JPH1083497A - 車両交通監視装置及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コスト低減を実現し、天候等の影響を抑制す
る。 【解決手段】 高分解能のレーダ１０を用いて道路を監
視する。レーダビデオを無物標時のレーダビデオと照合
することにより物標を抽出し、その挙動を検出・解析す
る。渋滞状況等を隣接監視装置間で伝達し合い、またＶ
ＩＣＳ等を介して車両に知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上の車両交通
を監視する装置及びシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】これまでに開発されてい
る可視光カメラ利用の装置及びシステムには、道路上を
撮影するための可視光カメラを１００ｍ程度の狭い間隔
で（従って道路の単位延長当たりでは多数）配設しなけ
ればならず実施コストが高い、監視結果が天候、昼夜の
別、季節等、輝度・コントラストの外乱を受けやすい、
監視結果が車両の色に左右されやすい、といった問題が
あった。

【０００３】

【発明の概要】本発明の目的の一つは、レーダ技術、特
に高分解能レーダの技術を適用することにより、可視光
カメラ利用型装置及びシステムよりも低コストでかつ天
候等や車両の色の影響を受けにくい車両交通監視装置及
びシステムを実現することにある。この目的を達成する
ため、本発明に係る車両交通監視装置は、車両交通監視
用レーダ及び交通情報処理装置（例えばパーソナルコン
ピュータ）を備える。

【０００４】本発明における車両交通監視用レーダは、
道路近傍から電波を送信し、反射波を受信することによ
り、レーダビデオを生成する。このようにして得られる
レーダビデオには、道路上に存在する物標（車両、落下
物等）からの反射のほか、物標として扱うべきでないも
の（道路標識、信号機、分離帯、道路の目地等）からの
反射も含まれている。そのため、車両交通監視用レーダ
は、このレーダビデオと予め与えられている無物標時の
レーダビデオとの対照により、道路上の物標の位置を検
出する。本発明における交通情報処理装置は、このよう
にして得られる位置を時系列監視することにより、道路
上の物標の移動／停止状況を示す交通情報を生成する。

【０００５】このように、本発明の特徴の一つは、従来
の可視光カメラをレーダに置換したことにある。レーダ
は可視光カメラに比べ一般に覆域が広いから、道路の単
位延長当たりの装置要設置台数は、本発明のほうが可視
光カメラ利用型装置より少くなる。また、レーダで使用
している波長はそのレーダ所定のある単一の波長である
から、本発明においては、可視光カメラ利用型装置と異
なり車両の色や照度・コントラスト等の影響を受けな
い。更に、レーダは可視光に比べ波長が長いから、天候
による外乱の影響を受けにくい。

【０００６】また、本発明の特徴の他の一つは、車両交
通監視用レーダにおける無物標時レーダビデオとの対照
処理にある。言い換えれば、本発明は、可視光カメラか
らレーダへの単なる置換にとどまるものではない。仮
に、可視光カメラをレーダにて単純置換したとしても、
レーダが送信される無線信号の反射強度は車両の形状に
依存しており十分な構造は実現できない。本発明におけ
る無物標時レーダビデオとの対照処理は、いわば、レー
ダビデオ中の物標でないものをマスクし、物標といい得
るものを取り出す処理であるから、本発明によれば、レ
ーダビデオの信号強度如何によらず物標を好適に検出可
能になる。

【０００７】本発明の特徴の更に他の一つは、車両交通
監視用レーダにて検出した位置を時系列監視することに
より交通情報を生成していることである。この交通情報
は、道路上の物標の移動／停止状況を示すものである。
その一例としては、道路上における渋滞の発生やその規
模・広がり範囲、道路上における落下物（交通障害物）
の有無等を掲げることができる。更に、交通情報の生成
は、無人で実行できる。

【０００８】交通情報の利用形態としては、第１に、交
通情報処理装置間リンクを掲げることができる。ここで
いう交通情報処理装置間リンクとは、道路に沿い複数台
間隔配設された車両交通監視装置を、隣接する車両交通
監視装置に属する交通情報処理装置同士が接続されるよ
う、リンクすることである。各交通情報処理装置は、こ
のリンクを利用し交通情報を授受しあう。このようにす
れば、各交通情報処理装置において、対応する車両交通
監視用レーダにて検出した上記位置の時系列監視の結果
と、他の交通情報処理装置から受け取った交通情報との
結合により、より長い道路延長に亘る道路上の物標の移
動／停止状況、例えば比較的大規模な渋滞の状況（先頭
位置、後尾位置、長さ等）を示す交通情報を生成するこ
とができる。

【０００９】交通情報の利用形態としては、第２に路車
間リンクを掲げることができる。ここでいう路車間リン
クとは、道路上の車両にて情報受信に利用可能な無線チ
ャネル（例えば放送波や漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ））
を有する無線通信システム（例えばＶＩＣＳ）に交通情
報処理装置を接続するリンクをさす。この無線通信シス
テムを介し交通情報処理装置から道路上の車両に交通情
報を伝送することにより、交通情報を車両にリアルタイ
ムに提供し渋滞の発生・顕著化や事故発生を防止するこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以上述べた本発明の構成及び利点
は、図１〜図４に示す実施形態の説明によって更に明ら
かとなろう。図１には本発明の一実施形態に係る車両交
通監視装置の構成を、図２にはこの実施形態に係る車両
交通監視システムの構成を、そして図３及び図４には表
示画面の一例を示す。

【００１１】本実施形態に係る車両交通監視装置は車両
交通監視用レーダ１０及びパーソナルコンピュータ１２
から構成されている。車両交通監視用レーダ１０は高い
分解能を有しており、例えば路側のサインポストから、
道路１４上にある車両、落下物等の物体（以下「路上物
体」と呼ぶ）１６を遠隔検出する。パーソナルコンピュ
ータ１２は交通情報処理装置として用いられており、車
両交通監視用レーダ１０の制御、車両交通監視用レーダ
１０にて得られたデータの処理、その結果の表示・印
刷、他の機器との通信等の機能を有している。車両交通
監視装置は道路１４に沿って数百ｍ〜数千ｍ（例えば３
０００ｍ）程度の間隔で複数個配設されており、そのパ
ーソナルコンピュータ１２の間は光ファイバケーブル等
のリンク１８にて接続されている。パーソナルコンピュ
ータ１２は更にリンク２０にてＶＩＣＳ２２に接続され
ている。従って、リンク１８を利用することによりパー
ソナルコンピュータ１２相互間でデータを伝送でき、リ
ンク２０を利用することによりＶＩＣＳ２２を介しパー
ソナルコンピュータ１２・車両間でデータを伝送でき
る。なお、ここにいうＶＩＣＳ２２は、無論現在実施中
のものを含むけれども、それに限定解釈されるべきもの
ではなく、放送波、ＬＣＸ等各種の路車間無線チャネル
を有する様々なシステムを意味しているものとする。

【００１２】図１に示すように、車両交通監視用レーダ
１０はレーダ無線部２４、Ａ／Ｄ変換器２６及び速度変
換器２８を有している。レーダ無線部２４は空中線、送
信機及び受信機を有しており、空中線の主ビーム方向を
機械的に又は電子的に変えながら、送信機からの無線信
号（例えばミリ波）にて道路１４上を走査し、路上物体
１６からの反射波を受信機にて受信する。レーダ無線部
２４は、受信機にて受信した反射波を示すレーダビデオ
と、そのレーダビデオを得たときの空中線主ビーム方向
を示すディジタルの方位信号とを出力する。Ａ／Ｄ変換
器２６は、レーダ無線部２４の距離分解能即ちレーダビ
デオの占有周波数帯域幅が損なわれないよう、高い周波
数例えば１００ＭＨｚのクロックにてレーダビデオをサ
ンプリングし、これによりレーダビデオをＡ／Ｄ変換す
る。この段階で得られているディジタルのレーダビデオ
及び方位信号は、本質的に、空中線周囲における物標
（路上物体１６）の位置を極座標（方位及び距離）の形
式で表している。速度変換部２８は、後段の各処理機能
に差し障りがないようレーダビデオの信号速度を低減す
る処理を行う。信号速度の変換は、並列に設けられてい
る複数個のデュアルポートフィールドバッファを時分割
で動作させることにより実現できる。このデュアルポー
トフィールドバッファへのライト／リードアドレスの制
御にて、レーダビデオ及び方位信号からラスタ（直交座
標）形式のレーダビデオを生成するようにしてもよい
が、回路簡素化、ビデオ情報損失を防ぐため、極座標系
のままで後段の処理に供し、パーソナルコンピュータ１
つで座標変換するほうが好ましい。

【００１３】車両交通監視用レーダ１０は更に複数枚の
フレームメモリ３０、演算部３２及び信号処理部３４を
有している。これらはパーソナルコンピュータ１２の制
御を受けながら、速度変換部２８からのレーダビデオを
記憶及び処理する。これらとパーソナルコンピュータ１
２にて実現される機能としては、初期設定、マスク映像
の作成、物標映像の抽出、重心位置の演算、重心位置の
フレーム間相関判定、重心位置の追尾、車両表示、事象
発生リストの作成表示、外部との通信等がある。これら
のうち初期設定及びマスク映像の作成はシステム運用者
によるパーソナルコンピュータ１２の操作に応じて実行
され、その他は自動的に即ち無人で実行される。

【００１４】パーソナルコンピュータ１２は、交通情報
処理アプリケーションの起動に伴いメニューを表示す
る。システム運用者はまずそのメニューの中からマウ
ス、タブレット等のポインティングデバイス３６を用い
て「初期設定」を選び、以後は、表示されている指示に
従って、監視対象たる道路１４に関する情報（レーン数
等）やその表示フォーマット等に係る事項をパーソナル
コンピュータ１２に設定する。この設定は、後の表示に
利用される。

【００１５】初期設定の後、システム運用者は画面メニ
ューの中から同様の手段で「マスク作成」を選ぶ。パー
ソナルコンピュータ１２に搭載されている交通情報処理
アプリケーション（以下単に「パーソナルコンピュータ
１２」と呼ぶ）は、「マスク作成」が選択されると、演
算部３２に対しフレームメモリ３０からのレーダビデオ
の転送を要求する。パーソナルコンピュータ１２は、こ
の要求に応えて転送されてきたレーダビデオに基づき作
成した極座標の二次元的な装置周囲映像を、その画面に
表示する。パーソナルコンピュータ１２は、これと同時
に、ドローイング用のパレット、ツール等を画面に表示
する。システム運用者は、ポインティングデバイス３６
の操作にてツールの移動・太さ変更・パレット交換を行
いつつ、表示されている装置周囲映像を部分的に塗りつ
ぶす。塗りつぶしを終えたとき、即ち道路１４上に路上
物体１６がない状態の映像（「無物標映像」又は「マス
ク映像」）が得られたとき、システム運用者は画面上の
終了ボタンをクリックする等の操作によって、マスク作
成の終了を指示する。パーソナルコンピュータ１２は、
この段階で得られたマスク映像を、演算部３２に転送す
る。演算部３２はこのマスク映像を二値化し、フレーム
メモリ３０のうちいずれかに書き込む。なお、以上の手
順にて作成したマスク映像を不揮発性記憶媒体に保存し
ておき、交通情報処理アプリケーションの再起動の際に
「初期設定」メニュー下でこれを読み出すようにすれ
ば、再起動のたびに「マスク作成」を実行する煩わしさ
はなくなる。

【００１６】「初期設定」（及び「マスク作成」）が終
了した後、パーソナルコンピュータ１２は、演算部３２
及び信号処理部３４に対し路上物体１６の重心位置に関
する情報を要求しあるいはこれの転送を待つ。演算部３
２は、速度変換部２８から所定周期で得られるレーダビ
デオを逐次フレームメモリ３０（但しマスク映像を格納
していないもの）に書き込む。演算部３２は、このレー
ダビデオを逐次読出し、フレームメモリ３０上のマスク
映像と照合（例えば論理演算）することにより、当該レ
ーダビデオから路上物体１６に係る映像を抽出する
（「物標映像の抽出」）。信号処理部３４は、抽出され
た映像の重心位置を求め（「重心位置の演算」）、その
結果を、各映像毎の識別番号と共にパーソナルコンピュ
ータ１２に提供する。パーソナルコンピュータ１２は、
極座標から直交座標への変換の後に、現フレームにて得
られた重心位置の分布状況と前フレームにて得られた重
心位置の分布状況（或いは前フレームまでに得られてい
る分布状況を蓄積しノイズを除去したもの）との相関を
求め、相関が低いと見られる映像即ち単なるノイズと見
なせる映像に係る重心位置を、後の処理の対照から除外
する（「重心位置のフレーム間相関判定」）。パーソナ
ルコンピュータ１２は、この処理を経た重心位置の移動
／停止状況をその時系列的観測により検出する（「重心
位置の追尾」）。即ち、現在移動中の路上物体１６（例
えば走行中の車両）を示す映像の重心位置（走行車両位
置）、現在停止中の路上物体１６（例えば落下物、事故
車等の障害物）を示す映像の重心位置（停止車両位置）
に、各重心位置を分類し、さらに停止車両位置の連続性
を検出して渋滞車両を分類する。

【００１７】パーソナルコンピュータ１２は、予めシス
テム運用者からメニュー操作等にて指示を受けている形
式に従い、重心位置の移動／停止状況をその画面に表示
する。例えば、「車両表示」が指示されているときに
は、縦軸を車線の番号、横軸を車線に沿った位置座標と
する表示枠に、走行車両位置を“＊”、停止車両位置を
“■”というように区別して、表示する（図３参照）。
また、停止車両が発生し、「事象発生リストの作成表
示」が指示されているときには、縦軸を時刻、横軸を同
時発生停止車両、とする表示枠に、停止車両位置又は渋
滞の始点・終点位置を表示する（図４参照）。「車両表
示」は車両及び障害物の平面分布及びその変化の直観的
把握に適しており、「事象発生リストの作成表示」は渋
滞や走行妨害の発生位置及び規模の定量的把握に適して
いる。表示されている情報は、プリンタ出力が可能な
他、シリアル又はパラレルポートを介してリンク１８又
は２０に送出できる（「外部との通信」）。各パーソナ
ルコンピュータ１２は、他のパーソナルコンピュータ１
２からリンク１８を介し受けとった情報を、自分が発生
させた情報と結合することにより、大規模な渋滞等の位
置、広がり等の情報を生成し、これを「車両表示」「事
象発生リストの作成表示」に供する。ＶＩＣＳ２２は、
リンク２０を介して受けとった情報を無線チャネルから
送信する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る車両交通監視装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】 上記実施形態に係る車両交通監視システムの
構成を示すブロック図である。

【図３】 車両表示画面の一例を示す画面図である。

【図４】 事象発生リスト表示画面の一例を示す画面図
である。

【符号の説明】

１０ 車両交通監視用レーダ、１２ パーソナルコンピ
ュータ（交通情報処理装置）、１４ 道路、１６ 路上
物体、１８，２０ リンク、２２ ＶＩＣＳ、２４ レ
ーダ無線部、２６ Ａ／Ｄ変換器、２８ 速度変換部、
３０ フレームメモリ、３２ 演算部、３４ 信号処理
部、３６ ポインティングデバイス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路近傍から電波を送信し反射波を受信
   することによりレーダビデオを生成し、当該レーダビデ
   オと予め与えられている無物標時のレーダビデオとの対
   照により道路上の物標の位置を検出する車両交通監視用
   レーダと、 上記位置を時系列監視することにより、道路上の物標の
   移動／停止状況を示す交通情報を生成する交通情報処理
   装置と、 を有することを特徴とする車両交通監視装置。
2. 【請求項２】 上記道路に沿い複数台間隔配設された請
   求項１記載の車両交通監視装置と、隣接する車両交通監
   視装置に属する交通情報処理装置同士を接続するリンク
   と、を有し、 各交通情報処理装置が、生成した上記交通情報を上記リ
   ンクを介し他の交通情報処理装置に送信する一方で上記
   リンクを介し他の交通情報処理装置から上記交通情報を
   受信し、対応する車両交通監視用レーダにて検出した上
   記位置の時系列監視の結果と、上記リンクを介し他の交
   通情報処理装置から受け取った交通情報との結合によ
   り、より長い道路延長に亘る道路上の物標の移動／停止
   状況を示す交通情報を生成することを特徴とする車両交
   通監視システム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の車両交通監視装置と、上
   記道路上の車両にて情報受信に利用可能な無線チャネル
   を有する無線通信システムに当該車両交通監視装置に属
   する交通情報処理装置を接続するリンクと、を有し、 当該無線通信システムを介し上記交通情報処理装置から
   道路上の車両に上記交通情報を伝送することを特徴とす
   る車両交通監視システム。