JP7327315B2 - インフラセンサ装置の異常検出方法、及びインフラセンサシステム - Google Patents

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Description

本発明は、インフラセンサ装置の異常検出方法、インフラセンサ装置、インフラセンサシステム及び異常検出プログラムに関し、例えば、道路を通行する移動体を検出するインフラセンサ装置の異常検出方法、インフラセンサ装置、インフラセンサシステム及び異常検出プログラムに関する。
近年、道路等の状況を把握し、道路上を移動する移動体に対して様々な通知を行う、或いは、交通渋滞の解消を目的とする各種制御を行うことが行われている。このような交通システムでは、道路の状況を把握するためにインフラセンサが用いられる。インフラセンサは、光学カメラ、ミリ波レーダー、ＬｉＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）等を用いて検出対象範囲内の移動体を検出する。そして交通システムでは、インフラセンサを用いて収集した移動体の情報に基づき様々な制御を行う。このとき、移動体の位置を把握するためには、インフラセンサの位置を上位システムが正しく把握している必要がある。そこで、インフラセンサ等の設置センサに関する技術が特許文献１に開示されている。
特許文献１に開示されている移動体位置推定システムは、測定領域内を移動する移動体の位置を推定するシステムであって、測定領域内に互いに分散して配置され、互い移動体までの距離を３個以上の距離センサで計測し、位置推定算出装置にて、距離センサそれぞれから任意の時刻のセンサ計測値を取得し蓄積し、取得蓄積された各距離センサのセンサ計測値に対して距離に応じた信頼性の度合いを示す距離信頼度を付与し、取得蓄積されたセンサ計測値のうち信頼度の高い計測値を採用して距離センサ及び移動体それぞれの位置を推定するようにし、位置推定の処理は、移動体の移動前後の位置それぞれの２個以上の距離センサから得られるセンサ計測値を用いて各距離センサの位置のキャリブレーション及び前記移動体の移動位置の推定を行う。
特開２０１０－１２７６５０号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、インフラセンサ装置に生じた異常を検出することができず、インフラセンサ装置を用いて取得された情報の信頼性が低い問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、インフラセンサ装置に生じた異常を検出してインフラセンサ装置から得られる情報の信頼性を向上させることを目的とするものである。
本発明にかかるインフラセンサ装置の異常検出方法の一態様は、センシング範囲内を通過する移動体を検出するインフラセンサ装置の異常検出方法であって、前記インフラセンサ装置が検出した前記移動体の情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出し、前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出し、前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記インフラセンサ装置に異常が発生していると判断する異常判断処理を行う。
本発明にかかるインフラセンサ装置の一態様は、センサを用いて所定の範囲に設定されるセンシング範囲内の状況を把握するための領域情報を取得するセンサユニットと、前記領域情報から移動体を抽出し、前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出する移動体情報算出部と、前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出するプローブデータ算出部と、前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記センサユニットが取得する前記領域情報に異常が発生していると判断する異常判断処理を行う異常判断処理部と、を有する。
本発明にかかるインフラセンサシステムの一態様は、センサを用いて所定の範囲に設定されるセンシング範囲内の状況を把握するための領域情報を取得するセンサユニットと、前記領域情報から移動体を抽出し、前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出する移動体情報算出部と、前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出するプローブデータ算出部と、前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記センサユニットが取得する前記領域情報に異常が発生していると判断する異常判断処理を行う異常判断処理部と、を有し、少なくとも前記センサユニットが、システムの動作に関する複数の処理を行う上位システムと通信を行い、かつ、前記移動体が通行する道路に沿って配置されるインフラセンサ装置に備えられる。
本発明にかかるインフラセンサシステムの異常検出プログラム一態様は、センシング範囲内を通過する移動体を検出するインフラセンサシステムに備えられる演算装置で実行される異常検出プログラムであって、前記インフラセンサシステムに備え付けられるセンサユニットが検出した前記移動体の情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出する移動体情報算出処理と、前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出するプローブデータ算出処理と、前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記インフラセンサシステムに異常が発生していると判断する異常判断処理を行う異常判断処理と、を行う。
本発明にかかるインフラセンサ装置の異常検出方法、インフラセンサ装置、インフラセンサシステム及び異常検出プログラムは、検出対象範囲内を通過する移動体から得られる位置情報と、移動体から無線機能を用いて取得した自己位置情報と、に基づきインフラセンサシステム上の異常を検出する。
本発明にかかるインフラセンサ装置の異常検出方法、インフラセンサ装置、インフラセンサシステム及び異常検出プログラムでは、インフラセンサシステム上で発生した異常の検出を容易にすることができる。
実施の形態１にかかる交通システムのインフラセンサ装置に関する構成図である。 実施の形態１にかかるインフラセンサシステムのブロック図である。 実施の形態１にかかるインフラセンサシステムの第１の変形例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるインフラセンサシステムの第２の変形例を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるインフラセンサシステムにおける異常判断処理を説明するフローチャートである。
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
実施の形態１
まず、図１に実施の形態１にかかる交通システムのインフラセンサシステム１に関する構成図を示す。以下の説明では、交通システムで道路状況を把握するインフラセンサシステム１で利用されるインフラセンサ装置１０の異常検出方法に関するものである。
図１に示すようにインフラセンサシステム１では、インフラセンサ装置１０を用いる。インフラセンサ装置１０は、道路の脇に設置される。そして、インフラセンサシステム１では、インフラセンサ装置１０を用いて道路上を移動する移動体を補足して様々な制御を行うことで、交通全体の効率化と安全性の向上を実現する。しかしながら、インフラセンサシステム１においてインフラセンサ装置１０が取得した情報の信頼性が低ければシステム全体の信頼性を損ねることになり問題がある。そのため、インフラセンサ装置１０の異常を検出し、インフラセンサ装置１０に異常があった場合には、異常状態からの復帰処置を施す等のシステム管理が必要になる。そこで、以下では、インフラセンサ装置１０の異常を検出する方法について説明する。
インフラセンサ装置１０は、可視光、近赤外光、遠赤外光、レーザー、ミリ等を用いてセンシング範囲内に存在する自動車、自転車、通行人等の移動体を検出する。図１では、センシング範囲内に４台の自動車、１台の自転車、２人の通行人が存在する例を示した。インフラセンサ装置１０は、センシング範囲に存在する移動体を判定可能な情報を上位システムに送信する。
また、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１では人、自動車等の移動体から移動体が保有する推定自己位置情報を通信により取得する。この自己位置推定情報は、例えば、人が有するスマートフォン、自動車が備えるカーナビゲーションシステムが有する衛星測位システム（ＧＮＳＳ：global navigation satellite system）から取得した位置情報である。インフラセンサシステム１では、移動体から通信により得た自己位置推定情報とセンシング範囲で検出された移動体の情報に基づきインフラセンサ装置１０の異常を検出する機能を有する。
そこで、インフラセンサシステム１についてさらに詳細に説明する。図２に実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１のブロック図を示す。図２に示すように、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１は、インフラセンサ装置１０、上位システム１４を有する。また、インフラセンサシステム１では、公衆通信システム２０で算出されるプローブデータを用いる。つまり、インフラセンサシステム１では、インフラセンサ装置１０及び上位システム１４に加えて、公衆通信システム２０に含まれる機能のうちプローブデータ算出機能を用いる。
図２に示す例では、インフラセンサ装置１０がセンサユニット１１及び無線受信部２１を有する。無線受信部２１は、公衆通信システム２０で用いられる基地局である。つまり、インフラセンサ装置１０は、公衆通信システム２０で用いられる複数の基地局の一部が備え付けられている。無線受信部２１は、移動体が有する自己位置推定情報を無線通信により取得する。
センサユニット１１は、可視光、近赤外光、遠赤外光、レーザー、ミリ波の少なくとも１つを含む信号を用いてセンシング範囲内を移動する移動体に関する情報を取得する。言い換えると、センサユニット１１は、可視光、近赤外光、遠赤外光、レーザー、ミリ波等を検出信号とするセンサを用いて所定の範囲に設定されるセンシング範囲内の状況を把握するための領域情報を取得する。この領域情報は、例えば、画像情報、物体移動ベクトル情報等である。
上位システム１４は、移動体情報算出部１２、異常判断処理部１３を有する。また、公衆通信システム２０は公衆通信上位システム２３を有し、インフラセンサシステム１は、公衆通信上位システム２３のプローブデータ算出部２２を用いる。
移動体情報算出部１２は、センサユニット１１が取得した領域情報から移動体を抽出し、移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出する。この移動体情報は、図示しない上位システム１４内の他の処理ブロックで用いられる。プローブデータ算出部２２は、無線受信部２１が受信した自己位置推定情報に基づき移動体の位置情報と、自己位置推定情報の時系列の変化から算出する移動体の移動速度情報とを少なくとも含むプローブデータを生成する。なお、プローブデータには、移動体の自己位置推定情報に人づけられるデバイスの識別情報を含んでいても良い。
異常判断処理部１３は、移動体情報算出部１２が算出した移動体情報とプローブデータ算出部２２から取得したプローブデータとを比較して、移動体情報とプローブデータとが不一致であった場合にインフラセンサ装置１０に異常が発生していると判断する異常判断処理を行う。なお、異常判断処理部１３が比較するデータは、移動体情報とプローブデータに共通に含まれる項目のみである。また、プローブデータに含まれる自己位置推定情報は、測位誤差が含まれるため、異常判断処理部１３は、測位誤差を考慮したロバスト性の高い比較処理を行うことが好ましい。また、異常判断処理部１３の判断結果は、図示しない上位システム１４内の処理ブロックに送信され、上位システム１４は異常判断処理部１３の判断結果に従って、インフラセンサ装置１０を停止する、或いは、インフラセンサ装置１０で得られた移動体情報を無効化する等の保全処理を行う。
ここで、移動体情報算出部１２、異常判断処理部１３、無線受信部２１、プローブデータ算出部２２等の配置位置は、上位システム側に配置することも可能であるし、インフラセンサ装置１０側に配置することも可能である。そこで、図３及び図４にインフラセンサシステム１の変形例を示す。図３は実施の形態１にかかるインフラセンサシステムの第１の変形例を示すブロック図であり、図４は実施の形態１にかかるインフラセンサシステムの第２の変形例を示すブロック図である。
図３に示すインフラセンサシステム１の第１の変形例であるインフラセンサシステム２では、インフラセンサ装置１０を、センサユニット１１、移動体情報算出部１２、異常判断処理部１３、無線受信部２１、プローブデータ算出部２２を備えるインフラセンサ装置１０ａとした例である。
図４に示すインフラセンサシステム１の第２の変形例であるインフラセンサシステム３は、インフラセンサ装置１０を、センサユニット１１、移動体情報算出部１２、異常判断処理部１３を備えるインフラセンサ装置１０ｂとした例である。また、インフラセンサシステム３では、無線受信部２１は、インフラセンサ装置１０ｂとは独立した場所に設置される。
また、図２～図４に示す例以外の構成としては、インフラセンサシステム１を運用する事業者とは別の事業者が運用する公衆通信システム２０のプローブデータ算出部２２を用いることなく、インフラセンサシステム１を運用する事業者が単独で無線受信部２１及びプローブデータ算出部２２を準備することが考えられる。また、図２～図４に示す例では、インフラセンサシステム１を運用する事業者が公衆通信システム２０を運用する事業者からプローブデータ算出部２２を、講習通信網等を用いて取得する事業者間の連携が必要になる。
続いて、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１における異常判断処理について説明する。図５に実施の形態１にかかるインフラセンサシステムにおける異常判断処理を説明するフローチャートを示す。
図５に示すように、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１は、動作を開始すると、センシング範囲中の移動体の移動体情報の算出処理（ステップＳ１）と、移動体が有するモバイルデータ（例えば、自己位置推定情報）に基づく移動体のプローブデータの算出処理（ステップＳ２）とを実行する。
続いて、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１は、移動体情報とプローブデータとを比較して異常判断処理を行う（ステップＳ３）。このステップＳ３の異常判断処理において、移動体情報とプローブデータとが一致していると判断された場合、インフラセンサ装置１０に異常は生じていないと判定して（ステップＳ４）、インフラセンサシステム１はステップＳ１からの動作を継続する。一方、ステップＳ３の異常判断処理において、移動体情報とプローブデータとが一致していないと判断された場合、異常判断処理部１３は、インフラセンサ装置１０に異常があると判定する（ステップＳ５）。そして、インフラセンサ装置１０に異常有りと判断された場合、上位システム１４は、インフラセンサ装置１０を停止する等の異常発生時処理を行う（ステップＳ６）。
上記説明より、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１は、インフラセンサ装置１０を用いて検出された移動体の情報に基づき算出された移動体情報と、インフラセンサ装置１０のセンサユニット１１の動作とは独立して取得可能なプローブデータと、が一致するか否かに基づきインフラセンサ装置１０の異常を判断する。
このように、ことなる系統から得られる情報が一致するか否かに基づきインフラセンサ装置１０の異常を判断することで、インフラセンサ装置１０の異常を複雑な処理を行うことなくインフラセンサ装置１０の異常の有無を判断することができる。
また、インフラセンサ装置１０がネットワークに接続されていることから、インフラセンサ装置１０自体の機器が故障していなくても、ハッキングによりセンサユニット１１が取得する領域情報が書き換えられることがある。インフラセンサシステム１は、インフラセンサシステム１とは異なる系統である公衆通信システム２０で用いられるモバイルデータをインフラセンサ装置１０の異常判断に用いる。これにより、インフラセンサシステム１では、ハッキングによるインフラセンサシステム１及びインフラセンサ装置１０の異常を検出することができる。
また、実施の形態１にかかるインフラセンサシステム１では、異なる系統のデータを用いてインフラセンサ装置１０の異常判断を行うことで、インフラセンサ装置１０を停止させることなく、インフラセンサ装置１０の動作を継続しながらインフラセンサ装置１０の異常判断を行うことができる。
また、図３に示したインフラセンサ装置１０ａ内に無線受信部２１及びプローブデータ算出部２２を設ける。これにより、インフラセンサシステム２では、公衆通信システム２０に問い合せることなくインフラセンサ装置１０がプローブデータを取得することが出来るため、インフラセンサ装置の故障判断処理に要するネットワーク負荷の低減と、処理の迅速化を実現することが出来る。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
１～３ インフラセンサシステム
１０ インフラセンサ装置
１１ センサユニット
１２ 移動体情報算出部
１３ 異常判断処理部
１４ 上位システム
２０ 公衆通信システム
２１ 無線受信部
２２ プローブデータ算出部
２３ 公衆通信上位システム

Claims (7)

  1. センシング範囲内を通過する移動体を検出するインフラセンサ装置の異常検出方法であって、
    前記インフラセンサ装置が検出した前記移動体の情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出し、
    前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出し、
    前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記インフラセンサ装置に異常が発生していると判断する異常判断処理を行い、
    前記異常判断処理は、前記インフラセンサ装置内で行われる、
    インフラセンサ装置の異常検出方法。
  2. 前記プローブデータに含まれる位置情報は、衛星通信により得られる衛星測位システム、或いは、移動体通信網の基地局からの情報を用いて測位された自己位置推定情報である請求項１に記載のインフラセンサ装置の異常検出方法。
  3. 前記プローブデータは、前記インフラセンサ装置とは異なる移動体通信網から取得されるデータである請求項１又は２に記載のインフラセンサ装置の異常検出方法。
  4. 前記インフラセンサ装置は、可視光、近赤外光、遠赤外光、レーザー、ミリ波の少なくとも１つを含む信号に基づき前記センシング範囲内の前記移動体を検出する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインフラセンサ装置の異常検出方法。
  5. 前記移動体の前記自己位置情報は、前記インフラセンサ装置に設けられた無線通信機能を用いて前記移動体から取得される請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインフラセンサ装置の異常検出方法。
  6. センサを用いて所定の範囲に設定されるセンシング範囲内の状況を把握するための領域情報を取得するセンサユニットと、
    前記領域情報から移動体を抽出し、前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含む移動体情報を算出する移動体情報算出部と、
    前記移動体が有する無線通信機能を用いて受信した前記移動体の自己位置情報に基づき前記移動体の位置情報及び移動速度情報を少なくとも含むプローブデータを算出するプローブデータ算出部と、
    前記移動体情報と前記プローブデータとが不一致であった場合に前記センサユニットが取得する前記領域情報に異常が発生していると判断する異常判断処理を行う異常判断処理部と、を有し、
    少なくとも前記センサユニットが、システムの動作に関する複数の処理を行う上位システムと通信を行い、かつ、前記移動体が通行する道路に沿って配置されるインフラセンサ装置に備えられ、
    前記移動体情報算出部と前記異常判断処理部の少なくとも一方は、前記インフラセンサ装置内に設けられるインフラセンサシステム。
  7. 前記プローブデータ算出部は、前記上位システムとは異なる公衆通信システム内に設けられ、前記上位システムは、前記公衆通信システムから前記プローブデータを取得する請求項６に記載のインフラセンサシステム。
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