JPH07200990A - 右折車両感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 右折車線に略一致させた線状視野を撮像する
ラインセンサカメラ(10)と、前記線状視野上を順次走査
してレーザ光を照射するレーザ光照射手段（20）と、前
記ラインセンサカメラ(10)の出力から右折車両を検出す
る画像処理部(30)とからなり、前記画像処理部(30)は、
右折車線上に車両が存在しない時に対応して得られる前
記ラインセンサカメラ(10)上のレーザスポット画像の位
置を基準位置として記憶し、前記レーザ光の走査・照射
に対応して得られるレーザスポット画像の位置を前記基
準位置と比較しその差が右折車両の存在に対応した所定
値以内である場合に右折車両ありと検知する。基準位置
を、右折車線上に車両が存在する場合に対応させ、基準
位置との差が所定範囲以内の時右折車両有りと検知する
構成でも良い。 【効果】 交差点で右折車両の有無を昼夜を問わず適切
に感知でき、特に低価格で、右折青矢印信号の感応制御
等に好適である。なお、レーザ光走査によるので絶対停
車を感知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交差点において右折車
両を検知する右折車両検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】交差点の交通信号機制御において、現在
は右折青矢印の信号表示時間は大半が固定された一定時
間であり、有用さは知られながらも右折車両の有無に感
応して青矢印表示時間を可変に制御する交差点は少な
い。この理由の１つに交差点において右折車両を検出す
るためのセンサに従来はコストも含めて適当なものがな
いことが挙げられる。

【０００３】従来の右折車両を検出するためのセンサと
しては、（イ）超音波式、（ロ）ループ式、（ハ）可視
光画像式、（ニ）熱画像式 等があるが、 （イ）の超音波式は、大型交差点に適用することができ
ない。大型交差点では、路側部より右折レーンまでの距
離が２０ｍ以上にも及び、長いアームで設置することは
強度上不可能である。 （ロ）ループ式は、ループコイルを路面に埋設する必要
があり、交差点右折部の路面を掘り起こさければなら
ず、交通の激しい交差点用のセンサとしては適当でな
い。

【０００４】（ハ）可視光画像式は、リモートセンシン
グなので、上記（イ）や（ロ）のように設置上での不具
合はないが、夜間ヘッドライトを斜めより画像としてと
らえるので、検出が不可能な場合があり、且つ直進車と
画像上は重畳し、両者の画像処理による分離は困難な場
合がある。 （ニ）の熱画像式は、やはりリモートセンシングで設置
上での不具合はなく、また夜間でも車両映像を認識でき
るが、上記（ハ）と同様に直進車両と右折車両とが画像
上は重畳しその分離は困難である。また、赤外受光素子
部を電子冷却しなければならないためコスト的な面で、
車両感知用に商品化することは期待できない。このよう
に、従来の右折車両を検出するためのセンサには、低価
格でしかも昼夜にわたり動作可能な適当なものがない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の右折車両を検出するためのセンサには、低価格でしか
も昼夜にわたり動作可能な適当なものがなく、その結
果、適切な右折車両検出装置が実現されておらず、この
結果、有用性は周知の交差点信号機の右折車感応制御も
普及していない。本願発明は、このような事情に鑑みて
なされたものであり交差点信号機の右折感応制御を促進
するために、昼夜にわたり使用可能でしかも低価格な、
交差点における右折車両検知装置を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願第一発明では、右折車両感知装置を、交差点の右折
車線に略一致させた線状視野を路側高所より撮像し輝度
分布を出力するラインセンサカメラと、路側高所より前
記線状視野上を順次走査してレーザ光を照射するレーザ
光照射手段と、前記ラインセンサカメラからの出力を処
理して前記線状視野内に存在する右折車両を検出する画
像処理部とを含み構成し、前記画像処理部は、レーザ光
走査位置毎に、右折車線上に車両が存在しない時に前記
レーザ光の照射に対応して得られる前記ラインセンサカ
メラ上のレーザスポット画像の位置を基準位置として記
憶しており、前記レーザ光の走査・照射に対応して得ら
れる前記ラインセンサカメラ上のレーザスポット画像の
位置を前記基準位置と比較しその差が右折車線上に車両
が存在する場合に対応した所定範囲内にあるときに当該
レーザ光走査位置に右折車両ありと検知するように構成
する。

【０００７】また、本願第二発明では、右折車両感知装
置を、交差点の右折車線に略一致させた線状視野を路側
高所より撮像し輝度分布を出力するラインセンサカメラ
と、路側高所より前記線状視野上を順次走査してレーザ
光を照射するレーザ光照射手段と、前記ラインセンサカ
メラからの出力を処理して前記線状視野内に存在する右
折車両を検出する画像処理部とを含み構成し、前記画像
処理部は、レーザ光走査位置毎に、右折車線上に車両が
存在する場合に前記レーザ光の照射に対応して得られる
前記ラインセンサカメラ上のレーザスポット画像の位置
を基準位置データとして記憶しており、前記レーザ光の
走査・照射に対応して得られる前記ラインセンサカメラ
上のレーザスポット画像の位置を前記基準位置データと
比較しその差が所定範囲以内である時に当該レーザ光走
査位置に右折車両ありと検知するように構成する。

【０００８】

【作用】第一発明では、レーザ光照射手段により右折車
線にレーザ光を照射しこれを車線方向に走査（スキャ
ン）する。このレーザ光走査範囲に合致させた領域を線
状視野とするラインセンサ上のレーザ光結像位置は、走
査位置に車両が無い場合には定まった位置（基準位置）
となり、右折車両が有る場合には異なる位置となるから
基準位置と異なるある範囲内の位置にレーザ光によるス
ポットの結像が得られる場合、当該レーザ光走査位置に
右折車両があると判定する。なお、この判定は停止中の
右折車両を絶対検知する（プレゼンス動作）ことができ
る。

【０００９】第二発明では、画像処理部は右折車線上に
車両が存在する場合対応したラインセンサカメラ上のレ
ーザスポット画像の位置を基準位置データとして記憶し
ている。そして、レーザ光照射手段により右折車線にレ
ーザ光を照射しこれを車線方向に走査（スキャン）す
る。この時のラインセンサ上のレーザ光結像位置を、基
準位置と比較し、その差が所定範囲以内であれば当該レ
ーザ光走査位置に右折車両があると判定する。この他の
場合、即ち差が所定範囲外となるのは車両が存在しない
か直進車が存在することになる。もちろん、この判定は
停止中の右折車両を絶対検知する。

【００１０】

【実施例】以下、本願発明を実施例に基づき添附図面を
用いて詳細に説明する。本願発明の右折車両感知装置
は、低価格な高分解能ＣＣＤラインセンサを利用したラ
インセンサカメラを用い、赤外レーザ光を右折車線に沿
って走査して照射し、ラインセンサ上のレーザスポット
の結像位置より三角測量に似た方式にてレーザスポット
までの距離を演算して求め基準値と比較することにより
右折車線上の車両（右折車両）を絶対検知する。

【００１１】図１は本発明の実施例である右折車両感知
装置の構成を示す概略ブロック図である。図１の右折車
両感知装置は、交差点の右折車線に略一致させた線状視
野を路側高所より撮像して輝度分布を出力するラインセ
ンサカメラ10と、前記線状視野上を走査するために複数
のレーザ光照射装置からなるレーザ光照射手段20と、前
記ラインセンサカメラ10からの出力を処理して前記線状
視野内（右折車線）に存在する右折車両を検出する画像
処理部30とから構成されている。前記ラインセンサカメ
ラ10とレーザ光照射手段20とは、ヘッドに（図２参照）
一体に収容されている。

【００１２】ラインセンサカメラ10は、適宜筐体に収容
固定されたレンズ12、このレンズ12の焦点付近に配置さ
れたラインセンサ13、ラインセンサ13の光電変換結果を
読みだすライン信号読出回路14で構成されている。前記
レンズ12の前方には赤外線パスフィルタ11が配置されて
いて、可視光線を除去してＳ／Ｎ比を上げるようになっ
ている。ラインセンサ13は、赤外領域光線に感応して光
量に対応した電気信号を得るもので、例えば5000個の画
素が直線状に配置されている。この種のラインセンサ
（１次元素子）は高分解能のものが安価に供給されてい
る。

【００１３】ラインセンサカメラ10では、その光電変換
視野（撮像範囲）は線状視野となり画素連続方向と直交
方向に対しては分解能を持たず、後述する画像処理部30
の読出しクロック発生回路31からライン信号読出回路14
に入力される同期信号に応じて、連続する画素の受光量
に対応した電圧を順次出力する。ラインセンサカメラ10
は、線状視野を右折車線に一致させて設置される。

【００１４】レーザ光走査手段20は、画像処理部30によ
り制御駆動されレーザ光を発生するレーザダイオード21
とこのレーザ光を所定のビームに整える送光レンズ22の
組（以下、レーザ照射器と記す）を複数組備えている。
図では５個のレーザ照射器が示されている。夫々のレー
ザ照射器は、そのレーザ光照射位置が上述した右折車線
上の線状視野に沿って分布するように設置され、順次駆
動される。従って、レーザ光照射手段20により、前記線
状視野上をレーザ光が順次走査して照射することにな
る。

【００１５】画像処理部30は、上記レーザ光走査手段20
を制御駆動するとともに、前述のラインセンサカメラ10
からの出力を処理する部分で、全体はＣＰＵ35により制
御されている。この画像処理部30は、前記複数のレーザ
ダイオード21を駆動するレーザ駆動回路41を有してお
り、ＣＰＵ35により制御されて各レーザダイオード21を
順次駆動して監視対象となる右折車線上の所定位置を順
に照射（走査）する。

【００１６】同じ画像処理部30には、前記ラインセンサ
カメラ10に読出しクロックを送る読出しクロック発生回
路31、またラインセンサカメラ10からの出力信号( 各画
素毎に受光量に応じた輝度レベルに対応した電圧）をデ
ジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器32、このＡ／Ｄ変
換器32で変換されたデータ群を一時保持するデュアルポ
ートＲＡＭ(DPR)33 を具備している。デュアルポートＲ
ＡＭ33の保持データは必要に応じてＣＰＵバスを介して
ＣＰＵ35に取り込まれる。

【００１７】ＣＰＵバスには、この他時計回路36、ＲＯ
Ｍ37、ＲＡＭ38、また、前記ラインセンサカメラ10にＥ
Ｅ電子絞り制御信号を送出するためのＤ／Ａ変換器39が
接続されＣＰＵ35とデータの送受を行う。34はＤ／Ａ変
換器で、外部から動作をアナログ的にモニタすることが
できる。ＣＰＵ35にはこの他、動作開始時のセットアッ
プをするための入力スイッチ40、駐車車両検知情報等の
ＣＰＵからの出力を外部に出力するための出力Ｉ／Ｏ(4
1)が接続されている。以上の各部には直流安定化電源44
より電源が供給されている。

【００１８】上述の各部分は、例えば図２に示すように
交差点の近傍に設けられた適宜の支柱に固定され用いら
れる。支柱の上方部分にはラインセンサカメラ10及びレ
ーザ光照射手段20が一体となったヘッドが固定される。
ラインセンサカメラ10、及びレーザ光照射手段20は、前
記支柱の下部に取り付けられた画像処理部30と接続され
ている。

【００１９】ラインセンサカメラ10は右折車線の所定長
部分（車線方向の線状視野）に沿って画素と個々に対応
づけられて細分化された道路部の輝度を電圧に変換し順
に送出することになる。即ち、ラインセンサカメラ10か
らは、右折車線に沿った線状視野の各微小部分毎の輝度
レベルの分布が出力されることになる。一方、レーザ光
照射手段20は、その走査範囲が略前記線状視野と一致す
るように設置され、右折車線に沿って適当な間隔で決定
されている所定部分に対して順にレーザ光を照射する。

【００２０】そして画像処理部30では、右折車線に右折
車両が存在しない時に前記レーザ光の照射に対応して得
られる前記ラインセンサ13上の画像の位置を基準位置
（データ）として記憶しておき、所定周期でレーザ光を
走査し順次得られるレーザ光に対応する画像の位置を前
記基準位置と比較し差がある場合に当該レーザ光走査位
置に車両ありと検知し、この差が右折車両が存在する場
合に対応した所定範囲内であるとき右折車両有りと判定
する（本願第一発明）。

【００２１】この場合の、右折車両検出の原理について
説明する（図３参照）。レーザスキャンによるレーザス
ポットのＣＣＤラインセンサ上での結像位置は、右折車
両があるときと無いときとでは異なる。

【００２２】右折車線に車両が無いときには、照射され
たレーザ光は路面Ａに当たってレーザスポットとなる。
この路面上のレーザスポットに対応する像は、図３のラ
インセンサＬｓ上でＡ´の位置（基準位置）に結像し、
対応する画素から高レベルの信号が得られる。

【００２３】しかし、右折車線上に右折車両CAがあれ
ば、照射されたレーザ光は右折車両CAの上面や側面にあ
たりレーザスポットとなる。このレーザスポットに対応
する像は、図３のラインセンサＬｓ上でＢ´の位置に結
像し、対応する画素から高レベルの信号が得られる。従
って、この結像位置の差異（図３のズレ量△ｄ）を基に
右折車両の有無を判別することができる。

【００２４】実際に右折車両が有るときと無いときとで
はＣＣＤラインセンサ上で何画素のずれがあるか図３中
の（１）式より求めてみる ヘッド高さｈ＝１０ｍとし、Ｌｇ＝１０（ｍ）＝１００
０（ｃｍ）、Ｌｃ＝７（ｍ）＝７００（ｃｍ）、ａ＝５
（ｃｍ）、ｆ＝２（ｃｍ）とすると、 △ｄ＝（１／７００−１／１０００）５×２＝３／７０
（ｍｍ）となり、結像位置は（３／７０）ｍｍずれるこ
とがわかる。このずれの量は、市販の５０００ビット
（画素）のＣＣＤラインセンサ（長さ３０ｍｍ）では、
７画素に相当することになり、十分に判別（検知）が可
能であることが判る。

【００２５】なお、直進車がある場合にもやはり結像位
置が基準位置とずれるが、直進車の場合には右折車両に
よるずれよりさらに大きなずれを生じるから両者を区別
することは容易である。また、直進車は通常は停止する
ことなく交差点を通過するから、時間的特徴から右折車
両と区別することもできる。

【００２６】実際の右折車両の検出には、５個のレーザ
照射器により右折車線を分担し、レーザ光を照射する。
これにより生ずる５個のレーザスポットによる車両が存
在しない時のラインセンサ上の結像位置（基準位置：図
５のli）をあらかじめ求めておき、路面の位置として記
憶しておき、走査毎に基準位置に対応する画素にて高レ
ベルの信号が得られるかどうかを監視すれば良く、得ら
れない場合に先ず右折車両又は直進車両有りと判定し、
更に、ずれ量が所定範囲内である場合に右折車両有りと
すれば良い。

【００２７】図４に、一連の動作のタイミングチャート
を示す。実施例では各レーザ照射器を、間欠パルス照射
する。例えばパルス幅０．１μsec で数100mＷのレーザ
光を１０ｍ前方で数１０ｃｍのスポット光となるように
照射する。このようにすれば、デューティ比が極端に小
さから、直接レーザ光が人体の皮膚や眼に当たっても実
害はない。

【００２８】（Ａ）に示すようにレーザ駆動信号が順次
発生され、５個のレーザ照射器は、走査周期Ｔ（例えば
１秒とする）で順に駆動される。即ち、右折車線は走査
周期Ｔで走査されることになる。Ｔ／５のうち最初のラ
インセンサ読出しは、レーザスポット光の結像位置読出
しであるが、残りはラインセンサのリセット読出し動作
である。

【００２９】右折車両等が無い場合（図４（Ｂ）：ＣＣ
Ｄラインセンサからの読出信号参照）には、各走査に対
応して路面上のレーザスポットの画像がラインセンサに
て得られる。レーザスポットの位置は、記憶されている
基準位置と比較され、ずれがない場合もしくは所定値以
上のずれ量である場合に右折車両なしと判定される。全
てのゾーンに対して同様の比較がなされ、いずれのゾー
ンにも右折車両がない場合に、最終的な右折車両無しの
信号が送出される。

【００３０】図４（Ｃ）は、右折車両が存在する場合の
ＣＣＤラインセンサからの読出信号の一例を示してい
る。この図では、第１ゾーン及び第２ゾーンに右折車両
が、また第５ゾーンに直進車両が存在する場合を示して
いる。各車両の存在により対応するレーザスポットのラ
インセンサ上での結像位置は基準位置とずれている。各
位置は、記憶されている基準位置と比較され、ずれが所
定範囲内の第１ゾーン及び第２ゾーンについては右折車
両が存在することが検知される（図４（Ｅ）参照）。な
お、第５ゾーンでも基準位置とずれが生じているが、ず
れ量が大きいため直進車両によるものと判断され右折車
両は無しと判定される。

【００３１】いずれかのゾーンで右折車両が検出された
場合は、右折車両有りの信号が信号制御装置に送出され
る。この右折車両の有無の情報は、右折青矢印信号の感
応制御に反映される。

【００３２】実施例装置では、外界の照度を反映させて
照度変化に対して追随するようにラインセンサカメラの
感度の自動制御をしている。即ち、ラインセンサ上に、
あらかじめＥＥポイントを設定して、このポイントの輝
度データの平均値Ｌａを求めるようにし、この値が指定
の値になるようにＥＥレンズの電子絞り制御値を算出
し、図１のＤ／Ａ変換器39を経由してＥＥレンズに出力
する。

【００３３】また、図５に示すように、ウインドウＤｗ
区間のラインセンサの輝度値の平均値Ｌａを求め、この
Ｌａより一定値△Ｔ上の値に２値化検知レベルＴ´ｓを
設定して、この２値化検知レベルＴ´ｓにより輝度値の
２値化を行い外界の照度変化に追随した安定したレーザ
スポットの位置検出を行っている。

【００３４】なお、レーザ光照射手段は、実施例に示し
た構成以外にも、ただ１台のレーザ照射器にレーザビー
ムを任意角度で反射させることが可能に回転可能に構成
されたスキャンミラーと、このスキャンミラーを所定角
度に回転させレーザ光の走査を行うガルバノモータを組
み合わせてレーザ光自体を走査する構成でも良く、やは
り線状視野上をレーザ光を順次走査して照射させること
ができる。

【００３５】以上、画像処理部30が基準位置として右折
車線上に車両が存在しない時のレーザスポット画像の位
置を記憶する場合（本願第一発明）について説明した
が、基準位置として標準的な車両が右折車線上に存在す
る場合にレーザ光の照射に対応して得られるラインセン
サカメラ上のレーザスポット画像位置を記憶するように
しても良い（本願第二発明）。

【００３６】即ち、本願第二発明の右折車両感知装置
は、既に説明した第一発明と全く同様の構成であるが、
画像処理部では、基準位置として標準的な車両が右折車
線上に存在する場合にレーザ光の照射に対応して得られ
るラインセンサカメラ上のレーザスポット画像位置を記
憶するようにし、対応してレーザ光の走査・照射に対応
して得られるラインセンサ上のレーザスポット画像の位
置を基準位置と比較し、その差が所定範囲以内である場
合を当該レーザ光走査位置に右折車両ありとするように
なっている。処理等は第一発明の場合と極めて類似で類
推容易であるため省略する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したとおり本願第一発明の車両
検知装置は、交差点の右折車線に略一致させた線状視野
を路側高所より撮像し輝度分布を出力するラインセンサ
カメラと、路側高所より前記線状視野上を順次走査して
レーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記ラインセ
ンサカメラからの出力を処理して前記線状視野内に存在
する右折車両を検出する画像処理部とを含み構成され、
前記画像処理部は、レーザ光走査位置毎に、右折車線上
に車両が存在しない時に前記レーザ光の照射に対応して
得られる前記ラインセンサカメラ上のレーザスポット画
像の位置を基準位置として記憶しており、前記レーザ光
の走査・照射に対応して得られる前記ラインセンサカメ
ラ上のレーザスポット画像の位置を前記基準位置と比較
しその差が右折車線上に車両が存在する場合に対応した
所定範囲内にあるときに当該レーザ光走査位置に右折車
両ありと検知する構成であるから、交差点信号機の右折
感応制御に用いて好適で、昼夜にわたり使用可能でしか
も低価格であり、右折感応制御の普及促進に繋がる。な
お、車両の絶対停車を検知できる。

【００３８】また、本願第二発明の車両検知装置は、上
述第一発明と略同一構成の部分からなるが、画像処理部
が、レーザ光走査位置毎に、右折車線上に車両が存在す
る場合にレーザ光の照射に対応して得られるラインセン
サカメラ上のレーザスポット画像の位置を基準位置デー
タとして記憶し、対応してレーザ光の走査・照射に対応
して得られるラインセンサカメラ上のレーザスポット画
像の位置を前記基準位置データと比較しその差が所定範
囲以内である時に当該レーザ光走査位置に右折車両あり
と検知する構成であって、その効果も第一発明と全く同
様で、昼夜にわたり使用可能でしかも低価格であり車両
の絶対停車を検知でき、従って、交差点信号機の右折感
応制御用に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の右折車両感知装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】本願発明の右折車両感知装置の設置状態を説明
する図である。

【図３】本願発明の右折車両感知装置の原理を説明する
図である。

【図４】実施例装置の作用を説明するタイミングチャー
トである。

【図５】実施例装置のレーザスポット結像位置の決定過
程を説明する図である。

【図６】実施例装置で得られる実際の測距アナログ出力
の一例を、装置の設定値等とともに示す図である。

【符号の説明】

１０…ラインセンサカメラ、 ２０…レーザ光照射手段、 ３０…画像処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０８Ｇ 1/01 Ｃ 7740−3Ｈ 1/04 Ｄ 7740−3Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３８０

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交差点の右折車線に略一致させた線状視
   野を路側高所より撮像し輝度分布を出力するラインセン
   サカメラ(10)と、 路側高所より前記線状視野上を順次走査してレーザ光を
   照射するレーザ光照射手段（20）と、 前記ラインセンサカメラ(10)からの出力を処理して前記
   線状視野内に存在する右折車両を検出する画像処理部(3
   0)とを含み構成され、 前記画像処理部(30)は、レーザ光走査位置毎に、右折車
   線上に車両が存在しない時に前記レーザ光の照射に対応
   して得られる前記ラインセンサカメラ(10)上のレーザス
   ポット画像の位置を基準位置として記憶しており、 前記レーザ光の走査・照射に対応して得られる前記ライ
   ンセンサカメラ(10)上のレーザスポット画像の位置を前
   記基準位置と比較しその差が右折車線上に車両が存在す
   る場合に対応した所定範囲内にあるときに当該レーザ光
   走査位置に右折車両ありと検知することを特徴とする右
   折車両感知装置。
2. 【請求項２】 交差点の右折車線に略一致させた線状視
   野を路側高所より撮像し輝度分布を出力するラインセン
   サカメラ(10)と、 路側高所より前記線状視野上を順次走査してレーザ光を
   照射するレーザ光照射手段（20）と、 前記ラインセンサカメラ(10)からの出力を処理して前記
   線状視野内に存在する右折車両を検出する画像処理部(3
   0)とを含み構成され、 前記画像処理部(30)は、レーザ光走査位置毎に、右折車
   線上に車両が存在する場合に前記レーザ光の照射に対応
   して得られる前記ラインセンサカメラ(10)上のレーザス
   ポット画像の位置を基準位置データとして記憶してお
   り、 前記レーザ光の走査・照射に対応して得られる前記ライ
   ンセンサカメラ(10)上のレーザスポット画像の位置を前
   記基準位置データと比較しその差が所定範囲以内である
   時に当該レーザ光走査位置に右折車両ありと検知するこ
   とを特徴とする右折車両感知装置。