(57)【要約】    【課題】  電波環境に左右され難く、設置場所等の制約を受け難い位置検出装置及びそれを用いて所定のエリア内における移動体の安全な横断を支援する横断支援装置を提供する。    【解決手段】  移動体が具備する端末装置２からの送信信号を受信する共通の受信可能エリアＡＲを有して配置された複数の受信装置３Ａ，３Ｂと、前記各受信装置３Ａ，３Ｂにおける前記送信信号の受信時刻情報に基づいて前記移動体の位置を特定する位置特定部４と、を備えて構成した。【選択図】      図１
2005196264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が具備する端末装置からの送信信号を受信する共通の受信可能エリアを有して配置された複数の受信装置と、
前記各受信装置における前記送信信号の受信時刻情報に基づいて前記移動体の位置を特定する位置特定部と、
を備えて構成したことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記位置特定部は、前記端末装置における送信信号の送信時刻情報及び前記各受信装置における前記送信信号の受信時刻情報に基づいて前記端末装置と各受信装置との距離を演算し、該距離に基づいて前記移動体の位置を特定する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記位置特定部は、前記各受信装置間における前記送信信号の受信時刻の時間差に基づいて前記端末装置と各受信装置との距離差を演算し、該距離差に基づいて前記移動体の位置を特定する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記各受信装置は、前記端末装置から送信される特異部分が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続する復調信号を生じさせる送信信号を受信し、該受信した信号を復調して前記復調信号を出力する復調部と、該復調部から出力する復調信号に含まれる前記特異部分を検出して特異部分検出信号を出力する特異部分検出部と、該特異部分検出部から出力する特異部分検出信号に基づいて前記受信信号の受信時刻を計測する時刻計測部と、を有する受信時刻計測手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の位置検出装置。
【請求項５】
所定のエリア内を横断する移動体が具備する端末装置の送信信号に基づいて前記移動体の位置を特定する請求項１〜４のいずれか一つに記載の位置検出装置と、位置検出装置から出力される前記端末装置の位置情報に基づいて前記移動体の横断状況を判断し、該横断状況に応じた制御信号を前記エリア内の通行を管理する管理手段に出力する横断状況判定部と、を備える構成としたことを特徴とする横断支援装置。
【請求項６】
前記所定のエリアは横断歩道であり、前記管理手段が信号機を制御する信号制御手段であることを特徴とする請求項５に記載の横断支援装置。
【請求項７】
前記横断状況判定部は、横断歩道内に前記移動体の存在を検知したときには、前記信号制御手段を制御して前記移動体が横断歩道から抜けるまで信号機の歩行者用信号灯の青色点灯を維持させるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の横断支援装置。
【請求項８】
前記横断状況判定部は、横断歩道内に前記移動体の存在を検知したときには、前記信号制御手段を制御して信号機の歩行者用信号灯の青色点灯を所定時間延長させるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の横断支援装置。
【請求項９】
前記横断状況判定部は、前記移動体の移動履歴を記憶するメモリを備えたことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の横断支援装置。
【請求項１０】
前記端末装置から歩行者用信号灯を青色に変換するよう要求する要求信号を受信したときに前記信号制御手段を制御して信号機の歩行者用信号灯を赤色から青色に変換させる構成としたことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の横断支援装置。
【請求項１１】
前記信号制御手段から入力する信号灯の制御情報を送信する送信部を備え、前記移動体の端末装置に備えた報知部を介して現在の信号灯の制御情報を報知させる構成としたことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一つに記載の横断支援装置。
【請求項１２】
複数の前記端末装置を識別可能な機能を備えたことを特徴とする請求項５〜１１のいずれか一つに記載の横断支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の位置を検出する位置検出装置及びそれを用いた横断支援装置に関し、特に、設置場所等の制約を受け難い位置検出装置及びそれを用いて所定のエリア内における移動体の安全な横断を支援する横断支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、老人や身体障害者等の交通弱者が信号機のある横断歩道を横断する場合、交通弱者が横断歩道を渡りきる前に歩行者用信号灯の点灯色が青から赤に変化してしまうことがあり、交通弱者の横断歩道の安全な横断が十分に確保できない問題があった。そこで、このような問題に対処すべく交通弱者の安全な横断を支援する横断支援装置が望まれていた。
【０００３】
従来、この種の横断支援装置には、横断歩道内或はその近傍の地中に埋められた送受信機を介して質問信号を放射し、横断者が所持する発信器からの応答信号を、道路を挟んで横断歩道の両側に設置された各信号機に備える受信装置、及び上記送受信装置で受信し、上記各受信装置及び送受信装置で受信された電磁波の電界強度から決定される距離データにより発信器の位置を検出し、さらに、この検知結果により、信号機の点灯色及び点灯時間を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、歩行者に取り付けられた発信器で、歩行者の現在位置をＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を用いて算出すると共に、この現在位置や歩行者の歩行能力に関する例えば盲人や車椅子等の属性を含む歩行者情報を送信し、信号機に備える制御装置で該歩行者情報を受信し、歩行者情報に含まれる歩行者の属性に応じて予め記憶した該当属性の延長時間だけ信号機の青期間を延長するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、子供、老人及び身体障害者を含む弱者に所持されたＧＰＳ機能を有する端末装置で現在位置を検出し、この現在位置情報を、基地局を介して信号機を制御する管理センターに送信し、管理センターで上記現在位置情報に基づいて端末装置の位置を監視し、この端末装置を所持する弱者が横断歩道を横断中であるときには、横断し終えるまで弱者側の信号機の青色点灯を延長するようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
また、横断歩道を横断する横断者に携帯される端末装置装置から送信された識別情報を通信機で受信した場合、この識別情報の受信域が横断歩道上か横断歩道の外の範囲であるかを判定し、横断中であると判定したときには、信号灯を青色に保持するようにしたものがある（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１１−８３９８１号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４８９１号公報
【特許文献３】特開２００３−１２３１９２号公報
【特許文献４】特開２００２−２０８０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような従来の横断支援装置において、例えば特許文献１に記載の横断支援装置は、二つの受信装置及び地中に埋設された送受信装置で受信した電磁波の電界強度に基づいて横断者が所持する発信装置までの距離を検出し、横断者の位置を特定するようにしているので、受信電磁波の電界強度が横断歩道の周辺の例えば車や建物等による反射波の影響を受けやすく、横断者の位置検出に難がある。
【０００８】
また、特許文献２及び３に記載の横断支援装置は、共にＧＰＳ機能により横断者が所持する発信器や端末装置の位置を検出するようにしているため、一般のＧＰＳによる位置検出限界である約20ｍ以内の位置検出が困難であり、数ｍの距離を移動する横断者の位置を精度よく検出することができない。さらに、ＧＰＳ機能による位置検出においては、ＧＰＳ衛星が観測できない場所、時間が存在し、そのような場所には横断支援装置を設置できず、またＧＰＳ衛星を観測できない時間には横断支援装置を利用できない問題がある。
【０００９】
さらに、特許文献４に記載の横断支援装置は、二つのアンテナを横断歩道の略中央部を受信領域の境界とするように横断歩道を挟んで両側に設置する必要があり、横断歩道の広さに応じて各アンテナの受信領域を調整しなければないという問題がある。また、上記両受信領域の境界があいまいであるため当該領域における横断者の位置検出が困難となり、誤った判定をして横断者の安全な横断を確保できない虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記問題点に着目してなされたもので、電波環境に左右され難く、設置場所等の制約を受け難い位置検出装置及びそれを用いて所定のエリア内における移動体の安全な横断を支援する横断支援装置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】
【００１１】
このために、請求項１に係る位置検出装置の発明は、移動体が具備する端末装置からの送信信号を受信する共通の受信可能エリアを有して配置された複数の受信装置と、前記各受信装置における前記送信信号の受信時刻情報に基づいて前記移動体の位置を特定する位置特定部と、を備えて構成した。
【００１２】
このような構成により、複数の受信装置の共通する受信可能エリア内を移動する移動体が具備する端末装置からの送信信号を各受信装置で受信し、そのときの受信時刻情報に基づいて移動体の位置を特定する。
【００１３】
この場合、前記位置特定部は、請求項２のように前記端末装置における送信信号の送信時刻情報及び前記各受信装置における前記送信信号の受信時刻情報に基づいて前記端末装置と各受信装置との距離を演算し、該距離に基づいて前記移動体の位置を特定する構成とするとよい。または、請求項３のように、前記各受信装置間における前記送信信号の受信時刻の時間差に基づいて前記端末装置と各受信装置との距離差を演算し、該距離差に基づいて前記移動体の位置を特定する構成としてもよい。
【００１４】
請求項４の構成においては、前記各受信装置に、前記端末装置から送信される特異部分が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続する復調信号を生じさせる送信信号を受信し、該受信した信号を復調して前記復調信号を出力する復調部と、該復調部から出力する復調信号に含まれる前記特異部分を検出して特異部分検出信号を出力する特異部分検出部と、該特異部分検出部から出力する特異部分検出信号に基づいて前記受信信号の受信時刻を計測する時刻計測部と、を有する受信時刻計測手段を備えた。
【００１５】
また、請求項５に係る横断支援装置の発明は、所定のエリア内を横断する移動体が具備する端末装置の送信信号に基づいて前記移動体の位置を特定する請求項１〜４のいずれか一つに記載の位置検出装置と、位置検出装置から出力される前記端末装置の位置情報に基づいて前記移動体の横断状況を判断し、該横断状況に応じた制御信号を前記エリア内の通行を管理する管理手段に出力する横断状況判定部と、を備える構成した。
【００１６】
この場合、請求項６のように、前記所定のエリアは横断歩道であり、信号機の点灯を制御する前記安全確保手段としての信号制御手段に前記横断状況判定部から制御信号を出力する構成としてもよい。この構成においては、請求項７のように前記横断状況判定部に、横断歩道内に前記移動体の存在を検知したときには、前記信号制御手段を制御して前記移動体が横断歩道から抜けるまで信号機の歩行者用信号灯の青色点灯を維持させるようにするとよい。または、請求項８のように、横断歩道内に前記移動体の存在を検知したときには、前記信号制御手段を制御して信号機の歩行者用信号灯の青色点灯を所定時間延長させるようにしてもよい。このとき、請求項９のように、前記横断状況判定部が前記移動体の移動履歴を記憶するメモリを備えてもよい。
【００１７】
請求項１０の構成においては、前記端末装置から歩行者用信号灯を青色に変換するよう要求する要求信号を受信したときに前記信号制御手段を制御して信号機の歩行者用信号灯を赤色から青色に変換させる構成とした。
【００１８】
また、本発明の横断支援装置は、請求項１１のように、前記信号制御手段から入力する信号灯の制御情報を送信する送信部を備え、前記移動体の端末装置に備えた報知部を介して現在の信号灯の制御情報を報知させる構成としてもよい。さらに、請求項１２のように、複数の前記端末装置を識別可能な機能を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の位置検出装置によれば、複数の受信装置の共通する受信可能エリア内にある端末装置からの送信信号を上記複数の受信装置で受信し、そのときの受信時刻情報に基づいて端末装置の位置を特定するようにしたことにより、従来技術に比べ電波環境に左右されづらく、またＧＰＳ機能を利用した位置検出装置の場合に比べ設置場所等の制約を受け難く、比較的自由に設置場所を選ぶことができる。
【００２０】
そして、送信信号を、特異部分が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続する復調信号を生じさせる信号とすれば、ビルや自動車等の反射波の影響を抑制して受信時刻の計測を精度良く行うことができ、端末装置の位置の特定をより高精度に行うことができる。
【００２１】
また、本発明の横断支援装置によれば、上記位置検出装置を用いて所定のエリア内を移動する移動体の横断状況を判断し、このエリア内の通行を管理する管理手段を制御するようにしたことにより、移動体の安全な横断を支援することができる。
【００２２】
さらに、本発明の横断支援装置を横断歩道に適用し、移動体としての横断者の横断状況を判断して信号機の歩行者用信号灯の点灯状態を制御すれば、例えば交通弱者等の横断者が安全に横断歩道を渡れるようにすることができる。この場合、横断者が横断歩道を渡りきるまで歩行者用信号灯の青色点灯を維持したり、所定時間延長するようにすれば、横断歩道の横断をより安全なものとすることができる。
【００２３】
さらにまた、横断者が端末装置で歩行者用信号灯の赤点灯を青点灯に換えるよう要求した場合に、その要求に応じて信号機の信号制御手段を制御して信号灯の点灯状況を変化させるようにすれば、身障者等にとって便利である。
【００２４】
そして、歩行者用信号灯の点灯状況を横断者が具備する端末装置の報知部を介してメッセージを報知させるようにすれば、例えば歩行者用信号灯が間もなく青から赤に変わるときに横断しようとした場合には、そのメッセージに従って横断を中止することができるし、横断中の場合には、そのメッセージに従って横断を急ぐことができ、横断者の横断歩道におけるより一層の安全な横断を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、本発明に係る位置検出装置の実施形態のブロック図を示す。
図１において、本実施形態の位置検出装置１は、移動体としての例えば歩行者（又は横断者）の位置を検出するものであり、歩行者（又は横断者）が所持する端末装置２から送信される送信信号を受信する複数の受信装置３（図１では、二つの受信装置３Ａ，３Ｂで示す）と、端末装置２の位置を特定する位置特定部４と、を備えて構成する。
【００２６】
ここで、上記端末装置２は、例えば図２に示すように変調信号生成部５で変調信号のディジタル波形データをＤ／Ａ変換器により変換してアナログ変調信号を生成し、変調部６でアナログ変調信号をＲＦ帯域の無線信号に変調し、アンテナ７Ａから送信する送信機能を備えるもので、振幅変調や角度変調等の種々の変調信号を送信することができる。そして、例えば特願２００３−１６２０３４号に本出願人が記載しているように特異部分（復調信号の波形のＭ階微分で現れる不連続点）が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続している復調信号を生じさせる送信信号を送信できるようになっている。
【００２７】
また、上記各受信装置３Ａ，３Ｂは、図１に示すように共通の受信可能エリアＡＲを有して配置されており、端末装置２から送信される送信信号の受信時刻情報を後述の位置特定部４に出力する受信時刻計測部８を備えている。
【００２８】
この受信時刻計測部８は、例えば特願２００３−１６２０３４号に記載されているものと同様のものであり、図３に示すようにアンテナ７Ｂで受信した受信信号を復調して復調信号を出力する復調部９と、該復調部９の出力する復調信号に含まれる特異部分を検出して特異部分検出信号を出力する特異部分検出部１０と、該特異部分検出部１０の出力する特異部分検出信号に基づいて受信信号の受信時刻を計測する時刻計測部１１とを有している。
【００２９】
上記復調部９は、特異部分が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続する復調信号を出力する。ここで、上記特異部分は、復調信号の波形のＭ階微分（Ｍは自然数）で現れる不連続点である。
【００３０】
上記特異部分検出部１０は、復調信号の波形のＭ階微分で現れる不連続点を検出して特異部分検出信号として出力するものである。具体的には、Ｍ階微分で現れる不連続点を検出可能なウェーブレット変換を行い、ウェーブレット変換結果から特異部分検出信号を生成して出力するものであり、ウェーブレット変換として離散ウェーブレット変換を用いる場合には、サブバンド分解フィルタを用いて構成される。
【００３１】
特異部分検出部１０は、復調信号をＡ／Ｄ変換する図示省略のＡ／Ｄ変換器と、帯域４分割のサブバンド分解フィルタとで構成される。
【００３２】
この場合、特異部分検出部１０に入力した復調信号は、Ａ／Ｄ変換器でディジタルの離散化復調信号に変換されてサブバンド分解フィルタに入力する。そして、入力した離散化復調信号は、サブバンド分解フィルタで、高域から低域に向かって４：２：１：１の比率の帯域に４分割される。
【００３３】
上記時刻計測部１１は、図示省略のレベル比較器と、計時部と、受信時刻算定部とを備えて構成される。レベル比較器は、上記特異部分検出信号の信号レベルと予め設定した閾値Ｖｔｈとを比較し、特異部分検出信号の信号レベルが閾値Ｖｔｈ以上になったときに論理値１の信号を受信時刻算定部に出力する。また、計時部は現在時刻情報を受信時刻算定部に出力する。そして、受信時刻算定部は、レベル比較器から論理値１の信号が入力したときの時刻情報により受信信号の受信時刻を計測する。
【００３４】
ここで、Ｍ階微分により不連続点を生じる復調信号について説明する。なお、前記復調信号については、特願２００３−１６２０３４号に詳述されているので、ここでは簡単に説明する。
【００３５】
Ｍ階微分により不連続点を生じる復調信号の波形は、異なる連続関数で表される複数の波形を接続することにより信号レベルを連続させる構成とする。これにより、Ｍ階微分で現れる不連続点が、異なる連続関数で表される複数の波形の接続点に生じる。
【００３６】
図４〜図６に、Ｍ＝１、２、３についての波形の具体例を示す。なお、各図において、信号レベル変化部分以外は＋１又は−１の一定値としている。
例えば、図４は、Ｍ＝１の場合、即ち、波形の１階微分で不連続点が現れるような信号レベル変化部分の波形例と、その波形に対する特異部分検出部１０の出力例を示している。この場合、同図に示す復調信号ｆ１（ｔ）においては、不連続点は、−Ｔ／２とＴ／２の点に現れる。
【００３７】
図５は、Ｍ＝２の場合、即ち、波形の２階微分で不連続点が現れるような信号レベル変化部分の波形例と、その波形に対する特異部分検出部１０の出力例を示している。この場合、同図に示す復調信号ｆ２（ｔ）においては、不連続点は、０の点に現れる。
【００３８】
図６は、Ｍ＝３の場合、即ち、波形の３階微分で不連続点が現れるような信号レベル変化部分の波形例と、その波形に対する特異部分検出部１０の出力例を示している。この場合、同図に示す復調信号ｆ３（ｔ）においては、不連続点は、−Ｔ／２とＴ／２の点に現れる。
【００３９】
位置特定部４は、各受信装置３Ａ，３Ｂと無線又は有線で接続されて、各受信装置３Ａ，３Ｂの受信時刻計測部８の出力である受信時刻の情報に基づいて端末装置２の位置を特定するものであり、図７に示すようにメモリ１２と処理部１３とを備えている。メモリ１２には、ＸＹ二次元座標上における各受信装置３Ａ，３ＢのＸＹ座標位置が予め記憶されている。また、処理部１３では、端末装置２から送信された送信信号の上記各受信装置３Ａ，３Ｂにおける受信時刻の時間差を求め、該時間差と電波の伝搬速度とから端末装置２と各受信装置３Ａ，３Ｂとの距離差を演算し、この距離差とメモリ１２から読み出した各受信装置３Ａ，３ＢのＸＹ座標位置とに基づいて端末装置２の位置を上記ＸＹ座標上に特定する。
【００４０】
ここで、端末装置２の位置の特定方法を具体的に説明する。
例えば、図１に示すように２台の受信装置３Ａ，３Ｂを用いて端末装置２の位置を特定する場合に、両受信装置３Ａ，３Ｂにおける送信信号の受信時刻の時間差がΔｔであったとすると、端末装置２と受信装置３Ａの距離ｄ１と端末装置２と受信装置３Ｂの距離ｄ２の距離差Δｄが、Δｄ＝ｃ×Δｔで求まる。なお、ｃは電波の伝搬速度であり、光速（3×108m/s）に等しい。
【００４１】
この場合、端末装置２は、図８に示すように受信装置３Ａ及び受信装置３Ｂの位置を焦点とする双曲線Ｌ上のいずれかの位置に存在することが分かる。特に、端末装置２が受信装置３Ａと受信装置３Ｂとを結ぶ線に沿って移動する場合に、端末装置２の位置は略点Ｐに特定することができる。
【００４２】
また、端末装置２及び各受信装置３にそれぞれ同期する時計を設け、端末装置２から送信時刻情報を含む送信信号を送信し、この送信時刻情報と各受信装置３における上記送信信号の受信時刻情報とに基づいて端末装置２と各受信装置３との距離を演算することで端末装置２の位置の特定を行うように構成することもできる。
【００４３】
この場合は、例えば、端末装置２からの送信信号の送信時刻ｔ１と受信装置３における送信信号の受信時刻ｔ２を計測することができれば、電波の伝搬時間ｔは、ｔ＝ｔ２−ｔ１として求まる。したがって、端末装置２と受信装置３との距離ｄは、電波の伝搬速度をｃ（＝3×108m/s）として、ｄ＝ｃ×ｔとして求めることができる。これにより、端末装置２の位置は、図９に示すように受信装置３を中心とする距離ｄの円周上のいずれかの位置であるということが分かる。この場合、図１に示すように２台の受信装置３Ａ，３Ｂを用いて位置検出装置１を構成し、且つ端末装置２が２台の受信装置３Ａ，３Ｂを結ぶ線に沿って移動するようにした場合に、端末装置２と各受信装置３Ａ，３Ｂとの距離は、上述と同様にして電波の伝搬時間からそれぞれｄ１，ｄ２として求まり、端末装置２の位置は、図１０に示すように各受信装置３Ａ，３Ｂを中心とするそれぞれ距離ｄ１，ｄ２の円の交点Ｐに特定することができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明の位置検出装置１によれば、複数の受信装置３が有する共通の受信可能エリアＡＲ内を移動する端末装置２の位置を、各受信装置３における端末装置２から送信される送信信号の受信時刻情報に基づいて特定することができ、従来技術におけるような電波環境に左右され難く、またＧＰＳ機能を利用した位置検出装置の場合のような設置場所等の制約を受け難く、比較的自由に設置場所を選ぶことができる。
【００４５】
また、送信信号として、特異部分が時間軸上で局所的に存在し且つ信号レベルが連続している復調信号を生じさせるような信号を適用すれば、位置検出装置１の設置場所の電波環境に基づく反射波の影響をより抑制して高精度な位置検出を行うことができる。
【００４６】
なお、受信装置は２台に限られず、３台以上備えてもよい。この場合、例えば３台の受信装置を用いて受信時刻情報のみにより端末装置２の位置を特定するときには、図１１に示すように、先ず受信装置３Ａと受信装置３Ｂにおける送信信号の受信時刻の時間差Δｔ１により、端末装置２と受信装置３Ａ及び端末装置２と受信装置３Ｂの距離差Δｄ１を前述と同様にして求める。これにより、端末装置２は、受信装置３Ａ及び受信装置３Ｂを焦点とする双曲線Ｌ１上のいずれかの位置に存在することが分かる。さらに、受信装置３Ａと受信装置３Ｃとの受信時刻の時間差Δｔ２により、端末装置２と受信装置３Ａ及び端末装置２と受信装置３Ｃの距離差Δｄ２を求める。これにより、端末装置２は、受信装置３Ａ及び受信装置３Ｃを焦点とする双曲線Ｌ２上のいずれかの位置に存在することが分かる。そして、受信装置３Ｂと受信装置３Ｃとの受信時刻の時間差Δｔ３により、端末装置２と受信装置３Ｂ及び端末装置２と受信装置３Ｃの距離差Δｄ３を求める。これにより、端末装置２は、受信装置３Ｂ及び受信装置３Ｃを焦点とする双曲線Ｌ３上のいずれかの位置に存在することが分かる。以上から、端末装置２の位置は、上記双曲線Ｌ１〜Ｌ３の交点Ｐに特定することができる。なお、この場合、３台の受信装置３Ａ〜３Ｃは同一直線上に並ばないように配置することが必要である。
【００４７】
また、送信時刻情報と受信時刻情報に基づいて端末装置２の位置を特定する場合には、図１２に示すように端末装置２から各受信装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃまで電波の伝搬時間を前述と同様にして計測し、これにより端末装置２と各受信装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃとの距離ｄ１，ｄ２，ｄ３を求める。この場合、端末装置２の位置は、各受信装置３Ａ，３Ｂ，３Ｃを中心とするそれぞれ距離ｄ１，ｄ２，ｄ３の円の交点Ｐに特定することができる。
【００４８】
さらに、受信装置３の数を増やせば、より多くの双曲線又は円を用いて端末装置２の位置を特定することができ位置の特定精度が向上する。特に、三次元空間における端末装置２の位置の特定を行う場合には、受信装置３は少なくとも４台を必要とする。
【００４９】
次に、本発明の位置検出装置を用いた横断支援装置の第１実施形態を、図１３を参照して説明する。なお、ここでは、図１と同一の要素については同一の符号を用いて示す。
図１３に示す横断支援装置１４は、例えば老人や身体障害者等の交通弱者が身体又は車椅子或は杖等に具備する端末装置２の送信信号を受信して交通弱者の横断歩道Ｗ及びその周辺における位置を特定し、交通弱者の横断状況を判断し、横断歩道Ｗ内の通行を管理する管理手段としての信号機の信号制御手段１５を制御して交通弱者の安全な横断を支援するものであり、位置検出装置１と、横断状況判定部１６とを備えて構成する。
【００５０】
上記位置検出装置１は、図１に示す２台の受信装置３Ａ，３Ｂを、道路Ｒを挟んで横断歩道Ｗの両端にそれぞれ設置した信号機の例えば支柱に備え、横断歩道Ｗを共通の受信可能エリアＡＲとして設定している。一般に、横断歩道Ｗは、横断方向の長さに比べて幅方向が狭いので、交通弱者（以下、横断者と記載）の横断方向は上記２台の受信装置３Ａ，３Ｂを結ぶ直線に略平行となる。したがって、図８及び図１１を用いて説明したように２台の受信装置３Ａ，３Ｂで横断者の具備する端末装置２の位置を特定することは可能である。
【００５１】
上記横断状況判定部１６は、位置検出装置１の位置特定部４の出力に基づいて横断者の横断状況を判定し、信号機の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯を延長するように制御する制御信号を信号制御手段１５に出力するものである。
【００５２】
次に、本第１実施形態に係る横断支援装置の制御方法を図１４のフローチャートを参照して説明する。
横断者が横断歩道Ｗに接近した場合、先ずステップ１（図１４ではＳ１で示し、以下同様とする）において横断者の具備する端末装置２の送信信号を例えば２台の受信装置３Ａ，３Ｂで受信し、その受信時刻情報に基づいて位置特定部４で横断者の位置を検出する。この場合、横断者の位置の特定方法は、図８や図１０に示す方法で行うことができる。
【００５３】
次に、ステップ２では、横断状況判定部１６において横断者が横断歩道Ｗを横断中であるか否かを判定する。ここで、“ＮＯ”判定となった場合には、横断者が横断を開始するまで待機する。この場合、信号制御手段１５は予め設定された通常の条件に従って信号機を制御する。
【００５４】
一方、ステップ２で、信号機の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂが青色点灯状態において横断者が横断歩道Ｗを横断中であると判定した場合には、“ＹＥＳ”判定となってステップ３に進む。そして、ステップ３では、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯を所定時間延長する制御信号を横断状況判定部１６から信号機の信号制御手段１５に出力し、青色点灯時間を延長させる。この場合、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂが青の間は、車道側の車用信号灯の赤色点灯状態が維持されるのは言うまでもない。
【００５５】
なお、ステップ２において、“ＮＯ”判定となった場合には、横断者がいないことを知らせる信号を信号制御手段１５に出力して、信号機を通常に制御させるようにしてもよい。この場合、信号制御手段１５と横断支援装置１４とは、常時通信が維持されることになる。したがって、例えば横断支援装置１４側からの信号を信号制御手段１５が何ら受信しなかったときには横断支援装置１４に故障が発生したと判断することができる。これにより、横断支援装置１４の故障の判断が容易になる。
【００５６】
このように、本第１実施形態の横断支援装置によれば、横断者が横断歩道Ｗを横断中は、横断者が具備する端末装置２の位置を検出して歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯を所定時間延長するようにしたことにより、横断者の横断歩道Ｗの安全な横断を確保することができる。
【００５７】
なお、受信装置３を３台以上使用すれば、例えば交差点に複数ある横断歩道Ｗ上の横断者の位置、またはスクランブル交差点における横断者の位置を特定することができる。
【００５８】
また、本第１実施形態の横断支援装置は、複数の端末装置２を識別可能に構成してもよい。この場合、例えば端末装置２から、当該端末装置２の予め設定した識別符号（ＩＤ）を送信できるようにし、受信装置３に上記符号を識別する識別手段を備えるとよい。これにより、複数の端末装置２を一組の受信装置３でそれぞれ識別し、各端末装置２の位置を特定することができる。したがって、複数の横断者が同時に横断歩道Ｗに入った場合にも、各横断者が具備する端末装置２の識別符号により識別して各横断者の位置を特定することができる。または、端末装置２及び受信装置３に互いに同期した時計を備え、受信装置３にタイムスロット割当部を設けてタイムスロット情報を送信可能にすると共に端末装置２にこのタイムスロット情報を受信するタイムスロット情報受信部を設けてもよい。この場合、受信装置３の共通の受信可能エリアＡＲ内に上記端末装置２を所持する横断者が入ったときに受信装置３側から上記端末装置２に対してタイムスロット情報を送信してタイムスロットの割当てを行い、この割当てられたタイムスロット内においてのみ端末装置２から送信信号を送信するようにする。これにより、一組の受信装置３で複数の端末装置２と装置毎に予め割当てたタイムスロット内でそれぞれ個別に通信し、各端末装置２の位置を特定することができる。したがって、この場合も、複数の横断者が同時に横断歩道Ｗに入っても各横断者の位置を特定することができる。
【００５９】
また、図１５は、本発明の第２実施形態に係る横断支援装置１４の制御方法を示すフローチャートである。なお、本第２実施形態は、第１実施形態と制御方法が異なるだけで構成は同一であるので、ここでは構成の説明を省略する。
横断者が横断歩道Ｗに接近した場合、先ずステップ１１において横断者の具備する端末装置２の送信信号を例えば２台の受信装置３Ａ，３Ｂで受信し、その受信時刻情報に基づいて位置特定部４で横断者の位置を検出する。
【００６０】
次に、ステップ１２では、横断状況判定部１６において横断者が横断歩道Ｗを横断中であるか否かを判定する。ここで、“ＮＯ”判定となった場合には、ステップ１３に進む。
【００６１】
ステップ１３では、信号機の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを青から赤に変えることを許可する制御信号を横断状況判定部１６から信号機の信号制御手段１５に出力する。この場合、信号制御手段１５は、予め設定した青色の点灯時間内、及びに後述する青色点灯時間の延長中に上記制御信号が入力したときには、上記各時間経過後に歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを赤色に変換させる。
【００６２】
一方、ステップ１２で、信号機の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂが青色点灯状態において横断者が横断歩道Ｗに入り横断中であると判定した場合には、“ＹＥＳ”判定となってステップ１４に進む。
【００６３】
ステップ１４では、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯をそのまま維持すべく横断状況判定部１６から信号制御手段１５に制御信号を出力し、青色点灯状態を維持させる。そして、ステップ１１に戻る。この場合、ステップ１２において横断者が横断歩道Ｗを渡りきり、横断中でないと判定（“ＮＯ”判定）されるまでステップ１１及び１２並びに１４を繰り返して実行する。そして、横断者が横断歩道Ｗを渡りきりステップ１２が“ＮＯ”判定となると、ステップ１３に進み、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを赤色に変換させることを許可する制御信号を横断状況判定部１６から信号制御手段１５に出力する。
【００６４】
本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて横断者が横断歩道Ｗを渡り終えるまで歩行者用信号灯の青色点灯を維持することができるので横断歩道における横断者の横断をより安全なものとすることができる。
【００６５】
なお、上記第１及び第２実施形態において、横断状況判定部１６にメモリを備えて横断者の移動履歴を記憶させれば、横断方向が分かり且つ横断速度及び現在位置から残りの横断距離を割り出すことができる。したがって、この場合は、残りの横断距離と横断速度から横断者が横断歩道を渡り終える時間を演算し、その時間だけ信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯を延長することができる。また、例えば横断中に端末装置２の故障又は電池切れ等により送信が途絶えて横断者の位置検出ができなくなった場合にも、送信が途絶えた位置から残りの横断距離を割り出してその距離に応じて歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青色点灯時間を延長し、横断者の安全な横断を確保することができる。
【００６６】
さらに、２台の受信装置３Ａ，３Ｂのアンテナとして指向性の鋭いアンテナを用い、共通の受信可能エリアＡＲを横断歩道Ｗ上に設定して設置すると共に横断者の移動履歴を記憶するようにすれば、横断者が横断歩道Ｗから大きく外れて上記受信可能エリアＡＲから脱した場合には、横断者が引き返したものと判断して青色点灯時間の延長を行うことなく青色点灯時間として予め設定した時間経過後に通常どおり赤色に変換させることができる。逆に、指向性の広いアンテナを用いれば、横断歩道Ｗへの接近時から横断歩道Ｗを渡り終えて離れて行く時までの横断者の一連の動作を監視することができる。
【００６７】
次に、本発明の横断支援装置の第３実施形態を、図１６を参照して説明する。なお、ここでは図１３と同一の要素には同一の符号を用いて示し、第１実施形態と異なる部分について説明する。
図１６に示す第３実施形態の横断支援装置１４は、押しボタン式の横断歩道に適用するものであり、要求信号検出部１８を備えており、端末装置２に備えるボタン操作により送信される、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを青色に換えるように要求する要求信号を受信すると、該受信信号の復調信号から上記要求信号を検出し、この要求信号に基づいて横断状況判定部１６から信号機の信号制御手段１５を制御する制御信号を出力し、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの色を赤から青に変化させるようになっている。
【００６８】
この場合、横断者が押しボタン式横断歩道Ｗを渡ろうとする際に、具備する端末装置２のボタンを押下すれば、端末装置２は、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを青色に換えるように要求する要求信号を送信する。一方、受信装置３Ａ（又は３Ｂ）が端末装置２からの要求信号を受信し、要求信号検出部１８で復調信号から上記要求信号を検出したときには、その旨を横断状況判定部１６に出力し、横断状況判定部１６から制御信号を信号機の信号制御手段１５に出力する。信号制御手段１５は、上記制御信号を入力すると信号灯を制御して歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの色を赤から青に変化させる。これにより、横断者は、横断歩道Ｗの横断が可能となる。なお、横断中の横断者の安全確保は、前述の第１又は第２実施形態と同様にして行われる。
【００６９】
このように、本第３実施形態の横断支援装置１４によれば、第１実施形態の効果に加えて、横断者は、横断歩道Ｗに近づくと手元の端末装置２のボタンを押下して歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂを青色に変化させることができるので、身障者等にとって便利である。
【００７０】
なお、本第３実施形態の横断支援装置１４においては、端末装置２から送信信号に重畳して送信された要求信号を検出するようにしているが、これに限られず、端末装置２が要求信号を位置検出用の送信信号とは別個に送信可能にし、横断支援装置１４に要求信号を受信する受信部を独立して備えてもよい。また、上記要求信号の受信部は、信号機の信号制御手段１５の収納ボックス又は押しボタンスイッチのボックス内に納めてもよい。
【００７１】
次に、本発明の横断支援装置の第４実施形態を、図１７を参照して説明する。なお、ここでは図１３と同一の要素には同一の符号を用いて示し、第１実施形態と異なる部分について説明する。
図１７に示す第４実施形態の横断支援装置１４は送信部１９を備え、「後どのくらいで歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂが青に変わるか」又は「後どのくらい青が続くか」等の現在の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの点灯状況や「横断は取りやめるべきである」とか「少し急いだほうがよい」等のメッセージを端末装置２に送信して横断者の注意を促すようにしたものであり、信号機の信号制御手段１５から得た歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの制御情報と位置検出装置１から得た横断者の位置情報とを横断状況判定部１６で判断して送信部２１から上記メッセージを送信できるようになっている。なお、上記メッセージは、端末装置２に備える表示部に表示又は音声出力部から音声で知らされる。
【００７２】
この場合、横断者が横断歩道Ｗに接近した際に、例えば端末装置２の図示省略のボタンを押下してメッセージの送信要求をすると、横断支援装置１４は、信号機の信号制御手段１５から得た制御情報と位置検出装置１から得た横断者の位置情報とにより横断状況判定部１６で判断して上記メッセージを送信部２１から端末装置２に送信する。例えば、横断者が横断歩道Ｗに入る前であり、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの青点灯が間もなく赤に変わろうとしているときには、「間もなく赤に変わる」こと、したがって「横断は取りやめるべきである」こと等を端末装置２の報知部としての表示部又は音声出力部を介して報知させる。または、例えば、横断者が横断中に上記メッセージの送信を要求した場合には、信号制御手段１５の制御情報と横断者の現在位置とにより横断状況判定部１６で判断して「青は後どれくらい続くので、渡りきるまでまだ十分の余裕がある」とか「少し急いだ方がよい」等のメッセージを送信部２１から端末装置２に送信し、横断者の注意を促す。
【００７３】
なお、メッセージの送信は、上述のように横断者の端末装置２のボタン操作によって開始されるものに限られず、例えば横断者が受信可能エリアＡＲ内に入ったとき、横断支援装置１４から歩行用信号灯１７Ａ，１７Ｂの現在の制御情報についてのメッセージを自動送信するようにしてもよい。
【００７４】
このように、本第４実施形態の横断支援装置によれば、第１実施形態の効果に加えて、横断者は、現在の歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂの制御情報を端末装置２により知ることができるので、歩行者用信号灯１７Ａ，１７Ｂが例えば間もなく青から赤に変わるような場合には、横断中止することができ、横断の安全が確保できる。また、横断中の場合には、「後どのくらい青が続くか」等を報知すると共に現在位置から判断して青の期間内に十分に渡りきることができること、又は少し急ぐように等を知らせることにより安全を確保することができる。
【００７５】
なお、上記第４実施形態において、横断中に端末装置２からの信号送信が途絶えたときには、位置特定部４で位置特定不能を判断して送信部１９からその旨を送信し、端末装置２の送信部の故障を知らせるようにしてもよい。また、上記メッセージを常時送信するようにすれば、端末装置２においてメッセージの受信が途絶えたときに、端末装置２側で受信部の故障を判断することができる。
【００７６】
また、端末装置２のＩＤを送信信号に付加して送信するようにすれば、端末装置２を具備した複数の横断者が同時に横断歩道Ｗに入った場合にも、送信信号の途絶えた端末装置２を特定することができ、横断支援装置１４から該当端末装置２に対して送信部の故障を通知することができる。
【００７７】
なお、上述の横断支援装置１４は、いずれも横断歩道Ｗに適用したものであったが、これに限定されず例えば踏み切り等にも適用することができる。この場合、所定の青信号点灯時間を経過してもなお踏切内に横断中の横断者がいるときには、踏切内の通行を管理する管理手段としての例えば列車運行管理センター又は列車の運転室等にその旨を報知して列車のスピードを減速制御させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明による位置検出装置の実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記位置検出装置の端末装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】上記位置検出装置の受信装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】１階微分で不連続点が現れる信号レベル変化部分の波形例を示す説明図である。
【図５】２階微分で不連続点が現れる信号レベル変化部分の波形例を示す説明図である。
【図６】３階微分で不連続点が現れる信号レベル変化部分の波形例を示す説明図である。
【図７】位置特定部の概略構成を示すブロック図である。
【図８】受信時刻のみが分かる場合に、二つの受信装置を用いて位置を特定する方法を示す説明図である。
【図９】送信時刻と受信時刻が分かる場合の位置特定方法の原理を示す説明図である。
【図１０】送信時刻と受信時刻が分かる場合に、二つの受信装置を用いて位置を特定する方法を示す説明図である。
【図１１】受信時刻のみが分かる場合に、三つの受信装置を用いて位置を特定する方法を示す説明図である。
【図１２】送信時刻と受信時刻が分かる場合に、三つの受信装置を用いて位置を特定する方法を示す説明図である。
【図１３】本発明による横断支援装置の第１実施形態の概略構成を説明するブロック図である。
【図１４】第１実施形態の横断支援装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１５】第２実施形態の横断支援装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図１６】本発明による横断支援装置の第３実施形態の概略構成を説明するブロック図である。
【図１７】本発明による横断支援装置の第４実施形態の概略構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…位置検出装置
２…端末装置（端末装置）
３，３Ａ，３Ｂ…受信装置
４…位置決定部
９…復調部
１０…特異部検出部
１１…時刻計測部
１４…横断支援装置
１５…信号制御手段
１６…横断状況判定部
１７，１７Ａ，１７Ｂ…歩行者用信号灯
ＡＲ…共通受信可能エリア
Ｗ…横断歩道
【図１】
2005196264.tif 000003
【図２】
2005196264.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005196264.tif 000007
【図６】
2005196264.tif 000008
【図７】
2005196264.tif 000009
【図８】
2005196264.tif 000010
【図９】
2005196264.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005196264.tif 000014
【図１３】
2005196264.tif 000015
【図１４】
2005196264.tif 000016
【図１５】
2005196264.tif 000017
【図１６】
2005196264.tif 000018
【図１７】
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