(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を観測するセンサをそれぞれ含む複数のノードがネットワークにより互いに接続されてなるセンサネットワークシステムにおける各ノードに含まれ、自ノードに含まれる前記センサの観測値をもとに前記目標の部分航跡を生成し、前記部分航跡の送出要求に応じて前記部分航跡を前記ネットワークに送出するとともに、前記自ノードで生成された前記部分航跡及び前記ネットワークを介して他ノードから入力された前記部分航跡を用いて統合航跡を生成する目標追尾装置であって、
前記送出要求に含まれ前記統合航跡に対して要求される誤差上限値及び誤差下限値と前記統合航跡の予測誤差とを比較し、前記予測誤差が前記誤差上限値よりも大きい場合は、前記部分航跡を第１の部分航跡として出力し、前記予測誤差が前記誤差下限値以上でかつ前記誤差上限値以下である場合は、前記部分航跡の出力による前記統合航跡の誤差改善量が閾値よりも大きいときにのみ、前記部分航跡を第２の部分航跡として出力し、前記予測誤差が前記誤差下限値よりも小さい場合は、前記部分航跡を出力しない送出判定処理部と、
前記送出判定処理部から出力された前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記ネットワークの利用可能帯域を超えるときは、前記予測誤差から前記誤差上限値を差し引いた値を前記誤差上限値で割った値である追尾精度判定値に基づいて、前記第１及び第２の部分航跡の中から送出対象を選定する送出負荷調整部と、
を備えることを特徴とする目標追尾装置。
【請求項２】
前記送出負荷調整部は、前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記利用可能帯域を超える場合において、前記第１の部分航跡の個数が前記利用可能帯域から決まる送出可能数よりも大きいときは、前記第１の部分航跡の中から前記追尾精度判定値の大きい順に選択された前記送出可能数の前記第１の部分航跡を送出対象とすることを特徴とする請求項１に記載の目標追尾装置。
【請求項３】
前記送出負荷調整部は、前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記利用可能帯域を超える場合において、前記第１の部分航跡の個数が前記利用可能帯域から決まる送出可能数よりも大きいときは、前記自ノードのみならず前記他ノードでも追尾対象となっている前記統合航跡の前記第１の部分航跡については、前記自ノードから当該第１の部分航跡までの距離が前記他ノードから当該第１の部分航跡までの距離よりも小さいときにのみ当該第１の部分航跡を送出責任対象とし、前記他ノードでは追尾対象となっていない前記統合航跡の前記第１の部分航跡については、当該第１の部分航跡を送出責任対象とし、前記送出責任対象とされた前記第１の部分航跡の中から前記追尾精度判定値の大きい順に選択された前記送出可能数の前記第１の部分航跡を送出対象とすることを特徴とする請求項１に記載の目標追尾装置。
【請求項４】
前記送出負荷調整部は、前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記利用可能帯域を超える場合において、前記第１の部分航跡の個数が１以上かつ前記送出可能数未満のときは、前記第１の部分航跡のすべてを送出対象として選定するとともに、前記第２の部分航跡の中から前記追尾精度判定値の大きい順に選択された前記送出可能数から前記第１の部分航跡の個数を差し引いた個数の前記第２の部分航跡を送出対象とすることを特徴とする請求項２又は３に記載の目標追尾装置。
【請求項５】
前記送出負荷調整部は、前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記利用可能帯域を超える場合において、前記第１の部分航跡の個数が０のときは、前記第２の部分航跡の中から前記追尾精度判定値の大きい順に選択された前記送出可能数の前記第２の部分航跡を送出対象とすることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の目標追尾装置。
【請求項６】
前記送出要求は、前記自ノード内で生成された送出要求又は前記他ノード内で生成され前記ネットワークを介して前記自ノード内に入力された送出要求であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の目標追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークで互いに接続された複数のセンサを用いて目標を追尾する目標追尾装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のセンサをネットワークで接続して目標を追尾する方式には、センサの探知データを統合する探知データ統合方式、センサの探知データを追尾処理して得られる航跡を統合する航跡統合方式及び航跡を断片化した部分航跡を統合する部分航跡統合方式があり、相関統合された航跡は統合航跡と呼ばれる。
【０００３】
複数のセンサをネットワークで接続して目標を追尾するシステムは、センサネットワークシステムと呼ばれる。センサネットワークシステムは、複数のノードをネットワークで互いに通信可能に接続して構成され、各ノードはセンサ及び目標追尾装置を含んでいる。ここで、ノードに含まれる目標追尾装置はセンサネットワーク装置と呼ばれる。ノードは例えば艦艇に搭載される。ネットワークは無線ネットワークが一般的である。
【０００４】
部分航跡統合型センサネットワーク装置は、部分航跡統合方式を用いたセンサネットワーク装置である。部分航跡統合型センサネットワーク装置は、自ノードにおけるセンサから得られた観測値をもとにローカル航跡と呼ばれる航跡を生成するとともにローカル航跡を断片化した部分航跡をネットワークを介して他ノードとの間で授受し、自ノードで生成された部分航跡と他ノードから得られた部分航跡とを相関統合した統合航跡を生成する。
【０００５】
また、部分航跡統合型センサネットワーク装置では、ネットワークの通信負荷を抑えるため、統合航跡の予測誤差を算出し、この予測誤差をオペレータの送出要求に応じて設定された誤差上限値及び誤差下限値と比較して送出判定を実施している（特許文献１）。ここで、オペレータの送出要求は追尾精度要求であり、送出要求が高いほど誤差上限値は低くなる。
【０００６】
送出判定では、統合航跡の予測誤差が誤差上限値よりも大きい場合は、予測誤差を誤差上限値以下に抑えるためにローカル航跡を無条件送出対象として部分航跡を無条件にネットワークに送出し、予測誤差が誤差下限値よりも小さい場合は追尾が安定しているため、部分航跡の送出を保留する。予測誤差が誤差下限値以上かつ誤差上限値以下の場合は、部分航跡を送出した場合の誤差改善量が閾値を超える場合にのみ部分航跡を送出する。この方式により、送出要求に応じて必要なノードが必要な情報量に限定してネットワークにデータを送出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，３３８，０１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した従来の部分航跡統合型センサネットワーク装置では、送出判定により統合航跡の予測誤差が誤差上限値を超えて無条件送出対象となった部分航跡のデータ量がネットワークの利用可能帯域を超える場合には、より高い追尾精度が要求されている統合航跡の誤差量改善を優先して部分航跡が送出されるため、要求される追尾精度が相対的に低い統合航跡については部分航跡が送出されないことが生じ得る。このように要求される追尾精度が相対的に低い統合航跡について部分航跡の送出機会が得られない状況が続いた場合、時間経過により誤差量が増大し、追尾維持が困難となる。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、統合航跡の追尾精度の劣化を抑制することが可能な目標追尾装置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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る目標追尾装置は、目標を観測するセンサをそれぞれ含む複数のノードがネットワークにより互いに接続されてなるセンサネットワークシステムにおける各ノードに含まれ、自ノードに含まれる前記センサの観測値をもとに前記目標の部分航跡を生成し、前記部分航跡の送出要求に応じて前記部分航跡を前記ネットワークに送出するとともに、前記自ノードで生成された前記部分航跡及び前記ネットワークを介して他ノードから入力された前記部分航跡を用いて統合航跡を生成する目標追尾装置であって、前記送出要求に含まれ前記統合航跡に対して要求される誤差上限値及び誤差下限値と前記統合航跡の予測誤差とを比較し、前記予測誤差が前記誤差上限値よりも大きい場合は、前記部分航跡を第１の部分航跡として出力し、前記予測誤差が前記誤差下限値以上でかつ前記誤差上限値以下である場合は、前記部分航跡の出力による前記統合航跡の誤差改善量が閾値よりも大きいときにのみ、前記部分航跡を第２の部分航跡として出力し、前記予測誤差が前記誤差下限値よりも小さい場合は、前記部分航跡を出力しない送出判定処理部と、前記送出判定処理部から出力された前記第１及び第２の部分航跡のデータ量が前記ネットワークの利用可能帯域を超えるときは、前記予測誤差から前記誤差上限値を差し引いた値を前記誤差上限値で割った値である追尾精度判定値に基づいて、前記第１及び第２の部分航跡の中から送出対象を選定する送出負荷調整部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、統合航跡の追尾精度の劣化を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るセンサネットワークシステムの構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１のノードの構成を示すブロック図
【図３】実施の形態の送出制御器における送出制御処理を示すフローチャート
【図４】実施の形態１の送出制御器における送出判定を説明するための図
【図５】実施の形態１に係るセンサネットワーク装置の構成要素のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【図６】実施の形態１に係るセンサネットワーク装置の構成要素のハードウェア構成の別の一例を示すブロック図
【図７】実施の形態１の送出負荷調整部における送出負荷調整処理を示すフローチャート
【図８】実施の形態２の送出負荷調整部における送出負荷調整処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る目標追尾装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るセンサネットワークシステム５０の構成を示すブロック図である。センサネットワークシステム５０は、複数の目標５３を追尾する複数のノード５１と、複数のノード５１を互いに通信可能に接続するネットワーク５２とを備える。複数のノード５１はそれぞれ移動体に搭載される。ネットワーク５２は無線ネットワークである。移動体は、例えば艦艇である。
【００１５】
図２は、ノード５１の構成を示すブロック図である。ノード５１は、センサ２と、センサ２に接続された目標追尾装置であるセンサネットワーク装置１と、センサネットワーク装置１に接続された表示器４と、センサネットワーク装置１に接続された無線装置５とを備える。ここで、センサ２は、例えばレーダであり、目標５３にビームを照射し、目標５３からの反射波を受信することで目標５３のセンシングを行う。オペレータ３は、センサ２及びセンサネットワーク装置１を操作する。
【００１６】
センサネットワーク装置１は、部分航跡統合型の装置であり、自ノード５１でのオペレータ３による送出要求又は無線装置５を介して入力された他ノード５１でのオペレータ３による送出要求に応じてセンサ２の観測値から目標５３の部分航跡を生成し、無線装置５を介して部分航跡をネットワーク５２に送出するとともに、自ノード５１で生成された部分航跡と無線装置５を介して他ノード５１から入力された部分航跡を相関統合した統合航跡を生成する。また、センサネットワーク装置１は、統合航跡を表示器４に表示する。
【００１７】
なお、以下では、自ノード５１でのオペレータ３による送出要求、すなわち自ノード５１内で生成された送出要求を「ローカル送出要求」と呼び、無線装置５を介して自ノード５１に入力された他ノード５１でのオペレータ３による送出要求、すなわち他ノード５１内で生成された送出要求を「リモート送出要求」と呼ぶ。また、他ノード５１で生成され無線装置５を介して自ノード５１に入力された部分航跡を、自ノード５１で生成された部分航跡と区別するために、「リモート部分航跡」と呼ぶ。
【００１８】
センサネットワーク装置１は、センサ２の観測値と統合航跡との相関処理を実施する相関観測値生成器１１と、ローカル送出要求及びリモート送出要求を管理する送出要求管理器１２と、ローカル送出要求に応じて統合航跡を生成する統合航跡生成器１３と、ローカル送出要求又はリモート送出要求に応じてネットワーク統合航跡を生成するネットワーク統合航跡生成器１４と、統合航跡生成器１３と無線装置５との入出力処理及びネットワーク統合航跡生成器１４と無線装置５との入出力処理を実施するネットワーク入出力器１５とを備える。
【００１９】
なお、以下では、ネットワーク統合航跡生成器１４で生成される統合航跡を、統合航跡生成器１３で生成される統合航跡と区別するために、「ネットワーク統合航跡」と呼ぶ。
【００２０】
相関観測値生成器１１は、センサ２からの観測値と統合航跡との相関処理を実施し、相関有りの場合は、統合航跡番号を付与した観測値として、相関無しの場合は、新規登録対象の航跡の観測値として、相関済観測値を統合航跡生成器１３及びネットワーク統合航跡生成器１４に出力する。ここで、相関処理は、統合航跡の誤差の大きさ、観測値の誤差の大きさ及び統合航跡と観測値との距離から、観測値と統合航跡との相関の有無を判定する処理である。
【００２１】
送出要求管理器１２は、統合航跡番号ごとにローカル送出要求及びリモート送出要求を管理する。なお、ローカル送出要求は、送出要求対象の統合航跡を示す統合航跡番号、この統合航跡番号の部分航跡の送出を要求する旨、統合航跡に要求される誤差上限値（L_Upper）と誤差下限値（L_Lower）、及び要求元情報を含んでいる。リモート送出要求についても同様である。
【００２２】
送出要求管理器１２は、統合航跡生成器１３に対してはローカル送出要求を出力する。送出要求管理器１２から統合航跡生成器１３に出力された送出要求は、統合航跡生成器１３内のローカル航跡記憶部１３２に保存される。送出要求管理器１２は、ネットワーク統合航跡生成器１４に対しては、ローカル送出要求又はリモート送出要求を出力する。詳細には、ローカル送出要求及びリモート送出要求の一方のみが存在するときはその一方が出力され、ローカル送出要求及びリモート送出要求の両方が存在するときは、ローカル送出要求及びリモート送出要求のうち、より送出要求の高い方が出力される。ここで、より送出要求の高い方とは、ローカル送出要求及びリモート送出要求のうち、誤差上限値（L_Upper）のより低い方をいう。複数のリモート送出要求がある場合は、ローカル送出要求及び複数のリモート送出要求のうち最も送出要求の高いものが出力される。送出要求管理器１２からネットワーク統合航跡生成器１４に出力された送出要求は、ネットワーク統合航跡生成器１４内のローカル航跡記憶部１４２に保存される。
【００２３】
また、送出要求管理器１２は、ローカル送出要求が自ノード５１のセンサ２からは観測値が得られない統合航跡の部分航跡の送出を要求するものである場合、ネットワーク入出力器１５を介して当該ローカル送出要求を無線装置５に出力する。このようなローカル送出要求は、無線装置５を介してネットワーク５２に送出されて、他ノード５１ではリモート送出要求となる。なお、送出要求管理器１２は、ローカル航跡記憶部１３２に登録されているローカル航跡を参照することにより、ローカル送出要求が自ノード５１のセンサ２からは観測値が得られない統合航跡の部分航跡の送出を要求するものであるか否かを判定することができる。
【００２４】
次に、統合航跡生成器１３の構成について説明する。統合航跡生成器１３は、相関済観測値を追尾処理しローカル航跡を生成する追尾フィルタ１３１と、ローカル航跡及び送出要求を記憶するローカル航跡記憶部１３２と、部分航跡の送出を制御する送出制御器１３３と、部分航跡を相関統合する航跡統合器１３４と、統合航跡を記憶する統合航跡記憶部１３５とを備える。
【００２５】
追尾フィルタ１３１は、相関観測値生成器１１からの相関済観測値に対して予測及び平滑化を含むフィルタ処理を施してローカル航跡を生成する。フィルタ処理は例えばカルマンフィルタ処理である。ここで、追尾フィルタ１３１は、相関済観測値と相関の有る統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡がローカル航跡記憶部１３２に登録されている場合は、相関済観測値を用いた追尾処理により当該ローカル航跡を更新し、相関済観測値と相関の有る統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡がローカル航跡記憶部１３２に登録されていない場合は、新規登録対象として、相関済観測値を用いた追尾処理により得られるローカル航跡をローカル航跡記憶部１３２に保存する。ローカル航跡記憶部１３２には、一般に複数のローカル航跡、すなわちローカル航跡群が登録されている。
【００２６】
また、追尾フィルタ１３１は、送出要求管理器１２から出力された送出要求を送出要求対象の統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡に紐付けて保存する。これにより、ローカル航跡には誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）が設定されることとなる。すなわち、統合航跡ごとにローカル航跡が生成され、統合航跡ごとに誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）が設定されているので、ローカル航跡ごとに誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）が設定される。上記したように、この場合の送出要求はローカル送出要求である。
【００２７】
送出制御器１３３は、統合航跡の現在の誤差量である予測誤差を算出し、この予測誤差をローカル航跡に設定されている誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）と比較し、この比較結果に基づく部分航跡の送出判定を実施する。ここで、予測誤差は、統合航跡に含まれる誤差共分散行列から算出される。
【００２８】
送出制御器１３３は、ローカル航跡が送出判定に合致した場合、ローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１３４に出力する。送出制御器１３３は、ローカル航跡が送出判定に合致しない場合、部分航跡を出力しない。また、送出制御器１３３は、新規登録対象のローカル航跡が入力された場合は、無条件でローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１３４に出力する。
【００２９】
また、送出制御器１３３は、ローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１３４に出力した場合は、出力されたローカル航跡をローカル航跡記憶部１３２から削除する。
【００３０】
このように、本実施の形態では、送出制御器１３３においてローカル航跡を部分航跡として出力した後、出力されたローカル航跡を一度消去し、相関済観測値を用いて最初からローカル航跡を生成し直すことにより、ローカル航跡を「断片化」している。この場合、ローカル航跡は既に「断片化」されているので、送出制御器１３３は、送出判定に合致したローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１３４に出力することとなる。なお、これ以外の「断片化」の方法を用いることもできる。
【００３１】
航跡統合器１３４は、部分航跡及びリモート部分航跡を用いて相関統合処理を実施し、統合航跡を更新又は生成する。ここで、相関統合処理は、部分航跡と同じ統合航跡番号の統合航跡に対して、統合航跡を部分航跡が得られた時刻まで外挿し、その時点での統合航跡の誤差と部分航跡の誤差を平滑化し、統合航跡の位置を算出するものである。統合航跡記憶部１３５には、一般に複数の統合航跡、すなわち統合航跡群が登録されている。統合航跡群は、表示器４に表示され、オペレータ３の戦術判断に利用される。
【００３２】
図３は、送出制御器１３３における送出制御処理を示すフローチャート、図４は、送出制御器１３３における送出判定を説明するための図である。
【００３３】
まず、Ｓ１では、送出制御器１３３にローカル航跡及び送出要求が入力される。
【００３４】
次に、Ｓ２では、送出制御器１３３は、入力されたローカル航跡に対応する統合航跡の現在の誤差量である予測誤差λを算出する。なお、ローカル航跡に対応する統合航跡は、ローカル航跡と統合航跡番号が同じものである。
【００３５】
Ｓ３では、送出制御器１３３は、統合航跡の予測誤差λとローカル航跡に設定されている誤差上限値L_Upperとを比較し、予測誤差λ＞誤差上限値L_Upperであるか否かの判定をする。Ｓ３での判定の結果、予測誤差λ＞誤差上限値L_Upperである場合は、送出制御器１３３はＳ４の処理を実施する。Ｓ３での判定の結果、予測誤差λ≦誤差上限値L_Upperである場合は、送出制御器１３３はＳ７の処理を実施する。
【００３６】
Ｓ４では、予測誤差λ＞誤差上限値L_Upperであり、送出制御器１３３は、誤差量を改善するために、ローカル航跡を無条件送出対象とする。
【００３７】
Ｓ５では、送出制御器１３３は、ローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１３４に出力する。
【００３８】
Ｓ６では、送出制御器１３３は、Ｓ５で航跡統合器１３４に出力されたローカル航跡をローカル航跡記憶部１３２から削除する。
【００３９】
一方、Ｓ３での判定の結果、予測誤差λ≦誤差上限値L_Upperである場合、送出制御器１３３は、Ｓ７において、予測誤差λと誤差下限値L_Lowerとを比較し、予測誤差λ≧誤差下限値L_Lowerであるか否かの判定をする。Ｓ７での判定の結果、予測誤差λ≧誤差下限値L_Lowerである場合は、送出制御器１３３はＳ８の処理を実施する。Ｓ７での判定の結果、予測誤差λ＜誤差下限値L_Lowerである場合は、送出制御器１３３はＳ１１の処理を実施する。
【００４０】
Ｓ１１では、予測誤差λ＜誤差下限値L_Lowerであり、送出要求に対して統合航跡の追尾が十分に安定しているため、送出制御器１３３はローカル航跡を送出保留対象とする。すなわち、送出制御器１３３は、部分航跡を出力しない。
【００４１】
一方、Ｓ８では、送出制御器１３３は、ネットワーク５２の負荷を軽減する目的で、ローカル航跡を送出した場合の統合航跡の誤差改善量ｌを算出する。
【００４２】
Ｓ９では、送出制御器１３３は、誤差改善量ｌと閾値Λとを比較し、誤差改善量ｌ＞閾値Λであるか否かの判定をする。Ｓ９での判定の結果、誤差改善量ｌ＞閾値Λである場合は、送出制御器１３３はＳ１０の処理を実施する。Ｓ９での判定の結果、誤差改善量ｌ≦閾値Λの場合は、送出制御器１３３は、ローカル航跡の送出は誤差改善に寄与しないと判断して、Ｓ１１のようにローカル航跡を送出保留対象とする。
【００４３】
Ｓ１０では、誤差改善量ｌ＞閾値Λであり、送出制御器１３３は、誤差改善の効果ありと判断し、ローカル航跡を送出推奨対象とする。
【００４４】
送出制御器１３３は、Ｓ１０の処理を実施した後は、送出推奨対象のローカル航跡に対してＳ５及びＳ６の処理を順次実施する。
【００４５】
送出制御器１３３は、以上のような図３に示す送出制御処理を繰り返し実施している。
【００４６】
次に、ネットワーク統合航跡生成器１４の構成について説明する。ネットワーク統合航跡生成器１４は、統合航跡生成器１３が有する追尾フィルタ１３１と同等の機能を有する追尾フィルタ１４１と、ローカル航跡及び送出要求を記憶するローカル航跡記憶部１４２と、ネットワーク５２への部分航跡の送出を制御するネットワーク送出制御器１４３と、送出対象となった部分航跡を登録するネットワーク送出キュー１４４と、統合航跡生成器１３が有する航跡統合器１３４と同等の機能を有する航跡統合器１４５と、ネットワーク統合航跡を記憶するネットワーク統合航跡記憶部１４６とを備える。
【００４７】
追尾フィルタ１４１は、相関観測値生成器１１からの相関済観測値に対して予測及び平滑化を含むフィルタ処理を実施してローカル航跡を生成する。上記したように、フィルタ処理はカルマンフィルタ処理である。追尾フィルタ１４１は、相関済観測値と相関の有る統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡がローカル航跡記憶部１４２に登録されている場合は、相関済観測値を用いた追尾処理により当該ローカル航跡を更新し、相関済観測値と相関の有る統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡がローカル航跡記憶部１４２に登録されていない場合は、新規登録対象として、相関済観測値を用いた追尾処理により得られるローカル航跡をローカル航跡記憶部１４２に保存する。ローカル航跡記憶部１４２には、一般に複数のローカル航跡、すなわちローカル航跡群が登録されている。
【００４８】
また、追尾フィルタ１４１は、送出要求管理器１２から出力された送出要求を送出要求対象の統合航跡と同じ統合航跡番号のローカル航跡に紐付けて保存する。これにより、ローカル航跡には誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）が設定されることとなる。上記したように、この場合の送出要求はローカル送出要求又はリモート送出要求である。
【００４９】
ネットワーク送出制御器１４３は、部分航跡の送出判定を実施する送出判定処理器１４３ａと、送出判定に合致した部分航跡から実際にネットワーク５２に送出する部分航跡を選択する送出負荷調整器１４３ｂとを備える。
【００５０】
送出判定処理部としての送出判定処理器１４３ａは、統合航跡生成器１３が有する送出制御器１３３と同等の機能を有し、送出制御器１３３と同様に図３に示す送出判定を実施する。すなわち、送出判定処理器１４３ａは、ネットワーク統合航跡の現在の誤差量である予測誤差を算出し、この予測誤差をローカル航跡に設定されている誤差上限値（L_Upper）及び誤差下限値（L_Lower）と比較し、この比較結果に基づく部分航跡の送出判定を実施する。ここで、予測誤差は、ネットワーク統合航跡に含まれる誤差共分散行列から算出される。
【００５１】
送出判定処理器１４３ａは、ローカル航跡が送出判定に合致した場合、すなわち、無条件送出対象又は送出推奨対象のローカル航跡を部分航跡として送出負荷調整器１４３ｂに出力する。送出判定処理器１４３ａは、ローカル航跡が送出判定に合致しない場合、部分航跡を出力しない。また、送出判定処理器１４３ａは、新規登録対象のローカル航跡が入力された場合は、無条件でローカル航跡を部分航跡として送出負荷調整器１４３ｂに出力する。
【００５２】
なお、以下では、送出判定に合致したローカル航跡を「判定合致ローカル航跡」と呼ぶ。すなわち、判定合致ローカル航跡は、第１の部分航跡である無条件送出対象のローカル航跡及び第２の部分航跡である送出推奨対象のローカル航跡である。判定合致ローカル航跡の総数は、送出要求で指定された統合航跡の個数が複数の場合には複数になり得る。
【００５３】
送出負荷調整部としての送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡のデータ量がネットワーク送出キュー１４４のキュー長よりも大きい場合に限り、ネットワーク５２に送出する部分航跡を選定する。ここで、キュー長はネットワーク送出キュー１４４の容量を表している。なお、送出負荷調整器１４３ｂは、ネットワーク送出キュー１４４からキュー長に関する情報を得ることができる。
【００５４】
また、送出負荷調整器１４３ｂは、ネットワーク５２に送出する部分航跡を航跡統合器１４５にも出力する。
【００５５】
さらに、送出負荷調整器１４３ｂは、ローカル航跡を部分航跡としてネットワーク送出キュー１４４及び航跡統合器１４５に出力した場合は、出力されたローカル航跡をローカル航跡記憶部１４２から削除する。
【００５６】
このように、本実施の形態では、送出負荷調整器１４３ｂにおいてローカル航跡を部分航跡として出力した後、出力されたローカル航跡を一度消去し、相関済観測値を用いて最初からローカル航跡を生成し直すことにより、ローカル航跡を「断片化」している。この場合、ローカル航跡は既に「断片化」されているので、送出負荷調整器１４３ｂは、送出判定に合致したローカル航跡を部分航跡として航跡統合器１４５に出力することとなる。なお、これ以外の「断片化」の方法を用いることもできる。
【００５７】
ネットワーク送出キュー１４４は、ネットワーク入出力器１５からネットワーク５２の利用可能帯域を取得し、利用可能帯域に応じたキュー長を設定する。送出負荷調整器１４３ｂから出力された部分航跡は、順次、ネットワーク送出キュー１４４に登録され、先入れ先出しの順序でネットワーク入出力器１５に出力される。
【００５８】
航跡統合器１４５は、統合航跡生成器１３が有する航跡統合器１３４と同等の機能を有する。航跡統合器１４５は、部分航跡及びリモート部分航跡を用いて相関統合処理を実施し、ネットワーク統合航跡を更新又は生成する。ネットワーク統合航跡記憶部１４６には、一般に複数のネットワーク統合航跡、すなわちネットワーク統合航跡群が登録されている。ネットワーク統合航跡群は、表示器４に表示され、オペレータ３の戦術判断に利用される。
【００５９】
ネットワーク入出力器１５は、無線装置５との間で入出力処理を実施する。入力処理としては、無線装置５からのリモート部分航跡を航跡統合器１３４，１４５にそれぞれ配信する処理、無線装置５からのリモート送出要求を送出要求管理器１２に配信する処理、及び現在のネットワーク５２の利用可能帯域を無線装置５から取得しネットワーク送出キュー１４４に通知する処理がある。出力処理としては、ネットワーク送出キュー１４４からの部分航跡を無線装置５へ送出する処理、及び送出要求管理器１２からのローカル送出要求を無線装置５へ送出する処理がある。
【００６０】
無線装置５は、送受信処理を実施する。送信処理としては、部分航跡及びローカル送出要求の送信処理がある。受信処理としては、リモート部分航跡及びリモート送出要求の受信処理がある。
【００６１】
なお、ネットワーク統合航跡記憶部１４６に保存されるネットワーク統合航跡群は、無線装置５を介したネットワーク５２上において、各ノード５１で共有される航跡群である。これに対し、統合航跡記憶部１３５に保存される統合航跡群は、ネットワーク統合航跡群に加えて自ノード５１のセンサ２から得られた部分航跡を統合した航跡を含むものとして、表示器４を介してオペレータ３に提供される。
【００６２】
ここで、センサネットワーク装置１のハードウェア構成について説明する。相関観測値生成器１１、送出要求管理器１２、統合航跡生成器１３、ネットワーク統合航跡生成器１４、及びネットワーク入出力器１５は、それぞれ、図５のように、専用のハードウェアである処理回路４０で実現してもよいし、あるいは、図６のように、プログラムを実行するプロセッサ４２及び当該プログラムを格納するメモリ４３を有する処理回路４１で実現してもよいし、あるいは、処理回路４０，４１を組み合わせて実現してもよい。
【００６３】
また、統合航跡生成器１３を構成する追尾フィルタ１３１、送出制御器１３３及び航跡統合器１３４についても同様であり、これらは処理回路４０で実現してもよいし、あるいは、処理回路４１で実現してもよいし、あるいは、処理回路４０，４１を組み合わせて実現してもよい。ネットワーク統合航跡生成器１４を構成する追尾フィルタ１４１、ネットワーク送出制御器１４３、航跡統合器１４５及びネットワーク送出キュー１４４についても同様であり、これらは処理回路４０で実現してもよいし、あるいは、処理回路４１で実現してもよいし、あるいは、処理回路４０，４１を組み合わせて実現してもよい。
【００６４】
同様に、ネットワーク送出制御器１４３を構成する送出判定処理器１４３ａ及び送出負荷調整器１４３ｂは、処理回路４０で実現してもよいし、あるいは、処理回路４１で実現してもよいし、あるいは、処理回路４０，４１を組み合わせて実現してもよい。なお、ローカル航跡記憶部１３２，１４２、統合航跡記憶部１３５、ネットワーク統合航跡記憶部１４６は、それぞれメモリ又はハードディスクのような記憶装置で実現することができる。
【００６５】
図７は、送出負荷調整器１４３ｂにおける送出負荷調整処理を示すフローチャートである。
【００６６】
Ｓ２１では、送出負荷調整器１４３ｂには、送出判定処理器１４３ａから送出判定に合致した部分航跡が入力される。なお、送出判定処理器１４３ａにおける送出制御処理は図３に示す処理と同様であり、図３に示す処理において、例えば、統合航跡をネットワーク統合航跡に、予測誤差をネットワーク統合航跡の予測誤差に置き換えればよい。
【００６７】
Ｓ２２では、送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡の総数である判定合致数Ｎとネットワーク送出キュー１４４のキュー長から算出される送出可能数Ｍとを比較し、判定合致数Ｎ≦送出可能数Ｍであるか否かの判定をする。換言すれば、送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡のデータ量が利用可能帯域以下であるか否かの判定をする。送出可能数Ｍは、利用可能帯域から決まる、一定時間に送信可能な部分航跡の最大の個数である。
【００６８】
Ｓ２２での判定の結果、判定合致数Ｎ≦送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ２３の処理を実施し、判定合致数Ｎ＞送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ２６の処理を実施する。
【００６９】
Ｓ２３では、判定合致数Ｎ≦送出可能数Ｍであり、判定合致ローカル航跡をすべてネットワーク５２に送出することが可能であるため、送出負荷調整器１４３ｂは、すべての判定合致ローカル航跡を送出対象とする。
【００７０】
Ｓ２３に続いて、Ｓ２４では、送出負荷調整器１４３ｂは、送出対象とされた部分航跡としてローカル航跡をネットワーク送出キュー１４４に出力する。この場合、ネットワーク５２に送出される部分航跡数はＮとなる。
【００７１】
Ｓ２５では、送出負荷調整器１４３ｂは、ネットワーク送出キュー１４４に出力されたローカル航跡をローカル航跡記憶部１４２から削除する。
【００７２】
一方、Ｓ２２での判定の結果、判定合致数Ｎ＞送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂは、すべての判定合致ローカル航跡をネットワーク５２に送出することができないため、送出対象を選定する必要がある。
【００７３】
まず、Ｓ２６では、送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡の中に無条件送出対象のローカル航跡が含まれないか否かの判定をする。Ｓ２６での判定の結果、判定合致ローカル航跡の中に無条件送出対象のローカル航跡が含まれない場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ２７の処理を実施し、判定合致ローカル航跡の中に無条件送出対象のローカル航跡が含まれる場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ２９の処理を実施する。
【００７４】
Ｓ２７では、送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡を「追尾精度悪化度合い」の大きい順にソートする。ここで、追尾精度悪化度合いは、追尾精度判定値であり、（λ−L_Upper）／L_Upperで定義される。すなわち、追尾精度悪化度合いは、ネットワーク統合航跡の予測誤差λから誤差上限値L_Upperを差し引いた値を誤差上限値L_Upperで割った値である。送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡の各々に対して追尾精度悪化度合いを算出し、判定合致ローカル航跡を追尾精度悪化度合いの大きい順にソートする。なお、この場合の判定合致ローカル航跡はすべて送出推奨対象のローカル航跡である。
【００７５】
Ｓ２８では、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２７でソートされた判定合致ローカル航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に送出可能数Ｍに達するまでを送出対象とする。すなわち、追尾精度悪化度合いの大きい順にＭ個の判定合致ローカル航跡が送出対象に選定される。
【００７６】
Ｓ２８の処理を実施した後は、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２４の処理とＳ２５の処理を順次実施する。すなわち、送出負荷調整器１４３ｂは、送出対象とされた部分航跡としてローカル航跡をネットワーク送出キュー１４４に出力し、出力されたローカル航跡をローカル航跡記憶部１４２から削除する。この場合、ネットワーク５２に送出される部分航跡数は送出可能数Ｍとなる。
【００７７】
Ｓ２６での判定の結果、判定合致ローカル航跡の中に無条件送出対象のローカル航跡が含まれる場合は、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２９において、無条件送出対象のローカル航跡の個数である無条件送出対象数ｎと送出可能数Ｍとを比較し、無条件送出対象数ｎ≦送出可能数Ｍであるか否かの判定をする。Ｓ２９での判定の結果、無条件送出対象数ｎ≦送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ３０の処理を実施し、無条件送出対象数ｎ＞送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂはＳ３１の処理を実施する。
【００７８】
Ｓ３０では、送出負荷調整器１４３ｂは、判定合致ローカル航跡に含まれるすべての無条件送出対象のローカル航跡を実際に送出対象とし、無条件送出対象のローカル航跡の個数ｎ分を送出可能数Ｍから減算し、送出可能数Ｍ’＝Ｍ−ｎを求める。したがって、残りの判定合致ローカル航跡である送出推奨対象のローカル航跡からＭ’個だけを実際に送出対象として選定することになる。
【００７９】
Ｓ３０の処理の後、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２７の処理、Ｓ２８の処理、Ｓ２４の処理及びＳ２５の処理を順次実施する。すなわち、Ｓ２７では、送出負荷調整器１４３ｂは、すべての送出推奨対象のローカル航跡を追尾精度悪化度合いの大きい順にソートする。Ｓ２８では、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２７でソートされた送出推奨対象のローカル航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に送出可能数Ｍ’に達するまでを送出対象とする。その後のＳ２４の処理及びＳ２５の処理については上記した通りである。
【００８０】
Ｓ２９での判定の結果、無条件送出対象数ｎ＞送出可能数Ｍである場合は、送出負荷調整器１４３ｂは、無条件送出対象のローカル航跡の中からＭ個だけ選定する必要がある。Ｓ３１では、送出負荷調整器１４３ｂは、すべての無条件送出対象のローカル航跡を追尾精度悪化度合いの大きい順にソートする。
【００８１】
Ｓ３１の処理の後、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ２８の処理、Ｓ２４の処理及びＳ２５の処理を順次実施する。すなわち、Ｓ２８では、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ３１でソートされた無条件送出対象のローカル航跡の中から送出可能数Ｍに達するまでを送出対象とする。その後のＳ２４の処理及びＳ２５の処理については上記した通りである。
【００８２】
本実施の形態では、センサネットワーク装置１はネットワーク統合航跡生成器１４を備え、ネットワーク統合航跡生成器１４は送出判定処理器１４３ａ及び送出負荷調整器１４３ｂを備えている。ここで、送出判定処理器１４３ａは、誤差上限値及び誤差下限値とネットワーク統合航跡の予測誤差とを比較し、予測誤差が誤差上限値よりも大きい場合は、部分航跡を無条件送出対象である第１の部分航跡として出力し、予測誤差が誤差下限値以上でかつ誤差上限値以下である場合は、部分航跡の出力によるネットワーク統合航跡の誤差改善量が閾値よりも大きいときにのみ、部分航跡を送出推奨対象である第２の部分航跡として出力し、予測誤差が誤差下限値よりも小さい場合は、部分航跡を出力しない。また、送出負荷調整器１４３ｂは、送出判定処理器１４３ａから出力された第１及び第２の部分航跡のデータ量がネットワークの利用可能帯域を超えるときは、追尾精度判定値である追尾精度悪化度合いに基づいて、第１及び第２の部分航跡の中から送出対象を選定することで送出負荷を調整する。
【００８３】
詳細には、送出負荷調整器１４３ｂは、第１及び第２の部分航跡のデータ量が利用可能帯域を超える場合において、第１の部分航跡の個数が送出可能数Ｍよりも大きいときは、第１の部分航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に選択されたＭ個の第１の部分航跡を送出対象とする。
【００８４】
また、送出負荷調整器１４３ｂは、第１及び第２の部分航跡のデータ量が利用可能帯域を超える場合において、第１の部分航跡の個数が１以上かつ送出可能数Ｍ未満のときは、第１の部分航跡のすべてを送出対象として選定するとともに、第２の部分航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に選択されたＭ’個の第２の部分航跡を送出対象とする。
【００８５】
さらにまた、送出負荷調整器１４３ｂは、第１及び第２の部分航跡のデータ量が利用可能帯域を超える場合において、第１の部分航跡の個数が０のときは、第２の部分航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に選択されたＭ個の第２の部分航跡を送出対象とする。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によれば、送出判定処理器１４３ａから出力された第１の部分航跡のデータ量が利用可能帯域を超える場合も含めて、一般に、送出判定処理器１４３ａから出力された第１及び第２の部分航跡のデータ量がネットワークの利用可能帯域を超える場合には、追尾精度悪化度合いに基づいて第１及び第２の部分航跡の中から送出対象を選定するので、より高い追尾精度すなわちより小さい誤差上限値が要求されている統合航跡の誤差量改善を優先して部分航跡を送出する場合に比べて、要求される追尾精度が相対的に低い統合航跡についても部分航跡の送出が抑制されることがなく、全体として統合航跡の追尾精度の劣化を抑制することが可能になる。
【００８７】
また、本実施の形態では、センサネットワーク装置１は、ネットワーク統合航跡生成器１４に加えて、統合航跡生成器１３を備えている。統合航跡生成器１３を設けることにより、自ノード５１のセンサ２のみで自ノード５１で必要とされる追尾精度が確保可能である場合は、ネットワーク５２経由でリモート部分航跡を要求する必要がないため、帯域が抑制されるという効果が得られる。
【００８８】
なお、統合航跡生成器１３を設けない構成も可能である。この場合、図２において、統合航跡生成器１３を設けずに、ネットワーク統合航跡記憶部１４６から相関観測値生成器１１に至る矢印を付与し、相関観測値生成器１１がネットワーク統合航跡群を参照できるように構成すればよい。
【００８９】
実施の形態２．
図８は、本実施の形態の送出負荷調整器１４３ｂにおける送出負荷調整処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係るセンサネットワーク装置の構成は図２に示すセンサネットワーク装置１の構成と同じである。図８に示すフローチャートと図７に示すフローチャートとの差異は、図８ではＳ３１の処理後にＳ３２の処理が挿入されている点である。
【００９０】
実施の形態１で説明したように、Ｓ３１では、送出負荷調整器１４３ｂは、すべての無条件送出対象のローカル航跡を追尾精度悪化度合いの大きい順にソートする。
【００９１】
続いて、Ｓ３２では、送出負荷調整器１４３ｂは、各ノード５１と部分航跡としての無条件送出対象のローカル航跡との位置関係から、自ノード５１が送出すべき送出責任対象を選択する。詳細には、以下の通りである。
【００９２】
まず、送出負荷調整器１４３ｂは、自ノード５１の位置情報を有しているものとする。また、送出負荷調整器１４３ｂは、ネットワーク５２を介して他ノード５１から他ノード５１の位置情報を取得することで、自ノード５１の位置情報に加えて他ノード５１の位置情報も有しているものとする。ここで、各ノード５１の位置情報は各ノード５１を搭載する移動体の位置情報である。
【００９３】
さらに、送出負荷調整器１４３ｂは、他ノード５１のセンサネットワーク装置１が追尾対象としているネットワーク統合航跡に関する情報、具体的には追尾対象の統合航跡番号を、ネットワーク５２を介して他ノード５１から取得するものとする。従って、送出負荷調整器１４３ｂは、同一のネットワーク統合航跡が自ノード５１を含む複数のノード５１で追尾対象となっているか否かを判定することができる。
【００９４】
Ｓ３２では、送出負荷調整器１４３ｂは、無条件送出対象のローカル航跡が他ノード５１での追尾対象となっているか否かを判定し、当該無条件送出対象のローカル航跡が他ノード５１での追尾対象となっている場合は、自ノード５１から当該無条件送出対象のローカル航跡までの距離と他ノード５１から当該無条件送出対象のローカル航跡までの距離を算出する。ここで、各ノード５１から無条件送出対象のローカル航跡までの距離は、各ノード５１の位置と無条件送出対象のローカル航跡から決まる目標５３の平均位置との間の距離である。
【００９５】
続いて、送出負荷調整器１４３ｂは、自ノード５１から無条件送出対象のローカル航跡までの距離が他ノード５１から当該無条件送出対象のローカル航跡までの距離よりも小さい場合は、当該無条件送出対象のローカル航跡を第３の部分航跡としての送出責任対象のローカル航跡とする。
【００９６】
また、送出負荷調整器１４３ｂは、無条件送出対象のローカル航跡が他ノード５１で追尾対象となっていない場合は、当該無条件送出対象のローカル航跡を第３の部分航跡としての送出責任対象のローカル航跡とする。
【００９７】
つまり、複数のノード５１が追尾している同一のネットワーク統合航跡がある場合は、当該ネットワーク統合航跡で表される目標５３に最も近いノード５１に部分航跡の送出責任が付与される。例えば、ノード５１Ａ、ノード５１Ｂ及びノード５１Ｃが同一のネットワーク統合航跡を追尾している場合において、ノード５１Ａに部分航跡の送出責任が付与された場合、ノード５１Ｂ及びノード５１Ｃでは、当該ネットワーク統合航跡の部分航跡が無条件送出対象であったとしても、部分航跡の送出が保留される。
【００９８】
Ｓ３２の処理の後、Ｓ２８において、送出負荷調整器１４３ｂは、Ｓ３１でソートされＳ３２で送出責任対象とされたローカル航跡の中から追尾精度悪化度合いの大きい順に送出可能数Ｍに達するまでを送出対象とする。なお、送出責任対象のローカル航跡の個数がＭ個に満たない場合は、すべての送出責任対象のローカル航跡のみを送出対象とする。その後のＳ２４の処理及びＳ２５の処理については実施の形態１で説明した通りである。
【００９９】
本実施の形態では、無条件送出対象のローカル航跡の個数が送出可能数を上回る場合に、送出負荷調整器１４３ｂにおいて、追尾精度悪化度合いの大きい順に部分航跡をソートすることで送出の優先順位を付与し、さらに、各ノード５１からネットワーク統合航跡までの距離に応じて送出責任を設定することで、部分航跡の送出対象を選択する。
【０１００】
これにより、各ノード５１が送出すべきローカル航跡を分担することになるため、要求される追尾精度が相対的に低いネットワーク統合航跡に対しても部分航跡の送出機会が付与され、特定のネットワーク統合航跡の追尾精度の劣化を抑制することが可能となる。
【０１０１】
なお、Ｓ３２の処理はＳ３１の処理の前に行うことも可能である。すなわち、無条件送出対象のローカル航跡の中から送出責任対象を選択した後、送出責任対象のローカル航跡を追尾精度悪化度合いの大きい順にソートし、Ｓ２８の処理に移行することもできる。
【０１０２】
本実施の形態のその他の構成、動作及び効果は実施の形態１と同様である。
【０１０３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  センサネットワーク装置、２  センサ、３  オペレータ、４  表示器、５  無線装置、１１  相関観測値生成器、１２  送出要求管理器、１３  統合航跡生成器、１４  ネットワーク統合航跡生成器、１５  ネットワーク入出力器、４０，４１  処理回路、４２  プロセッサ、４３  メモリ、５０  センサネットワークシステム、５１  ノード、５２  ネットワーク、５３  目標、１３１，１４１  追尾フィルタ、１３２，１４２  ローカル航跡記憶部、１３３  送出制御器、１３４，１４５  航跡統合器、１３５  統合航跡記憶部、１４３  ネットワーク送出制御器、１４３ａ  送出判定処理器、１４３ｂ  送出負荷調整器、１４４  ネットワーク送出キュー、１４６  ネットワーク統合航跡記憶部。
【図１】
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【図２】
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【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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