JP7266192B2 - 路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システム - Google Patents

Description

本開示は、路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システムに関する。

例えば、特許文献１には、路面状態に関与する物体からの赤外線を受光可能な２つの受光部と、２つの受光部から得られた受光レベルを用いて路面状態を判定する路面判定部とを備える路面状態検知装置が開示されている。

特開２００８－１２８９４５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、路面状態を広範囲に検出することが困難である。

そこで、本開示は、路面状態を広範囲に検出可能な路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の一態様に係る路面状態推定装置は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出するための第一センサ部と、第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部と、第一センサ部の検出結果と、第二センサ部の検出結果とから、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、処理部及び外部機器と通信する通信部とを備え、処理部は、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

また、本開示の一態様に係る処理機器は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出するための第一センサ部の検出結果及び第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部の検出結果を受信する第一通信部と、第一通信部で受信した第一センサ部の検出結果と、第二センサ部の検出結果とに基づき、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、処理部の推定結果を外部機器に通信する第二通信部とを備え、処理部は、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

また、本開示の一態様に係る路面状態推定システムは、上記路面状態推定装置と、路面状態推定装置から出力された処理部の推定結果に基づく制御を実行する外部機器とを備える。

また、本開示の一態様に係る路面状態推定システムは、上記処理機器と、処理機器から出力された処理部の推定結果に基づく制御を実行する外部機器とを備える。

本開示によれば、路面状態を広範囲に検出可能な路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システムを提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る路面状態推定システムの概要を示す模式図である。 図２は、実施の形態１に係る路面状態推定システムの最小構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る路面状態推定装置の設置状態を示す概略図である。 図４は、実施の形態１に係る第二センサ部の概略構成を示す平面図である。 図５は、実施の形態１に係る第二センサ部の検出範囲を示す斜視図である。 図６は、実施の形態１に係るデータパターンの一例を示すイメージ図である。 図７は、実施の形態１に係る路面状態の変化による路面温度の時間的な温度変化の一例を示すイメージ図である。 図８は、実施の形態１に係る路面温度の変化率に基づく路面状態の変化を示すイメージ図である。 図９は、実施の形態２に係る路面状態推定システムの最小構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態３に係る路面状態推定システムの最小構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態４に係る路面状態推定システムの最小構成を示すブロック図である。

（本開示の概要）
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る路面状態推定装置は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出する第一センサ部と、第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部と、第一センサ部の検出結果と、第二センサ部との検出結果から、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、処理部及び外部機器と通信する通信部とを備え、処理部は、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る処理機器は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出する第一センサ部の検出結果及び第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部の検出結果を受信する第一通信部と、第一通信部で受信した第一センサ部の検出結果と、第二センサ部の検出結果とに基づき、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、処理部の推定結果を外部機器に通信する第二通信部とを備え、処理部は、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

これらによれば、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部の検出結果とに基づいて、処理部が第二位置の路面状態を推定する。つまり、第二位置における第一センサ部の検出結果がなくとも、処理部は、第二位置の路面状態を推定することができる。このため、第一センサ部の検出範囲が第二センサ部の検出範囲よりも小さくとも、第二位置の路面状態を検出することができるので、第一センサ部の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

本開示の一態様に係る路面状態推定システムは、上記の路面状態推定装置または処理機器と、路面状態推定装置または処理機器から出力された処理部の推定結果に基づく制御を実行する外部機器とを備えている。

これによれば、処理部の推定結果に基づく制御を実行する外部機器を備えた路面状態推定システムにおいても、第一センサ部の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

また、第二センサ部は、全体として、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子を有する。

これによれば、第二センサ部が複数の検出素子を有しており、各検出素子が、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光するので、一括して複数の位置の温度を検出することができる。複数の位置の温度を一括して検出できれば、各位置の路面状態の推定も高速化することができる。

また、通信部は、路面状態の推定に寄与する補助情報を取得し、処理部は、通信部が取得した補助情報を用いて、第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、処理部は、通信部が取得した補助情報を用いて第二位置の路面状態を推定する。これにより、補助情報を考慮して、処理部が第二位置の路面状態を推定することができるので、当該第二位置の路面状態の推定の精度を高めることができる。

また、処理部は、第二センサが検出した第二位置の温度変化に基づいて、当該第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、処理部が第二位置の温度変化に基づいて当該第二位置の路面状態を推定するので、路面状態の変化をより確実に推定することができる。

また、路面状態推定装置または処理機器は、検出範囲を撮影するカメラを有し、処理部は、カメラが撮影した検出範囲の画像に基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、カメラが撮影した検出範囲の画像に基づいて、処理部が第二位置の路面状態を推定するので、検出範囲の画像を考慮して、処理部が第二位置の路面状態を推定することができるので、当該第二位置の路面状態の推定の精度を高めることができる。

なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータで読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体で実現されても良く、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置、接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同じ構成要素については同じ符号を付しており、重複する説明を省略又は簡略化する場合もある。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る路面状態推定システム１０の概要を示す模式図である。

図１には、２台の移動体１Ａ及び１Ｂが、道路３を通行している様子を模式的に示している。道路３は、橋梁４上、及び、トンネルの出口５を通ってトンネルの内部へと続いている。移動体１Ａは、これから橋梁４を渡ろうとしており、移動体１Ｂは、トンネルの出口５から出てきたところである。

移動体１Ａ及び１Ｂは、具体的には、四輪自動車又は二輪車などの車両であり、道路３を走行している。なお、移動体１Ａ及び１Ｂの少なくとも一方は、ドローンと呼称される飛行体であってもよい。移動体１Ａ及び１Ｂは、情報センター２と無線で通信することで、情報の送信又は受信を行う。

道路３の路側帯には、道路３の路面状態を推定する路面状態推定装置１００が街灯２００を介して設置されている。路面状態推定装置１００は、情報センター２と無線で通信することで、情報の送信又は受信を行う。路面状態推定装置１００の詳細については、後述する。

図２は、実施の形態１に係る路面状態推定システム１０の最小構成を示すブロック図である。路面状態推定システム１０は、移動体１Ａ及び１Ｂと、路面状態推定装置１００と、情報センター２とを備えている。

情報センター２は、複数の路面状態推定装置１００から送信された情報を受信し、受信した情報を処理した後に、移動体１Ａ及び１Ｂに送信する。情報センター２は、例えば情報処理装置であり、第一通信部２１と、第二通信部２２と、制御部２３とを備えている。第一通信部２１は、例えば路面状態推定装置１００の通信部１４０と通信をする通信インタフェースである。第一通信部２１は、無線式であっても有線式であってもよい。第二通信部２２は、外部機器の一例である移動体１Ａ及び１Ｂと通信をする通信インタフェースである。第二通信部２２は無線式の通信インタフェースである。制御部２３は、例えばサーバなどのコンピュータであり、複数の路面状態推定装置１００から受信した各地点での路面状態を一括管理している。

次に、路面状態推定装置１００について詳細に説明する。図３は、実施の形態１に係る路面状態推定装置１００の設置状態を示す概略図である。図３に示すように、路面状態推定装置１００は、例えば路側帯に設けられた街灯２００の上部に設置されている。具体的には、路面状態推定装置１００は、街灯２００の灯具２０１の近傍に配置されている。

また、図２に示すように、路面状態推定装置１００は、第一センサ部１１０と、第二センサ部１２０と、処理部１３０と、通信部１４０とを備えている。

第一センサ部１１０は、道路３の路面上の第一位置に向けて第一赤外線（図３の線Ｌ参照）を照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出するための装置である。具体的には、第一センサ部１１０は、第一位置に向けて第一赤外線を照射する光源部１１１と、第一赤外線を起因とした、第一位置からの反射光を受光し、受光した反射光を電気信号に変換する受光部１１２とを有している。光源部１１１は、例えばＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）などである。受光部１１２は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、イメージセンサなどである。

第二センサ部１２０は、第一位置を含む検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する装置である。図４は、実施の形態１に係る第二センサ部１２０の概略構成を示す平面図である。図４に示すように、第二センサ部１２０は、矩形状の基台１２１と、基台１２１の主面に対してマトリクス状に配置された複数の検出素子１２２とを備えている。複数の検出素子１２２は、複数の位置のそれぞれが直接放出した第二赤外線を個別に受光し、受光した第二赤外線を電気信号に変換して出力する赤外線センサである。本実施の形態では、複数の検出素子１２２は、８行８列で配置されている場合を例示しているが、その設置個数及びレイアウトは如何様でもよい。例えば、複数の検出素子１２２は、１行Ｎ列またはＭ行１列で配置されていてもよいし、他の多角形状や円形状、多重環状に配置されていてもよい。

処理部１３０は、第一センサ部１１０の検出結果と、第二センサ部１２０の検出結果とから、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する。処理部１３０は、例えばコンピュータであり、第一センサ部１１０と第二センサ部１２０と電気的に接続されている。処理部１３０は、第一センサ部１１０の受光部１１２が出力した電気信号を、第一センサ部１１０の検出結果として受信する。また、処理部１３０は、第二センサ部１２０の各検出素子１２２が出力した電気信号を、第二センサ部１２０の検出結果として受信する。

ここで、処理部１３０で行われる路面状態の推定の手法について説明する。

走行の障害となる路面状態としては、車輪と路面との間の摩擦係数を低下させる路面の冠水、水たまり、凍結、積雪などの状態がある。例えば、路面の凍結に至る状況を考慮すると、次のようなプロセスがある。まず、路面に降雨又は降雪などによって水たまり又は積雪が生じる。残された水、又は、融雪によって生じた水は、路面温度の低下に伴い凍結する。

また、凍結、積雪、水たまりのいずれにおいても、その拡がりが、状態遷移の早さに影響する。拡がりとは、具体的には、凍結、積雪又は水たまりの範囲の面積又は検出方向の長さである。ここで、状態遷移とは、例えば、凍結から水たまりの状態への遷移、若しくは、この逆、又は、積雪から水たまりの状態への遷移、又は、積雪から凍結への遷移などのことである。したがって、路面状態を予測するには、過去の路面状態と、好ましくはその拡がりとを知ることが必要になる。

水分の検出技術としては、近赤外領域における二色分光を用いる方法がある。水は、７４０ｎｍ、９８０ｎｍ、１４５０ｎｍ、１９４０ｎｍ付近の波長に、光の吸収ピークを有する。二色分光では、まず、吸収ピーク近傍の光（以下、吸収光と称する）と、吸収ピーク近傍以外の光（以下、参照光と称する）とを路面に照射する。そして、路面による吸収光の散乱反射光と参照光の散乱反射光との強度比（＝吸収／参照）を所定の閾値と比較する。光源部１１１では、第一赤外線として、吸収光と参照光とを第一位置に向けて照射し、それら反射光を受光部１１２が受光する。これにより、受光部１１２では、吸収光に基づく電気信号と、参照光に基づく電気信号とが生成される。処理部１３０では、吸収光に基づく電気信号と、参照光に基づく電気信号とにより、強度比を求め、所定の閾値と比較する。

例えば、路面に水分が存在する場合、水分によって吸収光が吸収されて減衰するので、吸収光による散乱反射光の強度が小さくなる。路面に水分が存在しない場合、水分による減衰が抑制されるので、吸収光の散乱反射光の強度が大きくなる。なお、参照光の散乱反射光は、水分の有無には依存しない。このようにして、水分の有無を検出できる。具体的には、乾燥している路面での強度比を測定しておき、その測定値を所定の閾値として用いる。計測の対象路面における強度比が、所定の閾値を下回れば、路面が濡れていると分かる。

なお、波長の異なる吸収光を二つ、参照光を一つ用いて水分を検出することも可能である。この場合、一方の吸収光は水用となり、他方の吸収光は氷用となる。例えば、参照光としては、水にも氷にも吸収され難い波長０．９０５μｍの光を用い、一方の吸収光としては、水に吸収され易く（水の吸収ピーク）、氷に吸収され難い波長１．４２μｍの光を用い、他方の吸収光としては、水に吸収され難く、氷に吸収され易い（氷の吸収ピーク）波長１．５５μｍの光を用いる。

さらに、処理部１３０は、第一位置の温度を検出する。具体的には、処理部１３０は、第一位置に対応する検出素子１２２が出力した電気信号に基づいて、第一位置の温度を検出する。これにより、第一位置に水があり、かつ、路面温度が０℃未満であれば、路面が凍結していることが分かる。また、第一位置に水があり、かつ、路面温度が０℃以上であれば、路面上には水が存在していることが分かる。なお、ここでは凍結を判断するための基準として「０℃」を例示しているが、０℃以外の値を用いてもよい。

また、雪は強い散乱体である。このため、積雪がある路面による参照光の散乱反射光は、積雪がない路面による散乱反射光よりも、強い散乱反射を示す。したがって、乾燥路面による参照光の反射率を予め測定しておき、計測の対象路面による参照光の反射率が乾燥路面による参照光の反射率を上回れば、雪があることが分かる。

図５は、実施の形態１に係る第二センサ部１２０の検出範囲Ｒを示す斜視図である。検出範囲Ｒは、複数の検出素子１２２のレイアウトに対応した形状となっている。具体的には、検出範囲Ｒは、８行８列の格子状に区切られた領域であり、一つのマス目が一つの検出素子１２２に対応している。検出範囲Ｒにおいて、例えばマス目Ａは第一位置に対応し、マス目Ａとは別のマス目（マス目Ｘ、Ｙなど）は第二位置に対応する。

処理部１３０は、第二センサ部１２０の各検出素子１２２の検出結果に基づいて、第一位置（マス目Ａ）と、第二位置との温度を検出する。前述したように、第一位置においては、処理部１３０は、検出した温度と、第一センサ部１１０の検出結果とに基づいて、当該第一位置での路面状態（乾燥状態、ウェット状態、凍結状態、積雪状態）を推定している。なお、処理部１３０は、検出した温度と、第一センサ部１１０の検出結果とに基づいて、路面の摩擦係数を推定することも可能である。この推定した摩擦係数においても路面状態とすることができる。

一方、処理部１３０は、各第二位置においては、第一センサ部１１０の検出結果を取得していない。このため、処理部１３０は、推定した第一位置の路面状態と、各第二位置の温度とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。具体的には、処理部１３０は、第一位置の路面状態と、第二位置の温度との関係により、第二位置の路面状態を推定可能なデータパターンを予め記憶している。

図６は、実施の形態１に係るデータパターンＰ１の一例を示すイメージ図である。図６に示すように、縦軸は第二位置の温度を示している。また、図６中の領域Ｒ１１は、第一位置の路面状態が乾燥状態である場合の区分を示し、領域Ｒ１２は、第一位置の路面状態がウェット状態である場合の区分を示し、領域Ｒ１３は、第一位置の路面状態が凍結状態である場合の区分を示し、領域Ｒ１４は、第一位置の路面状態が積雪状態である場合の区分を示している。第二位置の温度が検出されると、処理部１３０は、当該温度上（図６中の線Ｌ１）であって、第一位置の路面状態に重なる区分に基づいて、第二位置の路面状態を推定する。具体的には、第二位置の温度である線Ｌ１では、全ての領域Ｒ１１～Ｒ１４に重なっているが、処理部１３０は、第一位置の路面状態が乾燥状態であると、線Ｌ１が領域Ｒ１１に重なっている部分を優先し、第二位置の路面状態を乾燥状態と推定する。また、処理部１３０は、第一位置の路面状態がウェット状態であると、線Ｌ１が領域Ｒ１２に重なっている部分を優先し、第二位置の路面状態を乾燥状態と推定する。処理部１３０は、第一位置の路面状態が凍結状態であると、線Ｌ１が領域Ｒ１３に重なっている部分を優先し、第二位置の路面状態を凍結状態と推定する。処理部１３０は、第一位置の路面状態が積雪状態であると、線Ｌ１が領域Ｒ１４に重なっている部分を優先し、第二位置の路面状態を積雪状態と推定する。

処理部１３０は、各第二位置に対応したデータパターンＰ１を複数記憶している。このため、処理部１３０は、各第二位置の温度と、第一位置の路面状態とを取得できれば、全ての第二位置の路面状態を推定することが可能である。

なお、処理部１３０は、各第二位置の温度を時系列で記憶し、その時間的な温度変化を第二位置の路面状態の推定に用いてもよい。図７は、実施の形態１に係る路面状態の変化による路面温度の時間的な温度変化の一例を示すイメージ図である。図７では、縦軸が路面温度を示し、横軸が時間を示している。図７に示すように、路面状態が乾燥状態からウェット状態に変化する際には、第二位置の温度が急峻に低下していることが分かる。また、路面状態がウェット状態から乾燥状態に変化する際には、第二位置の温度が急峻に上昇していることが分かる。この温度変化（微分値）を抽出することで、第二位置の路面状態の変化を推定することが可能である。

図８は、実施の形態１に係る路面温度の変化率に基づく路面状態の変化を示すイメージ図である。図８に示すように、単位時間あたりの路面温度の変化率がプラス側で最も大きいのはウェット状態から乾燥状態への変化である。次に大きいのは積雪状態からウェット状態への変化であり、最も小さいのは凍結状態からウェット状態への変化である。一方、単位時間あたりの路面温度の変化率がマイナス側で最も大きい（絶対値が大きい）のは乾燥状態からウェット状態への変化である。次に大きいのは乾燥状態から積雪状態への変化であり、最も小さいのはウェット状態から凍結状態への変化である。このような関係性を元にして、処理部１３０は、第二位置の路面状態の変化を推定することが可能である。

図２に示すように、通信部１４０は、処理部１３０及び外部機器と通信する通信インタフェースである。通信部１４０は、無線式であっても有線式であってもよい。通信部１４０は、外部機器の一つである情報センター２の第一通信部２１に対して、処理部１３０で推定した推定結果（第一位置及び各第二位置の路面状態）を出力する。

情報センター２では、第一通信部２１で受信した推定結果を、制御部２３の制御に基づいて第二通信部２２が移動体１Ａ及び１Ｂに対して送信する。移動体１Ａ及び１Ｂは、受信した推定結果に基づく制御を実行する。具体的には、移動体１Ａ及び１Ｂは、推定結果を自動運転の制御に用いる場合、推定結果を自動運転の制御に反映させることで、推定した路面状態に適した自動運転を実行することが可能である。

また、情報センター２では、第一通信部２１で受信した推定結果に基づいて、制御部２３が、移動体１Ａ及び１Ｂに対して負担の少ない移動経路候補を作成してもよい。作成された移動経路候補は、第二通信部２２から移動体１Ａ及び１Ｂに送信される。移動体１Ａ及び１Ｂでは、カーナビなどの表示部に移動経路候補が表示されるので、乗員はその移動経路候補を選択することが可能となる。なお、移動体１Ａ及び１Ｂに備わる自動運転装置が、自動的に移動経路候補を選択してもよい。

また、情報センター２が推定結果を送信する外部機器は、移動体１Ａ及び１Ｂ以外の機器であってもよい。その他の機器としては、電子看板、自動二輪車、サイクルコンピュータ、スマートフォン、ＰＣなどが挙げられる。その他の機器は、推定結果に基づく制御を実行することで、各機器に適するように路面状態を活用することが可能である。推定結果に基づく制御としては、例えば推定結果を表示する表示処理が挙げられる。これにより、路面状態を報知することができる。路面状態に応じた警告報知も可能である。

（効果など）
以上のように、本実施の形態に係る路面状態推定装置１００は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出する第一センサ部１１０と、第一位置を含む検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部１２０と、第一センサ部１１０の検出結果と、第二センサ部１２０との検出結果から、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部１３０と、処理部１３０及び外部機器（情報センター２）と通信する通信部１４０とを備え、処理部１３０は、第一位置に対する第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部１２０の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、第一位置に対する第一センサ部１１０の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部１２０の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部１２０の検出結果とに基づいて、処理部１３０が第二位置の路面状態を推定する。つまり、第二位置における第一センサ部１１０の検出結果がなくとも、処理部１３０は、第二位置の路面状態を推定することができる。このため、第一センサ部１１０の検出範囲が第二センサ部１２０の検出範囲Ｒよりも小さくとも、第二位置の路面状態を検出することができるので、第一センサ部１１０の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。これにより検出範囲の小さい第一赤外線を出力する第一センサ部１１０、つまり低出力な第一センサ部１１０を採用したとしても、広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

また、本実施の形態に係る路面状態推定システム１０は、上記の路面状態推定装置１００と、路面状態推定装置１００から出力された処理部１３０の推定結果に基づく制御を実行する外部機器（移動体１Ａ及び１Ｂ）とを備えている。

これによれば、処理部１３０の推定結果に基づく制御を実行する外部機器を備えた路面状態推定システム１０においても、第一センサ部１１０の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

また、第二センサ部１２０は、全体として、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子１２２を有する。

これによれば、第二センサ部１２０が複数の検出素子１２２を有しており、各検出素子１２２が、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光するので、一括して複数の位置の温度を検出することができる。複数の位置の温度を一括して検出できれば、各位置の路面状態の推定も高速化することができる。

また、処理部１３０は、第二センサ部１２０が検出した第二位置の温度変化に基づいて、当該第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、処理部１３０が第二位置の温度変化に基づいて当該第二位置の路面状態を推定するので、路面状態の変化をより確実に推定することができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。なお、以降の説明においては、上記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図９は、実施の形態２に係る路面状態推定システム１０Ａの最小構成を示すブロック図である。図９に示すように、実施の形態２に係る路面状態推定システム１０Ａの路面状態推定装置１００Ａは、カメラ１５０を備えている点で、上記実施の形態と異なる。カメラ１５０は、その撮影範囲内に検出範囲Ｒの全体が含まれる姿勢で、街灯２００に対して配置されている。これにより、カメラ１５０は、検出範囲Ｒの画像を撮影することができる。カメラ１５０は、処理部１３０に対して電気的に接続されており、撮影した画像を処理部１３０に対して出力する。処理部１３０は、カメラ１５０が撮影した検出範囲の画像に基づいて、第二位置の路面状態を推定する。具体的には、処理部１３０は、推定した第一位置の路面状態と、各第二位置の温度とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する際に、検出範囲の画像も反映させて推定する。例えば、処理部１３０は、検出範囲の画像に対し画像処理を施すことで、検出範囲全体の大まかな路面状態を予測しており、この予測結果を推定に反映させる。

このように、路面状態推定装置１００Ａは、検出範囲Ｒを撮影するカメラ１５０を有し、処理部１３０は、カメラ１５０が撮影した検出範囲Ｒの画像に基づいて、第二位置の路面状態を推定する。このため、処理部１３０が、実際の検出範囲の画像を考慮して第二位置の路面状態を推定することができるので、当該第二位置の路面状態の推定の精度を高めることができる。

なお、第一位置の路面状態の推定にも、検出範囲の画像を反映させることも可能である。これにより、第一位置においても、路面状態の推定の精度をより高めることができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。図１０は、実施の形態３に係る路面状態推定システム１０Ｂの最小構成を示すブロック図である。図１０に示すように、実施の形態３に係る路面状態推定システム１０Ｂの路面状態推定装置１００Ｂは、通信部１４０ｂが気象センター３００と通信する点で、上記実施の形態と異なる。

通信部１４０ｂは、路面状態推定装置１００Ｂの設置された地域の気象情報を気象センター３００から取得する。処理部１３０は、通信部１４０ｂで取得した当該地域の気象情報を用いて、第二位置の路面状態を推定する。つまり、処理部１３０は、気象情報により当該地域の天候を認識し、その天候を第二位置の路面状態の推定に反映させることとなる。

気象情報は、晴れ、曇り、雨、雪、霧などの天候を示す情報である。気象情報は、天候だけでなく、気温、降水量、降雪量、風向、日照時間、湿度及び気圧の少なくとも１つが含まれてもよい。また、気象情報には、露点温度、蒸気圧、雲量、全天日射量などが含まれてもよい。なお、現在より後の気象情報は、気象予報に基づく天候の予測情報である。現在より後の気象情報を路面状態の推定に反映させれば、将来の路面状態を推定することができる。

このように、通信部１４０ｂは、路面状態推定装置１００Ｂの設置された地域の気象情報を取得し、処理部１３０は、通信部１４０ｂが取得した気象情報を用いて、第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、処理部１３０は、通信部１４０ｂが取得した気象情報を用いて第二位置の路面状態を推定する。これにより、第二位置の路面状態の推定には、路面状態推定装置１００Ｂが設置された地域の気象情報が反映されるので、より推定の精度を高めることができる。

なお、ここでは、路面状態の推定に寄与する補助情報の一例として気象情報を例示した。補助情報は、路面状態の推定に寄与する情報であれば如何様でもよい。例えば、移動体１Ａ及び１Ｂから取得した移動体情報を補助情報とすることも可能である。具体的には、移動体情報の一つとしては、移動体１Ａ及び１Ｂに備わるワイパーの駆動情報と当該移動体１Ａ及び１Ｂの位置情報が挙げられる。ワイパーが駆動している際には、その移動体１Ａ及び１Ｂが存在する地域が雨天である可能性が高い。このワイパーの駆動情報と、位置情報とを補助情報として処理部１３０が取得すれば、処理部１３０は、そのワイパーの駆動情報に紐付けられた位置情報から、路面状態推定装置１００Ｂが存在する地域でのワイパーの駆動情報を抽出することができる。処理部１３０は、抽出したワイパーの駆動情報に基づいて、路面状態推定装置１００Ｂが存在する地域の天候を判断し、その判断結果を、第二位置の路面状態を推定に反映する。

例えば、情報センター２の制御部２３に蓄積された推定結果の履歴を補助情報として用いることも可能である。推定結果の履歴を用いることで、過去の傾向を考慮して第二位置の路面状態を推定することが可能である。

なお、第一位置の路面状態の推定にも、補助情報を反映させることも可能である。これにより、第一位置においても、路面状態の推定の精度をより高めることができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４では、路面状態の推定を情報センター２Ｄで実行する点で上記実施の形態と異なる。なお、情報センター２Ｄは、本開示に係る処理機器の一例である。

図１１は、実施の形態４に係る路面状態推定システム１０Ｃの最小構成を示すブロック図である。図１１に示すように、実施の形態４に係る路面状態推定システム１０Ｃは、移動体１Ａ及び１Ｂと、検出器５０と、情報センター２とを備えている。

検出器５０は、実施の形態１に係る路面状態推定装置１００に対応する機器であるが、処理部１３０を有していない点で異なる。つまり、検出器５０では、路面状態の推定は実行しない。具体的には、検出器５０は、第一センサ部１１０と、第二センサ部１２０と、通信部１４０とを備えている。通信部１４０は、第一センサ部１１０の検出結果と、第二センサ部１２０の検出結果を情報センター２の第一通信部２１に対して送信する。

情報センター２では、制御部２３が本開示に係る処理部として機能する。具体的には、制御部２３は、第一通信部２１で受信した第一センサ部１１０の検出結果と、第二センサ部１２０の検出結果とに基づき、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する。推定の方法は、実施の形態１に係る処理部１３０での推定と同様である。第二通信部２２は、制御部２３の推定結果を、外部機器の一例である移動体１Ａ及びＩＢに通信する。

本実施の形態に係る情報センター２（処理機器）は、第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで第一位置の路面状態を検出するための第一センサ部１１０の検出結果及び第一位置を含む検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部１２０の検出結果を受信する第一通信部２１と、第一通信部２１で受信した第一センサ部１１０の検出結果と、第二センサ部１２０の検出結果とに基づき、複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する制御部２３（処理部）と、制御部２３の推定結果を外部機器（移動体１Ａ及び１Ｂ）に通信する第二通信部２２とを備え、制御部２３は、第一位置に対する第一センサ部１１０の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部１２０の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部１２０の検出結果とに基づいて、第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、第一位置に対する第一センサ部１１０の検出結果と、当該第一位置に対する第二センサ部１２０の検出結果と、複数の位置のうち、第一位置とは異なる第二位置に対する第二センサ部１２０の検出結果とに基づいて、制御部２３が第二位置の路面状態を推定する。つまり、第二位置における第一センサ部１１０の検出結果がなくとも、制御部２３は、第二位置の路面状態を推定することができる。このため、第一センサ部１１０の検出範囲が第二センサ部１２０の検出範囲Ｒよりも小さくとも、第二位置の路面状態を検出することができるので、第一センサ部１１０の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。これにより検出範囲の小さい第一赤外線を出力する第一センサ部１１０、つまり低出力な第一センサ部１１０を採用したとしても、広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

また、本実施の形態に係る路面状態推定システム１０Ｃは、上記の情報センター２と、情報センター２から出力された制御部２３の推定結果に基づく制御を実行する外部機器（移動体１Ａ及び１Ｂ）とを備えている。

これによれば、制御部２３の推定結果に基づく制御を実行する外部機器を備えた路面状態推定システム１０Ｃにおいても、第一センサ部１１０の検出範囲よりも広範囲に路面状態を検出することが可能となる。

また、第二センサ部１２０は、全体として、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子１２２を有する。

これによれば、第二センサ部１２０が複数の検出素子１２２を有しており、各検出素子１２２が、複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光するので、一括して複数の位置の温度を検出することができる。複数の位置の温度を一括して検出できれば、各位置の路面状態の推定も高速化することができる。

また、制御部２３は、第二センサ部１２０が検出した第二位置の温度変化に基づいて、当該第二位置の路面状態を推定する。

これによれば、制御部２３が第二位置の温度変化に基づいて当該第二位置の路面状態を推定するので、路面状態の変化をより確実に推定することができる。

なお、実施の形態４に係る情報センター２Ｄにおいても、第一通信部２１は、路面状態の推定に寄与する補助情報を取得し、制御部２３は、第一通信部２１が取得した補助情報を用いて、第二位置の路面状態を推定してもよい。

これにより、第二位置の路面状態の推定には、補助情報が反映されるので、より推定の精度を高めることができる。

また、第一通信部２１は、検出範囲Ｒを撮影するカメラで撮影された検出範囲Ｒの画像を取得し、制御部２３は、第一通信部２１が取得した検出範囲Ｒの画像に基づいて、第二位置の路面状態を推定してもよい。この場合、制御部２３が、実際の検出範囲の画像を考慮して第二位置の路面状態を推定することができるので、当該第二位置の路面状態の推定の精度を高めることができる。

（その他）
以上、本開示の一つ又は複数の態様に係る路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上述した実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

例えば、上記実施の形態では、一つの第二センサ部１２０が、検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれに対応した複数の検出素子１２２を有している場合を例示した。しかしながら、第二センサ部は、複数設けられていてもよく、この場合には、複数の第二センサ部の全体として、検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子を有していればよい。この場合においては、複数の第二センサ部の一つが一つの検出素子のみを有していてもよいし、複数の第二センサ部の一つが複数の検出素子を有していてもよい。つまり、各第二センサ部に備わる検出素子の設置個数は如何様でもよい。

さらに、一つの第二センサ部のみが設けられていて、その第二センサ部には一つの検出素子のみが備えられている場合には、検出素子の姿勢（向き）を制御して、検出範囲Ｒ内の全体を検出素子が走査するようにすればよい。これにより、一つの検出素子であっても、検出範囲Ｒ内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を個別に受光することが可能である。

また、上記実施の形態などでは、路面状態推定装置１００が街灯２００に設置されている場合を例示したが、路面状態推定装置が移動体に設置されていてもよい。移動体で直接路面状態を推定できるので、路面状態の推定結果を移動体の制御に瞬時に反映させることが可能である。

また、路面状態の推定には、機械学習が用いられていてもよい。機械学習は、ランダムフォレスト又はディープラーニングなどの手法を用いることができる。

また、例えば、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されてもよく、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示に係る路面状態推定装置、処理機器及び路面状態推定システムは、移動体の安全な通行に有用である。

１Ａ、１Ｂ 移動体
２ 情報センター
２Ｄ 情報センター（処理機器）
３ 道路
４ 橋梁
５ 出口
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 路面状態推定システム
２１ 第一通信部
２２ 第二通信部
２３ 制御部（処理部）
５０ 検出器
１００、１００Ａ、１００Ｂ 路面状態推定装置
１１０ 第一センサ部
１１１ 光源部
１１２ 受光部
１２０ 第二センサ部
１２１ 基台
１２２ 検出素子
１３０ 処理部
１４０、１４０ｂ 通信部
１５０ カメラ
２００ 街灯
２０１ 灯具
３００ 気象センター
Ａ マス目（第一位置）
Ｐ１ データパターン
Ｒ 検出範囲
Ｒ１１～Ｒ１４ 領域
Ｘ、Ｙ マス目（第二位置）

Claims (12)

1. 第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで前記第一位置の路面状態を検出するための第一センサ部と、
   前記第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、前記複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部と、
   前記第一センサ部の検出結果と、前記第二センサ部の検出結果とから、前記複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、
   前記処理部及び外部機器と通信する通信部とを備え、
   前記処理部は、前記第一位置に対する前記第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する前記第二センサ部の検出結果と、前記複数の位置のうち、前記第一位置とは異なる第二位置に対する前記第二センサ部の検出結果とに基づいて、前記第二位置の路面状態を推定する
   路面状態推定装置。
2. 前記第二センサ部は、全体として、前記複数の位置のそれぞれからの前記第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子を有する
   請求項１に記載の路面状態推定装置。
3. 前記通信部は、路面幼体の推定に寄与する補助情報を取得し、
   前記処理部は、前記通信部が取得した前記補助情報を用いて、前記第二位置の路面状態を推定する
   請求項１または２に記載の路面状態推定装置。
4. 前記処理部は、前記第二センサが検出した前記第二位置の温度変化に基づいて、当該第二位置の路面状態を推定する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の路面状態推定装置。
5. 前記検出範囲を撮影するカメラを有し、
   前記処理部は、前記カメラが撮影した前記検出範囲の画像に基づいて、前記第二位置の路面状態を推定する
   請求項１～４のいずれか一項に記載の路面状態推定装置。
6. 第一赤外線を第一位置に向けて照射し、当該第一位置からの反射光を受光することで前記第一位置の路面状態を検出するための第一センサ部の検出結果及び前記第一位置を含む検出範囲内の複数の位置のそれぞれからの第二赤外線を受光することで、前記複数の位置のそれぞれの温度を検出する少なくとも一つの第二センサ部の検出結果を受信する第一通信部と、
   前記第一通信部で受信した前記第一センサ部の検出結果と、前記第二センサ部の検出結果とに基づき、前記複数の位置のそれぞれの路面状態を推定する処理部と、
   前記処理部の推定結果を外部機器に通信する第二通信部とを備え、
   前記処理部は、前記第一位置に対する前記第一センサ部の検出結果と、当該第一位置に対する前記第二センサ部の検出結果と、前記複数の位置のうち、前記第一位置とは異なる第二位置に対する前記第二センサ部の検出結果とに基づいて、前記第二位置の路面状態を推定する
   処理機器。
7. 前記第二センサ部は、全体として、前記複数の位置のそれぞれからの前記第二赤外線を個別に受光する複数の検出素子を有する
   請求項６に記載の処理機器。
8. 前記第一通信部は、路面状態の推定に寄与する補助情報を取得し、
   前記処理部は、前記第一通信部が取得した前記補助情報を用いて、前記第二位置の路面状態を推定する
   請求項６または７に記載の処理機器。
9. 前記処理部は、前記第二センサが検出した前記第二位置の温度変化に基づいて、当該第二位置の路面状態を推定する
   請求項６～８のいずれか一項に記載の処理機器。
10. 前記第一通信部は、前記検出範囲を撮影するカメラで撮影された前記検出範囲の画像を取得し、
    前記処理部は、前記第一通信部が取得した前記検出範囲の画像に基づいて、前記第二位置の路面状態を推定する
    請求項６～９のいずれか一項に記載の処理機器。
11. 請求項１～５のいずれか一項に記載の路面状態推定装置と、
    前記路面状態推定装置から出力された前記処理部の推定結果に基づく制御を実行する前記外部機器とを備える
    路面状態推定システム。
12. 請求項６～９のいずれか一項に記載の処理機器と、
    前記処理機器から出力された前記処理部の推定結果に基づく制御を実行する前記外部機器とを備える
    路面状態推定システム。

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