JP4224618B2 - 路面状態判定装置および路面状態判定方法 - Google Patents
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Description
また、路面に敷設し、湿潤の計測を光ファイバのように直接に計測を行う従来の路面状態判定装置にあっては、路面の濡れと温度を検出する精度は高いが、凍結の判定は温度に依存し、0℃未満か否かで凍結を予測するものでしかない(例えば、特許文献2参照)。
すなわち、必ずしも実体のある路面状態判定装置に限らず、路面状態判定方法としても有効であることに相違はない。
また、本発明は、路面に照射した電波に対する複素比誘電率に基づく水と氷の顕著な反射特性の相違に着目して水または氷を判別することから、水と氷を正確に判別し、特に、受信した電波の変化を、照射した電波の強度に対する受信した電波の比である電波の減衰量として求め、予め記憶した減衰量に対する基準値と比較し、あるいは、受信した電波の強度として求め予め記憶した受信強度に対する基準値と比較することにより、路面状態を精度よく判別することができるものである。
さらに、複数の周波数に対する電波の変化を基準値と比較することにより判定精度を向上させることができるものである。
(1)路面状態判定装置の構成:
(2)まとめ:
図1は、本発明にかかる路面状態判定装置の設置状態を示した設置外観図である。同図において、路面状態判定装置10は、光学式カメラ20と、送信アンテナ30と、受信アンテナ40と、コントローラ50とを備え、コントローラ50は光学式カメラ20が撮像した画像を入力するとともに、送信アンテナ30によって所定周波数の電波を照射させたり、受信アンテナ40にて受信された電波を入力する。ここで、光学式カメラ20は道路C上の所定領域である路面Rの視野像を所定角度で撮像可能に道路C脇に立設された支柱A1に配設されている。一方、送信アンテナ30は、送信面を下方に向けて設置され路面Rに向けて略垂直に電波を照射可能に支柱A1,A2を相互に連結する支持部材Bに配設されている。また、受信アンテナ40は、送信アンテナ30に隣接して受信面を下方に向けて設置され路面Rに向けて照射されるとともに反射した電波を受信可能に配設されている。
同図において、最初に、CPU51は制御プログラム記憶部7に記憶した所定の制御プログラムに従い光学式カメラ20を作動させて路面Rを撮像する。そして、第1路面状態判別部53を動作させることにより、上述した手法によって路面Rが湿潤状態であるか、乾燥状態であるかを判別する(ステップS1)。この第1路面状態判別部53による判別にて路面Rが湿潤状態と判別された場合は(ステップS2)、第2路面状態判別部54による判別に移行する(ステップS3)。
さらに、第1路面状態判別手段で乾燥状態を判別し、第2路面状態判別手段で凍結/乾燥状態を判別した場合に、乾燥状態と判定することで乾燥に対する一層の精度向上を図ることも可能である。
このように、湿潤状態と乾燥状態を計測することが可能な従来の路面状態判別手段と、電波式による路面状態判別手段とを組み合わせることにより、従来の路面状態判別手段によって湿潤状態と判別され、さらに電波式による路面状態判別手段によって凍結/乾燥状態と判別されることによって凍結状態と濡れ状態を確実に区別することができるとともに、従来の路面状態判別手段によって乾燥状態を判別することができる。以上により光学式などによる路面状態判別手段と、電波式による路面状態判別手段とを組み合わせることにより、凍結状態と濡れ状態および乾燥状態を正確に判別することが可能となる。
20…光学式カメラ
21…ハーフミラーボックス
22…ミラー
23…垂直偏光フィルタ
24…水平偏光フィルタ
25…CCD
26…CCD
27…AD変換器
30…送信アンテナ
40…受信アンテナ
50…コントローラ
51…CPU
52…制御プログラム記憶部
53…第1路面状態判別部
53b…メモリ
53c…偏光比強度算出部
53d…判別部
54…第2路面状態判別部
54a…基準データ記憶部
54b…送受信変化量算出部
54c…判別部
54d…受信強度計測部
55…送信部
55a…発振器
56…受信部
56a…検波器
57…路面状態判定部
58…インターフェース
Claims (6)
- 路面の乾燥と湿潤に対応して変化する所定のパラメータに基づいて、同路面の湿潤状態(水または氷が存在する状態)と、乾燥状態(水または氷が存在しない状態)を判別する第1路面状態判別手段と、
上記路面に向けて氷に対して水の複素比誘電率が大きく変化する1GHz〜100GHzの周波数域の複数の周波数の電波を照射するとともに同路面にて反射した各電波を入力し、同照射した複数の周波数の電波に対する入力した各電波の変化を算出し、同算出した各電波の変化を氷と水を区別する基準値と比較することにより、同路面の凍結/乾燥状態(氷または乾燥が存在する状態)を判別する第2路面状態判別手段と、
上記第1路面状態判別手段にて上記路面の湿潤状態が判別されるとともに、第2路面状態判別手段にて凍結/乾燥状態が判別された場合、同路面を凍結状態(氷が存在する状態)と判定する路面状態判定手段とを具備することを特徴とする路面状態判定装置。 - 上記路面状態判定手段は、上記第1路面状態判別手段にて上記路面の湿潤状態(水または氷が存在する状態)が判別され、上記第2路面状態判別手段にて同路面の、濡れ状態(水が存在する状態)が判別された場合、同路面を濡れ状態(水が存在する状態)と判定することを特徴とする上記請求項1に記載の路面状態判定装置。
- 上記第2路面状態判別手段は、上記電波の変化を、上記照射した電波の強度に対する上記入力した電波の強度の比である電波の減衰量として算出し、予め記憶した減衰量に対する基準値と、同算出した減衰量とを比較することにより上記判別を行うことを特徴とする上記請求項1または請求項2のいずれかに記載の路面状態判定装置。
- 上記第2路面状態判別手段は、上記電波の変化を、上記入力した電波の強度として算出し、予め記憶した入力強度に対する基準値と、同算出した強度とを比較することにより上記の判別を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の路面状態判定装置。
- 上記第2路面状態判別手段は、上記電波の変化を、入力した二つの周波数における電波の減衰量の変化として算出し、予め記憶した減衰量の変化に対する基準値と、同算出した減衰量の変化とを比較することにより上記の判別を行うことを特徴とする上記請求項1又は請求項2のいずれかに記載の路面状態判定装置。
- 路面の凍結状態(氷が存在する状態)を判定する路面状態判定方法であって、
路面の乾燥と湿潤に対応して変化する所定のパラメータに基づいて、同路面の湿潤状態(水または氷が存在する状態)と、乾燥状態(水または氷が存在しない状態)を判別する第1路面状態判別工程と、
上記路面に向けて氷に対して水の複素比誘電率が大きく変化する1GHz〜100GHzの周波数域の複数の周波数の電波を照射するとともに同路面にて反射した各電波を入力し、同照射した複数の周波数の電波に対する入力した各電波の変化を算出し、同算出した各電波の変化を氷と水を区別する基準値と比較することにより、同路面の凍結/乾燥状態(氷または乾燥が存在する状態)を判別する第2路面状態判別工程と、
上記第1路面状態判別工程にて上記路面の湿潤状態が判別されるとともに、上記第2路面状態判別工程にて同路面の凍結/乾燥状態が判別された場合、同路面を凍結状態(氷が存在する状態)と判定する路面状態判定工程とを具備することを特徴とする路面状態判定方法。
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