JP7052404B2 - State estimator and program - Google Patents
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Description
本発明は、状態推定装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a state estimation device and a program.
従来より、地図と可動物の運動状態から、各可動物の将来移動範囲をリスクポテンシャルで算出し、その重なりによって危険を報知する技術が知られている(特許文献1~4)。
Conventionally, there has been known a technique of calculating the future movement range of each moving object from a map and a moving state of a moving object by a risk potential, and notifying the danger by the overlap thereof (
また、地図と可動物の運動状態からのリスクポテンシャルを算出する際に、算出手段を動的に切り替える装置が知られている(特許文献5)。 Further, a device for dynamically switching a calculation means when calculating a risk potential from a map and a moving state of a moving object is known (Patent Document 5).
また、交通参加者の属性ごとの存在しやすさ(しにくさ)を表す地図を用いて、移動予測を行う装置が知られている(特許文献6) Further, there is known a device that predicts movement by using a map showing the ease of existence (difficulty) of each attribute of a traffic participant (Patent Document 6).
また、複数のカメラ映像を用いて、車両領域を表すテンプレート位置を抽出し、テンプレート位置情報に対して、多視点的処理と時系列処理を施し、複数のカメラで検出された車両の対応付けを行うことで、走行車両の運動軌道を高精度に計算することができる走行車両検出装置が知られている(特許文献7)。 In addition, using multiple camera images, the template position representing the vehicle area is extracted, and the template position information is subjected to multi-viewpoint processing and time-series processing to associate the vehicles detected by multiple cameras. A traveling vehicle detection device capable of calculating the motion trajectory of a traveling vehicle with high accuracy is known (Patent Document 7).
上記特許文献1~4の技術は、可動物及び交通環境の局所的かつ相対的な位置関係が精緻に推定できることを前提としている。
The techniques of
しかしながら、簡易な構成では実現することが困難であり、また、乱数を用いた粒子によるリスクポテンシャルの計算は、繰り返し試行ごとに異なる結果となり、同一場面で異なる移動予測及び危険判定となるため、品質保証も困難となる。 However, it is difficult to realize with a simple configuration, and the calculation of risk potential by particles using random numbers has different results for each repeated trial, and different movement predictions and danger judgments are made in the same scene, so quality. Guarantee is also difficult.
また、特許文献5の技術は、局所的な可動物の将来予測範囲に占める歩車道の割合等の挙動の変化を促す要因によって、予測手段を切り替えて、リスクポテンシャルの計算コストを削減することを目指しているが、駐車場などの複雑な環境では、常に複雑な予測手段を選択することになるため、リスクポテンシャルの計算コストが削減できない。 Further, the technique of Patent Document 5 reduces the risk potential calculation cost by switching the prediction means depending on the factor promoting the change in behavior such as the ratio of the pedestrian road to the future prediction range of the locally moving object. However, in a complicated environment such as a parking lot, the calculation cost of risk potential cannot be reduced because complicated prediction means are always selected.
また、特許文献6の技術は、交通参加者ごとの存在しやすさ(しにくさ)を表す存在可能性マップという形式での局所地図を生成する必要があり、センシングの誤認識等により属性が不明である交通参加者を取り扱うために、合理的な局所地図を用意することが難しい。 Further, the technique of Patent Document 6 needs to generate a local map in the form of an existence possibility map showing the ease of existence (difficulty) of each traffic participant, and the attribute is attributed due to misrecognition of sensing or the like. It is difficult to prepare a rational local map to handle unknown traffic participants.
また、特許文献7の技術は、ビデオフレームが一定間隔で、複数のカメラ(センサ)間でフレーム同期とれることを前提としている。通信遅延やセンサの仕様で複数のセンサ間でフレーム同期(検出結果送信タイミングの同期)がとれない場合は、一定時間フレームを、結果を統合する装置上で蓄積し、データ補間等の同期処理を行う必要がある。さらにはセンサ数が不定の場合は、同期するセンサが不定ということであるため、同期処理が困難である。 Further, the technique of Patent Document 7 is based on the premise that video frames can be frame-synchronized between a plurality of cameras (sensors) at regular intervals. If frame synchronization (synchronization of detection result transmission timing) cannot be achieved between multiple sensors due to communication delay or sensor specifications, frames are stored for a certain period of time on the device that integrates the results, and synchronization processing such as data interpolation is performed. There is a need to do. Further, when the number of sensors is indefinite, it means that the sensors to be synchronized are indefinite, so that the synchronization process is difficult.
特許文献7の問題を解決するべく、複数のセンサ間でフレーム同期をしないアプローチが考えられる(図13)。しかしセンシング結果が確実かつ瞬時に装置に到来することを前提としているため、一時的な通信途絶や誤検出・未検出に対応できない問題がある。さらに、センシング結果から得られる観測量が、障害物の内側などとして明らかに誤っている場合にも、既存の状態量と対応づかない場合に、新規の状態量を生成する問題があった。 In order to solve the problem of Patent Document 7, an approach that does not synchronize frames between a plurality of sensors can be considered (FIG. 13). However, since it is premised that the sensing result arrives at the device reliably and instantly, there is a problem that it is not possible to deal with temporary communication blackout and false detection / non-detection. Further, even if the observed amount obtained from the sensing result is clearly wrong as the inside of an obstacle, there is a problem of generating a new state quantity when it does not correspond to the existing state quantity.
上記の問題点を解決するべく、状態量を複数個のパーティクルで表現し、歩車道等の標示情報による可動範囲地図を全状態量の観測量としてセンシング結果の到来とは独立に状態量を修正し、また状態量の新規生成の際に反映させるアプローチが考えられる(図14)。 In order to solve the above problem, the state quantity is expressed by multiple particles, and the state quantity is corrected independently of the arrival of the sensing result by using the movable range map based on the marking information such as the pedestrian road as the observation quantity of the total state quantity. However, an approach that reflects it when a new state quantity is generated can be considered (Fig. 14).
しかし、この構成では状態量の可動範囲地図上での適合度(尤度)を評価する際に、原理的に複数のパーティクルで状態量を表現するか、なんらかの近似計算を行う必要があり、多数の状態量を取り扱う際に計算効率が悪化する問題があった。また、尤度の値を標示と交通参加者の属性の全組合せについて定義しなければならない。 However, in this configuration, when evaluating the degree of suitability (probability) of the state quantity on the movable range map, it is necessary to express the state quantity with multiple particles in principle or to perform some approximate calculation. There was a problem that the calculation efficiency deteriorated when handling the state quantity of. Also, the likelihood value must be defined for all combinations of markings and traffic participant attributes.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、センサに一時的な通信途絶や誤検出・未検出が生じた場合でも、移動物の状態量を精度良く求めることができる状態推定装置及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even if a temporary communication blackout or false detection / non-detection occurs in the sensor, the state estimation of a moving object can be accurately obtained. The purpose is to provide equipment and programs.
上記の目的を達成するために、本発明の状態推定装置は、センサを用いて、追跡対象物を検出した結果を受け取るセンシング結果獲得部と、追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の状態を示す仮説を格納した状態量記憶部と、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記状態量記憶部に格納された仮説と、前記追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出する境界検出部と、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記境界検出部により検出された前記境界に応じて前記仮説の予測結果を修正する仮説予測部と、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の前記仮説を、前記仮説の予測結果と、前記追跡対象物の検出結果とに基づいて更新する仮説更新部と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the state estimation device of the present invention uses a sensor to receive the result of detecting the tracked object, the sensing result acquisition unit, and the tracked object to be tracked. For each of the state quantity storage unit that stores the hypothesis indicating the state of the object and the tracked object to be tracked, the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the movable range of the tracked object are recorded. The boundary detection unit that detects the boundary of the movable range around the tracked object and each of the tracked objects that are being tracked are detected by using the sensor based on the moving object movable range information. A hypothesis prediction unit that predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the timing and corrects the prediction result of the hypothesis according to the boundary detected by the boundary detection unit, and the tracking target being tracked. For each of the objects, the hypothesis of the tracked object is configured to include a hypothesis updating unit that updates the hypothesis based on the prediction result of the hypothesis and the detection result of the tracked object.
また、本発明のプログラムは、コンピュータを、センサを用いて、追跡対象物を検出した結果を受け取るセンシング結果獲得部、追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の状態を示す仮説を格納した状態量記憶部、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記状態量記憶部に格納された仮説と、前記追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出する境界検出部、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記境界検出部により検出された前記境界に応じて前記仮説の予測結果を修正する仮説予測部、及び、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の前記仮説を、前記仮説の予測結果と、前記追跡対象物の検出結果とに基づいて更新する仮説更新部として機能させるためのプログラムである。 Further, the program of the present invention is a hypothesis that indicates the state of the tracked object for each of the sensing result acquisition unit that receives the result of detecting the tracked object using a sensor and the tracked object that is being tracked. For each of the state quantity storage unit and the tracked object being tracked, the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the moving object movable range information in which the movable range of the tracked object is recorded. Based on the above, for each of the boundary detection unit that detects the boundary of the movable range around the tracking object and the tracking object that is being tracked, the tracking object is detected at the detection timing using the sensor. The tracking target for each of the hypothesis prediction unit that predicts the state indicated by the hypothesis and corrects the prediction result of the hypothesis according to the boundary detected by the boundary detection unit, and the tracking object that is being tracked. It is a program for functioning as a hypothesis updating unit that updates the hypothesis of an object based on the prediction result of the hypothesis and the detection result of the tracked object.
本発明の状態推定装置及びプログラムによれば、センシング結果獲得部が、センサを用いて、追跡対象物を検出した結果を受け取り、状態量記憶部が、追跡している追跡対象物の各々について、当該追跡対象物の状態を示す仮説を格納し、境界検出部が、追跡している追跡対象物の各々について、状態量記憶部に格納された仮説と、当該追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、当該追跡対象物の周辺の可動範囲の境界を検出する。 According to the state estimation device and the program of the present invention, the sensing result acquisition unit receives the result of detecting the tracked object by using the sensor, and the state quantity storage unit receives each of the tracked objects to be tracked. A hypothesis indicating the state of the tracked object is stored, and the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the movable range of the tracked object are recorded for each of the tracked objects tracked by the boundary detection unit. Based on the moving object movable range information, the boundary of the movable range around the tracked object is detected.
そして、仮説予測部が、追跡している追跡対象物の各々について、センサを用いて検出タイミングでの、当該追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、境界検出部により検出された境界に応じて仮説の予測結果を修正し、仮説更新部が、追跡している追跡対象物の各々について、当該追跡対象物の仮説を、仮説の予測結果と、追跡対象物の検出結果とに基づいて更新する。 Then, the hypothesis prediction unit predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the detection timing for each of the tracking objects being tracked, and responds to the boundary detected by the boundary detection unit. The hypothesis updater corrects the prediction result of the hypothesis, and updates the hypothesis of the tracked object for each tracked object based on the hypothesis prediction result and the detection result of the tracked object. do.
このように、追跡している追跡対象物の各々について、状態量記憶部に格納された仮説と、当該追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、当該追跡対象物の周辺の可動範囲の境界を検出し、センサを用いて検出タイミングでの、当該追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、検出された境界に応じて仮説の予測結果を修正し、当該追跡対象物の仮説を、仮説の予測結果と、追跡対象物の検出結果とに基づいて更新することにより、センサに一時的な通信途絶や誤検出・未検出が生じた場合でも、移動物の状態量を精度良く求めることができる。 In this way, for each of the tracked objects to be tracked, the tracking is based on the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the moving object movable range information in which the movable range of the tracked object is recorded. Detects the boundary of the movable range around the object, predicts the state indicated by the hypothesis of the tracked object at the detection timing using the sensor, and corrects the prediction result of the hypothesis according to the detected boundary. By updating the hypothesis of the tracked object based on the prediction result of the hypothesis and the detection result of the tracked object, even if the sensor has a temporary communication interruption or false detection / undetection, the moving object The amount of state can be obtained with high accuracy.
また、本発明の状態推定装置は、前記境界検出部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出すると共に、前記検出された前記可動範囲の境界から障害物が存在する範囲を検出し、前記仮説予測部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記予測された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置が、前記障害物が存在する範囲内である場合に、前記障害物が存在する範囲と、前記可動範囲との境界に応じて前記仮説の予測結果を修正することができる。 Further, in the state estimation device of the present invention, the boundary detecting unit detects the boundary of the movable range around the tracking object for each of the tracking objects, and the detected said object. The range in which an obstacle exists is detected from the boundary of the movable range, and the hypothesis prediction unit uses the sensor to detect the hypothesis of the tracked object for each of the tracked objects. When the indicated state is predicted and the position included in the predicted state of the tracked object hypothesis is within the range in which the obstacle exists, the range in which the obstacle exists and the movable range The prediction result of the hypothesis can be modified according to the boundary with.
また、本発明の状態推定装置の前記仮説更新部は、前記仮説の予測結果の何れとも対応してない前記追跡対象物の検出結果が存在する場合に、前記追跡対象物の状態を示す仮説を新たに生成し、前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置が、前記障害物が存在する範囲内である場合に、前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説を消去するか、又は前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる存在確率を減ずるができる。 Further, the hypothesis updating unit of the state estimation device of the present invention provides a hypothesis indicating the state of the tracking object when there is a detection result of the tracking object that does not correspond to any of the prediction results of the hypothesis. The newly generated tracking object is included in the state indicated by the hypothesis of the newly generated tracking object when the position is within the range where the obstacle exists. The hypothesis can be eliminated or the probability of existence included in the state indicated by the newly generated hypothesis of the tracked object can be reduced.
また、本発明の状態推定装置の前記センシング結果獲得部は、複数センサを用いて、追跡対象物を検出した結果を受け取ることができる。 Further, the sensing result acquisition unit of the state estimation device of the present invention can receive the result of detecting the tracking object by using a plurality of sensors.
以上説明したように、本発明の状態推定装置及びプログラムによれば、追跡している追跡対象物の各々について、状態量記憶部に格納された仮説と、当該追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、当該追跡対象物の周辺の可動範囲の境界を検出し、センサを用いて検出タイミングでの、当該追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、検出された境界に応じて仮説の予測結果を修正し、当該追跡対象物の仮説を、仮説の予測結果と、追跡対象物の検出結果とに基づいて更新することにより、センサに一時的な通信途絶や誤検出・未検出が生じた場合でも、移動物の状態量を精度良く求めることができる、という効果が得られる。 As described above, according to the state estimation device and the program of the present invention, the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the movable range of the tracked object are recorded for each of the tracked objects to be tracked. Based on the moving object movable range information, the boundary of the movable range around the tracked object is detected, and the sensor is used to predict and detect the state indicated by the hypothesis of the tracked object at the detection timing. Temporary interruption of communication to the sensor by modifying the hypothesis prediction result according to the boundary and updating the hypothesis of the tracked object based on the hypothesis prediction result and the tracked object detection result. Even if false detection or non-detection occurs, the effect that the state amount of the moving object can be accurately obtained can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<本発明の実施の形態の概要>
本発明の実施の形態は、複数センサから非同期に到達した情報から生成した観測量と、既に保持している状態量の移動予測との近さに応じて、整合処理(対応付けと状態量の修正)を行い、適切な対応付けがない場合には、観測量周辺に可動範囲を鑑みて状態量を生成する。
<Outline of Embodiment of the present invention>
In the embodiment of the present invention, matching processing (correspondence and state quantity) is performed according to the closeness between the observation amount generated from the information reached asynchronously from a plurality of sensors and the movement prediction of the state quantity already held. If there is no appropriate correspondence, a state quantity is generated around the observed quantity in consideration of the movable range.
このとき、移動物の常識的な状態量の移動予測を、障害物や標示境界(歩車道分離の白線等)付近では移動が抑制されるという近似によって簡易な幾何学計算のみで算出する。 At this time, the movement prediction of the common sense state quantity of the moving object is calculated only by a simple geometric calculation by the approximation that the movement is suppressed near the obstacle or the marking boundary (white line of pedestrian road separation, etc.).
全ての状態量は存在確率を持ち、観測量の割り当てがない場合に減少し、また各標示境界との位置関係に応じて減少幅が変動し、存在確率が十分に小さくなった際には状態量は消去される。 All state quantities have an existence probability and decrease when there is no observable allocation, and the amount of decrease fluctuates according to the positional relationship with each marking boundary, and when the existence probability becomes sufficiently small, the state The quantity is erased.
この結果、一時的な通信途絶や誤検出・未検出に対しても、ロバストな統合処理を実現することができる。 As a result, robust integrated processing can be realized even for temporary communication blackouts and false detection / non-detection.
本発明の実施の形態では、車両に搭載された歩行者の検出器やインフラセンサとしての歩行者の検出器の検出結果を統合して歩行者の状態量を推定する局地サーバに本発明を適用した場合を例に説明する。 In the embodiment of the present invention, the present invention is applied to a local server that estimates the amount of pedestrian status by integrating the detection results of a pedestrian detector mounted on a vehicle and a pedestrian detector as an infrastructure sensor. The case of application will be described as an example.
<歩行者状態量推定システムのシステム構成>
図1に示すように、第1の実施の形態に係る歩行者状態量推定システム1は、局地サーバ10と、基地局50と、複数の車両に搭載された複数の検出器60と、インフラセンサとしての検出器62とを備え、基地局50と局地サーバ10とは、インターネットなどのネットワーク70で接続されており、基地局50と検出器60、62とは、無線通信により接続されている。なお、局地サーバ10は、状態推定装置の一例である。
<System configuration of pedestrian state quantity estimation system>
As shown in FIG. 1, the pedestrian state
検出器60、62は、カメラやレーダを用いて歩行者を随時検出し、検出する度に、検出結果を、基地局50を介して、局地サーバ10へ送信する。
The
例えば、検出器60は、自車両の前方を撮像するカメラによって撮像された前方の道路画像から、スライディングウィンドウ毎に、画像特徴量(SIFT、FIND、HOGなど)を抽出し、スライディングウィンドウ毎の画像特徴量と、歩行者検出モデル(SVM、AdaBoost)とを用いて、歩行者を検出し、検出された歩行者位置を表す画像座標を求める。また、検出器60は、歩行者位置を表す画像座標を、3次元位置に変換する。この際に、検出された歩行者の高さに応じて誤差分散行列を求める。また、検出器60は、自車両に搭載されたGPSにより計測された自車両の絶対座標と、求められた3次元位置とに基づいて、歩行者の絶対的な3次元位置を求める。
For example, the
上記の歩行者の3次元位置及び誤差分散行列を、検出された歩行者毎に求め、車両Ciの検出器60において検出した歩行者の3次元位置のセットYi={yi,1,…,yi,m}と、観測誤差分散行列のセットRi={ri,1,…,ri,m}とからなる観測情報Oi={Yi,Ri}を、観測毎に、局地サーバ10へ送信する。
The above-mentioned three-dimensional position of the pedestrian and the error dispersion matrix are obtained for each detected pedestrian, and the set of the three-dimensional position of the pedestrian detected by the
複数の検出器60、62は、非同期に、歩行者を検出している。また、複数の検出器60は、各々異なる車両に搭載されているため、局地サーバ10へ検出結果を送信する検出器60、62の数は、不定となる。
The plurality of
局地サーバ10は、CPUと、RAMと、後述する歩行者状態量推定処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したROMとを備え、機能的には次に示すように構成されている。
The
図2に示すように、局地サーバ10は、通信部100と、センシング結果獲得部110と、状態量記憶部120と、境界検出部130と、移動物可動範囲地図140と、仮説予測部150と、衝突判定状態量修正部160と、境界侵入判定状態量修正部170と、仮説整合部180と、仮説消去部190と、仮説更新部200と、障害物境界内側判定部210とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
センシング結果獲得部110は、数不定の複数センサを用いて、歩行者を検出した結果を受け取る。
The sensing
具体的には、センシング結果獲得部110は、検出器60、62の何れかから送信された歩行者の座標のセット及び観測誤差分散行列のセットからなる観測を、通信部100により受信する毎に、歩行者の座標のセット及び観測誤差分散行列のセットからなる観測を取得する。
Specifically, the sensing
状態量記憶部120は、追跡している歩行者の各々について、当該歩行者の状態を示す仮説を格納する。
The state
具体的には、状態量記憶部120は、仮説更新部200により更新された状態量(歩行者の位置、速度を含む)、及び最後に観測した時刻を記憶する。すなわち、歩行者の状態量のセットX={x1,…,xn}、状態量の分散共分散行列V={v1,…,vn}、および、最後に観測した時刻のセットT={t1,…,tn}を記憶している。
Specifically, the state
なお、本実施の形態では、
を、信念空間上の仮説と呼び、その構成要素
を追跡器と呼ぶこととする。
In addition, in this embodiment,
Is called a hypothesis on the belief space, and its components
Will be called a tracker.
移動物可動範囲地図140は、歩行者の可動範囲が記録している。具体的には、障害物や標識表示による歩行者の可動範囲を示す地図であって、障害物か否かのラベル付きの線分集合
で構成される境界地図Uを格納している。ここで、uは障害物を示す線分の集合であり、
は障害物でない線分の集合である。
The moving object
The boundary map U composed of is stored. Here, u is a set of line segments indicating obstacles.
Is a set of line segments that are not obstacles.
境界地図Uは、例えば遠隔サーバ80から取得され、所定の周期で移動物可動範囲地図140の境界地図Uが更新される。例えば、遠隔サーバ80は、1時間の周期で境界地図Uを局地サーバ10に送信し、局地サーバ10は境界地図Uを受信する度に移動物可動範囲地図140の境界地図Uを更新する。
The boundary map U is acquired from, for example, the
境界検出部130は、追跡している歩行者の各々について、状態量記憶部120に格納された仮説と、境界地図Uとに基づいて、当該歩行者の周辺の可動範囲の境界を検出すると共に、検出された可動範囲の境界から障害物が存在する範囲と、歩行者の周辺の可動範囲の境界としての路面上の標示境界とを検出する。
The
具体的には、境界検出部130は、追跡している歩行者の各々について、状態量記憶部120に記憶された当該歩行者の仮説と、境界地図Uとに基づいて、当該歩行者の仮説の位置の周辺に存在する障害物を示す線分や標示境界(歩車道分離の白線等)である線分を境界として境界地図Uから検出する。
Specifically, the
そして、検出した境界に含まれる線分のうち、障害物を示す線分の集合uに含まれる線分から、障害物が存在する範囲を検出する。また、検出した境界に含まれる線分のうち、障害物でない線分の集合
に含まれる線分を、路面上の標示境界とする。
Then, among the line segments included in the detected boundary, the range in which the obstacle exists is detected from the line segments included in the set u of the line segments indicating the obstacle. Also, among the line segments included in the detected boundary, a set of line segments that are not obstacles.
The line segment included in is used as the marking boundary on the road surface.
仮説予測部150は、追跡している歩行者の各々について、センサを用いて検出タイミングでの、当該歩行者の仮説が示す状態を予測する。
The
具体的には、仮説予測部150は、現時刻に合わせて、複数の歩行者それぞれについて、カルマンフィルタの予測ステップにより、次の時刻の歩行者の状態量を予測することを繰り返し、現時刻における歩行者の状態量のセットX={x1,…,xn}、および、状態量の分散共分散行列V={v1,…,vn}を求める。例えば、等速予測などにより、次の時刻の歩行者の状態量を予測する。すなわち、仮説予測部150は、仮説
に対して、現時刻の状態に関する予測
を生成する。すなわち、全ての追跡器
について、時間幅
だけ予測を行う。
Specifically, the
On the other hand, the prediction about the state at the current time
To generate. That is, all trackers
About the time width
Only make predictions.
衝突判定状態量修正部160は、追跡している歩行者の各々について、予測された当該歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置が、障害物が存在する範囲内である場合に、障害物が存在する範囲と、可動範囲との境界に応じて当該仮説の予測結果を修正する。
For each of the pedestrians being tracked, the collision determination state
具体的には、衝突判定状態量修正部160は、予測を行った追跡器
と、追跡器の予測前の状態量xnと、予測後の状態量
とをそれぞれ境界地図U上に投影して得た点
及び
で定義されるベクトル
が、障害物を示す線分の集合u内のいずれかの線分ukと交差するか否かを計算する。
Specifically, the collision determination state
And the state quantity before prediction x n of the tracker and the state quantity after prediction
Points obtained by projecting and on the boundary map U
as well as
Vector defined by
Calculates whether or not crosses any of the line segments uk in the set u of the line segments indicating the obstacle.
交差する場合(図3(a))、その交点をxu,n,kとする。このとき、図3(b)のように、
と修正して、予測後の状態量
を修正する。この場合、修正した予測後の歩行者の位置は、図3(c)のようになる。
When they intersect (FIG. 3 (a)), the intersections are set to x u, n, and k . At this time, as shown in FIG. 3 (b),
And correct it, the state quantity after prediction
To fix. In this case, the corrected predicted position of the pedestrian is as shown in FIG. 3 (c).
また、衝突判定状態量修正部160は、図3(d)のように、点xu,n,kを中心として
とukとのなす角ψの倍角だけ
を回転させたベクトルと、
との合成ベクトルの差分
をxnの新たな速度成分として、カルマンフィルタの予測ステップを再度行い、予測後の状態量
を修正してもよい。この場合、修正した予測後の歩行者の位置は、図3(e)のようになる。
Further, the collision determination state
Only the double angle of the angle ψ between and uk
With the rotated vector,
Difference of composite vector from
As a new velocity component of x n , the prediction step of the Kalman filter is performed again, and the state quantity after prediction is performed.
May be modified. In this case, the corrected predicted position of the pedestrian is as shown in FIG. 3 (e).
境界侵入判定状態量修正部170は、追跡している歩行者の各々について、予測された当該歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置を中心とする所定の範囲と、検出された標示境界とが交差する場合に、所定の範囲と標示境界との交差状態に応じて当該仮説の予測結果を修正する。
The boundary intrusion determination state
具体的には、境界侵入判定状態量修正部170は、衝突判定状態量修正部160により得られたベクトル
と、障害物でない線分の集合
内のいずれかの線分
が交差するか否かを計算する。なお、状態量に含まれる位置を中心とする一定確率の信頼楕円とは、歩行者の存在する信頼度が一定確率以上となる範囲を表す楕円である。
Specifically, the boundary intrusion determination state
And a set of line segments that are not obstacles
One of the line segments in
Calculate whether or not they intersect. The confidence ellipse having a certain probability centered on the position included in the state quantity is an ellipse representing a range in which the reliability in which a pedestrian exists has a certain probability or more.
交差する場合(図4(a))、境界侵入判定状態量修正部170は、状態量
と共分散
との固有値解析で得られる、状態量に含まれる位置を中心とする一定確率の信頼楕円の範囲に対して、検出された標示境界の線分
との交差判定を行う。
In the case of intersection (FIG. 4A), the boundary intrusion determination state
And covariance
The line segment of the detected marking boundary for the range of the confidence ellipse with a certain probability centered on the position included in the state quantity obtained by the eigenvalue analysis of
And the intersection is judged.
交差判定は2次方程式の判別式で行うことができ、楕円中心から交差する標示境界の線分
への垂線のベクトルαの方向に、予測前の歩行者の速度ベクトルを、その交点と楕円中心のなす角θに比例した修正量αKだけ修正する。ここで、αは予め定めた量を持つベクトルであり、Kは角θに応じて定まる値である。Kは、例えば下記式(1)のように求めることができる。
The intersection can be determined by the discriminant of a quadratic equation, and the line segment of the marking boundary intersecting from the center of the ellipse.
In the direction of the perpendicular vector α to, the velocity vector of the pedestrian before prediction is corrected by the correction amount αK proportional to the angle θ formed by the intersection and the center of the ellipse. Here, α is a vector having a predetermined amount, and K is a value determined according to the angle θ. K can be obtained, for example, by the following equation (1).
予測後の歩行者の位置が標示境界線に近い場合、歩行者は基本的に標示境界線を越えずに移動する場合が多いため、移動距離が小さくなるように予測前の歩行者の速度ベクトルを修正し、再度カルマンフィルタの予測ステップを行い、予測後の歩行者の位置を修正する。 When the position of the pedestrian after prediction is close to the marking boundary line, the pedestrian basically moves without crossing the marking boundary line, so the speed vector of the pedestrian before prediction so that the movement distance becomes small. Is corrected, the prediction step of the Kalman filter is performed again, and the position of the pedestrian after the prediction is corrected.
この場合、角θはπに近い値となるため、式(1)の値は、1に近い値となる。すなわち、修正量αKは、αに近い修正量となるため、歩行者の移動距離を小さくするように、予測前の歩行者の速度ベクトルを修正することができる。 In this case, since the angle θ is close to π, the value in the equation (1) is close to 1. That is, since the correction amount αK is a correction amount close to α, the speed vector of the pedestrian before prediction can be corrected so as to reduce the movement distance of the pedestrian.
例えば、予測後の歩行者の位置が標示境界線を越えている場合(図4(b))、図4(c)のように予測前の歩行者の速度ベクトルを修正する。また、予測後の歩行者の位置が標示境界線を越えていない場合(図4(d))、図4(e)のように予測前の歩行者の速度ベクトルを修正する。 For example, when the position of the pedestrian after the prediction exceeds the marking boundary line (FIG. 4 (b)), the speed vector of the pedestrian before the prediction is corrected as shown in FIG. 4 (c). Further, when the position of the pedestrian after the prediction does not exceed the marking boundary line (FIG. 4 (d)), the speed vector of the pedestrian before the prediction is corrected as shown in FIG. 4 (e).
一方、予測後の歩行者の位置が標示境界線から遠い場合、歩行者は標示境界線を越えて移動したと考えられるため、予測後の歩行者の位置を修正する必要がない。 On the other hand, when the position of the pedestrian after the prediction is far from the marking boundary line, it is considered that the pedestrian has moved beyond the marking boundary line, so that it is not necessary to correct the position of the pedestrian after the prediction.
この場合、角θはπよりも十分小さな値となるため、式(1)の値は、0に近い値となる。すなわち、修正量αKは、0に近い修正量となるため、予測前の歩行者の速度ベクトルを修正しても、予測後の歩行者の位置をほとんど修正しないようにすることができる。 In this case, the angle θ is sufficiently smaller than π, so that the value in the equation (1) is close to 0. That is, since the correction amount αK is a correction amount close to 0, even if the speed vector of the pedestrian before the prediction is corrected, the position of the pedestrian after the prediction can be hardly corrected.
また、予測前の歩行者の速度ベクトルでなく、予測後の歩行者の位置を修正する構成としてもよい。また、Kの値が所定の値以下の場合に、予測前の歩行者の速度ベクトルを修正しないようにする構成としてもよい。 Further, the position of the pedestrian after the prediction may be corrected instead of the speed vector of the pedestrian before the prediction. Further, when the value of K is equal to or less than a predetermined value, the speed vector of the pedestrian before prediction may not be modified.
このように、交点と楕円中心のなす角によって予測後の歩行者の位置の修正を行うことで、極めて大きな速度で境界を越えようとする追跡器を除き、境界を越えないような非線形な予測を行うことができる。 In this way, by correcting the position of the pedestrian after prediction by the angle formed by the intersection and the center of the ellipse, a non-linear prediction that does not cross the boundary except for a tracker that tries to cross the boundary at an extremely high speed. It can be performed.
この方法は、図5のような対象となる境界線が複数の場合にも適用することができる。 This method can also be applied to the case where there are a plurality of target boundaries as shown in FIG.
例えば、図5のように、2つの標示境界線に対して交点がある場合、交点の各々について、当該交点と楕円中心のなす角θに基づいて、楕円中心から交差する各標示境界の線分への垂線のベクトルの方向に修正量を求め、当該修正量を合成したベクトルを最終的な修正量として、修正することができる。なお、図5(a)は、予測前の状態量と標示境界線の配置、(b)は修正量、(c)は修正量の適用例を示すイメージ図である。 For example, as shown in FIG. 5, when there are intersections for two marking boundaries, for each of the intersections, a line segment of each marking boundary intersecting from the center of the ellipse based on the angle θ formed by the intersection and the center of the ellipse. The correction amount can be obtained in the direction of the vector of the perpendicular line to, and the correction amount can be corrected using the combined vector as the final correction amount. Note that FIG. 5A is an image diagram showing an application example of the state amount and the marking boundary line before prediction, FIG. 5B is a correction amount, and FIG. 5C is a correction amount.
また、追跡器同士に適用することで歩行者同士が回避し合うような予測を行うこともできる(図6参照)。この場合、境界を歩行者の位置を中心とする信頼楕円同士に基づいて計算する。 In addition, by applying it to trackers, it is possible to make predictions so that pedestrians avoid each other (see FIG. 6). In this case, the boundary is calculated based on the confidence ellipses centered on the position of the pedestrian.
例えば、異なる2つの歩行者同士が対面している場合、2つの歩行者の状態量を、信頼楕円の交点間線分で生成した境界線に対して、修正量の大きさを各仮説中心と信頼楕円の交点のなす角に比例させ、修正量の方向を、各仮説中心から境界線への垂線ベクトルの反対方向とする。ここで、図6(a)は、予測前の複数の歩行者の状態量の配置、(b)は修正量、(c)は修正量の適用例を示すイメージ図である。 For example, when two different pedestrians are facing each other, the magnitude of the correction amount is set as the center of each hypothesis with respect to the boundary line generated by the line segment between the intersections of the confidence ellipses. It is proportional to the angle formed by the intersection of the confidence ellipses, and the direction of the correction amount is the opposite direction of the perpendicular vector from the center of each hypothesis to the boundary line. Here, FIG. 6A is an image diagram showing an arrangement of state quantities of a plurality of pedestrians before prediction, FIG. 6B is an image diagram showing an application example of a correction amount, and FIG. 6C is an image diagram showing an application example of the correction amount.
ここで、2つの歩行者同士が、速度の速い状況で対面している場合、図6の場合よりもやや速い程度であれば(図7)には、図6と同様に修正量を算出する。ここで、図7(a)は、予測前の複数の歩行者の状態量の配置、(b)は修正量、(c)は修正量の適用例を示すイメージ図である。 Here, when two pedestrians face each other in a high-speed situation, if the degree is slightly faster than in the case of FIG. 6 (FIG. 7), the correction amount is calculated in the same manner as in FIG. .. Here, FIG. 7A is an image diagram showing an arrangement of state quantities of a plurality of pedestrians before prediction, FIG. 7B is an image diagram showing an application example of a correction amount, and FIG. 7C is an image diagram showing an application example of the correction amount.
一方、図6の場合よりもかなり速い(仮説同士がちょうど近接する)場合(図8)、互いに離れる方向に大きな修正量を算出する。衝突予測ではなく、追跡のための予測を目的としているため、基本的に全ての歩行者は衝突しないように移動している、という前提で予測を行うと仮定して良いので、すれ違うタイミングでの予測として、歩行者同士が大きく回避し合うと予測することができる。 On the other hand, when it is considerably faster than the case of FIG. 6 (hypotheses are just close to each other) (FIG. 8), a large correction amount is calculated in the direction away from each other. Since the purpose is not to predict a collision but to make a prediction for tracking, it can be assumed that all pedestrians are moving so as not to collide, so it is possible to assume that the prediction is made at the timing of passing each other. As a prediction, it can be predicted that pedestrians will avoid each other greatly.
なお、図8(a)は、予測前の複数の歩行者の状態量の配置、(b)は修正量、(c)は修正量の適用例を示すイメージ図である。 Note that FIG. 8A is an image diagram showing an arrangement of state quantities of a plurality of pedestrians before prediction, FIG. 8B is an image diagram showing an application example of a correction amount, and FIG. 8C is an image diagram showing an application example of the correction amount.
更に、図6の場合よりも極端に速く、仮説同士がすれ違ってしまうような場合(図9)、やや加速する方向に修正量を算出する。すなわち、すれ違うタイミングより後の時刻での予測として、回避し終えた後に歩行者が元の移動方向に維持・修正する動きに対応することができる。ここで、図9(a)は、予測前の複数の歩行者の状態量の配置、(b)は修正量、(c)は修正量の適用例を示すイメージ図である。 Further, when the hypotheses pass each other (FIG. 9), which is extremely faster than in the case of FIG. 6, the correction amount is calculated in the direction of slightly accelerating. That is, as a prediction at a time after the passing timing, it is possible to correspond to a movement in which the pedestrian maintains / corrects the original movement direction after the avoidance is completed. Here, FIG. 9A is an image diagram showing an arrangement of state quantities of a plurality of pedestrians before prediction, FIG. 9B is an image diagram showing an application example of a correction amount, and FIG. 9C is an image diagram showing an application example of the correction amount.
仮説整合部180は、センシング結果獲得部110により最新の観測情報Oiを受け取ると、移動物可動範囲地図140の境界地図Uを用いて、現時刻に対応して、仮説予測部150により追跡している歩行者の各々について予測された仮説と、当該最新の観測情報Oiが表す歩行者の各々についての検出結果との対応付けを行う。
When the hypothesis matching unit 180 receives the latest observation information Oi from the sensing
具体的には、仮説整合部180は、予測された仮説と、境界とに基づいて、観測情報Oiに対する、追跡器
の当てはまりのよさを意味する観測尤度
を計算する。
Specifically, the
Observing likelihood, which means good fit
To calculate.
そして、仮説整合部180は、観測尤度θi,mに基づいて、現時刻における歩行者の状態量のセットX={x1,…,xn}と、当該最新の観測情報Oiにおいて検出した歩行者の3次元位置のセットYi={yi,1,…,yi,m}との対応付けを行う。
Then, the
また、仮説整合部180は、仮説の予測結果の何れとも対応してない歩行者の検出結果が存在する場合に、歩行者の状態を示す仮説を新たに生成する。
Further, the
具体的には、仮説整合部180は、最新の観測情報Oiの検出結果との対応付けの結果に基づいて、最新の観測情報Oiのうち、追跡器と対応付かなかった歩行者の検出結果から、新たな状態量xを含む追跡器を生成する。
Specifically, the
なお、新たな状態量xを含む追跡器は、観測された歩行者の3次元位置yと同じ座標、誤差分散行列を持つこととする。 It is assumed that the tracker including the new state quantity x has the same coordinates and error dispersion matrix as the observed three-dimensional position y of the pedestrian.
仮説更新部200は、追跡している歩行者の各々について、当該歩行者の仮説を、仮説の予測結果と、当該歩行者の検出結果とに基づいて更新する。
The
具体的には、センシング結果獲得部110最新の観測情報Oiを受け取った場合に、仮説整合部180最新の観測情報Oiと対応付けられた歩行者の各々について、対応する3次元位置yi,jを観測値として、その誤差分散行列ri,jと、予測ステップで得られた歩行者の状態量及び分散共分散行列とを用いて、カルマンフィルタのフィルタリングステップにより、状態量を更新すると共に、最後に観測した時刻を更新する。
Specifically, when the sensing
仮説更新部200は、観測情報Oiに対する、追跡器
の観測尤度θi,mから、
となる追跡器を特定し、
が予め設定した閾値よりも大きい場合、状態量
と分散共分散行列
とを更新する。
The
From the observation likelihood θ i, m of
Identify the tracker that will be
If is greater than a preset threshold, the state quantity
And the variance-covariance matrix
And update.
また、
が予め設定した閾値以下である場合、
として観測情報Oi,mを3次元空間に投影した位置に、一定の存在確率が設定された新規の追跡器を生成して、
に加える。
also,
Is less than or equal to a preset threshold
As a new tracker with a certain existence probability set at the position where the observation information Oi, m is projected onto the three-dimensional space,
Add to.
また、仮説更新部200は、更新または新規作成された追跡器の最終更新時刻
を、現在時刻に設定し、存在確率を
等として、一定値だけ増加させる。
In addition, the
Is set to the current time, and the existence probability is set.
And so on, increase by a certain value.
また、割り当ての無かった追跡器の存在確率を
等として、一定値だけ減少させる。
Also, the probability of existence of an unassigned tracker
And so on, reduce by a certain value.
そして、仮説更新部200は、更新または新規作成された追跡器を、状態量記憶部120に格納する。この時、最後に観測した時刻として、現在時刻を格納する。
Then, the
障害物境界内側判定部210は、新たに生成された歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置が、障害物が存在する範囲内である場合に、新たに生成された当該歩行者の仮説を消去するか、又は新たに生成された歩行者の仮説が示す状態に含まれる存在確率を減ずる。
The obstacle boundary inside
具体的には、障害物境界内側判定部210は、仮説整合部180により新たに生成された追跡器の位置が、障害物が存在する範囲内である場合には、当該追跡器の存在確率を
等として、当該追跡器が削除されるか、又はすぐには存在確率が上昇しないように設定する。
Specifically, when the position of the tracker newly generated by the
For example, the tracker is deleted or set so that the existence probability does not increase immediately.
ここで、障害物が存在する範囲内であるか否かは、新たに生成した追跡器の状態量
を境界地図Uに直情から投影して得た点
と、境界地図U上の障害物である線分の集合uのうち閉路を形成するものであるucについて、閉路内に
が存在するか否かに基づいて判定する。
Here, whether or not the obstacle is within the existing range is determined by the state quantity of the newly generated tracker.
Point obtained by projecting directly onto the boundary map U
And, of the set u of the line segments that are obstacles on the boundary map U, uc , which forms a cycle, is within the cycle.
Judgment is based on whether or not is present.
例えば、閉路を全て3つの線分からなる三角形のみで構成するように境界地図Uが作成されていれば、ある閉路uc,j={uc,j,1,uc,j,2,uc,j,3}を構成する3点について、3つの外積
に関する下記式(2)の不等式が成立している場合に、
は閉路uc,jの内側に存在すると判定することができる。
For example, if the boundary map U is created so that the cycle is composed of only triangles consisting of all three lines, a cycle uc , j = {uc , j, 1 , uc , j, 2 , u. For the three points that make up c, j, 3 }, the three outer products
When the inequality of the following equation (2) is satisfied,
Can be determined to exist inside the closed uc , j .
仮説消去部190は、最後に観測した時刻から一定時間以上経過している歩行者の状態量を含む追跡器を、状態量記憶部120から消去する(図10)。
The
具体的には、仮説消去部190は、存在確率
が十分に小さい追跡器を除去する。
Specifically, the
Removes a tracker that is small enough.
局地サーバ10は、上記の一連の処理により更新された状態量のセットXを、歩行者の検出結果の統合結果として出力する。
The
<歩行者状態量推定システム1の動作>
次に、第1の実施の形態に係る歩行者状態量推定システム1の動作について説明する。まず、複数の車両に搭載された複数の検出器60、及びインフラセンサとしての検出器62の各々によって、歩行者が逐次検出され、検出される毎に、検出結果が、基地局50を介して、局地サーバ10に送信されているときに、局地サーバ10において、図11に示す歩行者状態量推定処理ルーチンが実行される。
<Operation of pedestrian state
Next, the operation of the pedestrian state
ステップS100において、仮説更新部200は、下記式(3)のように仮説を空集合に初期化する。
In step S100, the
ステップS110において、センシング結果獲得部110は、センサを用いて、歩行者を検出した結果である最新の観測情報Oiを受け取る。
In step S110, the sensing
ステップS120において、仮説整合部180は、上記ステップS150で受信した最新の観測情報Oiに含まれる歩行者の3次元位置を、センサ座標系から世界座標系に変換する。
In step S120, the
ステップS130において、境界検出部130は、追跡している歩行者の各々について、状態量記憶部120に格納された仮説と、境界地図Uとに基づいて、当該歩行者の周辺の可動範囲の境界を検出すると共に、検出された可動範囲の境界から障害物が存在する範囲と、歩行者の周辺の可動範囲の境界としての路面上の標示境界とを検出する。
In step S130, the
ステップS140において、仮説予測部150は、追跡している歩行者の各々について、センサを用いた検出タイミングでの、当該歩行者の仮説が示す状態を予測する。
In step S140, the
ステップS150において、衝突判定状態量修正部160は、追跡している歩行者の各々について、予測された当該歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置が、障害物が存在する範囲内である場合に、障害物が存在する範囲と、可動範囲との境界に応じて当該仮説の予測結果を修正する。
In step S150, when the position included in the predicted state of the pedestrian's hypothesis is within the range where an obstacle exists for each of the pedestrians being tracked by the collision determination state
ステップS160において、境界侵入判定状態量修正部170は、追跡している歩行者の各々について、予測された当該歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置を中心とする所定の範囲と、検出された標示境界とが交差する場合に、所定の範囲と標示境界との交差状態に応じて当該仮説の予測結果を修正する。
In step S160, the boundary intrusion determination state
ステップS170において、仮説整合部180は、センシング結果獲得部110により最新の観測情報Oiを受け取ると、移動物可動範囲地図140の境界地図Uを用いて、現時刻に対応して、仮説予測部150により追跡している歩行者の各々について予測された仮説と、当該最新の観測情報Oiが表す歩行者の各々についての検出結果との対応付けを行う。
In step S170 , when the
ステップS180において、仮説更新部200は、追跡している歩行者の各々について、当該歩行者の仮説を、仮説の予測結果と、当該歩行者の検出結果とに基づいて更新する。また、仮説の予測結果の何れとも対応していない歩行者の検出結果が存在する場合に、歩行者の状態を示す仮説を新たに生成する。
In step S180, the
ステップS190において、障害物境界内側判定部210は、新たに生成された歩行者の仮説が示す状態に含まれる位置が、障害物が存在する範囲内である場合に、新たに生成された当該歩行者の仮説を消去するか、又は新たに生成された歩行者の仮説が示す状態に含まれる存在確率を減ずる。
In step S190, when the position included in the state indicated by the newly generated pedestrian hypothesis is within the range in which the obstacle exists, the obstacle boundary
ステップS200において、仮説消去部190は、最後に観測した時刻から一定時間以上経過している歩行者の状態量を含む追跡器を、状態量記憶部120から消去する。
In step S200, the
そして、ステップS210において、更新された仮説が示す状態を、歩行者の検出結果の統合結果として出力し、上記ステップS110へ戻る。例えば、歩行者の検出結果の統合結果が、遠隔サーバ80へ送信される。
Then, in step S210, the state indicated by the updated hypothesis is output as the integrated result of the pedestrian detection result, and the process returns to step S110. For example, the integrated result of the pedestrian detection result is transmitted to the
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る状態推定装置によれば、追跡している追跡対象物の各々について、状態量記憶部に格納された仮説と、当該追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、当該追跡対象物の周辺の可動範囲の境界を検出し、センサを用いて検出タイミングでの、当該追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、検出された境界に応じて仮説の予測結果を修正し、当該追跡対象物の仮説を、仮説の予測結果と、追跡対象物の検出結果とに基づいて更新することにより、センサに一時的な通信途絶や誤検出・未検出が生じた場合でも、移動物の状態量を精度良く求めることができる。 As described above, according to the state estimation device according to the embodiment of the present invention, for each of the tracked objects to be tracked, the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the movable range of the tracked object. Detects the boundary of the movable range around the tracked object based on the recorded moving object movable range information, and predicts the state indicated by the hypothesis of the tracked object at the detection timing using a sensor. By modifying the hypothesis prediction result according to the detected boundary and updating the hypothesis of the tracked object based on the hypothesis prediction result and the tracked object detection result, the sensor is temporarily used. Even when communication is interrupted or false detection / non-detection occurs, the state amount of the moving object can be accurately obtained.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施の形態では、カルマン予測を前提としたが、パーティクル予測を行っても、アンセンテッド変換やランダムサンプリングを用いたサンプリングベースの予測を行っても良い。その場合、図12のような、より複雑な環境での予測も可能となる。ここで、図12(a)は、複雑環境下での予測の例、(b)は単なるカルマン予測の場合、(c)は、パーティクルフィルタ等を用いた場合のイメージ図である。 For example, in the above embodiment, Kalman prediction is premised, but particle prediction may be performed, or sampling-based prediction using unscented conversion or random sampling may be performed. In that case, it is possible to make predictions in a more complicated environment as shown in FIG. Here, FIG. 12A is an example of prediction in a complicated environment, FIG. 12B is a simple Kalman prediction, and FIG. 12C is an image diagram when a particle filter or the like is used.
また、本実施形態において、歩行者を追跡する場合について説明したが、追跡対象物としては、他の移動物、例えば自転車、動物等を採用することも可能である。 Further, in the present embodiment, the case of tracking a pedestrian has been described, but other moving objects such as a bicycle and an animal can be adopted as the tracking object.
また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することも可能である。 Further, although described as an embodiment in which the program is pre-installed in the specification of the present application, it is also possible to store the program in a computer-readable recording medium and provide the program.
1 歩行者状態量推定システム
10 局地サーバ
50 基地局
60 検出器
62 検出器
70 ネットワーク
80 遠隔サーバ
100 通信部
110 センシング結果獲得部
120 状態量記憶部
130 境界検出部
140 移動物可動範囲地図
150 仮説予測部
160 衝突判定状態量修正部
170 境界侵入判定状態量修正部
180 仮説整合部
190 仮説消去部
200 仮説更新部
210 障害物境界内側判定部
1 Pedestrian state
Claims (6)
追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の速度を含む状態を示す仮説を格納した状態量記憶部と、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記状態量記憶部に格納された仮説と、前記追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出する境界検出部と、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記境界検出部により検出された前記境界に応じて前記仮説の予測結果を修正する仮説予測部と、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の前記仮説を、前記仮説の予測結果と、前記追跡対象物の検出結果とに基づいて更新する仮説更新部と、
を含み、
前記境界検出部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出すると共に、前記検出された前記可動範囲の境界から障害物が存在する範囲を検出し、
前記仮説予測部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記予測された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置を中心とする所定の範囲と、前記障害物が存在する範囲とが交差する場合に、前記所定の範囲と前記障害物が存在する範囲との交点及び前記所定の範囲の中心のなす角が大きい程に前記速度を減速することにより前記仮説の予測結果を修正する
状態推定装置。 A sensing result acquisition unit that receives the result of detecting a tracked object using a sensor,
For each of the tracked objects being tracked, a state quantity storage unit that stores a hypothesis indicating a state including the velocity of the tracked object, and
For each of the tracked objects to be tracked, the tracked object is based on the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the moving object movable range information in which the movable range of the tracked object is recorded. A boundary detection unit that detects the boundary of the movable range around the
For each of the tracked objects being tracked, the sensor is used to predict the state indicated by the hypothesis of the tracked object at the detection timing, and the hypothesis is determined according to the boundary detected by the boundary detection unit. Hypothesis prediction unit that corrects the prediction result of
For each of the tracked objects being tracked, a hypothesis updating unit that updates the hypothesis of the tracked object based on the prediction result of the hypothesis and the detection result of the tracked object.
Including
The boundary detection unit detects the boundary of the movable range around the tracked object for each of the tracked objects, and an obstacle is present from the boundary of the detected movable range. Detect the range and
The hypothesis prediction unit predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the detection timing for each of the tracking objects being tracked, and the predicted tracking object. When the predetermined range centered on the position included in the state indicated by the hypothesis and the range in which the obstacle exists intersects, the intersection of the predetermined range and the range in which the obstacle exists and the predetermined range. The prediction result of the hypothesis is corrected by decelerating the speed as the angle formed by the center of the range becomes larger.
State estimator.
前記仮説予測部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記予測された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置が、前記障害物が存在する範囲内である場合に、前記障害物が存在する範囲と、前記可動範囲との境界に応じて前記仮説の予測結果を修正する
請求項1記載の状態推定装置。 The boundary detection unit detects the boundary of the movable range around the tracked object for each of the tracked objects, and an obstacle is present from the boundary of the detected movable range. Detect the range and
The hypothesis prediction unit predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the detection timing for each of the tracking objects being tracked, and the predicted tracking object. When the position included in the state indicated by the hypothesis is within the range in which the obstacle exists, the prediction result of the hypothesis is modified according to the boundary between the range in which the obstacle exists and the movable range. Item 1. The state estimation device according to item 1.
前記仮説の予測結果の何れとも対応してない前記追跡対象物の検出結果が存在する場合に、前記追跡対象物の状態を示す仮説を新たに生成し、
前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置が、前記障害物が存在する範囲内である場合に、前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説を消去するか、又は前記新たに生成された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる存在確率を減ずる請求項2記載の状態推定装置。 The hypothesis update unit
When there is a detection result of the tracking object that does not correspond to any of the prediction results of the hypothesis, a hypothesis indicating the state of the tracking object is newly generated.
Whether to eliminate the hypothesis of the newly generated tracking object when the position included in the state indicated by the hypothesis of the newly generated tracking object is within the range in which the obstacle exists. , Or the state estimation device according to claim 2, which reduces the existence probability included in the state indicated by the hypothesis of the newly generated tracking object.
前記仮説予測部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記予測された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置を中心とする所定の範囲と、前記検出された標示境界とが交差する場合に、前記所定の範囲と前記標示境界との交差状態に応じて前記仮説の予測結果を修正する請求項1~請求項3の何れか1項記載の状態推定装置。 The boundary detection unit detects, for each of the tracked objects, the marked boundary on the road surface as the boundary of the movable range around the tracked object.
The hypothesis prediction unit predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the detection timing for each of the tracking objects being tracked, and the predicted tracking object. When the predetermined range centered on the position included in the state indicated by the hypothesis intersects the detected marking boundary, the prediction result of the hypothesis is determined according to the intersection state between the predetermined range and the marking boundary. The state estimation device according to any one of claims 1 to 3.
センサを用いて、追跡対象物を検出した結果を受け取るセンシング結果獲得部、
追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の速度を含む状態を示す仮説を格納した状態量記憶部、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記状態量記憶部に格納された仮説と、前記追跡対象物の可動範囲が記録されている移動物可動範囲情報とに基づいて、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出する境界検出部、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記境界検出部により検出された前記境界に応じて前記仮説の予測結果を修正する仮説予測部、及び、
前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の前記仮説を、前記仮説の予測結果と、前記追跡対象物の検出結果とに基づいて更新する仮説更新部
として機能させるためのプログラムであって、
前記境界検出部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記追跡対象物の周辺の前記可動範囲の境界を検出すると共に、前記検出された前記可動範囲の境界から障害物が存在する範囲を検出し、
前記仮説予測部は、前記追跡している追跡対象物の各々について、前記センサを用いて検出タイミングでの、前記追跡対象物の仮説が示す状態を予測し、前記予測された前記追跡対象物の仮説が示す状態に含まれる位置を中心とする所定の範囲と、前記障害物が存在する範囲とが交差する場合に、前記所定の範囲と前記障害物が存在する範囲との交点及び前記所定の範囲の中心のなす角が大きい程に前記速度を減速することにより前記仮説の予測結果を修正するプログラム。 Computer,
Sensing result acquisition unit that receives the result of detecting the tracked object using the sensor,
A state quantity storage unit that stores a hypothesis indicating a state including the velocity of the tracked object for each of the tracked objects being tracked.
For each of the tracked objects to be tracked, the tracked object is based on the hypothesis stored in the state quantity storage unit and the moving object movable range information in which the movable range of the tracked object is recorded. Boundary detector that detects the boundary of the movable range around the
For each of the tracked objects being tracked, the sensor is used to predict the state indicated by the hypothesis of the tracked object at the detection timing, and the hypothesis is determined according to the boundary detected by the boundary detection unit. Hypothesis prediction unit that corrects the prediction result of
A program for functioning as a hypothesis update unit that updates the hypothesis of the tracked object for each of the tracked objects based on the prediction result of the hypothesis and the detection result of the tracked object. And
The boundary detection unit detects the boundary of the movable range around the tracked object for each of the tracked objects, and an obstacle is present from the boundary of the detected movable range. Detect the range and
The hypothesis prediction unit predicts the state indicated by the hypothesis of the tracking object at the detection timing for each of the tracking objects being tracked, and the predicted tracking object. When the predetermined range centered on the position included in the state indicated by the hypothesis and the range in which the obstacle exists intersects, the intersection of the predetermined range and the range in which the obstacle exists and the predetermined range. A program that corrects the prediction result of the hypothesis by decelerating the speed as the angle formed by the center of the range becomes larger.
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