移動経路諸元推定方法
【課題】 任意の個数の複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定する手段を提供する。
【解決手段】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する。また、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する。まず移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係、及び、移動経路の諸元の次数を、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める。次に観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列と、対応関係とに応じた区間毎の状態遷移行列を求める。次に全区間における次数及び状態遷移行列に応じた計画係数データ行列を求める。最後に計画係数データ行列、及び、観測値に基づく観測データ列に応じて、移動経路の諸元の推定値を求める。
【解決手段】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する。また、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する。まず移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係、及び、移動経路の諸元の次数を、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める。次に観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列と、対応関係とに応じた区間毎の状態遷移行列を求める。次に全区間における次数及び状態遷移行列に応じた計画係数データ行列を求める。最後に計画係数データ行列、及び、観測値に基づく観測データ列に応じて、移動経路の諸元の推定値を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から観測して得られた移動体の位置及び時刻を元に、移動体の現在位置、速度、加速度、移動経路等を推定する技術に関する。特に、レーダー等のセンサから航空機等の目標についての観測値をレーダーデータ等の形で保存しておき、その後において、保存しておいたこれらのレーダーデータを入力し、その目標の飛行の状況、すなわち位置、速度等を推定し、その推定結果を飛行経路諸元として出力する装置が考えられている。ここでは、この様な装置を飛行経路推定装置と呼ぶ。
【背景技術】
【０００２】
飛行経路推定装置を構成する方式については、いろいろなものが考えられている。特に、推定精度に高い精度が求められる用途には、特定の等速直進飛行（以降、単に「直進」又は「ＣＶ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯のレーダーデータのみを対象にして、そのレーダーデータの軌跡から最小二乗法により回帰直線を求め、この回帰直線を飛行経路諸元とする方法が一般的である。また、等加速度飛行（以降、単に「等加速度」又は「ＣＡ」と呼ぶ）や等速旋回飛行（以降、単に「旋回」又は「ＣＴ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯についても、それらの時間帯ごとに同様に最小二乗法により回帰線を求め、これを飛行経路諸元とする方法がある。
【０００３】
このような技術に対して、本願発明者らは特許文献１に記載の飛行経路推定装置に関する発明を出願している。この飛行経路推定装置によれば、航空機の飛行について、直進の後に旋回し、その後にまた直進に戻り飛行を続ける場合のような、複数の飛行の種類から成る一連の飛行についての飛行経路を求めたい場合、特に「直進→旋回→直進」の３つの区間から成る飛行経路、及び「直進→等加速度→直進」の３つの区間から成る飛行経路について、その飛行経路を推定することができる。
【０００４】
ここで、本発明の理解を容易にするため、特許文献１に記載の発明について説明する。尚、以降の説明で参照する数式中、ベクトル及び行列の表式の右肩のつけている記号「Ｔ」は、ベクトル及び行列の「転置」を表す。
【０００５】
まず、図７を参照して、「直進→等加速度→直進」の目標の飛行経路を推定する従来の飛行経路推定装置１の構成を示す。レーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１の外部に想定される構成要素である。
【０００６】
図７において、区間１経過時間設定部１５、区間２経過時間設定部１７、区間３経過時間設定部１９、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻からなる。レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ座標値、Ｙ座標値、その時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【０００７】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、区間３終了時刻ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻をｔ１Ｓ推定基準時刻ｔ０として扱う。
【０００８】
区間１経過時間設定部１５はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを次の数１のように設定する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
区間２経過時間設定部１７はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを数２のように設定する。
【００１１】
【数２】
【００１２】
区間３経過時間設定部１９はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを数３に示すように設定する。
【００１３】
【数３】
【００１４】
区間１状態遷移行列設定部１６は、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、区間１状態遷移行列Φｋ１を数４に示すように設定する。
【００１５】
【数４】
【００１６】
区間２状態遷移行列設定部１８は、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、区間２状態遷移行列Φｋ２を数５に示すように設定する。
【００１７】
【数５】
【００１８】
区間３態遷移行列設定部２０は、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、区間３状態遷移行列Φｋ３を数６に示すように設定する。
【００１９】
【数６】
【００２０】
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６、区間２状態遷移行列設定部１８、及び区間３状態遷移行列設定部２０から、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数７に示すように設定する。
【００２１】
【数７】
【００２２】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【００２３】
【数８】
【００２４】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列作成部２１から計画係数データ行列Ｆｋ(ただしｋは１からｎ)を入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋ(ただしｋは１からｎ)を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数９に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は数１０に示す要素から成っている。
【００２５】
【数９】
【００２６】
【数１０】
【００２７】
次に、図８を参照して、「直進→旋回→直進」の目標の飛行経路を推定する従来の飛行経路推定装置１Ａの構成を示す。レーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ａの外部に想定される構成要素である。
【００２８】
区間１経過時間設定部１５及び２２、区間２経過時間設定部１７及び２４、区間３経過時間設定部１９及び２６、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【００２９】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ａ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、区間３終了時刻ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００３０】
また、飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ａ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０は、数１１に示す内容から成る。
【００３１】
【数１１】
【００３２】
区間１経過時間設定部１５及び２２はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを数１に示すように設定する。
【００３３】
区間２経過時間設定部１７及び２４はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを数２に示すように設定する。
【００３４】
区間３経過時間設定部１９及び２６はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを数３に示すように設定する。
【００３５】
区間１状態遷移行列設定部１６Ａは、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１状態遷移行列Φｋ１を数１２に示すように設定する。
【００３６】
【数１２】
【００３７】
区間２状態遷移行列設定部１８Ａは、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２状態遷移行列Φｋ２を数１３に示すように設定する。
【００３８】
【数１３】
【００３９】
区間３状態遷移行列設定部２０Ａは、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３状態遷移行列Φｋ３を数１４に示すように設定する。
【００４０】
【数１４】
【００４１】
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６Ａ、区間２状態遷移行列設定部１８Ａ、及び区間３状態遷移行列設定部２０Ａから、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数１５に示すように設定する。
【００４２】
【数１５】
【００４３】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【００４４】
区間１予測状態遷移行列設定部２３は、区間１経過時間設定部２２からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１を数１６に示すように設定する。
【００４５】
【数１６】
【００４６】
区間２予測状態遷移行列設定部２５は、区間２経過時間設定部２４からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２を数１７に示すように設定する。
【００４７】
【数１７】
【００４８】
区間３予測状態遷移行列設定部２７は、区間３経過時間設定部２６からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を数１８に示すように設定する。
【００４９】
【数１８】
【００５０】
予測係数データ行列作成部２８は、区間１予測状態遷移行列設定部２３、区間２予測状態遷移行列設定部２５、及び区間３予測状態遷移行列設定部２７から、それぞれ区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１、区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２、及び区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を入力し、予測係数データ行列Ｆ’ｋを数１９に示すように設定する。
【００５１】
【数１９】
【００５２】
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列作成部２８から予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数２０に示すように作成する。
【００５３】
【数２０】
【００５４】
観測残差データ列作成部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３から予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数２１に示すように作成する。
【００５５】
【数２１】
【００５６】
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列作成部２１から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列設定部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を数２２により推定する。
【００５７】
【数２２】
【００５８】
飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数２３に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は数２４に示す要素から成っている。
【００５９】
【数２３】
【００６０】
【数２４】
【００６１】
【特許文献１】特開２００４−２６４１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６２】
上述のように、従来技術によれば、直進・等加速度・旋回の区間を、特定の組み合わせで組み合わせてなる飛行経路を求めることができたが、これら飛行種類を任意の組み合わせで求めることができなかった。
【００６３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、任意の個数の複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定する手段を提供することである。ここでいう飛行の種類は、「直進」、「等加速度」、「旋回」である。
【課題を解決するための手段】
【００６４】
上述の課題を解決するため、本発明は、予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する方法において、移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める段階と、観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める段階と、全区間における次数Ｐ及び状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める段階と、計画係数データ行列Ｆ、及び、観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。
【００６５】
また、観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める段階と、全区間における次数Ｐ及び予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める段階とを更に含み、推定段階に代わって、計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める段階と、移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて移動経路諸元推定値β＾を求める段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。
【００６６】
運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることが考えられる。
【００６７】
移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なるときに特に有効である。
【００６８】
また、本発明は、上述の方法を実現するためのコンピュータプログラム、記録媒体、情報処理装置、移動経路諸元推定システムを提供する。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば、任意の個数の複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
本発明の実施の形態である飛行経路推定装置について以下に説明する。本発明の飛行経路推定装置では、上述の特許文献１に記載の飛行経路推定装置の構成と比較して、飛行経路諸元要素構成部を追加する点で異なる。
【００７１】
また、計画係数データ行列設定部の構成を変更する点で異なる。計画係数データ行列設定部の変更点は、特許文献１の発明が所定の数の区間に対応する構成であるのに対し、本発明では任意の数の区間に対応する構成である点、及び、各区間ｘに対応する区間ｘ状態遷移行列構成変換部を追加する点である。
【００７２】
更に、後述する実施例２では、観測残差データ列設定部の構成を変更した点で異なる。観測残差データ列設定部の変更点は、特許文献１の発明が所定の数の区間に対応する構成であるのに対し、本発明では任意の数の区間に対応する構成である点、及び、各区間ｘに対応した処理部ごとに区間ｘ予測状態遷移行列構成変換部を追加する点である。
【００７３】
（ア）飛行経路諸元要素構成部
状態変数とは、これから推定しようとしている飛行経路諸元の要素で構成される。状態変数の構成は、例えば、単一の「直進」区間の場合には数２５、単一の「等加速度」区間の場合には数２６、及び単一の「旋回」区間の場合には数２７の様に設定できる。
【００７４】
【数２５】
【００７５】
【数２６】
【００７６】
【数２７】
【００７７】
複数の飛行の区間の場合には、状態変数の構成は、その飛行経路を構成する飛行の種別に応じて設定され、単一の「等加速度」区間の場合の数２６や、単一の「旋回」区間の場合の数２７の構成と、一般には同一にはならない。
【００７８】
しかし、複数の飛行の区間の組み合わせの内、「直進→等加速度→直進」の飛行経路の場合には、単一の「等加速度」区間の場合と同一の数２６のように設定できる。また、「直進→旋回→直進」の飛行経路の場合には、単一の「旋回」区間の場合と同一の数２７の様に設定できる。
【００７９】
そこで、特許文献１に記載の飛行経路推定装置では、「直進→等加速度→直進」の飛行経路の推定を行う際に、単一の「等加速度」区間の場合と同じ状態変数の構成を適用して推定した。また、「直進→旋回→直進」の飛行経路の推定を行う際に、単一の「旋回」区間の場合と同じ状態変数の構成を適用して推定した。
【００８０】
さて、先の「直進→等加速度→直進」の飛行経路、及び「直進→旋回→直進」の飛行経路は、複数の飛行の区間から成る飛行経路の場合の内、たまたま状態変数の構成を、単一の「等加速度」区間の場合と同一の数２６や、単一の「旋回」区間の場合と同一の数２７の様に設定できる場合であり、予めその構成をいずれか一方に設定することができた。
【００８１】
しかし、従来の構成の飛行経路推定装置では、このように状態変数の構成を予め決まった構成に設定する作りになっているため、一般の複数の飛行の区間から成る飛行経路の場合には対応できない問題があった。
【００８２】
本発明では、状態変数の構成を予め決まった構成に設定する点を改めた。即ち、本発明では、状態変数の構成を予め設定するのではなく、飛行経路の構成が分かった時点で、その飛行経路を構成する飛行の種別に応じて設定する。このため、本発明の飛行経路推定装置には、推定対象の飛行経路の構成に応じ、飛行経路諸元の構成を設定する処理部として、飛行経路諸元要素構成部３５を追加している。
【００８３】
（イ）区間ｘ状態遷移行列構成変換部・区間ｘ予測状態遷移行列構成変換部
特許文献１に記載の従来技術における区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３等では、前述の様に飛行経路諸元の構成が予め分かっていた。このため、その構成のとおりに対応する状態遷移行列を設定することができた。しかし、任意個数の飛行経路に対しては、飛行経路諸元の構成が予め分かっていないため、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定できない問題があった。
【００８４】
ところで、従来の構成の区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３、等に該当する部分では、飛行経路諸元の構成が予め分かっていないため、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定することはできないものの、その飛行の種別（「直進」、「等加速度」、又は「旋回」）に応じたある基本的な状態遷移行列だけは算定できる。この基本的な状態遷移行列は、飛行経路諸元の構成が単一の「直進」、「等加速度」、又は「旋回」区間の場合の飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列である。基本的な状態遷移行列と、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列との違いは、その構成が推定対象の飛行経路諸元の構成に対応していない点だけである。この点を考えると、この対応関係さえ分かれば、後で単一区間の飛行経路諸元の構成に応じた基本的な状態遷移行列は、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列に変換することが出来るはずであるとの発想に至る。
【００８５】
そこで、この発想のとおりに、従来の構成の区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３、等に該当する部分で、その区間の飛行の種類に応じた基本的な状態遷移行列を先ず算定しておき、その後で飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元の構成との対応関係のデータが得られた時点にてその対応関係に基づき、この基本的な状態遷移行列を飛行経路諸元の構成と対応する状態遷移行列に変換する処理部を区間１状態遷移行列構成変換部２９や区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、等の追加の処理部として追加する構成とし、これにより、先の「飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定できない問題」を解決しているものである。
【実施例１】
【００８６】
本発明の実施例１として、「旋回を含まない一連の飛行経路」を推定する飛行経路推定装置の構成例について図１を参照して説明する。飛行経路推定装置１Ｂが、本発明の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、この飛行経路推定装置の外部に想定される構成要素である。
【００８７】
区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、・・・、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ、ただしＭは飛行経路を構成する区間の総数）、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。
【００８８】
ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【００８９】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｂ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）から成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００９０】
飛行経路諸元要素構成部３５は、飛行経路区間構成データ入力部６から飛行経路区間構成データを入力すると、飛行経路諸元要素構成データβ、飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδ、及び飛行経路諸元次数データＰを、数２８に示すように作成する。
【００９１】
【数２８】
【００９２】
区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）はいずれも同一内容の動作を行う。すなわち、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）とに基づき、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを数２９に示すように設定する。
【００９３】
【数２９】
【００９４】
区間１状態遷移行列設定部１６Ｂ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｂ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｂ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）から、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３０に示すように設定する。
【００９５】
【数３０】
【００９６】
区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδを入力し、かつ、それぞれ区間１状態遷移行列設定部１６Ｂ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｂ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｂ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を、図３に示すように設定する。図３に示すように、δｍが示すΦｋｍとΦ￣ｋｍの対応関係に基づいてΦｋｍの全要素をΦ￣ｋｍにコピーする。即ち、Φｋｍのａ行ｂ列の要素を、δｍのａ番目の要素の値（これをａ’とする）とｂ番目の要素の値（これをｂ’とする）に基づき、Φ￣ｋｍのａ’行ｂ’番目にコピーする。ただし、Φ￣ｋｍの初期値はＰ×Ｐの単位行列とする。
【００９７】
計画係数データ行列作成部２１Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データを入力し、区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、計画係数データ行列Ｆｋを数３１に示すように設定する。
【００９８】
【数３１】
【００９９】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【０１００】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列作成部２１Ａから計画係数データ行列Ｆｋを入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数９に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は、飛行経路諸元要素構成部３５が作成した飛行経路諸元要素構成データβの示す要素から成っている。
【実施例２】
【０１０１】
本発明の実施例２として、「旋回を含む一連の飛行経路」を推定する飛行経路推定装置の構成例について図２を参照して説明する。飛行経路推定装置１Ｃが、本発明の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、この飛行経路推定装置の外部に想定される構成要素である。
【０１０２】
区間１経過時間設定部１５Ａ及び２２Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ及び２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ及び２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。
【０１０３】
ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｋの添字ｋも同様である。
【０１０４】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）から成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【０１０５】
また、飛行経路諸元仮推定値入力部５は飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０の構成は飛行経路諸元要素構成データに示す要素構成と同様である。
【０１０６】
飛行経路諸元要素構成部３５は、飛行経路区間構成データ入力部６から飛行経路区間構成データを入力すると、飛行経路諸元要素構成データβ、飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδ、及び、飛行経路諸元次数データＰを、数２８に示すように作成する。
【０１０７】
区間１経過時間設定部１５Ａ及び２２Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ及び２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ及び２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）はいずれも同一内容の動作を行う。すなわち、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）とに基づき、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを数２９に示すように設定する。
【０１０８】
区間１状態遷移行列設定部１６Ｃ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｃ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｃ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）からレーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列並びに区間ｍ基本状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３２に示すように設定する。
【０１０９】
【数３２】
【０１１０】
区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データを入力し、かつ、それぞれ区間１状態遷移行列設定部１６Ｃ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｃ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｃ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を図３に示すように設定する。
【０１１１】
計画係数データ行列作成部２１Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データを入力し、区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、計画係数データ行列Ｆｋを数３３に示すように設定する。
【０１１２】
【数３３】
【０１１３】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【０１１４】
区間１予測状態遷移行列設定部２３Ａ、区間２予測状態遷移行列設定部２５Ａ、…、区間ｍ予測状態遷移行列設定部２７Ａ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部２２Ａ、区間２経過時間設定部２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）からレーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本予測状態遷移行列、区間２基本予測状態遷移行列、…、区間ｍ基本予測状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３２に示すように設定する。
【０１１５】
区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、区間２予測状態遷移行列構成変換部３３、…、区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部３４（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データを入力し、かつ、それぞれ区間１予測状態遷移行列設定部２３Ａ、区間２状態遷移行列設定部２５Ａ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２７Ａ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本予測状態遷移行列、区間２基本予測状態遷移行列、…、区間ｍ基本予測状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１予測状態遷移行列、区間２予測状態遷移行列、…、区間ｍ予測状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を図３に示すように設定する。ただし、この場合には図３内のΦｋｍとΦ￣ｋｍをそれぞれΦ’ｋｍとΦ’￣ｋｍに読み替える。
【０１１６】
予測係数データ行列作成部２８Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データＰを入力し、区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、区間２予測状態遷移行列構成変換部３３、…、区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部３４（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１予測状態遷移行列、区間２予測状態遷移行列、並びに区間ｍ予測状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、予測係数データ行列Ｆ’ｋを数３３に示すように設定する。
【０１１７】
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列作成部２８Ａから予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数３４に示すように作成する。
【０１１８】
【数３４】
【０１１９】
観測残差データ列作成部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３から予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数２１に示すように作成する。
【０１２０】
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列作成部２１Ａから計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列作成部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を数３５により推定する。
【０１２１】
【数３５】
【０１２２】
飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数２３に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は、飛行経路諸元要素構成部３５が作成した飛行経路諸元要素構成データの示す要素から成っている。
【０１２３】
実施例２の飛行経路推定装置を用いて、「直進→旋回→直進→旋回→・・・→直進」の飛行の種類から成る一連の飛行経路の全区間を推定した例を説明する。
【０１２４】
図４に、レーダーによる測定対象である航空機が実際に飛行した経路の例を図示する。図中の点線「……」は飛行経路の平面上での位置を示す。この飛行経路は「直進→旋回→直進→旋回→・・・→直進」の１５個の区間からなる。すなわち、図の上から始まり、旋回と直進を繰返し図の下へ飛行したものである。
【０１２５】
図４の実際の飛行経路に沿って、一定の確率分布による誤差を付与して作成したのが図５のレーダーデータである。「＋」印がレーダーデータの平面上での位置を示す。
【０１２６】
実施例２の飛行経路推定装置にて、図５のレーダーデータに基づいて飛行経路の全区間を連続して推定した結果が図６である。図５の「＋」印を繋ぐように点線が描かれている。この点線が飛行経路の推定結果である。
【０１２７】
図４と図６の点線を比較すると、推定した飛行経路が実際の飛行経路を十分に正確に推定していることが見て取れる。
【０１２８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変更や改良が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施例１である飛行経路推定装置１Ｂの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例２である飛行経路推定装置１Ｃの機能ブロック図である。
【図３】基本状態遷移行列Φｋｍと状態遷移行列Φ￣ｋｍとの対応関係について説明するための図である。
【図４】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図５】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図６】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図７】従来の飛行経路推定装置の機能ブロック図である。
【図８】従来の飛行経路推定装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 飛行経路推定装置
２ レーダーデータ入力部
４ 飛行経路諸元推定結果出力部
５ 飛行経路諸元仮推定入力部
６ 飛行経路区間構成データ入力部
１０Ｂ、１０Ｃ 計画係数データ行列設定部
１１、１１Ｃ 観測データ列設定部
１２ 飛行経路諸元推定部
１３ 飛行経路諸元残差推定部
１４ 飛行経路諸元推定値作成部
１５Ａ 区間１経過時間設定部
１６Ｂ、１６Ｃ 区間１状態遷移行列設定部
１７Ａ 区間２経過時間設定部
１８Ｂ、１８Ｃ 区間２状態遷移行列設定部
１９Ａ 区間ｍ経過時間設定部
２０Ｂ、２０Ｃ 区間ｍ状態遷移行列設定部
２１Ａ 計画係数データ行列作成部
２２Ａ 区間１経過時間設定部
２３Ａ 区間１予測状態遷移行列設定部
２４Ａ 区間２経過時間設定部
２５Ａ 区間２予測状態遷移行列設定部
２６Ａ 区間ｍ経過時間設定部
２７Ａ 区間ｍ予測状態遷移行列設定部
２８Ａ 予測係数データ行列作成部
２９ 区間１状態遷移行列構成変換部
３０ 区間２状態遷移行列構成変換部
３１ 区間ｍ態遷移行列構成変換部
３２ 区間１予測状態遷移行列構成変換部
３３ 区間２予測状態遷移行列構成変換部
３４ 区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部
３５ 飛行経路諸元要素構成部
１１０ 観測データ列設定部
１１３ 予測観測データ列作成部
１１４ 観測残差データ列作成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から観測して得られた移動体の位置及び時刻を元に、移動体の現在位置、速度、加速度、移動経路等を推定する技術に関する。特に、レーダー等のセンサから航空機等の目標についての観測値をレーダーデータ等の形で保存しておき、その後において、保存しておいたこれらのレーダーデータを入力し、その目標の飛行の状況、すなわち位置、速度等を推定し、その推定結果を飛行経路諸元として出力する装置が考えられている。ここでは、この様な装置を飛行経路推定装置と呼ぶ。
【背景技術】
【０００２】
飛行経路推定装置を構成する方式については、いろいろなものが考えられている。特に、推定精度に高い精度が求められる用途には、特定の等速直進飛行（以降、単に「直進」又は「ＣＶ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯のレーダーデータのみを対象にして、そのレーダーデータの軌跡から最小二乗法により回帰直線を求め、この回帰直線を飛行経路諸元とする方法が一般的である。また、等加速度飛行（以降、単に「等加速度」又は「ＣＡ」と呼ぶ）や等速旋回飛行（以降、単に「旋回」又は「ＣＴ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯についても、それらの時間帯ごとに同様に最小二乗法により回帰線を求め、これを飛行経路諸元とする方法がある。
【０００３】
このような技術に対して、本願発明者らは特許文献１に記載の飛行経路推定装置に関する発明を出願している。この飛行経路推定装置によれば、航空機の飛行について、直進の後に旋回し、その後にまた直進に戻り飛行を続ける場合のような、複数の飛行の種類から成る一連の飛行についての飛行経路を求めたい場合、特に「直進→旋回→直進」の３つの区間から成る飛行経路、及び「直進→等加速度→直進」の３つの区間から成る飛行経路について、その飛行経路を推定することができる。
【０００４】
ここで、本発明の理解を容易にするため、特許文献１に記載の発明について説明する。尚、以降の説明で参照する数式中、ベクトル及び行列の表式の右肩のつけている記号「Ｔ」は、ベクトル及び行列の「転置」を表す。
【０００５】
まず、図７を参照して、「直進→等加速度→直進」の目標の飛行経路を推定する従来の飛行経路推定装置１の構成を示す。レーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１の外部に想定される構成要素である。
【０００６】
図７において、区間１経過時間設定部１５、区間２経過時間設定部１７、区間３経過時間設定部１９、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻からなる。レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ座標値、Ｙ座標値、その時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【０００７】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、区間３終了時刻ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻をｔ１Ｓ推定基準時刻ｔ０として扱う。
【０００８】
区間１経過時間設定部１５はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを次の数１のように設定する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
区間２経過時間設定部１７はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを数２のように設定する。
【００１１】
【数２】
【００１２】
区間３経過時間設定部１９はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを数３に示すように設定する。
【００１３】
【数３】
【００１４】
区間１状態遷移行列設定部１６は、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、区間１状態遷移行列Φｋ１を数４に示すように設定する。
【００１５】
【数４】
【００１６】
区間２状態遷移行列設定部１８は、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、区間２状態遷移行列Φｋ２を数５に示すように設定する。
【００１７】
【数５】
【００１８】
区間３態遷移行列設定部２０は、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、区間３状態遷移行列Φｋ３を数６に示すように設定する。
【００１９】
【数６】
【００２０】
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６、区間２状態遷移行列設定部１８、及び区間３状態遷移行列設定部２０から、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数７に示すように設定する。
【００２１】
【数７】
【００２２】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【００２３】
【数８】
【００２４】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列作成部２１から計画係数データ行列Ｆｋ(ただしｋは１からｎ)を入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋ(ただしｋは１からｎ)を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数９に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は数１０に示す要素から成っている。
【００２５】
【数９】
【００２６】
【数１０】
【００２７】
次に、図８を参照して、「直進→旋回→直進」の目標の飛行経路を推定する従来の飛行経路推定装置１Ａの構成を示す。レーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ａの外部に想定される構成要素である。
【００２８】
区間１経過時間設定部１５及び２２、区間２経過時間設定部１７及び２４、区間３経過時間設定部１９及び２６、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【００２９】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ａ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、区間３終了時刻ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００３０】
また、飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ａ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０は、数１１に示す内容から成る。
【００３１】
【数１１】
【００３２】
区間１経過時間設定部１５及び２２はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを数１に示すように設定する。
【００３３】
区間２経過時間設定部１７及び２４はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを数２に示すように設定する。
【００３４】
区間３経過時間設定部１９及び２６はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを数３に示すように設定する。
【００３５】
区間１状態遷移行列設定部１６Ａは、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１状態遷移行列Φｋ１を数１２に示すように設定する。
【００３６】
【数１２】
【００３７】
区間２状態遷移行列設定部１８Ａは、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２状態遷移行列Φｋ２を数１３に示すように設定する。
【００３８】
【数１３】
【００３９】
区間３状態遷移行列設定部２０Ａは、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３状態遷移行列Φｋ３を数１４に示すように設定する。
【００４０】
【数１４】
【００４１】
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６Ａ、区間２状態遷移行列設定部１８Ａ、及び区間３状態遷移行列設定部２０Ａから、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数１５に示すように設定する。
【００４２】
【数１５】
【００４３】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【００４４】
区間１予測状態遷移行列設定部２３は、区間１経過時間設定部２２からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴ１ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１を数１６に示すように設定する。
【００４５】
【数１６】
【００４６】
区間２予測状態遷移行列設定部２５は、区間２経過時間設定部２４からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴ２ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２を数１７に示すように設定する。
【００４７】
【数１７】
【００４８】
区間３予測状態遷移行列設定部２７は、区間３経過時間設定部２６からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴ３ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を数１８に示すように設定する。
【００４９】
【数１８】
【００５０】
予測係数データ行列作成部２８は、区間１予測状態遷移行列設定部２３、区間２予測状態遷移行列設定部２５、及び区間３予測状態遷移行列設定部２７から、それぞれ区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１、区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２、及び区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を入力し、予測係数データ行列Ｆ’ｋを数１９に示すように設定する。
【００５１】
【数１９】
【００５２】
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列作成部２８から予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数２０に示すように作成する。
【００５３】
【数２０】
【００５４】
観測残差データ列作成部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３から予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数２１に示すように作成する。
【００５５】
【数２１】
【００５６】
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列作成部２１から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列設定部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を数２２により推定する。
【００５７】
【数２２】
【００５８】
飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数２３に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は数２４に示す要素から成っている。
【００５９】
【数２３】
【００６０】
【数２４】
【００６１】
【特許文献１】特開２００４−２６４１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６２】
上述のように、従来技術によれば、直進・等加速度・旋回の区間を、特定の組み合わせで組み合わせてなる飛行経路を求めることができたが、これら飛行種類を任意の組み合わせで求めることができなかった。
【００６３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、任意の個数の複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定する手段を提供することである。ここでいう飛行の種類は、「直進」、「等加速度」、「旋回」である。
【課題を解決するための手段】
【００６４】
上述の課題を解決するため、本発明は、予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する方法において、移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める段階と、観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める段階と、全区間における次数Ｐ及び状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める段階と、計画係数データ行列Ｆ、及び、観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。
【００６５】
また、観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める段階と、全区間における次数Ｐ及び予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める段階とを更に含み、推定段階に代わって、計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める段階と、移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて移動経路諸元推定値β＾を求める段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。
【００６６】
運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることが考えられる。
【００６７】
移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なるときに特に有効である。
【００６８】
また、本発明は、上述の方法を実現するためのコンピュータプログラム、記録媒体、情報処理装置、移動経路諸元推定システムを提供する。
【発明の効果】
【００６９】
本発明によれば、任意の個数の複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
本発明の実施の形態である飛行経路推定装置について以下に説明する。本発明の飛行経路推定装置では、上述の特許文献１に記載の飛行経路推定装置の構成と比較して、飛行経路諸元要素構成部を追加する点で異なる。
【００７１】
また、計画係数データ行列設定部の構成を変更する点で異なる。計画係数データ行列設定部の変更点は、特許文献１の発明が所定の数の区間に対応する構成であるのに対し、本発明では任意の数の区間に対応する構成である点、及び、各区間ｘに対応する区間ｘ状態遷移行列構成変換部を追加する点である。
【００７２】
更に、後述する実施例２では、観測残差データ列設定部の構成を変更した点で異なる。観測残差データ列設定部の変更点は、特許文献１の発明が所定の数の区間に対応する構成であるのに対し、本発明では任意の数の区間に対応する構成である点、及び、各区間ｘに対応した処理部ごとに区間ｘ予測状態遷移行列構成変換部を追加する点である。
【００７３】
（ア）飛行経路諸元要素構成部
状態変数とは、これから推定しようとしている飛行経路諸元の要素で構成される。状態変数の構成は、例えば、単一の「直進」区間の場合には数２５、単一の「等加速度」区間の場合には数２６、及び単一の「旋回」区間の場合には数２７の様に設定できる。
【００７４】
【数２５】
【００７５】
【数２６】
【００７６】
【数２７】
【００７７】
複数の飛行の区間の場合には、状態変数の構成は、その飛行経路を構成する飛行の種別に応じて設定され、単一の「等加速度」区間の場合の数２６や、単一の「旋回」区間の場合の数２７の構成と、一般には同一にはならない。
【００７８】
しかし、複数の飛行の区間の組み合わせの内、「直進→等加速度→直進」の飛行経路の場合には、単一の「等加速度」区間の場合と同一の数２６のように設定できる。また、「直進→旋回→直進」の飛行経路の場合には、単一の「旋回」区間の場合と同一の数２７の様に設定できる。
【００７９】
そこで、特許文献１に記載の飛行経路推定装置では、「直進→等加速度→直進」の飛行経路の推定を行う際に、単一の「等加速度」区間の場合と同じ状態変数の構成を適用して推定した。また、「直進→旋回→直進」の飛行経路の推定を行う際に、単一の「旋回」区間の場合と同じ状態変数の構成を適用して推定した。
【００８０】
さて、先の「直進→等加速度→直進」の飛行経路、及び「直進→旋回→直進」の飛行経路は、複数の飛行の区間から成る飛行経路の場合の内、たまたま状態変数の構成を、単一の「等加速度」区間の場合と同一の数２６や、単一の「旋回」区間の場合と同一の数２７の様に設定できる場合であり、予めその構成をいずれか一方に設定することができた。
【００８１】
しかし、従来の構成の飛行経路推定装置では、このように状態変数の構成を予め決まった構成に設定する作りになっているため、一般の複数の飛行の区間から成る飛行経路の場合には対応できない問題があった。
【００８２】
本発明では、状態変数の構成を予め決まった構成に設定する点を改めた。即ち、本発明では、状態変数の構成を予め設定するのではなく、飛行経路の構成が分かった時点で、その飛行経路を構成する飛行の種別に応じて設定する。このため、本発明の飛行経路推定装置には、推定対象の飛行経路の構成に応じ、飛行経路諸元の構成を設定する処理部として、飛行経路諸元要素構成部３５を追加している。
【００８３】
（イ）区間ｘ状態遷移行列構成変換部・区間ｘ予測状態遷移行列構成変換部
特許文献１に記載の従来技術における区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３等では、前述の様に飛行経路諸元の構成が予め分かっていた。このため、その構成のとおりに対応する状態遷移行列を設定することができた。しかし、任意個数の飛行経路に対しては、飛行経路諸元の構成が予め分かっていないため、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定できない問題があった。
【００８４】
ところで、従来の構成の区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３、等に該当する部分では、飛行経路諸元の構成が予め分かっていないため、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定することはできないものの、その飛行の種別（「直進」、「等加速度」、又は「旋回」）に応じたある基本的な状態遷移行列だけは算定できる。この基本的な状態遷移行列は、飛行経路諸元の構成が単一の「直進」、「等加速度」、又は「旋回」区間の場合の飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列である。基本的な状態遷移行列と、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列との違いは、その構成が推定対象の飛行経路諸元の構成に対応していない点だけである。この点を考えると、この対応関係さえ分かれば、後で単一区間の飛行経路諸元の構成に応じた基本的な状態遷移行列は、飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列に変換することが出来るはずであるとの発想に至る。
【００８５】
そこで、この発想のとおりに、従来の構成の区間１状態遷移行列設定部１６及び１６Ａ、並びに区間１予測状態遷移行列設定部２３、等に該当する部分で、その区間の飛行の種類に応じた基本的な状態遷移行列を先ず算定しておき、その後で飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元の構成との対応関係のデータが得られた時点にてその対応関係に基づき、この基本的な状態遷移行列を飛行経路諸元の構成と対応する状態遷移行列に変換する処理部を区間１状態遷移行列構成変換部２９や区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、等の追加の処理部として追加する構成とし、これにより、先の「飛行経路諸元の構成に応じた状態遷移行列を設定できない問題」を解決しているものである。
【実施例１】
【００８６】
本発明の実施例１として、「旋回を含まない一連の飛行経路」を推定する飛行経路推定装置の構成例について図１を参照して説明する。飛行経路推定装置１Ｂが、本発明の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、この飛行経路推定装置の外部に想定される構成要素である。
【００８７】
区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、・・・、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ、ただしＭは飛行経路を構成する区間の総数）、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。
【００８８】
ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｊの添字ｋも同様である。
【００８９】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｂ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）から成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００９０】
飛行経路諸元要素構成部３５は、飛行経路区間構成データ入力部６から飛行経路区間構成データを入力すると、飛行経路諸元要素構成データβ、飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδ、及び飛行経路諸元次数データＰを、数２８に示すように作成する。
【００９１】
【数２８】
【００９２】
区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）はいずれも同一内容の動作を行う。すなわち、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）とに基づき、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを数２９に示すように設定する。
【００９３】
【数２９】
【００９４】
区間１状態遷移行列設定部１６Ｂ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｂ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｂ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）から、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３０に示すように設定する。
【００９５】
【数３０】
【００９６】
区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδを入力し、かつ、それぞれ区間１状態遷移行列設定部１６Ｂ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｂ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｂ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を、図３に示すように設定する。図３に示すように、δｍが示すΦｋｍとΦ￣ｋｍの対応関係に基づいてΦｋｍの全要素をΦ￣ｋｍにコピーする。即ち、Φｋｍのａ行ｂ列の要素を、δｍのａ番目の要素の値（これをａ’とする）とｂ番目の要素の値（これをｂ’とする）に基づき、Φ￣ｋｍのａ’行ｂ’番目にコピーする。ただし、Φ￣ｋｍの初期値はＰ×Ｐの単位行列とする。
【００９７】
計画係数データ行列作成部２１Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データを入力し、区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、計画係数データ行列Ｆｋを数３１に示すように設定する。
【００９８】
【数３１】
【００９９】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【０１００】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列作成部２１Ａから計画係数データ行列Ｆｋを入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数９に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は、飛行経路諸元要素構成部３５が作成した飛行経路諸元要素構成データβの示す要素から成っている。
【実施例２】
【０１０１】
本発明の実施例２として、「旋回を含む一連の飛行経路」を推定する飛行経路推定装置の構成例について図２を参照して説明する。飛行経路推定装置１Ｃが、本発明の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、飛行経路区間構成データ入力部６、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、この飛行経路推定装置の外部に想定される構成要素である。
【０１０２】
区間１経過時間設定部１５Ａ及び２２Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ及び２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ及び２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。
【０１０３】
ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。尚、ｘｍｋの添字ｋはｘの添字ｍと同じ大きさで記してあるがｍの添字である。ｙｍｋの添字ｋも同様である。
【０１０４】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻ｔ１Ｓ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）から成る。なお、以降において、区間１開始時刻ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【０１０５】
また、飛行経路諸元仮推定値入力部５は飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０の構成は飛行経路諸元要素構成データに示す要素構成と同様である。
【０１０６】
飛行経路諸元要素構成部３５は、飛行経路区間構成データ入力部６から飛行経路区間構成データを入力すると、飛行経路諸元要素構成データβ、飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データδ、及び、飛行経路諸元次数データＰを、数２８に示すように作成する。
【０１０７】
区間１経過時間設定部１５Ａ及び２２Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ及び２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ及び２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）はいずれも同一内容の動作を行う。すなわち、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻ｔ１Ｓ及び、区間１終了時刻ｔ１Ｅ、区間２終了時刻ｔ２Ｅ、…、区間ｍ終了時刻ｔｍＥ（ただし、ｍは１からＭ）とに基づき、レーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを数２９に示すように設定する。
【０１０８】
区間１状態遷移行列設定部１６Ｃ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｃ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｃ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部１５Ａ、区間２経過時間設定部１７Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部１９Ａ（ただし、ｍは１からＭ）からレーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列並びに区間ｍ基本状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３２に示すように設定する。
【０１０９】
【数３２】
【０１１０】
区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データを入力し、かつ、それぞれ区間１状態遷移行列設定部１６Ｃ、区間２状態遷移行列設定部１８Ｃ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２０Ｃ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本状態遷移行列、区間２基本状態遷移行列、…、区間ｍ基本状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を図３に示すように設定する。
【０１１１】
計画係数データ行列作成部２１Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データを入力し、区間１状態遷移行列構成変換部２９、区間２状態遷移行列構成変換部３０、…、区間ｍ状態遷移行列構成変換部３１（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１状態遷移行列、区間２状態遷移行列、…、区間ｍ状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、計画係数データ行列Ｆｋを数３３に示すように設定する。
【０１１２】
【数３３】
【０１１３】
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数８に示すよう設定する。
【０１１４】
区間１予測状態遷移行列設定部２３Ａ、区間２予測状態遷移行列設定部２５Ａ、…、区間ｍ予測状態遷移行列設定部２７Ａ（ただし、ｍは１からＭ）は、それぞれ区間１経過時間設定部２２Ａ、区間２経過時間設定部２４Ａ、…、区間ｍ経過時間設定部２６Ａ（ただし、ｍは１からＭ）からレーダーデータの時刻の区間１、区間２、…、区間ｍ（ただし、ｍは１からＭ）の開始時刻からの経過時間ΔＴｍｋを入力し、区間１基本予測状態遷移行列、区間２基本予測状態遷移行列、…、区間ｍ基本予測状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を数３２に示すように設定する。
【０１１５】
区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、区間２予測状態遷移行列構成変換部３３、…、区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部３４（ただし、ｍは１からＭ）は、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元要素構成対各区間基本状態変数構成対応データを入力し、かつ、それぞれ区間１予測状態遷移行列設定部２３Ａ、区間２状態遷移行列設定部２５Ａ、…、区間ｍ状態遷移行列設定部２７Ａ（ただし、ｍは１からＭ）から、区間１基本予測状態遷移行列、区間２基本予測状態遷移行列、…、区間ｍ基本予測状態遷移行列Φ’ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、区間１予測状態遷移行列、区間２予測状態遷移行列、…、区間ｍ予測状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を図３に示すように設定する。ただし、この場合には図３内のΦｋｍとΦ￣ｋｍをそれぞれΦ’ｋｍとΦ’￣ｋｍに読み替える。
【０１１６】
予測係数データ行列作成部２８Ａは、飛行経路諸元要素構成部３５から飛行経路諸元次数データＰを入力し、区間１予測状態遷移行列構成変換部３２、区間２予測状態遷移行列構成変換部３３、…、区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部３４（ただし、ｍは１からＭ）から、それぞれ区間１予測状態遷移行列、区間２予測状態遷移行列、並びに区間ｍ予測状態遷移行列Φ’￣ｋｍ（ただし、ｍは１からＭ）を入力すると、これらに基づき、予測係数データ行列Ｆ’ｋを数３３に示すように設定する。
【０１１７】
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列作成部２８Ａから予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数３４に示すように作成する。
【０１１８】
【数３４】
【０１１９】
観測残差データ列作成部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３から予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数２１に示すように作成する。
【０１２０】
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列作成部２１Ａから計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列作成部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を数３５により推定する。
【０１２１】
【数３５】
【０１２２】
飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβ＾を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値β＾を数２３に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値β＾は、飛行経路諸元要素構成部３５が作成した飛行経路諸元要素構成データの示す要素から成っている。
【０１２３】
実施例２の飛行経路推定装置を用いて、「直進→旋回→直進→旋回→・・・→直進」の飛行の種類から成る一連の飛行経路の全区間を推定した例を説明する。
【０１２４】
図４に、レーダーによる測定対象である航空機が実際に飛行した経路の例を図示する。図中の点線「……」は飛行経路の平面上での位置を示す。この飛行経路は「直進→旋回→直進→旋回→・・・→直進」の１５個の区間からなる。すなわち、図の上から始まり、旋回と直進を繰返し図の下へ飛行したものである。
【０１２５】
図４の実際の飛行経路に沿って、一定の確率分布による誤差を付与して作成したのが図５のレーダーデータである。「＋」印がレーダーデータの平面上での位置を示す。
【０１２６】
実施例２の飛行経路推定装置にて、図５のレーダーデータに基づいて飛行経路の全区間を連続して推定した結果が図６である。図５の「＋」印を繋ぐように点線が描かれている。この点線が飛行経路の推定結果である。
【０１２７】
図４と図６の点線を比較すると、推定した飛行経路が実際の飛行経路を十分に正確に推定していることが見て取れる。
【０１２８】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変更や改良が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施例１である飛行経路推定装置１Ｂの機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施例２である飛行経路推定装置１Ｃの機能ブロック図である。
【図３】基本状態遷移行列Φｋｍと状態遷移行列Φ￣ｋｍとの対応関係について説明するための図である。
【図４】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図５】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図６】実施例２による飛行経路の推定結果と実際の飛行経路とを比較して説明するための図である。
【図７】従来の飛行経路推定装置の機能ブロック図である。
【図８】従来の飛行経路推定装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 飛行経路推定装置
２ レーダーデータ入力部
４ 飛行経路諸元推定結果出力部
５ 飛行経路諸元仮推定入力部
６ 飛行経路区間構成データ入力部
１０Ｂ、１０Ｃ 計画係数データ行列設定部
１１、１１Ｃ 観測データ列設定部
１２ 飛行経路諸元推定部
１３ 飛行経路諸元残差推定部
１４ 飛行経路諸元推定値作成部
１５Ａ 区間１経過時間設定部
１６Ｂ、１６Ｃ 区間１状態遷移行列設定部
１７Ａ 区間２経過時間設定部
１８Ｂ、１８Ｃ 区間２状態遷移行列設定部
１９Ａ 区間ｍ経過時間設定部
２０Ｂ、２０Ｃ 区間ｍ状態遷移行列設定部
２１Ａ 計画係数データ行列作成部
２２Ａ 区間１経過時間設定部
２３Ａ 区間１予測状態遷移行列設定部
２４Ａ 区間２経過時間設定部
２５Ａ 区間２予測状態遷移行列設定部
２６Ａ 区間ｍ経過時間設定部
２７Ａ 区間ｍ予測状態遷移行列設定部
２８Ａ 予測係数データ行列作成部
２９ 区間１状態遷移行列構成変換部
３０ 区間２状態遷移行列構成変換部
３１ 区間ｍ態遷移行列構成変換部
３２ 区間１予測状態遷移行列構成変換部
３３ 区間２予測状態遷移行列構成変換部
３４ 区間ｍ予測状態遷移行列構成変換部
３５ 飛行経路諸元要素構成部
１１０ 観測データ列設定部
１１３ 予測観測データ列作成部
１１４ 観測残差データ列作成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する方法において、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める段階と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める段階と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める段階と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定段階と
を含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める段階と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める段階とを更に含み、
前記推定段階に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める段階と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項５】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める処理と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める処理と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める処理と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める処理と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める処理とを更にコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記推定処理に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める処理と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の記録媒体を格納し、前記コンピュータプログラムに従って動作する情報処理装置。
【請求項１１】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する移動経路諸元推定システムにおいて、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める処理部と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める処理部と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める処理部と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定処理部と
を備えることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める処理部と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める処理部とを更に備える移動経路諸元推定システムであって、
前記推定処理部に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める処理部と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める処理部とを備えることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する方法において、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める段階と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める段階と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める段階と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定段階と
を含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める段階と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める段階とを更に含み、
前記推定段階に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める段階と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める段階とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項４】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項５】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める処理と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める処理と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める処理と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める処理と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める処理とを更にコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記推定処理に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める処理と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める処理とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項５に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の記録媒体を格納し、前記コンピュータプログラムに従って動作する情報処理装置。
【請求項１１】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測値を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路の諸元を推定する方法であって、移動体が一種類の運動により移動した区間の複数からなる移動経路の諸元を推定する移動経路諸元推定システムにおいて、
移動経路の諸元の要素と、区間毎の基本状態変数との対応関係を示すδ、及び、移動経路の諸元の次数Ｐを、その区間の運動の種類に応じて区間毎に求める処理部と、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本状態遷移行列Φと、前記対応関係δとに応じた区間毎の状態遷移行列Φ￣を求める処理部と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記状態遷移行列Φ￣に応じた計画係数データ行列Ｆを求める処理部と、
前記計画係数データ行列Ｆ、及び、前記観測値に基づく観測データ列Ｌに応じて、移動経路の諸元の推定値β＾を求める推定処理部と
を備えることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、
前記観測値を元に予め求めた区間毎の基本予測状態遷移行列Φ’と、前記対応関係δとに応じた予測状態遷移行列Φ’￣を求める処理部と、
全区間における前記次数Ｐ及び前記予測状態遷移行列Φ’￣に応じた予測係数データ行列Ｆ’を求める処理部とを更に備える移動経路諸元推定システムであって、
前記推定処理部に代わって、
前記計画係数データ行列Ｆ及び予測係数データ行列Ｆ’に応じた移動経路諸元残差推定値Δβ＾を求める処理部と、
前記移動経路諸元残差推定値Δβ＾に応じて前記移動経路諸元推定値β＾を求める処理部とを備えることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、前記運動の種類は、直進運動、等加速度運動、等速旋回運動からなることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載の移動経路諸元推定システムにおいて、前記移動経路は、４以上の区間からなり、連続する２つの区間の運動の種類は異なることを特徴とする移動経路諸元推定システム。
【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２００７−３３２５２（Ｐ２００７−３３２５２Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１７４７６（Ｐ２００５−２１７４７６）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２２７８３６）日本アビオニクス株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【出願人】（０００２２７８３６）日本アビオニクス株式会社 (197)
【Ｆターム（参考）】
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