JP6267946B2

JP6267946B2 - 交通信号付加装置

Info

Publication number: JP6267946B2
Application number: JP2013243706A
Authority: JP
Inventors: 洋風間
Original assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kyosan Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2018-01-24
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: JP2015103060A

Description

本発明は、交通信号付加装置に関する。

交通信号機に機能を付加する交通信号付加装置の１つとして、歩行者用信号機が青表示のときに所定の音響を出力することで、横断歩道を歩行する視覚障害者を安全に誘導する交通信号機用音響装置（以下「音響装置」という）が知られている。ところが、この音響装置の音響が騒音とされる場合があった。この問題を解決するための技術として、無線を利用した誘導システムが提案されている。例えば、特許文献１には、所定位置に設置した発信器が近赤外線等の指向性を有する発信波を発信し、視覚障害者が携帯する受信機が発信波の発信方向を判定して視覚障害者が進むべき方向を誘導する案内音声を出力する誘導システムが開示されている。

特開２００３−１７８３９１号公報

しかしながら、従来の誘導システムを、視覚障害者による横断歩道の通行を支援する交通信号付加装置として実用化するためには次のような問題があった。
（１）発信波は指向性を有するため、１台の発信器で横断歩道全体をカバーするのは困難であること。
（２）発信器の設置位置は、横断歩道の両端に立設された歩行者用信号機の支柱などに限られること。
（３）発信器の設置位置を高くし、発信波の発信方向の俯角が大きくなると、誘導すべき方向を受信機が見失う可能性が高くなること。

本発明は上述した課題に鑑みて考案されたものである。

上記課題を解決するための第１の発明は、所定の発信波の照射方向検知機能を有する受信機（例えば、図２の受信機３００）を携帯した視覚障害者（例えば、図２の視覚障害者Ｕ）による横断歩道の通行を支援するための交通信号付加装置（例えば、図８の交通信号付加装置１）であって、
前記横断歩道の一端側に設けた前記発信波を照射する複数の発信器であり、第１の高さ位置に前記発信波を照射する俯角を第１の照射俯角で設けた第１の発信器と、前記第１の高さ位置より低い第２の高さ位置に前記第１の照射俯角より大きい第２の照射俯角で設けた第２の発信器とを少なくとも含む複数の発信器（例えば、図２の発信器２１，２２，２３）、
を備えた交通信号付加装置である。

さらに、第２の発明として、
前記一端側に設けた前記複数の発信器による前記発信波の照射域が、前記横断歩道の全域をカバーするように構成された、交通信号付加装置を実現することができる。

この第１の発明等によれば、横断歩道の端部、例えば歩行者用信号機の支柱に複数の発信器を設けることができる。そして、第１および第２の発信器のうち、設置された高さ位置の高い第１の発信器の方が、第２の発信器よりも、発信波の照射方向が対向する歩道寄りとなる。換言すると、横断歩道の他端側から一端側に向かって視覚障害者が歩行する場合、一端側に近づくにつれて、受信可能な発信波を発信する発信器の高さ位置が低くなる。この結果、視覚障害者が携帯する受信機は、横断歩道の一端側に近づいたとしても、発信波の発信方向が一端側であること、すなわち視覚障害者が進むべき方向を明確に検知することができる。

また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記第１の発信器が、前記第２の発信器よりも前記発信波の平面視照射角範囲が狭く設定された、
交通信号付加装置である。

この第３の発明によれば、第２の発信器よりも高い位置に設置された第１の発信器について、発信波の平面視照射角範囲を狭く設定することができる。これは、第２の発信器に比べて第１の発信器の方が、発信波が横断歩道（路面）に到達するまでの距離が長いこと、そして、発信波の照射範囲のうち、横断歩道の幅方向（道路を横断する方向に直角な方向）の範囲は、横断歩道に対して十分な大きさであればよいこと、による。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記第１の発信器および前記第２の発信器が、前記発信波を発信する複数の発光素子を有し（例えば、図７の発光素子２９）、当該発光素子の配置向きによって前記平面視照射角範囲が設定された、
交通信号付加装置である。

この第４の発明によれば、発光素子の配置向きによって平面視照射角範囲を設定することができる。

交通信号付加装置が設置された交差点の概略平面図。発信器の配置構成を説明するための斜視図。受信機３００の他の例を示す図。発信器の配置構成を説明するための側面図。発信器の配置構成を説明するための側面図。発信器の配置構成を説明するための平面図。発信器が有する発光素子の配置向きを説明するための図。本体装置と発信器との接続関係を説明するための図。受信機の機能ブロック図。

以下、本発明を適用した一実施形態について説明するが、本発明を適用可能な形態は、以下の実施形態に限らないことは勿論である。

図１は、本実施形態の交通信号付加装置が設置された交差点の概略平面図である。図１の交差点は主道路と従道路とが交差する十字交差点であり、４つの方路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれに、交差点へ進入する車両を対象とした車両用信号機５１０が設置されている。また、４つの方路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれには横断歩道ＺＣが設けられており、横断歩道ＺＣそれぞれの両端には、該横断歩道ＺＣの歩行者を対象とした歩行者用信号機５４０及び発信器２０が設置されている。更に、交差点における交通信号を制御する信号制御装置５３０が設置されているとともに、交通信号付加装置の本体装置１０が設置されている。

信号制御装置５３０は、例えば、車両用信号機５１０が取り付けられた何れかの柱の下方やその近傍に設置され、当該交差点の交通信号の全体制御を行う。

車両用信号機５１０は、交通車両に対面するよう、路側に設置された柱の上部に設置されており、信号制御装置５３０によってその信号表示が制御される。

歩行者用信号機５４０は、道路を横断する歩行者に対面するよう、路側に設置された柱の上部に設置されており、信号制御装置５３０によってその信号表示が制御される。

交通信号付加装置は、本体装置１０と発信器２０とを備えて構成され（図８参照）、本体装置１０と発信器２０間は、通信ケーブルによる有線或いは無線により通信接続される。本体装置１０は、例えば、歩行者用信号機５４０が取り付けられた何れかの柱の下方やその近傍に設置され、歩行者用信号機５４０が青表示の間、対応する発信器２０から所定の発信波を発信（以下適宜「照射」ともいう）させることで、横断歩道ＺＣを歩行する視覚障害者Ｕを誘導する。具体的には、図２，３に示す通り、視覚障害者Ｕが携帯する受信機３００が発信器２０からの発信波を受信することで所定の報知動作（音声出力や振動発生）を行って視覚障害者Ｕの進行方向を誘導する。
なお、本体装置１０は、信号制御装置５３０に内蔵されることにしても良い。

発信器２０は、歩行者用信号機５４０の近傍に設置され、本体装置１０の制御によって所定の発信波を横断歩道ＺＣに向けて照射する。

発信器２０について更に具体的に説明する。
図２は、発信器２０の配置構成について説明するための斜視図であり、ある横断歩道ＺＣに係る発信器２０の配置構成の一例を示している。図１の交差点の例において、ある１つの方路の横断歩道ＺＣに着目した配置構成を示しているが、交差点ではない横断歩道ＺＣも同様の配置構成である。図２においては、横断歩道ＺＣの一端側の支柱Ｐに歩行者用信号機５４０とともに、３台の発信器２１，２２，２３が設置された例を示しているが、実際には図４の側面図に示すように、他端側にも同様に３台の発信器２１ｂ，２２ｂ，２２ｃが設置されている。一端側の発信器２０の配置構成と、他端側の発信器２０の配置構成とは対称であるため、以下では、図２に示す通り、他端側の図示および説明を省略して、一端側の発信器２０の配置構成を中心に説明する。また、発信器を包括して表現する場合には符号を「２０」として「発信器２０」という。

一端側の発信器２０が発信する発信波と、他端側の発信器２０が発信する発信波とは周波数が異なる。受信機３００は受信した発信波の周波数に基づいて、何れの方向の発信器２０から発信波を受信したかを識別できる。また、一端側の３台の発信器２０が発信する発信波は周波数を含めて同一とするが、搬送データに違いを持たせてそれぞれを受信機３００において識別可能としてもよい。他端側の３台の発信器２０が発信する発信波も同様である。

また、発信波は、指向性を有する電磁波（光波も含む）であり、本実施形態では近赤外線の光波を利用することとする。発信波の指向性により、発信器２１，２２，２３それぞれの発信波の照射範囲はある程度画定される。図２において、一端側の発信器２１，２２，２３それぞれの発信波の照射範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、横断歩道ＺＣの長手方向に沿って一部重なるように定められており、照射範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３によって横断歩道ＺＣ全域がカバーされている。

図２において、設置位置が高い方から順に発信器２１，２２，２３の３台の発信器２０が、歩行者用信号機５４０と同一の支柱Ｐに設置されている。発信器２１，２２，２３の発信波の照射範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、設置位置がより高い発信器２０の方が、一端側から遠くなるように設定されている。すなわち、図５の側面図に示すように、発信器２１，２２，２３それぞれの発信波を照射する照射俯角ｄ１，ｄ２，ｄ３が、ｄ１≦ｄ２≦ｄ３に定められている。但し、実際には発信器２１，２２，２３の設置間隔を短くするため、実用的にはｄ１＜ｄ２＜ｄ３となる。よって、一端側に設けた３台の発信器２０のうちの高さ位置の異なる任意の２台は、高さ位置の低い発信器２０の方が、照射俯角が大きくなるように設定されている。なお、最も低い高さ位置の発信器２０であっても、配置位置を２ｍ５０ｃｍ以上の高さ位置とし、通行人による発信波の遮蔽や信号レベルの低下を抑える。

また、発信器２０が発信波を照射する平面視の角度範囲である平面視照射範囲は、図６の平面図に示すように、最も高い位置に設置された発信器２１の平面視照射角範囲θ１が最も狭く、設置位置が低くなるに従って平面視照射角範囲θ２，θ３が徐々に広くなるように設定される。一端側の３台の発信器２０は、全ての照射範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を総合した発信波の照射域が、横断歩道ＺＣの全域を含むように設定される。横断歩道ＺＣ上の視覚障害者Ｕを確実に誘導して、反対側の歩道に案内するためである。

そのため、発信波の照射域は、過度に広い必要はない。横断歩道ＺＣの幅方向（道路を横断する方向に直角な方向）の範囲は、横断歩道ＺＣの幅に対して十分な大きさであればよい。そこで、平面視照射角範囲θ１，θ２，θ３は、設置位置の高い発信器２０ほど狭く設定される。

平面視照射角範囲θ１，θ２，θ３は、例えば、図７に示すように発信器２０が有する発光素子２９の配置向きによって設定することができる。図７は、発信器２１，２２，２３が有する発光素子２９の配置向きの概略を説明するための図である。発信器２０は、近赤外線の発信波を照射するためのＬＥＤ等で構成された発光素子２９を複数備えている。そして、発光素子２９の向きを調整することで平面視照射角範囲を設定することができる。なお、平面視照射角範囲の設定方法は、発光素子２９の配置向きの設定に限らない。例えば、レンズ等の光学素子を用いて設定することとしてもよい。

図２に戻り、交通信号付加装置の作用効果を、視覚障害者Ｕが横断歩道ＺＣを渡る場合の受信機３００の動作と併せて説明する。
視覚障害者Ｕは、図２に示すように受信機３００を片手で把持、或いは、図３に示すように首から吊り下げる等して携帯する。受信機３００は、発信波の照射方向を検知する照射方向検知機能を備える。この照射方向検知機能によって、受信機３００は、発信波の照射方向を判断して、視覚障害者Ｕを当該方向に誘導する。なお、照射方向検知機能は公知の技術を適用して実現可能であるため、詳細な説明を省略する。

まず、視覚障害者Ｕが他端側の歩道上で歩行者用信号機５４０が青表示となるまで待つ。そして、青表示となると、一端側および他端側の発信器２０が一斉に発信波を照射する。図２において受信機３００は一端側からの送信波を受信できるとともに、他端側（図４参照）からの送信波も受信可能である。ただし、照射方向検知機能によって、受信機３００は、歩行先である横断歩道ＺＣの一端側からの送信波を識別する。例えば、視覚障害者Ｕが受信機３００の受信方向（向き）を歩行先に向けることで照射方向検知機能が有効に機能する。

受信機３００は、一端側からの送信波を識別して受信すると、一端側の送信波に対応する音声を出力して、一端側に向かっていることを視覚障害者Ｕに報知する。視覚障害者Ｕが横断歩道ＺＣ上を歩行していく間、照射範囲Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を渡り歩くこととなるが、発信器２０の特徴的な配置構成によって、受信機３００は常時一端側から発信波を受信できるため、照射方向検知機能が有効に働く。また、一端側の発信器２１，２２，２３それぞれの発信波は同一であるため、報知音声が途切れることもない。これにより、横断歩道ＺＣの一端側に渡りきるまで視覚障害者Ｕを確実に誘導することができる。

また、仮に、視覚障害者Ｕが横断歩道ＺＣを渡る途中で方向感覚を失い、他端側に戻るように向きを変えると、受信機３００は、他端側の発信器２１ｂ，２２ｂ，２３ｂからの発信波を受信することとなる。そこで受信機３００は、他端側に向かう方向となったことを示す音声を出力することで、視覚障害者Ｕに方向転換が生じたことを報知することができる。

次に、交通信号付加装置の本体装置１０と発信器２０との関係について説明する。図８は、本体装置１０と、制御対象の発信器２０との接続関係を示す図である。

１つの交通信号付加装置１は多くの発信器２０を有しており、各発信器２０は設置位置および発信波の異同に応じてグループ分けされる。図８の発信器２０は、図１の交差点にならってグループ分けした例を示している。図１の交差点では、方路Ａ，Ｂの主道路と、方路Ｃ，Ｄの従道路とが交差している。そして、各方路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの横断歩道ＺＣにおいて、一端側には一端側の複数の発信器２０が設置され、他端側には他端側の複数の発信器２０が設置される。そのため、各方路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて、横断歩道ＺＣの一端側か他端側かで発信器２０がグループ分けされ、発信器群として纏めることができる。１つの発信器群を構成する発信器２０同士は、同じ発信波を照射するように設定される。発信器群ごとに異なる周波数の発信波を設定することができるが、図１の十字路交差点においては、最低４種類の周波数とすることができる。すなわち、十字路交差点では、歩行者用信号機５４０が青表示となる現示は、主道路が青表示の場合と従道路が青表示の場合との２つである。また、１つの横断歩道ＺＣにおいて視覚障害者Ｕの進行方向を区別するために一端側／他端側で別々の周波数を設定する必要がある。従って、２×２＝４種類となる。

本体装置１０は、信号制御装置５３０と有線或いは無線で通信接続されており、信号機制御信号を信号制御装置５３０から入力している。本体装置１０は、信号機制御信号に基づき、主道路の歩行者用信号機５４０が青表示の場合に主道路横断用発信器群に発信波を発信させる制御信号を出力し、従道路の歩行者用信号機５４０が青表示の場合に従道路横断用発信器群に発信波を発信させる制御信号を出力する。

発信器２０は、本体装置１０からの制御信号に従って、当該発信器２０に定められた周波数の発信波を照射する。

次に、受信機３００の機能構成について図９を参照して説明する。図９は、受信機３００の機能ブロックを示す図である。受信機３００は、処理部３１０と、受信部３２０と、記憶部３３０と、音声出力部３４０と、振動発生部３５０とを備えて構成された一種のコンピュータと言える小型電子機器であり、図２，３に示すように視覚障害者Ｕに携帯される。

処理部３１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサーを有して構成され、受信機３００の動作を統括的に制御する演算処理回路部である。処理部３１０は、受信部３２０から受信した発信波の識別情報（例えば周波数や搬送データなど）や受信信号レベルを入力し、当該識別情報に対応する音声データを記憶部３３０から読み出して、当該音声データに従った音声を音声出力部３４０から出力させる制御を行う。また、処理部３１０は、受信部３２０と相俟って、受信信号レベルの変化を用いて、受信している発信波の照射方向を検知する照射方向検知機能を担う。処理部３１０は、照射方向検知機能によって検知された照射方向に基づく誘導音声を音声出力部３４０から出力する。

また、処理部３１０は、受信部３２０が受信した発信波の識別情報が切り替わった場合には、その旨を知らせる音声を音声出力部３４０から出力させるとともに、振動発生部３５０に振動を発生させて視覚障害者Ｕに注意を促す。

受信部３２０は、発信器２０が発信する発信波を受信する受信回路を有し、発信波の受信指向性を有して構成される。受信指向性はアンテナによって実現することとしてもよい。

記憶部３３０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等のメモリやハードディスク等を有して構成され、処理部３１０に読み出されて実行されるプログラムや音声データの他、受信部３２０によって受信された発信波の識別情報や受信信号レベル等のデータを記憶する。

音声出力部３４０はスピーカであり、振動発生部３５０はバイブレータである。それぞれ処理部３１０からの信号に従った音声の出力および振動を発生させ、視覚障害者Ｕに横断歩道ＺＣを渡るための誘導案内の報知を行う。

以上、本実施形態によれば、横断歩道ＺＣの端部、例えば歩行者用信号機５４０の支柱Ｐに複数の発信器２０を設け、各発信器２０の発信波によって横断歩道ＺＣの全域をカバーすることができる。また、これらの発信器２０のうち、設置された高さ位置の高い発信器２０の方が、発信波が遠方に届くように設定される。換言すると、横断歩道ＺＣの他端側から一端側に向かって視覚障害者Ｕが歩行する場合、一端側に近づくにつれて、受信可能な発信波を発信する発信器２０の高さ位置が低くなる。この結果、視覚障害者Ｕが携帯する受信機３００は、横断歩道ＺＣの一端側に近づいたとしても、発信波の発信方向が一端側であること、すなわち視覚障害者Ｕが進むべき方向を明確に検知することができる。

また、本発明を適用可能な実施形態は上述した実施形態に限られるものではない。
例えば、１つの発信器群を構成する発信器２０の数を「３」として説明したが、「２」でもよいし、「４」以上でもよい。
また、図２においては、発信器２０の上下方向の間隔をある程度空けて図示しているが、図示よりも短く配置してもよい。
また、横断歩道ＺＣの幅が長い場合には、同一の高さ位置に複数の発信器２０を水平方向に並べて配置して、横断歩道ＺＣの幅方向に照射範囲が並ぶように設定することとしてもよい。

１交通信号付加装置
１０本体装置
２０発信器
３００受信機
Ｕ視覚障害者
ＺＣ横断歩道

Claims

所定の発信波の照射方向検知機能を有する受信機を携帯した視覚障害者による横断歩道の通行を支援するための交通信号付加装置であって、
前記横断歩道の一端側に設けた前記発信波を照射する複数の発信器であり、第１の高さ位置に前記発信波を照射する俯角を第１の照射俯角で設けた第１の発信器と、前記第１の高さ位置より低い第２の高さ位置に前記第１の照射俯角より大きい第２の照射俯角で設けた第２の発信器とを少なくとも含む複数の発信器、
を備え、
前記第１の発信器は、前記第２の発信器よりも前記発信波の平面視照射角範囲が狭く設定された、
交通信号付加装置。
前記一端側に設けた前記複数の発信器による前記発信波の照射域が、前記横断歩道の全域をカバーするように構成された、
請求項１に記載の交通信号付加装置。
前記第１の発信器および前記第２の発信器は、前記発信波を発信する複数の発光素子を有し、当該発光素子の配置向きによって前記平面視照射角範囲が設定された、
請求項１又は２に記載の交通信号付加装置。