特許 7079616 信号機判別装置、信号機判別方法、および信号機判別プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-25

(45)【発行日】2022-06-02

(54)【発明の名称】信号機判別装置、信号機判別方法、および信号機判別プログラム

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/09 20060101AFI20220526BHJP

【ＦＩ】

G08G1/09 D

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018026966

(22)【出願日】2018-02-19

(65)【公開番号】P2019144737

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2020-12-16

(73)【特許権者】

【識別番号】321011767

【氏名又は名称】ジオテクノロジーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】菅原 拓矢

(72)【発明者】

【氏名】栃木 由和

(72)【発明者】

【氏名】竹田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】池田 佑太

(72)【発明者】

【氏名】川口 拓磨

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２８６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９３２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０１５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｋ ９／００－ ９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００－４５／７０

Ｆ２１Ｖ ２３／００－３７／００、９９／００

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

共通の対象物を撮影する複数の撮影部と、
前記複数の撮影部のうち、一の撮影部で撮影された画像群と、他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて前記複数の撮影部が撮影した前記対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別部と、を備え、
前記一の撮影部のフレームレートは、前記ＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１となる値に設定されており、前記他の撮影部のフレームレートは、前記ＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１以外の値に設定されている
ことを特徴とする信号機判別装置。

【請求項2】

前記ＬＥＤ信号機の電源周波数が複数種類ある場合は、前記複数の撮影部は、複数種類の各々の電源周波数に対応して設けられ、対応する電源周波数の整数分の１のフレームレートにそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１に記載の信号機判別装置。

【請求項3】

前記撮影部が２つであって、かつ、前記ＬＥＤ信号機の電源周波数が２種類ある場合は、
前記一の撮影部の前記フレームレートは、一方の電源周波数の整数分の１となる値に設定されており、前記他の撮影部の前記フレームレートは、他方の電源周波数の整数分の１となる値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の信号機判別装置。

【請求項4】

前記判別部は、前記一の撮影部が撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、前記他の撮影部が撮影した前記所定期間の画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、前記対象物がＬＥＤ信号機であると判別す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機判別装置。

【請求項5】

それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数の撮影部を備えた信号機判別装置で実行される信号機判別方法であって、
前記複数の撮影部のうち、フレームレートがＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１となる値に設定された一の撮影部で撮影された画像群と、フレームレートが前記ＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１以外の値に設定された他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて、前記一の撮影部が撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、前記他の撮影部が撮影した前記所定期間の画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、前記複数の撮影部が撮影した前記対象物がＬＥＤ信号機であると判別する判別工程を含むことを特徴とする信号機判別方法。

【請求項6】

請求項５に記載の信号機判別方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする信号機判別プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤ信号機を判別する信号機判別装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、暗い道を避けて走行するために、現在日時が夜間に含まれる場合に、検出された車両の周囲の明るさが所定の値を下回るかを判定し、所定の値を下回る場合に、現在位置およびその周辺を夜間走行困難区間として記憶することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－２２０４７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の発明の場合、車両の周囲の明るさを検出するのみであり、例えば、その明るさを検出した地点が、周囲に何もないような地点や人通りの少ない地点であって、交差点の信号機の明るさにより明るいと判定される場合があり得る。このような信号機の明るさにより明るいと判定された場合は、その地点の状況が周囲に何もないような地点等であると、本来夜間走行困難区間にすべき地点を検出することができず、暗い道を避けたいという要求を満たすことはできない。

【0005】

したがって、実質的な暗い道を検出するためには、信号機の明るさを判別して排除することが望ましい。

【0006】

本発明が解決しようとする課題としては、信号機のうち、特にＬＥＤ（発光ダイオード）信号機を判別することが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数の撮影部と、前記複数の撮影部のうち、一の撮影部で撮影された画像群と、他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて前記複数の撮影部が撮影した前記対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別部と、を備えることを特徴としている。

【0008】

請求項６に記載の発明は、それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数の撮影部を備えた信号機判別装置で実行される信号機判別方法であって、前記複数の撮影部のうち、一の撮影部で撮影された画像群と、他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて前記複数の撮影部が撮影した前記対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別工程を含むことを特徴としている。

【0009】

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の信号機判別方法を、コンピュータにより実行させることを特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例にかかる信号機判別装置の機能構成図である。

【図2】図１に示された信号機判別装置の判別方法の説明図である。

【図3】図１に示された信号機判別方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態にかかる信号機判別装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる信号機判別装置は、それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数の撮影部と、複数の撮影部のうち、一の撮影部で撮影された画像群と、他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて複数の撮影部が撮影した対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別部と、を備えている。このようにすることにより、複数の撮影部で撮影された画像群によってＬＥＤ信号機の光源の点灯と点滅を検出することができ、ＬＥＤ信号機を判別することが可能となる。

【0012】

また、一の撮影部のフレームレートは、ＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１又は整数倍となる値に設定されており、他の撮影部のフレームレートは、ＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１以外又は整数倍以外の値に設定されていてもよい。このようにすることにより、電源周波数に基づいて光源が点滅するＬＥＤ信号機において、常時点灯状態または常時消灯状態を確実に検出することができる。

【0013】

また、ＬＥＤ信号機の電源周波数が複数種類ある場合は、複数の撮影部は、複数種類の各々の電源周波数に対応して設けられ、対応する電源周波数の整数分の１又は整数倍のフレームレートにそれぞれ設定されていてもよい。このようにすることにより、ＬＥＤ信号機の電源周波数が複数種類であっても、複数の撮影部のいずれかで、常時点灯状態または常時消灯状態を検出することができる。

【0014】

また、撮影部が２つであって、かつ、ＬＥＤ信号機の電源周波数が２種類ある場合は、一の撮影部のフレームレートは、一方の電源周波数の整数分の１又は整数倍となる値に設定されており、他の撮影部のフレームレートは、他方の電源周波数の整数分の１又は整数倍となる値に設定されていてもよい。このようにすることにより、ＬＥＤ信号機の電源周波数が２種類の場合は、２つの撮影部で、いずれの電源周波数の場合もＬＥＤ信号機を判別することができる。

【0015】

また、判別部は、前記一の撮影部が撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、前記他の撮影部が撮影した所定期間の画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、前記対象物がＬＥＤ信号機であると判別してもよい。このようにすることにより、複数の撮影部のうち、一の撮影部が点滅状態、他の撮影部が点灯状態を検出することができる。したがって、ＬＥＤ信号機を判別することができる。

【0016】

また、本発明の一実施形態にかかる信号機判別方法は、それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数の撮影部を備えた信号機判別装置で実行される信号機判別方法であって、複数の撮影部のうち、一の撮影部で撮影された画像群と、他の撮影部で撮影された画像群と、に基づいて複数の撮影部が撮影した対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別工程を含むことを特徴としている。このようにすることにより、複数の撮影部で撮影された画像群によってＬＥＤ信号機の点灯と点滅を検出することができ、ＬＥＤ信号機を判別することが可能となる。

【0017】

また、上述した信号機判別方法を、コンピュータにより実行させてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、複数の撮影部で撮影された画像群によってＬＥＤ信号機の点灯と点滅を検出することができ、ＬＥＤ信号機を判別することが可能となる。

【実施例】

【0018】

本発明の一実施例にかかる信号機判別装置を図１～図３を参照して説明する。信号機判別装置１は、例えば移動体としての車両に搭載されている。なお、信号機判別装置１は、車両に限らず、自動二輪車や自転車等の道路を走行する移動体であれば搭載することができる。信号機判別装置１は、図１に示したように、カメラ２ａ、２ｂと、判別部３と、出力部４と、を備えている。

【0019】

カメラ２ａ、２ｂは、車両前方を撮影するように設置されている。また、カメラ２ａ、２ｂの撮影範囲は一致していることが好ましいが、一部が重なっていればよい。即ち、カメラ２ａ、２ｂは共通の対象物を撮影可能であればよい。

【0020】

カメラ２ａは、周知のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサ等のイメージセンサ等を有し、所定のフレームレート（例えば２５Ｈｚ）で車両前方の動画像を撮影する。

【0021】

カメラ２ｂは、カメラ２ａと同様に周知のＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等のイメージセンサ等を有し、所定のフレームレート（例えば３０Ｈｚ）で車両前方の動画像を撮影する。

【0022】

なお、カメラ２ａとカメラ２ｂは、異なるフレームレートに設定されている。さらに、本実施例では、カメラ２ａのフレームレートは東日本における商用電源の周波数（５０Ｈｚ）の２分の１の２５Ｈｚに設定され、カメラ２ｂのフレームレートは西日本における商用電源の周波数（６０Ｈｚ）の２分の１の３０Ｈｚに設定されている。これは、例えば、信号機判別装置１を搭載している車両等が東日本を走行している場合は、カメラ２ａのフレームレートはＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１となる値に設定され、カメラ２ｂのフレームレートはＬＥＤ信号機の電源周波数の整数分の１以外の値に設定されていることとなる。

【0023】

判別部３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御装置により構成されている。判別部３は、カメラ２ａで撮影された動画像とカメラ２ｂで撮影された動画像とに基づいて動画像内にＬＥＤ信号機があるか判別する。判別方法は後述する。

【0024】

出力部４は、例えばメモリーカードやハードディスク等の記憶装置により構成されている。出力部４は、判別部３でＬＥＤ信号機と判別された信号機について、例えば図示しないＧＰＳ受信機等から取得した現在位置と関連付けて記憶装置に記憶する。なお、出力部４としては、上記した判別結果と現在位置等を外部サーバ等へ出力する通信装置として構成してもよい。

【0025】

次に、上述した構成の信号機判別装置１におけるＬＥＤ信号機の判別方法について説明する。ＬＥＤ信号機は、周知のようにＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として使用する信号機であり、商用電源周波数（西日本では６０Ｈｚ、東日本では５０Ｈｚ）に基づいて光源が点滅している。以下に示す図２では便宜上電源周波数で光源が点滅するものとして説明するが、実際はチラつき感を低減させるため、これら商用電源周波数の２倍程度の周波数で駆動されることが多い。但し、ＬＥＤ信号機の光源の点滅周期が商用電源周波数の２倍の周波数の場合であっても以下の説明の原理としては変わるものではない。

【0026】

本実施例のカメラ２ａはフレームレートが２５Ｈｚであり、カメラ２ｂはフレームレートが３０Ｈｚである。このとき、ＬＥＤ信号機の電源周波数が５０Ｈｚとすると、図２上段のように、フレームレートが２５Ｈｚのカメラ２ａは常時「明」状態（あるいは常時「暗」状態）の画像からなる画像群（動画像）が撮影され、フレームレートが３０Ｈｚのカメラ２ｂは「明」状態と「暗」状態との両方の状態を含む画像からなる画像群が撮影される。つまり、フレームレートが２５Ｈｚのカメラ２ａではＬＥＤ信号機の光源が常時点灯状態（常時消灯状態）として撮影され、フレームレートが３０Ｈｚのカメラ２ｂではＬＥＤ信号機の光源が点滅状態として撮影される。この場合、カメラ２ａ、２ｂに撮影された範囲には、常時点灯状態として撮影されたカメラ２ａのフレームレートの２倍（整数倍）である５０Ｈｚの電源周波数で動作するＬＥＤ信号機が撮影されていると判別される。

【0027】

即ち、判別部３は、カメラ２ｂが撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、カメラ２ａが撮影した所定期間に画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、カメラ２ａ、２ｂが撮影した共通の対象物がＬＥＤ信号機であると判別している。

【0028】

次に、ＬＥＤ信号機の電源周波数が６０Ｈｚとすると、図２下段のように、フレームレートが３０Ｈｚのカメラ２ｂは常時「明」状態（あるいは常時「暗」状態）の画像からなる画像群が撮影され、フレームレートが２５Ｈｚのカメラ２ａは「明」状態と「暗」状態との両方の状態を含む画像からなる画像群が撮影される。つまり、フレームレートが３０Ｈｚのカメラ２ｂではＬＥＤ信号機の光源が常時点灯状態（常時消灯状態）として撮影され、フレームレートが２５Ｈｚのカメラ２ａではＬＥＤ信号機の光源が点滅状態として撮影される。この場合、カメラ２ａ、２ｂに撮影された範囲には、常時点灯状態として撮影されたカメラ２ｂのフレームレートの２倍（整数倍）である６０Ｈｚの電源周波数で動作するＬＥＤ信号機が撮影されていると判別される。

【0029】

即ち、判別部３は、カメラ２ａが撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、カメラ２ｂが撮影した所定期間に画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、カメラ２ａ、２ｂが撮影した共通の対象物がＬＥＤ信号機であると判別している。

【0030】

なお、本実施例における点滅状態とは、図２に示したように、必ずしも１フレームごとで交互に「明」状態と「暗」状態とが繰り返されるものでなくてもよい。

【0031】

このように、本実施例の構成では、西日本、東日本のいずれの地域を走行していてもＬＥＤ信号機を自動的に判別することが可能である。

【0032】

次に、上記で説明したＬＥＤ信号機の判別方法について、図３のフローチャートを参照して説明する。図３のフローチャートは、判別部３で実行される。つまり、図３のフローチャートを判別部３のＣＰＵで実行するコンピュータプログラムとして構成することで、信号機判別プログラムとすることができる。

【0033】

まず、ステップＳ１において、カメラ２ａ、２ｂから動画像（画像群）を取得する。取得期間は、電源周波数とフレームレートに基づいて上記した点滅状態を検出することができる範囲で適宜定めればよい。

【0034】

次に、ステップＳ２において、ステップＳ１において取得した動画像に基づいて、上述した方法によりＬＥＤ信号機の判別を行う。

【0035】

次に、ステップＳ３において、ステップＳ２の結果ＬＥＤ信号機が判別されたか否かを判断し、ＬＥＤ信号機が判別された場合（ステップＳ３：ＹＥＳの場合）は、ステップＳ４において、判別結果を出力部４へ現在位置とともに記憶（出力）させる。一方、ステップＳ２の結果ＬＥＤ信号機が判別されない場合（ステップＳ３：ＮＯの場合）は、ステップＳ４を実行せずにフローチャートを終了する。

【0036】

本実施例によれば、信号機判別装置１は、それぞれ撮影時のフレームレートが異なるとともに共通の対象物を撮影する複数のカメラ２ａ、２ｂと、カメラ２ａ、２ｂのうち、カメラ２ａで撮影された画像群と、カメラ２ｂで撮影された画像群と、に基づいてカメラ２ａ、２ｂが撮影した対象物がＬＥＤ信号機であるかを判別する判別部３と、を備えている。このようにすることにより、カメラ２ａ、２ｂで撮影された画像群によってＬＥＤ信号機の光源の点灯と点滅を検出することができ、ＬＥＤ信号機を判別することが可能となる。

【0037】

また、本実施例では、カメラが２つであって、かつ、ＬＥＤ信号機の電源周波数が２種類である。そして、カメラ２ａのフレームレートは、東日本における商用電源周波数の２分の１となる値に設定されており、カメラ２ｂのフレームレートは、西日本における商用電源周波数の２分の１となる値に設定されていている。このようにすることにより、ＬＥＤ信号機の電源周波数が２種類の場合は、２つのカメラで、いずれの電源周波数の場合もＬＥＤ信号機を判別することができる。

【0038】

また、判別部３は、例えばカメラ２ｂが撮影した所定期間の画像群が点滅状態を示し、かつ、カメラ２ａが撮影した所定期間の画像群が常時点灯状態または常時消灯状態を示す場合は、カメラ２ａ、２ｂが撮影した対象物がＬＥＤ信号機であると判別している。このようにすることにより、２つのカメラのうち、例えばカメラ２ｂが点滅状態、カメラ２ａが点灯状態を検出することができる。したがって、ＬＥＤ信号機を判別することができる。

【0039】

なお、上述した実施例では、カメラ２ａ、２ｂのフレームレートは商用電源周波数の２分の１であったが、整数分の１又は整数倍であればよい。

【0040】

また、上述した実施例では、ＬＥＤ信号機を駆動する電源周波数は２種類であったが、３種類以上であってもよい。その場合は、少なくとも各電源周波数の整数分の１又は整数倍のフレームレートを有するカメラがあればよい。例えば、電源周波数が、Ａ、Ｂ、Ｃの３種類で、フレームレートの倍率を２分の１又は２倍とした場合は、Ａ／２又は２×Ａのフレームレートのカメラと、Ｂ／２又は２×Ｂのフレームレートのカメラと、Ｃ／２又は２×Ｃのフレームレートのカメラがあればよい。

【0041】

即ち、ＬＥＤ信号機の電源周波数が複数種類ある場合は、複数のカメラは、複数種類の各々の電源周波数に対応して設けられ、対応する電源周波数の整数分の１又は整数倍のフレームレートにそれぞれ設定されている。このようにすることにより、ＬＥＤ信号機の電源周波数が複数種類であっても、複数のカメラのいずれかで、常時点灯状態または常時消灯状態を検出することができる。

【0042】

また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の信号機判別装置を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

【符号の説明】

【0043】

１ 信号機判別装置
２ａ カメラ
２ｂ カメラ
３ 判別部
４ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】