(57)【要約】【課題】車両が円滑に通行することが可能な信号機の制御装置を提供すること。【解決手段】信号機１０の制御装置２０は、複数の信号の中で、表示される信号を切り替える。制御装置２０は、複数の車両のそれぞれの位置を取得する。制御装置２０は、上記取得された位置に基づいて、上記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、当該算出したパラメータに基づいて、上記表示される信号の切り替えを制御する。【選択図】図１
2016091249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号の中で、表示される信号を切り替える信号機の制御装置であって、
複数の車両のそれぞれの位置を取得する取得部と、
前記取得された位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、当該算出したパラメータに基づいて、前記表示される信号の切り替えを制御する制御部と、
を備える、信号機の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号機の制御装置であって、
前記取得部は、前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
前記制御部は、
複数の異なる切替時点のそれぞれに対して、前記表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する和を算出し、
前記算出した和に基づいて、前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点を選択し、
前記表示される信号を前記選択した切替時点にて切り替える、信号機の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の信号機の制御装置であって、
前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点は、前記第２の時点以後の時点であり、且つ、当該複数の切替時点のうちの他の切替時点のそれぞれは、前記第２の時点よりも前の時点である、信号機の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の信号機の制御装置であって、
前記取得部は、前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
前記制御部は、
前記表示される信号が前記第１の時点よりも後の第２の時点までの間に切り替えられなかったという第１の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から前記第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第１の和を算出し、
前記表示される信号が前記第２の時点よりも前の切替時点にて切り替えられたという第２の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを前記期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第２の和を算出し、
前記算出した第１及び第２の和に基づいて、前記表示される信号を前記切替時点にて切り替えるか否かを決定する、信号機の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の信号機の制御装置であって、
前記パラメータは、前記複数の車両のそれぞれの加速度と、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度と、の差に比例する、信号機の制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の信号機の制御装置であって、
前記制御部は、車両間の距離、及び、車両の進行を禁止する信号を表示する信号機が設置された交差点と車両との間の距離に基づいて、前記パラメータを算出する、信号機の制御装置。
【請求項７】
複数の信号の中で、表示される信号を切り替える信号機の制御方法であって、
複数の車両のそれぞれの位置を取得し、
前記取得された位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、
前記算出されたパラメータに基づいて、前記表示される信号の切り替えを制御する、信号機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号機の制御装置、及び、信号機の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の信号の中で、表示される信号を切り替える信号機の制御装置が知られている。例えば、この種の制御装置は、サイクル長、スプリット、及び、オフセットを調整することにより、表示される信号の切り替えを制御する。
【０００３】
サイクル長は、各信号がある表示周期にて繰り返し表示される場合における、その表示周期の時間長である。スプリットは、１つの表示周期において各信号が表示される時間のサイクル長に対する割合である。オフセットは、表示周期が開始する時点の、互いに異なる複数の交差点に設置された信号機間の差である。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の制御装置は、車両の存在を検出し、検出の結果に基づいて、表示される信号の切り替えを制御する。また、例えば、特許文献２に記載の制御装置は、車両の位置を検出し、検出された位置に基づいて、表示される信号の切り替えを制御する。また、例えば、非特許文献１に記載の制御装置は、車両と信号機との間の距離、及び、車両の速度に基づいて、表示される信号の切り替えを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９３６９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０３９３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】川上大輔、長谷川孝明、「不完全入力データと過飽和交通流を含めた高度デマンド信号制御方式の性能評価（ＩＴＳ）」、電子情報通信学会技術研究報告、電子情報通信学会、２０１４年６月、第１１４巻、第７４号、３５−４０ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両の速度は、車両の進行方向にて表示される信号の変化に応じて変化する。例えば、車両の速度は、車両の進行を禁止する信号（例えば、赤信号）が表示された信号機が設置された交差点と、車両と、の間の距離に応じて変化する。一方、速度が減少する車両の数が多くなるほど、車両が円滑に通行している程度は低くなる。また、車両の速度の減少量が大きくなるほど、車両が円滑に通行している程度は低くなる。
【０００８】
しかしながら、上記制御装置によれば、各車両の速度の変化に基づいて、表示される信号の切り替えを制御できない。従って、速度が減少する車両の数が無駄に多くなることがある。また、車両の速度の減少量が無駄に大きくなることがある。このため、上記制御装置によれば、車両が円滑に通行できない虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一つの側面では、信号機の制御装置は、複数の信号の中で、表示される信号を切り替える。更に、この信号機の制御装置は、複数の車両のそれぞれの位置を取得する取得部と、上記取得された位置に基づいて、上記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、当該算出したパラメータに基づいて、上記表示される信号の切り替えを制御する制御部と、を備える。
【００１０】
本発明の他の一つの側面では、信号機の制御方法は、複数の信号の中で、表示される信号を切り替える。更に、この信号機の制御方法は、複数の車両のそれぞれの位置を取得し、上記取得された位置に基づいて、上記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、上記算出されたパラメータに基づいて、上記表示される信号の切り替えを制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一つの側面では、車両が円滑に通行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る交通信号システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の信号機の構成の一例を示す図である。
【図３】図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図１の制御装置が車両の位置及び速度を取得する対象である領域の一例を示す説明図である。
【図５】図１の制御装置により用いられる、複数の切替時点、及び、信号機により表示される信号の時間に対する変化の一例を示す説明図である。
【図６】図１の制御装置により用いられる、目標速度と間隙距離との関係の一例を示すグラフである。
【図７】図１の制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図１の制御装置が実行する処理の変形例を示すフローチャートである。
【図９】道路及び交差点の配置の一例を示す説明図である。
【図１０】車両の平均速度の交通量に対する変化の一例を示すグラフである。
【図１１】車両の平均速度の交通量に対する変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る、信号機の制御装置、及び、信号機の制御方法、の各実施形態について図１乃至図１１を参照しながら説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞（構成）  図１に示すように、第１実施形態に係る交通信号システム１は、複数（本例では、４個）の信号機１０−１〜１０−４と、制御装置２０と、を備える。本例では、車両が道路の左側部分を通行する（換言すると、左側通行である）場合を想定する。なお、車両が道路の右側部分を通行する（換言すると、右側通行である）場合も、車両が左側通行である場合と同様に説明されるため、その説明を省略する。
【００１５】
本例では、交通信号システム１は、２つの道路が交差する（本例では、直交する）交差点に設置されている。なお、交通信号システム１が設置される交差点は、直角と異なる角度にて２つの道路が交わっていてもよい。また、交通信号システム１が設置される交差点は、Ｔ字状に２つの道路が交わる丁字路であってもよい。
【００１６】
また、交通信号システム１が設置される交差点は、３つ以上の道路が交差していてもよい。この場合、交通信号システム１は、５つ以上の信号機を備えていてよい。なお、交通信号システム１が備える信号機の数は、３つ以下であってもよい。
【００１７】
本例では、信号機１０−１は、Ｘ軸正方向にて交差点に進入する車両に対する信号を表示する。また、信号機１０−２は、Ｘ軸負方向にて交差点に進入する車両に対する信号を表示する。また、信号機１０−３は、Ｙ軸正方向にて交差点に進入する車両に対する信号を表示する。また、信号機１０−４は、Ｙ軸負方向にて交差点に進入する車両に対する信号を表示する。本例では、Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交する。
【００１８】
本例では、制御装置２０は、各信号機１０−１〜１０−４と分離して設けられている。なお、制御装置２０は、信号機１０−１，１０−２，１０−３又は１０−４の一部を構成していてもよい。
制御装置２０は、各信号機１０−１〜１０−４と通信可能に接続されている。なお、制御装置２０は、各信号機１０−１〜１０−４と、通信網を介して接続されていてもよい。
【００１９】
以下において、信号機１０−ｍは、区別する必要がない場合、信号機１０とも表される。ｍは、１から４の整数を表す。本例では、信号機１０は、電気式信号機である。なお、信号機１０は、機械式信号機であってもよい。
【００２０】
図２に示すように、信号機１０は、支柱１１と、信号灯器１２と、撮像装置１３と、を備える。支柱１１は、鉛直方向に延びるように、道路の近傍に設置される。支柱１１は、道路を通行する車両よりも高い位置にて、信号灯器１２及び撮像装置１３を支持する。
【００２１】
信号灯器１２は、複数（本例では、３個）の信号灯１２１〜１２３を備える。信号灯１２１は、赤色の光を発する点灯状態と、光を発しない消灯状態と、に状態が切り替わる。以下、信号灯１２１は、赤色灯とも表される。信号灯１２２は、黄色の光を発する点灯状態と、光を発しない消灯状態と、に状態が切り替わる。以下、信号灯１２２は、黄色灯とも表される。信号灯１２３は、青色（又は、緑色）の光を発する点灯状態と、光を発しない消灯状態と、に状態が切り替わる。以下、信号灯１２３は、青色灯とも表される。
【００２２】
本例では、赤色灯１２１の状態が点灯状態であり且つ黄色灯１２２及び青色灯１２３の状態が消灯状態であることは、信号機１０が、車両の進行を禁止する信号を表示していることに対応する。以下、車両の進行を禁止する信号は、赤信号とも表される。
【００２３】
また、本例では、青色灯１２３の状態が点灯状態であり且つ赤色灯１２１及び黄色灯１２２の状態が消灯状態であることは、信号機１０が、車両の進行を許可する信号を表示していることに対応する。以下、車両の進行を許可する信号は、青信号とも表される。
【００２４】
また、本例では、黄色灯１２２の状態が点灯状態であり且つ赤色灯１２１及び青色灯１２３の状態が消灯状態であることは、信号機１０が、車両の進行を制限する信号を表示していることに対応する。例えば、車両の進行の制限は、車両が所定の停止領域内に安全に停止できない場合に限って、車両の進行を許可することである。以下、車両の進行を制限する信号は、黄信号とも表される。
【００２５】
上述したように、本例では、１つの信号灯１２１，１２２又は１２３のみの状態が点灯状態であることが、１つの信号を表す。ところで、複数の信号灯の状態が点灯状態であることが、１つの信号を表してもよい。また、１つ又は複数の信号灯の状態が、点灯状態と消灯状態とに交互に切り替わる点滅状態であることが、１つの信号を表してもよい。
【００２６】
信号機１０は、後述するように、制御装置２０からの制御信号に従って、各信号灯１２１〜１２３の状態を切り替える。これにより、信号機１０は、複数の信号の中で、表示される信号を切り替える。なお、信号灯器１２が備える信号灯の数は、４つ以上、又は、２つ以下であってもよい。
【００２７】
撮像装置１３は、レンズ１３１を備えるとともに、レンズ１３１を介して入力された光に基づいて、道路を通行する車両を撮像する。本例では、撮像装置１３は、動画像を撮像する。撮像装置１３は、撮像した動画像を表す動画データを制御装置２０へ送信する。なお、交通信号システム１は、動画像に代えて、又は、動画像に加えて、複数の異なる時点にて撮像された静止画像を用いてもよい。
【００２８】
制御装置２０は、図３に示すように、取得部２１と、制御部２２と、を備える。
取得部２１は、各信号機１０−１〜１０−４の撮像装置１３から動画データを受信する。取得部２１は、受信した動画データに基づいて、所定の基準時点における、所定の対象領域内の車両のそれぞれの位置及び速度を取得する。
【００２９】
本例では、基準時点は、受信された動画データが表す動画像における最新の時点である。基準時点は、第１の時点の一例である。
本例では、図４に示すように、対象領域ＴＲは、対象交差点ＣＲ０を含むとともに、対象交差点ＣＲ０と隣接する４つの交差点ＣＲ１〜ＣＲ４のそれぞれと対象交差点ＣＲ０とに挟まれた道路を含む領域である。対象交差点ＣＲ０は、交通信号システム１が設置された交差点である。なお、対象領域ＴＲは、対象交差点ＣＲ０又は信号機１０から所定の距離内の領域であってもよい。
【００３０】
本例では、取得部２１は、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して、基準時点における車両の位置と、動画像において基準時点よりも所定の速度取得用時間だけ前の速度取得用時点における車両の位置と、を取得する。本例では、位置の取得は、パターン認識技術を用いることにより実現される。
【００３１】
そして、取得部２１は、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して、基準時点及び速度取得用時点のそれぞれの当該車両の位置に基づいて、速度取得用時点から基準時点までの間に当該車両が移動した距離を推定する。次いで、取得部２１は、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して、推定した距離を速度取得用時間により除することにより、基準時点における当該車両の速度を推定（換言すると、取得）する。
【００３２】
なお、取得部２１は、車両の位置及び速度の少なくとも一方を、当該車両から受信することにより取得してもよい。この場合、車両は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）により、当該車両の位置を検出し、検出した位置を制御装置２０へ送信する。また、この場合、車両は、当該車両の速度を検出し、検出した速度を制御装置２０へ送信する。この場合、制御装置２０と車両との間の通信は、通信網を介して行なわれてもよい。
【００３３】
制御部２２は、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して、取得部２１により取得された基準時点の位置及び速度に基づいて、基準時点から最先推定時点までの期間内の複数の時点における当該車両の位置及び速度を推定する。最先推定時点は、基準時点よりも所定の推定時間だけ後の時点である。最先推定時点は、第２の時点の一例である。
【００３４】
本例では、制御部２２は、複数の異なる切替時点のそれぞれに対して、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれの、上記期間内の複数の時点における位置及び速度を推定する。
【００３５】
本例では、複数の切替時点は、第１乃至第Ｐの切替時点である。本例では、Ｐは、５以上の整数を表す。なお、Ｐは、２乃至４の整数を表してもよい。
図５は、第１乃至第Ｐの切替時点のうちの、第１乃至第４の切替時点を示す。図５に示すように、最先推定時点ｔｅは、基準時点ｔｒよりも推定時間Ｔｅだけ後の時点である。
Ｐは、推定時間Ｔｅから所定のクリアランス時間τｃを引いた値を所定の単位切替時間τｓにより除算することにより得られる商の整数部分Ｑに２を加えた値を表す。なお、クリアランス時間τｃについては後述する。
【００３６】
例えば、推定時間Ｔｅは、後述する特徴時間である。なお、推定時間Ｔｅは、特徴時間を１乃至２倍した時間であってもよい。
特徴時間は、対象交差点ＣＲ０と隣接する交差点ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３又はＣＲ４から、対象交差点ＣＲ０まで車両が移動するために要する時間の代表値である。
【００３７】
例えば、特徴時間は、対象交差点ＣＲ０と隣接する交差点ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３又はＣＲ４と、対象交差点ＣＲ０と、の間の距離を、当該交差点ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３又はＣＲ４と、対象交差点ＣＲ０と、に挟まれた道路における車両の最高速度（又は、制限速度）により除した値である。なお、特徴時間は、対象交差点ＣＲ０と隣接する交差点ＣＲ１〜ＣＲ４のそれぞれに対する代表値が異なる場合、代表値の最大値、最小値、又は、平均値等であってもよい。
【００３８】
例えば、単位切替時間τｓは、特徴時間を１／３倍した時間である。なお、単位切替時間τｓは、特徴時間を１／３０乃至２／３倍した時間であってもよい。
【００３９】
図５においては、クロスのハッチングにより示される領域は、赤信号の表示を示す。また、斜線のハッチングにより示される領域は、青信号の表示を示す。また、ドットのハッチングにより示される領域は、黄信号の表示を示す。
【００４０】
図５に係る説明においては、基準時点ｔｒにおいて、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が赤信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が青信号を表示している場合を想定する。図５に係る説明においては、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が切り替えられる時点は、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、青信号から黄信号に切り替えられる時点である。
【００４１】
なお、基準時点ｔｒにおいて、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が青信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が赤信号を表示している場合も、上述した場合と同様に説明されるので、その説明を省略する。
【００４２】
図５の（Ａ）に示すように、第１の切替時点は、最先推定時点ｔｅよりも後の時点である。従って、この場合、基準時点ｔｒから最先推定時点ｔｅまでの間、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が赤信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が青信号を表示する状態が維持される。換言すると、基準時点ｔｒから最先推定時点ｔｅまでの期間において、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号は、切り替えられない。
【００４３】
従って、本例では、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が第１の切替時点にて切り替えられたという仮定は、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が、基準時点ｔｒから最先推定時点ｔｅまでの間に切り替えられないという仮定に対応する。
【００４４】
第ｐ＋２の切替時点は、基準時点ｔｒよりも単位切替時間τｓをｐ倍した時間ｐτｓだけ後の時点である。ｐは、０からＱの整数を表す。
以下、第２乃至第４の切替時点について説明を加える。
【００４５】
図５の（Ｂ）に示すように、第２の切替時点は、基準時点ｔｒである。従って、この場合、基準時点ｔｒにて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、青信号から黄信号に切り替えられる。更に、基準時点ｔｒよりも所定の黄信号時間τｙだけ後の時点ｔ１１にて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、黄信号から赤信号に切り替えられる。加えて、時点ｔ１１よりも所定の待機時間τｗだけ後の時点ｔ１２にて、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２により表示される信号が、赤信号から青信号に切り替えられる。
【００４６】
本例では、クリアランス時間τｃは、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、青信号から黄信号に切り替えられてから、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２により表示される信号が、赤信号から青信号に切り替えられるまでの時間である。
【００４７】
更に、時点ｔ１２から最先推定時点ｔｅまでの間、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が青信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が赤信号を表示する状態が維持される。
【００４８】
図５の（Ｃ）に示すように、第３の切替時点は、基準時点ｔｒよりも単位切替時間τｓだけ後の時点ｔ２１である。従って、この場合、時点ｔ２１にて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、青信号から黄信号に切り替えられる。更に、時点ｔ２１よりも黄信号時間τｙだけ後の時点ｔ２２にて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、黄信号から赤信号に切り替えられる。加えて、時点ｔ２２よりも待機時間τｗだけ後の時点ｔ２３にて、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２により表示される信号が、赤信号から青信号に切り替えられる。
【００４９】
更に、時点ｔ２３から最先推定時点ｔｅまでの間、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が青信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が赤信号を表示する状態が維持される。
【００５０】
図５の（Ｄ）に示すように、第４の切替時点は、基準時点ｔｒよりも、単位切替時間τｓを２倍した時間２τｓだけ後の時点ｔ３１である。従って、この場合、時点ｔ３１にて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、青信号から黄信号に切り替えられる。更に、時点ｔ３１よりも黄信号時間τｙだけ後の時点ｔ３２にて、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４により表示される信号が、黄信号から赤信号に切り替えられる。加えて、時点ｔ３２よりも待機時間τｗだけ後の時点ｔ３３にて、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２により表示される信号が、赤信号から青信号に切り替えられる。
【００５１】
更に、時点ｔ３３から最先推定時点ｔｅまでの間、Ｘ軸方向における信号機１０−１及び１０−２が青信号を表示するとともに、Ｙ軸方向における信号機１０−３及び１０−４が赤信号を表示する状態が維持される。
なお、第５乃至第Ｐの切替時点についても、第２乃至第４の切替時点と同様に説明されるので、その説明を省略する。
【００５２】
なお、制御部２２が用いる切替時点の数は、Ｐ個よりも少なくてもよい。この場合、制御部２２が用いる複数の切替時点は、基準時点ｔｒから、基準時点ｔｒよりも所定の制限時間だけ後の時点までの期間に含まれる時点に制限されてもよい。
また、例えば、制御部２２が用いる切替時点の数は、２個であってもよい。この場合、制御部２２は、複数の切替時点として、最先推定時点ｔｅよりも後の時点である第１の切替時点、及び、基準時点ｔｒである第２の切替時点を用いてよい。
【００５３】
ここで、基準時点ｔｒから最先推定時点ｔｅまでの期間内の複数の時点における各車両の位置及び速度の推定について説明を加える。
本例では、制御部２２は、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の位置及び速度に基づいて、時点ｔｒ＋（ｊ＋１）Δｔにおける各車両の位置及び速度を推定する単位推定処理を繰り返し実行する。
【００５４】
Δｔは、所定の分割時間（換言すると、時間ステップ）を表す。例えば、分割時間Δｔは、特徴時間を１／３００倍した時間である。なお、分割時間Δｔは、特徴時間を１／１０００乃至１／１０倍した時間であってもよい。例えば、分割時間Δｔは、特徴時間を１／１００乃至１／３０倍した時間であることが好適である。
【００５５】
ｊは、整数を表す。制御部２２は、単位推定処理を最初に実行する場合に値ｊとして０を用いるとともに、単位推定処理の実行が繰り返される毎に値ｊに１を加算する。制御部２２は、値（ｊ＋１）Δｔが推定時間Ｔｅに到達するまで、単位推定処理を繰り返し実行する。
【００５６】
単位推定処理について説明を加える。
本例では、制御部２２は、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の位置と、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける信号機１０−１〜１０−４により表示される信号と、に基づいて、間隙距離を算出する。間隙距離は、車両とその車両の進行方向における直前の車両との間の距離（換言すると、車両間の距離）、及び、赤信号又は黄信号を表示する信号機１０が設置された交差点と車両との間の距離、のうちの短い方の距離である。そして、制御部２２は、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の速度及び間隙距離と、下記数式１と、に基づいて、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の速度の時間変化率（換言すると、加速度）を算出する。
【数１】
2016091249.tif 000003
【００５７】
ｉは、自然数を表す。ｖｉは、対象領域ＴＲ内の車両のうちのｉ番目の車両の速度を表す。ｔは、時間を表す。Δｘｉは、対象領域ＴＲ内の車両のうちのｉ番目の車両の間隙距離を表す。αは、正の係数を表す。係数αは、車両の速度の、間隙距離に対する反応の速さを表すパラメータである、と捉えられてよい。目標速度Ｖは、下記数式２により表される。ｖ０、β、及び、κのそれぞれは、正の係数を表す。目標速度Ｖは、間隙距離Δｘｉに対して、図６に示すように変化する。
【数２】
2016091249.tif 000004
【００５８】
例えば、上記数式１及び２により表される数理モデルは、最適速度（Ｏｐｔｉｍａｌ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ；ＯＶ）モデルと表される。ＯＶモデルに関連する数理モデルは、例えば、文献（Ｍ．Ｂａｎｄｏ、外４名、「Ｄｙｎａｍｉｃａｌ  ｍｏｄｅｌ  ｏｆ  ｔｒａｆｆｉｃ  ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ」、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｅ、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、１９９５年２月、第５１巻、１０３５−１０４２ページ）に開示されている。
【００５９】
そして、制御部２２は、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の速度及び加速度に基づいて、時点ｔｒ＋（ｊ＋１）Δｔにおける各車両の速度を算出する。更に、制御部２２は、時点ｔｒ＋ｊΔｔにおける各車両の位置及び速度に基づいて、時点ｔｒ＋（ｊ＋１）Δｔにおける各車両の位置を算出する。
このようにして、制御部２２は、単位推定処理を実行する。
【００６０】
上述したように、制御部２２は、単位推定処理を最初に実行する場合に値ｊとして０を用いるとともに、単位推定処理の実行が繰り返される毎に値ｊに１を加算し、値（ｊ＋１）Δｔが推定時間Ｔｅに到達するまで、単位推定処理を繰り返し実行する。
【００６１】
なお、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いてもよい。この場合、取得部２１は、車両の種類（例えば、普通自動車、大型自動車、又は、貨物自動車等）と、係数αと、を対応付けて予め記憶し、パターン認識技術を用いることにより動画データに基づいて、車両の種類を推定し、推定した車両の種類と対応付けて記憶されている係数αを取得する。更に、この場合、制御部２２は、取得部２１により取得された係数αに基づいて、各車両の加速度を算出する。
【００６２】
また、制御部２２は、各係数ｖ０、β、及び、κとして、車両毎に異なる値を用いてもよい。この場合、取得部２１は、車両の種類と、各係数ｖ０、β、及び、κと、を対応付けて予め記憶し、パターン認識技術を用いることにより動画データに基づいて、車両の種類を推定し、推定した車両の種類と対応付けて記憶されている係数ｖ０、β、及び、κを取得する。更に、この場合、制御部２２は、取得部２１により取得された係数ｖ０、β、及び、κに基づいて、各車両の加速度を算出する。
また、制御部２２は、ＯＶモデルと異なる数理モデルに基づいて、各車両の加速度を算出してもよい。
【００６３】
制御部２２は、第１乃至第Ｐの切替時点のそれぞれに対して、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して、変化量パラメータを推定期間に亘って積分した値を算出する。本例では、対象領域ＴＲ内の車両のうちのｉ番目の車両に対する変化量パラメータΩｉは、下記数式３により表される。また、推定期間は、基準時点ｔｒから最先推定時点ｔｅまでの期間である。
【数３】
2016091249.tif 000005
【００６４】
本例では、上述したように、制御部２２は、上記数式１における係数αとして、対象領域ＴＲ内のすべての車両に共通する値を用いる。従って、変化量パラメータΩｉは、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両の加速度を、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度から減じた値に比例する。従って、変化量パラメータΩｉは、対象領域ＴＲ内のｉ番目の車両の加速度に対応するパラメータの一例である。
【００６５】
また、本例では、制御部２２は、車両の質量として、対象領域ＴＲ内のすべての車両に共通する値を用いる。本例では、制御部２２は、この値を予め保持する。従って、変化量パラメータΩｉは、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両が受ける力を、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両が受ける力から減じた値に比例する。従って、本例では、変化量パラメータΩｉを推定期間に亘って積分した値は、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両が受ける力積を、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両が受ける力積から減じた値に比例する。
【００６６】
例えば、車両が受ける力は、路面からの反力である。車両が受ける力は、当該車両の運転者が、間隙距離に応じて車両を制御することにより変化する。従って、車両が受ける力は、他の車両、又は、赤信号若しくは黄信号を表示する信号機１０から仮想的に受ける力である、と捉えられ得る。
【００６７】
なお、変化量パラメータΩｉを推定期間に亘って積分した値の算出は、単位推定処理を実行する毎に、変化量パラメータΩｉと分割時間Δｔとの積を積算することにより行なわれてよい。
【００６８】
なお、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式３に代えて、下記数式４により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。
【数４】
2016091249.tif 000006
【００６９】
なお、制御部２２は、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いてもよい。この場合、取得部２１は、車両の種類と、車両の質量と、を対応付けて予め記憶し、パターン認識技術を用いることにより動画データに基づいて、車両の種類（例えば、普通自動車、大型自動車、又は、貨物自動車等）を推定し、推定した車両の種類と対応付けて記憶されている車両の質量を取得する。更に、この場合、制御部２２は、取得部２１により取得された質量と、上記数式３に代わる下記数式５と、に基づいて、変化量パラメータΩｉを算出する。
【数５】
2016091249.tif 000007
【００７０】
また、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いるとともに、車両の質量として、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式３に代えて、下記数式６により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。
【数６】
2016091249.tif 000008
【００７１】
また、制御部２２は、上記数式３に代えて、下記数式７により表される変化量パラメータΩｉを用いてもよい。下記数式７により表される変化量パラメータΩｉは、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両の加速度を０から減じた値に比例する。従って、下記数式７により表される変化量パラメータΩｉは、対象領域ＴＲ内のｉ番目の車両の加速度に対応するパラメータの一例である。
【数７】
2016091249.tif 000009
【００７２】
なお、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式７に代えて、下記数式８により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式７に代えて、下記数式９により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いるとともに、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式７に代えて、下記数式１０により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。
【数８】
2016091249.tif 000010
【数９】
2016091249.tif 000011
【数１０】
2016091249.tif 000012
【００７３】
また、制御部２２は、上記数式３に代えて、下記数式１１により表される変化量パラメータΩｉを用いてもよい。下記数式１１により表される変化量パラメータΩｉは、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両の加速度を０から減じた値の絶対値に比例する。従って、下記数式１１により表される変化量パラメータΩｉは、対象領域ＴＲ内のｉ番目の車両の加速度に対応するパラメータの一例である。下記数式１１により表される変化量パラメータΩｉは、車両が加速する場合と、車両が減速する場合と、の両方における加速度に基づく値である、と捉えられ得る。
【数１１】
2016091249.tif 000013
【００７４】
なお、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１１に代えて、下記数式１２により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１１に代えて、下記数式１３により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いるとともに、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１１に代えて、下記数式１４により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。
【数１２】
2016091249.tif 000014
【数１３】
2016091249.tif 000015
【数１４】
2016091249.tif 000016
【００７５】
また、制御部２２は、上記数式３に代えて、下記数式１５により表される変化量パラメータΩｉを用いてもよい。下記数式１５により表される変化量パラメータΩｉは、上記切替時点にて切り替えられたという仮定の下の、ｉ番目の車両の加速度を０から減じた値と、０と、の最大値に比例する。従って、下記数式１５により表される変化量パラメータΩｉは、対象領域ＴＲ内のｉ番目の車両の加速度に対応するパラメータの一例である。下記数式１５により表される変化量パラメータΩｉは、車両が加速する場合と、車両が減速する場合と、のうちの、車両が減速する場合のみにおける加速度に基づく値である、と捉えられ得る。
【数１５】
2016091249.tif 000017
【００７６】
なお、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１５に代えて、下記数式１６により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１５に代えて、下記数式１７により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。また、制御部２２は、係数αとして、車両毎に異なる値を用いるとともに、車両の質量ｍとして、車両毎に異なる値を用いる場合、上記数式１５に代えて、下記数式１８により表される変化量パラメータΩｉを用いることが好適である。
【数１６】
2016091249.tif 000018
【数１７】
2016091249.tif 000019
【数１８】
2016091249.tif 000020
【００７７】
制御部２２は、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれに対して算出した、変化量パラメータΩｉを推定期間に亘って積分した値（換言すると、変化量積分値）に基づいて、各信号機１０−１〜１０−４により表示される信号の切り替えを制御する。
【００７８】
本例では、制御部２２は、第１乃至第Ｐの切替時点のそれぞれに対して、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、対象領域ＴＲ内の車両のすべてに対する変化量積分値の和を算出する。変化量積分値の和は、変化量和と表されてよい。
【００７９】
更に、制御部２２は、第１乃至第Ｐの切替時点のうちの、算出した変化量和が最小である切替時点（換言すると、変化量和最小時点）を選択し、選択した変化量和最小時点が第２の切替時点であるか否かを判定する。制御部２２は、変化量和最小時点が第２の切替時点である場合、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を切り替えるように、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信する。一方、制御部２２は、変化量和最小時点が第２の切替時点でない場合、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信しない。
【００８０】
上述したように、制御部２２は、各車両が交差点において直進するという仮定の下で、変化量積分値を算出する。ところで、制御部２２は、各車両が交差点において、所定の右折確率に従って右折するとともに、所定の左折確率に従って左折するという仮定の下で、変化量積分値を算出してもよい。この場合、左折確率及び右折確率は、交差点及び進行方向の組み合わせのそれぞれに対して設定されることが好適である。
【００８１】
この場合、制御部２２は、各切替時点に対して、疑似乱数を用いることにより、複数回、変化量和を算出し、算出した複数の変化量和の平均値に基づいて変化量和最小時点を選択することが好適である。
【００８２】
例えば、右折確率及び左折確率は、予め定められた値であってよい。また、右折確率及び左折確率は、所定の期間において、交差点に進入した車両の数（換言すると、進入数）と、交差点を右折した車両の数（換言すると、右折数）と、交差点を左折した車両の数（換言すると、左折数）と、を取得し、取得した、進入数、右折数、及び、左折数に基づいて決定されてよい。
【００８３】
この場合、右折確率及び左折確率は、現在の時間帯と同じ時間帯の過去（例えば、１日前）の期間において取得された、進入数、右折数、及び、左折数に基づいて決定されることが好適である。また、右折確率及び左折確率は、現時点にて取得されている最新の、進入数、右折数、及び、左折数に基づいて決定されてもよい。
【００８４】
制御装置２０の各機能は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）によって実現されてよい。また、制御装置２０の各機能は、プログラム可能な論理回路装置（例えば、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）、又は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ））によって実現されてよい。また、制御装置２０の各機能は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の汎用プロセッサが、記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって実現されてもよい。
【００８５】
（動作）  次に、上述した交通信号システム１の動作について説明する。制御装置２０は、図７のフローチャートに示す処理を実行する。本例では、後述するように、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は、所定の判定周期が経過する毎に繰り返し実行される。本例では、判定周期は、特徴時間を１／５倍した時間である。なお、上述したように、本例では、単位切替時間τｓは、特徴時間を１／３倍した時間である。従って、本例では、単位切替時間τｓは、判定周期よりも長い。また、判定周期は、特徴時間を１／５０乃至１／３倍した時間であってもよい。
【００８６】
制御装置２０は、各信号機１０−１〜１０−４の撮像装置１３から受信した動画データに基づいて、基準時点ｔｒにおける、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれの位置及び速度を取得する（ステップＳ１０１）。
【００８７】
次いで、制御装置２０は、第１乃至第Ｐの切替時点にそれぞれ対応付けられたＰ個のループ処理を順次に実行する。Ｐ個のループ処理の始端は、ステップＳ１０２であり、Ｐ個のループ処理の終端は、ステップＳ１０５である。なお、制御装置２０は、Ｐ個のループ処理を並列に実行してもよい。
【００８８】
Ｐ個のループ処理のうちのｋ番目のループ処理について説明を加える。ｋは、１からＰの整数を表す。
制御装置２０は、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号が第ｋの切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、対象領域ＴＲ内の車両のそれぞれの、推定期間内の複数の時点における位置及び速度を推定する（ステップＳ１０３）。本例では、上述したように、制御装置２０は、単位推定処理を繰り返し実行することにより、推定期間内の複数の時点における、各車両の位置及び速度を推定する。
【００８９】
次いで、制御装置２０は、ステップＳ１０１にて取得された基準時点ｔｒにおける各車両の位置と、ステップＳ１０３にて推定された、推定期間内の複数の時点における各車両の位置と、に基づいて、第ｋの切替時点に対する変化量和を算出する（ステップＳ１０４）。
このようにして、制御装置２０は、ｋ番目のループ処理を実行する。
【００９０】
そして、制御装置２０は、Ｐ個のループ処理のすべてを実行した後、第１乃至第Ｐの切替時点のうちの、算出された変化量和が最小である切替時点（換言すると、変化量和最小時点）を選択する（ステップＳ１０６）。
【００９１】
次いで、制御装置２０は、選択された変化量和最小時点が、第２の切替時点（本例では、現時点）であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００９２】
選択された変化量和最小時点が第２の切替時点である場合を想定する。この場合、制御装置２０は、ステップＳ１０７にて「Ｙｅｓ」と判定し、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を切り替えるように、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信する（ステップＳ１０８）。これにより、信号機１０−１〜１０−４は、表示される信号を切り替える。
【００９３】
次いで、制御装置２０は、次回判定時点が到来するまで待機する（ステップＳ１０９）。本例では、次回判定時点は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理の実行を次回に開始する時点である。換言すると、次回判定時点は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理の今回の実行を開始した時点から、判定周期だけ後の時点である。
そして、制御装置２０は、次回判定時点にて、ステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を再び実行する。
【００９４】
次に、選択された変化量和最小時点が第２の切替時点でない場合を想定する。この場合、制御装置２０は、ステップＳ１０７にて「Ｎｏ」と判定し、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を切り替えることなく（換言すると、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信せずに）、ステップＳ１０９へ進む。従って、この場合、信号機１０−１〜１０−４は、表示される信号を切り替えない。
【００９５】
なお、単位切替時間τｓが判定周期よりも短い場合、制御部２２は、第１乃至第Ｐの切替時点のうちの、変化量和最小時点を選択し、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を、上記選択した変化量和最小時点にて切り替えるように、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信してもよい。
【００９６】
この場合、制御装置２０は、図７の処理に代えて、図７のステップＳ１０７〜Ｓ１０８の処理を、図８のステップＳ２０７〜Ｓ２０８の処理に置換した処理を実行する。従って、制御装置２０は、図７のステップＳ１０６にて、第１乃至第Ｐの切替時点のうちの変化量和最小時点を選択した後、選択された変化量和最小時点が、次回判定時点よりも前の時点であるか否かを判定する（図８のステップＳ２０７）。
【００９７】
選択された変化量和最小時点が、次回判定時点よりも前の時点である場合を想定する。この場合、制御装置２０は、ステップＳ２０７にて「Ｙｅｓ」と判定し、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を、選択された変化量和最小時点にて切り替えるように、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信する（図８のステップＳ２０８）。これにより、信号機１０−１〜１０−４は、上記変化量和最小時点にて、表示される信号を切り替える。
【００９８】
次いで、制御装置２０は、次回判定時点が到来するまで待機する（図７のステップＳ１０９）。そして、制御装置２０は、次回判定時点にて、図７のステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理を再び実行する。
【００９９】
次に、選択された変化量和最小時点が、次回判定時点以後の時点である場合を想定する。この場合、制御装置２０は、図８のステップＳ２０７にて「Ｎｏ」と判定し、信号機１０−１〜１０−４により表示される信号を切り替えることなく（換言すると、制御信号を各信号機１０−１〜１０−４の信号灯器１２へ送信せずに）、図７のステップＳ１０９へ進む。従って、この場合、信号機１０−１〜１０−４は、表示される信号を切り替えない。
【０１００】
以上、説明したように、第１実施形態に係る制御装置２０は、複数の車両のそれぞれの位置を取得する。更に、制御装置２０は、取得された位置に基づいて、複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータ（本例では、変化量パラメータ）を算出し、当該算出したパラメータに基づいて、表示される信号の切り替えを制御する。
【０１０１】
これによれば、各車両の加速度に対応するパラメータに基づいて、表示される信号の切り替えが制御される。これにより、例えば、車両の速度の減少量を抑制できる。また、例えば、速度が減少する車両の数を減少できる。この結果、車両が円滑に通行することができる。
【０１０２】
更に、第１実施形態に係る制御装置２０は、複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点（本例では、基準時点）ｔｒにて取得する。更に、制御装置２０は、複数の異なる切替時点のそれぞれに対して、表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、取得された位置及び速度に基づいて第１の時点ｔｒから第２の時点（本例では、最先推定時点）ｔｅまでの期間内の複数の時点における複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、複数の車両に対する和（本例では、変化量和）を算出する。加えて、制御装置２０は、算出した和に基づいて、複数の切替時点のうちの１つの切替時点を選択し、表示される信号を、当該選択した切替時点にて切り替える。
【０１０３】
各車両の加速度に対応するパラメータを上記期間に亘って積分した値の、複数の車両に対する和と、車両の速度の減少量及び速度が減少する車両の数と、の相関は強い。従って、制御装置２０によれば、車両の速度の減少量を抑制できる。また、速度が減少する車両の数を減少できる。この結果、車両が円滑に通行することができる。
【０１０４】
更に、第１実施形態に係る制御装置２０において、上記パラメータは、複数の車両のそれぞれの加速度と、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度と、の差に比例する。
【０１０５】
各車両の加速度と、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度と、の差と、当該車両の速度の減少量と、の相関は強い。従って、制御装置２０によれば、車両の速度の減少量を抑制できる。この結果、車両が円滑に通行することができる。
【０１０６】
更に、第１実施形態に係る制御装置２０は、車両間の距離、及び、車両の進行を禁止する信号を表示する信号機１０が設置された交差点と車両との間の距離に基づいて、上記パラメータを算出する。
【０１０７】
車両間の距離、及び、車両の進行を禁止する信号を表示する信号機１０が設置された交差点と車両との間の距離と、車両の加速度と、の相関は強い。従って、制御装置２０によれば、各車両の加速度を上記パラメータに高い精度にて反映できる。
【０１０８】
以下、第１実施形態に係る制御装置２０が奏する効果について説明を加える。
ここでは、一例として、下記の（１）〜（７）のすべての条件が満足される場合を想定する。
（１）図９に示すように、所定の幅を有する１０本の道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５及びＲＹ−１〜ＲＹ−５のうちの５本の道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５は、Ｘ軸方向に延びるとともに、所定の道路間隔Ｄにて等間隔に配置される。上記１０本の道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５及びＲＹ−１〜ＲＹ−５のうちの他の５本の道路ＲＹ−１〜ＲＹ−５は、Ｙ軸方向に延びるとともに、上記道路間隔Ｄにて等間隔に配置される。従って、上記１０本の道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５及びＲＹ−１〜ＲＹ−５により形成される２５個の交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５は、正方格子の格子点に位置する。
【０１０９】
（２）上記２５個の交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５のそれぞれに交通信号システムが設置されている。
（３）上記道路間隔Ｄは、各道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５及びＲＹ−１〜ＲＹ−５の幅に対して十分に長い。なお、上記道路間隔Ｄは、互いに隣接する道路間の距離（換言すると、互いに隣接する交差点間の距離）を表す。
（４）車両は、直進のみを行なう。
（５）交通信号システムが動作を開始する時点において、各交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５に設置された信号機が表示する信号は、ランダムに設定されている。
（６）交通信号システムが動作を開始する時点において、車両は存在しない。
（７）車両は、所定の交通量にてランダムに、上記１０本の道路ＲＸ−１〜ＲＸ−５及びＲＹ−１〜ＲＹ−５の端から、図９に示す領域へ進入する。交通量は、図９に示す領域へ単位時間あたりに進入する車両の数である。
【０１１０】
図１０は、Ｘ軸負方向側の端と、Ｙ軸負方向側の端と、のみから車両が進入する（換言すると、Ｘ軸正方向へ進行する車両と、Ｙ軸正方向へ進行する車両と、のみが存在する）場合における車両の平均速度の交通量に対する変化を示す。
図１１は、Ｘ軸正方向側の端と、Ｘ軸負方向側の端と、Ｙ軸正方向側の端と、Ｙ軸負方向側の端と、から車両が進入する（換言すると、すべての方向へ進行する車両が存在する）場合における車両の平均速度の交通量に対する変化を示す。
【０１１１】
図１０及び図１１において、実線Ｃ１０及びＣ２０は、各交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５に設置された交通信号システムが第１実施形態に係る制御装置２０を備える場合における、車両の平均速度の交通量に対する変化を示す。車両の平均速度は、図９に示す領域内のすべての車両の速度を平均した値である。
【０１１２】
また、点線Ｃ１１及びＣ２１は、各交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５に設置された交通信号システムが第１比較例に係る制御装置を備える場合における、車両の平均速度の交通量に対する変化を示す。第１比較例に係る制御装置は、所定の切替周期が経過する毎に、表示される信号を切り替える。
【０１１３】
また、一点鎖線Ｃ１２及びＣ２２は、各交差点Ｃ−１〜Ｃ−２５に設置された交通信号システムが第２比較例に係る制御装置を備える場合における、車両の平均速度の交通量に対する変化を示す。第２比較例に係る制御装置は、Ｘ軸方向における信号機が青信号を表示している場合、下記数式１９が満足されるときに、表示される信号を切り替え、一方、下記数式１９が満足されないときに、表示される信号を切り替えない。
【数１９】
2016091249.tif 000021
【０１１４】
ＮＹは、交通信号システムが設置された交差点（換言すると、対象交差点）とＹ軸方向にて隣接する２つの交差点のそれぞれと、対象交差点と、に挟まれた道路に位置する車両の数を表す。ＮＸは、対象交差点とＸ軸方向にて隣接する２つの交差点のそれぞれと、対象交差点と、に挟まれた道路に位置する車両の数を表す。θは、所定の閾値を表す。本例では、θは、３である。
【０１１５】
更に、第２比較例に係る制御装置は、Ｙ軸方向における信号機が青信号を表示している場合、下記数式２０が満足されるときに、表示される信号を切り替え、一方、下記数式２０が満足されないときに、表示される信号を切り替えない。
【数２０】
2016091249.tif 000022
【０１１６】
第２比較例に係る制御装置に関連する制御は、例えば、文献（Ｈ．Ｓｕｚｕｋｉ、外２名、「Ｃｈａｏｔｉｃ  Ｉｓｉｎｇ−ｌｉｋｅ  ｄｙｎａｍｉｃｓ  ｉｎ  ｔｒａｆｆｉｃ  ｓｉｇｎａｌｓ」、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｐｏｒｔｓ、Ｍａｃｍｉｌｌａｎ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ．、２０１３年１月、第３巻、記事番号１１２７）に開示されている。
【０１１７】
図１０及び図１１に示すように、第１実施形態に係る制御装置２０によれば、車両の平均速度を、第１比較例及び第２比較例に係る制御装置よりも高めることができる。従って、車両が円滑に通行することができる。
【０１１８】
第１実施形態に係る交通信号システム１は、各信号機１０が備える撮像装置１３により撮像された動画像に基づいて、車両の位置及び速度を取得する。ところで、交通信号システム１は、各信号機１０が備える撮像装置１３に代えて、又は、各信号機１０が備える撮像装置１３に加えて、道路の近傍に設置された撮像装置を備え、この撮像装置により撮像された動画像に基づいて、車両の位置及び速度を取得してもよい。
【０１１９】
また、交通信号システム１は、撮像された動画像に代えて、又は、撮像された動画像に加えて、撮像装置以外のセンサ（例えば、ループコイル式、超音波式、マイクロ波式、又は、光学式等の車両感知器）により、車両の位置及び速度の少なくとも一方を取得してもよい。
【０１２０】
交通信号システム１は、複数の異なる交差点（例えば、互いに隣接する複数の交差点）のそれぞれに設置されてよい。また、交通信号システム１は、制御装置２０と異なる制御を行なう制御装置を備える交通信号システムが設置された交差点と隣接する交差点に設置されてもよい。また、制御装置２０は、所定の期間において、図７に示す処理を実行し、他の期間において、図７に示す処理と異なる処理を実行してもよい。
【０１２１】
また、交通信号システム１は、複数の異なる交差点に設置された複数の信号機１０を備え、制御装置２０が複数の信号機１０のそれぞれを制御してもよい。
【０１２２】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。例えば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。
【０１２３】
＜付記＞
本発明に関し、以下を付記する。
【０１２４】
（付記１）
複数の信号の中で、表示される信号を切り替える信号機の制御装置であって、
複数の車両のそれぞれの位置を取得する取得部と、
前記取得された位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、当該算出したパラメータに基づいて、前記表示される信号の切り替えを制御する制御部と、
を備える、信号機の制御装置。
【０１２５】
（付記２）
付記１に記載の信号機の制御装置であって、
前記取得部は、前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
前記制御部は、
複数の異なる切替時点のそれぞれに対して、前記表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する和を算出し、
前記算出した和に基づいて、前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点を選択し、
前記表示される信号を前記選択した切替時点にて切り替える、信号機の制御装置。
【０１２６】
（付記３）
付記２に記載の信号機の制御装置であって、
前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点は、前記第２の時点以後の時点であり、且つ、当該複数の切替時点のうちの他の切替時点のそれぞれは、前記第２の時点よりも前の時点である、信号機の制御装置。
【０１２７】
（付記４）
付記１に記載の信号機の制御装置であって、
前記取得部は、前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
前記制御部は、
前記表示される信号が前記第１の時点よりも後の第２の時点までの間に切り替えられなかったという第１の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から前記第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第１の和を算出し、
前記表示される信号が前記第２の時点よりも前の切替時点にて切り替えられたという第２の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを前記期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第２の和を算出し、
前記算出した第１及び第２の和に基づいて、前記表示される信号を前記切替時点にて切り替えるか否かを決定する、信号機の制御装置。
【０１２８】
（付記５）
付記１乃至付記４のいずれか一項に記載の信号機の制御装置であって、
前記パラメータは、前記複数の車両のそれぞれの加速度と、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度と、の差に比例する、信号機の制御装置。
【０１２９】
（付記６）
付記１乃至付記５のいずれか一項に記載の信号機の制御装置であって、
前記制御部は、車両間の距離、及び、車両の進行を禁止する信号を表示する信号機が設置された交差点と車両との間の距離に基づいて、前記パラメータを算出する、信号機の制御装置。
【０１３０】
（付記７）
複数の信号の中で、表示される信号を切り替える信号機の制御方法であって、
複数の車両のそれぞれの位置を取得し、
前記取得された位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを算出し、
前記算出されたパラメータに基づいて、前記表示される信号の切り替えを制御する、信号機の制御方法。
【０１３１】
（付記８）
付記７に記載の信号機の制御方法であって、
前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
複数の異なる切替時点のそれぞれに対して、前記表示される信号が当該切替時点にて切り替えられたという仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する和を算出し、
前記算出した和に基づいて、前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点を選択し、
前記表示される信号を前記選択した切替時点にて切り替える、信号機の制御方法。
【０１３２】
（付記９）
付記８に記載の信号機の制御方法であって、
前記複数の切替時点のうちの１つの切替時点は、前記第２の時点以後の時点であり、且つ、当該複数の切替時点のうちの他の切替時点のそれぞれは、前記第２の時点よりも前の時点である、信号機の制御方法。
【０１３３】
（付記１０）
付記７に記載の信号機の制御方法であって、
前記複数の車両のそれぞれの位置及び速度を第１の時点にて取得し、
前記表示される信号が前記第１の時点よりも後の第２の時点までの間に切り替えられなかったという第１の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記第１の時点から前記第２の時点までの期間内の複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを当該期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第１の和を算出し、
前記表示される信号が前記第２の時点よりも前の切替時点にて切り替えられたという第２の仮定の下で、前記取得された位置及び速度に基づいて前記複数の時点における前記複数の車両のそれぞれの位置を推定し且つ当該推定した位置に基づいて、前記複数の車両のそれぞれの加速度に対応するパラメータを前記期間に亘って積分した値の、前記複数の車両に対する第２の和を算出し、
前記算出した第１及び第２の和に基づいて、前記表示される信号を前記切替時点にて切り替えるか否かを決定する、信号機の制御方法。
【０１３４】
（付記１１）
付記７乃至付記１０のいずれか一項に記載の信号機の制御方法であって、
前記パラメータは、前記複数の車両のそれぞれの加速度と、他の車両及び信号が存在しないという仮定の下の当該車両の加速度と、の差に比例する、信号機の制御方法。
【０１３５】
（付記１２）
付記７乃至付記１１のいずれか一項に記載の信号機の制御方法であって、
車両間の距離、及び、車両の進行を禁止する信号を表示する信号機が設置された交差点と車両との間の距離に基づいて、前記パラメータを算出する、信号機の制御方法。
【符号の説明】
【０１３６】
１      交通信号システム
１０    信号機
１１    支柱
１２    信号灯器
１２１〜１２３  信号灯
１３    撮像装置
１３１  レンズ
２０    制御装置
２１    取得部
２２    制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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