JP6807715B2

JP6807715B2 - 信号制御装置及び信号制御システム

Info

Publication number: JP6807715B2
Application number: JP2016226015A
Authority: JP
Inventors: 憲樹村松
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-11-21
Also published as: JP2018084871A

Description

この発明は、交差点における車両等の通行を制御する技術に関する。

現示と呼ばれる信号灯器の点灯状態を組み合わせて、進行方向毎に交差点の通過を許可するか否かを示している。各現示の最後には、事故を防ぐための黄色の点灯状態と全方向赤色の点灯状態とが必要である。黄色の点灯状態と全方向赤色の点灯状態とが必要であることに起因する信号制御による時間ロスを原因として交通渋滞が発生している。

特許文献１には、青、黄、赤の車両灯器が示す情報を車両のディスプレイに表示することが記載されている。

特開２０１３−９７７２１号公報

特許文献１に記載された技術のように、車両灯器を目視できないことに対して、車両に信号現示の表示をすることが提案されている。しかし、信号制御による時間ロスを原因とした交通渋滞の解消等は考えられていない。
この発明は、交通状態等を考慮した制御が可能な、交差点における車両等の通行制御を実現することを目的とする。

この発明に係る信号制御装置は、
対象交差点の付近を走行する各車両について、速度と位置と進行方向とを特定可能な車両情報を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記各車両についての前記車両情報に基づき、前記各車両に対して前記対象交差点の通過を許可するか否かを決定する決定部と、
前記決定部によって決定された結果を示す結果情報を前記各車両に送信する送信部と
を備える。

この発明では、対象交差点の付近を走行する各車両の車両情報に基づき、車両毎に通行を許可するか否かを決定する。これにより、交通状態等を考慮した、交差点における車両等の通行制御が可能である。

実施の形態１に係る信号制御システム１の構成図。実施の形態１に係る信号制御装置１０の構成図。実施の形態１に係る車載器２０の構成図。実施の形態１に係る歩行者端末３０の構成図。実施の形態１に係る信号制御システム１の動作の概要の説明図。実施の形態１に係る信号制御システム１の動作を示すフローチャート。信号現示の説明図。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、実施の形態１に係る信号制御システム１の構成を説明する。
信号制御システム１は、信号制御装置１０と、１台以上の車載器２０と、１台以上の歩行者端末３０とを備える。信号制御装置１０と、各車載器２０及び各歩行者端末３０とは、無線ネットワーク４０を介して接続される。

図２を参照して、実施の形態１に係る信号制御装置１０の構成を説明する。
信号制御装置１０は、交差点毎に設置され、設置された交差点について、車両及び歩行者の通行を許可するか否かを制御するコンピュータである。信号制御装置１０は、複数の交差点に対して１台設置され、複数の交差点それぞれについて、車両及び歩行者の通行を許可するか否かを制御してもよい。実施の形態１では、信号制御装置１０は、交差点毎に設置されているとして説明する。

信号制御装置１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３と、通信インタフェース１４とのハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

信号制御装置１０は、機能構成要素として、受信部１１１と、決定部１１２と、送信部１１３とを備える。受信部１１１と、決定部１１２と、送信部１１３との機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ１３には、受信部１１１と、決定部１１２と、送信部１１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ１１によりメモリ１２に読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。これにより、受信部１１１と、決定部１１２と、送信部１１３との機能が実現される。

図３を参照して、実施の形態１に係る車載器２０の構成を説明する。
車載器２０は、車両５０に搭載されるコンピュータである。実施の形態１では、車両５０は、コンピュータの制御によって運転制御される、いわゆる自動運転車両である。
車載器２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ストレージ２３と、通信インタフェース２４とのハードウェアを備える。プロセッサ２１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

車載器２０は、機能構成要素として、受信部２１１と、制御部２１２と、送信部２１３とを備える。受信部２１１と、制御部２１２と、送信部２１３との機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ２３には、受信部２１１と、制御部２１２と、送信部２１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ２１によりメモリ２２に読み込まれ、プロセッサ２１によって実行される。これにより、受信部２１１と、制御部２１２と、送信部２１３との機能が実現される。

図４を参照して、実施の形態１に係る歩行者端末３０の構成を説明する。
歩行者端末３０は、歩行者によって携帯されるコンピュータである。
歩行者端末３０は、プロセッサ３１と、メモリ３２と、ストレージ３３と、通信インタフェース３４とのハードウェアを備える。プロセッサ３１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

歩行者端末３０は、機能構成要素として、受信部３１１と、表示部３１２と、送信部３１３とを備える。受信部３１１と、表示部３１２と、送信部３１３との機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ３３には、受信部３１１と、表示部３１２と、送信部３１３との機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ３１によりメモリ３２に読み込まれ、プロセッサ３１によって実行される。これにより、受信部３１１と、表示部３１２と、送信部３１３との機能が実現される。

プロセッサ１１，２１，３１は、プロセッシングを行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１，２１，３１は、具体例としては、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

メモリ１２，２２，３２は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ１２，２２，３２は、具体例としては、ＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。

ストレージ１３，２３，３３は、データを保管する記憶装置である。ストレージ１３は、具体例としては、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）である。また、ストレージ１３，２３，３３は、ＳＤ（登録商標，ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＣＦ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）といった可搬記憶媒体であってもよい。

通信インタフェース１４，２４，３４は、外部の装置と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース１４，２４，３４は、具体例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、ＨＤＭＩ（登録商標，Ｈｉｇｈ−ＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭｕｌｔｉｍｅｄｉａＩｎｔｅｒｆａｃｅ）のポートである。

図２では、プロセッサ１１は、１つだけ示されている。しかし、信号制御装置１０は、プロセッサ１１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。同様に、車載器２０は、プロセッサ２１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよいし、歩行者端末３０は、プロセッサ３１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、各機能構成要素の機能を実現するプログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ１１，２１，３１と同じように、プロセッシングを行うＩＣである。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図５から図６を参照して、実施の形態１に係る信号制御システム１の動作を説明する。
実施の形態１に係る信号制御システム１の動作は、実施の形態１に係る信号制御方法に相当する。また、実施の形態１に係る信号制御システム１の動作は、実施の形態１に係る信号制御プログラムの処理に相当する。

図５を参照して、実施の形態１に係る信号制御システム１の動作の概要を説明する。
信号制御装置１０の受信部１１１は、対象交差点の付近を走行する各車両５０について、速度と位置と進行方向とを特定可能な車両情報を受信する。決定部１１２は、受信部１１１によって受信された各車両５０についての車両情報に基づき、各車両５０に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。送信部１１３は、決定部１１２によって決定された結果を示す結果情報を各車両５０に送信する。
各車両５０に搭載された車載器２０は、送信部１１３から送信された結果情報に基づき、車両５０を制御する。つまり、車載器２０は、対象交差点の通過を許可することを結果情報が示す場合、車両５０が対象交差点を通過するように制御する。一方、車載器２０は、対象交差点の通過を許可しないことを結果情報が示す場合、車両５０を減速又は停止させて、対象交差点へ侵入しないように制御する。

また、決定部１１２は、対象交差点の付近にいる歩行者についても、対象交差点の通過を許可するか否かを決定し、送信部１１３は、決定部１１２によって決定された結果を示す結果情報を各歩行者端末３０に送信する。
各歩行者端末３０は、送信部１１３から送信された結果情報を表示して、歩行者に対象交差点の通過の許否を知らせる。

対象交差点は、青、黄、赤の車両灯器が設置されるような交差点だけでなく、一時停止が必要な交差点でもよい。

図６を参照して、実施の形態１に係る信号制御システム１の動作の詳細を説明する。
信号制御システム１は、図６に示す処理を一定の周期で繰り返し実行する。例えば、信号制御システム１は、図６に示す処理を１秒毎といった短時間毎に繰り返し実行する。

（図６のステップＳ１：情報送信処理）
対象交差点の付近を走行する各車両５０の車載器２０の送信部２１３は、車両５０の速度と位置と進行方向とを特定可能な車両情報を通信インタフェース２４を介して無線ネットワーク４０に送信する。
具体例としては、車両情報は、車両５０に搭載された速度センサにより特定された車両５０の速度を示す。また、車両情報は、測位衛星から受信された測位信号に基づき特定された位置を示す。また、車両情報は、自動運転車両である車両５０に設定された対象交差点の進行方向を示す。

（図６のステップＳ２：情報受信処理）
信号制御装置１０の受信部１１１は、ステップＳ１で各車両５０の車載器２０から無線ネットワーク４０に送信された車両情報を、通信インタフェース１４を介して受信する。

（図６のステップＳ３：決定処理）
信号制御装置１０の決定部１１２は、ステップＳ２で受信された各車両５０についての車両情報に基づき、車両５０毎に対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。また、決定部１１２は、通過を許可すると決定された車両５０の進行方向と同じ進行方向への歩行者の通過を許可すると決定する。なお、歩行者については、通過を許可する進行方向の切り替えの前後にどの方向への通過も許可しない時間を設けてもよい。
具体的には、決定部１１２は、各車両５０の待ち時間の合計時間が短くなるように、各車両５０に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。例えば、混雑している進行方向の車両５０の方が混雑していない進行方向の車両５０よりも多く通過できるように、混雑している進行方向に対して通過可能な時間を長く割り当てるようにする。
あるいは、決定部１１２は、ある進行方向の車両５０を優先的に通過させるように、各車両５０に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。例えば、決定部１１２は、ある進行方向の車両５０に対して割り当てる通過可能な時間を、他の進行方向の車両５０に対して割り当てる通過可能な時間よりも長く設定することにより、ある進行方向の車両５０を優先的に通過させる。また、決定部１１２は、日付と曜日と時間といった情報に応じて、どの進行方向の車両５０をどの程度優先的に通過させるかを変えてもよい。また、決定部１１２は、車両５０だけでなく、歩行者を優先的に通過させるようにしてもよい。

（図６のステップＳ４：結果送信処理）
信号制御装置１０の送信部１１３は、ステップＳ３で決定された結果を示す結果情報を、通信インタフェース１４及び無線ネットワーク４０を介して各車両５０に搭載された車載器２０及び各歩行者に携帯された歩行者端末３０に送信する。

（図６のステップＳ５：結果受信処理）
各車両５０に搭載された車載器２０の受信部２１１は、ステップＳ４で送信された結果情報を、通信インタフェース２４を介して受信する。

（図６のステップＳ６：制御処理）
各車両５０に搭載された車載器２０の制御部２１２は、ステップＳ５で受信された結果情報に基づき、車両５０を制御する。つまり、車載器２０は、対象交差点の通過を許可することを結果情報が示す場合、車両５０が対象交差点を通過するように制御する。一方、車載器２０は、対象交差点の通過を許可しないことを結果情報が示す場合、車両５０を減速又は停止させて、対象交差点へ侵入しないように制御する。
この際、制御部２１２は、車両５０が対象交差点の通過を許可されているか否かを通信インタフェース２４を介して車両５０に搭載された表示装置に表示してもよい。

（図６のステップＳ７：結果受信処理）
各歩行者に携帯された歩行者端末３０の受信部３１１は、ステップＳ４で送信された結果情報を、通信インタフェース３４を介して受信する。

（図６のステップＳ８：表示処理）
各歩行者に携帯された歩行者端末３０の表示部３１２は、ステップＳ７で受信された結果情報を通信インタフェース３４を介して表示装置に表示する。つまり、表示部３１２は、どの進行方向について通過することが許可されており、どの進行方向について通過することが許可されていないかを表示装置に表示する。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態１に係る信号制御システム１では、対象交差点の付近を走行する各車両５０の車両情報に基づき、車両５０毎に通行を許可するか否かを決定する。これにより、交通状態等を考慮した、交差点における車両５０等の通行制御が可能である。特に、実施の形態１に係る信号制御システム１では、短時間毎に処理を繰り返し実行し、対象交差点についての制御を行う。これにより、適切な制御が可能である。

図７に示すように、従来は、現示と呼ばれる信号灯器の点灯状態を組み合わせて、進行方向毎に交差点の通過を許可するか否かを示している。そして、各現示の最後には、事故を防ぐための黄色の点灯状態と全方向赤色の点灯状態とが必要になっており、時間ロスが生じ交通渋滞の原因になっている。
しかし、実施の形態１に係る信号制御システム１では、信号制御に起因する時間ロスは発生しない。そのため、信号制御による時間ロスに起因した交通渋滞の発生を防止することができる。

また、実施の形態１に係る信号制御システム１では、自動運転車両である車両５０が個別に対象交差点を通過してよいか否かを正確に特定できる。そのため、対象交差点における事故の発生を減らすことができる。

また、実施の形態１に係る信号制御システム１では、青、黄、赤の車両灯器は不要となり、通過が許可されているか否かの表示のみが車両５０毎になされることになる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
実施の形態１では、通過を許可すると決定された車両５０の進行方向と同じ進行方向への歩行者の通過を許可すると決定された。変形例１として、歩行者に対しても個別に通過を許可するか否かが決定されてもよい。この場合、同じ横断歩道であっても、一方の方向については通過が許可され、もう一方の方向については通過が許可されないといった制御がされてもよい。

具体的には、図６のステップＳ１で、対象交差点の付近にいる各歩行者によって携帯された歩行者端末３０の送信部３１３は、歩行者の進行方向を特定可能な歩行者情報を、通信インタフェース３４を介して無線ネットワーク４０に送信する。図６のステップＳ２で、信号制御装置１０の受信部１１１は、送信された歩行者情報を受信する。そして、図６のステップＳ３で、信号制御装置１０の決定部１１２は、各車両５０についての車両情報と各歩行者についての歩行者情報とに基づき、各車両５０及び各歩行者に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。
歩行者情報は、歩行者によって入力された進行方向を示す、あるいは、歩行者によって入力された目的地から特定される進行方向を示す。

あるいは、図６のステップＳ２で、信号制御装置１０の受信部１１１は、対象交差点の付近に設置された検出装置から、対象交差点の付近にいる横断待ちの歩行者の検出情報を受信する。そして、図６のステップＳ３で、信号制御装置１０の決定部１１２は、各車両５０についての車両情報と検出情報とに基づき、各車両５０及び各歩行者に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定する。

図６のステップＳ３では、信号制御装置１０の決定部１１２は、各車両５０の待ち時間だけでなく、各歩行者の待ち時間も考慮して、各車両５０及び各歩行者に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定してもよい。具体的には、各車両５０及び各歩行者の待ち時間の合計時間が短くなるように、各車両５０及び各歩行者に対して対象交差点の通過を許可するか否かを決定してもよい。この際、車両５０の待ち時間と歩行者の待ち時間とに重み付けした上で、合計待ち時間を計算するようにしてもよい。

＜変形例２＞
実施の形態１では、信号制御装置１０の受信部１１１と決定部１１２と送信部１１３との機能と、車載器２０の受信部２１１と制御部２１２と送信部２１３との機能と、歩行者端末３０の受信部３１１と表示部３１２と送信部３１３との機能とがソフトウェアで実現された。しかし、変形例２として、これらの機能はハードウェアで実現されてもよい。この変形例２について、実施の形態１と異なる点を説明する。

これらの機能がハードウェアで実現される場合、信号制御装置１０は、プロセッサ１１とメモリ１２とストレージ１３とに代えて、処理回路を備える。この処理回路は、受信部１１１と決定部１１２と送信部１１３との機能と、メモリ１２とストレージ１３との機能とを実現する専用の電子回路である。
同様に、車載器２０は、プロセッサ２１とメモリ２２とストレージ２３とに代えて、処理回路を備える。この処理回路は、受信部２１１と制御部２１２と送信部２１３との機能と、メモリ２２とストレージ２３との機能とを実現する専用の電子回路である。
同様に、歩行者端末３０は、プロセッサ３１とメモリ３２とストレージ３３とに代えて、処理回路を備える。この処理回路は、受信部３１１と表示部３１２と送信部３１３との機能と、メモリ３２とストレージ３３との機能とを実現する専用の電子回路である。

信号制御装置１０と車載器２０と歩行者端末３０とが備える処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（ＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）が想定される。
各機能を１つの処理回路で実現してもよいし、各機能を複数の処理回路に分散させて実現してもよい。

＜変形例３＞
変形例３として、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。つまり、信号制御装置１０と車載器２０と歩行者端末３０とのそれぞれの機能のうち、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。

プロセッサ１１，２１，３１とメモリ１２，２２，３２とストレージ１３，２３，３３と処理回路とを、総称して「プロセッシングサーキットリー」という。つまり、各機能は、プロセッシングサーキットリーにより実現される。

１信号制御システム、１０信号制御装置、１１プロセッサ、１２メモリ、１３ストレージ、１４通信インタフェース、１１１受信部、１１２決定部、１１３送信部、２０車載器、２１プロセッサ、２２メモリ、２３ストレージ、２４通信インタフェース、２１１受信部、２１２制御部、２１３送信部、３０歩行者端末、３１プロセッサ、３２メモリ、３３ストレージ、３１１受信部、３１２表示部、３１３送信部、４０無線ネットワーク、５０車両。

Claims

対象交差点の付近を走行する各車両について、速度と位置と進行方向とを特定可能な車両情報を受信するとともに、前記対象交差点の付近にいる各歩行者について、進行方向を特定可能な歩行者情報を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記各車両についての前記車両情報と、前記各歩行者についての前記歩行者情報とに基づき、前記各車両及び前記各歩行者の待ち時間の合計時間が短くなるように、前記各車両及び前記各歩行者に対して前記対象交差点の通過を許可するか否かを決定する決定部と、
前記各車両と前記各歩行者とを対象体として、前記決定部によって決定された前記対象体が前記対象交差点の通過を許可されるか否かを示す結果情報を、前記対象体が車両の場合にはその車両に、前記対象体が歩行者の場合には、その歩行者が有する歩行者端末に送信する送信部と
を備える信号制御装置。
前記受信部は、前記対象交差点の付近にいる各歩行者を検出する検出装置から、歩行者の検出情報を受信し、
前記決定部は、前記各車両についての前記車両情報と前記検出情報とに基づき、前記各車両及び前記各歩行者に対して前記対象交差点の通過を許可するか否かを決定し、
前記送信部は、前記各車両と前記各歩行者とを対象体として、前記結果情報を、前記対象体が車両の場合にはその車両に、前記対象体が歩行者の場合には、その歩行者が有する歩行者端末に送信する
請求項１に記載の信号制御装置。
請求項１又は２に記載の信号制御装置と、
車両に搭載され、前記送信部から送信された前記結果情報に基づき、前記車両について前記対象交差点を通過させるか否かを制御する車載器と
を備える信号制御システム。
前記車載器は、前記対象交差点の通過を許可しないことを前記結果情報が示す場合、前記車両を減速又は停止させて、前記対象交差点へ侵入しないように制御する
請求項３に記載の信号制御システム。
請求項１又は２に記載の信号制御装置と、
歩行者が有し、前記送信部から送信された前記結果情報が示す前記対象交差点の通過を許可されるか否かを表示する前記歩行者端末と
を備える信号制御システム。