JP6913564B2 - 交通制御システム - Google Patents

Description

本発明は車両や歩行者等の移動体の安全かつ円滑な交通を確保する交通制御システムに関するものである。

交通制御のための機器や構造物として信号機があり、車両や歩行者は信号機の信号表示にしたがって通行している。しかし、従来の信号機は、基本的に予め設定したプログラムで一方的に信号表示を行なう構成であるので、場合によっては安全かつ円滑な交通が確保されないことがある。例えば、交通量の変化や緊急車両に信号機の信号表示が臨機応変に対応できないことがあり、円滑な交通が阻害される。

特許文献１には、路側機により緊急車両を検出し、当該緊急車両の走行状況に対応して路側機を制御して緊急車両を誘導することにより、その円滑な走行を可能にした技術が提案されている。また、特許文献２には、ＩＣタグ等を利用して歩行者と歩行者用信号機の制御装置とを無線通信可能とし、歩行者において歩行者用信号機を制御することにより歩行者の安全を確保する技術が提案されている。

特開２０１６−１１０４１３号公報 特開２００９−２９４８７７号公報

特許文献１は、緊急車両の円滑な交通を目的としているので、一般車両の円滑な交通を実現することは難しい、例えば、交差点の一方方向の交通量が多いとき、これと交差する方向の交通量が少ないのにかかわらず、一方方向の信号機の赤表示によって渋滞が生じることを解消することはできない。また、右折専用レーンのない片側一車線の道路では、１台の右折車によって渋滞が生じることがあるが、これを解消することはできない。

特許文献２は、歩行者がユーザ携帯端末を操作して歩行者用信号機を制御する必要があるため、歩行者の負担が多い。また、複数の歩行者が存在して、それぞれが異なる操作を行うような場合には、歩行者用信号機の制御が複雑になる。

本発明の目的は、歩行者と車両を含めた移動体の安全かつ円滑な交通を実現することが可能な交通制御システムを提供することにある。

本発明は、少なくとも電光掲示板等のように表示画面にパターンや文字を表示する標識表示機能を有する標識構造物が配設されている道路に配設されて歩行者、車両等の移動体の移動を制御するための交通制御手段を備える交通制御システムであって、移動体は自身の固有情報を含む情報担体を備えており、交通制御手段は、移動体を検出する移動体検出部と、検出した移動体の移動、停止状態から当該道路における交通の状態を検出する交通状態検出部と、情報担体から移動体の固有情報を検出する固有情報検出部と、検出した移動体の移動を助長するために標識構造物の標識表示を制御する標識表示制御部を備える。

本発明においては、さらに標識表示制御部は、移動体検出部及び交通状態検出部で検出した移動体の交通状態と、固有情報検出部で検出した移動体の固有情報とを対比して標識構造物の表示画面に移動体の移動を誘導するための表示を行なう。

本発明によれば、移動体の交通状態を検出し、さらには移動体の固有情報を検出することにより、交差点を含む道路標識が存在する道路における移動体の安全かつ円滑な交通制御が実現できる。

交通制御システムの実施形態１の概念図。 実施形態１の主となる信号機の概略図。 制御本体のブロック構成図。 実施形態１の交通制御の形態１を説明する平面図。 実施形態１の交通制御の形態２を説明する平面図。 実施形態１の交通制御の形態３を説明する平面図。 実施形態２の信号機の概略図。 情報担体を説明する概略図。 実施形態２の制御本体のブロック構成図。

（実施形態１）
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の交通制御システムの実施形態１の概念図である。交通制御対象となる道路、ここでは交差点ＣＲには所定位置に信号機、道路標識、街灯等の構造物が設けられているが、この構造物としての信号機ＳＩＧ（総称）に本発明にかかる交通制御手段１が配設されている。

この交通制御手段１は、交差点に配設されている複数の全ての信号機ＳＩＧに関連付けられた状態で配設されている。図１には、便宜的に４つの信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４が図示されており、これら４つの信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４のうち、主となる１つの信号機ＳＩＧ１に交通制御手段１の制御本体１１が配設されている。

図２は前記した主となる１つの信号機ＳＩＧ１の概略図であり、当該信号機ＳＩＧ１は、地上に立設されたポスト２３に支持された信号表示部２を有している。この信号表示部２は少なくとも赤青黄色の信号灯２１を備えるとともに、これらの信号灯２１を駆動して標識のための点灯、点滅を実行する信号駆動部２２を備えている。

前記信号機ＳＩＧ１には前記交通制御手段１の制御本体１１が配設されている。この制御本体１１は、信号機ＳＩＧ１のポスト２３に支持された制御キャビネット内に組み込まれている。後述するように、前記信号駆動部２２は当該制御本体１１によって前記信号灯２１の点灯・点滅を制御する。

前記信号機ＳＩＧ１のポスト２３の一部には、移動体を検出するための検出端末としての撮像手段１０が配設されている。この撮像手段１０は他の信号機ＳＩＧ２〜ＳＩＧ４にも配設されている。この撮像手段１０はＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子を用いたカメラで構成されており、交差点ＣＲ及びその近傍を通行する歩行者Ｗ、車両Ｖ等の移動体Ｍを撮像する。この場合、１つの撮像手段１０で全ての移動体Ｍを撮像するようにしてもよく、あるいは複数の撮像手段１０で撮像した画像を合成して全ての移動体Ｍを撮像するようにしてもよい。

図３は前記制御本体１１のブロック構成図であり、前記点灯駆動部２２と、前記した検出端末としての前記各撮像手段１０にそれぞれ無線接続する通信部１２を備えている。ここでは電磁波や赤外線を利用して無線接続されている。この通信部１２は、前記撮像手段１０で撮像した画像を受信する一方で、前記信号駆動部２２に対して信号駆動信号を送信する。

また、前記制御本体１１は、前記通信部１２で受信した画像から個々の移動体を検出する移動体検出部１３を備えている。この移動体検出部１３は、撮像手段１０で撮像した画像を画像解析することにより移動体Ｍを検出し、さらには歩行者Ｗや車両Ｖを識別して検出する。

さらに、前記制御本体１１は、検出した移動体Ｍに基づいて交差点ＣＲでの交通状態を判断する交通状態検出部１４を備えている。例えば、移動体検出部１３で検出した移動体Ｍの経時的な位置変化、すなわち移動軌跡を求め、これから移動体Ｍの速度や進行方向等を検出する。そして、移動体Ｍが歩行者Ｗの場合には、歩行者Ｗが歩道や横断歩道を移動しているか、あるいは信号待ちしているか等の歩行状態を検出する。また、移動体Ｍが自転車や自動車等の車両Ｖの場合には、当該車両の標識灯（ウインカー等）の点灯状態を参照して直進、右折、あるいは左折する走行状態を検出する。

前記制御本体１１は、前記交通状態検出部１４での検出に基づいて、信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４の信号表示部２での信号表示を制御する標識表示制御部１５を備えている。ここでは、標識表示制御部１５は前記通信部１２を介して交差点に存在する全ての信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４の信号駆動部２２に無線で接続されており、これら信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４の点灯状態を制御する。この場合、各信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４に対しては、特定の信号機の青信号の時間を長くし、他の信号機の赤信号の時間を長くする等の任意の標識表示の制御を行うことが可能とされている。

この標識表示制御部１５では、例えば、過去における種々の交通状態と、そのときの信号機の点灯制御の履歴を記憶する記憶部（図示せず）を備えておき、現在の交通状態と、記憶されている過去の種々の交通状態と、そのときにおける信号機の点灯制御結果を対比することにより、それぞれにおける信号機の好適な点灯制御を行うように構成してもよい。すなわち、信号制御に学習機能を持たせ、最も好適な信号制御を実行することが可能である。

以上説明した交通制御手段１を備える交通制御システムによる代表的な制御形態例を図４を参照して説明する。先ず、交通制御手段１では、撮像手段１０で撮像した交差点の画像から、移動体検出部１３が移動体Ｍ、さらには歩行者Ｗ、車両Ｖを検出する。次いで、検出した移動体に基づいて、交通状態検出部１４において歩行者Ｗや車両Ｖの移動状態を認識し、この移動状態に基づいて交差点ＣＲにおける交通状態を検出する。

図４Ａの場合は、交差点ＣＲにおける一方向Ｒ１の車両Ｖの交通量が多く、これと交差する他方向Ｒ２の交通量が少ない状況にあり、そのため一方向側の信号機ＳＩＧ２，ＳＩＧ４が赤信号表示になると渋滞が生じ易くなる。交通制御手段１は、移動体検出部１３で各方向の車両Ｖの交通量を検出し、交通状態検出部１４において両方向の交通量を比較するとともに、各車両Ｖの移動状態を検出する。

そして、一方向Ｒ１の交通量が他方向Ｒ２の交通量よりも顕著に多く、渋滞が生じ易い状態であることを検出すると、標識表示制御部１５は、一方向側の信号機ＳＩＧ２，ＳＩＧ４の青信号の時間を、他方向側の信号機ＳＩＧ１，ＳＩＧ３の青信号の時間よりも長くする制御信号を出力する。この制御信号は通信部１２を介して各信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４の信号駆動部２２に送信され、各信号機ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４の信号表示が制御される。これにより、一方向側の車両Ｖが交差点を通過し易くなり、交通量の差が要因となる交差点ＣＲでの渋滞が解消される。

図４Ｂの場合は、右折専用レーンのない交差点ＣＲにおいて、一方向道路Ｒ１側において１台の右折車Ｖ１によって後続車両Ｖに渋滞が生じている。交通制御手段１は、移動体検出部１３で車両Ｖを検出し、交通状態検出部１４において交差点ＣＲにおける各車両Ｖの走行状態を検出する。渋滞を検出した場合には、各車両Ｖ１，Ｖの車速や、停止している時間等を検出する。また、同時に対向車線側の車両Ｖの交通量を検出する。

標識表示制御部１５は、検出した渋滞している車両Ｖの停止時間が所定時間を越えたときには、対向車線側の車両Ｖの交通量を参照し、右折車が優先的に右折できように、対向車線側の信号機ＳＩＧ２を臨時的な赤信号に制御する。右折車Ｖ１が右折して渋滞が緩和されたら、対向車側の信号機ＳＩＧ２を青信号に戻す制御を行う。これにより、渋滞が解消される。

この場合、図２に示されているように、信号機ＳＩＧ（ＳＩＧ４）に矢印表示の補助信号機３を設けておき、右折車Ｖ１に対して当該補助信号機３を点灯させるようにしてもよい。また、図示は省略するが、これと同時に対向車側の信号機ＳＩＧ（ＳＩＧ２）においては、右折車を優先させるための臨時的な赤信号であることを表示するために、赤信号を特異な周期で点滅させる表示としてもよい。

図４Ｃの場合は、歩行者Ｗ１が横断歩道を横断しており、また歩行者Ｗ２が信号待ちしている。交通制御手段１は、移動体検出部１３においてこれら歩行者Ｗ１，Ｗ２を検出すると、道路状態検出部１４は、歩行者Ｗ１の歩行速度を検出し、また歩行者Ｗ２の信号待ち時間を検出する。

標識表示制御部１５は、検出した歩行者Ｗ１の歩行速度が所定速度よりも遅いとき、すなわち歩行者が幼児や高齢者のような場合には、対応する信号機ＳＩＧ１の青信号を歩行者Ｗ１が完全に渡り切るまで継続することにより、歩行者Ｗ１の安全を確保する。また、歩行者Ｗ２の待ち時間と、交差する道路の車両Ｖの交通量を参照し、待ち時間が所定時間を越え、かつ交差する道路における交通量が所定量よりも少ないときには、歩行者Ｗ２に対応する信号機ＳＩＧ２の赤信号の時間を短くし、歩行者Ｗ２の信号待ち時間を短縮する。

このように、実施形態１の交通制御システムは、移動体検出部１３により交差点における移動体を検出し、さらに交通状態検出部１４が交通状態を検出し、標識表示制御部１５において最大多数の移動体が円滑に交通できるような信号機の制御を行う。これにより、歩行者や車両を含めた交差点における円滑な交通が確保される。

ここで、本発明における交通制御手段１の移動体検出部１３は、交差点における移動体を検出し、かつ交通状態検出部１４において当該移動体による交通状態が検出できるのであれば、実施形態１の撮像手段１０で撮像した画像に基づく移動体の検出に代えて、ＬｉＤＡＲ、ミリ波レーダー等による検出信号を利用して移動体を検出する構成としてもよい。

実施形態１では、交通制御手段１の制御本体１１を１つの信号機ＳＩＧ１に配設しているが、制御本体１１を複数の信号機にそれぞれ配設し、それぞれの制御本体１１を撮像手段１０や信号部２に有線で接続するとともに、各制御本体１１を相互に無線又は有線で接続した構成としてもよい。また、交通制御手段１は信号機以外の道路標識、街灯、掲示板、その他の建造物に配設されてもよい。

実施形態１では、信号機のある交差点に適用した形態を示したが、交差点以外に設置されている信号機に対しても適用することが可能である。

（実施形態２）
図５は実施形態２における信号機ＳＩＧの概略図である。すなわち、図１に示した実施形態１と同様に交差点に複数の信号機ＳＩＧが配設されているとした場合、各信号機ＳＩＧには信号表示部２に加えて表示画面を有する電光掲示板４が配設されている。この電光掲示板４は交通制御手段１での制御により、表示画面に任意のパターンや文字を表示することが可能とされている。例えば、図示は省略するが、電光掲示板４を駆動する駆動部（図示せず）は実施形態１と同様に制御本体１１の通信部１２に無線接続されている。

また、実施形態２では、歩行者や車両は、自身の固有情報が記憶された情報担体５を保有している。この情報担体５は、例えばＩＣチップ５１であり、図６（ａ）に示すように、歩行者Ｗはバッグ等の携帯物やベルト等の装身具にＩＣチップ５１を取り付けている。また、災害時や交通安全のために装着するヘルメットにＩＣチップ５１を取り付けてもよい。このＩＣチップ５１は、ＩＣカードに搭載されているＩＣチップを利用してもよい。さらには、情報担体５はＩＣチップに代えて、携帯電話機やスマートフォン等の携帯通信機に設けられている記憶媒体で構成してもよい。

また、図６（ｂ）に示すように、車両Ｖには情報担体５として、ランプや車体の一部、例えば、ハイマウントストップランプ、シャークフィンアンテナ、樹脂製ウインド（リアウインド）や樹脂製ボディに、それぞれＩＣチップ５１を搭載している。

あるいは、情報担体５は、図６（ｃ）に示すように、ＩＣチップに代えて、車両Ｖの車体の一部、例えばトランクリッドやボンネットの外表面に、肉眼では識別不可能な材料で印刷した特異な情報パターン５２で構成してもよい。なお、この情報パターン５２は歩行者のヘルメットの表面に設けることも可能である。

図７は実施形態２の交通制御手段１の制御本体１１のブロック構成図である。実施形態１の制御本体１１と等価な部分には同一符号を付してある。ここで、移動体検出部１３は、移動体が有している情報担体５を検出することにより移動体を検出することが可能とされている。そのため、移動体の検出端末として、例えば、ＩＣチップ５１を無線（電磁波）で検出するＩＣセンサー、車両やヘルメット等に印刷された情報パターン５２に特定波長の光を照射し、その反射光を検出することにより当該情報パターン５２を光学的に検出する光学検出器が利用できる。また、この場合には、図５に鎖線で示した検査端末としての撮像手段１０を省略することができる。

また、情報担体５としてＩＣチップ５１に代えて移動体が携帯している携帯通信機を利用する場合には、検出端末として無線通信を行って移動体を検出する無線機が利用できる。この場合、無線機は制御本体１１に設けられている通信部１２を利用することができる。また、情報担体として、車両に装備されているナビゲーション装置やＥＴＣ装置等の無線機器を利用し、これらを通信部１２にて検出することにより車両Ｖを検出することも可能である。

さらに、実施形態２の制御本体１１は、前記情報担体５を検出することにより移動体の固有情報を検出する固有情報検出部１６が設けられている。この固有情報検出部１６は前記情報担体５、すなわちＩＣチップ５１に記憶され、あるいは情報パターン５２に含まれている情報を検出することにより、移動体の固有情報を検出することができる。例えば、歩行者Ｗの固有情報から、高齢者、児童、障害者等が検出できる。また、車両Ｖの固有情報から、緊急車両、高齢者運転車両、初心者運転車両等が検出できる。

実施形態２における交通制御手段１による制御は、図１に示した実施形態１での制御と同様であるが、これに加えて固有情報検出部１６で検出した移動体の固有情報に基づいて、標識表示制御手段１５において信号機ＳＩＧのより細かい信号制御が可能になる。例えば、検出した歩行者Ｗの固有情報から、歩行者Ｗが障害者の場合には、横断歩道を横断する際の青時間をさらに長く制御する。また、児童の場合には信号機ＳＩＧに併設されている電光掲示板４に児童が横断中であることの表示を行う。

車両Ｖに対する信号制御も実施形態１と同様であるが、特に、情報担体５の固有情報から緊急車両を検出した場合には、当該緊急車両が交差点に接近したときには、その方向の信号機を優先的に青信号として円滑な移動を可能にする。あるいは、複数台が連なって走行する団体バスの場合には、全部のバスが通過するまで青信号とする。

また、交差点ＣＲで事故が生じたときには、そのときの交通状態に応じて交差点ＣＲにおける全ての信号機ＳＩＧの赤信号と青信号の時間を適宜に制御する。特に、被害者、加害車両等の情報担体５の固有情報から、救急や消防、警察への通報を選択肢の一つとする。合せて、検出した緊急車両の円滑な移動を制御する。これらにより、事故が生じたときの車両Ｖの渋滞を緩和し、かつ緊急車両が迅速に到着できるようにし被害者等の救護を可能とする。

実施形態２では車両Ｖ、特に自動車に情報担体５を備えることにより、情報担体５で当該自動車を特定することができるので、例えば、前部ナンバープレートの取り付け位置を変更し、あるいは撤去することも可能になる。前者の場合には歩行者との接触事故が生じたときに、歩行者に対するダメージを緩和する。後者の場合には、さらに自動車の軽量化による燃費向上が可能になる。

実施形態２の情報担体５は、交通状態を制御するための利用に限定されるものではなく、災害時に歩行者の情報担体５により非難者の確認に利用できる。また、自動運転車等の無人移動体に適用でき、さらには情報担体５から当該無人移動体の情報を取得することにより、例えば目的地、進路等を読み取り、無人移動体が円滑に移動できるように信号機を制御する。

ここで、情報担体５としてＩＣチップや携帯通信機、無線通信機等を用いた場合には、交通制御手段１の固有情報検出部１６は、これらＩＣチップや通信機に記憶された情報に基づいて移動体の固有情報を検出するようにしてもよい。例えば、歩行者Ｗの行先や車両Ｖの走行先等の移動情報を固有情報として検出し、標識表示制御部１５はこの移動情報に基づいて歩行者や車両のさらなる円滑な移動を可能にする信号制御や表示制御を行うことが可能になる。

（実施形態３）
実施形態３は、図を参照しての説明は省略するが、自動運転移動体、例えば自動運転車やドローン（無人飛行体）に適用した実施形態であり、基本的には実施形態２と同様である。すなわち、自動運転車やドローンに、図６（ｂ），（ｃ）に示した実施形態２と同様のＩＣチップ５１や情報パターン５２等の情報担体５が配設される。また、情報担体５として、自動運転車やドローンに、実施形態２の交通制御手段１の制御本体１１と無線接続可能な無線機が搭載される。

ここで、自動運転車は例えば配送センターから荷物を運送する配送車であり、あるいは無人の配送ドローンであり、配送先に向けて自動走行、自動飛行するように設定されている。そのため、配送車や配送ドローンに配設されている情報担体５、例えばＩＣチップ５１には配送先、配送荷物等の情報が実施形態２で説明した固有情報の一部として記憶されている。

あるいは、自動運転車に情報担体５としての無線機が搭載されている場合には、当該無線機は交通制御手段１の制御本体１１に無線接続される一方で、図には表れない配送センターにも無線接続されており、当該配送車の配送先、配送荷物等の移動情報は無線機を介して配送センターから制御本体１１に送信することが可能とされている。なお、制御本体１１と配送センターは無線又は有線で接続されており、相互に情報を送受しあるいは共有できる。

実施形態３では、自動運転車が交差点を走行する際に、実施形態１，２と同様の標識表示制御、すなわち信号機ＳＩＧの点灯制御や電光掲示板４での表示を行うことにより、交差点での歩行者や車両の円滑な移動を可能とする。

また、実施形態３では、前記したように、配送車や配送ドローンの情報担体５の固有情報に含まれる配送先や配送荷物を検出することにより、配送車や配送ドローンが正しい経路で交差点を通過したか否かを判定することも可能になる。誤った方向に移動したときには、配送センターに連絡する。配送センターは当該配送車や配送ドローンの情報担体５に記憶されている情報を確認し、誤っている場合には無線により情報を是正して正しい配送先に誘導する。

この場合には、配送車や配送ドローンが配送する配送荷物についても、情報担体５を利用して監視することができる。特に、配送車で危険物を配送する際には、交通制御手段は配送車の車速や、周囲に存在する他車両を監視し、事故防止のための信号制御や、他車両に対する掲示等の標識表示制御を実行する。

実施形態３における無人運転車は、人を運送する無人タクシーや無人バスにも適用できる。特に、後者の場合には停留所で乗車待ちする乗客の有無や、当該停留所で降車する乗の有無により、無人バスの停車、通過を誘導し、無駄な停車を防止して渋滞を防止する。

実施形態２，３においても、交通制御手段を、交差点以外に設置されている信号機に配設し、あるいは信号機の無い交差点や道路の一側に電光掲示板を配設し、この電光掲示板を道路標識として、または信号機として機能させるように構成してもよい。

１ 交通制御手段
２ 信号表示部
３ 補助信号機
４ 電光掲示板
５ 情報担体
１０ 撮像手段（検出端末）
１１ 制御本体
１２ 通信部
１３ 移動体検出部
１４ 交通状態検出部
１５ 標識表示制御部
１６ 固有情報検出部
２１ 信号灯
２２ 信号駆動部
５１ ＩＣチップ
５２ 情報パターン
ＳＩＧ（ＳＩＧ１〜ＳＩＧ４） 信号機
Ｍ 移動体
Ｖ 車両
Ｗ 歩行者
ＣＲ 交差点

Claims (6)

1. 少なくとも電光掲示板等のように表示画面にパターンや文字を表示する標識表示機能を有する標識構造物が配設されている道路に配設されて歩行者、車両等の移動体の移動を制御するための交通制御手段を備える交通制御システムであって、前記移動体は自身の固有情報を含む情報担体を備えており、前記交通制御手段は、移動体を検出する移動体検出部と、検出した移動体の移動、停止状態から当該道路における交通の状態を検出する交通状態検出部と、前記情報担体から当該移動体の固有情報を検出する固有情報検出部と、当該検出した移動体の移動を助長するために前記標識構造物の標識表示を制御する標識表示制御部を備え、前記標識表示制御部は、前記移動体検出部及び前記交通状態検出部で検出した移動体の交通状態と、前記固有情報検出部で検出した当該移動体の固有情報とを対比して前記標識構造物の表示画面に当該移動体の移動を誘導するための表示を行なう交通制御システム。
2. 前記移動体検出部は、前記道路の所定領域に存在する移動体を検出する検出端末に接続されている請求項１に記載に記載の交通制御システム。
3. 前記標識表示制御部は、前記固有情報検出部で検出した特定の移動体の移動を他の移動体の移動に優先して誘導させるための制御を行う請求項２に記載の交通制御システム。
4. 前記検出端末は、前記移動体を撮像する撮像手段で構成され、前記移動体検出部は当該撮像手段で撮像した画像を解析して移動体を検出する請求項２または３に記載の交通制御システム。
5. 前記情報担体はＩＣチップであり、前記検出端末はＩＣチップを電磁的に検出する無線機で構成され、ＩＣチップに記憶された固有情報から移動体とその固有情報を検出する請求項２または３に記載の交通制御システム。
6. 前記情報担体は特殊材料を移動体に印刷した印刷体であり、前記検出端末は当該印刷体を光学的に読み取って移動体とその固有情報を検出する請求項２または３に記載の交通制御システム。

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