JPS6138808B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は路面温度の測定方法に関する。 従来、交通安全用の道路情報として用いる道路
表面温度を測定するには、測定対象の道路の表面
近傍に埋設した温度センサにより自動的におこな
う方法がある。 この方法では、(i)道路の表面自体の温度を直接
測定することができない、(ii)道路に温度センサを
セツトする場合に交通規制等をおこなう必要があ
り厄介であること、(iii)道路に埋設する温度センサ
が通行車両の重量により破損する危険性がある等
の不具合があつた。 これ等の不具合を除く測定方法として路面温度
の測定を、第１図に示すように、赤外線放射温度
計１を用いて自動的におこなう方式が知られてい
る。すなわち、この種の赤外線放射温度計１は、
道路２の近傍で所定高さ位置に設置され、この赤
外線放射温度計１の受光部が路面２ａ上の所定領
域S₀を視野F₀とするようにセツトされ、この領
域F₀から放射される赤外線を検知することによ
り路面温度を測定するようにしたものである。 しかしながら、第１図に示すように、赤外線放
射温度計１の視野F₀、すなわち、領域S₀には自
動車５等が進入すると、赤外線放射温度計１は自
動車５等の上面の温度を測定することになる。し
かるに、自動車５の屋根の上面温度は、一般に、
路面温度と相異した高いものになりがちであり、
このため、上記方法によつては、上述のように自
動車の上面温度を路面温度として誤認するので正
確な路面温度の測定結果を得ることができないと
いう欠点がある。 この発明は、上記欠点を解消するためになされ
たもので、少なくとも２つの赤外線検知器により
路面上の互いに離隔した２つの所定領域を視野と
して、各視野内の温度を表わす信号を得、これ等
の各視野の温度信号の差が、上記路面に応じて予
め設定した基準値の範囲外にあるときに、その差
が生じた直前の上記視野のうちのいずれか１つの
温度を、路面温度として記録もしくは表示するよ
うにしたものであり、赤外線放射温度計としての
利点を損うことなく、正確な路面温度の測定をお
こなうことができる路面温度の測定方法を提供す
ることを目的とする。 以下、この発明の一実施例を添付図面にしたが
つて説明する。 第２図ないし第４図において、赤外線放射温度
計２０は、道路２の近傍に垂設した支柱２１の所
定の高さ位置に固定された支持台２２に装着され
ている。この赤外線温度計２０には、路面２ａ上
の互いに離れた２つの領域S₁，S₂から放射される
赤外線を、それぞれ独立して受光するように設け
られた２つのレンズ２４−１，２４−２と、各レ
ンズ２４−１，２４−２の後側でそれぞれ領域
S₁，S₂からの赤外線を検知する赤外線検知器２３
−１，２３−２とが設けられている。 各領域S₁とS₂とは、いいかえると、赤外線検知
器２３−１と２３−２とが、それぞれ、領域S₁，
S₂を視る視野F₁，F₂は、第２図に示すように、
一方の赤外線検知器（たとえば２３−１）の視野
F₁に自動車５が入るが、他方の赤外線検知器２
３−２の視野F₂には入らないように設定されて
いる。 各レンズ２４−１，２４−２の前方には、モー
タ２５により回転駆動される円板式のチヨツパ２
６が配設され、このチヨツパ２６に開口された領
域S₁，S₂を透視する大きさの窓２６−１，２６−
２を通して、各領域S₁，S₂から放射された赤外線
６−１，６−２が、所定の周期で断続的に各レン
ズ２４−１，２４−２に入射され、さらに、赤外
線検知器２３−１，２３−２に投射されるように
なつている。このようにして、赤外線検知器２３
−１，２３−２からは、各領域S₁，S₂の表面温度
に対応し、かつ、互いに同期してパルス列状の電
気信号が出力されるようになつている。これ等の
各赤外線検知器２３−１，２３−２の出力信号
は、第４図に示す回路に印加されて処理される。 第４図中に示すように、Ａ，Ｂは、それぞれ、
領域S₁，S₂の温度信号を各別に処理する測定系路
である。 ２７−１，２７−２は、それぞれ、赤外線検知
器２３−１，２３−２と接続され、各赤外線検知
器２３−１，２３−２の出力信号を増幅するプリ
アンプ、２８−１，２８−２は、それぞれ、各プ
リアンプ２７−１，２７−２から生じる出力信号
から雑音成分を除去して、受光した赤外線に対応
する温度信号成分を増幅するフイルタアンプ、２
９−１，２９−２は、それぞれ、各フイルタアン
プ２８−１，２８−２から生じるパルス列状の出
力信号を整流する整流回路である。 ３０−１，３０−２は、それぞれ、各整流回路
２９−１，２９−２から出力される直流信号を増
幅する直流アンプである。各直流アンプ３０−
１，３０−２の出力信号は領域S₁，S₂の温度を表
わす。 ３１は温度補正用の赤外線検知器で、赤外線放
射温度計２０のケース内の所定位置に配設され、
チヨツパ２６、その他の構成部品から発せられる
赤外線を検知し、この検知量に比例した電気信号
を出力するものである。この赤外線検知器３１の
出力信号は、赤外線放射温度計２０のケース３２
の内部温度に対応した直流信号である。３３は赤
外線検知器３１と接続され、赤外線検知器３１の
出力信号を増幅する直流アンプである。この直流
アンプ３３の出力端子は上記直流アンプ３０−１
および３０−２に接続され、各直流アンプ３０−
１，３０−２の直流出力がケース３２の内部温度
を表わす信号によつて補正され、正確な路面温度
の測定結果が得られるようになつている。 ３５は領域S₁の温度と領域S₂の温度との差を検
出する判定回路である。この判定回路３５の２つ
の入力端子は、それぞれ、抵抗減衰器３４−１，
３４−２を介して直流アンプ３０−１，３０−２
と接続されている。このようにして、両直流アン
プ３０−１，３０−２の出力信号は、それぞれ、
抵抗減衰器３４−１，３４−２により調整され、
領域S₁の温度を示す信号v₁、領域S₂の温度を示す
信号v₂として判定回路３５に入力されるようにな
つている。そして、判定回路３５は、上記信号
v₁，v₂のレベル差の絶対値を演算し、この差｜v₁
−v₂｜が所定の範囲ｖ_cにあるかどうかを判定す
る。判定回路３５は、差｜v₁−v₂｜が基準値ｖ_c
の範囲内であれば信号“Ｈ”を出力し、差｜v₁−
v₂｜が基準値ｖ_cの範囲外であれば、信号“Ｌ”
を出力する。この判定回路３５の詳細を第５図に
示す。 ３６は２つの領域S₁とS₂との温度差が所定値以
上になつたとき、その直前の温度信号を生じるよ
うに制御する出力制御回路で、その詳細を第５図
に示す。 ３７は記録回路で、出力制御回路３６と接続さ
れ、出力制御回路３６の出力信号により路面２ａ
の測定温度を記録しもしくは表示する。 なお、上記判定回路３５の基準電圧信号ｖ_cの
設定は、 (i) 両領域S₁，S₂の表面温度T₁，T₂は、両領域
S₁，S₂の路面２ａ上における位置の相違によ
り、互いに若干相違していること、および、 (ii) 両表面温度T₁，T₂の差値T₁−T₂は、両領域
S₁，S₂が同一の路面２ａ上に存在することから
して、時間の経過に対してほぼ一定の範囲内に
存在すること、 との路面温度の特性を有効に利用して以下のよう
に決定したものである。すなわち、路面２ａの領
域S₁，S₂から赤外線検知器２３−１，２３−２の
視野F₁，F₂内に、自動車等の障害物が存在しな
いときに判定回路３５に入力される２つの電圧信
号v₁，v₂の差の絶対値信号｜v₁−v₂｜より若干大
きい電圧値が基準電圧信号ｖ_cとして設定され
る。 第５図は、半定回路３５および出力制御回路３
６の具体的な回路例を示す。 図面において、判定回路３５は、３個の演算増
幅器４１，４２，４３を用いて構成した直線検波
回路６１、絶対値演算回路６２、および比較回路
６３を備えている。 演算増幅器４１の負入力端子は、抵抗４４と抵
抗減衰器３４−２を介して直流アンプ３０−２と
接続されるとともに、抵抗４４、ダイオード４
５，４６を介して、演算増幅器４１の出力端子と
接続され、直線検波回路６１が構成されている。
この直線検波回路６１では、抵抗減衰器３４−２
から抵抗４４に信号v₂が入力として印加され、こ
の信号v₂の反転信号−v₂が抵抗４５の一端子４８
に出力される。 演算増幅器４２の負入力端子は、抵抗４９と抵
抗減衰器３４−１とを介して直流アンプ３０−１
と接続されるとともに、抵抗５０を介して、直線
検波回路６１の出力端子４８と接続され、絶対値
演算回路６２が構成されている。この演算回路６
２では、抵抗減衰器３４−１から抵抗４９に信号
v₁が入力として印加され、かつ直線検波回路６１
の出力端子４８から抵抗５０に信号−v₂が入力と
して印加され、演算増幅器４２の出力端子５１に
演算した絶対値信号｜v₁−v₂｜が出力される。 演算増幅器４３の負入力端子は、抵抗５２を介
して演算回路６２の出力端子と接続されるととも
に、抵抗５３を介して、ポテンシヨメータ５４の
出力端子と接続され、比較回路６３が構成されて
いる。そして、ポテンシヨメータ５４の一端に
は、適宜な一定電圧−ｖ_ccが印加され、このポテ
ンシヨメータ５４によつて前述の基準電圧信号ｖ
_cが設定され、この基準電圧信号ｖ_cが演算増幅器
４３に印加される。また、基準電圧信号ｖ_cは、
路面２ａの材質、形態、および路面温度を測定す
る際の季節、路面温度の測定をおこなう時期が
朝、夕もしくは昼である等の周囲条件等に応じ
て、ポテンシヨメータ５４を調整することによ
り、適宜に調整可能となつている。 上記比較回路６３において、演算回路６２の出
力端子５１から抵抗５２に印加される信号｜v₁−
v₂｜と、ポテンシヨメータ５４から抵抗５３に印
加される基準電圧信号ｖ_cとの大小判別がおこな
われ、演算増幅器４３の出力端子５５から判定結
果信号が出力されるようになつている。 すなわち、信号｜v₁−v₂｜が信号ｖ_cより小さ
いときには出力端子５５に信号“Ｈ”が出力さ
れ、信号｜v₁−v₂｜が信号ｖ_cより大きいかもし
くは同等であるときには、出力端子５５に信号
“Ｌ”が出力されるようになつている。このよう
に、出力端子５５に信号“Ｈ”が出力されたとき
には、路面２ａの領域S₁とS₂との温度差T₁−T₂
が所定の範囲内にあり、一方出力端子５５に信号
“Ｌ”が出力されたときには、両領域S₁とS₂との
温度差T₁−T₂が所定の範囲外にあると自動的に
判定される。 出力制御回路３６において、７１はスイツチ
で、スイツチ７１はインバータ７４を介して判定
回路３５に接続されている。スイツチ７１は判定
回路３５から信号“Ｈ”が出力されたときにオン
する。 ７２は演算増幅器で、その正入力端子はスイツ
チ７１の接点７１ｂを介して直流アンプ３０−１
の出力端子に接続されており、２つの赤外線検知
器２３−１，２３−２の出力差が基準値ｖ_cより
も小さいとき、直流アンプ２３−１の出力、すな
わち、赤外線検知器２３−１の測定温度を表示回
路３７に印加する。一方、演算増幅器７２の正入
力端子はサンプルホールド回路のコンデンサ７３
と接続され、上記赤外線検知器２３−１と２３−
２との出力の差が基準値ｖ_cよりも大きいときに
はコンデンサ７３の充電電圧を表示回路３７に印
加するようになつている。 以下に、上記のように構成した赤外線放射温度
計２０の動作について説明する。 いま、路面２ａの両領域S₁，S₂、すなわち、赤
外線検知器２３−１，２３−２の両視野F₁，F₂
には、道路２を走行する自動車５等が何ら存在し
ない状態にあるものとする。この場合には、領域
S₁から放射される赤外線はレンズ２４−１を介し
て赤外線検知器２３−１に、領域S₂から放射され
る赤外線はレンズ２４−２を介して赤外線検知器
２３−２に集束され、各赤外線検知器２３−１，
２３−２は、路面２ａ上の領域S₁，S₂の温度に対
応したパルス信号を生じる。そして、各赤外線検
知器２３−１，２３−２の出力信号は、それぞ
れ、第１測定系路Ａ、第２測定系路Ｂに印加さ
れ、各直流アンプ３０−１，３０−２からは各領
域S₁，S₂の温度を表わす信号ｖ_x1，ｖ_x2が出力さ
れる。 さらに、上記信号ｖ_x1は、出力制御回路３６に
入力されるとともに、抵抗減衰器２４−１を介し
て所定レベルに減衰されて信号v₁として判定回路
３５の抵抗４９に印加され、かつ、信号ｖ_x2は、
抵抗減衰器２４−２を介して所定レベルに減衰さ
れて信号v₂として判定回路３５の抵抗４４に印加
される。この判定回路３５では、抵抗４９に印加
された信号v₂は、直線検波回路６１により反転さ
れて直線検波回路６１の出力端子４８に信号−v₁
として出力され、さらに、この信号−v₁は抵抗５
０を介して絶対値演算回路６２に入力される。そ
して、絶対値演算回路６２は、信号−v₂と、抵抗
４９を介して入力された信号v₁とで演算処理して
出力端子５１に、信号｜v₁−v₂｜を出力し、さら
にこの信号｜v₁−v₂｜を比較回路６３に入力す
る。この比較回路６３は、信号｜v₁−v₂｜がポテ
ンシヨメータ５４により予め所望に設定された基
準値信号ｖ_cの範囲内にあるかどうかを判定し
て、判定結果信号を出力端子５５に出力する。 上述のように、路面２ａの両領域S₁，S₂、すな
わち、赤外線検知器２３−１，２３−２の視野
F₁，F₂に何も存在しないときには、赤外線検知
器２３−１，２３−２で検知される信号はほぼ等
しく、したがつて、直流アンプ３０−１，３０−
２から出力される信号ｖ_x1，ｖ_x2は、第６図ａに
示すように、ほぼ同じである。よつて、判定回路
３５に、抵抗減衰器３４−１，３４−２を介して
入力された信号v₁，v₂の絶対値の差｜v₁−v₂｜は
基準値ｖ_cより小さく、したがつて、第６図ｂに
示すように、判定回路３５はハイレベルの信号
“Ｈ”を出力する。この信号“Ｈ”は、出力制御
回路３６のインバータ７４で反転され、ローレベ
ルとされる。この結果、スイツチ７１の常閉接点
７１ｂは閉成されたままで、直流アンプ３０−１
から出力された信号ｖ_x1はサンプルホールド回路
のコンデンサ７３に充電されるとともに演算増幅
器７２に入力される。さらに、この演算増幅器７
２の出力信号は記録回路３７に入力され、第６図
ｃに示すように、時点ｔ_xにおける路面２ａの測
定温度として記録もしくは表示される。 つぎに、第３図に示すように、路面２ａの領域
S₁を自動車５が通過した場合、赤外線検知器２３
−１の視野F₁にその自動車５が進入した状態に
おける赤外線放射温度計２０の動作について説明
する。なお、自動車５が赤外線検知器２３−１の
視野F₁に進入した時点をt₁、その視野F₁から退出
した時点をt₂とする。 上記時点t₁からt₂までの期間Ｔにおいては、赤
外線検知器２３−１は、自動車の上面から放射さ
れる赤外線を検知する。通常、自動車５の屋根の
上面は路面２ａの温度より高く、赤外線検知器２
３−１の出力信号ｖ_x1のレベルも高くなる。この
ことにより、直流アンプ３０−１の出力信号ｖ_x1
は、第６図ａに示すように、期間Ｔにおいては、
高レベルとなつている。 一方、赤外線検知器２３−２は、路面２ａの領
域S₂から放射される赤外線を検出しており、すな
わち、路面２ａの領域S₂の温度に対応した電圧信
号を出力する。この期間Ｔにおける直流アンプ３
０−２の出力信号ｖ_x2は直流アンプ３０−１の出
力信号ｖ_x1より大幅に小さくなる。そして、抵抗
減衰器３４−１，３４−２を介して、上記両信号
ｖ_x1，ｖ_x2が、それぞれ、所定のレベルに減衰さ
れて、信号v₁，v₂として判定回路３５の抵抗４
９，４４に印加され、さらに、絶対値演算回路６
２において演算処理され、この演算回路６２の出
力信号｜v₁−v₂｜が比較回路６３に入力される。
そして、この比較回路６３においては、出力信号
｜v₁−v₂｜が基準信号ｖ_cより大きいと判定さ
れ、よつて、この判定回路３５は、第６図ｂで示
すように、ローレベルの信号“Ｌ”を出力し、こ
の信号“Ｌ”が出力制御回路３６に入力される。
さらに、この信号“Ｌ”は、出力制御回路３６の
インバータ７４により反転されて高レベルの信号
とされ、スイツチ７１に入力される。この結果、
スイツチ７１の常閉接点７１ｂは開成され、直流
アンプ３０−１から出力された高レベルの信号ｖ
_x1の演算増幅器７２への入力が阻止される。 一方、上記スイツチ７１の常閉接点７１ｂが開
成されたとき、すなわち、時点t₁において、演算
増幅器７２には、常閉接点７１ｂが開成される直
前にコンデンサ７３にホールドされた信号、すな
わち、直流アンプ３０−１から入力された路面２
ａの領域S₁の温度を表わす信号ｖ_x1が入力され
る。 このように、時点t₁からt₂までは、記録回路３
７は、路面２ａの測定温度として、上記コンデン
サ７３にホールドされた信号にもとずいて、第６
図ｃに示すように、記録もしくは表示する。そし
て、時点t₂においては、上述した時点ｔ_xと同じ
状態、すなわち、赤外線検知器２３−１は、再
び、路面２ａの領域S₁の温度を検知する状態とな
る。よつて、両赤外線検知器２３−１，２３−２
から出力される信号、したがつて両直流アンプ３
０−１，３０−２から出力される信号ｖ_x1，ｖ_x2
は互いにほぼ同じとなり、この結果、記録回路３
７は、第６図ｃに示すように、時点t₂以降におい
ては領域S₁の温度を記録しもしくは表示する。 なお、赤外線検知器２３−１の視野F₁に進入
した自動車５等の温度が、路面２ａの領域S₁およ
びS₂の温度とほぼ同等であつた場合には、上記時
点ｔ_xにおける場合と同様に、判定回路３５と出
力制御回路３６とが動作し、よつて、記録回路３
７は、路面２ａの温度として、上記自動車５等の
表面温度を記録しもしくは表示する。 以上のように、上記した赤外線放射温度計２０
により、たとえ、自動車５等が赤外線検知器２３
−１，２３−２の視野F₁，F₂を通過した場合で
も、常に、記録回路３７は路面２ａの温度を記録
しもしくは表示することができる。 なお、出力制御回路３６の入力端子は、第１測
定系路Ａの直流アンプ３０−１の出力端子と接続
したものであるが、第２測定系路Ｂの直流アンプ
３０−２の出力端子と接続したものであつてもよ
い。 また、測定系路は、第１測定系路Ａおよび第２
測定系路Ｂの２つの測定系路に限らず、３個以上
設けるようにしてもよい。 以上のように、この発明によれば、少なくとも
２つの赤外線検知器により路面上の互いに離隔し
た複数の領域を視野とし、これ等の視野からそれ
ぞれ放射される赤外線を各別に検知して各視野内
の温度を表わす信号を得、これ等の温度信号間の
差が、測定対象の路面に応じて予め設定した基準
値内にあるかどうかを判定し、その差が基準値外
であると判定されたとき、その差が生じた直前の
温度を記録もしくは表示するようにしたのでたと
え、路面上を走行する自動車等が赤外線検知器の
視野に進入した状態になつたとしても、常に、自
動的に路面の温度を記録もしくは表示することが
できる。したがつて、従来のこの種の方法におけ
るように、道路を通行する車両に路面温度を誤ま
つて測定するような誤つた記録もしくは表示する
ことを確実に防止し、正確な路面温度を検出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の路面温度の測定方法の説明図、
第２図はこの発明に係る測定方法の基本原理の説
明図、第３図はこの発明に適用できる赤外線放射
温度計の要部拡大説明図、４図はこの発明に適用
できる赤外線放射温度計のブロツク回路図、第５
図は第４図の回路ブロツクのうち、判定回路およ
び出力制御回路の具体的な一例を示す回路図、第
６図ａ，ｂ，ｃは、それぞれ、第４図の赤外線放
射温度計の要部の動作説明用のグラフである。 ２……道路、２ａ……路面、６−１，６−２…
…赤外線、２０……赤外線放射温度計、２３−
１，２３−２……赤外線検知器、３０−１，３０
−２……直流アンプ、３４−１，３４−２……抵
抗減衰器、３５……判定回路、３６……出力制御
回路、３７……記録回路、Ａ……第１測定系路、
Ｂ……第２測定系路、S₁，S₂……領域、F₁，F₂
……視野、ｖ_x1……S₁の温度信号、ｖ_x2……S₂の
温度信号、ｖ_c……基準値信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の赤外線検知器により路面上の互いに
   離隔した少なくとも２つの領域を視野とし、各視
   野からそれぞれ放射される赤外線を各別に検知し
   て各視野内の温度を表す信号を出力し、判定回路
   により上記複数個の赤外線検知器の各出力信号間
   の差と上記路面に応じて予め設定した基準値とを
   比較して、その差が基準値内にあるかどうかを判
   定し、その差が基準値外であると判定されたと
   き、その差が生じた直前の温度を記録もしくは表
   示するようにしたことを特徴とする路面温度の測
   定方法。