路面状況判定方法およびその装置
【課題】既存の路面状況センサにより得られる路面状態の判定よりも精度を向上させる。
【解決手段】道路Ｒの近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー７、路面温度センサー１３で道路Ｒを走行する車両Ｃのタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部１５に入力し、この分析部１５においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と検出された路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部２１を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする。
【解決手段】道路Ｒの近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー７、路面温度センサー１３で道路Ｒを走行する車両Ｃのタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部１５に入力し、この分析部１５においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と検出された路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部２１を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を判定する路面状況判定方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を検出する路面状況センサーの情報は、道路パトロール等の目視による情報に代わり除雪ステーションのオペレータ−、ドライバ−及び道路管理者へいち早く情報を提供することからも、今後最も期待される道路気象センサーのひとつである。しかしながら、前記路面状況センサーは、精度の安定性が低い機器が多いことから、除雪出動の判断の情報としては充分に活用されておらず、出動判断はＩＴＶ画像、道路パトロール等の目視情報に頼っているのが現状である。
【０００３】
冬季道路の路面情報は、雪国の地域住民にとって最も身近な情報であることから、冬季道路情報に対する「きめ細やかな情報の提供（路面状況を含む）」の要望割合が大変高くなってきている。特に、高い精度の道路気象情報の提供は、除雪等の道路管理への利用だけでなく、地域住民にとっても、今後有益な情報であるから、積極的な開発が期待されている状況にある。
【０００４】
従来、路面状況センサーとしては、光センサーや画像センサーなどが知られている。この光センサーや画像センサーなどでは、路面状況（路面状態）を判定する的中率が低く、すなわち、判定の精度が悪いと共に高価である。最近になって、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を検出する路面状況センサーとして、音センサーが開発されてきて、例えば特許文献１、２が知られている。
【特許文献１】特開２０２−２５６５２１号公報
【特許文献２】特許３３９３５００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１による音センサーで道路の路面状況を検出する方法では、音センサーを道路の内部に設置するため、設置自体が大変であるという問題がある。また、上述した特許文献２による音センサーで道路の路面状況を検出する方法では、車速検出手段も使用し、しかもニュートラルネットワークを用いて行っており、判別が厄介であり、また、完全なものでないのが現状である。また、最近の音センサーでは、車両走行音の音圧および周波数の分布によって路面状況を判別するが、音の継続時間を考慮していないため、路面状態の違いによる音の性質を分析する際に十分でない。したがって、音センサーを用いて従来から知られている光センサーや画像センサーなどよりも精度を向上せしめるようにするのが、以前として課題としてあげられる。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためにこの発明の路面状況判定方法は、道路の近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー、路面温度センサーで道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とするものである。
【０００８】
また、この発明の路面状況判定方法は、車両後方内部に設置した音センサー、振動センサーで、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音および振動を検出すると共に、前記車両に設置した路面温度センサーで路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、振動値および路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の路面状況判定方法は、前記路面状況判定方法において、前記出力部は入力された判定結果を電気信号に変換して既存の路面状況判別装置に出力することが好ましい。
【００１０】
この発明の路面状況判別装置は、道路の近傍におけるある一定の高さに設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音を検出する音センサー、路面の温度を検出する路面温度センサーと
この音センサーにより検出された接触音がデジタル信号に変換されたデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、前記分析部において求められた周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と比較判定する比較判定部と、この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の路面状況判別装置は、車両後方内部、および車両前部に設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、振動音および路面温度を検出する音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーと、この音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーにより検出された接触音、振動音および路面温度がデジタル信号より実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求める分析部と、あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、前記分析部において求められた周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定する比較判定部と、この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の路面状況判別装置は、前記路面状況判別装置において、前記出力部は入力された判定結果を送信部より、監視局に転送、出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、従来の路面状況センサーを用いて路面状況を判定する手段よりも、路面状況の判定を精度よく向上せしめることができる。
【００１４】
また、音センサーを用いた路面状況の判定結果を既存の路面状況判別装置に出力することで、従来の判定結果と合わせて補完せしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照するに、例えばアスフアルトやコンクリートからなる道路Ｒには車両としての例えば一般乗用車あるいは大型車種などの自動車Ｃが図１において例えば紙面に対して直交した方向の手前側へ走行されている。そして、道路Ｒの近傍例えば図１において左側にはポール１が立設されている。このポール１のある一定の高さ例えば１ｍの高さ位置にはブラケット３が取り付けられており、このブラケット３の先端部には路面状況判定装置５における入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン７が走行する前記自動車Ｃへ向けて右下斜め方向へ傾斜して設けられている。しかも、前記ポール１に設けられたマイクロフォン７と同高さ位置には路面状況判定装置５における路面状況判定装置本体９が設けられている。
【００１７】
前記ポール１に設けられた路面状況判定装置本体９の高さ位置より低い場所にブラケット１１が取り付けられていて、このブラケット１１の先端部には路面温度センサー１３が右下斜め方向へ傾斜して設けられている。
【００１８】
前記路面状況判定装置５の構成ブロック図が図２に示されている。図２において、前記入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン７および路面温度センサー１３には路面状況判定装置本体９に設けられた分析部１５が接続されている。この分析部１５には判定部１７が接続されている。そして、この判定部１７には条件設定部１９と出力部２１が接続されている。
【００１９】
図２に示されているように、既存路面状況判定装置２３が別に備えられており、この既存路面状況判定装置２３には既存装置の判定結果の補完部２５が接続されていると共にこの補完部２５には前記出力部１７からの音センサーである例えばマイクロフォン７および路面温度センサー１３による判定結果が入力されるようになっている。
【００２０】
前記音センサーとしてのマイクロフォン７は道路Ｒの近傍におけるある一定の高さに設けられ、道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音を検出するものであり、前記分析部１５にはマイクロフォン７により検出された接触音がデジタル信号に変換して入力されてスペクトル解析により実際の周波数値、音圧レベル値および音の継続時間の分布が求められる。前記判定部１７には分析部１５において求められた実際の周波数値と音圧レベル値、音の継続時間の分布および路面温度が入力されると共に前記条件設定部１５に予め登録されている複数種類の路面状況値が取り込まれて、実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と、複数種類の路面状況値とが比較判定される。
【００２１】
より詳しく説明すると、前記条件設定部１９には図３に示されているような予め設定された設定湿潤・シャーベッドデータ、図４に示されているような予め設定された設定圧雪データ、図５に示されているような予め設定された設定凍結データおよび、図６に示されているような予め設定された設定乾燥データが登録されている。
【００２２】
図３、図４、図５および図６において、横軸に周波数値（Ｈｚ）を、縦軸に音圧レベル値（ｄＢ）を示している。図３において予め設定された設定湿潤データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上および路面温度が１℃越えのときを湿潤値として登録されている。図３において予め設定された設定シャーベットデータとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上および路面温度が１℃以下のときをシャーベット値として登録されている。
【００２３】
図４において予め設定された設定圧雪データとしては、周波数が４ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、また、周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜２ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満のときを圧雪値として登録されている。
【００２４】
図５において予め設定された設定凍結データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、周波数値が０〜２ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６５ｄＢ以下の継続時間が７ｓｅc未満、かつ路面温度が０℃以下のときを凍結値として登録されている。図６において予め設定された設定乾燥データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつの周波数値が０〜１ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間４ｓｅc以上、路面温度が０℃以上のときを乾燥値として登録されている。
【００２５】
上記構成により、路面状況の判定を行う方法を図７に示したフローにより説明すると、計測が開始され、ステップＳ１でマイクロフォン７により道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音が検出されると共に路面温度センサー１３で路面温度が検出される。そして、ステップＳ２で例えば設定時間を０．１秒と設定し、この設定時間を経過すると、ステップＳ３に進むが、設定時間を経過していないとステップＳ１の手前に戻される。ステップＳ３において、騒音レベルが予め決められた設定値以上のとき車両通過と判断してステップＳ４に進むが、騒音レベルが設定値未満のときには車両通過とみなされないでステップＳ１の手前に戻される。
【００２６】
ステップＳ４において、マイクロフォン７により検出された接触音がデジタル信号に変換して分析部１５に入力される。そして、分析部１５においてデジタルデータより周波数値、音圧レベル値および継続時間がスペクトル解析により実測値として求められる。そして、分析部１５で得られた周波数、音圧レベル値および継続時間並びに路面温度の実測値が、判定部１７に入力される。前記条件設定部１９に図３〜図６による予め複数種類の路面状況値条件が登録されているので、この路面状況値条件が判定部１７に取り込まれることで、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値と予め設定された路面状況値条件とが比較判定される。
【００２７】
ステップＳ５において、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値が、図３に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、および路面温度が１℃越えのときの湿潤条件に該当すれば、ステップＳ６に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の湿潤判定割合を満足していれば、ステップＳ７において湿潤に満足として判定される。ステップＳ６において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００２８】
ステップＳ５において、湿潤として判定されなかった場合には、ステップＳ８に進み、ステップＳ８において、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値が、図３に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、路面温度が１℃以下のときのシャーベット条件に該当すれば、ステップＳ９に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上のシャーベット判定割合を満足していれば、ステップＳ１０においてシャーベットに満足として判定される。ステップＳ９において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００２９】
ステップＳ１１において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図４に示した周波数値が４ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、また、周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜２ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満のときの圧雪条件に該当すれば、ステップＳ１２に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の圧雪判定割合を満足していれば、ステップＳ１３において圧雪に満足として判定される。ステップＳ１３において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３０】
ステップＳ１１において、圧雪として判定されなかった場合には、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図５に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、周波数値が０〜２ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満、かつ路面温度が０℃以下のときの凍結条件に該当すれば、ステップＳ１５に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の凍結判定割合を満足していれば、ステップＳ１６において凍結に満足として判定される。ステップＳ１５において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３１】
ステップＳ１４において、凍結として判定されなかった場合には、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図６に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜１ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５以上の継続時間４ｓｅc以上のときを乾燥値に該当すれば、ステップＳ１８に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の乾燥判定割合を満足していれば、ステップＳ１９において乾燥に満足として判定される。ステップＳ１９において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３２】
前記ステップＳ７、ステップＳ１０、ステップＳ１３、ステップＳ１６およびステップＳ１９でそれぞれ湿潤、シャーベット、圧雪、凍結および乾燥と判定された結果は、出力部１７に出力される。また、ステップＳ２０において既存路面状況判別装置２３の補完部２５へ出力されて、既存の路面センサとしての例えば光センサにより得られたデータと併用されて活用される。
【００３３】
前記複数種類の路面状況値を乾燥値、湿潤値、シャーベット値、圧雪値および凍結値とすることで、路面状態を乾燥、湿潤、シャーベット、圧雪および凍結の５つに精度良く判定せしめることができる。また、前記条件設定部１９において登録されている複数種類の路面状況値が変更可能であることから、測定の場所、道路の舗装種類や車種による特性を設定値の調整に応じて任意に変更することができる。
【００３４】
図８には図１に代わる別の路面状況判別装置が示されている。図８は車両としての例えば自動車Ｃが示されている。この自動車Ｃの後方内部には音センサーとしての例えばマイクロフォン２７が設けられていると共に路面状況判定装置本体２９が自動車Ｃ内に設けられている。また、自動車Ｃの後輪３１のホイールハウス３３は図９に示されているように、道路Ｒの路面ＲＡから巻き上げた水、雪粒、氷粒が衝突して振動するから、前記ホイールハウス３３には図１０に示されているように、振動センサー３５が設けられている。さらに、図８に示されているように、前記自動車Ｃの前部におけるバンパー３７には路面温度センサー３９が取り付けられている。
【００３５】
前記路面状況判定装置本体２９内の構成ブロック図が図１１に示されている。図１１において、前記入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン２７、振動センサー３５および路面温度センサー３９には路面状況判定装置本体９に設けられた分析部４１が接続されている。この分析部４１には判定部４３が接続されている。そして、この判定部４３には条件設定部４５が接続されている。前記判定部４３で得られた判定結果は送信部４７に送信されると共にこの送信部４７には監視局４９が接続されている。
【００３６】
前記音センサーとしてのマイクロフォン２７は自動車Ｃの後方内部に設けられ、道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音を検出するものであり、前記分析部１５にはマイクロフォン２７により検出された接触音がデジタル信号に変換して入力されてスペクトル解析により実際の周波数値、音圧レベル値が求められる。
【００３７】
ホイールハウス３３に設けられた振動センサー３５によってホイールハウス３３の水滴の振動値を検出し、デジタル信号に変換して分析部４１に入力される。さらに、自動車Ｃの前部におけるバンパー３７に設けられた路面温度センサー３９によって路面温度を検出し、デジタル信号に変換して分析部４１に入力される。
【００３８】
前記判定部４３には分析部４１において求められた実際の周波数値と音圧レベル値、振動音の分布および路面温度が入力されると共に前記条件設定部４５に予め登録されている複数種類の路面状況値が取り込まれて、実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と、複数種類の路面状況値とが比較判定される。
【００３９】
自動車Ｃの走行音データと振動音（振動加速度）、路面温度との関係が図１２に示されている。図１２において、振動値（振動加速度の最大値）が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、自動車Ｃの走行音の周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が２ｋＨｚ以上に音圧が−６５ｄＢ以上を含まない、かつ、路面温度が０℃以下の条件である場合は凍結路面として登録されている。
【００４０】
振動値が２１５ｍ／ｓｅｃ２以上に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が０〜３ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含む条件である場合は圧雪路面として登録されている。
【００４１】
振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−６０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以上の条件である場合は湿潤路面として登録されている。
【００４２】
振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、自動車Ｃの走行音の周波数が４ｋＨｚ以上に音圧が−６０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以下の条件である場合はシャーベット路面として登録されている。
【００４３】
振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が０〜５ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以上の条件である場合は乾燥路面として登録されている。
【００４４】
上記構成により、路面状況の判定を行う方法を図１３に示したフローチャートにより説明すると、計測が開始され、ステップＳ２１でマイクロフォン２７により道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音が検出されると共に路面温度センサー３９で路面温度が検出される。そして、ステップＳ２２で例えば設定時間を０．１秒と設定し、この設定時間を経過すると、ステップＳ２３に進むが、設定時間を経過していないとステップＳ２１の手前に戻される。ステップＳ２３において、騒音レベルが予め決められた設定値以上のとき車両通過と判断してステップＳ２４に進むが、騒音レベルが設定値未満のときには車両通過とみなされないでステップＳ２１の手前に戻される。
【００４５】
ステップＳ２４において、マイクロフォン２７により検出された接触音がデジタル信号に変換して分析部４１に入力される。そして、分析部４１においてデジタルデータよりスペクトル解析により周波数値、音圧レベル値が求められ、並びに振動音、路面温度が実測値として求められる。そして、分析部４１で得られた周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値が、判定部４３に入力される。前記条件設定部４５に図１２による予め複数種類の路面状況値条件が登録されているので、この路面状況値条件が判定部１７に取り込まれることで、周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値と予め設定された路面状況値条件とが比較判定される。
【００４６】
ステップＳ２５において、周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下、路面温度が１℃越えのときの湿潤条件に該当すれば、ステップＳ２６に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の湿潤判定割合を満足していれば、ステップＳ２７において湿潤に満足として判定される。ステップＳ２６において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４７】
ステップＳ２５において、湿潤として判定されなかった場合には、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２８において、周波数、音圧レベル値、並びに振動音、路面温度の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、路面温度が１℃以下のときのシャーベット条件に該当すれば、ステップＳ２９に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上のシャーベット判定割合を満足していれば、ステップＳ３０においてシャーベットに満足として判定される。ステップＳ２９において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４８】
ステップＳ３１において、周波数値、音圧レベル値並びに振動音の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上を含む、振動値が２１５ｍ／ｓｅｃ２以上のとき圧雪条件に該当すれば、ステップＳ３２に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の圧雪判定割合を満足していれば、ステップＳ３３において圧雪に満足として判定される。ステップＳ１３において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４９】
ステップＳ３１において、圧雪として判定されなかった場合には、ステップＳ３４に進み、ステップＳ３４において、周波数値、音圧レベル値並びに振動音の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、また、周波数が０〜３ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含まない、かつ路面温度が０℃以下のとき凍結条件に該当すれば、ステップＳ１５に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の凍結判定割合を満足していれば、ステップＳ３６において凍結に満足として判定される。ステップＳ３５において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００５０】
ステップＳ３４において、凍結として判定されなかった場合には、ステップＳ３７に進み、ステップＳ３７において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上を含み、振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下で、路面温度が０℃以上のときを乾燥値に該当すれば、ステップＳ３８に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の乾燥判定割合を満足していれば、ステップＳ３９において乾燥に満足として判定される。ステップＳ３９において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００５１】
前記ステップＳ２７、ステップＳ３０、ステップＳ３３、ステップＳ３６およびステップＳ３９でそれぞれ湿潤、シャーベット、圧雪、凍結および乾燥と判定された結果は、ステップＳ４０で出力された後、送信部４７へ送られる。送信部４７に送られたデータは、監視局へ送られて、活用される。
【００５２】
前記複数種類の路面状況値を乾燥値、湿潤値、シャーベット値、圧雪値および凍結値とすることで、路面状態を乾燥、湿潤、シャーベット、圧雪および凍結の５つに精度良く判定せしめることができる。また、前記条件設定部４５において登録されている複数種類の路面状況値を変更可能であることから、測定の場所、道路の舗装種類や車種による特性を設定値の調整に応じて任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の路面状況判定装置を道路の近傍に設けた正面図である。
【図２】この発明の路面状況判定装置の構成ブロック図である。
【図３】条件設定部における予め設定された湿潤状態の条件設定を示した図である。
【図４】条件設定部における予め設定された圧雪状態の条件設定を示した図である。
【図５】条件設定部における予め設定された凍結状態の条件設定を示した図である。
【図６】条件設定部における予め設定された乾燥状態の条件設定を示した図である。
【図７】音センサー、路面温度センサーによる道路の路面状態を判定するフローを示した図である。
【図８】この発明の路面状況判定装置を搭載した車両としての自動車を示した斜視図である。
【図９】図８におけるＩＸ矢視部の拡大図である。
【図１０】図８におけるホイールハウスに振動センサーを設けた拡大図である。
【図１１】この発明の別の路面状況判定装置の構成ブロック図である。
【図１２】周波数、音パワーと振動音と路面温度の関係を示した図である。
【図１３】音センサ、路面温度センサーおよび振動センサーによる道路の路面状態を判定するフローチャートを示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ポール
３ ブラケット
５ 路面状況判定装置
７ マイクロフォン（音センサー）（入力部）
９ 路面状況判定装置本体
１１ ブラケット
１３ 路面温度センサー（入力部）
１５ 分析部
１７ 判定部
１９ 条件設定部
２１ 出力部
２３ 既存路面状況判定装置
２５ 既存装置の判定結果の補完部
２７ マイクロフォン（音センサー）（入力部）
２９ 路面状況判定装置本体
３１ 後輪
３３ ホイールハウス
３５ 振動センサー（入力部）
３７ バンパー
３９ 路面温度センサー（入力部）
４１ 分析部
４３ 判定部
４５ 条件設定部
４７ 送信部
４９ 監視局
Ｒ 道路
Ｃ 自動車（車両）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を判定する路面状況判定方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を検出する路面状況センサーの情報は、道路パトロール等の目視による情報に代わり除雪ステーションのオペレータ−、ドライバ−及び道路管理者へいち早く情報を提供することからも、今後最も期待される道路気象センサーのひとつである。しかしながら、前記路面状況センサーは、精度の安定性が低い機器が多いことから、除雪出動の判断の情報としては充分に活用されておらず、出動判断はＩＴＶ画像、道路パトロール等の目視情報に頼っているのが現状である。
【０００３】
冬季道路の路面情報は、雪国の地域住民にとって最も身近な情報であることから、冬季道路情報に対する「きめ細やかな情報の提供（路面状況を含む）」の要望割合が大変高くなってきている。特に、高い精度の道路気象情報の提供は、除雪等の道路管理への利用だけでなく、地域住民にとっても、今後有益な情報であるから、積極的な開発が期待されている状況にある。
【０００４】
従来、路面状況センサーとしては、光センサーや画像センサーなどが知られている。この光センサーや画像センサーなどでは、路面状況（路面状態）を判定する的中率が低く、すなわち、判定の精度が悪いと共に高価である。最近になって、自動車、バイクなどの車両が走行する道路の路面状況を検出する路面状況センサーとして、音センサーが開発されてきて、例えば特許文献１、２が知られている。
【特許文献１】特開２０２−２５６５２１号公報
【特許文献２】特許３３９３５００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１による音センサーで道路の路面状況を検出する方法では、音センサーを道路の内部に設置するため、設置自体が大変であるという問題がある。また、上述した特許文献２による音センサーで道路の路面状況を検出する方法では、車速検出手段も使用し、しかもニュートラルネットワークを用いて行っており、判別が厄介であり、また、完全なものでないのが現状である。また、最近の音センサーでは、車両走行音の音圧および周波数の分布によって路面状況を判別するが、音の継続時間を考慮していないため、路面状態の違いによる音の性質を分析する際に十分でない。したがって、音センサーを用いて従来から知られている光センサーや画像センサーなどよりも精度を向上せしめるようにするのが、以前として課題としてあげられる。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためにこの発明の路面状況判定方法は、道路の近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー、路面温度センサーで道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とするものである。
【０００８】
また、この発明の路面状況判定方法は、車両後方内部に設置した音センサー、振動センサーで、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音および振動を検出すると共に、前記車両に設置した路面温度センサーで路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、振動値および路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の路面状況判定方法は、前記路面状況判定方法において、前記出力部は入力された判定結果を電気信号に変換して既存の路面状況判別装置に出力することが好ましい。
【００１０】
この発明の路面状況判別装置は、道路の近傍におけるある一定の高さに設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音を検出する音センサー、路面の温度を検出する路面温度センサーと
この音センサーにより検出された接触音がデジタル信号に変換されたデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、前記分析部において求められた周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と比較判定する比較判定部と、この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の路面状況判別装置は、車両後方内部、および車両前部に設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、振動音および路面温度を検出する音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーと、この音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーにより検出された接触音、振動音および路面温度がデジタル信号より実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求める分析部と、あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、前記分析部において求められた周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定する比較判定部と、この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の路面状況判別装置は、前記路面状況判別装置において、前記出力部は入力された判定結果を送信部より、監視局に転送、出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、従来の路面状況センサーを用いて路面状況を判定する手段よりも、路面状況の判定を精度よく向上せしめることができる。
【００１４】
また、音センサーを用いた路面状況の判定結果を既存の路面状況判別装置に出力することで、従来の判定結果と合わせて補完せしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照するに、例えばアスフアルトやコンクリートからなる道路Ｒには車両としての例えば一般乗用車あるいは大型車種などの自動車Ｃが図１において例えば紙面に対して直交した方向の手前側へ走行されている。そして、道路Ｒの近傍例えば図１において左側にはポール１が立設されている。このポール１のある一定の高さ例えば１ｍの高さ位置にはブラケット３が取り付けられており、このブラケット３の先端部には路面状況判定装置５における入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン７が走行する前記自動車Ｃへ向けて右下斜め方向へ傾斜して設けられている。しかも、前記ポール１に設けられたマイクロフォン７と同高さ位置には路面状況判定装置５における路面状況判定装置本体９が設けられている。
【００１７】
前記ポール１に設けられた路面状況判定装置本体９の高さ位置より低い場所にブラケット１１が取り付けられていて、このブラケット１１の先端部には路面温度センサー１３が右下斜め方向へ傾斜して設けられている。
【００１８】
前記路面状況判定装置５の構成ブロック図が図２に示されている。図２において、前記入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン７および路面温度センサー１３には路面状況判定装置本体９に設けられた分析部１５が接続されている。この分析部１５には判定部１７が接続されている。そして、この判定部１７には条件設定部１９と出力部２１が接続されている。
【００１９】
図２に示されているように、既存路面状況判定装置２３が別に備えられており、この既存路面状況判定装置２３には既存装置の判定結果の補完部２５が接続されていると共にこの補完部２５には前記出力部１７からの音センサーである例えばマイクロフォン７および路面温度センサー１３による判定結果が入力されるようになっている。
【００２０】
前記音センサーとしてのマイクロフォン７は道路Ｒの近傍におけるある一定の高さに設けられ、道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音を検出するものであり、前記分析部１５にはマイクロフォン７により検出された接触音がデジタル信号に変換して入力されてスペクトル解析により実際の周波数値、音圧レベル値および音の継続時間の分布が求められる。前記判定部１７には分析部１５において求められた実際の周波数値と音圧レベル値、音の継続時間の分布および路面温度が入力されると共に前記条件設定部１５に予め登録されている複数種類の路面状況値が取り込まれて、実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と、複数種類の路面状況値とが比較判定される。
【００２１】
より詳しく説明すると、前記条件設定部１９には図３に示されているような予め設定された設定湿潤・シャーベッドデータ、図４に示されているような予め設定された設定圧雪データ、図５に示されているような予め設定された設定凍結データおよび、図６に示されているような予め設定された設定乾燥データが登録されている。
【００２２】
図３、図４、図５および図６において、横軸に周波数値（Ｈｚ）を、縦軸に音圧レベル値（ｄＢ）を示している。図３において予め設定された設定湿潤データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上および路面温度が１℃越えのときを湿潤値として登録されている。図３において予め設定された設定シャーベットデータとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上および路面温度が１℃以下のときをシャーベット値として登録されている。
【００２３】
図４において予め設定された設定圧雪データとしては、周波数が４ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、また、周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜２ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満のときを圧雪値として登録されている。
【００２４】
図５において予め設定された設定凍結データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、周波数値が０〜２ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６５ｄＢ以下の継続時間が７ｓｅc未満、かつ路面温度が０℃以下のときを凍結値として登録されている。図６において予め設定された設定乾燥データとしては、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつの周波数値が０〜１ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間４ｓｅc以上、路面温度が０℃以上のときを乾燥値として登録されている。
【００２５】
上記構成により、路面状況の判定を行う方法を図７に示したフローにより説明すると、計測が開始され、ステップＳ１でマイクロフォン７により道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音が検出されると共に路面温度センサー１３で路面温度が検出される。そして、ステップＳ２で例えば設定時間を０．１秒と設定し、この設定時間を経過すると、ステップＳ３に進むが、設定時間を経過していないとステップＳ１の手前に戻される。ステップＳ３において、騒音レベルが予め決められた設定値以上のとき車両通過と判断してステップＳ４に進むが、騒音レベルが設定値未満のときには車両通過とみなされないでステップＳ１の手前に戻される。
【００２６】
ステップＳ４において、マイクロフォン７により検出された接触音がデジタル信号に変換して分析部１５に入力される。そして、分析部１５においてデジタルデータより周波数値、音圧レベル値および継続時間がスペクトル解析により実測値として求められる。そして、分析部１５で得られた周波数、音圧レベル値および継続時間並びに路面温度の実測値が、判定部１７に入力される。前記条件設定部１９に図３〜図６による予め複数種類の路面状況値条件が登録されているので、この路面状況値条件が判定部１７に取り込まれることで、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値と予め設定された路面状況値条件とが比較判定される。
【００２７】
ステップＳ５において、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値が、図３に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、および路面温度が１℃越えのときの湿潤条件に該当すれば、ステップＳ６に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の湿潤判定割合を満足していれば、ステップＳ７において湿潤に満足として判定される。ステップＳ６において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００２８】
ステップＳ５において、湿潤として判定されなかった場合には、ステップＳ８に進み、ステップＳ８において、周波数、音圧レベル値、および継続時間並びに路面温度の実測値が、図３に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、路面温度が１℃以下のときのシャーベット条件に該当すれば、ステップＳ９に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上のシャーベット判定割合を満足していれば、ステップＳ１０においてシャーベットに満足として判定される。ステップＳ９において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００２９】
ステップＳ１１において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図４に示した周波数値が４ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、また、周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜２ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満のときの圧雪条件に該当すれば、ステップＳ１２に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の圧雪判定割合を満足していれば、ステップＳ１３において圧雪に満足として判定される。ステップＳ１３において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３０】
ステップＳ１１において、圧雪として判定されなかった場合には、ステップＳ１４に進み、ステップＳ１４において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図５に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、周波数値が０〜２ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６５ｄＢ以上の継続時間７ｓｅc未満、かつ路面温度が０℃以下のときの凍結条件に該当すれば、ステップＳ１５に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の凍結判定割合を満足していれば、ステップＳ１６において凍結に満足として判定される。ステップＳ１５において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３１】
ステップＳ１４において、凍結として判定されなかった場合には、ステップＳ１７に進み、ステップＳ１７において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、図６に示した周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上、かつ周波数値が０〜１ｋＨｚで、音圧レベル値が−６５以上の継続時間４ｓｅc以上のときを乾燥値に該当すれば、ステップＳ１８に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の乾燥判定割合を満足していれば、ステップＳ１９において乾燥に満足として判定される。ステップＳ１９において満足していないと判定されるとステップＳ１の手前に戻される。
【００３２】
前記ステップＳ７、ステップＳ１０、ステップＳ１３、ステップＳ１６およびステップＳ１９でそれぞれ湿潤、シャーベット、圧雪、凍結および乾燥と判定された結果は、出力部１７に出力される。また、ステップＳ２０において既存路面状況判別装置２３の補完部２５へ出力されて、既存の路面センサとしての例えば光センサにより得られたデータと併用されて活用される。
【００３３】
前記複数種類の路面状況値を乾燥値、湿潤値、シャーベット値、圧雪値および凍結値とすることで、路面状態を乾燥、湿潤、シャーベット、圧雪および凍結の５つに精度良く判定せしめることができる。また、前記条件設定部１９において登録されている複数種類の路面状況値が変更可能であることから、測定の場所、道路の舗装種類や車種による特性を設定値の調整に応じて任意に変更することができる。
【００３４】
図８には図１に代わる別の路面状況判別装置が示されている。図８は車両としての例えば自動車Ｃが示されている。この自動車Ｃの後方内部には音センサーとしての例えばマイクロフォン２７が設けられていると共に路面状況判定装置本体２９が自動車Ｃ内に設けられている。また、自動車Ｃの後輪３１のホイールハウス３３は図９に示されているように、道路Ｒの路面ＲＡから巻き上げた水、雪粒、氷粒が衝突して振動するから、前記ホイールハウス３３には図１０に示されているように、振動センサー３５が設けられている。さらに、図８に示されているように、前記自動車Ｃの前部におけるバンパー３７には路面温度センサー３９が取り付けられている。
【００３５】
前記路面状況判定装置本体２９内の構成ブロック図が図１１に示されている。図１１において、前記入力部としての音センサーである例えばマイクロフォン２７、振動センサー３５および路面温度センサー３９には路面状況判定装置本体９に設けられた分析部４１が接続されている。この分析部４１には判定部４３が接続されている。そして、この判定部４３には条件設定部４５が接続されている。前記判定部４３で得られた判定結果は送信部４７に送信されると共にこの送信部４７には監視局４９が接続されている。
【００３６】
前記音センサーとしてのマイクロフォン２７は自動車Ｃの後方内部に設けられ、道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音を検出するものであり、前記分析部１５にはマイクロフォン２７により検出された接触音がデジタル信号に変換して入力されてスペクトル解析により実際の周波数値、音圧レベル値が求められる。
【００３７】
ホイールハウス３３に設けられた振動センサー３５によってホイールハウス３３の水滴の振動値を検出し、デジタル信号に変換して分析部４１に入力される。さらに、自動車Ｃの前部におけるバンパー３７に設けられた路面温度センサー３９によって路面温度を検出し、デジタル信号に変換して分析部４１に入力される。
【００３８】
前記判定部４３には分析部４１において求められた実際の周波数値と音圧レベル値、振動音の分布および路面温度が入力されると共に前記条件設定部４５に予め登録されている複数種類の路面状況値が取り込まれて、実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と、複数種類の路面状況値とが比較判定される。
【００３９】
自動車Ｃの走行音データと振動音（振動加速度）、路面温度との関係が図１２に示されている。図１２において、振動値（振動加速度の最大値）が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、自動車Ｃの走行音の周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が２ｋＨｚ以上に音圧が−６５ｄＢ以上を含まない、かつ、路面温度が０℃以下の条件である場合は凍結路面として登録されている。
【００４０】
振動値が２１５ｍ／ｓｅｃ２以上に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が０〜３ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含む条件である場合は圧雪路面として登録されている。
【００４１】
振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−６０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以上の条件である場合は湿潤路面として登録されている。
【００４２】
振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、自動車Ｃの走行音の周波数が４ｋＨｚ以上に音圧が−６０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以下の条件である場合はシャーベット路面として登録されている。
【００４３】
振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下に分布し、周波数が４ｋＨｚ以上で音圧が−５０ｄＢ以下、かつ、周波数が０〜５ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含む、かつ、路面温度が１℃以上の条件である場合は乾燥路面として登録されている。
【００４４】
上記構成により、路面状況の判定を行う方法を図１３に示したフローチャートにより説明すると、計測が開始され、ステップＳ２１でマイクロフォン２７により道路Ｒを走行する自動車Ｃのタイヤと路面の接触音が検出されると共に路面温度センサー３９で路面温度が検出される。そして、ステップＳ２２で例えば設定時間を０．１秒と設定し、この設定時間を経過すると、ステップＳ２３に進むが、設定時間を経過していないとステップＳ２１の手前に戻される。ステップＳ２３において、騒音レベルが予め決められた設定値以上のとき車両通過と判断してステップＳ２４に進むが、騒音レベルが設定値未満のときには車両通過とみなされないでステップＳ２１の手前に戻される。
【００４５】
ステップＳ２４において、マイクロフォン２７により検出された接触音がデジタル信号に変換して分析部４１に入力される。そして、分析部４１においてデジタルデータよりスペクトル解析により周波数値、音圧レベル値が求められ、並びに振動音、路面温度が実測値として求められる。そして、分析部４１で得られた周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値が、判定部４３に入力される。前記条件設定部４５に図１２による予め複数種類の路面状況値条件が登録されているので、この路面状況値条件が判定部１７に取り込まれることで、周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値と予め設定された路面状況値条件とが比較判定される。
【００４６】
ステップＳ２５において、周波数、音圧レベル値並びに振動音、路面温度の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下、路面温度が１℃越えのときの湿潤条件に該当すれば、ステップＳ２６に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の湿潤判定割合を満足していれば、ステップＳ２７において湿潤に満足として判定される。ステップＳ２６において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４７】
ステップＳ２５において、湿潤として判定されなかった場合には、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２８において、周波数、音圧レベル値、並びに振動音、路面温度の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−６０ｄＢ以上、振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、路面温度が１℃以下のときのシャーベット条件に該当すれば、ステップＳ２９に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上のシャーベット判定割合を満足していれば、ステップＳ３０においてシャーベットに満足として判定される。ステップＳ２９において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４８】
ステップＳ３１において、周波数値、音圧レベル値並びに振動音の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜３ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上を含む、振動値が２１５ｍ／ｓｅｃ２以上のとき圧雪条件に該当すれば、ステップＳ３２に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の圧雪判定割合を満足していれば、ステップＳ３３において圧雪に満足として判定される。ステップＳ１３において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００４９】
ステップＳ３１において、圧雪として判定されなかった場合には、ステップＳ３４に進み、ステップＳ３４において、周波数値、音圧レベル値並びに振動音の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、振動値が２１０〜２２０ｍ／ｓｅｃ２の間に分布し、また、周波数が０〜３ｋＨｚで音圧が−５０ｄＢ以上を含まない、かつ路面温度が０℃以下のとき凍結条件に該当すれば、ステップＳ１５に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の凍結判定割合を満足していれば、ステップＳ３６において凍結に満足として判定される。ステップＳ３５において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００５０】
ステップＳ３４において、凍結として判定されなかった場合には、ステップＳ３７に進み、ステップＳ３７において、周波数値、音圧レベル値および継続時間の実測値が、周波数値が４ｋＨｚ以上で、音圧レベル値が−５０ｄＢ以下、かつ周波数値が０〜５ｋＨｚで、音圧レベル値が−５０ｄＢ以上を含み、振動値が２１０ｍ／ｓｅｃ２以下で、路面温度が０℃以上のときを乾燥値に該当すれば、ステップＳ３８に進み、例えば１０回の計測で例えば５回以上の乾燥判定割合を満足していれば、ステップＳ３９において乾燥に満足として判定される。ステップＳ３９において満足していないと判定されるとステップＳ２１の手前に戻される。
【００５１】
前記ステップＳ２７、ステップＳ３０、ステップＳ３３、ステップＳ３６およびステップＳ３９でそれぞれ湿潤、シャーベット、圧雪、凍結および乾燥と判定された結果は、ステップＳ４０で出力された後、送信部４７へ送られる。送信部４７に送られたデータは、監視局へ送られて、活用される。
【００５２】
前記複数種類の路面状況値を乾燥値、湿潤値、シャーベット値、圧雪値および凍結値とすることで、路面状態を乾燥、湿潤、シャーベット、圧雪および凍結の５つに精度良く判定せしめることができる。また、前記条件設定部４５において登録されている複数種類の路面状況値を変更可能であることから、測定の場所、道路の舗装種類や車種による特性を設定値の調整に応じて任意に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の路面状況判定装置を道路の近傍に設けた正面図である。
【図２】この発明の路面状況判定装置の構成ブロック図である。
【図３】条件設定部における予め設定された湿潤状態の条件設定を示した図である。
【図４】条件設定部における予め設定された圧雪状態の条件設定を示した図である。
【図５】条件設定部における予め設定された凍結状態の条件設定を示した図である。
【図６】条件設定部における予め設定された乾燥状態の条件設定を示した図である。
【図７】音センサー、路面温度センサーによる道路の路面状態を判定するフローを示した図である。
【図８】この発明の路面状況判定装置を搭載した車両としての自動車を示した斜視図である。
【図９】図８におけるＩＸ矢視部の拡大図である。
【図１０】図８におけるホイールハウスに振動センサーを設けた拡大図である。
【図１１】この発明の別の路面状況判定装置の構成ブロック図である。
【図１２】周波数、音パワーと振動音と路面温度の関係を示した図である。
【図１３】音センサ、路面温度センサーおよび振動センサーによる道路の路面状態を判定するフローチャートを示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ポール
３ ブラケット
５ 路面状況判定装置
７ マイクロフォン（音センサー）（入力部）
９ 路面状況判定装置本体
１１ ブラケット
１３ 路面温度センサー（入力部）
１５ 分析部
１７ 判定部
１９ 条件設定部
２１ 出力部
２３ 既存路面状況判定装置
２５ 既存装置の判定結果の補完部
２７ マイクロフォン（音センサー）（入力部）
２９ 路面状況判定装置本体
３１ 後輪
３３ ホイールハウス
３５ 振動センサー（入力部）
３７ バンパー
３９ 路面温度センサー（入力部）
４１ 分析部
４３ 判定部
４５ 条件設定部
４７ 送信部
４９ 監視局
Ｒ 道路
Ｃ 自動車（車両）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路の近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー、路面温度センサーで道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする路面状況判別方法。
【請求項２】
車両後方内部に設置した音センサー、振動センサーで、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音および振動を検出すると共に、前記車両に設置した路面温度センサーで路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、振動値および路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする路面状況判別方法。
【請求項３】
前記出力部は入力された判定結果を電気信号に変換して既存の路面状況判別装置に出力することを特徴とする請求項１または２記載の路面状況判別方法。
【請求項４】
道路の近傍におけるある一定の高さに設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音を検出する音センサー、路面の温度を検出する路面温度センサーと
この音センサーにより検出された接触音がデジタル信号に変換されたデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、
前記分析部において求められた周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と比較判定する比較判定部と、
この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、
備えていることを特徴とする路面状況判別装置。
【請求項５】
車両後方内部、および車両前部に設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、振動音および路面温度を検出する音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーと、
この音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーにより検出された接触音、振動音および路面温度がデジタル信号より実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、
前記分析部において求められた周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定する比較判定部と、
この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、
備えていることを特徴とする路面状況判別装置。
【請求項６】
前記出力部は入力された判定結果を送信部より、監視局に転送、出力することを特徴とする請求項４または５記載の路面状況判別装置。
【請求項１】
道路の近傍におけるある一定の高さに設置した音センサー、路面温度センサーで道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、音の継続時間と路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間、路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする路面状況判別方法。
【請求項２】
車両後方内部に設置した音センサー、振動センサーで、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音および振動を検出すると共に、前記車両に設置した路面温度センサーで路面温度を検出し、この検出された接触音をデジタル信号に変換して分析部に入力し、この分析部においてデジタルデータより実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求め、あらかじめ分析部に登録されている周波数値、音圧値、振動値および路面温度の設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定し、この比較判定結果を、出力部を介して出力して路面状況を判定することを特徴とする路面状況判別方法。
【請求項３】
前記出力部は入力された判定結果を電気信号に変換して既存の路面状況判別装置に出力することを特徴とする請求項１または２記載の路面状況判別方法。
【請求項４】
道路の近傍におけるある一定の高さに設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音を検出する音センサー、路面の温度を検出する路面温度センサーと
この音センサーにより検出された接触音がデジタル信号に変換されたデジタルデータより実際の周波数値、音圧値、音の継続時間をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、
前記分析部において求められた周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、音の継続時間および路面温度と比較判定する比較判定部と、
この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、
備えていることを特徴とする路面状況判別装置。
【請求項５】
車両後方内部、および車両前部に設置して、道路を走行する車両のタイヤと路面の接触音、振動音および路面温度を検出する音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーと、
この音センサー、振動センサーおよび路面温度センサーにより検出された接触音、振動音および路面温度がデジタル信号より実際の周波数値、音圧値をスペクトル解析により求める分析部と、
あらかじめ複数種類の設定された周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値が登録されている条件設定部と、
前記分析部において求められた周波数値、音圧値、振動値および路面温度からなる設定路面状況値を実際の周波数値、音圧値、振動値および路面温度と比較判定する比較判定部と、
この比較判定部で判定された判定結果が取り込まれた後、出力される出力部と、
備えていることを特徴とする路面状況判別装置。
【請求項６】
前記出力部は入力された判定結果を送信部より、監視局に転送、出力することを特徴とする請求項４または５記載の路面状況判別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３５１０００（Ｐ２００６−３５１０００Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３０１０２（Ｐ２００６−１３０１０２）
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【出願人】（５０１３９１９６２）国土交通省東北地方整備局長 (6)
【出願人】（５９８０２１６０５）社団法人 雪センター (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月９日（２００６．５．９）
【出願人】（５０１３９１９６２）国土交通省東北地方整備局長 (6)
【出願人】（５９８０２１６０５）社団法人 雪センター (5)
【Ｆターム（参考）】
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