JPS58158540A

JPS58158540A - 路面状態の判別装置

Info

Publication number: JPS58158540A
Application number: JP4140382A
Authority: JP
Inventors: Keiji Fujimura; 藤村　契二
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-03-15
Publication date: 1983-09-20
Also published as: JPH0220055B2

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】本発明は、自動車用道路などの道路の走行中における路
面状態を判別する装置ａに関する。

本Ｉ′−Ｉ：発明者は、路面状態を自動車の走行中に判
別することができる新規な方法をここに提案する。

これによって融雪、圧雪、凍結などの路面の状況を知る
ことができ、路面の胎外係数などを推ｍ１ｊすることか
できるようになる。その結果、自動車の変曲を正常に保
ち、事故を防ぐことが口］’　Ｔ４ｂとなる。

このような方法では、路面状態を正確に検出することか
望まれる。

したかつて本発明の目的は、路面状態を誤りなく正確に
検出することができる路面状態の判別装置を提供するこ
とである。

第１図は本発明の一実施例の簡略化した＋ｅｔ面図であ
る。発光装置１は、路面２の路１角に向けて偏光されて
いない光を照射する。路面２の路面によって反射された
光は、受光装置３によって受光される。発光装置１によ
って照射される光の光軸は、路面２に垂直な直線４に関
して第１図の左方側にたとえば５０°傾いており、同様
にそれに対向する反射−光は垂直縁４に関して第１図の
右方側に５０゜傾いている。発光装置１は、１個または
複数の発光ダイオード５と集光レンズ６とを含む。受光
装置３は、像分割レンズ７と、偏光子８，９と、シリコ
ンオートダイオードなどによって実現される受光素子１
０　、１１とを含む。

第２図は発光装置１および受光装置？−Ｌ３に関連する
′電気回路のブロック図である。発光ダイオード５は、
発振回路１２からの出力を受信する躯順ノ回路１３によ
って駆動され、たとえは波長λｐ　＝９５０　ｎｍのｌ
　ｋＨｚ　　のパルス艮調光を発則し、その放射出力は
２Ｑ　ｎＷである。発光装置１から発射されたパルス変
調光は、路面２によって反射され、受光装置３の像分沖
」レンズ７に受光される。

この受光された光は、水平偏光成分を検出する偏光子８
と、垂直偏光成分を検出する偏光子９とに分割され、受
光素子１０．１１にそれぞれ与えられる。受光素子１０
．１１からの出力は、増幅回路１４．１５によって増幅
され、変軸光だけを通過させる狭帯域通過フィルタ１６
．１７を介して余波整流・平滑回路１８．１９にそれぞ
れ与えられる。余波整流・平滑回ｈ！ｉ、４１８　、　
］　９は、ライン２０．２１に反射光の水平偏光成分と
垂直偏光成分に対ル６したレベルを有する信号を導出す
る。

ライン２０．２１からの信号は、アナログ／デジタル変
換器２２を介してマイクロプロセッサなどによって実現
される処理回路２３に与えられる。

またライン２０からの水平偏光成分を表わす信号は、比
較回路２４の一方の入力に与えられる。比較回路２４の
他方の入力には、水平偏光成分基準１１μを３ｆｉ生す
る回路２５からの信号か与えられる。

比較回路２４は、ライン２０からの信号が回路２５から
与えられる基準値以上であるときに、路面状態の判別が
可能であることを表わす信号を、ライン２６を介して処
理回路２３に与える。

また外気温度を検出する検出器２７からの信号は、増幅
回路２８によって増１１’ｉｉｔされ、比較回路２９の
一方の人力に与えられる。比較回路２９の他方の人力に
は、外気温度基準値を発生する回路３０からの信号か与
えられる。比較回路２９は、外気１１．１１度が回路３
０によって定められた基準値以上であるとき、そのこと
を表わす信号全ライン３１を介して処理回路２３に与え
る。処理回路２３は、路面状態を表わす信号を制御／表
示装置３２に与える。

第３図は処理回路２３の動作を説明するためのフローナ
ヤートである。路ｌＴｌ１２の状態を判別するにあたり
、ステップｎ】からステップｎ２に移り、比較回路２４
からライン２６を介する信号を読み取る。

第４図を蚕ＩＪすると、路１１１′］２の状態ならびに
水平偏光出力および１（面偏光出力の関係かボされる。

第４図において、アスファルトは路１Ｉ１１２がアスフ
ァルトで舗装されていることを表わし、コンクリートは
路…」２かコンク’Ｊ　−トで舗装されていることを表
わす。Ａは路面２か乾燥していることを表わし、Ｂは謡
れた雑布で拭かれた路面であることを表わし、Ｃは水が
かけられた状態であることを表わす。この第４図かられ
かるように、水平偏光１」１力のＳＮ比は垂ＩＩ」、偏
ツＣ出力のＳＮ比に比べて一般に良好であることかわか
る。したかつて比較回１ｉ２４では、ライン２０を介す
る水平偏光成分を表わす＋’ｔｉ　’３を回路２５から
の基γ（（巴値によってレベル弁別し、この水平偏光１
１１力か基準値以上であるときに１以下に述べる路面状
態の判＞；１１　！ｌ！Ｊ１作を竹なう。もちろん、垂
面、１扁光成分を使って判別することもできる。このよ
うにして路面からの反射光か１冨に受ツ６されているか
どうか判断し、たとえば、水平１１ｉ＋’＋光出力か、
充分なレベルを有しないとき、すなわちｈｋ　ＮＵ　１
＋１１＊　ｒ＃のとき、ステップｎ３において、処理回
路２３は路面の判別結果を保ｆ、′ｆシたものとし、ま
たは本件装置を保守すべきことを衣わす扮Ｙセを発する
。水平偏光出力か光分なレベルを有するときには、ステ
ップｎ２からステップｎ４に移り、水平偏光成分の路面
反則率）■と垂直偏光成分の路面反則率■との比率を演
算する。なお、この比Ｈ／Ｖは、受光素子１０．１１か
受光する水平ｔｌｎｔツＣ成分のレベルと垂直偏光成分
のレベルとの比に弄しい。以下の説り」において用いら
れる記号とその記Ｍの表わす意味とは、第１表に示され
ているとおりである。・（以下余白）第　　　１　　　表処理回路２３は、ライン２０．２１からの水平偏光成分
を表わす信号と、垂直偏光成分を表わす信号とを、予め
定めた一定の時レコ毎にサンプリング検出して演算処理
を行なう。ここでｊは各サンプリング時における値であ
ることを表わす。前述のとおり、Ｈは水平偏光欣、分の
路面反射率を表わし、■は垂直偏光成分の路面反射率を
表わす０またγは偏光度を表わし、第１式で表わされる
。

第５図および第６図は、比Ｈ／Ｖと、その累槓頻）畏−
との関係を示す。第５図において、ライン１１は凍結路
面を衣わし、ライン１２は圧雪路１ｆ１１を表わし、ラ
イン１３およびライン１４は乾燥路面を吸わず。また第
６図において、ライン１５．／６は醐１賓路面を表わし
、ライン１７　、７？８はｔ層温路面を表わす。第５図
および第６図から比Ｈ／Ｖと節面状Ｉルとは大きな相関
関係を有することかわかる。

ステップｎ４において、比Ｈ／Ｖを求めたイ桑、ステッ
プｎ５に移り、比Ｈ／Ｖの変化勾配Ｓｋを求める。

第７図は、アスファルトで舗装された路間２において、
時刻ｔｉにおいて由か１齢り好ｉめ、その戊降り続いた
ときにおける偏光度γの時間経過を示す。この第７し！
［からＩＩＶか降り側めるときには、偏　　　　・ツｔ
、度γは止の変化勾配を有し、したかつて比Ｈ／Ｖの時
間経過に伴なう差は正であることがわかる。

第８図は、アスファルトで＃ｔｌｌ装された路面２にお
いて１時刻ｔ２において降り４従いた山か小山となり、
時刻ｔ３において完全に止み、かつ大向光がにＱ射びれ
たときにおける偏光度γの変化を示す。

田か小山となった以降において（才、１ｊ＋ｎ元Ｊ丈γ
は時１ｉｊｊ　Ｎ　ｔＴｉｊに伴って負の変化勾配で減
少していくことがわかる。

ステップｎ５において比Ｈ／Ｖの変化勾配Ｓｋが求めら
れた債、ステップｎ６に移り、変化勾Ｙ記Ｓ　ｋが正で
あるか否かが判断される。変化勾配Ｓｋが正であるとき
にはステップｎ７に移り、ここで比ａ／Ｖが第２式を満
たすか否かが判断される。

α２＜Ｋｊ＜α３　　　　　　　　・・・（２）たとえ
ば、α２．α３は第５図および第６図からα２＝：３．
４、α３　＝　８．６に選ばれる。このようにして変化
勾配Ｓｋが正であり、かつ比Ｈ／Ｖが第２式を’６’ｌ
ｈだすとき、ステップｎ８では路面か山の降り始めた状
態であることを表わす。雨の１．：βり始めにおいては
、路面のかｒり摩擦係数が荷に小さくなり、このような
雨の降り始め状部が判別されることによ一つ−Ｃ自動イ
【の路面走行における危険防止などに役立つ。

比）（／Ｖの変化勾配Ｓｋか止であり、かつ第２式を１
両ださないときには、ステップｎ９に移り、比Ｈ／Ｖの
時１「（」技化牟Ｒｋが算出される。比Ｈ／Ｖの２゛化
勾ＩＪｍｓ、ｋが負または岑であることか判別されると
、ステップｎｌＯに杉り１比Ｈ／Ｖの時１）−ｉ、ｌ変
化率か演算される。

第９図は、アスファルトで匍１装されたけ１）面２を走
行したときにおける比）（／Ｖの時１ｉｉＪ　Ｕ化を示
す。

ライン１９は乾燥路面を衣ねし、ラインｅ１（）は湿潤
路間を衣わし、ライン７７１１は時間Ｗ１にわたり融雪
路１川を走行したときにおける比Ｈ／Ｖの時間糺三過を
衣わず０両９図から明らかなように、融曹路囲におりる
比Ｈ／Ｖの時１１１」変化率Ｒｋは、乾燥鯖ケ（および
湿潤１ｉ＞　＋＋＋１に比べて大きいことかわかる。

ステップｎｉｌでは、比Ｈ／Ｖの時間変化率Ｒｋが、予
め定めたしきいイ［αＲ１を超えるか告かか判トノ１さ
れる。たとえはＲｌ＝３に定める。ＬｔＪＨ／’Ｖの時
１ｉｊｌ変化李Ｒｋかしきい値Ｒ１を相えるときには、
ステップｎ１２に移り、路ばＩ」か融雪状態であること
が判＃される。比Ｈ／Ｖの時ｔｈ１変化変化ｋがしきい
ｆｍＲ１以下であるときには、ステップｎ１３に移り、
比Ｈ／Ｖか予め定めた値α２を超えるか杏がが判断され
る。比Ｈ／Ｖかα２を超えるときには、ステップｎ１４
に移り、外気温良検出器２７によって検出された外気温
度Ｔが、予め定めた温度Ｔ１未満であるか否かか判断さ
れる。

鏡面状凍結路面は、第２表のように湿潤路ｍＪと同程度
の偏光特性を有することがわかる。

第　　　２　　　表したがって本発ｌＪＪでは、凍結路面と湿冑路［７１＋
とを判別するために１比Ｈ／Ｖたけでなく外気温度Ｔを
パラメータとして用いている。外気温ＭＴか予め足めた
温度ＴＩ朱論であるときには、ステップｎ１５において
路１０１か凍結しているものと判１υ１し、それ以外の
とさにはステップｎ１７．ｎ１８において路面か湿潤状
態またはわずかに湿潤している状態であることを判断す
る。たとえはＴ１＝＋５゜Ｃに定める。

ステップｎ１４において、外気温度Ｔが予め定めた温ｉ
Ｔ１以上であるときには、ステップｎ１６に移り、比Ｈ
／ｖが予め定めた値α３を超えるか否かが判断され、α
３を超える場合には、ステップｎ１７において路面が湿
潤状態であることが判断される。ステップｎ１６におい
て、比Ｈ／Ｖがα３以下であることが判断されると、ス
テップｎ１８に移り、路面がわずかに添った状態たとえ
は小雨から雨か止みつつある状態などであることが判断
される。

ステップｎ１３において、比Ｈ／Ｖか予め定めた値α２
以下であるときには、ステップｎ１３からステップｎ１
９に移り、この比Ｈ／Ｖが予め定めた値α１を超えてい
るか否かを判断する。比Ｈ／Ｖが予め定めた値αｌを超
えかつ予め定めた値α２以下であるときには、ステップ
ｎ２０において路面は乾燥状態にあることが判断される
。たとえばα１　＝　１．４に定められる。

比Ｈ／Ｖが予め足めた値α１以下であるときには、ステ
ップｎ２１において路げ■が圧雪または凍結している状
態であることか判断される。

このような第３図に示される路面の状態の判断動作は、
第３表に示された比Ｈ／ｖ　、　Ｒｋ、　Ｓｋ。

Ｔのパラメータを用いて行なわれる。第３表において○
印は、路面状態を判別するために用いられるパラメータ
を示す。

第３表上述の実施例では、路面状態の変化に拘わらず、しきい
値αｌ〜α３．Ｒ１，Ｔ１などか設定されたけれども一
本件発明名゛の実験によれば、路面状態の変化によって
これらのしきい値が適宜に箋えられてもよい。

第１０図はこのような路ｒ＋ｎ　２の状態の変化に従っ
て、しきい値をいオ）ばヒステリシスをもたせて変化す
る場合における状態を示す。第１０１ｆｆｌ（１）は比
Ｈ／Ｖのしきい値α１〜α３を示し、添字ａは第１０図
（１）の路面２が第１０図（１）の右から左への状態の
変化時におけるしきい値であり、添字すは路面２か第１
０図（１）の左から右へ変化したときにおける値を示す
。第１０図（２）は比Ｈ／Ｖの時間変化率Ｒｋのしきい
値Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを示し、第１０図（３）は比Ｈ／Ｖの
変化勾配Ｓｋのしきい値５ｌ−８４を示し、第１０図（
４）は外気′ｙＡ度Ｔのしきい値Ｔｌａ、Ｔｌｂを示す
。

本発明に従えば、第１０図のように路面２の状態の変化
に従って、しきい１．Ｍを変化するようにしてもよい。

以上のように本発明によれば、受光装置によって兄光装
置から路■に照射された光の反射光を受光し、この受光
装置からの１ｊ力のうち反射光の水平偏光成分または垂
直偏光成分のいずれかを予め定めたレベルでレベル弁別
し、この前記いずれかの成分か前記レベル以上であると
きにのみ判別動作を行なうようにしたので、路面状態の
誤検出がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実１＋ＩＭ例の簡略化したｆｕｒ而
図面第２図は本党明の一実施例の全体のブロック図、第
３図は第２図に示された処理回路２３の動作を説明する
ためのフローチャート、第４図は道路の路面状態に対応
した水平偏光出力と垂直偏光出力のＳＮ比を示す図、第
５図および第６図は路面状態に対応した比Ｈ／Ｖと累積
頻度との関係を示すグラフ、第７図は雨が降り始めたと
きにおける偏光度γの時間変化を示すグラフ、第８図は
雨が小降りになって完全に雨が止むまでの偏光度γの時
間貧化を示ずグラフ、第９図は比Ｈ／Ｖの１ｔＪｊｔ？
＋Ｊ変化率を説明するためのグラフ、編１０図は路面状
況の変化に対応して板定されるべきしきい１０１を示す
図である。ｌ・・・発光装置、２・・・路面、３・・・受光装↑Ｗ
ｚ　５・・・発光ダイオード、６・・・集光レンズ、７
・・・像分νＪｌｌレンズ、８・・・水平偏光子、９・
・・垂直偏光子、１０゜１１・・・受光素子、１４．１
５・・・増幅回路、１６゜１７・・・フィルタ、１８．
１９・・・余波整流・平滑回路、２２・・・アナログ／
デジタル変換器、２３・・・処理回路、２４．２９・・
・比較回路、２７・・・外気温度検出器、３２・・・制
御／表示装置代理人　　　弁理士　西教圭一部第５図 σ１第６図第７図経過時間（分）２　　ｔ３第９図経過時ＦＩＦｌ（分）

Claims

【特許請求の範囲】偏光されていない光を路面に照射する発光装置と、路面からの反射光を受光する受光装置と、受光装置から
の出力を受信し、前記反射光の水平偏光成分または垂直
偏光成分のいずれかを予め定めたレベルでレベル弁別し
、前記いずれかの成分がｉｆｆ記レベル以上であるとき
にのみ水平偏光成分または垂直偏光成分の少なくともい
ずれかに基づいて路面状態の判別を行なう手段とを含む
ことを特徴とする路面状態の判別装置。