特開 2024-118246 物体追跡装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118246

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】物体追跡装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/72 20060101AFI20240823BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20240823BHJP

   G01S 17/931 20200101ALI20240823BHJP

   G01S 17/58 20060101ALI20240823BHJP

【ＦＩ】

G01S13/72

G01S13/931

G01S17/931

G01S17/58

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024584

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】赤峰 悠介

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 敏幸

【テーマコード（参考）】

5J070

5J084

【Ｆターム（参考）】

5J070AC01

5J070AC02

5J070AC06

5J070AC13

5J070AE01

5J070AF03

5J070AK40

5J070BB04

5J070BB06

5J070BB16

5J070BB17

5J084AA04

5J084AA05

5J084AA07

5J084AA10

5J084AA13

5J084AB01

5J084AC02

5J084CA31

5J084EA23

(57)【要約】

【課題】観測状況によらず、安定した物体の追跡が可能な物体追跡装置を提供する。
【解決手段】物体追跡装置は、センサ部と、第１追跡部１５と、第２追跡部１７と、選択部１３と、追跡制御部１４と、を備える。第１追跡部は、処理サイクルごとに、センサ部により取得された少なくとも一つの観測値に基づいて、点としてモデル化した少なくとも一つの第１物標の追跡を実行する。第２追跡部は、処理サイクルごとに、センサ部により取得された少なくとも一つの観測値に基づいて、領域を有する形状としてモデル化した第２物標の追跡を実行する。選択部は、少なくとも一つの第１物標又は第２物標の状態に応じて、第１追跡部及び第２追跡部のうちの一方を選択する。追跡制御部は、選択部により選択された一方のみに追跡を実行させる、又は、一方による追跡の結果を出力させる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体（５０）に搭載されたセンサ部（１１）であって、前記移動体の周辺にセンサ波を送受信することにより、処理サイクルごとに、少なくとも一つの観測値を取得するように構成されたセンサ部と、
前記処理サイクルごとに、前記センサ部により取得された前記少なくとも一つの観測値に基づいて、点としてモデル化した少なくとも一つの第１物標の追跡を実行するように構成された第１追跡部（１５）と、
前記処理サイクルごとに、前記センサ部により取得された前記少なくとも一つの観測値に基づいて、領域を有する形状としてモデル化した第２物標の追跡を実行するように構成された第２追跡部（１７）と、
前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標の状態に応じて、前記第１追跡部及び前記第２追跡部のうちの一方を選択するように構成された選択部（１３）と、
前記選択部により選択された前記一方のみに前記追跡を実行させる、又は、前記一方による前記追跡の結果を出力させるように構成された、追跡制御部（１４）と、を備える、
物体追跡装置。

【請求項2】

前記第１追跡部（１５）は、
前記処理サイクルごとに、物体での前記センサ波の反射位置を含む前記少なくとも一つの第１物標の状態であって、過去に推定された前記少なくとも一つの第１物標の状態に基づいて、現在の前記少なくとも一つの第１物標の状態を予測した値である少なくとも一つの第１予測値を算出するように構成された第１予測値算出部と、
前記第１予測値算出部により算出された前記少なくとも一つの第１予測値と、前記少なくとも一つの観測値とを関連付けるように構成された第１関連付け部と、
前記第１関連付け部により関連付けられた前記少なくとも一つの第１予測値と、前記少なくとも一つの観測値とから、前記少なくとも一つの第１物標の状態を推定するように構成された第１推定部と、を備える、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項3】

前記第２追跡部（１７）は、
前記処理サイクルごとに、前記物体の位置及び向きを含む前記第２物標の状態であって、過去に推定された前記第２物標の状態に基づいて、現在の前記第２物標の状態及び存在領域を予測した値である複数の第２予測値を算出するように構成された第２予測値算出部と、
前記第２予測値算出部により算出された前記複数の第２予測値と、前記少なくとも一つの観測値とを関連付けるように構成された第２関連付け部と、
前記第２関連付け部により関連付けられた前複数の記第２予測値の各々と、前記少なくとも一つの観測値とから、前記第２物標の状態を推定するように構成された第２推定部と、を備える、
請求項２に記載の物体追跡装置。

【請求項4】

前記選択部（１３）は、前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標の距離が所定距離以上である場合に、前記第１追跡部を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項5】

前記選択部（１３）は、前記少なくとも一つの観測値のうち前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標の近傍の観測値の数が所定数以下である場合に、前記第１追跡部を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項6】

前記選択部（１３）は、
前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標に対応する物体の種別が、自動車か否か判定し、
前記種別が前記自動車以外と判定した場合に、前記第１追跡部を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項7】

前記追跡制御部（１４）は、前記第１追跡部及び前記第２追跡部に前記追跡を実行させ、前記選択部により選択された前記一方による前記追跡の結果を出力させるように構成されており、
前記選択部（１３）は、前記第１追跡部及び前記第２追跡部のうち前記追跡の誤差が小さい方を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項8】

前記選択部（１３）は、同じ前記物体に対応する前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標が最初に検知されてから経過した時間が、所定時間以下である場合に、前記第１追跡部を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項9】

（ｉ）前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標の距離、（ｉｉ）前記少なくとも一つの観測値に含まれる観測値の数、（ｉｉｉ）前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標に対応する物体の種別、（ｉｖ）前記第１追跡部及び前記第２追跡部による前記追跡の誤差、及び、（ｖ）前記少なくとも一つの第１物標又は前記第２物標が最初に検知されてから経過した時間、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記第１追跡部による前記追跡及び前記第２追跡部による前記追跡の信頼度を算出するように構成された信頼度算出部を更に備え、
前記選択部（１３）は、前記第１追跡部及び前記第２追跡部のうち、前記信頼度算出部により算出された前記信頼度が高い方を選択するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項10】

前記第１予測値算出部は、第１運動モデルに基づいて、前記第１予測値を算出するように構成されており、
前記第２予測値算出部は、前記第１運動モデルと異なる第２運動モデルに基づいて、前記第２予測値を算出するように構成されている、
請求項３に記載の物体追跡装置。

【請求項11】

前記第１運動モデルは、直進運動モデルであり、
前記第２運動モデルは、旋回運動モデルである、
請求項１０に記載の物体追跡装置。

【請求項12】

前記少なくとも一つの第１物標は、複数の第１物標を含み、
前記追跡制御部（１４）は、前記選択部（１３）により選択された前記一方のみに前記追跡を実行させるように構成されており、
前記第２追跡部（１７）は、前記選択部により選択された前記一方が前記第１追跡部（１５）から前記第２追跡部に変わった場合に、前記複数の第１物標のうち同じ物体に対応する第１物標をグルーピングし、グルーピングされた前記第１物標の中から代表物標を選択し、選択された前記代表物標を基準にして、前記第２物標を生成するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項13】

前記追跡制御部（１４）は、前記選択部（１３）により選択された前記一方のみに前記追跡を実行させるように構成されており、
前記第１追跡部（１５）は、前記選択部により選択された前記一方が前記第２追跡部（１７）から前記第１追跡部に変わった場合に、前記第２物標の近傍の少なくとも一つの観測値に基づいて、前記少なくとも一つの第１物標を生成するように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項14】

前記追跡制御部（１４）は、前記追跡の結果とともに、前記第１追跡部及び前記第２追跡部のどちらの前記追跡の結果であるかを、出力させるように構成されている、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【請求項15】

前記センサ部（１１）は、電波レーダ、ライダー、及びソナーのいずれかである、
請求項１に記載の物体追跡装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動体が周囲の物体を追跡する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１に記載の拡張物体追跡（以下、ＥＯＴ）では、レーダ装置が受信する反射信号が物標の輪郭で生じるとの仮定の下で、物標の予測輪郭上の予測値が、観測値と関連付けられて、物標の運動状態が時系列的に推定される。具体的には、上述のＥＯＴでは、予測輪郭の中心及び観測値を通る直線と予測輪郭との交点が、予測値として算出され、算出された予測値が、予測値と同じ直線上の観測値と関連付けられる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】時澤宗一郎、米陀佳祐、菅沼直樹、自動運転のための安定性とリアルタイム性とを良質した拡張物体追跡、自動車技術会論文集、Vol.52、No.5、September 2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のＥＯＴは、観測値の数が多い場合には、物標の状態を安定して推定することができるが、観測値の数が少ない場合には、観測値を物体の形状に適切に対応付けることが難しく、物標の状態の推定精度が低下し得る。

【0005】

本開示の１つの局面は、観測状況によらず、安定した物体の追跡が可能な物体追跡装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の１つの局面の物体追跡装置は、センサ部と、第１追跡部（１５）と、第２追跡部（１７）と、選択部（１３）と、追跡制御部（１４）と、を備える。センサ部は、移動体（５０）に搭載され、移動体の周辺にセンサ波を送受信することにより、処理サイクルごとに、少なくとも一つの観測値を取得するように構成される。第１追跡部は、処理サイクルごとに、センサ部により取得された少なくとも一つの観測値に基づいて、点としてモデル化した少なくとも一つの第１物標の追跡を実行するように構成される。第２追跡部は、処理サイクルごとに、センサ部により取得された少なくとも一つの観測値に基づいて、領域を有する形状としてモデル化した第２物標の追跡を実行するように構成される。選択部は、少なくとも一つの第１物標又は第２物標の状態に応じて、第１追跡部及び第２追跡部のうちの一方を選択するように構成される。追跡制御部は、選択部により選択された一方のみに追跡を実行させる、又は、一方による追跡の結果を出力させるように構成される。

【0007】

本開示の１つの局面の物体追跡装置は、点追跡を実行する第１追跡部と、ＥＯＴを実行する第２追跡部とを備える。第１追跡部は、観測値の数が多い場合には、物標と観測値との誤った関連付けが発生し、物体の追跡精度が低下し得るが、観測値の数が少ない場合には、安定した物体の追跡を実現できる。一方、第２追跡部は、観測値の数が多い場合には、安定した物体の追跡を実現できるが、観測値の数が少ない場合には、形状と観測値との対応付けが困難になり、物体の追跡精度が低下し得る。物標の状態に応じて、第１追跡部及び第２追跡部の一方が選択されることにより、安定した物体の追跡を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る物体追跡装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る物体追跡装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本実施形態に係るセンサ部の車両における搭載位置及び検知範囲の一例を示す図である。

【図4】本実施形態に係るセンサ部の車両における搭載位置及び検知範囲の別の一例を示す図である。

【図5】本実施形態に係る物体追跡装置が実行する追跡処理を示すフローチャートである。

【図6】本実施形態に係る物体追跡装置が実行する選択処理を示すフローチャートである。

【図7】本実施形態に係る第１追跡処理の概要を示す図である。

【図8】本実施形態に係る第２追跡処理の概要を示す図である。

【図9】本実施形態に係る第１追跡処理と第２追跡処理の同時実行の概要を示す図である。

【図10】本実施形態に係る第２追跡処理による追跡精度が低下する状況を示す図である。

【図11】本実施形態以係る第１追跡処理から第２追跡処理への切り替えを示す図である。

【図12】本実施形態に係る第２追跡処理から第１追跡処理への切り替えを示す図である。

【図13】本実施形態に係る直進運動モデルを示す式である。

【図14】本実施形態に係る旋回運動モデルを示す式である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜１．構成＞
図１及び２を参照して、本実施形態に係る物体追跡装置１０の構成について説明する。物体追跡装置１０は、センサ部１１と、処理装置２０と、を備え、自動車である車両５０に搭載されている。センサ部１１は、レーダ、ライダー、ソナーなどである。レーダは、センサ波としてミリ波などの電波を送信し、物体でレーダ波が反射して生じた反射波を受信する。ライダーは、センサ波として光を送信し、物体で光が反射して生じた反射波を受信する。ソナーは、センサ波として音波を送信し、物体で音波が反射して生じた反射波を受信する。

【0010】

図３に示すように、センサ部１１は、車両５０の前方中央（例えば、前方バンパの中央）に搭載され、車両５０の前方中央の検知エリアＡ１を有していてもよい。あるいは、図４に示すように、センサ部１１は、車両５０の前方中央に加えて、車両５０の左前方、右前方、左後方及び右後方（例えば、前方バンパの左端及び右端と、後方バンパの左端及び右端）に搭載されてもよい。すなわち、センサ部１１は、検知エリアＡ１に加えて、車両５０の左前方、右前方、左後方及び右後方の検知エリアＡ２を有していてもよい。センサ部１１は、車両５０の前方中央、左前方、右前方、左後方及び右後方のうちのすくなくとも一箇所に搭載されていればよい。

【0011】

処理装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータを備える。処理装置２０は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に記憶されているプログラムを実行することにより、選択部１３、追跡制御部１４、第１追跡部１５、及び第２追跡部１７の機能を実現する。処理装置２０は、上述の各種機能を備えることにより、物体の運動状態を時系列的に推定する追跡処理を実行する。本実施形態では、ＲＯＭが非遷移的実体的記録媒体に相当する。なお、処理装置２０が実現する各種機能の一部又は全部を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

【0012】

第１追跡部１５は、第１予測値算出部と、第１関連付け部と、第１推定部と、を備え、第１追跡処理として、点追跡を実行する。点追跡は、物標を１つの点と仮定してモデル化して、点の運動状態を時系列的に推定する手法である。

【0013】

第２追跡部１７は、第２予測値算出部と、第２関連付け部と、第２推定部と、を備え、第２追跡処理として、拡張物体追跡（以下、ＥＯＴ）を実行する。ＥＯＴは、物標が形状を持つと仮定して物標をモデル化して、物標の運動状態を時系列的に推定する手法である。点は領域を有さないのに対して、形状は領域を有する。上述した、処理装置２０が実現する各種機能の詳細は後述する。

【0014】

＜２．処理＞
＜２－１．追跡処理＞
図５のフローチャートを参照して、物体追跡装置１０が実行する追跡処理について説明する。

【0015】

Ｓ１０では、センサ部１１が、車両５０の周辺にセンサ波を送受信して、少なくとも一つの観測値Ｐ１を取得する。センサ部１１は、高分解能センサであり、一回のセンサ波の送信により、単一の物体６０の互いに異なる反射位置（すなわち、反射点）で反射した複数の反射波を受信し、各反射波に基づいた観測値Ｐ１を取得できる。したがって、少なくとも一つの観測値Ｐ１が複数の観測値Ｐ１を含んでいる場合、複数の観測値Ｐ１の各々は、単一の物体６０の互いに異なる反射位置に対応する。各観測値Ｐ１は、物理量として、反射位置（例えば、センサ部１１から反射点までの距離と、センサ部１１に対する反射点の方位）を含む。各観測値Ｐ１は、物理量として、反射位置に加えて、相対速度を含んでいてもよい。

【0016】

続いて、Ｓ２０では、選択部１３が、選択処理を実行して、物標の状態に応じて、第１追跡部１５又は第２追跡部１７を選択する。
図７に示すように、第１追跡部１５は、複数の観測値Ｐ１の各々を点としてモデル化して、複数の第１物標Ｔ１を生成し、複数の第１物標Ｔ１の各々を追跡する。

【0017】

詳しくは、第１予測値算出部は、過去の処理サイクル（具体的には、前回の処理サイクル）において推定された第１物標Ｔ１の各々の状態に基づいて、今回の処理サイクルにおける第１物標Ｔ１の各々の予測値を算出する。予測値の各々は、第１物標Ｔ１の各々の現在の状態を予測した値に相当する。

【0018】

第１予測値算出部は、第１運動モデルを用いて、過去の第１物標Ｔ１の各々の状態から、今回の処理サイクルにおける第１物標Ｔ１の各々の予測値を算出する。第１運動モデルは、例えば、図１３に示すような、直進運動モデルである。図１３において、ｘは過去の第１物標Ｔ１のｘ方向位置、ｙは過去の第１物標Ｔ１のｙ方向位置、ｖ_ｘは過去の第１物標Ｔ１のｘ方向速度、ｖ_ｙは過去の第１物標Ｔ１のｙ方向速度、ΔＴは更新周期であり、ｘ´は現在の第１物標Ｔ１のｘ方向予測位置、ｙ´は現在の第１物標Ｔ１のｙ方向予測位置、ｖ_ｘ´は現在の第１物標Ｔ１のｘ方向予測速度、ｖ_ｙ´は現在の第１物標Ｔ１のｙ方向予測速度である。ｘ方向は、車両５０の長さ方向に相当し、ｙ方向は、車両５０の幅方向に相当する。

【0019】

第１関連付け部は、第１予測値算出部により算出された予測値の各々と、観測値Ｐ１の各々とを関連付ける。例えば、第１関連付け部は、予測値と、その予測値と最も近い位置で検出された観測値Ｐ１とを関連付ける。そのため、点追跡では、観測値Ｐ１の数が多い場合には、予測値と観測値Ｐ１との誤った関連付けが発生し、物体の追跡精度が低下し得るが、観測点Ｐ１の数が少ない場合には、安定した物体の追跡を実現できる。

【0020】

第１推定部は、第１物標Ｔ１の各々について、関連付けられた予測値と観測値Ｐ１とにカルマンフィルタ等のフィルタを適用して、現在の第１物標Ｔ１の状態を推定し、推定値を算出する。推定値は、例えば、ｘ方向位置、ｙ方向位置、ｘ方向速度、ｙ方向速度を有する。

【0021】

図８に示すように、第２追跡部１７は、複数の観測値Ｐ１の分布を、形状を有する物標としてモデル化して、第２物標Ｔ２を生成する。物体追跡装置１０が追跡する物体６０は、主に自動車（具体的には、四輪車両）である。したがって、円モデル、楕円モデル、矩形モデルなどの物体６０の輪郭を示す形状モデルを、複数の観測値Ｐ１のモデル化に用いる。本実施形態では、楕円モデルを用いる。

【0022】

第２予測値算出部は、過去の処理サイクル（具体的には、前回の処理サイクル）において推定された第２物標Ｔ２の状態に基づいて、今回の処理サイクルにおける第２物標Ｔ２の予測値を算出する。第２予測値算出部は、過去の推定値と形状モデルとに基づいて、今回の処理サイクルにおける第２物標Ｔ２の予測輪郭を算出する。本実施形態では、推定値は、物体６０の基準点の状態に相当する。基準点は、例えば、自動車の後輪の軸中心である。第２予測値算出部は、算出した予測輪郭上に、所定の位置間隔で、複数の予測値を算出する。

【0023】

詳しくは、第２予測値算出部は、第１運動モデルと異なる第２運動モデルを用いて、過去の第２物標Ｔ２の状態から、今回の処理サイクルにおける第２物標Ｔ２の状態を予測する。第２運動モデルは、例えば、図１４に示すような、旋回運動モデルである。点追跡は、予測値と観測値Ｐ１とを誤って関連付けた場合に、ヨーレートを過剰に見積もることがある。一方、ＥＯＴは、複数の観測点を用いるため、予測値と観測値Ｐ１とを誤って関連づけたとしても、ヨーレートを過剰に見積もる可能性が低い。さらに、ＥＯＴで主として追跡したい物体は、旋回運動をする車両であるため、ＥＯＴでは、ヨーレートを含む運動モデルを使用することが適している。そのため、第１予測値算出部は、ヨーレートが入っていない第１運動モデルを用いるが、第２予測値算出部は、ヨーレートが入った第２運動モデルを用いる。

【0024】

図１４において、ｘは過去の基準点のｘ方向位置、ｙは過去の基準点のｙ方向位置、ｖは過去の基準点の速度、θは過去の基準点の進行方向、ωは過去の基準点のヨーレート、ΔＴは更新周期であり、ｘ´は現在の基準点のｘ方向予測位置、ｙ´は現在の基準点のｙ方向予測位置、ｖ´は現在の基準点の予測速度、θ´は現在の基準点の予測進行方向、ω´は現在の基準点の予測ヨーレートである。第２予測値算出部は、第２運動モデルを用いて算出した基準点の予測位置と形状モデルとから、第２物標Ｔ２の予測輪郭を算出し、算出した予測輪郭上に、複数の予測値を算出する。予測輪郭内が、物体６０の存在領域に相当する。

【0025】

第２関連付け部は、第２予測値算出部により算出された複数の予測値の各々と、少なくとも一つの観測値Ｐ１とを関連付ける。例えば、第２関連付け部は、予測値と、その予測値から所定の範囲内で検出された少なくとも一つの観測値Ｐ１とを関連付ける。ＥＯＴでは、観測値Ｐ１の数が多い場合には、安定した物体６０の追跡を実現できる。しかしながら、ＥＯＴでは、観測値Ｐ１の数が少ない場合には、推定値及び予測輪郭の算出精度が低下し、予測輪郭と観測値Ｐ１との関連付けが困難になり、物体の追跡精度が低下し得る。

【0026】

第２推定部は、関連付けられた複数の予測値の各々と少なくとも一つの観測値Ｐ１とに、カルマンフィルタ等のフィルタを適用して、現在の第２物標Ｔ２の状態を推定し、推定値を算出する。すなわち、推定部は、現在の基準点の状態を算出する。推定値は、例えば、基準点のｘ方向位置、ｙ方向位置、速度、進行方向、角速度を有する。

【0027】

ＥＯＴは、点追跡よりもロバスト性が高い。しかしながら、センサ部１１により検出される観測値Ｐ１の数が少ない場合には、ＥＯＴによる推定値の算出精度（すなわち、物体の追跡精度）は、点追跡による推定値の算出精度よりも低下することがあり得る。

【0028】

図１０に示すように、物体６０の輪郭に沿って５個の観測値Ｐ１が検出されている場合には、ＥＯＴでは、精度よく第２物標Ｔ２の位置及び向きが推定され第２物標Ｔ２が追跡される。しかしながら、５個の観測値Ｐ１のうち２個の観測値Ｐ１ａが検出され、３個の観測値Ｐ１ｂが検出されなかった場合には、ＥＯＴでは、誤った位置及び向きが推定される。このように、十分な数の観測値Ｐ１が検出されなかった場合、ＥＯＴによる推定値の算出精度は低下するが、点追跡による推定値の算出精度の低下は抑制される。すなわち、一回の処理サイクルにおいて十分な数の観測値Ｐ１が検出されている場合には、点追跡よりもＥＯＴの追跡精度が高くなるが、十分な数の観測値Ｐ１が検出されていない場合には、ＥＯＴよりも点追跡の追跡精度が高くなる。

【0029】

そこで、選択部１３は、物標の状態に応じて、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうちの一方を選択する。選択部１３は、物標の状態に関する予め決められた条件に基づいて、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうちの一方を選択する。選択処理の詳細は後述する。

【0030】

追跡制御部１４は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうちの選択部１３により選択された一方のみに、追跡を実行させる。あるいは、追跡制御部１４は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７の両方に追跡を実行させ、選択部１３により選択された一方のみに、追跡の結果（すなわち、物標の状態の推定結果）を出力させる。さらに、追跡制御部１４は、第１追跡部１５又は第２追跡部１７のうちの選択部１３により選択された一方に、どちらの追跡結果であるかを出力させる。

【0031】

続いて、Ｓ３０では、第１追跡部１５及び／又は第２追跡部１７が、追跡処理を実行する。追跡制御部１４が、選択部１３により選択された一方のみに追跡を実行させる場合には、第１追跡部１５又は第２追跡部１７が、第１追跡処理又は第２追跡処理を実行して追跡結果を出力する。追跡制御部１４が、両方に追跡を実行させ、選択された一方のみに追跡結果を出力させる場合には、第１追跡部１５が第１追跡処理を実行するとともに、第２追跡部１７が第２追跡処理を実行する。図９は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７の両方が追跡する様子を示す。そして、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうち選択された一方のみが、追跡結果を出力する。

【0032】

さらに、第１追跡部１５が追跡結果を出力する場合は、第１追跡部１５は、追跡結果とともに、第１追跡部１５の追跡結果であること（すなわち、点追跡による追跡結果であること）を出力する。また、第２追跡部１７が追跡結果を出力する場合は、第２追跡部１７は、追跡結果とともに、第２追跡部１７の追跡結果であることを（すなわち、ＥＯＴによる追跡結果であること）を出力する。

【0033】

＜２－２．選択処理＞
次に、図６のフローチャートを参照して、選択部１３が実行する選択処理の詳細について説明する。

【0034】

Ｓ１００では、選択部１３は、第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２の距離が距離閾値以上であるか否か判定する。選択部１３は、前回の処理サイクルで第１追跡処理が実行された場合には、第１物標Ｔ１の推定値（例えば、複数の第１物標Ｔ１の推定値の平均値、代表値、中央値など）が有する距離が距離閾値以上であるか否か判定する。選択部１３は、前回の処理サイクルで第２追跡処理が実行された場合には、第２物標Ｔ２の推定値が有する距離が距離閾値以上であるか否か判定する。あるいは、選択部１３は、Ｓ１０において取得された複数の観測値Ｐ１に基づいて算出された距離が、距離閾値以上であるか否か判定する。選択部１３は、距離が距離閾値以上であると判定した場合は、Ｓ１１０の処理へ進み、距離が距離閾値未満であると判定した場合は、Ｓ１２０の処理へ進む。

【0035】

Ｓ１１０では、選択部１３は、第１追跡部１５による第１追跡処理を選択する。センサ部１１の遠方に物体６０が存在する場合、センサ部１１により検出される観測値Ｐ１の数が少なくなるため、第１追跡部１５が選択される。前回の処理サイクルで第１追跡部１５が選択されている場合には、今回の処理サイクルにおいて第１追跡処理が継続される。前回の処理サイクルで第２追跡部１７が選択されており、且つ、追跡制御部１４が選択された一方のみに追跡を実行させる場合には、第２追跡処理から第１追跡処理へ切り替えられる。

【0036】

第２追跡処理から第１追跡処理へ切り替えられる場合には、第１追跡部１５は、前回の処理サイクルにおける第２物標Ｔ２と、今回の処理サイクルにおいて検出された複数の観測値Ｐ１とに基づいて、複数の第１物標Ｔ１を生成する。具体的には、図１２に示すように、第１追跡部１５は、Ｓ１０において検出された複数の観測値Ｐ１のうち、第２物標Ｔ２の近傍に位置する少なくとも一つの観測値Ｐ１の各々から少なくとも一つの第１物標Ｔ１を生成する。図１２では、６個の観測値Ｐ１のうち、第２物標Ｔ２の近傍に位置する４個の観測値Ｐ１から４個の第１物標Ｔ１が生成されている。

【0037】

Ｓ１２０では、選択部１３は、今回の処理サイクルにおいて、Ｓ１０において検出された複数の観測値Ｐ１のうち、複数の第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２の近傍で検出された観測値Ｐ１の数が数閾値以下か否か判定する。選択部１３は、前回の処理サイクルで第１追跡処理が実行された場合には、複数の第１物標Ｔ１の近傍で検出された観測値Ｐ１の数が、数閾値以下であるか否か判定する。選択部１３は、前回の処理サイクルで第２追跡処理が実行された場合には、第２物標Ｔ２の近傍で検出された観測値Ｐ１の数が、数閾値以下であるか否か判定する。選択部１３は、観測値Ｐ１の数が数閾値以下であると判定した場合は、Ｓ１１０の処理へ進み、第１追跡部１５による第１追跡処理を選択する。選択部１３は、観測値Ｐ１の数が数閾値よりも多いと判定した場合は、Ｓ１３０の処理へ進む。

【0038】

Ｓ１３０では、選択部１３は、複数の第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２に対応する物体６０の種別が、自動車（具体的には、四輪車両）以外か否か判定する。自動車以外の物体は、例えば、自転車、バイク、歩行者などであり、自動車よりも幅又は奥行きが狭く、反射点が少ない（すなわち、検出される観測値Ｐ１の数が少ない）物体である。すなわち、選択部１３は、追跡中の物体６０が、多くの観測値Ｐ１を得られる物体か否か判定する。

【0039】

選択部１３は、前回の処理サイクルで第１追跡処理が実行された場合には、複数の第１物標Ｔ１の分布に基づいて、物体６０の種別が自動車以外か否か判定する。選択部１３は、前回の処理サイクルで第２追跡処理が実行された場合には、第２物標Ｔ２の輪郭に基づいて、物体６０の種別が自動車以外か否か判定する。選択部１３は、物体６０の種別が自動車以外であると判定した場合は、Ｓ１１０の処理へ進み、物体６０の種別が自動車であると判定した場合は、Ｓ１４０の処理へ進む。

【0040】

Ｓ１４０では、選択部１３は、同じ物体６０に対応する第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２が最初に検知されてから経過した時間が、時間閾値以下か否か判定する。第１追跡処理において、初めて物体６０に対応する物標が検知された場合には、選択部１３は、最初に第１物標Ｔ１が検知されてから経過した時間が、時間閾値以下か否か判定する。第２追跡処理において、初めて物体６０に対応する物標が検知された場合には、選択部１３は、最初に第２物標Ｔ２が検知されてから経過した時間が、時間閾値以下か否か判定する。

【0041】

ＥＯＴは、物標が初めて検知されてからの経過時間が短い場合には、点追跡と比べて、安定した物体６０の追跡ができない可能性が高い。そこで、選択部１３は、経過した時間が時間閾値以下であると判定した場合は、Ｓ１１０の処理へ進み、経過した時間が時間閾値よりも長いと判定した場合は、Ｓ１５０の処理へ進む。

【0042】

Ｓ１５０では、選択部１３は、第２追跡部１７による第２追跡処理を選択する。前回の処理サイクルで第２追跡部１７が選択されている場合には、今回の処理サイクルにおいて第２追跡処理が継続される。前回の処理サイクルで第１追跡部１５が選択されており、且つ、追跡制御部１４が選択された一方のみに追跡を実行させる場合には、第１追跡処理から第２追跡処理へ切り替えられる。

【0043】

第１追跡処理から第２追跡処理へ切り替えられる場合には、第２追跡部１７は、前回の処理サイクルにおける複数の第１物標Ｔ１のうち、同じ物体６０に対応する第１物標Ｔ１をグルーピングする。第２追跡部１７は、グルーピングされた第１物標Ｔ１の中から代表物標Ｔ１ａを選択し、選択された代表物標Ｔ１ａを基準にして、第２物標Ｔ２を生成する。

【0044】

具体的には、図１１に示すように、第２追跡部１７は、前回の処理サイクルで追跡中の６個の第１物標Ｔ１のうち、互いに距離が近い４個の第１物標Ｔ１をグルーピングし、グルーピングした４個の第１物標Ｔ１の中からセンサ部１１に最も近い第１物標Ｔ１を代表物標Ｔ１ａとして選択する。そして、第２追跡部１７は、代表物標Ｔ１ａと形状モデルとから代表物標Ｔ１ａを通る輪郭を有する第２物標Ｔ２を生成する。

【0045】

＜３．効果＞
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）物体追跡装置１０は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７を備え、物標の状態に応じて、第１追跡部１５又は第２追跡部１７が選択される。これにより、観測状況によらず安定した物体の追跡を実現できる。

【0046】

（２）センサ部１１の遠方では、検出される観測値Ｐ１の数が少ない。したがって、第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２の距離が距離閾値以上である場合には、第１追跡部１５が選択される。これにより、物標の状態を精度よく推定することができる。

【0047】

（３）検出された観測値Ｐ１の数が数閾値以下の場合には、第１追跡部１５が選択される。これにより、物標の状態を精度よく推定することができる。
（４）物体が自動車以外の種別の場合には、検出される観測値Ｐ１の数が少ないため、第１追跡部１５が選択される。これにより、物標の状態を精度よく推定することができる。

【0048】

（５）ＥＯＴによる追跡では、物標が初めて検知されてからの経過時間が短い場合には、安定した物体の追跡ができない可能性がある。よって、経過時間が短い場合には、第１追跡部１５が選択されることにより、物標の状態を精度よく推定することができる。

【0049】

（６）点追跡には直進運動モデルが適用され、ＥＯＴには旋回運動モデルが適用される。点追跡及びＥＯＴの各々に適した運動モデルを適用することにより、物標の状態を精度よく推定することができる。

【0050】

（７）第１追跡処理から第２追跡処理へ切り替わるときに、複数の第１物標Ｔ１から物体６０に対応する第１物標Ｔ１がグルーピングされ、グルーピングされた第１物標Ｔ１の中から代表物標Ｔ１ａが選択される。そして、代表物標Ｔ１ａと形状モデルとから、第２物標Ｔ２が生成される。したがって、第１追跡処理から第２追跡処理への切り替わり時において、途切れなく物体６０の追跡を続けることができる。

【0051】

（８）第２追跡処理から第１追跡処理へ切り替わるときに、第２物標Ｔ２の近傍の少なくとも一つの観測値Ｐ１の各々から第１物標Ｔ１が生成される。したがって、第２追跡処理から第１追跡処理への切り替わり時において、途切れなく物体６０の追跡を続けることができる。

【0052】

（９）第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうち選択された一方の追跡結果が出力されるとともに、どちらの追跡部による追跡結果か出力される。これにより、物体追跡装置１０を備えるシステムが、追跡結果を利用しやすくなる。

【0053】

（他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0054】

（ａ）上記実施形態では、選択部１３が、（ｉ）第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２の距離、（ｉｉ）検出された観測値Ｐ１の数、（ｉｉｉ）第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２に対応する物体の種別、（ｉｖ）経過時間の（ｉ）～（ｉｖ）の選択条件に基づいて、第１追跡部１５又は第２追跡部１７を選択したが、選択条件は、これに限定されるものではない。例えば、追跡制御部１４は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７の両方に追跡を実行させ、選択部１３は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうち前回の処理サイクルにおける追跡誤差（すなわち、物標の状態の推定誤差）が小さい方を選択してもよい。選択部１３は、追跡誤差として、例えば、カルマンフィルタ等のフィルタの誤差共分散を用いてもよい。

【0055】

（ｂ）処理装置２０は、更に、第１追跡部１５及び第２追跡部１７の各々の追跡の信頼度を算出する信頼度算出部の機能を備えていてもよい。選択部１３は、第１追跡部１５及び第２追跡部１７のうち、信頼度算出部により算出された信頼度が高い方を選択してもよい。信頼度算出部は、（ｉ）第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２の距離、（ｉｉ）検出された観測値Ｐ１の数、（ｉｉｉ）物体の種別、（ｉｖ）第１追跡部１５及び第２追跡部１７の各々の追跡誤差、（ｖ）第１物標Ｔ１又は第２物標Ｔ２が最初に検知されてからの経過時間の（ｉ）～（ｖ）の少なくとも一つの条件を選択し、選択した条件に基づいて、第１追跡部１５及び第２追跡部１７の各々の信頼度を算出する。

【0056】

例えば、信頼度算出部は、物標の距離、観測値Ｐ１の数、物標の種別、追跡誤差、経過時間の各々に応じた第１追跡部１５及び第２追跡部１７の信頼度のマップを備えている。信頼度算出部は、選択された条件の各々に応じ第１追跡部１５及び第２追跡部１７の信頼度マップから、選択された条件の各々の第１追跡部１５及び第２追跡部１７の信頼度を算出する。さらに、信頼度算出部は、選択された条件の各々の第１追跡部１５の信頼度を掛け合わせて、第１追跡部１５の信頼度を算出し、選択された条件の各々の第２追跡部１７の信頼度を掛け合わせて、第２追跡部１７の信頼度を算出する。

【0057】

（ｃ）本開示に記載の物体追跡装置１０及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の物体追跡装置１０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の物体追跡装置１０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されてもよい。物体追跡装置１０に含まれる各部の機能を実現する手法には、必ずしもソフトウェアが含まれている必要はなく、その全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

【0058】

（ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0059】

（ｅ）上述した物体追跡装置の他、当該物体追跡装置を構成要素とするシステム、当該物体追跡装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実体的記録媒体、物体追跡方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0060】

１０…物体追跡装置、１１…センサ部、１３…選択部、１４…追跡制御部、１５…第１追跡部、１７…第２追跡部、２０…処理装置、５０…車両、６０…物体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】