JP6379774B2 - 交通量計測装置、交通量計測方法、および交通量計測プログラム - Google Patents

Description

この発明は、信号灯器が設置された交差点の交通量を計測する技術に関する。

従来、信号灯器が設置されている交差点（特に、渋滞が発生しやすい重要交差点）では、交通量に応じて信号制御パラメータを決定することが行われている。信号制御パラメータは、サイクル、スプリット、オフセットである。サイクルは、信号灯器の１周期の時間を決定するパラメータである。スプリットは、１サイクルにおける各現示の時間を決定するパラメータである。オフセットは、周辺の交差点に設置されている信号灯器とのサイクルの開始タイミングの時間差を決定するパラメータである。

例えば、ＳＣＡＴＳ(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)と呼ばれる信号制御の方式がある。このＳＣＡＴＳは、信号制御パラメータの決定に、飽和度（ＤＳ：Degree of Saturation）というパラメータを使用する。ＤＳは、交差点の流入路毎に検出される。ＤＳは、信号灯器のサイクル毎に、その流入路を走行する車両群に通行権が与えられている現示期間中に（その流入路を走行する車両群に対する信号灯器の表示が青信号である期間中に）、交差点の停止線手前に定めた車両検知領域を通過した車両の通過台数ｎと、この車両検知領域に車両が位置していなかった車間時間Ｔと、を検出することで得られる。

具体的には、車両検知領域にはループコイル式の車両検知センサが埋設されている。ループコイルは、車線毎に、その車線の停止線手前に埋設されている。車間時間Ｔは、このループコイル式の車両検知センサが現示期間中に車両を検出していなかった合計時間である。通過台数ｎは、現示期間中にループコイル式の車両検知センサが検知した車両の合計台数である。

ＤＳは、以下の式から得られる。
ＤＳ＝ｇ’／ｇ
ｇ’＝ｇ−（Ｔ−ｔ×ｎ）
ｇ’：有効青時間
ｔ：飽和流時における１台あたりの車間時間（飽和交通流率）
飽和交通流率ｔは、交差点付近の道路状況等を考慮して予め設定されている値である。

上記式から明らかなように、車両検知領域における実際の車間時間Ｔが設定されている飽和交通流率ｔと通過台数ｎとの積に一致したとき、ＤＳ＝1.0になる。また、非飽和状態であるときには、車両の通過台数ｎは少なくなるが、車間時間Ｔが長くなるので、ＤＳ＜1.0になる（通常、非飽和の度合いが高くなるにつれて、ＤＳが小さくなる。）。さらに、過飽和状態であるとき、車両の通過台数ｎは少なくなるが、車間時間Ｔが短くなるので、ＤＳ＞1.0になる（通常、過飽和の度合いが高くなるにつれて、ＤＳが大きくなる。）。

また、すでに、交差点内を撮像した画像を処理し、交差点内の交通量を計測することや、その計測結果を用いて信号制御パラメータを決定する信号制御の方式も提案されている（特許文献１、２等参照）。

特開２００６−２５９８３３号公報 特開２００８−２９９７８５号公報

しかしながら、特許文献１、２等に記載されている技術は、車両検知を交差点内にすることを想定したものではない。すなわち、交差点内を撮像した画像を処理し、上述のＳＣＡＴＳで使用するＤＳを得るものではなかった。したがって、特許文献１、２等に記載されている技術をＳＣＡＴで使用することができなかった。

また、ループコイル式の車両検知センサは道路に埋めるので、保守管理に手間やコストがかかる。このため、保守管理にかかる手間を削減する要望がある。また、センサの選択の多様化も要望としてあり、ループコイル式の車両検知センサを、保守管理しやすいセンサ（例えば交差点内を撮像するビデオカメラ等の画像センサ）に置き換える技術の実現が求められている。

この発明の目的は、交差点の流入路の飽和度を得ることができ、保守管理にかかる手間やコストが抑えられる技術を提供することにある。

特に、交差点内を撮像した画像を処理して、交差点の流入路の飽和度を得ることができる技術を提供することにある。

この発明の交通量計測装置は、上記目的を達するために、以下のように構成している。

撮像画像入力部には、信号灯器が設置された交差点内を撮像した撮像画像が入力される。追跡部は、撮像画像入力部に入力された撮像画像を処理し、交差点内を走行する車両を追跡する。計測値取得部は、追跡部における車両の追跡結果に基づき、交差点への車両の流入路別に、交差点を通過した車両の台数、および交差点を通過した車両の速度の代表値を取得する。そして、飽和度推定部は、交差点への車両の流入路別に、計測値取得部が取得した交差点を通過した車両の台数、および車両の速度の代表値を用いて飽和度（ＤＳ：Degree of Saturation）を推定する。

一般に、非飽和時（非渋滞時）には、通過車両の台数（Ｑ）が少なくなるにつれて、通過車両の速度の代表値（Ｖ）は大きくなる。一方で、過飽和時（渋滞時）には、通過車両の台数（Ｑ）が少なくなるにつれて、通過車両の速度の代表値（Ｖ）は小さくなる。したがって、通過車両の台数（Ｑ）だけでは、非飽和時であるのか、過飽和時であるのか判断できない。しかしながら、非飽和時と、過飽和時とで通過車両の速度が異なるので、通過台数に加えて通過車両の速度の代表値（Ｖ）を用いることで、非飽和状態（ＤＳ＜１．０）であるか、過飽和状態（ＤＳ＞１．０）であるか判断できる。したがって、通過車両の台数（Ｑ）と、通過車両の速度の代表値（Ｖ）とを用いることで、ＤＳを精度よく推定することができる。

この構成では、追跡部が、交差点内を撮像した画像を処理して、交差点内を走行する車両を追跡した追跡結果から、通過車両の台数（Ｑ）、および通過車両の速度の代表値（Ｖ）を取得する構成であるので、保守管理にかかる手間やコストが抑えられる。

なお、追跡部が処理する撮像画像（すなわち、撮像画像入力部に入力される交差点内を撮像した撮像画像）は、追跡部が交差点内を走行する車両を追跡した追跡結果から、通過車両の台数（Ｑ）、および通過車両の速度の代表値（Ｖ）が取得できる交差点内の領域が撮像されていればよく、交差点内全体が撮像されていなくてもよいし、逆に、交差点外の領域が撮像されていてもよい。

また、交通量計測装置は、交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、飽和度推定部が推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定部を備えている。

また、右折車両や、左折車両は、歩行者や対向車等の影響を受けて、速度が低速になることがあるので、ＤＳの推定に用いる通過車両の台数（Ｑ）、および通過車両の速度の代表値（Ｖ）については、直進車両に限定するのが好ましい。

また、追跡部は、走行する車両を追跡する前記交差点内の追跡エリアを、この交差点における現示の変化に応じて切り替えることで、処理負荷を抑えることができる。

この発明によれば、交差点の流入路の飽和度を得ることができ、保守管理にかかる手間やコストが抑えられる。

交通量計測装置の主要部の構成を示すブロック図である。 交差点におけるビデオカメラの設置例を示す概略の平面図である。 交差点に設置されている信号灯器の表示の変化を示す図である。 画像処理プロセッサの機能構成を示す機能ブロック図である。 ＱＶプロットを説明する図である。 交通量計測装置の動作を示すフローチャートである。 交通量計測装置の動作を示すフローチャートである。 別の例にかかる検知領域の設定を示す図である。

以下、この発明の実施形態である交通量計測装置について説明する。

図１は、この例にかかる交通量計測装置の主要部の構成を示すブロック図である。図２は、交差点におけるビデオカメラの設置例を示す概略の平面図である。この例にかかる交通量計測装置１は、２台のビデオカメラ１０、１１で交差点内を撮像した画像を処理し、各流入路１６Ａ〜１６Ｄについて飽和度（ＤＳ：Degree of Saturation）を推定するとともに、各流出路１７Ａ〜１７Ｄについて先詰まりが発生しているかどうかを判定する。ＤＳは、流入路１６Ａ〜１６Ｄが走行する車両で混雑（渋滞）している度合いを示す値である。先詰まりは、流出路１７Ａ〜１７Ｄが渋滞しており、ドライバーが交差点に進入するときに、交差点の手前で一時停止（自車の進入スペースが流出路側にあるかどうかの確認のための一時停止）する状況である。

また、図２に示すように、この例では、交差点の隣接していない２つの角にビデオカメラ１０、１１を設置している。一方のビデオカメラ１０は、交差点内を４つに区分した検知領域１５Ａ、１５Ｂが撮像エリアに収まるアングルで設置している。他方のビデオカメラ１１は、交差点内を４つに区分した検知領域１５Ｃ、１５Ｄが撮像エリアに収まるアングルで設置している。ビデオカメラ１０、１１は、例えば、撮像レンズとして広角レンズを使用することで、上述の撮像エリアを確保することができる。ビデオカメラ１０、１１のフレームレートは、数十フレーム／ｓｅｃ（例えば、３０フレーム／ｓｅｃ）である。また、ビデオカメラ１０、１１は、ある程度の解像度を確保するため、メガピクセル（例えば、縦×横が１３００×１０００程度）の撮像素子を備えたものを使用するのが好ましい。

なお、交差点の流入路１６Ａ〜１６Ｄや、流出路１７Ａ〜１７Ｄは、ビデオカメラ１０、１１の撮像エリアに収まっていてもよいし、収まっていなくてもよい。

また、この例は、２台のビデオカメラ１０、１１を交差点に設置するものであるが、設置するビデオカメラは１台であってもよい。この場合、１台のビデオカメラで検知領域１５Ａ〜１５Ｄ全体を撮像する。また、設置するビデオカメラを４台とし、ビデオカメラ毎に、撮像する検知領域１５Ａ〜１５Ｄを割り当ててもよい。すなわち、検知領域１５Ａ〜１５Ｄを撮像することができれば、ビデオカメラの台数は何台であってもよい。この検知領域が、この発明で言う追跡エリアに相当する。

図２に示すように、流入路１６Ａから交差点に進入した直進車両は、検知領域１５Ａ、１５Ｄをこの順に通り、流出路１７Ａに入る。流入路１６Ｂから交差点に進入した直進車両は、検知領域１５Ｂ、１５Ａをこの順に通り、流出路１７Ｂに入る。流入路１６Ｃから交差点に進入した直進車両は、検知領域１５Ｃ、１５Ｂをこの順に通り、流出路１７Ｃに入る。流入路１６Ｄから交差点に進入した直進車両は、検知領域１５Ｄ、１５Ｃをこの順に通り、流出路１７Ｄに入る。

図３は、交差点に設置されている信号灯器の表示の変化を示す図である。図３は、信号灯器の表示が青、黄、赤の順に変化する場合を例にしている。ここでは、図２おける左右方向の道路を主道路、上下方向の道路を従道路として信号灯器の表示の変化を簡単に説明する。主道路側、および従道路側の信号灯器は青、黄、赤の順に切り替わる。図３に示す、Ｔ１が、主道路の青時間（スプリット）である。また、Ｔ２は、従道路の青時間（スプリット）である。また、Ｔ０が、信号灯器のサイクルである。

また、従道路側の信号灯器は、主道路側の信号灯器が青、または黄であるとき、常に赤であり、反対に、主道路側の信号灯器は、従道路側の信号灯器が青、または黄であるとき、常に赤である。また、現示の切り換わり時に、主道路側の信号灯器、および従道路側の信号灯器がともに赤であるクリアランス時間（図３に示す、ｔ１、ｔ２）を設けている。

この交差点に設置されている信号灯器のサイクルやスプリットは、信号制御装置（不図示）によって決定される。具体的には、信号制御装置は、この例にかかる交通量計測装置１が推定した各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳ、および各流出路１７Ａ〜１７Ｄの先詰まり判定結果に基づき、この交差点に設置されている信号灯器のサイクルやスプリットを決定する。

この例にかかる交通量計測装置１は、図１に示すように、制御部２と、画像入力部３と、画像処理プロセッサ４と、入出力部５と、を備えている。

制御部２は、交通量計測装置１本体各部の動作を制御する。

画像入力部３には、接続されている２台のビデオカメラ１０、１１で撮像した交差点内のフレーム画像が入力される。画像入力部３は、入力されたフレーム画像を一時的に記憶する画像メモリを備えている。この画像入力部３が、この発明で言う撮像画像入力部に相当する。

画像処理プロセッサ４は、現示が図２における主道路の車両群であるとき（主道路側の信号灯器が青であるとき）、一方のビデオカメラ１０から入力されたフレーム画像を処理して、検知領域１５Ａ内を走行する車両を追跡するとともに、他方のビデオカメラ１１から入力されたフレーム画像を処理して、検知領域１５Ｃ内を走行する車両を追跡する。また、画像処理プロセッサ４は、現示が図２における従道路の車両群であるとき（従道路側の信号灯器が青であるとき）、一方のビデオカメラ１０から入力されたフレーム画像を処理して、検知領域１５Ｂ内を走行する車両を追跡するとともに、他方のビデオカメラ１１から入力されたフレーム画像を処理して、検知領域１５Ｄ内を走行する車両を追跡する。

このように、画像処理プロセッサ４は、交差点に設置された現示の変化に応じて、交差点を通過する車両を追跡する検知領域１５Ａ〜１５Ｄを切り替える。

また、画像処理プロセッサ４は、各検知領域１５Ａ〜１５Ｄにおける車両の追跡結果を用いて、流入路１６Ａ〜１６Ｄ毎に、ＤＳを推定する。また、画像処理プロセッサ４は、各検知領域１５Ａ〜１５Ｄにおける車両の追跡結果を用いて、流出路１７Ａ〜１７Ｄ毎に、先詰まりが発生しているかどうかを判定する。

この画像処理プロセッサ４が実行する処理の詳細については、後述する。この画像処理プロセッサ４が、この発明にかかる交通量計測方法を実行するコンピュータに相当する。また、この画像処理プロセッサ４が、この発明にかかる交通量計測プログラムを実行させるコンピュータに相当する。

入出力部５には、図示していない信号制御装置が接続されている。入出力部５は、画像処理プロセッサ４で推定された各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳ、および各流出路１７Ａ〜１７Ｄの先詰まり判定結果を信号制御装置に出力する。また、入出力部５には、信号制御装置から、交差点に設置されている信号灯器の表示状態を示す信号（主道路の車両が現示である期間を示す信号、および従道路の車両が現示である期間を示す信号）が入力されている。

信号制御装置は、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳ、および各流出路１７Ａ〜１７Ｄの先詰まり判定結果に基づき、この交差点に設置されている信号灯器を制御する信号制御パラメータを決定する。信号制御パラメータは、図２に示す、サイクルＴ０、スプリットＴ１，Ｔ２を決定するものである。クリアランス時間ｔ１、ｔ２や、黄時間等は、予め定められている。信号制御装置は、決定した信号制御パラメータで信号灯器の表示を制御する。この信号制御装置は、例えば公知のＳＣＡＴＳ(Sydney Coordinated Adaptive Traffic System)にかかる方式で、信号制御パラメータを決定する。

図４は、画像処理プロセッサの機能構成を示す機能ブロック図である。画像処理プロセッサ４は、第１の画像処理部４１と、第２の画像処理部４２と、を備えている。第１の画像処理部４１は、一方のビデオカメラ１０で撮像した交差点内の撮像画像を処理する。第２の画像処理部４２は、他方のビデオカメラ１１で撮像した交差点内の撮像画像を処理する。第１の画像処理部４１と、第２の画像処理部４２とは、処理する画像を撮像しているビデオカメラ１０、１１が異なるだけであって、機能構成については同じである。

第１の画像処理部４１は、車両追跡部４１１と、通過台数取得部４１２と、車両速度取得部４１３と、ＤＳ推定部４１４と、先詰まり判定部４１５と、を備えている。

車両追跡部４１１は、信号灯器のサイクル毎に、現示が図２における主道路の車両群であるとき、一方のビデオカメラ１０から画像入力部３に入力されたフレーム画像を処理し、検知領域１５Ａを通過する車両を追跡する。また、車両追跡部４１１は、現示が図２における従道路を走行する車両群であるとき、一方のビデオカメラ１０から入力されたフレーム画像を処理し、検知領域１５Ｂを通過する車両を追跡する。車両の追跡は、一方のビデオカメラ１０が撮像したフレーム画像を時系列に処理して撮像されている車両を検出するとともに、その車両のＩＤ、検出時刻（フレーム画像の撮像時刻）、位置（交差点上の位置を示す座標）を対応付けたオブジェクトマップを生成することにより行える。ビデオカメラ１０の撮像画像を処理し、撮像されているオブジェクト（ここでは車両）を追跡する技術については、公知であるので、詳細な説明を省略する。

通過台数取得部４１２は、信号灯器のサイクル毎に、車両追跡部４１１において生成されたオブジェクトマップを用いて、交差点を直進した車両（直進車両）の台数を取得する。すなわち、通過台数取得部４１２は、１サイクル中における現示が図２における主道路を走行する車両群であるとき（図３に示したＴ１の期間）、検知領域１５Ａを左右方向に通行した車両（直進車両）の台数を取得し、１サイクル中における現示が図２における従道路を走行する車両群であるとき（図３に示したＴ２の期間）、検知領域１５Ｂを上下方向に通行した車両（直進車両）の台数を取得する。各車両の移動軌跡は、オブジェクトマップから得られる。

車両速度取得部４１３は、交差点を直進した車両の速度の代表値を算出する。この代表値は、直進車両の速度の平均値であってもよいし、中央値であってもよい。すなわち、車両速度取得部４１３は、１サイクル中における現示が図２における主道路を走行する車両群であるとき（図３に示したＴ１の期間）、検知領域１５Ａを左右方向に通行した直進車両の速度の代表値を算出し、１サイクル中における現示が図２における従道路を走行する車両群であるとき（図３に示したＴ２の期間）、検知領域１５Ｂを上下方向に通行した直進車両の速度の代表値を算出する。各車両の速度は、その車両の移動距離を、車両追跡部４１１がその車両を追跡していた時間で除する（移動距離／追跡時間）ことで得られる。移動距離は、オブジェクトマップから得られる車両の移動軌跡から算出してもよいが、通常、直進車両が交差点内で蛇行することはないので、処理負荷を抑える観点から、図２における検知領域１５Ａの左右方向の長さと、図２における検知領域１５Ｂの上下方向の長さとを定めておいてもよい。また、追跡時間は、その車両が最初に検出されたフレーム画像の撮像時刻と、その車両が最後に検出されたフレーム画像の撮像時刻と、の時間差である。

この通過台数取得部４１２、および車両速度取得部４１３が、この発明で言う計測値取得部に相当する。

ＤＳ推定部４１４は、信号灯器の１サイクル毎に、流入路１６Ａ、および流入路１６ＢのＤＳを推定する。流入路１６ＡのＤＳは、そのサイクルの現示が図２における主道路を走行する車両群であるときに、通過台数取得部４１２が取得した検知領域１５Ａを通行した直進車両の台数と、車両速度取得部４１３が取得した検知領域１５Ａを通行した直進車両の速度の代表値とに基づいて推定される。また、流入路１６ＢのＤＳは、そのサイクルの現示が図２における従道路を走行する車両群であるときに、通過台数取得部４１２が取得した検知領域１５Ｂを通行した直進車両の台数と、車両速度取得部４１３が取得した検知領域１５Ｂを通行した直進車両の速度の代表値とに基づいて推定される。

青時間に交差点を通過した車両の台数と、青時間に交差点を通過した車両の速度の代表値との関係として、図５に示す関係（所謂、ＱＶプロット）が知られている。一般に、非飽和時（非渋滞時）には、通過車両の台数（Ｑ）が少なくなるにつれて、通過車両の速度の代表値（Ｖ）は大きくなる。一方で、過飽和時（渋滞時）には、通過車両の台数（Ｑ）が少なくなるにつれて、通過車両の速度の代表値（Ｖ）は小さくなる。

図５に示すＱＶプロットは、道路の構造（上り坂や下り坂等）や周辺環境（見通しの良さ等）によって変化する。すなわち、ＱＶプロットは、流入路毎に異なる。図５において、流入路のＤＳがＤＳ＝１になる点は、通過台数がピークになる点である。

また、車両の速度は、ＤＳ＜１のとき、ＤＳ＝１である点における車両の速度よりも速くなり、ＤＳ＞１のとき、ＤＳ＝１である点における車両の速度よりも遅くなる。図５に示すように、車両の速度が速くなるにつれて、流入路のＤＳは小さくなり、車両の速度が遅くなるにつれて、流入路のＤＳは大きくなる。但し、流入路のＤＳの値は、図５の縦軸（速度）方向に均等に変化するわけではない。

図５に実線で示すＱＶプロットは、流出路において先詰まりが発生していない状態である。一方、流出路において先詰まりが発生している場合、ドライバーは、交差点の手前で車を一時停車し、流出路側に自車の進入スペースがあることを確認して交差点に進入し、通過する。このため、図５に破線で示すように、交差点を通過する車両の速度は、流出路において先詰まりが発生している場合のほうが、流出路において先詰まりが発生していない場合よりも速くなる。

したがって、流入路のＤＳと、その流入路のＱＶプロットとの関係を示すデータ（以下、ＤＳ推定データと言う。）を予め設定しておくことで、青時間に交差点を通過した直進車両の台数と、青時間に交差点を通過した直進車両の速度の代表値とに基づいて、その時点における流入路のＤＳを推定することができる。すなわち、ＤＳ推定部４１４は、流入路１６ＡのＤＳ推定データを用いて、この流入路１６ＡのＤＳを推定し、流入路１６ＢのＤＳ推定データを用いて、この流入路１６ＤのＤＳを推定する。第１の画像処理部４１は、流入路１６ＡのＤＳ推定データ、および流入路１６ＢのＤＳ推定データを図示していないメモリに記憶している。

ＤＳ推定部４１４に設けられている、通過車両の台数（Ｑ）および通過車両の速度の代表値（Ｖ）の入力を受け付ける構成が、この発明で言う計測値入力部に相当する。

先詰まり判定部４１５は、信号灯器の１サイクル毎に、流出路１７Ａ、および流出路１７Ｂについて先詰まりが発生しているかどうかを判定する。先詰まり判定部４１５は、そのサイクルにおいて、図３に示したＴ１の期間に検知領域１５Ａを左右方向に通行した車両の速度の代表値が、ＤＳ推定部４１４が推定した流入路１６ＡのＤＳに対するＱＶプロット上の速度よりも速ければ、流出路１７Ａにおいて先詰まりが発生していると判定する。言い換えれば、先詰まり判定部４１５は、そのサイクルにおいて、図３に示したＴ１の期間に検知領域１５Ａを左右方向に通行した車両の速度の代表値が、ＤＳ推定部４１４が推定した流入路１６ＡのＤＳに対するＱＶプロット上の速度以下であれば、流出路１７Ａにおいて先詰まりが発生していないと判定する。また、先詰まり判定部４１５は、そのサイクルにおいて、図３に示したＴ２の期間に検知領域１５Ｂを上下方向に通行した車両の速度の代表値が、ＤＳ推定部４１４が推定した流入路１６ＢのＤＳに対するＱＶプロット上の速度よりも速ければ、流出路１７Ｂにおいて先詰まりが発生していると判定する。

また、第２の画像処理部４２は、車両追跡部４２１と、通過台数取得部４２２と、車両速度取得部４２３と、ＤＳ推定部４２４と、先詰まり判定部４２５と、を備えている。車両追跡部４２１、通過台数取得部４２２、車両速度取得部４２３、ＤＳ推定部４２４、および先詰まり判定部４２５は、それぞれ、第１の画像処理部４１が備える、上述した車両追跡部４１１、通過台数取得部４１２、車両速度取得部４１３、ＤＳ推定部４１４、および先詰まり判定部４１５と同じである。

但し、第２の画像処理部４２は、流入路１６ＣのＤＳ推定データ、および流入路１６ＤのＤＳ推定データを図示していないメモリに記憶している。また、第２の画像処理部４２は、現示が図２における主道路の車両群であるとき検知領域１５Ｃを左右方向に通行した車両（直進車両）の台数、および車両速度の代表値を取得し、流入路１６ＣのＤＳを推定するとともに、流出路１７Ｃが先詰まり状態であるかどうかを判定する。また、第２の画像処理部４２は、現示が図２における従道路の車両群であるとき検知領域１５Ｄを上下方向に通行した車両（直進車両）の台数、および車両速度の代表値を取得し、流入路１６ＤのＤＳを推定するとともに、流出路１７Ｄが先詰まり状態であるかどうかを判定する。

以下、この例にかかる交通量計測装置１の動作について説明する。図６、および図７は、交通量計測装置の動作を示すフローチャートである。

交通量計測装置１には、信号制御装置から交差点に設置されている信号灯器の表示状態を示す信号が入出力部５に入力されている。また、交差点に設置されているビデオカメラ１０、１１が撮像した交差点内の撮像画像が画像入力部３に入力されている。

交通量計測装置１は、図２における主道路側の現示開始タイミング（主道路側の青信号開始タイミング）になると（ｓ１）、第１の追跡処理を開始する（ｓ２）。ｓ２にかかる第１の追跡処理は、車両追跡部４１１がビデオカメラ１０で撮像した交差点内の画像を処理し、検知領域１５Ａを通過した車両を追跡する処理、および車両追跡部４２１がビデオカメラ１１で撮像した交差点内の画像を処理し、検知領域１５Ｃを通過した車両を追跡する処理である。画像処理プロセッサ４は、図２における主道路側の現示終了タイミング（主道路側の青信号終了タイミング）になると（ｓ３）、ｓ２で開始した第１の追跡処理を終了する（ｓ４）。

画像処理プロセッサ４は、車両追跡部４１１、４２１で実行した車両の追跡結果に基づき、検知領域１５Ａ、１５Ｃを通過した直進車両の台数を取得する（ｓ５）。通過台数取得部４１２が、検知領域１５Ａを通過した直進車両の台数を取得する。また、通過台数取得部４２２が、検知領域１５Ｃを通過した直進車両の台数を取得する。

また、画像処理プロセッサ４は、車両追跡部４１１、４２１で実行した車両の追跡結果に基づき、検知領域１５Ａ、１５Ｃを通過した直進車両の速度の代表値を取得する（ｓ６）。車両速度取得部４１３が、検知領域１５Ａを通過した直進車両の速度の代表値を取得する。また、車両速度取得部４２３が、検知領域１５Ｃを通過した直進車両の速度の代表値を取得する。直進車両の速度の代表値は、直進車両の速度の平均値であってもよいし、中央値であってもよい。

画像処理プロセッサ４は、流入路１６Ａ、１６ＣのＤＳを推定する（ｓ７）。ＤＳ推定部４１４が、記憶している流入路１６ＡのＤＳ推定データ、ｓ５で取得した検知領域１５Ａを通過した直進車両の台数、およびｓ６で取得した検知領域１５Ａを通過した直進車両の速度の代表値を用いて、この流入路１６ＡのＤＳを推定する。また、ＤＳ推定部４２４が、記憶している流入路１６ＣのＤＳ推定データ、ｓ５で取得した検知領域１５Ｃを通過した直進車両の台数、およびｓ６で取得した検知領域１５Ｃを通過した直進車両の速度の代表値を用いて、この流入路１６ＣのＤＳを推定する。

また、画像処理プロセッサ４は、流出路１７Ａ、１７Ｃについて先詰まりが発生しているかどうかを判定する（ｓ８）。先詰まり判定部４１５は、ｓ６で取得した検知領域１５Ａを通過した直進車両の速度の代表値と、ｓ７で算出した流入路１６ＡのＤＳに対するＱＶプロット上の速度と、を比較し、ｓ６で取得した検知領域１５Ａを通過した直進車両の速度の代表値のほうが速ければ、流出路１７Ａにおいて先詰まりが発生していると判定する。また、先詰まり判定部４２５は、ｓ６で取得した検知領域１５Ｃを通過した直進車両の速度の代表値と、ｓ７で算出した流入路１６ＣのＤＳに対するＱＶプロット上の速度と、を比較し、ｓ６で取得した検知領域１５Ｃを通過した直進車両の速度の代表値のほうが速ければ、流出路１７Ｃにおいて先詰まりが発生していると判定する。

交通量計測装置１は、ｓ７で推定した流入路１６Ａ、１６ＣのＤＳ、およびｓ８で判定した流出路１７Ａ、１７Ｃの先詰まり判定結果を信号制御装置に出力する（ｓ９）。

交通量計測装置１は、図２における従道路側の現示開始タイミング（従道路側の青信号開始タイミング）になると（ｓ１０）、第２の追跡処理を開始する（ｓ１１）。ｓ１１にかかる第２の追跡処理は、車両追跡部４１１がビデオカメラ１０で撮像した交差点内の画像を処理し、検知領域１５Ｂを通過した車両を追跡する処理、および車両追跡部４２１がビデオカメラ１１で撮像した交差点内の画像を処理し、検知領域１５Ｄを通過した車両を追跡する処理である。画像処理プロセッサ４は、図２における従道路側の現示終了タイミング（従道路側の青信号終了タイミング）になると（ｓ１２）、ｓ１１で開始した第２の追跡処理を終了する（ｓ１３）。

画像処理プロセッサ４は、車両追跡部４１１、４２１で実行した車両の追跡結果に基づき、検知領域１５Ｂ、１５Ｄを通過した直進車両の台数を取得する（ｓ１４）。通過台数取得部４１２が、検知領域１５Ｂを通過した直進車両の台数を取得する。また、通過台数取得部４２２が、検知領域１５Ｄを通過した直進車両の台数を取得する。

また、画像処理プロセッサ４は、車両追跡部４１１、４２１で実行した車両の追跡結果に基づき、検知領域１５Ｂ、１５Ｄを通過した直進車両の速度の代表値を取得する（ｓ１５）。車両速度取得部４１３が、検知領域１５Ｂを通過した直進車両の速度の代表値を取得する。また、車両速度取得部４２３が、検知領域１５Ｄを通過した直進車両の速度の代表値を取得する。直進車両の速度の代表値は、直進車両の速度の平均値であってもよいし、中央値であってもよい。

画像処理プロセッサ４は、流入路１６Ｂ、１６ＤのＤＳを推定する（ｓ１６）。ＤＳ推定部４１４が、記憶している流入路１６ＢのＤＳ推定データ、ｓ１４で取得した検知領域１５Ｂを通過した直進車両の台数、およびｓ１５で取得した検知領域１５Ｂを通過した直進車両の速度の代表値を用いて、この流入路１６ＢのＤＳを推定する。また、ＤＳ推定部４２４が、記憶している流入路１６ＤのＤＳ推定データ、ｓ１４で取得した検知領域１５Ｄを通過した直進車両の台数、およびｓ１５で取得した検知領域１５Ｄを通過した直進車両の速度の代表値を用いて、この流入路１６ＤのＤＳを推定する。

また、画像処理プロセッサ４は、流出路１７Ｂ、１７Ｄについて先詰まりが発生しているかどうかを判定する（ｓ１７）。先詰まり判定部４１５は、ｓ１５で取得した検知領域１５Ｂを通過した直進車両の速度の代表値と、ｓ１６で推定した流入路１６ＢのＤＳに対するＱＶプロット上の速度と、を比較し、ｓ１５で取得した検知領域１５Ｂを通過した直進車両の速度の代表値のほうが速ければ、流出路１７Ｂにおいて先詰まりが発生していると判定する。また、先詰まり判定部４２５は、ｓ１５で取得した検知領域１５Ｄを通過した直進車両の速度の代表値と、ｓ１６で推定した流入路１６ＤのＤＳに対するＱＶプロット上の速度と、を比較し、ｓ１５で取得した検知領域１５Ｄを通過した直進車両の速度の代表値のほうが速ければ、流出路１７Ｄにおいて先詰まりが発生していると判定する。

交通量計測装置１は、ｓ１６で算出した流入路１６Ｂ、１６ＤのＤＳ、およびｓ１７で判定した流出路１７Ｂ、１７Ｄの先詰まり判定結果を信号制御装置に出力し（ｓ１８）、上述したｓ１に戻る。

このように、この例にかかる交通量計測装置１は、交差点内を撮像した画像を処理し、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳを推定することができる。したがって、保守管理にかかる手間やコストが抑えられる。また、この交通量計測装置１は、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳを推定し、出力するので、ＳＣＡＴＳで信号灯器を制御している交差点の交通量を計測する装置として利用できる。

また、各流出路１７Ａ〜１７Ｄの状態をセンシングすることなく、先詰まりが発生しているかどうかを判定することができる。

また、この例にかかる交通量計測装置１は、歩行者や対向車等によって速度にばらつきが生じる右折車両や左折車両を除外して、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳを推定するので、その制度を十分に確保することができる。

なお、交差点を通過した車両の速度の検出精度は、その車両の走行方向の距離が長くなるにつれて高くなる。したがって、図８に示すように、交差点内において、各検知領域１５Ａ〜１５Ｄを車両の走行方向に延ばしてもよい。この場合、各検知領域１５Ａ〜１５Ｄは、図８に示すように、他の検知領域１５Ａ〜１５Ｄと重なる重複領域を有することになる。各検知領域１５Ａ〜１５Ｄは、ビデオカメラ１０、１１の撮像エリア内であれば、どのように設定してもよい。すなわち、検知領域１５Ａ〜１５Ｄは、ビデオカメラ１０、１１の撮像エリアを調整することによって、任意に設定できる。

また、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳを車両の分岐方向別（直進、右折、左折別）に推定してもよい。この場合、各流入路１６Ａ〜１６Ｄについて、分岐方向別にＤＳ推定データを記憶する。また、通過台数取得部４１２、４２２は、分岐方向別に車両の台数を取得し、車両速度取得部４１３、４２３は、分岐方向別に車両の速度の代表値を取得する。そして、ＤＳ推定部４１４、４２４において、各流入路１６Ａ〜１６ＤのＤＳを車両の分岐方向別（直進、右折、左折別）に推定してもよい。

１…交通量計測装置
２…制御部
３…画像入力部
４…画像処理プロセッサ
５…入出力部
１０、１１…ビデオカメラ
１５Ａ〜１５Ｄ検知領域
１６Ａ〜１６Ｄ流入路
１７Ａ〜１７Ｄ…流出路
４１…第１の画像処理部
４２…第２の画像処理部
４１１、４２１…車両追跡部
４１２、４２２…通過台数取得部
４１３、４２３…車両速度取得部
４１４、４２４…ＤＳ推定部
４１５、４２５…先詰まり判定部

Claims (9)

1. 信号灯器が設置された交差点内を撮像した撮像画像が入力される撮像画像入力部と、
   前記撮像画像入力部に入力された撮像画像を処理し、前記交差点内を走行する車両を追跡する追跡部と、
   前記追跡部における車両の追跡結果に基づき、前記交差点への車両の流入路別に、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値を取得する計測値取得部と、
   前記交差点への車両の流入路別に、前記計測値取得部が取得した前記交差点を通過した車両の台数、および車両の速度の代表値を用いて飽和度を推定する飽和度推定部と、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定部が推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定部と、を備えた交通量計測装置。
2. 前記計測値取得部は、前記交差点への車両の流入路別に、前記交差点内を直進で通過した車両の台数、および前記交差点を直進で通過した車両の速度の代表値を取得し、
   前記飽和度推定部は、前記交差点への車両の流入路別に、前記計測値取得部が取得した前記交差点を直進で通過した車両の台数、および前記交差点を直進で通過した車両の速度の代表値を用いて飽和度を推定する、請求項１に記載の交通量計測装置。
3. 前記追跡部は、走行する車両を追跡する前記交差点内の追跡エリアを、この交差点における現示の変化に応じて切り替える、請求項１、または２に記載の交通量計測装置。
4. 前記計測値取得部は、前記交差点への車両の流入路別に、前記交差点を通過した車両の速度の平均値を代表値として取得する、請求項１〜３のいずれかに記載の交通量計測装置。
5. 信号灯器が設置された交差点内への車両の流入路別に、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値が計測値として入力される計測値入力部と、
   前記交差点への車両の流入路別に、前記計測値入力部に入力された前記交差点を通過した車両の台数、および車両の速度の代表値を用いて飽和度を推定する飽和度推定部と、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定部が推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定部と、を備えた交通量計測装置。
6. 撮像画像入力部に入力された、信号灯器が設置された交差点内を撮像した撮像画像を処理し、前記交差点内を走行する車両を追跡する追跡ステップと、
   前記追跡ステップによる車両の追跡結果に基づき、前記交差点への車両の流入路別に、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値を取得する計測値取得ステップと、
   前記交差点への車両の流入路別に、前記計測値取得ステップで取得した前記交差点を通過した車両の台数、および車両の速度の代表値を用いて飽和度を推定する飽和度推定ステップと、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定ステップで推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定ステップと、をコンピュータが実行する交通量計測方法。
7. 信号灯器が設置された交差点内への車両の流入路別に、計測値として計測値入力部に入力された、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値を用いて、前記交差点への車両の流入路別に、飽和度を推定する飽和度推定ステップと、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定ステップで推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定ステップと、をコンピュータが実行する交通量計測方法。
8. 撮像画像入力部に入力された、信号灯器が設置された交差点内を撮像した撮像画像を処理し、前記交差点内を走行する車両を追跡する追跡ステップと、
   前記追跡ステップによる車両の追跡結果に基づき、前記交差点への車両の流入路別に、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値を取得する計測値取得ステップと、
   前記交差点への車両の流入路別に、前記計測値取得ステップで取得した前記交差点を通過した車両の台数、および車両の速度の代表値を用いて飽和度を推定する飽和度推定ステップと、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定ステップで推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定ステップと、をコンピュータに実行させる交通量計測プログラム。
9. 信号灯器が設置された交差点内への車両の流入路別に、計測値として計測値入力部に入力された、前記交差点を通過した車両の台数、および前記交差点を通過した車両の速度の代表値を用いて、前記交差点への車両の流入路別に、飽和度を推定する飽和度推定ステップと、
   前記交差点の車両の流出路別に、その流出路が車両で詰まっている先詰まり状態であるかどうかを、前記飽和度推定ステップで推定した飽和度に基づいて判定する先詰まり判定ステップと、をコンピュータに実行させる交通量計測プログラム。

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