JPH08189894A - 路面状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 路面が比較的、無彩色であっても、簡単な回
路構成で路面が濡れているか否かなど、路面の状況を実
時間で判別できる路面状況検出装置を提供する。 【構成】 自動車の進行方向の路面を撮像するための撮
像手段１と、前記撮像手段１から得られた輝度信号を、
数フィールド毎にｍ個サンプリングするサンプリング手
段２と、前記サンプリング手段２によってサンプリング
されたサンプリングデータの平均値を求める手段３と、
保持した平均値と、各サンプリングデータとの絶対値差
を求める手段４と、前記絶対値差を積分する手段５と、
前記積分値を予め定めた定数と比較する比較手段６とを
具備し、前記比較手段６において、求められた積分値を
前記定数と比較することで、輝度信号レベルの強度分布
を検出し、前記比較結果から、路面が濡れているか否か
を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の走行路面の
状態を検出して、運転者へ注意警告や、アンチロックブ
レーキングシステムなどの制動動作に必要なデータ等を
検出することができる路面状態検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３１は例えば特公平５−６９０１１号
公報に示された従来の路面状態の構成図である。図にお
いて、１００は撮像手段、１０１は画像処理手段、１０
２は比較判定手段、１０３は路面状態記憶手段、１０４
は路面の摩擦係数記憶手段、１０５は摩擦係数選定手段
である。

【０００３】前記公告は、検出器を路面と接触させず
に、進行方向の路面状況を検出しようとするものであ
る。

【０００４】動作について説明する。まず、撮像手段１
００によって、進行方向における路面状況を撮像する。
撮像手段１００から得られた映像信号を、画像処理手段
１０１によって、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に分離する。路面状態
記憶手段１０３には、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号からなる座標内
に、区別可能なマップとして各種路面状況が記憶されて
おり、画像処理手段１０１から得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号
と比較することによって、路面の種類を選定する。次
に、選定された路面の状況毎に路面の摩擦係数が記憶さ
れている摩擦係数選定手段１０４から、選定した路面の
摩擦係数を選定するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の路面状態検出装
置は、路面の色の情報で、路面の種類の検出を行うもの
である。そのためアスファルトのように、ほとんど無彩
色である路面の場合は、路面が濡れているか否かの判別
が困難であるという問題点があった。

【０００６】又、撮影状況の色温度や、撮像装置のホワ
イトバランス機能に結果が左右されやすいという問題点
があった。

【０００７】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、路面が無彩色であっても、簡単な
回路構成で路面が濡れているか、否かなど、路面の状況
を検出できる路面状況検出装置を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
路面状態検出装置は、路面を撮像するための撮像手段
と、撮像手段から得られた輝度信号レベルの強度分布を
検出する検出手段を具備し、前記検出手段において、輝
度信号の変動幅が予め定めた定数より大きければ、路面
が濡れていると判別し、変動幅が前記定数より小さけれ
ば路面が乾いていると判別するように構成するものであ
る。

【０００９】また、本発明の請求項２に係る路面状態検
出装置は、路面を撮像するための撮像手段と、撮像手段
から得られた輝度信号をサンプリングするサンプリング
手段と、サンプリングデータの平均値を求める手段と、
前記平均値を次の数フィールド保持し、保持した平均値
と各サンプリングデータとの差を求める手段と、前記平
均値とサンプリングデータとの差を積分する手段と、前
記積分値を予め定めた定数と比較する比較手段とから構
成するものである。

【００１０】また、本発明の請求項３に係る路面状態検
出装置は、路面を撮像するための撮像手段と、撮像手段
から得られた輝度信号をサンプリングするサンプリング
手段と、サンプリングデータと予め定めた第１の定数と
の差を求める手段と、前記サンプリングデータと前記第
１の定数との差を積分する手段と、前記積分値を予め定
めた第２の定数と比較する比較手段とから構成するもの
である。

【００１１】また、本発明の請求項４の発明に係る路面
状態検出装置は、路面を撮像するための撮像手段と、撮
像手段から得られた輝度信号をサンプリングするサンプ
リング手段と、サンプリングデータの最大値を選択する
手段と、サンプリングデータの最小値を選択する手段
と、前記最大値と最小値との差を求める手段と、前記最
大値と最小値との差を予め定めた定数と比較する比較手
段とから構成するものである。

【００１２】また、本発明の請求項５に係る路面状態検
出装置は、路面を撮像するための撮像手段と、撮像手段
から得られた輝度信号をサンプリングするサンプリング
手段と、サンプリングデータにおいて高輝度部のデータ
だけを選択し、前記高輝度部の平均値を求める手段と、
低輝度部のデータだけ選択し、前記低輝度部の平均値を
求める手段と、前記高輝度部の平均値と低輝度部の平均
値との差を求める手段と、前記差を予め定めた定数と比
較する比較手段とから構成するものである。

【００１３】また、本発明の請求項６に係る路面状態検
出装置は、請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の路
面状態検出装置において、比較手段で比較する予め定め
た定数を複数設け、輝度信号の強度分布を検出するよう
に構成するものである。

【００１４】また、本発明の請求項７に係る路面状態検
出装置は、路面を撮像するための撮像手段と、撮像手段
から得られた輝度信号をサンプリングするサンプリング
手段と、サンプリングデータを予め定めた定数ごとに分
割する手段と、前記複数のレベルに分割したサンプリン
グデータをヒストグラム化するヒストグラム生成手段
と、前記ヒストグラムの形状を判別する判別手段とから
構成するものである。

【００１５】また、本発明の請求項８に係る路面状態検
出装置は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の路
面状態検出装置において、照明手段による照明光が路面
で反射し、反射光が最も多く撮像装置に入射されるよう
に、照明手段と路面の法線とのなす角である入射角と、
撮像装置と路面の法線とのなす角である受光角が等しく
なるように、照明手段と撮像装置を設置するものであ
る。

【００１６】また、本発明の請求項９に係る路面状態検
出装置は、請求項８記載の路面状態検出装置において、
照明手段及び撮像装置が外光の影響を受けないように、
自動車の底部に設置している。

【００１７】また、本発明の請求項１０に係る路面状態
検出装置は、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の
路面状態検出装置において、輝度信号をサンプリングす
るサンプリング手段によって、輝度信号中、路面が撮像
されていると予想される部分だけ、サンプリングするよ
うに構成するものである。

【００１８】また、本発明の請求項１１に係る路面状態
検出装置は、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の
路面状態検出装置において、撮像した映像信号中から路
面部分だけを検出する手段を具備し、検出された路面部
分だけ、サンプリングするように構成するものである。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１に係る路面状態検出装置にお
いては、撮像手段から得られた輝度信号レベルの強度分
布を検出し、輝度信号の変動幅が大きければ、路面が濡
れていると判別する。

【００２０】また、本発明の請求項２に係る路面状態検
出装置においては、サンプリングされた輝度信号の値の
平均値を求め、前記平均値と各サンプリングデータとの
差を積分し、比較手段によって、前記積分値を予め定め
た定数と比較し、輝度信号の強度分布を検出することに
より、路面の状態を判別する。

【００２１】また、本発明の請求項３に係る路面状態検
出装置においては、サンプリングされた輝度信号の値と
予め定めた第１の定数との差を求め、前記サンプリング
データと前記第１の定数との差を積分し、比較手段によ
って、前記積分値を予め定めた第２の定数と比較し、輝
度信号の強度分布を検出することにより、路面の状態を
判別する。

【００２２】また、本発明の請求項４に係る路面状態検
出装置においては、サンプリングされた輝度信号の値の
最大値と最小値とを選択し、前記最大値と最小値との差
を求め、比較手段によって、前記最大値と最小値との差
を予め定めた定数と比較し、輝度信号の強度分布を検出
することにより、路面の状態を判別する。

【００２３】また、本発明の請求項５に係る路面状態検
出装置においては、サンプリングされた輝度信号の値に
おいて、高輝度部および低輝度部のデータだけを選択し
て、それぞれの平均値を求め、前記高輝度部の平均値と
低輝度部の平均値との差を求め、比較手段によって、前
記差を予め定めた定数と比較し、輝度信号の強度分布を
検出することにより、路面の状態を判別する。

【００２４】また、本発明の請求項６に係る路面状態検
出装置においては、前記請求項２から請求項５の発明に
おいて、演算手段によって、複数の定数と比較し、輝度
信号の強度分布を検出することにより、路面の状態を判
別する。

【００２５】また、本発明の請求項７に係る路面状態検
出装置においては、サンプリングされた輝度信号を予め
定めた定数ごとに分割し、前記分割されてサンプリング
データをヒストグラム化し、前記ヒストグラムの形状か
ら輝度信号の強度分布を検出することにより、路面の状
態を判別する。

【００２６】また、本発明の請求項８に係る路面状態検
出装置においては、請求項１乃至請求項７のいずれかに
記載の路面状態検出装置において、路面を照らす照明手
段による照明光は、路面によって反射され、撮像装置へ
入射される。

【００２７】また、本発明の請求項９に係る路面状態検
出装置においては、請求項８記載の路面状態検出装置に
おいて、照明手段及び撮像装置は自動車の底部に取り付
けられているため、照明手段以外の外光の影響を受けな
い。

【００２８】また、本発明の請求項１０に係る路面状態
検出装置においては、請求項２乃至請求項８のいずれか
に記載の路面状態検出装置において、輝度信号をサンプ
リングするサンプリング手段によって、輝度信号中、路
面が撮像されていると予想される部分だけ、選択的に抜
き出す。

【００２９】また、本発明の請求項１１に係る路面状態
検出装置は、請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の
路面状態検出装置において、撮像した映像信号中から路
面部分だけを検出する手段によって、検出された路面部
分だけ、選択的に抜出す。

【００３０】

【実施例】

実施例１．図１は本発明の実施例１における路面状態検
出装置を示す図である。図において、１は撮像装置、２
はＡ／Ｄコンバータ、３は平均値演算回路、４は加算
器、５は積分回路、６は比較器である。

【００３１】前記のように構成されて路面状態検出装置
の動作について説明する。撮像装置１は、路面を撮像で
きる位置に設置されている。撮像装置１から得られた輝
度信号は、Ａ／Ｄコンバータ２によってディジタル信号
に変換される。Ａ／Ｄコンバータ２はｎフィールド（ｎ
＝１、２、３・・・）毎に輝度信号からｍ個のデータを
サンプリングする。前記サンプリングデータは、平均値
演算回路３に入力され、サンプリングデータの平均値が
求められる。

【００３２】平均値演算回路３は例えば次のように構成
することで実現することができる。図２は図１における
平均値演算回路３の具体的な構成を示す図である。図に
おいて、１１はｍ個のサンプリングデータを積算する積
算回路、１２は除算器、１３はラッチである。積算回路
１１はサンプリングデータをすべて積算する。積算され
た結果は除算器１２によってサンプリングデータ数ｍで
割ることによってサンプリングデータの平均値が求めら
れる。サンプリングデータ数ｍが２の倍数であれば除算
器１２を用いなくても、積算結果をｌｏｇ₂ ｍビット、
ビットシフトすれば同様に平均値が求められることはい
うまでもない。前記のようにｎフィールド毎に平均値を
算出し、ラッチ１３は求められた前記平均値ｋを、前記
と同様の演算によって求められた次のｎフィールド後の
サンプリングデータの平均値が送られるまでｎフィール
ド間保持する。

【００３３】加算器４はサンプリングされた各データか
ら、前記平均値演算回路３によって保持されているｎフ
ィールド前のサンプリングデータから求めた平均値を減
算する。積分回路５は前記減算結果の絶対値をｎフィー
ルド毎に積分し、積分値を比較器６へ出力する。

【００３４】図３は乾いた路面を撮影した際の輝度信号
の一例を示す図、図４は濡れた路面を撮影した際の輝度
信号の一例を示す図である。通常、路面の色はアスファ
ルトに代表されるように、無彩色に近い。また、路面を
構成している材質が均一に近い路面は、図３に示すよう
に輝度値がほぼ一定値となる。図３および図４の輝度信
号波形に対応した、輝度信号の強度分布の一例を図５お
よび図６に示す。なお、図５および図６において、横軸
は輝度信号の強度を表す輝度信号値、縦軸はＡ／Ｄコン
バータ２でディジタル変換された輝度信号のサンプリン
グ数である。図３に示したように路面が乾いているとき
は、輝度信号の変動幅が小さい。従って、図５に示すよ
うに輝度信号の強度分布の分散が小さくなる。

【００３５】しかし、路面が濡れてくると、濡れた路面
は水による路面の平面化により、太陽光や照明など外光
を反射するが、撮像装置１による映像信号には反射光が
強い部分と、逆に反射光が弱い部分が生じる。すなわ
ち、前記輝度信号の変動率はより大きくなる。図６は図
４に示した輝度信号の強度分布であり、輝度信号の変動
率が路面が乾いているときと比べて大きいため、図５に
示した路面が濡れていないときの輝度信号の変動値とは
明らかに異なる。図７は路面の状態と積分値との関係を
示す図であり、図に示すように路面が濡れが大きくなる
に従って、前記積分値は大きくなり、予め定めた定数ｋ
と前記比較器６で比較し、前記積分値が前記定数ｋを超
えたとき路面が濡れていると判別することができる。

【００３６】また、前記回路構成において、予め定めた
定数ｋと前記比較器６で比較し、前記積分値が、定数ｋ
より小さければ路面は濡れていないと判別する。

【００３７】また、前記路面状態検出装置は平均値をラ
ッチ１３によって、ｎフィールド保持することによって
サンプリングデータと減算を行ったが、前記手段によら
ず、サンプリングデータをｎフィールド保持できる記憶
手段を具備することによって、平均値が求められるｎフ
ィールド期間、サンプリングデータを前記記憶手段に保
持し、求められた平均値と前記保持されていたサンプリ
ングデータを減算することによっても実現できる。

【００３８】さらにまた、輝度信号のサンプリングをｎ
フィールド毎に行ったがサンプリングの間隔は前記に限
らず、数フィールドおきにｎフィールドのサンプリング
を行っても実現できる。

【００３９】実施例２．図８は本発明の実施例２におけ
る路面状態検出装置を示す図である。図において、１５
は輝度信号を一定のレベルにするように利得を変える自
動利得制御回路である。１〜６は図１に示した回路と同
様であり、その説明を省略する。

【００４０】前記のように構成された路面状態検出装置
において、その動作を説明する。撮像装置１から得られ
た輝度信号は自動利得制御回路１５に入力される。自動
利得制御回路１５は入力した、輝度信号のレベルが一定
値になるように、その利得を制御する。Ａ／Ｄコンバー
タ２は実施例１と同様にｎフィールド毎に輝度信号をサ
ンプリングし、前記サンプリングデータを加算器４へ出
力する。前記自動利得制御回路１５が収束させる映像信
号レベルの輝度信号値をｋ２とすると、予めｋ２を定数
として加算器４に設けておき、加算器４は各サンプリン
グデータからｋ２を減算し、その差を積分回路５へ出力
する。積分回路５は各サンプリングデータと、ｋ２との
差の絶対値をｎフィールド毎に積分する。比較器６は、
積分回路５から得られる積分値から実施例１と同様に予
め定めた定数ｋと比較する。前記積分値がｋより小さい
ときは路面は濡れていないと判別し、ｋより大きいとき
は路面は濡れていると判別する。

【００４１】本発明では自動利得制御回路１５を設けて
いるため実施例１のように輝度信号値の平均値を求める
手段を設けることなく、予め加算器４に前記定数ｋ２を
設けておくだけで同様の効果を得ることができる。

【００４２】実施例３．図９は本発明の実施例３におけ
る路面状態検出装置を示す図である。図において、２０
はサンプリングデータの最大値を検出する最大値検出手
段、２１はサンプリングデータの最小値を検出する最小
値検出手段である。１〜６は図１に示した回路と同様で
あり、その説明は省略する。

【００４３】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ２に
よって輝度信号からデータをサンプリングするまでは実
施例１と同様のためその説明は省略する。最大値検出手
段２０は１フィールドのサンプリングデータから最大値
Ｙmax を検出する。また、最小値検出手段２１は１フィ
ールドのサンプリングデータから最小値Ｙmin を検出す
る。加算器４は前記最大値と最小値の差Ｙmax −Ｙmin
を求め比較器６へ出力する。

【００４４】実施例１で説明したように路面が乾いてい
るときと濡れているときとでは、図３および図４に示し
たように、輝度信号に差が生じる。よって図１０に示す
ように路面が濡れているときのサンプリングデータの最
大値と最小値との差Ｙmax −Ｙmin と、路面が乾いてい
るときの最大値と最小値との差とでは異なるため、図１
０に示すように、予め定数ｋを設けておき、Ｙmax −Ｙ
min と比較することにより、路面が濡れているか否かの
判別が可能である。

【００４５】比較器６は加算器４から入力された最大値
と最小値との差Ｙmax −Ｙmin を、前記定数ｋと比較す
る。前記積分値がｋより小さいときは路面は濡れていな
いと判別し、ｋより大きいときは路面は濡れていると判
別する。

【００４６】本実施例による路面状態検出装置は輝度信
号中の最大値と最小値のみを検出して用いるため実施例
１や実施例２のように積分回路を用いることなく実現す
ることができる。

【００４７】実施例４．図１１は本発明の実施例４にお
ける路面状態検出装置を示す図である。図において、２
５は高輝度部検出回路、２６は低輝度部検出回路、２７
と２８は平均値演算回路である。

【００４８】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ２に
よって輝度信号からデータをサンプリングするまでは実
施例１と同様であり、その説明は省略する。図１２は路
面を撮像した際の輝度信号と、高輝度部検出値と低輝度
検出値との関係を示す図である。高輝度部検出回路２５
はサンプリングデータから図１２に示すようにｋ３以上
のサンプリング値をだけを抜きだす。平均値演算回路２
７は高輝度部のサンプリングデータだけを積分し、抜き
出したデータ数ｍ１で除算することによって高輝度部の
サンプリングデータの平均値Ｙｈを求める。また、最小
値検出手段２６はサンプリングデータから図１２に示す
ようにｋ４以下のサンプリングデータだけを抜き出す。
平均値演算回路２８は低輝度部のサンプリングデータだ
けを積分し、抜き出したデータ数ｍ２で除算することに
よって低輝度部のサンプリングデータの平均値Ｙ１を求
める。加算器４は高輝度部の平均値と低輝度部の平均値
との差Ｙｈ−Ｙ１を求め、比較器６へ出力する。

【００４９】実施例１で説明したように路面が乾いてい
るときと濡れているときとでは、図３および図４に示し
たように、輝度信号の強度分布に差が生じる。よって図
１３に示すように路面が濡れているときの高輝度部の平
均値と低輝度部の平均値との差Ｙｈ−Ｙｌと、路面が乾
いているときの高輝度部の平均値と低輝度部の平均値と
の差Ｙｈ−Ｙｌとでは異なるため、予め定数ｋを比較器
６に設け、Ｙｈ−Ｙｌと比較することにより、路面が濡
れているか否かの判別が可能である。

【００５０】前記のように比較器６は入力された最大値
と最小値との差Ｙｈ−Ｙｌを、前記定数と比較する。前
記積分値がｋより小さいときは路面は濡れていないと判
別し、ｋより大きいときは路面は濡れていると判別す
る。

【００５１】本実施例による路面状態検出装置は、輝度
信号中の高輝度部と低輝度部を検出して路面状態検出に
用いるため、輝度信号中において、ノイズなどの外乱に
よる極端に高い値を持つ輝度信号値や、極端に低い輝度
信号値などの特異な輝度信号に判別結果が左右されるこ
となく、高輝度部と低輝度部だけで輝度信号の強度分布
の分散を検出するため、簡単に精度の高い路面状態検出
装置を実現することができる。

【００５２】実施例５．前記実施例１から４において比
較器６によって比較する定数を複数設ける。例えば実施
例１において定数ｋと積分値を比較することによって路
面の状態を判別した。図１４は路面の状態と積分値との
関係を示す図であり、図に示すように前記定数をｋ５，
ｋ６，ｋ７と複数設ける。路面の状態が、乾いている状
態から完全に水が路面を覆う状態までを段階的に“乾い
ている”，“少し濡れている”，“かなり濡れてい
る”，“ひどく濡れている”と定めると、比較器６は積
分値がｋ５以上のとき“少し濡れている”と判別し、ｋ
６以上のときは“かなり濡れている”と判別し、ｋ７以
上のときは“ひどく濡れている”と判別する。前記のよ
うに定数を複数設けることによって、路面の状態を濡れ
ているか否かの判別だけではなく、段階毎に複数に判別
することができる。

【００５３】実施例６．図１５は本発明の実施例６にお
ける路面状態検出装置を示す図である。図において、３
０はサンプリングデータを複数の異なった値と比較する
比較器、３１は比較手段によって比較された結果をカウ
ントするカウンタ、３２はヒストグラムを生成するマイ
クロコンピュータである。

【００５４】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ２に
よって輝度信号からデータをサンプリングするまでは実
施例１と同様のためその説明は省略する。

【００５５】比較器３０は、図１６に示すようにサンプ
リングデータを、異なるＶ１からＶ７の値と比較し、サ
ンプリングデータをＬ１からＬ８の領域に分割化する。
カウンタ３１は比較器３０によって各領域に分割化した
結果から、それぞれの層のサンプリングデータ数をカウ
ントする。マイクロコンピュータ３２はカウンタ３１に
よってカウントされたサンプリングデータ数からＬ１か
らＬ８までの領域のヒストグラムを生成する。

【００５６】図１７〜図１９は路面の濡れ具合によるヒ
ストグラムを示す図である。路面が乾いているときは、
実施例１で述べたように、輝度信号レベルの変動率が小
さく、図１７に示すように輝度信号は輝度信号レベルが
一定になるように自動利得制御回路１５によって利得制
御されているため、自動利得制御回路１５が収束させる
輝度レベルに集中する。路面が濡れ出すと、路面が濡れ
ている部分や、濡れていない部分、また路面上の水によ
る反射などが存在するため、輝度信号レベルは図１８に
示すように形となる。さらに、路面が濡れ、路面のほと
んどが水に覆われた場合は、輝度信号は水によって反射
した輝度値と、反射しなかった輝度値と分かれるため、
図１９に示すようなヒストグラムの形となる。マイクロ
コンピュータ３２は図１７，図１８，図１９に示したヒ
ストグラムの形のいずれに属するかを判別する。

【００５７】ヒストグラムの検出方法は例えば、Ｌ１か
らＬ８までのサンプリング数をそれぞれ比較し、Ｌ５が
既定値ｋ５より大きく、他の数値がＬ５から離れるに従
い小さくなり、サンプリング数が既定値ｋ６より小さけ
れば図１７に示したヒストグラムであると判別し、Ｌ１
からＬ８までのサンプリング数がいずれも既定値ｋ７よ
り小さくＬ５が他の数値より大きければ、図１８に示し
たヒストグラムであると判別し、小さければ図１９に示
したヒストグラムであると判別する。

【００５８】また、図２０は本発明の実施例６における
路面状態検出装置の他の回路構成を示す図であり、図に
示すようにメモリ３３を設けでおき、メモリ３３にＬＵ
Ｔとして前記図１７から図１９に示したヒストグラムを
記憶させておき、マイクロコンピュータ３２から得られ
たヒストグラムのそれぞれの値とメモリ３３内に設けら
れたヒストグラムとの値を比較することでいずれのヒス
トグラムに属するかを判別することができる。

【００５９】前記のように輝度信号からヒストグラムを
生成し、予め設けておいたヒストグラムのいずれの形に
属するかを判別することで、路面の状態を３つに分けて
検出することができる。

【００６０】本実施例による路面状態の検出方法では、
ヒストグラムを用いて輝度信号の強度分布を測定するた
め、得られた輝度信号中のノイズや外乱による特異な信
号に判別結果が左右されにくく、精度の高い検出精度を
得ることができる。また、モデルとする前記予め設定し
ておくヒストグラムは、予め路面を走行することでヒス
トグラムを生成するマイクロコンピュータ３２から得ら
れるデータを持って作成するが、走行する路面から得ら
れるデータが、予め設定しておいたヒストグラムのデー
タと若干異なるときでも簡単に変更を加えることが可能
なため、検出精度を上げることも可能である。

【００６１】また、本実施例では予め定めておいたヒス
トグラムを３つ設け、検出された輝度信号のヒストグラ
ムがいずれに属するかを判別するように構成したが、前
記予め定めておいたヒストグラムは３つに限らず、複数
設けておくことで路面の状態を複数の状態に分けて検出
することができることは言うまでもない。

【００６２】実施例７．図２１は本発明の実施例７にお
ける照明手段と撮像装置の配置を示す図である。図にお
いて、４０は照明手段であり、４１は実施例１から６の
路面状態検出装置においての撮像装置１である。

【００６３】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。請求項１から請求項６
の発明において、照明手段４０は路面を照射するよう
に、自動車に設置する。照明手段４０と撮像装置４１と
の関係を図２０に示す。撮像装置４１は、照明手段から
照射された光線が路面によって反射し、反射した光線が
入射するように自動車に設置する。すなわち図２０にお
いて入射角θ１と受光角θ２が等しくなるように、照明
手段４０と撮像装置４１を設置する。

【００６４】このように照明手段４０によって路面を照
らすことによって、路面が濡れている場合、路面上の水
が反射するため、実施例１から実施例６において、路面
が濡れている場合と濡れていない場合の差が、より大き
くなる。例えば実施例１において図７に示した図は、図
２２に示すように濡れている場合の積分値と、濡れてい
ない場合の積分値との差が大きくなり、路面状態の判別
がより容易になる。

【００６５】実施例８．図２３は本発明の実施例８にお
ける照明手段と撮像装置の設置位置を示す図である。図
において、４２は自動車である。

【００６６】照明手段４０と撮像装置４１を、外光の入
射しない自動車４２の底部に設置する。自動車４２の底
部は、自動車４２自身の影となるため、太陽光や、路上
の照明などの光が入り込まない。前記のように設置する
ことによって、自動車４２に設置した照明手段４０以外
の照明等の影響を受けることなく、路面の反射光を撮像
することができる。

【００６７】実施例９．図２４は本発明の実施例９にお
ける路面状態検出装置を示す図である。図において、４
５はＡ／Ｄコンバータ２のサンプリングパルスを制御す
ることによって、輝度信号のサンプリング箇所を定める
タイミングジェネレータである。図２４は本発明の一例
として、図１に示した実施例１の回路構成にタイミング
ジェネレータ４５を具備した回路である。

【００６８】撮像装置１によって、路面は図２５や図２
６に示すように撮像される。前記のように撮像された映
像信号において、路面の部分は図２７の斜線部アに代表
される箇所に集中する。そのため、タイミングジェネレ
ータ４５はＡ／Ｄコンバータ２へ、斜線部アの部分だ
け、サンプリングを行うようにサンプリングパルスを発
生することによって、路面の部分の輝度信号だけをサン
プリングすることができる。

【００６９】サンプリングされた後の路面の状態を検出
する処理については実施例１と同様のため説明を省略す
る。

【００７０】前記のようにタイミングジェネレータ４５
を設けることによって、路面部の輝度信号だけを抜き取
ることができるので、路面以外の風景などの輝度信号に
結果が左右されることなく、判別精度を上げることがで
きる。

【００７１】実施例２から実施例６の発明においても同
様に前記タイミングジェネレータ４５を具備することに
よって同様の効果が得られる。

【００７２】実施例１０．図２８は本発明の実施例１０
における路面状態検出装置を示す図である。図におい
て、５０はＡ／Ｄコンバータ、５１は撮像した映像信号
中から路面だけを検出する路面検出手段である。

【００７３】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ５０
は撮像装置１から得られた輝度信号をディジタル変換す
る。路面検出手段５１はＡ／Ｄコンバータ５０から得ら
れた輝度信号から撮像された映像信号中から路面だけを
検出する。

【００７４】路面検出手段５１は、路面の白線を利用し
て検出する方法や、輝度信号のアパーチャ成分をパター
ンマッチングによって検出する方法などいろいろ挙げら
れるが、例えば次のように構成することによって実現す
ることができる。図２９は路面検出手段５１の具体的な
回路構成を示す図である。図において、６０は映像信号
中のアパーチャ成分だけ抽出するエッジ検出回路、６１
は抽出されたエッジ成分から路面の端を検出するパタン
認識手段である。前記のように構成された路面検出手段
の動作について説明する。エッジ検出回路６０は映像信
号中からアパーチャ成分を抜き出す。

【００７５】図３０はエッジ検出回路６０の出力結果を
示す図である。図２５および図２６に示したように、路
面は画面の中央下部に位置し、左右ほぼ対象の形をなし
ており、道路が前方で曲がっている場合も近くの路面の
端は、図３０のイの枠内に存在する。また、アパーチャ
成分は細長く続いているおり、左側の路面の端は画面左
下より、右上方へ延び、右側の路面の端は画面右下よ
り、右上方へ延びる。パタン認識手段６１はエッジ検出
回路６０によって抜き出されたアパーチャ成分から、前
記のような条件を満たすアパーチャ成分だけを検出す
る。路面検出手段５１は図３１中ウに示すように、前記
検出されたアパーチャ成分によって囲まれた画面中央部
を路面とみなす。

【００７６】路面検出手段５１は検出した路面部だけ、
Ａ／Ｄコンバータ２がデータをサンプリングするよう
に、制御信号をタイミングジェネレータ４５へ出力す
る。例えば、路面検出手段５１が検出した路面部だけｈ
ｉｇｈのパルス信号を出力し、タイミングジェネレータ
４５は、前記パルス信号によって、ｈｉｇｈの箇所だけ
サンプリングパルス信号が出力されるようにゲートをか
ければ、前記機能を実現することができる。

【００７７】路面検出手段５１によって検出された路面
部分だけ、Ａ／Ｄコンバータ２によってサンプリングし
た後、路面の状態を検出する処理においては実施例１と
同様のため説明を省略する。

【００７８】前記のようにタイミングジェネレータ４５
および路面検出手段５１を設けることによって、正確に
路面部の輝度信号だけを抜き取ることができるので、路
面以外の風景などの輝度信号に結果が左右されることな
く、判別精度を上げることができる。

【００７９】実施例１から実施例６の発明においても同
様に前記タイミングジェネレータ４５、Ａ／Ｄコンバー
タ５０、路面検出手段５１を具備することによって同様
の効果が得られる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
路面状態検出装置によれば、路面の色が無彩色であって
も、路面が濡れているか否かを判別できる路面状態検出
装置を得ることができる。

【００８１】また、本発明の請求項２記載の路面状態検
出装置によれば、路面の色が無彩色であっても、実時間
で、路面が濡れているか否かを判別できる路面状態検出
装置を得ることができる。

【００８２】また、本発明の請求項３記載の路面状態検
出装置によれば、請求項２の路面状態検出装置におい
て、輝度信号の平均値を算出する回路の削減を図ること
ができる。

【００８３】また、本発明の請求項４記載の路面状態検
出装置によれば、路面の色が無彩色であっても、簡単な
回路構成かつ実時間で、路面が濡れているか否かを判別
できる路面状態検出装置を得ることができる。

【００８４】また、本発明の請求項５記載の路面状態検
出装置によれば、路面の色が無彩色であっても、簡単な
回路構成かつ実時間で、ノイズや外乱などによる特異な
データに左右されない、路面が濡れているか否かを判別
できる路面状態検出装置を得ることができる。

【００８５】また、本発明の請求項６記載の路面状態検
出装置によれば、路面の色が無彩色であっても、路面の
状態を濡れているか否かの判別だけではなく、段階毎に
複数に判別することができる路面状態検出装置を得るこ
とができる。

【００８６】また、本発明の請求項７記載の路面状態検
出装置によれば、ヒストグラムを用いて輝度信号の強度
分布を測定するため、得られた輝度信号中のノイズや外
乱による特異な信号に結果が左右されにくく、精度の高
い検出精度を得ることができる。また、モデルとする前
記予め設定しておくヒストグラムは、予め路面を走行す
ることでヒストグラムを生成するマイクロコンピュータ
３２から得られるデータを持って作成するが、走行する
路面から得られるデータが、予め設定しておいたヒスト
グラムのデータと若干異なるときでも簡単に変更を加え
ることが可能なため、検出精度を上げることも可能であ
る路面状態検出装置を得ることができる。

【００８７】また、本発明の請求項８記載の路面状態検
出装置によれば、路面に光が当たらず、濡れている路面
に、水の反射による光沢のないときでも、路面が濡れて
いるか、否かを判別できる路面状態検出装置を得ること
ができる。また、請求項１から請求項７の路面状態検出
装置の判別精度を上げることができる。

【００８８】また、本発明の請求項９記載の路面状態検
出装置によれば、太陽光や、路上に設置されている照明
の影響を受けることなく、路面が濡れているか、否かを
判別できる路面状態検出装置を得ることができる。

【００８９】また、本発明の請求項１０記載の路面状態
検出装置によれば、路面部の輝度信号だけを抜き取り路
面状態の判別を行うため、路面以外の風景などの輝度信
号に結果が左右されない路面状態検出装置を得ることが
できる。また、請求項１から請求項７の路面状態検出装
置の判別精度を上げることができる。

【００９０】また、本発明の請求項１１記載の路面状態
検出装置によれば、請求項１０より正確に路面部の輝度
信号だけを抜き取ることができるので、路面以外の風景
などの輝度信号に結果が左右されることのない路面状態
検出装置を得ることができる。また、請求項１から請求
項７の路面状態検出装置の判別精度を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１における路面状態検出装置
を示す図である。

【図２】 図１における平均値演算回路の具体的な構成
を示す図である。

【図３】 乾いた路面を撮像した際の輝度信号の一例を
示す図である。

【図４】 濡れた路面を撮像した際の輝度信号の一例を
示す図である。

【図５】 乾いた路面を撮像した際の輝度信号の強度分
布の一例を示す図である。

【図６】 濡れた路面を撮像した際の輝度信号の強度分
布の一例を示す図である。

【図７】 路面の状態と積分値との関係を示す図であ
る。

【図８】 本発明の実施例２における路面状態検出装置
を示す図である。

【図９】 本発明の実施例３における路面状態検出装置
を示す図である。

【図１０】 路面の状態と、最大値と最小値の差との関
係を示す図である。

【図１１】 本発明の実施例４における路面状態検出装
置を示す図である。

【図１２】 路面を撮像した際の輝度信号と、高輝度部
検出値と低輝度部検出値との関係を示す図である。

【図１３】 路面の状態と、高輝度部の平均値と低輝度
部の平均値の差との関係を示す図である。

【図１４】 路面の状態と積分値との関係を示す図であ
る。

【図１５】 本発明の実施例６における路面状態検出装
置を示す図である。

【図１６】 路面を撮像した際の輝度信号と、比較値と
の関係を示す図である。

【図１７】 路面の濡れ具合によるヒストグラムを示す
図である。

【図１８】 路面の濡れ具合によるヒストグラムを示す
図である。

【図１９】 路面の濡れ具合によるヒストグラムを示す
図である。

【図２０】 本発明の実施例６における路面状態検出装
置の他の回路構成を示す図である。

【図２１】 本発明の実施例７における照明手段と撮像
装置の配置を示す図である。

【図２２】 照明のあるときと、照明のないときとの積
分値の差を示す図である。

【図２３】 本発明の実施例８における照明手段と撮像
装置の設置位置を示す図である。

【図２４】 本発明の実施例９における路面状態検出装
置を示す図である。

【図２５】 映像信号の一例を示す図である。

【図２６】 映像信号の一例を示す図である。

【図２７】 画面上で路面の位置する箇所を示す図であ
る。

【図２８】 本発明の実施例１０における路面状態検出
装置を示す図である。

【図２９】 路面検出手段の具体的な回路構成を示す図
である。

【図３０】 エッジ検出手段の出力結果を示す図であ
る。

【図３１】 検出した路面の位置を示す図である。

【図３２】 従来の路面状態検出装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 撮像装置、２ Ａ／Ｄコンバータ、３ 平均値演算
回路、４ 加算器、５積分回路、６ 比較器、７ 出力
端子、１１ 積分回路、１２ 除算器、１３ ラッ
チ、１５ 自動利得制御回路、２０ 最大値検出手段、
２１ 最小値検出手段、２５ 高輝度部検出手段、２６
低輝度部検出手段、２７，２８ 平均値演算回路、３
０ 比較器、３１ カウンタ、３２ マイクロコンピュ
ータ、３３ メモリ、４０ 照明手段、４１ 撮像装
置、４２ 自動車、４５ タイミングジェネレータ、５
０ Ａ／Ｄコンバータ、５１ 路面検出手段。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】図３２は例えば特公平５−６９０１１号
公報に示された従来の路面状態の構成図である。図にお
いて、１００は撮像手段、１０１は画像処理手段、１０
２は比較判定手段、１０３は路面状態記憶手段、１０４
は路面の摩擦係数記憶手段、１０５は摩擦係数選定手段
である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】前記のように構成された路面状態検出装置
について、その動作を説明する。Ａ／Ｄコンバータ２に
よって輝度信号からデータをサンプリングするまでは実
施例１と同様であり、その説明は省略する。図１２は路
面を撮像した際の輝度信号と、高輝度部検出値と低輝度
検出値との関係を示す図である。高輝度部検出回路２５
はサンプリングデータから図１２に示すようにｋ３以上
のサンプリング値だけを抜きだす。平均値演算回路２７
は高輝度部のサンプリングデータだけを積分し、抜き出
したデータ数ｍ１で除算することによって高輝度部のサ
ンプリングデータの平均値Ｙｈを求める。また、最小値
検出手段２６はサンプリングデータから図１２に示すよ
うにｋ４以下のサンプリングデータだけを抜き出す。平
均値演算回路２８は低輝度部のサンプリングデータだけ
を積分し、抜き出したデータ数ｍ２で除算することによ
って低輝度部のサンプリングデータの平均値Ｙｌを求め
る。加算器４は高輝度部の平均値と低輝度部の平均値と
の差Ｙｈ−Ｙｌを求め、比較器６へ出力する。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面を撮像するための撮像手段と、撮像
   手段から得られた輝度信号レベルの強度分布を検出する
   検出手段を具備し、前記検出手段において、輝度信号の
   変動幅が予め定めた定数より大きければ、路面が濡れて
   いると判別し、変動幅が前記定数より小さければ路面が
   乾いていると判別することを特徴とする路面状態検出装
   置。
2. 【請求項２】 路面を撮像するための撮像手段と、撮像
   手段から得られた輝度信号を、数フィールド毎にｍ個サ
   ンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング
   手段によってサンプリングされたサンプリングデータの
   平均値を求める手段と、前記平均値を次の数フィールド
   間保持し、保持した平均値と、各サンプリングデータと
   の絶対値差を求める手段と、前記絶対値差を積分する手
   段と、前記積分値を予め定めた定数と比較する比較手段
   とを具備し、前記比較手段において、求められた積分値
   を前記定数と比較することで、輝度信号レベルの強度分
   布を検出し、前記検出結果から、路面が濡れているか否
   かを判別することを特徴とする路面状態検出装置。
3. 【請求項３】 路面を撮像するための撮像手段と、撮像
   手段から得られた輝度信号のレベルが一定になるように
   輝度信号を増幅する自動利得制御回路と、前記自動利得
   制御回路によって利得制御された輝度信号を、数フィー
   ルド毎にｍ個サンプリングするサンプリング手段と、前
   記サンプリング手段によってサンプリングされたサンプ
   リングデータと予め定めた第１の定数との絶対値差を求
   める手段と、前記絶対値差を積分する手段と、前記積分
   値を予め定めた第２の定数と比較する比較手段とを具備
   し、前記比較手段において、求められた積分値を前記第
   ２の定数と比較することで、輝度信号レベルの強度分布
   を検出し、前記検出結果から、路面が濡れているか否か
   を判別することを特徴とする路面状態検出装置。
4. 【請求項４】 撮像するための撮像手段と、撮像手段か
   ら得られた輝度信号を、数フィールド毎にｍ個サンプリ
   ングするサンプリング手段と、前記ｍ個のサンプリング
   データの最大値を選択する手段と、最小値を選択する手
   段と、前記最大値と最小値との差を求める手段と、前記
   差を予め定めた定数と比較する比較手段とを具備し、前
   記比較手段において、求められた差を前記定数と比較す
   ることで、輝度信号レベルの強度分布を検出し、前記検
   出結果から、路面が濡れているか否かを判別することを
   特徴とする路面状態検出装置。
5. 【請求項５】 路面を撮像するための撮像手段と、撮像
   手段から得られた輝度信号を、数フィールド毎にｍ個サ
   ンプリングするサンプリング手段と、前記ｍ個のサンプ
   リングデータの高輝度部のデータだけを選択し、前記高
   輝度部の平均値を求める手段と、低輝度部のデータだけ
   を選択し、前記低輝度部の平均値を求める手段と、前記
   高輝度部の平均値と低輝度部の平均値との差を求める手
   段と、前記差を予め定めた定数と比較する比較手段とを
   具備し、前記比較手段において、求められた差を前記定
   数と比較することで、輝度信号レベルの強度分布を検出
   し、前記比較結果から、路面が濡れているか否かを判別
   することを特徴とする路面状態検出装置。
6. 【請求項６】 比較手段で比較する予め定めた定数を複
   数設け、輝度信号の強度分布を検出し、路面の濡れ具合
   を数段階に判別することを特徴とする請求項２乃至請求
   項５のいずれかに記載の路面状態検出装置
7. 【請求項７】 路面を撮像するための撮像手段と、撮像
   手段から得られた輝度信号を、数フィールド毎にｍ個サ
   ンプリングするサンプリング手段と、前記ｍ個のサンプ
   リングデータを複数のレベルに分割する手段と、前記複
   数のレベルに分割したサンプリングデータをヒストグラ
   ム化するヒストグラム生成手段と、前記ヒストグラムの
   形状が、予め設けた複数のヒストグラムモデルのいずれ
   に属するかを判別する判別手段とを具備し、前記判別手
   段によって判別されたヒストグラムの形状から、輝度信
   号の強度分布を検出し、前記検出結果から路面が濡れて
   いるか否かを判別することを特徴とする路面状態検出装
   置。
8. 【請求項８】 照明手段を具備し、前記照明手段によっ
   て路面を照らし、照明手段と路面の法線とのなす角であ
   る入射角と、撮像装置と路面の法線とのなす角である受
   光角が等しくなるように、撮像装置を設置することを特
   徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の路面
   状態検出装置。
9. 【請求項９】 照明手段及び撮像装置を外光の影響を受
   けないように、自動車の底部に設置したことを特徴とす
   る請求項８記載の路面状態検出装置。
10. 【請求項１０】 輝度信号をサンプリングするサンプリ
    ング手段において、輝度信号中、路面が撮像されている
    と予想される部分だけ、選択的に抜き出すことを特徴と
    する請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の路面状態
    検出装置。
11. 【請求項１１】 撮像した輝度信号中から路面部分だけ
    を検出する路面検出手段を具備し、路面検出手段によっ
    て検出された路面部分だけ、選択的に抜き出すことを特
    徴とする請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の路面
    状態検出装置。