(57)【要約】【課題】複数の部分領域に分けて時分割で観測される領域内の移動体を従来に比べて高い精度で追尾可能とする。【解決手段】移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求める予測部と、撮影によって得られた複数の部分領域の画像のそれぞれから、予測部によって求められたゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出する抽出部と、複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、抽出部で抽出された観測点と観測点を含むゲート領域を求めるために用いられた航跡とを用いて新たな航跡を推定する推定部と、推定部によって推定された新たな航跡を含む、移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を移動体の尤もらしい航跡として選択する追尾部とを有する。【選択図】      図１
2015064229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求める予測部と、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記予測部によって求められた前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出する抽出部と、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記抽出部で抽出された観測点と前記観測点を含むゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する追尾部と、
を備えたことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
請求項１に記載の追尾装置において、
前記推定部は、更に、前記観測点の情報を用いずに、前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡に基づいて新たな航跡を推定し、
前記追尾部は、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記推定部により、前記観測点の情報を用いて推定された航跡である第１航跡の尤度を、撮影された部分領域と前記部分領域が撮影された時刻について求められたゲート領域とが重複する部分の面積が大きいほど大きい値とし、前記推定部により、前記観測点の情報を用いずに推定された航跡である第２航跡の尤度を、前記撮影された部分領域と前記部分領域が撮影された時刻について求められたゲート領域とが重複する部分の面積が小さいほど大きい値とする評価部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項３】
請求項２に記載の追尾装置において、
更に、
前記複数の部分領域が撮影される過程で、前記評価部により求められた尤度が第２閾値以上となる航跡を検出し、検出した航跡を表す情報を出力する出力部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項４】
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記ゲート領域から抽出された観測点と前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定し、
推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する、
ことを特徴とする追尾方法。
【請求項５】
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記ゲート領域から抽出された観測点と前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定し、
推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする追尾プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体を追尾する追尾装置、追尾方法及び追尾プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダーや赤外線センサなどから得られる観測データに基づいて、航空機などの移動体の航跡を追尾するために、多数仮説追尾(MHT: Multiple Hypothesis Tracking )技術を適用した追尾装置が提案されている(例えば、非特許文献１参照)。
【０００３】
ＭＨＴを適用した追尾装置は、移動体の探知の失敗やノイズの発生の可能性などを考慮して、移動体の位置である可能性を持つ箇所として観測データから抽出した観測点と移動体との対応関係について複数の仮説を立てる。また、ＭＨＴを適用した追尾装置は、各仮説の確からしさを評価しつつ、追尾処理を進めていくことで、移動体の航跡を追尾する。
【０００４】
ＭＨＴを適用した追尾装置では、移動体が含まれる領域が所定の時間間隔で一括して撮影されることを前提としている。そして、ＭＨＴを適用した追尾装置では、それまでに撮影された観測データに基づく追尾処理で得られた移動体の過去の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域が求められ、新たな観測データからの観測点の抽出に用いられる。
【０００５】
ところで、追尾装置は、所定の時間間隔で、観測の対象となる観測領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影することで得られる各画像として、観測領域全体の画像を所定の時間間隔で取得する場合がある。この種の追尾装置は、例えば、赤外線センサの向きを変えながら撮影を行うことで、観測領域に含まれる各部分領域の画像を順次に取得し、各部分領域の撮影が一巡する毎に、取得した画像を合成することで、観測領域の全体に相当する１フレームの画像を取得する。そして、追尾装置は、それまでに取得した数フレームの画像に基づいて、移動体の過去の航跡を推測し、推測によって得られた移動体の位置や速度及び加速度などを示す状態ベクトルを用いて、以降の移動体の航跡の追尾を行う。
【０００６】
この種の追尾装置において、各部分領域が撮影される時刻につき、前のフレームまでの移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域を設定し、設定したゲート領域を追尾処理に用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００４−２３３１３６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】D. B. Reid, “An algorithm for tracking multiple targets.” IEEE Trans. on Automatic Control, vol.24, No.6, pp.843-854, 1979
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、観測領域を複数の部分領域に分けて撮影する場合には、前のフレームまでの移動体の航跡に基づいて予測されるゲート領域が、２つ以上の部分領域に跨る可能性がある。この場合に、観測領域に含まれる各部分領域の撮影が一巡する間に、一つの移動体が、２つ以上の部分領域においてそれぞれ観測される可能性がある。
【００１０】
しかしながら、従来の技術においては、一つの移動体が２つ以上の部分領域においてそれぞれ観測される可能性を考慮した追尾処理を行うことが困難である。このため、例えば、観測領域に含まれる各部分領域の撮影が一巡する間に移動体の速度が変化した場合などに、速度の変化に応じて変化した航跡を追尾しきれずに見失ってしまう場合がある。
【００１１】
本件開示の追尾装置、追尾方法及び追尾プログラムは、複数の部分領域に分けて時分割で観測される領域内の移動体の航跡を従来に比べて高い精度で追尾可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一つの観点によれば、追尾装置は、移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求める予測部と、撮影によって得られた複数の部分領域の画像のそれぞれから、予測部によって求められたゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出する抽出部と、複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、抽出部で抽出された観測点と観測点を含むゲート領域を求めるために用いられた航跡とを用いて新たな航跡を推定する推定部と、推定部によって推定された新たな航跡を含む、移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を移動体の尤もらしい航跡として選択する追尾部とを有する。
【００１３】
別の観点によれば、追尾方法は、移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、撮影によって得られた複数の部分領域の画像のそれぞれから、ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、ゲート領域から抽出された観測点とゲート領域を求めるために用いられた航跡とを用いて新たな航跡を推定し、推定された新たな航跡を含む、移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を移動体の尤もらしい航跡として選択する。
【００１４】
また、別の観点によれば、追尾プログラムは、移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、撮影によって得られた複数の部分領域の画像のそれぞれから、ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、ゲート領域から抽出された観測点とゲート領域を求めるために用いられた航跡とを用いて新たな航跡を推定し、推定された新たな航跡を含む、移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を移動体の尤もらしい航跡として選択する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
本件開示の追尾装置、追尾方法及び追尾プログラムは、複数の部分領域に分けて時分割で観測される領域内の移動体の航跡を従来に比べて高い精度で追尾することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】追尾装置の一実施形態を示す図である。
【図２】第１航跡及び第２航跡の例を示す図である。
【図３】仮説の木の例を示す図である。
【図４】図１に示した追尾装置の動作を示す図である。
【図５】追尾装置の別実施形態を示す図である。
【図６】図３に示した各仮説の尤度の計算例を示す図である。
【図７】式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲の例を示す図である。
【図８】式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲の例を示す図である。
【図９】式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲の例を示す図である。
【図１０】図５に示した追尾装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１１】図１０に示した追尾装置による追尾処理を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、追尾装置の一実施形態を示す。図１に示した追尾装置１０は、撮影装置ＥＱにより、観測の対象の領域である観測領域Ａｒに含まれる複数の部分領域を時分割で撮影することで得られる画像に基づいて、観測領域内の移動体の航跡を追尾する。
【００１９】
撮影装置ＥＱは、例えば、２次元に配列された画素を含む赤外線センサＳＣを含んでいる。また、撮影装置ＥＱは、赤外線センサＳＣの受光面を水平方向の向きＤｈ１、Ｄｈ２および鉛直方向の向きＤｖ１、Ｄｖ２に回転させる。これにより、撮影装置ＥＱは、赤外線センサＳＣを用いて、観測領域Ａｒに含まれる２ｍ(ｍは正の整数)個の部分領域ｄＡ＿１，…，ｄＡ＿ｍ，ｄＡ＿ｍ＋１，…，ｄＡ＿２ｍを順次に撮影する。なお、図１に示した２ｍ個の部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍは、観測領域Ａｒを鉛直方向に相当するｙ軸方向に２つに分割し、また、水平方向に相当するｘ軸方向にｍ個に分割した場合を示しているが、ｙ軸方向の分割数は２に限定されない。
【００２０】
例えば、撮影装置ＥＱは、赤外線センサＳＣの向きをｘ軸方向に対応する水平方向Ｄｈ１に回転させつつ、ｍ個の部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿ｍを順次に撮影する。その後、撮影装置ＥＱは、赤外線センサＳＣの向きをｙ軸方向に対応する鉛直方向Ｄｖ１に回転させた後、水平方向Ｄｈ２に回転させつつ、ｍ個の部分領域ｄＡ＿ｍ＋１〜ｄＡ＿２ｍを順次に撮影する。また、部分領域ｄＡ＿２ｍの撮影の終了したとき、即ち、観測領域Ａｒに含まれる２ｍ個の部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍの撮影が一巡した後に、撮影装置ＥＱは、赤外線センサＳＣの向きを鉛直方向Ｄｖ２に回転させることで部分領域ｄＡ＿１の方向に向ける。そして、撮影装置ＥＱは、新たに、部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍの撮影を開始する。つまり、撮影装置ＥＱは、２ｍ個の部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍを循環的に繰り返し撮影することで、繰返しの周期に相当する時間間隔で、観測領域Ａｒに対応する１フレームの画像を繰り返し取得する。例えば、観測領域Ａｒに５４個(ｍ＝２７)の部分領域が含まれており、各部分領域の撮影にかかる時間が０．２秒程度である場合に、撮影装置ＥＱが観測領域Ａｒに対応する１フレームの画像を取得する時間間隔は十数秒程度である。
【００２１】
以下の説明において、部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍのそれぞれを区別しない場合に、部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍは、単に部分領域ｄＡと略称される。
【００２２】
撮影装置ＥＱに含まれる画像処理部ＧＰは、赤外線センサＳＣが各部分領域ｄＡに向けられた際に得られた赤外線センサＳＣの出力信号に基づいて、各部分領域ｄＡにおいて所定の第１閾値以上の輝度を持つ箇所を検出する。また、画像処理部ＧＰは、検出した箇所のそれぞれの位置を示す情報を、移動体である可能性を持つ物体の位置を示す観測点として、追尾装置１０に渡す。なお、画像処理部ＧＰは、追尾装置１０に含まれてもよい。
【００２３】
追尾装置１０は、予測部１１と、抽出部１２と、推定部１３と、追尾部１４とを含んでいる。予測部１１は、撮影装置ＥＱにより、部分領域ｄＡのそれぞれが撮影される毎に、それまでに推定部１３で推定された移動体の航跡に基づいて、移動体の予測される位置を含む範囲であるゲート領域を求める。抽出部１２は、部分領域ｄＡが撮影される毎に、撮影で得られた画像から画像処理部ＧＰによって検出された観測点を受け、受けた観測点の中から、予測部１１で求められたゲート領域に含まれる観測点を抽出する。そして、推定部１３は、部分領域ｄＡが撮影される毎に、抽出部１２によって抽出された観測点とゲート領域を求める際に用いられた航跡とを用いて新たな航跡である第１航跡を推定する。推定部１３によって推定された航跡は、順次に予測部１１に渡され、以降に撮影される部分領域ｄＡからの観測点の抽出に用いるゲート領域を求めるために用いられる。追尾部１４は、例えば、観測領域Ａｒに含まれる部分領域ｄＡの撮影が一巡する過程で推定部１３によって推定された航跡のそれぞれの尤もらしさを評価し、最も尤度の高い仮説を含む少なくとも一つの航跡を選択することで移動体の追尾を行う。追尾部１４によって選択された航跡は予測部１１に渡され、移動体の過去の航跡を示す情報として、新たに撮影が開始される各部分領域ｄＡのそれぞれが撮影される時刻におけるゲート領域の予測に用いられる。
【００２４】
予測部１１は、例えば、撮影装置ＥＱによる観測領域Ａｒのｋ（ｋは２より大きい整数）回目の撮影が開始される際に、ｋ−１回目の撮影までの追尾処理で得られた移動体の過去の航跡に基づいて、部分領域ｄＡ＿１の撮影時刻におけるゲート領域を求める。例えば、予測部１１は、ｋ−１回目の撮影までの追尾処理で得られた過去の航跡に従って移動体が移動する場合に、部分領域ｄＡ＿１が観測された時刻に移動体が観測される可能性のある範囲を、部分領域ｄＡ＿１の撮影時刻におけるゲート領域として求める。また、予測部１１は、以降の各部分領域ｄＡ(例えば、部分領域ｄＡ＿２)が撮影される毎に、それまでに推定部１３で推定された航跡のそれぞれに基づいて、各部分領域ｄＡが撮影される時刻におけるゲート領域を求める。ここで、推定された各航跡に従う移動体の運動は、例えば、過去のある時刻について推定された移動体の位置と移動体の速度と移動体の加速度とを含む状態ベクトルで示される。予測部１１は、各航跡を示す状態ベクトルをカルマンフィルタに通すことで、各部分領域ｄＡが観測された時刻における移動体の存在の確率密度が所定値以上である範囲としてゲート領域を求める。なお、以下の説明において、各仮説で示される航跡で移動体が移動する場合に、各部分領域ｄＡが撮影される時刻について予測される移動体の位置は、移動体の予測位置と称される。一方、過去のある時刻について推定された移動体の位置は、移動体の推定位置と称される。
【００２５】
推定部１３は、抽出部１２により、ゲート領域に含まれる観測点が抽出された場合に、抽出された観測点で移動体が観測されたとする仮説を生成し、生成した仮説に基づき、観測点の情報とゲート領域の予測に用いられた航跡とを用いて第１航跡を推定する。例えば、推定部１３は、ゲート領域の予測に用いられた航跡を表す状態ベクトルを、観測点の情報を用いて更新することで、第１航跡を示す状態ベクトルとして、観測点の位置と過去の航跡との双方が反映された状態ベクトルを求める。
【００２６】
例えば、第１時刻に撮影された部分領域ｄＡ内の観測点が抽出部１２によって抽出された場合に、推定部１３は、移動体が第１時刻において部分領域ｄＡ内の観測点において観測されたとする仮説を生成する。そして、推定部１３は、観測点の情報と過去の航跡を示す状態ベクトルとに基づいて、生成した仮説で示される第１航跡を示す状態ベクトルを推定する。推定された状態ベクトルで示される第１航跡は、過去の航跡に基づいて第１時刻について予測された移動体の予測位置よりも観測点に近い位置を通る航跡となる。
【００２７】
その後、推定部１３は、第２時刻に撮影された部分領域ｄＡの画像から、第１時刻での撮影の際に推定された第１航跡から求められたゲート領域を用いて抽出された観測点と、推定された第１航跡とに基づいて、新たな第１航跡を推定する。例えば、推定部１３は、移動体が、第１時刻に撮影された部分領域に含まれる観測点と第２時刻に撮影された部分領域に含まれる観測点との双方で観測されたとする仮説を生成する。そして、推定部１３は、第１時刻での撮影の際に推定された第１航跡を表す状態ベクトルと、第２時刻で撮影された画像から抽出された観測点の情報とに基づいて、生成した仮説で示される新たな第１航跡を示す新たな状態ベクトルを推定する。
【００２８】
また、推定部１３は、以上に説明した第１航跡に加えて、観測点の情報を用いずに、ゲート領域を求めるために用いられた航跡に基づいて、新たな航跡である第２航跡を推定することが望ましい。例えば、推定部１３は、観測点の抽出に用いられたゲート領域において移動体が観測されなかったとする仮説を生成する。また、生成部１３は、例えば、ゲート領域で示される予測位置を用いて、ゲート領域の予測に用いられた航跡を示す状態ベクトルに含まれる推定位置を更新することで、生成した仮説で示される第２航跡を示す状態ベクトルを推定する。推定された状態ベクトルで示される第２航跡は、ゲート領域を求めるために用いられた航跡をそのまま延長した航跡となる。
【００２９】
図２は、第１航跡及び第２航跡の例を示す。図２に示した矩形のそれぞれは、図１に示した撮影装置ＥＱにより、観測領域Ａｒをｋ回目に撮影する過程で、部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍについて赤外線センサＳＣで得られた画像を示す。なお、図２においては、図１に示した部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍのうち、部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍ以外の部分領域ｄＡを撮影することで得られた画像の図示は省略されている。
【００３０】
図２に示した実線の曲線Ｔｒｐは、観測領域Ａｒのｋ回目の撮影に先立って、ｋ−１回にわたって観測領域Ａｒを観測した過程で行われた移動体を追尾する処理により、移動体の尤もらしい航跡として得られた過去の航跡を示す。また、図２に示した画像ｄＡ＿１において、点Ｑ(Ｔｒｐ，ｋ−１)および点Ｑ(Ｔｒｐ，ｋ−２)は、ｋ−１回目とｋ−２回目に部分領域ｄＡ＿１が撮影された時刻について、航跡Ｔｒｐに基づいて推定された移動体の位置である推定位置を示す。
【００３１】
また、図２において実線で示した楕円Ｇｐ(２)は、移動体の過去の航跡Ｔｒｐに基づいて、観測領域Ａｒがｋ回目に撮影される過程で部分領域ｄＡ＿２が撮影された時刻について、図１に示した予測部１１によって求められたゲート領域を示す。また、図２に示した部分領域ｄＡ＿２において、点Ｚ１は、部分領域ｄＡ＿２を撮影することで得られた画像から、図１に示した画像処理部ＧＰによって検出された観測点の例を示す。
【００３２】
図２の例では、部分領域ｄＡ＿２において検出された観測点Ｚ１は、ゲート領域Ｇｐ(２)に含まれている。したがって、図１に示した抽出部１２は、観測点Ｚ１を示す情報を推定部１３に渡す。推定部１３は、抽出部１２から受けた観測点Ｚ１において移動体が観測されたとする仮説とともに、移動体がゲート領域Ｇｐ(２)において観測されなかったとする仮説を生成する。
【００３３】
そして、推定部１３は、過去の航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルと観測点Ｚ１の情報とに基づいて新たな状態ベクトルを求めることで、観測点Ｚ１において移動体が観測されたとする仮説で示される第１航跡を推定する。図２に破線で示した曲線Ｔｒ１は、推定部１３により、第１航跡として、観測点Ｚ１の情報を用いて推定された航跡の一例である。また、推定部１３は、過去の航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇｐ(２)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、図２に示した航跡Ｔｒｐを延長した航跡を推定する。
【００３４】
その後、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１が撮影された際に、予測部１１は、移動体の過去の航跡Ｔｒｐに基づき、図２において点線で囲んで示したゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)を求める。また、予測部１１は、同じく、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１が撮影された時刻について、部分領域ｄＡ＿２が撮影された際に推定部１３によって第１航跡として推定された航跡Ｔｒ１に基づき、一点鎖線で囲んで示したゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)を求める。
【００３５】
図２に示したゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)の算出に用いられる航跡Ｔｒ１の状態ベクトルは、部分領域ｄＡ＿２が撮影された際に、部分領域ｄＡ＿２から抽出された観測点Ｚ１を用いて、過去の航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルを更新することで求められる。したがって、図２に示したように、航跡Ｔｒ１に基づいて求められたゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)の位置は、過去の航跡Ｔｒｐに基づいて求められたゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)からずれた位置となる。
【００３６】
図２に示した部分領域ｄＡ＿２ｍ−１に含まれる点Ｚ２は、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１を撮影することで得られた画像から、図１に示した画像処理部ＧＰによって検出された観測点の例である。図２の例では、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１において検出された観測点Ｚ２は、航跡Ｔｒ１に基づいて予測されたゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)に含まれている。したがって、図１に示した抽出部１２は、第１航跡Ｔｒ１から予測されたゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)から抽出された観測点として、観測点Ｚ２を推定部１３に渡す。一方、図２に示した観測点Ｚ２は、過去の航跡Ｔｒｐに基づいて予測されたゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)には含まれていない。したがって、抽出部１２は、過去の航跡Ｔｒｐに基づいて予測されたゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)内の観測点として観測点Ｚ２を推定部１３に渡すことはない。
【００３７】
この場合に、推定部１３は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)に含まれる観測点Ｚ２において移動体が観測されたとする仮説と、移動体がゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)およびゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)において観測されなかったとする仮説とを生成する。
【００３８】
そして、推定部１３は、航跡Ｔｒ１を表す状態ベクトルと観測点Ｚ２の情報とに基づいて新たな状態ベクトルを求めることで、観測点Ｚ１および観測点Ｚ２において移動体が観測されたとする仮説で示される新たな第１航跡を推定する。図２に一点鎖線で示した曲線Ｔｒ２は、推定部１３により、新たな第１航跡として、観測点Ｚ２の情報を用いて推定された航跡の一例である。また、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒ１を表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、図２に示した航跡Ｔｒ１を延長した航跡を推定する。また、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、航跡Ｔｒｐを延長することで得られる航跡を推定する。
【００３９】
そして、部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影される際に、予測部１１は、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１の撮影までの過程で生成された仮説のそれぞれで示される航跡に基づいて、各航跡に従って移動体が移動した場合の予測位置を含むゲート領域を求める。即ち、予測部１１は、航跡Ｔｒ１、Ｔｒ２および航跡Ｔｒｐとに基づいて、部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻におけるゲート領域をそれぞれ予測する。図２において破線で示した楕円Ｇｐ(２ｍ)は、部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻につき、過去の航跡Ｔｒｐを延長した第２航跡に基づいて予測部１１により予測されたゲート領域を示す。
【００４０】
図２に示した部分領域ｄＡ＿２ｍに含まれる点Ｚ３は、部分領域ｄＡ＿２ｍを撮影することで得られた画像から図１に示した画像処理部ＧＰによって検出された観測点の例である。図２の例では、画像ｄＡ＿２ｍにおいて検出された観測点Ｚ３は、部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻につき、過去の航跡Ｔｒｐを延長した第２航跡に基づいて予測部１１により予測されたゲート領域Ｇｐ(２ｍ)に含まれる。したがって、観測点Ｚ３の情報は、抽出部１２により、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)から抽出された観測点として、推定部１３に渡される。
【００４１】
一方、図２に示した航跡Ｔｒ１、Ｔｒ２に基づいて予測されるゲート領域Ｇ１(２ｍ)およびゲート領域Ｇ２(２ｍ)は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)と概ね等しい位置にあり、ゲート領域Ｇ１(２ｍ)、Ｇ２(２ｍ)は、部分領域ｄＡ＿２ｍと重複する部分を持たない。このため、図２においては、ゲート領域Ｇ１(２ｍ)およびゲート領域Ｇ２(２ｍ)の図示は省略されている。また、抽出部１２により、観測点Ｚ３が、ゲート領域Ｇ１(２ｍ)あるいはゲート領域Ｇ２(２ｍ)内の観測点として推定部１３に渡されることもない。
【００４２】
この場合に、推定部１３は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)に含まれる観測点Ｚ３において移動体が観測されたとする仮説と、移動体がゲート領域Ｇｐ(２ｍ)，Ｇ１(２ｍ)，Ｇ２(２ｍ)のそれぞれにおいて観測されなかったとする仮説とを生成する。
【００４３】
そして、推定部１３は、航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルと観測点Ｚ３の情報とに基づいて新たな状態ベクトルを求めることで、観測点Ｚ１、Ｚ２において移動体が観測されず、観測点Ｚ３において観測されたとする仮説で示される新たな第１航跡を推定する。図２に二点鎖線で示した曲線Ｔｒ３は、推定部１３により、新たな第１航跡として、観測点Ｚ３の情報を用いて推定された航跡の一例である。また、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇｐ(２ｍ)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、図２に示した航跡Ｔｒｐを延長した航跡を推定する。また、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒ１を表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇ１(２ｍ)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、図２に示した航跡Ｔｒ１を延長した航跡を推定する。また、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒ２を表す状態ベクトルに基づいて、移動体がゲート領域Ｇ２(２ｍ)において観測されなかったとする仮説で示される第２航跡として、航跡Ｔｒ２を延長することで得られる航跡を推定する。
【００４４】
以上に説明したように、図１に示した追尾装置１０では、各部分領域ｄＡが撮影される毎に、予測部１１で予測されたゲート領域を用いて抽出部１２が抽出した観測点を用いて推定部１３が移動体の航跡を推定し、推定された航跡を以降のゲート領域の予測に用いる。これにより、推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒ２のように、移動体が複数の部分領域ｄＡにおいて、それぞれが撮影された時刻に観測されるとする仮説で示される航跡を含む複数の航跡を推定することができる。
【００４５】
図１に示した追尾部１４は、撮影装置ＥＱにより各部分領域ｄＡが撮影される過程で推定部１３によって対制された第１航跡を含む複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を移動体の尤もらしい航跡として選択する。図２の例では、追尾部１４は、移動体の過去の航跡Ｔｒｐと、第１航跡として推定部１３により新たに生成された航跡Ｔｒ１と航跡Ｔｒ２と航跡Ｔｒ３とのそれぞれの中から、最も尤度の高い航跡を含む少なくとも一つの航跡を選択することで追尾処理を行う。
【００４６】
ここで、図２に示した観測点Ｚ１，Ｚ２は、いずれも、それぞれの抽出に用いられたゲート領域Ｇｐ(２)，Ｇ１(２ｍ−１)の中央部にあることから、観測点Ｚ１，Ｚ２は、いずれも移動体を示している可能性が高い。一方、図２に示した観測点Ｚ３は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)の周辺部にあることから、観測点Ｚ３が移動体を示している可能性は、観測点Ｚ１，Ｚ２が移動体を示す可能性に比べて低い。したがって、推定部１３により、図２に示した航跡Ｔｒｐ，Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３のそれぞれを示す航跡が推定された場合に、追尾部１４は、航跡Ｔｒ２を最も尤度の高い航跡として選択する。
【００４７】
追尾部１４は、撮影装置ＥＱにより各部分領域ｄＡが撮影される過程で推定部１３によって生成される第１航跡を示す仮説を含む複数の仮説のそれぞれを、仮説相互の関係を示す木構造において位置づけることで仮説の木を生成する。追尾部１４は、生成した仮説の木で示される階層構造に基づいて、仮説の木に含まれる各仮説の尤度を、各仮説で示される航跡の尤度として評価する。なお、追尾部１４において、各仮説の尤度を算出する手法については、図５〜図９を用いて後述する。
【００４８】
また、追尾部１４は、各仮説について求めた尤度に基づいて、例えば、最も高い尤度が得られた仮説を含む所定数の仮説を残して他の仮説を削除する処理を図１に示した観測領域Ａｒに対応する１フレームの画像の取得毎に行うことで仮説の選択を行う。
【００４９】
図３は、仮説の木の例を示す。図３に示した仮説の木は、図１に示した観測領域Ａｒがｋ回目に撮影される過程で、推定部１３により、図２に示した移動体の過去の航跡Ｔｒｐを示す仮説から遷移可能な仮説として生成された仮説を含んでいる。なお、図３に示す仮説の木においては、移動体の過去の航跡を示す仮説から遷移可能な仮説のうち、観測点がノイズであるとする仮説や観測点が新たに追尾の対象となる別の移動体であるとする仮説の図示は省略されている。
【００５０】
図３に示した仮説の木において、図１に示した推定部１３によって生成される各仮説を円形で示した。また、各仮説を示す符号において、符号“ｈ”に続く数字は、観測領域Ａｒに含まれる各部分領域ｄＡの撮影が一巡する過程で図１に示した推定部１３によって生成された各仮説を区別する番号を示す。なお、図３では、部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍのそれぞれが撮影された時刻ｔ＿１，ｔ＿２，ｔ＿２ｍ−１，ｔ＿２ｍを示す点線上に、各部分領域ｄＡが撮影された際に生成された仮説を並べて示した。また、図３に示した二重の円形ｈｐは、前のフレームまでの追尾処理によって得られた過去の航跡Ｔｒｐを示す仮説を示す。
【００５１】
また、図３に示した仮説の木において、白色の円形ｈ２、ｈ４、ｈ９で示した仮説は、抽出された観測点において移動体が観測されたとする仮説であり、観測点の情報を用いて、親に当たる仮説で示される航跡の状態ベクトルを更新することで得られる第１航跡を示す。例えば、図３において、時刻ｔ＿２を示す点線上に白色の円形で示した仮説ｈ２は、図２に示した航跡Ｔｒｐを示す仮説ｈ１の子に当たる仮説であり、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が観測点Ｚ１において観測されたとする仮説である。そして、この仮説ｈ２によって示される第１航跡は、航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルを観測点Ｚ１の情報を用いて更新することで求めた状態ベクトルで表される航跡Ｔｒ１である。同様に、図３において、時刻ｔ＿２ｍ−１を示す点線上に白色の円形で示した仮説ｈ４は、航跡Ｔｒ１を示す仮説ｈ２の子に当たる仮説であり、航跡Ｔｒ１に従って移動する移動体が観測点Ｚ２において観測されたとする仮説である。そして、この仮説ｈ４によって示される第１航跡は、航跡Ｔｒ１を表す状態ベクトルを観測点Ｚ２の情報を用いて更新することで求めた状態ベクトルで表される航跡Ｔｒ２である。また、図３において、時刻ｔ＿２ｍを示す点線上に白色の円形で示した仮説ｈ９は、航跡Ｔｒｐを示す仮説ｈ６の子に当たる仮説であり、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が観測点Ｚ３において観測されたとする仮説である。そして、この仮説ｈ９によって示される第１航跡は、航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルを観測点Ｚ３の情報を用いて更新することで得られる状態ベクトルで表される航跡Ｔｒ３である。
【００５２】
一方、図３に示した仮説の木において、網掛けを付した円形で示した仮説は、撮影された部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説であり、親に当たる仮説で示される航跡を表す状態ベクトルを引き継いだ航跡である第２航跡を示す。例えば、図３において網掛けを付した円形で示した仮説ｈ１，ｈ３，ｈ６，ｈ１０は、いずれも、前のフレームまでの追尾処理で得られた過去の航跡Ｔｒｐを示す仮説ｈｐに直列に接続された子孫に当たる仮説である。即ち、これらの仮説ｈ１，ｈ３，ｈ６，ｈ１０は、図２に示した航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍにおいて観測されないとする仮説である。そして、これらの仮説ｈ１，ｈ３，ｈ６，ｈ１０によって示される航跡は、いずれも、過去の航跡Ｔｒｐを表す状態ベクトルに含まれる速度および加速度をそのまま引き継いだ状態ベクトルで表される航跡である。また、図３において、時刻ｔ＿２ｍ−１，ｔ＿２ｍを示す点線上に網掛けを付した円形で示した仮説ｈ５，ｈ８は、図２に示した航跡Ｔｒ１を示す仮説ｈ２に直列に接続された子孫に当たる仮説である。即ち、これらの仮説ｈ５、ｈ８は、親に当たる仮説ｈ２が示す航跡Ｔｒ１に従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍにおいて観測されないとする仮説である。そして、これらの仮説ｈ５、ｈ８によって示される航跡は、航跡Ｔｒ１を表す状態ベクトルの速度および加速度を引き継いだ航跡である。同様に、図３において、時刻ｔ＿２ｍを示す点線上に網掛けを付した円形で示した仮説ｈ７は、図２に示した航跡Ｔｒ２を示す仮説ｈ４の子に当たる仮説である。即ち、仮説ｈ７は、親に当たる仮説ｈ４が示す航跡Ｔｒ２に従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍにおいて観測されないとする仮説である。そして、仮説ｈ７によって示される航跡は、航跡Ｔｒ２を表す状態ベクトルの速度および加速度を引き継いだ航跡である。なお、図２および図３に示した例は、図１に示した画像処理部ＧＰにより、部分領域ｄＡ＿１から観測点が検出されていない場合を示している。
【００５３】
図１に示した追尾部１４は、例えば、図３に示した仮説の木において、時刻ｔ＿２ｍを示す点線上に示した仮説ｈ７，ｈ８，ｈ９，ｈ１０について求めた尤度を互いに比較し、他の仮説よりも高い尤度を示す仮説を選択することで移動体の航跡を追尾する。例えば、仮説ｈ７の尤度が最も高い場合に、追尾部１４は、観測領域Ａｒを過去ｋ回にわたって観測したことで得られた移動体の尤もらしい航跡として、仮説ｈ７で示される航跡Ｔｒ２を出力する。
【００５４】
また、追尾部１４は、仮説の木において、尤もらしい航跡を示す仮説として選択した仮説を含む枝を残し、他の枝を削除する“枝刈り”処理を行うことで、仮説を取捨選択してもよい。例えば、追尾部１４は、仮説ｈ２と仮説ｈ２から分岐する各仮説を含む枝Ｂ＿１と、仮説ｈ３と仮説ｈ３から分岐する各ノードを含む枝Ｂ＿２とのそれぞれについて、要素として含まれる仮説の尤度の総和を求める。そして、例えば、枝Ｂ＿１について求めた尤度の総和が枝Ｂ＿２について求めた尤度の総和よりも大きい場合に、枝Ｂ＿１に含まれる各仮説を残し、他方の枝Ｂ＿２に含まれる各仮説を削除することで“枝刈り”処理を行う。
【００５５】
また、追尾部１４は、“枝刈り”処理で選択した仮説を予測部１１に通知し、以降の追尾処理において、予測部１１に、選択した仮説で示される航跡を用いたゲート領域の予測を行わせることが望ましい。これにより、観測領域Ａｒをｋ回目に撮影して得られた１フレームの画像とともに、以降に撮影される画像に含まれる情報を考慮した移動体の追尾を行うことができる。
【００５６】
以上に説明したように、図１に示した追尾装置１０に含まれる推定部１３は、予測部１１によって求められたゲート領域から観測点が抽出された場合に、抽出された観測点で移動体が観測されたとする仮説を生成する。また、生成部１３は、生成した仮説で示される第１航跡として、観測点の情報を用いて過去の航跡の状態ベクトルを更新することで得られる新たな状態ベクトルを持つ航跡を推定する。そして、推定部１３によって推定された新たな第１航跡に基づいて、予測部１１は、以降に撮影される部分領域ｄＡから観測点を抽出する際に用いるゲート領域を求める。
【００５７】
例えば、図２に示した部分領域ｄＡ＿２から抽出された観測点Ｚ１の情報を用いて過去の航跡Ｔｒｐを更新することで得られた航跡Ｔｒ１に基づいて、予測部１１は、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１から観測点を抽出する際に用いるゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)を求める。そして、推定部１３は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)から抽出された観測点Ｚ２の情報を用いて航跡Ｔｒ１を更に更新することで、移動体の考えられる航跡の一つとなる新たな第１航跡として航跡Ｔｒ２を推定する。即ち、図１に示した推定部１３は、図２に示した航跡Ｔｒ２として、２つの部分領域ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１からそれぞれ抽出された観測点Ｚ１，Ｚ２の双方の情報が反映された航跡を推定することができる。
【００５８】
ここで、図２に示した観測点Ｚ２は、航跡Ｔｒ１に基づいて求められたゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)には含まれているが、前のフレームまでの追尾処理で得られた過去の航跡Ｔｒｐに基づいて求められたゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)には含まれていない。すなわち、航跡Ｔｒ１を観測点Ｚ２の情報を用いて更新することで得られる航跡Ｔｒ２は、従来の追尾装置による追尾処理では生成されず、図１に示した追尾装置１０の推定部１３によって初めて生成される。そして、図２に示した航跡Ｔｒ２は、移動体が観測点Ｚ１と観測点Ｚ２の双方で観測されたとする仮説が真である場合に、図２に示した他の航跡に比べて移動体の真の航跡に最も近い航跡となる。
【００５９】
つまり、図１に示した追尾部１４は、観測領域Ａｒ内の複数の部分領域ｄＡから抽出された観測点において移動体が観測されたとする仮説を含め、移動体の考えられる航跡を示す仮説を漏れなく含む仮説の集合を受けることができる。
【００６０】
そして、図１に示した追尾部１４は、移動体の考えられる航跡を示す仮説を漏れなく含む仮説の集合の中から尤もらしい仮説を選択し、選択した仮説で示される航跡を、移動体の尤もらしい航跡として選択する。これにより、図１に示した追尾装置１０は、観測領域Ａｒの撮影にかかる時間内に生じた移動体の速度などの変化に応じて、複数の部分領域ｄＡの撮影が一巡する間に移動体の航跡が変化する場合でも、従来よりも高い精度で移動体の航跡を追尾することができる。
【００６１】
図４は、図１に示した追尾装置１０の動作を示す。図４に示したステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理は、図１に示した追尾装置１０の動作を示すとともに、追尾方法および追尾プログラムの一実施形態を示す。例えば、図４に示す処理は、追尾装置１０に搭載されたプロセッサが追尾プログラムを実行することで実現される。なお、図４に示す処理は、追尾装置１０に搭載されるハードウェアによって実行されてもよい。
【００６２】
追尾装置１０は、図４に示したステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を、例えば、撮影装置ＥＱにより観測領域Ａｒが撮影される毎に実行する。
【００６３】
ステップＳ３０１において、推定部１３は、図１に示した観測領域Ａｒに含まれる部分領域ｄＡのそれぞれを赤外線センサＳＣによって順次に撮影することで得られる画像から、画像処理部ＧＰによって抽出された観測点の情報を受ける。
【００６４】
ステップＳ３０２において、予測部１１は、それまでに生成された航跡の一つに基づいて、ステップＳ３０１で部分領域が撮影された時刻における移動体の予測位置を含むゲート領域を求める。
【００６５】
ステップＳ３０３において、抽出部１２は、ステップＳ３０１の処理で受けた観測点がステップＳ３０２の処理で求められたゲート領域に含まれているか否かを判定する。
【００６６】
観測点がゲート領域内である場合に(ステップＳ３０３の肯定判定(ＹＥＳ))、抽出部１２は、ステップＳ３０１の処理で受けた観測点を示す情報を推定部１３に渡し、受けた情報に基づき、推定部１３は、ステップＳ３０４の処理を実行する。
【００６７】
ステップＳ３０４において、推定部１３は、ステップＳ３０２の処理でゲート領域の予測に用いられた航跡と観測点の情報を用いて新たな第１航跡を推定する。ステップＳ３０４の処理において、推定部１３は、抽出された観測点で移動体が観測されたとする第１航跡を示す仮説とともに、観測点の抽出に用いられたゲート領域において移動体が観測されなかったとする仮説を生成する。また、推定部１３は、新たな第１航跡の推定とともに、観測点の抽出に用いられたゲート領域において移動体が観測されなかったとする仮説で示される第２航跡の推定を行う。
【００６８】
ステップＳ３０４の処理の終了後あるいはステップＳ３０３の否定判定(ＮＯ)の場合に、処理は、ステップＳ３０５の処理に移行する。
【００６９】
ステップＳ３０５において、予測部１１は、それまでに推定された航跡の全てについて、ゲート領域を予測する処理を実行したか否かを判定する。予測部１１は、例えば、ステップＳ３０１の処理で撮影された部分領域ｄＡよりも前に行われた部分領域ｄＡの撮影までに推定された航跡の全てについてゲート領域を求めたか否かを判定する。
【００７０】
まだゲート領域を求めていない仮説がある場合に(ステップＳ３０５の否定判定(ＮＯ))、予測部１１は、ステップＳ３０２の処理に戻り、未処理の仮説の一つについて、ゲート領域を求める処理を実行する。
【００７１】
ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５の処理を繰り返すことにより、全ての仮説についてのゲート領域の予測と予測されたゲート領域を用いた仮説の生成が完了した場合に（ステップＳ３０５の肯定判定(ＹＥＳ)）、処理は、ステップＳ３０６の処理に移行する。
【００７２】
ステップＳ３０６において、推定部１３は、観測領域Ａｒに含まれる全ての部分領域ｄＡの撮影が完了したか否かを判定する。
【００７３】
まだ撮影されていない部分領域ｄＡがある場合に(ステップＳ３０６の否定判定(ＮＯ))、処理はステップＳ３０１の処理に戻り、抽出部１２は、撮影装置ＥＱによる新たな部分領域ｄＡの撮影に応じて、撮影された部分領域ｄＡから抽出された観測点の情報を受ける。
【００７４】
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理を繰り返すことにより、観測領域Ａｒに含まれる全ての部分領域ｄＡについての処理が完了した場合に（ステップＳ３０６の肯定判定(ＹＥＳ)）、追尾部１４は、ステップＳ３０７の処理を実行する。
【００７５】
ステップＳ３０７において、追尾部１４は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理を繰り返す過程で、推定部１３によって生成された複数の仮説の中から、他の仮説よりも尤もらしい仮説を選択することで、移動体の尤もらしい航跡を選択する。
【００７６】
以上に説明したステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理を繰り返すことで生成された仮説の集合は、図２、図３を用いて説明したように、複数の部分領域ｄＡにおいて移動体が観測される航跡を示す仮説を含め、考えられる航跡を示す仮説を漏れなく含んでいる。
【００７７】
したがって、追尾部１４は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理を繰り返すことで生成された仮説の集合から尤もらしい仮説を選択することで、従来よりも高い精度で移動体の航跡を追尾することが可能である。
【００７８】
なお、図１に示した予測部１１は、図４に示したステップＳ３０２の処理をそれまでに推定された全ての航跡について並行して実行してもよい。また、図１に示した抽出部１２および推定部１３は、予測部１１により並行して求められたゲート領域のそれぞれを用いて、ステップＳ３０３およびステップＳ３０４の処理を実行してもよい。
【００７９】
また、図１に示した観測領域Ａｒに複数の移動体が存在する場合に、追尾装置１０は、例えば、移動体のそれぞれに対応して、移動体の航跡を示す仮説をまとめたクラスタを生成し、各クラスタについて図４で説明した追尾処理を実行することが望ましい。
【００８０】
図５は、追尾装置１０の別実施形態を示す。なお、図５に示す構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものは、同一の符号で示され、その説明は省略される場合がある。
【００８１】
図５に示した追尾装置１０は、図１に示した予測部１１と抽出部１２と推定部１３と追尾部１４とに加えて、出力部１５を含んでいる。また、図５に示した追尾部１４は、評価部１４１と、選択部１４２とを含んでいる。
【００８２】
評価部１４１は、例えば、撮影装置ＥＱによって観測領域Ａｒに含まれる各部分領域ｄＡが撮影される過程で、推定部１３によって生成される仮説のそれぞれの尤度を評価する。
【００８３】
評価部１４１は、第１航跡を示す各仮説の尤度を、第１航跡の生成に用いた観測点が抽出された部分領域ｄＡと観測点の抽出に用いられたゲート領域とが重複する部分の面積が大きいほど大きい値とする。また、評価部１４１は、第２航跡を示す各仮説の尤度を、撮影された部分領域ｄＡと観測点の抽出に用いられたゲート領域とが重複する部分の面積が小さいほど大きい値とする。
【００８４】
例えば、評価部１４１は、第１航跡を示す仮説のそれぞれの尤度の評価に、第１航跡の生成に用いられた航跡を示す仮説について求められた尤度と、第１航跡の生成に用いた観測点が抽出された部分領域において移動体が観測される確率とを用いる。例えば、評価部１４１は、図３の仮説の木に示した仮説ｈ２の尤度の評価に、仮説ｈ２の親に当たる仮説ｈ１の尤度と、図２に示した部分領域ｄＡ＿２で移動体が観測される確率とを用いる。
【００８５】
また、評価部１４１は、第２航跡のそれぞれを示す仮説の尤度の評価に、第２航跡の生成に用いられた航跡を示す仮説について求められた尤度と、撮影された部分領域において移動体が観測されない確率とを用いる。例えば、評価部１４１は、図３の仮説の木に示した仮説ｈ３の尤度の評価に、仮説ｈ３の親に当たる仮説ｈ１の尤度と、図２に示した部分領域ｄＡ＿２で移動体が観測されない確率とを用いる。ここで、図２に示した部分領域ｄＡ＿２で移動体が観測されない確率は、図２に示した部分領域ｄＡ＿２で移動体が観測される確率を数値１から減じた値として求めることができる。
【００８６】
移動体が部分領域ｄＡにおいて観測される確率および観測されない確率を用いることにより、図５に示した評価部１４１は、全ての部分領域ｄＡの撮影が完了する前に、個々の部分領域ｄＡの撮影の際に生成された各仮説の尤度を評価することができる。
【００８７】
なお、第１航跡の生成に用いた観測点が抽出された部分領域において移動体が観測される確率の算出に用いる手法を含めて、評価部１４１が、各仮説の尤度を評価する手法については、図６〜図９を用いて説明する。
【００８８】
また、図５に示した選択部１４２は、例えば、撮影装置ＥＱによる各部分領域ｄＡの撮影が一巡する毎に、それまでに生成された仮説の尤もらしさを評価部１４１が評価することで得られた各仮説の尤度を比較する。そして、選択部１４２は、比較結果に基づいて、他の仮説よりも尤度の高い少なくとも一つの仮説を選択し、選択した少なくとも一つの仮説で示される航跡を、それまでの追尾結果から得られた過去の航跡として、予測部１１および表示装置ＤＳＰに渡す。
【００８９】
選択部１４は、例えば、図３に示した仮説の木の葉に当たる仮説ｈ７、ｈ８、ｈ９、ｈ１０のそれぞれについて評価部１４１によって得られた尤度を互いに比較し、最も尤度の高い仮説を含む少なくとも一つの仮説で示される航跡を選択してもよい。また、選択部１４は、図３を用いて説明した“枝刈り”処理を行うことで、航跡の選択を行ってもよい。
【００９０】
また、図５に示した出力部１５は、図１に示した複数の部分領域ｄＡが撮影装置ＥＱにより撮影されていく過程で、評価部１４１により各仮説について求められた尤度を示す情報を受け、受けた情報により尤度が第２閾値以上であることが示された仮説を検出する。また、出力部１５は、尤度が第２閾値以上であることが示された仮説を検出するごとに、検出した仮説で示される航跡を表す情報を例えば表示装置ＤＳＰに渡し、検出した仮説で示される航跡を表示させる。
【００９１】
出力部１５において用いる第２閾値は、例えば、仮説について得られた尤度に基づいて、移動体の航跡を示す可能性が高いか否かを判定する際に用いる閾値と同程度の値を設定することが望ましい。
【００９２】
図５に示した追尾装置１０において、評価部１４１は、各部分領域ｄＡの撮影の際に推定部１３で生成された各仮説の尤度を評価し、出力部１５は、評価部１４１により、第２閾値以上の尤度を持つとされた仮説で示される航跡を、表示装置ＤＳＰを介して出力する。
【００９３】
これにより、２ｍ個の部分領域ｄＡの撮影が完了する前に、各部分領域ｄＡの撮影の際に推定された航跡の中で他の航跡よりも尤度が高いとされた航跡を検出し、検出した航跡を表示装置ＤＳＰに移動体の確からしい航跡として表示させることができる。すなわち、図５に示した追尾装置１０は、観測領域Ａｒに含まれる全ての部分領域ｄＡの撮影の完了を待たずに、移動体の確からしい航跡を表示装置ＤＳＰに表示させ、追尾装置１０の操作者に対して、最新の情報を早期に提示することができる。
【００９４】
ところで、各部分領域ｄＡにおいて移動体が観測される確率は、部分領域ｄＡが撮影された際に求められたゲート領域と部分領域ｄＡとが重複する部分に移動体が存在する確率と、移動体が観測領域Ａｒで観測される確率Ｐｄとの積として求められる。移動体が観測領域Ａｒで観測される確率Ｐｄは、例えば、数値０．９程度あるいはそれ以上の数値１に近い値に設定される定数である。一方、ゲート領域と部分領域ｄＡとが重複する部分に移動体が存在する確率は、ゲート領域と部分領域ｄＡとが重複する部分について、移動体が存在する確率密度を示す関数を積分することで求められる。
【００９５】
ここで、各部分領域ｄＡが撮影される時刻におけるゲート領域は、それまでに推定部１３によって推定された互いに異なる航跡のそれぞれについて求められる。例えば、図１に示した観測領域Ａｒにおいてｊ番目の部分領域ｄＡ＿ｊが撮影されるまでの過程で、Ｌ(Ｌは正の整数)個の新たな航跡が推定されている場合に、図５に示した予測部１１は、過去の航跡ＴｒｐとＬ個の新たな航跡とに基づいてゲート領域を求める。
【００９６】
以下の説明では、過去の航跡ＴｒｐとＬ個の新たな航跡とのそれぞれを、航跡を示す符号“Ｔｒ”と、過去の航跡を示す符号“ｐ”または新たな航跡のそれぞれを区別する番号を示す符号“ｃ”とを組み合わせた符号Ｔｒｃで示す。また、航跡Ｔｒｃに基づいて、部分領域ｄＡ＿ｊが撮影された時刻ｔ＿ｊについて求められたゲート領域を、ゲート領域を示す符号“Ｇ”と、航跡のそれぞれ区別する符号“ｃ”とを組み合わせた符号“Ｇｃ”を用いて、ゲート領域Ｇｃ(ｊ)のように示す。また、ゲート領域Ｇｃ(ｊ)と部分領域ｄＡ＿ｊとが重複する部分は、重複部分Ｓｃ＿ｊと称される。また、複数の部分領域ｄＡの撮影が一巡する過程で、図１または図５に示した抽出部１２によりＭ個の観測点が抽出された場合に、各観測点は、観測点を示す符号“Ｚ”と個々の観測点を区別する番号ｉ（ｉは整数Ｍ以下の正の整数）とを用いて観測点Ｚｉと称される。
【００９７】
評価部１４１は、部分領域ｄＡ＿ｊが撮影された時刻ｔｊにおいて、航跡Ｔｒｃに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿ｊとゲート領域Ｇｃ（ｊ）とが重複する部分である重複部分Ｓｃ＿ｊに存在する確率Ｐｃ＿ｊを、例えば、式(１)により算出する。
【００９８】
【数１】
2015064229.tif 000003
なお、式(１)において、関数Ｎｃ＿ｊ(ｘ，ｙ)は、航跡Ｔｒｃに基づいて時刻ｔｊについて求められたゲート領域Ｇｃ(ｊ)における移動体の存在の確率密度であり、航跡Ｔｒｃに従う移動体の時刻ｔｊにおける予測位置を期待値とする２次元の正規分布を示す。
【００９９】
図５に示した評価部１４１は、式(１)で算出した確率Ｐｃ＿ｊと、図３に示した仮説の木で示される仮説間の階層構造とを用いて、各仮説で示される航跡の尤度を評価する。例えば、評価部１４１は、評価の対象となる仮説ｈｂが、図３に示した仮説の木において白い円形で示した第１航跡を示す仮説である場合に、当該仮説の尤度Ｌ(ｈｂ)を式(２)を用いて評価する。
【０１００】
【数２】
2015064229.tif 000004
式(２)において、数値Ｌ(ｈｆ)は、評価の対象となる仮説ｈｂの親に当たる仮説ｈｆについて求められた尤度を示す。ここで、評価の対象となる仮説ｈｂの親に当たる仮説とは、仮説ｈｂが生成される際のゲート領域Ｇｃ(ｊ)を求める際に用いられた航跡Ｔｒｃを示す仮説である。例えば、図３に示した仮説ｈ２の親の仮説である仮説ｈ１は、図２に示したゲート領域Ｇｐ(２)の算出に用いられた、過去の航跡Ｔｒｐを延長した航跡を示す仮説である。また、式(２)において、数値Ｎｃ＿ｊ(Ｘｚｉ，Ｙｚｉ)は、観測点Ｚｉにおける移動体の存在の確率密度を示す。また、式(２)において、式(１)で求められた確率Ｐｃ＿ｊと確率Ｐｄとの積は、仮説ｈｆで示される航跡Ｔｒｃで移動する移動体が部分領域ｄＡ＿ｊで観測される確率を示す。即ち、式(２)にて、仮説ｈｂの尤度Ｌ(ｈｂ)は、親の仮説ｈｆの尤度Ｌ(ｈｆ)と、仮説ｈｆで示される航跡Ｔｒｃで移動する移動体が部分領域ｄＡ＿ｊで観測される確率と、観測点Ｚｉにおける移動体の存在の確率密度Ｎｃ＿ｊ（Ｘｚｉ，Ｙｚｉ）との積で示される。
【０１０１】
また、評価部１４１は、評価の対象となる仮説ｈｂが、図３に示した仮説の木において網掛けされた円形で示した第２航跡を示す仮説である場合に、当該仮説の尤度Ｌ(ｈｂ)を式(３)を用いて評価する。
【０１０２】
【数３】
2015064229.tif 000005
式(３)において、数値Ｌ(ｈｆ)は、式(２)と同じく、評価の対象となる仮説ｈｂの親に当たる仮説ｈｆについて求められた尤度を示す。また、式(３)において、式(１)で求められた確率Ｐｃ＿ｊと確率Ｐｄとの積を数値１から減じた値は、仮説ｈｆで示される航跡Ｔｒｃで移動する移動体が部分領域ｄＡ＿ｊで観測されない確率を示す。即ち、式(３)にて、仮説ｈｂの尤度Ｌ(ｈｂ)は、親の仮説ｈｆの尤度Ｌ(ｈｆ)と、仮説ｈｆで示される航跡Ｔｒｃで移動する移動体が部分領域ｄＡ＿ｊで観測されない確率との積で示される。
【０１０３】
式(２)を用いることにより、第１航跡を示す仮説ｈｂの尤度Ｌ(ｈｂ)として、式(１)を用いて移動体が存在する確率を算出する対象となる範囲であるゲート領域Ｇｃ(ｊ)と部分領域ｄＡ＿ｊとの重複部分Ｓｃ＿ｊが大きいほど大きな値を求めることができる。一方、式(３)を用いることにより、第２航跡を示す仮説ｈｂの尤度Ｌ(ｈｂ)として、式(１)を用いて移動体が存在する確率を算出する対象となる範囲であるゲート領域Ｇｃ(ｊ)と部分領域ｄＡ＿ｊとが重なる部分が小さいほど大きな値を求めることができる。
【０１０４】
以下では、図２に示した各航跡Ｔｒｐ，Ｔｒ１に従って移動体が移動する場合について、部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍのそれぞれにおいて移動体が観測される確率を算出し、算出した確率を用いて仮説の尤度を評価する例が説明される。
【０１０５】
図６は、図３に示した各仮説の尤度の計算例を示す。図６に示した表において、“仮説”で示した列に含まれる各符号は、図３の仮説の木に含まれる仮説ｈ１〜ｈ１０をそれぞれ示す。また、図６に示した表において、“仮説の尤度”で示した列に含まれる数式Ｌ(ｈ１)，Ｌ(ｈ２)，Ｌ(ｈ３)，Ｌ(ｈ４)，Ｌ(ｈ５)，Ｌ(ｈ６)，Ｌ(ｈ７)，Ｌ(ｈ８)，Ｌ(ｈ９)，Ｌ(ｈ１０)のそれぞれは、仮説ｈ１〜ｈ１０のそれぞれの尤度を示す。
【０１０６】
図７〜図９は、式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲の例を示す。なお、図７〜図９において、図１に示した観測領域Ａｒに含まれる２ｍ個の部分領域ｄＡのうち、部分領域ｄＡ＿１，ｄＡ＿２，ｄＡ＿２ｍ−１，ｄＡ＿２ｍ以外の部分領域ｄＡの図示は省略されている。また、図７〜図９において、ｘ軸は水平方向を示し、ｙ軸は鉛直方向を示す。また、図７〜図９に示した要素のうち、図２に示した要素と同等のものは同じ符号で示され、その説明は省略される場合がある。
【０１０７】
図７(Ａ)は、図３に示した仮説ｈ１の尤度を算出する際に、式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲、即ち、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体の存在の確率密度を示すゲート領域Ｇｐ(１)と部分領域ｄＡ＿１との重複部分Ｓｐ＿１を示す。図７(Ａ)の例では、ゲート領域Ｇｐ(１)のうち、部分領域ｄＡ＿１に含まれる部分である重複部分Ｓｐ＿１は、網掛けが付された領域として示されている。なお、図７(Ａ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒｐ，１)は、航跡Ｔｒｐに基づいて算出された、部分領域ｄＡ＿１が撮影された時刻ｔ＿１における移動体の予測位置を示す。
【０１０８】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ１は、過去の航跡Ｔｒｐの速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説であるので、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ１の尤度Ｌ（ｈ１）の評価に式(３)を用いる。
【０１０９】
ここで、図７(Ａ)に示した重複部分Ｓｐ＿１の面積は、ゲート領域Ｇｐ(１)の面積の４分の１よりも少ないため、移動体が重複部分Ｓｐ＿１内に存在する確率Ｐｐ＿１として式(１)によって求められる値は、数値０．２５よりも小さい。したがって、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿１において観測されない確率は、数値０．７５よりも大きい値となる。このため、評価部１５１は、仮説ｈ１の尤度Ｌ(ｈ１)として、過去の航跡Ｔｒｐを示す仮説の尤度Ｌ(ｈｐ)と数値０．７５との積よりも大きい値を得る。
【０１１０】
そして、例えば、仮説ｈ１の尤度Ｌ(ｈ１)が、図５で説明した第２閾値よりも大きい場合に、図５に示した出力部１５は、仮説ｈ１で示される航跡Ｔｒｐを部分領域ｄＡ＿１が撮影された時点における確からしい航跡として検出し、表示装置ＤＳＰに表示させる。
【０１１１】
図７(Ｂ)は、図３に示した仮説ｈ２、ｈ３の尤度を算出する際に、式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲、即ち、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体の存在の確率密度を示すゲート領域Ｇｐ(２)と部分領域ｄＡ＿２との重複部分Ｓｐ＿２を示す。図７(Ｂ)の例では、破線で囲んで示したゲート領域Ｇｐ(２)のうち、部分領域ｄＡ＿２に含まれる部分である重複部分Ｓｐ＿２は、網掛けが付された領域として示されている。なお、図７(Ｂ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒｐ，２)は、航跡Ｔｒｐに基づいて算出された、部分領域ｄＡ＿２が撮影された時刻ｔ＿２における移動体の予測位置を示す。
【０１１２】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ２は、過去の航跡Ｔｒｐを観測点Ｚ１の情報を用いて更新することで得られる第１航跡である航跡Ｔｒ１を示す仮説であり、仮説ｈ３は、過去の航跡Ｔｒｐの速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説である。このため、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ２の尤度Ｌ(ｈ２)の評価に式(２)を用い、仮説ｈ３の尤度Ｌ(ｈ３)の評価に式(３)を用いる。
【０１１３】
図７(Ｂ)に示した重複部分Ｓｐ＿２の面積は、ゲート領域Ｇｐ(２)の面積のおおよそ４分の１程度であるので、移動体が重複部分Ｓｐ＿２内に存在する確率Ｐｐ＿２として式(１)によって求められる値は、数値０．２５程度である。したがって、仮説ｈ２の尤度Ｌ(ｈ２)は、式(２)より、親に当たる仮説ｈ１の尤度Ｌ(ｈ１)を０．２５倍し、更に、定数Ｐｄを乗じた値に、観測点Ｚ１における確率密度Ｎｐ＿２(Ｘｚ１，Ｙｚ１)を乗じた値で示される。なお、図６に示した尤度Ｌ(ｈ２)において、観測点Ｚ１における確率密度Ｎｐ＿２(Ｘｚ１，Ｙｚ１)は、ゲート領域Ｇｐ(２)を示す正規分布Ｎｐ＿２に観測点Ｚ１の座標(Ｘｚ１，Ｙｚ１)を代入して得られる値である。一方、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２において観測されない確率は数値０．７５程度となるので、仮説ｈ３の尤度Ｌ(ｈ３)は、仮説ｈ１の尤度Ｌ(ｈ１)を０．７５倍した値とほぼ同等の値となる。
【０１１４】
そして、例えば、仮説ｈ２、ｈ３について求められた尤度Ｌ(ｈ２)，Ｌ(ｈ３)のそれぞれが第２閾値を超えていれば、図５に示した出力部１５により、仮説ｈ２で示される航跡Ｔｒ１および仮説ｈ３で示される航跡Ｔｒｐの双方が確からしい航跡として出力される。
【０１１５】
図８(Ａ)は、図３に示した仮説ｈ４、ｈ５の尤度を算出する際に、式(１)にて移動体の存在の確率密度を積分する範囲、即ち、航跡Ｔｒ１に従って移動する移動体についてのゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)と部分領域ｄＡ＿２ｍ−１との重複部分Ｓ１＿２ｍ−１を示す。図８(Ａ)の例では、破線で囲んで示したゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)のうち、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１に含まれる部分である重複部分Ｓ１＿２ｍ−１は、網掛けが付された領域として示されている。なお、図８(Ａ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒ１，２ｍ−１)は、航跡Ｔｒ１に基づいて算出された、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１が撮影された時刻ｔ＿２ｍ−１における移動体の予測位置を示す。
【０１１６】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ４は、航跡Ｔｒ１を観測点Ｚ２の情報を用いて更新することで得られる第１航跡である航跡Ｔｒ２を示す仮説であり、仮説ｈ５は、航跡Ｔｒ１の速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説である。このため、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ４の尤度Ｌ(ｈ４)の評価に式(２)を用い、仮説ｈ５の尤度Ｌ(ｈ５)の評価に式(３)を用いる。
【０１１７】
図８(Ａ)に示した重複部分Ｓ１＿２ｍ−１の面積は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)の面積ほぼ全体であるので、移動体が重複部分Ｓ１＿２ｍ−１内に存在する確率Ｐ１＿２ｍ−１として式(１)によって求められる値は、おおよそ数値１となる。したがって、仮説ｈ４の尤度Ｌ(ｈ４)は、式(２)より、親に当たる仮説ｈ２の尤度Ｌ(ｈ２)に定数Ｐｄを乗じた値に、観測点Ｚ２における確率密度Ｎ１＿２ｍ−１(Ｘｚ２，Ｙｚ２)を乗じた値で示される。なお、図６に示した尤度Ｌ(ｈ４)において、観測点Ｚ２における確率密度Ｎ１＿２ｍ−１(Ｘｚ２，Ｙｚ２)は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)を示す正規分布Ｎ１＿２ｍ−１に観測点Ｚ２の座標(Ｘｚ２，Ｙｚ２)を代入して得られる値である。図８(Ａ)の例では、観測点Ｚ２と移動体の予測位置Ｑｅ(Ｔｒ１，２ｍ−１)との距離は、例えば、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)を示す楕円の短径に比べて短い。したがって、観測点Ｚ２における確率密度は、ゲート領域Ｇ１(２ｍ−１)内での平均的な確率密度よりも大きい値となるので、評価部１４１によって求められる仮説ｈ４の尤度Ｌ(ｈ４)は、後述する仮説ｈ６の尤度Ｌ(ｈ６)に比べて大きくなる可能性がある。一方、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２において観測されない確率は数値０に近い値となるので、式(３)を用いて求められる仮説ｈ５の尤度Ｌ(ｈ５)は、数値０に近い値となる。
【０１１８】
図８(Ｂ)は、図３に示した仮説ｈ６の尤度を算出する際に、式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲、即ち、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体についてのゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)と部分領域ｄＡ＿２ｍ−１との重複部分Ｓｐ＿２ｍ−１を示す。図８(Ｂ)の例では、破線で囲んで示したゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)のうち、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１に含まれる部分である重複部分Ｓｐ＿２ｍ−１は、網掛けが付された領域として示されている。なお、図８(Ｂ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒｐ，２ｍ−１)は、航跡Ｔｒｐに基づいて算出された、部分領域ｄＡ＿２ｍ−１が撮影された時刻ｔ＿２ｍ−１における移動体の予測位置を示す。
【０１１９】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ６は、仮説ｈ３で示される航跡の速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説であるので、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ６の尤度Ｌ(ｈ６)の評価に式(３)を用いる。
【０１２０】
ここで、図８(Ｂ)に示した重複部分Ｓｐ＿２ｍ−１の面積は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ−１)の面積の４分の３以上であるため、移動体が重複部分Ｓｐ＿２ｍ−１内に存在する確率Ｐｐ＿２ｍ−１として式(１)によって求められる値は、数値０．７５よりも大きい。したがって、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍ−１において観測されない確率は、数値０．２５よりも小さい値となる。このため、評価部１５１は、仮説ｈ６の尤度Ｌ(ｈ６)として、親に当たる仮説ｈ３の尤度Ｌ(ｈ３)と数値０．２５との積よりも小さい値を得る。
【０１２１】
そして、仮説ｈ４、ｈ５、ｈ６について求められた尤度Ｌ(ｈ４)，Ｌ(ｈ５)，Ｌ(ｈ６)のうち、例えば、尤度Ｌ(ｈ４)が第２閾値以上である場合に、出力部１５は、仮説ｈ４を時刻ｔ＿２ｍ−１において確からしい仮説として検出する。そして、出力部１５は、仮説ｈ４で示される航跡Ｔｒ２を示す情報を表示装置ＤＳＰに渡すことで、表示装置ＤＳＰを介して航跡Ｔｒ２を確からしい航跡として出力する。
【０１２２】
図９(Ａ)は、図３に示した仮説ｈ７、ｈ８の尤度を算出する際に、式(１)において移動体の存在の確率密度を積分する範囲を示す。図９(Ａ)の例では、破線で囲んで示したゲート領域Ｇ１(２ｍ)と点線で囲んで示したゲート領域Ｇ２（２ｍ）とは、いずれも部分領域ｄＡ＿２ｍに含まれる部分を持っていない。すなわち、図９(Ａ)の例では、ゲート領域Ｇ１(２ｍ)またはゲート領域Ｇ２(２ｍ)と部分領域ｄＡ＿２ｍとの重複部分Ｓ１＿２ｍ、Ｓ２＿２ｍは、いずれも存在しない。なお、図９(Ａ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒ１，２ｍ)は、航跡Ｔｒ１に従う移動体の部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻ｔ＿２ｍにおける予測位置を示す。図９(Ａ)においては、航跡Ｔｒ２に従う移動体の部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻ｔ＿２ｍにおける予測位置の図示は省略されている。
【０１２３】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ７は、仮説ｈ４で示される航跡、即ち、航跡Ｔｒ２の速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説であるので、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ７の尤度Ｌ(ｈ７)の評価に式(３)を用いる。また、図３の仮説の木に示した仮説ｈ８は、仮説ｈ５で示される航跡、即ち、図２に示した航跡Ｔｒ１の速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説であるので、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ８の尤度Ｌ(ｈ８)の評価に式(３)を用いる。
【０１２４】
ここで、図９(Ａ)に示したように、重複部分Ｓ２＿２ｍの面積は数値０に等しいので、移動体が重複部分Ｓ２＿２ｍ内に存在する確率Ｐ２＿２ｍとして式(１)によって求められる値は数値０に等しい。したがって、航跡Ｔｒ２に従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍにおいて観測されない確率は、数値１となる。このため、評価部１５１は、仮説ｈ７の尤度Ｌ(ｈ７)として、親に当たる仮説ｈ４の尤度Ｌ(ｈ４)と同じ値を得る。同様に、重複部分Ｓ１＿２ｍの面積は数値０に等しいので、移動体が重複部分Ｓ１＿２ｍ内に存在する確率Ｐ１＿２ｍとして式(１)によって求められる値は数値０に等しい。したがって、航跡Ｔｒ１に従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍにおいて観測されない確率は、数値１となる。このため、評価部１５１は、仮説ｈ８の尤度Ｌ(ｈ８)として、親に当たる仮説ｈ５の尤度Ｌ(ｈ５)と同じ値を得る。
【０１２５】
図９(Ｂ)は、図３に示した仮説ｈ９、ｈ１０の尤度を算出する際に、式(１)にて移動体の存在の確率密度を積分する範囲、即ち、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体についてのゲート領域Ｇｐ(２ｍ)と部分領域ｄＡ＿２ｍとの重複部分Ｓｐ＿２ｍを示す。図９(Ｂ)の例では、破線で囲んで示したゲート領域Ｇｐ(２ｍ)のうち、部分領域ｄＡ＿２ｍに含まれる部分である重複部分Ｓｐ＿２ｍは、網掛けが付された領域として示されている。なお、図９(Ｂ)において、白い円形で示した点Ｑｅ(Ｔｒｐ，２ｍ)は、航跡Ｔｒｐに基づいて算出された、部分領域ｄＡ＿２ｍが撮影された時刻ｔ＿２ｍにおける移動体の予測位置を示す。
【０１２６】
図３の仮説の木に示した仮説ｈ９は、航跡Ｔｒｐを観測点Ｚ３の情報を用いて更新することで得られる第１航跡である航跡Ｔｒ３を示す仮説であり、仮説ｈ１０は、航跡Ｔｒｐの速度および加速度を引き継いだ第２航跡を示す仮説である。このため、図５に示した評価部１４１は、仮説ｈ９の尤度Ｌ(ｈ９)の評価に式(２)を用い、仮説ｈ１０の尤度Ｌ（ｈ１０）の評価に式(３)を用いる。
【０１２７】
図９(Ｂ)に示した重複部分Ｓｐ＿２ｍの面積は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)の面積の４分の１よりも小さいので、移動体が重複部分Ｓｐ＿２ｍ内に存在する確率Ｐｐ＿２ｍとして式(１)によって求められる値は、数値０．２５よりも小さくなる。したがって、仮説ｈ９の尤度Ｌ(ｈ９)は、式(２)より、親に当たる仮説ｈ６の尤度Ｌ(ｈ６)を０．２５倍し、更に、定数Ｐｄを乗じた値に、観測点Ｚ３における確率密度Ｎｐ＿２ｍ(Ｘｚ３，Ｙｚ３)を乗じた値で示される。なお、図６に示した尤度Ｌ(ｈ９)において、観測点Ｚ３における確率密度Ｎｐ＿２ｍ(Ｘｚ３，Ｙｚ３)は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)を示す正規分布Ｎｐ＿２ｍに観測点Ｚ３の座標(Ｘｚ３，Ｙｚ３)を代入して得られる値である。ここで、図９(Ｂ)の例では、観測点Ｚ３は移動体の予測位置Ｑｅ(Ｔｒｐ，２ｍ)よりもゲート領域Ｇｐ(２ｍ)の縁に近い位置にある。このため、観測点Ｚ３における確率密度Ｎｐ＿２ｍ(Ｘｚ３，Ｙｚ３)は、ゲート領域Ｇｐ(２ｍ)における平均的な確率密度よりも小さい値となる。一方、航跡Ｔｒｐに従って移動する移動体が部分領域ｄＡ＿２ｍにおいて観測されない確率は数値０．７５よりも大きいとなるので、仮説ｈ１０の尤度Ｌ(ｈ１０)は、仮説ｈ６の尤度Ｌ(ｈ６)に数値０．７５を乗じた値よりも大きい値となる。
【０１２８】
図９(Ａ)，(Ｂ)で説明したようにして求められた仮説ｈ７〜ｈ１０の尤度Ｌ(ｈ７)〜Ｌ(ｈ１０)は、図５に示した出力部１５において第２閾値と比較される。そして、例えば、尤度Ｌ(ｈ７)が第２閾値よりも大きい値として求められた場合に、出力部１５により、仮説ｈ７が時刻ｔ＿２ｍにおける確からしい仮説として検出され、仮説ｈ７で示される航跡Ｔｒ２を表示装置ＤＳＰにより表示させる処理が行われる。
【０１２９】
以上、図６から図９を用いて説明したようにして、図５に示した評価部１４１は、図３に示した各仮説ｈ１〜ｈ１０が生成された時点において、それぞれの尤度Ｌ(ｈ１)〜Ｌ(ｈ１０)を求める。そして、求めた尤度Ｌ(ｈ１)〜Ｌ(ｈ１０)に基づいて、図５に示した出力部１５は、各部分領域が撮影された時点において尤度が求められた仮説の中から、第２閾値よりも大きい尤度が求められた仮説を検出する。また、出力部１５は、検出した仮説で示される航跡を示す情報を表示装置ＤＳＰに表示させる処理を行う。一方、選択部１４２は、例えば、評価部１４１による仮説ｈ１〜ｈ１０の尤度Ｌ(ｈ１)〜Ｌ(ｈ１０)の算出が完了した後に、尤度Ｌ(ｈ１)〜Ｌ(ｈ１０)に基づいて、仮説ｈ１〜ｈ１０の中から尤もらしい仮説を選択する。
【０１３０】
評価部１４１は、式(１)および式(２)を用いることで、ゲート領域と撮影された部分領域との重複部分の面積が大きいほど、重複部分から抽出された観測点で移動体が観測されるとする仮説の尤度として大きい値を得る。また、評価部１４１は、式(１)および式(３)を用いることで、ゲート領域と撮影された部分領域との重複部分の面積が小さいほど、重複部分において移動体が観測されないとする仮説の尤度として大きい値を得る。
【０１３１】
これにより、評価部１４１は、例えば、仮説ｈ７のように、複数の部分領域ｄＡにて移動体が観測されるとする仮説の尤度として、仮説ｈ８、ｈ９のように、観測領域Ａｒ内で一回だけ移動体が観測されるとする仮説の尤度と同じ尺度で比較できる値を得る。即ち、評価部１４１は、複数の部分領域ｄＡから抽出された観測点を反映した航跡を示す仮説と、複数の部分領域ｄＡの一つで抽出された観測点を反映した航跡を示す仮説とのどちらが尤もらしいかを、互いの比較で判定することが可能な尤度を求めることができる。
【０１３２】
したがって、選択部１４２は、各仮説について評価部１４１によって求められた尤度を互いに比較することで、２ｍ個の部分領域ｄＡが撮影される過程で生成された複数の仮説の中から尤もらしい仮説を選択することができる。
【０１３３】
以上に説明したように、推定部１３から選択部１４２に渡される仮説の集合は、２ｍ個の部分領域ｄＡが撮影される過程において速度などが変化した航跡を含め、過去の航跡から遷移することが考えられる航跡を示す仮説を漏れなく含んでいる。
【０１３４】
したがって、選択部１４２は、推定部１３で生成された全ての仮説を含む仮説の集合から、他の仮説よりも尤度の高い仮説を選択することで、複数の部分領域ｄＡを撮影する過程で推定された複数の航跡から確からしい航跡を選択することができる。
【０１３５】
つまり、ゲート領域と撮影された部分領域との重複部分の面積を用いて仮説の尤度を評価する評価部１４１を含む追尾装置１０は、観測領域Ａｒが撮影される過程で移動体の航跡が変化する場合にも、移動体の航跡を従来に比べて高い精度で追尾可能である。
【０１３６】
なお、図５に示した評価部１４１が尤度の算出に用いる手法は、式(１)から式(３)で示した手法に限らず、各仮説の尤度の算出に、ゲート領域と撮影された部分領域との重複部分に移動体が存在する確率を用いる手法であればよい。
【０１３７】
例えば、評価部１４１は、各部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説の尤度の評価に、式(４)を用いてもよい。式(４)において、数値(１−Ｐｄ)の指数部を示す数値γは、各部分領域の撮影が一巡する間に移動体が観測される可能性がある範囲を示す拡大されたゲート領域として、移動体の過去の航跡に基づいて求められた範囲の少なくとも一部を含む部分領域の数を示す。つまり、式(４)において、各部分領域の撮影が一巡する間について求められた、拡大されたゲート領域と各部分領域ｄＡとの重複部分に移動体が存在しない確率は、数値(１−Ｐｄ)のγ分の１乗で示される。例えば、観測領域Ａｒの全体がｋ回目に撮影される間について求められた、拡大されたゲート領域が４つの部分領域ｄＡに跨る場合に、各部分領域ｄＡとゲート領域との重複部分に移動体が存在しない確率は、数値(１−Ｐｄ)の４分の１乗で示される。
【０１３８】
【数４】
2015064229.tif 000006
ここで、数値γが大きい場合に、各部分領域ｄＡと拡大されたゲート領域との重複部分の面積は、数値γが小さい場合に比べて小さくなる。そして、数値γが大きい場合に、重複部分に移動体が存在しない確率を示す値、即ち、数値(１−Ｐｄ)のγ分の１乗の値は、数値γが小さい場合に比べて大きくなる。すなわち、数値(１−Ｐｄ)のγ分の１乗により、重複部分に移動体が存在しない確率を示す式(４)を用いる手法は、ゲート領域と撮影された部分領域との重複部分に移動体が存在する確率を用いる手法の一例である。
【０１３９】
仮説の尤度の評価に式(４)を用いる場合に、全ての部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説の尤度は、数値(１−Ｐｄ)のγ分の１乗で示される値をγ回にわたって相乗した値と過去の航跡を示す仮説の尤度との積となる。ここで、数値(１−Ｐｄ)のγ分の１乗をγ回にわたって相乗した値は、数値(１−Ｐｄ)に等しい。したがって、評価部１４１が式(４)を用いる場合に、全ての部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説の尤度は、過去の航跡を示す仮説の尤度と数値(１−Ｐｄ)の積で示される。すなわち、評価部１４１は、全ての部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説の尤度として、観測領域Ａｒの撮影が完了してから仮説を生成する場合と同じ値を得ることができる。なお、各部分領域において移動体が観測されない確率を示す値は、式(４)に示した値に限らず、互いに相乗することで数値(１−Ｐｄ)となる値であればよい。例えば、評価部１４１は、拡大されたゲート領域のうち各部分領域に含まれる部分の割合により数値(１−Ｐｄ)を累乗した値を用いて、各部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されないとする仮説の尤度を評価してもよい。
【０１４０】
また、評価部１４１は、式(２)を用いて、撮影された部分領域から抽出された観測点を用いて生成された第１航跡を示す仮説の尤度を評価する際に、評価の対象となる仮説ｈｂの親に当たる仮説ｈｆの尤度Ｌ(ｈｆ)に対して、次に述べる補正を行ってもよい。
【０１４１】
評価部１４１は、例えば、評価の対象となる仮説ｈｂの親に当たる仮説ｈｆから前のフレームまでの追尾処理で得られた過去の航跡を示す仮説ｈｐあるいは別の第１航跡を示す仮説まで図３に示した仮説の木をさかのぼる。そして、評価部１４１は、仮説の木をさかのぼる過程で、観測点の情報を用いないで生成された仮説を検出する。また、評価部１４１は、検出した仮説の尤度が評価された際に乗じられた「移動体が観測されない確率」の相乗により、仮説ｈｆについて得られた尤度Ｌ(ｈｆ)を除算することで、移動体が観測されない確率による尤度の減少分を打ち消す。そして、評価部１４１は、除算によって得られた値で示される、仮説ｈｆの補正後の尤度Ｌ(ｈｆ)を用いて、式(２)により、評価の対象である仮説ｈｂの尤度Ｌ(ｈｂ)を算出する。
【０１４２】
例えば、図３の仮説の木に示した仮説ｈ２の尤度Ｌ(ｈ２)を評価する際に、評価部１４１は、親に当たる仮説ｈ１の尤度Ｌ(ｈ１)について、移動体が観測されない確率による尤度の減少分を打ち消す補正を行う。つまり、評価部１４１は、尤度Ｌ(ｈ１)が評価された際に乗じられた数値(１−Ｐｄ・Ｐｐ＿１)で尤度Ｌ(ｈ１)を除算することで、「移動体が部分領域ｄＡ＿１とゲート領域Ｇｐ(１)との重複部分において観測されない確率」による尤度の減少分を打ち消す。そして、評価部１４１は、除算で得られた結果を尤度Ｌ(ｈ２)の算出に用いる。移動体が観測されない確率による尤度の減少分を打ち消す補正を適用した場合に、仮説ｈ２の尤度Ｌ(ｈ２)は、式(５)で示される。
【０１４３】
【数５】
2015064229.tif 000007
同様に、移動体が観測されない確率による尤度の減少分を打ち消す補正を適用した場合に、仮説ｈ９の尤度Ｌ(ｈ９)は、式(６)で示される。
【０１４４】
【数６】
2015064229.tif 000008
以上に説明した補正により、評価部１４１は、先に撮影された１以上の部分領域にて移動体が観測されず、その後に撮影された部分領域にて観測されたとする仮説の尤度として、全ての部分領域の撮影が完了した際に仮説を生成する場合と同等の値を得ることができる。
【０１４５】
以上に説明した本件開示の追尾装置１０は、コンピュータ装置を用いて実現することができる。
【０１４６】
図１０は、図５に示した追尾装置１０のハードウェア構成の一例を示す。なお、図１０に示した構成要素のうち、図１に示した構成要素と同等のものは、同一の符号により示され、その説明は省略される場合がある。
【０１４７】
コンピュータ装置２０は、プロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、汎用インタフェース２４と、表示制御部２５と、入力装置２６と、光学ドライブ装置２７とを含んでいる。図１０に例示したプロセッサ２１と、メモリ２２と、ハードディスク装置２３と、汎用インタフェース２４と、表示制御部２５と、入力装置２６と、光学ドライブ装置２７とは、バスを介して互いに接続されている。また、プロセッサ２１とメモリ２２とハードディスク装置２３と汎用インタフェース２４とは、追尾装置１０に含まれる。
【０１４８】
上述した光学ドライブ装置２７は、光ディスクなどのリムーバブルディスク２８を装着可能であり、装着したリムーバブルディスク２７に記録された情報の読出および記録を行う。
【０１４９】
図１０に示した入力装置２６は、例えば、キーボードやマウスなどである。追尾装置１０の操作者は、入力装置２６を操作することにより、追尾装置１０に対して、例えば、撮影装置ＥＱによる撮影で得られた画像に基づく移動体の追尾処理を開始させる指示などを入力することができる。
【０１５０】
図１０に示したメモリ２２は、コンピュータ装置２０のオペレーティングシステムとともに、プロセッサ２１が図１〜図９を用いて説明した追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムを格納している。なお、追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムは、例えば、光ディスクなどのリムーバブルディスク２８に記録することができる。そして、このリムーバブルディスク２８を光学ドライブ装置２７に装着して読み込み処理を行うことにより、追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムを、メモリ２２およびハードディスク装置２３に格納させてもよい。また、インターネットなどのネットワークに接続する通信装置(図示せず)を介して、追尾処理を実行するためのアプリケーションプログラムをダウンロードし、メモリ２２およびハードディスク装置２３に読み込ませることもできる。
【０１５１】
そして、プロセッサ２１は、メモリ２２に格納されたアプリケーションプログラムを実行することにより、図５に示した予測部１１、抽出部１２、推定部１３、追尾部１４および出力部１５のそれぞれの機能を果たしてもよい。また、プロセッサ２１は、予測部１１、抽出部１２、推定部１３、追尾部１４および出力部１５として動作する際に用いる情報および生成した情報を、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３内に設けた記憶領域に保持する。
【０１５２】
また、図１に示した観測領域Ａｒに複数の移動体が存在する場合に、追尾装置１０は、例えば、移動体のそれぞれに対応して、移動体の航跡を示す仮説をまとめたクラスタを生成し、各クラスタについて図１１で説明する追尾処理を実行することが望ましい。
【０１５３】
また、プロセッサ２１は、例えば、撮影装置ＥＱにより、図１に示した観測領域Ａｒに含まれる部分領域ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍの撮影が一巡するごとに、各部分領域ｄＡの撮影で得られる画像に基づいて移動体の航跡を追尾する処理を実行する。
【０１５４】
図１１は、図１０に示した追尾装置１０による追尾処理を示す。図１１に示したステップＳ３０１〜ステップＳ３０６およびステップＳ３１１〜ステップＳ３１４の各処理は、追尾処理処理のためのアプリケーションプログラムに含まれる処理の一例である。また、これらのステップＳ３０１〜ステップＳ３０６およびステップＳ３１１〜ステップＳ３１４の各処理は、図１０に示したプロセッサ２１によって実行される。なお、図１１に示したステップのうち、図４に示したステップと同等のものは、同じ符号で示される。
【０１５５】
ステップＳ３０１において、プロセッサ２１は、図１０に示した汎用インタフェース２４を介して、撮影装置ＥＱによって撮影された部分領域ｄＡから抽出された観測点を示す情報を受ける。
【０１５６】
ステップＳ３０２において、プロセッサ２１は、ステップＳ３０１の処理の際に撮影された部分領域ｄＡよりも前に行われた部分領域ｄＡの撮影の際に生成された仮説で示される航跡の一つに基づいてゲート領域を求める。
【０１５７】
ステップＳ３０３において、プロセッサ２１は、ステップＳ３０１の処理で受けた観測点が、ステップＳ３０２の処理で求めたゲート領域に含まれるか否かを判定する。
【０１５８】
ステップＳ３０１の処理で受けた観測点が、ステップＳ３０２の処理で求めたゲート領域に含まれると判定された場合に(ステップＳ３０３の肯定判定(ＹＥＳ))、プロセッサ２１は、ステップＳ３０４およびステップＳ３１１の処理を実行する。一方、ステップＳ３０１の処理で受けた観測点が、ステップＳ３０２の処理で求めたゲート領域に含まれないと判定された場合に(ステップＳ３０３の否定判定(ＮＯ))、プロセッサ２１は、ステップＳ３１１の処理を実行する。
【０１５９】
ステップＳ３０４において、プロセッサ２１は、抽出された観測点で移動体が観測されたとする仮説を生成し、生成した仮説で示される第１航跡の状態ベクトルを、ゲート領域の算出に用いられた航跡の状態ベクトルと観測点の情報とを用いて推定する。
【０１６０】
ステップＳ３１１において、プロセッサ２１は、ゲート領域内で移動体が観測されなかったとする仮説を生成し、生成した仮説で示される第２航跡の状態ベクトルを、観測点の情報を用いずに、ゲート領域の算出に用いられた航跡の状態ベクトルから推定する。
【０１６１】
ステップＳ３０５において、プロセッサ２１は、ステップＳ３０１の処理で撮影された部分領域ｄＡよりも前に撮影された部分領域ｄＡについて、ステップＳ３０４あるいはステップＳ３１１の処理で得られた全航跡についてゲート領域を求めたか否かを判定する。
【０１６２】
まだゲート領域を求めていない航跡がある場合に(ステップＳ３０５の否定判定(ＮＯ))、プロセッサ２１は、ステップＳ３０２の処理に戻り、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０４およびステップＳ３１１の処理を繰り返す。ステップＳ３０２〜ステップＳ３０４およびステップＳ３１１の処理を繰り返し実行していき、全ての航跡についての処理が完了した場合に(ステップＳ３０５の肯定判定)、プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の処理に進む。
【０１６３】
ステップＳ３１２において、プロセッサ２１は、ステップＳ３０４およびステップＳ３１１の処理で生成された各仮説の尤度を、図５〜図９で説明した式(１)〜式(３)を用いて評価する。なお、プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の処理で求めた各仮説の尤度をメモリ２２あるいはハードディスク装置２３に設けた記憶領域に保持させ、尤度の評価の対象となった各仮説の子に当たる仮説の尤度を評価する際に利用する。また、プロセッサ２１は、各仮説の尤度を評価に際して、部分領域ｄＡとゲート領域との重複部分において移動体が観測されない確率を求めた際に、求めた確率をメモリ２２あるいはハードディスク装置２３に設けた記憶領域に保持してもよい。そして、プロセッサ２１は、メモリ２２あるいはハードディスク装置２３に保持させた「移動体が観測されない確率」を用いて、図５から図９および式(５)、(６)で説明したようにして、尤度を補正する処理を行ってもよい。
【０１６４】
ステップＳ３１３において、プロセッサ２１は、ステップＳ３１２の処理で求めた各仮説の尤度に基づいて、第２閾値以上の尤度を持つ仮説を検出し、検出した仮説で示される航跡を表示装置ＤＳＰに表示させる処理を行う。例えば、プロセッサ２１は、メモリ２２などからステップＳ３１２の処理で新たに求められた各仮説の尤度を読み出し、読み出した各仮説の尤度と第２閾値とを比較する。また、プロセッサ２１は、比較の結果として、第２閾値以上の尤度を持つとされた仮説で示される航跡の状態ベクトルを、図１０に示した表示制御部２５に渡すことで、移動体の推定位置や運動の方向を表示装置ＤＳＰに表示させる。
【０１６５】
ステップＳ３０６において、プロセッサ２１は、図１に示した観測領域Ａｒに含まれる２ｍ個の部分領域ｄＡの撮影が完了したか否かを判定する。
【０１６６】
まだ撮影されていない部分領域ｄＡがある場合に（ステップＳ３０６の否定判定（ＮＯ））、プロセッサ２１は、ステップＳ３０１の処理に戻り、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６およびステップＳ３１１〜ステップＳ３１３の処理を繰り返す。
【０１６７】
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６およびステップＳ３１１〜ステップＳ３１３の処理を繰り返すことで、全ての部分領域ｄＡについての処理が完了した場合に（ステップＳ３０６の肯定判定(ＹＥＳ)）、プロセッサ２１は、ステップＳ３１４の処理を実行する。
【０１６８】
ステップＳ３１４において、プロセッサ２１は、各部分領域ｄＡが撮影される過程でステップＳ３１２の処理により求められた各仮説の尤度に基づいて、図３で説明した枝刈り処理を実行することで仮説の選択を行う。枝刈り処理により残された仮説で示される航跡のそれぞれは、次に観測領域Ａｒの各部分領域ｄＡが撮影される際に、プロセッサ２１により、前のフレームまでの追尾処理で得られた過去の航跡として用いられる。
【０１６９】
以上に説明したように、図１０に示した追尾装置１０は、図２、図３を用いて説明したように、複数の部分領域ｄＡにおいて移動体が観測されたとする仮説で示される航跡を含め、考えられる航跡を漏れなく含む航跡の集合から尤もらしい航跡を選択する。これにより、図１０に示した追尾装置１０は、従来よりも高い精度で移動体を追尾することが可能である。
【０１７０】
また、図１０に示した追尾装置１０は、部分領域ｄＡが撮影される毎に生成される仮説の尤度を評価し、第２閾値以上の尤度を持つ仮説で示される航跡を表示装置ＤＳＰに表示させる。これにより、観測領域Ａｒに含まれる部分領域ｄＡの撮影が一巡する前に、移動体の確からしい航跡を示す情報を追尾装置１０の操作者に提示することができる。
【０１７１】
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点及び利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で、前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更を容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。
【０１７２】
以上の説明に関して、更に、以下の各項を開示する。
(付記１)
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求める予測部と、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記予測部によって求められた前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出する抽出部と、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記抽出部で抽出された観測点と前記観測点を含むゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定する推定部と、
前記推定部によって推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する追尾部と、
を備えたことを特徴とする追尾装置。
(付記２)  付記１に記載の追尾装置において、
前記推定部は、更に、前記観測点の情報を用いずに、前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡に基づいて新たな航跡を推定し、
前記追尾部は、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記推定部により、前記観測点の情報を用いて推定された航跡である第１航跡の尤度を、撮影された部分領域と前記部分領域が撮影された時刻について求められたゲート領域とが重複する部分の面積が大きいほど大きい値とし、前記推定部により、前記観測点の情報を用いずに推定された航跡である第２航跡の尤度を、前記撮影された部分領域と前記部分領域が撮影された時刻について求められたゲート領域とが重複する部分の面積が小さいほど大きい値とする評価部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
（付記３）  付記２に記載の追尾装置において、
前記評価部は、
前記推定部によって推定された前記第１航跡の尤度の評価に、前記第１航跡の推定に用いられた航跡について求められた尤度と、前記撮影された部分領域において前記移動体が観測される確率とを用い、前記推定部によって推定された前記第２航跡の尤度の評価に、前記第２航跡の推定に用いられた航跡について求められた尤度と、前記撮影された部分領域において前記移動体が観測されない確率とを用いる
ことを特徴とする追尾装置。
（付記４）  付記３に記載の追尾装置において、
前記評価部は、
前記撮影された部分領域において前記移動体が観測される確率の算出に、前記部分領域と前記部分領域が撮影された時刻について求められたゲート領域とが重複する部分に前記移動体が存在する確率と、前記領域において前記移動体が観測される確率を示す定数との積で示される第１値を用い、
前記撮影された部分領域において前記移動体が観測されない確率の算出に、前記第１値を１から減じることで得られる値を用いる
ことを特徴とする追尾装置。
（付記５）  付記３に記載の追尾装置において、
前記評価部は、
前記撮影された部分領域において前記移動体が観測されない確率として、互いに相乗することで、前記領域において前記移動体が観測される確率を示す定数を１から減じた値となる第２値を用いる
ことを特徴とする追尾装置。
（付記６）  付記３に記載の追尾装置において、
前記評価部は、
前記第１航跡の尤度を評価する際に、前記第１航跡の推定に用いられた航跡について求められた尤度に対して、前記尤度の評価の際に用いられた前記移動体が観測されない確率による前記尤度の変化分を打ち消す補正を行う
ことを特徴とする追尾装置。
（付記７）
付記２に記載の追尾装置において、
更に、
前記複数の部分領域が撮影される過程で、前記評価部により求められた尤度が第２閾値以上となる航跡を検出し、検出した航跡を表す情報を出力する出力部を有する
ことを特徴とする追尾装置。
（付記８）
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記ゲート領域から抽出された観測点と前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定し、
推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する、
ことを特徴とする追尾方法。
（付記９）
移動体を含む所定の領域を分割した複数の部分領域のそれぞれが時分割で順次に撮影される毎に、前記部分領域が撮影された時刻よりも前に推定された前記移動体の航跡に基づいて、前記移動体の予測される位置を含むゲート領域をそれぞれ求め、
撮影によって得られた前記複数の部分領域の画像のそれぞれから、前記ゲート領域に含まれる第１閾値以上の特徴量を有する箇所を示す観測点を抽出し、
前記複数の部分領域のそれぞれが撮影される毎に、前記ゲート領域から抽出された観測点と前記ゲート領域を求めるために用いられた前記航跡とを用いて新たな航跡を推定し、
推定された新たな航跡を含む、前記移動体の複数の航跡の中から、他の航跡よりも高い尤度を持つ航跡を前記移動体の尤もらしい航跡として選択する、
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする追尾プログラム。
【符号の説明】
【０１７３】
１０…追尾装置；１１…予測部；１２…抽出部；１３…推定部；１４…追尾部；１５…出力部；１４１…評価部；１４２…選択部；２１…プロセッサ；２２…メモリ；２３…ハードディスク装置；２４…汎用インタフェース；２５…表示制御部；２６…入力装置；２７光学ドライブ装置；２８…リムーバブルディスクＡｒ…観測領域；ｄＡ＿１〜ｄＡ＿２ｍ…部分領域；ＥＱ…撮影装置；ＳＣ…赤外線センサ；ＧＰ…画像処理部；ＤＳＰ…表示装置
【図１】
2015064229.tif 000009
【図２】
2015064229.tif 000010
【図３】
2015064229.tif 000011
【図４】
2015064229.tif 000012
【図５】
2015064229.tif 000013
【図６】
2015064229.tif 000014
【図７】
2015064229.tif 000015
【図８】
2015064229.tif 000016
【図９】
2015064229.tif 000017
【図１０】
2015064229.tif 000018
【図１１】
2015064229.tif 000019