(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面を監視する監視カメラと、路面温度を測定する路面温度センサとを備えて前記路面の状況を判定する路面監視装置において、前記監視カメラの画像情報より画像全体の明るさと状態を判定すべき路面の特定領域の明るさの比を求めてこの比が、前記監視カメラに偏向フィルタを付加したときの画像情報より求められる画像全体の明るさと前記特定領域の明るさの比より大きければ路面からの反射が存在すると判定し、この反射の有無と前記路面温度センサの測定値の大きさとより前記路面の状況を判定する路面反射検出手段を有することを特徴とする路面監視装置。
【請求項２】
路面を監視する監視カメラと、路面温度を計測する路面温度センサとを備えて前記路面の状況を判定する路面監視装置において、前記監視カメラの画像情報と前記監視カメラに偏向フィルタを付加したときの画像情報とから前記路面の反射を検出する反射検出手段と、前記監視カメラまたは前記偏向フィルタが付加された前記監視カメラからの監視領域の画像情報と予め定めた基準色の画像情報との比の値により前記監視領域の路面色を白または黒とする路面色検出手段と、前記路面温度センサの測定値、前記反射検出手段の反射の有無、前記路面色検出手段の路面色から前記路面の状況を判定する路面状況判定手段を有することを特徴とする路面監視装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の路面監視装置を複数点に設置するとともにＷＷＷサーバーを備える通信回線によって結合し、前記ＷＷＷサーバーは、各点における装置内のデータを通信によって取得し当該点における路面の状況を判定するとともに、通常の路面状況の画像と、前記データ取得時点での路面状況の画像または判定結果とを並べて表示し、定時毎に更新することを特徴とする路面監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路の路面の凍結、圧雪、湿潤または乾燥等の状況を検出する路面監視装置に関するものである
【０００２】
【従来の技術】
雪が多く降る地方にあっては、冬季になると、道路交通の確保の面から頻繁に除雪が行われている。しかしながら、近年、自動車の交通量が多くなってきた一方、道路上の雪は少しの条件でも凍結状態になりやすく、スタッドレスタイヤといえども自動車のブレーキも利きが悪くなって運転は危険に陥り、事故の多発を招くことがある。従って、道路管理センター、自治体等から早めに道路の路面状況を運転者に知らせ、注意を喚起することが必要となってきている。
【０００３】
従来は、道路の主要な箇所に監視カメラと外気の温度計とを設置し、センター等で画像を目視して路面状況を判断して電光板等で注意を促す一方、インターネット等で当該点の路面状況を公開することによって現状の路面状況を広報している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の道路の監視システムでは、静止画と気温のみでしかも画像データを目視によって路面状況を判断しなければならず、実際の路面が凍結しているのか、圧雪状態であるのか、湿潤状態であるのか、または乾燥状態であるのかを素早く、正確に判断するのは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決することを課題とし、路面の状態を高速かつ正確に認識、広報できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するため手段】
上記の課題を解決した本発明は、次の通りである。
（１）路面を監視する監視カメラと、路面温度を測定する路面温度センサとを備えて前記路面の状況を判定する路面監視装置において、前記監視カメラの画像情報より画像全体の明るさと状態を判定すべき路面の特定領域の明るさの比を求めてこの比が、前記監視カメラに偏向フィルタを付加したときの画像情報より求められる画像全体の明るさと前記特定領域の明るさの比より大きければ路面からの反射が存在すると判定し、この反射の有無と前記路面温度センサの測定値の大きさとより前記路面の状況を判定する路面反射検出手段を有することを特徴とする路面監視装置。
【０００７】
（２）路面を監視する監視カメラと、路面温度を計測する路面温度センサとを備えて前記路面の状況を判定する路面監視装置において、前記監視カメラの画像情報と前記監視カメラに偏向フィルタを付加したときの画像情報とから前記路面の反射を検出する反射検出手段と、前記監視カメラまたは前記偏向フィルタが付加された前記監視カメラからの監視領域の画像情報と予め定めた基準色の画像情報との比の値により前記監視領域の路面色を白または黒とする路面色検出手段と、前記路面温度センサの測定値、前記反射検出手段の反射の有無、前記路面色検出手段の路面色から前記路面の状況を判定する路面状況判定手段を有することを特徴とする路面監視装置。
【０００８】
（３）（１）または（２）記載の路面監視装置を複数点に設置するとともにＷＷＷサーバーを備える通信回線によって結合し、前記ＷＷＷサーバーは、各点における装置内のデータを通信によって取得し当該点における路面の状況を判定するとともに、通常の路面状況の画像と、前記データ取得時点での路面状況の画像または判定結果とを並べて表示し、定時毎に更新することを特徴とする路面監視装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した例について図面を用いて説明する。
図1は、本発明の路面監視装置の構成ブロック図である。
この図にあって、本発明装置は、路面を監視する監視カメラ１、ＲＳ４８５の制御信号で監視カメラ1の運動制御及びＮＴＳＣ方式で監視カメラ１の画像情報を取得するカメラサーバー２、路面近傍の温度を測定する温度センサ３、外気温を測定する外気温センサ４、温度センサ３と外気温センサ４からの温度信号を通信回線Ｌ上の信号に変換する変換器５から構成される。
【００１２】
また、監視カメラ１の前面には偏向フィルタｆを設置し、カメラサーバー２からの遠隔制御により、偏向フィルタｆが監視カメラ１の前面に装着、装着解除できるようにする。
【００１３】
更に、通信回線Ｌは例えばコンピュータ６に接続し、コンピュータ６は、偏向フィルタｆを装着した監視カメラ１からの画像データまたは偏向フィルタｆが装着解除されたときの監視カメラ１からの画像データを取り込むとともに、路面の温度センサ３、外気温センサ４からのデータも取り込む。このコンピュータ６は画像診断部を備え、受信した各種の信号から路面状況の判定を行い、その結果を表示、印字制御する。
【００１４】
実際には、図2に示すように、道路の複数の箇所に、電信柱等を利用して監視カメラ１、外気温センサ４、変換器５を設置し、路面には温度センサ３を埋め込む。
【００１５】
図3は、監視カメラ１の最適な取り付け位置を表わす図であり、偏向フィルタｆにあって、路面からの反射光を除去する効果が一番大きな角度（約３０度から４０度程度）に監視カメラ１を設置する。反射光が極端に少ない場合は、別途照明を設けるか、反対側に反射板を設置する。
【００１６】
次に、このように構成された本発明装置の動作を説明する。
本発明の装置は、監視カメラ１と路面の温度センサ３を用いる点は従来と同様であるが、路面温度を検出するとともに、監視カメラ１に偏向フィルタｆを装着または偏向フィルタｆなしの状態で路面からの画像データを取得し、路面からの反射状況を捉えて画像診断して解析する点に特徴がある。
【００１７】
即ち、路面温度と路面反射との関係から次の判定を行う。
路面凍結：路面反射ありかつ路面温度が低い
路面湿潤：路面反射ありかつ路面温度が高い
路面圧雪または路面雪面乾燥：路面反射なしかつ路面温度が低い
路面乾燥：路面反射なし路面温度が高い
【００１８】
また、監視カメラ１からの画像データ（階調データ等）を診断して路面の色が白または黒のいずれに近いかにより、路面における圧雪（雪面）の有無を判断する。
即ち、対象とする画像データが白に近ければ「路面に雪面あり」、黒に近ければ「路面に雪面なし」とする。
【００１９】
更に、以上の条件を組み合わせ、次のような判定アルゴリズムを構築すれば、より正確に路面状態を認識することができる。
路面圧雪（雪面乾燥）：路面温度≦０℃，路面反射なし，路面色ほぼ白
路面凍結▲１▼（雪凍結または雪湿潤）：路面温度≦０℃，路面反射あり，路面色ほぼ白
路面凍結▲２▼（水分凍結）：路面温度≦０℃，路面反射あり，路面色ほぼ黒
路面湿潤（冠水）：路面温度＞０℃，路面反射あり，路面色ほぼ黒
路面乾燥（通常）：路面温度＞０℃，路面反射なし，路面色ほぼ黒
【００２０】
尚、路面温度の基準は上記では０℃としたが、必ずしも０℃でなくてよく、装置の設置場所での特有な条件に従って０℃以上、０℃以下、または外気温を加味して経験的に設定する。更に、外気温度は風の影響もあるので、風速、風量等も考慮して基準温度を設定するようにしてもよい。
【００２１】
次に、路面反射の検出について、説明する。
図4は、偏向フィルタｆ装着なしの監視カメラ１によって路面状態を撮影したときの画像データを表わし、図５は、路面の反射を消去するために偏向フィルタｆを監視カメラ1に装着したときの同じ路面を撮影した画像データを表わす。
尚、図4、図5において、ほぼ中央の円領域Ｚは、凍結状態を判定すべき路面領域とする。
【００２２】
図4にて画像全体の明るさ（明るさ積算値、平均階調データ等）をＡ１とし、領域Ｚ内の明るさ（明るさ積算値、平均階調データ等）をＡｃ１とする。
同様に、図５にて画像全体の明るさ（平均階調データ）をＡ２とし、領域Ｚ内の明るさ（平均階調データ）をＡｃ２とする。
【００２３】
これらの値Ａ１，Ａｃ１，Ａ２，Ａｃ２を用い、路面からの反射の有無を次のように検出する。
即ち、画像診断部で各々の明るさの比、（Ａ１−Ａｃ１）／Ａｃ１，（Ａ２−Ａｃ２）／Ａｃ２を算出する。
【００２４】
（Ａ１−Ａｃ１）／Ａｃ１＞（Ａ２−Ａｃ２）／Ａｃ２の条件を満たしていれば、領域Ｚに反射が存在すると推定する。
数値的に（Ａ１−Ａｃ１）／Ａｃ１がある程度大きくなってから反射を検出するように、基準となる値を設定してもよい。
このように、明るさの比で反射の有無を判定するので、監視カメラ１を複数台設置したときの各監視カメラ１の特性の違い、または、昼、夜の違いによる影響がない。
【００２５】
路面の色の判断は、次のようにして行う。
路面の色の判断には、監視カメラ１または道路の近傍に白さの基準となる白色板を設置するようにし、得られた画像の一部の領域にこの白色板が撮影されるようにする。
【００２６】
図６は、偏向フィルタｆ装着なしの監視カメラ１によって路面状態を撮影したときの画像データを表わし、図７は、路面の反射を消去するために偏向フィルタｆを監視カメラ1に装着したときの同じ路面を撮影した画像データを表わす。
これらの図６、図７において、ほぼ中央の円領域Ｚは、色を判定すべき路面領域Ｚとし、右下の小さな領域Ｙは、白色板を撮影した白色基準領域とする。
【００２７】
上記の説明と同様に、図６において、領域Ｚの白さ加減をＷｃ１とし、領域Ｙ内の白さ加減をＷｓ１とする。同様にして、図７において、領域Ｚの白さ加減をＷｃ２とし、領域Ｙ内の白さ加減をＷｓ２とする。
ここで、画面の白さ加減は、実際の白色または黒色を表わす画像データと、対象とする画像データにおける平均階調データとの差分値等とする。
【００２８】
そして、Ｗｃ１／Ｗｓ１またはＷｃ２／Ｗｓ２の比の値が“１”に近い場合は、路面色が白に近く、この領域Ｚに圧雪があると判断し、“０”に近い場合は、路面色が黒に近く、この領域Ｚに圧雪はないと判断する。
Ｗｃ１／Ｗｓ１またはＷｃ２／Ｗｓ２の比の値が“１”，“０”のいずれに近いのか判断するため、０＜Ｘ＜１となる基準値Ｘを予め定めておく。
【００２９】
このように、路面色を白さ加減の比で検出するので、上記と同様に、監視カメラ１を複数台設置したときの各監視カメラ１の特性の違い、昼、夜の違い、または天候による違いによる影響がない。
単純には、予め白さ加減を判定する値を定めておけば、Ｗｃ１またはＷｃ２の値のみで路面の白さ加減を判断することができる。
実際には画面上には、通行中の自動車等が撮影されるので、車感知センサ、または画像診断によって自動車、人のいない状態で画像データを取得して判定を行う。
【００３０】
以上のようにして、現在の注目している路面の領域が、路面温度、路面反射、路面色の状態により、路面圧雪（雪面乾燥）、路面凍結▲１▼（雪凍結または雪湿潤）、路面凍結▲２▼（水分凍結）、路面湿潤、路面乾燥（通常）のいずれの状態であるかを判定することができる。
【００３１】
図８は、通信回線Ｎに本発明の路面監視装置ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６，ｐ７，…，ｐｎを複数台（ｎは整数）、異なる地点に設置し、複数地点での路面状況を把握しようとする例である。通信回線Ｎはローカル・エリア・ネットワークまたは通常の電話回線でよい。また、通信回線Ｎには、表示装置、ＣＰＵ等を備えるＷＷＷサーバーＳが接続される。
【００３２】
この例では、ＷＷＷサーバーＳ側で自動ダイアル・アップ機能等を利用して各箇所の路面監視装置ｐｋに電話をかける、あるいは時分割データ収集システム等によって各箇所における路面監視装置ｐｋの画像情報、温度データ、その他の情報を定時毎に受信、収集する。
【００３３】
そして、ＷＷＷサーバーＳ内部に設置した画像診断手段によって、各箇所の装置から収集したデータについて処理を実行し、路面の状況を判定する。
続いて、通常の路面状況の画像と、今回判定した路面の画像または路面状況の判定結果（路面圧雪（雪面乾燥）、路面凍結▲１▼（雪凍結または雪湿潤）、路面凍結▲２▼（水分凍結）、路面湿潤、路面乾燥（通常））を並べて表示するように処理を実行する。
【００３４】
このＷＷＷサーバーＳの情報は、ネットで道路管理センター内のみならず、インターネットＮＮ等により一般にも公開し、いつでもどこからでもアクセスできるようにする。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を得る。
請求項１から請求項２の発明によれば、実際の路面から離れた道路管理センターのような場所にあっても、静止画のみでなく、路面状況の判定結果をも得ることができるので、高速にかつ正確に路面状況を把握することができる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、複数地点の路面の状況をＷＷＷサーバー側で認識することができ、ネットワークで公開できるので、路面状況の広報による注意喚起を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の路面監視装置を表わす構成ブロック図である。
【図２】本発明の路面監視装置を実際の現場に取り付けた例を表わす図である。
【図３】本発明の路面監視装置における監視カメラの取り付け例を表わす図である。
【図４】本発明の路面監視装置の監視カメラの画像を表わす図である。
【図５】本発明の路面監視装置の監視カメラに偏向フィルタを装着した場合の画像を表わす図である。
【図６】本発明の路面監視装置の監視カメラの画像及び白色基準領域を表わす図である。
【図７】本発明の路面監視装置の監視カメラに偏向フィルタを装着した場合の画像及び白色基準領域を表わす図である。
【図８】本発明の路面監視装置を複数台設置したときの例を表わす図である。
【符号の説明】
１  監視カメラ
２  カメラサーバー
３  温度センサ
４  外気温センサ
５  変換器
６  コンピュータ
ｆ  偏向フィルタ
ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４，ｐ５，ｐ６，ｐ７，…，ｐｎ  路面監視装置
Ｌ，Ｎ，ＮＮ  通信回線
Ｓ  ＷＷＷサーバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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