JPWO2018211638A1 - 物体同定装置、路側装置および物体同定方法 - Google Patents

Abstract

地図情報を記憶する地図情報記憶部（１２）と、複数のセンサから物体が観測された観測位置を示す観測位置情報を取得し、観測位置が地図情報で示されるエリアを分割したいずれかの領域内にあるか否かを判定する領域判定部（１４）と、地図情報の領域内と判定された観測位置を、地図情報を用いて、領域の想定道路方向と平行な方向での位置を示す進行方向位置、および領域の想定道路方向と直交する方向での位置を示す横断方向位置に変換する道基準位置変換部（１５）と、複数の観測位置を進行方向順に並び替え、進行方向の前後の観測位置同士でペアを作成し、ペアの観測位置同士で進行方向位置の差分および横断方向位置の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する比較部（１７）と、を備える。

Description

本発明は、路側において物体を同定する物体同定装置、路側装置および物体同定方法に関する。

人間に代わって、人工知能を搭載したシステムをドライバとする自動走行の実現が求められている。自動走行を実現するためには、道路、建物などを記した更新頻度の低い地図ではなく、周囲の車、人の移動など多様な情報を含んだ更新周期の速い地図が必要である。このような更新周期の速い地図、すなわち動的な情報を含む地図は、ダイナミックマップと呼ばれる。ダイナミックマップの作成においては、１００ｍｓ以下での更新周期が求められる。また、ダイナミックマップの作成においては、路側に設置された複数のレーダなどのセンサで観測された物体の観測位置の情報を収集し、同一物体を同定して観測位置の情報を配信する必要がある。特許文献１には、航空機において、レーダによる追尾機能を用いて同一物体を同定する技術が開示されている。

特開２００６−１５３７３６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、異なる時刻に取得された観測位置の同定では、前回の観測位置から物体が等速直線運動をしたと仮定して、推定される誤差楕円体の中に次の観測位置が観測されるか否かで判別している。また、物体が旋回した場合に同定を継続するためには、等速直線運動モデルの他に左旋回運動、右旋回運動などの全ての運動モデルを想定して観測位置を算出する必要がある。そのため、同一物体を同定する際の処理負荷が高くなる、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物体を同定する処理の負荷を低減可能な物体同定装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の物体同定装置は、道路の情報である地図情報を記憶する地図情報記憶部を備える。また、物体同定装置は、複数のセンサから物体が観測された観測位置を示す観測位置情報を取得し、観測位置が地図情報で示されるエリアを分割したいずれかの領域内にあるか否かを判定する領域判定部と、地図情報の領域内と判定された観測位置を、地図情報を用いて、地図情報で示される領域の想定道路方向と平行な方向での位置を示す進行方向位置、および領域の想定道路方向と直交する方向での位置を示す横断方向位置に変換する道基準位置変換部を備える。また、物体同定装置は、位置変換後の複数の観測位置を進行方向順に並び替え、進行方向の前後の観測位置同士でペアを作成し、ペアの観測位置同士で進行方向位置の差分および横断方向位置の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する比較部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる物体同定装置は、物体を同定する処理の負荷を低減できる、という効果を奏する。

路側装置が備える物体同定装置の構成例を示すブロック図 地図情報を持たない装置で観測された物体の観測位置を緯度および経度と平行な相対座標系でプロットした例を示す図 物体同定装置で観測された物体の観測位置を想定される道路の位置とともにプロットした例を示す図 物体同定装置が物体の観測位置を道路との相対距離に置き換えた状態を示す図 物体同定装置の地図情報記憶部が記憶している地図情報の内容の例を示す図 物体同定装置の動作を示すフローチャート 物体同定装置において、観測位置情報を領域内の進行方向位置および領域内の横断方向位置に変換する処理の例を示す図 地図情報を記憶していない装置において、２つの観測位置を同一物体に由来するものと誤判定するときの例を示す図 物体同定装置の処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図 物体同定装置の処置回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる物体同定装置、路側装置および物体同定方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる路側装置２０が備える物体同定装置１０の構成例を示すブロック図である。路側装置２０は、高速道路などの道路の路側に設置されたエッジノードなどの装置であり、物体同定装置１０を備える。まず、本実施の形態において、物体同定装置１０が行う物体同定処理の概要について説明する。なお、物体とは、本実施の形態では、具体的に、道路上の車両を想定している。

高速道路を走行する車両は、高速道路上を走行することが明らかであり、カーブして走行するか否かは高速道路の形状により決定される。ここで、路側に設置された路側装置２０の物体同定装置１０は、道路の形状の情報すなわち地図情報を記憶している。物体同定装置１０は、地図情報で示されるエリアが複数の領域に細分化されていることによって、カーブを走行する車両の運動モデルを、各領域において全て直線を運動するモデルとして置き換える。これにより、物体同定装置１０は、旋回など複数の運動モデルを想定する場合と比較して、車両すなわち物体を同定する際の処理負荷を低減することができる。

図２は、地図情報を持たない装置で観測された車両の観測位置を緯度および経度と平行な相対座標系でプロットした例を示す図である。ここでは一例として、ある基準点に対して、横軸を緯度方向とし、縦軸を経線方向とする。図２では、観測位置と道路との位置関係は不明である。図３は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０で観測された車両の観測位置を想定される道路の位置とともにプロットした例を示す図である。物体同定装置１０は、車両の観測位置を、図３に示すように、予め記憶している地図情報で示される道路と比較することで、車両について、進行方向の位置、および進行方向と直交する方向である横断方向の位置を導出することができる。

図４は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０が物体の観測位置を道路との相対距離に置き換えた状態を示す図である。物体同定装置１０は、エリアが複数の領域に細分化された地図情報を用いることによって、図４に示すように、カーブを走行する車両を、直線を走行する車両に置き換える。これにより、物体同定装置１０は、ある２つの観測位置が同一物体に由来するものか、または別の物体に由来するものかを容易に判定することが可能となる。なお、図３および図４において、地図の道開始点は地図情報に含まれる情報である。地図情報の詳細については後述する。図４において、地図の進行方向位置は、車両の道路上での位置を示し、地図の横断方向位置は、道路すなわち車両の走行方向と直交する方向において、車両の道路中心からの位置を示す。

物体同定装置１０の具体的な構成および動作について説明する。物体同定装置１０は、センサ設置情報記憶部１１と、地図情報記憶部１２と、共通座標変換部１３と、領域判定部１４と、道基準位置変換部１５と、位置推定部１６と、比較部１７と、同定処理部１８と、を備える。

センサ設置情報記憶部１１は、図示しない複数のセンサの設置位置の情報であるセンサ設置情報を記憶している。センサは、路側で車両を観測し、車両を観測した際の車両の位置である観測位置を示す観測位置情報を共通座標変換部１３に出力する。センサは複数あることを想定している。センサ設置情報は、各センサで共通の絶対座標系での位置情報であるが、基準となる基準センサの絶対座標系での位置および基準センサに対する他のセンサの相対位置による位置情報であってもよい。

地図情報記憶部１２は、車両が走行する道路の情報である地図情報を記憶している。地図情報記憶部１２は、地図上の道路の情報を複数の直線の組み合わせで記憶している。すなわち、地図情報記憶部１２は、管理対象の道路すなわちエリアの情報を、道路の湾曲に応じて複数の領域で分割された地図の情報として記憶している。分割された領域内では、道路は直線として扱われる。このように、地図情報は、当該地図情報で示されるエリアが複数の領域に分割され、各領域は、各領域内で道路を直線近似できるサイズに分割されている。地図情報記憶部１２が記憶している地図情報には、領域の分割情報、領域の通過順序、領域の道開始点、領域の想定道路方向、地図全体で共有する開始点、領域の道開始点距離などの情報が含まれる。

図５は、本実施の形態の物体同定装置１０の地図情報記憶部１２が記憶している地図情報の内容の例を示す図である。領域の分割情報は、地図情報記憶部１２が記憶している地図情報で示される地図のエリアの分割状態を示す情報である。エリアの分割状態とは、例えば、地図情報で示される地図のエリアの分割数、および各領域の形状である。図５の例では、地図のエリアが領域＃１〜＃３の３つに分割され、各領域が長方形の形状であることを示している。領域の通過順序は、車両が領域の想定道路方向で移動した場合に通過する領域の順番を示す。図５の例では、各領域に付与される「＃１」、「＃２」、「＃３」などの識別情報が領域の通過順序に該当する。領域の道開始点は、各領域での道路の基準点であり、各領域において道路が開始する開始点の情報である。図５の例では、領域＃１の道開始点３１、領域＃２の道開始点３２、および領域＃３の道開始点３３が示されている。領域の想定道路方向は、各領域での道路の延伸方向を定めた情報である。以降の説明では、道路の延伸方向を単に道路の方向とする。前述のように、各領域内で道路は直線となる。図５の例では、領域＃１の想定道路方向４１、領域＃２の想定道路方向４２、および領域＃３の想定道路方向４３が示されている。

地図全体で共有する開始点５１は、最初の領域の道開始点、図５の例では、領域＃１の道開始点３１と同一である。地図全体で共有する開始点５１は、地図情報で示される道路の基準点であり、地図の道開始点ともいう。領域の道開始点距離は、地図全体で共有する開始点５１から各領域の道開始点までの距離である。前述のように、領域＃１の道開始点３１は地図全体で共有する開始点５１と同一のため、領域＃１の道開始点距離は「０」である。図５の例では、地図全体で共有する開始点５１から領域＃２の道開始点３２までの距離が領域＃２の道開始点距離Ｌ１であり、地図全体で共有する開始点５１から領域＃３の道開始点３３までの距離が領域＃３の道開始点距離（Ｌ１＋Ｌ２）である。なお、地図情報で示される地図の領域の範囲については、車両の観測が必要な範囲をカバーしていればよく、どのような形式で定めてもよい。例えば、長方形の形状でカーブにあわせて領域を指定してもよいし、円形、台形などで領域を分割してもよい。また、図５の例では、車両が左から右方向に走行することを想定しているが、車両が右から左方向に走行する場合は、領域＃３の右端にある道路の位置を開始点とすればよい。また、車両が右から左方向に走行する場合も、領域＃１の左端にある道路の位置を開始点とし、車両の速度を負として取り扱っても良い。

図１の説明に戻る。共通座標変換部１３は、複数のセンサから取得した観測位置情報で示される観測位置が各センサにおいて相対的な位置で示されていた場合、センサ設置情報記憶部１１に記憶されているセンサ設置情報を用いて、観測位置を各センサで共通の絶対座標系の位置に変換する。例えば、あるセンサで測定された車両の観測位置がセンサからの方向および距離で示されるベクトル形式であった場合、共通座標変換部１３は、センサ設置情報記憶部１１に記憶されているセンサ設置情報を参照し、該当するセンサの位置座標からベクトルで示される方向および距離の位置を、観測位置で示される車両の位置として変換する。なお、観測位置が、緯度および経度を用いた座標系など、センサ間で共有された共通の絶対座標系で示されている場合、物体同定装置１０は、センサ設置情報記憶部１１および共通座標変換部１３を省略できる。

領域判定部１４は、共通座標変換部１３で変換された観測位置情報を取得し、観測位置が地図情報で示されるエリアを分割したいずれかの領域内にあるか否かを判定する。領域判定部１４は、地図情報記憶部１２から取得した地図情報に基づいて、地図情報に含まれる領域の分割情報から、観測位置がどの領域に属するかを判定する。

道基準位置変換部１５は、地図情報記憶部１２から取得した地図情報、および領域判定部１４の領域判定結果に基づいて、地図情報の領域内と判定された観測位置を、地図情報で示される領域の想定道路方向と平行な方向における位置を示す車両の進行方向位置、および領域の想定道路方向と直交する方向における位置を示す車両の横断方向位置に変換する。また、道基準位置変換部１５は、観測位置での車両の進行方向速度を算出する。道基準位置変換部１５の詳細な動作については後述する。

位置推定部１６は、複数のセンサから取得した観測位置情報の取得時刻が観測位置情報毎に異なるとき、道基準位置変換部１５で変換された各観測位置を、基準となる参照時刻に取得した場合に推定される観測位置に変換する。位置推定部１６の詳細な動作については後述する。

比較部１７は、位置変換後の複数の観測位置を進行方向順に並び替え、前後の観測位置同士を比較する。具体的に、比較部１７は、進行方向の前後の観測位置同士でペアを作成し、ペアの観測位置同士で車両の進行方向位置の差分、車両の横断方向位置の差分、および車両の進行方向速度の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内か否かを判定する。比較部１７は、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する。なお、比較部１７は、ペアの観測位置同士で車両の進行方向位置の差分および車両の横断方向位置の差分を算出し、各差分、ここでは２つの差分が各項目で規定された閾値以内か否かによって判定をしてもよい。

同定処理部１８は、比較部１７で同一物体に由来すると判定されたペアの観測位置について、２つの観測位置のうち一方の観測位置についての観測位置情報を破棄、または２つの観測位置を統合した観測位置情報を生成する。同定処理部１８は、観測位置情報を破棄、または２つの観測位置を統合した観測位置情報を生成することを繰り返すことで得られた物体同定結果を出力する。

つづいて、物体同定装置１０において、取得した観測位置情報で示される観測位置が同一物体に由来するものであることを検知、すなわち物体を同定する動作について説明する。図６は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０の動作を示すフローチャートである。まず、物体同定装置１０において、共通座標変換部１３は、センサから観測位置情報を取得する（ステップＳ１）。

共通座標変換部１３は、取得した観測位置を、センサで観測された相対的な位置情報である相対座標系から、緯度および経度、または緯度および経度をメートルに変換した座標などの各センサで共通の絶対座標系に変換する（ステップＳ２）。センサで測定される相対的な位置情報としては、例えば、レーザをセンサとして用いた場合、センサから観測位置までの距離およびセンサから見た観測位置の角度などの情報がある。前述のように、観測位置がセンサとの相対的な位置情報ではなく、センサ間で共通の絶対座標系で記されている場合、物体同定装置１０では、ステップＳ２の動作を省略することができる。

領域判定部１４は、地図情報記憶部１２から地図情報を取得し、観測位置が地図情報で示される地図の領域内か否かを判定する（ステップＳ３）。領域判定部１４は、具体的に、観測位置が、図５で示す地図情報のいずれかの領域に含まれるか否かを判定する。観測位置が地図情報で示される領域内にある場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、領域判定部１４は、観測位置が地図情報の領域内にあることを道基準位置変換部１５に通知する。また、領域判定部１４は、観測位置情報を道基準位置変換部１５に出力する。

道基準位置変換部１５は、地図情報を参照し、観測位置が含まれる領域の道開始点および車両の想定道路方向を用いて、観測位置を、地図情報の道路に対する車両の進行方向位置Ｘおよび横断方向位置Ｙに変換する（ステップＳ４）。道基準位置変換部１５は、例えば、次のような方法を用いて車両の進行方向位置Ｘおよび車両の横断方向位置Ｙを算出できるが、車両の進行方向位置Ｘおよび車両の横断方向位置Ｙを算出できればどのような計算方法を用いてもよい。

車両の想定道路方向と車両の進行方向とは平行であり、車両の想定道路方向と車両の横断方向とは直交すると考えられる。そのため、地図上の規定された方向を基準とした場合の想定道路方向の角度をβとすると、進行方向道路ベクトルＤ（太字）_horは式（１）のように定まり、横断方向道路ベクトルＤ（太字）_verは式（２）のように定まる。

Ｄ（太字）_hor＝（ｃｏｓβ，ｓｉｎβ） …（１）
Ｄ（太字）_ver＝（ｃｏｓ（β−π／２），ｓｉｎ（β−π／２）） …（２）

また、地図内のある点を地図の原点（０，０）とし、観測された車両の座標すなわち観測位置をＳ（太字）＝（ａ，ｂ）とする。領域の道開始点の座標をＰ（太字）_road＝（Ｘ_road，Ｙ_road）とすると、道基準位置変換部１５は、領域内の進行方向位置Ｘ_areaを式（３）によって算出することができ、領域内の横断方向位置Ｙ_areaを式（４）によって算出することができる。

Ｘ_area＝Ｄ（太字）_hor・（Ｓ（太字）−Ｐ（太字）_road） …（３）
Ｙ_area＝Ｄ（太字）_ver・（Ｓ（太字）−Ｐ（太字）_road） …（４）

このうち、領域内の進行方向位置Ｘ_areaは領域の道開始点座標からの距離を示しているが、実際には、地図全体で共有する開始点５１からの進行方向距離を算出する必要がある。そのため、地図全体で共有する開始点５１から観測位置を含む領域の開始点までの距離を足し合わせる。図７は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０において、観測位置情報を領域内の進行方向位置および領域内の横断方向位置に変換する処理の例を示す図である。例えば、図７において、観測位置Ｓが領域＃２にある場合、地図全体で共有する開始点５１から領域＃２の道開始点３２までの距離すなわち領域＃２の道開始点距離Ｌ１を領域内の進行方向位置Ｘ_areaに加えた値が車両の進行方向位置Ｘとなる。なお、観測位置Ｓが領域＃１にある場合、地図全体で共有する開始点５１と領域＃１の道開始点３１とが一致するため領域内の進行方向位置Ｘ_areaが車両の進行方向位置Ｘとなる。また、観測位置Ｓが領域＃３にある場合、地図全体で共有する開始点５１から領域＃３の道開始点３３までの距離すなわち領域＃３の道開始点距離（Ｌ１＋Ｌ２）を領域内の進行方向位置Ｘ_areaに加えた値が車両の進行方向位置Ｘとなる。一方、領域内の横断方向位置Ｙ_areaと所望の車両の横断方向位置Ｙは一致する。

このように、道基準位置変換部１５は、地図情報を用いて、車両の進行方向位置Ｘおよび車両の横断方向位置Ｙを算出することができる。また、道基準位置変換部１５は、車両の進行方向での速度を示す進行方向速度を算出する（ステップＳ６）。具体的に、道基準位置変換部１５は、例えばセンサがレーダの場合、車両の想定道路方向とセンサの測定方向との間の角度γを使用して、観測された方向に射影されたドップラー速度Ｖ_getから、進行方向速度Ｖ_Xを式（５）のように算出できる。

Ｖ_X＝Ｖ_get／ｃｏｓγ …（５）

なお、観測位置が地図情報で示される領域内にない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、領域判定部１４は、観測位置情報を破棄する（ステップＳ５）。

ここで、物体同定装置１０に接続されるセンサは、各々が異なる測定周期をもっていることが予想される。この場合、物体同定装置１０には、各センサで観測された観測位置情報が異なる時刻で集約されることになる。また、物体同定装置１０では、同じセンサからの観測位置情報でも過去のデータと現在のデータとを比較して同一車両がどのように移動したかを判別することが重要になる。しかしながら、異なる時刻に取得された観測位置情報は、車両が移動しているため一概に比較することはできない。位置推定部１６は、異なる時刻に取得された観測位置を、基準の時刻となる参照時刻に取得した場合に推定される観測位置に変換する（ステップＳ７）。

ここで、参照時刻をＴ_refとし、観測位置情報の取得時刻をＴ_getとする。車両の移動方向は、物体同定装置１０の地図情報記憶部１２が記憶している地図情報に含まれる領域の想定道路方向を基準とすると、直線と見なすことができる。また、速い更新周期、例えば１００ｍｓ以下の更新周期を持つダイナミックマップを運用する際、参照時刻Ｔ_refと観測位置の取得時刻Ｔ_getとの時間差は短く、車両が等速で運動していると見なすことができる。すなわち、位置推定部１６は、参照時刻Ｔ_refでの車両の推定進行方向位置Ｘ_est、車両の推定横断方向位置Ｙ_est、および車両の推定進行方向速度Ｖ_estを、観測位置情報の取得時刻Ｔ_getに観測された車両が等速直線運動をしたと仮定して、取得時刻Ｔ_getでの進行方向位置Ｘ、車両の横断方向位置Ｙ、および車両の進行方向速度Ｖ_Xを用いて算出できる。具体的に、位置推定部１６は、参照時刻Ｔ_refでの推定進行方向位置Ｘ_est、推定横断方向位置Ｙ_est、および推定進行方向速度Ｖ_estを、次の式（６）から式（８）によって容易に算出できる。

Ｘ_est＝Ｘ＋Ｖ_X×（Ｔ_ref−Ｔ_get） …（６）
Ｙ_est＝Ｘ …（７）
Ｖ_est＝Ｖ …（８）

このように、位置推定部１６は、異なる取得時刻Ｔ_getの観測位置情報のデータを同一の参照時刻Ｔ_refに取得したものとして扱うことができる。位置推定部１６は、地図情報を用いて、車両を進行方向および横断方向で表すことで、道路が直線であってもカーブであっても、車両が等速直線運動したものと見なして推定処理を行うことができる。参照時刻Ｔ_refについては、ダイナミックマップの次回送信時刻でもよいし、ダイナミックマップの前回送信時刻などを用いてもよい。なお、各センサの測定周期が同一で同期が取れている場合、物体同定装置１０では、ステップＳ６の動作を省略することができる。また、位置推定部１６は、厳密には取得時刻が異なっていても、規定された期間の取得時刻を同一と見なしてもよい。規定された期間とは、例えば、車両の速度を考慮して、走行距離が車両１台分の長さに満たない距離を走行するのに要する時間である。

つぎに、比較部１７は、位置推定部１６の処理によって同時に取得されたものと見なすことができる観測位置を、車両の進行方向順に並び替える（ステップＳ８）。比較部１７は、車両の進行方向順に並び替えられた観測位置について、並びの前後で観測位置同士のペアを作成し、ペアの観測位置同士で、車両の進行方向位置の差分、車両の横断方向位置の差分、および車両の進行方向速度の差分を算出する。比較部１７は、各差分が、各項目で規定された閾値、具体的には、車両の進行方向位置の閾値、車両の横断方向位置の閾値、および車両の進行方向速度の閾値以内となる観測位置のペアがあるか否かを判定する（ステップＳ９）。車両の進行方向位置の閾値は、例えば、車両の長さに基づいて１８ｍ以内に設定する。また、車両の横断方向の閾値は、例えば、車両の横幅、または道路の幅、具体的に高速道路では３.５ｍなどを設定する。車両の進行方向速度の閾値は、例えば、±αｋｍ／ｈ以内を設定する。

各差分が、車両の進行方向位置の閾値、車両の横断方向位置の閾値、および車両の進行方向速度の閾値以内の場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、比較部１７は、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定する。比較部１７は、判定結果を同定処理部１８に通知する。同定処理部１８は、同一物体に由来すると判定されたペアの観測位置について、２つの観測位置のうちいずれかの観測位置の観測位置情報を削除、または２つの観測位置を統合した観測位置情報を生成する（ステップＳ１０）。物体同定装置１０は、ステップＳ９において各差分が閾値以内となる観測位置同士のペアがなくなるまで処理を繰り返し実施し、各差分が閾値以内となる観測位置同士のペアがなくなる、すなわちステップＳ９でＮｏとなった場合、処理を終了する。

物体同定装置１０が上記処理を行うことによって得られる効果について、具体的に説明する。

（１）地図情報を記憶していない場合との比較
物体同定装置１０は、地図情報を記憶していない場合と比較して、観測位置が同一物体に由来するものであるか否かの判定を、車両の進行方向位置および車両の横断方向位置で別々に閾値を設けて行うことができる。具体的に、物体同定装置１０は、車両の位置を、車両の進行方向位置の閾値、および車両の横断方向位置の閾値の２種類の閾値を用いて比較することができる。一方、地図情報を記憶していない装置では、観測位置が同一物体に由来するか否かの判定において、車両の位置を観測位置の２点間の相対距離で比較、すなわち１種類の距離閾値のみを用いて行うことになり、隣の車線の車両が同一物体と見なされる可能性がある。これは、車体が進行方向に長いのに対して車両の横断方向間の距離が短いためである。例えば、大型車は全長１０ｍ長となるのに対して、道路の幅は３.５ｍ以下となる場合がある。図８は、地図情報を記憶していない装置において、２つの観測位置を同一物体に由来するものと誤判定するときの例を示す図である。センサ６１が車両７１を観測したときの観測位置８１、およびセンサ６２が車両７２を観測したときの観測位置８２の位置関係を示している。このように、地図情報を記憶していない装置は、観測位置８１，８２間の距離が１種類の距離閾値以下の場合、観測位置８１，８２は同一物体の由来の観測位置であると誤判定する。これに対して、物体同定装置１０は、車両の進行方向位置の閾値に対して車両の横断方向位置の閾値を小さくすることで、このような誤判定を回避することができる。また、物体同定装置１０が地図情報を記憶していることで、各領域において、車両が等速直線運動をしているものと見なして処理を行うことができる。

（２）地図情報を道路の関数として記憶している場合との比較
物体同定装置１０は、地図情報を、道路の形を関数で表した形式で記憶しておくことも可能である。しかしながら、道路の形状は直線、円弧、クロソイド曲線、放物線などの複雑な組み合わせから生成されている上、実際の道路には製造誤差なども含まれるため一般的な関数の形式で表現することが難しい。また、任意のｎ次多項式を地図の実測値からモデリングする場合、多項式の補完方法によってはオーバーフィッティングが発生し、元の道路の形状とは全く違う形状の道路をモデリングしてしまう可能性がある。また、関数の形式で表された道路の場合、横断方向位置を求めるための観測位置と関数の垂線を求める演算、進行方向位置を求めるための関数の積分、観測位置の進行方向を算出するための接線方向の演算などを行う必要があり、道路の関数の形式によっては計算が煩雑、すなわち処理負荷が増大してしまうことになる。これに対して、物体同定装置１０は、前述のように、道路を直線近似できる領域に分割した地図情報を用いることによって、処理負荷を低減することができる。

（３）地図情報を道路の関数として記憶し、想定道路方向のみを取得した場合との比較
道路情報をある関数の形式で記憶した上で、関数から、関数の微分値によって想定道路方向の情報のみを取得し、想定道路方向を進行方向として用いて、観測位置同士の進行方向位置の差分および横断方向位置の差分を個別に算出することもできる。しかしながら、地図の統一基準から各物体同士の位置情報をもとに進行方向位置の差分および横断方向位置の差分を求めなくてはならない。この場合、全ての観測位置の組み合わせを用いて計算する必要があるため、観測位置ｍ個に対し観測位置同士の差分を算出する演算が_mＣ₂回かかる。一方、地図情報を記憶している物体同定装置１０は、進行方向位置について、前後の観測位置同士の差分を算出したため、物体の同定に必要な位置の差分を算出する演算が観測位置ｍ個に対しｍ−１回であり、処理負荷を低減することができる。

つづいて、物体同定装置１０のハードウェア構成について説明する。物体同定装置１０において、センサ設置情報記憶部１１および地図情報記憶部１２はメモリである。共通座標変換部１３、領域判定部１４、道基準位置変換部１５、位置推定部１６、比較部１７、および同定処理部１８は処理回路により実現される。すなわち、物体同定装置１０は、観測位置が同一物体の由来か否かを判定するための処理回路を備える。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

図９は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０の処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１およびメモリ９２で構成される場合、物体同定装置１０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、物体同定装置１０において、処理回路は、観測位置が同一物体の由来か否かを判定することが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、物体同定装置１０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。なお、センサ設置情報記憶部１１および地図情報記憶部１２のメモリはメモリ９２と同一であってもよい。

ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１０は、本実施の形態にかかる物体同定装置１０の処置回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図１０に示す処理回路９３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）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。物体同定装置１０の各機能を機能別に処理回路９３で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９３で実現してもよい。

なお、物体同定装置１０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、物体同定装置１０は、地図情報を記憶し、地図情報で示されるエリアが複数の領域に細分化されていることによって、カーブを走行する車両の運動モデルを各領域において全て直線を運動するモデルに置き換えることとした。これにより、物体同定装置１０は、物体すなわち車両を同定する際の処理負荷を低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１０ 物体同定装置、１１ センサ設置情報記憶部、１２ 地図情報記憶部、１３ 共通座標変換部、１４ 領域判定部、１５ 道基準位置変換部、１６ 位置推定部、１７ 比較部、１８ 同定処理部、２０ 路側装置。

Claims (9)

1. 道路の情報を示す地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
   複数のセンサから物体が観測された観測位置を示す観測位置情報を取得し、前記観測位置が前記地図情報で示されるエリアを分割したいずれかの領域内にあるか否かを判定する領域判定部と、
   前記地図情報の領域内と判定された前記観測位置を、前記地図情報を用いて、前記地図情報で示される領域の想定道路方向と平行な方向での位置を示す進行方向位置、および前記領域の想定道路方向と直交する方向での位置を示す横断方向位置に変換する道基準位置変換部と、
   複数の観測位置を進行方向順に並び替え、進行方向の前後の観測位置同士でペアを作成し、ペアの観測位置同士で前記進行方向位置の差分および前記横断方向位置の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する比較部と、
   を備えることを特徴とする物体同定装置。
2. 前記道基準位置変換部は、さらに、前記地図情報の領域内と判定された前記観測位置での物体の前記進行方向での速度を示す進行方向速度を算出し、
   前記比較部は、さらに、ペアの観測位置同士で前記進行方向速度の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の物体同定装置。
3. 前記地図情報は、当該地図情報で示される前記エリアが複数の領域に分割され、各領域は、各領域内で前記道路を直線近似できるサイズに分割されている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の物体同定装置。
4. 前記地図情報には、地図情報で示される道路の基準点である地図全体で共有する開始点、各領域での道路の基準点である領域の道開始点、地図情報で示される地図のエリアの分割状態を示す領域の分割情報、各領域での道路の方向を定めた領域の想定道路方向、前記物体が前記領域の想定道路方向で移動した場合に通過する領域の順番を示す領域の通過順序、および、前記地図全体で共有する開始点から各領域の道開始点までの距離を示す領域の道開始点距離の情報が含まれる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の物体同定装置。
5. 前記比較部で同一物体に由来すると判定されたペアの観測位置について、２つの観測位置のうち一方の観測位置の観測位置情報を削除、または２つの観測位置を統合した観測位置情報を生成する同定処理部、
   を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の物体同定装置。
6. 前記複数のセンサの設置位置の情報であるセンサ設置情報を記憶するセンサ設置情報記憶部と、
   前記複数のセンサから取得した前記観測位置情報で示される観測位置が各センサにおいて相対的な位置で示されていた場合、前記センサ設置情報を用いて、前記観測位置を各センサで共通の絶対座標の位置に変換する共通座標変換部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の物体同定装置。
7. 前記複数のセンサから取得した前記観測位置情報の取得時刻が観測位置情報毎に異なるとき、前記道基準位置変換部で変換された各観測位置を、基準となる参照時刻に取得した場合に推定される観測位置に変換する位置推定部、
   を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の物体同定装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の物体同定装置を備えることを特徴とする路側装置。
9. 領域判定部が、複数のセンサから物体が観測された観測位置を示す観測位置情報を取得し、前記観測位置が、道路の情報である地図情報で示されるエリアを分割したいずれかの領域内にあるか否かを判定する判定ステップと、
   道基準位置変換部が、前記地図情報の領域内と判定された前記観測位置を、前記地図情報を用いて、前記地図情報で示される領域の想定道路方向と平行な方向での位置を示す進行方向位置、および前記領域の想定道路方向と直交する方向での位置を示す横断方向位置に変換する変換ステップと、
   比較部が、位置変換後の複数の観測位置を進行方向順に並び替え、進行方向の前後の観測位置同士でペアを作成し、ペアの観測位置同士で前記進行方向位置の差分および前記横断方向位置の差分を算出し、各差分が各項目で規定された閾値以内のペアの観測位置は同一物体に由来するものと判定し、少なくとも１つの差分が閾値より大きいペアの観測位置は異なる物体に由来するものと判定する比較ステップと、
   を含むことを特徴とする物体同定方法。

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