(57)【要約】【課題】  降雪及び霧を精度良く判別し得ると共に装置構成が簡便な降雪・霧検知装置及びこれを利用した自発光式道路標識システムを提供する。【解決手段】  降雪・霧検知装置１は、大気Ａ中に向けて信号波を発信する発信装置１２１と、発信装置１２１から発信され大気Ａ中を透過した信号波を受信し得るように配置されるか、或いは、発信装置１２１から発信され大気Ａ中に存在する被検知対象物Ｆ、Ｓで反射した信号波を受信し得るように配置された受信装置１２２と、大気Ａの温度を測定するための温度計１５と、受信装置１２２の出力に基づき被検知対象物Ｆ、Ｓの有無を判定し、被検知対象物Ｆ、Ｓが存在すると判定した場合に、更に温度計１５の出力に基づき、被検知対象物が降雪Ｓ及び霧Ｆの何れであるかを判別する判定装置１４とを備える。【選択図】    図１
2005083750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中に向けて信号波を発信する発信装置と、
前記発信装置から発信され大気中を透過した信号波を受信し得るように配置されるか、或いは、前記発信装置から発信され大気中に存在する被検知対象物で反射した信号波を受信し得るように配置された受信装置と、
前記大気の温度を測定するための温度計と、
前記受信装置の出力に基づき前記被検知対象物の有無を判定し、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に前記温度計の出力に基づき、前記被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別する判定装置とを備えることを特徴とする降雪・霧検知装置。
【請求項２】
前記大気の湿度を測定するための湿度計を更に備え、
前記判定装置は、前記受信装置の出力に基づき前記被検知対象物の有無を判定し、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に前記温度計及び前記湿度計の出力に基づき、前記被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別することを特徴とする請求項１に記載の降雪・霧検知装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の降雪・霧検知装置と、
道路周辺に設置され、発光体を具備する自発光式道路標識装置と、
前記判定装置の判別結果に応じて前記発光体を発光させる制御装置とを備えることを特徴とする自発光式道路標識システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吹雪等の強い降雪や濃霧によって生じる視程障害を検知する降雪・霧検知装置及びこれを利用した自発光式道路標識システムに関し、特に、降雪及び霧を精度良く判別し得ると共に装置構成が簡便な降雪・霧検知装置及びこれを利用した自発光式道路標識システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
降雪や霧による視程障害が発生した場合には、自発光式の道路標識装置（視線誘導装置や路肩標示装置等）が具備する発光体を発光させることにより、車両運転者に注意を喚起すると共に視認性を向上させる必要がある。従来より、斯かる視程障害を自動的に検知する装置として、種々のものが提案されている。
【０００３】
例えば、赤外線の大気中での透過光を受光し、その強弱により大気中での降雪等の有無やその程度を検知する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、大気中での降雪等によって反射した赤外線を受光し、その強弱により大気中での降雪等の有無やその程度を検知する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、大気中にマイクロ波等の信号波を発信し、降雪等の降下物で反射した信号波を受信して、発信波と受信波との周波数差を検出することにより、降下物の降下速度を検出し、これにより、降雪と、降雨、霧、鳥、落ち葉などとを判別する装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平８−１７９０５２号公報
【特許文献２】特開平７−３２５１６２号公報
【特許文献３】特開平６−３４７５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、視程障害検知装置を、自発光式道路標識装置に適用する場合には、降雪や霧の有無を単に検知するに留まらず、両者を精度良く判別することが望ましい。両者を精度良く判別できれば、各状態（降雪及び霧の何れか一方）に応じた最適な輝度で道路標識装置が具備する発光体を発光させたり、或いは各状態に応じた適切な位置の発光体を発光させるなどの制御を施すことが可能である。これにより、降雪及び霧の何れの状態であるかに関わらず一律に発光させる場合に比べて、車両運転者の視認性や幻惑の防止を効果的に向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された従来装置は、透過光や反射光の強弱のみに基づいて降雪等の有無を検知する構成であるため、降雪及び霧の何れの状態であるかを判別することは困難である。換言すれば、天候に応じて降雪（特に吹雪）及び霧の浮遊状態がそれぞれ変化するため、透過光や反射光の強度としては降雪と霧との間で差異が生じないケースも多く、単純に光の強度を測定するだけでは、両者を精度良く判別することが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に開示された従来装置は、降雪と霧とを判別できる利点を有するものの、所謂ドップラー効果によって被検知対象物の降下速度を検出する構成であるため、必然的に装置構成が複雑となる。斯かる装置構成の複雑さに伴って、メンテナンス性が悪かったりコストが高くなるという欠点があり、特に自発光式道路標識装置に適用する場合には、道路に沿って比較的多くの装置を必要とすることから、当該欠点が顕在化し易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、降雪及び霧を精度良く判別し得ると共に装置構成が簡便な降雪・霧検知装置及びこれを利用した自発光式道路標識システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するべく、本発明は、大気中に向けて信号波を発信する発信装置と、前記発信装置から発信され大気中を透過した信号波を受信し得るように配置されるか、或いは、前記発信装置から発信され大気中に存在する被検知対象物で反射した信号波を受信し得るように配置された受信装置と、前記大気の温度を測定するための温度計と、前記受信装置の出力に基づき前記被検知対象物の有無を判定し、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に前記温度計の出力に基づき、前記被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別する判定装置とを備えることを特徴とする降雪・霧検知装置を提供するものである。
【００１１】
斯かる発明によれば、受信装置の出力（大気中を透過した信号波又は被検知対象物で反射した信号波の強度等）に基づいて被検知対象物（降雪や雪）の有無が先ず判定される。すなわち、被検知対象物が大気中に存在すれば、透過信号波の強度等が低下する（逆に反射信号波の強度等は増加する）ため、受信装置の出力に基づいて被検知対象物の有無を判定することが可能である。次に、前記発明によれば、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に温度計の出力に基づき、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかが判別される。すなわち、温度計で測定した大気の温度が高ければ被検知対象物が霧である可能性が高い一方、低ければ降雪である可能性が高いため、例えば温度計の出力を予め設定した温度しきい値と比較することにより、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別することができる。換言すれば、透過信号波（或いは反射信号波）の強度等が、存在する被検知対象物の種別（降雪又は霧）に関わらず同程度であったとしても、温度計の出力に基づき両者を精度良く判別することが可能である。また、発信装置、受信装置及び判定装置の他に、温度計を備えるだけで良いため、装置構成を簡便にすることができるという利点も有する。
【００１２】
好ましくは、前記大気の湿度を測定するための湿度計を更に備え、前記判定装置は、前記受信装置の出力に基づき前記被検知対象物の有無を判定し、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に前記温度計及び前記湿度計の出力に基づき、前記被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別するように構成される。
【００１３】
斯かる発明によれば、温度計及び湿度計の出力に基づき、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかが判別される。ここで、湿度計で測定した大気の湿度が高ければ被検知対象物が霧である可能性が高い一方、低ければ降雪である可能性が高い。従って、温度計の出力のみならず、湿度計の出力をも組み合わせて判別することにより、より一層精度良く、被検知対象物を判別可能となることが期待できる。
【００１４】
また、前記課題を解決するべく、本発明は、前記降雪・霧検知装置と、道路周辺に設置され、発光体を具備する自発光式道路標識装置と、前記判定装置の判別結果に応じて前記発光体を発光させる制御装置とを備えることを特徴とする自発光式道路標識システムとしても提供される。
【００１５】
斯かる発明によれば、前記降雪・霧検知装置によって降雪及び霧を精度良く判別できるため、例えば、判定装置の判別結果、すなわち、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかに応じて、それぞれ最適な輝度で発光体を発光させたり、或いは、発光体が複数ある場合に、判別した被検知対象物に応じた適切な位置の発光体を発光させることが可能である。従って、斯かる発明によれば、降雪及び霧の何れの状態であるかに関わらず被検知対象物が存在していれば一律に発光させる場合に比べて、車両運転者の視認性や幻惑の防止を効果的に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明に係る除雪・霧検知装置によれば、受信装置の出力に基づいて被検知対象物の有無が先ず判定される。すなわち、被検知対象物が大気中に存在すれば、透過信号波の強度等が低下するため、受信装置の出力に基づいて被検知対象物の有無を判定することが可能である。次に、被検知対象物が存在すると判定した場合に、更に温度計の出力に基づき、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかが判別される。すなわち、温度計で測定した大気の温度が高ければ被検知対象物が霧である可能性が高い一方、低ければ降雪である可能性が高いため、例えば温度計の出力を予め設定した温度しきい値と比較することにより、被検知対象物が降雪及び霧の何れであるかを判別することができる。換言すれば、透過信号波の強度等が、存在する被検知対象物の種別（降雪又は霧）に関わらず同程度であったとしても、温度計の出力に基づき両者を精度良く判別することが可能である。また、発信装置、受信装置及び判定装置の他に、温度計を備えるだけで良いため、装置構成を簡便にすることができるという利点も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明に係る降雪・霧検知装置を自発光式道路標識装置に適用した自発光式道路標識システムの一実施形態を示す概略ブロック図である。また、図２は、本実施形態に係る自発光式道路標識システムの概略構成図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る自発光式道路標識システム１００は、道路Ｒ周辺に設置された降雪・霧検知装置１と、道路Ｒ周辺に設置され発光体２１（図２では２１ａ、２１ｂ）を具備する自発光式道路標識装置２（図２では２ａ、２ｂ）と、降雪・霧検知装置１が具備する判定部１４の判別結果に応じて発光体２１を発光させる制御装置（本実施形態では、判定部１４が当該制御装置の機能をも奏するように構成されている）とを備えている。
【００１９】
本実施形態に係る降雪・霧検知装置１は、電源装置１１と、赤外線発光・受光部１２と、信号処理部１３と、判定部１４と、温度計１５と、湿度計１６とを備えている。
【００２０】
電源装置１１は、道路Ｒ周辺に立設された支柱Ｐに取り付けられており、太陽電池パネル１１１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２と、電気二重層コンデンサ１１３と、定電圧電源回路１１４と、間欠タイマー１１５とを備えている。斯かる構成を有する電源装置１１において、太陽電池パネル１１１で太陽光を受光することにより発電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２によって電圧が高められた後、定電圧電源回路１１４によって電圧が一定とされる。定電圧電源回路１１４から出力された電力は、間欠タイマー１１５の作用によって、赤外線発光・受光部１２及び信号処理部１３に間欠的に供給される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１２から出力される電力の一部は、充電手段である電気二重層コンデンサ１１３に充電され、夜間や雨天時などの電力として使用されることになる。以上のように、本実施形態に係る電源装置１１は、赤外線発光・受光部１２及び信号処理部１３に間欠的に電力を供給する構成であるため、連続的に供給する場合に比べて電力を節約することができる。従って、太陽電池パネル１１１を小型化することができると共に、太陽電池パネル１１１以外の電源を要しないという利点を有する。
【００２１】
赤外線発光・受光部１２は、道路Ｒ周辺に立設された支柱Ｐに取り付けられた筐体Ｂに内蔵されており、大気Ａ中に向けて赤外線を発光する赤外線発光部１２１と、赤外線発光部１２１から発光され大気Ａ中に存在する被検知対象物（降雪Ｓや霧Ｆ）で反射した赤外線を受光し得るように配置された赤外線受光部１２２とを備えている。赤外線受光部１２２から出力された電気信号は、筐体Ｂ内に内蔵された信号処理部１３に入力される。
【００２２】
信号処理部１３は、帯域増幅器１３１と、電圧増幅器１３２と、ピークホールド回路１３３と、演算増幅器１３４とを備えている。前述のように赤外線受光部１２２から出力された電気信号は、先ず信号処理部１３の帯域増幅器１３１に入力し、特定周波数帯域以外の信号が除去されることにより、道路Ｒを通行する車両Ｃや歩道を通行する歩行者等からの反射光の影響が低減される。帯域増幅器１３１からの出力信号、つまり、降雪Ｓや霧Ｆで反射した赤外線に起因する特定周波数帯域の電気信号は微弱であるため、電圧増幅器１３２によって増幅され、ピークホールド回路１３３及び演算増幅器１３４によって適切なアナログ電圧に変換された後に、筐体Ｂ内に内蔵された判定部１４に出力される。
【００２３】
判定部１４は、演算増幅器１３４から入力されたアナログ電圧を予め設定したしきい値と比較し、当該しきい値を超えるアナログ電圧が入力された場合（赤外線受光部１２２における赤外線の受光量が所定量以上であったことに相当する）には、大気Ａ中に被検知対象物（降雪Ｓや霧Ｆ）が存在すると判定する。
【００２４】
一方、判定部１４には、温度計１５及び湿度計１６の出力信号が入力される。ここで、温度計１５は大気Ａの温度を測定するものであり、湿度計１６は大気Ａの湿度（相対湿度）を測定するためのものであって、それぞれ筐体Ｂ内に内蔵されている。判定部１４は、前述のように、演算増幅器１３４から入力されたアナログ電圧に基づき被検知対象物の有無を判定した結果、被検知対象物が大気Ａ中に存在すると判定した場合には、更に、入力された温度計１５の出力（温度）及び湿度計１６の出力（相対湿度）に基づき、被検知対象物が降雪Ｓ及び霧Ｆの何れであるかを判別するように構成されている。なお、本実施形態では、温度計１５及び湿度計１６双方の出力に基づいて被検知対象物を判別する構成としているが、温度計１５の出力のみに基づいて判別する構成を採用することも可能である。また、前記両構成の何れか一方を適宜選択可能に構成することも可能である。
【００２５】
図３は、判定部１４における判別ロジックの一例を説明するための説明図であり、（ａ）は温度計１５の出力のみに基づいて被検知対象物を判別するロジックの一例を、（ｂ）は温度計１５及び湿度計１６双方の出力に基づいて被検知対象物を判別するロジックの一例を、それぞれ示す。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、判定部１４が温度計１５の出力のみに基づいて被検知対象物を判別する場合、判定部１４は、入力された温度計１５の出力を予め設定したしきい値Ｔｈ１と比較し、温度計出力＞Ｔｈ１の場合には被検知対象物が霧Ｆであり、温度計出力≦Ｔｈ１の場合には被検知対象物が雪Ｓであると判別する。以上のように、図３（ａ）に例示した判別ロジックは、温度計１５で測定した大気Ａの温度が高ければ被検知対象物が霧Ｆである可能性が高い一方、低ければ降雪Ｓである可能性が高いことを利用したものであり、温度計１５の出力を予め設定した温度しきい値と比較することにより、被検知対象物が降雪Ｓ及び霧Ｆの何れであるかを判別することができる。換言すれば、赤外線受光部１２２の出力信号強度、ひいては演算増幅器１３４から出力されるアナログ電圧が、大気中Ａに存在する被検知対象物の種別（降雪Ｓ又は霧Ｆ）に関わらず同程度であったとしても、温度計１５の出力に基づき両者を精度良く判別することが可能である。なお、しきい値Ｔｈ１としては、例えば、０〜５℃の範囲内における任意の値を設定するのが好ましい。
【００２７】
また、図３（ｂ）に示すように、判定部１４が温度計１５及び湿度計１６双方の出力に基づいて被検知対象物を判別する場合、判定部１４は、入力された温度計１５の出力を予め設定したしきい値Ｔｈ１と、入力された湿度計１６の出力を予め設定したしきい値Ｔｈ２と、それぞれ比較する。その結果、（１）温度計出力＞Ｔｈ１で且つ湿度計出力＞Ｔｈ２の場合には被検知対象物が霧Ｆであり、（２）温度計出力＞Ｔｈ１で且つ湿度計出力≦Ｔｈ２の場合には被検知対象物が霧Ｆでも降雪Ｓでもない異物（例えば砂埃）であり、（３）温度計出力≦Ｔｈ１で且つ湿度計出力＞Ｔｈ２の場合には被検知対象物が霧Ｆであり、（４）温度計出力≦Ｔｈ１で且つ湿度計出力≦Ｔｈ２の場合には被検知対象物が雪Ｓであると判別する。以上のように、図３（ｂ）に例示した判別ロジックは、湿度計１６で測定した大気Ａの相対湿度が高ければ被検知対象物が霧Ｆである可能性が高い一方、低ければ降雪Ｓである可能性が高いことを利用したものであり、温度計１５の出力に湿度計１６の出力をも組み合わせて判別することにより、より一層精度良く、被検知対象物を判別可能となることが期待できる。なお、しきい値Ｔｈ２としては、例えば、相対湿度９０％〜１００％の範囲内における任意の値を設定するのが好ましい。
【００２８】
以上のようにして、判定部１４により被検知対象物が高精度に判別される。次に、判定部１４は、被検知対象物の判別結果に応じて自発光式道路標識装置２が具備する発光体２１を発光させるべく、当該発光体２１に対して制御信号（発光指示信号）を送信する。なお、判定部１４から発光体２１への制御信号の送信方法としては、信号ケーブルを用いた有線送信の他、無線送信を適用することも可能である。すなわち、除雪・霧検知装置１が無線発信器を具備する一方、自発光式道路標識装置２が無線受信器を具備するように構成し、判定部１４から出力された制御信号を前記無線発信器を介して前記無線受信器に無線送信し、前記無線受信器で受信した制御信号に基づき発光体２１を発光させることも可能である。
【００２９】
以下、図２を参照しつつ、判定部１４による発光体２１の発光制御について、より具体的に説明する。図２に示すように、本実施形態においては、自発光式道路標識装置２として、視線誘導装置２ａと路側縁石鋲２ｂとが設置されている。視線誘導装置２ａは、ＬＥＤ等から形成された発光体２１ａを鉛直上方に具備している。また、路側縁石鋲２ｂは、ＬＥＤ等から形成された発光体２１ｂを、発光体２１ａよりも鉛直下方の位置に具備している。
【００３０】
ここで、判定部１４による被検知対象物の判別結果が降雪Ｓであった場合、判定部１４は、視線誘導装置２ａの発光体２１ａに対して制御信号を送信するように構成されており、これにより発光体２１ａが発光する（発光体２１ｂは発光しない）。一方、判定部１４による被検知対象物の判別結果が霧Ｆであった場合、判定部１４は、路側縁石鋲２ｂの発光体２１ｂに対して制御信号を送信するように構成されており、これにより発光体２１ｂが発光する（発光体２１ａは発光しない）。霧Ｆは、気温の急激な低下や、低温・高湿度の空気が進入するような状態で生じるものであるが、このような状態では路面付近の空気が路面上方の空気よりも高い温度となるために、路面に近づくにつれて霧Ｆの密度が薄くなる。従って、平均的に見れば、霧Ｆの方が降雪Ｓよりも上方に浮遊し易いため、上記のように、判別結果が霧Ｆの場合には下方の発光体２１ｂを発光させる一方、降雪Ｓの場合には上方の発光体２１ａを発光させることが、車両Ｃの運転者の視認性等を効果的に向上させることができる。なお、被検知対象物の判別結果が異物（図３（ｂ）参照）であった場合や、或いは被検知対象物が大気Ａ中に存在しないと判定した場合には、制御信号は発光体２１ａ及び２１ｂの何れにも送信されず、双方の発光体が共に発光しないことになる。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る自発光式道路標識システム１００によれば、判別した被検知対象物に応じた適切な位置の発光体２１ａ又は２１ｂを発光させることが可能であり、被検知対象物が存在していれば一律に発光させる（何れか一方の発光体のみを常に発光させる、或いは、双方の発光体を共に発光させる）場合に比べて、車両Ｃの運転者の視認性や幻惑の防止を効果的に向上させることができると共に、消費電力を節約することも可能である。
【００３２】
なお、本実施形態では、赤外線受光部１２２が、赤外線発光部１２１から発光され大気Ａ中に存在する被検知対象物で反射した赤外線を受光し得るように配置された形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、赤外線発光部１２１から発光され大気Ａ中を通過した赤外線を受光し得るように赤外線受光部１２２を配置する構成を採用することも可能である。
【００３３】
また、本実施形態では、被検知対象物を検知するための信号波として赤外線を適用する形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電波やマイクロ波などの他の信号波を適用することも可能である。
【００３４】
また、本実施形態では、判定部１４の判別結果に応じて、適切な位置の発光体２１ａ又は２１ｂを発光させる形態について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、判定部１４の判別結果に応じて、それぞれ最適な輝度で発光体を発光させたり、或いは、自発光式道路標識装置２を文字表示可能なものとして、降雪Ｓの場合には「降雪注意」と表示する一方、霧Ｆの場合には「霧注意」に表示を切り替えるような形態を採用することも可能である。
【００３５】
さらに、本実施形態では、降雪・霧検知装置１を自発光式道路標識装置１００に適用する形態について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、道路Ｒなどに積雪した雪をヒータ等によって溶かす自動融雪システムのセンサとして活用するなど種々の用途に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明に係る降雪・霧検知装置を自発光式道路標識装置に適用した自発光式道路標識システムの一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す自発光式道路標識システムの概略構成図である。
【図３】図３は、図１に示す判定部における判別ロジックの一例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・除雪・霧検知装置
２・・・自発光式道路標識装置
１４・・・判定部（判定装置、制御装置）
１５・・・温度計
１６・・・湿度計
２１・・・発光体
１００・・・自発光式道路標識システム
１２１・・・赤外線発光部（発信装置）
１２２・・・赤外線受光部（受信装置）
Ａ・・・大気
Ｆ・・・霧
Ｓ・・・降雪
【図１】
2005083750.tif 000003
【図２】
2005083750.tif 000004
【図３】
2005083750.tif 000005