(57)【要約】【課題】  移動目標の非同期観測によっても、複数のセンサそれぞれのバイアスを推定可能とする。【解決手段】  実施形態に係るセンサバイアス推定装置は、複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力し、その同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定する。【選択図】図１
2018146351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を観測する複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置であって、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するセンサバイアス推定装置。
【請求項２】
さらに、前記複数のセンサからの目標の観測データをセンサ毎に追跡処理して、目標の状態推定値を航跡データとして出力する追跡手段と、
を具備する請求項１に記載のセンサバイアス推定装置。
【請求項３】
目標を観測する複数のセンサと、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標を追跡処理して前記目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値を航跡データとして算出する追跡装置と、
前記複数のセンサそれぞれのバイアスを前記追跡装置で算出される航跡データに基づいて推定するセンサバイアス推定装置と
を具備し、
前記センサバイアス推定装置は、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するマルチセンサシステム。
【請求項４】
目標を観測する複数のセンサと、
前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置と
を具備し、
前記センサバイアス推定装置は、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標を追跡処理して前記目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値を航跡データとして算出する追跡手段と、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するマルチセンサシステム。
【請求項５】
目標を観測する複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成して、同一目標データセットとして出力し、
前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定方法。
【請求項６】
目標を観測する複数のセンサそれぞれのバイアスを推定する処理をコンピュータに実行させるためのセンサバイアス推定プログラムであって、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成して、同一目標データセットとして出力するステップと、
前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するステップと
を備えるセンサバイアス推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、目標を観測する複数のセンサから構成されるマルチセンサシステムと、このマルチセンサシステムの各センサのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ目標を観測する複数のセンサがネットワークに接続されたセンサネットワークによるマルチセンサシステムでは、各センサで得られた観測データを融合するために、観測目標の相関処理や統合処理を行う。ところが、各センサにはバイアス（オフセットとも呼ばれる）があり、このバイアスが観測している目標の相関処理や統合処理の精度に影響を与える。
【０００３】
この影響を軽減するため、従来から、センサのバイアスを推定する方法として、センサからの観測データを一箇所に集めて、カルマンフィルタによりバイアスの推定を実施する方法、センサからの観測データと航跡データを一箇所に集めて、カルマンフィルタおよび最小２乗フィルタによりデータの融合とバイアスの推定を同時に実施する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６４４８４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】岡田隆光，辻道信吾，小菅義夫，“３次元レーダのバイアス誤差推定"，電子情報通信学会技術研究報告，SANE97-43，July 1997
【非特許文献２】鏡慎吾，石川正俊，“センサフュージョン−センサネットワークの情報処理構造−”，電子情報通信学会論文誌 A，2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、従来のマルチセンサシステムに用いられるセンサバイアス推定装置では、センサからの観測データを一箇所に集めて、カルマンフィルタによりバイアスの推定を実施する方法があるが、この方法では、各センサのバイアスを推定するために、複数の略固定目標の同期観測が必要になるという課題がある。また、センサからの観測データと航跡データを一箇所に集めて、カルマンフィルタおよび最小２乗フィルタによりデータの融合とバイアスの推定を同時に実施する方法もあるが、この方法では、２つのセンサ間の相対バイアス（バイアスの差）を推定することになるため、センサそれぞれのバイアスを推定することができないという課題がある。
【０００７】
本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、目標を観測する複数センサそれぞれのバイアスを、より少ない制約条件で推定することのできるマルチセンサシステム、センサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラム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】
【０００８】
実施形態によれば、目標を観測する複数のセンサから構成されるマルチセンサシステムは、上記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置を備える。このセンサバイアス推定装置は、同一目標データ生成部と、バイアス推定部とを備える。上記同一目標データ生成部は、前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する。また、上記バイアス推定部は、前記同一目標データ生成部から出力される同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により複数のセンサそれぞれのバイアスを推定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【図３】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置の処理の流れの変形例を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図。
【図５】第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置の処理の流れの具体例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図である。このマルチセンサシステムは、それぞれ目標を観測するＭ個のセンサ１１〜１Ｍと、それぞれセンサ１１〜１Ｍに対応して設けられ、観測データから目標の追跡処理を行って航跡データを求める追跡装置２１〜２Ｍと、追跡装置２１〜２Ｍによって得られた目標の航跡データから各センサ１１〜１Ｍのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置３とを備える。
【００１２】
上記センサバイアス推定装置３は、同一目標データ生成部３１と、バイアス推定部３２とを備える。
【００１３】
上記同一目標データ生成部３１は、追跡装置２１〜２Ｍから必ずしも同一目標ではないあるいは時刻同期していない航跡データを入力し、航跡データの同一目標判定と時刻同期を行って、同一目標のデータセットを生成する。
【００１４】
上記バイアス推定部３２は、同一目標データ生成部３１で生成された複数の同一目標のデータセットに基づいて、最小二乗法により各センサ１１〜１Ｍのバイアスを推定する。
【００１５】
図２は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。同図に沿って、上記センサバイアス推定装置３の処理の流れを説明する。
【００１６】
なお、ここでは、マルチセンサシステムが２個のセンサ１ｉ（ｉ＝１,２）を備え、１個の移動目標Ｔｊ（ｊ＝１）を観測している状況を想定して説明する。
【００１７】
まず、同一目標データ生成部３１は、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行する。
【００１８】
すなわち、センサ１ｉが観測している目標Ｔｊに対する時刻ｔｋ−１のローカル座標系の目標状態ベクトルｙｉｊ（ｋ−１）である航跡データと共に、センサ１ｉの時刻ｔｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚｉ（ｋ−１）を入力する（ステップＳ１０１）。
【００１９】
次に、入力された航跡データについて、航跡データ間の時刻同期を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、センサ１１とセンサ１２が目標Ｔ１を同時に観測しているか判定する。判定の結果、目標Ｔ１を同時に観測していない場合には、ローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態ベクトルの時刻が異なるため、同期時刻ｔｋを決定すると共に、航跡データ間の時刻同期処理として、センサ１１，１２それぞれの目標Ｔ１の同期時刻ｔｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルを算出する。
【００２０】
このとき、同期時刻をｔｋとすると、以下の（１）式により、センサ１ｉの目標Ｔｊに対する同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）（便宜上、数式のｘの上に示される〜をｘ〜で表す）を算出する。
【数１】
2018146351.tif 000003
【００２１】
ここで、ｆ１（・）は、ローカル座標系の目標状態ベクトルｙｉｊ（ｋ−１）、グローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚｉ（ｋ−１）、時刻差Δｔから、グローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）を算出する関数を表す。
【００２２】
次に、同期時刻ｔｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に基づいて、目標状態ベクトルが同一目標からのものであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば相関ゲートにより同一目標の判定を行う場合、（２）式に示す統計的距離が閾値以下であれば、同一目標データ生成部３１は、２つの目標状態ベクトルが同一目標からのものであると判定する。
【００２３】
このとき、センサ１１の目標Ｔｊ（便宜上、センサ１１の目標Ｔｊをｊ１で表す）とセンサ１２の目標Ｔｊ（便宜上、センサ１２の目標Ｔｊをｊ２で表す）の統計的距離をｄ（ｊ１，ｊ２）とすると、統計的距離ｄ（ｊ１，ｊ２）は、以下の（２）式により算出する。
【数２】
2018146351.tif 000004
【００２４】
ここで、ａＴはベクトルａの転置、Ｓ−１は共分散行列Ｓの逆行列を表す。
【００２５】
次に、同一目標の判定の結果、センサ１１の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１１（ｋ）とセンサ１２の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２１（ｋ）が、同一目標からのものであると判定されたとする。このとき、同一目標のデータセットとして、センサ１１の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ１１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ１〜（ｋ）、センサ１２の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ２１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ２〜（ｋ）に基づいて、同一目標のデータセットｐ１ｋ＝｛ｙ１１〜（ｋ），ｙ２１〜（ｋ），ｚ１〜（ｋ），ｚ２〜（ｋ）｝を生成する（ステップＳ１０４）。
【００２６】
なお、センサ１ｉの目標Ｔｊの同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙｉｊ〜（ｋ）は、以下の（３）式により算出する。
【数３】
2018146351.tif 000005
【００２７】
ここで、ｆ２（・）は、ローカル座標系の目標状態ベクトルｙｉｊ（ｋ−１）と時刻差Δｔから、ローカル座標系の目標位置ベクトルｙｉｊ〜（ｋ）を算出する関数を表す。
【００２８】
同様に、センサ１ｉの目標Ｔｊの同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に対応するグローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚｉ〜（ｋ）は、以下の（４）式により算出する。
【数４】
2018146351.tif 000006
【００２９】
ここで、ｆ３（・）は、グローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚｉ（ｋ−１）と時刻差Δｔから、グローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚｉ〜（ｋ）を算出する関数を表す。
【００３０】
なお、上記の同一目標データ生成部３１では、時刻同期したセンサ航跡データ（センサ１ｉの目標Ｔｊの同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ））との間で同一目標判定を行う例を示したが、センサ航跡データからシステム航跡データを生成し、センサ航跡データと時刻同期したシステム航跡データとの間で同一目標判定を実施し、その後、システム航跡データと同一目標と判定された異なるセンサからのセンサ航跡データを時刻同期するように構成するようにしてもよい。
【００３１】
すなわち、システム航跡データと相関しないセンサ航跡データがあれば、システム航跡データを生成し、システム航跡データと相関するセンサ航跡データがあれば、このセンサ航跡データを用いて、システム航跡データを更新する。通常の追跡処理における観測データと航跡データの関係が、ここではセンサ航跡データとシステム航跡データの関係となる。
【００３２】
次に、バイアス推定部３２は、図２に示すステップＳ１０５〜Ｓ１０６の処理を実行する。
【００３３】
まず、バッチ処理の開始が指示されない場合（ステップＳ１０５のＮＯ）、同一目標データ生成部３１で生成された同一目標のデータセットを蓄積して、複数の同一目標のデータセットを生成する。このとき、複数の同一目標のデータセットをＰとすると、複数の同一目標のデータセットＰは、｛ｐ１（ｋ−１），ｐ１ｋ｝で表される。すなわち、移動目標に対する複数の同一目標のデータセットＰは、少なくとも２つの異なる同期時刻（上記の例では、同期時刻ｔ（ｋ−１）と同期時刻ｔｋ）の時刻差によって異なる目標位置となった同一目標のデータセットから構成される。勿論、複数の同一目標のデータセットＰは、３以上の同一目標のデータセットから構成できる。
【００３４】
次に、バッチ処理の開始について、ユーザ操作による指示入力または他装置からの指示入力があった場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、生成した複数の同一目標のデータセットを用いて、最小二乗法により、各センサのバイアスを推定する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
このとき、以下の式（５）により、バイアスベクトルｂを推定する。
【数５】
2018146351.tif 000007
【００３６】
ここで、ｆ４（Ｐ，ｂ）は、センサ間の目標位置の残差を表す関数である。すなわち、バイアス推定部３２は、センサ間の目標位置の残差を表す関数ｆ４（Ｐ，ｂ）の二乗和が最小となるバイアスベクトルｂを推定する。
【００３７】
上記の第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３をマルチセンサシステムに適用すれば、複数の固定目標の略同期観測や、複数の略固定目標の同期観測の代わりに、単一の移動目標を非同期観測するような場合でも、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。特に、固定目標や略固定目標の代わりに、移動目標を用いることができるため、クラッタ等の影響により、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理を行わなければならない環境でも、センサそれぞれのバイアスを推定することができるという効果がある。また、複数の固定目標や複数の略固定目標の代わりに、単一の移動目標を用いることができるため、データ取得を行うための目標条件を緩和できるという効果がある。
【００３８】
また、非同期の観測データから得られた航跡データを用いることができるため、観測の同期機能を持たないマルチセンサシステムに適用できるほか、データ取得とバイアス推定を別々の時刻で行うオフライン処理にも対応しているため、リアルタイム通信機能（準リアルタイム通信機能を含む）を有さないマルチセンサシステムにも適用でき、マルチセンサシステムに必要な条件を緩和できるという効果がある。
【００３９】
ここで、リアルタイム通信機能（準リアルタイム通信機能を含む）を有するマルチセンサシステムに第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用する場合において、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の処理の流れの変形例を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。この場合、データ取得がある程度進んだ時点で、同一目標データセットの生成処理（Ｓ１０４）の後、ミニバッチ／バッチ処理の開始を指示（ステップＳ１０７のＹＥＳ）して、ミニバッチ処理によるバイアス推定（ステップＳ１０６）を行うことにより、データ取得中であってもバイアス推定の状況を確認することができる。
【００４０】
また、上記構成によるセンサバイアス推定装置３の処理動作について、２個のセンサ１ｉ（ｉ＝１,２）から構成されるマルチセンサシステムに適用された場合に、２個の略固定目標Ｔｊ（ｊ＝１,２）を観測している状況を想定して説明する。
【００４１】
同一目標データ生成部３１において、まず、センサ１ｉが観測している目標Ｔｊに対する時刻ｔｋ−１のローカル座標系の目標状態ベクトルｙｉｊ（ｋ−１）、センサ１ｉの時刻ｔｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚｉ（ｋ−１）を入力する。次に、センサ１１とセンサ１２の目標状態ベクトルの時刻が異なる場合、同期時刻ｔｋ（後述のように、同期時刻ｔｋは、目標毎に異なっていてもよい）を決定すると共に、センサ１１，１２の目標Ｔ１，Ｔ２の同期時刻ｔｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルを算出する。このとき、同期時刻をｔｋとすると、前述の（１）式により、センサ１ｉの目標Ｔｊに対する同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）を算出する。
【００４２】
次に、同期時刻ｔｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に基づいて、目標状態ベクトルが同一目標からのものであるか否かを判定する。相関ゲートにより同一目標の判定を行う場合、統計的距離が閾値以下であれば、２つの目標状態ベクトルが同一目標からのものであると判定する。このとき、センサ１１の目標Ｔｊとセンサ１２の目標Ｔｊの統計的距離をｄ（ｊ１，ｊ２）として、この統計的距離ｄ（ｊ１，ｊ２）を前述の（２）式により算出する。
【００４３】
同一目標の判定の結果、センサ１１の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１１（ｋ）とセンサ１２の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２１（ｋ）が、同一目標からのものであると判定されたとすると、同一目標のデータセットとして、センサ１１の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ１１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ１〜（ｋ）、センサ１２の目標Ｔ１の同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ２１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ２〜（ｋ）に基づいて、同一目標のデータセットｐ１ｋ＝｛ｙ１１〜（ｋ），ｙ２１〜（ｋ），ｚ１〜（ｋ），ｚ２〜（ｋ）｝を生成する。
【００４４】
同様に、同一目標の判定の結果、センサ１１の目標Ｔ２の同期時刻ｔｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１２（ｋ＋１）とセンサ１２の目標Ｔ２の同期時刻ｔｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２２（ｋ＋１）が、同一目標からのものであると判定されたとすると、同一目標のデータセットとして、センサ１１の目標Ｔ２の同期時刻ｔｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜１２（ｋ＋１）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ１２〜（ｋ＋１）とセンサ位置ベクトルｚ１〜（ｋ＋１）、センサ１２の目標Ｔ２の同期時刻ｔｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜２２（ｋ＋１）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ２２〜（ｋ＋１）とセンサ位置ベクトルｚ２〜（ｋ＋１）に基づいて、同一目標のデータセットｐ２（ｋ＋１）＝｛ｙ１２〜（ｋ＋１），ｙ２２〜（ｋ＋１），ｚ１〜（ｋ＋１），ｚ２〜（ｋ＋１）｝を生成する。
【００４５】
なお、センサ１ｉの目標Ｔｊの同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙｉｊ〜（ｋ）は、前述の（３）式により算出する。同様に、センサ１ｉの目標Ｔｊの同期時刻ｔｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜ｉｊ（ｋ）に対応するグローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚｉ〜（ｋ）は、前述の（４）式により算出する。
【００４６】
次に、バイアス推定部３２において、同一目標データ生成部３１で生成された複数の同一目標のデータセットに基づいて、最小二乗法により各センサのバイアスを推定する。このとき、複数の同一目標のデータセットをＰとすると、複数の同一目標のデータセットＰは、｛ｐ１ｋ，ｐ２（ｋ＋１）｝で表される。
【００４７】
すなわち、略固定目標に対する複数の同一目標のデータセットＰは、少なくとも位置の異なる複数目標（２以上）の同一目標のデータセットから構成される。勿論、複数の同一目標のデータセットＰは、複数の同期時刻の同一目標のデータセットと複数目標の同一目標のデータセットから構成することができる。このとき、バイアス推定部３２では、前述の式（５）により、バイアスベクトルｂを推定する。すなわち、バイアス推定部３２は、センサ間の目標位置の残差を表す関数ｆ４（Ｐ，ｂ）の二乗和が最小となるバイアスベクトルｂを推定する。
【００４８】
以上のように、目標を観測する複数センサからなるマルチセンサシステムにおいて、上記第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用すれば、２個の目標Ｔｊ（ｊ＝１,２）を観測している状況を例にとって説明したように、複数の固定目標の略同期観測や、複数の略固定目標の同期観測の代わりに、複数の固定／略固定／移動目標の非同期観測によっても、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。
【００４９】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図である。このマルチセンサシステムは、それぞれ目標を観測するＭ個のセンサ１１〜１Ｍ、第２の実施形態に係り、センサ１１〜１Ｍによって得られた目標の観測データから各センサ１１〜１Ｍのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置３から構成される。
【００５０】
第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３は、追跡処理部３３、同一目標データ生成部３１、バイアス推定部３２から構成される。
【００５１】
第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３に用いられる追跡処理部３３は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムにおける追跡装置２１〜２Ｍの代わりを担うものであり、センサ１１〜１Ｍに対応して観測データから目標の追跡処理を行って、目標の状態推定値を航跡データとして出力する。
【００５２】
ここで、上記同一目標データ生成部３１は、追跡装置２１〜２Ｍの代わりに追跡処理部３３から航跡データを入力することを除き、第１の実施形態に係る同一目標データ生成部３１と同じであるので、その説明を省略する。また、上記バイアス推定部３２は、第１の実施形態に係るバイアス推定部３２と同じであるので、その説明を省略する。
【００５３】
図５は、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。同図に沿って、上記センサバイアス推定装置３の処理の流れを説明する。
【００５４】
まず、追跡処理部３３において、センサ１ｉが観測している目標Ｔｊに対する時刻ｔｋ−１のローカル座標系の目標観測ベクトルｙ０ｉｊ（ｋ−１）である観測データと共に、センサ１ｉの時刻ｔｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚｉ（ｋ−１）を入力する（ステップＳ２０１）。次に、第１の実施形態における追跡装置２１〜２Ｍと同様に、センサ１１〜１Ｍに対応して入力される観測データから目標の追跡処理を行って、ローカル座標系の目標観測ベクトルｙ０ｉｊ（ｋ−１）からローカル座標系の目標状態ベクトルｙｉｊ（ｋ−１）を算出することで、目標の航跡データを求める（ステップＳ２０２）。以後に続くステップＳ２０３〜ステップＳ２０７の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１０６の処理と同じであるので、その説明を省略する。
【００５５】
以上のように、目標を観測する複数のセンサからなるマルチセンサシステムにおいて、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用すれば、非同期観測の観測データを用いて、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。
【００５６】
第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３によれば、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の効果に加え、観測データから目標の追跡処理を行って、目標の状態推定値を航跡データとして出力する追跡処理部３３を備えているので、追跡装置２１〜２Ｍを備えていないマルチセンサシステムにも適用することができ、システムに必要な条件を緩和できるという効果がある。
【００５７】
上記実施形態に係るセンサバイアス推定装置３は、同一目標データ生成部３１、バイアス推定部３２、追跡処理部３３それぞれの処理機能をコンピュータに実行させるプログラムとして構成することができる。
【００５８】
上記実施形態は、いずれもレーダ装置、ソナー装置等の目標を観測する複数センサからなるマルチセンサシステムのセンサバイアス推定装置に適用可能である。
【００５９】
その他、本実施形態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】
【００６０】
１１〜１Ｍ…センサ、
２１〜２Ｍ…追跡装置、
３…センサバイアス推定装置、
３１…同一目標データ生成部、
３２…バイアス推定部、
３３…追跡処理部。
【図１】
2018146351.tif 000008
【図２】
2018146351.tif 000009
【図３】
2018146351.tif 000010
【図４】
2018146351.tif 000011
【図５】
2018146351.tif 000012