(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号から目標の位置情報と振幅値を検出する目標検出手段と、
前記目標検出手段の出力と前記受信信号から目標信号のドップラ情報を検出するドップラ情報検出手段と、
前記目標検出手段と前記ドップラ情報検出手段の出力から、目標信号の位置情報と振幅値及びドップラ情報を一組の目標データとして記憶するとともに追尾目標相関処理手段の相関結果及びドップラ速度比較手段の比較結果により追尾目標として選択された目標情報を保存する目標位置情報記憶手段と、
前記目標位置情報記憶手段に記憶された前記追尾目標情報に基づいて追尾目標の次スキャンの予測位置を算出し、出力する目標位置予測処理手段と、
算出された前記予測位置を中心に予測ゲートを発生する予測ゲート発生手段と、
前記予測ゲート及び予測位置と前記目標位置情報記憶手段に記憶されている目標の位置情報と振幅値とから追尾目標を選択し、選択した目標が単一の場合、その目標データを追尾目標として前記目標位置情報記憶手段と表示手段へ出力し、選択した目標数が複数の場合、それらの目標データをドップラ速度補正手段へ出力する前記追尾目標相関処理手段と、
前記予測位置における追尾目標の進行方向及び予測速度を算出するとともに、前記追尾目標相関処理手段により選択された前記複数の目標に対するドップラ情報を前記目標位置情報記憶手段から入力して各目標の前記追尾目標の進行方向に換算した移動速度を算出してドップラ速度比較手段へ出力する前記ドップラ速度補正手段と、
前記ドップラ速度補正手段で算出された前記各目標の移動速度と前記追尾目標の予測速度とをそれぞれ比較して速度差が最も小さい値を有する目標を選択し、追尾目標として前記目標位置情報記憶手段と表示手段へ出力する前記ドップラ速度比較手段を備えていることを特徴とする目標追尾装置。
【請求項２】
前記ドップラ情報検出手段は、
前記目標検出手段から入力された目標の位置情報により、目標の検出された位置の受信信号を所定のドップラ周波数の通過帯域幅を有する複数のドップラフィルタバンク毎に分離する手段と、
前記フィルタバンクの中で最大の振幅値を検出したドップラフィルタバンクの出力を、その目標のドップラ情報として出力する手段を有していることを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
【請求項３】
前記ドップラ速度補正手段は、
２スキャン前と１スキャン前の追尾目標の位置情報から、前記追尾目標の進行方向を示す直線を求め、前記追尾目標の前記各スキャン時における位置とレーダ位置を結ぶ直線とのなす角度を算出することにより、前記各スキャン時における前記追尾目標の実速度を算出する手段と、
算出された前記各スキャン時における前記追尾目標の実速度の平均値をとることにより追尾目標の前記予測位置における予測実速度を求める手段と、
前記追尾目標の進行方向を示す直線と、該直線上の予測位置とレーダ位置を結ぶ直線とのなす予測角度を算出し、該算出した予測角度を用いて前記選択された各目標の前記追尾目標の進行方向に換算した移動速度を求める手段を有していることを特徴とする請求項１または２記載の目標追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標追尾装置に関し、特にレーダにおける目標追尾方式の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーダのアンテナビーム走査（スキャン）毎に、現在のスキャンと前のスキャンで得られた目標情報の相関をとることにより目標を追尾する目標追尾装置として、従来図４に示すような回路構成を備えたレーダ目標追尾装置がある。
【０００３】
以下、図４に示す目標追尾装置の動作について説明する。
【０００４】
目標検出器１０１は、スキャン時間内に得られた受信信号の振幅に所定のスレシホールドを設定し、そのスレシホールドを受信信号が越えた場合には、検出結果の目標の振幅値と位置情報を目標位置情報記憶器１０２へ出力する。
【０００５】
目標位置情報記憶器１０２は、目標データの管理用テーブルを有しており、目標検出器１０１から入力された目標の振幅値と位置情報を、スキャン毎に一組の目標データとして、検出された順に、このデータテーブルに書き込む。
【０００６】
書き込まれたデータは、追尾目標相関処理装置１０５へ出力されると同時に、当該スキャンの２スキャン前の目標位置情報と１スキャン前の目標位置情報がこのデータテーブルから読み出され目標位置予測処理器１０３へ出力される。
【０００７】
目標位置予測処理器１０３は、これら入力された２スキャン前と１スキャン前の目標の位置情報より当該スキャンの目標の予測位置を算出し、得られた目標の予測位置を予測ゲート発生器１０４と追尾目標相関処理装置１０５へ出力する。
【０００８】
予測ゲート発生器１０４は、入力された目標の予測位置を中心に所定の大きさの予測ゲートを作成し、追尾目標相関処理装置１０５へ出力する。追尾目標相関処理装置１０５は、この目標の予測位置と予測ゲート、入力された目標の位置情報とその振幅値を使用し、予測ゲート内に存在し、かつ目標予測位置に最も近く、かつ振幅値が最も高い目標位置情報を追尾目標として表示器１０６へ出力する。
【０００９】
同時に、この追尾目標の位置情報は、目標位置情報記憶器１０２に出力され、目標位置情報記憶器１０２は、この追尾目標の位置情報を該当する目標のデータとしてデータテーブルに保存する。以上スキャン毎に上記動作が繰り返される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例による目標追尾装置では、作成された予測ゲート内における目標相関判別として、目標の予測位置との間の相対距離及び振幅を用いているため、同一距離で、同一振幅の目標が複数存在している場合にはそれらの間の識別は不可能であるので、そのいずれかを適当に選択しなければならず、その結果、作成された予測ゲート内の近接した他の追尾目標、もしくはクラッタの消え残り等により発生する偽目標に乗り移るという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、上記従来技術に対して比較的簡単な構成を付加することにより、予測ゲート内に複数の目標が存在する場合であっても、追尾目標を高精度に識別することを可能とする手段を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信信号から目標信号のドップラ情報を検出するドップラ情報検出手段と、入力された目標のドップラ情報から目標の実際の移動速度を算出するドップラ速度補正手段と、入力された目標の中から予測位置の速度と近い値を有する目標を追尾目標とするドップラ速度比較手段を備え、追尾目標相関処理による目標判定の結果予測ゲート内に複数の目標が判定された場合には、算出された各目標の実際の移動速度と予測位置における目標の予測速度を比較して、最も近い値を有する目標を追尾目標とする手段を付加したことを特徴とする。
【００１３】
具体的には、本発明は、受信信号から目標の位置情報と振幅値を検出する目標検出手段と、目標検出手段の出力と受信信号から目標信号のドップラ情報を検出するドップラ情報検出手段と、目標検出手段とドップラ情報検出手段の出力から、目標信号の位置情報と振幅値及びドップラ情報を一組の目標データとして記憶すると同時に、追尾目標相関処理手段の相関結果により追尾目標として選択された目標の情報を保存する目標位置情報記憶手段と、目標位置情報記憶手段の出力から目標の次スキャンの予測位置を算出する目標位置予測処理手段と、該算出した予測位置を中心に予測ゲートを発生する予測ゲート発生手段と、目標の予測ゲートと予測位置、目標の位置情報と振幅値から追尾目標を選択し、選択した目標が単一の場合、その目標データを追尾目標として目標位置情報記憶手段と表示手段へ出力し、選択した目標数が複数の場合、それらの目標データをドップラ速度補正手段へ出力する追尾目標相関処理手段と、入力された目標のドップラ情報から目標の実際の移動速度を算出するドップラ速度補正手段と、入力された目標の中から予測速度と近い値を有する目標を追尾目標とするドップラ速度比較手段を備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の目標追尾装置の実施形態を示すブロック図である。
【００１５】
本発明の目標追尾装置は、受信信号から目標の位置情報と振幅値を検出する目標検出器１０１と、目標検出器１０１の出力と受信信号から目標信号のドップラ情報を検出するドップラ情報検出器２０１と、目標検出器１０１とドップラ情報検出器２０１の出力から、目標信号の位置情報と振幅値及びドップラ情報を一組の目標データとして記憶すると同時に、追尾目標相関処理装置１０５の相関結果及びドップラ速度比較器２０３の比較結果により追尾目標として選択された目標の情報を保存する目標位置情報記憶器１０２と、目標位置情報記憶器１０２の出力から目標の次スキャンの予測位置を算出する目標位置予測処理器１０３と、算出された予測位置を中心に予測ゲートを発生する予測ゲート発生器１０４と、目標の予測ゲートと予測位置、目標の位置情報と振幅値から追尾目標を選択し、選択した目標が単一の場合にはその目標データを追尾目標として目標位置情報記憶器１０２と表示器１０６へ出力し、選択した目標数が複数の場合にはそれらの目標データをドップラ速度補正器２０２へ出力する追尾目標相関処理装置１０５と、入力された目標のドップラ情報から目標の実際の移動速度を算出するドップラ速度補正器２０２と、入力された目標の中から予測速度と近い値を有する目標を追尾目標とするドップラ速度比較器２０３とにより構成されている。
【００１６】
図２は、本発明で用いられるドップラフィルタの概念図であり、図３は、本発明におけるドップラ情報−実速度算出の概念図である。以下、図１〜図３を参照して本発明の実施形態の動作について詳細を説明する。
【００１７】
先ず、１スキャン時間内に得られた受信信号は目標検出器１０１とドップラ情報検出器に入力される。目標検出器１０１には所定の振幅スレシホールド値が設定されており、そのスレシホールドを越えた受信信号が検出信号となり、検出結果の目標の振幅値と位置情報は目標位置情報記憶器１０２へ出力される。目標の位置情報はドップラ情報検出器２０１にも出力される。
【００１８】
ドップラ情報検出器２０１では、目標検出器１０１から入力された目標の位置情報により、目標の検出された位置の受信信号を、所定のドップラ周波数の通過帯域幅を有する複数のドップラフィルタバンク毎に分離し、その中で最大の振幅値を検出したドップラフィルタバンクの出力を、その目標のドップラ情報とする。
【００１９】
図２に示す例では、最大の振幅値を検出したドップラフィルタのフィルタ番号（ｆ３）をドップラ情報として目標位置情報記憶器１０２へ出力する。
【００２０】
目標位置情報記憶器１０２は、目標データの管理用データテーブルを有しており、目標検出器１０１から入力された目標の振幅値と位置情報、およびドップラ情報検出器２０１から入力されたドップラ情報を、スキャン毎に一組の目標データとして、検出された順にこのデータテーブルに書き込む。
【００２１】
書き込まれたデータは、追尾目標相関処理装置１０５へ出力されると同時に、当該スキャンの２スキャン前と１スキャン前の目標の位置情報がこのデータテーブルから読み出され、目標位置予測処理器１０３へ出力される。
【００２２】
目標位置予測処理器１０３は、２スキャン前と１スキャン前の目標の位置情報より、当該スキャンの目標の予測位置を算出し、得られた目標の予測位置を予測ゲート発生器１０４と追尾目標相関処理装置１０５へ出力する。
【００２３】
予測ゲート発生器１０４は、目標位置予測処理器１０３から入力された目標の予測位置を中心に所定の大きさの予測ゲートを作成し、追尾目標相関処理装置１０５へ出力する。
【００２４】
追尾目標相関処理装置１０５は、目標位置予測処理器１０３から入力された目標の予測位置および予測ゲート発生器１０４から入力された予測ゲートを用いて、目標位置情報記憶器１０２から入力された目標データの位置情報と振幅値に対して相関処理を行い、予測ゲート内に存在し、目標予測位置に近く、振幅値が高い目標を前スキャン時の目標と相関がとれた目標であると判定する。
【００２５】
このとき、判定された目標の数が１つであれば、その目標が追尾目標となるため、目標位置情報記憶器１０２と表示器１０６へ目標情報として出力される。一方、判定された目標の数が複数存在した場合には、抽出された各目標の情報はドップラ速度補正器２０２へ出力される。
【００２６】
ドップラ速度補正器２０２は、目標位置情報記憶器１０２から入力された目標データのドップラ情報から、目標位置の実際の移動速度（以下実速度という）を算出する。この入力されたドップラ情報は、レーダ方向分速度により得られた成分であり、その値は目標とレーダの位置関係により異なる為、これを補正し実速度を求める必要がある。
【００２７】
そこで、ドップラ速度補正器２０２は、２スキャン前と１スキャン前の追尾目標の位置情報から、図３に示すように、目標の進行方向を示す直線を求め、目標データの位置とレーダ位置を結ぶ直線のなす角度θＡ２、θＡ１を算出し、この角度θＡ２、θＡ１により追尾目標のドップラ情報を補正する。
【００２８】
即ち、当該スキャンの２スキャン前と１スキャン前における追尾目標の位置を示す点Ａ２、Ａ１では、目標の進行方向に対する目標位置とレーダ位置を結ぶ直線のなす角度はθＡ２、θＡ１となるので、この値から点Ａ２、Ａ１における実速度ＶＡ２、ＶＡ１を以下の式により算出する。
【００２９】
ＶＡ２＝ＶＡＲ２／ｃｏｓθＡ２
ＶＡ１＝ＶＡＲ１／ｃｏｓθＡ１
ここで、ＶＡＲ２、ＶＡＲ１は、レーダ方向分速度であり、点Ａ２、Ａ１での目標のドップラ情報ｆｄＡ２、ｆｄＡ１に相当する。
【００３０】
そして、目標の予測位置における実速度ＶＡ０を、それらの速度の平均値をとることにより、
ＶＡ０＝（ＶＡ１＋ＶＡ２）／２
と想定して、ドップラ情報比較器２０３へ出力する。
【００３１】
次に、該当する追尾目標は、点Ａ１と点Ａ２を結ぶ直線上に存在するものと仮定し、予測位置における、前述した追尾目標の位置情報から得られる追尾目標の進行方向を示す直線と、予測位置とレーダ位置を結ぶ直線とのなす角度θＡ０を求める。
【００３２】
そして、求められた角度θＡ０を用いて上記判定された各目標のドップラ情報を、次式により補正することにより、各目標の追尾目標の進行方向に換算した移動速度を求める。
【００３３】
ＶＡＸ＝ＶＡＲＸ／ｃｏｓθＡ０
ここで、ＶＡＲＸは、上記判定された各目標Ｘのレーダ方向分速度であり、各目標Ｘのドップラ情報ｆｄＡＸに相当する。
【００３４】
求められた各目標Ｘの換算速度はドップラ情報比較器２０３に出力される。ドップラ情報比較器２０３は、入力された予測位置の実速度ＶＡ０と各目標Ｘの換算速度ＶＡＸを比較し、速度差が最も小さい値を有する目標を選択して追尾目標と判定し、目標位置情報記憶器１０２と表示器１０６へ出力する。
【００３５】
目標位置情報記憶器１０２は、ドップラ速度比較器２０５から入力された追尾目標の位置情報を該当する目標のデータとして目標データ管理用テーブルに保存する。以上スキャン毎に上記動作が繰り返される。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、受信信号の振幅と位置情報による追尾目標相関処理による目標判定の結果予測ゲート内に複数の目標が判定された場合にのみ、各目標の実際の移動速度と予測位置における目標の予測速度を比較してもっとも近い値を有する目標を追尾目標として選択するので、比較的簡単な構成により、予測ゲート内に複数の目標が存在する場合における追尾目標を高精度に識別することが可能となる。
【００３７】
また、本発明は、予測ゲート内の判定目標が単一の場合には、受信信号の振幅と位置情報による追尾目標相関処理だけで目標を選択するので、より効率的に目標追尾を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】ドップラフィルタの概念図である。
【図３】ドップラ情報−実速度算出の概念図である。
【図４】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  目標検出器
１０２  目標位置情報記憶器
１０３  目標位置予測処理器
１０４  予測ゲート発生器
１０５  追尾目標相関処理装置
１０６  表示器
２０１  ドップラ情報検出器
２０２  ドップラ速度補正器
２０３  ドップラ速度比較器
ｆ１、ｆ２、ｆ３、…ｆｎ  ドップラフィルタ
Ａ0,Ａ1,・・,Ａn  追尾目標の位置
Ａ２  ２スキャン前の追尾目標の位置
Ａ1  １スキャン前の追尾目標の位置
Ａ０  追尾目標の予測位置
ＶＡ０  追尾目標の予測速度
ＶＡＲ１  １スキャン前の追尾目標のレーダ方向分速度
ｆｄＡ１  １スキャン前の追尾目標のドップラ情報
ＶＡ１  １スキャン前の追尾目標の実速度
ＶＡＲ２  ２スキャン前の追尾目標のレーダ方向分速度
ｆｄＡ２  ２スキャン前の追尾目標のドップラ情報
ＶＡ２  ２スキャン前の追尾目標の実速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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