多目標追尾装置
【課題】許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができる多目標追尾装置を得る。
【解決手段】予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部１と、前記観測値選別部１により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けた。
【解決手段】予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部１と、前記観測値選別部１により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
捜索レーダ等のセンサシステムにおいて、一定領域内にある目標位置を観測するセンサから目標の観測値を使って仮航跡を生成する追尾開始技術が必要となる。この発明は、この追尾開始において、センサのサーチ内で観測時刻にずれが生じる場合に、現実的な処理時間で目標航跡を追尾開始する多目標追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサにより一定領域内をサーチして得られた観測値を使って目標の追尾開始を行う技術については、すでに多くの論文、特許等の文献で取り挙げられており、その装置および方法については様々な提案がなされている。
【０００３】
目標追尾では、仮航跡の予測位置と観測位置を比較することによって仮航跡と観測値の対応付けが可能か否か（相関の有無）を判定する。通常の仮航跡の予測位置の計算では、仮航跡の最新時刻における平滑諸元を観測値の時刻へ外挿する計算を行う。捜索レーダによる観測の場合、図２３の例の様に１サーチ内でもビームが到達する時刻によって観測値が得られる時刻は異なる。この相違のため、仮航跡の予測処理における予測時刻は観測値の数だけ発生する。
【０００４】
この様な観測値を使って追尾開始処理を行う場合の従来の多目標追尾装置について図２１から図２４までを参照しながら説明する。図２１は、従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図２２は、従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図２３は、従来の多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図２４は、従来の多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【０００５】
図２１において、従来の多目標追尾装置２０は、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【０００６】
「観測値入力」ステップ９００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「予測処理」ステップ９０１において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値の時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【０００７】
次に、「ゲート内外判定」ステップ９０２において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【０００８】
次に、「航跡尤度評価」ステップ９０３において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【０００９】
次に、「相関決定」ステップ９０４において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００１０】
次に、「平滑処理」ステップ９０５において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００１１】
そして、「航跡決定」ステップ９０６において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００１２】
また、捜索レーダを想定した１サーチ内での観測値の時刻ずれに起因する演算負荷増大の問題を解消するための従来の他の目標追尾装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この目標追尾装置では、観測領域を事前に分割し、分割領域毎に追尾処理を行うことによって演算負荷の削減を図っている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２３３１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような従来の多目標追尾装置では、時刻ずれがある１サーチ分の観測値を処理しようとすると、１サーチの追尾開始処理において必要な予測処理回数は「仮航跡数×観測値数」となる。図２３に示す観測例では、図２４に示すタイミングチャートの様に計２５回の予測処理が必要となる。予測処理に起因する演算負荷は、目標数が多い程高くなり、現実的な処理時間内での追尾開始が困難となる。
【００１５】
また、時刻ずれ観測値の処理時間短縮を図った従来の他の目標追尾装置では、目標航跡が分割領域の境界を跨って運動する場合に正確な追尾を行うことができないという問題点があった。
【００１６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができる多目標追尾装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に係る多目標追尾装置は、センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る多目標追尾装置は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２０】
図１において、この実施の形態１に係る多目標追尾装置２０は、観測値選別部１と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図３は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図４は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００２２】
「観測値入力」ステップ１００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず「観測値選別処理」ステップ１０１において、観測値選別部１は、仮航跡に対して、予測処理を行う観測値を選別する。この選別では、仮航跡と観測値の全ての組み合わせについて、その組み合わせを相関の候補とするか否かを判定する。ある仮航跡とある観測値の組み合わせについての判定は、以下の４方式の何れかとする。
【００２３】
（１−１）観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値（第１の閾値）を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式（１）が成立するときに候補とする。
【００２４】
【数１】
【００２５】
ここで、ΔＴは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｔｈＴは事前に設定する閾値（第１の閾値）である。すなわち、観測値選別部１は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値ｔｈＴ未満の場合には、その観測値を選別する。
【００２６】
（１−２）図３に示す様に、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式（２）は以下のようになる。
【００２７】
【数２】
【００２８】
ここで、ΔＴは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｖＡｚ＿ｍａｘは事前に設定する目標の最大角速度、ｖｓｅａｒｃｈはサーチの角速度である。すなわち、観測値選別部１は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（２）の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
【００２９】
（１−３）上記の（１−２）の判定に加え、さらに観測値と仮航跡の距離差も判定に加える。すなわち、式（２）の条件に加えて、以下の式（３）の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。
【００３０】
【数３】
【００３１】
ここで、ＲＴは仮航跡の前サーチの平滑時刻からＴｓｅａｒｃｈ（１サーチにかかる時間）後の位置から計算したセンサからの距離、ＲＯは観測値のセンサからの距離であり、ｔｈＲは事前に設定する閾値（第２の閾値）である。すなわち、観測値選別部１は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる前サーチの平滑時刻と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈとからＲＴを求める。また、求めたＲＴと、入力される観測値に含まれるＲＯをから、観測値と仮航跡の距離差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合で、かつ、観測値と仮航跡の距離差が、閾値ｔｈR未満の場合には、その観測値を選別する。
【００３２】
（１−４）上記の判定式（２）において、ｖＡｚ＿ｍａｘを事前設定のパラメータでなく、前サーチで計算された仮航跡の速度の中の最大の値とする。すなわち、観測値選別部１は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる速度の中の最大値を求める。また、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、求めた仮航跡の速度の中の最大の値と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（２）の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
【００３３】
次に、「予測処理」ステップ１０２において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値の観測時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。ただし、ある仮航跡と、その仮航跡について前ステップで候補と判定されなかった観測値に対する予測計算は行わない。
【００３４】
次に、「ゲート内外判定」ステップ１０３において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００３５】
次に、「航跡尤度評価」ステップ１０４において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００３６】
次に、「相関決定」ステップ１０５において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００３７】
次に、「平滑処理」ステップ１０６において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００３８】
そして、「航跡決定」ステップ１０７において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００３９】
本実施の形態１に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合（図上、左から１番目〜５番目の仮航跡、１番目〜５番目の観測値とする。）、１番目の仮航跡について１番目〜３番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、２番目の仮航跡について２番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、３番目の仮航跡について３番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、４番目の仮航跡について４番目〜５番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、５番目の仮航跡について３番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たしていると、図４のタイムチャートに示す様に計１２回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００４０】
すなわち、この実施の形態１に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部１と、前記観測値選別部１により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００４１】
以上の様に、この実施の形態１に係る多目標追尾装置によれば、各仮航跡に対して予測処理を行う観測値を選別する前処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置について図５から図９までを参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図５において、この実施の形態２に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ重心計算部３と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００４４】
つぎに、この実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図７は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図８は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測値グループ分け部の同一グループ判定を説明するための図である。図９は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００４５】
「観測値入力」ステップ２００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ２０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定は以下の３方式の何れかとする。
【００４６】
（２−１）２つの観測値の観測時刻の差が、閾値（第３の閾値）を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式（４）が成立するときに候補とする。
【００４７】
【数４】
【００４８】
ここで、ΔＴは２つの観測値の観測時刻の差であり、ｔｈＴは事前に設定する閾値（第３の閾値）である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、閾値ｔｈＴ未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００４９】
（２−２）図８に示す様に、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式（５）は以下のようになる。
【００５０】
【数５】
【００５１】
ここで、ΔＴは２つの観測値の時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｖＡｚ＿ｍａｘは事前に設定する目標の最大角速度、ｖｓｅａｒｃｈはサーチの角速度である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（５）の右辺を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、式（５）の右辺の値未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００５２】
（２−３）上記の（２−２）の判定に加え、さらに、２つの観測値の距離差も判定に加える。すなわち、式（５）の条件に加えて、以下の式（６）の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。
【００５３】
【数６】
【００５４】
ここで、ΔＲは２つの観測値の距離差、ｔｈＲは事前に設定する閾値（第４の閾値）である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（５）の右辺を求める。さらに、入力される観測値に含まれる距離から、２つの観測値の距離差を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、式（５）の右辺の値未満の場合で、かつ、求めた２つの観測値の距離差が、閾値ｔｈＲ未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００５５】
次に、「グループ重心計算」ステップ２０２において、グループ重心計算部３は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、重心時刻と呼ぶ）。グループ重心計算部３は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、同じグループに所属する観測値群の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり重心時刻を求める。
【００５６】
次に、「予測処理」ステップ２０３において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００５７】
次に、「ゲート内外判定」ステップ２０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００５８】
次に、「航跡尤度評価」ステップ２０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００５９】
次に、「相関決定」ステップ２０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００６０】
次に、「平滑処理」ステップ２０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００６１】
そして、「航跡決定」ステップ２０８において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００６２】
本実施の形態２に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図７の様にグループが２つできるとすると、図９のタイムチャートに示す様に、仮航跡数×グループ数（５×２）の計１０回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００６３】
すなわち、この実施の形態２に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部３と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００６４】
以上の様に、この実施の形態２に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化してその重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００６５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置について図１０から図１３までを参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００６６】
図１０において、この実施の形態３に係る多目標追尾装置２０は、重心計算部４と、誤差共分散拡大部５と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００６７】
つぎに、この実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１２は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図１３は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００６８】
「観測値入力」ステップ３００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「重心計算」ステップ３０１において、重心計算部４は、得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、全体重心時刻と呼ぶ）。重心計算部４は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、全観測値の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり全体重心時刻を求める。
【００６９】
次に、「予測処理」ステップ３０２において、予測処理部２２は、仮航跡について全体重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００７０】
次に、「誤差共分散拡大」ステップ３０３において、誤差共分散拡大部５は、全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算は以下のいずれかとする。
【００７１】
（３−１）事前に設定されたパラメータである目標の最大角速度をｖｍａｘ、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔｔｍａｘとすると、予測誤差共分散の拡大分をｖｍａｘΔｔｍａｘとする。すなわち、誤差共分散拡大部５は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、ステップ３０１で求めた全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値を求める。次に、目標の最大角速度ｖｍａｘと最大値Δｔｍａｘの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
【００７２】
（３−２）仮航跡の速度の最大値をｖＴｍａｘ、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔｔｍａｘとすると、予測誤差共分散の拡大分をｖＴｍａｘΔｔｍａｘとする。すなわち、誤差共分散拡大部５は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる速度から、仮航跡の速度の最大値を求める。次に、仮航跡の速度の最大値ｖＴｍａｘと最大値Δｔｍａｘの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
【００７３】
次に、「ゲート内外判定」ステップ３０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００７４】
次に、「航跡尤度評価」ステップ３０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００７５】
次に、「相関決定」ステップ３０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００７６】
次に、「平滑処理」ステップ３０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００７７】
そして、「航跡決定」ステップ３０８において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００７８】
本実施の形態３に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１２の様に誤差楕円が拡大され、図１３のタイムチャートに示す様に仮航跡数の計５回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００７９】
すなわち、この実施の形態３に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部４と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部５と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００８０】
以上の様に、この実施の形態３に係る多目標追尾装置によれば、観測値全体の全体重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００８１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置について図１４から図１６までを参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図１４において、この実施の形態４に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ重心計算部３と、誤差共分散拡大部５と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００８３】
つぎに、この実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１６は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【００８４】
「観測値入力」ステップ４００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ４０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【００８５】
次に、「グループ重心計算」ステップ４０２において、グループ重心計算部３は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、重心時刻と呼ぶ）。重心時刻の計算方法については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【００８６】
次に、「予測処理」ステップ４０３において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００８７】
次に、「誤差共分散拡大」ステップ４０４において、誤差共分散拡大部５は、重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算については、上記実施の形態３の同名のステップと同じ方式とする。但し、全体重心時刻を重心時刻とする。
【００８８】
次に、「ゲート内外判定」ステップ４０５において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００８９】
次に、「航跡尤度評価」ステップ４０６において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００９０】
次に、「相関決定」ステップ４０７において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００９１】
次に、「平滑処理」ステップ４０８において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００９２】
そして、「航跡決定」ステップ４０９において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００９３】
本実施の形態４に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１６の様に観測値のグループが２つできるとすると、上記の実施の形態２の図９と同様のタイムチャートとなり、仮航跡数×グループ数（５×２）の計１０回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００９４】
すなわち、この実施の形態４に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部３と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部５と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００９５】
以上の様に、この実施の形態４に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化し、グループの重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００９６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置について図１７から図２０までを参照しながら説明する。図１７は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００９７】
図１７において、この実施の形態５に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ相関計算部６と、同一グループの仮航跡を記述する仮航跡グループ情報を格納する航跡グループ情報ファイル７と、航跡グループ分け部８と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００９８】
つぎに、この実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１８は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１９は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図２０は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００９９】
「観測値入力」ステップ５００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ５０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【０１００】
次に、「グループ相関処理」ステップ５０２において、グループ相関計算部６は、前ステップで求めた観測値のグループと、航跡グループ情報ファイル７から読み出した仮航跡のグループの相関処理を行う。これは観測値の位置と観測誤差共分散による分布を混合することによって計算された分布と、仮航跡の位置と誤差共分散行列による分布を混合することによって計算された分布を元に、「グループが同一である」という仮説を検定することによって相関の有無を決定する。
【０１０１】
次に、「予測処理」ステップ５０３において、予測処理部２２は、前ステップで相関があると判定されたグループの仮航跡と観測値の組み合わせについて、観測時刻における仮航跡の予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【０１０２】
次に、「ゲート内外判定」ステップ５０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【０１０３】
次に、「航跡尤度評価」ステップ５０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【０１０４】
次に、「相関決定」ステップ５０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【０１０５】
次に、「平滑処理」ステップ５０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【０１０６】
次に、「航跡グループ分け」ステップ５０８において、航跡グループ分け部８は、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡をグループ分けする。その後、仮航跡グループ情報として、航跡グループ情報ファイル７に格納する。
【０１０７】
そして、「航跡決定」ステップ５０９において、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【０１０８】
本実施の形態５に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１９の様に観測値のグループが２つ、仮航跡のグループが２つあり、観測値グループ１と航跡グループ１に相関があり、かつ観測値グループ２と航跡グループ２に相関があるとする。このとき図２０のタイムチャートに示す様に、相関のあるグループ内で予測処理を行うためグループ１については仮航跡数×観測値数（３×３）の９回、グループ２については仮航跡数×観測値数（２×２）の４回の予測計算が必要となり、予測計算の回数は計１３（＝９＋４）回となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【０１０９】
すなわち、この実施の形態５に多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部６と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部８と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【０１１０】
以上の様に、この実施の形態５に係る多目標追尾装置によれば、観測値と仮航跡をグループ化し、グループ同士の相関を行ってから、相関のあるグループ内の仮航跡と観測値の組に対して予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作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に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測値グループ分け部の同一グループ判定を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図２１】従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図２３】従来の多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図２４】従来の多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 観測値選別部、２ 観測値グループ分け部、３ グループ重心計算部、４ 重心計算部、５ 誤差共分散拡大部、６ グループ相関計算部、７ 航跡グループ情報ファイル、８ 航跡グループ分け部、１０ 捜索レーダ（センサ）、２０ 多目標追尾装置、２１ 仮航跡ファイル、２２ 予測処理部、２３ ゲート内外判定部、２４ 航跡尤度評価部、２５ 相関決定部、２６ 平滑処理部、２７ 航跡決定部、２８ 目標航跡ファイル。
【技術分野】
【０００１】
捜索レーダ等のセンサシステムにおいて、一定領域内にある目標位置を観測するセンサから目標の観測値を使って仮航跡を生成する追尾開始技術が必要となる。この発明は、この追尾開始において、センサのサーチ内で観測時刻にずれが生じる場合に、現実的な処理時間で目標航跡を追尾開始する多目標追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサにより一定領域内をサーチして得られた観測値を使って目標の追尾開始を行う技術については、すでに多くの論文、特許等の文献で取り挙げられており、その装置および方法については様々な提案がなされている。
【０００３】
目標追尾では、仮航跡の予測位置と観測位置を比較することによって仮航跡と観測値の対応付けが可能か否か（相関の有無）を判定する。通常の仮航跡の予測位置の計算では、仮航跡の最新時刻における平滑諸元を観測値の時刻へ外挿する計算を行う。捜索レーダによる観測の場合、図２３の例の様に１サーチ内でもビームが到達する時刻によって観測値が得られる時刻は異なる。この相違のため、仮航跡の予測処理における予測時刻は観測値の数だけ発生する。
【０００４】
この様な観測値を使って追尾開始処理を行う場合の従来の多目標追尾装置について図２１から図２４までを参照しながら説明する。図２１は、従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図２２は、従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図２３は、従来の多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図２４は、従来の多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【０００５】
図２１において、従来の多目標追尾装置２０は、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【０００６】
「観測値入力」ステップ９００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「予測処理」ステップ９０１において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値の時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【０００７】
次に、「ゲート内外判定」ステップ９０２において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【０００８】
次に、「航跡尤度評価」ステップ９０３において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【０００９】
次に、「相関決定」ステップ９０４において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００１０】
次に、「平滑処理」ステップ９０５において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００１１】
そして、「航跡決定」ステップ９０６において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００１２】
また、捜索レーダを想定した１サーチ内での観測値の時刻ずれに起因する演算負荷増大の問題を解消するための従来の他の目標追尾装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この目標追尾装置では、観測領域を事前に分割し、分割領域毎に追尾処理を行うことによって演算負荷の削減を図っている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２３３１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような従来の多目標追尾装置では、時刻ずれがある１サーチ分の観測値を処理しようとすると、１サーチの追尾開始処理において必要な予測処理回数は「仮航跡数×観測値数」となる。図２３に示す観測例では、図２４に示すタイミングチャートの様に計２５回の予測処理が必要となる。予測処理に起因する演算負荷は、目標数が多い程高くなり、現実的な処理時間内での追尾開始が困難となる。
【００１５】
また、時刻ずれ観測値の処理時間短縮を図った従来の他の目標追尾装置では、目標航跡が分割領域の境界を跨って運動する場合に正確な追尾を行うことができないという問題点があった。
【００１６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができる多目標追尾装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に係る多目標追尾装置は、センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る多目標追尾装置は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２０】
図１において、この実施の形態１に係る多目標追尾装置２０は、観測値選別部１と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００２１】
つぎに、この実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図３は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図４は、この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００２２】
「観測値入力」ステップ１００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず「観測値選別処理」ステップ１０１において、観測値選別部１は、仮航跡に対して、予測処理を行う観測値を選別する。この選別では、仮航跡と観測値の全ての組み合わせについて、その組み合わせを相関の候補とするか否かを判定する。ある仮航跡とある観測値の組み合わせについての判定は、以下の４方式の何れかとする。
【００２３】
（１−１）観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値（第１の閾値）を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式（１）が成立するときに候補とする。
【００２４】
【数１】
【００２５】
ここで、ΔＴは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｔｈＴは事前に設定する閾値（第１の閾値）である。すなわち、観測値選別部１は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値ｔｈＴ未満の場合には、その観測値を選別する。
【００２６】
（１−２）図３に示す様に、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式（２）は以下のようになる。
【００２７】
【数２】
【００２８】
ここで、ΔＴは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｖＡｚ＿ｍａｘは事前に設定する目標の最大角速度、ｖｓｅａｒｃｈはサーチの角速度である。すなわち、観測値選別部１は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（２）の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
【００２９】
（１−３）上記の（１−２）の判定に加え、さらに観測値と仮航跡の距離差も判定に加える。すなわち、式（２）の条件に加えて、以下の式（３）の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。
【００３０】
【数３】
【００３１】
ここで、ＲＴは仮航跡の前サーチの平滑時刻からＴｓｅａｒｃｈ（１サーチにかかる時間）後の位置から計算したセンサからの距離、ＲＯは観測値のセンサからの距離であり、ｔｈＲは事前に設定する閾値（第２の閾値）である。すなわち、観測値選別部１は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる前サーチの平滑時刻と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈとからＲＴを求める。また、求めたＲＴと、入力される観測値に含まれるＲＯをから、観測値と仮航跡の距離差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合で、かつ、観測値と仮航跡の距離差が、閾値ｔｈR未満の場合には、その観測値を選別する。
【００３２】
（１−４）上記の判定式（２）において、ｖＡｚ＿ｍａｘを事前設定のパラメータでなく、前サーチで計算された仮航跡の速度の中の最大の値とする。すなわち、観測値選別部１は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる速度の中の最大値を求める。また、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔＴを求める。また、求めたΔＴと、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、求めた仮航跡の速度の中の最大の値と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（２）の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式（２）の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
【００３３】
次に、「予測処理」ステップ１０２において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値の観測時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。ただし、ある仮航跡と、その仮航跡について前ステップで候補と判定されなかった観測値に対する予測計算は行わない。
【００３４】
次に、「ゲート内外判定」ステップ１０３において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００３５】
次に、「航跡尤度評価」ステップ１０４において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００３６】
次に、「相関決定」ステップ１０５において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００３７】
次に、「平滑処理」ステップ１０６において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００３８】
そして、「航跡決定」ステップ１０７において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００３９】
本実施の形態１に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合（図上、左から１番目〜５番目の仮航跡、１番目〜５番目の観測値とする。）、１番目の仮航跡について１番目〜３番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、２番目の仮航跡について２番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、３番目の仮航跡について３番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、４番目の仮航跡について４番目〜５番目の観測値が上記の判定式（２）を満たし、５番目の仮航跡について３番目〜４番目の観測値が上記の判定式（２）を満たしていると、図４のタイムチャートに示す様に計１２回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００４０】
すなわち、この実施の形態１に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部１と、前記観測値選別部１により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００４１】
以上の様に、この実施の形態１に係る多目標追尾装置によれば、各仮航跡に対して予測処理を行う観測値を選別する前処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置について図５から図９までを参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図５において、この実施の形態２に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ重心計算部３と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００４４】
つぎに、この実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図７は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図８は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測値グループ分け部の同一グループ判定を説明するための図である。図９は、この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００４５】
「観測値入力」ステップ２００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ２０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定は以下の３方式の何れかとする。
【００４６】
（２−１）２つの観測値の観測時刻の差が、閾値（第３の閾値）を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式（４）が成立するときに候補とする。
【００４７】
【数４】
【００４８】
ここで、ΔＴは２つの観測値の観測時刻の差であり、ｔｈＴは事前に設定する閾値（第３の閾値）である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、閾値ｔｈＴ未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００４９】
（２−２）図８に示す様に、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式（５）は以下のようになる。
【００５０】
【数５】
【００５１】
ここで、ΔＴは２つの観測値の時刻の差であり、Ｔｓｅａｒｃｈはサーチにかかる時間、ｖＡｚ＿ｍａｘは事前に設定する目標の最大角速度、ｖｓｅａｒｃｈはサーチの角速度である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（５）の右辺を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、式（５）の右辺の値未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００５２】
（２−３）上記の（２−２）の判定に加え、さらに、２つの観測値の距離差も判定に加える。すなわち、式（５）の条件に加えて、以下の式（６）の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。
【００５３】
【数６】
【００５４】
ここで、ΔＲは２つの観測値の距離差、ｔｈＲは事前に設定する閾値（第４の閾値）である。すなわち、観測値グループ分け部２は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、２つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ（センサ）１０から入手したＴｓｅａｒｃｈ、ｖｓｅａｒｃｈから、式（５）の右辺を求める。さらに、入力される観測値に含まれる距離から、２つの観測値の距離差を求める。次に、求めた２つの観測値の観測時刻の差が、式（５）の右辺の値未満の場合で、かつ、求めた２つの観測値の距離差が、閾値ｔｈＲ未満の場合には、これらの２つの観測値を同一グループと判定する。
【００５５】
次に、「グループ重心計算」ステップ２０２において、グループ重心計算部３は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、重心時刻と呼ぶ）。グループ重心計算部３は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、同じグループに所属する観測値群の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり重心時刻を求める。
【００５６】
次に、「予測処理」ステップ２０３において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００５７】
次に、「ゲート内外判定」ステップ２０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００５８】
次に、「航跡尤度評価」ステップ２０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００５９】
次に、「相関決定」ステップ２０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００６０】
次に、「平滑処理」ステップ２０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００６１】
そして、「航跡決定」ステップ２０８において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００６２】
本実施の形態２に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図７の様にグループが２つできるとすると、図９のタイムチャートに示す様に、仮航跡数×グループ数（５×２）の計１０回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００６３】
すなわち、この実施の形態２に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部３と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００６４】
以上の様に、この実施の形態２に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化してその重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００６５】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置について図１０から図１３までを参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００６６】
図１０において、この実施の形態３に係る多目標追尾装置２０は、重心計算部４と、誤差共分散拡大部５と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００６７】
つぎに、この実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１２は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図１３は、この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００６８】
「観測値入力」ステップ３００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「重心計算」ステップ３０１において、重心計算部４は、得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、全体重心時刻と呼ぶ）。重心計算部４は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、全観測値の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり全体重心時刻を求める。
【００６９】
次に、「予測処理」ステップ３０２において、予測処理部２２は、仮航跡について全体重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００７０】
次に、「誤差共分散拡大」ステップ３０３において、誤差共分散拡大部５は、全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算は以下のいずれかとする。
【００７１】
（３−１）事前に設定されたパラメータである目標の最大角速度をｖｍａｘ、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔｔｍａｘとすると、予測誤差共分散の拡大分をｖｍａｘΔｔｍａｘとする。すなわち、誤差共分散拡大部５は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、ステップ３０１で求めた全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値を求める。次に、目標の最大角速度ｖｍａｘと最大値Δｔｍａｘの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
【００７２】
（３−２）仮航跡の速度の最大値をｖＴｍａｘ、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔｔｍａｘとすると、予測誤差共分散の拡大分をｖＴｍａｘΔｔｍａｘとする。すなわち、誤差共分散拡大部５は、仮航跡ファイル２１から読み出した仮航跡に含まれる速度から、仮航跡の速度の最大値を求める。次に、仮航跡の速度の最大値ｖＴｍａｘと最大値Δｔｍａｘの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
【００７３】
次に、「ゲート内外判定」ステップ３０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００７４】
次に、「航跡尤度評価」ステップ３０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００７５】
次に、「相関決定」ステップ３０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００７６】
次に、「平滑処理」ステップ３０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００７７】
そして、「航跡決定」ステップ３０８において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００７８】
本実施の形態３に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１２の様に誤差楕円が拡大され、図１３のタイムチャートに示す様に仮航跡数の計５回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００７９】
すなわち、この実施の形態３に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部４と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部５と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００８０】
以上の様に、この実施の形態３に係る多目標追尾装置によれば、観測値全体の全体重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００８１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置について図１４から図１６までを参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００８２】
図１４において、この実施の形態４に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ重心計算部３と、誤差共分散拡大部５と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００８３】
つぎに、この実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１６は、この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【００８４】
「観測値入力」ステップ４００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ４０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【００８５】
次に、「グループ重心計算」ステップ４０２において、グループ重心計算部３は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する（以下、重心時刻と呼ぶ）。重心時刻の計算方法については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【００８６】
次に、「予測処理」ステップ４０３において、予測処理部２２は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【００８７】
次に、「誤差共分散拡大」ステップ４０４において、誤差共分散拡大部５は、重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算については、上記実施の形態３の同名のステップと同じ方式とする。但し、全体重心時刻を重心時刻とする。
【００８８】
次に、「ゲート内外判定」ステップ４０５において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【００８９】
次に、「航跡尤度評価」ステップ４０６において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【００９０】
次に、「相関決定」ステップ４０７において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【００９１】
次に、「平滑処理」ステップ４０８において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【００９２】
そして、「航跡決定」ステップ４０９において、航跡決定部２７は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【００９３】
本実施の形態４に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１６の様に観測値のグループが２つできるとすると、上記の実施の形態２の図９と同様のタイムチャートとなり、仮航跡数×グループ数（５×２）の計１０回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【００９４】
すなわち、この実施の形態４に係る多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部３と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部２２と、前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部５と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【００９５】
以上の様に、この実施の形態４に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化し、グループの重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【００９６】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置について図１７から図２０までを参照しながら説明する。図１７は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００９７】
図１７において、この実施の形態５に係る多目標追尾装置２０は、観測値グループ分け部２と、グループ相関計算部６と、同一グループの仮航跡を記述する仮航跡グループ情報を格納する航跡グループ情報ファイル７と、航跡グループ分け部８と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル２１と、予測処理部２２と、ゲート内外判定部２３と、航跡尤度評価部２４と、相関決定部２５と、平滑処理部２６と、航跡決定部２７と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル２８とが設けられている。
【００９８】
つぎに、この実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１８は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図１９は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図２０は、この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【００９９】
「観測値入力」ステップ５００において、捜索レーダ（センサ）１０から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ５０１において、観測値グループ分け部２は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態２の同名のステップと同じ方式とする。
【０１００】
次に、「グループ相関処理」ステップ５０２において、グループ相関計算部６は、前ステップで求めた観測値のグループと、航跡グループ情報ファイル７から読み出した仮航跡のグループの相関処理を行う。これは観測値の位置と観測誤差共分散による分布を混合することによって計算された分布と、仮航跡の位置と誤差共分散行列による分布を混合することによって計算された分布を元に、「グループが同一である」という仮説を検定することによって相関の有無を決定する。
【０１０１】
次に、「予測処理」ステップ５０３において、予測処理部２２は、前ステップで相関があると判定されたグループの仮航跡と観測値の組み合わせについて、観測時刻における仮航跡の予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
【０１０２】
次に、「ゲート内外判定」ステップ５０４において、ゲート内外判定部２３は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
【０１０３】
次に、「航跡尤度評価」ステップ５０５において、航跡尤度評価部２４は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
【０１０４】
次に、「相関決定」ステップ５０６において、相関決定部２５は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
【０１０５】
次に、「平滑処理」ステップ５０７において、平滑処理部２６は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル２１に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
【０１０６】
次に、「航跡グループ分け」ステップ５０８において、航跡グループ分け部８は、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡をグループ分けする。その後、仮航跡グループ情報として、航跡グループ情報ファイル７に格納する。
【０１０７】
そして、「航跡決定」ステップ５０９において、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル２８に格納する。
【０１０８】
本実施の形態５に係る多目標追尾装置を図２３に示す観測例に適用した場合、図１９の様に観測値のグループが２つ、仮航跡のグループが２つあり、観測値グループ１と航跡グループ１に相関があり、かつ観測値グループ２と航跡グループ２に相関があるとする。このとき図２０のタイムチャートに示す様に、相関のあるグループ内で予測処理を行うためグループ１については仮航跡数×観測値数（３×３）の９回、グループ２については仮航跡数×観測値数（２×２）の４回の予測計算が必要となり、予測計算の回数は計１３（＝９＋４）回となる。これは従来方式で必要な予測計算回数２５回よりも少ない。
【０１０９】
すなわち、この実施の形態５に多目標追尾装置は、センサ１０で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部２と、観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部６と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部２２と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部２２が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部２３と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部２４と、前記航跡尤度評価部２４が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部２５と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部２５により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部２６と、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部８と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部２７とを設けたものである。
【０１１０】
以上の様に、この実施の形態５に係る多目標追尾装置によれば、観測値と仮航跡をグループ化し、グループ同士の相関を行ってから、相関のあるグループ内の仮航跡と観測値の組に対して予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の動作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に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測値グループ分け部の同一グループ判定を説明するための図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１９】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【図２１】従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図２３】従来の多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
【図２４】従来の多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 観測値選別部、２ 観測値グループ分け部、３ グループ重心計算部、４ 重心計算部、５ 誤差共分散拡大部、６ グループ相関計算部、７ 航跡グループ情報ファイル、８ 航跡グループ分け部、１０ 捜索レーダ（センサ）、２０ 多目標追尾装置、２１ 仮航跡ファイル、２２ 予測処理部、２３ ゲート内外判定部、２４ 航跡尤度評価部、２５ 相関決定部、２６ 平滑処理部、２７ 航跡決定部、２８ 目標航跡ファイル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、
前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項２】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、事前に設定された第１の閾値を超えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項３】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項４】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合で、かつ、観測値と仮航跡の距離差が、事前に設定された第２の閾値を超えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項５】
前記目標の最大角速度は、前サーチで計算された仮航跡の角速度の中の最大値である
ことを特徴とする請求項３又は４記載の多目標追尾装置。
【請求項６】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項７】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項８】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項９】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項１０】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、事前に設定された第３の閾値を超えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１１】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１２】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合で、かつ、前記２つの観測値の距離差が、事前に設定された第４の閾値を超えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１３】
前記誤差共分散拡大部は、事前に設定された目標の最大角速度と、前記全体重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項７記載の多目標追尾装置。
【請求項１４】
前記誤差共分散拡大部は、仮航跡の速度の最大値と、前記全体重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項７記載の多目標追尾装置。
【請求項１５】
前記誤差共分散拡大部は、事前に設定された目標の最大角速度と、前記重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項８記載の多目標追尾装置。
【請求項１６】
前記誤差共分散拡大部は、仮航跡の速度の最大値と、前記重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項８記載の多目標追尾装置。
【請求項１】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、
前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項２】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、事前に設定された第１の閾値を超えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項３】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項４】
前記観測値選別部は、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合で、かつ、観測値と仮航跡の距離差が、事前に設定された第２の閾値を超えない場合に前記観測値を候補とする
ことを特徴とする請求項１記載の多目標追尾装置。
【請求項５】
前記目標の最大角速度は、前サーチで計算された仮航跡の角速度の中の最大値である
ことを特徴とする請求項３又は４記載の多目標追尾装置。
【請求項６】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項７】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項８】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項９】
センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、
１サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
【請求項１０】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、事前に設定された第３の閾値を超えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１１】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１２】
前記観測値グループ分け部は、２つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合で、かつ、前記２つの観測値の距離差が、事前に設定された第４の閾値を超えない場合に前記２つの観測値を同一グループとする
ことを特徴とする請求項６、８又は９記載の多目標追尾装置。
【請求項１３】
前記誤差共分散拡大部は、事前に設定された目標の最大角速度と、前記全体重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項７記載の多目標追尾装置。
【請求項１４】
前記誤差共分散拡大部は、仮航跡の速度の最大値と、前記全体重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項７記載の多目標追尾装置。
【請求項１５】
前記誤差共分散拡大部は、事前に設定された目標の最大角速度と、前記重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項８記載の多目標追尾装置。
【請求項１６】
前記誤差共分散拡大部は、仮航跡の速度の最大値と、前記重心時刻及び各観測値の時刻の差の最大値との積を予測誤差共分散行列の拡大分とする
ことを特徴とする請求項８記載の多目標追尾装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００７−２９２５５３（Ｐ２００７−２９２５５３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１９４６２（Ｐ２００６−１１９４６２）
【出願日】平成１８年４月２４日（２００６．４．２４）
【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１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２４日（２００６．４．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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