レーダ装置
【課題】追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することのできるレーダ装置を得る。
【解決手段】レーダ１０を制御するレーダ制御部９と、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダ１０から追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備えている。シミュレーション処理手段は、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、シミュレーションに基づく観測間隔をレーダ制御部９に指示するレーダパラメータ指示部８とを含む。
【解決手段】レーダ１０を制御するレーダ制御部９と、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダ１０から追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備えている。シミュレーション処理手段は、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、シミュレーションに基づく観測間隔をレーダ制御部９に指示するレーダパラメータ指示部８とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多目標追尾装置などに適用されるレーダ装置において、未知の目標を検出する追尾開始手段を備えたレーダ装置に関し、特に、目標観測値（以下、単に「観測値」という）の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供する際に、追尾開始手段における追尾開始性能が最適となるように、観測値に含まれるパラメータの１つである観測間隔を設定するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置においては、目標を観測するレーダ（または、センサ）から得られる位置情報の観測値を用いて目標の航跡を生成する追尾技術が必要となる。
たとえば、センサにより目標を観測し、得られた観測値を用いて目標を追尾する技術については、すでに多くの論文や特許文献で取り挙げられており、追尾装置および追尾方法については、様々の提案がなされている。
【０００３】
なお、追尾処理は、追尾開始処理と追尾維持処理との２種類に大別され、追尾開始処理は、未発見の目標を観測値の時系列データから追尾機能を用いて発見する処理であるのに対して、追尾維持処理は、存在が既知である目標の運動を追跡する処理である。
【０００４】
このとき、レーダを用いて目標を追尾する場合には、追尾維持処理については、既知の追尾情報であることから、ビームを向ける方向が或る程度限定されるのに対し、追尾開始処理については、未知の目標が対象となるので、広い領域にビームを向けて捜索する必要がある。
【０００５】
したがって、追尾開始処理における広領域の捜索において、目標の探知性能を高くするためには、信号電力が高い方が良く、また、観測頻度が高い方が良いので、捜索間隔（観測間隔）が短い方が追尾開始性能は高くなる。
【０００６】
しかし、レーダの単位時間あたりの送信電力は限られており、信号電力を高い値に設定すると、観測間隔は長くならざるを得ず、逆に、観測間隔を短く設定しようとすると、信号電力は低くならざるを得なくなる。
【０００７】
このように、観測間隔と信号電力との間には、１対１の関係があるが、観測間隔を変えると追尾開始性能が変わるので、限られた送信電力を有効に利用するためには、最適な観測間隔となるように、レーダを制御する必要がある。
【０００８】
この種のレーダの最適な観測間隔は、事前にシミュレーションを行うことにより、レーダ設計時に或る程度は決定することができる。しかし、最適な観測間隔は、レーダの有効反射面積に依存するので、想定外の目標に対しては事前の設定値が最適とはならない。
したがって、想定外の目標が追尾開始の対象となった場合には、新たに最適な観測間隔を見積もりながらレーダを制御する必要がある。
【０００９】
そこで、従来から、センサを用いたレーダ装置の制御技術として、追尾状況に応じてセンサの資源配分を決定する資源管理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の従来装置においては、追尾目標の航跡の個々の追尾状況、たとえば、誤差楕円の大きさ、探知抜け回数、目標距離や目標速度、複数目標間の距離などの運動諸元に応じて優先度が設定され、優先度が高い目標の航跡について、優先的にセンサ資源が割り当てられる。
【００１０】
図７は上記特許文献１に記載の従来装置を示すブロック図であり、追尾維持の最適化を実現するためのセンサ制御に適用した場合の機能構成を示している。
以下、図７に示した従来装置の動作について、センサ制御の機能のみに限定して説明する。
【００１１】
なお、上記特許文献１には、追尾フィルタの動作を決定するパラメータの制御についても記載されているが、ここでは追尾フィルタの制御機能は用いないものとする。
また、上記特許文献１では、クラッタ発生地域の情報などの観測条件が得られることを想定しているが、ここではクラッタ発生地域の情報は得られないものとする。
すなわち、ここでは、追尾状況に基づいてセンサの割り当てを決定する機能のみに絞って説明する。したがって、図７においては、以下の説明では使われないブロックも存在する。
【００１２】
図７において、レーダ装置の資源管理装置は、複数のセンサ１００ａ、１００ｂ、・・・からなるセンサ群１００と、追尾開始機能を有する多目標追尾処理部１０１と、センサ群指示部１０２と、センサ群１００からの情報に基づき観測値および観測情報を生成する観測情報融合部１０３と、フィルタ群指示部１０４と、センサ状態抽出部１０５と、目標状態評価部１０６と、観測情報抽出部１０７と、追尾情報抽出部１０８と、フィルタ状態抽出部１０９と、追加データベースを有する資源配分方式作成部１１０と、資源データベースを有する資源管理計算部１１１と、を備えている。
【００１３】
多目標追尾処理部１０１は、組合せ航跡相関行列を有する相関決定部１０１ａと、追尾フィルタ（図示せず）を有するフィルタ処理部１０１ｂとを備えている。
相関決定部１０１ａは、観測情報融合部１０３からの観測値に基づいて、観測値と航跡との組合せを生成する。
【００１４】
フィルタ処理部１０１ｂは、観測情報融合部１０３からの観測値と、相関決定部１０１ａからの観測値と航跡との組合せとを入力情報として、追尾情報抽出部１０８およびフィルタ状態抽出部１０９を制御する。
【００１５】
センサ群１００は、センサ群指示部１０２が出力する動作条件にしたがって、指定された時刻において指定された目標を観測し、その観測情報を出力する。
観測情報融合部１０３は、センサ群１００のいずれかのセンサから観測情報が入力されると、上記動作条件に基づき、該当する目標の運動諸元を推定する追尾フィルタに対して観測値（目標観測値）を出力する。
【００１６】
追尾フィルタは、対応する目標の追尾計算を実行することにより、各目標の位置および速度の推定および予測を行い、目標の追尾情報を更新する。
追尾情報抽出部１０８は、追尾フィルタ群が出力する目標の追尾情報から、目標の運動諸元（たとえば、位置や速度）の推定値に関する情報として、推定誤差範囲である誤差楕円（誤差共分散行列）を抽出し、その抽出情報を目標状態評価部１０６に入力する。
【００１７】
目標状態評価部１０６は、各目標に対して、センサ割り当ての優先度に相当する評価値を設定する。追尾フィルタからは推定誤差範囲が得られるので、推定誤差範囲が広い目標に対しては、誤差を縮小する目的で評価値を大きく設定する。
【００１８】
次に、資源配分方式作成部１１０は、目標状態評価部１０６からの評価値が入力されると、追尾データベースを参照しながら、目標状態評価部１０６が出力する評価値に基づいて、各目標に対するセンサの割り当てと、その配分効果についての評価値とを、複数組算出して出力する。
【００１９】
すなわち、目標状態評価部１０６が出力する評価値（各目標の追尾状態）に基づいて、目標に対して割り当てるセンサおよび観測時刻を決定する。
この割り当ては、候補として複数生成し、各々について、各目標の追尾精度が割り当てられたセンサの観測によってどれだけ向上するかについての期待値を目標状態評価値の大きさで重み付けした配分効果評価値を算出する。
【００２０】
次に、資源管理計算部１１１は、各資源の複数のセンサ割り当ておよび配分効果評価値が資源配分方式作成部１１０から入力されるとともに、センサ群１００の現在の動作状況が入力されると、資源データベースを参照しながら、各センサ割り当てが実行可能であるか否か、センサ群１００におよぼす放射エネルギーなどの負荷がどの程度まで達するかについて考慮し、配分効果評価値が大きいセンサ割り当てを選択する。
【００２１】
センサ群指示部１０２は、資源管理計算部１１１が最適な配分方式を決定すると、その決定情報にしたがって、センサ群１００を構成する各センサ１００ａ、１００ｂ、・・・の動作指示を行う。
【００２２】
従来装置における資源管理装置のセンサ制御手順は以上の通りであるが、図７の従来装置においては、センサ群１００による観測値が追尾手段に入力される時点で、どの観測値がどの追尾目標に対応しているかについて、或る程度既知であることが前提となっており、個々の追尾目標の推定誤差に基づいてセンサの割り当てを決定している。
【００２３】
すなわち、誤差が比較的大きい目標について、また、センサ観測による改善効果が比較的高い目標とセンサとの組合せについて、優先的にセンサ資源を割り当てている。
たとえば、図８（ａ）、（ｂ）の説明図に示した例のように、目標Ｏ１、Ｏ２の各々の誤差楕円を比較して、目標Ｏ１よりも目標Ｏ２の方が大きい場合には、目標Ｏ２に優先的にセンサ資源を割り当てることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特許第４０１４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従来のレーダ装置は、レーダによって特定の領域を捜索しながら追尾開始を行う場合、追尾開始は観測値の最初の数個が得られる短時間の処理であり、また、航跡の推定誤差の収束が不十分である。
したがって、観測間隔を最適化するための制御を実行しようとした場合に、実際に追尾を行いながら観測間隔を制御する方法では間に合わないので、実際にレーダによる観測を行う前に観測間隔の最適化を行う必要があるが、その要求を実現することができないという課題があった。
【００２６】
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あり、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することのできるレーダ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】
【００２７】
この発明に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダと、レーダを制御するレーダ制御部と、レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、シミュレーション処理手段は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、解析用観測間隔設定部により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部とを含むものである。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダの観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第１の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第２の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第３の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図７】従来のレーダ装置の要部構成を示すブロック図である。
【図８】従来のレーダ装置における異なる目標の各誤差楕円を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の好適な実施の形態について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図であり、多目標追尾装置に適用した場合の概略構成を示している。
【００３１】
図１において、レーダ装置は、ユーザの入力インターフェイスとなる観測条件入力部１と、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、レーダパラメータ指示部８と、レーダ制御部９と、レーダ１０とを備えている。
【００３２】
観測条件入力部１は、ユーザから入力される目標種別に応じて、観測間隔と信号電力との関係を生成して解析用観測間隔設定部２に入力する。
解析用観測間隔設定部２は、観測条件入力部１からの入力情報と、追尾開始性能計算部３からのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔候補および最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを生成し、観測間隔候補を追尾開始性能計算部３に入力し、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅをシミュレーション用観測間隔候補設定部４に入力する。
【００３３】
追尾開始性能計算部３は、観測間隔候補に基づく追尾開始性能予想値を生成して解析用観測間隔設定部２にフィードバック入力する。
シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析用観測間隔設定部２からの入力情報と、追尾開始性能集計部７とからのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔および最適観測間隔を生成し、観測間隔を擬似観測値生成部５に入力し、最適観測間隔をレーダパラメータ指示部８に入力する。
【００３４】
擬似観測値生成部５は、観測間隔に基づく擬似観測値を擬似航跡生成部６に入力し、擬似航跡生成部６は、擬似観測値に基づく擬似航跡を追尾開始性能集計部７に入力する。
追尾開始性能集計部７は、擬似航跡に基づく追尾開始性能をシミュレーション用観測間隔候補設定部４にフィードバック入力する。
【００３５】
レーダパラメータ指示部８は、最適観測間隔に基づく観測間隔をレーダ制御部９に入力する。
最後に、レーダ制御部９は、レーダパラメータ指示部８からの観測間隔に基づきレーダ１０を制御する。
【００３６】
レーダ１０は、従来のレーダ装置に含まれる部分であり、前述（図７参照）と同様の構成を有する。すなわち、図７内のセンサ群１００に代えて、レーダを有する点のみが図７と異なるので、多目標追尾処理部１などの具体的な構成については、ここでは図示を省略して、総称的にレーダ１０として示している。つまり、図１内のレーダ１０は、多目標追尾機能および追尾開始機能を備えているものとする。
【００３７】
図１内の各ブロックは、レーダ１０から追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、レーダ１０による観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段を構成している。
【００３８】
なお、図１に示すレーダ装置においては、１台のレーダ１０により或る領域を捜索しながら目標の追尾開始を行うことを前提とし、レーダ１０の最適な観測間隔を決定し、さらに、レーダ１０の最適観測間隔をレーダ制御部９に指示する。
【００３９】
以下、図２〜図６を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による処理内容について具体的に説明する。
図２は図１のレーダ装置によるレーダ１０の観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
また、図３は３つの観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値を示す説明図であり、図４〜図６は３つの観測間隔に応じた第１〜第３の追尾開始性能を示す説明図である。
なお、ここでは、或る目標が追尾開始対象となり、その種類の目標については、事前に最適な観測間隔の見積もりがなされていないものとする。
【００４１】
図２において、まず、ユーザ操作により観測条件入力（ステップＳ１）が行われ、観測条件入力部１には、追尾開始対象とする目標の有効反射面積σと、レーダ１０の送信電力Ｐｔｒとが、観測条件として入力される。
【００４２】
このとき、観測条件入力部１は、観測条件の入力情報に基づき、信号電力ＳＮＲと観測間隔Ｔとの関係式を求める。
信号電力ＳＮＲと観測間隔Ｔとの関係は、レーダ１０の送信電力Ｐｔｒと目標の有効反射面積σとを用いて、以下の式（１）で表される。
【００４３】
ＳＮＲ・Ｔ＝ｆ（Ｐｔｒ，σ） ・・・（１）
【００４４】
ただし、式（１）において、関数ｆ（ ）は、レーダ１０によって一意に定められる。
次に、解析用観測間隔設定部２は、式（１）に基づき、観測間隔候補を、前回設定した観測間隔候補から所定の刻み幅ΔＴ（事前に設定された固定パラメータ）だけ増加させた値に設定して、追尾開始性能計算部３に入力する（ステップＳ２）。
【００４５】
なお、最初にステップＳ２が実行されたときには、観測間隔候補は、取り得る最小値Ｔｍｉｎに設定され、最小の観測間隔候補が追尾開始性能計算部３に入力される。また、最小値Ｔｍｉｎは、事前に設定されるパラメータである。以下、観測間隔候補は、ステップＳ２が繰り返し実行されるごとに、刻み幅ΔＴだけ増加される。
【００４６】
次に、追尾開始性能計算部３は、ステップ２で設定された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する（ステップＳ３）。
このとき、追尾開始性能計算部３により計算される追尾開始性能予想値としては、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔが適用される。
【００４７】
以下、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔの導出手順について具体的に説明する。
まず、観測時刻ｔ（ｉ）における追尾処理終了時に、目標航跡がｍ（ｍ＝０、１、２、３）探知状態である確率ｐｍ（ｉ）を算出する。
【００４８】
この確率ｐｍ（ｉ）は、目標航跡の観測値がｍ個得られ、ｍ個の観測値が１つの目標航跡を構成している状態となる確率を表している。
確率ｐｍ（ｉ）（ｍ＝０、１、２、３）は、１観測時刻前の確率ｐｍ（ｉ−１）を用いて、漸化式からなる以下の式（２）により記述される。
【００４９】
ｐ０（ｉ）＝ｐ０（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝＋ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・ｐＦ（ｉ）
ｐ１（ｉ）＝ｐ１（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝＋ｐ０（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
ｐ２（ｉ）＝ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・｛１−ｐＦ（ｉ）｝＋ｐ１（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
ｐ３（ｉ）＝ｐ３（ｉ−１）＋ｐ２（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
・・・（２）
【００５０】
ただし、式（２）において、ｐＤ（ｉ）は、観測時刻ｔ（ｉ）においてレーダが目標を探知する確率であり、信号電力ＳＮＲによって決まる値である。
また、ｐＦ（ｉ）は、目標航跡のゲート内に誤警報が入る確率であり、べき乗を「＾」で表せば、以下の式（３）のように算出される。
【００５１】
ｐＦ（ｉ）＝１−（１−ｐｆａ）＾［Ｖｇ（ｉ）／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝］ ・・・（３）
【００５２】
ただし、式（２）において、ｐｆａは、レーダの検出閾値の設定によって決まる誤警報確率である。
また、Ｖｇ（ｉ）は、目標航跡のゲート体積であり、追尾フィルタ計算により算出される。また、Ｒ（ｉ）は、目標距離であり、ΔＲ、ΔＥｌ、ΔＡｚは、それぞれ、レーダの距離方向、仰角方向、方位角方向の分解能である。
【００５３】
式（２）から、目標航跡がｍ探知状態である確率ｐｍ（ｉ）の初期値、すなわち「ｉ＝１」における値は、以下の式（４）となる。
【００５４】
ｐ０（１）＝１−ｐＤ（１）
ｐ１（１）＝ｐＤ（１）
ｐ２（１）＝０
ｐ３（１）＝０
・・・（４）
【００５５】
ここで、目標航跡が３探知状態、すなわち３つの観測値が得られた段階で、必ず確立するものと仮定すると、観測時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）は、以下の式（５）のように表される。
【００５６】
Ｐｔｇｔ（ｉ）＝ｐ３（ｉ） ・・・（５）
【００５７】
図２に戻り、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ３に続いて、追尾開始性能の極大値が発見されたか否かを判定する（ステップＳ４）。
すなわち、式（５）のように計算された追尾開始性能予想値（目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ）の極大値が発見されたか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ４において、極大値が発見されない（極大値が確定していない）場合には、判定結果が「Ｎｏ」となって、解析用観測間隔設定処理（ステップＳ２）に戻る。
ステップＳ２においては、観測間隔を、現在の観測間隔候補値から刻み幅ΔＴだけ増加させて増やす。
【００５９】
以下、上記処理（ステップＳ２〜Ｓ４）を繰り返し、ステップＳ４において、追尾開始性能予想値の極大値が確定し、判定結果が「Ｙｅｓ」となった段階で、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）に移行する。
【００６０】
なお、追尾開始性能予想値の極大値が確定したか否かについては、現在（最新）の追尾開始性能予想値が、その１回前に実行した追尾開始性能計算によって得られた追尾開始性能の値よりも低下したか否かによって、判定することができる。
【００６１】
ここで、ステップＳ４の判定処理について具体的に説明する。
図３に示す観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例において、観測間隔候補を第１回目の「Ｔｍｉｎ」とした場合の追尾開始性能予想値と、第２回目の「Ｔｍｉｎ＋ΔＴ」とした場合の追尾開始性能予想値とを比べると、第２回目の追尾開始性能予想値の方が大きい値となっている。
【００６２】
したがって、第２回目の時点では、追尾開始性能予想値の極大値は確定していない。
次に、観測間隔候補を第３回目の「Ｔｍｉｎ＋２ΔＴ」とした場合には、追尾開始性能予想値が第２回目の値よりも低下しているので、第３回目の探索において、追尾開始性能予想値の極大を実現する観測間隔候補が「Ｔｍｉｎ＋ΔＴ」であると定まる。
この極大値は、それまでに得られた追尾開始性能予想値の最大値として設定される。
【００６３】
こうして、極大値が確定した時点で、その追尾開始性能予測値を極大とする観測間隔候補が、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅとしてシミュレーション用観測間隔候補設定部４に入力され、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）に移行することになる。
【００６４】
ステップＳ５においては、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部２から最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅが入力された直後の時点であって、最初にステップＳ５が実行されたときには、３つの観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ」、「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」がシミュレーション用観測間隔候補となる。
【００６５】
次に、擬似観測値生成部５は、ステップＳ５で設定された観測間隔候補を観測間隔として、乱数によって実際の観測条件を模擬しながら、Ｎ個分の擬似観測値を生成する（ステップＳ６）。
なお、擬似観測値の生成数Ｎは、モンテカルロシミュレーションの試行回数（事前に設定されるパラメータ）であり、シミュレーションに費やすことが可能な時間に相当する回数である。
【００６６】
次に、擬似航跡生成部６は、擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ１０が観測値を提供する追尾開始手段の場合と同等の追尾処理機能により、擬似航跡を生成する（ステップＳ７）。
この擬似航跡生成処理（ステップＳ７）は、Ｎ個の擬似観測値のすべてについて実行される。
【００６７】
次に、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理を行い、擬似航跡生成部６によって生成された擬似航跡のうちの目標航跡のみを選別し、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）を計算する（ステップＳ８）。
【００６８】
このとき、追尾開始性能集計部７は、擬似航跡生成部６により生成された航跡が目標航跡であるか誤航跡であるかを判定する。すなわち、擬似航跡生成部６により生成された航跡が、過去に運動諸元推定に用いた擬似観測値が目標を想定したもののみであれば、目標航跡であると判定する。
【００６９】
一方、擬似航跡生成部６により生成された航跡に、過去に用いた擬似観測値に誤警報を想定したものがあれば、追尾開始性能集計部７は、生成された航跡が誤航跡であると判定する。
ここで、擬似観測値生成処理（ステップＳ６）におけるシミュレーション試行回数をＮとして、観測時刻ｔ（ｉ）までに目標航跡がｍＴ試行で確立されているものとすると、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）は、以下の式（６）のように表される。
【００７０】
ＰＴ（ｉ）＝ｍＴ／Ｎ ・・・（６）
【００７１】
次に、追尾開始性能集計部７は、ステップＳ８によって得られた追尾開始性能（開始確率ＰＴ（ｉ））の極大値が発見されたか否かを判定し（ステップＳ９）、追尾開始性能の極大値が得られて判定結果が「Ｙｅｓ」となった時点で、最後のレーダ制御指示処理（ステップＳ１０）に移行する。
【００７２】
一方、ステップＳ９において、追尾開始性能の極大値が得られていなければ、判定結果が「Ｎｏ」となってステップＳ５に戻り、再度のシミュレーション用観測間隔候補の設定処理を行い、上記処理（ステップＳ５〜Ｓ９）を繰り返し実行する。
【００７３】
ここで、ステップＳ５〜Ｓ９におけるシミュレーション間隔候補の設定処理について、具体的に説明する。
前述の通り、最初にステップＳ５が実行された時点では、３つの観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ」、「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」がシミュレーション用観測間隔候補となるので、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）においては、たとえば図４のように、３つの追尾開始性能値が得られる。
【００７４】
図４において、３つの観測間隔に対する追尾開始性能は、上に凸の特性を有している。このように、３つの追尾開始性能が得られた場合には、中心候補「Ｔｐｒｅ」での追尾開始性能が最も高く、この観測間隔「Ｔｐｒｅ」で追尾開始性能の極大値が実現されているので、観測間隔「Ｔｐｒｅ」を最適観測間隔として確定する。
【００７５】
一方、図５のように、３つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調増加を示す場合には、第３回目の観測間隔「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」での追尾開始性能が最も高いが、この観測間隔「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔＴずつ増加させて、順次に「Ｔｐｒｅ＋２・ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ＋３・ΔＴ」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
【００７６】
また、図６のように、３つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調減少を示す場合には、第１回目の観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」での性能が最も高いが、この観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔＴずつ減少させて、順次に「Ｔｐｒｅ−２・ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ−３・ΔＴ」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
【００７７】
図２に戻り、最後に、レーダパラメータ指示部８は、レーダ制御部９に対して、レーダ制御指示（ステップＳ１０）を行い、レーダ１０の観測間隔が、シミュレーションにより探索しながら得られた最適観測間隔となるように、指示を出力する。
このように、実際にレーダ１０を動作させて観測を行う前に、解析とシミュレーションとにより、観測間隔を最適に決定することができる。
【００７８】
以上のように、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダ１０と、レーダ１０を制御するレーダ制御部９と、レーダ１０による観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備えている。
【００７９】
シミュレーション処理手段は、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、レーダパラメータ指示部８とを備えている。
【００８０】
解析用観測間隔設定部２は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを生成する。
追尾開始性能計算部３は、解析用観測間隔設定部２により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダ１０の観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する。
【００８１】
シミュレーション用観測間隔候補設定部は、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定する。
擬似観測値生成部５は、レーダ１０の観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する。
【００８２】
擬似航跡生成部６は、擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ１０が観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する。
追尾開始性能集計部７は、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算し、レーダパラメータ指示部８は、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部９に指示する。
【００８３】
これにより、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダ１０の最適な観測間隔を、効率的に決定することができる。
したがって、追尾開始の実績がない目標について追尾開始を行う場合でも、短時間の解析とシミュレーションによって決めた観測間隔を設定することによって、追尾開始の最適化を図ることが可能となる。
【００８４】
また、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とは、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）である。
このように、追尾開始の性能指標として、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）を適用することにより、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）が最も高くなるための観測間隔を設定することが可能となる。
【００８５】
また、単にシミュレーションのみの繰り返しによる探索ではなく、解析によって予測された最適観測間隔を出発点としてシミュレーションでの探索回数を最小限としているので、現実的な時間で観測間隔を決定することができる。
【００８６】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）としたが、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）に代えて、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）としてもよい。
【００８７】
以下、多目標追尾装置において誤航跡の開始確率ＰＦを適用したこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態２による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【００８８】
ただし、この場合、図２内の解析用観測間隔候補設定処理（ステップＳ２）、追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）、シミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ８のみに限定して説明する。
【００８９】
まず、ステップＳ２において、解析用観測間隔設定部２は、追尾開始処理で開始される「誤航跡の数」ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。
続いて、ステップＳ３において、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ２で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
【００９０】
このとき、追尾開始性能計算部３は、計算される追尾開始性能予想値として、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓを適用する。
ここで、観測時刻ｔ（ｉ）における追尾処理終了時にｍ（ｍ＝１、２、３）探知状態である誤航跡の数の期待値をｎＦｍ（ｉ）で表すと、各期待値ｎＦｍ（ｉ）は、１観測時刻前の期待値ｎＦｍ（ｉ−１）を用いて、漸化式からなる以下の式（７）のように記述される。
【００９１】
ｎＦ１（ｉ）＝ｎＦ１（ｉ−１）・｛１−ｐｆａｌｓｅ（ｉ）｝＋ｐｆａ・Ｖｏｂｓ／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝
ｎＦ２（ｉ）＝ｎＦ２（ｉ−１）・｛１−ｐｆａｌｓｅ（ｉ）｝＋ｎＦ１（ｉ−１）・ｐｆａｌｓｅ（ｉ）
ｎＦ３（ｉ）＝ｎＦ３（ｉ−１）＋ｎＦ２（ｉ−１）・ｐｆａｌｓｅ（ｉ）＋ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・ｐＦ（ｉ）
・・・（７）
【００９２】
ただし、式（７）において、Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）は、ゲート内の分解能のセル｛体積ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝のいずれかに誤警報が入る確率であり、全セルで誤警報が入らない確率を「１．０」から減算することにより算出することができる。したがって、ゲート内の分解能のセルのいずれかに誤警報が入る確率Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）は、べき乗を「＾」で表せば、以下の式（８）のように算出される。
【００９３】
Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）＝１−（１−ｐｆａ）＾［Ｖｆｇ（ｉ）／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝］ ・・・（８）
【００９４】
ただし、式（８）において、ゲート体積Ｖｆｇ（ｉ）は、ゲート体積の上限値であり、Ｖｏｂｓは、捜索領域の体積である。
また、目標の初探知時刻における各状態の誤航跡数の期待値（すなわち、初期値）ｎＦｍ（ｉ）は、以下の式（９）のように表される。
【００９５】
ｎＦ１（ｉ）＝ｐｆａ・Ｖｏｂｓ／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝
ｎＦ２（ｉ）＝０
ｎＦ３（ｉ）＝０
・・・（９）
【００９６】
ここで、誤航跡が３つの観測値によって確立するものと仮定し、式（９）から得られた初探知時刻における期待値ｎＦ３（ｉ）を、観測領域全体の分解能のセル数ｎｃｅｌｌで除算した値は、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）であり、以下の式（１０）のように表される。
【００９７】
Ｐｆｌｓ（ｉ）＝ｎＦ３（ｉ）／ｎｃｅｌｌ ・・・（１０）
【００９８】
以下、この発明の実施の形態２によるシミュレーション用観測間隔候補設定部４は、ステップＳ５において、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）の値を最小化するための観測間隔を探索する。すなわち、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、追尾開始処理で開始される誤航跡の数ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。
【００９９】
また、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）において、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡のうちの誤航跡のみを選別し、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦを計算する。
【０１００】
ここで、シミュレーションの試行回数をＮとし、観測時刻ｔ（ｉ）までに誤航跡が全試行で合計ｍＦ個確立されているものとすると、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）は、以下の式（１１）のように表される。
【０１０１】
ＰＦ＝ｍＦ／（Ｎ・ｎｃｅｌｌ） ・・・（１１）
【０１０２】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）とし、追尾開始の性能指標として、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）を適用したので、誤航跡の開始確率ＰＦが最も低くなる観測間隔を効率的に設定することが可能となる。
【０１０３】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）としたが、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）に代えて、レーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲとしてもよい。
【０１０４】
以下、多目標追尾装置において仮想的な信号対雑音比を適用したこの発明の実施の形態３に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態３による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【０１０５】
ただし、この場合、図２内の追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ３、Ｓ８のみに限定して説明する。
【０１０６】
まず、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ３において、ステップＳ２で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
このとき、追尾開始性能計算部３は、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡および誤航跡の各開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）、Ｐｆｌｓ（ｉ）が、レーダ１０の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐを、追尾開始性能予想値とする。
レーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐは、以下の式（１２）のように算出される。
【０１０７】
ＶＳＮＲｐ＝１０・ｌｏｇ１０［ｌｏｇ｛Ｐｔｇｔ（ｉ）｝／ｌｏｇ｛Ｐｆｌｓ（ｉ）｝−１］ ・・・（１２）
【０１０８】
式（１２）において、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）の計算方法は、それぞれ、前述の式（５）、式（１０）に示した通りである。
【０１０９】
また、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）において、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を目標航跡と誤航跡とに分類し、各々の開始確率をレーダ１０の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲを計算する。
【０１１０】
ここで、シミュレーションの試行回数をＮとし、観測時刻ｔ（ｉ）までに目標航跡がｍＴ試行で確立され、誤航跡が全試行で合計ｍＦ個確立されているものとすると、仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲは、以下の式（１３）のように算出される。
【０１１１】
ＶＳＮＲ＝１０・ｌｏｇ１０｛ｌｏｇ（ＰＴ）／ｌｏｇ（ＰＦ）−１｝・・・（１３）
【０１１２】
式（１３）において、ＰＴは、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）であり、前述の式（６）のように表される。
また、ＰＦは、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）であり、前述の式（１１）のように表される。
【０１１３】
この発明の実施の形態３においては、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡および誤航跡の各開始確率ＰＴ（ｉ）、ＰＦ（ｉ）が、レーダ１０の探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、探知確率および誤警報確率を実現するためにレーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲとしている。
【０１１４】
このように、追尾開始の性能指標として、レーダ１０による仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲを適用することにより、目標航跡が高くかつ誤航跡の開始確率が低くなる観測間隔を設定することが可能となる。
【０１１５】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、特に言及しなかったが、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析用観測間隔設定部２により設定された最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅにおいて追尾開始性能計算部３により計算された追尾開始性能予想値と、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを適用して擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値に基づき、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を用いて、追尾開始性能集計部７が計算した追尾開始性能と、の２つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合に、観測間隔候補を再設定することなく、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを最終的な最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部８に出力してもよい。
【０１１６】
以下、上記機能のシミュレーション用観測間隔候補設定部４を用いたこの発明の実施の形態４に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態４による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【０１１７】
ただし、この場合、図２内のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ５、Ｓ８のみに限定して説明する。
【０１１８】
まず、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、ステップＳ５において、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部２から最適観測間隔予想値（観測間隔）Ｔｐｒｅが入力された直後であって、最初にステップＳ５が実行された時点では、１つの観測間隔Ｔｐｒｅがシミュレーション用観測間隔候補となる。
【０１１９】
ここで、シミュレーション用観測間隔候補が観測間隔Ｔｐｒｅである場合、前回実行時のシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）で得られた追尾開始性能値ＰＴ（ｉ）と、追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）で計算された観測間隔Ｔｐｒｅにおける追尾開始性能Ｐｔｇｔ（ｉ）との性能差が所定の閾値ΔＰ（事前に設定されるパラメータ）を超える場合に、シミュレーション間隔候補設定処理（ステップＳ５）において、観測間隔Ｔｐｒｅから刻み幅ΔＴだけ増やした値と減らした値との、２通りの観測間隔についてシミュレーションを行う。
【０１２０】
一方、前回のステップＳ８で得られた追尾開始性能値ＰＴ（ｉ）と、ステップＳ３で計算された観測間隔Ｔｐｒｅにおける追尾開始性能Ｐｔｇｔ（ｉ）との性能差が、所定の閾値ΔＰを超えない場合には、この段階でシミュレーションによる観測間隔の探索を打ち切り、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部８に出力する。
【０１２１】
以上のように、この発明の実施の形態４によるシミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析によって求めた最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅの精度をシミュレーションと比較し、その精度が高ければシミュレーションの実行を打ち切るように構成されているので、最適観測間隔を早期に決定することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 観測条件入力部、２ 解析用観測間隔設定部、３ 追尾開始性能計算部、４ シミュレーション用観測間隔候補設定部、５ 擬似観測値生成部、６ 擬似航跡生成部、７ 追尾開始性能計算部、８ レーダパラメータ指示部、９ レーダ制御部、１０ レーダ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多目標追尾装置などに適用されるレーダ装置において、未知の目標を検出する追尾開始手段を備えたレーダ装置に関し、特に、目標観測値（以下、単に「観測値」という）の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供する際に、追尾開始手段における追尾開始性能が最適となるように、観測値に含まれるパラメータの１つである観測間隔を設定するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダ装置においては、目標を観測するレーダ（または、センサ）から得られる位置情報の観測値を用いて目標の航跡を生成する追尾技術が必要となる。
たとえば、センサにより目標を観測し、得られた観測値を用いて目標を追尾する技術については、すでに多くの論文や特許文献で取り挙げられており、追尾装置および追尾方法については、様々の提案がなされている。
【０００３】
なお、追尾処理は、追尾開始処理と追尾維持処理との２種類に大別され、追尾開始処理は、未発見の目標を観測値の時系列データから追尾機能を用いて発見する処理であるのに対して、追尾維持処理は、存在が既知である目標の運動を追跡する処理である。
【０００４】
このとき、レーダを用いて目標を追尾する場合には、追尾維持処理については、既知の追尾情報であることから、ビームを向ける方向が或る程度限定されるのに対し、追尾開始処理については、未知の目標が対象となるので、広い領域にビームを向けて捜索する必要がある。
【０００５】
したがって、追尾開始処理における広領域の捜索において、目標の探知性能を高くするためには、信号電力が高い方が良く、また、観測頻度が高い方が良いので、捜索間隔（観測間隔）が短い方が追尾開始性能は高くなる。
【０００６】
しかし、レーダの単位時間あたりの送信電力は限られており、信号電力を高い値に設定すると、観測間隔は長くならざるを得ず、逆に、観測間隔を短く設定しようとすると、信号電力は低くならざるを得なくなる。
【０００７】
このように、観測間隔と信号電力との間には、１対１の関係があるが、観測間隔を変えると追尾開始性能が変わるので、限られた送信電力を有効に利用するためには、最適な観測間隔となるように、レーダを制御する必要がある。
【０００８】
この種のレーダの最適な観測間隔は、事前にシミュレーションを行うことにより、レーダ設計時に或る程度は決定することができる。しかし、最適な観測間隔は、レーダの有効反射面積に依存するので、想定外の目標に対しては事前の設定値が最適とはならない。
したがって、想定外の目標が追尾開始の対象となった場合には、新たに最適な観測間隔を見積もりながらレーダを制御する必要がある。
【０００９】
そこで、従来から、センサを用いたレーダ装置の制御技術として、追尾状況に応じてセンサの資源配分を決定する資源管理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の従来装置においては、追尾目標の航跡の個々の追尾状況、たとえば、誤差楕円の大きさ、探知抜け回数、目標距離や目標速度、複数目標間の距離などの運動諸元に応じて優先度が設定され、優先度が高い目標の航跡について、優先的にセンサ資源が割り当てられる。
【００１０】
図７は上記特許文献１に記載の従来装置を示すブロック図であり、追尾維持の最適化を実現するためのセンサ制御に適用した場合の機能構成を示している。
以下、図７に示した従来装置の動作について、センサ制御の機能のみに限定して説明する。
【００１１】
なお、上記特許文献１には、追尾フィルタの動作を決定するパラメータの制御についても記載されているが、ここでは追尾フィルタの制御機能は用いないものとする。
また、上記特許文献１では、クラッタ発生地域の情報などの観測条件が得られることを想定しているが、ここではクラッタ発生地域の情報は得られないものとする。
すなわち、ここでは、追尾状況に基づいてセンサの割り当てを決定する機能のみに絞って説明する。したがって、図７においては、以下の説明では使われないブロックも存在する。
【００１２】
図７において、レーダ装置の資源管理装置は、複数のセンサ１００ａ、１００ｂ、・・・からなるセンサ群１００と、追尾開始機能を有する多目標追尾処理部１０１と、センサ群指示部１０２と、センサ群１００からの情報に基づき観測値および観測情報を生成する観測情報融合部１０３と、フィルタ群指示部１０４と、センサ状態抽出部１０５と、目標状態評価部１０６と、観測情報抽出部１０７と、追尾情報抽出部１０８と、フィルタ状態抽出部１０９と、追加データベースを有する資源配分方式作成部１１０と、資源データベースを有する資源管理計算部１１１と、を備えている。
【００１３】
多目標追尾処理部１０１は、組合せ航跡相関行列を有する相関決定部１０１ａと、追尾フィルタ（図示せず）を有するフィルタ処理部１０１ｂとを備えている。
相関決定部１０１ａは、観測情報融合部１０３からの観測値に基づいて、観測値と航跡との組合せを生成する。
【００１４】
フィルタ処理部１０１ｂは、観測情報融合部１０３からの観測値と、相関決定部１０１ａからの観測値と航跡との組合せとを入力情報として、追尾情報抽出部１０８およびフィルタ状態抽出部１０９を制御する。
【００１５】
センサ群１００は、センサ群指示部１０２が出力する動作条件にしたがって、指定された時刻において指定された目標を観測し、その観測情報を出力する。
観測情報融合部１０３は、センサ群１００のいずれかのセンサから観測情報が入力されると、上記動作条件に基づき、該当する目標の運動諸元を推定する追尾フィルタに対して観測値（目標観測値）を出力する。
【００１６】
追尾フィルタは、対応する目標の追尾計算を実行することにより、各目標の位置および速度の推定および予測を行い、目標の追尾情報を更新する。
追尾情報抽出部１０８は、追尾フィルタ群が出力する目標の追尾情報から、目標の運動諸元（たとえば、位置や速度）の推定値に関する情報として、推定誤差範囲である誤差楕円（誤差共分散行列）を抽出し、その抽出情報を目標状態評価部１０６に入力する。
【００１７】
目標状態評価部１０６は、各目標に対して、センサ割り当ての優先度に相当する評価値を設定する。追尾フィルタからは推定誤差範囲が得られるので、推定誤差範囲が広い目標に対しては、誤差を縮小する目的で評価値を大きく設定する。
【００１８】
次に、資源配分方式作成部１１０は、目標状態評価部１０６からの評価値が入力されると、追尾データベースを参照しながら、目標状態評価部１０６が出力する評価値に基づいて、各目標に対するセンサの割り当てと、その配分効果についての評価値とを、複数組算出して出力する。
【００１９】
すなわち、目標状態評価部１０６が出力する評価値（各目標の追尾状態）に基づいて、目標に対して割り当てるセンサおよび観測時刻を決定する。
この割り当ては、候補として複数生成し、各々について、各目標の追尾精度が割り当てられたセンサの観測によってどれだけ向上するかについての期待値を目標状態評価値の大きさで重み付けした配分効果評価値を算出する。
【００２０】
次に、資源管理計算部１１１は、各資源の複数のセンサ割り当ておよび配分効果評価値が資源配分方式作成部１１０から入力されるとともに、センサ群１００の現在の動作状況が入力されると、資源データベースを参照しながら、各センサ割り当てが実行可能であるか否か、センサ群１００におよぼす放射エネルギーなどの負荷がどの程度まで達するかについて考慮し、配分効果評価値が大きいセンサ割り当てを選択する。
【００２１】
センサ群指示部１０２は、資源管理計算部１１１が最適な配分方式を決定すると、その決定情報にしたがって、センサ群１００を構成する各センサ１００ａ、１００ｂ、・・・の動作指示を行う。
【００２２】
従来装置における資源管理装置のセンサ制御手順は以上の通りであるが、図７の従来装置においては、センサ群１００による観測値が追尾手段に入力される時点で、どの観測値がどの追尾目標に対応しているかについて、或る程度既知であることが前提となっており、個々の追尾目標の推定誤差に基づいてセンサの割り当てを決定している。
【００２３】
すなわち、誤差が比較的大きい目標について、また、センサ観測による改善効果が比較的高い目標とセンサとの組合せについて、優先的にセンサ資源を割り当てている。
たとえば、図８（ａ）、（ｂ）の説明図に示した例のように、目標Ｏ１、Ｏ２の各々の誤差楕円を比較して、目標Ｏ１よりも目標Ｏ２の方が大きい場合には、目標Ｏ２に優先的にセンサ資源を割り当てることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特許第４０１４７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従来のレーダ装置は、レーダによって特定の領域を捜索しながら追尾開始を行う場合、追尾開始は観測値の最初の数個が得られる短時間の処理であり、また、航跡の推定誤差の収束が不十分である。
したがって、観測間隔を最適化するための制御を実行しようとした場合に、実際に追尾を行いながら観測間隔を制御する方法では間に合わないので、実際にレーダによる観測を行う前に観測間隔の最適化を行う必要があるが、その要求を実現することができないという課題があった。
【００２６】
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あり、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することのできるレーダ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】
【００２７】
この発明に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダと、レーダを制御するレーダ制御部と、レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、シミュレーション処理手段は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、解析用観測間隔設定部により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部とを含むものである。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダの観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第１の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第２の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における観測間隔候補に応じた第３の追尾開始性能の例を示す説明図である。
【図７】従来のレーダ装置の要部構成を示すブロック図である。
【図８】従来のレーダ装置における異なる目標の各誤差楕円を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の好適な実施の形態について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図であり、多目標追尾装置に適用した場合の概略構成を示している。
【００３１】
図１において、レーダ装置は、ユーザの入力インターフェイスとなる観測条件入力部１と、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、レーダパラメータ指示部８と、レーダ制御部９と、レーダ１０とを備えている。
【００３２】
観測条件入力部１は、ユーザから入力される目標種別に応じて、観測間隔と信号電力との関係を生成して解析用観測間隔設定部２に入力する。
解析用観測間隔設定部２は、観測条件入力部１からの入力情報と、追尾開始性能計算部３からのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔候補および最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを生成し、観測間隔候補を追尾開始性能計算部３に入力し、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅをシミュレーション用観測間隔候補設定部４に入力する。
【００３３】
追尾開始性能計算部３は、観測間隔候補に基づく追尾開始性能予想値を生成して解析用観測間隔設定部２にフィードバック入力する。
シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析用観測間隔設定部２からの入力情報と、追尾開始性能集計部７とからのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔および最適観測間隔を生成し、観測間隔を擬似観測値生成部５に入力し、最適観測間隔をレーダパラメータ指示部８に入力する。
【００３４】
擬似観測値生成部５は、観測間隔に基づく擬似観測値を擬似航跡生成部６に入力し、擬似航跡生成部６は、擬似観測値に基づく擬似航跡を追尾開始性能集計部７に入力する。
追尾開始性能集計部７は、擬似航跡に基づく追尾開始性能をシミュレーション用観測間隔候補設定部４にフィードバック入力する。
【００３５】
レーダパラメータ指示部８は、最適観測間隔に基づく観測間隔をレーダ制御部９に入力する。
最後に、レーダ制御部９は、レーダパラメータ指示部８からの観測間隔に基づきレーダ１０を制御する。
【００３６】
レーダ１０は、従来のレーダ装置に含まれる部分であり、前述（図７参照）と同様の構成を有する。すなわち、図７内のセンサ群１００に代えて、レーダを有する点のみが図７と異なるので、多目標追尾処理部１などの具体的な構成については、ここでは図示を省略して、総称的にレーダ１０として示している。つまり、図１内のレーダ１０は、多目標追尾機能および追尾開始機能を備えているものとする。
【００３７】
図１内の各ブロックは、レーダ１０から追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、レーダ１０による観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段を構成している。
【００３８】
なお、図１に示すレーダ装置においては、１台のレーダ１０により或る領域を捜索しながら目標の追尾開始を行うことを前提とし、レーダ１０の最適な観測間隔を決定し、さらに、レーダ１０の最適観測間隔をレーダ制御部９に指示する。
【００３９】
以下、図２〜図６を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による処理内容について具体的に説明する。
図２は図１のレーダ装置によるレーダ１０の観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。
【００４０】
また、図３は３つの観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値を示す説明図であり、図４〜図６は３つの観測間隔に応じた第１〜第３の追尾開始性能を示す説明図である。
なお、ここでは、或る目標が追尾開始対象となり、その種類の目標については、事前に最適な観測間隔の見積もりがなされていないものとする。
【００４１】
図２において、まず、ユーザ操作により観測条件入力（ステップＳ１）が行われ、観測条件入力部１には、追尾開始対象とする目標の有効反射面積σと、レーダ１０の送信電力Ｐｔｒとが、観測条件として入力される。
【００４２】
このとき、観測条件入力部１は、観測条件の入力情報に基づき、信号電力ＳＮＲと観測間隔Ｔとの関係式を求める。
信号電力ＳＮＲと観測間隔Ｔとの関係は、レーダ１０の送信電力Ｐｔｒと目標の有効反射面積σとを用いて、以下の式（１）で表される。
【００４３】
ＳＮＲ・Ｔ＝ｆ（Ｐｔｒ，σ） ・・・（１）
【００４４】
ただし、式（１）において、関数ｆ（ ）は、レーダ１０によって一意に定められる。
次に、解析用観測間隔設定部２は、式（１）に基づき、観測間隔候補を、前回設定した観測間隔候補から所定の刻み幅ΔＴ（事前に設定された固定パラメータ）だけ増加させた値に設定して、追尾開始性能計算部３に入力する（ステップＳ２）。
【００４５】
なお、最初にステップＳ２が実行されたときには、観測間隔候補は、取り得る最小値Ｔｍｉｎに設定され、最小の観測間隔候補が追尾開始性能計算部３に入力される。また、最小値Ｔｍｉｎは、事前に設定されるパラメータである。以下、観測間隔候補は、ステップＳ２が繰り返し実行されるごとに、刻み幅ΔＴだけ増加される。
【００４６】
次に、追尾開始性能計算部３は、ステップ２で設定された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する（ステップＳ３）。
このとき、追尾開始性能計算部３により計算される追尾開始性能予想値としては、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔが適用される。
【００４７】
以下、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔの導出手順について具体的に説明する。
まず、観測時刻ｔ（ｉ）における追尾処理終了時に、目標航跡がｍ（ｍ＝０、１、２、３）探知状態である確率ｐｍ（ｉ）を算出する。
【００４８】
この確率ｐｍ（ｉ）は、目標航跡の観測値がｍ個得られ、ｍ個の観測値が１つの目標航跡を構成している状態となる確率を表している。
確率ｐｍ（ｉ）（ｍ＝０、１、２、３）は、１観測時刻前の確率ｐｍ（ｉ−１）を用いて、漸化式からなる以下の式（２）により記述される。
【００４９】
ｐ０（ｉ）＝ｐ０（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝＋ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・ｐＦ（ｉ）
ｐ１（ｉ）＝ｐ１（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝＋ｐ０（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
ｐ２（ｉ）＝ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・｛１−ｐＦ（ｉ）｝＋ｐ１（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
ｐ３（ｉ）＝ｐ３（ｉ−１）＋ｐ２（ｉ−１）・ｐＤ（ｉ）
・・・（２）
【００５０】
ただし、式（２）において、ｐＤ（ｉ）は、観測時刻ｔ（ｉ）においてレーダが目標を探知する確率であり、信号電力ＳＮＲによって決まる値である。
また、ｐＦ（ｉ）は、目標航跡のゲート内に誤警報が入る確率であり、べき乗を「＾」で表せば、以下の式（３）のように算出される。
【００５１】
ｐＦ（ｉ）＝１−（１−ｐｆａ）＾［Ｖｇ（ｉ）／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝］ ・・・（３）
【００５２】
ただし、式（２）において、ｐｆａは、レーダの検出閾値の設定によって決まる誤警報確率である。
また、Ｖｇ（ｉ）は、目標航跡のゲート体積であり、追尾フィルタ計算により算出される。また、Ｒ（ｉ）は、目標距離であり、ΔＲ、ΔＥｌ、ΔＡｚは、それぞれ、レーダの距離方向、仰角方向、方位角方向の分解能である。
【００５３】
式（２）から、目標航跡がｍ探知状態である確率ｐｍ（ｉ）の初期値、すなわち「ｉ＝１」における値は、以下の式（４）となる。
【００５４】
ｐ０（１）＝１−ｐＤ（１）
ｐ１（１）＝ｐＤ（１）
ｐ２（１）＝０
ｐ３（１）＝０
・・・（４）
【００５５】
ここで、目標航跡が３探知状態、すなわち３つの観測値が得られた段階で、必ず確立するものと仮定すると、観測時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）は、以下の式（５）のように表される。
【００５６】
Ｐｔｇｔ（ｉ）＝ｐ３（ｉ） ・・・（５）
【００５７】
図２に戻り、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ３に続いて、追尾開始性能の極大値が発見されたか否かを判定する（ステップＳ４）。
すなわち、式（５）のように計算された追尾開始性能予想値（目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ）の極大値が発見されたか否かを判定する。
【００５８】
ステップＳ４において、極大値が発見されない（極大値が確定していない）場合には、判定結果が「Ｎｏ」となって、解析用観測間隔設定処理（ステップＳ２）に戻る。
ステップＳ２においては、観測間隔を、現在の観測間隔候補値から刻み幅ΔＴだけ増加させて増やす。
【００５９】
以下、上記処理（ステップＳ２〜Ｓ４）を繰り返し、ステップＳ４において、追尾開始性能予想値の極大値が確定し、判定結果が「Ｙｅｓ」となった段階で、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）に移行する。
【００６０】
なお、追尾開始性能予想値の極大値が確定したか否かについては、現在（最新）の追尾開始性能予想値が、その１回前に実行した追尾開始性能計算によって得られた追尾開始性能の値よりも低下したか否かによって、判定することができる。
【００６１】
ここで、ステップＳ４の判定処理について具体的に説明する。
図３に示す観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例において、観測間隔候補を第１回目の「Ｔｍｉｎ」とした場合の追尾開始性能予想値と、第２回目の「Ｔｍｉｎ＋ΔＴ」とした場合の追尾開始性能予想値とを比べると、第２回目の追尾開始性能予想値の方が大きい値となっている。
【００６２】
したがって、第２回目の時点では、追尾開始性能予想値の極大値は確定していない。
次に、観測間隔候補を第３回目の「Ｔｍｉｎ＋２ΔＴ」とした場合には、追尾開始性能予想値が第２回目の値よりも低下しているので、第３回目の探索において、追尾開始性能予想値の極大を実現する観測間隔候補が「Ｔｍｉｎ＋ΔＴ」であると定まる。
この極大値は、それまでに得られた追尾開始性能予想値の最大値として設定される。
【００６３】
こうして、極大値が確定した時点で、その追尾開始性能予測値を極大とする観測間隔候補が、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅとしてシミュレーション用観測間隔候補設定部４に入力され、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）に移行することになる。
【００６４】
ステップＳ５においては、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部２から最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅが入力された直後の時点であって、最初にステップＳ５が実行されたときには、３つの観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ」、「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」がシミュレーション用観測間隔候補となる。
【００６５】
次に、擬似観測値生成部５は、ステップＳ５で設定された観測間隔候補を観測間隔として、乱数によって実際の観測条件を模擬しながら、Ｎ個分の擬似観測値を生成する（ステップＳ６）。
なお、擬似観測値の生成数Ｎは、モンテカルロシミュレーションの試行回数（事前に設定されるパラメータ）であり、シミュレーションに費やすことが可能な時間に相当する回数である。
【００６６】
次に、擬似航跡生成部６は、擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ１０が観測値を提供する追尾開始手段の場合と同等の追尾処理機能により、擬似航跡を生成する（ステップＳ７）。
この擬似航跡生成処理（ステップＳ７）は、Ｎ個の擬似観測値のすべてについて実行される。
【００６７】
次に、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理を行い、擬似航跡生成部６によって生成された擬似航跡のうちの目標航跡のみを選別し、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）を計算する（ステップＳ８）。
【００６８】
このとき、追尾開始性能集計部７は、擬似航跡生成部６により生成された航跡が目標航跡であるか誤航跡であるかを判定する。すなわち、擬似航跡生成部６により生成された航跡が、過去に運動諸元推定に用いた擬似観測値が目標を想定したもののみであれば、目標航跡であると判定する。
【００６９】
一方、擬似航跡生成部６により生成された航跡に、過去に用いた擬似観測値に誤警報を想定したものがあれば、追尾開始性能集計部７は、生成された航跡が誤航跡であると判定する。
ここで、擬似観測値生成処理（ステップＳ６）におけるシミュレーション試行回数をＮとして、観測時刻ｔ（ｉ）までに目標航跡がｍＴ試行で確立されているものとすると、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）は、以下の式（６）のように表される。
【００７０】
ＰＴ（ｉ）＝ｍＴ／Ｎ ・・・（６）
【００７１】
次に、追尾開始性能集計部７は、ステップＳ８によって得られた追尾開始性能（開始確率ＰＴ（ｉ））の極大値が発見されたか否かを判定し（ステップＳ９）、追尾開始性能の極大値が得られて判定結果が「Ｙｅｓ」となった時点で、最後のレーダ制御指示処理（ステップＳ１０）に移行する。
【００７２】
一方、ステップＳ９において、追尾開始性能の極大値が得られていなければ、判定結果が「Ｎｏ」となってステップＳ５に戻り、再度のシミュレーション用観測間隔候補の設定処理を行い、上記処理（ステップＳ５〜Ｓ９）を繰り返し実行する。
【００７３】
ここで、ステップＳ５〜Ｓ９におけるシミュレーション間隔候補の設定処理について、具体的に説明する。
前述の通り、最初にステップＳ５が実行された時点では、３つの観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ」、「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」がシミュレーション用観測間隔候補となるので、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）においては、たとえば図４のように、３つの追尾開始性能値が得られる。
【００７４】
図４において、３つの観測間隔に対する追尾開始性能は、上に凸の特性を有している。このように、３つの追尾開始性能が得られた場合には、中心候補「Ｔｐｒｅ」での追尾開始性能が最も高く、この観測間隔「Ｔｐｒｅ」で追尾開始性能の極大値が実現されているので、観測間隔「Ｔｐｒｅ」を最適観測間隔として確定する。
【００７５】
一方、図５のように、３つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調増加を示す場合には、第３回目の観測間隔「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」での追尾開始性能が最も高いが、この観測間隔「Ｔｐｒｅ＋ΔＴ」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔＴずつ増加させて、順次に「Ｔｐｒｅ＋２・ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ＋３・ΔＴ」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
【００７６】
また、図６のように、３つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調減少を示す場合には、第１回目の観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」での性能が最も高いが、この観測間隔「Ｔｐｒｅ−ΔＴ」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔＴずつ減少させて、順次に「Ｔｐｒｅ−２・ΔＴ」、「Ｔｐｒｅ−３・ΔＴ」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
【００７７】
図２に戻り、最後に、レーダパラメータ指示部８は、レーダ制御部９に対して、レーダ制御指示（ステップＳ１０）を行い、レーダ１０の観測間隔が、シミュレーションにより探索しながら得られた最適観測間隔となるように、指示を出力する。
このように、実際にレーダ１０を動作させて観測を行う前に、解析とシミュレーションとにより、観測間隔を最適に決定することができる。
【００７８】
以上のように、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダ１０と、レーダ１０を制御するレーダ制御部９と、レーダ１０による観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの１つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備えている。
【００７９】
シミュレーション処理手段は、解析用観測間隔設定部２と、追尾開始性能計算部３と、シミュレーション用観測間隔候補設定部４と、擬似観測値生成部５と、擬似航跡生成部６と、追尾開始性能集計部７と、レーダパラメータ指示部８とを備えている。
【００８０】
解析用観測間隔設定部２は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを生成する。
追尾開始性能計算部３は、解析用観測間隔設定部２により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダ１０の観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する。
【００８１】
シミュレーション用観測間隔候補設定部は、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定する。
擬似観測値生成部５は、レーダ１０の観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する。
【００８２】
擬似航跡生成部６は、擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ１０が観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する。
追尾開始性能集計部７は、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算し、レーダパラメータ指示部８は、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部９に指示する。
【００８３】
これにより、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダ１０の最適な観測間隔を、効率的に決定することができる。
したがって、追尾開始の実績がない目標について追尾開始を行う場合でも、短時間の解析とシミュレーションによって決めた観測間隔を設定することによって、追尾開始の最適化を図ることが可能となる。
【００８４】
また、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とは、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）である。
このように、追尾開始の性能指標として、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）を適用することにより、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）が最も高くなるための観測間隔を設定することが可能となる。
【００８５】
また、単にシミュレーションのみの繰り返しによる探索ではなく、解析によって予測された最適観測間隔を出発点としてシミュレーションでの探索回数を最小限としているので、現実的な時間で観測間隔を決定することができる。
【００８６】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）としたが、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）に代えて、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）としてもよい。
【００８７】
以下、多目標追尾装置において誤航跡の開始確率ＰＦを適用したこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態２による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【００８８】
ただし、この場合、図２内の解析用観測間隔候補設定処理（ステップＳ２）、追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）、シミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ８のみに限定して説明する。
【００８９】
まず、ステップＳ２において、解析用観測間隔設定部２は、追尾開始処理で開始される「誤航跡の数」ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。
続いて、ステップＳ３において、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ２で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
【００９０】
このとき、追尾開始性能計算部３は、計算される追尾開始性能予想値として、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓを適用する。
ここで、観測時刻ｔ（ｉ）における追尾処理終了時にｍ（ｍ＝１、２、３）探知状態である誤航跡の数の期待値をｎＦｍ（ｉ）で表すと、各期待値ｎＦｍ（ｉ）は、１観測時刻前の期待値ｎＦｍ（ｉ−１）を用いて、漸化式からなる以下の式（７）のように記述される。
【００９１】
ｎＦ１（ｉ）＝ｎＦ１（ｉ−１）・｛１−ｐｆａｌｓｅ（ｉ）｝＋ｐｆａ・Ｖｏｂｓ／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝
ｎＦ２（ｉ）＝ｎＦ２（ｉ−１）・｛１−ｐｆａｌｓｅ（ｉ）｝＋ｎＦ１（ｉ−１）・ｐｆａｌｓｅ（ｉ）
ｎＦ３（ｉ）＝ｎＦ３（ｉ−１）＋ｎＦ２（ｉ−１）・ｐｆａｌｓｅ（ｉ）＋ｐ２（ｉ−１）・｛１−ｐＤ（ｉ）｝・ｐＦ（ｉ）
・・・（７）
【００９２】
ただし、式（７）において、Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）は、ゲート内の分解能のセル｛体積ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝のいずれかに誤警報が入る確率であり、全セルで誤警報が入らない確率を「１．０」から減算することにより算出することができる。したがって、ゲート内の分解能のセルのいずれかに誤警報が入る確率Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）は、べき乗を「＾」で表せば、以下の式（８）のように算出される。
【００９３】
Ｐｆａｌｓｅ（ｉ）＝１−（１−ｐｆａ）＾［Ｖｆｇ（ｉ）／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝］ ・・・（８）
【００９４】
ただし、式（８）において、ゲート体積Ｖｆｇ（ｉ）は、ゲート体積の上限値であり、Ｖｏｂｓは、捜索領域の体積である。
また、目標の初探知時刻における各状態の誤航跡数の期待値（すなわち、初期値）ｎＦｍ（ｉ）は、以下の式（９）のように表される。
【００９５】
ｎＦ１（ｉ）＝ｐｆａ・Ｖｏｂｓ／｛ΔＲ・Ｒ（ｉ）・ΔＥｌ・Ｒ（ｉ）・ΔＡｚ｝
ｎＦ２（ｉ）＝０
ｎＦ３（ｉ）＝０
・・・（９）
【００９６】
ここで、誤航跡が３つの観測値によって確立するものと仮定し、式（９）から得られた初探知時刻における期待値ｎＦ３（ｉ）を、観測領域全体の分解能のセル数ｎｃｅｌｌで除算した値は、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）であり、以下の式（１０）のように表される。
【００９７】
Ｐｆｌｓ（ｉ）＝ｎＦ３（ｉ）／ｎｃｅｌｌ ・・・（１０）
【００９８】
以下、この発明の実施の形態２によるシミュレーション用観測間隔候補設定部４は、ステップＳ５において、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）の値を最小化するための観測間隔を探索する。すなわち、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、追尾開始処理で開始される誤航跡の数ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。
【００９９】
また、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）において、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡のうちの誤航跡のみを選別し、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦを計算する。
【０１００】
ここで、シミュレーションの試行回数をＮとし、観測時刻ｔ（ｉ）までに誤航跡が全試行で合計ｍＦ個確立されているものとすると、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）は、以下の式（１１）のように表される。
【０１０１】
ＰＦ＝ｍＦ／（Ｎ・ｎｃｅｌｌ） ・・・（１１）
【０１０２】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）とし、追尾開始の性能指標として、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）を適用したので、誤航跡の開始確率ＰＦが最も低くなる観測間隔を効率的に設定することが可能となる。
【０１０３】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）としたが、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）に代えて、レーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲとしてもよい。
【０１０４】
以下、多目標追尾装置において仮想的な信号対雑音比を適用したこの発明の実施の形態３に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態３による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【０１０５】
ただし、この場合、図２内の追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ３、Ｓ８のみに限定して説明する。
【０１０６】
まず、追尾開始性能計算部３は、ステップＳ３において、ステップＳ２で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
このとき、追尾開始性能計算部３は、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡および誤航跡の各開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）、Ｐｆｌｓ（ｉ）が、レーダ１０の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐを、追尾開始性能予想値とする。
レーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐは、以下の式（１２）のように算出される。
【０１０７】
ＶＳＮＲｐ＝１０・ｌｏｇ１０［ｌｏｇ｛Ｐｔｇｔ（ｉ）｝／ｌｏｇ｛Ｐｆｌｓ（ｉ）｝−１］ ・・・（１２）
【０１０８】
式（１２）において、目標航跡の開始確率Ｐｔｇｔ（ｉ）、誤航跡の開始確率Ｐｆｌｓ（ｉ）の計算方法は、それぞれ、前述の式（５）、式（１０）に示した通りである。
【０１０９】
また、追尾開始性能集計部７は、シミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）において、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を目標航跡と誤航跡とに分類し、各々の開始確率をレーダ１０の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲを計算する。
【０１１０】
ここで、シミュレーションの試行回数をＮとし、観測時刻ｔ（ｉ）までに目標航跡がｍＴ試行で確立され、誤航跡が全試行で合計ｍＦ個確立されているものとすると、仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲは、以下の式（１３）のように算出される。
【０１１１】
ＶＳＮＲ＝１０・ｌｏｇ１０｛ｌｏｇ（ＰＴ）／ｌｏｇ（ＰＦ）−１｝・・・（１３）
【０１１２】
式（１３）において、ＰＴは、目標航跡の開始確率ＰＴ（ｉ）であり、前述の式（６）のように表される。
また、ＰＦは、誤航跡の開始確率ＰＦ（ｉ）であり、前述の式（１１）のように表される。
【０１１３】
この発明の実施の形態３においては、追尾開始性能計算部３により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部７により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻ｔ（ｉ）における目標航跡および誤航跡の各開始確率ＰＴ（ｉ）、ＰＦ（ｉ）が、レーダ１０の探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、探知確率および誤警報確率を実現するためにレーダ１０が必要とする仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲとしている。
【０１１４】
このように、追尾開始の性能指標として、レーダ１０による仮想的な信号対雑音比ＶＳＮＲｐ、ＶＳＮＲを適用することにより、目標航跡が高くかつ誤航跡の開始確率が低くなる観測間隔を設定することが可能となる。
【０１１５】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、特に言及しなかったが、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析用観測間隔設定部２により設定された最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅにおいて追尾開始性能計算部３により計算された追尾開始性能予想値と、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを適用して擬似観測値生成部５により生成された擬似観測値に基づき、擬似航跡生成部６により生成された擬似航跡を用いて、追尾開始性能集計部７が計算した追尾開始性能と、の２つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合に、観測間隔候補を再設定することなく、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを最終的な最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部８に出力してもよい。
【０１１６】
以下、上記機能のシミュレーション用観測間隔候補設定部４を用いたこの発明の実施の形態４に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態４による装置構成は、前述（図１参照）と同様であり、処理手順も図２に示した通りである。
【０１１７】
ただし、この場合、図２内のシミュレーション用観測間隔候補設定処理（ステップＳ５）およびシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）の内容が一部異なるので、以下では、ステップＳ５、Ｓ８のみに限定して説明する。
【０１１８】
まず、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、ステップＳ５において、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部２から最適観測間隔予想値（観測間隔）Ｔｐｒｅが入力された直後であって、最初にステップＳ５が実行された時点では、１つの観測間隔Ｔｐｒｅがシミュレーション用観測間隔候補となる。
【０１１９】
ここで、シミュレーション用観測間隔候補が観測間隔Ｔｐｒｅである場合、前回実行時のシミュレーション結果集計処理（ステップＳ８）で得られた追尾開始性能値ＰＴ（ｉ）と、追尾開始性能計算処理（ステップＳ３）で計算された観測間隔Ｔｐｒｅにおける追尾開始性能Ｐｔｇｔ（ｉ）との性能差が所定の閾値ΔＰ（事前に設定されるパラメータ）を超える場合に、シミュレーション間隔候補設定処理（ステップＳ５）において、観測間隔Ｔｐｒｅから刻み幅ΔＴだけ増やした値と減らした値との、２通りの観測間隔についてシミュレーションを行う。
【０１２０】
一方、前回のステップＳ８で得られた追尾開始性能値ＰＴ（ｉ）と、ステップＳ３で計算された観測間隔Ｔｐｒｅにおける追尾開始性能Ｐｔｇｔ（ｉ）との性能差が、所定の閾値ΔＰを超えない場合には、この段階でシミュレーションによる観測間隔の探索を打ち切り、シミュレーション用観測間隔候補設定部４は、最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅを最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部８に出力する。
【０１２１】
以上のように、この発明の実施の形態４によるシミュレーション用観測間隔候補設定部４は、解析によって求めた最適観測間隔予想値Ｔｐｒｅの精度をシミュレーションと比較し、その精度が高ければシミュレーションの実行を打ち切るように構成されているので、最適観測間隔を早期に決定することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 観測条件入力部、２ 解析用観測間隔設定部、３ 追尾開始性能計算部、４ シミュレーション用観測間隔候補設定部、５ 擬似観測値生成部、６ 擬似航跡生成部、７ 追尾開始性能計算部、８ レーダパラメータ指示部、９ レーダ制御部、１０ レーダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の観測領域を捜索するレーダと、
前記レーダを制御するレーダ制御部と、
前記レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、
前記レーダから前記追尾開始手段に対して定期的に前記観測値を提供するレーダ装置において、
前記観測値のパラメータの１つである観測間隔を、前記追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、
前記シミュレーション処理手段は、
性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、前記レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、
シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、
レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、
擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、
擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、
シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値を前記レーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部と
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡の開始確率であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における誤航跡の開始確率であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡および誤航跡の開始確率が、前記レーダの探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、前記探知確率および前記誤警報確率を実現するために前記レーダが必要とする仮想的な信号対雑音比であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記シミュレーション用観測間隔候補設定部は、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記最適観測間隔予想値において前記追尾開始性能計算部により計算された追尾開始性能予想値と、
前記最適観測間隔予想値を適用して前記擬似観測値生成部により生成された擬似観測値に基づき、前記擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて、前記追尾開始性能集計部が計算した追尾開始性能と、
の２つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合には、前記観測間隔候補を再設定することなく、前記最適観測間隔予想値を最終的な最適観測間隔として前記レーダパラメータ指示部に出力することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１】
所定の観測領域を捜索するレーダと、
前記レーダを制御するレーダ制御部と、
前記レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、
前記レーダから前記追尾開始手段に対して定期的に前記観測値を提供するレーダ装置において、
前記観測値のパラメータの１つである観測間隔を、前記追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、
前記シミュレーション処理手段は、
性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、前記レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、
シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、
レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、
擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、
擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、
シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値を前記レーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部と
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡の開始確率であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における誤航跡の開始確率であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡および誤航跡の開始確率が、前記レーダの探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、前記探知確率および前記誤警報確率を実現するために前記レーダが必要とする仮想的な信号対雑音比であることを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記シミュレーション用観測間隔候補設定部は、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記最適観測間隔予想値において前記追尾開始性能計算部により計算された追尾開始性能予想値と、
前記最適観測間隔予想値を適用して前記擬似観測値生成部により生成された擬似観測値に基づき、前記擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて、前記追尾開始性能集計部が計算した追尾開始性能と、
の２つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合には、前記観測間隔候補を再設定することなく、前記最適観測間隔予想値を最終的な最適観測間隔として前記レーダパラメータ指示部に出力することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２２３８１３（Ｐ２０１０−２２３８１３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７２３４１（Ｐ２００９−７２３４１）
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【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７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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