JP2006259833A - Signal control system and method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、道路網の交差点に設置された信号灯器を制御する信号制御システムに関し、特に交差点における右折、左折、直進等の分岐方向別の交通量を考慮して信号灯器を制御する信号制御システム、および信号制御方法に関する。 The present invention relates to a signal control system for controlling a signal lamp installed at an intersection of a road network, and more particularly to a signal control system for controlling a signal lamp in consideration of a traffic volume according to a branching direction such as a right turn, a left turn, or a straight line at an intersection. And a signal control method.
従来、道路網の交差点に設置された信号灯器は、交差点への流入交通量に基づいて決定された信号制御パラメータにより制御されている。交差点への流入交通量は、例えば交差点間を結ぶ道路に設置した車両感知器で通過した車両(通過車両)の台数を計測し、計測された通過車両の台数から予測している。車両感知器には、CCDカメラで撮像した画像を処理して車両を感知する画像式、超音波センサにより車両を感知する超音波式、光センサにより車両を感知する光学式等がある。また、信号制御方式には、センタで対象エリア内の各交差点の信号制御パラメータをそれぞれ決定する集中制御方式や、各交差点で独立して信号制御パラメータを決定する自律分散方式がある。集中制御方式において決定される信号制御パラメータは、サイクル、スプリット、オフセットであり、自律分散方式において決定される信号制御パラメータは、サイクル、スプリットである。また、自律分散方式であっても隣接信号制御装置(隣接する交差点の信号灯器を制御する装置)がある場合には、信号制御パラメータとしてオフセットも決定する。サイクルとは信号灯器の1周期の時間(青表示の開始から次の青表示の開始までの時間)であり、スプリットとは1サイクルに占める青時間の割合であり、オフセットとは交差点間のサイクル開始タイミングの差(相対オフセット)、または基準交差点とのサイクル開始タイミングの差(絶対オフセット)である。 Conventionally, signal lamps installed at intersections in a road network are controlled by signal control parameters determined based on the amount of traffic flowing into the intersection. The amount of traffic flowing into the intersection is predicted from the number of passing vehicles measured by measuring the number of vehicles (passing vehicles) passed by a vehicle detector installed on the road connecting the intersections, for example. The vehicle detector includes an image type that senses a vehicle by processing an image captured by a CCD camera, an ultrasonic type that senses a vehicle by an ultrasonic sensor, an optical type that senses a vehicle by an optical sensor, and the like. The signal control method includes a centralized control method that determines signal control parameters at each intersection in the target area at the center and an autonomous distributed method that determines signal control parameters independently at each intersection. The signal control parameters determined in the centralized control method are cycle, split, and offset, and the signal control parameters determined in the autonomous distributed method are cycle and split. Further, even in the autonomous distributed system, when there is an adjacent signal control device (device for controlling a signal lamp at an adjacent intersection), an offset is also determined as a signal control parameter. The cycle is the time of one cycle of the signal lamp (the time from the start of the blue display to the start of the next blue display), the split is the ratio of the blue time in one cycle, and the offset is the cycle between the intersections It is the difference in start timing (relative offset) or the difference in cycle start timing from the reference intersection (absolute offset).
また、信号制御パラメータにおけるサイクル、スプリットを最適化し、渋滞の発生を抑える信号制御システムとしては、例えば特許文献1〜3で提案されている。
しかしながら、一般的に交差点における右左折直進別の飽和交通流率の基準値は、
直進基準値>右折基準値>左折基準値
であると考えられている。飽和交通流率とは、交差点における単位時間当たりの最大流出可能台数である。具体的にいうと、右折時や左折時には、車両速度が低下することや、さらには横断歩行者の通行による一時停止(右左折時)、対向直進車の走行にともなう一時停止(右折時のみ)等の影響が加わることから、上述したように、交差点における右左折直進別の飽和交通流率については、直進車両が最も大きく、右折車両、左折車両の順に小さくなると考えられている。このため、交差点への流入交通量が同じであっても、右折車両や左折車両が多い場合と、少ない場合とで、適正な信号制御パラメータが異なる。具体的に言うと、右折車両や左折車両の比率が大きくなるにつれて青時間を長くしたり、右折車両の比率が大きい交差点(右折矢印が導入されている交差点)では、右折矢印の青時間を長くする必要がある。このように、信号制御パラメータは、交差点への流入交通量だけでなく、流入交通量における右折車両、および左折車両の比率等を考慮して決定しなければならない。
However, in general, the standard value of the saturated traffic flow rate for each straight turn at the intersection is
It is considered that straight ahead reference value> right turn reference value> left turn reference value. The saturated traffic flow rate is the maximum number of vehicles that can flow out per unit time at an intersection. Specifically, when turning to the right or left, the vehicle speed decreases, and even when the pedestrian crosses, the vehicle stops temporarily (when turning left or right), or when the oncoming straight vehicle travels (only when turning right) Therefore, as described above, it is considered that the straight traffic vehicle has the largest saturated traffic flow rate at the intersection, and the right turn vehicle and the left turn vehicle become smaller in this order. For this reason, even if the inflow traffic to the intersection is the same, the appropriate signal control parameter differs depending on whether there are many right-turn vehicles or left-turn vehicles. Specifically, as the ratio of right-turn vehicles and left-turn vehicles increases, the blue hours increase, or at intersections where the ratio of right-turn vehicles is large (intersections where right-turn arrows are introduced) There is a need to. As described above, the signal control parameter must be determined in consideration of not only the inflow traffic volume to the intersection but also the ratio of the right turn vehicle and the left turn vehicle in the inflow traffic volume.
なお、右折矢印が導入されていない交差点であって、右折車両が多い交差点については、右折矢印の導入の検討が必要である。 In addition, it is necessary to consider introduction of a right turn arrow at an intersection where a right turn arrow is not introduced and there are many right turn vehicles.
一方、特許文献1〜3等で提案されている従来の信号制御システムは、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量を考慮せずに信号制御パラメータを決定している。したがって、交差点への流入交通量が同じであれば、右折車両や左折車両の多少にかかわらず決定される信号制御パラメータが同じであった。言い換えれば、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量に応じて、リアルタイムに信号制御パラメータを適正に決定することができなかった。このため、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる信号灯器の制御が行えないという問題があった。
On the other hand, the conventional signal control system proposed in
この発明の目的は、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量をリアルタイムに考慮して適切な信号制御パラメータを決定することで、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させることができる信号制御システム、および信号制御方法を提供することにある。 The object of the present invention is to determine the appropriate signal control parameters in consideration of the traffic volume for each branching direction, such as right turn, left turn, straight ahead, etc. of the vehicle at the intersection, thereby sufficiently suppressing the occurrence of traffic jams. Is to provide a signal control system and a signal control method capable of smoothly running the vehicle.
この発明の信号制御システムは、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。 The signal control system of the present invention has the following configuration in order to solve the above problems.
(1) 交差点を通過する車両をカメラで撮像し、撮像画像から交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段と、
前記信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段と、を有する信号制御装置と、を備えている。
(1) A traffic measuring device having a measuring unit for each branch direction that captures a vehicle passing through an intersection with a camera and measures the number of vehicles that have passed through the intersection from the captured image for each branch direction;
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A determination means;
A signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means.
この構成では、交通量計測装置が交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する。また、信号制御装置において、信号制御パラメータ決定手段が分岐方向別に計測された交差点を通過した車両の台数を用いて信号制御パラメータを決定し、信号灯器制御手段がここで決定された信号制御パラメータにより信号灯器を制御する。 In this configuration, the traffic volume measuring device measures the number of vehicles that have passed through the intersection for each branch direction. Further, in the signal control device, the signal control parameter determining means determines the signal control parameter using the number of vehicles passing through the intersection measured for each branch direction, and the signal lamp control means is determined by the signal control parameter determined here. Control signal lights.
したがって、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量を考慮して信号制御パラメータを決定することができ、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる適切な信号灯器の制御が行える。また、交通量計測装置における分岐方向別の交通量の計測、およびこの計測された分岐方向別の交通量を用いた信号制御パラメータの決定を、リアルタイムに行うことで、分岐方向別の交通量をリアルタイムに考慮した適切な信号制御が行える。 Therefore, the signal control parameters can be determined in consideration of the traffic volume for each branch direction, such as right turn, left turn, and straight ahead of the vehicle at the intersection, and it is possible to sufficiently suppress the occurrence of traffic jams and to make the vehicle run smoothly. You can control the signal lamp. In addition, by measuring the traffic volume for each branch direction in the traffic measurement device and determining the signal control parameters using this measured traffic volume for each branch direction, the traffic volume for each branch direction can be determined. Appropriate signal control can be performed in real time.
また、信号制御パラメータ決定手段を信号制御装置に設けているので、自律分散方式による信号制御が行える。 In addition, since the signal control parameter determining means is provided in the signal control device, signal control by the autonomous distributed method can be performed.
(2)交差点を通過する車両をカメラで撮像し、撮像画像から交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段を備えた中央装置と、
前記中央装置の信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段を有する信号制御装置と、を備えている。
(2) A traffic volume measuring apparatus having a branch direction measuring means for capturing a vehicle passing through an intersection with a camera and measuring the number of vehicles passing through the intersection from the captured image for each branch direction;
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A central device with a determining means;
And a signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means of the central device.
この構成は、上記(1)で信号制御装置に設けていた信号制御パラメータ決定手段を中央装置に設け、この中央装置が信号制御パラメータを決定し、ここで決定した信号制御パラメータを信号制御装置に伝える構成である。この構成では、信号制御方式が集中制御方式である交差点の信号制御が、上記(1)と同様に、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量を考慮して信号制御パラメータを決定することができ、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる適切な信号灯器の制御が行える。また、交通量計測装置における分岐方向別の交通量の計測、およびこの計測された分岐方向別の交通量を用いた信号制御パラメータの決定を、リアルタイムに行うことで、分岐方向別の交通量をリアルタイムに考慮した適切な信号制御が行える。 In this configuration, the signal control parameter determining means provided in the signal control device in (1) is provided in the central device, the central device determines the signal control parameter, and the signal control parameter determined here is supplied to the signal control device. It is a composition to convey. In this configuration, the signal control at the intersection where the signal control method is the centralized control method is performed in consideration of the traffic volume according to the branching direction, such as right turn, left turn, and straight ahead of the vehicle at the intersection, as in (1) above. The control parameter can be determined, and the occurrence of a traffic jam can be sufficiently suppressed, and an appropriate signal light device that makes the vehicle run smoothly can be controlled. In addition, by measuring the traffic volume for each branch direction in the traffic measurement device and determining the signal control parameters using this measured traffic volume for each branch direction, the traffic volume for each branch direction can be determined. Appropriate signal control can be performed in real time.
(3)交差点を通過する車両をカメラで撮像し、このカメラにより撮像されたフレーム画像を時系列に記憶するフレーム画像記憶手段と、
前記フレーム画像記憶手段に時系列に記憶されている前記フレーム画像から撮像されている車両を抽出し、抽出した車両毎にIDを付与する車両ラベリング手段と、
時間的に連続する複数の前記フレーム画像を用いて、前記車両ラベリング手段によりIDが付与された車両毎に移動ベクトルを求める移動ベクトル検出手段と、
前記車両ラベリング手段により付与されたIDおよび前記移動ベクトル検出手段により検出された移動ベクトルを予め設定した交差点の分割領域毎および前記フレーム画像毎に、テーブルに登録し、該テーブルを用いて交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段と、を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段と、
前記信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段と、を有する信号制御装置と、を備えている。
(3) Frame image storage means for capturing a vehicle passing through the intersection with a camera, and storing frame images captured by the camera in time series;
Vehicle labeling means for extracting a vehicle imaged from the frame image stored in time series in the frame image storage means and assigning an ID to each extracted vehicle;
Using a plurality of temporally continuous frame images, a movement vector detection means for obtaining a movement vector for each vehicle to which an ID is given by the vehicle labeling means;
The ID assigned by the vehicle labeling means and the movement vector detected by the movement vector detection means are registered in a table for each preset divided area and for each frame image, and pass through the intersection using the table. A traffic volume measuring device having a measuring means for each branch direction for measuring the number of vehicles by the branch direction,
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A determination means;
A signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means.
この構成は、上記(1)における交通量計測装置を、上記の構成としたものである。この構成の交通量計測装置では、カメラにより撮像された交差点のフレーム画像を時系列にフレーム画像記憶手段に記憶する。カメラは交差点全体が撮像できるように設置されている。このカメラは、比較的低位置に設置しても交差点全体が撮像できる広角カメラを利用するのが望ましい。車両ラベリング手段が、フレーム画像記憶手段に記憶されているフレーム画像毎に撮像されている車両を抽出し、抽出した車両毎にIDを付与する。また、移動ベクトル検出手段が、IDが付与されている車両毎に移動ベクトルを求める。移動ベクトルは、時間的に連続する複数の画像から求められる。さらに、分岐方向別計測手段が、フレーム画像毎に、そのフレーム画像から抽出された車両のIDおよび移動ベクトルを、この車両が位置する交差点の分割領域に対応づけて登録したテーブルを作成する。そして、分岐方向別計測手段が、このテーブルを参照し、IDが付与された車両毎に、その車両が交差点のどの分割領域を移動したのか追跡することで、交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する。 In this configuration, the traffic volume measuring device in (1) is configured as described above. In the traffic volume measuring apparatus having this configuration, the frame images of the intersection captured by the camera are stored in the frame image storage means in time series. The camera is installed so that the entire intersection can be imaged. It is desirable to use a wide-angle camera that can capture the entire intersection even when installed at a relatively low position. The vehicle labeling means extracts a vehicle imaged for each frame image stored in the frame image storage means, and assigns an ID to each extracted vehicle. Further, the movement vector detecting means obtains a movement vector for each vehicle to which the ID is assigned. The movement vector is obtained from a plurality of images that are temporally continuous. Further, for each frame image, the branch direction measuring means creates a table in which the vehicle ID and the movement vector extracted from the frame image are registered in association with the divided area of the intersection where the vehicle is located. Then, the branching direction measuring means refers to this table, and for each vehicle to which an ID is given, tracks which segment of the intersection the vehicle has moved to branch the number of vehicles that have passed the intersection. Measure by direction.
また、上記(1)と同様の効果を奏する。 In addition, the same effect as the above (1) is obtained.
(4)交差点を通過する車両をカメラで撮像し、このカメラにより撮像されたフレーム画像を時系列に記憶するフレーム画像記憶手段と、
前記フレーム画像記憶手段に時系列に記憶されている前記フレーム画像から撮像されている車両を抽出し、抽出した車両毎にIDを付与する車両ラベリング手段と、
時間的に連続する複数の前記フレーム画像を用いて、前記車両ラベリング手段によりIDが付与された車両毎に移動ベクトルを求める移動ベクトル検出手段と、
前記車両ラベリング手段により付与されたIDおよび前記移動ベクトル検出手段により検出された移動ベクトルを予め設定した交差点の分割領域毎および前記フレーム画像毎に、テーブルに登録し、該テーブルを用いて交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段と、を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段を有する中央装置と、
前記中央装置の信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段を有する信号制御装置と、を備えている。
(4) Frame image storage means for capturing a vehicle passing through the intersection with a camera, and storing frame images captured by the camera in time series;
Vehicle labeling means for extracting a vehicle imaged from the frame image stored in time series in the frame image storage means and assigning an ID to each extracted vehicle;
Using a plurality of temporally continuous frame images, a movement vector detection means for obtaining a movement vector for each vehicle to which an ID is given by the vehicle labeling means;
The ID assigned by the vehicle labeling means and the movement vector detected by the movement vector detection means are registered in a table for each preset divided area and for each frame image, and pass through the intersection using the table. A traffic volume measuring device having a measuring means for each branch direction for measuring the number of vehicles by the branch direction,
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A central device having a determining means;
A signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means of the central device.
この構成は、上記(2)における交通量計測装置を、上記(3)と同じ構成としたものであり、上記(2)と同様の効果を奏する。 In this configuration, the traffic volume measuring device in (2) is the same as that in (3), and the same effect as in (2) is achieved.
(5)前記信号制御装置の前記信号制御パラメータ決定手段は、各現示の青時間利用率を分岐方向別に算出し、ここで算出した各現示の分岐方向別の青時間利用率を用いて前記信号制御パラメータを決定する手段である。 (5) The signal control parameter determination means of the signal control device calculates the blue time utilization rate of each indication for each branch direction, and uses the calculated blue time utilization rate for each branch direction. Means for determining the signal control parameter;
この構成では、各現示の分岐方向別の青時間利用率を用いて信号制御パラメータを決定するので、無駄青時間を抑えた信号灯器の制御が行える。 In this configuration, since the signal control parameter is determined using the green time utilization rate for each branch direction shown, it is possible to control the signal lamp while suppressing the waste blue time.
なお、現示とは、信号灯器により通行権が与えられている交通流である。また、青時間利用率とは、有効青時間の利用効率を示す量であり、実際の流出台数/流出可能台数、により算出される。実際の流出台数は計測値であり、流出可能台数は飽和交通流率×青時間で算出される。 In addition, the present indication is a traffic flow to which the right of traffic is given by a signal lamp. Further, the green hour utilization rate is an amount indicating the utilization efficiency of effective blue hours, and is calculated by the actual number of outflows / number of outflowable units. The actual number of spills is a measured value, and the number of spills that can be spilled is calculated as saturated traffic flow rate x blue hour.
(6)前記信号制御装置の前記信号制御パラメータ決定手段は、現示毎に最大であった分岐方向の青時間利用率を、その現示の青時間利用率とし、前記信号制御パラメータを決定する手段である。 (6) The signal control parameter determining means of the signal control device determines the signal control parameter by setting the blue time utilization rate in the branch direction that was maximum for each display as the present blue time utilization rate. Means.
この構成では、例えば左折車両が多い現示では、この現示の青時間利用率を左折車両の青時間利用率とし、信号制御パラメータを決定する。飽和交通流率は、分岐方向毎に設定される。したがって、各現示の適正な青時間利用率を用いて信号制御パラメータを決定することができ、無駄青時間を一層抑えた信号灯器の制御が行える。 In this configuration, for example, in a display with many left turn vehicles, the blue hour utilization rate of the present turn is set as the blue hour utilization rate of the left turn vehicle, and the signal control parameter is determined. The saturation traffic flow rate is set for each branch direction. Therefore, it is possible to determine the signal control parameter using the appropriate green time utilization rate of each display, and it is possible to control the signal lamp with further reduced waste time.
(7)前記信号制御装置の信号制御パラメータ決定手段は、右折矢印の現示を含む信号制御パラメータを決定する。 (7) The signal control parameter determining means of the signal control device determines the signal control parameter including the indication of the right turn arrow.
この構成では、右折矢印のある交差点の信号灯器の制御が行える。 In this configuration, it is possible to control the signal lamp at the intersection with the right turn arrow.
この発明によれば、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量をリアルタイムに考慮して適切な信号制御パラメータを決定することができ、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる信号灯器の制御が行える。 According to the present invention, it is possible to determine the appropriate signal control parameters in consideration of the traffic volume by the branch direction in real time, such as right turn, left turn, straight ahead of the vehicle at the intersection, sufficiently suppress the occurrence of traffic congestion, It is possible to control the signal lamp that makes the vehicle run smoothly.
また、各現示の分岐方向別の青時間利用率を用いて信号制御パラメータを決定するので、無駄青時間を抑えた、適切な青時下による信号灯器の制御が行える。 Further, since the signal control parameter is determined using the green time utilization rate for each branch direction shown, it is possible to appropriately control the signal lamp under the blue time while suppressing the waste time.
以下、この発明の実施形態である信号制御システムについて説明する
まず、最初に、本願発明を自律分散方式の信号制御システムに適用した実施形態について説明する。
Hereinafter, a signal control system according to an embodiment of the present invention will be described. First, an embodiment in which the present invention is applied to an autonomous distributed signal control system will be described.
図1は、この発明の実施形態である信号制御システムの構成を示す図である。この実施形態の信号制御システムは、交差点に設置されている信号灯器5を制御する信号制御装置1と、カメラ6により撮像された交差点の撮像画像を用いてこの交差点における通過車両の台数を分岐方向別に計測する交通量計測装置2と、対象エリア内の交差点や道路における交通状況の監視等を行う中央装置3と、を備えている。この実施形態では、信号制御装置1が、信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する。信号制御装置1、および交通量計測装置2は、交差点の路側に設置されており、中央装置3はセンタに設置されている。信号制御装置1は、交差点に設置されている1または複数の信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する。交通量計測装置2は、交差点を通過した車両の台数を右折車両、左折車両、直進車両等の分岐方向別に計測し、計測結果を信号制御装置1に送信する。信号制御装置1と交通量計測装置2とは、データ通信ラインで接続されている。また、各交差点の信号制御装置1は、データ通信ラインで中央装置3に接続されている。中央装置3は、対象エリア内の交差点毎に、交通量計測装置2が計測した分岐方向別の通過車両の台数を、信号制御装置1を介して取得し、対象エリア内の交通状況を監視する。カメラ6は、所謂広角カメラであり、比較的低い位置、例えば路面から5〜8mの高さ、に設置しても交差点内全体が撮像できる構成である。具体的には、焦点距離が2mmの超広角レンズを内蔵し、その視野角が90°を超える構成である。また、カメラ6は、逆光や、ビル、歩道橋、木等の影が発生している撮像条件下でもコントラストのある撮像画像が得られる、高ダイナミックレンジ(120dB以上)のカメラである。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal control system according to an embodiment of the present invention. The signal control system of this embodiment uses a
図2は、この実施形態の自律分散方式の信号制御システムにおける信号制御装置の構成を示すブロック図である。信号制御装置1は、交通量計測装置2との通信を行う第1の通信部11と、交通量計測装置2が計測した交差点における分岐方向別の通過車両の台数を蓄積的に記憶する分岐方向別交通量記憶部12と、分岐方向別交通量記憶部12に蓄積的に記憶された交差点における分岐方向別の通過車両の台数を統計的に処理する統計処理部13と、統計処理部13の処理結果を用いて信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定部14と、信号制御パラメータ決定部14が決定した信号制御パラメータに基づいて信号灯器5を制御する信号灯器制御部15と、中央装置3との通信を制御する第2の通信部16と、を備えている。第1の通信部11は、交通量計測装置2から送信されてきた交差点における分岐方向別の通過車両の台数を受信する。この分岐方向別の通過車両の台数の受信間隔、言い換えれば交通量計測装置2が分岐方向別の通過車両の台数を信号制御装置1に送信する送信間隔、については、1秒毎、5秒毎、信号灯器5の1サイクル毎、1分毎、2.5分毎、5分毎、15分毎、30分毎、1時間毎、3時間毎等、適当な時間が予め設定されている。分岐方向別交通量記憶部12は、第1の受信部11における分岐方向別の通過車両の台数の受信間隔と同じ間隔で、分岐方向別の通過車両の台数を蓄積的に記憶する。統計処理部13は、分岐方向別交通量記憶部12が蓄積的に記憶している分岐方向別の通過車両の台数を、信号制御パラメータを決定するのに適当な時間間隔のデータに集計する。信号制御パラメータ決定部14は、統計処理部13において集計された分岐方向別の通過車両の台数を用いて、交差点における各現示の青時間利用率を分岐方向別に算出し、ここで算出した青時間利用率を用いて信号灯器5を制御する信号制御パラメータ(サイクルおよび各現示のスプリット)を決定する。また、第2の通信部16は、分岐方向別交通量記憶部12に蓄積的に記憶している分岐方向別の通過車両の台数を中央装置3へ送信する。中央装置3への分岐方向別の通過車両の台数の送信間隔は、1秒毎、5秒毎、信号灯器5の1サイクル毎、1分毎、2.5分毎、5分毎、15分毎、30分毎、1時間毎、3時間毎等、適当な時間が予め設定されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the signal control apparatus in the autonomous distributed signal control system of this embodiment. The
なお、交通量計測装置2が分岐方向別の通過車両の台数を信号制御装置1へ送信する送信間隔と、信号制御装置1が分岐方向別の通過車両の台数を中央装置3へ送信する送信間隔と、は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
この実施形態の信号制御装置1は、図1に示す信号灯器5の制御を行う。図3を参照しながら、信号制御装置1による信号灯器5の制御について説明する。
The
なお、図3に示す交差点には、左右方向から交差点に進入する車両に対する信号灯器5(不図示)、および上下方向から交差点に進入する車両に対する信号灯器5(不図示)が設置されている。 In addition, the signal lamp 5 (not shown) with respect to the vehicle which approachs an intersection from the left-right direction and the signal lamp 5 (not shown) with respect to the vehicle which approaches an intersection from the up-down direction are installed in the intersection shown in FIG.
信号制御装置1は、図3において、左右方向から交差点に進入する車両に対する信号灯器5(以下、一方の側の信号灯器5と言う。)を青表示、上下方向から交差点に進入する車両に対する信号灯器5(以下、他方の側の信号灯器5と言う。)を赤表示に制御する(図3(A))。図3(A)の状態は、左右方向から交差点に進入する車両に対して通行権を与えている。信号制御装置1は、この図3(A)の状態から、一方の側の信号灯器5を右折矢印表示、他方の側の信号灯器5を赤表示に切り換える(図3(B))。図3(B)の状態は、左右方向から交差点に進入する右折車両に対して通行権を与えている。
In FIG. 3, the
なお、実際には、図3(A)の状態から、一方の側の信号灯器を黄表示、他方の側の信号灯器5を赤表示にした状態を介して、図3(B)の状態に切り換える。この、一方の側の信号灯器を黄表示、他方の側の信号灯器5を赤表示にした状態は、図3(A)の状態が終了する直前、または直後に交差点に進入した車両を、交差点から流出させるために設けている。
Actually, from the state shown in FIG. 3A, the signal lamp on one side is displayed in yellow, and the
信号制御装置1は、図3(B)の状態から、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を赤表示に切り換える(図3(C))。この図3(C)の状態は、所謂全赤表示であり、左右方向、および上下方向から交差点に進入する車両に対して通行権を与えていない。
From the state shown in FIG. 3B, the
なお、図3(B)の状態から、一方の側の信号灯器を黄表示、他方の側の信号灯器5を赤表示にした状態を介して、図3(C)の状態に切り換える場合もある。この、一方の側の信号灯器を黄表示、他方の側の信号灯器5を赤表示にした状態は、図3(B)の状態が終了する直前、または直後に交差点に進入した車両を、交差点から流出させるために設けている。
Note that the state shown in FIG. 3B may be switched to the state shown in FIG. 3C through a state where the signal lamp on one side is displayed in yellow and the
信号制御装置1は、図3(C)の状態から、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を青表示に切り換える(図3(D))。この図3(D)の状態は、上下方向から交差点に進入する車両に対して通行権を与えている。信号制御装置1は、この図3(D)の状態から、一方の側の信号灯器5を赤表示、他方の側の信号灯器5を右折矢印表示に切り換える(図3(E))。図3(E)の状態は、上下方向から交差点に進入する右折車両に対して通行権を与えている。
From the state of FIG. 3C, the
なお、実際には、図3(D)の状態から、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を黄表示にした状態を介して、図3(E)の状態に切り換える。この、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を黄表示にした状態は、図3(D)の状態が終了する直前、または直後に交差点に進入した車両を、交差点から流出させるために設けている。
Actually, from the state shown in FIG. 3D, the signal lamp on one side is displayed in red, and the
信号制御装置1は、図3(E)の状態から、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を赤表示に切り換える(図3(F)。この図3(F)の状態は、所謂全赤表示であり、左右方向、および上下方向から交差点に進入する車両に対して通行権を与えていない。信号制御装置1は、図3(F)に示す状態から図3(A)に示す状態に切り換える。
3 (E), the
なお、図3(E)の状態から、一方の側の信号灯器を黄表示、他方の側の信号灯器5を赤表示にした状態を介して、図3(F)の状態に切り換える場合もある。この、一方の側の信号灯器を赤表示、他方の側の信号灯器5を黄表示にした状態は、図3(E)の状態が終了する直前、または直後に交差点に進入した車両を、交差点から流出させるために設けている。
Note that the state shown in FIG. 3E may be switched to the state shown in FIG. 3F through a state where the signal lamp on one side is displayed in yellow and the
信号制御装置1は、図3(A)の状態開始から、次の図3(A)の開始までの時間、すなわち信号制御パラメータのサイクルを決定する。また、図3(A)の状態、図3(B)の状態、図3(D)の状態、および図3(E)の状態毎に、その状態を継続する時間、すなわち各現示のスプリットを決定する。現示とは、信号灯器5により通行権が与えられている交通流(車両群)であり、図3(A)では左右方向から交差点に進入する車両群(直進、右左折の区別無し)であり、図3(B)では左右方向から交差点に進入し且つ右折する車両群であり、図3(D)では上下方向から交差点に進入する車両群(直進、右左折の区別無し)であり、図3(E)では上下方向から交差点に進入し且つ右折する車両群である。
The
なお、図3(C)、図3(F)の状態を継続する時間は、通常固定されている。また、いずれかの信号灯器5が黄表示である状態を継続する時間も固定されている。これらの時間は、例えば3〜4秒である。
In addition, the time which continues the state of FIG.3 (C) and FIG.3 (F) is normally fixed. In addition, the time for which one of the
この実施形態の信号制御装置1は、各現示のスプリットを決定するときに、その現示における分岐方向別の青時間利用率を用いる。青時間利用率とは、有効青時間の利用効率を示す量であり、実際の流出台数/流出可能台数、により算出される。実際の流出台数は交通量計測装置2により計測された計測値を用いる。流出可能台数は飽和交通流率×青時間で算出される。飽和交通流率は、分岐方向別に設定されている。
The
図4は、この実施形態の交通量計測装置の構成を示すブロック図である。交通量計測装置2は、カメラ6が撮像している撮像画像が入力される画像入力部21と、カメラ6で撮像されている交差点の背景画像を生成する背景画像生成部22と、カメラ6で撮像されている画像から車両を抽出する車両抽出部23と、車両抽出部23で抽出された車両を追跡する車両追跡部24と、車両追跡部24の追跡結果に基づいて交差点を通過した通過車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別車両計測部25と、分岐方向別車両計測部25が分岐方向別に計測した通過車両の台数を信号制御装置1へ送信する通信部26と、を備えている。画像入力部21は、A/D変換部と画像メモリとを備えている。画像入力部21は、カメラ6で撮像されたフレーム画像毎に、A/D変換部でA/D変換し、このA/D変換した画像データを画像メモリに蓄積的に記憶する。この画像入力部21が、この発明で言うフレーム画像記憶手段に相当する。背景画像生成部22は、画像入力部21の画像メモリに記憶されているフレーム画像の画像データを読み込み、交差点の背景画像を生成する。背景画像生成部22は、カメラ6の撮像対象である交差点内に移動する車両がない背景画像を生成する。背景画像は、時間的に固定された画像であるため、複数のフレーム画像について、カルマンフィルタ等を使用した公知の方法によって作成することが可能である。その他、一定時間内の画素毎の最頻度値で画像データを更新することで背景画像を作成することもできる。背景画像生成部22は、生成した交差点の背景画像をメモリ(不図示)に記憶する。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the traffic volume measuring apparatus of this embodiment. The
また、車両抽出部23は、上記背景生成部22が生成した背景画像と、カメラ6から画像入力部21に入力されたフレーム画像と、の差分をとることによって、車両画像の特徴量(車両の特徴量)を抽出する。この車両抽出部23は、画像のエッジを抽出する照度変化対応フィルタを通すことによって、ビルの影や雲による急な照度の変化にも対応可能に構成している。車両抽出部23は、上記背景生成部22が生成した背景画像と、照度変化対応フィルタを通した画像とを対比し、撮像されている車両を抽出する。また、車両抽出部23は、予め設定してある交差点の流入地点(流入ポイント)を車両が通過したかどうかを検出し、この流入ポイントを通過したことを検出した車両にIDを付与する。車両抽出部23がIDを付与した車両は、車両追跡部24に渡される。この車両抽出部23が、この発明で言う車両ラベリング手段に相当する。
Further, the
車両追跡部24は、時系列に蓄積した車両の時空間データに基づいて、各車両の追跡処理を行う。車両追跡部24が、この発明で言う移動ベクトル検出手段に相当する。また、車両追跡部24は、図5に示すテーブルTを備えている。このテーブルTは、カメラ6が撮像したフレーム画像毎に、各リージョンに属する車両オブジェクトのID、ベクトル、フラグを記憶するためのテーブルである。交差点のリージョンは、図6に示すようにカメラ6で交差点を撮像した時の交差点画像に対し予め設定されている。図5に示すテーブルでは、設定されているリージョンに対し、RG0、RG1、・・・の各リージョン番号が付与されている。IDは、車両抽出部23が付与したIDである。このIDは、車両が予め設定されている交差点の流入ポイントを通過する時に初期値として設定される。例えば、図6においてRG6のリージョンが通過ポイントに設定されている。この通過ポイントを通過したことが検出された車両に対して車両抽出部23によりIDが付与される。車両が通過ポイントを通過したことが検出されたフレーム画像がFL1であるとすると、このFL1に対応するRG6の領域に、車両抽出部23が今回付与したIDが記憶される。また、ベクトルは、このIDの車両の移動ベクトルを表す。フラグ(Flag)は、車両オブジェクトの分離を記憶するためのものである。
The
車両追跡部24は、基本的には、時刻t−1のフレーム画像及び車両と、時刻tのフレーム画像とを用いて、時刻tのフレーム画像における車両を推定することで、各車両の追跡処理を行う。この推定手法には種々の公知の方法を採用することが可能である。例えば時空間マルコフ確率モデル(MRFモデル)を利用した追跡手法を採用することが可能である。このMRFモデルは、それぞれの画像ブロックは近傍ブロックの影響を受ける確率が空間的にも時間的にも高いという拘束条件を用いて、評価関数の極小最適化を行う手法である。このMRFモデルのような、時空間の確率モデルを使用して追跡を行うことにより、フレーム画像上の車両が時々刻々変化してもその変化を受けにくくなり、観測量の揺らぎに大きく影響されることなく各車両の追跡が行える。この実施形態では、車両追跡部24において、MRFモデルによる追跡処理を行うとともに、車両が分離した時にIDの再付与を行うリバース処理を行っている。
The
このリバース処理では、図5に示すテーブルTを参照し、分離した新たな車両に対してIDの再付与を行う。具体的には、図7に示すように、フレームNにおいて、車両Aと車両Bとが分離した時、この分離した車両Aと車両BとにIDを付与するため、過去の複数フレームにおける経由を分析する。テーブルTを参照すれば、図7に示す例では、車両Aと車両とBについては、フレームN−1においてID=1とID=2の車両が重なり、フレームN−2において、ID=1とID=2の2つの車両が図示する矢印の移動ベクトルを持ち、フレームN−3においては、ID=1とID=2の2つの車両が図示の矢印の移動ベクトルを持っていることがわかる。ここで、確率的な推定を行えば、フレームNにおいて、分離された新たな車両オブジェクトAについては矢印Pに示す方向に進み、新たな車両オブジェクトBについては、矢印Qに示す方向に進んできたのと推定することができる。そこで、フレームNで分離した車両AについてはID=2を付与し、車両BについてはID=1を付与する。この結果、重なっていたオブジェクトが分離した場合でもIDの再付与が正しいものとなる確率が高くなり、各車両の追跡が高精度で行える。リバース処理に使用する過去のフレーム数は、本実施形態では40フレームとしている。分岐方向別車両計測部25は、車両追跡部24から入力される追跡出力に基づいて交差点での各車両の分岐方向を検出し、交差点での分岐方向ごとの車両台数を計測し、通信部26から出力する。この出力は信号制御装置1に入力される。車両追跡部24、および分岐方向別車両計測部25が、この発明で言う分岐方向別計測手段に相当する。
In this reverse processing, the table T shown in FIG. 5 is referred to, and ID is reassigned to the separated new vehicle. Specifically, as shown in FIG. 7, when the vehicle A and the vehicle B are separated in the frame N, an ID is given to the separated vehicle A and the vehicle B. analyse. Referring to the table T, in the example shown in FIG. 7, for vehicles A, B, and B, vehicles with ID = 1 and ID = 2 overlap in frame N-1, and ID = 1 in frame N-2. It can be seen that the two vehicles with ID = 2 have the movement vectors of the arrows shown in the figure, and in the frame N-3, the two vehicles with ID = 1 and ID = 2 have the movement vectors of the arrows shown. Here, if the probabilistic estimation is performed, in the frame N, the separated new vehicle object A proceeds in the direction indicated by the arrow P, and the new vehicle object B proceeds in the direction indicated by the arrow Q. It can be estimated. Therefore, ID = 2 is assigned to the vehicle A separated by the frame N, and ID = 1 is assigned to the vehicle B. As a result, even when the overlapping objects are separated, there is a high probability that the reassignment of the ID will be correct, and each vehicle can be tracked with high accuracy. In the present embodiment, the number of past frames used for the reverse processing is 40 frames. The
さらに、中央装置3は、対象エリア内の各交差点の信号制御装置1から送信されてきた交差点での分岐方向別の車両台数を蓄積的に記憶し、これを統計的に処理することで、対象エリア内における交通状況の監視等を行う。信号制御装置1は、交通量計測装置2により計測された交差点での分岐方向別に通過車両台数を中央装置3に送信する。
Furthermore, the
次に、この発明の実施形態である信号制御システムの動作について説明する。まず、交通量計測装置2が、交差点での分岐方向別の通過車両の台数を計測する処理について説明する。図8は、交通量計測装置における交差点での分岐方向別の通過車両の台数を計測する処理を示すフローチャートである。交通量計測装置2には、カメラ6で撮像されている交差点の画像が入力されている。交通量計測装置2は、初期化処理を行う(s1)。s1では、各変数の初期化処理を行ったり、画像入力部21に入力されているカメラ6の撮像画像をメモリに記憶する処理や、背景画像生成部22で背景画像を作成し記憶する処理等を行う。車両抽出部23が、各フレーム画像から車両を抽出し、流入ポイントを通過したことを検出した車両にIDを付与する(s2)。車両抽出部23は、抽出した車両が予め定めた交差点の流入ポイントを通過すると、この流入ポイントを通過した車両、すなわち交差点に進入した車両、に対して、IDを付与する。IDは、各車両を区別するためのユニークな値であればよく、数値であっても符号であってもよい。また、車両追跡部24が車両の追跡処理やリバース処理を行う(s3)。追跡処理は、上述したようにMRFモデル等の確率モデルを使用し、時刻t−1の画像及び車両オブジェクトと、時刻tの画像を用いて、時刻tでの車両オブジェクトを推定する処理である。また、リバース処理は、図5に示したテーブルTを参照し、過去の複数フレーム(例えば、40フレーム)を逆上って分析し、分離した車両に対するIDの推定を行って、その推定したIDを当該車両に対し付与する処理である。
Next, the operation of the signal control system according to the embodiment of the present invention will be described. First, a description will be given of a process in which the traffic
また、IDを付与した車両の移動ベクトルを決定する(s4)。この処理をここではブロックマッチングと呼ぶ。このブロックマッチングでは、車両を構成する各ブロック(複数画素を集合したものを)の前フレーム画像とのマッチングを行ってその車両の移動ベクトルを決定している。図9は、あるフレーム画像の2つの車両Aと車両Bを示している。具体的には、各ブロックごとに前フレーム画像との対比を行い、あるブロックが前フレーム画像に対して左斜め上方向に移動していれば、そのブロックに対するベクトルは左斜め上方向となる。この処理を、車両を構成する全てのブロックに対して行い、各ブロックに対するベクトルの多数を占める方向をその車両に対する移動ベクトルとする。図9に示す例では、車両Aに対しては、A→が移動ベクトルとなり、車両Bについては、B→が移動ベクトルとなる。このブロックマッチングで求められた各車両の移動ベクトルは、テーブルTの当該フレームに記憶される。 Further, the movement vector of the vehicle to which the ID is assigned is determined (s4). This process is referred to herein as block matching. In this block matching, the movement vector of the vehicle is determined by matching with the previous frame image of each block (collecting a plurality of pixels) constituting the vehicle. FIG. 9 shows two vehicles A and B in a certain frame image. Specifically, each block is compared with the previous frame image, and if a certain block moves in the diagonally upward left direction with respect to the previous frame image, the vector for that block is in the diagonally upward left direction. This process is performed for all the blocks constituting the vehicle, and the direction in which the majority of the vectors for each block occupy is set as the movement vector for the vehicle. In the example shown in FIG. 9, for the vehicle A, A → becomes a movement vector, and for the vehicle B, B → becomes a movement vector. The movement vector of each vehicle obtained by this block matching is stored in the frame of the table T.
さらに、各車両の重心を算出し(s5)、重心を算出した車両のリージョンを決定する(s6)。車両の重心算出は、この車両が図6のどのリージョンに属するかを決めるためである。車両が、複数のリージョンにまたがっている場合、その車両の重心の位置が属するリージョンに、その車両が属するものとする。これにより、各車両は、図6におけるリージョン配置において、どのリージョンに属するかが一義的に決定される。この結果が、図5に示すテーブルTに記憶される。 Further, the center of gravity of each vehicle is calculated (s5), and the region of the vehicle where the center of gravity is calculated is determined (s6). The calculation of the center of gravity of the vehicle is for determining which region in FIG. 6 this vehicle belongs to. When a vehicle extends over a plurality of regions, the vehicle belongs to the region to which the position of the center of gravity of the vehicle belongs. Thereby, it is uniquely determined which region each vehicle belongs to in the region arrangement in FIG. This result is stored in the table T shown in FIG.
交通量計測装置2では、図8に示す処理がフレーム画像毎に繰り返し実行される。車両追跡部24は、フレーム画像毎に行った車両の追跡処理の結果を分岐方向別車両計測部25に入力する。分岐方向別車両計測部25は、入力された追跡処理の結果に基づいて、交差点での分岐方向別の車両台数を計測する。交通量計測装置2は、交差点での分岐方向別の車両台数の計測を、所定の収集時間間隔毎や、信号制御装置1との間で信号灯器5の周期に同期させて行う。また、s3におけるリバース処理において、車両が分離したかどうかを検出する時、分岐の判断の精度を高めるために、時間的に連続する過去4フレーム分のフレーム画像を参照する。すなわち、時間的に連続する過去4フレーム分のフレーム画像において連続して車両が分離していると判断できた時にだけ、今回のフレーム画像において、その車両が分離したものと判定する。
In the
なお、テーブルTに記憶するフラグは、車両が分離したことを記憶するものであるが、これは、リバース処理を行う時に、どの車両に対してリバース処理を行うかを判定するのに用いられる。 Note that the flag stored in the table T stores that the vehicle has been separated, but this is used to determine which vehicle to perform the reverse process when performing the reverse process.
このように、交通量計測装置2は、交差点における分岐方向別の車両の通過台数を計測し、信号制御装置1に入力することができる。
In this way, the traffic
次に、信号制御装置1における信号制御パラメータを決定する処理について説明する。図10は、信号制御装置における信号制御パラメータの決定処理を示すフローチャートである。上述したように、信号制御装置1には、交通量計測装置2により計測された交差点での分岐方向別の車両の通過台数が蓄積的に入力されている。信号制御装置1は、現示毎に分岐方向別に青時間利用率を算出する(s11)。具体的には、図3(A)に示す現示では、右側から交差点に進入する車両、および左側交差点に進入する車両について、それぞれ直進車両、右折車両、左折車両の青間利用率(6種類の青時間利用率)を算出する。また、図3(B)に示す現示では、右側から交差点に進入する車両、および左側交差点に進入する車両について、それぞれ右折車両の青間利用率(2種類の青時間利用率)を算出する。また、図3(D)に示す現示では、上側から交差点に進入する車両、および下側交差点に進入する車両について、それぞれ直進車両、右折車両、左折車両の青間利用率(6種類の青時間利用率)を算出する。さらに、図3(E)に示す現示では、上側から交差点に進入する車両、および下側交差点に進入する車両について、それぞれ右折車両の青間利用率(2種類の青時間利用率)を算出する。信号制御装置1は、分岐方向毎に飽和交通流率が設定されている。この飽和交通流率は、交差点の大きさ等に応じて設定されており、一般に直進が最も大きく、右折、左折の順に小さくなる値が設定されている。
Next, processing for determining signal control parameters in the
なお、青時間利用率の算出においては、分岐方向別交通量記憶部12に蓄積的に記憶している分岐方向別の通過車両の台数を、統計処理部13が信号制御パラメータを決定するのに適当な時間間隔のデータに集計したものが用いられる。
In calculating the green hour utilization rate, the
信号制御装置11は、s11で各現示での分岐方向別に青時間利用率を算出すると、現示毎に青時間利用率を決定する(s12)。s12では、その現示における分岐方向別の青時間利用率が最大であった青時間利用率を、この現示の青時間利用率に決定する。信号制御装置1は、各現示の青時間利用率を用いて、スプリットの再配分を行う(s13)。s13にかかるスプリットの再配分は、青時間利用率が最も高い現示のスプリットを予め定めた時間Δtだけ延ばし、反対に青時間利用率が最も小さい現示のスプリットを予め定めた時間Δtだけ短縮し、このときの各現示の青時間利用率を算出する処理を所定回数繰り返す。そして、各現示の青時間利用率の分散(ばらつき)が最小になったパターンを選択する処理である。
When the
信号制御装置1は、s13にかかるスプリットの再配分を完了すると、青時間利用率が90%を超える現示があるかどうかを判定する(s14)。s14で青時間利用率が90%を超える現示があると判定すると、サイクル長をΔC延長し(s15)、s13で説明したスプリットの再配分を再度行う(s16)。ここでサイクル長を延長したΔCに相当する時間については、青時間利用率が最大である現示に加えるスプリットの再配分を行ってもよいし、青時間利用率が90%を超える現示に均等に分割して加えるスプリットの再配分を行ってもよい。信号制御装置2は、s16にかかるスプリットの再配分を完了すると、青時間利用率が90%を超える現示があるかどうかを再判定する(s17)。
When completing the redistribution of the split relating to s13, the
信号制御装置1は、s17で青時間利用率が90%を超える現示があると判定すると、サイクル長をΔC延長する処理を所定回数、例えば5回、繰り返したどうかを判定する(s18)。信号制御装置1は、s18で所定回数繰り返していないと判定すると、s15に戻って、上記処理を繰り返す。一方、s17で青時間利用率が90%を超える現示が無いと判定した場合、またはs18で所定回数繰り返したと判定した場合、直前のs16で選択したパターンを次のサイクルの信号制御パラメータに仮決定する(s19)。
If the
また、信号制御装置1は、s14で青時間利用率が90%を超える現示がないと判定すると、サイクル長をΔC短縮し(s20)、s13で説明したスプリットの再配分を再度行う(s21)。ここでサイクル長を短縮したΔCに相当する時間については、全ての現示から均等に差し引いてもよいし、青時間利用率が予め定めた値、例えば60%、以下の現示から均等に差し引いてもよい。
If the
信号制御装置1は、s21にかかるスプリットの再配分を完了すると、青時間利用率が90%を超える現示があるかどうかを再判定する(s22)。信号制御装置2は、s22で青時間利用率が90%を超える現示がないと判定すると、サイクル長をΔC短縮する処理を所定回数、例えば5回、繰り返したどうかを判定する(s24)。信号制御装置1は、s18で所定回数繰り返していないと判定すると、s20に戻って、上記処理を繰り返す。一方、s22で青時間利用率が90%を超える現示があると判定した場合、またはs24で所定回数繰り返したと判定した場合、直前のs21で選択したパターンを次のサイクルの信号制御パラメータに仮決定する(s23、またはs25)。
When completing the redistribution of the split relating to s21, the
s19で仮決定される信号制御パラメータはサイクル長が延長されており、s23またはs25で仮決定される信号制御パラメータはサイクル長が短縮されている。 The cycle length of the signal control parameter provisionally determined in s19 is extended, and the cycle length of the signal control parameter provisionally determined in s23 or s25 is shortened.
このように、信号制御装置1は、交通量計測装置2により計測された分岐方向別の通過車両の台数を用いて信号制御パラメータを決定するので、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量を考慮した信号制御パラメータで信号灯器5を制御することができる。したがって、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる信号灯器5の制御が行える。また、分岐方向別の青時間利用率を算出し、ここで算出した分岐方向別の青時間利用率を用いて信号制御パラメータを決定するので、無駄青時間を抑えた信号灯器の制御が行える。
Thus, since the
なお、上記実施形態では、信号制御装置1が、交通量計測装置2で計測された分岐方向別の通過車両の台数を分岐方向別交通量記憶部12に蓄積的に記憶するとしたが、この分岐方向別交通量記憶部12を無くし、交通量計測装置2で計測された分岐方向別の通過車両の台数を中央装置3でのみ記憶させる構成としてもよい。この場合、信号制御パラメータを決定するとき等、必要に応じて中央装置3から分岐方向別の通過車両の台数を取得すればよい。
In the above embodiment, the
また、サイクル、スプリットが予めパターン化されてプリセットされているパターン選択方式の信号制御方式であれば、上述したスプリットの再配分にかかる処理を、以下のようにしてもよい。パターン選択方式により決定されているパターンのスプリットを基準値とし、この基準値に対して予め定めた範囲の値、基準値+α〜基準値+βの範囲、になるようにスプリットを調整する。また、調整されるスプリットが、予め定めた範囲の値の上限値、または下限値付近の値になる頻度が高ければ、プリセットされているパターンを再設定するように構成してもよい。同様にサイクル長の設定では、パターン選択方式により決定されているパターンのサイクルを基準値とし、この基準値に対して予め定めた範囲の値、基準値+α〜基準値+βの範囲、になるようにサイクルを調整するようにすればよい。また、調整されるサイクルが、予め定めた範囲の値の上限値、または下限値付近の値になる頻度が高ければ、プリセットされているパターンを再設定するように構成してもよい。 In addition, if the cycle and split are patterned and preset in the signal control method of the pattern selection method, the processing related to the split redistribution described above may be performed as follows. The split of the pattern determined by the pattern selection method is used as a reference value, and the split is adjusted so that a value in a predetermined range with respect to this reference value is in the range of reference value + α to reference value + β. Further, if the split to be adjusted has a high frequency of becoming the upper limit value in the range of the predetermined range or a value near the lower limit value, the preset pattern may be reset. Similarly, in setting the cycle length, the cycle of the pattern determined by the pattern selection method is used as a reference value, and a value in a predetermined range with respect to this reference value, that is, a reference value + α to a reference value + β range. The cycle may be adjusted. Moreover, if the cycle to be adjusted has a high frequency of becoming an upper limit value or a value in the vicinity of the lower limit value in a predetermined range, the preset pattern may be reset.
次に、本願発明を集中制御方式の信号制御システムに適用した実施形態について説明する。この集中制御方式の信号制御システムも図1に示す構成である。この実施形態の信号制御システムでは、中央装置3が対象エリア内の交差点毎に、信号制御パラメータを決定する。中央装置3は、交差点毎に、その交差点に対して決定した信号制御パラメータを、その交差点の信号灯器5を制御する信号制御装置1に通知(送信)する。各交差点の信号制御装置1は、中央装置3から通知対された信号制御パラメータに基づいて信号灯器5を制御する。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a centralized control signal control system will be described. This centralized control signal control system also has the configuration shown in FIG. In the signal control system of this embodiment, the
図11は、この実施形態の信号制御装置の構成を示す図である。この実施形態の信号制御装置1は、図11に示すように、第1の通信部11と、信号灯器制御部15と、第2の通信部16と、信号制御パラメータ記憶部17を備えている。第1の通信部11、信号灯器制御部15、および第2の通信部16は、上述した自律分散方式の信号制御システムの信号制御装置1と同様の構成である。言い換えれば、この実施形態の信号制御装置1は、上述した自律分散方式の信号制御システムの信号制御装置1に設けていた、分岐方向別交通量記憶部12、統計処理部13、および信号制御パラメータ決定部14に換えて、信号制御パラメータ記憶部17を設けた構成である。この信号制御パラメータ記憶部17は、信号灯器5を制御する信号制御パラメータを記憶しておくための構成である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the signal control apparatus of this embodiment. As shown in FIG. 11, the
信号制御装置1は、第1の通信部11で交通量計測装置2から送信されてきた交差点における分岐方向別の通過車両の台数を受信すると、これをリアルタイムに第2の通信部16から中央装置3に送信する。すなわち、信号制御装置1は、交通量計測装置2から送信されてきた分岐方向別の通過車両の台数を、中央装置3へ転送している。交通量計測装置2からの分岐方向別の通過車両の台数の受信間隔は、上述の実施形態の信号制御システムと同様に予め設定されている。また、信号制御装置1は、第2の通信部16において、中央装置3から送信されてきた信号制御パラメータを受信する。信号制御装置1は、第2の通信部16で信号制御パラメータを受信すると、この受信した信号制御パラメータを信号制御パラメータ記憶部17に記憶する。信号制御パラメータ記憶部17では、中央装置3から送信されてきた信号制御パラメータを更新的に記憶する。信号制御装置1の信号灯器制御部15は、信号制御パラメータ記憶部17に記憶している信号制御パラメータに基づいて信号灯器5を制御する。
When the
なお、信号制御パラメータ記憶部17には、中央装置3から送信されてきた信号制御パラメータを、実際に信号灯器5を制御するときに用いる形式に変換する機能等が設けられている。
The signal control
また、この実施形態の信号制御システムにおける中央装置3には、図12に示す構成が設けられている。中央装置3は、信号制御装置1との通信を制御する通信部31と、信号制御装置1を介して送信されてきた交通量計測装置2が計測した交差点における分岐方向別の通過車両の台数を蓄積的に記憶する分岐方向別交通量記憶部32と、分岐方向別交通量記憶部32に蓄積的に記憶された交差点における分岐方向別の通過車両の台数を統計的に処理する統計処理部33と、統計処理部33の処理結果を用いて信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定部34と、を備えている。通信部31には、対象エリア内の各交差点の信号制御装置1が接続されている。中央装置3が備える、分岐方向別交通量記憶部32、統計処理部33、信号制御パラメータ決定部34は、それぞれ、上述した実施形態の信号制御システムの信号制御装置1に設けられていた分岐方向別交通量記憶部12、統計処理部13、信号制御パラメータ決定部14と略同じである。分岐方向別交通量記憶部32は、対象エリア内の交差点毎に分岐方向別の通過車両の台数を蓄積的に記憶する。統計処理部33、分岐方向別交通量記憶部32に蓄積的に記憶された交差点における分岐方向別の通過車両の台数を統計的に処理する。信号制御パラメータ決定部34は、対象エリア内の交差点毎に統計処理部33の処理結果を用いて信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する。また、中央装置3は、通信部31において、対象エリア内の交差点毎の信号制御装置1に対して、信号制御パラメータ決定部34においてその交差点に対して決定した信号制御パラメータを送信する。
Further, the
なお、この実施形態の信号制御システムにおける交通量計測装置2は、上記実施形態で説明した交通量制御装置と同じである。
The traffic
この実施形態の信号制御システムの動作について説明する。各交差点の信号制御装置1は、それぞれ、交通量計測装置1から送信されてきた交差点における分岐方向別の車両台数を第1の通信部11で受信すると、リアルタイムに第2の通信部16から中央装置3に送信する。すなわち、各交差点の信号制御装置1は、交通量計測装置1から送信されてきた交差点における分岐方向別の通過車両の台数を中央装置3に転送する。
The operation of the signal control system of this embodiment will be described. When the
なお、交通量計測装置2は、図8に示した処理で、交差点における分岐方向別の通過車両の台数を計測している。
The traffic
中央装置3は、通信部31において、対象エリア内のいずれかの交差点の信号制御装置1から送信されてきた交差点における分岐方向別の通過車両の台数を受信すると、これを分岐方向別交通量記憶部32に記憶する。分岐方向別交通量記憶部32においては、対象エリア内の交差点毎に区別して、蓄積的に分岐方向別の通過車両の台数が記憶される。
When the
また、中央装置3は、対象エリア内の交差点毎に信号灯器5を制御する信号制御パラメータを決定する。中央装置3は、対象エリア内のいずれかの交差点に対して信号制御パラメータを決定する場合、統計処理部13において今回信号制御パラメータを決定する交差点の分岐方向別の通過車両の台数を分岐方向別交通量記憶部32から読み出す。このとき、統計処理部33は、分岐方向別記憶部32に蓄積的に記憶している分岐方向別の通過車両の台数を、信号制御パラメータを決定するのに適当な時間間隔のデータに集計し、これを信号制御パラメータ決定部34に渡す、すなわち、信号制御パラメータ決定部34には、統計処理部33において信号制御パラメータを決定するのに適当な時間間隔のデータに集計された、今回信号制御パラメータを決定する交差点における分岐方向別の通過車両の台数が渡される。
Further, the
信号制御パラメータ決定部34は、図10に示した処理でこの交差点に対する信号制御パラメータを決定する。中央装置3は、信号制御パラメータを決定すると、通信部31から該当の交差点(今回信号制御パラメータを決定した交差点)の信号灯器5を制御する信号制御装置1に対して、今回決定した信号制御パラメータを送信する。
The signal control
信号制御装置1は、中央装置3から送信されてきた信号制御パラメータを第2の通信部16で受信すると、この受信した信号制御パラメータを信号制御パラメータ記憶部17に更新的に記憶する。このとき、信号制御パラメータ記憶部17は、中央装置3から送信されてきた信号制御パラメータを、実際に信号灯器5を制御するときに用いる形式に変換する処理等を行い、処理した信号制御パラメータを記憶する。
When the signal control parameter transmitted from the
このように、この実施形態の信号制御システムも、交通量計測装置2により計測された分岐方向別の通過車両の台数を用いて信号制御パラメータを決定するので、交差点での車両の右折、左折、直進等、分岐方向別の交通量を考慮した信号制御パラメータで信号灯器5を制御することができる。したがって、渋滞の発生を十分に抑え、車両をスムーズに走行させる信号灯器5の制御が行える。また、分岐方向別の青時間利用率を算出し、ここで算出した分岐方向別の青時間利用率を用いて信号制御パラメータを決定するので、無駄青時間を抑えた信号灯器の制御が行える。
Thus, since the signal control system of this embodiment also determines the signal control parameter using the number of passing vehicles for each branch direction measured by the traffic
なお、サイクル、スプリットが予めパターン化されてプリセットされているパターン選択方式の信号制御方式であれば、上述したスプリットの再配分にかかる処理を、以下のようにしてもよい。パターン選択方式により決定されているパターンのスプリットを基準値とし、この基準値に対して予め定めた範囲の値、基準値+α〜基準値+βの範囲、になるようにスプリットを調整する。また、調整されるスプリットが、予め定めた範囲の値の上限値、または下限値付近の値になる頻度が高ければ、プリセットされているパターンを再設定するように構成してもよい。同様にサイクル長の設定では、パターン選択方式により決定されているパターンのサイクルを基準値とし、この基準値に対して予め定めた範囲の値、基準値+α〜基準値+βの範囲、になるようにサイクルを調整するようにすればよい。また、調整されるサイクルが、予め定めた範囲の値の上限値、または下限値付近の値になる頻度が高ければ、プリセットされているパターンを再設定するように構成してもよい。 If the cycle and split are pre-patterned and preset signal control method, the above-described split redistribution process may be performed as follows. The split of the pattern determined by the pattern selection method is used as a reference value, and the split is adjusted so that a value in a predetermined range with respect to this reference value is in the range of reference value + α to reference value + β. Further, if the split to be adjusted has a high frequency of becoming the upper limit value in the range of the predetermined range or a value near the lower limit value, the preset pattern may be reset. Similarly, in setting the cycle length, the cycle of the pattern determined by the pattern selection method is used as a reference value, and a value in a predetermined range with respect to this reference value, that is, a reference value + α to a reference value + β range. The cycle may be adjusted. Moreover, if the cycle to be adjusted has a high frequency of becoming an upper limit value or a value in the vicinity of the lower limit value in a predetermined range, the preset pattern may be reset.
1−信号制御装置
2−交通量計測装置
3−中央装置
5−信号灯器
6−カメラ
11−第1の通信部
12−分岐方向別交通量記憶部
13−統計処理部
14−信号制御パラメータ決定部
15−信号灯器制御部
16−第2の通信部
21−画像入力部
22−背景画像生成部
23−車両抽出部
24−車両追跡部
25−分岐方向別車両計測部
26−通信部
1-signal control device 2-traffic volume measuring device 3-central device 5-signal lamp 6-camera 11-first communication unit 12-traffic volume storage unit 13-statistical processing unit 14-signal control parameter determination unit 15-signal lamp control unit 16-second communication unit 21-image input unit 22-background image generation unit 23-vehicle extraction unit 24-vehicle tracking unit 25-vehicle measuring unit according to branch direction 26-communication unit
Claims (8)
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段と、
前記信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段と、を有する信号制御装置と、を備えた信号制御システム。 A traffic volume measuring device having a branch direction measuring means for capturing a vehicle passing through an intersection with a camera and measuring the number of vehicles passing through the intersection from the captured image for each branch direction;
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A determination means;
A signal control system comprising: a signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means.
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段を有する中央装置と、
前記中央装置の信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段を有する信号制御装置と、を備えた信号制御システム。 A traffic volume measuring device having a branch direction measuring means for capturing a vehicle passing through an intersection with a camera and measuring the number of vehicles passing through the intersection from the captured image for each branch direction;
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A central device having a determining means;
A signal control system comprising: a signal control device having signal lamp control means for controlling a signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means of the central device.
前記フレーム画像記憶手段に時系列に記憶されている前記フレーム画像から撮像されている車両を抽出し、抽出した車両毎にIDを付与する車両ラベリング手段と、
時間的に連続する複数の前記フレーム画像を用いて、前記車両ラベリング手段によりIDが付与された車両毎に移動ベクトルを求める移動ベクトル検出手段と、
前記車両ラベリング手段により付与されたIDおよび前記移動ベクトル検出手段により検出された移動ベクトルを予め設定した交差点の分割領域毎および前記フレーム画像毎に、テーブルに登録し、該テーブルを用いて交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段と、を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段と、
前記信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段と、を有する信号制御装置と、を備えた信号制御システム。 A frame image storage means for capturing a vehicle passing through an intersection with a camera and storing frame images captured by the camera in time series;
Vehicle labeling means for extracting a vehicle imaged from the frame image stored in time series in the frame image storage means and assigning an ID to each extracted vehicle;
Using a plurality of temporally continuous frame images, a movement vector detection means for obtaining a movement vector for each vehicle to which an ID is given by the vehicle labeling means;
The ID assigned by the vehicle labeling means and the movement vector detected by the movement vector detection means are registered in a table for each preset divided area and for each frame image, and pass through the intersection using the table. A traffic volume measuring device having a measuring means for each branch direction for measuring the number of vehicles by the branch direction,
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A determination means;
A signal control system comprising: a signal control device having signal lamp control means for controlling a signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means.
前記フレーム画像記憶手段に時系列に記憶されている前記フレーム画像から撮像されている車両を抽出し、抽出した車両毎にIDを付与する車両ラベリング手段と、
時間的に連続する複数の前記フレーム画像を用いて、前記車両ラベリング手段によりIDが付与された車両毎に移動ベクトルを求める移動ベクトル検出手段と、
前記車両ラベリング手段により付与されたIDおよび前記移動ベクトル検出手段により検出された移動ベクトルを予め設定した交差点の分割領域毎および前記フレーム画像毎に、テーブルに登録し、該テーブルを用いて交差点を通過した車両の台数を分岐方向別に計測する分岐方向別計測手段と、を有する交通量計測装置と、
前記交通量計測装置の分岐方向別計測手段により計測された、交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する信号制御パラメータ決定手段を有する中央装置と、
前記中央装置の信号制御パラメータ決定手段が決定した信号制御パラメータに基づいて、信号灯器を制御する信号灯器制御手段を有する信号制御装置と、を備えた信号制御システム。 A frame image storage means for capturing a vehicle passing through an intersection with a camera and storing frame images captured by the camera in time series;
Vehicle labeling means for extracting a vehicle imaged from the frame image stored in time series in the frame image storage means and assigning an ID to each extracted vehicle;
Using a plurality of temporally continuous frame images, a movement vector detection means for obtaining a movement vector for each vehicle to which an ID is given by the vehicle labeling means;
The ID assigned by the vehicle labeling means and the movement vector detected by the movement vector detection means are registered in a table for each preset divided area and for each frame image, and pass through the intersection using the table. A traffic volume measuring device having a measuring means for each branch direction for measuring the number of vehicles by the branch direction,
A signal control parameter for determining a signal control parameter for controlling a signal lamp installed at this intersection, using the number of vehicles for each branch direction at the intersection, measured by the branch direction measuring means of the traffic measuring device. A central device having a determining means;
A signal control system comprising: a signal control device having signal lamp control means for controlling the signal lamp based on the signal control parameter determined by the signal control parameter determination means of the central device.
ここで計測しれた交差点における分岐方向別の車両の台数を用いて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定し、
ここで決定された信号制御パラメータに基づいて、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御方法。 Process the captured image of the vehicle that passes through the intersection captured by the camera, measure the number of vehicles that have passed through this intersection for each branch direction,
Using the number of vehicles by the branch direction at the intersection measured here, determine the signal control parameter to control the signal lamp installed at this intersection,
A signal control method for controlling a signal lamp installed at this intersection based on the signal control parameter determined here.
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