JPH077479B2 - 学習機能を有する交通流センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、交通管制システム等において利用するための
学習機能を有する交通流センサに関するものである。

［従来の技術］ 近年、交通事故は増大し、事故件数の６割余りが交差点
近傍で発生し、その対策が強く望まれている。この事故
の原因の一つは、交差点に進入する車両の黄信号におけ
るジレンマ状態であると言われている。

本発明者らは、先に、このようなジレンマ状態にある車
両を検出する方法を開発し、特開昭62-229398号として
提案している。この既提案の方法は、信号交差点流入部
を通過する車両の位置及び速度を、信号機の黄信号の点
灯と同時またはその前後に計測し、これらの計測値を予
め作成したジレンマ状態のテーブルと比較して、ジレン
マ状態の車両の存在を検出するものである。

また、本発明者らは、特願昭63-72840号により車両のジ
レンマ現象の特性計測装置についても提案している。こ
の装置は、信号交差点流入部及び交差点内に適当な間隔
で計測点を設定し、それらの計測点における車両の通過
を電気信号として検出し、その信号と黄信号の発生時点
の信号とに基づいて、黄信号開始時点に交差点流入部を
走行する車両の位置及び速度、並びにその車両が交差点
を通過したが停止したかを計測し、必要なデータとして
出力するもので、これによって環境条件や交通条件と共
に変化するジレンマ状態の特性を計測することができ
る。

一方、従来から実用されている交通管制のための交差点
におけるリアルタイム制御は、管制センタにおいて、各
所に配置したセンサの出力から交通状況を把握し、必要
な信号機等のコントロールを行って、交通の円滑化を図
るようにしている。

このような交通管制のための制御システムの存在化にお
いて、前述した既提案の手段により、ジレンマ状態にあ
る車両が存在するか否かを自動検出し、それを信号交差
点等での交通安全を図るための交通管制に反映させよう
とする場合に、上記ジレンマ状態は、環境条件や交通条
件等の各交差点に特有の条件によってその特性が著しく
変動することから、単なる交通状況の把握のためのセン
サ出力と同様に、ジレンマ状態に関する計測結果を管制
センタに送って、同センタにおける制御の下に信号機等
を動作させることは、有利な手段とは言えない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の技術的課題は、環境条件や交通条件と共に変化
するジレンマ状態を交通流センサにおいて自己学習によ
り把握可能とし、それによって、計測の結果をその都度
管制センタに送ることなく、信号交差点においてそこに
進入する車両か危険であるか否かをリアルタイムで検出
することか可能な交通流センサを得ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明の交通流センサは、信
号交差点流入部の路面上を計測対象とし、そこを通過す
る車両の位置及び速度を計測可能にすると同時に、その
車両が交差点を通過したか否かを検出可能にした車両検
出センサと、黄信号開始時点の信号を受け、上記車両検
出センサの出力から、黄信号開始時点に交差点流入部に
ある車両の位置と速度を演算して出力する位置・速度演
算部と、ジレンマ状態判定用データテーブルを備え、上
記位置・速度演算部の出力を、そのデータテーブルと照
合する照合部と、前記照合部の出力から車両がジレンマ
状態にあるか否かを判定し、交差点における車両の通行
の安全化制御のための信号を出力する危険・安全判定部
と、上記車両検出センサの出力から、検出した車両が交
差点を通過したか否かを通過・停止データとして検出す
る通過・停止演算部と、上記通過・停止データと、位置
・速度演算部において得られた位置及び速度のデータを
適当な更新時間間隔で収集し、環境条件や交通条件と共
に変化するジレンマ状態の自己学習によって新しいジレ
ンマ状態判定用データテーブルを作成し、照合部のデー
タテーブルの更新を行う学習部とを備えている。

［作 用］ 信号機が黄信号に変ると、位置・速度演算部において車
両検出センサの出力から交差点流入部における車両の位
置と速度が計測され、これらの計測値が照合部において
予め作成されているジレンマ状態判定用データテーブル
と照合され、ジレンマ状態にある車両が存在するか否か
がリアルタイムで検出される。危険・安全判定部におい
ては、上記照合部の出力から車両がジレンマ状態にある
か否かを判定し、交差点における車両の通行の安全化制
御のために必要な信号が出力される。

一方、通過・停止演算部においては、車両検出センサの
出力から、検出した車両が交差点を通過したか否かが通
過・停止データとして検出され、学習部において、この
通過・停止データと、位置・速度演算部において得られ
た位置及び速度のデータが適当な更新時間間隔で収集さ
れ、その間のデータから、環境条件や交通条件と共に変
化するジレンマ状態の自己学習によって新しいジレンマ
状態判定用データテーブルが作成され、照合部のデータ
テーブルが更新される。

その結果、一方では交差点流入部にいる車両について、
それらがジレンマ状態にあるか否かを判定し、必要な安
全化制御を行ないながら、他方では、自己学習によって
新しいジレンマ状態判定用データテーブルが作成され、
照合部のデータテーブルが環境条件や交通条件の変化に
応じて更新される。

従って、計測の結果をその都度管制センタなどに送るこ
となく、信号交差点においてそこに進入する車両が危険
であるか否かをリアルタイムで検出することができると
同時に、交通流センサ自体が、環境条件や交通条件の変
化に対応して、交差点に進入する車両が危険な状態にあ
るか否かを判断できるような知的機能をもつようにな
る。

［実施例］ 第１図は、本発明に基づく学習機能を備えた交通流セン
サの構成を示している。

この交通流センサにおいて、車両検出センサとしては、
ITV、CCD、光電変換素子群等からなる画像センサ、ある
いはループアンテナ、超音波感知器等を利用した各種セ
ンサを用いることができ、それらは黄信号開始時点にお
ける車両の位置及び速度を計測するため、信号交差点流
入部の路面を計測対象とし、その路面に沿って計測域が
設置される。さらに、その車両が交差点を通過したか、
あるいは交差点の手前で停止したかを検出するため、計
測対象車線の延長上の交差点内に、少なくとも１個の計
測域が設定される。

位置・速度演算部は、交差点に設置されている信号機の
制御機から黄信号開始時点の信号を受け、上記車両検出
センサの出力に基づいて、黄信号開始時点に交差点流入
部に存在する車両の存在分布と、速度分布とを演算して
出力するもので、その出力は、後述のジレンマ状態判定
用データテーブルと照合するため、照合部に送られ、こ
の照合部においては、上記テーブルとの照合により車両
がジレンマ状態にあるか否かの判定がリアルタイムで行
われる。黄信号開始時点の信号としては、上述したよう
に、交差点に設置されている信号機の制御機からの信号
を利用する場合に限るものではなく、その他の各種信
号、例えば、ITV等によって信号の変化を検出し、それ
を黄信号開始時点の信号として出力させるとか、光電素
子を利用した黄現示検出器などを用いることができる。

なお、上記ジレンマ状態とは、信号交差点の流入部にお
いて黄信号時間と全赤時間以内に通過する車両と、停止
線で停止する車両とが混在する領域であって、通過過・
停止のどちらを選択しても事故を発生させる可能性を有
する危険な状態を意味している。

危険・安全判定部では、前記照合部の出力から車両がジ
レンマ状態にあるか否かを判定すると同時に、その判定
結果において車両がジレンマ状態にある場合には、交差
点における車両の通行の安全化制御のための信号が出力
される。この安全化制御のための信号としては、交差点
の信号機における黄信号や全赤信号の時間の調整、ある
いは路側帯等における可変情報板の表示や路車間通信な
ど、各種安全化のための制御信号を出力させることがで
きる。

一方、通過・停止演算部では、計測対象車線の延長上の
交差点内にも計測域を設定した車両検出センサの出力に
基づき、トラッキング手法を用いて、位置・速度演算部
において存在分布と速度分布を求めた各車両について、
それらが黄信号時間と全赤時間に交叉点を通過したか、
あるいは停止したかが、通過・停止データとして検出さ
れる。

この通過・停止データと、位置・速度演算部において得
られた位置及び速度のデータは、学習部に送られ、この
学習部においては、ジレンマ状態判定用データテーブル
の更新時間間隔内でそれらのデータを収集すると共に、
ヒューリスティックなパラメトリック学習あるいはノン
パラメトリックな学習によって、新しいジレンマ状態判
定用データテーブルを作成し、それを照合部に送ってデ
ータテーブルが更新される。

これをさらに具体的に説明すると、上記通過・停止デー
タと位置及び速度のデータを、適当に設定したデータテ
ーブルの更新時間間隔内で収集すると、第２図に示すよ
うな結果を得ることができる。同図に示す速度−距離状
態図は、縦軸に黄信号が発生した時点の車両の速度をと
り、横軸は黄信号が発生した時点における車両の位置を
停止線からの距離によって示している。

同図によれば、黄信号開始時に停止線から遠い位置にあ
って速度が遅い車両は停止が多く、逆に近い位置にあっ
て速度が速い車両は通過が多くなり、その中間に停止と
通過の混在部分が存在するが、この混在部分がジレンマ
状態であって、危険な領域であることを表わしている。

上述した学習は、この危険な領域を決定することに相当
し、従って学習の方法としては、このデータの特徴を適
切に把握して危険な領域を決定するものであればよい。
最も単純な方法としては、図中において４本の直線L₁〜
L₄で囲まれた領域、即ち、黄信号開始時に停止線から最
も近い位置にあって停止した車両と、逆に最も遠い位置
にあって通過した車両との間に位置し、且つそれらの間
で速度が速いが停止した車両についてのデータの中から
混在領域を包絡するように選択した二つのデータを結ぶ
右上りの直線と、速度が遅いが通過した車両についての
データの中から混在領域を包絡するように選択した二つ
のデータを結ぶ右上りの直線によって囲まれた領域を、
ジレンマ状態にある危険な領域とすればよい。

また、第３図は凸包算法によって求めた通過領域と停止
領域との重なる部分によって、混在領域即ちジレンマ領
域を導き出したものである。

このようにして、収集したデータから、環境条件や交通
条件と共に変化するジレンマ状態の自己学習によって、
新しいジレンマ状態判定用データテーブルを作成し、照
合部のデータテーブルを更新すると、交差点に進入する
車両に対し、常に最適な安全化制御を適用することがで
きる。

従って、計測の結果をその都度管制センタなどに送るこ
となく、信号交差点においてそこに進入する車両が危険
であるか否かをリアルタイムで検出することができると
同時に、交通流センサ自体が、環境条件や交通条件の変
化に対応して、交差点に進入する車両が危険な状態にあ
るか否かを判断できるような知的機能をもつようにな
る。なお、上述した位置・速度演算部、通過・停止演算
部、学習部、照合部、並びに危険・安全判定部における
各処理は、コンピュータにおけるソフトウエアによって
容易に実現することができる。

［発明の効果］ 以上に詳述した本発明の交通流センサによれば、環境条
件や交通条件と共に変化するジレンマ状態を交通流セン
サにおいて自己学習により把握可能とし、それによっ
て、計測の結果を管制センタなどに送ることなく、信号
交差点においてそこに進入する車両が危険であるか否か
をリアルタイムで検出することが可能になり、オンライ
ン・リアルタイムでの安全化制御を適用することによ
り、大幅な交通事故件数の減少を期待することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る交通流センサのブロック構成図、
第２図は交差点流入部における車両の速度−距離状態図
上に４本の決定表面によって示されたジレンマ領域図、
第３図は凸包算法によって求められたジレンマ領域図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号交差点流入部の路面上を計測対象と
   し、そこを通過する車両の位置及び速度を計測可能にす
   ると同時に、その車両が交差点を通過したか否かを検出
   可能にした車両検出センサと、 黄信号開始時点の信号を受け、上記車両検出センサの出
   力から、黄信号開始時点に交差点流入部にある車両の位
   置と速度を演算して出力する位置・速度演算部と、 ジレンマ状態判定用データテーブルを備え、上記位置・
   速度演算部の出力を、そのデータテーブルと照合する照
   合部と、 前記照合部の出力から車両がジレンマ状態にあるか否か
   を判定し、交差点における車両の通行の安全化制御のた
   めの信号を出力する危険・安全判定部と、 上記車両検出センサの出力から、検出した車両が交差点
   を通過したか否かをトラッキング手法を用いて導出し、
   通過・停止データとして演算して出力する通過・停止演
   算部と、 上記通過・停止データと、位置・速度演算部において得
   られた位置及び速度のデータを適当な更新時間間隔で収
   集し、環境条件や交通条件と共に変化するジレンマ状態
   の自己学習によって新しいジレンマ状態判定用データテ
   ーブルを作成し、照合部のデータテーブルの更新を行う
   学習部と、 を備えたことを特徴とする学習機能を有する交通流セン
   サ。