JP2022059892A - 物体追跡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の物標が存在する環境下においても、高精度に重要な物標を追跡することができる物体追跡装置を提供する。【解決手段】物体追跡装置は、追跡処理のＳ１０１にて、センサの観測信号に基づく物標の状態量の観測値を取得する。そして、物体追跡装置は、Ｓ１０２にて、それぞれの物標についての現在の状態量の予測値を、物標についての過去の状態量の推定値から算出する。また、物体追跡装置は、Ｓ１０３にて、それぞれの物標の予測値の優先度を決定する。さらに、物体追跡装置は、Ｓ１０４にて、物標の観測値と、物標に係ると推測される予測値との関連付けを、優先度の高い予測値から順番に行う。【選択図】図４

Description

本開示は、物体追跡装置に関する。

レーダを用いて複数の物標を追跡する装置において、各物標の現在の状態量の予測値と観測値とを関連付け、関連付けられた予測値と観測値とに基づき、各物標の現在の状態量の推定値を算出する技術が知られている。

非特許文献１では、上述した関連付けの一例として、ＧＮＮ法が提案されている。具体的には、各予測値と各観測値との組み合わせに対してそれぞれコストを算出し、コストの総和が最小となる組み合わせが関連付けられる。なお、ＧＮＮとは、Ｇｌｏｂａｌ Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒの略である。

P. Konstantinova, etc.‘A Study of a Target Tracking Algorithm Using Global Nearest Neighbor Approach’, International Conference on Computer Systems and Technologies, 2003.

しかしながら、発明者の詳細な検討の結果、以下の課題が見出された。すなわち、ＧＮＮ法を用いた場合、コストの総和が最小となっていたとしても、必ずしも適切な予測値と観測値との組み合わせに対し関連付けが行われない場合がある。そして、このような場合には、重要な物標を適切に追跡することができない恐れがある。

本開示の一局面は、複数の物標が存在する環境下においても、高精度に重要な物標を追跡することができる物体追跡装置を提供する。

本開示の一態様は、移動体（１０）の周辺に存在する複数の物標についての状態量の推定値を算出するよう構成された物体追跡装置であって、取得部（Ｓ１０１）と、予測部（Ｓ１０２）と、決定部（Ｓ１０３，Ｓ２０１～Ｓ２０５，Ｓ５０１～Ｓ５０９）と、関連付け部（Ｓ１０４，Ｓ３０１～Ｓ３０７，Ｓ４０１～Ｓ４０６）と、推定部（Ｓ１０５）と、を備える。取得部は、センサ（２）の観測信号に基づく物標の状態量の観測値を取得するよう構成される。予測部は、それぞれの物標についての現在の状態量の予測値を、物標についての過去の状態量の推定値から算出するよう構成される。決定部は、それぞれの物標の予測値の優先度を決定するよう構成される。関連付け部は、取得部により取得された物標の観測値と、物標に係ると推測される予測値との関連付けを行うよう構成される。推定部は、物標の観測値と、観測値に関連付けられた予測値とに基づき、物標の推定値を新たに算出するよう構成される。関連付け部は、優先度の高い予測値から順番に、関連付けを行う。

このような構成によれば、複数の物標が存在する環境下においても、高精度に重要な物標を追跡することができる。

物体追跡装置の構成を示すブロック図である。 レーダ装置が自車両の前方に搭載される場合における検知エリアの一例を示す図である。 レーダ装置が自車両の前方以外にも搭載される場合における検知エリアの一例を示す図である。 追跡処理のフローチャートである。 前回推定値から今回推定値を算出するまでの処理を説明するための模式図である。 第１実施形態における優先度決定処理のフローチャートである。 高優先関連付け処理のフローチャートである。 ＮＮ法を用いて予測値と観測値とを関連付ける処理を説明するための模式図である。 低優先関連付け処理のフローチャートである。 ＧＮＮ法を用いて予測値と観測値とを関連付ける処理を説明するための模式図である。 第２実施形態における優先度決定処理のフローチャートである。

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示す物体追跡装置１は、移動体に搭載され、移動体の周囲の物体を追跡するための装置である。移動体とは、例えば、車両、航空機、船舶等である。移動体には、物体追跡装置１の他に、レーダ装置２が搭載されている。本実施形態では、物体追跡装置１及びレーダ装置２は、自車両１０に搭載される。

図２に示すように、レーダ装置２は、自車両１０の前方中央（例えば、前方バンパの中央）に搭載され、自車両１０の前方中央の領域を検知エリアＲｄとしてもよい。また、図３に示すように、レーダ装置２は、自車両１０の前方中央、左前側方、右前側方、左後側方、及び右後側方の５箇所に搭載され、自車両１０の前方中央、左前方、右前方、左後方、及び右後方の領域を検知エリアＲｄとしてもよい。自車両１０に搭載するレーダ装置２の個数及び搭載位置は、適宜選択すればよい。

レーダ装置２は、高分解能ミリ波レーダであり、複数のアンテナ素子によって構成された送信アレーアンテナと、複数のアンテナ素子によって構成された受信アレーアンテナと、を含む。レーダ装置２は、予め定められた周期Ｔｃｙで到来する各処理サイクルにおいて、送信波を検知エリアＲｄに照射する。そして、レーダ装置２は、送信波が物標の反射点で反射されて生じた反射波を受信する。さらに、レーダ装置２は、送信波と反射波とを混合したビート信号を生成し、ビート信号をサンプリングすることで生成した観測信号を物体追跡装置１へ出力する。レーダ装置２は、ＦＭＣＷ方式、多周波ＣＷ方式など、どのような変調方式でもよい。

物体追跡装置１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、フラッシュメモリ１４等を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。ＣＰＵ１１は、非遷移的実体的記録媒体であるＲＯＭ１２に格納されたプログラムを実行する。当該プログラムが実行されることで、当該プログラムに対応する方法が実行される。物体追跡装置１は、高速フーリエ変換処理等を実行するコプロセッサを備えてもよい。

物体追跡装置１は、レーダ装置２にて生成された観測信号に基づき追跡処理を行い、物標の状態量を推定する。なお、物標の状態量とは、例えば、自車両１０に対する物標の位置や、自車両１０に対する物標の相対速度であっても良い。より詳しくは、物標の位置とは、自車両１０から物標までの距離、及び、自車両１０に対する物標の方位であっても良い。なお、物標の相対速度の代わりに、相対速度と自車両１０の速度とから算出した物標の対地速度を状態量としても良い。また、物標の状態量には、物標の反射点からの反射強度が含まれていてもよい。

［１－２．処理の概要］
物体追跡装置１のＣＰＵ１１が実行する追跡処理を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、処理サイクルごとに繰り返し起動する。

まず、Ｓ１０１で、ＣＰＵ１１は、レーダ装置２から出力された観測信号に基づく、自車両１０の周辺に存在する各物標の状態量の観測値を取得する。具体的には、ＣＰＵ１１にて観測信号に基づき観測値を算出しても良いし、レーダ装置２にて算出された観測値を取得しても良い。

続いて、Ｓ１０２で、ＣＰＵ１１は、予測処理を実行する。本実施形態では、ＣＰＵ１１は、前回の処理サイクルにおいて算出された物標の状態量の推定値である前回推定値から、今回の処理サイクルにおける物標の状態量の予測値である今回予測値を算出する。なお、図５は、一例として、前回推定値が示す物標の位置２３と、今回予測値が示す物標の位置２４とを示している。

また、ＣＰＵ１１は、今回予測値に基づいて予測ゲートを設定する。今回予測値に対応する物標と同じ物標に対応する観測値が示す位置は、今回予測値が示す位置の近くに存在すると考えられる。そこで、今回予測値が示す位置を中心とする領域を、該今回予測値と同じ物標に対応する観測値が示す位置が存在すると推定される領域である予測ゲートとして設定する。一例として、図５は、今回予測値が示す位置２４に対して設定される円形の予測ゲート２５を示している。なお、例えば、状態量が示す相対速度等に応じて、予測ゲートの大きさが定められても良い。

続いて、Ｓ１０３で、ＣＰＵ１１は、後述する優先度決定処理を実行する。これにより、後述する関連付け処理を実行する順番である優先度が決定される。ＣＰＵ１１は、各物標の今回予測値について、予め段階的に設定された第１優先度から第Ｎ優先度までのいずれかの優先度を決定する。なお、Ｎは２以上の自然数であり、数字が小さい方が優先度が高いものとする。また、第１実施形態では、一例として、Ｎは３となる。

続いて、Ｓ１０４で、ＣＰＵ１１は、関連付け処理を実行する。例えば、図５に示すように、予測ゲート２５内の位置２１、２２を示す各観測値のうち、位置２１を示す観測値を、位置２４を示す今回予測値と関連付ける。本実施形態では、ＣＰＵ１１は、第１優先度の今回予測値については高優先関連付け処理を実行し、第２及び第３優先度の今回予測値については低優先関連付け処理を実行する。高優先関連付け処理では、ＣＰＵ１１は、ＮＮ法を用いて、今回予測値と関連付ける観測値を決定する。低優先関連付け処理では、ＣＰＵ１１は、ＧＮＮ法を用いて、今回予測値と関連付ける観測値を決定する。高優先関連付け処理及び低優先関連付け処理については、後に詳述する。

続いて、Ｓ１０５で、ＣＰＵ１１は、カルマンフィルタ等を用いて推定処理を実行し、今回の処理サイクルにおける各物標の状態量の今回推定値を算出する。一例として、Ｓ１０４で、今回の処理サイクルにおいて今回予測値と関連付けられた観測値が存在する場合、ＣＰＵ１１は、今回予測値と観測値とに基づき、物標の状態量の今回推定値を算出する。これにより、例えば、図５に示すように、位置２４を示す今回予測値と、位置２１を示す観測値とに基づき、位置２６を示す今回推定値が算出される。一方、Ｓ１０４で、今回の処理サイクルにおいて今回予測値と関連付けられた観測値が存在しない場合、ＣＰＵ１１は、当該今回予測値を物標の状態量の今回推定値とする外挿処理を実施する。

また、ＣＰＵ１１は、今回推定値に対応する各物標の追跡回数をカウントする。追跡回数とは、同一の物標について複数の処理サイクルに渡って推定値が算出された回数である。具体的には、今回の処理サイクルに対応する追跡処理のＳ１０５にて新たに今回推定値が算出された物標の追跡回数を１とする。そして、以後、連続的に到来する処理サイクルに対応する追跡処理のＳ１０５にて該物標について今回推定値が算出される度に、該物標の追跡回数をインクリメントする。

また、ＣＰＵ１１は、今回推定値に対応する各物標の連続外挿回数をカウントする。連続外挿回数とは、同一の物標について複数の処理サイクルに渡って連続的に外挿処理が実行された回数である。具体的には、今回の処理サイクルに対応する追跡処理のＳ１０５にて新たに外挿処理が実行された物標の連続外挿回数を１とする。そして、以後、Ｓ１０５にて該物標について複数の処理サイクルに渡って連続して外挿処理が実行される度に、該物標の連続外挿回数をインクリメントする。ＣＰＵ１１は、該物標について、連続外挿回数が所定の閾値以上になったと判定した場合、該物標を追跡処理の対象から削除する。なお、連続して外挿処理が実行されなかった場合、ＣＰＵ１１は、該物標の連続外挿回数を０にもどす。

［１－３．優先度決定処理］
物体追跡装置１のＣＰＵ１１が実行する優先度決定処理を、図６に示すフローチャートを用いて説明する。優先度決定処理は、前回の処理サイクルで推定値が算出されている各物標の今回予測値に対して実行される。

まず、Ｓ２０１で、ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標が先行車両であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、今回予測値が示す物標の位置と、例えばＧＰＳから取得した自車両１０の位置と、に基づき、該物標が自車両１０と同一車線内における自車両１０の前方に存在するか否かを判定する。また、加えて、ＣＰＵ１１は、今回予測値が示す物標の速度に基づき、今回予測値に対応する物標の速度が車両の速度に相当するか否かを判定する。ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標が自車両１０と同一車線内における自車両１０の前方に存在し、かつ、今回予測値に対応する物標の速度が車両の速度に相当すると判定した場合、今回予測値に対応する物標が先行車両であると判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、Ｓ２０２に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ２０１：Ｎｏ）、Ｓ２０３に移行する。

Ｓ２０２で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第１優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ２０３で、ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標の追跡回数が所定の追跡閾値以上であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、Ｓ２０４に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ２０３：Ｎｏ）、Ｓ２０５に移行する。追跡閾値は、何サイクル分の処理サイクルに渡って同一の物標について推定値を算出できれば、物標を確からしく追跡できていると言えるかという観点で設定される。

Ｓ２０４で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第２優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ２０５で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第３優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。

［１－４．高優先関連付け処理］
物体追跡装置１のＣＰＵ１１が実行する高優先関連付け処理を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。第１実施形態では、高優先関連付け処理は、第１優先度の今回予測値について実行される。

Ｓ３０１で、ＣＰＵ１１は、優先度が同じ今回予測値について、当該優先度における詳細な優先度である詳細優先度を決定する。そして、ＣＰＵ１１は、詳細優先度に従い今回予測値をソートする。本実施形態では、詳細優先度として、今回予測値に含まれる、物標と自車両１０との間の距離が用いられる。そして、ＣＰＵ１１は、より短い距離を示す今回予測値を、詳細優先度が高いものとみなし、今回予測値を距離順にソートする。ＣＰＵ１１は、詳細優先度の高い今回予測値から以下の処理を実行する。

Ｓ３０２で、ＣＰＵ１１は、未処理の今回予測値が存在するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、第１優先度の今回予測値のうち、これ以降に続くＳ３０３～Ｓ３０７の処理をしていない今回予測値が存在するか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、未処理の今回予測値のうち、詳細優先度の最も高い今回予測値を選択し、Ｓ３０３に移行する。一方、否定判定が得られた場合には（Ｓ３０２：Ｎｏ）、本高優先関連付け処理を終了する。ここでいう否定判定が得られた場合とは、全ての第１優先度の今回予測値について関連付けが完了したと判定された場合を意味する。

Ｓ３０３で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値に対応する予測ゲート内の位置を示す観測値（以後、予測ゲート内の観測値）の中に、未処理の観測値が存在するか否かを判定する。具体的には、未処理の観測値とは、選択中の今回予測値以外の他の今回予測値との関連付けが行われておらず、且つ、続くＳ３０４の処理により、選択中の今回予測値との間のコストが算出されていない観測値を意味する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、未処理の観測値のうちの１つを選択してＳ３０４に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ３０３：Ｎｏ）、Ｓ３０７に移行する。

Ｓ３０４で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値と、Ｓ３０３で選択された１つの観測値との間のコストを算出する。具体的には、ＣＰＵ１１は、今回予測値が示す位置と、観測値が示す位置との距離が短いほど、より小さいコストを算出する。

続いて、Ｓ３０５で、ＣＰＵ１１は、Ｓ３０４にて新たに算出されたコストが、選択中の今回予測値に対応して先に算出されたコストの中で、最小であるか否かを判定する。具体的には、新たに算出されたコストが、選択中の今回予測値に対応して記憶されている最小コストよりも小さいか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、Ｓ３０６に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ３０５：Ｎｏ）、Ｓ３０６へ移行せず、Ｓ３０３へ戻る。

Ｓ３０６で、ＣＰＵ１１は、Ｓ３０４で算出したコストを最小コストとして記憶すると共に、選択中の観測値を最小コストの観測値として記憶し、Ｓ３０３に移行する。
Ｓ３０７で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値と、該今回予測値に対応して算出された最小コストの観測値とを関連付けることを決定する。

図８に示す例では、位置３４を示す今回予測値に対応する予測ゲート３６内に、位置３１を示す観測値と位置３２を示す観測値とが存在している。また、位置３５を示す今回予測値に対応する予測ゲート３７内に、位置３２を示す観測値と位置３３を示す観測値とが存在している。位置３４を示す今回予測値と位置３５を示す今回予測値との優先度が同じであって、位置３４を示す今回予測値の方が位置３５を示す今回予測値よりも詳細優先度が高い場合、位置３４を示す今回予測値の方が先に関連付けの対象となる。

そして、位置３１と位置３２とのうち、位置３２の方が位置３４により近いため、位置３２を示す観測値と位置３４を示す今回予測値とのコストが、最小コストとなる。よって、位置３２を示す観測値が位置３４を示す今回予測値に関連付ける対象として決定される。

一方、位置３２と位置３３とのうち、位置３２の方が位置３５に近いが、位置３２を示す観測値は位置３４を示す今回予測値に関連付けられる。そのため、位置３２を示す観測値は、位置３５を示す今回予測値に関連付ける対象からは外れる。よって、位置３３を示す観測値と、位置３５を示す今回予測値との間のコストが最小コストとなり、位置３３を示す観測値が、位置３５を示す今回予測値に関連付ける対象として決定される。

［１－５．低優先関連付け処理］
物体追跡装置１のＣＰＵ１１が実行する低優先関連付け処理を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。第１実施形態では、低優先関連付け処理は、第２及び第３優先度の今回予測値について実行される。なお、低優先関連付け処理は、優先度ごとに実行され、全ての第２優先度の今回予測値について実行された後に、全ての第３優先度の今回予測値について実行される。

Ｓ４０１で、ＣＰＵ１１は、低優先関連付け処理の対象となる優先度の今回予測値の中に、未処理の今回予測値が存在するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、今回予測値のうち、これ以降に続くＳ４０２～Ｓ４０５の処理をしていない今回予測値が存在するか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、未処理の今回予測値のうち、任意の１つの今回予測値を選択し、Ｓ４０２に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ４０１：Ｎｏ）、Ｓ４０６に移行する。

Ｓ４０２で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値に対応する予測ゲート内の位置を示す観測値の中に、未処理の観測値が存在するか否かを判定する。具体的には、未処理の観測値とは、関連付けが行われておらず、且つ、続くＳ４０３～Ｓ４０５の処理により、選択中の今回予測値との間のコストが算出されていない観測値を意味する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、未処理の観測値のうちの１つを選択してＳ４０３に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ４０２：Ｎｏ）、Ｓ４０３へ移行せず、Ｓ４０１へ戻る。

Ｓ４０３で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値と、Ｓ４０２で選択された観測値との間のコストを算出する。具体的には、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値が示す位置と、観測値が示す位置との距離が短いほど、より小さいコストを算出する。

続いて、Ｓ４０４で、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値に対応する物標の状態が静止している状態であるか、すなわち物標が静止物であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、選択中の今回予測値が示す物標の速度に基づき、該物標の速度が静止物の速度に相当するか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、Ｓ４０５に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ４０４：Ｎｏ）、Ｓ４０５へ移行せず、Ｓ４０２へ戻る。

Ｓ４０５で、ＣＰＵ１１は、Ｓ４０３で算出したコストに所定のコストを加算する。
Ｓ４０６では、ＣＰＵ１１は、コストの総和が最小となるように、優先度が同一である各今回予測値をいずれか１つの観測値と関連付ける。具体的には、Ｓ４０１～Ｓ４０５の処理により、優先度が同一である各今回予測値と、関連付けが行われていない各観測値との組合せに対しコストが算出される。Ｓ４０６では、ＣＰＵ１１は、これらの今回予測値がいずれかの観測値と１対１で組み合わせられ、且つ、組み合わせられた今回予測値と観測値との間のコストの総和が最小となるように、これらの組合せを選択する。一例として、ハンガリアン法により、コストの総和が最小となるようにこれらの組み合わせが選択される。

図１０に示す例では、位置３４を示す今回予測値に対応する予測ゲート３６内に、位置３１を示す観測値と位置３２を示す観測値とが存在している。また、位置３５を示す今回予測値に対応する予測ゲート３７内に、位置３２を示す観測値と位置３３を示す観測値とが存在している。また、位置３４を示す今回予測値と位置３５を示す今回予測値との優先度が同じであったとする。

ここで、位置３４を示す今回予測値と位置３１を示す観測値との間のコストが２、位置３４を示す今回予測値と位置３２を示す観測値との間のコストが１であったとする。また、位置３５を示す今回予測値と位置３２を示す観測値とのコストが３、位置３５を示す今回予測値と位置３３を示す観測値とのコストが５であったとする。

このとき、今回予測値と観測値との組み合わせは３とおりである。１つ目は、位置３４を示す予測値及び位置３１を示す観測値と、位置３５を示す予測値及び位置３２を示す観測値との組み合わせである。２つ目は、位置３４を示す予測値及び位置３１を示す観測値と、位置３５を示す予測値及び位置３３を示す観測値との組み合わせである。３つ目は、位置３４を示す予測値及び位置３２を示す観測値と、位置３５を示す予測値及び位置３３を示す観測値との組み合わせである。

これらの組み合わせのうち、コストの総和が最小となるのは、位置３４を示す今回予測値及び位置３１を示す観測値と、位置３５を示す今回予測値及び位置３２を示す観測値との組み合わせである。よって、この組み合わせで、今回予測値と観測値とが関連付けられる。

［１－６．効果］
（１ａ）ＣＰＵ１１は、追跡処理では、優先度の高い今回予測値から順番に、関連付けを行う。このような構成によれば、自車両１０の周辺に複数の物標が存在している場合には、重要な物標に対応する今回予測値を、優先的に適切な観測値と関連付けることができる。よって、複数の物標が存在する環境下においても高精度に重要な物標を追跡することができる。

（１ｂ）優先度の高い今回予測値は、高優先度関連付け処理により、ＮＮ法を用いて観測値と関連付けられる。ここで、今回予測値が示す位置により近い位置を示す観測値ほど、今回予測値に対応する物標における観測値である可能性が高い。これに対し、このような構成によれば、優先度の高い今回予測値は、他の今回予測値よりも先に、最も近い位置を示す観測値と関連付けられる。よって、重要な物標について、高精度に追跡することができる。

（１ｃ）優先度の低い今回予測値は、低優先度関連付け処理により、ＧＮＮ法を用いて観測値と関連付けられる。このような構成によれば、優先度の低い今回予測値は、コストの総和が最小になるように関連付けられる。よって、優先度の低い物標について、全体として適切な関連付けを行うことができる。

（１ｄ）ＣＰＵ１１は、優先度決定処理では、今回予測値に対応する物標が、追跡対象として重要な先行車両であるか否かに応じて、今回予測値の優先度を決定する。このため、先行車両に対応する今回予測値に、相対的に高い優先度を割り当てることができる。よって、先行車両を高精度に追跡することができる。

（１ｅ）ＣＰＵ１１は、優先度決定処理では、追跡回数に応じて、今回予測値の優先度を決定する。
ここで、追跡回数の多い物標は、長期間にわたって追跡が行われており、このような物標に対応する推定値の信頼性は、追跡回数の少ない物標に比べて高いと考えられる。これに対し、優先度決定処理では、追跡回数が多い物標に対応する今回予測値の関連付けが優先的に行われる。よって、信頼性の高い推定値が得られている物標を、高精度に追跡することができる。

（１ｆ）ＣＰＵ１１は、予め段階的に設定された第１～第３優先度の中から今回予測値の優先度を決定する。このような構成によれば、優先度の段階に応じて、異なる方法で関連付けを行いやすくなる。

（１ｇ）ＣＰＵ１１は、高優先度関連付け処理において、詳細優先度をさらに加味して、関連付けを行う。具体的には、ＣＰＵ１１は、物標と移動体との距離が近いほど、より高い詳細優先度を決定し、詳細優先度の高い今回予測値から順番にＮＮ法による関連付けを行う。ここで、物標と移動体との距離が近いほど、物標と移動体との衝突の可能性が高いと考えられ、距離の近い物標は、より重要であると考えられる。これに対し、高優先度関連付け処理では、距離の近い物標から順に関連付けが行われるため、重要度の高い物標をより高精度に追跡できる。

（１ｈ）ＣＰＵ１１は、低優先度関連付け処理において、今回予測値に対応する物標が静止物であるか否かをさらに加味して、物標の予測値と観測値との組合せに対するコストを設定する。ここで、自車両１０にとって、静止物は、追跡対象として重要度が低い物標であると考えられる。これに対し、低優先度関連付け処理では、今回予測値に対応する物標が静止物であると判定された場合に、静止物でない物標の今回予測値を、静止物よりも優先的に関連付けることができる。よって、静止物でない物標を、静止物よりも高い精度で追跡できる。

なお、第１実施形態では、Ｓ１０１が取得部としての処理に相当し、Ｓ１０２が予測部としての処理に相当し、Ｓ１０３が決定部としての処理に相当し、Ｓ１０４が関連付け部としての処理に相当し、Ｓ１０５が推定部としての処理に相当し、第１優先度が第１グループに相当し、第２及び第３優先度が第２グループに相当し、レーダ装置２がセンサに相当する。

［２．第２実施形態］
［２－１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、優先度は第１優先度から第３優先度までのいずれかに決定された。一方、第２実施形態では、優先度は第１優先度から第５優先度までのいずれかに決定される。

［２－２．処理］
第２実施形態の物体追跡装置１が、第１実施形態の優先度決定処理に代えて実行する優先度決定処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。

まず、Ｓ５０１で、ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標が先行車両であるか否かを判定する。Ｓ５０１は、図６のＳ２０１と同様の処理である。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ５０１：Ｙｅｓ）、Ｓ５０２に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ５０１：Ｎｏ）、Ｓ５０３に移行する。

Ｓ５０２で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第１優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ５０３で、ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標が歩行者であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、今回予測値が示す物標の速度に基づき、今回予測値に対応する物標の速度が歩行者の速度に相当するか否かを判定する。また、ＣＰＵ１１は、今回予測値が示す反射強度が歩行者に相当するか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、Ｓ５０４に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ５０３：Ｎｏ）、Ｓ５０５に移行する。

Ｓ５０４で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第２優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ５０５で、ＣＰＵ１１は、今回予測値に対応する物標の追跡回数が所定の第１追跡閾値以上であるか否かを判定する。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ５０５：Ｙｅｓ）、Ｓ５０６に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ５０５：Ｎｏ）、Ｓ５０７に移行する。なお、第１追跡閾値は、第１実施形態の追跡閾値と同様の値である。

Ｓ５０６で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第３優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ５０７で、ＣＰＵ１１は、物標の追跡回数が所定の第２追跡閾値以上であるか否かを判定する。第２追跡閾値は第１追跡閾値よりも小さい値である。そして、ＣＰＵ１１は、肯定判定が得られた場合には（Ｓ５０７：Ｙｅｓ）、Ｓ５０８に移行し、否定判定が得られた場合には（Ｓ５０７：Ｎｏ）、Ｓ５０９に移行する。

Ｓ５０８で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第４優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。
Ｓ５０９で、ＣＰＵ１１は、今回予測値の優先度を第５優先度に設定した後、本優先度決定処理を終了する。

なお、第２実施形態では、図７の高優先関連付け処理は、第１及び第２優先度の今回予測値について実行される。また、図９の低優先関連付け処理は、第３、第４及び第５優先度の今回予測値について実行される。

［２－３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。

（２ａ）ＣＰＵ１１は、優先度決定処理では、今回予測値に対応する物標が、追跡対象として重要な歩行者であるか否かに応じて、今回予測値の優先度を決定する。このため、歩行者に対応する今回予測値に、相対的に高い優先度を割り当てることができる。よって、歩行者を高精度に追跡することができる。

なお、第２実施形態では、第１及び第２優先度が第１グループに相当し、第３、第４及び第５優先度が第２グループに相当する。
［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（３ａ）上記実施形態では、物体追跡装置１は、今回予測値に対応する物標が先行車両、歩行者であると判定した場合、当該今回予測値について高優先関連付け処理を実行した。しかし、高優先関連付け処理が実行される物標の種別は、これに限定されない。例えば、物体追跡装置１は、今回予測値に対応する物標が自転車であると判定した場合、当該今回予測値について高優先関連付け処理を実行してもよい。

（３ｂ）第１実施形態では、今回予測値に含まれる物標と自車両１０との間の距離に基づき、詳細優先度が決定される。しかし、他の方法により、詳細優先度が決定されても良い。例えば、詳細優先度として、今回予測値に含まれる、自車両１０に対する物標の相対速度が用いられてもよい。この場合、ＣＰＵ１１は、Ｓ３０１で、より小さい相対速度を示す今回予測値を、詳細優先度が高いものとみなし、今回予測値を相対速度順にソートする。また例えば、詳細優先度として、物標と自車両１０との衝突が予測される時間である衝突予測時間が用いられてもよい。この場合、ＣＰＵ１１は、Ｓ３０１で、より短い衝突予測時間を示す今回予測値を、詳細優先度が高いものとみなし、今回予測値を衝突予測時間順にソートする。

（３ｃ）上記実施形態では、レーダ装置２として、高分解能ミリ波レーダが用いられた。しかし例えば、ＬＩＤＡＲやソナーが用いられてもよい。なお、ＬＩＤＡＲは、Light Detection and Rangingの略である。

（３ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。

１…物体追跡装置、２…レーダ装置、１０…自車両、１１…ＣＰＵ。

Claims (12)

1. 移動体（１０）の周辺に存在する複数の物標についての状態量の推定値を算出するよう構成された物体追跡装置であって、
   センサ（２）の観測信号に基づく前記物標の前記状態量の観測値を取得するよう構成された取得部（Ｓ１０１）と、
   それぞれの前記物標についての現在の前記状態量の予測値を、該物標についての過去の前記状態量の前記推定値から算出するよう構成された予測部（Ｓ１０２）と、
   それぞれの前記物標の前記予測値の優先度を決定するよう構成された決定部（Ｓ１０３，Ｓ２０１～Ｓ２０５，Ｓ５０１～Ｓ５０９）と、
   前記取得部により取得された前記物標の前記観測値と、該物標に係ると推測される前記予測値との関連付けを行うよう構成された関連付け部（Ｓ１０４，Ｓ３０１～Ｓ３０７，Ｓ４０１～Ｓ４０６）と、
   前記物標の前記観測値と、該観測値に関連付けられた前記予測値とに基づき、該物標の前記推定値を新たに算出するよう構成された推定部（Ｓ１０５）と、
   を備え、
   前記関連付け部は、前記優先度の高い前記予測値から順番に、前記関連付けを行う、物体追跡装置。
2. 請求項１に記載の物体追跡装置であって、
   前記物標は前記優先度に応じて予め定められたグループに属しており、
   前記関連付け部は、前記グループごとに予め設定された方法で、前記関連付けを行う、物体追跡装置。
3. 請求項２に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記関連付け部は、前記第１グループに属する前記物標の前記予測値の前記関連付けを、Nearest Neighbor法を用いて行う、物体追跡装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記関連付け部は、前記第２グループに属する前記物標の前記予測値の前記関連付けを、Grobal Nearest Neighbor法を用いて行う、物体追跡装置。
5. 請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記決定部は、前記物標が先行車両であると判定された場合、前記物標が前記第１グループに属するよう前記物標の前記予測値の前記優先度を決定する、物体追跡装置。
6. 請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記決定部は、前記物標が歩行者であると判定された場合、前記物標が前記第１グループに属するよう前記物標の前記予測値の前記優先度を決定する、物体追跡装置。
7. 請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記関連付け部は、前記物標が前記第１グループに属する場合、前記優先度が同じ前記予測値について、当該優先度における詳細な優先度である詳細優先度を決定し、前記詳細優先度の高い前記予測値から順番に、前記関連付けを行う、物体追跡装置。
8. 請求項７に記載の物体追跡装置であって、
   前記関連付け部は、少なくとも、前記物標と前記移動体との距離、前記移動体に対する前記物標の相対速度、及び前記物標と前記移動体との衝突が予測される時間である衝突予測時間のいずれか１つに基づき、前記物標の前記予測値の前記詳細優先度を決定する、物体追跡装置。
9. 請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
   相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
   前記関連付け部は、前記物標が前記第１グループに属する場合、前記予測値と前記観測値との間の関係性に基づき、該予測値と該観測値との組合せに対するコストを設定し、前記コストが最小となる組み合わせとなるように、前記関連付けを行う、物体追跡装置。
10. 請求項２から請求項９までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
    相対的に前記予測値の前記優先度の高い前記物標が属する前記グループを第１グループとし、相対的に前記予測値の前記優先度の低い前記物標が属する前記グループを第２グループとし、
    前記関連付け部は、前記物標が前記第２グループに属する場合、前記優先度が同じ前記予測値について、前記予測値と前記観測値との間の関係性に基づき、該予測値と該観測値との組合せに対するコストを設定し、さらに前記物標の状態に応じて前記コストを加算する、物体追跡装置。
11. 請求項１０に記載の物体追跡装置であって、
    前記関連付け部は、前記物標の状態が静止している状態であると判定された場合、前記コストを加算する、物体追跡装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の物体追跡装置であって、
    前記取得部は、周期的に到来する処理サイクルが到来すると、前記物標の前記状態量の前記観測値を取得し、
    前記予測部は、現在の前記処理サイクルに対応する前記物標の前記状態量の前記予測値を、該物標についての過去の前記処理サイクルに対応する前記状態量の前記推定値から算出し、
    前記関連付け部は、現在の前記処理サイクルに対応する前記物標の前記観測値と、該物標に係ると推測される現在の前記処理サイクルに対応する前記予測値との関連付けを行い、
    前記推定部は、
    現在の前記処理サイクルに対応する前記物標の前記予測値と関連付けられた現在の前記処理サイクルに対応する前記観測値が存在する場合、前記予測値と前記観測値とに基づき、現在の前記処理サイクルに対応する該物標の前記推定値を算出し、現在の前記処理サイクルに対応する前記物標の前記予測値と関連付けられた現在の前記処理サイクルに対応する前記観測値が存在しない場合、前記予測値を現在の前記処理サイクルに対応する該物標の前記推定値とする外挿処理を実施し、
    同一の前記物標が複数の前記処理サイクルにわたって前記外挿処理が連続的に行われた回数である連続外挿回数が所定の閾値以上の場合、前記物標を削除し、
    同一の前記物標が複数の前記処理サイクルにわたって前記推定値が算出された回数を、追跡回数とし、
    前記決定部は、前記物標の前記追跡回数に応じて、前記物標の前記予測値の前記優先度を決定する、物体追跡装置。

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