JPS585900A - 路面状態識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、路面状態および道路の視界状態を判別する
装置に関する。

道路の凍結、積雪などによる、または降雪、降雨、濃霧
などの視界不良による交通障害に対し的確な対策を施こ
して運転者の安全を確保６することは、交通システム管
理において非常に重大な問題であり、適切な対策を講す
るためには迅速かつ正確に路面状態を把握することが必
要である。

この発明は、従来の、特にこの出願と同一の出願人によ
る路面状ＩＩＲ別装置（特願昭５５−８０４２９　）の
機器構成を変更することなしに、信号−処理段階の変更
、追加によってさらに視界状態判別機能を付加した路面
状態識別装置を提供するものである。

以下、図面を参照してこの発明の実施例について詳しく
説明する。

５１１図において、道路２１の一側に支柱２２が立設さ
れ、この支柱２２の上端付近から道路２１上方に向って
支持腕２３がのばされている。そして、この支持腕２３
に、投光器２４、乱反射受光器２５、正反射受光器２６
および投光量レベル測定器２７がそれぞれ取付けられ、
支柱２２には路面温度計２８が設けられている。投光器
２４には、発光スイクトル中に可視光のみならず近赤外
光を含む水銀灯が用いられている。この投光器２４は路
面に向けて適当な入射角で指向するように配置されてい
る。正反射受光器２６は、投光器２４から投射された光
の路面反射光のうち可視光の正反射光を受光し電気信号
に変換するものである。乱反射受光器２５は、路面から
の可視光および近赤外光の乱反射光をそれぞれ別個に検
出するものである。近赤外光としては波長的１．５〜２
．５＃ｌの範囲のものが好ましい。投光量レベル測定器
２７は、投光器２４からの光を直接に受け、投光器２４
の投光量を測定する゛ものであシ、この実施例では可視
光の光量を測定している。路面温度計２８としては放射
温度計が用いられる。

第２図において、投光器２４は定電力型安定器２９１４
よって一定電力で駆動される。乱反射受光器２５は赤外
光と可視光の受光素子３１＊３２を含み、これら受光素
子３１，３２の出力は増巾器３４で増巾されたのち、帯
域フィルター３５でそれぞれ雑音成分が除去される。正
反射受光器２６は可視光の受光素子３３を含み、この受
光素子３３の出力信号もまた増巾器３４および帯域フィ
ルタ３５を経て出力される。受光器２５．２６から出力
される信号は再び増巾器３６でそれぞれ増巾されかつ整
流され、比較器４１．４２．４３に送られる。これらの
各比較器４１．４２．４３には、１または２以上の基準
レベルＡＩ、Ａ２゜Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３．ＣＩがそれぞれ
設定されておシ、各受光素子３１．３２．３３の出力は
これらの基準レベルによシ比較される。論理回路４４は
これらの比較結果を状態信号に変換するものであシ、論
理回路４４の出力は演算処理部４５に送られる。演算処
理部４５としてはマイクロプロセッサが好適に用いられ
る。また、比較器４１，４２゜４３、論理回路４４、演
算処理部４５およびＡ／ｌ）変換器４６の全体としてい
コンバータ内蔵の１チツプマイクロプロセツサまたは〜
勺コンバータとマイクロプロセッサを組合せ・て用いて
もよい。

投光量レベル測定器２７は、可視光の受光素子３０を含
み、この受光素子３０の出力もまた増巾器３７、帯域フ
ィルタ３８を経て、増巾器３９で増巾されかつ整流され
て、各比較器４１，４２゜４３および演算処理部４５に
入力する。比較器４１．４２．４３の上記の基準レベル
ＡＩ、Ａ２゜Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３．Ｃ１は測定器２７の出
力によって調整される。投光器２４は一定電力で駆動さ
れているとはいうものの、水銀灯自体の劣化、投光器前
面の汚れなどにょシ、投光量が変化していく。投光量が
変化すれば、−当然、路面からの反射光量も変化するの
で、比較器４１，４２．４３の基準レベルを一定として
おくと誤検知を起こすことがある。ここでは、投光量の
変化を補償する九めに、投光量の変化に応じて比較器４
１．４２゜４３の基準レベルを調整している。投光量と
反射光量とはほぼ比例すると考えられるから、各比ｉ器
４１．４２，４３の基準レベルを投光量レベルに比例し
て変化させている。温度計２８の出力は演算処理部４５
に入力する。

第３図は、乾燥、湿潤、積雪および凍結の各状態に対す
る各受光器２５．２６および温度計２８の出力レベルの
相対的な範囲、ならびにこれらの出力から得られる路面
状態の判定結果を示している。

降雪、降雨、霧などの際は、投光器２４から路面２１に
向って投射された光が光路中の雪片、水滴などによ〕反
射散乱されるため、各受光器出力が変動する。また、投
光器２４から投光量レベル測定器２７への直接光もその
光路を雪片、水滴などによシ妨害されて光量したがって
測定器出力が変動する。ここでは、投光量レベル測定器
２７の出力変動をとらえて視界の良、不良を判別し、視
界不良の際には視界不良注意の表示を行なう・この発明
の視界状態判別機能は以下のように実行される。第２図
において、投光量レベル測定器２７の出力は〜生変換器
４６を介して演算処理部４５に入力する。

第４図を参照して、演算処理部４５は適当な時間間隔で
投光量レベルを取り込み、前回域シ込んだレベルとの差
Ｈ（前回値−今回値）を求める（ステップ１）。このレ
ベル差Ｈが所定の値１以上のときはアドレスされている
メモリーを１＃にセットし、■未満−のときは＠０”に
セットする（ステ、デ２，３）。次いでメモリーアドレ
スを＋１する（ステ、プ４）ｏこのサイクルをｎ回縁シ
返してＯ〜ｎ−１番地のメモリーをＨの値に応じそれぞ
れ１”ま九は“０＃にセットシた後（ステップ１〜５）
、１１′にセットされたメモリーの数すなわち投光量レ
ベル差が１９以上となった回数Ｋをカウントし、Ｋが所
定の値Ｊを超え九ときは視界不良と判断して（ステップ
６）、視界不良注意信号をたとえば他の路面状態識別信
号などとともにセンタや、道路などに設置された路面表
示装置に送信しくステ、デフ）、視界状態等の監視や表
示が行なわれる。またＫがＪ以下のときは視界良好と判
断して（ステップ６）、視界不良注意信号が出されてい
るときはそれを解除する（ステップ７）。

この実施例においてはメモリーをｎ個用いて、それぞれ
のメモリーを１”または“０＃にセットした後、１＃に
セットされたメモリーの個数をカウントして′１＃の個
数を求めたが、１つまたは２つ以上のメモリーまたはレ
ジスタを用いて、これらのメモリーまたはレジスタのｎ
個のビットごとにそれぞれ″ｌ”または″０＃をセット
した後、１”の個数をカウントしてもよいし、１つのメ
モリーまたは特定のレジスタを用いてｎ個の”１″また
は”０＃を加算し、その合計を１１＃の個数として求め
てもよい。

この視界状態判別の手順は、路面状態判別の手順とシリ
ーズに行なってもよく、または、どちらか一方をメイン
とし、他方は適当な時間間隔の割り込み処理としてもよ
い。あるいは、視界状態判別ルーチン内（ステップ５と
１との間、または１と２．３と４．４と５の間など）で
路面状態判別を行なってもよい。

路面状態判別の手順は、前述の特願昭５５−８０４２９
に記載のものと同様であるが、以下、第３および５図を
参照しながら説明する。

第３図に示すように、路面の各状態に応じて受光器２５
．２６の出力レベルが変化し、各状態で個有の範囲をも
っている。そこで、基準レベルＡ１を、乾燥状態とその
他の状態とを区別しうるレベルに（乾燥状態と積雪状態
の一部（新雪）とは重なるが）、基準レベルＢ１を白い
雪（新雪）と他の状態を区別しうるレベルに、基準レベ
ルＢ２ｔ、レベルＢ１とによって積雪および乾燥状態を
他の状態と区別しうるレベルに、基準レベルＣ１を、鏡
面化している湿潤状態と他の状態とを区別しうるレベル
に（鏡面化している湿潤状態と白く見える雪の状態とは
重なるが）、Ａ２．Ｂ３をセ／すの正常と異常を区別し
うるレベルに（この実施例ではＡ２＝Ｂ３としたが）そ
れぞれ設定する。

各受光器２５．２６が、比較器４１　、４２　。

４３の上記のような基準レベルＡ１．Ａ２．Ｂｌ。

Ｂ２．Ｂ３．ＣＩによって弁別され、弁別結果を表わす
状態信号が出力されるＯ演算処理部４５はこの状態信号
にもとづいて、次の手順により路面状態を判別し、乾燥
、湿潤、積雪および凍結の路面状態識別信号を出力し、
あるいはセンサ異常処理を行なう。第５図を参照して、
まず各受光器２５．２６および温度計２８に異常がない
ｄ−どうかを調べて（ステ、ゾ１０）、異常がなければ
一ステ　デ１１に進む。異常があればそれに対処するツ 処理に移る（ステ、プ１５）。ステップ１１では、乱反
射受光器２５の赤外光出力にもとづいて、基準レベルＡ
１による弁別結果により路面状態力；乾燥か乾燥以外か
を判別する。すなわち、受光器′２５の赤外光出力がレ
ベルＡ１以上であれば乾燥とし、レベルＡ１未満であれ
ば乾燥以外とする。

ここで乾燥と判別された中には積雪の一部すなわち新雪
（白い雪）が含まれている。

次にステップ１２および１６に進んで可視光乱反射出力
を用いて積雪の判別を行なう。ステップ１１で乾燥状態
と判別された中に含まれている積雪は白い雪であシ、こ
の白い雪の場合には可視光乱反射出力はレベルＢ１以上
である。し死力；って、ステップ１１で乾燥と判別され
たもののうちレベルＢ１以上の場合を積雪、Ｂ１未満の
場合を乾燥と判定する（ステ、ゾ１６）。

また、ステップ１１で乾燥以外と判Ｍｌｌされたものの
うち可視光乱反射出力がレベルＢ２以上のものを積雪と
判定し、Ｂ２未満のものを湿潤または凍結とする（ステ
ップ１２）。

ステップ１３では、ステ、プ１２で湿潤または凍結とさ
れたものについて可視光正反射出力を用いて湿潤状態（
鏡面化しているもの）を判別する。

可視光正反射出力がレベルＣ１以上であれば湿潤状態と
なる。

ステ、デ１１〜１３の判別処理で凍結状態と湿潤状態の
一部とが判別されていない。そこで、ステ、ゾ１４では
、温度計２８の出力にもとづ−て凍結と湿潤とを区別す
る。路面温度が０℃以上であれば湿潤であシ、−２℃以
下であれば凍結である。路面温度が０℃から一２℃の間
にある場合には、前回の判定が湿潤であれば湿潤と、凍
結であれば凍結と判定する（ステ、ゾ１８）。

ステ、ゾ１４で凍結と判定した場合であっても湿潤状態
の場合がありうる。それは、融雪剤の散布があった場合
でちる。融雪剤を散布すると氷点が低下するために積雪
または凍結状態から湿潤状態に遷移する。そこで、ステ
、プ１４でｘと、を凍結と判定した場合であっても、融
雪剤の散布後一定時間（融雪剤の有効時間）以内は湿潤
状態とする（ステップ１７）・融雪剤散布の検出は種々
の方法で行なうことができる。たとえば、散布の係員が
操作するスイッチを設けておく、融雪剤散布車に発振器
を、路面状態識別装置に受信器をそれぞれ設けておき、
散布車の通過を受信器で検出する、および可視光正反射
受光出力の変動をチェックするなどの方法がある。積雪
または凍結状態から氷雪が融けて水になると、路面は一
時的に鏡面状態となる。そのため可視光正反射出力が増
大するので、融雪剤の散布があったことを知ることがで
きる。

このようにして路面状態が最終的に判別されると、路面
状態識別信号を出力する（ステップ１９）。

この識別信号は、視界不良注意信号とともに、または別
個にたとえばセンタや、道路などに設置された路面表示
装置に送信され、路面状態および視界状態の監視や表示
が行なわれる。上記の路面状態の判別は、適当な時間間
隔ごとに実行される。

なお、上記の各基準レベルＡ　１　ｓ　Ａ　２　＝　Ｒ
１ｅＢ２．Ｂ３．Ｃ１、基準レベル差■、基準変動回数
Ｊおよび基準温度（０℃、−２℃）は、設置場所によシ
変動するので、可“変どし適宜変更するようにすること
が好ましい。

上記実施例では路面状態および視界状態の判別を演算処
理部（マイクロデロセ、す）で行なっているが、論理回
路によシ路面および視界状態の判別を行なうこともでき
る。また、判別の基礎となる基準レベルの設定、比較弁
別された状態信号の組合わせの仕方も上記の例に限らず
、判別すべき路面および視界状態に応じて適宜定めるこ
とができる。

以上のように“この発明によれば、従来の路面状態識別
装置の機器構成を変更することなく、信号処理段階のみ
を変更することにより、特にマイクロプロセッサ部分に
ついてはそのプログラムと若干の入力を変更するだけで
、視界状態判別機能を付加することができるので、ＩＣ
，モデュラ値たはカードの交換等、比較的簡単な操作で
従来の装置を改造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は投光器、受光器および投光量レベル測定器の配
置状態を示す構成図、第２図は路面状態識別装置の内部
構成を示すプロ、り図、第３図は各路面状態に対する各
受光器の出力レベルの相対的な範囲を示す図、第４図は
視界状態判別の手順を示すフローチャート、第５図は路
面状態判別の手順を示すフローチャートである。 ２４・・・投光器、２５・・・乱反射受光器、２６・・
・正反射受光器、２７・・・投光量レベル測定器、２８
・・・路面温度計、４１，４２，４３・・・比較器、４
５・・・演算処理部。 特許出願人　　立石電機株式会社 代理人　弁理士　　　伊　　束　　辰　　雄伊　　東　
　哲　　也

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可視光および赤外光を路面に向けて投射する投光器、投
   光器からの光を直接受光する投光量レベル測定器、路面
   からの可視光の正反射光および乱反射光をそれぞれ受光
   する受光器、路面からの赤外光の乱反射光を受光する受
   光器、とれらの受光器の出力をそれぞれ所要のレベルで
   弁別する比較器、ならびにこの弁別結果にもとづいて路
   面状態を判別する判別装置を備え、この判別装置は、さ
   らに投光量レベル測定器の受光量の変動による出力の変
   動から視界状態を検出することを特徴とする路面状態識
   別装置。