JP2015185075A - 街灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡易な構成で、歩行者に注意喚起を行うことが可能な街灯システムを提供する。
【解決手段】車道または車道の脇に設けられた歩道に設置され、車道または歩道の所定範囲を照射する灯具（３３）と、周囲の状態を取得する周囲状態取得部（１５、２２）と、周囲状態に基づいて、車道と歩道との間に定められた境界を含む予め定められた検出領域における歩行者を検出する歩行者検出部（１３）と、検出領域で検出した歩行者の挙動を予測する予測部（１０）と、灯具とは別に設けられ、歩行者が境界を越えて車道へ進入すると予測したとき、歩行者に対し警告する警告部（３１、３２）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、街灯システムに関する。

街灯に設置された物体検知センサにより、人、車両等の有無を確認し、状況に応じ街灯ランプの点灯を調整、交通の有無の情報を周辺の街灯にも知らせ、車両等が来る前に点灯させる省エネ街灯システムが考案されている（特許文献１参照）。これにより、夜間の交通安全の役目を果たしながらエネルギーを節約できる。

また、車道を横断しようとする歩行者が走行中の車両に接触する危険性があると判定したときには、該歩行者および車両の運転者に危険回避の警告を通知する危険検出システムが考案されている（特許文献２参照）。これにより、歩行者と車両との接触を未然に防止できる。

特開２０１１−１６５５７３号公報 特開２００２−３２９２９７号公報

特許文献１では、歩行者が歩道にいても車道にいても、その区別なく点灯する。このため、歩行者が歩道上を歩いている安全な状態を危険であると誤認識する虞がある。こうした機会が多いと次第にドライバは注意を怠り、車道にいる歩行者を見落とす虞があった。また、歩行者は車道を横断をする際に横断の安全性を判断する必要があるが、特に認知、身体機能の低下している高齢者は正確な判断ができないという問題もある。

特許文献２では、街灯に、少なくとも車両との通信装置を備える必要があるため、構成が複雑化してコストも増大する。また、車道を横断する歩行者に対する警告についても開示されているが、再帰反射帯をほぼ直交する方向の歩行者の動きしか検出できない。さらに、位置形状検出部の構造も複雑である。

上記問題点を背景として、本発明は、低コストかつ簡易な構成で、歩行者に注意喚起を行うことが可能な街灯システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための街灯システムは、車道または車道の脇に設けられた歩道に設置され、車道または歩道の所定範囲を照射する灯具（３３）と、周囲の状態を取得する周囲状態取得部（１５、２２）と、周囲状態に基づいて、車道と歩道との間に定められた境界を含む予め定められた検出領域における歩行者を検出する歩行者検出部（１３）と、検出領域で検出した歩行者の挙動を予測する予測部（１０）と、灯具とは別に設けられ、歩行者が境界を越えて車道へ進入すると予測したとき、歩行者に対し警告する警告部（３１、３２）と、を備える。

上記構成によって、歩行者に対して、車道に進入しないように警告することができる。単に、灯具の点灯態様を変化させただけでは、歩行者は、街灯システムの故障と誤認識する可能性がある。一方、本発明の構成では、警告部を灯具とは別に構成することで、より確実に歩行者に警告であることを認識させることができる。

本発明の街灯システムの概略図。 街灯システムの電気的構成を示すブロック図。 警告制御処理を説明するフロー図。 歩行者の挙動の予測例を示す図。 警告出力例を示す図。 警告出力の別例を示す図。 警告解除処理を説明するフロー図。 図５の警告出力の別例を示す図。

図１のように、本発明の街灯システム１は、例えば、歩道４１上に設置され、歩道４１あるいは車道４２を照らす周知の灯具３３（本発明の警告部）の他に、制御部１０、センサ部２１、無線通信部２２、照射部３１、スピーカ３２を備える。図２のように、センサ部２１、無線通信部２２、照射部３１、音響信号出力部３２は、制御部１０に接続される。

なお、制御部１０、センサ部２１、無線通信部２２、照射部３１、スピーカ３２は、灯具３３を支持する支持部１ａに取り付ける構成でも、支持部１ａとは別の筐体に収容する構成でもよい。また、図２の構成要素を一つの筐体に収容し、電柱、あるいは信号機、標識の支柱（支持部）に、着脱可能に取り付ける構成でもよい。本構成によって、取り付け場所を選ばない、不要なれば簡単に撤去・移設ができる利点を有する。

本発明の予測部、音響信号出力部である制御部１０は、周知のＣＰＵ１１、制御プログラムおよび街灯システム１の動作に必要なデータを記憶するメモリ１２、歩行者検出部１３、車両検出部１４、および本発明の周囲状態取得部である信号入出力回路（Ｉ／Ｏ）１５を含むコンピュータとして構成される。ＣＰＵ１１がメモリ１２に記憶された制御プログラムを実行することで、街灯システム１の各種機能を実現する。

制御部１０は、Ｉ／Ｏ１５を介して、センサ部２１、無線通信部２２からの周囲情報を取得する。歩行者検出部１３は、周囲情報に基づいて歩行者の検出および歩行者の挙動の予測を行う。また、車両検出部１４は、周囲情報に基づいて車両の検出および車両の挙動の予測を行う。そして、制御部１０は、これら歩行者および車両の検出・予測結果に基づいて、Ｉ／Ｏ１５を介して、照射部３１、スピーカ３２、灯具３３の動作制御を行う。

歩行者検出部１３、車両検出部１４は、周囲情報を解析可能であり、これらの構成は、センサ部２１、無線通信部２２の構成に対応する。

センサ部２１は、街灯システム１の周囲の歩行者（自転車などの軽車両を含む）および車両を探知するもので、以下のうちの少なくとも一つを用いる。
・カメラ：歩行者検出部１３、車両検出部１４は、カメラが撮影した画像データから歩行者および車両を識別するための、周知の画像処理回路を含む。
・レーダ：歩行者検出部１３、車両検出部１４は、物体の探知位置、大きさ、高さ、移動速度などから、歩行者および車両を識別するための回路を備える。
・超音波センサ：歩行者検出部１３、車両検出部１４は、物体の探知位置、大きさ、高さ、移動速度などから、歩行者および車両を識別するための回路を備える。
・赤外線センサ：歩行者検出部１３、車両検出部１４は、物体（熱源）の探知位置、温度、移動速度などから、歩行者および車両を識別するための回路を備える。
・モーションセンサ（パッシブ型赤外線センサ素子、アクティブ型赤外線センサ素子超音波センサ、マイクロ波センサを組み合わせて用いる）：歩行者検出部１３は、歩行者がどのような動きをしているかを識別するための回路を備える。

本発明の周囲状態取得部である無線通信部２２は、他の街灯システムとのデータ通信を行う。例えば、他の街灯システムから周囲情報を受信したり、他の街灯システムへセンサ部２１から取得した周囲情報を送信する。この周囲情報には検出した歩行者および車両の位置および進行方向を含む。街灯システム１の位置は、予めメモリ１２に記憶しておいてもよいし、周知のＧＰＳ受信機を備える構成として、ＧＰＳ衛星から受信したデータに基づいて、位置を特定してもよい。

本発明の警告部である照射部３１は、灯具３３とは別に設けられる。照射部３１は、例えば、点光源であるレーザー光を照射対象上で走査させることで、目の残像を利用して造影させるレーザー光走査式プロジェクタを用いる。照射部３１の照射光は、可視光であって、昼間でも視認可能であることが望ましい。また、照射部３１として、レーザー光走査式プロジェクタの他に、本発明の機能を満たすものであれば、ＬＥＤ、電球などの他の光源を用いてもよい。

上述の構成が、「警告部は、車道へ進入すると予測した歩行者の周辺を照射する照射部（３１）を含む」ものである。本構成によって、灯具とは別に構成した照射部を用いることで、歩行者に対して、より確実に警告することができる。

本発明の警告部、音響信号出力部であるスピーカ３２は、例えば、超音波を使うことで鋭い指向性を有するパラメトリック・スピーカを用い、制御部１０からの制御指令に基づいて音響信号を出力する。音響信号を出力する他面に必要なＤ／Ａ変換回路および増幅回路等は、制御部１０あるいはスピーカ３２に含まれる。音響信号の基となるデータは、メモリ１２に記憶する。

図３を用いて、メモリ１２に記憶された制御プログラムに含まれＣＰＵ１１が実行する警告制御処理を説明する。まず、センサ部２１および無線通信部２２の少なくとも一方から周囲状態を取得する（Ｓ１１）。次に、取得した周囲状態に基づき、歩行者の存在を確認する。歩行者が存在しないとき（Ｓ１２：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻る。あるいは、本処理を終了する。一方、歩行者が存在するとき（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、歩行者が車道に進入するか否か（すなわち、歩行者の挙動）を予測する（Ｓ１３）。

図４に、街灯システム１および周辺を上方から見たものを示す。街灯システム１は、例えば、歩道４１の車道４２寄りに設置する。周囲状態の取得可能範囲、すなわち、センサ部２１の探知可能範囲である、車道４２と歩道４１との間に定められた境界（区分線４３）を含む検出領域Ｒ内には、２人の歩行者Ｐ１、Ｐ２が存在する。各歩行者の現在位置を実線で、歩行軌跡（過去の検出位置）を破線で示す。歩行者Ｐ１は、現在位置および歩行軌跡から、歩道４１から車道４２に進入すると予測する。歩行者Ｐ２は、車道４２へ向かって歩いているときもあるが、ジグザグ歩行をしているとして、車道４２に進入しないと予測する。

上述の構成が、「歩行者検出部は、歩行者の歩行軌跡を検出し、予測部は、歩行軌跡に基づいて歩行者の挙動を予測する」ものである。歩行者のみならず車両でも、軌跡に基づいて挙動を予測する技術は、様々な分野で活用されている。本構成によって、新規技術を用いることなく低コストで、より正確に歩行者の挙動を予測することができる。

歩行者の挙動の予測は、上述の歩行軌跡に基づく方法の他に、以下のうちのいずれを用いてもよい。
・カメラあるいは赤外線センサで歩行者の顔面あるいは目の位置を検出し、顔面方向（顔向き）あるいは視線方向から、歩行者の進行方向を予測する。例えば、歩行者Ｐ２がジグザグ歩行しながら歩道４１に沿って歩行していても、歩行者Ｐ２の顔あるいは視線が車道４２を向く頻度が所定割合を超えるとき、車道４２を横断すると予測する。また、歩行者Ｐ１の顔あるいは視線が車道４２を向いた状態で立ち止まり、左右方向を繰り返し見ているとき、車道４２を横断すると予測する。

上述の構成が、「歩行者検出部は、歩行者の視線方向あるいは顔向きを検出し、予測部は、視線方向あるいは顔向きの変化に基づいて歩行者の挙動を予測する」ものである。人間の視線方向を検出する技術は、様々な分野で活用されている。本構成によって、新規技術を用いることなく低コストで、より正確に歩行者の挙動を予測することができる。

・歩行者が、歩道４１と車道４２とを区分する区分線４３（縁石でもよい）から予め定められた範囲内を、予め定められた時間を超えて歩行しているとき、車道４２に進入すると予測する。例えば、歩行者Ｐ２がジグザグ歩行している領域が上述の範囲内であれば、歩行者Ｐ２が車道４２に進入すると予測する。

図３に戻り、歩行者が車道に進入すると予測しなかったとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻る。あるいは、本処理を終了する。一方、歩行者が車道に進入すると予測したとき（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、周囲状態に基づき、車両の存在を確認する。車両が存在しないとき（Ｓ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻る。あるいは、本処理を終了する。

一方、車両が存在するとき（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、車両の速度（走行軌跡から推定）および走行方向から、車両の挙動（進行方向）を予測する（Ｓ１６）。そして、車両が歩行者に接近するか否かを予測する。

図４において、車両４５が検出領域Ｒ内に進入していることを検出できる。この車両４５が、車道４２に進入すると予測した歩行者Ｐ１に接近するか否かを予測する。すなわち、歩行者Ｐ１の予測進路と、車両４５の予測進路が交差するとき、あるいは、両者の予測進路が予め定められた距離の範囲内にあるとき、車両４５が歩行者Ｐ１に接近すると予測する。

以下の場合は、両者の予測進路が予め定められた距離の範囲内にあっても、車両４５が歩行者Ｐ１に接近すると判定しなくてもよい。
・車両４５が停車したとき。
・車両４５が車道４２の中央寄りを走行しているとき。
・車両４５が右折（左側通行の場合）の方向指示器を点滅させているとき。

図３に戻り、車両が歩行者に接近しないと予測したとき（Ｓ１７：Ｎｏ）、ステップＳ１１へ戻る。あるいは、本処理を終了する。一方、車両が歩行者に接近すると予測したとき（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、照射部３１により、歩行者に対して警告するための照射を行う（Ｓ１８）。次に、スピーカ３２から音響信号を出力する（Ｓ１９）。

上述の構成が、「周囲状態に基づいて、検出領域における車両を検出する車両検出部（１４）を備え、予測部は、検出領域で検出した車両の挙動を予測し、警告部は、車両が、車道へ進入すると予測した歩行者から、予め定められた距離内に接近すると予測したとき、歩行者に対し警告する」ものである。本構成によって、車両接近時（すなわち、緊急時）にのみ警告が出力されるので、歩行者が警報を煩わしく感じることを低減できる。

次に、以下のうちの少なくとも一つを用いて、灯具３３の点灯態様を変化させて、車両に対しても警告する（Ｓ２０）。
・灯具３３の輝度を通常時よりも明るくする。
・灯具３３の発光色を通常時と異なるものとする。
・灯具３３を点滅させる。

上述の構成が、「警告部は、車両に対しても警告する」ものである。より具体的には、「警告部は、灯具の点灯態様を通常時とは異なるものとする」ものである。本構成によって、車両の運転者に対して、歩行者の進入が予測される地点に対してより前方から警告を認識させることができる。

図３において、接近する車両の有無に関係なく、歩行者が車道に進入すると予測したとき、警告（照射または音響信号の出力）を行ってもよい。このとき、ステップＳ１４：Ｙｅｓの次に、ステップＳ１８、Ｓ１９を実行する。また、照射または音響信号の出力のいずれか一方のみを実施してもよい。

図５に、警告出力の例を示す。照射部３１から、歩道４１と車道４２との間に定められた境界を含む空間に３本の光ビームＬ１を略平行に照射する（図５左、車道４２から歩道４１を見たもの）。境界は、街灯システム１と隣接する街灯システム１０１とを結んだ線でもよいし（図５右、上から見たもの）、区分線４３でもよい。光ビームＬ１の高さは、歩行者Ｐ１の上半身内に収まることが望ましい。歩行者Ｐ１の身長は、センサ部２１の探知結果から推定可能である。

上述の構成が、「照射部は、境界を含む面である境界面を照射する」ものである。本構成によって、境界面を照射することで、歩行者に対して、より確実に警告することができる。図５のように、３本の光ビームＬ１を略平行に照射すると、仮想的にガードレールを描くことになる。これにより、ガードレールを設置していない道路、あるいは、ガードレールの設置が困難な道路においても、歩行者の車道への進入に対して警告できる。

図６に、警告出力の別例を示す。照射部３１から、歩道４１と車道４２との間に定められた境界を含む空間の、歩行者Ｐ１の足元付近あるいは歩行者Ｐ１の予測進路前方に、光Ｌ２を照射する（図６左、車道４２から歩道４１を見たもの）。光Ｌ２は、略スポットライト状（図６右、上から見たもの）でもよいし、文字（「ＳＴＯＰ」など）やパターン（停止線など）でもよい。

上述の構成が、「照射部は、車道へ進入すると予測した歩行者の周辺の所定範囲の路面を照射する」ものである。本構成によって、例えば、歩行者の足元付近のような、歩行者の周辺を照射することで、歩行者に対して、より確実に警告することができる。

さらに、スピーカ３２から音響信号を出力する。音響信号は、音声メッセージ（「車が来ます」など）でもよいし、警報音でもよい。音響信号は、歩行者Ｐ１の耳付近に到達するように指向性を調節することが望ましい。歩行者Ｐ１の耳の位置は、周囲情報に含まれる物体の高さすなわち身長から推定できる。

上述の構成が、「警告部は、車道へ進入すると予測した歩行者に対して音響信号を出力する音響信号出力部（１０、３２）を含む」ものである。本構成によって、視覚だけではなく聴覚によっても警告を認識させることができる。また、より具体的には、「音響信号出力部は、指向性を有し、車道へ進入すると予測した歩行者のみが音響信号を聴取可能に、指向性を調節する」ものである。本構成によって、道路に進入しない歩行者が音響信号を聞かされて不快な思いをすることを防止できる。

図８に、図５の警告出力の別例を示す。街灯システム１は、照射部３１を複数備え、複数の境界面（Ｌ１１、Ｌ１２）に対して照射を行う。本構成は、街灯システム１が列状に設置できない場所や交差点に設置するのに適している。

図７を用いて、メモリ１２に記憶された制御プログラムに含まれＣＰＵ１１が実行する警告解除処理を説明する。本処理は、警告出力が行われているときに実行する。まず、センサ部２１および無線通信部２２の少なくとも一方から周囲状態を取得する（Ｓ３１）。次に、取得した周囲情報に基づき、以下のうちの少なくとも一つを用いて、警告に対する歩行者の応答動作の有無を判定する。

・歩行者が、光ビームＬ１（図５）あるいは光Ｌ２（図６）に気が付いたとき（これらの光に視線あるいは顔が向いたとき）、歩行者の応答動作があったと判定する。
・歩行者が停止した、あるいは、車道へ進入しないよう進行方向を変えたことを検出したとき、歩行者の応答動作があったと判定する。
・歩行者がセンサ部２１に顔を向けた状態が所定時間を超えて継続したことを検出したとき、歩行者の応答動作があったと判定する。
・歩行者がセンサ部２１に向かって手を振ったことを検出したとき、歩行者の応答動作があったと判定する。

歩行者の応答動作がないとき、すなわち、停止条件が成立しないとき（Ｓ３２：Ｎｏ）、ステップＳ３５へ進む。一方、歩行者の応答動作があったとき、すなわち、停止条件が成立したとき（Ｓ３２：Ｙｅｓ）、照射部３１の照射を停止する（Ｓ３３）。続いて、スピーカ３２からの音響信号の出力を停止する（Ｓ３４）。

上述の構成が、「予め定められた停止条件が成立したとき、警告部は、警告を停止する」ものである。より具体的には、「歩行者検出部が歩行者による予め定められた応答動作を検出したとき、停止条件が成立したとする」ものである。本構成によって、無駄な警報の出力を抑制でき、歩行者が警報を煩わしく感じることを低減できる。

次に、以下のうちの少なくとも一つを用いて、警告に対する車両の応答動作の有無を判定する。
・車両の停止を検出したとき、あるいは、歩行者を回避するための進行方向の変更を検出したとき、車両の応答動作があったと判定する。
・方向指示器の点滅を検出したとき、車両の応答動作があったと判定する。
・前照灯の点灯あるいはパッシングを検出したとき、車両の応答動作があったと判定する。

車両の応答動作がないとき、すなわち、停止条件が成立しないとき（Ｓ３５：Ｎｏ）、ステップＳ３１へ戻る。一方、車両の応答動作があったとき、すなわち、停止条件が成立したとき（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、灯具３１の点灯態様を通常状態に戻す（Ｓ３６）。

上述の構成が、「予め定められた停止条件が成立したとき、警告部は、警告を停止する」ものである。より具体的には、「車両検出部が車両の予め定められた応答動作を検出したとき、停止条件が成立したとする」ものである。本構成によって、無駄な警報の出力を抑制でき、車両の運転者が警報を煩わしく感じることを低減できる。

照射部３１、スピーカ３２および灯具３３による全ての警告を停止していないとき（Ｓ３７：Ｎｏ）、ステップＳ３１へ戻る。一方、全ての警告を停止したとき（Ｓ３７：Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

１ 街灯システム
１０ 制御部（予測部、音響信号出力部）
１３ 歩行者検出部
１４ 車両検出部
１５ 信号入出力回路（Ｉ／Ｏ、周囲状態取得部）
２１ センサ部
２２ 無線通信部（周囲状態取得部）
３１ 照射部（警告部）
３２ スピーカ（警告部、音響信号出力部）
３３ 灯具
４１ 歩道
４２ 車道
４５ 車両
Ｐ１、Ｐ２ 歩行者
Ｒ 検出領域

Claims (13)

1. 車道または車道の脇に設けられた歩道に設置され、
   前記車道または前記歩道の所定範囲を照射する灯具（３３）と、
   周囲の状態を取得する周囲状態取得部（１５、２２）と、
   前記周囲状態に基づいて、前記車道と前記歩道との間に定められた境界を含む予め定められた検出領域における歩行者を検出する歩行者検出部（１３）と、
   前記検出領域で検出した歩行者の挙動を予測する予測部（１０）と、
   前記灯具とは別に設けられ、前記歩行者が前記境界を越えて前記車道へ進入すると予測したとき、前記歩行者に対し警告する警告部（３１、３２）と、
   を備えることを特徴とする街灯システム。
2. 前記警告部は、前記車道へ進入すると予測した歩行者の周辺を照射する照射部（３１）を含む請求項１に記載の街灯システム。
3. 前記照射部は、前記境界を含む面である境界面を照射する請求項２に記載の街灯システム。
4. 前記照射部は、前記車道へ進入すると予測した歩行者の周辺の所定範囲の路面を照射する請求項２または請求項３に記載の街灯システム。
5. 前記警告部は、前記車道へ進入すると予測した歩行者に対して音響信号を出力する音響信号出力部（１０、３２）を含む請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の街灯システム。
6. 前記歩行者検出部は、前記歩行者の視線方向あるいは顔向きを検出し、
   前記予測部は、前記視線方向あるいは顔向きの変化に基づいて前記歩行者の挙動を予測する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の街灯システム。
7. 前記歩行者検出部は、前記歩行者の歩行軌跡を検出し、
   前記予測部は、前記歩行軌跡に基づいて前記歩行者の挙動を予測する請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の街灯システム。
8. 前記周囲状態に基づいて、前記検出領域における車両を検出する車両検出部（１４）を備え、
   前記予測部は、前記検出領域で検出した車両の挙動を予測し、
   前記警告部は、前記車両が、前記車道へ進入すると予測した歩行者から、予め定められた距離内に接近すると予測したとき、前記歩行者に対し警告する請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の街灯システム。
9. 前記警告部は、前記車両に対しても警告する請求項８に記載の街灯システム。
10. 前記警告部は、前記灯具の点灯態様を通常時とは異なるものとする請求項９に記載の街灯システム。
11. 予め定められた停止条件が成立したとき、前記警告部は、前記警告を停止する請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の街灯システム。
12. 前記歩行者検出部が前記歩行者による予め定められた応答動作を検出したとき、前記停止条件が成立したとする請求項１１に記載の街灯システム。
13. 前記車両検出部が前記車両の予め定められた応答動作を検出したとき、前記停止条件が成立したとする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項を引用する、請求項１１に記載の街灯システム。

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