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JP3360119B2 - Road surface inspection sensor - Google Patents
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JP3360119B2 - Road surface inspection sensor - Google Patents

Road surface inspection sensor

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JP3360119B2
JP3360119B2 JP2000355293A JP2000355293A JP3360119B2 JP 3360119 B2 JP3360119 B2 JP 3360119B2 JP 2000355293 A JP2000355293 A JP 2000355293A JP 2000355293 A JP2000355293 A JP 2000355293A JP 3360119 B2 JP3360119 B2 JP 3360119B2
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JP
Japan
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road surface
unit
detection data
data
frequency component
Prior art date
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護一 齋藤
潤一 高木
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国土交通省 国土技術政策総合研究所長
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は車両が走行する路
上の状態を判別する路面巡視センサに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a road surface inspection sensor for determining the state of a road on which a vehicle travels.

【0002】[0002]

【従来の技術】安全な道路交通を実現するためには走行
する路面の状態を常に把握することが重要である。この
ため、従来では道路の片側(路肩)に路面判別装置を固
定した状態で据置し、この路面判別装置により路面状態
を光学的に検出して判別することが行われている。とこ
ろが、このような路面判別装置の場合には、装置自体が
特定の場所に固定されているため一定のエリア内(範
囲)の路面情報しか検出することができないため、十分
な情報量を得ることはできず、しかも道路全般の路面状
態を正確に把握することができなかった。
2. Description of the Related Art In order to realize safe road traffic, it is important to always keep track of the road surface on which the vehicle is traveling. For this reason, conventionally, a road surface determination device is fixedly installed on one side (road shoulder) of a road, and the road surface state is optically detected and determined by the road surface determination device. However, in the case of such a road surface discriminating device, since the device itself is fixed to a specific place, only road surface information within a certain area (range) can be detected. And the road surface condition of the entire road could not be accurately grasped.

【0003】このため、近年では路面状態を連続的に把
握できる車両搭載型の路面判別装置が望まれておりこの
ような、路面判別装置としては空間フィルタを利用した
路面判別装置が知られている。先ず、この空間フィルタ
を利用した路面判別原理について簡単に説明する。すな
わち、図5に示すように、路面(地面)に対向して空間
フィルタ1を介して受光レンズ2と集光レンズ3を配置
した光学系4を構成し、照明5により路面に光を照射す
ると光は路面で反射され、その反射光は受光レンズ2か
ら空間フィルタ1を介して集光レンズ3に集光され、フ
ォトダイオード(PD)7によって出力信号が検出され
る。このようにして、検出された出力信号は図6に示す
ような、走行速度(時間)に対応した正弦波的な信号波
形として表れ、この信号波形は路面の状態に応じて逐一
変化する。つまり、このような波形の変化(以降、この
変化を『揺らぎ』と称する。)は路面を構成する粒子の
大きさ、明るさ及び凹凸のうねり等によるもので、具体
的には路面が例えば「乾燥アスファルト」の場合には出
力信号は図7(A)に示すような、ほぼ直線状の揺らぎ
のない信号として、また「雪」の場合には出力信号は図
7(B)に示すような、正弦波信号に低周波の揺らぎが
重畳された信号として出力される。これは、路面を構成
している反射物体(路面の表面)の空間周波数が異なる
分布をもつことを示している。
For this reason, in recent years, a vehicle-mounted road surface discriminating device capable of continuously grasping the road surface condition has been desired. As such a road surface discriminating device, a road surface discriminating device utilizing a spatial filter is known. . First, the principle of determining the road surface using the spatial filter will be briefly described. That is, as shown in FIG. 5, an optical system 4 in which a light receiving lens 2 and a condensing lens 3 are arranged via a spatial filter 1 so as to face a road surface (the ground), and light is applied to the road surface by illumination 5 The light is reflected on the road surface, and the reflected light is condensed from the light receiving lens 2 via the spatial filter 1 to the condenser lens 3, and an output signal is detected by the photodiode (PD) 7. Thus, the detected output signal appears as a sinusoidal signal waveform corresponding to the traveling speed (time) as shown in FIG. 6, and this signal waveform changes every time according to the road surface condition. That is, such a change in the waveform (hereinafter, this change is referred to as “fluctuation”) is due to the size, brightness, and undulations of the particles that constitute the road surface. In the case of "dry asphalt", the output signal is a substantially linear signal without fluctuation as shown in FIG. 7A, and in the case of "snow", the output signal is as shown in FIG. 7B. Is output as a signal in which a low-frequency fluctuation is superimposed on a sine wave signal. This indicates that the spatial frequencies of the reflecting objects (surface of the road surface) constituting the road surface have different distributions.

【0004】図8は、このような空間周波数分布を「乾
燥アスファルト」と「雪」とで比較した相関分布図であ
って、この相関分布図は時間の関数として得られる出力
信号を、速度に基いて路面上で所定の距離(約、1m)
の長さに相当する信号に変換し、周波数解析したもので
ある。この相関分布図により、「乾燥アスファルト」と
「雪」とでは低周波成分に顕著な違いが見られるため、
この相違により路面状態を判別することが可能となる。
FIG. 8 is a correlation distribution diagram comparing such a spatial frequency distribution between "dry asphalt" and "snow". The correlation distribution diagram converts an output signal obtained as a function of time into a speed. Based on the predetermined distance on the road surface (about 1m)
Is converted into a signal corresponding to the length of the signal and frequency-analyzed. According to this correlation distribution diagram, there is a remarkable difference in low frequency components between "dry asphalt" and "snow".
This difference makes it possible to determine the road surface condition.

【0005】図9は上述のような空間フィルタを利用し
た路面判別装置の一例として、特願平7−503399
号公報に開示されている路面判別装置を示している。こ
れを簡単に説明すると、図9に示すように、空間フィル
タを構成する光学系は格子板9(スリット・アレイ)、
プリズムアレイ10、集光レンズ11及び2個のフォトダイ
オード(PD)12,12から構成され、ここでは主にプリ
ズムアレイ10が空間フィルタとして機能する。また、照
明用の光源としては発光ダイオード13が設けられ、この
発光ダイオード13から照射された光は受光レンズ14、ス
リット板15、プリズムアレイ10を介して、フォトダイオ
ード12に入光され、その出力信号が検出される。17は正
反射用の光源とし使用される発光ダイオードである。そ
して、このような路面判別装置によって検出された出力
信号は、信号処理回路によって演算され、判別データと
しての電気信号に変換される。
FIG. 9 shows an example of a road surface discriminating apparatus using the above-mentioned spatial filter as disclosed in Japanese Patent Application No. 7-503399.
1 shows a road surface discriminating device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-26095. Briefly explaining this, as shown in FIG. 9, the optical system constituting the spatial filter is a grating plate 9 (slit array),
It is composed of a prism array 10, a condenser lens 11, and two photodiodes (PDs) 12, 12. Here, the prism array 10 mainly functions as a spatial filter. Further, a light emitting diode 13 is provided as a light source for illumination, and light emitted from the light emitting diode 13 is incident on the photodiode 12 via the light receiving lens 14, the slit plate 15, and the prism array 10, and its output is output. A signal is detected. Reference numeral 17 denotes a light emitting diode used as a light source for regular reflection. The output signal detected by such a road surface identification device is calculated by a signal processing circuit and converted into an electric signal as identification data.

【0006】図10は、変換された電気信号に基いて路面
状態を判別するアルゴリズムの一例を示している。すな
わち、この例では低周波数成分(Db)と中心周波数成
分(Da)との比が算出され、この比がしきい値(TH
1)としきい値(TH2)と比較され、この比「Db/
Da」がしきい値(TH1)より大きければ、路面が
「雪」と判別され、しきい値(TH1)としきい値(T
H2)との間であれば(中)、路面が「砂利路」、しき
い値(TH2)以下(小)であれば路面がアスファルト
路であると判別される。さらに、このような判別用のア
ルゴリズムは正反射用の発光ダイオード17(図9参照)
及び路面温度を検出する温度センサによる検出信号を利
用することによって、図11に示すように、路面状態が
「湿潤アスファルト」、「乾燥アスファルト」、「砂利
路」、「雪」、「凍結」等に細かく区分して判別するこ
とが可能となる。
FIG. 10 shows an example of an algorithm for determining a road surface state based on a converted electric signal. That is, in this example, the ratio between the low frequency component (Db) and the center frequency component (Da) is calculated, and this ratio is set to the threshold value (TH
1) is compared with the threshold value (TH2), and the ratio “Db /
If “Da” is larger than the threshold value (TH1), the road surface is determined to be “snow”, and the threshold value (TH1) and the threshold value (T
H2) (medium), the road surface is determined to be a "gravel road", and if it is equal to or smaller than the threshold value (TH2) (small), the road surface is determined to be an asphalt road. Further, the algorithm for such determination is a light-emitting diode 17 for regular reflection (see FIG. 9).
By using the detection signal from the temperature sensor that detects the road surface temperature, as shown in FIG. 11, the road surface state is "wet asphalt", "dry asphalt", "gravel road", "snow", "freeze" etc. This makes it possible to make a distinction in the classification.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な従来の路面巡視センサの場合には、所定領域での路面
状態が「アスファルト」、「砂利路」、「雪」、「氷」
等の場合には、比較的に判別しやすく正確な情報として
利用できるが、例えば(1)路面に積雪した雪が融けシ
ャーベット状の雪面(これを、以下『ジャム雪』称す
る。)となった路面状態や、(2)表面が雪面でその下
面が氷板である路面(これを、以下『雪下氷板』と称す
る。)のような状態の路面を判別する場合には、判別が
容易ではなく困難なものとなるうえ、路面がこれら「ジ
ャム雪」や「雪下氷板」の場合には車両の走行に際して
は特に危険が伴うため、判別精度の向上が望まれてい
る。
By the way, in the case of the conventional road surface patrol sensor as described above, the road surface condition in a predetermined area is "asphalt", "gravel road", "snow", and "ice".
In such a case, it is relatively easy to discriminate and can be used as accurate information. For example, (1) snow that has accumulated on the road surface has melted and has become a sherbet-shaped snow surface (hereinafter referred to as “jam snow”). When the road surface condition or (2) a road surface whose surface is a snow surface and its lower surface is an ice plate (hereinafter referred to as an “ice plate under snow”) is determined, the determination is performed. It is difficult and not easy, and when the road surface is “jam snow” or “ice plate under snow”, there is a particular danger when the vehicle runs, and therefore, it is desired to improve the discrimination accuracy.

【0008】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の路面判別装置のもつ問題を解消し、「ジャム雪」や
「雪下氷板」のような比較的判別が困難な路面状態でも
正確に、且つ精度よく判別することができる路面判別装
置を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional road surface discriminating apparatus, and to accurately correct even a relatively difficult road surface condition such as "jam snow" or "ice plate under snow". Another object of the present invention is to provide a road surface determining device capable of performing accurate and accurate determination.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、車
両に搭載され路面に向けて光を照射する光源と、路面に
よって反射された光を空間フィルタを介して受光する受
光部とを有する路面センサと、受光した反射光を電気信
号に変換する演算処理部とを有する路面判別装置におい
て、演算処理部は路面判別部とばらつき検出部とを有
し、路面判別部は短い路面距離に基いた第1の路面検出
データの検出及び長い路面距離に基いた第2の路面検出
データの検出とを行い、第2の路面検出データはメモリ
部に一端格納されると共に、この第2の路面検出データ
のうち変動途中の検出データに基いて、揺らぎ算出を行
い、この揺らぎ算出データから表面状態が変化している
途中の路面状態を識別して、路面状態を判別することを
特徴とするものである。
According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, an invention according to claim 1 is provided with a light source mounted on a vehicle and irradiating light to a road surface, and a road surface. A road surface sensor having a light receiving unit that receives the reflected light through a spatial filter, and a road surface determination device that has an arithmetic processing unit that converts the received reflected light into an electric signal, wherein the arithmetic processing unit includes a road surface determination unit and A variation detection unit, wherein the road surface determination unit detects the first road surface detection data based on the short road surface distance and the second road surface detection data based on the long road surface distance, and performs the second road surface detection. The data is temporarily stored in the memory unit, and a fluctuation is calculated based on the detected data during the change of the second road surface detection data, and the road surface state whose surface state is changing from the fluctuation calculation data is calculated. Know To, and is characterized in that to determine the road surface condition.

【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、路面温度を検出する温度センサを有
し、路面判別部から温度センサによる路面検出データと
反射光の低周波成分及び中心周波数成分とがばらつき検
出部に出力され、これら低周波成分及び中心周波数成分
が対数化されると共に、過去の変動量が加算され、この
変動量に基いた判別結果データと温度センサのデータに
より路面状態を判別することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor for detecting a road surface temperature. The center frequency component and the center frequency component are output to the variation detection unit, and the low frequency component and the center frequency component are logarithmized, the past variation is added, and the determination result data based on this variation and the temperature sensor data are used. It is characterized by determining the road surface condition.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1〜3は本発明の路面巡視セン
サ路面判別装置の実施形態を示している。すなわち、図
1に示すように、路面巡視センサ路面判別装置は車両の
走行に伴って路面状態を監視する路面センサ20と検出さ
れた出力信号を処理し判別する演算部21とを有してい
る。路面センサ20は車両のフロント・バンパー付近に据
付され、演算部21によって解析(路面判別)された検出
データは送信信号(通信データ)として交通管制センタ
ー等に送信され利用される。ここで本発明の路面判別装
置では、演算部21におけるアルゴリズムに特徴があり、
路面センサ20の構成自体は従来構成を採用することがで
きるため、以下演算部21について詳細に説明する。
1 to 3 show an embodiment of a road surface patrol sensor road surface discriminating apparatus according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the road surface inspection sensor road surface determination device includes a road surface sensor 20 that monitors a road surface state as the vehicle travels, and a calculation unit 21 that processes and determines a detected output signal. . The road surface sensor 20 is installed near the front bumper of the vehicle, and the detection data analyzed (road surface determination) by the arithmetic unit 21 is transmitted to a traffic control center or the like as a transmission signal (communication data) and used. Here, in the road surface identification device of the present invention, the algorithm in the arithmetic unit 21 is characterized by:
Since the configuration itself of the road surface sensor 20 can adopt a conventional configuration, the arithmetic unit 21 will be described in detail below.

【0012】図2に示すように、演算部21は路面判別部
23とは別にばらつき検出部24を有し、路面判別部23では
従来と同様に例えば「短距離(1m未満)」ごとでの路
面データの検出が行われ、一方ばらつき検出部24では
「長距離(20m以上)」での路面データの検出が行わ
れる。この「長距離」で検出された路面検出データはば
らつき検出部24に接続されたメモリ25に一時的に格納さ
れる。
As shown in FIG. 2, the calculation unit 21 includes a road surface determination unit.
In addition to a variation detection unit 24, the road determination unit 23 detects road surface data for each “short distance (less than 1 m)” in the same manner as in the related art, while the variation detection unit 24 determines “long distance”. (20 m or more) "is detected. The road surface detection data detected at the “long distance” is temporarily stored in a memory 25 connected to the variation detection unit 24.

【0013】以下、この第1実施形態を具体的に説明す
る。先ず、車両の走行に伴って路面センサ20及び温度セ
ンサ26によって検出された検出信号がそれぞれ演算部21
の路面判別部23に入力される。そして、路面判別部23に
おいては路面からの反射光の低周波成分(Index1(x))と
中心周波数成分(Index2(x))がそれぞればらつき検出
部24に出力される。このときには、ほぼ同時に温度セン
サ26による路面の判別結果もばらつき検出部24に出力さ
れる。すなわち、ここでは路面による周波数成分の相違
を明確にするために2つの指標(指標1:Index1、指標
2:Index2)を用いて、路面の状態を分類する方式が採
用されるもので、空間フィルタの低周波領域での信号強
度の総和を「低周波数成分」と称し、これを乾燥したア
スファルトの低周波成分で規格化したものをIndex1(指
標1)としている。また、空間フィルタの中心周波数付
近での信号強度の総和を「中心周波数成分」と称し、同
様に乾燥したアスファルトの低周波成分で規格化したも
のをIndex2(指標2)としている。ここでの「低周波数
成分」及び「中心周波数成分」は、図示しない算出式に
より積分して算出される。具体的には、このような2つ
の指標(Index1,Index2)に従ってデータをプロットす
ると路面状態を示すプロット領域(図4参照)を得るこ
とができる。
Hereinafter, the first embodiment will be described in detail. First, the detection signals detected by the road surface sensor 20 and the temperature sensor 26 as the vehicle travels
Is input to the road surface determination unit 23. Then, in the road surface determination unit 23, the low frequency component (Index1 (x)) and the center frequency component (Index2 (x)) of the light reflected from the road surface are output to the variation detection unit 24, respectively. At this time, the determination result of the road surface by the temperature sensor 26 is also output to the variation detection unit 24 almost simultaneously. That is, a method of classifying a road surface state using two indices (index 1: Index 1 and index 2: Index 2) in order to clarify a difference in frequency components depending on the road surface is employed. The sum of the signal intensities in the low frequency region is referred to as a "low frequency component", and the value obtained by normalizing the sum of the low frequency components of the dried asphalt is referred to as Index1 (index 1). Also, the sum of the signal intensities near the center frequency of the spatial filter is referred to as “center frequency component”, and similarly, the one normalized by the low-frequency component of dry asphalt is referred to as Index2 (index 2). Here, the “low frequency component” and the “center frequency component” are calculated by integration using a calculation formula (not shown). Specifically, when data is plotted in accordance with such two indices (Index1, Index2), a plot area (see FIG. 4) indicating the road surface condition can be obtained.

【0014】次に、上述のような演算部21におけるアル
ゴリズムについて、図3のフローチャートを参照して詳
しく説明する。すなわち、路面センサ20によって検出さ
れ路面判別部23から取り込まれた低周波成分(Index1
(x))と中心周波数成分(Index2(x))に対して、対数化
の処理が行われる(STEP1)。具体的には、各周波
数成分の対数演算値は以下の数1による式により算出さ
れる.
Next, the algorithm in the arithmetic unit 21 as described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. That is, the low frequency component (Index 1) detected by the road surface sensor 20 and taken in from the road surface determination unit 23.
(x)) and the center frequency component (Index2 (x)) are subjected to logarithmic processing (STEP 1). Specifically, the logarithmic operation value of each frequency component is calculated by the following equation (1).

【数1】IL1(x)=log10(Index1(x)) IL2(x)=log10(Index2(x))## EQU1 ## I L1 (x) = log 10 (Index1 (x)) I L2 (x) = log 10 (Index2 (x))

【0015】そして、前回算出された低周波成分(Index
1(x))と中心周波数成分(Index2(x))の各対数成分(I
L1(x-1),IL2(x-1))との変動量(Dif(x))を以下の数
2の式(「三平方の定理」)を用いて算出し、この演算
結果をメモリ25内(図2参照)に格納する。
Then, the previously calculated low frequency component (Index
1 (x)) and the logarithmic component of the center frequency component (Index2 (x)) (I
L1 (x-1), I L2 (x-1)) and the amount of variation (Dif (x)) are calculated using the following equation (“the theorem of three squares”), and the result of this calculation is It is stored in the memory 25 (see FIG. 2).

【数2】 (Equation 2)

【0016】ここで、変動量を試算するために、過去L
(m)間の変動量をメモリ25より取り込んで加算し、
その値を変動量S(x)に代入する(STEP2)。この
変動量S(x)の算出としては以下の数3の式が成立す
る。
Here, in order to estimate the variation, the past L
(M) is fetched from the memory 25 and added,
The value is substituted for the variation S (x) (STEP 2). The following equation (3) is established for calculating the variation S (x).

【数3】 (Equation 3)

【0017】次いで、上記「数3」の式により算出され
たS(x)の数値が「しきい値:St(定数)」を越えてい
るかをチェックし(STEP3)、その変動量が小さけ
れば、路面判別部の結果をそのまま選択して採用する。
一方、その変動量が大きい場合には図4に示す、「ばら
つきの領域」にそれぞれプロットされるデータ領域を比
較することにより検出データとして判別する(STEP
4)。すなわち、この例では図4は「空間周波数分布」
に基いた「ばらつき領域」を示すものであって、横軸に
対数処理された「Index1」を、縦軸に対数処理された
「Index2」を基準とするデータ領域に検出データがプロ
ットされている。それぞれの数値は対数を表す数値であ
るため単位はない。そして、この「ばらつきの領域」範
囲中に、この例では「氷膜の厚い湿潤」、「氷膜の薄い
湿潤」、「光沢のある氷板」、「光沢の無い氷板」、
「雪面」、「乾燥」等のプロット・データが存在するも
ので、このうちほぼ中間の揺らぎ位置となる「領域A」
の範囲中のプロット・データが路面が「ジャム雪」状態
であると判別され、「領域B」の範囲中のプロット・デ
ータが路面が「雪下氷板」状態であると判別される。一
方、変動量が「領域A,B」以外であれば路面判別部23
によって得られた判別結果がそのまま出力結果として採
用から路面の出力結果が得られる。このようにして、得
られた判別結果は通信I/Fなどを使用して道路管制セ
ンター等に送信され交通情報として利用され、「交通情
報表示パネル」等により運転者対して路面状態が報知さ
れる。
Next, it is checked whether or not the numerical value of S (x) calculated by the above equation (3) exceeds "threshold: St (constant)" (STEP 3). The result of the road surface determination unit is selected and adopted as it is.
On the other hand, when the variation is large, it is determined as detection data by comparing the data areas plotted in the “variation area” shown in FIG.
4). That is, in this example, FIG.
The detection data is plotted in the data area based on the logarithmically processed “Index1” on the horizontal axis and the logarithmically processed “Index2” on the vertical axis. . There is no unit because each numerical value is a numerical value representing a logarithm. Then, in this "range of variation" range, in this example, "thick wet ice film", "thin wet ice film", "shiny ice plate", "matte ice plate",
There are plot data such as “Snow surface” and “Dry”, among which “Area A”, which is at the almost middle fluctuation position.
Is determined that the road surface is in the “jam snow” state, and the plot data in the range of “region B” is determined that the road surface is in the “snow under ice” state. On the other hand, if the fluctuation amount is other than “regions A and B”, the road surface determination unit 23
The output result of the road surface is obtained from the adoption of the discrimination result obtained by the above as the output result as it is. The obtained determination result is transmitted to a road control center or the like by using a communication I / F or the like and used as traffic information, and a driver is notified of a road surface condition by a “traffic information display panel” or the like. You.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明は、上記のようであって、請求
項1に記載の発明は、車両に搭載され路面に向けて光を
照射する光源と、路面によって反射された光を空間フィ
ルタを介して受光する受光部とを有する路面センサと、
受光した反射光を電気信号に変換する演算処理部とを有
する路面判別装置において、演算処理部は路面判別部と
ばらつき検出部とを有し、路面判別部は短い路面距離に
基いた第1の路面検出データの検出及び長い路面距離に
基いた第2の路面検出データの検出とを行い、第2の路
面検出データはメモリ部に一端格納されると共に、この
第2の路面検出データのうち変動途中の検出データに基
いて、揺らぎ算出を行い、この揺らぎ算出データから表
面状態が変化している途中の路面状態を識別して、路面
状態を判別するので、ジャム雪や雪下氷板のような比較
的判別が困難な路面状態でも正確に且つ、精度よく判別
することができるという効果がある。
The present invention is as described above. According to the first aspect of the present invention, there is provided a light source which is mounted on a vehicle and emits light toward a road surface and a spatial filter which filters light reflected by the road surface. A road surface sensor having a light receiving unit that receives light through
In a road surface determination device having an arithmetic processing unit that converts received reflected light into an electric signal, the arithmetic processing unit has a road surface determination unit and a variation detection unit, and the road surface determination unit is based on a first road surface distance based on a short road surface distance. The detection of the road surface detection data and the detection of the second road surface detection data based on the long road surface distance are performed, the second road surface detection data is temporarily stored in the memory unit, and the fluctuation of the second road surface detection data is changed. The fluctuation calculation is performed based on the detected data in the middle, and the road surface state in which the surface state is changing is identified from the fluctuation calculation data to determine the road surface state. There is an effect that accurate and accurate determination can be made even in a road surface state where it is relatively difficult to determine.

【0019】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、路面温度を検出する温度センサを有
し、路面判別部から温度センサによる路面検出データと
反射光の低周波成分及び中心周波数成分とがばらつき検
出部に出力され、これら低周波成分及び中心周波数成分
が対数化されると共に、過去の変動量が加算され、この
変動量に基いた判別結果データと温度センサのデータに
より路面状態を判別するので、ジャム雪や雪下氷板のよ
うな比較的判別が困難な路面状態でも正確に且つ、精度
よく判別することができるという効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a temperature sensor for detecting a road surface temperature. The center frequency component and the center frequency component are output to the variation detection unit, and the low frequency component and the center frequency component are logarithmized, the past variation is added, and the determination result data based on this variation and the temperature sensor data are used. Since the road surface condition is determined, it is possible to accurately and accurately determine even a relatively difficult road surface condition such as jam snow or an ice plate under snow.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の路面巡視センサが搭載された車両を
示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle equipped with a road surface inspection sensor of the present invention.

【図2】この発明の路面巡視センサの演算部を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a calculation unit of the road surface inspection sensor of the present invention.

【図3】同アルコリズムを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the algorithm.

【図4】検出データによりプロットされた「ばらつき領
域」の範囲を示すデータ分布図である。
FIG. 4 is a data distribution diagram showing a range of a “variation region” plotted based on detection data.

【図5】空間フィルタによる路面判別方法を示す原理図
である。
FIG. 5 is a principle diagram showing a road surface determination method using a spatial filter.

【図6】同出力信号の一例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing an example of the output signal.

【図7】(A)は「乾燥アスファルト」の出力信号、
(B)は「雪」の出力信号をそれぞれ示す波形図であ
る。
FIG. 7 (A) is an output signal of “dry asphalt”,
(B) is a waveform diagram showing an output signal of “snow”.

【図8】「乾燥アスファルト」と「雪」との空間周波数
状況を示す分布図である。
FIG. 8 is a distribution diagram showing spatial frequency conditions of “dry asphalt” and “snow”.

【図9】従来の路面巡視センサの一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional road surface inspection sensor.

【図10】従来の路面判別アルゴリズムの一例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a conventional road surface determination algorithm.

【図11】従来の路面判別アルゴリズムの別例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating another example of a conventional road surface determination algorithm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空間フィルタ 2 受光レンズ 3 集光レンズ 4 光学系 5 照明 7 フォトダイオード(PD) 9 格子板(スリット・アレイ)、 10 プリズムアレイ 11 集光レンズ 12 フォトダイオード(PD) 13,17 発光ダイオード 14 受光レンズ、 15 スリット板 20 路面センサ 21 演算部 23 路面判別部 24 ばらつき検出部 25 メモリ 26 温度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spatial filter 2 Light receiving lens 3 Condensing lens 4 Optical system 5 Lighting 7 Photodiode (PD) 9 Lattice plate (slit array), 10 Prism array 11 Condensing lens 12 Photodiode (PD) 13, 17 Light emitting diode 14 Light receiving Lens, 15 Slit plate 20 Road surface sensor 21 Calculation unit 23 Road surface determination unit 24 Variation detection unit 25 Memory 26 Temperature sensor

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−221042(JP,A) 特開2000−180357(JP,A) 特開 平7−49223(JP,A) 特開 平10−103939(JP,A) 特許2697307(JP,B2) 特許2707425(JP,B2) 特許2707427(JP,B2) 平田匡介、宮田康弘、中野雅司、芝栄 一,“路面状態センシングシステムの開 発”,1999年電子情報通信学会総合大会 講演論文集 情報・システム1,日本, 社団法人電子情報通信学会,1999年 3 月 8日,SID−1−2,p.351− 352 平沢匡介、宮田康弘、中野雅司、芝栄 一,“路面状態センシングシステムの開 発”,1999年電子情報通信学会総合大会 講演論文集 情報・システム2,日本, 社団法人電子情報通信学会,1999年 3 月 8日,SID−1−2,p.395− 396 新本祐一、中尾寿朗、高木潤一,“G VSを用いた冬期道路管理システム”, OMRON TECHNICS,日本, オムロン株式会社,1998年12月20日,第 38巻、第4号,p.403−409 村田芳郎、新本祐一、高木潤一,“一 般車両向け路面判別センサ”,OMRO N TECHNICS,日本,オムロン 株式会社,1998年12月20日,第38巻、第 4号,p.410−416 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01W 1/00 - 1/18 G01B 11/30 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-10-221042 (JP, A) JP-A-2000-180357 (JP, A) JP-A-7-49223 (JP, A) JP-A-10-103939 (JP, A A) Patent 2697307 (JP, B2) Patent 2707425 (JP, B2) Patent 2707427 (JP, B2) Masasuke Hirata, Yasuhiro Miyata, Masashi Nakano, Eiichi Shiba, "Development of Road Condition Sensing System," Electronic Information, 1999 Proceedings of the Conference of the Institute of Communication Engineers Information and systems 1, Japan, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, March 8, 1999, SID-1-2, p. 351- 352 Keisuke Hirasawa, Yasuhiro Miyata, Masashi Nakano, Eiichi Shiba, "Development of Road Condition Sensing System", Proc. Of the 1999 IEICE General Conference, Information and Systems 2, Japan, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers , March 8, 1999, SID-1-2, p. 395- 396 Yuichi Shinmoto, Toshiro Nakao, Junichi Takagi, "Winter Road Management System Using GVS", OMRON TECHNICS, Japan, OMRON Corporation, December 20, 1998, Vol. 38, No. 4, p. . 403-409 Yoshio Murata, Yuichi Niimoto, Junichi Takagi, "Road surface discrimination sensor for general vehicles", OMRON TECHNICS, Japan, Omron Corporation, December 20, 1998, Vol. 38, No. 4, p. 410-416 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01W 1/00-1/18 G01B 11/30 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両に搭載され路面に向けて光を照射す
る光源と、路面によって反射された光を空間フィルタを
介して受光する受光部とを有する路面センサと、受光し
た反射光を電気信号に変換する演算処理部とを有する路
面判別装置において、演算処理部は路面判別部とばらつ
き検出部とを有し、路面判別部は短い路面距離に基いた
第1の路面検出データの検出及び長い路面距離に基いた
第2の路面検出データの検出とを行い、第2の路面検出
データはメモリ部に一端格納されると共に、この第2の
路面検出データのうち変動途中の検出データに基いて、
揺らぎ算出を行い、この揺らぎ算出データから表面状態
が変化している途中の路面状態を識別して、路面状態を
判別することを特徴とする路面巡視センサ。
1. A road surface sensor having a light source mounted on a vehicle and emitting light toward a road surface, a light receiving unit receiving light reflected by the road surface through a spatial filter, and an electric signal representing the received reflected light. The arithmetic processing unit has a road surface determination unit and a variation detection unit, and the road surface determination unit detects and detects first road surface detection data based on a short road surface distance. The second road surface detection data is detected based on the road surface distance, the second road surface detection data is temporarily stored in the memory unit, and the second road surface detection data is detected based on the detection data in the middle of the change. ,
A road surface inspection sensor which performs a fluctuation calculation, identifies a road surface state whose surface state is changing on the basis of the fluctuation calculation data, and determines the road surface state.
【請求項2】 路面温度を検出する温度センサを有し、
路面判別部から温度センサによる路面検出データと反射
光の低周波成分及び中心周波数成分とがばらつき検出部
に出力され、これら低周波成分及び中心周波数成分が対
数化されると共に、過去の変動量が加算され、この変動
量に基いた判別結果データと温度センサのデータにより
路面状態を判別することを特徴とする請求項1に記載の
路面巡視センサ。
A temperature sensor for detecting a road surface temperature;
The road surface detection data by the temperature sensor and the low frequency component and the central frequency component of the reflected light are output from the road surface determining unit to the variation detecting unit, and these low frequency components and the central frequency component are logarithmized, and the past fluctuation amount is calculated. The road surface inspection sensor according to claim 1, wherein the road surface state is determined based on the determination result data based on the variation and the temperature sensor data.
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村田芳郎、新本祐一、高木潤一,"一般車両向け路面判別センサ",OMRON TECHNICS,日本,オムロン株式会社,1998年12月20日,第38巻、第4号,p.410−416

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