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(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】2023-01-13
(45)【発行日】2023-01-23
(54)【発明の名称】路面プロファイル測定器
(51)【国際特許分類】
G01C 7/02 20060101AFI20230116BHJP
G01B 21/00 20060101ALI20230116BHJP
E01C 23/01 20060101ALI20230116BHJP
【ＦＩ】
G01C7/02
G01B21/00 T
E01C23/01
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2018140776
(22)【出願日】2018-07-26
(65)【公開番号】P2020016588
(43)【公開日】2020-01-30
【審査請求日】2021-01-26
(73)【特許権者】
【識別番号】596053585
【氏名又は名称】西日本高速道路エンジニアリング中国株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】502036147
【氏名又は名称】株式会社トノックス
(74)【代理人】
【識別番号】100079290
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100136375
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 弘実
(72)【発明者】
【氏名】奥谷 敏雄
(72)【発明者】
【氏名】竹内 英祐
(72)【発明者】
【氏名】畠見 尚彦
(72)【発明者】
【氏名】田村 正志
【審査官】仲野 一秀
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－４７１３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５３４０５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１７０９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２２７２４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－３１８３４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｃ １／００－１／１４
５／００－１５／１４
Ｇ０１Ｂ ２１／００－２１／３２
Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０
Ｅ０１Ｃ ２３／０１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
路面までの距離を測る２つの非接触変位計と、既知間隔だけ離れて配列された前記２つの非接触変位計の配列方向の傾斜角を測定する傾斜計と、
各非接触変位計及び前記傾斜計が搭載された車両に設けられた距離計としてのドップラ速度計と、
各非接触変位計、前記傾斜計及び前記ドップラ速度計からのデータを受ける演算処理部と、を備え、
前記車両の進行方向と前記２つの非接触変位計の配列方向とは平行であり、かつ各非接触変位計の測定点は路面プロファイルを測定する測線上を通過し、
前記演算処理部は、前記車両の走行に伴い所定のサンプリング周期毎に各非接触変位計と前記傾斜計からのデータを同期して取得するものであり、
前記２つの非接触変位計の間隔が、前記サンプリング周期間の前記車両の走行距離よりも大きく、２００ｍｍ～３００ｍｍであり、
前記２つの非接触変位計の配列方向の間隔をＷ、前記傾斜計で測定される前記２つの非接触変位計の配列方向の水平面に対する傾斜角をα、前記２つの非接触変位計のうちの第１非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ａ点までの距離をＬｆ、前記２つの非接触変位計のうちの第２非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ｂ点までの距離をＬｇとしたとき、
前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の水平方向の距離Ｘ、前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間のの水平面に垂直方向の距離Ｙ、及び前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の傾斜角θを下記式
Ｘ＝（Ｗ／cosα）－[Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］sinα
Ｙ＝［Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］cosα
θ＝tan -1 （Ｙ／Ｘ）
で求め、前記傾斜角θを用いて、前記車両が一定距離ｌ進むごとに
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ
を求める路面プロファイル測定器であって、
前記傾斜計のサンプリング周期は、前記非接触変位計のサンプリング周期の整数倍でかつ同期しており、
前記演算処理部は、前記非接触変位計のサンプリング周期毎のデータと、前記非接触変位計のサンプリング周期に合わせて前記傾斜計のデータを按分処理したデータとを取得し、かつ
前記演算処理部は、前記車両の一定走行距離毎の、各非接触変位計と前記傾斜計のデータを求め、路面プロファイル算出処理を行うとともに、
前記非接触変位計のデータをフィルタ処理して微細な変位量を除去することを特徴とする路面プロファイル測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、乗り心地による路面評価のための路面のプロファイル（車道縦断方向の凹凸波形、一般に車輪通過位置）を測定する路面プロファイル測定器に関する。
【背景技術】
【0002】
１９８６年に世界銀行により、舗装路面と運転者の乗り心地を関連付けた国際ラフネス指数ＩＲＩ（International Roughness Index）による評価が提唱され、乗り心地による路面評価が国際的に一般化しつつある。
【0003】
ＩＲＩは、路面のプロファイル（車道縦断方向の凹凸波形、一般に車輪通過位置）上を、車両部分をモデル化したＱＣモデル（クオーターカーモデル）を一定の速度で走行させたときに、車両が受ける上下方向の運動変位の累積値と走行距離の比である（比率が大きいほど乗り心地が悪い）。このＩＲＩは、舗装の損傷有無を判断する目安など路面の管理に使われている。
【0004】
車載式でＩＲＩを求めるものとして「ＳＴＡＭＰＥＲ」（登録商標第５３６２５８１号）がある。これは車両のバネ上とバネ下に加速度計を取り付け、車両走行時にそれら加速度計により測定される加速度波形から、プロファイルを求めＩＲＩを算出するものであり、車載式であるため長距離のＩＲＩを一気に求められるメリットはあるが、原理上、低速域（３０ｋｍ／ｈ以下）や加減速が加わるとプロファイルの再現性が下がり正確なＩＲＩを求めることが出来ない（詳細は下記特許文献１参照）。
【0005】
ＩＲＩを正確にもとめるものとして手押し式の「ハンディするする」がある（下記非特許文献１）。この手押し式の「ハンディするする」は、前後二輪の測定輪と、この測定輪が路面を通過して出来た傾き角を測定する傾斜計により構成されており、測定輪の路面走行時による傾き角から高さを求めるもので路面のプロファイルが正確に再現できるので、ＩＲＩも正確に求めることが出来る。しかし手押し式のため長距離には向かない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１０－６６０４０号公報
【非特許文献】
【0007】
【文献】舗装２００７年１月号Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１．１８－２０頁「簡易な縦横断形状測定装置」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来の手押し式路面プロファイル測定器を車載することも出来るが、前後二輪の測定輪による接触式のため、路面の損傷による穴や溝あるいはマンホールや橋梁のジョイント及び石ころなどの突起物などが存在する路面を高速走行で通過する際には、測定輪が引っかかり、測定輪が外れる恐れがあることを想定すると非常に危険である。
【0009】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、非接触による測定のため安全に路面のプロファイルを測定可能な路面プロファイル測定器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明のある態様は路面プロファイル測定器である。この路面プロファイル測定器は、路面までの距離を測る２つの非接触変位計と、既知間隔だけ離れて配列された前記２つの非接触変位計の配列方向の傾斜角を測定する傾斜計と、各非接触変位計及び前記傾斜計が搭載された車両に設けられた距離計としてのドップラ速度計と、各非接触変位計、前記傾斜計及び前記ドップラ速度計からのデータを受ける演算処理部と、を備え、
前記車両の進行方向と前記２つの非接触変位計の配列方向とは平行であり、かつ各非接触変位計の測定点は路面プロファイルを測定する測線上を通過し、
前記演算処理部は、前記車両の走行に伴い所定のサンプリング周期毎に各非接触変位計と前記傾斜計からのデータを同期して取得するものであり、
前記２つの非接触変位計の間隔が、前記サンプリング周期間の前記車両の走行距離よりも大きく、２００ｍｍ～３００ｍｍであり、
前記２つの非接触変位計の配列方向の間隔をＷ、前記傾斜計で測定される前記２つの非接触変位計の配列方向の水平面に対する傾斜角をα、前記２つの非接触変位計のうちの第１非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ａ点までの距離をＬｆ、前記２つの非接触変位計のうちの第２非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ｂ点までの距離をＬｇとしたとき、
前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の水平方向の距離Ｘ、前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間のの水平面に垂直方向の距離Ｙ、及び前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の傾斜角θを下記式
Ｘ＝（Ｗ／cosα）－[Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］sinα
Ｙ＝［Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］cosα
θ＝tan -1 （Ｙ／Ｘ）
で求め、前記傾斜角θを用いて、前記車両が一定距離ｌ進むごとに
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ
を求める路面プロファイル測定器であって、
前記傾斜計のサンプリング周期は、前記非接触変位計のサンプリング周期の整数倍でかつ同期しており、
前記演算処理部は、前記非接触変位計のサンプリング周期毎のデータと、前記非接触変位計のサンプリング周期に合わせて前記傾斜計のデータを按分処理したデータとを取得し、かつ
前記演算処理部は、前記車両の一定走行距離毎の、各非接触変位計と前記傾斜計のデータを求め、路面プロファイル算出処理を行うとともに、
前記非接触変位計のデータをフィルタ処理して微細な変位量を除去することを特徴とする。
前記車両の進行方向と前記２つの非接触変位計の配列方向とは平行であり、かつ各非接触変位計の測定点は路面プロファイルを測定する測線上を通過し、
前記演算処理部は、前記車両の走行に伴い所定のサンプリング周期毎に各非接触変位計と前記傾斜計からのデータを同期して取得するものであり、
前記２つの非接触変位計の間隔が、前記サンプリング周期間の前記車両の走行距離よりも大きく、２００ｍｍ～３００ｍｍであり、
前記２つの非接触変位計の配列方向の間隔をＷ、前記傾斜計で測定される前記２つの非接触変位計の配列方向の水平面に対する傾斜角をα、前記２つの非接触変位計のうちの第１非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ａ点までの距離をＬｆ、前記２つの非接触変位計のうちの第２非接触変位計により得られる前記２つの非接触変位計の配列方向に垂直な路面Ｂ点までの距離をＬｇとしたとき、
前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の水平方向の距離Ｘ、前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間のの水平面に垂直方向の距離Ｙ、及び前記路面Ａ点と前記路面Ｂ点間の傾斜角θを下記式
Ｘ＝（Ｗ／cosα）－[Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］sinα
Ｙ＝［Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］cosα
θ＝tan -1 （Ｙ／Ｘ）
で求め、前記傾斜角θを用いて、前記車両が一定距離ｌ進むごとに
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ
を求める路面プロファイル測定器であって、
前記傾斜計のサンプリング周期は、前記非接触変位計のサンプリング周期の整数倍でかつ同期しており、
前記演算処理部は、前記非接触変位計のサンプリング周期毎のデータと、前記非接触変位計のサンプリング周期に合わせて前記傾斜計のデータを按分処理したデータとを取得し、かつ
前記演算処理部は、前記車両の一定走行距離毎の、各非接触変位計と前記傾斜計のデータを求め、路面プロファイル算出処理を行うとともに、
前記非接触変位計のデータをフィルタ処理して微細な変位量を除去することを特徴とする。
【0015】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る路面プロファイル測定器によれば、車載式で再現性の高い路面プロファイルを非接触で測定可能である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】手押し式の「ハンディするする」の構成図。
【図2】手押し式の「ハンディするする」の路面プロファイル測定原理図。
【図3】本発明で用いる非接触変位計の構成図。
【図4】本発明に係る路面プロファイル測定器の実施の形態であって、（Ａ）は主要構成部品の配置を示す概略側面図、（Ｂ）は同じく底面図。
【図5】本実施の形態において、車両挙動を補正して、路面の傾き角を測定可能とする原理説明図。
【図6】実施の形態における信号処理系を示すシステムブロック図。
【図7】100μｓサンプリング時間毎の実際のデータと、傾斜角データを按分処理したデータ。
【図8】距離データ毎の実際のデータ。
【図9】一定距離データ毎にするために、各データを比例補間して求めたデータ。
【図10】比例補間法の説明図。
【図11】非接触変位計データのフィルタリング処理の説明図。
【図12】計測と処理時のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0019】
本発明の実施の形態を説明する前に従来の手押し式「ハンディするする」による路面プロファイルの測定原理を説明する。
【0020】
図１が手押し式の「ハンディするする」の構成図である。前側の測定輪（以下前輪とする）１と後側の測定輪（以下後輪とする）２の間に傾斜計（ジャイロ）３が搭載されている。つまり前記２輪の測定輪が路面を走行することで２輪間の高さの差が生じ傾斜計３が傾く、この傾斜計３からは水平に対する傾き角度θが出力される。後輪には距離計（エンコーダ）４が取り付けられている。傾斜計３及び距離計４の出力はパソコンＰＣにそれぞれ供給される。
【0021】
路面プロファイル測定原理は図２を用いて説明する。スタート位置の前輪の位置を前輪ａ（５）、後輪の位置を後輪ａ（６）とする。前輪ａ（５）と後輪ａ（６）の２輪間の高さの差で生じた傾き角度をθａとする。
【0022】
つづいて路面上を距離ｌ進んだ時の、前輪の位置を前輪ｂ（８）、後輪の位置を後輪ｂ（９）とする。前輪ｂ（８）と後輪ｂ（９）の２輪間の高さの差で生じた傾き角度をθｂとする。
【0023】
さらに、路面上を距離ｌ進んだ時の、前輪の位置を前輪ｃ（１１）、後輪の位置を後輪ｃ（１２）とする。前輪ｃ（１１）と後輪ｃ（１２）の２輪間の高さの差で生じた傾き角度をθｃとする。
【0024】
このように距離ｌ進んで前輪と後輪の２輪間の高さの差で生じた傾き角θにより下式（式１），（式２）から水平方向の距離と垂直方向の高さが求められる
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ （式１）
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ （式２）
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ （式１）
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ （式２）
【0025】
よって、前記距離ｌ進んだとき毎の傾き角度、θａ、θｂ、θｃを上式（式１）,（式２）のθに代入することにより、水平方向の距離：Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ及び垂直方向の高さ：ｈａ、ｈｂ、ｈｃが求まる。
【0026】
ここで距離ｌ進んだとき毎とあるが、図１の後輪に取り付けられている距離計（エンコーダ）４から距離ｌ進むごとに信号（パルス）が出力され、この信号に同期して傾斜計３の傾き角度を取り込む事で前記式を実現して路面プロファイルを求める原理となっている。
【0027】
次に、本発明に係る路面プロファイル測定器の実施の形態で使われている非接触変位計について図３（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）を用いて説明する。
【0028】
非接触変位計は、レーザ変位計と呼ばれており、半導体レーザ１４と投光レンズ１５と受光レンズ１６及び受光素子１７とを備えている。
【0029】
半導体レーザ１４から出射されたレーザ光は、投光レンズ１５を通過して細く絞られ対象物１８に照射される。
【0030】
対象物１８で反射されたレーザ光の一部が、受光レンズ１６を通過して受光素子１７上に最も細く絞られるように受光素子１７に到達する。その到達点は、図３（Ａ）のように対象物が基準距離の場合、受光素子１７のａ点に、また図３（Ｂ）のように対象物１８の距離が近づいた場合は受光素子１７のｂ点に、さらに図３（Ｃ）のように対象物１８の距離が遠ざかったときは、受光素子１７のｃ点に到達する。つまり、レーザ変位計からの対象物１８までの距離変化に応じて受光素子１７のレーザ反射光の到達点が変わる。受光素子１７は、ラインセンサのようなもので、光が照射された位置を電気信号に変えて出力する。
【0031】
このような原理でレーザ変位計は、対象物１８までの距離が測定できるようになっている。
【0032】
【0033】
図４は路面プロファイル測定器における非接触変位計等の主要構成部品配置であって、（Ａ）は概略側断面図、（Ｂ）は路面から見たベースプレートの底面図である。前側非接触変位計２１と後側非接触変位計２２をある間隔離して（ここでは、「ハンディするする」の測定輪間隔の２５０ｍｍとしている。）、２台の非接触変位計２１と２２が１列に並ぶようベースプレート２０に取り付いている。
【0034】
２台の変位計２１と２２の列方向の傾き角を測定するための傾斜計（ジャイロ）２３がベースプレート２０に取り付いている。２台の変位計２１と２２の列方向が車両の進行方向に対して平行になるように、ベースプレート２０が車両ＣＲに固定されている。各非接触変位計２１，２２の測定点は路面プロファイルを測定する測線上を通過する。車両の進行方向の距離と同期化処理するために、距離計２４（非接触式のドップラ速度計２４ａ）が取り付けられている。
【0035】
路面ＡＢの傾斜角は「ハンディするする」では前輪と後輪の２輪間の高さの差で生じた傾き角を直接測定するものであるが、本発明の実施の形態では前側非接触変位計２１によるＡ点までの距離Ｌｆと後側非接触変位計によるＢ点までの距離Ｌｇ及び２台の非接触変位計間隔である２５０ｍｍから次式（式３）で傾き角度θが求まる。
θ＝tan-1｛（Ｌｆ－Ｌｇ）／２５０｝ （式３）
θ＝tan-1｛（Ｌｆ－Ｌｇ）／２５０｝ （式３）
【0036】
２台の非接触変位計２１と２２が取り付けられているベースプレート２０が常に水平であれば前記式３のみで「ハンディするする」と同じように、路面プロファイルが測定できるが、ベースプレート２０は車両に固定されているため、走行路面の凹凸により車両ＣＲに拳動が発生するため、ベースプレート２０は水平とは限らない。
【0037】
そこで、ベースプレート２０に取り付けられている傾斜計２３により、ベースプレート２０の進行方向（２台の非接触式変位形の列方向）の傾斜角αを測定し補正を行う。
【0038】
図５に、車両ＣＲの拳動によるベースプレート２０に傾きが生じても路面ＡＢ点の傾き角を測定できることを説明する。
【0039】
前側非接触変位計２１と後側非接触変位計２２は、間隔Ｗ離れており、取り付け面は水平面に対して角度αだけ傾いている。前側非接触変位計２１から路面Ａまでの距離をＬｆとし、後側非接触変位計２２から路面Ｂまでの距離をＬｇとする。距離Ｌｆ，Ｌｇはベースプレート２０に垂直な方向に測定した距離である。
【0040】
路面Ａ、Ｂの傾き角θとしたとき、傾き角θを求めるためには、ＸとＹが求まれば次式（式４）から傾き角θが求まる。
θ＝tan-1（Ｙ／Ｘ｝ （式４）
さらにＸとＹは、次式（式５）と（式６）からＷ、α、Ｌｆ、Ｌｇが分かれば求めることができる。
Ｘ＝（Ｗ／cosα）－[Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］sinα （式５）
Ｙ＝［Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］cosα （式６）
よって、本発明の実施の形態では、２台の非接触変位計２１，２２によるＬｆとＬｇ及び傾斜計２３によるベースプレート進行方向の傾斜角αが測定でき、Ｗは取付間隔であるのでＡ、Ｂの傾斜角θが求まる。
θ＝tan-1（Ｙ／Ｘ｝ （式４）
さらにＸとＹは、次式（式５）と（式６）からＷ、α、Ｌｆ、Ｌｇが分かれば求めることができる。
Ｘ＝（Ｗ／cosα）－[Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］sinα （式５）
Ｙ＝［Ｌｆ－｛Ｌｇ－（Ｗtanα）｝］cosα （式６）
よって、本発明の実施の形態では、２台の非接触変位計２１，２２によるＬｆとＬｇ及び傾斜計２３によるベースプレート進行方向の傾斜角αが測定でき、Ｗは取付間隔であるのでＡ、Ｂの傾斜角θが求まる。
【0041】
そこで、車両ＣＲに搭載された距離計２４により車両ＣＲが一定距離ｌ進むごとに、Ｌｆ、Ｌｇ、Ｗ、及びαからθを求めることで、下式（式７）（式８）によりプロファイルが求まる。
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ （式７）
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ （式８）
水平方向の距離：Ｌ＝ｌcosθ （式７）
垂直方向の高さ：ｈ＝ｌsinθ （式８）
【0042】
図６は、実施の形態において、前側非接触変位計２１、後側非接触変位計２２、傾斜計２３及び距離計２４（ここではドップラ速度計２４ａを用いた場合を例示する）からの検出信号を処理する構成を示すブロック図である。この図において、前側非接触変位計２１の検出信号は、コントローラ３３を介してＡ／Ｄ変換ユニット４１のＣＨ１に入力される。後側非接触変位計２２の検出信号は、コントローラ３５を介してＡ／Ｄ変換ユニット４１のＣＨ２に入力される。コントローラ３３，３５の出力は、非接触変位計２１，２２から路面までのそれぞれの距離に対し、基準距離±２５０ｍｍの範囲で±５Ｖ出力される。距離計２４は、コントローラ３７を介してＡ／Ｄ変換ユニット４１のＣＨ３に入力される。コントローラ３７の出力は、距離計２４と対路面との速度が０～１００ｋｍ／ｈの範囲で０～＋４Ｖ出力される。
【0043】
パルス発生回路３８内には、１ＰＰＳ発生回路３９と１００μｓクロック発生回路４０があり、１ＰＰＳ発生回路３９は、１秒毎に１パルス発生し、１００μｓクロックパルス発生回路４０から出力された１００μｓクロックパルスとは、時間的に同期がとれている。１００μｓクロックパルス発生回路４０で生成された１００μｓクロックパルスは、Ａ／Ｄ変換ユニット４１のＴｒにサンプリングクロック用として入力される。
【0044】
以上から、前側非接触変位計２１、後側非接触変位計２２、及び距離計２４の検出信号は、Ａ／Ｄ変換ユニット４１内部で、１００μｓのサンプリングクロックで同じタイミングでＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換されたデータは、Ａ／Ｄ変換ユニット４１内のバッファに一時蓄えられ、ＵＳＢの通信ポートを介して演算処理部としてのＰＣ（パーソナルコンピュータ）４２に入力される。傾斜計２３は、デジタル出力であり、１００Ｈｚの更新レートでデータが、シリアル信号でＰＣ４２のＣＯＭポートに入力される。傾斜計２３には、１ＰＰＳのＩＮＰＵＴ部があり、パルス発生回路３８の１ＰＰＳ発生回路３９から１ＰＰＳ信号を入力することにより、これに同期して１００Ｈｚ毎のデータは、１ＰＰＳ間を１００Ｈｚ毎データで更新することになる（１データあたり１０ｍｓ毎）。
【0045】
以上から、Ａ／Ｄ変換ユニット４１に入力されるデータは、１００μｓ毎（０.１ｍｓ毎）であり、傾斜計２３からのデータは、１００Ｈｚ毎（１０ｍｓ毎）と更新時間の違いはあるが時間的には、同期がとれていることになる。
【0046】
図７は、Ａ／Ｄ変換ユニット４１と傾斜計（ジャイロ）４３からＰＣ４２に入力された実際のデータである。
図７の１列目は、１００μｓ毎（０.１ｍｓ毎）のサンプリング時間（４４）
２列目は、前側非接触変位計のデータ（４５）
３列目は、後側非接触変位計のデータ（４６）
４列目は、計測速度のデータ （４７）である。
前側非接触変位計２１のデータ（４５）、後側非接触変位計２２のデータ（４６）及び距離計（ドップラ速度計）２４からの計測速度のデータ（４７）は、Ａ／Ｄ変換ユニット４１で、１００μｓ毎にサンプリングされたデータであるため１００μｓ毎データが更新されていることがわかる。
図７の１列目は、１００μｓ毎（０.１ｍｓ毎）のサンプリング時間（４４）
２列目は、前側非接触変位計のデータ（４５）
３列目は、後側非接触変位計のデータ（４６）
４列目は、計測速度のデータ （４７）である。
前側非接触変位計２１のデータ（４５）、後側非接触変位計２２のデータ（４６）及び距離計（ドップラ速度計）２４からの計測速度のデータ（４７）は、Ａ／Ｄ変換ユニット４１で、１００μｓ毎にサンプリングされたデータであるため１００μｓ毎データが更新されていることがわかる。
【0047】
５列目は、傾斜計２３からの傾斜角データ（４８）である。傾斜角データ（４８）は、１００Ｈｚ（１０ｍｓ）毎のデータであるため、１０ｍｓ毎にデータが更新されていることがわかる。なお、先に述べたが、時間的な同期がとれているため、傾斜角データ（４８）は、Ａ／Ｄ変換データ｛データ（４５），（４６），（４７）｝の１００個飛びに更新されている。この傾斜角データを１００μｓ毎（０.１ｍｓ毎）のデータにするためには、１０ｍｓ毎のデータを使って按分処理を行なう。
【0048】
６列目は、５列目の１０ｍｓ毎の傾斜計データ（４８）を按分処理して、１００μｓ毎（０．１ｍｓ毎）に変換したデータ（按分処理した傾斜角）（４９）である。
【0049】
つづいて、図７のデータは、１００μｓ毎の時間データ毎となっているため、距離データ毎にする必要がある。
【0050】
【0051】
図８の１列目は、図７の計測速度データをサンプリング時間の１００μｓを掛けて
求めた進んだ距離（５０）
２列目は、前側非接触変位データ（５１）
３列目は、後側非接触変位データ（５２）
４列目は、按分処理した傾斜データ（５３）である。
求めた進んだ距離（５０）
２列目は、前側非接触変位データ（５１）
３列目は、後側非接触変位データ（５２）
４列目は、按分処理した傾斜データ（５３）である。
【0052】
図８のデータは距離毎のデータであるが、一定の距離毎になっていないため、さらに一定の距離（５ｍｍ毎）にしたものが図９である。一定距離毎（５ｍｍ毎）にする方法としては図１０のような比例補間法による（式９）により求めた。
【0053】
例えば、距離１０ｍｍの前側非接触変位計のデータを求める場合図８の距離データ（５０）の１０ｍｍの前後のデータをＸＡ、ＸＢに代入する。ここでは、ＸＡが９.９７４４４４、ＸＢが１０.６８６３９となる。つづいて、後側非接触変位計の距離１０ｍｍ前後のデータをＹＡ、ＹＢに代入する。ここでは、ＹＡが－４５．２７、ＹＢが－４５．２２となる。Ｘは１０ｍｍであり（式９）からＹが距離１０ｍｍのデータとなる。このようにして各データを５ｍｍ毎に求めたものが図９である。
【0054】
ここで前側非接触変位計データと後側非接触変位計データは、レーザ変位計による小スポット（スポット径１～２ｍｍ）のレーザを路面に照射して変位を求めたものであり、アスファルト路面の骨材の凹凸のような細かい形状変化も検出してしまい、路面のプロファイルとしては、そこまで細かい形状を必要としない。そこで図９の５ｍｍ毎の非接触変位計データをフィルタ処理する。フィルタ処理は、図１１のような移動平均や円を転がした軌跡をとるようなフィルタ等を使う。
【0055】
このようにして一定の距離（５ｍｍ）毎のデータに対する２台の非接触変位計データ及び傾斜角データが求められるので前記（式５），（式６）に代入し、さらに（式４）から一定距離毎の路面の傾き角が求められ、（式７），（式８）から水平方向の距離と垂直方向の高さが求まることにより路面プロファイルが算出できる。
【0056】
ここまでの処理をフロー図にまとめたものが図１２である。プロファイル処理は、計測時にリアルタイム処理する必要はなく、計測後に計算処理すれば良いので、ここでは、計測時はデータの取得と処理時はプロファイル計算処理で分けた。つまり、計測時は、取得データをＰＣ４２の記憶装置（ＨＤＤ等）に格納しておく。処理時はＰＣ４２の記憶装置からデータを呼び出しＰＣ４２において路面プロファイル算出処理を行う。
【0057】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【0058】
(1) 路面までの距離を非接触変位計２１，２２で計測するため、安全に路面のプロファイルを測定できる。
【0059】
(2) 車両に搭載して高速で路面プロファイルを再現性良く計測可能である。
【0060】
(3) ２つの非接触変位計２１，２２の間隔が、サンプリング周期間の車両ＣＲの走行距離よりも大きく、２００ｍｍ～３００ｍｍであるため（例えば２５０ｍｍ）、精度の良い路面プロファイル測定が可能である。
【0061】
(4) 非接触変位計２１，２２のデータをフィルタ処理して微細な変位量を除去することが可能であり、アスファルト路面の骨材の凹凸のような細かい形状変化に起因する変化を除去可能である。
【0062】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【0063】
実施の形態において、非接触変位計２１，２２のデータのフィルタ処理は、図１２のように、路面プロファイル算出処理の直前にソフトウエアで行ってもよいし、図６のＡ／Ｄ変換ユニット４１に非接触変位計２１，２２のデータを供給する段階でハードウエア（例えばローパスフィルタの挿入等）で行ってもよい。
【符号の説明】
【0064】
２０ ベースプレート
２１．２２ 非接触変位計
２３ 傾斜計
２４ 距離計
３３，３５，３７ コントローラ
３８ パルス発生回路
４１ Ａ／Ｄ変換ユニット
４２ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
２１．２２ 非接触変位計
２３ 傾斜計
２４ 距離計
３３，３５，３７ コントローラ
３８ パルス発生回路
４１ Ａ／Ｄ変換ユニット
４２ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】