WO2018211638A1 - 物体同定装置、路側装置および物体同定方法 - Google Patents

物体同定装置、路側装置および物体同定方法 Download PDF

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響子 細井
健一 名倉
雄 末廣
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an object identification device, a roadside device, and an object identification method for identifying an object on the roadside.
  • Patent Document 1 discloses a technique for identifying the same object in an aircraft using a tracking function by a radar.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an object identification device capable of reducing the processing load for identifying an object.
  • the object identification device of the present invention includes a map information storage unit that stores map information that is road information. Further, the object identification device acquires observation position information indicating an observation position where the object is observed from a plurality of sensors, and determines whether or not the observation position is in any region obtained by dividing the area indicated by the map information.
  • An area determination unit for determining, and an observation position determined to be within the area of the map information, using the map information, a traveling direction position indicating a position in a direction parallel to the assumed road direction of the area indicated by the map information, and A road reference position conversion unit that converts the position of the region into a transverse position indicating a position in a direction orthogonal to the assumed road direction is provided.
  • the object identification device rearranges the plurality of observation positions after the position conversion in the traveling direction, creates a pair between the observation positions before and after the traveling direction, and compares the difference in the traveling direction position between the observation positions of the pair and the transverse direction.
  • a position difference is calculated, and it is determined that each pair of observation positions within a threshold specified by each item is derived from the same object, and at least one pair whose observation position is larger than the threshold is a different object.
  • a comparison unit that determines that it is derived.
  • the object identification device has an effect of reducing the processing load for identifying an object.
  • the block diagram which shows the structural example of the object identification apparatus with which a roadside apparatus is equipped
  • the figure which shows the example which plotted the observation position of the object observed with the device which does not have map information in the relative coordinate system parallel to latitude and longitude
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an object identification device 10 included in a roadside device 20 according to an embodiment of the present invention.
  • the roadside device 20 is a device such as an edge node installed on the roadside of a road such as an expressway, and includes an object identification device 10.
  • an outline of object identification processing performed by the object identification device 10 in the present embodiment will be described.
  • an object is assumed to be a vehicle on a road.
  • the object identification device 10 of the roadside device 20 installed on the roadside stores road shape information, that is, map information.
  • the object identification device 10 replaces the motion model of the vehicle traveling on the curve with a model that moves a straight line in each region by subdividing the area indicated by the map information into a plurality of regions.
  • the object identification apparatus 10 can reduce the processing load at the time of identifying a vehicle, ie, an object, compared with the case where several motion models, such as turning, are assumed.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example in which the observation position of the vehicle observed by an apparatus having no map information is plotted in a relative coordinate system parallel to the latitude and longitude.
  • the horizontal axis is the latitude direction and the vertical axis is the meridian direction with respect to a certain reference point.
  • the positional relationship between the observation position and the road is unknown.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which the observation position of the vehicle observed by the object identification device 10 according to the present embodiment is plotted together with the assumed road position.
  • the object identification device 10 compares the observation position of the vehicle with the road indicated by the map information stored in advance, so that the vehicle is orthogonal to the position of the traveling direction and the traveling direction. The position in the transverse direction that is the direction can be derived.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which the object identification apparatus 10 according to the present embodiment replaces the observation position of the object with a relative distance from the road.
  • the object identification device 10 replaces a vehicle traveling on a curve with a vehicle traveling on a straight line by using map information in which an area is subdivided into a plurality of regions. Thereby, the object identification device 10 can easily determine whether two observation positions are derived from the same object or from another object.
  • the road start point on the map is information included in the map information. Details of the map information will be described later.
  • the position in the traveling direction of the map indicates the position of the vehicle on the road
  • the position in the crossing direction of the map indicates the position of the vehicle from the road center in the direction orthogonal to the road, that is, the traveling direction of the vehicle.
  • the object identification device 10 includes a sensor installation information storage unit 11, a map information storage unit 12, a common coordinate conversion unit 13, an area determination unit 14, a road reference position conversion unit 15, a position estimation unit 16, and a comparison unit. 17 and an identification processing unit 18.
  • the sensor installation information storage unit 11 stores sensor installation information that is information on the installation positions of a plurality of sensors (not shown).
  • the sensor observes the vehicle on the road side and outputs observation position information indicating the observation position, which is the position of the vehicle when the vehicle is observed, to the common coordinate conversion unit 13. It is assumed that there are a plurality of sensors.
  • the sensor installation information is position information in the absolute coordinate system common to the sensors, but may be position information based on the position of the reference sensor in the absolute coordinate system and the relative position of other sensors with respect to the reference sensor. Good.
  • the map information storage unit 12 stores map information that is information on the road on which the vehicle is traveling.
  • the map information storage unit 12 stores road information on the map as a combination of a plurality of straight lines. That is, the map information storage unit 12 stores information on a road to be managed, that is, an area, as map information divided into a plurality of areas according to the curve of the road. In the divided area, the road is treated as a straight line.
  • the map information the area indicated by the map information is divided into a plurality of areas, and each area is divided into sizes that allow a road to be linearly approximated within each area.
  • the map information stored in the map information storage unit 12 includes region division information, region passage order, region road start point, region assumed road direction, start point shared by the entire map, and region road start point. Contains information such as distance.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the contents of the map information stored in the map information storage unit 12 of the object identification device 10 of the present embodiment.
  • the area division information is information indicating the division state of the area of the map indicated by the map information stored in the map information storage unit 12.
  • the area division state is, for example, the number of divisions of the map area indicated by the map information and the shape of each area.
  • the map area is divided into three areas # 1 to # 3, and each area has a rectangular shape.
  • the passing order of the areas indicates the order of the areas that pass when the vehicle moves in the assumed road direction of the area.
  • identification information such as “# 1”, “# 2”, and “# 3” assigned to each area corresponds to the passing order of the areas.
  • the road start point of the area is a road reference point in each area, and is information on a start point at which the road starts in each area.
  • a road start point 31 in region # 1, a road start point 32 in region # 2, and a road start point 33 in region # 3 are shown.
  • the assumed road direction of the area is information that defines the extending direction of the road in each area. In the following description, the road extending direction is simply referred to as the road direction. As described above, the road is a straight line within each region.
  • an assumed road direction 41 of area # 1, an assumed road direction 42 of area # 2, and an assumed road direction 43 of area # 3 are shown.
  • the start point 51 shared by the entire map is the same as the road start point of the first area, in the example of FIG. 5, the road start point 31 of the area # 1.
  • the start point 51 shared by the entire map is a road reference point indicated by the map information, and is also referred to as a road start point of the map.
  • the road start point distance of an area is the distance from the start point 51 shared by the entire map to the road start point of each area. As described above, since the road start point 31 of the area # 1 is the same as the start point 51 shared by the entire map, the road start point distance of the area # 1 is “0”. In the example of FIG.
  • the distance from the start point 51 shared by the entire map to the road start point 32 of the region # 2 is the road start point distance L1 of the region # 2, and from the start point 51 shared by the entire map to the region # 2
  • the distance to the third road start point 33 is the road start point distance (L1 + L2) of the region # 3.
  • the range of the map area indicated by the map information may be determined in any format as long as it covers the range where the vehicle needs to be observed.
  • the area may be specified according to the curve in a rectangular shape, or the area may be divided into a circle, a trapezoid, or the like. Further, in the example of FIG. 5, it is assumed that the vehicle travels from left to right.
  • the position of the road at the right end of region # 3 is set as the starting point. And it is sufficient. Further, when the vehicle travels from the right to the left, the vehicle may be handled with the vehicle speed as a starting point at the position of the road at the left end of the region # 1.
  • the common coordinate conversion unit 13 stores the sensor installation information stored in the sensor installation information storage unit 11. Is used to convert the observation position to the position of the absolute coordinate system common to each sensor. For example, when the observation position of the vehicle measured by a certain sensor is in a vector format indicated by the direction and distance from the sensor, the common coordinate conversion unit 13 stores the sensor installation information stored in the sensor installation information storage unit 11. , The position of the direction and distance indicated by the vector from the position coordinates of the corresponding sensor is converted as the position of the vehicle indicated by the observation position.
  • the object identification device 10 includes the sensor installation information storage unit 11 and the common coordinate conversion. The part 13 can be omitted.
  • the region determination unit 14 acquires the observation position information converted by the common coordinate conversion unit 13 and determines whether the observation position is in any region obtained by dividing the area indicated by the map information. Based on the map information acquired from the map information storage unit 12, the region determination unit 14 determines to which region the observation position belongs from the division information of the region included in the map information.
  • the road reference position conversion unit 15 Based on the map information acquired from the map information storage unit 12 and the region determination result of the region determination unit 14, the road reference position conversion unit 15 indicates the observation position determined to be within the region of the map information as map information.
  • the vehicle travel direction position indicating the position of the region in the direction parallel to the assumed road direction and the vehicle transverse direction position indicating the position of the region in the direction orthogonal to the assumed road direction are converted. Further, the road reference position conversion unit 15 calculates the traveling direction speed of the vehicle at the observation position. The detailed operation of the road reference position conversion unit 15 will be described later.
  • the position estimation unit 16 acquires each observation position converted by the road reference position conversion unit 15 at a reference time serving as a reference. Convert to the estimated observation position. Detailed operation of the position estimation unit 16 will be described later.
  • the comparison unit 17 rearranges the plurality of observation positions after the position conversion in the traveling direction, and compares the observation positions before and after. Specifically, the comparison unit 17 creates a pair between the observation positions before and after the traveling direction, the difference in the vehicle traveling direction position between the paired observation positions, the difference in the vehicle transverse direction position, and the vehicle traveling direction. A difference in speed is calculated, and it is determined whether or not each difference is within a threshold defined by each item. The comparison unit 17 determines that the observation positions of the pair whose difference is within the threshold defined by each item are derived from the same object, and the observation positions of the pair whose at least one difference is greater than the threshold are derived from different objects. Judge that it is.
  • the comparison unit 17 calculates the difference in the vehicle traveling direction position and the difference in the vehicle transverse direction position between the pair of observation positions, and whether each difference, here, the two differences are within the threshold values defined in each item. The determination may be made depending on whether or not.
  • the identification processing unit 18 discards the observation position information for one of the two observation positions or integrates the two observation positions for the pair of observation positions determined to be derived from the same object by the comparison unit 17. Generate observation position information.
  • the identification processing unit 18 outputs the object identification result obtained by repeatedly generating the observation position information by discarding the observation position information or integrating the two observation positions.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the object identification device 10 according to the present exemplary embodiment.
  • the common coordinate conversion unit 13 acquires observation position information from a sensor (step S1).
  • the common coordinate conversion unit 13 shares the acquired observation position with each sensor such as latitude and longitude or coordinates obtained by converting latitude and longitude into meters from a relative coordinate system that is relative position information observed by the sensor. Is converted into an absolute coordinate system (step S2).
  • the relative position information measured by the sensor includes information such as the distance from the sensor to the observation position and the angle of the observation position viewed from the sensor, for example, when a laser is used as the sensor.
  • the object identification device 10 can omit the operation of step S2. .
  • the region determination unit 14 acquires map information from the map information storage unit 12, and determines whether or not the observation position is within the region of the map indicated by the map information (step S3). Specifically, the region determination unit 14 determines whether or not the observation position is included in any region of the map information illustrated in FIG. When the observation position is in the area indicated by the map information (step S3: Yes), the area determination unit 14 notifies the road reference position conversion unit 15 that the observation position is in the map information area. Further, the region determination unit 14 outputs the observation position information to the road reference position conversion unit 15.
  • the road reference position conversion unit 15 refers to the map information, and uses the road start point of the region including the observation position and the assumed road direction of the vehicle to convert the observation position to the vehicle traveling direction position X relative to the road of the map information. Conversion to the transverse position Y is performed (step S4).
  • the road reference position conversion unit 15 can calculate the traveling direction position X of the vehicle and the transverse direction position Y of the vehicle using, for example, the following method, but the traveling direction position X of the vehicle and the transverse direction position Y of the vehicle are calculated. Any calculation method may be used as long as it can be calculated.
  • the assumed road direction of the vehicle and the traveling direction of the vehicle are parallel, and the assumed road direction of the vehicle and the transverse direction of the vehicle are considered to be orthogonal. Therefore, if the angle of the assumed road direction when the prescribed direction on the map is used as a reference is ⁇ , the traveling direction road vector D (bold) hor is determined as shown in the equation (1), and the transverse road vector D ( (Bold) Ver is determined as shown in equation (2).
  • the coordinates of the road starting point region P (bold) road (X road, Y road)
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of processing for converting observation position information into a traveling direction position in a region and a transverse direction position in the region in the object identification device 10 according to the present exemplary embodiment. For example, in FIG.
  • the distance from the start point 51 shared by the entire map to the road start point 32 of the region # 2, that is, the road start point distance L1 of the region # 2 is set in the region.
  • the value added to the traveling direction position X area is the traveling direction position X of the vehicle.
  • the value added to the direction position X area is the vehicle traveling direction position X.
  • the transverse position Y area in the region coincides with the desired transverse position Y of the vehicle.
  • the road reference position conversion unit 15 can calculate the vehicle traveling direction position X and the vehicle transverse direction position Y using the map information. Further, the road reference position conversion unit 15 calculates a traveling direction speed indicating a speed in the traveling direction of the vehicle (step S6). Specifically, when the sensor is a radar, for example, the road reference position conversion unit 15 uses the angle ⁇ between the assumed road direction of the vehicle and the measurement direction of the sensor to project the Doppler velocity projected in the observed direction. From V get , the traveling direction velocity V X can be calculated as shown in Equation (5).
  • V X V get / cos ⁇ (5)
  • the area determination unit 14 discards the observation position information (step S5).
  • the position estimation unit 16 converts observation positions acquired at different times into observation positions estimated when acquired at a reference time that is a reference time (step S7).
  • the reference time is T ref and the observation position information acquisition time is T get .
  • the moving direction of the vehicle can be regarded as a straight line based on the assumed road direction of the area included in the map information stored in the map information storage unit 12 of the object identification device 10. Further, when operating a dynamic map having a fast update cycle, for example, an update cycle of 100 ms or less, the time difference between the reference time T ref and the observation position acquisition time T get is short, and the vehicle is considered to be moving at a constant speed. be able to.
  • the position estimation unit 16 uses the estimated traveling direction position X est of the vehicle, the estimated transverse direction position Y est of the vehicle, and the estimated traveling direction speed V est of the vehicle at the reference time T ref as the acquisition time T of the observation position information. Assuming that the vehicle observed at get has made a linear motion at a constant velocity, it can be calculated using the traveling direction position X at the acquisition time T get , the vehicle transverse direction position Y, and the traveling direction speed V X of the vehicle. Specifically, the position estimation unit 16 calculates the estimated traveling direction position X est , the estimated transverse direction position Y est , and the estimated traveling direction speed V est at the reference time T ref from the following formulas (6) to (8). Can be easily calculated.
  • the position estimation unit 16 can handle data observation position information of different acquisition time T The get as acquired on the same reference time T ref.
  • the position estimator 16 uses the map information to represent the vehicle in the traveling direction and the crossing direction, so that the estimation process is performed assuming that the vehicle has made a constant linear motion regardless of whether the road is a straight line or a curve. It can be performed.
  • the reference time T ref may be the next transmission time of the dynamic map or the previous transmission time of the dynamic map.
  • the object identification device 10 can omit the operation of step S6.
  • the position estimation unit 16 may regard the acquisition times in the specified period as the same even if the acquisition times are strictly different.
  • the prescribed period is, for example, the time required to travel a distance that is less than the length of one vehicle in consideration of the speed of the vehicle.
  • the comparison unit 17 rearranges the observation positions that can be regarded as being simultaneously acquired by the processing of the position estimation unit 16 in the order in which the vehicle travels (step S8).
  • the comparison unit 17 creates a pair of observation positions before and after the arrangement for the observation positions rearranged in the order of travel of the vehicle, the difference in the travel direction position of the vehicle between the pair of observation positions, and the cross direction of the vehicle A difference in position and a difference in speed in the traveling direction of the vehicle are calculated.
  • the comparison unit 17 observes that each difference is within the threshold value defined by each item, specifically, the threshold value of the vehicle traveling direction position, the threshold value of the vehicle transverse direction position, and the threshold value of the vehicle traveling direction speed. It is determined whether there is a position pair (step S9).
  • the threshold value of the vehicle traveling direction position is set within 18 m based on the length of the vehicle, for example. Further, the threshold value in the crossing direction of the vehicle is set to, for example, the horizontal width of the vehicle or the width of the road, specifically 3.5 m on the expressway. The threshold value of the vehicle traveling direction speed is set within ⁇ ⁇ km / h, for example.
  • the comparison unit 17 defines each difference in each item. It is determined that the pair of observation positions within the threshold value are derived from the same object.
  • the comparison unit 17 notifies the determination result to the identification processing unit 18.
  • the identification processing unit 18 deletes the observation position information of one of the two observation positions or the observation position information obtained by integrating the two observation positions for the pair of observation positions determined to be derived from the same object. Generate (step S10).
  • the object identification device 10 repeats the process until there are no pairs of observation positions whose differences are within the threshold in step S9, and there are no pairs of observation positions where the differences are within the threshold, that is, No in step S9. If it becomes, the process is terminated.
  • the object identification device 10 determines whether or not the observation position is derived from the same object as compared with the case where no map information is stored.
  • the threshold value can be set separately for the vehicle traveling direction position and the vehicle transverse direction position. Specifically, the object identification device 10 can compare the position of the vehicle by using two types of threshold values: a threshold value of the vehicle traveling direction position and a threshold value of the vehicle transverse direction position.
  • a threshold value of the vehicle traveling direction position in determining whether the observation position is derived from the same object, the vehicle position is compared with the relative distance between the two observation positions, that is, only one type of distance threshold value is used.
  • the vehicle in the adjacent lane may be regarded as the same object.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which two observation positions are erroneously determined to be derived from the same object in an apparatus that does not store map information. The positional relationship between the observation position 81 when the sensor 61 observes the vehicle 71 and the observation position 82 when the sensor 62 observes the vehicle 72 is shown.
  • the apparatus that does not store the map information erroneously determines that the observation positions 81 and 82 are observation positions derived from the same object when the distance between the observation positions 81 and 82 is equal to or less than one type of distance threshold.
  • the object identification device 10 can avoid such an erroneous determination by making the threshold value of the vehicle transverse direction position smaller than the threshold value of the vehicle traveling direction position. Further, since the object identification device 10 stores the map information, the processing can be performed on the assumption that the vehicle is moving at a constant linear velocity in each region.
  • the object identification device 10 can also store map information in a form that expresses the road shape as a function.
  • the shape of the road is generated from a complex combination of straight lines, arcs, clothoid curves, parabolas, etc., and actual roads also include manufacturing errors, so it is difficult to express them in the form of general functions.
  • overfitting may occur depending on the interpolation method of the polynomial, and there is a possibility of modeling a road having a shape completely different from the original road shape. .
  • the object identification device 10 can reduce the processing load by using the map information obtained by dividing the road into regions that can be linearly approximated.
  • the object identification device 10 that stores the map information calculates the difference between the previous and next observation positions for the position in the traveling direction, so that the calculation for calculating the difference between the positions necessary for object identification is performed at m observation positions. On the other hand, m-1 times, and the processing load can be reduced.
  • the sensor installation information storage unit 11 and the map information storage unit 12 are memories.
  • the common coordinate conversion unit 13, the region determination unit 14, the road reference position conversion unit 15, the position estimation unit 16, the comparison unit 17, and the identification processing unit 18 are realized by a processing circuit. That is, the object identification device 10 includes a processing circuit for determining whether or not the observation position is derived from the same object.
  • the processing circuit may be a processor and a memory that execute a program stored in the memory, or may be dedicated hardware.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the processing circuit of the object identification device 10 according to the present embodiment is configured by a processor and a memory.
  • the processing circuit includes the processor 91 and the memory 92
  • each function of the processing circuit of the object identification device 10 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software or firmware is described as a program and stored in the memory 92.
  • each function is realized by the processor 91 reading and executing the program stored in the memory 92. That is, in the object identification device 10, the processing circuit includes a memory 92 for storing a program that is executed as a result of determining whether or not the observation position is derived from the same object.
  • These programs can also be said to cause a computer to execute the procedure and method of the object identification device 10.
  • the memory of the sensor installation information storage unit 11 and the map information storage unit 12 may be the same as the memory 92.
  • the processor 91 may be a CPU (Central Processing Unit), a processing device, an arithmetic device, a microprocessor, a microcomputer, or a DSP (Digital Signal Processor).
  • the memory 92 is nonvolatile or volatile, such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), and the like.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory such as EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (registered trademark) (Electrically EPROM), and the like.
  • Such semiconductor memory, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD (Digital Versatile Disc), and the like are applicable.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the treatment circuit of the object identification device 10 according to the present embodiment is configured by dedicated hardware.
  • the processing circuit is configured with dedicated hardware
  • the processing circuit 93 shown in FIG. 10 includes, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), An FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable.
  • Each function of the object identification device 10 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be realized by the processing circuit 93 collectively.
  • a part is implement
  • the processing circuit can realize the above-described functions by dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
  • the object identification device 10 stores the map information, and the vehicle traveling on the curve by dividing the area indicated by the map information into a plurality of regions.
  • the motion model is replaced with a model that moves a straight line in each region.
  • the object identification apparatus 10 can reduce the processing load at the time of identifying an object, ie, a vehicle.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 10 object identification device 11 sensor installation information storage unit, 12 map information storage unit, 13 common coordinate conversion unit, 14 area determination unit, 15 road reference position conversion unit, 16 position estimation unit, 17 comparison unit, 18 identification processing unit, 20 Roadside device.

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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

物体同定装置、路側装置および物体同定方法
　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＝（Ｘroad，Ｙroad）とすると、道基準位置変換部１５は、領域内の進行方向位置Ｘarea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Ｙareaを式（４）によって算出することができる。
　Ｘarea＝Ｄ（太字）hor・（Ｓ（太字）－Ｐ（太字）road）　…（３）
　Ｙarea＝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Ｘarea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Ｘarea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Ｘarea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Ｘarea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Ｙarea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Ｖgetから、進行方向速度ＶXを式（５）のように算出できる。
　ＶX＝Ｖget／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Ｔrefとし、観測位置情報の取得時刻をＴget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Ｔrefと観測位置の取得時刻Ｔget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Ｔrefでの車両の推定進行方向位置Ｘest、車両の推定横断方向位置Ｙest、および車両の推定進行方向速度Ｖestを、観測位置情報の取得時刻Ｔget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Ｔget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ＶXを用いて算出できる。具体的に、位置推定部１６は、参照時刻Ｔrefでの推定進行方向位置Ｘest、推定横断方向位置Ｙest、および推定進行方向速度Ｖestを、次の式（６）から式（８）によって容易に算出できる。
　Ｘest＝Ｘ＋ＶX×（Ｔref－Ｔget）　…（６）
　Ｙest＝Ｘ　…（７）
　Ｖest＝Ｖ　…（８）
　このように、位置推定部１６は、異なる取得時刻Ｔgetの観測位置情報のデータを同一の参照時刻Ｔref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Ｔref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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