JP3358104B2 - 路面状態判別装置およびこの装置が搭載された車輌 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの車輌の
走行路において、その路面の状態を判別するための装
置、およびこの装置が搭載された車輌に関連する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置として、先般、出願
人により提案された車輌搭載型の路面状態判別装置が存
在する（国際公開特許公報 ＷＯ９５／０１５４９）。
この装置は、空間フィルタを有する反射光測定センサを
用いて車輌走行時に路面から得られる反射光を受光し、
この受光された反射光に含まれる空間周波数成分の分析
処理を行って、路面状態や車輌の移動速度を判別するも
のである。

【０００３】前記路面状態の判別処理は、具体的には、
空間フィルタを介した反射光の波形データに含まれる各
種の空間周波数成分のうち、車輌の移動速度に相当する
中心周波数成分と、路面状態を反映する低周波成分とを
抽出し、中心周波数成分に対する低周波数成分の比率を
所定のしきい値と比較することにより行われる。

【０００４】また車輌の移動速度は、前記中心周波数成
分を速度データに変換することにより求められる。この
変換結果はつぎの段階における周波数の抽出領域を決定
するための指標として用いられるほか、この移動速度か
ら測定される車輌の現在位置と前記路面状態の判別結果
とを対応づけることにより、道路上の各位置における路
面状態が一元的に管理される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した路面状態判別
装置は、寒冷地において広く用いられることが予想され
るが、この場合、作業中の車輌が吹雪にあうと、前記反
射光測定センサの測定エリアに多量の雪粒が流入する。
その結果、路面への照射光や路面からの反射光が雪粒に
当たって反射し、反射光測定センサに路面からの正確な
反射光が入射しなくなるという事態が生じる。このよう
な場合、前記した路面状態の判別や対地速度の算出処理
を行うのに必要な周波数成分が得られなくなり、判別処
理に誤動作が生じるという問題が発生する。

【０００６】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たもので、路面判別装置により判別された車輌の移動速
度に急激な変化があったとき、その変化の原因を追究し
て車輌の周囲環境が吹雪であるか否かを判別することに
より、吹雪時の判別処理に生じた誤動作に速やかに対応
して路面状態を的確に判別することを技術課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の路面状
態判別装置は、走行する車輌から路面に向かって光を照
射する投光手段と、路面からの反射光を受光する受光手
段と、前記受光手段により受光された反射光に基づいて
路面の空間周波数分布を抽出して、走行路の路面状態お
よび車輌の移動速度を判別する判別手段と、前記判別手
段が車輌の移動速度が急激に変化したと判別したとき、
その変化の原因を追求して車輌の周囲環境が吹雪である
か否かを判別する第２の判別手段とを備えている。

【０００８】請求項２の発明では、前記第２の判別手段
は、車輌周辺の空間において雪の有無を検出する検出手
段を含み、この検出手段により雪が検出されたとき車輌
の周囲環境が吹雪であると判別する。

【０００９】請求項３の発明では、前記第２の判別手段
は、前記受光手段の受光エリアにおいて雪の有無を検出
する検出手段を含み、この検出手段により雪が検出され
たとき車輌の周囲環境が吹雪であると判別する。

【００１０】請求項４の発明では、前記第２の判別手段
は、前記反射光以外の計測対象を用いて車輌の速度変化
を検出する検出手段を含み、この検出手段により車輌の
移動速度が急激に変化していないことが検出されたとき
車輌の周囲環境が吹雪であると判別する。

【００１１】請求項５の発明では、前記検出手段は、前
記車輌内に設けられた加速度センサを用いて車輌の速度
変化を検出するよう構成される。

【００１２】請求項６の発明の路面状態判別装置は、前
記と同様の投光手段，受光手段，および判別手段を備え
るほか、前記反射光以外の計測対象を用いて車輌の移動
速度を計測する計測手段と、前記判別手段が車輌の移動
速度が急激に変化したと判別したとき、この速度変化を
前記計測手段の計測値の変化度合いと照合して、車輌の
周囲環境が吹雪であるか否かを判別する第２の判別手段
と、前記第２の判別手段により車輌の周囲環境が吹雪で
あると判別されたとき、前記計測手段による計測値を用
いて車輌の移動速度を補正する速度補正手段とを備えて
いる。

【００１３】請求項７の路面状態判別装置は、走行する
車輌から路面に向かって光を照射する投光手段と、路面
からの反射光を、車輌の幅方向における複数位置で抽出
するための複数個の受光手段と、各受光手段により受光
された光について、それぞれ個別に空間周波数分布を抽
出し、走行路の路面状態および車輌の移動速度を光毎に
判別する判別手段と、いずれか光についての車輌の移動
速度の判別結果が急激に変化したとき、この判別結果を
他の光についての判別結果と照合して、車輌の周囲環境
が吹雪であるか否かを判別する第２の判別手段とを備え
ている。

【００１４】請求項８の発明では、上記のいずれかの構
成を備えた路面状態判別装置を車輌に搭載する。

【００１５】

【作用】車輌が正常な判別処理が可能な区域から吹雪の
区域へと移行すると、反射光の受光エリアに雪が流入す
るため、受光手段には、雪による影響を受けた光が入射
するようになる。これにより判別手段に与えられる波形
データは、それまでに得られていたものと異なる態様の
ものに変化するので、誤った反射光の空間周波数分布に
基づき、路面状態や車輌の移動速度が急激に変化したと
いう判別結果が出力される。この場合、第２の判別手段
により、前記車輌の急激な変化の原因が追究されて、車
輌の周囲環境が吹雪であるか否かが判別されるので、吹
雪時の判別処理に誤動作が生じた場合にも速やかに対応
することが可能となる。

【００１６】請求項２の発明では車輌周辺の空間におい
て、また請求項３の発明では反射光の受光エリアにおい
て、それぞれ雪が検出されたとき、車輌の周囲環境が吹
雪であると判別される。

【００１７】請求項４の発明では、反射光以外の計測対
象により、車輌の移動速度が急激に変化していないこと
が検出されたとき、車輌の周囲環境が吹雪であると判別
される。

【００１８】請求項５の発明では、車輌内に設けられた
加速度センサを用いることにより、車輌の移動速度の変
化の検出が可能となる。

【００１９】請求項６の発明では、反射光の空間周波数
分布の抽出結果から車輌の移動速度が急激に変化してい
ると判別されたとき、反射光以外の計測対象により計測
された車輌の移動速度が急激な変化をしていなければ、
前記判別結果を誤りとし、車輌の周囲環境が吹雪である
と判別する。同時に前記計測値を用いて車輌の移動速度
が補正されるので、その補正された移動速度から道路上
の吹雪の区域を判別することが可能である。

【００２０】請求項７の発明では、路面からの反射光を
車輌の幅方向における複数位置で受光して、受光された
各光毎の空間周波数分布により路面状態と車輌の移動速
度とを判別する。このときいずれか光についての移動速
度の判別結果が急激に変化したとき、他の光についての
判別結果との照合が行われて、車輌の周囲が吹雪である
か否かが判別される。

【００２１】請求項８の発明では、上記の路面状態判別
装置を車輌に搭載することにより、車輌を走行させなが
ら路面状態判別装置を誤動作なく使用して、道路上の各
位置における路面状態を的確に判別することが可能とな
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下の図１〜１７は、この発明の
路面状態判別装置にかかる各種の態様を示すもので、各
図面のうち、図１〜８は請求項２および３にかかる実施
態様に、図９〜１３は請求項４〜６にかかる実施態様
に、図１７は請求項７にかかる実施態様に、それぞれ相
当する。

【００２３】

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる路面状
態判別装置４を、車輌５に設置した状態を示す。この路
面状態判別装置４は、反射光測定センサ１と、車輌に向
かって飛来する雪を検知するための雪検知センサ２と、
これらセンサからの検知信号を入力して路面状態や車輌
の移動速度の判別処理を行う制御装置３とから構成され
る。

【００２４】反射光測定センサ１は、後記するように、
路面ＬＤに向かって光を照射するとともに、路面からの
正，拡散の各反射光を受光するもので、さらに拡散反射
光については、空間フィルタ系を用いて所定の空間周波
数成分を含む反射光の波形データを抽出する。また雪検
知センサ２は、後記する図５，６，８のいずれかの構成
によるもので、車輌５のボンネット上のほか、ルーフ上
など、雪を検知しやすい適宜位置に配備される。

【００２５】制御装置３は、通常のモード下において
は、反射光測定センサ１からの出力データに基づき、路
面状態の判別や車輌５の移動速度ｖを計測しており、そ
の判別結果は、図示しない通信装置により道路の管理セ
ンターへと送信される。管理センターのホストコンピュ
ータは、送信された移動速度ｖから車輌５の現在位置を
割り出して、道路の各位置における路面状態を認識し、
その結果から車輪のスリップが生じやすい危険区域を認
識する。

【００２６】上記の路面状態の判別処理において、車輌
５が吹雪の区域に移行したとき、前記反射光測定センサ
１の光検知エリアに多量の雪粒が流入して路面からの反
射光の受光が不可能となり、前記路面状態の判別結果や
車輌の移動速度の計測結果に誤りが生じる場合がある。
この誤動作を検出するために、前記制御装置３は、前記
車輌５の移動速度の計測値が前段階の計測値から急激に
変化したとき、前記雪検知センサ３を用いて空気中の雪
粒の有無を検出するようにしている。この雪粒が検出さ
れた場合には、通常の路面状態の判別処理は中断され、
車輌の周囲環境が吹雪であるという判別結果が出力され
る。

【００２７】図２および図３は、前記反射光測定センサ
１の詳細な構成を示す。この反射光測定センサは、２個
の光源６，７，各光源６，７に対する受光系８，９，お
よび拡散反射光用の空間フィルタ光学系１０などから成
り、第１の光源６はマトリクス状に配置された複数個の
ＬＥＤ６ａにより、第２の光源７は単独のＬＥＤ７ａに
より、それぞれ構成される。なお光源毎の光を分離でき
るように、各光源６，７のＬＥＤ６ａ，７ａには、異な
る波長の光を出射するものが用いられる。

【００２８】前記第１の光源６は、路面の上方から車輌
の走行方向（図５中、矢印Ｂで示す）に向かって光を照
射するもので、その受光系８は、受光用レンズ１０，ス
リット板１１，コリメートレンズ１２から構成されてお
り、路面ＬＤからの拡散反射光はレンズ１０により集光
された後、スリット板１１のスリット光１１ａを介して
コリメートレンズ１２に入射し、平行化される。

【００２９】前記空間フィルタ光学系１０は、スリット
アレイ１３，プリズムアレイ１４，集光レンズ１５，２
個の光検出器１６ａ，１６ｂ，２枚の鏡１７，１７など
により構成される。スリットアレイ１３は、細長形状の
スリット孔１３ａを車輌１の走行方向Ｂに沿うように配
列したもので、前記受光系８のコリメートレンズ１２に
より平行化された光は、これらスリット孔１３ａを介し
てプリズムアレイ１４に入射する。プリズムアレイ１４
は、前記スリットアレイ１３の配列周期の２倍の周期で
プリズムを連続して成るもので、入射した光は、各プリ
ズム内で交互に屈折して、２方向に分離される。

【００３０】各光検出器１６ａ，１６ｂは、プリズムア
レイ１４の配列周期と集光レンズ１５の倍率に応じた間
隔だけ隔てて配備されており、前記プリズムアレイ１４
を通った光は、集光レンズ１５により各分離方向毎に集
光され、それぞれの光検出器１６ａ，１６ｂへと入射す
る。さらにこれら光検出器１６ａ，１６ｂからの出力信
号は、前記制御装置３に入力され、これら出力信号の差
動信号から路面ＬＤの凹凸状態を反映する空間周波数成
分が抽出される。なお鏡１７は、各光検出器１６ａ，１
６ｂの受光面上に集光されない光を反射して、受光面上
に導くためのものである。

【００３１】前記第２の光源７に対する受光系９は、単
独の光検出器９ａにより構成されるもので、光源７から
の照射光の路面ＬＤからの正反射光を受光する位置に配
置される。なお図２中、１８は路面温度を計測するため
の温度センサ（赤外線放射温度計により構成される）を
示す。

【００３２】図４は、乾燥したアスファルトまたはコン
クリート路（以下「乾燥舗装路面」と総称する）、砂利
路面（土、砂の路面を含む）、積雪路面の三種類の道路
状態について、前記反射光測定センサにより実際に得ら
れた拡散反射光の空間周波数スペクトルを示す。なお図
示した各スペクトルは、車輌が４mm進行する間に得られ
る拡散反射光の変化を反映するもので、車輌の移動速度
に相当する空間中心周波数μにより規格化され、さらに
この空間中心周波数μにおける各スペクトルのピーク値
が一致するように、正規化されている。

【００３３】図示例において、空間中心周波数μよりも
低帯域における周波数成分の強度に着目すると、それぞ
れの路面状態の間には明確な差があり、その差は、空間
周波数が低くなるほど大きくなっている。したがって所
定の低周波数帯域における周波数成分の強度Ｄｂを前記
空間中心周波数成分μの強度Ｄａにより正規化した値
（以下これを「周波数成分強度比Ｄｂ／Ｄａ」という）
を所定のしきい値Ｔ１，Ｔ２と比較することにより、路
面状態が乾燥舗装路面，砂利路面，積雪路面のいずれで
あるかを判別することが可能となる。

【００３４】路面状態をさらに詳細に判別するために
は、拡散反射光のみならず、路面ＬＤからの正反射光を
計測する必要がある。特に舗装路の場合、路面が雨など
により濡れているときや凍結状態にあるとき、路面は鏡
面に近い状態となるので、路面からの正反射光量は、乾
燥状態時よりも大幅に増大する。

【００３５】前記した制御装置３は、上記原理に基づ
き、空間フィルタ系１０により得られた拡散反射光の波
形データについて空間周波数分析を行って、前記周波数
成分強度Ｄｂ／Ｄａを抽出すると共に、この抽出結果お
よび前記正反射光用の光検出器９ａや温度センサ１８の
計測値を用いて、走行路の路面状態を判別する。また同
時に制御装置３は、前記中心周波数成分の周波数を空間
フィルタの周期を用いて速度データに変換し、その変換
結果を車輌の移動速度ｖの計測値として出力する。

【００３６】図５は、前記雪検知センサ２の一構成例で
あって、投光部１９と受光部２０とがケース体２１内に
収容配備される反射型センサの構成をとる。投光部１９
は、ＬＥＤから成る光源１９ａと、この光源１９ａから
の光を拡散させるための投光用レンズ１９ｂとから構成
される。受光部２０は、受光用レンズ２０ｂとフォトダ
イオードから成る光検出器２０ａとを有し、前記投光部
１９の光の照射エリアに存在する雪粒２４の表面からの
反射光を受光するように、その光軸位置が調整されてい
る。

【００３７】図６は、雪検知センサ２の他の構成例を示
す。この雪検知センサ２は、反射型センサと透過型セン
サとを組み合わせたもので、前記図５と同様の投光部１
９と受光部２０とが収容される第１のケース体２１と、
受光部２３のみが収容される第２のケース体２２とを対
向配備して構成される。なお第２の受光部２３も、前記
受光部２０と同様、受光量レンズ２３ｂと光検出器２３
ａとにより構成される。また図中、２５は投光部１９の
駆動回路を示し、２６，２７は、それぞれ光検出器２０
ａ，２３ａからの出力信号を増幅するためのアンプを示
す。

【００３８】第１の受光部２０は、前記図５の実施例と
同様、光の照射エリアに存在する雪粒２４からの反射光
を受光する。第２の受光部２３は、前記ケース体２２へ
到達する照射光量の変化を抽出するためのもので、雪粒
２４の通過により照射光が遮蔽されると、その遮蔽時点
における受光部２３からの出力電圧は大幅に減少する。

【００３９】各受光部２０，２３からの出力信号は、図
示しない検知回路に入力され、図７に示すように、第１
の受光部２０による受光量が増大し、かつ第２の受光部
２３による受光量が減少したとき、雪を検知したことを
示す電気信号が出力される。

【００４０】図８は、雪検知センサ２の第３の構成例を
示す。この雪検知センサ２は、圧電振動板２８を用いて
雪を検知するもので、この圧電振動板２８に雪が当たっ
たときに生じる振動が電気信号に変換されて制御装置３
に出力される。制御装置３は、出力レベルが所定のしき
い値を超える信号が得られたとき、雪が飛来しているも
のと認識する。

【００４１】なお上記図５，６，８の各雪検知センサ２
はいずれも車輌５の周囲の空間に存在する雪粒を検知す
るものであるが、これに代えて、前記反射光測定センサ
１の光検知エリア内における雪粒の有無を検出するよう
にすれば、前記車輌５の移動速度の急激な変化が吹雪に
よる判別処理の誤動作によるものか否かを、一層明確に
把握することができる。

【００４２】図９は、前記反射光測定センサ１内に雪検
知用のセンサを組み込んだ例を示すもので、路面ＬＤか
ら受光系への拡散反射光の経路（以下単に「反射光路」
という）の側方に、受光レンズ３０ｂと光検出器３０ａ
とにより成る第３の受光系３０が配備される。この場
合、前記反射光路上に雪粒が存在すると、第１の光源９
からの照射光または路面ＬＤからの拡散反射光がこの雪
粒の表面に当たって反射し、その反射光の一部が受光系
３０に入射する。この受光系３０の光検出器３０ａから
の出力信号の変化は制御装置３に入力され、雪の存在が
認識される。

【００４３】上記のような構成によれば、反射光測定セ
ンサ１の光検知エリア内の雪粒を確実に検出できる上、
通常の判別処理に用いる光源９を雪検知用に兼用できる
ので、構成を簡易化できる。

【００４４】図１０は、前記図９の構成にかかる反射光
測定センサ１を用いた路面状態装置４の電気的構成を示
すもので、図中、破線で囲んだ領域により、制御装置３
の詳細な構成が示してある。前記反射光処理装置１の各
光源６，７には、それぞれパルス駆動回路３１より所定
の時間毎に駆動パルスが与えられており、それぞれのＬ
ＥＤ６ａ，７ａはこの駆動パルスに同期するタイミング
で発光動作する。

【００４５】前記空間フィルタ光学系１０の各光検出器
１６ａ，１６ｂからの出力信号は、差動増幅回路３２に
入力されて増幅処理を受ける。この回路３２から出力さ
れた受光量の差動信号は、トラッキング・バンドパスフ
ィルタ３３（以下「トラッキングＢＰＦ３３」という）
およびトラッキング・ロウパスフィルタ３４（以下「ト
ラッキングＬＰＦ３４」という）に与えられ、それぞれ
前記した空間中心周波数μを中心とする周波数帯域，低
周波数帯域に含まれる周波数成分が取り出される。各フ
ィルタ３３，３４からの出力信号は、それぞれ振幅検出
器３５，３６に与えられ、各周波数成分の強度Ｄａ，Ｄ
ｂが抽出される。

【００４６】またトラッキングＢＰＦ３３の出力信号
は、周波数／電圧変換回路３７（以下「Ｆ／Ｖ変換回路
３７」という）にも出力される。このＦ／Ｖ変換回路３
７からの出力信号は、車輌１の移動速度ｖに該当するも
のであって、判別部３８や外部に出力されるほか、前記
トラッキングＢＰＦ３３およびトラッキングＬＰＦ３４
にフィードバックされる。各フィルタ３３，３４は、遮
断する周波数の帯域をこのフィードバックされた移動速
度ｖに追従して変化させるもので、これにより、トラッ
キングＢＰＦ３３からは前記空間中心周波数μと車輌の
対地速度ｖとの積μ＊ｖによって表される電気的な中心
周波数ｆに相当する波形成分が、トラッキングＬＰＦ３
４からはこの中心周波数ｆに対し所定の割合で表される
周波数（たとえばｆ／１０）に相当する波形成分が、そ
れぞれ抽出される。

【００４７】光検出器１６ａ，１６ｂのいずれか一方
（図示例では光検出器１６ｂ）からの出力信号は、ロウ
パスフィルタ（ＬＰＦ）３９にも入力される。このＬＰ
Ｆ３９は、極低周波数の光成分のみを通過させるように
設定されており、その出力信号Ｐｃは、後記するよう
に、路面の雪を判別するために用いられる。

【００４８】前記振幅検出器３５，３６からの出力信号
Ｄａ，Ｄｂ，前記正反射光受光用の光検出器からの出力
信号Ｐｄ，ＬＰＦ３４からの出力信号Ｐｃ，前記温度セ
ンサ１８の計測値Ｔｅ，移動速度ｖ，および雪検知用の
光検出器３０ａからの検知信号は、判別部３８に入力さ
れ、後記する手順により、路面ＬＤの状態や車輌の周囲
環境の判別が行われる。

【００４９】なお前記図５，６，８に示した雪検知セン
サ２により車輌周辺の空間の雪を検出する場合、雪検知
用の光検出器３０ａに代えて雪検知用センサ２からの出
力信号が判別部３８に入力されるよう構成するほかは、
上記と同様の構成をとるので、ここでは詳細な説明を省
略する。

【００５０】図１１は、前記反射光測定センサに雪検知
機能を組み込んだ他の例を示す。この実施例は、拡散反
射光用の受光系８および空間フィルタ系１０に雪検知機
能を付加したもので、前記第１の光源６に対し、反射光
路を隔てて反対側の位置に第３の光源４０が配備され
る。

【００５１】前記光源４０は、単一のＬＥＤ４０ａと投
光用レンズ４０ｂとから成り、前記反射光路に対し、横
方向から光路の広範囲にわたって光を照射する。この場
合、前記反射光路に雪粒が存在すると、この光源４０か
らの照射光が雪粒の表面で反射してその一部が前記受光
系８へと入射し、その結果、空間フィルタ系１０から所
定の波形成分を含むデータが出力される。一方、反射光
路に雪粒が存在しない場合には、投光部４０からの照射
光は空気中を直進することになるので、受光系８には殆
ど反射光が入射せず、空間フィルタ１０からの出力はほ
ぼフラットの状態となる。

【００５２】図１２は、前記図１１の反射光測定センサ
１を用いた路面状態判別装置４の構成を示す。なおこの
実施例においても、路面状態の判別にかかる主要な構成
は、前記図１０と同様であり、ここでは各部に同様の符
号を付すことにより詳細な説明を省略する。

【００５３】この実施例の制御装置３には、前記正，拡
散の両反射光用の光源６，７の駆動源となるパルス駆動
回路３１ａのほかに、雪検知用の光源４０の駆動源とし
て、第２のパルス駆動回路３１ｂが配備される。各パル
ス駆動回路３１ａ，３１ｂは、図１３に示すように、駆
動パルスを交互に出力しており、各前記トラッキングＢ
ＰＦ３３およびトラッキングＬＰＦ３４は、それぞれ差
動増幅回路３２からの出力信号を各駆動パルスに同期す
るタイミングで取り込んで処理する。これによりこれら
フィルタ３３，３４からは、それぞれ路面ＬＤからの反
射光の波形を示す第１の波形信号Ｐ１と、雪の検知結果
を表す第２の波形信号Ｐ２とが交互に出力されることに
なる。なお各フィルタ３３，３４からの出力結果は同じ
タイミングで行われるので、図１３では各フィルタから
の出力タイミングを、１本の線により示してある。

【００５４】前記拡散反射光の極低周波数成分抽出用の
ＬＰＦ３９には、前記拡散反射光用の光源６に対する駆
動パルスが同時に与えられており、前記雪検知用の光源
４０には関わらない光量データが出力される。また同様
に、正反射光用の光検出器９ａからも、光源４０ａに関
わらない光量データが出力される。

【００５５】判別部３８は、通常モード下では、拡散反
射光について、前記第１の波形信号Ｐ１のみを処理して
前記周波数成分強度比Ｄｂ／Ｄａを算出し、この算出結
果のほか、正反射光用の光検出器９ａ，ＬＰＦ３９，温
度センサ１８などからの出力データを用いて路面状態を
判別する。このとき車輌の移動速度ｖの出力結果に急激
な変化が認められると、判別部３８は、拡散反射光につ
いての前記第２の波形信号Ｐ２による処理結果を用い
て、反射光路における雪の有無を判別する。

【００５６】この場合、反射光路に雪粒が存在していれ
ば、差動増幅回路３２からは所定の周波数成分を含む波
形データが出力されるので、各振幅検出器３５，３６か
らは何らかの値を有する強度データが出力され、雪の存
在を確認することができる。これに対し、反射光路に雪
粒が存在しなければ、前記したように各光検出器１６
ａ，１６ｂには殆ど反射光が入射しないので、差動増幅
回路３２からの出力はフラットに近い状態となり、その
結果、各振幅検出器３５，３６からの出力は、０に近似
する値となる。

【００５７】このように、反射光測定センサの従来の構
成を応用して受光経路における雪粒を簡単に検出するこ
とができるので、簡易な構成で雪粒を高精度に検出する
ことができる。

【００５８】図１４は、前記各実施例における判別処理
の制御手順を示す。まず最初のステップ１（図中「ＳＴ
１」で示す）では、前記Ｆ／Ｖ変換回路３７より出力さ
れた移動速度ｖの変化状態がチェックされる。この変化
が所定の範囲内にあれば、車輌５の周囲環境は吹雪では
ないと判断され、ステップ５以下の通常の判別処理が実
行される。

【００５９】ステップ５では、温度センサ１８により計
測された路面温度Ｔｅがしきい値ＴＨ_e と比較される。
このしきい値ＴＨ_e は、水分の凍結温度である０°Ｃ付
近に設定されるもので、前記温度Ｔｅがしきい値ＴＨ_e
を上回る場合には、路面が凍結している可能性はないと
判断され、ステップ６以降の処理へと移行する。

【００６０】ステップ６および７では、拡散反射光につ
いて、前記空間周波数成分比Ｄｂ／Ｄａとしきい値ＴＨ
１，ＴＨ２との比較が行われる。この場合、前記図４に
示した原理により、空間周波数成分比Ｄｂ／Ｄａがしき
い値ＴＨ１を上回る場合には、路面に雪が積もっている
と判断され（ステップ９）、空間周波数成分比Ｄｂ／Ｄ
ａがしきい値ＴＨ２とＴＨ１との間にある場合には、路
面は砂利などの起伏の激しい路面であると判断される
（ステップ１０）。

【００６１】一方、空間周波数成分比Ｄｂ／Ｄａがしき
い値ＴＨ２以下である場合には、走行路は舗装路である
と判断されてステップ８へと移行し、前記光検出器９ａ
により得られた正反射光量Ｐｄとしきい値ＴＨ_d1との比
較が行われる。

【００６２】路面が雨などの水分を含む湿潤状態にある
とき、路面は鏡面に近い状態になって正反射光量が増大
する。前記しきい値ＴＨ_d1は、路面が湿潤状態にある場
合の正反射光量と乾燥状態にある場合の正反射光量との
中間レベルに設定されており、検出された正反射光量Ｐ
ｄがこのしきい値ＴＨ_d1を上回った場合には、走行路は
湿潤舗装面であると判断される（ステップ１２）。他
方、正反射光量Ｐｄがしきい値ＴＨ_d1以下である場合に
は、路面は乾燥舗装路面であると判断される（ステップ
１１）。

【００６３】路面温度Ｔｅが前記しきい値ＴＨ_e 以下で
ある場合には、ステップ１３へと移行して、前記ＬＰＦ
３４により抽出された拡散反射光量Ｐｃが所定のしきい
値ＴＨ_c と比較される。路上に雪が積もっていると、路
面に照射された光はこの雪により拡散反射させられるの
で、前記拡散反射光量Ｐｃは通常の場合よりも大きくな
る。したがってこの場合、ステップ１３が「ＹＥＳ」と
なってステップ９へと移行し、路面は積雪状態であると
判断される。

【００６４】一方、拡散反射光量Ｐｃがしきい値ＴＨ_c
以下であった場合には、ステップ１４へと移行し、前記
正反射光量Ｐｄとしきい値ＴＨ_d2との比較が行われる。
凍結した路面は鏡面に近い状態となるので、正反射光量
が大幅に増大する。したがって正反射光量Ｐｄがしきい
値ＴＨ_d2を上回ったときには、ステップ１５へと移行
し、路面は凍結していると判断される。

【００６５】これに対し、正反射光量Ｐｄがしきい値Ｔ
Ｈ_d2以下である場合には、路面には雪も氷も存在しない
ものと判断され、拡散反射光の空間周波数成分比Ｄｂ／
Ｄａが所定のしきい値ＴＨ３と比較される（ステップ１
６）。このしきい値ＴＨ３は、砂利路面と乾燥舗装路面
とを判別するためのもので、周波数成分比Ｄｂ／Ｄａが
しきい値ＴＨ３を上回った場合には、路面は砂利路面で
あると判断され（ステップ１０）、周波数成分比Ｄｂ／
ＤａがＴＨ３以下であれば、路面は乾燥舗装路面である
と判断される（ステップ１１）。

【００６６】前記ステップ１において、移動速度ｖが前
段階の結果より急激に変化したと判別されたとき、判別
部３８は、つぎのステップ２で、前記した雪粒の検出結
果をチェックする。

【００６７】前記した各構成のいずれかにより、車輌５
の周辺の空間または反射光測定センサ１の反射光路にお
ける雪粒が検出されているとき、ステップ２が「ＹＥ
Ｓ」となってステップ３に移行し、判別部３８は、車輌
５の周囲環境が吹雪であると判別し、以後、前記拡散反
射光により判別される移動速度ｖが以前のレベルに戻る
まで、通常の処理をスキップする（ステップ４）。な
お、ステップ２で雪粒の検出が行われなかった場合に
は、車輌５の周囲環境は吹雪でなく、実際に車輌の移動
速度が変化したものと判断され、通常の判別処理へと移
行する。

【００６８】なお上記の各実施例では、いずれも実際の
雪粒の検出により判別処理の誤動作を認識するようにし
ているが、これに代えて、反射光以外の計測対象により
車輌５の速度変化を計測し、この計測値と前記移動速度
ｖの計測値の変化状態とを照合するように構成してもよ
い。

【００６９】図１５は、速度データによる誤動作検出機
能を備えて路面状態判別装置４の構成例を示すもので、
前記図２，３に示した構成の反射光測定センサ１と、加
速度センサ４５とを制御装置３に接続して構成される。

【００７０】前記加速度センサ４５は、半導体による検
知部により車輌５の速度変化による応力を検出し、その
検出結果を電圧に変換して出力するもので、制御装置３
は、この出力電圧の変化から車輌５の実際の速度変化を
認識する。

【００７１】図１６は、上記路面状態判別装置における
判別処理の手順を示す。判別部３８は、前記反射光測定
センサ１からの出力により車輌５の移動速度ｖが急激に
変化したことを判別すると、ステップ１から２へと移行
して、前記加速度センサ４５の計測値をチェックする。
この計測値も移動速度ｖと同様の変化をしていれば、ス
テップ２は「ＹＥＳ」となり、ステップ５以下の通常の
判別処理が実行される。

【００７２】これに対し、加速度センサ４５の計測値が
前記移動速度ｖと同じような変化を示していなければ、
ステップ２が「ＹＥＳ」となってステップ３へと移行
し、吹雪により判別処理が誤動作したものと判別され、
以後、移動速度ｖが以前のレベルに復帰し、その変化状
態が加速度センサの計測値と合致するまで、通常の判別
処理はスキップされる（ステップ４）。

【００７３】この場合、加速度センサ４５の計測値を用
いて、実際の車輌の移動速度を求め、さらにその速度デ
ータから車輌５の現在位置を割り出すことができるの
で、前記した管理センターでは、道路上の吹雪の区域を
正確に認識することができる。なおステップ５以下の手
順は、前記図１４に示したのと同様であり、ここでは詳
細な説明を省略する。

【００７４】上記の各実施例の路面状態判別装置は、い
ずれも単独の反射光測定センサ１からの出力データによ
り判別処理を行うものであるが、これに限らず、図１７
に示すように、複数個の反射光測定センサ１ａ，１ｂ，
１ｃと制御装置３とを接続して構成してもよい。この図
１７の各反射光測定センサ１ａ，１ｂ，１ｃは、図２，
３に示したのと同様の構成のもので、車体下面の中央部
に車輌の横幅方向に沿って配備される。制御装置３は、
各反射光測定センサ１ａ，１ｂ，１ｃからの出力データ
を個別に処理し、それぞれ路面状態の判別処理と移動速
度ｖの計測処理とを実行する。

【００７５】この実施例において、車輌５が吹雪の区域
に移行した場合、車輌の両側寄りに配備された反射光測
定センサ１ａ，１ｂからの出力は雪の影響を受けやすい
ので、その出力データによる判別結果に誤りが生じる可
能性が高くなる。しかしながら中央の反射光測定センサ
１ｃは、雪の影響を受けにくいので、その出力データか
ら路面状態や車輌の移動速度を安定して判別することが
できる。

【００７６】したがって制御装置３は、各反射光測定セ
ンサ１ａ，１ｂ，１ｃ毎に得られた判別結果を照合し、
各判別結果が適合する場合には、それらを統合して最終
的な判別結果を出力する。一方、反射光測定センサ１
ａ，１ｂからの出力データ（またはいずれか一方でもよ
い）による移動速度ｖの計測値が急激に変化していると
き、中央の反射光測定センサ１ａからの出力データによ
る移動速度ｖの計測値が同様の変化状態を示していない
場合には、車輌５の周囲環境は吹雪であると判別され
る。この場合、中央の反射光測定センサ１ｃのみを用い
て路面状態の判別処理を続行するようにすれば、吹雪の
下での路面状態の危険度を明確に把握することができ
る。

【００７７】

【発明の効果】この発明は上記の如く、路面からの反射
光の空間周波数分により路面状態や車輌の移動速度を判
別する際に、車輌の移動速度が急激に変化したと判別さ
れたとき、その変化の原因を追究して車輌の周囲環境が
吹雪であるか否かを判別するようにしたので、吹雪時に
反射光の検知エリアに雪粒が流入して判別処理に誤動作
が生じた場合にも、速やかに対応することが可能とな
り、路面状態を正確に認識することができる。

【００７８】請求項２の発明では車輌周辺の空間におい
て、また請求項３の発明では反射光の受光エリアにおい
て、それぞれ雪の有無を検出して車輌の周囲環境が吹雪
であるか否かを判別するので、吹雪時に生じた誤動作を
的確に把握することができる。

【００７９】請求項４の発明では、反射光以外の計測対
象により計測された速度変化が判別された車輌の移動速
度の変化状態と同様であるか否かにより車輌の周囲環境
が吹雪であるか否かを判別するので、判別処理を簡単に
行うことができる。

【００８０】請求項５の発明では、車輌内に設けられた
加速度センサを用いることにより、車輌の移動速度の変
化の検出が可能となる。

【００８１】請求項６の発明では、反射光の空間周波数
分布の抽出結果から判別された車輌の移動速度は急激に
変化しているが、反射光以外の計測対象により計測され
た車輌の移動速度には急激な変化が見られないとき、車
輌の周囲環境が吹雪であると判別し、前記計測値を用い
て車輌の移動速度を補正するので、その補正された移動
速度から道路上の吹雪の区域を判別することができる。

【００８２】請求項７の発明では、路面からの反射光を
車輌の幅方向における複数位置で受光して、いずれか光
についての移動速度の判別結果が急激に変化したとき、
他の光についての判別結果との照合結果により車輌の周
囲が吹雪であるか否かを判別するので、雪粒の影響を受
けていない光による判別結果を路面状態の正確な判別結
果として認識することができる。

【００８３】請求項８の発明では、上記の路面状態判別
装置を車輌に搭載することにより、車輌を走行させなが
ら路面状態判別装置を誤動作なく使用して、道路上の各
位置における路面状態を的確に判別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる路面状態判別装置
を車輌に設置した例を示す説明図である。

【図２】反射光測定センサの詳細な構成を示す斜視図で
ある。

【図３】反射光測定センサの詳細な構成を示す側面図で
ある。

【図４】路面状態の種毎に得られた空間周波数特性を示
す説明図である。

【図５】雪検知センサの構成例を示す説明図である。

【図６】雪検知センサの他の構成例を示す説明図であ
る。

【図７】図６のセンサの雪検知動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図８】雪検知センサの他の構成例を示す説明図であ
る。

【図９】雪検知機能が付加された反射光処理装置の構成
を示す側面図である。

【図１０】図９の反射光測定センサを用いた路面状態判
別装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図１１】雪検知機能が付加された反射光処理装置の他
の構成を示す側面図である。

【図１２】図１１の反射光測定センサを用いた路面状態
判別装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図１３】図１２の各光源への駆動信号とフィルタから
の波形データの出力タイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図１４】路面状態の判別処理手順を示すフローチャー
トである。

【図１５】路面状態判別装置の他の構成例を示す説明図
である。

【図１６】路面状態の判別処理手順を示すフローチャー
トである。

【図１７】路面状態判別装置の他の構成例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 反射光測定センサ ２ 雪検知センサ ３ 制御装置 ４ 路面状態判別装置 ５ 車輌 ３０ 受光系 ４０ 光源 ４５ 加速度センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 28/16 Ｂ６０Ｋ 28/16 (56)参考文献 特開 平６−186329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−235754（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−109747（ＪＰ，Ａ) 特許2697307（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 3/36 G01N 21/47 G01W 1/00 G01W 1/14 B60G 23/00 B60K 28/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行する車輌から路面に向かって光を照
   射する投光手段と、 路面からの反射光を受光する受光手段と、 前記受光手段により受光された反射光に基づいて路面の
   空間周波数分布を抽出して、走行路の路面状態および車
   輌の移動速度を判別する判別手段と、 前記判別手段が車輌の移動速度が急激に変化したと判別
   したとき、その変化の原因を追求して車輌の周囲環境が
   吹雪であるか否かを判別する第２の判別手段とを備えて
   成る路面状態判別装置。
2. 【請求項２】 前記第２の判別手段は、車輌周辺の空間
   において雪の有無を検出する検出手段を含み、この検出
   手段により雪が検出されたとき車輌の周囲環境が吹雪で
   あると判別する請求項１に記載された路面状態判別装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２の判別手段は、前記受光手段の
   受光エリアにおいて雪の有無を検出する検出手段を含
   み、この検出手段により雪が検出されたとき車輌の周囲
   環境が吹雪であると判別する請求項１に記載された路面
   状態判別装置。
4. 【請求項４】 前記第２の判別手段は、前記反射光以外
   の計測対象を用いて車輌の速度変化を検出する検出手段
   を含み、この検出手段により車輌の移動速度が急激に変
   化していないことが検出されたとき車輌の周囲環境が吹
   雪であると判別する請求項１に記載された路面状態判別
   装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記車輌内に設けられ
   た加速度センサを用いて車輌の速度変化を検出する請求
   項４に記載された路面状態判別装置。
6. 【請求項６】 走行する車輌から路面に向かって光を照
   射する投光手段と、 路面からの反射光を受光する受光手段と、 前記受光手段により受光された反射光に基づいて路面の
   空間周波数分布を抽出して、走行路の路面状態および車
   輌の移動速度を判別する判別手段と、 前記反射光以外の計測対象を用いて車輌の移動速度を計
   測する計測手段と、 前記判別手段が車輌の移動速度が急激に変化したと判別
   したとき、この速度変化を前記計測手段の計測値の変化
   度合いと照合して、車輌の周囲環境が吹雪であるか否か
   を判別する第２の判別手段と、 前記第２の判別手段により車輌の周囲環境が吹雪である
   と判別されたとき、前記計測手段による計測値を用いて
   車輌の移動速度を補正する速度補正手段とを備えて成る
   路面状態判別装置。
7. 【請求項７】 走行する車輌から路面に向かって光を照
   射する投光手段と、路面からの反射光を、車輌の幅方向
   における複数位置で抽出するための複数個の受光手段
   と、 各受光手段により受光された光について、それぞれ個別
   に空間周波数分布を抽出し、走行路の路面状態および車
   輌の移動速度を光毎に判別する判別手段と、 いずれか光についての車輌の移動速度の判別結果が急激
   に変化したとき、この判別結果を他の光についての判別
   結果と照合して、車輌の周囲環境が吹雪であるか否かを
   判別する第２の判別手段とを備えて成る路面状態判別装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載された路
   面状態判別装置が搭載されて成る車輌。