JP2020113185A

JP2020113185A - 交差点警告システム

Info

Publication number: JP2020113185A
Application number: JP2019005264A
Authority: JP
Inventors: 尚之池田; Naoyuki Ikeda
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-27
Anticipated expiration: 2039-01-16
Also published as: JP7240182B2

Abstract

【課題】携帯端末の操作者を識別し、交差点において操作者に対して警告を行う交差点警告システムを提供することにある。【解決手段】交差点警告システム１は、交差点の横断歩道Ｗの上方に設置され、下方に向けて撮影を行う撮影部２と、横断歩道Ｗの近傍で携帯端末を操作している操作者Ｕに対して、警告音を出力する警告音出力部３と、撮影部２及び警告音出力部３とに接続した制御部４とを備えている。制御部４は信号制御部から歩行者用信号灯の点灯状態の情報に基づき、歩行者用信号灯が青信号を点灯中であって、操作者Ｕが携帯端末Ｍの表示画面Ｄを操作しながら横断歩道Ｗを歩行していると判断した場合には、警告音出力部３から操作者Ｕに対して、携帯端末Ｍの操作を抑止する音声出力を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、交差点においてスマートフォンなどの携帯端末を操作している操作者に対して警告を行う交差点警告システムに関するものである。

近年、地図検索等のアプリケーションを備えたスマートフォンは、多機能化が進み、利便性が益々向上している。このようなスマートフォンを所持するユーザが、歩きながら地図検索やメール等の操作を行うことによる事故が度々発生している。

スマートフォンの操作に集中している歩行者は、前方を十分に確認することなく歩行しているので、対向する歩行者に衝突したり、段差を踏み外す等の事故が生じ易い。特に交差点においては、携帯端末を操作している歩行者が走行車両等と接触することがあり、重大な事故に繋がる虞れがある。

特許文献１には、ユーザの移動状態を位置情報に基づいて判断し、算出された移動速度に従って歩行状態であるか否かを判断し、歩行状態の場合は、液晶表示部のバックライトを消灯させる携帯端末が開示されている。

特開２０１４−６０４８１号公報

しかし、特許文献１の携帯端末には、位置情報を取得する機能が必須であり、更に歩行状態の判定処理及び液晶表示部の点灯制御処理を備えたソフトウェアを予め携帯端末中に導入しておく必要がある。

携帯端末には、スマートフォンや折り畳み式の携帯電話等の様々な種類があり、ＧＰＳ機能の有無や、端末のＯＳの違いから、様々な携帯端末に対して、特許文献１の携帯端末用ソフトウェアを導入することが難しいという問題がある。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、携帯端末の画面の明るさに基づいて、携帯端末の操作者を識別し、交差点において携帯端末に集中している操作者に対して警告を行う交差点警告システムを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る交差点警告システムは、横断歩道の上方に設置し、下方に向けて撮影を行う撮影部と、警告音を出力する警告音出力部と、前記撮影部及び前記警告音出力部とに接続した制御部とから構成する交差点警告システムであって、
前記制御部は、前記撮影部で得られた歩行者の撮影画像に基づいて、携帯端末を操作している操作者を識別し、前記操作者に対して、前記警告音出力部から前記警告音を出力することを特徴とする。

本発明に係る交差点警告システムによれば、交差点においてスマートフォンや折り畳み式の携帯電話等の様々な携帯端末を操作している操作者に対して、警告を行うことができ、警告を行うことで操作者は携帯端末の操作を止めて、横断歩道を安全に歩行することができる。

実施例のシステム構成図である。ブロック回路構成図である。撮影画面の説明図である。表示画面を抽出した状態の説明図である。操作者に対する警告処理のフローチャート図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は交差点警告システムのシステム構成図であり、図２は交差点警告システムのブロック回路構成図であり、交差点警告システム１は、交差点の横断歩道Ｗの上方に設置され、斜め下方に向けて撮影を行う撮影部２と、横断歩道Ｗの近傍で携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕに対して、音声やブザー音等による警告音を出力する警告音出力部３と、撮影部２及び警告音出力部３とに接続した制御部４とを備えている。

また、既存の交通信号システム５は、走行車両に対する灯器である車両用信号灯６と、横断歩道Ｗを横断する歩行者Ｈに対する灯器である歩行者用信号灯７と、車両用信号灯６及び歩行者用信号灯７と接続し、車両用信号灯６及び歩行者用信号灯７の点灯制御を行う信号制御部８とから構成され、制御部４と信号制御部８とが接続されている。

なお、制御部４と信号制御部８とを別体として図示しているが、信号制御機内の信号制御部８に制御部４の機能を付加するようにしてもよい。

撮影部２はビデオカメラ等であり、例えば歩行者用信号灯７の近傍である横断歩道Ｗの上方に例えば５±０．５ｍに設置される。撮影部２は斜め下方の例えば１５±２°の俯角で信号待ちをしている歩行者Ｈの周囲を撮影範囲としており、歩行者Ｈの背後側から動画を撮影する。この動画のフレーム数は、３０ｆｐｓ程度が好ましい。

なお、検出精度を向上させるために交差点の規模に応じて撮影部２を増設してもよい。例えば、横断歩道の幅が３ｍ以上４ｍ未満の場合は１台、４ｍ以上の場合は２台が好適である。大規模の交差点では歩行者Ｈの数が多いため、死角が発生し易く、操作者Ｕを検出できない虞れがあるためである。

図３は撮影部２で撮影した画像例であり、信号待ちをしている歩行者Ｈの全体が映るように撮影範囲が調整されている。そして、歩行者Ｈの中で、スマートフォン等の携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕがいる場合には、携帯端末Ｍの明るい表示画面Ｄが映り込むようにされている。

また、昼間と夜間の両方において操作者Ｕを確実に認識するために、それぞれに異なる検出モードを用意してもよい。夜間は携帯端末Ｍの画面の輝度によって操作者Ｕを検出するのに対して、昼間は夜間に比べて周囲の明度が高くなるため、携帯端末Ｍの画面の輝度のみによって検出するのではなく、携帯端末Ｍの形状や操作等の抽出も併用することもできる。昼間の操作者Ｕの認識率を高めることにより、昼間と夜間の両方において操作者Ｕを確実に認識することが可能となる。そのために、昼間においては輝度による抽出、携帯端末Ｍの形状による抽出、携帯端末Ｍの操作による抽出の３段階で抽出・認識を行う。検出モードにおける昼モードと夜モードの切替は、信号制御部８が有する時刻情報等に基づいて行ってもよい。

警告音出力部３はスピーカであり、信号待ち又は横断歩道Ｗを通行する操作者Ｕに対して、頭上から警告音である音声の出力を行い、接続している制御部４からの出力指令に応じて音声を出力する。

この警告音出力部３は、交差点に予め設けられている付加装置である視覚障害者用のスピーカを利用するようにしてもよく、この場合には、視覚障害者に対する音声案内の出力処理を行うときを除いて、交差点警告システム１のスピーカとして動作するようにしている。

制御部４は、撮影部２で撮影した動画の各画像に対して画像処理を行い、携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕを識別する機能と、操作者Ｕに対して警告音出力部３による音声出力を行う機能とを備えている。

また、制御部４は信号制御部８から歩行者用信号灯７の点灯状態の情報を得ることができる。この制御部４は専用の制御箱を設け、制御箱内に配置するようにしてもよいし、信号制御部８が配置された制御箱に配置するようにしてもよい。

図４は制御部４により図３に示す画像例に対して画像処理を行った後の画像であり、この画像は撮影部２から出力される動画の各画像に対して二値化処理を行ったものである。この二値化処理とは、閾値となる輝度値を予め設定しておき、この閾値よりも輝度値が高い画素については黒を表示し、閾値よりも輝度値が低い画素については白を表示する処理のことである。

閾値の決定方法は、撮影部２の経年変化、カメラレンズの汚れ、周囲の街灯やネオンサインなどの設置状況により適した閾値が異なるため、相対的に判定する。このため、常に背景画像を学習し、閾値の基準となる背景画像の輝度を更新する。

閾値である背景画像の輝度を決定する方法としては、画像処理を行う前に、撮影された画像に対して作成した輝度値ヒストグラムを利用する。この輝度値ヒストグラムは、画像中の画素の輝度値の分布をグラフ化したものである。この輝度値ヒストグラムに基づいて二値化処理により画像の一部の切り出しを行なう際の閾値を決定する。例えば、２５６階調から成る８ビットで撮影した各画素に対して輝度値を取得し、横軸として輝度値(０−２５５)、縦軸として各輝度値の画素数を表した輝度値ヒストグラムの分布に基づいて、ヒストグラムの中央の輝度値、ピークが発生している輝度値、又は最も画素数が多い輝度値等を閾値として設定することができる。

閾値を携帯端末Ｍの表示画面Ｄの標準的な輝度、即ち背景画像の輝度よりも若干低い値に設定してもよく、この閾値に基づく二値化処理により、図示するように表示画面Ｄのみが抽出でき、表示画面Ｄが黒となる画像を得ることができる。なお、この場合に白黒表示は逆であってもよい。

また、表示画面Ｄの画素領域、形状、例えば小型の携帯電話からタブレット端末までの略矩形状の画面の大きさや画面の縦横比等を予め設定しておき、小型の携帯電話からタブレット端末までの画素領域以外の物体の高輝度領域を検出しても、携帯端末Ｍの表示画面Ｄの検出から除外する。同様に、略矩形状以外の物体の高輝度領域を検出しても、携帯端末Ｍの表示画面Ｄの検出から除外する。

このような除外処理を行うことで、例えば自転車等に取り付けられたＬＥＤ発光素子を、携帯端末Ｍの表示画面Ｄとして間違って検出されることを防止することができる。

図５は携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕに対する制御部４による警告処理のフローチャート図である。処理を開始すると、ステップＳ１では撮影部２で撮影された画像を随時に二値化処理を行い、携帯端末Ｍの点灯している表示画面Ｄの検出処理を行う。表示画面Ｄを検出することで、携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕの有無を識別する。

ステップＳ１の処理は、撮影部２から出力される動画を構成する各画像に対して順次に行い、上述の高輝度領域の検出処理に基づいて、携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕを識別した場合にステップＳ２に移行する。操作者Ｕを識別しない場合は、ステップＳ１を繰り返し、この繰り返す間隔は、動画の１フレームの間隔と同じとすることが好ましい。

ステップＳ２では、制御部４は信号制御部８の歩行者用信号灯７の点灯状態の情報から横断歩道Ｗの歩行者用信号灯７が青点灯か否かの判定を行う。ステップＳ２において、歩行者用信号灯７が横断不可の赤信号を点灯している、又は青信号を点滅している場合にはステップＳ３に、横断可能の青信号を点灯している場合にはステップＳ４に移行する。

歩行者用信号灯７が赤信号を点灯している、又は青信号を点滅しているステップＳ３において、ステップＳ１で検出した操作者Ｕの表示画面Ｄの画像の次画像以降の表示画面Ｄの移動量を判定する。所定時間に表示画面Ｄが所定画素数分、画像上を移動した場合には、操作者Ｕが歩行していると判定し、ステップＳ５に移行する。歩行の判定基準としては、平均的な人間の歩く速度である秒速１．２５ｍ／ｓ相当を、操作者Ｕの表示画面Ｄの画像上を移動する移動量に置き換えて、操作者Ｕの画像の移動量に基づいて歩行しているか否かを判定するようにしてもよい。

逆に、所定時間、例えば１秒間に表示画面Ｄが画像上で所定画素数分、即ち距離にして１．２５ｍ相当を移動しなかった場合は、操作者Ｕは移動していないものとしてステップＳ２に戻る。このループ処理は、操作者Ｕが信号待ちをしていると判断することができ、ステップＳ５に移行した場合には、操作者Ｕが歩行者用信号灯７の赤信号や青信号の点滅を無視して横断歩道Ｗの横断を開始したことを意味する。

そして、ステップＳ５において、制御部４は警告音出力部３に対して、「信号は赤です。注意して下さい。」との音声出力指令を行う。そして、ステップＳ５で音声出力後にステップＳ１に戻る。

ステップＳ２において、歩行者用信号灯７が青信号を点灯中、又は青信号に切換わった場合にはステップＳ４に移行する。ステップＳ４はステップＳ３と同様の処理であり、操作者Ｕが歩行しているか否かの判定を行う。

ステップＳ４において、操作者Ｕが歩行していない場合、つまり停止している状態では、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では操作者Ｕは携帯端末Ｍの操作に集中し過ぎて、歩行者用信号灯７が青信号を点灯していることを気付いていないと判断し、制御部４は警告音出力部３に対して、「青になりました。」との横断歩道Ｗの横断を促す音声出力指令を行う。この音声を聞いた操作者Ｕは、青信号であることに気付いて横断を開始する。そして、ステップＳ６で音声出力後にステップＳ１に戻る。

ステップＳ４において、操作者Ｕが歩行していると判定した場合は、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７において、操作者Ｕが携帯端末Ｍの表示画面Ｄを操作しながら横断歩道Ｗを歩行していると判断して、制御部４は警告音出力部３に対して、「歩きながらの操作は止めましょう。」との携帯端末Ｍの操作を抑止する音声出力の出力指令を行う。そして、ステップＳ７で音声出力後にステップＳ１に戻る。

ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７の警告後に、操作者Ｕが携帯端末Ｍの操作を継続した場合には、ステップＳ１からの処理により再度、警告音出力部３から警告音が繰り返し出力されることになる。

なお、ステップＳ１の表示画面Ｄを検出後に、表示画面Ｄが所定時間、例えば２秒間継続して表示画面Ｄを検出しなかった場合には、操作者Ｕは携帯端末の操作を止めたものと判断し、図５のフローチャート図の各ステップＳの処理を中止し、ステップＳ１に戻ることになる。

このように、交差点の横断歩道Ｗを渡る前で、携帯端末Ｍを操作している操作者Ｕを識別することで、携帯端末Ｍを操作しながら横断歩道Ｗに進入する人や、携帯端末Ｍの操作に集中し過ぎて青信号に変わったことに気付かない人に対して、音声による警告を行うことが可能となる。そして、警告することで、操作者Ｕは携帯端末Ｍの操作を止めて、横断歩道Ｗを安全に渡ることができる。

本実施例の交差点警告システムでは、操作者Ｕが使用する携帯端末Ｍに専用のソフトウェアを導入する必要がない。従って、スマートフォンだけでなく折り畳み可の携帯端末等の表示画面Ｄを有する携帯端末Ｍであっても、携帯端末Ｍを操作する操作者Ｕとして識別することができる。そして、操作者Ｕに対して警告を行うことで、携帯端末Ｍの操作を止めて横断歩道Ｗを安全に歩行することができ、交差点における危険な状態を回避することができる。

１交差点警告システム
２撮影部
３警告音出力部
４制御部
５交通信号システム
６車両用信号灯
７歩行者用信号灯
８信号制御部
Ｈ歩行者
Ｕ操作者
Ｍ携帯端末
Ｄ表示画面
Ｗ横断歩道

Claims

横断歩道の上方に設置し、下方に向けて撮影を行う撮影部と、警告音を出力する警告音出力部と、前記撮影部及び前記警告音出力部とに接続した制御部とから構成する交差点警告システムであって、
前記制御部は、前記撮影部で得られた歩行者の撮影画像に基づいて、携帯端末を操作している操作者を識別し、前記操作者に対して、前記警告音出力部から前記警告音を出力することを特徴とする交差点警告システム。
前記制御部は、前記撮影部が撮影した前記撮影画像において前記携帯端末の表示画面の点灯に基づく高輝度範囲を検出し、該高輝度範囲の検出から前記携帯端末を操作している操作者を識別することを特徴とする請求項１に記載の交差点警告システム。
前記制御部は、入力した歩行者用信号灯の点灯状態と、前記撮影画像に基づく前記操作者の停止、歩行状態とに応じて、前記警告音を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の交差点警告システム。
前記横断歩道を横断可能な前記歩行者用信号灯の点灯状態であって、前記操作者が停止している場合には、前記警告音出力部から前記横断歩道の横断を促す警告音を出力することを特徴とする請求項３に記載の交差点警告システム。
前記横断歩道を横断可能な前記歩行者用信号灯の点灯状態であって、前記操作者が歩行している場合には、前記警告音出力部から前記携帯端末の操作を抑止する警告音を出力することを特徴とする請求項３又は４に記載の交差点警告システム。