(57)【要約】      （修正有）【課題】ターゲット物標の切替をユーザに容易に認識させることができるレーダ装置を提供する。【解決手段】レーダ装置の表示データ生成部６７は現在追尾中のターゲット物標の表示データを生成して出力する通常ターゲット表示データ生成部６７１と、仮説ターゲット物標の表示データおよびターゲット物標と仮説ターゲット物標との間に位置する中間表示データを出力する修正表示データ生成部６７２と、これらから出力される表示データを合成して出力する表示データ合成部６７３とからなる。ターゲット物標の追尾状態が悪くなると、仮説ターゲット物標に追尾対象が切り替わると、表示データ合成部６７３からはターゲット物標の表示データと仮説ターゲット物標の表示データとが同時に出力される。この切り替わりの際、表示データ合成部６７３からは、ターゲット物標の表示データ側から仮説ターゲット物標の表示データ側へ順に中間表示データが出力される。【選択図】  図９
2005308532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット物標の運動を推定する物標運動推定手段と、
前記ターゲット物標の切り替えを判定し、判定結果に応じてターゲット物標の切り替えを行うターゲット物標切替手段と、
該ターゲット物標切替手段がターゲット物標を切り替えた場合に、ターゲット物標の表示データを切り替えるとともに、切替前後の表示データ間の中間表示データを生成する表示データ生成手段と、を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
レーダ探知信号から得られる探知画像データを用いて、前記ターゲット物標を捕捉するとともに、該ターゲット物標が含まれる所定領域内に存在する物標を捕捉する物標捕捉手段と、
前記ターゲット物標の運動と前記所定領域内の物標の運動とを推定する前記物標運動推定手段と、
前記ターゲット物標の推定運動量と前記所定領域内の物標の推定運動量とを比較して、前記所定領域内の物標から仮説ターゲット物標を検出する仮説ターゲット物標検出手段と、
前記ターゲット物標の推定運動量を用いて該ターゲット物標の追尾品質を評価する追尾品質評価手段と、
前記ターゲット物標の追尾品質が所定基準に準じない場合に、前記ターゲット物標を前記仮説ターゲット物標に切り替える前記ターゲット物標切替手段と、
前記ターゲット物標の表示データを前記仮説ターゲット物標の表示データに切り替えて出力する前記表示データ生成手段と、を備えたレーダ装置において、
前記表示データ生成手段は、前記ターゲット物標の表示データを前記仮説ターゲット物標の表示データに切り替える際に、前記ターゲット物標の表示データと前記仮説ターゲット物標の表示データとの間の中間表示データを生成することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記表示データ生成部は、前記ターゲット物標側から前記仮説ターゲット物標側へ中間表示データを順次変位させて出力する請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記表示データ生成手段は、出力する中間表示データを、前記ターゲット物標側から前記仮説ターゲット物標側へ順次に増加させる請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
ターゲット物標の運動を推定するステップと、
前記ターゲット物標の切り替えを判定し、判定結果に応じてターゲット物標の切り替えを行うステップと、
該ターゲット物標切替手段がターゲット物標を切り替えた場合に、ターゲット物標の表示データを切り替えるとともに、切替前後の表示データ間の中間表示データを生成するステップと、を備えたことを特徴とするレーダ探知信号処理、表示方法。
【請求項６】
レーダ探知信号から得られる探知画像データを用いて、ターゲット物標を捕捉するとともに、該ターゲット物標が含まれる所定領域内に存在する物標を捕捉するステップと、
前記ターゲット物標の運動と前記所定領域内の物標の運動とを推定するステップと、
前記ターゲット物標の推定運動量と前記所定領域内の物標の推定運動量とを比較して、前記所定領域内の物標から仮説ターゲット物標を検出するステップと、
前記ターゲット物標の推定運動量を用いて該ターゲット物標の追尾品質を評価するステップと、
前記ターゲット物標の追尾品質が所定基準に準じない場合に、前記ターゲット物標を前記仮説ターゲット物標に切り替えるステップと、
前記ターゲット物標の表示データを前記仮説ターゲット物標の表示データに切り替える際に、前記ターゲット物標の表示データと前記仮説ターゲット物標の表示データとの間の中間表示データを生成するステップと、を備えたことを特徴とするレーダ探知信号処理、表示方法。
【請求項７】
前記中間表示データを生成するステップは、前記ターゲット物標側から前記仮説ターゲット物標側へ中間表示データを順次変位させる請求項５または請求項６に記載のレーダ探知信号処理、表示方法。
【請求項８】
前記中間表示データを生成するステップは、出力する中間表示データを、前記ターゲット物標側から前記仮説ターゲット物標側へ順次に増加させる請求項５または請求項６に記載のレーダ探知信号処理、表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーダ探知信号に含まれるエコーから物標の位置を捕捉・追尾して表示するレーダ装置、およびこのレーダ装置におけるレーダ探知信号の処理、表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
船舶用として広く採用されているパルス方式レーダ装置は、アンテナを２〜３秒程度で１回転させて全周の物標を探知する。このようなレーダ装置を用いて他船などとの衝突を予防することを目的として、自動衝突予防援助装置（ＡＲＰＡ：Automatic Radar Plotting Aid）（以下、単に「ＡＲＰＡ」と称す。）が多数の船舶に搭載されている。
【０００３】
図１１はＡＲＰＡの機能を備えるレーダ装置の信号処理部６の概略構成を示すブロック図である。
信号処理部６は、レーダ探知信号から探知画像情報を含むビデオ信号を生成する受信部５に入力部が接続するＡ／Ｄ変換部６１と、該Ａ／Ｄ変換部６１の出力部に入力部が接続し、出力部が表示器７に接続するデータ処理器６２と、アンテナ３および方位センサ１０２に入力部が接続し、出力部がＡ／Ｄ変換部６１に接続する方位データ生成部６３とを備える。
【０００４】
Ａ／Ｄ変換部６１は、レーダ探知信号に基づくビデオ信号をディジタルの探知データに変換する。方位データ生成部６３は、アンテナ３からのアンテナ角度データと、方位センサ１０２からの船首方位データとを加算して、アンテナ方位データをデータ処理部６２のエコー検出部６４に出力する。エコー検出部６４は、探知データとアンテナ方位データとから物標と見なせるエコーを抽出（捕捉）し、各物標の代表位置を算出してエコー選別部６５に出力する。エコー選別部６５は、現在追尾中の物標（ターゲット物標）に該当するものだけを選択する。すなわち、該当物標の推定運動量により、複数のエコーから最も該当するものと見なせるエコーを１つだけ選択し、当該エコーに関するデータを運動推定部６６に出力する。
運動推定部６６は、ＧＰＳ受信機１０１からの自船の船速と、方位センサ１０２からの自船の船首方向とを入力し、選択されたエコーデータから物標の運動量を推定する。この運動量の推定にはαβトラッカーやカルマンフィルタを用い、現在の予測位置と選択されたエコーの位置との間を新たな推定位置として算出し、更にこの算出結果に基づき推定速度を求める。
ここで、αβトラッキングについて説明する。図１２はαβトラッカーのトラッキング方法を示す概念図であり、位置平滑化定数をαとし速度平滑定数をβとする直線予測器として、第ｎスキャンから第（ｎ＋１）スキャンを予測する様子を示す。
第ｎスキャンでの予測位置をＰ（ｎ）とし、測定位置をＭ（ｎ）とすると、追尾誤差Ｅ（ｎ）は、
Ｅ（ｎ）＝Ｍ（ｎ）−Ｐ（ｎ）
である。平滑位置Ｓ（ｎ）と平滑速度Ｖ（ｎ）は、
Ｓ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）＋αＥ（ｎ）
Ｖ（ｎ）＝Ｖ（ｎ−１）＋βＥ（ｎ）／Ｔ
で求められる。ここで、Ｔはサンプル周期である。これから、第（ｎ＋１）スキャンの予測位置Ｐ（ｎ＋１）は、
Ｐ（ｎ＋１）＝Ｓ（ｎ）＋Ｖ（ｎ）／Ｔ
で求められる。この際、α＝０ならば予測位置を平滑位置とし、α＝１ならば測定位置を平滑位置とすることに相当し、αが小さいほど深い平滑化が行われることを意味する。
このようにターゲット物標の位置、速度の推定を繰り返し行うことで、ターゲット物標の追尾を行う。
表示データ生成部６７は運動推定部６６で推定されたターゲット物標（エコー）の位置および運動量の表示データを生成して表示器７に出力する。
【０００５】
このようなレーダ装置では、本来追尾したいターゲット物標（船舶等）以外に、海面や雨等のクラッタが重畳されたり、ターゲット物標のエコーが消失したりすることがある。このようなクラッタの重畳やエコーの消失は間違ったエコーを追尾対象としたり、追尾精度の劣化を招いたりし、場合によっては、ターゲット物標以外の物標への乗り移りやロスト（ターゲット物標の見失い）といった追尾誤りを発生させる。
【０００６】
このような追尾誤りを訂正する手段として、ＭＨＴ（Multiple Hypothesis Tracking）方式（多重仮説追尾方式）を用いたレーダ装置が各種考案されている。このＭＨＴ方式のレーダ装置は、現在追尾しているターゲット物標とは別に、該ターゲット物標が存在する所定領域内で、もしかしたらターゲット物標である可能性を有する物標を仮説ターゲット物標として捕捉し、追尾しておく。そして、ＭＨＴ方式のレーダ装置は、所定の判断基準を設け、該判断基準に現在のターゲット物標が準じない場合に、最も確からしい仮説ターゲット物標を現在のターゲット物標に切り替えて追尾を継続する（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特表２０００−５０５２０１公報
【特許文献２】特開２００２−３２８１６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、従来のＭＨＴ方式のレーダ装置では、以下の理由によりターゲット物標が切り替わったことをユーザが判断しにくい。
【０００８】
第１に、これまで追尾してきたターゲット物標と切り替わる仮説ターゲット物標との間の距離は短いものとは限らず、大半の場合、この距離は長い。このため、ターゲット物標の表示切替の際に、表示器上のターゲット物標の表示位置が切り替わり前と切り替わり後とで全く異なる位置に移動してしまうからである。
第２に、切り替わり前のターゲット物標の運動量と、切り替わり後のターゲット物標の運動量とに差があるため、切り替わり前後で運動量の連続性がないからである。
【０００９】
第３に、表示器上のターゲット物標は規定上同じマーキングが為されているので、ターゲット物標が複数存在し、これらターゲット物標のそれぞれに対して仮説ターゲット物標が存在する場合に、どのターゲット物標が切り替えられたかが分からないからである。
【００１０】
この発明の目的は、ターゲット物標が切り替わった場合にも、この切替を容易に認識できるＭＨＴ方式のレーダ装置、およびこのレーダ装置におけるレーダ探知信号の処理、表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のレーダ装置は、ターゲット物標の運動を推定する物標運動推定手段と、ターゲット物標の切り替えを判定し、判定結果に応じてターゲット物標の切り替えを行うターゲット物標切替手段と、該ターゲット物標切替手段がターゲット物標を切り替えた場合に、ターゲット物標の表示データを切り替えるとともに、切替前後の表示データ間の中間表示データを生成する表示データ生成手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、この発明のレーダ探知信号処理、表示方法は、ターゲット物標の運動を推定するステップと、ターゲット物標の切り替えを判定し、判定結果に応じてターゲット物標の切り替えを行うステップと、該ターゲット物標切替手段がターゲット物標を切り替えた場合に、ターゲット物標の表示データを切り替えるとともに、切替前後の表示データ間の中間表示データを生成するステップと、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
これらの構成では、ターゲット物標の切り替わり時に、現在追尾中のターゲット物標と仮説ターゲット物標との間に中間表示データが出力される。このため、切替前後のターゲット物標の関係が明確に表示される。
【００１４】
また、この発明のレーダ装置は、具体的に、レーダ探知信号から得られる探知画像データを用いて、ターゲット物標を捕捉するとともに、該ターゲット物標が含まれる所定領域内に存在する物標を捕捉する物標捕捉手段と、ターゲット物標の運動と所定領域内の物標の運動とを推定する物標運動推定手段と、ターゲット物標の推定運動量と所定領域内の物標の推定運動量とを比較して、所定領域内の物標から仮説ターゲット物標を検出する仮説ターゲット物標検出手段と、ターゲット物標の推定運動量を用いて該ターゲット物標の追尾品質を評価する追尾品質評価手段と、ターゲット物標の追尾品質が所定基準に準じない場合に、ターゲット物標を仮説ターゲット物標に切り替えるターゲット物標切替手段と、さらに、ターゲット物標の表示データを仮説ターゲット物標の表示データに切り替える際に、ターゲット物標の表示データと仮説ターゲット物標の表示データとの間の中間表示データを生成することを特徴としている。
【００１５】
また、この発明のレーダ探知信号処理、表示方法は、具体的に、レーダ探知信号から得られる探知画像データを用いて、ターゲット物標を捕捉するとともに、該ターゲット物標が含まれる所定領域内に存在する物標を捕捉するステップと、ターゲット物標の運動と所定領域内の物標の運動とを推定するステップと、ターゲット物標の推定運動量と所定領域内の物標の推定運動量とを比較して、所定領域内の物標から仮説ターゲット物標を検出するステップと、ターゲット物標を推定運動量を用いて該ターゲット物標の追尾品質を評価するステップと、ターゲット物標の追尾品質が所定基準に準じない場合に、ターゲット物標を仮説ターゲット物標に切り替えるステップと、ターゲット物標の表示データを仮説ターゲット物標の表示データに切り替える際に、ターゲット物標の表示データと仮説ターゲット物標の表示データとの間の中間表示データを生成するステップと、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
この構成では、切り替わり時に、現在追尾中のターゲット物標と仮説ターゲット物標との間に中間表示データが出力される。このため、切替前後のターゲット物標の関係が明確に表示される。
【００１７】
また、この発明のレーダ装置の表示データ生成部は、ターゲット物標側から仮説ターゲット物標側へ中間表示データを順次変位させて出力することを特徴としている。
【００１８】
また、この発明のレーダ探知信号処理、表示方法は、中間表示データを生成するステップで、ターゲット物標側から仮説ターゲット物標側へ中間表示データを順次変位させて出力することを特徴としている。
【００１９】
これらの構成では、現在追尾中のターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わる際に、切替前のターゲット物標（前記現在追尾中のターゲット物標）の表示位置から、切替後のターゲット物標（前記仮説ターゲット物標）の表示位置に、中間表示データにより、順次ターゲット物標の表示位置が推移していく。このため、ターゲット切り替わり時には表示画面上にターゲット物標の位置が動画的に出力される。
【００２０】
また、この発明のレーダ装置の表示データ生成手段は、出力する中間表示データを、ターゲット物標側から仮説ターゲット物標側へ順次に増加させることを特徴としている。
【００２１】
また、この発明のレーダ探知信号処理、表示方法は、中間表示データを生成するステップで、出力する中間表示データを、ターゲット物標側から仮説ターゲット物標側へ順次に増加させることを特徴としている。
【００２２】
これらの構成では、前述の順次ターゲット物標の表示位置が推移していく際に、中間表示データを順に増加させながら出力することで、切替前のターゲット物標（現在追尾中のターゲット物標）側から切替後のターゲット物標（仮説ターゲット物標）側へ順次延びる線形状に、ターゲット物標の軌跡が表示される。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、これまで追尾していたターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わる際にも、切り替わる前後のターゲット物標の関連性をユーザに容易に認識させるレーダ装置およびレーダ探知信号の処理、表示方法を提供することができる。
【００２４】
また、この発明によれば、これまで追尾していたターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わる際にも、どのターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わるか動画的に表示することができる。これにより、ターゲット物標の切り替わりを容易にユーザに認識させるレーダ装置、およびレーダ探知信号の処理、表示方法を提供することができる。
【００２５】
また、この発明によれば、ターゲット物標の切り替わりの際に、ターゲット物標の切り替わりを軌跡で表示することができる。これにより、ターゲット物標の切り替わりを更に容易にユーザに認識させるレーダ装置、およびレーダ探知信号の処理、表示方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係るレーダ装置について図１〜図１０を参照して説明する。
図１は本実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態に係るレーダ装置は送信信号を発生する送信部１と、送受切替器２と、アンテナ３と、レーダ探知信号を受信して探知画像を含むビデオ信号を出力する受信部５と、ＭＨＴ処理部を含みビデオ信号に所定の処理を施す信号処理部６と、表示器７と、これらの各部に同期信号を与える同期信号発生部４とを備える。さらに、送信部１は高圧電源１１、変調器１２、電力増幅器１３、基準信号発生器・励振器１４を備え、受信部５はＬＮＡ５０、ミキサ５１、ＩＦ増幅器・検波器・ビデオ増幅器５２を備え、信号処理部６はＡ／Ｄ変換器６１、ＭＨＴ処理を行うデータ処理器６２を備える。
【００２７】
同期信号発生器４は、変調器１２に対して送信トリガパルスを与える。変調器１２は、与えられた送信トリガパルスに応じて高圧電源１１を電源としてパルス信号を電力増幅器１３に出力する。電力増幅器１３は送信信号を増幅し、サーキュレータ等からなる送受切替器２を介してアンテナ３に出力する。アンテナ３は、所定領域内の物標から反射された信号を受信し、この受信信号を送受切替器２を介して低雑音増幅器（ＬＮＡ）５０に導く。低雑音増幅器（ＬＮＡ）５０は、受信信号を増幅してミキサ５１に出力する。ミキサ５１は、基準信号発生器・励振器１４で生成された周波数信号と受信信号とをミキシングして受信中間周波信号を出力する。ＩＦ増幅器・検波器・ビデオ増幅器５２は入力された受信中間周波信号の増幅、検波を行い、レーダ探知信号であるビデオ信号を生成、増幅して信号処理部６および表示器７に出力する。Ａ／Ｄ変換部６１はビデオ信号（レーダ探知信号）をディジタルのレーダ探知データに変換してデータ処理器６２に出力する。データ処理器６２は入力されたレーダ探知データを用いて後述するＭＨＴ処理により所望とする物標（ターゲット物標）の捕捉、追尾を行い、必要に応じて表示器７にエコートレイル画像（表示データ）を出力する。ここで、データ処理器６２は、ＭＨＴ処理を行うことで、所望とするターゲット物標の捕捉、追尾を行うとともに、このターゲット物標に対応する少なくとも１つの仮説ターゲット物標の捕捉、追尾を行う。そして、現在捕捉・追尾中のターゲット物標の追尾品質が低下し、且つ仮説ターゲット物標の確からしさが所定基準に達していれば、ターゲット物標をこれまでの物標から仮説ターゲット物標に切り替えて、エコー画像を出力する。この際、切り替わり直前のターゲット物標のエコー表示位置と切り替わり直後のターゲット物標（最前の仮説ターゲット物標）のエコー表示位置との間に中間表示データを生成し、動画的に出力することで、切り替わり前後でターゲット物標が切り替わったことをユーザに認知させる。
【００２８】
次に、具体的なレーダ探知データの処理および表示方法について説明する。
図２は信号処理部６の構成を示すブロック図であり、図３は運動推定部６６の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、信号処理部６は、Ａ／Ｄ変換器６１と、データ処理器６２と、方位データ生成部６３とからなり、方位データ生成部６３はアンテナ３および方位センサ１０２に接続されている。データ処理器６２は、エコー検出部６４、エコー選別部６５、運動推定部６６、および表示データ生成部６７を備え、運動推定部６６はＧＰＳ受信機１０１および方位センサ１０２に接続している。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器６１は受信部５から入力されるビデオ信号（レーダ探知信号）をディジタルのレーダ探知データに変換し、エコー検出部６４に出力する。方位データ生成部６３はアンテナ３から入力されるアンテナ角度データと、方位センサ１０２から入力される船首方位データとを加算して、アンテナ方位データをエコー検出部６４に出力する。エコー検出部６４は、アンテナ方位データとレーダ探知データとから物標と見なせるエコーを検知（捕捉）し、各物標（エコー）の代表位置データを算出してエコー選別部６５および運動推定部６６に出力する。エコー選別部６５は現在追尾中のターゲット物標に該当するエコーデータ（代表位置データ等）のみを選択し運動推定部６６に出力する。ここで、エコー検出部６４およびエコー選択部６５が本発明の「物標捕捉手段」に相当する。
【００３０】
運動推定部６６は、図３に示すように、現在追尾中のターゲット物標の追尾処理を行う通常ターゲット運動推定部６６１と、仮説ターゲット物標の捕捉処理を行う仮説ターゲット捕捉部６６２と、仮説ターゲット物標の追尾処理を行う仮説ターゲット運動推定部６６３と、ターゲット物標の追尾信頼性を評価する通常ターゲット追尾品質評価部６６４と、現在追尾中のターゲット物標から仮説ターゲット物標に切り替わる際の修正処理を行う追尾修正部６６５とを備える。また、運動推定部６６はＧＰＳ受信機１０１から自船の船速を、方位センサ１０２から自船の船首方向を入力して、通常ターゲット運動推定部６６１および仮説ターゲット運動推定部６６３での物標の運動推定に用いる。ここで、通常ターゲット運動推定部６６１と仮説ターゲット運動推定部６６３が本発明の「物標運動推定手段」に相当し、仮説ターゲット捕捉部６６２が本発明の「仮説ターゲット捕捉手段」に相当し、通常ターゲット追尾品質評価部６６４が本発明の「追尾品質評価手段」に相当し、追尾修正部６６５が本発明の「ターゲット物標切替手段」に相当する。
【００３１】
通常ターゲット運動推定部６６１は、エコー選別部６５から入力された現在追尾中のターゲット物標のエコーデータからターゲット物標の運動量を前述のαβトラッカーやカルマンフィルタを用いて推定することでターゲット物標を追尾する。この際、通常ターゲット運動推定部６６１は推定位置等の推定運動量に関する物標データを装置内のメモリ領域の通常ターゲットファイルに記憶し、仮説ターゲット捕捉部６６２、通常ターゲット追尾品質評価部６６４、および表示データ生成部６７に出力する。
【００３２】
仮説ターゲット捕捉部６６２は、エコー検出部６４から入力されるエコーデータと通常ターゲット運動推定部６６１からの物標データに基づき、現在追尾中のターゲット物標に対応する仮説ターゲット物標を検知（捕捉）して、仮説ターゲット運動推定部６６３に出力する。仮説ターゲット運動推定部６６３は、仮説ターゲット捕捉部６６２から入力された仮説ターゲット物標のエコーデータから該仮説ターゲット物標の運動量を前述のαβトラッカーやカルマンフィルタを用いて推定し、推定位置データ等の推定運動量に関する物標データを追尾修正部６６５に出力する。
具体的には、図４に示すフローに基づき仮説ターゲット物標の捕捉・追尾を行う。
図４は仮説ターゲット物標の捕捉・追尾方法を示すフォローチャートであり、図５は仮説ターゲット物標の捕捉方法の概念を示す図である。
仮説ターゲット捕捉部６６２では、前述の通常ターゲット運動推定部６６１における予測ゲート（次回のスキャンでターゲット物標が存在するであろう領域）よりも所定範囲広い領域からなるＮＥＡＲゲートが設定されており、仮説ターゲット捕捉部６６２は、このＮＥＡＲゲート内に存在するエコーから仮説ターゲット候補物標エコーを選択する（Ｓ１）。次に、仮説ターゲット捕捉部６６２は、装置内のメモリ領域の仮説ターゲットファイルから現在追尾中の仮説ターゲット物標エコーの物標データを取得し、前記選択した仮説ターゲット候補物標エコーの内、現在追尾中の仮説ターゲット物標エコーに相当するものが存在すれば、仮説ターゲット運動推定部６６３にて追尾を継続する（Ｓ２→Ｓ８）。
【００３３】
ここで、選択した仮説ターゲット候補物標エコーに現在追尾中の仮説ターゲット物標エコーが無ければ、装置内のメモリ領域のエントリーファイルに記憶されている既に選択済みのエコーデータを読み出して、今回選択された仮説ターゲット候補物標エコーと記憶されているエコーデータとを照合する（Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４）。ここで、選択された仮説ターゲット候補物標エコーに対応するエコーデータがエントリーファイルに既に記憶されていれば、エントリーファイルのエコーデータを更新する（Ｓ４→Ｓ５）。そして、仮説ターゲット捕捉部６６２は、エントリーファイルのエコーデータを更新するとともに更新回数をカウントアップして、更新回数が所定閾値以上になった時点で仮説ターゲット物標エコーを捕捉したと判断し、このエコーデータを仮説ターゲット物標運動推定部６６３に出力する。仮説ターゲット物標運動推定部６６３は、仮説ターゲット物標エコーのエコーデータを物標データとして仮説ターゲットファイルに記憶するとともに、仮説ターゲット物標の追尾処理を開始する（Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８）。
【００３４】
一方、選択した仮説ターゲット候補物標エコーがエントリーファイルに既に記憶されているエコーデータに対応しなければ、新たなエコーデータをエントリーファイルに記憶する（登録する）（Ｓ４→Ｓ９）。
【００３５】
さらに、仮説ターゲット捕捉部６６２は、エントリーファイルに記憶されているエコーデータに対して非更新回数をカウントアップして、非更新回数が所定閾値以上になった時点で、このエコーデータを削除する（Ｓ１０→Ｓ１１→Ｓ１２）。
【００３６】
このような一連の動作を所定周期（スキャン周期）で繰り返すことで、その時点に応じて、現在追尾中のターゲット物標に対応して、連続した仮説ターゲット候補物標の選択、仮説ターゲット物標の捕捉・追尾、新規仮説ターゲット候補物標の登録、および不必要な仮説ターゲット候補物標の削除を行う。これにより、各スキャンの時点において、必要な仮説ターゲット物標のみを捕捉・追尾することができる。また、所定回数以上選択されなければ捕捉・追尾しないことで、クラッタ等のノイズが仮説ターゲット物標として捕捉・追尾されることを防止することができる。
【００３７】
また、このように捕捉・追尾される仮説ターゲット物標は、ターゲット物標の移動に伴い、次々発生する。このため、仮説ターゲット運動推定部６６３は、予め設定した所定周期で、仮説ターゲットファイルメモリに記憶されている各仮説ターゲット物標の物標データを読み出し、消去条件を満たす物標データを消去する。この消去条件としては、例えば、（１）仮説ターゲット物標の追尾開始からの経過時間が所定時間以上であったり、（２）仮説ターゲット物標とターゲット物標との間隔が、追尾開始時に対して所定距離以上離間したり、（３）仮説ターゲット物標のエコーが消失して追尾できなくなった等の条件を採用すればよい。
【００３８】
次に、ターゲット物標の追尾品質評価について説明する。
【００３９】
通常ターゲット追尾品質評価部６６４は、通常ターゲット運動推定部６６１から出力されるターゲット物標の物標データを用いて、所定周期で追尾品質を評価する。その評価方法としては、以下に示す各項目内容を数値化してスケール変換や加重平均処理を行い、全体として追尾品質を１次元の数値として算出する。そして、通常ターゲット追尾品質評価部６６４は、この追尾品質を表す数値を追尾修正部６６５に出力する。
【００４０】
（ａ）追尾推定速度変化率
ターゲット物標の物標データから推定速度データを抽出して所定間隔で記録し、変化率を数値化する。例えば、第ｎスキャン時の速度変化率をＤＶ＿ＲＡＴＥ（ｎ）とすると、その時点の推定速度をＶ（ｎ）とし、直前の第ｎ−１スキャン時の推定速度をＶ（ｎ−１）とした場合に、速度変化率（追尾推定速度変化率）ＤＶ＿ＲＡＴＥ（ｎ）は、
ＤＶ＿ＲＡＴＥ（ｎ）＝ＡＢＳ（Ｖ（ｎ）−Ｖ（ｎ−１）／Ｖ（ｎ））
で算出することができる。この追尾推定速度変化率はターゲット物標の推定速度が一定で有れば「０」となり、追尾品質が良い状態を示す。
（ｂ）エコー未検出確率
一定期間に、予測ゲート内にターゲット物標に該当するエコーが存在しなかった確率を数値化する。例えば、Ｎ回スキャンを行った内でエコーが検出されなかった回数がＭ回だった場合のエコー未検出確率Ｐは、
Ｐ＝Ｍ／Ｎ
で算出することができる。このエコー未検出確率Ｐは、エコーが常時検出されれば「０」となり追尾品質が良い状態を示し、エコーが検出されたり未検出であったりすれば数値が高くなり、数値が高くなるほど追尾品質が悪い状態を示す。
（ｃ）エコー形状値変化率
入力されるターゲット物標データからエコーの形状を算出し、この形状に応じて数値化を行い、この数値の変化をエコー形状値変化率として数値化する。このエコー形状値としては、例えば、図６に示すようなエコーの距離方向長さＬｒと方位方向長さＬａｚとの比率（Ｌｒ／Ｌａｚ）や、図７に示すようなエコー検出レベル以上のデータを有する画素数に対応するエコー面積Ｓｅや、エコーを外包する長方形面積Ｓｌｅに対するエコー面積Ｓｅの比率（Ｓｅ／Ｓｌｅ）を用いる。そして、このエコー形状値変化率が小さければ追尾品質が良い状態を示す。
【００４１】
図６、図７はエコー形状値を説明するための概念図であり、図６はエコーの距離方向長さＬｒおよび方位方向長さＬａｚの概念を表し、図７はエコー面積Ｓｅおよび長方形面積Ｓｌｅの概念を表す。
【００４２】
（ｄ）ターゲット物標エコー周りのノイズ発生率
前述のＮＥＡＲゲート内での、追尾を行う必要がある仮説ターゲット物標数、すなわち、仮説ターゲットファイルメモリに記憶される仮説ターゲット物標の数Ｔ＿ＶＯＬに対する、ＮＥＡＲゲート内に一端捕捉された仮説ターゲット数、すなわち、エントリーファイルメモリに一時的に記憶されるが仮説ターゲットファイルメモリに記憶されずに消去されるエコー数Ｅ＿ＶＯＬの比率Ｎ＿ＲＡＴＥを数値化する。この比率（ターゲット物標エコー周りのノイズ発生率）Ｎ＿ＲＡＴＥは、
（Ｎ＿ＲＡＴＥ）＝（Ｅ＿ＶＯＬ）／（Ｔ＿ＶＯＬ）
で表され、レーダ映像が非常にきれいな場合はＥ＿ＶＯＬとＴ＿ＶＯＬとは一致するので、Ｎ＿ＲＡＴＥは「１」なり、追尾品質が良い状態を示す。一方、海面反射や風雪反射等のノイズが発生した場合、これらのノイズが仮説ターゲット物標として一時的に捕捉されることがある。その時、Ｅ＿ＶＯＬはＴ＿ＶＯＬよりも大きくなり、従ってＮ＿ＲＡＴＥが「１」より大きくなって、追尾品質が悪い状態を示す。
【００４３】
そして、これら（ａ）〜（ｄ）の全ての項目もしくは必要な項目を数値化し、スケール変換や加重平均処理を行うことで１つの総追尾品質評価値Ｑａとして算出する。
この総追尾品質評価値Ｑａは、前述の各項目（ａ）〜（ｄ）の数値をＱｎとし、各数値Ｑｎに対する加重ウエイト値をＷｎとした場合に、
Ｑａ＝ΣＱｎ・Ｗｎ
で表すことができる。そして、この総追尾品質評価値Ｑａが小さければ追尾状態が良く、追尾誤りが発生している可能性が低い状態を示し、総追尾品質評価値Ｑａが大きければ追尾状態が悪く、追尾誤りが発生している可能性が高い状態を示す。
なお、前記ウエイト値Ｗｎはユーザにより任意に設定することが可能であり、レーダ性能や使用状況に応じて適正な値に設定しておけばよい。
次に、追尾修正方法、すなわち、現在追尾中のターゲット物標を仮説ターゲット物標に切り替える方法について説明する。
図８は現在追尾中のターゲット物標から仮説ターゲット物標へ追尾対象を切り替える方法を示すフローチャートである。
追尾修正部６６５は通常ターゲット追尾品質評価部６６４から入力された総追尾品質評価値Ｑａを予め記憶されている品質評価閾値と比較する（Ｓ２１→Ｓ２２）。この品質評価閾値は、閾値を超えると追尾品質が悪く、現在追尾中のターゲット物標を引き続き捕捉・追尾することが難しくなり、追尾誤りが発生しやすくなることを意味する。この際、使用状況に応じて特定のＱｎが予め大きい場合には、品質評価閾値を高くする等の非線形な設定を行うことにより、適切な追尾品質評価閾値を得ることができる。
追尾修正部６６５は、総追尾品質評価値Ｑａが品質評価閾値を超えると、仮説ターゲット運動推定部６６３より入力される物標データから、現在追尾中のターゲット物標に対応する仮説ターゲット物標の物標データが存在するかを識別する（Ｓ２３）。ここで、仮説ターゲット物標が存在すれば、この仮説ターゲット物標に対して推定速度、エコー未検出確率、エコー形状値変化率を算出して記憶し、通常ターゲット追尾品質評価部６６４で得られたターゲット物標の推定速度、エコー未検出確率、エコー形状値変化率を取得し、それぞれの項目について仮説ターゲット物標とターゲット物標とで差分値を算出する。そして、各差分値にウエイト値を乗算して総和を求め、この総和値が所定閾値以内であれば、追尾修正部６６５は選択した仮説ターゲット物標が現在追尾中のターゲット物標と同一であると判定する（Ｓ２４→Ｓ２５）。次に、追尾修正部６６５は、仮説ターゲット物標の物標データを通常ターゲット運動推定部６６１の通常ターゲットファイルに上書き記憶するとともに、仮説ターゲットファイルに記憶されていた仮説ターゲット物標の物標データを初期化（消去）する（Ｓ２６→Ｓ２７）。そして、追尾修正部６６５は、仮説ターゲット物標の物標データ（修正運動量）を表示データ生成部６７に出力する（Ｓ２８）。
【００４４】
次に、表示データ生成部について説明する。
図９は表示データ生成部６７の概略構成を示すブロック図であり、表示データ生成部６７は通常ターゲット表示データ生成部６７１と、修正表示データ生成部６７２と、表示データ合成部６７３とを備える。
通常ターゲット表示データ生成部６７１は、運動推定部６６の通常ターゲット運動推定部６６１から出力される、現在追尾中のターゲット物標の物標データである推定運動量データに基づき、ターゲット物標の表示データを生成して表示データ合成部６７３に出力する。
修正表示データ生成部６７２は、追尾修正部６６５から仮説ターゲット物標の物標データである修正運動量データが入力されると、現在追尾中のターゲット物標から切り替わる仮説ターゲット物標の表示データを生成する。同時に、修正表示データ生成部６７２は、修正運動量データと現在追尾中のターゲット物標の推定運動量データとに基づき、仮説ターゲット物標の表示データと前記ターゲット物標の表示データとの間に位置する中間表示データを生成する。そして、修正表示データ生成部６７２は生成された仮説ターゲット物標の表示データと中間表示データを表示データ合成部６７３に出力する。
具体的には、ターゲット物標の推定速度をＶａ、推定位置をＸａとし、仮説ターゲット物標の推定速度をＶｂ、推定位置をＸｂとした場合に、ターゲット物標と仮説ターゲット物標との推定速度差Ｄ＿Ｖ、および推定位置ズレ量Ｄ＿Ｒを算出する。
そして、中間表示データ数に応じた分割数Ｎで推定速度差Ｄ＿Ｖおよび推定位置ズレ量Ｄ＿Ｒを除算し、中間表示データ毎の速度変化量ｄｖ（＝（Ｄ＿Ｖ）／Ｎ）および位置変化量ｄｒ（＝（Ｄ＿Ｒ）／Ｎ）を算出する。
【００４５】
このような演算を行うことで、ターゲット物標の表示データからＭ番目の中間表示データの推定速度ＭＶ、および推定位置ＭＸは、
ＭＶ＝Ｖａ＋Ｍ×ｄｖ
ＭＸ＝Ｘａ＋Ｍ×ｄｒ
で表すことができ、これらの式から算出される中間表示データが表示データ合成部６７３に出力される。
【００４６】
表示データ合成部６７３は、通常ターゲット表示データ生成部６７１のみから表示データが入力される場合、すなわち、ターゲット物標が問題なく捕捉・追尾されている場合には、ターゲット物標の表示データのみを出力する。一方、修正表示データ生成部６７２から仮説ターゲット物標の表示データと中間表示データが入力された場合、すなわち、ターゲット物標の追尾品質が低下し、現在追尾中のターゲット物標から仮説ターゲット物標に切り替わる場合には、表示データ合成部６７３は、通常ターゲット物標の表示データとともに、仮説ターゲット物標の表示データを出力し、さらに、これらの表示データの間に位置する中間表示データを出力する。
図１０は表示器の表示状態を示す図であり、（ａ）は通常のターゲット物標の追尾状態を示し、（ｂ）はターゲット物標の追尾誤りが発生した状態を示し、（ｃ）は仮説ターゲット物標への切り替わり初期の状態を示し、（ｄ）はこの切り替わり状態を明確にする表示状態を示す。なお、図中における白抜き円形マークは追尾ターゲットマークを示し、実線格子状ハッチングされた略楕円形マークは物標の表示データを示し、実線破線組み合わせ格子状ハッチングされた略楕円形マークは固定物標の表示データ（エコー）を示し、実線斜線ハッチングされた略楕円形マークは中間表示データを示す。
図１０（ａ）に示すように、ターゲット物標の追尾に問題がなければ、表示器７には、ターゲット物標の追尾結果を示す表示データのみが表示される。ターゲット物標の追尾誤りが発生すると、図１０（ｂ）に示すようなターゲット物標の表示データが固定物標の表示データに重なる等の間違った結果が表示される。このような状態が生じないように、本実施形態の構成を用いることで、ターゲット物標の追尾品質が低下すると、図１０（ｃ）に示すように、ターゲット物標の表示データが仮説ターゲット物標の表示データに切り替わり、固定物標の表示データとともに表示される。この際、ターゲット物標の表示データと仮説ターゲット物標の表示データとでは表示器７の画面上の位置が離れているので、図１０（ｄ）に示すように、ターゲット物標の表示データから仮説ターゲット物標の表示データに順次移動するように中間表示データが表示器７の画面上に表示される。これにより、ターゲット物標の切り替わりが動画的に表示され、ユーザはターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わったことを容易に認識できるとともに、表示器に表示されたどのターゲット物標が仮説ターゲット物標に切り替わったかを容易に認識できる。この際、中間表示データの表示はターゲット物標から仮説ターゲット物標に移行することが分かれば良く、例えば、中間表示データを順に表示、消去させることで、ターゲット物標から仮説ターゲット物標に順に位置が推移していく表示方法がある。また、中間表示データを順に表示し、全ての中間表示データを表示した所定時間後に全ての中間表示データを消去することで、中間表示データの軌跡、すなわち、ターゲット物標の表示データから仮説ターゲット物標の表示データへの推移を軌跡で表示する方法を用いてもよい。
【００４７】
以上のような構成および方法を用いることで、現在追尾中のターゲット物標が追尾できなくなる場合であっても、仮説ターゲット物標に切り替えて追尾を継続することができ、このターゲット物標の切り替わり時にターゲット物標の切替を示す中間表示データを表示させることで、ユーザにターゲット物標の切り替わりを容易に認識させるレーダ装置を構成することができる。
【００４８】
なお、前述の実施形態では現在追尾中のターゲット物標に対する仮説ターゲット物標の捕捉・追尾について示したが、この仮説ターゲット物標に対してさらに仮説ターゲット物標を捕捉・追尾するような構造に対しても前述のターゲット物標切替表示処理を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１に示すレーダ装置の信号処理部６の概略構成を示すブロック図
【図３】図２に示す信号処理部６の運動推定部６６の概略構成を示すブロック図
【図４】仮説ターゲット物標の捕捉・追尾方法を示すフォローチャート
【図５】仮説ターゲット物標の捕捉方法の概念を示す図
【図６】エコー形状値を説明するための概念図
【図７】エコー形状値を説明するための概念図
【図８】現在追尾中のターゲット物標から仮説ターゲット物標へ切り替える方法を示すフローチャート
【図９】図２に示す信号処理部６の表示データ生成部６７の概略構成を示すブロック図
【図１０】表示器に表示状態を示す図
【図１１】ＡＲＰＡの機能を備える信号処理部６の概略構成を示すブロック図
【図１２】αβトラッカーのトラッキング方法を示す概念図
【符号の説明】
【００５０】
１−送信部
１１−高圧電源
１２−変調器
１３−電力増幅器
１４−基準信号発生器・励振器
２−送受切替器
３−アンテナ
４−同期信号発生器
５−受信部
５０−ＬＮＡ
５１−ミキサ
５２−ＩＦ増幅器・検波器・ビデオ増幅器
６−信号処理部
６１−Ａ／Ｄ変換器
６２−データ処理器
６３−方位データ生成部
６４−エコー検出部
６５−エコー選別部
６６−運動推定部
６６１−通常ターゲット運動推定部
６６２−仮説ターゲット捕捉部
６６３−仮説ターゲット運動推定部
６６４−通常ターゲット追尾品質評価部
６６５−追尾修正部
６７−表示データ生成部
６７１−通常ターゲット表示データ生成部
６７２−修正表示データ生成部
６７３−表示データ合成部
７−表示器
１０１−ＧＰＳ受信機
１０２−方位センサ
【図１】
2005308532.tif 000003
【図２】
2005308532.tif 000004
【図３】
2005308532.tif 000005
【図４】
2005308532.tif 000006
【図５】
2005308532.tif 000007
【図６】
2005308532.tif 000008
【図７】
2005308532.tif 000009
【図８】
2005308532.tif 000010
【図９】
2005308532.tif 000011
【図１０】
2005308532.tif 000012
【図１１】
2005308532.tif 000013
【図１２】
2005308532.tif 000014