特許 6825835 レーダ交通量計測装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6825835

(24)【登録日】2021年1月18日

(45)【発行日】2021年2月3日

(54)【発明の名称】レーダ交通量計測装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/01 20060101AFI20210121BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/01 D

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-135339(P2016-135339)

(22)【出願日】2016年7月7日

(65)【公開番号】特開2018-5786(P2018-5786A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年7月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】富木 洋一

【審査官】 秋山 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０５０３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２６１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９１７８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ２１／００−２１／３６

Ｂ６０Ｗ ３０／００ー５０／１６

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記物標信号検出部は、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が高いほど、前記物標信号の検出閾値を低くし、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が低いほど、前記物標信号の検出閾値を高くし、前記物標信号を検出する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項2】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における前記物標信号の分布密度が低いほど、前記物標信号の位置の近接程度よりも前記物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項3】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における前記物標信号の分布密度が高いほど、前記物標信号の速度の近接程度よりも前記物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項4】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする速度を座標軸とする空間内における前記物標信号の速度が速いほど、前記物標信号の位置の近接程度よりも前記物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項5】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする速度を座標軸とする空間内における前記物標信号の速度が遅いほど、前記物標信号の速度の近接程度よりも前記物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項6】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
前記クラスタに対応する物標について、前記クラスタを構成する前記物標信号の位置の分布に基づいて、大型車であるか小型車であるかを判定する大型／小型判定部と、
を備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項7】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
前記クラスタについて、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における軌跡を抽出し、前記軌跡に動きがない前記クラスタを交通量の計測対象から外し、前記軌跡に動きがある前記クラスタを交通量の計測対象に含めるクラスタ軌跡抽出部と、
を備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項8】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
前記反射強度の情報、前記物標信号又は前記クラスタについて、レーダからの距離及びレーダに対する方位を座標軸とする空間内における位置及び速度を、前記道路のレーンの走る方向及び前記道路のレーンを跨ぐ方向を座標軸とする空間内における位置及び速度に変換する座標変換部と、
前記座標変換部により座標変換がなされた前記クラスタに対応する物標について、前記道路の複数のレーンのうちいずれのレーンを通過するかを判定するレーン判定部と、
を備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項9】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、
を備え、
前記反射強度取得部は、交通量の計測対象の交差点近傍に設置されて少なくとも２方向をそれぞれ指向する少なくとも２台分のレーダ装置から、前記反射強度の情報を取得し、
前記クラスタに対応する物標について、前記物標信号の位置及び速度の変化に基づいて、前記交差点近傍を直進するか右折／左折するかを判定する交差点判定部、
をさらに備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置。

【請求項10】

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得ステップと、
前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出ステップと、
前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリングステップと、
を順に備え、
前記物標信号検出ステップは、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が高いほど、前記物標信号の検出閾値を低くし、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が低いほど、前記物標信号の検出閾値を高くし、前記物標信号を検出する、
ことを特徴とするレーダ交通量計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーダを用いて自動的に交通量を計測する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

人手によらず自動的に交通量を計測する技術が存在する。特許文献１では、カメラ画像を用いて自動的に交通量を計測する技術が開示されている。その他では、超音波センサや赤外線センサを用いて自動的に交通量を計測する技術が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１６２０１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、カメラ画像を用いて自動的に交通量を計測する技術は、暗所や悪天候に強くなく、カメラの設置が容易でなく、距離や速度の検出の精度が高くなく、時刻毎の画像間の相関の処理が容易でない。そして、超音波センサや赤外線センサを用いて自動的に交通量を計測する技術では、広範囲を監視することができない。

【0005】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、人手によらず自動的に交通量を計測するにあたり、暗所や悪天候に強くし、機器の設置を容易にし、距離や速度の検出の精度を高くし、時刻毎の画像間の相関の処理を容易にし、広範囲を監視することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、レーダを用いて自動的に交通量を計測することとした。そして、大型車や小型車や歩行者や自転車等の物標を、大きさのないポイントとして計測するのではなく、大きさのあるクラスタとして計測することとした。

【0007】

具体的には、本開示は、交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出部と、前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリング部と、を備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0008】

また、本開示は、交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得ステップと、前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する物標信号検出ステップと、前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成するクラスタリングステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ交通量計測方法である。

【0009】

この構成によれば、人手によらず自動的に交通量を計測するにあたり、暗所や悪天候に強くし、機器の設置を容易にし、距離や速度の検出の精度を高くし、時刻毎の画像間の相関の処理を容易にし、広範囲を監視することができる。そして、大型車や小型車や歩行者や自転車等の物標を、クラスタの大きさや速度に基づいて判別することができる。

【0010】

また、本開示は、前記物標信号検出部は、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が高いほど、前記物標信号の検出閾値を低くし、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が低いほど、前記物標信号の検出閾値を高くし、前記物標信号を検出することを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0011】

ここで、小型車については、レーダ信号が車体表面で鏡面反射することが少ないため、物標信号の検出閾値を高くしても、小型車由来の物標信号の位置が分離することが少ない。一方で、大型車については、レーダ信号が荷台天井で鏡面反射することが多いため、物標信号の検出閾値を高くすれば、大型車由来の物標信号の位置が分離することが多い。そこで、この構成のように、物標信号の検出閾値を低くすることにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

【0012】

また、本開示は、前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における前記物標信号の分布密度が低いほど、前記物標信号の位置の近接程度よりも前記物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成することを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0013】

ここで、物標信号の分布密度が低い非渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが多い。そこで、この構成のように、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

【0014】

また、本開示は、前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における前記物標信号の分布密度が高いほど、前記物標信号の速度の近接程度よりも前記物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成することを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0015】

ここで、物標信号の分布密度が高い渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが少ない。そこで、この構成のように、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、速度の近しい隣り合う車両を一台の車両と誤判定することを防止することができる。

【0016】

また、本開示は、前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする速度を座標軸とする空間内における前記物標信号の速度が速いほど、前記物標信号の位置の近接程度よりも前記物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成することを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0017】

ここで、物標信号の速度が速い非渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが多い。そこで、この構成のように、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

【0018】

また、本開示は、前記クラスタリング部は、レーダ設置位置を基準とする速度を座標軸とする空間内における前記物標信号の速度が遅いほど、前記物標信号の速度の近接程度よりも前記物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、前記クラスタを構成することを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0019】

ここで、物標信号の速度が遅い渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが少ない。そこで、この構成のように、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、速度の近しい隣り合う車両を一台の車両と誤判定することを防止することができる。

【0020】

また、本開示は、前記クラスタに対応する物標について、前記クラスタを構成する前記物標信号の位置の分布に基づいて、大型車であるか小型車であるかを判定する大型／小型判定部、をさらに備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0021】

この構成によれば、大型車や小型車を判別することができる。

【0022】

また、本開示は、前記クラスタについて、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における軌跡を抽出し、前記軌跡に動きがない前記クラスタを交通量の計測対象から外し、前記軌跡に動きがある前記クラスタを交通量の計測対象に含めるクラスタ軌跡抽出部、をさらに備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0023】

この構成によれば、路面反射や道路設備等を除外することができる。

【0024】

また、本開示は、前記反射強度の情報、前記物標信号又は前記クラスタについて、レーダからの距離及びレーダに対する方位を座標軸とする空間内における位置及び速度を、前記道路のレーンの走る方向及び前記道路のレーンを跨ぐ方向を座標軸とする空間内における位置及び速度に変換する座標変換部と、前記座標変換部により座標変換がなされた前記クラスタに対応する物標について、前記道路の複数のレーンのうちいずれのレーンを通過するかを判定するレーン判定部と、をさらに備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0025】

この構成によれば、車両毎の通過レーンを判定することができる。

【0026】

また、本開示は、前記反射強度取得部は、交通量の計測対象の交差点近傍に設置されて少なくとも２方向をそれぞれ指向する少なくとも２台分のレーダ装置から、前記反射強度の情報を取得し、前記クラスタに対応する物標について、前記物標信号の位置及び速度の変化に基づいて、前記交差点近傍を直進するか右折／左折するかを判定する交差点判定部、をさらに備えることを特徴とするレーダ交通量計測装置である。

【0027】

この構成によれば、車両毎の直進／右折／左折を判定することができる。

【発明の効果】

【0028】

このように、本開示によれば、人手によらず自動的に交通量を計測するにあたり、暗所や悪天候に強くし、機器の設置を容易にし、距離や速度の検出の精度を高くし、時刻毎の画像間の相関の処理を容易にし、広範囲を監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本開示のレーダ交通量計測装置の構成を示すブロック図である。

【図2】本開示のレーダ交通量計測装置の処理を示すフローチャートである。

【図3】本開示の物標信号検出の処理を示す図である。

【図4】本開示の物標信号検出の処理を示す図である。

【図5】本開示の座標変換の処理を示す図である。

【図6】本開示のクラスタリングの処理を示す図である。

【図7】本開示のクラスタリングの処理を示す図である。

【図8】本開示のクラスタリングの処理を示す図である。

【図9】本開示のクラスタ軌跡抽出の処理を示す図である。

【図10】本開示のレーン判定の処理を示す図である。

【図11】本開示の交差点判定の処理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

【0031】

本開示のレーダ交通量計測装置の構成及び処理を図１及び図２に示す。図５又は図１１のレーダセンサＲＳは、信号機や表示板や電信柱等の道路設備に設置される。レーダ交通量計測装置Ｍは、反射レーダ信号をレーダセンサＲＳから受信し、車両軌跡の情報を不図示のネットワークを介して不図示の交通量管理装置へと送信する。

【0032】

レーダ交通量計測装置Ｍは、反射強度取得部１、物標信号検出部２、座標変換部３、クラスタリング部４、クラスタ軌跡抽出部５、レーン判定部６、交差点判定部７及び大型／小型判定部８から構成され、ステップＳ１〜Ｓ８を実行する。

【0033】

反射強度取得部１は、交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する（ステップＳ１）。ここで、反射レーダ信号の伝搬遅延に基づいて、レーダセンサＲＳからのレーダの反射点の距離（図５の距離Ｒ）が計測され、複数のアンテナの間の反射レーダ信号の位相変化に基づいて、レーダセンサＲＳに対するレーダの反射点の方位（図５の方位θ）が計測され、複数のスイープの間の反射レーダ信号の位相変化に基づいて、レーダセンサＲＳに対するレーダの反射点の速度（図５の速度Ｖ）が計測される。

【0034】

物標信号検出部２は、上記の反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する（ステップＳ２）。本開示の物標信号検出の処理を図３及び図４に示す。

【0035】

物標信号検出部２は、路面反射等のバックグラウンドの反射強度に応じて、物標信号の検出閾値Ｔ１、Ｔ２を動的に設定し、強度ピークＰ１、Ｐ２を検出する。ここで、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が高いほど、物標信号の検出閾値Ｔ２を低くし、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が低いほど、物標信号の検出閾値Ｔ１を高くし、上記の物標信号を検出する。

【0036】

つまり、小型車については、レーダ信号が車体表面で鏡面反射することが少ないため、物標信号の検出閾値Ｔ１を高くしても、小型車由来の物標信号の位置が分離することが少ない。一方で、大型車については、レーダ信号が荷台天井で鏡面反射することが多いため、物標信号の検出閾値Ｔ１を高くすれば、大型車由来の物標信号の位置が分離することが多い。そこで、図３のように、物標信号の検出閾値Ｔ２を低くすることにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

【0037】

座標変換部３は、上記の物標信号について（上記の反射強度の情報又は後述のクラスタでもよい。）、レーダセンサＲＳからの距離及びレーダセンサＲＳに対する方位を座標軸とする空間内における位置及び速度を、道路のレーンの走る方向及び道路のレーンを跨ぐ方向を座標軸とする空間内における位置及び速度に変換する（ステップＳ３）。本開示の座標変換の処理を図５に示す。

【0038】

座標変換部３は、レーダセンサＲＳからのレーダの反射点ＲＰの距離Ｒ、レーダセンサＲＳに対するレーダの反射点ＲＰの方位θ及びレーダセンサＲＳに対するレーダの反射点ＲＰの速度Ｖを、道路のレーンを跨ぐ方向のレーダの反射点ＲＰの位置Ｘ（＝Ｒｓｉｎ（θ＋φ））、道路のレーンの走る方向のレーダの反射点ＲＰの位置Ｙ（＝Ｒｃｏｓ（θ＋φ））及び道路のレーンの走る方向のレーダの反射点ＲＰの速度Ｖに変換する。

【0039】

ここで、θは、レーダセンサＲＳの正面方向から見た、レーダの反射点ＲＰの方位であり、φは、道路のレーンの走る方向から見た、レーダセンサＲＳの正面の方位である。なお、上記の説明では、レーンの変更がない場合を考慮しているが、レーンの変更がある場合を考慮してもよい。また、上記の説明では、レーダセンサＲＳの設置高さを考慮していないが、レーダセンサＲＳの設置高さを考慮してもよい。

【0040】

クラスタリング部４は、上記の物標信号について、物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成する（ステップＳ４）。本開示のクラスタリングの処理を図６〜図８に示す。なお、図６〜図８の物標信号は、図面の簡便のため、少数の点群として記載している。

【0041】

具体的には、クラスタリング部４は、図６に示したように、位置及び速度が近接する７点の物標信号を、クラスタＣとしてまとめる。そして、クラスタＣについて、道路のレーンを跨ぐ方向の大きさＬ_Ｘ、道路のレーンの走る方向の大きさＬ_Ｙ、中心位置Ｒ_Ｃ及び代表速度Ｖ_Ｃ（例えば、７点の物標信号の速度の平均値）を計測する。

【0042】

ここで、クラスタリング部４は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における物標信号の分布密度が低いほど、及び／又は、物標信号の速度が速いほど、物標信号の位置の近接程度よりも物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタを構成してもよい。

【0043】

具体的には、クラスタリング部４は、図７に示したように、位置は近接せず速度は近接する上段の３点の物標信号と中段の３点の物標信号を、クラスタＣ１としてまとめる。一方で、中段の３点の物標信号とは位置が近接せず速度も近接しない下段の３点の物標信号を、クラスタＣ２としてまとめる。そして、クラスタＣ１、Ｃ２について、それぞれ、道路のレーンを跨ぐ方向の大きさＬ_Ｘ１、Ｌ_Ｘ２、道路のレーンの走る方向の大きさＬ_Ｙ１、Ｌ_Ｙ２、中心位置Ｒ_Ｃ１、Ｒ_Ｃ２及び代表速度Ｖ_Ｃ１、Ｖ_Ｃ２を計測する。

【0044】

ここで、物標信号の分布密度が低い、及び／又は、物標信号の速度が速い非渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが多い。そこで、図７のように、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

【0045】

一方で、クラスタリング部４は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における物標信号の分布密度が高いほど、及び／又は、物標信号の速度が遅いほど、物標信号の速度の近接程度よりも物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタを構成してもよい。

【0046】

具体的には、クラスタリング部４は、図８に示したように、速度は近接するが位置は近接しない上段の３点の物標信号と中段の３点の物標信号を、それぞれ、クラスタＣ３、Ｃ４としてまとめる。一方で、中段の３点の物標信号とは速度は近接するが位置は近接しない下段の３点の物標信号を、クラスタＣ５としてまとめる。そして、クラスタＣ３、Ｃ４、Ｃ５について、それぞれ、道路のレーンを跨ぐ方向の大きさＬ_Ｘ３、Ｌ_Ｘ４、Ｌ_Ｘ５、道路のレーンの走る方向の大きさＬ_Ｙ３、Ｌ_Ｙ４、Ｌ_Ｙ５、中心位置Ｒ_Ｃ３、Ｒ_Ｃ４、Ｒ_Ｃ５及び代表速度Ｖ_Ｃ３、Ｖ_Ｃ４、Ｖ_Ｃ５を計測する。

【0047】

ここで、物標信号の分布密度が高い、及び／又は、物標信号の速度が遅い渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが少ない。そこで、図８のように、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、速度の近しい隣り合う車両を一台の車両と誤判定することを防止することができる。

【0048】

クラスタ軌跡抽出部５は、上記のクラスタについて、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における軌跡を抽出し、その軌跡に動きがない上記のクラスタを交通量の計測対象から外し、その軌跡に動きがある上記のクラスタを交通量の計測対象に含める（ステップＳ５）。本開示のクラスタ軌跡抽出の処理を図９に示す。

【0049】

クラスタ軌跡抽出部５は、時刻ｔ１〜ｔ３におけるクラスタＣ６〜Ｃ８において、位置、速度（有限値）及び大きさについて時間相関があると判定する。そして、時刻ｔ１〜ｔ３におけるクラスタＣ６〜Ｃ８を、１個の物標の軌跡としてまとめる。さらに、その１個の物標の軌跡に動きがある（速度が有限値である）ことから、大型車や小型車や歩行者や自転車等によるものとして、その１個の物標を交通量の計測対象に含める。

【0050】

クラスタ軌跡抽出部５は、時刻ｔ１〜ｔ３におけるクラスタＣ９〜Ｃ１１において、位置、速度（ほぼ０）及び大きさについて時間相関があると判定する。そして、時刻ｔ１〜ｔ３におけるクラスタＣ９〜Ｃ１１を、１個の物標の軌跡としてまとめる。さらに、その１個の物標の軌跡に動きがない（速度がほぼ０である）ことから、路面反射や道路設備等によるものとして、その１個の物標を交通量の計測対象から外す。

【0051】

レーン判定部６は、座標変換部３により座標変換がなされた上記のクラスタに対応する物標について、道路の複数のレーンのうちいずれのレーンを通過するかを判定する（ステップＳ６）。本開示のレーン判定の処理を図１０に示す。

【0052】

レーン判定部６は、レーンＮｏ．１が道路のレーンを跨ぐ方向に位置Ｘ_Ｌ０から位置Ｘ_Ｌ１まで占めることを確認し、レーンＮｏ．２が道路のレーンを跨ぐ方向に位置Ｘ_Ｌ１から位置Ｘ_Ｌ２まで占めることを確認する。そして、クラスタＣ１２の中心位置が道路のレーンを跨ぐ方向に位置Ｘ_１（Ｘ_Ｌ０＜Ｘ_１＜Ｘ_Ｌ１）にあることから、クラスタＣ１２に対応する物標について、レーンＮｏ．１を通過すると判定する。さらに、クラスタＣ１３の中心位置が道路のレーンを跨ぐ方向に位置Ｘ_２（Ｘ_Ｌ１＜Ｘ_２＜Ｘ_Ｌ２）にあることから、クラスタＣ１３に対応する物標について、レーンＮｏ．２を通過すると判定する。

【0053】

交差点判定部７は、上記のクラスタに対応する物標について、物標信号の位置及び速度の変化に基づいて、交通量の計測対象の交差点近傍を直進するか右折／左折するかを判定する（ステップＳ７）。本開示の交差点判定の処理を図１１に示す。

【0054】

ステップＳ７に先立ち、ステップＳ１において、反射強度取得部１は、交通量の計測対象の交差点近傍に設置されて少なくとも２方向をそれぞれ指向する少なくとも２台分のレーダセンサＲＳから、上記の反射強度の情報を取得する。

【0055】

クラスタＣ１４、Ｃ１５に対応する物標は、交差点を左折／直進する前には、同一の道路上を並走する。クラスタＣ１５に対応する物標が交差点を直進した先には、レーダセンサＲＳ１が設置されている。クラスタＣ１４に対応する物標が交差点を左折した先には、レーダセンサＲＳ２が設置されている。以下では、レーダセンサＲＳ１、ＲＳ２について説明する。なお、交差点の中心位置に関して、レーダセンサＲＳ１の設置位置と点対称位置に、レーダセンサＲＳ３の設置位置がある。また、交差点の中心位置に関して、レーダセンサＲＳ２の設置位置と点対称位置に、レーダセンサＲＳ４の設置位置がある。

【0056】

交差点判定部７は、クラスタＣ１５に対応する物標について、以下の情報を取得する：（１）レーダセンサＲＳ１の設置位置に対する方位を変えることなく、レーダセンサＲＳ１の設置位置へとほぼ一定の速度で近づく、（２）レーダセンサＲＳ２の設置位置に対する方位を変えながら、レーダセンサＲＳ２の設置位置へと徐々に減速して近づいた後、レーダセンサＲＳ２の設置位置に対する方位を変えながら、レーダセンサＲＳ２の設置位置から徐々に加速して遠ざかる。そして、レーダセンサＲＳ２の設置位置をやり過ごし、レーダセンサＲＳ１の設置位置へと直進したと判定する。

【0057】

交差点判定部７は、クラスタＣ１４に対応する物標について、以下の情報を取得する：（１）レーダセンサＲＳ１の設置位置に対する方位を変えることなく、レーダセンサＲＳ１の設置位置へと徐々に減速して近づいた後、レーダセンサＲＳ１の設置位置に対する方位を変えながら、レーダセンサＲＳ１の設置位置から徐々に加速して遠ざかる、（２）レーダセンサＲＳ２の設置位置に対する方位を変えながら、レーダセンサＲＳ２の設置位置へと徐々に減速して近づいた後、レーダセンサＲＳ２の設置位置に対する方位を変えることなく、レーダセンサＲＳ２の設置位置へと徐々に加速して近づく。そして、レーダセンサＲＳ１の設置位置をやり過ごし、レーダセンサＲＳ２の設置位置へと左折したと判定する。

【0058】

大型／小型判定部８は、上記のクラスタに対応する物標について、クラスタを構成する物標信号の位置の分布に基づいて、大型車であるか小型車であるかを判定する（ステップＳ８）。例えば、大型／小型判定部８は、道路のレーンの走る方向のクラスタＣの大きさＬ_Ｙ（図６を参照）を所定閾値と比較する。そして、道路のレーンの走る方向の大きさＬ_Ｙが所定閾値より大きいクラスタＣに対応する物標について、大型車であると判定する。一方で、道路のレーンの走る方向の大きさＬ_Ｙが所定閾値より小さいクラスタＣに対応する物標について、小型車であると判定する。

【産業上の利用可能性】

【0059】

本開示のレーダ交通量計測装置及び方法は、人手によらず自動的に交通量を計測するにあたり、暗所や悪天候に強くし、機器の設置を容易にし、距離や速度の検出の精度を高くし、時刻毎の画像間の相関の処理を容易にし、広範囲を監視することができる。

【符号の説明】

【0060】

Ｍ：レーダ交通量計測装置
１：反射強度取得部
２：物標信号検出部
３：座標変換部
４：クラスタリング部
５：クラスタ軌跡抽出部
６：レーン判定部
７：交差点判定部
８：大型／小型判定部
Ｐ１、Ｐ２：強度ピーク
Ｔ１、Ｔ２：検出閾値
ＲＳ、ＲＳ１〜ＲＳ４：レーダセンサ
ＲＰ：反射点
Ｃ、Ｃ１〜Ｃ１５：クラスタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】