JP2008305084A - 交通信号制御システム、交通信号制御装置、車載装置及び交通信号制御方法 - Google Patents

交通信号制御システム、交通信号制御装置、車載装置及び交通信号制御方法 Download PDF

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茂樹 西村
Masafumi Kobayashi
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Abstract

【課題】 従道路を走行する車両の信号待ち時間をなくす或いは少なくできるリコール制御を行う交通信号制御システムを提供する。
【解決手段】 本発明は、主道路RM1,RM2と従道路RS1,RS2とが合流する交差点Iに設置された信号灯器1bをリコール制御する交通信号制御機1aと、従道路RS1,RS2を走行する車両5に搭載された車載装置2とを連携させた交通信号制御システムである。車載装置2は、車両5の位置情報S5を送信する。交通信号制御機1aは、その車両2の位置情報S5を受信し、受信した位置情報S5から車両2の交差点Iへの到着時刻T1を予測し、その到着時刻T1に基づいて従道路RS1,RS2側に通行権を与える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、リコール制御を実行する交通信号機、より詳しくは、通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点において、第二の道路を走行する車両がその交差点に到着するのを予測して信号灯色を切り替える交通信号機のリコール制御に関する。
交通信号機の制御方式として、車両感知や信号切り替え要求に基づいて、通常は通行権がない道路に対して通行権を付与するリコール制御があり、このリコール制御を行う交通信号機の一種として、交通量の多い主道路と交通量の少ない従道路とが合流する交差点において、半感応制御を実行する交通信号機が知られている。
この半感応制御は、従道路側の交通需要が主道路側に比べて非常に少ない場合に、主道路側の交通の不要な停止をなくすことを目的としたもので、通常時は主道路側に通行権を与えておき、従道路側の車両や歩行者の存在を感知した場合に限り、従道路側に通行権を与えるものである。
従来、半感応制御を行う交通信号機では、従道路側の車両の存在を道路に設置した車両感知器で検知するのが一般的であった。
すなわち、半感応制御を行う従来の交通信号機では、従道路の停止線付近に設置した車両感知器によって従道路から交差点に進入しようとする車両を検知し、この検知後に所定の待ち時間が経過してから、従道路側の信号灯色を青に切り替えるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−203592号公報(〔0005〕欄)
しかしながら、上記従来の交通信号機では、従道路の停止線付近に設置された車両感知器で従動路の車両を検知しているので、主道路を走行する車両が全く存在しない場合であっても、従道路側の車両は、ほぼ前記所定の待ち時間だけ赤信号で停止しなければならないという問題があった。
なお、上記において「ほぼ」と記載したのは、従道路を走行する車両が車両感知器の検知領域を通過してから停止線に到達するまでに僅かな時間がかかるため、車両が赤信号で停止するのは前記所定の待ち時間からその時間を差し引いた時間となるからである。
また、従来の交通信号機では、例えば、従道路を走行する車両のドライバが車両感知器の存在を知らないために、車両感知器の感知領域よりも手前で停止した場合には、従道路側に通行権が与えられない。このため、従道路側の車両のドライバが車両感知器の存在に気付くまで、延々と信号待ちを続けなければならないこともあった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、通常時に通行権がない方の道路を走行する車両の信号待ち時間をなくす或いは少なくできるリコール制御を行う交通信号制御システム、交通信号制御装置、車載装置及び交通信号制御方法を提供することを目的とする。
本発明の第一の交通信号制御システムは、通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置と、前記第二の道路を走行する車両に搭載された車載装置とを連携させた交通信号制御システムであって、前記車載装置は、前記車両の位置情報を送信する送信手段を有し、前記交通信号制御装置は、前記車両の位置情報を受信する受信手段と、受信した前記位置情報から前記車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段とを有することを特徴とする(請求項1)。
ここで、上記第一の道路が主道路でかつ第二の道路が従道路であることが多いが、これに限られるものではない。主道路とは、交差点に合流する道路のうち交通量の多い方の道路又は明らかに幅員が広い方の道路をいい、従道路とは、逆に、交通量の少ない方の道路又は明らかに幅員が狭い方の道路をいう。
上記第一の交通信号制御システムによれば、交通信号制御装置の制御手段が、受信した位置情報から車両の交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて第二の道路側に通行権を与えるので、第二の道路を走行する車両が交差点に到着する頃には、その車両が概ね交差点に進入可能な状態となる。従って、第二の道路を走行する車両は、信号待ちをすることなく或いは少ない信号待ち時間で交差点を通過することができる。
なお、上記において「概ね」と記載したのは、第一の道路側のバックグラウンドの信号サイクルを考慮すると、予測された到着時刻において直ちに第二の道路側の信号灯色を青に切り替えることができるとは限らないからである。
第一の交通信号制御システムにおいて、車両が第二の道路を制限速度内の所定速度(例えば、40km/h)で走行していると仮定すれば、位置情報が示す車両位置から従道路の停止線までの距離をその所定速度で割ることで、車両が停止線に到達するまでの時間を予測できる。従って、この予測時間を位置情報の受信時刻に足すことで、車両の到達時刻を予測することができる。
もっとも、実際の車両が上記所定速度で走行しているとは限らないので、到着時刻をより正確に算出するには、車両の位置情報に加えて、当該車両の実際の速度情報を検出することが好ましい。
そこで、第一の交通信号制御システムにおいて、前記車載装置の送信手段が前記車両の速度情報を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段が前記速度情報を更に受信し、前記交通信号制御装置の制御手段において、受信した前記位置情報と前記速度情報とから前記交差点への到着時刻を予測することが好ましい(請求項2)。
この場合、車両の実際の位置情報と速度情報とから交差点(第二の道路の停止線)に到達するまでの時間を算出することにより、交差点への到着時刻をより正確に予測することができ、信号待ち時間を0に近づけることができる。なお、交差点に至る途中で車両が加速又は減速する可能性もあるので、車両の位置情報と速度情報を複数回検出し、複数時点での位置及び速度情報から交差点への到着時刻を予測することが好ましい。
上記リコール制御を実施する第一の交通信号制御システムにおいて、交差点から遠ざかる車両に対してリコール制御を行う必要がない。
そこで、第一の交通信号制御システムにおいて、前記車載装置の送信手段は前記車両の進行方位を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段は前記進行方位を更に受信し、前記交通信号制御装置の制御手段は、受信した前記進行方位が前記交差点に向かう方向である場合にリコール制御を行うことが好ましい(請求項3)。
一方、この種のリコール制御を行う交通信号制御装置では、他の交差点との間で系統制御を行う場合のバックグラウンドの信号サイクルに関する情報を取得している。このため、予測した車両の到着時刻が来れば直ちに第二の道路側に通行権を与えるのではなく、系統制御に影響しない所定のタイミングで第二の道路側に通行権を与える必要がある。
そこで、第一の交通信号制御システムにおいて、前記交通信号制御装置の制御手段は、前記到着時刻が前記信号サイクル中の感応許可終了時刻以前である場合には、その信号サイクル内で前記第二の道路側に通行権を与えるようにすることが好ましい(請求項4)。
ところで、従道路を交差点に向かって走行する車両からの位置情報(及び速度情報)の送信だけで無条件にリコール制御を行うと、例えばその車両が停止線まで到達せず、途中で脇道(細街路など)に入った場合には、第二の道路側に通行権を与えたことが無駄になるだけでなく、第一の道路を走行する車両に無駄な信号待ちをさせてしまうという問題が生ずる。
また、位置情報が示す車両位置から停止線までに脇道がない場合であっても、車両の目的地が当該車両位置から停止線までの間にあり、車両がこの目的地で停止した場合にも同様の問題が生ずる。
そこで、第一の交通信号制御システムにおいて、前記車載装置の送信手段は前記第二の道路側への通行権の付与を要求する要求情報を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段は前記要求情報を更に受信し、前記交通信号制御装置の制御手段は、前記要求情報の受信を条件として前記到着時刻の予測を行うようにすることが好ましい(請求項5)。
この場合、交通信号制御装置の制御手段が、車載装置から送信される上記要求情報の受信を条件として到着時刻の予測を行うので、第二の道路を走行する車両が交差点まで到達する蓋然性が極めて高い場合にのみ、本発明のリコール制御が行われる。このため、第二の道路側に通行権を与えたことが無駄になったり、第一の道路を走行する車両に無駄な信号待ちをさせたりするのを防止することができる。
一方、上記第一の道路と第二の道路とが合流する交差点であっても、リコール制御をまったく採用していない交差点や、特定の時間帯だけにリコール制御を行う交差点がある。このため、車載装置がすべての交通信号制御装置に対して上記要求情報を送信しても、その制御装置がリコール制御を行っていなければ意味がなく、無駄な要求情報が外部に送信されることになる。
そこで、前記車載装置は、前記交差点の制御種別情報を取得する手段を更に有することが好ましい(請求項6)。
この場合、前記車載装置において、取得した前記制御種別情報がリコール制御である場合に前記要求情報を自身の前記送信手段に送信させるようにすることで、無駄な要求情報が外部に送信されるのを防止することができる。また、交通信号制御装置が不要な要求情報を受信することがなくなるので、交通信号制御装置の処理負荷を軽減することができる。
車載装置の送信手段による要求情報の送信は、車両の搭乗者による手動操作で行わせることも可能であるが、これでは交差点の通過又は非通過を搭乗者自らが判断して手動操作する必要があるので、作業が繁雑である。
そこで、第一の交通信号制御システムにおいて、前記車載装置は、目的地までの誘導経路を探索する探索手段と、その誘導経路が前記交差点を経由するか否かを判定する判定手段とを更に有し、前記車載装置は、前記判定手段での判定結果が肯定的である場合に前記要求情報を自身の前記送信手段に送信させるものであることが好ましい(請求項7)。
この場合、車載装置の探索手段で探索した誘導経路から交差点を経由するか否かが判定され、この判定結果に基づいて要求情報が送信されるので、車載装置のナビゲーション機能を利用した要求情報の自動送信が可能となる。
更に、第一の交通信号制御システムにおいて、前記交通信号制御装置の制御手段が、前記通行権の付与に伴う前記信号灯器の切り替わりタイミングに関する予定情報を自身の前記送信手段に送信させるようにすることもできる(請求項8)。
この場合、車載装置による画像又は音声出力で上記予定情報を車両の搭乗者に提供するようにすれば、搭乗者が信号灯器の切り替わりタイミングを予め察知できる。このため、停止線で止まらずに交差点を通過できるようドライバが車両速度を自主的に調節でき、これによって信号待ちが不要になる。
また、第一の交通信号制御システムにおいて、前記第二の道路を走行する前記車両を感知する車両感知器を更に備えていてもよく、この場合、前記車載装置を搭載していない車両に対して、従来通りの車両感知器による半感応制御を行うことができる。
そして、この場合、前記交通信号制御装置の制御手段が、前記車両感知器による前記車両の感知時刻と前記到着時刻とのいずれか早い方に基づいて前記第二の道路側に通行権を与えるようにすれば(請求項9)、前記車載装置を搭載した車両と搭載していない車両とが第二の道路に混在している場合に、より迅速に第二の道路側に通行権を付与できる。
本発明の交通信号機は、通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器と、この信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置とを備えた交通信号機であって、前記交通信号制御装置は、前記第二の道路を走行する車両の位置情報から当該車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段を有することを特徴とする(請求項10)。
上記交通信号機は、前記第一の交通信号制御システムの中核をなすものであり、当該システムと同様の効果を奏する。また、本発明の車載装置は、上記交通信号機と連携して、前記第一の交通信号制御システムに使用するものである(請求項11)
なお、本発明において、上記交通信号制御装置は、信号灯器の柱部に設置されるいわゆるボックス型の交通信号制御機であってもよいし、この制御機とは独立に設置されたものであってもよい。
本発明の交通信号制御方法は、通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御方法であって、前記第二の道路を走行する車両の位置情報から当該車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与えることを特徴とする(請求項12)。
上記方法は、前記第一の交通信号制御システムが行う制御方法の中核をなすものであり、当該システムと同様の効果を奏する。
通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置と、前記第二の道路を走行する車両に搭載された車載装置と、この車載装置と狭域通信すべく前記第二の道路における前記交差点の上流側に設置された路上装置とを連携させた交通信号制御システムであって、前記車載装置は、前記車両の速度情報を前記路上装置に送信する送信手段を有し、前記交通信号制御装置は、前記路上装置から前記速度情報を受信する受信手段と、前記路上装置の設置位置と受信した前記速度情報とから前記車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段とを有することを特徴とする(請求項13)。
上記第二の交通信号制御システムは、交通信号制御装置、車載装置及び路上装置の三者を連携させたシステムであり、交差点の上流側に設置された路上装置が車載装置から車両の速度情報を受信し、交通信号制御装置がその路上装置から当該速度情報を受信する。路上装置の設置位置はインフラ側で既知であるから、車両の位置情報は送受信されない。
そして、第一の交通信号制御システムによれば、交通信号制御装置の制御手段が、路上装置の設置位置と受信した位置情報とから車両の交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて第二の道路側に通行権を与えるので、第二の道路を走行する車両が交差点に到着する頃には、その車両が概ね交差点に進入可能な状態となる。従って、第二の道路を走行する車両は、信号待ちをすることなく或いは少ない信号待ち時間で交差点を通過することができる。
以上の通り、本発明によれば、通常時に通行権がない方の第二の道路を走行する車両が交差点に到達した頃にその第二の道路側に通行権が与えられるので、当該第二の道路を走行する車両の信号待ち時間をなくす或いは少なくすることができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の第一実施形態に係る交通信号制御システムを示す模式図である。
図1に示すように、本実施形態の交通信号制御システムは、交通信号機1、車載装置2、通信装置3、中央装置4、車両5、車両感知器6などを含む。
中央装置4は、交通管制センター内に設置されており、複数の交差点Iのそれぞれに設置された交通信号機1と電話回線等の通信回線を介して接続されている。交差点Iでは、交通量の多い主道路RM1,RM2と交通量の少ない従道路RS1,RS2とが合流している。
交通信号機1は、通信装置3と電話回線等の通信回線を介して接続されている。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
中央装置4は、所定時間毎(例えば、5分毎)に、信号灯器1bの灯色切り替えタイミング等に関する信号制御指令S1と、渋滞情報等を含む交通情報S2とを複数の交通信号機1に送信している。なお、この信号制御指令S1には、後述するバックグラウンドの信号サイクル情報も含まれている。
また、中央装置4は、各交差点Iで実施する信号制御の種別(端末感応制御や定周期制御の種別:リコール制御は端末感応制御の一種である。)を示す制御種別情報S3を所定時間毎(例えば、5分毎)に生成し、ある交差点Iで実施されるべき制御種別情報S3を当該交差点Iに対応する交通信号機1にそれぞれ配信している。
〔交通信号機〕
図1に示すように、本実施形態の交通信号機1は、交通信号制御機(交通信号制御装置)1aと複数の信号灯器1bとを含む。交通信号制御機1aは、中央装置4から信号制御指令S1を受信し、当該信号制御指令S1に基づいて、各信号灯器1bの青、黄、赤及び右折矢等の各信号灯の点灯、消灯及び点滅を制御する。
交通信号制御機1aは、中央装置4から受信した交通情報S2及び制御種別情報S3と自身が記憶している交差点IDを、通信装置3を介して所定周期(例えば、0.1秒ごと)で車載装置2に送信する。
また、交通信号制御機1aは、通信装置3を介して車載装置2からの要求情報S4、位置情報S5及び速度情報S6を受信する。更に、交通信号制御機1aは、後述するリコール制御処理で得られた信号灯器1bの切り替わりタイミングに関する予定情報S7を、通信装置3を介して車載装置2に送信する。
図2は、上記交通信号制御機1aの構成を示すブロック図である。
図2に示すように、交通信号制御機1aは、制御部101、灯器駆動部102、通信部103及び記憶部104を含んでいる。制御部101は、一又は複数のマイクロコンピュータから構成されている。制御部101には、内部バスを介して灯器駆動部102、通信部103及び記憶部104が接続されており、制御部101はこれらのハードウェア各部の動作を制御する。
また、制御部101は、中央装置4から受信した信号制御指令S1に含まれるリコール制御の許否を示す情報が許可を示していれば、従道路RS1,RS2に設置された通信装置3から受信した要求情報S4に基づいて後述するリコール制御処理を実行し、この処理で決定した所定のタイミングで従道路RS1,RS2側の信号灯色を青に切り替える。
一方、上記許否を示す情報が不許可を示していれば、後述するリコール制御処理を実行せず、信号制御指令S1に基づいて通常の制御(リコール制御以外の端末感応制御や定周期制御など)を実行する。
灯器駆動部102は、半導体リレー(図示せず)を備え、制御部101から入力された出力指令に基づいて、複数の信号灯器1bの青色灯、黄色灯、赤色灯それぞれに対応して各色の信号灯に供給される交流電圧(AC100V)又は直流電圧をオン/オフする。
通信部103は、中央装置4との間の通信と、通信装置3との間の通信を行うための通信インタフェースであり、中央装置4から、信号制御指令S1、交通情報S2及び制御種別情報S3を受信する。
また、通信部103は、交差点Iの交差点ID、交通情報S2及び制御種別情報S3を通信装置3に送信し、要求情報S4、位置情報S5及び速度情報S6を通信装置3から受信する。
記憶部104は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、交差点IのIDと、通信部103が受信した信号制御指令S1、交通情報S2、制御種別情報S3及び要求情報S4等を記憶している。
中央装置4の信号制御指令S1には、バックグラウンドの信号サイクルに関する情報が含まれており、記憶部104はこの情報も記憶している。この信号サイクル情報は、隣接する他の交差点間で系統制御を行う場合における、主道路RM1,RM2側と従道路RS1,RS2側との間の信号灯器1bの動作周期を表している。
従って、交差点Iの交通信号制御機1aは、実際にはリコール制御を行っている場合でも、当該交差点Iに関して系統制御を行う場合の信号サイクル情報を常に把握している。
図4の上段部分は、上記バックグランドの信号サイクルの一例を示すタイムチャートである。
図4において、「主」は主道路RM1,RM2の信号灯色の変化を示し、「従」は従道路RS1,RS2の信号灯色の変化を示している。また、「1G」、「1Y」及び「1R」はそれぞれ主道路RM1,RM2が青、黄及び赤であることを示し、「2G」、「2Y」及び「2R」はそれぞれ従道路RS1,RS2が青、黄及び赤であることを示している。なお、上記バックグラウンドの信号サイクルと、本実施形態のリコール制御で予測する車両5の到着時刻T1との関係については後述する。
〔通信装置〕
図1に示すように、通信装置3は、車載装置2と各種情報の通信を行う通信部3aと、通信部3aを制御する通信制御部3bとを含んでいる。
この通信装置3は、無線LANやWiMAX(World Interoperability for Microwave Access)などの中・広域通信装置であり、車両5に搭載された車載装置2との間で各種情報を無線通信する。この通信装置3は、交差点Iに流入する各道路RM1,RM2,RS1,RS2上の車両5と通信可能となっている。
そして、本実施形態の通信装置3は、車載装置2に対して交差点IDとともに対象となるリンク(図1の例では従道路RS1)のリンクIDを送信する。車載装置2は、通信装置3から受信した情報に付されたリンクIDと走行中のリンクのリンクIDを照合することにより、自身に必要な情報を選択する。また、通信装置3の通信領域Qの延長(従道路RS1の走行方向長さ)は、50〜200m程度に設定されている。
通信装置3は、交通信号制御機1aから交差点ID、交通情報S2及び制御種別情報S3を受信し、通信領域Q(図1の斜線部分)を走行する車両5の車載装置2にその情報S2,S3を送信し、車載装置2から要求情報S4、位置情報S5及び速度情報S6を受信する。
ただし、制御種別情報S3がリコール制御でない場合(交差点Iがリコール制御を実行していない場合)は、車載装置2から要求情報S4は送信されない。通信装置3は、要求情報S4、位置情報S5及び速度情報S6を受信した場合、これらの情報S4,S5,S6を交通信号制御機1aに送信する。
〔車載装置〕
車載装置2は、車両5に搭載されており、通信装置3との間で各種情報を無線通信する通信機能と、搭乗者が設定した目的地に案内するナビゲーション機能を有する。この車両5に搭載された車載装置2は、車両5が従道路RS1を交差点Iに向かって走行中に通信装置3の通信領域Qに入ると、通信装置3から交差点ID、交通情報S2及び制御種別情報S3を受信し、後述する感応要求処理に基づいて要求情報S4等を通信装置3に送信する。
図3は、車載装置2の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、車載装置2は、GPS処理部201、方位センサ202、車速取得部203、通信部204、記憶部205、操作部206、表示部207、音声出力部208及び処理部209などを含んでいる。GPS処理部201は、GPS衛星からのGPS信号を受信し、GPS信号に含まれる時刻情報、GPS衛星の軌道、測位補正情報等に基づいて、車両5の位置(緯度、経度及び高度)を計測する。
方位センサ202は、光ファイバジャイロなどで構成されており、車両5の方位及び角速度を計測する。車速取得部203は、車速センサ(図示せず)が車輪の角速度を検出することにより計測した車両5の速度データを取得する。
通信部204は、通信装置3から交差点ID、交通情報S2、制御種別情報S3及び予定情報S7を受信する。また、通信部204は、後述する感応要求処理に基づいて要求情報S4等を通信装置3に送信する。
記憶部205は、ハードディスクや半導体メモリ等から構成されており、通信部204が受信した交差点ID、交通情報S2、制御種別情報S3及び予定情報S7を記憶する。
また、記憶部205は、道路地図データを記憶している。この道路地図データには、交差点IDと交差点の位置とを対応付けた交差点データ、リンクIDと、リンクの始点・終点・補間点(道路が折れ曲がる地点に対応)それぞれの位置と、リンクの始点に接続するリンクのリンクIDと、リンクの終点に接続するリンクのリンクIDと、リンクコストとを対応付けたリンクデータなどから構成されている。
リンクコストは、例えば、リンクとその終点に接続するリンクの組み合わせの数だけ用意されており、リンクの始点に進入してから当該リンクの終点を退出し、次に接続するリンクの始点に進入するまでに要する時間が設定されている。すなわち、リンクコストには、リンクの始点から終点までを走行するのに要するコスト(時間)と、リンクの終点から次のリンクの始点までを走行するのに要するコスト(時間)、つまり、交差点を通過するのに要するコストが含まれている。
操作部206は、タッチパネルやボタン等から構成されており、ドライバを含む車両5の搭乗者が目的地の設定等を行えるようになっている。
表示部207は、車両5のダッシュボード部分に取り付けられたモニタ装置(図示せず)よりなり、処理部209が後述する感応要求処理において作成した画像データを搭乗者に表示する。また、音声出力部208は、処理部209が後述する感応要求処理において作成した音声データをスピーカー(図示せず)から出力する。
処理部209は、1又は複数のマイクロコンピュータ等から構成されており、GPS処理部201、方位センサ202、車速取得部203、通信部204、記憶部205、操作部206、表示部207、音声出力部208の各処理を制御する。
また、処理部209は、GPS処理部201が計測した車両5の位置、方位センサ202が計測した車両5の方位及び角速度、車速取得部203が取得した車両5の速度の各データ、記憶部205に記憶している道路地図データに基づいてマップマッチング処理を行い、道路地図データのリンク上における車両5の位置を求める。
〔車両感知器〕
車両感知器6は、従道路RS1を走行する車両5の存在を感知して、その感知信号を交通信号制御機1aに送信するものであり、従道路RS1における停止線Pの手前の道路脇に設置されている。車両感知器6の感知センサは、超音波を路面に向けて間欠的に発射する超音波送受器よりなり、車両5からの反射波と路面からの反射波を比較して、車両5の存在を感知する。
本実施形態の車両感知器5は、前記車載装置2を搭載していない通常の車両5でも、従道路RS1側に通行権を与えられるように設けられたものであり、交通信号制御機1aは、車両感知器6からの感知信号を受信した場合にも、従道路RS1側に通行権を与えるリコール制御を行う。
〔車載装置の感応要求処理〕
車載装置2の処理部209は、以下に説明する感応要求処理を実行する。
車載装置2の処理部209は、搭乗者による操作部206への操作によって目的地の設定が行われると、目的地までの誘導経路を探索し、当該誘導経路を道路地図に重畳した画像データをモニタに表示するとともに、誘導経路の探索を終了した旨をスピーカーから報知する。
誘導経路の探索は、例えば、ダイクストラ法を用いて目的地までのリンクコストの合計値が最小となるように探索を行う。
次いで、処理部209は、通信部204が通信装置3から交差点IDと制御種別情報S3を受信すると、その制御種別情報S3がリコール制御であるか否かを判定するとともに、その交差点IDに基づいて探索済みの上記誘導経路が交差点Iを経由するか否かを判定する。
処理部209は、上記の判定結果がいずれも肯定的である場合、すなわち、交差点Iが車両5の目的地に向かう誘導経路に含まれ、かつ、その交差点Iがリコール制御を行っていると判断される場合に、従道路RS1側への通行権の付与を要求するための要求情報S4と、GPS処理部201で常時取得している車両5の現時の位置情報S5と、車速取得部203で常時取得している車両5の現時の速度情報S6を、通信装置3に向かって通信部204に送信させる。
〔交通信号制御機のリコール制御処理〕
次に、交通信号制御機1aの制御部101が実行するリコール制御処理を説明する。
交通信号制御機1aの制御部101は、通常は、主道路RM1,RM2側の信号灯色を青に保持し、かつ、従道路RS1,RS2側の信号灯色を赤に保持するように、灯器駆動部102に出力指令を入力するとともに、通信部103が通信装置を介して車載装置2から要求情報S4を受信したか否かを判定する。
通信部103が要求情報S4を受信した場合には、制御部101は、その要求情報S4とともに受信した車両5の位置情報S5と速度情報S6を利用して、車両5が従道路RS1の停止線Pに到達する到着時刻T1を予測し、その到着時刻T1に基づいて、従道路RS1側に通行権を与えるため、一定時間経過後に従道路RS1,RS2側の信号灯色が赤から青に切り替わるように、灯器駆動部102に出力指令を入力する。
上記到着時刻T1は、車両5が交差点I(停止線P)に到達するまでの時間ΔTを、要求情報S4の受信時刻に足し合わせることによって算出することができる。また、車両5の到達時間ΔTは、位置情報S5で示される車両5の座標と停止線Pの座標から、車両5から停止線Pまでの距離を算出し、この距離を速度情報S6で示される車両5の走行速度で除算することによって算出することができる。
もっとも、交差点Iに至る途中で車両5が加速又は減速する可能性もある。そこで、要求情報S4の送信後に車載装置2から位置情報S5と速度情報S6を複数回送信させ、交通信号制御機1aにおいて、その複数時点での位置情報S5と速度情報S6を利用して交差点Iへの到着時刻T1を予測するようにしてもよい。
なお、制御部101は、従道路RS2側に通信領域Qを有する通信装置3から要求情報S4を受信した場合にも到着時刻T1を予測し、上記と同様の制御処理を行う。
また、制御部101は、車両感知器5からの感知信号の有無も検出しており、その検出があった場合には、感知信号の検出時刻(車両5の感知時刻)と到着時刻T1の時間差が所定時間内(例えば、後述するバックグラウンドの信号サイクル内)であるか否かを判定し、車両5の感知時刻と到着時刻T1とのいずれか早い方に基づいて、従道路RS1,RS2側に通行権を与える。
従って、車載装置2を搭載した車両5と、車両感知器6で感知された車両5が混在している場合でも、より迅速に従道路RS1,RS2側に通行権を付与することができる。
ところで、予測した車両5の到着時刻T1において、無条件で直ちに従道路RS1,RS2側に通行権を与えると、主道路RM1,RM2側の交通が阻害される恐れがあり、これでは交差点Iにおいてリコール制御を行っている意味が没却される。
そこで、交通信号制御機1aの制御部101は、到着時刻T1がバックグラウンドの信号サイクル中の感応許可終了時刻T0の前か後かを判定し、それ以前である場合には、その信号サイクル内で従道路RS1,RS2側に通行権を与え、それ以後である場合には、次の信号サイクルにおいて従道路RS1,RS2側に通行権を与える。
図4の下段部分は、バックグランドの信号サイクルと車両5の到着時刻T1との時間的関係の一例を示している。
図4において、感応許可終了時刻T0は、バックグラウンドの信号サイクル中の2番目時点、すなわち、主道路RM1,RM2の信号灯色が青から黄に変わる時点に設定されている。
図4のタイミングAは、予測された到着時刻T1が、二番目の信号サイクルC2中の感応許可終了時刻T0の前の場合であり、この時間帯はバックグラウンドの信号サイクル中C2において主道路RM1,RM2側が赤に変わろうとしている時間帯であるから、即座に従道路RS1,RS2側に通行権を与えてもバックグラウンドの信号サイクルC2が乱されず、系統制御に悪影響を及ぼさない。従って、この場合には、当該信号サイクルC2内において従道路RS1,RS2側に通行権が与えられる。
一方、図4のタイミングBは、予測された到着時刻T1が、二番目の信号サイクルC2中の感応許可終了時刻T0の後の場合であり、この時間帯はバックグラウンドの信号サイクル中C2において既に主道路RM1,RM2側の青が終了しているので、即座に従道路RS1,RS2側に通行権を与えるとバックグラウンドの信号サイクルC2が乱され、系統制御に悪影響が生じる。従って、この場合には、当該信号サイクルC2の次の信号サイクルC3において従道路RS1,RS2側に通行権が与えられる。
また、交通信号制御機1aの制御部101は、通行権の付与に伴う信号灯器1bの切り替わりタイミングに関する予定情報S7を、通信装置3を介して車載装置2に送信する。予定情報S7の宛先は要求情報S4に含まれる車両IDで特定することができる。
この予定情報S7は、例えば、従道路RS1,RS2側の信号灯器1bが実際に青に変わる時刻情報により構成され、図4のタイミングAの場合には時刻T2であり、図4のタイミングBに場合には時刻T3となる。
この場合、上記予定情報S7を受信した車載装置2は、表示部207や音声出力部208から青に切り替わる時刻T2(又はT3)を搭乗者に提供することで、搭乗者がその時刻T2(又はT3)を予め察知できる。このため、停止線Pで止まらずに交差点Iを通過できるようドライバが車両速度を自主的に調節することで、信号待ちが不要になる。
本実施形態の交通信号制御システムによれば、交通信号制御機1aの制御部101が予測した車両5の到着時刻T1に基づいて従道路RS1,RS2側に通行権を与えるので、従道路RS1,RS2を走行する車両5が停止線Pに到達する頃には、交通信号制御機1aが従道路RS1,RS2側の信号灯色を概ね青に切り替えるようになっており、車両5は、信号待ちをすることなく交差点Iに進入できるか、或いは、交差点Iでの信号待ち時間が僅かになる。
従って、従道路RS1,RS2の停止線P近傍に設けた車両感知器6での感知信号を契機として通行権を付与する場合に比べて、従道路RS1,RS2側の車両5の信号待ち時間を大幅に短縮することができる。
また、本実施形態の交通信号制御システムによれば、上記の通り交差点Iにおける信号待ち時間がゼロ或いは僅かになることで、従道路RS1,RS2における信号無視を減らすことができる。
そして、リコール要求に対する応答結果として前記予定情報S7を車両5が取得する場合には、車両5の搭乗者が信号灯器1bの切り替わりタイミングを予め察知するので、この点も、従道路RS1,RS2における信号無視の減少に繋がる。
また、本実施形態の交通信号制御システムによれば、目的地までの誘導経路が交差点Iを経由しており、当該交差点Iにおいてリコール制御が実施されている場合にのみ車載装置2が通信装置3に要求情報S4を送信し、交通信号制御機1aが、この要求情報S4を受信した場合にのみリコール制御を行うので、車両5が途中で細街路RN(図1参照)に右折する場合や、途中の目的地X(図1参照)で停止する場合には、車載装置2が要求情報S4を送信せず、交通信号制御機1aは従道路RS1,RS2側に通行権を与えない。
従って、従道路RS1側の信号灯色を青に切り替えたことが無駄になったり、主道路RM1,RM2を走行する車両に無駄な信号待ちをさせたりすることがなく、従道路RS1,RS2側の信号灯色を有効に青に切り替えることができる。
〔その他の変形例〕
なお、上記実施形態では、車載装置2は通信装置3から制御種別情報S3を取得しているが、これに限定されるものではなく、車載装置2に接続した携帯電話を通じて当該情報S3を取得する構成や、ラジオ放送などのメディアを通じて当該情報S3を取得する構成であってもよい。
また、予め記憶部205に制御種別情報S3を記憶しておき、その記憶部205から当該情報S3を取得する構成であってもよく、或いは、CD−ROMなどの記憶メディアから当該情報S3を取得する構成であってもよい。
更に、交通信号制御機1aが行うリコール制御による信号切り替え方式のバリエーションとしては、上記実施形態の他に次のものがある。
(1) 上記実施形態では、通常時に従道路RS1,RS2側に通行権がなく、従道路RS1,RS2を走行する車両5の到着時刻T1に基づいて従道路RS1,RS2に通行権を与えているが、逆に、通常時に主従道路RM1,RM2に通行権がなく、主道路RM1,RM2を走行する車両5の到着時刻T1に基づいて主道路RM1,RM2に通行権を与えていることにしてもよい。
(2) リコール制御中でない通常時の信号灯器1bの表示形式は、主道路RM1,RM2側又は従道路RS1,RS2側のいずれかが黄点滅でかつ他方が赤点滅となっている状態でもよい。この場合には、赤点滅となっている方の道路を走行する車両5の到着時刻T1に基づいて、一定時間だけ点滅色を入れ替えたり、赤点滅となっていた道路を青信号にしかつ他方を赤信号としたりすればよい。
また、上記実施形態において、車両5の向きに応じてリコール制御処理の要否を判定するために、方位センサ202で常時取得している車両5の現時点の進行方位を、車載装置2から送信することにしてもよい。
かかる進行方位の情報が車両5から送信される場合、その進行方位が交差点Iから遠ざかる場合には通行権を与える必要がないので、車両5の向きが交通信号制御機1aの制御部101は、取得した進行方位が自身の交差点Iに向かう方向である場合に限りリコール制御処理を行うようにすればよい。
交通信号制御機1aの制御部101が行う、自身の交差点Iに向かう方向か否かの判定方法には、例えば次のものがある。
(1) 交差点Iに接続する道路ごとに当該交差点Iに向かってくると見なす範囲を予め記憶部104に記憶させておき、車両5から得た進行方位がその範囲内であれば、車両5が自交差点Iに向かっていると判断する。
(2) 道路地図データを記憶部104に予め記憶させておき、車両5が走行中のリンクの車両位置の前後の補間点(始点及び終点を含む)を結ぶ直線の自交差点Iへ向かう方向の方位を求め、求めた方位と車両5から得た進行方位との角度差が所定の範囲内であれば、車両5が自交差点Iに向かっていると判断する。
〔第二実施形態〕
図5は、本発明の第二実施形態に係る交通信号制御システムを示す模式図である。
本実施形態の交通信号制御システムが第一実施形態のそれと異なる点は、車載装置2との通信手段として、中・広域通信を行う通信装置3の代わりに、狭域通信を行う路上装置7を採用している点にあり、その他の構成要素(交通信号機1、車載装置2、中央装置4及び車両感知器6)については第一実施形態の場合とほぼ同様である。
路上装置7は、光ビーコン、電波ビーコン、DSRC(Dedicated Short Range Communication : 専用狭域通信)などの狭域通信装置よりなり、車両5に搭載された車載装置2との間で各種情報を無線通信する。路上装置7は、車載装置2と各種情報の通信を行う通信部7aと、通信部7aを制御する通信制御装置7bとを含んでいる。
路上装置7の通信制御装置7bは、交通信号制御機1aの通信部103と有線通信が可能に接続されており、その制御機1aから交差点ID、交通情報S2及び制御種別情報S3を受信する。
また、路上装置7の通信制御装置7bは、車両5が通信領域Q(図5の斜線部分)を通過する際に、交差点ID、これらの情報S2,S3を車両5に搭載された車載装置2に送信する。車載装置2は、路上装置7から交差点ID、交通情報S2及び制御種別情報S3を受信すると前記感応要求処理を行い、要求情報S4と速度情報S6を路上装置3に送信する。
なお、路上装置7と車載装置2の間の上記双方向通信は、車両5が通信領域Qを通過する間の短い時間(例えば、0.2秒)内で行われる。
路上装置7の通信制御装置7bは、車載装置2から要求情報S4と速度情報S6を受信すると、これらの情報S4,S6を交通信号制御機1aに送信する。
〔交通信号制御機のリコール制御処理〕
交通信号制御機1aの記憶部104は、路上装置3の狭域通信位置を予め記憶している。この狭域通信位置は、車両5が路上装置3を通過したと実質的に見なせる位置であり、例えば、従道路RS1に設定された通信領域Qの上流端位置、中間位置又は下端位置がこれに該当する。
交通信号制御機1aの制御部101は、通信部103が要求情報S4を受信すると、路上装置3の狭域通信位置と受信した車両5の速度情報S6を利用して、車両5が従道路RS1の停止線Pに到達する到着時刻T1を予測し、その到着時刻T1に基づいて、従道路RS1,RS2側に通行権を与えるため、一定時間経過後に従道路RS1,RS2側の信号灯色が赤から青に切り替わるように、灯器駆動部102に出力指令を入力する。
上記到着時刻T1は、車両5が交差点I(従道路RM1の停止線P)に到達するまでの時間ΔTを、要求情報S4の受信時刻に足し合わせることによって算出することができる。また、車両5の到達時間ΔTは、路上装置3の狭域通信位置の座標と停止線Pの座標から、車両5から停止線Pまでの距離を算出し、この距離を速度情報S6で示される車両5の走行速度で除算することによって算出することができる。
なお、車両感知器6とのタイミング調整や、バックグランドの信号サイクルとのタイミング調整については、第一実施形態の場合と同様である。
本実施形態の交通信号制御システムにおいても、交通信号制御機1aの制御部101が予測した車両5の到着時刻T1に基づいて従道路RS1,RS2側に通行権を与えるので、従道路RS1,RS2を走行する車両5が停止線Pに到達する頃には、交通信号制御機1aが従道路RS1,RS2側の信号灯色を概ね青に切り替えるようになっており、車両5は、信号待ちをすることなく交差点Iに進入できるか、或いは、交差点Iでの信号待ち時間が僅かになる。
従って、従道路RS1,RS2の停止線P近傍に設けた車両感知器6での感知信号を契機として通行権を付与する場合に比べて、従道路RS1,RS2側の車両5の信号待ち時間を大幅に短縮することができる。
これまで開示した各実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内のすべての変更が本発明に含まれる。
第一実施形態の交通信号制御システムの概要を示す模式図である。 交通信号制御機の構成を示すブロック図である。 車載装置の構成を示すブロック図である。 バックグランドの信号サイクル及びこのサイクルと車両の到着時刻との時間的関係の一例を示すタイムチャートである。 第二実施形態の交通信号制御システムの概要を示す模式図である。
符号の説明
1 交通信号機
1a 交通信号制御機(交通信号制御装置)
1b 信号灯器
101 制御部(制御手段)
102 灯器駆動部
103 通信部(受信手段)
104 記憶部
2 車載装置
201 GPS処理部
202 方位センサ
203 車速取得部
204 通信部(送信手段)
205 記憶部
206 操作部
207 表示部
208 音声出力部
209 処理部(探索手段、判定手段)
3 通信装置
3a 通信部
3b 通信制御装置
4 中央装置
5 車両
6 車両感知器
7 路上装置
7a 通信部
7b 通信制御装置
I 交差点
P 停止線
Q 通信領域
S1 信号制御指令
S2 交通情報
S3 制御種別情報
S4 要求情報
S5 位置情報
S6 速度情報
S7 予定情報
RM1,RM2 主道路(第一の道路)
RS1,RS2 従道路(第二の道路)

Claims (13)

  1. 通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置と、前記第二の道路を走行する車両に搭載された車載装置とを連携させた交通信号制御システムであって、
    前記車載装置は、前記車両の位置情報を送信する送信手段を有し、
    前記交通信号制御装置は、前記車両の位置情報を受信する受信手段と、受信した前記位置情報から前記車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段とを有することを特徴とする交通信号制御システム。
  2. 前記車載装置の送信手段は前記車両の速度情報を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段は前記速度情報を更に受信し、
    前記交通信号制御装置の制御手段は、受信した前記位置情報と前記速度情報とから前記交差点への到着時刻を予測する請求項1に記載の交通信号制御システム。
  3. 前記車載装置の送信手段は前記車両の進行方位を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段は前記進行方位を更に受信し、
    前記交通信号制御装置の制御手段は、受信した前記進行方位が前記交差点に向かう方向である場合にリコール制御を行う請求項1又は2に記載の交通信号制御システム。
  4. 前記交通信号制御装置は、前記第一の道路側と前記第二の道路側とで通行権が入れ替わるバックグラウンドの信号サイクルに関する情報を取得しており、
    前記交通信号制御装置の制御手段は、前記到着時刻が前記信号サイクル中の感応許可終了時刻以前である場合には、その信号サイクル内で前記第二の道路側に通行権を与える請求項1〜3のいずれか1項に記載の交通信号制御システム。
  5. 前記車載装置の送信手段は前記第二の道路側への通行権の付与を要求する要求情報を更に送信し、前記交通信号制御装置の受信手段は前記要求情報を更に受信し、
    前記交通信号制御装置の制御手段は、前記要求情報の受信を条件として前記到着時刻の予測を行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の交通信号制御システム。
  6. 前記車載装置は、前記交差点の制御種別情報を取得する手段を更に有し、取得した前記制御種別情報がリコール制御である場合に前記要求情報を自身の前記送信手段に送信させる請求項5に記載の交通信号制御システム。
  7. 前記車載装置は、目的地までの誘導経路を探索する探索手段と、その誘導経路が前記交差点を経由するか否かを判定する判定手段とを更に有し、
    前記車載装置は、前記判定手段での判定結果が肯定的である場合に前記要求情報を自身の前記送信手段に送信させる請求項5又は6に記載の交通信号制御システム。
  8. 前記交通信号制御装置の制御手段は、前記通行権の付与に伴う前記信号灯器の切り替わりタイミングに関する予定情報を自身の前記送信手段に送信させる請求項1〜7のいずれか1項に記載の交通信号制御システム。
  9. 前記第二の道路を走行する前記車両を感知する車両感知器を更に備え、
    前記交通信号制御装置の制御手段は、前記車両感知器による前記車両の感知時刻と前記到着時刻とのいずれか早い方に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える請求項1〜8のいずれか1項に記載の交通信号制御システム。
  10. 通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器と、この信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置とを備えた交通信号機であって、
    前記交通信号制御装置は、前記第二の道路を走行する車両の位置情報から当該車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段を有することを特徴とする交通信号機。
  11. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の交通信号制御システムに使用する車載装置。
  12. 通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御方法であって、
    前記第二の道路を走行する車両の位置情報から当該車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与えることを特徴とする交通信号制御方法。
  13. 通常時に通行権がある第一の道路とその通行権がない第二の道路とが合流する交差点に設置された信号灯器をリコール制御する交通信号制御装置と、前記第二の道路を走行する車両に搭載された車載装置と、この車載装置と狭域通信すべく前記第二の道路における前記交差点の上流側に設置された路上装置とを連携させた交通信号制御システムであって、
    前記車載装置は、前記車両の速度情報を前記路上装置に送信する送信手段を有し、
    前記交通信号制御装置は、前記路上装置から前記速度情報を受信する受信手段と、前記路上装置の狭域通信位置と受信した前記速度情報とから前記車両の前記交差点への到着時刻を予測し、その到着時刻に基づいて前記第二の道路側に通行権を与える制御手段とを有することを特徴とする交通信号制御システム。
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