JPH1096694A - Road surface condition determining device, vehicle equipped with the device, and road surface information management system using the device - Google Patents
Road surface condition determining device, vehicle equipped with the device, and road surface information management system using the deviceInfo
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- JPH1096694A JPH1096694A JP27411696A JP27411696A JPH1096694A JP H1096694 A JPH1096694 A JP H1096694A JP 27411696 A JP27411696 A JP 27411696A JP 27411696 A JP27411696 A JP 27411696A JP H1096694 A JPH1096694 A JP H1096694A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成かつ低コストで路面状態を判別す
る。
【解決手段】 路面からの反射光を測定するための反射
光測定センサ2と、車輪速度センサ3と、制御装置4と
により路面状態判別装置を構成し、車輌5に取り付け
る。反射光測定センサ2は、路面に向かって赤外線光を
照射する投光部と、この照射光の路面からの反射光を受
光する受光部とを具備しており、車輌の移動中に受光さ
れた反射光量は制御装置4へと与えられて、その空間周
波数特性が抽出される。制御装置は、この空間周波数の
分析結果と車輪速度センサの測定結果とに基づき、路面
LDの状態を判別処理を実行する。
(57) [Summary] To determine a road surface state with a simple configuration and at low cost. SOLUTION: A reflected light measuring sensor 2 for measuring the reflected light from a road surface, a wheel speed sensor 3, and a control device 4 constitute a road surface state determination device, which is mounted on a vehicle 5. The reflected light measurement sensor 2 includes a light projecting unit that irradiates infrared light toward a road surface, and a light receiving unit that receives reflected light of the irradiated light from the road surface, and is received while the vehicle is moving. The reflected light amount is provided to the control device 4, and its spatial frequency characteristics are extracted. The control device executes a process of determining the state of the road surface LD based on the analysis result of the spatial frequency and the measurement result of the wheel speed sensor.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの車輌の
走行路において、その路面の状態を判別するための装
置、およびこの装置が搭載された車輌、ならびにこの装
置を用いた路面情報管理システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for judging the condition of a road surface of a vehicle such as an automobile, a vehicle equipped with the device, and a road surface information management system using the device. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の装置として、先般、出願
人により提案された車輌搭載型の路面状態判別装置が存
在する(国際公開特許公報 WO95/01549)。
この装置は、走行する車輌から路面に向けて光を照射す
るとともに、その拡散反射光を空間フィルタに通して路
面の状態を示す所定の空間周波数成分を抽出し、その抽
出結果を用いて路面の状態を判別するものである。2. Description of the Related Art As a conventional device of this type, there is a vehicle-mounted road surface condition determination device proposed by the applicant (WO 95/01549).
This device irradiates light from a traveling vehicle toward a road surface, passes the diffuse reflected light through a spatial filter, extracts a predetermined spatial frequency component indicating the state of the road surface, and uses the extraction result to extract the road surface. The state is determined.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の装
置は、空間フィルタを用いるため、多数の光源を用いる
必要がある上、光学系の構成が複雑になり、コストが高
くなるという問題がある。However, the above-mentioned apparatus uses a spatial filter, so that it is necessary to use a large number of light sources, and the structure of the optical system becomes complicated, resulting in high costs.
【0004】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、空間フィルタを用いることなく、路面の状態を
示す拡散光の空間周波数分析を行って、簡易な構成かつ
低コストで路面状態を判別することを技術課題とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and performs a spatial frequency analysis of diffused light indicating a road surface state without using a spatial filter so as to obtain a road surface state with a simple configuration and at low cost. The determination is a technical task.
【0005】またこの発明は、上記路面状態判別装置を
車輌に搭載することにより、路面状態の判別機能を有す
る車輌を低コストで提供することを第2の技術課題とす
る。A second technical object of the present invention is to provide a vehicle having a road surface state discriminating function at low cost by mounting the above-mentioned road surface state discriminating device on the vehicle.
【0006】さらにこの発明は、上記の装置による路面
状態の判別結果を用いて、路面の安全性にかかる情報を
管理するためのシステムを提供することを第3の技術課
題とする。A third technical object of the present invention is to provide a system for managing information relating to road surface safety by using a result of the road surface state determination by the above-mentioned device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1にかかる路面状
態判別装置は、走行する車輌から路面に向かって光を照
射し、その反射光量を検出する検出手段と、前記検出手
段の移動距離を測定する測定手段と、所定期間内に得ら
れた反射光量の検出値および移動距離の測定値に基づ
き、路面状態を判別する判別手段とを備えている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a road surface state determining apparatus for irradiating a road vehicle with light toward a road surface, detecting a reflected light amount, and determining a moving distance of the detecting unit. There is provided a measuring means for measuring, and a judging means for judging a road surface state based on a detected value of the reflected light amount and a measured value of the moving distance obtained within a predetermined period.
【0008】請求項2にかかる路面状態判別装置では、
前記判別手段は、前記反射光量の検出値と移動距離の測
定値とを用いて反射光から路面の空間周波数を分析し、
その分析結果に基づき路面状態を判別するよう構成され
る。[0008] According to a second aspect of the present invention, there is provided a road surface condition determining apparatus.
The determining means analyzes the spatial frequency of the road surface from the reflected light using the detected value of the reflected light amount and the measured value of the moving distance,
The road condition is determined based on the analysis result.
【0009】請求項3にかかる路面状態判別装置では、
前記検出手段は、前記照射光の路面からの正反射光量と
拡散反射光量とを個別に検出するよう構成される。According to a third aspect of the present invention, there is provided a road condition determining apparatus.
The detection means is configured to individually detect a regular reflection light amount and a diffuse reflection light amount of the irradiation light from a road surface.
【0010】請求項4にかかる路面状態判別装置では、
前記検出手段は、路面の幅方向における複数位置にそれ
ぞれ光を照射して、各照射光の反射光量を個別に検出す
るよう構成される。[0010] In the road condition determining apparatus according to the fourth aspect,
The detection means is configured to irradiate light to a plurality of positions in a width direction of a road surface, respectively, and to individually detect a reflected light amount of each irradiation light.
【0011】請求項5の発明では、上記路面状態判別装
置が搭載された車輌が構成され、さらに請求項6の発明
では、この車輌に、前記路面状態判別装置による判別結
果を用いて路面の危険度を認識する認識手段と、この認
識手段により路面が危険であると認識されたとき、警告
情報を出力する警告手段とを具備させている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a vehicle on which the above-mentioned road surface condition determining device is mounted. Further, in the sixth aspect of the present invention, the vehicle is provided with a road surface hazard by using the result of the determination by the road surface condition determining device. A recognition means for recognizing the degree and a warning means for outputting warning information when the road surface is recognized as dangerous by the recognition means are provided.
【0012】請求項7の発明は、上記の路面状態判別装
置が搭載された車輌と、制御装置とから成るシステムで
あって、前記車輌は、路面状態の判別結果を制御装置へ
と送信する送信手段を備え、前記制御装置は、前記車輌
からの送信情報を用いて走行安全性にかかる情報を編集
する情報編集手段と、この編集された情報を外部へと出
力する情報出力手段とを備えている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a system comprising a vehicle equipped with the above-mentioned road surface condition determination device and a control device, wherein the vehicle transmits a result of the determination of the road surface condition to the control device. Means, and the control device comprises: information editing means for editing information relating to traveling safety using transmission information from the vehicle; and information output means for outputting the edited information to the outside. I have.
【0013】[0013]
【作用】請求項1の発明では、走行する車輌から所定期
間内に照射された光の反射光量とこの期間内における移
動距離の測定値とに基づき、路面状態を判別するので、
構成が簡易化される。According to the first aspect of the present invention, the road surface condition is determined based on the reflected light amount of light emitted from the traveling vehicle within a predetermined period and the measured value of the moving distance during this period.
The configuration is simplified.
【0014】請求項2の発明では、検出された反射光量
と前記移動距離の測定値とを用いて、路面状態を反映し
た反射光から路面の空間周波数を分析することにより、
路面状態の判別処理が行われる。According to the second aspect of the present invention, the spatial frequency of the road surface is analyzed from the reflected light reflecting the road surface condition using the detected reflected light amount and the measured value of the moving distance.
A road surface state determination process is performed.
【0015】請求項3の発明では、路面からの正反射光
量と拡散反射光量とを個別に検出することにより、路面
状態の詳細な判別が可能となる。According to the third aspect of the present invention, the road surface condition can be determined in detail by separately detecting the regular reflection light amount and the diffuse reflection light amount from the road surface.
【0016】請求項4の発明では、路面の幅方向におけ
る複数位置からの反射光量を用いて路面状態の判別を行
うので、雪道や凍結路など、路面状態を詳細に判別する
必要がある場合に対応できる。According to the fourth aspect of the present invention, the road surface condition is determined using the amount of reflected light from a plurality of positions in the width direction of the road surface. Therefore, when the road surface condition such as a snowy road or a frozen road needs to be determined in detail. Can respond to.
【0017】請求項5の発明では、上記の路面状態判別
装置を車輌に搭載することにより、路面状態の判別機能
を、簡単かつ安価なコストで作成できる。According to the fifth aspect of the present invention, by mounting the above-described road surface state determining device on a vehicle, a road surface state determining function can be created simply and at low cost.
【0018】請求項6の発明では、前記車輌において、
路面状態の判別結果により路面が危険であると認識され
たとき、警告情報が出力される。According to the invention of claim 6, in the vehicle,
When it is determined that the road surface is dangerous based on the determination result of the road surface condition, warning information is output.
【0019】請求項7の発明では、制御装置により、車
輌から送信された路面状態の判別結果を編集して、外部
へと出力するようにしたので、道路管理者や一般のドラ
イバーなどに路面の安全性にかかる情報を速やかに提供
することが可能となる。According to the seventh aspect of the present invention, the control device edits the road surface condition determination result transmitted from the vehicle and outputs the result to the outside. It is possible to promptly provide information related to safety.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下の図1〜19は、この発明に
かかる路面状態判別装置の構成例および路面状態の判別
原理を示すもので、以下各図面を用いて、請求項1〜4
の発明にかかる好適な実施例を説明する。さらに図20
によりこの路面状態判別装置を搭載した車輌の好適な実
施例を、図21によりこの路面状態判別装置を用いた路
面情報管理システムの好適な実施例を、それぞれ説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following FIGS. 1 to 19 show an example of the construction of a road surface condition judging device according to the present invention and the principle of judging the road surface condition.
Preferred embodiments according to the present invention will be described. Further, FIG.
A preferred embodiment of a vehicle equipped with the road surface condition determination device will be described with reference to FIG. 21, and a preferred embodiment of a road surface information management system using the road surface condition determination device will be described with reference to FIG.
【0021】[0021]
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかる路面状
態判別装置1を車輌5に設置した状態を示す。この路面
状態判別装置1は、路面LDからの反射光量を測定する
反射光測定センサ2と、車輪の回転速度を計測するため
の車輪速度センサ3と、これら各センサからの検知信号
を入力して路面状態の判別処理を行う制御装置4とから
構成される。1 shows a state in which a road surface condition discriminating apparatus 1 according to one embodiment of the present invention is installed in a vehicle 5. FIG. The road surface state determination device 1 receives a reflected light measurement sensor 2 for measuring the amount of reflected light from a road surface LD, a wheel speed sensor 3 for measuring a rotation speed of a wheel, and inputs detection signals from these sensors. And a control device 4 for performing a road surface state determination process.
【0022】車輪速度センサ3は、ABS(アンチロッ
クブレーキシステム)に付属するもので、図2に示すよ
うに、周囲に多数の磁極歯6が等間隔に配備された回転
体7と、各磁極歯6の接近を感知してパルス信号を出力
する検知部8とから成り、この検知部8からのパルス信
号の周波数により、車輪の回転速度が認識される。The wheel speed sensor 3 is attached to an ABS (anti-lock brake system), and as shown in FIG. 2, a rotating body 7 around which a number of magnetic pole teeth 6 are arranged at equal intervals, and each magnetic pole A detection unit 8 for detecting the approach of the teeth 6 and outputting a pulse signal; the rotation speed of the wheel is recognized based on the frequency of the pulse signal from the detection unit 8;
【0023】前記反射光測定センサ2は、図3に示すよ
うに、路面に向かって光を照射する投光部9と、照射さ
れた光の路面からの反射光を受光する受光部10とから
構成されており、投光部9の光源には赤外線LED12
(以下単に「LED12」という)が、受光部の受光素
子にはフォトダイオード14が、それぞれ用いられる。
なお図3中、13はLED12からの光を拡散させるた
めの投光用レンズを、15は反射光をフォトダイオード
14へ集光させるための受光用レンズを、それぞれ示
す。As shown in FIG. 3, the reflected light measuring sensor 2 includes a light projecting unit 9 for irradiating light toward a road surface and a light receiving unit 10 for receiving reflected light of the irradiated light from the road surface. The light source of the light projecting unit 9 is an infrared LED 12
(Hereinafter simply referred to as “LED 12”), and a photodiode 14 is used as a light receiving element of the light receiving unit.
3, reference numeral 13 denotes a light projecting lens for diffusing light from the LED 12, and reference numeral 15 denotes a light receiving lens for condensing reflected light to the photodiode 14.
【0024】前記投光部9は、路面LDに対して斜め上
方位置より光を照射するように、その光軸が調整されて
おり、後記するように、制御装置4からの駆動パルスを
受けて所定の時間間隔毎にパルス状の光を出射する。一
方受光部10の光軸は、路面LDに対して垂直な軸方向
に位置あわせされており、路面LDからの拡散反射光の
うち、前記垂直軸上およびその近傍に反射した光を受光
する。The light projecting unit 9 has its optical axis adjusted so as to irradiate the road surface LD with light from an obliquely upward position, and receives a driving pulse from the control device 4 as described later. A pulsed light is emitted at predetermined time intervals. On the other hand, the optical axis of the light receiving unit 10 is aligned in an axial direction perpendicular to the road surface LD, and receives, among diffusely reflected light from the road surface LD, light reflected on and near the vertical axis.
【0025】路面上のある位置に光を照射すると、その
照射位置からは、その路面の状態を反映した種々の周波
数成分が含まれた光が反射してくる。図4(1)は、所
定のサンプリング期間において、受光部10により受光
された反射光量の照射光量に対する比率(以下単に「反
射率」という)を車輌5の位置の変化に対応させて示し
たものである。また図4(2)は、図4(1)の反射率
の波形信号に高速フーリエ変換を施して、前記反射率の
波形に含まれる空間周波数を取り出したもので、前記サ
ンプリング期間中に車輌5が移動した距離分の反射光の
周波数特性が表されている。When light is irradiated to a certain position on the road surface, light containing various frequency components reflecting the state of the road surface is reflected from the irradiated position. FIG. 4A shows the ratio of the amount of reflected light received by the light receiving unit 10 to the amount of irradiated light (hereinafter, simply referred to as “reflectance”) in a predetermined sampling period, corresponding to a change in the position of the vehicle 5. It is. FIG. 4B shows the result of applying the fast Fourier transform to the waveform signal of the reflectance of FIG. 4A to extract the spatial frequency contained in the waveform of the reflectance. Represents the frequency characteristics of the reflected light for the distance moved by.
【0026】図5は、乾燥したアスファルトまたはコン
クリート路面(以下「乾燥路面」と総称する)および積
雪路面のそれぞれの路面状態について、実際に計測され
た拡散反射光量をフーリエ変換した結果を示す。なお図
示例は、所定の時間間隔毎にその時点での反射光率をサ
ンプリングしてゆき、車輌が4mm移動する間に得られた
各サンプリング点の変換結果をドット分布したものであ
る。FIG. 5 shows the results of Fourier transform of the actually measured diffuse reflection light amount for each of the dry asphalt or concrete road surface (hereinafter collectively referred to as "dry road surface") and the snow-covered road surface condition. In the illustrated example, the reflected light rate at that time is sampled at predetermined time intervals, and the conversion result of each sampling point obtained while the vehicle moves by 4 mm is dot-distributed.
【0027】図示例から明らかなように、各路面状態と
も、前記サンプリング期間に対応する空間中心周波数μ
(約0.25mm-1)を中心とする周波数帯域に多数の周
波数成分が集中しており、またこれら各成分の強度は、
各路面状態内、路面状態間ともに有意差が認められない
範囲内に含まれている。As is apparent from the illustrated example, each of the road surface conditions has a spatial center frequency μ corresponding to the sampling period.
Many frequency components are concentrated in a frequency band centered at (approximately 0.25 mm -1 ), and the intensity of each component is
It is included in the range where no significant difference is recognized in each road surface condition and between road surface conditions.
【0028】これに対し、この空間中心周波数よりも低
帯域で抽出された周波数成分の強度に着目すると、積雪
路面における成分強度は乾燥路面における成分強度より
もはるかに大きくなっている。この差異は、積雪路面に
投射された光は拡散反射しやすいという性質に基づくも
ので、この大きな差異が認められる周波数領域内の成分
強度をチェックすることにより、路面が積雪路面である
か、乾燥路面であるかを判別することが可能となる。な
おここでは図示しないが、砂利面や土砂面など凹凸の激
しい路面(以下「砂利路面」と総称する)の場合、低周
波数帯域において抽出される強度は、乾燥路面,積雪路
面それぞれの強度の中間付近の値をとる。On the other hand, focusing on the intensity of the frequency component extracted in a band lower than the spatial center frequency, the component intensity on the snowy road surface is much higher than the component intensity on the dry road surface. This difference is based on the fact that light projected on a snowy road surface is easily diffused and reflected.Checking the component intensity in the frequency region where this large difference is recognized, the road surface is either snowy or dry. It is possible to determine whether the vehicle is on a road surface. Although not shown here, in the case of a road surface with severe irregularities such as a gravel surface or a sand surface (hereinafter collectively referred to as a “gravel road surface”), the strength extracted in the low frequency band is an intermediate value between the intensities of the dry road surface and the snowy road surface. Take a value near.
【0029】以下に述べる実施例では、この図5に示し
た原理に基づき、前記反射率の変換結果から路面状態を
判別するための指標として、前記空間中心周波数成分の
強度(Da)に対し、所定の低周波数帯域における周波
数成分の強度(Db)の比(以下これを「周波数成分強
度比Db/Da」という)を採用するとともに、この周
波数成分強度比について、雪道と砂利道とを識別するた
めのしきい値T1と、砂利道と乾燥した舗装路とを識別
するためのしきい値T2とを、それぞれ設定している。
これに基づき、以下に示す実施例では、前記受光部10
により得られた受光量データに基づき算出された周波数
成分強度比Db/Daを、このしきい値T1,T2と比
較して、路面状態が乾燥した舗装路,砂利道,雪道のい
ずれであるかを判別する。In the embodiment described below, based on the principle shown in FIG. 5, the intensity (Da) of the spatial center frequency component is used as an index for determining the road surface condition from the reflectance conversion result. A ratio of the intensity (Db) of the frequency component in a predetermined low frequency band (hereinafter referred to as “frequency component intensity ratio Db / Da”) is employed, and the snowy road and the gravel road are identified based on the frequency component intensity ratio. And a threshold T2 for discriminating between a gravel road and a dry pavement.
Based on this, in the embodiment described below, the light receiving unit 10
The frequency component intensity ratio Db / Da calculated based on the received light amount data obtained by the above is compared with the threshold values T1 and T2, and the road surface condition is any of a dry pavement road, a gravel road, and a snowy road. Is determined.
【0030】路面状態をさらに詳細に判別するために
は、拡散反射光のみならず、路面からの正反射光を計測
する必要がある。特に舗装路の場合、路面が雨などによ
り濡れているとき(以下この路面を「湿潤路面」とい
う)や凍結状態にあるとき、路面は鏡面に近い状態とな
るので、路面からの正反射光量は、乾燥状態時よりも大
幅に増大する。In order to determine the state of the road surface in more detail, it is necessary to measure not only diffusely reflected light but also regular reflected light from the road surface. Especially, on a pavement road, when the road surface is wet due to rain or the like (hereinafter, this road surface is referred to as a “wet road surface”) or in a frozen state, the road surface is close to a mirror surface. , Greatly increased than in the dry state.
【0031】図6は、舗装路における拡散反射率と正反
射率との関係を、乾燥,湿潤,凍結,雪の各路面状態と
対応づけて示したもので、雪状態における拡散反射率は
他の状態よりも大幅に高くなっている。また乾燥,湿
潤,凍結の各状態間では、拡散反射率には差異が見られ
ないが、正反射率を比較すると、乾燥路面と湿潤・凍結
路面との間に明確な差異が見られる。なお、湿潤状態と
凍結状態とを判別するには、赤外線放射式の温度センサ
などを用いて路面温度を測定すればよい。FIG. 6 shows the relationship between the diffuse reflectance and the regular reflectance on a pavement road in association with each of the dry, wet, frozen and snowy road surface conditions. Significantly higher than the state. Although there is no difference in diffuse reflectance between the dry, wet and frozen states, a clear difference is seen between the dry road surface and the wet / freeze road surface when the regular reflectance is compared. In order to determine the wet state and the frozen state, the road surface temperature may be measured using an infrared radiation type temperature sensor or the like.
【0032】図7は、拡散反射光と正反射光とを同時に
計測するようにした路面状態判別装置1の構成例であっ
て、拡散反射光を測定するための第1の反射光測定セン
サ2aと、正反射光を測定するための第2の反射光測定
センサ2bと、前記と同様の車輪速度センサ3とを、制
御装置4に接続して構成される。なお各反射光測定セン
サ2a,2bは、図8に示すごとく、それぞれ個別の投
光部9a,9b,受光部10a,10bをもって構成さ
れている。FIG. 7 shows an example of the construction of a road surface condition determining device 1 which measures diffuse reflected light and specular reflected light simultaneously. The first reflected light measuring sensor 2a for measuring diffuse reflected light is shown in FIG. And a second reflected light measurement sensor 2b for measuring specularly reflected light, and a wheel speed sensor 3 similar to the above, connected to the control device 4. As shown in FIG. 8, each of the reflected light measuring sensors 2a and 2b includes a separate light projecting unit 9a, 9b and a light receiving unit 10a, 10b.
【0033】図9は、反射光測定センサ2の他の構成例
を示すもので、単一の投光部9と、拡散反射光測定用の
第1の受光部10aと、正反射光測定用の第2の受光部
10bとが、ハウジング2´内に収容配備されている。
なお図中、14a,14bは、各受光部のフォトダイオ
ードである。この構成によれば、同一の場所における拡
散反射光と正反射光とを同時に測定できるので、各反射
光の測定結果に測定位置の違いが影響する虞がなくな
り、路面状態を正確に判別することができる。FIG. 9 shows another example of the configuration of the reflected light measuring sensor 2, in which a single light projecting portion 9, a first light receiving portion 10a for measuring diffuse reflected light, and a light receiving portion 10a for measuring regular reflected light are shown. And the second light receiving portion 10b are housed and arranged in the housing 2 '.
In the figure, 14a and 14b are photodiodes of each light receiving unit. According to this configuration, the diffuse reflection light and the specular reflection light at the same place can be measured simultaneously, so that there is no possibility that the measurement result of each reflection light is affected by the difference in the measurement position, and the road surface state can be accurately determined. Can be.
【0034】図10は、2個の投光部9a,9bと単一
の受光部10とにより、反射光測定センサ2を構成した
例を示す。第1,第2の各投光部9a,9bは、それぞ
れ路面LD上の同一の位置に向けて光を照射するよう配
備されており、受光部10は、第1の投光部9aからの
照射光の拡散反射光と、第2の投光部9bからの照射光
の正反射光とを受光するように、その光軸が調整されて
いる。なお各投光部9a,9bのLED12a,12b
は、図11に示すように、所定の時間間隔毎に交互に発
光するように制御されており、受光部10からは、各L
ED12a,12bへの駆動パルスに同期して、正反射
光,拡散反射光を示す信号が交互に出力される。FIG. 10 shows an example in which the reflected light measuring sensor 2 is constituted by two light projecting units 9a and 9b and a single light receiving unit 10. The first and second light projecting units 9a and 9b are arranged so as to emit light toward the same position on the road surface LD, and the light receiving unit 10 receives the light from the first light projecting unit 9a. The optical axis is adjusted so as to receive the diffuse reflection light of the irradiation light and the regular reflection light of the irradiation light from the second light projecting unit 9b. Note that the LEDs 12a, 12b of the light emitting portions 9a, 9b
Are controlled so as to emit light alternately at predetermined time intervals, as shown in FIG.
In synchronization with the drive pulses to the EDs 12a and 12b, signals indicating specular reflection light and diffuse reflection light are output alternately.
【0035】図12は、路面状態判別装置1の電気的構
成を示す。なおこの図示例および以下の図16,17に
示す他の構成例は、前記図10に示したタイプの反射光
測定センサ2を用いたもので、他のタイプのセンサを用
いた装置では、適宜、投受光部にかかる構成が付加また
は削除される。FIG. 12 shows an electrical configuration of the road surface condition determining apparatus 1. Note that this illustrated example and the other configuration examples shown in FIGS. 16 and 17 below use the reflected light measurement sensor 2 of the type shown in FIG. 10, and in an apparatus using another type of sensor, The configuration relating to the light emitting and receiving unit is added or deleted.
【0036】前記制御装置4は、各投光部の光源に駆動
パルスを与えるためのパルス発振回路15,各反射光を
処理するための2個の変換回路16a,16b,速度検
出部31,判別回路17などから構成される。なお受光
部10には、フォトダイオード14からの出力信号を増
幅処理するための増幅回路18が配備されている。The control device 4 includes a pulse oscillating circuit 15 for giving a driving pulse to the light source of each light projecting unit, two conversion circuits 16a and 16b for processing each reflected light, a speed detecting unit 31, It is composed of a circuit 17 and the like. The light receiving section 10 is provided with an amplifier circuit 18 for amplifying an output signal from the photodiode 14.
【0037】変換回路16a,16bは、受光部10よ
り入力された反射光量の電気信号を空間周波数に変換す
るためのもので、それぞれコムフィルタ20,A/D変
換回路21,メモリ22,高速フーリエ変換回路23
(以下「FFT回路23」と略す)などから構成されて
いる。The conversion circuits 16a and 16b are for converting the electric signal of the amount of reflected light input from the light receiving section 10 into a spatial frequency, and respectively include a comb filter 20, an A / D conversion circuit 21, a memory 22, and a fast Fourier filter. Conversion circuit 23
(Hereinafter abbreviated as "FFT circuit 23").
【0038】パルス発振回路15は、前記したように、
各投光部への駆動パルスを交互に出力しており、第1の
変換回路16aには拡散反射用のLED12aへの駆動
パルスが、第2の変換回路16bには正反射用のLED
12bへの駆動パルスが、それぞれ入力される。これに
より第1の変換回路16aからは拡散反射光の空間周波
数が、第2の変換回路16bからは正反射光の空間周波
数が、それぞれ出力されることになる。As described above, the pulse oscillation circuit 15
Driving pulses to each light projecting section are output alternately, a driving pulse to the LED 12a for diffuse reflection is supplied to the first conversion circuit 16a, and an LED for regular reflection is supplied to the second conversion circuit 16b.
The drive pulse to 12b is input. Thereby, the spatial frequency of the diffuse reflection light is output from the first conversion circuit 16a, and the spatial frequency of the specular reflection light is output from the second conversion circuit 16b.
【0039】各投光部のLED12a,12bは、パル
ス発振回路15から前記図11に示した駆動パルスを入
力してパルス状の光を照射する。これにより受光部10
からは各駆動パルスに同期した矩形状の信号が出力され
るが、反射光以外の外乱光も同時に入射してくるため、
その出力信号波形のレベルには、図13に示すような変
動が生じている。The LEDs 12a and 12b of each light emitting section receive the drive pulse shown in FIG. 11 from the pulse oscillation circuit 15 and emit pulsed light. Thereby, the light receiving unit 10
Outputs a rectangular signal synchronized with each drive pulse, but since disturbance light other than reflected light also enters at the same time,
The level of the output signal waveform fluctuates as shown in FIG.
【0040】前記コムフィルタ20は、この外乱光によ
る影響を取り除いて反射光の矩形信号を平滑化するため
のもので、図14に示すように、タイミング発生回路2
4,3個のサンプル・ホールド回路(以下「S/H回
路」と略す)25a,25b,25c,および演算回路
30により構成されている。The comb filter 20 removes the influence of the disturbance light and smoothes the rectangular signal of the reflected light. As shown in FIG.
It comprises four or three sample-and-hold circuits (hereinafter abbreviated as “S / H circuits”) 25 a, 25 b, 25 c and an arithmetic circuit 30.
【0041】タイミング発生回路24は、前記パルス発
振回路15からの駆動パルスを入力し、パルスの立ち上
がり時点t1,立ち下がり時点t3,およびこれらの中
間時点t2においてタイミング信号を生成する。このタ
イミング信号は、各S/H回路25a,25b,25c
に順次与えられ、図15に示すように、各時点での受光
部からの信号レベルV1,V2,V3がサンプルホール
ドされる。The timing generating circuit 24 receives the driving pulse from the pulse oscillating circuit 15 and generates a timing signal at a rising time point t1, a falling time point t3, and an intermediate time point t2 thereof. This timing signal is supplied to each of the S / H circuits 25a, 25b, 25c.
, And the signal levels V1, V2, and V3 from the light receiving unit at each time are sampled and held as shown in FIG.
【0042】演算回路30は、S/H回路25a,25
cからの出力を入力する加算回路27と、S/H回路2
5bからの出力を入力する2倍回路29と、加算回路2
7と2倍回路29からの出力を入力する減算回路28と
により、つぎの(1)式の演算処理を実行して出力レベ
ルVを決定する。これにより外乱光によるレベルの変化
が取り除かれ、受光量を正確に把握することができる。The arithmetic circuit 30 includes S / H circuits 25a, 25
c and an S / H circuit 2
Doubling circuit 29 for inputting the output from 5b, and adding circuit 2
The output level V is determined by executing the arithmetic processing of the following equation (1) by the subtraction circuit 28 which receives the output from the doubling circuit 29. As a result, a change in level due to disturbance light is removed, and the amount of received light can be accurately grasped.
【0043】[0043]
【数1】 (Equation 1)
【0044】図12に戻って、コムフィルタ20を通っ
た受光量データは、A/D変換回路21によりディジタ
ル変換された後、メモリ22に格納される。速度検出部
31は、前記車輪速度センサ3からの出力パルスに基づ
き、車輌5の移動速度を検出し、その検出結果を判別回
路17および各FFT回路23,23へと出力する。各
FFT回路23,23は、この速度データに基づく所定
のタイミングで前段のメモリ22内から受光量データを
取り出して高速フーリエ変換を実行し、その結果を判別
回路17へと出力する。Returning to FIG. 12, the data on the amount of received light passing through the comb filter 20 is digitally converted by the A / D conversion circuit 21 and then stored in the memory 22. The speed detector 31 detects the moving speed of the vehicle 5 based on the output pulse from the wheel speed sensor 3 and outputs the detection result to the discriminating circuit 17 and the FFT circuits 23. Each of the FFT circuits 23, 23 takes out the received light amount data from the memory 22 at the preceding stage at a predetermined timing based on the speed data, executes the fast Fourier transform, and outputs the result to the discriminating circuit 17.
【0045】判別回路17は、前記車輌5の移動速度に
基づき、各変換回路16a,16bから入力された変換
結果から前記空間中心周波数μを含む高周波数帯域の強
度Daや低周波数帯域の強度Dbなどを抽出し、さらに
この抽出結果や前記した路面温度計測用の温度センサに
よる計測値を用いて、路面状態の判別処理(詳細は後述
する)を実行する。Based on the moving speed of the vehicle 5, the determination circuit 17 determines the intensity Da of the high frequency band including the spatial center frequency μ and the intensity Db of the low frequency band based on the conversion results input from the conversion circuits 16a and 16b. Then, a road surface state determination process (to be described in detail later) is executed using the extraction result and the measurement value obtained by the above-described road surface temperature measurement temperature sensor.
【0046】図16は、路面状態判別装置1の他の構成
例を示す。この実施例も基本的には前記図12と同様の
構成をとるが、速度検出部31による検出結果がパルス
発振回路15へと入力される。パルス発振回路15は、
この入力された速度データに基づき、各変換回路16
a,16bにおいて前記サンプリング期間内に入力され
る受光量データ数が常に一定になるように、駆動パルス
の発生タイミングを調整する。この結果、各FFT回路
23,23に入力するデータ数を一定にできるので、各
メモリ22,22の容量をそのデータ数に応じて設定す
ることができる。FIG. 16 shows another example of the structure of the road surface condition determining apparatus 1. This embodiment also basically has the same configuration as that of FIG. 12, but the result of detection by the speed detector 31 is input to the pulse oscillation circuit 15. The pulse oscillation circuit 15
Based on the input speed data, each conversion circuit 16
In a and 16b, the generation timing of the drive pulse is adjusted so that the number of received light amount data input during the sampling period is always constant. As a result, the number of data input to each of the FFT circuits 23 can be made constant, so that the capacities of the memories 22 can be set according to the number of data.
【0047】図17は、路面状態判別装置1の第3の構
成例を示す。この実施例の制御回路4も、前記図15と
同様、車輌の移動速度を検出する速度検出部31を具備
しており、各駆動回路16a,16bは、コムフィルタ
20,2個のトラッキング・バンドパスフィルタ32,
33(以下「トラッキングBPF(C)32」,「トラ
ッキングBPF(L)33」と略す),各トラッキング
BPF32,33からの出力振幅を検出するための振幅
検出回路34,35により構成している。FIG. 17 shows a third example of the configuration of the road surface condition determining apparatus 1. As shown in FIG. The control circuit 4 of this embodiment also includes a speed detector 31 for detecting the moving speed of the vehicle, as in FIG. 15, and each of the drive circuits 16a and 16b includes a comb filter 20 and two tracking bands. Pass filter 32,
33 (hereinafter abbreviated as “tracking BPF (C) 32” and “tracking BPF (L) 33”), and amplitude detecting circuits 34 and 35 for detecting output amplitudes from the tracking BPFs 32 and 33.
【0048】コムフィルタ20の構成は、前記図14に
示したものと同様であって、第1の駆動回路16aには
拡散反射光の受光量データが、第2の駆動回路16bに
は正反射光の受光量データが、それぞれ入力される。The structure of the comb filter 20 is the same as that shown in FIG. 14; the first drive circuit 16a receives the diffused light reception amount data, and the second drive circuit 16b receives the regular reflection light. Light reception amount data is input.
【0049】各駆動回路16a,16bにおいて、各ト
ラッキングBPF32,33には、コムフィルタ20に
より抽出された正,拡散いずれかの反射光量を示すデー
タが入力され、第1のトラッキングBPF(C)32は
1/4mm-1を中心とする空間周波数成分を、第2のトラ
ッキングBPF(L)33は1/40mm-1を中心とする
空間周波数成分を、それぞれ通過させる。またいずれの
トラッキングBPF32,33も、速度検出部により検
出された速度データを入力して、遮断する周波数帯域の
幅を車輌の移動速度に追従して変化させることにより、
抽出される空間周波数成分を一定に保たつよう構成され
る。In each of the driving circuits 16 a and 16 b, data indicating the amount of reflected light, either positive or diffuse, extracted by the comb filter 20 is input to each of the tracking BPFs 32 and 33, and the first tracking BPF (C) 32. the spatial frequency components centered at 1/4 mm -1, the second tracking BPF (L) 33 is the spatial frequency components centered at 1/40 mm -1, pass respectively. In addition, each of the tracking BPFs 32 and 33 receives the speed data detected by the speed detection unit and changes the width of the frequency band to be cut off by following the moving speed of the vehicle.
It is configured to keep the extracted spatial frequency component constant.
【0050】図18は、前記判別回路17による路面状
態の判別処理の手順を示す。なお同図において、TH
1,TH2,TH3,THc ,THd1,THd2,THe
は、路面状態を判別するためのしきい値を示す(このう
ちTH1,TH2は前記図5を用いて説明したものと同
様である)。FIG. 18 shows a procedure of the road surface state determination processing by the determination circuit 17. In FIG.
1, TH2, TH3, TH c , TH d1, TH d2, TH e
Indicates a threshold value for determining the road surface condition (TH1 and TH2 are the same as those described with reference to FIG. 5).
【0051】まず最初のステップ1では、温度センサ1
9により計測された路面温度De がしきい値THe と比
較される。このしきい値THe は、水分の凍結温度であ
る0°C付近に設定されるもので、前記温度De がしき
い値THe を上回る場合には、路面が凍結している可能
性はないと判断され、ステップ2以降の処理へと移行す
る。First, in step 1, the temperature sensor 1
Track temperature D e measured by 9 is compared with a threshold value TH e. The threshold TH e is intended to be set to 0 near ° C is a freezing temperature of water, when the temperature D e exceeds the threshold value TH e, the possibility that the road surface is frozen It is determined that it does not exist, and the process proceeds to step 2 and subsequent steps.
【0052】ステップ2および3では、拡散反射光につ
いて、前記周波数成分強度比Db/Daとしきい値TH
1,TH2との比較が行われる。この場合、前記図5に
より説明した原理により、周波数成分強度比Db/Da
がしきい値TH1を上回る場合には、走行路面は積雪路
面であると判断され(ステップ5)、周波数成分強度比
Db/Daがしきい値TH2とTH1との間にある場合
には、走行路は砂利路面であると判断される(ステップ
6)。In steps 2 and 3, for the diffuse reflected light, the frequency component intensity ratio Db / Da and the threshold value TH
1 and TH2. In this case, according to the principle described with reference to FIG. 5, the frequency component intensity ratio Db / Da
Is greater than the threshold value TH1, the traveling road surface is determined to be a snow-covered road surface (step 5), and if the frequency component intensity ratio Db / Da is between the threshold values TH2 and TH1, the traveling road surface is determined. The road is determined to be a gravel road surface (step 6).
【0053】一方、周波数成分強度比Db/Daがしき
い値TH2以下である場合には、路面は舗装路面である
と判断される。この場合には、つぎのステップ4で、
正,拡散の両反射光について、それぞれ空間中心周波数
を中心とする周波数帯域に含まれる成分の強度Da,D
fが取り出され、これら強度の比率Df/Da(以下こ
れを「反射光比Df/Da」という)としきい値THd1
との比較が行われる。On the other hand, when the frequency component intensity ratio Db / Da is equal to or smaller than the threshold value TH2, it is determined that the road surface is a pavement road surface. In this case, in the next step 4,
Intensities Da and D of the components included in the frequency band centered on the spatial center frequency for both the positive and diffuse reflected light
f is taken out, and the intensity ratio Df / Da (hereinafter referred to as “reflected light ratio Df / Da”) and the threshold value TH d1
Is compared.
【0054】前記したように、舗装路が濡れている場合
には路面は鏡面に近い状態になるので、正反射光量が増
大し、これに伴い前記反射光比Df/Daの値が増大す
る。前記しきい値THd1は、路面が湿潤状態にある場合
の反射光比Df/Daと乾燥状態にある場合の反射光比
Df/Daとの中間レベルに設定されており、算出され
た反射光比Df/Daがこのしきい値THd1を上回った
場合には、路面は湿潤路面であると判断される(ステッ
プ8)。他方、反射光比Df/Daがしきい値THd1以
下である場合には、走行路は乾燥路面であると判断され
る(ステップ7)。As described above, when the pavement is wet, the road surface is close to a mirror surface, so that the amount of specular reflection increases, and the value of the reflection light ratio Df / Da increases accordingly. The threshold value TH d1 is set at an intermediate level between the reflected light ratio Df / Da when the road surface is in a wet state and the reflected light ratio Df / Da when the road surface is in a dry state. If the ratio Df / Da exceeds the threshold TH d1 is determined to road is wet road (step 8). On the other hand, when the reflection light ratio Df / Da is equal to or less than the threshold value TH d1, it is determined that the traveling road is a dry road surface (step 7).
【0055】路面温度De が前記しきい値THe 以下で
ある場合には、ステップ9へと移行して、前記周波数成
分強度比Db/Daが所定のしきい値TH3と比較され
る。この結果、周波数成分強度比Db/Daがしきい値
TH3を上回った場合には、路面は積雪路面または砂利
路面であると認識され、さらにつぎのステップ10でい
ずれの路面状態であるかの判別が行われる。[0055] If the road surface temperature D e is equal to or less than the threshold value TH e, the process proceeds to step 9, the frequency component intensity ratio Db / Da is compared with a predetermined threshold value TH3. As a result, when the frequency component intensity ratio Db / Da exceeds the threshold value TH3, the road surface is recognized as a snow-covered road surface or a gravel road surface, and further in step 10 it is determined which road surface state the vehicle is in. Is performed.
【0056】このステップ10は、拡散反射光の反射光
率Rv(路面LDへの投光量に対する反射光量の比率)
を所定のしきい値THc と比較するもので、この拡散反
射光率Rvがしきい値THc を上回った場合には、路面
は積雪面であると判断され(ステップ5)、拡散反射光
率がしきい値THc 以下の場合には、路面は砂利路面で
あると判断される(ステップ6)。In step 10, the reflection light ratio Rv of the diffuse reflection light (the ratio of the amount of reflected light to the amount of light projected on the road surface LD) is determined.
The intended to be compared with a predetermined threshold value TH c, when the diffusion reflection light factor Rv exceeds the threshold value TH c is the road surface is determined to be a snow surface (step 5), the diffuse reflection light rate is the case of below the threshold TH c is the road surface is judged to be a gravel road (step 6).
【0057】前記ステップ9で、周波数成分強度比Db
/Daがしきい値TH1以下であった場合には路面は舗
装路面であると判断され、さらにステップ11で前記し
た反射光比Df/Daとしきい値THd2との比較を行う
ことにより、その路面状態の詳細な判別が行われる。凍
結した路面は鏡面に近い状態となるので、正反射光量が
大幅に増大し、その結果反射光比Df/Daが大きくな
る。したがって反射光比Df/Daがしきい値THd2を
上回ったときには、路面は凍結していると判断され(ス
テップ12)、反射光比Df/Daがしきい値THd2以
下である場合には、路面は乾燥していると判断される
(ステップ7)。In step 9, the frequency component intensity ratio Db
/ Da is determined that if there was a threshold value TH1 or less road is paved road, by performing the further comparison of the reflection light ratio Df / Da and the threshold TH d2 described above in step 11, the Detailed determination of the road surface state is performed. Since the frozen road surface is in a state close to a mirror surface, the amount of specular reflection greatly increases, and as a result, the reflection light ratio Df / Da increases. Therefore, when the reflection light ratio Df / Da exceeds the threshold value TH d2 , it is determined that the road surface is frozen (step 12), and when the reflection light ratio Df / Da is equal to or less than the threshold value TH d2 , It is determined that the road surface is dry (step 7).
【0058】このように、路上を走行しながら所定位置
における正反射光および拡散反射光の空間周波数を分析
し、さらに路面温度をチェックすることにより、湿潤路
面,乾燥路面,砂利路面,積雪路面,凍結路面という5
種類の路面状態を判別することができる。この場合、反
射光測定センサ2を複数台設け、各センサからの測定結
果を個別に処理するようにすれば、路面状態をより詳細
に判別することができる。As described above, while traveling on the road, the spatial frequency of the specular reflection light and the diffuse reflection light at a predetermined position is analyzed, and the road surface temperature is further checked, whereby the wet road surface, the dry road surface, the gravel road surface, the snowy road surface, 5 called frozen road surface
The type of road surface condition can be determined. In this case, if a plurality of reflected light measurement sensors 2 are provided and the measurement results from each sensor are individually processed, the road surface state can be determined in more detail.
【0059】図19は、3台の反射光測定センサ2A,
2B,2Cを有する路面状態判別装置1の構成例を示
す。各反射光測定センサ2A,2B,2Cは、前記図9
または図10に示したタイプのもので、車輌の幅方向に
沿って配備されている。FIG. 19 shows three reflected light measurement sensors 2A,
1 shows a configuration example of a road surface condition determination device 1 having 2B and 2C. Each of the reflected light measurement sensors 2A, 2B, 2C
Alternatively, it is of the type shown in FIG. 10 and is arranged along the width direction of the vehicle.
【0060】この実施例では、左右の反射光測定センサ
2A,2Cにより左右の車輪が通過する位置の反射光量
を測定し、中央の反射光測定センサ2Bにより車輪の通
過しない位置からの反射光量を測定することにより、車
輪の通過する位置と通過しない位置とによる路面状態の
違いを把握する。この構成によれば、路面状態を、路面
の幅方向に沿って詳細に判別することが可能となり、特
に雪道や凍結路など、路面位置による路面状態の違いを
詳細に判別する必要がある場合に対応できる。In this embodiment, the left and right reflected light measuring sensors 2A and 2C measure the amount of reflected light at the position where the left and right wheels pass, and the central reflected light measuring sensor 2B measures the amount of reflected light from the position where the wheel does not pass. By measuring, the difference in the road surface state between the position where the wheel passes and the position where the wheel does not pass is grasped. According to this configuration, it is possible to determine the road surface state in detail along the width direction of the road surface, especially when it is necessary to determine in detail the difference in road surface state depending on the road surface position, such as a snowy road or a frozen road. Can respond to.
【0061】図20は、前記路面状態判別装置1が搭載
された車輌5に警報装置40を設けた例を示す。前記制
御装置4は、走行路が雪道または凍結路であると判別す
ると、警報装置40に駆動信号を出力する。警報装置4
0は、この信号を受けて、音声出力,画像表示,表示灯
の点滅などによる警告情報を出力し、運転者に路面状態
への注意を喚起させる。FIG. 20 shows an example in which a warning device 40 is provided on a vehicle 5 on which the road surface condition determination device 1 is mounted. When the control device 4 determines that the traveling road is a snowy road or a frozen road, it outputs a drive signal to the alarm device 40. Warning device 4
0 receives this signal and outputs warning information such as audio output, image display, blinking of an indicator lamp, etc., to alert the driver to the road surface condition.
【0062】さらにこの路面状態判別装置1が搭載され
た車輌2を用いて、道路上の所定の区間もしくは道路全
体の路面状態を管理するシステムを構成することも可能
である。図21は、上記システムの一例を示すもので、
路面状態判別装置1が搭載された車輌5には、無線また
は電話回線による通信装置(図示せず)が配備されてい
る。また道路Lはいくつかの区間に分割されており、車
輌5は各区間を通過する毎に、その区間の路面状態の判
別結果を管理センターの情報収集局41へと送信する。
またこの計測区間より下流には、走行安全性にかかる情
報を表示するための表示装置42が配備されている。Further, a system for managing the road surface state of a predetermined section on the road or the entire road can be configured by using the vehicle 2 on which the road surface state determination device 1 is mounted. FIG. 21 shows an example of the above system.
A communication device (not shown) using a wireless or telephone line is provided in the vehicle 5 on which the road surface condition determination device 1 is mounted. The road L is divided into several sections, and each time the vehicle 5 passes through each section, the vehicle 5 transmits the determination result of the road surface state of the section to the information collection station 41 of the management center.
Further, a display device 42 for displaying information relating to traveling safety is provided downstream of the measurement section.
【0063】情報収集局41では、各区間毎の送信情報
の内容を認識して、各区間における路面状態を統合した
管理データを作成するほか、いずれかの区間で路面状態
が凍結したり、積雪があるなどの情報を得たとき、所定
の警告情報を作成し、前記表示装置42へと送信する。
これにより一般の車輌(図中43で示す)の運転者に前
方の路面状態が危険であることを事前に認識させること
ができる。The information collecting station 41 recognizes the contents of the transmission information for each section, creates management data integrating the road surface conditions in each section, freezes the road surface in any section, When information such as the presence of such information is obtained, predetermined warning information is created and transmitted to the display device 42.
As a result, the driver of a general vehicle (indicated by reference numeral 43 in the figure) can be informed in advance that the road surface condition ahead is dangerous.
【0064】[0064]
【発明の効果】請求項1の発明では、走行する車輌から
所定期間内に照射された光の反射光量とこの期間内にお
ける移動距離の測定値とに基づき、路面状態を判別する
ようにしたので、簡易な構成で路面状態を的確に判別す
ることが可能となる。According to the first aspect of the present invention, the road surface condition is determined based on the reflected light amount of the light emitted from the traveling vehicle within a predetermined period and the measured value of the moving distance during this period. It is possible to accurately determine the road surface condition with a simple configuration.
【0065】請求項2の発明では、前記反射光量の検出
値と移動距離の測定値とを用いて路面状態を反映する反
射光から路面の空間周波数を分析することにより、路面
状態の判別処理を実現できる。According to the second aspect of the present invention, the road surface state discrimination processing is performed by analyzing the spatial frequency of the road surface from the reflected light reflecting the road surface state using the detected value of the reflected light amount and the measured value of the moving distance. realizable.
【0066】請求項3の発明では、路面からの正反射光
量と拡散反射光量とを個別に検出することにより、路面
状態をより詳細に判別することができる。According to the third aspect of the present invention, the road surface condition can be determined in more detail by separately detecting the regular reflection light amount and the diffuse reflection light amount from the road surface.
【0067】請求項4の発明では、路面の幅方向におけ
る複数位置からの反射光量を用いて路面状態の判別を行
うので、雪道や凍結路など、路面状態を詳細に判別する
必要がある場合にも対応できる。According to the fourth aspect of the present invention, the road surface condition is determined by using the reflected light amount from a plurality of positions in the width direction of the road surface. Therefore, when the road surface condition such as a snowy road or a frozen road needs to be determined in detail. Can also respond.
【0068】請求項5の発明では、上記の路面状態判別
装置を車輌に搭載することにより、簡単かつ安価なコス
トで路面状態の判別機能を備えた車輌を提供することが
できる。According to the fifth aspect of the present invention, by mounting the above-described road surface state determination device on a vehicle, it is possible to provide a vehicle having a road surface state determination function at a simple and inexpensive cost.
【0069】請求項6の発明では、前記車輌において、
路面状態の判別結果により路面が危険であると認識され
たとき、警告情報を出力するようにしたので、車輌の安
全走行を補助することができる。According to the invention of claim 6, in the vehicle,
When the road surface is determined to be dangerous based on the determination result of the road surface condition, the warning information is output, so that the vehicle can be driven safely.
【0070】請求項7の発明では、制御装置により、車
輌から送信された路面状態の判別結果を編集して、外部
へと出力するようにしたので、道路管理者や一般のドラ
イバーなどに路面の安全性にかかる情報を速やかに提供
して、事故を防止することができる。According to the seventh aspect of the present invention, the control device edits the road surface condition determination result transmitted from the vehicle and outputs the result to the outside. Information related to safety can be promptly provided to prevent an accident.
【図1】この発明にかかる路面状態判別装置を搭載した
車輌を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a vehicle equipped with a road surface condition determination device according to the present invention.
【図2】車輪速度センサの詳細な構成を示す側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing a detailed configuration of a wheel speed sensor.
【図3】反射光測定センサの基本的な構成を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a basic configuration of a reflected light measurement sensor.
【図4】車輌の移動に伴う拡散反射光の反射率の変化と
そのフーリエ変換の結果とを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a change in reflectance of diffuse reflection light due to movement of a vehicle and a result of Fourier transform thereof.
【図5】路面状態の種毎に得られた空間周波数特性を示
す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing spatial frequency characteristics obtained for each type of road surface condition.
【図6】拡散反射率と正反射率との関係を路面状態の種
毎に対応づけて示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between diffuse reflectance and regular reflectance in association with each type of road surface condition.
【図7】2種類の反射光測定センサを車輌に取り付けた
状態を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which two types of reflected light measurement sensors are attached to a vehicle.
【図8】図7の各反射光測定センサの詳細な構成を示す
説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of each reflected light measurement sensor of FIG. 7;
【図9】反射光測定センサの他の構成例を示す説明図で
ある。FIG. 9 is an explanatory diagram showing another configuration example of the reflected light measurement sensor.
【図10】反射光測定センサの他の構成例を示す説明図
である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing another configuration example of the reflected light measurement sensor.
【図11】図10の各投光部への駆動パルスの出力タイ
ミングを示すタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart showing output timings of drive pulses to each light emitting unit in FIG.
【図12】図10の反射光測定センサを用いた路面状態
判別装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing an electrical configuration of a road surface state determination device using the reflected light measurement sensor of FIG.
【図13】受光部への入射光の状態を示す説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a state of light incident on a light receiving unit.
【図14】図12のコムフィルタの詳細な構成を示すブ
ロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a detailed configuration of the comb filter of FIG.
【図15】受光量の出力信号に対する処理方法を示す説
明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a processing method for an output signal of the amount of received light.
【図16】図10の反射光測定センサを用いた路面状態
判別装置の他の構成例を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing another example of the configuration of the road surface condition determination device using the reflected light measurement sensor of FIG. 10;
【図17】図10の反射光測定センサを用いた路面状態
判別装置の他の構成例を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram showing another configuration example of the road surface state determination device using the reflected light measurement sensor of FIG. 10;
【図18】路面判別の手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 18 is a flowchart illustrating a procedure of road surface determination.
【図19】3個の反射光測定センサを車輌に取り付けた
状態を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a state where three reflected light measurement sensors are attached to a vehicle.
【図20】路面状態判別装置および警報装置が搭載され
た車輌を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a vehicle equipped with a road surface state determination device and an alarm device.
【図21】路面情報管理システムの一例を示す説明図で
ある。FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating an example of a road surface information management system.
1 路面状態判別装置 2 反射光測定センサ 3 車輪速度センサ 4 制御装置 5 車輌 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Road surface condition discrimination device 2 Reflection light measurement sensor 3 Wheel speed sensor 4 Control device 5 Vehicle
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // G01B 11/30 G01B 11/30 W Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // G01B 11/30 G01B 11/30 W
Claims (7)
射し、その反射光量を検出する検出手段と、 前記検出手段の移動距離を測定する測定手段と、 所定期間内に得られた反射光量の検出値および移動距離
の測定値に基づき、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。1. A detecting means for irradiating light from a running vehicle toward a road surface to detect a reflected light amount, a measuring means for measuring a moving distance of the detecting means, a reflected light amount obtained within a predetermined period A road surface state determination device comprising: a determination unit configured to determine a road surface state based on the detected value of the distance and the measured value of the moving distance.
と移動距離の測定値とを用いて反射光から路面の空間周
波数を分析し、その分析結果に基づき路面状態を判別す
る請求項1に記載された路面状態判別装置。2. The method according to claim 1, wherein the determining unit analyzes a spatial frequency of the road surface from the reflected light using the detected value of the reflected light amount and the measured value of the moving distance, and determines a road surface state based on the analysis result. The road surface state determination device described in the above.
の正反射光量と拡散反射光量とを個別に検出する請求項
1に記載された路面状態判別装置。3. The road surface state determination device according to claim 1, wherein said detecting means separately detects a regular reflection light amount and a diffuse reflection light amount of the irradiation light from the road surface.
複数位置にそれぞれ光を照射して、各照射光の反射光量
を個別に検出する請求項1に記載された路面状態判別装
置。4. The road surface state determination device according to claim 1, wherein the detection unit irradiates light to a plurality of positions in a width direction of the road surface, and individually detects a reflected light amount of each irradiation light.
面状態判別装置が搭載されて成る車輌。5. A vehicle on which the road surface condition determination device according to claim 1 is mounted.
面状態判別装置が搭載されて成る車輌であって、 前記路面状態判別装置による判別結果を用いて路面の危
険度を認識する認識手段と、この認識手段により路面が
危険であると認識されたとき、警告情報を出力する警告
手段とを具備して成る車輌。6. A vehicle equipped with the road surface condition determination device according to claim 1, wherein the recognition of recognizing a degree of danger of the road surface is performed by using a result of the determination by the road surface condition determination device. And a warning means for outputting warning information when the road surface is recognized as dangerous by the recognition means.
面状態判別装置が搭載された車輌と、制御装置とから成
るシステムであって、 前記車輌は、路面状態の判別結果を制御装置へと送信す
る送信手段を備え、 前記制御装置は、前記車輌からの送信情報を用いて走行
安全性にかかる情報を編集する情報編集手段と、この編
集された情報を外部へと出力する情報出力手段とを備え
て成る路面情報管理システム。7. A system comprising a vehicle equipped with the road surface condition determination device according to claim 1, and a control device, wherein the vehicle controls the determination result of the road surface condition. Transmission means for transmitting to the control device, the control device is an information editing means for editing information relating to traveling safety using transmission information from the vehicle, and an information output for outputting the edited information to the outside Road information management system comprising:
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