(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測装置において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測手段と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算手段と、
ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める変針／変速検出手段と、
前記変針または変速レベルが大きい程その追従性が高くなり、前記変針または変速レベルが小さい程その平滑性が高くなるように目標の運動予測用フィルタを変化させる予測フィルタ決定手段と、
目標の観測位置から目標の予測位置を求める運動予測手段と、
前記時系列的に検出される目標の観測位置から目標が等速直線運動をしていると想定した場合の推定位置を求めて、該推定位置と予測位置との距離と該推定位置と観測位置との距離との比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める第２変針／変速検出手段と、
前記変針／変速検出手段からの変針または変速レベル及び第２変針／変速検出手段からの変針または変速レベルのうち、変針または変速レベルの高い方を選択して前記予測フィルタ決定手段に供給する選択手段と、
を備えることを特徴とする目標運動予測装置。
【請求項２】
時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測装置において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測手段と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算手段と、
ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める変針／変速検出手段と、
前記変針または変速レベルが大きい程その追従性が高くなり、前記変針または変速レベルが小さい程その平滑性が高くなるように目標の運動予測用フィルタを変化させる予測フィルタ決定手段と、
目標の観測位置から目標の予測位置を求める運動予測手段と、
前記時系列的に検出される目標の観測位置から目標が等速直線運動をしていると想定した場合の推定位置を求めて、該推定位置と予測位置との距離と該推定位置と観測位置との距離との比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める第２変針／変速検出手段と、
前記変針／変速検出手段からの変針または変速レベル及び第２変針／変速検出手段からの変針または変速レベルのうち、少なくとも目標の見合い針路が０度または１８０度またはそれらを含む規定範囲である場合に、前記第２変針／変速検出手段からの変針または変速レベルを選択し、それ以外の場合に、前記変針／変速検出手段からの変針または変速レベルを選択して前記予測フィルタ決定手段に供給する選択手段と、
を備えることを特徴とする目標運動予測装置。
【請求項３】
前記基準値は、ドップラ速度変化量の誤検出確率に基づく値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の目標運動予測装置。
【請求項４】
変針／変速検出手段は、目標との距離、目標の観測位置の検出信号の強度、環境に関するパラメータ、ドップラ速度のばらつき、検出信号の形状から選択された少なくとも１つの要素に応じて基準値を求め、ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針または変速レベルを求めることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の目標運動予測装置。
【請求項５】
時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測方法において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測工程と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算工程と、
ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを出力する変針／変速検出工程と、
目標の観測位置から目標の予測位置を求める運動予測工程と、
前記時系列的に検出される目標の観測位置から目標が等速直線運動をしていると想定した場合の推定位置を求めて、該推定位置と予測位置との距離と該推定位置と観測位置との距離との比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める第２変針／変速検出工程と、
前記変針／変速検出工程による変針または変速レベル及び第２変針／変速検出工程による変針または変速レベルのうち、変針または変速レベルの高い方を選択する選択工程と、
前記選択工程により選択された変針または変速レベルに基づいて、前記変針／変速レベルが大きい程その追従性が高くなり、前記変針または変速レベルが小さい程その平滑性が高くなるように目標の運動予測用フィルタを変化させる予測フィルタ決定工程と、
を備えることを特徴とする目標運動予測方法。
【請求項６】
時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測方法において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測工程と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算工程と、
ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを出力する変針／変速検出工程と、
目標の観測位置から目標の予測位置を求める運動予測工程と、
前記時系列的に検出される目標の観測位置から目標が等速直線運動をしていると想定した場合の推定位置を求めて、該推定位置と予測位置との距離と該推定位置と観測位置との距離との比の値から変針または変速が行われた可能性を表す変針または変速レベルを求める第２変針／変速検出工程と、
前記変針／変速検出工程による変針または変速レベル及び第２変針／変速検出工程による変針または変速レベルのうち、少なくとも目標の見合い針路が０度または１８０度またはそれらを含む規定範囲である場合に、前記第２変針／変速検出工程による変針または変速レベルを選択し、それ以外の場合に、前記変針／変速検出工程による変針または変速レベルを選択する選択工程と、
前記選択工程により選択された変針または変速レベルに基づいて、前記変針または変速レベルが大きい程その追従性が高くなり、前記変針または変速レベルが小さい程その平滑性が高くなるように目標の運動予測用フィルタを変化させる予測フィルタ決定工程と、
を備えることを特徴とする目標運動予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ等からの信号を用いて船舶等の目標の運動予測を行う目標運動予測装置及び目標運動予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船舶等の追尾を行うために、ＡＲＰＡ装置等（Automatic Radar Plotting Aids，Target Tracking）では、目標運動予測が行われている。
【０００３】
このような目標運動予測では、主としてレーダ装置からの観測信号を用いて、追尾している目標の観測位置から予測位置及び予測速度を求めて、予測位置に基づき追尾目標の特定を順次行っている。
【０００４】
この予測位置を求めるに際して、観測信号には、雑音やゆらぎ等による誤差が含まれているため、かかる誤差の影響を受けずに安定した予測を行うために、カルマンフィルタやα−βフィルタが運動予測用フィルタとして一般的に用いられている。
【０００５】
しかしながら、このようなフィルタを用いる場合、フィルタの平滑性を重視すると、信号のばらつきを抑えることができる一方で、変針や変速する目標に対する追従性が悪くなるという問題があり、反対に、フィルタの追従性を重視すると、信号のばらつきの影響を受ける、といった相反する問題がある。
【０００６】
かかる問題に対して、例えば、特許文献１では、平滑性を重視して予測した目標の速度と、追従性を重視して予測した目標の速度とのいずれか一方を基準値と比較して、低速運動している目標か高速運動している目標かを判定し、低速運動している場合には、平滑性を重視した出力を、高速に運動している場合には、追従性を重視した出力を選択し切換える方式を提案している。
【０００７】
また、特許文献２では、旋回の有無を判定するのに、目標のドップラ速度を利用することを記載する。例えば、目標が速力を変えずに旋回したとしてドップラ速度から速度ベクトルを求め、今回求めた速度ベクトルと前回求めた速度ベクトルの時間変化から加速度を求め、加速度が閾値を超える場合に、閾値と比較し、閾値を超えた場合に追従性を重視したフィルタを選択し、閾値を超えない場合に平滑性を重視したフィルタを選択することを記載する。また、ドップラ速度変化率が閾値を超えるか超えないかに応じて、追従性を重視したフィルタか、または平滑性を重視したフィルタかを選択することも記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１９６８１６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８２９８号公報（背景技術、段落００３２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方式では、速度の高低だけでフィルタを切換えているため、目標の変針または変速（以下、変針／変速と称する）が正しく判定されずに、運動予測が変針／変速に適切に追従しない虞がある。
【００１０】
また、特許文献２記載のドップラ速度を利用して加速度を求める方式の場合、速力を一定としているから、変速していることが正しく判定されない虞があり、また、ドップラ速度変化率を閾値と比較する方式の場合も、正しく変針または変速が判定されない虞がある。
【００１１】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、その目的は、ドップラ速度を用いて変針／変速を適切に判定して、運動予測用フィルタの平滑性能または追従性能を変化させることができ、目標の運動の予測精度を向上させることができる目標運動予測装置及び目標運動予測方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測装置において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測手段と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算手段と、
ドップラ速度変化量の大きさによって、変針／変速が行われた可能性を表す変針／変速レベルを求める変針／変速検出手段と、
前記変針／変速レベルに応じて、目標の運動予測用フィルタを変化させて、その追従性または平滑性を変化させる予測フィルタ決定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記変針／変速検出手段は、ドップラ速度変化量対基準値の比の値から変針／変速レベルを求めることを特徴とする。
【００１４】
また、前記基準値は、ドップラ速度変化量の誤検出確率に基づく値であることを特徴とする。
【００１５】
また、変針／変速検出手段は、目標との距離、目標の観測位置の検出信号の強度、環境に関するパラメータ、ドップラ速度のばらつきから選択された少なくとも１つの要素に応じて、変針／変速レベルを求めることを特徴とする。
【００１６】
また、前記時系列的に検出される目標の観測位置から目標が等速直線運動をしていると想定した場合の推定位置を求めて、該推定位置と予測位置との距離から変針／変速が行われた可能性を表す変針／変速レベルを求める第２変針／変速検出手段と、
前記変針／変速検出手段からの変針／変速レベル及び第２変針／変速検出手段からの変針／変速レベルのいずれか一方を選択して前記予測フィルタ決定手段に供給する選択手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、前記選択手段は、変針／変速レベルの高い方を選択することを特徴とする。
【００１８】
また、前記選択手段は、少なくとも目標の見合い針路が０度または１８０度またはそれらを含む規定範囲である場合に、前記第２変針／変速検出手段からの変針／変速レベルを選択し、それ以外の場合に、前記変針／変速検出手段からの変針／変速レベルを選択することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、時系列的に検出される目標の観測位置に運動予測用フィルタを適用して目標の運動予測を行う目標運動予測方法において、
目標が等速直線運動を行っていると想定した場合の、目標の予測ドップラ速度を求めるドップラ速度予測工程と、
目標の予測ドップラ速度と、検出されたドップラ速度との差であるドップラ速度変化量を求めるドップラ速度変化量演算工程と、
ドップラ速度変化量の大きさによって、変針／変速が行われた可能性を表す変針／変速レベルを出力する変針／変速検出工程と、
前記変針／変速レベルに応じて、目標の運動予測用フィルタを変化させて、その追従性または平滑性を変化させる予測フィルタ決定工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
目標が仮に等速直線運動を行っていたとしても、ドップラ速度は変化する。本発明によれば、等速直線運動を行っていると想定した場合の目標の予測ドップラ速度を求め、それを検出されたドップラ速度と比較して、ドップラ速度変化量を求めているので、変針／変速が行われたことを適切に判定することができるようになり、それに応じてフィルタを変化させることで、予測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による目標運動予測方法に従った目標運動予測装置の第１実施形態のブロック図である。
【図２】図１の判定手段の詳細ブロック図である。
【図３】本発明の原理を説明するための説明図である。
【図４】目標が等速直線運動をしている場合のドップラ速度の変化を表す説明図である。
【図５】本発明による目標運動予測方法に従った目標運動予測装置の第２実施形態のブロック図である。
【図６】第２変針／変速検出手段による処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
(第１実施形態)
図１は、本発明による目標運動予測方法に従った目標運動予測装置１０の第１実施形態のブロック図を表している。この例の目標運動予測装置１０は、周囲の海上または空中の船舶または飛行体といった目標を監視するために移動体自体に搭載する他に、海上または空中の船舶または飛行体といった目標を監視するために地上等に定置することができる。この実施形態では、目標運動予測装置（以下、単に「装置」ともいう）１０が定置されており、他船等を目標とした場合を例にとることにする。
【００２４】
図示したように、目標運動予測装置１０は、大別して、目標の位置を検出する目標検出手段１４と、ドップラ速度を検出するドップラ速度検出手段１６と、運動予測手段１８と、判定手段２０と、表示手段２２と、を備える。
【００２５】
目標検出手段１４は、レーダ装置で得られたレーダ信号から目標を検出し、その観測位置を目標位置として求めるものである。目標位置は、レーダ装置の１回転に相当する１スキャン毎に時系列的に得られる。
【００２６】
ドップラ速度検出手段１６は、レーダ装置から得られたレーダ信号からドップラ速度を求めるものである。ドップラ速度は、レーダ装置から繰り返し送信されるパルス波が目標に反射して受信されたときのその受信パルス波の位相差または周波数差等から求めることができる。
【００２７】
運動予測手段１８は、目標検出手段１４からの目標位置等から目標の予測位置及び予測速度を求めるものである。
【００２８】
判定手段２０は、変針／変速を判定し、運動予測手段１８で用いる運動予測用フィルタの時定数を決定するものであり、図２に示すように、ドップラ速度予測手段３０と、ドップラ速度変化量演算手段３２と、変針／変速検出手段３４と、予測フィルタ決定手段３６と、を備える。
【００２９】
以下、本発明の原理を説明するために、まず装置と目標及びドップラ速度との関係について図３を参照して説明する。
【００３０】
図３（ａ）において、Ｓは装置、Ｔは目標であるとする。そして、基準方向（例えば真北方向）を基準として、目標の針路をθｒ、目標の速力をｖｒ、装置から見た目標の方位をθａとする。尚、ここで装置は固定としているので、目標の針路θｒ及び目標の速力ｖｒは、相対針路及び相対速力に等しい。
【００３１】
また、図３（ｂ）において、ドップラ速度をｖｄとし、見合い方向を基準として、装置と目標との見合い針路をθｒａとする。
【００３２】
図からドップラ速度ｖｄについて次のような関係が成り立つことが分かる。
【００３３】
【数１】
0005971981.tif 000002
【００３４】
次に、ドップラ速度の変化から目標の変針／変速を検出することを考える。ドップラ速度は、見合い方向の目標の速度であり、仮に、目標が等速直線運動を行っていた場合でも、見合い関係の変化によってドップラ速度が変化するという性質がある（図４参照）。そのため、ドップラ速度予測手段３０は、この見合い関係によるドップラ速度変化を除去するために、目標が等速直線運動を行っていると想定して、前スキャンのドップラ速度から現スキャンのドップラ速度を予測する。
【００３５】
このドップラ速度の予測の原理について、図４を用いて説明する。
【００３６】
まず、ある時刻ｔ＝ｔ０での目標のドップラ速度をｖｄ０、目標の速力をｖｒ０、目標の針路をθｒ０、目標の方位をθａ０とする。目標が等速直線運動を行っているとすると、時刻ｔにおける予測ドップラ速度ｖ＾ｄは、次のようになる。
【００３７】
【数２】
0005971981.tif 000003
【００３８】
ここで、（１）式より、
【数３】
0005971981.tif 000004
である。よって、予測ドップラ速度ｖ＾ｄは、（２）式に（３）、（４）式を代入して
【００３９】
【数４】
0005971981.tif 000005
となる。ここで、（５）式の第２項の符号は±となっているが、一般的に、等速直線運動を行っている目標のドップラ速度は時間経過で増加するので、予測ドップラ速度ｖ＾ｄは、
【００４０】
【数５】
0005971981.tif 000006
と表すことができる。
【００４１】
次いで、ドップラ速度変化量演算手段３２は、求めた予測ドップラ速度と観測ドップラ速度との差を求める。
【００４２】
【数６】
0005971981.tif 000007
【００４３】
このドップラ速度変化量Δｖｄは、目標の距離方向（見合い方向）加速度によって変化した距離方向（見合い方向）速度の変化量を表している。（７）式の右辺第３項は、方位変化に対するドップラ速度の変化量を表している。つまり、目標が等速直線運動をした場合のドップラ速度の変化量であるから、この変化量分を除去することで、目標の加速度のみによるドップラ速度変化量を得ることができる。尚、ここで、目標の方位θａ０、θａはレーダ信号から、目標の速力ｖｒ０は、運動予測手段１８から得られた値を使用することができる。
【００４４】
次いで、変針／変速検出手段３４は、ドップラ速度変化量演算手段で求めたドップラ速度変化量Δｖｄと変針／変速検出基準値ｖｈとの比較を行って、目標の変針／変速が発生した可能性を求める。そのため、ドップラ速度変化量Δｖｄと基準値ｖｈの比の値である変針／変速レベルｍ＝｜Δｖｄ｜／ｖｈを求める。この変針／変速レベルｍは変針／変速の可能性の高さを表す指標となる。
【００４５】
ここで、変針／変速検出基準値ｖｈは、任意に決定することができ、変数または定数とすることができる。例えば、以下のように決定することができる。
【００４６】
（１）  ノイズ等の影響による誤検出確率
変針／変速検出基準値ｖｈを、誤検出確率を考慮した値とする。誤検出の要因としては熱雑音などのランダムノイズが考えられる。ドップラ速度変化量Δｖｄの分散Ｖ[Δｖｄ]及び標準偏差σ[Δｖｄ]は、（７）式から次のように表される。
【００４７】
【数７】
0005971981.tif 000008
【００４８】
変針／変速検出基準値ｖｈを、この標準偏差σ[Δｖｄ]またはその見積もり値（これらを標準偏差σ＾[Δｖｄ]と表す）を用いて決定する。標準偏差σ＾[Δｖｄ]は、任意の方法により決定することができるが、例えば、（８）式の右辺第１及び２項から、近似的に、
【００４９】
【数８】
0005971981.tif 000009
【００５０】
とすることができ、固定値とすることができる。または、（８）式の右辺第３項を考慮に入れて、標準偏差σ＾[Δｖｄ]をｖｄの標準偏差σ［ｖｄ］、ｖｒの標準偏差σ［ｖｒ］、θａの標準偏差σ［θａ］等から決定してもよい。
【００５１】
ノイズが正規分布に従うとすれば、変針／変速検出基準値ｖｈを３σ[Δｖｄ]の近傍の値にすることによって、誤検出確率を０．２７％以下に、４σ[Δｖｄ]の近傍の値にすることによって、０．００６３％にすることができる。このように、標準偏差に定数ａｈを乗算することで、誤検出確率を所望の確率にすることができる。
【００５２】
（２）  検出信号強度及び距離による影響
変針／変速検出基準値ｖｈは、信号強度に依存する値とすることができる。信号強度が小さいとＳ／Ｃ比が悪くなり、Δｖｄの分散は大きくなることが予測できる。同様に、変針／変速検出基準値ｖｈは、距離に依存する値とすることができる。レーダ信号の感度は距離の４乗に反比例し、距離が大きくなればそれだけＳ／Ｃ比が悪くなり、Δｖｄの分散は大きくなることが予測できる。よって、信号強度が小さくなるに従い、及び／または目標までの距離が大きくなるに従い、変針／変速検出基準値ｖｈを大きくするようにする。
【００５３】
（３）  検出環境による影響
雨雪等の悪天候といった気象の状況、または海象の状況によっては、クラッタが大きくなり、Ｓ／Ｃ比が悪くなり、Δｖｄの分散は大きくなることが予測できる。その場合に、手動切換等により、変針／変速検出基準値ｖｈを大きくするようにしてもよい。
【００５４】
（４）  全体のドップラ速度の分布のばらつき
追尾中の目標のみならず、全体の目標から得られる全ドップラ速度の分布のばらつき（標準偏差、分散）を利用する。全ドップラ速度のばらつきが大きいときには、誤検出確率は増加すると考えられるので、変針／変速検出基準値ｖｈを大きくするようにする。
【００５５】
（５）  検出信号の形状
検出信号の２次元の形状、特に、レーダ信号の距離および方位方向の広がりは、目標の大きさに関連する。この目標の大きさやドップラ速度分布のばらつきに応じて変針／変速検出基準値ｖｈを変化させてもよい。
【００５６】
以上の（１）〜（５）のいずれか１つを用いて、変針／変速検出基準値ｖｈを決定することができ、一般的に、
【００５７】
【数９】
0005971981.tif 000010
【００５８】
と置くことができる。ここで、ｆ（Ｒ，Ｓ，Ａ，Δ，ｗ）は距離Ｒ、目標のレーダ信号の強度Ｓ、目標のレーダ信号の形状Ａ、ドップラ速度のばらつきΔ、気象または海象のパラメータｗの関数とし、これらのパラメータのいずれか１つを変数とすることができる。ｆは距離Ｒの増加関数、強度Ｓの減少関数とするとよい。
【００５９】
予測フィルタ決定手段３６は、変針／変速検出手段３４で求められた変針／変速レベルｍの値から運動予測用フィルタを切換える。例えば、以下の基準に基づき、変針／変速が行われた場合に「１」を、変針／変速が行われていない場合に「０」として、２値化する。
【００６０】
【数１０】
0005971981.tif 000011
【００６１】
そして、目標が変針／変速したと判定された場合、即ち「１」が出力された場合に、運動予測用フィルタを追従性の高いものとなり、目標が変針／変速していないと判定された場合、即ち「０」が出力された場合に、運動予測用フィルタを平滑性の高いものとなるように、運動予測手段１８へとフィルタの時定数の切換を指示する。
【００６２】
運動予測用フィルタとして、α−βフィルタを用いた場合、追従性を高くするにはαの値を大きく、平滑性を高くするにはαの値を小さくすればよい。
【００６３】
ここで、目標予測位置をＸｐ、目標の観測位置をＸｍ、平滑化位置をＸｓとし、目標平滑加速度をＶｓ、とすると、
【００６４】
【数１１】
0005971981.tif 000012
【００６５】
と表せる。尚、ここで、（ｋ）はスキャン数を表す。上式において、時定数αの値を大きくすることにより、より追従性を高めることができる。
【００６６】
従って、予測フィルタ決定手段３６は、次の条件に従い、αの切換を運動予測手段１８に指示する。
【００６７】
【数１２】
0005971981.tif 000013
【００６８】
時定数βに関しても、αと同様に、出力Ｈ（ｍ）に応じて切換を行ってもよい。
【００６９】
運動予測手段１８は、予測フィルタ決定手段で指示された時定数α（またはβ）を用いて、（１３）〜（１５）式に基づき、目標の予測位置、及び予測速度を求める。
【００７０】
次いで、運動予測手段１８で求められた目標の予測速度は、表示手段２２へと送られて、目標位置を始点とするベクトル表示がなされる。
【００７１】
また、運動予測手段１８は、目標の予測位置と、目標検出手段１４で得られた目標位置とから目標の追尾を行う。
【００７２】
以上の処理によって、目標が変針／変速を行っている場合に、追従性を高めることができるために、ベクトル表示と実際の目標の運動との相違が少なくなるようにすることができる。また、予測ドップラ速度からドップラ速度変化量を求めるとともに誤検出確率が一定になるように基準値との比較を行うことで、精度良く変針／変速を検出することができる。
【００７３】
任意には、予測フィルタ決定手段３６は、変針／変速が行われたか２値的に表すＨ（ｍ）を求める代わりに、変針／変速レベルｍを用いて、時定数αの値を連続的に変化させるようにしてもよい。即ち、
【００７４】
【数１３】
0005971981.tif 000014
としてもよい。尚、ここで、αをｍの増加関数としても良い。
【００７５】
（第２実施形態）
図５は、本発明の目標運動予測装置の第２実施形態による判定手段２０のブロック図を表している。図５において、第１実施形態と同一・同様の部材・手段は同一の符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００７６】
第１実施形態で求めているドップラ速度変化量は、目標が見合い方向に移動している場合に、最も誤検出確率が大きくなるので、見合い針路θｒａが０度または１８０度のときには、ドップラ速度変化量による変速検出の誤差が大きくなるおそれがある。
【００７７】
そのためこの実施形態では、判定手段２０が、さらに、第２変針／変速検出手段４０を備え、変針／変速検出手段３４の出力と、第２変針／変速検出手段４０の出力を選択する選択手段４２と、を備える。
【００７８】
第２変針／変速検出手段４０は、図６に示すように、目標が等速直線運動を行っていたと仮定し、Ｎ点の追尾目標の観測位置（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ））（ｎ＝０，・・・，Ｎ−１）から、等速直線運動（ｌｘ（ｎ），ｌｙ（ｎ））＝（ｎｘ＋ｎｖｘ，ｎｙ＋ｎｖｙ）を推定する。等速直線運動は、Ｎ点の目標の観測位置と推定位置の距離ｄ（ｎ）の２乗平均が最小となるように設定する。
【００７９】
等速直線運動に沿った推定位置（ｌｘ（ｎ），ｌｙ（ｎ））は、
【００８０】
【数１４】
0005971981.tif 000015
と表すことができる。
【００８１】
よって、この推定位置（ｌｘ（ｎ），ｌｙ（ｎ））と、運動予測手段１８で得られている予測位置（ｐｘ（ｎ），ｐｙ（ｎ））との距離Δｐ（ｎ）から、変針／変速レベルｍを次のようにして求めることができる。
【００８２】
【数１５】
0005971981.tif 000016
【００８３】
（２１）式では、Δｐは、予測位置と推定位置との距離Δｐ（ｎ）の平均値としているが、Δｐ（ｎ）の任意の関数とすることもできる。
【００８４】
また、Δｐと比較するべき（２０）式における分母のΔｋとしては、以下のように、例えば、目標の観測位置（ｘ（ｎ），ｙ（ｎ））と等速直線運動に沿った推定位置（ｌｘ（ｎ），ｌｙ（ｎ））との距離Δｋ（ｎ）
【００８５】
【数１６】
0005971981.tif 000017
を用いて、
【００８６】
【数１７】
0005971981.tif 000018
【００８７】
の（２４）式〜（２６）式のいずれかとすることができる。ここで、ａ２の値、ｆ２、ｆ３の関数の形は任意である。または、（２０）式の分母として、その他の変数または定数とすることもできる。
【００８８】
選択手段４２は、変針／変速検出手段３４から出力された変針／変速レベルｍと、第２変針／変速検出手段４０から出力された変針／変速レベルｍと、のいずれかを選択して、予測フィルタ決定手段３６へと出力し、予測フィルタ決定手段３６は、選択された変針／変速レベルｍを用いて、（１２）及び（１６）式により時定数を２値で変化させるか、または（１７）式から時定数を連続的変化させる。
【００８９】
選択手段４２の選択条件としては、次のことが考えられる。
【００９０】
（１）  運動予測手段１８で得られる見合い針路θｒａに応じて選択する。例えば、見合い針路θｒａが０度±Δθ内または１８０度±Δθ内にある場合には、第２変針／変速検出手段４０から出力された変針／変速レベルｍを選択し、それ以外は、変針／変速検出手段３４から出力された変針／変速レベルｍを選択する。
これによって、ドップラ速度変化量の誤検出確率が大きくなる付近において、ドップラ速度変化量を用いずに変針／変速を判定することで、誤検出の影響を受けないようにすることができる。
【００９１】
（２）  変針／変速検出手段３４から出力された変針／変速レベルｍと、第２変針／変速検出手段４０から出力された変針／変速レベルｍとを比較し、大きい方を選択する。これによって、追従性を重視した目標の予測を行うことができる。
【００９２】
尚、以上の実施形態の説明では、装置が固定であるとして説明したが、装置が移動体に搭載されている場合にも、同様に適用可能である。その場合には、相対運動系で計算してもよいし、ジャイロ、ＧＰＳ、スピードログといったセンサからの信号から移動体自体の針路及び速力を求め、それらを目標の相対速度から差し引くことで、目標の真運動を求めて、真運動系で計算してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１０  目標運動予測装置
３０  ドップラ速度予測手段
３２  ドップラ速度変化量演算手段
３４  変針／変速検出手段
３６  予測フィルタ決定手段
４０  第２変針／変速検出手段
４２  選択手段
Δｖｄ  ドップラ速度変化量
ｖｈ  基準値
【図１】
0005971981.tif 000019
【図２】
0005971981.tif 000020
【図３】
0005971981.tif 000021
【図４】
0005971981.tif 000022
【図５】
0005971981.tif 000023
【図６】
0005971981.tif 000024