JP2004061195A - The road condition judgment method and road condition judgment program - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行する路面の状況を判断する路面状況判断方法および路面状況判断プログラムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、高速道路などの道路の端にレーダ装置を設置し、当該レーダ装置からレーダ波を発射して車両や路面上にある障害物からの反射波を受信し、車両の存在や相対速度などを検出したり、路面上の障害物などを検出したりしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レーダ装置では、車両や路面上に存在する障害物を検知できるのみで、路面上の積雪状態や雨のたまったりなどの路面状況を検知できないという問題があった。
【0004】
また、路面上に温度センサを埋め込んで路面の凍結状態を検出することが行われているが、単に路面の温度を検出するのみで、レーダ装置で検知した路面上の車両や障害物の存在と併せて路面上の状況を詳細に検知できないという問題があった。
【0005】
本発明は、これらの問題を解決するため、レーダ装置からレーダ波を路面上に放射してその反射波を受信して車両や障害物を検知すると共に路面に埋め込まれたトランスポンダ装置から返信された返信情報をもとに路面状況を判定し、路面上の障害物の検出に加え、より詳細な路面状況の判定して利用者に提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
図1を参照して課題を解決するための手段を説明する。
【0007】
図1において、レーダ装置1は、路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出するものである。
【0008】
トランスポンダ装置2は、路面に埋め込まれ、レーダ装置1から送信された電波に応答して、測定した温度、圧力などを付加した返信波を送信するものである。
【0009】
データ処理装置3は、プログラムに従い各種処理を実行するものであって、ここでは、路面状況判定手段31および判定テーブル32などから構成されるものである。
【0010】
次に、動作を説明する。
レーダ装置1がレーダ波を路面に放射して反射して帰ってきた反射波を受信すると共に、トランスポンダ装置2がレーダ装置1などから放射された電波に応答して返信波を放射し、当該放射された返信波を受信し、路面状況判定手段31が受信された反射波および返信波をもとに路面状況を判定するようにしている。
【0011】
この際、路面に複数のトランスポンダ装置2を埋め込み、複数から受信したそれぞれの返信波および反射波をもとに路面の状況を判断するようにしている。
【0012】
また、路面に埋め込んだトランスポンダ装置1が当該路面の温度、圧力の少なくとも1つ以上を測定して返信波に含ませて返信し、これら反射波および温度などを含む反射波をもとに路面状況を判定するようにしている。
【0013】
また、反射波および返信波ついて判定テーブル32を参照し、路面状況を判定するようにしている。
【0014】
従って、レーダ装置1からレーダ波を路面上に放射してその反射波を受信して車両や障害物を検知すると共に路面5に埋め込まれたトランスポンダ装置2から返信された返信情報をもとに路面状況を判定することにより、路面5上の障害物の検出に加え、より詳細な路面状況の判定し、利用者に提供することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、図1から図8を用いて本発明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、レーダ装置1は、路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体(物体迄での距離および物体との相対速度)を検出するものであって、変復調手段11などから構成されるものでる(図2、図5参照)。物体迄の距離R,相対速度Vとすると、公知のFMCW方式では、送信波を三角で周波数変調して物体にレーダ波として放射し、物体で反射して帰ってきた受信波と送信波の一部をミキシングすることでビート信号周波数を得て、下式により両者を算出できる。
【0017】
R=((fBD+fBU)*C)/(8Δf*fm) ・・・・・(式1)
V=((fBD+fBU)*C)/(4f0) ・・・・・・・・(式2)
ここで、
C:電波の伝播速度
Δf:最大周波数推移幅
fm:三角波の周波数
f0:中心周波数
fBU:変調周波数が増加する区間で得られるビート信号の周波数(アップビート周波数)
fBD:変調周波数が減少する区間で得られるビート信号の周波数(ダウンビート周波数)
変復調手段11は、変調したレーダ波を送信したり、反射波を受信して路面上の物体を検出したり、物体迄の距離、相対速度などを検出するものである。
【0018】
トランスポンダ装置2は、路面に埋め込まれ、レーダ装置1から送信された電波に応答して、測定した温度、圧力などを付加した返信波を放射するものであって、送受信手段21、増幅手段22、変復調手段23、温度センサ24、圧力センサ25などから構成されるものである図2、図5など参照)。
【0019】
送受信手段21は、レーダ装置1から放射された信号を検出したり、当該レーダ装置1から放射された信号を受信したことに対応して、温度センサ24、圧力センサ25などで検出した路面の温度、圧力などの情報を付加した信号をレーダ装置1あるいはレーダ装置1の近傍に配置した受信装置に向けて返信するものである。
【0020】
増幅手段22は受信した信号などを増幅するものである。
変復調手段23は、レーダ装置1から受信した信号を復調したり、温度センサ24、圧力センサ25などで検出した路面の温度、圧力などの情報を変調したりなどするものである。
【0021】
温度センサ24、圧力センサ5などは、トランスポンダ装置2の設置された路面の近傍の温度、圧力などを検出するものである。
【0022】
データ処理装置3は、プログラムに従い各種処理を行うものであって、レーダ装置1により受信した路面から反射した反射波およびトランスポンダ装置2から受信した返信波をもとに路面状況を判定するものであって、ここでは、路面状況判定手段31および判定テーブル32などから構成されるものである。
【0023】
路面状況判定手段31は、レーダ装置1から取り込んだ路面上の物体、物体迄の距離、相対速度、反射波の強度、およびトランスポンダ装置2から受信した返信波の強度、当該返信波から取り出した路面の温度、圧力などの情報をもとに判定テーブル32を参照し、路面の状況を判定するものである(図3から図8を用いて後述する)。
【0024】
判定テーブル32は、反射波および返信波、更に、返信波から取り出した路面の温度、圧力などをもとに路面の状況を判定するためのテーブルである(図6参照)。
【0025】
表示装置4は、路面の状況などを表示するものである。
図2は、本発明の説明図を示す。これは、図1のレーダ装置1が路面5上を電波ビームで照射しつつ走査すると共に、路面5にトランスポンダ装置2が埋め込まれている様子を示す。
【0026】
図2の(a)は側面図を示し、図2の(b)は上面図を示す。
図2において、レーダ装置1は、道路を形成する路面5の端に例えば高さ約4〜5mの位置に設置し、図2の(a)に示すように上下方向に約4°の角度で前方50mから150mをレーダ波(レーダビーム)で照射しつつ、図2の(b)に示すように約2°の角度で左右方向に約14°走査する。これにより、レーダ装置1の設置した道路の路面上の前方50m〜150mの範囲をレーダ波で照射しつつ走査して路面上の物体、距離、相対速度および当該範囲内の路面5に埋め込まれたトランスポンダ装置2に信号を送信してその返答波を受信し、路面5の状況を判定することが可能となる。
【0027】
次に、図3のフローチャートの順番に従い、図1および図2に記載した構成の動作を詳細に説明する。
【0028】
図3は、本発明の動作説明フローチャートを示す。ここで、レーダ装置1、トランスポンダ装置2は図1、図2の同一番のものと同一である。物体6は、図1、図2の路面5上の移動体(車両)などである。
【0029】
図3において、S1は、レーダ装置1が搬送波(三角波)を送信する。これは、例えば既述した図2のレーダ装置1が路面5上にレーダ波(搬送波)を放射する。
【0030】
S2は、トランスポンダ装置2がS1で放射された信号を反射する。
S3は、路面5上の物体(例えば車両)6がS1で放射されたレーダ波を反射する。
【0031】
S4は、距離・速度を演算する。これは、レーダ装置1が図2に示すようにS1でレーダ波を路面5上に放射し、路面5上の物体(例えば車両)から反射して帰ってきたレーダ波を増幅して送信信号とミキシングしてビート信号を得て、既述した(式1)、(式2)で物体6迄の距離R、相対速度Vを演算する(尚、トランスポンダ装置2から反射して帰ってきたレーダ波からは、相対速度が0となり停止し、かつ所定の場所に設置したトランスポンダ装置2からの反射信号と判明し、物体6でないと判定する)。
【0032】
S5は、同期符号を送信する。これは、レーダ装置1がトランスポンダ装置2に向けて、後述する図5に示すように、所定の同期符号(同期シンボル)を送信する。
【0033】
S6は、トランスポンダ装置2が所定の同期符号を受信か判別する。これは、S5で送信された同期符号(同期シンボル)がトランスポンダ装置2に一意に付与された所定の同期符号(同期シンボル)を受信か判別する。YESの場合には、S7に進む。NOの場合には、自己宛の同期符号でないので、無視する。
【0034】
S7は、S6のYESで自己宛の同期符号(同期シンボル)と判明したので、識別符号・センサデータを送信する。これは、トランスポンダ装置2が温度センサ24、圧力センサ25などで検出した当該トランスポンダ装置2の近傍の温度、圧力などのデータを、自己の識別符号と一緒にしてレーダ装置1に向けて送信する。
【0035】
S8は、管理テーブルに登録する。これは、S4で算出した路面5上の物体6迄の距離R,相対速度、更に、S7でトランスポンダ装置2から送信された温度、圧力などの情報を一緒にして管理テーブル、例えば後述する図4の管理テーブル33に示す下記のデータを対応づけて登録する。
【0036】
・角度(レーダ波の角度):
・ターゲット1からn(検出された物体6):
・トランスポンダID:
・温度センサデータ:
・圧力センサデータ:
・その他:
ここで、角度はレーダ装置2が図2の(b)に示すようにレーダ波を放射した路面上に水平方向に走査したときの角度である。トランスポンダIDはS7でトランスポンダ装置2から送信されて受信された識別符号である。温度センサデータ、圧力センサデータは、S7でトランスポンダ装置2から送信されて受信された識別符号と一緒に受信された温度センサデータ、圧力センサデータである。
【0037】
S9は、1スキャン終了か判別する。YESの場合には、図2の(b)に示す路面5上でレーダ波を水平方向に1スキャンを終了と判明したので、S10に進む。NOの場合には、S1以降を繰り返す。
【0038】
S10は、物体6の距離・速度を判定する。
S11は、路面状況を判定する。これは、例えば図4の管理テーブル33に登録した1スキャン分の物体6からのレーダ波の強度、距離R,相対速度V,更に、トランスポンダ装置2から受信した返信波の強度、温度データ、圧力データをもとに、後述する図6の判定テーブル32を参照して路面状況を判定、例えば図6の(b)の▲1▼のレーダの反射波なし、返信波あり、温度0°以下、圧力積雪量に相当する圧力の場合には、「所定の積雪量あり、路面凍結」と判定する。
【0039】
S12は、判定結果を上位装置に通知する。これは、S10で判定した路面5上の物体(例えば車両)迄の距離、相対速度、更にS11で判定した路面5の状況を上位装置に通知する。
【0040】
S13は、危険ありか判別する。YESの場合には、S12で上位装置が通知を受けた物体6迄の距離、相対速度、路面状況(積雪××m)について危険があると判明したので、S14で接近中の物体(移動体、車両)に危険警告を無線で送信して表示、例えば後述する図7の画面を表示(ナビゲーションシステムの画面に表示)させ、運転者に警告する。そして、S1に戻り繰り返す。一方、S13のNOの場合には、S1に戻り繰り返す。
【0041】
以上によって、レーダ装置1から路面5上にレーダ波を送信してその反射波を受信して路面5上の物体迄の距離、相対速度を検出すると共に、トランスポンダ装置2から温度データ、圧力データを付加した返答波を受信し、これらをもとに図6の判定テーブル32を参照して路面状況を判定し、危険状態となったときに当該レーダ装置1で検出した地点に近づいた車両に危険情報を無線で送信し、当該車両のナビゲーションシステムなどの画面上に表示して注意を促したり、参考情報(路面状況(積雪など)、他の車両の速度など)を表示して運転の助けとして提示したりなどすることが可能となる。
【0042】
図4は、本発明の管理テーブル例を示す。図示の管理テーブル33は、既述した図3のS1からS8で、レーダ装置1から送信したレーダ波の角度に対応づけて図示の下記の情報を1スキャン分を登録したものである。
【0043】
・ターゲット1,2,3・・・n:
・トランスポンダID:
・温度センサデータ:
・圧力センサデータ:
・その他:
ここで、ターゲット1,2,3・・・nは、図示の角度でレーダ波を路面5上に送信して反射して帰ってきた反射波をもとに検出した路面5上の物体6であって、当該ターゲット1,2,3・・・n迄の距離(図示しないがその他に、相対速度、反射波の受信された強度など)を登録する。トランスポンダID、温度センサデータ、圧力センサデータは、図示の角度で図5に示す同期シンボルを送信したときにトランスポンダ装置2からの返信波として受信された当該ランスポンダ装置2の識別符号(ID)、温度センサ24で測定した温度、圧力センサ25で測定した圧力である。
【0044】
以上のように、レーダ装置1からレーダ波を送信して受信した1スキャン分のデータを図4のように登録(既述した図3のS8)し、これらをもとに路面5上の物体6迄の距離、相対速度、および路面状況を判定することが可能となる(図3のS10)。
【0045】
図5は、本発明の説明図を示す。
図5の(a)は、時分割例を示す。これは、図1、図2のレーダ装置1が1フレーム(図2でレーダ装置1がある角度で1つのレーダ搬送波を送信して反射波を受信およびトランスポンダ装置2からのデータを受信する1フレーム)中で、
・▲1▼のレーダ時間の間に、レーダ搬送波(三角状に周波数変調した搬送波)を路面5上に送信およびその反射波を受信し、路面5上の物体6迄の距離、相対速度を検出する。
【0046】
・▲2▼の通信時間の間に、レーダ装置1が同期シンボルをトランスポンダ装置2に送信し、該当する同期シンボルを受信したトランスポンダ装置2が温度センサ24で測定した温度、圧力センサ25で測定した圧力と識別符号をレーダ装置1に送信する。
【0047】
以上のように、同一周波数帯信号を用い、1フレーム中の前半の▲1▼レーダ時間と、後半の▲2▼通信時間とを交互に設け(時分割に設け)、路面5上の物体6の距離、相対速度の測定、および路面5上の温度、圧力などのデータを収集することが可能となる(図3のフローチャート参照)。
【0048】
図5の(b)は、並列例を示す。これは、図1、図2のレーダ装置1がレーダ搬送波を送信して反射波を受信すると共に、レーダ装置1が同一搬送波に同期シンボルを重畳してトランスポンダ装置2に送信して該当トランスポンダ装置2からのデータを受信することを並列に繰り返す例を示す。ここでは、同一搬送波に複数周波数の変調を施し、受信時にフィルタで分離してそれぞれの信号を取り出すようにしている。
【0049】
以上のように、レーダ搬送波を送信して反射波を受信、および同期シンボルを送信してトランスポンダ装置2からの応答信号を受信することを並列に行い、路面5上の物体6の距離、相対速度の測定、および路面5上の温度、圧力などのデータを収集することが可能となる(後述する図8のフローチャート参照)。
【0050】
図6は、本発明の判定テーブル例を示す。
図6の(a)は、トランスポンダ装置2からの返答波のみの場合の判定テーブル32の例を示す。この場合には、レーダ装置1から路面5上に送信したレーダ波が路面5上の物体6で反射した反射波の強度、およびトランスポンダ装置2からの返信波の受信の有無、強度をもとに判定する路面状態を予め登録したものである。例えば
・▲1▼は、反射波(レーダ装置1から送信して物体6で反射して帰ってきて受信された反射波)が受信されるが強度が弱く、かつトランスポンダ装置2からの返信波が受信されるときは「障害物なし(通常状態)」と登録
・▲2▼は、反射波が受信されるが強度が弱く、かつトランスポンダ装置2からの返信波が受信されないときは「障害あり」と登録
する。
【0051】
以上のように、レーダ装置1から送信して反射して帰ってきた反射波およびトランスポンダ装置2から受信した返信波の有無、強度をもとに路面5の状況(路面状況)を図示の判定(例)とした欄に示すように登録することにより、反射波および返信波の有無、強度をもとに路面状況を自動判定することが可能となる。
【0052】
図6の(b)は、トランスポンダ装置2からの返答波および温度センサ24、圧力センサ25で測定した温度、圧力をもとに判定する場合の判定テーブル32の例を示す。この場合には、レーダ装置1から路面5上に送信したレーダ波が路面5上の物体6で反射した反射波の強度、およびトランスポンダ装置2からの返信波の受信の有無、強度、温度、圧力をもとに判定する路面状態を予め登録したものである。例えば
・▲1▼は、反射波がなく、返信波があり、温度が0°以下、圧力が積雪量計測に相当する値が受信されるときは「積雪、路面凍結注意」と登録
する。
【0053】
以上のように、レーダ装置1から送信して反射して帰ってきた反射波およびトランスポンダ装置2から受信した返信波の有無、強度、温度、圧力をもとに路面5の状況(路面状況)を図示の判定(例)とした欄に示すように登録することにより、反射波および返信波の有無、強度、温度、圧力をもとに路面状況を自動判定することが可能となる。
【0054】
図7は、本発明の画面例を示す。これは、既述した図3のS14で接近中の物体(車両)6に危険警告を無線で送信し、当該車両の画面(例えばナビゲーションシステムの画面)上に表示させた例を示す。ここでは、
・前方xxm路面凍結
走行注意!!
と表示する。これは、既述した図3のS12で上位装置が、トランスポンダ装置2から受信した温度、圧力のデータ、返答波の強度、レーダ波の反射強度などをもとに既述の図6の判定テーブル32を参照し、走行に危険と判断(例えば積雪があり、0°以下で路面凍結状態)したときに、当該危険個所に侵入しようとする車両に向けて無線で送信し、当該車両の画面上に表示させた例である。
【0055】
以上のように、路面5上の路面状況を24時間無人で監視し、路面状況が走行に危険状態となったときに当該個所に侵入しようとする車両に無線で警報を送信して注意を促したりなどすることが可能となる。
【0056】
図8は、本発明の他の動作説明フローチャートを示す。これは、既述した図5の(b)に示すように、レーダ搬送波と、変調データ(同期シンボル、送信データ)とを並列に同時に送受信して路面状況を判定するときのものである(図3は、図5の(a)に示す同一周波数帯信号を時分割で使用した場合の例を示す)。
【0057】
図8において、S21は、レーダ装置1が搬送波(三角波)を送信する。これは、例えば既述した図2のレーダ装置1が路面5上にレーダ波(三角波の搬送波)を放射する。
【0058】
S22は、トランスポンダ装置2、路面5上の物体6がレーダ波をそれぞれ反射する。
【0059】
S23は、レーダ装置1が同期符号を送信する。これは、レーダ装置1がトランスポンダ装置2に向けて、既述した図5の(b)に示すように、所定の同期符号(同期シンボル)を並列に送信する。
【0060】
S24は、トランスポンダ装置2が自己宛の同期符号を受信か判別する。YESの場合には、S25に進む。NOの場合には、無視する。
【0061】
S25は、24のYESで自己宛の同期符号(同期シンボル)と判明したので、識別符号・センサデータを送信する。これは、トランスポンダ装置2が温度センサ24、圧力センサ25などで検出した当該トランスポンダ装置2の近傍の温度、圧力などのデータを、自己の識別符号と一緒にしてレーダ装置1に向けて送信する。
【0062】
S26は、受信信号を分離する。これは、S22、S23で反射した反射波と、S25でトランスポンダ装置2から送信されて受信された返答波とを分離する。
【0063】
S27は、距離・速度を演算する。これは、S26で分離されたレーダ装置1から送信して物体6で反射して帰ってきた反射波を増幅して送信信号とミキシングしてビート信号を得て、既述した(式1)、(式2)で物体6迄の距離R、相対速度Vを演算する(尚、トランスポンダ装置2から反射して帰ってきたレーダ波からは、相対速度が0となり停止し、かつ所定の場所に設置したトランスポンダ装置2からの反射信号と判明し、物体6でないと判定する)。
【0064】
S28は、管理テーブルに登録する。これは、S27で算出した路面5上の物体6迄の距離R,相対速度、更に、S25でトランスポンダ装置2から送信された温度、圧力などの情報を一緒にして管理テーブル、例えば既述した図4の管理テーブル33に示すように登録する。
【0065】
S29は、1スキャン終了か判別する。YESの場合には、図2の(b)に示す路面5上でレーダ波を水平方向に1スキャンを終了と判明したので、S30に進む。NOの場合には、S21以降を繰り返す。
【0066】
S30は、物体6の距離・速度を判定する。
S31は、路面状況を判定する。これは、例えば図4の管理テーブル33に登録した1スキャン分の物体6からのレーダ波の強度、距離R,相対速度V,更に、トランスポンダ装置2から受信した返信波の強度、温度データ、圧力データをもとに、既述した図6の判定テーブル32を参照して路面状況を判定、例えば図6の(b)の▲1▼のレーダの反射波なし、返信波あり、温度0°以下、圧力積雪量に相当する圧力の場合には、所定の積雪量ありと判定する。
【0067】
S32は、判定結果を上位装置に通知する。これは、S30で判定した路面5上の物体(例えば車両)迄の距離、相対速度、更にS31で判定した路面5の状況を上位装置に通知する。
【0068】
S33は、危険ありか判別する。YESの場合には、S34で上位装置が通知を受けた物体6迄の距離、相対速度、路面状況(積雪××m)について危険があると判明したので、接近中の物体(移動体、車両)に危険警告を無線で送信して表示、例えば既述した図7の画面を表示(ナビゲーションシステムの画面に表示)させ、運転者に警告する。そして、S21に戻り繰り返す。一方、S33のNOの場合には、S21に戻り繰り返す。
【0069】
以上によって、レーダ装置1から路面5上にレーダ波を送信してその反射波を受信して路面5上の物体迄の距離、相対速度を検出すると共に、トランスポンダ装置2から温度データ、圧力データを付加した返答波を並列に受信し、これらをもとに図6の判定テーブル32を参照して路面状況を判定し、危険状態となったときに当該レーダ装置1で検出した地点に近づいた車両に危険情報を無線で送信し、当該車両のナビゲーションシステムなどの画面上に表示して注意を促したり、参考情報(路面状況(積雪など)、他の車両の速度など)を表示して運転の助けとして提示したりなどすることが可能となる。
【0070】
(付記1)
車両の走行する路面の状況を判断する路面状況判断方法において、
レーダ装置から前記路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出するステップと、
前記路面に埋め込まれたトランスポンダ装置が前記レーダ装置から送信された電波に応答して放射した返信波を受信するステップと、
前記受信した反射波および前記受信した返信波をもとに路面の状況を判定するステップと
を有する路面状況判断方法。
【0071】
(付記2)
前記路面に複数のトランスポンダ装置を埋め込み、複数から受信したそれぞれの返信波および前記反射波をもとに路面の状況を判断することを特徴とする付記1記載の路面状況判断方法。
【0072】
(付記3)
前記路面に埋め込んだトランスポンダ装置が当該路面の温度、圧力の少なくとも1つ以上を測定して前記返信波に含ませて返信したことを特徴とする付記1あるいは付記2記載の路面状況判断方法。
【0073】
(付記4)
車両の走行する路面の状況を判断する路面判断プログラムにおいて、
コンピュータに、
レーダ装置から前記路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出するステップと、
前記路面に埋め込まれたトランスポンダ装置が前記レーダ装置から送信された電波に応答して放射した返信波を受信するステップと、
前記受信した反射波および前記受信した返信波をもとに路面の状況を判定するステップと
を実行させるための路面状況判断プログラム。
【0074】
(付記5)
車両の走行する路面の状況を判断する路面判断装置において、
レーダ装置から前記路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出する手段と、
前記路面に埋め込まれたトランスポンダ装置が前記レーダ装置から送信された電波に応答して放射した返信波を受信する手段と、
前記受信した反射波および前記受信した返信波をもとに路面の状況を判定する手段と
を備えたことを特徴とする路面状況判断システム。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーダ装置1からレーダ波を路面上に放射してその反射波を受信して車両や障害物を検知すると共に路面5に埋め込まれたトランスポンダ装置2から返信された返信情報をもとに路面状況を判定する構成を採用しているため、路面5上の障害物の検出に加え、より詳細な路面状況の判定し、利用者に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成図である。
【図2】本発明の説明図である。
【図3】本発明の動作説明フローチャートである。
【図4】本発明の管理テーブル例である。
【図5】本発明の説明図である。
【図6】本発明の判定テーブル例である。
【図7】本発明の画面例である。
【図8】本発明の他の動作説明フローチャートである。
【符号の説明】
1:レーダ装置
11:変復調手段
2:トランスポンダ装置
21:送受信手段
22:増幅手段
23:変復調手段
24:温度センサ
25:圧力センサ
3:データ処理装置
31:路面状況判定手段
32:判定テーブル
4:表示装置
5:路面
6:物体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a road condition determination method and a road condition determination program for determining the condition of a road surface on which a vehicle travels.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a radar device is installed at the edge of a road such as a highway, and a radar wave is emitted from the radar device to receive a reflected wave from a vehicle or an obstacle on a road surface, and the presence or relative speed of the vehicle is determined. It has been detecting and obstacles on the road surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the radar device has a problem in that it can only detect a vehicle or an obstacle existing on a road surface, but cannot detect a road surface condition such as a snow-covered state on the road surface or accumulation of rain.
[0004]
In addition, although a temperature sensor is embedded on the road surface to detect the frozen state of the road surface, it is only necessary to detect the temperature of the road surface, and to detect the presence of vehicles and obstacles on the road surface detected by the radar device. In addition, there was a problem that the situation on the road surface could not be detected in detail.
[0005]
In order to solve these problems, the present invention radiates a radar wave from a radar device onto a road surface, receives a reflected wave thereof, detects a vehicle or an obstacle, and responds from a transponder device embedded in the road surface. It is an object of the present invention to determine a road surface condition based on reply information, detect an obstacle on the road surface, and provide a more detailed road surface condition determination to a user.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the problem will be described with reference to FIG.
[0007]
In FIG. 1, a
[0008]
The transponder device 2 is embedded in a road surface and transmits a return wave to which a measured temperature, pressure, and the like are added in response to a radio wave transmitted from the
[0009]
The
[0010]
Next, the operation will be described.
The
[0011]
At this time, a plurality of transponder devices 2 are embedded in the road surface, and the state of the road surface is determined based on the respective return waves and reflected waves received from the plurality.
[0012]
In addition, the
[0013]
In addition, the road condition is determined by referring to the determination table 32 for the reflected wave and the return wave.
[0014]
Therefore, a radar wave is radiated from the
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the embodiment and operation of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS.
[0016]
FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, a
[0017]
R = ((f BD + f BU) * C) / (8Δf * f m) ····· ( Equation 1)
V = ((f BD + f BU) * C) / (4f 0) ········ ( Equation 2)
here,
C: radio wave propagation speed Delta] f: maximum frequency transition width f m: triangular wave of a frequency f 0: center frequency f BU: the beat signal obtained at intervals of the modulation frequency increases frequency (up-beat frequency)
f BD : frequency of a beat signal obtained in a section where the modulation frequency decreases (downbeat frequency)
The modulation /
[0018]
The transponder device 2 is embedded in a road surface and emits a return wave to which a measured temperature, pressure, and the like are added in response to a radio wave transmitted from the
[0019]
The transmission / reception means 21 detects a signal radiated from the
[0020]
The amplifying
The modulation /
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The road surface condition determination means 31 includes an object on the road surface taken in from the
[0024]
The determination table 32 is a table for determining the condition of the road surface based on the reflected wave, the return wave, and the temperature and pressure of the road surface extracted from the return wave (see FIG. 6).
[0025]
The
FIG. 2 shows an explanatory diagram of the present invention. This shows a state in which the
[0026]
2A shows a side view, and FIG. 2B shows a top view.
In FIG. 2, the
[0027]
Next, the operation of the configuration shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail according to the order of the flowchart in FIG.
[0028]
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the present invention. Here, the
[0029]
In FIG. 3, in S1, the
[0030]
At S2, the transponder device 2 reflects the signal emitted at S1.
At S3, an object (for example, a vehicle) 6 on the
[0031]
In step S4, the distance / speed is calculated. This is because the
[0032]
In step S5, a synchronization code is transmitted. In this, the
[0033]
In S6, it is determined whether the transponder device 2 has received a predetermined synchronization code. That is, it is determined whether the synchronization code (synchronization symbol) transmitted in S5 receives a predetermined synchronization code (synchronization symbol) uniquely assigned to the transponder device 2. In the case of YES, the process proceeds to S7. In the case of NO, since it is not a synchronization code addressed to itself, it is ignored.
[0034]
In S7, since the synchronization code (synchronization symbol) addressed to itself is determined in YES in S6, the identification code / sensor data is transmitted. In this case, the data such as the temperature and the pressure near the transponder device 2 detected by the transponder device 2 with the
[0035]
S8 registers in the management table. This is based on a management table, such as the distance R to the
[0036]
・ Angle (angle of radar wave):
N from target 1 (detected object 6):
・ Transponder ID:
・ Temperature sensor data:
・ Pressure sensor data:
・ Others:
Here, the angle is an angle when the radar apparatus 2 scans in a horizontal direction on a road surface from which a radar wave is radiated as shown in FIG. The transponder ID is an identification code transmitted and received from the transponder device 2 in S7. The temperature sensor data and the pressure sensor data are the temperature sensor data and the pressure sensor data received together with the identification code transmitted and received from the transponder device 2 in S7.
[0037]
In step S9, it is determined whether one scan is completed. In the case of YES, it is determined that one scan of the radar wave in the horizontal direction on the
[0038]
In step S10, the distance and speed of the
S11 determines the road surface condition. This corresponds to, for example, the intensity of the radar wave from the
[0039]
In step S12, the determination result is notified to the host device. This notifies the host device of the distance to the object (eg, vehicle) on the
[0040]
In S13, it is determined whether or not there is danger. In the case of YES, it is determined that there is danger in the distance, relative speed, and road surface condition (snow xxm) to the
[0041]
As described above, the radar wave is transmitted from the
[0042]
FIG. 4 shows an example of the management table according to the present invention. The illustrated management table 33 registers the following information shown for one scan in association with the angle of the radar wave transmitted from the
[0043]
·
・ Transponder ID:
・ Temperature sensor data:
・ Pressure sensor data:
・ Others:
Here, the
[0044]
As described above, the data for one scan transmitted and received from the
[0045]
FIG. 5 shows an explanatory diagram of the present invention.
FIG. 5A shows a time division example. This is because the
・ During the radar time of (1), a radar carrier (carrier modulated in a triangular frequency) is transmitted on the
[0046]
During the communication time of (2), the
[0047]
As described above, using the same frequency band signal, the first half (1) radar time and the second half (2) communication time in one frame are alternately provided (provided in a time-sharing manner), and the
[0048]
FIG. 5B shows a parallel example. This is because the
[0049]
As described above, the radar carrier is transmitted and the reflected wave is received, the synchronization symbol is transmitted and the response signal from the transponder device 2 is received in parallel, and the distance and the relative speed of the
[0050]
FIG. 6 shows an example of the determination table of the present invention.
FIG. 6A shows an example of the determination table 32 in the case of only the response wave from the transponder device 2. In this case, the radar wave transmitted from the
[0051]
As described above, the condition of the road surface 5 (road surface condition) is determined based on the presence / absence and intensity of the reflected wave transmitted from the
[0052]
FIG. 6B shows an example of the determination table 32 when the determination is made based on the response wave from the transponder device 2 and the temperature and pressure measured by the
[0053]
As described above, the condition of the road surface 5 (road surface condition) is determined based on the presence / absence, intensity, temperature, and pressure of the reflected wave transmitted from the
[0054]
FIG. 7 shows a screen example according to the present invention. This shows an example in which a danger warning is wirelessly transmitted to the approaching object (vehicle) 6 in S14 of FIG. 3 described above and displayed on the screen of the vehicle (for example, the screen of the navigation system). here,
・ Be careful of xxxm road surface freezing! !
Is displayed. This is based on the determination table of FIG. 6 described above based on the temperature, pressure data, response wave intensity, radar wave reflection intensity, and the like received from the transponder device 2 by the host device in S12 of FIG. 32, when it is determined that the driving is dangerous (for example, when there is snow and the road surface is frozen at 0 ° or less), it is wirelessly transmitted to the vehicle that intends to enter the dangerous place and displayed on the screen of the vehicle. This is an example of the display.
[0055]
As described above, the road surface condition on the
[0056]
FIG. 8 is a flowchart illustrating another operation of the present invention. As shown in FIG. 5B, this is a case where the radar carrier and the modulation data (synchronous symbol, transmission data) are transmitted and received simultaneously in parallel to determine the road surface condition (FIG. 5B). 3 shows an example in which the same frequency band signal shown in FIG.
[0057]
In FIG. 8, in S21, the
[0058]
In S22, the transponder device 2 and the
[0059]
In S23, the
[0060]
A step S24 decides whether or not the transponder device 2 has received the synchronization code addressed to itself. In the case of YES, the process proceeds to S25. If NO, ignore it.
[0061]
In S25, since it is determined that the synchronization code (synchronization symbol) is addressed to itself in YES of 24, the identification code / sensor data is transmitted. In this case, the data such as the temperature and the pressure near the transponder device 2 detected by the transponder device 2 with the
[0062]
S26 separates the received signal. This separates the reflected waves reflected in S22 and S23 from the reply waves transmitted from the transponder device 2 and received in S25.
[0063]
In step S27, the distance / speed is calculated. This is because the reflected wave transmitted from the
[0064]
S28 registers in the management table. This is obtained by combining the information such as the distance R to the
[0065]
In step S29, it is determined whether one scan is completed. In the case of YES, it is determined that one scan of the radar wave in the horizontal direction on the
[0066]
In step S30, the distance / speed of the
S31 determines the road surface condition. This corresponds to, for example, the intensity of the radar wave from the
[0067]
In step S32, the determination result is notified to the host device. This notifies the host device of the distance to the object (eg, vehicle) on the
[0068]
A step S33 decides whether or not there is danger. In the case of YES, it is determined that there is a danger in the distance, relative speed, and road surface condition (snow xxm) to the
[0069]
As described above, the radar wave is transmitted from the
[0070]
(Appendix 1)
In a road surface condition determination method for determining a road surface condition on which a vehicle travels,
A step of transmitting a radar wave from the radar device toward the road surface, receiving a reflected wave that has been reflected, and detecting an object on the road surface;
A step of receiving a reply wave emitted by the transponder device embedded in the road surface in response to a radio wave transmitted from the radar device,
Determining a road surface condition based on the received reflected wave and the received return wave.
[0071]
(Appendix 2)
The road surface condition determination method according to
[0072]
(Appendix 3)
The road surface condition determining method according to
[0073]
(Appendix 4)
In a road surface determination program that determines the state of the road surface on which the vehicle runs,
On the computer,
A step of transmitting a radar wave from the radar device toward the road surface, receiving a reflected wave that has been reflected, and detecting an object on the road surface;
A step of receiving a reply wave emitted by the transponder device embedded in the road surface in response to a radio wave transmitted from the radar device,
Determining a road condition based on the received reflected wave and the received reply wave.
[0074]
(Appendix 5)
In a road surface determination device that determines a state of a road surface on which a vehicle travels,
Means for transmitting a radar wave from the radar device toward the road surface, receiving a reflected wave reflected therefrom, and detecting an object on the road surface,
Means for receiving a return wave emitted by the transponder device embedded in the road surface in response to a radio wave transmitted from the radar device,
Means for determining a road surface condition based on the received reflected wave and the received reply wave.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a radar wave is radiated from the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the present invention.
FIG. 4 is an example of a management table according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the present invention.
FIG. 6 is an example of a determination table according to the present invention.
FIG. 7 is a screen example of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating another operation of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: radar apparatus 11: modulation / demodulation means 2: transponder apparatus 21: transmission / reception means 22: amplification means 23: modulation / demodulation means 24: temperature sensor 25: pressure sensor 3: data processing apparatus 31: road surface condition determination means 32: determination table 4: display Device 5: Road surface 6: Object
Claims (3)
レーダ装置から前記路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出するステップと、
前記路面に埋め込まれたトランスポンダ装置が前記レーダ装置から送信された電波に応答して放射した返信波を受信するステップと、
前記受信した反射波および前記受信した返信波をもとに路面の状況を判定するステップと
を有する路面状況判断方法。In a road surface condition determination method for determining a road surface condition on which a vehicle travels,
A step of transmitting a radar wave from the radar device toward the road surface, receiving a reflected wave that has been reflected, and detecting an object on the road surface;
A step of receiving a reply wave emitted by the transponder device embedded in the road surface in response to a radio wave transmitted from the radar device,
Determining a road surface condition based on the received reflected wave and the received return wave.
コンピュータに、
レーダ装置から前記路面に向けてレーダ波を送信して反射してきた反射波を受信し、路面上の物体を検出するステップと、
前記路面に埋め込まれたトランスポンダ装置が前記レーダ装置から送信された電波に応答して放射した返信波を受信するステップと、
前記受信した反射波および前記受信した返信波をもとに路面の状況を判定するステップと
を実行させるための路面状況判断プログラム。In a road surface determination program that determines the state of the road surface on which the vehicle runs,
On the computer,
A step of transmitting a radar wave from the radar device toward the road surface, receiving a reflected wave that has been reflected, and detecting an object on the road surface;
A step of receiving a reply wave emitted by the transponder device embedded in the road surface in response to a radio wave transmitted from the radar device,
Determining a road condition based on the received reflected wave and the received reply wave.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002217388A JP2004061195A (en) | 2002-07-26 | 2002-07-26 | The road condition judgment method and road condition judgment program |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2015072433A1 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-16 | アルプス電気株式会社 | Wireless sensor system |
KR20230044843A (en) * | 2021-09-27 | 2023-04-04 | 주식회사 스카이트리오 | Road black ice detection system using beamforming array radar |
-
2002
- 2002-07-26 JP JP2002217388A patent/JP2004061195A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2015072433A1 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-16 | アルプス電気株式会社 | Wireless sensor system |
KR20230044843A (en) * | 2021-09-27 | 2023-04-04 | 주식회사 스카이트리오 | Road black ice detection system using beamforming array radar |
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