JP6048421B2 - 信号機のサイクル長推定装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号機の表示色が青に切り替わるタイミングから赤等を経て再度青に切り替わるタイミングまでの時間間隔であるサイクル長を推定する信号機のサイクル長推定装置に関する。

たとえば特許文献１に見られるように、交差点に設けられた信号機の表示色が青に切り替わるタイミングから赤等を経て、青に再度切り替わるタイミングまでの時間間隔であるサイクル長を推定する信号情報推定装置が提案されている。この装置は、交差点の手前で停止していた車両が、信号機の表示色が青になることで発進する時刻と、その後信号機の表示色が再度青になることで発進する車両の発進時刻との時間差より、信号機のサイクル長を推定する。

特開２００９−１１６５０８号公報

ただし、上記装置では、信号機の表示色が毎回青になるタイミングで発進する車両があることを前提としているため、交通量の少ない交差点においては、サイクル長を推定することができない。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、交通量が少ない交差点であっても、信号機のサイクル長を推定することができる信号機のサイクル長推定装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。なお、特許請求の範囲に記載した請求項１は、技術的思想１＋２に対応し、請求項２は、技術的思想１＋３に対応し、請求項３は、技術的思想１＋６に対応し、新請求項４は、技術的思想１＋７に対応し、請求項５は、技術的思想１＋８に対応し、請求項６は、技術的思想４にかかる事項を有した従属項であり、請求項７は、技術的思想５にかかる事項を有した従属項である。
技術的思想１：信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含む信号機のサイクル長推定装置。

１の交差点に設けられた複数の信号機は、互いのサイクル長が同一である。この点に鑑み、上記装置では、発進するタイミング間の時間差に基づきサイクル長を推定するに際し、複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを用いる。換言すれば、１の交差点に設けられた２つ以上の信号機の表示色のそれぞれが青に切り替わることによる発進タイミングを用いる。これにより、サイクル長の推定に用いる発進タイミング間のサンプリング数を増加させることができ、ひいては、交通量が少ない交差点であっても、サイクル長を推定することが可能となる。

技術的思想２：前記時間差算出部によって算出された時間差について、互いに同一の値のそれぞれの相対的なサンプリング数の大小情報を生成する相対頻度生成部を備え、前記推定部は、前記時間差算出部によって算出された時間差のうち特定の値が、最もサンプリング数の多い値であることを条件に、前記特定の値を前記サイクル長と推定する技術的思想１記載の信号機のサイクル長推定装置。

過度に交通量が少ない交差点でない限り、上記時間差のうちサンプリング数が最も多い値は、交差点に設けられた信号機のサイクル長に近似する傾向が発明者によって見出された。上記装置では、この点に鑑み、特定の値のサンプリング数が最も多い値であることを条件に、特定の値をサイクル長と推定する。

技術的思想３：前記推定部は、前記時間差算出部によって算出された時間差のうち特定の値が、最小値であることを条件に、前記特定の値を前記サイクル長と推定する技術的思想１記載の信号機のサイクル長推定装置。

時間差のうち、最小値でないものは、サイクル長の倍数であると考えられる。上記装置では、この点に鑑み、特定の値が最小値であることを条件に、特定の値をサイクル長と推定する。

技術的思想４：前記推定部は、前記特定の値が、前記算出された時間差のそれぞれの値の最大公約数であることを条件に、前記サイクル長と推定する技術的思想２または３記載の信号機のサイクル長推定装置。

隣接する発進タイミング間の時間差は、サイクル長またはその整数倍となると考えられる。上記装置では、この点に鑑み、特定の値をサイクル長と推定する条件を、特定の値が算出された時間差の最大公約数であることとすることで、特定の値をサイクル長と推定する精度を向上させることができる。

技術的思想５：前記推定部は、前記時間差算出部により算出された時間差の各値の最大公約数を算出する最大公約数算出部を備え、前記算出された時間差の最大公約数である旨の条件が成立しない場合、前記最大公約数算出部によって算出された最大公約数を前記サイクル長とする技術的思想４記載の信号機のサイクル長推定装置。

上記装置では、最大公約数算出部を備えることで、特定の値をサイクル長と推定することが適切でないと考えられる場合に、特定の値よりも適切な値をサイクル長と推定することができる。

技術的思想６：前記推定部は、前記時間差算出部により算出された時間差の各値の最大公約数を算出する最大公約数算出部を備え、前記最大公約数算出部によって算出された最大公約数を前記サイクル長とする技術的思想１記載の信号機のサイクル長推定装置。

隣接する発進タイミング間の時間差は、サイクル長またはその整数倍となると考えられる。このため、時間差の各値の最大公約数は、サイクル長となる可能性が高い。上記装置では、この点に鑑み、最大公約数算出部を備えることで、サイクル長を高精度に推定することができる。

技術的思想７：前記時間差算出部は、前記タイミング同士の間の時間差を算出する生データ生成部と、前記生データ生成部によって生成された時間差のうち互いの差が所定以下のものに基づき、代表値を算出する代表値算出処理部を備え、前記代表値算出処理部によって算出された代表値を前記算出された時間差として出力する技術的思想１〜６のいずれか１項に記載の信号機のサイクル長推定装置。

隣接する発進タイミング間の時間差は、信号機の表示色が青に切り替わってから再度青に切り替わるまでの時間であるサイクル長の整数倍に応じた値となると考えられるものの、信号機の表示色が青に切り替わるタイミングに対する発進タイミングの遅延時間には、ばらつきが生じる。このため、時間差は、サイクル長の整数倍付近で分布する。上記装置では、この点に鑑み、代表値算出部によって代表値を定めることで、サイクル長を特定の値に推定することが容易となる。

技術的思想８：前記タイミング取得部は、進行方向を同一とする複数の車両が前記交差点において停止状態から発進する場合、先頭車両の発進タイミングを選択的に取得する技術的思想１〜７のいずれか１項に記載の信号機のサイクル長推定装置。

進行方向を同一とする複数の車両が交差点において停止状態から発進する場合、先頭車両の発進タイミングよりも２台目以降の車両の発進タイミングが遅れ、先頭の車両の発進タイミングが、信号機の表示色が青に切り替わるタイミングに最も近似する傾向がある。上記装置では、この点に鑑み、先頭車両の発進タイミングを選択的に取得することで、青に切り替わるタイミングについての精度のよい情報を取得することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる走行に関する情報の収集手法を示す図。 同実施形態にかかる時間差集計処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる発進間隔算出処理の手順を示す流れ図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる発進間隔ヒストグラムの生成処理を示す図。 同実施形態にかかる全方向のヒストグラムの生成処理を示す図。 同実施形態にかかるサイクル長推定処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる全ピークの最大公約数算出処理の手順を示す流れ図。 同実施形態にかかる最大公約数の算出手法を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は、同実施形態にかかるサイクル長の推定を例示する図。 第２の実施形態にかかる全ピークの最大公約数算出処理の手順を示す流れ図。

＜第１の実施形態＞
以下、信号機のサイクル長推定装置の第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。図示されるシステムは、道路上を走行する車両ＰＣと、センター２０とが通信をするものである。
ここで、センター２０と通信可能な車両ＰＣは、処理装置１０と、通信機１２とを備えている。ここで、処理装置１０は、各種演算処理を実行する電子機器である。処理装置１０としては、ナビゲーションシステム等を備える電子機器を想定している。通信機１２は、センター２０の備える通信部２２と無線通信をする電子機器である。

一方、センター２０は、通信機１２と無線通信を行う通信部２２と、各種演算を行う演算部２４と、地図・交差点データベース２６と、車両情報データベース２８とを備えている。

ここで、地図・交差点データベース２６は、交差点情報を含む道路地図情報を記憶したものである。車両情報データベース２８は、車両ＰＣから送信され、通信部２２により受信された車両ＰＣに関する情報を記憶したものである。演算部２４は、地図・交差点データベース２６および車両情報データベース２８に記憶された情報に基づき、信号サイクル長を推定する。

以下、信号サイクル長の推定処理について詳述する。
図２（ａ）は、車両ＰＣの走行方向に、信号機ＴＬＡ〜ＴＬＦのそれぞれが設けられた交差点が出現する例を示している。ただし、車両ＰＣが直進する際に参照すべきは、信号機ＴＬＢ，ＴＬＤ，ＴＬＦである。たとえば交差点ＣＬ１において、信号機ＴＬＡは、図２に示した車両ＰＣとは反対方向を走行する車両が交差点ＣＬ１に差し掛かる際に参照すべきものである。

車両ＰＣは、道路を走行するに際し、走行に関する情報をセンター２０に送信する。ここで、走行に関する情報は、車両ＰＣの走行速度（車速Ｖｐｃ）、位置情報、リンク情報（図中、リンクナンバーＮＬａを例示）、車速Ｖｐｃや位置情報、リンク情報に紐付けられた時刻情報（タイムスタンプ）、車両ＰＣの走行予定経路を示すルート情報である。ただし、ルート情報は、ナビゲーションシステムを利用して車両ＰＣのドライバが予め目的地を設定している場合に限り得られる情報であり、目的地の設定がなされていない場合には、走行に関する情報にルート情報は含まれない。なお、走行に関する情報としては、他に、ブレーキ操作の時系列に関する情報（ブレーキ情報）や、アクセル操作の時系列に関する情報（アクセル情報）を含めてもよい。

上記位置情報は、車両ＰＣの位置を特定するための情報であり、具体的には、ＧＰＳ衛星４０からの信号を受信することで得られる情報（緯度情報および経度情報）である。また、リンク情報は、進行方向を特定するための情報であり、具体的には、処理装置１０内蔵のナビゲーションシステムが保持するリンクナンバーのうち該当するものが特定された情報である。図２（ｂ）に、リンク情報を模式的に示す。図示されるように、ナビゲーションシステムは、交差点で区分された各道路についてリンクナンバーＮＬａ１〜ＮＬａ４，ＮＬｂ１〜ＮＬｂ４等が付与されている。ここで、リンクナンバーＮＬａ１〜ＮＬａ４は、信号機ＴＬＢが設けられた交差点側から信号機ＴＬＦが設けられた交差点側へと進む方向を走行方向とする車線を指定する。一方、リンクナンバーＮＬｂ１〜ＮＬｂ４は、信号機ＴＬＥが設けられた交差点側から信号機ＴＬＡが設けられた交差点側へと進む方向を走行方向とする車線を指定する。

処理装置１０内蔵のナビゲーションシステムでは、上記位置情報と、ナビゲーションシステム内に保持された道路情報とに基づき、リンクナンバーを特定する。具体的には、ナビゲーションシステムは、たとえば位置情報に基づき、車両ＰＣが信号機ＴＬＡが設けられた交差点の手前に位置することが判明した場合、リンクナンバーＮＬａ１，ＮＬｂ１を正しいナンバーの候補に絞り込む。次に位置情報の変化に基づき、車両の進行方向を特定することで、図２（ａ）に示した例ではリンクナンバーＮＬａ１を特定する。なお、車両の進行方向に代えて、ルート情報を用いてリンクナンバーを特定してもよい。もっとも、ルート情報は、リンク情報を用いることなく車両の走行方向を特定する情報として利用することもできる。

センター２０では、上記車両ＰＣの走行に関する情報に基づき、車両情報データベース２８を生成し、これに基づき、各交差点の信号サイクル長を推定する。
図３に、信号サイクル長を推定するためのデータである時間差データの集計処理の手順を示す。この処理は、演算部２４によって実行される。

図３に示す一連の処理において、演算部２４は、上記車両情報データベースに基づき、信号サイクル長の推定対象となる対象交差点について、特定の進行方向に走行する車両ＰＣの発進時刻のサンプリング値を取得する（Ｓ１０）。たとえば、図２（ａ）に示す交差点ＣＬ１を対象交差点とする場合、交差点ＣＬ１において信号機ＴＬＡ，ＴＬＢ，ＴＬａ，ＴＬｂのいずれか特定のものを参照すべき車両について、交差点ＣＬ１の発進時刻のサンプリング値を取得する。ここで、発進時刻のサンプリング値は、車両ＰＣの走行に関する情報に基づき特定される。すなわち、交差点ＣＬ１の手前で車速Ｖｐｃがゼロとなることで、車両ＰＣが交差点ＣＬ１で停止したと判断し、その後、車速Ｖｐｃがゼロよりも大きい値となるタイミングを発進時刻に特定することができる。なお、車両ＰＣの停止や発進の判断処理は、車速Ｖｐｃのみならず、ブレーキ情報やアクセル情報を入力として実行してもよい。この場合、たとえば、車速Ｖｐｃがゼロとなることとブレーキが踏まれていることとの論理積が真となることで車両ＰＣが停止したと判断すればよい。またたとえば、アクセルが踏まれ車速Ｖｐｃがゼロからゼロよりも大きい値に変化する場合に車両ＰＣが発進していると判断すればよい。

ここで、１つの交差点の手前で同一の進行方向に走行する車両が複数台停止している場合、本実施形態では、先頭の車両のみ発進時刻を取得することとする。これは、信号機の表示色が赤から青に切り替わるタイミングに対する２台目以降の車両が発進するタイミングの遅延時間よりも、同切り替わるタイミングに対する先頭車両の発進タイミングの遅延時間の方が、変動量が少ないと考えられるためである。なお、先頭車両は、同一時刻において同一の交差点の付近で停止している車両の中から、位置情報に基づき特定することができる。

次に、演算部２４は、特定の進行方向に走行する車両について、隣接する発進時刻間の間隔（発進間隔）を算出する処理を実行する（Ｓ１２）。図４に、この処理の詳細を示す。

図４に示す一連の処理において、演算部２４は、まず、隣接する発進時刻間の時間差ｘ（ｉ）を算出する算出処理を実行する（Ｓ２０）。すなわち、たとえばある特定の日にちにおけるサンプリング値に「１２時１９分」と「１２時２１分」とが含まれ、これら２つのサンプリング値間にはサンプリング値が存在しない場合、時間差が「１２０ｓ」と算出される。

次に演算部２４は、時間差ｘ（ｉ）同士の差が所定値（たとえば、２〜５ｓ）以下となるグループにグループ分けする（Ｓ２２）。この処理は、時間差ｘ（ｉ）が、サイクル長に対応するもののみならず、サイクル長の倍数に対応するものとなりうることに鑑み、各グループに含まれる時間差ｘ（ｉ）を、サイクル長についての互いに同一の倍数に対応するもののみとするためのものである。たとえば図２（ａ）における交差点ＣＬ１において、信号機ＴＬＢが赤であるために停止した車両が、信号機ＴＬＢの表示色が青に切り替わることで発進した後、信号機ＴＬＢが再度赤になってもこれにより停止する車両が存在せず、その後、信号機ＴＬＢの表示色が青になった後赤になっているときに停止する車両が現れる場合を考える。この場合、隣接する発進時刻の時間差ｘ（ｉ）は、信号機の表示色が青から再度青に切り替わる時間（サイクル長）の２倍程度となる。このように、時間差ｘ（ｉ）は、サイクル長に様々な整数を乗算したものに対応したものとなっているため、これらをグループ分けする。

この処理は、中央値に対して上下に上記所定値だけ離間した値を境界とする領域、および中央値を整数倍したものに対して上下に上記所定値だけ離間した値を境界とする領域のそれぞれに入るサンプリング値の数が最も多くなるように中央値を選択することで実行することができる。すなわち、この中央値によって定まる各領域に入るサンプリング値を、同一のグループとすることができる。なお、この処理において、いずれの領域にも入らないサンプリング値（外れ値）は除去される。

続いて演算部２４は、各グループの代表値を算出する（Ｓ２４）。本実施形態では、代表値を、同一グループ内のサンプリング値の単純移動平均値とする。そして、演算部２４は、算出した代表値のそれぞれを、発進間隔Ｘｊ（ｊ＝１，２，３，…）とし（Ｓ２６）、図３のステップＳ１２の処理を完了する。これにより、ステップＳ２２において特定されたグループの数だけ、発進間隔Ｘｊが算出されたこととなる。

次に演算部２４は、互いに相違する発進間隔Ｘｊのそれぞれと、サンプリング数とを対応付けるヒストグラムを生成する（Ｓ１４）。ここで、発進間隔Ｘｊのそれぞれのサンプリング数は、発進間隔Ｘｊの算出に用いた時間差ｘ（ｉ）のサンプリング数とする。そして、演算部２４は、発進方向の全てについて、ステップＳ１４において生成したヒストグラムを合成することで、全方向でのヒストグラムを生成する（Ｓ１６）。たとえば図２（ａ）に示した交差点ＣＬ１を発進する場合、信号機ＴＬＡを参照する車両に関するヒストグラムと、信号機ＴＬＢを参照する車両に関するヒストグラムと、信号機ＴＬａを参照する車両に関するヒストグラムと、信号機ＴＬｂを参照する車両に関するヒストグラムとを合成する。

ここで、各方向のヒストグラム中の発進間隔同士に相違するものがあって且つ、それらの差が所定値（たとえば２〜５ｓ）以下であるものについては、同一グループの発進間隔と見なし、移動平均処理によって合成後の発進間隔を算出する。たとえば、１の方向において、発進間隔「１１９ｓ」のサンプリング数が「Ｍ」個であり、別の方向において、発進間隔「１２０ｓ」のサンプリング数が「Ｌ」個である場合、ステップＳ１６のヒストグラムにおいては、発進間隔が「（Ｍ・１１９＋Ｌ・１２０）／（Ｍ＋Ｌ）」のサンプリング数を「Ｍ＋Ｎ」とする。そして、演算部２４は、ステップＳ１６の処理が完了する場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。

ここで、全方向のヒストグラムを合成するねらいについて説明する。
図５（ａ）に示すように、特定の交差点において、特定の方向（進行方向１）に発進する場合を考える。ここで、この交差点の信号のサイクル長は、「１２０ｓ」であるとする。交通量の少ない交差点の場合、図５（ｂ）に示すように、サイクル長となる発進間隔は生じることなく、その倍数のみが発進間隔となるおそれがある。

これに対し、図６に示すように、進行方向１、進行方向２、進行方向３、および進行方向４の全てのヒストグラムを合成するなら、発進間隔Ｘｊにサイクル長に対応したものが出現する蓋然性を高めることができる。

図７に、信号サイクル長の推定処理の手順を示す。この処理は、演算部２４によって実行される。
この一連の処理において、演算部２４は、まず、図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラムのうち、サンプリング数が最大となる発進間隔を抽出する（Ｓ３０）。この処理は、サンプリング数が最大となる発進間隔が、サイクル長に対応した値となる蓋然性が高いことに鑑みたものである。ちなみに、図６には、サンプリング数が最大となる発進間隔がサイクル長と等しい「１２０ｓ」となる例を模式的に示した。

続いて演算部２４は、サンプリング数が最大の発進間隔が、図３のステップＳ１６において生成されたヒストグラム中の最小の発進間隔であるか否かを判断する（Ｓ３２）。この処理は、サンプリング数が最大の発進間隔をサイクル長とする条件が成立するか否かを判断するためのものである。すなわち、サイクル長よりも短い発進間隔は存在しないと考えられるため、サンプリング数が最大の発進間隔をサイクル長と推定するうえでは、これよりも発進間隔が短いものが存在しないことを条件とすることが妥当である。

演算部２４は、サンプリング数が最大の発進間隔がヒストグラム中の最小の発進間隔であると判断する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、サンプリング数最大の発進間隔が、図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラム中の発進間隔Ｘｊ（ｊ＝１，２，３，…）の最大公約数となっているか否かを判断する（Ｓ３４）。この処理は、サンプリング数が最大の発進間隔をサイクル長とする条件が成立するか否かを判断するためのものである。すなわち、ヒストグラム中の発進間隔Ｘｊは、全てサイクル長の倍数となっているはずであるため、サンプリング数が最大の発進間隔をサイクル長と推定するうえでは、サンプリング数が最大の発進間隔がヒストグラム中の全ての発進間隔Ｘｊの最大公約数であることを条件とすることが妥当である。なお、ここで最大公約数であると判断する条件は、ヒストグラム中の発進間隔のそれぞれに、サンプリング数が最大の発進間隔の倍数が一致する条件よりも緩い条件とする。これは、信号機ＴＬＡの表示色が赤から青に切り替わるタイミングに対して車両ＰＣの発進タイミングには遅延時間が生じ、この遅延時間は、ユーザの運転性向や周囲の状況に応じて変動しうることに鑑みたものである。すなわち、遅延時間が変動するものである以上、図３の処理によって算出される発進間隔と、サイクル長の倍数との間にはずれが生じうる。このため、本実施形態では、サンプリング数が最大の発進間隔の倍数と、ヒストグラム中の発進間隔との差が所定値（たとえば、２〜５ｓ）以下である場合、サンプリング数最大の発進間隔がヒストグラム中の発進間隔の最大公約数であると判断する。

演算部２４は、サンプリング数最大の発進間隔がヒストグラム中の発進間隔の最大公約数であると判断する場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、サンプリング数最大の発進間隔をサイクル長と推定する（Ｓ３６）。

一方、演算部２４は、サンプリング数最大の発進間隔がヒストグラム中の最小発進間隔ではないと判断する場合（Ｓ３２：ＮＯ）、最小発進間隔が最大公約数であるか否かを判断する（Ｓ３８）。この処理は、最小発進間隔をサイクル長とする条件が成立するか否かを判断するためのものである。なお、ここで、最大公約数であると判断する手法は、ステップＳ３４の処理と同様である。そして演算部２４は、最小発進間隔が最大公約数であると判断する場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、最小発進間隔をサイクル長と推定する（Ｓ４０）。

これに対し、演算部２４は、最小発進間隔が最大公約数でないと判断する場合（Ｓ３８：ＮＯ）、図３のステップＳ１６において生成されたヒストグラム中の全発進間隔Ｘｊ（Ｊ＝１，２，３，…）の最大公約数を算出する（Ｓ４２）。図８に、この処理の手順を示す。

この一連の処理において、演算部２４は、まず、ヒストグラム中の発進間隔Ｘ１，Ｘ２，…のうちの隣接するもの同士の時間差ΔＸｋを算出する（Ｓ５０）。これについて、図９を用いて具体的に説明する。図９は、図３のステップＳ１６において生成されたヒストグラムの例である。ここでは、全方向の合成後の発進間隔Ｘ１，Ｘ２，…，Ｘ７が、「２３９，３５９，４８０，７２０，８３９，１０８０，１２００」の７個となる場合を例示した。ステップＳ５０の処理においては、時間差ΔＸ１として発進間隔Ｘ１と「０」との差を算出し、時間差ΔＸ２として発進間隔Ｘ２と発進間隔Ｘ１との差を算出するというように、全部で７個の時間差ΔＸ１〜ΔＸ７を算出する。これら時間差ΔＸ１〜ΔＸ７は、最大公約数の候補として算出されるものである。なお、時間差ΔＸ１については、上述したように、例外的に「０」との差を算出する。

次に、演算部２４は、最大公約数として、個数最大の時間差ΔＸｋを最大公約数と推定する（Ｓ５２）。すなわち、図９に示した例では、時間差ΔＸｋのうち、値が「１２０」となるものが２個あり、最大の個数を占めるため、「１２０ｓ」を最大公約数と推定する。演算部２４は、ステップＳ５２の処理を完了することで、図７のステップＳ４２の処理を完了する。そして演算部２４は、ステップＳ４２において算出された最大公約数をサイクル長と推定する（Ｓ４４）。なお、演算部２４は、ステップ３６，Ｓ４０，Ｓ４４の処理が完了する場合、図７に示す一連の処理を一旦終了する。

ここで、図１０を用いて、本実施形態の作用について説明する。
図１０（ａ）は、図３のステップＳ１６によって生成されたヒストグラムにおいて、最小の発進間隔（ここでは、１２０ｓを例示）が最大のサンプリング数となる例を示す。この場合、演算部２４は、図７のステップＳ３２において肯定判断するため、ステップＳ３４の条件を満たすなら、ステップＳ３６において、この発進間隔をサイクル長と推定する。

図１０（ｂ）は、最小の発進間隔（ここでは、１２０ｓを例示）のサンプリング数が最大とならない例を示す。この場合、演算部２４は、ステップＳ３８の条件を満たすなら、ステップＳ４０において、最小の発進間隔をサイクル長と推定する。

図１０（ｃ）は、ステップＳ３８において演算部２４が否定判断することとなる例を示す。この場合、演算部２４は、図８のステップＳ５２の処理によって最大公約数を算出し、これをサイクル長と推定する。

こうして推定されたサイクル長は、センター２０から車両ＰＣに提供するサービスなどに用いられる。このサービスとしては、たとえば、信号機の表示色が青になるタイミングを予測し、予測を提供するものがある。青となるタイミングの予測結果を提供する具体的なサービスとしては、たとえば、交差点で停止している車両に対し、青に切り替わるタイミングにおいて信号機を見るように注意を喚起したり、青に切り替わるタイミングを過ぎても停車している場合に、注意を喚起したりするものが考えられる。

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）サイクル長の推定対象となる交差点における発進タイミングについての隣接するサンプリング値同士の時間差を、発進方向全てで合成した（図３のステップＳ１６）。これにより、サイクル長の推定に用いる発進タイミング間の時間差のサンプリング数を増加させることができ、ひいては、交通量が少ない交差点であっても、サイクル長を推定することが可能となる。

（２）図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラム中の発進間隔のうちの特定の値が、サンプリング数が最大となることを条件に、サイクル長と推定した（Ｓ３６）。ここで、過度に交通量が少ない交差点でない限り、上記発進間隔のうちサンプリング数が最も多い値は、交差点に設けられた信号機のサイクル長に近似すると考えられる。このため、サンプリング数が最大となるものをサイクル長の候補とすることで、サイクル長を適切に推定することができる。

（３）図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラム中の発進間隔のうちの特定の値が、最小値であることを条件に、サイクル長と推定した（Ｓ４０）。ここで、上記発進間隔のうち、最小値でないものは、サイクル長の倍数に対応すると考えられる。このため、最小値をサイクル長の候補とすることで、サイクル長を適切に推定することができる。

（４）図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラム中の発進間隔のうちの特定の値が、全ての発進間隔の最大公約数であることを条件に、サイクル長と推定した（Ｓ３６，Ｓ４０）。これにより、発進間隔の全てがサイクル長の整数倍になることに鑑み、サイクル長の推定精度を向上させることができる。

（５）最小の発進間隔がサイクル長でないと考えられる場合（Ｓ３８：ＮＯ）、発進間隔全ての最大公約数をサイクル長とした（Ｓ４４）。これにより、発進間隔のサンプリング値の中に、サイクル長に対応するものがない場合であっても、サイクル長を推定することができる。

（６）発進間隔Ｘｊを、時間差ｘ（ｉ）のサンプリング値の移動平均処理によって算出した。これにより、サイクル長の同一の倍数に対応する時間差同士にばらつきが生じたとしても、サイクル長の所定数倍に対応する発進間隔Ｘｊを一義的に定めることができる。

（７）同一の交差点に停止していた複数の車両が発進する場合、先頭車両の発進タイミングを選択的に用いて、発進間隔Ｘｊを算出した（図３のステップＳ１０）。これにより、青に切り替わるタイミングについての精度のよい情報に基づき、発進間隔Ｘｊを算出することができる。

＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、図７のステップＳ４２の処理を、図８の処理に代えて、図１１の処理とする。なお、図１１において、図８に示した処理に対応するものについては、便宜上、同一のステップ番号を付している。

図１１に示す処理において、演算部２４は、ステップＳ５０の処理が完了する場合、図３のステップＳ１６の処理によって生成されたヒストグラム中の発進間隔を入力とし、最小２乗法によって、最大公約数を算出する（Ｓ５２ａ）。すなわち、発進間隔Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，…のそれぞれと、変数Δの整数倍の値（ｎ１・Δ，ｎ２・Δ，ｎ３・Δ，…）のそれぞれとの差の２乗の和を最小とする変数Δを、最大公約数とする。ここで、整数ｎ１，ｎ２，ｎ３，…は、様々な値をランダムに試してみればよい。ただし、「Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３＜…」の関係があるなら、「ｎ１＜ｎ２＜ｎ３＜…」の条件を付与することが演算負荷の低減に役立つ。

＜技術的思想と実施形態との対応＞
以下、上記「課題を解決するための手段」に記載された技術的思想と、実施形態との代表的な対応関係を記載する。

［技術的思想１：タイミング取得部…Ｓ１０、時間差算出部…Ｓ１２、推定部…図７の処理、複数の発進方向…Ｓ１６および図６参照］［技術的思想２：相対頻度生成部…Ｓ１４、Ｓ１６、最もサンプリング数が多い値である旨の条件…Ｓ３２］［技術的思想３：Ｓ３２，Ｓ３８の処理］［技術的思想４：Ｓ３４，Ｓ３８の処理］［技術的思想５：最大公約数算出部…Ｓ４２，Ｓ４４］［技術的思想６：最大公約数算出部…Ｓ４２，Ｓ４４］［技術的思想７：生データ生成部…Ｓ２０、代表値算出処理部…Ｓ２４］［技術的思想８：Ｓ１０の処理］
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・「サンプリング数が最大の発進間隔Ｘｊをサイクル長と推定する処理について」
図７に示した処理において、サンプリング数が最大となる発進間隔を抽出すると（Ｓ３０）、ステップＳ３２の処理に移行することなく、直ちに、ステップＳ３４の処理に移行してもよい。

また、これにも限らず、たとえば、ある交差点について、サイクル長として想定できる値の下限値の２倍よりも低い規定値（たとえば、１．５倍の値）を定めておき、サンプリング数が最大となる発進間隔が上記規定値以下である場合、ステップＳ３４の処理を実行することなく、これをサイクル長と推定してもよい。

またたとえば、ステップＳ３４の処理の後に、サンプリング数が最も多い発進間隔を補正することで最終的なサイクル長を算出してもよい。これはたとえば、図１１のステップＳ５２ａの処理と同様の最小２乗法を用いて行うことができる。すなわち、サンプリング数が最も多い発進間隔と、この発進間隔との差が所定値（たとえば、２〜５ｓ）以下となるいくつかの値との中から、最小２乗法により、最もサイクル長に近いと想定される値を割り出し、これがステップＳ３０の処理によって抽出された値と相違する場合、割り出された値を補正後の値とすればよい。

・「発進間隔Ｘｊの最小値をサイクル長と推定する処理について」
たとえば、発進間隔Ｘｊが最小となるもののサンプリング数に下限値を設けておき、サンプリング数が下限値以上であることを、ステップＳ３８の処理を実行する条件としてもよい。この際、たとえば、図７の処理において、ステップＳ３０〜Ｓ３６の処理を削除してもよい。

たとえば、ある交差点について、サイクル長として想定できる値の下限値の２倍よりも低い規定値（たとえば、１．５倍の値）を定めておき、発進間隔Ｘｊの最小値が上記規定値以下である場合、ステップＳ３８の処理を実行することなく、これをサイクル長と推定してもよい。

またたとえば、ステップＳ３８の処理の後に、発進間隔の最小値を補正することで最終的なサイクル長を算出してもよい。これはたとえば、図１１のステップＳ５２ａの処理と同様の最小２乗法を用いて行うことができる。すなわち、発進間隔の最小値と、最小値との差が所定値（たとえば、２〜５ｓ）以下となるいくつかの値との中から、最小２乗法により、最もサイクル長に近いと想定される値を割り出し、これが最小値と相違する場合、割り出された値を補正後の値とすればよい。

・「最大公約数算出部について」
たとえば、図８のステップＳ５２の処理に代えて、時間差ΔＸｋを算出することとなった発進間隔Ｘｋ，Ｘｋ−１のそれぞれのサンプリング数の平均値を時間差ΔＸｋを評価した定量値（評価点）とし、時間差ΔＸｋのなかで、評価点が最も高い値を最大公約数としてもよい。ここで、時間差ΔＸｋの中に同一の値がある場合、その値の評価点は、同一の値となるそれぞれの時間差ΔＸｋのそれぞれの評価点の合計値とすればよい。

・「代表値算出処理部について」
上記実施形態では、時間差ｘ（ｉ）同士の差が所定値以下となるものの単純移動平均処理によって、代表値を算出したがこれに限らない。たとえば、図４に例示した処理によって、ある程度のサンプリング値を算出した後は、ステップＳ２２において外れ値を除去する処理を停止し、都度算出される時間差ｘ（ｉ）について、最も近い代表値との加重移動平均処理を施したものによって、代表値を更新してもよい。ここで、都度算出される時間差ｘ（ｉ）の重み係数は、代表値の重み係数よりも十分小さくする。

移動平均処理によって代表値を算出するものに限らない。たとえば、時間差ｘ（ｉ）同士の差が所定値以下となるグループ内で、最もサンプリング数の多い値を代表値とするものであってもよい。

・「相対頻度生成部について」
発進間隔Ｘｊ毎に、サンプリング数を関連づける処理（Ｓ１４，Ｓ１６）に限らない。たとえば、各発進間隔Ｘｊについて、全発進間隔Ｘｊに対する割合（百分率）を、相対的なサンプリング数の大小情報として生成するものであってもよい。

・「タイミング取得部について」
交差点に同一方向に発進する複数の車両が停止している場合、先頭車両の発進タイミングを用いるものに限らない。たとえば、２台目以降の車両の発進タイミングについては、適宜補正を加えたものを発進タイミングとし、停止している車両すべての発進タイミングのそれぞれをサンプリング値として採用したり、これらの平均値を１つの発進タイミングのサンプリング値としたりしてもよい。

・「サイクル長の値について」
たとえば図７のステップＳ３６，Ｓ４０，Ｓ４４の処理によって算出されるサイクル長が整数とならない場合、四捨五入演算等によって、整数値としたものを最終的なサイクル長としてもよい。

・「複数の方向について」
全方向に限らない。たとえば、互いに逆方向となる２つの方向や、互いに交差する２つの方向であってもよく、また、３つの方向であってもよい。

なお、単一の方向の発進タイミングを用いたとしても、図７に例示した処理等を実行することで、サイクル長を推定することはできる。

１０…処理装置、１２…通信機、２０…センター、２２…通信部、２４…演算部、２６…地図・交差点データベース、２８…車両情報データベース、４０…ＧＰＳ衛星

Claims (7)

1. 信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、
   前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、
   前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含み、
   前記時間差算出部によって算出された時間差について、互いに同一の値のそれぞれの相対的なサンプリング数の大小情報を生成する相対頻度生成部を備え、
   前記推定部は、前記時間差算出部によって算出された時間差のうち特定の値が、最もサンプリング数の多い値であることを条件に、前記特定の値を前記サイクル長と推定する信号機のサイクル長推定装置。
2. 信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、
   前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、
   前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含み、
   前記推定部は、前記時間差算出部によって算出された時間差のうち特定の値が、最小値であることを条件に、前記特定の値を前記サイクル長と推定する信号機のサイクル長推定装置。
3. 信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、
   前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、
   前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含み、
   前記推定部は、前記時間差算出部により算出された時間差の各値の最大公約数を算出する最大公約数算出部を備え、前記最大公約数算出部によって算出された最大公約数を前記サイクル長とする信号機のサイクル長推定装置。
4. 信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、
   前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、
   前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含み、
   前記時間差算出部は、
   前記タイミング同士の間の時間差を算出する生データ生成部と、
   前記生データ生成部によって生成された時間差のうち互いの差が所定以下のものに基づき、代表値を算出する代表値算出処理部を備え、
   前記代表値算出処理部によって算出された代表値を前記算出された時間差として出力する信号機のサイクル長推定装置。
5. 信号機が設けられた交差点を対象交差点とし、１の対象交差点において停止した車両が発進するタイミング情報を取得するタイミング取得部と、
   前記タイミング取得部によって取得されたタイミング情報に基づき、前記発進するタイミングのうち互いに隣接するタイミング同士の間の時間差を算出する時間差算出部と、
   前記時間差算出部によって算出された時間差についての複数の値に基づき、前記対象交差点に設けられた信号機のサイクル長を推定する推定部とを備え、
   前記発進するタイミングは、前記１の対象交差点における複数の発進方向のそれぞれに発進するタイミングを含み、
   前記タイミング取得部は、進行方向を同一とする複数の車両が前記交差点において停止状態から発進する場合、先頭車両の発進タイミングを選択的に取得する信号機のサイクル長推定装置。
6. 前記推定部は、前記特定の値が、前記算出された時間差のそれぞれの値の最大公約数であることを条件に、前記サイクル長と推定する請求項１または２記載の信号機のサイクル長推定装置。
7. 前記推定部は、前記時間差算出部により算出された時間差の各値の最大公約数を算出する最大公約数算出部を備え、前記算出された時間差の最大公約数である旨の条件が成立しない場合、前記最大公約数算出部によって算出された最大公約数を前記サイクル長とする請求項６記載の信号機のサイクル長推定装置。