(57)【要約】【課題】  先詰まりが発生したことを的確に自動検知する方法及び装置を提供する。また、その検知に基づいて適切な信号制御が可能となる先詰まり感応制御システムを提供する。【解決手段】  交差点への車両流入路の所定領域をカメラで撮影して、その画像信号に基づいて所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視し、当該複数の車両の全てについて停止継続時間が所定時間に達したことにより、先詰まりが発生したと判定する。また、これにより当該方路の青信号を打ち切るようにすれば、無駄な青信号時間を削減することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視し、
前記車両が停止しているときはその停止継続時間を計測し、
前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことにより、先詰まりが発生したと判定する
ことを特徴とする先詰まり検知方法。
【請求項２】
交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視する監視手段と、
車両が停止しているときはその停止継続時間を計測する計測手段と、
前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことにより先詰まりが発生したと判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする先詰まり検知装置。
【請求項３】
前記監視手段は、前記所定領域内の複数の直進車線について前記走行状況を監視し、前記計測手段は当該複数の直進車線における車両の停止継続時間を計測する請求項２記載の先詰まり検知装置。
【請求項４】
交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視する監視手段と、
車両が停止しているときはその停止継続時間を計測する計測手段と、
前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したとき青信号を打ち切るための先詰まり判定信号を出力する判定手段と
を備えたことを特徴とする先詰まり感応制御システム。
【請求項５】
前記先詰まり判定信号は、車両が存在している場合においても停止継続時間が所定時間に達した場合に、車両の存在を感知しない信号として出力される請求項４記載の先詰まり感応制御システム。
【請求項６】
前記先詰まり判定信号は、信号制御機の信号現示の状態の如何に関わらず出力される請求項４記載の先詰まり感応制御システム。
【請求項７】
前記先詰まり判定信号に対して、右折感応制御における車両の存在感知信号に対する感応制御が共用される請求項４記載の先詰まり感応制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号交差点における先詰まりの検知方法及び装置、並びに、先詰まり発生に感応して信号機の制御を行う感応制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路交通の円滑化・効率化のため、交通管制システムが導入されている。これは例えば、交差点の上流地点に超音波式車両感知器（地点センサ）を配置し、これによって計測された交通量及び時間占有率に基づいて、交差点における車の流れを推定し、適切な青信号時間の配分を決定しようとするものである。また、交差点付近に設置されたカメラによって、当該交差点への車両流入路を撮影し、画像処理によって交通流を計測する装置も提案されている（例えば特許文献１参照。）。
青信号時間を変化させる信号制御としては、例えば、交差点への流入路の交通量や信号待ち台数に応じて青信号の上限時間を増大させる制御方法が知られている（例えば特許文献２参照。）。この場合、交通量や信号待ち台数が多いほど青信号時間が長くなるので、一方向の交通量が特に多い場合に、渋滞の発生を効果的に防止することができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９１７６６１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３１３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、道路容量を超える交通需要、道路工事、交通事故等により渋滞が発生し、その渋滞が上流側の交差点の車両流出部にまで延びる「先詰まり」の状態となったとき、これを、当該交差点の上流地点における交通量等の情報に基づいて的確に検知することは困難である。また、交通量や信号待ち台数に基づく信号制御が行われると、先詰まりの状態に対しても青信号時間が長くなり、交差点に進入できない状態にも関わらず青信号が無駄に長く点灯して対交車線にも渋滞を招くことがある。
【０００５】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、先詰まりが発生したことを的確に自動検知する方法及び装置を提供することを目的とする。また、その検知に基づいて適切な信号制御が可能となる先詰まり感応制御システ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】
本発明の先詰まり検知方法は、交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視し、前記車両が停止しているときはその停止継続時間を計測し、前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことにより、先詰まりが発生したと判定するものである。
また、本発明の先詰まり検知装置は、交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視する監視手段と、車両が停止しているときはその停止継続時間を計測する計測手段と、前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことにより先詰まりが発生したと判定する判定手段とを備えたものである。
上記のような先詰まり検知方法及び装置においては、直進車線上に存在する複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことによって、先詰まりを検知する。ここで、直進車線上に存在する車両を先詰まり判定の対象とすることで先詰まりと直接関係がない右折車両を排除し、複数の車両を対象とすることで１車両の偶発的停止を排除し、また、停止継続時間が所定時間に達するという事象を捉えることによって、瞬間的な停止を排除する。これらによって、的確な先詰まり検知が可能となる。
【０００７】
また、上記先詰まり検知装置において、監視手段は、所定領域内の複数の直進車線について走行状況を監視し、計測手段は当該複数の直進車線における車両の停止継続時間を計測するものであってもよい。
ここで、直進車線が直進／左折車線の場合には、歩行者の横断等により一時的に左折車両が停止する可能性があるので、複数の直進車線を対象とすることが望ましい。この場合、複数の直進車線における各車両の停止継続に基づいて、的確な先詰まり判定を行うことができる。
【０００８】
また、本発明の先詰まり感応制御システムは、交差点への車両流入路における所定領域内の直進車線上に存在する複数の車両の走行状況を監視する監視手段と、車両が停止しているときはその停止継続時間を計測する計測手段と、前記複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したとき青信号を打ち切るための先詰まり判定信号を出力する判定手段とを備えたものである。
上記のように構成された先詰まり感応制御システムでは、直進車線上に存在する複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したとき、先詰まり判定信号を出力して青信号を打ち切るので、無駄な青信号時間が削減される。しかも、このような信号制御は、交通管制センターの中央処理装置を介することなく行うことができるので、交通管制センターと接続されていない単独制御交差点でも、先詰まり判定による感応制御が実現できる。
【０００９】
また、上記先詰まり感応制御システムにおいて、先詰まり判定信号は、車両が存在している場合においても停止継続時間が所定時間に達した場合に、車両の存在を感知しない信号として出力されるものであってもよい。
この場合、先詰まりのとき所定領域内には車両が存在しているが、当該システムの検知出力信号（先詰まり判定信号）として、車両の存在を感知しない（とする）信号が出力される。従って、検知出力信号として存在感知信号をオフとすることにより青信号を打ち切る信号制御機の一般的な感応制御をそのまま利用して先詰まり感応制御を行うことができる。ここで、先詰まり判定において信号制御機の信号現示の状態を参照する必要はなく、独立した判定が可能であり、また、その判定結果を信号制御機に出力することができる。
【００１０】
また、上記先詰まり感応制御システムにおいて、先詰まり判定信号は、信号制御機の信号現示の状態の如何に関わらず出力されるものであってもよい。
この場合、例えば信号が赤のときに停止線で車両は停止しているので、停止継続時間が所定時間に達すると、実際に先詰まりであってもなくても先詰まりと判定されるが、信号が赤のため信号制御機の動作には影響しない。その後、信号が青に変わっても先詰まりが発生していれば、信号機に初期青信号（通常、停止継続時間より長い）を点灯させた後、青信号が打ち切られる。先詰まりがない場合は、初期青信号の間に停止線で停止していた車両は直ちに発進し始めるので、その後、車両は支障なく走行することができる。信号が青のときに先詰まりが発生すれば、停止継続時間が所定時間に達したとき、先詰まりと判定され、青信号が打ち切られる。また、先詰まりがないときには、青信号が打ち切られることなく継続するので、交通需要を捌くことができる。このように、信号制御機の信号現示状態の如何に関わらず、先詰まり判定信号に基づいて、無駄な青信号時間を削減することができる。
【００１１】
また、上記先詰まり感応制御システムにおいて、先詰まり判定信号に対して、右折感応制御における車両の存在感知信号に対する感応制御が共用されてもよい。
この場合、先詰まり判定信号に対して、一般的な感応制御をそのまま利用することができるので、便利である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の先詰まり検知方法及び装置によれば、直進車線上に存在する複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したことによって、先詰まりが発生したことを的確に自動検知することができる。
また、本発明の先詰まり感応制御システムによれば、直進車線上に存在する複数の車両について停止継続時間が所定時間に達したとき、先詰まり判定信号を出力して青信号を打ち切るので、無駄な青信号時間を削減することができる。また、削減した青信号時間を対交する方路に割り振ることにより、対交する方路の渋滞を緩和することができる。すなわち、先詰まりが発生したことを的確に自動検知し、これに基づいて適切な信号制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態による先詰まり検知方法及び装置並びに先詰まり感応制御システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、信号機１のある交差点の斜視図である。この信号機１は、信号制御機２によって制御されている。交差点への車両流入路３における停止線４の横の歩道にはポール５が設置され、その上部にＩＴＶカメラ（以下、カメラという。）６が取り付けられている。また、ポール５の下部には、カメラ６の出力する信号に基づいて後述の処理を行う制御部７が取り付けられている。カメラ６の視野は、例えば４車線ある道路の全車線に拡がり、停止線４から手前に例えば約３０ｍにわたる略矩形の所定領域を、計測領域Ａとして撮影している。
【００１４】
図２は、制御部７に接続される機器及び制御部７内の機器構成を示すブロック図である。制御部７は、カメラ６から取得される画像信号を入力する画像入力部７１と、画像から車両を検出する車両検出部７２と、検出した車両の追跡を行う車両追跡部７３と、計測処理部７４と、先詰まり判定処理部７５とを備えている。制御部７はさらに、計測処理部７４の出力情報を通信回線を介して交通管制センターに伝える伝送部７６と、事象検知信号及び警告指令信号等を出力する出力部７７と、上記各部に電圧を供給する電源部７８とを備えている。出力部７７は信号制御機２と接続されている。制御部７内における先詰まり検知装置としての主要部は、画像入力部７１、車両検出部７２、車両追跡部７３及び先詰まり判定処理部７５であり、交通管制センターと通信しない場合には、計測処理部７４及び伝送部７６は不要である。
【００１５】
上記画像入力部７１、車両検出部７２及び車両追跡部７３は、カメラ６と共に、当該カメラ６が出力する画像信号に基づいて計測領域Ａ内に存在する複数の車両の走行状況を監視する監視手段を構成している。
具体的には、上記画像入力部７１は、４車線ある道路の全車線を含むように道路の横断方向にＭ個のサンプル点、車両の進行方向に沿ってＮ個のサンプル点からなるＭ×Ｎ個の座標に対応してカメラ６から出力される画像信号を一定の計測周期ごとに取り込み、各輝度値を記憶する。車両検出部７２は、画像信号が取り込まれるごとにサンプル点画像に対してエッジ抽出等の画像処理を行うことにより、車両の特徴抽出を行い、車両先頭位置及び車体領域の候補を検出する。
【００１６】
車両追跡部７３は、前回計測周期において決定された車両先頭位置及び車体領域の情報から今回計測周期における車両候補情報と例えばテンプレートマッチングにより対応づけを行い、個々の車両の追跡を行う。また、計測手段としての機能も有する車両追跡部７３は、前回計測周期での車両先頭位置から対応づけられた今回計測周期での車両先頭位置への移動距離を計測周期で除して瞬間速度を算出する。この瞬間速度が０すなわち車両が停止しているときには、その停止継続時間を計測する。さらに、車両追跡部７３は、計測領域Ａに車両先頭位置が進入して、初めて車両検出されたときの車両先頭位置から追跡処理された今回計測周期での車両先頭位置への移動距離を全追跡経過時間で除して、平均速度を求める。計測処理部７４は、計測領域の下流側に予め設定された感知計測位置に車両が到達した際に、通過車両の存在及び平均速度等を交通流計測結果として出力処理する。計測処理部７４で得られた交通流計測出力情報は伝送部７６を介して交通管制センターに送信される。
【００１７】
次に、判定手段としての先詰まり判定処理部７５の動作について説明する。ここで、先詰まり判定の基本的な考え方は、先詰まりが発生していない場合、図１に示す計測領域Ａ内の直進車線に存在する全ての車両が、青信号にも関わらず所定時間以上停止し続けることはないのに対して、図４に示すように先詰まりが発生した場合には、計測領域Ａ内の直進車線に存在する車両が、青信号にも関わらず交差点に進入することができず、停止の状態が続く、という点にある。
【００１８】
以下、先詰まり判定処理部７５の動作について、図３のフローチャートを参照して具体的に説明する。図３において、先詰まり判定処理部７５は、判定動作開始により、車両追跡部７３で追跡した車両台数をＮとし、さらに、以下の処理に要するＰ，Ｑ，Ｒの初期値を０に設定する（ステップＳ１）。次に、ステップＳ２において、車両が存在するか、すなわち、Ｎ＞０であるか否かの判定が行われる。ここで、車両が存在しなければ、処理が終了となる。一方、車両が存在しているとき、ステップＳ３においてＲが１カウントされ、追跡車両のうち１番目の車両情報が読み込まれる。続いてステップＳ４において、１番目の車両が直進車線上であるか否かの判定が行われる。ここで、直進車線上でない場合（右折車線上である場合）には、処理はステップＳ９にジャンプし、Ｒ＝Ｎすなわち、Ｒの値が追跡した車両台数に達したか否かの判定が行われる。そして、Ｒの値が追跡した車両台数に達していなければ、処理はステップＳ３に戻る。ステップＳ３において、今度は２番目の車両情報が読み込まれ、ステップＳ４において当該車両が直進車線上であるか否かの判定が行われる。以下同様にして、直進車線上にない車両についてはステップＳ５〜Ｓ８が実行されず、直進車線上にある車両についてのみ、ステップＳ５〜Ｓ８が実行される。
【００１９】
直進車線上にある車両の場合、ステップＳ５において、Ｐが１カウントされる。すなわち、Ｐは直進車線上にあると判定された車両台数を表す。次に、ステップＳ６において、Ｒ番目の車両が停止車両であるか否かの判定が行われ、停止でなければ処理はステップＳ９にジャンプする。一方、停止車両であれば、処理はステップＳ７に進み、Ｒ番目の車両の停止継続時間が閾値に達したかどうかの判定が行われる。この閾値は、先詰まりによる停止継続時間と認められる所定時間に設定される。閾値に達しなかった場合には、処理はステップＳ９にジャンプする。一方、停止継続時間が閾値に達した場合には、ステップＳ８において、Ｑが１カウントされる。すなわち、Ｑは直進車線上で停止継続時間が閾値に達した車両台数を表す。
【００２０】
なお、直進車線は１車線であってもよいし、複数車線であってもよい。図１のように直進車線が複数の場合には、これら複数の直進車線における車両が追跡対象となり、停止継続時間が計測される。従って、複数の直進車線における各車両の停止継続に基づいて、的確な先詰まり判定を行うことができる。直進車線が直進／左折車線の場合には、歩行者の横断等により一時的に左折車両が停止する可能性があるので、複数の直進車線を対象とすることが望ましい。
【００２１】
このようにして、読み込んだ車両情報が追跡した車両台数分に達すると、Ｒ＝Ｎとなり、処理はステップＳ１０に進む。ステップＳ１０においてＰ＝Ｑすなわち、直進車線上にあると判定された車両台数の全てが閾値に達して停止継続しているか否かの判定が行われる。ここで、判定がノーであれば処理が終了となる。すなわち、先詰まりが発生していないときにはＰ＝Ｑとはなり得ず、判定はノーとなる。一方、判定がイエスであれば、ステップＳ１１において、先詰まりありと判定され、存在感知信号がオフとされる。これにより、処理が終了となる。すなわち、実際には先詰まりによって車両が停止の状態で存在しているが、あえて、存在感知信号をオフとするのである。
【００２２】
以上のように、直進車線上に存在する複数の車両の全てについて停止継続時間が所定時間に達したことをもって、先詰まりと判定することができる。ここで、直進車線上に存在する車両を先詰まり判定の対象とすることで先詰まりと直接関係がない右折車両を排除し、複数の車両を対象とすることで１車両の偶発的停止を排除し、また、停止継続時間が所定時間に達するという事象を捉えることによって、瞬間的な停止を排除することができる。これらによって、的確な先詰まり検知が可能となる。
ここまでが、先詰まり検知方法であり、また、先詰まり検知装置の動作である。次に、カメラ６、制御部７及び信号制御機２による先詰まり感応制御システムとしての動作について説明する。
【００２３】
一般に、交通感応制御は、車両感知器からの存在感知信号に基づいて行われている。例えば、右折感応制御の場合、信号制御機は、右折車線上に車両が存在している間、車両感知器が感知した存在感知オン信号を受け取り、右折青矢の点灯時間を延長する。逆に、右折車線上に車両が存在しなくなれば、車両感知器から存在感知オフ信号を受け取り、右折青矢を打ち切る。先詰まり感応制御システムの場合もこれと同様に、先詰まり判定信号を存在感知オン／オフ信号とすれば、車両の存在を感知しないことにより青信号を打ち切る信号制御機の一般的な感応制御をそのまま利用（共用）して先詰まり感応制御を行うことができる。すなわち、先詰まり判定信号に対して、一般的な感応制御をそのまま利用することができるので、便利である。
そこで、先詰まり判定処理部７５において存在感知信号がオフになると、出力部は、存在感知オフ信号を信号制御機２に出力する。これにより、信号制御機２は青信号を打ち切り、無駄な青信号時間を削減する。また、削減した青信号時間を対交する方路に割り振ることにより、対交する方路の渋滞を緩和することができる。
【００２４】
すなわち、制御部７は、車両が計測領域Ａ内を走行している間は、存在感知オン信号を出力している。車両が停止しても、存在していることに変わりはないので、存在感知オン信号が出力される。しかし、直進車線上に車両が存在していて、それらの全ての車両の停止継続時間が所定時間に達したとき、存在感知オフ信号を信号制御機２に送信することで、直進青信号が打ち切られる。なお、このように、所定時間の時間待ちを行って先詰まりと判定することにより、性急に先詰まりと判定して青信号時間が削減される不便を排除することができる。例えば、交差点からの車両流出路で先詰まりが解消しはじめたタイミングであっても、ドライバーはしばらく車両を停止させたままで先詰まり解消を認識し、その後車両を発進させるまでには若干（数秒）の時間遅れがあるが、このような場合でも、時間遅れが上記所定時間内であれば、青信号が打ち切られず、発進可能となる。
【００２５】
上記のような先詰まり感応制御を行うことにより、例えば信号が赤のときに停止線４で車両は停止しているので、停止継続時間が所定時間に達すると、先詰まりであってもなくても先詰まり検知され、車両は存在しているが、存在感知信号はオフとなる。この存在感知信号は、信号が赤のため信号制御機の動作には影響しない。その後、信号が青に変わっても先詰まりが発生していれば、信号機１に初期青信号（通常、停止継続時間より長い）を点灯させた後、存在感知信号がオフであることにより青信号が打ち切られる。先詰まりがない場合は、初期青信号の間に停止線４で停止していた車両は直ちに発進し始めるので、その後は存在感知オンの状態となり、車両は走行することができる。信号が青のときに先詰まりが発生したときには、停止継続時間が所定時間に達したときに、先詰まりと判定され、存在感知信号がオフとなり、信号が青から赤に変わる。先詰まりがないときには、青信号が継続するので、交通需要を捌くことができる。
このように、信号機１及びこれを制御する信号制御機２の信号現示状態の如何に関わらず、制御部７から存在感知オン／オフ信号を信号制御機２に送信することにより、無駄な青信号時間を削減することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、先詰まり判定処理を制御部７内で行ったが、これは必ずしも制御部７内で行う必要はなく、信号制御機２、交通管制センター、その他の装置で行ってもよい。また、制御部７内の各部の機能手段は、制御部７という枠にとらわれることなく、他の装置に配置することが可能である。
また、上記判定条件で用いる停止継続時間の閾値は、一定時間に設定してもよいし、地点毎、車線毎に個別に設定してもよい。
また、上記実施形態では、計測領域Ａ内の直進車線に存在する全ての車両について停止の状態が続くことにより、先詰まりが発生したと判定するようにしたが、これとは別に、「全ての車両」に限定しない判定も可能である。例えば、計測領域Ａ内の１直進車線あたりにｎ台の車両が存在するとして、先頭からｍ台（ｍ＜ｎ）の車両について停止の状態が続くことにより、先詰まりが発生した、と判定することも可能である。
【００２７】
なお、上記実施形態ではカメラ６が出力する画像信号に基づいて車両の走行状況を監視する構成としたが、カメラ６に代えて、車線ごとに複数の車両感知器（例えば、超音波式車両感知器やマイクロ波式車両感知器）を車両進行方向に配置してもよい。但し、この場合には、１台の車両が他の車両と明確に分離して認識されるとは限らない。分離して認識されない場合において、感知の対象となる「車両」とは、一個体としての車両ではなく、幾つかの車両である。そして、車線ごとの車両感知器によって幾つかの車両の存在を感知している状態が一定時間変化しないことにより、車両が停止していると検知することができる。また、停止継続時間が所定時間に達すれば、先詰まりが発生したと判定することができる。
一方、例えば、車両の全長に比して感知エリアが狭い車両感知器を、隣接する感知エリアどうしが重ならないように、車線ごとに多数並べてセンサアレイを構成すれば、各車両感知器の出力を合成することにより、１車両を他の車両と分離して認識することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】信号機のある交差点の斜視図である。
【図２】制御部に接続される機器及び制御部内の機器構成を示すブロック図である。
【図３】制御部内の先詰まり判定処理部で行われる処理のフローチャートである。
【図４】図１の交差点において、先詰まりが発生したときの状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
２    信号制御機
３    車両流入路
６    ＩＴＶカメラ
７    制御部
７１    画像入力部
７２    車両検出部
７３    車両追跡部
７５    先詰まり判定処理部
Ａ    計測領域（所定領域）
【図１】
2006251910.tif 000003
【図２】
2006251910.tif 000004
【図３】
2006251910.tif 000005
【図４】
2006251910.tif 000006