(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射したレーダ波についての照射先に存在する物体による反射波を受信することで、該物体の位置及び移動速度の情報を該物体についての検出情報として検出するレーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって該レーダ装置による検出の当初から静止状態にある該固定物についての位置情報である第一背景情報と、該レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物についての位置情報である第二背景情報とを記憶する背景情報記憶部、
第一の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と前記背景情報記憶部に記憶されている前記第一背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物を検知する第一検知部、及び
第二の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と前記背景情報記憶部に記憶されている前記第二背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する移動体を検知する第二検知部、
を備えることを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記背景情報記憶部に記憶されている前記第二背景情報を、前記第二検知部による検知の結果に基づき更新する更新部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記第二検知部は、
前記レーダ装置によって検出された前記検出情報から、位置情報が前記第二背景情報と一致していない物体についての検出情報を抽出する背景差分処理部、
前記背景差分処理部により抽出された検出情報を、物体毎に記憶する検出情報記憶部、
前記レーダ装置によって新たに検出されて前記背景差分処理部により抽出された検出情報を、前記検出情報記憶部に記憶されている前記検出情報の履歴から物体毎に予測する予測部、
前記レーダ装置によって新たに検出された検出情報の対象である物体を、該検出情報についての前記予測部による予測結果に基づいて特定することで、該物体の追跡を行う追跡部、及び
前記追跡部により追跡されている物体が移動体であるか否かを、前記検出情報記憶部に記憶されている該物体についての検出情報の履歴に基づいて判定する判定部、
を備え、
前記更新部は、前記レーダ装置によって前記検出情報が検出された物体のうちで前記判定部により移動体ではないと判定された物体の位置情報を、前記第二背景情報とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記検出情報記憶部に記憶されている検出情報の履歴において、前記レーダ装置が物体を最初に検出した際の移動速度が所定の速度閾値よりも小さい場合には、該履歴の対象である物体を移動体ではないとの判定を下すことを特徴とする請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
前記レーダ装置の検出範囲には、道路の車線が複数含まれており、
前記複数の車線のうちの少なくとも一部の車線の範囲に対し、前記第一検知部による前記一時的な固定物の検知と、前記第二検知部による前記移動体の検知との両者が行われ、
前記背景情報記憶部には、前記少なくとも一部の車線の範囲について、前記第一背景情報及び前記第二背景情報の両者が格納されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の監視装置。
【請求項６】
照射したレーダ波についての照射先に存在する物体による反射波を受信することで、該物体の位置及び移動速度の情報を該物体についての検出情報として検出するレーダ装置から該検出情報を取得し、
第一の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と、前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって前記レーダ装置による検出の当初から静止状態にある該固定物についての位置情報であって背景情報記憶部に記憶されている第一背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物を検知し、
第二の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と、前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物についての位置情報であって前記背景情報記憶部に記憶されている第二背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する移動体を検知する、
ことを特徴する監視方法。
【請求項７】
照射したレーダ波についての照射先に存在する物体による反射波を受信することで、該物体の位置及び移動速度の情報を該物体についての検出情報として検出するレーダ装置から該検出情報を取得し、
第一の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と、前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって前記レーダ装置による検出の当初から静止状態にある該固定物についての位置情報であって背景情報記憶部に記憶されている第一背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物を検知し、
第二の所定の信号の受信を契機として、前記レーダ装置によって検出された前記検出情報と、前記レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物についての位置情報であって前記背景情報記憶部に記憶されている第二背景情報とを用いて前記レーダ装置の検出範囲に存在する移動体を検知する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で議論される実施態様は、電波の反射を用いて物体の存在を検知する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カーブや上り坂などといった、見通しの悪い道路の先に停止している車列が存在することを検出して、その検出結果を後続の車両に通知する技術は、追突事故の防止の観点から有用である。このような技術のひとつとして、道路に設置したミリ波レーダを使用して、走行車両の追跡検出を行うという技術が知られている。この技術は、まず、第１回目の走査により得られた追跡データを用いて車両の位置・速度を予測する。そして、これにより得られたデータと、次の第２回目の走査により得られた位置・速度データとを、セグメンテーション処理、属性生成処理し、その結果をそれぞれ照合するというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この走行車両の追跡検出技術について更に説明する。
この走行車両の追跡検出技術は、まず、ミリ波センサから送られてきた測定データに対し、背景差分処理を施す。この処理は、測定データと背景データとの差分を求めて、追跡対象ではない、電柱やガードレールなどといった固定構造物等の背景物についての測定結果を削除して、移動体の測定データを残す処理である。この背景差分処理を行って背景物を後述の処理の対象外とすることで、移動体の追跡検出のための処理に、より多くの処理時間を割くことができ、あるいはその処理時間を短縮できるようになる。
【０００４】
なお、背景データの生成に関して、計測データに対してぼかしの処理を行い、得られたぼかしデータと以前の背景データとの重み付け平均を取ることによる背景データの更新によって背景データを生成するという技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、他の物体によって一時的に遮蔽された背景物の存在有無の検出結果に応じて、背景データの更新を制御するという技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
前述した走行車両の追跡検出技術は、背景差分処理に続いて、速度がほぼ同一である移動体をグループ化するセグメンテーション処理、及び、このグループの測定データから、当該グループの重心位置や速度等の属性を求める属性生成処理を行う。そして、得られた属性に基づいて、このグループについて次に取得される測定データの予測を行い、この予測結果と実際に得られた測定データとを照合することによって、このグループの追跡を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９９９８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７２９８０号公報
【特許文献３】特開２００１−４７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現在、道路交通管理分野において、道路状況の監視に対する要求はより複雑化している。例えば、路肩車線を含む複数の車線が設置されている道路において交通量の増加時にのみ路肩車線の通行を許可する路肩運用がある。また、複数の車線を有する相互通行の道路において、中央寄りの車線の通行を禁止し、その後にセンターラインの設定を変更して当該車線についてそれまでとは逆方向の通行を許可するリバーシブルレーン等の道路運用がある。更に、交通事故や故障車のために、道路の一部の車線だけに対して通行を禁止する場合もある。このような、用途が一時的に変更される車線に対しては、その時々の用途に応じた監視が求められる。
【０００８】
車両の通行を認めている車線に対する監視では、その監視対象は、移動体である車両である。但し、車両は、例えば信号機での指示や道路渋滞等によって、一時的に停止している場合があり、このような車両は監視対象に含める必要がある。一方、車両の通行を一時的に禁止している車線に対する監視では、停止中の車両、車両からの落下物、落石、大きなゴミなどといった車線上に存在する物体、すなわち、電柱やガードレール等の固定構造物以外の障害物が監視対象となる。
【０００９】
従来の道路監視装置を使用して道路の監視を行う場合、このように、車両と障害物という異なる監視対象に対しては、その監視対象に応じて適切な監視装置を別個に設置する必要がある。
【００１０】
上述した事情に鑑み、本明細書で後述する監視装置は、監視対象に応じて適切な監視を行えるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書で後述する監視装置のひとつに、背景情報記憶部と、第一検知部と、第二検知部とを備えるというものがある。ここで、背景情報記憶部は、レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であってレーダ装置による検出の当初から静止状態にある当該固定物についての位置情報である第一背景情報と、レーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物についての位置情報である第二背景情報とを記憶する。なお、レーダ装置は、照射したレーダ波についての照射先に存在する物体による反射波を受信することで、当該物体の位置及び移動速度の情報を当該物体についての検出情報として検出する装置である。第一検出部は、第一の所定の信号の受信を契機として、レーダ装置によって検出された検出情報と背景情報記憶部に記憶されている第一背景情報とを用いてレーダ装置の検出範囲に存在する固定物であって一時的に静止している一時的な固定物を検知する。そして、第二検出部は、第二の所定の信号の受信を契機として、レーダ装置によって検出された検出情報と背景情報記憶部に記憶されている第二背景情報とを用いてレーダ装置の検出範囲に存在する移動体を検知する。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書で後述する監視装置は、監視対象に応じて適切な監視を行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】監視装置の一実施例の構成を図解した機能ブロック図である。
【図２】回転走査型のレーダ装置の説明図である。
【図３】レーダ装置の検出範囲に道路の車線が複数含まれている場合の説明図である。
【図４】路肩運用の説明図である。
【図５】路肩運用が行われる道路に設置される監視装置の動作の遷移例を図解した図である。
【図６】監視装置のハードウェア構成の一例である。
【図７】監視処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【図８】レーダ装置から出力される検出情報のデータ例である。
【図９】障害物検知処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【図１０】背景差分処理の説明図である。
【図１１】背景差分処理後の計測データの一例である。
【図１２】履歴情報テーブルの一例である。
【図１３】障害物検知処理用背景データ更新処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【図１４Ａ】車両検知処理の処理内容を図解したフローチャート（その１）である。
【図１４Ｂ】車両検知処理の処理内容を図解したフローチャート（その２）である。
【図１５】追跡テーブルの構造を表した図である。
【図１６】構造物テーブルの構造を表した図である。
【図１７】車両検知処理用背景データ更新処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず図１について説明する。図１は、監視装置の一実施例の構成を図解した機能ブロック図である。
【００１５】
図１において、監視装置１０にはレーダ装置１が接続されている。レーダ装置１は、照射したレーダ波についての照射先に存在する物体による反射波を受信することで、当該物体の位置及び移動速度の情報を該物体についての検出情報として検出する。
【００１６】
本実施例で使用するレーダ装置１について、図２を用いて説明する。
本実施例では、レーダ装置１として、回転走査型のものを使用する。図１は、回転走査型のレーダ装置１と回転走査の制御を電子的若しくは機械的に行う制御装置２とからなる検出システムが、道路３を走行している車両４の検知を行う様子を模式的に表したものである。このレーダ装置１は、検出域５を水平面上で左右に走査することで、車両４と、道路３上の不図示の障害物と、道路３の路肩に位置している固定構造物６である樹木との存在方向を検出することができる。つまり、このような回転走査型のレーダ装置１の使用により、車両４と、障害物と、固定構造物６との位置を２次元上で特定することができる。
【００１７】
図１の説明に戻る。
監視装置１０は、背景情報記憶部１１、第一検知部１２、及び第二検知部１３を備えている。
【００１８】
背景情報記憶部１１は、レーダ装置１の検出範囲に存在する固定物についての位置情報である第一背景情報及び第二背景情報を記憶する記憶部である。
【００１９】
第一検知部１２は、第一の所定の信号の受信を契機として、レーダ装置１によって検出された検出情報と背景情報記憶部１１に記憶されている第一背景情報とを用いてレーダ装置１の検出範囲に存在する一時的な固定物を検知する。なお、監視装置１０による監視対象が道路である場合には、一時的な固定物とは、例えば、停止中の車両、車両からの落下物、落石、大きなゴミなどといった、電柱やガードレール等の固定構造物以外の障害物である。また、第一の所定の信号とは、例えば、監視装置１０の動作モードを、障害物の検知動作を行うモードへ変更する旨を指示する信号である。
【００２０】
第二検知部１３は、第二の所定の信号の受信を契機として、レーダ装置１によって検出された検出情報と背景情報記憶部１１に記憶されている第二背景情報とを用いてレーダ装置１の検出範囲に存在する移動体を検知する。なお、監視装置１０による監視対象が道路である場合には、移動体とは、走行中の車両であるが、例えば信号機での指示や道路渋滞等によって一時的に停止している車両も移動体に含めるものとする。また、第二の所定の信号とは、例えば、監視装置１０の動作モードを、車両の検知動作を行うモードへ変更する旨を指示する信号である。
【００２１】
一時的な固定物の検知に用いる第一背景情報は、レーダ装置１の検出範囲内で長期間に亘り静止している物体についての情報であるのに対し、移動体の検知に用いる第二背景情報は、当該検出範囲内で直近に静止している物体についての情報である。このような、対象とする物体の静止の期間が異なる背景情報を一時的な固定物の検知と移動体の検知とに共用すると、検知精度の低下が懸念される。また、特に、監視装置１０の監視対象を移動体から一時的な固定物に変更した直後には、一時的な固定物検知用の背景情報の初期情報として、長期間に亘り静止している物体についての情報を得る必要があるため、監視結果が得られるまでに時間を要することとなる。これに対し、図１の監視装置１０には、一時的な固定物の検知に用いる第一背景情報と、移動体の検知に用いる第二背景情報との両者が独立して用意されている。従って、一時的な固定物の検知と移動体の検知との両者において良好な検知精度が期待できる。また、一時的な固定物の検知用の第一背景情報が背景情報記憶部１１で保持されているので、監視装置１０の監視対象を移動体から一時的な固定物に変更した直後でも、監視結果を迅速に提供することができる。
【００２２】
なお、図１に図解されているように、監視装置１０は、更新部１４を更に備えてもよい。更新部１４は、背景情報記憶部１１に記憶されている第二背景情報を、第二検知部１３による検知の結果に基づき更新する。この更新部１４を備えることで、第二背景情報が、レーダ装置１の検出範囲内で直近に静止している物体についての最新の情報とすることがきるようになる。
【００２３】
また、図１に破線を用いて図解されているように、監視装置１０の第二検知部１３は、背景差分処理部２１、検出情報記憶部２２、予測部２３、追跡部２４、及び、判定部２５を備えていてもよい。
【００２４】
背景差分処理部２１は、レーダ装置１によって検出された検出情報から、位置情報が第二背景情報と一致していない物体についての検出情報を抽出する。
【００２５】
検出情報記憶部２２は、背景差分処理部２１により抽出された検出情報を、物体毎に記憶する。
【００２６】
予測部２３は、レーダ装置１によって新たに検出されて背景差分処理部により抽出された検出情報を、検出情報記憶部２２に記憶されている検出情報の履歴から物体毎に予測する。
【００２７】
追跡部２４は、レーダ装置１によって新たに検出された検出情報の対象である物体を、当該検出情報についての予測部２３による予測結果に基づいて特定することで、当該物体の追跡を行う。
【００２８】
判定部２５は、追跡部により追跡されている物体が移動体であるか否かを、検出情報記憶部２２に記憶されている当該物体についての検出情報の履歴に基づいて判定する。
【００２９】
なお、第二検知部１３が上述した構成を備えている場合には、更新部１４は、レーダ装置１によって検出情報が検出された物体のうちで判定部２５により移動体ではないと判定された物体の位置情報を、第二背景情報とするようにしてもよい。
【００３０】
このようにすることで、第二検知部１３は、移動体の検知を行える上に、移動する物体が一時的に停止するような場合であっても、当該物体を移動体として検知することができる。
【００３１】
なお、判定部２５は、検出情報記憶部２２に記憶されている検出情報の履歴において、レーダ装置１が物体を最初に検出した際の移動速度が所定の速度閾値よりも小さい場合には、当該履歴の対象である物体を移動体ではないとの判定を下すようにしてもよい。この速度閾値としては、「０」近傍の値とすることが好ましい。この場合、当該履歴の対象である物体は、レーダ装置１によって検出された当初から静止状態にあると推定できるので、移動体ではないとの判断が可能になる。
【００３２】
なお、図１において、レーダ装置１の検出範囲に、道路の車線が複数含まれている場合がある。例えば、図３に図解した例では、道路３が有している３つの車線７が、レーダ装置１の検出範囲８に含まれている様子を表している。なお、検出範囲８は、図２に示したレーダ装置１の検出域５を水平面上で左右に走査した範囲の全体を表している。
【００３３】
このように、レーダ装置１の検出範囲に、道路の車線が複数含まれている場合には、この複数の車線のうちの少なくとも一部の車線の範囲に対し、第一検知部１２による一時的な固定物の検知と、第二検知部１３による移動体の検知との両者を行うようにしてもよい。そして、このようにする場合には、背景情報記憶部１１には、この少なくとも一部の車線の範囲について、第一背景情報及び第二背景情報の両者が格納されているようにしてもよい。
【００３４】
監視装置１０を上述のように構成する場合の例について、図４を用いて説明する。図４は、路肩運用を行う道路を図解したものである。
【００３５】
図４において、（Ａ）は通常時の運用状況を表しており、道路３における中央線９寄りの２車線の通常車線７ａの通行を許可し、路肩車線７ｂの通行を禁止している状況である。この場合には、監視装置１０は、道路３の車両の交通量を調べるために、通常車線７ａに対して移動体の検知を行う。
【００３６】
また、図４において、（Ｂ）は、道路３の交通量が増加したことで路肩車線７ｂの通行の許可を出す前の状況を表している。この場合には、監視装置１０は、（Ａ）の場合と同様に、通常車線７ａに対して移動体の検知を行うことに加えて、これから通行の許可を出す路肩車線７ｂに障害物がないことを確認するために、通常車線７ａに対して一時的な固定物の検知を行う。
【００３７】
また、図４において、（Ｃ）は、路肩車線７ｂの通行の許可を出した後の状況を表している。この場合には、監視装置１０は、（Ａ）の場合と同様に、通常車線７ａに対して移動体の検知を行うことに加えて、路肩車線７ｂに対しても、車両の交通量を調べるために、移動体の検知を行う。
【００３８】
このように、監視装置１０は、通常車線７ａに対しては、移動体の検知を常時行う。これに対し、路肩車線７ｂに対しては、監視装置１０の動作は、例えば図５に示すように、Ｓ１：検知停止と、Ｓ２：障害物検知動作と、Ｓ３：車両検知動作とがサイクリックに切り替えられる。このために、一時的な固定物の検知と、移動体の検知との両者が行われる路肩車線７ｂについて、背景情報記憶部１１に第一背景情報及び第二背景情報の両者が格納されるようする。このようにすることで、路肩車線７ｂに対して行われる、一時的な固定物の検知のための動作と、移動体の検知のための動作とが切り替えられた場合に、監視装置１０は、その監視結果を迅速に提供することができる。
【００３９】
なお、以降の本実施例の説明では、図４に図解したような路肩運用を行う道路３の監視を監視装置１０が行う場合について説明する。
【００４０】
次に図６について説明する。図６は、図１の監視装置１０のハードウェア構成の一例を表している。
【００４１】
本構成例においては、監視装置１０は、コンピュータ３０により構成されている。なお、図５においては、コンピュータ３０にレーダ装置１と上位装置４１とが接続されている。なお、上位装置４１は、コンピュータ３０に対して監視処理の動作モードの変更指示を行い、また、コンピュータ３０から出力される、移動体や一時的な固定物の検知結果を取得して管理する装置である。
【００４２】
コンピュータ３０は、ＭＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ハードディスク装置３４、入力装置３５、表示装置３６、インタフェース装置３７、及び記録媒体駆動装置３８を備えている。なお、これらの構成要素はバスライン３９を介して接続されており、ＭＰＵ３１の管理の下で各種のデータを相互に授受することができる。
【００４３】
ＭＰＵ（Micro Processing Unit）３１は、コンピュータ３０全体の動作を制御する演算処理装置である。
【００４４】
ＲＯＭ（Read Only Memory）３２は、所定の基本制御プログラムが予め記録されている読み出し専用半導体メモリである。ＭＰＵ３１は、この基本制御プログラムをコンピュータ３０の起動時に読み出して実行することにより、コンピュータ３０の各構成要素の動作制御が可能になる。なお、ＲＯＭ３２として、フラッシュメモリ等の、電力供給の停止に対して記憶データが不揮発性であるメモリを使用してもよい。
【００４５】
ＲＡＭ（Random Access Memory）３３は、ＭＰＵ３１が各種の制御プログラムを実行する際に、必要に応じて作業用記憶領域として使用する、随時書き込み読み出し可能な半導体メモリである。このＲＡＭ３３は、コンピュータ３０を用いて監視装置１０を構成した場合には、図１の背景情報記憶部１１及び検出情報記憶部２２としても機能する。
【００４６】
ハードディスク装置３４は、ＭＰＵ３１によって実行される各種の制御プログラムや各種のデータを記憶しておく記憶装置である。ＭＰＵ３１は、ハードディスク装置３４に記憶されている所定の制御プログラムを読み出して実行することにより、各種の制御処理を行えるようになる。
【００４７】
入力装置３５は、例えばキーボード装置やマウス装置であり、例えば監視装置１０の管理者により操作されると、その操作内容に対応付けられている管理者からの各種情報の入力を取得し、取得した入力情報をＭＰＵ３１に送付する。
【００４８】
表示装置３６は例えば液晶ディスプレイであり、ＭＰＵ３１から送付される表示データに応じて各種のテキストや画像を表示する。
【００４９】
インタフェース装置３７は、このコンピュータ３０に接続される各種機器との間での各種情報の授受の管理を行う。レーダ装置１及び上位装置４１はインタフェース装置３７に接続されている。つまり、レーダ装置１から出力される検出情報はインタフェース装置３７を介してコンピュータ３０に取り込まれる。更に、上位装置４１から送られてくる、監視処理の動作モードの変更指示信号もインタフェース装置３７を介してコンピュータ３０に取り込まれる。また、コンピュータ３０から出力される、移動体や一時的な固定物の検知結果を表している信号は、インタフェース装置３７を介して上位装置４１に送られる。
【００５０】
記録媒体駆動装置３８は、可搬型記録媒体４０に記録されている各種の制御プログラムやデータの読み出しを行う装置である。ＭＰＵ３１は、可搬型記録媒体４０に記録されている所定の制御プログラムを、記録媒体駆動装置３８を介して読み出して実行することによって、後述する各種の制御処理を行うようにしてもよい。なお、可搬型記録媒体４０としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）やＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格のコネクタが備えられているフラッシュメモリなどがある。
【００５１】
このようなコンピュータ３０を用いて監視装置１０を構成するには、例えば、後述する監視処理をＭＰＵ３１に行わせるための制御プログラムを作成する。作成された制御プログラムはハードディスク装置３４若しくは可搬型記録媒体４０に予め格納しておく。そして、ＭＰＵ３１に所定の指示を与えてこの制御プログラムを読み出させて実行させる。こうすることで、コンピュータ３０を、背景情報記憶部１１、第一検知部１２、第二検知部１３、及び更新部１４等として機能させることが可能となり、コンピュータ３０を用いた監視装置１０の構成が可能になる。
【００５２】
次に、コンピュータ３０において行われる監視処理について説明する。図７は、この監視処理の処理内容を図解したフローチャートである。なお、この図７の監視処理は、図４における道路３のうちの路肩車線７ｂを対象として行われる処理である。
【００５３】
図７の処理が開始されると、まず、Ｓ１０１において、計測データを取得する処理をＭＰＵ３１が行う。
【００５４】
ここで、計測データについて、図８を用いて説明する。
図８は、レーダ装置１から出力される検出情報のデータ例である。検出情報は、回転走査を行っているレーダ装置１によってレーダ波の物体での反射波が受信される度に、その受信時における走査角度と、レーダ装置１からレーダ波の反射点までの距離と、当該物体の移動速度とのデータを対応付けたデータである。ここでは、対応付けられている角度、距離、及び移動速度のデータからなる組のデータを「計測データ」と称することとする。
【００５５】
図７の処理の説明に戻る。次に、Ｓ１０２では、道路３の路肩車線７ｂに対する監視動作の動作モードを、障害物の検知動作を行うモードへ変更する旨を指示する所定の信号をインタフェース装置３７が上位装置４１から受信したか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、当該所定の信号を受信したと判定したときにはＳ１０３に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＮｏのとき、すなわち、当該所定の信号を受信していないと判定したときにはＳ１０６に処理を進める。
【００５６】
Ｓ１０３では、障害物検知処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、レーダ装置１の検出範囲に存在する前述した一時的な固定物、すなわち障害物を検知する処理であり、その処理の詳細は後述する。前述したＳ１０２の判定処理に続けてこのＳ１０３の処理を行うＭＰＵ３１によって、図１における第一検知部１２の機能が提供される。
【００５７】
次に、Ｓ１０４では、Ｓ１０３の障害物検知処理によって障害物が検知されなかったか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。ここで、ＭＰＵ３１は、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、障害物が検知されなかったと判定したときにはＳ１０５に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＮｏのとき、すなわち、障害物が検知されたと判定したときにはＳ１０６に処理を進める。
【００５８】
次に、Ｓ１０５では、ＲＡＭ３３に格納されている、路肩車線７ｂについての背景データのうちの、Ｓ１０３の障害物検知処理に用いられる背景データである第一背景情報を、直近に行われた障害物検知処理の結果に基づき更新する処理をＭＰＵ３１が行う。この更新処理の詳細は後述する。
【００５９】
次に、Ｓ１０６では、道路３の路肩車線７ｂに対する監視動作の動作モードを、車両の検知動作を行うモードへ変更する旨を指示する所定の信号をインタフェース装置３７が上位装置４１から受信したか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、当該所定の信号を受信したと判定したときにはＳ１０７に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＮｏのとき、すなわち、当該所定の信号を受信していないと判定したときにはＳ１０８に処理を進める。
【００６０】
次に、Ｓ１０７では、車両検知処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、レーダ装置１の検出範囲に存在する前述した移動体、すなわち、走行中若しくは一時的に停止中の車両を検知する処理であり、その処理の詳細は後述する。前述したＳ１０６の判定処理に続けてこのＳ１０７の処理を行うＭＰＵ３１によって、図１における第二検知部１３の機能が提供される。
【００６１】
次に、Ｓ１０８では、ＲＡＭ３３に格納されている、路肩車線７ｂについての背景データのうちの、Ｓ１０７の車両検知処理に用いられる背景データである第二背景情報を、直近に行われた車両検知処理の結果に基づき更新する処理をＭＰＵ３１が行う。この更新処理の詳細は後述する。このＳ１０８の処理を行うＭＰＵ３１によって、図１における更新部１４の機能が提供される。
その後、ＭＰＵ３１は、このＳ１０８の更新処理を終えた後にはＳ１０１へと処理を戻して、上述した処理を繰り返す。なお、この処理の繰り返しにおけるＳ１０１の計測データ取得処理は、一定の所定時間間隔毎に行われるようにする。
【００６２】
以上までの処理が図７の監視処理である。
次に、図７の監視処理におけるＳ１０３の処理である、障害物検知処理について、図９を参照しながら説明する。図９は、この障害物検知処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【００６３】
この図９の障害物検知処理は、前掲した特許文献３において説明されている障害物検知方法をＭＰＵ３１が行うための処理である。
【００６４】
図９の処理が開始されると、まず、Ｓ２０１では、速度マスク処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、図８のＳ１０１の処理により取得された計測データから、所定の速度以上の速度で移動している計測データを除外する処理である。この処理によって、Ｓ１０１の処理により取得された計測データから走行中の車両に関する計測データが除外され、障害物に関する計測データと前述した固定構造物に関する計測データとが得られる。なお、この計測データには、一時停止している若しくは顕著な低速で走行している車両に関するものが含まれることがあるが、このような車両は障害物として扱われる。
【００６５】
次に、Ｓ２０２において、背景差分処理が行われる。この処理は、測定データと、背景情報記憶部１１としての機能を提供するＲＡＭ３３に記憶されている第一背景情報との差分を求めて、前述した固定構造物についての測定データを削除する処理である。
【００６６】
この背景差分処理について、図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０において、（Ａ）は、車両及び障害物のどちらもが存在しないときの道路３の状況を表しており、（Ｂ）は、障害物Ａが存在しているときの道路３の状況を表している。但し、この道路３には、固定構造物６として、ガードレールが設置されている。
【００６７】
このような状況においてレーダ装置１を動作させて、（Ａ）において破線で囲まれている範囲を回転走査すると、（Ａ）において太線を用いて表されている物体に関する計測データが得られる。この計測データは、左側の破線とガードレールとの交点についてのレーダ装置１から見た角度と距離とで表される点から、右側の破線とガードレールとの交点についてのレーダ装置１から見た角度と距離とで表される点までの範囲のドットデータ群である。このような、道路３上に車両及び障害物のどちらもが存在しないときに得られる、固定構造物６のみに関する計測データが、障害物検知処理用の第一背景情報である。背景情報記憶として機能するＲＡＭ３３には、この第一背景情報が記憶される。
【００６８】
なお、以下の説明では、特に断らない限り、レーダ装置１から見た角度を単に「角度」と表現することとする。
【００６９】
一方、道路３が図１０の（Ｂ）の状況において、レーダ装置１を動作させて、（Ｂ）において破線で囲まれている範囲を回転走査すると、（Ｂ）において太線を用いて表されている物体に関する計測データが得られる。この計測データは、固定構造物６であるガードレールの一部と、障害物Ａとについてのドットデータ群となる。
【００７０】
図９のＳ２０２の背景差分処理では、図１０の（Ａ）に図解されている背景データと、図１０の（Ｂ）に図解されている計測データとの差分を求める処理が行われる。
【００７１】
図１０の（Ｂ）の計測データは、太線で表現されている範囲のドットデータ群、すなわち、Ｌ字形状である障害物Ａについてのドットデータ群と、レーダ装置１から直接見ることのできる範囲のガードレールのドットデータ群とからなる。従って、差分処理後に残る計測データは、障害物Ａとガードレールの中央部６ａとについてのものである。このうち、ガードレールの中央部６ａについては背景データに存在する部分であるので、計測データから更に除外され、結果として、障害物Ａについてのものである、図１１に図解するようなＬ字状のドットデータ群についての計測データのみが残される。
【００７２】
図９の処理の説明に戻る。
次に、Ｓ２０３では、背景差分処理後に残された計測データに対してセグメンテーション処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、当該計測データに対し、隣接しているドットデータを１つのグループに纏めることで、計測データを複数のグループに分類する処理である。このセグメンテーション処理によって同一のグループに属することとなった各ドットデータ群についての計測データは、同一の障害物候補についての計測データと考えられる。
【００７３】
次に、Ｓ２０４では、孤立点除去処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、Ｓ２０３の処理の結果、いずれのグループにも分類されることのなかった、孤立しているドットデータを、レーダ装置１による計測におけるノイズとみなして、除去する処理である。
【００７４】
次に、Ｓ２０５では、属性情報生成処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、Ｓ２０３のセグメンテーション処理により生成した各グループに属する、各障害物候補についての計測データの属性情報を生成する処理である。より具体的には、この属性情報とは、レーダ装置１により計測された障害物候補の各検出点の計測データである角度及び距離のデータから算出される、各検出点の重心の位置、角度、距離、及び速度と当該障害物候補の大きさとを表したものである。
【００７５】
この属性情報は、例えばラベル名等といった、各障害物候補を識別する情報と対応付けてＲＡＭ３３に記憶される。なお、属性情報は重心に限らず、障害物候補の位置を特定できるような情報であればよく、例えば障害物の外接円の中心座標、障害物の外周の複数の点の座標等でもよい。
【００７６】
次に、Ｓ２０６では、履歴情報生成処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、各障害物候補についての履歴情報を生成して記録する処理である。より具体的には、この処理では、まず、上述の処理により生成した障害物候補の属性情報と、過去に実行された障害物検知処理により得られている障害物の属性情報との比較が行われる。ここで、属性情報の一致する障害物が存在する場合には、ＭＰＵ３１は、その障害物の識別情報であるラベル名を今回計測時の履歴情報として履歴情報テーブルに記憶させておく。一方、属性情報の一致する障害物が存在しない場合には、ＭＰＵ３１は、その障害物候補の識別情報であるラベル名を履歴情報テーブルに記憶させる。
【００７７】
ここで図１２について説明する。図１２は履歴情報テーブルの一例である。
履歴情報テーブル５０は、障害物の検出履歴を記録するテーブルであって、障害物を識別するラベル名をレーダ装置１の回転走査における各走査タイミングに対応させて順に記録したものであり、ＲＡＭ３３に記憶される。
【００７８】
図１２の例では、『ｔ−２』回目の走査時には、障害物候補が２個検出され、それらのラベル名が『Ｌ１』及び『Ｌ２』であることが記録されている。また、その次の『ｔ−１』回目の走査時にはラベル名『Ｌ２』に該当する障害物候補は検出されたが、ラベル名『Ｌ１』に該当する障害物候補は検出されなかったことを表している。但し、ラベル名『Ｌ１』に該当する障害物候補は、他の物体によるオクルージョンの可能性、すなわち、他の物体、例えば他の車線を走行する車両によりレーダ装置１の検知範囲から一時的に隠された可能性がある。そこで、この障害物候補について、その可能性を示す符号『ＯＣ』がラベル名『１』の欄に記憶される。なお、オクルージョンのチェックの処理は、後述の図９のＳ２０７の処理によって行われる。その次の『ｔ』回目の走査時には、ラベル名『Ｌ１』及び『Ｌ２』の障害物候補が検出され、それと共に新規の障害物候補が検出されたので、その障害物候補を識別するラベル名『Ｌ３』が記録されている。
【００７９】
図９の処理の説明に戻る。
次に、Ｓ２０７では、オクルージョンチェック処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、上述した履歴情報テーブル５０と属性情報とを参照し、オクルージョンが存在するか否か、すなわち、他の物体によって一時的に隠された障害物が存在するか否かを調べる処理である。より具体的には、この処理では、過去に行われた障害物検知処理により検知されていた障害物が今回の障害物検知処理では検知されない場合には、その障害物が他の物体により一時的に隠されたものと推定され、履歴情報テーブル５０に前述のように記録される。このオクルージョンチェックの結果は、後述する、障害物検知処理用背景データ更新処理において使用される。
【００８０】
次に、Ｓ２０８では、障害物の有無を判定する処理をＭＰＵ３１が行う。この処理による判定は、履歴情報テーブル５０を参照して、同一のラベル名、すなわち、同じ属性情報を有する障害物候補が、所定回数以上繰り返し検出されたか否かにより行う。ここで、所定回数以上、例えば２回以上、同じ障害物候補が検出された場合には、障害物が検出されたとの判定が下される。
【００８１】
ＭＰＵ３１は、Ｓ２０８の判定処理において、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、障害物が検出されたと判定したときには、Ｓ２０９に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、Ｓ２０８の判定処理において、判定結果がＮｏのとき、すなわち、障害物が検出されなかったと判定したときには、Ｓ２１０に処理を進める。
【００８２】
次に、Ｓ２０９では、Ｓ２０８の処理によって検出されたと判定された障害物についての情報を取得する処理をＭＰＵ３１が行う。より具体的には、この処理では、まず、検出された障害物についての前述のドットデータ群の重心の位置の算出が行われる。そして次に、その重心についてのレーダ装置１からの距離及び角度が計測データに基づき算出され、更に、当該ドットデータ群の配置位置に基づき、検出された障害物の大きさの情報の取得が行われる。
【００８３】
次に、Ｓ２１０では、障害物検出処理の結果を、インタフェース装置３７を介して上位装置４１へ出力する処理をＭＰＵ３１が行い、その後はこの障害物検知処理を終了して、図７の監視処理へと処理を戻す。このＳ２１０の処理では、障害物が検出された場合には、Ｓ２０９の処理により取得された障害物についての情報が出力され、障害物が検出されなかった場合には、その旨を通知する情報が出力される。
【００８４】
以上までの処理が障害物検知処理である。
なお、ＭＰＵ３１が、障害物検知処理として、上述した処理を行う代わりに、例えば、前掲した特許文献２において説明されている障害物検知方法を行うようにしてもよい。
【００８５】
次に、図７の監視処理におけるＳ１０５の処理である、障害物検知処理用背景データ更新処理について説明する。
【００８６】
この更新処理では、まず、レーダ装置１の検出範囲内においてデータ更新を行う範囲を決定し、その更新範囲内の第一背景情報の更新を行う。
【００８７】
このＳ１０５の処理では、Ｓ１０１の処理で取得された計測データが用いられる。但し、このＳ１０５の処理はＳ１０４の判定処理の結果がＹｅｓの場合、すなわち、Ｓ１０３の障害物検知処理によって障害物が検知されなかったと判定された場合にのみ実行される。従って、Ｓ１０５の処理で用いられる計測データには、固定構造物６についてのものは含まれているが、障害物、すなわち一時的な固定物についての測定データは含まれていない。
【００８８】
図１３について説明する。図１３は、この障害物検知処理用背景データ更新処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【００８９】
この図１３の更新処理も、前掲した特許文献３において説明されている背景データの更新処理と基本的には同様のものである。
【００９０】
図１３の処理が開始されると、まず、Ｓ２２１において、直近のＳ１０１の処理により取得されていた計測データによって表されている物体についてのぼかし範囲内の領域を、背景データの更新領域として設定する処理をＭＰＵ３１が行う。ここで、ぼかし範囲とは、当該物体の周囲を囲む、物体から所定の距離の範囲であり、この範囲内の領域については、背景データの更新を行うものとする。
【００９１】
次に、Ｓ２２２において、前述した履歴情報テーブル５０における最近の走査時の行が参照され、符号『ＯＣ』が付されている障害物候補の物体についてのぼかし範囲内の領域を、背景データの更新領域として設定する処理をＭＰＵ３１が行う。このような物体は、オクルージョンによって他の物体に隠されていることで、直近のＳ１０１の処理により取得されていた計測データには含まれていない固定構造物６の可能性がある。しかも、前述したように、この障害物検知処理用背景データ更新処理は、Ｓ１０３の障害物検知処理によって障害物が検知されなかったと判定された場合にのみ実行されるものであり、実行頻度は余り高くはない。そこで、このような物体に関する領域については、背景データの更新を行うものとする。
【００９２】
次に、Ｓ２２３では、上述の処理により設定された更新領域内の背景データに対して、データ更新を行う処理をＭＰＵ３１が行い、その後はこの図１３の処理を終了する。
【００９３】
本実施の形態では、ＭＰＵ３１は、下記の式の計算を更新領域内の各位置について行うことによって背景データを算出する。
【００９４】
Ｍ＝（１−α）Ｍ0 ＋αＤ ・・・（１）
なお、上記の式において、Ｍは更新後の背景データであり、Ｍ0 は更新前の背景データである。ＤはＳ１０１の処理により取得されていた計測データであり、当該位置の計測データが存在している場合には値を「１」とし、存在していない場合には値を「０」とする。ＭＰＵ３１は、更新前の背景データを、背景情報記憶部１１としての機能を提供するＲＡＭ３３の所定領域から読み出して上記（１）式の計算を行い、算出された更新後の背景データをＲＡＭ３３の当該所定領域に書き込むことで、背景データの更新を行う。
【００９５】
前述した背景差分処理では、こうして更新された第一背景情報を２値化して、レーダ装置１の検出範囲内の各位置での固定構造物の存在の有無を表すデータとし、このデータと測定データとの差分を求めることで、固定構造物についての測定データを削除する。
【００９６】
以上までの処理が障害物検知処理用背景データ更新処理である。
なお、ＭＰＵ３１が、障害物検知処理用背景データ更新処理として、前掲した特許文献３において説明されている背景データの更新処理を行う代わりに、例えば、前掲した特許文献２において説明されている背景データの更新処理を行うようにしてもよい。
【００９７】
次に、図７の監視処理におけるＳ１０７の処理である、車両検知処理について、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら説明する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、この車両検知処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【００９８】
この車両検知処理は、本願出願人が本願に先行して出願した特願２０１２−０４０６３８号の明細書において説明されている移動体追跡方法をＭＰＵ３１が行うための処理である。
【００９９】
この車両検知処理が開始されると、まず、図１４ＡのＳ３０１において、背景差分処理が行われる。この処理は、測定データと、背景情報記憶部１１としての機能を提供するＲＡＭ３３に記憶されている第二背景情報との差分を求めて、レーダ装置１の検出範囲内で直近に静止している物体についての測定データを削除する処理である。この背景差分処理の処理内容は、図９の障害物検知処理におけるＳ２０２の背景差分処理と同様のものであるので、詳細な説明は省略する。但し、Ｓ３０１の処理では、測定データとの差分を求めるデータが、長期間に亘り静止している固定構造物のみのデータである第一背景情報ではなくて、当該検出範囲内で一時的に静止している物体のデータである第二背景情報である点が異なっている。
【０１００】
次に、Ｓ３０２のセグメンテーション処理、Ｓ３０３の孤立点除去処理、及びＳ３０４の属性生成処理をＭＰＵ３１が行う。これらの各処理の処理内容は、図９の障害物検知処理におけるＳ２０３、Ｓ２０４、及びＳ２０５の各処理と同様の処理であるので、詳細な説明は省略する。これらの処理により、レーダ装置１の検出範囲内に存在する各物体についての属性情報として、各物体の検知範囲内での位置及び速度の情報が得られる。なお、本実施の形態では、各物体の検知範囲内での位置の情報として、各物体の重心の角度及び距離の値を変換してＸＹ直交２次元座標上の位置を得るものとする。
【０１０１】
なお、以下の図１４Ｂの説明では、以上のようにして得られた各物体についてのレーダ装置１の検知範囲内での位置及び速度の情報を、各物体の計測データと称することとする。
【０１０２】
次に、処理が図１４Ｂに進み、Ｓ３０５では、背景差分処理後に残された計測データと予測データとのマッチング処理をＭＰＵ３１が行う。
【０１０３】
ここで、予測データ及びマッチング処理について、図１５を用いて説明する。
図１５は追跡テーブルの構造を表している。
【０１０４】
追跡テーブル６１は、図１４ＡのＳ３０４までの処理によって得られる、当該検出情報の対象である各物体の計測データが格納されるテーブルである。この追跡テーブル６１には、各物体についての計測データが各行に格納される。追跡テーブル６１は、検出情報記憶部２２としての機能を提供するＲＡＭ３３における、予め定められている記憶領域に配置される。
【０１０５】
以下、この追跡テーブル６１の各列の項目について説明する。
『現在位置』及び『現在速度』の列には、それぞれ、レーダ装置１からの直近の出力から得られた、検知対象の物体についての計測データにおける位置のデータと移動速度のデータとが、当該物体についての検出情報として格納される。但し、詳しくは後述するが、レーダ装置１からの直近の出力から得られた計測データに、検知対象の物体についての計測データが存在しなかった場合には、これらの列には、それぞれ、検知対象の物体の計測データについての予測値が格納される。
【０１０６】
『初出位置』及び『初出速度』の列には、それぞれ、検知対象の物体についてのレーダ装置１の初めての出力から得られた当該物体についての計測データである位置のデータと移動速度のデータとが格納される。
【０１０７】
『実測回数』の列には、検知対象の物体をレーダ装置１が実際に検知できた回数、すなわち、検知対象の物体についての検出情報を受け取った回数が格納される。
【０１０８】
『速度合計値』の列には、検知対象の物体についての計測データのうちの移動速度のデータの合計値が格納される。
【０１０９】
『平均速度』の列には、検知対象の物体についての平均の移動速度、すなわち、『速度合計値』の値を『実測回数』の値で除算した結果の値が格納される。
【０１１０】
『連続実測失敗数』の列には、レーダ装置１からの出力から得られた計測データに、検知対象の物体についての計測データが含まれていなかった場合が連続した回数、すなわち、レーダ装置１による計測に失敗した場合が連続した回数が格納される。
【０１１１】
『予測位置』及び『予測速度』の列には、それぞれ、『現在位置』及び『現在速度』の値から予測される、レーダ装置１からの次の出力から得られる、検知対象の物体についての計測データにおける距離のデータと移動速度のデータとの予測値が格納される。
【０１１２】
『追跡回数』の列には、検知対象の物体の追跡が継続できている場合における、その追跡の継続回数が格納される。詳しくは後述するが、車両追跡処理では、検知対象の物体をレーダ装置１が検知できていない期間においても、検知結果の予測値に基づいた当該物体の追跡を暫くの間は継続する。『追跡回数』の列には、このときの追跡の継続数が格納される。
【０１１３】
『構造物フラグ』の列には、検知対象の物体が固定物であるか移動体であるかを表すフラグが格納される。詳しくは後述するが、このフラグの初期値は「ＯＦＦ」に設定されて検出対象の物体が移動体、すなわち車両であることが表され、その後、後述の所定の条件に合致した場合には、このフラグが「ＯＮ」に設定されて検出対象の物体が固定物であることが表される。
【０１１４】
追跡テーブル６１には、検知対象の物体毎に、以上の各項目のデータが格納される。ここで、検出対象の物体における『予測位置』と『予測速度』とからなる組のデータを「予測データ」と称することする。
【０１１５】
図１４ＢのＳ３０５のマッチング処理では、上述した各計測データと上述した各予測データとを比較して、両者が一致するか否かを判定する処理を行う。但し、この判定では、予測データである『予測位置』及び『予測速度』の各々について、その値を中心とする所定幅の許容範囲を設定し、計測データがその許容範囲以内の値であれば、当該計測データは当該予測データと一致しているとの判定を下すものとする。
【０１１６】
Ｓ３０５のマッチング処理では、更に、上述の判定処理の結果、各計測データを、一致する予測データが存在していた計測データと、一致する予測データが存在しなかった計測データとに分類する処理が行われる。更に、各予測データから、いずれの計測データにも一致しなかった予測データを抽出する処理が行われる。
【０１１７】
以上のマッチング処理後の各計測データのうち、一致する予測データが存在していた計測データに対しては、後述のＳ３０６からＳ３０８にかけての処理が行われる。また、一致する予測データが存在しなかった計測データに対しては、後述のＳ３１３からＳ３１６にかけての処理が行われる。更に、いずれの計測データにも一致しなかった予測データに対しては、後述のＳ３０９からＳ３１２にかけての処理が行われる。これらの各処理について説明する。
【０１１８】
まず、Ｓ３０６からＳ３０８にかけての処理を説明する。
Ｓ３０６において、追跡テーブル６１における、マッチング処理によって計測データと一致すると判定された予測データが格納されていた行を参照して、その行の各項目を当該計測データに基づいて更新する処理をＭＰＵ３１が行う。具体的には、この行における『現在位置』及び『現在速度』に、当該計測データに含まれている位置のデータと移動速度のデータとがそれぞれ格納される。また、『実測回数』に、この処理時点において『実測回数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。そして、『速度合計値』には、この処理時点において『速度合計値』に格納されていた値に、当該計測データに含まれている移動速度のデータが加算された値が格納される。更に、『平均速度』には、『速度合計値』の更新後の値を『実測回数』の更新後の値で除算した値が格納される。なお、『連続実測失敗数』には値「０」が格納されて初期化され、『追跡回数』には、この処理時点において『追跡回数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。
【０１１９】
前述したＳ３０５のマッチング処理と、この処理に続いて行われるＳ３０６の処理とを行うＭＰＵ３１によって、図１における追跡部２４の機能が提供される。
【０１２０】
次に、Ｓ３０７では、Ｓ３０６の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行に各種のデータが格納されている検出対象の物体が、固定物であるか移動体であるかを判定する条件である、長期停止条件に合致するか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。
【０１２１】
長期停止条件は、第一条件として、この物体についての『初出速度』の値が所定の閾値よりも小さいこと、より具体的には、速度ゼロ若しくはゼロの近傍であることである。このような物体は、レーダ装置１によって検出された当初から静止状態にあると推定できるので、移動体、すなわち車両ではなく固定物であると判断することができる。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、長期停止条件として、第二条件を更に課している。この第二条件は、この物体についての『実測回数』の値が、所定の閾値以上であることである。この第二条件を課すことで、レーダ装置１による検出情報に一時的に含まれ得るノイズの影響が抑制されて、固定物である物体が実在することの確からしさが向上する。
【０１２３】
更に、本実施の形態では、長期停止条件として、第三条件も課している。この第三条件は、この物体についての『追跡回数』の値が、所定の閾値以上であることである。この第三条件を課すことによっても、レーダ装置１による検出情報に一時的に含まれ得るノイズの影響が抑制されて、固定物である物体が実在することの確からしさが向上する。
【０１２４】
なお、第二条件と第三条件とのうちのどちらか一方若しくは両方を、長期停止条件から除外するようにしてもよい。
【０１２５】
ＭＰＵ３１は、Ｓ３０７の判定処理において、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、追跡テーブル６１に格納されている検出対象の物体についてのデータが、長期停止条件に合致すると判定したときにはＳ３０８に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、判定結果がＮｏのとき、すなわち、Ｓ３０７の判定処理において、当該検出対象の物体についてのデータが、長期停止条件に合致しないと判定したときにはＳ３１７に処理を進める。
【０１２６】
上述したＳ３０７の処理を行うＭＰＵ３１によって、図１における判定部２５の機能が提供される。
【０１２７】
Ｓ３０８では、構造物テーブルに対して登録若しくは更新を行うと共に、追跡テーブル６１における検出対象の物体についてのデータの格納行における『構造物フラグ』を値「ＯＮ」とする処理をＭＰＵ３１が行い、その後はＳ３１７に処理を進める。
【０１２８】
ここで構造物テーブルについて説明する。図１６は構造物テーブルの構造を表している。
【０１２９】
構造物テーブル６２は、監視装置１０によって固定物である、すなわち固定構造物であるとの判定が下された物体についての各種の情報が格納されるテーブルであり、ＲＡＭ３３において予め定められている記憶領域に配置されるテーブルである。この構造物テーブル６２には、固定物である各物体についての検出情報のデータが各行に格納される。
【０１３０】
以下、この構造物テーブル６２の各列の項目について説明する。
『ＩＤ』の列には、各構造物に対して個々に付与される識別コードが格納される。
【０１３１】
『位置』の列には、対象構造物の位置のデータが格納される。
『実測回数』の列には、対象構造物をレーダ装置１が実際に検出できた回数が格納される。
【０１３２】
『追跡回数』の列には、対象構造物の追跡を監視装置１０が継続できている場合における、その追跡の継続回数が格納される。
【０１３３】
『追跡フラグ』の列には、対象構造物の追跡の現在の状況を表すフラグが格納される。より具体的には、このフラグが「０」の場合には、対象構造物の追跡が、レーダ装置１からの出力に基づいて行えていることを表している。また、このフラグが「１」の場合には、対象構造物の追跡が中止されていることを表している。更に、このフラグが「２」の場合には、レーダ装置１からの出力に基づいた対象構造物の追跡は行えておらず、計測データの予測値に基づいた追跡を行っていることを表している。
【０１３４】
図１４ＢのＳ３０８の処理では、ＭＰＵ３１は、まず、Ｓ３０６の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行における『現在位置』の値を取得し、構造物テーブル６２における『位置』のデータから、この『現在位置』の値と一致するものを探す処理を行う。但しこの探索処理では、構造物テーブル６２における『位置』のデータについて、その位置を中心とする所定幅の許容範囲を設定し、『現在位置』がその許容範囲以内であれば、両者は一致しているとの判定を下すものとする。
【０１３５】
この探索処理により、『現在位置』の値と一致する『位置』のデータを発見した場合には、ＭＰＵ３１は、この『位置』のデータが含まれていた構造物テーブル６２の行のデータを更新する処理を行う。より具体的には、ＭＰＵ３１は、Ｓ１０５の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行における『実測回数』及び『追跡回数』の値を、『位置』のデータが含まれていた構造物テーブル６２の行における『実測回数』及び『追跡回数』に格納する処理を行う。更に、ＭＰＵ３１は、この行における『追跡フラグ』の値を「０」とする。なお、このときに、構造物テーブル６２におけるこの行の『位置』の値を、追跡テーブル６１の行における『現在位置』の値に置き換えてもよく、また、両者の値の平均値に置き換えてもよい。なお、両者の値の平均値の算出では、重み付き平均を算出するようにしてもよい。
【０１３６】
一方、前述の探索処理により、『現在位置』と一致する『位置』のデータが見つからなかった場合には、ＭＰＵ３１は、構造物テーブル６２に新たな行を登録する処理を行う。より具体的には、ＭＰＵ３１は、『ＩＤ』として、構造物テーブル６２の他の行の値とは異なる値を格納し、『位置』として、Ｓ３０６の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行における『現在位置』の値を格納する。ＭＰＵ３１は、更に、『実測回数』及び『追跡回数』として、追跡テーブル６１の当該行における『実測回数』及び『追跡回数』の値を格納し、この行における『追跡フラグ』の値を「０」とする。
【０１３７】
次に、Ｓ３０９からＳ３１２にかけての処理を説明する。
前述したように、Ｓ３０９からＳ３１２にかけての処理は、いずれの計測データにも一致しなかった予測データに対して行われる。これはすなわち、当該予測データの対象である物体が、例えば他の物体による前述したオクルージョンにより、レーダ装置１によって今回は検出できず、実測データでの追跡が行えなかった場合を表している。
【０１３８】
本実施の形態の監視装置１０では、このようなオクルージョン等によって検出対象の物体のレーダ装置１による計測が途切れても、検出結果の予測値に基づいた当該物体の追跡を暫くの間は継続する。また、本実施例の監視装置１０では、この検出対象の物体のレーダ装置１による計測が途切れている期間においては、実測データに代えて、予測データを出力するようにする。Ｓ３０９からＳ３１２にかけての処理は、これらの機能を監視装置１０において実現させるための処理である。
【０１３９】
まず、Ｓ３０９では、いずれの計測データにも一致しなかった予測データが格納されていた追跡テーブル６１の行を参照し、その行の『現在位置』及び『現在速度』に、当該予測データの値を格納する処理をＭＰＵ３１が行う。なお、予測データの値とは、具体的には『予測位置』及び『予測速度』の値である。この処理を行うことで、後述するＳ３１７の出力処理において、移動体、すなわち車両である物体のうち実測データでの追跡が行えなかったものについて、実測データの代わりに予測データを出力させることが可能になる。
【０１４０】
次に、Ｓ３１０では、Ｓ３０９の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行の他の項目を更新する処理をＭＰＵ３１が行う。具体的には、この行における、『連続実測失敗数』には、この処理時点において『連続実測失敗数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。また、『追跡回数』には、この処理時点において『追跡回数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。なお、ＭＰＵ３１は、このときに、追跡テーブル６１の参照中の行の『構造物フラグ』が「ＯＮ」であった場合には、この行にデータが表されていた固定物についての構造物テーブル６２における行の『追跡フラグ』を、値「２」に設定する処理も行う。
【０１４１】
次に、Ｓ３１１では、Ｓ３０９の処理によって参照中である追跡テーブル６１の行の対象である物体の追跡を継続するか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。より具体的には、ＭＰＵ３１は、この行における『連続実測失敗数』の値を読み出し、この値が、所定の追跡中止判定閾値未満であるか否かを判定する処理を行う。なお、追跡中止判定閾値は、例えば数回〜１０回程度の値である。ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、『連続実測失敗数』が閾値未満であると判定したときには、物体の追跡を継続するとの判定を下してＳ３１７に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、ここで、判定結果がＮｏのとき、すなわち、『連続実測失敗数』が閾値以上になったと判定したときには、物体の追跡を中止するとの判定を下してＳ３１２に処理を進める。
【０１４２】
Ｓ３１２では、Ｓ３０９の処理によって参照中である行を追跡テーブル６１から削除して、当該行の対象である物体の追跡を中止する処理をＭＰＵ３１が行い、その後はＳ３１７に処理を進める。なお、ＭＰＵ３１は、このときに、追跡テーブル６１から削除した行の『構造物フラグ』が「ＯＮ」であった場合には、この行にデータが表されていた固定物についての構造物テーブル６２における行の『追跡フラグ』を、値「１」に設定する処理も行う。
【０１４３】
次に、Ｓ３１３からＳ３１６にかけての処理を説明する。
前述したように、Ｓ３１３からＳ３１６にかけての処理は、いずれの予測データにも一致しなかった計測データに対して行われる処理である。これらの処理は、この計測データを追跡テーブル６１に新たに登録して、当該計測データの対象である物体の追跡を開始する処理である。但し、この計測データの対象である物体は、過去に追跡を行っていたが、レーダ装置１による検知が長期間連続して途絶えたことにより、追跡が中止されていたものである場合がある。特に、この物体が固定物であった場合には、過去に行った追跡によって当該物体の情報が構造物テーブル６２に既に登録されていることがある。そこで、Ｓ３１３からＳ３１６にかけての処理では、このような場合に、同一の固定物が、構造物テーブル６２に重複して登録されることを防止するための処理も行われる。
【０１４４】
まず、Ｓ３１３では、いずれの予測データにも一致しなかった計測データの対象である物体についての情報が構造物テーブル６２に登録されているか否かを判定する処理をＭＰＵ３１が行う。より具体的には、この処理において、ＭＰＵ３１は、構造物テーブル６２における『位置』のデータから、いずれの予測データにも一致しなかった計測データにおける位置のデータと一致するものを探す処理を行う。但しこの探索処理では、構造物テーブル６２における『位置』のデータについて、その値を中心とする所定幅の許容範囲を設定し、当該計測データにおける位置の値がその許容範囲以内の値であれば、両者は一致しているとの判定を下すものとする。
【０１４５】
ＭＰＵ３１は、Ｓ３１３の判定処理において、判定結果がＹｅｓのとき、すなわち、計測データの対象である物体についての情報が構造物テーブル６２に登録されていると判定したときにはＳ３１４に処理を進める。一方、ＭＰＵ３１は、Ｓ３１３の判定処理において、判定結果がＮｏのとき、すなわち、計測データの対象である物体についての情報が構造物テーブル６２に登録されていないと判定したときにはＳ３１６に処理を進める。
【０１４６】
Ｓ３１４では、いずれの予測データにも一致しなかった計測データと、Ｓ３１３の処理で発見された、当該計測データの対象である物体についての構造物テーブル６２の情報とを用いて、当該物体のデータを追跡テーブル６１に再登録する処理をＭＰＵ３１が行う。具体的には、追跡テーブル６１における『現在位置』及び『初出位置』には、構造物テーブル６２における対象の物体についての『位置』のデータが格納される。なお、この物体は固定物であるので、追跡テーブル６１における『現在速度』、『初出速度』、『速度合計値』、及び『平均速度』には、値「０」が格納される。また、追跡テーブル６１における『実測回数』及び『追跡回数』には、それぞれ、この処理時点において構造物テーブル６２における対象の物体についての『実測回数』及び『追跡回数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。なお、『連続実測失敗数』には値「０」が格納されて初期化され、『構造物フラグ』は、固定物であることを表す値「ＯＮ」が格納される。
【０１４７】
次に、Ｓ３１５では、Ｓ３１３の処理で発見された、計測データの対象である物体についての構造物テーブル６２の情報を更新する処理をＭＰＵ３１が行い、その後はＳ３１７に処理を進める。このＳ３１５の処理では、より具体的には、この物体についての構造物テーブル６２における行の『実測回数』及び『追跡回数』に、それぞれ、この処理時点において『実測回数』及び『追跡回数』に格納されていた値に「１」が加算された値が格納される。更に、この行における『追跡フラグ』が値「０」に設定される。
【０１４８】
一方、Ｓ３１６では、いずれの予測データにも一致しなかった計測データを用いて、当該計測データの対象である物体のデータを追跡テーブル６１に新規に登録する処理をＭＰＵ３１が行い、その後はＳ３１７に処理を進める。このＳ３１６の処理では、より具体的には、追跡テーブル６１における『現在位置』及び『初出位置』には、当該計測データにおける位置のデータが格納される。また、『現在速度』、『初出速度』、『速度合計値』、及び『平均速度』には、当該計測データにおける移動速度のデータが格納される。また、追跡テーブル６１における『実測回数』及び『追跡回数』には値「１」が格納される。なお、『連続実測失敗数』には値「０」が格納されて初期化され、『構造物フラグ』は、ここでは、移動体であることを表す値「ＯＦＦ」が格納される。
【０１４９】
Ｓ３０５のマッチング処理後の各データに対して、以上までに説明したＳ３０６からＳ３１６にかけての処理が行われた後には、これより説明するＳ３１７からＳ３１９にかけての処理が行われる。
【０１５０】
まず、Ｓ３１７では、追跡テーブル６１を参照して、『構造物フラグ』が「ＯＦＦ」である行、すなわち、移動体である車両についてのデータが格納されている行を抽出する処理をＭＰＵ３１が行う。
【０１５１】
次に、Ｓ３１８では、Ｓ３１７の処理により抽出された行の『現在位置』と『現在速度』とを読み出し、読み出したデータを各行で対応付けて、インタフェース装置３７から出力させ、上位装置４１に送る処理をＭＰＵ３１が行う。
【０１５２】
次に、Ｓ３１９では、追跡テーブル６１の全ての行について、検出対象の物体についての次の検出情報を行毎に予測して予測結果を格納する処理をＭＰＵ３１が行う。本実施例では、この予測処理では、ＭＰＵ３１は、まず、予測対象の行の『現在位置』及び『平均速度』の値を取得する。次に、取得した『平均速度』の値に、図７のＳ１０１の計測データ取得処理が実行される時間間隔を乗算して、当該時間間隔の期間における検出対象の物体の移動量を予測する。そして、取得した『現在位置』の値に、この移動量の予測結果を加算した値を、この物体についての位置の予測値とする。なお、この物体についての移動速度の予測値は、取得した『平均速度』の値とする。その後、ＭＰＵ３１は、得られた位置及び移動速度の予測値を、それぞれ、予測対象の行の『予測位置』及び『予測速度』に格納する。この処理を行うＭＰＵ３１によって、図１における予測部２３の機能が提供される。
【０１５３】
ＭＰＵ３１は、上述したＳ３１９の処理を終えた後には、図１４Ａ及び図１４Ｂに図解した車両検知処理を終了して、図７の監視処理へと処理を戻す。
【０１５４】
以上までの処理が車両検知処理である。この車両検知処理をＭＰＵ３１が行うことで、車両が一時的に停止するような場面でも、そのような車両の追跡を継続することができる。
【０１５５】
なお、ＭＰＵ３１が、車両検知処理として、上述した前掲した特許文献３において説明されている障害物検知方法を行う代わりに、例えば、前掲した特許文献１において説明されている障害物検知方法を行うようにしてもよい。
【０１５６】
次に、図７の監視処理におけるＳ１０８の処理である、車両検知処理用背景データ更新処理について説明する。
【０１５７】
この更新処理は、前述した障害物検知処理用の更新処理とは異なり、Ｓ１０７の車両検知処理が実行された場合には、その処理に続いて毎回行われる。また、この車両検知処理用の更新処理は、レーダ装置１の検出範囲内においてデータ更新を行う範囲を決定し、その更新範囲内の背景データの更新を行う点においては、障害物検知処理用の更新処理と同様である。但し、この車両検知処理用の更新処理では、最初に、Ｓ１０１の処理で取得された計測データのうち、Ｓ１０７の車両検知処理により検知された車両についての計測データを除外し、残りの計測データを用いて背景データの更新を行う。車両検知処理用の更新処理は、このようにすることで、第二背景情報、すなわち、レーダ装置１の検出範囲内で一時的に静止している物体のデータが得られる。
【０１５８】
図１７について説明する。図１７は、この車両検知処理用背景データ更新処理の処理内容を図解したフローチャートである。
【０１５９】
図１７の処理が開始されると、まず、Ｓ３２１において、直近のＳ１０１の処理により取得されていた計測データから、Ｓ１０７の車両検知処理により検知された車両についての計測データを除外する処理をＭＰＵ３１が行う。
【０１６０】
次に、Ｓ３２２において、Ｓ３２１の除外の処理の後に残された計測データによって表されている物体についてのぼかし範囲内の領域を、背景データの更新領域として設定する処理をＭＰＵ３１が行う。この処理は、処理対象の計測データが異なることを除けば、図１３の障害物検知処理用背景データ更新処理におけるＳ２２１の処理と同様の処理である。
【０１６１】
次に、Ｓ３２３において、上述の処理により設定された更新領域内の背景データに対して、データ更新を行う処理をＭＰＵ３１が行い、その後はこの図１７の処理を終了する。この処理は、図１７の障害物検知処理用背景データ更新処理におけるＳ２２３の処理と同様の処理であり、背景データの更新を、前掲の（１）式を用いて行う。図１４ＡのＳ３０１の背景差分処理では、上述のようにして更新された第二背景情報を２値化して、レーダ装置１の検出範囲内で静止している物体の存在の有無を表すデータとし、このデータと測定データとの差分を求める。
【０１６２】
以上までの処理が車両検知処理用背景データ更新処理である。
なお、図１７の処理では、図１３のＳ２２２の処理、すなわち、オクルージョンにより隠されている可能性のある物体についてのぼかし範囲内の領域を、背景データの更新領域として設定する処理を行っていない。これは、前述のように、この車両検知処理用背景データ更新処理は、Ｓ１０７の車両検知処理が実行された場合には、その処理に続いて毎回行われる。従って、物体がオクルージョンにより一時的には隠されてしまっても、その後に行われる更新処理ではオクルージョンが解消されるので、Ｓ２２２の処理を行わなくても、十分な背景データの精度が得られるからである。従って、車両検知処理用背景データ更新処理においても、障害物検知処理用背景データ更新処理のように、Ｓ２２２の処理を行うようにしてもよい。
【０１６３】
ＭＰＵ３１が、以上までに説明した各種の処理を行うことで、コンピュータ３０が監視装置１０として機能し、路肩車線７ｂを対象とする道路３の監視が行われる。
【０１６４】
なお、図７の監視処理では、Ｓ１０２からＳ１０５にかけての処理である、障害物の検知に関する処理と、Ｓ１０６からＳ１０８にかけての処理である、車両の検知処理とが逐次行われる。この代わりに、Ｓ１０２からＳ１０５にかけての処理と、Ｓ１０６からＳ１０８にかけての処理とを並行して同時に行うようにしてもよい。
【０１６５】
また、図４における道路３のうちの通常車線７ａに対しては、図７の監視処理のうちのＳ１０１、Ｓ１０７、及びＳ１０８の処理が繰り返し行われる。この処理の繰り返しを、路肩車線７ｂに対して行われる図７の監視処理と並行して行うようにしてもよい。また、路肩車線７ｂに対するＳ１０８の処理に続けて、通常車線７ａに対するＳ１０１、Ｓ１０７、及びＳ１０８の処理を行い、その後にＳ１０１に処理を戻して、路肩車線７ｂに対しての監視処理を繰り返すようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
１  レーダ装置
２  制御装置
３  道路
４  車両
５  検出域
６  固定構造物
６ａ  中央部
７  車線
７ａ  通常車線
７ｂ  路肩車線
８  検出範囲
９  中央線
１０  監視装置
１１  背景情報記憶部
１２  第一検知部
１３  第二検知部
１４  更新部
２１  背景差分処理部
２２  検出情報記憶部
２３  予測部
２４  追跡部
２５  判定部
３０  コンピュータ
３１  ＭＰＵ
３２  ＲＯＭ
３３  ＲＡＭ
３４  ハードディスク装置
３５  入力装置
３６  表示装置
３７  インタフェース装置
３８  記録媒体駆動装置
３９  バスライン
４０  可搬型記録媒体
４１  上位装置
５０  履歴情報テーブル
６１  追跡テーブル
６２  構造物テーブル
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２】
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