JPH0359491A - 表面監視装置 - Google Patents

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、路面の積雪、水面高さ等を監視する表面監視
装置に関する。

〔従来の技術〕

道路管理用の無人積雪計として光波式距離計が用いられ
ている。光波式距離計は、光パルス波を目標面に向けて
発射し、反射光を受光して、往復に要した時間をパルス
位相差に基いて検出し、目標までの距離を求める公知の
原理に基くもので、土木測量に多用されている。積雪計
に応用する場合には、道路面に向けた距離計を支柱に取
付け、雪表面までの測定距離に基いて、路面上の積雪高
さを１ｃｍ以下の精度で求める。

このような積雪計は、道路沿いに多数設置され、各測定
データは有線又は無線で管理センタに伝送され、通行の
可否、タイヤチェーン装着の要否、除雪の要否等の道路
管理のためのデータとして使用される。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来の積雪計は、降雨による水たまり、異物（積荷落下
物）、落石等を積雪として誤検出してしまう問題があっ
た。

また積雪量を検出しても、その表面がシャーヘット状に
溶解しているか、アイスバーン状に凍結しているか等の
判断ができなかった。このため通行止め、チェーン装着
の表示及び検問、溶雪剤の散布等の道路管理を適切に行
うことが困難であった。

本発明はこの問題にかんがみ、距離計のデータの信頼度
を高め、合わせて測定面の状態を検知できるようにする
ことにより、高度な監視管理システムを構成できるよう
にすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の監視装置は、対象面４までの距離を照射光及び
反射光の位相差により測定し、対象面の位置変化を示す
距離データを出力する光波距離計２と、上記対象面の温
度を測定する放射温度計３と、上記放射温度計３の温度
データＴを入力とし、上記温度データと予め設定された
設定温度と比較して上記距離データの真偽の判定情報を
出力する判定回路１１とを具備する。

また上記温度データを入力とし、対象面の表面温度を予
め設定した温度区分に従って分類し、分類情報を上記距
離データに伴って導出する分類回路１２を具備する。

また上記放射温度計の温度データを入力とし、上記温度
データの連続性を検出し、不連続のときに上記距離デー
タが偽であることを示す判定情報を出力する温度連続性
判定回路１６を具備する。

〔作用〕

測定している対象面の表面温度により、対象面の物体が
目的のもの（例えば積雪）か或いは目的外のもの（水た
まりや異物）であることを弁別して、距離データの信頼
度を高めている。また表面温度と表面状態が対応するこ
とを利用し、距離データと表面状態を関連ずけ、多面的
な監視を可能とする。更に、表面温度の連続性を判定す
ることにより、例えば流動物中の異物による距離変化を
誤検出として除外する。

〔実施例〕

第１図に本発明を適用した道路監視装置の系統図を示す
。

センサーユニット１は、光波距離計２と、放射温度計３
とを一体にしたもので、高さ３ｍ程の位置に路面４に向
けて据付けられている。なお、距離計２と温度計３は、
夫々路面４の同一点の表面までの距離及び表面温度を測
定するように向けられているが、夫々の測定対象点は幾
分（十数ｃｍ）離れていてもよい。

光波距離計２は、発光素子２０からパルス光をレンズ２
１を介して対象面に射出し、対象面からの反射光をレン
ズ２２で集光して受光素子２３で検出し、測定回路にお
いて送光パルスと受光パルスとの位相差に基き対象面ま
での距離を測定するものである。

積雪データは、センサーユニットｌから路面４までの既
知距離から雪５の表面までの測定距離を減算することに
よって得られる。なお距離計２の光軸が鉛直線に対し角
度を威している場合には、測定距離の余弦が正しい高さ
データを示す。

放射温度計３は、対象面からの赤外放射光を検出し、ブ
ランクの放射則に基いて表面温度に換算したデータを得
るもので、保護フィルタ３１を通して入射した放射光を
凹面鏡３２で集光し、チョッパー３３　（電歪振動子）
、分光感度補正ツイータ３４を介し、焦電検出器又は半
導体赤外線検出器等の検出器３５に入光し、得られた電
気信号を放射率（黒体放射率に対する測定対象の比〉で
補正して温度データに換算する構成である。

光波距離計２及び放射温度計３は、夫々測定信号に基く
距離（高さ）及び表面温度の計算回路（マイクロコンピ
ュータ）を内蔵し、各距離データＤ及び温度データＴは
、ケーブル７．８を通じて道路管理センターのデータ処
理装置ＩＯに伝送される。

データ処理装置１０は、マイクロコンピュータで構成さ
れた判定回路１１、分類回路１２及びデイスプレィ１３
を備える。判定回路１１は温度データＴを入力し、予め
設定した設定温度データと比較し、判定情ＩＫ／ｋをデ
イスプレィ１３に出力する。設定温度は例えば−３°〜
０°Ｃであり、表面温度がこの設定温度範囲以下であれ
ば、積雪である蓋然性が高いことを示す判定信号Ｋ（真
）を出力する。またこの設定温度範囲を越えていれば、
誤検出である可能性が高いことを示す判定信号ｋ（偽）
を出力する。これらの判定信号に／には、距離データＤ
（積雪高さ値）と共にデイスプレィ１３に送られ、距離
データに判定情報を付して表示される。なお判定情報は
色や○又は？等の記号であってよい。また、第１図の点
線のように距離データを判定回路１１に入力して、判定
信号が偽（ｋ）の場合には距離データＤを表示させない
で、判定信号が真（Ｋ）であるデータのみを表示させる
ようにしてもよい。また判定回路１１は、距離データを
入力としてその変化分を検出し、変化が生じたときのみ
表面温度に基く判定を行ってもよい。

このようにして、例えば降雨による水たまりや積荷落下
物がセンサーユニット１の直下にあり、これらの表面温
度が一３〜０℃以上であるときには、距離データに変化
が生じていてもデイスプレィ１３の判定表示を見て誤検
出であると判断することができる。また判定表示が真（
Ｋ）であれば、距離計２が示すデータが積雪量を表示し
ていると判断することができる。

温度データＴは分類回路１２にも入力され、予め設定さ
れた比較温度データと比較される。分類回路１２からは
表面温度に対応した表面状態の分類信号Ｓ１、Ｓ２−・
−・・・−・−・・−・−・−が出力される。なお分類
回路１２は判定回路１１の出力が真（Ｋ）であるときの
み作動するようにしてもよい。

比較温度データは、例えば−５℃である。実測によると
、表面温度がこれより高ければ型表面はシャーベット状
に溶けている。また表面温度が一５℃よりも低いと、型
表面が凍結していると概ね判断することができる。

従って分類回路１２は、表面温度データが比較温度デー
タより高いとき、シャーベット状を示す分類信号３１を
出力し、低いときには、凍結を示す分類信号Ｓ２を出力
する。これらの出力はデイスプレィ１３において距離デ
ータと共に表示される。

道路管理センターでは、デイスプレィ１３」二の積雪量
表示と、表面状態表示とを見て道路メインテナンスの判
断を行う。例えば、積雪量が比較的少なく、表面がシャ
ーベット状であれば、溶雪剤を散布する。また積雪量が
多ければ、通行止めにし除雪作業を行う。また表面がア
イスバーンになっている場合には、タイヤチェーン装着
の電光表示を通行車に対して行うと共に、チェーン装着
の検問を行う。

なお、気温計１５を管理センター又は個々のセンサーユ
ニソト１に設け、そのデータを判定回路１１や分類回路
１２に供給して、判定出力や分類出力の確度を高めるよ
うにしてもよい。例えば判定回路１１においては、気温
に応じて設定温度データを変更するようにする。また分
類回路１２においては、気温が零度以下のときには、表
面温度が一５℃以上であっても雪表面がシャーベット状
にはならないので、表面状態を正しく示すように分類出
力を修正する。

第１図に示した道路監視装置は、火山観測装置や土石流
の観測装置に応用することができる。この場合判定回路
１１は表面温度データが一定以上のとき熔岩流とみなし
、距離計２による流出高さデータと共に一定温度以上で
あることの判定表示出力をモニターデイスプレィ１３に
表示する。

また土石流の観測装置では、動物がセンサーユニソｌ−
１の前を横切ったときに、判定回路１１が放射温度計３
の温度データを基にこれを検出し、このときの距離計２
の距離が誤りである判定情報を出力するように構成する
。また土石流の警報装置を設けている場合には、誤検出
の判定情報でこれを作動させないようにする。

また第１図の道路監視装置を海面の潮位計又は波高計、
或いは河川、湖、ダム等の水位計に応用することができ
る。この場合には第２図に示すように温度連続性判定回
路１６に放射温度計３の測定データを供給し、温度の急
変が生じたときに潮位、水位、波高等が誤検出であるこ
とを示す判定信号をデイスプレィ１３に出力する。従っ
て船や流出異物が観測されても、水温と表面温度が異な
るので、不連続の判定出力が得られる。これにより温度
連続性が無かったときの距離データに誤りであることを
示す表示を付けたり、或いは誤りデータを表示させない
ようにすることができる。

〔発明の効果〕 請求項１の発明によると、対象面の位置（レベル）変化
を示す距離データうちの目的とするものと、それ以外の
ものとを、対象面の表面温度についての判定情報により
選択し得るようにしたから、比較的簡単な構成により位
置変化検出の信頼性を高めて、高度な監視システムを構
成することができる。

請求項２の発明によると、測定対象面の状態を表面温度
の区分により分類して認識できるようにしたので、距離
データと共に対象面の監視が多面的にできるようになり
、高度な監視及び管理（対処）のシステムを構成するこ
とができる。

請求項３の発明では、表面温度データが不連続であると
きには距離データを誤り（目的外）とみなせるようにし
たので、測定対象面が海面、水面のような場合であって
も、流出異物を弁別して、正しい距離データを選択する
ことができ、これにより高度な監視システムを構成する
ことができる。

請求項４の発明では、多数の測定点にセンサーユニット
を配して総合的に表面変化を監視する広域監視システム
を構成した場合に、距離データの信頼度を高めると共に
表面情報の量を増すことができ、高度の広域監視及び管
理システムを構成することができる。

請求項５の発明によると、気温データを判定、分類条件
に加味したから、より確度、精度の高い表面変化の判断
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した道路監視システムの系統図、
第２図は第１図の要部の変形側を示すブロック図である
。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−−−一・・・・・・−センサーユニ
ット２−・−−−−−−−−−−−一・−・・−光波距
離計３−・−・−一−−−−−−−−−放射温度計４−
−−−・・・−・−−−−−一路面５−−−−−−−−
・−・−−−−−一一雪１０−−−−−・−一一−−−
−−−−−−データ処理装置１１−−・−−−−−−−
−一−−−−−・−判定回路１２−・−・−・−・−−
−ｍ−・・−分類回路１３−・・−−−−一−−・−・
・・−デイスプレィ１５−−−−−−・・−・−・−・
・気温計１６−−−−−−−−−−・＝−温度連続性判
定回路である。 代 理 人 上 屋 勝 温度ｉ！＠＋１乏　牛；１定−−ｆろイ列第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象面までの距離を照射光及び反射光の位相差によ
   り測定し、対象面の位置変化を示す距離データを出力す
   る光波距離計と、 上記対象面の温度を測定する放射温度計と、上記放射温
   度計の温度データを入力とし、上記温度データと予め設
   定された設定温度とを比較して上記距離データの真偽の
   判定情報を出力する判定回路とを具備する表面監視装置
   。 ２、対象面までの距離を照射光及び反射光の位相差によ
   り測定し、対象面の位置変化を示す距離データを出力す
   る光波距離計と、 上記対象面の温度を測定する放射温度計と、上記温度デ
   ータを入力とし、対象面の表面温度を予め設定した温度
   区分に従って分類し、分類情報を上記距離データに伴っ
   て導出する分類回路とを具備する表面監視装置。 ３、対象面までの距離を照射光及び反射光の位相差によ
   り測定し、対象面の位置変化を示す距離データを出力す
   る光波距離計と、 上記対象面の温度を測定する放射温度計と、上記放射温
   度計の温度データを入力とし、上記温度データの連続性
   を検出し、不連続のときに上記距離データが偽であるこ
   とを示す判定情報を出力する温度連続性判定回路とを具
   備する表面監視装置。 ４、上記光波距離計と放射温度計とを一体にしたセンサ
   ーユニットを測定点に配し、各測定データを中央データ
   処理装置に伝送することを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１つに記載の表面監視装置。 ５、気温計を更に具備し、気温データを上記判定回路、
   分類回路若しくは連続性判定回路に供給し、気温データ
   を判定又は分類の条件に加味することを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか１つに記載の表面監視装置。