JPH0254193A - 降雨降雪識別方法及び装置 - Google Patents

降雨降雪識別方法及び装置

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JPH0254193A
JPH0254193A JP63205107A JP20510788A JPH0254193A JP H0254193 A JPH0254193 A JP H0254193A JP 63205107 A JP63205107 A JP 63205107A JP 20510788 A JP20510788 A JP 20510788A JP H0254193 A JPH0254193 A JP H0254193A
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JP
Japan
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light
rain
reflected
snow
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP63205107A
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English (en)
Inventor
Shigetoshi Abe
安部 重敏
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0254193A publication Critical patent/JPH0254193A/ja
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ある領域の気象状況が降雨であるのか降雪で
あるのかを識別する方法及び装置に関する。
(従来の技術) ある領域、例えば山間部の道路上の気象状況が雨である
のか雪であるのかを11!It、、、道路管理部署へ情
報を伝達し、管理部署ではこれらの情報を収集し分析し
て、例えば通行中の車両等に、事前に情報を提供するこ
とが必要な時がある。 従来、道路上に降る雨や雪を観
測するには、山の場合雨量計を用い、雪の場合積雪計を
用いて行っていた。
(発明が解決しようとする課題) 従って、観F、11領域に雨または雪が降り始めてから
一定時間経過しないと、降っているのが雨であるのか雪
であるのかの判断が出来なかった。 そのために、通行
中の車両等への事前の情報の提供か遅れる結果となる欠
点かあった。
このようなことは、雨や雪の降り始めに検知出来れば、
ざらに、雨から雪、雪から雨に変化する過程か観測でき
れば、道路の管理を飛躍的に向上させることか出来る。
本発明は、このような問題を解決するため、雨や雪の降
り始めを知ることか出来ると共に、雨であるのか雪であ
るのかを識別出来る方法及び装置を提供することを目的
として成されたものである。
(課題を解決するための手段) 本発明は、発光器より観測領域に単一波長のパルス光を
放射し、前記発光器と同じ位置に第1の受光器を、該第
1の受光器から所定の距離順れた位置に第2の受光器を
それぞれ配設して、l′i?J記観劃領域か側反射して
くる反射パルス光をそれぞれ館記載1及び第2の受光器
で受光し、第1の受光器の受光量と第2の受光器の受光
量との差異を比較して、降雨と降雪の識別を行うもので
ある。
また、本発明は、観とII領領域単一波長のパルス光を
放射する発光器と、該発光器と同じ位置に配設した第1
の受光器と、該第1の受光器から所定の距離順れた位置
に配設した第2の受光器と、前記発光器に供給するパル
ス信号を発生するパルス発生器と、観♂り領域から反射
してきた反射パルス光を受光した第1の受光器の受光信
号を増幅する第1の増幅器と、同じ<1di5!11領
域から反射してきた反射パルス光を受光した第2の受光
器の受、光信号を増幅する第2のi11輻器と、第1の
増幅器の出力と第2の増1編器の出力とを比較して、前
者の出力か大きいとぎ出力する第1の比較器と、後者の
出力か大きいとき出力する第2の比較器とで構成して、
降雨と降雪の識別を行うものである。
(作用) 空中にある雨粒は表面張力によってほぼ球形であり透明
である。 一方、雪粒は氷の結晶の集合体であり白色不
透明である。 本発明はこのような雨粒と雪粒の相違を
利用したものである。 第2図は雨粒の場合の入射光と
反射光の関係を示す説明図である。 水滴(雨粒)1の
A点から入射した入射光2は屈折率nに従って屈折し、
水滴1の内部を進行して0点に達し、入射光2の一部は
8点て同じく屈折率1に従って屈折して外部へ透過する
が、前記入射光2の残りは8点で反射して0点に達し、
反射光3は0点で同じ(屈折率nに従って屈折して水滴
1の外部へ反射して行く。
このように雨粒の場合は、入射光2と反射光3どはある
21度(反射角δ)を為しており、発光器からパルス光
を放射した方向に対して前記の反射角δてもって反射し
て来る。 一方、雪粒の場合には、白色不透明であるの
で入射光2はほぼ全反射し、反射の方向は乱反射である
が、特に入射の正面方向に対して反射量が大きい。
!11劃領域に雨または雪が降り始めると、発光器から
放射きれた単一波長のパルス光の反射パルス光が第1及
び第2の受光器に受光される。 このことによって、雨
または雪の降り始めを検出することが出来る。 そして
、第1の受光器は発光器と同じ位置に、第2の受光器は
所定の距離順れた位置に配設されているので、雨の場合
には第1の受光器の受光量より第2の受光器の受光量の
方が大きく、雪の場合には第1の受光器の受光量の方か
大きい。 従って、第1の受光器の受光量と第2の受光
器の受光量を比較することによって、雨であるのか雪で
あるのかを識別することが出来る。
(実施例) 第1図は本発明における方法の一実施例を示す図で、(
イ)はIll劃領側と装置の配置関係を示す図、(ロ)
は両度射光特性と雪圧射光特性を示す図である。 第1
図(イ)において、1oは観ト11領域及びその周辺に
降る雨粒または雪粒、11は観測領域に単一波長のパル
ス光を放射する発光器、11′は該発光器11の入力端
子、12は発光器11と同じ位置でII!&!領域から
反射してくる反射パルス光を受光する第1の受光器、1
2”は該第1の受光器12の出力端子、13はv、1の
受光器12から所定の距MLだけ離れた位置で観測領域
から反射してくる反射パルス光を受光する第2の受光器
、13゛は該第2の受光器13の出力端子、14は観ヨ
11領域の気温を測定する温度センサ、14°は該温度
センサ14の出力端子、15は第2の受光器13が反射
パルス光を受光できる実際のilζ1領域である。 ま
た、第1図(ロ)において、16は発光器11から放射
されたパルス光が雨粒10によって反射する両度射光特
性、17は発光器11から放射されたパルス光が雪粒1
0によって反射する雪圧射光特性である。
山である場合、発光器11から放射されたパルス光は雨
粒10に当り、反射角δで反射され、反射パルス光は受
光″W13によって受光される。
また、発光器11から放射されたパルス光は、雨′ri
10の表面で正面にも反射きれるが、受光器12で受光
される反射パルス光は、受光器13で受光される反射パ
ルス光に比へて極僅かである。
つまり、発光器11がら第2の受光器13に向けて遠ざ
かるに従って、雨粒10(第2図の水滴1)内部を通過
した反射パルス光か多くなり、第1図(ロ)に示す両度
射光特性16のような曲線になる。
また、発光器がり角θと受光器がり角α、βとは反射角
δより充分に小ざい。 従って、発光器11から放射さ
れたパルス光が、雨粒10内を屈折して反射した反射パ
ルス光を、受光器12が受光することはない。 そして
、雨粒loの分布は、vi劃領領域内は場所による変化
かないと考えられるから、発光器1から遠ざかるほど反
射角δによる反射パルス光が増加する。 このとき、反
射パルス光は受光器12.13のl!t W、+1領域
15以外に存在する雨粒の内部を通過するものもあるか
、そのために生ずる減衰は殆ど無視することか出来る。
その結果、発光器11から距111iL離れた受光器1
3の周囲で、反射パルス光の最大値か現われる。
このような現象は雨粒(水滴)でなければ生じない。 
この特性を受光器12と13とで比較観ハ1jすれば、
雨であることの判断が出来る。
雪である場合は、発光器11から放射されたパルス光は
雪粒10に当り、そのまま反射される。
つまり、発光器11の正面で反射パルス光が最も強く現
われ、発光器11より受光器13に向けて遠ざかるにつ
れて反射パルス光は少なくなる。
従って、第1図(ロ)に示す雪反射光持性17のように
、発光111の近傍で最大値を取り、遠ざかるほど少な
くなる特性曲線となる。
雨と雪の中間(みぞれ)の場合には、両度射光特性16
と雪圧射光特性17の中間となることが自明である。
以上のことから、受光器12と受光器13の受光した反
射パルス光の強度を比較することによって、観測領域の
気候か雨であるのか雪であるのかの識別が出来、しかも
降り始めた時点から検出か可能であり、また、雨から雪
、雪から雨の変化も観)則することか出来る。
さらに、上述の受光pi12.13の受光強度の比較に
加えて、温度センサ14を観測領域若しくは近傍に配設
し、IHIされる気温を参照することで、雨であるのか
雪であるのかの識別結果を確かなものにする。
第3図は本発明における装置の一実施例を示す構成ブロ
ック図で、11は発光器、12は発光器11と同じ位置
に配設した第1の受光器、13は該第1の受光W12か
ら所定の距離離れた位置に配設した第2の受光器、30
は前記発光器11に供給するパルス信号を発生するパル
ス発生器、31は前記受光器12からの受光パルス信号
を増幅する第1の増幅器、 32は同じく前記受光器1
3からの受光パルス48号を増幅する第2の増幅器、3
4は前記第1及び第2の増幅1J31.32の出力を比
較し、第1の増幅器31の出力が大である場合、雨信号
(例えば論理値のハイ(l(IGll))を出力する第
1の比較器、35は前記第1及び第2の増ll1li器
31.32の出力を比較し、第2の増幅器32の出力が
大である場合、零信号(例えば論理値のハイ)を出力す
る第2の比較器である。
以上の構成により、第5図に示すような放射パルス光2
0か発光器11から放射されると、受光器12には反射
パルス光21のように、由の場合は小さく、雪の場合は
大きい反射パルス光が受光される。 また、受光器13
には反射パルス光22のように、雨の場合は大きく、雪
の場合は小ざい反射パルス光か受光される。 従って、
反射パルス光21及び22の受光パルス48号をそれぞ
れ増幅器31及び32で増幅して、比較器34及び35
で比較すれば、山の場合には反射パルス光22の方が大
であるから、比較器34から雨13号が出力され、雪の
場合には反射パルス光23の方が大であるから、比較器
35から零信号が出力される。 そして、雨と雷の中間
の場合には、比較器34及び35の両方から信号が出力
されるようにしきい値を設定しておれば、この中間の状
態も本発明では識別することが出来る。
第4図は本発明による方法における装置の他の実施例を
示す構成ブロック図で、第3図と同一符号は同一のもの
を示し、14は賎側領域若しくは近傍に配設した温度セ
ンサ、33は該温度センサ14が測定した気温から、雨
の気温範囲であるのか雪の気温範囲であるのかを判別し
て、雨気混信号(例えば論理値のハイ)または雪気温信
号(例えば論理値のハイ)を出力する気温判別器、36
は第1の比較器34が出力する雨信号を前記雨気昌信号
により開閉して雨信号を出力する第1のゲート、37は
第2の比較器35か出力する零信号を前記雪気温信号に
より開閉して零信号を出力する第2のゲートである。
以上の構成において、比較器34及び35の動作まては
前述した第3図の実施例と同じである。
そして、温度センサ14で観θ1領域若しくは近傍の気
温が観測され、第5図の気イ昌信号23が出力される。
 気温判別器33では、山の気温範囲(杓4°C以上)
の場合に雨気温信号を、雪の気温範囲(約46C以下)
の場合に霊気混信号を出力する。 そして、第1のゲー
ト36は、第1の比較器34から雨信号かあり、かつ気
温判別器33から内気温信号出力があった場合に、出力
端子に雨信号を出力する。また、第2のゲート37は、
第2の比較器35から零信号出力があり、かつ気温判別
器33から雪気温信号出力があった場合に、出力端子に
零信号を出力する。 従って、本実施例の場合、観とり
領域の気温を参照するので、雨であるのか雪であるのか
の識別をさらに確実にすることかできる。
(発明の効果) 以上説明したように、従来の雨量計や積雪計による賎イ
4すのことく、降り始めてから一定時間経過しないと雨
であるのか雪であるのかの識別か出来ないのに対して、
本発明によれば、雨または雪の降り始めを検出すること
か出来、また、雨であるのか雪であるのかを降り始める
と同時に識別することが出来、ざらには、雨と雪の中間
(みぞれ)や、雨から雪、雪から雨への変化も観測する
ことが出来る利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における方法の一実施例を示す図で、(
イ)はU副領域と装置の配置関係を示す図、(ロ)は両
度射光特性と雪圧射光特性を示す図、第2図は雨粒の場
合の入射光と反射光の関係を示す説明図、第3図は本発
明における装置の一実施例を示す構成ブロック図、第4
図本発明における装置の他の実施例を示す構成ブロック
図、第5図は第1及び第2の受光器で受光する反射パル
ス光等の波形関係を示す図である。 lO・・・雨粒または雪粒、  11・・・発光器12
・・・第1の受光器、13・・・第2の受光器、14・
・− 31・・・ 33・・・ 35・・・ 37・・・ 温度センサ、 第1の増幅器、 気温判別器、 第2の比較器、 第2のゲート。 30・・・ 32・・・ 34・・・ 36・・・ パルス発生器、 第2の増幅器、 第1の比較器、 第1のゲート、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発光器より観測領域に単一波長のパルス光を放射
    し、前記発光器と同じ位置に第1の受光器を配設して前
    記観測領域から反射してくる反射パルス光を受光し、前
    記第1の受光器から所定の距離離れた位置に第2の受光
    器を配設して前記観測領域から反射してくる反射パルス
    光を受光し、前記観測領域の降雨降雪の別により前記パ
    ルス光の反射する角度の相違によって生ずる前記第1の
    受光器の受光量と前記第2の受光器の受光量との差異を
    比較して降雨と降雪の識別を行うことを特徴とする降雨
    降雪識別方法。
  2. (2)請求項1に記載の降雨降雪識別方法において、温
    度センサを配設して前記観測領域の気温を参照し、降雨
    と降雪の識別を行うことを特徴とする降雨降雪識別方法
    。
  3. (3)観測領域に単一波長のパルス光を放射する発光器
    と、該発光器と同じ位置に配設して前記観測領域から反
    射してくる反射パルス光を受光する第1の受光器と、該
    第1の受光器から所定の距離離れた位置に配設して前記
    観測領域から反射してくる反射パルス光を受光する第2
    の受光器と、前記発光器に供給するパルス信号を発生す
    るパルス発生器と、前記第1の受光器の受光信号を増幅
    する第1の増幅器と、前記第2の受光器の受光信号を増
    幅する第2の増幅器と、前記第1の増幅器の出力と前記
    第2の増幅器の出力とを比較して後者の出力が大きいと
    き雨信号を出力する第1の比較器と、前者の出力が大き
    いとき雪信号を出力する第2の比較器とを備えて降雨と
    降雪の識別を行ったことを特徴とする降雨降雪識別装置
    。
  4. (4)請求項3に記載の降雨降雪識別装置において、観
    測領域の気温を測定する温度センサと、該温度センサの
    出力によって雨気温信号または雪気温信号を出力する気
    温判別器と、前記第1の比較器の出力を前記雨気温信号
    で開閉する第1のゲートと、前記第2の比較器の出力を
    前記雪気温信号で開閉する第2のゲートとを備えて降雨
    と降雪の識別を行ったことを特徴とする降雨降雪識別装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013122413A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 雪、霙、雨の判別方法及び判別装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61172032A (ja) * 1985-01-25 1986-08-02 Meisei Electric Co Ltd 光学的雨雪判別装置

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