JPH04296612A - 路面状態認識システム - Google Patents
路面状態認識システムInfo
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- JPH04296612A JPH04296612A JP3061783A JP6178391A JPH04296612A JP H04296612 A JPH04296612 A JP H04296612A JP 3061783 A JP3061783 A JP 3061783A JP 6178391 A JP6178391 A JP 6178391A JP H04296612 A JPH04296612 A JP H04296612A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両走行に関係する路
面状態を認識し、運転者に対する安全運転のための情報
提供、及び自動走行システムにおける駆動、制動系への
制御信号を抽出するための路面状態認識システムに関す
る。
面状態を認識し、運転者に対する安全運転のための情報
提供、及び自動走行システムにおける駆動、制動系への
制御信号を抽出するための路面状態認識システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】降雨降雪時における路面状態、冬期にお
ける路面凍結状態さらには油膜等による汚れ状態は、車
両の駆動制動性能に大きく影響することが知られている
が、運転者がこれらの路面状態を認識する手段としては
、現状では運転者の視覚によるかまたは路側の情報板の
警報に依存する以外に方法がない。なお、視覚の経験で
は、路面が濡れている場合や凍結している場合には、路
面のアスファルト部分と白線部分とのコントラストが低
下して白線が見ずらくなる傾向にあることが知られてい
る。
ける路面凍結状態さらには油膜等による汚れ状態は、車
両の駆動制動性能に大きく影響することが知られている
が、運転者がこれらの路面状態を認識する手段としては
、現状では運転者の視覚によるかまたは路側の情報板の
警報に依存する以外に方法がない。なお、視覚の経験で
は、路面が濡れている場合や凍結している場合には、路
面のアスファルト部分と白線部分とのコントラストが低
下して白線が見ずらくなる傾向にあることが知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年の錯綜した交通流
中での走行には、注意深い高度な運転技術が必要とされ
、さらに究極の自動走行を目指した各種の走行支援シス
テムの構築が要請されている現在、路面状態の認識を従
来からの視覚情報から脱却して、電子的な手段により抽
出し、各種の走行支援システムに提供可能な電気信号と
することが必要である。
中での走行には、注意深い高度な運転技術が必要とされ
、さらに究極の自動走行を目指した各種の走行支援シス
テムの構築が要請されている現在、路面状態の認識を従
来からの視覚情報から脱却して、電子的な手段により抽
出し、各種の走行支援システムに提供可能な電気信号と
することが必要である。
【０００４】そこで、本発明は路面状態を電子的手段に
より認識する路面状態認識システムを提供することを目
的とする。
より認識する路面状態認識システムを提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、波長が異なる２つの光を交互に所定の立体角
で路面に斜めに出射する光伝送系と、路面で反射される
前記２つの光を互いに異なる傾斜角で受光する複数の光
受信系とを有するものである。
本発明は、波長が異なる２つの光を交互に所定の立体角
で路面に斜めに出射する光伝送系と、路面で反射される
前記２つの光を互いに異なる傾斜角で受光する複数の光
受信系とを有するものである。
【０００６】また、上記構成に加えて、予め学習で得た
路面状態の特徴と路面から反射される光との関係を格納
した路面状態辞書と、前記光受信系の出力に対応する路
面状態の特徴を、前記路面状態辞書を参照して抽出する
特徴抽出処理部とを有するものである。
路面状態の特徴と路面から反射される光との関係を格納
した路面状態辞書と、前記光受信系の出力に対応する路
面状態の特徴を、前記路面状態辞書を参照して抽出する
特徴抽出処理部とを有するものである。
【０００７】
【作用】本発明の路面状態認識システムは、波長の異な
る二波のパルス光源を使用することにより路面反射の波
長依存性を活用し、しかも反射波の観測点を二箇所以上
にすることにより、反射特性の角度依存性を活用できる
ような光機器構成としている。かかる機器構成により、
路面反射の特徴抽出のために必要な観測情報を多元的に
取得できるようになる。
る二波のパルス光源を使用することにより路面反射の波
長依存性を活用し、しかも反射波の観測点を二箇所以上
にすることにより、反射特性の角度依存性を活用できる
ような光機器構成としている。かかる機器構成により、
路面反射の特徴抽出のために必要な観測情報を多元的に
取得できるようになる。
【０００８】さらに、上記の装置構成で取得した多元的
な情報をもとに、所定の時間内での複数四波の経時変化
の姿態について路面状態辞書と照合して特徴抽出するこ
とにより、降雨降雪，路面凍結等の路面状態の的確な認
識が可能となる。
な情報をもとに、所定の時間内での複数四波の経時変化
の姿態について路面状態辞書と照合して特徴抽出するこ
とにより、降雨降雪，路面凍結等の路面状態の的確な認
識が可能となる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の路面状態認識システムの基
本原理を説明するためのシステム構成の一実施例を示す
。
本原理を説明するためのシステム構成の一実施例を示す
。
【００１０】図１において、１は本発明の観測用光機器
を装着する設置基板であり、２は観測対象の路面を示す
。位置Ｐ１には二つの発光波長（例えば０．９μｍ帯と
１．６μｍ帯）の半導体発光素子からなる光送信系３が
装着され、位置Ｐ２及びＰ３には、該二波長帯に受光感
度を持つ受光素子或いは該二波長帯に夫々別々に受光感
度を持つ二つの受光素子を集積した光受信系４１及び４
２が夫々装着される。かかる光送信系及び光受信系は、
集束レンズ機能を持ったパッケージにより、立体角で例
えば±１５度程度の指向特性を持つように構成される。 位置Ｐ１の光送信系から放射された該二波長帯の光波は
、夫々路面で反射された後に位置Ｐ２及びＰ３の何れで
も夫々受光できるように、夫々の指向性中心軸方向が設
定される。
を装着する設置基板であり、２は観測対象の路面を示す
。位置Ｐ１には二つの発光波長（例えば０．９μｍ帯と
１．６μｍ帯）の半導体発光素子からなる光送信系３が
装着され、位置Ｐ２及びＰ３には、該二波長帯に受光感
度を持つ受光素子或いは該二波長帯に夫々別々に受光感
度を持つ二つの受光素子を集積した光受信系４１及び４
２が夫々装着される。かかる光送信系及び光受信系は、
集束レンズ機能を持ったパッケージにより、立体角で例
えば±１５度程度の指向特性を持つように構成される。 位置Ｐ１の光送信系から放射された該二波長帯の光波は
、夫々路面で反射された後に位置Ｐ２及びＰ３の何れで
も夫々受光できるように、夫々の指向性中心軸方向が設
定される。
【００１１】一般的に物体表面からの光波の反射特性は
、物体の屈折率，吸収率等の物質常数，表面の構造とそ
の形状に関係することは勿論、入射光の波長とその分散
特性、光源の指向性に関連しての入射角の分散、反射波
の観測方位角等の観測条件に大きく依存する。具体的な
路面状態の反射は、路面構造の本来の反射面に、降雨時
での濡れの程度や雨水層の厚さ、冬期での凍結層厚さ、
降雪時での積雪厚さや解け具合等の環境条件に関連した
層等を含めた多重層構造モデルでの反射特性となり、単
なる定量的な計測手段では有効な路面状態の認識は全く
期待できない。
、物体の屈折率，吸収率等の物質常数，表面の構造とそ
の形状に関係することは勿論、入射光の波長とその分散
特性、光源の指向性に関連しての入射角の分散、反射波
の観測方位角等の観測条件に大きく依存する。具体的な
路面状態の反射は、路面構造の本来の反射面に、降雨時
での濡れの程度や雨水層の厚さ、冬期での凍結層厚さ、
降雪時での積雪厚さや解け具合等の環境条件に関連した
層等を含めた多重層構造モデルでの反射特性となり、単
なる定量的な計測手段では有効な路面状態の認識は全く
期待できない。
【００１２】図１の実施例では、まず観測のための光源
を二波とすること、及び反射波の光受信系を二箇所とす
るにより、反射特性の波長依存性及び角度関係依存性を
活用するように構成されている。
を二波とすること、及び反射波の光受信系を二箇所とす
るにより、反射特性の波長依存性及び角度関係依存性を
活用するように構成されている。
【００１３】光送信系３の二波の半導体発光素子３ａ及
び３ｂは、光源制御器５により夫々交互にパルス駆動さ
れ（パルス幅は例えば１乃至１０μｓｅｃ ）、位置Ｐ
１及び位置Ｐ２の光受信系４１及び４２は、光源制御器
からの同期信号をもとに、夫々の受光制御器６１及び６
２により該二波に対応した路面反射波パルスが夫々識別
され、受光端子７１ａと７１ｂ及び７２ａと７２ｂに導
く。
び３ｂは、光源制御器５により夫々交互にパルス駆動さ
れ（パルス幅は例えば１乃至１０μｓｅｃ ）、位置Ｐ
１及び位置Ｐ２の光受信系４１及び４２は、光源制御器
からの同期信号をもとに、夫々の受光制御器６１及び６
２により該二波に対応した路面反射波パルスが夫々識別
され、受光端子７１ａと７１ｂ及び７２ａと７２ｂに導
く。
【００１４】８は特徴抽出処理部であり、該部の第一の
機能として、二位置での夫々二波の計四波について、所
定の単位観測時間内（例えば０．０１乃至０．１ｓｅｃ
）での夫々の受光端子からの反射波の受光パルス信号
振幅の時間的変化の姿態を相互比較し、四波間での姿態
の相異を抽出する。９は路面状態辞書であり、各種の路
面状態に対応して四波間での姿態の相異の特徴を予め学
習しておき、データベースとして蓄積している。特徴抽
出処理部８の第二の機能は、実際に観測された四波間で
の姿態の相異の特徴を路面状態辞書と照合し、当該路面
の状態を判定し、要すればかかる判定の手順を複数回の
単位観測時間について反復して多数回照合の手法により
確定し、路面状態情報端子１０に導く。
機能として、二位置での夫々二波の計四波について、所
定の単位観測時間内（例えば０．０１乃至０．１ｓｅｃ
）での夫々の受光端子からの反射波の受光パルス信号
振幅の時間的変化の姿態を相互比較し、四波間での姿態
の相異を抽出する。９は路面状態辞書であり、各種の路
面状態に対応して四波間での姿態の相異の特徴を予め学
習しておき、データベースとして蓄積している。特徴抽
出処理部８の第二の機能は、実際に観測された四波間で
の姿態の相異の特徴を路面状態辞書と照合し、当該路面
の状態を判定し、要すればかかる判定の手順を複数回の
単位観測時間について反復して多数回照合の手法により
確定し、路面状態情報端子１０に導く。
【００１５】なお、本発明の光機器装置の設置基板１は
、例えば車頭のオーバハング下面或いはバンバー付近と
し、発光，受光面の汚れを防止するための保護構造を設
けると共に、付着した汚れを拭き取り易いように配慮す
る。
、例えば車頭のオーバハング下面或いはバンバー付近と
し、発光，受光面の汚れを防止するための保護構造を設
けると共に、付着した汚れを拭き取り易いように配慮す
る。
【００１６】上記の実施例で詳述したように、本発明の
路面状態認識システムは、波長の異なる二波のパルス光
源を使用することにより路面反射の波長依存性を活用し
、しかも反射波の観測点を二箇所にすることにより、反
射特性の角度依存性を活用できるような光機器構成とし
ている。かかる機器構成により、路面反射の特徴抽出の
ために必要な観測情報を多元的に取得できるようになる
。
路面状態認識システムは、波長の異なる二波のパルス光
源を使用することにより路面反射の波長依存性を活用し
、しかも反射波の観測点を二箇所にすることにより、反
射特性の角度依存性を活用できるような光機器構成とし
ている。かかる機器構成により、路面反射の特徴抽出の
ために必要な観測情報を多元的に取得できるようになる
。
【００１７】さらに、上記の装置構成で取得した多元的
な情報をもとに、所定の時間内での四波の経時変化の姿
態について路面状態辞書と照合して特徴抽出することに
より、降雨降雪，路面凍結等の路面状態の的確な認識が
可能となる。
な情報をもとに、所定の時間内での四波の経時変化の姿
態について路面状態辞書と照合して特徴抽出することに
より、降雨降雪，路面凍結等の路面状態の的確な認識が
可能となる。
【００１８】なお、光送信系から出射する光の波長は２
種類に限定されるものではなく、光受信系も２系統に限
定されるものではない。
種類に限定されるものではなく、光受信系も２系統に限
定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、従来運転者の視覚のみ
に依存していた路面状態の認識が、電子的な手段で可能
となり、運転者への警報信号による伝達、さらには車両
の駆動制動装置系への制御信号の送出に適用できるよう
になり、結果として本発明は交通事故を未然に防止して
高度な安全性と円滑な交通流を実現することになり、工
業的，社会的に大きく貢献する。
に依存していた路面状態の認識が、電子的な手段で可能
となり、運転者への警報信号による伝達、さらには車両
の駆動制動装置系への制御信号の送出に適用できるよう
になり、結果として本発明は交通事故を未然に防止して
高度な安全性と円滑な交通流を実現することになり、工
業的，社会的に大きく貢献する。
【図１】本発明の実施例の構成図である。
１ 設置基板
２ 路面
３ 光送信系
５ 光源制御器
８ 特徴抽出処理部
９ 路面状態辞書
４１，４２ 光受信系
６１，６２ 受光制御器
Claims (2)
- 【請求項１】 波長が異なる２つの光を交互に所定の
立体角で路面に斜めに出射する光伝送系と、路面で反射
される前記２つの光を互いに異なる傾斜角で受光する複
数の光受信系とを有することを特徴とする路面状態認識
システム。 - 【請求項２】 予め学習で得た路面状態の特徴と路面
から反射される光との関係を格納した路面状態辞書と、
前記光受信系の出力に対応する路面状態の特徴を、前記
路面状態辞書を参照して抽出する特徴抽出処理部とを有
することを特徴とする請求項１記載の路面状態認識シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3061783A JP2898429B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 路面状態認識システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3061783A JP2898429B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 路面状態認識システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296612A true JPH04296612A (ja) | 1992-10-21 |
| JP2898429B2 JP2898429B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=13181035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3061783A Expired - Fee Related JP2898429B2 (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | 路面状態認識システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2898429B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3462467B2 (ja) | 2000-11-14 | 2003-11-05 | 富士重工業株式会社 | 車外監視装置 |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3061783A patent/JP2898429B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2898429B2 (ja) | 1999-06-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990223 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |