JP2016122439A - レーダセンサを用いた交差点における衝突の回避 - Google Patents

Abstract

【課題】交差点において、衝突事故の発生を回避させるように交通信号灯を制御する。
【解決手段】交差点内に存在中及び、交差点に接近中の車両及び交通弱者を含むオブジェクトの位置、速度、寸法、及び移動方向をレーダセンサ１２Ａ−１２Ｄを用いて検出する。この情報を利用して、検出した全てのオブジェクトの軌跡を算出し、オブジェクト同士が衝突する可能性が高いと判断した場合には、衝突を回避するために１つ又は複数の交通信号１６の切り替わりを遅延する。
【選択図】図１

Description

本発明は、衝突の回避に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、交差点における衝突を予測及び回避するように設計されたレーダベースのシステムに関する。

１つの実施形態では、本発明は、複叉路交差点における衝突を回避するシステムを提供する。前記システムは、全ての方面から前記交差点に接近中のオブジェクトを検出するように配置された１つ又は複数のレーダセンサと、前記交差点における交通信号を制御するための交通信号及び矢印式信号制御装置と、周囲状況センサとを含む。前記周囲状況センサは、前記交差点付近の空気に関する少なくとも１つの周囲温度値と、少なくとも１つの相対湿度値とを検出することができる。前記システムは、前記レーダセンサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置と、前記周囲状況センサとに電気的接続された中央制御装置も含む。前記システムの前記中央制御装置は、前記レーダセンサと、前記周囲状況センサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置とからの各データを受信する。前記中央制御装置は、これらのデータを利用して、交通信号の切り替わり中における衝突の可能性を予測する。前記制御装置が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、前記制御装置は、前記交通信号及び矢印式信号制御装置に命令を発して、前記交通信号の切り替わりを遅延させる一方で、前記交差点に対する予め規定された交通信号タイミングシーケンスは維持されるようにする。

本発明の別の実施形態は、横断歩道を含む複叉路交差点における衝突を回避するシステムを提供する。この実施形態では、前記レーダセンサは、全ての方面から前記交差点に接近中のオブジェクトを検出し、かつ、前記横断歩道内のオブジェクトを検出するように配置されている。この実施形態にはさらに、前記システムの前記中央制御装置にデータを供給する歩行者信号制御装置も含まれる。前記中央制御装置は、前記データを、前記レーダセンサと、前記周囲状況センサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置とからの各データと共に利用して、交通信号の切り替わり中における衝突の可能性を予測する。前記制御装置が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、前記制御装置は、前記交通信号及び矢印式信号制御装置に命令を発して、前記交通信号の切り替わりを遅延させる一方で、前記交差点に対する予め規定された交通信号タイミングシーケンスは維持されるようにする。

本発明のいくつかの実施形態では、前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する交通信号が青色から黄色を経て赤色に変化するとき、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化するときに発生する。前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させることを含む。

本発明の別の実施形態では、前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する信号矢印が青色から黄色を経て赤色に変化するとき、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化するときに発生する。前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させることを含む。

前記システムが歩行者信号制御装置を含んでいる実施形態では、前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記歩行者信号が「止まれ」（don't walk）から「進め」（walk）に変化するのを遅延させることもさらに含む。

いくつかの実施形態では、前記中央制御装置は、前記衝突の可能性を高度道路交通システムへと通信することができる。

前記システムのいくつかの実施形態には、機能不全の存在及び機能不全の原因に関して前記システムの動作を監視するウォッチドッグ機構が含まれる。前記システムの前記実施形態にはさらに、前記機能不全の原因への依存を回避するよう前記中央制御装置に指示するフェイルセーフ機構も含まれる。前記ウォッチドッグ機構が機能不全を検出すると、前記ウォッチドッグ機構が前記フェイルセーフ機構を作動させる。

別の実施形態では、本発明は、衝突を回避するために交通信号を操作する方法を提供する。前記方法は、交差点に存在中又は接近中の少なくとも１つのオブジェクトの検出を含む。検出される各オブジェクトは、車両又は交通弱者である。検出された各オブジェクトに関して、位置、移動方向、速度及び寸法が受信される。前記交差点付近の空気に関する温度値と、相対湿度値も受信され、前記交差点の摩擦係数が推定される。検出された各オブジェクトの軌跡が算出される。前記交通信号が切り替わるまでの残り時間が受信される。その後、検出された全てのオブジェクトに対する前記軌跡と、前記交差点の前記摩擦係数と、前記交通信号が切り替わるまでの前記残り時間とを利用して、衝突の可能性が算出される。最後に、衝突を回避するために、前記交通信号の切り替わりが遅延される。交通の流れが中断されるのを防止するために、予め規定された交通信号タイミングシーケンスは、前記遅延にもかかわらず維持される。

本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付図面の考察よって理解されるであろう。

衝突を回避するシステムの１つの考えられる実施形態を示す図である。 図１に図示された本発明の実施形態を説明するための図であり、この実施形態は、交差点を通って反対方向へと走行する車両に関連する衝突の確率を低減するように構成され、４叉路交差点に設置されたシステムの形態で実現されている。 本発明のいくつかの実施形態で使用される制御盤筐体を示す図である。 ４つの方面を有する交差点において左折する車両に関連する衝突を低減するように構成された、本発明の別の実施形態を示す図である。 車両対歩行者の衝突に対して警告を発するように構成された、本発明の別の実施形態を示す図である。 左折に関連する衝突の可能性を検出するための、１つの考えられる方法を示す図である。 図５のプロセスに即した交差点の動作を説明するための図である。 衝突の可能性を検出するための、１つの考えられるプロセスを示す図である。 図６のプロセスに即した交差点の動作を説明するための図である。

発明の詳細な説明
本発明の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本発明が、その適用に関して、以下の説明に明記された又は以下の図面に図示された構造の詳細、及び構成要素の配置に限定されていないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態も考えられ、種々の方式で実施又は実行することが可能である。

図１は、横断歩道を含む４叉路交差点で使用するために構成された、衝突を回避するシステム１０の１つの考えられる実施形態を示す。この実施形態では、システム１０は４つのレーダセンサ１２Ａ−Ｄを有し、これらのレーダセンサ１２Ａ−Ｄは、交差点のそれぞれ異なる方面に接近中又は存在中のオブジェクトを検出するためにそれぞれ配置されている。レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、各自が配備されている交差点又は交差点付近におけるオブジェクトの位置及び速度に関するデータを検出及び通信する。４つ未満又は５つ以上の方面を有する交差点で使用するために構成されたシステムの実施形態では、交差点に接近中の車両を検出するために別の個数のレーダセンサを使用してもよい。実施形態によっては、交差点の１つの方面に対して１つよりも多い又は少ないレーダセンサを使用してもよい。システム１０は、少なくとも１つの交通信号１６のタイミングを制御するための、交通信号及び矢印式信号制御装置１４も含む。交通信号１６は、赤色、黄色、青色、信号矢印又は別の交通信号を含む任意の信号機であってよい。システム１０は、歩行者信号２０のタイミングを制御するための、歩行者信号制御装置１８も含む。例えば、システム１０が横断歩道のない交差点に配備されている他の実施形態では、システム１０に歩行者信号制御装置は含まれない。システム１０はまた、当該システムが配備されている交差点付近の周囲状況が検出可能となるように配置された、周囲状況センサ２２を含むこともできる。この実施形態では、周囲状況センサ２２は、周囲温度に関するデータと、交差点付近の空気の相対湿度に関するデータとを検出及び通信する。また別の実施形態では、周囲状況センサ２２が、衝突の可能性を予測するために有益な別の周囲状況を検出するようにしてもよい。例えば停止距離又は他の計算値を供給する場合に、運転者又は歩行者の視認性を考慮するために受光レベルを検出してもよい。

図示された実施形態では、システム１０は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄと、交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８と、周囲状況センサ２２とに電気的接続された中央制御装置２４も含む。この電気的接続は、装置間での電気信号又はデータ信号の伝送が可能となるように構築された無線通信又は有線通信とすることができ、これには光ファイバ、無線周波数及びその他の手段が含まれる。中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄと、交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８と、周囲状況センサ２２とからの各データを受信する。中央制御装置２４は、これらのデータを利用して、レーダセンサ１２Ａ−Ｄによって検出されたオブジェクト同士の間の衝突の可能性を予測する。衝突の可能性を予測するために制御装置によって使用されるいくつかの考えられるプロセスを以下に記載し、図５、図５Ａ、図６及び図６Ａに図示する。

予測された衝突の種類によっては、交差点における交通信号の切り替わりを遅延させることによって衝突を回避できる可能性がある。例えばあるケースでは、車両がまだ交差点を通過している間に、又は、車両が中速度から高速度で交差点に接近している間に、他の車両が交差点へ進入するのを阻止するために、交通信号１６の赤色から青色への切り替わりを遅延させることができる。また別のケースでは、車両がまだ交差点を通過している間に、又は、車両が中速度から高速度で交差点に接近している間に、歩行者が交差点へ進入するのを阻止するために、歩行者信号２０の“「止まれ」（Don't Walk）”から“「進め」（Walk）”への切り替わりを遅延させることができる。もちろん、横断歩道を横断すべき時、及び、横断歩道の外で待機すべき時を歩行者に合図するために、“「止まれ」（Don't Walk）”や“「進め」（Walk）”の文言ではなくユニバーサルシンボルを表示、照明、又は、その他の方法で作動させてもよい。中央制御装置２４が、回避可能な１つ又は複数の衝突が発生する可能性が高いと予測すると、中央制御装置２４は、交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８とに命令を発して、衝突を回避するために１つ又は複数の交通信号の切り替わりを遅延させる。

交通の流れが交通信号によって制御される交差点では、交通信号の切り替わりは、予め規定された交通信号タイミングシーケンスで発生する。以下に、南北／東西の４叉路交差点における交通信号タイミングシーケンスの例を挙げる：南北の信号は、１９秒間青色信号であり、その後４秒間黄色信号であり、それから２３秒間赤色信号である。南北の信号が青色又は黄色である２３秒間には、東西の信号は赤色である。南北の信号が赤色である２３秒間には、東西の信号は１９秒間青色信号であり、その後４秒間黄色信号である。このタイミングシーケンスが繰り返されることによって、交差点を通過する交通の流れが可能となる。１つの方向への交通の流れを他の方向よりも多くすることができるようにするために、より長い青色信号と、対応して、より長い赤色信号とを含む別の交通信号タイミングシーケンスも考えられる。この交通信号タイミングシーケンスは、１つの道路が他の道路よりも大きい場合に典型的である。交通技術者は、所与の交差点においてどのようなシーケンスが最良に機能するかを判断する。１つの交差点に対して複数のシーケンスを使用してもよい。交通信号タイミングシーケンスは、時刻のような、交通の流れに影響を及ぼす要因を考慮して選択される。交差点を通行する交通の流れの管理は、特に、交差点に対して設定されている交通信号タイミングシーケンスの維持に依存している。

本発明の実施形態では、本システムが配備された交差点に対して設定されている交通信号タイミングシーケンスが維持される。中央制御装置２４が交通信号の切り替わりを遅延させた場合には、設定されている交通信号タイミングシーケンスを維持するために、中央制御装置２４は、遅延時間を延長するのではなく信号の切り替わりから遅延時間を減算する。例えば、車両が交差点を通過できるようにするために、中央制御装置２４が赤色から青色への交通信号１６の切り替わりを２秒間遅延させた場合には、交通信号１６が青色である時間は、遅延なしの場合の時間よりも２秒間短くなる。青色から黄色への交通信号１６の切り替わりは、遅延に関係なく、設定されていた開始時間と同時に開始され、こうすることによって設定されている交通信号タイミングシーケンスが維持される。

高度道路交通システム（Intelligent traffic Systems）は、相互接続された交通インフラストラクチャを通行する輸送の安全性及び交通の流れを改善し、さらには、輸送インフラストラクチャ及び車両への通信技術の統合を改善する。通信技術の統合によって、車両とインフラストラクチャの路車間通信（Ｖ２Ｉ）と、車両と車両の車車間通信（Ｖ２Ｖ）とを含む、種々のＶ２Ｘ通信技術が可能となる。

また別の実施形態では、中央制御装置２４によって衝突の可能性が高いと予測された交差点付近に存在する車両に対して合図するために、車両と周囲との通信を可能にする車車間／路車間通信（Ｖ２Ｘ）又は他の通信技術を使用することができる。

高度道路交通システムによっては、単一の交差点が、所期の交通の流れを実現するため又は他の目的のために１つのグループとして制御されるより大きな交差点グループの一部であることがある。このグループ制御は、グループに対する１つの全体的な交通シグナリングパターンによって実現される。グループ制御の機能の一部として、衝突を回避するシステム１０が、個々の交差点における交通信号の切り替わりを遅延させる。いくつかの実施形態では、全体的な交通シグナリングパターンの崩壊を回避するために、システム１０が配備された交差点に対して設定されている交通信号タイミングシーケンスが、中央制御装置２４によって上述したように維持される。このようにして本システムによれば、交通信号タイミングシーケンスのずれに起因した交通遅延が、交差点グループ全体に亘って伝播してしまうことが回避され、これによって、より大きな交差点グループに対して設定されている交通信号タイミングシーケンスが維持される。

いくつかの実施形態では、衝突を回避するシステム１０は、ウォッチドッグ機構２６を含む。ウォッチドッグ機構２６は、中央制御装置２４とは別個のものでもよいし、又は中央制御装置２４に組み込まれていてもよい。ウォッチドッグ機構２６は、ソフトウェア、ハードウェア、又は、両方の組み合わせで実現することができる。ウォッチドッグ機構２６は、センサと、制御装置と、信号とを含む、システム１０の構成要素を監視して、これらが正常に機能していることを保証する。ウォッチドッグが構成要素の機能不全を検出した場合には、ウォッチドックが適切なフェイルセーフ機構２８を実施する。フェイルセーフ機構２８は、ソフトウェア、ハードウェア、又は、両方の組み合わせで実現することができる。例えば、一方のセンサが車両の存在を検出し、他方のレーダセンサもこの車両を検出するはずであることをウォッチドッグは把握しているが、この他方のレーダセンサはこの車両の存在を報告してこないというような場合に、ウォッチドッグは、これらのセンサの一方又は両方が機能不全であると判断することができる。このようにしてウォッチドッグは、これらのセンサからの正確な測定値に依存したシステムの機能をバイパスするためのフェイルセーフを実施することができる。また別の例では、中央制御装置２４と構成要素との通信を全体的に停止して、影響を受けた構成要素に基づくいかなる行動をも回避するためのフェイルセーフをトリガすることができる。

図２は、交差点３０に設置された、衝突を回避するシステム１０を示す。交差点３０は、４つの方面３０Ｎ，３０Ｓ，３０Ｅ，３０Ｗを有する。交差点３０はさらに、４つの横断歩道３１Ｎ，３１Ｓ，３１Ｅ，３１Ｗも有する。図示されているのは４叉路交差点であるが、他の実施形態においてシステム１０を、これとは異なる数の方面を有する交差点に使用するために構成してもよい。交差点３０は、４つの信号柱３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄを有し、これらの信号柱には、レーダセンサ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄと、４つの交通信号１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄと、４つの歩行者信号２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄとが取り付けられている。交通信号は、交通信号及び矢印式信号制御装置１４によって制御され、歩行者信号は、歩行者信号制御装置１８によって制御される。交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８と、周囲状況センサ２２と、中央制御装置２４とは、制御盤筐体３４の中に配置されている。図２Ａは、制御盤筐体３４をより詳細に図示している。本システムの別の実施形態では、交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８と、周囲状況センサ２２と、中央制御装置２４とを互いに別々に配置することもでき、又は、信号柱の上若しくは中に設置された箱のような別の位置に、若しくは地下に、若しくは公知の別の方法を用いて配置することもできる。

図１に関連して上で説明したように、レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、各自が配備されている交差点内又は交差点付近に存在するオブジェクトを検出し、検出された各オブジェクトの位置及び速度に関するデータを通信する。レーダセンサ１２Ａ−Ｄによって検出可能なオブジェクトには、少なくとも車両と交通弱者とが含まれる。車両には、少なくとも自動車とトラックとが含まれる。交通弱者には、少なくとも歩行者、自転車乗用者、原動機付自転車乗用者（モペッド）、又は、交差点内若しくは交差点付近に存在する車両よりも小型のその他のオブジェクト、若しくは車両よりも低速で移動するその他のオブジェクトが含まれる。

図２に図示された実施形態では、レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、４つ全ての方面３０Ｎ，３０Ｓ，３０Ｅ，３０Ｗから交差点３０に接近中の進入車両４０及び反対側の進入車両５０の位置及び速度の検出が容易になるように配置又は方向付けされている。

図２に図示された実施形態では、レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、進入車両４０及び反対側の進入車両５０の位置及び速度に関するデータを収集する。レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、これらのデータを中央制御装置２４へと送信し、中央制御装置２４は、交通信号及び矢印式信号制御装置１４と、歩行者信号制御装置１８と、周囲状況センサ２２とから収集したデータと共にこれらのデータを利用して、交通信号の切り替わりを遅延させることによって回避できる衝突の可能性を予測する。

以下は、図２に図示された本発明の実施形態における交通信号の切り替わりの例である。交通信号の切り替わりは、交通信号１６Ａ−Ｄの１つが、進入車両に対して停止するよう合図するために青色から黄色を経て赤色へと変化するとき、又は、停止車両に対して交差点を通って移動を開始してもよいことを合図するために赤色から青色へと変化するとき、又は、車両に対してこれ以上交差点を通って左折走行できないことを合図するために青色の信号矢印から黄色の信号矢印を経て赤色の信号矢印に変化するときに発生する。交通信号の切り替わりはまた、歩行者信号２０Ａ−Ｄの１つ以上が、歩行者に対して横断歩道に進入しないよう合図するために“「進め」（Walk）”から“「止まれ」（Don't Walk）”に変化するとき、又は、歩行者に対して道路の横断を開始するために横断歩道に進入してもよいことを合図するために“「止まれ」（Don't Walk）”から“「進め」（Walk）”に変化するときにも発生する。所与の交差点における交通の制御方法に応じて、複数の交通信号の切り替わりを同時に又は異なるシーケンスで発生させてもよい。

従来型のシステムの場合における交通信号の切り替わりにおいては、交通信号１６Ａ，１６Ｃが青色から黄色を経て赤色に切り替わり、交通信号１６Ｂ，１６Ｄが赤色から青色に切り替わることによって、進入車両４０の位置又は速度を考慮することなく、反対側の進入車両５０に対し、交差点を通って進行するよう合図する。もし進入車両４０のいずれかが停止することなく交差点３０に進入してしまったら、衝突が発生する可能性があり、場合によっては物的損害、損傷、人命の損失が引き起こされるおそれがあるだろう。

図２において、レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、進入車両４０及び反対側の進入車両５０が交差点３０に接近するとき又は進入するために待機しているときに、進入車両４０及び反対側の進入車両５０の速度及び位置を検出する。進入車両４０は、交通信号１６Ａ及び１６Ｃによって合図される。反対側の進入車両５０は、交通信号１６Ｂ及び１６Ｄによって合図される。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、中央制御装置２４は、衝突を回避するために信号の切り替わりを遅延させる。例えば、交通信号１６Ａ及び１６Ｃが黄色から赤色に切り替わっている間に、進入車両４０のいずれかが減速することなく加速し、それと同時に反対側の進入車両５０が中速度で進入してきた場合には、中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄによって検出された車両の位置及び速度に基づいて、衝突の可能性が高いと予測することができる。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと予測した場合には、中央制御装置２４は、交通信号及び矢印式信号制御装置１４に命令を発し、交通信号及び矢印式信号制御装置１４は、反対側の進入車両５０が交差点に進入するのを遅らせるために充分な程度だけ、交通信号１６Ｂ，１６Ｄの赤色から青色への切り替わりを遅延させ、そして、進入車両４０が安全に交差点を通過するための時間を与える。中央制御装置２４はさらに、横断歩道３１Ｅに進入する歩行者との衝突を回避するために歩行者信号制御装置１８にも命令を発し、歩行者信号制御装置１８は、歩行者信号２０Ａ，２０Ｂの“「止まれ」（Don't Walk）”から“「進め」（Walk）”への切り替わりを遅延させる。

また別の考えられる実施形態が、図３に示されている。この実施形態では、レーダセンサ１２Ａ−Ｄは、進入車両４０が交差点を通って左折するときに進入車両４０の速度及び位置を検出することができ、反対側の進入車両５０が交差点に接近するか、又は交差点に進入するために待機を解除したときに、反対側の進入車両５０の速度及び位置を検出することができる。進入車両４０は、交通信号１６Ａによって合図される。反対側の進入車両５０は、交通信号１６Ｃによって合図される。例えば、交通信号１６Ａが黄色の信号矢印から赤色の信号矢印に切り替わっている間に、進入車両４０がそれでもなお左折するために交差点に進入又は交差点を通行し、それと同時に反対側の進入車両５０が交差点に進入するために待機を解除した場合、又は中速度で進入してきた場合には、中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄによって検出された車両の位置及び速度に基づいて、衝突の可能性が高いと予測することができる。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと予測した場合には、中央制御装置２４は、交通信号及び矢印式信号制御装置１４に命令を発し、交通信号及び矢印式信号制御装置１４は、反対側の進入車両５０が交差点に進入するのを遅らせるために充分な程度だけ、交通信号１６Ｃの赤色から青色への切り替わりを遅延させ、そして、進入車両４０が安全に交差点を通過するための時間を与える。中央制御装置２４はさらに、横断歩道３１Ｎに進入する歩行者との潜在的な衝突を回避するために歩行者信号制御装置１８にも命令を発し、歩行者信号制御装置１８は、歩行者信号２０Ｂ，２０Ｃの“「止まれ」（Don't Walk）”から“「進め」（Walk）”への切り替わりを遅延させる。

また別の考えられる実施形態が、図４に示されている。図４は、予測された車両対歩行者の衝突に対して警告するための、システム１０の使用方法を示している。この実施形態では、歩行者６０は、交差点３０の横断歩道３１Ｗを横断している。交通信号１６Ａは赤色であり、歩行者信号２０Ｄには“「進め」（Walk）”と表示されている。歩行者６０には、右折するために交差点に接近中の進入車両４０は見えない。なぜなら、歩行者６０の視界は、大型の車両７０によって遮られているからである。もし進入車両４０が右折する前に停止しなかったら、歩行者６０と進入車両４０との間で衝突が発生する可能性があるだろう。中央制御装置２４が、このような衝突の可能性が高いと予測した場合には、中央制御装置２４は、Ｖ２Ｘ又は他の通信技術を用いて警告を発することができる。また別の実施形態では、レーダセンサ１２Ａ−Ｄからのデータによって、衝突の可能性が高い場所に他の交通弱者が存在することが示された場合に、中央制御装置が警告を発する。また別の実施形態では、交通弱者が車道内に存在する場合に、このことに基づいて信号の切り替わりを遅延させ、こうすることによって衝突を回避することができる。

図５、図５Ａ、図６及び図６Ａは、衝突の可能性を求めるために中央制御装置２４が使用するプロセスを、システム１０の複数の実施形態に基づいて示す。これらのプロセスは、レーダセンサによって供給されるデータを使用し、これらのデータは、以下の変数によって表される：Ｘ１（ｔ）及びＸ２（ｔ）は、それぞれ東西に移動する車両の位置であり、Ｙ１（ｔ）及びＹ２（ｔ）は、それぞれ南北に移動する車両の位置であり、Ｖｘ１（ｔ）、Ｖｘ２（ｔ）、Ｖｙ１（ｔ）、及びＶｙ２（ｔ）は、各方向における車両の速度である。中央制御装置２４は、レーダセンサからのデータを利用して、各方向における車両の加速度を表すａｘ１（ｔ）、ａｘ２（ｔ）、ａｙ１（ｔ）、及びａｙ２（ｔ）を算出する。加速度の負の値は、減速を表す。周囲状況センサ２２は、交差点３０付近の空気の温度である周囲温度値（Ｔ）と、交差点３０付近の空気の相対湿度である相対湿度値（ｒＨ）とを、中央制御装置２４に供給する。中央制御装置２４は、Ｔ及びｒＨを使用して路面の摩擦係数（μ）を推定する。

図５は、左折状況に関連する衝突を検出及び回避するためにシステム１０によって使用される１つの考えられるプロセス２００を示す。プロセス２００は、ソフトウェア、ハードウェア、又は、両方の組み合わせで実現することができる。図５Ａに図示されるように、プロセス２００は、交差点３０における２つの車両、すなわち北に移動するＹ１と、南に移動するＹ２とを含む。交通信号１６Ｂは、左折の信号矢印を表示し、Ｙ１は、北に走行して西へ左折する。交通信号１６Ｄは、停止のための赤色を表示し、Ｙ２は、交差点を一直線に通る軌跡上で南に移動する。ステップＳ１において中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄから、各車両の位置Ｙ１（ｔ）及びＹ２（ｔ）と、速度Ｖｙ１（ｔ）及びＶｙ２（ｔ）とを受信し、周囲状況センサ２２から、交差点付近の空気の温度Ｔと、含水率ｒＨとを受信し、交通信号及び矢印式信号制御装置１４から、信号矢印のための残り時間ｔ^＊を受信する。ステップＳ２において中央制御装置２４は、これらのデータを利用して、各車両の加速度ａｙ１（ｔ）及びａｙ２（ｔ）と、路面の摩擦係数μとを算出する。ステップＳ３において中央制御装置２４は、車両の軌跡を算出し、Ｙ１が交差点を横断する時間ｔｎと、Ｙ２が交差点を横断する時間ｔｓとを推定する。ステップＳ４において中央制御装置２４は、ｔｓと、ｔｎと、ｔ^＊とを比較して、衝突の可能性を予測する。例えば、Ｙ２が交差点に停止していて動いていない場合であって、Ｙ１が交差点を通行して左折しようとしているが、ｔｎがｔ^＊よりも大きいというような場合には、中央制御装置２４は、もし交通信号１６Ｄが赤色から青色に切り替わり、まだＹ１が左折している間にＹ２が交差点に進入してしまったら衝突が発生する可能性が高い、ということを予測することができる。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ５において、交通信号及び矢印式信号制御装置１４に命令を送信して、Ｙ２が交差点に進入するのを防ぐために赤信号から青信号への切り替わりを遅延させ、こうすることによって衝突を潜在的に回避し、そして、ステップＳ１に戻ってプロセスを再開する。中央制御装置２４が、衝突が発生する可能性が低いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ１に戻ってプロセスを再開する。

図６は、右左折に関連しない起こり得る衝突を検出及び回避するためにシステム１０によって使用される１つの考えられるプロセス３００を示す。プロセス３００は、ソフトウェア、ハードウェア、又は、両方の組み合わせで実現することができる。図６Ａに図示されるように、プロセス３００は、交差点３０における４つの車両Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，及びＹ２を含む。交通信号１６Ｂ及び１６Ｄは，青色から黄色を経て赤色へと切り替わっている最中であり、交通信号１６Ａ及び１６Ｃは、今にも赤色から青色へと切り替わろうとするところである。車両Ｘ１及びＸ２は、赤色の交通信号１６Ａ及び１６Ｃのために停止している。車両Ｘ１は西を向いており、車両Ｘ２は東を向いている。車両Ｙ１は、交差点に進入中で北に走行しており、車両Ｙ２は、交差点内で南に走行しており、今にも交差点を通過しようとするところである。ステップＳ１１において中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄから、各車両の位置Ｙ１（ｔ）、Ｙ２（ｔ）、Ｘ１（ｔ），及びＸ２（ｔ）と、速度Ｖｙ１（ｔ）、Ｖｙ２（ｔ）、Ｖｘ１（ｔ）、及びＶｘ２（ｔ）とを受信し、周囲状況センサ２２から、交差点付近の空気の温度Ｔと、含水率ｒＨとを受信し、交通信号及び矢印式信号制御装置１４から、交通信号の切り替わりが完了するまでの残り時間ｔ^＊を受信する。ステップＳ１２において中央制御装置２４は、これらのデータを利用して、各車両の加速度ａｙ１（ｔ）、ａｙ２（ｔ）、ａｘ１（ｔ）、及びａｘ２（ｔ）と、路面の摩擦係数μとを算出する。ステップＳ１３において中央制御装置２４は、車両の軌跡を算出し、Ｙ１が交差点を横断する時間ｔｎと、Ｙ２が交差点を横断する時間ｔｓと，Ｘ１が交差点を横断する時間ｔｗと、Ｘ２が交差点を横断する時間ｔｅとを推定する。ステップＳ１４において中央制御装置２４は、ｔｎと、ｔｓと、ｔｗと、ｔｅと、ｔ^＊とを比較して、衝突の可能性を予測する。例えば、ｔｎがｔ^＊よりも大きい場合には、もしＹ１が交差点を通過する前に、交通信号１６Ａ及び１６Ｄが赤色から青色に切り替わったら、Ｘ１及びＸ２が交差点に進入してしまう可能性がある。このケースでは、中央制御装置２４は、衝突の可能性が高いと予測するであろう。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ１５において、交通信号及び矢印式信号制御装置１４に命令を送信して、Ｘ１及びＸ２が交差点に進入するのを防ぐために赤信号から青信号への交通信号１６Ａ及び１６Ｄの切り替わりを遅延させ、こうすることによって衝突を潜在的に回避し、そして、ステップＳ１１に戻ってプロセスを再開する。中央制御装置２４が、衝突が発生する可能性が低いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ１１に戻ってプロセスを再開する。

このようにして本発明は、特に、制御装置及びレーダセンサを利用して交差点における衝突を回避するシステム及び方法を提供する。本発明の種々の特徴及び利点は、従属請求項に記載されている。

図６は、右左折に関連しない起こり得る衝突を検出及び回避するためにシステム１０によって使用される１つの考えられるプロセス３００を示す。プロセス３００は、ソフトウェア、ハードウェア、又は、両方の組み合わせで実現することができる。図６Ａに図示されるように、プロセス３００は、交差点３０における４つの車両Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，及びＹ２を含む。交通信号１６Ｂ及び１６Ｄは，青色から黄色を経て赤色へと切り替わっている最中であり、交通信号１６Ａ及び１６Ｃは、今にも赤色から青色へと切り替わろうとするところである。車両Ｘ１及びＸ２は、赤色の交通信号１６Ａ及び１６Ｃのために停止している。車両Ｘ１は西を向いており、車両Ｘ２は東を向いている。車両Ｙ１は、交差点に進入中で北に走行しており、車両Ｙ２は、交差点内で南に走行しており、今にも交差点を通過しようとするところである。ステップＳ１１において中央制御装置２４は、レーダセンサ１２Ａ−Ｄから、各車両の位置Ｙ１（ｔ）、Ｙ２（ｔ）、Ｘ１（ｔ），及びＸ２（ｔ）と、速度Ｖｙ１（ｔ）、Ｖｙ２（ｔ）、Ｖｘ１（ｔ）、及びＶｘ２（ｔ）とを受信し、周囲状況センサ２２から、交差点付近の空気の温度Ｔと、含水率ｒＨとを受信し、交通信号及び矢印式信号制御装置１４から、交通信号の切り替わりが完了するまでの残り時間ｔ^＊を受信する。ステップＳ１２において中央制御装置２４は、これらのデータを利用して、各車両の加速度ａｙ１（ｔ）、ａｙ２（ｔ）、ａｘ１（ｔ）、及びａｘ２（ｔ）と、路面の摩擦係数μとを算出する。ステップＳ１３において中央制御装置２４は、車両の軌跡を算出し、Ｙ１が交差点を横断する時間ｔｎと、Ｙ２が交差点を横断する時間ｔｓと，Ｘ１が交差点を横断する時間ｔｗと、Ｘ２が交差点を横断する時間ｔｅとを推定する。ステップＳ１４において中央制御装置２４は、ｔｎと、ｔｓと、ｔｗと、ｔｅと、ｔ^＊とを比較して、衝突の可能性を予測する。例えば、ｔｎがｔ^＊よりも大きい場合には、もしＹ１が交差点を通過する前に、交通信号１６Ａ及び１６Ｃが赤色から青色に切り替わったら、Ｘ１及びＸ２が交差点に進入してしまう可能性がある。このケースでは、中央制御装置２４は、衝突の可能性が高いと予測するであろう。中央制御装置２４が、衝突の可能性が高いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ１５において、交通信号及び矢印式信号制御装置１４に命令を送信して、Ｘ１及びＸ２が交差点に進入するのを防ぐために赤信号から青信号への交通信号１６Ａ及び１６Ｃの切り替わりを遅延させ、こうすることによって衝突を潜在的に回避し、そして、ステップＳ１１に戻ってプロセスを再開する。中央制御装置２４が、衝突が発生する可能性が低いと判断した場合には、中央制御装置２４は、ステップＳ１１に戻ってプロセスを再開する。

Claims (9)

1. 複数の方面を有する交差点における衝突を回避するシステムであって、
   前記システムは、
   全ての方面から前記交差点に接近中のオブジェクトを検出するように配置された１つ又は複数のレーダセンサと、
   交通信号及び矢印式信号制御装置と、
   前記交差点付近の空気に関する少なくとも１つの周囲温度値と少なくとも１つの相対湿度値とを検出可能な周囲状況センサと、
   前記１つ又は複数のレーダセンサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置と、前記周囲状況センサとに電気的接続された中央制御装置と
   を含み、
   前記中央制御装置は、
   前記１つ又は複数のレーダセンサと、前記周囲状況センサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置とからの各データを受信し、
   交通信号の切り替わり中における衝突の可能性を予測し、
   前記交通信号及び矢印式信号制御装置に命令を発して、前記交通信号の切り替わりを遅延させる一方で、少なくとも１つの予め規定された交通信号タイミングシーケンスは維持されるようにする、
   ことを特徴とする、システム。
2. 前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する交通信号が青色から黄色を経て赤色に変化すること、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化することを含み、
   前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させることを含む
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する信号矢印が青色から黄色を経て赤色に変化すること、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化することを含み、
   前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させることを含む
   請求項１に記載のシステム。
4. 複数の方面と、少なくとも１つの横断歩道とを有する交差点における衝突を回避するシステムであって、
   前記システムは、
   全ての方面から前記交差点に接近中のオブジェクトを検出し、かつ、前記少なくとも１つの横断歩道内のオブジェクトを検出するように配置された１つ又は複数のレーダセンサと、
   交通信号及び矢印式信号制御装置と、
   歩行者信号制御装置と、
   前記交差点付近の空気に関する少なくとも１つの周囲温度値と少なくとも１つの相対湿度値とを検出可能な周囲状況センサと、
   前記１つ又は複数のレーダセンサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置と、前記歩行者信号制御装置と、前記周囲状況センサとに電気的接続された中央制御装置と
   を含み、
   前記中央制御装置は、
   前記１つ又は複数のレーダセンサと、前記周囲状況センサと、前記交通信号及び矢印式信号制御装置と、前記歩行者信号制御装置とからの各データを収集し、
   交通信号の切り替わり中における衝突の可能性を予測し、
   前記交通信号及び矢印式信号制御装置と、前記歩行者信号制御装置とに命令を発して、前記交通信号の切り替わりを遅延させる一方で、少なくとも１つの予め規定された交通信号タイミングシーケンスは維持されるようにする
   ことを特徴とする、システム。
5. 前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する交通信号が青色から黄色を経て赤色に変化すること、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化することを含み、
   前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させること、及び、前記歩行者信号が「止まれ」から「進め」に変化するのを遅延させることを含む
   請求項４記載のシステム。
6. 前記交通信号の切り替わりは、進入車両に対する信号矢印が青色から黄色を経て赤色に変化すること、及び、停止車両に対する交通信号が赤色から青色に変化することを含み、
   前記交通信号の切り替わりを遅延させることは、前記停止車両に対する前記交通信号が赤色から青色に変化するのを遅延させること、及び、前記歩行者信号が「止まれ」から「進め」に変化するのを遅延させることを含む
   請求項４記載のシステム。
7. 前記中央制御装置は、前記衝突の可能性を高度道路交通システムへと通信する
   請求項１又は４記載のシステム。
8. 前記システムはさらに、
   前記システムの動作を監視して、機能不全の存在及び機能不全の原因を検出するウォッチドッグ機構と、
   前記機能不全の原因への依存を回避するよう前記中央制御装置に指示するフェイルセーフ機構と
   を含み、
   前記機能不全の存在が検出されると、前記ウォッチドッグ機構が前記フェイルセーフ機構を作動させる
   請求項１又は４記載のシステム。
9. 衝突を回避するために交通信号を操作する方法であって、
   交差点に存在中又は接近中の少なくとも１つのオブジェクトを検出し、但し、検出される各オブジェクトは、車両又は交通弱者であり、
   検出された各オブジェクトに関して、各オブジェクトの位置、移動方向、速度及び寸法を受信し、
   前記交差点付近の空気に関する温度値と相対湿度値とを受信し、
   前記交差点の摩擦係数を推定し、
   検出された各オブジェクトに対して軌跡を算出し、
   前記交通信号が切り替わるまでの残り時間を受信し、
   検出された全てのオブジェクトに対する前記軌跡と、前記交差点の前記摩擦係数と、前記交通信号が切り替わるまでの前記残り時間とを利用して、衝突の可能性を算出し、
   衝突を回避するために、前記交通信号の切り替わりを遅延させる一方で、少なくとも１つの予め規定された交通信号タイミングシーケンスは維持する
   ことを特徴とする、方法。

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