(57)【要約】      （修正有）【課題】反射光が少ない場合でも路面状態を精度良く判定することができる路面状態判定装置及び路面状態判定プログラムを提供する。【解決手段】路面状態判定装置１０は、路面からの放射光による垂直偏光画像及び水平偏光画像を撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影された前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて偏光度を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記偏光度に基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面からの放射光による垂直偏光画像及び水平偏光画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて偏光度を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記偏光度に基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と、
を備えた路面状態判定装置。
【請求項２】
前記撮影部は、複数の異なる波長の放射光による前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像を撮影し、
前記算出部は、前記複数の異なる波長の前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて前記偏光度を各々算出し、
前記判定部は、前記複数の異なる波長の各々について算出した前記偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定する
請求項１記載の路面状態判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記偏光度の比に基づいて、前記路面が乾燥状態及び湿潤状態の何れであるかを判定する
請求項２記載の路面状態判定装置。
【請求項４】
前記撮影部は、３つの異なる波長の放射光による前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像を撮影し、
前記算出部は、前記３つの異なる波長の各々に対応する前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像の各々について前記偏光度を算出し、
前記判定部は、前記３つの異なる波長のうち、前記波長の組み合わせが異なる２組の前記偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定する
請求項２又は請求項３記載の路面状態判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、２組の前記偏光度の比のうち一方の前記偏光度の比に基づいて、前記路面が乾燥状態及び湿潤状態の何れであるかを判定し、前記路面が前記湿潤状態であると判定された場合は、２組の前記偏光度の比のうち他方の前記偏光度の比に基づいて、前記路面が濡れた状態及び凍結状態の何れであるかを判定する
請求項４記載の路面状態判定装置。
【請求項６】
前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、前記偏光度が各々ピークとなる波長である
請求項２〜５の何れか１項に記載の路面状態判定装置。
【請求項７】
前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の傾きが逆となる波長である
を備えた請求項２〜６の何れか１項に記載の路面状態判定装置。
【請求項８】
前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の差の絶対値が最大となる波長である
請求項２〜７の何れか１項に記載の路面状態判定装置。
【請求項９】
前記予め定めた範囲が、７〜１３μｍの範囲である
請求項６〜８の何れか１項に記載の路面状態判定装置。
【請求項１０】
前記算出部は、前記垂直偏光画像を構成する垂直画素及び前記水平偏光画像を構成する水平画素の同じ位置の画素毎に、前記水平画素と前記垂直画素との差分を、前記水平画素と前記垂直画素との和で除算した値を前記偏光度として算出し、
前記判定部は、前記算出部により前記画素毎に算出された前記偏光度の代表値に基づいて、前記路面の状態を判定する
請求項１〜９の何れか１項に記載の路面状態判定装置。
【請求項１１】
路面からの複数の異なる波長の光による垂直偏光画像及び水平偏光画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影された前記複数の異なる波長の前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて、前記複数の異なる波長の偏光度を各々算出する算出部と、
前記算出部により前記複数の異なる波長の各々について算出された偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と、
を備えた路面状態判定装置。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１〜１１の何れか１項に記載の路面状態判定装置の各部として機能させるための路面状態判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面状態判定装置及び路面状態判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、路面反射光の垂直偏光画像と路面反射光の水平偏光画像との偏光比から路面状態を判別する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６１０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のように、反射光を用いて垂直偏光画像及び水平偏光画像に基づいて路面状態を判別する場合、反射光が少ない場合、すなわち暗闇又は反射光の強度が小さい場合には、反射光による画像を撮影することは困難であるため、路面状態を精度良く判定することが困難である。
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、反射光が少ない場合でも路面状態を精度良く判定することができる路面状態判定装置及び路面状態判定プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の路面状態判定装置は、路面からの放射光による垂直偏光画像及び水平偏光画像を撮影する撮影部と、  前記撮影部により撮影された前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて偏光度を算出する算出部と、前記算出部により算出された前記偏光度に基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と、を備える。
【０００７】
なお、請求項２に記載したように、前記撮影部は、複数の異なる波長の放射光による前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像を撮影し、前記算出部は、前記複数の異なる波長の前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて前記偏光度を各々算出し、前記判定部は、前記複数の異なる波長の各々について算出した前記偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定するようにしてもよい。
【０００８】
また、請求項３に記載したように、前記判定部は、前記偏光度の比に基づいて、前記路面が乾燥状態及び湿潤状態の何れであるかを判定するようにしてもよい。
【０００９】
また、請求項４に記載したように、前記撮影部は、３つの異なる波長の放射光による前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像を撮影し、前記算出部は、前記３つの異なる波長の各々に対応する前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像の各々について前記偏光度を算出し、前記判定部は、前記３つの異なる波長のうち、前記波長の組み合わせが異なる２組の前記偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定するようにしてもよい。
【００１０】
また、請求項５に記載したように、前記判定部は、２組の前記偏光度の比のうち一方の前記偏光度の比に基づいて、前記路面が乾燥状態及び湿潤状態の何れであるかを判定し、前記路面が前記湿潤状態であると判定された場合は、２組の前記偏光度の比のうち他方の前記偏光度の比に基づいて、前記路面が濡れた状態及び凍結状態の何れであるかを判定するようにしてもよい。
【００１１】
また、請求項６に記載したように、前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、前記偏光度が各々ピークとなる波長としてもよい。
【００１２】
また、請求項７に記載したように、前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の傾きが逆となる波長としてもよい。
【００１３】
また、請求項８に記載したように、前記複数の異なる波長は、予め定めた範囲内の波長であると共に、前記判定部による判定対象である複数の前記路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の差の絶対値が最大となる波長としてもよい。
【００１４】
また、請求項９に記載したように、前記予め定めた範囲が、７〜１３μｍの範囲としてもよい。
【００１５】
また、請求項１０に記載したように、前記算出部は、前記垂直偏光画像を構成する垂直画素及び前記水平偏光画像を構成する水平画素の同じ位置の画素毎に、前記水平画素と前記垂直画素との差分を、前記水平画素と前記垂直画素との和で除算した値を前記偏光度として算出し、前記判定部は、前記算出部により前記画素毎に算出された前記偏光度の代表値に基づいて、前記路面状態を判定するようにしてもよい。
【００１６】
請求項１１記載の発明の路面状態判定装置は、路面からの複数の異なる波長の光による垂直偏光画像及び水平偏光画像を撮影する撮影部と、前記撮影部により撮影された前記複数の異なる波長の前記垂直偏光画像及び前記水平偏光画像に基づいて、前記複数の異なる波長の偏光度を各々算出する算出部と、前記算出部により前記複数の異なる波長の各々について算出された偏光度の比に基づいて、前記路面の状態を判定する判定部と、を備える。
【００１７】
請求項１２記載の発明の路面状態判定プログラムは、コンピュータを、請求項１〜１１の何れか１項に記載の路面状態判定装置の各部として機能させるための路面状態判定プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、反射光が少ない場合でも路面状態を精度良く判定することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る路面状態判定装置の構成例を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る路面状態判定処理のフローチャートである。
【図３】垂直偏光画像の一例を示す図である。
【図４】水平偏光画像の一例を示す図である。
【図５】偏光度画像の一例を示す図である。
【図６】走行路を撮影した画像の一例を示す図である。
【図７】路面が乾燥している場合の偏光について説明するための図である。
【図８】路面が湿潤している場合の偏光について説明するための図である。
【図９】第２実施形態に係る路面状態判定装置の構成例を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る路面状態判定処理のフローチャートである。
【図１１】路面が濡れた状態の偏光度特性の一例を示す図である。
【図１２】路面が凍結した状態の偏光度特性の一例を示す図である。
【図１３】路面が濡れた状態及び凍結状態の偏光度比の一例を示す図である。
【図１４】異なる波長の組み合わせの偏光度比を表す図である。
【図１５】判定対象の路面状態が２種類の場合における波長の選択方法について説明するための図である。
【図１６】判定対象の路面状態が３種類の場合における波長の選択方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
【００２２】
図１は、本実施の形態に係る路面状態判定装置１０の構成例を示す図である。路面状態判定装置１０は、カメラ１２、偏光フィルタ１４、カメラ制御部１６、偏光フィルタ制御部１８、及びコンピュータ２０を備える。
【００２３】
カメラ１２は、例えば車両のフロントウィンドウ等、車両が走行する走行路の路面を撮影可能な位置に設置され、車両前方の路面を含む領域を撮影する。
【００２４】
偏光フィルタ１４は、入射光を地平面に対して垂直方向に偏光するフィルタ１４Ｖと、入射光を地平面に対して水平方向に偏光するフィルタ１４Ｈと、を備えている。フィルタ１４Ｖ、１４Ｈとしては、例えばワイヤグリッド偏光フィルタが用いられる。
【００２５】
また、偏光フィルタ１４は、フィルタ１４Ｖ及びフィルタ１４Ｈの何れかがカメラ１２の撮影レンズ１２Ａの前方に位置するように、回転軸２２を中心として回転可能な構成となっている。
【００２６】
フィルタ１４Ｖが撮影レンズ１２Ａの前方に配置された状態で、カメラ１２が路面からの放射光を撮影することにより、放射光が地平面に対して垂直方向に偏光された画像（以下、垂直偏光画像と称する）が得られる。また、フィルタ１４Ｈが撮影レンズ１２Ａの前方に配置された状態で、カメラ１２が路面からの放射光を撮影することにより、放射光が地平面に対して水平方向に偏光された画像（以下、水平偏光画像と称する）が得られる。
【００２７】
偏光フィルタ制御部１８は、カメラ制御部１６から出力された同期信号に同期して偏光フィルタ１４を回転させ、フィルタ１４Ｖ、１４Ｈの何れかを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させる。
【００２８】
カメラ制御部１６は、コンピュータ２０の指示により、カメラ１２のシャッタータイミングを制御すると共に、同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力する。具体的には、フィルタ１４Ｖが撮影レンズ１２Ａの前方に配置されるように同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力し、カメラ１２に撮影を指示する。これにより、カメラ１２により垂直偏光画像が撮影される。次に、フィルタ１４Ｈが撮影レンズ１２Ａの前方に配置されるように同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力し、カメラ１２に撮影を指示する。これにより、カメラ１２により水平偏光画像が撮影される。カメラ制御部１６は、カメラ１２により撮影された垂直偏光画像及び水平偏光画像の映像信号をコンピュータ２０に出力する。
【００２９】
コンピュータ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成される。コンピュータ２０は、カメラ制御部１６に撮影を指示し、カメラ制御部１６から垂直偏光画像及び水平偏光画像の映像信号を取得する。そして、コンピュータ２０は、取得した垂直偏光画像及び水平偏光画像に基づいて偏光度を算出し、算出された偏光度に基づいて、路面の状態を判定する。
【００３０】
次に、本実施形態の作用として、コンピュータ２０のＣＰＵで実行される路面状態判定処理について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。コンピュータ２０のＣＰＵは、例えばＲＯＭに記憶された路面状態判定処理のプログラムを読み込んで実行する。
【００３１】
ステップＳ１００では、カメラ制御部１６に撮影を指示する。カメラ制御部１６は、同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力すると共に、カメラ１２に撮影を指示する。これにより、偏光フィルタ制御部１８は、偏光フィルタ１４を回転させてフィルタ１４Ｖを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させる。この状態でカメラ１２が撮影を実行する。これにより、路面からの放射光を垂直偏光した光が撮影レンズ１２Ａに入射され、カメラ１２により垂直偏光画像が撮影される。続いて、カメラ制御部１６は、同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力すると共に、カメラ１２に撮影を指示する。偏光フィルタ制御部１８は、偏光フィルタ１４を回転させてフィルタ１４Ｈを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させ、カメラ１２は、撮影を実行する。これにより、路面からの放射光を水平偏光した光が撮影レンズ１２Ａに入射され、カメラ１２により水平偏光画像が撮影される。
【００３２】
ステップＳ１０２では、カメラ制御部１６から垂直偏光画像及び水平偏光画像を取得する。なお、図３には垂直偏光画像の一例を示し、図４には水平偏光画像の一例を示した。
【００３３】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で取得した垂直偏光画像及び水平偏光画像に基づいて、偏光度画像を生成する。具体的には、垂直偏光画像を構成する画素（以下、垂直画素と称する）の画素値をＤｖ、水平偏光画像を構成する画素（以下、水平画素と称する）の画素値をＤｈとした場合に、垂直画素及び水平画素の同じ位置の画素毎に、偏光度Ｐを次式により算出する。
【００３４】
Ｐ＝（Ｄｈ−Ｄｖ）／（Ｄｈ＋Ｄｖ）      ・・・（１）
【００３５】
すなわち、水平画素の画素値Ｄｈと垂直画素の画素値Ｄｖとの差分を、水平画素の画素値Ｄｈと垂直画素の画素値Ｄｖとの和で除算した値を偏光度Ｐとして算出する。これにより、各画素の偏光度の集合である偏光度画像が生成される。なお、図５には偏光度画像の一例を示した。
【００３６】
ステップＳ１０６では、偏光度画像の一部の領域を、路面の状態を判定するためのサンプル領域として設定する。例えば、図６に示すように、車両の前方を撮影した場合、偏光度画像３０には、例えばアスファルト等の走行路３２が含まれる。また、走行路３２の両側には、白線３４が設けられるのが通常である。従って、例えば偏光度画像３０からパターンマッチング等の公知の手法を用いて走行路３２の両側の白線３４を抽出し、抽出した白線３４で囲まれる領域の一部の領域をサンプル領域として設定する。なお、走行路３２が存在する可能性が高い領域を予め定めておき、その予め定めた領域をサンプル領域としてもよい。なお、図５には、サンプル領域の一例を示した。
【００３７】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で設定したサンプル領域内の画素の偏光度の代表値を算出する。本実施形態では、代表値の一例として平均値を用いる。なお、代表値としては、平均値に限らず、中央値、最小値、最大値等を用いても良い。
【００３８】
ここで、一例として走行路がアスファルトの場合において、アスファルトの表面が湿潤状態の場合と乾燥状態の場合におけるアスファルトからの放射光の偏光について説明する。なお、本実施形態では、湿潤状態とは、路面が水分を有する状態、すなわち路面が濡れた状態と、路面が氷を有する状態、すなわち路面が凍結した状態を含む。
【００３９】
例えば図７に示すように、アスファルト４０の表面が乾燥状態の場合、アスファルト４０の表面はラフネスが大きいため、アスファルト４０の表面からの放射光による偏光はほとんど見られず、偏光度は小さい値を示す。なお、図７において実線の矢印は放射光の水平偏光成分Ｐｈを表し、破線の矢印は放射光の垂直偏光成分Ｐｖを表す。
【００４０】
これに対し、図８に示すように、アスファルト４０の表面に例えば水分４２が存在する場合、水分４２の表面からの放射光が支配的となる。水分４２の表面は鏡面となるので、放射光による偏光が現れ（例えば放射光の垂直偏光成分Ｐｖのみが放射され）、偏光度を検出可能となる。すなわち、ステップＳ１０８で算出した偏光度の平均値に基づいて路面の状態を判定することができる。
【００４１】
そこで、ステップＳ１１０では、ステップＳ１０８で算出した偏光度の平均値が予め定めた閾値以上であるか否かを判定する。ここで、閾値は、例えば路面が湿潤状態の場合の偏光度と乾燥状態の場合の偏光度を予め実験等によって測定した結果等に基づいて予め定められ、偏光度の平均値が閾値以上であれば路面が湿潤状態であり、閾値未満であれば路面が乾燥状態であると判定できる値に設定される。
【００４２】
そして、ステップＳ１０８で算出した偏光度の平均値が予め定めた閾値以上であればステップＳ１１２へ移行し、ステップＳ１０８で算出した偏光度の平均値が予め定めた閾値未満であればステップＳ１１４へ移行する。
【００４３】
ステップＳ１１２では、路面が湿潤状態であると判定する。判定結果は、例えば図示しないメモリに出力されたり、路面の状態を用いた処理を行う他の装置等に出力されたりする。
【００４４】
このように、本実施形態では、路面からの放射光による垂直偏光画像及び水平偏光画像に基づいて算出した偏光度に基づいて路面の状態を判定するので、反射光が少ない場合、例えば暗闇のような状態でも路面の状態を精度良く判定することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４７】
図９には、第２実施形態に係る路面状態判定装置１０Ａの構成を示した。路面状態判定装置１０Ａが図１に示す路面状態判定装置１０と異なる点は、波長選択フィルタ５０及び波長選択フィルタ制御部５２を備えた点である。なお、その他の構成は同じであるので、説明は省略する。
【００４８】
波長選択フィルタ５０は、本実施形態では一例として、３つの異なる波長λ１、λ２、λ３の光を透過させるフィルタ５０−１、５０−２、５０−３を備える。
【００４９】
波長選択フィルタ５０は、偏光フィルタ１４と同様に、フィルタ５０−１〜５０−３の何れかがカメラ１２の撮影レンズ１２Ａの前方に位置するように、回転軸２２を中心として回転可能な構成となっている。
【００５０】
フィルタ５０−１が撮影レンズ１２Ａの前方に配置された状態で、カメラ１２が路面からの放射光を撮影することにより、波長λ１の放射光の垂直偏光画像又は水平偏光画像が得られる。また、フィルタ５０−２が撮影レンズ１２Ａの前方に配置された状態で、カメラ１２が路面からの放射光を撮影することにより、波長λ２の放射光の垂直偏光画像又は水平偏光画像が得られる。フィルタ５０−３が撮影レンズ１２Ａの前方に配置された状態で、カメラ１２が路面からの放射光を撮影することにより、波長λ３の放射光の垂直偏光画像又は水平偏光画像が得られる。
【００５１】
波長選択フィルタ制御部５２は、カメラ制御部１６から出力された同期信号に同期して波長選択フィルタ５０を回転させ、フィルタ５０−１〜５０−３の何れかを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させる。
【００５２】
次に、本実施形態の作用として、コンピュータ２０で実行される路面状態判定処理について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
ステップＳ２００では、カメラ制御部１６に撮影を指示する。カメラ制御部１６は、同期信号を偏光フィルタ制御部１８及び波長選択フィルタ５０へ出力すると共に、カメラ１２に撮影を指示する。これにより、偏光フィルタ制御部１８は、偏光フィルタ１４を回転させてフィルタ１４Ｖを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させ、波長選択フィルタ５０は、フィルタ５０−１を撮影レンズ１２Ａの前方に配置させる。この状態でカメラ１２が撮影を実行する。これにより、波長λ１の放射光の垂直偏光画像が撮影される。続いて、カメラ制御部１６は、同期信号を偏光フィルタ制御部１８へ出力すると共に、カメラ１２に撮影を指示する。偏光フィルタ制御部１８は、偏光フィルタ１４を回転させてフィルタ１４Ｈを撮影レンズ１２Ａの前方に配置させる。この状態でカメラ１２が撮影を実行する。これにより、波長λ１の放射光の水平偏光画像が撮影される。続いて、波長λ２、λ３についても波長λ１の場合と同様に撮影を実行する。これにより、波長λ１、λ２の垂直偏光画像及び水平偏光画像が得られる。
【００５４】
ステップＳ２０２では、カメラ制御部１６から波長λ１〜λ３の垂直偏光画像及び水平偏光画像を取得する。
【００５５】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で取得した波長λ１〜λ３の垂直偏光画像及び水平偏光画像の各々について、図２のステップＳ１０４と同様に、偏光度画像を各々生成する。
【００５６】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４で生成した波長λ１〜λ３の偏光度画像の各々について、図２のステップＳ１０６と同様に、サンプル領域を設定する。
【００５７】
ステップＳ２０８では、ステップＳ２０６で波長λ１〜λ３の偏光度画像について設定したサンプル領域の各々について、図２のステップＳ１０８と同様に、サンプル領域内の画素の偏光度の平均値（以下、単に偏光度と称する）を算出する。
【００５８】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０８で算出した３つの異なる波長λ１〜λ３の偏光度に基づいて、波長の組み合わせが異なる２組の偏光度の比を算出する。例えば波長λ１の偏光度Ｐ１と波長λ２の偏光度Ｐ２の比Ｐ１／Ｐ２と、波長λ１の偏光度Ｐ１と波長λ３の偏光度Ｐ３の比Ｐ１／Ｐ３と、を算出する。
【００５９】
ここで、偏光度、放射光の波長、及び放射光と路面とが成す角度の関係を、路面（アスファルト）の状態が濡れた状態（水分を有する状態）と凍結した状態（氷を有する状態）のそれぞれの場合について説明する。図１１には、路面が濡れた状態において、放射光と路面とが成す角度が２０度、４０度、６０度、８０度のそれぞれの場合における偏光度と波長との関係を表す偏光度特性を示し、図１２には、路面が凍結した状態において、放射光と路面とが成す角度が２０度、４０度、６０度、８０度のそれぞれの場合における偏光度と波長との関係を表す偏光度特性を示した。
【００６０】
図１１、１２に示すように、それぞれの角度における偏光度と波長との関係を表す偏光度特性は相似の関係にあると言える。そして、図１１、１２に示す偏光度特性から、波長λ１を９μｍ、波長λ２を９．５μｍ、波長λ３を１２μｍとした場合における角度２０〜８０度の偏光度の比Ｐ１／Ｐ２、Ｐ２／Ｐ３、Ｐ３／Ｐ１の算出結果を図１３に示す。
【００６１】
また、偏光度の比Ｐ１／Ｐ２を横軸、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３を縦軸とした特徴図に、図１３の算出結果をプロットしたものを図１４に示す。図１４に示すように、路面の状態が水分を有する場合、氷を有する場合の何れにおいても、４つの角度の偏光度の比がほぼ同じ位置にプロットされ、重なっているのが判る。なお、路面の状態が乾いている場合（アスファルト）については、表面のラフネスが大きいことから、偏光度の変化は小さいと見なして、偏光度の比は、どの波長を選択してもほぼ１であると見なしている。
【００６２】
図１４に示すように、例えば偏光度の比Ｐ１／Ｐ２が閾値ＴＨ１以上であれば、路面が濡れた状態又は凍結した状態、すなわち湿潤状態であると判定することができ、偏光度の比Ｐ１／Ｐ２が閾値ＴＨ１未満であれば、路面が乾いた状態であると判定することができる。
【００６３】
また、図１４に示すように、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３が閾値ＴＨ２以上であれば、路面が水分を有する状態であると判定することができ、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３が閾値ＴＨ２未満であれば、路面が氷を有する状態であると判定できる。
【００６４】
そこで、ステップＳ２１２では、ステップＳ２１０で算出した偏光度の比Ｐ１／Ｐ２が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。そして、偏光度の比Ｐ１／Ｐ２が閾値ＴＨ１以上の場合は、ステップＳ２１４へ移行する。一方、偏光度の比Ｐ１／Ｐ２が閾値ＴＨ１未満の場合は、ステップＳ２１８へ移行し、路面が乾燥状態であると判定する。
【００６５】
ステップＳ２１４では、ステップＳ２１０で算出した偏光度の比Ｐ２／Ｐ３が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。そして、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３が閾値ＴＨ２以上であれば、ステップＳ２１６へ移行し、路面の状態が水分を有する状態、すなわち路面が濡れた状態であると判定する。一方、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３が閾値ＴＨ２未満であれば、ステップＳ２２０へ移行し、路面が氷を有する状態、すなわち凍結状態と判定する。
【００６６】
このように、本実施形態では、偏光度の比に基づいて路面の状態を判定するので、放射光と路面との成す角度にばらつきがあっても、偏光度の変化の影響が路面の状態の判定の精度に悪影響を及ぼさず、精度良く路面の状態を判定することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、偏光度の比Ｐ１／Ｐ２、偏光度の比Ｐ２／Ｐ３に基づいて、路面が乾燥状態、濡れた状態、及び凍結状態の何れであるかを判定する場合について説明したが、例えば偏光度の比Ｐ１／Ｐ２に基づいて、路面が乾燥状態及び湿潤状態の何れであるかを判定するようにしてもよい。
【００６８】
次に、波長λ１〜λ３の選択の方法について説明する。
【００６９】
まず、判定対象の路面の状態の種類が２種類の場合（例えば路面が乾燥状態の場合と湿潤状態の場合）に、２つの波長λ１、λ２を選択する方法について説明する。この場合、例えば以下の第１〜第３の条件を満たす波長を選択する。
【００７０】
第１の条件：予め定めた選択可能な波長の範囲内の偏光度特性において、偏光度が各々ピークになる波長。
【００７１】
第２の条件：予め定めた選択可能な波長の範囲内の偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の傾きが逆となる波長。
【００７２】
第３の条件：予め定めた選択可能な波長の範囲内の偏光度特性において、複数の波長間の偏光度の差の絶対値が最大となる波長。
【００７３】
上記第１〜第３の少なくとも一つの条件を満たす２つの波長を選択する。なお、予め定めた波長範囲は、図１１、１２に示すように、放射光と路面とが成す角度が変化しても偏光度特性が相似の関係となる範囲、例えば７〜１３μｍの範囲とすることが好ましい。
【００７４】
図１５（Ａ）〜（Ｄ）には、２種類の路面の状態における、波長と偏光度との関係を表す偏光度特性６０−１、６０−２の組み合わせの一例を示した。
【００７５】
図１５（Ａ）は、第１の条件を満たす場合の例である。また、図１５（Ｂ）は、第１の条件及び第２の条件を満たす場合の例である。また、図１５（Ｃ）は、第２の条件及び第３の条件を満たす場合の例である。また、図１５（Ｄ）は、第３の条件を満たす場合の例である。
【００７６】
また、図１６（Ａ）〜（Ｄ）には、路面の状態が３種類の場合（例えば路面が乾燥状態の場合、濡れた状態の場合、凍結状態の場合）における波長と偏光度との関係を表す偏光度特性６２−１、６２−２、６２−３の組み合わせの一例を示した。
【００７７】
図１６（Ａ）は、第１の条件を満たす場合の例である。また、図１６（Ｂ）、（Ｃ）は、第１の条件及び第２の条件を満たす場合の例である。また、図１６（Ｄ）は、第１の条件及び第３の条件を満たす場合の例である。
【００７８】
上記のように波長を適宜選択することにより、精度良く路面の状態を判定することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能であることはいうまでもない。例えば、上記各実施形態では、放射光を撮影して路面状態を判定する場合について説明したが、反射光を撮影して路面状態を判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１０Ａ  路面状態判定装置
１２   カメラ
１４   偏光フィルタ
１６   カメラ制御部
１８   偏光フィルタ制御部
２０   コンピュータ
５０   波長選択フィルタ
５２   波長選択フィルタ制御部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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