(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面、天空から放射される放射ビームを受信する空中線部（２）、高周波受信部（３）、中間周波・Ａ／Ｄ変換部（４）からなる電波放射受信部（１１）と、前記電波放射受信部から出力される信号を受信しデータ処理を行うデータ処理部（５）とを備えた路面状況把握システムにおいて、
前記空中線部（２）が、路面、天空から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズ（１２）と、前記誘電体レンズ（１２）で集光された放射ビームを受信して前記高周波受信部（３）に取り込む受信ホーン（１３）と、前記誘電体レンズ（１２）及び受信ホーン（１３）を路面と天空間の放射ビーム対応位置に可動させるための空中線可動部（１４）とから構成され、異なる角度で入射する放射ビームを前記空中線可動部（１４）で前記角度に対応する位置に移動されて位置決めされる誘電体レンズ（１２）及び受信ホーン（１３）で受信するようになっていることを特徴とする路面状況把握システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路を走行する車両に対し路面状況情報を提供する路面状況把握システムに関し、特に電波放射エネルギを受信し路面状況把握を行う、電波放射計式の路面状況把握システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電波放射計式の路面状況把握システム（以下、『電波放射計』と呼ぶ。）の一例が、１９９９年３月に慶応大学で開催された１９９９年電子通信情報学会総合大会の講演論文集「情報・システム１」の第３５３頁に掲載された論文番号ＳＩＤ−１−３「電波放射計による路面状況の把握」と題する論文に示されている。図４は、この講演論文集で発表されている電波放射計を示している。すなわち、電波放射計は、空中線部２と高周波受信部３、中間周波・Ａ／Ｄ部４からなる電波放射受信部１と、この電波放射受信部１から出力される信号のデータ処理を行うデータ処理部５から構成されている。空中線部２は天空、路面から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズ12と集光された放射ビームを高周波受信部３に取り込むための受信ホーン13からなる。この電波放射計を用いて図５に示すような計測形態、すなわち電波放射受信部１をポール７に回転台６と共に設置し、路面８から放射される放射エネルギを受信することにより路面情報の検出を行う。電波放射受信部１からの受信信号の処理はポール７の直下に隣接して置かれたデータ処理部５により実施する。また、路面８の各場所の路面情報は、路面放射ビーム９ａ、９ｂとして受信される。つまり、この従来技術では路面８上の各場所で路面情報を取得するには回転台６で電波放射受信部１を必要な計測場所数が得られるよう回転させる必要がある。
【０００３】
また、上述した講演論文集に記載の電波放射計では、路面情報のほかにも天空放射エネルギの計測が必要である。この天空放射エネルギは、電波放射受信部１を路面放射エネルギ計測角度から仰向けて、天空放射エネルギ計測角度となるよう回転台６で回転させ、さらに路面放射エネルギ計測を実施した俯角（路面に対する入射角度）に相当する仰角に対し、路面計測点数と同じ点数の天空情報の計測を行う。図６は天空放射エネルギ計測の場合の計測形態である。すなわち、電波放射受信部１をポール７に回転台６とともに設置し、路面８から放射される放射エネルギを受信することにより天空情報の検出を行う。電波放射受信部１からの受信信号の処理はポール７の直下に隣接して置かれたデータ処理部５により実施する。路面８の各場に対応する天空情報は、天空放射ビーム10ａ、10ｂとして受信される。つまり、天空の各場所で天空情報を取得するには回転台６で電波放射受信部１を必要な計測点数が得られるよう回転させる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の路面状況把握システムの場合には、次のような問題点がある。すなわち、第１の問題点は路面状況の情報を細かく複数点計測するために、電波放射受信部を回転台に搭載し、精度良く回転させることにある。そのためには、高精度の回転台を必要としていた。さらに、第２の問題点は路面情報の計測の次に天空情報を計測するために、電波放射受信部を路面情報計測のために下向きに、天空情報計測のために上向きにさせることにある。そして、そのための回転台は、従来は上記高精度の回転台で兼用していたが、上記回転台ほどの精度は不要ではあるが、ポールに設置するには何らかの回転台を必要とするという問題がある。これは上述した従来技術が掲載されている１９９９年電子通信学会総合大会講演論文集で述べられているように、路面状態識別を実現するためには、路面放射率の取得が必須であり、そのためには路面放射エネルギの計測、天空放射エネルギの計測が必要なためである。以上のように、従来の電波放射計では複数点の路面状態の計測を行うために回転台を設け２次元走査を実施してきたが、現実的に路側の柱に電波放射計を設置し、２次元走査を行うことは実用上不適切であるため、このような回転台を使用しない路面状況把握システムの実現が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、従来の路面状況把握システムで用いていた、高精度の回転台を使用することなく、路面における複数点の路面情報計測及び、その複数点の路面情報計測時の仰角に相当する俯角での複数の天空情報計測を可能とする路面状況把握システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記のような目的を達成するために、この路面状況把握システムは、路面、天空から放射される放射ビームを受信する空中線部、高周波受信部、中間周波・Ａ／Ｄ変換部からなる電波放射受信部と、前記電波放射受信部から出力される信号を受信しデータ処理を行うデータ処理部とを備えた路面状況把握システムにおいて、前記空中線部が、路面、天空から放射される放射ビームを集光する誘電体レンズと、前記誘電体レンズで集光された放射ビームを受信して前記高周波受信部に取り込む受信ホーンと、前記誘電体レンズ及び受信ホーンを路面と天空間の放射ビーム対応位置に可動させるための空中線可動部とから構成され、異なる角度で入射する放射ビームを前記空中線可動部で前記角度に対応する位置に移動されて位置決めされる誘電体レンズ及び受信ホーンで受信するようになっていることを特徴とするものである。
そのため電波放射受信部を回転させることなく、複数点の路面情報計測、それに対応する複数点の天空情報計測を可能とすることができる。したがって、高精度の回転台が不要となる効果を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図１〜図３を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態における基本構成が示されている。図１において、空中線部２と高周波受信部３、中間周波・Ａ／Ｄ部４からなる電波放射受信部11とこの電波放射受信部11から出力される信号のデータ処理を行うデータ処理部５から構成されている。そして、この図１で示す本発明では、空中線部２が従来の方式とは異なり、誘電体レンズ12と受信ホーン13および空中線可動部14で構成されている。
【０００８】
また、図２は図１に示した空中線部２の詳細が示されている。すなわち、図２において、異なる角度で入射する放射ビームはそれぞれに対応する位置に空中線可動部14で位置決めされた誘電体レンズ及び受信ホーン13で受信される。これは、異なる路面上から放射されるビームが異なる角度で誘電体レンズに入射し、さらに天空から放射されるビームも異なる角度で誘電体レンズに入射するが、これらの異なる角度で入射されたビームは各々に対応する位置に空中線可動部により位置決めされた誘電体レンズ、受信ホーンにより受信されることを意味している。具体的には、図２において誘電体レンズが半径Ｒの回転軌跡15上を空中線可動部14（図１）により移動する。ここで、半径Ｒは誘電体レンズの焦点距離である。そして、図中、放射ビーム21ａが誘電体レンズ12ａに入射すると放射ビーム21ａは収束されて受信ホーン13ａに取り込まれる。同様に異なる方向から入射する放射ビーム21ｂに対しては空中線可動部14により誘電体レンズ12ｂ、受信ホーン13bが移動し、さらに収束されて受信ホーン13ｂに取り込まれる。同様に異なる方向から入射される放射ビーム21ｃに対しては誘電体レンズ12ｃ、受信ホーン13ｃが、放射ビーム21ｄに対しては誘電体レンズ12ｄ、受信ホーン13ｄが空中線可動部14により移動し各々対応する。以上のように空中線可動部14を用いて誘電体レンズ及び受信ホーンをそれぞれ移動させることにより、異なる角度からの放射ビームを検出することが可能となる。
【０００９】
このような空中線部２を用いた路面状況把握システムの計測形態を図３に示す。図３では、電波放射受信部11をポール７に設置し、路面８から放射される放射エネルギを受信することにより路面情報及び天空情報の検出を行う。電波放射受信部11からの受信信号の処理はポール７の直下に隣接して置かれたデータ処理部５により実施する。路面８の各場所の路面情報は、路面放射ビーム９ａ，９ｂとして受信される。さらに天空の各点の情報は、天空放射ビーム10ａ，10ｂとして受信される。この場合、路面上の各場所で路面情報は、回転台を使用することなく計測が前記図２で述べたように可能となる。このように、本実施例では、誘電体レンズおよびアレイアンテナの使用により電波放射受信部を高精度で回転させることなく、路面情報計測、天空情報計測が可能となるという効果を有する。
【００１０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の路面状況把握システムにおいては、次のような効果を奏する。すなわち、本発明の場合、電波放射受信部の空中線部に空中線可動部を設け、誘電体レンズと受信ホーンを可動型としたので、路面情報計測、天空情報計測において複数点計測を電波放射受信部の回転なしで実施できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における路面状況把握システムの構成を示す図である。
【図２】同誘電体レンズ、アレイアンテナの動作原理を示す図である。
【図３】同路面状況把握システムにおける路面情報及び天空情報計測の計測形態を示す図である。
【図４】従来の路面状況把握システムの構成を示す図である。
【図５】同路面状況把握システムにおける路面情報計測の計測形態を示す図である。
【図６】同路面状況把握システムにおける天空情報計測の計測形態を示す図である。
【符号の説明】
１，11  電波放射受信部
２  空中線部
３  高周波受信部
４  中間周波・Ａ／Ｄ部
５  データ処理部
６  回転台
７  ポール
８  路面
９ａ，９ｂ  路面放射ビーム
10ａ，10ｂ  天空放射ビーム
12ａ〜ｄ  誘電体レンズ
13ａ〜ｄ  受信ホーン
14  空中線可動部
21ａ〜ｄ  放射ビーム
【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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