JP6942287B2 - 追尾処理装置、追尾処理方法及び目標観測装置 - Google Patents
追尾処理装置、追尾処理方法及び目標観測装置 Download PDFInfo
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Description
複数の追尾処理用CPUは、並列に観測情報の処理を行っている。
したがって、移動体を追尾するための観測情報の処理に多くの時間を要してしまうことがあるという課題があった。
図1は、実施の形態1に係る追尾処理装置1を備える目標観測装置を示す構成図である。
目標観測装置は、例えば、目標を追尾するに際して、目標の位置の時間的な変化を示す航跡Wpを含む複数の仮説(h)を更新する追尾処理装置1を備えている。p=1,・・・,Pであり、Pは、2以上の整数である。h=1,・・・,Hであり、Hは、2以上の整数である。
図2において、追尾処理装置1は、主記憶装置11及びM×N個の演算器12−m−nを備えている。m=1,・・・,Mであり、Mは、1以上の整数である。n=1,・・・,Nであり、Nは、1以上の整数である。
主記憶装置11は、目標の位置の時間的な変化を示す航跡Wpを含むH個の仮説(h)を記憶している。航跡Wpは、時刻tにおける目標の位置(rx,ry)のほか、時刻tにおける目標の速度(vx,vy)を含んでいる。以下、時刻tを航跡番号pで表し、時刻tにおける目標の位置(rx,ry)を、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)として説明し、時刻tにおける目標の速度(vx,vy)を、航跡番号pにおける目標の速度(vx,vy)として説明する。
また、主記憶装置11は、Q個の目標の観測位置(opx,opy)を記憶している。Qは、1つ以上の整数である。
Q個の目標のそれぞれは、目標番号q(q=1,・・・,Q)の目標であり、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)は、例えば、図示せぬ目標検出装置により検出された目標の位置を示す観測データである。
演算器12−m−nは、Q個の目標の観測位置(opx,opy)に基づいて、取得した1つの仮説(h)を更新し、更新後の仮説を主記憶装置11に記憶させる。
図3において、演算器12−m−nは、制御部20、(P+Q)個の仮説観測位置読込部21、(P×Q)個のコスト算出部22、(P×Q)個の目標割当部23、(P×K)個の仮説出力部24及びデータ記憶部27を備えている。Kは、後述する目標の組み合わせの数であり、2以上の整数である。
図6は、演算器12−m−nに含まれている(P×Q)個のコスト算出部22を示す構成図である。
図7は、演算器12−m−nに含まれている(P×Q)個の目標割当部23を示す構成図である。
図8は、演算器12−m−nに含まれている(P×K)個の航跡生成部25を示す構成図である。
図9は、演算器12−m−nに含まれている(P×K)個の更新仮説出力部26を示す構成図である。
制御部20は、仮説の更新時に、仮説観測位置読込部21、コスト算出部22、目標割当部23及び仮説出力部24におけるそれぞれの動作を制御する。
(P+Q)個の仮説観測位置読込部21のうち、P個の仮説観測位置読込部21−p(p=1,・・・,P)は、主記憶装置11から、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを取得する。
P個の仮説観測位置読込部21−pは、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを、(P×Q)個のコスト算出部22の中のコスト算出部22−p−1〜22−p−Qのそれぞれに出力する。
また、仮説観測位置読込部21−pは、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを航跡生成部25−p−kに出力する。
(P+Q)個の仮説観測位置読込部21のうち、Q個の仮説観測位置読込部21−(P+q)は、主記憶装置11から、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を取得する。
Q個の仮説観測位置読込部21−(P+q)は、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を、(P×Q)個のコスト算出部22の中のコスト算出部22−1−q〜22−P−qのそれぞれに出力する。
また、仮説観測位置読込部21−(P+q)は、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を航跡生成部25−p−kに出力する。
以下、(P×Q)個のコスト算出部22のそれぞれを、コスト算出部22−p−qのように表記する。
コスト算出部22−p−qは、仮説観測位置読込部21−pから出力された航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを取得する。
コスト算出部22−p−qは、仮説観測位置読込部21−(P+q)から出力された目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を取得する。
コスト算出部22−p−qは、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれと、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)とから、目標の観測位置(opx,opy)に対する航跡Wpのコスト行列に含まれるコスト要素cp,qを算出する。
コスト要素cp,qは、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)と、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)との距離である。
(P×Q)個のコスト算出部22−p−qは、コスト要素cp,qを並列に算出する。
以下、(P×Q)個の目標割当部23のそれぞれを、目標割当部23−p−qのように表記する。
(P×Q)個の目標割当部23−p−qは、(P×Q)個のコスト算出部22−p−qにより算出された(P×Q)個のコスト要素cp,qに基づいて、Q個の目標の中で、それぞれの航跡番号p(p=1,・・・,P)に割り当てる目標のK個の組み合わせ(1)〜(K)を並列処理で決定する。
以下、組み合わせ(k)(k=1,・・・,K)を、経路(k)と称する。
(P×K)個の航跡生成部25は、例えば、図4に示す航跡生成回路34によって実現される。
以下、(P×K)個の航跡生成部25のそれぞれを、航跡生成部25−p−kのように表記する。
(P×K)個の航跡生成部25−p−kは、経路(k)に含まれているそれぞれの航跡番号pでの目標の観測位置(opx,opy)から航跡Wp,kを並列処理で生成する。
以下、(P×K)個の更新仮説出力部26のそれぞれを、更新仮説出力部26−p−kのように表記する。
(P×K)個の更新仮説出力部26−p−kは、航跡生成部25−p−kにより生成された航跡Wp,kを含む仮説(hp,k)を更新後の仮説として、主記憶装置11に記憶させる。
データ記憶部27は、例えば、図4に示すデータ記憶回路36によって実現される。
データ記憶部27は、演算器12−m−nにおける途中の計算結果等を記憶する。
制御回路30、仮説観測位置読込回路31、コスト算出回路32、目標割当回路33、航跡生成回路34及び更新仮説出力回路35のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。
図10は、演算器12−m−nがソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
制御部20、仮説観測位置読込部21、コスト算出部22、目標割当部23、航跡生成部25及び更新仮説出力部26の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ41に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ42がメモリ41に格納されているプログラムを実行する。
図11は、演算器12−m−nの処理手順である追尾処理方法を示すフローチャートである。
主記憶装置11は、図12に示すように、H個の仮説(h)を記憶している。
仮説(h)に含まれている航跡Wpは、目標の位置及び速度におけるそれぞれの時間的な変化を示すものであり、航跡Wpは、それぞれの時刻tに対応する航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを含んでいる。例えば、航跡番号pは、時刻tに対応し、航跡番号p−1は、時刻t−1に対応している。
また、主記憶装置11は、図12に示すように、Q個の目標の観測位置(opx,opy)を記憶している。
図12は、主記憶装置11の記憶内容の一例を示す説明図である。
また、演算器12−m−nは、主記憶装置11により記憶されているQ個の目標の観測位置(opx,opy)を取得する。
演算器12−m−nは、Q個の目標の観測位置(opx,opy)に基づいて、取得した1つの仮説(h)を更新し、更新後の仮説(hp,k)を主記憶装置11に記憶させる。
H個の仮説(1)〜(H)の更新は、複数の演算器12−m−nによって、並列に処理される。
以下、演算器12−m−nによる仮説(h)の更新処理を具体的に説明する。
図13は、演算器12−m−nによる仮説(h)の更新処理を示す説明図である。
また、制御部20は、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)の取得を指示する制御信号を、Q個の仮説観測位置読込部21−(P+q)のそれぞれに出力する。
仮説観測位置読込部21−pは、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを、コスト算出部22−p−1〜22−p−Qのそれぞれに出力する。
また、仮説観測位置読込部21−pは、航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを航跡生成部25−p−kに出力する。
Q個の仮説観測位置読込部21−(P+q)は、制御部20から制御信号を受けると、主記憶装置11から、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を取得する(図11のステップST2)。
仮説観測位置読込部21−(P+q)は、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を、コスト算出部22−1−q〜22−P−qのそれぞれに出力する。
また、仮説観測位置読込部21−(P+q)は、目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を航跡生成部25−p−kに出力する。
コスト算出部22−p−qは、制御部20からコスト要素cp,qの算出指令を受けると、仮説観測位置読込部21−pから出力された航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを取得する。
コスト算出部22−p−qは、仮説観測位置読込部21−(P+q)から出力された目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を取得する。
コスト算出部22−p−qは、目標の位置(rx,ry)、目標の速度(vx,vy)及び目標の観測位置(opx,opy)から、以下の式(1)に示すように、目標の観測位置(opx,opy)に対する航跡Wpのコスト行列に含まれるコスト要素cp,qを算出する(図11のステップST3)。
式(1)において、δtは、時刻tと、時刻t−1との間の時間差である。
(P×Q)個のコスト算出部22−p−qが、コスト要素cp,qを並列に算出することで、図13に示すようなコスト行列が得られる。
コスト算出部22−p−qは、算出したコスト要素cp,qを(P×Q)個の目標割当部23−p−qに出力する。
(P×Q)個の目標割当部23−p−qは、制御部20から経路(k)の決定指令を受けると、(P×Q)個のコスト算出部22−p−qにより算出された(P×Q)個のコスト要素cp,qに基づいて、経路(1)〜(K)を並列処理で決定する(図11のステップST4)。
(P×Q)個の目標割当部23−p−qは、例えば、K最短経路ソルバというアルゴリズムを実行することで、K個の経路(1)〜(K)を並列処理で決定する。
以下、(P×Q)個の目標割当部23−p−qによる経路(1)〜(K)の決定処理を具体的に説明する。
図14では、説明の便宜上、航跡Wpに含まれている目標の位置の航跡番号pがp=1,2,3,4であるものとする。また、図14では、Q=5個の目標の観測位置(opx,opy)が得られており、目標番号qがq=1,2,3,4,5であるものとする。
図14では、航跡Wpのコスト行列に含まれるコスト要素cp,qのうち、例えば、コスト要素c1,1が“1”の値を有し、コスト要素c1,3が“12”の値を有し、コスト要素c2,4が“16”の値を有している。
図14では、(P×Q)個の目標割当部23−p−qが、Step1.〜Step6.を実行することで、K=8個の経路(1)〜(8)を決定している。
目標割当部23−1−q(q=1,2,3,4,5)は、コスト算出部22−1−1〜22−1−5から出力されたコスト要素c1,1〜c1,5を取得し、コスト要素c1,1〜c1,5を比較することで、最小のコスト要素c1,qを探索する。
図14の例では、コスト要素c1,1〜c1,5の中で、“1”の値を有するコスト要素c1,1が最小のコスト要素である。
目標割当部23−1−q(q=1,2,3,4,5)は、コスト要素c1,qが有する値から、最小のコスト要素c1,1が有する“1”の値を減算することで、コスト要素c1,qが有する値を更新する。
図14の例では、コスト要素c2,1〜c2,5の中で、“2”の値を有するコスト要素c2,2が最小のコスト要素である。
目標割当部23−2−q(q=1,2,3,4,5)は、コスト要素c2,qが有する値から、最小のコスト要素c2,2が有する“2”の値を減算することで、コスト要素c2,qが有する値を更新する。
目標割当部23−3−q及び目標割当部23−4−qについても、目標割当部23−1−qと同様に、コスト要素c3,qが有する値及びコスト要素c4,qが有する値のそれぞれを更新する。
解候補は、航跡番号pにおけるコスト値と、航跡番号pにおける最小のコスト要素に対応する目標番号qとの組で表される。
航跡番号p=1では、コスト要素c1,1が有する“0”の値から、最小のコスト要素c1,1が有する“1”の値を減算した値である“0”がコスト値である。
航跡番号p=2では、コスト要素c2,2が有する“0”の値から、最小のコスト要素c2,2が有する“2”の値を減算した値である“0”がコスト値である。
航跡番号p=3では、コスト要素c3,3が有する“0”の値から、最小のコスト要素c3,3が有する“1”の値を減算した値である“0”がコスト値である。
航跡番号p=4では、コスト要素c4,4が有する“0”の値から、最小のコスト要素c4,4が有する“4”の値を減算した値である“0”がコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,2に対応する目標番号qがq=2ある。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,3に対応する目標番号qがq=3である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
当該解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“0”の値である。
なお、図14では、航跡番号pのコスト値と、航跡番号pの最小のコスト要素に対応する目標番号qとの組で表される解候補が、以下のように表記されている。
例えば、航跡番号pのコスト値=“0”と、航跡番号pの最小のコスト要素に対応する目標番号q=1とについては、“01”のように表記されている。
例えば、航跡番号pのコスト値=“0”と、航跡番号pの最小のコスト要素に対応する目標番号q=3とについては、“03”のように表記されている。
目標割当部23−1−q(q=2,3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c1,2〜c1,5を比較することで、最小のコスト要素c1,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c1,2〜c1,5の中で、“6”の値を有するコスト要素c1,5が最小のコスト要素である。
目標割当部23−2−q(q=1,3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c2,1,c2,3,c2,4,c2,5を比較することで、最小のコスト要素c2,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c2,1,c2,3,c2,4,c2,5の中で、“3”の値を有するコスト要素c2,1が最小のコスト要素である。
図14の例では、更新後のコスト要素c3,1,c3,2,c3,4,c3,5の中で、“4”の値を有するコスト要素c3,5が最小のコスト要素である。
目標割当部23−4−q(q=1,2,3,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5を比較することで、最小のコスト要素c4,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5の中で、“10”の値を有するコスト要素c4,1が最小のコスト要素である。
図14の例では、目標割当部23−1−q〜23−4−qにより探索された最小のコスト要素c1,q,c2,q,c3,q,c4,qの中で、“3”の値を有するコスト要素c2,1が最小のコスト要素である。
航跡番号p=1では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=2では、[Step2.]で探索された最小のコスト要素c2,1が有する“3”の値が、コスト値である。
航跡番号p=3では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,1に対応する目標番号qがq=1ある。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,3に対応する目標番号qがq=3である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
当該解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“3”の値である。
目標割当部23−1−q(q=2,3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c1,2〜c1,5を比較することで、最小のコスト要素c1,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c1,2〜c1,5の中で、“6”の値を有するコスト要素c1,5が最小のコスト要素である。
目標割当部23−2−q(q=3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c2,3,c2,4,c2,5を比較することで、最小のコスト要素c2,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c2,3,c2,4,c2,5の中で、“10”の値を有するコスト要素c2,5が最小のコスト要素である。
図14の例では、更新後のコスト要素c3,1,c3,2,c3,4,c3,5の中で、“4”の値を有するコスト要素c3,5が最小のコスト要素である。
目標割当部23−4−q(q=1,2,3,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5を比較することで、最小のコスト要素c4,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5の中で、“10”の値を有するコスト要素c4,1が最小のコスト要素である。
図14の例では、目標割当部23−1−q〜23−4−qにより探索された最小のコスト要素c1,q,c2,q,c3,q,c4,qの中で、“4”の値を有するコスト要素c3,5が最小のコスト要素である。
[1つ目の解候補]
航跡番号p=1では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=2では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step3.]で探索された最小のコスト要素c3,5が有する“4”の値が、コスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,1に対応する目標番号qがq=2である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
1つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“4”の値である。
[2つ目の解候補]
航跡番号p=1では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=2では、[Step2.]で算出された“3”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step3.]で探索された最小のコスト要素c3,5が有する“4”の値が、コスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
2つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“7”の値である。
目標割当部23−1−q(q=2,3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c1,2〜c1,5を比較することで、最小のコスト要素c1,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c1,2〜c1,5の中で、“6”の値を有するコスト要素c1,5が最小のコスト要素である。
目標割当部23−2−q(q=3,4,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c2,3,c2,4,c2,5を比較することで、最小のコスト要素c2,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c2,3,c2,4,c2,5の中で、“10”の値を有するコスト要素c2,5が最小のコスト要素である。
図14の例では、更新後のコスト要素c3,1,c3,2,c3,4の中で、“9”の値を有するコスト要素c3,2が最小のコスト要素である。
目標割当部23−4−q(q=1,2,3,5)は、[Step1.]での更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5を比較することで、最小のコスト要素c4,qを探索する。
図14の例では、更新後のコスト要素c4,1,c4,2,c4,3,c4,5の中で、“10”の値を有するコスト要素c4,1が最小のコスト要素である。
図14の例では、目標割当部23−1−q〜23−4−qにより探索された最小のコスト要素c1,q,c2,q,c3,q,c4,qの中で、“6”の値を有するコスト要素c1,5が最小のコスト要素である。
[1つ目の解候補]
航跡番号p=1では、[Step4.]で探索された最小のコスト要素c1,5が有する“6”の値が、コスト値である。
航跡番号p=2では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,2に対応する目標番号qがq=2である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,3に対応する目標番号qがq=3である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
1つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“6”の値である。
[2つ目の解候補]
航跡番号p=1では、[Step4.]で探索された最小のコスト要素c1,5が有する“6”の値が、コスト値である。
航跡番号p=2では、[Step2.]で算出された“3”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,3に対応する目標番号qがq=3である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
2つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“9”の値である。
航跡番号p=1では、[Step4.]で探索された最小のコスト要素c1,5が有する“6”の値が、コスト値である。
航跡番号p=2では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step3.]で算出された“4”のコスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,2に対応する目標番号qがq=2である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
3つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“10”の値である。
[4つ目の解候補]
航跡番号p=1では、[Step4.]で探索された最小のコスト要素c1,5が有する“6”の値が、コスト値である。
航跡番号p=2では、[Step2.]で算出された“3”のコスト値である。
航跡番号p=3では、[Step3.]で算出された“4”のコスト値である。
航跡番号p=4では、[Step1.]で算出された“0”のコスト値である。
航跡番号p=1では、最小のコスト要素c1,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=2では、最小のコスト要素c2,1に対応する目標番号qがq=1である。
航跡番号p=3では、最小のコスト要素c3,5に対応する目標番号qがq=5である。
航跡番号p=4では、最小のコスト要素c4,4に対応する目標番号qがq=4である。
4つ目の解候補の総コストは、航跡番号p=1におけるコスト値と、航跡番号p=2におけるコスト値と、航跡番号p=3におけるコスト値と、航跡番号p=4におけるコスト値との総和である“13”の値である。
[Step5.]〜[Step6.]の処理は、[Step4.]と同様の方法で行われるため、詳細な説明を省略する。
図14では、[Step6.]の処理が完了することで、18個の解候補がデータ記憶部27に記憶される。
いずれか1つの目標割当部23は、選択したK個の解候補のそれぞれを経路(1)〜(K)とし、経路(k)(k=1,・・・,K)を航跡生成部25−1−k〜25−P−kのそれぞれに出力する。
航跡生成部25−p−kは、制御部20から仮説の生成指令を受けると、仮説観測位置読込部21−pから出力された航跡番号pにおける目標の位置(rx,ry)及び目標の速度(vx,vy)のそれぞれを取得する。
また、航跡生成部25−p−kは、仮説観測位置読込部21−pから出力された目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を取得する。
また、航跡生成部25−p−kは、いずれか1つの目標割当部23から出力された経路(k)(k=1,・・・,K)を取得する。
航跡生成部25−p−kは、経路(k)に含まれている航跡番号pに対応する目標番号qにおける目標の観測位置(opx,opy)を、以下の式(2)に示すように、新たな航跡Wp,kに含まれる航跡番号pにおける目標の位置(rx’,ry’)に決定する(図11のステップST5)。
rx’=opx
ry’=opy (2)
航跡生成部25−p−kは、新たな航跡Wp,kを更新仮説出力部26−p−kに出力する。
更新仮説出力部26−p−kは、制御部20から更新仮説の出力指令を受けると、航跡生成部25−p−kから出力された新たな航跡Wp,kを含む仮説(hp,k)を更新後の仮説として、主記憶装置11に記憶させる(図11のステップST7)。
実施の形態2では、複数の演算器12−m−nの仮説出力部24から出力された複数の更新後の仮説の中で、一部の仮説を破棄する仮説選択部50を備えた追尾処理装置1について説明する。
仮説選択部50は、例えば、演算器によって実現される。
仮説選択部50は、主記憶装置11から、複数の演算器12−m−nによるそれぞれの更新後の仮説(hp,k)の算出元の経路(k)における解候補の総コストを取得する。
仮説選択部50は、複数の解候補の総コストを互いに比較し、複数の総コストの比較結果に基づいて、複数の更新後の仮説(hp,k)の中で、一部の仮説(hp,k)を破棄する。
複数の演算器12−m−nに含まれている更新仮説出力部26−p−kは、更新後の仮説(hp,k)の算出元の経路(k)における解候補の総コストctotal(k)を主記憶装置11に記憶させる。
仮説選択部50は、例えば、以下の式(4)に示すように、それぞれの総コストctotal(k)の逆数に比例する値を、更新後の仮説(hp,k)の評価値Rep,kとして算出する。
式(4)において、αは、正の定数である。
仮説選択部50は、主記憶装置11により記憶されている更新後の仮説(hp,k)のうち、選択した破棄仮説を削除する。
目標の個数であるQが例えば8であれば、目標割当部23−p−1〜23−p−Qのうちのいずれかの目標割当部23が、以下の図16に示す探索処理によって、最小のコスト要素cp,qを探索することが可能である。
図16では、Q=8であり、航跡番号pにおけるコスト要素cp,qが有する値が以下の通りである。
cp,1=4、cp,2=5、cp,3=3、cp,4=8
cp,5=7、cp,6=2、cp,7=4、cp,8=6
最小値選択器(以下、「min」と称する)61−1〜61−8、62−1〜62−8、63−1〜63−8は、2つの値を比較して、小さい方の値を選択する。
min61−2は、コスト要素cp,2が有する値“5”と、コスト要素cp,6が有する値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min61−3は、コスト要素cp,3が有する値“3”と、コスト要素cp,7が有する値“4”とを比較し、小さい方の値として“3”を選択する。
min61−4は、コスト要素cp,4が有する値“8”と、コスト要素cp,8が有する値“6”とを比較し、小さい方の値として“6”を選択する。
min61−5は、コスト要素cp,1が有する値“4”と、コスト要素cp,5が有する値“7”とを比較し、小さい方の値として“4”を選択する。
min61−6は、コスト要素cp,2が有する値“5”と、コスト要素cp,6が有する値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min61−7は、コスト要素cp,3が有する値“3”と、コスト要素cp,7が有する値“4”とを比較し、小さい方の値として“3”を選択する。
min61−8は、コスト要素cp,4が有する値“8”と、コスト要素cp,8が有する値“6”とを比較し、小さい方の値として“6”を選択する。
min62−2は、min61−2により選択された値“2”と、min61−4により選択された値“6”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min62−3は、min61−1により選択された値“4”と、min61−3により選択された値“3”とを比較し、小さい方の値として“3”を選択する。
min62−4は、min61−2により選択された値“2”と、min61−4により選択された値“6”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min62−5は、min61−5により選択された値“4”と、min61−7により選択された値“3”とを比較し、小さい方の値として“3”を選択する。
min62−6は、min61−6により選択された値“2”と、min61−8により選択された値“6”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min62−7は、min61−5により選択された値“4”と、min61−7により選択された値“3”とを比較し、小さい方の値として“3”を選択する。
min62−8は、min61−6により選択された値“2”と、min61−8により選択された値“6”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−2は、min62−1により選択された値“3”と、min62−2により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−3は、min62−3により選択された値“3”と、min62−4により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−4は、min62−3により選択された値“3”と、min62−4により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−5は、min62−5により選択された値“3”と、min62−6により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−6は、min62−5により選択された値“3”と、min62−6により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−7は、min62−7により選択された値“3”と、min62−8により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
min63−8は、min62−7により選択された値“3”と、min62−8により選択された値“2”とを比較し、小さい方の値として“2”を選択する。
また、“2”の値を有するコスト要素cp,qがコスト要素cp,6であるため、最小のコスト要素cp,qがコスト要素cp,6である。
例えば、航跡番号の個数であるPが例えば8であれば、いずれか1つの目標割当部23が、以下の図17に示す算出処理によって、解候補の総コストを算出することが可能である。
図17では、P=8であり、目標番号qにおけるコスト要素cp,qが有する値が以下の通りである。
c1,q=4、c2,q=5、c3,q=3、c4,q=8
c5,q=7、c6,q=2、c7,q=4、c8,q=6
加算器(図17では、「+」と表記している)71−1〜71−8、72−1〜72−8、73−1〜73−8は、2つの値を加算する。
加算器71−2は、コスト要素c2,qが有する値“5”と、コスト要素c6,qが有する値“2”とを加算し、加算結果として“7”を得ている。
加算器71−3は、コスト要素c3,qが有する値“3”と、コスト要素c7,qが有する値“4”とを加算し、加算結果として“7”を得ている。
加算器71−4は、コスト要素c4,qが有する値“8”と、コスト要素c8,qが有する値“6”とを加算し、加算結果として“14”を得ている。
加算器71−5は、コスト要素c1,qが有する値“4”と、コスト要素c5,qが有する値“7”とを加算し、加算結果として“11”を得ている。
加算器71−6は、コスト要素c2,qが有する値“5”と、コスト要素c6,qが有する値“2”とを加算し、加算結果として“7”を得ている。
加算器71−7は、コスト要素c3,qが有する値“3”と、コスト要素c7,qが有する値“4”とを加算し、加算結果として“7”を得ている。
加算器71−8は、コスト要素c4,qが有する値“8”と、コスト要素c8,qが有する値“6”とを加算し、加算結果として“14”を得ている。
加算器72−2は、加算器71−2の加算結果“7”と、加算器71−4の加算結果“14”とを加算し、加算結果として“21”を得ている。
加算器72−3は、加算器71−1の加算結果“11”と、加算器71−3の加算結果“7”とを加算し、加算結果として“18”を得ている。
加算器72−4は、加算器71−2の加算結果“7”と、加算器71−4の加算結果“14”とを加算し、加算結果として“21”を得ている。
加算器72−5は、加算器71−5の加算結果“11”と、加算器71−7の加算結果“7”とを加算し、加算結果として“18”を得ている。
加算器72−6は、加算器71−6の加算結果“7”と、加算器71−8の加算結果“14”とを加算し、加算結果として“21”を得ている。
加算器72−7は、加算器71−5の加算結果“11”と、加算器71−7の加算結果“7”とを加算し、加算結果として“18”を得ている。
加算器72−8は、加算器71−6の加算結果“7”と、加算器71−8の加算結果“14”とを加算し、加算結果として“21”を得ている。
加算器73−2は、加算器72−1の加算結果“18”と、加算器72−2の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−3は、加算器72−3の加算結果“18”と、加算器72−4の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−4は、加算器72−3の加算結果“18”と、加算器72−4の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−5は、加算器72−5の加算結果“18”と、加算器72−6の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−6は、加算器72−5の加算結果“18”と、加算器72−6の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−7は、加算器72−7の加算結果“18”と、加算器72−8の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
加算器73−8は、加算器72−7の加算結果“18”と、加算器72−8の加算結果“21”とを加算し、加算結果として“39”を得ている。
例えば、複数の解候補の数が例えば8であれば、いずれか1つの目標割当部23が、以下の図18に示す選択処理によって、複数の解候補の中から、総コストが小さい上位K個の解候補を選択することが可能である。
図18では、解候補の数が8、K=4であり、8個の解候補の総コストctotal(k)が以下の通りである。
ctotal(1)=4、ctotal(2)=5、ctotal(3)=3、ctotal(4)=8
ctotal(5)=7、ctotal(6)=2、ctotal(7)=4、ctotal(8)=6
比較器(図18では、「≧」と表記している)81−1〜81−8は、K(=4)と総コストctotal(k)とを比較する。
比較器81−1〜81−8は、Kが総コストctotal(k)以上であれば、“1”を出力し、Kが総コストctotal(k)未満であれば、“0”を出力する。
比較器81−2は、Kと総コストctotal(2)(=5)とを比較し、Kが総コストctotal(2)未満であるため、“0”を出力する。
比較器81−3は、Kと総コストctotal(3)(=3)とを比較し、Kが総コストctotal(3)以上であるため、“1”を出力する。
比較器81−4は、Kと総コストctotal(4)(=8)とを比較し、Kが総コストctotal(4)未満であるため、“0”を出力する。
比較器81−5は、Kと総コストctotal(5)(=7)とを比較し、Kが総コストctotal(5)未満であるため、“0”を出力する。
比較器81−6は、Kと総コストctotal(6)(=2)とを比較し、Kが総コストctotal(6)以上であるため、“1”を出力する。
比較器81−7は、Kと総コストctotal(7)(=4)とを比較し、Kが総コストctotal(7)以上であるため、“1”を出力する。
比較器81−8は、Kと総コストctotal(8)(=6)とを比較し、Kが総コストctotal(8)未満であるため、“0”を出力する。
加算器82−2は、比較器81−2から出力された“0”と、比較器81−6から出力された“1”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器82−3は、比較器81−3から出力された“1”と、比較器81−7から出力された“1”とを加算し、加算結果として“2”を得ている。
加算器82−4は、比較器81−4から出力された“0”と、比較器81−8から出力された“0”とを加算し、加算結果として“0”を得ている。
加算器82−5は、比較器81−1から出力された“1”と、比較器81−5から出力された“0”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器82−6は、比較器81−2から出力された“0”と、比較器81−6から出力された“1”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器82−7は、比較器81−3から出力された“1”と、比較器81−7から出力された“1”とを加算し、加算結果として“2”を得ている。
加算器82−8は、比較器81−4から出力された“0”と、比較器81−8から出力された“0”とを加算し、加算結果として“0”を得ている。
加算器83−2は、加算器82−2の加算結果“1”と、加算器82−4の加算結果“0”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器83−3は、加算器82−1の加算結果“1”と、加算器82−3の加算結果“2”とを加算し、加算結果として“3”を得ている。
加算器83−4は、加算器82−2の加算結果“1”と、加算器82−4の加算結果“0”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器83−5は、加算器82−5の加算結果“1”と、加算器82−7の加算結果“2”とを加算し、加算結果として“3”を得ている。
加算器83−6は、加算器82−6の加算結果“1”と、加算器82−8の加算結果“0”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器83−7は、加算器82−5の加算結果“1”と、加算器82−7の加算結果“2”とを加算し、加算結果として“3”を得ている。
加算器83−8は、加算器82−6の加算結果“1”と、加算器82−8の加算結果“0”とを加算し、加算結果として“1”を得ている。
加算器84−2は、加算器83−1の加算結果“3”と、加算器83−2の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−3は、加算器83−3の加算結果“3”と、加算器83−4の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−4は、加算器83−3の加算結果“3”と、加算器83−4の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−5は、加算器83−5の加算結果“3”と、加算器83−6の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−6は、加算器83−5の加算結果“3”と、加算器83−6の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−7は、加算器83−7の加算結果“3”と、加算器83−8の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
加算器84−8は、加算器83−7の加算結果“3”と、加算器83−8の加算結果“1”とを加算し、加算結果として“4”を得ている。
総コストが小さい上位4個の解候補として、“1”を出力している比較器81−1,81−3,81−6,81−7におけるKとの比較対象である総コストctotal(1),ctotal(3),ctotal(6),ctotal(7)に係る解候補が、いずれか1つの目標割当部23によって選択される。
Claims (6)
- 目標の位置の時間的な変化を示す航跡を含む複数の仮説のうち、互いに異なる仮説を更新する複数の演算器を備え、
前記複数の演算器のそれぞれは、
1つの仮説に含まれている航跡と、1つ以上の目標の観測位置とから、前記1つ以上の目標の観測位置に対する当該航跡のコスト行列に含まれる複数のコスト要素を並列処理で算出する複数のコスト算出部と、
前記複数のコスト算出部により算出された複数のコスト要素に基づいて、前記1つ以上の目標の中で、航跡におけるそれぞれの時刻に割り当てる目標の複数の組み合わせを並列処理で決定する複数の目標割当部と、
前記複数の目標割当部により決定された複数の組み合わせのそれぞれについて、1つの組み合わせに含まれているそれぞれの時刻での目標の観測位置から航跡を生成し、生成した航跡を含む仮説を更新後の仮説として出力する仮説出力部とを備えていることを特徴とする追尾処理装置。 - 前記複数のコスト算出部は、前記コスト行列に含まれる複数のコスト要素として、前記1つ以上の目標の観測位置と、前記1つの仮説に含まれている航跡におけるそれぞれの時刻での目標の位置との距離を並列処理で算出することを特徴とする請求項1記載の追尾処理装置。
- 前記仮説出力部は、前記1つの組み合わせに含まれているそれぞれの時刻での目標の観測位置から航跡を生成する複数の航跡生成部を備えており、
前記複数の航跡生成部は、並列処理で航跡を生成することを特徴とする請求項1記載の追尾処理装置。 - 前記複数の目標割当部は、前記複数のコスト算出部により算出された複数のコスト要素に基づいて、前記複数の組み合わせにおけるそれぞれの総コストを算出し、
前記複数の目標割当部により算出された複数の組み合わせの総コストのうち、前記更新後の仮説の算出元の組み合わせの総コストを互いに比較し、前記総コストの比較結果に基づいて、前記更新後の仮説の中で、一部の仮説を破棄する仮説選択部を備えたことを特徴とする請求項1記載の追尾処理装置。 - 複数の演算器が、目標の位置の時間的な変化を示す航跡を含む複数の仮説のうち、互いに異なる仮説を更新するに際して、
前記複数の演算器のそれぞれに含まれている複数のコスト算出部が、1つの仮説に含まれている航跡と、1つ以上の目標の観測位置とから、前記1つ以上の目標の観測位置に対する当該航跡のコスト行列に含まれる複数のコスト要素を並列処理で算出し、
前記複数の演算器のそれぞれに含まれている複数の目標割当部が、前記複数のコスト算出部により算出された複数のコスト要素に基づいて、前記1つ以上の目標の中で、航跡におけるそれぞれの時刻に割り当てる目標の複数の組み合わせを並列処理で決定し、
前記複数の演算器のそれぞれに含まれている仮説出力部が、前記複数の目標割当部により決定された複数の組み合わせのそれぞれについて、1つの組み合わせに含まれているそれぞれの時刻での目標の観測位置から航跡を生成し、生成した航跡を含む仮説を更新後の仮説として出力する
追尾処理方法。 - 目標の位置の時間的な変化を示す航跡を含む複数の仮説を更新する追尾処理装置として、請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の追尾処理装置を備えたことを特徴とする目標観測装置。
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