(57)【要約】【課題】目標についてのレーダーデータに基づいて、飛行経路が連続する一連の飛行の種別から成る場合であっても、その目標の飛行経路を推定することが可能な方法及び装置を提供すること。【解決手段】予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値をコンピュータで生成する。移動経路は複数の区間からなり、複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであるとする。観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する。全区間の状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する段階２と、着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する段階３と、計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を生成する段階４とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。【選択図】      図１
2004264104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値をコンピュータで生成する方法において、
前記移動経路は複数の区間からなり、前記複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、前記移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、
前記観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する段階１と、
全区間の前記状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する段階２と、
前記着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する段階３と、
前記計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を生成する段階４と
を含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、
前記観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する段階と、
全区間の前記予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する段階と、
前記予測係数データ行列及び前記仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する段階と、
前記観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する段階とを更に含み、
前記段階４の代わりに、
前記計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する段階と、
前記移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を算出する段階と
を含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の移動経路諸元推定方法において、更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することを特徴とする移動経路諸元推定方法。
【請求項４】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値を生成する装置において、
前記移動経路は複数の区間からなり、前記複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、前記移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、
前記観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する手段１と、
全区間の前記状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する手段２と、
前記着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する手段３と、
前記計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を算出する手段４と
を備えることを特徴とする移動経路諸元推定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の移動経路諸元推定装置において、
前記観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する手段と、
全区間の前記予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する手段と、
前記予測係数データ行列及び前記仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する手段と、
前記観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する手段とを更に備え、
前記手段４の代わりに、
前記計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する手段と、
前記移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を算出する手段と
を備えることを特徴とする移動経路諸元推定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の移動経路諸元推定装置において、更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することを特徴とする移動経路諸元推定装置。
【請求項７】
予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値を生成する処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、
前記移動経路は複数の区間からなり、前記複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、前記移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、
前記観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する処理１と、
全区間の前記状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する処理２と、
前記着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する処理３と、
前記計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を生成する処理４と
をコンピュータに実行させることを特徴とする移動経路諸元推定プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の移動経路諸元推定プログラムにおいて、
前記観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する処理と、
全区間の前記予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する処理と、
前記予測係数データ行列及び前記仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する処理と、
前記観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する処理とを更にコンピュータに実行させるものであって、
前記処理４の代わりに、
前記計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する処理と、
前記移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、前記着目時刻における前記移動経路諸元を算出する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする移動経路諸元推定プログラム。
【請求項９】
請求項７に記載の移動経路諸元推定プログラムにおいて、更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することを特徴とする移動経路諸元推定プログラム。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに記載の移動経路諸元推定プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の記録媒体を備え、前記移動経路諸元推定プログラムに従って動作する情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の時間間隔で外部から移動体を観測して取得した位置情報を元に、その移動体の現在位置、速度、加速度等を推定して、未来の移動経路を予測する技術に関する。このような技術は、例えば、航空機の管制に用いられている。
【０００２】
【従来の技術】
レーダー等のセンサから航空機等の目標についての観測値をレーダーデータ等の形で保存しておき、その後において、保存しておいたこれらのレーダーデータを入力し、その目標の飛行の状況、すなわち位置、速度等を推定し、その推定結果を飛行経路諸元として出力する装置が考えられている。ここでは、この様な装置を飛行経路推定装置と呼ぶ。
【０００３】
飛行経路推定装置を構成する方式については、いろいろなものが考えられている。特に、推定精度に高い精度が求められる用途には、特定の等速直進飛行（以降、単に「直進」又は「ＣＶ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯のレーダーデータのみを対象にして、そのレーダーデータの軌跡から最小二乗法により回帰直線を求め、この回帰直線を飛行経路諸元とする方法が一般的である。また、等加速度飛行（以降、単に「等加速度」又は「ＣＡ」と呼ぶ）や等速旋回飛行（以降、単に「旋回」又は「ＣＴ」と呼ぶ）を行っていると考えられる時間帯についても、それらの時間帯ごとに同様に最小二乗法により回帰線を求め、これを飛行経路諸元とする方法がある。
【０００４】
等速直進飛行のレーダーデータを元に飛行経路諸元を求める従来の飛行経路推定装置について説明する。以降に参照する数式中、ベクトル及び行列の表式の右肩のつけている記号「Ｔ」は、ベクトル及び行列の「転置」を表すものとする。
【０００５】
図５において、５００の部分が、従来の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、推定基準時刻入力部３、及び飛行経路諸元推定結果出力部４は、飛行経路推定装置５００の外部に想定される構成要素である。
【０００６】
経過時間設定部１０１及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。
【０００７】
経過時間設定部１０１はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、推定基準時刻入力部３から入力した推定基準時刻ｔ０とに基づき、レーダーデータの時刻の推定基準時刻からの経過時間ΔＴｋを数１に示すように設定する。
【０００８】
【数１】
2004264104.tif 000003
計画係数データ行列設定部１０２は、経過時間設定部１０１から経過時間ΔＴｋを入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数２に示すように設定する。
【０００９】
【数２】
2004264104.tif 000004
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数３に示すよう設定する。
【００１０】
【数３】
2004264104.tif 000005
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列設定部１０２から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値βハットを数４に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値βハットは数５に示す要素から成っている。ｘハット及びｙハットは、時刻ｔ０での飛行経路の位置のＸ座標及びＹ座標の推定値である。また、ｘドットハット及びｙドットハットは、時刻ｔ０での飛行経路の速度のＸ座標成分及びＹ座標成分の推定値である。
【００１１】
【数４】
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【数５】
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次に、等加速度運動にて移動した目標の飛行経路を推定する従来の技術について説明する。この場合は上述の等速直進する目標の飛行経路を推定する場合と同様である。
【００１２】
図５を参照すると、経過時間設定部１０１及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータの内容は、前述の等速直進する目標の飛行経路を推定する場合と同様であり、レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。
【００１３】
経過時間設定部１０１はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、推定基準時刻入力部３から入力した推定基準時刻ｔ０とに基づき、レーダーデータの時刻の推定基準時刻からの経過時間ΔＴｋを数１に示すように設定する。
【００１４】
計画係数データ行列設定部１０２は、経過時間設定部１０１から経過時間ΔＴｋを入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数６に示すように設定する。
【００１５】
【数６】
2004264104.tif 000008
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数３に示すよう設定する。
【００１６】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列設定部１０２から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、飛行経路諸元推定値βハットを（数４）に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値βハットは（数７）に示す要素から成っている。ここで、ｘハット及びｙハットは、時刻ｔ０での飛行経路の位置のＸ座標及びＹ座標の推定値である。ｘドットハット及びｙドットハットは、時刻ｔ０での飛行経路の速度のＸ座標成分及びＹ座標成分の推定値である。ｘツードットハット及びｙツードットハットは、時刻ｔ０での飛行経路の加速度のＸ座標成分及びＹ座標成分の推定値である。
【００１７】
【数７】
2004264104.tif 000009
次に、等速旋回飛行を行う目標の飛行経路を推定する従来の飛行経路推定装置について図６を参照して説明する。参照符号６００にて示す部分が従来の飛行経路推定装置の内部の構成を示しており、その他のレーダーデータ入力部２、推定基準時刻入力部３、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、この飛行経路推定装置の外部に想定される構成要素である。
【００１８】
経過時間設定部１０１、観測データ列設定部１１０及び経過時間設定部１１１は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータの内容は、前述の等速直進する目標及び等加速度の目標の飛行経路を推定する場合と同様である。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。
【００１９】
また、飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ａ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０は、数８に示す内容から成る。ここで行列の各要素は時刻ｔ０における観測データである。
【００２０】
【数８】
2004264104.tif 000010
経過時間設定部１０１はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、推定基準時刻入力部３から入力した推定基準時刻ｔ０とに基づき、レーダーデータの時刻の推定基準時刻からの経過時間ΔＴｋを数１に示すように設定する。
【００２１】
計画係数データ行列設定部１０２Ａは、経過時間設定部１０１から経過時間ΔＴｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき計画係数データ行列Ｆｋを数９に示すように設定する。
【００２２】
【数９】
2004264104.tif 000011
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数３に示すように設定する。
【００２３】
経過時間設定部１１１はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、推定基準時刻入力部３から入力した推定基準時刻ｔ０とに基づき、レーダーデータの時刻の推定基準時刻からの経過時間ΔＴｋを数１に示すように設定する。
【００２４】
予測係数データ行列設定部１１２は、経過時間設定部１１１から経過時間ΔＴｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測係数データ行列Ｆ’ｋを数１０に示すように設定する。
【００２５】
【数１０】
2004264104.tif 000012
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列設定部１１２から予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数１１に示すように作成する。
【００２６】
【数１１】
2004264104.tif 000013
観測残差データ列設定部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３から予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数１２に示すように作成する。
【００２７】
【数１２】
2004264104.tif 000014
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列設定部１０２Ａから計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列設定部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβハットを数１３により推定する。
【００２８】
【数１３】
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飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβハットを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値βハットを数１４に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値βハットは数１５に示す要素から成っている。
【００２９】
【数１４】
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【数１５】
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更に、参考のために本願発明と類似した従来技術を挙げると、例えば特許文献１や特許文献２がある。これら文献に記載の技術は、いずれも、レーダーによる観測値の取得と同時に並行して航空機の位置を求める技術であり、本願のように推定しようとする経路の全体について予めレーダーの観測値を取得した後、経路を推定する処理を行う技術ではない。また、これら技術は、観測時刻のそれぞれにおける位置や速度を高い精度で求めるための技術であるが、軌跡の全体を連続的に推定する技術ではない。
【００３０】
【特許文献１】
特開２００２−２２１５７０号公報
【００３１】
【特許文献２】
特開平０７−１０４０５７号公報
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上で説明した従来の技術は、等速直線飛行、等加速度直線飛行、等速旋回飛行といった、特定の飛行の種類ごとに、その飛行経路を推定するものであるが、航空機の飛行について、直進の後に旋回し、その後にまた直進に戻り飛行を続ける場合のような、複数の飛行の種類から成る一連の飛行についての飛行経路を求めたい状況がありうる。しかし、このような種類の異なる飛行が混在した一連の飛行についての飛行経路を求めたい状況に対しては、従来の方式をそのまま用いることができない。
【００３３】
従来の方式を応用して飛行の種類が混在した一連の飛行経路を推定するには、飛行経路をその飛行の種類ごとに区分し、区分した時間帯ごとに従来の方法を適用して、それぞれの飛行経路を別々に推定し、最終的に推定した飛行経路を繋ぎ合わせることが考えられる。しかし、この手段においても、別々に求めたそれぞれの飛行経路の繋ぎ目が、不連続になるという問題が生ずる。
【００３４】
このことを飛行経路推定装置６００による飛行経路の推定のシミュレーションに基づいて説明する。目標の飛行体の実際の飛行経路は図７の点線で表されるものとする。この飛行経路は直進→旋回→直進の３つの区間からなる。図の左上から始まり、右に向かって直進飛行し、その後、針路を１８０度方向転換するまで右方向に旋回し、さらに左方向に向かって直進したものである。このような実際の飛行経路をレーダーで観測したときに得られるレーダーデータは図７の「＋」印にて表される。レーダーデータは実際の飛行経路に誤差を一定の確率分布で付与することにより生成した。また、旋回部分の拡大図を図８に示す。
【００３５】
図７のレーダーデータのみを示すと図９のようになる。つまり、飛行経路推定装置６００は図９に示したレーダーデータから図７に示した実際の飛行経路を推定することになる。
【００３６】
飛行経路推定装置６００では、飛行の種類毎に飛行経路を区分してから推定する。飛行経路のうち、最初の直線区間、即ち図１０において図中左から右に向かうレーダーデータを元に推定した飛行経路が図１０の点線である。同様に、旋回区間の推定結果、最後の直線区間の推定結果が図１１及び１２に示されている。更に、図１２の旋回区間の推定結果が図１３に示されている。
【００３７】
これらの図を見てわかる通り、各区間は互いに無関係に推定されている。このため、これらの推定結果を繋ぎ合わせても連続した飛行経路が得られるとは限らない。
【００３８】
このように、飛行経路推定装置の従来の構成では、目標についてのレーダーデータに基づき、その目標の飛行経路を推定する際に、その飛行が連続する一連の（複数の）飛行の種別から成る場合には、その飛行経路を推定することが困難であった。
【００３９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、目標についてのレーダーデータに基づいて、飛行経路が連続する一連の飛行の種別から成る場合であっても、その目標の飛行経路を推定することが可能な飛行経路推定方法及び装置を提供することである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、飛行経路推定装置及び飛行経路推定方式において、複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定できるようにしたことにある。
【００４１】
本発明による飛行経路推定方式は、従来の構成の一部を新しい構成に変更したものである。この変更により従来の構成では、単一の飛行の種類の飛行区間についてだけしか、その飛行経路諸元の推定が行えなかったものを、本発明による新しい構成部分を追加することにより、「直進→旋回→直進」及び「直進→等加速度→直進」の３つの飛行の種類の区間からなる飛行経路について飛行経路諸元の推定を可能にしている。
【００４２】
上述の従来技術と比較すると、本発明では、「計画係数データ行列」及び「予測係数データ行列」と呼ぶデータ行列の設定方法を変更している。これらのデータ行列は共に、「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」を表す一連の数値データの行列である。
【００４３】
単一の種類の区間の飛行について推定を行う場合には、推定対象の飛行の期間を通して飛行の種類が一定なので、「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」も飛行の種類から直接的に定まる一定的な関係になる。このため、従来の飛行経路推定装置５００及び６００の計画係数データ行列設定部１０、計画係数データ行列設定部１０Ａ、及び観測残差データ列設定部１１Ａでは、これらの「計画係数データ行列」と「予測係数データ行列」を、それぞれ計画係数データ行列設定部１０２、計画係数データ行列設定部１０２Ａ、及び予測係数データ行列設定部１１３内で、先の一定的な関係に基づいて単純に作成することが出来た。
【００４４】
しかし、複数の種類の区間から成る飛行について推定を行う場合には、推定対象の飛行の期間を通して飛行の種類が変化するので、「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」も一定的な関係にない。したがって、この様な場合についての「計画係数データ行列」と「予測係数データ行列」は、従来の構成の形では作成することが困難であった。
【００４５】
この困難点の解決について第一に発想することが、複数の種類の区間から成る飛行について推定を行う場合にも、推定対象の飛行の期間を通して飛行の種類が変化するであろうが、各飛行の区間の内部では飛行の種類が一定なので、その区間の内部では「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」も一定的な関係になるはずであり、その一定的な関係が分かれば、「計画係数データ行列」と「予測係数データ行列」を設定できるはずである、と言う点である。
【００４６】
この発想は的を射ており、各区間の内部では確かに「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」は一定的な関係になる。しかし、残念ながら一定な関係ではあるものの、先の単一区間の推定のように、『「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」も飛行の種類から直接的に定まる一定的な関係になる』と言う訳には行かない。つまり、その区間の「飛行の種類から直接的に定まる」訳ではなく、実は、「それ以前の各区間も含めた飛行の種別に基づいて得られるはずの飛行結果（位置だけでなく速度、角速度、加速度も含む）の積み重ねによりに定まる」関係にあるのである。
【００４７】
そこで、本発明では、先の第一の発想の上に、さらに次の発想を工夫した。すなわち、「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」が「それ以前の各区間も含めた飛行の種別に基づいて得られるはずの飛行結果（位置だけでなく速度、角速度、加速度も含む）の積み重ねによりに定まる」関係にあるのであれば、その関係のとおりに、各区間ごとにその飛行の種類に基づいて得られるはずの飛行の結果を作成し、その後で各区間の結果を積み上げて得られる関係が、ここで求めている「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」になる、と言う発想である。
【００４８】
本発明では、この発想に従い、「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」である「計画係数データ行列」及び「予測係数データ行列」を次の構成により得ることを可能にした。すなわち、図１及び２に示すように、「計画係数データ行列」の方は、まず、「各区間ごとでの得られるはずの飛行の結果と推定する飛行経路諸元との関係」に相当する「状態遷移行列」を区間１状態遷移行列設定部１６、区間２状態遷移行列設定部１８、及び区間３状態遷移行列設定部２０により設定し、次にそれらの「状態遷移行列」を計画係数データ行列作成部２１で積み上げて「最終的な得られるはずの飛行の結果と推定する飛行経路諸元との関係」にした上で、最後に、位置だけでなく速度、角速度、加速度も含む飛行の結果から、特に位置に関する部分を抽出して、ここで必要な「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」のデータを作成するものである。
【００４９】
また、図２に示すように、「予測係数データ行列」も同様に、まず、「各区間ごとでの得られるはずの飛行の結果と推定する飛行経路諸元との関係」に相当する「予測状態遷移行列」を区間１予測状態遷移行列設定部２３、区間２予測状態遷移行列設定部２５、及び区間３予測状態遷移行列設定部２７により設定し、次にそれらの「予測状態遷移行列」を予測係数データ行列作成部２８で積み上げて「最終的な得られるはずの飛行の結果と推定する飛行経路諸元との関係」にした上で、最後に、位置だけでなく速度、角速度、加速度も含む飛行の結果から、特に位置に関する部分を抽出して、ここで必要な「得られるはずのレーダーデータの位置と推定する飛行経路諸元との関係」のデータを作成するものである。
【００５０】
これらの変更により、従来の構成部分が、単一の飛行の種類しか扱えなかったのを、「直進→等加速度→直進」や「直進→旋回→直進」の様な３つの飛行の区間から構成される飛行経路も扱える様にしていることにある。
【００５１】
上述の課題を解決するため、本発明は次のような移動経路諸元推定方法、装置及びコンピュータプログラムを提供する。
【００５２】
まず、本発明は、予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値をコンピュータで生成する方法において、移動経路は複数の区間からなり、複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する段階１と、全区間の状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する段階２と、着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する段階３と、計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を生成する段階４とを含むことを特徴とする移動経路諸元推定方法を提供する。
【００５３】
この移動経路諸元推定方法は、更に、観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する段階と、全区間の予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する段階と、予測係数データ行列及び仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する段階と、観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する段階とを含むこととしてもよい。この場合、段階４の代わりに、計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する段階と、移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を算出する段階とを含む。
【００５４】
更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することとしてもよい。
【００５５】
また、本発明は、予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値を生成する装置において、移動経路は複数の区間からなり、複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する手段１と、全区間の状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する手段２と、着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する手段３と、計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を算出する手段４とを備えることを特徴とする移動経路諸元推定装置を提供する。
【００５６】
この移動経路諸元推定装置において、観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する手段と、全区間の予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する手段と、予測係数データ行列及び仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する手段と、観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する手段とを更に備えることとしてもよい。この場合、手段４の代わりに、計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する手段と、移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を算出する手段とを備える。
【００５７】
この移動経路諸元推定装置は、更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することとしてもよい。
【００５８】
また、本発明は、予め用意した移動体の観測時刻毎の観測座標を元に、該移動体の位置、速度、加速度及び角速度の少なくともひとつを含む移動経路諸元の推定値を生成する処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムにおいて、移動経路は複数の区間からなり、複数の区間のそれぞれは一の種類の運動による移動がなされた区間であり、移動経路は互いに運動の種類の異なる区間を含むものであって、観測時刻の中で着目する時刻及び各区間の起点時刻に基づく行列である状態遷移行列を、区間毎に生成する処理１と、全区間の状態遷移行列に基づく行列である計画係数データ行列を生成する処理２と、着目時刻における観測座標に基づく行列である観測データ列を生成する処理３と、計画係数データ行列及び観測データ列に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を生成する処理４とをコンピュータに実行させることを特徴とする移動経路諸元推定プログラムを提供する。
【００５９】
この移動経路諸元推定プログラムにおいて、観測時刻の中で着目する時刻、各区間の起点時刻、及び予め定めた仮定移動経路諸元に基づく行列である予測状態遷移行列を、区間毎に生成する処理と、全区間の予測状態遷移行列に基づく行列である予測係数データ行列を生成する処理と、予測係数データ行列及び仮定移動経路諸元に基づく行列である予測観測データ列を生成する処理と、観測データ列及び予測観測データ列に基づく行列である観測残差データ列を生成する処理とを更にコンピュータに実行させるものであってもよい。この場合、処理４の代わりに、計画係数データ行列及び観測残差データ列に基づく行列である移動経路諸元残差推定値を生成する処理と、移動経路諸元残差推定値及び仮定移動経路諸元に基づいて、着目時刻における移動経路諸元を算出する処理とをコンピュータに実行させる。
【００６０】
この移動経路諸元推定プログラムにおいて、更に、観測座標の誤差共分散行列を参照することとしてもよい。
【００６１】
更に、この移動経路諸元推定プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体及びこの記録媒体を備え、移動経路諸元推定プログラムに従って動作する情報処理装置を提供する。
【００６２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態である飛行経路推定装置１００について図１を参照して以下に説明する。飛行経路推定装置１００は「直進→等加速度→直進」の目標の飛行経路を推定する装置である。レーダーデータ入力部２、推定基準時刻入力部３、及び飛行経路諸元推定結果出力部４は、飛行経路推定装置１００の外部に想定される構成要素である。
【００６３】
区間１経過時間設定部１５、区間２経過時間設定部１７、区間３経過時間設定部１９、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。
【００６４】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｂ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻Ｔ１Ｓ、区間１終了時刻Ｔ１Ｅ、区間２終了時刻Ｔ２Ｅ、区間３終了時刻Ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻Ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００６５】
区間１経過時間設定部１５はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻Ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻Ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ１を数１６に示すように設定する。
【００６６】
【数１６】
2004264104.tif 000018
区間２経過時間設定部１７はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻Ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻Ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ２を数１７に示すように設定する。
【００６７】
【数１７】
2004264104.tif 000019
区間３経過時間設定部１９はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻Ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻Ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ３を数１８に示すように設定する。
【００６８】
【数１８】
2004264104.tif 000020
区間１状態遷移行列設定部１６は、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ１を入力し、区間１状態遷移行列Φｋ１を数１９に示すように設定する。
【００６９】
【数１９】
2004264104.tif 000021
区間２状態遷移行列設定部１８は、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ２を入力し、区間２状態遷移行列Φｋ２を数２０に示すように設定する。
【００７０】
【数２０】
2004264104.tif 000022
区間３態遷移行列設定部２０は、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ３を入力し、区間３状態遷移行列Φｋ３を数２１に示すように設定する。
【００７１】
【数２１】
2004264104.tif 000023
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６、区間２状態遷移行列設定部１８、及び区間３状態遷移行列設定部２０から、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数２２に示すように設定する。
【００７２】
【数２２】
2004264104.tif 000024
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数３に示すよう設定する。
【００７３】
飛行経路諸元推定部１２は、計画係数データ行列設定部２１から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元推定値βハットを数４に示すように推定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値βハットは数７に示す要素から成っている。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施の形態である飛行経路推定装置２００について図２を参照して説明する。飛行経路推定装置２００では直進→旋回→直進の飛行経路を推定する。図２において、レーダーデータ入力部２、推定基準時刻入力部３、飛行経路諸元推定結果出力部４、及び飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置２００の外部に想定される構成要素である。
【００７５】
区間１経過時間設定部１５及び２２、区間２経過時間設定部１７及び２４、区間３経過時間設定部１９及び２６、及び観測データ列設定部１１０は、レーダーデータ入力部２からある航空機についてのレーダーデータを入力する。レーダーデータはレーダーが検知した航空機の位置を示すＸＹ直交座標上でのＸ及びＹ座標値、及びその検出の時刻から成る。ここでは、レーダーデータ入力部２からｋ番目に入力したレーダーデータのＸ及びＹ座標値及びその時刻をそれぞれｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋと表記し、ｋは１からｎまでとする。
【００７６】
飛行経路区間構成データ入力部６は、飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路区間構成データを供給する。この飛行経路区間構成データは、区間１開始時刻Ｔ１Ｓ、区間１終了時刻Ｔ１Ｅ、区間２終了時刻Ｔ２Ｅ、区間３終了時刻Ｔ３Ｅから成る。なお、以降において、区間１開始時刻Ｔ１Ｓを推定基準時刻ｔ０として扱う。
【００７７】
飛行経路諸元仮推定値入力部５は、飛行経路推定装置１Ｃ内の各構成部分に飛行経路諸元仮推定値β０を供給する。この飛行経路諸元仮推定値β０は、数８に示す内容から成る。
【００７８】
区間１経過時間設定部１５及び２２はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１開始時刻Ｔ１Ｓ及び区間１終了時刻Ｔ１Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ１を数１６に示すように設定する。
【００７９】
区間２経過時間設定部１７及び２４はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間１終了時刻Ｔ１Ｅ及び区間２終了時刻Ｔ２Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ２を数１７に示すように設定する。
【００８０】
区間３経過時間設定部１９及び２６はｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータの時刻ｔｋと、飛行経路区間構成データ入力部６から入力した飛行経路区間構成データの区間２終了時刻Ｔ２Ｅ及び区間３終了時刻Ｔ３Ｅとに基づき、レーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ３を数１８に示すように設定する。
【００８１】
区間１状態遷移行列設定部１６Ａは、区間１経過時間設定部１５からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ１を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１状態遷移行列Φｋ１を数２３に示すように設定する。
【００８２】
【数２３】
2004264104.tif 000025
区間２状態遷移行列設定部１８Ａは、区間２経過時間設定部１７からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ２を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２状態遷移行列Φｋ２を数２４に示すように設定する。
【００８３】
【数２４】
2004264104.tif 000026
区間３状態遷移行列設定部２０Ａは、区間３経過時間設定部１９からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ３を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３状態遷移行列Φｋ３を数２５に示すように設定する。
【００８４】
【数２５】
2004264104.tif 000027
計画係数データ行列作成部２１は、区間１状態遷移行列設定部１６Ａ、区間２状態遷移行列設定部１８Ａ、及び区間３状態遷移行列設定部２０Ａから、それぞれ区間１状態遷移行列Φｋ１、区間２状態遷移行列Φｋ２、及び区間３状態遷移行列Φｋ３を入力し、計画係数データ行列Ｆｋを数２６に示すように設定する。
【００８５】
【数２６】
2004264104.tif 000028
観測データ列設定部１１０は、ｋ番目のレーダーデータを入力すると、そのレーダーデータのＸ及びＹ座標値を使用し、観測データ列Ｌｋを数３に示すよう設定する。
【００８６】
区間１予測状態遷移行列設定部２３は、区間１経過時間設定部２２からレーダーデータの時刻の区間１の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ１を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１を数２７に示すように設定する。
【００８７】
【数２７】
2004264104.tif 000029
区間２予測状態遷移行列設定部２５は、区間２経過時間設定部２４からレーダーデータの時刻の区間２の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ２を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２を数式２８に示すように設定する。
【００８８】
【数２８】
2004264104.tif 000030
区間３予測状態遷移行列設定部２７は、区間３経過時間設定部２６からレーダーデータの時刻の区間３の開始時刻からの経過時間ΔＴｋ３を入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力すると、これらに基づき区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を数２９に示すように設定する。
【００８９】
【数２９】
2004264104.tif 000031
予測係数データ行列作成部２８は、区間１予測状態遷移行列設定部２３、区間２予測状態遷移行列設定部２５、及び区間３予測状態遷移行列設定部２７から、それぞれ区間１予測状態遷移行列Φ’ｋ１、区間２予測状態遷移行列Φ’ｋ２、及び区間３予測状態遷移行列Φ’ｋ３を入力し、予測係数データ行列Ｆ’ｋを数３０示すように設定する。
【００９０】
【数３０】
2004264104.tif 000032
予測観測データ列作成部１１３は、予測係数データ行列作成部２８から予測係数データ行列Ｆ’ｋを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき予測観測データ列Ｌ’ｋを数１１に示すように作成する。
【００９１】
観測残差データ列設定部１１４は、観測データ列設定部１１０から観測データ列Ｌｋを入力し、また、予測観測データ列作成部１１３ら予測観測データ列Ｌ’ｋを入力すると、これらに基づき観測残差データ列ΔＬｋを数式１２に示すように作成する。
【００９２】
飛行経路諸元残差推定部１３は、計画係数データ行列作成部２１から計画係数データ行列Ｆｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力し、また、観測残差データ列設定部１１４から観測残差データ列ΔＬｋ（ただし、ｋは１からｎ）を入力すると、これらに基づき飛行経路諸元残差推定値Δβハットを数１３により推定する。
【００９３】
飛行経路諸元推定値作成部１４は、飛行経路諸元残差推定部１３から飛行経路諸元残差推定値Δβハットを入力し、また、飛行経路諸元仮推定値入力部５から飛行経路諸元仮推定値β０を入力し、これらに基づき飛行経路諸元推定値βハットを数１４に示すように設定し、その結果を飛行経路諸元推定結果出力部４に出力する。この時、ここで推定する飛行経路諸元の推定値βハットは数１５に示す要素から成っている。
【００９４】
等速直線飛行→等速旋回飛行→等速直線飛行からなる飛行経路を飛行経路推定装置２００により推定したときのシミュレーション結果について説明する。飛行経路推定装置６００についてのシミュレーションと同様に、図９のようなレーダーデータを元に、図７に示す飛行経路を推定するものとする。このときの推定結果は図３の点線のようになった。図３においても「＋」印はレーダーデータを示す。図４は図３の旋回区間を拡大したものである。
【００９５】
図１３の従来の構成の飛行経路推定装置による旋回区間の推定結果を、実際の飛行経路の図８と比較すると、両者に、明らかな差があるのが見てとれる。一方、図４の飛行経路推定装置２００による旋回区間の推定結果を、実際の飛行経路の図８と比較すると、図１３と図８の間に見られた差が、図４と図８の両者ではほとんど見られず、かつ、旋回の部分がその前後の直進部分と切れ目なく繋がっていることが分かる。
【００９６】
本発明の第３及び第４の実施の形態である飛行経路推定装置３００及び４００について説明する。
【００９７】
飛行経路推定装置の外部から、目標のレーダーデータと共に、その誤差の程度を表すものとしてレーダーデータの誤差共分散行列の値が得られる場合がある。この場合には、各レーダーデータの誤差の程度が分かっていることから、この情報を活用すれば、飛行経路の推定をより適切に行うことができる。
【００９８】
飛行経路推定装置３００は、目標のレーダーデータと共に、そのレーダーデータの誤差共分散行列の値がレーダーデータ入力部２から入力される。飛行経路推定装置３００の機能ブロックの構成は、図１の飛行経路推定装置１００と同様である。また、飛行経路推定装置４００の機能ブロックの構成は、図２の飛行経路推定装置２００と同様である。以降には、その違いの部分のみ説明する。
【００９９】
まず、レーダーデータ入力部２から、飛行経路推定装置３００（４００）の各構成要素にレーダーデータのＸ及びＹ座標値、時刻、及びレーダーデータの誤差共分散行列ｘｍｋ、ｙｍｋ、ｔｋ、Ｗｋが入力されるものとする。ここで、レーダーデータの誤差共分散行列Ｗｋは数３１の定義によるものである。なお、ここで、数３１中の記号Ｅ［…］は、「…」部分の期待値を表す。
【０１００】
【数３１】
2004264104.tif 000033
この場合の、本発明の構成における実施例は、前節の実施例とほとんど同一であり、違いは次の２つの数式の内容のみである。すなわち、数４の代わりに数３２を、数１３の代わりに数３３を使用する点である。
【０１０１】
【数３２】
2004264104.tif 000034
【数３３】
2004264104.tif 000035
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変更や改良が可能であることは勿論である。例えば、上述の説明では二次元座標における飛行経路を推定したが、三次元に拡張可能であることは当業者であれば自明であろう。また、３つの区間からなる飛行経路を推定したが、４以上の区間からなる飛行経路の推定にも本発明が適用可能であることも、当業者であれば明らかであろう。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明の効果は、複数の飛行の種類から成る一連の飛行について、切れ目のない連続した飛行経路を推定できることにある。
【０１０３】
その理由は、「状態遷移行列」を区間１状態遷移行列設定部１６、区間２状態遷移行列設定部１８、及び区間３状態遷移行列設定部２０により設定し、それらの「状態遷移行列」を計画係数データ行列作成部２１で積み上げて「計画係数データ行列」を作成している、また、「予測係数データ行列」に関しては、「予測状態遷移行列」を区間１予測状態遷移行列設定部２３、区間２予測状態遷移行列設定部２５、及び区間３予測状態遷移行列設定部２７により設定し、それらの「予測状態遷移行列」を予測係数データ行列作成部２８で積み上げて「予測係数データ行列」を作成している為である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である飛行経路推定装置１００の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である飛行経路推定装置２００の機能ブロック図である。
【図３】飛行経路推定装置２００による飛行経路の推定例を説明するためのグラフである。
【図４】飛行経路推定装置２００による飛行経路の推定例を説明するためのグラフである。
【図５】従来の飛行経路推定装置５００の機能ブロック図である。
【図６】従来の飛行経路推定装置６００の機能ブロック図である。
【図７】飛行経路推定装置６００で推定しようとする飛行経路とその飛行経路をレーダーで測定したときに得られる観測値のシミュレーション結果とを示すグラフである。
【図８】飛行経路推定装置６００で推定しようとする飛行経路とその飛行経路をレーダーで測定したときに得られる観測値のシミュレーション結果とを示すグラフである。
【図９】飛行経路推定装置６００で推定しようとする飛行経路をレーダーで測定したときに得られる観測値のシミュレーション結果とを示すグラフである。
【図１０】飛行経路推定装置６００による飛行経路の最初の直進区間の推定結果を示すグラフである。
【図１１】飛行経路推定装置６００による飛行経路の旋回区間の推定結果を示すグラフである。
【図１２】飛行経路推定装置６００による飛行経路の最後の直進区間の推定結果を示すグラフである。
【図１３】飛行経路推定装置６００による飛行経路の旋回区間の推定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
２  レーダーデータ入力部
４  飛行経路諸元推定結果出力部
５  飛行経路諸元仮推定値入力部
６  飛行経路区間構成データ入力部
１０Ｂ、１０Ｃ  計画係数データ行列設定部
１１  観測データ列設定部
１１Ｂ  観測残差データ列設定部
１２  飛行経路諸元推定部
１３  飛行経路諸元残差推定部
１４  飛行経路諸元推定値作成部
１５  区間１経過時間設定部
１６、１６Ａ  区間１状態遷移行列設定部
１７  区間２経過時間設定部
１８、１８Ａ  区間２状態遷移行列設定部
１９  区間３経過時間設定部
２０、２０Ａ  区間３状態遷移行列設定部
２１  計画係数データ行列作成部
２２  区間１経過時間設定部
２３  区間１予測状態遷移行列設定部
２４  区間２経過時間設定部
２５  区間２予測状態遷移行列設定部
２６  区間３経過時間設定部
２７  区間３予測状態遷移行列設定部
２８  予測係数データ行列作成部
１００、２００  飛行経路推定装置
１１０  観測データ列設定部
１１３  予測観測データ列作成部
１１４  観測残差データ列作成部
【図１】
2004264104.tif 000036
【図２】
2004264104.tif 000037
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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