JP7416218B2 - 監視装置、監視方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、監視装置、監視方法及びプログラムに関する。

交通信号機の現示は、交差点近傍に設置された信号制御装置等により「定周期制御」と「交通感応制御」といった一定の仕組みで、交差する方向の信号機が互いに同期して切り替わるよう制御されている。

このように動作する交通信号機の１つに異常が生じると、例えば、交差する方向の現示がともに青になる事象（「青青異常」という）が発生しうる。これを避けるため、交通信号機には、異常監視回路が備えられている。

特許文献１には、上記「青青異常」や灯色の不変化となって現れる「タイマー異常」を検出した際に、管制センタ（中央装置６）に対し緊急情報を送信する機能を備えた交通信号制御機が開示されている（段落００８６参照）。

特許文献２には、運転支援対象の車両の進行方向に存在する交差点の信号機に異常が検出された場合に、前記車両と前記移動体が衝突する可能性の指標値を増加させ、指標値が閾値よりも大きい場合に、前記車両の運転者への通知または前記車両の動作制御を行う車載情報装置が開示されている。

特開２０１３－０２０４２１号公報 国際公開第２０１９／２０７７５５号

以下の分析は、本発明者によって与えられたものである。今後、自動運転が普及してくると、信号機には、一層の挙動の正しさが求められることが想定される。特許文献１の異常監視回路そのものの故障やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）故障のほか、異常監視回路が想定していない故障モードが発生すると、管制センタ等に異常の発生を通知することができず、対応が遅れてしまう可能性がある。

特許文献２の発明は、信号機に異常が発生しても、当該事実がその車両にだけしか通知されないという問題点がある。また、信号機の異常の有無も車両が通過しなければ発見できないため、管制センタでの把握が遅れてしまう可能性がある。

本発明は、管制センタ側からの交通信号機の動作確認を容易化する構成を提供することを目的とする。

第１の視点によれば、管制センタから送信された交通信号機に対する制御情報を取得する制御情報取得部と、前記制御情報に対し、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認する確認部と、前記確認の結果、異常が検出された場合に、所定の機器に通知を送信する通知部と、を備える監視装置が提供される。

第２の視点によれば、監視装置が、管制センタから送信された交通信号機に対する制御情報を取得し、前記制御情報に対し、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認し、前記確認の結果、異常が検出された場合に、所定の機器に通知を送信する、監視方法が提供される。本方法は、交通信号機の灯器の表示状態を撮影可能なカメラと接続された監視装置という、特定の機械に結びつけられている。

第３の視点によれば、上記した監視装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、交通信号機の動作確認を容易化することができる。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の監視装置が設置される交差点の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の監視装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の監視装置の動作を表した流れ図である。 本発明の第２の実施形態の監視装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の監視装置の構成を示すブロック図である。 本発明の監視装置として機能可能なコンピュータの構成を示す図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、交通信号機の灯器の表示面を撮影可能なカメラ２０から撮影画像を取得可能な監視装置１０にて実現できる。より具体的には、この監視装置１０は、制御情報取得部１１と、確認部１２と、通知部１３と、を備える。

制御情報取得部１１は、管制センタ６０から送信された前記交通信号機に対する制御情報を取得する。この制御情報としては、例えば、管制センタ側が、信号機の灯器の表示色を、意図しタイミングで変更させるための各種の情報を用いることができる。

確認部１２は、前記制御情報に対し、前記カメラ２０で撮影された前記交通信号機の灯器４０の表示面の状態が整合しているか否かを確認する。

通知部１３は、前記確認の結果、異常が検出された場合に、所定の機器に通知を送信する。

例えば、図２に示すようにカメラ２０で撮影された交通信号機の灯器４０の表示が赤（Ｒ）である場合、確認部１２は、制御情報取得部１１が取得した制御情報に対し、灯器４０の表示：赤（Ｒ）と整合しているか否かを確認する。なお、以下の説明において、信号灯器の表示色は、道路標識及び信号に関するウィーン条約に準じ、赤の点灯を「止まれ（Ｓｔｏｐ）」、緑の点灯を「進行（Ｐｒｏｃｅｅｄ）」として説明するが、信号灯器の表示色は、各国の交通法規に準じて適宜変更される。なお、緑の灯火は、日本国においては、政令で「青色の灯火」と規定されている関係で「青信号」とも称される。

前記確認の結果、制御情報取得部１１が取得した制御情報と、灯器４０の表示：赤（Ｒ）が整合していない場合、確認部１２は、交通信号機が異常であると判定し、通知部１３に通知を指示する。前記指示を受けた通知部１３は、所定の機器、例えば、管制センタ６０の管理端末に対し、交通信号機の異常を知らせる通知を送信する。

同様に、図３に示すようにカメラ２０で撮影された交通信号機の灯器４０の表示が緑（Ｇ）である場合、確認部１２は、制御情報取得部１１が取得した制御情報に対し、灯器４０の表示面の状態が整合しているかを確認する。そして、制御情報取得部１１が取得した制御情報と、灯器４０の表示：緑（Ｇ）が整合していない場合、確認部１２は、交通信号機が異常であると判定し、通知部１３に通知を指示する。

以上のように、本実施形態の監視装置１０は、制御情報取得部１１が取得した制御情報に対し、灯器４０の表示面の状態が整合しているか否かを確認し、異常があれば所定の機器に通知することができる。特に、上記した動作説明からも明らかなとおり、本発明は、交通信号機に備えられた異常監視回路そのものの故障やＭＰＵ故障のほか、異常監視回路が想定していない故障モードにも対応することが可能となっている。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態の監視装置が設置される交差点の一を示す図である。図４を参照すると、交差点に進入する車両等に向けて２組の交通信号機の灯器４０が対面設置された交差点が示されている。それぞれの交通信号機の灯器４０は、道路脇の支柱４２から延びたアーム４１によって支持されている。さらに、４台のカメラ２０が、それぞれ対向する灯器４０の表示面を撮影可能にアーム４１上に設置されている。なお、これらのカメラ２０は、交差点に進入してくる車両や横断歩道を渡る歩行者等を撮影するカメラであってもよい。

図５は、本発明の第１の実施形態の監視装置の構成を示すブロック図である。図５を参照すると、対向して設置されたカメラ２０と、信号制御装置３０と、管理端末５０とに接続された監視装置１０が示されている。

カメラ２０は、灯器４０を支持するアーム４１の上方に、対向する交通信号機の灯器４０に向けて設置されている。なお、図５の例では、２台のカメラと２台の灯器４０が示されているが、交差方向の別の２台のカメラ２０と２台の灯器４０とは省略されている。ここで、図５の左側の灯器４０を第１の灯器とした場合、図５の右側の灯器が第２の灯器となり、図５の右側のカメラは、第２の灯器の近傍に設置されていることになる。同様に、図５の右側の灯器４０を第１の灯器とした場合、図５の左側の灯器が第２の灯器となり、図５の左側のカメラは、第２の灯器の近傍に設置されていることになる。このように、灯器とカメラを対称的に設置することで、２つのカメラから得られる画像の処理を共通化することができ、また、動作の同期判定等も容易化される。

信号制御装置３０は、管制センタ６０から受信した制御情報に基づいて、交通信号機の４つの灯器４０の表示状態を制御する信号制御部３１を備えた装置である。

管理端末５０は、管制センタ６０の交通管制担当者の端末である。

監視装置１０は、制御情報取得部１１と、確認部１２と、通知部１３と、を備える。制御情報取得部１１は、管制センタ６０から信号制御装置３０に送信された制御情報を取得する。なお、制御情報の取得形態は、制御情報取得部１１が管制センタ６０から直接取得する形態のほか、信号制御装置３０経由で管制センタ６０から信号制御装置３０に送信された制御情報を取得する形態も採用可能である。

この制御情報は、灯器の表示色（現示）を直接変更する指示のほか、例えば、サイクル長、スプリット、オフセットなどで規定される灯器４０の挙動を表した情報であってもよい。ここで、「サイクル長」は、灯器４０の表示色がある色から一周して再び元の色に戻るまでの1サイクルの長さを示す。「スプリット」は、１サイクルにおけるある表示色の示す割合を示す（典型的には、１サイクルにおける緑（青）の表示割合）。「オフセット」は、ある表示色になるタイミングの隣接する信号機とのズレ量を示す。基準時刻に対して、これらのサイクル、スプリット、オフセットを適用することで、各灯器４０が本来どの表示色であるべきかを割り出すことができる。

確認部１２は、前記制御情報に対し、前記カメラ２０で撮影された前記交通信号機の灯器４０の表示面の状態が整合しているか否かを確認する。具体的には、確認部１２は、カメラ２０にて撮影された画像から交通信号機の灯器４０の領域を切り出し、その領域を画像認識して、灯器４０の表示色を特定する。そして、確認部１２は、前述した制御情報によって特定される灯器４０の表示色と、カメラ２０に写っている灯器４０の表示色とが整合しているか否かを確認し、異常があれば通知部１３に通知する。また、この確認部１２の確認処理により、灯器４０の不点灯も検出可能となっている。その理由は、灯器４０が完全に不点灯である場合、それは、前記制御情報によって特定される灯器４０の表示色との不整合となるからである。

また、本実施形態の監視装置１０の確認部１２は、灯器４０を構成するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の部分的な不点灯や破損の検出機能を備えている。このようなＬＥＤの部分的な不点灯や灯器４０の破損は、カメラ２０にて撮影された灯器４０の画像と、予め撮影した正常な灯器の表示状態の画像（基準画像）とを比較することで検出することができる。

通知部１３は、前記確認部１２による確認の結果、異常が検出された場合に、管理端末５０に対して通知を送信する。この通知の態様としては、確認部１２において確認された制御情報によって特定される灯器４０の表示色と、カメラ２０に写っている灯器４０の表示色との不整合の態様を含めることができる。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図６は、本発明の第１の実施形態の監視装置の動作を表した流れ図である。図６を参照すると、まず、監視装置１０は、管制センタ６０から制御情報を取得する（ステップＳ００１）。なお、制御情報が、サイクル長、スプリット、オフセットなどの情報であり、すでに監視装置１０が同一のものを保持している場合には、このステップＳ００１を省略することもできる。

次に、監視装置１０は、カメラ２０から交通信号機の灯器４０の画像を取得する（ステップＳ００２）。

次に、監視装置１０は、前記交通信号機の灯器４０の画像と、予め撮影した正常な灯器の表示状態の画像と比較することで、灯器４０の異常の有無を確認する（ステップＳ００３）。ここで、灯器４０に異常があると判定した場合、監視装置１０は、管理端末５０に対し、灯器４０に異常があることを通知する（ステップＳ００４）。

次に、監視装置１０は、制御情報から特定される交通信号機の灯器４０の表示色と、カメラ２０に写っている灯器４０の表示色とを比較することで、制御情報と灯器４０の表示色とが対応しているか否かを確認する（ステップＳ００５）。ここで、制御情報と灯器４０の表示色とが対応していないと判定した場合、監視装置１０は、管理端末５０に対し、灯器４０の表示に異常があることを通知する（ステップＳ００６）。

例えば、制御情報から特定される交通信号機の灯器４０の表示色が、赤であるのに、カメラ２０に写っている灯器４０の表示色が赤以外である場合、信号制御装置３０又は灯器４０の故障が疑われる。管理端末５０により異常を知った交通管制担当者は、必要に応じてカメラ２０の画像を確認した上で、該当する信号機の点検を実施することになる。

反対に、監視装置１０から通知がない場合は、該当する交差点の灯器４０がすべて正しく動作していることになる。従って、交通管制担当者は、該当する交差点のカメラ２０の画像の確認は不要となる。

また、前記通知部１３が通知を行う所定の機器に、当該交通信号機を制御する信号制御装置３０を加えることもできる。例えば、通知部１３が、信号制御装置３０に対し、灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信することで、交通信号機の異常を通行する車両や周囲の歩行者等に知らせることができる。前記所定の点灯パターンとしては、すべての灯器の表示色を赤にするいわゆる全赤表示や異常を知らせる点滅表示を採用することができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、信号制御装置３０等に搭載された異常監視回路に頼ることなく、交通信号機の灯器４０が正しく点灯しているか否かを確認することが可能となる。

［第２の実施形態］
上記した第１の実施形態では、交差点に設置された交通信号機が管制センタ６０によって直接制御されている交通信号機である例を挙げて説明したが、本発明は、管制センタ６０によって直接制御されていない交通信号機にも適用することが可能である。

図７は、本発明の第２の実施形態の監視装置１０ａの構成を示すブロック図である。第１の実施形態との構成上の相違点は、監視装置１０ａに制御情報データベース１４（制御情報ＤＢ）が追加されている点と、信号制御装置３０ａが管制センタ等からの制御を受けず事前に設定された制御情報に基づいて動作する点である。

制御情報ＤＢ１４は、監視装置１０ａの監視対象となる各交通信号機に設定されている制御情報（サイクル長、スプリット、オフセットなど）が信号機を特定する情報と対応付けて格納されている。また、監視対象となる交通信号機に、時間帯に応じてサイクル長やスプリットを一定のルールにより変更する時差式信号が含まれる場合、制御情報ＤＢ１４は、これらの情報を保持する。

信号制御装置３０ａは、上述のサイクル長、スプリット、オフセットなどに基づいて、灯器４０の表示色を一定のパターンで変える交通信号機や、時間帯に応じてサイクル長やスプリットを一定のルールにより変更する時差式信号の制御装置として知られているものを用いることができる。

従って、本実施形態の監視装置１０ａの制御情報取得部１１ａは、管制センタからではなく、制御情報ＤＢ１４から監視対象となる各交通信号機に設定されている制御情報を取り出して、確認部１２に送る。

確認部１２は、前記のようにして特定された制御情報に対し、前記カメラ２０で撮影された前記交通信号機の灯器４０の表示面の状態が整合しているか否かを確認する。通知部１３は、前記確認部１２による確認の結果、異常が検出された場合に、管理端末５０に対して通知を送信する。その他の動作は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上の説明からも明らかなように、本発明は、管制センタの制御を受けずに動作する交通信号機の監視にも適用することが可能である。本実施形態も、第１の実施形態と同様に、信号制御装置３０等に搭載された異常監視回路に頼ることなく、交通信号機の灯器４０が正しく点灯しているか否かを確認することが可能となる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示した装置構成、各要素の構成、データ等の表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。例えば、上記した第１の実施形態では、２つの道路が交差する一般的な交差点に適用する例を挙げて説明したが、本発明を適用可能な交差点の態様はこれに限られない。例えば、本発明は、歩行者用信号機付きの横断歩道における歩行者用信号機の挙動の監視にも適用することができる。この場合、カメラ２０は歩行者用信号機の灯器を撮影可能な位置に設置されることになる。

また、本発明は、２つの道路が十字に交差する交差点以外にも、Ｔ字路、Ｙ字路、５差路等に設置された交通信号機の監視にも適用可能である。これらの場合、ある灯器４０に対向する位置に灯器４０やこれを支える支柱がない場合があるが、既存の構造物などを利用して該当する灯器４０を撮影可能な位置にカメラ２０を配置すればよい。

例えば、上記した実施形態では、監視装置１０、１０ａが、信号制御装置３０と独立して配置されているものとして説明したが、図８に示すように、信号制御部３１を備え、信号制御装置と統合した監視装置１０ｂとすることもできる（第３の実施形態）。

また、上記した各実施形態に示した手順は、監視装置として機能するコンピュータ（図９の９０００）に、これらの装置としての機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図９のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１０、通信インタフェース９０２０、メモリ９０３０、補助記憶装置９０４０を備える構成に例示される。すなわち、図９のＣＰＵ９０１０にて、制御情報取得プログラムや灯火一致判定プログラムを実行させればよい。

即ち、上記した監視装置１０、１０ａ、１０ｂの各部（処理手段、機能）は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による監視装置参照）
［第２の形態］
上記した監視装置のカメラとして、交通信号機の第１の灯器に対向して設置された第２の灯器の近傍に設置されているカメラを用いることができる。
［第３の形態］
上記した監視装置において、
前記通知部が前記交通信号機を制御する信号制御装置に対し、灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信することも好ましい。
［第４の形態］
上記した監視装置において、
前記確認部が、前記交通信号機の灯器の表示面の状態を確認する機能を備えることも好ましい。
［第５の形態］
上記した監視装置において、
前記確認部が、前記交通信号機の灯器の表示面の基準画像と、前記カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の画像とを比較することにより、前記交通信号機の灯器の表示面の状態を確認する構成を採ることができる。
［第６の形態］
上記した監視装置が所定の機器に送信する通知に、
前記制御情報によって特定される前記灯器の表示色と、前記カメラで撮影された灯器の表示色とを含めることができる。
［第７の形態］
（上記第２の視点による監視方法参照）
［第８の形態］
（上記第３の視点によるプログラム記録媒体参照）
なお、上記第７～第８の形態は、第１の形態と同様に、第２～第６の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的な技術的思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０、１０ａ、１０ｂ 監視装置
１１、１１ａ 制御情報取得部
１２ 確認部
１３ 通知部
１４ 制御情報データベース（制御情報ＤＢ）
２０ カメラ
３０ 信号制御装置
３１ 信号制御部
４０ 灯器
４１ アーム
４２ 支柱
５０ 管理端末
６０ 管制センタ
９０００ コンピュータ
９０１０ ＣＰＵ
９０２０ 通信インタフェース
９０３０ メモリ
９０４０ 補助記憶装置

Claims (7)

1. 管制センタから送信された交通信号機に対する制御情報を取得する制御情報取得部と、
   前記制御情報に対し、前記交通信号機の灯器の表示面の基準画像と、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の画像とを比較し、灯器を構成するＬＥＤの部分的な不点灯を検出することにより、前記カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認する確認部と、
   前記確認の結果、前記交通信号機の制御情報と前記灯器の表示色とが整合していない場合に、管理端末に前記交通信号機の異常を知らせる通知を送信し、前記交通信号機を制御する信号制御装置に、前記灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信する通知部と、
   を備える監視装置。
2. 前記カメラは、交通信号機の第１の灯器に対向して設置された第２の灯器の近傍に設置されている請求項１の監視装置。
3. 前記確認部が、前記交通信号機の灯器の表示面の状態を確認する機能を備える請求項１又は２の監視装置。
4. 交通信号機に設定された制御情報を取得する制御情報取得部と、
   前記制御情報に対し、前記交通信号機の灯器の表示面の基準画像と、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の画像とを比較し、灯器を構成するＬＥＤの部分的な不点灯を検出することにより、前記カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認する確認部と、
   前記確認の結果、前記交通信号機の制御情報と前記灯器の表示色とが整合していない場合に、管理端末に前記交通信号機の異常を知らせる通知を送信し、前記交通信号機を制御する信号制御装置に、前記灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信する通知部と、
   を備える監視装置。
5. 前記通知は、前記制御情報によって特定される前記灯器の表示色と、前記カメラで撮影された灯器の表示色とを含む請求項１から４いずれか一の監視装置。
6. 監視装置が、
   管制センタから送信された交通信号機に対する制御情報を取得し、
   前記制御情報に対し、前記交通信号機の灯器の表示面の基準画像と、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の画像とを比較し、灯器を構成するＬＥＤの部分的な不点灯を検出することにより、前記カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認し、
   前記確認の結果、前記交通信号機の制御情報と前記灯器の表示色とが整合していない場合に、管理端末に前記交通信号機の異常を知らせる通知を送信し、前記交通信号機を制御する信号制御装置に、前記灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信する、
   監視方法。
7. 監視装置に搭載されたコンピュータに、
   管制センタから送信された交通信号機に対する制御情報を取得する処理と、
   前記制御情報に対し、前記交通信号機の灯器の表示面の基準画像と、カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の画像とを比較し、灯器を構成するＬＥＤの部分的な不点灯を検出することにより、前記カメラで撮影された前記交通信号機の灯器の表示面の状態が整合しているか否かを確認する処理と、
   前記確認の結果、前記交通信号機の制御情報と前記灯器の表示色とが整合していない場合に、管理端末に前記交通信号機の異常を知らせる通知を送信し、前記交通信号機を制御する信号制御装置に、前記灯器の点灯状態を所定の点灯パターンに変更させる通知を送信する処理と、
   を実行させるプログラム。

Images