説明

電波発射源標定装置

【課題】電波発射源が静止していれば、電波発射源の位置を推定して表示し、電波発射源が移動していれば、電波発射源の移動経路を推定して表示することができるようにする。
【解決手段】静止/移動判定部3により電波発射源ESが静止していると判定された場合、静止位置推定部4がヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源ESが静止している位置であると推定し、静止/移動判定部3により電波発射源ESが移動していると判定された場合、移動経路推定部5が方位測定部1から出力された複数の方位線の情報と予め設定された電波発射源ESの推定位置及び推定移動速度から、電波発射源ESの移動経路を推定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、電波発射源の方位を測定して、電波発射源の位置などを推定する電波発射源標定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
以下の特許文献1には、電波発射源の方位を測定して、電波発射源の位置を推定する電波発射源標定装置が開示されている。
この電波発射源標定装置は、方位線入力装置、交点計算装置、位置判定装置及び表示装置から構成されている。
以下、この電波発射源標定装置の処理内容について説明する。
【0003】
方位線入力装置は、例えば、航空機や艦船等の移動プラットフォームに搭載され、複数の異なる位置で電波発射源の方位を測定することで、当該位置から電波発射源の方位を示す方位線の情報を交点計算装置に出力する。
例えば、4つの位置A,B,C,Dで電波発射源の方位を測定すれば、4つの位置A,B,C,Dから電波発射源の方位を示す4つの方位線a,b,c,dの情報を交点計算装置に出力する。
【0004】
交点計算装置は、方位線入力装置から4つの方位線a,b,c,dの情報を受けると、例えば、一本の方位線aと他の方位線b,c,dとの交点Ia−b,Ia−c,Ia−dを算出する。
【0005】
位置判定装置は、交点計算装置が交点Ia−b,Ia−c,Ia−dを算出すると、その交点Ia−b,Ia−c,Ia−dのX座標(あるいはY座標)を予め所定の幅が設定されているヒストグラム(例えば、X座標が500mの間隔で区切られているヒストグラム)に蓄積する。
位置判定装置は、交点Ia−b,Ia−c,Ia−dのX座標(あるいはY座標)をヒストグラムに蓄積すると、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源の位置であると推定する。
表示装置は、方位線入力装置から方位線a,b,c,dの情報を取得して、その方位線a,b,c,dをディスプレイに表示するとともに、位置判定装置により推定された電波発射源の位置をディスプレイに表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−284039号公報(段落番号[0007]、図1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の電波発射源標定装置は以上のように構成されているので、電波発射源が静止していれば、電波発射源の位置を正確に推定することができる。しかし、電波発射源が移動している場合、ヒストグラムの中で密度の高い座標が複数得られるため、電波発射源の位置の推定精度が劣化し、精度が低い推定位置を表示してしまう課題があった。
また、電波発射源の位置については推定することができるが、電波発射源の移動経路を推定することができないなどの課題があった。
【0008】
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、電波発射源が静止していれば、電波発射源の位置を推定して表示し、電波発射源が移動していれば、電波発射源の移動経路を推定して表示することができる電波発射源標定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】
【0009】
この発明に係る電波発射源標定装置は、交点算出手段により算出された交点の座標を所定の幅が設定されているヒストグラムに蓄積し、そのヒストグラムの分布を解析して、電波発射源が移動中であるか否かを判定する移動判定手段と、移動判定手段により電波発射源が静止していると判定された場合、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源が静止している位置であると推定する静止位置推定手段と、移動判定手段により電波発射源が移動していると判定された場合、方位測定手段から出力された複数の方位線の情報と予め設定された電波発射源の推定位置及び推定移動速度から、電波発射源の移動経路を推定する移動経路推定手段とを設け、表示手段が静止位置推定手段により推定された電波発射源の位置又は移動経路推定手段により推定された移動経路を表示するようにしたものである。
【発明の効果】
【0010】
この発明によれば、交点算出手段により算出された交点の座標を所定の幅が設定されているヒストグラムに蓄積し、そのヒストグラムの分布を解析して、電波発射源が移動中であるか否かを判定する移動判定手段と、移動判定手段により電波発射源が静止していると判定された場合、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源が静止している位置であると推定する静止位置推定手段と、移動判定手段により電波発射源が移動していると判定された場合、方位測定手段から出力された複数の方位線の情報と予め設定された電波発射源の推定位置及び推定移動速度から、電波発射源の移動経路を推定する移動経路推定手段とを設け、表示手段が静止位置推定手段により推定された電波発射源の位置又は移動経路推定手段により推定された移動経路を表示するように構成したので、電波発射源が静止していれば、電波発射源の位置を推定して表示し、電波発射源が移動していれば、電波発射源の移動経路を推定して表示することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】この発明の実施の形態1による電波発射源標定装置を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態1による電波発射源標定装置の移動経路推定部5の内部を示す構成図である。
【図3】方位測定部1の位置が“A”であるとき、電波発射源ESの方位がα(真北に対する角度)であるとして測定されている様子を示す説明図である。
【図4】位置B,C,D,Eから電波発射源ESの方位を示す方位線b,c,d,eの説明図である。
【図5】交点のX座標が蓄積されているヒストグラムの一例を示す説明図である。
【図6】移動経路推定部5の推定処理を示す説明図である。
【図7】移動経路推定部5の推定処理を示す説明図である。
【図8】この発明の実施の形態2による電波発射源標定装置の移動経路推定部5の内部を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電波発射源標定装置を示す構成図である。
図1において、方位測定部1は例えば航空機や艦船等の移動プラットフォームに搭載されており、複数の異なる位置で電波発射源ESの方位を測定し、当該位置から電波発射源ESの方位を示す方位線の情報を出力する処理を実施する。なお、方位測定部1は方位測定手段を構成している。
交点算出部2は方位測定部1から複数の方位線の情報を取得し、複数の方位線の中の一本の方位線と他の方位線の交点を算出する処理を実施する。なお、交点算出部2は交点算出手段を構成している。
【0013】
静止/移動判定部3は交点算出部2により算出された交点のX座標(またはY座標)を所定の幅が設定されているヒストグラムに蓄積し、そのヒストグラムの分布を解析して、電波発射源ESが移動中であるか否かを判定(静止しているのか、あるいは、移動しているのかを判定)する処理を実施する。なお、静止/移動判定部3は移動判定手段を構成している。
静止位置推定部4は静止/移動判定部3により電波発射源ESが静止していると判定された場合、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源ESが静止している位置であると推定する処理を実施する。なお、静止位置推定部4は静止位置推定手段を構成している。
【0014】
移動経路推定部5は静止/移動判定部3により電波発射源が移動していると判定された場合、予め設定された初期パラメータ(例えば、電波発射源ESの初期推定位置、推定移動速度、初期推定時刻など)と、方位測定部1から出力された複数の方位線の情報とを用いて、電波発射源ESの移動経路を推定する処理を実施する。
即ち、移動経路推定部5は予め設定された電波発射源ESの推定位置から推定移動速度で移動可能な最大移動範囲を求めて、その最大移動範囲と方位線の交点を特定し、その推定位置と交点を結ぶ線分を電波発射源ESの移動経路として推定する処理を実施する。なお、移動経路推定部5は移動経路推定手段を構成している。
表示処理部6は方位測定部1から複数の方位線の情報を取得して、複数の方位線をディスプレイに表示するとともに、静止位置推定部4により推定された電波発射源ESの位置又は移動経路推定部5により推定された移動経路をディスプレイに表示する処理を実施する。なお、表示処理部6は表示手段を構成している。
【0015】
図2はこの発明の実施の形態1による電波発射源標定装置の移動経路推定部5の内部を示す構成図である。
図2において、初期パラメータ設定処理部11は電波発射源ESの初期推定位置、推定移動速度、初期推定時刻などの初期パラメータを設定する処理を実施する。
移動経路計算処理部12は初期パラメータ設定処理部11により設定された初期パラメータと方位測定部1から出力された複数の方位線の情報とを用いて、電波発射源ESの移動経路を計算する処理を実施する。
【0016】
図1の例では、電波発射源標定装置の構成要素である方位測定部1、交点算出部2、静止/移動判定部3、静止位置推定部4、移動経路推定部5及び表示処理部6のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路)で構成されているものを想定しているが、電波発射源標定装置がコンピュータで構成される場合、方位測定部1、交点算出部2、静止/移動判定部3、静止位置推定部4、移動経路推定部5及び表示処理部6の処理内容が記述されているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにしてもよい。
【0017】
次に動作について説明する。
方位測定部1は、例えば、航空機や艦船等の移動プラットフォームに搭載されており、複数の異なる位置で電波発射源ESの方位を測定し、当該位置から電波発射源ESの方位を示す方位線の情報を出力する。
ここで、方位線の情報は、方位測定部1の位置(北緯、東経)と、方位情報(真北を基準とする角度)とから構成されている情報である。
【0018】
図3は方位測定部1の位置が“A”であるとき、電波発射源ESの方位がα(真北に対する角度)であるとして測定されている様子を示している。
また、図4は移動プラットフォームに搭載されている方位測定部1が図中右上の方向に移動しながら、位置B,C,D,Eで電波発射源ESの方位を測定し、位置B,C,D,Eから電波発射源ESの方位を示す方位線b,c,d,eの情報を出力している様子を示している。
【0019】
交点算出部2は、方位測定部1から複数の方位線の情報を取得すると、複数の方位線の中の一本の方位線と他の方位線の交点を算出する。
方位測定部1から図4に示すような方位線b,c,d,eの情報が出力された場合、例えば、方位線bを基準にして、方位線bと方位線cの交点Ib−c、方位線bと方位線dの交点Ib−d、方位線bと方位線eの交点Ib−eとを算出する。
【0020】
静止/移動判定部3は、交点算出部2が方位線bと方位線c,d,eの交点Ib−c,Ib−d,Ib−eを算出すると、これらの交点Ib−c,Ib−d,Ib−eのX座標(またはY座標)を所定の幅が設定されているヒストグラム(例えば、X座標が500mの間隔で区切られているヒストグラム)に蓄積する。
ここで、図5は交点のX座標が蓄積されているヒストグラムの一例を示す説明図である。
【0021】
静止/移動判定部3は、交点Ib−c,Ib−d,Ib−eのX座標(またはY座標)をヒストグラムに蓄積すると、そのヒストグラムの分布を解析して、電波発射源ESが移動中であるか否かを判定(静止しているのか、あるいは、移動しているのかを判定)する。
即ち、静止/移動判定部3は、そのヒストグラムの標準偏差を計算し、その標準偏差が基準値(予め設定されている基準の標準偏差)より大きければ、電波発射源ESが移動していると判定し、その標準偏差が基準値より小さければ、静止していると判定する。
【0022】
静止位置推定部4は、静止/移動判定部3により電波発射源ESが静止していると判定された場合、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源ESが静止している位置であると推定する。
図5の例では、X座標が“5”の位置が電波発射源ESの静止位置であると推定される。
【0023】
移動経路推定部5は、静止/移動判定部3により電波発射源が移動していると判定された場合、予め設定された初期パラメータ(例えば、電波発射源ESの初期推定位置、推定移動速度、初期推定時刻など)と、方位測定部1から出力された複数の方位線の情報とを用いて、電波発射源ESの移動経路を推定する処理を実施する。
以下、移動経路推定部5の処理内容を具体的に説明する。
【0024】
移動経路推定部5の初期パラメータ設定処理部11は、電波発射源ESの初期推定位置P、推定移動速度V、初期推定時刻Tなどの初期パラメータを設定する。
ただし、初期パラメータの設定方法は、特に問わず、ユーザが手動で設定するようにしてもよいし、外部装置により設定されたパラメータを取得するようにしてもよい。
また、電波発射源ESの初期推定位置Pについては、電波発射源ESが停止しているときに、静止位置推定部4により推定された電波発射源ESの静止位置を用いるようにしてもよい。
【0025】
移動経路推定部5の移動経路計算処理部12は、初期パラメータ設定処理部11が初期パラメータを設定すると、以下に示す計算を行うことで、電波発射源ESの移動経路を推定する。
ここでは、説明の便宜上、図6及び図7に示すように、方位測定部1から2つ方位線a,bの情報が出力されており、2つ方位線a,bの中で、方位線aの取得時刻が最も古く、次に方位線bの取得時刻が古いものとする。
【0026】
まず、移動経路計算処理部12は、図6に示すように、初期パラメータ設定処理部11により設定された初期推定時刻T(電波発射源ESが初期推定位置Pに存在している時刻)から、最も古い方位線aの取得時刻までに、電波発射源ESの初期推定位置Pから推定移動速度Vで移動可能な距離を半径とする最大移動範囲M0maxを算出する。
次に、移動経路計算処理部12は、図6に示すように、その最大移動範囲M0maxと方位線aの交点Ia1,Ia2を特定し、電波発射源ESの初期推定位置Pと交点Ia1,Ia2を結ぶ線分P−Ia1,P−Ia2を移動経路として推定する。
【0027】
移動経路計算処理部12は、上記のようにして、移動経路P−Ia1と移動経路P−Ia2を推定すると、交点Ia1と交点Ia2からの移動経路を推定する。
即ち、移動経路計算処理部12は、図7に示すように、方位線aの取得時刻から方位線bの取得時刻までに、交点Ia1から推定移動速度Vで移動可能な距離を半径とする最大移動範囲M1maxを算出する。
次に、移動経路計算処理部12は、図7に示すように、その最大移動範囲M1maxと方位線bの交点Ib1,Ib2を特定し、交点Ia1と交点Ib1,Ib2を結ぶ線分Ia1−Ib1,Ia1−Ib2を移動経路として推定する。
【0028】
また、移動経路計算処理部12は、図7に示すように、方位線aの取得時刻から方位線bの取得時刻までに、交点Ia2から推定移動速度Vで移動可能な距離を半径とする最大移動範囲M2maxを算出する。
次に、移動経路計算処理部12は、図7に示すように、その最大移動範囲M2maxと方位線bの交点Ib3,Ib4を特定し、交点Ia2と交点Ib3,Ib4を結ぶ線分Ia2−Ib3,Ia2−Ib4を移動経路として推定する。
【0029】
以上より、電波発射源ESの初期推定位置Pから交点Ib1に至る移動経路P−Ia1−Ib1、電波発射源ESの初期推定位置Pから交点Ib2に至る移動経路P−Ia1−Ib2、電波発射源ESの初期推定位置Pから交点Ib3に至る移動経路P−Ia2−Ib3、電波発射源ESの初期推定位置Pから交点Ib4に至る移動経路P−Ia2−Ib4が推定される。
【0030】
表示処理部6は、方位測定部1から方位線の情報を取得して、複数の方位線をディスプレイに表示する。
また、表示処理部6は、静止位置推定部4により電波発射源ESの位置が推定された場合、電波発射源ESの位置をディスプレイに表示する。
一方、移動経路推定部5により電波発射源ESの移動経路が推定された場合、電波発射源ESの移動経路をディスプレイに表示する。
【0031】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、交点算出部2により算出された交点の座標を所定の幅が設定されているヒストグラムに蓄積し、そのヒストグラムの分布を解析して、電波発射源ESが移動中であるか否かを判定する静止/移動判定部3と、静止/移動判定部3により電波発射源ESが静止していると判定された場合、そのヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、電波発射源ESが静止している位置であると推定する静止位置推定部4と、静止/移動判定部3により電波発射源ESが移動していると判定された場合、方位測定部1から出力された複数の方位線の情報と予め設定された電波発射源ESの推定位置及び推定移動速度から、電波発射源ESの移動経路を推定する移動経路推定部5とを設け、表示処理部6が静止位置推定部4により推定された電波発射源ESの位置又は移動経路推定部5により推定された移動経路を表示するように構成したので、電波発射源ESが静止していれば、電波発射源ESの位置を推定して表示し、電波発射源ESが移動していれば、電波発射源ESの移動経路を推定して表示することができる効果を奏する。
【0032】
実施の形態2.
図8はこの発明の実施の形態2による電波発射源標定装置の移動経路推定部5の内部を示す構成図であり、図において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
取捨選択部13は移動経路計算処理部12により推定された移動経路のうち、進行方向が所定の角度以上変化する移動経路を破棄する処理を実施する。なお、取捨選択部13は取捨選択手段を構成している。
【0033】
次に動作について説明する。
移動経路推定部5の移動経路計算処理部12は、上記実施の形態1と同様に、移動経路P−Ia1−Ib1、移動経路P−Ia1−Ib2、移動経路P−Ia2−Ib3、移動経路P−Ia2−Ib4を推定するが、これらの移動経路の中には、進行方向が急激に変化している移動経路も含まれている。
しかし、電波発射源ESは、実際には急激な進行方向の変更が困難であるため、進行方向が急激に変化している移動経路は誤推定である可能性がある。
【0034】
そこで、この実施の形態2では、移動経路計算処理部12により推定された移動経路のうち、進行方向が所定の角度以上変化する移動経路を破棄するようにする。
具体的には、以下のようにして、進行方向が所定の角度以上変化する移動経路を破棄するようにする。
【0035】
まず、取捨選択部13は、移動経路計算処理部12により推定された移動経路P−Ia1−Ib1の進行方向の変化、即ち、線分P−Ia1と線分Ia1−Ib1の角度を算出し、その角度が所定の閾値Th以上であれば、その移動経路P−Ia1−Ib1を破棄し、その角度が所定の閾値Th未満であれば、その移動経路P−Ia1−Ib1を残すようにする。
【0036】
取捨選択部13は、移動経路計算処理部12により推定された移動経路P−Ia1−Ib2、移動経路P−Ia2−Ib3、移動経路P−Ia2−Ib4についても、進行方向の変化(複数の線分の角度)を算出し、その角度が所定の閾値Th以上であれば、その移動経路を破棄し、その角度が所定の閾値Th未満であれば、その移動経路を残すようにする。
図7の例では、移動経路P−Ia1−Ib2と移動経路P−Ia2−Ib3が破棄され、移動経路P−Ia1−Ib1と移動経路P−Ia2−Ib4が残されることが想定される。
【0037】
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、取捨選択部13が移動経路計算処理部12により推定された移動経路のうち、進行方向が所定の角度以上変化する移動経路を破棄するように構成したので、推定精度が高い移動経路を表示することができる効果を奏する。
【符号の説明】
【0038】
1 方位測定部(方位測定手段)、2 交点算出部(交点算出手段)、3 静止/移動判定部(移動判定手段)、4 静止位置推定部(静止位置推定手段)、5 移動経路推定部(移動経路推定手段)、6 表示処理部(表示手段)、11 初期パラメータ設定処理部、12 移動経路計算処理部、13 取捨選択部(取捨選択手段)。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の異なる位置で電波発射源の方位を測定し、当該位置から上記電波発射源の方位を示す方位線の情報を出力する方位測定手段と、上記方位測定手段から複数の方位線の情報を取得し、上記複数の方位線の中の一本の方位線と他の方位線の交点を算出する交点算出手段と、上記交点算出手段により算出された交点の座標を所定の幅が設定されているヒストグラムに蓄積し、上記ヒストグラムの分布を解析して、上記電波発射源が移動中であるか否かを判定する移動判定手段と、上記移動判定手段により電波発射源が静止していると判定された場合、上記ヒストグラムの中で最も密度の高い座標が示す位置が、上記電波発射源が静止している位置であると推定する静止位置推定手段と、上記移動判定手段により電波発射源が移動していると判定された場合、上記方位測定手段から出力された複数の方位線の情報と予め設定された上記電波発射源の推定位置及び推定移動速度から、上記電波発射源の移動経路を推定する移動経路推定手段と、上記方位測定手段から複数の方位線の情報を取得して、上記複数の方位線を表示するとともに、上記静止位置推定手段により推定された電波発射源の位置又は上記移動経路推定手段により推定された移動経路を表示する表示手段とを備えた電波発射源標定装置。
【請求項2】
移動経路推定手段は、予め設定された電波発射源の推定位置から推定移動速度で移動可能な最大移動範囲を求めて、上記最大移動範囲と方位線の交点を特定し、上記推定位置と上記交点を結ぶ線分を上記電波発射源の移動経路として推定することを特徴とする請求項1記載の電波発射源標定装置。
【請求項3】
移動経路推定手段により推定された移動経路のうち、進行方向が所定の角度以上変化する移動経路を破棄する取捨選択手段を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電波発射源標定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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