JP2008250756A - 信号制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 横断歩道を渡る最後尾の歩行者を検出し、この最後尾の歩行者が横断歩道を渡り終わる時間を考慮することにより、適正に歩行者用信号機を制御することのできる信号制御システムを提供する。
【解決手段】 横断歩道１を横断する歩行者の画像を取得するためのカメラ３と、歩行者のうち計測領域における最後尾に位置する歩行者を検出しこの最後尾の歩行者の位置情報および速度から横断予測時間を算出する歩行者検知装置４と、歩行者検知装置４による横断予測時間に基づいて歩行者用信号機２の点灯を制御する信号制御装置５と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は信号制御システムに係り、特に、横断歩道を渡る歩行者を検知して歩行者用信号機を制御するための信号制御システムに関するものである。

一般的に、横断歩道に設置される歩行者用信号機においては、横断歩道を渡る歩行者の有無にかかわらず、ある決められた固定秒数で青色または赤色の点灯を切り換え表示するようになっている。
しかしながら、これでは横断歩道に歩行者がいない場合でも歩行者用信号機が青色点灯されてしまったり、あるいは歩行者がまだ横断歩道を渡っている途中に歩行者用信号機が赤色点灯されてしまうといった不都合が生じうる。

そのため、従来から、横断歩道に歩行者センサを設け、この歩行者センサにより、横断歩道内の歩行者を検出することで、歩行者用信号機の制御を行うシステムが開発されている。
しかしながら、歩行者センサにより、歩行者の有無は検出できるものの、その歩行者が横断歩道を渡り始めるのか、ありいは渡り終わるのかまでは区別することができず、歩行者用信号機の適正な制御を行うものではなかった。

このような点を考慮し、従来から、横断歩道の画像を撮像し、この入力画像から歩行者用信号機の近傍で待機している歩行者を抽出して信号機の制御を行うシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２７５５６２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術では、歩行者の数を全体を把握することにより、信号機の制御を行うものであるため、制御が極めて複雑となり、しかも、横断歩道を渡る最後尾の歩行者を判別するものではないため、最終的にどのくらいの時間で歩行者が渡り終わるのかを正確に認識することができないという問題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、横断歩道を渡る最後尾の歩行者を検出し、この最後尾の歩行者が横断歩道を渡り終わる時間を考慮することにより、適正に歩行者用信号機を制御することのできる信号制御システムを提供することを目的とするものである。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、横断歩道を横断する歩行者の画像を取得するためのカメラと、歩行者のうち計測領域における最後尾に位置する歩行者を検出し、この最後尾の歩行者の位置情報および速度から横断予測時間を算出する歩行者検知装置と、前記歩行者検知装置による横断予測時間に基づいて歩行者用信号機の点灯を制御する信号制御装置と、を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記歩行者検知装置による最後尾の歩行者の位置情報および横断予測時間に基づいて、歩行者用信号機の近傍を走行する車両に対して警告を発する警告装置を備えていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２において、前記歩行者検知装置は、前記カメラから送られる画像から横断歩道を自動的に検出し、横断歩道に対応する計測領域をあらかじめ設定するものであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項において、交差点に設置される歩行者の画像を取得するための複数のカメラを備え、前記歩行者検知装置は、前記各カメラから出力される画像のうち、前記歩行者用信号機が現在青の点灯または点滅状態における横断歩道の画像に切り換える画像切換部を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、歩行者検知装置により、最後尾に位置する歩行者を検出し、この最後尾の歩行者の位置および速度から横断予測時間を算出し、この横断予測時間に基づいて歩行者用信号機の点灯制御を行うようにしているので、複雑な制御が不要で、適正な制御を行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、歩行者検知装置による最後尾の歩行者の位置情報や横断予測時間の情報に基づいて、警告装置により、歩行者用信号機の近傍を走行する車両に対して警告を発するようにしているので、歩行者を巻き込んだ事故を未然に防止することができ、交通の安全を図ることができる。

請求項３に係る発明によれば、歩行者検知装置により、カメラから送られる画像のうち横断歩道を自動的に検出し、横断歩道に対応する計測領域をあらかじめ設定するようにしているので、カメラによる画像に基づいて逐次計測領域を手動で設定する必要がなく、カメラの設置作業が容易であり、かつ、システムの設定も容易となる。

請求項４に係る発明によれば、歩行者検知装置により、各カメラから出力される画像のうち、現在、歩行者用信号機が青の点灯または点滅状態における横断歩道の画像に切り換えるようにしているので、歩行者検出に不要な画像を取り込むことがなく、メモリ容量が少なくて済み、処理動作も迅速に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る信号制御システムの実施形態を示す概略図である。

図１に示すように、道路の交差点には、各横断歩道１を挟んで対向するように歩行者用信号機２，２…がそれぞれ設置されている。これら各歩行者用信号機２のうち、互いに対向する歩行者用信号機２の一方には、横断歩道１を横断する歩行者の画像を取得するためのカメラ３が内蔵されている。すなわち、各横断歩道１ごとに１台のカメラ３が設置され、交差点全体で４台のカメラ３が設置されるように構成されている。

これら各カメラ３には、このカメラ３により取得される画像から横断歩道１を渡る歩行者を検知する歩行者検知装置４が接続されている。この歩行者検知装置４には、信号機の制御を行う信号制御装置５が接続されている。そして、各カメラ３、歩行者検知装置４および信号制御装置５により信号制御システムが構成されるようになっている。

図２は本発明に係る信号制御システムの実施形態を示すブロック図である。
図２に示すように、歩行者検知装置４は、各カメラ３から出力される画像のうち、現在、歩行者用信号機２が青の点灯または点滅状態における横断歩道１の画像に切り換える画像切換部６を備えている。これは、歩行者用信号機２が赤の場合には、歩行者を検知する必要がなく、歩行者用信号機２が青の場合にのみ横断歩道１の画像を入力すればよいためである。

また、歩行者検知装置４には、画像切換部６により切り換えられた画像を入力する画像入力部７が備えられており、この画像入力部７により入力された画像は、メモリ８に一時的に記憶されるように構成されている。また、歩行者検知装置４には、画像入力部７から入力された画像を処理する画像処理部９が備えられている。

画像処理部９は、カメラ３から送られる画像のうち横断歩道１を自動的に検出し、横断歩道１に対応する計測領域をあらかじめ設定することができるようになっている。この横断歩道１の自動検出手段としては、例えば、図３（ａ）に示すように、まず、カメラ３が設置された高さ、画角、俯角などの設置条件をあらかじめ取得しておき、画像内における各座標の実距離を算出する。続いて、画像内の白線部分を抽出して２値化した後、図３（ｂ）に示すように、この２値化画像について実距離３０ｃｍ四方の領域を膨張するとともに、図３（ｃ）に示すように、再び縮退することにより得られた台形部分を横断歩道１に対応する計測領域とするものである。

また、画像処理部９は、計測領域における歩行者の有無を検出する歩行者検出部１０と、図４に示すように、歩行者検出部１０により検出された歩行者のうち計測領域における最も下側の歩行者（横断歩道１のうち最もカメラ３設置側に位置する歩行者）または上側の歩行者（横断歩道１のうち最もカメラ３設置側と反対側に位置する歩行者）を抽出し、歩行者の位置を計測する位置計測部１１とを備えている。また、画像処理部９は、最も下側または上側の歩行者の移動する方向を計測する方向計測部１２と、当該歩行者の速度を計測する速度計測部１３とを備えている。

また、歩行者検知装置４には、画像処理部９の位置計測部１１、方向計測部１２および速度計測部１３による測定結果に基づいて、最も下側または上側の歩行者が横断歩道１を渡り終わる横断予測時間を演算して信号制御装置５に出力する計測結果出力部１４が備えられている。

また、歩行者検知装置４には、警告装置１５が接続されており、警告装置１５は、歩行者検知装置４による歩行者の位置情報、横断予測時間などの情報を入力し、ビーコンやＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication ）などの通信システムを用いて交差点の近傍を走行する車両に対して警告を発するように構成されている。

さらに、歩行者検知装置４の画像切換部６には、各カメラ３で撮影された画像を表示する画像表示部１６が接続されており、この画像表示部１６を所定の管理室に設置することにより、各カメラ３による画像を視認することができるものである。

次に、本実施形態の作用について図５に示すフローチャートを参照して説明する。

本実施形態においては、各カメラ３により撮影された画像は、画像切換部６に入力され、画像切換部６により、各カメラ３から出力される画像のうち、現在、歩行者用信号機２が青の点灯または点滅状態における横断歩道１の画像に切り換えて画像入力部７に出力する（ＳＴ１）。
そして、画像入力部７により、画像を取り込み所定のメモリ８に記憶させる（ＳＴ２）。

画像処理部９は、カメラ３から送られる画像のうち横断歩道１を自動的に検出し、横断歩道１に対応する計測領域を設定する（ＳＴ３）。
そして、画像処理部９により画像処理を開始するものであり（ＳＴ４）、画像処理部９の歩行者検出部１０により、画像の下側から上方に向けて各画素ごとにサーチを開始し（ＳＴ５）、計測領域における歩行者の有無を検出する（ＳＴ６）。そして、画像処理部９の位置計測部１１および方向計測部１２により、歩行者の移動方向が上方向か下方向かを判断し、歩行者の移動方向が下方向であれば、各画素ごとのサーチを続け、歩行者の移動方向が上方向であれば、その歩行者を最後尾に位置する歩行者として抽出し、その位置を計測する（ＳＴ７）。続いて、画像処理部９の速度計測部１３により、最後尾に位置する歩行者の速度を計測する。

その後、計測結果出力部１４により、位置計測部１１による最後尾の歩行者の位置に基づいてその最後尾の歩行者が横断歩道１を渡り終わるまでの距離を算出する（ＳＴ８）。さらに、計測結果出力部１４により、この距離および速度計測部１３による最後尾の歩行者の速度から、その最後尾の歩行者が横断歩道１を渡り終わるまでの横断予測時間を算出し（ＳＴ９）、この横断予測時間を信号制御装置５に出力する（ＳＴ１０）。
なお、本実施形態においては、横断歩道１をカメラ３の設置側から渡る最後尾の歩行者の検知についてのみ説明したが、同様に、横断歩道１を反対側から渡る最後尾の検知も行うものである。この場合は、画像処理部９の歩行者検出部１０により、画像の上側から下方に向けて各画素ごとにサーチを行い、画像処理部９の位置計測部１１および方向計測部１２により、歩行者の移動方向が下方向かを判断し、歩行者の移動方向が下方向であれば、その歩行者を最後尾に位置する歩行者として抽出するようにすればよい。

そして、信号制御装置５は、歩行者検知装置４から送られる横断予測時間に基づいて、歩行者用信号機２の青色点灯あるいは点滅または赤色点灯などの点灯制御を行う。

一方、最後尾の歩行者の位置情報や横断予測時間などの情報が警告装置１５に送られ、警告装置１５により、交差点の近傍を走行する自動車の運転者に知らせるようになっている。

したがって、本実施形態においては、歩行者検知装置４により、最後尾に位置する歩行者を検出し、この最後尾の歩行者の位置および速度から横断予測時間を算出し、この横断予測時間に基づいて歩行者用信号機２の点灯制御を行うようにしているので、複雑な制御が不要で、適正な制御を行うことができる。

また、画像切換部６により、各カメラ３から出力される画像のうち、現在、歩行者用信号機２が青の点灯または点滅状態における横断歩道１の画像に切り換えるようにしているので、歩行者検出に不要な画像を取り込むことがなく、メモリ８の容量が少なくて済み、処理動作も迅速に行うことが可能となる。

さらに、画像処理部９により、カメラ３の設置位置に応じて、カメラ３から送られる画像のうち横断歩道１を自動的に検出し、横断歩道１に対応する計測領域をあらかじめ設定するようにしており、カメラ３による画像に基づいて逐次計測領域を手動で設定する必要がないので、カメラ３の設置作業が容易であり、かつ、システムの設定も容易となる。

また、最後尾の歩行者の位置情報や横断予測時間などの情報に基づいて、警告装置１５により、交差点の近傍を走行する車両に知らせるようにしているので、歩行者を巻き込んだ事故を未然に防止することができ、交通の安全を図ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。

本発明に係る信号制御システムの実施形態を示す概略図である。 本発明に係る信号制御システムの実施形態を示すブロック図である。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係る信号制御システムの実施形態における横断歩道の抽出動作を示すそれぞれ説明図である。 本発明に係る信号制御システムの実施形態における最後尾の歩行者を検出する動作を示す説明図である。 本発明に係る信号制御システムの実施形態の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 横断歩道
２ 歩行者用信号機
３ カメラ
４ 歩行者検知装置
５ 信号制御装置
６ 画像切換部
７ 画像入力部
８ メモリ
９ 画像処理部
１０ 歩行者検出部
１１ 位置計測部
１２ 方向計測部
１３ 速度計測部
１４ 計測結果出力部
１５ 警告装置
１６ 画像表示部

Claims (4)

1. 横断歩道を横断する歩行者の画像を取得するためのカメラと、
   歩行者のうち計測領域における最後尾に位置する歩行者を検出し、この最後尾の歩行者の位置情報および速度から横断予測時間を算出する歩行者検知装置と、
   前記歩行者検知装置による横断予測時間に基づいて歩行者用信号機の点灯を制御する信号制御装置と、を備えていることを特徴とする信号制御システム。
2. 前記歩行者検知装置による最後尾の歩行者の位置情報および横断予測時間に基づいて、歩行者用信号機の近傍を走行する車両に対して警告を発する警告装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号制御システム。
3. 前記歩行者検知装置は、前記カメラから送られる画像から横断歩道を自動的に検出し、横断歩道に対応する計測領域をあらかじめ設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号制御システム。
4. 交差点に設置される歩行者の画像を取得するための複数のカメラを備え、
   前記歩行者検知装置は、前記各カメラから出力される画像のうち、前記歩行者用信号機が現在青の点灯または点滅状態における横断歩道の画像に切り換える画像切換部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の信号制御システム。
   

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