【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、路面の湿潤、凍結
状態を検出する路面状態検出方法及び路面状態検出装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface state detecting method and a road surface state detecting device for detecting a wet or frozen state of a road surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、路面状態を検出する方法として
は、１．４μｍ以上の波長の赤外光を路面に照射し、水
分の状態による赤外光の吸収に注目して凍結状態を検出
する方法が特公昭６０−１５７４号公報に開示されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for detecting a road surface state, a road surface is irradiated with infrared light having a wavelength of 1.4 μm or more, and a frozen state is detected by focusing on the absorption of infrared light due to the state of moisture. The method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-1574.
【０００３】この検出方法では、図１０に示した硫酸バ
リウムの反射率に対する雪面の相対的な反射率特性曲線
から、雪面の反射率が赤外光領域で激減する特性を利用
している。即ち、路面に水分が存在する場合は赤外光の
吸収が生じ、その水分が凍結した場合には、赤外光の吸
収は生じなくなるというものであり、１．４μｍ以上の
波長帯の赤外光を路面に投光し、特に、１．４〜２．５
μｍの波長の反射光による受光レベルの平均値により、
そのレベルの大小をとらえて路面の凍結，湿潤を検出す
るものである。[0003] This detection method utilizes the characteristic that the reflectance of the snow surface is drastically reduced in the infrared light region from the relative reflectance characteristic curve of the snow surface with respect to the reflectance of barium sulfate shown in FIG. . That is, when moisture is present on the road surface, infrared light is absorbed, and when the moisture is frozen, infrared light is not absorbed. Infrared light having a wavelength band of 1.4 μm or more is used. Light is projected on a road surface, and in particular, 1.4 to 2.5
By the average value of the light receiving level by the reflected light of the wavelength of μm,
It detects the freezing and wetting of the road surface by detecting the level of the level.
【０００４】しかし、凍結時においても赤外光の吸収が
生じることが、学術論文（分光研究、第４４巻、第５
号、PP．２４７−２５３（１９９５）「近赤外吸収スペ
クトルのバンド分解による水の水素結合状態解析」）等
で明らかになっており、上記の検出方法では問題がある
ことが分かった。However, absorption of infrared light also occurs during freezing, according to an academic paper (Spectroscopic Research, Vol. 44, No. 5).
No., PP. 247-253 (1995) "Analysis of hydrogen bonding state of water by band decomposition of near-infrared absorption spectrum") and the like, and it was found that the above detection method had a problem.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点に鑑みなされたものであって、路面状態を正確、且つ
安価な設備で検出して、運転者等に報知することができ
る路面状態検出方法及びその装置を提供することを目的
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and has been made in consideration of the above-described problems. It is an object of the present invention to provide a state detection method and an apparatus therefor.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するためになされたものであり、第１の発明は、水
と氷に対する赤外光の各吸収波長帯が、液体状態である
水から固体状態である氷に転移することによって長波長
側にシフトする特性を利用して、各吸収波長帯中の特定
波長に対する路面からの反射光量を測定して、反射光量
差により路面湿潤または路面凍結の検出を行うことを特
徴とする路面状態検出方法である。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the first invention is that the absorption wavelength bands of infrared light for water and ice are in a liquid state. Utilizing the property of shifting from water to solid state ice and shifting to longer wavelengths, the amount of reflected light from the road surface for a specific wavelength in each absorption wavelength band is measured, and the road surface wetted by the reflected light amount difference. Alternatively, a road surface state detection method is characterized in that road surface freezing is detected.
【０００７】また、第２の発明は、水と氷各々に対する
赤外光の吸収波長帯中の特定波長の光を透過させる光学
フィルタと、前記光学フィルタを透過した光を受光する
受光素子とを備え、前記受光素子の出力を比較すること
によって、路面湿潤または路面凍結の検出を行う路面状
態検出手段を具備することを特徴とする路面状態検出装
置である。A second invention provides an optical filter for transmitting light of a specific wavelength in an absorption wavelength band of infrared light for water and ice, and a light receiving element for receiving light transmitted through the optical filter. And a road surface state detecting device for detecting road surface wetness or road surface freezing by comparing outputs of the light receiving elements.
【０００８】また、第３の発明は、水と氷各々に対する
赤外光の吸収波長帯中の特定波長の光を透過させる光学
フィルタと、前記光学フィルタの後に配置したカメラま
たは撮像素子とを備え、前記カメラまたは撮像素子で撮
影した前記光学フィルタ部分に対応する路面画像の平均
輝度または光量を比較することによって路面湿潤または
路面凍結の検出を行う路面状態検出手段を具備すること
を特徴とする路面状態検出装置である。The third invention comprises an optical filter for transmitting light of a specific wavelength in an absorption wavelength band of infrared light for each of water and ice, and a camera or an image pickup device arranged after the optical filter. Road surface condition detecting means for detecting road surface wetness or road surface freezing by comparing the average brightness or light amount of a road surface image corresponding to the optical filter portion photographed by the camera or the image sensor. It is a state detection device.
【０００９】また、第４の発明は、水と氷各々に対する
赤外光の吸収波長帯中の特定波長の光を路面に投光する
投光器と、前記路面からの反射光を受光する受光器と、
前記受光器の出力を比較することにより路面湿潤または
路面凍結の検出を行う路面状態検出手段とを具備するこ
とを特徴とする路面状態検出装置である。A fourth invention provides a light projector for projecting light of a specific wavelength in an absorption wavelength band of infrared light for water and ice onto a road surface, and a light receiver for receiving light reflected from the road surface. ,
A road condition detecting device comprising: road condition detecting means for detecting road surface wetness or road surface freezing by comparing the outputs of the light receivers.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】初めに、本発明に係る路面状態検
出方法及びその装置の理解を容易とするために、その原
理について、図１を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, in order to facilitate understanding of a road surface condition detecting method and device according to the present invention, the principle thereof will be described with reference to FIG.
【００１１】図１は、水と氷に対する赤外光の吸収率の
違いを示す図であり、同図の縦軸は吸収率を示し、横軸
が波長を示している。同図中の吸収率はグラフを上下反
転して反射率として表現することもできるが、同義であ
るので、本発明では赤外光の吸収に基づいて説明する。FIG. 1 is a diagram showing the difference in the absorptivity of infrared light between water and ice. In FIG. 1, the ordinate indicates the absorptivity and the abscissa indicates the wavelength. The absorptance in the figure can be expressed as a reflectance by inverting the graph upside down, but since it is synonymous, the present invention will be described based on infrared light absorption.
【００１２】図１から明らかなように、水と氷では赤外
光の吸収波長が異なる。水の各吸収波長帯のピーク波長
（各々、１，９４０ｎｍ、１，４５０ｎｍ、９７０ｎ
ｍ、７６０ｎｍ近傍）は、水が氷に変化すると、６０ｎ
ｍ〜７０ｎｍ長い波長にシフトする特性を持っている。As apparent from FIG. 1, water and ice have different infrared light absorption wavelengths. Peak wavelength of each absorption wavelength band of water (1,940 nm, 1,450 nm, 970n, respectively)
m, near 760 nm) is 60 n when water changes to ice.
It has the property of shifting to wavelengths longer by m to 70 nm.
【００１３】従って、本発明では、水と氷に対する赤外
光の吸収波長が異なる特性を利用して、各吸収波長帯中
の特定波長の赤外光に対する路面からの反射を測定する
ことにより路面湿潤または路面凍結を検出する路面状態
検出方法であり、この検出方法を利用した検出装置であ
る。Therefore, in the present invention, by utilizing the characteristic that the absorption wavelengths of infrared light for water and ice are different, the reflection of the infrared light of a specific wavelength in each absorption wavelength band from the road surface is measured. This is a road surface condition detection method for detecting wetness or road surface freezing, and a detection device using this detection method.
【００１４】例えば、中心波長が１，９４０ｎｍの赤外
光を透過する光学バンドバスフィルタ( 以下、光学フィ
ルタと呼ぶ) を通して受光器で、路面からの反射光を受
光すれば、路面が濡れている場合には１，９４０ｎｍ近
傍の赤外光は路面の水によって多く吸収されるため僅か
の光しか受光できない。同様に、中心波長が２，０００
ｎｍの光学フィルタの場合は、２，０００ｎｍ近傍の赤
外光が路面の氷によって多く吸収されるため、僅かな反
射光しか受光できない。そこで、中心波長が１，９４０
ｎｍと２，０００ｎｍの赤外光を透過する光学フィルタ
を用いて受光量の変化を監視することで、湿潤から凍結
への移行を検出することができる。For example, if light reflected from a road surface is received by a light receiver through an optical bandpass filter (hereinafter, referred to as an optical filter) that transmits infrared light having a center wavelength of 1,940 nm, the road surface is wet. In this case, only a small amount of light can be received because infrared light near 1,940 nm is largely absorbed by water on the road surface. Similarly, if the center wavelength is 2,000
In the case of an optical filter of nm, infrared light in the vicinity of 2,000 nm is largely absorbed by ice on the road surface, so that only a small amount of reflected light can be received. Therefore, the center wavelength is 1,940.
The transition from wet to freezing can be detected by monitoring the change in the amount of received light using an optical filter that transmits infrared light of 2,000 nm and 2,000 nm.
【００１５】無論、本発明の路面状態検出方法は、上記
の各ピーク波長に限定されるものではなく、図１から明
らかなように、各吸収波長帯中の水と氷の吸収率の差が
大きい各ピーク波長前後の特定波長を利用すればよい。Of course, the method for detecting a road surface condition according to the present invention is not limited to the above-mentioned peak wavelengths. As is apparent from FIG. 1, the difference between the absorption rates of water and ice in each absorption wavelength band is different. What is necessary is just to use the specific wavelength before and after each large peak wavelength.
【００１６】また、上記では、光学フィルタを通過した
特定波長、そしてその近傍の波長の光を受光器で受光し
て、受光量の変化を監視することで湿潤から凍結への移
行を検出する検出方法を説明した。それは、光学フィル
タの特性として特定の一波長のみを受光することは困難
であると同時に、各ピーク波長が固定されているもので
はなく、温度依存性を持ち、それぞれの状態の温度によ
って、各ピーク波長が僅かにズレることによるためであ
る。それに対して、水と氷に対する赤外光の吸収波長帯
は図１のように大きくズレている関係から、各吸収波長
帯中の特定波長を中心としてその近傍の帯域を含む光学
フィルタを用いることによって、本発明の目的を達成し
たものである。In the above, the light having a specific wavelength passed through the optical filter and the light having a wavelength near the specific wavelength are received by the light receiver, and the change in the amount of received light is monitored to detect the transition from wet to freezing. The method was explained. It is difficult to receive only one specific wavelength as a characteristic of the optical filter, and at the same time, each peak wavelength is not fixed but has a temperature dependency. This is because the wavelength is slightly shifted. On the other hand, since the absorption wavelength bands of infrared light with respect to water and ice are greatly shifted as shown in Fig. 1, use an optical filter that includes a specific wavelength in each absorption wavelength band and a band around the specific wavelength. Thus, the object of the present invention has been achieved.
【００１７】以下、本発明の路面状態検出方法を利用し
た路面状態検出装置の実施形態について、図面を参照し
て説明する。Hereinafter, an embodiment of a road condition detecting apparatus using the road condition detecting method of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１８】（実施形態１）図２は、本発明の路面状態
検出装置の一実施形態を示す図で、路面Ａの上に適宜の
手段によって支持された投光器１と受光器２と路側の支
柱等に取り付けられた制御機（図示せず) に収容された
路面状態判別部３とから構成されている。そして、投光
器１は赤外光を発光する光源１１，レンズ１２及び筒状
の筐体１３により構成されている。なお、光源１１は、
一般小型電球を色温度２，５００Ｋ〜２，６００Ｋに下
げた状態で使用する。このように、一般小型電球の色温
度を下げることで８００ｎｍ〜４，０００ｎｍの赤外光
を発光すると共に、ランプ寿命を十数万時間に延ばすこ
とができる。(Embodiment 1) FIG. 2 is a view showing an embodiment of a road surface condition detecting apparatus according to the present invention. The light emitting device 1, the light receiving device 2 supported on a road surface A by appropriate means, and a road-side support. And a road surface state discriminating unit 3 housed in a controller (not shown) attached to the apparatus. The light projector 1 is composed of a light source 11 that emits infrared light, a lens 12, and a cylindrical housing 13. In addition, the light source 11
A general small light bulb is used in a state where the color temperature is lowered to 2,500K-2,600K. As described above, by lowering the color temperature of a general small light bulb, infrared light of 800 nm to 4,000 nm is emitted, and the lamp life can be extended to 100,000 hours.
【００１９】ただし、光源１１は一般小型電球に限定さ
れるものではなく、水銀灯，赤外線電球，赤外線発光ダ
イオードやレーザーダイオード等の赤外光を発光させる
光源であればよく、太陽光を利用することも可能であ
る。However, the light source 11 is not limited to a general small light bulb, but may be any light source that emits infrared light, such as a mercury lamp, an infrared light bulb, an infrared light emitting diode, or a laser diode. Is also possible.
【００２０】また、受光器２は、フォトダイオード，フ
ォトトランジスタ，フォトＩＣ等からなる受光素子２
１，２２、レンズ２３、ハーフミラー２４、中心周波数
が各々１，９４０ｎｍと２，０００ｎｍの光を透過させ
る光学フィル夕２５，２６及び筒状の筐体２７で構成さ
れている。また、受光素子２１，２２からの出力は、路
面状態判定部３に入力される。路面状態判定部３は受光
素子２１，２２からの出力を増幅する増幅器３１，３２
と比較器３３とから構成されている。The light receiver 2 is a light receiving element 2 comprising a photodiode, a phototransistor, a photo IC and the like.
1 and 22, a lens 23, a half mirror 24, optical filters 25 and 26 that transmit light having center frequencies of 1,940 nm and 2,000 nm, respectively, and a cylindrical housing 27. Outputs from the light receiving elements 21 and 22 are input to the road surface state determination unit 3. The road surface condition determination unit 3 includes amplifiers 31 and 32 that amplify the outputs from the light receiving elements 21 and 22.
And a comparator 33.
【００２１】次に、実施形態１に基づいて路面状態検出
装置の動作について説明する。投光器１の光源１１から
発した光は、レンズ１２で集光され路面Ａに照射され
る。そして、路面Ａで反射した光はレンズ２３で集光さ
れてハーフミラー２４で２分割され、光学フィルタ２
５，２６を経て受光素子２１，２２で受光される。最後
に、受光光量に応じた受光素子２１，２２からの電圧は
増幅器３１，３２で増幅された後、比較器３３で比較さ
れ、その差電圧に応じて、路面状態判定部３からは、図
３に示すような３値の信号（５Ｖ，０Ｖ，−５Ｖ）が出
力される。即ち、路面が湿潤状態の場合には、光学フィ
ルタ２５（１，９４０ｎｍを透過）を透過する光量が少
ないために比較器３３の入力差電圧は−１．５Ｖ以下と
なり比較器３３から−５Ｖが出力され、逆に凍結状態の
場合には光学フィルタ２６（２，０００ｎｍを透過）を
透過する光量が少ないために比較器３３の入力差電圧は
＋１．５Ｖ以上となり＋５Ｖが出力される。このように
路面状態判定部３では、−５Ｖ，＋５Ｖの２つの信号が
出力され、適宜の通報手段（図示せず）によって、「路
面湿潤」と「路面凍結」を道路管理者や運転者等に知ら
せる。Next, the operation of the road surface condition detecting device according to the first embodiment will be described. Light emitted from the light source 11 of the light projector 1 is condensed by the lens 12 and is irradiated on the road surface A. The light reflected on the road surface A is condensed by the lens 23 and split into two by the half mirror 24,
After passing through the light receiving elements 21 and 22, the light is received by the light receiving elements 21 and 22. Finally, the voltages from the light receiving elements 21 and 22 according to the amount of received light are amplified by the amplifiers 31 and 32, and then compared by the comparator 33. According to the difference voltage, the road surface state determining unit 3 outputs A ternary signal (5 V, 0 V, -5 V) as shown in FIG. That is, when the road surface is in a wet state, the input difference voltage of the comparator 33 is -1.5 V or less because the amount of light transmitted through the optical filter 25 (transmitting 1,940 nm) is small, and -5 V is output from the comparator 33. On the contrary, in a frozen state, the amount of light transmitted through the optical filter 26 (transmitting 2,000 nm) is small, so that the input difference voltage of the comparator 33 becomes +1.5 V or more, and +5 V is output. As described above, the road surface condition determination unit 3 outputs two signals of -5V and + 5V, and determines "wet road surface" and "freeze road surface" by a suitable manager (not shown) by a road manager, a driver, or the like. Inform
【００２２】また、路面状態判定部３からの所定時間毎
の入力差電圧の変化を検出することで湿潤から凍結，凍
結から湿潤への移行を判別することができる。The transition from wet to freezing and from freezing to wet can be determined by detecting a change in the input difference voltage at predetermined time intervals from the road surface state determining unit 3.
【００２３】上記実施形態１では、１つの筐体に２種類
の光学フィルタを収容した受光器１を用い、各光学フィ
ルタを透過した受光量の差分から路面湿潤または路面凍
結を判別する方法について説明したが、１種類の光学フ
ィルタからの出力と予め求めた判定基準値との比較によ
って路面湿潤または路面凍結を判別することも、また、
受光レベルの変動を監視して路面湿潤または路面凍結を
予測することも可能である。In the first embodiment, a method for determining whether the road surface is wet or frozen from the difference in the amount of light transmitted through each optical filter using the light receiver 1 in which two types of optical filters are accommodated in one housing will be described. However, it is also possible to determine whether the road surface is wet or frozen by comparing the output from one type of optical filter with a previously determined determination reference value.
It is also possible to predict the road surface wetness or the road surface freezing by monitoring the fluctuation of the light receiving level.
【００２４】例えば、路面から反射された赤外光の正反
射と乱反対の受光レベルから路面凍結と路面乾燥を判定
する従来の路面凍結検知装置では、凍結と乾燥状態の受
光レベルが近似しているため気温や路面温度を凍結予測
の判断に利用しているが中心波長が２，０００ｎｍの光
を透過させる光学フィルタによって受光レベルの減少を
監視することにより路面凍結と乾燥を正確に判別するこ
とが可能になる。For example, in a conventional road surface freezing detection device that determines road surface freezing and road surface drying based on the light receiving level opposite to the regular reflection of infrared light reflected from the road surface, the light receiving levels of the frozen and dry states are approximated. Because the temperature and the road surface temperature are used to judge the prediction of freezing, it is necessary to accurately determine whether the road surface is frozen or dry by monitoring the decrease in the received light level using an optical filter that transmits light with a center wavelength of 2,000 nm. Becomes possible.
【００２５】（実施形態２）図４は、本発明に係る路面
状態検出装置の他の実施形態を示す図であり、路面Ａに
赤外光を照射する前述の投光器１と路面を撮影し路面か
らの反射光を受光するカメラ４とカメラ４の前に配置し
た光学フィルタ５及び制御機（図示せず）に収容された
路面状態判別部６とから構成されている。なお、カメラ
４は白黒，カラーまたはアナログ式，デジタル式の何れ
のカメラでもよい。(Embodiment 2) FIG. 4 is a view showing another embodiment of a road surface condition detecting device according to the present invention. The above-mentioned projector 1 for irradiating the road surface A with infrared light and the road surface are photographed. The camera 4 includes a camera 4 that receives reflected light from the camera, an optical filter 5 disposed in front of the camera 4, and a road surface state determination unit 6 housed in a controller (not shown). It should be noted that the camera 4 may be a black and white, color or analog or digital camera.
【００２６】また、光学フィルタ５は、図５に示すよう
に中心波長が各々１，９４０ｎｍと２，０００ｎｍの光
をそれぞれ透過させる光学フィルタ５１，５２とから溝
成されている。そして、図５を透過した光による画像が
図６（ａ），（ｂ）に示されており、図６（ａ）に示す
ように路面が凍結している場合は、２，０００ｎｍ近傍
の光が路面上の氷に多く吸収されるため右半分が黒い画
像に、また、路面が濡れている場合は、図５（ｂ）に示
すように１，９４０ｎｍ近傍の光が路面上の水に多く吸
収されるため左半分が黒い画像になる。As shown in FIG. 5, the optical filter 5 is formed by optical filters 51 and 52 which transmit light having central wavelengths of 1,940 nm and 2,000 nm, respectively. FIGS. 6A and 6B show images formed by light transmitted through FIG. 5, and when the road surface is frozen as shown in FIG. Is absorbed by the ice on the road surface, so that the right half is a black image. When the road surface is wet, light near 1,940 nm is much in the water on the road surface as shown in FIG. 5 (b). The left half becomes a black image because it is absorbed.
【００２７】また、路面状態判別部６はカメラ４の映像
信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器６１と、ＡＤ
変換した画像を記憶するフレームメモリ６２と、１フレ
ームにおける左右の画像の平均輝度値を算出する平均輝
度算出手段６３と、平均輝度算出手段で得られた左右の
平均輝度値を比較する路面状態算出手段６４と、路面状
態算出手段６４によって算出された路面湿潤と路面凍結
の結果を出力する出力部６５と上記の各部を制御するＣ
ＰＵ６６とから構成されている。The road condition determining unit 6 includes an AD converter 61 for converting a video signal of the camera 4 into a digital signal,
A frame memory 62 for storing the converted image, an average luminance calculating means 63 for calculating an average luminance value of the left and right images in one frame, and a road surface state calculation for comparing the left and right average luminance values obtained by the average luminance calculating means. Means 64, an output unit 65 for outputting the results of road surface wetness and road surface freezing calculated by the road surface condition calculating means 64, and C for controlling the above-described units.
PU66.
【００２８】次に、図７の実施形態のフローチャート図
に基づいて、実施形態２の動作について説明する。先
ず、投光器１による路面Ａからの反射光を光学フィルタ
５を介してカメラ４で撮影した映像信号を出力する（ス
テップＳ１）。次に、カメラ４から出力された映像信号
をＡＤ変換器６１でデジタル信号に変換する（ステップ
Ｓ２）。続いて、デジタル化された画像データをフレー
ムメモリ６２に記憶する（ステップＳ３）。フレームメ
モリ６２に記憶した画像データを読み出して、デジタル
画像の右半分と左半分の輝度値の平均値＊ＩR,＊ＩLを
平均輝度算出手段６３によって算出する（ステップＳ
４）。その後、路面状態算出手段６４によって右半分の
輝度値＊ＩR，左半分の輝度値＊ＩLの大小関係が下記
の式（１），（２）に基づいて演算され、路面の凍結，
湿潤が判断される（ステップＳ５）。Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the flowchart of the embodiment shown in FIG. First, a video signal obtained by capturing the reflected light from the road surface A by the light projector 1 with the camera 4 via the optical filter 5 is output (step S1). Next, the video signal output from the camera 4 is converted into a digital signal by the AD converter 61 (step S2). Subsequently, the digitized image data is stored in the frame memory 62 (step S3). Reads out the image data stored in the frame memory 62, the average value of the luminance value of the right and left halves of the digital image * IR, is calculated by the average luminance calculation unit 63 a * IL (step S
4). Then, the luminance value of the right half by the road surface condition calculating means 64 * IR, the left half of the luminance value * IL magnitude relationship of the following formula (1), is calculated based on the (2), the road surface freezing,
Wetting is determined (step S5).
【００２９】＊ＩR＜ ＊ＩL ………………（１） ＊ＩR＞ ＊ＩL ………………（２）[0029]* I R <* I L .................. (1) * I R> * I L .................. (2)
【００３０】即ち、（１）式が成り立つ場合は、路面凍
結状態であると判所され、（２）式が成り立つ場合は、
路面湿潤状態であると判断される。そして、その判定結
果が出力部６５を介して出力される（ステップＳ６）。That is, if equation (1) holds, it is judged that the road surface is frozen, and if equation (2) holds,
It is determined that the road surface is wet. Then, the determination result is output via the output unit 65 (step S6).
【００３１】上記の実施形態２は、路面状態を点でなく
面として監視するため検出精度を安定・向上させること
ができるといった特長を有する。The second embodiment has the advantage that the detection accuracy can be stabilized and improved because the road surface condition is monitored not as a point but as a surface.
【００３２】なお、上記の実施形態では、平均輝度によ
り路面状態の算出を行ったが、左右の光学フィルタの輝
度加算値を直接比較してもよい。In the above embodiment, the road surface condition is calculated based on the average luminance. However, the luminance addition values of the left and right optical filters may be directly compared.
【００３３】また、上記の実施形態ではカメラ４の前に
光学フィルタ５を配置する実施例を示したが、ＣＣＤ等
の撮像素子の前に光学フィルタ５を直接配置することも
可能である。In the above embodiment, the optical filter 5 is arranged in front of the camera 4, but the optical filter 5 can be arranged directly in front of an image pickup device such as a CCD.
【００３４】更に、実施形態１と同様に投光器は必ずし
も必要ではなく、既設の水銀灯等の道路照明を利用する
ことが可能である。Further, similarly to the first embodiment, a floodlight is not necessarily required, and it is possible to use existing road lighting such as a mercury lamp.
【００３５】（実施形態３）図８は、本発明の路面状態
検出装置の他の実施形態を示す図であり、路面Ａに赤外
光吸収波長帯中の特定波長の光を路面に投光する投光器
７と、路面からの反射光を受光する受光器８と、図示し
ない制御機に収容される路面状態判別部９とから構成さ
れている。投光器７は、中心波長が１，９４０ｎｍと
２，０００ｎｍの光をそれぞれ発光するレーザーダイオ
ード，発光ダイオード等の光源７１と７２と、レンズ７
３及び筒状の筐体７４により溝成されている。受光器８
はフォトダイオード，フォトトランジスタ，フォトＩＣ
等からなる受光素子８１、レンズ８２及び筒状の筐体８
３で構成されている。(Embodiment 3) FIG. 8 is a view showing another embodiment of the road surface condition detecting device of the present invention, in which light having a specific wavelength in the infrared light absorption wavelength band is projected on the road surface A. And a light receiver 8 for receiving light reflected from the road surface, and a road surface state determination unit 9 housed in a controller (not shown). The light projector 7 includes light sources 71 and 72 such as laser diodes and light-emitting diodes that emit light having center wavelengths of 1,940 nm and 2,000 nm, respectively, and a lens 7.
3 and a groove formed by the cylindrical housing 74. Receiver 8
Is photodiode, phototransistor, photo IC
Light receiving element 81, lens 82, and cylindrical housing 8
3.
【００３６】また、路面状態判別部９は、増幅部９１
と、実測によって求められた最小電圧の範囲で設定され
る基準電圧９２との比較を行い基準電圧以下の場合には
「１」、以上の場合には「０」の信号を出力する比較器
９３と、比較器９３の出力と光源７１，７２の制御回路
（図示せず）からの投光制御信号（ａ），（ｂ）とをそ
れぞれ入力するアンドゲート９４，９５とから構成され
ている。Further, the road surface condition determining section 9 includes an amplifying section 91.
And a reference voltage 92 which is set within the minimum voltage range obtained by actual measurement, and outputs a signal of “1” when the voltage is equal to or lower than the reference voltage, and outputs a signal of “0” when the voltage is equal to or higher than the reference voltage. And AND gates 94 and 95 for inputting outputs of the comparator 93 and light emission control signals (a) and (b) from control circuits (not shown) of the light sources 71 and 72, respectively.
【００３７】次に、実施形態３に従って動作を説明する
と、図９のタイミングチャートに示したように、投光制
御信号（ａ），（ｂ）により光源７１と７２が交互に点
灯し、中心波長が１，９４０ｎｍと２，０００ｎｍの波
長の光が路面に投光される。路面から反射した各波長の
光は増幅器９１で増幅された後、基準電圧９２と比較器
９３で比較される。この時、路面が濡れている場合には
１，９４０ｎｍ近傍の光が多く吸収され、凍結している
場合には２，０００ｎｍ近傍の光が多く吸収されて比較
器９３の出力は「１」となるため、路面状態判別部９の
端子（ｄ），（ｅ）からは、それぞれの投光のタイミン
グで湿潤と凍結の検出信号が出力される。そこで、この
パルス信号に基づいて、「湿潤」と「凍結」の表示灯を
直接点滅させてもよいし、または、連続した信号に変換
した後に、任意の通報手段で路面状態を報知してもよ
い。Next, the operation will be described according to the third embodiment. As shown in the timing chart of FIG. 9, the light sources 71 and 72 are alternately turned on by the light emission control signals (a) and (b), and the center wavelength is changed. Are emitted on the road surface at wavelengths of 1,940 nm and 2,000 nm. The light of each wavelength reflected from the road surface is amplified by the amplifier 91 and then compared with the reference voltage 92 by the comparator 93. At this time, when the road surface is wet, a lot of light near 1,940 nm is absorbed, and when the road is frozen, a lot of light near 2,000 nm is absorbed, and the output of the comparator 93 is “1”. Therefore, from the terminals (d) and (e) of the road surface state determination unit 9, detection signals of wetness and freezing are output at the respective timings of light projection. Therefore, based on this pulse signal, the indicator lamps for "wet" and "freeze" may be directly blinked, or after being converted into a continuous signal, the road condition may be reported by any reporting means. Good.
【００３８】なお、上記の実施形態３においても、特定
波長のみでなく、その波長近傍を含める表現を用いたの
は、前述の如く１つの波長の赤外光のみを出力する光源
を用いることによって格別な効果が生じるのではなく、
特定な波長を中心としたその近傍の波長を利用する設定
の容易な方法によって本発明の目的を達成できる理由に
よるものである。In the third embodiment, the expression including not only a specific wavelength but also the vicinity of the specific wavelength is used as described above by using a light source that outputs only one wavelength of infrared light. Instead of having a special effect,
This is because the object of the present invention can be achieved by an easy setting method using a wavelength around a specific wavelength and a wavelength near the specific wavelength.
【００３９】また、上記３件の実施形態ともに中心波長
が１，９４０ｎｍと２，０００ｎｍの赤外光によって説
明を進めたが、図１に示すその他のピーク波長及びその
前後の特定波長を中心とする各波長近傍の赤外光を利用
することが可能なことは言うまでもない。In the above three embodiments, the description has been made with the infrared light having the center wavelengths of 1,940 nm and 2,000 nm, but the other peak wavelengths shown in FIG. Needless to say, it is possible to use infrared light in the vicinity of each wavelength.
【００４０】[0040]
【発明の劾果】上述のように、本発明によれば、水と氷
に対する赤外光の吸収波長帯が各々に別のピーク波長を
中心として波長のズレた位置に生じる点に注目して、各
々の吸収波長帯中の特定波長に対する受光レベルを検出
することによって、路面湿潤と路面凍結を判別するよう
にしたために、簡易な構成で、しかも精度の高い路面状
態の検出ができる効果を有する。As described above, according to the present invention, attention is paid to the fact that the absorption wavelength bands of infrared light with respect to water and ice are generated at different wavelengths around different peak wavelengths. Since the road surface wetness and the road surface freezing are determined by detecting the light receiving level for the specific wavelength in each absorption wavelength band, the simple structure can be used, and the effect of detecting the road surface state with high accuracy can be obtained. .
【００４１】また、本発明によれば、特定の吸収波長帯
のピーク波長の受光レベルの相対的変化を監視すること
で、路面湿潤から凍結への移行を高精度に検出できる効
果を有する。Further, according to the present invention, by monitoring the relative change in the light receiving level of the peak wavelength in the specific absorption wavelength band, the transition from wet road surface to freezing can be detected with high accuracy.
【図１】赤外光の各波長に対する水と氷の吸収率を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing the absorptivity of water and ice for each wavelength of infrared light.
【図２】本発明に係る路面状態検出装置の実施形態１を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a road surface condition detection device according to the present invention.
【図３】路面状態判別部の出力を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an output of a road surface state determination unit.
【図４】本発明に係る路面状態検出装置の実施形態２を
示す図である。FIG. 4 is a view showing a second embodiment of the road surface condition detecting device according to the present invention.
【図５】路面状態検出装置に使用される光学フィルタを
示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an optical filter used in the road surface state detecting device.
【図６】光学フィルタによる光の透過の状態を説明する
図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state of light transmission by an optical filter.
【図７】本発明の路面状態検出装置の動作を説明するフ
ローチャートである。FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of the road surface condition detecting device according to the present invention.
【図８】本発明に係る路面状態検出装置の他の実施形態
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the road surface condition detecting device according to the present invention.
【図９】路面に投光する２つの赤外光及び検知出力を示
すタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart showing two infrared lights projected on a road surface and a detection output.
【図１０】従来の路面凍結検出装置を説明する赤外光の
反射率を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the reflectance of infrared light for explaining a conventional road surface freezing detection device.
１，７ 投光器 ２，８ 受光器 ３，６，９ 路面状態判別部 ４ カメラ ５ 光学フィルタ １１，７１，７２ 光源 １２，２３，７３，８２ レンズ １３，２７，７４，８３ 筒状の筐体 ２１，２２，８１ 受光素子 ２４ ハーフミラー ２５，２６ 光学フィル夕 ３１，３２ 増幅器 ３３ 比較器 ５１，５２ 光学フィルタ ６１ ＡＤ変操器 ６２ フレームメモリ ６３ 平均輝度算出手段 ６４ 路面状態算出手段 ６５ 出力部 ６６ ＣＰＵ ９１ 増幅部 ９２ 基準電圧 ９３ 比較器 ９４，９５ アンドゲート 1,7 Projector 2,8 Receiver 3,6,9 Road surface condition discriminating unit 4 Camera 5 Optical filter 11,71,72 Light source 12,23,73,82 Lens 13,27,74,83 Cylindrical housing 21 , 22, 81 Light receiving element 24 Half mirror 25, 26 Optical filter 31, 32 Amplifier 33 Comparator 51, 52 Optical filter 61 AD inverter 62 Frame memory 63 Average luminance calculating means 64 Road surface state calculating means 65 Output unit 66 CPU 91 amplifying unit 92 reference voltage 93 comparator 94,95 AND gate
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8230789AJPH1073538A (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Road surface state detection method and device |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8230789AJPH1073538A (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Road surface state detection method and device |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073538Atrue JPH1073538A (en) | 1998-03-17 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8230789AWithdrawnJPH1073538A (en) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | Road surface state detection method and device |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1073538A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date:20031104 |