JP2008241459A - 路面状況計測方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】積雪面に照射手段によりレーザーパターンを斜め上方から照射し、積雪面に照射されたレーザーパターンを撮像手段により撮影し、撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深計測手段により積雪深さを計測することができる。
【解決手段】積雪面SにレーザーパターンLを斜め上方から照射する照射手段1と、積雪面に照射されたレーザーパターンを撮影する撮像手段2と、撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深さHを計測する積雪深計測手段3と、撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測する凹凸計測手段4と、撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて積雪面の雪質を計測する雪質計測手段5とを具備してなる。
【選択図】図1
【解決手段】積雪面SにレーザーパターンLを斜め上方から照射する照射手段1と、積雪面に照射されたレーザーパターンを撮影する撮像手段2と、撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深さHを計測する積雪深計測手段3と、撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測する凹凸計測手段4と、撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて積雪面の雪質を計測する雪質計測手段5とを具備してなる。
【選択図】図1
Description
本発明は例えば路面融雪、交通情報システムの分野への応用が期待される路面状況計測方法及びその装置に関するものである。
従来、この種の路面状況計測方法及びその装置として、路面に描かれた所定形状の各種認識マークを光源で照明し、この各種認識マークをカメラで撮影し、カメラで撮影された認識マークの画像を画像解析して路面の状況を計測しようとする構造のものが知られている。
実開平4−55557号公報
特開2004−191276
しかしながらこれら従来構造の場合、計測すべき路面に各種認識マークを付しておく必要があったり、カラー画像を画像処理する必要があったりし、また、路面の乾燥、湿潤、積雪の有無などの検出については可能であるとしても、路面に多量の降雪があった場合における路面からの積雪深さたる積雪深、積雪面の凹凸状況、雪面の粗度や硬さなどの雪質についての計測までは困難であるという不都合を有している。
本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項1記載の方法の発明は、積雪面に照射手段によりレーザーパターンを斜め上方から照射し、該積雪面に照射されたレーザーパターンを撮像手段により撮影し、該撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深計測手段積雪深さを計測し、かつ、該撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて凹凸計測手段により積雪面の凹凸状況を計測し、更に、上記撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて雪質計測手段により積雪面の雪質を計測することを特徴とする路面状況計測方法にある。
又、請求項2記載の装置の発明は、積雪面にレーザーパターンを斜め上方から照射する照射手段と、該積雪面に照射されたレーザーパターンを撮影する撮像手段と、該撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深さを計測する積雪深計測手段と、該撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測する凹凸計測手段と、上記撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて積雪面の雪質を計測する雪質計測手段とを具備してなる路面状況計測装置にある。
又、請求項3記載の装置の発明は、上記レーザーパターンは線幅をもつ直線状の線分パターンであることを特徴とするものであり、又、請求項4記載の発明は、上記線幅をもつ直線状の線分パターンであるレーザーパターンを道路の延長方向に交差する方向に照射することを特徴とするものであり、又、請求項5記載の発明は、上記雪質計測手段は、積雪面の雪質を把握する要素として、積雪面の粗度及び又は積雪面の硬さを計測することを特徴とするものである。
本発明は上述の如く、請求項1記載の発明にあっては、積雪面に照射手段によりレーザーパターンを斜め上方から照射し、積雪面に照射されたレーザーパターンを撮像手段により撮影し、撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深計測手段により積雪深さを計測し、かつ、該撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて凹凸計測手段により積雪面の凹凸状況を計測し、更に、上記撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて雪質計測手段により積雪面の雪質を計測することができ、このため、積雪深さ及び積雪面の凹凸状況に加えて雪質を計測することができ、路面融雪の効率化並びに交通情報システムの高精度化を図ることができる。
又、請求項3記載の発明にあっては、上記レーザーパターンは線幅をもつ直線状の線分パターンであるから、点状のスポット光に比べ、積雪面の微少な凹凸の影響による計測制度のばらつきを抑制することができると共に積雪深、積雪面の凹凸状況及び雪質を画像処理により容易に計測することができ、又、請求項4記載の発明にあっては、上記線幅をもつ直線状の線分パターンであるレーザーパターンを道路の延長方向に交差する方向に照射するようにしているから、道路横断方向の積雪深、積雪面及び雪質の情報を取り込むことができ、交通情報システムの高精度化を図ることができ、又、請求項5記載の発明にあっては、上記雪質計測手段は、積雪面の雪質を把握する要素として、積雪面の粗度及び又は積雪面の硬さを計測するようにしているから、交通情報システムの高精度化を図ることができる。
図1乃至図9は本発明の実施の形態例を示し、図1、図2の如く、1は照射手段であって、この場合、レーザー光を照射する半導体レーザーからなり、この照射手段1から積雪面SにレーザーパターンLを斜め上方から照射するように構成している。
この場合、上記照射手段1として、線幅をもつ直線状の線分パターンからなるレーザーパターンLが斜め上方から照射される構造のものが用いられている。このレーザーパターンLとしては、線分パターンの他に、楕円状のレーザーパターン等が用いられ、但し、点状のスポット光は積雪面の微少な凹凸の影響を受け易く計測制度のばらつきが生ずることがあるので好ましくない。また、レーザーパターンLの波長は自動車運転者の視覚への影響を考慮すると赤外線領域が望ましい。
又、この場合、図2の如く、この線幅をもつ直線状の線分パターンからなるレーザーパターンLを道路の延長方向Qに交差する方向に照射するように配置して構成している。
2は撮像手段であって、この場合、上記積雪面Sに照射されたレーザーパターンLの撮影領域Rを撮影して撮影信号を出力するカメラにより構成されている。
3は積雪深計測手段であって、この場合、上記撮像手段2により撮影されたレーザーパターンLを画像処理して位置の変化を計測し、このレーザーパターンLの位置の変化に基づいて積雪深さを計測するように構成されている。
この場合、図3の如く、積雪により積雪面Sが路面Dから上に変化すると、レーザーパターンLの位置が低位置L1から高位置L2のように変化し、このレーザーパターンLの位置の変化、即ち、レーザーパターンLの変位と積雪深との相対関係は図4に示す関係であり、このため、図5の如く、この撮像手段2により撮影されたレーザーパターンLを画像処理により位置の変化εを計測し、レーザーパターンLの位置の変化εに基づいて積雪深さHを演算計測して位置計測信号を出力するように構成している。
4は凹凸計測手段であって、この場合、上記撮像手段2により撮影されたレーザーパターンLの形状を画像処理により計測し、このレーザーパターンの形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測するように構成されている。
この場合、図6の如く、積雪面Sに凹凸があると、本来、直線状であるレーザーパターンLの形状に凹部Tや凸部Pの存在が撮影され、この撮影された凹凸を画像処理し、このレーザーパターンLの凹凸の形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測して凹凸計測信号を出力するように構成されている。
5は雪質計測手段であって、上記撮像手段2により撮影されたレーザーパターンLの形状の変化を画像処理により計測し、このレーザーパターンLの形状の変化に基づいて積雪面の雪質を計測するように構成されている。
この場合、積雪面の粗度及び又は積雪面の硬さを、雪質を把握するための要素として計測するようにしており、即ち、図7(a)の如く、積雪面Sの空隙S1と雪粒子S2の割合たる空隙率が大きく、積雪面が粗の状態であると、レーザパターンLの輪郭、例えば、線幅をもつ直線状の線分パターンにあっては、レーザー光の積雪内部における散乱光が多くなり、このため、線分パターンの線幅は大きくなり、逆に、図7(b)の如く、積雪面Sの空隙率が小さく、積雪面Sが密の状態であると、レーザパターンLの輪郭、例えば、線幅をもつ直線状の線分パターンにあっては、レーザー光の積雪内部での散乱光が少なくなり、このため、線分パターンの線幅はレーザー光の線幅に近い小さいなものとなり、従って、これら撮像されたレーザーパターンLの線幅の輝度値の直線回帰を行って二値化し、得られた二値化線幅の切片(Y軸)が平均的積雪深を表しており、この二値化線幅と積雪面の粗度は図8の関係であり、この二値化線幅の大小により積雪面Sの粗、密の粗度を演算計測して粗度計測信号を出力するように構成されている。
又、積雪面Sが柔らかい状態であると、レーザパターンLの輪郭、例えば、線幅をもつ直線状の線分パターンにあっては、レーザー光の積雪内部での散乱光が多くなり、このため、線分パターンの線幅は大きくなり、逆に、積雪面Sが硬い状態であると、レーザパターンLの輪郭、例えば、線幅をもつ直線状の線分パターンにあっては、レーザー光の積雪内部での散乱光が少なくなり、このため、線分パターンの線幅はレーザー光の線幅に近い小さいなものとなり、したがって、これら撮像されたレーザーパターンLの線幅の輝度値の直線回帰を行って二値化し、この二値化線幅の大小と積雪面の硬さとの関係は図9の関係であり、二値化線幅の大小により積雪面の硬さを演算計測して硬さ計測信号を出力するように構成されている。
この実施の形態例は上記構成であるから、積雪面Sに照射手段1によりレーザーパターンLを斜め上方から照射し、積雪面Sに照射されたレーザーパターンLを撮像手段2により撮影し、撮影されたレーザーパターンPの位置の変化に基づいて積雪深計測手段3により積雪深さHを計測し、かつ、該撮影されたレーザーパターンLの形状に基づいて凹凸計測手段4により積雪面Sの凹凸状況を計測し、更に、上記撮影されたレーザーパターンLの形状の変化に基づいて雪質計測手段5により積雪面の雪質を計測することができ、このため、積雪深さH及び積雪面Sの凹凸状況に加えて雪質を計測することができ、路面融雪の効率化並びに交通情報システムの高精度化を図ることができる。
この場合、上記レーザーパターンLは線幅をもつ直線状の線分パターンであるから、点状のスポット光に比べ、積雪面の微少な凹凸の影響による計測制度のばらつきを抑制することができると共に積雪深H、積雪面Sの凹凸状況及び雪質を画像処理により容易に計測することができ、又、この場合、上記線幅をもつ直線状の線分パターンであるレーザーパターンLを道路の延長方向Qに交差する方向に照射するようにしているから、道路横断方向の積雪深H、積雪面S及び雪質の情報を取り込むことができ、交通情報システムの高精度化を図ることができ、又、この場合、上記雪質計測手段5は、積雪面の雪質を把握する要素としての積雪面Sの粗度及び又は積雪面Sの硬さを計測するようにしているから、交通情報システムの高精度化を図ることができる。
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、照射手段1、撮像手段2の構造、積雪深計測手段3、凹凸計測手段4、雪質計測手段5の構成等は適宜設計して変更される。
以上、所期の目的を充分達成することができる。
S 積雪面
1 照射手段
2 撮像手段
3 積雪深計測手段
4 凹凸計測手段
5 雪質計測手段
1 照射手段
2 撮像手段
3 積雪深計測手段
4 凹凸計測手段
5 雪質計測手段
Claims (5)
- 積雪面に照射手段によりレーザーパターンを斜め上方から照射し、該積雪面に照射されたレーザーパターンを撮像手段により撮影し、該撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深計測手段により積雪深さを計測し、かつ、該撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて凹凸計測手段により積雪面の凹凸状況を計測し、更に、上記撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて雪質計測手段により積雪面の雪質を計測することを特徴とする路面状況計測方法。
- 積雪面にレーザーパターンを斜め上方から照射する照射手段と、該積雪面に照射されたレーザーパターンを撮影する撮像手段と、該撮影されたレーザーパターンの位置の変化に基づいて積雪深さを計測する積雪深計測手段と、該撮影されたレーザーパターンの形状に基づいて積雪面の凹凸状況を計測する凹凸計測手段と、上記撮影されたレーザーパターンの形状の変化に基づいて積雪面の雪質を計測する雪質計測手段とを具備してなる路面状況計測装置。
- 上記レーザーパターンは線幅をもつ直線状の線分パターンであることを特徴とする請求項2記載の路面状況計測装置。
- 上記線幅をもつ直線状の線分パターンであるレーザーパターンを道路の延長方向に交差する方向に照射することを特徴とする請求項3記載の路面状況計測装置。
- 上記雪質計測手段は、積雪面の雪質を把握する要素として、積雪面の粗度及び又は積雪面の硬さを計測することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の路面状況計測装置。
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