JP2001099925A - 並列多目標追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理を実行するプロセッサ上で他の処理が実
行されていたり、ネットワーク上で他の通信がなされて
いる状態であっても、並列多目標追尾処理において、最
適な負荷分散を行うことが可能な並列多目標追尾装置を
得る。 【解決手段】 クラスタ生成部３が観測点情報と予測領
域より生成したクラスタについて、節分割／統合部４に
て探索木の節を生成し、それをタスクとして複数のタス
ク処理部５ａ〜５ｄに分配して処理する際に、各タスク
処理部への節の処理の分配を負荷分散部９によって、各
タスク処理部の負荷状況に応じて動的に割りあたるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーダにおける
複数目標物の追尾手法として、ＪＰＤＡ（Ｊｏｉｎｔ
Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉ
ａｔｉｏｎ）のような複数の目標物の組み合わせを想定
したものを採用し、処理を複数のタスク処理部に動的に
割り当てて負荷分散をはかった並列多目標追尾装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】多目標追尾を並列処理する従来の追尾方
法としては、例えば、処理を機能分割によって負荷分散
する“Ｏｎ Ｍａｐｐｉｎｇ ａ Ｔｒａｃｋｉｎｇ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｏｎｔｏ Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒｓ”（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩ
ＯＮ ＯＮ ＡＥＲＯＳＰＡＣＥ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴ
ＲＯＮＩＣ ＳＹＳＴＥＭＳ ＶＯＬ．２６，ＮＯ．
５，１９９０）に示されたもの等がある。図５および図
６は従来の並列多目標追尾装置による追尾方法を示す説
明図であり、追尾処理とプロセッサをグラフとして示し
たものである。この追尾方法では、図５のように処理を
タスクグラフとして表現し、各タスクの負荷を情報の流
れに基づいて、プロセッサへの分割を行なう。

【０００３】図５は処理の関係を示すタスクグラフであ
る。タスクグラフとは、処理の相関関係を示すグラフで
あり、丸印によって示される（１）〜（８）の処理と、
それら各処理（１）〜（８）の繋がりを示す矢印１１０
〜１１９とによって表現されている。なお、処理（１）
〜（８）は計算機などで行なわれる処理自体を示してお
り、ここでは、タスク（１）１０１〜タスク（８）１０
８としている。また、矢印１１０〜１１９はこのタスク
（１）１０１〜タスク（８）１０８における計算結果が
利用される先を示している。

【０００４】すなわち、例えば、 Ｃ＝Ａ＋Ｂ …… （あ） Ｅ＝Ｃ＋Ｄ …… （い） という２つの処理（あ）および（い）があった場合、
（あ）→（い）という矢印で表す。なお、ここで、
“（あ）”および“（い）”は、“あ”および“い”を
丸で囲んだ状態を示すものとする。

【０００５】タスクグラフで表した処理は、全て、バラ
バラに複数のプロセッサに分割して処理させることがで
きる。先の例でいえば、処理（あ）の計算と処理（い）
の計算とをそれぞれ別のプロセッサで行なうことができ
る。この場合、処理（い）の計算を行うプロセッサは、
処理（あ）の計算結果を処理（あ）の計算を行うプロセ
ッサから受け取ることになる。このように、図５に示し
たタスクグラフにおいて、矢印１１０〜１１９で繋がっ
ているタスク（１）１０１〜タスク（８）１０８は計算
結果のやりとりが必要となる。

【０００６】タスクグラフには当然、矢印１１０〜１１
９で繋がったものと繋がっていないものとが存在する
が、矢印１１０〜１１９で繋がっていないもの同士はお
互いにデータをやりとりする必要はない。図５に示す例
でいえば、タスク（１）１０１とタスク（２）１０２〜
タスク（５）１０５は矢印１１０、１１３、１１５、１
１７を介して直接繋がっており、タスク（２）１０２に
は矢印１１１を介してタスク（６）１０６が、タスク
（５）１０５には矢印１１８を介してタスク（７）１０
７がそれぞれ繋がっている。また、タスク（６）１０
６、タスク（３）１０３、タスク（４）１０４、タスク
（７）１０７とタスク（８）１０８は、それぞれ矢印１
１２、１１４、１１６、１１９を介して直接繋がってい
る。従って、矢印で繋がっていないペアは、タスク
（２）１０２とタスク（５）１０５のペア、およびタス
ク（６）１０６とタスク（７）１０７のペアである。

【０００７】一方、タスク（１）１０１とタスク（２）
１０２のペアや、タスク（２）１０２とタスク（６）１
０６のペア、およびタスク（５）１０５とタスク（７）
１０７のペア等は矢印１１０，１１１あるいは１１８で
繋がっており、例えば、タスク（１）１０１とタスク
（２）１０２なら、タスク（１）１０１の計算が終わら
ない限りタスク（２）１０２の計算も終わらないという
関係になっている。

【０００８】そのとき、以下に示した２通りの分け方が
あった場合、後者の分け方を選択するようにする。それ
は、前者の分け方ではプロセッサ間で計算結果を渡す必
要が生じるが、後者ではその必要が生じないからであ
る。

【０００９】・ タスク（２）１０２とタスク（５）１
０５を１つのプロセッサに割り当て、タスク（６）１０
６とタスク（７）１０７を他の１つのプロセッサに割り
当てる。 ・ タスク（２）１０２とタスク（６）１０６を１つの
プロセッサに割り当て、タスク（５）１０５とタスク
（７）１０７を他の１つのプロセッサに割り当てる。

【００１０】さらに、各タスク１０１〜１０８には通
常、必要な計算量が示されている（図５では省略）。従
って、タスクグラフに与えられている処理を複数のプロ
セッサに分ける場合、以下の２つの方針に基づいて行う
ことになる。

【００１１】各プロセッサに分けたタスクの必要計算量
の合計がなるべく同じになるように割り当てる。

【００１２】矢印１１０〜１１９で繋がっているタスク
１０１〜１０８同士は、同じプロセッサに割り当てる。

【００１３】図６はプロセッサグラフであり、4つのプ
ロセッサ（Ｐ１）１２１〜（Ｐ２）１２４が環状に繋が
っている例を示している。すなわち、プロセッサ（Ｐ
１）１２１にプロセッサ（Ｐ２）１２２が繋がり、プロ
セッサ（Ｐ２）１２２にプロセッサ（Ｐ３）１２３が繋
がり、プロセッサ（Ｐ３）１２３にプロセッサ（Ｐ４）
１２４が繋がり、プロセッサ（Ｐ４）１２４にプロセッ
サ（Ｐ１）１２１が繋がっている。

【００１４】このように矢印１１０〜１１９で繋がって
いるタスク１０１〜１０８同士を同じプロセッサ１２１
〜１２４に割り当てるというのが、従来の並列多目標追
尾装置で用いられている追尾方法である。この図５に示
されているタスクグラフで、丸で表現されているタスク
１０１〜１０８は機能的に一塊となる処理である。ＪＰ
ＤＡ等のように、目標物と観測点の組合せを考慮して追
尾処理を行う場合、対象とする問題が大きくなると、目
標物と観測点との組合せを求めるタスクは、他のタスク
に比べて、処理の負荷が非常に大きくなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の並列多目標追尾
装置は以上のように構成されているので、ＪＰＤＡのよ
うに複数の目標物と観測点の組合せを考慮して追尾処理
を行なう方式では、目標物と観測点の組合せを求めるた
めの特定の１つのタスク１０１〜１０８の処理の負荷が
特別に非常に大きくなってしまうことがあり、その場合
には、上述したように複数のプロセッサ１２１〜１２４
を用いて各タスク１０１〜１０８の並列処理を行って
も、負荷が特別大きくなってしまうタスク１０１〜１０
８の処理を行ったプロセッサ１２１〜１２４だけは処理
が終わらず、結果として、全体の処理が完全に終わるま
でに長時間を要し、複数のプロセッサ１２１〜１２４を
用いた負荷分散効果が得られず、並列処理を行っている
意味がなくなってしまうという課題があった。

【００１６】目標物と観測点の組合せを求めるためのタ
スク１０１〜１０８を処理負荷ができるだけ均等になる
ように分割し、それぞれを別プロセッサ１２１〜１２４
で処理することは可能である。しかしながら、各プロセ
ッサ１２１〜１２４が汎用のワークステーションで動作
する場合、目標物と観測点の組合せを求めるタスク１０
１〜１０８以外の他の処理や他のユーザの処理も、同一
のプロセッサ１２１〜１２４上で実行される可能性があ
り、それら他の処理が各プロセッサ１２１〜１２４で一
定になるとは限らず、各プロセッサ１２１〜１２４で処
理されるタスク１０１〜１０８の実行時間も均等にはな
らず、最適な負荷分散とはならなくなってしまうという
課題があった。

【００１７】また、各プロセッサ（ワークステーショ
ン）１２１〜１２４では、目標物と観測点の組合せを求
めるためのタスク１０１〜１０８以外の処理は行なわな
いことにしても、各プロセッサ１２１〜１２４が汎用の
ネットワークで接続されている場合は、タスク１０１〜
１０８の処理を行うプロセッサ１２１〜１２４以外のプ
ロセッサも、同じネットワークを共有して使用している
ことが考えられ、そのような場合には、プロセッサ１２
１〜１２４間の通信時間が一定にはならないので、各プ
ロセッサ１２１〜１２４でのタスク１０１〜１０８の処
理の終了が一定とはならず、最適な負荷分散とはならな
くなってしまうという課題があった。

【００１８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、目標物と観測点の組合せを求める
タスク等の特別高負荷となってしまうタスクに対して負
荷分散を行い、タスクを実行するプロセッサ上で他の処
理が動作していたり、ネットワーク上で他の通信がなさ
れている状態であっても、並列多目標追尾処理におい
て、最適な負荷分散を行なうことが可能な並列多目標追
尾装置を得ることを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る並列多目
標追尾装置は、クラスタ生成部が観測点情報と予測領域
より生成したクラスタについて、節分割／統合部にて探
索木の節を生成し、それをタスクとして複数のタスク処
理部に分配して処理する際に、負荷分散部によって、各
タスク処理部への節の処理の分配を、各タスク処理部の
負荷状況に応じて行うようにしたものである。

【００２０】この発明に係る並列多目標追尾装置は、各
タスク処理部の負荷状況を定期的に監視して、タスク処
理部の負荷が少なくなると、負荷の多いタスク処理部か
ら負荷を移動させることにより、各タスク処理部におけ
る負荷を均等化するようにしたものである。

【００２１】この発明に係る並列多目標追尾装置は、各
タスク処理部に対して１単位ずつ節の処理を分配し、分
配された節の処理が終了したタスク処理部は、次の節の
分配を要求して新たな１単位の節の処理の分配を受ける
ことで負荷分散を行うようにしたものである。

【００２２】この発明に係る並列多目標追尾装置は、負
荷分散部より各タスク処理部に対して、最初に複数単位
ずつの節の処理を分配し、各タスク処理部では受け取っ
た節の内の１単位の節の処理を開始して、残りを保持し
ておき、当該節の処理が終了すると、次の節の分配を負
荷分散部に要求するとともに、その要求に対する応答が
返される前に保持しておいた次の１単位の節の処理を開
始し、分配要求を受けた負荷分散部は、節の分配を要求
したタスク処理部に対して次の節の分配を行うようにし
たものである。

【００２３】この発明に係る並列多目標追尾装置は、時
間とともに負荷分散の単位を小さくしていくようにした
ものである。

【００２４】この発明に係る並列多目標追尾装置は、１
つの負荷分散単位の処理時間が一定時間以上になると、
処理している節の下の一部の節群の処理を負荷分散部へ
返すようにしたものである。

【００２５】この発明に係る並列多目標追尾装置は、一
部の節群の処理を負荷分散部へ返すと判断する際の処理
時間の上限値を、時間とともに小さくしていくようにし
たものである。

【００２６】この発明に係る並列多目標追尾装置は、負
荷分散部と同一のプロセッサ上でタスク処理部の１つを
動作させるようにしたものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による並
列多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図に
おいて、１は外部からの観測点情報の入力が行われる入
力線である。２は目標物の移動を予測し、その予測結果
に応じて予測領域を生成する予測領域生成部である。３
は入力線１から入力された観測点情報と、予測領域生成
部２の生成した予測領域からクラスタを生成するクラス
タ生成部である。４はこのクラスタ生成部３で生成され
たクラスタについて探索木の節を生成し、これをタスク
として分割／統合を行う節分割／統合部である。５ａ〜
５ｄは節分割／統合部４で分割された個々のタスク
（節）についての処理を行うタスク処理部である。６は
節分割／統合部４で統合されたタスク処理部５ａ〜５ｄ
の処理結果に基づいて、目標物の持つ情報（航跡）の更
新を行う目標物航跡更新部である。７は目標物航跡更新
部６で更新された情報を追尾結果として外部に出力する
出力線である。８ａ〜８ｄはこれら各部の処理結果の転
送に用いる転送線である。

【００２８】また、９は節分割／統合部４によって分割
された節に対する処理を、各タスク処理部５ａ〜５ｄに
対して、それぞれの負荷状況に基づいて分散して割り当
てる負荷分散部である。８ｆはこの負荷分散部９と節分
割／統合部４との間を結ぶ転送線であり、８ｇは負荷分
散部９と各タスク処理部５ａ〜５ｄとの間を結ぶ転送線
である。

【００２９】次に動作について説明する。クラスタ生成
部３には、外部からの観測点情報が入力線１を介して、
また予測領域生成部２の作成した予測領域が転送路８ａ
を介してそれぞれ入力される。これら観測点情報および
予測領域を受けたクラスタ生成部３は、複数の目標物の
予測領域が重なり、かつその重なった領域に観測点が存
在する時には、その予測領域を結合して１つのクラスタ
を生成する。このクラスタ生成部３で生成された１つの
クラスタの情報（観測点と目標物の予測領域）は、転送
路８ｂを介して節分割／統合部４に送られ、節分割／統
合部４は受け取ったクラスタの情報から探索木の節を生
成する。

【００３０】負荷分散部９はこの節分割／統合部４によ
って生成された節を転送路８ｆを介して取り込み、各タ
スク処理部５ａ〜５ｄの負荷状況に応じて、その節の処
理を転送路８ｇを介して各タスク処理部５ａ〜５ｄに分
配する。各タスク処理部５ａ〜５ｄは受け取った節か
ら、探索木の葉（追尾の組合せの１つに相当する）を求
め、その処理結果を転送路８ｇおよび８ｆを介して節分
割／統合部４へ送る。節分割／統合部４は送られてきた
各タスク処理部５ａ〜５ｄの処理結果を統合し、それを
転送路８ｃを介して目標物航跡更新部６に送る。目標物
航跡更新部６は目標物の情報を持ち、送られてきた個々
の組合せの可能性をもとに、目標物の情報を更新する。
この目標物航跡更新部６にて更新された目標物の情報
は、出力線７を介して外部に出力されるとともに、転送
線８ｄを介して予測領域生成部２へも送られる。予測領
域生成部２はこの目標物航跡更新部６で更新された目標
物の情報に基づいて各目標物について移動予測を行い、
その予測領域を生成して転送線８ａよりクラスタ生成部
３に送る。この装置は、以上の動作を繰り返すことによ
って、動的負荷分散を用いた並列多目標追尾装置として
動作する。

【００３１】以下、ＪＰＤＡを用いる場合を例に、各部
の動作を説明する。ここで、図２はＪＰＤＡにおける目
標物と観測点の関係を示す説明図、図３はこの目標物と
観測点の関係を表した行列Ωを示す説明図、図４は目標
物と観測点の組合せを表した探索木を示す説明図であ
る。図２において、ｔ（１）およびｔ（２）は目標物で
あり、黒丸で示したこの目標物ｔ（１），ｔ（２）の予
測座標を中心とする楕円は予測範囲である。また、ｙ
（１）〜ｙ（４）はそれぞれ観測点である。

【００３２】なお、図３に示す行列Ωはそれぞれ、縦が
目標物ｔ（０）〜ｔ（２）、横が観測点ｙ（１）〜ｙ
（４）で分かれており、目標物ｔ（０）は対応する目標
なしを示している。また、行列Ω内の“１”は可能性あ
りを、“０”は可能性なしをそれぞれ示しており、この
行列Ωは次の内容を表したものである。 ・ 観測点ｙ（１）は、目標物ｔ（２）、もしくは対応
する目標なし ・ 観測点ｙ（２）は、目標物ｔ（１）、もしくは目標
物ｔ（２）、もしくは対応する目標なし ・ 観測点ｙ（３）は、目標物ｔ（１）、もしくは対応
する目標なし ・ 観測点ｙ（４）は、目標物ｔ（１）、もしくは対応
する目標なし

【００３３】これを満たす目標物と観測点の組合せとし
ては、次のケースがある。 ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（２）で、目標物ｔ
（２）が観測点ｙ（１） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（２）で、目標物ｔ
（２）が対応なし ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（３）で、目標物ｔ
（２）が観測点ｙ（１） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（３）で、目標物ｔ
（２）が観測点ｙ（２） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（３）で、目標物ｔ
（２）が対応なし ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（４）で、目標物ｔ
（２）が観測点ｙ（１） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（４）で、目標物ｔ
（２）が観測点ｙ（２） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（４）で、目標物ｔ
（２）が対応なし ・ 目標物ｔ（１）が対応なしで、目標物ｔ（２）が観
測点ｙ（１） ・ 目標物ｔ（１）が対応なしで、目標物ｔ（２）が観
測点ｙ（２） ・ 目標物ｔ（１）が対応なしで、目標物ｔ（２）が対
応なし

【００３４】図４はこの組合せを探索木として表したも
のである。この探索木における各呼称は、図４では次の
部分に対応しており、組合せは、根から葉までの各ノー
ドの持つ状態に対応する。 ・ 根 → Ｒｏｏｔ ・ 節 → 木構造の分岐の中段に位置する、図４
に楕円で示した部分 ・ 葉 → 木構造の分岐の先端に位置する、図４
に四角で示した部分 ・ 枝 → 図４の根と節、節と節、節と葉を結ぶ
線 ・ ノード → 節と葉の両方を含む概念 ・ 兄弟 → 根からノードまでに経由する枝数が等
しいノード同士

【００３５】以上を前提として、各部の動作を具体的に
説明する。まず予測領域生成部２が、その内部に保持し
ている目標物の情報（座標や速度など）から、観測点が
観測された時間に対応する目標物ｔ（１）およびｔ
（２）の予測座標を算出する。また、同様に一定の存在
確率以上となる、当該目標物ｔ（１），ｔ（２）の予測
座標を中心とする予測領域（図２の楕円）を算出する。
次にクラスタ生成部３が、その予測領域と観測点ｙ
（１）〜ｙ（４）との包含関係を調べる。複数の予測領
域に含まれる観測点が存在する時、その観測点を包含す
る予測領域同士を結合してクラスタを形成する。図２に
示す例では、観測点ｙ（２）が２つの予測領域に含まれ
るため、この２つの予測領域を１つのクラスタとして結
合する。

【００３６】生成されたクラスタは節分割／統合部４に
送られ、節分割／統合部４はそれより図４に示す探索木
の節を生成する。負荷分散部９はこの節分割／統合部４
が生成した節を取り込み、各タスク処理部５ａ〜５ｄの
負荷状況に応じて、その節の処理をタスク処理部５ａ〜
５ｄに分配する。ここで、タスク処理部５ａ〜５ｄへ分
配する節のレベルは、図４の観測点ｙ（１）であって
も、ｙ（２）であっても、ｙ（３）であっても構わな
い。なお、下位のレベルになるに従って、各節に対する
処理量は通常小さくなる。各タスク処理部５ａ〜５ｄ
は、この負荷分散部９によって分配された節から葉を算
出し、各葉が示す組合せごとに信頼度を計算して、目標
物と各観測点の対応関係についての重み付けを行う。

【００３７】例えば、図４において、節１０を受け取っ
たタスク処理部は、各組合せごとの信頼度として、以下
の信頼度E（１）〜E（３）を計算する。 E（１）→ 観測点ｙ（１）が対応なし、観測点ｙ
（２）が目標物ｔ（２）、観測点ｙ（３）、ｙ（４）が
対応なしのケースの信頼度 E（２）→ 観測点ｙ（１）が対応なし、観測点ｙ
（２）が目標物ｔ（２）、観測点ｙ（３）が対応なし、
観測点ｙ（４）が目標物ｔ（１）のケースの信頼度 E（３）→ 観測点ｙ（１）が対応なし、観測点ｙ
（２）が目標物ｔ（２）、観測点ｙ（３）が目標物ｔ
（１）、観測点ｙ（４）が対応なしのケースの信頼度

【００３８】次に当該タスク処理部５ａ〜５ｄは、計算
した信頼度の値をもとに、図４に示した節１０での目標
物と各観測点の対応関係について、以下の重み付けを行
う。 ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（３）に対応する重み
を、E（３） ・ 目標物ｔ（１）が観測点ｙ（４）に
対応する重みを、E（２） ・ 目標物ｔ（１）が対応
なしとなる重みを、E（１） ・ 目標物ｔ（２）が観測点ｙ（２）に対応する重み
を、Ｅ（１）＋Ｅ（２）＋Ｅ（３）

【００３９】次に節分割／統合部４は、各タスク処理部
５ａ〜５ｄが算出した「目標物と各観測点の対応関係に
ついての重み」を集計する。例えば、目標物ｔ（２）で
あれば、観測点ｙ（１）に対応する重み、観測点ｙ
（２）に対応する重み、および対応なしとなる重みが得
られる。

【００４０】目標物航跡更新部６はこの節分割／統合部
４が統合した後の情報を受け取り、目標物の位置を算出
して、目標物の座標や速度等の内部情報の更新を行う。
例えば、目標物ｔ（２）であれば、上記３つの重み付け
に基づいて目標物ｔ（２）の座標を求める。なお、この
重み付けに基づいた計算結果を、当該目標物の座標と見
倣す。以上で各部の動作が終了する。

【００４１】次に、タスク処理部５ａ〜５ｄにおける、
それぞれの負荷状況に応じた節の分配について説明す
る。まず、負荷分散部９は、節分割／統合部４が生成し
た探索木のあるレベルの全ての節の処理を均等に各タス
ク処理部５ａ〜５ｄに分配する。均等に節の処理を分配
する方法には、節の数を均等にする、あるいは、節の下
位の葉の数を均等にするなどが考えられる。

【００４２】次に、負荷分散部９が転送線８ｇを介して
各タスク処理部５ａ〜５ｄに負荷の報告要求を出し、各
タスク処理部５ａ〜５ｄはその要求に応えて負荷状況を
負荷分散部９に報告する。ここで、負荷状況には、オペ
レーティングシステムで管理しているジョブ・キューの
単位時間当たりの長さ、すなわち、ジョブ・キューに入
っているジョブの数、あるいは、各タスク処理部５ａ〜
５ｄがまだ処理していない節や葉の数などが考えられ
る。

【００４３】次に、負荷分散部９は各タスク処理部５ａ
〜５ｄからの負荷状況の報告を受け取ると、その情報を
もとに、各タスク処理部５ａ〜５ｄの負荷が均等となる
ように、各タスク処理部５ａ〜５ｄに節の移動を要求す
る。ここで、例えば負荷状況を各タスク処理部５ａ〜５
ｄの未処理の節の数とした場合、各タスク処理部５ａ〜
５ｄからの負荷状況の報告が、それぞれ３，５，４，４
であったものとする。これより、全てのタスク処理部５
ａ〜５ｄにおける未処理の節の数は３＋５＋４＋４＝１
６なので、４つのタスク処理部５ａ〜５ｄの負荷状態を
均等化した場合、各タスク処理部５ａ〜５ｄの担当すべ
き節の数は４つずつとなる。従って、負荷分散部９は転
送線８ｇを介して、タスク処理部５ｂに１つの節の処理
をタスク処理部５ａに移動するように指示する。これに
より、各タスク処理部５ａ〜５ｄの未処理の節の数が４
つずつと等しくなる。この負荷状況の収集とそれによる
各タスク処理部５ａ〜５ｄ間の節の移動を定期的に行
う。

【００４４】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、負荷分散部９が、各タスク処理部５ａ〜５ｄの負荷
状況に応じて、節の処理をタスク処理部５ａ〜５ｄに分
配しているので、各タスク処理部５ａ〜５ｄが汎用のワ
ークステーションのように他の処理が行われているマシ
ン上で動作する場合でも、各タスク処理部５ａ〜５ｄの
処理時間が均等になり、最適な負荷分散を行うことが可
能になるという効果が得られる。

【００４５】また、各タスク処理部５ａ〜５ｄの未処理
の節の数が定期的に均等化されるので、節の処理以外の
処理がタスク処理部５ａ〜５ｄと同一のプロセッサ上で
行われていても、各タスク処理部５ａ〜５ｄの全ての節
の処理がほぼ同じ時間で終了し、最適な負荷分散が行え
るという効果も得られる。

【００４６】実施の形態２．以上の実施の形態１では、
負荷分散部９が負荷分散のタイミングの主導権を取っ
て、定期的に各タスク処理部５ａ〜５ｄの負荷を均等化
することにより、各タスク処理部５ａ〜５ｄにおける節
の処理をほぼ同じ時間で終了させるものについて説明し
たが、タスク処理部５ａ〜５ｄが負荷分散のタイミング
の主導権を取り、負荷分散部９に対して仕事の転送要求
を行うようにしてもよい。この実施の形態２はそのよう
な並列多目標追尾装置について述べたもので、その構成
は図１に示した実施の形態１の場合と同様であるため、
ここではその説明は省略する。

【００４７】次に動作について説明する。なお、ここで
は実施の形態１とは異なる部分についての説明を行う。
まず、負荷分散部９は、節分割／統合部４が生成した探
索木の、あるレベルの節の処理を１単位ずつ各タスク処
理部５ａ〜５ｄに分配する。各タスク処理部５ａ〜５ｄ
ではその探索木の節を受け取るとその処理を開始する。
各タスク処理部５ａ〜５ｄは受け取った節の処理が終了
して負荷がなくなると、負荷分散部９に対して次の仕
事、すなわち処理する節の転送を要求する。負荷分散部
９はその転送要求を受け取ると、当該要求を出したタス
ク処理部５ａ（〜５ｄ）に対して１単位の節の処理（負
荷）を与える。以上の処理を全ての節がなくなるまで繰
り返す。

【００４８】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、各タスク処理部５ａ〜５ｄは仕事がなくなると次の
仕事の転送要求を負荷分散部９へ出すので、節の処理以
外の処理が同一マシン上で行われていても、各タスク処
理部５ａ〜５ｄの全ての節の処理がほぼ同じ時間で終了
し、最適な負荷分散が行えるという効果が得られ、さら
に、１つの節の処理に対応する処理量が小さい場合で
も、定期的な負荷状況の収集処理が必要ないので、負荷
分散のオーバヘッドが少なくなるという効果も得られ
る。

【００４９】実施の形態３．上記各実施の形態では、各
タスク処理部５ａ〜５ｄは１つの節の処理が完了してか
ら次の節の処理の転送要求を負荷分散部９に出す場合に
ついて説明したが、タスク処理部５ａ〜５ｄに仕事をあ
る程度確保しておき、それを順次処理してゆくようにし
てもよい。この実施の形態３はそのような並列多目標追
尾装置について述べたもので、その構成は図１に示した
実施の形態１の場合と同様であるため、ここではその説
明は省略する。

【００５０】次に動作について説明する。なお、この場
合にも実施の形態１とは異なる部分についての説明を行
う。まず、負荷分散部９は最初に、節分割／統合部４が
生成した探索木のあるレベルの節の処理を複数単位ずつ
各タスク処理部５ａ〜５ｄに分配する。各タスク処理部
５ａ〜５ｄは、この複数単位の節を受け取ると、その内
の１単位を除く残りの節を保持し、保持していない残り
の１単位の節の処理を実行する。各タスク処理部５ａ〜
５ｄは当該節の処理が終了すると、負荷分散部９に対し
て次の仕事、すなわち次に処理すべき節の転送を要求す
る。そしてこの転送要求に対する応答が負荷分散部９よ
り返される前に、保持しておいた節の内の１単位の節を
取り出してその処理を開始する。負荷分散部９はタスク
処理部５ａ（〜５ｄ）から次に処理する節の転送要求を
受け取ると、当該要求を送出したタスク処理部５ａ（〜
５ｄ）に対して、次の節の処理の分配を行う。また、要
求を出したタスク処理部５ａ（〜５ｄ）は、負荷分散部
９から次に処理するの節の分配を受けると、それを保持
する。以上の処理を全ての節がなくなるまで繰り返す。

【００５１】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、各タスク処理部５ａ〜５ｄは仕事がなくなると、負
荷分散部９に対して次の仕事の転送要求を出すととも
に、保持しておいた節の処理をすぐに開始しているの
で、負荷分散部９へ次の仕事の転送要求を出してからそ
の応答を受け取るまでの間も、他の節の処理が実行され
ていて、タスク処理部５ａ〜５ｄが節の処理を行ってい
ない時間がほとんどなくなるため、最適な負荷分散が行
えるという効果が得られる。

【００５２】実施の形態４．上記各実施の形態では、負
荷分散の単位を一定としているものについて説明した
が、負荷分散の単位を時間とともに小さくするようにし
てもよい。この実施の形態４はそのような並列多目標追
尾装置について述べたもので、その構成は図１に示した
実施の形態１の場合と同様であるため、ここではその説
明は省略する。

【００５３】ここで、並列多目標追尾装置における負荷
分散の単位は節であるが、その処理量に相当するサイズ
は、例えば節の下位の葉の数で測ることができる。図４
に示した探索木からも分かるように、葉の数は節のレベ
ルが上がるほど増加し、レベルが下がるほど減少する。
従って、負荷分散に際して、節を分解してよりレベルの
低い節を負荷分散の単位とすることにより、より小さな
サイズの仕事を生成することは容易である。

【００５４】ここで、負荷分散の単位のサイズは、小さ
ければ小さいほど負荷を分散する回数が増えるため負荷
分散のためのオーバヘッドが大きくなるが、処理の終了
を各タスク処理部５ａ〜５ｄで均一化するという面では
小さいほどよい。従って、最初は高いレベルの節を負荷
分散の単位とし、処理が進むにつれて節を分解し、より
低いレベルの節を負荷分散の単位とすることで、負荷分
散オーバヘッドを抑えた上で、各タスク処理部５ａ〜５
ｄの節の処理の終了を均一化し、最適な負荷分散を行う
ことができる。

【００５５】なお、時間とともに負荷分散の単位を小さ
くする場合、実施の形態１のように各タスク処理部５ａ
〜５ｄが仕事（すなわち節の処理）を保持しているとき
には、各タスク処理部５ａ〜５ｄで節を分解する。また
実施の形態２のように負荷分散部９が節の処理を保持し
ているときには、負荷分散部９で節を分解し、実施の形
態３のように負荷分散部９および各タスク処理部５ａ〜
５ｄで節の処理を保持しているときには、負荷分散部９
および各タスク処理部５ａ〜５ｄの両方で節を分解す
る。

【００５６】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、時間とともに負荷分散の単位を小さくしているの
で、負荷分散のオーバヘッドを抑えた上で、各タスク処
理部５ａ〜５ｄの節の処理の終了を均一化し、最適な負
荷分散を行うことができるという効果が得られる。

【００５７】実施の形態５．上記実施の形態４では、時
間とともに負荷分散の単位を小さくする場合について説
明したが、時間によらずに、１つの負荷分散単位の処理
時間が一定以上長くなった場合に負荷分散単位を小さく
するようにしてもよい。この実施の形態５はそのような
並列多目標追尾装置について述べたもので、その構成は
図１に示した実施の形態１の場合と同様であるため、こ
こではその説明は省略する。

【００５８】探索木の同じレベルの節の処理を負荷分散
の単位としている場合、節によってはその下位の葉の数
は均等ではない。従って、ある節の下位の葉の数が非常
に多い場合は、その節の処理に非常に長い時間がかか
り、最悪の場合、他の節の処理は全て完了しているの
に、その節の処理だけが残ってしまうということがあり
得る。

【００５９】そこで、各タスク処理部５ａ〜５ｄでは節
の処理時間を監視しており、ある節の処理を行っている
最中に、その節の処理を開始してからの実行時間がある
一定時間以上経過した場合、その節の下位のまだ処理し
ていない節群の一部を負荷分散部９に返す。そして実施
の形態１の場合のように、各タスク処理部５ａ〜５ｄが
仕事（節の処理）を保持している場合には、次の負荷分
散のタイミングまで返された節群を保持しておき、次回
の負荷分散の際に負荷の低いタスク処理部５ａ〜５ｄに
対してその節群の処理を分配する。また、実施の形態２
の場合のように負荷分散部９が節の処理を保持している
場合には、返された節群をそのまま保持して既に保持し
ている節と同様に扱い、実施の形態３の場合のように負
荷分散部９および各タスク処理部５ａ〜５ｄで節の処理
を保持している場合も同様に、返された節群をそのまま
保持して既に保持している節と同様に扱う。

【００６０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、処理時間の非常にかかる節の処理の一部を負荷分散
部９へ返すことにより、処理能力に余裕のある他のタス
ク処理部５ａ〜５ｄへそれらの節群の処理を分散してい
るので、負荷が分散され、全体として処理が早く終了す
るようになり、最適な負荷分散が行えるという効果が得
られる。

【００６１】実施の形態６．上記実施の形態５では、タ
スク処理部５ａ〜５ｄが未処理の節群の処理を負荷分散
部９に返すと判断する１つの負荷分散単位の処理時間の
上限値を、一定にしたものについて説明したが、当該上
限値を時間とともに小さくするようにしてもよい。この
実施の形態６はそのような並列多目標追尾装置について
述べたもので、その構成は図１に示した実施の形態１の
場合と同様であるため、ここではその説明は省略する。

【００６２】タスク処理部５ａ〜５ｄが未処理の節群の
処理を負荷分散部９へ返す場合、返すと判断する１つの
負荷分散単位の処理時間の上限値は、それが大きいと、
負荷分散部９へ返すと判断した時には既に他のタスク処
理部５ａ〜５ｄの処理が完了している危険性があり、小
さいと他のタスク処理部５ａ〜５ｄの処理が当分完了し
ないのにも係わらず未処理の節群の処理が負荷分散部９
へ返されることになるため、無駄な仕事の移動になると
いう危険性がある。

【００６３】そこで、最初のうちは、この未処理の節群
の処理を負荷分散部９へ返すと判断する上限値を大きく
しておき、時間とともにそれを小さくしていく。それに
より、最初のうちは大きな上限値により、無駄となる負
荷分散部９への節群の返却を抑えることができる。ま
た、全体の処理の最後の方では、小さな上限値により他
のタスク処理部５ａ〜５ｄが処理を完了する前に、処理
に時間のかかっているタスク処理部５ａ〜５ｄの仕事の
一部を他のタスク処理部５ａ〜５ｄへ分散させることが
でき、最適な負荷分散とすることができる。

【００６４】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、負荷分散部９に節群を返却する際の負荷量の上限値
を時間とともに小さくしているので、最初のうちは無駄
となる節群の返却を抑えることができ、処理の最後の方
では、処理に時間がかかっているタスク処理部５ａ〜５
ｄの仕事の一部を他のタスク処理部５ａ〜５ｄへ確実に
分散させることができるようになり、最適な負荷分散を
行うことが可能になるという効果が得られる。

【００６５】実施の形態７．上記各実施の形態では、各
タスク処理部５ａ〜５ｄと負荷分散部９とを異なるプロ
セッサ上で動作させたものについて説明したが、複数の
タスク処理部５ａ〜５ｄの内の１つを負荷分散部９と同
一のプロセッサ上で動作させるようにしてもよい。節の
処理を行っている際の負荷は、タスク処理部５ａ〜５ｄ
で最も高く、負荷分散部９にはほとんど負荷がない。従
って、負荷分散部９をタスク処理部５ａ〜５ｄの１つと
同一プロセッサ上で動作させることにより、全てのプロ
セッサの負荷を高い状態とすることができる。

【００６６】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、タスク処理部５ａ〜５ｄの１つと同一プロセッサ上
で負荷分散部９を動作させているので、全てのプロセッ
サでその負荷を高い状態とすることができ、無駄のない
並列処理が可能となるという効果が得られる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、負荷
分散部を設け、クラスタについて生成された探索木の節
を複数のタスク処理部に分配して処理する際に、各タス
ク処理部の負荷状況に応じて節の処理を分配するように
構成したので、各タスク処理部が、他の処理を実行して
いるプロセッサ上で動作するような場合でも、各タスク
処理部の処理時間を均等にすることができ、最適な負荷
分散を行うことが可能な並列多目標追尾装置が得られる
という効果がある。

【００６８】この発明によれば、各タスク処理部の負荷
状況を定期的に監視して、負荷が少なくなると、負荷の
多いタスク処理部から節の処理を移動させるように構成
したので、各タスク処理部の未処理の節の数が定期的に
均等化され、節の処理以外の処理がタスク処理部と同一
のプロセッサ上で行われていても、各タスク処理部の全
ての節の処理がほぼ同じ時間で終了し、最適な負荷分散
を行うことができるという効果がある。

【００６９】この発明によれば、各タスク処理部に対し
て節の処理を１単位ずつ分配し、タスク処理部は分配さ
れた節の処理が終了すると、次の節の分配を要求して新
たな１単位の節の処理の分配を受けるように構成したの
で、同一のプロセッサ上で節の処理以外の処理が行われ
ていても、各タスク処理部の全ての節の処理がほぼ同じ
時間で終了し、最適な負荷分散が可能になるとともに、
１つの節の処理に対応する処理量が小さい場合でも、定
期的な負荷状況の収集処理が必要ないので、負荷分散の
オーバヘッドが少なくなるなどの効果がある。

【００７０】この発明によれば、各タスク処理部に対し
て負荷分散部より、最初に複数単位ずつの節の処理を分
配し、各タスク処理部ではその内の１単位の節の処理を
開始して、残りを保持しておき、当該節の処理が終了す
ると、次の節の分配を負荷分散部に要求するとともに、
その要求に対する応答が返される前に保持しておいた次
の１単位の節の処理を開始するように構成したので、各
タスク処理部は仕事がなくなると次の仕事の転送要求を
負荷分散部に対して出すとともに、保持しておいた節の
処理がすぐに開始されるため、負荷分散部への節の転送
要求を出してから対応する節の転送を受けるまでの間
も、保持されている他の節の処理が実行されて、タスク
処理部が節の処理を行っていない時間がほとんどなくな
り、最適な負荷分散が可能になるという効果がある。

【００７１】この発明によれば、負荷分散の単位を時間
とともに小さくしていくように構成したので、負荷分散
のオーバヘッドを抑えた上で、各タスク処理部における
節の処理の終了を均一化することができ、最適な負荷分
散が可能になるという効果がある。

【００７２】この発明によれば、１つの負荷分散単位の
処理時間が一定以上になると、処理している節の下位の
一部の節群の処理を負荷分散部へ返すように構成したの
で、負荷分散により、処理能力に余裕のある他のタスク
処理部にそれらの節群の処理を分配することができ、全
体として処理が早く終了するようになるため、最適な負
荷分散が可能になるという効果がある。

【００７３】この発明によれば、一部の節群の処理を負
荷分散部へ返すと判断する際の処理時間の上限値を、時
間とともに小さくしていくように構成したので、最初の
うちは大きな上限値により、無駄となる負荷分散部への
節群の返却を抑えることができ、全体の処理の最後の方
では小さな上限値により、他のタスク処理部の仕事が完
了する前に処理に時間のかかっているタスク処理部の仕
事の一部を他のタスク処理部へ分散させることができる
ため、最適な負荷分散が可能になるという効果がある。

【００７４】この発明によれば、同一のプロセッサ上で
タスク処理部の１つと負荷分散部とを動作させるように
構成したので、全てのプロセッサでその負荷を高い状態
とすることができ、無駄のない並列処理が可能となると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による並列多目標追尾装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】 この発明の並列多目標追尾装置におけるＪＰ
ＤＡによる目標物と観測点の関係を示す説明図である。

【図３】 この発明の並列多目標追尾装置における目標
物と観測点の関係を表した行列Ωを示す説明図である。

【図４】 この発明の並列多目標追尾装置における目標
物と観測点の組合せを表した探索木を示す説明図であ
る。

【図５】 従来の並列多目標追尾装置における追尾処理
のタスクグラフを示す説明図である。

【図６】 従来の並列多目標追尾装置における追尾処理
のプロセッサグラフを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 入力線、２ 予測領域生成部、３ クラスタ生成
部、４ 節分割／統合部、５ａ〜５ｄ タスク処理部、
６ 目標物航跡更新部、７ 出力線、８ａ〜８ｄ，８
ｆ，８ｇ 転送路、９ 負荷分散部、１０ 節、ｔ
（１），ｔ（２） 目標物、ｙ（１）〜ｙ（４） 観測
点。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のタスク処理部に対する負荷を分散
   させて、複数の目標物の追尾を行う並列多目標追尾装置
   において、 前記目標物の移動を予測し、その予測結果に応じて予測
   領域を生成する予測領域生成部と、 入力された観測点情報と、前記予測領域生成部にて生成
   された予測領域からクラスタを生成するクラスタ生成部
   と、 前記クラスタ生成部にて生成されたクラスタについて探
   索木の節を生成し、それをタスクとして分割／統合する
   節分割／統合部と、 前記節分割／統合部によって分割された個々の節につい
   て、その処理を行う複数のタスク処理部と、 前記節分割／統合部によって分割された節に対する処理
   を、前記各タスク処理部の負荷状況に基づいて動的に割
   り当てる負荷分散部と、 前記節分割／統合部の処理結果に基づいて前記目標物の
   情報を更新し、それを追尾結果として出力するととも
   に、前記目標物の移動予測のために前記予測領域生成部
   に入力する目標物航跡更新部とを備えたことを特徴とす
   る並列多目標追尾装置。
2. 【請求項２】 負荷分散部が、最初は複数のタスク処理
   部の負荷が均等になるように、各タスク処理部に節の処
   理を分配し、 その後、定期的に前記各タスク処理部の負荷状況を監視
   して、負荷の多いタスク処理部から負荷の少なくなった
   タスク処理部に節の処理を移動させることにより、各タ
   スク処理部の負荷を均等化しながら負荷分散を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の並列多目標追尾装置。
3. 【請求項３】 負荷分散部が、節を処理する各タスク処
   理部に対して１単位ずつ節の処理を分配し、 前記各タスク処理部は、分配された節の処理が終了する
   と、次の節の分配を負荷分散部へ要求し、 前記負荷分散部は次の節の分配要求を受けると、当該節
   の分配を要求したタスク処理部に対して、１単位の節を
   分配することを特徴とする請求項１記載の並列多目標追
   尾装置。
4. 【請求項４】 負荷分散部が、節を処理する各タスク処
   理部に対して、最初に複数単位ずつの節の処理を分配
   し、 前記各タスク処理部は、前記負荷分散部にて分配された
   複数単位の節を１単位を除いて保持して、残った１単位
   の節の処理を行い、当該節の処理が終了すると、負荷分
   散部に対して次の節の分配を要求するとともに、その要
   求に対する応答が返される前に保持しておいた次の１単
   位の節の処理を開始し、 前記負荷分散部は次の節の分配要求を受けると、当該節
   の分配を要求したタスク処理部に対して次の節の分配を
   行うことを特徴とする請求項１記載の並列多目標追尾装
   置。
5. 【請求項５】 負荷分散の単位を、時間とともに小さく
   していくことを特徴とする請求項１記載の並列多目標追
   尾装置。
6. 【請求項６】 タスク処理部において１つの負荷分散単
   位の処理時間が一定時間以上長くなった場合に、当該タ
   スク処理部が処理している節の下位の一部の節群の処理
   を、負荷分散部へ返すことを特徴とする請求項１記載の
   並列多目標追尾装置。
7. 【請求項７】 タスク処理部が負荷分散部へ節群の処理
   を返すと判断する１つの負荷分散単位の処理時間の上限
   値を、時間とともに小さくしていくことを特徴とする請
   求項６記載の並列多目標追尾装置。
8. 【請求項８】 複数のタスク処理部の内の１つを、負荷
   分散部と同一のプロセッサ上で動作させることを特徴と
   する請求項１記載の並列多目標追尾装置。