the incident light quantity does not change. Therefore, in this embodiment, the outputs of the sensors 24A and 24B are input to the processing circuit 34, and the difference between those outputs is calculated.
The signal of the difference is recorded on the HD / VTR30 as a video signal. Then, the output pulse of the pulse generator 50 is simultaneously recorded on the audio track of the VTR 30 as traveling distance data in the manner shown in FIG. 5 (f).

つぎに路面の縦断プロフィールの計測について説明す
る。いま、レーザビームが第1図に示すラインL上の点
Paまで走査されると、前記したように光ファイバ251,26
1を介して対地距離検出器25,26よりレーザ光が路面に照
射される。この結果、路面上の点Pb,Pcに各々レーザ光
による2次光源(スポット)が形成され、これらの2次
光源は第3図に示す如く各検出器25,26のポジションセ
ンサ252,262に結像される。ポジションセンサは、周知
のように結像点の位置を電気信号として出力する作用を
なし、したがって路面の凹凸によって上記2次光源が形
成される点Pb,Pcが上下に変化した場合、つまりそれら
の点Pb,Pcについての対地距離が変化した場合、その変
化に対応した対地距離信号がセンサ252,262から出力さ
れる。
Next, the measurement of the longitudinal profile of the road will be described. Now, the laser beam is at a point on the line L shown in FIG.
When scanned up to Pa, the optical fibers 251, 26
Laser light is emitted to the road surface from the ground distance detectors 25 and 26 via 1. As a result, secondary light sources (spots) due to the laser light are formed at the points Pb and Pc on the road surface, and these secondary light sources are imaged on the position sensors 252 and 262 of the detectors 25 and 26 as shown in FIG. To be done. As is well known, the position sensor has a function of outputting the position of the image forming point as an electric signal. Therefore, when the points Pb and Pc at which the secondary light source is formed due to the unevenness of the road surface change vertically, that is, When the ground distances about the points Pb and Pc change, the ground distance signals corresponding to the changes are output from the sensors 252 and 262.

一方、上記レーザビームが上記点Paまで走査されると、
第3図に示す如くカメラ22が該点Paの画像をとらえる。
それ故、この画像を処理することによりPa点に対する対
地距離が知られる。つまり、カメラ22は、Pa点までの対
地距離を検出するポジションセンサとしても機能する。
On the other hand, when the laser beam is scanned to the point Pa,
As shown in FIG. 3, the camera 22 captures the image of the point Pa.
Therefore, the ground distance to the Pa point is known by processing this image. That is, the camera 22 also functions as a position sensor that detects the ground distance to the point Pa.

第4図に示したスムージング回路38,39は、各々対地距
離検出器25,26より出力される対地距離信号をパルス発
生器50の出力パルスで平均化する作用をなし、それらの
平均化された信号はPCM回路37でコード化されたのち、V
TR35の音声トラックに第5図(d)に示す如く対地距離
データD,Dとして記録される。
The smoothing circuits 38 and 39 shown in FIG. 4 have the function of averaging the ground distance signals output from the ground distance detectors 25 and 26 with the output pulses of the pulse generator 50, respectively, and averaging them. The signal is coded by the PCM circuit 37 and then V
It is recorded on the TR35 audio track as ground distance data D B , D C as shown in FIG. 5 (d).

第11図は、TVのある1フレームにおけるVTR35のビデオ
トラックと音声トラックの記録内容を例示しており、同
図に示す値X(前記Pa点におけるレーザビームの画像
の画面上の値であり、これは実質的にPa点についての対
地距離を示唆している。)と前記対地距離データD,D
とから以下のようにして継断プロフィールが計測され
る。
FIG. 11 exemplifies the recorded contents of the video track and audio track of the VTR35 in one frame of the TV, and shows the value X A (the value on the screen of the image of the laser beam at the point Pa) shown in the same figure. , Which substantially suggests the ground distance about the point Pa) and the ground distance data D B , D.
The disconnection profile is measured from C and as follows.

すなわち、第12図に示す如くPa点とPc点とを結ぶ線分と
Pb点とのなす距離xを求め、下式に基づいてσ(標準偏
差の推定値)を計算することにより、いわゆる3mプロフ
ィルメータを使用した場合と同様に路面の縦断方向のプ
ロフィルを求めることができる。なお、縦断プロフィー
ルについての走行距離データとしてはVTR35に記録され
るデータDが使用される。
That is, as shown in FIG. 12, a line segment connecting points Pa and Pc
By obtaining the distance x formed by the Pb point and calculating σ (estimated value of standard deviation) based on the following formula, the profile in the longitudinal direction of the road surface can be obtained in the same way as when using a so-called 3m profile meter. it can. The data D L are recorded in the VTR35 as mileage data for the vertical profile is used.

ここにχ:測定値、N:個数、C2 :Nによる定数、 上記するように、この実施例では、カメラ22の画像に基
づいてPa点についての対地距離を求めているが、もちろ
ん該対地距離を求めるために前記各対地距離検出器25,2
6と同様の検出器を使用してもよい。
Where χ: measured value, N: number, constant by C 2 * : N, as described above, in this embodiment, the ground distance at the point Pa is obtained based on the image of the camera 22, but In order to obtain the ground distance, each ground distance detector 25,2
A detector similar to 6 may be used.

以上のようにして、路面の横断プロフィール、ひび割れ
および縦断プロフィールについてのデータがVTR30,35に
記録される。この記録は、オフラインで転送されて各々
専用の画像メモリに格納され、たとえばひび割れについ
てのデータは、画像メモリに対し第13図に示す態様で格
納される。同図においてX方向が道路の長手方向、Y方
向が横断方向に対応し、Z方向がX,Yアドレスで示され
る路面のひび割れについてのデータである。なおX方向
アドレス車輌の走行距離を示し、Y方向アドレスはレー
ザビームの走査位置を示す。このメモリに格納されたデ
ータは、処理装置において同図に示す閾値Lにより2
値化され、該閾値L以下のデータに基づいてひび割れ
の位置が判定される。
In this way, data on road cross-section profiles, cracks and profile profiles are recorded in VTRs 30 and 35. This record is transferred off-line and stored in a dedicated image memory, for example, data about cracks is stored in the image memory in the manner shown in FIG. In the figure, the X direction corresponds to the longitudinal direction of the road, the Y direction corresponds to the transverse direction, and the Z direction is data about cracks on the road surface indicated by X and Y addresses. The X-direction address indicates the traveling distance of the vehicle, and the Y-direction address indicates the scanning position of the laser beam. The data stored in this memory is stored in the processing device according to the threshold value L S shown in FIG.
The value of the crack is determined and the position of the crack is determined based on the data that is equal to or less than the threshold value L S.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、以下のような効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

路面の横断プロフィール、ひび割れ、および縦断プロ
フィールに係る3種の情報を共通するレーザビーム走査
手段を利用して得るとともに、それら3種の情報を走行
距離情報と共に同時に記録手段に記録しているので、記
録される各情報が同時性と整合性をもつ。
Since three kinds of information on the road crossing profile, cracks, and longitudinal profile are obtained by using the common laser beam scanning means, and these three kinds of information are simultaneously recorded in the recording means together with the traveling distance information. Each recorded information has simultaneity and consistency.

したがって、路面性状の総合的な分析が容易となり、か
つ分析結果の信頼性も向上する。
Therefore, comprehensive analysis of road surface characteristics is facilitated and the reliability of analysis results is improved.

また、上記3種の情報と走行距離情報との対応関係が得
られるので、路面の補修箇所等を特定する上で有利であ
る。
Further, since the correspondence relationship between the above-mentioned three types of information and the traveling distance information can be obtained, it is advantageous in specifying a repaired place or the like on the road surface.

上記3種の情報を得るための要素として1つのレーザ
ービーム走査手段を共用しているので、構成の簡単化と
コストの低減を図ることができる。
Since one laser beam scanning means is shared as an element for obtaining the above-mentioned three kinds of information, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

上記3種の情報を、同時に得ることができるので、計
測に要する費用と手間を著しく低減することができる。
Since the above three types of information can be obtained at the same time, the cost and labor required for measurement can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る計測装置の光学系の構成例を概念
的に示した斜視図、第2図は本発明の計測装置を搭載し
た計測車輌を示す斜視図、第3図は対地距離検出手段の
配置態様と距離計測の態様を示した概念図、第4図は本
発明に係る計測装置の電気回路を示したブロック図、第
5図は本発明に係る計測装置の作用を示すタイムチャー
ト、第6図はテレビカメラによる撮像の態様等を示した
斜視図、第7図はテレビカメラの撮像の態様をさらに詳
細に示した斜視図、第8図は2つのテレビカメラの画像
を合わせる処理の態様を示した概念図、第9図は路面上
におけるレーザビームの反射態様を示した図、第10図は
路面にひび割れが存在している場合の光センサの出力波
形等を示した波形図、第11図はVTRの記録内容を示した
図、第12図は路面の縦断プロフィールを得るための手法
を示した図、第13図はひび割れについてのデータを画像
メモリに記憶させた態様を示す概念図である。 10……レーザビーム走査系、12……ポリゴンミラー、13
……レージ投光器、16……ハーフミラー、17,18……ミ
ラー、19……光センサ、22,23……テレビカメラ、24A,2
4B……光センサ、25,26…対地距離検出器、251,261……
光ファイバ、252,262……ポジションセンサ、30,35……
VTR、33……合成回路、34……信号処理回路、37……PCM
回路。
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing a configuration example of an optical system of a measuring apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a measuring vehicle equipped with the measuring apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a ground distance. FIG. 4 is a conceptual diagram showing an arrangement mode of the detection means and a mode of distance measurement, FIG. 4 is a block diagram showing an electric circuit of the measuring device according to the present invention, and FIG. 5 is a time showing an operation of the measuring device according to the present invention. A chart, FIG. 6 is a perspective view showing an aspect of image pickup by a television camera, FIG. 7 is a perspective view showing an image pickup aspect of a television camera in more detail, and FIG. FIG. 9 is a conceptual diagram showing a processing mode, FIG. 9 is a diagram showing a laser beam reflection mode on a road surface, and FIG. 10 is a waveform showing an output waveform of an optical sensor when a crack is present on the road surface. Fig. 11 and Fig. 11 show the recorded contents of the VTR, and Fig. 12 shows the vertical direction Illustrates a technique for obtaining a profile, FIG. 13 is a conceptual diagram showing an embodiment in which to store the data for cracks in the image memory. 10 …… Laser beam scanning system, 12 …… Polygon mirror, 13
…… Rage projector, 16 …… Half mirror, 17,18 …… Mirror, 19 …… Optical sensor, 22,23 …… TV camera, 24A, 2
4B …… Optical sensor, 25,26… Ground distance detector, 251,261 ……
Optical fiber, 252,262 …… Position sensor, 30,35 ……
VTR, 33 …… Synthesis circuit, 34 …… Signal processing circuit, 37 …… PCM
circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザビームを車輌の前後方向軸線に直交
する平面に沿って走査するレーザビーム走査手段と、 路面上における上記レーザビームの走査軌跡を斜め上方
から撮像する撮像手段と、 上記レーザビームの走査に伴う上記路面からの垂直方向
反射光および斜め方向反射光をそれぞれ受光して、受光
レベルに対応した信号を出力する第1および第2の受光
手段と、 上記各受光手段の出力の差をとる処理手段と、 上記車輌の前後方向に所定の間隔で配列する第1、第2
および第3の位置から、上記レーザビーム走査手段の特
定の走査位置におけるレーザビームを上記路面に向けて
同時に投射する手段、および、それらの投射レーザビー
ムの反射光をそれぞれ受光してその受光位置を検出する
各別なポジションセンサを有する対地距離計測手段と、 上記車輌の走行距離を計測する走行距離計測手段と、 上記撮像手段の出力、上記処理手段の出力および上記各
ポジションセンサの出力を、それぞれ上記路面の横断プ
ロフィールを示す情報、上記路面のひび割れを示す情報
および上記路面の縦断プロフィールを示す情報として上
記距離計測手段の出力とともに同時に記録する記録手段
と を備えることを特徴とする車載用路面性状検出装置。
1. A laser beam scanning means for scanning a laser beam along a plane orthogonal to a longitudinal axis of a vehicle, an imaging means for imaging a scanning locus of the laser beam on a road surface obliquely from above, and the laser beam. Difference between the outputs of the first and second light receiving means for respectively receiving the vertically reflected light and the obliquely reflected light from the road surface due to the scanning of 1 and outputting the signal corresponding to the light receiving level, and the light receiving means. And a first and second array arranged at a predetermined interval in the front-back direction of the vehicle.
And means for simultaneously projecting the laser beam at a specific scanning position of the laser beam scanning means toward the road surface from the third position, and the reflected light of these projected laser beams, respectively, and receiving positions thereof. Ground distance measuring means having different position sensors for detecting, mileage measuring means for measuring mileage of the vehicle, output of the image pickup means, output of the processing means and output of the position sensors, respectively. A vehicle-mounted road surface property, comprising: information indicating a cross-sectional profile of the road surface, information indicating a crack on the road surface, and recording means for simultaneously recording the output of the distance measuring means as information indicating a longitudinal profile of the road surface. Detection device.
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