JP2976025B1 - Road surface condition determination device - Google Patents

Road surface condition determination device

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JP2976025B1
JP2976025B1 JP16673198A JP16673198A JP2976025B1 JP 2976025 B1 JP2976025 B1 JP 2976025B1 JP 16673198 A JP16673198 A JP 16673198A JP 16673198 A JP16673198 A JP 16673198A JP 2976025 B1 JP2976025 B1 JP 2976025B1
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Abstract

【要約】 【課題】 瞬時かつ連続して正確に道路の路面の摩擦係
数を推定して路面状態を判別することができる路面状態
判別装置を提供する。 【解決手段】 路面状態判別装置であって、電磁波を路
面に照射し、その路面からの反射波を検出する検出手段
を具え、この検出手段で検出された検出信号に基づい
て、計測対象の水分の含有率に応じた特徴量を算出し、
予め記憶されている特徴量の基準領域値と比較すること
によって、路面の状態を判別する。
Provided is a road surface state determination device capable of instantaneously and continuously estimating a friction coefficient of a road surface and accurately determining a road surface state. SOLUTION: The road surface condition determination device includes a detection unit that irradiates an electromagnetic wave to a road surface and detects a reflected wave from the road surface, and detects a water content of a measurement target based on a detection signal detected by the detection unit. Calculate the feature amount according to the content rate of
The state of the road surface is determined by comparing with a reference area value of the feature amount stored in advance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、道路の路面状態判
別装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for determining a road surface condition.

【0002】従来、道路の路面状態を判別する場合、路
面のすべり摩擦抵抗を測定し、この測定値に基づいて判
別することが行われており、そのための測定方法として
つぎの4つの方法が採用されている。 (1)減速度法 この方法では、初速度で走行している車両を制動して全
輪をロックし、全輪が滑る際の減速度を加速度計(減速
度計)を用いて測定する。 (2)制動停止距離法 この方法では、制動を開始した地点から車両が停止した
地点までの距離に基づいて路面のすべり摩擦係数を算出
する。 (3)すべり摩擦抵抗直接測定法 この方法では、被けん引タイプと自走式けん引タイプが
あるが、測定原理は両タイプとも同一であり、特別な測
定車輪を制動して一定速度でけん引する際に要する力を
測定し、この測定した力と輪荷重との比をすべり摩擦係
数とする。 (4)駆動力測定法 この方法では、車両の駆動軸にストレインゲージを張り
付け、このストレインゲージの歪み量から車両が発進す
る際の駆動軸に加わる駆動力を測定する。
2. Description of the Related Art Conventionally, when the road surface condition of a road is determined, the sliding frictional resistance of the road surface is measured, and the determination is made based on the measured value. Have been. (1) Deceleration method In this method, the vehicle running at the initial speed is braked to lock all the wheels, and the deceleration when all the wheels slide is measured using an accelerometer (deceleration meter). (2) Braking stop distance method In this method, the road surface friction coefficient is calculated based on the distance from the point at which braking is started to the point at which the vehicle stops. (3) Direct measurement method of sliding friction resistance In this method, there are a towed type and a self-propelled towed type, but the measurement principle is the same for both types, and when a special measuring wheel is braked and towed at a constant speed Is measured, and the ratio of the measured force to the wheel load is defined as a sliding friction coefficient. (4) Driving Force Measuring Method In this method, a strain gauge is attached to a driving shaft of a vehicle, and a driving force applied to the driving shaft when the vehicle starts moving is measured from the amount of strain of the strain gauge.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらの4方法のう
ち、方法(1),(2),(4)は、路上で急ブレーキ
をかけたり、車両を現場に停止させて測定するため、他
の交通の妨げになったり、滑り易い路面での試験では危
険であるというような問題がある。また方法(1)〜
(4)は、常時測定を行うものでないために、車両を運
転しているドライバーに対して、現在通行している路面
が急激に滑り易くなって危険な状態に変化していても、
瞬時に路面の摩擦係数に関する情報を収集して、車両の
運転者に対して警告表示を行うことができないという問
題がある。
Of these four methods, the methods (1), (2) and (4) are used for making a sudden brake on the road or stopping the vehicle at the site for measurement. There is a problem that it may hinder traffic and may be dangerous in tests on slippery roads. Method (1)-
In (4), since the measurement is not always performed, even if the road surface on which the vehicle is currently passing becomes suddenly slippery to the driver who is driving the vehicle, the state changes to a dangerous state.
There is a problem in that it is not possible to collect information about the friction coefficient of the road surface instantaneously and display a warning to the driver of the vehicle.

【0004】ところで路面の摩擦係数は、路面状態によ
って影響をうけることが知られており、その例をあげる
とすると、それは下記の表1に示すようなものである。
これについて観察すると、路面状態すなわち路面の水分
量の大小からなる含水率と、すべり摩擦係数との間に相
関性があることがわかる。このことから路面状態を検出
すること及び各路面状態における含水率を測定すること
で、精度の高い路面のすべり摩擦係数の推定を行い、路
面状態を判別することができる。
It is known that the coefficient of friction of a road surface is affected by the road surface condition. For example, the friction coefficient is as shown in Table 1 below.
By observing this, it can be seen that there is a correlation between the road surface condition, that is, the water content based on the magnitude of the water content on the road surface, and the sliding friction coefficient. From this, by detecting the road surface condition and measuring the water content in each road surface condition, it is possible to estimate the sliding friction coefficient of the road surface with high accuracy and determine the road surface condition.

【0005】[0005]

【表1】 この表1において、 車両速度は50〜60km/h ※1の密度は0.25〜0.5 ※2の密度は0.05〜0.15 である。[Table 1] In Table 1, the vehicle speed is 50-60 km / h * 1 and the density is 0.25-0.5 * 2 and the density is 0.05-0.15.

【0006】本発明の目的は、表1に示されたようなこ
とを利用して、各路面状態における含水率及び光の拡散
度合を測定し、精度の高い路面のすべり摩擦係数を推定
することによって、前記のような従来技術の問題を解消
し、瞬時かつ連続して正確に道路の路面の摩擦係数を推
定して路面状態を判別することができる路面状態判別装
置を提供するにある。
An object of the present invention is to measure the water content and the degree of diffusion of light in each road surface condition using the characteristics shown in Table 1 and to estimate a highly accurate road surface friction coefficient. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a road surface state determination device which can solve the above-described problems of the conventional art and can instantaneously and continuously accurately estimate a friction coefficient of a road surface to determine a road surface state.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は前記のような目
的を達成するために、路面状態判別装置において、請求
項1に記載の発明は、電磁波を路面に照射し、その路面
からの反射波を検出する少なくとも2つの第1,2検出
手段と、路面の水分レベルを判定する第1比較手段と路
面の拡散反射光のレベルを判定する第2比較手段とを具
え、第1検出手段は水の吸収帯の波長を検出し、第2検
出手段は水の非吸収帯の波長を検出し、これら第1,2
検出手段で検出された検出信号に基づいて、計測対象の
水分の含有率に応じた特徴量及び光の拡散度合に応じた
特徴量を算出すると共に、この特徴量と第1,2比較手
段に予め記憶されている基準領域値とを比較することに
よって、路面の状態を判別することを特徴とするもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is directed to a road surface condition determining apparatus, which irradiates an electromagnetic wave to a road surface and reflects the electromagnetic wave from the road surface. At least two first and second detecting means for detecting a wave, a first comparing means for determining a moisture level on a road surface, and a second comparing means for determining a level of diffuse reflection light on the road surface, wherein the first detecting means The second detecting means detects the wavelength of the non-absorbing band of water, and detects the wavelength of the non-absorbing band of water.
Based on the detection signal detected by the detection means, a feature quantity corresponding to the moisture content of the measurement target and a feature quantity corresponding to the degree of diffusion of light are calculated, and this feature quantity and the first and second comparison means are calculated. The state of the road surface is determined by comparing a reference area value stored in advance.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、判別結果から対象物の摩擦係数の推定
が行われることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the friction coefficient of the object is estimated from the determination result.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態の構成を
示すブロック図であって、1は第1受光器、2は第2受
光器、3は投光器を示し、図2に示すように投光器3は
道路Rの側部に設立された支柱5に、また第1、第2受
光器1,2は支柱5に取り付けた支持腕6にそれぞれ取
り付けられる。4は路面状態の判別処理部を示し、判別
処理部4は第1受光器1で光電変換した第1反射信号を
増幅する増幅器7と、この増幅器7が出力する第1反射
信号の高域信号成分の通過を阻止してノイズを除去する
低域通過フィルタ8と、この低域通過フィルタ8からの
第1反射信号を後記するしきい値と比較して、路面の水
分量を判断した比較データを出力する比較器9,10とを
有している。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, wherein 1 is a first light receiver, 2 is a second light receiver, 3 is a light projector, and as shown in FIG. The light projector 3 is attached to a column 5 established on the side of the road R, and the first and second light receivers 1 and 2 are attached to a support arm 6 attached to the column 5. Reference numeral 4 denotes a road surface state determination processing unit. The determination processing unit 4 amplifies the first reflection signal photoelectrically converted by the first light receiver 1 and a high-frequency signal of the first reflection signal output from the amplifier 7. Comparison data obtained by comparing a low-pass filter 8 that blocks the passage of components to remove noise and a first reflection signal from the low-pass filter 8 with a threshold value described below to determine the water content on the road surface. , And comparators 9 and 10 for outputting.

【0010】また判別処理部4は、第2受光器2で光電
変換した第2反射信号を増幅する増幅器11と、この増幅
器11が出力する第2反射信号の高域信号成分の通過を阻
止してノイズを除去する低域通過フィルタ12と、この低
域通過フィルタ12からの第2反射信号を後記するしきい
値と比較して、路面状態を判別した比較データを出力す
る比較器13,14とを有している。
The discrimination processing section 4 amplifies the second reflected signal photoelectrically converted by the second photodetector 2 and blocks passage of a high-frequency signal component of the second reflected signal output from the amplifier 11. And a comparator 13, 14 for comparing the second reflection signal from the low-pass filter 12 with a threshold value to be described later and outputting comparison data for determining the road surface condition. And

【0011】また判別処理部4は、比較器9,10,13,
14から出力した比較データに基づいて演算した、後記す
る路面状態の判定結果を出力するCPU15が設けられて
いる。そしてここから出力された判定結果が支柱5の上
部に設けられた図示しない表示盤で文字表示されて、走
行車両の運転者に対する警告を行う。
The discrimination processing unit 4 includes comparators 9, 10, 13,
A CPU 15 is provided which outputs a determination result of a road surface state, which will be described later, calculated based on the comparison data output from 14. The determination result output from this is displayed as characters on a display panel (not shown) provided on the upper part of the support 5 to warn the driver of the traveling vehicle.

【0012】投光器3は、例えば発光スペクトルに赤外
光を含んで放射する水銀ランプが好適である。この投光
器3からの光は、路面状態を収集するために適切な光学
系によって集光された後に、路面上の適切な箇所、例え
ば、道路Rの幅方向の中心に任意の入射角で参照光を投
光路面に向けて投光される。なお、入射角の大小は、後
記する路面状態の判別に影響を及ぼすことはない。
The light projector 3 is preferably, for example, a mercury lamp that emits light including an emission spectrum of infrared light. The light from the light projector 3 is condensed by an appropriate optical system for collecting the road surface state, and thereafter, is referred to at an appropriate position on the road surface, for example, the center of the road R in the width direction at an arbitrary incident angle. Is projected toward the light emitting road surface. Note that the magnitude of the incident angle does not affect the determination of the road surface state described later.

【0013】次に、この実施形態の作動について説明す
る。第1、第2受光器1,2は、投光器3から投光され
た光の路面反射中の乱反射光のうちの、第1赤外光、第
2赤外光をそれぞれ受光して電気信号に変換する。第1
受光器1は、その受光素子としては硫化鉛(PbS)、
セレン化鉛(PbSe)等が好適である。そしてこの受
光素子の受光面の前面に、約1.4〜2.5μmの範囲の第1
赤外光を透過させる赤外線透過フィルタが設けられてい
る。
Next, the operation of this embodiment will be described. The first and second light receivers 1 and 2 respectively receive the first infrared light and the second infrared light of the irregularly reflected light of the light projected from the light projector 3 during the road surface reflection and convert the light into an electric signal. Convert. First
The light receiver 1 has lead sulfide (PbS) as its light receiving element,
Lead selenide (PbSe) is suitable. The first light receiving element having a range of about 1.4 to 2.5 μm
An infrared transmission filter for transmitting infrared light is provided.

【0014】第2受光器2は、その受光素子としてはフ
ォト・ダイオード、フォト・トランジスタ等が好適であ
る。そしてこの受光素子の受光面の前面に、1.4μm未満
の範囲の第2赤外光を透過させるフィルタが設けられて
いる。
The second light receiver 2 preferably has a light receiving element such as a photo diode or a photo transistor. A filter that transmits the second infrared light in a range of less than 1.4 μm is provided on the front surface of the light receiving surface of the light receiving element.

【0015】図1において、第1受光器1から出力され
る第1反射信号は、増幅器7で適当なレベルまで増幅さ
れた後、低域通過フィルタ8に送信され、ここで高域信
号成分、すなわち、外乱ノイズ成分が除去され、低域通
過フィルタ8から出力される第1反射信号が比較器9,
10に入力され、ここでしきい値A1,A2と比較され
る。このしきい値A1,A2は、水分の有無の大小によ
って設定され、A1は路面の水分大のときのレベル、A
2は路面の水分小のときのレベルを示す。そしてこのし
きい値A1,A2でそれぞれ比較してえられた路面の水
分量に対応するそれぞれの比較データが前記のようにC
PU15に入力する。
In FIG. 1, a first reflection signal output from a first light receiver 1 is amplified to an appropriate level by an amplifier 7 and then transmitted to a low-pass filter 8, where a high-frequency signal component That is, the disturbance signal component is removed, and the first reflection signal output from the low-pass filter 8 is output to the comparator 9,
10 and is compared here with thresholds A1 and A2. The thresholds A1 and A2 are set according to the presence or absence of moisture, and A1 is a level when the road surface has a large amount of moisture.
2 indicates the level when the water content on the road surface is small. Then, the respective comparison data corresponding to the water content of the road surface obtained by comparing the threshold values A1 and A2, respectively, are as described above.
Input to PU15.

【0016】同様に第2受光器2から出力される第2反
射信号は、増幅器11で適当なレベルまで増幅された後、
低域通過フィルタ12に送信され、ここで高域信号成分、
すなわち、外乱ノイズ成分が除去され、低域通過フィル
タ12から出力される第2反射信号が、比較器13,14に入
力され、そしてここでしきい値B1,B2と比較され
る。このしきい値B1,B2は、光が路面状態によって
拡散する度合によって設定され、B1は路面の拡散反射
光小のレベル、B2は路面の拡散反射光大のレベルを示
す。そしてこのしきい値B1,B2で、それぞれ比較し
てえられた路面の光の拡散度合に対応するそれぞれの比
較データが前記のようにCPU15に入力する。
Similarly, the second reflected signal output from the second light receiver 2 is amplified to an appropriate level by the amplifier 11,
Sent to the low-pass filter 12, where the high-frequency signal component,
That is, the disturbance noise component is removed, and the second reflection signal output from the low-pass filter 12 is input to the comparators 13 and 14, where it is compared with the threshold values B1 and B2. The thresholds B1 and B2 are set according to the degree to which light is diffused depending on the road surface condition. B1 indicates the level of the diffused reflected light on the road surface, and B2 indicates the level of the diffused reflected light on the road surface. Then, at the threshold values B1 and B2, respective comparison data corresponding to the degree of light diffusion on the road surface obtained by the comparison are input to the CPU 15 as described above.

【0017】前記の際必要ならば、投光器3の光源を適
当な周波数で変調して送出してもよく、この場合第1、
第2反射信号を、各増幅器7,11で増幅した後に復調す
るとよい。この変調、復調によって第1、第2反射信号
が外乱の影響を受けにくくなる。
In the above case, if necessary, the light source of the light projector 3 may be modulated and transmitted at an appropriate frequency.
The second reflected signal is preferably demodulated after being amplified by the amplifiers 7 and 11. The modulation and demodulation make the first and second reflected signals less susceptible to disturbance.

【0018】図3は、雪の反射率特性を示すグラフであ
る。これに示されるように、雪の表面は可視光に対して
光反射率が100%近い拡散面を示すが、光の波長が長く
なるに従って水分による吸収のために反射率が減少す
る。図3の実線は、波長を変化させた場合の硫酸バリウ
ムの反射率に対する雪面の相対的な反射率特性曲線を示
すものである。このグラフは、反射角に関係なく同一傾
向を示す。雪面の反射率が1.4〜2.4μmの赤外領域で零
に近づくところは、水分による吸収に起因するものであ
る。このため雪面の含水率によって反射率の低減の度合
いは異なってくる。
FIG. 3 is a graph showing the reflectance characteristics of snow. As shown in the figure, the surface of snow shows a diffusion surface having a light reflectance close to 100% with respect to visible light, but the reflectance decreases as the wavelength of light increases, due to absorption by moisture. The solid line in FIG. 3 shows a relative reflectance characteristic curve of the snow surface with respect to the reflectance of barium sulfate when the wavelength is changed. This graph shows the same tendency regardless of the reflection angle. The part where the reflectance of the snow surface approaches zero in the infrared region of 1.4 to 2.4 μm is due to absorption by moisture. For this reason, the degree of reduction in reflectance differs depending on the water content of the snow surface.

【0019】図3に示す1.4〜2.4μmの波長の赤外光領
域の実線部は、含水率の高い(密度0.25〜0.5)しまり
雪を表している。これに対して、新雪のようにふわふわ
とした表面が溶けていない雪は、含水率が低い(密度0.
05〜0.15)ために破線部のようになる。雪がなくても道
路Rの路面が水分を含んだ湿潤状態であれば、同様にし
て湿潤の度合いに応じて実線部や破線部のように変化す
る。
The solid line portion in the infrared light region having a wavelength of 1.4 to 2.4 μm shown in FIG. 3 represents dense snow having a high water content (density of 0.25 to 0.5). In contrast, snow, which has a fluffy surface and does not melt, such as fresh snow, has a low moisture content (density 0.
05-0.15), so it looks like a broken line. Even if there is no snow, if the road surface of the road R is in a wet state containing water, the road R changes like a solid line portion or a broken line portion according to the degree of wetness.

【0020】路面が乾燥している場合(乾燥)、道路R
の路面が濡れている場合(水分少量又は多量の湿潤)、
道路Rの路面に積雪がある場合(含水率が少ない又は多
い積雪)の5道路Rの路面状態に対して、低域通過フィ
ルタ8,12の出力信号のレベルを測定した結果の一例及
びこの結果に基づいて出力レベルの大きさの順に並べた
状態を以下の(表2)に示す。この場合、赤外光の反射
光信号は、波長1.4〜2.5μmについての平均値である。
When the road surface is dry (dry), the road R
If the road surface is wet (a little or a lot of water),
An example of the result of measuring the level of the output signal of the low-pass filters 8 and 12 for the road surface state of five roads R when there is snow on the road surface of the road R (the snow content is low or high) and this result (Table 2) shows a state in which the output levels are arranged in the order of the magnitudes based on. In this case, the reflected light signal of the infrared light is an average value for the wavelength of 1.4 to 2.5 μm.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】前記のように、赤外光は水分によって吸収
されるので、積雪及び湿潤状態では反射光量が少なくな
っている。また、乾燥状態では路面が拡散面となるの
で、低域通過フィルタ8の出力レベルは比較的大きくな
る。第2赤外光に対しては、道路の路面に積雪があると
雪による光反射率が100%近い拡散面ができるので、低
域通過フィルタ12の出力レベルは非常に大きな値を示
す。
As described above, since infrared light is absorbed by moisture, the amount of reflected light is small in snow and wet conditions. In a dry state, the road surface becomes a diffusion surface, so that the output level of the low-pass filter 8 is relatively high. With respect to the second infrared light, if there is snow on the road surface of the road, a diffused surface having a light reflectance of nearly 100% due to snow is formed, so that the output level of the low-pass filter 12 shows a very large value.

【0023】これに対して、路面が濡れている湿潤状態
では路面が鏡面化するので、正反射光成分は増加する
が、乱反射光成分は減少する。したがって、低域通過フ
ィルタ12の出力レベルは低い値となる。乾燥道路の路面
が光反射率の低い拡散面であるため、積雪と湿潤の中間
の値となっている。
On the other hand, in a wet state where the road surface is wet, the road surface is mirror-finished, so that the regular reflection light component increases, but the irregular reflection light component decreases. Therefore, the output level of the low-pass filter 12 has a low value. Since the road surface of the dry road is a diffusion surface having a low light reflectance, the road surface has an intermediate value between snowfall and wetness.

【0024】表2において、比較器9の弁別レベルであ
るしきい値A1は、低域通過フィルタ8の出力レベルの
積雪(含水率小)3.3と積雪(含水率大)0.8の間にあ
り、これを例えば2.2とする。また、比較器10の弁別レ
ベルであるしきい値A2は、積雪(含水率小)3.3と乾
燥5.5との間にあり、これを、例えば、4.4に設定する。
低域通過フィルタ8の出力レベルがしきい値A1を越え
ている場合には、比較器9は信号「1」を判定結果とし
て出力する。
In Table 2, the threshold value A1, which is the discrimination level of the comparator 9, is between the snow level (low water content) 3.3 and the snow level (high water content) 0.8 of the output level of the low-pass filter 8, This is, for example, 2.2. The threshold value A2, which is the discrimination level of the comparator 10, is between the snow cover (small water content) 3.3 and the dryness 5.5, and is set to, for example, 4.4.
When the output level of the low-pass filter 8 exceeds the threshold value A1, the comparator 9 outputs a signal "1" as a determination result.

【0025】また、比較器10は、低域通過フィルタ8の
出力レベルがしきい値A2未満の場合に信号「1」を出
力する。したがって、第1赤外光の情報で比較器9及び
比較器10の判定結果が「1,0」である場合には乾燥状
態と判別され、「1,1」である場合には積雪(含水率
小)又は湿潤(水分少量)状態と判別される。また、
「0,1」である場合には積雪(含水率大)又は湿潤
(水分多量)状態と判別される。
The comparator 10 outputs a signal "1" when the output level of the low-pass filter 8 is lower than the threshold value A2. Therefore, when the determination result of the comparator 9 and the comparator 10 is “1, 0” based on the information of the first infrared light, it is determined that the state is the dry state. (Small ratio) or wet (a small amount of water). Also,
If it is “0, 1”, it is determined that the snow (large water content) or wet (large amount of water) is present.

【0026】同様に、下記の表3において、比較器13の
弁別レベルであるしきい値B1が、低域通過フィルタ12
からの第2反射信号レベルの乾燥2.0と湿潤0.8との間に
あり、これを、例えば、1.2に設定する。また、比較器1
4のしきい値B2は、積雪7.5と乾燥2.0との間にあり、
これを例えば4.0に設定する。低域通過フィルタ12から
の第2反射信号レベルがしきい値B1を越えている場合
には、比較器13は判定結果として、信号「1」を出力す
る。また比較器14は、低域通過フィルタ12の第2反射信
号レベルがしきい値B2未満の場合には判定結果とし
て、信号「1」を出力する。したがって、第2反射信号
の情報によって、比較器13,14の判定結果が「1,0」
である場合には積雪状態と判別され、また、「1,1」
である場合には乾燥状態と判別される。また、「0,
1」である場合には湿潤状態と判別される。
Similarly, in Table 3 below, the threshold B1, which is the discrimination level of the comparator 13, is different from that of the low-pass filter
Between the dry reflected 2.0 and wet 0.8 of the second reflected signal level, which is set to, for example, 1.2. Also, comparator 1
The threshold value B2 of 4 is between snowfall 7.5 and dryness 2.0,
Set this to, for example, 4.0. When the level of the second reflection signal from the low-pass filter 12 exceeds the threshold value B1, the comparator 13 outputs a signal "1" as a determination result. When the second reflection signal level of the low-pass filter 12 is less than the threshold value B2, the comparator 14 outputs a signal "1" as a determination result. Therefore, according to the information of the second reflection signal, the judgment result of the comparators 13 and 14 is “1, 0”.
, It is determined to be in a snow-covered state, and "1, 1"
Is determined to be in a dry state. Also, "0,
If it is "1", it is determined to be in a wet state.

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】このような比較器9,10,13,14の判定結
果はマイクロプロセッサ15に送出される。マイクロプロ
セッサ15では、第1赤外光からの情報による道路Rの路
面の水分含有率測定結果、及び、第2赤外光からの情報
による道路Rの路面状態の判定結果によって、最終的な
道路Rの路面状態の判定が表4の組合せに基づいて行わ
れ、この表4に示すように、乾燥、湿潤(水分少量)、
湿潤(水分多量)、積雪(含水率小)及び積雪(含水率
大)の5種類に分類される。
The judgment results of the comparators 9, 10, 13 and 14 are sent to the microprocessor 15. The microprocessor 15 determines the final road based on the result of measuring the moisture content of the road surface of the road R based on the information from the first infrared light and the determination result of the road surface state of the road R based on the information from the second infrared light. determination of road surface condition of R is performed based on the combination of Table 4, as shown in Table 4, dried, wet (water small amounts),
It is classified into five types: wet (large water content), snow (small water content), and snow (large water content).

【0029】[0029]

【表4】 この表4の組合せは一例であり、比較器9,10,13,14
での弁別レベルであるしきい値A1,A2;B1,B2
の値を変更することによって表4の組合せが変更される
場合もある。
[Table 4] The combination in Table 4 is an example, and the comparators 9, 10, 13, 14
Thresholds A1, A2; B1, B2
The combination of Table 4 may be changed by changing the value of.

【0030】CPU15の演算によって、最終的な道路R
の路面判断結果である路面のすべり摩擦係数の推定結果
を出力する。この道路Rの路面摩擦係数の推定は、表1
に道路Rの路面状態と摩擦係数との例を述べているよう
に、各道路Rの路面状態における水分の大小を判定して
得られる。このため表1と表4とを比較することによっ
て路面のすべり摩擦係数の推定を行うことができる。そ
の例を下記の表5として示す。
The final road R is calculated by the CPU 15.
And outputs the estimation result of the road surface friction coefficient as the road surface judgment result. The estimation of the road surface friction coefficient of this road R is shown in Table 1.
As described above, examples of the road surface condition and the friction coefficient of the road R are obtained by determining the magnitude of the moisture in the road surface condition of each road R. Therefore, by comparing Table 1 and Table 4, it is possible to estimate the slip friction coefficient of the road surface. An example is shown in Table 5 below.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】路面のすべり摩擦係数値は、これまで複数
の文献で測定値が紹介されており、本発明における路面
のすべり摩擦係数推定の重要なデータになっている。こ
れらのデータは、車両速度によっての路面のすべり摩擦
係数が変化することも、例えば、技術書院から刊行され
た「新訂版 路面のすべり」に示されており、これを図
4に示す。このために、路面のすべり摩擦係数を推定す
る際に車両速度と関連づけを行うのが必要でありまた可
能である。
The measured values of the road surface friction coefficient have been introduced in a plurality of documents so far, and are important data for estimating the road surface friction coefficient in the present invention. These data also show that the coefficient of sliding friction on the road surface changes depending on the vehicle speed, for example, as shown in “Newly Revised Road Surface Sliding” published by the Technical Research Institute, and this is shown in FIG. For this purpose, it is necessary and possible to make an association with the vehicle speed when estimating the road friction coefficient.

【0033】また、道路R上を車両が走行することから
投光器3の照射領域からの反射光は車両が照射領域を通
過するごとに遮光される。一般に、車両の照射領域の通
過時間は短く、反射光が遮光されていない時間の方がこ
れよりも長くなる。そこで、車両の通過による遮光時間
よりも長い最低検知時間を設定し、比較器9,10,13,
14の出力が、この最低検知時間の間変化しない場合に、
その出力を正規の信号としてCPU15が取り込むように
するのが好適である。
Since the vehicle travels on the road R, the reflected light from the irradiation area of the light projector 3 is blocked every time the vehicle passes through the irradiation area. Generally, the transit time of the irradiation area of the vehicle is short, and the time when the reflected light is not blocked is longer than this. Therefore, the minimum detection time longer than the light blocking time due to the passage of the vehicle is set, and the comparators 9, 10, 13, and
If the output of 14 does not change during this minimum detection time,
It is preferable that the output is taken in by the CPU 15 as a regular signal.

【0034】前記の実施形態では、第1赤外光の第1反
射信号に関するデータを、波長が1.4〜2.5μmの範囲の
光の平均から得ているが、図3のグラフからも明らかな
ように、波長が1.6μmや2.0μmにおいて水と水の反射率
の違いが顕著であるので、このような波長の信号のみを
取り出して道路Rの路面状態判定のデータとするのが一
層好適である。
In the above-described embodiment, the data relating to the first reflected signal of the first infrared light is obtained from the average of the light having a wavelength in the range of 1.4 to 2.5 μm. In addition, since the difference between water and water reflectance is remarkable at a wavelength of 1.6 μm or 2.0 μm, it is more preferable to extract only a signal of such a wavelength and use it as data for determining the road surface condition of the road R. .

【0035】また、路面からの乱反射光を受光している
が、路面への入射角と反射角とが等しい正反射光を受光
して道路Rの路面状態を判定することもできる。この場
合には路面の各状態における出力レベルの大小は、表1
に示すものと異なったものとなるであろう。さらに、道
路Rの路面温度計のデータを取り込んで湿潤のレベルを
凍結の有無を含めた情報とすることによって、路面のす
べり摩擦係数推定の幅を拡大することもできる。
Further, although irregularly reflected light from the road surface is received, regular reflection light having the same angle of incidence and reflection angle on the road surface may be received to determine the road surface condition of the road R. In this case, the magnitude of the output level in each state of the road surface is as shown in Table 1.
Will be different. Furthermore, by taking in data of the road surface thermometer of the road R and using the wetness level as information including the presence / absence of freezing, the width of the road surface friction coefficient estimation can be expanded.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は前記のようであって、路面状態
判別装置において、電磁波を路面に照射し、その路面か
らの反射波を検出する少なくとも2つの第1,2検出手
段と、路面の水分レベルを判定する第1比較手段と路面
の拡散反射光のレベルを判定する第2比較手段とを具
え、第1検出手段は水の吸収帯の波長を検出し、第2検
出手段は水の非吸収帯の波長を検出し、これら第1,2
検出手段で検出された検出信号に基づいて、計測対象の
水分の含有率に応じた特徴量及び光の拡散度合に応じた
特徴量を算出すると共に、この特徴量と第1,2比較手
段に予め記憶されている基準領域値とを比較することに
よって、路面の状態を判別するので、瞬時かつ連続して
正確に道路の路面の摩擦係数を推定して路面状態を判別
することができるという効果がある。
As described above, the present invention is directed to a road surface condition determining apparatus, comprising: at least two first and second detecting means for irradiating an electromagnetic wave onto a road surface and detecting a reflected wave from the road surface; A first comparing means for judging a moisture level and a second comparing means for judging a level of diffuse reflection light on a road surface, wherein the first detecting means detects a wavelength of an absorption band of water; Detecting the wavelength of the non-absorption band,
Based on the detection signal detected by the detection means, a feature quantity corresponding to the moisture content of the measurement target and a feature quantity corresponding to the degree of diffusion of light are calculated, and this feature quantity and the first and second comparison means are calculated. Since the state of the road surface is determined by comparing with a reference region value stored in advance, the effect that the road surface condition can be determined by estimating the friction coefficient of the road surface of the road instantaneously and continuously accurately. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】同上の路面状態判別時の配置状態を示す説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement state at the time of determining a road surface state according to the first embodiment;

【図3】同上の実施形態における雪の反射率特性の説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of snow reflectance characteristics in the embodiment.

【図4】同上の実施形態における道路の路面状態とすべ
り摩擦係数との関係説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a road surface condition and a sliding friction coefficient in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R 道路 1 第1受光器 2 第2受光器 3 投光器 4 判別処理部 5 支柱 6 支持腕 7,11 増幅器 8,12 低域通過フ
ィルタ 9,10,13,14 比較器 15 CPU
R road 1 first light receiver 2 second light receiver 3 light emitter 4 discriminator 5 support 6 support arm 7,11 amplifier 8,12 low-pass filter 9,10,13,14 comparator 15 CPU

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01W 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01W 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電磁波を路面に照射し、その路面からの
反射波を検出する少なくとも2つの第1,2検出手段
と、路面の水分レベルを判定する第1比較手段と路面の
拡散反射光のレベルを判定する第2比較手段とを具え、
第1検出手段は水の吸収帯の波長を検出し、第2検出手
段は水の非吸収帯の波長を検出し、これら第1,2検出
手段で検出された検出信号に基づいて、計測対象の水分
の含有率に応じた特徴量及び光の拡散度合に応じた特徴
量を算出すると共に、この特徴量と第1,2比較手段に
予め記憶されている基準領域値と比較することによっ
て、路面の状態を判別することを特徴とする路面状態判
別装置
At least two first and second detection means for irradiating a road surface with an electromagnetic wave and detecting a reflected wave from the road surface
A first comparing means for determining the moisture level of the road surface;
Second comparing means for determining the level of the diffuse reflected light,
The first detecting means detects a wavelength of an absorption band of water, and a second detecting means.
The stage detects the wavelength of the non-absorption band of water, and, based on the detection signals detected by the first and second detection means, determines the characteristic amount corresponding to the moisture content of the measurement target and the diffusion degree of light. Feature
A road surface state determination unit that calculates the amount of the road surface and compares the characteristic amount with a reference area value stored in advance in the first and second comparison units. apparatus
【請求項2】 判別結果から対象物の摩擦係数の推定が
行われることを特徴とする請求項1に記載の路面状態判
別装置。
2. A method for estimating a friction coefficient of an object based on a result of the determination.
Road surface condition determination apparatus according to claim 1, characterized in that it is carried out.
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