(57)【要約】【課題】物標の運動をより正確に追尾するためのゲインを、設定することができる、ゲイン設定方法、ゲイン設定プログラム、ゲイン設定装置、追尾処理装置、追尾処理方法、追尾処理プログラム、及びレーダ装置を提供する。【解決手段】ゲイン設定装置４０は、追尾処理装置で追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインα，βを設定するように構成されている。ゲイン設定装置４０は、運動シナリオ設定部４２と、ゲイン決定部４８と、を有している。運動シナリオ設定部４２は、仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオを設定する。ゲイン決定部４８は、運動シナリオに基づいて、ゲインα，βを決定する。【選択図】        図８
2014085274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定方法であって、
仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオを設定する、運動シナリオ設定ステップと、
前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインを決定する、ゲイン決定ステップと、
を含むことを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のゲイン設定方法であって、
前記追尾フィルタ処理は、α−βフィルタ処理、又はカルマンフィルタ処理を含むことを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のゲイン設定方法であって、
前記ゲインの候補としてのゲイン候補を設定する、ゲイン候補設定ステップと、
前記ゲイン候補を用いて前記仮想物標を追尾する、追尾ステップと、
を更に含み、
前記追尾ステップでは、前記運動シナリオに基づいて生成された追尾用軌跡に従って移動する前記仮想物標が、前記ゲイン候補を用いた追尾フィルタ処理によって追尾され、
前記ゲイン決定ステップでは、前記ゲイン候補を用いた追尾フィルタ処理の結果と、前記シナリオで規定されている前記仮想物標の状態と、の間の誤差に基づいて得られる評価値に基づいて、複数の前記ゲイン候補のなかから、前記ゲインが決定されることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項４】
請求項３に記載のゲイン設定方法であって、
前記ゲイン決定ステップでは、前記評価値が最小であると判定された場合の前記ゲイン候補が、前記ゲインとして決定されることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のゲイン設定方法であって、
追尾ステップでは、前記仮想物標の平滑位置が算出され、
前記評価値は、前記平滑位置と、前記運動シナリオで規定されている前記仮想物標の位置と、の間の誤差に基づいて得られることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載のゲイン設定方法であって、
前記追尾用軌跡は、前記運動シナリオで規定されている前記仮想物標の軌跡としての基準軌跡に、所定の仮想観測誤差が混入された軌跡であることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項７】
請求項６に記載のゲイン設定方法であって、
前記仮想観測誤差は、仮想アンテナ誤差を含み、
前記仮想アンテナ誤差は、所定の軸線回りに回転するアンテナによって前記物標を観測する場合の、前記アンテナに起因する観測誤差に相当することを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のゲイン設定方法であって、
前記仮想観測誤差は、仮想量子化誤差を含み、
前記仮想量子化誤差は、前記物標からエコー信号をデジタル信号に変換して前記観測値を得る場合の、量子化処理に起因する誤差に相当することを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のゲイン設定方法であって、
前記設定ステップでは、前記運動シナリオは、複数設定され、
前記ゲイン決定ステップでは、前記ゲインは、複数の前記運動シナリオに基づいて決定されることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のゲイン設定方法であって、
前記運動シナリオは、前記仮想物標の軌跡としての基準軌跡を含み、
複数の前記運動シナリオにおいて、各前記基準軌跡の形状は同一に設定され、且つ、前記基準軌跡の向きが互いに異ならされていることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のゲイン設定方法であって、
前記ゲインは、前記物標を観測する位置としての、観測原点からの位置に応じて、複数設定されることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のゲイン設定方法であって、
前記観測原点を中心とする座標系で設定された複数の領域から、所定の領域を選択する、選択ステップを更に備え、
前記ゲイン決定ステップでは、所定の前記領域毎に、前記ゲインが決定されることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のゲイン設定方法であって、
複数の前記領域は、それぞれ、前記観測原点を原点とする、直交座標系で規定されていることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載のゲイン設定方法であって、
前記座標系は、地球の表面に対する向きが一定であることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１５】
請求項１２乃至請求項１４の何れか１項に記載のゲイン設定方法であって、
複数の前記領域として、小領域と、この小領域の範囲よりも広い範囲を有する大領域と、が設定され、
前記小領域から前記観測原点までの距離は、前記大領域から前記観測原点までの距離よりも小さく設定されていることを特徴とする、ゲイン設定方法。
【請求項１６】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定プログラムであって、
コンピュータに、
仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオを設定する、運動シナリオ設定ステップと、
前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインを決定する、ゲイン決定ステップと、
を実行させることを特徴とする、ゲイン設定プログラム。
【請求項１７】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定装置であって、
仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオを設定する、運動シナリオ設定部と、
前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインを決定する、ゲイン決定部と、
を備えていることを特徴とする、ゲイン設定装置。
【請求項１８】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理装置であって、
前記観測値を受け付ける、受付部と、
所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタ部と、
を備え、
前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されていることを特徴とする、追尾処理装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の追尾処理装置であって、
前記ゲインは、前記観測値で特定される観測位置に応じて複数設定されており、
複数の前記ゲインは、前記観測位置の座標系において、互いに離隔した位置に設定されており、
前記ゲインが予め設定されている位置以外の位置に前記観測位置が存在している場合、複数の前記ゲインを用いた線形補間処理によって、前記観測位置での前記ゲインが算出されることを特徴とする、追尾処理装置。
【請求項２０】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理方法であって、
前記観測値を受け付ける、受付ステップと、
所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタステップと、
を含み、
前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されていることを特徴とする、追尾処理方法。
【請求項２１】
物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理プログラムであって、
コンピュータに、
前記観測値を受け付ける、受付ステップと、
所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタステップと、
を実行させ、
前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されていることを特徴とする、追尾処理プログラム。
【請求項２２】
水平面上を回転しながら電磁波を放射し、物標からの反射波であるエコー信号を受信するように構成されたアンテナと、
請求項１８又は請求項１９に記載の追尾処理装置と、を備え、
前記追尾処理装置は、前記エコー信号によって得られる前記物標の観測値に、追尾フィルタ処理を施すことを特徴とする、レーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲイン設定方法、ゲイン設定プログラム、ゲイン設定装置、追尾処理装置、追尾処理方法、追尾処理プログラム、及びレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダアンテナが受信したエコー信号等に基づいて、物標を追尾（ＴＴ：Target Tracking）する構成が知られている（例えば、非特許文献１、及び特許文献１，２参照）。具体的には、上記のレーダアンテナは、パルス信号を送信し、次いで、物標からのエコー信号を受信するように構成されている。これにより、物標の観測値を得ることができる。この観測値は、追尾フィルタに与えられる。追尾フィルタは、この観測値を基に、物標の位置、及び速度等を予測する。
【０００３】
非特許文献１、及び特許文献１には、追尾フィルタとして、α−βフィルタが記載されている。特許文献１に記載の追尾フィルタは、位置平滑係数と、速度平滑係数と、に基づいて、物標の目標の予測位置と、目標の予測速度と、を出力する。また、特許文献１に記載の追尾フィルタは、観測値の距離と、観測値の方位角の変化と、に対応して、上記の位置平滑係数と、速度平滑係数と、を変化する。この構成により、上記の追尾フィルタは、観測値に含まれる誤差の影響が抑制されるようにして、目標を追尾する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「レーダによる単一目標追尾法の現状と将来」  電子情報通信学会論文誌  社団法人  電子情報通信学会  ２０１０年  Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ９３−Ｂ  Ｎｏ．１１  ｐ．１５０４−１５１１
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６４−７３２７４号公報（［請求項１］）
【特許文献２】実開平２−９１９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、上記の位置平滑係数、及び速度平滑係数（ゲイン）は、それぞれ、物標の等速直線運動をモデル化した、等速直線運動モデルに基づいて、設定される。等速直線運動モデルは、数式によって記述される。また、等速直線運動モデルに加速度雑音を加えたフィルタとして、ＲＡフィルタ（Random Acceleration Filter）が知られている。また、等速直線運に速度雑音を加えたフィルタとして、ＲＶフィルタ（Random Velocity Filter）が知られている。
【０００７】
しかしながら、物標は、実際には、直進運動に限らず、旋回運動も行う。このため、直線運動のみを考慮した運動モデルに基づいて設定された位置平滑係数、及び速度平滑係数では、実際の物標を、正確に追尾することができないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、物標をより正確に追尾するためのゲインを、設定することができる、ゲイン設定方法、ゲイン設定プログラム、ゲイン設定装置、追尾処理装置、追尾処理方法、追尾処理プログラム、及びレーダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるゲイン設定方法は、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定方法である。このゲイン設定方法は、運動シナリオ設定ステップと、ゲイン決定ステップと、を含んでいる。前記運動シナリオ設定ステップでは、仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオが設定される。前記ゲイン決定ステップでは、前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインが決定される。
【００１０】
（２）好ましくは、前記追尾フィルタ処理は、α−βフィルタ処理、又はカルマンフィルタ処理を含む。
【００１１】
（３）好ましくは、前記ゲイン設定方法は、前記ゲインの候補としてのゲイン候補を設定する、ゲイン候補設定ステップと、前記ゲイン候補を用いて前記仮想物標を追尾する、追尾ステップと、を更に含む。前記追尾ステップでは、前記運動シナリオに基づいて生成された追尾用軌跡に従って移動する前記仮想物標が、前記ゲイン候補を用いた追尾フィルタ処理によって追尾される。前記ゲイン決定ステップでは、前記ゲイン候補を用いた追尾フィルタ処理の結果と、前記シナリオで規定されている前記仮想物標の状態と、の間の誤差に基づいて得られる評価値に基づいて、複数の前記ゲイン候補のなかから、前記ゲインが決定される。
【００１２】
（４）より好ましくは、前記ゲイン決定ステップでは、前記評価値が最小であると判定された場合の前記ゲイン候補が、前記ゲインとして決定される。
【００１３】
（５）好ましくは、追尾ステップでは、前記仮想物標の平滑位置が算出される。前記評価値は、前記平滑位置と、前記運動シナリオで規定されている前記仮想物標の位置と、の間の誤差に基づいて得られる。
【００１４】
（６）好ましくは、前記追尾用軌跡は、前記運動シナリオで規定されている前記仮想物標の軌跡としての基準軌跡に、所定の仮想観測誤差が混入された軌跡である。
【００１５】
（７）より好ましくは、前記仮想観測誤差は、仮想アンテナ誤差を含む。前記仮想アンテナ誤差は、所定の軸線回りに回転するアンテナによって前記物標を観測する場合の、前記アンテナに起因する観測誤差に相当する。
【００１６】
（８）好ましくは、前記仮想観測誤差は、仮想量子化誤差を含む。前記仮想量子化誤差は、前記物標からのエコー信号をデジタル信号に変換して前記観測値を得る場合の、量子化処理に起因する誤差に相当する。
【００１７】
（９）好ましくは、前記設定ステップでは、前記運動シナリオは、複数設定される。前記ゲイン決定ステップでは、前記ゲインは、複数の前記運動シナリオに基づいて決定される。
【００１８】
（１０）より好ましくは、前記運動シナリオは、前記仮想物標の軌跡としての基準軌跡を含む。複数の前記運動シナリオにおいて、各前記基準軌跡の形状は同一に設定され、且つ、前記基準軌跡の向きが互いに異ならされている。
【００１９】
（１１）好ましくは、前記ゲインは、前記物標を観測する位置としての、観測原点からの位置に応じて、複数設定される。
【００２０】
（１２）より好ましくは、前記ゲイン設定方法は、前記観測原点を中心とする座標系で設定された複数の領域から、所定の領域を選択する、選択ステップを更に備える。前記ゲイン決定ステップでは、所定の前記領域毎に、前記ゲインが決定される。
【００２１】
（１３）より好ましくは、複数の前記領域は、それぞれ、前記観測原点を原点とする、直交座標系で規定されている。
【００２２】
（１４）好ましくは、前記座標系は、地球の表面に対する向きが一定である。
【００２３】
（１５）好ましくは、複数の前記領域として、小領域と、この小領域の範囲よりも広い範囲を有する大領域と、が設定されている。前記小領域から前記観測原点までの距離は、前記大領域から前記観測原点までの距離よりも小さく設定されている。
【００２４】
（１６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるゲイン設定プログラムは、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定プログラムである。前記ゲイン設定プログラムは、コンピュータに、運動シナリオ設定ステップと、ゲイン決定ステップと、を実行させる。前記運動シナリオ設定ステップでは、仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオが設定される。前記ゲイン決定ステップでは、前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインが決定される。
【００２５】
（１７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるゲイン設定装置は、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施す際に用いられる、ゲインを設定するための、ゲイン設定装置である。前記ゲイン設定装置は、運動シナリオ設定部と、ゲイン決定部と、
を備えている。前記運動シナリオ設定部は、仮想物標について、旋回運動を含む運動シナリオを設定する。前記ゲイン決定部は、前記運動シナリオに基づいて、前記ゲインを決定する。
【００２６】
（１８）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる追尾処理装置は、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理装置である。前記追尾処理装置は、前記観測値を受け付ける、受付部と、所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタ部と、を備える。前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されている。
【００２７】
（１９）より好ましくは、前記ゲインは、前記観測値で特定される観測位置に応じて複数設定されている。複数の前記ゲインは、前記観測位置の座標系において、互いに離隔した位置に設定されている。前記ゲインが予め設定されている位置以外の位置に前記観測位置が存在している場合、複数の前記ゲインを用いた線形補間処理によって、前記観測位置での前記ゲインが算出される。
【００２８】
（２０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる追尾処理方法は、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理方法である。前記追尾処理方法は、前記観測値を受け付ける、受付ステップと、所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタステップと、を含む。前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されている。
【００２９】
（２１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる追尾処理プログラムは、物標を観測して得られた観測値に追尾フィルタ処理を施すことで、前記物標を追尾するための、追尾処理プログラムである。前記追尾処理プログラムは、コンピュータに、前記観測値を受け付ける、受付ステップと、所定のゲイン、及び前記観測値を基に、追尾フィルタ処理を施す、追尾フィルタステップと、を実行させる。前記ゲインは、仮想物標についての、旋回運動を含む運動シナリオに基づいて、決定されている。
【００３０】
（２２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるレーダ装置は、水平面上を回転しながら電磁波を放射し、物標からの反射波であるエコー信号を受信するように構成されたアンテナと、前述の追尾処理装置と、を備える。前記追尾処理装置は、前記エコー信号によって得られる前記物標の観測値に、追尾フィルタ処理を施す。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、物標をより正確に追尾するためのゲインを、設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る追尾処理装置を含む、レーダ装置のブロック図である。
【図２】自船と、物標エコー像との関係を説明するための模式的な平面図である。
【図３】エコー検出部で検出された、物標エコー像を示す模式的な平面図であり、各物標エコー像を上方から見た状態を示している。
【図４】追尾フィルタ部が行う追尾フィルタ処理を説明するための模式図である。
【図５】ゲインを割り当てるためのマップを示す図である。
【図６】マップの一部を拡大して示す図である。
【図７】観測位置に誤差が生じる理由を説明するための、模式図である。
【図８】ゲイン設定装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第１の運動シナリオを示す図である。
【図１０】第２の運動シナリオを示す図である。
【図１１】第３の運動シナリオを示す図である。
【図１２】仮想アンテナ誤差を説明するためのグラフ図である。
【図１３】基準軌跡と、追尾用軌跡と、を示す図である。
【図１４】ゲイン設定装置による、一の格子状領域に対する、ゲインの設定の流れを説明するための、フローチャートである。
【図１５】ゲインαのＸ軸方向成分αｘの分布の一例を示す図である。
【図１６】ゲインαのＹ軸方向成分αｙの分布の一例を示す図である。
【図１７】ゲインβのＸ軸方向成分βｘの分布の一例を示す図である。
【図１８】ゲインβのＹ軸方向成分βｙの分布の一例を示す図である。
【図１９】比較例として、極座標系であるＲ−θ座標系においてゲインを設定した場合を説明するための図である。
【図２０】本発明の変形例における、追尾処理装置のゲイン選択部での処理を説明するための、模式図である。
【図２１】本発明の変形例における、追尾処理装置のゲイン選択部での処理を説明するための、模式図である。
【図２２】本発明の実施例における、基準軌跡と、観測位置との関係を示す図である。
【図２３】比較例で算出された平滑位置と、物標の軌跡と、を示す図である。
【図２４】図２３の一部を拡大した図である。
【図２５】実施例で算出された平滑位置と、物標の軌跡と、を示す図である。
【図２６】図２５の一部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明は、追尾処理装置として広く適用することができる。尚、以下では、図中同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３４】
図１は、本発明の実施形態に係る追尾処理装置３を含む、レーダ装置１のブロック図である。本実施形態のレーダ装置１は、漁船等の船舶に備えられる舶用レーダである。以下では、レーダ装置１が備えられている船舶を「自船」という。レーダ装置１は、主に他船等の物標の探知に用いられる。レーダ装置１は、１つ又は複数の物標のなかから、追尾対象として選択された物標を、追尾物標として特定するように構成されている。また、レーダ装置１は、当該追尾物標の平滑位置（推定位置）、及び平滑速度（推定速度ベクトル）を算出するように構成されている。
【００３５】
図１に示すように、レーダ装置１は、アンテナユニット（受信装置）２と、追尾処理装置３と、表示器４と、を備えている。
【００３６】
アンテナユニット２は、アンテナ５と、受信部６と、Ａ／Ｄ変換部７と、を含んでいる。
【００３７】
アンテナ５は、指向性の強いパルス状電波を送信（放射）可能なレーダアンテナである。また、アンテナ５は、物標からのエコー信号（反射波）を受信するように構成されている。即ち、アンテナ５は、物標を特定するエコー信号を受信するように構成されている。レーダ装置１は、パルス状電波を送信してからエコー信号を受信するまでの時間を測定する。これにより、レーダ装置１は、物標までの距離ｒを検出することができる。自船と物標とが向かい合う方向は、距離方向として定義される。
【００３８】
アンテナ５は、水平面上で３６０°回転可能に構成されており、鉛直軸線回りを回転する。アンテナ５は、パルス状電波の送信方向を変えながら（アンテナ５の回転角度を変えながら）、電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。以上の構成で、レーダ装置１は、自船周囲の平面上の物標を、３６０°にわたり探知することができる。
【００３９】
なお、以下の説明では、パルス状電波を送信してから次のパルス状電波を送信するまでの動作を「スイープ」という。また、電波の送受信を行いながらアンテナを３６０°回転させる動作を「スキャン」と呼ぶ。また、以下では、あるスキャンのことを、「ｎスキャン」という。
【００４０】
受信部６は、アンテナ５で受信したエコー信号を検波して増幅する。エコー信号は、アンテナ５で受信された信号のうち、アンテナ５からの送信信号に対する、物標での反射波である。受信部６は、増幅したエコー信号を、Ａ／Ｄ変換部７へ出力する。Ａ／Ｄ変換部７は、アナログ形式のエコー信号をサンプリングし、複数ビットからなるデジタルデータ（エコーデータ）に変換する。ここで、上記エコーデータの値は、アンテナ５が受信したエコー信号の強度（信号レベル）を特定するデータを含んでいる。Ａ／Ｄ変換部７は、エコーデータを、追尾処理装置３の信号処理部１１へ出力する。
【００４１】
追尾処理装置３は、追尾物標を観測して得られた観測値としての観測位置に、追尾フィルタ処理を施すことで、追尾物標を追尾する。追尾処理装置３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）等を含むハードウェアを用いて構成されている。また、追尾処理装置３は、ＲＯＭに記憶された追尾処理プログラムを含むソフトウェアを用いて構成されている。
【００４２】
上記追尾処理プログラムは、本発明の一実施形態における追尾処理方法を、追尾処理装置３に実行させるためのプログラムである。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば、記録媒体に格納された状態で流通する。上記ハードウェアとソフトウェアとは、協働して動作するように構成されている。これにより、追尾処理装置３を、後述する信号処理部１１、エコー検出部１２、及び追尾処理部１３等として機能させることができる。
【００４３】
追尾処理装置３は、信号処理部１１と、エコー検出部１２と、追尾処理部１３と、を含んでいる。
【００４４】
信号処理部１１は、フィルタ処理等を施すことにより、エコーデータに含まれる干渉成分と、不要な波形データと、を除去する。信号処理部１１は、処理したエコーデータを、エコー検出部１２へ出力する。
【００４５】
エコー検出部１２は、物標エコー像の検出と、物標エコー像における追尾代表点の座標の検出と、を行うように構成されている。具体的には、エコー検出部１２は、１スイープの間にサンプリングされたエコーデータを、先頭アドレスから順に受信するように構成されている。従って、エコー検出部１２は、信号処理部１１からエコーデータを読み出すときの読出しアドレスに基づいて、当該エコーデータに対応する位置までの距離ｒを求めることができる。
【００４６】
また、アンテナ５からは、当該アンテナ５の回転角度を示すデータが出力されている。以上の構成で、エコー検出部１２は、エコーデータを読み出す際には、当該エコーデータに対応する位置を、距離ｒと、アンテナ５の回転角度θとの極座標で取得することができる。
【００４７】
また、エコー検出部１２は、エコーデータに対応する位置にエコー源が存在するか否かを検出するように構成されている。エコー検出部１２は、例えば、エコーデータに対応する位置の信号レベルを判別する。エコー検出部１２は、信号レベルが所定のしきいレベル以上である位置には、物標が存在していると判別する。エコー検出部１２は、１スキャン時間毎に、上記の判別処理を行う。
【００４８】
次いで、エコー検出部１２は、物標が存在している範囲を検出する。エコー検出部１２は、例えば、信号レベルが上記しきいレベル以上である一まとまりの領域を、物標のエコー像が存在している領域として検出する。次に、エコー検出部１２は、エコーデータを用いて、物標エコー像の追尾代表点を検出する。追尾代表点は、物標エコー像のうち、追尾処理の際に用いられる代表点である。次に、自船と、物標エコー像との関係を説明する。
【００４９】
図２は、自船１００と、物標エコー像１２０との関係を説明するための模式的な平面図である。図２では、物標エコー像１２０は、矩形の像として例示されている。図１及び図２に示すように、極座標系では、観測原点Ｏからの直線距離が、距離ｒとして示され、観測原点Ｏ周りの角度が、アンテナ５の回転角度θとして示される。観測原点Ｏは、自船１００のアンテナ５の位置である。エコー検出部１２は、物標エコー像１２０の追尾代表点Ｐの抽出に際しては、観測原点Ｏを中心とする、リング状部分の一部形状の像１１０を用いる。この像１１０は、第１直線１１１、第２直線１１２、第１円弧１１３、及び第２円弧１１４によって囲まれた領域の像である。
【００５０】
第１直線１１１は、物標エコー像１２０の前縁１２０ａのうち観測原点Ｏに最も近い点と、観測原点Ｏとを通る直線である。第２直線１１２は、物標エコー像１２０の後縁１２０ｂのうち観測原点Ｏに最も近い点と、観測原点Ｏとを通る直線である。第１円弧１１３は、物標エコー像１２０のうち観測原点Ｏから最も近い部分１２０ｃを通る円弧であり、当該円の曲率中心点は、観測原点Ｏである。第２円弧１１４は、物標エコー像１２０のうち観測原点Ｏから最も遠い部分１２０ｄを通る円弧であり、第１円弧1１３と同心である。第１円弧１１３及び第２円弧１１４は、それぞれ、第１直線１１１と第２直線１１２との間に延びている。
【００５１】
エコー検出部１２は、例えば、像１１０の中心点を、物標エコー像１２０の追尾代表点Ｐとして検出するように構成されている。尚、エコー検出部１２は、像１１０の最前縁点としての、部分１２０ｃを、追尾代表点Ｐとして検出してもよい。部分１２０ｃは、観測原点Ｏに最も近い点である。
【００５２】
複数の物標が検出されている場合、エコー検出部１２は、各物標について、上記の処理を行う。これにより、物標エコー像１２０が、複数検出される。エコー検出部１２で検出された複数の物標エコー像１２０の一例を、図３に示している。
【００５３】
図３は、エコー検出部１２で検出された、複数の物標エコー像１２０を示す模式的な平面図であり、各物標エコー像１２０を上方から見た状態を示している。図３では、Ｘ−Ｙ座標系を示している。図３では、Ｘ軸方向は、東西方向を示しており、Ｙ軸方向は、南北方向を示している。
【００５４】
図３では、一例として、ｎスキャン時点における、４つの物標エコー像１２０（１２１，１２２，１２３，１２４）を示している。物標エコー像１２１，１２２，１２３，１２４を総称して説明する場合に、「物標エコー像１２０」ということがある。各物標エコー像１２０は、例えば、船舶のエコー像である。エコー検出部１２は、例えば、追尾代表点Ｐとして、物標エコー像１２１の追尾代表点Ｐ１（ｎ）と、物標エコー像１２２の追尾代表点Ｐ２（ｎ）と、物標エコー像１２３の追尾代表点Ｐ３（ｎ）と、物標エコー像１２４の追尾代表点Ｐ４（ｎ）と、を検出する。以下では、物標エコー像１２１によって特定される物標が、追尾物標２０１である場合を例に説明する。物標エコー像１２１の追尾代表点Ｐ１（ｎ）は、追尾物標２０１の追尾代表点でもある。
【００５５】
図１及び図３に示すように、エコー検出部１２は、各物標エコー像１２０の追尾代表点Ｐの座標データを、追尾処理部１３へ出力する。追尾処理部１３は、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１の平滑速度Ｖ１（ｎ）を算出するように構成されている。
【００５６】
追尾処理部１３は、捕捉処理部１４と、運動推定部１５と、を有している。
【００５７】
捕捉処理部１４は、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１（ｎ）の観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を補足するように構成されている。捕捉処理部１４は、選別部１６と、関連付け部１７と、を有している。
【００５８】
選別部１６は、エコー選別処理を行うように構成されている。具体的には、選別部１６は、ｎスキャン時点（最新のスキャン時点）において、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が存在すると推定される領域を特定する。
【００５９】
具体的には、選別部１６は、追尾物標２０１について、運動推定部１５で算出された予測位置ｘ１ｐ（ｎ）の座標データを、参照する。即ち、選別部１６は、ｎスキャン時点において、追尾代表点Ｐが存在していると推定される予測位置ｘ１ｐ（ｎ）の座標データを、取得する。選別部１６は、当該予測位置ｘ１ｐ（ｎ）を中心とする、選別領域Ｓ１（ｎ）を設定する。この選別領域Ｓ１（ｎ）は、例えば、上記予測位置ｘ１ｐ（ｎ）を中心とする、円状の領域である。関連付け部１７は、この選別領域Ｓ１（ｎ）内を、検索する。
【００６０】
関連付け部１７は、上記選別領域Ｓ１（ｎ）内に存在する１つ又は複数の物標エコー像の追尾代表点Ｐのなかから、追尾物標２０１の観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を特定する。例えば、関連付け部１７は、上記予測位置ｘ１ｐ（ｎ）に最も近い追尾代表点Ｐを、追尾物標２０１の観測位置ｘ１ｏ（ｎ）であると判定する。関連付け部１７は、当該観測位置ｘ１ｏ（ｎ）の座標データを、運動推定部１５へ出力する。
【００６１】
図４は、運動推定部１５が行う追尾フィルタ処理を説明するための模式図である。図４は、直交座標系としての、Ｘ−Ｙ座標系を示している。この座標系のＸ軸方向は、東西方向を示しており、Ｙ軸方向は、南北方向を示している。また、図４では、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１の平滑位置の航跡ＲＴ１を示している。
【００６２】
図１〜図４に示すように、運動推定部１５は、Ｘ−Ｙ座標系において、追尾物標２０１の追尾処理を行うように構成されている。本実施形態では、運動推定部１５は、地球の表面に対する向きが一定である座標系を用いて、追尾物標２０１の追尾処理を行う。
【００６３】
運動推定部１５は、追尾フィルタ部（受付部）１８と、ゲイン選択部１９と、ゲインメモリ２０と、を有している。
【００６４】
追尾フィルタ部１８は、後述する観測誤差ｏｂｅの影響を平滑化するために設けられている。本実施形態では、追尾フィルタ部１８は、追尾フィルタ処理として、α−βフィルタ処理を行う。追尾フィルタ部１８は、追尾物標２０１の予測位置ｘ１ｐ（ｎ）と、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）と、平滑速度Ｖ１（ｎ）と、を算出するように構成されている。
【００６５】
具体的には、追尾フィルタ部１８は、下記式（１）、（２）、（３）を演算する。
予測位置ｘ１ｐ（ｎ）＝ｘ１ｓ（ｎ−１）＋Ｔ×Ｖ１（ｎ−１）・・・・・（１）
平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）＝ｘ１ｐ（ｎ）＋α｛ｘ１ｏ（ｎ）−ｘ１ｐ（ｎ）｝
・・・・・（２）
平滑速度Ｖ１（ｎ）＝Ｖ１（ｎ−１）＋（β／Ｔ）｛ｘ１ｏ（ｎ）−ｘ１ｐ（ｎ）｝・・・・・（３）
【００６６】
尚、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）は、ｎスキャン時点における、予測位置ｘ１ｐ（ｎ）と、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）とに関連付けられた位置を示す。平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）は、ｎスキャン時点において、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１が到達していると推定される位置を示す。また、平滑速度Ｖ１（ｎ）は、ｎスキャン時点における、追尾代表点Ｐ１の推定速度を示している。
【００６７】
また、Ｔは、追尾フィルタ部１８が前回の平滑処理を行ってから上記の平滑処理を行うまでに経過した時間であり、１スキャンに要する時間に相当する。また、αは、平滑位置を算出するために用いられるゲインである。βは、平滑速度を算出するために用いられるゲインである。
【００６８】
ゲインαは、Ｘ軸方向の成分αｘ、及びＹ軸方向の成分αｙを有している。ゲインαは、ゲインα（αｘ，αｙ）としても表現できる。成分αｘは、上記式（２）において、Ｘ軸方向の成分を算出する際に用いられる。成分αｙは、上記式（２）において、Ｙ軸方向の成分を算出する際に用いられる。
【００６９】
また、ゲインβは、Ｘ軸方向の成分βｘ、及びＹ軸方向の成分βｙを有している。ゲインβは、ゲインβ（βｘ，βｙ）としても表現できる。成分βｘは、上記式（３）において、Ｘ軸方向の成分を算出する際に用いられる。また、成分βｙは、上記式（３）において、Ｙ軸方向の成分を算出する際に用いられる。
【００７０】
平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）は、予測位置ｘ１ｐ（ｎ）と、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）と、を結ぶ線分ＬＳ１上に位置する。
【００７１】
上記の構成によると、ゲインαが小さいほど、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）は、予測位置ｘ１ｐ（ｎ）に近くなる。また、ゲインβが小さいほど、平滑速度Ｖ１（ｎ）の変化量は、小さくなる。このため、運動推定部１５での算出結果は、平滑化された度合いが大きくなり、追尾物標２０１の観測誤差に起因するばらつき量が小さくなる。但し、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１の変針運動を、運動推定部１５の演算結果に反映させる際の応答は、ゲインα，βが小さいほど、遅くなる。
【００７２】
一方、ゲインαが大きいほど、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に近くなる。また、ゲインβが大きいほど、平滑速度Ｖ１（ｎ）を平滑化する度合いは、小さくなる。このため、運動推定部１５は、追尾物標２０１の追尾代表点Ｐ１の変針運動を、追尾フィルタ処理において、応答性よく反映できる。このため、運動推定部１５は、追尾物標２０１の変針運動に対する追従性を高めることができる。尚、変針運動とは、追尾物標２０１の向きを変える運動をいう。但し、ゲインα，βが大きいほど、平滑位置ｘｓ（ｎ）及び平滑速度Ｖ１（ｎ）について、スキャン時点毎の変動量が大きくなってしまう。
【００７３】
上記した、予測位置ｘ１ｐ（ｎ）を中心として、誤差圏ｅｚ１が存在する。誤差圏ｅｚ１は、予測位置ｘ１ｐ（ｎ）に関する誤差の範囲である。また、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を中心として、誤差圏ｅｚ２が存在する。誤差圏ｅｚ２は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に関する誤差の範囲である。また、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ−１）を中心として、誤差圏ｅｚ３が存在する。誤差圏ｅｚ３は、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ−１）に関する誤差の範囲である。ゲインα，βは、これらの誤差圏ｅｚ１，ｅｚ２，ｅｚ３の影響を、より小さくできるように、設定される。
【００７４】
本実施形態では、ゲインα，βは、ゲインメモリ２０に格納されている。ゲイン選択部１９は、ゲインメモリ２０に格納されている複数のゲインα，βを参照し、これらのなかから、１つのゲインα，βを選択する。
【００７５】
より具体的には、ゲイン選択部１９は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を参照する。そして、ゲイン選択部１９は、観測原点Ｏに対する観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に応じて、ゲインメモリ２０に格納されている複数のゲインα，βのなかから、適切なゲインα，βを設定する。ゲインメモリ２０に格納されているゲインα，βの詳細は、後述する。
【００７６】
追尾フィルタ部１８は、上記予測位置ｘ１ｐ（ｎ）の座標データを、選別部１６へ出力する。選別部１６では、当該データは、（ｎ＋１）スキャン時点における選別処理に用いられる。また、追尾フィルタ部１８は、平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）、及び平滑速度Ｖ１（ｎ）を特定するデータを、表示器４へ出力する。
【００７７】
表示器４は、例えばカラー表示可能な液晶ディスプレイである。表示器４は、追尾フィルタ部１８からのデータを読込み、当該データによって特定される画像を表示するように構成されている。これにより、液晶ディスプレイ等の表示器４には、物標の平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）、及び平滑速度Ｖ１（ｎ）を示す画像が表示される。以上が、レーダ装置１の概略構成である。
【００７８】
［ゲインの詳細］
次に、ゲインα，βの詳細を説明する。本実施形態では、ゲインα，βは、ゲインメモリ２０に格納されている複数のゲインα，βのなかから、ゲイン選択部１９によって選択される。図５は、ゲインα，βを割り当てるためのマップを示す図である。図６は、マップの一部を拡大して示す図である。
【００７９】
図４〜図６に示すように、ゲインα，βは、直交座標系としてのＸ−Ｙ座標系において、規則的に設定されている。Ｘ−Ｙ座標系の原点は、観測原点Ｏである。Ｘ−Ｙ座標系は、自船１００の向きには影響されない。即ち、Ｘ−Ｙ座標系の座標軸は、地球の表面に対する向きが一定である。換言すれば、自船１００の向きに拘わらず、Ｘ−Ｙ座標系のＸ軸方向は、東西方向であり、且つＹ軸方向は、南北方向である。
【００８０】
Ｘ−Ｙ座標系において、複数の格子状領域３０が規定されている。各格子状領域３０は、Ｘ軸方向と平行な方向に延びる２本の直線と、Ｙ軸方向と平行な方向に延びる２本の直線と、で囲まれた矩形状の領域である。これらの格子状領域３０は、行列状に整列されている。
【００８１】
格子状領域３０毎に、ゲインα（αｘ，αｙ）と、ゲインβ（βｘ，βｙ）と、が設定されている。格子状領域３０内では、ゲインα，βの値は、一定である。
【００８２】
本実施形態では、ゲインα，βは、格子状領域３０毎に応じて、異なるように設定されている。即ち、ゲインα，βは、観測原点Ｏからの位置に応じて、複数設定されている。このような設定がされているのは、観測原点Ｏと観測位置ｘ１ｏ（ｎ）との相対位置によって、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）の誤差が異なることに起因する。この場合の誤差とは、追尾代表点Ｐ１の真の位置ｘ１ｔ（ｎ）と、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）との差をいう。格子状領域３０は、誤差の特性が一定であるとみなせる領域毎に、設定されている。
【００８３】
次に、観測位置ｘ１ｏに誤差が生じる理由を説明する。図７は、観測位置ｘ１ｏに誤差が生じる理由を説明するための、模式図である。図７は、Ｘ−Ｙ座標系を示している。図１、図４、及び図７を参照して、アンテナ５を用いて観測された観測位置ｘ１ｏは、追尾代表点Ｐ１の真の位置ｘ１ｔを中心として、誤差範囲ｅａ内に存在することとなる。観測原点Ｏから真の位置ｘ１ｔまでの距離が遠くなるほど、誤差範囲ｅａは、大きくなる。
【００８４】
例えば、追尾代表点Ｐ１の真の位置ｘ１ｔがＹ軸上に位置している場合を考える。この場合において、追尾代表点Ｐ１の真の位置ｘ１ｔ１，ｘ１ｔ２，ｘ１ｔ３，ｘ１ｔ４は、観測原点Ｏから順次離隔して配置された点である。各真の位置ｘ１ｔ１，ｘ１ｔ２，ｘ１ｔ３，ｘ１ｔ４を基準として、略楕円状の誤差範囲ｅａ１，ｅａ２，ｅａ３，ｅａ４が存在する。誤差範囲ｅａ１，ｅａ２，ｅａ３，ｅａ４の長軸の長さとしての全長Ｗ１，Ｗ１，Ｗ３，Ｗ４は、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４である。
【００８５】
また、例えば、各真の位置ｘ１ｔ１，ｘ１ｔ２，ｘ１ｔ３，ｘ１ｔ４が、Ｙ軸からθ°傾斜した直線上に位置している場合を考える。この場合においても、各真の位置ｘ１ｔθ１，ｘ１ｔθ２，ｘ１ｔθ３，ｘ１ｔθ４を中心として、誤差範囲ｅａθ１，ｅａθ２，ｅａθ３，ｅａθ４が存在する。誤差範囲ｅａθ１，ｅａθ２，ｅａ３，ｅａθ４は、それぞれ、アンテナ５の回転方向にθ°、誤差範囲ｅａ１，ｅａ２，ｅａ３，ｅａ４を回転させた形状と一致する。誤差範囲ｅａθ１，ｅａθ２，ｅａθ３，ｅａθ４の全長Ｗθ１，Ｗθ２，Ｗθ３，Ｗθ４は、Ｗθ１＜Ｗθ２＜Ｗθ３＜Ｗθ４である。θ＝９０°の場合、各真の位置ｘ１ｔθ１，ｘ１ｔθ２，ｘ１ｔθ３，ｘ１ｔθ４は、Ｘ軸上に位置する。
【００８６】
このように、観測原点Ｏから遠いほど、誤差範囲ｅａは、アンテナ５の回転方向に拡がる。このため、観測原点Ｏからの位置に応じた観測誤差ｅａを考慮された態様で、ゲインα，βを設定されることが、好ましい。これにより、観測原点Ｏからの観測位置ｘ１ｏに拘わらず、追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。
【００８７】
Ｘ軸方向における誤差範囲ｅａの長さ（横幅）は、観測原点ＯからＹ軸方向に沿って遠ざかるほど、大きくなる。また、Ｙ軸方向における誤差範囲ｅａの長さ（縦の長さ）は、観測原点ＯからＸ軸方向に沿って遠ざかるほど、大きくなる。ゲインα，βは、このような、誤差範囲ｅａの分布に合わせて設定されることが、好ましい。このため、本実施形態では、前述したように、ゲインα，βは、Ｘ−Ｙ座標上に設定された格子状領域３０毎に設定されている。
【００８８】
尚、誤差範囲ｅａが生じる主な原因は、観測誤差ｏｂｅである。観測誤差ｏｂｅは、アンテナ誤差ｏｂｅ１と、量子化誤差ｏｂｅ２（サンプリング誤差）と、を含んでいる。
【００８９】
アンテナ誤差ｏｂｅ１は、鉛直軸線回りに回転するアンテナ５によって、追尾物標２０１のエコー信号を観測する場合の、アンテナ５に起因する誤差である。より具体的には、アンテナ誤差ｏｂｅ１は、アンテナ５の回転方向において、アンテナ５がぶれることで発生する。
【００９０】
量子化誤差ｏｂｅ２は、追尾物標２０１からのエコー信号を、エコー検出部１２において、デジタル信号に変換して追尾代表点Ｐ１（ｎ）を得る際の、量子化処理に起因する誤差である。即ち、量子化誤差ｏｂｅ２は、連続信号であるエコー信号をサンプリングすることで離散信号に変換する際に生じる誤差をいう。
【００９１】
図１、図５及び図６に示すように、格子状領域３０として、小領域３１と、大領域３２と、が設けられている。尚、図５及び図６では、図示の簡略化のため、格子状領域３０，小領域３１及び大領域３２のうちの一部にのみ、符号を付している。
【００９２】
小領域３１は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が観測原点Ｏの近傍である場合における、追尾フィルタ処理に用いられるゲインα，βを規定している。小領域３１は、観測原点Ｏの近傍に設定されている。小領域３１は、例えば、観測原点Ｏから約１海里までの範囲に亘って、複数設定されている。小領域３１毎に、ゲインα，βが設定されている。小領域３１の面積は、大領域３２の面積よりも小さい。小領域３１の１辺は、例えば、数百ｍ程度に設定されている。小領域３１から観測原点Ｏまでの距離は、大領域３２から観測原点Ｏまでの距離よりも小さく設定されている。複数の小領域３１を取り囲むようにして、大領域３２が設定されている。
【００９３】
大領域３２は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が観測原点Ｏの遠方である場合における、ゲインα，βを規定している。大領域３２毎に、ゲインα，βが設定されている。大領域３２の１辺は、例えば、１海里（１８５２ｍ）に設定されている。
【００９４】
ゲイン選択部１９は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が位置している格子状領域３０におけるゲインα，βを、ゲインメモリ２０から読み出す。ゲイン選択部１９は、このゲインα，βを、追尾フィルタ部１８へ出力する。これにより、追尾フィルタ部１８は、上記のゲインα，βを用いた、追尾処理を行うことができる。
【００９５】
［追尾処理プログラム］
本実施形態に係る追尾処理プログラムは、コンピュータに、追尾処理装置３の処理を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態における追尾処理装置３と、追尾処理方法と、を実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、信号処理部１１、エコー検出部１２、及び追尾処理部１３として機能し、処理を行う。なお、追尾処理装置３は、このように、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。
【００９６】
［ゲイン設定装置］
次に、ゲインメモリ２０に格納されるゲインα，βを設定するための構成を説明する。本実施形態では、ゲインα，βは、追尾処理装置３の製造時点で、ゲインメモリ２０に格納される。
【００９７】
図８は、ゲイン設定装置４０の構成を示すブロック図である。図１、図６及び図８に示すように、ゲイン設定装置４０は、格子状領域３０毎に、ゲインα，βを設定するために設けられている。本実施形態では、ゲイン設定装置４０は、レーダ装置１とは独立して設けられている。尚、ゲイン設定装置４０は、レーダ装置１に組み込まれていてもよい。ゲイン設定装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）等を含むハードウェアを用いて構成されている。また、ゲイン設定装置４０は、ＲＯＭに記憶されたゲイン設定プログラムを含むソフトウェアを用いて構成されている。
【００９８】
図８に示すように、ゲイン設定装置４０は、領域選択部４１と、運動シナリオ設定部４２と、仮想観測誤差設定部４３と、加算器４４と、評価用追尾フィルタ部４５と、ゲイン候補設定部４６と、評価値算出部４７と、ゲイン決定部４８と、を有している。
【００９９】
領域選択部４１は、複数の格子状領域３０のなかから、ゲインα，βを設定するための格子状領域３０を択一的に選択するように構成されている。
【０１００】
運動シナリオ設定部４２は、追尾物標２０１の運動を模した運動シナリオｓｃを設定するために設けられている。運動シナリオ設定部４２は、複数の運動シナリオｓｃ（ｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３）を格納しており、これらの運動シナリオｓｃを、択一的に設定するように構成されている。
【０１０１】
図９、図１０、及び図１１は、それぞれ、運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３を示す図である。図８〜図１１を参照し、各運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３は、時刻ｋ＝０から、時刻ｋ＝Ｋまでの間に、仮想物標２０２が移動した軌跡を示している。仮想物標２０２は、追尾物標２０１を模した仮想的な物標であり、点として規定されている。各シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３は、追尾処理装置３の設計者等によって設定される。
【０１０２】
運動シナリオｓｃ１の軌跡としての基準軌跡ｔｒ（ｔｒ１）は、領域選択部４１で選択された格子状領域３０の中心点ｓｐ（図６参照）を基準として、設定されている。本実施形態では、仮想物標２０２が、中心点ｓｐの周囲を、平面視で矩形状を描くように進行するように、基準軌跡ｔｒ１が設定されている。
【０１０３】
運動シナリオｓｃ１は、仮想物標２０２の直線運動と、旋回運動（変針運動）と、を含むシナリオである。この運動シナリオｓｃ１は、仮想物標２０２の移動速度と、移動方向と、変針速度と、変針割合と、を規定している。
【０１０４】
運動シナリオｓｃ１は、仮想物標２０２が、時速１０ノット程度の速度で進行している状態を示している。基準軌跡ｔｒ１は、単位時間Ｔｃ毎の、仮想物標２０２の位置を繋いだ軌跡である。換言すれば、基準軌跡ｔｒ１は、時刻ｋ＝０，１，２，…，Ｋ−１，Ｋまでの各時刻における、仮想物標２０２の位置を繋いだ軌跡である。尚、Ｋは、例えば、数百程度の値である。また、この場合の単位時間Ｔｃは、レーダ装置１における、１スキャンに要する時間に相当する。
【０１０５】
基準軌跡ｔｒ１は、直線部分ｔｒ１１，ｔｒ１２，ｔｒ１３，ｔｒ１４と、旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７と、を含んでいる。
【０１０６】
直線部分ｔｒ１１，ｔｒ１２，ｔｒ１３，ｔｒ１４は、それぞれ、仮想物標２０２が直進している状態の軌跡である。本実施形態では、直線部分ｔｒ１１，ｔｒ１２，ｔｒ１３，ｔｒ１４は、軌跡ｔｒ１の大部分を占めている。
【０１０７】
直線部分ｔｒ１１は、仮想物標２０２が、中心点ｓｐの南西から、中心点ｓｐの南東へ向かう運動を示している。直線部分ｔｒ１２は、仮想物標２０２が、中心点ｓｐの南東から、中心点ｓｐの北東へ向かう運動を示している。直線部分ｔｒ１３は、仮想物標２０２が、中心点ｓｐの北東から、中心点ｓｐの北西へ向かう運動を示している。直線部分ｔｒ１４は、仮想物標２０２が、中心点ｓｐの北西から、中心点ｓｐの南西へ向かう運動を示している。
【０１０８】
旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７は、仮想物標２０２が旋回している状態の軌跡である。本実施形態では、旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７は、軌跡ｔｒ１の一部を占めている。軌跡ｔｒ１における、旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７の割合によって、決定されるゲインα，βの値が、異なる。軌跡ｔｒ１における、旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７の割合が多いほど、ゲインα，βは、大きくなる。即ち、追尾処理装置３において、追尾物標２０１の運動変化に対する、追尾フィルタ処理の変動の応答性が、高くなる。しかしながら、過度に大きいゲインα，βでは、追尾フィルタ処理における平滑化効果が小さくなる結果、追尾物標２０１の直線運動時の追尾誤差が大きくなる傾向にある。一般的に、船舶の運動は、主に直進運動である。よって、本実施形態では、軌跡ｔｒ１における旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７の割合は、比較的小さく設定されている。
【０１０９】
旋回部分ｔｒ１５は、直線部分ｔｒ１１，ｔｒ１２同士を接続するように設定されている。旋回部分ｔｒ１６は、直線部分ｔｒ１２，ｔｒ１３同士を接続するように設定されている。旋回部分ｔｒ１７は、直線部分ｔｒ１３，ｔｒ１４同士を接続するように設定されている。各旋回部分ｔｒ１５，ｔｒ１６，ｔｒ１７における、仮想物標２０２の変針速度は、互いに同じであり、一定の旋回速度（ｄｅｇ／秒）に設定されている。尚、変針速度が大きいほど、算出されるゲインα，βは、大きくなる傾向にある。即ち、仮想物標２０２の変針速度が大きいほど、算出されるゲインα，βは、追尾物標２０１の運動変化に迅速に対応する値となる傾向にある。上記の運動シナリオｓｃ１と同様にして、運動シナリオｓｃ２，ｓｃ３が、それぞれ設定されている。
【０１１０】
運動シナリオｓｃ２の基準軌跡ｔｒ２は、運動シナリオｓｃ１の基準軌跡ｔｒ１を、中心点ｓｐの回りに、所定の第１角度ｄ１だけ回転させることで得られる。したがって、運動シナリオｓｃ２についての詳細な説明は、省略する。運動シナリオｓｃ３の基準軌跡ｔｒ３は、運動シナリオｓｃ１の基準軌跡ｔｒ１を、中心点ｓｐの回りに、所定の第２角度ｄ２だけ回転させることで得られる。したがって、運動シナリオｓｃ３についての詳細な説明は、省略する。尚、第２角度ｄ２＞第１角度ｄ１である。このように、複数の運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３において、互いの基準軌跡ｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３の形状は、同一に設定され、且つ、互いの基準軌跡ｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３の向きは、異ならされている。
【０１１１】
このように、中心点ｓｐの回りの向きの異なる、複数の基準軌跡ｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３を用いることで、仮想物標２０２の移動角度に偏りが生じないようにしている。
【０１１２】
運動シナリオ設定部４２で設定された運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３は、択一的に、加算器４４へ出力される。また、加算器４４は、仮想観測誤差設定部４３で設定された、仮想観測誤差ｖｏｂｅのデータを、受け入れる。
【０１１３】
仮想観測誤差設定部４３は、格子状領域３０の位置に応じた仮想観測誤差ｖｏｂｅを設定するように構成されている。仮想観測誤差ｖｏｂｅは、観測誤差ｏｂｅに相当する。仮想観測誤差ｖｏｂｅは、誤差範囲ｅａ（図７参照）に応じた大きさに設定される。仮想観測誤差ｖｏｂｅは、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１と、仮想量子化誤差ｖｏｂｅ２と、を含んでいる。
【０１１４】
図１２は、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１を説明するためのグラフ図である。図１及び図１２を参照して、アンテナ５が、観測原点Ｏから遠ざかる方向（距離方向）に向けて、パルス状電波を発生した後に、エコー信号を受信する場合を考える。この場合、アンテナ５で受信されたエコー信号についての、アンテナ５の回転方向における誤差が、アンテナ誤差ｏｂｅ１である。このアンテナ誤差ｏｂｅ１に相当する誤差として、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１が設定される。仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１の値と、当該値が生じる確率は、図１２のグラフで示される。図１２のグラフは、ガウス関数である。即ち、本実施形態では、アンテナ誤差ｏｂｅ１に相当する仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１として、ガウス雑音が採用されている。
【０１１５】
図１２のグラフの横軸は、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１を示しており、縦軸は、確率を示している。図１２のグラフから明らかなように、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１の値が大きくなるほど、当該値の発生確率は、低くなっている。また、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１は、−２σ＜ｖｏｂｅ１＜２σの範囲に設定されている。尚、σは、図１２のグラフにおける標準偏差である。仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１を、上記の範囲に限定しているのは、現実に生じ得ない、大きな仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１が設定されることを防止するためである。次に、仮想量子化誤差ｖｏｂｅ２について、説明する。
【０１１６】
図１を参照して、仮想量子化誤差ｖｏｂｅ２は、量子化誤差ｏｂｅ２に相当する。量子化誤差ｏｂｅ２は、連続信号であるエコー信号が、信号処理部１１でのサンプリングによって、時間的に離散したエコーデータに変換されることで生じる誤差をいう。量子化誤差ｏｂｅ２は、サンプリング周波数と、方位分解能によって決まる。量子化誤差ｏｂｅ２の発生確率は、観測原点Ｏからの任意の位置で、一様であると考えられる。量子化誤差ｏｂｅ２として、距離方向の量子化誤差、及び、アンテナ５の回転方向の量子化誤差が挙げられる。
【０１１７】
距離方向の量子化誤差とは、観測原点Ｏから遠ざかる方向（距離方向）における、量子化に起因する誤差である。距離方向の量子化誤差は、例えば、±数ｍ程度の一様乱数で設定される。アンテナ５の回転方向の量子化誤差は、アンテナ５の回転方向における、量子化に起因する誤差である。アンテナ５の回転方向の量子化誤差は、例えば、（ゼロに近い）±数ｄｅｇ程度の一様乱数で設定される。
【０１１８】
以上より、仮想観測誤差ｖｏｂｅは、観測原点Ｏから遠ざかるに従い、大きくなるように設定される。図８に示すように、仮想観測誤差設定部４３は、仮想観測誤差ｖｏｂｅのデータを、加算器４４へ出力する。
【０１１９】
加算器４４は、運動シナリオ設定部４２で設定された運動シナリオｓｃの軌跡ｔｒに、仮想観測誤差ｖｏｂｅを加算する。これにより、加算器４４は、仮想観測誤差ｖｏｂｅを含む追尾用軌跡ｔｔｒを、生成する。
【０１２０】
図１３は、基準軌跡ｔｒと、追尾用軌跡ｔｔｒと、を示す図である。図１３では、運動シナリオｓｃ３の基準軌跡ｔｒ３と、追尾用軌跡ｔｔｒ３と、を例示している。図８及び図１３に示すように、追尾用軌跡ｔｔｒは、仮想物標２０２が蛇行状に進行する軌跡として設定されている。この場合、追尾用軌跡ｔｔｒは、仮想観測誤差ｖｏｂｅに起因して、東西方向に比較的大きな誤差を有し、南北方向に比較的小さな誤差を有している。尚、この場合の誤差とは、基準軌跡ｔｒ（ｔｒ３）からの、追尾用軌跡ｔｔｒのずれをいう。加算器４４は、追尾用軌跡ｔｔｒ（ｔｔｒ３）のデータを、評価用追尾フィルタ部４５へ出力する。
【０１２１】
評価用追尾フィルタ部４５は、追尾用軌跡ｔｔｒで特定される位置を、仮想物標２０２の観測位置ｘ２ｏ（ｋ）として用いることで、追尾処理を行うように構成されている。評価用追尾フィルタ部４５は、追尾フィルタ部１８（図１参照）と同様に、α−βフィルタ処理を行う。評価用追尾フィルタ部４５は、仮想物標２０２の予測位置ｘ２ｐ（ｋ）と、平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）と、平滑速度Ｖ２（ｋ）と、を算出するように構成されている。
【０１２２】
具体的には、評価用追尾フィルタ部４５は、下記式（４）、（５）、（６）を演算する。
予測位置ｘ２ｐ（ｋ）＝ｘ２ｓ（ｋ−１）＋Ｔｃ×Ｖ２（ｋ−１）・・・・・（４）
平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）＝ｘ２ｐ（ｋ）＋αｃ｛ｘ２ｏ（ｋ）−ｘ２ｐ（ｋ）｝
・・・・・（５）
平滑速度Ｖ２（ｋ）＝Ｖ２（ｋ−１）＋（βｃ／Ｔｃ）｛ｘ２ｏ（ｋ）−ｘ２ｐ（ｋ）｝・・・・・（６）
【０１２３】
尚、Ｔｃは、評価用追尾フィルタ部４５の平滑処理を行ってから、次の平滑処理を行うまでに経過した時間である。αｃは、平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）を算出するために用いられる、ゲイン候補である。βｃは、平滑速度Ｖ２（ｋ）を算出するために用いられる、ゲイン候補である。ゲイン候補αｃ，βｃは、ゲインα，βの候補として用いられる。
【０１２４】
ゲイン候補αｃは、Ｘ軸方向成分αｃｘ、及びＹ軸方向成分αｃｙを有している。ゲイン候補αｃは、ゲイン候補αｃ（αｃｘ，αｃｙ）としても表現できる。成分αｃｘは、上記式（５）において、Ｘ軸方向の成分を算出する際に用いられる。成分αｃｙは、上記式（５）において、Ｙ軸方向の成分を算出する際に用いられる。
【０１２５】
また、ゲイン候補βｃは、Ｘ軸方向成分βｃｘ、及びＹ軸方向成分βｃｙを有している。ゲイン候補βｃは、ゲイン候補βｃ（βｃｘ，βｃｙ）としても表現できる。成分βｃｘは、上記式（６）において、Ｘ軸方向の成分を算出する際に用いられる。また、成分βｃｙは、上記式（６）において、Ｙ軸方向の成分を算出する際に用いられる。
【０１２６】
ゲイン候補αｃ、βｃは、ゲイン候補設定部４６によって、設定される。ゲイン候補設定部４６は、ゲイン候補αｃ、βｃの値を、適宜設定する。ゲイン候補設定部４６は、ゲイン候補αｃ、βｃの設定値を、評価用追尾フィルタ部４５へ出力する。
【０１２７】
評価用追尾フィルタ部４５は、平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）のデータと、平滑速度Ｖ２（ｋ）のデータとを、評価値算出部４７へ出力する。
【０１２８】
評価値算出部４７は、平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）と、基準軌跡ｔｒで特定される仮想物標２０２の真の位置ｘ２ｔ（ｋ）と、の差に基づいて、評価値Ｅ１を算出する。また、評価値算出部４７は、平滑速度Ｖ２（ｋ）と、運動シナリオｓｃで規定されている速度Ｖ２ｔとの差に基づいて、評価値Ｅ２を算出する。尚、評価値Ｅ１，Ｅ２は、最小平均二乗誤差から得られる値である。
【０１２９】
ゲイン決定部４８は、運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３に基づいて、格子状領域３０毎に、ゲインα，βを設定する。ゲイン決定部４８は、算出された評価値Ｅ１を基に、ゲイン候補αｃを、ゲインαとして決定してよいか否を、判定する。また、ゲイン決定部４８は、算出された評価値Ｅ２を基に、ゲイン候補βｃを、ゲインαとして決定してよいか否を、判定する。
【０１３０】
[ゲイン設定装置の動作]
次に、ゲイン設定装置４０における処理の流れの一例について説明する。図１４は、ゲイン設定装置４０による、一の格子状領域３０に対する、ゲインα，βの設定の流れを説明するための、フローチャートである。ゲイン設定装置４０は、以下に示すフローチャートの各ステップを、図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば記録媒体に格納された状態で流通する。
【０１３１】
以下では、図１４に加え、図８〜１３を適宜参照しながら説明する。ゲイン設定装置４０の領域選択部４１は、まず、１つの格子状領域３０を選択する（ステップＳ１０１）。次に、ゲイン候補設定部４６は、ゲインα，βの候補としてのゲイン候補αｃ，βｃを設定する（ステップＳ１０２）。ゲイン候補αｃ，βｃは、適宜設定される。
【０１３２】
次に、運動シナリオ設定部４２は、運動シナリオｓｃを設定する（ステップＳ１０３）。運動シナリオ設定部４２は、最初に、運動シナリオｓｃ１を設定する。次に、仮想観測誤差設定部４３は、仮想観測誤差ｖｏｂｅを設定する（ステップＳ１０４）。より具体的には、仮想観測誤差設定部４３は、格子状領域３０の位置に応じた、仮想観測誤差ｖｏｂｅを設定する。次に、加算器４４は、設定された運動シナリオｓｃに、仮想観測誤差ｖｏｂｅを加算する。これにより、基準軌跡ｔｒに観測誤差ｏｂｅが混入された軌跡としての、追尾用軌跡ｔｔｒが設定される（ステップＳ１０５）。
【０１３３】
その後、評価用追尾フィルタ部４５は、追尾用軌跡ｔｔｒ（運動シナリオｓｃ）を用いて、追尾フィルタ処理を行う（ステップＳ１０６）。即ち、評価用追尾フィルタ部４５は、ゲイン候補αｃ，βｃを用いて、仮想物標２０２を追尾する。
【０１３４】
尚、ｋの初期値は、ゼロであり、運動シナリオｓｃが変更される毎に、ｋ＝０にリセットされる。この追尾フィルタ処理の際、評価用追尾フィルタ部４５は、ステップＳ１０２で設定されたゲイン候補αｃ，βｃを用いて、前述の式（４）〜（６）を演算する。
【０１３５】
次に、評価値算出部４７は、仮想物標２０２の平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）と、仮想物標２０１の真の位置ｘ２ｔ（ｋ）と、を参照する。真の位置ｘ２ｔ（ｋ）は、時刻ｋ時点における基準軌跡ｔｒ上の位置である。次に、評価値算出部４７は、誤差｛ｘ２ｔ（ｋ）−ｘ２ｓ（ｋ）｝の自乗を、算出する（ステップＳ１０７）。また、評価値算出部４７は、仮想物標２０２の平滑速度Ｖ２（ｋ）と、仮想物標２０２の真の速度Ｖ２ｔと、を参照する。真の速度Ｖ２ｔは、運動シナリオｓｃに規定されている。次に、評価値算出部４７は、誤差｛Ｖ２ｔ−Ｖ２（ｋ）｝の自乗を、算出する（ステップＳ１０７）。
【０１３６】
次に、追尾フィルタ部１８は、ｋ＝Ｋに達したか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ｋ＜Ｋである場合（ステップＳ１０８でＮＯ）、評価用追尾フィルタ部４５は、ｋをインクリメントする（ステップＳ１０９）。その後、評価用追尾フィルタ部４５及び評価値算出部４７は、ステップＳ１０６，Ｓ１０７の処理を再び行う。
【０１３７】
一方、ｋ＝Ｋである場合（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、評価値算出部４７は、選択されている運動シナリオｓｃについての、予備評価値ＰＥ（ＰＥ１，ＰＥ２）を算出する（ステップＳ１０９）。具体的には、評価値算出部４７は、Ｋ個ぶんの、｛ｘ２ｔ（ｋ）−ｘ２ｓ（ｋ）｝２の平均値を、予備評価値ＰＥ１として算出する。また、評価値算出部４７は、Ｋ個ぶんの、｛Ｖ２ｔ−Ｖ２（ｋ）｝２の平均値を、予備評価値ＰＥ２として算出する。
【０１３８】
複数の運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３の全てについて、予備評価値ＰＥ１，ＰＥ２が算出されていない場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、再び、ステップＳ１０３〜Ｓ１１０の処理が行われる。この場合、ステップＳ１０３において、運動シナリオ設定部４２は、未だ設定されていないシナリオ（運動シナリオｓｃ２又はｓｃ３）を設定する。
【０１３９】
一方、複数の運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３の全てについて、予備評価値ＰＥ１，ＰＥ２が算出されている場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、評価値算出部４７は、評価値Ｅ１を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、評価値算出部４７は、各運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３についての予備評価値ＰＥ１の平均値を、評価値Ｅ１として算出する。また、評価値算出部４７は、評価値Ｅ２を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、評価値算出部４７は、各運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３についての予備評価値ＰＥ２の平均値を、評価値Ｅ２として算出する。
【０１４０】
次に、ゲイン決定部４８は、算出された評価値Ｅ１，Ｅ２が、最小値であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。この場合の最小値とは、ゲイン候補αｃ，βｃをどのように変更しても、評価値Ｅ１，Ｅ２をそれ以上小さくすることはできない場合の、評価値Ｅ１，Ｅ２の値をいう。ゲイン決定部４８は、例えば、最急降下法（Steepest descent method）を用いて、最小となる評価値Ｅ１，Ｅ２を探索する。この場合、ゲイン決定部４８は、ゲイン候補の成分（αｃｘ，αｃｙ，βｃｘ，βｃｙ）のそれぞれを引数として、最急降下法の演算を行う。最急降下法を用いることで、評価値Ｅ１，Ｅ２の最小値を、より迅速に算出できる。
【０１４１】
ゲイン決定部４８において、算出された評価値Ｅ１，Ｅ２が、最小値ではないと判定された場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、ステップＳ１０２〜Ｓ１１２の処理が、再び行われる。この場合、ステップＳ１０２では、ステップＳ１１２で行われた、最急降下法による演算結果を踏まえて、ゲイン候補αｃ，βｃが再度設定される。
【０１４２】
一方、ゲイン決定部４８において、算出された評価値Ｅ１，Ｅ２が、最小値であると判定された場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、ゲイン決定部４８は、当該評価値Ｅ１，Ｅ２の算出に用いられたゲイン候補αｃ，βｃを、ゲインα，βとして決定する（ステップＳ１１３）。
【０１４３】
ゲイン設定装置４０は、上記した、ゲインα，βの設定の処理フローを、全ての格子状領域３０について、それぞれ、行う。その結果、ゲイン設定装置４０は、各格子状領域３０におけるゲインα，βを、設定する。次に、上記の処理フローに従って設定されたゲインα，βについて、説明する。
【０１４４】
図１５は、ゲインαのＸ軸方向成分αｘの分布の一例を示す図である。尚、図１５では、Ｘ−Ｙ座標系の第１象限〜第４象限のうちの、第１象限のみを示している。第２象限〜第４象限のそれぞれにおける、成分αｘの分布は、第１象限における成分αｘの分布と、略対称であるので、説明を省略する。
【０１４５】
図１５は、成分αｘが同じである領域を、１まとまりのハッチングで示している。本実施形態では、図１５に示すように、小領域３１において、３種類の成分αｘ（αｘ１，αｘ２，αｘ３）が設定されている。成分αｘ１は、Ｘ軸線に最も近い小領域３１に設定されている。成分αｘ１は、Ｘ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｘ２は、Ｘ軸線から２番目及び３番目の小領域３１に設定されている。成分αｘ２は、Ｘ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｘ３は、Ｘ軸線から４番目及び５番目の小領域３１に設定されている。成分αｘ３は、Ｘ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｘ１，αｘ２，αｘ３は、互いに異なる値に設定されている。
【０１４６】
小領域３１では、成分αｘは、Ｙ軸方向の位置に応じて、αｘ１，αｘ２，αｘ３と、段階的に変化している。成分αｘ２が設定されている面積は、成分α１が設定されている面積よりも、大きい。また、成分αｘ３が設定されている面積は、成分α１が設定されている面積よりも、大きい。
【０１４７】
また、大領域３２において、３種類の成分αｘ（αｘ４，αｘ５，αｘ６）が設定されている。成分αｘ４は、Ｘ軸線に最も近い大領域３２に設定されている。成分αｘ４は、Ｘ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｘ５は、Ｘ軸線から２番目及び３番目の大領域３２に設定されている。成分αｘ５は、Ｘ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｘ６は、Ｘ軸線から４番目〜６番目の大領域３２に設定されている。成分αｘ６は、Ｘ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｘ４，αｘ５，αｘ６は、互いに異なる値に設定されている。
【０１４８】
大領域３２では、成分αｘは、Ｙ軸方向の位置に応じて、αｘ４，αｘ５，αｘ６と、段階的に変化している。成分αｘ５が設定されている面積は、成分α４が設定されている面積よりも、大きい。また、成分αｘ６が設定されている面積は、成分α５が設定されている面積よりも、大きい。
【０１４９】
図１６は、ゲインαのＹ軸方向成分αｙの分布の一例を示す図である。尚、図１６では、Ｘ−Ｙ座標系の第１象限〜第４象限のうちの、第１象限のみを示している。第２象限〜第４象限のそれぞれにおける、成分αｙの分布は、第１象限における成分αｙの分布と、略対称であるので、説明を省略する。
【０１５０】
図１６は、成分αｙが同じである領域を、１まとまりのハッチングで示している。本実施形態では、図１６に示すように、小領域３１において、３種類の成分αｙ（αｙ１，αｙ２，αｙ３）が設定されている。成分αｙ１は、Ｙ軸線に最も近い小領域３１に設定されている。成分αｙ１は、Ｙ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｙ２は、Ｙ軸線から２番目及び３番目の小領域３１に設定されている。成分αｙ２は、Ｙ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｙ３は、Ｙ軸線から４番目及び５番目の小領域３１に設定されている。成分αｙ３は、Ｙ軸方向に並ぶ各小領域３１に設定されている。成分αｙ１，αｙ２，αｙ３は、互いに異なる値に設定されている。
【０１５１】
小領域３１では、成分αｙは、Ｘ軸方向の位置に応じて、αｙ１，αｙ２，αｙ３と、段階的に変化している。成分αｙ２が設定されている面積は、成分αｙ１が設定されている面積よりも、大きい。また、成分αｙ３が設定されている面積は、成分α１が設定されている面積よりも、大きい。
【０１５２】
また、大領域３２において、３種類の成分αｙ（αｙ４，αｙ５，αｙ６）が設定されている。成分αｙ４は、Ｙ軸線に最も近い大領域３２に設定されている。成分αｙ４は、Ｙ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｙ５は、Ｙ軸線から２番目及び３番目の大領域３２に設定されている。成分αｙ５は、Ｙ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｙ６は、Ｙ軸線から４番目〜６番目の大領域３２に設定されている。成分αｙ６は、Ｙ軸方向に並ぶ各大領域３２に設定されている。成分αｙ４，αｙ５，αｙ６は、互いに異なる値に設定されている。
【０１５３】
大領域３２では、成分αｙは、Ｘ軸方向の位置に応じて、αｙ４，αｙ５，αｙ６と、段階的に変化している。成分αｙ５が設定されている面積は、成分αｙ４が設定されている面積よりも、大きい。また、成分αｙ６が設定されている面積は、成分αｙ５が設定されている面積よりも、大きい。
【０１５４】
図１７は、ゲインβのＸ軸方向成分βｘの分布の一例を示す図である。尚、図１７では、Ｘ−Ｙ座標系の第１象限〜第４象限のうちの、第１象限のみを示している。第２象限〜第４象限のそれぞれにおける、成分βｘの分布は、第１象限における成分βｘの分布と、略対称であるので、説明を省略する。
【０１５５】
図１７は、成分βｘが同じである領域を、１まとまりのハッチングで示している。本実施形態では、図１７に示すように、小領域３１において、３種類の成分βｘ（βｘ１，βｘ２，βｘ３）が設定されている。また、大領域３２において、３種類の成分βｘ（βｘ４，βｘ５，βｘ６）が設定されている。これらの成分βｘ１〜βｘ６の分布は、それぞれ、図１５に示す成分αｘ１〜αｘ６の分布と同様であるので、詳細な説明は、省略する。
【０１５６】
図１８は、ゲインβのＹ軸方向成分βｙの分布の一例を示す図である。尚、図１８では、Ｘ−Ｙ座標系の第１象限〜第４象限のうちの、第１象限のみを示している。第２象限〜第４象限のそれぞれにおける、成分βｙの分布は、第１象限における成分βｙの分布と、略対称であるので、説明を省略する。
【０１５７】
図１８は、成分βｙが同じである領域を、１まとまりのハッチングで示している。本実施形態では、図１８に示すように、小領域３１において、３種類の成分βｙ（βｙ１，βｙ２，βｙ３）が設定されている。また、大領域３２において、３種類の成分βｘ（βｙ４，βｙ５，βｙ６）が設定されている。これらの成分βｙ１〜βｙ６の分布は、それぞれ、図１６に示す成分αｙｘ１〜αｙｘ６の分布と同様であるので、詳細な説明は、省略する。
【０１５８】
各格子状領域３０について、ゲイン設定装置４０によって設定されたゲインα，βは、追尾処理装置３のゲインメモリ２０に格納される。
【０１５９】
［ゲイン設定プログラム］
本実施形態に係るゲイン設定プログラムは、コンピュータに、図８に示すゲイン設定装置４０の処理を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態におけるゲイン設定装置４０と、ゲイン設定方法と、を実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、領域選択部４１、運動シナリオ設定部４２、仮想観測誤差設定部４３、加算器４４、評価用追尾フィルタ部４５、ゲイン候補設定部４６、評価値算出部４７、及びゲイン決定部４８として機能し、処理を行う。なお、ゲイン設定装置４０は、このようにソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよいし、ハードウェアによって実現されてもよい。
【０１６０】
以上説明したように、ゲイン設定装置４０によると、ゲインα，βを作成するための運動シナリオｓｃは、仮想物標２０２の旋回運動を含んでいる。即ち、ゲイン設定装置４０は、旋回運動を含む、追尾物標２０１の現実の運動を、運動シナリオｓｃによって、より正確に捉えた上で、ゲインα，βを設定できる。したがって、ゲイン設定装置４０は、追尾物標２０１をより正確に追尾するためのゲインα，βを、設定することができる。
【０１６１】
また、ゲイン設定装置４０は、追尾処理装置３におけるα−βフィルタ処理に用いられるゲインα，βを、設定する。例えば、カルマンフィルタ処理に用いるゲインの設定については、仮想物標の運動を、実際の物標の運動と厳密に一致させる必要がある。これに対して、α−βフィルタ処理に用いられるゲインα，βの設定については、仮想物標２０２の運動を、実際の追尾物標２０１の運動と厳密に一致させる必要が無い。したがって、α−βフィルタ処理に用いるゲインα，βの設定に際して、追尾処理装置３の設計者は、運動シナリオｓｃを、より容易に設定できる。
【０１６２】
また、ゲイン設定装置４０によると、ゲイン決定部４８は、評価値Ｅ１，Ｅ２に基づいて、複数のゲイン候補αｃ，βｃのなかから、ゲインα，βを決定する。このような構成であれば、仮想物標２０２の運動を、数式でモデル化することなく、ゲイン設定の基準となる評価値Ｅ１，Ｅ２を算出できる。よって、数式で表現することが困難な運動シナリオｓｃであっても、ゲイン決定部４８は、容易に、当該運動シナリオｓｃに基づいて、ゲインα，βを決定できる。また、ゲイン決定部４８は、評価値Ｅ１，Ｅ２を評価するという、簡易な構成で、ゲイン候補αｃ，βｃがゲインα，βとして適切か否かを、評価できる。よって、ゲインα，βの設定の手間を、少なくできる。
【０１６３】
また、ゲイン設定装置４０によると、ゲイン決定部４８は、評価値Ｅ１，Ｅ２が最小であると判定された場合のゲイン候補αｃ，βｃを、ゲインα，βとして決定する。この構成によると、評価値Ｅ１，Ｅ２が最小である場合のゲイン候補αｃ，βｃを用いた追尾処理結果は、仮想物標２０２を、十分に正確に追尾できることを示している。したがって、この場合のゲイン候補αｃ，βｃを、ゲインα，βとして設定することで、追尾処理装置３は、追尾物標２０１の運動を、より正確に追尾できる。
【０１６４】
また、ゲイン設定装置４０によると、評価値Ｅ１は、仮想物標２０２の平滑位置ｘ２ｓ（ｋ）と、真の位置ｘ２ｔ（ｋ）と、の間の誤差｛ｘ２ｔ（ｋ）−ｘ２ｓ（ｋ）｝に基づいて得られる。このような構成であれば、ゲイン設定装置４０は、より正確な追尾処理を実現できるゲインα，βを、追尾処理装置３へ提供することができる。
【０１６５】
また、ゲイン設定装置４０によると、追尾用軌跡ｔｔｒは、基準軌跡ｔｒ１に、仮想観測誤差ｖｏｂｅが混入された軌跡である。この構成によると、ゲイン設定装置４０は、追尾物標２０１の観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に実際に含まれる観測誤差ｏｂｅを考慮した態様で、ゲインα，βを設定できる。これにより、追尾処理装置３のゲイン選択部１９は、追尾物標２０１の追尾に適したゲインα，βを、選択できる。
【０１６６】
また、ゲイン設定装置４０によると、仮想観測誤差ｖｏｂｅは、仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１を含んでいる。この仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１は、鉛直軸線回りに回転するアンテナ５によって追尾物標２０１を観測する場合の、アンテナ誤差ｏｂｅ１に相当する。このアンテナ誤差ｏｂｅ１は、観測誤差ｏｂｅ中に占める割合が多い傾向にある。したがって、このアンテナ誤差ｏｂｅ１を模した仮想アンテナ誤差ｖｏｂｅ１を、仮想観測誤差ｖｏｂｅに含めておくことで、ゲイン設定装置４０は、追尾物標２０１の追尾にとって、より適切なゲインα，βを、設定できる。
【０１６７】
また、ゲイン設定装置４０によると、仮想観測誤差ｖｏｂｅは、仮想量子化誤差ｏｂｅ２を含んでいる。この仮想量子化誤差ｖｏｂｅ２は、追尾物標２０１からのエコー信号をデジタル信号に変換して観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を得る際の、量子化処理に起因する量子化誤差ｏｂｅ２に相当する。この構成によると、追尾物標２０１のエコー信号をデジタル信号（離散信号）に変換する際に生じる誤差を考慮した状態で、ゲインα，βを設定できる。これにより、ゲイン設定装置４０は、追尾物標２０１の追尾にとって、より適切なゲインα，βを、設定できる。
【０１６８】
また、ゲイン設定装置４０によると、ゲイン決定部４８は、複数の運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３に基づいて、ゲインα，βを決定する。このような構成であれば、ゲイン設定装置４０は、種々の態様で移動する追尾物標２０１を、より正確に追尾するためのゲインα，βを、設定できる。
【０１６９】
また、ゲイン設定装置４０によると、複数の運動シナリオｓｃ１，ｓｃ２，ｓｃ３において、各基準軌跡ｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３の形状は互いに同一に設定され、且つ、基準軌跡ｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３の向きは、互いに異ならされている。このような構成によると、ゲイン決定部４８は、追尾物標２０１の種々の進行方向を考慮した態様で、ゲインα，βを設定できる。
【０１７０】
また、本実施形態で説明したように、観測原点Ｏからの位置に応じて、観測誤差ｏｂｅは、異なる。例えば、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が、観測原点Ｏから比較的近ければ、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に含まれる観測誤差ｏｂｅは、比較的小さい。一方、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が、観測原点Ｏから比較的遠ければ、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に含まれる観測誤差ｏｂｅは、比較的大きくなる。これは、観測原点Ｏから遠いほど、アンテナ誤差ｏｂｅ１の影響によって、正確な観測位置ｘ１ｏ（ｎ）を得ることが、より難しくなることに起因している。そこで、観測原点Ｏからの位置に応じて、ゲインα，βを複数設定することで、上記の観測誤差ｏｂｅに応じたゲインα，βを設定できる。その結果、追尾処理装置３のゲイン選択部１９は、追尾物標２０１の観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に応じた適切なゲインα，βを、選択できる。
【０１７１】
また、ゲイン設定装置４０によると、ゲイン決定部４８は、格子状領域３０毎に、ゲインα，βを決定する。このように、格子状領域３０毎にゲインα，βを設定することで、ゲイン決定部４８は、観測原点Ｏからの位置に応じた、適切なゲインα，βを、設定できる。
【０１７２】
また、ゲイン設定装置４０によると、複数の格子状領域３０は、それぞれ、観測原点Ｏを原点とする、直交座標系で規定されている。この構成によると、ゲイン設定装置４０は、追尾物標２０１をより正確に追尾するためのゲインα，βを、設定できる。この理由について、ゲインα，βを規定する領域を、図１９に示す極座標系である、Ｒ−θ座標系で規定した場合との対比で説明する。このＲ−θ座標系の原点は、観測原点ＯＶである。また、Ｒ−θ座標系における各領域３０Ｖについては、観測原点ＯＶからの距離が、距離ｒＶで規定されており、且つ、観測原点ＯＶ回りの角度が、角度θＶで規定されている。領域３０Ｖは、観測原点ＯＶから遠ざかる方向としての距離方向においては、一定の間隔毎で区切られている。また、領域３０Ｖは、観測原点ＯＶ回りの一定の角度毎に、区切られている。この構成により、各領域３０Ｖの形状は、扇形又はリングの一部形状となる。このような扇形の領域３０Ｖでは、観測原点ＯＶから遠いほど、各領域３０Ｖの面積は、大きくなってしまう。即ち、観測原点ＯＶから遠い領域ほど、ゲイン設定に関する分解能が低くなってしまう。
【０１７３】
これに対して、ゲイン設定装置４０によると、各格子状領域３０の大領域３２の形状は、一定の大きさとなる。即ち、観測原点Ｏから遠い領域であっても、ゲイン設定に関する分解能が低くなってしまうことがない。その結果、追尾処理装置３は、観測原点Ｏから遠い領域で観測された追尾物標２０１について、適切なゲインα，βを設定することができる。よって、追尾処理装置３は、追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。また、観測原点Ｏの近傍の領域については、アンテナ誤差ｏｂｅは小さい。よって、観測原点Ｏの近傍の追尾物標２０１についても、追尾処理装置３は、正確に追尾できる。このように、追尾処理装置３は、追尾物標２０１が観測原点Ｏの近傍に存在している場合と、観測原点Ｏの遠方に存在している場合の、何れの場合についても、当該追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。
【０１７４】
また、ゲイン設定装置４０によると、観測原点Ｏを中心とするＸ−Ｙ座標系は、地球の表面に対する向きが一定である。このような構成によると、観測原点Ｏ（自船１００）と追尾物標２０１との相対移動に影響されることなく、追尾物標２０１をより正確に追尾できるゲインα，βを、ゲイン設定装置４０によって設定できる。
【０１７５】
ここで、仮に、Ｘ−Ｙ座標系の向きが、自船１００の向きに応じて変更される場合を考える。この場合、Ｘ−Ｙ座標系で見ると、自船１００の旋回運動等、自船１００と追尾物標２０１との相対移動に起因して、追尾物標２０１に、みかけの運動が生じてしまう。このため、このみかけの運動に起因して、追尾処理装置３のゲイン選択部１９で選択されるゲインα，βが、本来選択されるべき適切なゲインα，βと異なってしまう。その結果、追尾物標２０１を正確に追尾できないおそれがある。
【０１７６】
これに対し、ゲイン設定装置４０によると、地球の表面に対するＸ−Ｙ座標系の向きは、自船１００の向きに拘わらず、一定である。このため、Ｘ−Ｙ座標系から見た場合に、自船１００と追尾物標２０１との相対移動に起因して、追尾物標２０１に、みかけの運動が生じることを防止できる。その結果、追尾処理装置３のゲイン選択部１９は、みかけの運動の影響を受けること無く、追尾物標２０１の追尾に適したゲインα，βを設定できる。したがって、追尾処理装置３は、追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。
【０１７７】
また、ゲイン設定装置４０によると、複数の格子状領域３０として、小領域３１と、この小領域３１の範囲よりも広い範囲を有する大領域３２と、が設定されている。そして、小領域３１から観測原点Ｏまでの距離は、大領域３２から観測原点Ｏまでの距離よりも小さい。Ｘ−Ｙ座標系においては、観測原点Ｏの近傍では、追尾物標２０１が単位距離だけ移動した場合の、観測原点Ｏに対する追尾物標２０１の位置の変化率は、比較的大きい。したがって、観測原点Ｏの近傍における追尾物標２０１の運動に対しては、小領域３１を設定することで、ゲインα，βをきめ細かく設定している。これにより、観測原点Ｏの近傍の追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。
【０１７８】
以上の次第で、追尾処理装置３の追尾フィルタ部１８は、運動シナリオｓｃに基づいて決定された複数のゲインα，βのなかから選択された、適切なゲインα，βを用いる。これにより、追尾フィルタ部１８は、追尾物標２０１をより正確に追尾できるゲインα，βを用いて、追尾物標２０１の平滑位置ｘ１ｓ（ｎ）、及び平滑速度Ｖ１（ｎ）を、より正確に算出できる。即ち、追尾処理装置３は、追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。
【０１７９】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【０１８０】
（１）上述の実施形態では、ゲインα，βは、それぞれ、１つの格子状領域３０内では一定である構成を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、ゲインα，βは、それぞれ、１つの格子状領域３０内においても、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に応じて、変化するように設定されてもよい。
【０１８１】
図２０及び図２１は、本発明の変形例における、追尾処理装置３のゲイン選択部１９での処理を説明するための、模式図である。図２０は、複数の格子状領域３０のそれぞれに、ゲインα，βが設定されている状態を示している。図２１及び図２２に示すように、この変形例では、各格子状領域３０の中心点ｓｐに、それぞれ、ゲインα，βが設定されている。このように、ゲインα，βは、Ｘ−Ｙ座標系において、互いに離隔した位置に配置されている。
【０１８２】
図２１に示すように、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が、予めゲインα，βの設定されていない位置である場合、ゲイン選択部１９は、線形補間処理によって、当該観測位置ｘ１ｏ（ｎ）のゲインα，βを設定する。具体的には、ゲイン選択部１９は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に近い、４つの中心点ｓｐでのゲインα，βを抽出する。本変形例では、これらのゲインとして、ゲイン（α１，β１），（α２，β２），（α３，β３），（α４，β４）が、例示されている。
【０１８３】
ゲイン選択部１９は、まず、Ｘ軸方向に並ぶ２つのゲイン（α１，β１），（α２，β２）について、１次元の線形補間により、第１の補正ゲインα５，β５を得る。第１の補正ゲインα５，β５が設定される位置は、２つのゲイン（α１，β１），（α２，β２）が設定されている位置を結んだ線分ＬＳ１１上の位置であり、且つ、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）とはＸ軸方向の位置が同じである。
【０１８４】
また、ゲイン選択部１９は、Ｘ軸方向に並ぶ２つのゲイン（α３，β３），（α４，β４）について、１次元の線形補間により、第２の補正ゲインα６，β６を得る。第２の補正ゲインα６，β６が設定される位置は、２つのゲイン（α３，β３），（α４，β４）が設定されている位置を結んだ線分ＬＳ１２上の位置であり、且つ、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）とはＸ軸方向の位置が同じである。
【０１８５】
次に、ゲイン選択部１９は、第２の補正ゲインα５，β５と、第３の補正ゲインα６，β６について、１次元の線形補間により、第３の補正ゲインα７，β７を得る。第３の補正ゲインα７，β７が設定される位置は、２つの補正ゲイン（α５，β５），（α６，β６）が算出された位置を結んだ線分ＬＳ１３上の位置であり、且つ、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）と一致している。即ち、第３の補正ゲインα７，β７は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）でのゲインとして設定される。
【０１８６】
この変形例にかかる追尾処理装置３によると、各ゲインα，βは、Ｘ−Ｙ座標系において、互いに離隔した位置に設定されている。そして、ゲインα，βが予め設定されている位置以外の位置に観測位置ｘ１ｏ（ｎ）が存在している場合、ゲイン選択部１９は、当該観測位置ｘ１ｏ（ｎ）の近傍の複数のゲイン（α１，β１），（α２，β２），（α３，β３），（α４，β４）を用いた線形補間処理を行う。これにより、ゲイン選択部１９は、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）でのゲインα７，β７を算出する。
【０１８７】
このような変形例によると、ゲインα，βを、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）に応じて、より細かく設定することができる。これにより、追尾フィルタ部１８は、追尾物標２０１を、より正確に追尾できる。また、隣接する格子状領域３０，３０の境界近傍において、観測位置ｘ１ｏ（ｎ）の僅かな違いによって、ゲインα，βが急激に変化することを、抑制できる。
【０１８８】
（２）また、ゲイン設定装置は、運動シナリオに基づいて、ゲインを決定できる形態であればよい。したがって、ゲイン設定装置は、少なくとも運動シナリオ設定部と、ゲイン決定部と、を有していればよい。
【０１８９】
（３）また、上述の実施形態では、追尾処理装置は、α−βフィルタ処理によって、追尾物標を追尾する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、追尾処理装置は、カルマンフィルタ処理によって、追尾物標を追尾してもよい。この場合、追尾物標の運動を、より正確に追尾することもできる。このようなカルマンフィルタ処理に適したゲインを、ゲイン設定装置は、カルマンフィルタ処理を用いて設定できる。
【０１９０】
（４）また、上述の実施形態では、ゲイン設定装置において、３つの運動シナリオに基づいて、ゲインが決定される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、ゲイン設定装置は、１つ、２つ、又は４つ以上の運動シナリオに基づいて、ゲインを決定してもよい。
【０１９１】
（５）また、上述の実施形態では、ゲイン設定装置は、ゲインを、追尾物標の観測位置に応じて、複数設定する形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、ゲイン設定装置は、ゲインα，βのそれぞれについて、１種類のみ設定してもよい。
【０１９２】
（６）また、上述の実施形態では、格子状領域として小領域を設ける形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、格子状領域の全てが、大領域であってもよい。
【０１９３】
（７）また、上述の実施形態では、追尾処理装置が、レーダ装置に適用された形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、追尾処理装置は、水中を探知するためのソナー装置に適用されてもよい。
【０１９４】
（８）また、上述の実施形態では、追尾処理装置が、船舶用の追尾処理装置である形態を例に説明した。しかしながら、本発明は、船舶用の追尾処理装置に限らず、航空機等の、他の物標を追尾するための追尾処理装置として、適用できる。
【実施例】
【０１９５】
［実施例、及び比較例の作製］
実施例、及び比較例を作製した。実施例は、図１に示す追尾処理装置３である。比較例は、ゲインα，βを一定の値として設定している点以外は、追尾処理装置３と同じ構成である。
【０１９６】
［試験条件］
図２２に示すように、軌跡ｔｒｅに沿って進行している物標を、図１に示すアンテナユニット２によって、観測した。軌跡ｔｒｅは、物標が平面視で矩形上に移動する状態を示している。実施例のエコー検出部１２、及び比較例のエコー検出部１２は、このアンテナユニット２で得られたエコー信号に基づいて、単位時間毎の観測位置ｘｏ（ｎ）を、検出した。各時間の観測位置ｘｏ（ｎ）は、実施例及び比較例において、同一である。
【０１９７】
実施例の追尾フィルタ部１８は、観測位置ｘｏ（ｎ）に応じたゲインα，βを用いて、平滑位置ｘｇｓ（ｎ）を算出した。一方、比較例の追尾フィルタ部は、観測位置ｘｏ（ｎ）に拘わらず、一定のゲインα，βを用いて、平滑位置ｘｂｓ（ｎ）を算出した。
【０１９８】
結果を、図２３〜図２６に示す。図２３は、比較例で算出された平滑位置ｘｂｓ（ｎ）と、物標の軌跡ｔｒｅと、を示す図である。図２４は、図２３の一部を拡大した図である。図２５は、実施例で算出された平滑位置ｘｇｓ（ｎ）と、物標の軌跡ｔｒｅと、を示す図である。図２６は、図２５の一部を拡大した図である。尚、図２３〜図２６において、軌跡ｔｒｅは、破線で示しており、平滑位置ｘｂｓ（ｎ），ｘｇｓ（ｎ）は、実線で示している。
【０１９９】
図２３及び図２４に示すように、比較例では、軌跡ｔｒｅのうち物標の変針運動を示す部分に対する、平滑位置ｘｂｓ（ｎ）は、軌跡ｔｒｅから大きく外れている。このため、物標が変針運動から、直進運動へ移行した後でも、平滑位置ｘｂｓ（ｎ）は、軌跡ｔｒｅから大きくずれた状態が永く続いている。
【０２００】
一方、図２５及び図２６に示すように、実施例では、軌跡ｔｒｅのうち物標の変針運動を示す部分と、平滑位置ｘｇｓ（ｎ）とのずれ量ｚ１は、極めて小さい。このずれ量ｚ１は、比較例における、物標の変針運動を示す部分と、平滑位置ｘｂｓ（ｎ）とのずれ量ｚ２の１／４程度に過ぎない。また、軌跡ｔｒｅのうち物標の直進運動を示す部分と、平滑位置ｘｇｓ（ｎ）とのずれ量も極めて小さい。
【０２０１】
上記のように、実施例は、軌跡ｔｒｅからの平滑位置ｘｇｓ（ｎ）のずれ量を、極めて小さくできる。以上より、実施例が、物標を極めて正確に追尾できることを、実証できた。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明は、ゲイン設定方法、ゲイン設定プログラム、ゲイン設定装置、追尾処理装置、追尾処理方法、追尾処理プログラム、及びレーダ装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０２０３】
１                レーダ装置
３                追尾処理装置
５                アンテナ
１８              追尾フィルタ部（受付部）
３０              格子状領域（領域）
３１              小領域
３２              大領域
４０              ゲイン設定装置
４２              運動シナリオ設定部
４８              ゲイン決定部
２０１            追尾物標（物標）
２０２            仮想物標
Ｏ                観測原点
Ｅ１            （ゲインαに関する）評価値
Ｅ２            （ゲインβに関する）評価値
ｏｂｅ            観測誤差
ｏｂｅ１          アンテナ誤差（アンテナに起因する観測誤差）
ｏｂｅ２          量子化処理に起因する誤差（量子化処理に起因する誤差）
ｖｏｂｅ          仮想観測誤差
ｖｏｂｅ１        仮想アンテナ誤差
ｖｏｂｅ２        仮想量子化誤差
ｓｃ              運動シナリオ
ｔｒ              基準軌跡
ｔｔｒ            追尾用軌跡
ｘ１ｏ（ｎ）      観測位置（観測値）
ｘ２ｓ（ｋ）      仮想物標の平滑位置
ｘ２ｔ（ｋ）      仮想物標の真の位置（運動シナリオで規定されている仮想物標の位置）
α                ゲイン
β                ゲイン
αｃ              ゲイン候補
βｃ              ゲイン候補
【図１】
2014085274.tif 000003
【図２】
2014085274.tif 000004
【図３】
2014085274.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014085274.tif 000007
【図６】
2014085274.tif 000008
【図７】
2014085274.tif 000009
【図８】
2014085274.tif 000010
【図９】
2014085274.tif 000011
【図１０】
2014085274.tif 000012
【図１１】
2014085274.tif 000013
【図１２】
2014085274.tif 000014
【図１３】
2014085274.tif 000015
【図１４】
2014085274.tif 000016
【図１５】
2014085274.tif 000017
【図１６】
2014085274.tif 000018
【図１７】
2014085274.tif 000019
【図１８】
2014085274.tif 000020
【図１９】
2014085274.tif 000021
【図２０】
2014085274.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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