JP6352247B2 - 道路照明制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、道路および歩道を照らすことができる道路照明の配光を制御する技術に関する。

従来、夜間の道路を走行中の車両における前方視認性を向上するために、場所によって道路照明や街路照明が設置されている。このような道路照明を車両の走行状況に応じて適切に制御するものとして、照明ユニットが設置されている場所の周辺を走行する車両が取得した情報に基づいて通常時よりも歩道を明るく照らす状況か否かを判定し、歩道を明るく照らす状況と判定された場合、歩道の明るさが通常時よりも増すように照明ユニットの配光を制御する道路照明制御装置が考案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−５２５２７号公報

ところで、近年、市街地の交差点や幹線道路を乱横断する歩行者の事故が多発しており、その原因の解明と対策が求められている。この問題について本発明者が鋭意検討した結果、道路照明の配光によって、道路を乱横断中の歩行者に対する走行中の車両からの視認性に差が生じることが分かってきた。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、道路を乱横断する歩行者等の路上物体の視認性を確保する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の道路照明制御装置は、道路および歩道を照らすことができる道路照明装置の配光を制御する制御手段と、道路照明装置が設置されている場所の周辺の交通状況と相関のある情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定する判定手段と、を備える。制御手段は、乱横断が発生しそうな状況と判定された場合、乱横断する歩行者の視認性が増すように道路照明装置の配光を制御する。

この態様によると、乱横断が発生しそうな状況において、道路を乱横断する歩行者を運転者が認識しやすくなる。

判定手段は、道路照明装置が設置されている場所の道路における車両の交通量と相関のある情報を取得し、該交通量が所定の閑散交通量閾値より多い場合には歩行者の乱横断が発生しそうな状況であると判定してもよい。

制御手段は、交通量が所定の閑散交通量閾値より多い場合、道路照明装置が設置されている側の車線を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御してもよい。これにより、道路照明装置が設置されている側の車線を乱横断する歩行者を道路照明装置によって発見しやすくなる。

判定手段は、交通量が所定の閑散交通量閾値より多く、該所定の閑散交通量閾値より大きな所定の混雑交通量閾値以下の場合、道路照明装置が設置されている側の車線を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御し、交通量が所定の混雑交通量閾値より多い場合、道路照明装置が設置されている側の歩道近傍を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御してもよい。交通量が所定の混雑交通量閾値より多い場合、道路をほぼ連続して車両が走行しているため、道路上に落下物や物体が存在する確率は低い。そこで、道路照明装置が歩道や路肩付近を中心に照らすことで、乱横断を開始する歩行者が歩道や路肩から飛び出した場合に確認しやすくなる。

判定手段は、道路照明装置が設置されている場所の道路における車両の平均車速と相関のある情報を更に取得し、該平均車速が所定の渋滞速度閾値より速く、交通量が所定の渋滞交通量閾値より多い場合、道路照明装置が設置されている側の車線から対向車線の少なくとも一部までを含む広い範囲を拡散光で照射するように該道路照明装置の配光を制御してもよい。交通量が所定の渋滞交通量閾値より多い場合、道路上の車両は低速走行または停車中である。このような場合、乱横断する歩行者の発見に必要な照明の光量は通常よりも少なくてよいため、道路照明装置による照射領域の光量を通常よりも少なくするともに、拡散光により通常よりも照射領域を広げることで、乱横断する歩行者を発見し易くできる。

判定手段は、交通量が所定の閑散交通量閾値より少ない場合、道路照明装置を減光または消灯するように制御してもよい。これにより、車両がほとんど走行していないような状況ではあまり乱横断の発生を考慮する必要がない。また、ドライバーは、ヘッドライトを上向きにして走行し路上の横断歩行者を十分に視認できるため、道路照明装置を減光または消灯することでエネルギーの消費を抑制できる。

判定手段は、道路照明装置が設置されている場所の周辺の信号機の信号現示状態の情報を交通状況と相関のある情報として取得し、信号現示状態の情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定してもよい。道路照明装置が設置されている場所の周辺の信号機の信号現示状態によって、信号機の前後の道路上を走行する車両の速度や交通量が変化しうるため、簡易に交通状況を推定できる。信号現示状態とは、例えば、赤信号が点灯している状態、青信号が点灯している状態、赤信号が点滅している状態、黄色信号が点滅している状態等、信号機によって実現しうる様々な点灯、点滅状態を含む。

制御手段は、交通状況と相関のある情報としてカメラが撮像した画像情報に含まれる道路および歩道を照らす第１の道路照明装置の配光を制御するとともに、画像情報に含まれない道路および歩道を照らす第２の道路照明装置の配光を制御してもよい。例えば、道路に沿って複数の道路照明装置が間隔をおいて設置されている場合、各道路照明装置の照射範囲で交通状況にあまり差は生じないことが多い。そこで、あるカメラが撮像した画像情報に基づいて複数の道路照明装置の配光を制御することで、道路照明装置毎にカメラを設ける必要がなくなる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、道路を乱横断する歩行者等の路上物体の視認性を確保することができる。

図１（ａ）は、一般的な道路照明装置が設置された道路を上方から見た場合の配光を模式的に示す図、図１（ｂ）は、一般的な道路照明装置が設置された道路を車両進行方向に見た場合の配光を模式的に示す図である。 道路照明装置に対する歩行者の位置によって車両からの視認性が異なる現象を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る道路照明装置の配光を模式的に示す図である。 本実施の形態に係る道路照明装置が設置された道路の路面輝度分布を示す図である。 図５（ａ）は、従来の道路照明装置を横断歩道近傍に配置した場合の照射範囲を示す模式図、図５（ｂ）は、本実施の形態に係る道路照明装置により横断歩道近傍を照射した場合の照射範囲を示す模式図である。 本実施の形態に係る道路照明装置により交差点近傍および交差点から延びる単路を照射した場合の照射範囲を示す模式図である。 図７（ａ）は、単路部におけるグレアの抑制を説明するための模式図、図７（ｂ）は、交差点におけるグレアの抑制を説明するための模式図、図７（ｃ）は、道路照明装置の照射方向を変化させることによるグレアの抑制を説明するための模式図である。 ２車線道路における乱横断発生のメカニズムを説明するための模式図である。 図９（ａ）は、交通状況監視装置の設置例を示す図、図９（ｂ）は、道路における車速と交通量の計測に用いられる画像の一例を示す図である。 図１０（ａ）は、閑散モードの配光を模式的に示した図、図１０（ｂ）は、混雑モードの配光を模式的に示した図、図１０（ｃ）は、渋滞モードの配光を模式的に示した図である。 本実施の形態に係る道路照明制御システムの概略構成を示すブロック図である。 図１２（ａ）は、灯具ユニットの概略構成を示す模式図、図１２（ｂ）は、プロジェクターランプの概略構成を示す模式図である。 次に、本実施の形態に係る道路照明装置システムの制御方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る道路照明装置における、車両進行方向を含む鉛直断面の配光を示す図である。 本実施の形態に係る道路照明装置の上端（地上８ｍ）に設けられた監視カメラの位置から車両進行方向に見た場合の路面輝度分布図である。 図１５に示した本実施の形態に係る道路照明装置によって照射された路面の輝度分布を模式的に示した図である。 図１７（ａ）、図１７（ｂ）は、配光パターンＡを形成する集光ビーム光学系の断面模式図、図１７（ｃ）は、配光パターンＢ，Ｃを形成する拡散ビーム光学系の断面模式図である。 図１８（ａ）は、カットオフラインが形成される光学系の断面模式図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す光学系の正面図である。 図１２（ｂ）に示すランプを構成する光学系の断面模式図である。 図２０（ａ）は、マトリックスＬＥＤと照射領域との対応を示す模式図、図２０（ｂ）は、プロジェクター光学系の要部を側方から見た概略構成図である。 本実施の形態の変形例に係る光学系の一例を示す断面模式図である。

はじめに、本発明者が本願発明をなすに至った経緯について説明する。近年、市街地幹線道路上における人と車両との事故が多いことが問題となっている。特に、単路を乱横断する歩行者の事故が多い傾向がある。このような幹線道路には街路照明や道路照明が場所によっては設置されているが、エネルギー消費の問題もあるため、道路長全てにわたって明るくするほどには照明装置を設置できないのが実情である。

そのため、結果的に交差点など道路照明が点在する区間の道路の照明位置近傍のみが明るく照らされることになるが、このような移動空間における視照明環境の変化は、同時に歩行者に対する視認性の変化につながり、ドライバによる不作為の事故の原因ともなりえる。このような歩行者の事故は、生活地域（住宅密集地域）や公共施設（学校・病院など）が隣接している幹線道路上で発生しやすい。

このような問題に対して、本発明者は、歩道に存在する、例えば、横断待機中の歩行者の挙動を確認できることが最も重要であり、そのためには、道路上の障害物を照明（道路を照明）している現状の道路照明を積極的に活用して路肩を含む道路や歩道を照らすべきである点に想到した。つまり、道路照明によって、歩道で横断待機中の歩行者や乱横断している歩行者の視認性を向上する技術を実現すればよいことになる。

そのような技術の一つとして、歩行者が路上を乱横断する状況を判断することが重要である。例えば、道路を監視カメラで撮像した画像に基づいて乱横断の発生可能性を判定し、その判定結果に基づいて道路照明装置の配光を制御することが考えられる。また、道路照明自体の配光を工夫することで、乱横断中の歩行者が存在しても走行中の車両のドライバから視認しやすくすることが考えられる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

はじめに、一般的な道路照明装置の配光について説明する。図１（ａ）は、一般的な道路照明装置が設置された道路を上方から見た場合の配光を模式的に示す図、図１（ｂ）は、一般的な道路照明装置が設置された道路を車両進行方向に見た場合の配光を模式的に示す図である。

図１（ａ）に示すように、一般的な道路照明装置１００の照射範囲１０２は、道路１０４に設置されている箇所を中心に道路の走行方向に対して対称となっている。つまり、走行中の車両から見て、道路照明装置１００の手前側及び奥側での配光は線対称の関係である。また、図１（ｂ）に示すように、道路照明装置１００は、道路照明装置が設置されている走路側の路面を明るく照明するために、主光軸を真下からやや道路側に向けている。

このような一般的な道路照明装置１００が設置されている道路を走行する車両において、図１（ａ）に示すような配光が問題となる場合がある。図２は、道路照明装置に対する歩行者の位置によって車両からの視認性が異なる現象を説明するための模式図である。

図２に示すように、車両１０６から見て道路照明装置１００のポール１０８より遠方の照明範囲１０２ａ内に歩行者１１０が存在する場合、車両１０６のドライバは歩行者を逆シルエット視として認識できるため、歩行者１１０に対する良好な視認性が得られる。一方、ポール１０８より手前の照明範囲１０２ｂに歩行者１１２が存在する場合、車両１０６のドライバは歩行者をシルエット視として認識するため、歩行者が見えづらくなる。このように、一般的な道路照明装置１００によれば、歩行者や路上物体等の視対象物がシルエット視で見えたり逆シルエット視で見えたりすることとなる。そのため、ドライバはこのような見え方の変化の中を気遣いしながら走行せざるを得ない。これはドライバの視覚疲労の原因ともなる。

（道路照明装置）
次に、前述の知見に基づいて歩行者や落下物等の路上物体の視認性を高める道路照明装置について説明する。図３は、本実施の形態に係る道路照明装置の配光を模式的に示す図である。

図３に示すように、道路照明装置１０ａ，１０ｂ（以下、適宜「道路照明装置１０」と称することがある。）は、約４０ｍの間隔を空けて道路脇に設置されており、道路および歩道を照らすことができるように構成されている。また、道路照明装置１０は、主光軸が道路照明装置が設置される側の車線の走路進行方向に向くように構成されている灯具ユニット（詳細は後述）を備える。この灯具ユニットは、照射光の最大光度が水平線から下向きに１０〜３０°の範囲となるように設定されている。

車両１８から見て道路照明装置１０ｂのポール１２ｂより遠方の照明範囲１４内に歩行者１６が存在する場合、車両１８のドライバは歩行者を逆シルエット視として認識できるため、歩行者１６に対する良好な視認性が得られる。また、ポール１２ｂより手前に存在する歩行者２０が、道路照明装置１０ｂの照明範囲１４内ではないが、道路照明装置１０ａの照明範囲２２内に存在する場合、車両１８のドライバは歩行者２０を逆シルエット視として認識できるため、歩行者２０に対する良好な視認性が得られる。

このように構成されている道路照明装置１０は、道路照明装置よりも走路進行方向側に向かって光が照射されるため、走行中の車両１８のドライバから見て路上の物体（歩行者や落下物）は常に逆シルエット視に見える。そのため、路上物体の見え方が安定し、路上物体に対して良好な視認性を確保できる。なお、道路照明装置１０ａの照明範囲２２は、走路進行方同に隣接する道路照明装置１０ｂの設置領域（ポール１２ｂ）近傍まで照らすように設定されている。このような配光は、道路照明装置同士の間隔が４０ｍの場合、道路照明装置１０が備える灯具ユニットの照射光の最大光度位置が水平線から下向きに１０〜３０°の範囲となるように設定することで実現できる。

図４は、本実施の形態に係る道路照明装置が設置された道路の路面輝度分布を示す図である。図３と同じ構成要素について同じ符号を付して説明を適宜省略する。道路照明装置１０は、道路照明装置１０側の車線２４ａを中心に歩道２４ｂから対向車線２４ｃまでの範囲の路面を照明するように構成されている。一つの道路照明装置１０による路面輝度は外側の照射範囲２２ａ内が０．３ｃｄ／ｍ２以上、内側の照射範囲２２ｂ内が０．５ｃｄ／ｍ２以上であり、従来の道路照明装置による路面輝度より低く設定されている。これは、逆シルエット視の視認性がシルエット視の視認性より優れているため、その分、路面の照明輝度を低く設定しても十分な視認性が得られるからである。

なお、図４には、車両１８のヘッドライトがロービーム配光で路面を照射している場合のヘッドライト単独での路面輝度分布も併記されている。その際の路面輝度は、外側の範囲２６ａ内が０．３ｃｄ／ｍ２以上、その内側の範囲２６ｂ内が０．５ｃｄ／ｍ２以上、更にその内側の範囲２６ｃ内が１．０ｃｄ／ｍ２である。図４に示すように、本実施の形態に係る道路照明装置１０ａによる最大路面輝度位置は、ヘッドライトのロービーム配光の最大路面輝度位置である車両前方１０〜１５ｍより更に前方位置となるように設定されている。このような配光に道路照明装置１０を設定することにより、道路照明装置１０と車両１８のヘッドライトとを併用した際の路上物体の視認性が向上する。

次に、本実施の形態に係る道路照明装置を横断歩道近傍に配置する場合について説明する。図５（ａ）は、従来の道路照明装置を横断歩道近傍に配置した場合の照射範囲を示す模式図、図５（ｂ）は、本実施の形態に係る道路照明装置により横断歩道近傍を照射した場合の照射範囲を示す模式図である。

図５（ａ）に示すように、従来の道路照明装置１００は、横断歩道２８の両端に設置されており、その主光軸は横断歩道２８の方向に向くように構成されている。この場合、横断歩道上の歩行者に対してはその側面が照明されないため、車両１８や車両３０のドライバからの視認性は必ずしも高くない。特に、車両１８や車両３０と道路照明装置１００との間に存在する（乱横断する）歩行者は前述のように見づらい。

一方、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る道路照明装置１０は、歩行者の側面を明るく照明するため、車両１８や車両３０のドライバからの視認性が非常によくなる。また、車両１８や車両３０と道路照明装置１０との間に存在する（乱横断する）歩行者の視認性も高くなる。

次に、本実施の形態に係る道路照明装置を交差点近傍に配置する場合について説明する。図６は、本実施の形態に係る道路照明装置により交差点近傍および交差点から延びる単路を照射した場合の照射範囲を示す模式図である。

図６に示すように、道路照明装置１０は、交差点３２の隅切り部３４に設置されている。また、単路部３６においては、道路照明装置１０が道路の両側に千鳥状に設置されている。隅切り部３４に設置されている道路照明装置１０は、その対面側の横断歩道や進行道路を照明している。また、交差点３２のその他の隅切り部に設置された照明装置の主光軸も同様に矢印の方向を照明するようにしている。これにより歩行者の側面が照明され、ドライバは歩行者の存在はもとより移動状態もはっきり視認できるようになる。また、交差点３２の先の走路も照明されるため、交差点周辺を乱横断する歩行者や自転車の存在も確認しやすくなる。

また、単路部３６においては、走行車線側の道路照明装置１０は車両のヘッドライトと同じ照射方向となるように設置されている。そして、走行中の車両のドライバから見て歩行者や路上障害物がシルエット視から逆シルエット視へ、そして、逆シルエット視からシルエット視へ、と見え方が変化することがなくなり、路面輝度の均一性も向上するので、ドライバにとって快適な走行が可能となる。

（グレア対策）
道路照明装置１０による路面輝度が０．３ｃｄ／ｍ２程度である場合にはドライバに与えるグレアはさほど問題とはならない。しかしながら、交通事故多発地帯でより明るく道路を照明することが求められる場合もある。また、大規模な交差点や車線数の多い道路では、より遠方を明るく照明するために一部の領域でグレアが発生する可能性もある。そこで、このような状況では、交差点や道路上に設置された監視カメラで車両を検知し、その車両へ向かうグレア光をカットあるいは抑えることが望まれる。

図７（ａ）は、単路部におけるグレアの抑制を説明するための模式図、図７（ｂ）は、交差点におけるグレアの抑制を説明するための模式図、図７（ｃ）は、道路照明装置の照射方向を変化させることによるグレアの抑制を説明するための模式図である。

図７（ａ）、図７（ｂ）に示す状況でのグレア抑制制御においては、はじめに対向車の存在位置を精密に計測する。車両位置の計測は、例えば、道路上に設置された監視カメラや、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムとリンクした路車間通信装置を用いる。路車間通信装置は、カーナビゲーションシステムのＧＰＳで計測した自車位置の位置情報を道路照明制御装置に直接または他の装置を介して送信する。そして、道路照明装置１０は、対向車の存在位置のみを部分的に遮光あるいは減光するように制御される。

カメラで車両位置を計測する場合、それぞれの道路照明装置に対応してカメラを設置することで最も精度よくグレア抑制制御が可能となるが、一方でシステム全体のコストが増加する。そこで一つのカメラで複数の道路照明装置を制御することが望ましい。

例えば、図７（ａ）に示す状況の場合、道路照明装置１０ａ，１０ｂのうち、道路照明装置１０ａのみにカメラを設置する。道路照明装置１０ａに設置されたカメラが取得した情報は、道路照明制御装置などに内蔵された画像処理装置で近接車両３８の位置情報として演算される。そして、その位置情報に基づいて、道路照明装置１０ａ，１０ｂの配光が制御される。図７（ａ）では、道路照明装置１０ｂの照射範囲４２に含まれる対向車線上の近接車両３８にグレアを与えないように、道路照明装置１０ｂの配光を制御し、遮光領域４０を形成している。

また、図７（ｂ）に示す状況の場合、例えば、交差点４４の隅切り部４６に監視カメラを設置し、カメラで取得した情報に基づいて道路照明装置１０ａ，１０ｂの配光を制御する。一台のカメラから取得した情報で複数の道路照明装置１０ａ，１０を制御すればシステムのコストアップを抑止できる。また、図７（ｂ）では、道路照明装置１０ｂの照射範囲４８に含まれる対向車線上の近接車両５０ａ，５０ｂにグレアを与えないように、道路照明装置１０ｂの配光を制御し、遮光領域５２ａ，５２ｂを形成している。

また、図７（ｃ）に示す状況の場合、道路照明装置によりグレアを与えるおそれがある対向車を検出した場合、その車両位置に応じて道路照明装置の照射ビームの全部又は一部の照射方向を変化させる。具体的には、道路照明装置１０ｃは、道路照明装置１０ｃの照射範囲５４に対向車５６が存在することを検出した場合、対向車５６にグレアを与えないように灯具ユニット全体を駆動して照射範囲５４を移動させる。また、道路照明装置１０ｄは、道路照明装置１０ｄの照射範囲５８ａ，５８ｂのうちに対向車線を照射する照射範囲５８ｂに対向車６０が存在することを検出した場合、対向車６０にグレアを与えないように灯具ユニットのうち照射範囲５８ｂを照射する一部の光源を駆動して照射範囲５８ｂを移動させる。

なお、これらの例では、おおよその車両位置が計測されていることが望ましい。おおよその車両位置は、高速道路などで用いられている電波ビーコン（ＥＴＣ：Electronic Toll Collection System）や国道等に設置されている光ビーコンから送出された情報に基づいて算出される。具体的には、電波ビーコンや光ビーコンで計測された車両通過時刻から経過した時間に基づいておおよその現在位置を算出し、上記の制御が実施される。

（交通状況と歩行者の乱横断行動）
乱横断が発生しやすい交通状況には大きく分けて２つのタイプがある。第１のタイプは渋滞時である。渋滞時の低速ノロノロ運転では車両間を縫って歩く乱横断者が発生しやすい。渋滞の検知は監視カメラで路上に存在する車両の平均車速と路上に存在する車両台数を検知することにより可能である。これは監視カメラの時系列画像を処理することにより容易に判定できる。このような渋滞時では道路全体を照明することが望まれる。

第２のタイプは、走行車両が存在していないか存在していても交通量が比較的少ない場合である。２車線道路におけるこのような状況下における乱横断行動の説明を図８を用いて説明する。図８は、２車線道路における乱横断発生のメカニズムを説明するための模式図である。第２のタイプにおける歩行者の乱横断発生の判定について大まかに二つのケースで考える。

第１のケースは、歩行者６２が車両の近接状況から対岸の歩道まで渡河できると判断してから横断し始めるケースである。第２のケースは、歩行者６２が対岸の歩道までの渡河は無理と判断し、途中のセンターラインまで渡河しようとするケースである。第２のケースは歩行者が何らかの事情で横断を急いでいる場合である。

第１のケースは、車両の近接状況により更に３つのケースに分けられる。第１−１のケースは、歩行者待機側の車線６４のみに走行車両が存在するケースである。第１−１のケースでは歩行者６２の前を近接車両６８が通過した直後で考えると、次の走行車両６６が近接するまでに対岸の歩道まで安全に渡河できるかが問題となる。即ち近接車両６８または次の走行車両６６の走行速度をＶ、通過する近接車両６８と次の走行車両６６との車間距離をＡとすれば、横断歩行者は衝突（想定）時間（ＴＴＣ：Time to Collision）Ａ／Ｖと対面歩道までの渡河時間Ｔを比較判定し行動を起こす。

第１−２のケースは、対面側の車線７０と歩行者待機側の車線６４のいずれにも走行車両が存在するケースである。第１−２のケースでは対面側の車線７０と歩行者待機側の車線６４の次の走行車両６６，７２間の衝突想定時間と渡河時間Ｔを比較し行動を起こす。走行車両６６，７２の車速が同一と仮定すれば、衝突想定時間は（Ａ＋Ｂ）／（２Ｖ）となる。

第１−３のケースは、対面側の車線７０のみに車両７２が存在するケースである。第１−３のケースでは対面側車線の車両７２との衝突想定時間（Ｂ／Ｖ）と渡河時間Ｔとを比較し行動を起こす。

一方、第２のケースは、両近接車両のうち、歩行者待機側の車線の近接車両が十分に離れており、歩行者がセンターラインに到達するまでに対面側の車線の車両の通過が期待されるケースである。

（乱横断決定タイミング）
ここでは、前述の個別のケースにおける歩行者の道路横断決定タイミングを検討する。安全に所定位置まで横断するためには下記の一般式（１）が成立している必要がある。
Ｗ＋Ｊ＞＞Ｔ・・・式（１）
ここでＷは所定位置（対岸歩道若しくはセンターライン）までの渡河に要する時間、Ｊは認知判断し歩き出すまでに要する認知反応時間、Ｔは歩行者と対象となる車両との衝突想定時間である。Ｔより歩行者が車両とどの程度の距離関係で横断判定を下すか求めることができる。

２車線道路における各ケースの衝突想定時間と横断判定距離の関係を表１に、４車線道路における各ケースの衝突想定時間と横断判定距離の関係同関係を表２に示す。

なお、道路は１車線幅RW＝３．５ｍの２車線道路、路上車両は同一速度ＶＣ＝１０ｍ／ｓ（３６キロメートル／ｈ）で走行、歩行者は歩行速度ＶＰ＝１ｍ／ｓで歩行、歩行者が左右を確認し、歩みだすまでの認知反応時間はＪ＝２秒とする。その結果、２車線道路では衝突想定時間１０秒程度以上で乱横断発生の可能性が高くなる。一方、衝突想定時間５秒程度以下では、歩行者が明らかに危険と認識するため、乱横断は発生しないと想定される。一方、４車線道路では衝突想定時間１５秒程度以上で乱横断発生の可能性が高くなる。一方、衝突想定時間１０秒程度以下では、歩行者が明らかに危険と認識するため、乱横断は発生しないと想定される。

（乱横断発生の判定基準）
表１と表２には、各ケースの衝突想定時間における横断判定距離を示しているが、横断判定距離で乱横断判定基準を設定すると、車速によって横断判定距離が変化するので実用的ではない。そこで、衝突想定時間で乱横断発生を判定することが実用的と考えられる。そこで、上述の考察より、判定基準は衝突想定時間と車線数、そして交通量と車速を基準に設定する。ここで交通量と車速を考慮するのは、渋滞時にも乱横断が発生するからである。交通量は信号状態でも車線により変化するので、交通量を考慮することが望ましい。

（衝突想定時間の算出）
交通量や平均車速は監視カメラで計測することが好ましい。また、平均車速であればカーナビゲーションシステムで利用されている個別車両情報を集計することにより求められる。以下では、交通量や平均車速が算出されているとの前提で、衝突想定時間を算出する方法を説明する。

上り車線の交通量ＭＵＰ［台／ｈ］、下り車線の交通量ＭＤＮ［台／ｈ］、上り車線の平均車速ＶＵＰ［ｋｍ／ｈ］、下り車線の平均車速ＶＤＮ［ｋｍ／ｈ］が測定できていれば、衝突想定時間（車間時間）ＡＴは下記式（２）、式（３）で求まる。
所定車線の平均車間距離ＡＤ［ｍ］＝１０００×（Ｖ／Ｍ）・・・式（２）
所定車線の平均車間時間ＡＴ［ｓ］＝ＡＤ／（Ｖ／３．６）＝３６００／Ｍ・・・式（３）

式（３）より、上下車線の平均車頭時間、即ち平均衝突想定時間は、
ＡＴＵＰ＝３６００／ＭＵＰ
ＡＴＤＮ＝３６００／ＭＤＮ
となる。

また、上下車線間の平均衝突想定時間ＡＤＢＯＴＨは、下記のＡＴＵＰとＡＴＤＮの和で求められる。
ＡＴＵＰ＝３６００／（ＭＵＰ＋ＭＤＮ）
ＡＴＤＮ＝３６００／（ＭＵＰ＋ＭＤＮ）
ＡＤＢＯＴＨ＝ＡＴＵＰ＋ＡＴＤＮ＝２×３６００／（ＭＵＰ＋ＭＤＮ）
ここで、ＡＤＢＯＴＨは、上下車線の交通量が同じであれば式（３）と同じになる。このように監視カメラなどで各車線の平均交通量と平均車速が求まれば衝突想定時間を求めることができる。

なお、交通量は、複数車線で個別に算出できる場合はそれぞれの車線において算出してもよい。また、交通量が複数車線の上り、下り車線でまとまって算出される場合は、算出した結果をその車線数で割ることで求めてもよい。また、車線数や１車線の道幅は、例えば、ＧＰＳ対応道路地図データから入手したり、直接対応する装置に入力したりしてもよい。

（交通状況監視装置）
以下に、道路照明装置が設置されている場所の周辺の交通状況と相関のある情報を取得できる各種交通状況監視装置について説明する。

道路における交通状況を監視する装置として、通行車両の台数や車種、平均速度を自動計測・蓄積する装置がある。具体的には、検出方法はループコイル式や超音波式によって車両を検出する方法がある。

また、近年ではカメラ方式の採用が進んでいる。例えば、道路沿いに設置されたカメラで撮影した映像を画像処理技術によって自動監視し、交通危険事象（渋滞・障害物等）の検知・交通状況の計測を行うシステムが考案されている。また、検知・計測した結果に基づいて情報表示板によるドライバへの危険警告や、道路管理への通知を行ってもよい。これにより、二次事故の防止や、パトロールカーの派遣等の対応を速やかに行うことができ、道路環境の安全・安心の向上に貢献する。

また、映像方式での課題を解決するため、検知エリアを通過する車両の複数の情報から車両の形状を推測し、車種分類を行うシステムも考案されている。このシステムは、検知した車両の移動速度を検出し、渋滞検知等の交通事象を検知することが可能である。また、自動車ナンバー自動読取装置や自動速度違反取締装置を交通状況監視装置として用いてもよい。

（交通状況監視装置による交通量および平均車速の測定方法）
図９（ａ）は、交通状況監視装置の設置例を示す図、図９（ｂ）は、道路における車速と交通量の計測に用いられる画像の一例を示す図である。

図９（ａ）に示す交通状況監視装置８０は、道路８２の直上から道路を含む周辺を監視するために、門柱型の取付け架体８４に取り付けられている。交通状況監視装置８０は、上下線それぞれに対応するように車両進行方向と反対側に向けてカメラ８６ａ，８６ｂと関連機器（例えばストロボ８８）等を備えている。画像処理装置は別の場所に設置してもよい。また、交通状況監視装置８０は門柱型以外に路側帯に設置したポールに取り付けてもよい。

交通状況監視装置８０が備える画像処理装置は、カメラ８６ａ，８６ｂから得られる連続画像データから道路以外の移動物体を除き、その撮像範囲内における道路構造や形状の特徴を決定する区画線や中央帯、路肩、歩道などの空間位置座標を自律測定するとともに、それらの道路形状データや消失点Ｐ１（図９（ｂ）参照）を装置内に記憶する。また、監視時の計測範囲を設定し、初期設定を終了する。

そして、画像処理と走行車両の検知を行う。具体的には、計測範囲内の画像を画像処理することにより得られた路上物体候補と道路監視装置内に記憶された道路形状データとを比較し路上物体を決定する。次に時系列画像データからそれらの路上物体のＯＦ（オプティカルフロー）を求め、ＯＦ＞０であればその路上物体が走行中の車両と判定しタグ付けするとともにその位置を求める。

次に車両台数を計測する。具体的には、図９（ｂ）に示す測定範囲９０に新たに現れる車両にタグ付けする。タグ付けされた車両が測定範囲９０から消えた時点で積算カウントする。次に車速を計測する。具体的には、所定時間のＯＦより走行車両の車速は求まる。そして、交通量と平均車速を計測する。具体的には、タグ付け車両を所定時間内計測し、走行台数（交通量）と平均車速を求める。

なお、上下線の計測は、上下線で測定範囲を設定し、計測すればよい。上下線でＯＦベクトルの向きが逆となる。また、夜間の計測は、ヘッドライトやリアライトなどの発光体を検知し、計測すればよい。

（道路照明制御方法）
交通量（交通密度）に応じて道路照明装置を制御するシステムにおいて、照明モードと各照明モードの特性の相違について表３に示す。

まず、道路とその周辺を４つの照明範囲に分類する。そして、交通密度に対応した４種類の照明モードを設定し、必要範囲を照明することで、省エネと、交通事故防止や保安の向上との両立を図る。これら複数の照明モードの切替えは、例えば、交通量と平均車速とに基づいて行われる。平均車速は、特に閑散モード、混雑モード、渋滞モードの切替えに関わる。また、表３の適用欄の◎○△×は照明光量を表す。

図１０（ａ）は、閑散モードの配光を模式的に示した図、図１０（ｂ）は、混雑モードの配光を模式的に示した図、図１０（ｃ）は、渋滞モードの配光を模式的に示した図である。以下では、通常の道路照明と同じ機能で一番重要な乱横断が発生する閑散モード（前述の第２のケースに相当）を基本としてその他のモードを追加した照明制御方法の一例を示す。図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す道路照明装置は、対称配光の道路照明装置を灯具ユニットごとスイブルすることにより閑散モードと混雑モードを切り替える一例である。

図１０（ａ）に示す閑散モードでは、交通量が少なく、乱横断する歩行者や落下物が路上に存在している可能性がある。そのため、従来通り道路９４を中心に照明する。一方、図１０（ｂ）に示す混雑モードでは、車両が連続的に通過しているため、路上に落下物は存在しない。そこで、路肩や歩道９６付近に照明を向け、歩道９６や路肩からの急な歩行者の飛び出しを確認できるようにする。

また、図１０（ｃ）に示す渋滞モードでは、道路照明装置９２の配光を道路９４や歩道９６を含む全体的に拡散することができれば渋滞時に必要な照明とすることも可能となる。渋滞中の乱横断歩行者の発見に必要な光量は、車両が低速走行または停車中であるため、６０ｋｍ／ｈ等の通常速度での走行時に必要な光量より少なくてよい。

また、信号現示状態により道路９４の交通量は異なる。信号機が赤から青に、青から赤に変わればその進行方向の交通量は変化直後で増減する。また信号機が赤でも右左折車両の流入により変化する。監視カメラで交通信号機の信号現示状態を測定し、時間帯等を加味した交通量モデルでその交通量を推測してもよい。また信号現示状態を監視カメラで判定してもよい。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す道路照明装置については対称配光の例で説明したが、図３に示す非対称配光の道路照明装置によって、４つの照明モードの全てあるいは一部のモードを実施してもよい。

（道路照明制御システム）
図１１は、本実施の形態に係る道路照明制御システムの概略構成を示すブロック図である。道路照明制御システム１２０は、道路照明装置としてのポール照明装置１２２と、複数のポール照明装置１２２の制御を行う道路照明制御ＥＣＵ１２４と、交通状況監視装置１２５とを備える。

交通状況監視装置１２５は、画像処理ＥＣＵ１２６と、道路を含む周辺を撮像する監視カメラ１２８とから構成される。交通状況監視装置１２５は、例えば、主要交差点や交通量測定ポイントに設置されている。交通状況監視装置１２５は、設置後、監視カメラ１２８等を用いて道路構造を自律測定し、道路形状データを装置内に記憶する。装置の供用開始後は、画像処理＆制御ＣＰＵ１３０は、監視カメラ１２８で取得した画像情報に基づいて、道路の上下各車線の走行車両を検出するとともにその車速を算出し、単位時間当たりの交通量（交通密度）と平均車速を算出し、指定区間内に存在する各道路照明制御ＥＣＵ１２４にデータを提供する。

監視カメラ１２８による撮像範囲内に信号機がある場合、画像情報に基づいて信号状態を検出したり、信号変化のタイミングであれば計測サイクルタイムを速めたりしてもよい。また、画像処理＆制御ＣＰＵ１３０は、監視カメラ１２８による画像を解析し、路面の湿潤、乾燥、冠水、冠雪状態を判定し、その結果を含むデータを通信モジュール（通信ＭＤ）１３２を介して所定のシステムサーバーにＩＮＥＴ経由でアップロードする。なお、画像処理ＥＣＵ１２６は、電源モジュール（電源ＭＤ）１３４を有する。

また、交通状況監視装置１２５は、以下の各サーバーと接続されていてもよい。気象データ提供サーバーは、所定地域の外気温、風量、雨量、気圧など気象基礎データを提供する。道路交通情報提供サーバーは、電波ビーコンや光ビーコン、あるいは監視カメラで主要交差点や交通量測定ポイントにおいて測定された各道路の上下線の交通密度、それらの信号状態との関連などを提供する。必要であれば、交通量モデルを活用し、交通量（交通密度）を算出する。また監視カメラ画像を解析し、路面の湿潤、乾燥、冠水、冠雪状態を判定し提供する。交通管理システムサーバーは、信号交差点設置道路の各方向道路の信号状態（赤、青、黄色）と経過時間などを提供する。道路監視データ提供サーバーは、道路を走行する車両を監視カメラで検出したり、自動速度違反取締装置で車速を計測したりした情報や、平均車速などを提供する。また、道路地図データサーバーは、ノード位置の道路における車線数、道幅、そしてノードの位置情報などが提供される。

道路照明制御ＥＣＵ１２４は、制御ＣＰＵ１３６と、通信モジュール１３８と、電源モジュール１４０とを有する。制御ＣＰＵ１３６は、交通状況監視装置１２５から通信モジュール１３２，１３８を介して提供される路面状況、交通量、平均車速、衝突想定時間等の情報に基づいて、各ポール照明装置１２２によって照らされる道路交通環境に最適な照明モードや配光を決定する。そして、道路照明制御ＥＣＵ１２４は、決定された照明モードや配光の情報を通信モジュール１３８を介して各ポール照明装置１２２に伝達する。

ポール照明装置１２２は、通信モジュール（通信ＭＤ）１４２と、制御ＣＰＵ１４４と、電源モジュール（電源ＭＤ）１４６と、ＬＥＤドライバモジュール（ＬＤＭ）１４８と、駆動装置１５０と、ＨＩＤ（High Intensity Discharge lamp）バラスト１５２と、ランプ１５４，１５６，１５８，１６０とを有する。

通信モジュール１４２は、道路照明制御ＥＣＵ１２４から送信されたデータを受信する。ＬＥＤドライバモジュール（ＬＤＭ）１４８は、ＬＥＤからなる３つのランプ１５４，１５６，１５８の点灯を制御する。３つのランプ１５４，１５６，１５８は、それぞれ配光特性を異ならせてもよい。ランプ１６０は、例えば、光源としてメタルハライドランプを採用したプロジェクターランプであり、ランプの内部には可動ＭＥＭＳミラーが組み込まれている。そして、駆動装置１５０は、ドライバを介してＭＥＭＳミラーを駆動し、ＨＩＤバラスト１５２は、メタルハライドランプの点灯制御を行う。制御ＣＰＵ１４４は、通信モジュール１４２を介して道路照明制御ＥＣＵ１２４から受信した照明モードや配光の情報に基づいて、ランプ１５４，１５６，１５８，１６０の点消灯や光量、駆動装置１５０によるランプ１６０の照射方向などを制御する。

このように、ポール照明装置１２２は、ポール照明装置１２２が設置されている場所の周辺の交通状況と相関のある情報に基づいて判定される歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かの情報を取得する通信モジュール１４２と、通信モジュール１４２で取得した情報に基づいて灯具ユニット１６２の配光を制御する配光制御部（制御ＣＰＵ１４４）と、を更に備えている。配光制御部は、灯具ユニット１６２の点灯状態または照射方向を制御する。これにより、乱横断が発生しそうな状況において、道路を乱横断する歩行者をドライバが認識しやすくなる。

（灯具ユニット）
次に、ランプ１５４，１５６，１５８，１６０を有する灯具ユニット１６２について更に詳述する。図１２（ａ）は、灯具ユニット１６２の概略構成を示す模式図、図１２（ｂ）は、プロジェクターランプ１６０の概略構成を示す模式図である。

灯具ユニット１６２は、図１２（ａ）に示すように、上部中央には集光配光を形成する放物面鏡１６４を有するランプ１５６が配置されており、上部左側には中拡散配光を形成する放物柱鏡１６６を有するランプ１５４が配置されており、上部右側には高拡散配光を形成する双曲柱鏡１６８を有するランプ１５８が配置されている。

また、下部には高輝度メタルハライドランプを光源に採用したプロジェクターランプ１６０が設置されている。ランプ１６０の内部には、図１２（ｂ）に示すように、可動ＭＥＭＳミラー１７０が組み込まれており、前方車両の存否に応じてＭＥＭＳミラー１７０の一部の反射位置を変更することで照射ビームを減光あるいは遮光できるようにしている。そして、ＭＥＭＳミラー１７０には回転駆動装置１７２が設けられており、これを駆動制御することにより配光を水平方向にスイブル可能としている。なお、ランプ１６０は、投影レンズ１７４を有している。

そして、このスイブル制御は、交通密度が所定条件以上の場合に歩道側を照射するために、または、天候が降雨や降雪、霧が発生している場合に歩道側を照射するために、または、路面が冠水や湿潤している場合に歩道側を照射するために、または、路面が乾燥や冠雪している場合に歩道を照射するために、実行される。

（道路照明装置システムの制御フロー）
図１３は、次に、本実施の形態に係る道路照明装置システムの制御方法を示すフローチャートである。

はじめに、路面状況判定処理が行われる（Ｓ１０）。この処理は、路面監視カメラから得られた区画線の輝度コントラストと路面に写り込む道路照明の鏡面反射像（光芒）より路面状況を判定する。そして、判定結果の情報をＩＮＥＴにアップロードする。

次に、路面状況配光設定処理が行われる（Ｓ１２）。これは、例えば、湿潤・冠水状態の時はグレア防止の観点から対向車線側に向かうビームの量を抑制するように配光を設定する。また、雨天時には道路照明光は路面で鏡面反射し、対向車にグレアを与えやすい。そこで、図７（ｃ）に示すように、ビームを路肩側に向け、極力対向車線側に向かわないようにビームを制御してもよい。このように、雨天時には自車線のみを照明するようにすることで、対向車へ与えるグレアを従来より抑制できる。

次に、交通状況判定処理が行われる（Ｓ１４）。この処理では、交通状況監視装置１２５から得られる道路交通情報（交通量、平均車速、信号状態など）や道路構造情報（車線数、道幅、中央分離帯や歩道の有無）、算出された衝突想定時間等に基づいて乱横断発生の判定が行われる。

次に、乱横断発生の判定結果に基づいて道路照明装置による照明モードの設定処理が行われる（Ｓ１６）。照明モードは、例えば表３に示すように、歩行者の保安と省エネルギーとの両立を目的とした保安モード、閑散モード、混雑モード、渋滞モード等から選択される。ポール照明装置１２２は、選択された照明モードに基づいて各ランプの配光を制御する。

次に、ポール照明装置１２２が選択された照明モードを実行する際に、走行中の車両等に対してグレアを防止するための配光制御が行われる（Ｓ１８）。具体的には、ポールに取り付けられた監視カメラ１２８が撮影した映像から走行中の車両位置を検出し、その車両位置をポール照明装置１２２における配光の座標位置に変更する。車両位置は監視カメラ１２８の設置されていない他のポール照明装置１２２にも伝達する。他のポール照明装置１２２は、車両位置をその装置における空間座標に変換する。各照明装置は、その車両位置に対応したビームをマスキングするか対向車線側のビームを自車線側に向けるように灯具ユニットを制御する。カメラの設置されていない照明装置は、間接的に取得した情報に基づいて算出される車両位置の精度が低下する可能性があるため、それを考慮してマスキング（部分遮光）範囲を拡大させてもよい。

なお、ステップＳ１０〜ステップＳ１８までの処理は、気象情報更新に合わせて繰り返される。また、ステップＳ１４〜ステップＳ１８までの処理は、信号機のサイクルをベースに繰り返されてもよい。

次に、交通状況判定処理および照射モード設定処理における各装置の動作について説明する。上述のように、図１１に示す道路照明制御ＥＣＵ１２４は、道路および歩道を照らすことができるポール照明装置１２２の配光を制御する制御手段（制御ＣＰＵ１３６）と、ポール照明装置１２２が設置されている場所の周辺の交通状況と相関のある情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定する判定手段（制御ＣＰＵ１３６）と、を備える。制御手段は、乱横断が発生しそうな状況と判定された場合、乱横断する歩行者の視認性が増すようにポール照明装置１２２の配光を制御する。これにより、乱横断が発生しそうな状況において、道路を乱横断する歩行者をドライバが認識しやすくなる。

制御ＣＰＵ１３６は、ポール照明装置１２２が設置されている場所の道路における車両の交通量と相関のある情報（例えば、交通量、平均車速、信号状態）を取得し、交通量が所定の閑散交通量閾値より多い場合には歩行者の乱横断が発生しそうな状況であると判定してもよい。

制御ＣＰＵ１３６は、交通量が所定の閑散交通量閾値Ｍ１より多い場合、ポール照明装置１２２が設置されている側の車線を主として照射するようにポール照明装置１２２の配光を制御する（図１０（ａ）参照）。これにより、ポール照明装置１２２が設置されている側の車線を乱横断する歩行者をポール照明装置１２２によって発見しやすくなる。

制御ＣＰＵ１３６は、交通量が所定の閑散交通量閾値Ｍ１より多く、該所定の閑散交通量閾値より大きな所定の混雑交通量閾値Ｍ２（Ｍ２＞Ｍ１）以下の場合、ポール照明装置１２２が設置されている側の車線を主として照射するようにポール照明装置１２２の配光を制御し、交通量が所定の混雑交通量閾値より多い場合、道路照明装置が設置されている側の歩道近傍を主として照射するようにポール照明装置１２２の配光を制御する（図１０（ｂ）参照）。交通量が所定の混雑交通量閾値Ｍ２より多い場合、道路を断続的に車両が走行しているため、道路上に落下物や物体が存在する確率は低い。そこで、ポール照明装置１２２が歩道や路肩付近を中心に照らすことで、乱横断を開始する歩行者が歩道や路肩から飛び出した場合に確認しやすくなる。

制御ＣＰＵ１３６は、ポール照明装置１２２が設置されている場所の道路における車両の平均車速と相関のある情報を更に取得し、平均車速が所定の渋滞速度閾値Ｖ１より速く、交通量が所定の渋滞交通量閾値Ｍ３（Ｍ３＞Ｍ２）より多い場合、ポール照明装置１２２が設置されている側の車線から対向車線の少なくとも一部までを含む広い範囲を拡散光で照射するようにポール照明装置１２２の配光を制御する（図１０（ｃ）参照）。交通量が所定の渋滞交通量閾値Ｍ３より多い場合、道路上の車両は低速走行または停車中である。このような場合、乱横断する歩行者の発見に必要な照明の光量は通常よりも少なくてよいため、ポール照明装置１２２による照射領域の光量を通常よりも少なくするともに、拡散光により通常よりも照射領域を広げることで、乱横断する歩行者を発見しやすくできる。

制御ＣＰＵ１３６は、交通量が所定の閑散交通量閾値Ｍ１より少ない場合、ポール照明装置１２２を減光または消灯するように制御する（表３に示す保安モード）。これにより、車両がほとんど走行していないような状況では余り乱横断の発生を考慮する必要がないため、ポール照明装置１２２を減光または消灯することで、歩行者の保安を考慮しつつエネルギーの消費を抑制できる。

制御ＣＰＵ１３６は、ポール照明装置１２２が設置されている場所の周辺の信号機の信号現示状態の情報を交通状況と相関のある情報として取得し、信号現示状態の情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定してもよい。ポール照明装置１２２が設置されている場所の周辺の信号機の信号現示状態によって、信号機の前後の道路上を走行する車両の速度や交通量が変化しうるため、簡易に交通状況を推定できる。信号現示状態とは、例えば、赤信号が点灯している状態、青信号が点灯している状態、赤信号が点滅している状態、黄色信号が点滅している状態等、信号機によって実現しうる様々な点灯、点滅状態を含む。

制御ＣＰＵ１３６は、交通状況と相関のある情報としてカメラが撮像した画像情報に含まれる道路および歩道を照らす第１のポール照明装置１２２の配光を制御するとともに、画像情報に含まれない道路および歩道を照らす第２のポール照明装置１２２の配光を制御してもよい。例えば、道路に沿って複数のポール照明装置１２２が間隔をおいて設置されている場合、各ポール照明装置１２２の照射範囲で交通状況に余り差は生じないことが多い。そこで、一つの監視カメラ１２８が撮像した画像情報に基づいて複数のポール照明装置１２２の配光を制御することで、ポール照明装置１２２毎にカメラを設ける必要がなくなる。

（道路照明装置の配光）
図１４は、本実施の形態に係る道路照明装置における、車両進行方向を含む鉛直断面の配光を示す図である。前述のように、従来の道路照明装置の車両進行方向を含む鉛直断面における配光は、図１４に示すように、蝶ネクタイのような照射範囲１０２を有する対称配光である。これに対して、本実施の形態に係る道路照明装置１０の車両進行方向を含む鉛直断面における配光は、車両進行方向に向かって延びている非対称配光である。

そして、従来の道路照明装置の照射光度最大位置αは、水平方向に対して３０〜６０度の広い範囲に広がっている。このような１灯照明のみの場合の最大路面輝度部は８×ｔａｎ（９０°−６０°）≒５ｍとなり、車両１８のヘッドライトの最大路面輝度となる位置より手前になってしまう。一方、本実施の形態に係る道路照明装置１０の照射光度最大位置α’は、水平方向に対して１０〜３０度の範囲である。このような道路照明装置１０の最大路面輝度部は８×ｔａｎ（９０−３０°)≒１４ｍとなり、車両１８のヘッドライトロービームの最大路面輝度となる位置（ほぼ前方１０ｍ）より遠方となる。このような配光の道路照明装置１０により、ヘッドライトとの融合時における照明の連続性（均一性）を向上させることができる。

図１５は、本実施の形態に係る道路照明装置の上端（地上８ｍ）に設けられた監視カメラの位置から車両進行方向に見た場合の路面輝度分布図である。従来の道路照明装置の配光では、照射範囲１７６の路面輝度は０．５ｃｄ／ｍ２以上であり、照射範囲１７８の路面輝度は１．０ｃｄ／ｍ２以上である。一方、本実施の形態に係る道路照明装置１０の配光では、照射範囲１８０の路面輝度は０．３ｃｄ／ｍ２以上であり、照射範囲１８２の路面輝度は０．５ｃｄ／ｍ２以上である。

このような配光の特徴・効果を記すと主に下記の３点となる。
（１）本実施の形態に係る道路照明装置は、従来の照明装置より遠方を明るく照明していることが分かる。具体的には、本実施の形態に係る道路照明装置の灯具ユニットは、道路照明装置が設置される場所から走路進行方向２０ｍ先の路面（例えば、図１５に示す照射範囲１８２）の輝度が０．５ｃｄ／ｍ２以上となるように構成されている。これにより、走路進行方向の道路を遠方まで明るく照射できる。また、このように道路照明装置を構成することで、ヘッドライトによる道路照射も行われている道路環境における照明の連続性（均一性）が向上し、走行の安全性・快適性の向上を図ることができる。
（２）対面歩道側に光軸を向けた従来の道路照明装置では自車線進行方向前方の歩行者の背景に光を向けることはできなかったが、本実施の形態に係る道路照明装置ではそれが可能となる。これにより、建築物の側壁が明るくなり、道路空間全体の明るさが向上するとともに道路形状が確認しやすくなり、走行の安全性・快適性の向上が図られる。
（３）図１５に示すように、道路照明装置１０の配光はほぼ台形形状となっている。また水平線より１０°下向き近傍にヘッドライトロービームと同様のカットオフ１８４が形成されている。このカットオフ１８４により先行車や対向車へのグレアが防止される。

このように、灯具ユニット１６２は、走路進行方向への道路形状に沿った台形配光を実現するように構成されている。これにより、道路を走路進行方向に向かって均一に照射することができる。このような配光を実現する図１２に示す灯具ユニット１６２を参照して、各部の構成およびその変形例について更に詳述する。

図１６は、図１５に示した本実施の形態に係る道路照明装置によって照射された路面の輝度分布を模式的に示した図である。図１６に示す路面輝度分布は、灯具ユニットの位置から見てほぼ台形であるとともに、水平線（Ｈ−Ｈ線）より下方１０°近傍にヘッドライトのロービームと同様のカットオフラインが形成されている。このような台形の輝度分布を創出する道路照明装置の配光パターンも同様に台形となる。具体的には、路面輝度係数を勘案してランプの光度分布（配光）を決定すればよい。

次に、図１６に示す配光パターンＡ，Ｂ，Ｃを形成する光学系について説明する。図１７（ａ）、図１７（ｂ）は、配光パターンＡを形成する集光ビーム光学系の断面模式図、図１７（ｃ）は、配光パターンＢ，Ｃを形成する拡散ビーム光学系の断面模式図である。

図１７（ａ）に示す集光ビーム光学系１８８は、放物面を有する反射鏡１９０と、放物面の焦点Ｆよりも反射鏡１９０に近い位置に配置されたＬＥＤ光源１９２と、ＬＥＤ光源１９２を搭載するヒートシンク１９３と、グレア防止のためにＬＥＤ光源１９２からの直射光の一部を遮る遮光板１９１とを有する。また、図１７（ｂ）に示す集光ビーム光学系１９４は多重焦点放物面を有する反射鏡１９６と、多重焦点Ｆ１、Ｆ２よりも反射鏡１９６から離れた位置に配置されたＬＥＤ光源１９８と、ＬＥＤ光源１９８を搭載するヒートシンク２００と、グレア防止のためにＬＥＤからの直射光の一部を遮る遮光板２０２とを有する。光学系１８８や光学系１９４は、例えば、ランプ１５６に用いられる。

一方、図１７（ｃ）に示す拡散ビーム光学系２０４は、放物柱面または双曲柱面を有する反射鏡２０６と、放物柱面または双曲柱面の焦点Ｆよりも反射鏡２０６に近い位置に配置されたＬＥＤ光源２０８と、ＬＥＤ光源２０８を搭載するヒートシンク２１０と、グレアを防止するためにＬＥＤ光源２０８からの直射光の一部を遮る遮光板２１２とを有する。光学系２０４は、例えば、ランプ１５４やランプ１５８に用いられる。

なお、中拡散の配光パターンＢと低光度高拡散の配光パターンＣとは、焦点距離の異なる反射鏡を使い分けることで別々に実現できる。また、カットオフの段差は光軸の向きを調整することにより形成できる。更に高拡散を出すためにはＬＥＤを光軸とは直交する方向に複数配置すればよい。

図１８（ａ）は、カットオフラインが形成される光学系の断面模式図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す光学系の正面図である。図１８（ａ）、図１８（ｂ）に示す光学系２１４においては、反射鏡２１６の端面の形状をカットオフの形状に合わせている。この光学系の要素と図１７（ａ）〜図１７（ｃ）に記載の光学系の要素とを適宜組み合わせることで、所望の配光が得られる。

次に、グレアを防止する技術としてＭＥＭＳミラーを用いた光学系について説明する。前述のように対向車線側に照射するビームは、走行中の車両のドライバにとってグレアとなりうる。そのため、例えば、水平線より２０度下向きより上方の領域（灯具ユニットの設置高さが８ｍの場合、設置場所から約２０ｍ先より遠方の領域）のビームはグレアとなりうるため、監視カメラで車両の存在とその位置を確認し、車両を含む領域への照射ビームを減光することが望ましい。

図１９は、図１２（ｂ）に示すランプ１６０を構成する光学系の断面模式図である。図１９に示すランプ１６０は、ＭＥＭＳミラー１７０を採用したプロジェクター光学系である。そこで、光源２２０から出射し、反射鏡２２２で集光されてＭＥＭＳミラー１７０に入射した光のうち、対向車に向かう光に対応した位置のＭＥＭＳ素子を調光制御する。これにより、配光パターンのうち、対向車が位置する領域を減光または遮光できる。

図２０（ａ）は、マトリックスＬＥＤと照射領域との対応を示す模式図、図２０（ｂ）は、プロジェクター光学系の要部を側方から見た概略構成図である。図２０（ａ）に示すマトリックスＬＥＤからなる光源２２４では、例えば、対向車線に対応する領域２２６に存在する複数のＬＥＤチップ２２８のうち、対向車が存在する領域を照射可能な一部のＬＥＤチップを調光制御することができる。なお、図２０（ａ）に示すように、プロジェクター光学系では、投影像が上下左右反転されているので、それを加味して各ＬＥＤチップが調光制御される。

また、図２０（ｂ）に示す光源２２４では、複数のＬＥＤチップ２２８は、集光レンズ２３０の焦点Ｆよりも前方に配置されている。これは、光源がマトリックスＬＥＤの場合、チップ間に非発光部が存在するため、マトリックスＬＥＤを集光レンズ２３０の焦点に設置した場合、この非発光部が路面上でダークゾーンとなる。これを避けるために焦点よりレンズ側にデフォーカスした位置に光源を設置する。またマトリックスＬＥＤでは天候や交通量に応じて、歩道側などを照射するＬＥＤ発光輝度を調整してもよい。

図２１は、本実施の形態の変形例に係る光学系の一例を示す断面模式図である。道路照明装置はその設置場所が認識されることで道路形状を示す機能も求められる。本実施の形態に係る道路照明装置は、設置場所から走路進行方向の領域を主として照射するように主光軸が設定されている。そのため、道路照明装置に向かう近接車両から見た道路形状の視認性に改善の余地がある。

そこで、図２１に示す光学系２３２は、光源２３４から出射した光の一部を主光軸とは反対側へ反射するサブリフレクタ２３６が設けられている。サブリフレクタ２３６の反射面２３６ａで反射された光は、反射面２３６ａと対向する位置に配置されている拡散板２３８に入射し広範囲に拡散される。拡散板２３８は、道路照明装置に向かって走行する車両から視認できるように走路進行方向と反対側に向かって光を照射する後方視認部として機能する。このような光学系２３２を灯具ユニットに組み込むことで、道路に沿って設置されている道路照明装置の位置を車両から認識できるため、走路進行方向への道路形状を把握しやすくなる。

以下、本実施の形態の種々の態様を列挙する。

道路照明制御装置は、道路交通環境に対応した配光を制御可能とした道路照明装置に対して、所定区間または特定箇所の道路照明装置の配光を上記の４つの照明モードの中の少なくとも２以上の照明モードの設定ができるように構成してもよい。

道路照明制御システム１２０は、道路上方の空間または路肩近傍に設置された道路監視カメラと、監視カメラから得られる画像データおよびそれらが連続した時系列画像データを画像処理する画像処理装置とから構成される交通状況監視装置１２５、交通状況監視装置１２５から得られる道路交通情報データを基に道路照明装置の配光を制御する道路照明制御ＥＣＵ１２４と、道路照明制御ＥＣＵ１２４からの制御命令により道路照明の配光を制御するポール照明装置１２２と、から構成されている。

また、交通状況監視装置１２５は、監視カメラ１２８から得られる画像データに基づいて、その監視範囲内における道路構造や形状の特徴を決定する区画線や車線数、中央帯、路肩、歩道などの有無と空間位置座標とを自律測定し取得するとともに、それらの道路形状データを装置内に記憶可能とした画像処理＆制御ＣＰＵ１３０を含む。画像処理ＥＣＵ１２６の道路監視範囲は、逆進方向車線の監視範囲(カメラに正対、通常計測)、順方向車線の監視範囲、交通信号機存在位置の監視範囲のいずれか一つを含む。

また、画像処理ＥＣＵ１２６は、交通量と平均車速を道路照明制御に必要なサイクルタイムで計測し、道路照明制御ＥＣＵ１２４に出力する。

また、道路照明制御ＥＣＵ１２４は、交通状況監視装置１２５から得られる交通量と平均車速等の道路交通情報データに基づいて、少なくともその監視装置設置区間の一つ以上のポール照明装置１２２を制御するとともに、交通量がほぼ同じと考えられる区間が存在する場合には複数の区間のポール照明装置１２２を制御可能としてもよい。

道路照明制御ＥＣＵ１２４は、交通量と平均車速より衝突想定時間を算出し、歩行者の乱横断が発生しそうな状況（閑散モード）かそうでない状況（その他のモード）かを判定し、判定結果に基づいてポール照明装置１２２の配光を制御する。

道路照明制御ＥＣＵ１２４は、交通量（交通密度）を計測し、その交通量と時間帯により道路の渋滞状況を判定し、保安モード、閑散モード、混雑モード、渋滞モードのいずれか二つ以上を設定し、それに応じて道路照明の点灯制御か配光制御する。

画像処理＆制御ＣＰＵ１３０において、信号の現示変化を検出した場合には道路照明制御用データ出力のサイクルタイムを速めてもよい。

道路照明制御ＥＣＵ１２４は、衝突想定時間が第１の想定時間と第２の想定時間の範囲内にある時に道路照明を閑散モードとし、第２の想定時間は第１の想定時間の約２倍とするとともに、それらの衝突想定時間は車線数により変更するようにしてもよい。

各照明モードは衝突想定時間と平均車速、交通量(交通密度)より決定し、平均車速が所定値以下で交通量が所定値以上の場合に渋滞モードとし、平均車速が所定値以上で衝突想定時間が第１の衝突想定時間以下の場合に混雑モードとし、平均車速が所定値以上で衝突想定時間が第１の衝突想定時間以上・第２の衝突想定時間以下の場合に閑散モードとし、交通密度が所定値以下の場合には保安モードとしてもよい。

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ 道路照明装置、 １２ｂ ポール、 １４ 照明範囲、 １６ 歩行者、 １８ 車両、 ２０ 歩行者、 ２２ 照明範囲、 １２０ 道路照明制御システム、 １２２ ポール照明装置、 １２４ 道路照明制御ＥＣＵ、 １２５ 交通状況監視装置、 １２６ 画像処理ＥＣＵ、 １２８ 監視カメラ、 １３０ 画像処理＆制御ＣＰＵ、 １３２ 通信モジュール、 １３６ 制御ＣＰＵ、 １３８ 通信モジュール、 １４０ 電源モジュール、 １４２ 通信モジュール、 １４４ 制御ＣＰＵ、 １５０ 駆動装置、 １５２ ＨＩＤバラスト、 １５４，１５６，１５８，１６０ ランプ、 １６２ 灯具ユニット、 １６４ 放物面鏡、 １６６ 放物柱鏡、 １６８ 双曲柱鏡、 １７０ ＭＥＭＳミラー、 １７２ 回転駆動装置、 １７４ 投影レンズ、 １８８ 集光ビーム光学系、 １９０ 反射鏡、 １９１ 遮光板、 １９２ ＬＥＤ光源、 １９４ 集光ビーム光学系、 １９６ 反射鏡、 １９８ ＬＥＤ光源、 ２０２ 遮光板、 ２０４ 拡散ビーム光学系、 ２０６ 反射鏡、 ２０８ ＬＥＤ光源、 ２１２ 遮光板、 ２１６ 反射鏡、 ２２０ 光源、 ２２２ 反射鏡、 ２２４ 光源、 ２２８ ＬＥＤチップ、 ２３０ 集光レンズ、 ２３４ 光源、 ２３６ サブリフレクタ、 ２３８ 拡散板。

本発明は、道路および歩道を照らすことができる道路照明に利用できる。

Claims (6)

1. 道路および歩道を照らすことができる道路照明装置の配光を制御する制御手段と、
   前記道路照明装置が設置されている場所の周辺の交通状況と相関のある情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定する判定手段と、を備え、
   前記判定手段は、前記道路照明装置が設置されている場所の道路における車両の交通量と相関のある情報を取得し、該交通量が所定の閑散交通量閾値より多い場合には歩行者の乱横断が発生しそうな状況であると判定し、
   前記制御手段は、
   乱横断が発生しそうな状況と判定された場合、乱横断する歩行者の視認性が増すように前記道路照明装置の配光を制御し、
   前記道路照明装置が設置されている場所の道路における車両の平均車速と相関のある情報を更に取得し、該平均車速が所定の渋滞速度閾値より速く、前記交通量が所定の渋滞交通量閾値より多い場合、前記道路照明装置が設置されている側の車線から対向車線の少なくとも一部までを含む広い範囲を拡散光で照射するように該道路照明装置の配光を制御することを特徴とする道路照明制御装置。
2. 前記制御手段は、前記交通量が前記所定の閑散交通量閾値より多い場合、前記道路照明装置が設置されている側の車線を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御することを特徴とする請求項１に記載の道路照明制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記交通量が前記所定の閑散交通量閾値より多く、該所定の閑散交通量閾値より大きな所定の混雑交通量閾値以下の場合、前記道路照明装置が設置されている側の車線を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御し、
   前記交通量が前記所定の混雑交通量閾値より多い場合、前記道路照明装置が設置されている側の歩道近傍を主として照射するように該道路照明装置の配光を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の道路照明制御装置。
4. 前記制御手段は、前記交通量が前記所定の閑散交通量閾値より少ない場合、前記道路照明装置を減光または消灯するように制御することを特徴とする請求項１に記載の道路照明制御装置。
5. 前記判定手段は、前記道路照明装置が設置されている場所の周辺の信号機の信号現示状態の情報を前記交通状況と相関のある情報として取得し、前記信号現示状態の情報に基づいて歩行者の乱横断が発生しそうな状況か否かを判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の道路照明制御装置。
6. 前記制御手段は、前記交通状況と相関のある情報としてカメラが撮像した画像情報に含まれる道路および歩道を照らす第１の道路照明装置の配光を制御するとともに、前記画像情報に含まれない道路および歩道を照らす第２の道路照明装置の配光を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の道路照明制御装置。

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