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JP3326555B2 - Transmittance measurement method - Google Patents

Transmittance measurement method

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JP3326555B2
JP3326555B2 JP14787898A JP14787898A JP3326555B2 JP 3326555 B2 JP3326555 B2 JP 3326555B2 JP 14787898 A JP14787898 A JP 14787898A JP 14787898 A JP14787898 A JP 14787898A JP 3326555 B2 JP3326555 B2 JP 3326555B2
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JP
Japan
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transmittance
luminance
brightness
space
light curtain
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JP14787898A
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順一 穂積
恭宏 小平
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Koito Industries Ltd
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Koito Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透過率測定方法に
関し、特に空間内に存在する気体の透過率を測定する透
過率測定方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmittance measuring method, and more particularly to a transmittance measuring method for measuring the transmittance of a gas existing in a space.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、トンネル内では車両の排気ガス
により内部の大気が汚れやすく、またほぼ閉空間である
ことから野外と比較して汚れの程度も大きいため、車両
乗員の前方視界が不良となりやすく、人体にも悪影響を
及ぼす恐れがある。このような状況を改善するため、ト
ンネル内の大気の透過率を測定し、その程度に応じて、
トンネル内を換気する換気装置を駆動するシステムが設
置されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a tunnel, the inside air is easily polluted by exhaust gas from a vehicle, and since it is almost a closed space, the degree of contamination is greater than that in the field. It is easy to cause harm to the human body. To remedy this situation, we measured the transmittance of the atmosphere in the tunnel and, depending on the degree,
A system for driving a ventilator that ventilates the inside of the tunnel is installed.

【0003】従来、このような空間内の気体(大気)の
透過率を測定する方法として、図に示すような透過率測
定方法が用いられている。図7は従来の透過率測定方法
を示す説明図である。空間内ここではトンネル内に、光
線を所定レベルで射出する発光器71と、この発光器7
1からの光線を受光する受光器72とが、同一の光軸上
に対向配置されている。
Conventionally, as a method for measuring the transmittance of gas (atmosphere) in such a space, a transmittance measurement method as shown in the figure has been used. FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional transmittance measuring method. In the space, here in a tunnel, a light emitter 71 for emitting a light beam at a predetermined level, and this light emitter 7
A photodetector 72 that receives the light beam from No. 1 is disposed facing the same optical axis.

【0004】特に、発光器71と受光器72とは、例え
ば道路の直線部分に沿って100mくらい離して配置さ
れる。そして、受光器72の出力に基づいて減衰量測定
器73により、トンネル内の大気で減衰した光線の減衰
量を測定し、その測定結果に応じて透過率を算出するも
のとなっていた。
[0004] In particular, the light emitting device 71 and the light receiving device 72 are arranged at a distance of about 100 m, for example, along a straight section of a road. Then, based on the output of the light receiver 72, the attenuation measuring device 73 measures the attenuation of the light beam attenuated in the atmosphere in the tunnel, and calculates the transmittance according to the measurement result.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の透過率測定方法では、正確に所定レベルで光
線を射出する発光器と、この光線の受光レベルを精度よ
く測定する受光器とが必要となり、システム全体が大型
化するとともに高価となるという問題点があった。本発
明はこのような課題を解決するためのものであり、比較
的小型化でき安価に実現できる透過率測定方法を提供す
ることを目的としている。
However, such a conventional transmittance measuring method requires a light emitting device that emits a light beam at a predetermined level accurately and a light receiving device that accurately measures the light receiving level of the light beam. Therefore, there is a problem that the whole system becomes large and expensive. An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a transmittance measurement method that can be relatively reduced in size and can be realized at low cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1の発明は、空間内に存在する気体の
透過率を測定する透過率測定方法において、空間内を撮
影した画像のうちの所定視野領域の明るさを示す輝度で
あって、かつ空間内を照明する照明光による明るさを示
す定常輝度を算出するとともに、空間内を撮影した画像
のうちの所定視野領域の明るさを示す輝度であって、か
つ空間内に浮遊する微粒子で散乱した散乱光による明る
さを示す光幕輝度を算出し、これら定常輝度と光幕輝度
との輝度比に基づいて空間内に存在する気体の透過率を
求めるようにしたものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention relates to a transmittance measuring method for measuring the transmittance of a gas existing in a space. Is a luminance indicating the brightness of the predetermined visual field area, and the steady luminance indicating the brightness by the illumination light illuminating the space is calculated, and the brightness of the predetermined visual field area of the image photographed in the space is calculated. Brightness that indicates the brightness due to the scattered light scattered by the fine particles floating in the space, and calculates the brightness in the space based on the brightness ratio between the steady brightness and the brightness of the light curtain. This is to determine the transmittance of a gas to be generated.

【0007】また、請求項2の発明は、請求項1記載の
透過率測定方法において、空間内を撮影した画像のうち
の所定視野領域内の各画素の輝度を統計処理することに
より定常輝度を得るようにしたものである。また、請求
項3の発明は、請求項1記載の透過率測定方法におい
て、空間内を撮影した画像のうちの所定視野領域内の各
画素の輝度を統計処理することにより光幕輝度を得るよ
うにしたものである。また、請求項4の発明は、請求項
1記載の透過率測定方法において、空間内を撮影した同
一画像のうち、それぞれ対応する視野領域から定常輝度
および光幕輝度を得るようにしたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the transmittance measuring method according to the first aspect, the steady-state luminance is calculated by statistically processing the luminance of each pixel in a predetermined visual field region of an image photographed in a space. It is something that you get. According to a third aspect of the present invention, in the transmittance measuring method according to the first aspect, a luminance of each pixel in a predetermined visual field region of an image photographed in a space is statistically processed to obtain a light curtain luminance. It was made. According to a fourth aspect of the present invention, in the transmittance measurement method according to the first aspect, in the same image photographed in the space, the stationary luminance and the light curtain luminance are obtained from the corresponding viewing areas. .

【0008】また、請求項5の発明は、請求項1記載の
透過率測定方法において、所定期間内に算出した複数の
透過率を統計処理することにより、各期間ごとに代表的
な透過率を求めて出力するようにしたものである。ま
た、請求項6の発明は、請求項1記載の透過率測定方法
において、各視野領域内で常時存在しない異物の有無を
検出し、異物が存在しない場合にのみ透過率を算出する
ようにしたものである。また、請求項7の発明は、請求
項1記載の透過率測定方法において、空間内に存在する
ほぼ黒色の目標物上に視野領域を設け、その視野領域か
ら得た輝度を光幕輝度として用いるようにしたものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the transmittance measuring method according to the first aspect, a representative transmittance is calculated for each period by statistically processing a plurality of transmittances calculated within a predetermined period. It is obtained and output. According to a sixth aspect of the present invention, in the transmittance measuring method of the first aspect, the presence or absence of a foreign substance that does not always exist in each visual field region is detected, and the transmittance is calculated only when the foreign substance does not exist. Things. According to a seventh aspect of the present invention, in the transmittance measuring method according to the first aspect, a viewing area is provided on a substantially black target existing in the space, and luminance obtained from the viewing area is used as light curtain luminance. It is like that.

【0009】また、請求項8の発明は、請求項7記載の
透過率測定方法において、トンネル内の透過率を測定す
る場合は、路面周辺部、監査路あるいは歩道を目標物と
して用いるようにしたものである。また、請求項9の発
明は、請求項8記載の透過率測定方法において、目標物
となる路面周辺部、監査路あるいは歩道の上面を黒色と
するものである。また、請求項10の発明は、請求項7
記載の透過率測定方法において、トンネル内の透過率を
測定する場合は、トンネル内の側壁に車両走行方向に沿
って間隔をおいて併設された側壁上下方向に延在する断
面半円形の凸部を、目標物として用いるようにしたもの
である。
According to the invention of claim 8, in the transmittance measuring method according to claim 7, when the transmittance in the tunnel is measured, a peripheral portion of a road surface, an inspection road or a sidewalk is used as a target. Things. According to a ninth aspect of the present invention, in the transmittance measuring method according to the eighth aspect, a peripheral portion of a road surface, an inspection road, or an upper surface of a sidewalk, which is a target, is black. Further, the invention of claim 10 is the invention of claim 7
In the transmittance measurement method described above, when the transmittance in the tunnel is measured, a convex portion having a semicircular cross-section extending in the vertical direction of the side wall is provided along the side wall in the tunnel at intervals along the vehicle traveling direction. Is used as a target.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施の形態である透過
率測定方法を示す機能ブロック図、図5は実際の処理手
順例を示すフローチャートである。本発明では、空間内
に存在する気体(大気)透過率が変化した場合でもほぼ
一定の値を示す定常輝度と、空間内の気体の透過率の変
化に応じて値が変動する光幕輝度とを測定し、これらの
輝度比に基づいて空間内の気体の透過率を測定するよう
にしたものである。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing a transmittance measuring method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing an example of an actual processing procedure. According to the present invention, there are a steady luminance that shows a substantially constant value even when the gas (atmosphere) transmittance existing in the space changes, and a light curtain brightness whose value varies according to the change in the gas transmittance in the space. Is measured, and the transmittance of the gas in the space is measured based on the luminance ratio.

【0011】図5において、まず、撮像部1により画像
データの取込が行われる(ステップ50)。撮像部1で
は、CCDなどの撮像素子を用いて、トンネルなどの空
間内の任意の視野領域が撮像され、その画像を構成する
多数の画素の個々の輝度情報からなる画像データが出力
される。この画像データは、輝度補正部2により、撮像
素子の輝度特性が補正されて出力される(ステップ5
1)。
In FIG. 5, first, image data is taken in by the image pickup section 1 (step 50). The imaging unit 1 captures an image of an arbitrary field of view in a space such as a tunnel by using an imaging device such as a CCD, and outputs image data including luminance information of a large number of pixels constituting the image. This image data is output after the luminance characteristic of the image sensor is corrected by the luminance correction unit 2 (Step 5).
1).

【0012】続いて、異物検出部7により、撮像部1の
視野領域内に、常時存在しないもの、例えばトンネル内
では走行車両などの有無が検出される(ステップ5
2)。ここで、異物が検出された場合は(ステップ5
2:YES)、透過率算出に適さない画像データである
と判断して、以降の透過率算出処理を中断し、ステップ
50へ戻る。
Subsequently, the presence of a traveling vehicle or the like that is not always present, for example, in a tunnel, is detected in the visual field region of the imaging unit 1 by the foreign object detection unit 7 (step 5).
2). If a foreign object is detected (step 5
2: YES), it is determined that the image data is not suitable for transmittance calculation, and the subsequent transmittance calculation processing is interrupted, and the process returns to step 50.

【0013】一方、異物が検出されなかった場合は(ス
テップ52:NO)、透過率算出に適する画像データで
あると判断して、以降の透過率算出処理を実行する。ま
ず、定常輝度算出部3では、輝度補正後の画像データの
うち、所定視野領域内の画素の輝度情報を統計処理する
ことにより、空間内を照明する照明光による明るさを示
す輝度、すなわち定常輝度(平均輝度)が算出される
(ステップ53)。
On the other hand, if no foreign substance is detected (step 52: NO), it is determined that the image data is suitable for calculating the transmittance, and the following transmittance calculating process is executed. First, the steady-state luminance calculation unit 3 statistically processes the luminance information of the pixels in the predetermined visual field region in the image data after the luminance correction, so that the luminance indicating the brightness by the illumination light illuminating the space, that is, the steady-state luminance, The luminance (average luminance) is calculated (step 53).

【0014】また、光幕輝度算出部4では、輝度補正後
の画像データのうち、所定視野領域内の画素の輝度情報
を統計処理することにより、空間内の気体に浮遊する微
粒子、例えば排気ガスによる煤煙で散乱した散乱光によ
る明るさを示す輝度、すなわち光幕輝度が算出される
(ステップ53)。
The light curtain luminance calculating section 4 statistically processes the luminance information of the pixels in the predetermined visual field area of the image data after the luminance correction, so that fine particles floating in the gas in the space, for example, exhaust gas. The brightness indicating the brightness due to the scattered light scattered by the soot, that is, the light curtain brightness is calculated (step 53).

【0015】これら定常輝度算出部3および光幕輝度算
出部4で測定された定常輝度および光幕輝度は、輝度比
算出部5に入力され、両者の比、すなわち輝度比(=光
幕輝度/定常輝度)が算出される(ステップ54)。そ
して、この輝度比算出部5で算出された輝度比に基づい
て、輝度比と透過率との関係から、透過率算出部6にお
いて、空間内の透過率が算出される(ステップ55)。
The steady luminance and the light curtain luminance measured by the stationary luminance calculator 3 and the light curtain luminance calculator 4 are input to a luminance ratio calculator 5, and the ratio between them, that is, the luminance ratio (= light curtain luminance / A steady luminance is calculated (step 54). Then, based on the brightness ratio calculated by the brightness ratio calculation unit 5, the transmittance in the space is calculated by the transmittance calculation unit 6 from the relationship between the brightness ratio and the transmittance (step 55).

【0016】図2は透過率と定常輝度および光幕輝度と
の関係を示す説明図である。光幕輝度22は、空間内に
浮遊する微粒子で散乱した散乱光による明るさを示す輝
度であることから、微粒子の量すなわち空間内の気体の
透過率の変化に応じて、その値が変動する。一方、定常
輝度21は、空間内を照明する照明光の間接光、すなわ
ち照明器から空間内の内周面などで反射された光による
全体的な明るさを示す輝度であることから、空間内にお
ける照明光の量(エネルギー)が一定であれば常に一定
の値となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the transmittance, the steady luminance, and the light curtain luminance. Since the light curtain brightness 22 is a brightness indicating the brightness due to the scattered light scattered by the fine particles floating in the space, the value varies according to the amount of the fine particles, that is, the change in the transmittance of the gas in the space. . On the other hand, the steady luminance 21 is a luminance indicating the overall brightness due to the indirect light of the illumination light illuminating the space, that is, the light reflected from the illuminator on the inner peripheral surface in the space. If the amount (energy) of the illumination light at is constant, the value is always constant.

【0017】さらに、図3は定常輝度と光幕輝度の輝度
比と、透過率との関係を示す説明図であり、発明者らの
測定によれば、輝度比と透過率とはほぼ比例関係にある
ことがわかった。これにより、空間内で定常輝度と光幕
輝度とを測定し、その輝度比を求めることにより、輝度
比と透過率との関係から空間内の気体の透過率が求めら
れる。
FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship between the transmittance and the brightness ratio between the steady brightness and the light curtain brightness. According to the measurement by the inventors, the brightness ratio and the transmittance are almost proportional. It turned out to be. Thereby, the steady-state luminance and the light curtain luminance are measured in the space, and the luminance ratio is obtained, whereby the transmittance of the gas in the space is obtained from the relationship between the luminance ratio and the transmittance.

【0018】その後、図5のステップ56では、このよ
うにして求めた透過率をメモリ(図示せず)に一時保存
した後、最初の画像取込(ステップ50)から、所定時
間経過した否か判断する(ステップ57)。ここで、所
定時間経過していない場合は(ステップ57:NO)、
ステップ50に戻って次の透過率の算出を行う。
Thereafter, in step 56 of FIG. 5, after the transmittance thus obtained is temporarily stored in a memory (not shown), it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the first image capture (step 50). A decision is made (step 57). Here, if the predetermined time has not elapsed (step 57: NO),
Returning to step 50, the next transmittance is calculated.

【0019】一方、最初の画像取込から、所定時間経過
した場合は(ステップ57:YES)、メモリに保持し
ておいた各透過率を統計処理することにより、所定期間
内における代表的な透過率を算出し(ステップ58)、
これを出力する(ステップ59)。
On the other hand, if a predetermined time has elapsed from the first image capture (step 57: YES), the respective transmittances stored in the memory are statistically processed, so that a typical transmission within a predetermined period is performed. Calculate the rate (step 58)
This is output (step 59).

【0020】そして、ステップ50に戻って、新たな期
間における最初の透過率の測定を開始する。これによ
り、各期間ごとに、その代表的な透過率が出力されるも
のとなる。なお、定常輝度算出部3、光幕輝度算出部4
および透過率算出部6の具体的な統計処理として、各値
の平均値、中央値、または最大頻度値などの算出処理
や、標準偏差に基づくデータ除去処理(ノイズ除去)な
どを行ってもよい。
Then, returning to step 50, measurement of the first transmittance in a new period is started. Thereby, the representative transmittance is output for each period. It should be noted that the steady luminance calculating section 3 and the light curtain luminance calculating section 4
As specific statistical processing of the transmittance calculator 6, calculation processing of an average value, median value, or maximum frequency value of each value, data removal processing (noise removal) based on a standard deviation, or the like may be performed. .

【0021】このようにして、本発明では、撮像部1を
設けて、空間内の所定視野領域を撮像し、得られた画像
データから定常輝度と光幕輝度を算出し、空間内の透過
率の変化に左右されない輝度すなわち定常輝度を基準と
して、空間内の透過率の変化に応じて変動する輝度すな
わち光幕輝度の変化を検出することにより、透過率の変
化を測定するようにしたものである。また、画像データ
のうち、それぞれ所定視野領域内の各画素の輝度を統計
処理することにより、定常輝度および光幕輝度を算出す
るようにしたものである。
As described above, according to the present invention, the image pickup section 1 is provided to pick up an image of a predetermined visual field in a space, calculate a steady luminance and a light curtain luminance from the obtained image data, and obtain a transmittance in the space. The change in transmittance is measured by detecting a change in brightness, that is, a light curtain brightness that varies according to a change in transmittance in a space, with reference to a brightness that is not influenced by a change in brightness, that is, a steady brightness. is there. In addition, the stationary luminance and the light curtain luminance are calculated by statistically processing the luminance of each pixel in the predetermined visual field area in the image data.

【0022】したがって、従来のように、発光器および
受光器を用いる場合と比較して、大型で高価な光学系を
必要とせず、CCDなどを用いた汎用の撮像ユニットに
より撮像部を構成できるとともに、各算出部を演算処理
回路で構成でき、システム全体を比較的小型化できると
ともに安価に実現できる。また、撮像部1のガラス窓が
排気ガスなどの煤煙により汚れた場合、絶対的な輝度は
低下するが、その輝度比にはあまり影響しないため、精
度よく透過率を測定できるとともに、メンテナンス周期
を延長でき、作業負担を軽減できる。
Therefore, as compared with the conventional case using a light-emitting device and a light-receiving device, a large-sized and expensive optical system is not required, and a general-purpose image pickup unit using a CCD or the like can constitute an image pickup section. Each calculation unit can be constituted by an arithmetic processing circuit, so that the whole system can be made relatively small and inexpensive. When the glass window of the imaging unit 1 is contaminated with soot such as exhaust gas, the absolute luminance decreases, but does not significantly affect the luminance ratio, so that the transmittance can be measured accurately and the maintenance cycle can be reduced. It can be extended and the work load can be reduced.

【0023】また、従来のように、発光器および受光器
を同一の光軸上で対向させるという厳密な調整(校正)
を必要とせず、設置およびメンテナンス時の作業負担が
軽減される。また、従来のように、発光器および受光器
を離して配置する必要がなく、それぞれの視野領域を調
整すれば、2つの撮像部を同一場所に配置できるため、
設置工事や電源設備工事の負担を軽減できる。
In addition, as in the prior art, strict adjustment (calibration) in which the light emitting device and the light receiving device face each other on the same optical axis.
Is not required, and the work load during installation and maintenance is reduced. Further, unlike the related art, it is not necessary to dispose the light emitting device and the light receiving device apart from each other, and if the respective visual field regions are adjusted, the two imaging units can be arranged in the same place.
The burden of installation work and power supply equipment work can be reduced.

【0024】なお、定常輝度算出用および光幕輝度算出
用として、個別の撮像部を設け、それぞれの撮像部で取
り込まれた画像データに基づき、定常輝度および光幕輝
度を算出するようにしてもよい。前述した図1では、撮
像部1で取り込まれた同一画像データを用いて、定常輝
度および光幕輝度を算出するようにしたので、システム
構成を簡略化できるとともに、同一条件下で定常輝度お
よび光幕輝度を算出でき、機器や取込タイミングのばら
つきによる誤差を抑制できる。
It should be noted that separate imaging units may be provided for calculating the steady luminance and the light curtain luminance, and the steady luminance and the light curtain luminance may be calculated based on the image data captured by each imaging unit. Good. In FIG. 1 described above, the steady-state brightness and the light curtain brightness are calculated using the same image data captured by the imaging unit 1, so that the system configuration can be simplified and the steady-state brightness and light Curtain brightness can be calculated, and errors due to variations in equipment and capture timing can be suppressed.

【0025】また、所定期間内に算出した複数の透過率
を統計処理し、その期間での代表的な透過率を出力する
ようにしたので、空間内の気体の透過率が一時的に変動
する場合、例えばトンネル内で大型車両の排気ガスによ
り一時的に透過率が低下した場合でも、安定した透過率
を出力でき、後続の換気装置などを効率よく制御でき
る。
Further, since a plurality of transmittances calculated within a predetermined period are statistically processed and a representative transmittance during the period is output, the transmittance of gas in the space temporarily fluctuates. In this case, for example, even when the transmittance temporarily decreases due to the exhaust gas of a large vehicle in a tunnel, a stable transmittance can be output, and the subsequent ventilation device and the like can be efficiently controlled.

【0026】次に、図4を参照して、定常輝度および光
幕輝度を測定する場合の視野領域について説明する。図
4は定常輝度および光幕輝度を測定するのに用いる視野
領域を示す説明図である。ここでは空間としてトンネル
が示されており、(a)はトンネル断面、(b)は実際
のトンネル内の視野を示している。
Next, with reference to FIG. 4, a description will be given of the visual field region when measuring the steady luminance and the light curtain luminance. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a visual field region used for measuring the steady luminance and the light curtain luminance. Here, a tunnel is shown as a space, (a) shows a cross section of the tunnel, and (b) shows an actual visual field in the tunnel.

【0027】図4(a)に示すように、トンネル内の道
路の路面31の中央には、センターライン32が設けら
れており、路面31の両脇にはトンネル管理用の監査路
(歩道)33が、段差部34を介して路面31より高い
位置に設けられている。また、トンネル側壁35と天井
36との角部には照明器37が道路に沿って配設されて
おり、トンネル内を照明している。
As shown in FIG. 4 (a), a center line 32 is provided at the center of the road surface 31 of the road in the tunnel, and an inspection road (sidewalk) for tunnel management is provided on both sides of the road surface 31. 33 is provided at a position higher than the road surface 31 via the step portion 34. An illuminator 37 is provided at a corner between the tunnel side wall 35 and the ceiling 36 along the road to illuminate the inside of the tunnel.

【0028】図4(b)は、照明器37とほぼ同じ高さ
位置から、実際に斜め前方(あるいは後方)を捉えたト
ンネル内の視野を示しており、11は定常輝度測定用の
視野領域、12は光幕輝度測定用の視野領域を示してい
る。特に、反対車線側の監査路33、天井36、および
路面31の監査路33側の路面周辺部31Aの輝度が最
も低い。また、照明器37の輝度が極めて高く、その
他、路面31、段差部34およびトンネル側壁35の輝
度は比較的低い。
FIG. 4 (b) shows a field of view in the tunnel which is actually obliquely viewed from the front (or rearward) from almost the same height as the illuminator 37. Reference numeral 11 denotes a field of view for steady-state luminance measurement. , 12 indicate viewing field regions for light curtain luminance measurement. In particular, the brightness of the inspection road 33 on the opposite lane side, the ceiling 36, and the peripheral portion 31A of the road surface 31 on the inspection road 33 side of the road surface 31 are the lowest. The luminance of the illuminator 37 is extremely high, and the luminance of the road surface 31, the step 34, and the tunnel side wall 35 is relatively low.

【0029】したがって、定常輝度を測定する場合は、
撮像部の視野領域として、比較的広い視野領域、例えば
視野領域11を用いることにより輝度が平均化され、よ
り安定した定常輝度が得られる。また、極端に輝度の高
い部分、例えば照明器37などを視野から除外すること
により、透過率に左右されやすい輝度の高い部分の変動
に影響されず、安定した定常輝度が得られる。
Therefore, when measuring the steady luminance,
By using a relatively wide viewing area, for example, the viewing area 11, as the viewing area of the imaging unit, the brightness is averaged, and more stable steady brightness is obtained. In addition, by excluding extremely high luminance portions, such as the illuminator 37, from the visual field, stable steady luminance can be obtained without being affected by fluctuations in high luminance portions that are easily affected by transmittance.

【0030】一方、光幕輝度を測定する場合は、撮像部
の視野領域として、比較的狭い視野領域、例えば視野領
域12を用いることにより、誤差の少ない光幕輝度が得
られる。また、比較的輝度の低い視野領域を選択するこ
とにより、光幕輝度の変化を効率よく検出できる。これ
は、図2に示したように、空間内の微粒子が減少し、透
過率が大きくなれば光幕輝度が低減するからである。
On the other hand, when measuring the light curtain luminance, a light curtain luminance with a small error can be obtained by using a relatively narrow visual field area, for example, the visual field area 12 as the visual field area of the imaging unit. In addition, by selecting a field of view having relatively low luminance, a change in light curtain luminance can be detected efficiently. This is because, as shown in FIG. 2, if the amount of fine particles in the space decreases and the transmittance increases, the luminance of the light curtain decreases.

【0031】ここで、元々、比較的輝度が高い場合は、
透過率が大きくなっても、その視野領域の輝度自体が低
減せず、光幕輝度の変化を効率よく検出できない。これ
に対して、元々、輝度が低い場合は、透過率が大きくな
った場合、その視野領域の輝度自体も低減するため、光
幕輝度の変化を効率よく検出できることになる。
Here, if the luminance is originally relatively high,
Even if the transmittance increases, the luminance itself in the viewing area does not decrease, and a change in light curtain luminance cannot be detected efficiently. On the other hand, when the luminance is originally low and the transmittance increases, the luminance itself in the visual field region also decreases, so that a change in the light curtain luminance can be detected efficiently.

【0032】したがって、空間内に存在するほぼ黒色の
目標物上に、光幕輝度測定用の視野領域12を設定する
ことにより、光幕輝度の変化を効率よく検出できる。こ
の目標物は、当初から空間内に存在しているものを利用
してもよく、また光幕輝度測定用として新たに設置して
もよい。
Therefore, by setting the viewing area 12 for measuring the light curtain luminance on a substantially black target existing in the space, a change in the light curtain luminance can be detected efficiently. As this target, a target existing in the space from the beginning may be used, or a new target may be installed for measuring the light curtain luminance.

【0033】なお、トンネル内で透過率の測定を行う場
合は、図4(b)に示すように、ほぼ黒色を呈する路面
周辺部31A、監査路(あるいは歩道)33が目標物と
して適当である。また、これら目標物となる路面周辺部
31A、監査路(あるいは歩道)33の上面を黒色に塗
装し、あるいは黒色の材料で形成してもよい。
When the transmittance is measured in the tunnel, as shown in FIG. 4 (b), a substantially black road surface peripheral portion 31A and an inspection road (or sidewalk) 33 are suitable as targets. . Further, the upper surfaces of the road surface peripheral portion 31A and the inspection road (or sidewalk) 33 serving as the target may be painted black or formed of a black material.

【0034】図6は光幕輝度測定用目標物の構成例を示
す説明図であり、(a)はトンネルを上方から見た場合
の横断面図、(b)はトンネルを横方向から見た場合の
縦断面図である。同図において、31は路面、33は監
査路、35はトンネル側壁であり、これらが撮像部1の
視野領域に存在する。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams showing an example of the configuration of a target for light curtain luminance measurement. FIG. 6A is a cross-sectional view when the tunnel is viewed from above, and FIG. 6B is a view when the tunnel is viewed from the side. It is a longitudinal cross-sectional view in the case. In the figure, 31 is a road surface, 33 is an inspection road, and 35 is a tunnel side wall, which are present in the visual field region of the imaging unit 1.

【0035】この場合、黒色の凸部41が、トンネル側
壁35に車両走行方向に沿って等間隔に設けられてい
る。この凸部41は、側壁上下方向に延在して設けられ
ており、断面が半円形をなしている。ここで、撮像部1
からある程度離れた位置では、凸部41の出っ張りによ
り、隣接する凸部41間のトンネル側壁35が見えなく
なり、全体として撮像部1内に黒色の目標物が構成され
る。
In this case, black projections 41 are provided on the tunnel side wall 35 at equal intervals along the vehicle traveling direction. The convex portion 41 is provided extending in the vertical direction of the side wall, and has a semicircular cross section. Here, the imaging unit 1
At a position distant to some extent from the projection 41, the tunnel sidewall 35 between the adjacent projections 41 becomes invisible due to the protrusion of the projection 41, and a black target is formed in the imaging unit 1 as a whole.

【0036】このとき、各凸部41付近では、トンネル
側壁35が見えなくなることはないため、照明器37か
らの照明光がトンネル側壁35に反射され、所定の明る
さが保持される。このように、トンネル側壁35に複数
の凸部41を設けることにより、全体として撮像部1の
視野領域内に大きな面積の黒色目標物を設置することな
く、比較的大きな視野角を有する黒色の目標物を形成で
きる。
At this time, the tunnel side wall 35 does not become invisible in the vicinity of each projection 41, so that the illumination light from the illuminator 37 is reflected on the tunnel side wall 35, and a predetermined brightness is maintained. As described above, by providing the plurality of protrusions 41 on the tunnel side wall 35, a black target having a relatively large viewing angle can be obtained without installing a large area black target in the viewing area of the imaging unit 1 as a whole. Can form an object.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、空間内
の所定視野領域を撮像し、得られた画像データから定常
輝度と光幕輝度を算出し、空間内の透過率の変化に左右
されない輝度すなわち定常輝度を基準として、空間内の
透過率の変化に応じて変動する輝度すなわち光幕輝度の
変化を検出することにより、透過率の変化を測定するよ
うにしたものである。したがって、従来のように、発光
器および受光器を用いる場合と比較して、大型で高価な
光学系を必要とせず、CCDなどを用いた汎用の撮像ユ
ニットにより撮像部を構成できるとともに、各算出部を
演算処理回路で構成でき、システム全体を比較的小型化
できるとともに安価に実現できる。
As described above, the present invention captures a predetermined visual field region in a space, calculates the steady luminance and the light curtain luminance from the obtained image data, and controls the change in the transmissivity in the space. The change in transmittance is measured by detecting a change in brightness, that is, a change in light curtain brightness in accordance with a change in transmittance in the space, with reference to the brightness that is not performed, that is, the steady brightness. Therefore, as compared with the conventional case using a light emitting device and a light receiving device, a large and expensive optical system is not required, a general-purpose imaging unit using a CCD or the like can constitute an imaging unit, and each calculation can be performed. The unit can be composed of an arithmetic processing circuit, and the whole system can be relatively reduced in size and realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態による透過率測定方法
を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a transmittance measuring method according to an embodiment of the present invention.

【図2】 透過率と定常輝度および光幕輝度との関係を
示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between transmittance, steady luminance, and light curtain luminance.

【図3】 定常輝度と光幕輝度の輝度比と、透過率との
関係を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a transmittance ratio and a brightness ratio between steady brightness and light curtain brightness.

【図4】 定常輝度および光幕輝度を測定するのに用い
る視野領域を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a visual field region used for measuring a steady luminance and a light curtain luminance.

【図5】 実際の処理手順例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of an actual processing procedure.

【図6】 光幕輝度測定用目標物の構成例を示す説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration example of a target for light curtain luminance measurement.

【図7】 従来の透過率測定方法を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional transmittance measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…撮像部、2…輝度補正部、3…定常輝度算出部、4
…光幕輝度算出部、5…輝度比算出部、6…透過率算出
部、7…異物検出部、21…定常輝度、22…光幕輝
度。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image pick-up part, 2 ... Brightness correction part, 3 ... Steady-state brightness calculation part, 4
... light curtain luminance calculation section, 5 ... luminance ratio calculation section, 6 ... transmittance calculation section, 7 ... foreign matter detection section, 21 ... stationary luminance, 22 ... light curtain luminance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/958 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/958 JICST file (JOIS)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 空間内に存在する気体の透過率を測定す
る透過率測定方法において、 空間内を撮影した画像のうちの所定視野領域の明るさを
示す輝度であって、かつ空間内を照明する照明光による
明るさを示す定常輝度を算出するとともに、 空間内を撮影した画像のうちの所定視野領域の明るさを
示す輝度であって、かつ空間内に浮遊する微粒子で散乱
した散乱光による明るさを示す光幕輝度を算出し、 これら定常輝度と光幕輝度との輝度比に基づいて空間内
に存在する気体の透過率を求めることを特徴とする透過
率測定方法。
1. A transmittance measuring method for measuring the transmittance of a gas present in a space, wherein the brightness indicates a brightness of a predetermined visual field region in an image taken in the space and illuminates the space. Calculates the steady-state brightness that indicates the brightness due to the illumination light, and is the brightness that indicates the brightness of the predetermined viewing area of the image taken in the space, and is the scattered light that is scattered by the fine particles floating in the space. A transmittance measurement method comprising: calculating a light curtain luminance indicating brightness; and obtaining a transmittance of a gas existing in a space based on a luminance ratio between the steady luminance and the light curtain luminance.
【請求項2】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 空間内を撮影した画像のうちの所定視野領域内の各画素
の輝度を統計処理することにより定常輝度を得ることを
特徴とする透過率測定方法。
2. The transmittance measurement method according to claim 1, wherein the steady-state brightness is obtained by statistically processing the brightness of each pixel in a predetermined visual field region of the image photographed in the space. Rate measurement method.
【請求項3】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 空間内を撮影した画像のうちの所定視野領域内の各画素
の輝度を統計処理することにより光幕輝度を得ることを
特徴とする透過率測定方法。
3. The transmissivity measuring method according to claim 1, wherein the luminance of the light curtain is obtained by statistically processing the luminance of each pixel in a predetermined visual field region of the image photographed in the space. Transmittance measurement method.
【請求項4】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 空間内を撮影した同一画像のうち、それぞれ対応する視
野領域から定常輝度および光幕輝度を得ることを特徴と
する透過率測定方法。
4. The transmittance measuring method according to claim 1, wherein a steady luminance and a light curtain luminance are obtained from respective corresponding visual field regions in the same image photographed in the space.
【請求項5】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 所定期間内に算出した複数の透過率を統計処理すること
により、各期間ごとに代表的な透過率を求めて出力する
ことを特徴とする透過率測定方法。
5. The transmittance measurement method according to claim 1, wherein a plurality of transmittances calculated within a predetermined period are statistically processed to obtain and output a representative transmittance for each period. Transmittance measurement method.
【請求項6】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 各視野領域内で常時存在しない異物の有無を検出し、異
物が存在しない場合にのみ透過率を算出することを特徴
とする透過率測定方法。
6. The transmittance measurement method according to claim 1, wherein the presence or absence of a foreign substance that does not always exist in each field of view is detected, and the transmittance is calculated only when the foreign substance does not exist. Measuring method.
【請求項7】 請求項1記載の透過率測定方法におい
て、 空間内に存在するほぼ黒色の目標物上に視野領域を設
け、その視野領域から得た輝度を光幕輝度として用いる
ことを特徴とする透過率測定方法。
7. The transmittance measuring method according to claim 1, wherein a visual field is provided on a substantially black target existing in the space, and the luminance obtained from the visual field is used as a light curtain luminance. Transmittance measurement method.
【請求項8】 請求項7記載の透過率測定方法におい
て、 トンネル内の透過率を測定する場合は、路肩、歩道ある
いは監査路を目標物として用いることを特徴とする透過
率測定方法。
8. The transmittance measuring method according to claim 7, wherein when measuring the transmittance in the tunnel, a road shoulder, a sidewalk, or an inspection road is used as a target.
【請求項9】 請求項8記載の透過率測定方法におい
て、 目標物となる路面周辺部、監査路あるいは歩道の上面を
黒色とすることを特徴とする透過率測定方法。
9. The transmittance measuring method according to claim 8, wherein a peripheral portion of a road surface, an inspection road, or an upper surface of a sidewalk as a target is black.
【請求項10】 請求項7記載の透過率測定方法におい
て、 トンネル内の透過率を測定する場合は、トンネル内の側
壁に車両走行方向に沿って間隔をおいて併設された側壁
上下方向に延在する断面半円形の凸部を、目標物として
用いることを特徴とする透過率測定方法。
10. The transmittance measuring method according to claim 7, wherein when the transmittance in the tunnel is measured, the transmittance extends in a vertical direction of a side wall provided along the side wall in the tunnel at intervals along the vehicle traveling direction. A method for measuring transmittance, wherein an existing convex part having a semicircular cross section is used as a target.
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