JPH11118946A - 吹雪検知用センサおよびこのセンサを用いた吹雪検出装置 - Google Patents
吹雪検知用センサおよびこのセンサを用いた吹雪検出装置Info
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- JPH11118946A JPH11118946A JP9293615A JP29361597A JPH11118946A JP H11118946 A JPH11118946 A JP H11118946A JP 9293615 A JP9293615 A JP 9293615A JP 29361597 A JP29361597 A JP 29361597A JP H11118946 A JPH11118946 A JP H11118946A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吹雪時にも雪の影響を受けずに計測を続行す
る。 【解決手段】 内部に投光器6および受光器5が配備さ
れたケース体7を、投光受光面が下方を向く状態で道路
沿いに固定配備する。ケース体7の外周部の下部位置に
は、投受光用の各レンズ6b,5bへの雪の付着を防止
するための筒状フード7aが配備される。さらに投光路
と受光路とが交わり、かつこの交わり領域の少なくとも
一部が筒状フード7aの開口部の下方に位置して観測領
域Rを形成するように、投光器6および受光器5の各光
軸の向きが調整される。
る。 【解決手段】 内部に投光器6および受光器5が配備さ
れたケース体7を、投光受光面が下方を向く状態で道路
沿いに固定配備する。ケース体7の外周部の下部位置に
は、投受光用の各レンズ6b,5bへの雪の付着を防止
するための筒状フード7aが配備される。さらに投光路
と受光路とが交わり、かつこの交わり領域の少なくとも
一部が筒状フード7aの開口部の下方に位置して観測領
域Rを形成するように、投光器6および受光器5の各光
軸の向きが調整される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、空間中の雪を検知す
るための技術であって、特に多量の雪が強風に煽られて
舞う吹雪の状態を検知するための技術に関連する。
るための技術であって、特に多量の雪が強風に煽られて
舞う吹雪の状態を検知するための技術に関連する。
【0002】
【従来の技術】寒冷地で冬季に地吹雪が発生すると、雪
と風とにより道路や線路上の視程が著しく悪化し、車や
列車が走行中に事故を起こす可能性が高くなる。このた
め道路や線路の各所で吹雪が発生していないかを観測
し、吹雪発生地点へと向かう運転者にあらかじめ視程の
悪さを報知したり、危険区域を把握して通行を禁止する
など、事故を未然に防止する措置をとる必要がある。
と風とにより道路や線路上の視程が著しく悪化し、車や
列車が走行中に事故を起こす可能性が高くなる。このた
め道路や線路の各所で吹雪が発生していないかを観測
し、吹雪発生地点へと向かう運転者にあらかじめ視程の
悪さを報知したり、危険区域を把握して通行を禁止する
など、事故を未然に防止する措置をとる必要がある。
【0003】従来、視程を計測する際には、トランスミ
ッソメータという装置が用いられている。この装置は、
投光器と受光器とを、所定距離だけ隔てて対向配備し、
投光器からの光が受光器へ達するまでの光の減衰量によ
り視程の善し悪しを判断するもので、降雪時のみなら
ず、降雨時や霧の発生時の視程の悪化も精度良く抽出で
きる。
ッソメータという装置が用いられている。この装置は、
投光器と受光器とを、所定距離だけ隔てて対向配備し、
投光器からの光が受光器へ達するまでの光の減衰量によ
り視程の善し悪しを判断するもので、降雪時のみなら
ず、降雨時や霧の発生時の視程の悪化も精度良く抽出で
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら吹雪の場
合には、横風がきわめて強くなるため、風に煽られた大
量の雪が投光面や受光面に付着し計測を続行するのは困
難となる。
合には、横風がきわめて強くなるため、風に煽られた大
量の雪が投光面や受光面に付着し計測を続行するのは困
難となる。
【0005】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、強風により多量の雪が煽られる条件下において
も、雪の影響を受けずに計測を続行し、吹雪状態にある
か否かを的確に認識することを技術課題とする。
もので、強風により多量の雪が煽られる条件下において
も、雪の影響を受けずに計測を続行し、吹雪状態にある
か否かを的確に認識することを技術課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の吹雪検知用セ
ンサは、投光面と受光面とが地表面へ向く状態で配置さ
れる投光手段と受光手段とを有し、この投光手段と受光
手段との周囲に、下面開口で所定長さのフードが、その
開口部が前記投受光面よりも下方に位置するように配備
される。また前記投光手段および受光手段は、投光路と
受光路とが交わり、かつこの交わり領域の少なくとも一
部が前記フードの開口部の下方に位置するように、それ
ぞれの向きが設定される。
ンサは、投光面と受光面とが地表面へ向く状態で配置さ
れる投光手段と受光手段とを有し、この投光手段と受光
手段との周囲に、下面開口で所定長さのフードが、その
開口部が前記投受光面よりも下方に位置するように配備
される。また前記投光手段および受光手段は、投光路と
受光路とが交わり、かつこの交わり領域の少なくとも一
部が前記フードの開口部の下方に位置するように、それ
ぞれの向きが設定される。
【0007】請求項2の発明にかかる吹雪検知用センサ
は、さらに前記受光手段に、前記投光路を通過する所定
の方向に沿って配備される空間フィルタを具備させてい
る。
は、さらに前記受光手段に、前記投光路を通過する所定
の方向に沿って配備される空間フィルタを具備させてい
る。
【0008】請求項3の発明は、上記いずれかの構成の
吹雪検知用センサと、このセンサからの出力信号に基づ
き前記センサの周囲環境が吹雪であるか否かを判別する
判別手段とを備えた吹雪検出装置を構成する。
吹雪検知用センサと、このセンサからの出力信号に基づ
き前記センサの周囲環境が吹雪であるか否かを判別する
判別手段とを備えた吹雪検出装置を構成する。
【0009】
【作用】光学系を、投受光面が地表面側に向き、かつ投
光路と受光路とが交わるように設定して配置する。この
配置状態において、雪など観測領域を通過する物体がな
い限り、受光手段には地表面などからの反射光が入射す
るのみであるので、受光手段より出力される反射光のレ
ベルに大きな変動は生じない。一方、地吹雪の発生など
により、雪が前記投光路を横または斜め方向から通過す
ると、前記投受光路の交わり領域を通過する雪に照射光
が当たって反射し、受光手段に入射する反射光のレベル
に変動が生じる。この変動レベルは、雪の通過速度や通
過する雪の数に応じて変動するので、受光手段からの出
力信号のレベル変動により、センサの周囲環境が吹雪で
あるか否かを検出することができる。
光路と受光路とが交わるように設定して配置する。この
配置状態において、雪など観測領域を通過する物体がな
い限り、受光手段には地表面などからの反射光が入射す
るのみであるので、受光手段より出力される反射光のレ
ベルに大きな変動は生じない。一方、地吹雪の発生など
により、雪が前記投光路を横または斜め方向から通過す
ると、前記投受光路の交わり領域を通過する雪に照射光
が当たって反射し、受光手段に入射する反射光のレベル
に変動が生じる。この変動レベルは、雪の通過速度や通
過する雪の数に応じて変動するので、受光手段からの出
力信号のレベル変動により、センサの周囲環境が吹雪で
あるか否かを検出することができる。
【0010】また光学系の投受光面は、フードの周壁部
により保護されるので、センサに横なぐりの雪が到来し
ても、検知出力に影響が及ばない。
により保護されるので、センサに横なぐりの雪が到来し
ても、検知出力に影響が及ばない。
【0011】請求項2の発明では、受光手段に観測領域
を通過する所定の方向に沿って配備される空間フィルタ
を具備させることにより、投光路を通過する雪の速度を
表す波形成分を含んだ検知出力が得られる。
を通過する所定の方向に沿って配備される空間フィルタ
を具備させることにより、投光路を通過する雪の速度を
表す波形成分を含んだ検知出力が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる吹雪検知
装置の実施態様として、6つの実施例をあげ、それぞれ
吹雪検知センサおよび制御装置の構成および動作につい
て、詳細を説明する。またこれらセンサを用いたシステ
ム設計例として、2つの実施例を付記する。
装置の実施態様として、6つの実施例をあげ、それぞれ
吹雪検知センサおよび制御装置の構成および動作につい
て、詳細を説明する。またこれらセンサを用いたシステ
ム設計例として、2つの実施例を付記する。
【0013】
(1)基本的な装置の設置例 図1は、この発明にかかる吹雪検出装置3を道路沿いに
設置した例を示す。この吹雪検出装置3は、空間中の雪
を検知するためのセンサ1と、制御装置2とから成るも
ので、センサ1,制御装置2はともに電信柱のような支
柱4により支持される。前記センサ1は、ボックス型の
ケース体7の内部に投光器および受光器を配置して成る
もので、投受光面側を下方に向けて吊り下げ状態に支持
される。
設置した例を示す。この吹雪検出装置3は、空間中の雪
を検知するためのセンサ1と、制御装置2とから成るも
ので、センサ1,制御装置2はともに電信柱のような支
柱4により支持される。前記センサ1は、ボックス型の
ケース体7の内部に投光器および受光器を配置して成る
もので、投受光面側を下方に向けて吊り下げ状態に支持
される。
【0014】制御装置2には、受光器からの出力信号を
処理して雪を検出するための制御回路や、図示しない管
理センターなどに検出結果を送信するための送信回路な
どが組み込まれている。なおこの制御装置2は、センサ
1の構成によっては、前記ケース体7内に配置させてセ
ンサ1と一体に構成することも可能である。
処理して雪を検出するための制御回路や、図示しない管
理センターなどに検出結果を送信するための送信回路な
どが組み込まれている。なおこの制御装置2は、センサ
1の構成によっては、前記ケース体7内に配置させてセ
ンサ1と一体に構成することも可能である。
【0015】(2)装置構成例 その1 この実施例は吹雪検出装置3の基本的な構成を示すもの
で、図2に示すように、センサ1のケース体7内に制御
装置2を構成する回路基板2aを組み込んだ一体型に構
成されている。センサ1の投光器6はLED6aおよび
光拡散用のレンズ6bにより構成され、受光器5はフォ
トセンサ5aおよび光集光用のレンズ5bにより構成さ
れる。なおケース体7は、側面が筒型に形成されるとと
もに、上面および下面をともに具備するように構成され
る。
で、図2に示すように、センサ1のケース体7内に制御
装置2を構成する回路基板2aを組み込んだ一体型に構
成されている。センサ1の投光器6はLED6aおよび
光拡散用のレンズ6bにより構成され、受光器5はフォ
トセンサ5aおよび光集光用のレンズ5bにより構成さ
れる。なおケース体7は、側面が筒型に形成されるとと
もに、上面および下面をともに具備するように構成され
る。
【0016】前記ケース体7の下面には投光窓50およ
び受光窓51が開設され、各窓位置に前記投光器6およ
び受光器5のレンズ6b,5bが配備される。またケー
ス体外周部の下部位置には、各レンズ面への雪の付着を
防止するために筒形で全周囲にわたってつらなったフー
ド7a(以下「筒状フード7a」という)が取り付けら
れている。なおこの筒状フード7aは、前記ケース体7
の周壁部を延長して形成することも可能である。
び受光窓51が開設され、各窓位置に前記投光器6およ
び受光器5のレンズ6b,5bが配備される。またケー
ス体外周部の下部位置には、各レンズ面への雪の付着を
防止するために筒形で全周囲にわたってつらなったフー
ド7a(以下「筒状フード7a」という)が取り付けら
れている。なおこの筒状フード7aは、前記ケース体7
の周壁部を延長して形成することも可能である。
【0017】前記投光器6は、前記投光窓50より道路
面に向かって光を照射するように配備され、受光器5は
受光窓51よりこの投光器6の投光路に向けて配備され
る。なおこのとき、前記筒状フード7aの開口部の下方
に投光路と受光路との交わり領域の少なくとも一部が、
雪を検知するための観測領域Rとして位置するように、
投光器6および受光器5の各光軸が調整される。
面に向かって光を照射するように配備され、受光器5は
受光窓51よりこの投光器6の投光路に向けて配備され
る。なおこのとき、前記筒状フード7aの開口部の下方
に投光路と受光路との交わり領域の少なくとも一部が、
雪を検知するための観測領域Rとして位置するように、
投光器6および受光器5の各光軸が調整される。
【0018】この観測領域Rを雪が通過すると、その雪
からの拡散反射光の一部が受光器5へと入射し、受光器
5から雪の存在を示す検知信号が出力されることにな
る。
からの拡散反射光の一部が受光器5へと入射し、受光器
5から雪の存在を示す検知信号が出力されることにな
る。
【0019】図3は、受光器5からの出力信号の時間軸
に沿った変動状態を示す。前記観測領域Rを雪が通過し
ていなければ、受光器5には道路面など周囲環境からの
反射光のみが入射するので、受光量のレベルに大きな変
動は見られない(図中、時刻t0 より以前の期間A)。
これに対し、観測領域Rを雪が横切ると、この雪からの
反射光分だけ受光量のレベルが増加し、レベルは時間軸
に沿って小刻みに変動する(図中、時刻t0 より以後の
期間B)。
に沿った変動状態を示す。前記観測領域Rを雪が通過し
ていなければ、受光器5には道路面など周囲環境からの
反射光のみが入射するので、受光量のレベルに大きな変
動は見られない(図中、時刻t0 より以前の期間A)。
これに対し、観測領域Rを雪が横切ると、この雪からの
反射光分だけ受光量のレベルが増加し、レベルは時間軸
に沿って小刻みに変動する(図中、時刻t0 より以後の
期間B)。
【0020】制御装置2は、受光量の出力レベルに、一
定期間、持続的に変動が認められるかなどをチェックし
て、前記観測領域Rに雪が到来しているか否かを判断す
る。また受光量の変動量は、投光路を通過する雪が多く
なるほど大きくなるので、変動量を所定のしきい値と比
較することにより、センサの周囲環境が吹雪であるか否
かを判断することができる。
定期間、持続的に変動が認められるかなどをチェックし
て、前記観測領域Rに雪が到来しているか否かを判断す
る。また受光量の変動量は、投光路を通過する雪が多く
なるほど大きくなるので、変動量を所定のしきい値と比
較することにより、センサの周囲環境が吹雪であるか否
かを判断することができる。
【0021】ところで上記実施例では、筒状のフード7
aにより投受光面を保護するようにしているが、フード
の形態はこれに限らず、投受光面とともにフードの開口
縁への雪の付着を防止できるように、開口部の周縁から
内側方向に向けて鍔部が形成されたフード7b(図4に
示す)や、下方に沿って径がしだいに狭くなる錘形状の
フード7c(図5に示す)などを用いてもよい。ただし
これらフード7b,7cの鍔やフードの長さは、投受光
路を遮らない範囲に設定するのが望ましい。
aにより投受光面を保護するようにしているが、フード
の形態はこれに限らず、投受光面とともにフードの開口
縁への雪の付着を防止できるように、開口部の周縁から
内側方向に向けて鍔部が形成されたフード7b(図4に
示す)や、下方に沿って径がしだいに狭くなる錘形状の
フード7c(図5に示す)などを用いてもよい。ただし
これらフード7b,7cの鍔やフードの長さは、投受光
路を遮らない範囲に設定するのが望ましい。
【0022】また上記図2の実施例では、投受光路との
交わり領域の一部が観測領域Rとして機能するように設
定しているが、図6に示すように、投受光路の交わり領
域の最上端が開口部の高さ位置に対応するように、各光
学系の光軸を調整すれば、観測領域Rを最大に設定し
て、検知精度の高いセンサを構成することができる。
交わり領域の一部が観測領域Rとして機能するように設
定しているが、図6に示すように、投受光路の交わり領
域の最上端が開口部の高さ位置に対応するように、各光
学系の光軸を調整すれば、観測領域Rを最大に設定し
て、検知精度の高いセンサを構成することができる。
【0023】図7は、さらにセンサ1の検知精度の向上
をはかった構成例であって、投受光記5,6の光軸を前
記図6と同様に設定するとともに、投受光面およびフー
ド開口面への雪の付着を防止するために、錘形型と筒型
とが一体化され、かつ開口部に鍔部を有するフード7d
が取り付けられている。
をはかった構成例であって、投受光記5,6の光軸を前
記図6と同様に設定するとともに、投受光面およびフー
ド開口面への雪の付着を防止するために、錘形型と筒型
とが一体化され、かつ開口部に鍔部を有するフード7d
が取り付けられている。
【0024】(3)装置構成例 その2 この(3)以下に示す各構成例は、センサ1の受光器に
空間フィルタ光学系を導入することにより、雪からの反
射光より観測領域内を通過する雪の速度を示す空間周波
数成分を抽出し、雪の通過速度および通過量を算出する
ようにしたもので、(3)はその装置の基本的な構成を
示すものである。
空間フィルタ光学系を導入することにより、雪からの反
射光より観測領域内を通過する雪の速度を示す空間周波
数成分を抽出し、雪の通過速度および通過量を算出する
ようにしたもので、(3)はその装置の基本的な構成を
示すものである。
【0025】図8は、空間フィルタ光学系を具備する受
光器が組み込まれたセンサの概略構成を示すもので、前
記第1の実施例と同様のケース体7の内部に、複数の光
源9aによる投光器9と、空間フィルタ光学系10を具
備する受光器8とが組み込まれている。なおこの実施例
のケース体7の下部にも、第1の実施例と同様の筒状フ
ード7aが取り付けられている。
光器が組み込まれたセンサの概略構成を示すもので、前
記第1の実施例と同様のケース体7の内部に、複数の光
源9aによる投光器9と、空間フィルタ光学系10を具
備する受光器8とが組み込まれている。なおこの実施例
のケース体7の下部にも、第1の実施例と同様の筒状フ
ード7aが取り付けられている。
【0026】図9および図10は、前記投光器9および
受光器8の詳細な構成を示す。前記投光器9は、マトリ
クス状に配置された複数個のLED9aにより構成され
るもので、各LED9aは、後記する制御装置2からの
タイミング信号を受けて、所定の時間間隔毎に一斉に点
灯動作する。
受光器8の詳細な構成を示す。前記投光器9は、マトリ
クス状に配置された複数個のLED9aにより構成され
るもので、各LED9aは、後記する制御装置2からの
タイミング信号を受けて、所定の時間間隔毎に一斉に点
灯動作する。
【0027】この実施例のセンサ1も前記(2)の実施
例と同様、受光器8の光軸を投光器9の投光路に向けて
配備して、前記筒状フード7aの端部位置52より下方
で投光路に交わる受光路を観測領域Rとして機能させて
いる。受光器8は、前記投光器9からの照射光に対する
反射光を取り込むための受光系11と空間フィルタ光学
系10により構成される。前記受光系11は、受光用レ
ンズ15,中央部にスリット孔16aを有するスリット
板16,コリメートレンズ17などにより構成される。
なおこの実施例では、照射光に対し、図中Xの方向から
雪が飛来すると想定しており、前記スリット板16のス
リット孔16aは、その長さ方向がX方向に直交するよ
うに形成されるとともに、その孔内には、投光器の照射
光と同一波長の光のみを通過させる光学フィルタ16b
が配備されている。
例と同様、受光器8の光軸を投光器9の投光路に向けて
配備して、前記筒状フード7aの端部位置52より下方
で投光路に交わる受光路を観測領域Rとして機能させて
いる。受光器8は、前記投光器9からの照射光に対する
反射光を取り込むための受光系11と空間フィルタ光学
系10により構成される。前記受光系11は、受光用レ
ンズ15,中央部にスリット孔16aを有するスリット
板16,コリメートレンズ17などにより構成される。
なおこの実施例では、照射光に対し、図中Xの方向から
雪が飛来すると想定しており、前記スリット板16のス
リット孔16aは、その長さ方向がX方向に直交するよ
うに形成されるとともに、その孔内には、投光器の照射
光と同一波長の光のみを通過させる光学フィルタ16b
が配備されている。
【0028】前記空間フィルタ光学系10は、テレセン
トリック光学系の構成をとるスリットアレイ18,プリ
ズムアレイ19,および集光レンズ20と、フォトダイ
オードから成る2個の光検出器21a,21b,2枚の
鏡22,22とにより構成される。
トリック光学系の構成をとるスリットアレイ18,プリ
ズムアレイ19,および集光レンズ20と、フォトダイ
オードから成る2個の光検出器21a,21b,2枚の
鏡22,22とにより構成される。
【0029】スリットアレイ18は、各スリット孔18
aの長さ方向を前記スリット板16のスリット孔16a
の形成方向に、並び方向を前記方向Xに、それぞれあわ
せて配置される。前記受光系11のコリメートレンズ1
7により平行化された光は、これらスリット孔18aを
介してプリズムアレイ19に入射する。プリズムアレイ
19は、前記スリットアレイ18の配列周期の2倍の周
期でプリズムを連続して成るもので、入射した光は、各
プリズム内で交互に屈折して、2方向に分離される。な
お鏡22,22は、各光検出器21a,21bの受光面
上に集光されない光を反射して、受光面上に導くための
ものである。
aの長さ方向を前記スリット板16のスリット孔16a
の形成方向に、並び方向を前記方向Xに、それぞれあわ
せて配置される。前記受光系11のコリメートレンズ1
7により平行化された光は、これらスリット孔18aを
介してプリズムアレイ19に入射する。プリズムアレイ
19は、前記スリットアレイ18の配列周期の2倍の周
期でプリズムを連続して成るもので、入射した光は、各
プリズム内で交互に屈折して、2方向に分離される。な
お鏡22,22は、各光検出器21a,21bの受光面
上に集光されない光を反射して、受光面上に導くための
ものである。
【0030】各光検出器21a,21bは、プリズムア
レイ19の配列周期と集光レンズ20の倍率に応じた間
隔だけ隔てて配備されており、前記プリズムアレイ19
を通った光は、集光レンズ20により各分離方向毎に集
光され、それぞれの光検出器21a,21bへと入射す
る。さらにこれら光検出器21a,21bからの出力信
号は、前記制御装置2に入力され、後記するように、こ
れら出力信号の差動信号から観測領域を通過する雪の速
度に相当する空間周波数成分が抽出される。
レイ19の配列周期と集光レンズ20の倍率に応じた間
隔だけ隔てて配備されており、前記プリズムアレイ19
を通った光は、集光レンズ20により各分離方向毎に集
光され、それぞれの光検出器21a,21bへと入射す
る。さらにこれら光検出器21a,21bからの出力信
号は、前記制御装置2に入力され、後記するように、こ
れら出力信号の差動信号から観測領域を通過する雪の速
度に相当する空間周波数成分が抽出される。
【0031】上記構成のセンサ1において、観測領域を
X方向に沿って雪が通過したとき、この雪からの反射光
は前記スリットアレイ18の並び方向に対し、雪と同様
の速度で移動する。したがってこのとき空間フィルタ光
学系10を介して得られる雪からの反射光は、正弦波形
のパターンをとって変化することになる。なおこの正弦
波の周波数は、雪の通過速度Vをスリットアレイ18の
ピッチ間隔pにより割った値V/pの式で算出されるの
で、速度Vが速くなるほど高い周波数の波が得られるこ
とになる。
X方向に沿って雪が通過したとき、この雪からの反射光
は前記スリットアレイ18の並び方向に対し、雪と同様
の速度で移動する。したがってこのとき空間フィルタ光
学系10を介して得られる雪からの反射光は、正弦波形
のパターンをとって変化することになる。なおこの正弦
波の周波数は、雪の通過速度Vをスリットアレイ18の
ピッチ間隔pにより割った値V/pの式で算出されるの
で、速度Vが速くなるほど高い周波数の波が得られるこ
とになる。
【0032】図11(a)は、観測領域を雪が通過した
状態下において、空間フィルタ光学系により得られた空
間周波数の分布曲線を示す。分布曲線中、ピーク値をと
る中心周波数fc は、前記観測領域を通過する各雪の速
度を検出した場合に最も高い頻度で検出される速度に相
当するもので、この中心周波数fc を中心に前記ピーク
の範囲内にある各周波数を含めた周波数帯域が、観測領
域を通過する雪の速度に相当するものと考えられる。な
お雪以外の反射光、すなわち路面からの反射光は、セン
サ1に対して動きを持たないので、顕著な周波数成分は
現れない。
状態下において、空間フィルタ光学系により得られた空
間周波数の分布曲線を示す。分布曲線中、ピーク値をと
る中心周波数fc は、前記観測領域を通過する各雪の速
度を検出した場合に最も高い頻度で検出される速度に相
当するもので、この中心周波数fc を中心に前記ピーク
の範囲内にある各周波数を含めた周波数帯域が、観測領
域を通過する雪の速度に相当するものと考えられる。な
お雪以外の反射光、すなわち路面からの反射光は、セン
サ1に対して動きを持たないので、顕著な周波数成分は
現れない。
【0033】前記したように、雪の通過速度を反映する
周波数は実際の雪の通過速度に比例して変化するので、
前記図11(a)よりも遅い速度で雪が通過する場合
は、図11(b)に示すように、前記fc よりも低い周
波数f1 を中心周波数とする位置にピークが現れる。反
対に前記図11(a)よりも速い速度で雪が通過する場
合には、図11(c)に示すように、前記fc よりも高
い周波数f2 を中心周波数とするピークが現れる。
周波数は実際の雪の通過速度に比例して変化するので、
前記図11(a)よりも遅い速度で雪が通過する場合
は、図11(b)に示すように、前記fc よりも低い周
波数f1 を中心周波数とする位置にピークが現れる。反
対に前記図11(a)よりも速い速度で雪が通過する場
合には、図11(c)に示すように、前記fc よりも高
い周波数f2 を中心周波数とするピークが現れる。
【0034】また観測領域を通過する雪が多くなるほ
ど、センサに入射する反射光の強度も強くなるから、前
記空間周波数の分布曲線において中心周波数を中心とす
るピークの大きさ(すなわち面積)は、雪の通過量に比
例して変化する。
ど、センサに入射する反射光の強度も強くなるから、前
記空間周波数の分布曲線において中心周波数を中心とす
るピークの大きさ(すなわち面積)は、雪の通過量に比
例して変化する。
【0035】図12(a)(b)の各分布曲線は、図1
2(a)の例と同様の速度で雪が通過する場合の空間周
波数分布を示す。いずれの分布曲線も、図11(a)と
同様、周波数fc を中心とするピークが現れているが、
図12(a)は、前記図11(a)よりもはるに少ない
量の雪が通過した場合であって、ピークの小さな分布パ
ターンが現れている。反対に図12(b)は図11
(a)よりもはるかに多い量の雪が通過した場合の空間
周波数分布を示すもので、図11(a)よりもさらに大
きなピークの分布パターンが出現している。よって空間
周波数分布におけるピークの面積S(図中斜線部分)
は、雪の通過量を示すパラメータとして機能する。
2(a)の例と同様の速度で雪が通過する場合の空間周
波数分布を示す。いずれの分布曲線も、図11(a)と
同様、周波数fc を中心とするピークが現れているが、
図12(a)は、前記図11(a)よりもはるに少ない
量の雪が通過した場合であって、ピークの小さな分布パ
ターンが現れている。反対に図12(b)は図11
(a)よりもはるかに多い量の雪が通過した場合の空間
周波数分布を示すもので、図11(a)よりもさらに大
きなピークの分布パターンが出現している。よって空間
周波数分布におけるピークの面積S(図中斜線部分)
は、雪の通過量を示すパラメータとして機能する。
【0036】この実施例の制御装置2は、上記原理に基
づき、前記センサ1の各光検出器21a,21bより出
力される受光量のレベル信号を差分して各空間周波数を
含む差動信号を生成した後、この差動信号に高速フーリ
エ変換を施して、前記図7,8に示したような空間周波
数の分布曲線を生成する。さらに制御装置2は、この分
布曲線における中心周波数を速度Vに換算して雪の通過
速度とするとともに、前記分布曲線の空間周波数を中心
とするピークにかかる各周波数成分のパワーを積算する
ことにより、前記雪の通過量を示す面積Sを算出する
(以下この面積Sをもって「雪の通過量」という)。
づき、前記センサ1の各光検出器21a,21bより出
力される受光量のレベル信号を差分して各空間周波数を
含む差動信号を生成した後、この差動信号に高速フーリ
エ変換を施して、前記図7,8に示したような空間周波
数の分布曲線を生成する。さらに制御装置2は、この分
布曲線における中心周波数を速度Vに換算して雪の通過
速度とするとともに、前記分布曲線の空間周波数を中心
とするピークにかかる各周波数成分のパワーを積算する
ことにより、前記雪の通過量を示す面積Sを算出する
(以下この面積Sをもって「雪の通過量」という)。
【0037】図13は、前記吹雪検出装置3の電気的構
成を示す。前記制御装置2は、パルス発振回路23,タ
イミング制御回路24,差動増幅回路25,サンプルホ
ールド回路26,高速フーリエ変換演算回路27(以下
「FFT演算回路27」という),速度算出回路28,
積算回路29などにより構成される。
成を示す。前記制御装置2は、パルス発振回路23,タ
イミング制御回路24,差動増幅回路25,サンプルホ
ールド回路26,高速フーリエ変換演算回路27(以下
「FFT演算回路27」という),速度算出回路28,
積算回路29などにより構成される。
【0038】タイミング制御回路24は、所定の時間間
隔毎にタイミング信号を生成して、パルス発振回路2
3,サンプルホールド回路26に出力する。パルス発振
回路23は、与えられたタイミング信号に基づき前記投
光器9の各光源9a(LED)に駆動パルスを出力する
もので、各光源9aは、この駆動パルスに基づき、パル
ス状の光を照射する。
隔毎にタイミング信号を生成して、パルス発振回路2
3,サンプルホールド回路26に出力する。パルス発振
回路23は、与えられたタイミング信号に基づき前記投
光器9の各光源9a(LED)に駆動パルスを出力する
もので、各光源9aは、この駆動パルスに基づき、パル
ス状の光を照射する。
【0039】差動増幅回路25は前記空間フィルタ光学
系10の各光検出器21a,21bからの出力信号を入
力して、両信号の差動増幅処理を実施する。サンプルホ
ールド回路26は、タイミング制御回路24からのタイ
ミング信号を受けることにより、前記光源9aの発光タ
イミングに同期するタイミングで差動増幅信号をサンプ
リングし、FFT演算回路27へと出力する。
系10の各光検出器21a,21bからの出力信号を入
力して、両信号の差動増幅処理を実施する。サンプルホ
ールド回路26は、タイミング制御回路24からのタイ
ミング信号を受けることにより、前記光源9aの発光タ
イミングに同期するタイミングで差動増幅信号をサンプ
リングし、FFT演算回路27へと出力する。
【0040】FFT演算回路27は、サンプルホールド
回路26から出力された差動増幅信号のサンプル値を所
定データ数分だけ保持するメモリを備えており、このメ
モリ容量分のデータが蓄積される都度、その蓄積データ
の示す波形データに対し、高速フーリエ変換演算を実施
する。これにより前記図7,8に示したような空間周波
数の分布曲線を示すディジタル量のデータが生成される
ことになる。
回路26から出力された差動増幅信号のサンプル値を所
定データ数分だけ保持するメモリを備えており、このメ
モリ容量分のデータが蓄積される都度、その蓄積データ
の示す波形データに対し、高速フーリエ変換演算を実施
する。これにより前記図7,8に示したような空間周波
数の分布曲線を示すディジタル量のデータが生成される
ことになる。
【0041】速度算出回路28は、前記FFT演算回路
27による変換結果からピーク値をとる周波数を空間中
心周波数fとして抽出し、その抽出値と前記空間フィル
タ光学系のスリットアレイの配列ピッチ幅pとを用い
て、雪の通過速度Vを算出する。また積算回路29は、
前記周波数分布曲線のピークを構成する各周波成分のパ
ワー強度を積算することにより、雪の通過量Sを算出す
る。
27による変換結果からピーク値をとる周波数を空間中
心周波数fとして抽出し、その抽出値と前記空間フィル
タ光学系のスリットアレイの配列ピッチ幅pとを用い
て、雪の通過速度Vを算出する。また積算回路29は、
前記周波数分布曲線のピークを構成する各周波成分のパ
ワー強度を積算することにより、雪の通過量Sを算出す
る。
【0042】算出された雪の通過速度Vおよび通過量S
は、後段の伝送回路(図示せず)に出力された後、前記
した管理センターなどに送信される。なおこの場合、算
出処理が行われる都度、送信処理を実施するようにして
もよいが、所定時間が経過するまで制御装置2内に算出
結果を蓄積しておき、雪の通過速度Vの平均値や雪の通
過量Sの積算値を算出するようにしてもよい。
は、後段の伝送回路(図示せず)に出力された後、前記
した管理センターなどに送信される。なおこの場合、算
出処理が行われる都度、送信処理を実施するようにして
もよいが、所定時間が経過するまで制御装置2内に算出
結果を蓄積しておき、雪の通過速度Vの平均値や雪の通
過量Sの積算値を算出するようにしてもよい。
【0043】図14は、ある時刻t0 から最新の算出結
果が得られた時刻tcrまでの各処理時刻t毎の通過雪量
S(t)を積算処理した状態を示す。この場合の積算値
Uは、時刻t0 からtcrまでの時間にセンサの周辺に飛
来した雪の量を示すパラメータであって、この積算値U
によりセンサ設置位置の周囲における積雪量をリアルタ
イムで推定することができる。
果が得られた時刻tcrまでの各処理時刻t毎の通過雪量
S(t)を積算処理した状態を示す。この場合の積算値
Uは、時刻t0 からtcrまでの時間にセンサの周辺に飛
来した雪の量を示すパラメータであって、この積算値U
によりセンサ設置位置の周囲における積雪量をリアルタ
イムで推定することができる。
【0044】(4)装置構成例 その3 上記実施例(3)のセンサは、雪が観測領域内を所定の
方向Xに沿って進行することを前提としているが、実際
の条件では、雪の進行方向はこのように限定されること
はない。
方向Xに沿って進行することを前提としているが、実際
の条件では、雪の進行方向はこのように限定されること
はない。
【0045】図15は、上記の問題を解決するために、
空間周波数の検出方向として、前記X方向、およびこの
X方向に直交するY方向の2軸を設定し、各方向毎のセ
ンサ1X,1Yを設置し、これらセンサ1X,1Yをも
ってセンサ1の構成としている。各センサ1X,1Y
は、ともに前記図8〜10と同様の構成のものであるの
で、ここでは前記図6,7と同一の構成について、同じ
数字符号を記した後、センサ1Xの構成については
「x」の符号を、センサ1Yの符号については「y」の
符号を、それぞれ付加することにする(つぎの図16も
同様)。
空間周波数の検出方向として、前記X方向、およびこの
X方向に直交するY方向の2軸を設定し、各方向毎のセ
ンサ1X,1Yを設置し、これらセンサ1X,1Yをも
ってセンサ1の構成としている。各センサ1X,1Y
は、ともに前記図8〜10と同様の構成のものであるの
で、ここでは前記図6,7と同一の構成について、同じ
数字符号を記した後、センサ1Xの構成については
「x」の符号を、センサ1Yの符号については「y」の
符号を、それぞれ付加することにする(つぎの図16も
同様)。
【0046】図16は、上記センサ1X,1Yを用いた
吹雪検出装置3の構成を示すもので、制御装置2は、各
センサ1X,1Y毎に前記図8と同様の構成を具備する
ほか、2個の演算回路30,31を構成として含んでい
る。
吹雪検出装置3の構成を示すもので、制御装置2は、各
センサ1X,1Y毎に前記図8と同様の構成を具備する
ほか、2個の演算回路30,31を構成として含んでい
る。
【0047】この実施例では、各速度算出回路28x,
28yにより算出された各速度vx,xyによる合成ベ
クトルが雪の通過方向であると想定しており、第1の演
算回路30は各速度vx,vyを用いたつぎの(1)式
により、雪の通過速度Vを算出する。
28yにより算出された各速度vx,xyによる合成ベ
クトルが雪の通過方向であると想定しており、第1の演
算回路30は各速度vx,vyを用いたつぎの(1)式
により、雪の通過速度Vを算出する。
【0048】
【数1】
【0049】また第2の演算回路31は、前記各積算回
路29x,29yにより算出された雪の通過量sx,s
yの平均値(sx+sy)/2を算出し、その結果を雪
の通過量Sとして出力する。
路29x,29yにより算出された雪の通過量sx,s
yの平均値(sx+sy)/2を算出し、その結果を雪
の通過量Sとして出力する。
【0050】しかしながらこの実施例では、各センサ1
X,1Yの観測領域は、前記図15に示すように、それ
ぞれ異なる領域に設定されており、各速度演算回路28
x,28yにより算出された速度データvx,vyは、
同一対象のデータを反映したものではない。したがって
演算回路30により最終的に算出される通過速度には、
かなりの誤差が含まれる可能性がある。
X,1Yの観測領域は、前記図15に示すように、それ
ぞれ異なる領域に設定されており、各速度演算回路28
x,28yにより算出された速度データvx,vyは、
同一対象のデータを反映したものではない。したがって
演算回路30により最終的に算出される通過速度には、
かなりの誤差が含まれる可能性がある。
【0051】(5)装置構成例 その4 図17は、速度算出の誤差を少なくするためのセンサの
構成例を示すもので、1つの投光器9を間に挟んで、
X,Y各方向毎の2個の受光器8x,8yが、それぞれ
光軸を投光路へ向けた状態で配備される。
構成例を示すもので、1つの投光器9を間に挟んで、
X,Y各方向毎の2個の受光器8x,8yが、それぞれ
光軸を投光路へ向けた状態で配備される。
【0052】各受光器8x,8yおよび投光器9は、そ
れぞれ個別のケース体7A,7B,7C内に配備されて
おり、各受光器8a,8bのケース体7A,7Bの外側
位置に筒状フード7aを取り付けることにより、投受光
面への雪の付着を防止するようにしている。なおこの実
施例の場合、図中、斜線で示すように、筒状フード7a
の下方で前記受光器8x,8y毎の観測領域が共通の領
域R´を有するように、各受光器8x,8yの光軸の向
きが調整される。
れぞれ個別のケース体7A,7B,7C内に配備されて
おり、各受光器8a,8bのケース体7A,7Bの外側
位置に筒状フード7aを取り付けることにより、投受光
面への雪の付着を防止するようにしている。なおこの実
施例の場合、図中、斜線で示すように、筒状フード7a
の下方で前記受光器8x,8y毎の観測領域が共通の領
域R´を有するように、各受光器8x,8yの光軸の向
きが調整される。
【0053】図18は、前記図17のセンサを用いた吹
雪検出装置3の構成を示す。この図示例でも、実施例
(3)に共通する構成を同一の符号により示し、さらに
受光器8xにかかる構成にはxの符号を、受光器8yに
かかる構成にはyの符号を、それぞれ付加している。
雪検出装置3の構成を示す。この図示例でも、実施例
(3)に共通する構成を同一の符号により示し、さらに
受光器8xにかかる構成にはxの符号を、受光器8yに
かかる構成にはyの符号を、それぞれ付加している。
【0054】この実施例では、投光器9の各光源9aを
駆動するためのパルス発振回路23,およびX,Yの各
方向毎の差動増幅信号をサンプリングするためのサンプ
ルホールド回路26x,26yに、タイミング制御回路
24よりタイミング信号を与え、各回路の動作を同期さ
せている。これにより各FFT演算回路27x,27y
の出力データは、各受光器8x,8yに共通の観測領域
R´からの空間周波数成分を優勢的に含むものとなり、
最終段の演算回路30は雪の通過速度Vを高精度で算出
することが可能となる。
駆動するためのパルス発振回路23,およびX,Yの各
方向毎の差動増幅信号をサンプリングするためのサンプ
ルホールド回路26x,26yに、タイミング制御回路
24よりタイミング信号を与え、各回路の動作を同期さ
せている。これにより各FFT演算回路27x,27y
の出力データは、各受光器8x,8yに共通の観測領域
R´からの空間周波数成分を優勢的に含むものとなり、
最終段の演算回路30は雪の通過速度Vを高精度で算出
することが可能となる。
【0055】(6)装置構成例 その5 図19は、さらに高精度の計測処理を可能にするように
改良されたセンサ1の構成を示す。この実施例のセンサ
1の空間フィルタ光学系10は、受光系11に入射した
反射光をX,Yの各方向毎に分離して受光する光検出器
34により構成される。また受光系11では、X,Yの
各方向で同等の受光レベルを得るために、前記スリット
板16に代えて中央部に円形孔32aを具備する光絞り
板32が配置される。なおこれら光学系は、前記図8と
同様の位置関係をもってケース体7内に配置される。
改良されたセンサ1の構成を示す。この実施例のセンサ
1の空間フィルタ光学系10は、受光系11に入射した
反射光をX,Yの各方向毎に分離して受光する光検出器
34により構成される。また受光系11では、X,Yの
各方向で同等の受光レベルを得るために、前記スリット
板16に代えて中央部に円形孔32aを具備する光絞り
板32が配置される。なおこれら光学系は、前記図8と
同様の位置関係をもってケース体7内に配置される。
【0056】図20は、前記空間フィルタ光学系10の
詳細な構成を示す。前記光検出器34は、複数個のフォ
トダイオード33を矢羽型に配列して成るもので、各フ
ォトダイオード33の出力信号は、X,Yの各方向毎に
それぞれ1つおきに積算されて、各方向毎に2つの出力
信号PDx1,PDx2,PDy1,PDy2に統合される。な
お光検出器34の構成は図20に限らず、例えば図21
のように、同一長さのフォトダイオード33をX,Yの
各方向に沿って配列したものを用いても良い。
詳細な構成を示す。前記光検出器34は、複数個のフォ
トダイオード33を矢羽型に配列して成るもので、各フ
ォトダイオード33の出力信号は、X,Yの各方向毎に
それぞれ1つおきに積算されて、各方向毎に2つの出力
信号PDx1,PDx2,PDy1,PDy2に統合される。な
お光検出器34の構成は図20に限らず、例えば図21
のように、同一長さのフォトダイオード33をX,Yの
各方向に沿って配列したものを用いても良い。
【0057】この場合の制御装置2は、前記図18と同
様の構成を具備しており、X方向の出力信号PDx1,P
Dx2がX方向側の差動増幅回路25xに、Y方向の出力
信号PDy1,PDy2がY方向側の差動増幅回路25y
に、それぞれ入力されて、各方向毎の空間周波数成分が
抽出される。
様の構成を具備しており、X方向の出力信号PDx1,P
Dx2がX方向側の差動増幅回路25xに、Y方向の出力
信号PDy1,PDy2がY方向側の差動増幅回路25y
に、それぞれ入力されて、各方向毎の空間周波数成分が
抽出される。
【0058】上記構成のセンサ1によれば、X,Y各方
向における観測領域が一致するので、各FFT演算回路
27x,27yからの各出力データは整合性のとれたも
のとなり、雪の通過速度V,通過量Sの算出結果は、き
わめて信頼性の高いものとなる。しかもセンサ1の投受
光器8,9はそれぞれ1つで足りるので、センサ1のサ
イズを前記(3)の実施例と同様にすることができる。
向における観測領域が一致するので、各FFT演算回路
27x,27yからの各出力データは整合性のとれたも
のとなり、雪の通過速度V,通過量Sの算出結果は、き
わめて信頼性の高いものとなる。しかもセンサ1の投受
光器8,9はそれぞれ1つで足りるので、センサ1のサ
イズを前記(3)の実施例と同様にすることができる。
【0059】(7) 装置構成例 その6 図22は、複数のセンサを用いた吹雪検出装置の設置例
を示す。この実施例は、支柱4より道路LDの横断方向
に向けてポール4aを突出させ、このポール4aにより
3台のセンサ1A,1B,1Cを支持するようにしたも
ので、制御装置2は、各センサ1A〜1C毎の出力信号
を個別に処理してセンサ毎に雪の通過速度と通過量を算
出した後、各算出値を種別に平均して、最終的な計測値
を得るようにしている。なおセンサ1A〜1Cには、前
記した(2)〜(6)のいずれの構成のものを用いても
よい。
を示す。この実施例は、支柱4より道路LDの横断方向
に向けてポール4aを突出させ、このポール4aにより
3台のセンサ1A,1B,1Cを支持するようにしたも
ので、制御装置2は、各センサ1A〜1C毎の出力信号
を個別に処理してセンサ毎に雪の通過速度と通過量を算
出した後、各算出値を種別に平均して、最終的な計測値
を得るようにしている。なおセンサ1A〜1Cには、前
記した(2)〜(6)のいずれの構成のものを用いても
よい。
【0060】図23は、吹雪検出装置の他の設置例を示
す。この実施例では、道路沿いに複数の支柱4を所定距
離だけ隔てて配置し、各支柱4毎にセンサ1と制御装置
2とを配備する。各制御装置2は、対応するセンサから
の出力信号を取り込んで、それぞれのセンサ設置位置に
おける雪の通過速度,通過雪量を算出する。この後、各
算出結果は、メインの制御装置(図中2Mで示す)に送
信されて統合され、この制御装置2Mから管理センター
に最終的な計測値が送信される。
す。この実施例では、道路沿いに複数の支柱4を所定距
離だけ隔てて配置し、各支柱4毎にセンサ1と制御装置
2とを配備する。各制御装置2は、対応するセンサから
の出力信号を取り込んで、それぞれのセンサ設置位置に
おける雪の通過速度,通過雪量を算出する。この後、各
算出結果は、メインの制御装置(図中2Mで示す)に送
信されて統合され、この制御装置2Mから管理センター
に最終的な計測値が送信される。
【0061】上記図22,23のような構成によれば、
センサ1の設置位置の違いによる雪の速度や飛来量のば
らつきが平均化されるので、最終的に算出された雪の通
過速度や通過量により、各センサが設置された地域にお
ける気象状態を、精度良く認識することができる。
センサ1の設置位置の違いによる雪の速度や飛来量のば
らつきが平均化されるので、最終的に算出された雪の通
過速度や通過量により、各センサが設置された地域にお
ける気象状態を、精度良く認識することができる。
【0062】(8)装置の制御方法 上記した各構成の吹雪検出装置3は、吹雪を検出するこ
とを目的とするものであるので、吹雪のない状態下では
間欠的に動作するように設定できれば、装置の消費電力
が抑えられるとともに、装置の寿命(特に光源として用
いられるLED)を延ばすことができる。
とを目的とするものであるので、吹雪のない状態下では
間欠的に動作するように設定できれば、装置の消費電力
が抑えられるとともに、装置の寿命(特に光源として用
いられるLED)を延ばすことができる。
【0063】前記したように、観測領域を雪が通過して
いない状況下では、FFTによる空間周波数分布には顕
著な周波数成分が現れないので、通過速度Vは「0」と
して認識される。また強風でない条件下で雪が飛来する
ときには、算出される通過速度Vは、吹雪時よりもはる
かに小さな値をとる。
いない状況下では、FFTによる空間周波数分布には顕
著な周波数成分が現れないので、通過速度Vは「0」と
して認識される。また強風でない条件下で雪が飛来する
ときには、算出される通過速度Vは、吹雪時よりもはる
かに小さな値をとる。
【0064】図24は、上記原理に基づき、雪の通過速
度Vの算出結果に応じて制御装置2の動作モードを間
欠,連続のいずれかに切り換えるようにした例を示す。
なおこの場合、制御装置2には、速度算出回路28(も
しくは最終段の演算回路30)による通過速度Vの算出
結果をチェックして、装置の動作モードを切り換える判
別回路(図示せず)が組み込まれる。
度Vの算出結果に応じて制御装置2の動作モードを間
欠,連続のいずれかに切り換えるようにした例を示す。
なおこの場合、制御装置2には、速度算出回路28(も
しくは最終段の演算回路30)による通過速度Vの算出
結果をチェックして、装置の動作モードを切り換える判
別回路(図示せず)が組み込まれる。
【0065】前記判別回路は、通過速度Vが算出される
時刻t毎に、その算出値V(t)を所定のしきい値VTH
と比較しており、通過速度V(t)がこのしきい値VTH
を上回るまでは、装置を所定の時間間隔毎にオン動作さ
せる間欠モードを設定する。この後、通過速度V(t)
がしきい値VTHを上回ると、判別回路は、各部が連続動
作するよう装置モードを変更し、以下、通過速度V
(t)がしきい値VTHを下回るまで、この連続動作モー
ドを持続させる。
時刻t毎に、その算出値V(t)を所定のしきい値VTH
と比較しており、通過速度V(t)がこのしきい値VTH
を上回るまでは、装置を所定の時間間隔毎にオン動作さ
せる間欠モードを設定する。この後、通過速度V(t)
がしきい値VTHを上回ると、判別回路は、各部が連続動
作するよう装置モードを変更し、以下、通過速度V
(t)がしきい値VTHを下回るまで、この連続動作モー
ドを持続させる。
【0066】(9)吹雪検出装置を用いたシステム構成
例 その1 図25は、道路LD上のある区間に複数台の吹雪検出装
置3,3を設置し、各装置3,3から管理センター40
にそれぞれ検出結果を送信する。管理センター40内の
ホストコンピュータ(図示せず)は、各装置3,3から
送信された雪の通過速度や通過雪量をチェックして、前
記区間において吹雪が発生しているか否かを判定する。
例 その1 図25は、道路LD上のある区間に複数台の吹雪検出装
置3,3を設置し、各装置3,3から管理センター40
にそれぞれ検出結果を送信する。管理センター40内の
ホストコンピュータ(図示せず)は、各装置3,3から
送信された雪の通過速度や通過雪量をチェックして、前
記区間において吹雪が発生しているか否かを判定する。
【0067】一方、前記道路LDの入り口側には、前記
区間内の気象状態を表示するための表示パネル41やゲ
ート42が配備され、その近傍適所に前記ホストコンピ
ュータからの指令に応じて前記表示パネル41の表示動
作やゲート42の開閉動作を制御する制御装置(図示せ
ず)が配備される。
区間内の気象状態を表示するための表示パネル41やゲ
ート42が配備され、その近傍適所に前記ホストコンピ
ュータからの指令に応じて前記表示パネル41の表示動
作やゲート42の開閉動作を制御する制御装置(図示せ
ず)が配備される。
【0068】よって前記ホストコンピュータが、各吹雪
検出装置3,3からの送信データにより前記区間内に吹
雪が発生していると判断すると、入り口側のゲート42
が閉鎖されて、表示パネル41に通行止めを報知するメ
ッセージ情報が表示される。またホストコンピュータ
は、受信装置を具備する車輌43に対し、前記表示パネ
ル41への表示情報と同様の情報を送信することも可能
である。
検出装置3,3からの送信データにより前記区間内に吹
雪が発生していると判断すると、入り口側のゲート42
が閉鎖されて、表示パネル41に通行止めを報知するメ
ッセージ情報が表示される。またホストコンピュータ
は、受信装置を具備する車輌43に対し、前記表示パネ
ル41への表示情報と同様の情報を送信することも可能
である。
【0069】上記のシステムによれば、吹雪発生にとも
ない、直ちに道路への進入を規制したり、走行中の車輌
に注意を促すなどの対応をとることが可能となり、車輌
の事故を未然に防止することができる。
ない、直ちに道路への進入を規制したり、走行中の車輌
に注意を促すなどの対応をとることが可能となり、車輌
の事故を未然に防止することができる。
【0070】(10)吹雪検出装置を用いたシステム構
成例 その2 図26の実施例は、吹雪発生地域へ近づく列車45に危
険状態を報知するためのもので、吹雪検出装置3は線路
44がカーブする地点に設けられ、その検出結果を走行
中の列車45側へ送信するように構成される。
成例 その2 図26の実施例は、吹雪発生地域へ近づく列車45に危
険状態を報知するためのもので、吹雪検出装置3は線路
44がカーブする地点に設けられ、その検出結果を走行
中の列車45側へ送信するように構成される。
【0071】図示例のような山間部で地吹雪が発生した
場合、列車45には、横方向から、吹雪の雪の量とその
通過速度とによる強い力が作用するので、カーブ走行中
に脱線や横転が起きる虞がある。上記のシステムによれ
ば、列車45の運転者は、カーブ地点の手前で雪の通過
状況にかかる情報を得ることができるので、危険な状態
を事前に察知して速度を抑えるなどの対応をとることが
できる。
場合、列車45には、横方向から、吹雪の雪の量とその
通過速度とによる強い力が作用するので、カーブ走行中
に脱線や横転が起きる虞がある。上記のシステムによれ
ば、列車45の運転者は、カーブ地点の手前で雪の通過
状況にかかる情報を得ることができるので、危険な状態
を事前に察知して速度を抑えるなどの対応をとることが
できる。
【0072】
【発明の効果】この発明は上記の如く、投光手段と受光
手段とを、投受光面が地表面へ向き、かつ投光路と受光
路とが交わるように配置したから、受光手段からの出力
信号のレベル変動により、投光路を通過する雪の通過速
度や雪の量を認識して、センサの設置環境が吹雪である
か否かを簡単に検出することができる。
手段とを、投受光面が地表面へ向き、かつ投光路と受光
路とが交わるように配置したから、受光手段からの出力
信号のレベル変動により、投光路を通過する雪の通過速
度や雪の量を認識して、センサの設置環境が吹雪である
か否かを簡単に検出することができる。
【0073】また投光手段と受光手段との周囲に、下面
開口で所定長さのフードを、その開口部が前記投受光面
よりも下方に位置するように配備するとともに、前記投
光路の交わり領域の少なくとも一部が前記開口部の下方
に位置するように構成して、フードの周壁部により投受
光面を保護した状態で検知動作を行うようにしたので、
地吹雪などによりセンサに横なぐりの雪が到来しても、
検知出力に影響が及ばず、常に信頼性の高い検知データ
を得ることができる。
開口で所定長さのフードを、その開口部が前記投受光面
よりも下方に位置するように配備するとともに、前記投
光路の交わり領域の少なくとも一部が前記開口部の下方
に位置するように構成して、フードの周壁部により投受
光面を保護した状態で検知動作を行うようにしたので、
地吹雪などによりセンサに横なぐりの雪が到来しても、
検知出力に影響が及ばず、常に信頼性の高い検知データ
を得ることができる。
【0074】請求項2の発明では、さらに、受光手段に
観測領域を通過する所定の方向に沿って配備される空間
フィルタを具備させるので、検知エリアを通過する雪の
速度を表す波形成分を含んだ検知出力を得ることができ
る。
観測領域を通過する所定の方向に沿って配備される空間
フィルタを具備させるので、検知エリアを通過する雪の
速度を表す波形成分を含んだ検知出力を得ることができ
る。
【0075】請求項4の発明では、上記いずれかの構成
による吹雪検知用センサからの出力信号に基づき、セン
サの周囲環境が吹雪であるか否かを判別するようにした
ので、正確かつ安定した検出動作を実施可能な吹雪検出
装置を提供することが可能となる。
による吹雪検知用センサからの出力信号に基づき、セン
サの周囲環境が吹雪であるか否かを判別するようにした
ので、正確かつ安定した検出動作を実施可能な吹雪検出
装置を提供することが可能となる。
【図1】この発明にかかる吹雪検出装置の設置例を示す
説明図である。
説明図である。
【図2】第1の吹雪検出装置の概略構成を示す説明図で
ある。
ある。
【図3】雪検知の原理を説明する図である。
【図4】吹雪検出装置の他の構成を示す説明図である。
【図5】吹雪検出装置の他の構成を示す説明図である。
【図6】吹雪検出装置の他の構成を示す説明図である。
【図7】吹雪検出装置の他の構成を示す説明図である。
【図8】第2の吹雪検出装置の概略構成を示す説明図で
ある。
ある。
【図9】図8の光学系の詳細な構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図10】図8の光学系の詳細な構成を示す側面図であ
る。
る。
【図11】雪の通過速度と中心周波数との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図12】雪の通過量と周波数強度との関係を示す説明
図である。
図である。
【図13】第2の吹雪検出装置の電気構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図14】積雪量の計測例を示す説明図である。
【図15】第3の吹雪検出装置に用いられるセンサの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図16】第3の吹雪検出装置の電気構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図17】第4の吹雪検出装置に用いられるセンサの構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図18】第4の吹雪検出装置の電気構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図19】第5の吹雪検出装置に用いられるセンサの構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図20】図15の光検出器の詳細な構成を示す斜視図
である。
である。
【図21】光検出器の他の構成を示す斜視図である。
【図22】第6の吹雪検出装置の設置例を示す説明図で
ある。
ある。
【図23】第6の吹雪検出装置の設置例を示す説明図で
ある。
ある。
【図24】吹雪検出装置の検出結果とオンオフ動作との
関係を示すタイミングチャートである。
関係を示すタイミングチャートである。
【図25】吹雪検出装置を用いたシステムの構成例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図26】吹雪検出装置を用いたシステムの他の構成例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
1 センサ 2 制御装置 3 吹雪検出装置 5,8 受光器 6,9 投光器 10 空間フィルタ光学系 7a〜7d フード R 観測領域
Claims (3)
- 【請求項1】 投光面と受光面とが地表面へ向く状態で
配置される投光手段と受光手段とを有し、この投光手段
と受光手段との周囲に、下面開口で所定長さのフード
が、その開口部が前記投受光面よりも下方に位置するよ
うに配備されており、 前記投光手段および受光手段は、投光路と受光路とが交
わり、かつこの交わり領域の少なくとも一部が前記フー
ドの開口部の下方に位置するように、それぞれの向きが
設定されて成る吹雪検知用センサ。 - 【請求項2】 投光面と受光面とが地表面へ向く状態で
配置される投光手段と受光手段とを有し、この投光手段
と受光手段との周囲に、下面開口で所定長さのフード
が、その開口部が前記投受光面よりも下方に位置するよ
うに配備されており、 前記投光手段および受光手段は、投光路と受光路とが交
わり、かつこの交わり領域の少なくとも一部が前記フー
ドの開口部の下方に位置するように、それぞれの向きが
設定されるとともに、前記受光手段は、前記投光路を通
過する所定の方向に沿って配備される空間フィルタを具
備して成る吹雪検知用のセンサ。 - 【請求項3】 請求項1または2のいずれかに記載され
た吹雪検知用センサと、このセンサからの出力信号に基
づき前記センサの周囲環境が吹雪であるか否かを判別す
る判別手段とを備えて成る吹雪検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9293615A JPH11118946A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 吹雪検知用センサおよびこのセンサを用いた吹雪検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9293615A JPH11118946A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 吹雪検知用センサおよびこのセンサを用いた吹雪検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11118946A true JPH11118946A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17797014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9293615A Pending JPH11118946A (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 吹雪検知用センサおよびこのセンサを用いた吹雪検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11118946A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013000266A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Daiichi Shokai Co Ltd | 遊技機 |
JP2017020789A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 西華デジタルイメージ株式会社 | 流体測定装置 |
JP2018072455A (ja) * | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 名古屋電機工業株式会社 | 表示装置およびその着雪防止方法 |
JP2021500533A (ja) * | 2017-10-26 | 2021-01-07 | パーティクル・メージャーリング・システムズ・インコーポレーテッド | 粒子計測システム及び方法 |
EP3789657A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-10 | ZG Lighting France S.A. | Outdoor luminaire |
-
1997
- 1997-10-09 JP JP9293615A patent/JPH11118946A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013000266A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Daiichi Shokai Co Ltd | 遊技機 |
JP2017020789A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 西華デジタルイメージ株式会社 | 流体測定装置 |
JP2018072455A (ja) * | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 名古屋電機工業株式会社 | 表示装置およびその着雪防止方法 |
JP2021500533A (ja) * | 2017-10-26 | 2021-01-07 | パーティクル・メージャーリング・システムズ・インコーポレーテッド | 粒子計測システム及び方法 |
US11781965B2 (en) | 2017-10-26 | 2023-10-10 | Particle Measuring Systems, Inc. | System and method for particles measurement |
EP3789657A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-10 | ZG Lighting France S.A. | Outdoor luminaire |
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