JPH10221042A

JPH10221042A - 路面状態判別装置

Info

Publication number: JPH10221042A
Application number: JP32240697A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukui; 浩福井; Junichi Takagi; 潤一高木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-08
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】【課題】路面状態の詳細な分析を実施して、路面の危
険度合いを正確に判別する。【解決手段】赤外線光を照射する光源２５により路面
ＬＤの所定範囲に放射状の光を照射するとともに、カメ
ラ２によりこの照射光に対する反射光像を撮像する。制
御装置４は、このカメラ２により撮像された画像上の所
定方向に沿って計測ラインを設定し、この計測ライン上
の光量分布から反射光の空間周波数分布を抽出する。さ
らに制御装置４は、前記光量分布や空間周波数分布から
路面の光沢度，明るさ，凹凸度合い，凹凸のばらつきを
示すパラメータを算出し、その算出結果に基づき、路面
ＬＤがどのような状態にあるかを判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの車両が
走行する道路において、路面上の水分の有無や凍結状態
など、路面状態の判別を行うための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特に寒冷地においては、冬季になると、
路上に雪が積もったり路面が凍結したりして、スリップ
事故が起こる可能性が高くなる。このため路面状態を速
やかに判別して事故防止のための対策をとる必要があ
る。

【０００３】図４０は、一般に用いられている路面状態
の判別装置を示すもので、道路ＲＤの側方の支柱３４か
ら路面ＬＤの上方に向けてポール３５を突出させ、この
ポール３５により投光部３０，受光部３２，路面温度計
３１などを支持させている。また支柱３４の適宜位置に
は、制御装置３３が配備される。

【０００４】前記投光部３０は、路面ＬＤに向かって赤
外線光を照射するためのもので、受光部３２は路面から
の拡散反射光を受光して、その受光量データを制御装置
３３へと出力する。また路面温度計３１は、赤外線検知
素子により路面温度を計測するもので、その計測値は同
様に制御装置３３へと出力される。

【０００５】制御装置３３は、路面からの反射光量は、
路面が乾燥した状態より濡れた状態にあるときに大きく
なるという原理に基づき、前記受光部３２からの受光量
データを用いて、路面上の水分の有無を検知する。さら
に制御装置３３は、この受光量データから得られる反射
光率や路面温度の計測値から路面ＬＤの凍結や積雪の有
無を判別し、その判別結果を道路の管理センターなどに
送信する。

【０００６】また路面の凍結や湿潤時には正反射光量が
大幅に増大するので、検出精度を向上させるためには正
反射光量を受光する必要がある。そこで投光部と受光部
とを対向配備させるとともに、偏光板を用いて入射角お
よび反射角がブリュースター角の近傍になるような光を
受光し、その受光量により路面のぬれ状態を判別するよ
うにしたものが提案されている（特開平５−２６４４４
２号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の装置は、
いずれも、路面からの反射光量により路面の光沢度合い
を認識して、路面状態を判別するものである。しかしな
がら例えば、濡れた状態にあるアスファルト路面と踏み
固められた雪により覆われた路面、部分的に粉雪に覆わ
れた凍結路面と細かい凹凸のある凍結路面は、それぞれ
同じような光沢度合いを有するので、反射光量だけでは
異なる路面状態を識別することは困難である。

【０００８】また前記したように、路面状態の判別処理
の主要な目的は、路面の滑り度合いを推定することにあ
り、例えば凍結路面であっても、表面の凹凸の度合いに
より、滑りやすい路面と比較的滑りにくい路面とがある
ので、単に路面が凍結していることを検出するだけで
は、不十分である。しかしながら反射光量を抽出するだ
けでは、このような路面状態の微妙な差違までは判別で
きないので、上記した従来の装置により路面の危険度合
いを正確に判別することは、不可能である。

【０００９】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、路面に対し、その路面の主要な凹凸模様の大き
さよりも十分に大きい光を照射しつつ、その光照射領域
を含む所定の領域を撮像し、得られた画像上の路面状態
を反映する空間周波数成分を抽出することにより、路面
状態の詳細な分析を実施して、路面の危険度合いを正確
に判別することを技術課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
路面状態判別装置は、路面に対し、その路面の主要な凹
凸模様の大きさよりも十分に大きい範囲に光を照射する
投光手段と、前記投光手段の光照射領域を含む路面上の
所定大きさの領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
により得られた画像上の所定方向における光量分布を抽
出する光量分布抽出手段と、抽出された光量分布から路
面状態を反映する空間周波数成分を抽出する空間周波数
抽出手段と、前記空間周波数成分の抽出結果を用いて路
面状態を判別する判別手段とを備えて成るものである。

【００１１】請求項２の発明では、前記投光手段は、前
記撮像手段の撮像領域全体に光を照射するように構成さ
れる。

【００１２】請求項３の発明では、前記投光手段は、前
記撮像手段の撮像領域の所定方向に沿って光を照射する
ように構成される。

【００１３】請求項４の発明では、前記撮像手段は、前
記投光手段の照射光による正反射光を取込み可能な位置
に配備される。また前記光量分布手段は、前記撮像手段
により得られた画像上において、前記照射光の鏡面反射
像を通過するライン上の光量分布を抽出するように構成
される。

【００１４】

【作用】路面に対し、その路面の主要な凹凸模様よりも
十分に大きい範囲に光を照射すると、その照射光は、光
照射領域内の路面の凹凸状態や水分の状態を反映した反
射パターンをもって反射する。したがってこの反射光を
撮像して得られる反射光像の空間周波数成分を抽出する
と、周波数成分の分布形状や各成分の強度には、路面の
状態を反映した特徴が出現する。

【００１５】この発明は上記の原理に基づいてなされた
もので、請求項１の発明では、路面上の光照射領域を含
む所定大きさの領域を撮像して得られた画像上で、所定
方向における光量分布から路面状態を反映した空間周波
数成分を抽出することにより、種々の路面状態間におけ
る反射光特性の微妙な差違の識別が可能となる。

【００１６】請求項２の発明では、撮像手段の撮像領域
全体にわたって光を照射し、請求項３の発明では、撮像
領域の所定方向に沿って光を照射するので、広い領域に
わたる反射光を用いて路面状態を判別することができ
る。

【００１７】請求項４の発明では、照射光による正反射
光を撮像手段に取り込ませて、画像上の鏡面反射像を通
過するライン上の光量分布を抽出するので、この光量分
布により路面の水分の有無を反映した空間周波数成分が
抽出されることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に示す各実施例は、路面上の
所定位置に光を照射してその反射光を撮像した後、その
画像上の所定の計測ライン上の光量分布から路面状態を
表す空間周波数成分を抽出して、路面状態を判別する。
ここでは、装置構成として、図１，９，１１，２０の４
つの実施例をあげるとともに、路面状態の判別処理方法
として図１６，図３８の２つの処理方法を例にあげて、
各請求項の発明の詳細を説明する。

【００１９】

【実施例】

（１）第１の装置構成図１は、この発明の一実施例にかかる路面状態判別装置
の構成を示す。この実施例の路面判別装置は、道路ＲＤ
の側方に設置された支柱６と、この支柱６から路面上方
の道路横断方向に突出させたポール７により支持される
もので、ポール７には投光部１, テレビカメラ２（以下
単に「カメラ２」という），路面温度計３が、支柱６に
は制御装置４，外気温度計５が、それぞれ配備される。
なお図中、８は、投光部１，カメラ２，路面温度計３を
保護するためのカバー体を、９は、道路ＲＤに沿って配
備されるガードレールをそれぞれ示す。

【００２０】前記投光部１は細長形状の光源１ａにより
成り、その長手方向をポール７の長さ方向に沿わせて配
備することにより、道路の横断方向に沿って帯状の光が
照射される。またカメラ２は、この光源の光照射位置を
含む所定領域を撮像するようにその位置および撮像角度
が調整される。

【００２１】図２は、前記路面状態判別装置の光学系の
関係を示す。図中、θはカメラ２の視野角を、５０は光
源１ａの仮想の鏡面像を、それぞれ示す。いまカメラ２
の視野角θを２０度、カメラ２の視点から路面ＬＤまで
の距離を５ｍとすると、路面ＬＤ上における撮像対象領
域は、約１．８ｍの大きさを具備することになる。また
光源１ａの長さを３ｍと想定し、路面ＬＤが水分により
鏡面になっているものと仮定すると、道路横断方向に沿
う１．５ｍの範囲に光源１ａの反射光像が生成されるこ
とになる。

【００２２】上記構成の装置において、前記投光部１の
光源１ａから路面ＬＤに向かって光を照射すると、その
照射光に対する路面からの反射光は、その路面の凹凸状
態や光沢度合いに応じて異なる反射パターンをとる。前
記カメラ２は、その反射パターンの特性を捉えた画像を
生成するためのもので、制御装置４は、このカメラ２か
らの画像信号を取り込んで後記する処理を実施すること
により、路面ＬＤがどのような状態にあるかを判別す
る。

【００２３】図３は、前記路面状態判別装置の電気的構
成を示す。前記投光部１は、前記光源１ａと、この光源
１ａの点灯動作を制御するための投光制御部１０とを具
備する。また制御装置４は、前記カメラ２からの画像を
処理するのに必要なＡ／Ｄ変換部１１，画像メモリ１
２，画像処理部１３，タイミング制御部１４のほか、制
御の主体となるＣＰＵ１５，制御用プログラムや作業用
データを格納するためのメモリ１６，送信部１７などを
構成として備えている。

【００２４】投光制御部１０は、前記光源１ａに対し、
所定の時間間隔毎に駆動信号を出力することにより、光
源１ａを点滅動作させる。前記タイミング制御部１４
は、この駆動信号の立上りおよび立下がりにそれぞれ同
期して、カメラ２にタイミング信号を出力する。これに
よりカメラ２は、光源１ａが点灯および消灯する都度、
撮像動作を行って、アナログ量の画像データを出力す
る。

【００２５】前記タイミング信号は、制御装置４内の画
像処理に関わる各部にも与えられ、各撮像動作毎の画像
データがＡ／Ｄ変換部１１によりディジタル変換され
て、画像メモリ１２へと格納される。画像処理部１３
は、光源１ａの点灯時の画像と消灯時の画像とを取り込
んで後記する差分処理により影などのノイズを除去した
後、その差分処理後の画像上の所定位置に計測ラインを
設定し、そのライン上の各画素の輝度値を抽出する。

【００２６】ＣＰＵ１５は、画像処理部１３により抽出
された各輝度値を取り込んで、前記計測ライン上の光量
分布状態を認識するとともに、各輝度値と１画素分に対
応する距離データとを用いた高速フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）を実施して、計測ライン上の反射光の空間周波数分
布を抽出する。さらにＣＰＵ１５は、この空間周波数分
布の抽出結果と、前記路面温度計３，外気温度計５の各
計測値とを用いて後記する路面判別処理を実行する。そ
の判別結果は、送信部１７を介して道路センターのホス
トコンピュータ（図示せず）などに送信される。

【００２７】（２）路面状態毎の反射光の特性について図４（１）（２）（３）は、上段に、それぞれ雨などに
より濡れた状態にある路面（以下「湿潤路面」とい
う）、水たまりが生じた路面（以下「冠水路面」とい
う）、雪が積もった路面（以下「積雪路面」という）の
それぞれを撮像して得られた画像（図中上段に示す）を
示す。なお図中、各画像とも横軸（ｘ軸）方向が道路の
横断方向に、縦軸（ｙ軸）方向が道路の走行方向に、そ
れぞれ対応している。なお図中の黒の塗りつぶしは、路
面の湿潤部分からの鏡面反射光像を示す。

【００２８】図４の下段の各図は、それぞれ上段の対応
する画像上で、点Ａから点Ｂに至る垂直ライン上におけ
る光量分布を示す。この場合、湿潤，冠水の各路面状態
では、水分が鏡面の役割を果たすため、前記光の照射位
置における光量分布は、正反射光量が大幅に増加したこ
とを反映したものとなっている。

【００２９】一方、積雪路面においては、路上の雪によ
り光が拡散反射するので、図４（３）に示すごとく、光
照射位置のみならず、その周囲の反射光量が増加したよ
うな光量分布が得られる。

【００３０】図５（１）〜（４）は、それぞれ通常の乾
燥したアスファルト路面（以下単に「乾燥路面」とい
う），水分の少ない湿潤路面，水分の多い湿潤路面，冠
水路面について、画像上の１垂直ライン上の光量分布よ
り得られた空間周波数分布を示す。

【００３１】図中、０．１〜０．２５mm^-1の周波数帯域
は、一般に路面ＬＤの主要な凹凸模様を表す帯域と考え
られるもので、路面ＬＤが乾燥状態から湿潤状態へ移行
するにつれ、反射光量の増加にともない、この帯域およ
びその近傍にあたる０．１〜０．３mm^-1の周波数帯域
（以下この帯域の周波数成分を「中心周波数帯域」と総
称する）の成分強度が増加する（図５（１）〜
（３））。さらに路面上の水分が増加して冠水状態にな
ると、光照射位置における正反射光量が激増することに
伴い、図５（４）に示すごとく、道路の走行方向におけ
る光源幅を反映する低周波数成分が優勢となる結果が得
られる。

【００３２】なお、乾燥路面，湿潤路面それぞれについ
て得られる中心周波数成分のピーク値を比較すると、図
６（１）（２）に示すごとく、湿潤路面でのピーク値は
乾燥路面でのピーク値の約１０倍となっている。このよ
うにこの中心周波数帯域の成分強度により路面上の水分
の有無を判別することが可能となる。

【００３３】図７（１）（２）は、乾燥路面と積雪路面
とについて、前記図５と同様にして得られた空間周波数
分布を対応づけて示す。この場合、路面の凹凸状態を表
す中心周波数成分の強度には有意な差は認められない
が、前記したように雪により拡散反射光量が増加して画
像が明るくなるため、積雪路面では、０．１mm^-1以下の
低周波数帯域の成分強度が著しく増大する。したがっ
て、前記中心周波数成分と低周波数成分との強度比によ
り、乾燥路面と積雪路面とを判別することが可能とな
る。

【００３４】前記制御装置４は、カメラ２からの入力画
像上で、道路の長さ方向に相当するｙ軸方向に複数の計
測ラインを設定し、各計測ライン毎に得られた空間周波
数分布を用いて、上記原理に基づき路面状態を判別して
いる。この場合、各計測ラインの平均的なデータを算出
すれば、道路ＲＤの広い範囲にわたる路面状態を総合的
に判別できる。また各計測ライン毎の空間周波数分布を
個別に処理すれば、わだちなど水のたまりやすい凹部と
平坦な部位との路面状態の違いを判別することができ
る。

【００３５】図８は、前記計測ラインの設定例を示すも
ので、光の照射範囲において、道路の中心線に対応させ
た第１の計測ラインＬ₁と、車輪の通過位置（図中点線
で示す）に対応させた第２の計測ラインＬ₂とが設定さ
れるとともに、これら計測ラインの中間地点に第３の計
測ラインＬ₃が設定されている。

【００３６】図示例は湿潤路面を前提としたもので、黒
い塗りつぶしは、前記図３と同様、路面の湿潤部分から
の鏡面反射光像を示している。この場合、計測ラインＬ
₁，Ｌ₃では、前記図４（１）と同様の路面状態にある
ので、図５（２）（３）に示した湿潤路面の特徴を示す
空間周波数分布が抽出される。他方、計測ラインＬ₂の
設定された車輪の通過箇所には窪みが生じて水がたまっ
ており、図５（４）に示した冠水路面の特性を示す空間
周波数分布が得られる。

【００３７】（３）装置構成の展開例上記路面状態判別装置の投光部１に用いる光源は１本に
限らず、複数本の光源により路面上に帯状の光を照射す
るようにしても良い。ただしこの場合、路面からの反射
光に路面の凹凸状態を反映した空間周波数成分が含まれ
るように、各光源には、路面の主要な凹凸模様の大きさ
よりも大きな領域を照射可能なものを用いる必要があ
る。

【００３８】図９は、路面状態判別装置の他の構成例を
示すもので、前記図１の光源１よりも長さの短い複数個
の蛍光灯１ｂ〜１ｅを、それぞれ長手方向を道路の横断
方向に沿わせて並列配備している。その他の構成は図１
と同様であり、ここでは各部に同じ符号を付すことによ
り詳細な説明を省略する。

【００３９】図１０は、前記図９の路面状態判別装置に
おいて、前記カメラ２により撮像して得られた画像と計
測ラインとの関係を示す。図中、１０ｂ〜１０ｅは、各
照射光による鏡面反射光像を示すもので、各鏡面反射光
像１０ｂ〜１０ｅの各幅に対応する位置に、少なくとも
１本の計測ラインＬ_b〜Ｌ_eが設定されている。これに
より、各照射光に対する反射光の空間周波数分布を抽出
して、各光照射位置毎の路面状態を判別することができ
る。

【００４０】図１１は、路面状態判別装置の他の構成を
示すもので、光源として、２本の蛍光灯１Ａ，１Ｂを道
路の走行方向に沿って並列配備している。図１２（１）
は、上記路面状態判別装置のカメラ２により撮像された
冠水状態の路面の画像を、図１２（２）はこの画像上の
点Ａから点Ｂに至る計測ライン上の光量分布を示す。こ
のように画像上に各光源１Ａ，１Ｂの反射光像が明確に
現れるので、計測ライン上の空間周波数分布では、図１
３に示すように、道路の走行方向における各光源の光照
射幅を反映した周波数成分の強度が大幅に増大し、路面
の湿潤状態や凍結状態を精度良く検出することができ
る。

【００４１】（４）空間周波数分布の抽出処理の展開
例図１４（１）（２）は、画像上の１計測ライン上の光量
分布について、正反射光と拡散反射光とを個別に処理す
る例を示す。図１４（１）は、湿潤路面を撮像して得ら
れた画像上における１計測ライン上の光量分布を示すも
ので、図中、光量の高いピーク値が多発する部分は光の
正反射光像を反映し、その近傍部分は拡散反射光像を反
映する。したがってこの光分布曲線を、前記ピーク値の
多発部分を含む第１の処理範囲Ｒ１と、拡散反射光部分
を示す第２の処理範囲Ｒ２とに分割し、それぞれの処理
範囲に含まれる周波数成分を個別に抽出すると、図１４
（２）に示すごとく、各処理範囲間での中心周波数帯域
に含まれる成分強度には大きな差異が認められる。

【００４２】なお同様の処理を乾燥路面について行った
場合、大きな正反射光量は得られないので、各反射光の
中心周波数成分には図１４（２）のような著しい差異は
認められなくなる。このように各反射光の中心周波数成
分の強度比を用いれば、乾燥路面と湿潤路面とを明確に
判別できるだけでなく、路面の水分量の微妙な差異も精
度よく検出することができる。

【００４３】なお上記各実施例の処理を実行する場合、
カメラ２の視野に何らかの影が入り込んで低周波数成分
が減少し、路面判別の精度が低減する虞がある。この問
題を解決するために、この発明の路面状態判別装置で
は、前記したように、光源の消灯時の画像と照明時の画
像とを交互に取り込んでこれら画像間の差分処理を実施
し、影の影響が除去された差分画像上で空間周波数分布
の抽出処理を行うようにしている。

【００４４】図１５（１）（２）（３）は、上記差分処
理の具体例を示すもので、照明時の画像（図１５（１）
に示す）と消灯時の画像（図１５（２）に示す）とに
は、ともに影の画像部分１８，１８が含まれている。こ
れら画像間で対応する画素毎に差分演算を行うことによ
り、図１５（３）に示すような影の影響のない画像が生
成される。

【００４５】（５）路面状態の判別処理図１６は、前記ＣＰＵ１５による路面判別の一連の手順
を示す。まず最初のステップ１（図中「ＳＴ１」で示
す）で、画像処理部１３により抽出された計測ライン上
の光量分布データが入力されると、ＣＰＵ１５は、つぎ
のステップ２で、前記高速フーリエ変換を実行して、計
測ライン上における反射光の空間周波数分布を抽出す
る。

【００４６】つぎのステップ３で、ＣＰＵ１５は、抽出
された空間周波数分布のうち前記中心周波数帯域の成分
強度に着目する。この成分強度が前記図５（１）に示し
た範囲内であればステップ３からステップ１３へと移行
して、路面は乾燥状態にあると判別される。これに対
し、中心周波数帯域の成分強度がこの乾燥路面における
成分強度を大幅に上回る場合には、路面上には水分が存
在するものと判断されてステップ３からステップ４へと
移行し、路面温度が０度以下であるか否かがチェックさ
れる。なおこの路面温度の判別は、前記路面温度計３の
計測値に基づき行われるもので、前記外気温度計５の計
測値は路面温度計の計測誤差をチェックするために用い
られる。

【００４７】路面温度が０度以下である場合、ＣＰＵ１
５は、路面は凍結状態もしくは積雪状態のいずれかにあ
るものと判断して、ステップ４からステップ５へと移行
し、前記空間周波数分布のうち、前記中心周波数帯域の
成分強度に対する低周波帯域の成分強度の比率をチェッ
クする。この結果、所定のしきい値以上の成分強度比が
得られた場合は、路面は積雪状態にあると判断される
（ステップ８）。

【００４８】前記成分強度比がしきい値を下回る場合に
は、ＣＰＵ１５は、さらに前記図１４に示した方法を適
用して、前記計測ライン上の正反射光と拡散反射光との
空間周波数分布を個別に抽出し、両反射光の中心周波数
帯域の成分強度比をチェックする（ステップ６）。

【００４９】凍結した水分が融け始めた状態にある凍結
路面上に光を照射すると、路面表面では、その解凍水分
による正反射光量が増加するので、正反射光の中心周波
数帯域の成分強度はますます増大する。

【００５０】したがってＣＰＵ１５は、前記拡散反射光
の中心周波数成分強度に対する正反射光の中心周波数成
分強度が所定のしきい値を超えたとき、路面は凍結が融
け始めた状態にあると判断し（ステップ９）、この周波
数成分強度比がしきい値以下であるときは、路面は固い
凍結状態が保たれた状態にあると判断する（ステップ１
０）。このように各反射光の中心周波数帯域の成分強度
比を用いることにより、最も危険度の高い凍結路面の状
態を精度良く判別することが可能となる。

【００５１】一方、路面温度が０度を上回る場合には、
ステップ４からステップ７へと移行し、ＣＰＵ１５は、
前記空間周波数分布が図５（４）に示したように光源の
幅を示す空間周波数が優勢となるか否かをチェックす
る。この結果、判定が「ＹＥＳ」のときは路面は冠水路
面であり、判定が「ＮＯ」のときは路面は湿潤路面であ
ると判別される（ステップ１１，１２）。

【００５２】なお上記の判別処理は、単独の計測ライン
上の空間周波数分布または複数本の計測ラインについて
得られた空間周波数分布の平均化されたデータを用いて
行われるもので、各計測ライン毎に判別処理を行う場合
には、上記の判別処理が各ライン毎に行われた後、各判
別結果が計測ラインの位置データと対応づけて認識され
る。

【００５３】（６）第２の装置構成および路面状態の判
別処理上記路面状態判別装置の制御装置４に画像上の車両を抽
出する機能を付加し、車両が通過する前後での路面状態
を判別するように構成することもできる。図１７は、上
記機能を備えた路面状態判別装置の構成を示すもので、
制御装置４には、複数フレーム分の入力画像を記憶する
容量を具備する画像メモリ１２´が配備される。また画
像処理部１３は、車両抽出部２０と光量分布抽出部２１
との２つの機能を具備するように構成される。なお投光
部１は、前記図１，９，１１のうちのいずれの光源を用
いても良いため、図示を省略する。

【００５４】車両抽出部２０は、典型的な車両の特徴を
示す画像モデルを保持しており、画像入力毎に、入力画
像上に前記画像モデルを走査してパターンマッチング処
理を実行し、撮像領域内に車両が存在するか否かをチェ
ックする。これにより撮像領域内における車両の通過が
確認されると、光量分布抽出部２１は、画像メモリ１２
´からこの車両の通過前後の入力画像を取り出し、各画
像毎に前記と同様の光量分布の抽出処理を実行する。Ｃ
ＰＵ１５は、各抽出結果から得られる空間周波数分布を
用いて、車両の通過による路面状態の変化を判別する。

【００５５】なお車両抽出部２０に代えて、後記する車
両検知器の検知出力を用いて、車両の通過を認識するよ
うにしてもよい。またこの実施例においても、画像取込
みの都度、光源を点滅させ、光源点灯下での画像と光源
が点灯していない状態下での画像との差分処理を行うよ
うにすれば、影などのノイズを除去して判別精度を向上
することができる。

【００５６】図１８（１）（２）は、冠水状態にある路
面における車両の通過前後の画像を示すもので、各画像
とも車輪の通過位置に計測ラインＬが設定されている。
この場合、車両の通過により、車輪の通過位置の水膜が
一時的に除去されるので、この位置における正反射光量
は、車両の通過直後に大幅に減少する。図１８（３）
は、前記各画像毎に計測ライン上で抽出された空間周波
数分布を対応づけて示すもので、車両通過後の画像で
は、前記正反射光量の減少を反映して中心周波数帯域の
成分強度が著しく低下している。

【００５７】図１９（１）（２）は、積雪が融け始めた
路面の画像であって、図１９（１）は車両の通過前の画
像を、図１９（２）は車両通過直後の画像を、それぞれ
示す。なお図１９（２）中の符号２２は、車輪の通過に
より形成されたわだちを示す画像である。これら各画像
上で、前記図１８（１）（２）と同様、車輪の通過位置
に計測ラインＬを設定して空間周波数分布を抽出する
と、図１９（３）に示すごとく、車両通過後の画像によ
る空間周波数分布では、わだちの部分の融けた雪からの
正反射光を反映して中心周波数帯域の成分強度が著しく
増大している。

【００５８】このように実際に車両が通過する前後の路
面状態の変化を判別することにより、路面状態が車両の
走行に及ぼす影響を詳細に判別することができ、従来の
装置では考えられなかった詳細な分析を行うことができ
る。

【００５９】（７）第３の装置構成これまでの実施例では、道路ＲＤの横断方向に沿って光
を照射するような光源を投光部１に用いていたが、光の
照射範囲は、必ずしも道路の横断方向に沿う必要はな
く、路面ＬＤ上の広い範囲にわたって光を照射してもよ
い。

【００６０】図２０に示す路面状態判別装置は、投光部
１に、赤外線光などの放射状に広がる光を照射する光源
２５を導入している。カメラ２は、前記図１と同程度の
視野角を有するもので、前記光源２５は、この光照射領
域はカメラ２のほぼ撮像領域の全域にわたって光を照射
し、カメラ２は、照射光による正反射光を入射可能な位
置に配備されるように、各光学系が調整される。これに
よりカメラ２の撮像面には、画像上の路面の凹凸模様の
大きさよりも十分に大きな鏡面反射像が生成される。そ
の他、図１と同様の符号を付した構成については、前記
と同様であり、詳細な説明を省略する。

【００６１】この実施例の制御装置４も、光源２５の点
灯時の画像と消灯時の画像とを交互に取り込んで差分処
理を実施するもので、差分処理後の画像上に各計測ライ
ンを設定して、それぞれのライン上の光量分布や空間周
波数分布を抽出した後、路面状態を判別する。

【００６２】図２１は、前記路面状態判別装置における
計測ラインの設定例を示す。図中２６は、カメラ２の撮
像領域であって、前記第１の実施例と同様、この撮像領
域２６内で道路の幅方向に沿って複数本（図示例では１
０本）の計測ライン２７が設定されている。ただし計測
ライン２７は、この向きに限定されるものではなく、道
路の長さ方向に沿って設定してもよい。また道路の幅方
向，長さ方向ともに、複数の計測ラインを設定し、各ラ
イン毎に光量分布や空間周波数分布を抽出するようにす
ることも可能である。

【００６３】この実施例の制御装置４の電気的な構成
は、前記図３に示したのと同様であるが、画像より抽出
された輝度値や空間周波数の分布状態を用いて前記実施
例とは異なる処理を実施することにより、路面状態の差
違を、より詳細に判別するようにしている。以下、この
実施例で判別対象とする各路面状態と、各路面状態毎の
反射光の特性や画像上の光量分布や空間周波数分布に現
れる特徴について、順を追って説明する。

【００６４】（８）路面判別の原理図２２は、上記路面状態判別装置の認識対象となる各路
面状態と照射光の反射パターンとを示す。図２３は、こ
れら各路面状態について、それぞれ画像上の計測ライン
の光量分布を示す。なお図２３の各分布曲線は、各路面
状態を実際に撮像して得られた画像上に、それぞれ前記
図２１に示した１０本の計測ライン２７を設定し、各計
測ライン２７毎の光量分布を平均化して得られたもの
で、正反射光を反映する輝度のピーク値により各画素位
置における輝度値を規格化して示してある。

【００６５】図２４〜３３は、それぞれ前記図２２に示
した各路面状態毎に得られた空間周波数分布のグラフを
示す。これら分布曲線も、前記図２３と同様、その路面
状態下で得られた画像より得られた実測値に基づくもの
で、それぞれ１０本の計測ライン毎の光量分布の実測値
にＦＦＴを施して得られた結果を、各ライン毎に個別に
示してある。なおここで用いられる各計測ラインは、い
ずれも路面上の長さ５７０mmの範囲に対応するものであ
る。

【００６６】各グラフとも、横軸には、ＦＦＴの各次
数、すなわち前記計測ラインを分割する回数ｎに１を加
えた数によるスケールが設定される。縦軸は、計測ライ
ンをｎ回分割したときの１単位分の長さに対応する空間
周波数成分の強度を示すもので、いずれの分布曲線も、
０次の定常成分の強度を１として各強度を規格化した形
態をもって表される。なお以下の説明では、ｎ次の周波
数成分の強度をＰ_nと表すものとする。

【００６７】つぎに、路面状態を判別するためのパラメ
ータについて説明する。＜路面の光沢度合い＞前記した計測ライン上の規格化さ
れた光量分布曲線において、各画素毎の輝度値を積算し
た値により表される（以下この積算値を「規格化輝度値
の総和」という）。図３４は、各路面状態毎に、それぞ
れ前記図２３の分布曲線上の各輝度値を積算処理して得
られた規格化輝度値の総和を示す。

【００６８】「光沢のある路面状態」とは、路面上の水
分などにより鏡面反射が促されるようになっている状
態、すなわち照射光による鏡面反射像の輝度値が高くな
る路面状態をいう。このような路面（冠水路面，湿潤路
面など）では、前記図２３のに示すように、正反射
が優勢になる一方、拡散反射は抑制されるので、画像全
体の明度が落ち、規格化輝度値の総和は小さくなる。

【００６９】一方、乾燥路面，積雪路面，凍結路面な
ど、光沢度合いの低い路面では、反射面上の凹凸成分に
よる拡散反射光が優勢となるので、その拡散反射光によ
り広い範囲が照明される。したがって計測ライン上の各
位置にわたって一定値以上の光量が得られるので、規格
化輝度値の総和は大きくなる。

【００７０】＜路面の明るさ＞前記空間周波数分布の定
常成分（０次成分）は、計測ラインそのものを表す成分
であるから、画像が明るくなるほど、この定常成分の強
度Ｐ₀が大きくなり、その結果、他の成分の強度との差
が大きくなる。

【００７１】この原理に基づき、この実施例では、定常
成分の強度Ｐ₀と２次成分の強度Ｐ₂に着目し、Ｐ₂に
対するＰ₀の比Ｐ₀／Ｐ₂（以下、この比を定常成分比
という）を路面の明るさを表すパラメータとして採用し
ている。図３５は、各路面状態について、それぞれ前記
図２４〜３３に示した空間周波数分布より算出された定
常成分比を示す。なおここに示す各比率は、各路面状態
とも、前記１０本の計測ライン毎の空間周波数分布から
個別に算出された定常成分比を平均化して得られたもの
である。

【００７２】＜凹凸の度合い＞反射面上の凹凸が多くな
るほど、反射光の空間周波数成分分布では、その凹凸の
大きさに応じた低周波数帯域の周波数成分が優勢にな
る。したがって抽出された各空間周波数成分の中で、所
定の低周波数帯域の成分強度がどの位の割合を占めるか
により（以下この比を「低周波成分の強度比」とい
う）、反射面上の凹凸の度合いを把握することができ
る。

【００７３】図３６は、各路面状態毎に、前記図２４〜
３３に示した空間周波数分布により算出された低周波数
成分の強度比を示す。なおこの強度比は、３次から１９
次までの周波数帯域（５．９×１０^-3〜３．７×１０^-2
mm^-1）を対象として、この周波数帯域の成分強度の他の
７０次から７９次の周波数帯域の強度に対する比をもっ
て表される。その比の算出式は、つぎの（１）式のとお
りである。

【００７４】

【数１】

【００７５】＜凹凸のばらつき度合い＞空間周波数分布
のうち路面の凹凸を反映する低周波数帯域（前記した３
〜１９次成分）の強度の分散値をもって表される。反射
面上の凹凸の大きさが揃った状態にあれば、前記低周波
帯域内の各成分強度のばらつきは少なくなるが、砂利道
のように反射面上の凹凸の大きさにばらつきのある路面
状態においては、低周波帯域における成分強度のばらつ
きはきわめて大きくなる。

【００７６】図３７は、各路面状態毎に、前記図２４〜
３３に示した空間周波数分布における低周波帯域の強度
の分散値を示す（以下、この分散を「低周波量の分散」
という）。なおここに図示されたグラフは、各路面状態
とも、それぞれ１０本の計測ライン毎に３〜１９次の低
周波数帯域における各成分強度の配列状態を抽出し、１
ラインにおける成分強度の配列を要因とする分散分析に
より、各ライン間における強度の配列パターンの分散を
算出した結果を示している。

【００７７】＜各路面状態毎の説明＞つぎに図２２に示
した各路面状態について、同図および図２３〜３７を参
照しつつ、路面状態毎の反射光の特性、およびその特性
が各パラメータにどのように反映されるかについて、説
明する。

【００７８】乾燥路面前記第１の実施例で説明したのと同様の乾燥したアスフ
ァルト路面である。表面は、アスファルト粒などによる
微小凹凸面に形成されているため、拡散反射光が優勢と
なり、計測ライン上の各位置において、一定値以上の輝
度が得られる。したがって規格化輝度値の和が高く、ま
た低周波成分比Ｐ₀／Ｐ₂においても、所定のしきい値
ＴＨβを上回る値が得られる。

【００７９】湿潤路面路面上の微小凹部を水が覆った状態になって路面が鏡面
の状態に近づくので、拡散反射光が減少して正反射光が
優勢となる。このため路面の光沢度が上昇するが、カメ
ラの撮像面全体における受光量は減少するので画像は暗
くなる。これを反映して光沢度を表す規格化輝度値の総
和が低くなり、しきい値ＴＨｂをもって、冠水路面以外
の他の路面状態と識別することができる。

【００８０】冠水路面路面上の水たまりによる鏡面上に光が照射されるため、
殆ど正反射光のみとなる。この結果、光沢度を表す規格
化輝度値の総和は、各路面状態の中で最小となり、しき
い値ＴＨａをもって湿潤路面と識別することができる。

【００８１】新雪路面路面上が雪で完全に覆われており、しかも人により踏み
つけられたり、車の通過した跡が全くない路面状態をい
う。雪により強い拡散反射光が得られるので、路面全体
がきわめて明るくなり、定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂は、図３
５中の最大のしきい値ＴＨγを上回る値をとる。また雪
による凹凸を反映して、凹凸状態を示す低周波成分の強
度比がある程度大きくなるが、凹凸のきめが揃っている
ため、低周波数量の分散は小さくなる。

【００８２】圧雪路面人に踏みつけられたり、車両が通過して、凹凸が多くな
った積雪路面の状態をいう。この路面状態においても、
新雪路面と同様の強い拡散反射光が得られるので、明る
い画像が得られ、定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がしきい値ＴＨ
γを上回る値をとる。また足跡やタイヤ痕による凹凸が
新雪路面よりも多く存在するため、低周波成分の強度比
によって（図３６のしきい値ＴＨｑによって）、新雪路
面と識別することができる。

【００８３】氷板路面Ａ路面全体が白っぽい氷により覆われた状態であり、表面
に微小な氷の粒が存在する。これを反映して、拡散反射
光がかなり優勢になって、路面が明るくなる。図３５に
よれば、この氷板路面Ａの定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂は、し
きい値ＴＨαからＴＨβの間にあり、これをもって後記
する他の凍結路面や乾燥路面と識別することができる。

【００８４】氷板路面Ｂ路面の大部分が厚みのある（１mm以上）透明な氷で覆わ
れており、表面に凹凸がある。氷の透明度が高いため、
正反射光成分が優勢となり、路面は暗くなる。また表面
の凹凸は大きく、かつ大きさが不規則であるため、低周
波量の分散として、しきい値ＴＨｚを上回る値が得られ
る。

【００８５】氷板路面Ｃ厚みのない（１mm以下）透明の氷により路面が覆われて
いる。路面の明るさについては、氷板路面Ｂと大差がな
いが、路面上の凹凸が小さく、かつ氷の厚みが小さいの
で、低周波量の分散は小さくなり、氷板路面Ｂと識別す
ることができる。

【００８６】氷板路面Ｄ砂などの汚れのある粒子を含んだ路面で、表面には１０
mm前後の大きな氷粒による凹凸が存在する。照射された
光は拡散反射するが、路面の透明度が小さいため、その
反射光量はあまり大きくならず、路面は比較的暗くな
る。しかしながら光沢のなさを反映して規格化輝度値の
総和はきわめて大きくなる（図３４によれば、しきい値
ＴＨｃを越える値が得られる）。

【００８７】(10) 氷板路面Ｅ圧雪路面が凍結した状態をいう。表面には、足跡やタイ
ヤ跡により、大きく、不規則な凹凸状態が存在する。ま
た光沢度が小さいため、氷板路面Ｄと同様、規格化輝度
値の総和はしきい値ＴＨｃを越える。ただし表面の凹凸
状態が多くなるため、低周波成分の強度比が大きくな
り、これをもって氷板路面Ｄと識別することができる。

【００８８】（９）路面状態の判別処理図３８は、制御装置４のＣＰＵ１５により実施される路
面状態の判別処理手順を示す。なおこの手順を実行する
には、あらかじめ前記図３４〜３７に示した各種パラメ
ータ毎のしきい値ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨα，ＴＨβ，Ｔ
Ｈγ，ＴＨｑ，ＴＨｚをメモリ１６内に記憶させておく
必要がある。

【００８９】最初のステップ１および２では、前記した
図１６と同様、画像処理部１３より各計測ライン上の光
量分布データが入力されて、空間周波数分布の抽出が行
われる。つぎにＣＰＵ１５は、光量分布や空間周波数分
布の抽出結果を用いて、前記した各種パラメータの算出
処理を実施する。なお図示例において、ＮＦ，Ｐ₀／Ｐ
₂，ＬＦ，Ｖは、それぞれ規格化輝度値の総和、定常成
分比、低周波成分の強度比、低周波量の分散の各算出値
を示すものである。

【００９０】まずＣＰＵ１５は、算出された各パラメー
タのうち、規格化輝度値の総和ＮＦに着目し、これを前
記図３４の各しきい値ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨｃと比較す
る（ステップ４〜６）。この結果、算出値ＮＦがしきい
値ＴＨａを下回る場合は、路面は冠水状態であると判別
され（ステップ７）、算出値ＮＦがしきい値ＴＨａから
ＴＨｂの範囲内にある場合は、路面は湿潤状態であると
判別される（ステップ８）。

【００９１】また規格化輝度値の算出値ＮＦがしきい値
ＴＨｃを上回る場合、観測対象の路面は、図３４によれ
ば、氷板路面ＤまたはＥのいずれかの路面状態に相当す
ると考えられる。この場合は、ステップ４〜６がいずれ
も「ＮＯ」となってステップ２０へと移行し、低周波成
分の強度比の算出値ＬＦがチェックされる。

【００９２】前記したように、氷板路面Ｅの表面には、
氷板路面Ｄよりも多くの凹凸があるため、図３６に示す
ごとく、両者間の低周波成分の強度比には顕著な差違が
存在する。したがって、前記算出値ＬＦがしきい値ＴＨ
ｑを下回る場合には、路面は氷板路面Ｄの状態にあると
判別され（ステップ２１）、算出値ＬＦがしきい値ＴＨ
ｑを上回る場合には、路面は氷板路面Ｅの状態にあると
判別される（ステップ２２）。

【００９３】規格化輝度値の算出値ＮＦがしきい値ＴＨ
ｂからＴＨｃの範囲内にある場合は、図３４によれば、
乾燥，新雪，圧雪，氷板Ａ，Ｂ，Ｃの６種類の路面状態
のいずれかであると考えられる。この場合、前記ステッ
プ６が「ＹＥＳ」となり、以下、ステップ９〜１１で、
路面の明るさを示す定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がチェックさ
れる。

【００９４】図３５によれば、上記の６種類の路面状態
のうち、氷板路面Ａと他の氷板路面Ｂ，Ｃとはしきい値
ＴＨαをもって識別でき、また乾燥路面と氷板路面Ａと
はしきい値ＴＨβをもって識別できる。したがって前記
定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がしきい値ＴＨαからＴＨβの範
囲にある場合は、ステップ１０が「ＹＥＳ」となり、観
測対象の路面は氷板路面Ａの状態にあると判別される
（ステップ１５）。また定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がしきい
値ＴＨβからＴＨγの範囲にある場合は、ステップ１１
が「ＹＥＳ」となり、観測対象の路面は通常の乾燥状態
にあると判別される（ステップ１６）。

【００９５】氷板路面Ｂ，Ｃの間には、前記したよう
に、低周波量の分散において顕著な差違が認められる。
したがって、前記定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がしきい値ＴＨ
αを下回った場合には、ステップ９からステップ１２へ
と移行して、前記低周波量の分散の算出値Ｖがチェック
される。この結果、算出値Ｖがしきい値ＴＨｚを下回る
場合には、観測対象の路面は氷板路面Ｃの状態にあると
判別され（ステップ１３）、算出値Ｖがしきい値ＴＨｚ
以上であれば、観測対象の路面は氷板路面Ｂの状態にあ
ると判別される（ステップ１４）。

【００９６】前記定常成分比Ｐ₀／Ｐ₂がしきい値ＴＨ
γ以上であるとき、ＣＰＵ１５は、路面状態は新雪，圧
雪のいずれかの状態にあると判断する。この場合、ステ
ップ９〜１１のいずれも「ＮＯ」となってステップ１７
へと移行し、低周波成分の強度比ＬＦがチェックされ
る。

【００９７】図３６によれば、新雪と圧雪とは、低周波
成分の強度比においてしきい値ＴＨｑをもって識別でき
る。したがってこの強度比の算出値ＬＦがしきい値ＴＨ
ｑを下回る場合には、路面状態は新雪路面であると判断
され（ステップ１８）、算出値ＬＦがしきい値ＴＨｑを
上回る場合には、路面状態は圧雪路面であると判断され
る（ステップ１９）。

【００９８】（１０）判別精度を向上させるための具体
例図３９は、積雪路面における赤外線光の反射特性を示す
もので、各波長毎の赤外線光を積雪路面に照射したとき
の反射率が表されている。

【００９９】この図示例から明らかなように、照射光の
波長が１．２μｍを越えると、積雪路面からの反射光量
は急激に減少する。したがってコンクリート路面のよう
な白っぽい乾燥路面と積雪路面とを識別する必要がある
場合には、投光部１に、波長が１．２μｍ以上の赤外線
光を照射する光源と、波長が１．２μｍ以下の赤外線光
を照射する光源との２種類を配備して、各光源を交互に
点灯させる。そして波長が１．２μｍ以上の赤外線の反
射光像により乾燥路面の判別を、波長が１．２μｍ以下
の赤外線の反射光像により積雪路面の判別を、それぞれ
実施するようにすれば、各路面状態を精度良く判別する
ことが可能となる。

【０１００】（１１）判別精度を向上させるための具体
例前記図９，１０に示した実施例のように、投光部１に複
数個の光源を導入し、各光源毎に計測ラインを設定する
場合に、いずれか計測ラインがわだちなどによる水たま
りの部分に設定されるものとする。この場合、前記した
ように、水たまりの部分からは強い正反射光が得られる
ため、画像上の鏡面反射像の輝度値が飽和しないよう
に、カメラ２のシャッタースピードや絞りを調節する必
要がある。

【０１０１】しかしながらこのような調整下でわだちの
ない他の計測ラインからの反射光を同時に撮像すると、
この反射光像に対応する画素の輝度値が小さくなり、Ｓ
／Ｎ比が低下するという問題がある。

【０１０２】この問題を解決するには、各光源を順次点
灯するように制御するとともに、各光源の点灯タイミン
グに応じた画像を取り込んで、点灯した光源に対応する
計測ライン上の画像データを処理するようにすればよ
い。なおこの場合も、各光源毎に、光源点灯下の画像と
光源が点灯していない状態下の画像を取り込んで両画像
データの差分処理を実施し、その差分画像上で路面状態
の判別処理を行うようにすれば、影などのノイズの影響
を除去して、高精度の判別処理を行うことができる。

【０１０３】（１２）判別精度を向上させるための具体
例上記した各実施例の路面状態判別装置は、いずれも路面
から約５ｍほど上方に投光部１やカメラ２を設置してい
るので、雨や雪が降っている場合、投光路や受光路を通
過した降水物により画像データにノイズが入り、Ｓ／Ｎ
比が悪くなるという問題が発生する。

【０１０４】この問題に対応するには、路面状態判別装
置に降水計を付加し、この降水計が所定期間連続して降
水物を検出したとき、光源を点滅させつつ前記した差分
処理を複数回繰り返す。この後、各差分画像間で対応す
る画素の輝度値を比較し、最も高い頻度で出現した輝度
値を採用して処理用の画像を作成する。この画像上で上
記した各方法による路面状態の判別処理を実施すれば、
降水物の有無にかかわらず、精度の良い判別処理を実施
することが可能となる。

【０１０５】またカメラ２の撮像領域を車両が通過した
場合には、車両からの反射光が撮像されるなどして、路
面状態の誤判別がおこる虞がある。この問題について
は、撮像領域近傍に車両検知器を配備しておき、車両が
検知された状態下での画像を処理対象から除外すること
により、対応できる。

【０１０６】

【発明の効果】請求項１の発明では、路面上の光照射領
域を含む所定大きさの領域を撮像して得られた画像上
で、所定方向における光量分布から路面状態を反映した
空間周波数成分を抽出することにより、種々の路面状態
間における反射光特性の微妙な差違の識別が可能とな
り、路面状態を詳細に判別することができる。

【０１０７】請求項２の発明では、撮像手段の撮像領域
全体にわたって光を照射し、請求項３の発明では、撮像
領域の所定方向に沿って光を照射するので、広い領域に
わたる反射光を用いて路面状態を判別することができ
る。

【０１０８】請求項４の発明では、照射光による正反射
光を撮像手段に取り込ませて、画像上の鏡面反射像を通
過するライン上の光量分布を抽出するので、路面の水分
の有無を反映した空間周波数成分を用いて、路面の光沢
度合いを正確に判別することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる路面状態判別装置
の構成例を示す説明図である。

【図２】図１の路面状態判別装置の光学系の関係を示す
説明図である。

【図３】路面状態判別装置の電気的構成を示すブロック
図である。

【図４】路面状態の種毎に入力画像と光量分布との関係
を対応づけて示す説明図である。

【図５】路面状態の種毎の空間周波数分布を示す説明図
である。

【図６】路面状態の種毎の空間周波数分布を示す説明図
である。

【図７】路面状態の種毎の空間周波数分布を示す説明図
である。

【図８】計測ラインの設定例を示す説明図である。

【図９】路面状態判別装置の他の構成例を示す説明図で
ある。

【図１０】図９の装置における計測ラインの設定例を示
す説明図である。

【図１１】路面状態判別装置の他の構成例を示す説明図
である。

【図１２】図１１の装置における入力画像と光量分布と
の関係を示す説明図である。

【図１３】図１２（２）の光量分布から抽出された空間
周波数分布を示す説明図である。

【図１４】１計測ライン上の光量分布について、正反射
光と拡散反射光との空間周波数分布を個別に抽出する方
法を示す説明図である。

【図１５】画像の差分処理の原理を示す説明図である。

【図１６】路面状態の判別処理手順を示すフローチャー
トである。

【図１７】車両抽出機能を備えた路面状態判別装置の電
気的構成を示すブロック図である。

【図１８】図１７の路面状態判別装置による処理の具体
例を示す説明図である。

【図１９】図１７の路面状態判別装置による処理の具体
例を示す説明図である。

【図２０】路面状態判別装置の他の構成を示す説明図で
ある。

【図２１】図２０の装置における計測ラインの設定例を
示す説明図である。

【図２２】各路面状態と反射光の特性とを示す断面図で
ある。

【図２３】各路面状態毎の光量分布を示すグラフであ
る。

【図２４】乾燥路面についての空間周波数分布の実測値
を示すグラフである。

【図２５】湿潤路面についての空間周波数分布の実測値
を示すグラフである。

【図２６】冠水路面についての空間周波数分布の実測値
を示すグラフである。

【図２７】新雪路面についての空間周波数分布の実測値
を示すグラフである。

【図２８】圧雪路面についての空間周波数分布の実測値
を示すグラフである。

【図２９】氷板路面Ａについての空間周波数分布の実測
値を示すグラフである。

【図３０】氷板路面Ｂについての空間周波数分布の実測
値を示すグラフである。

【図３１】氷板路面Ｃについての空間周波数分布の実測
値を示すグラフである。

【図３２】氷板路面Ｄについての空間周波数分布の実測
値を示すグラフである。

【図３３】氷板路面Ｅについての空間周波数分布の実測
値を示すグラフである。

【図３４】各路面状態毎の規格化輝度値の総和を示すグ
ラフである。

【図３５】各路面状態毎の定常成分比を示すグラフであ
る。

【図３６】各路面状態毎の低周波数成分の強度比を示す
グラフである。

【図３７】各路面状態毎の低周波量の分散値を示すグラ
フである。

【図３８】路面状態の判別処理手順を示すフローチャー
トである。

【図３９】積雪路面における赤外線光の反射光量の特性
を示すグラフである。

【図４０】従来の路面状態判別装置の構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１投光部１ａ〜１ｅ，１Ａ，１Ｂ，２５光源２テレビカメラ４制御装置１３画像処理部１５ＣＰＵＬＤ路面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】路面に対し、その路面の主要な凹凸模様
の大きさよりも十分に大きい範囲に光を照射する投光手
段と、前記投光手段の光照射領域を含む路面上の所定大きさの
領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により得られた画像上の所定方向における
光量分布を抽出する光量分布抽出手段と、抽出された光量分布から路面状態を反映する空間周波数
成分を抽出する空間周波数抽出手段と、前記空間周波数成分の抽出結果を用いて路面状態を判別
する判別手段とを備えて成る路面状態判別装置。
【請求項２】前記投光手段は、前記撮像手段の撮像領
域全体に光を照射する請求項１に記載された路面状態判
別装置。
【請求項３】前記投光手段は、前記撮像手段の撮像領
域の所定方向に沿って光を照射する請求項１に記載され
た路面状態判別装置。
【請求項４】前記撮像手段は、前記投光手段の照射光
による正反射光を取込み可能な位置に配備され、前記光量分布手段は、前記撮像手段により得られた画像
上において、前記照射光の鏡面反射像を通過するライン
上の光量分布を抽出する請求項１に記載された路面状態
判別装置。