(57)【要約】【課題】偽像を目標とする仮説を排除しながら、効率的に追尾処理を行うことができる追尾装置を得る。【解決手段】各センサで得られた受信電波から目標に当たり反射した反射電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組み合わせからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点であって、目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、前記測位情報に基づいて、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を生成し、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部６１と、前記多重仮説生成追尾処理部によって生成された仮説中に、偽像を目標と見なす仮説が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には前記偽像を目標と見なす仮説を除去する仮説絞込み部６２とを設けた。【選択図】図１
2006153585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を目標に照射し、反射した信号波を複数のセンサで受信し、受信波の到達時刻差から得られる測位情報を用いて目標の追尾を行う追尾装置であって、
各センサで得られた受信電波から目標に当たり反射した反射電波を抽出する波形抽出部と、
所定の２つのセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第１の等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第２の等距離差双曲面を計算し、さらに前記第１及び第２の等距離差双曲面の交点であって、目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部と、
前記測位情報に基づいて、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を生成し、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部と、
前記多重仮説生成追尾処理部によって生成された仮説中に、偽像を目標と見なす仮説が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には前記偽像を目標と見なす仮説を除去する仮説絞込み部と
を備えたことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
電波を目標に照射し、反射した信号波を複数のセンサで受信し、受信波の到達時刻差から得られる測位情報を用いて目標の追尾を行う追尾装置であって、
各センサで得られた受信電波から目標に当たり反射した反射電波を抽出する波形抽出部と、
所定の２つのセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第１の等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第２の等距離差双曲面を計算し、さらに前記第１及び第２の等距離差双曲面の交点であって、目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部と、
前記測位情報に基づいて、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を生成し、追尾処理を実施する追尾処理部とを備え、
前記追尾処理部は、
前記測位情報計算部により計算された複数の測位情報から、偽像でない測位情報の組合せを抽出する目標情報特定部と、
組合せ中の測位情報を目標航跡と相関させ、偽像の測位情報を不要信号とする仮説を生成する排他的仮説生成部とを含む
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項３】
前記測位情報計算部は、前処理として、前記多重仮説生成追尾処理部あるいは前記追尾処理部が保持する航跡から等距離差双曲面に対応するゲートを計算して、測位情報を絞り込む双曲面相関処理を行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の追尾装置。
【請求項４】
追尾処理を行う前処理として、前記測位情報計算部が算出した測位情報を、電波到来角度情報により絞り込む測位情報絞込み部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１又は２記載の追尾装置。
【請求項５】
前記排他的仮説生成部は、Ｎベスト解探索方式における解生成の処理過程中の、尤度行列の分割の段階で、偽像を排除する
ことを特徴とする請求項２記載の追尾装置。
【請求項６】
前記排他的仮説生成部は、全ての偽像でない測位情報の組合せについて、Ｎベスト解探索方式における尤度行列を構成する
ことを特徴とする請求項２記載の追尾装置。
【請求項７】
前記目標情報特定部は、所定のセンサの組合せが行、別のセンサの組合せが列に対応し、航跡と測位情報の尤度を要素とする行列を生成し、前記行列にＮベスト解探索方式の適用により偽像でない測位情報を抽出する
ことを特徴とする請求項２記載の追尾装置。
【請求項８】
前記測位情報計算部は、等距離差双曲面に関する情報をさらに出力するとともに、
前記目標情報特定部は、所定の２つのセンサの組合せと別の組合せで等距離差双曲面の数が異なる場合、双曲面数が多い方のセンサの組合せが生成する全等距離差双曲面について、生成された航跡群中の何れかの航跡と相関があるか否かに応じて、多い方の等距離差双曲面群中に不要等距離差双曲面が存在する、あるいは少ない方の等距離差双曲面群に所定の等距離差双曲面が欠落している、の何れかを判定する
ことを特徴とする請求項２記載の追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電波を目標に照射し、反射波を複数のサイトに配置されたセンサで受信し、その受信波の到達時刻差から計算して得られる測位情報を用いて、目標の追尾を行う追尾装置に関するものである。特に、複数目標が近接する状況での追尾処理の効率化を主目的としている。
【背景技術】
【０００２】
現在、複数のセンサを用いて、複数の目標を追尾することについては、すでに多くの論文、特許等の公知文献で取り挙げられており、その装置および方法については、様々な提案がなされていることは周知のところである。従来の追尾装置は、パッシブセンサの三角測量で得られた観測値を利用して追尾を行い、追尾航跡の距離や速度の現実性から偽像（ゴースト）の排除を行う。しかしながら、測位結果の偽像の可能性を、双曲面の重複に依って判断しておらず、また、複数仮説を生成した追尾方式を想定していない（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
仮説を複数考えて、観測値と目標の相関を仮説毎に決定し、最終的に最も良い仮説を残せば、より正確な目標追尾が可能である。この第１の方式では、「観測値」、「特定の観測値の時系列を１つの目標と見なして計算した航跡」、「特定の航跡の集合を正しいと見なして構成する仮説」を互いに観測値を共有しないクラスタ毎に処理を行うことによって、処理の効率化を図っている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
上記の第１の方式では、生成された仮説を全て残すのではなく、信頼度の高い仮説を数個残す処理を最終段階で行うのが現実的である。この処理に関連して、信頼度が高い上位Ｎ個の仮説を高速に生成する第２の方式がある。この第２の方式では、仮説更新において既存仮説毎に観測値と航跡の相関の尤度を表す尤度行列を計算し、その行列から尤度の合計が高い順に選択の組み合わせを抽出することにより、捨てられてしまうことになる無駄な仮説を生成することなく上位仮説のみを生成することができる（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
上記の第２の方式では、ある行列が与えられたとき各行について列が重複しない様に一要素ずつ選択し、選択した要素の総和が小さい順にＮ個（Ｎの値はパラメータとして指定）の組み合わせを高速に抽出する方式（以下、Ｎベスト解探索方式）を利用する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３１８７２６号公報
【特許文献２】特開平８−２７１６１７号公報
【特許文献３】特開２００１−１６６０４８号公報
【非特許文献１】Katta G. Murty, “An Algorithm for Ranking all the Assignments in Order of Increasing Cost” Operations Research, 16:682-687, 1968
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数目標が近接して存在する状況で観測する場合、偽像と目標の測位情報が混在して追尾装置に入力されることになる。しかし、上記の第１及び第２の方式では偽像発生の原理を利用して、測位情報を選択することができない。従って、上記の複数目標追尾では明らかに誤った仮説を生成する可能性があるという問題点があった。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、偽像を目標とする仮説を排除しながら、効率的に追尾処理を行うことができる追尾装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る追尾装置は、電波を目標に照射し、反射した信号波を複数のセンサで受信し、受信波の到達時刻差から得られる測位情報を用いて目標の追尾を行う追尾装置であって、各センサで得られた受信電波から目標に当たり反射した反射電波を抽出する波形抽出部と、所定の２つのセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第１の等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサに前記反射電波が到達する時刻の差によって第２の等距離差双曲面を計算し、さらに前記第１及び第２の等距離差双曲面の交点であって、目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部と、前記測位情報に基づいて、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を生成し、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部と、前記多重仮説生成追尾処理部によって生成された仮説中に、偽像を目標と見なす仮説が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には前記偽像を目標と見なす仮説を除去する仮説絞込み部とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る追尾装置は、偽像を目標とする仮説を排除しながら、効率的に追尾処理を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る追尾装置について図１、図２、図１３及び図１４を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】
図１において、この実施の形態１に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、前記測位情報に基づいて、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部６１と、多重仮説生成追尾処理部６１が生成した仮説中に偽像を目標と見なす航跡が含まれているか否かを判定し、含まれている場合にはその仮説を除去する仮説絞込み部６２とが設けられている。
【００１３】
また、多重仮説生成追尾処理部６１と仮説絞込み部６２から、追尾処理部６が構成されている。
【００１４】
つぎに、この実施の形態１に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。また、図１３は、この発明の実施の形態１に係る追尾装置において等距離差双曲面により得られる測位情報の例を示す図である。さらに、図１４は、この発明の実施の形態１に係る追尾装置において近接複数目標を観測する例を示す図である。
【００１５】
最初に、電波到来時間差を利用した測位方式について説明する。１つの電波放射部から放射された電波が目標に当たり、その反射波を複数サイトのセンサで受信する状況を考える。電波が到達する時刻はセンサによって異なり、２つのセンサ間でのその時刻差よりセンサと目標間の距離の差を計算できる。すなわち、２つのセンサからの距離差が一定の曲面を計算すると、目標はその面上の何れかに存在すると推定できる。この曲面を等距離差双曲面と呼ぶ。
【００１６】
この等距離差双曲面が２つあれば、図１３に示す様に、その交点より目標の２次元上の位置を特定できる。また、等距離差双曲面が３つあれば、それらの交点より、目標の３次元上の位置を特定できる。この交点を測位情報と呼ぶが、これを追尾装置の観測値として入力し、追尾処理を行うことができる。
【００１７】
まず、「電波放射」ステップ１０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ１０２において、波形抽出部４は、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【００１８】
次に、「測位情報計算」ステップ１０３において、測位情報計算部５は、抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【００１９】
次に、「多重仮説生成追尾処理」ステップ１０４において、多重仮説生成追尾処理部６１は、第１の方式に従って追尾航跡とそれを組み合わせた仮説を生成する。すなわち、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する。
【００２０】
センサの観測値を使って目標の軌道である航跡を推定する目標追尾では、センサから得られる観測値が、どの既存航跡と相関するか、新たに発見された目標か、不要信号であるか、という判定を行う相関処理が性能を左右する。
【００２１】
航跡と観測値の相関の例を説明する。現時刻ｔ＝３で観測値３０、観測値３１、観測値３２、観測値３３の４つが得られている。時刻ｔ＝２で観測値２０、観測値２１の２つが得られている。時刻ｔ＝１で観測値１０、観測値１１の２つが得られている。時刻ｔ＝０で観測値００、観測値０１の２つが得られている。目標０の航跡は、観測値００、観測値１０、観測値２０によって構成される。また、目標１の航跡は、観測値０１、観測値１１、観測値２１によって構成される。目標０の航跡のゲートには観測値３０、観測値３１が入り、目標１の航跡のゲートには観測値３２が入る。観測値３３はどちらのゲートにも入らない。１つの可能性としては、「観測値３０：目標０、観測値３１：不要信号、観測値３２：目標１、観測値３３：新目標」が考えられ、別の可能性として「観測値３０：不要信号、観測値３１：目標０、観測値３２：目標１、観測値３３：不要信号」も考えられる。この様に可能性が多くある状況で、どれか１つに決定してしまうと、それが誤りであった場合には目標追尾に失敗する危険性が高くなる。そこで、割り当て方（仮説）を複数考えて、観測値と目標の相関を仮説毎に決定し、最終的に最も良い仮説を残せば、より正確な目標追尾が可能である。この第１の方式では、「観測値」、「特定の観測値の時系列を１つの目標と見なして計算した航跡」、「特定の航跡の集合を正しいと見なして構成する仮説」を互いに観測値を共有しないクラスタ毎に処理を行うことによって、処理の効率化を図っている。この第１の方式では、生成された仮説を全て残すのではなく、信頼度の高い仮説を数個残す処理を最終段階で行うのが現実的である。
【００２２】
次に、「仮説絞込み」ステップ１０５において、仮説絞込み部６２は、前ステップ１０４で生成された仮説中に、偽像を目標としている仮説がないか検査し、削除する。図１４の例では、ａ１とａ２を目標航跡と相関させ、ｂ１とｂ２を不要信号とする仮説は偽像を目標としている仮説である。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１で説明した発明によれば、上記第１の方式で生成された追尾についての仮説群から、偽像を目標とする仮説を排除するため、より正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な仮説が削除されるため、処理効率が向上する。
【００２４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る追尾装置について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図３において、この実施の形態２に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り追尾処理を実施する追尾処理部６とが設けられている。
【００２６】
また、追尾処理部６は、偽像でない測位情報の組合せを抽出する目標情報特定部６３と、上記の組合せ中の測位情報を目標航跡と相関させ、偽像の測位情報を不要信号とする仮説を生成する排他的仮説生成部６４から構成されている。
【００２７】
つぎに、この実施の形態２に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、「電波放射」ステップ２０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ２０２において、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【００２９】
次に、「測位情報計算」ステップ２０３において、測位情報計算部５は、抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【００３０】
次に、「目標情報特定」ステップ２０４において、目標情報特定部６３は、得られた複数の測位情報から目標情報の組合せを抽出する。図１４の例では、「ａ１とｂ２の組合せ」、「ａ２とｂ１の組合せ」の２つの組合せが目標情報の組合せである。
【００３１】
次に、「排他的仮説生成」ステップ２０５において、排他的仮説生成部６４は、前ステップ２０４で生成された目標情報の組合せのうちの何れかに含まれる測位情報のみを目標とする仮説を生成する。より具体的には、上記第２の方式において、ｉ番目の仮説が生成された場合、その仮説が目標とする測位情報がａ１とａ２の場合、目標情報特定ステップ２０４で生成された目標情報の組合せの何れにも該当しないため、その仮説を棄却する。次点の仮説が目標とする測位情報がａ１とｂ２の場合、目標情報の組合せの１番目に該当するため、その仮説をｉ番目の仮説とする。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２で説明した発明によれば、第２の方式で順次生成される仮説を、偽像を目標としていないか検査し目標情報のみから成る仮説のみを残すため、より正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な仮説が削除されるため、処理効率が向上する。
【００３３】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る追尾装置について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図５において、この実施の形態３に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部６１と、多重仮説生成追尾処理部６１が生成した仮説中に偽像を目標と見なす航跡が含まれているか否かを判定し、含まれている場合にはその仮説を除去する仮説絞込み部６２とが設けられている。
【００３５】
また、多重仮説生成追尾処理部６１と仮説絞込み部６２から、追尾処理部６が構成されている。
【００３６】
つぎに、この実施の形態３に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態３に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、「電波放射」ステップ３０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ３０２において、波形抽出部４は、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【００３８】
次に、「測位情報計算」ステップ３０３において、測位情報計算部５は、追尾処理部６で計算された航跡と双曲面を比較し、航跡の予測値が面上付近にない双曲面を、不要信号波形より生成されたものとして排除する。抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【００３９】
すなわち、測位情報計算部５は、前処理として、追尾処理部６が保持する航跡から等距離差双曲面に対応するゲートを計算して、測位情報を絞り込む双曲面相関処理を行う。
【００４０】
次に、「多重仮説生成追尾処理」ステップ３０４において、多重仮説生成追尾処理部６１は、第１の方式に従って追尾航跡とそれを組み合わせた仮説を生成する。すなわち、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する。
【００４１】
次に、「仮説絞込み」ステップ３０５において、仮説絞込み部６２は、前ステップ３０４で生成された仮説中に、偽像を目標としている仮説がないか検査し、削除する。図１４の例では、ａ１とａ２を目標航跡と相関させ、ｂ１とｂ２を不要信号とする仮説は偽像を目標としている仮説である。
【００４２】
以上のように、この実施の形態３で説明した発明によれば、追尾処理部６で計算された航跡を用いて双曲面を絞り込むため、余分な測位情報が作られなくなり、処理効率が向上する。なお、この実施の形態３は、上記実施の形態２にも適用できる。
【００４３】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る追尾装置について図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態４に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００４４】
図７において、この実施の形態４に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、この測位情報計算部５が算出した測位情報を、電波到来角度情報により絞り込む測位情報絞込み部７と、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する多重仮説生成追尾処理部６１と、多重仮説生成追尾処理部６１が生成した仮説中に偽像を目標と見なす航跡が含まれているか否かを判定し、含まれている場合にはその仮説を除去する仮説絞込み部６２とが設けられている。
【００４５】
また、多重仮説生成追尾処理部６１と仮説絞込み部６２から、追尾処理部６が構成されている。
【００４６】
つぎに、この実施の形態４に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態４に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
まず、「電波放射」ステップ４０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ４０２において、波形抽出部４は、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【００４８】
次に、「測位情報計算」ステップ４０３において、測位情報計算部５は、抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【００４９】
次に、「測位情報絞込み」ステップ４０４において、測位情報絞込み部７は、前ステップ４０３で抽出された測位情報うち、「波形抽出」ステップ４０２で抽出された電波の到来方向からかけ離れた位置にあるものを削除する。
【００５０】
すなわち、測位情報絞込み部７は、追尾処理を行う前処理として、測位情報計算部５が算出した測位情報を、電波到来角度情報により絞り込む。
【００５１】
次に、「多重仮説生成追尾処理」ステップ４０５において、多重仮説生成追尾処理部６１は、第１の方式に従って追尾航跡とそれを組み合わせた仮説を生成する。すなわち、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り、追尾処理を実施する。
【００５２】
次に、「仮説絞込み」ステップ４０６において、仮説絞込み部６２は、前ステップ３０４で生成された仮説中に、偽像を目標としている仮説がないか検査し、削除する。図１４の例では、ａ１とａ２を目標航跡と相関させ、ｂ１とｂ２を不要信号とする仮説は偽像を目標としている仮説である。
【００５３】
以上のように、この実施の形態４で説明した発明によれば、等距離差双曲面の交点から得られる測位情報を電波の到来方向と比較して絞込みを行うため、より確度の高い測位情報のみを追尾に利用できることから、正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な仮説が削除されるため、処理効率が向上する。なお、この実施の形態４は、上記実施の形態２にも適用できる。
【００５４】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る追尾装置について図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態５に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図９において、この実施の形態５に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り追尾処理を実施する追尾処理部６とが設けられている。
【００５６】
また、追尾処理部６は、偽像でない測位情報の組合せを抽出する目標情報特定部６３と、上記の組合せ中の測位情報を目標航跡と相関させ、偽像の測位情報を不要信号とする仮説を生成する排他的仮説生成部６４から構成されている。
【００５７】
つぎに、この実施の形態５に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態５に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
まず、「電波放射」ステップ５０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ５０２において、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【００５９】
次に、「測位情報計算」ステップ５０３において、測位情報計算部５は、抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【００６０】
次に、「目標情報特定」ステップ５０４において、目標情報特定部６３は、得られた複数の測位情報から目標情報の組合せを抽出する。図１４の例では、「ａ１とｂ２の組合せ」、「ａ２とｂ１の組合せ」の２つの組合せが目標情報の組合せである。
【００６１】
この実施の形態５では、上記実施の形態２と比較して、「排他的仮説生成」ステップ５０５の処理内容がより詳細となる。以下、排他的仮説生成部６４による、この排他的仮説生成ステップの処理内容を説明する。
【００６２】
「排他的仮説生成」ステップ５０５では、排他的仮説生成部６４は、航跡と測位情報の尤度を示す行列から解を生成しながら、さらに行列を展開していく過程において、偽像の組合せを排除する。
【００６３】
すなわち、排他的仮説生成部６４は、Ｎベスト解探索方式における解生成の処理過程中の、尤度行列の分割の段階で、偽像を排除する。
【００６４】
図１４の観測状況で追尾を行う場合、以下の様な尤度行列が生成されたとする。行と測位情報の対応は、１行目がａ１、２行目がａ２、３行目がｂ１、４行目がｂ２に相当するものとする。また、第４列から第７列までは不要信号を示すとする。
【００６５】
【数１】
2006153585.tif 000003
【００６６】
この尤度行列の第１の解として、（１行１列、２行５列、３行６列、４行２列）の組合せが選択されたとする。
【００６７】
次に、この解を基に上記の尤度行列を展開する。まず、第１の展開尤度行列として（１行１列の要素を選択不可とする）
【００６８】
【数２】
2006153585.tif 000004
【００６９】
が生成される。この行列では１行目の測位情報ａ１に相当する部分が不要信号しか選択できない。従って、これから生成される正しい仮説はａ２とｂ１を目標情報とするもののみで、ｂ２は不要信号となる。そのため、ｂ２を目標情報とする仮説が生成される可能性を排除するため、４行目の１列目から４列目までの要素を全て選択不可とし、以下の行列に直す。
【００７０】
【数３】
2006153585.tif 000005
【００７１】
第２の展開尤度行列では、（１行１列の要素を選択し、４行２列の要素を選択不可とする）以下の行列が生成される。
【００７２】
【数４】
2006153585.tif 000006
【００７３】
この行列ではａ１が目標情報であることが前提となっており、偽像でない測位情報はｂ２のみである。しかし、上記の行列ではｂ２は不要信号の可能性しかない。従って、この展開行列は棄却し、解を生成しない。その他の展開尤度行列についても、偽像の可能性を排除しながら解の生成を行う。
【００７４】
以上のように、この実施の形態５で説明した発明によれば、第２の方式における、Ｎベスト解探索方式における尤度行列の展開を、偽像を選択する可能性を排除しながら行うので、正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な解を生成することがなくない、処理効率が向上する。
【００７５】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る追尾装置について図９及び図１０を参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る追尾装置の構成は、図９に示す実施の形態５と同様である。
【００７６】
つぎに、この実施の形態６に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態６に係る追尾装置の動作は、排他的仮説生成を除いて、図１０に示す実施の形態５と同様である。
【００７７】
この実施の形態６では、上記実施の形態２と比較して、「排他的仮説生成」ステップ５０５の処理内容がより詳細となる。以下、排他的仮説生成部６４による、この排他的仮説生成ステップの処理内容を説明する。
【００７８】
「排他的仮説生成」ステップ５０５では、排他的仮説生成部６４は、最初に尤度行列を生成する段階において、偽像の組合せを排除する。
【００７９】
すなわち、排他的仮説生成部６４は、全ての偽像でない測位情報の組合せについて、Ｎベスト解探索方式における尤度行列を構成する。
【００８０】
図１４の観測状況例において、Ｎベスト解探索方式では以下の様な尤度行列が生成されたとする。ただし、第４列から第７列は不要信号を示すとする。
【００８１】
【数５】
2006153585.tif 000007
【００８２】
これに対し、本実施の形態６では、ａ１とｂ２を目標情報とする尤度行列
【００８３】
【数６】
2006153585.tif 000008
【００８４】
ａ２とｂ１を目標情報とする尤度行列
【００８５】
【数７】
2006153585.tif 000009
【００８６】
の２つの尤度行列を生成する。これらを基に通常のＮベスト解探索方式で仮説を生成すれば、偽像を目標とする仮説を生成する可能性がなくなる。
【００８７】
以上のように、この実施の形態６で説明した発明によれば、Ｎベスト解探索方式における尤度行列の設定段階において、偽像を選択する可能性を排除するので、正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な解を生成することがなくなり、処理効率が向上する。
【００８８】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係る追尾装置について図９、図１０及び図１５を参照しながら説明する。この発明の実施の形態７に係る追尾装置の構成は、図９に示す実施の形態５と同様である。
【００８９】
つぎに、この実施の形態７に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。この発明の実施の形態７に係る追尾装置の動作は、図１０に示す実施の形態５と同様である。図１５は、この発明の実施の形態７に係る追尾装置において３目標観測の例を示す図である。
【００９０】
この実施の形態７では、上記実施の形態２と比較して、「目標情報特定」ステップ５０４の処理内容がより詳細となる。以下、目標情報特定部６３による、この目標情報特定ステップの処理内容を説明する。
【００９１】
「目標情報特定」ステップ５０４では、目標情報特定部６３は、あるセンサの組合せによる双曲面を行に、別のセンサの組合せによる双曲面を列に相当させ、行列の要素として、「追尾処理の航跡」、「該当する行の双曲面と、列の双曲面の交点による測位情報」の相関の尤度の最大値を配置する。
【００９２】
すなわち、目標情報特定部６３は、センサの組合せが行、別のセンサの組合せが列に対応し、航跡と測位情報の尤度を要素とする行列を生成する。この行列にＮベスト解探索方式の適用により偽像でない測位情報を抽出する。
【００９３】
例えば、図１５の例における観測状況では、センサ０とセンサ１の組合せによる双曲面を列、センサ０とセンサ２の組合せによる双曲面を行に相当させ、以下の様な行列を作る。
【００９４】
【数８】
2006153585.tif 000010
【００９５】
この行列にＮベスト解探索方式を適用し、解の中で選択された要素に該当する測位情報群を目標情報の組合せとする。この解の中で選択された要素は行と列が重複しないため偽像を選択している可能性は少ない。また、航跡との相関の高い要素を優先して選択するため、目標である可能性の高い組合せが優先的に選択される。
【００９６】
以上のように、この実施の形態７で説明した発明によれば、Ｎベスト解探索方式を利用して測位情報を選択するため、偽像を選択する可能性を排除し、正確な追尾結果を得ることができる。また、余分な解を生成することがなくなり、処理効率が向上する。
【００９７】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係る追尾装置について図１１、図１２及び図１６を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態８に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００９８】
図１１において、この実施の形態８に係る追尾装置は、電波を目標群２に向かって放射する電波放射部１と、反射電波を受信するセンサ群３と、各センサで得られた受信電波から、上記の放射電波が目標に当たり反射して得られる電波を抽出する波形抽出部４と、２つのセンサに反射電波が到達する時刻の差によって等距離差双曲面を計算し、別の２つセンサの組合せからも等距離差双曲面を計算し、さらに複数の等距離差双曲面の交点である目標の位置である測位情報を計算する測位情報計算部５と、目標の運動諸元を推定する追尾フィルタから算出される目標の航跡と、航跡の組合せにより仮説を作り追尾処理を実施する追尾処理部６とが設けられている。
【００９９】
また、追尾処理部６は、偽像でない測位情報の組合せを抽出する目標情報特定部６３と、上記の組合せ中の測位情報を目標航跡と相関させ、偽像の測位情報を不要信号とする仮説を生成する排他的仮説生成部６４から構成されている。
【０１００】
つぎに、この実施の形態８に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態８に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。また、図１６は、この発明の実施の形態８に係る追尾装置において双曲面数が異なる例を示す図である。
【０１０１】
まず、「電波放射」ステップ６０１において、電波放射部１は、目標に向かって電波を放射する。次に、「波形抽出」ステップ６０２において、各センサから得られた受信信号から、上記の放射電波が目標に当たって反射して得られる電波を抽出する。
【０１０２】
次に、「測位情報計算」ステップ６０３において、測位情報計算部５は、抽出された電波の到達時刻を計算する。さらに、２つのセンサの組合せにより等距離差双曲面を計算する。さらに、異なる複数の等距離差双曲面の交点から測位情報を計算する。
【０１０３】
「排他的仮説生成」ステップ６０５において、排他的仮説生成部６４は、前ステップ６０４で生成された目標情報の組合せのうちの何れかに含まれる測位情報のみを目標とする仮説を生成する。より具体的には、上記第２の方式において、ｉ番目の仮説が生成された場合、その仮説が目標とする測位情報がａ１とａ２の場合、目標情報特定ステップ２０４で生成された目標情報の組合せの何れにも該当しないため、その仮説を棄却する。次点の仮説が目標とする測位情報がａ１とｂ２の場合、目標情報の組合せの１番目に該当するため、その仮説をｉ番目の仮説とする。
【０１０４】
この実施の形態８では、上記実施の形態２と比較して、測位情報計算部５が目標情報特定部６３に測位情報のみでなく双曲面情報も出力する点と、「目標情報特定」ステップ６０４の処理内容がより詳細となる。以下、目標情報特定部６３による、この目標情報特定ステップの処理内容を説明する。
【０１０５】
「目標情報特定」ステップ６０４において、目標情報特定部６３は、あるセンサの組合せによる双曲面の数と別のセンサの組合せによる双曲面の数が異なる場合、目標情報の組み合わせ中の測位情報を何れも含まない双曲面上付近に、追尾処理の航跡の予測値があるか否かによって、その双曲面が不要信号より形成されたものであるか、目標からの信号により形成されたものであるかを判定する。
【０１０６】
すなわち、目標情報特定部６３は、ある２つのセンサの組合せと別の組合せで等距離差双曲面の数が異なる場合、双曲面数が多い方のセンサの組合せが生成する全双曲面について、追尾処理部６が生成した航跡群中の何れかの航跡と相関があるか否かに応じて、
多い方の双曲面群中に不要双曲面が存在する、
少ない方の双曲面群にある双曲面が欠落している、
の何れかを判定する。
【０１０７】
目標からの信号により形成されたものであると判断された場合、その双曲面上付近に予測値があるメモリトラック（探知抜け）航跡の、信頼度を高く設定する。
【０１０８】
例えば、図１６の例における観測状況で、センサ０とセンサ１の組合せによる双曲面がａ、ｂ、ｃ、センサ０とセンサ２の組合せによる双曲面が１、２と得られ、前者の組合せによる双曲面数が後者の組合せより１つ多いとする。
【０１０９】
目標情報の組合せとして、ａ１、ｂ２が選択された場合、双曲面ｃが余る。この双曲面ｃ上付近にメモリトラック航跡の予測値がある場合、その航跡を採択する仮説の信頼度を、採択しない仮説の信頼度よりも高く設定する。
【０１１０】
以上のように、この実施の形態８で説明した発明によれば、測位情報として使用されなかった双曲面の情報も利用して追尾処理を行うため、追尾結果がより正確になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態４に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態５、６、７に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態５、６、７に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態８に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態８に係る追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態１に係る追尾装置において等距離差双曲面により得られる測位情報の例を示す図である。
【図１４】この発明の各実施の形態に係る追尾装置において近接複数目標を観測する例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態７に係る追尾装置において３目標観測の例を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態８に係る追尾装置において双曲面数が異なる例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  電波放射部、２  目標群、３  センサ群、４  波形抽出部、５  測位情報計算部、６  追尾処理部、７  測位情報絞込み部、６１  多重仮説生成追尾処理部、６２  仮説絞込み部、６３  目標情報特定部、６４  排他的仮説生成部。
【図１】
2006153585.tif 000011
【図２】
2006153585.tif 000012
【図３】
2006153585.tif 000013
【図４】
2006153585.tif 000014
【図５】
2006153585.tif 000015
【図６】
2006153585.tif 000016
【図７】
2006153585.tif 000017
【図８】
2006153585.tif 000018
【図９】
2006153585.tif 000019
【図１０】
2006153585.tif 000020
【図１１】
2006153585.tif 000021
【図１２】
2006153585.tif 000022
【図１３】
2006153585.tif 000023
【図１４】
2006153585.tif 000024
【図１５】
2006153585.tif 000025
【図１６】
2006153585.tif 000026