(57)【要約】【課題】目標運動解析の解の収束を早め、解の精度を向上させること。【解決手段】本発明の目標運動解析方法は、センサにて前記目標を探知する探知ステップと、前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する生成ステップと、前記センサにて信号を受信可能な探知領域を計算する計算ステップと、前記センサの目標探知情報及び探知領域を使用し、前記センサの探知領域と前記目標の探知方位とが重なる領域を前記目標の存在圏と限定した上で、前記目標の位置を推定する第１の推定ステップと、を有する。【選択図】図２
2011141125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置による目標運動解析方法であって、
前記ビークルのセンサにて前記目標を探知する探知ステップと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する生成ステップと、
前記センサにて信号を受信可能な探知領域を計算する計算ステップと、
前記センサの目標探知情報及び探知領域を使用し、前記センサの探知領域と前記目標の探知方位とが重なる領域を前記目標の存在圏と限定した上で、前記目標の位置を推定する第１の推定ステップと、を有する目標運動解析方法。
【請求項２】
前記計算ステップでは、前記ビークルの行動予定に従い、自センサの探知領域計算を事前に実施し、
前記計算ステップにて事前に計算された前記センサの探知領域の中から、前記ビークルの現況に応じて、前記第１の推定ステップにて使用する探知領域を選択する選択ステップをさらに有する、請求項１に記載の目標運動解析方法。
【請求項３】
前記センサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する第２の推定ステップと、
前記センサの目標探知情報、前記センサの探知領域、前記第１の推定ステップによる前記目標の位置の推定結果、及び、前記第２の推定ステップによる前記目標の位置の推定結果を重畳して表示する表示ステップと、をさらに有する、請求項１又は２に記載の目標運動解析方法。
【請求項４】
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置による目標運動解析方法であって、
前記ビークルのセンサにて前記目標を探知する探知ステップと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する生成ステップと、
前記目標を探知する味方ビークルから、該味方ビークルに搭載された味方ビークルセンサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記味方ビークルセンサの位置情報を含む目標探知情報を受信する受信ステップと、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する推定ステップと、を有する目標運動解析方法。
【請求項５】
前記センサ及び前記味方ビークルセンサが信号を受信可能な探知領域をそれぞれ計算する計算ステップと、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報、前記センサ及び前記味方ビークルセンサの探知領域、及び、前記目標の位置の推定結果を重畳して表示する表示ステップと、をさらに有する、請求項４に記載の目標運動解析方法。
【請求項６】
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置であって、
前記目標を探知するセンサと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する目標探知情報生成部と、
前記センサにて信号を受信可能な探知領域を計算する探知領域計算部と、
前記センサの目標探知情報及び探知領域を使用し、前記センサの探知領域と前記目標の探知方位とが重なる領域を前記目標の存在圏と限定した上で、前記目標の位置を推定する第１の目標位置推定部と、を有する目標運動解析装置。
【請求項７】
前記探知領域計算部は、前記ビークルの行動予定に従い、自センサの探知領域計算を事前に実施し、
前記探知領域計算部にて事前に計算された前記センサの探知領域の中から、前記ビークルの現況に応じて、前記第１の目標位置推定部にて使用する探知領域を選択する探知領域計算結果選択部をさらに有する、請求項６に記載の目標運動解析装置。
【請求項８】
前記センサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する第２の目標位置推定部と、
前記センサの目標探知情報、前記センサの探知領域、前記第１の目標位置推定部による前記目標の位置の推定結果、及び、前記第２の目標位置推定部による前記目標の位置の推定結果を重畳して表示する表示部と、をさらに有する、請求項６又は７に記載の目標運動解析装置。
【請求項９】
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置であって、
前記目標を探知するセンサと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する目標探知情報生成部と、
前記目標を探知する味方ビークルから、該味方ビークルに搭載された味方ビークルセンサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記味方ビークルセンサの位置情報を含む目標探知情報を受信する目標探知情報入力部と、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する目標位置推定部と、を有する目標運動解析装置。
【請求項１０】
前記センサ及び前記味方ビークルセンサが信号を受信可能な探知領域をそれぞれ計算する探知領域計算部と、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報、前記センサ及び前記味方ビークルセンサの探知領域、及び、前記目標位置推定部による前記目標の位置の推定結果を重畳して表示する表示部と、をさらに有する、請求項９に記載の目標運動解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する移動目標物体（以下、「目標」という）の位置の推定を行う目標運動解析を実施する目標運動解析方法及び目標運動解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、目標運動解析方法として、目標から発せられる音波又は電波をパッシブセンサにより受信して目標の方位及び周波数を観測し、観測した目標の方位及び周波数の時系列データを用いて目標運動解析を実施し、目標位置を推定する方法が知られている。
【０００３】
また、目標運動解析を実施する際に、カルマンフィルタを用いたり（非特許文献１）、最小二乗法を用いたりすること（非特許文献２）が知られている。
【０００４】
また、目標運動解析の解（推定目標位置）の収束を早めるため、目標の方位及び周波数の観測データ以外の情報を使用した目標運動解析方法も提案されている。例えば、目標運動解析方法（特許文献１）、目標運動解析方法（特許文献２）、オペレータ介在型目標運動解析方法及び装置（特許文献３）などである。
【０００５】
特許文献１に記載の目標運動解析方法は、目標の状態量に関する概略値とその値の精度に関する先見情報が得られている場合に、これらの情報を目標運動解析の初期値として取り込んだ上で、目標運動解析を実施する方法である。
【０００６】
特許文献２に記載の目標運動解析方法は、目標の速度の大きさの上限値を拘束条件として、目標運動解析の初期値を算出した上で、目標運動解析を実施する方法である。
【０００７】
特許文献３に記載の目標運動解析方法は、目標の距離上下限値、速力上下限値、針路等のオペレータ入力を拘束条件として、目標運動解析を実施する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１３３７５０号公報
【特許文献２】特許第３１２９３８８号
【特許文献３】特許第３８８１９６７号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】TAEK L.SONG AND JASON L.SPEYER 「A Stochastic Analysis of a Modified Gain Extended Kalman Filter with Application to Estimation with Bearing Only Measurements」 IEEE会報1985年Vol. AC-30 No.10
【非特許文献２】STEVEN C.NARDONE, ALLEN G.LINDGREN AND KAI F.GONG 「Fundamental Properties and Performance of Conventional Bearing-only Target Motion Analysis」 IEEE会報1984年Vol. AC-29 No.9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の目標運動解析方法には、以下のような課題がある。
（１）パッシブセンサを使用する目標運動解析方法では、パッシブセンサを使用して観測した目標の方位及び周波数の観測データのみを用いて目標運動解析を行う。そのため、目標が遠距離に存在し目標以外からの信号（雑音）のレベルが高くなる場合や観測データが少ない場合には、目標運動解析を実施しても妥当な解が得られない場合又は解の収束に時間がかかる場合があるという課題が存在する。
【００１１】
また、特許文献１〜３に記載のように、目標の観測データ以外に、目標の距離、速度等のオペレータ入力値を用いる目標運動解析方法では、オペレータの経験等に基づき入力される入力値が適切でない場合等に、目標運動解析の解の収束時間が遅延したり適切な解が出なかったりするという課題が存在する。
（２）また、１センサのみを使用する目標運動解析方法では、目標位置の推定精度が低く、目標位置の推定に時間を要し、目標を失探し継続追尾が不可となる確率が高い。特に、ラインアレイ状のパッシブセンサを使用した場合、目標がセンサの左右どちら側に存在するかを判断するために、ラインアレイ状のパッシブセンサを搭載しているビークルを変針させつつ目標を継続追尾する必要があるため、目標位置を推定するまでに時間を要するという課題が存在する。さらに、ビークルを変針させることにより目標を失探し継続追尾が不可となる確率が上昇するという課題が存在する。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決することができる目標運動解析方法及び目標運動解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の目標運動解析方法は、
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置による目標運動解析方法であって、
前記ビークルのセンサにて前記目標を探知する探知ステップと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する生成ステップと、
前記センサにて信号を受信可能な探知領域を計算する計算ステップと、
前記センサの目標探知情報及び探知領域を使用し、前記センサの探知領域と前記目標の探知方位とが重なる領域を前記目標の存在圏と限定した上で、前記目標の位置を推定する第１の推定ステップと、を有する。
【００１４】
本発明の第２の目標運動解析方法は、
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置による目標運動解析方法であって、
前記ビークルのセンサにて前記目標を探知する探知ステップと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する生成ステップと、
前記目標を探知する味方ビークルから、該味方ビークルに搭載された味方ビークルセンサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記味方ビークルセンサの位置情報を含む目標探知情報を受信する受信ステップと、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する推定ステップと、を有する。
【００１５】
本発明の第１の目標運動解析装置は、
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置であって、
前記目標を探知するセンサと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する目標探知情報生成部と、
前記センサにて信号を受信可能な探知領域を計算する探知領域計算部と、
前記センサの目標探知情報及び探知領域を使用し、前記センサの探知領域と前記目標の探知方位とが重なる領域を前記目標の存在圏と限定した上で、前記目標の位置を推定する第１の目標位置推定部と、を有する。
【００１６】
本発明の第２の目標運動解析装置は、
ビークルに搭載され、目標の位置を推定する目標運動解析装置であって、
前記目標を探知するセンサと、
前記センサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記センサの位置情報を含む目標探知情報を生成する目標探知情報生成部と、
前記目標を探知する味方ビークルから、該味方ビークルに搭載された味方ビークルセンサにて探知された前記目標の探知方位及び探知周波数、該探知された探知時刻、及び、該探知時刻における前記味方ビークルセンサの位置情報を含む目標探知情報を受信する目標探知情報入力部と、
前記センサ及び前記味方ビークルセンサの目標探知情報を使用して、前記目標の位置を推定する目標位置推定部と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の目標運動解析方法によれば、自センサの探知領域を拘束条件として目標運動解析を実施するように構成されているため、目標運動解析の解の収束を早め、解の精度を向上させることができるという効果が得られる。
【００１８】
本発明の第２の目標運動解析方法によれば、複数センサを配置して１目標を追尾し複数センサの目標探知情報を使用した目標運動解析を実施するように構成されているため、目標位置の推定に要する時間を短縮し、目標位置の推定精度及び目標を継続追尾できる確率を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様の目標運動解析装置の動作の概略を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の目標運動解析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の目標運動解析装置の動作例１を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態の目標運動解析装置の動作例２を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態の目標運動解析装置の動作例２において、複数センサの目標探知情報を用いて、目標位置を推定する方法を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の目標運動解析装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の目標運動解析装置の動作例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（Ａ）本発明の概略
まず、本発明の概略を説明する。
（Ａ−１）上記のように、パッシブセンサを使用する目標運動解析方法では、目標運動解析を実施しても妥当な解が得られない場合又は解の収束に時間がかかる場合があるといった課題が存在する。また、この課題を解決するために、特許文献１〜３に記載のように、オペレータ入力値を使用したとしても、入力値が適切でない場合等に、目標運動解析の解の収束時間が遅延したり適切な解が出なかったりするといった課題が存在する。
【００２１】
この課題に対し、本発明の一態様では、推定される環境下で自センサが信号を受信可能な空間的範囲（以下、「探知領域」という）を計算し、自センサの探知領域と自センサにて探知した目標の探知方位とが重なる領域を目標の存在圏として限定する。このようにして、自センサの探知領域の計算結果を、目標運動解析を実施する際の拘束条件として使用することにより上記の課題を解決する。
【００２２】
本発明の一態様の考え方を、図１の概念図を用いて簡単に説明する。図１においては、図の中心を自センサの位置（●）とし、自センサから延びる半直線を時刻ｔｘにおける目標探知方位（観測値）とする。
【００２３】
パッシブセンサの観測データのみを用いた目標運動解析方法では、上記の目標探知方位及び観測される周波数変化より目標位置を推定する。目標位置は、方位については観測値より明らかに限定されるが、距離については直接的な観測値を得ることはできない。
【００２４】
そこで、本発明の一態様では、自センサが目標を探知可能と推定される探知領域を計算し（図１の塗潰し部分）、目標存在圏を、目標探知方位（観測値）と自センサの探知領域とが重なる部分（観測誤差及び探知領域計算の推定誤差も含む）に限定する（図１の点線囲み部分）。
（Ａ−２）また、１センサのみを使用する目標運動解析方法では、例え上記の解決手段（Ａ−１）を適用したとしても、目標位置の推定精度が低く、目標位置の推定に時間を要し、目標を失探し継続追尾が不可となる確率が高いという課題が依然として存在する。
【００２５】
この課題に対し、本発明の他の態様では、複数センサを配置して１目標を追尾し、全センサの目標探知情報（センサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻におけるセンサの位置情報）を使用した目標運動解析を実施することとする。これにより、目標位置の推定に要する時間を短縮し、目標位置の推定精度及び目標を継続追尾できる確率を向上させることができる。
【００２６】
特に、ラインアレイ状のパッシブセンサを使用した場合、複数センサの目標探知情報を使用することにより、ラインアレイ状のパッシブセンサを搭載しているビークルの変針を伴わずに、目標がセンサの左右どちら側に存在するかの判断が可能となる。これにより、ビークルの変針に要していた時間が不要となるため、目標位置の推定に要する時間を短縮できる。また、ビークルの変針に伴う目標失探の危険性がなくなるため、目標を継続追尾できる確率を向上させることができる。
（Ｂ）本発明の実施形態
続いて、本発明を実施するための実施形態を説明する。
（Ｂ−１）第１の実施形態
（Ｂ−１−１）第１の実施形態の構成
最初に、本発明の第１の実施形態の目標運動解析装置の構成について説明する。
【００２７】
図２を参照すると、本実施形態の目標運動解析装置は、ビークルに搭載されるものであり、目標探知情報入力部１００と、予察計算部２００と、目標運動解析部３００と、データベース４００と、表示部５００と、を有している。
【００２８】
目標探知情報入力部１００は、パッシブセンサ１１０と、パッシブ信号処理部１２０と、目標探知情報生成部１３０と、味方ビークル目標探知情報入力部１４０と、を含む。
【００２９】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００３０】
パッシブセンサ１１０は、目標からの目標信号及び目標以外からの信号（雑音）を含む周囲が発する全ての信号を受信する。
【００３１】
パッシブ信号処理部１２０は、パッシブセンサ１１０が受信した信号に対し、整相処理、帯域制限、及び積分処理を実施し、Ｓ／Ｎ比（雑音レベルに対する目標からの信号強度）を向上させる。
【００３２】
目標探知情報生成部１３０は、自センサ（パッシブセンサ１１０）の位置の測定と、必要に応じてオペレータ判断を介在し、パッシブ信号処理部１２０の信号処理結果からの目標信号の抽出を行う。そして、これらに基づき、自センサの目標探知情報（自センサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における自センサの位置情報）を生成し出力する。
【００３３】
味方ビークル目標探知情報入力部１４０は、自センサが探知する目標と同一の目標を探知する他のビークル（以下、「味方ビークル」という）が周囲に存在する場合に、味方ビークルから、味方ビークルに搭載されたセンサ（以下、「味方ビークルセンサ」という）の目標探知情報（味方ビークルセンサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における味方ビークルセンサの位置情報）を受信する。
【００３４】
なお、味方ビークルは、パッシブセンサ１１０、パッシブ信号処理部１２０、及び目標探知情報生成部１３０と同様の機能を備える他、味方ビークルセンサの目標探知情報を味方ビークル目標探知情報入力部１４０に送信する機能を備えているものとする。
【００３５】
目標探知情報入力部１００からは、目標探知情報生成部１３０にて生成された自センサの目標探知情報と、味方ビークル目標探知情報入力部１４０にて受信された味方ビークルセンサの目標探知情報と、が出力される。
【００３６】
予察計算部２００は、パラメータ設定部２１０と、探知領域計算部２２０と、を含む。
【００３７】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００３８】
パラメータ設定部２１０は、各センサ（自センサ及び味方ビークルセンサ）の探知領域の計算に必要な各種パラメータ（センサの位置情報、周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）の設定を行う。
【００３９】
探知領域計算部２２０は、パラメータ設定部２１０により設定されたパラメータを使用して、各センサの探知領域を計算する。
【００４０】
予察計算部２００からは、探知領域計算部２２０にて計算された各センサの探知領域の計算結果が出力される。
【００４１】
目標運動解析部３００は、拘束条件計算部３１０と、目標位置推定部３２０と、拘束条件付目標位置推定部３３０と、目標位置推定計算部３４０と、を含む。
【００４２】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００４３】
拘束条件計算部３１０は、予察計算部２００から出力された自センサの探知領域に対し、目標運動解析の拘束条件として使用するための変換計算を行う。
【００４４】
目標位置推定部３２０は、目標探知情報入力部１００から出力された自センサの目標探知情報の時系列データを使用して、従来の目標運動解析を実施して、目標位置を推定する。この際、まず、各探知時刻ごとの目標位置（目標の移動経路）を推定し、次に、その推定結果から目標の速力、針路及び今後の予測経路を推定する。
【００４５】
拘束条件付目標位置推定部３３０は、目標探知情報入力部１００から出力された自センサの目標探知情報の時系列データと、拘束条件計算部３１０にて計算された探知領域計算結果に基づく拘束条件と、を使用して、自センサの探知領域と目標の探知方位とが重なる領域を目標の存在圏と限定した上で、目標位置を推定する。なお、目標位置の推定に際しては、目標位置推定部３２０と同様の事項の推定を行う。
【００４６】
目標位置推定計算部３４０は、目標探知情報入力部１００から同一の目標を探知する複数センサ（自センサ及び味方ビークルセンサ）の目標探知情報が出力された場合に、複数センサの目標探知情報を使用して、目標位置を推定する。なお、目標位置の推定に際しては、目標位置推定部３２０と同様の事項の推定を行う。
【００４７】
目標運動解析部３００からは、目標位置推定部３２０、拘束条件付目標位置推定部３３０、及び目標位置推定計算部３４０にて推定された目標位置の推定結果（目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路）が出力される。
【００４８】
データベース４００は、環境情報データベース４１０と、センサ情報データベース４２０と、を含む。
【００４９】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００５０】
環境情報データベース４１０は、予察計算部２００において探知領域の計算に必要なパラメータとして設定される環境情報を格納し管理する。
【００５１】
センサ情報データベース４２０は、予察計算部２００において探知領域の計算に必要なパラメータとして設定されるセンサ情報を格納し管理する。
【００５２】
表示部５００は、目標探知情報表示部５１０と、目標運動解析結果表示部５２０と、目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０と、を含む。
【００５３】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００５４】
目標探知情報表示部５１０は、目標探知情報入力部１００から出力された目標探知情報を基に、目標の探知方位及び探知時刻を表示する。
【００５５】
目標運動解析結果表示部５２０は、目標運動解析部３００から出力された目標位置の推定結果を目標運動解析結果として表示する。
【００５６】
目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０は、予察計算部２００から出力された各センサの探知領域の計算結果を目標探知圏として表示する。
（Ｂ−１−２）第１の実施形態の動作
次に、図２に示した本実施形態の目標運動解析装置の動作について説明する。
【００５７】
以下では、本実施形態の目標運動解析装置の動作を、２つの動作例に分けて説明する。
（Ｂ−１−２−１）動作例１
本動作例は、自センサの探知領域を拘束条件として使用して目標の存在圏を限定し、その上で目標運動解析を実施するものである。本動作例を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
図３を参照すると、まず、パッシブセンサ１１０が受信した信号に対し、パッシブ信号処理部１２０が信号処理を実施した結果を基に、目標探知情報生成部１３０は、必要に応じてオペレータ判断を介在して目標信号を抽出する。そして、自センサ（パッシブセンサ１１０）の目標探知情報（自センサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における自センサの位置情報）を生成し出力する（図３のステップＡ１１）。
【００５９】
目標探知情報生成部１３０から出力された自センサの目標探知情報は、予察計算部２００及び目標運動解析部３００に入力されるとともに、目標の探知時刻及び探知方位が目標探知情報表示部５１０に表示される（図３のステップＥ１１）。本動作は、自センサにて目標を探知する毎に繰り返される。
【００６０】
予察計算部２００においては、目標探知情報入力部１００から自センサの目標探知情報が入力されると、パラメータ設定部２１０は、自センサの探知領域の計算のためのパラメータ（センサの位置情報、周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）を設定する（図３のステップＢ１１）。
【００６１】
この際、パラメータ設定部２１０は、自センサの探知領域の計算に必要となるパラメータ（周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）をデータベース４００から検索し使用する（図３のステップＤ１１及びＤ１２）。
【００６２】
その後、探知領域計算部２２０は、パラメータ設定部２１０にて設定されたパラメータを使用して、目標探知情報入力部１００にて目標を探知した時点（すなわち、目標の探知時刻）での自センサの探知領域を計算する（図３のステップＢ１２）。
【００６３】
探知領域計算部２２０にて計算された自センサの探知領域は、自センサの目標探知圏として目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０に表示される（図３のステップＥ１３）とともに、目標運動解析部３００に入力される。
【００６４】
図３のステップＢ１１及びＢ１２の動作は、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力され続けている間、自ビークルが一定距離進む毎に繰り返される。
【００６５】
目標運動解析部３００においては、目標探知情報入力部１００から自センサの目標探知情報が入力されると、目標位置推定部３２０は、自センサの目標探知情報を使用して、従来の目標運動解析を行い、目標位置を推定する（図３のステップＣ１１）。この際、目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路が計算される。
【００６６】
目標位置推定部３２０にて推定された目標位置の推定結果（目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路）は、目標運動解析結果として目標運動解析結果表示部５２０に表示される（図３のステップＥ１２）。
【００６７】
次に、拘束条件計算部３１０は、予察計算部２００から入力された自センサの目標探知圏を、目標運動解析の拘束条件として使用するための変換計算を行う（図３のステップＣ１２）。ここで、自センサの探知領域を自センサの目標探知圏とみなすことにより、目標運動解析を実施する際に、目標が目標探知圏内を移動しているという空間的制限を設定可能となる。この目標探知圏内に目標運動解析の解（推定目標位置）を収束させるために、実施する目標運動解析の形態に合わせた形式の拘束条件を計算する。
【００６８】
次に、拘束条件付目標位置推定部３３０は、目標探知情報入力部１００から入力された自センサの目標探知情報と、拘束条件計算部３１０にて計算された探知領域計算結果に基づく拘束条件と、を使用して、自センサの探知領域と目標の探知方位とが重なる領域を目標の存在圏と限定した上で、目標位置を推定する（図３のステップＣ１３）。この際、目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路が計算される。
【００６９】
拘束条件付目標位置推定部３３０にて推定された目標位置の推定結果（目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路）は、目標運動解析結果として目標運動解析結果表示部５２０に表示される（図３のステップＥ１４）。
【００７０】
図３のステップＣ１１〜Ｃ１３の動作は、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力される毎に繰り返される。
【００７１】
また、上記の動作により、表示部５００には、目標探知情報（図３のステップＥ１１）、計算した目標探知圏（探知領域）（図３のステップＥ１３）、通常の目標運動解析により推定した目標位置（図３のステップＥ１２）、及び、拘束条件を付加して推定した目標位置（図３のステップＥ１４）が重畳されて表示されることにより、オペレータが、実際の目標探知情報、探知領域計算結果、従来の目標運動解析結果、及び今回提案する予察計算を用いた拘束条件付目標運動解析結果を比較検討することが可能である。
（Ｂ−１−２−２）動作例２
本動作例は、味方ビークルセンサの目標探知情報が受信された場合に、複数センサ（自センサ及び味方ビークルセンサ）の目標探知情報を使用して目標運動解析を実施するものである。本動作例を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００７２】
図４を参照すると、まず、パッシブセンサ１１０が受信した信号に対し、パッシブ信号処理部１２０が信号処理を実施した結果を基に、目標探知情報生成部１３０は、必要に応じてオペレータ判断を介在して目標信号を抽出する。そして、自センサ（パッシブセンサ１１０）の目標探知情報（自センサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における自センサの位置情報）を生成し出力する（図４のステップＡ２１）。
【００７３】
また、味方ビークル目標探知情報入力部１４０は、味方ビークルから、味方ビークルセンサの目標探知情報（味方ビークルセンサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における味方ビークルセンサの位置情報）を受信し出力する（図４のステップＡ２２）。
【００７４】
目標探知情報生成部１３０から出力された自センサ及び味方ビークルセンサの目標探知情報は、予察計算部２００及び目標運動解析部３００に入力されるとともに、それぞれの目標の探知方位及び探知時刻が目標探知情報表示部５１０に表示される（図４のステップＥ２１及びＥ２２）。本動作は、自センサで目標を探知する毎及び味方ビークルセンサの目標探知情報を受信する毎に繰り返される。
【００７５】
予察計算部２００においては、目標探知情報入力部１００から自センサ及び味方ビークルセンサの目標探知情報が入力されると、まず、パラメータ設定部２１０は、各センサ（自センサ及び味方ビークルセンサ）の探知領域の計算のためのパラメータ（センサの位置情報、周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）を設定する（図４のステップＢ２１）。
【００７６】
この際、パラメータ設定部２１０は、各センサの探知領域の計算に必要となるパラメータ（周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）をデータベース４００から検索し使用する（図４のステップＤ２１及びＤ２２）。
【００７７】
その後、探知領域計算部２２０は、パラメータ設定部２１０により設定されたパラメータを使用して、自センサ及び味方ビークルセンサの探知領域を計算する（図４のステップＢ２２）。
【００７８】
探知領域計算部２２０にて計算された自センサ及び味方ビークルセンサの探知領域は、目標探知圏として目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０に表示される（図４のステップＥ２４）。
【００７９】
図４のステップＢ２１及びＢ２２の動作は、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力され続けている間、自ビークル及び味方ビークルが一定距離進む毎に繰り返される。
【００８０】
ただし、本動作例では、探知領域の計算結果は、上記の動作例１とは異なり、目標運動解析の拘束条件としては使用せず、目標存在圏の参考情報として目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０に表示するのみである。
【００８１】
目標運動解析部３００においては、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力されると、目標位置推定計算部３４０は、複数センサ（自センサ及び味方ビークルセンサ）の目標探知情報を用いた目標運動解析を行い、目標位置を推定する（図４のステップＣ２１）。この際、目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路が計算される。
【００８２】
ここで、複数センサの目標探知情報を用いて目標位置を推定する方法を、図５を参照して説明する。
【００８３】
図５において、自センサ及び味方ビークルの位置をシンボルで、また各ビークルのセンサが同時刻に探知した目標の探知方位を半直線で表す。ここで、いわゆる交差方位法の考え方を利用すると、各センサの同時刻の探知方位線が交差する部分が目標の推定位置（★）となる。実際には、各センサの能力、目標からの距離等を要因とした誤差が発生するため、探知方位線は１点では交わらない。しかし、誤差で重み付けした観測データを使用し最小二乗法等を適用することにより、目標位置を精度良く推定することが可能となる。
【００８４】
目標位置推定計算部３４０にて推定された目標位置の推定結果（目標の推定移動経路、推定速力、推定針路及び今後の予測経路）は、目標運動解析結果として目標運動解析結果表示部５２０に表示される（図４のステップＥ２３）。
【００８５】
図４のステップＣ２１の動作は、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力される毎に繰り返される。
【００８６】
上記の動作により、表示部５００には、自センサ及び味方ビークルセンサで探知した目標探知情報（図４のステップＥ２１及びＥ２２）、計算した目標探知圏（自センサ及び味方ビークル探知領域）（図４のステップＥ２４）、及び、複数センサの目標探知情報を用いた目標運動解析結果（図４のステップＥ２３）が重畳されて表示されることにより、オペレータが、実際の目標探知情報、探知領域計算結果、及び目標運動解析結果を比較検討することが可能である。
（Ｂ−１−３）第１の実施形態の効果
本実施形態の動作例１では、自センサの探知領域の計算結果を拘束条件として目標運動解析を実施するように構成されているため、従来に比べて、目標運動解析の解の収束を早め、精度を向上させることができる。
【００８７】
さらに、本実施形態の動作例１では、実際の目標探知情報、探知領域計算結果、従来の目標運動解析結果、及び、拘束条件付目標運動解析結果を重畳して表示するため、オペレータは、これらを比較検討することができる。そのため、オペレータ判断により、状況に応じて従来の目標運動解析結果又は拘束条件付目標運動解析結果を選択することができる。
【００８８】
本実施形態の動作例２では、複数センサを配置して１目標を追尾し、全センサの目標探知情報を使用した目標運動解析を実施するように構成されているため、目標位置の推定に要する時間を短縮し、目標位置の推定精度及び目標を継続追尾できる確率を向上させることができる。
【００８９】
特に、ラインアレイ状のパッシブセンサを使用した場合、複数センサの目標探知情報を使用することにより、ラインアレイ状のパッシブセンサを搭載しているビークルの変針を伴わずに探知目標がセンサの左右どちら側に存在するかの判断が可能となる。
【００９０】
これにより、ビークルの変針に要していた時間が不要となるため、目標位置の推定に要する時間を短縮できる。また、ビークルの変針に伴う目標失探の危険性がなくなるため目標を継続追尾できる確率を向上させることができる。
【００９１】
さらに、本実施形態の動作例２では、実際の目標探知情報、探知領域計算結果、及び目標運動解析結果を重畳して表示するため、オペレータは、これらを比較検討することができる。
（Ｂ−２）第２の実施形態
（Ｂ−２−１）第２の実施形態の構成
最初に、本発明の第２の実施形態の目標運動解析装置の構成について説明する。
【００９２】
本実施形態では、自ビークルの行動予定（空路・航路等）に従い、事前に自センサの探知領域計算を実施した計算結果を目標運動解析の拘束条件として使用する点が第１の実施形態とは異なる。
【００９３】
このため、目標探知後に時間を要する探知領域計算を実施する必要がなく、自センサの探知領域の計算結果を拘束条件として使用した目標運動解析を早急に開始することができ、目標位置の推定に要する時間を短縮することができる。
【００９４】
図２及び図６を参照すると、本実施形態の目標運動解析装置の構成（図６）は、第１の実施形態の構成（図２）と比較して、予察計算部２００の探知領域計算結果選択部２３０が追加された点が異なるため、該当部分についてのみ説明を実施する。
【００９５】
予察計算部２００は、パラメータ設定部２１０と、探知領域計算部２２０と、探知領域計算結果選択部２３０と、を含む。
【００９６】
これらの手段はそれぞれ概略次のように動作する。
【００９７】
パラメータ設定部２１０及び探知領域計算部２２０は、第１の実施形態と同様に動作する。
【００９８】
探知領域計算結果選択部２３０は、事前に実施した探知領域の計算結果の中から、自ビークルの現況に応じて計算結果を選択する。
（Ｂ−２−２）第２の実施形態の動作
次に、図６に示した本実施形態の目標運動解析装置の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００９９】
本実施形態の動作（図７）は、第１の実施形態の動作例１（図３）の予察計算部２００の動作のみを変更したものであるため、該当部分についてのみ説明を実施する。
【０１００】
図７を参照すると、予察計算部２００は、自ビークルの行動予定（空路・航路等）に従い、自センサの探知領域計算を実施する。例えば、予定されている経路途中の各位置の位置情報と、その位置を通過する予想時刻における予想温度と、をパラメータに設定した上で、自センサの探知領域を計算する。
【０１０１】
まず、パラメータ設定部２１０は、自センサの探知領域の計算のためのパラメータ（センサの位置情報、周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）を設定する（図７のステップＢ１１’）。
【０１０２】
この際、パラメータ設定部２１０は、自センサの探知領域の計算に必要となるパラメータ（周囲温度等の環境情報、センサの能力・設定値等のセンサ情報）をデータベース４００から検索し使用する（図７のステップＤ１１及びＤ１２）。
【０１０３】
その後、探知領域計算部２２０は、パラメータ設定部２１０にて設定されたパラメータを使用して、自ビークルの行動予定に沿った自センサの探知領域を計算する（図７のステップＢ１２’）。
【０１０４】
次に、第１の実施形態の動作例１と同様に、パッシブセンサ１１０が受信した信号に対し、パッシブ信号処理部１２０が信号処理を実施した結果を基に、目標探知情報生成部１３０は、必要に応じてオペレータ判断を介在して目標信号を抽出する。そして、自センサ（パッシブセンサ１１０）の目標探知情報（自センサが探知した目標の探知方位及び探知周波数、その探知した探知時刻、その探知時刻における自センサの位置情報）を生成し出力する（図７のステップＡ１１）。
【０１０５】
目標探知情報生成部１３０から出力された自センサの目標探知情報は、予察計算部２００及び目標運動解析部３００に入力されるとともに、目標の探知時刻及び探知方位が目標探知情報表示部５１０に表示される（図７のステップＥ１１）。本動作は、自センサにて目標を探知する毎に繰り返される。
【０１０６】
予察計算部２００においては、目標探知情報入力部１００から自センサの目標探知情報が入力されると、探知領域計算結果選択部２３０は、その中から、自ビークルの現況に応じて計算結果を選択する（図７のステップＢ１３’）。例えば、自ビークルの現在位置に最も近い位置に設定して計算した計算結果を選択する。
【０１０７】
探知領域計算結果選択部２３０にて選択された自センサの探知領域は、自センサの目標探知圏として目標探知圏（探知領域計算結果）表示部５３０に表示される（図７のステップＥ１３）とともに、目標運動解析部３００に入力される。
【０１０８】
図７のステップＢ１３’の動作は、目標探知情報入力部１００から目標探知情報が入力され続けている間、自ビークルが一定距離進む毎に繰り返される。
【０１０９】
以降の目標運動解析部３００の動作（図７のステップＣ１１〜Ｃ１３）、表示部５００の動作（図７のステップＥ１２及びＥ１４）については、第１の実施形態の動作例１と同様である。
（Ｂ−２−３）第２の実施形態の効果
次に、本実施形態の効果について説明する。
【０１１０】
本実施形態では、時間を要する自センサの探知領域計算を事前に実施するように構成されているため、第１の実施形態の動作例１と比較して、探知領域の計算結果を拘束条件として使用した目標運動解析を早急に開始することができ、目標位置の推定に要する時間をさらに短縮することができるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、水中、水上、空中等に存在する目標が発する音波信号をセンサにより受信して探知し、目標運動解析を実施するといった用途に適用できる。
【０１１２】
また、水上、空中等に存在する目標が発する電波信号をセンサにより受信して探知し、目標運動解析を実施するといった用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００    目標探知情報入力部
１１０    パッシブセンサ
１２０    パッシブ信号処理部
１３０    目標探知情報生成部
１４０    味方ビークル目標探知情報入力部
２００    予察計算部
２１０    パラメータ設定部
２２０    探知領域計算部
２３０    探知領域計算結果選択部
３００    目標運動解析部
３１０    拘束条件計算部
３２０    目標位置推定部
３３０    拘束条件付目標位置推定部
３４０    目標位置推定計算部
４００    データベース
４１０    環境情報データベース
４２０    センサ情報データベース
５００    表示部
５１０    目標探知情報表示部
５２０    目標運動解析結果表示部
５３０    目標探知圏（探知領域計算結果）表示部
【図１】
2011141125.tif 000003
【図２】
2011141125.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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