特許 7115263 評価装置、調査システム、評価方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】評価装置、調査システム、評価方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/30 20060101AFI20220802BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20220802BHJP

   G01C 7/04 20060101ALI20220802BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20220802BHJP

   E01C 23/07 20060101ALI20220802BHJP

   E01C 23/00 20060101ALI20220802BHJP

   G08G 1/00 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

G01B11/30 W

G01B11/00 H

G01C7/04

G01C15/00 102C

E01C23/07

E01C23/00 A

G08G1/00 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018225544

(22)【出願日】2018-11-30

(65)【公開番号】P2020085852

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-08-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 泉

【審査官】仲野 一秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５４９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７６５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１１２１２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｃ １／００－１／１４

５／００－１５／１４

Ｅ０１Ｃ ２１／００－２３／２４

Ｇ０８Ｇ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の評価区間毎に当該構造物の損傷の度合いを評価する評価装置であって、
前記構造物上を走行した車両の測位手段から取得された複数の測定位置データで示される測定位置群のうち、前記構造物の損傷の評価を開始する実際の位置を示す評価開始の実際位置に最も近い測定位置を評価開始の測定位置として特定する測定位置特定手段と、
前記測定位置特定手段によって特定された前記評価開始の測定位置から前記構造物上の所定の道のりを評価区間として、前記構造物を表わす映像のフレームデータから構造物性状を計測する性状計測手段と、
前記性状計測手段によって計測された構造物性状に基づき、前記構造物の損傷の度合いを評価する損傷評価手段と、
を有することを特徴とする評価装置。

【請求項2】

前記測定位置特定手段は、前記測定位置群のうち、前記構造物の損傷の評価を終了する実際の位置を示す評価終了の実際位置に最も近い測定位置を評価終了の測定位置として特定し、
前記性状計測手段は、前記測定位置特定手段によって特定された前記評価開始の測定位置から前記評価終了の測定位置までを前記評価区間として、前記構造物性状を計測すること
を特徴とする請求項１に記載の評価装置。

【請求項3】

前記性状計測手段は、前記測定位置特定手段によって特定された前記評価開始の測定位置から前記車両の所定の走行距離を前記評価区間として、前記構造物性状を計測することを特徴とする請求項１に記載の評価装置。

【請求項4】

前記測定位置特定手段は、前記評価終了の測定位置までを前記評価区間として、前記構造物性状を計測することを特徴とする請求項１に記載の評価装置。

【請求項5】

前記構造物は、測定位置群のうち、前記測位手段による測位の誤差範囲内で、評価開始の実際位置に最も近い測定位置を評価開始の測定位置として特定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の評価装置。

【請求項6】

前記構造物は、道路であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の評価装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の評価装置と、
前記測位手段及び前記構造物の性状を計測する計測手段によって構築された調査機器システムと、
を有することを特徴とする調査システム。

【請求項8】

請求項３に記載の評価装置と、
前記測位手段、前記構造物の性状を計測する計測手段、及び前記車両の走行距離を計測する距離計測手段によって構築された調査機器システムと、
を有することを特徴とする調査システム。

【請求項9】

構造物の評価区間毎に当該構造物の損傷の度合いを評価する評価方法であって、
コンピュータが、
前記構造物上を走行した車両の測位手段から取得された複数の測定位置データで示される測定位置群のうち、前記構造物の損傷の評価を開始する実際の位置を示す評価開始の実際位置に最も近い測定位置を評価開始の測定位置として特定する測定位置特定ステップと、
前記測定位置特定ステップによって特定された前記評価開始の測定位置から前記構造物上の所定の道のりを評価区間として、前記構造物を表わす映像のフレームデータから構造物性状を計測する性状計測ステップと、
前記性状計測ステップによって計測された構造物性状に基づき、前記構造物の損傷の度合いを評価する損傷評価ステップと、
を実行することを特徴とする評価方法。

【請求項10】

コンピュータに、請求項９に記載の方法を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は、路面等の構造物の損傷の度合いを評価する発明に関する。

【背景技術】

【0002】

道路、線路、トンネル等は、車両の通行、気候、外部からの圧力等によって損傷し、その損傷が拡大すると、重大な事故等の発生に繋がる。そのため、損傷状態の評価を行うために定期的な点検が必要とされている。道路の路面については、代表的な損傷点検項目として、ひび割れ、わだち掘れ（道路の幅方向の凹凸）、平坦性（車両進行方向の凹凸）がある。

【0003】

図１３は、ひび割れを示した概念図である。図１３では、上空から車両１０及びひび割れ１０１ａ，１０１ｂが表されている。ひび割れ１０１ａ，１０１ｂは、例えば、冬の凍結による路面隆起及び春の融解による路面低下により生じる亀甲状のひび割れ等である。

【0004】

図１４は、わだち掘れを示した概念図である。図１４では、車両１０の背面及びわだち掘れ１０２が表されている。わだち掘れ１０２は、例えば、チェーン走行により路面が損傷することにより生じる。

【0005】

図１５は、平坦性を示した概念図である。図１５では、車両１０の側面及び路面の平坦性が表されている。平坦性は、舗装した道路がどれくらい平らに仕上げられているかを意味する。特に、高速道路の平坦性は、高くなければならない。図１５では、路面に凹部分１０３があり、凹凸（うねり又は段差）により平坦性が悪い状態が表されている。

【0006】

これらの損傷点検項目を点検する際、ひび割れについては路面の撮影画像の取得が必要とされ、わだち掘れ及び平坦性については三次元形状計測データの取得が必要とされている。そのため、一般的には、専用の調査機器システムが利用されている。この調査機器システムは、ひび割れ撮影用のカメラ機材と、対象をレーザ照射してカメラ撮影することで三次元形状計測を行う光切断計測機材と、車両の前後２箇所以上に設置した路面高さセンサとを備えている。

【0007】

また、道路の点検は年に一度、特定の路面（路線）を対象に行われる。そして、各年に撮影された同じ場所の画像を比較することで、経時的変化の調査に役立たせることができる。従来は、各年の同じ路線の同じ場所を特定するには、主に各年の画像が利用されていた（特許文献１参照）。例えば、測定対象の路線は複数の測定区間毎に始点及び終点が決められており、始点と終点を特定するために、人手によりスプレー等で白線等の路面指標を描画していた。その後に、車両に搭載されたカメラ等で路面指標を撮影することで、昨年と同じ場所の画像を特定し易くして、同じ場所の経時的変化を評価していた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、測定対象の路面は長距離であるため、人手により白線等の路面指標を描画すると、路面性状調査の事前作業は、かなりの工数負担が掛かってしまうという問題が生じていた。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明は、構造物の評価区間毎に当該構造物の損傷の度合いを評価する評価装置であって、前記構造物上を走行した車両の測位手段から取得された複数の測定位置データで示される測定位置群のうち、前記構造物の損傷の評価を開始する実際の位置を示す評価開始の実際位置に最も近い測定位置を評価開始の測定位置として特定する測定位置特定手段と、前記測定位置特定手段によって特定された前記評価開始の測定位置から前記構造物上の所定の道のりを評価区間として、前記構造物を表わす映像のフレームデータから構造物性状を計測する性状計測手段と、前記性状計測手段によって計測された構造物性状に基づき、前記構造物の損傷の度合いを評価する損傷評価手段と、を有することを特徴とする評価装置である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、路面性状調査の事前作業の工数負担を軽減させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】路面性状調査システムの全体構成図である。

【図2】車両の背面図である。

【図3】ステレオカメラのハードウェア構成図である。

【図4】撮像装置から物体までの距離を導き出す原理の説明図である。

【図5】データ管理装置、及び評価装置のハードウェア構成図である。

【図6】評価装置の機能ブロック図である。

【図7】調書データを作成する処理を示したフローチャートである。

【図8】所定の評価区間における評価開始及び評価終了の実際位置、並びに調書センサで測定された評価開始及び評価終了の測定位置を示した概念図である。

【図9】図８における評価開始の実際位置の周辺を示した拡大図である。

【図10】国等の道路管理者が求める様式Ａの調書を示した図である。

【図11】国等の道路管理者が求める様式Ｂの調書を示した図である。

【図12】国等の道路管理者が求める評価図を示した図である。

【図13】ひび割れを示した概念図である。

【図14】わだち掘れを示した概念図である。

【図15】平坦性を示した概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜システムの概略＞
まずは、図１及び図２を用いて、構造部性状調査システムの概略について説明する。図１は、路面性状調査システムの全体構成図である。構造部性状調査システム（以下、「調査システム」と示す）は、路面ｒｓ１等の構造物のひび割れ等の性状を調査する調査機器システムを搭載した車両１、及び調査機器システムで取得された各種データを解析する評価装置８によって構成されている。構造物は、歩道面、車が走行する車道面（路面）、電車が走行する線路、法面、又はトンネルの内面、道路上の構造物等である。なお、道路上の構造物は、例えば、路端部上に設置される標識や電柱等である。

【0013】

以降は、車が走行する路面の性状を調査する場合について説明する。この調査システムは、例えば、一方に長く延びる構造物を一定の区間に区切ってその表面性状を調査する場合に利用される。

【0014】

図１に示されているように、車両１には、調査機器システムが搭載されている。調査機器システムは、路面カメラ２、周辺カメラ３、データ管理装置４、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム)センサ５、及び距離計測装置６を有している。なお、「路面カメラ２」は、複数の路面カメラの総称である。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ(Global Positioning System)や準天頂衛星（QZSS）等の衛星測位システムの総称である。

【0015】

路面カメラ２は、車両１のルーフ後部に、進行方向とは反対の方向に向けて設けられ、車両１の後方の路面ｒｓ１を撮像するステレオカメラである。なお、路面カメラ２は、車両１のルーフの前部に進行方向と同じ方向に向けて設けてもよく、車両１のルーフの側部に進行方向と直角（又は略直角）方向に向けて設けてもよい。

【0016】

図２は、車両の背面図である。図２に示されているように、車両１のルーフ後部には、２つの路面カメラ２ａ，２ｂが設けられている。また、各路面カメラ２ａ，２ｂは、斜め下方の路面ｒｓ１に向くように一列に並べて配置されており、それぞれ路面ｒｓ１の所定範囲を撮影範囲ｐｒ１ａ，ｐｒ１ｂとして撮像する。ステレオカメラは、例えば左右に並べた２つのカメラの視差情報を利用し、評価対象の路面ｒｓ１に形成された凹凸等の奥行き情報を得るためのカメラである。ステレオカメラについては、図３及び図４を用いて後述する。路面カメラ２は、車両１の進行方向に対して画像の一部が重なり合うタイミングで撮像を繰り返し行う。路面カメラ２は、路面ｒｓ１の幅方向全体を撮像可能なように複数台設置されるため、幅方向に対しても画像の一部が重なり合うように複数台が同時に撮像を行う。なお、路面カメラ２は、車両１の前方のナンバープレート周辺に設置されてもよい。また、路面カメラ２は、車両１に３つ以上設置されてもよい。道路幅が狭い場合には、車両１に路面カメラを１つだけ設置されるようにしてもよい。

【0017】

車両１は、路面ｒｓ１上を走行しながら、路面カメラ２で路面ｒｓ１の所定範囲を、進行方向にその一部が重なるように撮像していく。

【0018】

図１に戻り、周辺カメラ３は、車両１のルーフ前部に設けられ、車両１の前方の周辺（例えば、前方の路面ｒｓ１、標識、風景等）を撮像する撮像装置である。周辺カメラ３は、路面カメラ２を構成する左右２つのカメラ２０、２１のうちの１つのカメラと同様の構成を採用することができる。なお、周辺カメラ３は、路面カメラ２と同様に、ステレオカメラにしてもよい。また、周辺カメラ３は、車内１のフロントガラス付近に取り付けられてもよい。

【0019】

データ管理装置４は、路面カメラ２、周辺カメラ３、ＧＮＳＳセンサ５、及び距離計測装置６から取得した各種データを管理するＰＣ(Personal Computer)である。各調査データは、評価装置８に受け渡され、評価装置８でのデータ解析に用いられる。なお、データ管理装置４から評価装置８への調査データの受け渡し方法は、Wi-Fi等を使った無線通信、ＵＳＢケーブル等を使った有線通信、ＵＳＢメモリ等を使った人的な移動が挙げられる。

【0020】

ＧＮＳＳセンサ５は、複数のＧＮＳＳ衛星が発信した各時間の信号を受信し、各信号を受信した時刻との差で衛星までの距離を算出することで、地球上の位置を計測する測位手段の一例である。測位手段は、測位専用の装置であってもよく、ＰＣやスマートフォン等にインストールされた測位専用のアプリケーションであってもよい。

【0021】

距離計測装置６は、例えば、車両１の車輪の円周の長さの情報を保持し、回転数を計測することで、走行距離を算出する。走行距離は、車輪の円周の長さと計測した回転数との積により算出することができる。これは一例であるため、その他の方法により距離を計測してもよい。なお、距離計測装置は、距離計測手段の一例である。

【0022】

また、上記各計測データには、各路面映像データ、測定位置データ、周辺画像データ、及び走行距離データが含まれている。これらのうち、各路面映像データは、各路面カメラ２ａ，２ｂによって得られた映像（動画）のデータである。この各路面映像データでは、映像のフレームデータ毎に、メタデータとして撮影された時刻を示す撮影時刻情報が付加されている。なお、各路面カメラ２ａ，２ｂによって、映像（動画）の路面映像データだけでなく、静止画又は静止画の集合によるデータを得るようにしてもよい。

【0023】

測定位置データは、ＧＮＳＳセンサ５によって得られたデータである。この測定位置データには、メタデータとして測位された時刻を示す測位時刻情報が付加されている。周辺画像データは、周辺カメラ３によって得られた静止画のデータである。走行距離データは、距離計測装置６によって得られた走行距離を示すデータである。

【0024】

評価装置８は、データ管理装置４から受け渡された各調査データに基づいて、構造物の性状を解析するＰＣ又はスマートフォン等である。評価装置８は、各路面映像データから路面ｒｓ１の凹凸等の表面性状を計測し、計測結果に基づいて、路面ｒｓ１の損傷の有無、損傷の度合いを評価する。また、評価装置８は、構造物性状の評価結果、測定位置データ、周辺画像データ、走行距離データ、及び自治体又は国（以下、「道路管理者」と記す）から取得した道路台帳等のデータを利用して、道路管理者が定めるフォーマットに従った提出書類のデータを作成する。道路台帳には、実際の正確な道路の位置を示す実際位置データが含まれている。なお、道路台帳には、道路地図が掲載されているが、正確な道路位置情報（測位情報：緯度、経度値）が含まれていない場合がある。この場合、正確な道路測位情報を得るためには、道路地図と、測位地図情報（国土地理院等が保有している、緯度、経度値情報）を照合する必要がある。そして、評価装置８によって作成された提出書類のデータは、道路管理者に、電子データ又は書類に印刷した状態で提出される。

【0025】

＜ハードウェア構成＞
（ステレオカメラのハードウェア構成）
次に、図３を用いて、ステレオカメラのハードウェア構成を説明する。図３は、ステレオカメラのハードウェア構成図である。

【0026】

図３に示されているように、路面カメラ２は、ステレオカメラの構成を取っており、視差導出装置２０、及び物体認識装置５０によって構成されている。更に、視差導出装置２０は、撮像装置１０ａ、撮像装置１０ｂ、信号変換装置２０ａ、信号変換装置２０ｂ、及び画像処理装置３０を備えている。

【0027】

撮像装置１０ａは、前方の光景を撮像して画像を表すアナログ信号を生成するものであり、撮像レンズ１１ａ、絞り１２ａ、画像センサ１３ａを備えている。撮像レンズ１１ａは、撮像レンズ１１ａを通過する光を屈折させて物体の像を結像させるための光学素子である。絞り１２ａは、撮像レンズ１１ａを通過した光の一部を遮ることによって、後述する画像センサ１３ａに入力される光の量を調整する。画像センサ１３ａは、撮像レンズ１１ａ及び絞り１２ａから入力された光を電気的なアナログの画像信号に変換する半導体の素子であり、ＣＣＤ(Charge Coupled Devices)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor）等によって実現される。なお、撮像装置１０ｂは撮像装置１０ａと同じ構成を備えているため、撮像装置１０ｂについての説明は省略する。また、撮像レンズ１１ａと撮像レンズ１１ｂは、それぞれのレンズ面が互いに同一平面内になるように設置されている。

【0028】

また、信号変換装置２０ａは、撮像された画像を表すアナログ信号をデジタル形式の画像データに変換するものであり、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling)２１ａ、ＡＧＣ(Auto Gain Control)２２ａ、ＡＤＣ(Analog Digital Converter)２３ａ、及びフレームメモリ２４ａを備えている。ＣＤＳ２１ａは、画像センサ１３ａによって変換されたアナログの画像信号から相関二重サンプリングによってノイズを除去する。ＡＧＣ２２ａは、ＣＤＳ２１ａによってノイズが除去されたアナログの画像信号の強度を制御する利得制御を行う。ＡＤＣ２３ａは、ＡＧＣ２２ａによって利得制御されたアナログの画像信号をデジタル形式の画像データに変換する。フレームメモリ２４ａは、ＡＤＣ２３ａによって変換された画像データを記憶する。

【0029】

同様に、信号変換装置２０ｂは、撮像装置１０ｂによって変換されたアナログの画像信号から画像データを取得するものであり、ＣＤＳ２１ｂ、ＡＧＣ２２ｂ、ＡＤＣ２３ｂ、及びフレームメモリ２４ｂを有している。なお、ＣＤＳ２１ｂ、ＡＧＣ２２ｂ、ＡＤＣ２３ｂ、及びフレームメモリ２４ｂはそれぞれＣＤＳ２１ａ、ＡＧＣ２２ａ、ＡＤＣ２３ａ、及びフレームメモリ２４ａと同じ構成であるため、それらについての説明は省略する。

【0030】

更に、画像処理装置３０は、信号変換装置２０ａ及び信号変換装置２０ｂによって変換された画像データを処理するための装置である。この画像処理装置３０は、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)３１、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３２、ＲＯＭ(Read Only Memory)３３、ＲＡＭ(Random Access Memory)３４、Ｉ／Ｆ(Interface)３５及び上記各構成要素３１～３５を図３に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン３９を備えている。

【0031】

このうち、ＦＰＧＡ３１は、集積回路であり、ここでは、ＣＰＵ３２の命令に従って、画像データが表す画像における視差値Δを算出する処理を行う。ＣＰＵ３２は、視差値導出装置３の各機能を制御する。ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３２が視差値導出装置３の各機能を制御するために実行される画像処理用プログラムを記憶している。ＲＡＭ３４はＣＰＵ３２のワークエリアとして使用される。

【0032】

Ｉ／Ｆ３５は、物体認識装置５０における後述Ｉ／Ｆ５５とアドレスバスやデータバス等のバスライン４を介して通信するためのインターフェイスである。

【0033】

続いて、物体認識装置５０のハードウェア構成について説明する。図３に示されているように、物体認識装置５０は、ＦＰＧＡ５１、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４、Ｉ／Ｆ５５、ＣＡＤ Ｉ／Ｆ５８及び上記各構成要素５１～５５，５８を図３に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等のバスライン５９を備えている。

【0034】

このうち、ＦＰＧＡ５１、ＣＰＵ５２、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４、Ｉ／Ｆ５５、及びバスライン５９は、それぞれ画像処理装置３０におけるＦＰＧＡ３１、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、Ｉ／Ｆ３５、及びバスライン３９と同様の構成であるため、説明を省略する。なお、Ｉ／Ｆ５５は、画像処理装置３０におけるＩ／Ｆ３５とバスライン４を介して通信するためのインターフェイスである。また、ＲＯＭ５３は、ＣＰＵ５２が物体認識装置５０の各機能を制御するために実行される物体認識用プログラムを記憶している。

【0035】

ＣＡＮ Ｉ／Ｆ５８は、外部コントローラ等と通信するためのインターフェイスであり、例えば、車両のＣＡＮ(Controller Area Network)等に接続されることができる。

【0036】

このような構成により、画像処理装置３０のＩ／Ｆ３５からバスライン４を介して物体認識装置５０に高密度視差画像が送信されると、物体認識装置５０におけるＣＰＵ５２の命令によって、ＦＰＧＡ５１が、撮像装置１０ａ，１０ｂと物体Ｅとの間の距離Ｚを算出する。なお、物体認識装置５０におけるＣＰＵ５２の命令によってＦＰＧＡ５１が距離Ｚを算出せずに、画像処理装置３０のＣＰＵ３２の命令によってＦＰＧＡ３１が距離Ｚを算出してもよい。

【0037】

また、上記各プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して流通させてもよい。この記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)やＳＤメモリカード(Secure Digital memory card)等である。

【0038】

（測距の原理）
図４を用いて、ステレオ画像法により、ステレオカメラから物体に対する視差を導き出し、この視差を示す視差値によって、ステレオカメラから物体までの距離を測定する原理について説明する。なお、図４は、撮像装置から物体までの距離を導き出す原理の説明図である。また、以下では、説明を簡略化するため、複数の画素からなる所定領域ではなく、一画素単位で説明する。

【0039】

なお、一画素単位ではなく、複数の画素からなる所定領域単位で処理される場合、基準画素を含む所定領域は基準領域として示され、対応画素を含む所定領域は対応領域として示される。また、この基準領域には基準画素のみの場合も含まれ、対応領域には対応画素のみの場合も含まれる。

【0040】

（（視差値算出））
まず、図４で示される撮像装置１０ａおよび撮像装置１０ｂによって撮像された各画像を、それぞれ基準画像Ｉａおよび比較画像Ｉｂとする。なお、図４では、撮像装置１０ａおよび撮像装置１０ｂが平行等位に設置されているものとする。図４において、３次元空間内の物体Ｅ上のＳ点は、撮像装置１０ａおよび撮像装置１０ｂの同一水平線上の位置に写像される。すなわち、各画像中のＳ点は、基準画像Ｉａ中の点Ｓａ（ｘ，ｙ）および比較画像Ｉｂ中の点Ｓｂ（Ｘ，ｙ）において撮像される。このとき、視差値Δは、撮像装置１０ａ上の座標におけるＳａ（ｘ，ｙ）と撮像装置１０ｂ上の座標におけるＳｂ（Ｘ，ｙ）とを用いて、（式１）のように表される。

【0041】

Δ＝Ｘ－ｘ （式１）
ここで、図４のような場合には、基準画像Ｉａ中の点Ｓａ（ｘ，ｙ）と撮像レンズ１１ａから撮像面上におろした垂線の交点との距離をΔａにし、比較画像Ｉｂ中の点Ｓｂ（Ｘ，ｙ）と撮像レンズ１１ｂから撮像面上におろした垂線の交点との距離をΔｂにすると、視差値Δ＝Δａ＋Δｂとなる。

【0042】

（（距離算出））
また、視差値Δを用いることで、撮像装置１０ａ，１０ｂと物体Ｅとの間の距離Ｚを導き出すことができる。具体的には、距離Ｚは、撮像レンズ１１ａの焦点位置と撮像レンズ１１ｂの焦点位置とを含む面から物体Ｅ上の特定点Ｓまでの距離である。図４に示されるように、撮像レンズ１１ａ及び撮像レンズ１１ｂの焦点距離ｆ、撮像レンズ１１ａと撮像レンズ１１ｂとの間の長さである基線長Ｂ、及び視差値Δを用いて、（式２）により、距離Ｚを算出することができる。

【0043】

Ｚ＝（Ｂ×ｆ）／Δ （式２）
この（式２）により、視差値Δが大きいほど距離Ｚは小さく、視差値Δが小さいほど距離Ｚは大きくなる。

【0044】

この距離Ｚがどの対象点でも一定であれば、路面ｒｓ１に凹凸がなく、一定でない場合、凹凸が存在することを検知することができる。また、その距離Ｚに応じて、どの程度の高さの山や深さの溝が存在するかを検出することができる。

【0045】

（データ管理装置、評価装置のハードウェア構成）
次に、図５を用いて、データ管理装置、及び評価装置のハードウェア構成について説明する。図５は、データ管理装置、及び評価装置のハードウェア構成図である。

【0046】

図５に示されているように、データ管理装置４は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４０１、ＲＯＭ(Read Only Memory)４０２、ＲＡＭ(Random Access Memory)４０３、ＨＤ(Hard Disk)４０４、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)コントローラ４０５、メディアＩ／Ｆ４０７、ディスプレイ４０８、ネットワークＩ／Ｆ４０９、キーボード４１１、マウス４１２、ＤＶＤ－ＲＷ(Digital Versatile Disc-ReWritable)ドライブ２１４、及び、バスライン４１０を備えている。

【0047】

これらのうち、ＣＰＵ４０１は、データ管理装置４全体の動作を制御する。ＲＯＭ４０２は、ＣＰＵ４０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ４０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ４０５は、ＣＰＵ４０１の制御にしたがってＨＤ４０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。メディアＩ／Ｆ４０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア４０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。ディスプレイ４０８は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像などの各種情報を表示する。タッチパネル４０９は、利用者がディスプレイ４０８を押下することで、データ管理装置４を操作する入力手段の一種である。ネットワークＩ／Ｆ４０９は、インターネット等の通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。キーボード４１１は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。マウス４１２は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動などを行う入力手段の一種である。ＤＶＤ－ＲＷドライブ４１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ－ＲＷ４１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。

【0048】

また、評価装置８は、ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２、ＲＡＭ８０３、ＨＤ８０４、ＨＤＤコントローラ８０５、メディアＩ／Ｆ８０７、ディスプレイ８０８、ネットワークＩ／Ｆ８０９、キーボード８１１、マウス８１２、ＤＶＤ－ＲＷドライブ８１４、及び、バスライン８１０を備えている。これらは、それぞれ上述の構成（ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、ＨＤ４０４、ＨＤＤコントローラ４０５、メディアＩ／Ｆ４０７、ディスプレイ４０８、ネットワークＩ／Ｆ４０９、キーボード４１１、マウス４１２、ＣＤ－ＲＷドライブ４１４、及び、バスライン４２０）と同様の構成であるため、これらの説明を省略する。

【0049】

なお、ＤＶＤ－ＲＷドライブではなく、ＤＶＤ－Ｒドライブ等であってもよい。また、データ管理装置４、及び評価装置８は、それぞれ単一のコンピュータによって構築されてもよいし、各部（機能、手段、又は記憶部）を分割して任意に割り当てられた複数のコンピュータによって構築されていてもよい。

【0050】

＜機能構成＞
続いて、図６を用いて、評価装置の機能構成について説明する。図６は、評価装置の機能ブロック図である。図６に示されているように、評価装置は、記憶処理部８２、映像位置関連付部８３、測定位置特定部８４、路面性状計測部８５、損傷評価部８６、調書作成部８７、及び読出処理部８９を有している。これら各部は、図５に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ８０４からＲＡＭ８０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ８０１からの命令によって動作することで実現される機能、又は機能する手段である。また、評価装置８は、図５に示されているＲＡＭ８０３及びＨＤ８０４によって構築される記憶部８００を有している。

【0051】

記憶部８００には、各路面映像データ、測定位置データ、周辺画像データ、走行距離データ、及び実際位置データが記憶されている。これらのうち、各路面映像データ、測定位置データ、周辺画像データ、及び走行距離データは、データ管理装置４から受け渡されたデータである。各路面映像データには、上述の撮影時刻情報が含まれている。測定位置データには、上述の測位時刻情報が含まれている。

【0052】

記憶処理部８２は、記憶部８００に対して各種データを記憶する処理を行う。

【0053】

映像位置関連付部８３は、撮影時刻情報で示される時刻と測定時刻情報で示される時刻が同じ場合の各フレームデータ及び測定位置データを関連付ける。即ち、映像位置関連付部８３は、撮影時刻情報で示された特定の時刻Ｔ１に路面カメラ２ａから得られた対の（２つの）フレームデータ、及び同じく時刻Ｔ１に路面カメラ２ｂで得られた対の（２つの）フレームデータの合計である４つのフレームデータ、並びに、測定時刻情報で示された同じ特定の時刻Ｔ１にＧＮＳＳセンサ５から得られた測定位置データを関連付ける。なお、路面カメラ２はステレオカメラであるため、路面カメラ２ａ，２ｂで撮影されることによって得られたフレームデータは４つとなる。

【0054】

測定位置特定部８４は、図８に示されているように、映像位置関連付部８３で時系列に関連付けられた各測定位置データで示される測定位置群Ｐｍｇと、実際位置データで示される評価開始の実際位置Ｐｆｓとを比較し、測定位置群Ｐｍｇの中から評価開始の実際位置Ｐｆｓに最も近い測定位置を評価開始の測定位置Ｐｍｓとして特定する。また同様に、測定位置特定部８４は、映像位置関連付部８３で時系列に関連付けられた各測定位置データで示される測定位置群Ｐｍｇと、実際位置データで示される評価終了の実際位置Ｐｆｅとを比較し、測定位置群Ｐｍｇの中から評価終了の実際位置Ｐｆｅに最も近い測定位置を評価終了の測定位置Ｐｍｅとして特定する。

【0055】

構造部性状計測部８５は、各路面映像の対のフレームデータを用いて、図４に示されているように、路面カメラ２から路面ｒｓ１の各位置までの距離を計算して表面性状を計測し、そのデータを路面性状計測データとして出力する。

【0056】

損傷評価部８６は、構造部性状計測部８５によって計測された表面性状、すなわち構造部性状計測部８５が出力した路面性状計測データに基づき、路面ｒｓ１の損傷の有無を検出し、損傷がある場合には損傷の度合いを評価した評価結果データを出力する。

【0057】

調書作成部８７は、損傷評価部８６によって出力された評価結果データ、及び記憶部８００に記憶されているデータ（道路台帳データ、周辺画像データ、及び走行距離データ）に基づいて、調書データを作成する。

【0058】

読出処理部８９は、記憶部８００から各種データ（情報）を読み出す処理を行う。

【0059】

＜処理又は動作＞
続いて、図７乃至図１２を用いて、本実施形態の処理又は動作について説明する。図７は、調書データを作成する処理を示したフローチャートである。

【0060】

図７に示されているように、評価装置８の読出処理部８９は、記憶部８００から、各路面映像データ及び各測定位置データを読み出す（Ｓ１１）。この各路面映像データは、ステレオカメラとしての路面カメラ２から得られた対のフレームデータが、路面カメラ２の数に応じて構成されている。ここでは、ステレオカメラとしての路面カメラ２ａ，２ｂによって、各路面映像データは、合計４つのフレームデータによって構成されている。対のフレームデータには、単一の撮影時刻情報が付加されている。また、各測定位置データには測位時刻情報が付加されている。

【0061】

次に、映像位置関連付部８３は、撮影時刻情報で示された特定の時刻Ｔ１に各路面カメラ２ａ，２ｂで撮影されることによって得られた４つのフレームデータ群、及び測定時刻情報で示された同じ特定の時刻Ｔ１にＧＮＳＳセンサ５で受信することによって得られた測定位置データを関連付ける（Ｓ１２）。

【0062】

次に、読出処理部８９は、記憶部８００から、実際位置データを読み出す（Ｓ１３）。そして、測定位置特定部８４は、映像位置関連付部８３で時系列に関連付けられた各測定位置データで示される測定位置群Ｐｍｇと、実際位置データで示される評価開始の実際位置Ｐｆｓとを比較し、測定位置群Ｐｍｇの中から評価開始の実際位置Ｐｆｓに最も近い測定位置を評価開始の測定位置Ｐｍｓとして特定する（Ｓ１４）。ここで、図８及び図９を用いて、評価開始の測定位置Ｐｍｓの特定方法について説明する。図８は、所定の評価区間における評価開始及び評価終了の実際位置、並びにＧＮＳＳセンサで測定された評価開始及び評価終了の測定位置を示した概念図である。図９は、図８における評価開始の実際位置の周辺を示した拡大図である。

【0063】

図８に示されているように、所定の評価区間は、道路Ｒ１上の評価開始の測定位置Ｐｍｓから評価終了の測定位置Ｐｍｅまでの区間である。

【0064】

評価開始の実際位置Ｐｆｓ及び評価終了の実際位置Ｐｆｅは、道路管理者から取得された道路台帳に示された正確な位置であるため、本来であれば、評価区間は、評価開始の実際位置Ｐｆｓから評価終了の実際位置Ｐｆｅまでの道路Ｒ１に沿った区間にすべきである。しかし、ＧＮＳＳセンサ５による測位の誤差があるため、測定位置群Ｐｍｇで示される軌跡で測位される。

【0065】

そこで、本実施形態では、図９に示されているように、測定位置特定部８４が、実際位置Ｐｆｓに最も近い測定位置が評価開始の位置として特定する。ここでは、測定位置ｐｍ３が、評価開始の測定位置Ｐｍｓとして特定される。なお、図９には、参考までに、評価開始の実際位置Ｐｆｓを中心とした円であるＧＮＳＳセンサ５による測位の誤差範囲ｅｍ１も示されている。

【0066】

また同様に、測定位置特定部８４は、映像位置関連付部８３で時系列に関連付けられた各測定位置データで示される測定位置群Ｐｍｇと、実際位置データで示される評価終了の実際位置Ｐｆｅとを比較し、測定位置群Ｐｍｇの中から評価終了の実際位置Ｐｆｅに最も近い測定位置を評価終了の測定位置Ｐｍｅとして特定する（Ｓ１５）。

【0067】

読出処理部８９は、記憶部８００から、測定位置群Ｐｍｇのうち、評価開始の測定位置Ｐｍｓから評価終了の測定位置Ｐｍｅまでの各測定位置に関連付けられた各対の路面映像の４つのフレームデータを読み出す（Ｓ１６）。

【0068】

次に、路面性状計測部８５は、各対の路面映像の４つのフレームデータに基づいて、路面性状を計測する（Ｓ１７）。そして、損傷評価部８６は、測定位置特定部８４で特定された評価開始の測定位置Ｐｍｓ及び評価終了の測定位置Ｐｍｅで定められ評価範囲の区画毎に、
路面の損傷の評価を行う（Ｓ１８）。この場合、道路の任意の評価区間における評価終了の測定位置と、連続して隣り合う次の評価区間における評価開始の測定位置は同じであるため、路面性状計測部８５は、いずれか一方の測定位置を利用しなくてもよい。

【0069】

次に、読出処理部８９は、記憶部８００から、周辺画像データ及び走行距離データを読み出す（Ｓ１９）。そして、調書作成部８７は、損傷評価部８６による評価結果、並びに、道路台帳データ、周辺画像データ及び走行距離データに基づいて、調書データを作成する（Ｓ２０）。この調書データは、図１０乃至図１２に示されている。

【0070】

図１０は、道路管理者が求める様式Ａの調書を示した図である。図１１は、道路管理者が求める様式Ｂの調書を示した図である。図１２は、道路管理者が求める評価図を示した図である。

【0071】

図１０に示されている様式Ａの調書には、上部に路線名等の書誌的事項、下部に区画毎に、位置情報や、路面性状調査及び測定値等の評価結果が示されている。評価結果には、ＭＣＩ(Maintenance Control Index：舗装の維持管理指数)が含まれている。このＭＣＩは、舗装の供用性を「ひび割れ率」、「わだち掘れ量」及び「平たん性（σ）」という路面性状値によって定量的に評価した結果を示す情報である。ＭＣＩの数値が低いほど、舗装の劣化が大きい。そして、様式Ａの調書は、損傷評価部８６による評価結果及び実際位置データ等に基づいて作成される。なお、区間長（ここでは、１００ｍ）は、道路管理者によって定められる
図１１に示されている様式Ｂの調書には、最上部に書誌的事項、その下に区間毎に評価結果及び区画の開始位置の周辺画像が示されている。この場合の評価結果にも、ＭＣＩが含まれている。そして、様式Ｂの調書は、損傷評価部８６による評価結果及び周辺画像データ並びに実際位置データ等に基づいて作成される。

【0072】

図１２に示されている評価図には、ＭＣＩが地図上で視覚的に表されている。ＭＣＩの数値が高いほど、
最上部に書誌的事項、その下に区間毎に評価結果及び区画の開始位置の周辺画像が示されている。そして、様式Ｂの調書は、損傷評価部８６による評価結果及び周辺画像データ並びに実際位置データ等の道路台帳データに基づいて作成される。

【0073】

＜実施形態の効果＞
以上説明したように本実施形態によれば、評価装置８は、同じ時刻Ｔ１に取得された各路面映像の対のフレームデータと測定位置データを関連付けて、実際位置データに最も近い測定位置データに関連付けられている対のフレームデータを特定する。評価装置８は、この特定した対のフレームデータを利用して、道路等の構造物の各評価区間を定めることができる。そのため、従来のように、路面性状調査の事前作業において、人手により白線等の路面指標を描画する等の工数負担を軽減させることができるという効果を奏する。

【0074】

また、評価開始の測定位置と評価終了の測定位置がより正確に特定できるため、過去の同じ測定区間（評価区間）に対して路面の損傷評価を行うことができる。これにより、同じ測定区間における経時的変化を評価することができるという効果を奏する。

【0075】

＜補足＞
上記実施形態では、路面ｒｓ１の表面性状を計測するための情報を取得するために、計測手段の一例として路面カメラ２を用いているが、これに限られるものではない。計測手段の他の例として、レーザ照射装置とカメラから構成される光切断計測機材や、距離認識が可能な単眼カメラ等が挙げられる。

【0076】

また、測定位置特定部８４は、図９において、最初に誤差範囲ｅｍ１内の測定位置（ここでは、測定位置Ｐｍ２，Ｐｍ３，Ｐｍ４）に絞り込んだ後に、評価開始の実際位置Ｐｆｓから最も近い測定位置（ここでは、測定位置Ｐｍ３）を特定してもよい。この絞り込みの処理は、評価終了の測定位置を特定する場合についても同様に行ってもよい。

【符号の説明】

【0077】

１ 車両
２ 路面カメラ（計測手段の一例）
２ａ 路面カメラ（計測手段の一例）
２ｂ 路面カメラ（計測手段の一例）
３ 周辺カメラ
４ データ管理装置
５ ＧＮＳＳセンサ（測位手段の一例）
６ 距離計測装置（距離計測手段の一例）
８ 評価装置
８２ 記憶処理部
８３ 映像位置関連付部
８４ 測定位置特定部（測定位置特定手段の一例）
８５ 性状計測部（性状計測手段の一例）
８６ 損傷評価部（損傷評価手段の一例）
８７ 調書作成部
８９ 読出処理部
８００ 記憶部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0078】

【文献】特開２０１６－０４５０６３号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】