JP3735663B2 - Road surface condition grasping system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路を走行する車両に対し路面状況情報を提供する路面状況把握システムに関し、特に電波放射エネルギを受信し路面状況把握を行う、電波放射計式の路面状況把握システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電波放射計式の路面状況把握システム(以下、『電波放射計』と呼ぶ。)の一例が、1999年3月に慶応大学で開催された1999年電子通信情報学会総合大会の講演論文集「情報・システム1」の第353頁に掲載された論文番号SID−1−3「電波放射計による路面状況の把握」と題する論文に示されている。図4は、この講演論文集で発表されている電波放射計を示している。すなわち、電波放射計は、空中線部2と高周波受信部3、中間周波・A/D部4からなる電波放射受信部1と、この電波放射受信部1から出力される信号のデータ処理を行うデータ処理部5から構成されている。空中線部2は天空、路面から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズ12と集光された放射ビームを高周波受信部3に取り込むための受信ホーン13からなる。この電波放射計を用いて図5に示すような計測形態、すなわち電波放射受信部1をポール7に回転台6と共に設置し、路面8から放射される放射エネルギを受信することにより路面情報の検出を行う。電波放射受信部1からの受信信号の処理はポール7の直下に隣接して置かれたデータ処理部5により実施する。また、路面8の各場所の路面情報は、路面放射ビーム9a、9bとして受信される。つまり、この従来技術では路面8上の各場所で路面情報を取得するには回転台6で電波放射受信部1を必要な計測場所数が得られるよう回転させる必要がある。
【0003】
また、上述した講演論文集に記載の電波放射計では、路面情報のほかにも天空放射エネルギの計測が必要である。この天空放射エネルギは、電波放射受信部1を路面放射エネルギ計測角度から仰向けて、天空放射エネルギ計測角度となるよう回転台6で回転させ、さらに路面放射エネルギ計測を実施した俯角(路面に対する入射角度)に相当する仰角に対し、路面計測点数と同じ点数の天空情報の計測を行う。図6は天空放射エネルギ計測の場合の計測形態である。すなわち、電波放射受信部1をポール7に回転台6とともに設置し、路面8から放射される放射エネルギを受信することにより天空情報の検出を行う。電波放射受信部1からの受信信号の処理はポール7の直下に隣接して置かれたデータ処理部5により実施する。路面8の各場に対応する天空情報は、天空放射ビーム10a、10bとして受信される。つまり、天空の各場所で天空情報を取得するには回転台6で電波放射受信部1を必要な計測点数が得られるよう回転させる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の路面状況把握システムの場合には、次のような問題点がある。すなわち、第1の問題点は路面状況の情報を細かく複数点計測するために、電波放射受信部を回転台に搭載し、精度良く回転させることにある。そのためには、高精度の回転台を必要としていた。さらに、第2の問題点は路面情報の計測の次に天空情報を計測するために、電波放射受信部を路面情報計測のために下向きに、天空情報計測のために上向きにさせることにある。そして、そのための回転台は、従来は上記高精度の回転台で兼用していたが、上記回転台ほどの精度は不要ではあるが、ポールに設置するには何らかの回転台を必要とするという問題がある。これは上述した従来技術が掲載されている1999年電子通信学会総合大会講演論文集で述べられているように、路面状態識別を実現するためには、路面放射率の取得が必須であり、そのためには路面放射エネルギの計測、天空放射エネルギの計測が必要なためである。以上のように、従来の電波放射計では複数点の路面状態の計測を行うために回転台を設け2次元走査を実施してきたが、現実的に路側の柱に電波放射計を設置し、2次元走査を行うことは実用上不適切であるため、このような回転台を使用しない路面状況把握システムの実現が望まれている。
【0005】
本発明の目的は、従来の路面状況把握システムで用いていた、高精度の回転台を使用することなく、路面における複数点の路面情報計測及び、その複数点の路面情報計測時の仰角に相当する俯角での複数の天空情報計測を可能とする路面状況把握システムを提供することにある。
【0006】
【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、この路面状況把握システムは、路面、天空から放射される放射ビームを受信する空中線部、高周波受信部、中間周波・A/D変換部からなる電波放射受信部と、前記電波放射受信部から出力される信号を受信しデータ処理を行うデータ処理部とを備えた路面状況把握システムにおいて、前記空中線部が、路面、天空から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズと、前記誘電体レンズで集光された放射ビームを受信して前記高周波受信部に取り込む受信ホーンと、前記誘電体レンズ及び受信ホーンを路面と天空間の放射ビーム対応位置に可動させるための空中線可動部とから構成され、異なる角度で入射する放射ビームを前記空中線可動部で前記角度に対応する位置に移動されて位置決めされる誘電体レンズ及び受信ホーンで受信するようになっていることを特徴とするものである。
そのため電波放射受信部を回転させることなく、複数点の路面情報計測、それに対応する複数点の天空情報計測を可能とすることができる。したがって、高精度の回転台が不要となる効果を得ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図1〜図3を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の第1実施形態における基本構成が示されている。図1において、空中線部2と高周波受信部3、中間周波・A/D部4からなる電波放射受信部11とこの電波放射受信部11から出力される信号のデータ処理を行うデータ処理部5から構成されている。そして、この図1で示す本発明では、空中線部2が従来の方式とは異なり、誘電体レンズ12と受信ホーン13および空中線可動部14で構成されている。
【0008】
また、図2は図1に示した空中線部2の詳細が示されている。すなわち、図2において、異なる角度で入射する放射ビームはそれぞれに対応する位置に空中線可動部14で位置決めされた誘電体レンズ及び受信ホーン13で受信される。これは、異なる路面上から放射されるビームが異なる角度で誘電体レンズに入射し、さらに天空から放射されるビームも異なる角度で誘電体レンズに入射するが、これらの異なる角度で入射されたビームは各々に対応する位置に空中線可動部により位置決めされた誘電体レンズ、受信ホーンにより受信されることを意味している。具体的には、図2において誘電体レンズが半径Rの回転軌跡15上を空中線可動部14(図1)により移動する。ここで、半径Rは誘電体レンズの焦点距離である。そして、図中、放射ビーム21aが誘電体レンズ12aに入射すると放射ビーム21aは収束されて受信ホーン13aに取り込まれる。同様に異なる方向から入射する放射ビーム21bに対しては空中線可動部14により誘電体レンズ 12 b、受信ホーン 13b が移動し、さらに収束されて受信ホーン13bに取り込まれる。同様に異なる方向から入射される放射ビーム21cに対しては誘電体レンズ12c、受信ホーン13cが、放射ビーム21dに対しては誘電体レンズ12d、受信ホーン13dが空中線可動部14により移動し各々対応する。以上のように空中線可動部14を用いて誘電体レンズ及び受信ホーンをそれぞれ移動させることにより、異なる角度からの放射ビームを検出することが可能となる。
【0009】
このような空中線部2を用いた路面状況把握システムの計測形態を図3に示す。図3では、電波放射受信部11をポール7に設置し、路面8から放射される放射エネルギを受信することにより路面情報及び天空情報の検出を行う。電波放射受信部11からの受信信号の処理はポール7の直下に隣接して置かれたデータ処理部5により実施する。路面8の各場所の路面情報は、路面放射ビーム9a,9bとして受信される。さらに天空の各点の情報は、天空放射ビーム10a,10bとして受信される。この場合、路面上の各場所で路面情報は、回転台を使用することなく計測が前記図2で述べたように可能となる。このように、本実施例では、誘電体レンズおよびアレイアンテナの使用により電波放射受信部を高精度で回転させることなく、路面情報計測、天空情報計測が可能となるという効果を有する。
【0010】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の路面状況把握システムにおいては、次のような効果を奏する。すなわち、本発明の場合、電波放射受信部の空中線部に空中線可動部を設け、誘電体レンズと受信ホーンを可動型としたので、路面情報計測、天空情報計測において複数点計測を電波放射受信部の回転なしで実施できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における路面状況把握システムの構成を示す図である。
【図2】同誘電体レンズ、アレイアンテナの動作原理を示す図である。
【図3】同路面状況把握システムにおける路面情報及び天空情報計測の計測形態を示す図である。
【図4】従来の路面状況把握システムの構成を示す図である。
【図5】同路面状況把握システムにおける路面情報計測の計測形態を示す図である。
【図6】同路面状況把握システムにおける天空情報計測の計測形態を示す図である。
【符号の説明】
1,11 電波放射受信部
2 空中線部
3 高周波受信部
4 中間周波・A/D部
5 データ処理部
6 回転台
7 ポール
8 路面
9a,9b 路面放射ビーム
10a,10b 天空放射ビーム
12a〜d 誘電体レンズ
13a〜d 受信ホーン
14 空中線可動部
21a〜d 放射ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a road surface condition grasping system that provides road surface condition information to a vehicle traveling on a road, and more particularly to an improvement of a radio wave radiometer type road surface condition grasping system that receives radio wave radiation energy and grasps a road surface condition.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional radio radiometer-type road surface condition grasping system (hereinafter referred to as “radio radiometer”) is a collection of lectures at the 1999 IEICE General Conference held at Keio University in March 1999. It is shown in a paper entitled “Understanding Road Surface Conditions Using a Radio Radiometer” published on page 353 of “Information / System 1”. FIG. 4 shows a radio radiometer that has been published in this collection of lectures. That is, the radio wave radiometer includes a radio wave radiation receiving unit 1 including an antenna unit 2, a high frequency receiving unit 3, an intermediate frequency / A / D unit 4, and data for performing data processing of signals output from the radio wave radiation receiving unit 1. The processing unit 5 is configured. The antenna unit 2 includes a sky, a dielectric lens 12 that collects a radiation beam radiated from the road surface, and a reception horn 13 for taking the collected radiation beam into the high-frequency receiving unit 3. With this radio wave radiometer, the measurement form as shown in FIG. 5, that is, the radio wave radiation receiving unit 1 is installed on the
[0003]
In addition, in the radio wave radiometer described in the above-mentioned lecture paper collection, it is necessary to measure the sky radiation energy in addition to the road surface information. This sky radiant energy is the depression angle (incident angle with respect to the road surface) where the radio wave radiation receiving unit 1 is turned upside down from the road surface radiant energy measurement angle and rotated by the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional road surface condition grasping system described above has the following problems. That is, the first problem is that a radio wave radiation receiving unit is mounted on a turntable and rotated with high accuracy in order to measure a plurality of information on road surface conditions finely. For that purpose, a highly accurate turntable was required. Further, the second problem is that the radio wave radiation receiving unit is directed downward for measuring road surface information and directed upward for measuring sky information in order to measure sky information after measurement of road surface information. And the turntable for that purpose has been shared with the above-mentioned high-precision turntable, but the accuracy of the turntable is not necessary, but there is a problem that some turntable is required to install on the pole There is. As described in the 1999 IEICE General Conference Proceedings, where the above-mentioned prior art is published, it is essential to acquire road surface emissivity in order to realize road surface state identification. This is because it is necessary to measure road surface radiant energy and sky radiant energy. As described above, the conventional radioradiometer has been provided with a rotating table to perform two-dimensional scanning in order to measure a plurality of road surface conditions. However, a radioradiometer is actually installed on a roadside column. Since it is unsuitable for practical use to perform the dimension scanning, it is desired to realize a road surface condition grasping system that does not use such a turntable.
[0005]
The object of the present invention is equivalent to the measurement of road surface information at a plurality of points on the road surface and the elevation angle at the time of measuring the road surface information at the plurality of points, without using a high-precision turntable, which was used in a conventional road surface condition grasping system. An object of the present invention is to provide a road surface condition grasping system that enables measurement of a plurality of sky information at depression angles.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the object as described above, the road surface condition grasping system includes a road surface, an aerial unit that receives a radiation beam radiated from the sky, a high-frequency receiving unit, and an intermediate frequency / A / D conversion unit. And a data processing unit that receives a signal output from the radio wave radiation receiving unit and performs data processing on the road surface condition grasping system, wherein the antenna unit emits radiation emitted from the road surface and the sky. A dielectric lens for condensing the beam; a receiving horn for receiving the radiation beam collected by the dielectric lens and taking it into the high-frequency receiving unit; and a radiation beam for the dielectric lens and the receiving horn on the road surface and in the sky. is composed of a aerial movable portion for moving the corresponding positions, different angles to the incident radiation beam positioning is moved to the position corresponding to the angle at the antenna moving unit And it is characterized in that which is so received by a dielectric lens and a receiving horn is.
Therefore, it is possible to measure road surface information at a plurality of points and to measure sky information at a plurality of points corresponding thereto without rotating the radio wave radiation receiving unit. Therefore, it is possible to obtain an effect that a highly accurate turntable is not required.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a basic configuration in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a radio wave radiation receiving unit 11 comprising an antenna unit 2, a high frequency receiving unit 3, an intermediate frequency / A / D unit 4, and a data processing unit 5 that performs data processing of signals output from the radio wave radiation receiving unit 11. It is configured. In the present invention shown in FIG. 1, the antenna unit 2 is composed of a dielectric lens 12, a receiving horn 13, and an antenna moving unit 14, unlike the conventional system.
[0008]
FIG. 2 shows details of the aerial part 2 shown in FIG. That is, in FIG. 2, the radiation beams incident at different angles are received by the dielectric lens and the receiving horn 13 positioned by the antenna movable unit 14 at the corresponding positions. This is because beams emitted from different road surfaces are incident on the dielectric lens at different angles, and beams emitted from the sky are also incident on the dielectric lens at different angles, but the beams incident at these different angles. Means that the signal is received by the dielectric lens and the receiving horn positioned by the antenna movable portion at the corresponding position. Specifically, in FIG. 2, the dielectric lens moves on the rotation locus 15 with the radius R by the antenna moving part 14 (FIG. 1). Here, the radius R is the focal length of the dielectric lens. In the figure, when the radiation beam 21a is incident on the dielectric lens 12a, the radiation beam 21a is converged and taken into the receiving horn 13a. Dielectric lens 12 b by aerial movable portion 14 relative to the radiation beam 21b incident from different directions in the same manner, the receiving horn 13b is moved, is taken into the receiving horn 13b is further converged. Similarly, the dielectric lens 12c and the receiving horn 13c are moved by the antenna moving part 14 and the dielectric lens 12c and the receiving horn 13c are moved to the radiation beam 21c incident from different directions, respectively. To do. As described above, it is possible to detect radiation beams from different angles by moving the dielectric lens and the reception horn using the antenna movable unit 14 as described above.
[0009]
FIG. 3 shows a measurement form of the road surface condition grasping system using such an antenna unit 2. In FIG. 3, the radio wave radiation receiving unit 11 is installed on the
[0010]
【The invention's effect】
As described above, the road surface condition grasping system of the present invention has the following effects. That is, in the case of the present invention, since the antenna moving part is provided in the antenna part of the radio wave radiation receiving part and the dielectric lens and the receiving horn are made movable, the radio wave radiation receiving part is used for road surface information measurement and sky information measurement. There is an effect that it can be carried out without rotation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a road surface condition grasping system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an operation principle of the dielectric lens and the array antenna.
FIG. 3 is a diagram showing a measurement form of road surface information and sky information measurement in the road surface condition grasping system.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional road surface condition grasping system.
FIG. 5 is a diagram showing a measurement form of road surface information measurement in the road surface condition grasping system.
FIG. 6 is a diagram showing a measurement form of sky information measurement in the road surface condition grasping system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Radio wave receiving part 2 Aerial part 3 High frequency receiving part 4 Intermediate frequency and A / D part 5
10a, 10b Sky radiation beam
12a-d Dielectric lens
13a-d Receiving horn
14 Aerial moving parts
21a-d Radiation beam
Claims (1)
前記空中線部(2)が、路面、天空から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズ(12)と、前記誘電体レンズ(12)で集光された放射ビームを受信して前記高周波受信部(3)に取り込む受信ホーン(13)と、前記誘電体レンズ(12)及び受信ホーン(13)を路面と天空間の放射ビーム対応位置に可動させるための空中線可動部(14)とから構成され、異なる角度で入射する放射ビームを前記空中線可動部(14)で前記角度に対応する位置に移動されて位置決めされる誘電体レンズ(12)及び受信ホーン(13)で受信するようになっていることを特徴とする路面状況把握システム。A radio wave radiation receiver (11) comprising a road surface, an aerial section (2) for receiving a radiation beam radiated from the sky, a high frequency receiver (3) , an intermediate frequency / A / D converter (4 ), and the radio wave radiation In a road surface condition grasping system including a data processing unit (5) that receives a signal output from a receiving unit and performs data processing,
The antenna part (2) receives the radiation lens condensed by the dielectric lens (12) and the dielectric lens (12) for condensing the radiation beam radiated from the road surface and the sky, and receives the high frequency signal. A receiving horn (13 ) to be taken into the unit (3) , and an antenna moving part (14) for moving the dielectric lens (12) and the receiving horn (13) to a radiation beam corresponding position on the road surface and the sky. The radiation beam incident at different angles is received by the dielectric lens (12) and the receiving horn (13) which are moved and positioned by the antenna moving part (14) to a position corresponding to the angle. Road surface condition grasping system characterized by being.
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Publications (2)
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2001
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