JPH10288549A - 照明ライトの高速度明暗判別測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネルの球切れ測定は監視員通路を歩いた
り、通路のないトンネルでは道路巡回車の低速走行によ
る目視だけに頼るなどして行われているが、この方法は
非効率的で測定時に危険を伴うなどの問題がある。 【解決手段】 車載型の光学式測定機器を利用してトン
ネル内などのＧＰＳを使用できない測定環境においても
迅速な位置情報を把握して、照明灯の明暗測定による光
量状態を自動判定するよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載型の光学式測
定機器を利用してトンネル内などＧＰＳ（Ｇｌｏ−ｂａ
ｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：衛星位置
測定システム）を使用できない測定環境における迅速な
位置（距離）情報を把握して、各種照明ライトの明暗測
定による光量状態（球切れ及びランプ寿命・交換時期）
を自動判定する車載式フォトセンサーを用いた照明ライ
トの高速度明暗判別測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のものにあっては、下記の
ようなものになっている。トンネル照明ライトはそれぞ
れの寿命などによって、１灯１灯バラバラに球切れが生
じる。不点箇所数が多くなれば、トンネル内照明効果が
悪化するため、不点箇所の球取替え作業が計画・実施さ
れ、よりよい照度に改善するための交通安全対策が採ら
れている。現行のトンネルの球切れ測定は、監視員通路
を歩いたり、あるいは暫定２車線構造の通路のないトン
ネルでは、後尾警戒車を配した道路巡回車の低速走行に
よる目視だけに頼る非効率的かつ測定時に危険を伴う測
定方法で行われてきている。特に、最近では片側１車線
の暫定路線においても交通量の増加に伴って、点検作業
を中止回避する回数が激増し、その度にＩＣ間をＵター
ンして作業を再度やり直さなければならず、安全でかつ
効率的な点検手法の開発が必要であった。一方、トンネ
ル照明測定は、計測員が測定機器を持ち歩いて、一定間
隔毎の照度を測定していたため、トンネル内の速度規制
が必要であり、かつ夜間作業とならざるを得ない状況な
ため、年に２回程度の測定しかできない現状にある。ま
た、道路建設後におけるＩＣ周辺施設などの設計照度の
確認調査及びＳＡ，ＰＡなどにおける定期的な照度測定
の際にも、同種の調査手法が採用されているが、照明ラ
イトの清掃あるいは交換前後における同一箇所の測定が
困難であるため、均一的な照度管理が難しい状況にあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにあっては、下記のような問題点を有していた。従来
の照明ライトの点検は、徒歩を主体とした作業員の目視
に頼る手法で行っているため、作業自体の効率が非常に
悪く、作業実施に際しては道路の交通規制が必要な場合
が多く、定期的な高頻度の点検が困難である。本発明
は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、次のようなこ
とのできるものを提供しようとするものである。一般に
４車線道路に加えて、特に監視員通路が設置されていな
いトンネル、あるいは１ｋｍを越える長大トンネルにお
ける照明ライトの球切れ、あるいは本来の明るさよりも
暗いため、清掃が必要であったり、まもなく球切れの交
換時期にある照明ライトの位置を車載式フォトセンサー
を装備した専用測定車両を走行させて短時間に計測、自
動判読が行えて、照明設置間隔が密なトンネル開口部に
おいても１００ｋｍ／ｈの高速走行で計測可能となる照
明検出用フォトセンサーを用いた照明ライトの高速度明
暗判別測定装置を提供することにある。すなわち、 １．通常の高速走行でトンネル照明の明暗信号の迅速測
定が可能な照明検出用フォトセンサー３を用いる。 ２．照明検出用フォトセンサー３の構造は、走行方向に
シャープで横断方向に広い指向性を確保させるため、７
個程度のフォトセンサーを横断的に放射状配置した多眼
式フォトセンサーとする。 ３．遮光フード３Ｂは、照明ライト１からの入射光のう
ち、フード内部で散乱・反射する光をカットして照明光
のみの明暗を検知できるようなスリット幅をもつ遮光構
造とする。 ４．トンネル内の照明位置検出用には、イ）測定車両の
車軸の回転数を検出してパルス信号から計算される概算
距離を、ロ）反射型光電スイッチを利用した車載式の反
射型光センサーを用いて正確に距離補正を行う、投受光
式距離測定システムを用いる（図２）。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記のようになるものである。本発明のも
のは、測定車両２には照明検出用フォトセンサー３、位
置検出光センサー４、車軸センサー５が搭載され、照明
検出用フォトセンサー３は、トンネル内に設置された各
種照明ライト１の明暗測定から照明ライトの球切れの位
置・ランプ種別及びランプ寿命・交換時期を短時間に計
測、自動判読できるように構成され、位置検出光センサ
ー４は、測定車両からトンネル内壁に貼付けしたポララ
イズドリフレクタ６に光を投射させ、反射型光電スイッ
チを応用した検出システムを用いて、高速度かつ正確に
測定位置を光学的に検知するように構成され、車軸セン
サー５は、測定車両の車軸の回転数を検出してパルス信
号から概算距離を測定するよう構成された照明ライトの
高速度明暗判別測定装置である。

【０００５】この場合、下記のように構成することがで
きる。照明検出用フォトセンサー３は、走行方向に対し
て横断方向に放射状にフォトセンサーを配置する構造の
多眼式フォトセンサー３Ａと、この多眼式フォトセンサ
ー３Ａを覆うように構成された遮光フード３Ｂから構成
され、この遮光フード３Ｂは、照明ライト１からの入射
光のうち、当該遮光フードの内部で反射、散乱する光を
カットして、多眼式フォトセンサー３Ａが照明ライト１
からの直達光のみの明暗を高い判別精度で感知・検知で
きるよう所定幅の縦スリットと内壁による遮光構造とさ
れている。

【０００６】作用は下記のとおりである。高速測定条件
の下でも、トンネル内の照明の明暗信号とその位置が正
確に検知できるため、高周波の電気信号の高速記録が可
能なペンオシロ式記録計（応答性の速いペンレコーダ
ー）を使用することによって、各種照明タイプ毎の明る
さの振幅と交流周波数に応じた波形パターン分類からラ
ンプ種別毎の球切れ状態及び球切れの事前予測の判読が
可能となる（図９）。

【０００７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図１，２は、照明検出用フ
ォトセンサー、位置検出光センサーを用いた測定模式図
である。トンネル照明の明暗信号の検出用には、フォト
トランジスタを用いた光感知センサー（以下、フォトセ
ンサーと云う）を使用する。照明検出用フォトセンサー
３には、走行方向にシャープで横断方向に広い指向性を
確保するように、横断方向に放射状にフォトセンサー３
Ａ１を配置する構造の多眼式フォトセンサー３Ａを採用
した。照明検出用フォトセンサー３は多眼式フォトセン
サー３Ａからの入力信号の中から最大信号を自動選択す
る電子回路を組み込むことによって、測定車両の走行位
置に依存しない照明の明暗信号の測定ができるように構
成されている。

【０００８】多眼式フォトセンサー３Ａは測定車両２に
突設された支持脚Ｌを介して角度調整自在に支持された
遮光フード３Ｂで覆うことができる。遮光フード３Ｂ
は、多眼式フォトセンサーの収納ケース３Ｂ１と、この
収納ケースの正面開口部に連設されたフード３Ｂ２から
構成され、フード３Ｂ２は、側面横向き台形状に構成さ
れた左右側壁３Ｂ２１とこの左右側壁の上下面に張設さ
れた上下壁３Ｂ２２と、左右側壁と上下壁の正面開口部
に張設された縦長の正面壁３Ｂ２３から構成され、正面
壁３Ｂ２３には所定幅Ｄの縦スリット３Ｂ２４が開口さ
れ、フード内部はつや消し塗装が施されている。

【０００９】この場合、フード３Ｂ２内には左右側壁と
平行な状態で２枚の内壁３Ｂ２５を張設することができ
る。この２枚の内壁３Ｂ２５は、フード３Ｂ２内に入射
する照明光のうち、反射・散乱する雑光がフォトセンサ
ーに検知されないようにするためのものである。そし
て、２枚の内壁３Ｂ２５間の間隔は縦スリットの幅とほ
ぼ同寸法に構成されている。

【００１０】多眼式フォトセンサー３Ａは測定車両２に
突設された支持脚Ｌを介して角度調整自在に支持された
弾丸型遮光フード３Ｃで覆うことができる。弾丸型遮光
フード３Ｃは、支持脚Ｌの上端に角度調整部３Ｃ１を介
して測定車両２の進行方向と平行な状態で支持された横
パイプ状ケース３Ｃ２と、横パイプ状ケースの先端に連
結された半球面３Ｃ３から構成され、当該横パイプ状ケ
ース内に多眼式フォトセンサー３Ａが配設され、横パイ
プ状ケース３Ｃ２には所定幅Ｄの縦スリット３Ｃ２１が
開口されている。半球面３Ｃ３を設けたのは、高速の測
定時に受ける風の抵抗を小さくするためで、測定時の横
ブレを防いで測定精度の向上に資するものである。図
中、３Ｃ４は信号コネクタ、３Ｃ５は信号ケーブルであ
る。

【００１１】照明ライト１の球切れ位置を精度よく判別
するためには、高速度の測定条件下で光の明暗の位置
（距離）を正確に測定する必要がある。トンネル内の距
離情報の測定には、トンネル内装板に一定間隔（あるい
は照明配置パターン別）に貼付したポラライズドリフレ
クタ（特殊反射板）６に測定車両から（赤色）光を投射
させて、反射型光電スイッチを利用した検出システムを
用いて正確に位置を検出することによって、測定車両の
車軸回転数をパルス信号に変換して計算した概略距離を
距離補正する測定システムを開発した。

【００１２】図１１は本発明の実施例で、周波数応答性
の高いペンオシロ式記録計を用いたトンネル内の照明ラ
イト１の明暗信号の測定結果（測定速度７０ｋｍ／ｈ、
チャート速度１０ｃｍ／ｓ）を表わすものである。照明
ライト１のワット数と照明ライト１の長さによって明る
さの振幅及び交流電源の周波数に応じた光の点滅波形パ
ターンが大きく異なるため、ランプ種別毎の球切れ状態
及び球切れの事前予測（低周波の波形が顕著に出現する
ため）が容易に判読できることがわかる。図１１にはト
ンネル入口からそれぞれ１，９，１６番目の照明ライト
１の下方位置にある内装板に貼付したポラライズドリフ
レクタから検出された位置信号の測定例を併記して示
す。位置検出光センサー４で測定された距離信号と照明
検出用フォトセンサー３で測定された照明位置との間に
は、後者の信号に約１ｍの距離の誤差に相当する０．０
５秒程度の時間的遅れが生じているが、この原因は最大
入力信号などの演算処理に要する固定的な時間の遅れで
あるので、一定時間の時間補正を行えば正確な照明位置
の検出は可能である。この２種類の位置検出光センサー
４と車軸センサー５を併用する手法によって、おおよそ
１０ｃｍの測定誤差の範囲で照明ライト１の位置を検出
できる。

【００１３】さらに、照明ライト１の球切れ位置をパー
ソナルコンピューターで自動判別するためには照明光量
のアナログ式信号をデジタル信号に変換して記録する専
用装置が必要である。図１２はトンネル照明不点判別記
録計のシステム構成図で、図１３は自動判別用測定装置
の構成概要図である。照明検出用フォトセンサー３と位
置検出光センサー４からの２種類の信号は、アンプで増
幅、Ａ／Ｄ変換した後、１／１０００ｓｅｃ程度の測定
間隔（時速７０ｋｍ／ｈで２ｃｍ間隔）でデジタル信号
専用記録ロガーに記録される。これらの測定記録は、ラ
ンプ種別に応じた光の明暗強度やその点滅周期パターン
（商用交流電源の周波数５０ｈｚでは１／１００ｓｅｃ
毎の波形）の違いを利用して、パーソナルコンピュータ
ーに予め記録された各トンネルの照明器具の配置パター
ンと比較照合され、照明ライト１の球切れ位置やその種
別及びランプの汚れ状態あるいはランプ寿命の早期予測
が自動判別可能となる。さらに、測定車両に必要個数の
照度センサー（通常は３個程度）を搭載すると、トンネ
ル内やＩＣ周辺施設の連続した照度測定が高速走行で同
時に行うことができる。市販のペンオシロ式記録計で
は、単独機能だけでは自動判別できないばかりでなく、
測定時の記録紙が膨大な量になり、持ち運びや操作方法
も煩雑である欠点があるのに対して、デジタル式専用記
録装置は携帯用に小型化できるので、メンテナンスフリ
ーで誰でも簡単に操作できるメリットは大きい。

【００１４】

【実施例】照明未設置の暗区間と照明設置の明区間が明
瞭かつ精度よく検知可能な測定条件にするため、不必要
な外光を遮蔽してわずかな光の明暗差を検知可能とする
遮光フード３Ｂにおける縦スリット３Ｂ２４の最適な幅
は、測定距離３ｍ、フード長８ｃｍの時、実際のトンネ
ルの照明ライト１の最小配置間隔（約４０ｃｍ）から１
０ｍｍと計算される（図９）。最終的には実際の測定結
果から、縦スリット３Ｂ２４の幅は、５ｍｍが最適幅で
あることが検証された。

【００１５】

【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で次に記載する効果を奏する。本発明を用いると、維持
交換作業の前に球種毎の取替え数量と交換箇所（灯具番
号）、あるいはランプ取替え時期などの事前予測が、通
常の高速走行における照明光量の測定のみで把握可能と
なる。実施例に示すように走行方向に横断的に放射状に
配置した多眼式フォトセンサーによる測定では、走行位
置に依存しない明暗信号の検出が可能である。また、不
必要な外光を遮蔽して照明光のみの明暗を検知する２重
式遮光フード構造の採用は、高周波の電気信号の高速記
録が可能な記録計でアナログ記録した場合、トンネル入
口の増灯区間など照明器具の設置間隔が狭い区間でも照
明検出用フォトセンサー３を用いて照明ライト１の種別
の判別が検知できる。

【００１６】ＧＰＳの使用できないトンネル内の測定環
境で測定位置（距離）が正確に検出できる反射型光電ス
イッチを利用した車載式の反射光受信距離測定システム
は、パーソナルコンピューター上で照明の球切れが自動
的に判別できる照明位置の基礎情報を提供すると共に、
既設の多くのトンネルでも無電力、かつ安価な測定機材
の設備投資のみで対応できる大きなメリットをもつ。さ
らに、トンネル内の基本照明部では、球切れ前に不点予
測してランプ交換ができるため、トンネル内の視環境と
道路利用者の快適走行性の向上に役立つものである。し
たがって、本発明を利用すれば、現行の目視による点検
確認作業に比べて、照明灯の球切れ調査や各種照明施設
の照度測定などの維持測定作業が大幅に効率化・迅速化
されると共に、点検作業の安全性向上に大きく貢献す
る。本発明の適用は、本実施例のトンネル内の照明測定
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】照明検出用フォトセンサー、位置検出光センサ
ーを用いた測定模式図である。

【図２】照明検出用フォトセンサー、位置検出光センサ
ーを用いた測定模式図である。

【図３】照明検出用フォトセンサーの正面図である。

【図４】Ａ−Ａ線断面図である。

【図５】照明検出用フォトセンサーの１部を切欠いた斜
視図である。

【図６】照明検出用フォトセンサーの他の実施例の正面
図である。

【図７】平面図である。

【図８】右側面図である。

【図９】照明ライト間の暗部からの光の入射状態を説明
する照明検出用フォトセンサーの略図的横断面図であ
る。

【図１０】照明ライトの設置された明部からの光の入射
状態を説明する照明検出用フォトセンサーの略図的横断
面図である。

【図１１】照明検出用フォトセンサーを用いたトンネル
内の照明測定結果である。

【図１２】トンネル照明不点判別記録計のシステム構成
図である。

【図１３】自動判別用測定装置の構成概要図である。

【符号の説明】

１ 照明ライト ２ 測定車両 ３ 照明検出用フォトセンサー ３Ａ 多眼式フォトセンサー ３Ｂ 遮光フード ４ 位置検出光センサー ５ 車軸センサー ６ ポラライズドリフレクタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定車両（２）には照明検出用フォトセ
   ンサー（３）、位置検出光センサー（４）、車軸センサ
   ー（５）が搭載され、照明検出用フォトセンサー（３）
   は、トンネル内に設置された各種照明ライト（１）の明
   暗測定から照明ライトの球切れの位置・ランプ種別及び
   ランプ寿命・交換時期を短時間に計測、自動判読できる
   ように構成され、位置検出光センサー（４）は、測定車
   両からトンネル内壁に貼付けしたポラライズドリフレク
   タ（６）に光を投射させ、反射型光電スイッチを応用し
   た検出システムを用いて、高速度かつ正確に測定位置を
   光学的に検知するように構成され、車軸センサー（５）
   は、測定車両の車軸の回転数を検出してパルス信号から
   概算距離を測定することを特徴とする照明ライトの高速
   度明暗判別測定装置。
2. 【請求項２】 照明検出用フォトセンサー（３）は、走
   行方向に対して横断方向に放射状にフォトセンサーを配
   置する構造の多眼式フォトセンサー（３Ａ）と、この多
   眼式フォトセンサー（３Ａ）を覆うように構成された遮
   光フード（３Ｂ）から構成され、この遮光フード（３
   Ｂ）は、照明ライト（１）からの入射光のうち、当該遮
   光フードの内部で反射、散乱する光をカットして、多眼
   式フォトセンサー（３Ａ）が照明ライト（１）からの直
   達光のみの明暗を高い判別精度で感知・検知できるよう
   所定幅の縦スリットと内壁による遮光構造とした請求項
   １記載の照明ライトの高速度明暗判別測定装置。