JP3467991B2 - 路面状態判別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 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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
示す反射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。

【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。

【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。

【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、車輌に設置されて、前記車輌の走行路の
路面状態を判別する装置であって、赤外線ＬＥＤを光源
とする投光部と、レンズおよびフォトダイオードを有す
る受光部とを１つの筐体内部に収容して成る反射光測定
センサと、前記車輌の移動速度を測定するための速度セ
ンサと、前記反射光測定センサおよび速度センサのそれ
ぞれから測定結果を入力して路面状態を判別する制御装
置とを具備する。

【０００８】

【０００９】前記反射光測定センサは、前記投光部から
路面に向けて光を照射するとともに、その照射光に対す
る路面からの拡散反射光が前記レンズを介してフォトダ
イオードに導かれるように、投受光部の光軸が調整され
る。また、前記制御装置は、前記速度センサにより測定
された移動速度に基づき、前記車輌が一定距離移動する
間に前記反射光測定センサが測定した拡散反射光量にフ
ーリエ変換を施して、前記一定距離に対応する空間中心
周波数成分とこの空間中心周波数よりも低い所定の周波
数帯域に属する空間周波数成分とを抽出する抽出手段
と、前記抽出手段により抽出された各空間周波数成分の
比に基づき路面状態を判別する判別手段とを具備する。

【００１０】請求項２にかかる路面状態判別装置では、
車輌の幅方向に沿う複数位置にそれぞれ前記反射光測定
センサが設けられる。また前記制御装置は、前記抽出手
段による空間周波数成分の抽出処理と前記判別手段によ
る路面状態の判別処理とを各反射光測定センサ毎に個別
に実行するように構成される。

【００１１】請求項３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る。さらに請求項４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。

【００１２】請求項５の発明は、上記の路面状態判別装
置が搭載された車輌と、情報収集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情報収
集装置へと送信する送信手段を備え、前記情報収集装置
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。

【００１３】

【作用】請求項１の発明では、走行する車輌において、
反射光測定センサにより路面に光を照射してその照射光
に対する路面からの拡散反射光を測定するとともに、速
度センサの測定値に基づき、前記車輌が一定距離移動す
る間に測定した拡散反射光量から前記一定距離に対応す
る空間中心周波数成分とこの空間中心周波数よりも低い
所定の周波数帯域に属する空間周波数成分とを抽出し、
これら空間周波数成分の比に基づき、路面状態を判別す
る。よって、空間フィルタを用いずに、簡易な構成の光
学系で路面状態を判別することが可能となる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】請求項２の発明では、複数の反射光測定セ
ンサを用いて、路面の幅方向における複数位置からの拡
散反射光を受光し、これらの拡散反射光を個別に処理し
て前記複数位置における路面状態を判別するので、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。

【００１７】請求項３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
を持つ車輌を簡単かつ安価なコストで作成できる。

【００１８】請求項４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。

【００１９】請求項５の発明は、情報収集装置により、
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。

【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１，２
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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ＴＨ１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ＴＨ２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ＴＨ１，Ｔ
Ｈ２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。

【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。

【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。

【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。

【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１０ａ，１０ｂ
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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４３】

【数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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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つように構成
される。

【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，ＴＨ_c ，ＴＨ_d1，ＴＨ_d2，ＴＨ_e
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）。

【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Ｄ_e がしきい値ＴＨ_e と比
較される。このしきい値ＴＨ_e 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Ｄ_e がしき
い値ＴＨ_e 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。

【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）。

【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ＴＨ_d1
との比較が行われる。

【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ＴＨ_d1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ＴＨ_d1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ＴＨ_d1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）。

【００５５】路面温度Ｄ_e が前記しきい値ＴＨ_e 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。

【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ＴＨ_c と比較するもので、この拡散反
射光率Ｒｖがしきい値ＴＨ_c 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ＴＨ_c 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）。

【００５７】前記ステップ９で、周波数成分強度比Ｄｂ
／Ｄａがしきい値ＴＨ３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ＴＨ_ｄ２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ＴＨ
d2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ＴＨ
_ｄ２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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００６４】

【発明の効果】請求項１の発明では、投光部から路面に
向けて照射された光に対する拡散反射光が受光部に直接
入射するように調整された反射光センサを用いて、路面
からの反射光を受光するとともに、速度センサからの測
定値に基づき、車輌が一定距離移動する間に測定された
拡散反射光量から前記一定距離に対応する空間中心周波
数成分とこの空間中心周波数よりも低い所定の帯域に属
する空間周波数成分とを抽出し、これら空間周波数成分
の比に基づき、路面状態を判別するようにした。よっ
て、空間フィルタを用いなくとも、路面状態による影響
を受けない空間中心周波数成分と路面状態により強度が
変化する低帯域の空間周波数成分とを抽出して路面状態
を判別することが可能となり、光学系の構成を簡易化す
ることができる。

【００６５】

【００６６】

【００６７】請求項２の発明では、路面の幅方向におけ
る複数位置からの拡散反射光を個別に処理して、これら
複数位置における路面状態を判別するので、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。

【００６８】請求項３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。

【００６９】請求項４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。

【００７０】請求項５の発明は、情報収集装置により、
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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】車輪速度センサの詳細な構成を示す側面図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１３】受光部への入射光の状態を示す説明図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図１８】路面判別の手順を示すフローチャートであ
る。

【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。

【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。

【図２１】路面情報管理システムの一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

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

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ // Ｇ０１Ｂ 11/30 Ｇ０１Ｂ 11/30 Ｗ (56)参考文献 特開 昭59−126230（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−83827（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−27247（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110261（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／001549（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌に設置されて、前記車輌の走行路の
   路面状態を判別する装置であって、赤外線ＬＥＤを光源とする投光部と、レンズおよびフォ
   トダイオードを有する受光部とを１つの筐体内部に収容
   して成る反射光測定センサと、 前記車輌の移動速度を測定するための速度センサと、 前記反射光測定センサおよび速度センサのそれぞれから
   測定結果を入力して路面状態を判別する制御装置とを備
   え、 前記反射光測定センサは、前記投光部から路面に向けて
   光を照射するとともに、その照射光に対する路面からの
   拡散反射光が前記レンズを介してフォトダイオードに導
   かれるように、投受光部の光軸が調整されており、 前記制御装置は、 前記速度センサにより測定された移動速度に基づき、前
   記車輌が一定距離移動する間に前記反射光測定センサが
   測定した拡散反射光量にフーリエ変換を施して、前記一
   定距離に対応する空間中心周波数成分とこの空間中心周
   波数よりも低い所定の周波数帯域に属する空間周波数成
   分とを抽出する抽出手段と、 前記抽出手段により抽出された各空間周波数成分の比に
   基づき路面状態を判別する判別手段とを具備して成る 路
   面状態判別装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された路面状態判別装置
   であって、 車輌の幅方向に沿う複数位置にそれぞれ前記反射光測定
   センサが設けられており、前記制御装置は、前記抽出手
   段による空間周波数成分の抽出処理と前記判別手段によ
   る路面状態の判別処理とを各反射光測定センサ毎に個別
   に実行する 路面状態判別装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載された路面状態
   判別装置が搭載されて成る車輌。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載された路面状態
   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。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載された路面状態
   判別装置が搭載された車輌と、情報収集装置とから成る
   システムであって、 前記車輌は、路面状態の判別結果を情報収集装置へと送
   信する送信手段を備え、前記情報収集装置 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。