(57)【要約】【課題】追尾処理に必要な計算量を低減しつつ、確実に目標物の追尾を行うこと。【解決手段】第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３を用いて、地上目標物の走行に関する走行情報である目標物検出情報に基づき、現時の地上目標物の走行情報の推定値である第１の走行推定値を出力する。同様に、第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４を用いて、目標物検出情報に基づき、第２の走行推定値を出力する。追尾切り替え部２４０は、第１または第２の追尾処理部２２１、２２２の一方のみを動作させる切り替え処理を所定時間毎に行う。予測処理部２３０は、第１または第２の走行推定値のうち、追尾切り替え部２４０による切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値である将来予測値を算出する。追尾切り替え部２４０は将来予測値に基づいて切り替え処理を行う。【選択図】      図１
2013167476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する情報取得部と、
第１のフィルタを用いて、前記情報取得部により取得される前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する第１の追尾処理部と、
第２のフィルタを用いて、前記情報取得部により取得される前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する第２の追尾処理部と、
前記第１の追尾処理部または前記第２の追尾処理部のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を前記所定時間毎に行う追尾切り替え部と、
前記第１の追尾処理部から出力される前記第１の走行推定値または前記第２の追尾処理部から出力される前記第２の走行推定値のうち、前記追尾切り替え部による前記切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の前記走行情報の予測値を将来予測値として算出する予測処理部とを備え、
前記追尾切り替え部は、前記将来予測値に基づいて、前記切り替え処理を行う目標物追尾処理装置。
【請求項２】
前記走行情報は、少なくとも前記地上目標物の速度および位置を含む情報である請求項１に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項３】
前記第１のフィルタはカルマンフィルタであり、前記第２のフィルタは粒子フィルタである請求項１または２に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項４】
追尾切り替え部は、前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の速度が、所定の閾値よりも小さい場合、前記第２の追尾処理部のみを動作させる切り替え処理を行う請求項３に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項５】
追尾切り替え部は、前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の速度の予測値が所定に閾値より大きい場合、前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の位置の予測値と、この位置の予測値に対応する地勢情報に基づいて、前記切り替え処理を行う請求項３または４に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項６】
前記地勢情報は、各所で所定範囲に設定された関心領域に関する情報を含み、
前記追尾切り替え部は、前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の位置の予測値が、前記関心領域内に含まれるか否かに応じて、前記切り替え処理を行う請求項５に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項７】
前記追尾切り替え部は、
前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の位置の予測値が、前記関心領域内に含まれる場合、前記第２の追尾処理部のみを動作させる切り替え処理を行い、
前記将来予測値のうち、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の位置の予測値が、前記関心領域内に含まない場合、前記第１の追尾処理部のみを動作させる切り替え処理を行う請求項６に記載の目標物追尾処理装置。
【請求項８】
地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する目標物検出情報取得ステップと、
前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報を推定する走行推定ステップと、
第１のフィルタを用いて、前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する第１の走行推定ステップと、
第２のフィルタを用いて、前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する第２の走行推定ステップと、
前記第１の走行推定ステップまたは前記第２の走行推定ステップのいずれか一方のみを実行させる切り替え処理を前記所定時間毎に行う追尾切り替えステップと、
前記第１の走行推定ステップにより得られる前記第１の走行推定値または前記第２の走行推定ステップにより得られる前記第２の走行推定値のうち、前記追尾切り替えステップにおける前記切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の前記走行情報の予測値を将来予測値として算出する将来予測ステップとを含み、
前記追尾切り替えステップでは、前記将来予測値に基づいて、前記切り替え処理を行う目標物追尾処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標物追尾装置および目標物追尾方法に関し、例えば、地上を移動する目標物の位置や速度等に基づいて、地上目標物の追尾処理を行う目標物追尾処理装置および目標物追尾処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標物追尾装置は、例えば車両などの地上の目標物を追尾する装置であって、目標物を検出した後、検出結果を用いて目標物の追尾を行う（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
目標物を検出する技術として、例えば電磁波、可視光および赤外線などを用いて遠方に存在する目標物を検出するものが一般的に知られている。また、特許文献１に記載の技術では、目標物の位置、速度、方向などを得ることができる。このような目標物検出装置の一例として、例えばレーダー装置が知られている。このとき、目標物が刻々とその位置と速度を変化させながら移動する。このため、目標物検出装置は、目標物の検出を一定周期毎に行い、目標物に関する最新の位置および速度を検出情報として取得する。目標物を追尾する技術では、目標物に関する過去の検出情報と、最新の検出情報との同一性を判断して、この判断結果を用いて追尾処理を行う。
【０００４】
ここで、カルマンフィルタやα−βフィルタや粒子フィルタを計算アルゴリズムとして使用する技術が一般的に知られている。カルマンフィルタおよびα−βフィルタを基本とする応用技術は、航空機などの空中目標物（対空目標物とも呼ばれる）を追尾する装置やこれらの関連システムにも適用されている。
【０００５】
また、粒子フィルタ（パーティクルフィルタとも呼ばれる）が、画像処理の分野に適用されている。この粒子フィルタは、ランダムに移動する目標物の追尾に適している。例えば、カメラ等の撮影画像から人間を画像認識する技術では、粒子フィルタを用いて移動する人間を目標物として追尾する例が一般的に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２３０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車両などの地上の目標物を追尾する場合、カルマンフィルタやα−βフィルタが一般的に採用されている。しかしながら、地上を走行する車両などは、地勢（道路、地形、土地利用など）の影響によって、移動できる経路が限定される。このため、地上を走行する車両などは、航空機などの空中目標物と異なり、ランダムな移動をする場合がある。すなわち、例えば、地上を走行する車両などは、前進以外に、右左折や後進や走行停止などの複雑な動きをする可能性がある。そして、カルマンフィルタやα−βフィルタを目標物の追尾に用いた場合、目標物の変動量が大きいと、目標物の追尾が外れてしまうこと（失追とも呼ばれる。）が生じる問題があった。
【０００８】
一方、粒子フィルタは、上述の通り、ランダムに移動する目標物の追尾に適している。ところが、粒子フィルタは、当該計算アルゴリズムの特徴として、数百から数千個の多数の粒子を追尾空間上に散布して、各々の粒子に対して尤度計算を行う必要がある。このため、粒子フィルタは、カルマンフィルタやα−βフィルタと比較して、計算量が非常に大きく、車両などの地上目標物の追尾に適用することが難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、フィルタの選択の仕方によって、目標物の追尾が外れてしまったり、追尾処理に必要な計算量が非常に大きくなってしまったりするという課題を解決する目標物追尾処理装置および目標物追尾処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目標物追尾処理装置は、地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する情報取得部と、第１のフィルタを用いて、前記情報取得部により取得される前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する第１の追尾処理部と、第２のフィルタを用いて、前記情報取得部により取得される前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する第２の追尾処理部と、前記第１の追尾処理部または前記第２の追尾処理部のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を前記所定時間毎に行う追尾切り替え部と、前記第１の追尾処理部から出力される前記第１の走行推定値または前記第２の追尾処理部から出力される前記第２の走行推定値のうち、前記追尾切り替え部による前記切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の前記走行情報の予測値を将来予測値として算出する予測処理部とを備え、前記追尾切り替え部は、前記将来予測値に基づいて、前記切り替え処理を行う。
【００１１】
また、本発明の目標物追尾処理方法は、地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する目標物検出情報取得ステップと、前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報を推定する走行推定ステップと、第１のフィルタを用いて、前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する第１の走行推定ステップと、第２のフィルタを用いて、前記目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記地上目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する第２の走行推定ステップと、前記第１の走行推定ステップまたは前記第２の走行推定ステップのいずれか一方のみを前記所定時間毎に実行させる切り替え処理を行う追尾切り替えステップと、前記第１の走行推定ステップにより得られる前記第１の走行推定値または前記第２の走行推定ステップにより得られる前記第２の走行推定値のうち、前記追尾切り替えステップにおける前記切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の前記地上目標物の前記走行情報の予測値を将来予測値として算出する将来予測ステップとを含み、前記追尾切り替えステップでは、前記将来予測値に基づいて、前記切り替え処理を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる目標物追尾処理装置および目標物追尾処理方法によれば、追尾処理に必要な計算量を低減しつつ、確実に目標物の追尾を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における目標物追尾処理システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における目標物追尾処理システムの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置の処理の流れを示すフロー図である。
【図４】追尾切り替え判定処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図５】地勢情報の一例を示す図である。
【図６】地勢情報の判定処理の例を説明するための図である。
【図７】追尾切り替え処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
本発明の実施の形態における目標物追尾処理システム１０００の構成について、図に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、目標物追尾処理システム１０００の構成を示すブロック図である。また、図２は、目標物追尾処理システム１０００の概略構成を示す図である。
【００１６】
図１および図２に示されるように、目標物追尾処理システム１０００は、測定装置１００と、目標物追尾処理装置２００と、表示装置３００とを含んで構成される。測定装置１００および目標物追尾処理装置２００は、無線または有線により通信接続されている。同様に、目標物追尾処理装置２００および表示装置３００は、無線または有線により通信接続されている。
【００１７】
図２に示されるように、測定装置１００は、所定領域Ｈ内に存在する地上目標物Ｇの走行情報を含む情報を測定する。ここで、地上目標物とは、地上を移動する測定対象物であって、例えば車両や人体である。走行情報とは、地上目標物の走行に関する情報であって、例えば速度や位置などである。測定装置１００は、例えばレーダーにより地上目標物を検出して、走行情報として少なくとも地上目標物Ｇの速度および位置を、所定時間Δｔ毎に測定する。また、併せて、測定装置１００は、装輪車両や装軌車両などといった種別なども、所定時間Δｔ毎に検出する。測定装置１００は、測定した走行情報を含む情報（速度、位置、種別など）を、目標物検出情報として所定時間Δｔ毎に目標物追尾処理装置２００へ出力する。
【００１８】
図１に示されるように、目標物追尾処理装置２００は、情報取得部２１０と、追尾処理部２２０と、予測処理部２３０と、追尾切り替え部２４０と、出力部２５０とを含んで構成される。目標物追尾処理装置２００は、走行情報（速度、位置）を含む情報を測定装置１００から受け取り、これまでに過去に受領した情報と最新の情報との間で同一性を判断して、目標物の追尾処理を行う。
【００１９】
情報取得部２１０は、目標物検出情報を測定装置１００から所定時間Δｔ毎に取得する。情報処理部２１０は、取得した目標物検出情報を所定時間Δｔ毎に追尾処理部２２０へ出力する。
【００２０】
追尾処理部２２０は、情報処理部２１０から入力される目標検出情報に基づいて、地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）を所定時間Δｔ毎に推定する。追尾処理部２２０は、第１の追尾処理部２２１と、第２の追尾処理部２２２とを備えている。
【００２１】
第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３として、カルマンフィルタを有している。ここで、カルマンフィルタは、一般的に、無限インパルス応答フィルタの一種であって、離散的な誤差のある観測から、時々刻々と時間変化する量（例えばある物体の位置と速度）を推定するために用いられる。また、カルマンフィルタの一例として、α−βフィルタが知られている。第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いて、情報取得部２１０により所定時間Δｔ毎に取得される目標物検出情報を含む情報に基づき、現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）を推定する。この推定結果を、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）と呼ぶ。そして、第１の追尾処理部２２１は、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）を、予測処理部２３０へ出力する。なお、カルマンフィルタは、地上目標物Ｇの連続的な移動を追尾するには適しているが、地上目標物Ｇの変動量が大きい場合のようにランダムな移動には適さない。
【００２２】
第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４として、粒子フィルタ（パーティクルフィルタとも呼ばれる）を有している。ここで、粒子フィルタとは、シミュレーションに基づく複雑なモデルの推定法の一例である。第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いて、情報取得部２１０により所定時間Δｔ毎に取得される目標物検出情報（速度、位置）を含む情報に基づき、現時の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）を推定する。この推定結果を、第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）と呼ぶ。そして、第２の追尾処理部２２２は、第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）を、予測処理部２３０へ出力する。粒子フィルタは、数百から数千個の多数の粒子を追尾空間上に散布して、各々の粒子に対して尤度計算を行うので、カルマンフィルタと異なり、地上目標物Ｇの変動量が大きい場合のようにランダムな移動にも対応できる。しかし、粒子フィルタは、カルマンフィルタと比較して、計算量が非常に大きい。
【００２３】
予測処理部２３０には、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）または第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）が、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２から所定時間Δｔ毎に入力される。予測処理部２３０は、第１の走行推定値または第２の走行推定値のうち、後述の追尾切り替え部２３０による切り替え処理に応じた一方を用いて、現時（現在時刻Ｔ）から所定時間Δｔ経過後の地上目標物Ｇの走行情報の予測値を、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）として所定時間Δｔ毎に算出する。また、予測処理部２３０は、算出した将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を、所定時間Δｔ毎に追尾切り替え部２４０と出力部２５０へ出力する。
【００２４】
追尾切り替え部２４０は、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）に基づいて、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を行う。
【００２５】
出力部２５０は、予測処理部２３０により入力される将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を表示装置３００へ出力する。
【００２６】
表示装置３００は、目標物追尾処理装置２００の出力部２５０から将来予測値（速度、位置）などを受け取り、これを画面上などに表示する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００の動作について、図に基づいて説明する。
【００２８】
図３は、本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００の処理の流れを示すフロー図である。
【００２９】
まず、目標物追尾処理装置２００の情報取得部２１０は、測定装置１００から目標物検出情報を所定時間Δｔ毎に取得する（Ｓ３０１）。なお、目標物検出情報は、上述の通り、測定装置１００により測定された結果であって、地上目標物Ｇの走行情報を含む情報（速度、位置、種別など）である。情報取得部２１０は、所定時間Δｔ毎に取得した目標物検出情報を、追尾処理部２２０内の第１の追尾処理部２２１および第２の追尾処理部２２２へ出力する。
【００３０】
第１の追尾処理部２２１および第２の追尾処理部２２２は、後で詳しく説明する切り替え処理（Ｓ３０７）による切り替え処理結果に応じて、動作する。
【００３１】
すなわち、追尾切り替え処理（Ｓ３０７）で第１の追尾処理部２２１を動作させる切り替え処理が行われた場合、第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いて、情報取得部２１０により取得される目標物検出情報を含む情報に基づき、現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の推定値を算出する。そして、第１の追尾処理部２２１は、推定結果を第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）として、予測処理部２３０へ出力する（Ｓ３０２ａ）。
【００３２】
このとき、追尾処理部２２０は、現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値を、バッファなどに予め有している。この現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値は、より具体的には、現在時刻Ｔよりも所定時間Δｔ前（すなわち、［Ｔ−Δｔ］時）に、予測処理部２３０により将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）として算出された値である。そして、第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いて、情報取得部２１０により所定時間Δｔ毎に取得される目標物検出情報と、予めバッファ（不図示）などに有している現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値とに基づき、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）を算出する。
【００３３】
一方、追尾切り替え処理（Ｓ３０７）で第２の追尾処理部２２２を動作させる切り替え処理が行われた場合、第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いて、情報取得部２１０により所定時間Δｔ毎に取得される目標物検出情報を含む情報に基づき、現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の推定値を算出する。そして、第２の追尾処理部２２２は、推定結果を第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）として、予測処理部２３０へ出力する（Ｓ３０２ｂ）。
【００３４】
このとき、追尾処理部２２０は、前述の通り、現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値を、バッファ（不図示）などに予め有している。そして、第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いて、情報取得部２１０により所定時間Δｔ毎に取得される目標物検出情報と、予めバッファなどに有している現時（現在時刻Ｔ）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値とに基づき、第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）を算出する。
【００３５】
なお、後述の追尾切り替え処理（Ｓ３０７）により、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみが、動作する。したがって、第１の追尾処理部２２１および第２の追尾処理部２２２の双方が同時に動作することはなく、第１の走行推定値の算出（Ｓ３０２ａ）および第２の走行推定値の算出（Ｓ３０２ｂ）の双方が同時に実行されることはない。
【００３６】
次に、予測処理部２３０は、所定時間Δｔ毎に、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方から、第１の走行推定値または第２の走行推定値を受け取る。予測処理部２３０は、入力される第１の走行推定値または第２の走行推定値を用いて、現時（現在時刻Ｔ）から所定時間Δｔ経過後（すなわち、［Ｔ＋Δｔ］時）の地上目標物Ｇの走行情報（速度、位置）の予測値を将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）として所定時間Δｔ毎に算出する（Ｓ３０３、Ｓ３０４）。
【００３７】
ここでは、まず、予測処理部２３０は、［Ｔ＋Δｔ］時の目標物の位置を将来位置予測値として算出する（Ｓ３０３）。次に、予測処理部２３０は、［Ｔ＋Δｔ］時の地上目標物Ｇの速度を将来速度予測値として算出する（Ｓ３０４）。これら将来速度予測値および将来位置予測値は、共に上述の将来予測値に含まれる。なお、Ｓ３０３の処理とＳ３０４の処理を入れ替えてもよい。すなわち、予測処理部２３０は、［Ｔ＋Δｔ］時の地上目標物Ｇの速度を将来速度予測値として算出した後に、［Ｔ＋Δｔ］時の目標物の位置を将来位置予測値として算出してもよい。
【００３８】
そして、予測処理部２３０は、算出された将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）を、出力装置３００へ出力する（Ｓ３０５）。併せて、予測処理部２３０は、算出された将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）を、追尾切り替え部２４０へ出力する。
【００３９】
出力装置３００は、予測処理部２３０から将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）を受け取り、これらを表示する。なお、ここでは、将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）のみが出力装置３００に入力されると説明した。しかし、例えば測定装置１００による測定結果である目標物検出情報や、第１の追尾処理装置２２１により算出された第１の走行推定値や、第２の追尾処理部２２２により算出された第２の走行推定値なども、それぞれ表示装置３００に入力されるように構成してもよい。この場合、表示装置３００は、将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）に加えて、目標物検出情報や、第１または第２の走行推定値などをさらに表示することができる。
【００４０】
追尾切り替え部２４０は、予測処理部２３０により出力された将来予測値（将来位置予測値、将来速度予測値）を受け取る。追尾切り替え部２４０は、この将来予測値に基づいて、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のどちらを、次の所定期間Δｔ後の追尾処理に適用するかを所定時間Δｔ毎に判定する（Ｓ３０６）。Ｓ３０６の処理では、後で詳しく説明するように、地勢情報を用いる。そして、追尾切り替え部２４０は、Ｓ３０６の判定結果に基づいて、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を行う（Ｓ３０７）。
【００４１】
ここで、追尾切り替え判定処理（Ｓ３０６）および追尾切り替え処理（Ｓ３０７）について、図に基づいて詳しく説明する。
【００４２】
図４は、追尾切り替え判定処理（Ｓ３０６）の流れの一例を示すフロー図である。
【００４３】
図４に示されるように、追尾切り替え部２４０は、まず、将来速度予測値が、パラメータとして予め設定された所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４０１）。将来速度予測値が所定の閾値よりも大きい場合（Ｓ４０１、ＹＥＳ）、追尾切り替え部２４０は、地勢情報の判定処理を開始する（Ｓ４０２）。このように、将来速度予測値が所定の閾値より大きい場合、追尾切り替え部２４０は、次の処理として、地勢情報を用いた判定を行う。
【００４４】
一方、将来速度予測値が所定の閾値よりも小さい場合（Ｓ４０１、ＮＯ）、追尾切り替え部２４０は、次の所定期間Δｔ後の追尾処理に第２の追尾処理部２２２を適用する選択を行う（Ｓ４０６）。このように、将来速度予測値が小さい場合には、追尾切り替え部２４０は、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いた追尾処理を行わせるように、第２の追尾処理部２２２を動作させる切り替え処理を行う。
【００４５】
地勢情報の判定処理（Ｓ４０２以下）では、地勢情報と将来位置予測値を用いて、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のどちらを動作させるのか判定する。
【００４６】
ここで、地勢情報について、図５に基づいて説明する。図５は、地勢情報の一例を示す図である。
【００４７】
図５に示されるように、地勢情報は、各土地の道路配置などの情報に加えて、複数の関心地域に関する情報が含まれる。図５には、複数の関心地域が、道路の交差点の各々に設定された例を示す。図５では、関心地域Ａは半径ｒ１の領域内に設定され、関心地域Ｂは半径ｒ２の領域内に設定されている。このように、複数の関心領域に対して、個別に領域設定をすることができる。地上を走行する車両などの地上目標物Ｇは、地勢（道路、地形、建物建設などの土地利用状況など）の影響によって、当該地上目標物Ｇの移動経路が限定される。したがって、地勢情報では、地上目標物Ｇの移動経路が限定されるような場所（移動変化点とも呼ばれる）に、関心領域が設定される。例えば、道路であれば、道路の分岐点や交差点など、車両などの地上目標物Ｇが前進以外に右左折や後進や走行停止などの複雑でランダムな動きする可能性が高い地域に、関心領域が設定される。なお、地勢情報は、事前に準備され、例えば図１の追尾処理部２２０内のバッファ（不図示）等にデータベース化して予め保存されている。
【００４８】
図４に戻って、追尾切り替え部２４０は、地勢情報の判定処理が具体的にどのように行われるのかを図に基づいてさらに詳しく説明する。図６は、地勢情報の判定処理（図４のＳ４０２以下）の例を説明するための図である。図６では、Ｃａｓｅ１〜３の３つの地勢情報の判定処理の例が示されている。各Ｃａｓｅでは、位置推定値（第１の位置推定値または第２の位置推定値）および将来位置予測値が、関心地域Ａとの関係で示されている。
【００４９】
図４および図６に示されるように、追尾切り替え部２４０は、地勢情報の判定処理を開始した後（Ｓ４０２）、地上目標物Ｇの将来位置予測値が関心地域の内部に存在するか否かを判定する（Ｓ４０３）。
【００５０】
図６でＣａｓｅ１として示すように、地上目標物Ｇの将来位置予測値が関心地域の内部に存在する場合（Ｓ４０３、ＹＥＳ）、追尾切り替え部２４０は、第２の追尾処理部２２２を次の所定期間Δｔ後の追尾処理に適用する選択を行う（Ｓ４０６）。そして、追尾切り替え部２４０は、第２の追尾処理部２２２のみを動作させる切り替え処理を行う（図３のＳ３０７）。このように、地上目標物Ｇが関心領域内に存在する場合には、当該地上目標物Ｇはランダムな動きをする可能性が高いので、追尾切り替え部２４０は、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いた追尾処理を行わせるように、第２の追尾処理部２２２を動作させる切り替え処理を行う。
【００５１】
一方、図６でＣａｓｅ２として示すように、地上目標物Ｇの将来位置予測値が関心地域の内部に存在しない場合（Ｓ４０３、ＮＯ）、追尾切り替え部２４０は、第１の追尾処理部２２１を次の所定期間Δｔ後の追尾処理に適用する選択を行う（Ｓ４０５）。そして、追尾切り替え部２４０は、第１の追尾処理部２２１のみを動作させる切り替え処理を行う（図３のＳ３０７）。次の所定期間Δｔ後の追尾処理に適用する選択を行う。このように、地上目標物Ｇが関心領域外に存在する場合には、当該地上目標物Ｇはランダムな動きをする可能性が低いので、追尾切り替え部２４０は、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いた追尾処理を行わせるように、第１の追尾処理部２２１を動作させる切り替え処理を行う。
【００５２】
なお、図６でＣａｓｅ３として示すように、地上目標物Ｇが関心地域Ａを通過する場合は、例外的に、地上目標物Ｇの将来位置予測値が関心地域の内部に存在する場合（Ｓ４０３、ＹＥＳ）として判定し、追尾切り替え部２４０は、第１の追尾処理部２２１を次の所定期間Δｔ後の追尾処理に適用する選択を行う（Ｓ４０５）。
【００５３】
次に、図４に戻って、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみが、所定の時間Δｔ毎に、追尾切り替え処理（Ｓ３０７）に基づいて、動作する（Ｓ３０２ａ、Ｓ３０２ｂ）。追尾切り替え処理（Ｓ３０７）では、追尾切り替え部２４０は、Ｓ４０５またはＳ４０６の処理に応じて、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２に入力する。すなわち、追尾切り替え部２４０は、次の所定期間Δｔ後の追尾処理に第２の追尾処理部２２２を適用する選択を行った場合（Ｓ４０５）、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を、第２の追尾処理部２２２に入力する。一方、追尾切り替え部２４０は、次の所定期間Δｔ後の追尾処理に第１の追尾処理部２２１を適用する選択を行った場合（Ｓ４０６）、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を、第１の追尾処理部２２１に入力する。現時（現在時刻Ｔ）において、前回の［Ｔ−Δｔ］時に動作した追尾処理部から変更がない場合、追尾切り替え部２４０は、前回の［Ｔ−Δｔ］時に入力した際と同じ追尾処理部に、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を入力する。一方、現時（現在時刻Ｔ）において、前回の［Ｔ−Δｔ］時に動作した追尾処理部から変更がある場合、追尾切り替え部２４０は、前回の［Ｔ−Δｔ］時に動作させた追尾処理部の処理を停止させ、新たに動作させる追尾処理部に将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を入力する。
【００５４】
以降、目標物追尾処理装置２００が、上述のＳ３０１〜Ｓ３０７の各処理を、所定の時間Δｔ毎に実行する。
【００５５】
次に、追尾切り替え処理の具体例を図に基づいて説明する。図７は、追尾切り替え処理の一例を示す図である。図７では、位置推定値（第１の位置推定値または第２の位置推定値）および将来位置予測値が、関心地域Ａとの関係で示されている。
【００５６】
これまで説明してきたように、目標物追尾処理装置２００では、情報取得部２１０が地上目標物Ｇの目標物検出情報（位置、速度）を取得すると、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２が、追尾切り替え部２４０による追尾切り替え処理の結果に応じて、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）または第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）を算出し、これらの一方のみを予測処理部２３０へ出力する。また、予測処理部２３０は、第１の走行推定値（第１の速度推定値、第１の位置推定値）または第２の走行推定値（第２の速度推定値、第２の位置推定値）を用いて、将来予測値（将来速度予測値、将来位置予測値）を算出する。
【００５７】
前述同様に現在時刻をＴとした場合の走行推定値をＥｓｔ（Ｔ）とし、現在時刻Ｔに算出した将来予測値をＰｒｅ（Ｔ）とする。なお、ここでの走行推定値は、第１の走行推定値または第２の走行推定値の双方を含む形で総称的に示すものとする。将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ）は、時刻［Ｔ＋Δｔ］時の地上目標物Ｇの走行情報を、現在時刻Ｔに予測した結果である。
【００５８】
次に、追尾切り替え部２４０は、この将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ）について地勢情報の判定処理を開始する（図３のＳ４０２以下）。図７に示されるように、将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ）は関心地域Ａ外に存在するので（図４のＳ４０３、ＮＯ）、追尾切り替え部２４０は、次回の時刻［Ｔ＋Δｔ］時には第１の追尾処理部２２１のみを動作させる切り替え処理をする（図４のＳ４０５）。なお、ここでは、説明を簡略にするため、将来速度予測値は、所定の閾値以上であったと仮定している（Ｓ４０１、ＹＥＳ）。
【００５９】
時刻［Ｔ＋Δｔ］時では、第１の追尾処理部２２１が、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いて、第１の走行推定値Ｅｓｔ（Ｔ＋Δｔ）を算出し（図３のＳ３０２ａ）、これを予測処理部２３０へ出力する。また、予測処理部２３０は、第１の走行推定値Ｅｓｔ（Ｔ＋Δｔ）を用いて、将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋Δｔ）を算出する（図３のＳ３０３、Ｓ３０４）。
【００６０】
次に、追尾切り替え部２４０は、この将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋Δｔ）について地勢情報の判定処理を開始する（図３のＳ４０２以下）。図７に示されるように、将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋Δｔ）は関心地域Ａ内に存在するので（図４のＳ４０３、ＹＥＳ）、追尾切り替え部２４０は、次回の時刻［Ｔ＋２Δｔ］時には第２の追尾処理部２２２のみを動作させる切り替え処理をする（図４のＳ４０６）。なお、ここでも、説明を簡略にするため、将来速度予測値は、所定の閾値以上であったと仮定している（Ｓ４０１、ＹＥＳ）。
【００６１】
次に、時刻［Ｔ＋２Δｔ］時では、第２の追尾処理部２２２が、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いて、第２の走行推定値Ｅｓｔ（Ｔ＋２Δｔ）を算出し（図３のＳ３０２ｂ）、これを予測処理部２３０へ出力する。また、予測処理部２３０は、第２の走行推定値Ｅｓｔ（Ｔ＋２Δｔ）を用いて、将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋２Δｔ）を算出する（図３のＳ３０３、Ｓ３０４）。
【００６２】
次に、追尾切り替え部２４０は、この将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋２Δｔ）について地勢情報の判定処理を開始する（図３のＳ４０２以下）。図７に示されるように、将来予測値Ｐｒｅ（Ｔ＋２Δｔ）は関心地域Ａ外に存在するので（図４のＳ４０３、ＮＯ）、追尾切り替え部２４０は、次回の時刻［Ｔ＋３Δｔ］時には第１の追尾処理部２２１のみを動作させる切り替え処理をする（図４のＳ４０５）。なお、ここでも、説明を簡略にするため、将来速度予測値は、所定の閾値以上であったと仮定している（Ｓ４０１、ＹＥＳ）。以降、目標物追尾処理装置２００は、上述した内容と同様に、所定の時間Δｔ毎に、走行推定値および将来予測値を算出して、地上目標物Ｇを追尾する。
【００６３】
以上の通り、本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００は、情報取得部２１０と、第１の追尾処理部２２１と、第２の追尾処理部２２２と、追尾切り替え部２４０と、予測処理部２３０とを含んで構成される。情報取得部２１０は、地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する。第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３を用いて、情報取得部２１０により取得される目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の目標物の走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する。第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４を用いて、情報取得部２１０により取得される目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の目標物の走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する。追尾切り替え部２４０は、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を行う。予測処理部２３０は、第１の追尾処理部２２１から出力される第１の走行推定値または第２の追尾処理部２２２から出力される第２の走行推定値のうち、追尾切り替え部２４０による切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値を将来予測値として算出する。そして、追尾切り替え部２４０は、将来予測値に基づいて、切り替え処理を行う。
【００６４】
このように、第１の追尾処理部２２１は、第１のフィルタ２２３を用いて、所定時間毎に取得される目標物検出情報に基づき、現時の目標物の走行情報の推定値である第１の走行推定値を出力する。第２の追尾処理部２２２は、第２のフィルタ２２４を用いて、所定時間毎に取得される目標物検出情報に基づき、現時の目標物の走行情報の推定値である第２の走行推定値を出力する。また、追尾切り替え部２４０は、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値である将来予測値に基づいて、第１の追尾処理部２２１または第２の追尾処理部２２２のいずれか一方のみを動作させる切り替え処理を行う。このため、本発明では、例えば第１の追尾処理部２２１と第２の追尾処理部２２２の計算量が異なる場合であっても、追尾切り替え部２４０による切り替え処理によって、第１または第２の追尾処理部２２１、２２２のどちらか一方のみを動作させる。また、そして、予測処理部２３０は、第１の走行推定値または第２の走行推定値のどちらか一方のみを用いて、将来予測値を算出する。これにより、本発明では、第１の追尾処理部２２１と第２の追尾処理部２２２の計算量を平均化して低減できる。また、第１または第２の追尾処理部２２１、２２２のいずれか一方は、追尾切り替え部２４０による切り替え処理により、必ず動作しているので、確実に第１または第２の走行推定値が算出でき、予測処理部２３０はこれら第１または第２の走行推定値に基づき将来予測値を算出できる。これにより、本発明では、途切れることなく確実に、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値を将来予測値として算出できる。この結果、本発明では、追尾処理に必要な計算量を平均して低減しつつ、確実に目標物の追尾を行うことができる。
【００６５】
また、本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、走行情報は、少なくとも地上目標物の速度および位置を含む情報である。これにより、少なくとも、現時から所定時間経過後の地上目標物の速度の予測値と位置の予測値とを得ることができる。
【００６６】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、第１のフィルタ２２３はカルマンフィルタであり、第２のフィルタ２２４は粒子フィルタである。
【００６７】
カルマンフィルタの特徴として、地上目標物Ｇの連続的な移動を追尾するには適しているが、地上目標物Ｇの変動量が大きい場合のようにランダムな移動には適さないことが、挙げられる。粒子フィルタの特徴として、数百から数千個の多数の粒子を追尾空間上に散布して、各々の粒子に対して尤度計算を行うので、カルマンフィルタと異なり、地上目標物Ｇの変動量が大きい場合のようにランダムな移動にも対応できることが、挙げられる。しかし、粒子フィルタは、カルマンフィルタと比較して、計算量が非常に大きい。
【００６８】
このように、本実施形態では、非常に計算量が大きい粒子フィルタを用いたとしても、この粒子フィルタと比較して計算量が少ないカルマンフィルタと併用して、前述の通り、追尾切り替え部２４０による切り替え処理により第１および第２の追尾処理部２２１、２２２が同時に動作しないように制御している。これにより、本発明では、第１の追尾処理部２２１と第２の追尾処理部２２２の計算量を平均化して低減できる。しかも、状況に応じて、カルマンフィルタと粒子フィルタとを使い分けることができるので、より正確に、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値を将来予測値として算出できる。
【００６９】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、追尾切り替え部２４０は、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の地上目標物Ｇの速度が、所定の閾値よりも小さい場合、第２の追尾処理部２２２のみを動作させる切り替え処理を行う。これにより、本発明では、地上目標物Ｇの将来の移動速度が閾値よりも低速であると予測される場合、第２フィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いた追尾処理を第２の追尾処理部２２２に行わせることができる。この場合、粒子フィルタを用いて追尾処理を行うので、地上目標物Ｇが低速走行中に急に停止したり、右折や左折や後進などしたり、ランダムな動きをしても、当該地上目標物Ｇを確実に追尾することができる。
【００７０】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、追尾切り替え部２４０は、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の地上目標物の速度の予測値が所定に閾値より大きい場合、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の前記目標物の位置の予測値と、この位置の予測値に対応する地勢情報に基づいて、切り替え処理を行う。これにより、本発明では、地上目標物Ｇの将来の移動速度が閾値よりも高速であると予測される場合には、地勢情報にも対応した追尾処理を地上目標物Ｇに対して行うことができる。
【００７１】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、地勢情報は、各所で所定範囲に設定された関心領域に関する情報を含んでいる。また、追尾切り替え部２４０は、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の地上目標物の位置の予測値が、関心領域内に含まれるか否かに応じて、切り替え処理を行う。これにより、予め設定する関心領域内であるか否かによって、地上目的物Ｇの追尾処理の仕方を変えることができる。
【００７２】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理装置２００において、追尾切り替え部２４０は、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の地上目標物の位置の予測値が、関心領域内に含まれる場合、第２の追尾処理部２２２のみを動作させる切り替え処理を行う。一方、追尾切り替え部２４０は、将来予測値のうち、現時から所定時間Δｔ経過後の地上目標物Ｇの位置の予測値が、関心領域内に含まない場合、第１の追尾処理部２２１のみを動作させる。これにより、地上目標物Ｇが現時から所定時間Δｔ経過後に関心領域内に存在すると予測される場合には、第２のフィルタ２２４（粒子フィルタ）を用いた追尾処理を行うことができる。例えば、道路であれば、道路の分岐点や交差点など、車両などの地上目標物Ｇが前進以外に右左折や後進や走行停止などの複雑でランダムな動きする可能性が高い地域に、関心領域を設定しておけば、地上目的物Ｇのランダムな動きにも効率よく対応できるので、地上目標物Ｇの移動を確実に追尾することができる。一方、地上目標物Ｇが現時から所定時間Δｔ経過後に関心領域内に存在しないと予測される場合には、第１のフィルタ２２３（カルマンフィルタ）を用いた追尾処理を行うことができる。この場合は、地上目標物Ｇはランダムな動きをする可能性が低いので、粒子フィルタと比較して計算量の少ないカルマンフィルタを用いることで、追尾処理の計算量を低減することができる。
【００７３】
本発明の実施の形態における目標物追尾処理方法は、目標物検出情報取得ステップと、第１の走行推定ステップと、第２の走行推定ステップと、追尾切り替えステップと、将来予測ステップとを含んでいる。目標物検出情報取得ステップでは、地上を移動する地上目標物の走行に関する走行情報を、目標物検出情報として所定時間毎に取得する。走行推定ステップでは、目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記目標物の前記走行情報を推定する。第１の走行推定ステップでは、第１のフィルタ２２３を用いて、目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の前記目標物の前記走行情報の推定値を算出し、第１の走行推定値として出力する。第２の走行推定ステップでは、第２のフィルタを用いて、目標物検出情報を含む情報に基づき、現時の地上目標物の走行情報の推定値を算出し、第２の走行推定値として出力する。追尾切り替えステップでは、第１の走行推定ステップまたは第２の走行推定ステップのいずれか一方のみを実行させる切り替え処理を行う。将来予測ステップは、第１の走行推定ステップにより得られる第１の走行推定値または第２の走行推定ステップにより得られる第２の走行推定値のうち、追尾切り替えステップにおける切り替え処理に応じた一方を用いて、現時から所定時間経過後の地上目標物の走行情報の予測値を将来予測値として算出する。そして、追尾切り替えステップでは、将来予測値に基づいて、前記の切り替え処理を行う。この目標物追尾処理方法によっても、上述した目標物追尾処理装置２００と同様の効果を奏する。
【００７４】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを加えてもよい。これらの変更、増減、組合せが加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００７５】
１００  測定装置
２００  目標物追尾処理装置
２１０  情報取得部
２２０  追尾処理部
２２１  第１の追尾処理部
２２２  第２の追尾処理部
２２３  第１のフィルタ（カルマンフィルタ）
２２４  第２のフィルタ（粒子フィルタ）
２３０  予測処理部
２４０  追尾切り替え部
２５０  出力部
３００  表示装置
１０００  目標物追尾処理システム
【図１】
2013167476.tif 000003
【図２】
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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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