JPS627483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、道路上のスリツプ事故を生ずるお
それのある水、その他の液体の存在を識別するた
めの、路上水面測定装置に関するものである。

一般に、自動車道路上に降雨その他の原因で多
量の水が存在すると、急カーブ、急ブレーキに基
づく異常スリツプが発生し事故の原因となること
は広く知られている。特に高速道路上で高速度走
行により生ずる「ハイドロプレーン現象」は、対
策不能の異常現象として恐れられている。また寒
冷期に路面の水が凍結すると非常に危険である。

従来、道路の表面に水分があるか否かを知る場
合、要所要所に固定式の湿度計を設置するのが普
通である。しかし、湿度計を要所要所に設置した
場合は、路面の全長にわたつて水分の有無を検出
することはできないので危険である。

この発明は、前述の問題を有利に解決して、路
面上の水分が水面を構成する程度を連続的に測定
し、量的に表示する装置を提供することを目的と
する。

次にこの発明の原理、構成、作用を図示の例に
よつて詳細に説明する。

一般に、第１図に示すように太陽光、電灯光等
の自然光４が滑らかな面、たとえば水面３に入射
角θで投射された場合、次の条件が成立するとき
は反射光が完全な直線偏光５となることが知られ
ている。（ブルースターの法則） tanθ′＝ｎ（ｎ：反射面物質の屈折率） この場合の角度θ′を偏光角と言い、水の場合 ｎ≒1.3 θ′≒52.4゜となる。

これに反し、第２図のように路面２に水面のな
い乱反射の場合は、反射光は自然光４であるた
め、その反射光の光路に方解石または人造合成物
からなる公知の偏光フイルター６を置くと、その
偏光フイルター６を通過する反射光の量はほぼ
100％になる。

これに対し、投光器１から水面に対し入射角52
゜で投光された自然光４が水面３で反射した光は
直線偏光５であるので、その直線偏光をその偏光
面と直交する偏光フイルター６に当てると通過光
は殆んど０％になる。

現実には第３図のように、路面の一部２が露出
し、一部が水面３を形成しているのが普通で、こ
の場合、反射光は直線偏光５を含んだ自然光にな
る。

第４図は半円形の偏光フイルターａと半円形の
ガラス板ｂとを接合した円形の組み合わせ偏光フ
イルター６と示している。この組み合わせ偏光フ
イルター６を、第３図に示すように受光器７の前
の光路に設置した場合の種々な条件における通過
光の状況を第５図に示す。

第５図Ａは水面が全く存在しない場合で、通過
光はすべて自然光であるため、偏光フイルターａ
の通過光量を(a)、フイルターｂの通過光量を(b)と
すれば、(a)(b)共に100％となり、(a)＝(b)＝100：
(a)／(b)＝１となる。

Ｂはごくわずかに水面がある場合で、たとえば
(a)＝70、(b)＝100：(a)／(b)＝0.7となる。

Ｃはさらに水面部が多い場合で、たとえば(a)＝
30、(b)＝100：(a)／(b)＝0.3となる。

Ｄは完全に水面のみの場合で、(a)＝０、(b)＝
100：(a)／(b)＝０となる。

すなわち次のように水面の占める割合を定義で
きる。

水面率：α＝〔１−(a)／(b)〕×100％ この場合、自然光も同時に測定しているので、
例えば振動によつて車体が上下して、受光器の光
軸が反射光軸とはずれた場合は(b)＝０となること
により知ることができる。

次に以上の原理を利用した装置の概要を説明す
る。第６，７図はこの発明の１実施例で、測定装
置９は測定車８の前部に固定され、処理装置１０
は車内に装備される。

これは測定路面が車輪によつて生ずる飛散水等
の影響を受けないようにするためである。投光器
１は測定装置９の下部の路面を指向し、入射角は
最も有効な角度である約52゜に設定され、前記組
み合わせフイルター６を装置した受光器７は反射
角線上に設置される。なお測定路面に太陽光線が
直射しないよう適当位置に防害光線遮蔽用カバー
を設ける。投光器および受光器を車体の中央近く
の下部に設ける場合は太陽光線等の防害光線の影
響を殆んど受けないので、防害光線遮蔽用カバー
を設けなくてもよい。

次に第８図にこの装置の構成の概要を示すブロ
ツクダイヤグラムを示す。

投光器１は連続発光していてもよいが、昼間、
高速で測定するためには強力な発光が必要となる
ので、本実施例ではストロボ発光方式について説
明する。

測定距離間隔Ｌ（ｍ）を希望する場合、発光間
隔ｔ（sec）は車速をＶｍ／ｓとすると ｔ（sec）＝Ｌ（ｍ）／Ｖ（ｍ／ｓ）となる。

発光部１１は速度計１２よりのデータを受ける
と共に、希望する測定間隔をセツトする調整ノブ
１３により発光間隔ｔを任意に選ぶことができ
る。

受光器７内には感光素子は偏光フイルターａを
通過した通過光の受光部とｂの通過光の受光部と
に分けて構成されている。受光器７よりそれぞれ
の受光量を２本の導線によつて計測部１４に伝
え、ここで増幅し、デジタル量として演算部１５
へ送る。

演算部１５では発光部からの指示間隔ごとに伝
えられる(a)、(b)夫々の受光量に基づいて(a)／(b)、
α＝（１−(a)／(b)）×100、その他の演算を行なつて
そ のデータを記録部１６に送つて距離（位置）対水
面率等のデジタルデータとしてカセツトテープあ
るいはフロツピーデイスク等に記録する。

ついで同時に、または希望するときに、そのデ
ータは表示器１７の表示窓１８にデジタル表示し
てモニターするか、またはプリンター１９によつ
てプリントアウトすることができる。なお測定装
置一式はケース２０内に納められ、下方のガラス
窓２１は撤水ノズル２２、ワイパー２３によつて
常時清浄に保持される。

この実施例は、１つの受光器の場合であるが、
受光器７は偏光、自然光、それぞれ専用のものを
近接して並べて使用してもよい。

また、発光を連続として、連続のアナログデー
タとして記録し、規定値以上の場合のみデジタル
表示することもできる。

投光器から投射される光の速度およびその光の
反射速度は著しく速いので、走行中の測定の場
合、投光条件は走行速度の影響を殆んど受けず、
また入射光、反射光の方位（前後、左右、斜め方
向等）の影響も殆んど受けない。さらにまた路面
に対する光の入射角は52゜より多少変化してもよ
い。

以上説明したように、この発明は投光器１より
の自然光を路面に対し約52゜の入射角で投射して
その反射光を偏光フイルターを通して受光測定す
ることによつて路面の構成割合を量的に測定する
ことができるので、次のような効果が期待でき
る。

(1) 簡単な手段によつて路面水面の構成割合を定
量的に測定することができ、スリツプとの相関
関係が明らかになる。

(2) 走行車両により路上水面を連続測定、記録で
きるので、路線全長の水面調査を高能率、経済
的に実施し得る。

(3) ほぼ全自動化できるので操作に熟練を要しな
い。

(4) 特殊な機器を要しないので設備費も比較的安
価である。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３図はこの発明の原理説明図、第４
図は組み合わせフイルターの正面図、第５図は水
面条件の差による組み合わせフイルターの通過光
量の変化の説明図、第６図は測定装置を測定車に
装備した状態を示す側面図、第７図はその正面
図、第８図は各構成要素を示すブロツクダイヤグ
ラム、第９図は測定装置を斜め下方から見た立体
図である。 １は投光器、２は路面、３は水面、４は自然
光、５は偏光、６は組み合わせ偏光フイルター、
７は受光器、８は測定車、９は測定装置、１０は
処理装置、１１は投光部、１２は速度計、１３は
調整ノブ、１４は計測部、１５は演算部、１６は
記録部、１７は表示部、１８は表示窓、１９はプ
リンター、２０はケース、２１はガラス窓、２２
は撒水ノズル、２３はワイパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定車８に取付けられた測定装置９が、その
   測定装置９の下部の路面に対し約52゜の入射角で
   指向する投光器１と、その投光器１からの光線の
   反射角線上に設置された受光器７とを有し、その
   光路間に、偏光フイルター６が光路に直角な面上
   に位置するように設けられ、前記受光器７内の感
   光素子に受光した受光量を測定する測定部１４が
   接続されていることを特徴とする路上水面測定装
   置。