JP7240182B2 - intersection warning system - Google Patents
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Description
本発明は、交差点においてスマートフォンなどの携帯端末を操作している操作者に対して警告を行う交差点警告システムに関するものである。 The present invention relates to an intersection warning system that warns an operator operating a mobile terminal such as a smartphone at an intersection.
近年、地図検索等のアプリケーションを備えたスマートフォンは、多機能化が進み、利便性が益々向上している。このようなスマートフォンを所持するユーザが、歩きながら地図検索やメール等の操作を行うことによる事故が度々発生している。 2. Description of the Related Art In recent years, smartphones equipped with applications such as map search have become more multi-functional and more convenient. Accidents often occur due to users who have such smart phones performing operations such as map search and e-mail while walking.
スマートフォンの操作に集中している歩行者は、前方を十分に確認することなく歩行しているので、対向する歩行者に衝突したり、段差を踏み外す等の事故が生じ易い。特に交差点においては、携帯端末を操作している歩行者が走行車両等と接触することがあり、重大な事故に繋がる虞れがある。 Pedestrians who are concentrating on operating their smartphones are walking without sufficiently checking what is ahead, so accidents such as colliding with oncoming pedestrians or missing a step are likely to occur. Especially at an intersection, a pedestrian operating a mobile terminal may come into contact with a running vehicle or the like, which may lead to a serious accident.
特許文献1には、ユーザの移動状態を位置情報に基づいて判断し、算出された移動速度に従って歩行状態であるか否かを判断し、歩行状態の場合は、液晶表示部のバックライトを消灯させる携帯端末が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-100000 discloses a system in which a movement state of a user is determined based on position information, whether or not the user is in a walking state is determined according to the calculated moving speed, and if the user is in a walking state, the backlight of the liquid crystal display unit is turned off. Disclosed is a mobile terminal that allows
しかし、特許文献1の携帯端末には、位置情報を取得する機能が必須であり、更に歩行状態の判定処理及び液晶表示部の点灯制御処理を備えたソフトウェアを予め携帯端末中に導入しておく必要がある。
However, the mobile terminal of
携帯端末には、スマートフォンや折り畳み式の携帯電話等の様々な種類があり、GPS機能の有無や、端末のOSの違いから、様々な携帯端末に対して、特許文献1の携帯端末用ソフトウェアを導入することが難しいという問題がある。
There are various types of mobile terminals such as smart phones and folding mobile phones. Depending on the presence or absence of the GPS function and the difference in OS of the terminals, the mobile terminal software of
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、携帯端末の画面の明るさに基づいて、携帯端末の操作者を識別し、交差点において携帯端末に集中している操作者に対して警告を行う交差点警告システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems, identify an operator of a mobile terminal based on the brightness of the screen of the mobile terminal, and issue a warning to the operator who is concentrating on the mobile terminal at an intersection. To provide an intersection warning system that performs
上記目的を達成するための本発明に係る交差点警告システムは、横断歩道の上方に設置し、下方に向けて撮影を行う撮影部と、警告音を出力する警告音出力部と、前記撮影部及び前記警告音出力部とに接続した制御部とから構成する交差点警告システムであって、前記制御部は、前記撮影部が撮影した前記撮影画像における携帯端末の表示画面の輝度に基づいて、前記携帯端末を操作している操作者を検出し、前記表示画面の移動量から前記操作者の停止、歩行状態を判定し、入力した歩行者用信号灯の点灯状態と、前記表示画面の移動量に基づく前記操作者の前記停止、歩行状態とに応じて、前記操作者に対して前記警告音出力部から前記警告音を出力することを特徴とする。 An intersection warning system according to the present invention for achieving the above object includes a photographing unit that is installed above a pedestrian crossing and photographs downward, a warning sound output unit that outputs a warning sound, the photographing unit, and and a control unit connected to the warning sound output unit , wherein the control unit detects the display screen of the mobile terminal based on the brightness of the display screen of the mobile terminal in the captured image captured by the imaging unit. Detecting the operator who is operating the terminal, judging whether the operator is stopped or walking from the amount of movement of the display screen, and based on the input lighting state of the pedestrian signal lights and the amount of movement of the display screen. The warning sound is output to the operator from the warning sound output unit according to the stop or walking state of the operator.
本発明に係る交差点警告システムによれば、交差点においてスマートフォンや折り畳み式の携帯電話等の様々な携帯端末を操作している操作者に対して、警告を行うことができ、警告を行うことで操作者は携帯端末の操作を止めて、横断歩道を安全に歩行することができる。 According to the intersection warning system according to the present invention, it is possible to warn operators who are operating various mobile terminals such as smartphones and folding mobile phones at intersections. People can stop operating their mobile devices and safely walk across pedestrian crossings.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は交差点警告システムのシステム構成図であり、図2は交差点警告システムのブロック回路構成図であり、交差点警告システム1は、交差点の横断歩道Wの上方に設置され、斜め下方に向けて撮影を行う撮影部2と、横断歩道Wの近傍で携帯端末Mを操作している操作者Uに対して、音声やブザー音等による警告音を出力する警告音出力部3と、撮影部2及び警告音出力部3とに接続した制御部4とを備えている。
The present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an intersection warning system, and FIG. 2 is a block circuit configuration diagram of the intersection warning system. a warning
また、既存の交通信号システム5は、走行車両に対する灯器である車両用信号灯6と、横断歩道Wを横断する歩行者Hに対する灯器である歩行者用信号灯7と、車両用信号灯6及び歩行者用信号灯7と接続し、車両用信号灯6及び歩行者用信号灯7の点灯制御を行う信号制御部8とから構成され、制御部4と信号制御部8とが接続されている。
In addition, the existing traffic signal system 5 includes a
なお、制御部4と信号制御部8とを別体として図示しているが、信号制御機内の信号制御部8に制御部4の機能を付加するようにしてもよい。
Although the
撮影部2はビデオカメラ等であり、例えば歩行者用信号灯7の近傍である横断歩道Wの上方に例えば5±0.5mに設置される。撮影部2は斜め下方の例えば15±2°の俯角で信号待ちをしている歩行者Hの周囲を撮影範囲としており、歩行者Hの背後側から動画を撮影する。この動画のフレーム数は、30fps程度が好ましい。
The photographing
なお、検出精度を向上させるために交差点の規模に応じて撮影部2を増設してもよい。例えば、横断歩道の幅が3m以上4m未満の場合は1台、4m以上の場合は2台が好適である。大規模の交差点では歩行者Hの数が多いため、死角が発生し易く、操作者Uを検出できない虞れがあるためである。
In addition, in order to improve detection accuracy, the photographing
図3は撮影部2で撮影した画像例であり、信号待ちをしている歩行者Hの全体が映るように撮影範囲が調整されている。そして、歩行者Hの中で、スマートフォン等の携帯端末Mを操作している操作者Uがいる場合には、携帯端末Mの明るい表示画面Dが映り込むようにされている。
FIG. 3 is an example of an image captured by the
また、昼間と夜間の両方において操作者Uを確実に認識するために、それぞれに異なる検出モードを用意してもよい。夜間は携帯端末Mの画面の輝度によって操作者Uを検出するのに対して、昼間は夜間に比べて周囲の明度が高くなるため、携帯端末Mの画面の輝度のみによって検出するのではなく、携帯端末Mの形状や操作等の抽出も併用することもできる。昼間の操作者Uの認識率を高めることにより、昼間と夜間の両方において操作者Uを確実に認識することが可能となる。そのために、昼間においては輝度による抽出、携帯端末Mの形状による抽出、携帯端末Mの操作による抽出の3段階で抽出・認識を行う。検出モードにおける昼モードと夜モードの切替は、信号制御部8が有する時刻情報等に基づいて行ってもよい。 Also, in order to reliably recognize the operator U both during the day and at night, different detection modes may be prepared for each. At night, the operator U is detected based on the brightness of the screen of the mobile terminal M. On the other hand, during the daytime, the surrounding brightness is higher than at night. Extraction of the shape, operation, etc. of the portable terminal M can also be used together. By increasing the recognition rate of the operator U during the daytime, it becomes possible to reliably recognize the operator U both during the daytime and at night. Therefore, in the daytime, three stages of extraction and recognition are performed: extraction based on brightness, extraction based on the shape of the mobile terminal M, and extraction based on the operation of the mobile terminal M. FIG. The switching between the daytime mode and the nighttime mode in the detection mode may be performed based on time information or the like possessed by the signal control section 8 .
警告音出力部3はスピーカであり、信号待ち又は横断歩道Wを通行する操作者Uに対して、頭上から警告音である音声の出力を行い、接続している制御部4からの出力指令に応じて音声を出力する。
The warning
この警告音出力部3は、交差点に予め設けられている付加装置である視覚障害者用のスピーカを利用するようにしてもよく、この場合には、視覚障害者に対する音声案内の出力処理を行うときを除いて、交差点警告システム1のスピーカとして動作するようにしている。
This warning
制御部4は、撮影部2で撮影した動画の各画像に対して画像処理を行い、携帯端末Mを操作している操作者Uを識別する機能と、操作者Uに対して警告音出力部3による音声出力を行う機能とを備えている。
The
また、制御部4は信号制御部8から歩行者用信号灯7の点灯状態の情報を得ることができる。この制御部4は専用の制御箱を設け、制御箱内に配置するようにしてもよいし、信号制御部8が配置された制御箱に配置するようにしてもよい。
Further, the
図4は制御部4により図3に示す画像例に対して画像処理を行った後の画像であり、この画像は撮影部2から出力される動画の各画像に対して二値化処理を行ったものである。この二値化処理とは、閾値となる輝度値を予め設定しておき、この閾値よりも輝度値が高い画素については黒を表示し、閾値よりも輝度値が低い画素については白を表示する処理のことである。 FIG. 4 shows an image after image processing has been performed on the example image shown in FIG. It is a thing. In this binarization process, a threshold luminance value is set in advance, and pixels with luminance values higher than the threshold value are displayed in black, and pixels with luminance values lower than the threshold value are displayed in white. It's about processing.
閾値の決定方法は、撮影部2の経年変化、カメラレンズの汚れ、周囲の街灯やネオンサインなどの設置状況により適した閾値が異なるため、相対的に判定する。このため、常に背景画像を学習し、閾値の基準となる背景画像の輝度を更新する。
The method of determining the threshold value is relatively determined because the appropriate threshold value varies depending on the aging of the photographing
閾値である背景画像の輝度を決定する方法としては、画像処理を行う前に、撮影された画像に対して作成した輝度値ヒストグラムを利用する。この輝度値ヒストグラムは、画像中の画素の輝度値の分布をグラフ化したものである。この輝度値ヒストグラムに基づいて二値化処理により画像の一部の切り出しを行なう際の閾値を決定する。例えば、256階調から成る8ビットで撮影した各画素に対して輝度値を取得し、横軸として輝度値(0-255)、縦軸として各輝度値の画素数を表した輝度値ヒストグラムの分布に基づいて、ヒストグラムの中央の輝度値、ピークが発生している輝度値、又は最も画素数が多い輝度値等を閾値として設定することができる。 As a method of determining the brightness of the background image, which is the threshold value, a brightness value histogram created for the captured image is used before image processing is performed. This brightness value histogram is a graph of the distribution of brightness values of pixels in an image. Based on this luminance value histogram, a threshold value for clipping a part of the image is determined by binarization processing. For example, the brightness value is obtained for each pixel photographed in 8 bits consisting of 256 gradations, and the brightness value histogram is displayed with the brightness value (0-255) on the horizontal axis and the number of pixels with each brightness value on the vertical axis. Based on the distribution, a luminance value at the center of the histogram, a luminance value with a peak, a luminance value with the largest number of pixels, or the like can be set as a threshold.
閾値を携帯端末Mの表示画面Dの標準的な輝度、即ち背景画像の輝度よりも若干低い値に設定してもよく、この閾値に基づく二値化処理により、図示するように表示画面Dのみが抽出でき、表示画面Dが黒となる画像を得ることができる。なお、この場合に白黒表示は逆であってもよい。 The threshold may be set to a value slightly lower than the standard brightness of the display screen D of the mobile terminal M, that is, the brightness of the background image. can be extracted, and an image in which the display screen D is black can be obtained. In this case, black and white display may be reversed.
また、表示画面Dの画素領域、形状、例えば小型の携帯電話からタブレット端末までの略矩形状の画面の大きさや画面の縦横比等を予め設定しておき、小型の携帯電話からタブレット端末までの画素領域以外の物体の高輝度領域を検出しても、携帯端末Mの表示画面Dの検出から除外する。同様に、略矩形状以外の物体の高輝度領域を検出しても、携帯端末Mの表示画面Dの検出から除外する。 In addition, the pixel area and shape of the display screen D, for example, the size of a substantially rectangular screen from a small mobile phone to a tablet terminal, the aspect ratio of the screen, etc., are set in advance. Even if a high luminance area of an object other than the pixel area is detected, it is excluded from the detection of the display screen D of the mobile terminal M. Similarly, even if a high-brightness area of an object other than a substantially rectangular object is detected, it is excluded from the detection of the display screen D of the mobile terminal M.
このような除外処理を行うことで、例えば自転車等に取り付けられたLED発光素子を、携帯端末Mの表示画面Dとして間違って検出されることを防止することができる。 By performing such exclusion processing, it is possible to prevent an LED light emitting element attached to a bicycle or the like from being erroneously detected as the display screen D of the mobile terminal M, for example.
図5は携帯端末Mを操作している操作者Uに対する制御部4による警告処理のフローチャート図である。処理を開始すると、ステップS1では撮影部2で撮影された画像を随時に二値化処理を行い、携帯端末Mの点灯している表示画面Dの検出処理を行う。表示画面Dを検出することで、携帯端末Mを操作している操作者Uの有無を識別する。
FIG. 5 is a flow chart of warning processing by the
ステップS1の処理は、撮影部2から出力される動画を構成する各画像に対して順次に行い、上述の高輝度領域の検出処理に基づいて、携帯端末Mを操作している操作者Uを識別した場合にステップS2に移行する。操作者Uを識別しない場合は、ステップS1を繰り返し、この繰り返す間隔は、動画の1フレームの間隔と同じとすることが好ましい。
The process of step S1 is sequentially performed for each image constituting the moving image output from the photographing
ステップS2では、制御部4は信号制御部8の歩行者用信号灯7の点灯状態の情報から横断歩道Wの歩行者用信号灯7が青点灯か否かの判定を行う。ステップS2において、歩行者用信号灯7が横断不可の赤信号を点灯している、又は青信号を点滅している場合にはステップS3に、横断可能の青信号を点灯している場合にはステップS4に移行する。
In step S2, the
歩行者用信号灯7が赤信号を点灯している、又は青信号を点滅しているステップS3において、ステップS1で検出した操作者Uの表示画面Dの画像の次画像以降の表示画面Dの移動量を判定する。所定時間に表示画面Dが所定画素数分、画像上を移動した場合には、操作者Uが歩行していると判定し、ステップS5に移行する。歩行の判定基準としては、平均的な人間の歩く速度である秒速1.25m/s相当を、操作者Uの表示画面Dの画像上を移動する移動量に置き換えて、操作者Uの画像の移動量に基づいて歩行しているか否かを判定するようにしてもよい。
In step S3 when the
逆に、所定時間、例えば1秒間に表示画面Dが画像上で所定画素数分、即ち距離にして1.25m相当を移動しなかった場合は、操作者Uは移動していないものとしてステップS2に戻る。このループ処理は、操作者Uが信号待ちをしていると判断することができ、ステップS5に移行した場合には、操作者Uが歩行者用信号灯7の赤信号や青信号の点滅を無視して横断歩道Wの横断を開始したことを意味する。
Conversely, if the display screen D has not moved by a predetermined number of pixels on the image for a predetermined time, for example, one second, that is, if the distance is equivalent to 1.25 m, it is determined that the operator U has not moved (step S2). back to In this loop processing, it can be determined that the operator U is waiting for a traffic light, and when the process proceeds to step S5, the operator U ignores the blinking red or green signal of the
そして、ステップS5において、制御部4は警告音出力部3に対して、「信号は赤です。注意して下さい。」との音声出力指令を行う。そして、ステップS5で音声出力後にステップS1に戻る。
Then, in step S5, the
ステップS2において、歩行者用信号灯7が青信号を点灯中、又は青信号に切換わった場合にはステップS4に移行する。ステップS4はステップS3と同様の処理であり、操作者Uが歩行しているか否かの判定を行う。
In step S2, if the
ステップS4において、操作者Uが歩行していない場合、つまり停止している状態では、ステップS6に移行する。ステップS6では操作者Uは携帯端末Mの操作に集中し過ぎて、歩行者用信号灯7が青信号を点灯していることを気付いていないと判断し、制御部4は警告音出力部3に対して、「青になりました。」との横断歩道Wの横断を促す音声出力指令を行う。この音声を聞いた操作者Uは、青信号であることに気付いて横断を開始する。そして、ステップS6で音声出力後にステップS1に戻る。
In step S4, if the operator U is not walking, that is, if the operator U is in a stopped state, the process proceeds to step S6. In step S6, it is determined that the operator U is too focused on the operation of the portable terminal M and does not notice that the
ステップS4において、操作者Uが歩行していると判定した場合は、ステップS7に移行する。ステップS7において、操作者Uが携帯端末Mの表示画面Dを操作しながら横断歩道Wを歩行していると判断して、制御部4は警告音出力部3に対して、「歩きながらの操作は止めましょう。」との携帯端末Mの操作を抑止する音声出力の出力指令を行う。そして、ステップS7で音声出力後にステップS1に戻る。
When it is determined in step S4 that the operator U is walking, the process proceeds to step S7. In step S7, it is determined that the operator U is walking on the pedestrian crossing W while operating the display screen D of the mobile terminal M, and the
ステップS5、S6、S7の警告後に、操作者Uが携帯端末Mの操作を継続した場合には、ステップS1からの処理により再度、警告音出力部3から警告音が繰り返し出力されることになる。
After the warnings in steps S5, S6, and S7, if the operator U continues to operate the mobile terminal M, the warning sound is repeatedly output from the warning
なお、ステップS1の表示画面Dを検出後に、表示画面Dが所定時間、例えば2秒間継続して表示画面Dを検出しなかった場合には、操作者Uは携帯端末の操作を止めたものと判断し、図5のフローチャート図の各ステップSの処理を中止し、ステップS1に戻ることになる。 After detecting the display screen D in step S1, if the display screen D does not detect the display screen D continuously for a predetermined period of time, for example, two seconds, it is assumed that the operator U has stopped operating the portable terminal. Then, the process of each step S in the flow chart of FIG. 5 is stopped, and the process returns to step S1.
このように、交差点の横断歩道Wを渡る前で、携帯端末Mを操作している操作者Uを識別することで、携帯端末Mを操作しながら横断歩道Wに進入する人や、携帯端末Mの操作に集中し過ぎて青信号に変わったことに気付かない人に対して、音声による警告を行うことが可能となる。そして、警告することで、操作者Uは携帯端末Mの操作を止めて、横断歩道Wを安全に渡ることができる。 In this way, by identifying the operator U who is operating the mobile terminal M before crossing the pedestrian crossing W at the intersection, a person who enters the crosswalk W while operating the mobile terminal M or a mobile terminal M can be identified. It is possible to issue a voice warning to a person who concentrates too much on the operation of , and does not notice that the light has turned green. By giving the warning, the operator U can stop operating the portable terminal M and cross the pedestrian crossing W safely.
本実施例の交差点警告システムでは、操作者Uが使用する携帯端末Mに専用のソフトウェアを導入する必要がない。従って、スマートフォンだけでなく折り畳み可の携帯端末等の表示画面Dを有する携帯端末Mであっても、携帯端末Mを操作する操作者Uとして識別することができる。そして、操作者Uに対して警告を行うことで、携帯端末Mの操作を止めて横断歩道Wを安全に歩行することができ、交差点における危険な状態を回避することができる。 In the intersection warning system of this embodiment, there is no need to install dedicated software in the mobile terminal M used by the operator U. Therefore, not only a smartphone but also a mobile terminal M having a display screen D such as a foldable mobile terminal can be identified as the operator U who operates the mobile terminal M. FIG. By issuing a warning to the operator U, the operator can stop operating the portable terminal M and safely walk on the pedestrian crossing W, thereby avoiding a dangerous situation at the intersection.
1 交差点警告システム
2 撮影部
3 警告音出力部
4 制御部
5 交通信号システム
6 車両用信号灯
7 歩行者用信号灯
8 信号制御部
H 歩行者
U 操作者
M 携帯端末
D 表示画面
W 横断歩道
1
Claims (4)
前記制御部は、前記撮影部が撮影した前記撮影画像における携帯端末の表示画面の輝度に基づいて、前記携帯端末を操作している操作者を検出し、前記表示画面の移動量から前記操作者の停止、歩行状態を判定し、入力した歩行者用信号灯の点灯状態と、前記表示画面の移動量に基づく前記操作者の前記停止、歩行状態とに応じて、前記操作者に対して前記警告音出力部から前記警告音を出力することを特徴とする交差点警告システム。 An intersection comprising a photographing unit installed above a pedestrian crossing to photograph downward, a warning sound output unit outputting a warning sound, and a control unit connected to the photographing unit and the warning sound output unit. A warning system,
The control unit detects an operator operating the mobile terminal based on the brightness of the display screen of the mobile terminal in the captured image captured by the imaging unit, and detects the operator based on the amount of movement of the display screen. and the warning to the operator according to the input lighting state of the pedestrian signal lamp and the stop or walking state of the operator based on the amount of movement of the display screen. An intersection warning system, wherein the warning sound is output from a sound output unit.
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