(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行時の視程距離を計測する方法において、上記車両の走行位置情報をＧＰＳ装置により取得し、該走行位置情報から得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を飛雪粒子計数センサを含む飛雪粒子計数装置により計測し、該計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量を演算し、該飛雪流量を視程距離に換算してリアルタイムに視程データを出力し、加えて、車両の走行時の運転情報を取得し、該計測された視程と運転情報とを比較することを特徴とする走行視程計測方法。
【請求項２】
車両の走行位置情報を取得するＧＰＳ装置と、該走行位置情報から得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を計測する飛雪粒子計数センサを含む飛雪粒子計数装置と、計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量を演算し、飛雪流量を視程距離に換算してリアルタイムに視程データを出力する演算装置と、該計測された視程と運転情報とを比較するため該車両の走行時の運転情報を取得する車両運転情報装置とを備えてなることを特徴とする走行視程計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の走行視程計測装置が出力した視程データを交通障害情報に資するため無線装置を介して道路管理事務所等の交通情報提供装置に送信することを特徴とする走行視程計測システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば積雪寒冷地等における自動車の運転の安全等を期するために、吹雪、地吹雪、雪煙などによる運転者の視界の状態を表す客観的数値としての視程距離を計測する走行視程計測方法及び走行視程計測装置並びに走行視程計測システムに関するものである。
【０００２】
この視程距離とは、車両の運転者が肉眼で物体を視認することのできる距離をいい、冬期間においては吹雪、地吹雪、雪煙などによる視程障害により視界が遮られることにより視程距離は著しく低下することがある。ここに、地吹雪とは積雪表面の雪粒子が風によって飛び跳ねながら移動する現象であり、低い地吹雪と高い地吹雪に分類される。また、吹雪は道路上に積もった雪が舞い上がり、同時に雪が降っているため視程が悪くなる現象をいい、また、雪煙は道路上に積もった雪が車両の走行により、煙状にまきあげられる現象をいい、気温が低く、軽い雪粒子の場合に生じ、その車両の後は、視界がさえぎられる場合が多い。また、吹雪、地吹雪、雪煙など、いずれの現象も雪粒子の空間密度及び飛雪流量は雪面付近が大きく、高さとともに減少する。したがって、道路上では、車種や車両の大きさなどにより、運転者の目線の高さが異なり、視程障害の程度はかなり異なることが推察される。このため、冬期間の吹雪、地吹雪、雪煙などが原因として発生する視程障害は、移動中の車両から、車種や車両の大きさの違いに伴う運転者の目線の高さの違いによる視程を通して気象雪氷現象を捉えることが重要である。
【０００３】
【従来の技術】
現在、高速道路においては、約１０ｋｍ間隔で視程・気温・路温・風向・風速雨雪量が計測装置を用いて観測すると共に一方で定期的な道路巡回パトロールを実施することにより道路上の積雪深、路面状況、降雪量、視程などを適時確認するようにしている。そして、これらの結果をもとに除雪作業の開始時期の判断、道路情報板の表示、交通規制（通行止め、速度規制等）の判断が行われ、積雪寒冷地の道路管理や冬季交通の安全かつ円滑な交通の確保に役立てられている。
【０００４】
この種の気象観測に使用される視程計には、透過率計（ＶＩ型視程計：Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｄｅｘ  Ｍｅｔｅｒ）やＢＳ型視程計（Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｍｅｔｅｒ）が知られている。このうち、前者のＶＩ型視程計は、投光器と受光器間（一般的には５０ｍ）の大気の光透過率からその間の平均視程を測定しようとするものであり、又、後者のＢＳ型視程計は、投光器と受光器が一体となったもので、投射光が大気中に含まれる降雪粒子から散乱された後方散乱量を受光器で測定しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置による高速道路の気象観測は、固定観測地点で行われ、さらに気象観測装置は、除雪車が跳ね除けた雪によって損傷することから、道路の近傍（道路上ではない）であって、かつ車両の高さよりもかなり高い位置に設置され、したがって、これら固定観測地点におけるＢＳ型視程計やＶＩ型視程計を用いた視程値は、運転者の目線よりもかなり高い位置に設置されるため、運転者の目線における走行時の視程値とはなっていない。また、道路巡回パトロール時においても視程を観測しているが、目視による曖昧な視程情報にならざる得ないため、定量的かつ連続的かつ経時的な情報となっていない。最近、高価な小型のＶＩ型視程計を搭載し、走行しながら観測する専用車両が製作されたが研究目的で、ごく一部で利用されているのみである。
【０００６】
またこれら従来の視程計（ＢＳ型視程計またはＶＩ型視程計）による観測値は、どこまでの空間的広がりを視程観測の対象としているのか不明確であると共に実際の視程との相関性を示す検証データも乏しく、又、観測装置は固定点であるため、移動している車両からの視程や乗用車、普通貨物車、大型車の大きさに伴う運転者の目線の違いによる視程の評価が困難であり、さらに、各装置による気象観測は、道路近傍で行われているため、道路上の気象が観測できないという不都合を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするものあり、本発明のうちで、請求項１記載の方法の発明は、車両の走行時の視程距離を計測する方法において、上記車両の走行位置情報をＧＰＳ装置により取得し、該走行位置情報から得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を飛雪粒子計数センサを含む飛雪粒子計数装置により計測し、該計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量を演算し、該飛雪流量を視程距離に換算してリアルタイムに視程データを出力し、加えて、車両の走行時の運転情報を取得し、該計測された視程と運転情報とを比較することを特徴とする走行視程計測方法にある。
【０００８】
又、請求項２記載の装置の発明にあっては、車両の走行位置情報を取得するＧＰＳ装置と、該走行位置情報から得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を計測する飛雪粒子計数センサを含む飛雪粒子計数装置と、計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量を演算し、飛雪流量を視程距離に換算してリアルタイムに視程データを出力する演算装置と、該計測された視程と運転情報とを比較するため該車両の走行時の運転情報を取得する車両運転情報装置とを備えてなることを特徴とする走行視程計測装置にある。
【０００９】
又、請求項３記載のシステムの発明にあっては、請求項２記載の走行視程計測装置が出力した視程データを交通障害情報に資するため無線装置を介して道路管理事務所等の交通情報提供装置に送信することを特徴とする走行視程計測システムにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１、２は本発明の装置及びシステムの実施の形態例を示し、大別すると、車両１の走行位置情報ａを取得するＧＰＳ装置Ａと、走行位置情報ａから得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を計測する飛雪粒子計数装置Ｂと、計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量を演算し、飛雪流量Ｍｆを視程距離Ｖに換算してリアルタイムに視程データｂを出力する演算装置Ｃと、車両１の走行時の気象観測情報ｃを取得する気象観測装置Ｄと、車両１の走行時の運転者の前方の視界情報ｄを映像的に取得する撮像装置Ｅと、車両１の走行時の運転情報ｅを取得する車両運転情報装置Ｆとから成り、さらに、これらからなる走行視程計測装置Ｇが出力した視程データｂを交通障害情報ｆに資するため道路管理事務所等の交通情報提供装置Ｈに送信する無線装置Ｉを備えている。
【００１１】
この場合、上記ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置Ａは、図示省略の人工衛星からの信号をＧＰＳアンテナＡ1により受信し、演算解析することにより受信位置（緯度及び経度など）を算出し、車両１の走行位置情報ａをリアルタイムに取得するように構成されている。
【００１２】
又、飛雪粒子計数装置Ｂ（Ｓｎｏｗ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｃｏｕｎｔｅｒ）は、図２の如く、発光素子からなる投光部Ｂ1と受光素子からなる受光部Ｂ2との間に計測領域Ｒを形成してなる飛雪粒子計数センサーＢ3を備えており、計測領域Ｒ内を飛雪粒子が通過すると受光部Ｂ2により検出される光量に変化が生じ、この光量変化から飛雪粒子の粒径及び粒子数を１秒間や１０秒間などの一定時間毎に計測積算するように構成されている。
【００１３】
又、この場合、図３の如く、車両１の前方位置に架台フレーム２を配置し、この架台フレーム２に走行による空気の流線の乱れが影響しない程度に突出した位置であって、大型車、中型車、小型車の運転者の目線を想定した高さの三位置にそれぞれ飛雪粒子計数センサＢ3・Ｂ3・Ｂ3を配置し、しかも、この場合、車両１の走行時の振動ノイズが発生しないように飛雪粒子計数センサーＢ3の投光部Ｂ1及び受光部Ｂ2間を一体成型で固定すると共に架台フレーム２に特殊な防振ゴムを介在させて取付けることにより、走行時の振動を吸収して測定値に悪影響となるノイズの発生を除去する対策を講じている。
【００１４】
又、上記演算装置Ｃは、上記飛雪粒子計数装置Ｂにより計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量Ｍｆを演算し、例えば、図４に示す経験換算式による換算表又、或いは図５に示す本計測装置で計測した目視視程距離と飛雪流量との関係図に基づいて、飛雪流量Ｍｆを視程距離Ｖに換算してリアルタイムに視程データｂを出力するように構成されている。
【００１５】
又、上記気象観測装置Ｄは、図３の如く、車両１に風向風速計Ｄ1、気温計Ｄ2及び路面温度計Ｄ3を設置し、車両１の走行時の気象観測情報ｃを取得するように構成している。
【００１６】
又、上記撮像装置Ｅは、図３の如く、車両１にＣＣＤカメラＥ1を設置し、車両１の走行時の運転者の前方の道路状況を撮影し録画して視界情報ｄを映像的に取得するように構成している。
【００１７】
又、上記車両運転情報装置Ｆは、車両内部に設置されるドライブレコーダを備えてなり、このドライブレコーダにより車両１の走行時の車両速度、加速度、進行方向（方位）等の運転情報ｅを計測取得するように構成している。
【００１８】
又、上記交通情報提供装置Ｈは道路管理事務所Ｊ等に設けられ、走行視程計測装置Ｇが出力した視程データｂを無線装置Ｉを介して受信され、除雪作業の開始時期の判断、道路情報板の表示、通行止め、速度規制等の交通規制、積雪寒冷地の道路管理や冬季交通の安全かつ円滑な交通の確保に役立つ交通障害情報ｆを提供するように構成している。
【００１９】
この実施の形態例は上記構成であるから、走行視程計測装置Ｇを日々の道路巡回パトロール車等の車両１に搭載することにより、車両１の走行位置情報ａをＧＰＳ装置Ａにより取得し、走行位置情報ａから得られた走行位置における運転者の目線高さの計測領域の飛雪粒子の粒径及び粒子数を飛雪粒子計数装置Ｂにより計測し、計測された飛雪粒子の粒径及び粒子数から飛雪流量Ｍｆを演算し、飛雪流量Ｍｆを視程距離Ｖに換算してリアルタイムに視程データｂを出力することになり、従って、積雪寒冷地の道路管理を行う上で必要不可欠な車両１の走行時の視程をリアルタイムに計測することができ、運転者の目を通した実際と同様な視程観測が可能となり、道路利用者の安全でかつ快適な走行に大いに貢献することができ、更に、車両１に搭載され、移動しながら車両１の走行時の視程を計測するので、定点観測を基本とする従来の視程計に比べて点の計測から線的な計測へ展開でき、かつ、飛雪粒子計数装置Ｂを用いているので、視程の計測に加えて、視程変動を引き起こす原因となる雪粒子の粒径及び粒子数も同時に計測することができ、これにより視程計測精度の向上を図ることができ、しかも、飛雪粒子計数装置Ｂは小型かつ軽量であるから、車両１に数台の搭載が可能となり、必要に応じて運転者１の目線高さごとに数台車載することにより、一度に異なる高さの視程を観測することができる。
【００２０】
又、この場合、上記車両１の走行時の気象観測情報ｃを取得する気象観測装置Ｄをさらに備えてなるから、視程計測に加えて、車両１の走行時の各種の気象情報をリアルタイムに取得することができ、これにより総合的に交通障害状況を判断する要素とすることができ、又、この場合、上記車両１の走行時の視界情報ｄを映像的に取得する撮像装置Ｅをさらに備えてなるから、計測された視程と映像とを比較することにより交通視程障害を確実に判断することができ、又、この場合、更に、上記車両１の走行時の運転情報ｅを取得する車両運転情報装置Ｆをさらに備えてなるから、車両１の走行時の車両速度、加速度、進行方向（方位）等の運転情報ｅを計測取得することにより、計測された視程と運転情報ｅとを比較することにより交通視程障害を一層確実に判断することができる。
【００２１】
又、この場合、走行視程計測装置Ｇが出力した視程データｂを交通障害情報ｆに資するため無線装置Ｉを介して道路管理事務所Ｊ等の交通情報提供装置Ｈに送信するので、除雪作業の開始時期の判断、道路情報板の表示、通行止め、速度規制等の交通規制、積雪寒冷地の道路管理や冬季交通の安全かつ円滑な交通の確保に役立つ交通障害情報ｆをリアルタイムに提供することができる。
【００２２】
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、演算装置Ｃ、気象観測装置Ｄ、撮像装置Ｅ及び車両運転情報装置Ｆの回路構成等は適宜変更して設計される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く、請求項１又は２記載の発明にあっては、積雪寒冷地の道路管理を行う上で必要不可欠な車両の走行時の視程をリアルタイムに計測することができ、運転者の目を通した実際と同様な視程観測が可能となり、道路利用者の安全でかつ快適な走行に大いに貢献することができ、更に、車両に搭載され、移動しながら車両の走行時の視程を計測するので、定点観測を基本とする従来の視程計に比べて点の計測から線的な計測へ展開でき、かつ、飛雪計数センサを含む飛雪粒子計数装置を用いているので、視程の計測に加えて、視程変動を引き起こす原因となる雪粒子の粒径及び粒子数も同時に計測することができ、これにより視程計測精度の向上を図ることができ、しかも、飛雪粒子計数装置は小型かつ軽量であるから、車両に数台の搭載が可能となり、必要に応じて運転者の目線高さごとに数台車載することにより、一度に異なる高さの視程を観測することができ、更に、上記車両の走行時の運転情報を取得する車両運転情報装置を備えてなるから、車両の走行時の車両速度、加速度、進行方向（方位）等の運転情報を計測取得することにより、計測された視程と運転情報とを比較することにより交通視程障害を一層確実に判断することができる。
【００２４】
又、請求項３記載の発明にあっては、走行視程計測装置が出力した視程データを交通障害情報に資するため無線装置を介して道路管理事務所等の交通情報提供装置に送信するので、除雪作業の開始時期の判断、道路情報板の表示、通行止め、速度規制等の交通規制、積雪寒冷地の道路管理や冬季交通の安全かつ円滑な交通の確保に役立つ交通障害情報をリアルタイムに提供することができる。
【００２５】
以上所期の目的を充分達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の構成系統図である。
【図２】本発明の実施の形態例の飛雪粒子計数センサの説明斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態例の車両の説明側面図である。
【図４】本発明の実施の形態例の視程距離と飛雪流量との経験換算図である。
【図５】本発明の実施の形態例の測定結果としての走行視程距離と飛雪流量との関係図である。
【符号の説明】
Ａ  ＧＰＳ装置
Ｂ  飛雪粒子計数装置
Ｂ3  飛雪粒子計数センサ
Ｃ  演算装置
Ｄ  気象観測装置
Ｅ  撮像装置
Ｆ  車両運転情報装置
Ｇ  走行視程計測装置
Ｈ  交通情報提供装置
Ｉ  無線装置
【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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