(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外界に存在する物体を複数の外界認識センサで認識して得られたセンサ物体に関するセンサ物体情報を統合して統合物体情報を生成するセンサ物体情報統合部を有するセンサ認識統合装置において、
前記センサ物体情報統合部は、
前記統合物体情報を記憶する統合物体情報記憶部と、
前記センサ物体情報を用いずに、前記統合物体情報記憶部に以前に記憶された統合物体情報から予測対象となる予測物体を抽出し、前記予測物体の所定時間後の位置を予測する予測更新部と、
前記センサ物体情報とアソシエーションされるべき予測物体を推定するアソシエーション部と、
前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算するために必要なオフセットパラメータを更新するオフセットパラメータ更新部と、
前記オフセットパラメータに基づいて前記オフセットを前記センサ物体に印加し、前記アソシエーション部の推定結果に基づいて前記予測物体と前記オフセット印加済みの前記センサ物体とを紐付けた統合対象情報を生成する統合対象情報生成部と、
前記統合対象情報に基づいて、前記物体の推定位置を含む統合物体情報を生成する統合更新部とを備えることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記オフセットパラメータ更新部は、前記センサ物体情報に印加すべきオフセットが外界状況に応じた大きさになるように、前記オフセットパラメータを更新することを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項３】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記オフセットパラメータ更新部は、前記アソシエーション部で得られるオフセット継続時間に、推定対象時刻の差を加えて、前記オフセットパラメータを更新することを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項４】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記センサ物体の位置又は速度に印加すべきオフセットの大きさを時間とともに減少させ、一定のオフセット印加完了時間をかけてその大きさが0になるオフセット関数を採用していることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項５】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記センサ物体の速度に印加すべきオフセットを、前記センサ物体の位置に印加すべきオフセットの微分としているオフセット関数を採用していることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項６】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記予測物体ごとにオフセット印加完了時間が決まるオフセット関数を採用していることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項７】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記センサ物体の位置又は速度に印加するオフセットと所定時間前の前記センサ物体の位置又は速度に印加するオフセットの差ベクトルの大きさの最大値が、どの予測物体に対しても同じものとなるオフセット関数を採用していることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項８】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記センサ物体の状況によって、オフセットを印加すべきでないと判断した場合、オフセットを印加しないようになっていることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項９】
請求項１に記載のセンサ認識統合装置において、
前記統合対象情報生成部は、前記センサ物体に印加すべきオフセットを積和演算のみで計算可能なオフセット関数を採用していることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【請求項１０】
自車挙動認識センサ、複数の外界認識センサ、測位システム、及び地図ユニットを含む情報取得装置が取得した自車挙動情報、センサ物体情報、センサ道路情報、測位情報、及び地図情報を受け取り、それらを統合して自動運転計画判断装置に送信するセンサ認識統合装置であって、外界に存在する物体を前記複数の外界認識センサで認識して得られたセンサ物体に関する前記センサ物体情報を統合物体情報として統合するセンサ物体情報統合部と、前記統合物体情報、前記自車挙動情報、前記センサ道路情報、前記測位情報、及び前記地図情報を自車周辺情報として統合して前記自動運転計画判断装置に出力する自車周辺情報統合部とを有するセンサ認識統合装置において、
前記センサ物体情報統合部は、
前記統合物体情報を記憶する統合物体情報記憶部と、
前記センサ物体情報を用いずに、前記統合物体情報記憶部に以前に記憶された統合物体情報から予測対象となる予測物体を抽出し、前記予測物体が所定時間後にどの位置にいるかを予測する予測更新部と、
前記センサ物体情報が、どの予測物体とアソシエーションされるべきものであるかを推定するアソシエーション部と、
前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算するために必要なオフセットパラメータを更新するオフセットパラメータ更新部と、
前記オフセットパラメータに基づいて前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算して前記センサ物体に印加し、前記アソシエーション部の推定結果に基づいて前記予測物体と前記オフセット印加済みの前記センサ物体とを紐付けた統合対象情報を生成する統合対象情報生成部と、
前記統合対象情報に基づいて、前記物体の位置を推定して統合物体情報を生成する統合更新部とを備えることを特徴とするセンサ認識統合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ認識統合装置に係り、異なる種類のセンサを含む複数のセンサが物体を検知した情報を用いて物体の状態を推定する機能を備えるセンサ認識統合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の自動運転では、自車周辺（外界）の物体を認識し、それに従って運転の計画・判断を行う。物体を検知するためのセンサは、レーダ、カメラ、ソナー、レーザレーダなど多岐にわたる。これらのセンサは、検知範囲、検知可能な物体、検知精度、コストなどの条件が様々であるため、目的に応じて複数のセンサを組み合わせる必要がある。しかし、組み合わせたセンサが出力するデータをそのまま利用して運転の計画・判断を行うためには、センサの組み合わせに応じて仕様を検討する必要がある。その複雑さを簡単化するため、組み合わせたセンサの情報を統合する機能が必要とされており、その一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、センサは、同じ物体を検知している場合でも、その座標がセンサによって異なる場合がある。これは、物体の中で検知した部分がセンサによって異なるためである。よって、例えば上記特許文献１に所載の従来技術に従ってセンサ情報を統合する場合、センサごとに異なる座標を修正できず、検知しているセンサの組み合わせが変わるたびにセンサ情報を統合して生成された統合物体の座標が急移動することがある。これにより、例えば前記した自動運転にて運転の計画・判断を行う自動運転計画判断装置において誤った判断につながるという課題がある。【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、検知しているセンサの組み合わせが変化した場合であっても、統合物体の座標が急移動することを抑止し、例えば自動運転計画判断装置において誤った判断を行うことを抑止することのできるセンサ認識統合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明によるセンサ認識統合装置は、外界に存在する物体を複数の外界認識センサで認識して得られたセンサ物体に関するセンサ物体情報を統合して統合物体情報を生成するセンサ物体情報統合部を有するセンサ認識統合装置において、前記センサ物体情報統合部は、前記統合物体情報を記憶する統合物体情報記憶部と、前記センサ物体情報を用いずに、前記統合物体情報記憶部に以前に記憶された統合物体情報から予測対象となる予測物体を抽出し、前記予測物体の所定時間後の位置を予測する予測更新部と、前記センサ物体情報とアソシエーションされるべき予測物体を推定するアソシエーション部と、前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算するために必要なオフセットパラメータを更新するオフセットパラメータ更新部と、前記オフセットパラメータに基づいて前記オフセットを前記センサ物体に印加し、前記アソシエーション部の推定結果に基づいて前記予測物体と前記オフセット印加済みの前記センサ物体とを紐付けた統合対象情報を生成する統合対象情報生成部と、前記統合対象情報に基づいて、前記物体の推定位置を含む統合物体情報を生成する統合更新部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明によるセンサ認識統合装置は、自車挙動認識センサ、複数の外界認識センサ、測位システム、及び地図ユニットを含む情報取得装置が取得した自車挙動情報、センサ物体情報、センサ道路情報、測位情報、及び地図情報を受け取り、それらを統合して自動運転計画判断装置に送信するセンサ認識統合装置であって、外界に存在する物体を前記複数の外界認識センサで認識して得られたセンサ物体に関する前記センサ物体情報を統合物体情報として統合するセンサ物体情報統合部と、前記統合物体情報、前記自車挙動情報、前記センサ道路情報、前記測位情報、及び前記地図情報を自車周辺情報として統合して前記自動運転計画判断装置に出力する自車周辺情報統合部とを有するセンサ認識統合装置において、前記センサ物体情報統合部は、前記統合物体情報を記憶する統合物体情報記憶部と、前記センサ物体情報を用いずに、前記統合物体情報記憶部に以前に記憶された統合物体情報から予測対象となる予測物体を抽出し、前記予測物体が所定時間後にどの位置にいるかを予測する予測更新部と、前記センサ物体情報が、どの予測物体とアソシエーションされるべきものであるかを推定するアソシエーション部と、前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算するために必要なオフセットパラメータを更新するオフセットパラメータ更新部と、前記オフセットパラメータに基づいて前記センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算して前記センサ物体に印加し、前記アソシエーション部の推定結果に基づいて前記予測物体と前記オフセット印加済みの前記センサ物体とを紐付けた統合対象情報を生成する統合対象情報生成部と、前記統合対象情報に基づいて、前記物体の位置を推定して統合物体情報を生成する統合更新部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外界に存在する物体を認識する外界認識センサが検知した位置の情報に修正・変更を加えた上で物体位置を推定することにより、検知している外界認識センサの組み合わせが変化した場合であっても、統合物体の座標が急移動することを抑止し、例えば自動運転計画判断装置において誤った判断を行うことを抑止することができる。【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態によるセンサ認識統合装置006を含む自動運転システム1000のシステム構成図。
【図２】本発明の第１実施形態によるセンサ認識統合装置006のセンサ物体情報統合部010の機能ブロック図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010のアソシエーション部101が実行するフローチャート。
【図４】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010アソシエーション部101の処理のうちのアソシエーション判定（S512）のフローチャート。
【図５】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010のオフセットパラメータ更新部102が実行するフローチャート。
【図６】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010の統合対象情報生成部104が実行するフローチャート。
【図７】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010の予測更新部100が実行するフローチャート。
【図８】本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010の統合更新部105が実行するフローチャート。
【図９】従来技術において、センサの検知座標の違いが原因となって統合物体の急移動が発生する処理結果例を示す模式図。
【図１０】第１実施形態によって、センサの検知座標の違いがあっても統合物体の急移動が抑制される処理結果例を示す模式図。
【図１１】統合物体の急移動という課題に対し、本発明とは異なる対策を行う従来技術において、実際に物体が移動している場合では、統合物体が入力の値に追従するまでに追加の遅延時間が生じてしまう処理結果例を示す模式図。
【図１２】第１実施形態によって、実際に物体が移動している場合でも、統合物体が入力の値に追従するまでに追加の遅延時間を生じることを抑制している処理結果例を示す模式図。
【図１３】本発明の第２実施形態において、オフセット印加時に統合物体の速度値に急変化が生じる処理結果例を示す模式図。
【図１４】本発明の第３実施形態において、オフセット印加時に統合物体の速度値の急変化が抑制される処理結果例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
＜センサ認識統合装置を含む自動運転システムのシステム構成＞
図1は、本発明の第１実施形態によるセンサ認識統合装置006を含む自動運転システム1000のシステム構成図である。
【００１３】
図示実施形態の自動運転システム1000は、基本的に、情報取得装置009、入力通信網005、センサ認識統合装置006、自動運転計画判断装置007、アクチュエータ群008を含んで構成される。
【００１４】
情報取得装置009は、自車挙動認識センサ001、外界認識センサ群002、測位システム003、地図ユニット004を備える。自車挙動認識センサ001は、車両に搭載されるジャイロセンサ、車輪速度センサ、舵角センサ、加速度センサ等を含み、それぞれ、自車の挙動を表すヨーレート、車輪速度、舵角、加速度等を取得し、それらの情報（自車挙動情報）を入力通信網005に出力する。外界認識センサ群002は、自車両の外界にある物体や、道路の白線、標識などを検知・認識して、それらの情報（センサ物体情報、センサ道路情報）を入力通信網005に出力する。外界認識センサ群002には、レーダ、カメラ（単眼カメラやステレオカメラ等）、ソナーなどの複数の異なる外界認識センサ（以下、単にセンサという）の組み合わせが用いられる。センサの構成には、特に制限はない。測位システム003は、自車両の位置を推定し、その測位情報を入力通信網005に出力する。測位システム003として用いられるものの一例として、衛星測位システム（全地球測位システムともいう）が挙げられる。地図ユニット004は、自車周辺の地図情報を入力通信網005に出力する。
【００１５】
入力通信網005は前記情報取得装置009からの情報を受信し、センサ認識統合装置006に渡す。入力通信網005は、車載システムで一般的に使用されているネットワークであるCAN（Controller Area Network）や、Ethernet（登録商標）、無線通信などが利用される。
【００１６】
センサ認識統合装置006は、前記入力通信網005から自車挙動情報、センサ物体情報、センサ道路情報、測位情報、地図情報のデータを受信し、それらを自車周辺情報として統合し（後で詳述）、自動運転計画判断装置007に出力（送信）する。
【００１７】
自動運転計画判断装置007は、入力通信網005からの情報と、センサ認識統合装置006からの自車周辺情報を受信し、自車両をどのように移動するかを計画・判断し、アクチュエータ群008に命令情報を出力する。アクチュエータ群008は、自車両を操舵するための各種アクチュエータを含み、自動運転計画判断装置007からの命令情報に従い動作する。
【００１８】
＜センサ認識統合装置の内部構成＞
本実施形態のセンサ認識統合装置006は、情報記憶部011、センサ物体情報統合部010、自車周辺情報統合部012を有する。
【００１９】
情報記憶部011は、入力通信網005からの情報を記憶し、センサ物体情報統合部010と自車周辺情報統合部012からの要求に応じて情報を出力する。センサ物体情報統合部010は、情報記憶部011からセンサ物体情報を取得し、複数のセンサで検知した同一物体の情報を同じものとして統合し、統合物体情報（後で詳述）として自車周辺情報統合部012に出力する。自車周辺情報統合部012は、センサ物体情報統合部010からの統合物体情報と、情報記憶部011からの自車挙動情報、センサ道路情報、測位情報、地図情報を取得し、それらを自車周辺情報として統合して自動運転計画判断装置007に出力する。なお、自車周辺情報統合部012における統合処理は、従来知られた処理方法を適用できるので、ここではその詳細説明を割愛し、以下では、センサ物体情報統合部010における統合処理について詳細に説明する。
【００２０】
＜センサ認識統合装置のセンサ物体情報統合部の内部構成＞
図2は、本発明の第１実施形態によるセンサ認識統合装置006のセンサ物体情報統合部010の機能ブロック図である。
【００２１】
図示実施形態のセンサ物体情報統合部010は、主に、予測更新部100、アソシエーション部101、オフセットパラメータ更新部102、アソシエーション情報記憶部103、統合対象情報生成部104、統合更新部105、統合物体情報記憶部106を備える。センサ物体情報統合部010の処理は、連続的に何回も繰り返し実行される。それぞれの実行で、どの時刻における情報を推定することを目的とするかが定められている。説明のため、以下では、時刻t_1における情報を推定する実行がなされた後、時間Δt後の時刻である時刻t_2における情報を推定する実行がされたものとする。
【００２２】
センサ物体情報統合部010の各部の機能を説明する前に、このセンサ物体情報統合部010内で受け渡す情報について概説すると、センサ物体情報207A、207B、207Cは、センサ内のトラッキング処理により付与されたセンサ物体ID、自車両との相対位置、自車両との相対速度を持つ。物体種別、検知時刻、情報の信頼度などの情報を追加で持っていてもよい。予測物体情報200、統合物体情報205A、205Bは、推定対象の時刻、物体ID、物体の相対位置、物体の相対速度の情報、あるいはそれらに相当するものを持つ。その他に、物体種別、誤差共分散、情報の信頼度などの情報を追加で持つ場合もある。アソシエーション情報201A、201B、201Cは、予測物体情報200の各物体の物体IDに対して、現在推定対象の時刻t_2においてアソシエーション外れがあるかという情報と、どのセンサ物体が関連づいているかという情報を記録する。関連づいているセンサ物体に関するセンサ物体情報については、センサ種別、センサ物体ID、時刻t_1においてもアソシエーション対象であるかの情報、初期オフセット、オフセット印加を継続している時間であるオフセット継続時間が含まれる。統合対象情報204については、予測物体情報200の各物体の物体IDに対して、関連付け（換言すれば、紐付け）対象であるセンサ物体についての情報が含まれる。統合対象情報204に含まれるセンサ物体情報の位置・速度は、元のセンサ物体情報207Aとは必ずしも一致せず、初期オフセット、オフセット継続時間等から得られるオフセットが印加されている。
【００２３】
センサ物体情報統合部010を構成する予測更新部100は、統合物体情報記憶部106から時刻t_1における統合物体情報205B（例えば、1処理ステップ前の統合物体情報205B）を入力とし、時刻t_2における予測物体情報200をアソシエーション部101及び統合更新部105に出力する。アソシエーション部101は、情報記憶部011からのセンサ物体情報207A、アソシエーション情報記憶部103からの時刻t_1におけるアソシエーション情報201C（例えば、1処理ステップ前のアソシエーション情報201C）、時刻t_2における予測物体情報200を入力とし、時刻t_2において、どの予測物体情報200がどのセンサ物体情報と対応づいているかを表すアソシエーション情報201Aをオフセットパラメータ更新部102に出力する。この際に、アソシエーション外れの有無の情報、時刻t_1においてもアソシエーション対象であるかの情報が付与される。また、センサ物体情報207Aを変更せずに、センサ物体情報207Bとしてオフセットパラメータ更新部102に出力する。オフセットパラメータ更新部102は、時刻t_2におけるアソシエーション情報201A、センサ物体情報207Bを入力とし、初期オフセットおよびオフセット継続時間のオフセットパラメータ情報を更新した時刻t_2におけるアソシエーション情報201Bを統合対象情報生成部104及びアソシエーション情報記憶部103に出力する。また、センサ物体情報207Bを変更せずにセンサ物体情報207Cとして統合対象情報生成部104に出力する。アソシエーション情報記憶部103は、アソシエーション情報201Bを記憶し、アソシエーション情報201Cとしてアソシエーション部101に出力する。統合対象情報生成部104は、時刻t_2におけるアソシエーション情報201B、センサ物体情報207Cを入力とし、時刻t_2における各予測物体について、対応づいている物体情報の座標・速度にオフセットを印加したもの（オフセット印加済みのセンサ物体）を紐づけて、統合対象情報204として統合更新部105に出力する。統合更新部105は、統合対象情報204と、予測更新部100からの時刻t_2における予測物体情報200を入力とし、時刻t_2において各物体がどのような状態（位置、速度等）であるかを推定し、統合物体情報205Aとして統合物体情報記憶部106に出力するとともに、自車周辺情報統合部012に送信する。統合物体情報記憶部106は、統合物体情報205Aを記憶し、統合物体情報205Bとして予測更新部100に出力する。
【００２４】
（アソシエーション部のアソシエーション処理）
図3は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010のアソシエーション部101が実行するフローチャートである。
【００２５】
S500で、アソシエーション部101の処理を開始する。S502で、予測更新部100からの予測物体情報200から未処理の予測物体を抽出する。S504において、未処理の予測物体が存在するか否かを判断し、未処理の予測物体が存在した場合、S506に進む。S506において、アソシエーション情報記憶部103からの時刻t_1におけるアソシエーション情報201Cを基に、時刻t_1でのアソシエーション対象のセンサ物体情報のIDリストを抽出する。S508において、時刻t_2においてアソシエーション対象候補となるセンサ物体情報のうちの全てのセンサ物体を抽出する。あるいはインデックス化などの手法により、少なくともアソシエーション対象となるもの全てが含まれる集合を抜き出すことも可能である。次にS510において、アソシエーション対象候補のセンサ物体のうち、未処理のセンサ物体が存在するか否かを判断し、未処理のセンサ物体が存在する場合、S512において、未処理のセンサ物体に対して、アソシエーション判定（後で詳述）を行い、S508に戻る。S510において未処理のセンサ物体が存在しなかった場合は、S532に進み、S532において、時刻t_1においてアソシエーション対象であったセンサ物体IDのうち、時刻t_2においてはアソシエーション対象でないものが存在するか否かを調べ、S532において、アソシエーション対象でないものが存在する場合、S534に進む。S534において、予測物体に対して、アソシエーション外れがある、という情報を付与し、その後、S502に戻る。このS534で付与される情報は、後述するオフセットパラメータ初期化（図５のS559からS583まで）に利用される。S532において、アソシエーション対象でないものが存在しない場合、S502に戻る。S504において、未処理の予測物体が存在しない場合、処理を終了（S536）する。
【００２６】
図4は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010のアソシエーション部101の処理のうちのアソシエーション判定（S512）のフローチャートである。
【００２７】
S514で、処理を開始する。S516で、センサ物体が、時刻t_2において予測物体のアソシエーション対象となるか否かを判定し、アソシエーション対象であった場合には、S518に進む。S518で、時刻t_1におけるアソシエーション対象にセンサ物体IDが含まれているか否かを調べ、含まれていた場合には、S520に進み、含まれていない場合には、S522に進む。S520においては、センサ物体IDに、時刻t_1においてもアソシエーション対象であったという情報を付与し、S524に進む。S522においては、センサ物体IDに、時刻t_1においてはアソシエーション対象ではないという情報を付与し、S524に進む。このS520及びS522で付与される情報は、後述するオフセットパラメータ更新（図５のS568からS574まで）に利用される。S524では、時刻t_2におけるアソシエーション情報201Cにおいて、予測物体とセンサ物体を関連付け、アソシエーション判定（S512）の処理を終了（S526）する。
【００２８】
（オフセットパラメータ更新部の更新処理）
図5は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010のオフセットパラメータ更新部102が実行するフローチャートである。
【００２９】
S550で、オフセットパラメータ更新部102の処理を開始し、S553に進む。S553で、アソシエーション部101からのアソシエーション情報201Aから未処理の予測物体を抽出する。S556で、未処理の予測物体が存在するか否かを判断し、未処理の予測物体が存在する場合、S559に進み、存在しない場合、S586に進む。S559で、予測物体IDについてアソシエーション外れがないか否かを判断し（図３のS534参照）、予測物体IDについてアソシエーション外れがない場合、S562に進み、アソシエーション外れがある場合は、S577に進む。S562で、アソシエーション対象のセンサ物体を抽出し、S565に進む。S565において、未処理のセンサ物体が存在するか否かを判断し、未処理のセンサ物体が存在する場合、S568に進み、存在しない場合には、S553に戻る。S568で、センサ物体は、時刻t_1においてもアソシエーション対象であるか否かを調べ（図４のS520及びS522参照）、アソシエーション対象である場合には、S571に進み、アソシエーション対象でない場合には、S574に進む。S571で、センサ物体に対するオフセットパラメータ（詳しくは、センサ物体情報に印加すべきオフセットを計算するために必要なオフセットパラメータ）を更新し、S562に戻る。このオフセットパラメータの更新は、アソシエーション部101からのアソシエーション情報201Aのオフセット継続時間t_offsetに、推定対象時刻の差t_2−t_1を加えることである。一方、S574においては、センサ物体に対するオフセットパラメータを初期化して、S562に戻る。このオフセットパラメータの初期化の処理内容を説明する。初期オフセットをΔx、予測物体の位置をX_prediction、センサ物体の位置をx_sensorと表す。位置は多次元量であり、X成分、Y成分を持つものとする。なお、位置は3次元であっても良い。オフセットパラメータの初期化は、Δx＝X_prediction−x_sensorとし、オフセット継続時間は0とする。
【００３０】
S559で、予測物体IDについてアソシエーション外れがある場合、S577において、アソシエーション対象のセンサ物体を抽出し、S580に進む。S580において、未処理のセンサ物体情報が存在するか否かを調べ、存在する場合にはS583に進み、存在しない場合にはS553に戻る。S583で、センサ物体に対するオフセットパラメータを初期化する。このオフセットパラメータの初期化は、前述したS574と同一の処理である。S556において、未処理の予測物体が存在しない場合、S586で、オフセットパラメータ更新部102の処理を終了する。
【００３１】
（統合対象情報生成部の生成処理）
図6は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010の統合対象情報生成部104が実行するフローチャートである。
【００３２】
S600で、統合対象情報生成部104の処理を開始し、S603に進む。S603で、オフセットパラメータ更新部102からのアソシエーション情報201Bから未処理の予測物体を抽出し、S606に進む。S606で、未処理の予測物体が存在するか否かを判断し、未処理の予測物体が存在する場合、S609に進み、未処理の予測物体が存在しない場合、S624に進む。S609で、抽出した予測物体に関連づいたセンサ物体を抽出し、S612に進む。S612で、未処理のセンサ物体が存在するか否かを判断し、未処理のセンサ物体が存在する場合、S618に進み、存在しない場合は、S603に戻る。S618で、センサ物体について、オフセット印加済のデータを作成し、S621に進む。このオフセット印加済のデータ作成について説明する。ここでは、位置及び（相対）速度に関するオフセット関数c_x(t,Δx,T)とc_v(t,Δx,T)を導入する。これは、センサ物体に加えるオフセットを表す。c_x(t,Δx,T)は0≦t<Tの場合にはc_x (t,Δx,T)=(1-t/T)Δxとし、それ以外の場合には0とする。c_v(t,Δx,T)は常に0とする。ここで、Tは正の数であり、センサ物体にオフセットを加え始めてから加えない状態に達するまでの時間（オフセット印加完了時間）となる。オフセット継続時間をt_offset、センサ物体の座標をx_sensor、速度をv_sensor、初期オフセットをΔx、オフセットを印加したセンサ物体の位置をx_offset、速度をv_offsetとして、オフセットを印加後のセンサ物体は、位置がx_offset=x_sensor+c_x(t,Δx,T)、速度がv_offset=v_sensor+c_v(t,Δx,T)となる。オフセット関数は、c_x(0,Δx,T)=Δx、0≦t＜Tではc_x(t,Δx,T)・Δx＞0、c_x(t,Δx,T)・Δxが単調減少、c_v(t,Δx,T)・Δx≦0ではc_x(t,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)=0となる任意のものでも同じ効果が得られる。ここで、“・”はベクトルの内積を表す。つまり、ここでは、センサ物体の位置に印加すべきオフセットの大きさを時間とともに徐々に減少（減衰）させ、一定の時間（オフセット印加完了時間）をかけてその大きさが0になるオフセット関数を採用している。そして、S621で、オフセット印加済のセンサ物体のデータが予測物体のアソシエーション対象であるものとして紐付け（グループ化）して統合対象情報204として登録し、S609に戻る。S606において、未処理の予測物体が存在しない場合、S624において、統合対象情報生成部104の処理を終了する。
【００３３】
（予測更新部の更新処理）
図7は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010の予測更新部100が実行するフローチャートである。
【００３４】
S650において、予測更新部100の処理を開始し、S653に進む。S653で、統合物体情報記憶部106に既に（以前に）記憶された統合物体情報から、未処理の統合物体を抽出し、S656に進む。S656において、未処理の統合物体が存在するか否かを判断し、未処理の統合物体が存在する場合、S659に進み、存在しない場合、S662に進む。S659において、情報記憶部011からのセンサ物体情報は利用せずに、時刻t_2での物体（予測物体）の状態（位置等）を予測し、S653に戻る。なお、S659における物体状態の予測処理は、従来知られた処理方法を適用することができる。S656において、未処理の統合物体が存在しない場合、S662において予測更新部100の処理を終了する。
【００３５】
（統合更新部の更新処理）
図8は、本発明の第１実施形態におけるセンサ物体情報統合部010統合更新部105が実行するフローチャートである。
【００３６】
S700で、統合更新部105の処理を開始し、S703に進む。S703で、予測更新部100からの予測物体情報200から未処理の予測物体を抽出し、S706に進む。S706で、未処理の予測物体が存在するか否かを判断し、未処理の予測物体が存在する場合、S712に進み、存在しない場合、S718に進む。S712で、予測物体のアソシエーション対象である複数のセンサ物体を統合対象情報生成部104からの統合対象情報204から抽出し、S715に進む。S715で、予測物体と複数のセンサ物体から物体位置を推定し、物体の推定位置を含む統合物体情報205Aを自車周辺情報統合部012に送信して、S703に戻る。S706において、未処理の予測物体が存在しない場合、S718において統合更新部105の処理を終了する。
【００３７】
＜センサ認識統合装置の作用効果＞
本実施形態により、センサの検知点の違いが原因による一定時間内での統合物体の位置の変化量が、自動運転計画判断装置007で設定した変化量の閾値を超過することを防ぎ、不必要な運転判断を行うことを回避するという効果があることを以下で説明する。
【００３８】
図9は、オフセット印加を行わない従来技術のセンサ認識統合装置のセンサ物体情報統合部において、センサの検知座標の違いが原因となって統合物体の急移動が発生する処理結果例を示す模式図である。
【００３９】
実際の物体は、ある一定の相対位置に存在しつづけるものとする。時刻t_2まではセンサAで一定の座標で検知し、時刻t_3以降は、センサBでも一定の座標で検知するが、センサAで検知していた座標とは異なっている。時刻t_2までは、センサAでした位置に対応する位置で統合物体の座標が推定される。時刻t_3以降は、従来技術の統合処理により、統合物体の位置がセンサBで検知した座標に向かって移動する。本実施形態の予測更新及び統合更新で用いられる時系列フィルタが、元データに追従するのに必要な時間をT_F1とすると、統合物体の移動もT_F1で完了する。
【００４０】
図10は、本実施形態によって、センサの検知座標の違いがあっても統合物体の急移動が抑制される処理結果例を示す模式図である。
【００４１】
時刻t_3以降、センサBでの検知が始まった際に、統合対象情報生成部104にて、センサBによるオフセット印加済センサ物体のデータが生成され、これが、統合更新部105に入力される。センサBによるオフセット印加済センサ物体のデータは、オフセット印加を継続しつづける時間Tをかけて移動するため、統合物体が移動を完了する時間はT_F1＋Tとなる。
【００４２】
以上をまとめると、本実施形態により、センサの検知点の違いに起因する統合物体の移動が完了するまでの時間を、T_F1からT_F1＋Tに延長でき、一定時間内での統合物体の位置の変化量が自動運転計画判断装置007で設定している閾値を超えることを防ぎ、不必要な判断をすることを避けることができる。
【００４３】
次に、本実施形態により、実際に物体が移動している場合に、その移動に相当する統合物体の移動が追加の遅延を生じずになされ、自動運転計画判断装置007での判断に追加の遅延を生じさせないという効果があることを以下で説明する。
【００４４】
図11は、統合物体の急移動という課題に対し、本発明とは異なり、異なるセンサ物体がアソシエーション対象となった場合に、その物体の信頼度を下げて、統合更新を行うという対策を行う従来技術において、実際に物体が移動している場合では、統合物体が入力の値に追従するまでに追加の遅延時間が生じてしまう処理結果例を示す模式図である。
【００４５】
実際の物体は、その中心位置が図中の実物体で示されているように、時刻t_2から移動しはじめ、時刻t5で移動が完了する。これに対し、統合物体は、信頼度を下げたフィルタによる統合処理により、追従が遅くなる。信頼度を下げたフィルタが、元データに対してT_F2の時間で追従するものとすると、統合物体が元データに追従するにはT_F2の時間を要する。
【００４６】
図12は、本実施形態によって、実際に物体が移動している場合でも、統合物体が入力の値に追従するまでに追加の遅延時間が生じることを抑制している処理結果例を示す模式図である。
【００４７】
時刻t_2において、センサBで検知が始まり、統合対象情報生成部104にて、オフセットが印加された情報が生成される。センサBによるオフセット印加済センサ物体は、オフセット印加の時間スケールであるTよりも短い時間では、オフセットがほぼ変化しないため、元のセンサBによるセンサ物体の座標とほぼ平行移動する。統合物体もそのデータに追従し、追従の時間はT_F1で完了する。
【００４８】
すなわち、本実施形態により、実際の物体の移動に対してフィルタによる遅延以上に追加の遅延を生じさせない。これにより、自動運転計画判断装置007での判断に追加の遅延を生じさせない。
【００４９】
なお、前記した図10及び図12に基づく効果説明をさらに纏めると、図10における、センサBによるオフセット印加済センサ物体のデータは、オフセット印加を継続しつづける時間Tをかけて移動し、オフセット（の大きさ）が時間とともに徐々に小さくなっていくものが印加されるため、時刻t_2までのセンサAのデータから連続的につながり、センサBでの検知が始まった際に、このセンサBによるオフセット印加済センサ物体のデータが、統合更新部105に入力される。そのため、連続的につながった統合結果が得られることになる。また、図12では、オフセットがほぼ変化しないため、センサBによるオフセット印加済センサ物体は、センサBによるセンサ物体とほぼ平行に移動し、時間が経過するにつれて徐々に元のセンサBによるセンサ物体に近づく。これにより、t_3で車両の相対位置が変化しても、その相対的な変化が適切にセンサBによるオフセット印加済センサ物体として反映され、それが、統合更新部105に入力される。そのため、追加遅延を生まずに統合結果が得られることになる。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態では、外界に存在する物体を認識するセンサが検知した位置の情報に修正・変更を加えた上で物体位置を推定することにより、検知しているセンサの組み合わせが変化した場合であっても、統合物体の座標が急移動することを抑止し、例えば自動運転計画判断装置007において誤った判断を行うことを抑止することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
本第２実施形態における自動運転システムのシステム構成並びにセンサ認識統合装置の内部構成及び処理フロー等は、図1〜図8に基づき説明した上記第１実施形態と同じである。
【００５２】
ただし、本第２実施形態では、図6の統合対象情報生成部104におけるオフセット印加済のデータ作成（S618）で採用されるオフセット関数のうち、c_v (t,Δx,T)が上記第１実施形態と異なる。すなわち、本第２実施形態において、c_v (t,Δx,T)は、0≦t<Tの場合には、-Δx/Tとし、それ以外の場合には0とする。
【００５３】
あるいは、オフセット関数は後述のものであってもよい。上記第１実施形態の条件である、c_x(0,Δx,T)=Δx、0≦t＜Tではc_x(t,Δx,T)・Δx＞0、c_x(t,Δx,T)・Δxが単調減少、c_v(t,Δx,T)・Δx≦0、T≦tではc_x(t,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)=0という条件に加え、0≦t＜Tにおいて、積分関係
【数１】
0006959445.tif 000002
を満たすものとする。つまり、ここでは、センサ物体の速度に印加すべきオフセットを、センサ物体の位置に印加すべきオフセットの微分としているオフセット関数を採用している。
【００５４】
本実施形態のオフセット関数を採用することにより、上記第１実施形態の効果に加え、オフセットの印加量を変化させる際に、速度（相対速度）のオフセットについても整合性を確保して印加するため、アソシエーションにおいて、速度が考慮されたアソシエーションを行う場合に、オフセット印加済センサ物体がアソシエーションから外れてしまうことを抑止するという効果が得られる。
【００５５】
［第３実施形態］
本第３実施形態における自動運転システムのシステム構成並びにセンサ認識統合装置の内部構成及び処理フロー等は、図1〜図8に基づき説明した上記第１実施形態及び第２実施形態と同じである。
【００５６】
ただし、本第３実施形態では、図6の統合対象情報生成部10におけるオフセット印加済のデータ作成（S618）で採用されるオフセット関数が上記第２実施形態と異なる。すなわち、本第３実施形態において、オフセット関数c_x(t,Δx,T)とc_v(t,Δx,T)とは、0≦t＜Tのときは、
【数２】
0006959445.tif 000003
【数３】
0006959445.tif 000004
で、それ以外では、c_x(t,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)=0とする。それ以外の処理は同一とする。
【００５７】
あるいはオフセット関数は後述のものであってもよい。上記第２実施形態の条件である、c_x(0,Δx,T)=Δx、0≦t＜Tではc_x(t,Δx,T)・Δx＞0、c_x(t,Δx,T)・Δxが単調減少、c_v(t,Δx,T)・Δx≦0、T≦tではc_x(t,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)=0、0≦t＜Tにおいて、積分関係
【数４】
0006959445.tif 000005
を満たすという条件に加えて、c_v(0,Δx,T)=c_v(T,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)・Δx＞c_v(T/2,Δx,T)・Δx、c_v(t,Δx,T)がtについての連続関数であるという条件を満たすものである。つまり、ここでは、センサ物体の速度に印加すべきオフセットの大きさを時間とともに徐々に減少（減衰）させ、一定の時間（オフセット印加完了時間）をかけてその大きさが0になるオフセット関数を採用している。
【００５８】
本実施形態のオフセット関数を採用することにより、上記第２実施形態の効果に加え、統合物体の速度（相対速度）が一定時間内にある閾値以上に変化した場合に、自動運転計画判断装置007で物体が急減速あるいは急加速したと判断し、自車両の不必要な加速あるいは減速を行うことを回避する効果が得られる。これについて以下で説明を補足する。
【００５９】
図13は、例えば第２実施形態において、オフセット印加時に統合物体の速度値に急変化が生じてしまう処理結果例を示す模式図である。
【００６０】
物体は、実際には、一定の速度を有しているものとする。センサAは物体の速度を正確に検知できており、時刻t_1まで検知している。センサBは、時刻t_2以降検知が始まり、センサBでも物体の速度を正確に検知できている。ただし、センサAとセンサBでは位置が異なって検知していたものとする。上記第２実施形態の処理によると、位置が異なっていることによって速度にもオフセットが印加され、センサBによるオフセット印加済センサ物体の情報が生成される。統合物体の速度もセンサBによるオフセット印加済センサ物体の速度情報を利用して値が更新されるため、統合物体の速度が変化してしまう。速度の変化が完了するまでの時間はフィルタの時間スケールであるT_F1である。
【００６１】
図14は、本第３実施形態において、オフセット印加時に統合物体の速度値の急変化が抑制された処理結果例を示す模式図である。
【００６２】
本第３実施形態によると、速度にもオフセットが印加されるものの、上記第２実施形態とは異なり、速度に印加されるオフセットが最大となるまでにT_2の時間がかかる。速度に印加されるオフセットが最大の状態からオフセットが印加されない状態になるまでも同じくT_2の時間がかかる。そのため、速度の変化が完了するまでの時間がT_2まで延長される。
【００６３】
これにより、前記したように、統合物体の速度（相対速度）が一定時間内にある閾値以上に変化することを防ぎ、自動運転計画判断装置007で物体が急減速あるいは急加速したと判断することを回避し、自車両の不必要な加速あるいは減速を行うことを回避する効果が得られる。
【００６４】
［第４実施形態］
本第４実施形態における自動運転システムのシステム構成並びにセンサ認識統合装置の内部構成及び処理フロー等は、図1〜図8に基づき説明した上記第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態と同じである。
【００６５】
ただし、本第４実施形態では、図6の統合対象情報生成部104におけるオフセット印加済のデータ作成（S618）で採用されるオフセット関数が上記第３実施形態と異なる。すなわち、本第４実施形態においては、0<r_4<1/2を満たすr_4を事前に設定し、また、
【数５】
0006959445.tif 000006
【数６】
0006959445.tif 000007
という数を事前に導入する。オフセット関数c_x(t,Δx,T)とc_v(t,Δx,T)は、0≦t＜T_4のときは
【数７】
0006959445.tif 000008
【数８】
0006959445.tif 000009
とする。
T_4≦t＜T-T_4のときは
【数９】
0006959445.tif 000010
【数１０】
0006959445.tif 000011
とする。
T-T_4≦t＜T_4のときは
【数１１】
0006959445.tif 000012
【数１２】
0006959445.tif 000013
とする。つまり、これは、上記第３実施形態のオフセット関数と類似のものを、三角関数を利用せずに積和演算のみで算出可能なものとなっている。それ以外の処理は同一とする。
【００６６】
本実施形態のオフセット関数を採用することにより、上記第３実施形態の効果に加え、積和演算よりも長い処理時間を必要とする三角関数の処理を削減し、処理時間を短縮化する効果が得られる。
【００６７】
［第５実施形態］
本第５実施形態における自動運転システムのシステム構成並びにセンサ認識統合装置の内部構成及び処理フロー等は、図1〜図8に基づき説明した上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態と同じである。また、図6の統合対象情報生成部104におけるオフセット印加済のデータ作成（S618）で採用されるオフセット関数については、上記第１〜第４実施形態で提示されているいずれを採用してもよい。
【００６８】
ただし、本第５実施形態では、オフセット関数について、初期オフセットΔxの大きさがある閾値x_5以下の場合、すなわち
【数１３】
0006959445.tif 000014
の場合（つまり、予測物体とセンサ物体が十分に近い場合）には、c_x(t,Δx,T)=0、c_v(t,Δx,T)=0とする。ここで、x_5は正の数とする。つまり、ここでは、センサ物体の状況によって、初期オフセットが小さく、オフセットを印加すべきでないと判断した場合、オフセットを印加しないようになっている。
【００６９】
本実施形態により、上記第１〜第４実施形態のうちで採用したものの効果に加え、初期オフセットが小さい場合には、オフセット印加を行わず、オフセット印加による自動運転計画判断装置007への悪影響を避ける効果と、処理時間を短縮化する効果が得られる。
【００７０】
［第６実施形態］
本第６実施形態における自動運転システムのシステム構成並びにセンサ認識統合装置の内部構成及び処理フロー等は、図1〜図8に基づき説明した上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態と同じである。
【００７１】
ただし、上記第１〜第４実施形態で提示されているいずれかのオフセット関数を採用し、それを
【数１４】
0006959445.tif 000015
【数１５】
0006959445.tif 000016
としたとき、本第６実施形態でのオフセット関数は、
【数１６】
0006959445.tif 000017
【数１７】
0006959445.tif 000018
として利用する。ここで、k_6は正の数である。それ以外の処理は同一とする。つまり、ここでは、予測物体ごとにオフセット印加完了時間が決まるオフセット関数、ないし、センサ物体の位置又は速度に印加するオフセットと所定時間前のセンサ物体の位置又は速度に印加するオフセットの差ベクトルの大きさの最大値（時間変化最大値）が、どの予測物体に対しても同じものとなるオフセット関数を採用している。
【００７２】
本実施形態により、上記第１〜第４実施形態のうちで採用したものの効果に加え、オフセットの変化の大きさの最大値が、どの予測物体に対しても同じものとなり、初期オフセットの大きさに応じて、オフセット印加を継続する時間が変化し（例えば時間Tを延長し）、初期オフセットが小さい場合にはオフセット印加を継続する時間を短縮化する。これにより、オフセット印加による自動運転計画判断装置007への悪影響を避ける効果と、処理時間を短縮化する効果が得られる。
【００７３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７４】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００７５】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
001 自車挙動認識センサ
002 外界認識センサ群
003 測位システム
004 地図ユニット
005 入力通信網
006 センサ認識統合装置
007 自動運転計画判断装置
008 アクチュエータ群
009 情報取得装置
010 センサ物体情報統合部
011 情報記憶部
012 自車周辺情報統合部
100 予測更新部
101 アソシエーション部
102 オフセットパラメータ更新部
103 アソシエーション情報記憶部
104 統合対象情報生成部
105 統合更新部
106 統合物体情報記憶部
200 予測物体情報
204 統合対象情報
201A、201B、201C アソシエーション情報
205A、205B 統合物体情報
207A、207B、207C センサ物体情報
1000 自動運転システム
【図１】
0006959445.tif 000019
【図２】
0006959445.tif 000020
【図３】
0006959445.tif 000021
【図４】
0006959445.tif 000022
【図５】
0006959445.tif 000023
【図６】
0006959445.tif 000024
【図７】
0006959445.tif 000025
【図８】
0006959445.tif 000026
【図９】
0006959445.tif 000027
【図１０】
0006959445.tif 000028
【図１１】
0006959445.tif 000029
【図１２】
0006959445.tif 000030
【図１３】
0006959445.tif 000031
【図１４】
0006959445.tif 000032