(57)【要約】【課題】精度の良い自己位置が得られていないレーダの自己位置を推定することができる追跡システム、方法及びプログラムを提供する。【解決手段】追跡システムは、送信レーダと、受信レーダとを有する。送信レーダは、目標に向けて電波を送信する。受信レーダは、目標からの反射波に基づいて観測値を検出する目標検出部と、受信レーダの第１の自己位置を観測する第１の位置観測部と、受信レーダの第２の自己位置を観測する第２の位置観測部と、他の受信レーダから情報を受信する通信部と、第２の自己位置と、受信した情報とに基づいて、第２の自己位置よりも精度の高い受信レーダの第３の自己位置を推定する位置推定部と、第１の位置観測部によって第１の自己位置が観測されているときには、観測値を第１の自己位置に基づいて座標変換し、第１の位置観測部によって第１の自己位置が観測されていないときには、観測値を第３の自己位置に基づいて座標変換する座標変換部とを備える。【選択図】図２
2020046324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を追跡するための追跡システムであって、
前記目標に向けて電波を送信する送信レーダと、
前記目標からの前記電波の反射波を受信し、互いに視線方向の異なる２つ以上の受信レーダと、
を有し、
前記受信レーダは、
前記反射波に基づいて前記目標についての観測値を検出する目標検出部と、
前記受信レーダの第１の自己位置を観測する第１の位置観測部と、
前記受信レーダの第２の自己位置を観測する前記第１の位置観測部よりも観測精度の低い第２の位置観測部と、
前記第１の位置観測部で前記第１の自己位置が観測されている他の前記受信レーダから情報を受信する通信部と、
前記第２の位置観測部で観測された前記第２の自己位置と、前記第１の位置観測部で前記第１の自己位置が観測されている他の前記受信レーダから受信した前記情報とに基づいて、前記第２の自己位置よりも精度の高い前記受信レーダの第３の自己位置を推定する位置推定部と、
前記第１の位置観測部によって前記第１の自己位置が観測されているときには、前記観測値を前記第１の自己位置に基づいて座標変換し、前記第１の位置観測部によって前記第１の自己位置が観測されていないときには、前記観測値を前記第３の自己位置に基づいて座標変換する座標変換部と、
を具備する追跡システム。
【請求項２】
前記情報は、前記目標の位置を含む請求項１に記載の追跡システム。
【請求項３】
前記情報は、他の前記受信レーダで受信された前記反射波の到来方向と他の前記受信レーダの前記第１の自己位置とを含む請求項１に記載の追跡システム。
【請求項４】
前記受信レーダのそれぞれで前記座標変換された前記観測値に基づいて前記目標の移動の軌跡を演算する追跡演算部をさらに具備する請求項１に記載の追跡システム。
【請求項５】
前記受信レーダは、移動できるように構成されている請求項１に記載の追跡システム。
【請求項６】
前記送信レーダと１つの前記受信レーダとは一体である請求項１に記載の追跡システム。
【請求項７】
目標に向けて電波を送信する送信レーダと、前記目標からの前記電波の反射波を受信し、互いに視線方向の異なる２つ以上の受信レーダとを有する追跡システムにおける追跡方法であって、
前記送信レーダから目標に向けて送信された電波の前記目標からの反射波を前記受信レーダにおいて受信することと、
前記反射波に基づいて前記目標についての観測値を検出することと、
前記受信レーダの第１の自己位置を第１の位置観測部によって観測することと、
前記受信レーダの第２の自己位置を前記第１の位置観測部よりも観測精度の低い第２の位置観測部によって観測し、
前記第２の自己位置と、前記第１の位置観測部で前記第１の自己位置が観測されている他の前記受信レーダから送信されてきた情報とに基づいて、前記第２の自己位置よりも精度の高い前記受信レーダの第３の自己位置を推定することと、
前記第１の自己位置が観測されているときには、前記観測値を前記第１の自己位置に基づいて座標変換し、前記第１の自己位置が観測されていないときには、前記観測値を前記第３の自己位置に基づいて座標変換することと、
を具備する追跡方法。
【請求項８】
目標に向けて電波を送信する送信レーダと、前記目標からの前記電波の反射波を受信し、互いに視線方向の異なる２つ以上の受信レーダとを有する追跡システムにおける追跡プログラムであって、
前記送信レーダから目標に向けて送信された電波の前記目標からの反射波を前記受信レーダにおいて受信することと、
前記反射波に基づいて前記目標についての観測値を検出することと、
前記受信レーダの第１の自己位置を第１の位置観測部によって観測することと、
前記受信レーダの第２の自己位置を前記第１の位置観測部よりも観測精度の低い第２の位置観測部によって観測し、
前記第２の自己位置と、前記第１の位置観測部で前記第１の自己位置が観測されている他の前記受信レーダから送信されてきた情報とに基づいて、前記第２の自己位置よりも精度の高い前記受信レーダの第３の自己位置を推定することと、
前記第１の自己位置が観測されているときには、前記観測値を前記第１の自己位置に基づいて座標変換し、前記第１の自己位置が観測されていないときには、前記観測値を前記第３の自己位置に基づいて座標変換することと、
をコンピュータに実行させるための追跡プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、追跡システム、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダを用いて特定の目標を追跡する追跡システムは、しばしば目標に対して高い位置の予測精度をレーダに対して要求する場合がある。しかしながら、１台のレーダでは、要求される位置の予測精度が満足できない場合がある。このため、複数台のレーダをマルチスタティック運用する技術が知られている。この技術は、それぞれのレーダで観測された目標の移動の軌跡を統合することで、目標に対する位置予測精度を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のレーダ装置で観測された目標の移動の軌跡を精度よく統合するためには、マルチスタティック運用を行うレーダのそれぞれの自己位置が精度よく得られている必要がある。
【０００５】
実施形態は、精度の良い自己位置が得られていないレーダの自己位置を推定することができる追跡システム、方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の追跡システムは、１つの送信レーダと、２つ以上の受信レーダとを有する。送信レーダは、目標に向けて電波を送信する。受信レーダは、目標からの電波の反射波を受信し、視線方向が異なっている。受信レーダは、反射波に基づいて目標についての観測値を検出する目標検出部と、受信レーダの第１の自己位置を観測する第１の位置観測部と、受信レーダの第２の自己位置を観測する第１の位置観測部よりも観測精度の低い第２の位置観測部と、第１の位置観測部で第１の自己位置が観測されている他の受信レーダから情報を受信する通信部と、第２の位置観測部で観測された第２の自己位置と、第１の位置観測部で第１の自己位置が観測されている他の受信レーダから受信した情報とに基づいて、第２の自己位置よりも精度の高い受信レーダの第３の自己位置を推定する位置推定部と、第１の位置観測部によって第１の自己位置が観測されているときには、観測値を第１の自己位置に基づいて座標変換し、第１の位置観測部によって第１の自己位置が観測されていないときには、観測値を第３の自己位置に基づいて座標変換する座標変換部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る追跡システムの一例の構成を示す図である。
【図２】図２は、送受信レーダの一例の構成を示す図である。
【図３】図３は、受信レーダの一例の構成を示す図である。
【図４】図４は、受信レーダの動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、送受信レーダの自己位置が第１の位置観測部によって得られており、受信レーダの自己位置が第２の位置観測部により得られている場合の受信レーダの自己位置の推定について説明するための図である。
【図６】図６は、送受信レーダの動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、受信レーダの自己位置が第１の位置観測部によって得られており、送受信レーダの自己位置が第２の位置観測部により得られている場合の送受信レーダの自己位置の推定について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。図１は、実施形態に係る追跡システムの一例の構成を示す図である。実施形態に係る追跡システムは、１つの送信レーダと、視線方向の異なる２つ以上の受信レーダとを有する。図１の例では、追跡システム１は、送受信レーダ１０と、受信レーダ２０とを有する。送受信レーダ１０は、目標３０に対して電波を送信し、目標３０からの反射波を受信する、送受信兼用のレーダ装置である。また、送受信レーダ１０は、移動できるように例えば車両に搭載されていてよい。受信レーダ２０は、送受信レーダ１０によって送信された電波の目標３０からの反射波を受信する受信専用のレーダ装置である。送受信レーダ１０と受信レーダ２０とは互いに通信する。また、送受信レーダ１０と受信レーダ２０は、移動できるように例えば車両に搭載されていてよい。
【０００９】
目標３０は、例えば空中を飛翔する飛翔体である。目標３０は、移動する物体であればよく、特に限定されない。
【００１０】
図２は、送受信レーダ１０の一例の構成を示す図である。送受信レーダ１０は、空中線１１と、送受切替部１２と、送信処理部１３と、受信処理部１４と、通信部１５とを有する。
【００１１】
空中線１１は、電波を送信し、また、電波を受信する。空中線１１の構成は、特に限定されるものではない。
【００１２】
送受切替部１２は、空中線１１と送信処理部１３とを接続する又は空中線１１と受信処理部１４とを接続するように、空中線１１の接続先を切り替えるスイッチである。
【００１３】
送信処理部１３は、電波の送信のための処理をする。送信処理部１３は、変調部１３１と、送信部１３２とを有する。
【００１４】
変調部１３１は、送受信レーダ１０から送信される電波を生成するための信号を変調する。変調部１３１は、変調を電気回路によって行うように構成されていてもよいし、ソフトフェア処理によって行うように構成されていてもよい。
【００１５】
送信部１３２は、例えばマグネトロンを有し、変調部１３１で変調された信号を送受切替部１２を介して空中線１１に出力する。
【００１６】
受信処理部１４は、電波の受信のための処理をする。受信処理部１４は、受信部１４１と、目標検出部１４２と、第１の位置観測部１４３と、第２の位置観測部１４４と、位置推定部１４５と、座標変換部１４６と、追跡演算部１４７とを有する。
【００１７】
受信部１４１は、空中線１１から送受切替部１２を介して入力された信号を復調する。受信部１４１は、復調を電気回路によって行うように構成されていてもよいし、ソフトフェア処理によって行うように構成されていてもよい。
【００１８】
目標検出部１４２は、受信部１４１で得られた信号から目標３０を検出し、検出結果に基づいて送受信レーダの現在の設置位置を原点とした目標３０の観測値を生成する。観測値は、例えば送受信レーダ１０の現在の設置位置を原点とした目標３０の方向（アジマス及びエレベーション）、距離、速度である。目標３０の方向は、反射波の到来方向をモノパルス法等の周知の手法で推定することで生成される。また、目標３０までの距離は、送受に要した時間から生成される。目標検出部１４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)等のデジタル信号処理器によって、目標３０を検出するための処理を行う。目標検出部１４２は、単一のＣＰＵ等で構成されていてもよいし、複数のＣＰＵ等で構成されていてもよい。さらに、目標検出部１４２は、メモリ等を備えていてもよい。
【００１９】
第１の位置観測部１４３は、送受信レーダ１０の自己位置を観測する。例えば、第１の位置観測部１４３は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であり、複数の人工衛星からのＧＰＳ電波を受信することで送受信レーダ１０のグローバルな座標系での自己位置を観測する。
【００２０】
第２の位置観測部１４４は、送受信レーダ１０の自己位置を観測する補助の観測部である。第２の位置観測部１４４の自己位置の観測精度は、第１の位置観測部１４３に比べて低くてよい。例えば、第１の位置観測部１４３がＧＰＳ受信機であるとき、第２の位置観測部１４４は、補助ＧＰＳ（Assisted GPS）を用いて送受信レーダ１０の自己位置を観測する。また、第２の位置観測部１４４は、携帯電話の基地局情報、公衆無線スポットからの受信電力、送受信レーダ１０の移動履歴情報等を用いて送受信レーダ１０の自己位置を観測してもよい。
【００２１】
位置推定部１４５は、第２の位置観測部１４４で観測された送受信レーダ１０の自己位置を用いて、送受信レーダ１０の自己位置を推定する。位置推定部１４５は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰ等のデジタル信号処理器によって、自己位置を推定するための処理を行う。位置推定部１４５は、単一のＣＰＵ等で構成されていてもよいし、複数のＣＰＵ等で構成されていてもよい。さらに、位置推定部１４５は、メモリ等を備えていてもよい。位置推定部１４５の詳細については後で説明する。
【００２２】
座標変換部１４６は、第１の位置観測部１４３で観測された送受信レーダ１０の自己位置又は位置推定部１４５で推定された送受信レーダ１０の自己位置に基づいて、目標検出部１４２で検出された目標３０の観測値を、グローバルな座標系における送受信レーダ１０の自己位置を原点とした値に変換する。座標変換部１４６は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰ等のデジタル信号処理器によって、座標変換を行う。座標変換部１４６は、単一のＣＰＵ等で構成されていてもよいし、複数のＣＰＵ等で構成されていてもよい。さらに、目標検出部１４２は、メモリ等を備えていてもよい。
【００２３】
追跡演算部１４７は、座標変換部１４６で得られた目標３０の観測値と、通信部１５を介して受信レーダ２０から送信されてきた目標３０の観測値とに基づいて目標３０を追跡するための追跡演算を行う。追跡演算には、例えば非線形アルゴリズムが用いられる。追跡演算部１４７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰ等のデジタル信号処理器によって、追跡演算を行う。追跡演算部１４７は、単一のＣＰＵ等で構成されていてもよいし、複数のＣＰＵ等で構成されていてもよい。さらに、追跡演算部１４７は、メモリ等を備えていてもよい。
【００２４】
通信部１５は、受信レーダ２０と通信するための通信インターフェイスを含む。通信インターフェイスは、例えば、携帯電話回線、公衆無線等の無線通信を行うためのインターフェイスである。
【００２５】
ここで、図２において、目標検出部１４２、位置推定部１４５、座標変換部１４６及び追跡演算部１４７は、１つの処理部によって構成されていてもよい。
【００２６】
図３は、受信レーダ２０の一例の構成を示す図である。受信レーダ２０は、空中線２１と、受信処理部２４と、通信部２５とを有する。
【００２７】
空中線２１は、電波を送信し、また、電波を受信する。空中線２１の構成は、特に限定されるものではない。通信部２５は、通信部１５と通信するための通信インターフェイスを含む。
【００２８】
受信処理部２４は、電波の受信のための処理をする。受信処理部２４は、受信部２４１と、目標検出部２４２と、第１の位置観測部２４３と、第２の位置観測部２４４と、位置推定部２４５と、座標変換部２４６とを有する。受信部２４１と、目標検出部２４２と、第１の位置観測部２４３と、第２の位置観測部２４４と、位置推定部２４５と、座標変換部２４６とは、送受信レーダ１０の受信部１４１と、目標検出部１４２と、第１の位置観測部１４３と、第２の位置観測部１４４と、位置推定部１４５と、座標変換部１４６と同様の構成を有していてよい。つまり、受信処理部２４は、受信処理部１４に対して追跡演算部１４７を有していない点だけが異なる。
【００２９】
以下、実施形態の追跡システムの動作を説明する。まず、受信レーダ２０の動作を説明する。図４は、受信レーダ２０の動作を示すフローチャートである。図４の動作が開始される前に、送受信レーダ１０は、電波を送信しているものとする。また、送受信レーダ１０及び受信レーダ２０は、目標３０の追跡前は自由に移動してよいが、目標３０の追跡のときには静止しているものとする。
【００３０】
ステップＳ１において、受信部２４１は、空中線２１を介して目標３０から反射された反射波を受信する。
【００３１】
ステップＳ２において、目標検出部２４２は、受信部２４１で得られた目標３０の信号から目標の検出を行う。前述したように、目標の検出は、受信レーダ２０の現在の設置位置を原点とした目標についての観測値を観測することを含む。
【００３２】
ステップＳ３において、第１の位置観測部２４３は、人工衛星から受信されるＧＰＳ電波に基づいて受信レーダ２０のグローバルな座標系での自己位置を観測する。
【００３３】
ステップＳ４において、第２の位置観測部２４４は、Ａ−ＧＰＳ、携帯電話の基地局情報、公衆無線スポットからの受信電力、受信レーダ２０の移動履歴情報の少なくとも何れかを用いて受信レーダ２０の自己位置を観測する。
【００３４】
ステップＳ５において、位置推定部２４５は、受信レーダ２０の自己位置を推定する。以下、受信レーダ２０の自己位置の推定の一例を説明する。以下で説明する自己位置の推定に当たり、追跡システム１における受信レーダ２０以外の少なくとも１台の他のレーダについては第１の位置観測部において正しく自己位置の観測が行われているものとする。つまり、図１の例では、送受信レーダ１０については、第１の位置観測部１４３における自己位置の観測が正しく行われているものとする。
【００３５】
図５は送受信レーダ１０の自己位置が第１の位置観測部１４３によって得られており、受信レーダ２０の自己位置が第２の位置観測部２４４により得られている場合の受信レーダ２０の自己位置の推定について説明するための図である。なお、以下で説明する受信レーダ２０の自己位置の推定は、一例であり、第２の位置観測部２４４で観測された自己位置を用いたその他の手法によって推定されてもよい。
【００３６】
第２の位置観測部２４４は第１の位置観測部２４３に比べて観測精度が低い。したがって、第１の位置観測部２４３で観測される自己位置は点で表されるのに対し、第２の位置観測部２４４で観測される自己位置はある範囲を持って表される。第２の位置観測部２４４で観測される自己位置の範囲は、第２の位置観測部２４４に用いられる自己位置の観測精度に応じて定まるものである。
【００３７】
一方、受信レーダ２０が目標３０からの反射波を受信できている場合、反射波の到来方向が目標検出部２４２によって検出されている。このとき、受信レーダ２０の自己位置は、目標３０からの反射波の到来方向に沿って延ばした直線と受信レーダ２０の自己位置の範囲との重なる範囲内に存在する可能性が高い。
【００３８】
例えば、図５に示すように、受信レーダ２０の自己位置の範囲がＲｒであり、時刻ｔ１での目標３０の位置がＰＯ１であるとき、受信レーダ２０の自己位置は、位置ＰＯ１から反射波の到来方向に沿って延ばした直線Ｌｒ１と範囲Ｒｒとの重なる範囲ｒｒ１内に存在する可能性が高い。目標３０が移動することにより、自己位置は特定されやすくなる。つまり、時刻ｔ２での目標３０の位置がＰＯ２であるとき、自己位置は、位置ＰＯ２から反射波の到来方向に沿って延ばした直線Ｌｒ２と範囲Ｒｒとの重なる範囲ｒｒ２内に存在する可能性が高い。時刻ｔ１と時刻ｔ２の結果から、受信レーダ２０の自己位置は、範囲ｒｒ１と範囲ｒｒ２との重なる点ｐｒに収束する。図５は、説明を簡単にするために２次元平面上で説明しているが、実際には３次元空間上で同様の推定が行われる。
【００３９】
ここで、第２の位置観測部２４４で観測された自己位置の観測精度が低い。したがって、観測精度の低い自己位置に基づいて座標変換された目標３０の位置の精度も低い。このため、位置推定部２４５における自己位置の推定に用いられる目標３０の位置は、自己位置が第１の位置観測部で観測できていて、かつ、目標３０からの反射波を受信できている他のレーダから送ってもらうことが好ましい。
【００４０】
また、図５で説明した自己位置の推定は、送受信レーダ１０においても行われ得る。この場合、送受信レーダ１０においても目標３０からの反射波が受信されており、また、受信レーダ２０については第１の位置観測部２４３による自己位置の観測が行われている必要がある。
【００４１】
ここで、図４の説明に戻る。ステップＳ６において、座標変換部２４６は、第１の位置観測部２４３において自己位置が得られているか否かを判定する。例えば、第１の位置観測部２４３においてＧＰＳ信号を正しく受信できているときには、第１の位置観測部２４３によって自己位置が得られていると判定される。一方、建物等の遮蔽物の影響、天候の影響、周辺の電波状態の影響等により、ＧＰＳ信号を受信できていない又はＧＰＳ信号の電力が所望の受信電力に満たないときには、第１の位置観測部２４３においてＧＰＳ信号を正しく受信できていないと判定される。ステップＳ６において、第１の位置観測部２４３において自己位置が得られていると判定されたときには、処理はステップＳ７に移行する。ステップＳ６において、第１の位置観測部２４３において自己位置が得られていないと判定されたときには、処理はステップＳ８に移行する。
【００４２】
ステップＳ７において、座標変換部２４６は、第１の位置観測部２４３において得られた自己位置に基づいて、目標検出部２４２で得られた目標３０の観測値をグローバルな座標系における受信レーダ２０の位置を原点とした値に座標変換する。ステップＳ８において、座標変換部２４６は、第２の位置観測部２４４において得られた自己位置から位置推定部２４５において推定された自己位置に基づいて、目標検出部２４２で得られた目標３０の観測値をグローバルな座標系における受信レーダ２０の位置を原点とした値に座標変換する。ステップＳ７又はステップＳ８の後、処理はステップＳ９に移行する。
【００４３】
ステップＳ９において、通信部２５は、座標変換部２４６で座標変換された目標３０の観測値及び原点の情報を送受信レーダ１０に送信する。その後、図４の処理は終了する。
【００４４】
次に、送受信レーダ１０の動作を説明する。図６は、送受信レーダ１０の動作を示すフローチャートである。前述と同様に、送受信レーダ１０及び受信レーダ２０は、目標３０の追跡前は自由に移動してよいが、目標３０の追跡のときには静止しているものとする。また、以下のフローチャートの動作において受信レーダ２０と同様の動作については適宜に説明を省略又は簡略化する。
【００４５】
ステップＳ１１において、送信部１３２は、空中線１１を介して目標３０に対して電波を送信する。ステップＳ１２において、受信部１４１は、空中線１１を介して目標３０から反射された反射波を受信する。
【００４６】
ステップＳ１３において、目標検出部１４２は、受信部１４１で得られた目標３０の信号から目標の検出を行う。
【００４７】
ステップＳ１４において、第１の位置観測部１４３は、人工衛星から受信されるＧＰＳ電波に基づいて送受信レーダ１０のグローバルな座標系での自己位置を観測する。
【００４８】
ステップＳ１５において、第２の位置観測部１４４は、Ａ−ＧＰＳ、携帯電話の基地局情報、公衆無線スポットからの受信電力、送受信レーダ１０の移動履歴情報の少なくとも何れかを用いて送受信レーダ１０の自己位置を観測する。
【００４９】
ステップＳ１６において、位置推定部１４５は、受信レーダ２０の自己位置を推定する。以下、送受信レーダ１０の自己位置の推定の一例を説明する。以下で説明する自己位置の推定に当たり、追跡システム１における送受信レーダ１０以外の少なくとも１台のレーダについては第１の位置観測部において正しく自己位置の観測が行われているものとする。つまり、図１の例では、受信レーダ２０については、第１の位置観測部２４３における自己位置の観測が正しく行われているものとする。
【００５０】
図７は受信レーダ２０の自己位置が第１の位置観測部２４３によって得られており、送受信レーダ１０の自己位置が第２の位置観測部１４４により得られている場合の送受信レーダ１０の自己位置の推定について説明するための図である。なお、以下で説明する送受信レーダ１０の自己位置の推定は、一例であり、第２の位置観測部１４４で観測された自己位置を用いたその他の手法によって推定されてもよい。
【００５１】
前述した受信レーダ２０の場合と同様に、第２の位置観測部１４４は第１の位置観測部１４３に比べて観測精度が低い。したがって、第１の位置観測部１４３で観測される自己位置は点で表されるのに対し、第２の位置観測部１４４で観測される自己位置はある範囲を持って表される。第２の位置観測部１４４で観測される自己位置の範囲は、第２の位置観測部１４４に用いられる自己位置の観測精度に応じて定まるものである。
【００５２】
また、第２の位置観測部１４４で観測される自己位置に基づいて座標変換された目標３０の位置は範囲を持って表されることになる。ただし、何れかの受信レーダが反射波を受信できている場合、目標３０は、送受信レーダ１０の電波の送信方向に存在していることになる。したがって、目標３０の位置の範囲は、送受信レーダ１０の自己位置の範囲と対応する。
【００５３】
ここで、受信レーダ２０の自己位置が第１の位置観測部２４３によって正確に観測されていて、かつ、受信レーダ２０で反射波が受信されているとすると、受信レーダ２０の自己位置と反射波の到来方向とから目標３０の位置を推定することができる。つまり、目標３０の位置は、受信レーダ２０から反射波の到来方向と逆方向に沿って延ばした直線と目標３０の位置の範囲との重なる範囲内に存在する可能性が高い。送受信レーダ１０から目標３０に送信された電波の入射角と目標３０から受信レーダ２０に反射された反射角とは等しいと考えることができるので、目標３０の範囲と受信レーダ２０への反射波の到来方向の情報とから、送受信レーダ１０の自己位置が推定され得る。
【００５４】
例えば、送受信レーダ１０の自己位置の範囲が範囲Ｒｔであり、時刻ｔ１における目標３０の位置の範囲が範囲Ｒｏ１であるとする。受信レーダ２０において反射が受信されているとき、目標３０の位置は、受信レーダ２０への反射波の到来方向と逆方向に沿って延ばした直線Ｌｔ１と範囲Ｒｏ１との重なる範囲ｒｏ１内に存在する可能性が高い。送受信レーダ１０から目標３０に送信された電波の入射角と目標３０から受信レーダ２０に反射された反射波の反射角とは等しいと考えると、送受信レーダ１０の自己位置は、範囲ｌｔ１内に存在する可能性が高い。
【００５５】
目標３０が移動することにより、自己位置は特定されやすくなる。つまり、時刻ｔ２で目標３０の位置の範囲が範囲Ｒｏ２であるとする。受信レーダ２０において反射が受信されているとき、目標３０の位置は、受信レーダ２０への反射波の到来方向と逆方向に沿って延ばした直線Ｌｔ２と範囲Ｒｏ２との重なる範囲ｒｏ２内に存在する可能性が高い。送受信レーダ１０から目標３０に送信された電波の入射角と目標３０から受信レーダ２０に反射された反射波の反射角とは等しいと考えると、送受信レーダ１０の自己位置は、範囲ｌｔ２内に存在する可能性が高い。時刻ｔ１と時刻ｔ２の結果から、送受信レーダ１０の自己位置は、範囲ｌｔ１と範囲ｌｔ２との重なる点ｐｔに収束する。図７は、説明を簡単にするために２次元平面上で説明しているが、実際には３次元空間上で同様の推定が行われる。
【００５６】
ここで、図６の説明に戻る。ステップＳ１７において、座標変換部１４６は、第１の位置観測部１４３において自己位置が得られているか否かを判定する。ステップＳ１７において、第１の位置観測部１４３において自己位置が得られていると判定されたときには、処理はステップＳ１８に移行する。ステップＳ１７において、第１の位置観測部１４３において自己位置が得られていないと判定されたときには、処理はステップＳ１９に移行する。
【００５７】
ステップＳ１８において、座標変換部１４６は、第１の位置観測部１４３において得られた自己位置に基づいて、目標検出部１４２で得られた目標３０の観測値をグローバルな座標系に座標変換する。ステップＳ１９において、座標変換部１４６は、第２の位置観測部１４４において得られた自己位置から位置推定部１４５において推定された自己位置に基づいて、目標検出部１４２で得られた目標３０の観測値をグローバルな座標系に座標変換する。ステップＳ１８又はステップＳ１９の後、処理はステップＳ２０に移行する。
【００５８】
ステップＳ２０において、追跡演算部１４７は、座標変換部１４６で得られた目標３０についての観測値と、通信部１５を介して受信レーダ２０から送信されてきた目標３０についての観測値及び原点の情報とに基づいて目標３０を追跡するための追跡演算を行う。前述したように、追跡演算には、例えば非線形アルゴリズムが用いられる。その後、図６の処理は終了する。
【００５９】
以上説明したように実施形態によれば、一部のレーダの自己位置が正確に得られていない場合でも、他の正確に位置の分かっているレーダからの情報と公衆無線等から観測される自己位置とを用いて、そのレーダのより精度の高められた自己位置を逆算することができる。つまり、レーザの自己位置の精度を高めることができる。精度が高められた自己位置を使うことによりマルチスタティックレーダの本来の特徴である精度が良い軌跡推定を行うことが可能である。
【００６０】
ここで、実施形態における送受信レーダ１０は、単独で電波の送受信をするものでなく、送信レーダと受信レーダとに分けられていてもよい。この場合、送信レーダと受信レーダの双方が第１の位置観測部と第２の位置観測部を有していることが望ましい。この場合には送信レーダによる電波の送信方向等の情報を受信レーダに送信することで、受信レーダにおける自己位置の推定精度を高めたり、逆に受信レーダへの反射波の到来方向等の情報を送信レーダに送信することで送信レーダにおける自己位置の推定精度を高めたりしてもよい。
【００６１】
また、追跡システム１は、送受信レーダとは別の送信専用のレーダを有していてもよい。さらに、受信レーダ２０の数は、２以上であってもよい。
【００６２】
また、実施形態のフローチャートでは、第２の位置観測部による自己位置の観測と位置推定部による自己位置の推定が必ず行われるようになっている。これに対し、第２の位置観測部による自己位置の観測と位置推定部による自己位置の推定は、第１の位置観測部による自己位置の観測を行うことができなかったときだけ行われてもよい。つまり、図４におけるステップＳ４及びステップＳ５の動作は図４におけるステップＳ６の判定においてＮＯであったときだけ行われ、また、図６におけるステップＳ１５及びステップＳ１６の動作はステップＳ１７の判定においてＮＯであったときだけ行われてもよい。
【００６３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  追跡システム、１０  送受信レーダ、１１  空中線、１２  送受切替部、１３  送信処理部、１４  受信処理部、１５  通信部、２０  受信レーダ、２１  空中線、２４  受信処理部、２５  通信部、１３１  変調部、１３２  送信部、１４１  受信部、１４２  目標検出部、１４３  第１の位置観測部、１４４  第２の位置観測部、１４５  位置推定部、１４６  座標変換部、１４７  追跡演算部、２４１  受信部、２４２  目標検出部、２４３  第１の位置観測部、２４４  第２の位置観測部、２４５  位置推定部、２４６  座標変換部。
【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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