DK156978B

DK156978B - Anlaeg til detektering af en vejbanes tilstand

Info

Publication number: DK156978B
Application number: DK279080AA
Authority: DK
Inventors: Hiroshi Fukamizu; Masaji Nakano; Kunio Iba; Taro Yamasaki; Kenji Sano
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1989-10-23
Also published as: JPS6015015B2; DK279080A; US4690553A; JPS567041A; CA1163694A; DK156978C

Description

DK 156978 B

Opfindelsen orahandler et anlæg til detektering af en vejbanes tilstand, især angâende t0rhed, fugtighed, sne eller frost,. .og af den i krav l's indledning angivne art.

5

Der kendes detekteringsanlæg af denne art, hvor en lys-kaster sender synlige lysstrâler hen pâ den vejbane, hvis tilstand detekteres ved bedpmmelse af de fra over-fladen reflekterede strâler. Sâdanne anlæg kan ikke 10 skelne en t0r vejbane fra en vejbane med et overtræk af t0sne eller tilsnavset sne, fordi disse har samme re-flektans som den t0rre vejbane* Hvis vejbanen er over-trukket med st0v eller sand, sâ at den bliver hvid, kan anlægget mistyde overfladen som værende en tilsneet 15 overflade. Derfor yder de kendte bestràlingsanlæg af denne art ingen sikker detektering af vejbanens tilstand.

Fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 27 12 199 kendes et ap-20 parat af denne art, der anvender lys med bplgelængden i omrâdet for is' og vands absorptionsbând og ved en æn-dring af intensiteten i det af lysmodtagere opfangede lys kan registrere en vejbanes overgang fra vâd tilstand til glatisdannelse.

25

Opfindelsen har til formai at tilvejebringe et apparat af den indledningsvis angivne art, der kan skelne n0j-agtigt mellem en vejbanes fire forskellige tilstandsfor-mer : snebelagt, isbelagt, vàd eller t0r, hvilket opnâs 30 for et apparat med den i krav l's kendetegnende del angivne opbygning.

For b0lgelængder over 1,4 pm er selv utils0let snes re-fleksionsevne mindre end gældende for en t0r vejbane, sâ 35 at man ved en samtidig mâling af temperaturen og af de fra vejoverfladen bâde spejlreflekterede og spredt re-

DK 156978 B

2 flekterede lysraængder opnâr en entydig sammenhæng mellem mâleværdierne og de ovennævnte, af vejret fremkaldte vejbanetilstande; - 5 Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 er en skematisk afbildning af en foretrukken ud-f0relsesform for anlægget ifplge opfindelsen, 10 fig. .2. er et blokdiagram for anlægget pâ fig. 1, fig. 3 er en graf over den teoretiske spektrale reflek-tans af sne, frost og t0rhed af en vejbaneoverflade til 15 illustration af opfindelsen, fig. 4 er et skematisk blokdiagram for en anden udf0rel-sesform for anlægget ifplge opfindelsen, 20 fig. 5 er et skematisk blokdiagram af en tredje udf0rel-sesform for anlægget if0lge opfindelsen, og fig. 6 er et rutediagram for funktionen af anlægget pâ fig. 5.

25

Anlægget pâ fig. 1 omfatter en projekt0r 1 til projice-ring af infrar0de strâler pâ en vejbane 4, en strâlings-detektor 11 til modtagelse af spejlreflekterede infra-r0de strâler fra vejbanen 4, en detektor 21 til modta-30 gelse af spredningslys, et termometer 30 til màling af temperaturen af overfladen 4 ved modtagelse af strâling fra denne, og en signalbehandlingsenhed 5 forbundet med detektorerne 11, 21 og termometeret 31. Signalbehand-lingsenheden 5 er endvidere forbundet med et ikke vist 35 trafikstyringssystem.

3

DK 156978 B

En st0ttearm 3 er fastgjort til en opstander 2 ved kan-ten af vejbanen 4. Projektpren 1 er fastgjort til armen 3 sâledes, at den projicerer strâling-til et detekte-ringsomrâde af vejbanen 4 med en konstant indfaldsvin-5 kel, soin ikke beh0ver at være af besterat st0rrelse, da den ingen indflydelse har pâ anlæggets detekteringska-rakteristik. Projekt0ren 1 omfatter en lampe, der proji-cerer infrar0de strâler inden for det spektrale omrâde 1,4 - 2,5 μιη. Lampen kan være en halogenlampe med et 10 bredt emissionsspektrum, som dækker bâde det synlige og det infrar0de omrâde med et toppunkt-omkring ca. 1 ym eller en kviks0lvdamplampe med·et emissionsspektrum i omrâdet 1,2 - 2,5 ym. Foran lampen er der i projekt0ren 1 monteret et infrar0dt filter, som lader infrar0de 15 strâler med en b0lgelængde st0rre end 1,4 ym passere.

Den udsendte infrar0de strâling fokuseres af en optisk linse til at ramme vejbanen 4. Det bestrâlede omrâde af vejbanen 4 skal være passende stort for at kompensere for vejbanens h0jdeforandring som f0lge af nedfaldet 20 sne.

Lysdetektoren 11 er fastgjort pâ armen 3 sâledes, at den modtager spejlreflekterede strâler fra overfladen 4 med samme reflektionsvinkel som indfaldsvinklen. Lysdetekto-25 ren 21 er fastgjort pâ et andet sted af armen 3 sâledes, at den modtager spredt reflekteret strâling fra overfladen 4. Lysdetektorerne 11 og 21 er forsynet med foto-elektriske konversionselementer i form af infrarpde filtre, som lader infrar0de strâler med en b0lgelængde 30 st0rre end 1,4 ym passere, sâ at ydre st0j fra sollys eller natbelysning pâ gaderne nedbringes. Konversions-elementerne kan bestâ af blysulfid (PbS) eller blysele-nid (PbSe). Strâlingsdetektorerne 11 og 21 frembringer udgangssignaler, der repræsenterer strâlingsenergien af 35 henholdsvis den spejlreflekterede og den spredt reflek-terede strâling.

DK 156978 B

4

Som vist pâ fig. 2 omfatter signalbehandlingsenheden 5 forstærkere 12 og 22, multiplikatorer 13 og 23, lavpas-filtre 14 og 24, komparatorer 15, 16 og 25, og en bed0m-melseskreds 40. En vekselstr0mkilde 10 er forbundet med 5 projekt0ren 1. Sinusb0lgeformede signaler med en fre-kvens pâ 50 Hz stammende fra kilden 10 pâtrykkes multi-plikatorerne 13 og 23. üdgangssignalerne fra detektorer-ne 11 og 21 forstærkes af forstærkerne 12 og 22, og de forstærkede signaler pâtrykkes multiplikatorerne hen-10 holdsvis 13 og 23. Disse uddrager de forstærkede signaler synkront med sinusb0lgesignalet fra strpmkilden 10 og konverterer de udtrukne signaler til jævnstr0mssigna-ler. üdgangssignalerne fra multiplikatorerne 13 og 23, som omfatter jævnstr0mssignalet, et jævnstr0mssignal pâ 15 100 Hz og st0j, f0res til lavpasfiltrene 14 og 24, som afviser vekselstr0mssignalerne og st0jen, men lader jævnstr0mssignalerne passere. üdgangssignalerne fra filtrene 14 og 24 omfatter information om tilstanden af vejbanen 4 og f0res til komparatorerne 15, 16 og 25.

20

Fig. 3 viser de teoretiske spektrale reflektanskurver 31, 32 og 33 for henholdsvis hvid sne, frossen vejbane og t0r vejbane. Reflektanserne pâ fig. 3 betyder reflek-tanser i forbindelse med bariumsulfat. Reflektanskurven 25 31 viser, at reflektansen af den med hvid sne belagte vejbane er stor ved synlige b0lelængder og aftager grad-vis imod det infrar0de omrâde, hvor den pludselig aftager ved ca. 1,4 μπι bplgelængde. Ved ældning af sneen vil hele reflektanskurven 31 rykke lidt ned, og ogsâ kurven 30 33 vil ændre sig med tilstanden.

Fors0gsværdier for üdgangssignalerne fra filtrene 14 og 24 er vist i tabel 1 for forskellige tilstande af en vejbane med en overflade af béton eller asfalt. De re-35 spektive data i tabel 1 er typiske værdier for b0lge-længdeomrâdet 1,4 - 2,5 μπι.

DK 156978 B

5 TABEL 1 l\ -1-1-1 I ^^^üdgangs-l Spejlrefleksion I Spredt refleksionl

5 iTilstand signait (Filter 14) I (Filter 24) I

I-^-:-1-- 1

lT0rt I 200 I 340 I

Ivâdt I 800 I 140 I

I i I I I

I Ihvid sne I 100 I 200 I

I I-1-1-1

Isne It0sne I 80 I 100 I

I I-1-1-1

I Isnavset I 100 I 160 I

15 I Isne ! I I

I_I_I_I_I

mV

Det ses af tabel 1, at reflektansen af aile tre snearter

2Û er nedsat, fordi sneen absorberer infrar0d strâling. I

den vâde tilstand absorberas den infrar0de strâling af vandet, men den vâde vejbane virker som et spejl, sâ at spejlreflektansen for0ges og den spredte reflektans ned- sættes. I t0r tilstand har vejbanen en diffus overflade, __ og spejlreflektansen ligger mellem reflektanserne af den 2b vâde og den snebelagte vejbane, medens den spredte reflektans er st0rre end for den vâde og den snebelagte vejbane.

3Q Komparatoren 15 har et internt referencesignalniveau Al (eksempelvis 150 mV), som er bestemt til at ligge imel-lem udgangssignalniveauerne af filtret 14 svarende til t0r og til snebelagt tilstand. Komparatoren 16 har et referencesignalniveau A2 (eksempelvis 500 mV), som er bestemt til at ligge imellem udgangssignalniveauerne fra J b 6

DK 15697 8 B

filtret 14 svarende til vâd og til t0r tilstand. Kompa-ratoren 25 har et internt referencesignalniveau B (ek-- sempelvis 250 mV), som er bestemt til at ligge imellem udgangssignalniveauerne fra filtret 24 svarende til den 5 t0rre tilstand og til den vâde eller den snebelagte tilstand. I forhold til tabel 1 er komparatorerne 15, 16 og 25 indrettet til at frembringe logiske signaler "l" eller "0" svarende til udgangssignalniveauerne fra filtre-ne 14 og 24 som vist i tabel 2: 10 TABEL 2 I-1-1

ISpejlrefleksion ISpredt refleksion I

15 I(üdgangssignal fra filter 14)I(üdgangssignal fra fil- I I I ter 24) I

1-;-1-1-1-1-1

ITilstandlüdgang aflüdgang af ITilstandludgang af kom- I I Ikompara- IkomparatorI Iparator 25 I

I Itor 15 I16 I I !

20 I_I_|_I_1_I

Ivâdt 11 I 0 Iï0rt I 1 I

I I(> Al) I (> A2) I I (> B) I

hv hiiveau A2"i I V Niveau B I

lT0rt 11 11 Ivâdt el-l 0 I

25 I 1(^ Al) I (< A2) lier sne I (< B) I

hv hNiveau Ali I I I

I Sne I 0 I 1 I I. I

I I(< Al) I (< A2) I I I

I_I_I_I_I-1

Al = 150 mV A2 = 500 mV B = 250 mV 30 I tabel 2 angiver de respektive logiske data (1,0), (1,1) og (0,1) af datakombinationen (udgangen fra kompa- ratoren 15, udgangen fra komparatoren 16) henholdsvis vâd, t0r og snebelagt tilstand. Det logiske signal "1" 35 7

DK 156978 B

fra komparatoren 25 angiver t0r tilstand, og det logiske signal "0" angiver vâd eller snebelagt tilstand. De i tabel 2 viste logiske signaler, som frembringes af kom-paratorerne 15, 16 og 25, f0res til bed0mmelseskredsen 5 40. Strâlingstermometeret 30 er fastgjort til opstande- ren 2 sâledes, at det mâler temperaturen af det af pro-jekt0ren 1 bestrâlede detekteringsomrâde af overfladen 4, og det af termometeret 30 frembragte temperatursignal f0res ogsâ til bed0mmelseskredsen 40, som omfatter en 10 logisk kreds, i hvilken den endelige bed0mmelse klassi-ficeres i de fire tilstande: t0rhed, vâdhed, frost og sne.

Den logiske kreds i bed0mmelseskredsen 40 omfatter et 15 foreskrevet m0nster af logiske signaler som vist i tabel 3 og foretager den endelige bed0mmelse i overensstem-melse hermed.

20 25 30 35

DK 156978 B

TABEL 3 8 I-1-1-1-1 lEndelig lBed0mmelse ba- lBed0mmelse ba- lBed0mmelse ba-l

5 Ibed0mmelseIseret pâ spejl-lseret pâ spredtlseret pâ tem- I I Irefleksion Irefleksion Iperatur I

I-1-1-1-1

It0rt !t0rt It0rt lingen I

I-1-1-1-1

Ivâdt Ivâdt Ivâdt eller sne Ivâdt (> -3 °C)I

10 I-1-1-1-1

Ifrost Ivâdt Ivâdt eller sne Ifrost (<-3 °C)I

I-1-1-1-1

I It0rt Ivâdt eller sne I I

Isne I I (ingen I

15 I Isne It0rt I I

1 I-1-1 I

I Isne Ivâdt eller sne I I

I_i_i_i_i

Kombinationen i tabel 3 kan ændres ved at ændre referen- 20 ceniveauerne Al, A2 og B efter 0nske.

Bed0mmelseskredsen 40 omfatter et register 41, som er forbundet med komparatorerne 15, 16 og 25, et urværk 44, en afkoder 42, en ELLER-port 43, OG-porte 46 og 48, og 25 en IKKE-port 47. I urvaerket 44 er der indstillet et fo- reskrevet minimalt detekteringstidsrum, som er st0rre end det tidsrum, under hvilket et passerende k0ret0j be- finder sig inden i anlæggets detekteringsomrâde af vej- banen 4, og hvor det reflekterede lys fra projekt0ren 1 30 afspærres af det passerende k0ret0j. Hvis nogle af ud-gangssignalerne fra komparatorerne 15, 16 og 25 forbli-ver uændret under det indstillede minimale detekteringstidsrum, lagres udgangssignalerne fra komparatorerne midlertidigt i registeret 41 til efterf0lgende ledning 35

DK 156978B

9 til afkoderen 42. Afkoderen 42 og portene 43, 46, 48 og 47 behandler udgangssignalerne fra registeret 41 i over-enssteraraelse med den logiske tabel i tabel 3 og frem-bringer bed0mmelsessignaler til angivelse af tilstanden 5 af overfladen 4.

I denne udf0relsesform anvender anlægget den infrar0de strâling i b0lgelængdeomrâdet over 1,4 μπι, hvor sneen har en mindre reflektans end den t0rre vejbane, og an-10 lægget kan n0jagtigt detektere enhver sneart. Om 0nsket kan man udelade termometeret 30 og stadig detektere t0r-hed, vàdhed og sne, men ikke, om vejbanen er vâd eller tilfrosset.

15 Den pâ fig. 4 viste udf0relsesform anvender strâling med synlige og infrar0de b0lgelængder til detektering af en tilfrosset vejbane uden anvendelse af et termometer.

Dette anlæg omfatter en projekt0r 103, en infrar0d de-tektor 101, en detektor 102 for synligt lys, forstærkere 20 111 og 121, lavpasfiltre 112 og 122, komparatorer 113, 114 og 123, og en bed0mmelseskreds 130. Projekt0ren 103 kan anbringes i samme stilling som termometeret 30 pâ fig. 1 til projicering af strâling med synlige og infra-r0de b0lgelængder til detekteringsomrâdet af vejbanen.

25 Detektorerne 101 og 102 kan anbringes omkring stedet af projekt0ren 1 eller detektoren 21 pâ fig. 1 til modta-gelse af spredt reflekterede infrar0de og synlige strâ-1er fra vejbanen. Projekt0ren 103 omfatter et lysudsen-dende element til projicering af strâler med synlige og 30 infrar0de b0lgelængder (1,4 - 2,5 μπι), som kan være en kviks0lvdamplampe. Den infrar0de detektor 101 kan hâve samme konstruktion som detektoren 11 eller 21 pâ fig. 1, som detekterer den spredt reflekterede infrar0de strâling med b0lgelængder imellem 1,4 og 2,5 μπι. Detektoren 35 102 for synligt lys omfatter en lysdiode og et filter for synligt lys til detektering alene af den spredt re-

DK 156978 B

10 flekterede synlige strâling. De af detektorerne 101 og 102 frembragte udgangssignaler forstærkes af forstærker-ne 111 og 121/ filtreres af filtrene 112 og 122 til ned-bringelse af ydre st0j og f0res til komparatorerne 113, 5 114 og 123 som jævnstr0mssignal. Om 0nsket kan strâlin- gen fra projekt0ren 103 moduleres med en passende fre-kvens, og de modulerede signaler fra detektorerne 101 og 102 kan demoduleres i forstærkerne 111 og 121 som i an-lægget pâ fig. 2.

10

Som vist pâ fig. 3 er reflektansen af frost ved b0lge-længder pâ 1,4 μπι st0rre end for sne (eller vand) og mindre end for t0r overflade (béton eller asfalt). Disse reflektanskurver har den samme tendens, selv om reflek-15 sionsvinklerne for detektorerne 101 og 102 ændres.

Tabel 4 viser de logiske udgangssignaldata, som frem-bringes af komparatorerne 113, 114 og 123, baseret pâ fors0gsdata fra anlægget pâ fig. 4 for de fire betrag-20 tede tilstande af vejoverfladen.

25 30 35 TABEL 4

DK 156978 B

11

Infraredt reflekteret signal Synligt reflekteret signal 5 (udgang af filter 112) (udgang af filter 122)

Over- Signal- Udgang Udgang Over- Signal- Udgang flade- niveau af kom- af kom- flade- niveau af kom- tilstand parator parator tilstand parator 113 114 123 10 hvid sne 750

Tort 550 1 0 ------------------- 1 (>C1) &C2) tort 2,0 (> D) - V-----Niveau C2-------------V---------Niveau D---- 15 Frost 330 1 1 vâdt 80 0 (>C1) (-CC2) (^D) _ -----Niveau Cl---------------

Tosne, sort sne on eller 80 0 1 vâdt (4.C1) (< C2) _

Niveau: Cl = 200 mV, C2 = 400 mV, D = 150 mV 25

De angivne udgangssignalniveauer fra filtrene 112 og 122 er gennemsnitlige niveauer, mâlt over det infrar0de spektralomrâde fra 1,4 til 2,5 μιη. Komparatoren 113 har et sâdant referencesignalniveau Cl, at nâr overfladetil-30 standen er t0r eller frossen, frembringer komparatoren 113 det logiske signal "1". Komparatoren 114 har et sâdant referencesignalniveau C2, at komparatoren 114, nâr overfladens tilstand er frossen, sne eller vâd, frembringer det logiske signal "1". Komparatoren 123 har et 35 sâdant referencesignalniveau D, at komparatoren 123, nâr overfladens tilstand er sne eller t0r, frembringer det

DK 156978 B

12 logiske signal "1". Ved sâledes at sammenligne udgangs-signalet fra filtret 112 og fra filtret 122 med referen-cesignalniveauerne henholdsvis Cl og C2, og D, frembrin-ger komparatorerne 113, 114 og 123 logiske signaler "1" 5 eller “0" svarende til de respektive vejbanetilstande som vist i tabel 4.

I tabel 4 er den infrar0de reflektans af sne eller vand forholdsvis lille, fordi den infrar0de strâling absorbe-10 res af vandige komponenter. Den frosne vejbane har en st0rre reflektans, fordi den infrar0de strâling ikke ab-sorberes af frost. For t0r vejbane frembringer filtret 112 det st0rste udgangssignalniveau, fordi den t0rre vejbane har diffus overflade. For hvid sne vil filtret 15 .122 frembringe det st0rste udgangssignalniveau, fordi reflektansen ved synlige b0lgelængder er naeste 100%. Ud-gangssignalet fra filtret 122 har det mindste niveau ved vâd tilstand, fordi den vâde vejbane har en spejlende overflade, og den spredt reflekterende strâling formin-20 dskes, medens spejlrefleksionen for0ges. Ved t0r vejbane har denne en diffus overflade med en lille reflektans, der svarer til reflektansen for t0sne eller sort sne ved de synlige b0lgelængder.

25 Det ses af tabel 4, at hvis datakombinationen af ud- gangssignalerne fra komparatorerne 113 og 114 er (1,0), angiver dette en t0r overfladetilstand. Hvis kombinatio-nen er (1,1), angiver det en frossen overfladetilstand, medens kombinationen (0,1) angiver sne eller en vâd til-30 stand.

Bed0mmelseskredsen 130 frembringer et udgangssignal, der repræsenterer vejbanens tilstand baseret pâ resultatet af sammenligningerne i komparatorerne 113, 114 og 123, 35 hvorefter bed0mmelseskredsen 130 endeligt bed0mmer vej banens tilstand baseret pâ de to bed0mmelser i henhold

DK 156978 B

13 til infrar0d strâling og synlig strâling som vist i ta-bel 5.

TABEL 5 5

I-j-1 I

lEndelig IBed0mmelse baseretIBed0mmelse baseret I

Ibed0mmelse Ipâ infrar0d re- Ipâ synlig refleksionl

I Ifleksion I I

io ' ; ' '

lT0r It0r Isne eller t0r I

I I I I I

I Ifejl It0r I vâd I

I_I_|_I_I

iFrost Ifrost Isne eller vâd I

15 I .-1-1-1

I Ifejl Ifrost I vâd I

1_I___|_|_1

Ivâd Ivâd eller sne I vâd I

I-1-1-1

2o Isne Ivâd eller sne It0r eller sne I

I_I_I_I

Bed0mmelseskredsen 130 omfatter et register 141, en af- koder 142, en ELLER-port 143 og et urværk 144, og den fungerer analogt med bed0mmelseskredsen 40 pâ fig. 2.

25

Bed0mmelseskredsen 130 kan være en mikroprocessor eller en anden lignende kredsl0bsenhed.

Detektoranlægget i denne udf0relsesform anvender infra- r0d strâling inden for det spektrale b0lgelængdeomrâde 30 fra 1,4 til 2,5 μιη, men kan anvende monokromatisk lys ved 1,5 eller 2,5 μπι, i hvilket fald der opnâs en bedre adskillelse imellem reflektanserne af vâdhed og frost og derfor en n0jagtigere adskillelse af disse to tilstands- former.

35

DK 156978B

14 I denne udf0relsesform detekteres den frosne tilstand som udskilt fra den vâde tilstand uden at mâle tempera-turen af vejbanen, sâ at, selv om vejbanens temperatur sættes op ved benyttelse af et opt0ningsmiddel pâ vej-5 banen, den underliggende frosne grundtilstand stadig be-d0mmes som værende den frosne tilstand, sâ længe den forbliver frossen.

Detektorerne 101 og 102 er indrettet til at modtage 10 spredt strâling, men om 0nsket kan den ene eller begge detektorerne anbringes pâ sæder, hvor de kan modtage spejlreflekteret strâling, selv om kombinationerne i tabel 4 og 5 da mâ ændres tilsvarende.

15 Den pâ fig. 5 viste udf0relsesform omfatter en detektor 201 til spredt infrar0d strâling som reflekteres fra en vejbane, en detektor 202 for spredt synlig strâling re-flekteret fra vejbanen, en detektor 203 for spejlreflekteret Synlig strâling fra vejbanen og et strâlingstermo-20 meter 204 til mâling af temperaturen af vejbanen. En projekt0r 200 projicerer infrar0d strâling med b0lge-længder fra 1,4 til 2,5 ym, som modtages af detektoren 201, og synlig strâling med b0lgelængder fra 0,5 til 1,09 um, der modtages af detektorerne 202 og 203. Pro-25 jekt0ren 200 kan anbringes pâ samme sted som projekt0ren 1 pâ fig. 1, detektorerne 201 og 202 pâ samme sted som detektoren 21 pâ fig. 1 og detektoren 203 pâ samme sted som detektoren 11 pâ fig. 1. Endvidere kan termometeret 204 og en signalbehandlingsenhed 250 anbringes pâ samme 30 sted som henholdsvis termometeret 30 og enheden 5 pâ fig. 1.

Udgangssignalerne fra detektorerne 201-203 og termometeret 204 f0res til forstærkere henholdsvis 205-208, og 35 udgangssignalet fra disse forstærkere f0res til kompara-torer henholdsvis 209-213 som vist pâ fig. 5. Komparato- 15

DK 156978B

rerne 209-213 har referencesignalniveauer henholdsvis 1 til 5, som er fastlagt pâ grundlag af statistisk udvalg-te data svarende til de fire vejbanetilstande: t0rhed, sne, vàdhed og frost. Forbindelsen imellem st0rrelsen af 5 de respektive udgangssignaler fra forstærkerne 205-208 med niveauerne 1-5 er vist i tabel 6.

TABEL 6 _ »

Tilstand T0rt 1 Vâdt Sne Frost Sammenlignings- resultater

Udgang _____

Forstærker T tort, sne 205 _jk-----------1-----------niveau 1 (komparator 209) (spredt- T 4· infrarod) l J, vâdt, sne, frost__ 1® Forstærker A sne . 206 ______________I-----------niveau 2 (komparator 210) (spredt- , , V . i synlig) * | sne, tort _________________________ niveau 3 (komparator 211) ^ £ vâdt, frost, tort

Forstærker A . vâdt, sne 207 -------------------:-----— niveau 4 (komparator 212) (spejlre- a a flekteret- Ί tort, vâdt, sne, frost synlig) ψ Ψ ^ ^________

Forstærker a a tort, vâdt, sne 208 --------------'----------—niveau 5 (komparator 213) (temperatur) ./Ni III tort, vâdt, sne, frost 25 _Φ I V I V I v I_

Hvis st0rrelsen af udgangssignalet fra forstærkeren 205 er st0rre end niveauet 1, frembringer komparatoren 209 30 et logisk signal "1", som angiver, at vejbanen er t0r eller snebelagt, og er udgangssignalet mindre, frembringer komparatoren et logisk signal “O", som angiver, at vejbanen er vâd, snebelagt eller frosset. Hvis st0rrel-sen af udgangssignalet fra forstærkeren 206 er st0rre 35 end niveauet 2, frembringer komparatoren 210 et logisk signal "1", som angiver, at vejbanen er snebelagt, men 16

DK 156978 B

hvis den er mindre, frembringer komparatoren et logisk signal "0", der angiver, at vejbanen er t0r, vâd, snebe-lagt eller frossen. Hvis st0rrelsen af udgangssignalet fra forstærkeren 206 er st0rre end niveauet 3, frembrin-5 ger komparatoren 211 et logisk signal "1", som angiver, at vejbanen er snebelagt eller t0r, men hvis den er mindre, frembringer komparatoren et logisk signal "0", som angiver, at vejbanen er t0r, vâd eller frosset. Hvis st0rrelsen af udgangssignalet fra forstærkeren 207 er 10 st0rre end niveauet 4, frembringer komparatoren 212 et logisk signal "1", som angiver, at vejbanen er vâd eller snebelagt, men hvis den er mindre, frembringer komparatoren et signal "0", der angiver, at vejbanen er t0r, vâd, snebelagt eller frossen. Hvis st0rrelsen af ud-15 gangssignalet fra forstærkeren 208 er st0rre end niveauet 5, frembringer komparatoren 213 et logisk signal "1", som angiver, at vejbanen er t0r, vâd eller snebelagt, men hvis den er mindre, frembringer komparatoren 213 et logisk signal "0", der angiver, at vejbanen er t0r, vâd, 20 snebelagt eller frossen. Niveauerne 1-5 kan om 0nsket korrigeres af en ikke vist korrektionskreds i overens-stemmelse med intensiteten af strâlingen fra projekt0ren 200.

25 Resultatet af sammenligningerne i komparatorerne 209-213 f0res til en logisk kreds 214, som bed0mmer vejbanens tilstand i overensstemmelse med det pâ fig. 6 viste ru-tediagram. I et trin 302 sp0rger kredsen 214, om det lo-giske signal fra komparatoren 209 er "1". Et JA-svar f0-30 res til et trin 307, hvor der sp0rges, om det logiske signal fra komparatoren 210 er "1". Et JA-svar fra trin 307 angiver, at overfladetilstanden er sne, hvilket f0-res til et trin 308. Et NEJ-svar fra trin 307 angiver, at overfladetilstanden er t0r, hvilket f0res til trinnet 35 308. JA-svaret fra trin 302 angiver, at tilstanden er t0r eller sne, hvor "sne" betyder hvid sne.

DK 156978 B

17

Et NEJ-svar fra trin 302, der angiver en af tilstandene vâd, sne eller frost, f0res til et trin 303, hvor der sp0rges, om det logiske signal fra komparatoren 210 er "1". Et JA-svar fra trin 303 betyder sne, og det tilf0-5 res trinnet 308. Et NEJ-svar fra trin 303 betyder sne, vâd eller frost, fordi den t0rre tilstand er blevet de-tekteret i trinnene 302 og 307, og det tilf0res et trin 304. Derfor angiver et JA-svar fra trin 304, at tilstan-den er sne, og det tilf0res trinnet 308. Hvis det logi- 10 ske signal fra komparatoren 211 er "0", dannes der et NEJ-svar i trinnet 304, og det tilf0res et trin 305.

NEJ-svaret fra trinnet 304 betyder, at overfladetilstan-den er vâd eller frost, fordi den t0rre tilstand er blevet detekteret i trinnene 302 og 307. I trinnet 305 sp0-15 rges der, om tilstanden er vâd eller frost. Da det logiske signal "1" fra komparatoren 212 angiver, at tilstanden er vâd eller sne, angiver et JA-svar fra trinnet 305, at tilstanden er vâd. Et NEJ-svar fra trinnet 305 vil imidlertid stadig angive, at tilstanden er vâd eller 20 frost, og det f0res til et trin 306. Et JA-svar fra trinnet 306 angiver, at tilstanden er vâd og ikke frost, og det f0res til trinnet 308. Pâ den anden side angiver et NEJ-svar fra trinnet 306, at tilstanden er frost, og det f0res til trinnet 308. Den i trinnet 306 detekterede 25 frosne tilstand inkluderer den tilstand, at overfladen af den frosne vejbane er vâd.

I trinnet 308 bed0mmes de respektive fire sammenlig-ningsresultater fra trinnene 302-307 i rækkef0lge med 30 henblik pâ t0rhed, sne, vâdhed og frost, og kredsen 214 foretager derefter den endelige bed0mmelse af den sær-skilte tilstand blandt de fire mulige overfladetilstan-de.

35 Komparatoren 213 har kun ét referencesignalniveau, men kan ændres til at omfatte to referencesignalniveauer

DK 156978 B

18 svarende til temperaturerne henholdsvis 0 °C og -2 °C.

Endvidere kan rutediagrammet ændres til at kunne detek-tere vâd tilstand, vâd og frossen tilstand eller frossen tilstand.

5 I den sidstnævnte udf0relsesform detekteres den t0rre tilstand af detektoren 201 baseret pâ spredt reflekteret infrar0d strâling. Sne-tilstanden detekteres af detektoren 202 baseret pâ den spredt reflekterede synlige strâ-10 ling. Den vâde tilstand detekteres af detektoren 203 baseret pâ den spejlreflekterede synlige strâling. Den frosne tilstand detekteres af termometeret 204 baseret pâ vejbanens temperatuar. Denne udf0relsesform af opfin-delsen yder derfor en n0jagtig og hurtig detektering.

15

Anlægget kan i aile udf0relsesformer ændres sâle-des, at det bed0mmer overfladens tilstand som værende vâd inden for et fastlagt tidsrum, eksempelvis 6 timer, efter at et opt0ningsmiddel er blevet udspredt over vej-20 banen, til trods for at overfladens tilstand aktuelt er frossen.

25 30 35

Claims

1. Apparat til detektering af en vejbanes tilstand med 5 en projekt0r (1) til projicering af lys indeholdende in-frar0d strâling pâ vejbanen (4), raindst ét lysmodtagende organ (11, 21), der kan opfange fra vejbanen reflekteret lys og kan frembringe et af den opfangede lysmængde af-hængigt udgangssignal, samt en signalbehandlingsenhed 10 (5), der kan sammenligne udgangssignalet med mindst én referenceværdi og afgive et til vejbanens tilstand sva-rende sammenligningsudgangssigsnal, kendeteg-n e t ved, 15 a) at det udstrâlede lys omfatter infrar0dt lys med en b0lgelængde, der er st0rre end 1,4 μπι, og eventuelt ogsâ synligt lys, b) at der er to lysmodtagere (11, 21; 101, 102; 201, 20 202), der er indrettet til at -kunne mâle enten hen- holdsvis direkte reflekteret (11) og spredt reflekteret (21) infrar0d strâling éller, nâr det udstrâlede lys ogsâ omfatter synligt lys, henholdsvis infra-r0d strâling (101, 201) og synlig strâling (102, 25 202), og c) en temperaturf0ler (30), der er indrettet til at kun-ne sende et tredje udgangssignal til signalbehand-lingsenheden (5). 30

2. Apparat if0lge krav 1, hvor det udstrâlede lys ogsâ omfatter synligt lys, og hvor de to lysmodtagere (101, 102; 201, 202) er indrettet til at mâle henholdsvis in-frar0d strâling (101, 201) og synlig strâling (.102, 35 202), kendetegnet ved, at det omfatter et tredje lysmodtagende organ (203) indrettet til màling af DK 156978 B direkte reflekteret synligt lys# og til at frembringe et udgangssignal, der sammen med udgangssignalet fra tempe-raturf0leren (204) sendes til signalbehandlingsenheden (250). 5

3. Apparat if0lge krav 1-2# kendetegnet ved# at signalbehandlingsenheden (5# 105# 250) indeholder en bed0mmelsesenhed (40, 130, 214), i hvilken der er lagret et bestemt m0nster af vejbanetilstandsbetingede sammen- 10 ligningsudgangssignaler# og som ved sammenligning med de aktuelle signaler kan angive vejbanens tilstand.

4. Apparat if0lge krav 3, kendetegnet ved# at bed0mmelsesenheden (214) er udformet som en logikkreds, 15 der svarende til udgangssignalerne fra de enkelte lys-modtagende organer (201# 202# 203) og temperaturf0leren (204) angiver vejbanens tilstand som værende henholdsvis t0r pâ basis af udgangssignalet fra det lysmodtagende organ (201) for spredt infrar0d strâling, sne pâ basis 20 af udgangssignalet fra det lysmodtagende organ (202) for spredt synlig strâling# vâd pâ basis af udgangssignalet fra det lysmodtagende organ (203) for spejlreflekteret synlig strâling og frost pâ basis af udgangssignalet fra temperaturf0leren (204). 25

5. Apparat if0lge krav 1-4, kendetegnet ved# at den infrar0de strâlings b0lgelængdeomrâde ligger un-der 2,5 μπι.

6. Apparat if0lge krav 3, kendetegnet ved# at bed0mmelsesenheden (40, 130) har en tidsimpulsgiver (14# 144. til forud indstilling af et bestemt tidsrum# og som er indrettet til efter konstatering af et gennem et bestemt tidsrum uforandret sammenligningsudgangssignal at 35 kunne bed0mme vejbanens tilstand.