(57)【要約】【課題】ドップラ周波数およびドップラシフト差による各ドップラ速度から良質なドップラ速度の観測値を取得し、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行う目標追尾装置を得る。【解決手段】第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部２と、探知データおよび第１のドップラ速度から既存航跡に対する探知データの相関を判定するゲート内外判定部３１と、既存航跡および探知データを用いて目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部３２、５、６とを備える。ドップラ速度情報抽出部２は、パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、第１、第２のドップラ速度を比較して第１のドップラ速度の候補を絞り込む。【選択図】図１
2005083867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡の予測速度と前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記予測速度と前記一意に絞り込まれた第１のドップラ速度の候補との速度偏差から、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定することを特徴とする目標追尾装置。
【請求項２】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記探知データと相関可能な既存航跡のうち最も信頼度が高い航跡の予測速度と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記最も信頼度が高い航跡の予測速度と前記一意に絞り込まれた第１のドップラ速度とを比較することにより、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記追尾航跡演算部は、尤度計算部および追尾航跡決定部を含み、
前記尤度計算部は、前記最も信頼度が高い航跡の予測速度と前記第１のドップラ速度との一致具合に基づいて、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いを算出し、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記目標の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。
【請求項３】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡を前記探知データで更新することによって算出された平滑値情報に含まれるドップラ速度平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第１のドップラ速度の候補とを比較し、前記第１のドップラ速度の候補のうち前記ドップラ速度平滑値に最も値が近いものについて両者の速度偏差を求め、前記速度偏差から前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡が相関可能か否かをさらに判定することを特徴とする目標追尾装置。
【請求項４】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡と前記探知データとの組み合わせによって相関の可能性を判定し、相関可能な既存航跡のうち最も信頼度が高い航跡を前記探知データで更新することによって算出された平滑値情報に含まれるドップラ速度平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記ドップラ速度平滑値と前記一意に絞り込まれた第１のドップラ速度とを比較することにより、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。
【請求項５】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出するドップラフィルタ計算部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記ドップラフィルタから得られたドップラ速度の予測値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた前記第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記ドップラフィルタ計算部は、前記既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。
【請求項６】
パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、前記位置情報の観測値と前記ドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、
前記探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第１のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出するドップラフィルタ計算部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、前記第１および第２のドップラ速度を比較して前記第１のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記ドップラフィルタから得られたドップラ速度の平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた前記第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記ドップラフィルタ計算部は、前記既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから目標の軌跡を推定する装置において、前処理として行われる距離変化率（ドップラ速度）の情報計算に関し、特に、不要信号が同時に観測される状況や、複数の目標が混在する状況下で、既存航跡および探知データの組み合わせからなる相関の決定を、正確且つ効率的に処理可能にした目標追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パルス圧縮レーダ（以下、単に「レーダ」ともいう）から得られる探知データを用いて目標の軌道である航跡を推定する目標追尾装置においては、どの探知データを用いて航跡を形成するかの決定方法により、追尾性能が大きく左右する。各探知データに対しては、以下の３通りの解釈（１）〜（３）のいずれかが当てはまる。
（１）いずれかの既存の航跡と対応付ける。
（２）新たに発生した目標である。
（３）不要信号である。
上記解釈（１）〜（３）のうち、どの解釈が正しいかを判定することは、「相関決定」と呼称されており、相関判定の際には、判定の指標として、個々の既存航跡と探知データとの組み合わせについての相関度合いを示す数値が必要となる。
このような相関度合いを表す指標としてよく用いられるのが、既存航跡の予測位置と探知データの距離との近さである。
【０００３】
従来の目標追尾装置は、探知データを生成するセンサと、探知データを処理するためのゲート内外判定部および尤度計算部を含む個別相関決定部と、個別相関決定部と関連する航跡関連データ、航跡諸元計算部および追尾航跡決定部とを備え、上記解釈（１）〜（３）にしたがって、たとえば、既存航跡を適切な探知データを用いて更新するとともに、既存航跡と対応しない探知データを新目標または不要信号と解釈する、という相関の組み合わせを妥当であると決定する。
すなわち、サンプリングデータの読込ステップと、個別相関決定ステップと、追尾航跡家定ステップとを、レーダによる同一時刻の観測で得られた探知データ群１サンプル分の処理過程（上記手順処理）とし、この処理ループを観測時刻（サンプル）毎に繰り返し実行する。
【０００４】
以下、従来の目標追尾装置による「個別相関決定ステップ」について説明する。
航跡諸元計算部は、現在の１つ前のサンプルにおける処理で、前回のサンプルで相関した探知データの位置情報を用いて、既存航跡の運動諸元を更新しておく。すなわち、最新時刻の平滑値とその次の時刻の予測値とを算出する。
平滑値および予測値は、以下の式（１）〜（６）により算出される。
まず、平滑値計算において、
【数１】
2005083867.tif 000003
は平滑値、
【数２】
2005083867.tif 000004
は平滑誤差共分散行列、
【数３】
2005083867.tif 000005
はカルマンゲイン、
【数４】
2005083867.tif 000006
は残差共分散行列である。
なお、既存航跡の運動諸元を推定する際の座標の取り方については、状態変数を、直交座標による位置ｘ，ｙ，ｚ、および、速度の各成分ｖｘ，ｖｙ，ｖｚとする。
このとき、平滑値、平滑誤差共分散行列、カルマンゲインおよび残差共分散行列は、以下の式（１）〜（４）により算出される。
【０００５】
【数５】
2005083867.tif 000007
【０００６】
ここで、
【数６】
2005083867.tif 000008
は観測行列、
【数７】
2005083867.tif 000009
は観測誤差共分散行列である。
また、
【数８】
2005083867.tif 000010
は予測値、予測誤差共分散行列であり、また、
【数９】
2005083867.tif 000011
は、極座標で示された共分散行列を直交座標用に変換を行う行列である。
予測値および予測誤差共分散行列は、予測値計算用の以下の式（５）、（６）により算出される。
【０００７】
【数１０】
2005083867.tif 000012
【０００８】
ここで、
【数１１】
2005083867.tif 000013
は推移行列、
【数１２】
2005083867.tif 000014
は駆動雑音共分散行列である。
【０００９】
以下、ゲート内外判定部および相関尤度計算部による判定ステップおよび相関尤度計算ステップは、既存航跡と探知データの全てとの組み合わせについて実行される。
まず、ゲート内外判定部は、既存航跡の予測値および残差共分散行列から、探知データが観測される可能性が高い領域であるゲートを設定し、探知データの位置ベクトル
【数１３】
2005083867.tif 000015
がこのゲート条件を満たせばゲート内、満たさなければゲート外と判定する。
なお、ゲート内外判定用の条件は、以下の式（７）で表される。
【００１０】
【数１４】
2005083867.tif 000016
【００１１】
ここで、
【数１５】
2005083867.tif 000017
は事前に設定されるパラメータである。また、
【数１６】
2005083867.tif 000018
は、予測位置であり、以下の式（８）により算出される。
【００１２】
【数１７】
2005083867.tif 000019
【００１３】
探知データがゲート外と判定された場合、その探知データと既存航跡との組み合わせは「相関の可能性がない」ものとして、以降の相関決定では考慮の対象から除外される。
【００１４】
次に、相関尤度計算について説明する。
探知データがゲート内と判定された場合、その探知データと既存航跡との組み合わせは「相関の可能性がある」とする。
このとき、尤度計算部（相関度合い計算部）は、相関可能性がある組み合わせにおける相関度合いを、以下の式（９）により算出する。
【００１５】
【数１８】
2005083867.tif 000020
【００１６】
この計算方式は、探知データの位置が、予測位置を中心とした共分散行列Ｓｋのガウス分布にしたがう統計量であることを仮定しており、計算結果である「相関度合い（尤度）」は、探知データの位置が、予測値にどれだけ近いかを示している。
【００１７】
最後に、追尾航跡決定部は、相関の可能性のある既存航跡と探知データとの組み合わせと、この組み合わせについて算出された相関度合いとを用いて、既存航跡と探知データとの組み合わせを選択し、全体での相関を決定する。
この相関決定においては、既存航跡と探知データとの相関のみならず、既存航跡から探知データが得られない状況や、探知データが新目標あるいは不要信号である可能性などが考慮される。
【００１８】
上記全体での相関の決定方法については、様々な手法があるが、一例としては、各々の既存航跡に対して、相関度合いが最も高い探知データを割り当てる方式「Ｎｅａｒｅｓｔ  Ｎｅｉｇｈｂｏｒ」があげられる（たとえば、非特許文献１参照）。
また、他の例としては、各々の既存航跡に対して可能な相関全てを考慮し、相関を組み合わせて仮説を構成し、各々の相関度合いに基づいて仮説の信頼度を算出する方式「ＭＨＴ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）」があげられる（たとえば、非特許文献２参照）。
【００１９】
以上のように、従来の目標追尾装置は、個別相関決定ステップにおいて、既存航跡と探知データとの相関の有無を判別するために、次に探知される予測位置の推定を行い、この推定において、式（５）、（６）に示したように、前サンプルにおける目標の位置の推定値（平滑位置）および速度の推定値（平滑速度）を用いている。
すなわち、平滑位置から、前回の観測時刻から現在の観測時刻までの時間分だけ平滑速度にしたがって移動した位置を予測位置としている。
【００２０】
ところで、周知のように、レーダからは、位置情報の他に、ドップラ周波数が得られる場合があり、ドップラ周波数からはドップラ速度が算出される。この方式で得られるドップラ速度を「ドップラ周波数によるドップラ速度」と称するものとする。
ドップラ速度は、目標とレーダとの間の距離の変化率であり、速度に関する情報を含んでいるので、この情報を活用することにより、追尾性能の向上を図ることも提案されている。
【００２１】
ドップラ速度は、別の方式によっても算出することもできる。たとえば、直線状周波数変調方式では、アップチャープとダウンチャープとを短時間に繰り返し、得られる観測位置のずれを利用する方式である。
アップチャープの際に観測される距離と、ダウンチャープの際に観測される距離とは、距離変化率とチャープ定数
【数１９】
2005083867.tif 000021
の積の分だけずれるので、互いに異なる値となる。
すなわち、アップチャープ時に観測される距離は、以下の式（１０）で表される。
【００２２】
【数２０】
2005083867.tif 000022
【００２３】
また、ダウンチャープ時に観測される距離は、以下の式（１１）で表される。
【００２４】
【数２１】
2005083867.tif 000023
【００２５】
したがって、上記２つの観測距離の距離偏差を定数で除算することにより、以下の式（１２）のようにドップラ速度が得られる。
【００２６】
【数２２】
2005083867.tif 000024
【００２７】
この方式で得られるドップラ速度を「ドップラシフト差によるドップラ速度」と称することにする。
この「ドップラシフト差によるドップラ速度」には、前述の「ドップラ周波数によるドップラ速度」と同様に、それぞれ、長所および短所が存在する。
すなわち、ドップラ周波数によるドップラ速度は、観測精度が高いという長所がある反面、レーダのパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）が低い場合には、受信波の高周波成分が折り返されてしまうことから、観測対象の目標の速度が非常に速い場合でも、遅い目標と同程度のドップラ速度として観測されてしまうので、１つのドップラ速度の観測値に対して候補となる速度が複数存在し、特定が困難になるという短所がある。
また、ドップラシフト差によるドップラ速度は、折り返しによる問題は生じないので、１つのドップラ速度の観測値に対して速度が一意に定まる反面、観測精度がドップラ周波数によるドップラ速度よりも低いという短所がある。
【００２８】
一方、探知データから得られるドップラ速度に対して、距離変化率の航跡の予測値から距離変化率（予測速度）を別途算出し、これら２つの速度情報の類似度を算出して、相関度合い計算に利用する目標追尾装置も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
しかし、この追尾技術においては、ドップラ速度情報の入手方法について、上記速度情報の特徴を活用した良質なドップラ速度の観測値を得るための手段が示唆されていない。
【００２９】
【特許文献１】特公平７−１０１２３３号公報
【非特許文献１】Ｓａｍｕｅｌ  Ｓ．ｌａｃｋｍａｎ著「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｔａｒｇｅｔ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｒａｄａｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（ＡＲＴＥＣＨ  ＨＯＵＳＥ）の４章第３節
【非特許文献２】Ｄｏｎａｌｄ  Ｂ．Ｒｅｉｄによる論文  “Ａｎ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｔａｒｇｅｔｓ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  Ｖｏｌ．ＡＣ−２４，  Ｎｏ６，  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ，１９７９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
従来の目標追尾装置では、ドップラ周波数によるドップラ速度を用いた場合には、観測対象の目標の速度が非常に速い場合でも、遅い目標と同程度のドップラ速度として観測されてしまうので、１つのドップラ速度の観測値に対して候補となる速度が複数存在し、特定が困難になるという課題があった。
また、ドップラシフト差によるドップラ速度を用いた場合には、高い観測精度を得ることができないという課題があった。
さらに、上記特許文献１のように、探知データから得られるドップラ速度と予測速度との類似度を相関度合い計算に利用した場合には、良質なドップラ速度の観測値を得るための手段を備えていないので、高い観測精度を得ることができないという課題があった。
【００３１】
この発明は、ドップラ速度を利用した追尾方式で、ドップラ周波数によるドップラ速度とドップラシフト差によるドップラ速度との特徴を活かして、良質なドップラ速度の観測値を得るための工夫を行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定をより正確に行うことのできる目標追尾装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
この発明による目標追尾装置は、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、位置情報の観測値とドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、探知データから第１のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、探知データおよび第１のドップラ速度から、既存航跡に対する探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、既存航跡および探知データを用いて目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、ドップラ速度情報抽出部は、パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、第１および第２のドップラ速度を比較して第１のドップラ速度の候補を絞り込み、ゲート内外判定部は、既存航跡の予測速度とドップラ速度情報抽出部から得られた第１のドップラ速度の複数の候補とを比較して、第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、予測速度と一意に絞り込まれた第１のドップラ速度の候補との速度偏差から、探知データと既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、既存航跡の予測位置から探知データの存在可能領域を算出して、探知データと既存航跡とが相関可能か否かを判定するものである。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、ドップラ周波数によるドップラ速度とドップラシフト差によるドップラ速度との特徴を活かして、良質なドップラ速度の観測値を得るための工夫を行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定をより正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１による追尾処理の概略手順を示すフローチャート、図３はこの発明の実施の形態１による個別相関決定処理を示すフローチャートである。
また、図１５は前述の３通りの解釈（１）〜（３）にしたがう具体的な相関処理を示す説明図であり、２つの既存航跡Ｔ１、Ｔ２が存在し、交差する２つのゲート（点線参照）内に３つの探知データ００、１０、１１が得られている場合を示している。
【００３５】
図１５において、既存航跡Ｔ１の予測値（航跡先端側の延長部）から最も近いのは探知データ００であり、既存航跡Ｔ１については、探知データ００との組み合わせが、「相関度合いが最も高くなる」ことを示している。
また、既存航跡Ｔ２の予測値から最も近いのは探知データ１１であり、既存航跡Ｔ２については、探知データ１１との組み合わせが、「相関度合いが最も高くなる」ことを示している。
【００３６】
ここで、各既存航跡Ｔ１、Ｔ２が相関する探知データとして、「相関度合いが最も高くなる既存航跡と探知データとの組み合わせに決定する」という方針にしたがうならば、以下の（１ａ）〜（３ａ）のように、相関の組み合わせが妥当であるという決定が可能となる。
（１ａ）既存航跡Ｔ１を、探知データ００を用いて更新する。
（２ａ）既存航跡Ｔ２を、探知データ１１を用いて更新する。
（３ａ）探知データ０１は、新目標、または不要信号と解釈する。
【００３７】
図１において、この発明による目標追尾装置は、センサ１と、ドップラ速度情報抽出部２と、個別相関決定部３と、航跡関連データ４と、航跡諸元計算部５と、追尾航跡決定部６とを備えており、個別相関決定部３は、ゲート内外判定部３１と、尤度計算部３２とを有している。
この場合、従来装置と比べて、ドップラ速度情報抽出部２が追加されたものと考えることができる。
【００３８】
ドップラ速度情報抽出部２は、センサ１および個別相関決定部３内のゲート内外判定部３１と関連している。
ゲート内外判定部３１は、尤度計算部３２、センサ１、ドップラ速度情報抽出部２、航跡関連データ４および追尾航跡決定部６と関連している。
また、航跡関連データ４は、ゲート内外判定部３１および航跡諸元計算部５と関連しており、追尾航跡決定部６は、個別相関決定部３内の尤度計算部３２および航跡諸元計算部５と関連している。
尤度計算部３２、航跡諸元計算部５および追尾航跡決定部６は、既存航跡および探知データを用いて目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部を構成している。
【００３９】
センサ１は、パルス圧縮レーダ（図示せず）と関連しており、レーダによる観測で得られた探知データを生成する。
センサ１からの探知データは、位置情報、周波数情報および距離観測値を含み、位置情報は、個別相関決定部３内のゲート内外判定部３１に入力され、周波数情報および距離観測値は、ドップラ速度情報抽出部２に入力される。
【００４０】
ドップラ速度情報抽出部２は、探知データ（周波数情報および距離観測値）から第１のドップラ速度の候補を絞り込んで出力する。具体的には、ドップラ速度情報抽出部２は、パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から第１のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第２のドップラ速度を算出し、第１および第２のドップラ速度を比較して第１のドップラ速度の候補を絞り込み、ドップラ速度情報からなる探知データとしてゲート内外判定部３１に入力する。
【００４１】
ゲート内外判定部３１は、探知データ（位置情報）および第１のドップラ速度から、既存航跡に対する探知データの相関を判定する。具体的には、ゲート内外判定部３１は、既存航跡の予測速度とドップラ速度情報抽出部２から得られた第１のドップラ速度の複数の候補（ここでは、全ての候補）とを比較して、第１のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、予測速度と一意に絞り込まれた第１のドップラ速度の候補との速度偏差から、探知データと既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、既存航跡の予測位置から探知データの存在可能領域を算出して、探知データと既存航跡とが相関可能か否かを判定する。
【００４２】
尤度計算部３２は、ゲート内外判定部３１による相関判定結果に基づいて、既存航跡と探知データとの相関度合いを算出して追尾航跡決定部６に入力する。
航跡関連データ４は、ゲート内外判定部３１からの探知データと航跡諸元計算部５からの航跡の平滑値および予測値とを取り込み、予測値をゲート内外判定部３１に入力するとともに、探知データを航跡諸元計算部５に入力する。
航跡諸元計算部５は、探知データを用いて既存航跡を更新した場合の運動諸元を算出する。また、航跡諸元計算部５は、位置情報フィルタとしての機能を含む。
【００４３】
追尾航跡決定部６は、既存航跡と探知データとの相関度合いに基づいて目標の追尾航跡を決定する。すなわち、追尾航跡決定部６は、ゲート内外判定部３１から得られた相関可能性のある既存航跡と探知データとの組み合わせ情報と、尤度計算部３２から得られた相関の度合い情報と、航跡諸元計算部５から得られた航跡諸元とを用いて、目標の追尾航跡を決定する。
図１に示したこの発明の実施の形態１による目標追尾装置は、上記構成により、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、位置情報の観測値とドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾するようになっている。
【００４４】
図２において、この発明の実施の形態１による追尾処理は、次にサンプリングされる探知データの読込処理（ステップＳ２１）と、ドップラ速度情報の抽出処理（ステップＳ２２）と、既存航跡と探知データの全てとの個別相関の決定処理（ステップＳ２３）と、追尾航跡の決定処理（ステップＳ２４）とにより構成されている。
各ステップＳ２１〜Ｓ２４は、それぞれ、図１内のセンサ１、ドップラ速度情報抽出部２、個別相関決定部３および追尾航跡決定部６の処理に対応している。
この場合、従来装置による処理手順に、ドップラ速度情報抽出処理（ステップＳ２２）が追加されたものと考えることができる。
【００４５】
まず、ドップラ速度情報抽出処理（ステップＳ２２）の具体的内容について説明する。
ステップＳ２２においては、ドップラ速度の候補を以下の手順で抽出する。なお、ここでは、アップチャープとダウンチャープとの繰り返しによる観測を想定する。
最初に、「ドップラ周波数によるドップラ速度」を算出する。このとき、可能なドップラ速度が、一定の速度間隔で無限の個数だけ得られる。
続いて、「ドップラシフト差によるドップラ速度」を算出し、「ドップラ周波数によるドップラ速度」のうち、「ドップラシフト差によるドップラ速度」に近い値をいくつか選択し、これらの値を「ドップラ周波数の候補」とする。
このときの選択の基準としては、以下の（２−１）、（２−２）のいずれを用いても良い。
（２−１）「ドップラシフト差によるドップラ速度」に近い順に、一定個数だけ選択する。
（２−２）「ドップラシフト差によるドップラ速度」との速度偏差が、ある閾値以下である値を選択する。
【００４６】
なお、図２内のステップＳ２１、Ｓ２３およびＳ２４は、従来装置においても実行される公知の処理であるが、個別相関の決定処理（ステップＳ２３）の詳細内容は、従来装置の場合とは異なる。ただし、追尾航跡決定処理（ステップＳ２４）の内容は従来装置と同様である。
図３のフローチャートは、既存航跡と探知データの全てとの組み合わせについての個別相関決定処理（ステップＳ２３）の詳細手順を示している。
以下、図３を参照しながら、この発明の実施の形態１による個別相関決定処理について説明する。
【００４７】
図３において、個別相関の決定処理は、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ３１）と、距離変化率（ドップラ速度）の一致判定処理（ステップＳ３２）と、ドップラ速度の候補の棄却処理（ステップＳ３３）と、ゲート内外判定処理（ステップＳ３４）と、相関尤度の計算処理（ステップＳ３５）と、ドップラ速度の候補の採択処理（ステップＳ３６）とを備えており、ステップＳ３６からステップＳ３１に復帰して繰り返すループを構成している。
ステップＳ３１〜Ｓ３４は、図１内のゲート内外判定部３１の処理に対応し、ステップＳ３５、Ｓ３６は、図１内の尤度計算部３２の処理に対応している。
【００４８】
まず、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ３１）について説明する。
ステップＳ３１においては、ドップラ速度情報抽出処理（ステップＳ２２）で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
このときの絞り込み処理は、具体的には、航跡の予測値から距離変化率を算出し、この値に最も近い候補を選択することによって行われる。
距離変化率は、航跡の予測値から、以下の式（１３）のように算出される。
【００４９】
【数２３】
2005083867.tif 000025
【００５０】
ただし、予測値は、以下の式（１４）のように表されるものとする。
【００５１】
【数２４】
2005083867.tif 000026
【００５２】
次に、距離変化率の一致判定処理（ステップＳ３２）において、前の絞り込み処理（ステップＳ３１）で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率（ドップラ速度）とが一致するか否かを判定する。
このとき、一意に選択されたドップラ速度と予測値から求めた距離変化率との一致具合は、両者の誤差の共分散を用いて統計的に判定される。
共分散を用いた統計的な計算方法は、具体的には以下の通りである。
まず、探知データより得られるドップラ速度の候補
【数２５】
2005083867.tif 000027
と、上記式（１３）が一致するか否かを判定するため、両者の差による評価関数を、以下の式（１５）のように設定する。
【００５３】
【数２６】
2005083867.tif 000028
【００５４】
この評価関数においては、引数として以下の式（１６）のように、７つの変数が設定される。
【００５５】
【数２７】
2005083867.tif 000029
【００５６】
続いて、評価関数が「０」、すなわち「ドップラ速度の候補と位置情報フィルタの予測値から算出される距離変化率が等しい」という仮説を立てる。この仮説が正しく、引数が真値
【数２８】
2005083867.tif 000030
に等しいならば、以下の式（１７）が成立する。
【００５７】
【数２９】
2005083867.tif 000031
【００５８】
しかし、真値は分からないので、引数
【数３０】
2005083867.tif 000032
として、位置情報フィルタの予測値と、ドップラ速度の観測値とを代入する。
この場合、予測値には、フィルタの推定による誤差が含まれているので、評価関数は「０」にはならない。
しかし、上記仮説が正しければ、以下の式（１８）が成立する。
【００５９】
【数３１】
2005083867.tif 000033
【００６０】
したがって、評価関数の計算結果は、各成分の誤差が影響する範囲に収まるはずである。ただし、以下の式（１９）が成立するものとする。
【００６１】
【数３２】
2005083867.tif 000034
【００６２】
ここで、Ｌは
【数３３】
2005083867.tif 000035
の関数である。関数Ｌとしては、真値
【数３４】
2005083867.tif 000036
における値を設定することが理想的であるが、真値は得られないので、位置情報フィルタの予測値とドップラ速度の観測値とを代入して近似する。
以上より、評価関数の値は、平均「０」、共分散
【数３５】
2005083867.tif 000037
の正規分布となる。ただし、共分散行列
【数３６】
2005083867.tif 000038
は、位置情報フィルタの予測誤差共分散行列（上記式（６）参照）と、ドップラ速度の観測誤差
【数３７】
2005083867.tif 000039
を用いて、以下の式（２０）のように算出される。
【００６３】
【数３８】
2005083867.tif 000040
【００６４】
式（２０）から、統計量は、以下の式（２１）のように、自由度「１」のカイ平方分布となる。
【００６５】
【数３９】
2005083867.tif 000041
【００６６】
以上より、評価関数が「０」、すなわち「位置情報フィルタの予測値とドップラ速度の観測値とが一致する」という仮説は、
【数４０】
2005083867.tif 000042
を満たす場合には棄却される。すなわち、位置情報フィルタの出力とドップラ速度の観測値とは一致しておらず、既存航跡と探知データとの間に相関は存在しないものと見なす。
一方、
【数４１】
2005083867.tif 000043
を満たす場合には、上記仮説が採択される。すなわち、位置情報フィルタの出力とドップラ速度の観測値とは一致しており、既存航跡と探知データとの間に相関が存在するものと見なす。
ここで、
【数４２】
2005083867.tif 000044
は、判定のための閾値である。
【００６７】
以上のように、距離変化率の一致判定処理（ステップＳ３２）において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない（すなわち、ＮＯ）と判定された場合には、探知データと航跡との間に相関は存在しないものと見なして、棄却処理（ステップＳ３３）に進み、既存航跡と探知データとの組み合わせは棄却される。
また、ステップＳ３２において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合には、さらに、位置情報を用いてゲート内外判定処理（ステップＳ３４）を実行する。
【００６８】
ステップＳ３４において、位置情報がゲート内ではない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、棄却処理（ステップＳ３３）に進み、位置情報がゲート内である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、相関の尤度計算処理（ステップＳ３５）を実行して、採択処理（ステップＳ３６）に進み、図３の処理ルーチンを終了する。
【００６９】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができ、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【００７０】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、１つの仮説を立てて追尾航跡を決定したが、複数の仮説を立ててもよい。
以下、複数仮説による追尾航跡決定部を用いたこの発明の実施の形態２について説明する。
図４はこの発明の実施の形態２を示すブロック構成図、図５はこの発明の実施の形態２による追尾処理手順を示すフローチャート、図６はこの発明の実施の形態２による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述（図１〜図３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７１】
図４においては、複数仮説による追尾航跡決定部６Ａが用いられている点のみが前述（図１）と異なる。
図５においては、ステップＳ２２の後にドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ５２）が追加された点のみが前述（図２）と異なる。
図６においては、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ３１）が削除された点のみが前述（図３）と異なる。
この場合、追尾航跡決定処理（ステップＳ２４）における全体の相関決定において、前述のＭＨＴ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ）が用いられるものとする。すなわち、目標の仮説を保持しながら、目標の追尾航跡が決定される。
【００７２】
図５において、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ５２）の具体的内容は、以下の通りである。
ステップＳ５２においては、ドップラ速度情報抽出処理（ステップＳ２２）で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが、以下のように行われる。
まず、ＭＨＴ方式により算出され且つ複数の仮説中で参照される全ての既存航跡の予測値から、距離変化率（ドップラ速度）を算出し、探知データからのドップラ速度との比較により、相関可能な既存航跡を絞り込む。
次に、絞り込まれた既存航跡のうち、信頼度が最も高い既存航跡を選択する。
続いて、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い既存航跡の距離変化率に最も近い値の候補を選択することによって、ドップラ速度の候補を一意に絞り込む。
図６のフローチャートは、前述（図３参照）と同様のステップＳ３２〜Ｓ３６からなる個別相関決定処理を示している。
【００７３】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出することができ、さらに、ＭＨＴ（目標の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定する）の航跡との比較によってドップラ速度の候補を絞り込んで追尾に利用することにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【００７４】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、航跡関連データ４からゲート内外判定部３１に予測値を入力し、予測値を用いてゲート内外判定処理を実行したが、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行してもよい。
以下、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行したこの発明の実施の形態３について説明する。
図７はこの発明の実施の形態３を示すブロック構成図、図８はこの発明の実施の形態３による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述（図１、図３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００７５】
図７においては、平滑値を用いたゲート内外判定部３１Ｂと、ゲート内外判定部３１Ｂに平滑値を入力する航跡関連データ４Ｂとを備えた点のみが前述（図１）と異なる。
図８においては、ステップＳ３１Ｂの前に航跡平滑値の計算処理（ステップＳ８１）が追加された点のみが前述（図３）と異なる。
なお、この発明の実施の形態３による追尾処理手順は、図２に示した通りである。
また、この場合も、追尾航跡決定処理における全体の相関決定において、前述のＭＨＴが用いられるものとする。
【００７６】
図８内の航跡平滑値計算処理（ステップＳ８１）においては、既存航跡と探知データの位置情報とに基づいて、既存航跡の平滑計算を行う。
続いて、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ３１Ｂ）においては、ドップラ速度情報抽出処理（図２内のステップＳ２２）で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
このときの絞り込み処理は、具体的には、航跡の平滑値から距離変化率を算出し、この値に最も近い候補を選択することによって行われる。
すなわち、距離変化率は、航跡の平滑値から、以下の式（２２）のように算出される。
【００７７】
【数４３】
2005083867.tif 000045
【００７８】
ただし、以下の式（２３）が成立するものとする。
【００７９】
【数４４】
2005083867.tif 000046
【００８０】
次に、距離変化率の一致判定処理（ステップＳ３２Ｂ）においては、前の絞り込み処理（ステップＳ３１Ｂ）で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の平滑値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
このときの計算処理は、以下の通りである。
まず、探知データから得られるドップラ速度の候補
【数４５】
2005083867.tif 000047
と、式（２２）から求まる距離変化率とが一致するか否かを判定するために、両者の速度偏差による評価関数を、以下の式（２４）のように設定する。
【００８１】
【数４６】
2005083867.tif 000048
【００８２】
この評価関数においては、引数として、以下の式（２５）のように、７つの変数が設定される。
【００８３】
【数４７】
2005083867.tif 000049
【００８４】
ここで、評価関数が「０」、すなわち「ドップラ速度の候補と位置情報フィルタの平滑値より算出する距離変化率が等しい」という仮説を立てる。この仮説が正しく、引数が真値
【数４８】
2005083867.tif 000050
に等しいならば、以下の式（２６）が成立する。
【００８５】
【数４９】
2005083867.tif 000051
【００８６】
しかし、真値は分からないので、引数
【数５０】
2005083867.tif 000052
として、位置情報フィルタの平滑値と、ドップラ速度の観測値とを代入する。
この場合、予測値にはフィルタの推定による誤差が含まれているので、評価関数は「０」にはならない。しかし、仮説が正しければ、以下の式（２７）が成立する。
【００８７】
【数５１】
2005083867.tif 000053
【００８８】
したがって、評価関数の計算結果は、各成分の誤差が影響する範囲に収まるはずである。ただし、以下の式（２８）が成立するものとする。
【数５２】
2005083867.tif 000054
ここで、Ｌは
【数５３】
2005083867.tif 000055
の関数である。関数Ｌとしては、真値
【数５４】
2005083867.tif 000056
における値を設定することが理想的であるが、真値は得られないので、位置情報フィルタの平滑値とドップラ速度の観測値とを代入して近似する。以上より、評価関数の値は、平均「０」、共分散
【数５５】
2005083867.tif 000057
の正規分布となる。ただし、共分散行列
【数５６】
2005083867.tif 000058
は、位置情報フィルタの平滑誤差共分散行列（前述の式（２）参照）と、距離変化率の観測誤差
【数５７】
2005083867.tif 000059
とを用いて、以下の式（２９）のように算出される。
【００８９】
【数５８】
2005083867.tif 000060
【００９０】
式（２９）から、統計量は、以下の式（３０）のように、自由度「１」のカイ平方分布となる。
【００９１】
【数５９】
2005083867.tif 000061
【００９２】
以上より、評価関数が「０」、すなわち「位置情報フィルタの平滑値とドップラ速度の観測値とが一致する」という仮説は、
【数６０】
2005083867.tif 000062
を満たす場合には棄却される。すなわち、位置情報フィルタの出力とドップラ速度の観測値とは一致しておらず、既存航跡と探知データとの間に相関は存在しないものと見なす。
一方、
【数６１】
2005083867.tif 000063
を満たす場合には、上記仮説を採択する。すなわち、位置情報フィルタの出力とドップラ速度の観測値とは一致しており、既存航跡と探知データとの間に相関が存在するものと見なす。
ここで、
【数６２】
2005083867.tif 000064
は、一致判定のための閾値である。
【００９３】
このように、距離変化率の一致判定処理（ステップＳ３２Ｂ）において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない（すなわち、ＮＯ）と判定された場合には、探知データと航跡との間に相関は存在しないものと見なして、棄却処理（ステップＳ３３）に進み、既存航跡と探知データとの組み合わせは棄却される。
また、ステップＳ３２Ｂにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合には、さらに、前述と同様のステップＳ３４〜Ｓ３６を実行する。
【００９４】
以上のように、この発明の実施の形態３によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができ、さらに、既存航跡の平滑値と比較してドップラ速度の候補を絞り込むことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【００９５】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、１つの仮説を立てて追尾航跡を決定したが、前述の実施の形態２のように複数の仮説を立ててもよい。
以下、複数仮説による追尾航跡決定部を用いたこの発明の実施の形態４について説明する。
図９はこの発明の実施の形態４を示すブロック構成図であり、前述（図４、図７参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
また、図１０はこの発明の実施の形態４による追尾処理手順を示すフローチャートであり、前述（図２、図５参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００９６】
図９においては、複数仮説による追尾航跡決定部６Ａを用いた点のみが前述（図７）と異なる。
図１０においては、ステップＳ２２の後に航跡平滑値の計算処理（ステップＳ１０２）が追加された点のみが前述（図５）と異なる。
なお、この発明の実施の形態４による個別相関決定処理は、図６に示した通りである。
また、この場合も、追尾航跡決定処理における全体の相関決定において、前述のＭＨＴが用いられるものとする。
【００９７】
図１０において、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ５２）は、前処理として、航跡平滑値の計算処理（ステップＳ１０２）を含む。
ステップＳ１０２においては、ＭＨＴ方式により算出され且つ複数の仮説中で参照される全ての航跡について、探知データを用いた更新による平滑値を算出する。
続いて、ドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ５２）においては、ドップラ速度情報抽出処理（ステップＳ２２）で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
【００９８】
ステップＳ５２による絞り込み処理は、以下のように行われる。
まず、前のステップＳ１０２で算出された航跡平滑値から距離変化率を算出し、この値とドップラ速度との比較により、相関可能な既存航跡を選択する。
次に、選択された航跡のうち、信頼度が最も高い既存航跡を一意に選択する。
そして、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い航跡の距離変化率に最も近い値の候補を選択することによって、候補を絞り込む。
【００９９】
以上のように、この発明の実施の形態４によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出することができ、さらに、ＭＨＴの航跡の平滑値との比較によって候補を絞り込んで追尾に利用することにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【０１００】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１〜４では、特に言及しなかったが、航跡関連データに関連したドップラフィルタ計算部を追加してもよい。
以下、ドップラフィルタ計算部を追加したこの発明の実施の形態５について説明する。
図１１はこの発明の実施の形態５を示すブロック構成図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
また、図１２はこの発明の実施の形態５による追尾処理手順を示すフローチャートであり、前述（図２参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【０１０１】
図１１においては、航跡関連データ４Ｃに関連してドップラフィルタ計算部７を追加した点のみが前述（図１）と異なる。
図１２においては、ステップＳ２４の後にドップラフィルタ計算処理（ステップＳ１２５）が追加された点のみが前述（図２）と異なる。
なお、この発明の実施の形態５による個別相関決定処理は、図３に示した通りである。
【０１０２】
図１１において、ドップラフィルタ計算部７は、位置情報フィルタ計算部（航跡諸元計算部５）とは独立に設けられており、既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、ドップラ速度の平滑値および予測値を算出して航跡関連データ４Ｃに入力している。
この場合、図３内のドップラ速度絞り込み処理（ステップＳ３１）においては、後述するドップラフィルタ計算処理（ステップＳ１２５）で算出されたドップラフィルタの予測値を用いて、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い航跡の距離変化率に最も近い候補を選択することによって、絞り込みが行われる。
【０１０３】
また、距離変化率の一致判定処理（図３内のステップＳ３２）においては、前の絞り込み処理（ステップＳ３１）で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
ステップＳ３２において、探知データのドップラ速度と航跡の距離変化率とが一致しない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、探知データと既存航跡との相関は無いものとして両者の組み合わせが棄却され（ステップＳ３３）、一致する（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、位置情報を用いたゲート内外判定処理（ステップＳ３４）と、相関の尤度計算処理（ステップＳ３５）とが実行され、このときの組み合わせが採択される（ステップＳ３６）。
【０１０４】
図１２内のドップラフィルタ計算処理（ステップＳ１２５）においては、ドップラフィルタの更新計算が、ドップラ速度の観測値
【数６３】
2005083867.tif 000065
を用いて行われる。
このとき、ドップラフィルタの状態変数は、以下の式（３１）のように、ドップラ速度とドップラ速度の変化率とによる２つの変数で構成される。
【０１０５】
【数６４】
2005083867.tif 000066
【０１０６】
以下、ドップラフィルタの平滑値および予測値の計算方法について説明する。
まず、ドップラフィルタの平滑値については、
【数６５】
2005083867.tif 000067
をドップラフィルタの平滑値とし、
【数６６】
2005083867.tif 000068
を平滑誤差共分散行列、
【数６７】
2005083867.tif 000069
をカルマンゲイン、
【数６８】
2005083867.tif 000070
を残差共分散行列とすると、ドップラフィルタの平滑値、平滑誤差共分散行列、カルマンゲインおよび残差共分散行列は、それぞれ、以下の式（３２）〜（３５）で表される。
【０１０７】
【数６９】
2005083867.tif 000071
【０１０８】
ここで、
【数７０】
2005083867.tif 000072
は観測行列、
【数７１】
2005083867.tif 000073
は観測誤差共分散行列であり、また、
【数７２】
2005083867.tif 000074
は予測値、予測誤差共分散行列である。
【０１０９】
一方、ドップラフィルタの予測値は、以下の式（３６）、（３７）で表される。
【０１１０】
【数７３】
2005083867.tif 000075
【０１１１】
ここで、
【数７４】
2005083867.tif 000076
は推移行列、
【数７５】
2005083867.tif 000077
は駆動雑音共分散行列である。
【０１１２】
以上のように、この発明の実施の形態５によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができる。
また、ドップラ速度によるフィルタを構成して、ドップラフィルタの予測値と比較して候補の絞り込みを行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【０１１３】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態５（図１１参照）では、航跡関連データ４Ｃからゲート内外判定部３１に予測値を入力し、予測値を用いてゲート内外判定処理を実行したが、前述の実施の形態３、４と同様に、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行してもよい。
以下、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行したこの発明の実施の形態６について説明する。
図１３はこの発明の実施の形態６を示すブロック構成図、図１４はこの発明の実施の形態６による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述（図１１、図８参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【０１１４】
図１３においては、平滑値を用いたゲート内外判定部３１Ｂと、ゲート内外判定部３１Ｂに平滑値を入力する航跡関連データ４Ｄとを備えた点のみが前述（図１１）と異なる。
図１４においては、航跡平滑値計算処理（ステップＳ８１）に代えて、ドップラフィルタの計算処理（ステップＳ１４１）が追加された点のみが前述（図８）と異なる。
なお、この発明の実施の形態３による追尾処理手順は、図２に示した通りであり、ドップラ速度情報の抽出処理（ステップＳ２２）も前述と同様である。
【０１１５】
図１３において、ドップラ速度の時系列を用いたドップラフィルタ計算部７は、前述（素１１）と同様に、位置情報フィルタ計算部（航跡諸元計算部５）とは独立に設けられている。
図１４は、個別相関決定の詳細処理を示している。
以下、図１４内の各ステップの処理内容を説明する。
まず、ドップラフィルタの計算処理（ステップＳ１４１）においては、ドップラフィルタの平滑値を、ドップラ速度の候補で更新する。このとき、ドップラ速度の候補は複数存在するので、更新平滑値も複数算出される。
【０１１６】
続いて、ドップラ速度の絞り込み処理（ステップＳ３１Ｂ）においては、航跡の予測値を用いて算出した距離変化率と、上記ドップラフィルタ計算処理（ステップＳ１４１）によって算出されたドップラフィルタの平滑値とを比較する。
このとき、最も近いドップラフィルタの平滑値の計算に用いたドップラ速度の候補を、一意に選択することによって、絞り込みが行われる。
【０１１７】
次に、距離変化率一致判定処理（ステップＳ３２Ｂ）において、ステップＳ３１Ｂで一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
ステップＳ３２Ｂにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、従来装置の場合と同様に、位置情報を用いて、ゲート内外の判定（ステップＳ３４）および相関の尤度計算（ステップＳ３５）を実行する。
【０１１８】
一方、ステップＳ３２Ｂにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、探知データと既存航跡との相関は無いものと見なして、この組み合わせを棄却する（ステップＳ３３）。
【０１１９】
以上のように、この発明の実施の形態６によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができる。
また、ドップラ速度によるフィルタを構成して、ドップラフィルタの予測値と比較して候補の絞り込みを行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】この発明の実施の形態１を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による追尾処理の概略手順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１による個別相関決定処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２を示すブロック構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２による追尾処理の概略手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による個別相関決定処理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３を示すブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態３による個別相関決定処理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４を示すブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による追尾処理の概略手順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５を示すブロック構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態５による追尾処理の概略手順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６を示すブロック構成図である。
【図１４】この発明の実施の形態６による追尾処理の概略手順を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態１〜６に関連した具体的な相関処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２１】
１  センサ、２  ドップラ速度情報抽出部、３  個別相関決定部、３１、３１Ｂ  ゲート内外判定部、３２  尤度計算部、４、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ  航跡関連データ、５  航跡諸元計算部、６、６Ａ  追尾航跡決定部、７  ドップラフィルタ計算部。
【図１】
2005083867.tif 000078
【図２】
2005083867.tif 000079
【図３】
2005083867.tif 000080
【図４】
2005083867.tif 000081
【図５】
2005083867.tif 000082
【図６】
2005083867.tif 000083
【図７】
2005083867.tif 000084
【図８】
2005083867.tif 000085
【図９】
2005083867.tif 000086
【図１０】
2005083867.tif 000087
【図１１】
2005083867.tif 000088
【図１２】
2005083867.tif 000089
【図１３】
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【図１４】
2005083867.tif 000091
【図１５】
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