JP6206915B2 - 模擬視界シミュレーション装置 - Google Patents
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Description
これらの規格では、センサの検出能力や耐久性等とともに、周囲温度や湿度、電気的ならびに機械的妨害、外乱光に対する光干渉、センサの光学窓の汚染妨害などについて、その要求事項と試験方法について記載されている。規格に準拠したセンサは、規定の環境にさらされても、正常運転を続けること、あるいは、危険側故障を起こさないことが求められている。
そのため、模擬降雪装置を利用して、試験空間内に、悪天候下での視界を再現できる人工降雨装置・人工降雪装置等を利用することが現実的である。
そこで、擬似雪片を使用して、試験空間の天井部に沿うように複数の排出パイプを設置し、各パイプに擬似雪片噴出口を開口させ、天井部全体から圧縮空気とともに擬似雪片を噴出させることが考えられる。
より具体的には、本発明の模擬視界シミュレーション装置は、試験空間内に擬似雪片を降下させ、センサによる物体の判別性能を評価するため、あるいは、悪天候による視程低下を模擬的に再現するための模擬視界シミュレーション装置であって、前記試験空間の底部に設けた擬似雪片貯留部から、前記擬似雪片を空気流とともに吸い込む吸引パイプと、前記吸引パイプの末端に接続され、前記試験空間の天井面に沿って配置された排出パイプと、前記排出パイプの末端に接続され、その入口端から出口端に到るまで、内面に複数本の螺旋状フィンが円周方向に均等に形成された擬似雪片旋回部と、前記螺旋状フィンと同数のチューブからなるチューブ体とを備え、前記チューブの入口端のそれぞれは、前記擬似雪片旋回部において、隣り合う螺旋状フィン間で均等に分配された前記擬似雪片を取り込むよう、前記擬似雪片旋回部の出口端に正対向するよう配置され、前記チューブのそれぞれは、取り込んだ擬似雪片が、前記試験空間内において均一に降下するよう、その先端に設けられた噴出口の向きが選定されている。
しかも、試験室の天井部に排出パイプを1本設けるだけで、1基のエアコンプレッサーにより試験片の周辺に擬似雪片を均等に降下させることが可能となるので、試験設備の低コスト化が可能になる。
一般的には、3mの距離で人間の存在を認識できれば、安全が確保されるとしていることから、この模擬降雪装置は、図1に示すように、幅4m、奥行き1m、高さ1.5mの試験室1の内部に、側壁から1mのところに、人間を模した試験片2を設置し、擬似雪片噴射部3から擬似雪片4を降雪させた状態で、3m離れた窓5から、ロボット等に搭載されるセンサ6により、試験片2の存在を確実に視認できるか否かを試験する。なお、センサ6としては、CCDカメラ、ステレオカメラ、レーザー測距装置、赤外線測距装置など様々なものが含まれる。
なお、本実施例では、ステンレスフレームに、ビニールシートで天井面、側壁を覆うことで試験室1を製作した。
図1に示すような試験空間の床面には、逆裁頭円錐形の擬似雪片貯留部7が設けられ、擬似雪片4が貯留されている。擬似雪片貯留部7の中央部には、貯留した擬似雪片4の直上面に位置するよう、吸引パイプ8の先端が配置されている。吸引パイプ8の外周には、圧縮空気噴出部9が設けられており、吸引パイプ8の内部において、エアコンプレッサー10からの圧縮空気を上方に向けて噴出するようにしている。なお、エアコンプレッサー10は、ボールバルブなどの風量調節機能、圧力調節機能を備えたもので、シミュレーションを行う視界条件に応じて擬似雪片4の噴出量を調整できるようになっている。
擬似雪片噴射部3は、図3に示すような、ラッパ状に拡開する円筒状の擬似雪片旋回部12を備えており、その拡開側端部(図3において上方)に形成した嵌合部13に、天井面に沿ってその中央部付近まで延設された排出パイプ11の末端が結合されている。擬似雪片旋回部12の内周面には、嵌合部13の下方から徐々に縮径する基端部20(図3において下方)に向けて、所定の高さを有する、螺旋状のフィン14が内周面に設けられている。
図2に示したように、エアコンプレッサー10により、擬似雪片貯留部7に貯留された擬似雪片4は、吸引パイプ8の末端から吸い込まれる。その後、試験空間の天井部に到り、排出パイプ11を経て、擬似雪片旋回部12に導入される。
擬似雪片4は、その自重により、排出パイプ11の内部において、下方を流れることになるが、擬似雪片旋回部12内周に形成された螺旋状のフィン14によりその下流側(図2において下方側)に向けて、強力な旋回流が形成されることになる。
この旋回流により擬似雪片4に遠心力が作用するが、擬似雪片旋回部12の内周面が徐々に縮径しているため、基端部20に到るまでに、隣り合うフィン14の間に均等に分散されることになる。
その結果、各チューブ17の下端に形成されるリブ19に到るまでに、擬似雪片4が均等に分配され、各チューブ17にほぼ同数の擬似雪片4が導入されるので、各チューブ17の先端に設けられた噴出口から、試験室1内の試験片周辺に同数の擬似雪片4が噴出されることになる。
また、各チューブ17の先端の噴出口の形状によっても、擬似雪片4の空間内における降下密度を調整することが可能である。
また、雨天、降雪、濃霧等、実施の気象条件に応じて、それぞれの視界条件が再現できるよう、予め、実験結果を比較し、エアコンプレッサー10の風量や、使用する擬似雪片などを選択できるよう、対応マップを作成することが好ましい。
2 試験片
3 擬似雪片噴射部
4 擬似雪片
5 窓
6 センサ
7 擬似雪片貯留部
8 吸引パイプ
9 圧縮空気噴出部
10 エアコンプレッサー
11 排出パイプ
12 擬似雪片旋回部
13 排出パイプとの嵌合部
14 螺旋状のフィン
15 ノズル部
16 ノズル部の基端部
17 チューブ
18 チューブ体
19 リブ
20 擬似雪片旋回部の基端部
Claims (4)
- 試験空間内に擬似雪片を降下させ、センサによる物体の判別性能を評価するため、あるいは、悪天候による視程低下を模擬的に再現するための模擬視界シミュレーション装置であって、
前記試験空間の底部に設けた擬似雪片貯留部から、前記擬似雪片を空気流とともに吸い込む吸引パイプと、
前記吸引パイプの末端に接続され、前記試験空間の天井面に沿って配置された排出パイプと、
前記排出パイプの末端に接続され、その入口端から出口端に到るまで、内面に複数本の螺旋状フィンが円周方向に均等に形成された擬似雪片旋回部と、
前記螺旋状フィンと同数のチューブからなるチューブ体とを備え、
前記チューブの入口端のそれぞれは、前記擬似雪片旋回部において、隣り合う螺旋状フィン間で均等に分配された前記擬似雪片を取り込むよう、前記擬似雪片旋回部の出口端に正対向するよう配置され、
前記チューブのそれぞれは、取り込んだ擬似雪片が、前記試験空間内において均一に降下するよう、その先端に設けられた噴出口の向きが選定されていることを特徴とする模擬視界シミュレーション用装置。 - 前記擬似雪片旋回部は、前記排出パイプ末端との接続部から前記出口端に向けて、徐々に内径が縮径する逆裁頭円錐形であることを特徴とする請求項1に記載の模擬視界シミュレーション用装置。
- 前記チューブ体は、その基端部に放射状のリブを備えており、前記チューブが前記リブから前記噴出口に向けて延出するよう一体成形されたものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された模擬視界シミュレーション装置。
- 前記リブが、前記螺旋状フィンの末端と整合するよう配置されていることを特徴とする請求項3に記載された模擬視界シミュレーション装置。
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