ネットワークセンサ装置
【課題】既存レーダシステムへの改修を最小限に抑えて、他センサシステム由来のセンサ情報と既存のレーダシステムの情報とを融合表示可能にする。
【解決手段】他センサシステム３００からの時刻毎の当該他センサによる観測情報を、既存レーダシステム２００の位置情報に基づいて既存レーダシステム向けの変換済他センサ観測情報に変換する情報変換部１０１と、センサ部２０３で観測し、表示部２０１で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該観測情報と変換済他センサ観測情報とを照合して自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、自センサ観測情報と時刻同期変換済他センサ観測情報の相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し表示するために出力する融合部１０２を備える。
【解決手段】他センサシステム３００からの時刻毎の当該他センサによる観測情報を、既存レーダシステム２００の位置情報に基づいて既存レーダシステム向けの変換済他センサ観測情報に変換する情報変換部１０１と、センサ部２０３で観測し、表示部２０１で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該観測情報と変換済他センサ観測情報とを照合して自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、自センサ観測情報と時刻同期変換済他センサ観測情報の相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し表示するために出力する融合部１０２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠方に配置した他センサシステムから通信手段を介して取得した観測対象の位置情報を、主となる既存レーダシステムの情報と融合させて表示するネットワークセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダシステム（またはレーダ装置）は、ある時刻に観測対象がどの３次元位置（対象の観測位置を以下「プロット」と称する）にあるかを計測し、表示し、記録するための代表的な装置である。位置計測には誤差が必ず付随する。典型的なレーダシステムでは、レーダのビーム幅と、レーダパルスの発信から受信までの時間計測の精度とが、その誤差の原因となる。誤差のうち位置の誤差は、一般にレーダビーム幅方向の二次元ガウス分布とレーダからの距離方向のガウス分布の積で表現され、３次元のプロットを中心とする楕円体の形をとり、該楕円体は３行３列の誤差共分散行列で表される。
また、レーダシステムは、ある時刻の観測対象の速度、ただしレーダシステムからの距離方向成分を、ドップラー周波数の測定によって計測できることが多い。複数の時刻において観測対象の計測結果が得られている場合には、各時刻間について速度および速度誤差が得られ、速度誤差を含んだ６行６列の誤差共分散行列が得られる。この速度および速度誤差の観測には、一般に各時刻でのドップラー周波数計測結果が併用される。同様に、加速度および加速度誤差を考慮する場合もあり、そのときは加速度誤差を含んだ９行９列の誤差共分散行列が得られる。
【０００３】
以下の説明の中で「他センサシステム」の例として登場する赤外線システムは、観測対象の２次元位置を計測する代表的な装置であり、実際には電子支援システム等を含むものとする。すなわち、ある時刻に観測対象がどの仰角・方位角の２次元で表現される位置にあるかを計測し、記録するための装置である。近接した複数の時刻における２次元位置を照合すること、あるいは観測角度と地表面やおおよその高度とを照合することによって、単体での３次元位置の計測もある程度可能だが、その３次元目の精度は単一時刻で得られる２つの次元の精度より劣るものとする。
また、「他センサシステム」の例として登場する方位探知システムは、観測対象の１次元位置を計測する代表的な装置とする。すなわち、ある時刻に観測対象がどの方位角という１次元で表現される位置にあるかを計測し、記録するための装置である。
【０００４】
互いに離れた位置にある複数のレーダシステムで得られる観測情報を連携させて表示する技術については多数存在するが、その中に複数のセンサによるプロットを同時に表示する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にも示されるような、複数のレーダシステムで得られる観測情報を連携させて表示するレーダシステムを構築する場合、既存レーダシステムに対しては大幅な構成改修を要求することになるか、あるいは全く新規モデルとして製作しなければならない。既存レーダシステムを改修する場合には、改修費用および改修期間すなわち非稼動期間の両面から、改修規模はできる限り小さくすることが望まれるが、困難である。
また、既存レーダシステムの表示画面には、他レーダシステム以外に、赤外線システム、方位探知システムなどの他センサシステムによる観測情報（以下、「センサ情報」と称する）も連携して表示できるようにすることが望まれる。さらに、その際、既存レーダシステムによる情報と、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステムのセンサ情報とを融合して表示できることが望まれる。また、好ましくは、表示装置の追加は、設置スペースの点から避け、既存レーダシステムの表示装置を用いて表示できるようにすることが望まれる。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、既存レーダシステムへの改修を最小限に抑えて、他センサシステム由来のセンサ情報と既存のレーダシステムの情報とを融合表示可能にするネットワークセンサ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のネットワークセンサ装置は、近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、既存レーダシステムおよび他センサシステムで取得したセンサ情報を融合するネットワークセンサ装置であって、他センサシステムの信号処理部から時刻毎の当該他センサ自身の状況および当該他センサによる観測情報を受信し、既存レーダシステムの位置情報に基づいて他センサ観測情報を既存レーダシステム向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成する情報変換部と、既存レーダシステムの信号処理部から、既存レーダシステム自身のセンサ部で観測し、既存レーダシステム自身の表示部で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該自センサ観測情報と情報変換部で変換された変換済他センサ観測情報とを照合して自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、自センサ観測情報と時刻同期変換済他センサ観測情報の相関がとれる場合には、当該相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し、時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を表示するために出力する融合部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、取得した他センサシステム由来の情報を既存レーダシステムで扱う形式の情報に変換し、観測対象毎の情報を融合して表示するようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステムの構成の改修を最小限にして実現可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態１に係る赤外線システム由来情報等の表示例を示す説明図である。
【図３】同実施の形態１に係るネットワークセンサ装置の動作順序を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態３に係る既存レーダシステムの表示部における融合センサ情報等の表示例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
図において、ネットワークセンサ装置１００は、既存レーダシステム２００と他センサシステム３００の間に配置され、それぞれと情報交換するように接続されている。ネットワークセンサ装置１００は、既存レーダシステム２００とほぼ同じ位置に設置され、既存レーダシステムとは信号分岐により接続されている。一方、ネットワークセンサ装置１００は、遠隔の別の位置に配置される他センサシステム３００とは通信手段（無線または有線による）により接続されている。ここで、他センサシステム３００とは、既存レーダシステム２００以外の、例えば他レーダシステム、赤外線システム、方位探知システムなどで、取得したセンサ情報は既存レーダシステム２００の情報と融合するのに利用される。
【００１２】
ネットワークセンサ装置１００において、情報変換部１０１は、他センサシステム３００の信号処理部３０２から通信により時刻毎の他センサ状況および他センサ観測情報を受信する。ここで、他センサ状況とは、他センサの自位置等である。また、他センサ観測情報とは、他センサシステム３００によって取得される、例えば観測対象毎・時刻毎の位置情報ならびに誤差情報を指す。情報変換部１０１は、基本的には既存レーダシステム２００と同じ位置に設置され、その位置情報を獲得する。例えば、既存レーダシステム２００が据え置き型であれば、その位置の情報は準備作業で情報変換部１０１に入力されるものとする。この場合には位置は同じでなくてもよい。一方、既存レーダシステム２００は、移動可能型であれば、ＧＰＳ等の自位置測定手段を備える。
【００１３】
他センサシステム３００がレーダシステムである場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎のプロットおよび誤差楕円体がネットワークセンサ装置１００に送付される。また、他センサシステム３００が赤外線システムの場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎の２次元位置および誤差情報が送付される。さらに、他センサシステム３００が方位探知システムである場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎の１次元位置および誤差情報が送付される。
【００１４】
情報変換部１０１では、既存レーダシステム２００の位置および上記他センサ状況に基づいて、上記他センサ観測情報を、既存レーダシステムの位置を中心とする座標上の情報へと変換して、変換済他センサ観測情報を生成する。例えば位置Ａの他センサシステム３００で距離・方位角・仰角に観測された対象は、位置Ｂの既存レーダシステム２００では別の距離・方位角・仰角に観測される。該位置・距離・方位角・仰角の関係は周知技術により計算される。信号処理部３０２から送付される情報に、時刻毎の他センサシステムの自位置誤差を含む場合も想定できる。これは各観測対象の誤差楕円体に該自位置誤差楕円体を反映することで考慮できる。
情報変換部１０１は、上記の生成した変換済他センサ観測情報を融合部１０２へ与える。
【００１５】
融合部１０２は、信号処理部２０２から、既存レーダシステム２００自身の表示部２０１に送付するよう加工した形式の自センサ観測情報を受信する。ここで、自センサ観測情報とは、既存レーダシステム２００が自身のセンサ部２０３で観測した観測対象毎・時刻毎の位置情報ならびに誤差情報を指す。
これにより、信号処理部２０２における改修は、表示部２０１への接続を融合部１０２へ分岐するという変更だけであるため最小限で済む。
【００１６】
融合部１０２では、情報変換部１０１からの上記変換済他センサ観測情報と信号処理部２０２からの上記自センサ観測情報とにおいて、各観測情報の時刻列を照合する。変換済他センサ観測情報の観測時刻列が、既存レーダシステム２００の自センサ観測情報の観測時刻列と異なる場合には、該変換済他センサ観測情報の補間により、該自センサ観測情報の観測時刻列と同じ時刻の観測情報を算出した、時刻同期変換済他センサ観測情報を生成する。ここでの補間は、例えば一般的な線形外挿を適用する。すなわち、時刻ａの観測情報Ｆａと時刻ｂの観測情報Ｆｂとがある場合、時刻ｃの観測情報Ｆｃは、
Ｆｃ＝Ｆｂ×（ｃ−ａ）／（ｂ−ａ）−Ｆａ×（ｃ−ｂ）／（ｂ−ａ）
となる。これにより、他センサ観測情報と既存レーダシステムの情報との融合が可能となる。
変換済他センサ観測情報の観測時刻列が、自センサ観測情報の観測時刻列と同じ場合には、そのまま観測情報同士を照合できるので、該変換済他センサ観測情報はそのまま時刻同期変換済他センサ観測情報となる。
【００１７】
次に、融合部１０２は、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報とを照合し、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報の相関がとれる場合には、該相関に従って観測対象の割り当てを行い、各センサの観測精度および情報信頼性を考慮に入れて、融合センサ情報を算出する。ここで、融合センサ情報とは、対応のとれた単独あるいは複数の時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報とを照合して得られた、観測対象毎・時刻毎の位置および誤差を指す。なお、融合部１０２は、融合センサ情報を生成するにあたり、融合するセンサを選択できる。この選択は、観測精度や事前に与えられた各センサの情報信頼性によって決定することもできる。あるいは、他センサのみを融合することもできる。
【００１８】
〈融合センサ情報の生成１〉
融合センサがレーダシステムのみの場合は、どのセンサシステムにおいても、位置の情報が３次元でとれる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、各センサによる位置に対して、各センサの観測精度や位置情報信頼性で加重平均をとった値とする。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体を表す誤差共分散行列は、各センサによる誤差共分散行列の逆行列に対して、各センサの誤差情報信頼性で加重平均をとった行列の逆行列とする。
【００１９】
〈融合センサ情報の生成２〉
融合センサが赤外線システム１つだけの場合は、該赤外線システム中心視点において距離方向の情報が獲得できないため、該赤外線システムからの時刻同期変換済他センサ観測情報のうち、観測対象の位置は、可能性を示す直線で表されることになる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、該可能性直線と既存レーダシステム２００との距離が最短になる点とすることができる。あるいは、サンプルプロットのいずれかであるとすることができる。サンプルプロットとは、上記可能性直線上に所与の間隔をもって置かれた点を指す。
融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、該可能性直線を中心とする観測誤差円錐に、距離方向の所定の大きな誤差を与えた円錐台形に内接する楕円体として設定できる。
【００２０】
〈融合センサ情報生成３〉
融合センサが赤外線システムのみ複数であった場合は、計算により距離方向のあいまい性が解消される場合がある。この場合、例えば、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、それぞれの可能性直線の交点とすることができる。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、各赤外線システムの観測誤差のなす円錐の交わる領域に内接する楕円体とすることができる。
〈融合センサ情報生成４〉
融合センサがレーダシステムに加えて赤外線システム１つ含んでいる場合には、レーダシステムによる観測位置および誤差楕円体と、赤外線システムによる可能性直線および観測誤差円錐とから、融合センサ情報が計算できる。
〈融合センサ情報生成５〉
融合センサが赤外線システムを複数含んでいる場合には、含まれる赤外線システムが一つのレーダシステムを構成すると見なすことにより、他センサシステムとの融合センサ情報が計算できる。
【００２１】
〈融合センサ情報生成６〉
融合センサが方位探知システム１つだけの場合は、該方位探知システム中心視点において距離方向および仰角方向の情報が獲得できないため、該方位探知システムからの時刻同期変換済他センサ観測情報のうち、観測対象の位置は、可能性を示す平面で表されることになる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、該可能性平面と既存レーダシステム２００との距離が最短になる点とすることができる。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、該可能性平面を中心とする観測誤差に、距離方向および仰角方向の所与の大きな誤差を与えた円錐台形に内接する楕円体として設定できる。
〈融合センサ情報生成７〉
融合センサが方位探知システムを２つ含み、融合により２次元位置が計測できる場合には、含まれる方位探知システムが１つの赤外線システムを構成すると見なすことにより、他センサシステム３００との融合センサ情報が計算できる。
【００２２】
〈融合センサ情報生成８〉
融合センサが方位探知システムを３つ以上含み、融合により３次元位置が計測できる場合には、含まれる方位探知システムが１つのレーダシステムを構成すると見なすことにより、他センサシステム３００との融合センサ情報が計算できる。
〈融合センサ情報生成９〉
融合センサがレーダシステムに加えて方位探知システムを１つ含んでいる場合には、レーダシステムによる観測位置および誤差楕円体と、方位探知システムによる可能性平面および観測誤差とから、融合センサ情報が計算できる。
融合部１０２は、上記融合センサ情報を表示部１０３へ送付する。併せて、時刻同期変換済他センサ観測情報、あるいは自センサ観測情報を、表示部１０３に送付することもできる。
【００２３】
表示部１０３は、融合部１０２から融合センサ情報を受信するとこれを表示する。これにより、自センサ観測情報だけのときよりも精度の高い、あるいは範囲の広い情報を表示できる。
表示部１０３では、ユーザ入力手段を有し、時刻同期変換済他センサ観測情報が送付された場合には、上記融合センサ情報に加え、あるいは該ユーザ入力手段により切り換えて、該時刻同期変換済他センサ観測情報を表示することもできる。あるいは、自センサ観測情報が送付された場合には、それも加えて、あるいは該ユーザ入力手段により切り換えて、表示することもできる。
表示部１０３は、上記ユーザ入力手段により、表示範囲の指定を受ける。例えば、融合センサ情報を選択し、その範囲を既存レーダシステム２００の周囲１００ｋｍ以内と指定すると、融合センサ情報のうち該既存レーダシステム２００から距離１００ｋｍ以内の観測対象について表示を行う。あるいは、他センサシステム３００を選択し、既存レーダシステム２００の正面からの離角３０度以内の２次元表示を指定すると、該他センサシステム３００に由来する時刻同期変換済他センサ情報のうち、既存レーダシステム２００から見た方位角と仰角が正面から離角３０度以内の観測対象について、２次元にて表示を行う。あるいは、自センサ観測情報を選択し、既存レーダシステム２００の正面からの仰角０度〜４５度、距離１００ｋｍ以内と指定すると、該自センサ観測情報のうち、該既存レーダシステム２００から距離１００ｋｍ以内かつ仰角０度〜４５度以内の観測対象について表示を行う。
【００２４】
表示部１０３では、赤外線システム由来情報および方位探知システム由来情報を表示することができる。ここで、赤外線システム由来情報とは、既存レーダシステム２００宛に送付された、時刻同期変換済他センサ観測情報あるいは融合センサ情報のうち、赤外線システムのみに由来する情報である。３次元のうち１次元の情報が欠落しているか、あるいは他の２次元に比べ大きな誤差を持つ。また、方位探知システム由来情報とは、既存レーダシステム２００宛に送付された、時刻同期変換済他センサ観測情報あるいは融合センサ情報のうち、方位探知システムのみに由来する情報である。３次元のうち２次元の情報が欠落しているか、あるいは測定した１次元に比べ大きな誤差を持つ。
これにより、レーダシステムでは観測しにくい観測対象の情報や、レーダシステムには観測できない範囲にいる観測対象の情報を表示できる。
【００２５】
赤外線システム由来情報および方位探知システム由来情報の表示例を図２で説明する。図２（ａ）は、既存レーダシステムで直線を表示できる場合の例である。プロットＡ（４０１）は、通常のレーダによるプロットを示す。可能性直線４０２は、赤外線システム由来情報をこの画面へ射影した直線を示す。例えば、センサ４０４を中心とした距離一定以内を表示している場合において、センサ４０５からの赤外線システム由来情報が、可能性直線４０２に示す方向だった場合には、表示域内の該可能性直線を表示する。図２（ａ）は、また、センサ４０５が方位探知システムの場合の、水平面を表示する場合の例にもなっている。可能性直線４０２は、方位探知システム由来情報の可能性平面の水平断面を表している。
【００２６】
図２（ｂ）は、既存レーダシステムでプロットしか表示できない場合の例である。プロットＡ（４０１）は、図２（ａ）と同様、通常のレーダによるプロットを示す。サンプルプロット４０３は、赤外線システム由来情報の可能性直線上に分布するプロットである。該サンプルプロットの色・大きさ等の表示属性、および表示間隔等の分布のさせ方は、事前に決めておくこともできる。あるいは上記ユーザ入力手段により変更することもできる。図２（ｂ）は、また、他センサシステムが方位探知システムの場合の、水平面を表示する場合の例にもなっている。サンプルプロット４０３は、方位探知システム由来情報の可能性平面の水平断面である直線上の点列となっている。
【００２７】
図２（ｃ）は、既存レーダシステムの表示が、ある既存レーダシステム視点で、ある表示仰角で規定される円錐面を表示する場合の例である。プロットＡ（４０１）は、図２（ａ）、（ｂ）と同様、通常のレーダによるプロットを示す。サンプルプロット４０６は、赤外線システム由来情報の可能性直線上のうち、上記表示仰角に分布するプロットである。すなわち、表示仰角による円錐面と可能性直線の交点が表示される。図２（ｃ）は、また、他センサシステムが方位探知システムの場合の表示例にもなっている。表示仰角による円錐面と可能性平面の交線は図の可能性曲線４０７のように示される。あるいは、サンプルプロットによって該可能性曲線上の点列として表示することもできる。
【００２８】
図３はネットワークセンサ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
情報変換部１０１は、他センサシステム３００から、時刻毎の他センサ状況および他センサ観測情報を受け取ると、既存レーダシステム位置を中心とする座標上の情報へと変換して変換済他センサ観測情報を生成して融合部１０２へと送付する（ステップＳＴ１）。融合部１０２は、情報変換部１０１から受け取った変換済他センサ観測情報を受け取ると共に、既存レーダシステム２００からも自センサ観測情報を受け取ると、変換済他センサ観測情報から時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、相関処理・融合処理を行って、融合センサ情報を算出し、該時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報と共に表示部１０３へ出力する（ステップＳＴ２）。表示部１０３は、融合部１０２から時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報、融合センサ情報を受け取り、またユーザ入力手段によってユーザから表示情報と表示範囲の指定を受け取り、いずれかを選択しあるいは重畳させて表示させる（ステップＳＴ３）。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１のネットワークセンサ装置１００によれば、近くに置かれる既存レーダシステム２００とは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステム３００とは通信手段により接続され、取得した他センサシステム由来の情報を既存レーダシステム２００で扱う形式の情報に変換し、観測対象毎の情報を融合して表示部１０３で表示するようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステム２００の構成の改修を最小限にして実現可能にする。
【００３０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略する。この実施の形態２のネットワークセンサ装置１００は、図１に示した表示部１０３の代わりに既存レーダシステム２００の表示部２０１へ繋がる模擬信号部１０４を備えている。
模擬信号部１０４は、融合部１０２から、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報の相関がとれた場合に算出された融合センサ情報を受け取り、この融合情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１で表示できるように、表示部２０１の仕様に基づいて加工する。また、模擬信号部１０４は、記加工した信号の情報を、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って既存レーダシステム２００の表示部２０１に送付して表示させる。
これにより、実施の形態１で説明したネットワークセンサ装置１００の表示部１０３を省略し、装置を小型化できる。
【００３１】
既存レーダシステム２００の表示部２０１における融合センサ情報や時刻同期変換済他センサ観測情報の表示例を図５に示す。図５（ａ）は既存レーダシステムの平面表示の例であるが、例えば、ある仰角方向へ電波を放射しつつ、方位角方向を３６０度走査して、一定時間内に返ってくる電波までを表示するようにした場合である。レーダ単独覆域５０１は、既存レーダシステム２００を中心として、ある仰角におけるある距離内の反射してくる範囲を示す。プロットＡ（５０２）およびプロットＢ（５０３）は、電波の返ってきた時間をもとに表示させた観測対象２つを示す。
【００３２】
図５（ｂ）は、既存レーダシステム２００の表示部２０１に対し、模擬信号部１０４によって変換された模擬信号を入力することにより、覆域を拡大した例を示す。内側の円は、図５（ａ）におけるレーダ単独覆域５０１に相当している。拡大覆域５０４は、他センサシステム３００によって観測しうる範囲を拡大表示部分として示している。プロットＡ（５０５）は、レーダ単独覆域５０１におけるプロットＡ（５０２）を、拡大覆域５０４上に変換した表示である。プロットＢ１（５０６）は、レーダ単独覆域５０２におけるプロットＢ（５０３）を、拡大覆域５０４上に変換した表示である。プロットＢ２（５０７）は、時刻同期変換済他センサ観測情報を、拡大覆域５０４上に表示したものである。この例では、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報を併記している。融合部１０２において両者の融合がなされると、融合センサ情報として両者の中間位置にプロットＢが表示される。プロットＣ（５０８）は、既存レーダシステム２００の覆域外にあった時刻同期変換済他センサ観測情報を、拡大覆域５０４上に表示したものである。
図５（ｃ）および図５（ｄ）は、既存レーダシステム２００の正面を中心とした表示における、拡大覆域表示の例を示している。距離方向の覆域拡大については、例えば表示プロットの表示属性を単独時から変更して表記することができる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態２のネットワークセンサ装置１００によれば、実施の形態１における表示部１０３の代わりに模擬信号部１０４を設け、融合部１０２からの融合センサ情報、時刻同期変換済他センサ観測情報および自センサ観測情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１にて表示する形式の信号に加工し、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、当該加工した信号の情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１に送付して表示させるようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステムの構成の改修を最小限にして実現可能にする。特に、この実施の形態２の場合、場所をとる表示部を付属しないので、その分の改修を少なく抑えることができる。
また、上記例において、既存レーダシステム２００の信号処理部２０２の出力信号をそのまま表示部２０１に通す動作と、他センサシステム由来の情報ならびに融合情報を加工して表示部２０１へ渡す動作とを切り替えて使用できるようにしてもよい。
【００３４】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略する。この実施の形態３では、既存レーダシステム２００は、自位置測定部２０４および時刻測定部２０５を有している。
この実施の形態３において、ネットワークセンサ装置１００の情報変換部１０１では、既存レーダシステム２００の自位置測定部２０４との接続を通じて、信号処理部２０２が用いるのと同じ自位置情報を受ける。そして、実施の形態１で説明したように、この自位置情報に基づいて他センサ観測情報を既存レーダシステム２００向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成するようにしている。これにより、ネットワークセンサ装置１００自身は、自位置測定機能を省略できるのでその分装置を小型軽量化できると共に、既存レーダシステム２００との同期を密にする。
【００３５】
また、融合部１０２では、既存レーダシステム２００の時刻測定部２０５との接続を通じて、信号処理部２０２が用いるのと同じ時刻情報を受ける。そして、融合部１０２は、信号処理部２０２が時刻測定部２０５の時刻情報に沿って作成した自センサ観測情報と情報変換部１０１が生成した変換済他センサ観測情報とを照合して、自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成するようにしている。これにより、既存レーダシステム２００の時刻がずれていたとしても、既存レーダシステム２００内では整合のとれた表示が可能となる。また、融合部１０２は、自身内の時刻情報の取得手段を省略でき、その分小型軽量化が図れる。
【符号の説明】
【００３６】
１００ ネットワークセンサ装置、１０１ 情報変換部、１０２ 融合部、１０３ 表示部、１０４ 模擬信号部、２００ 既存レーダシステム、２０１ 表示部、２０２ 信号処理部、２０３ センサ部、２０４ 自位置測定部、２０５ 時刻測定部、３００ 他センサシステム、３０２ 信号処理部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遠方に配置した他センサシステムから通信手段を介して取得した観測対象の位置情報を、主となる既存レーダシステムの情報と融合させて表示するネットワークセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーダシステム（またはレーダ装置）は、ある時刻に観測対象がどの３次元位置（対象の観測位置を以下「プロット」と称する）にあるかを計測し、表示し、記録するための代表的な装置である。位置計測には誤差が必ず付随する。典型的なレーダシステムでは、レーダのビーム幅と、レーダパルスの発信から受信までの時間計測の精度とが、その誤差の原因となる。誤差のうち位置の誤差は、一般にレーダビーム幅方向の二次元ガウス分布とレーダからの距離方向のガウス分布の積で表現され、３次元のプロットを中心とする楕円体の形をとり、該楕円体は３行３列の誤差共分散行列で表される。
また、レーダシステムは、ある時刻の観測対象の速度、ただしレーダシステムからの距離方向成分を、ドップラー周波数の測定によって計測できることが多い。複数の時刻において観測対象の計測結果が得られている場合には、各時刻間について速度および速度誤差が得られ、速度誤差を含んだ６行６列の誤差共分散行列が得られる。この速度および速度誤差の観測には、一般に各時刻でのドップラー周波数計測結果が併用される。同様に、加速度および加速度誤差を考慮する場合もあり、そのときは加速度誤差を含んだ９行９列の誤差共分散行列が得られる。
【０００３】
以下の説明の中で「他センサシステム」の例として登場する赤外線システムは、観測対象の２次元位置を計測する代表的な装置であり、実際には電子支援システム等を含むものとする。すなわち、ある時刻に観測対象がどの仰角・方位角の２次元で表現される位置にあるかを計測し、記録するための装置である。近接した複数の時刻における２次元位置を照合すること、あるいは観測角度と地表面やおおよその高度とを照合することによって、単体での３次元位置の計測もある程度可能だが、その３次元目の精度は単一時刻で得られる２つの次元の精度より劣るものとする。
また、「他センサシステム」の例として登場する方位探知システムは、観測対象の１次元位置を計測する代表的な装置とする。すなわち、ある時刻に観測対象がどの方位角という１次元で表現される位置にあるかを計測し、記録するための装置である。
【０００４】
互いに離れた位置にある複数のレーダシステムで得られる観測情報を連携させて表示する技術については多数存在するが、その中に複数のセンサによるプロットを同時に表示する技術がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にも示されるような、複数のレーダシステムで得られる観測情報を連携させて表示するレーダシステムを構築する場合、既存レーダシステムに対しては大幅な構成改修を要求することになるか、あるいは全く新規モデルとして製作しなければならない。既存レーダシステムを改修する場合には、改修費用および改修期間すなわち非稼動期間の両面から、改修規模はできる限り小さくすることが望まれるが、困難である。
また、既存レーダシステムの表示画面には、他レーダシステム以外に、赤外線システム、方位探知システムなどの他センサシステムによる観測情報（以下、「センサ情報」と称する）も連携して表示できるようにすることが望まれる。さらに、その際、既存レーダシステムによる情報と、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステムのセンサ情報とを融合して表示できることが望まれる。また、好ましくは、表示装置の追加は、設置スペースの点から避け、既存レーダシステムの表示装置を用いて表示できるようにすることが望まれる。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、既存レーダシステムへの改修を最小限に抑えて、他センサシステム由来のセンサ情報と既存のレーダシステムの情報とを融合表示可能にするネットワークセンサ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のネットワークセンサ装置は、近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、既存レーダシステムおよび他センサシステムで取得したセンサ情報を融合するネットワークセンサ装置であって、他センサシステムの信号処理部から時刻毎の当該他センサ自身の状況および当該他センサによる観測情報を受信し、既存レーダシステムの位置情報に基づいて他センサ観測情報を既存レーダシステム向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成する情報変換部と、既存レーダシステムの信号処理部から、既存レーダシステム自身のセンサ部で観測し、既存レーダシステム自身の表示部で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該自センサ観測情報と情報変換部で変換された変換済他センサ観測情報とを照合して自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、自センサ観測情報と時刻同期変換済他センサ観測情報の相関がとれる場合には、当該相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し、時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を表示するために出力する融合部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、取得した他センサシステム由来の情報を既存レーダシステムで扱う形式の情報に変換し、観測対象毎の情報を融合して表示するようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステムの構成の改修を最小限にして実現可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態１に係る赤外線システム由来情報等の表示例を示す説明図である。
【図３】同実施の形態１に係るネットワークセンサ装置の動作順序を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態３に係る既存レーダシステムの表示部における融合センサ情報等の表示例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。
図において、ネットワークセンサ装置１００は、既存レーダシステム２００と他センサシステム３００の間に配置され、それぞれと情報交換するように接続されている。ネットワークセンサ装置１００は、既存レーダシステム２００とほぼ同じ位置に設置され、既存レーダシステムとは信号分岐により接続されている。一方、ネットワークセンサ装置１００は、遠隔の別の位置に配置される他センサシステム３００とは通信手段（無線または有線による）により接続されている。ここで、他センサシステム３００とは、既存レーダシステム２００以外の、例えば他レーダシステム、赤外線システム、方位探知システムなどで、取得したセンサ情報は既存レーダシステム２００の情報と融合するのに利用される。
【００１２】
ネットワークセンサ装置１００において、情報変換部１０１は、他センサシステム３００の信号処理部３０２から通信により時刻毎の他センサ状況および他センサ観測情報を受信する。ここで、他センサ状況とは、他センサの自位置等である。また、他センサ観測情報とは、他センサシステム３００によって取得される、例えば観測対象毎・時刻毎の位置情報ならびに誤差情報を指す。情報変換部１０１は、基本的には既存レーダシステム２００と同じ位置に設置され、その位置情報を獲得する。例えば、既存レーダシステム２００が据え置き型であれば、その位置の情報は準備作業で情報変換部１０１に入力されるものとする。この場合には位置は同じでなくてもよい。一方、既存レーダシステム２００は、移動可能型であれば、ＧＰＳ等の自位置測定手段を備える。
【００１３】
他センサシステム３００がレーダシステムである場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎のプロットおよび誤差楕円体がネットワークセンサ装置１００に送付される。また、他センサシステム３００が赤外線システムの場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎の２次元位置および誤差情報が送付される。さらに、他センサシステム３００が方位探知システムである場合には、その信号処理部３０２からは、他センサ観測情報として、観測対象毎・時刻毎の１次元位置および誤差情報が送付される。
【００１４】
情報変換部１０１では、既存レーダシステム２００の位置および上記他センサ状況に基づいて、上記他センサ観測情報を、既存レーダシステムの位置を中心とする座標上の情報へと変換して、変換済他センサ観測情報を生成する。例えば位置Ａの他センサシステム３００で距離・方位角・仰角に観測された対象は、位置Ｂの既存レーダシステム２００では別の距離・方位角・仰角に観測される。該位置・距離・方位角・仰角の関係は周知技術により計算される。信号処理部３０２から送付される情報に、時刻毎の他センサシステムの自位置誤差を含む場合も想定できる。これは各観測対象の誤差楕円体に該自位置誤差楕円体を反映することで考慮できる。
情報変換部１０１は、上記の生成した変換済他センサ観測情報を融合部１０２へ与える。
【００１５】
融合部１０２は、信号処理部２０２から、既存レーダシステム２００自身の表示部２０１に送付するよう加工した形式の自センサ観測情報を受信する。ここで、自センサ観測情報とは、既存レーダシステム２００が自身のセンサ部２０３で観測した観測対象毎・時刻毎の位置情報ならびに誤差情報を指す。
これにより、信号処理部２０２における改修は、表示部２０１への接続を融合部１０２へ分岐するという変更だけであるため最小限で済む。
【００１６】
融合部１０２では、情報変換部１０１からの上記変換済他センサ観測情報と信号処理部２０２からの上記自センサ観測情報とにおいて、各観測情報の時刻列を照合する。変換済他センサ観測情報の観測時刻列が、既存レーダシステム２００の自センサ観測情報の観測時刻列と異なる場合には、該変換済他センサ観測情報の補間により、該自センサ観測情報の観測時刻列と同じ時刻の観測情報を算出した、時刻同期変換済他センサ観測情報を生成する。ここでの補間は、例えば一般的な線形外挿を適用する。すなわち、時刻ａの観測情報Ｆａと時刻ｂの観測情報Ｆｂとがある場合、時刻ｃの観測情報Ｆｃは、
Ｆｃ＝Ｆｂ×（ｃ−ａ）／（ｂ−ａ）−Ｆａ×（ｃ−ｂ）／（ｂ−ａ）
となる。これにより、他センサ観測情報と既存レーダシステムの情報との融合が可能となる。
変換済他センサ観測情報の観測時刻列が、自センサ観測情報の観測時刻列と同じ場合には、そのまま観測情報同士を照合できるので、該変換済他センサ観測情報はそのまま時刻同期変換済他センサ観測情報となる。
【００１７】
次に、融合部１０２は、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報とを照合し、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報の相関がとれる場合には、該相関に従って観測対象の割り当てを行い、各センサの観測精度および情報信頼性を考慮に入れて、融合センサ情報を算出する。ここで、融合センサ情報とは、対応のとれた単独あるいは複数の時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報とを照合して得られた、観測対象毎・時刻毎の位置および誤差を指す。なお、融合部１０２は、融合センサ情報を生成するにあたり、融合するセンサを選択できる。この選択は、観測精度や事前に与えられた各センサの情報信頼性によって決定することもできる。あるいは、他センサのみを融合することもできる。
【００１８】
〈融合センサ情報の生成１〉
融合センサがレーダシステムのみの場合は、どのセンサシステムにおいても、位置の情報が３次元でとれる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、各センサによる位置に対して、各センサの観測精度や位置情報信頼性で加重平均をとった値とする。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体を表す誤差共分散行列は、各センサによる誤差共分散行列の逆行列に対して、各センサの誤差情報信頼性で加重平均をとった行列の逆行列とする。
【００１９】
〈融合センサ情報の生成２〉
融合センサが赤外線システム１つだけの場合は、該赤外線システム中心視点において距離方向の情報が獲得できないため、該赤外線システムからの時刻同期変換済他センサ観測情報のうち、観測対象の位置は、可能性を示す直線で表されることになる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、該可能性直線と既存レーダシステム２００との距離が最短になる点とすることができる。あるいは、サンプルプロットのいずれかであるとすることができる。サンプルプロットとは、上記可能性直線上に所与の間隔をもって置かれた点を指す。
融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、該可能性直線を中心とする観測誤差円錐に、距離方向の所定の大きな誤差を与えた円錐台形に内接する楕円体として設定できる。
【００２０】
〈融合センサ情報生成３〉
融合センサが赤外線システムのみ複数であった場合は、計算により距離方向のあいまい性が解消される場合がある。この場合、例えば、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、それぞれの可能性直線の交点とすることができる。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、各赤外線システムの観測誤差のなす円錐の交わる領域に内接する楕円体とすることができる。
〈融合センサ情報生成４〉
融合センサがレーダシステムに加えて赤外線システム１つ含んでいる場合には、レーダシステムによる観測位置および誤差楕円体と、赤外線システムによる可能性直線および観測誤差円錐とから、融合センサ情報が計算できる。
〈融合センサ情報生成５〉
融合センサが赤外線システムを複数含んでいる場合には、含まれる赤外線システムが一つのレーダシステムを構成すると見なすことにより、他センサシステムとの融合センサ情報が計算できる。
【００２１】
〈融合センサ情報生成６〉
融合センサが方位探知システム１つだけの場合は、該方位探知システム中心視点において距離方向および仰角方向の情報が獲得できないため、該方位探知システムからの時刻同期変換済他センサ観測情報のうち、観測対象の位置は、可能性を示す平面で表されることになる。この場合、融合センサ情報のうち、観測対象の位置は、該可能性平面と既存レーダシステム２００との距離が最短になる点とすることができる。融合センサ情報のうち、観測対象の誤差楕円体は、該可能性平面を中心とする観測誤差に、距離方向および仰角方向の所与の大きな誤差を与えた円錐台形に内接する楕円体として設定できる。
〈融合センサ情報生成７〉
融合センサが方位探知システムを２つ含み、融合により２次元位置が計測できる場合には、含まれる方位探知システムが１つの赤外線システムを構成すると見なすことにより、他センサシステム３００との融合センサ情報が計算できる。
【００２２】
〈融合センサ情報生成８〉
融合センサが方位探知システムを３つ以上含み、融合により３次元位置が計測できる場合には、含まれる方位探知システムが１つのレーダシステムを構成すると見なすことにより、他センサシステム３００との融合センサ情報が計算できる。
〈融合センサ情報生成９〉
融合センサがレーダシステムに加えて方位探知システムを１つ含んでいる場合には、レーダシステムによる観測位置および誤差楕円体と、方位探知システムによる可能性平面および観測誤差とから、融合センサ情報が計算できる。
融合部１０２は、上記融合センサ情報を表示部１０３へ送付する。併せて、時刻同期変換済他センサ観測情報、あるいは自センサ観測情報を、表示部１０３に送付することもできる。
【００２３】
表示部１０３は、融合部１０２から融合センサ情報を受信するとこれを表示する。これにより、自センサ観測情報だけのときよりも精度の高い、あるいは範囲の広い情報を表示できる。
表示部１０３では、ユーザ入力手段を有し、時刻同期変換済他センサ観測情報が送付された場合には、上記融合センサ情報に加え、あるいは該ユーザ入力手段により切り換えて、該時刻同期変換済他センサ観測情報を表示することもできる。あるいは、自センサ観測情報が送付された場合には、それも加えて、あるいは該ユーザ入力手段により切り換えて、表示することもできる。
表示部１０３は、上記ユーザ入力手段により、表示範囲の指定を受ける。例えば、融合センサ情報を選択し、その範囲を既存レーダシステム２００の周囲１００ｋｍ以内と指定すると、融合センサ情報のうち該既存レーダシステム２００から距離１００ｋｍ以内の観測対象について表示を行う。あるいは、他センサシステム３００を選択し、既存レーダシステム２００の正面からの離角３０度以内の２次元表示を指定すると、該他センサシステム３００に由来する時刻同期変換済他センサ情報のうち、既存レーダシステム２００から見た方位角と仰角が正面から離角３０度以内の観測対象について、２次元にて表示を行う。あるいは、自センサ観測情報を選択し、既存レーダシステム２００の正面からの仰角０度〜４５度、距離１００ｋｍ以内と指定すると、該自センサ観測情報のうち、該既存レーダシステム２００から距離１００ｋｍ以内かつ仰角０度〜４５度以内の観測対象について表示を行う。
【００２４】
表示部１０３では、赤外線システム由来情報および方位探知システム由来情報を表示することができる。ここで、赤外線システム由来情報とは、既存レーダシステム２００宛に送付された、時刻同期変換済他センサ観測情報あるいは融合センサ情報のうち、赤外線システムのみに由来する情報である。３次元のうち１次元の情報が欠落しているか、あるいは他の２次元に比べ大きな誤差を持つ。また、方位探知システム由来情報とは、既存レーダシステム２００宛に送付された、時刻同期変換済他センサ観測情報あるいは融合センサ情報のうち、方位探知システムのみに由来する情報である。３次元のうち２次元の情報が欠落しているか、あるいは測定した１次元に比べ大きな誤差を持つ。
これにより、レーダシステムでは観測しにくい観測対象の情報や、レーダシステムには観測できない範囲にいる観測対象の情報を表示できる。
【００２５】
赤外線システム由来情報および方位探知システム由来情報の表示例を図２で説明する。図２（ａ）は、既存レーダシステムで直線を表示できる場合の例である。プロットＡ（４０１）は、通常のレーダによるプロットを示す。可能性直線４０２は、赤外線システム由来情報をこの画面へ射影した直線を示す。例えば、センサ４０４を中心とした距離一定以内を表示している場合において、センサ４０５からの赤外線システム由来情報が、可能性直線４０２に示す方向だった場合には、表示域内の該可能性直線を表示する。図２（ａ）は、また、センサ４０５が方位探知システムの場合の、水平面を表示する場合の例にもなっている。可能性直線４０２は、方位探知システム由来情報の可能性平面の水平断面を表している。
【００２６】
図２（ｂ）は、既存レーダシステムでプロットしか表示できない場合の例である。プロットＡ（４０１）は、図２（ａ）と同様、通常のレーダによるプロットを示す。サンプルプロット４０３は、赤外線システム由来情報の可能性直線上に分布するプロットである。該サンプルプロットの色・大きさ等の表示属性、および表示間隔等の分布のさせ方は、事前に決めておくこともできる。あるいは上記ユーザ入力手段により変更することもできる。図２（ｂ）は、また、他センサシステムが方位探知システムの場合の、水平面を表示する場合の例にもなっている。サンプルプロット４０３は、方位探知システム由来情報の可能性平面の水平断面である直線上の点列となっている。
【００２７】
図２（ｃ）は、既存レーダシステムの表示が、ある既存レーダシステム視点で、ある表示仰角で規定される円錐面を表示する場合の例である。プロットＡ（４０１）は、図２（ａ）、（ｂ）と同様、通常のレーダによるプロットを示す。サンプルプロット４０６は、赤外線システム由来情報の可能性直線上のうち、上記表示仰角に分布するプロットである。すなわち、表示仰角による円錐面と可能性直線の交点が表示される。図２（ｃ）は、また、他センサシステムが方位探知システムの場合の表示例にもなっている。表示仰角による円錐面と可能性平面の交線は図の可能性曲線４０７のように示される。あるいは、サンプルプロットによって該可能性曲線上の点列として表示することもできる。
【００２８】
図３はネットワークセンサ装置１００の動作手順を示すフローチャートである。
情報変換部１０１は、他センサシステム３００から、時刻毎の他センサ状況および他センサ観測情報を受け取ると、既存レーダシステム位置を中心とする座標上の情報へと変換して変換済他センサ観測情報を生成して融合部１０２へと送付する（ステップＳＴ１）。融合部１０２は、情報変換部１０１から受け取った変換済他センサ観測情報を受け取ると共に、既存レーダシステム２００からも自センサ観測情報を受け取ると、変換済他センサ観測情報から時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、相関処理・融合処理を行って、融合センサ情報を算出し、該時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報と共に表示部１０３へ出力する（ステップＳＴ２）。表示部１０３は、融合部１０２から時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報、融合センサ情報を受け取り、またユーザ入力手段によってユーザから表示情報と表示範囲の指定を受け取り、いずれかを選択しあるいは重畳させて表示させる（ステップＳＴ３）。
【００２９】
以上のように、この実施の形態１のネットワークセンサ装置１００によれば、近くに置かれる既存レーダシステム２００とは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステム３００とは通信手段により接続され、取得した他センサシステム由来の情報を既存レーダシステム２００で扱う形式の情報に変換し、観測対象毎の情報を融合して表示部１０３で表示するようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステム２００の構成の改修を最小限にして実現可能にする。
【００３０】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略する。この実施の形態２のネットワークセンサ装置１００は、図１に示した表示部１０３の代わりに既存レーダシステム２００の表示部２０１へ繋がる模擬信号部１０４を備えている。
模擬信号部１０４は、融合部１０２から、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報の相関がとれた場合に算出された融合センサ情報を受け取り、この融合情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１で表示できるように、表示部２０１の仕様に基づいて加工する。また、模擬信号部１０４は、記加工した信号の情報を、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って既存レーダシステム２００の表示部２０１に送付して表示させる。
これにより、実施の形態１で説明したネットワークセンサ装置１００の表示部１０３を省略し、装置を小型化できる。
【００３１】
既存レーダシステム２００の表示部２０１における融合センサ情報や時刻同期変換済他センサ観測情報の表示例を図５に示す。図５（ａ）は既存レーダシステムの平面表示の例であるが、例えば、ある仰角方向へ電波を放射しつつ、方位角方向を３６０度走査して、一定時間内に返ってくる電波までを表示するようにした場合である。レーダ単独覆域５０１は、既存レーダシステム２００を中心として、ある仰角におけるある距離内の反射してくる範囲を示す。プロットＡ（５０２）およびプロットＢ（５０３）は、電波の返ってきた時間をもとに表示させた観測対象２つを示す。
【００３２】
図５（ｂ）は、既存レーダシステム２００の表示部２０１に対し、模擬信号部１０４によって変換された模擬信号を入力することにより、覆域を拡大した例を示す。内側の円は、図５（ａ）におけるレーダ単独覆域５０１に相当している。拡大覆域５０４は、他センサシステム３００によって観測しうる範囲を拡大表示部分として示している。プロットＡ（５０５）は、レーダ単独覆域５０１におけるプロットＡ（５０２）を、拡大覆域５０４上に変換した表示である。プロットＢ１（５０６）は、レーダ単独覆域５０２におけるプロットＢ（５０３）を、拡大覆域５０４上に変換した表示である。プロットＢ２（５０７）は、時刻同期変換済他センサ観測情報を、拡大覆域５０４上に表示したものである。この例では、時刻同期変換済他センサ観測情報と自センサ観測情報を併記している。融合部１０２において両者の融合がなされると、融合センサ情報として両者の中間位置にプロットＢが表示される。プロットＣ（５０８）は、既存レーダシステム２００の覆域外にあった時刻同期変換済他センサ観測情報を、拡大覆域５０４上に表示したものである。
図５（ｃ）および図５（ｄ）は、既存レーダシステム２００の正面を中心とした表示における、拡大覆域表示の例を示している。距離方向の覆域拡大については、例えば表示プロットの表示属性を単独時から変更して表記することができる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態２のネットワークセンサ装置１００によれば、実施の形態１における表示部１０３の代わりに模擬信号部１０４を設け、融合部１０２からの融合センサ情報、時刻同期変換済他センサ観測情報および自センサ観測情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１にて表示する形式の信号に加工し、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、当該加工した信号の情報を既存レーダシステム２００の表示部２０１に送付して表示させるようにしている。したがって、設置位置、観測時刻の異なる他センサシステム由来のセンサ情報と既存レーダシステムの情報を融合し表示可能にすると共に、そのための既存レーダシステムの構成の改修を最小限にして実現可能にする。特に、この実施の形態２の場合、場所をとる表示部を付属しないので、その分の改修を少なく抑えることができる。
また、上記例において、既存レーダシステム２００の信号処理部２０２の出力信号をそのまま表示部２０１に通す動作と、他センサシステム由来の情報ならびに融合情報を加工して表示部２０１へ渡す動作とを切り替えて使用できるようにしてもよい。
【００３４】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３によるネットワークセンサ装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略する。この実施の形態３では、既存レーダシステム２００は、自位置測定部２０４および時刻測定部２０５を有している。
この実施の形態３において、ネットワークセンサ装置１００の情報変換部１０１では、既存レーダシステム２００の自位置測定部２０４との接続を通じて、信号処理部２０２が用いるのと同じ自位置情報を受ける。そして、実施の形態１で説明したように、この自位置情報に基づいて他センサ観測情報を既存レーダシステム２００向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成するようにしている。これにより、ネットワークセンサ装置１００自身は、自位置測定機能を省略できるのでその分装置を小型軽量化できると共に、既存レーダシステム２００との同期を密にする。
【００３５】
また、融合部１０２では、既存レーダシステム２００の時刻測定部２０５との接続を通じて、信号処理部２０２が用いるのと同じ時刻情報を受ける。そして、融合部１０２は、信号処理部２０２が時刻測定部２０５の時刻情報に沿って作成した自センサ観測情報と情報変換部１０１が生成した変換済他センサ観測情報とを照合して、自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成するようにしている。これにより、既存レーダシステム２００の時刻がずれていたとしても、既存レーダシステム２００内では整合のとれた表示が可能となる。また、融合部１０２は、自身内の時刻情報の取得手段を省略でき、その分小型軽量化が図れる。
【符号の説明】
【００３６】
１００ ネットワークセンサ装置、１０１ 情報変換部、１０２ 融合部、１０３ 表示部、１０４ 模擬信号部、２００ 既存レーダシステム、２０１ 表示部、２０２ 信号処理部、２０３ センサ部、２０４ 自位置測定部、２０５ 時刻測定部、３００ 他センサシステム、３０２ 信号処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、既存レーダシステムおよび他センサシステムで取得したセンサ情報を融合するネットワークセンサ装置であって、
他センサシステムの信号処理部から時刻毎の当該他センサ自身の状況および当該他センサによる観測情報を受信し、既存レーダシステムの位置情報に基づいて前記他センサ観測情報を前記既存レーダシステム向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成する情報変換部と、
前記既存レーダシステムの信号処理部から、前記既存レーダシステム自身のセンサ部で観測し、前記既存レーダシステム自身の表示部で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該自センサ観測情報と前記情報変換部で変換された前記変換済他センサ観測情報とを照合して前記自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、前記自センサ観測情報と前記時刻同期変換済他センサ観測情報の相関がとれる場合には、当該相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し、前記時刻同期変換済他センサ観測情報、前記自センサ観測情報および前記融合センサ情報を表示するために出力する融合部とを備えたことを特徴とするネットワークセンサ装置。
【請求項２】
ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、融合部からの時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載のネットワークセンサ装置。
【請求項３】
融合部からの時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を既存レーダシステムの表示部にて表示する形式の信号に加工し、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、当該加工した信号の情報を前記表示部に送付して表示させる模擬信号部を備えたことを特徴とする請求項１記載のネットワークセンサ装置。
【請求項４】
情報変換部は、他センサ観測情報を既存レーダシステム向けに変換する際に、当該既存レーダシステムの位置測定部で取得した自位置情報に基づいて行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のネットワークレーダ装置。
【請求項５】
融合部は、時刻同期変換済他センサ観測情報を生成する際に合わせる自センサ観測情報の時刻列として、既存レーダシステムの時刻測定部の時刻情報を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のネットワークセンサ装置。
【請求項６】
他センサシステムは、既存レーダシステム以外の他レーダシステム、赤外線システムまたは方位探知システムとしたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のネットワークセンサ装置。
【請求項１】
近くに置かれる既存レーダシステムとは信号分岐により接続され、遠隔に配置される他センサシステムとは通信手段により接続され、既存レーダシステムおよび他センサシステムで取得したセンサ情報を融合するネットワークセンサ装置であって、
他センサシステムの信号処理部から時刻毎の当該他センサ自身の状況および当該他センサによる観測情報を受信し、既存レーダシステムの位置情報に基づいて前記他センサ観測情報を前記既存レーダシステム向けに変換して変換済他センサ観測情報を生成する情報変換部と、
前記既存レーダシステムの信号処理部から、前記既存レーダシステム自身のセンサ部で観測し、前記既存レーダシステム自身の表示部で表示するようにした形式の自センサ観測情報を受信し、当該自センサ観測情報と前記情報変換部で変換された前記変換済他センサ観測情報とを照合して前記自センサ観測情報の時刻列に合わせた時刻同期変換済他センサ観測情報を生成し、前記自センサ観測情報と前記時刻同期変換済他センサ観測情報の相関がとれる場合には、当該相関に従って観測対象の割り当てを行って融合センサ情報を算出し、前記時刻同期変換済他センサ観測情報、前記自センサ観測情報および前記融合センサ情報を表示するために出力する融合部とを備えたことを特徴とするネットワークセンサ装置。
【請求項２】
ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、融合部からの時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載のネットワークセンサ装置。
【請求項３】
融合部からの時刻同期変換済他センサ観測情報、自センサ観測情報および融合センサ情報を既存レーダシステムの表示部にて表示する形式の信号に加工し、ユーザ入力手段によって指定された表示する情報および表示する範囲に従って、当該加工した信号の情報を前記表示部に送付して表示させる模擬信号部を備えたことを特徴とする請求項１記載のネットワークセンサ装置。
【請求項４】
情報変換部は、他センサ観測情報を既存レーダシステム向けに変換する際に、当該既存レーダシステムの位置測定部で取得した自位置情報に基づいて行うことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のネットワークレーダ装置。
【請求項５】
融合部は、時刻同期変換済他センサ観測情報を生成する際に合わせる自センサ観測情報の時刻列として、既存レーダシステムの時刻測定部の時刻情報を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のネットワークセンサ装置。
【請求項６】
他センサシステムは、既存レーダシステム以外の他レーダシステム、赤外線システムまたは方位探知システムとしたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のネットワークセンサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２４３３２９（Ｐ２０１０−２４３３２９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９２１０４（Ｐ２００９−９２１０４）
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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