JP7016336B2 - 信号機制御システム及び信号機制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、交通技術分野に関し、特に信号機制御システム及び信号機制御方法に関する。
現在、交通システムにおいて、交通信号機は、通常、所定周期の信号制御方法を採用する。即ち、各交差点も固定された青信号、赤信号及び黄色信号時間が設置され、これらの信号灯時間は、履歴交通流の統計結果によって決定された固定時間である。
現在、自動車を利用して外出する人が多くなっているため、交通流量の状況が複雑になり、異なる期間にて十字交差点での車流量の変化が大きいため、固定の信号灯時間を採用すると、複雑で変化する車流量を満足できず、関連技術における信号灯の制御形態の柔軟性が悪い。
本発明は、従来技術における少なくとも一つの技術的課題を解決することを目的とする。そのため。本発明の一つの目的は、スマート路側装置により交差点の車流量情報を取得し、車流量情報に基づいて交差点の信号灯時間を柔軟に調整し、車両の通行効率を向上させ、交差点の渋滞を低減する信号機制御システムを提供する。
本発明の第２の目的は、信号機制御システムを用いた信号機制御方法を提供する。
本発明の第３の目的は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。
本発明の第４の目的は、コンピュータプログラム製品を提供する。
上記目的を実現するために、本発明の第１態様として、信号機制御システムを提供する。信号機制御システムは、スマート路側装置及び信号機装置を備え、前記スマート路側装置は、路側感知モジュール及び路側処理モジュールを有し、前記路側感知モジュールは、前記信号機装置の信号機画像情報を収集するカメラと、前記スマート路側装置によって監視される交差点の第１の周囲環境情報を取得するレーダとを有し、前記路側処理モジュールは、前記第１の周囲環境情報及び信号機画像情報に基づいて赤信号である車線の車流量情報を決定し、決定した該車流量情報に基づいて青信号時間を決定し、決定した該青信号時間に基づいて前記信号機装置の次の周期の青信号表示期間を制御する。
本態様の信号機制御システムによれば、スマート路側装置により交差点の車流量情報を取得し、車流量情報に基づいて交差点の信号灯時間を柔軟に調整し、車両の通行効率を向上させ、交差点の渋滞を低減することができる。
上記目的を実現するために、本発明の第２態様として、信号機制御システムを用いた信号機制御方法を提供する。信号機制御方法は、前記カメラによって前記信号機装置の前記信号機画像情報を収集するステップと、前記レーダによって、前記スマート路側装置によって監視される前記交差点の前記第１の周囲環境情報を取得するステップと、前記第１の周囲環境情報及び前記信号機画像情報に基づいて、赤信号である前記車線の現在車流量情報を決定するステップと、前記車流量情報に基づいて前記青信号時間を決定し、決定した該青信号時間に基づいて前記信号機装置の次の周期の前記青信号表示期間を制御するステップとを含む。
本態様の信号機制御システムを用いた信号機制御方法は、スマート路側装置により交差点の車流量情報を取得し、車流量情報に基づいて交差点の信号灯時間を柔軟に調整し、車両の通行効率を向上させ、交差点の渋滞を低減することができる。
上記目的を実現するために、本発明の第３態様として、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータプログラムがプロセッサによって実行される場合に、上記の信号機制御システムを用いた信号機制御方法が実現される。
上記目的を実現するために、本発明の第４態様として、コンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、該コンピュータプログラム製品における指令がプロセッサによって実行される場合に、上記の信号機制御システムを用いた信号機制御方法が実現される。
本発明の付加的な形態及び利点は、以下の説明において一部が示され、一部が以下の説明により明らかになるか、または、本発明の実施により理解することができる。
本発明の一実施形態に係る信号機制御システムの構造模式図である。 本発明の他の実施形態に係る信号機制御システムの構造模式図である。 本発明の更なる他の実施形態に係る信号機制御システムの構造模式図である。 本発明の一実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法のフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法のフローチャートである。 本発明の更なる他の実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法のフローチャートである。
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。実施形態の一例が図面に示されるが、同一または類似する符号は、常に、相同又は類似する部品、或いは、相同又は類似する機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施形態は例示するものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解されるものではない。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る信号機制御システム及び信号機制御方法を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る信号機制御システムの構造模式図である。
図１に示されるように、信号機制御システムは、信号機装置１及びスマート路側装置２を備えている。
スマート路側装置２は、路側感知モジュール２０及び路側処理モジュール３０を有している。
路側感知モジュール２０は、カメラ２１０及びレーダを有している。
カメラ２１０は、信号機装置１の信号機画像情報を収集する。
レーダは、スマート路側装置２によって監視される交差点の第１の周囲環境情報を取得する。
路側処理モジュール３０は、第１の周囲環境情報及び信号機画像情報に基づいて赤信号である車線の車流量情報を決定し、決定した車流量情報に基づいて青信号時間を決定し、決定した青信号時間に基づいて信号機装置１の次の周期の青信号表示期間を制御する。
車流量情報は、車両の数量、車両の種類及び車両の長さなどの情報を含むが、これらに限定されない。
信号機装置１とスマート路側装置２との位置関係は、実際な要求に応じて設置してもよいと理解すべきである。一例として、スマート路側装置が交差点での車流量情報を正確に取得するために、信号機装置１の交通交差点付近でスマート路側装置２を設置してもよい。
具体的には、スマート路側装置２は、信号機装置１と通信し、スマート路側装置２は、交差点での周囲環境情報に基づいて、赤信号である車線の車流量情報を決定し、決定した車流量情報に基づいて青信号時間を決定し、信号機装置の次の周期の青信号表示期間を青信号時間に調整する。これによって、交差点での車流量情報に基づいて、信号機の信号灯表示期間を動態的に調整する。
本実施形態に係る信号機制御システムは、スマート路側装置により交差点の車流量情報を取得し、車流量情報に基づいて交差点の信号灯時間を柔軟に調整し、車両の通行効率を向上させ、交差点の渋滞を低減することができる。
なお、自動運転車両３は、例えば、感知範囲が短くて遮蔽されやすいことや、車載カメラ２１０が向こうの車両ハイビームの影響を受けやすいなどのため、例示的な一実施形態として、自動運転車両が周辺環境に対して全体的に感知させるために、図１に示した上で、図２に示されるように、他の実施形態に係る信号機制御システムは、自動運転車両３を更に備えていてもよい。
この場合、スマート路側装置２は、路側通信モジュール４０を更に有している。
路側処理モジュール３０は、さらに路側通信モジュール４０により第１の周囲環境情報を自動運転車両に送信する。
自動運転車両３は、第１の周囲環境情報及びそれ自体が感知した第２の周囲環境情報を融合処理し、融合された周囲環境情報に基づいて運転行動を制御する。
本実施形態において、自動運転車両は、更にスマート路側装置によって感知された周囲環境情報を取得し、それ自体が感知した周囲環境情報及び受信した周囲環境情報を融合し、融合された最終の周囲環境情報に基づいて自動運転行動を決定する。これによって、スマート路側装置によって収集された周囲環境情報によって、自動運転車両によって検測された周囲環境の感知死角を補充し、自動運転車両の運転安全性をさらに向上させた。
例示的な一実施形態として、自動運転車両３の運転安全性をさらに向上させるため、路側処理モジュール３０は、路側通信モジュールにより信号機装置１の青信号時間を自動運転車両３に送信する。自動運転車両３は、青信号時間及び周囲環境情報を組み合わせて交通規制に合う運転行動を決定し、自動運転車両３の運転安全性をさらに向上させることができる。
交差点の車流量情報を正確に取得するために、本実施形態において、自動運転車両３は、さらに前記自動運転車両３の周囲の第２の周囲環境情報を取得し、第２の周囲環境情報をスマート路側装置２に送信する。
路側処理モジュール３０は、さらに第２の周囲環境情報に基づいて第１の周囲環境情報を融合処理する。
本実施形態において、スマート路側装置２は、それ自体が感知した交差点での周囲環境情報及び自動運転車両３によって感知された周囲環境情報を組み合わせて融合処理を行うことによって、スマート路側装置２によって決定された車流量情報の正確性をさらに向上させることができる。
例示的な一実施形態として、目的の車両１の周囲環境情報をさらに正確に取得するために、図３に示されるように、レーダ２２０は、第１のレーダ２２１及び第２のレーダ２２２を備えていてもよい。
第１のレーダ２２１は、カバー範囲内にある周辺環境情報を検出する。
第２のレーダ２２２は、カバー範囲内にある周辺環境情報を検出する。
第１のレーダ２２１の検出距離は、第２のレーダ２２２の検出距離よりも大きい。
ここで、路側処理モジュール３０は、さらに、第１のレーダ２２１によって検出された周辺環境情報、第２のレーダ２２２によって検出された周辺環境情報及びカメラ２１０によって収集された画像情報に基づいて、目標車両１の遠く及び近くの障害物情報を決定する。
本実施形態において、第１のレーダ及び第２のレーダにより遠く及び近くの周辺環境情報を正確に取得することによって、路側処理モジュールが第１のレーダ及び第２のレーダによって取得された周辺情報に基づいて目標車両の遠く及び近くの障害物情報を決定することが便利になる。
なお、第１のレーダ及び第２のレーダのタイプは、実際な要求に応じて設置されてもよい。これにより、障害物の検出能力をさらに向上させることができる。以下、一例を挙げて説明する。
第１の示例においては、第１のレーダ２２１及び第２のレーダ２２２のいずれもレーザレーダである。
より詳細には、第１のレーダ２２１が６４ラインレーザレーダであり、第２のレーダ２２２が１６ラインレーザレーダである。
なお、周囲環境情報を正確に取得するために、一例として、スマート路側装置２に一つの６４ラインレーザレーダ及び複数の１６ラインレーザレーダを設置（例えば４つのラインレーザレーダを設置）することができる。
第２の示例においては、第１のレーダ２２１がレーザレーダ２２０であり、第２のレーダ２２２がミリ波レーダである。
第３の示例においては、第１のレーダ２２１がレーザレーダ２２０であり、第２のレーダ２２２がマイクロ波レーダである。
なお、第１のレーダ２２１、第２のレーダ２２２及びカメラ２１０の位置は、実際な要求に応じて設置してもよく、ある可能な実現形態として、第１のレーダ２２１がカメラ２１０の上に位置し、第２のレーダ２２２がカメラ２１０の下に位置する。
なお、上記図４に示す本発明の一実施形態に係る信号機制御システムの第１のレーダ２２１及び第２のレーダ２２２の構造も、図３に示す本発明の更なる他の実施形態に係る信号機制御システムに適用してもよく、本実施例は、これに対して限定しない。
具体的には、実際な要求に応じて少なくとも一つのカメラ２１０を設置してもよく、一例として、カメラ２１０が複数であり、それぞれスマート路側装置２によって監視されている交差点に対応し、位置や方向の異なる複数のカメラ２１０を設置し、交差点を含む信号機の画像情報を収集することによって、点群図の正確性及び信頼性をさらに向上させることができる。
センサ及びレーダなどの部件によるカメラ２１０への干渉を低減するために、例示的な一実施形態として、遮蔽層でカメラ２１０を被覆し、レーダ２２０によるカメラ２１０への干渉を解消することによって、カメラ２１０の結像精細度を向上させ、路側スマート装置の信頼性を向上させることができる。
変形例として、遮蔽層は、カメラ２１０のレンズ及び放熱部以外の他の部分を被覆してもよい。これにより、カメラ２１０のレンズ及び放熱部以外の部分を遮蔽材料で被覆し、レーダ２２０等の部件によるカメラ２１０への干渉を解消することで、カメラ２１０の結像精細度を向上させ、スマート路側装置の信頼性をさらに向上させることができる。
本発明は、さらに上記のいずれかの実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法を提供する。
信号機制御システムについて、上記の実施形態の関連部分を参照し、ここで説明を省略する。
図４は、本発明の一実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法のフローチャートである。
図４に示されるように、信号機制御方法は、以下のステップ４０１～ステップ４０４を含む。
ステップ４０１は、カメラにより信号機装置の信号機画像情報を収集する。
ステップ４０２は、レーダによって、スマート路側装置によって監視される交差点の第１の周囲環境情報を取得する。
ステップ４０３は、第１の周囲環境情報及び信号機画像情報に基づいて赤信号である車線の現在車流量情報を決定する。
ステップ４０４は、車流量情報に基づいて青信号時間を決定し、青信号時間に基づいて信号機装置の次の周期の青信号表示期間を制御する。
本実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法は、スマート路側装置により交差点の車流量情報を取得し、車流量情報に基づいて交差点の信号灯時間を柔軟に調整し、車両の通行効率を向上させ、交差点の渋滞を低減することができる。
なお、自動運転車両は、感知範囲が短くて遮蔽されやすいことや、車載カメラ２１０が対向車両のハイビームの影響を受けやすいなどのため、例示的な一実施形態として、自動運転車両が周辺環境に対して全体的に感知させるために、図４に示した上で、図５に示されるように、信号機制御方法は、以下のステップ５０１をさらに含む。
ステップ５０１は、路側通信モジュールにより第１の周囲環境情報を自動運転車両に送信する。
対応的に、自動運転車両は、スマート路側装置によって送信された第１の周囲環境情報を受信し、第１の周囲環境情報及びそれ自体が感知した第２の周囲環境情報に基づいて融合処理を行うとともに、融合された周囲環境情報に基づいて運転行動を制御する。
交差点での車流量情報をさらに取得するために、図４に示した上で、図６に示されるように、信号機制御方法は、さらに、以下のステップ６０１～ステップ６０２を含む。
ステップ６０１は、自動運転車両によって送信された第２の周囲環境情報を受信する。
ステップ６０２は、第２の周囲環境情報に基づいて第１の周囲環境情報を融合処理する。
上記の実施形態を実現するために、本発明は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供する。記憶媒体における指令がプロセッサによって実行される場合に、上記実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法が実現される。
上記の実施形態を実現するために、本発明は、さらにコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品における指令がプロセッサによって実行される場合に、上記実施形態に係る信号機制御システムを用いた信号機制御方法が実現される。
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「逆時計回り」、「軸方向」、「径方向」及び「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解されるものではない。
なお、「第１」、「第２」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解されるものではない。そこで、「第１」、「第２」が限定されている特徴は一つ又はより多くの特徴を含むことを明示又は暗示するものである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、二つ又は二つ以上のことを意味する。
なお、本発明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」の用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続や、あるいは互いに通信することも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合によって上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。
本発明において、明確な規定と限定がない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあることは、第１の特徴と第２の特徴とが直接的に接触することを含んでも良いし、第１の特徴と第２の特徴とが直接的に接触することではなくそれらの間の別の特徴を介して接触することを含んでもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴より高いことだけを表す。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴より低いことだけを表す。
本発明の説明において、「一実施形態」、「他の実施形態」、「実施例」、「具体例」、或いは「一部の実施形態」などの用語を参考した説明とは、該実施形態或いは実施例に結合して説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態或いは実施例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な描写は、必ずしも同じ実施形態或いは実施例を示すことではない。又、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施形態又は実施例において適切に結合することができる。
なお、互いに矛盾を生じない範囲で、当業者は、本明細書に記載の異なる実施形態又は実施例、及び異なる実施形態又は実施例の特徴を結合及び組み合わせることが可能である。
本発明の実施形態を示して説明したが、上記実施形態は例示するものであって、本発明を制限すると理解してはいけない。当業者は、本発明の原理及び主旨から逸脱することなく、これらの実施形態に対して各種の変化、修正、切り替え及び変形を行うことができる。
１ 信号機装置
２ スマート路側装置
３ 自動運転車両
２０ 路側感知モジュール
３０ 路側処理モジュール
４０ 路側通信モジュール
２１０ カメラ
２２０ レーダ
２２１ 第１のレーダ
２２２ 第２のレーダ

Claims (9)

  1. スマート路側装置と、信号機装置と、自動運転車両と、を備える信号機制御システムであって、
    前記スマート路側装置が、路側感知モジュールと、路側処理モジュールと、路側通信モジュールと、を備え、
    前記路側感知モジュールが、前記信号機装置の信号機画像情報を収集するカメラと、前記スマート路側装置によって監視される交差点の第１の周囲環境情報を取得するレーダと、を備え、
    前記路側処理モジュールが、前記第１の周囲環境情報及び信号機画像情報に基づいて赤信号である車線の車流量情報を決定し、決定した該車流量情報に基づいて青信号時間を決定し、決定した該青信号時間に基づいて前記信号機装置の次の周期の青信号表示期間を制御し、
    前記自動運転車両が、該自動運転車両の周囲の第２の周囲環境情報を取得し、該第２の周囲環境情報を前記スマート路側装置に送信し、
    前記路側処理モジュールが、前記車流量情報の正確性を向上するように、前記第２の周囲環境情報と前記第１の周囲環境情報とをまとめる信号機制御システム。
  2. 前記路側処理モジュールが、前記第１の周囲環境情報を前記路側通信モジュールによって前記自動運転車両に送信し、
    前記自動運転車両が、前記第１の周囲環境情報とそれ自体が感知した前記第２の周囲環境情報とを融合処理し、融合された周囲環境情報に基づいて運転行動を制御する請求項１に記載の信号機制御システム。
  3. 前記レーダは、カバー範囲内にある周辺環境情報を検出する、第１のレーダ及び第２のレーダを有し、
    前記第１のレーダの検出距離が前記第２のレーダの検出距離よりも大きい請求項１に記載の信号機制御システム。
  4. 前記第１のレーダ及び前記第２のレーダが、いずれもレーザレーダである請求項３に記載の信号機制御システム。
  5. 前記第１のレーダが６４ラインレーザレーダであり、前記第２のレーダが１６ラインレーザレーダである請求項３に記載の信号機制御システム。
  6. 前記第１のレーダがレーザレーダであり、前記第２のレーダがミリ波レーダである請求項３に記載の信号機制御システム。
  7. 前記スマート路側装置が、少なくとも前記カメラの一部を被覆する遮蔽層を有する請求項１から請求項６のいずれかに記載の信号機制御システム。
  8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の信号機制御システムを用いた信号機制御方法であって、
    前記カメラによって前記信号機装置の前記信号機画像情報を収集するステップと、
    前記レーダによって、前記スマート路側装置によって監視される前記交差点の前記第１の周囲環境情報を取得するステップと、
    自動運転車両によって送信された第２の周囲環境情報を受信するステップと、
    前記第２の周囲環境情報に基づいて、前記第１の周囲環境情報を融合処理するステップと
    、
    融合処理後の前記第１の周囲環境情報及び前記信号機画像情報に基づいて、赤信号である前記車線の現在車流量情報を決定するステップと、
    前記車流量情報に基づいて前記青信号時間を決定し、決定した該青信号時間に基づいて前記信号機装置の次の周期の前記青信号表示期間を制御するステップと、
    を含む信号機制御方法。
  9. 前記第１の周囲環境情報を自動運転車両に送信するステップを含む請求項８に記載の信号機制御方法。
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