JPH0619479B2 - 雨、雪及び霧の識別方法及び装置 - Google Patents
雨、雪及び霧の識別方法及び装置Info
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- JPH0619479B2 JPH0619479B2 JP2303342A JP30334290A JPH0619479B2 JP H0619479 B2 JPH0619479 B2 JP H0619479B2 JP 2303342 A JP2303342 A JP 2303342A JP 30334290 A JP30334290 A JP 30334290A JP H0619479 B2 JPH0619479 B2 JP H0619479B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、大気中に存在する散乱反射体が雨、雪、霧の
いずれであるかを識別する雨、雪及び霧の識別方法及び
装置に関し、特に投受光面の汚損等の影響を排除する手
段に関する。
いずれであるかを識別する雨、雪及び霧の識別方法及び
装置に関し、特に投受光面の汚損等の影響を排除する手
段に関する。
［従来の技術］ 一般に、気象状態の観測は社会的乃至産業的要請の高い
観測事業であり、その自動化は、かかる重要な観測を迅
速安価に行なうことを可能にする年で、重要な技術であ
る。
観測事業であり、その自動化は、かかる重要な観測を迅
速安価に行なうことを可能にする年で、重要な技術であ
る。
観測の対象となる気象現象としては、例えば降雨、降
雪、霧の発生等がある。雨、雪、霧の検出は、例えば、
これらを構成する水滴等による光線の散乱現象を利用し
て実現できる。
雪、霧の発生等がある。雨、雪、霧の検出は、例えば、
これらを構成する水滴等による光線の散乱現象を利用し
て実現できる。
すなわち、大気中に赤外線等の光線を投光すると、この
光線が雨、雪、霧等により散乱反射される。散乱する光
線のうち、任意の一方向に散乱される光線の量（具体的
には受光素子の受光量）に注目すると、この受光量は散
乱反射体の種類に応じて異なる。従って、受光される光
線（以下、後方散乱光という）の受光量を観測すれば、
現在雨が降っているのか、雪が降っているのか、霧が発
生しているのかを識別できる。
光線が雨、雪、霧等により散乱反射される。散乱する光
線のうち、任意の一方向に散乱される光線の量（具体的
には受光素子の受光量）に注目すると、この受光量は散
乱反射体の種類に応じて異なる。従って、受光される光
線（以下、後方散乱光という）の受光量を観測すれば、
現在雨が降っているのか、雪が降っているのか、霧が発
生しているのかを識別できる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、後方散乱光の受光量を評価する技術で
は、投受光面の汚損等が発生した場合に識別困難又は不
能となる。すなわち、投受光面の汚損は後方散乱光の受
光量を減衰させ、雨、雪、霧のいずれであるかの識別に
おける障害となる。
は、投受光面の汚損等が発生した場合に識別困難又は不
能となる。すなわち、投受光面の汚損は後方散乱光の受
光量を減衰させ、雨、雪、霧のいずれであるかの識別に
おける障害となる。
このような識別不能状態を回避するためには、投受光面
の汚損の度合いを検出し、汚損の度合いに応じて投光量
を制御する等の機能を有する自動補正回路が必要とな
る。従って、従来の装置は、構成が複雑であった。
の汚損の度合いを検出し、汚損の度合いに応じて投光量
を制御する等の機能を有する自動補正回路が必要とな
る。従って、従来の装置は、構成が複雑であった。
本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、自動補正回路等の冗長な回路構
成を必要とせずに、投受光面の汚損が発生している場合
においても雨、雪、霧を好適に識別可能とすることを目
的とする。
てなされたものであり、自動補正回路等の冗長な回路構
成を必要とせずに、投受光面の汚損が発生している場合
においても雨、雪、霧を好適に識別可能とすることを目
的とする。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本願出願人は、次の
ような構成の雨、雪及び霧の識別方法及び装置を提供す
る。
ような構成の雨、雪及び霧の識別方法及び装置を提供す
る。
まず、本発明の雨、雪及び霧の識別方法は、大気中に光
線を投光し、散乱反射体による後方散乱光の受光量の時
系列的観測により所定期間についての受光量の平均値μ
及び偏差値σを求め、変異係数Ｋをσ／μとして求め、
変異係数Ｋの値により、大気中に存在する散乱反射体が
雨、雪、霧のいずれであるかを識別することを特徴とす
る。
線を投光し、散乱反射体による後方散乱光の受光量の時
系列的観測により所定期間についての受光量の平均値μ
及び偏差値σを求め、変異係数Ｋをσ／μとして求め、
変異係数Ｋの値により、大気中に存在する散乱反射体が
雨、雪、霧のいずれであるかを識別することを特徴とす
る。
次に、本発明の雨、雪及び霧の識別装置は、タイミング
クロックを発生させるタイミングクロック発生回路と、
タイミングクロックに応じて光線を前方に投光する投光
手段と、大気中に存在する散乱反射体からの後方散乱光
を受光する受光手段と、所定回数の受光について後方散
乱光の受光量の平均値μ及び偏差値σを求め、変異係数
Ｋをσ／μとして求める演算部と、変異係数Ｋを雨、
雪、霧それぞれに対応設定される所定の識別基準値と比
較して、現在大気中に存在する散乱反射体が雨、雪、霧
のいずれであるかを識別する比較部と、を有することを
特徴とする。
クロックを発生させるタイミングクロック発生回路と、
タイミングクロックに応じて光線を前方に投光する投光
手段と、大気中に存在する散乱反射体からの後方散乱光
を受光する受光手段と、所定回数の受光について後方散
乱光の受光量の平均値μ及び偏差値σを求め、変異係数
Ｋをσ／μとして求める演算部と、変異係数Ｋを雨、
雪、霧それぞれに対応設定される所定の識別基準値と比
較して、現在大気中に存在する散乱反射体が雨、雪、霧
のいずれであるかを識別する比較部と、を有することを
特徴とする。
［作用］ 本発明においては、後方散乱光が時系列的に観測され
る。
る。
すなわち、所定タイミングで光線の投受光が実行され、
ｉ時点での受光量Ｖｉが得られると、この受光量Ｖｉを
用いてｉ＝１〜ｎ（ｎ：整数）の期間についての受光量
Ｖｉの平均値μ及び偏差値σが求められる。
ｉ時点での受光量Ｖｉが得られると、この受光量Ｖｉを
用いてｉ＝１〜ｎ（ｎ：整数）の期間についての受光量
Ｖｉの平均値μ及び偏差値σが求められる。
平均値μは、受光量Ｖｉの平均値であり、散乱反射体の
粒子密度、散乱断面積に比例し、距離の自乗に反比例す
る値である。
粒子密度、散乱断面積に比例し、距離の自乗に反比例す
る値である。
偏差値σ（ばらつき）は、受光量Ｖｉの時間的変化が大
きな程、大きな値をとる。従って、霧のように時間的変
化が非常に緩やかな散乱反射体の場合、偏差値σは非常
に小さくなる。また、雨と雪の比較でいえば、雪よりも
雨のほうが時間的変化が大であり、偏差値σは大きくな
る。
きな程、大きな値をとる。従って、霧のように時間的変
化が非常に緩やかな散乱反射体の場合、偏差値σは非常
に小さくなる。また、雨と雪の比較でいえば、雪よりも
雨のほうが時間的変化が大であり、偏差値σは大きくな
る。
平均値μ及び偏差値σは、周知の演算法則により、それ
ぞれ次の式で表すことができる。
ぞれ次の式で表すことができる。
次に、本発明においては、変異係数Ｋが求められる。変
異係数Ｋは、次の式で求められる。
異係数Ｋは、次の式で求められる。
Ｋ＝σ／μ 変異係数Ｋは、散乱反射体が雨、雪、霧のいずれである
かを表す指標となる。すなわち、平均値μ及び偏差値σ
については、次鵜のような大小関係が成り立ち、 平均値μ：雪、霧＞雨 偏差値σ：雨、雪＞霧 従って、変異係数Ｋについては、次のような大小関係が
成り立つ。
かを表す指標となる。すなわち、平均値μ及び偏差値σ
については、次鵜のような大小関係が成り立ち、 平均値μ：雪、霧＞雨 偏差値σ：雨、雪＞霧 従って、変異係数Ｋについては、次のような大小関係が
成り立つ。
変異係数Ｋ：雨＞雪＞霧 （３） 本発明においては、この事実を利用し、変異係数Ｋによ
り大気中に存在する散乱反射体が雨、雪、霧のいずれで
あるかを識別する。
り大気中に存在する散乱反射体が雨、雪、霧のいずれで
あるかを識別する。
このような方法によって識別を実行すると、投受光面の
汚損等によって受光量の減衰が生じていても、この減衰
の影響を受けずに良好な識別を行える。例えば、減衰時
の平均値をμatt、偏差値をσattとすると、両者にそれ
ぞれ減衰の影響が比例的に含まれる。
汚損等によって受光量の減衰が生じていても、この減衰
の影響を受けずに良好な識別を行える。例えば、減衰時
の平均値をμatt、偏差値をσattとすると、両者にそれ
ぞれ減衰の影響が比例的に含まれる。
この事を、数式により検証すると以下のようになる。ま
ず、減衰が生じていない場合の受光量をＶｉとすると、
減衰時の受光量Ｖattｉは、 Ｖattｉ＝αＶｉ と表せる。ただし、αは減衰率である。ｎ回の受光を実
行する期間においては、この減衰率αは一定と見なすこ
とができ、従って、平均値μattは次のように表せる。
ず、減衰が生じていない場合の受光量をＶｉとすると、
減衰時の受光量Ｖattｉは、 Ｖattｉ＝αＶｉ と表せる。ただし、αは減衰率である。ｎ回の受光を実
行する期間においては、この減衰率αは一定と見なすこ
とができ、従って、平均値μattは次のように表せる。
ただし、μは減衰がないときの平均値である。同様にし
て、偏差値σattは、 となる。ただし、σが減衰がないときの偏差値である。
まとめると、 μatt＝αμ σatt＝ασ （４） となる。
て、偏差値σattは、 となる。ただし、σが減衰がないときの偏差値である。
まとめると、 μatt＝αμ σatt＝ασ （４） となる。
（４）式に基づき、このときの変異係数Ｋattを求める
と、 Ｋatt＝σatt／μatt ＝ασ／αμ ＝σ／μ ＝Ｋ （５） となり、減衰がないときの変異係数Ｋに一致する。
と、 Ｋatt＝σatt／μatt ＝ασ／αμ ＝σ／μ ＝Ｋ （５） となり、減衰がないときの変異係数Ｋに一致する。
このように、本発明においては、冗長な回路構成を採用
すること無く、投受光面の汚損等の発生時にも雨、雪、
霧が正確に識別される。
すること無く、投受光面の汚損等の発生時にも雨、雪、
霧が正確に識別される。
次に、請求項（２）記載の装置においては、請求項
（１）記載の方式における時系列的観測がタイミングク
ロックに応じて簡易に実行され、雨、雪、霧のいずれで
あるかの識別が、雨、雪、霧それぞれに対応設定されて
いる所定の識別基準値との比較により、実現される。
（１）記載の方式における時系列的観測がタイミングク
ロックに応じて簡易に実行され、雨、雪、霧のいずれで
あるかの識別が、雨、雪、霧それぞれに対応設定されて
いる所定の識別基準値との比較により、実現される。
［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明
する。
する。
第１図には、本発明の一実施例に係る雨、雪及び霧の識
別装置の構成が示されている。
別装置の構成が示されている。
この図に示される装置１０は、赤外線を投受光する手段
として、送信回路１２及び受信回路１４、赤外線発光素
子１６及び赤外線受光素子１８，２枚の光学レンズ２０
並びに２枚の透明保護板２２を備えている。
として、送信回路１２及び受信回路１４、赤外線発光素
子１６及び赤外線受光素子１８，２枚の光学レンズ２０
並びに２枚の透明保護板２２を備えている。
送信回路１２は、タイミングクロックに応じて同一繰り
返し周期を有するパルス列を発生させる。タイミングク
ロックは、タイミングクロック発生回路２４において生
成される。タイミングクロックが送信回路１２に一定周
期で供給されることにより、送信回路１２は、パルス列
を一定周期で発生させる。送信回路１２において発生し
たパルス列は、赤外線発光素子１６に送信信号として印
加される。
返し周期を有するパルス列を発生させる。タイミングク
ロックは、タイミングクロック発生回路２４において生
成される。タイミングクロックが送信回路１２に一定周
期で供給されることにより、送信回路１２は、パルス列
を一定周期で発生させる。送信回路１２において発生し
たパルス列は、赤外線発光素子１６に送信信号として印
加される。
赤外線発光素子１６は、送信信号の印加により赤外線を
発生させる。発光したパルス状の赤外線は、光学レンズ
２０及び透明保護板２２を介して前方に投光される。な
お、光学レンズ２０及び透明保護板２２は、投受光両側
に１枚づつ配置されており、光学レンズ２０は投受光に
係る範囲を決定し、投明保護板２２は装置１０の内部構
成を外気等から保護する。
発生させる。発光したパルス状の赤外線は、光学レンズ
２０及び透明保護板２２を介して前方に投光される。な
お、光学レンズ２０及び透明保護板２２は、投受光両側
に１枚づつ配置されており、光学レンズ２０は投受光に
係る範囲を決定し、投明保護板２２は装置１０の内部構
成を外気等から保護する。
投光された光線は、図中縦線ハッチングで示す領域に存
在する散乱反射体１００により散乱反射される。この領
域は、赤外線発光素子１６ににより投光が行われ、か
つ、反射光を赤外線受光素子１８による受光が可能な領
域、すなわち視野である。
在する散乱反射体１００により散乱反射される。この領
域は、赤外線発光素子１６ににより投光が行われ、か
つ、反射光を赤外線受光素子１８による受光が可能な領
域、すなわち視野である。
散乱反射体１００による反射光のうち後方散乱光は、透
明保護板２２及び光学レンズ２０を介して赤外線受光素
子１８に受光される。赤外線受光素子１８は、その出力
を受信回路１４に供給する。
明保護板２２及び光学レンズ２０を介して赤外線受光素
子１８に受光される。赤外線受光素子１８は、その出力
を受信回路１４に供給する。
受信回路１４は、赤外線受光素子１８における受光量を
示す信号を演算部２６に出力する。この実施例において
は、雨、雪、霧の識別演算を行う構成として演算部２６
及び比較部２８が設けられている。
示す信号を演算部２６に出力する。この実施例において
は、雨、雪、霧の識別演算を行う構成として演算部２６
及び比較部２８が設けられている。
演算部２６は、受信回路１４から信号を受信して、受光
量の平均値及び偏差値を演算する。この演算は、前述の
（１）及び（２）式に従って実行される。演算の結果求
められた変異係数は、比較部２８に入力される。比較部
２８は、所定の識別基準値とこの変異係数とを比較し
て、散乱反射体１００が雨であるか、雪であるか、霧で
あるかを識別する。
量の平均値及び偏差値を演算する。この演算は、前述の
（１）及び（２）式に従って実行される。演算の結果求
められた変異係数は、比較部２８に入力される。比較部
２８は、所定の識別基準値とこの変異係数とを比較し
て、散乱反射体１００が雨であるか、雪であるか、霧で
あるかを識別する。
この識別に当たっては、散乱反射体１００の種別毎に識
別基準値が設定される。通常、前述の（３）式のような
関係が成り立つため、本実施例においてもこの関係を考
慮して識別基準値が設定される。
別基準値が設定される。通常、前述の（３）式のような
関係が成り立つため、本実施例においてもこの関係を考
慮して識別基準値が設定される。
例えば、霧の場合、密度が高く受光量の時間的変化が小
さいため、変異係数はほぼ０となる。また、雪の場合に
は、霧に比べ粒子密度が小さく、移動速度が速いため時
間的変化が大きい。雨と雪とを比較すると、雨のほうが
雪よりも時間的変化が大きい。従って、前述のような関
係が成立する。
さいため、変異係数はほぼ０となる。また、雪の場合に
は、霧に比べ粒子密度が小さく、移動速度が速いため時
間的変化が大きい。雨と雪とを比較すると、雨のほうが
雪よりも時間的変化が大きい。従って、前述のような関
係が成立する。
従って、前述の原理により、本実施例においては投受光
面の汚損等の影響を排除できる。これは、（５）式によ
り、減衰の影響が平均値と偏差値の除算により相殺され
るからである。
面の汚損等の影響を排除できる。これは、（５）式によ
り、減衰の影響が平均値と偏差値の除算により相殺され
るからである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、受光量の平均値
μと偏差値σの比である変異係数Ｋに基づき雨、雪、霧
の識別を行うようにしたため、投受光面の汚損等による
減衰の影響が排除され、より正確に識別を行うことがで
きる。また、このために冗長な装置構成を採用する必要
がなく、簡易、小型で安価な装置を実現できる。
μと偏差値σの比である変異係数Ｋに基づき雨、雪、霧
の識別を行うようにしたため、投受光面の汚損等による
減衰の影響が排除され、より正確に識別を行うことがで
きる。また、このために冗長な装置構成を採用する必要
がなく、簡易、小型で安価な装置を実現できる。
また、請求項（２）によれば、このような装置をタイミ
ングクロックの発生及び比較によって簡易に実現でき
る。
ングクロックの発生及び比較によって簡易に実現でき
る。
第１図は、本発明の一実施例に係る雨、雪及び霧の識別
装置の構成を示すブロック図である。 １０……雨、雪及び霧の識別装置 １２……送信回路 １４……受信回路 １６……赤外線発光素子 １８……赤外線受光素子 ２０……光学レンズ ２２……透明保護板 ２４……タイミングクロック発生回路 ２６……演算部 ２８……比較部 １００……散乱反射体（雨、雪、霧）
装置の構成を示すブロック図である。 １０……雨、雪及び霧の識別装置 １２……送信回路 １４……受信回路 １６……赤外線発光素子 １８……赤外線受光素子 ２０……光学レンズ ２２……透明保護板 ２４……タイミングクロック発生回路 ２６……演算部 ２８……比較部 １００……散乱反射体（雨、雪、霧）
Claims (2)
- 【請求項１】大気中に光線を投光し、 散乱反射体による後方散乱光の受光量の時系列的観測に
より所定期間についての受光量の平均値μ及び偏差値σ
を求め、 変異係数Ｋをσ／μとして求め、 変異係数Ｋの値により、大気中に存在する散乱反射体が
雨、雪、霧のいずれであるかを識別することを特徴とす
る雨、雪及び霧の識別方法。 - 【請求項２】タイミングクロックを発生させるタイミン
グクロック発生回路と、 タイミングクロックに応じて光線を前方に投光する投光
手段と、 大気中に存在する散乱反射体からの後方散乱光を受光す
る受光手段と、 所定回数の受光について後方散乱光の受光量の平均値μ
及び偏差値σを求め、変異係数Ｋをσ／μとして求める
演算部と、 変異係数Ｋを雨、雪、霧それぞれに対応設定される所定
の識別基準値と比較して、現在大気中に存在する散乱反
射体が雨、雪、霧のいずれであるかを識別する比較部
と、 を有することを特徴とする雨、雪及び霧の識別装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303342A JPH0619479B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 雨、雪及び霧の識別方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2303342A JPH0619479B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 雨、雪及び霧の識別方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04175687A JPH04175687A (ja) | 1992-06-23 |
| JPH0619479B2 true JPH0619479B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=17919820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2303342A Expired - Fee Related JPH0619479B2 (ja) | 1990-11-08 | 1990-11-08 | 雨、雪及び霧の識別方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619479B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11271469A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 霧観測方法及び霧観測レーダシステム |
| JP2019101031A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | ゾディアック エアロテクニクス | 環境中の氷晶の存在を検出するための方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2617662B2 (ja) * | 1992-10-01 | 1997-06-04 | 日本無線株式会社 | 雨、雪及び霧の識別装置 |
| DE19530289A1 (de) * | 1995-08-17 | 1997-02-20 | Bosch Gmbh Robert | Sensor zur Sichtweiten- und Regenbelagsermittlung |
| DE10302970A1 (de) * | 2003-01-25 | 2004-08-05 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Sensor zur Detektion von nebelartigen Medien |
| JP6665497B2 (ja) * | 2015-11-16 | 2020-03-13 | 株式会社デンソーウェーブ | レーザレーダ装置の着雪検出方法、着雪検出装置、着雪検出プログラム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61175550A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-07 | Meisei Electric Co Ltd | 光学的降雨・降雪強度計測方法及び装置 |
-
1990
- 1990-11-08 JP JP2303342A patent/JPH0619479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11271469A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Mitsubishi Electric Corp | 霧観測方法及び霧観測レーダシステム |
| JP2019101031A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | ゾディアック エアロテクニクス | 環境中の氷晶の存在を検出するための方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04175687A (ja) | 1992-06-23 |
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