JP2020052901A - 移動体情報検出装置、移動体情報検出方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体情報検出装置において、進行方向に並走する移動体を個別に特定した後の各移動体の分離状態を保持することが可能な技術を提供する。【解決手段】車両情報検出装置１０の制御部１２は、第１判定部１２４が、個々に特定された二つのオブジェクト情報それぞれに対応する二つの範囲３１Ａ，３１Ｂが一つに統合されたか否かを判定し、第１判定部１２４によって範囲３１Ａ，３１Ｂが一つに統合されたと判定された場合に、第１判定部１２４による判定前の前記二つのオブジェクト情報が示す二つの車両３０それぞれの走行方口Ｄ１１及び前記幅方向Ｄ１２の位置に基づいて、前記二つのオブジェクト情報の分離状態を維持するか否かを判定する。そして、分離状態を維持すると判定された場合に、車両特定部１２３が統合された範囲３１Ｃを幅方向Ｄ１２に二分割し、各範囲３１Ｃ１，３１Ｃ２それぞれについてオブジェクト情報を特定する処理を行う。【選択図】図７

Description

本発明は、予め定められた検出対象エリアを同じ方向へ移動する複数の移動体の情報を検出する移動体情報検出装置、移動体情報検出方法、及びプログラムに関する。

従来、周波数が３００ＭＨｚ〜３００ＧＨｚ（波長：１ｍｍから１０００ｍｍ程度）のマイクロ波と称される電波（電磁波）を被測定物に向けて送信し、被測定物からの反射波を受信し、その反射波を解析することにより被測定物の物性値の情報を計測する技術が知られている。一般に、送信されたマイクロ波がターゲットに到達すると、ターゲットの材質や大きさ、表面形状に応じて散乱、屈折、減衰、遅延（移相）などの作用を受ける。このような作用を受けた反射波を受信し、その振幅や位相情報を送信波と比較することにより、被測定物の物性値情報として、被測定物の材質、形状、大きさ、距離、位置、及びこれらの時間的変化を非接触で計測することができる。

このような計測技術を利用して、道路を走行する車両の位置や走行速度、長さ（走行方向の長さ）などの車両情報を検出する車両情報検出システムが知られている。前記車両情報検出システムの一例として、ドップラー方式の検出センサ（例えばドップラーレーダ）を用いて、道路を走行する車両の台数を計測する走行車両台数計測装置が公知である（特許文献１参照）。この種の車両情報検出システムでは、これまで、マイクロ波の周波数帯域のうち、所謂２４ＧＨｚ帯域（日本：２４．０５ＧＨｚ〜２４．２５ＧＨｚ、欧州：２４．０ＧＨｚ〜２４．２５ＧＨｚ）の電波が用いられてきた。２４ＧＨｚ帯域の電波は、我が国の高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport Systems）において広く用いられており、また、欧米の各国でも広く採用されている。なお、我が国では、所謂７６ＧＨｚ帯域（７６ＧＨｚ〜７７ＧＨｚ）の電波を一般業務用として利用することが既に認められており、また、一般業務用に対して、所謂７９ＧＨｚ帯域（７７ＧＨｚ〜８１ＧＨｚ）の電波の利用も認められている。

特開２０１１−２０４１３８号公報

昨今、高度道路交通システムにおいて、より高精度の車両情報検出処理が望まれている。しかしながら、従来の車両情報検出システムでは、道路の幅方向の距離分解能が低いため、複数車線を有する走行路において隣接して車両が並走する場合に、これら２つの車両を一つの車両と判定する誤検出が生じるおそれがある。具体的には、車両検出エリアに別々に進入した速度の異なる二つの車両が車両検出エリア内で横並びになると、進入直後に各車両が個別に特定されていたにもかかわらず、横並びになった場合に二つの車両が一つと判定されてしまい、その結果、車両検出エリアにおける車両台数を正確にカウントすることができなくなるという問題が生じうる。これに対して、高性能なＩＣを用いたハード構成と、複雑な演算処理を行う特有のアルゴリズムとを適用することにより、走行路の幅方向の距離分解能を上げることができ、誤カウントを軽減することができるが、ハード構成のコスト負荷が増大するだけでなく、前記特有のアルゴリズムによる処理を行う演算部の処理負担も増大する。

本発明の目的は、進行方向に交差する幅方向における距離分解能が低い場合であっても、高性能なＩＣを用いることなく、また、複雑な演算処理を行うことなく、進行方向に並走する移動体を個別に特定した後の各移動体の分離状態を保持することが可能な移動体情報検出装置、移動体情報検出方法、及びプログラムを提供することにある。

本発明の一の局面に係る移動体情報検出装置は、予め定められた検出エリアを同じ方向へ移動する複数の移動体の情報を検出するものである。前記移動体情報検出装置は、移動体特定部と、第１判定部と、第２判定部と、を備える。前記移動体特定部は、前記移動体の進行方向の下流側から前記検出エリアに向けて周期的に送信された電波の反射波の分布を周期毎に解析して、分布密度が所定の閾値以上のグループを一つの移動体を示す移動体情報と特定する。前記第１判定部は、前記移動体特定部によって個々に特定された二つの移動体情報それぞれに対応する二つの前記グループが一つに統合されたか否かを判定する。前記第２判定部は、前記第１判定部によって前記二つのグループが一つに統合されたと判定された場合に、前記第１判定部による判定前の前記二つの移動体情報が示す二つの移動体それぞれの前記進行方向及び前記進行方向に交差する幅方向の位置に基づいて、前記二つの移動体情報の分離状態を維持するか否かを判定する。

このように構成されているため、幅方向における距離分解能が低くても、検出エリアにおいて各移動体が個別に特定された場合は、その後に、一方の移動体が他方の移動体に追いついてこれらの移動体が一つとみなされる状況になったとしても、ひとたび個別に特定された各移動体の分離状態を保持することができる。その結果、実際に存在する二つの移動体の台数を正確にカウントすることができる。言い換えると、高性能なＩＣが用いられず、また、複雑な演算処理を伴う高精度なアルゴリズムが用いられないことにより、幅方向における距離分解能が低い場合であっても、本発明によれば、検出エリアを走行する複数の移動体を正確にカウントすることができる。

前記第２判定部は、前記第１判定部による判定前の前記二つの移動体情報それぞれが示す前記二つの移動体が前記幅方向に隣接しており、且つ、前記二つの移動体の前記進行方向の間隔が漸減している場合に、前記二つの移動体情報の分離状態を維持すると判定することが好ましい。

これにより、第２判定部による判定処理、つまり、前記二つの移動体情報の分離状態を維持するとした判定処理の精度を向上させることができる。

前記移動体特定部は、前記第２判定部によって前記二つの移動体情報の分離状態を維持すると判定された場合に、前記分布を前記幅方向に二分して各分布それぞれに対応する前記移動体情報を特定する。

これにより、前記二つの移動体情報の分離状態の維持を具体的に実現することができる。

本発明の移動体情報検出装置は、前記検出エリアにおける前記進行方向の下流側に定められた計数エリアにおける前記移動体情報の数を前記移動体の台数としてカウントする計数部を更に備える。

また、本発明の移動体情報検出装置は、前記移動体特定部によって特定された前記移動体情報に識別符号を設定する識別設定部を更に備える。この場合、前記計数部は、前記計数エリアにおける前記移動体情報の識別符号を検出し、前記識別符号の検出数を前記移動体の台数としてカウントする。これにより、前記移動体の台数をより正確にカウントすることができる。

また、本発明の移動体情報検出装置は、前記移動体特定部によって特定された前記移動体情報を外部出力する出力部を更に備える。これにより、例えば、移動体の位置情報（オブジェクト情報）や速度情報、サイズ、台数などの前記移動体情報を外部出力することが可能となる。

本発明の他の局面に移動体情報検出方法は、予め定められた検出エリアを同方向へ移動する複数の移動体の情報を検出する。前記移動体情報検出方法は、移動体特定ステップと、第１判定ステップと、第２判定ステップと、を含む。前記移動体特定方法は、前記移動体の進行方向の下流側から前記検出エリアに向けて周期的に送信された電波の反射波の分布を周期毎に解析して、分布密度が所定の閾値以上のグループを一つの移動体を示す移動体情報と特定する。前記第１判定ステップは、前記移動体特定部によって個々に特定された二つの移動体情報それぞれに対応する二つの前記グループが一つに統合されたか否かを判定する。前記第２判定ステップは、前記第１判定ステップによって前記二つのグループが一つに統合されたと判定された場合に、前記第１判定ステップによる判定前の前記二つの移動体情報が示す二つの移動体それぞれの前記進行方向及び前記進行方向に交差する幅方向の位置に基づいて、前記二つの移動体情報の分離状態を維持するか否かを判定する。

本発明は、前記車両情報検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム、又は、このようなプログラムを非一時的に記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。

本発明によれば、進行方向に交差する幅方向における距離分解能が低い電波を用いて移動体情報を検出する場合であっても、進行方向に並走する移動体を個別に特定した後の各移動体の分離状態を保持することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る車両情報検出装置が適用される車両走行状態の一例を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態における車両検出エリア及び車両計数エリアを示す平面図である。 図３は、図１の車両情報検出装置及びレーダセンサの構成を示すブロック図である。 図４は、走行方向に離間する二つの車両からの反射波信号の分布状態の一例を示す模式図である。 図５は、走行方向に近接する二つの車両からの反射波信号の分布状態の一例を示す模式図である。 図６は、道路の幅方向の反射信号の分布の一例を示す図であり、（Ａ）は図４の各分布範囲それぞれの中心を通る幅方向の分布曲線の一例を示し、（Ｂ）は図５の分布範囲の中心を通る幅方向の分布曲線の一例を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態の車両情報検出装置の制御部によって実行される車両情報検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

以下、図１乃至図７を参照して、本発明の実施形態に係る車両情報検出装置１０（本発明の移動体情報検出装置の一例）について説明する。

図１は、車両情報検出装置１０が適用される自動車などの車両３０（本発明の移動体の一例）の走行状態を説明するための模式図である。図２は、車両３０が走行する道路４０を示す平面図である。図３は、車両情報検出装置１０及びレーダセンサ２０の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両情報検出装置１０は、道路４０の路側エリアに設置された支柱２５に取り付けられている。支柱２５の頂部付近には、道路４０上に予め定められた検出エリア４５へ向けて車両情報検出用の電波信号ＳＧ１を照射するレーダセンサ２０が取り付けられている。

本実施形態では、車両情報検出装置１０が適用される交通環境として、レーダセンサ２０へ向けて車両３０が同じ方向へ並んで走行することが出来る２つの車線４０Ａ，４０Ｂを有する道路４０を例示する。道路４０上には、車両３０を検出するための検出エリア４５（図１の破線で囲まれたエリア）が定められている。検出エリア４５は、レーダセンサ２０よりも車両３０の走行方向Ｄ１１（本発明の進行方向の一例）の上流側に定められた計測開始位置Ｐ１から、計測開始位置Ｐ１とレーダセンサ２０との間に定められた計測終了位置Ｐ２に至る領域である。車両情報検出装置１０は、検出エリア４５を走行方向Ｄ１１へ走行する複数の車両３０の車両情報（台数のカウント値、位置、速度、車両長さ等）を検出可能に構成されている。

ここで、図２に示すように、検出エリア４５において、計測開始位置Ｐ１から計測終了位置Ｐ２までの距離ｌ１、つまり、検出エリア４５において走行方向Ｄ１０に沿った距離Ｌ１は、概ね１５０ｍである。また、平面視で、計測終了位置Ｐ２からレーダセンサ２０までの距離Ｌ２は、概ね２０ｍである。なお、車両情報検出装置１０は、上述した交通環境に限られず、３車線以上の道路を複数の車両が並走する交通環境にも適用可能である。

レーダセンサ２０は、道路４０の路面から所定高さに設置されている。レーダセンサ２０は、車両情報検出装置１０に無線又は有線によって電気的に接続されている。図３に示すように、レーダセンサ２０は、アンテナ２１と、アンテナ２１に電波信号ＳＧ１を出力する送信回路２２、アンテナ２１からの信号を反射波信号ＳＧ２として入力する受信回路２３、送信回路２２及び受信回路２３それぞれに２４ＧＨｚ帯域の正弦波信号を供給する発振回路２４などを備える周知の構成を有する。受信回路２３には、増幅回路（不図示）及びＡＤ変換回路（不図示）が設けられており、受信した反射波信号ＳＧ２を増幅し、デジタル信号に変換してから、後述の制御部１２に出力する。アンテナ２１は、送受信切換回路（デュプレクサ回路）を備えることにより、送信用及び受信用を兼ねる。なお、レーダセンサ２０としては、ＦＭＣＷ（Frequency Modulation Continuous Wave）型のレーダセンサや、ドップラー型のレーダセンサ、位相型のレーダセンサ等を適用可能である。

レーダセンサ２０は、道路４０上に定められた検出エリア４５（図１参照）に向けて周期的に電波信号ＳＧ１を送信し、送信した電波信号ＳＧ１が車両３０の表面や道路４０の路面で反射してレーダセンサ２０の前記アンテナに返ってきた反射波信号ＳＧ２を受信する。かかる送受信は所定の周期Ｔごとに行われる。つまり、レーダセンサ２０は、前記周期Ｔごとに検出エリア４５全域からの反射波信号ＳＧ２を受信して、反射波信号ＳＧ２をサンプリングする。サンプリングした反射波信号ＳＧ２は、受信回路２３においてデジタル化された後に、車両情報検出装置１０が備える後述の制御部１２に出力される。ここで、前記周期Ｔは、例えば、周波数ｆを数Ｈｚ〜数十Ｈｚとした場合に、１／ｆ［ｓ］である。つまり、電波信号ＳＧ１の走査は、１秒間に数回から数十回行われる。

レーダセンサ２０が出射する電波信号ＳＧ１は、所謂準ミリ波（２０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの電波）に属する電波であり、具体的には、我が国で法規されている占有周波数帯幅が２００ＭＨｚの所謂２４ＧＨｚ帯域（２４．０５ＧＨｚ〜２４．２５ＧＨｚ）の電波である。また、電波信号ＳＧ１は、道路４０の幅方向Ｄ１２（つまり水平方向）の指向幅がΔθ１であり、垂直方向の角度幅が所定の角度θ２の指向特性を有するものである。本実施形態では、レーダセンサ２０の高さ位置は、前記角度θ２の電波信号ＳＧ１が検出エリア４５における走行方向Ｄ１１の範囲を照射可能な位置に定められている。

また、レーダセンサ２０は、電波信号ＳＧ１を前記指向幅Δθ１ずつ幅方向Ｄ１２へ走査することにより、前記周期Ｔ毎に検出エリア４５の幅方向Ｄ１２の全域を電波信号ＳＧ１で照射する。したがって、車両３０が計測開始位置Ｐ１を超えて検出エリア４５内に進入すると、車両３０で反射してレーダセンサ２０へ向けて返った反射波信号ＳＧ２がレーダセンサ２０のアンテナ２１によって受信される。ここで、幅方向Ｄ１２の走査角θ１は、例えば、前記指向幅Δθ１の数倍に設定されている。なお、電波信号ＳＧ１は、一度の送信で道路４０の路面に定められた検出エリア４５の全体にわたって照射可能な指向特性を有していてもよい。この場合、レーダセンサ２０は、電波信号ＳＧ１を幅方向Ｄ１２へ走査する必要はない。

検出エリア４５内には、通過する車両３０の台数をカウントするための計数エリア４６が定められている。この計数エリア４６は、検出エリア４５において走行方向Ｄ１１の下流端部に定められている。後述するように、車両情報検出装置１０は、車両３０が計数エリア４６を通過する際に、通過した車両３０の台数をカウントする。

図３に示すように、車両情報検出装置１０は、制御部１２と、記憶部１３と、通信部１４（本発明の出力部の一例）とを備えている。また、車両情報検出装置１０には、上述したレーダセンサ２０に加えて、ネットワークＮ１を通じて管理サーバ１５と接続されている。

通信部１４は、通信インターフェースであり、車両情報検出装置１０を有線又は無線でネットワークＮ１に接続し、ネットワークＮ１を介して管理サーバ１５との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行する。通信部１４は、車両情報検出装置１０において後述の車両特定部１２３によって特定された車両３０の位置情報（オブジェクト情報）や速度情報、車両サイズ、車両３０のカウント情報などの車両情報をネットワークＮ１を介して管理サーバ１５に出力する。

管理サーバ１５は、車両情報検出装置１０から送られてきた車両３０の車両情報を管理するサーバ装置である。本実施形態では、車両情報検出装置１０は、管理サーバ１５およびレーダセンサ２０と通信可能に接続することによって、全体として車両情報検出システム１００を構成する。管理サーバ１５は、車両情報を表示するためのモニタなどの表示部を備えており、道路４０における車両３０の位置が視認できるように前記車両情報が前記表示部に表示される。なお、本実施形態では、車両情報検出装置１０が管理サーバ１５と通信可能に接続された構成について例示するが、車両情報検出装置１０が管理サーバ１５によって実現された構成であってもよい。

記憶部１３は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などを含む不揮発性の記憶媒体である。記憶部１３には、制御部１２に各種処理を実行させるための制御プログラムや、車両情報検出装置１０において実行される後述の車両情報検出処理に用いられる各閾値、レーダセンサ２０から送られてきた反射波信号ＳＧ２の分布、車両情報検出装置１０において特定された各種の車両情報などが記憶される。

制御部１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶された不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶媒体であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリ（作業領域）として使用される。制御部１２は、前記ＲＯＭ又は記憶部１３に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより車両情報検出装置１０を制御する。前記制御プログラムを実行する前記ＣＰＵ、或いは前記ＣＰＵを含む制御部１２は、本発明のコンピュータの一例である。

図３に示すように、制御部１２は、送信制御部１２１、物標計測部１２２、車両特定部１２３（本発明の移動体特定部の一例）、第１判定部１２４（本発明の第１判定部の一例）、第２判定部１２５（本発明の第２判定部の一例）、ＩＤ設定部１２６（本発明の識別設定部の一例）、追跡処理部１２７、車両計数部１２８（本発明の計数部の一例）などの各種の処理部を含む。制御部１２は、前記ＣＰＵで前記制御プログラムに従って車両情報検出処理などの各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。なお、制御部１２に含まれる一部又は全部の処理部が電子回路で構成されていてもよい。また、前記制御プログラムは、複数のプロセッサーを前記各種の処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。

送信制御部１２１は、上述した周期Ｔごとに送信トリガを生成し、レーダセンサ２０の送信回路２２に出力する。送信回路２２は、前記送信トリガを受けると、電波信号ＳＧ１をアンテナ２１に送出して、アンテナ２１から電波信号ＳＧ１を放射させるとともに、前記指向幅Δθ１（図１参照）ずつ幅方向Ｄ１２へ電波信号ＳＧ１を走査する。

物標計測部１２２は、受信回路２３から出力されたデジタル化後の複数の反射波信号ＳＧ２から所定レベル以上の反射波信号ＳＧ２を物標信号として抽出する。一般に、車両３０で反射した反射波信号ＳＧ２と路面で反射した反射波信号ＳＧ２とを比較すると、車両３０で反射した反射波信号ＳＧ２の強度の方が強い。したがって、前記所定レベルは、受け取った複数の反射波信号ＳＧ２（デジタル信号）から、車両３０で反射した反射波信号ＳＧ２のみを区別可能な閾値に定められている。また、車両３０で反射した反射波信号ＳＧ２は、車両３０の表面の形状に応じて散乱、屈折、減衰、遅延（移相）などの作用を受ける。このため、電波信号ＳＧ１の１回の送信のたびに、複数の反射波信号ＳＧ２が受信回路２３に受信され、その複数の反射波信号ＳＧ２から所定レベル以上の強度を有する複数の前記物標信号が抽出される。以下、このように抽出された複数の物標信号を物標信号ＳＧ２と称する。

また、物標計測部１２２は、電波信号ＳＧ１の送信時から反射波信号ＳＧ２を受信するまでの電波伝搬時間（遅れ時間）から換算して、電波信号ＳＧ１を反射させた車両３０からレーダセンサ２０までの距離を計測する。更に、物標計測部１２２は、計測した距離と、電波信号ＳＧ１の送信時の走査角と、所定の角度θ２（図１参照）などの情報から、検出エリア４５における車両３０の位置を計測する。車両３０の位置は、図３に示すように幅方向Ｄ１２をＸ軸とし、走行方向Ｄ１１をＹ軸とした場合に、検出エリア４５をＸＹ平面としたＸＹ座標として求められる。この座標情報は、前記周期Ｔが経過するたびに求められて、記憶部１３に記憶される。なお、車両３０までの距離や位置などの情報は、送信時の電波信号ＳＧ１と受信時の反射波信号ＳＧ２との周波数差を求め、この周波数差を分析することによって求めてもよい。

図４は、図２に示す位置で車両３０（３０Ａ，３０Ｂ）が走行している状態で、各車両３０それぞれからの反射波信号ＳＧ２に基づく複数の物標信号ＳＧ２のＸＹ平面における分布状態を示す図である。図２において、二つの車両３０Ａ，３０Ｂは、走行方向Ｄ１１に沿って距離ＤＳだけ離間しているものとする。図４において、黒色のドット一つ一つが物標信号ＳＧ２を示し、そのドットの位置が各車両３０の表面で反射したと推定できる反射位置を示す。図４に示すように、車両３０の実際の位置（図２参照）に対応する範囲３１Ａ，３１Ｂ（破線囲み部参照）における物標信号ＳＧ２の分布密度が高くなっている。一方、上述したように、反射波信号ＳＧ２は、車両３０の表面の形状に応じて散乱、屈折、減衰、遅延（移相）などの作用を受ける。そのため、車両３０の実際の位置に対応する範囲３１Ａよりも幅方向Ｄ１２の外側へずれた位置にも、分布密度は低いが、物標信号ＳＧ２を示すドットが現れる。

車両特定部１２３は、物標計測部１２２によって抽出された複数の物標信号ＳＧ２から一台の車両３０を示すオブジェクト情報（本発明の移動体情報の一例）を特定する処理を行う。具体的には、図４に示す複数の反射波信号ＳＧ２の分布に基づいて、分布密度が所定の閾値ＴＨ（図６（Ａ）参照）よりも大きい一つの塊（グループ）を１台の車両３０を示すオブジェクト情報と特定するグループ処理を行う。ここで、図６（Ａ）は、道路４０の幅方向Ｄ１２の物標信号ＳＧ２の分布状態の一例を示す図であり、図４の各範囲３１Ａ，３１Ｂそれぞれの中心を通る幅方向Ｄ１２の分布曲線Ｗ１１，Ｗ１２を示す。図６（Ａ）に示すように、分布曲線Ｗ１１において閾値ＴＨ以上の部分が範囲３１Ａに相当する部分である。また、分布曲線Ｗ１２において閾値ＴＨ以上の部分が範囲３１Ｂに相当する部分である。図４に示す例では、範囲３１Ａの部分の中心位置を示す位置情報が車両３０Ａを示すオブジェクト情報として特定される。また、範囲３１Ｂの部分の中心位置を示す位置情報が車両３０Ｂを示すオブジェクト情報として特定される。つまり、各オブジェクト情報は、検出エリア４５における車両３０の測定位置を示す位置情報であり、ＸＹ座標で表される。各オブジェクト情報は、前記周期Ｔが経過するたびに求められて、記憶部１３に記憶される。

ＩＤ設定部１２６は、車両特定部１２３によって特定された前記オブジェクト情報に、当該オブジェクト情報を他のオブジェクト情報と識別するための識別ＩＤ（本発明の識別符号の一例）を付与する。例えば、ＩＤ設定部１２６は、任意にユニークな識別ＩＤを発行し、前記オブジェクト情報に関連付けた状態で記憶部１３に識別ＩＤを記憶する。

追跡処理部１２７は、周期Ｔごとに特定された各オブジェクト情報（位置情報）を比較することにより、周期Ｔごとの前記オブジェクト情報が同じ車両３０の測定位置を示すものであるかどうかを判定する。例えば、追跡処理部１２７は、電波信号ＳＧ１を送信する周期Ｔ、前記指向幅Δθ１、又は平均的な走行速度等を考慮して、各オブジェクト情報の位置間隔ΔＤＳ、レーダセンサ２０に対する角度方向の差分、走行速度の差分などが、同じ車両３０と評価し得る所定範囲内であるか否かを判定し、前記所定範囲内である場合に、同じ車両３０と判定する。なお、走行速度は、前々回及び前回の追跡処理によって同一と判定されたオブジェクト情報の位置に基づいて算出することができる。各オブジェクト情報が同じ車両３０を示すものであると判定されると、後に特定されたオブジェクト情報に対して、既に付与された識別ＩＤを引き継ぐ（付与する）処理を行う。かかる処理は、前記周期Ｔが経過するたびに行われて、記憶部１３内のオブジェクト情報が更新される。

車両計数部１２８は、検出エリア４５における走行方向Ｄ１１の下流側に定められた計数エリア４６を通過する際に、車両３０の台数をカウントする。具体的には、車両特定部１２３によって特定されたオブジェクト情報が示す位置が、計数エリア４６内である場合に、前記オブジェクト情報に関連付けられた識別ＩＤを検出し、その検出回数を車両３０の台数としてカウントする。このカウント値は、記憶部１３に記憶されるとともに、管理サーバ１５に出力される。

ところで、車両情報検出装置１０で用いられる電波信号ＳＧ１は、所謂２４ＧＨｚ帯域である。２４Ｇｈｚ帯域の電波を利用する従来の車両情報検出装置では、道路４０の幅方向Ｄ１２の距離分解能が比較的低い。そのため、複数の車線４０Ａ，４０Ｂを有する道路４０において幅方向Ｄ１２に隣接して車両３０Ａ，３０Ｂが並走する場合に、これら２つの車両３０Ａ，３０Ｂを一つの車両と判定する誤検出が生じるおそれがある。具体的には、検出エリア４５に別々に進入した速度の異なる二つの車両３０Ａ，３０Ｂが検出エリア４５内で横並びになると、進入直後に各車両３０Ａ，３０Ｂが個別に特定されていたにもかかわらず、横並びになった場合に二つの車両３０Ａ，３０Ｂが一つの車両と判定されてしまい、例えば、検出エリア４５を走行する車両３０の台数を正確にカウントすることができなくなる。このような問題は、例えば、検出エリア４５において同じ速度で車両３０Ａ，３０Ｂが並走する場合に生じるとは限られない。例えば、一方の車両３０Ａがトレーラやバスなどの大型車であり、他方の車両３０Ｂが小型車或いは普通車である場合に、車両３０Ｂが車両３０Ａに追いついてから追い抜くまでの間も、二つの車両３０Ａ，３０Ｂが一つの車両と判定されてしまい、上述の誤カウントが生じるおそれがある。

例えば、図２に示す車両３０（３０Ａ，３０Ｂ）が走行方向Ｄ１１へ移動して、所定時間後には図２の破線で示すように、二つの車両３０Ａ，３０Ｂが検出エリア４５内で横並びになると、図５に示すように、幅方向Ｄ１２における車両３０Ａと車両３０Ｂとの間の中間領域における物標信号ＳＧ２の分布密度が上がり、当該中間領域の分布密度が所定の閾値ＴＨ（図６（Ｂ）参照）を超える場合がある。この場合、車両３０の実際の位置に対応する範囲のみならず、車両３０Ａと車両３０Ｂとの間の中間領域を含む範囲３１Ｃが所定の閾値ＴＨよりも大きい一つの塊（グループ）となり、前記グループ処理において、この範囲３１Ｃが１台の車両３０を示すオブジェクト情報と特定される。このような誤った特定が行われると、車両３０の台数を正確にカウントすることができない。

これに対して、本実施形態の車両情報検出装置１０は、走行方向Ｄ１１に交差する幅方向Ｄ１２における距離分解能が低い電波信号ＳＧ１を用いるにもかかわらず、走行方向Ｄ１１に並走する車両３０を個別に特定した後に両者が統合される場合でも、各車両３０の分離状態を保持することができるように構成されている。

具体的には、制御部１２に、上述の第１判定部１２４及び第２判定部１２５が含まれている。第１判定部１２４は、車両特定部１２３によって個々に特定された二つのオブジェクト情報を示す範囲３１Ａ，３１Ｂが、その後の特定処理によって一つの範囲３１Ｃに統合されたか否かを判定する。一旦、オブジェクト情報として範囲３１Ａ，３１Ｂそれぞれの中心位置の位置情報が個別に特定された後に、図６（Ｂ）の分布曲線Ｗ１３に示すように、幅方向Ｄ１２にわたって所定の閾値ＴＨを超える範囲３１Ｃの中心位置の位置情報がオブジェクト情報と特定された場合に、範囲３１Ａ，３１Ｂが一つの範囲３１Ｃに統合されたと判定される。

なお、前記所定の閾値ＴＨの設定値を現在値よりも大きい数値にすることにより、範囲３１Ａと範囲３１Ｂとの分離を維持することができる。しかしながら、上述したように、幅方向Ｄ１２の距離分解能が低い本実施形態では、閾値ＴＨを大きくすると、オブジェクト情報が示す車両３０の位置の検出精度が低下するため好ましくない。

第１判定部１２４によって、範囲３１Ａ，３１Ｂが一つの範囲３１Ｃに統合されたと判定されると、第２判定部１２５は、第１判定部１２４による判定前の二つのオブジェクト情報が示す検出エリア４５内の位置、つまり、二つの車両３０Ａ，３０Ｂそれぞれの位置に基づいて、前記二つのオブジェクト情報の分離状態を維持するか否かを判定する。かかる判定処理は、二つのオブジェクト情報の走行方向Ｄ１１における位置、及び幅方向Ｄ１２における位置に基づいて行われる。

具体的には、第２判定部１２５は、第１判定部１２４による判定前の前記二つのオブジェクト情報それぞれが示す位置が幅方向Ｄ１２に隣接しており、且つ、前記二つのオブジェクト情報の走行方向Ｄ１１の間隔が漸減している場合は、前記二つのオブジェクト情報の分離状態を維持すると判定する。ここで、幅方向Ｄ１２に隣接している状態には、各車線４０Ａ，４０Ｂにおいて真横に各車両３０が位置している状態だけでなく、幅方向Ｄ１２から見て、各車線４０Ａ，４０Ｂを走行する各車両３０の一部が走行方向Ｄ１１に重なっている状態も含む。この場合、検出エリア４５内で、車両３０Ａに車両３０Ｂが追いつき、もともと幅方向Ｄ１２に分離していた範囲３１Ａと範囲３１Ｂとが一つの範囲３１Ｃに統合されることになる。

前記第２判定部１２５によって前記二つのオブジェクト情報の分離状態を維持すると判定された場合は、車両特定部１２３は、一つに統合された範囲３１Ｃを幅方向Ｄ１２に二分割して、分割された各範囲３１Ｃ１，３１Ｃ２それぞれについてオブジェクト情報を特定する処理を行う。つまり、範囲３１Ｃ１の中心位置を示す位置情報を一方のオブジェクト情報と特定し、範囲３１Ｃ２の中心位置を示す位置情報を他方のオブジェクト情報と特定する。再び特定された二つのオブジェクト情報それぞれに対しては、ＩＤ設定部１２６によって、識別ＩＤが付与される。

［車両情報検出処理］
以下、図７のフローチャートを用いて、制御部１２によって実行される車両情報検出処理の手順とともに、本発明の移動体情報検出方法の一例である車両情報検出方向について説明する。図７において、Ｓ１１，Ｓ１２，・・・は処理手順の番号（ステップ番号）を示す。

〈ステップＳ１１〜Ｓ１３〉
図７に示すように、ステップＳ１１では、制御部１２は、電波信号ＳＧ１の１回の走査による反射波信号ＳＧ２を受信したかどうかを判定する。ここで、周期Ｔを経過するまでの間に反射波信号ＳＧ２を受信したと判定されると、次のステップＳ１２において、制御部１２の物標計測部１２２は、複数の反射波信号ＳＧ２から所定レベル以上の物標信号ＳＧ２を抽出する。その後、ステップＳ１３において、制御部１２の車両特定部１２３は、ステップＳ１２で抽出された複数の物標信号ＳＧ２から一台の車両３０を示すオブジェクト情報を特定する処理を行う。ここで、ステップＳ１３は、本発明の移動体特定ステップの一例である。

〈ステップＳ１４〜Ｓ１５〉
次のステップＳ１４では、制御部１２は、検出エリア４５の各車線４０Ａ，４０Ｂそれぞれに車両３０が存在しているか否かを判定する。かかる判定は、ステップＳ１３で特定された前記オブジェクト情報が示す位置に基づいて行われる。

〈ステップＳ１５〜Ｓ１７〉
ステップＳ１４において、各車線４０Ａ，４０Ｂそれぞれに車両３０が存在していると判定されると、次のステップＳ１５では、制御部１２のＩＤ設定部１２６は、各車両３０に対応するオブジェクト情報に対して識別ＩＤを付与する。その後、前記オブジェクト情報が示す位置情報を車両３０の測定位置と特定して、その測定位置を記憶部１３に記憶する（Ｓ１６）。また、制御部１２は、各車両３０の測定位置から車両間の距離ＤＳを算出して、記憶部１３に記憶する（Ｓ１７）。

〈ステップＳ１８〜Ｓ１９〉
ステップＳ１８では、制御部１２は、距離ＤＳが予め定められた閾値未満か否かを判定する。かかる判定は、次ぎにステップＳ１３の処理が行われる場合に、個々に特定された二つのオブジェクト情報が一つに統合される可能性が高いか否かを判定するために行われる。例えば、距離ＤＳが車両３０の全長に相当する長さを前記閾値とすることができる。距離ＤＳが前記全長以上の長さである場合は、上述した統合が生じ難い。したがって、ステップＳ１８において、距離ＤＳが前記閾値以上と判定された場合は、後述するステップＳ２５の処理を実行する必要がない。この場合は、ステップＳ２５の処理を行うためのトリガとしてのフラグ情報を各車両３０に付与せずに、ステップＳ２０に移行する。一方、距離ＤＳが前記閾値未満の場合は、各車両３０が幅方向Ｄ１２に隣接していると評価でき、次に行われるステップＳ１３の処理において、二つのオブジェクト情報が一つに統合されることになる。したがって、ステップＳ１８において、距離ＤＳが前記閾値未満と判定された場合は、制御部１２は、ステップＳ２５の処理を行うためのトリガとしてのフラグ情報を各車両３０に対応するオブジェクト情報に付与し（Ｓ１９）、その後にステップＳ２０に移行する。

〈ステップＳ２０〜Ｓ２２〉
ステップＳ２０では、制御部１２は、オブジェクト情報が示す位置に基づいて、車両３０が計数エリア４６内に存在しているか否かを判定する。車両３０が計数エリア４６内に存在している場合は、オブジェクト情報に関連付けられた識別ＩＤを検出して、車両３０の台数をカウントする（Ｓ２１）。つまり、記憶部１３における車両のカウント値を一つインクリメントする。その後、カウントされた車両３０に対応するオブジェクト情報及びそれに付与していたフラグ情報を記憶部１３から削除し、もう一方の車両３０のオブジェクト情報に付与していたフラグ情報も削除する（Ｓ２２）。一方、ステップＳ２０において、車両３０が計数エリア４６内に存在していないと判定されると、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理が繰り返される。

〈ステップＳ２３〉
ステップＳ１４において、各車線４０Ａ，４０Ｂに車両３０が存在していない、つまり、いずれか一方の車線にだけ車両３０が存在していると判定された場合、制御部１２は、次のステップＳ２３において、当該車両３０に対応するオブジェクト情報にフラグ情報が付与されているか否かを判定する。かかる判定は、ステップＳ１３において個々に特定された二つのオブジェクト情報が一つに統合されたか否かを判定するために行われる。ステップＳ２３は、本発明の第１判定ステップの一例である。ここで、各車線４０Ａ，４０Ｂそれぞれに車両３０が存在している状態から、一方の車線だけに車両３０が存在している状態に変化するケースとしては、以下の２通りが考えられる。一つは、車両３０が計数エリア４６を通過して検出エリア４５から退出したケースである。もう一つは、各車両３０が幅方向Ｄ１２に隣接する位置で並走しているために、二つの車両３０に対応する各オブジェクト情報の基準となる範囲３１Ａ，３１Ｂが一つの範囲３０Ｃに統合されて一つのオブジェクト情報と特定されたケースである。

前者のケースでは、ステップＳ２２においてフラグ情報が削除される。したがって、この場合は、ステップＳ２３においてフラグ情報が付与されていないと判定され、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５以降の処理が行われる。なお、この場合は、各車線４０Ａ，４０Ｂの一方にだけ車両３０が存在している状況であるため、ステップＳ１７の処理は行われずスキップされる。後者のケースでは、車両３０に付されたフラグ情報は残っているため、この場合は、ステップＳ２３においてフラグ情報が付与されていると判定されて、次のステップＳ２４に進む。

〈ステップＳ２４〜Ｓ２６〉
ステップＳ２４では、制御部１２は、上述の統合前の二つの車両３０の距離ＤＳが漸減していたか否かを判定する。かかる判定は、統合前の二つのオブジェクト情報の分離状態を維持するか否かを判定するために行われる。ステップＳ２４は、本発明の第２判定ステップの一例である。当該判定処理は、記憶部１３に記憶された距離ＤＳに関する履歴に基づいて行われる。

ここで、統合前の二つの車両３０の距離ＤＳが徐々に減少していたことは、二つの車両３０が相対的に近づいていることを意味し、その後に統合された可能性が高いと推定できる。したがって、ステップＳ２４において、統合前の二つの車両３０の距離ＤＳが徐々に減少していたと判定された場合は、統合前の二つのオブジェクト情報の分離状態を維持する必要がある。このため、制御部１２の車両特定部１２３は、一つに統合されたオブジェクト情報に対応する範囲３１Ｃを幅方向Ｄ１２に二分割して、分割された各範囲３１Ｃ１，３１Ｃ２それぞれについてオブジェクト情報を特定する処理を行う（Ｓ２５）。その後、各オブジェクト情報に対して識別ＩＤが付与される（Ｓ２６）。その後の処理は、ステップＳ２１に進む。一方、ステップＳ２４において、統合前の二つの車両３０の距離ＤＳが漸減していないと判定された場合は、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１５以降の処理が行われる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両情報検出装置１０では、道路４０の路面に定められた検出エリア４５に向けて周期的に電波信号ＳＧ１が送信され、車両特定部１２３が、その反射波信号ＳＧ２の分布を周期毎に解析して、その分布密度が所定の閾値ＴＨ以上のグループを一つの車両３０を示すオブジェクト情報と特定し、第１判定部１２４が、個々に特定された二つのオブジェクト情報それぞれに対応する二つの範囲３１Ａ，３１Ｂが一つに統合されたか否かを判定し、第１判定部１２４によって範囲３１Ａ，３１Ｂが一つに統合されたと判定された場合に、第１判定部１２４による判定前の前記二つのオブジェクト情報が示す二つの車両３０それぞれの走行方向Ｄ１１及び前記幅方向Ｄ１２の位置に基づいて、第２判定部１２５が、前記二つのオブジェクト情報の分離状態を維持するか否かを判定する。そして、分離状態を維持すると判定された場合に、車両特定部１２３が、統合された範囲３１Ｃを幅方向Ｄ１２に二分割し、各範囲３１Ｃ１，３１Ｃ２それぞれについてオブジェクト情報を特定する処理を行う。

このため、高性能なＩＣを用いたハード構成や複雑な演算処理を行う特有のアルゴリズムなどが用いられていないために、幅方向Ｄ１２における距離分解能が低い場合であっても、検出エリア４５に実際に存在する二つの車両３０の台数をカウントすることができる。つまり、各車線４０Ａ，４０Ｂそれぞれの車両３０が個別に特定された場合は、その後に各車両３０が同じ速度で並走する状態になっても一つの車両と認識されず、各車両３０の分離状態を保持することができる。これにより、正確に車両３０の台数をカウントすることができる。また、一方の車両３０Ａがトレーラやバスなどの大型車であり、他方の車両３０Ｂが小型車或いは普通車である場合に、各車両３０がひとたび個別に特定されると、その後に、車両３０Ｂが車両３０Ａに追いついてから追い抜くまでの間に各車両３０が計数エリア４６を通過しても、各車両３０の分離状態が保持される。そのため、このような場合でも、正確に車両３０の台数をカウントすることができる。

なお、上述の実施形態では、車両情報検出装置１０の制御部１２が物標計測部１２２および車両特定部１２３を具体的に実現する構成について例示したが、本発明はこの構成に限られない。例えば、レーダセンサ２０の内部に演算処理部を設け、この演算処理部によって、物標計測部１２２および車両特定部１２３の各処理部が実現されてもよい。

１０ ：車両情報検出装置
１２ ：制御部
１３ ：記憶部
１４ ：通信部
１５ ：管理サーバ
２０ ：レーダセンサ
２１ ：アンテナ
２２ ：送信回路
２３ ：受信回路
２４ ：発振回路
２５ ：支柱
３０ ：車両
３０Ａ ：車両
３０Ｂ ：車両
３０Ｃ ：範囲
３１Ａ ：範囲
３１Ｂ ：範囲
３１Ｃ ：範囲
３１Ｃ１ ：範囲
３１Ｃ２ ：範囲
４０ ：道路
４０Ａ ：車線
４０Ｂ ：車線
４５ ：検出エリア
４６ ：計数エリア
１００ ：車両情報検出システム
１２１ ：送信制御部
１２２ ：物標計測部
１２３ ：車両特定部
１２４ ：第１判定部
１２５ ：第２判定部
１２６ ：ＩＤ設定部
１２７ ：追跡処理部
１２８ ：車両計数部

Claims (8)

1. 予め定められた検出エリアを同じ方向へ移動する複数の移動体の情報を検出する移動体情報検出装置であって、
   前記移動体の進行方向の下流側から前記検出エリアに向けて周期的に送信された電波の反射波の分布を周期毎に解析して、分布密度が所定の閾値以上のグループを一つの移動体を示す移動体情報と特定する移動体特定部と、
   前記移動体特定部によって個々に特定された二つの移動体情報それぞれに対応する二つの前記グループが一つに統合されたか否かを判定する第１判定部と、
   前記第１判定部によって前記二つのグループが一つに統合されたと判定された場合に、前記第１判定部による判定前の前記二つの移動体情報が示す二つの移動体それぞれの前記進行方向及び前記進行方向に交差する幅方向の位置に基づいて、前記二つの移動体情報の分離状態を維持するか否かを判定する第２判定部と、を備える移動体情報検出装置。
2. 前記第２判定部は、
   前記第１判定部による判定前の前記二つの移動体情報それぞれが示す前記二つの移動体が前記幅方向に隣接しており、且つ、前記二つの移動体の前記進行方向の間隔が漸減している場合に、前記二つの移動体情報の分離状態を維持すると判定する、請求項１に記載の移動体情報検出装置。
3. 前記移動体特定部は、
   前記第２判定部によって前記二つの移動体情報の分離状態を維持すると判定された場合に、前記分布を前記幅方向に二分して各分布それぞれに対応する前記移動体情報を特定する、請求項１又は２に記載の移動体情報検出装置。
4. 前記検出エリアにおける前記進行方向の下流側に定められた計数エリアにおける前記移動体情報の数を前記移動体の台数としてカウントする計数部を更に備える、請求項１から３のいずれかに記載の移動体情報検出装置。
5. 前記移動体特定部によって特定された前記移動体情報に識別符号を設定する識別設定部を更に備え、
   前記計数部は、前記計数エリアにおける前記移動体情報の前記識別符号を検出し、前記識別符号の検出数を前記移動体の台数としてカウントする、請求項４に記載の移動体情報検出装置。
6. 前記移動体特定部によって特定された前記移動体情報を外部出力する出力部を更に備える、請求項１から５のいずれかに記載の移動体情報検出装置。
7. 予め定められた検出エリアを同方向へ移動する複数の移動体の情報を検出する移動体情報検出方法であって、
   前記移動体の進行方向の下流側から前記検出エリアに向けて周期的に送信された電波の反射波の分布を周期毎に解析して、分布密度が所定の閾値以上のグループを一つの移動体を示す移動体情報と特定する移動体特定ステップと、
   前記移動体特定ステップによって個々に特定された二つの移動体情報それぞれに対応する二つの前記グループが一つに統合されたか否かを判定する第１判定ステップと、
   前記第１判定ステップによって前記二つのグループが一つに統合されたと判定された場合に、前記第１判定ステップによる判定前の前記二つの移動体情報が示す二つの移動体それぞれの前記進行方向及び前記進行方向に交差する幅方向の位置に基づいて、前記二つの移動体情報の分離状態を維持するか否かを判定する第２判定ステップと、を備える移動体情報検出方法。
8. 請求項７に記載の移動体情報検出方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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