追尾装置
【課題】大目標と小目標との観測値の取り合いによる追尾性能の劣化を回避し、高精度の航跡を生成可能な追尾装置を得る。
【解決手段】センサ１０と、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部２０と、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部３０と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用いて相関調停結果を生成する相関調停処理部４０と、相関調停結果を用いて観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部５０と、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 ６０と、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部７０と、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部８０と、遅延処理部９０と、表示処理部１００と、を備える。
【解決手段】センサ１０と、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部２０と、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部３０と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用いて相関調停結果を生成する相関調停処理部４０と、相関調停結果を用いて観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部５０と、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 ６０と、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部７０と、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部８０と、遅延処理部９０と、表示処理部１００と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波センサや赤外線センサなどを用いた追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、追尾装置においては、目標の大きさに比べて、センサの分解能が高く、目標が画像または複数の点として観測される場合に、同一目標から観測される複数の観測値のクラスタリングを行い、そのクラスタリング結果であるクラスタの重心位置を用いて追尾を行うことにより、目標航跡の高精度化を図る技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１１６８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、大目標と小目標とが近接する環境において、互いの観測値を取り合うので、追尾性能が劣化して目標航跡の精度が劣化するという課題があった。
【０００５】
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、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成可能な追尾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】
【０００６】
この発明に係る追尾装置は、同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサと、複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部と、複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部と、相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部と、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 と、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部と、観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部と、航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部、セル数相関処理部、位置クラスタリング処理部および統合セル数観測値監視処理部にフィードバック入力する遅延処理部と、位置速度更新予測処理部から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスの結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡について観測値を優先的に割り当て、観測値のクラスタリング結果から得られた観測値クラスタの統合セル数観測値と、統合セル数予測値とを比較して、統合セル数予測値相当の観測値のクラスタリングを行い、統合セル数推定値算出の際に、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき統合セル数推定値を更新することにより、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１内のセンサによる観測結果の一例を示す説明図である。
【図３】図１内の位置相関処理部による位置マトリクスの一例を示す説明図である。
【図４】図１内のセル数相関処理部によるセル数相関マトリクスの一例を示す説明図である。
【図５】図１内のセル数相関処理部により用いられるセル数距離マトリクスの一例を示す説明図である。
【図６】図１内の相関調停処理部による相関調停マトリクスの算出処理を示す説明図である。
【図７】図１内の相関調停処理部による観測値の割当処理を示す説明図である。
【図８】図１内の位置クラスタリング処理部による統合セル数観測値の算出処理を示す説明図である。
【図９】図１内の統合セル数観測値監視処理部および位置クラスタリング処理部の動作を示す説明図である。
【図１０】図１内の統合セル数観測値監視処理部および位置クラスタリング処理部の動作を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１内のセル数相関ゲートしきい値制御処理部の動作を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３内の速度ベクトル補正処理部の動作を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
図１において、追尾装置は、センサ１０と、位置相関処理部２０と、セル数相関処理部３０と、相関調停処理部４０と、位置クラスタリング処理部５０と、統合セル数観測値監視処理部６０と、統合セル数更新予測処理部７０と、位置速度更新予測処理部８０と、遅延処理部９０とを備えている。
なお、この発明の特徴的な機能は、セル数相関処理部３０、相関調停処理部４０、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に関連している。
【００１０】
センサ１０は、高分解能の電波センサや赤外線センサなどからなり、同一目標から複数の検出位置を取得する。
位置相関処理部２０は、センサ１０からの複数の検出位置を用いて、航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する。
セル数相関処理部３０は、センサ１０からの複数の検出位置を用いて、セル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成する。
【００１１】
相関調停処理部４０は、位置相関処理部２０からの位置相関マトリクスと、セル数相関処理部３０からのセル数相関マトリクスとを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、セル数が少ない小目標に対応した、統合セル数が小さい航跡について、観測値を優先的に割り当てることにより、相関調停結果を生成する。
【００１２】
位置クラスタリング処理部５０は、相関調停処理部４０からの相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する。
統合セル数観測値監視処理部 ６０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する。
【００１３】
統合セル数更新予測処理部７０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する。
【００１４】
位置速度更新予測処理部８０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの重心点を観測値として、統合セル数更新予測処理部７０からの統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を用い、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する。
【００１５】
遅延処理部９０は、位置速度更新予測処理部８０からの航跡の位置速度予測値を、１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する。
表示処理部１００は、位置速度更新予測処理部８０から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する。
【００１６】
次に、図２〜図１０を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による具体的な動作について説明する。
図２はセンサ１０による観測結果の一例を示す説明図であり、小目標（航跡Ｔ１）および大目標（航跡Ｔ２）に対応した検出位置（検出セル）と、センサ１０で算出した検出位置の重心点１〜５（黒丸）と、各目標（Ｔ１、Ｔ２）の真の形状（１点鎖線枠）とを示している。
【００１７】
まず、電波センサ（レーダなど）や赤外線センサなどからなるセンサ１０は、図２のように、小目標（航跡Ｔ１）および大目標（航跡Ｔ２）からの観測結果として、複数の検出位置を取得する。
図２において、小目標および大目標（Ｔ１、Ｔ２）に対応した各検出位置（検出セル）は、センサ１０の分解能により決定される。
【００１８】
また、センサ１０は、複数の検出位置に対して、所望のクラスタリング手法に基づくクラスタリングを行い、１つ以上のセルからなる各検出位置の重心点１〜５を求める。
図２の例では、複数の検出位置をクラスタリングした５つの点が、センサ１０で算出した検出位置の重心点１〜５となる。
【００１９】
さらに、センサ１０は、観測結果として、検出位置を取得した時刻と、検出位置の重心点１〜５の位置と、重心点１〜５を計算するために要した検出セル数と、を位置相関処理部２０およびセル数相関処理部３０にそれぞれ入力する。
【００２０】
ここで、センサ１０の出力情報のうち、検出位置を得た時刻を「時刻」、検出位置の重心点１〜５の位置を「位置観測値」、重心点１〜５を計算するために要した検出セル数を「セル数観測値」と、それぞれ定義すると、センサ１０は、時刻、位置観測値およびセル数観測値を、位置相関処理部２０およびセル数相関処理部３０に入力することになる。
なお、位置観測値は、重心点位置と、重心点位置の観測誤差共分散行列とを含む。
【００２１】
次に、位置相関処理部２０は、目標航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との相関付けを行い、位置相関マトリクスを算出する。
ここで、センサ１０からの入力情報（時刻、位置観測値およびセル数観測値）を、まとめて「観測値」と総称する。
【００２２】
図３は位置相関マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、小目標に対応する航跡Ｔ１と大目標に対応する航跡Ｔ２とについて、各観測値Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５（相関有り「１」、相関無し「０」）をフラグ値で示している。
【００２３】
図３において、観測値Ｚ１〜Ｚ５は、図２内の重心点１〜５にそれぞれ対応する。
また、位置相関フラグの値「１」は、航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との間に相関が有ることを表し、位置相関フラグの値「０」は、航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との間に相関が無いことを表す。
【００２４】
以下、図３について、図２と関連させながら説明する。
この場合、図２内の小目標の航跡Ｔ１の破線で囲まれた領域内を、航跡Ｔ１の位置相関ゲートとし、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中心が、航跡Ｔ１の航跡位置予測値とする。
同様に、大目標の航跡Ｔ２の破線で囲まれた領域内を航跡Ｔ２の位置相関ゲートとし、航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中心が航跡Ｔ２の航跡位置予測値とする。
【００２５】
航跡Ｔ１、Ｔ２の位置相関ゲートの大きさは、たとえば、カルマンフィルタを追尾フィルタとして適用した場合には、算出された状態ベクトルの誤差共分散行列から求めた値、または、ユーザが事前に設定した値により決定される。
【００２６】
また、位置相関フラグの値「０」、「１」は、航跡位置予測値と位置観測値との差分が位置相関ゲートしきい値以内であることを示す、以下の条件式（１）を、満たすか否かにより決定される。
【００２７】
｜航跡位置予測値−位置観測値｜≦位置相関ゲートしきい値 ・・・（１）
【００２８】
条件式（１）において、左辺の「｜｜」は、距離（ノルム）を表している。なお、この距離は、どのようなノルムでもよく、たとえば、距離として、ユークリッド距離やマハラノビス距離（Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）で設定してもよい。
【００２９】
条件式（１）を満たす場合には、観測値が位置相関ゲート内にあるので、位置相関処理部２０は、位置相関フラグを「１」とする。
一方、条件式（１）を満たさない場合には、観測値が位置相関ゲート外なので、位置相関処理部２０は、位置相関フラグを「０」とする。
【００３０】
図３の位置相関マトリクスにおいては、航跡位置予測値と観測値との対応関係を表している。
小目標（航跡Ｔ１）に関しては、観測値Ｚ１（図２内の重心点１に対応）は、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中に入っているので、位置相関フラグが「１」となる。
また、観測値Ｚ５（図２内の重心点５に対応）は、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中に入っていないので、位置相関フラグが「０」となる。
【００３１】
一方、大目標（航跡Ｔ２）に関しては、すべての観測値Ｚ１〜Ｚ５（図２内の重心点１〜５に対応）が航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中に入っているので、位置相関フラグの値がすべて「１」となる。
つまり、観測値Ｚ１は、航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中にも入っており、位置相関フラグの値が「１」となることから、航跡Ｔ１と航跡Ｔ２との間で取り合いになる。
【００３２】
しかし、位置相関処理部２０は、センサ１０から観測値を得た時刻ｋに基づき、遅延処理部９０から時刻ｋの航跡を取得し、センサ１０から得られた時刻ｋの観測値と、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡とから、位置相関マトリクスを生成して、相関調停処理部４０に入力する。
【００３３】
このとき、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡には、時刻と、位置および速度の予測値と、位置および速度の誤差共分散行列予測値と、統合セル数予測値と、統合セル数予測値の誤差共分散行列と、が含まれている。
なお、統合セル数予測値、および統合セル数予測値の誤差共分散行列は、後述の統合セル数更新予測処理部７０により算出される。
【００３４】
なお、「統合セル数」とは、航跡が有するべきセル数である。
たとえば、図２の例では、航跡Ｔ１の有するべき統合セル数は、重心点１を生成するのに要した検出セル数（１個）であり、航跡Ｔ２の有するべき統合セル数は、重心点２〜５を生成するのに要した検出セル数（３＋１＋１１＋５＝２０個）である。
【００３５】
そこで、セル数相関処理部３０は、位置相関マトリクス（図３）の算出に先立って、目標航跡の統合セル数予測値と、観測値（セル数観測値）との相関付けを行い、セル数相関マトリクスを算出する。
センサ１０からの時刻、位置観測値およびセル数観測値は、まとめて「観測値」と総称する。
【００３６】
図４はセル数相関マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、図３と同様に、小目標に対応する航跡Ｔ１と大目標に対応する航跡Ｔ２とについて、各観測値Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５（相関有り「１」および相関無し「０」）をフラグ値で示している。
【００３７】
図４において、セル数相関フラグの値「１」は、統合セル数予測値と観測値（セル数観測値）との間に相関が有ることを表し、セル数相関フラグの値「０」は、統合セル数予測値と観測値（セル数観測値）との間に相関が無いことを表す。
【００３８】
セル数相関フラグの値「０」、「１」は、統合セル数予測値とセル数観測値との差分がセル数相関ゲートしきい値以内であることを示す、以下の条件式（２）、を満たすか否かにより決定される。
【００３９】
｜統合セル数予測値−セル数観測値｜≦セル数相関ゲートしきい値 ・・・（２）
【００４０】
条件式（２）において、左辺の「｜｜」は、前述の条件式（１）と同様に、距離（ノルム）を表しており、ユークリッド距離やマハラノビス距離で設定してもよい。
条件式（２）を満たす場合には、観測値がセル数相関ゲート内にあるので、セル数相関処理部３０は、セル数相関フラグを「１」とする。
一方、条件式（２）を満たさない場合には、観測値がセル数相関ゲート外なので、セル数相関処理部３０は、セル数相関フラグを「０」とする。
【００４１】
以下、図４について、図２および図３と関連させながら説明する。
図２において、観測値Ｚ１におけるセル数観測値は「１」、観測値Ｚ２におけるセル数観測値は「３」、観測値Ｚ３におけるセル数観測値は「１」、観測値Ｚ４におけるセル数観測値は「１１」、観測値Ｚ５におけるセル数観測値は「５」である。
【００４２】
ここで、小目標の航跡Ｔ１の統合セル数予測値を「１」とし、大目標の航跡Ｔ２の統合セル数予測値を「１３」と設定し、セル数相関ゲートしきい値を「３」と設定する。
このとき、条件式（２）において、ノルムを「ユークリッド距離」と定義すると、観測値Ｚ１に関する条件式（２）の左辺の値は以下となる。
【００４３】
｜航跡Ｔ１の統合セル数予測値−Ｚ１のセル数観測値｜＝｜１−１｜＝０
【００４４】
つまり、セル数相関ゲートしきい値「３」以下となり、条件式（２）を満たすので、観測値Ｚ１におけるセル数相関フラグの値は「１」となる。
同様に、航跡Ｔ１と観測値Ｚ１〜Ｚ５とを組合せ、また、航跡Ｔ２と観測値Ｚ１〜Ｚ５とを組合せることにより、条件式（２）の左辺の値をまとめてテーブル形式で表したセル数距離マトリクスを取得することができる。
【００４５】
図５はセル数距離マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、各航跡Ｔ１、Ｔ２のテーブル値は、条件式（２）の左辺の値（距離）を示している。
すなわち、セル数距離マトリクス（図５）の各成分の値が、セル数相関ゲートしきい値「３」以下となる場合、の相関フラグ（「１」、「０」）をまとめた結果が、セル数相関マトリクス（図４）となる。
【００４６】
したがって、セル数相関処理部３０は、センサ１０から観測値を得た時刻ｋに基づき、遅延処理部９０から時刻ｋの航跡を取得して、センサ１０から得られた時刻ｋの観測値と、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡とから、セル数相関マトリクス（図４）を生成して、相関調停処理部４０に入力する。
【００４７】
相関調停処理部４０は、位置相関処理部２０から得られた時刻ｋの位置相関マトリクス（図３）と、セル数相関処理部３０から得られた時刻ｋのセル数相関マトリクス（図４）とを使用して、統合セル数予測値の大きさと位置観測値とに基づき、航跡と観測値との割当処理を行い、相関調停マトリクスを算出する。
【００４８】
図６は相関調停処理部４０の動作を示す説明図であり、相関調停マトリクスＭ３の算出処理を示している。
図６において、一番左の位置相関マトリクスＭ１は図３に対応し、中央のセル数相関マトリクスＭ２は図４に対応する。
また、「×」は、位置相関マトリクスＭ１とセル数相関マトリクスＭ２とのＡＮＤ演算（Ｍ１とＭ２との同行同列の成分を乗算すること）を表し、「＝」は、ＡＮＤ演算結果が一番右の相関調停マトリクスＭ３（相関調停結果）であることを表している。
【００４９】
相関調停処理部４０は、図６のように、位置相関マトリクスＭ１とセル数相関マトリクスＭ２とのＡＮＤ演算結果である相関調停マトリクスＭ３（相関調停結果）を算出し、続いて、相関調停結果に基づいて、統合セル数予測値が小さい航跡から、順次に観測値の割当を行う。
【００５０】
図７は相関調停処理部４０の動作を示す説明図であり、統合セル数予測値が小さい航跡Ｔ１（小目標相当）と、統合航跡セル数予測値が航跡Ｔ１よりも大きい航跡Ｔ２（大目標相当）と、についての観測値の割当処理を示している。
【００５１】
図７において、相関調停処理部４０は、まず、相関調停マトリクスＭ３から、航跡Ｔ１と観測値Ｚ１とが対応付けられた組（破線枠：フラグ値「１」）から、航跡Ｔ１向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ１）を生成する。
【００５２】
また、相関調停処理部４０は、位置相関マトリクスＭ１から、航跡Ｔ１向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ１）で使用した成分を除去（１点鎖線参照）したものを、航跡Ｔ２向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ２）を生成し、時刻ｋの観測値として位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【００５３】
ここでは、目標数（航跡数）が「２」の場合を例にとっているが、目標数が「３」以上の任意数の航跡に対しても、図７のように相関調停マトリクスＭ３の結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡の順に観測値の割当処理を行うことにより、航跡ごとの位置相関マトリクスを生成することができる。
【００５４】
次に、位置クラスタリング処理部５０は、位置に基づき観測値のクラスタリングを行い、観測値のクラスタリング結果を「観測値クラスタ」として求め、観測値クラスタ内のセル数観測値の総和を計算し、最終的な総和値を「統合セル数観測値」として算出する。
【００５５】
図８は位置クラスタリング処理部５０の動作を示す説明図であり、統合セル数観測値の算出処理を行うための樹形図（ツリー）の一例を示している。
図８内の最下段の数字「１１」、「１」、「３」、「５」は、観測値Ｚ４、Ｚ３、Ｚ２、Ｚ５（図２内の重心点４、３、２、５）におけるセル数観測値に対応している。
【００５６】
図８において、位置クラスタリング処理部５０は、観測値Ｚ３と観測値Ｚ４とから観測値クラスタ（Ｚ３、Ｚ４）を生成し、両者のセル数観測値の総和「１２」を算出し、同様に、観測値Ｚ２と観測値Ｚ５とから観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ５）を生成し、両者のセル数観測値の総和「８」を算出する。
また、観測値クラスタ（Ｚ３、Ｚ４）と観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ５）とから、観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５）を生成し、両者のセル数観測値の総和「２０」を求める。
【００５７】
さらに、位置クラスタリング処理部５０は、統合セル数観測値監視処理部６０からの再クラスタリングフラグが「０」の場合に、観測値クラスタを、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０にそれぞれ入力する。
【００５８】
なお、統合セル数観測値監視処理部６０から生成される再クラスタリングフラグの値が「１」の場合は、クラスタリングを再度実行し直す指令を表し、再クラスタリングフラグの値が「０」の場合は、クラスタリングを再度実行しない指令を表す。
【００５９】
また、位置クラスタリング処理部５０から統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に入力される観測値クラスタは、センサ１０から得られた観測値情報（たとえば、時刻、位置観測値、セル数観測値）に加えて、観測値クラスタの重心位置および統合セル数観測値の情報が追加されている。
さらに、位置クラスタリング処理部５０は、統合セル数観測値監視処理部６０に対し、統合セル数観測値の情報が追加された観測値クラスタを入力する。
【００６０】
次に、統合セル数観測値監視処理部６０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた観測値クラスタにおける統合セル数観測値と、遅延処理部９０から得られた統合セル数予測値との関係が、以下の条件式（３）を満たすか否かを判定する。
【００６１】
｜統合セル数観測値−統合セル数予測値｜≦セル数クラスタリングしきい値
・・・（３）
【００６２】
統合セル数観測値監視処理部６０は、上記条件式（３）を満たさない場合には、再クラスタリングフラグを「１」に設定し、条件式（３）を満たす場合には、再クラスタリングフラグを「０」に設定する。
【００６３】
以下、図９および図１０を参照しながら、統合セル数観測値監視処理部６０および位置クラスタリング処理部５０の動作の流れについて説明する。
図９は再クラスタリングを行う様子を表す説明図であり、図８のクラスタリング樹形図に基づき、統合セル数予測値と統合セル数観測値とを比較して、再クラスタリングを行う様子を示している。
【００６４】
図９においては、統合セル数観測値を「２０」、統合セル数予測値を「１６」とし、統合セル数観測値「２０」と統合セル数予測値「１６」とを比較した場合を示している。
ここで、セル数クラスタリングしきい値を「２」に設定して、条件式（３）の左辺を計算すると、｜２０−１６｜＝４となり、条件式（３）の右辺「セル数クラスタリングしきい値＝２」よりも大きくなるので、条件式（３）を満たさない。
【００６５】
したがって、この場合、統合セル数観測値監視処理部６０は、再クラスタリングフラグ「１」を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
これに応答して、位置クラスタリング処理部５０は、クラスタリングを再度実行するために、条件式（３）を満たすための最小のセル数観測値を有する観測値を、位置クラスタリングから外す。
【００６６】
図９の場合、条件式（３）を満たすために除去される観測値は、セル数観測値「３」を有する観測値Ｚ２が該当する。
したがって、位置クラスタリング処理部５０は、図１０のように、観測値Ｚ２（セル数観測値「３」）を除いて、クラスタリングを再度実行し、その算出結果である観測値クラスタを、統合セル数観測値監視処理部６０に入力する。
再度算出された観測値クラスタの統合セル数観測値は、図１０のように「１７」となるので、条件式（３）の左辺を計算すると、｜１７−１６｜＝１となる。
【００６７】
したがって、この場合、条件式（３）の右辺「２」以下になることから、条件式（３）を満たすので、統合セル数観測値監視処理部６０は、再クラスタリングフラグ「０」を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
これに応答して、位置クラスタリング処理部５０は、クラスタリング結果（時刻ｋの観測値クラスタ）を、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に入力する。
【００６８】
統合セル数更新予測処理部７０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた時刻ｋの観測値クラスタにおける統合セル数観測値「１７」を用いて、目標セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより、時刻ｋの統合セル数推定値と統合セル数推定値の誤差共分散行列とを生成する。
【００６９】
また、統合セル数更新予測処理部７０は、目標セル数が一定となる運動モデルに基づき、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値、および統合セル数予測値の誤差共分散行列を算出し、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値に関する算出結果と、時刻ｋの統合セル数推定値に関する算出結果（統合セル数推定値、統合セル数推定値の誤差共分散行列）とを、位置速度更新予測処理部８０に入力する。
【００７０】
位置速度更新予測処理部８０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた時刻ｋの観測値クラスタの重心位置を、目標の観測値として、カルマンフィルタにより、時刻ｋの航跡位置速度の推定値、および航跡位置速度の推定値の誤差共分散行列を算出する。
また、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋ＋１の航跡位置速度の予測値、および航跡位置速度の予測値の誤差共分散行列を算出する。
【００７１】
また、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値に関する算出結果（統合セル数予測値、統合セル数予測値の誤差共分散行列）と、時刻ｋ＋１の航跡位置速度の予測値に関する算出結果（航跡位置速度の予測値、航跡位置速度の予測値の誤差共分散行列）とを、時刻ｋ＋１の「航跡予測値」として一括して、遅延処理部９０に入力する。
【００７２】
さらに、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋの統合セル数推定値に関する算出結果（統合セル数推定値、統合セル数推定値の誤差共分散行列）と、時刻ｋの航跡位置速度の推定値に関する算出結果（航跡位置速度の推定値、航跡位置速度の推定値の誤差共分散行列）とを、時刻ｋの「航跡推定値」として一括して、表示処理部１００に入力する。
【００７３】
遅延処理部９０は、位置速度更新予測処理部８０から得られた「時刻ｋ＋１の航跡予測値」を１サンプリング分だけ遅延させて「時刻ｋの航跡予測値」を生成し、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する。
【００７４】
表示処理部１００は、位置速度更新予測処理部８０から得られた時刻ｋの航跡推定値に基づき、ディスプレイを駆動して、航跡の位置および速度ベクトルをオペレータに表示するとともに、航跡の有する統合セル数推定値を同時に数値として表示する。
【００７５】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図１０）に係る追尾装置は、同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサ１０と、複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部２０と、複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部３０と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡Ｔ１について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部４０と、相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部５０と、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 ６０と、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部７０と、観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部８０と、航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する遅延処理部９０と、位置速度更新予測処理部８０から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部１００と、を備えている。
【００７６】
このように、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスの結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡（セル数が少ない小目標の航跡）について観測値を優先的に割り当て、観測値のクラスタリング結果から得られた観測値クラスタの統合セル数観測値と、統合セル数予測値とを比較し、統合セル数予測値相当の観測値のクラスタリングを行い、統合セル数推定値の算出時に、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、統合セル数推定値を更新することにより、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成することができる。
【００７７】
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１）では、特に言及しなかったが、図１１に示すように、セル数相関処理部３０にセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０を設けてもよい。
図１１はこの発明の実施の形態２に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７８】
図１１において、セル数相関処理部３０には、セル数相関ゲートしきい値を制御するためのセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０が設けられている。
セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０は、セル数相関処理部３０から得られた統合セル数予測値の大きさに応じて、条件式（２）のセル数相関ゲートしきい値を、段階的に可変設定する。
【００７９】
これにより、セル数相関処理部３０は、セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０で設定されたセル数相関ゲートしきい値を用いて、前述と同様に、条件式（２）に基づく演算を行い、セル数相関マトリクス（図４）を算出する。
【００８０】
図１２はセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０の動作を示す説明図であり、統合セル数予測値Ａ、Ｂ、Ｃに応じたセル数相関ゲートしきい値（以下、単に「しきい値」ともいう）ＴｈＡ、ＴｈＢ、ＴｈＣの設定例を示している。
【００８１】
図１２において、セル数相関処理部３０は、以下のように、統合セル数予測値の領域に応じて、しきい値を可変設定する。
「０＜統合セル数予測値≦Ａ」の領域においては、しきい値ＴｈＡ、
「Ａ＜統合セル数予測値≦Ｂ」の領域においては、しきい値ＴｈＢ、
「Ｂ＜統合セル数予測値≦Ｃ」の領域においては、しきい値ＴｈＣ。
【００８２】
このように、セル数相関ゲートしきい値は、統合セル数予測値の大きさに応じて、３段階に分割して設定される。
なお、図１２の例では、説明を簡略化するために、セル数相関ゲートしきい値を３段階に分割した場合を示しているが、ユーザの要求に応じて、任意のＮ段階（Ｎは自然数）に設定可能なことは言うまでもない。
【００８３】
ここで、統合セル数予測値の領域ごとに、しきい値をＮ段階に分ける理由は、大目標（図２内の航跡Ｔ２）の場合は、条件式（２）の左辺（｜統合セル数予測値−セル数観測値｜）が、小目標（図２内の航跡Ｔ１）の場合よりも大きくなると予想されることから、セル数相関ゲートしきい値も、大目標の場合の方が小目標の場合よりも大きめに設定する必要があり、大目標と小目標とによって、セル数相関ゲートしきい値の最適値が異なると考えられるからである。
【００８４】
以上のように、この発明の実施の形態２（図１１、図１２）に係る追尾装置は、セル数相関処理部３０に設けられたセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０を備えており、セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０は、統合セル数予測値の大きさに応じて、セル数相関処理部におけるセル数相関ゲートしきい値を制御する。
【００８５】
このように、統合セル数予測値の大きさに応じて、セル数相関ゲートしきい値を複数段階に分割設定することにより、セル数相関ゲートしきい値を、大目標および小目標に応じて、ある程度、適切に設定することが可能となる。
また、セル数相関ゲートしきい値を適切に決定した結果、大目標と小目標との観測値の取り合いがさらに軽減されるので、航跡の精度をさらに向上させることができる。
【００８６】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２（図１、図１１）では、特に言及しなかったが、図１３に示すように、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間に速度ベクトル補正処理部１２０を設けてもよい。
図１３はこの発明の実施の形態３に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００８７】
図１３において、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間には、速度ベクトル補正処理部１２０が挿入されている。
速度ベクトル補正処理部１２０は、目標の通路進行方向のセンターラインと一致するように、航跡の速度ベクトルの向きを再計算して補正する。
【００８８】
図１４は速度ベクトル補正処理部１２０の動作を示す説明図であり、航跡の速度ベクトルＶ１の向きを速度ベクトルＶ２に補正する処理を示している。
図１４においては、センターライン２１０を有する通路２００と、通路２００上の補正実行領域Ｒ内の航跡の位置ベクトルＳ０（黒丸）と、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１（破線矢印）と、センターライン２１０の方向に補正後の航跡の速度ベクトルＶ２（２重線矢印）とが示されている。
【００８９】
たとえば、通路２００を覆うような大目標の場合、ほぼ通路２００の方向に進むことが多いが、航跡の速度ベクトルＶ１は、検出セルの欠落に起因して、図１４のように、通路２００の方向とは食い違ってしまう状況となり得る。
このような状況下では、大目標か否かを判定するために、航跡の統合セル数推定値と事前に設定されたしきい値（大目標と判定するための基準値）とを比較し、航跡の統合セル数推定値≧しきい値の場合に大目標と判定して、通路の速度ベクトルＶ１を通路のセンターライン２１０の方向に補正することが望ましい。
【００９０】
速度ベクトル補正処理部１２０は、航跡の位置ベクトルＳ０（位置速度更新予測処理部８０から得られた航跡位置推定値）が、通路２００内の補正実行領域Ｒ内に入り、かつ、航跡の統合セル数推定値が、事前に設定されたしきい値以上の場合に、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１（位置速度更新予測処理部８０から得られた航跡速度推定値）の大きさを保存しながら速度ベクトルＶ１の向きを補正し、補正後の航跡の速度ベクトルＶ２（補正後航跡速度推定値）のように、センターライン２１０の方向に一致させる。
【００９１】
すなわち、速度ベクトル補正処理部１２０は、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１から航跡の速度ベクトルＶ２のように補正して航跡速度推定処理を行い、進行方向の通路２００のセンターライン２１０の方向に一致した補正後航跡速度推定値を算出する。
そして、元の航跡位置速度推定値に、補正後航跡速度推定値を上書きして、新たな補正後航跡位置速度推定値を算出する。
【００９２】
また、速度ベクトル補正処理部１２０は、補正後航跡位置速度推定値を事前に仮定した運動モデルを用いて位置速度予測を行い、補正後航跡位置速度予測値を算出する。
そして、表示処理部１００に入力する「時刻ｋの航跡推定値」として、時刻ｋの航跡推定値の成分である「時刻ｋの航跡位置速度推定値」の代わりに、補正後航跡位置速度推定値を生成する。
【００９３】
さらに、速度ベクトル補正処理部１２０は、遅延処理部９０に入力する「時刻ｋ＋１の航跡予測値」として、時刻ｋ＋１の航跡予測値の成分である「時刻ｋ＋１の航跡位置速度予測値」の代わりに、補正後航跡位置速度予測値を生成する。
【００９４】
以上のように、この発明の実施の形態３（図１３、図１４）に係る追尾装置は、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間に挿入された速度ベクトル補正処理部１２０を備えており、速度ベクトル補正処理部１２０は、目標の通路進行方向のセンターライン２１０と一致するように、航跡の速度ベクトルＶ１の向きを再計算して補正し、補正後の航跡の速度ベクトルＶ２を算出する。
【００９５】
すなわち、目標が通路２００を覆うような大目標であって、航跡の速度ベクトルＶ１が通路２００の方向と食い違うような場合でも、航跡の統合セル数推定値がしきい値以上の場合には大目標と判定して、航跡の速度ベクトルＶ１を通路２００のセンターライン２１０の方向に補正する。
これにより、航跡の速度精度の高精度化を図ることが可能となる。
【００９６】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３（図１、図１１、図１３）では、特に言及しなかったが、図１５に示すように、位置クラスタリング処理部５０にクラスタリング調整処理部１３０を設けてもよい。
【００９７】
図１５はこの発明の実施の形態４に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１５において、位置クラスタリング処理部５０には、クラスタリング調整処理部１３０が設けられている。
【００９８】
クラスタリング調整処理部１３０は、観測値クラスタを生成する際に、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大となり、かつセル数が最小の観測値が複数存在した場合に、観測値クラスタ内におけるセル数が最大の観測値から最も離れた、セル数が最小の観測値を観測値クラスタから除去する。
【００９９】
具体的には、クラスタリング調整処理部１３０は、位置クラスタリング処理部５０が、統合セル数観測値監視処理部６０からの再クラスタリングフラグ「１」に応答して、観測値クラスタを再度生成する際に、条件式（３）を満たすような、最小のセル数観測値が複数存在する場合に、位置クラスタリング処理部５０から観測値クラスタを取得する。
【０１００】
続いて、クラスタリング調整処理部１３０は、位置クラスタリング処理部５０から取得した観測値クラスタにおいて、最小の（セル数が最大の観測値から最も遠い）セル数観測値を観測値クラスタから除去し、除去後の観測値クラスタを、位置クラスタリング処理部５０に再度入力する。
【０１０１】
以上のように、この発明の実施の形態４（図１５）に係る追尾装置によれば、位置クラスタリング処理部５０にクラスタリング調整処理部１３０を設け、位置クラスタリングを行う際の最小のセル数観測値を、セル数が最大の観測値から最も遠い観測値として、位置クラスタリング処理から除去することにより、位置クラスタリング処理部５０の処理を継続することが可能となる。
また、セル数が最大の観測値から最も遠い観測値は、他目標からの観測値である可能性が高いことから、他目標への誤追尾を軽減することもできる。
【０１０２】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４（図１、図１１、図１３、図１５）では、特に言及しなかったが、図１６に示すように、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を除去してもよい。
【０１０３】
図１６はこの発明の実施の形態５に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１６において、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間には、クラスタリング開始判定処理部１４０が挿入されている。
【０１０４】
クラスタリング開始判定処理部１４０は、事前に設定されたサンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、位置クラスタリングの開始時期と判定し、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングの開始指令を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【０１０５】
すなわち、クラスタリング開始判定処理部１４０は、遅延処理部９０から得られた同一航跡番号に対する航跡予測値がＭサンプル以上入力された場合に、位置クラスタリング処理部５０による統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理を開始させ、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を除去する。
【０１０６】
以上のように、この発明の実施の形態５（図１６）に係る追尾装置によれば、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、航跡予測値の取得数がサンプリングしきい値を超えた場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング開始時期と判定し、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を位置クラスタリング処理の対象から除去するように構成したので、初期時間帯の航跡精度の安定化を図ることが可能となる。
【０１０７】
実施の形態６．
上記実施の形態５（図１６）では、クラスタリング開始判定処理部１４０において、サンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、位置クラスタリングの開始時期と判定したが、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内である場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理の開始時期と判定してもよい。
【０１０８】
この場合、図１６内のクラスタリング開始判定処理部１４０は、遅延処理部９０から得られた航跡予測値における統合セル数予測値について、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内であれば、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理を実行させる。
【０１０９】
一方、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値を超えた場合には、図１６内のクラスタリング開始判定処理部１４０は、観測値クラスタの重心点から最も離れた観測値を除去した位置クラスタリングを実行させるための制御信号を、位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【０１１０】
以上のように、この発明の実施の形態６（図１６）に係る追尾装置によれば、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、クラスタリング開始判定処理部１４０は、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値がしきい値以内である場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理の開始時期と判定し、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を位置クラスタリング処理の対象から除去するように構成したので、初期時間帯の航跡精度の安定化を図ることが可能となる。
【０１１１】
なお、上記実施の形態３〜６においては、前述の実施の形態１（図１）の構成に適用した場合について説明したが、他の実施の形態への適用も可能であり、また、任意に重複して適用することも可能であり、それぞれの相乗作用効果を奏することは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１２】
１〜５ 重心点、１０ センサ、２０ 位置相関処理部、３０ セル数相関処理部、４０ 相関調停処理部、５０ 位置クラスタリング処理部、６０ 統合セル数観測値監視処理部、７０ 統合セル数更新予測処理部、８０ 位置速度更新予測処理部、９０ 遅延処理部、１００ 表示処理部、１１０ しきい値制御処理部、１２０ 速度ベクトル補正処理部、１３０ クラスタリング調整処理部、１４０ クラスタリング開始判定処理部、２００ 通路、２１０ センターライン、Ｍ１ 位置相関マトリクス、Ｍ２ セル数相関マトリクス、Ｍ３ 相関調停マトリクス、Ｒ 補正実行領域、Ｓ０ 位置ベクトル、Ｔ１、Ｔ２ 航跡、ＴｈＡ〜ＴｈＣ しきい値、Ｖ１、Ｖ２ 速度ベクトル、Ｚ１〜Ｚ５ 観測値。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波センサや赤外線センサなどを用いた追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、追尾装置においては、目標の大きさに比べて、センサの分解能が高く、目標が画像または複数の点として観測される場合に、同一目標から観測される複数の観測値のクラスタリングを行い、そのクラスタリング結果であるクラスタの重心位置を用いて追尾を行うことにより、目標航跡の高精度化を図る技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１１６８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、大目標と小目標とが近接する環境において、互いの観測値を取り合うので、追尾性能が劣化して目標航跡の精度が劣化するという課題があった。
【０００５】
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、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成可能な追尾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】
【０００６】
この発明に係る追尾装置は、同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサと、複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部と、複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部と、相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部と、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 と、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部と、観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部と、航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部、セル数相関処理部、位置クラスタリング処理部および統合セル数観測値監視処理部にフィードバック入力する遅延処理部と、位置速度更新予測処理部から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスの結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡について観測値を優先的に割り当て、観測値のクラスタリング結果から得られた観測値クラスタの統合セル数観測値と、統合セル数予測値とを比較して、統合セル数予測値相当の観測値のクラスタリングを行い、統合セル数推定値算出の際に、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき統合セル数推定値を更新することにより、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１内のセンサによる観測結果の一例を示す説明図である。
【図３】図１内の位置相関処理部による位置マトリクスの一例を示す説明図である。
【図４】図１内のセル数相関処理部によるセル数相関マトリクスの一例を示す説明図である。
【図５】図１内のセル数相関処理部により用いられるセル数距離マトリクスの一例を示す説明図である。
【図６】図１内の相関調停処理部による相関調停マトリクスの算出処理を示す説明図である。
【図７】図１内の相関調停処理部による観測値の割当処理を示す説明図である。
【図８】図１内の位置クラスタリング処理部による統合セル数観測値の算出処理を示す説明図である。
【図９】図１内の統合セル数観測値監視処理部および位置クラスタリング処理部の動作を示す説明図である。
【図１０】図１内の統合セル数観測値監視処理部および位置クラスタリング処理部の動作を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１内のセル数相関ゲートしきい値制御処理部の動作を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３内の速度ベクトル補正処理部の動作を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態４に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態５に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図である。
図１において、追尾装置は、センサ１０と、位置相関処理部２０と、セル数相関処理部３０と、相関調停処理部４０と、位置クラスタリング処理部５０と、統合セル数観測値監視処理部６０と、統合セル数更新予測処理部７０と、位置速度更新予測処理部８０と、遅延処理部９０とを備えている。
なお、この発明の特徴的な機能は、セル数相関処理部３０、相関調停処理部４０、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に関連している。
【００１０】
センサ１０は、高分解能の電波センサや赤外線センサなどからなり、同一目標から複数の検出位置を取得する。
位置相関処理部２０は、センサ１０からの複数の検出位置を用いて、航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する。
セル数相関処理部３０は、センサ１０からの複数の検出位置を用いて、セル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成する。
【００１１】
相関調停処理部４０は、位置相関処理部２０からの位置相関マトリクスと、セル数相関処理部３０からのセル数相関マトリクスとを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、セル数が少ない小目標に対応した、統合セル数が小さい航跡について、観測値を優先的に割り当てることにより、相関調停結果を生成する。
【００１２】
位置クラスタリング処理部５０は、相関調停処理部４０からの相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する。
統合セル数観測値監視処理部 ６０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する。
【００１３】
統合セル数更新予測処理部７０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する。
【００１４】
位置速度更新予測処理部８０は、位置クラスタリング処理部５０からの観測値クラスタの重心点を観測値として、統合セル数更新予測処理部７０からの統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を用い、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する。
【００１５】
遅延処理部９０は、位置速度更新予測処理部８０からの航跡の位置速度予測値を、１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する。
表示処理部１００は、位置速度更新予測処理部８０から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する。
【００１６】
次に、図２〜図１０を参照しながら、図１に示したこの発明の実施の形態１による具体的な動作について説明する。
図２はセンサ１０による観測結果の一例を示す説明図であり、小目標（航跡Ｔ１）および大目標（航跡Ｔ２）に対応した検出位置（検出セル）と、センサ１０で算出した検出位置の重心点１〜５（黒丸）と、各目標（Ｔ１、Ｔ２）の真の形状（１点鎖線枠）とを示している。
【００１７】
まず、電波センサ（レーダなど）や赤外線センサなどからなるセンサ１０は、図２のように、小目標（航跡Ｔ１）および大目標（航跡Ｔ２）からの観測結果として、複数の検出位置を取得する。
図２において、小目標および大目標（Ｔ１、Ｔ２）に対応した各検出位置（検出セル）は、センサ１０の分解能により決定される。
【００１８】
また、センサ１０は、複数の検出位置に対して、所望のクラスタリング手法に基づくクラスタリングを行い、１つ以上のセルからなる各検出位置の重心点１〜５を求める。
図２の例では、複数の検出位置をクラスタリングした５つの点が、センサ１０で算出した検出位置の重心点１〜５となる。
【００１９】
さらに、センサ１０は、観測結果として、検出位置を取得した時刻と、検出位置の重心点１〜５の位置と、重心点１〜５を計算するために要した検出セル数と、を位置相関処理部２０およびセル数相関処理部３０にそれぞれ入力する。
【００２０】
ここで、センサ１０の出力情報のうち、検出位置を得た時刻を「時刻」、検出位置の重心点１〜５の位置を「位置観測値」、重心点１〜５を計算するために要した検出セル数を「セル数観測値」と、それぞれ定義すると、センサ１０は、時刻、位置観測値およびセル数観測値を、位置相関処理部２０およびセル数相関処理部３０に入力することになる。
なお、位置観測値は、重心点位置と、重心点位置の観測誤差共分散行列とを含む。
【００２１】
次に、位置相関処理部２０は、目標航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との相関付けを行い、位置相関マトリクスを算出する。
ここで、センサ１０からの入力情報（時刻、位置観測値およびセル数観測値）を、まとめて「観測値」と総称する。
【００２２】
図３は位置相関マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、小目標に対応する航跡Ｔ１と大目標に対応する航跡Ｔ２とについて、各観測値Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５（相関有り「１」、相関無し「０」）をフラグ値で示している。
【００２３】
図３において、観測値Ｚ１〜Ｚ５は、図２内の重心点１〜５にそれぞれ対応する。
また、位置相関フラグの値「１」は、航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との間に相関が有ることを表し、位置相関フラグの値「０」は、航跡位置予測値と観測値（位置観測値）との間に相関が無いことを表す。
【００２４】
以下、図３について、図２と関連させながら説明する。
この場合、図２内の小目標の航跡Ｔ１の破線で囲まれた領域内を、航跡Ｔ１の位置相関ゲートとし、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中心が、航跡Ｔ１の航跡位置予測値とする。
同様に、大目標の航跡Ｔ２の破線で囲まれた領域内を航跡Ｔ２の位置相関ゲートとし、航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中心が航跡Ｔ２の航跡位置予測値とする。
【００２５】
航跡Ｔ１、Ｔ２の位置相関ゲートの大きさは、たとえば、カルマンフィルタを追尾フィルタとして適用した場合には、算出された状態ベクトルの誤差共分散行列から求めた値、または、ユーザが事前に設定した値により決定される。
【００２６】
また、位置相関フラグの値「０」、「１」は、航跡位置予測値と位置観測値との差分が位置相関ゲートしきい値以内であることを示す、以下の条件式（１）を、満たすか否かにより決定される。
【００２７】
｜航跡位置予測値−位置観測値｜≦位置相関ゲートしきい値 ・・・（１）
【００２８】
条件式（１）において、左辺の「｜｜」は、距離（ノルム）を表している。なお、この距離は、どのようなノルムでもよく、たとえば、距離として、ユークリッド距離やマハラノビス距離（Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）で設定してもよい。
【００２９】
条件式（１）を満たす場合には、観測値が位置相関ゲート内にあるので、位置相関処理部２０は、位置相関フラグを「１」とする。
一方、条件式（１）を満たさない場合には、観測値が位置相関ゲート外なので、位置相関処理部２０は、位置相関フラグを「０」とする。
【００３０】
図３の位置相関マトリクスにおいては、航跡位置予測値と観測値との対応関係を表している。
小目標（航跡Ｔ１）に関しては、観測値Ｚ１（図２内の重心点１に対応）は、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中に入っているので、位置相関フラグが「１」となる。
また、観測値Ｚ５（図２内の重心点５に対応）は、航跡Ｔ１の位置相関ゲートの中に入っていないので、位置相関フラグが「０」となる。
【００３１】
一方、大目標（航跡Ｔ２）に関しては、すべての観測値Ｚ１〜Ｚ５（図２内の重心点１〜５に対応）が航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中に入っているので、位置相関フラグの値がすべて「１」となる。
つまり、観測値Ｚ１は、航跡Ｔ２の位置相関ゲートの中にも入っており、位置相関フラグの値が「１」となることから、航跡Ｔ１と航跡Ｔ２との間で取り合いになる。
【００３２】
しかし、位置相関処理部２０は、センサ１０から観測値を得た時刻ｋに基づき、遅延処理部９０から時刻ｋの航跡を取得し、センサ１０から得られた時刻ｋの観測値と、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡とから、位置相関マトリクスを生成して、相関調停処理部４０に入力する。
【００３３】
このとき、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡には、時刻と、位置および速度の予測値と、位置および速度の誤差共分散行列予測値と、統合セル数予測値と、統合セル数予測値の誤差共分散行列と、が含まれている。
なお、統合セル数予測値、および統合セル数予測値の誤差共分散行列は、後述の統合セル数更新予測処理部７０により算出される。
【００３４】
なお、「統合セル数」とは、航跡が有するべきセル数である。
たとえば、図２の例では、航跡Ｔ１の有するべき統合セル数は、重心点１を生成するのに要した検出セル数（１個）であり、航跡Ｔ２の有するべき統合セル数は、重心点２〜５を生成するのに要した検出セル数（３＋１＋１１＋５＝２０個）である。
【００３５】
そこで、セル数相関処理部３０は、位置相関マトリクス（図３）の算出に先立って、目標航跡の統合セル数予測値と、観測値（セル数観測値）との相関付けを行い、セル数相関マトリクスを算出する。
センサ１０からの時刻、位置観測値およびセル数観測値は、まとめて「観測値」と総称する。
【００３６】
図４はセル数相関マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、図３と同様に、小目標に対応する航跡Ｔ１と大目標に対応する航跡Ｔ２とについて、各観測値Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５（相関有り「１」および相関無し「０」）をフラグ値で示している。
【００３７】
図４において、セル数相関フラグの値「１」は、統合セル数予測値と観測値（セル数観測値）との間に相関が有ることを表し、セル数相関フラグの値「０」は、統合セル数予測値と観測値（セル数観測値）との間に相関が無いことを表す。
【００３８】
セル数相関フラグの値「０」、「１」は、統合セル数予測値とセル数観測値との差分がセル数相関ゲートしきい値以内であることを示す、以下の条件式（２）、を満たすか否かにより決定される。
【００３９】
｜統合セル数予測値−セル数観測値｜≦セル数相関ゲートしきい値 ・・・（２）
【００４０】
条件式（２）において、左辺の「｜｜」は、前述の条件式（１）と同様に、距離（ノルム）を表しており、ユークリッド距離やマハラノビス距離で設定してもよい。
条件式（２）を満たす場合には、観測値がセル数相関ゲート内にあるので、セル数相関処理部３０は、セル数相関フラグを「１」とする。
一方、条件式（２）を満たさない場合には、観測値がセル数相関ゲート外なので、セル数相関処理部３０は、セル数相関フラグを「０」とする。
【００４１】
以下、図４について、図２および図３と関連させながら説明する。
図２において、観測値Ｚ１におけるセル数観測値は「１」、観測値Ｚ２におけるセル数観測値は「３」、観測値Ｚ３におけるセル数観測値は「１」、観測値Ｚ４におけるセル数観測値は「１１」、観測値Ｚ５におけるセル数観測値は「５」である。
【００４２】
ここで、小目標の航跡Ｔ１の統合セル数予測値を「１」とし、大目標の航跡Ｔ２の統合セル数予測値を「１３」と設定し、セル数相関ゲートしきい値を「３」と設定する。
このとき、条件式（２）において、ノルムを「ユークリッド距離」と定義すると、観測値Ｚ１に関する条件式（２）の左辺の値は以下となる。
【００４３】
｜航跡Ｔ１の統合セル数予測値−Ｚ１のセル数観測値｜＝｜１−１｜＝０
【００４４】
つまり、セル数相関ゲートしきい値「３」以下となり、条件式（２）を満たすので、観測値Ｚ１におけるセル数相関フラグの値は「１」となる。
同様に、航跡Ｔ１と観測値Ｚ１〜Ｚ５とを組合せ、また、航跡Ｔ２と観測値Ｚ１〜Ｚ５とを組合せることにより、条件式（２）の左辺の値をまとめてテーブル形式で表したセル数距離マトリクスを取得することができる。
【００４５】
図５はセル数距離マトリクスの算出結果の一例を示す説明図であり、各航跡Ｔ１、Ｔ２のテーブル値は、条件式（２）の左辺の値（距離）を示している。
すなわち、セル数距離マトリクス（図５）の各成分の値が、セル数相関ゲートしきい値「３」以下となる場合、の相関フラグ（「１」、「０」）をまとめた結果が、セル数相関マトリクス（図４）となる。
【００４６】
したがって、セル数相関処理部３０は、センサ１０から観測値を得た時刻ｋに基づき、遅延処理部９０から時刻ｋの航跡を取得して、センサ１０から得られた時刻ｋの観測値と、遅延処理部９０から得られた時刻ｋの航跡とから、セル数相関マトリクス（図４）を生成して、相関調停処理部４０に入力する。
【００４７】
相関調停処理部４０は、位置相関処理部２０から得られた時刻ｋの位置相関マトリクス（図３）と、セル数相関処理部３０から得られた時刻ｋのセル数相関マトリクス（図４）とを使用して、統合セル数予測値の大きさと位置観測値とに基づき、航跡と観測値との割当処理を行い、相関調停マトリクスを算出する。
【００４８】
図６は相関調停処理部４０の動作を示す説明図であり、相関調停マトリクスＭ３の算出処理を示している。
図６において、一番左の位置相関マトリクスＭ１は図３に対応し、中央のセル数相関マトリクスＭ２は図４に対応する。
また、「×」は、位置相関マトリクスＭ１とセル数相関マトリクスＭ２とのＡＮＤ演算（Ｍ１とＭ２との同行同列の成分を乗算すること）を表し、「＝」は、ＡＮＤ演算結果が一番右の相関調停マトリクスＭ３（相関調停結果）であることを表している。
【００４９】
相関調停処理部４０は、図６のように、位置相関マトリクスＭ１とセル数相関マトリクスＭ２とのＡＮＤ演算結果である相関調停マトリクスＭ３（相関調停結果）を算出し、続いて、相関調停結果に基づいて、統合セル数予測値が小さい航跡から、順次に観測値の割当を行う。
【００５０】
図７は相関調停処理部４０の動作を示す説明図であり、統合セル数予測値が小さい航跡Ｔ１（小目標相当）と、統合航跡セル数予測値が航跡Ｔ１よりも大きい航跡Ｔ２（大目標相当）と、についての観測値の割当処理を示している。
【００５１】
図７において、相関調停処理部４０は、まず、相関調停マトリクスＭ３から、航跡Ｔ１と観測値Ｚ１とが対応付けられた組（破線枠：フラグ値「１」）から、航跡Ｔ１向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ１）を生成する。
【００５２】
また、相関調停処理部４０は、位置相関マトリクスＭ１から、航跡Ｔ１向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ１）で使用した成分を除去（１点鎖線参照）したものを、航跡Ｔ２向けの位置相関マトリクスＭ１（Ｔ２）を生成し、時刻ｋの観測値として位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【００５３】
ここでは、目標数（航跡数）が「２」の場合を例にとっているが、目標数が「３」以上の任意数の航跡に対しても、図７のように相関調停マトリクスＭ３の結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡の順に観測値の割当処理を行うことにより、航跡ごとの位置相関マトリクスを生成することができる。
【００５４】
次に、位置クラスタリング処理部５０は、位置に基づき観測値のクラスタリングを行い、観測値のクラスタリング結果を「観測値クラスタ」として求め、観測値クラスタ内のセル数観測値の総和を計算し、最終的な総和値を「統合セル数観測値」として算出する。
【００５５】
図８は位置クラスタリング処理部５０の動作を示す説明図であり、統合セル数観測値の算出処理を行うための樹形図（ツリー）の一例を示している。
図８内の最下段の数字「１１」、「１」、「３」、「５」は、観測値Ｚ４、Ｚ３、Ｚ２、Ｚ５（図２内の重心点４、３、２、５）におけるセル数観測値に対応している。
【００５６】
図８において、位置クラスタリング処理部５０は、観測値Ｚ３と観測値Ｚ４とから観測値クラスタ（Ｚ３、Ｚ４）を生成し、両者のセル数観測値の総和「１２」を算出し、同様に、観測値Ｚ２と観測値Ｚ５とから観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ５）を生成し、両者のセル数観測値の総和「８」を算出する。
また、観測値クラスタ（Ｚ３、Ｚ４）と観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ５）とから、観測値クラスタ（Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５）を生成し、両者のセル数観測値の総和「２０」を求める。
【００５７】
さらに、位置クラスタリング処理部５０は、統合セル数観測値監視処理部６０からの再クラスタリングフラグが「０」の場合に、観測値クラスタを、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０にそれぞれ入力する。
【００５８】
なお、統合セル数観測値監視処理部６０から生成される再クラスタリングフラグの値が「１」の場合は、クラスタリングを再度実行し直す指令を表し、再クラスタリングフラグの値が「０」の場合は、クラスタリングを再度実行しない指令を表す。
【００５９】
また、位置クラスタリング処理部５０から統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に入力される観測値クラスタは、センサ１０から得られた観測値情報（たとえば、時刻、位置観測値、セル数観測値）に加えて、観測値クラスタの重心位置および統合セル数観測値の情報が追加されている。
さらに、位置クラスタリング処理部５０は、統合セル数観測値監視処理部６０に対し、統合セル数観測値の情報が追加された観測値クラスタを入力する。
【００６０】
次に、統合セル数観測値監視処理部６０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた観測値クラスタにおける統合セル数観測値と、遅延処理部９０から得られた統合セル数予測値との関係が、以下の条件式（３）を満たすか否かを判定する。
【００６１】
｜統合セル数観測値−統合セル数予測値｜≦セル数クラスタリングしきい値
・・・（３）
【００６２】
統合セル数観測値監視処理部６０は、上記条件式（３）を満たさない場合には、再クラスタリングフラグを「１」に設定し、条件式（３）を満たす場合には、再クラスタリングフラグを「０」に設定する。
【００６３】
以下、図９および図１０を参照しながら、統合セル数観測値監視処理部６０および位置クラスタリング処理部５０の動作の流れについて説明する。
図９は再クラスタリングを行う様子を表す説明図であり、図８のクラスタリング樹形図に基づき、統合セル数予測値と統合セル数観測値とを比較して、再クラスタリングを行う様子を示している。
【００６４】
図９においては、統合セル数観測値を「２０」、統合セル数予測値を「１６」とし、統合セル数観測値「２０」と統合セル数予測値「１６」とを比較した場合を示している。
ここで、セル数クラスタリングしきい値を「２」に設定して、条件式（３）の左辺を計算すると、｜２０−１６｜＝４となり、条件式（３）の右辺「セル数クラスタリングしきい値＝２」よりも大きくなるので、条件式（３）を満たさない。
【００６５】
したがって、この場合、統合セル数観測値監視処理部６０は、再クラスタリングフラグ「１」を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
これに応答して、位置クラスタリング処理部５０は、クラスタリングを再度実行するために、条件式（３）を満たすための最小のセル数観測値を有する観測値を、位置クラスタリングから外す。
【００６６】
図９の場合、条件式（３）を満たすために除去される観測値は、セル数観測値「３」を有する観測値Ｚ２が該当する。
したがって、位置クラスタリング処理部５０は、図１０のように、観測値Ｚ２（セル数観測値「３」）を除いて、クラスタリングを再度実行し、その算出結果である観測値クラスタを、統合セル数観測値監視処理部６０に入力する。
再度算出された観測値クラスタの統合セル数観測値は、図１０のように「１７」となるので、条件式（３）の左辺を計算すると、｜１７−１６｜＝１となる。
【００６７】
したがって、この場合、条件式（３）の右辺「２」以下になることから、条件式（３）を満たすので、統合セル数観測値監視処理部６０は、再クラスタリングフラグ「０」を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
これに応答して、位置クラスタリング処理部５０は、クラスタリング結果（時刻ｋの観測値クラスタ）を、統合セル数更新予測処理部７０および位置速度更新予測処理部８０に入力する。
【００６８】
統合セル数更新予測処理部７０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた時刻ｋの観測値クラスタにおける統合セル数観測値「１７」を用いて、目標セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより、時刻ｋの統合セル数推定値と統合セル数推定値の誤差共分散行列とを生成する。
【００６９】
また、統合セル数更新予測処理部７０は、目標セル数が一定となる運動モデルに基づき、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値、および統合セル数予測値の誤差共分散行列を算出し、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値に関する算出結果と、時刻ｋの統合セル数推定値に関する算出結果（統合セル数推定値、統合セル数推定値の誤差共分散行列）とを、位置速度更新予測処理部８０に入力する。
【００７０】
位置速度更新予測処理部８０は、位置クラスタリング処理部５０から得られた時刻ｋの観測値クラスタの重心位置を、目標の観測値として、カルマンフィルタにより、時刻ｋの航跡位置速度の推定値、および航跡位置速度の推定値の誤差共分散行列を算出する。
また、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋ＋１の航跡位置速度の予測値、および航跡位置速度の予測値の誤差共分散行列を算出する。
【００７１】
また、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋ＋１の統合セル数予測値に関する算出結果（統合セル数予測値、統合セル数予測値の誤差共分散行列）と、時刻ｋ＋１の航跡位置速度の予測値に関する算出結果（航跡位置速度の予測値、航跡位置速度の予測値の誤差共分散行列）とを、時刻ｋ＋１の「航跡予測値」として一括して、遅延処理部９０に入力する。
【００７２】
さらに、位置速度更新予測処理部８０は、時刻ｋの統合セル数推定値に関する算出結果（統合セル数推定値、統合セル数推定値の誤差共分散行列）と、時刻ｋの航跡位置速度の推定値に関する算出結果（航跡位置速度の推定値、航跡位置速度の推定値の誤差共分散行列）とを、時刻ｋの「航跡推定値」として一括して、表示処理部１００に入力する。
【００７３】
遅延処理部９０は、位置速度更新予測処理部８０から得られた「時刻ｋ＋１の航跡予測値」を１サンプリング分だけ遅延させて「時刻ｋの航跡予測値」を生成し、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する。
【００７４】
表示処理部１００は、位置速度更新予測処理部８０から得られた時刻ｋの航跡推定値に基づき、ディスプレイを駆動して、航跡の位置および速度ベクトルをオペレータに表示するとともに、航跡の有する統合セル数推定値を同時に数値として表示する。
【００７５】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図１０）に係る追尾装置は、同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサ１０と、複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部２０と、複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部３０と、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスを用い、航跡位置および統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡Ｔ１について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部４０と、相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部５０と、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 ６０と、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部７０と、観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部８０と、航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、位置相関処理部２０、セル数相関処理部３０、位置クラスタリング処理部５０および統合セル数観測値監視処理部６０にフィードバック入力する遅延処理部９０と、位置速度更新予測処理部８０から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部１００と、を備えている。
【００７６】
このように、位置相関マトリクスおよびセル数相関マトリクスの結果を用いて、統合セル数予測値が小さい航跡（セル数が少ない小目標の航跡）について観測値を優先的に割り当て、観測値のクラスタリング結果から得られた観測値クラスタの統合セル数観測値と、統合セル数予測値とを比較し、統合セル数予測値相当の観測値のクラスタリングを行い、統合セル数推定値の算出時に、観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、統合セル数推定値を更新することにより、大目標と小目標とが近接する環境においても、互いの観測値を取り合うことによる追尾性能の劣化を回避して、高精度の航跡を生成することができる。
【００７７】
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１）では、特に言及しなかったが、図１１に示すように、セル数相関処理部３０にセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０を設けてもよい。
図１１はこの発明の実施の形態２に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７８】
図１１において、セル数相関処理部３０には、セル数相関ゲートしきい値を制御するためのセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０が設けられている。
セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０は、セル数相関処理部３０から得られた統合セル数予測値の大きさに応じて、条件式（２）のセル数相関ゲートしきい値を、段階的に可変設定する。
【００７９】
これにより、セル数相関処理部３０は、セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０で設定されたセル数相関ゲートしきい値を用いて、前述と同様に、条件式（２）に基づく演算を行い、セル数相関マトリクス（図４）を算出する。
【００８０】
図１２はセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０の動作を示す説明図であり、統合セル数予測値Ａ、Ｂ、Ｃに応じたセル数相関ゲートしきい値（以下、単に「しきい値」ともいう）ＴｈＡ、ＴｈＢ、ＴｈＣの設定例を示している。
【００８１】
図１２において、セル数相関処理部３０は、以下のように、統合セル数予測値の領域に応じて、しきい値を可変設定する。
「０＜統合セル数予測値≦Ａ」の領域においては、しきい値ＴｈＡ、
「Ａ＜統合セル数予測値≦Ｂ」の領域においては、しきい値ＴｈＢ、
「Ｂ＜統合セル数予測値≦Ｃ」の領域においては、しきい値ＴｈＣ。
【００８２】
このように、セル数相関ゲートしきい値は、統合セル数予測値の大きさに応じて、３段階に分割して設定される。
なお、図１２の例では、説明を簡略化するために、セル数相関ゲートしきい値を３段階に分割した場合を示しているが、ユーザの要求に応じて、任意のＮ段階（Ｎは自然数）に設定可能なことは言うまでもない。
【００８３】
ここで、統合セル数予測値の領域ごとに、しきい値をＮ段階に分ける理由は、大目標（図２内の航跡Ｔ２）の場合は、条件式（２）の左辺（｜統合セル数予測値−セル数観測値｜）が、小目標（図２内の航跡Ｔ１）の場合よりも大きくなると予想されることから、セル数相関ゲートしきい値も、大目標の場合の方が小目標の場合よりも大きめに設定する必要があり、大目標と小目標とによって、セル数相関ゲートしきい値の最適値が異なると考えられるからである。
【００８４】
以上のように、この発明の実施の形態２（図１１、図１２）に係る追尾装置は、セル数相関処理部３０に設けられたセル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０を備えており、セル数相関ゲートしきい値制御処理部１１０は、統合セル数予測値の大きさに応じて、セル数相関処理部におけるセル数相関ゲートしきい値を制御する。
【００８５】
このように、統合セル数予測値の大きさに応じて、セル数相関ゲートしきい値を複数段階に分割設定することにより、セル数相関ゲートしきい値を、大目標および小目標に応じて、ある程度、適切に設定することが可能となる。
また、セル数相関ゲートしきい値を適切に決定した結果、大目標と小目標との観測値の取り合いがさらに軽減されるので、航跡の精度をさらに向上させることができる。
【００８６】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２（図１、図１１）では、特に言及しなかったが、図１３に示すように、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間に速度ベクトル補正処理部１２０を設けてもよい。
図１３はこの発明の実施の形態３に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００８７】
図１３において、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間には、速度ベクトル補正処理部１２０が挿入されている。
速度ベクトル補正処理部１２０は、目標の通路進行方向のセンターラインと一致するように、航跡の速度ベクトルの向きを再計算して補正する。
【００８８】
図１４は速度ベクトル補正処理部１２０の動作を示す説明図であり、航跡の速度ベクトルＶ１の向きを速度ベクトルＶ２に補正する処理を示している。
図１４においては、センターライン２１０を有する通路２００と、通路２００上の補正実行領域Ｒ内の航跡の位置ベクトルＳ０（黒丸）と、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１（破線矢印）と、センターライン２１０の方向に補正後の航跡の速度ベクトルＶ２（２重線矢印）とが示されている。
【００８９】
たとえば、通路２００を覆うような大目標の場合、ほぼ通路２００の方向に進むことが多いが、航跡の速度ベクトルＶ１は、検出セルの欠落に起因して、図１４のように、通路２００の方向とは食い違ってしまう状況となり得る。
このような状況下では、大目標か否かを判定するために、航跡の統合セル数推定値と事前に設定されたしきい値（大目標と判定するための基準値）とを比較し、航跡の統合セル数推定値≧しきい値の場合に大目標と判定して、通路の速度ベクトルＶ１を通路のセンターライン２１０の方向に補正することが望ましい。
【００９０】
速度ベクトル補正処理部１２０は、航跡の位置ベクトルＳ０（位置速度更新予測処理部８０から得られた航跡位置推定値）が、通路２００内の補正実行領域Ｒ内に入り、かつ、航跡の統合セル数推定値が、事前に設定されたしきい値以上の場合に、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１（位置速度更新予測処理部８０から得られた航跡速度推定値）の大きさを保存しながら速度ベクトルＶ１の向きを補正し、補正後の航跡の速度ベクトルＶ２（補正後航跡速度推定値）のように、センターライン２１０の方向に一致させる。
【００９１】
すなわち、速度ベクトル補正処理部１２０は、補正前の航跡の速度ベクトルＶ１から航跡の速度ベクトルＶ２のように補正して航跡速度推定処理を行い、進行方向の通路２００のセンターライン２１０の方向に一致した補正後航跡速度推定値を算出する。
そして、元の航跡位置速度推定値に、補正後航跡速度推定値を上書きして、新たな補正後航跡位置速度推定値を算出する。
【００９２】
また、速度ベクトル補正処理部１２０は、補正後航跡位置速度推定値を事前に仮定した運動モデルを用いて位置速度予測を行い、補正後航跡位置速度予測値を算出する。
そして、表示処理部１００に入力する「時刻ｋの航跡推定値」として、時刻ｋの航跡推定値の成分である「時刻ｋの航跡位置速度推定値」の代わりに、補正後航跡位置速度推定値を生成する。
【００９３】
さらに、速度ベクトル補正処理部１２０は、遅延処理部９０に入力する「時刻ｋ＋１の航跡予測値」として、時刻ｋ＋１の航跡予測値の成分である「時刻ｋ＋１の航跡位置速度予測値」の代わりに、補正後航跡位置速度予測値を生成する。
【００９４】
以上のように、この発明の実施の形態３（図１３、図１４）に係る追尾装置は、位置速度更新予測処理部８０と遅延処理部９０との間に挿入された速度ベクトル補正処理部１２０を備えており、速度ベクトル補正処理部１２０は、目標の通路進行方向のセンターライン２１０と一致するように、航跡の速度ベクトルＶ１の向きを再計算して補正し、補正後の航跡の速度ベクトルＶ２を算出する。
【００９５】
すなわち、目標が通路２００を覆うような大目標であって、航跡の速度ベクトルＶ１が通路２００の方向と食い違うような場合でも、航跡の統合セル数推定値がしきい値以上の場合には大目標と判定して、航跡の速度ベクトルＶ１を通路２００のセンターライン２１０の方向に補正する。
これにより、航跡の速度精度の高精度化を図ることが可能となる。
【００９６】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３（図１、図１１、図１３）では、特に言及しなかったが、図１５に示すように、位置クラスタリング処理部５０にクラスタリング調整処理部１３０を設けてもよい。
【００９７】
図１５はこの発明の実施の形態４に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１５において、位置クラスタリング処理部５０には、クラスタリング調整処理部１３０が設けられている。
【００９８】
クラスタリング調整処理部１３０は、観測値クラスタを生成する際に、観測値クラスタの統合セル数観測値が過大となり、かつセル数が最小の観測値が複数存在した場合に、観測値クラスタ内におけるセル数が最大の観測値から最も離れた、セル数が最小の観測値を観測値クラスタから除去する。
【００９９】
具体的には、クラスタリング調整処理部１３０は、位置クラスタリング処理部５０が、統合セル数観測値監視処理部６０からの再クラスタリングフラグ「１」に応答して、観測値クラスタを再度生成する際に、条件式（３）を満たすような、最小のセル数観測値が複数存在する場合に、位置クラスタリング処理部５０から観測値クラスタを取得する。
【０１００】
続いて、クラスタリング調整処理部１３０は、位置クラスタリング処理部５０から取得した観測値クラスタにおいて、最小の（セル数が最大の観測値から最も遠い）セル数観測値を観測値クラスタから除去し、除去後の観測値クラスタを、位置クラスタリング処理部５０に再度入力する。
【０１０１】
以上のように、この発明の実施の形態４（図１５）に係る追尾装置によれば、位置クラスタリング処理部５０にクラスタリング調整処理部１３０を設け、位置クラスタリングを行う際の最小のセル数観測値を、セル数が最大の観測値から最も遠い観測値として、位置クラスタリング処理から除去することにより、位置クラスタリング処理部５０の処理を継続することが可能となる。
また、セル数が最大の観測値から最も遠い観測値は、他目標からの観測値である可能性が高いことから、他目標への誤追尾を軽減することもできる。
【０１０２】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４（図１、図１１、図１３、図１５）では、特に言及しなかったが、図１６に示すように、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を除去してもよい。
【０１０３】
図１６はこの発明の実施の形態５に係る追尾装置の機能構成を示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図１６において、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間には、クラスタリング開始判定処理部１４０が挿入されている。
【０１０４】
クラスタリング開始判定処理部１４０は、事前に設定されたサンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、位置クラスタリングの開始時期と判定し、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングの開始指令を位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【０１０５】
すなわち、クラスタリング開始判定処理部１４０は、遅延処理部９０から得られた同一航跡番号に対する航跡予測値がＭサンプル以上入力された場合に、位置クラスタリング処理部５０による統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理を開始させ、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を除去する。
【０１０６】
以上のように、この発明の実施の形態５（図１６）に係る追尾装置によれば、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、航跡予測値の取得数がサンプリングしきい値を超えた場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング開始時期と判定し、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を位置クラスタリング処理の対象から除去するように構成したので、初期時間帯の航跡精度の安定化を図ることが可能となる。
【０１０７】
実施の形態６．
上記実施の形態５（図１６）では、クラスタリング開始判定処理部１４０において、サンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、位置クラスタリングの開始時期と判定したが、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内である場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理の開始時期と判定してもよい。
【０１０８】
この場合、図１６内のクラスタリング開始判定処理部１４０は、遅延処理部９０から得られた航跡予測値における統合セル数予測値について、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内であれば、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理を実行させる。
【０１０９】
一方、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値を超えた場合には、図１６内のクラスタリング開始判定処理部１４０は、観測値クラスタの重心点から最も離れた観測値を除去した位置クラスタリングを実行させるための制御信号を、位置クラスタリング処理部５０に入力する。
【０１１０】
以上のように、この発明の実施の形態６（図１６）に係る追尾装置によれば、遅延処理部９０と位置クラスタリング処理部５０との間にクラスタリング開始判定処理部１４０を設け、クラスタリング開始判定処理部１４０は、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値がしきい値以内である場合に、統合セル数予測値に基づく位置クラスタリング処理の開始時期と判定し、初期時間帯の不安定な統合セル数予測値を位置クラスタリング処理の対象から除去するように構成したので、初期時間帯の航跡精度の安定化を図ることが可能となる。
【０１１１】
なお、上記実施の形態３〜６においては、前述の実施の形態１（図１）の構成に適用した場合について説明したが、他の実施の形態への適用も可能であり、また、任意に重複して適用することも可能であり、それぞれの相乗作用効果を奏することは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１１２】
１〜５ 重心点、１０ センサ、２０ 位置相関処理部、３０ セル数相関処理部、４０ 相関調停処理部、５０ 位置クラスタリング処理部、６０ 統合セル数観測値監視処理部、７０ 統合セル数更新予測処理部、８０ 位置速度更新予測処理部、９０ 遅延処理部、１００ 表示処理部、１１０ しきい値制御処理部、１２０ 速度ベクトル補正処理部、１３０ クラスタリング調整処理部、１４０ クラスタリング開始判定処理部、２００ 通路、２１０ センターライン、Ｍ１ 位置相関マトリクス、Ｍ２ セル数相関マトリクス、Ｍ３ 相関調停マトリクス、Ｒ 補正実行領域、Ｓ０ 位置ベクトル、Ｔ１、Ｔ２ 航跡、ＴｈＡ〜ＴｈＣ しきい値、Ｖ１、Ｖ２ 速度ベクトル、Ｚ１〜Ｚ５ 観測値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサと、
前記複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部と、
前記複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部と、
前記位置相関マトリクスおよび前記セル数相関マトリクスを用い、前記航跡位置および前記統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部と、
前記相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部と、
前記観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、前記統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 と、
前記観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部と、
前記観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部と、
前記航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、前記位置相関処理部、前記セル数相関処理部、前記位置クラスタリング処理部および前記統合セル数観測値監視処理部にフィードバック入力する遅延処理部と、
前記位置速度更新予測処理部から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部と、
を備えたことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
前記セル数相関処理部に設けられたセル数相関ゲートしきい値制御処理部を備え、
前記セル数相関ゲートしきい値制御処理部は、前記統合セル数予測値の大きさに応じて、前記セル数相関処理部におけるセル数相関ゲートしきい値を制御することを特徴とする請求項１に記載の追尾装置。
【請求項３】
前記位置速度更新予測処理部と前記遅延処理部との間に挿入された速度ベクトル補正処理部を備え、
前記速度ベクトル補正処理部は、目標の通路進行方向のセンターラインと一致するように、航跡の速度ベクトルの向きを再計算して補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の追尾装置。
【請求項４】
前記位置クラスタリング処理部に設けられたクラスタリング調整処理部を備え、
前記クラスタリング調整処理部は、前記観測値クラスタを生成する際に、前記観測値クラスタの統合セル数観測値が過大となり、かつセル数が最小の観測値が複数存在した場合に、前記観測値クラスタ内におけるセル数が最大の観測値から最も離れた、セル数が最小の観測値を観測値クラスタから除去することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の追尾装置。
【請求項５】
前記遅延処理部と前記位置クラスタリング処理部との間に挿入されたクラスタリング開始判定処理部を備え、
前記クラスタリング開始判定処理部は、事前に設定されたサンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、前記統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングを開始と判定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項に記載の追尾装置。
【請求項６】
前記遅延処理部と前記位置クラスタリング処理部との間に挿入されたクラスタリング開始判定処理部を備え、
前記クラスタリング開始判定処理部は、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内である場合に、前記統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングを開始と判定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項に記載の追尾装置。
【請求項１】
同一目標から複数の検出位置を得る高分解能のセンサと、
前記複数の検出位置を用いて航跡位置予測値と位置観測値とを対応付けることにより、位置相関マトリクスを生成する位置相関処理部と、
前記複数の検出位置を用いてセル数観測値と統合セル数予測値とを対応付けることにより、セル数相関マトリクスを生成するセル数相関処理部と、
前記位置相関マトリクスおよび前記セル数相関マトリクスを用い、前記航跡位置および前記統合セル数予測値を考慮して、統合セル数が小さい航跡について観測値を優先的に割り当てることにより相関調停結果を生成する相関調停処理部と、
前記相関調停結果を用いて、統合セル数予測値に基づき観測値クラスタを生成する位置クラスタリング処理部と、
前記観測値クラスタの統合セル数観測値が過大にならないように、前記統合セル数観測値を監視する統合セル数観測値監視処理部 と、
前記観測値クラスタの統合セル数が一定となる運動モデルに基づき、カルマンフィルタにより統合セル数推定値および更新後の統合セル数予測値を生成する統合セル数更新予測処理部と、
前記観測値クラスタの重心点を観測値として、カルマンフィルタにより航跡の位置速度予測値および位置速度推定値を生成する位置速度更新予測処理部と、
前記航跡の位置速度予測値を１サンプリング分だけ遅延させて、前記位置相関処理部、前記セル数相関処理部、前記位置クラスタリング処理部および前記統合セル数観測値監視処理部にフィードバック入力する遅延処理部と、
前記位置速度更新予測処理部から最終的に生成される航跡の位置速度推定値および統合セル数推定値をオペレータに表示する表示処理部と、
を備えたことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
前記セル数相関処理部に設けられたセル数相関ゲートしきい値制御処理部を備え、
前記セル数相関ゲートしきい値制御処理部は、前記統合セル数予測値の大きさに応じて、前記セル数相関処理部におけるセル数相関ゲートしきい値を制御することを特徴とする請求項１に記載の追尾装置。
【請求項３】
前記位置速度更新予測処理部と前記遅延処理部との間に挿入された速度ベクトル補正処理部を備え、
前記速度ベクトル補正処理部は、目標の通路進行方向のセンターラインと一致するように、航跡の速度ベクトルの向きを再計算して補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の追尾装置。
【請求項４】
前記位置クラスタリング処理部に設けられたクラスタリング調整処理部を備え、
前記クラスタリング調整処理部は、前記観測値クラスタを生成する際に、前記観測値クラスタの統合セル数観測値が過大となり、かつセル数が最小の観測値が複数存在した場合に、前記観測値クラスタ内におけるセル数が最大の観測値から最も離れた、セル数が最小の観測値を観測値クラスタから除去することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の追尾装置。
【請求項５】
前記遅延処理部と前記位置クラスタリング処理部との間に挿入されたクラスタリング開始判定処理部を備え、
前記クラスタリング開始判定処理部は、事前に設定されたサンプリングしきい値を超えて航跡予測値が得られた場合に、前記統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングを開始と判定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項に記載の追尾装置。
【請求項６】
前記遅延処理部と前記位置クラスタリング処理部との間に挿入されたクラスタリング開始判定処理部を備え、
前記クラスタリング開始判定処理部は、過去Ｍサンプル分の統合セル数予測値の平均値と現時刻の統合セル数予測値との差分の絶対値が、事前に設定されたしきい値以内である場合に、前記統合セル数予測値に基づく位置クラスタリングを開始と判定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】
【公開番号】特開２０１１−２２６９２４（Ｐ２０１１−２２６９２４Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７０６３（Ｐ２０１０−９７０６３）
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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