(57)【要約】【課題】目標が途中から出現するなど、目標が検出できない観測期間がある場合でも、早期に航跡を確立させる。【解決手段】探索管理部２６（仮定設定部）は、現在のフレーム（基準観測期間）以前のそれぞれのフレーム（観測期間）において目標からの信号が観測されたか否かを仮定する。上記目標からの信号が観測されたと仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、航跡探索部２４（航跡候補算出部）は、上記目標の航跡の候補を算出する。算出した候補について、航跡確立判定部２５は、航跡が確立したか否かを判定する。航跡が確立したと判定した場合、探索管理部２６は、目標からの信号が観測されなかったと仮定したフレームについて、その後も、目標からの信号が観測されなかったと仮定し続ける。【選択図】図３
2013228362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記憶する記憶装置と、演算をする演算装置と、観測データ記憶部と、仮定設定部と、航跡候補算出部と、航跡確立判定部とを有し、
上記観測データ記憶部は、上記記憶装置を用いて、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶し、
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、複数の観測期間のうちいずれかの観測期間を基準観測期間とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定し、
上記航跡候補算出部は、上記演算装置を用いて、上記観測データ記憶部が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出し、
上記航跡確立判定部は、上記演算装置を用いて、上記航跡候補算出部が算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定し、
上記仮定設定部は、第一の観測期間を上記基準観測期間とした仮定に基づいて上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、上記第一の観測期間を上記基準観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する
ことを特徴とする航跡推定装置。
【請求項２】
データを記憶する記憶装置と、演算をする演算装置と、観測データ記憶部と、仮定設定部と、航跡候補算出部と、航跡確立判定部とを有し、
上記観測データ記憶部は、上記記憶装置を用いて、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶し、
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、複数の観測期間のうちいずれかの観測期間を基準観測期間とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定し、
上記航跡候補算出部は、上記演算装置を用いて、上記観測データ記憶部が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出し、
上記航跡確立判定部は、上記演算装置を用いて、上記航跡候補算出部が算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定し、
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、上記航跡候補算出部が算出した候補に基づいて、上記基準観測期間を保持するか否かを判定し、
上記仮定設定部は，保持すると判定した複数の上記基準観測期間のうちいずれかを第一の観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する
ことを特徴とする航跡推定装置。
【請求項３】
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、所定範囲内の整数のうちいずれかの整数を選択して目標観測数とし、上記基準観測期間以前の連続した観測期間であって、選択した目標観測数の観測期間を目標観測期間とし、上記目標観測期間について、上記目標からの信号が観測されたと仮定し、上記目標観測期間よりも前の観測期間について、上記目標からの信号が観測されなかったと仮定し、
上記仮定設定部は、第一の観測期間を上記基準観測期間とし第一の整数を上記目標観測数とした仮定に基づいて上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、上記第二の観測期間を上記基準観測期間としたとき、上記第一の観測期間以後上記第二の観測期間前の観測期間の個数を上記第一の整数に加えた整数を第二の整数とし、上記所定範囲内、かつ、上記第二の整数以下の整数のうちから、上記目標観測数を選択する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の航跡推定装置。
【請求項４】
上記仮定設定部は、上記目標観測数を大きい順に選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡でないと上記航跡確立判定部が判定した場合、同じ基準観測期間について、次の目標観測数を選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、一つあとの基準観測期間について、最初の目標観測数を選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の航跡推定装置。
【請求項５】
上記仮定設定部は、上記目標観測数を小さい順に選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、同じ基準観測期間について、次の目標観測数を選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡でないと上記航跡確立判定部が判定した場合、一つあとの基準観測期間について、最初の目標観測数を選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の航跡推定装置。
【請求項６】
上記航跡推定装置は、更に、信頼度算出部を有し、
上記信頼度算出部は、上記演算装置を用いて、上記複数の観測期間のうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間それぞれについて、上記航跡候補算出部が算出した候補のもっともらしさを表わす尤度を算出し、算出した尤度を合計した合計値を算出して、上記航跡候補算出部が算出した候補の信頼性を表わす信頼度とし、
上記航跡確立判定部は、上記信頼度算出部が算出した信頼度に基づいて、上記候補が確立された航跡であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の航跡推定装置。
【請求項７】
上記航跡候補算出部は、上記仮定設定部が設定した一つの仮定に対して、複数の候補を算出し、
上記航跡確立判定部は、上記航跡候補算出部が算出した複数の候補のうち、上記信頼度算出部が算出した信頼度が最も高い候補について、確立された航跡であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項６に記載の航跡推定装置。
【請求項８】
コンピュータが実行することにより、上記コンピュータを請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の航跡推定装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
データを記憶する記憶装置と、演算をする演算装置とを有する航跡推定装置が、目標の航跡を推定する航跡推定方法において、
上記記憶装置が、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶し、
上記演算装置が、複数の観測期間のうちいずれかの観測期間を基準観測期間とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定し、
上記演算装置が、上記記憶装置が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出し、
上記演算装置が、算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定し、
第一の観測期間を上記基準観測期間とした仮定に基づいて算出した候補が確立した航跡であると判定した場合、
上記演算装置が、上記第一の観測期間を上記基準観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する
ことを特徴とする航跡推定方法。
【請求項１０】
データを記憶する記憶装置と、演算をする演算装置とを有する航跡推定装置が、目標の航跡を推定する航跡推定方法において、
上記記憶装置が、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶し、
上記演算装置が、複数の観測期間のうちいずれかの観測期間を基準観測期間とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定し、
上記演算装置が、上記記憶装置が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出し、
上記演算装置が、算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定し、
上記演算装置が、算出した候補に基づいて、上記基準観測期間を保持するか否かを判定し、
上記演算装置が、保持すると判定した複数の上記基準観測期間のうちいずれかを第一の観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する
ことを特徴とする航跡推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標の航跡を推定する航跡推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサなどによって取得された、多数の不要信号を含む観測データの時系列から、目標航跡を抽出する方式として、ＭＬ−ＰＤＡ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ−Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）がある。ＭＬ−ＰＤＡでは、観測データを蓄積するとともに、目標の航跡（位置や速度）をあらかじめ仮定し、航跡のもっともらしさを尤度比として評価し、尤度比が最大となる航跡を探索することで、最尤法に基づいて目標航跡を抽出する。
抽出した目標航跡によって達成された最大尤度比と既定の閾値とを比較し、尤度比が閾値以上であれば、抽出した航跡が目標のものであると判定して、航跡を確立させる。閾値は、航跡抽出に使用した観測データの時系列の長さ（フレームサイズ）の関数である。最尤法により、フレームサイズが長いほど航跡の推定誤差が減少するため、フレームサイズが長いほど閾値が増大する。そこで、フレームサイズが既定の最小値より長ければ、１つ短いフレームサイズでの航跡抽出を試み、また、尤度比が閾値以下、かつ、フレームサイズが既定の最小値であれば、１つ長いフレームサイズでの航跡抽出を試みることで、適応的にフレームサイズを伸縮させる方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９７５１号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｒ．Ｃｈｕｍｍｕｎ他．２００２年．Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｅａｒｌｙ−ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ＭＬ−ＰＤＡ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ  ｆｏｒ  ＬＯ  ｔａｒｇｅｔｓ  ｗｉｔｈ  ＥＯ  ｓｅｎｓｏｒｓ．ＩＥＥＥ  ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ａｅｒｏｓｐａｃｅ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｓｙｓｔｅｍｓ．３８巻２号．６９４〜７０７ページ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
あるフレームにおいて、センサの観測範囲外に目標が存在したり、観測範囲内に目標が存在しても目標信号強度が小さ過ぎるなど、目標を検出できない場合がある。このため、航跡を確立させるためには、目標を検出できないフレームを正しく処理する必要がある。
フレームサイズを適応的に伸縮させる方式では、フレームサイズの伸縮を繰り返すだけで航跡を確立できない場合がある。
【０００６】
この発明は、例えば、目標が途中から出現するなど、目標が検出できない観測期間がある場合でも、早期に航跡を確立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる航跡推定装置は、
データを記憶する記憶装置と、演算をする演算装置と、観測データ記憶部と、仮定設定部と、航跡候補算出部と、航跡確立判定部とを有し、
上記観測データ記憶部は、上記記憶装置を用いて、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶し、
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、複数の観測期間のうちいずれかの観測期間を基準観測期間とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定し、
上記航跡候補算出部は、上記演算装置を用いて、上記観測データ記憶部が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出し、
上記航跡確立判定部は、上記演算装置を用いて、上記航跡候補算出部が算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定し、
上記仮定設定部は、第一の観測期間を上記基準観測期間とした仮定に基づいて上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、上記第一の観測期間を上記基準観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかる航跡推定装置によれば、目標が途中から出現するなど、目標が検出できない観測期間がある場合でも、早期に航跡を確立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における航跡抽出システム１０の全体構成の一例を示す図。
【図２】実施の形態１におけるコンピュータ９０のハードウェア資源の一例を示す図。
【図３】実施の形態１における航跡抽出装置１２の機能ブロックの一例を示す図。
【図４】実施の形態１における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図。
【図５】実施の形態１における航跡候補算出工程Ｓ１４の流れの一例を示すフロー図。
【図６】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図７】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図８】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図９】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図１０】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図１１】実施の形態１における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図１２】実施の形態２における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図。
【図１３】実施の形態２における仮定再設定工程Ｓ２０の流れの一例を示すフロー図。
【図１４】実施の形態２における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図１５】実施の形態３における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図。
【図１６】実施の形態４における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図。
【図１７】実施の形態４における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図。
【図１８】実施の形態５における航跡推定処理Ｓ１０の具体例を示す図。
【図１９】実施の形態５における航跡推定処理Ｓ１０の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図１１を用いて説明する。
【００１１】
図１は、この実施の形態における航跡抽出システム１０の全体構成の一例を示す図である。
【００１２】
航跡抽出システム１０（航跡推定システムの一例。）は、例えば、センサ１１と、航跡抽出装置１２とを有する。
【００１３】
センサ１１（観測装置の一例。）は、目標やノイズ源などの信号源からの信号を観測することにより、信号源の位置を算出する。センサ１１は、例えば、観測データを出力する。観測データは、センサ１１が算出した信号源の位置を表わす。
信号源からの信号は、例えば、センサ１１自身が放射した電波などの信号が反射したものであってもよいし、信号源自身から放射される赤外線などであってもよい。
センサ１１は、信号源からの信号を間欠的に観測する。例えば、センサ１１は、特定の方向へ向けて指向性の強い信号を放射し、その反射を観測する。あるいは、センサ１１は、特定の方向からの信号を観測する。センサ１１は、信号を放射する方向や信号を観測する方向を変えて、観測範囲内を走査することにより、信号源の方向を判別する。
センサ１１が、観測範囲内を一回走査する期間を「フレーム」と呼ぶ。フレームは、観測期間の一例である。
目標が観測範囲内に留まっていれば、センサ１１は、目標からの信号を、一フレームにつき一回ずつ観測するはずである。しかし、目標が、観測範囲外から観測範囲内に入ってきたり、観測範囲内から観測範囲外へ出ていった場合など、そのフレームにおいて観測範囲内に目標がなければ、当然のことながら、目標からの信号は観測されない。
また、センサ１１が観測する信号には、目標からの信号だけでなくノイズ源などからの信号（不要信号）も含まれる。このため、センサ１１は、例えば、振幅が所定の閾値を超えた信号だけを抽出し、抽出した信号の信号源の位置を算出する。しかし、信号ノイズ（ＳＮ）比が悪い場合など、目標からの信号だけを正しく抽出することが困難な場合がある。このため、センサ１１が信号源の位置を算出する信号には、目標からの信号だけなく、ノイズ源からの信号も含まれる。逆に、目標からの信号が弱ければ、そのフレームにおいて観測範囲内に目標があるにもかかわらず、センサ１１が目標の位置を算出しないこともある。
【００１４】
航跡抽出装置１２（航跡推定装置の一例。）は、センサ１１が出力した観測データによって表わされる信号源の位置に基づいて、目標の航跡を推定する。目標の航跡とは、目標の動きを追ったものである。目標の速度に変化がなければ（すなわち等速直線運動であれば）、目標の航跡は、例えば、特定の時刻における目標の位置と速度だけで表わすことができる。しかし、通常は、目標の速度が時々刻々と変化するので、目標の航跡は、例えば、複数の時刻における目標の位置や速度などによって表わされる。
航跡抽出装置１２が推定した目標の航跡は、例えば、目標のこれからの動きを予測するために用いられる。
【００１５】
図２は、この実施の形態におけるコンピュータ９０のハードウェア資源の一例を示す図である。
【００１６】
航跡抽出装置１２は、例えば、１つまたは複数のコンピュータ９０を有する。
コンピュータ９０は、例えば、制御装置９１と、入力装置９２と、出力装置９３と、記憶装置９４と、演算装置９５とを有する。
記憶装置９４は、コンピュータプログラムやデータなどを記憶する。記憶装置９４は、例えば、半導体メモリなどの内部記憶装置、磁気ディスク装置や光学ディスク装置などの外部記憶装置などである。
制御装置９１は、記憶装置９４が記憶したコンピュータプログラムを実行することにより、コンピュータ９０全体を制御する。
入力装置９２は、制御装置９１からの指示にしたがって、コンピュータ９０の外部から情報を入力し、データに変換する。入力装置９２は、例えば、キーボードやマウスなどの操作入力装置である。あるいは、入力装置９２は、カメラやスキャナなどの画像入力装置である。あるいは、入力装置９２は、マイクなどの音声入力装置である。あるいは、入力装置９２は、温度センサなどの物理量測定装置である。あるいは、入力装置９２は、アナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換回路である。あるいは、入力装置９２は、他の装置から送信された信号を受信する受信装置である。入力装置９２が変換したデータは、例えば、記憶装置９４が記憶する。
演算装置９５は、制御装置９１からの指示にしたがって、記憶装置９４が記憶したデータや入力装置９２が変換したデータなどに基づく演算をする。演算装置９５は、例えば、数値演算や論理演算などをする。演算装置９５が演算した演算結果を表わすデータは、例えば、記憶装置９４が記憶する。
出力装置９３は、制御装置９１からの指示にしたがって、記憶装置９４が記憶したデータや、演算装置９５が演算した演算結果を表わすデータなどを変換して、コンピュータ９０の外部に出力する。出力装置９３は、例えば、液晶表示装置などの表示装置である。あるいは、出力装置９３は、スピーカなどの音声出力装置である。あるいは、出力装置９３は、プリンタなどの印刷装置である。あるいは、出力装置９３は、デジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路である。あるいは、出力装置９３は、他の装置に対して信号を送信する送信装置である。
【００１７】
以下に説明する航跡抽出装置１２の機能ブロックは、例えば、記憶装置９４が記憶したコンピュータプログラムを制御装置９１が実行することにより実現される。制御装置９１は、それぞれの機能ブロックを実現するためのコンピュータプログラムを実行し、その機能ブロックを実現するために必要な入力装置９２や出力装置９３や記憶装置９４や演算装置９５などを制御することにより、その機能ブロックとして機能する。
なお、航跡抽出装置１２の機能ブロックは、必ずしもコンピュータ９０で実現される構成でなくてもよく、例えば、他の電気的構成や機械的構成などによって実現されるものであってもよい。
【００１８】
図３は、この実施の形態における航跡抽出装置１２の機能ブロックの一例を示す図である。
【００１９】
航跡抽出装置１２は、例えば、観測データ記憶部２０と、航跡候補記憶部２１と、航跡候補生成部２２と、尤度比計算部２３と、航跡探索部２４と、航跡確立判定部２５と、探索管理部２６と、航跡情報出力部２７とを有する。
【００２０】
観測データ記憶部２０は、入力装置９２を用いて、センサ１１が出力した観測データを入力する。観測データ記憶部２０は、記憶装置９４を用いて、入力した観測データを記憶する。
【００２１】
航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、航跡候補情報などを記憶する。航跡候補情報については、後述する。
【００２２】
航跡候補生成部２２（航跡候補算出部の一例。）は、演算装置９５を用いて、観測データ記憶部２０が記憶した観測データに基づいて、目標の航跡の候補（航跡候補）を生成する。航跡候補生成部２２は、演算装置９５を用いて、生成した航跡候補を表わす航跡候補情報を生成する。航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、航跡候補生成部２２が生成した航跡候補情報を記憶する。
例えば、航跡候補生成部２２は、特定のフレームにおける観測データに基づいて、その観測データが表わす目標の位置を目標の初期位置とする。航跡候補生成部２２は、複数の速度候補をそのフレームにおける目標の初期速度とする。そのフレームにおける観測データの数がｐ個あり、速度候補がｑ個ある場合、航跡候補生成部２２は、ｐ×ｑ個の航跡候補を生成する。
【００２３】
尤度比計算部２３（信頼度算出部の一例。）は、演算装置９５を用いて、航跡候補生成部２２が生成した航跡候補それぞれについて、尤度比（尤度の一例。）を算出する。尤度比とは、その航跡候補が目標航跡である確からしさを表す尤度と、目標航跡でない確からしさを表す尤度との比である。例えば、尤度比は、その航跡候補の尤度を尤度の最大値で割った商として定義することができる。以下では、これを尤度比の定義として説明する。
例えば、目標がある位置に存在するとき、センサ１１が算出した目標の位置は、観測誤差の影響などにより、実際の位置からずれる場合がある。そこで、目標の実際の位置から（Δｘ，Δｙ）ずれた位置にセンサ１１がその目標を観測する確率をｐＯ（Δｘ，Δｙ）とする。また、センサ１１がその目標の位置を算出しない場合もあるので、その確率をｐＮとする。ｐＮ＋∬ｐＯ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ＝１である。
そのフレームにおいてセンサ１１が算出した信号源の数をｎとする。センサ１１が算出したｉ番目の信号源の位置を（ｘｉ，ｙｉ）とする。ただし、ｉは、１以上ｎ以下の整数である。そのフレームにおいて（ｘ，ｙ）に位置する目標がｉ番目の信号源として観測される確率はｐ（ｘｉ−ｘ，ｙｉ−ｙ）、観測されない確率はｐＮだから、目標が（ｘ，ｙｙ）に存在する尤度Ｌ（ｘ，ｙ）は、Σ［ｐＯ（ｘｉ−ｘ，ｙｉ−ｙ）］＋ｐＮである。
尤度比計算部２３は、ｘ及びｙを変化させたときの尤度Ｌ（ｘ，ｙ）の最大値Ｌｍａｘを算出する。最大値Ｌｍａｘは、センサ１１が算出した信号源の配置のみによって定まる。
また、尤度比計算部２３は、航跡候補生成部２２が生成したそれぞれの航跡候補について、そのフレームにおけるその目標の位置を算出する。尤度比計算部２３は、算出した位置に基づいて、その航跡候補の尤度Ｌを算出する。尤度比計算部２３は、算出した尤度Ｌを、最大値Ｌｍａｘで割った商Ｌ／Ｌｍａｘを算出して、その航跡候補の尤度比とする。
【００２４】
更に、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補生成部２２が生成したそれぞれの航跡候補について、観測範囲内に目標が存在すると想定されるすべてのフレームにおける尤度比を算出し、算出した尤度比を合計して、その航跡候補の累積尤度比とする。累積尤度比は、信頼度の一例である。航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、尤度比計算部２３が算出した累積尤度比をその航跡候補の航跡候補尤度比とし、その航跡候補の航跡候補情報に含めて記憶する。
【００２５】
航跡探索部２４（航跡候補算出部の一例。）は、演算装置９５を用いて、累積尤度比が最大になる航跡候補を探索する。
例えば、航跡探索部２４は、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補情報に基づいて、累積尤度比が最大である航跡候補を選択する。
航跡探索部２４は、更に、選択した航跡候補を出発点として、航跡のパラメータを変化させることにより、累積尤度比が更に大きくなる航跡候補を探索する構成であってもよい。航跡探索部２４は、例えば、最急降下法、ニュートン法、共役勾配法、準ニュートン法などにより、累積尤度比が最大になる航跡候補を探索する。航跡探索部２４は、例えば、航跡のパラメータを変化させ、パラメータを変化させた航跡を表わす航跡情報を生成し、生成した航跡情報に基づいて尤度比計算部２３がその航跡の累積尤度比を算出して航跡尤度比とする。航跡探索部２４は、航跡尤度比に基づいて、航跡のパラメータを更に変化させることにより、累積尤度比が最大になる航跡候補を探す。
航跡探索部２４は、演算装置９５を用いて、探索した累積尤度比が最大になる航跡候補を表わす最尤航跡情報を生成する。
【００２６】
航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、航跡探索部２４が生成した最尤航跡情報によって表わされる航跡候補が、確立された航跡であるか否かを判定する。確立された航跡とは、目標の動きを正しく表わしていると判定された航跡のことである。これに対して、航跡候補は、目標の動きを正しく表わしているとは限らない。
航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、判定結果を表わす航跡確立判定情報を生成する。また、航跡が確立されたと判定した場合、航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、確立された航跡を表わす出力航跡情報を生成する。
【００２７】
例えば、航跡確立判定部２５は。最尤航跡情報によって表わされる航跡の累積尤度比を閾値と比較して、累積尤度比のほうが大きい場合に、その航跡候補が確立された航跡であると判定する。
観測範囲内にその目標が存在すると想定されるフレームの数が多くなれば、合計される尤度比の数が増えるので、その分、累積尤度比が大きくなる。このため、航跡確立判定部２５は、観測範囲内にその目標が存在すると想定されるフレームの数によって、閾値を変える。航跡確立判定部２５は、観測範囲内にその目標が存在すると想定されるフレームの数が増えるにしたがって、閾値を大きくする。
【００２８】
航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、航跡確立判定部２５が生成した出力航跡情報によって表わされる航跡を出力する。
【００２９】
探索管理部２６（仮定設定部の一例。）は、演算装置９５を用いて、航跡候補の探索を管理する。
【００３０】
例えば、探索管理部２６は、最新のフレーム（基準観測期間の一例。）に存在する目標が何フレーム前から存在していたかを管理する。その目標がどのフレームから観測範囲内に存在していたと仮定するかによって、尤度比計算部２３が算出する累積尤度比が変わるので、最尤航跡候補が変わる場合がある。また、航跡確立判定部２５が使用する閾値が変わるので、航跡確立判定部２５による判定結果が変わる場合がある。探索管理部２６は、その目標が観測範囲内に存在し始めたフレームとして仮定するフレームを、所定の範囲内から選択する。探索管理部２６が仮定したフレームに基づいて、尤度比計算部２３が累積尤度比を算出し、航跡探索部２４が最尤航跡候補を算出し、航跡確立判定部２５が、航跡が確立したかを判定する。
航跡が確立していないと航跡確立判定部２５が判定した場合、探索管理部２６が仮定を変えることにより、確立された航跡を探索する。
航跡が確立したと航跡確立判定部２５が判定した場合、探索管理部２６は、その目標が観測範囲内に存在し始めたと仮定したフレームより前のフレームでは、その目標が観測範囲内に存在していなかったと断定する。この断定は、最新のフレームが次へ進んだときに行う探索に影響する。
【００３１】
センサ１１が次のフレームの新しい観測データを出力し、観測データ記憶部２０が新しい観測データを記憶すると、最新のフレームが次に移り、新しい探索が始まる。
このとき、探索管理部２６は、再び、その目標が観測範囲内に存在し始めたフレームとして仮定するフレームを、所定の範囲内から選択する。その目標が観測範囲内に存在し始めたフレームとして探索管理部２６が選択するフレームは、最新のフレームが一つ前だったときに航跡が確立したときに仮定したフレームか、そのフレームよりもあとのフレームである。そのフレームよりも前のフレームについては、その目標が観測範囲内に存在していなかったと断定しているので、そのフレームよりも前のフレームは、その目標が観測範囲内に存在し始めたフレームとして探索管理部２６が選択することはない。
【００３２】
図４は、この実施の形態における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図である。
【００３３】
航跡推定処理Ｓ１０において、航跡抽出装置１２は、目標の航跡を推定する。
航跡推定処理Ｓ１０は、例えば、初期化工程Ｓ１１と、観測データ入力工程Ｓ１２と、仮定設定工程Ｓ１３と、航跡候補算出工程Ｓ１４と、最尤航跡探索工程Ｓ１７と、航跡確立判定工程Ｓ１８と、仮定再設定工程Ｓ２０と、最尤航跡出力工程Ｓ２１と、確立航跡出力工程Ｓ２３と、範囲更新工程Ｓ２４と、範囲更新工程Ｓ２２とを有する。
【００３４】
初期化工程Ｓ１１において、探索管理部２６は、設定できる仮定の範囲を初期化する。例えば、探索管理部２６は、フレームサイズの上限値Ｎａ（上限フレーム数）を初期化する。上限値Ｎａは、設定できる仮定の範囲を表わすパラメータの一例である。上限値Ｎａは、自然数である。例えば、観測データ記憶部２０が記憶している観測データのフレーム数がｍである場合、探索管理部２６は、上限値Ｎａとして、記憶装置９４を用いて、フレーム数ｍに１を加えた和ｍ＋１を記憶する。例えば、観測データ記憶部２０がまだ観測データを記憶していない場合、探索管理部２６は、上限値Ｎａに値「１」を代入する。
【００３５】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、入力装置９２を用いて、センサ１１から、現在フレーム（最新フレーム）の観測データを入力する。
センサ１１による観測が終了し、観測データを入力できない場合、観測データ記憶部２０は、航跡推定処理Ｓ１０を終了する。
センサ１１から観測データを取得した場合、観測データ記憶部２０は、記憶装置９４を用いて、取得した観測データを記憶する。観測データ記憶部２０は、現在フレームの観測データをすべて入力して記憶すると、仮定設定工程Ｓ１３へ処理を進める。
【００３６】
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、仮定を設定する。
例えば、探索管理部２６は、フレームサイズＮ（目標観測数）を初期化する。フレームサイズＮは、自然数である。フレームサイズＮは、その目標が、過去何フレームにわたって観測範囲内に存在していると仮定するかを表わす。例えば、フレームサイズＮが３である場合、２つ前のフレームから現在のフレームまでの３フレームにわたって、その目標が観測範囲内に存在していると仮定し、３つ前のフレーム及びそれよりも更に前のフレームでは、その目標が観測範囲内に存在していなかったと仮定することを表わす。
探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、初期化したフレームサイズＮを記憶する。例えば、探索管理部２６は、フレームサイズＮに上限値Ｎａの値を代入する。
【００３７】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、航跡候補生成部２２は、演算装置９５を用いて、探索管理部２６が設定した仮定に基づく航跡候補を複数算出する。例えば、航跡候補生成部２２は、フレームサイズＮの航跡候補を算出する。尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補生成部２２が算出した航跡候補のそれぞれについて、累積尤度比を算出する。
【００３８】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、演算装置９５を用いて、航跡候補算出工程Ｓ１４で航跡候補生成部２２が算出した航跡候補に基づいて、探索管理部２６が設定した仮定に基づく航跡候補のなかで最も累積尤度比が高い航跡候補を探索する。
なお、航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が探索の途中で算出した航跡候補や、最も累積尤度比が高い航跡候補を、記憶装置９４を用いて記憶する構成であってもよい。
【００３９】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、フレームサイズＮに基づいて、閾値を算出する。航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比と、算出した閾値とを比較する。
累積尤度比が閾値より大きいか等しい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立したと判定する。航跡確立判定部２５は、確立航跡出力工程Ｓ２３へ処理を進める。
累積尤度比が閾値より小さい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立していないと判定する。航跡確立判定部２５は、仮定再設定工程Ｓ２０へ処理を進める。
【００４０】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、仮定を設定し直すことにより、別の仮定を試してみる。
所定の範囲内の仮定をすべて試し終わり、設定し直せる仮定が存在しない場合、航跡を確立することができなかったことになる。その場合、探索管理部２６は、最尤航跡出力工程Ｓ２１へ処理を進める。
まだ設定し直せる仮定が存在する場合、探索管理部２６は、設定し直せる仮定のなかから、設定する仮定を一つ選択する。探索管理部２６は、選択した仮定を設定し、航跡候補算出工程Ｓ１４に処理を戻す。
【００４１】
例えば、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントする。すなわち、フレームサイズＮの値を１減らして、Ｎ−１にする。探索管理部２６は、デクリメントしたフレームサイズＮと、フレームサイズの下限値Ｎｂ（下限フレーム数）とを比較する。下限値Ｎｂは、あらかじめ定められた自然数である。
フレームサイズＮが下限値Ｎｂより小さくなった場合、設定し直せる仮定がなくなったことを意味する。探索管理部２６は、最尤航跡出力工程Ｓ２１へ処理を進める。
フレームサイズＮがまだ下限値Ｎｂより大きいか等しい場合、まだ設定し直せる仮定が存在することを意味する。探索管理部２６は、航跡候補算出工程Ｓ１４に処理を戻す。
【００４２】
最尤航跡出力工程Ｓ２１において、航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、航跡探索部２４が探索したすべての仮定に基づく航跡候補のうちから選択した航跡候補を、確立していない航跡として出力する。
【００４３】
例えば、航跡確立判定工程Ｓ１８で航跡確立判定部２５が、航跡が確立していないと判定した場合、航跡情報出力部２７は、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が算出した航跡候補を記憶する。ただし、既に記憶している航跡候補がある場合、航跡情報出力部２７は、演算装置９５を用いて、既に記憶している航跡候補の累積尤度比と、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が算出した航跡候補の累積尤度比とを比較する。既に記憶している航跡候補の累積尤度比のほうが大きい場合、航跡情報出力部２７は、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が算出した航跡候補を記憶しない。最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が算出した航跡候補の累積尤度比のほうが大きい場合、航跡情報出力部２７は、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が算出した航跡候補で、既に記憶している航跡候補を置き換えて記憶する。
このようにして、航跡情報出力部２７は、航跡探索部２４が探索したすべての仮定に基づく航跡候補のうち、最も累積尤度比が高い航跡候補を選択し、最尤航跡出力工程Ｓ２１において、出力する。
【００４４】
なお、航跡確立判定部２５は、最も累積尤度比が高い航跡候補を選択するのではなく、累積尤度比をそのフレームサイズＮの閾値で割った商が最も大きい航跡候補を選択する構成であってもよい。あるいは、航跡確立判定部２５は、最もフレームサイズＮが大きい航跡候補を選択する構成であってもよい。
【００４５】
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、次のフレームのため、設定できる仮定の範囲を更新する。探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【００４６】
例えば、探索管理部２６は、フレームサイズの上限値の基準値Ｎｓ（基準フレーム数）を超えない範囲内で、上限値Ｎａをインクリメントする。基準値Ｎｓは、あらかじめ定められた自然数である。基準値Ｎｓは、下限値Ｎｂよりも大きいか、あるいは下限値Ｎｂと等しい。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａと基準値Ｎｓとを比較する。
【００４７】
上限値Ｎａのほうが基準値Ｎｓより小さい場合、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａの値に１を加えて、Ｎａ＋１にする。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、更新した上限値Ｎａを記憶する。
観測データ入力工程Ｓ１２に処理が戻ったのち、観測データ記憶部２０が新しいフレームの観測データを入力して記憶するので、現在のフレームを基準にすると、フレームが一つずれることになる。そこで、探索管理部２６は、上限値Ｎａを１つ増やす。
【００４８】
上限値Ｎａのほうが基準値Ｎｓより大きいか等しい場合、探索管理部２６は、上限値Ｎａを更新しない。航跡が確立していないのに、上限値Ｎａをやたらに大きくしても仕方ないからである。
観測データ入力工程Ｓ１２に処理が戻って観測データ記憶部２０が記憶している観測データのフレーム数が１つ増えると、現在のフレームを基準としたフレームが一つずれる。上限値Ｎａを増やさなければ、フレームサイズＮが上限値Ｎａに等しいとき、その目標が観測範囲内に存在しているとそれまで仮定していた一番古いフレームは、フレームサイズＮが上限値Ｎａに等しいときでも、その目標が観測範囲内に存在していないと仮定されることになる。したがって、観測データ記憶部２０が記憶した観測データのうち、そのフレームの観測データは使われなくなる。
このため、観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、使われなくなった一番古いフレームの観測データを削除する。また、航跡候補記憶部２１は、記憶した航跡候補のうち、使われなくなったフレームでその目標が観測範囲内に存在していると仮定した航跡候補の航跡候補情報を削除する。
【００４９】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡確立判定部２５は、出力装置９３を用いて、航跡確立判定工程Ｓ１８で航跡探索部２４が確立したと判定した航跡候補を、確立した航跡として出力する。
【００５０】
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、次のフレームで設定できる仮定の範囲を更新する。探索管理部２６は、確立した航跡で使った仮定において、その目標が観測範囲内に存在しないと仮定したフレームについては、その目標が観測範囲内に存在しないことが確定したものと断定する。探索管理部２６は、以後、そのフレームについて、その目標が観測範囲内に存在すると仮定することはない。
探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【００５１】
例えば、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレームサイズＮに１を加えた和Ｎ＋１を算出する。探索管理部２６は、上限値Ｎａとして、記憶装置９４を用いて、算出した和Ｎ＋１を記憶する。
フレームサイズＮは、Ｎフレーム以上前のフレームでは、その目標が観測範囲内に存在しないと仮定し、Ｎ−１フレーム前のフレームから現在のフレームまでのＮ個のフレームで、その目標が観測範囲内に存在すると仮定したことを表わす。観測データ入力工程Ｓ１２に処理が戻って観測データ記憶部２０が記憶している観測データのフレーム数が１つ増えると、フレームが一つずれるので、Ｎ＋１フレーム以上前のフレームでは、その目標が観測範囲内に存在しないと仮定し、Ｎフレーム前のフレームから１つ前のフレームまでのＮ個のフレームで、その目標が観測範囲内に存在すると仮定したことになる。
そこで、上限値ＮａをＮ＋１にする。そうすれば、Ｎ＋１フレーム以上前のフレームで、その目標が観測範囲内に存在すると仮定することはなくなる。
【００５２】
範囲更新工程Ｓ２２と同様、観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、使われなくなったＮフレーム以上前のフレームの観測データを削除する。また、航跡候補記憶部２１は、記憶した航跡候補のうち、使われなくなったフレームでその目標が観測範囲内に存在していると仮定した航跡候補の航跡候補情報を削除する。
【００５３】
このように、フレームサイズＮを上限値Ｎａにしたところから探索を始めて、航跡が確立したら、そこで探索をやめる。航跡が確立しなければ、フレームサイズＮを１つずつ減らし、探索を繰り返す。フレームサイズＮが下限値Ｎｂになるところまで探索をしても、航跡が確立しなければ、探索をあきらめる。
これにより、下限値Ｎｂ以上、上限値Ｎａ以下のフレームサイズＮのうち、航跡が確立する最大のフレームサイズＮにおける確立航跡を見つけることができる。
【００５４】
このように、探索管理部２６が設定する複数の仮定の間には、優先順位がある。この例では、フレームサイズＮが大きい仮定のほうが優先順位が高い。優先順位が一番高い仮定から探索を始めて、航跡が確立しなければ、別の仮定を試す。仮定を試す順番は、優先順位が高い順である。これにより、航跡が確立する仮定のなかで、優先順位が一番高い仮定を使った確立航跡を見つけることができる。
【００５５】
センサ１１が目標を観測した観測データを出力しない場合には、その目標がそもそも観測範囲内に存在しない場合と、信号が弱くノイズに埋もれてしまった場合とがある。
あるフレームにおいてその目標が観測範囲内に存在すると仮定すると航跡が確立せず、それよりも後のフレームからその目標が観測範囲内に存在すると仮定すると航跡が確立する場合、そのフレームでは、その目標が観測範囲内に存在せず、それよりも後のフレームで、その目標が観測範囲内に入ってきたと考えられる。
そこで、そのフレームではその目標が観測範囲内に存在するという可能性を捨て、仮定の選択範囲を狭くする。これにより、航跡推定処理Ｓ１０に必要な計算量を減らすことができる。また、使わない観測データを削除することにより、観測データ記憶部２０が使う記憶装置９４の記憶領域を減らすことができる。
【００５６】
また、そのフレームではその目標が観測範囲内に存在しないと仮定することにより、ノイズ源が信号源である観測データに、航跡を無理矢理結びつけることがなくなる。ノイズ源が信号源である観測データに航跡を無理矢理結びつけると、そのフレームだけでなく、他のフレームにおける尤度比も小さくなるので、航跡が確立する可能性が下がる。ノイズ源が信号源である観測データに航跡を無理矢理結びつけるのを防ぐことにより、航跡が確立する可能性が高まる。これにより、目標が観測範囲内に入ってきてからあまりフレームが経過していない比較的早い段階で、その目標の航跡を確立させることができる。
【００５７】
図５は、この実施の形態における航跡候補算出工程Ｓ１４の流れの一例を示すフロー図である。
【００５８】
航跡候補算出工程Ｓ１４は、例えば、伸長判定工程Ｓ４１と、航跡候補生成工程Ｓ４２と、航跡候補伸長工程Ｓ４３とを有する。
【００５９】
伸長判定工程Ｓ４１において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶している算出済の航跡候補を伸長することにより航跡候補を算出するのか、新しく航跡候補を生成するのかを判定する。
新しく航跡候補を算出すると判定した場合、探索管理部２６は、航跡候補生成工程Ｓ４２へ処理を進める。
算出済の航跡候補を伸長すると判定した場合、探索管理部２６は、航跡候補伸長工程Ｓ４３へ処理を進める。
【００６０】
例えば、現在よりも一つ前のフレームが現在のフレームだったとき、フレームサイズが（Ｎ−１）の航跡候補を算出し、航跡候補記憶部２１が記憶しているとする。現在のフレームを基準にするとフレームが一つずれるので、その航跡候補は、Ｎ−１フレーム前のフレームから一つ前のフレームまでのＮ−１個のフレームにおいてその目標が観測範囲内に存在すると仮定したものである。その航跡候補の累積尤度比は、Ｎ−１フレーム前のフレームから１つ前のフレームまでのＮ−１個の尤度比を合計したものである。
現在のフレームを基準としたフレームサイズＮの航跡候補は、Ｎ−１フレーム前のフレームから現在のフレームまでのＮ個のフレームで、その目標が観測範囲内に存在すると仮定したものである。その航跡候補の累積尤度比は、Ｎ−１フレーム前のフレームから現在のフレームまでのＮ個の尤度比を合計したものである。
したがって、現在のフレームを基準としたフレームサイズＮの航跡候補の累積尤度比は、１つ前のフレームを基準としたフレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補の累積尤度比と、現在のフレームにおけるその航跡候補の尤度比とを合計することによって算出できる。
【００６１】
１つ前のフレームにおいてフレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補を算出済である場合、探索管理部２６は、算出済みの航跡候補を伸長すると判定する。
これに対し、１つ前のフレームにおいてフレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補を算出していない場合、探索管理部２６は、新しく航跡候補を生成すると判定する。
【００６２】
航跡候補生成工程Ｓ４２において、航跡候補生成部２２は、演算装置９５を用いて、新しい航跡候補を複数生成する。
例えば、航跡候補生成部２２は、演算装置９５を用いて、Ｎ−１フレーム前のフレームの観測データに基づいて、Ｎ−１フレーム前のフレームで観測されたいずれかの信号源の位置を初期位置とし、所定の複数の速度候補から選択したいずれかの速度候補を初期速度とする航跡候補を生成する。
尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補生成部２２が生成したそれぞれの航跡候補について、Ｎ−１フレーム前のフレームから現在のフレームまでのＮ個のフレームそれぞれにおける目標の位置を算出する。尤度比計算部２３は、算出した位置に基づいて、１つの航跡候補当たりＮ個の尤度比を算出する。尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、算出したＮ個の尤度比を合計して、累積尤度比を算出する。
航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、航跡候補生成部２２が生成した航跡候補と、尤度比計算部２３が算出した累積尤度比とを対応づけて記憶する。
尤度比計算部２３は、航跡候補算出工程Ｓ１４を終了し、最尤航跡探索工程Ｓ１７へ処理を進める。
【００６３】
航跡候補伸長工程Ｓ４３において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、既存の航跡候補を伸長し、累積尤度比を更新する。
例えば、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶した１つ前のフレームにおける航跡候補情報のなかから、フレームサイズが（Ｎ−１）である航跡候補情報を抽出する。尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、抽出した航跡候補情報によって表わされるそれぞれの航跡候補について、現在のフレームにおける目標の位置を算出する。尤度比計算部２３は、算出した位置に基づいて、現在のフレームにおけるその航跡候補の尤度比を算出する。尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、抽出した航跡候補情報に含まれる航跡候補尤度比と、算出した尤度比とを合計することにより、新しい累積尤度比を算出する。
航跡候補記憶部２１は、尤度比計算部２３が算出した累積尤度比を航跡候補尤度比とし、記憶装置９４を用いて、その航跡候補情報の古い航跡候補尤度比に代えて記憶する。
尤度比計算部２３は、航跡候補算出工程Ｓ１４を終了し、最尤航跡探索工程Ｓ１７へ処理を進める。
【００６４】
このように、現在のフレームにおける航跡候補について算出した累積尤度比を記憶しておき、現在のフレームが次へ進んだときの累積尤度比の算出に利用する。これにより、累積尤度比算出に必要な計算量を減らすことができる。
【００６５】
図６は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
【００６６】
フレーム番号Ｄ１１は、フレームの番号を表わす。航跡候補番号Ｄ１２は、航跡候補生成部２２が生成する航跡候補の番号を表わす。尤度比Ｄ１３は、尤度比計算部２３が算出する尤度比を表わす。累積尤度比Ｄ１４は、尤度比計算部２３が算出する累積尤度比を表わす。
フレームサイズＤ２１は、フレームサイズを表わす。閾値Ｄ２２は、航跡確立判定部２５が算出する閾値を表わす。航跡確立判定部２５は、例えば、フレームサイズＮに０．５を乗じた値に１．１を加えた値を閾値とする。フレームサイズＮが大きくなるほど、航跡確立判定部２５が算出する閾値も大きくなる。
【００６７】
航跡推定処理Ｓ１０の開始前において、観測データ記憶部２０は、観測データを記憶していなかったとする。初期化工程Ｓ１１において、探索管理部２６は、上限値Ｎａを「１」にする。観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、センサ１１から１番フレームについての観測データを入力して記憶する。
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「１」にする。
【００６８】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、まだ航跡候補が生成されていないので、新たに航跡候補を生成すると判定する。
航跡候補生成部２２は、例えば、航跡候補番号１番から航跡候補番号３番までの三つの航跡候補を生成する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比「０．６」を算出し、累積尤度比「０．６」を算出する。フレームサイズが「１」なので、尤度比がそのまま累積尤度比になる。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号２番の航跡候補について、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比「０．８」を算出し、累積尤度比「０．８」を算出する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号３番の航跡候補について、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比「０．７」を算出し、累積尤度比「０．７」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号１番から航跡候補番号３番までの三つの航跡候補を記憶する。
【００６９】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号１番から航跡候補番号３番までの三つの航跡候補のうち、累積尤度比が最も大きい航跡候補番号２番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比が「１．０」で、累積尤度比が「１．０」になる最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号４番の航跡候補として記憶する。
【００７０】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「１」なので、閾値「１．６」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「１．０」と閾値「１．６」とを比較して、閾値のほうが大きいので、航跡が確立していないと判定する。
【００７１】
ちなみに、各フレームにおける尤度比の最大値は「１」なので、フレームサイズ「１」のとき、累積尤度比の最大値は「１」である。閾値が「１．６」であるということは、航跡が確立していないと必ず判定することを意味する。同様に、フレームサイズ「２」のとき、累積尤度比の最大値は「２」であるから、閾値が「２．１」であるということは、航跡が確立していないと必ず判定することを意味する。フレームサイズ「３」のとき、累積尤度比の最大値は「３」であるから、閾値が「２．６」であるということは、航跡が確立していると判定する可能性があることを意味する。
そこで、この例では、下限値Ｎｂに「３」以上の値があらかじめ設定される。
【００７２】
なお、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮと下限値Ｎｂとを比較して、フレームサイズのほうが小さい場合、累積尤度比と閾値とを比較することなく、航跡が確立していないと判定する構成であってもよい。その場合、最尤航跡探索工程Ｓ１７を実行する前に判定をして、フレームサイズのほうが小さい場合は、最尤航跡探索工程Ｓ１７を実行しない構成であってもよい。
なお、フレームサイズＮが下限値Ｎｂより小さくなるのは、初期化工程Ｓ１１で設定した上限値Ｎａが下限値Ｎｂより小さい場合である。上限値Ｎａが下限値Ｎｂ以上であれば、フレームサイズＮが下限値Ｎｂより小さくなることはない。
【００７３】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「０」にする。下限値Ｎｂが「３」だとすると、フレームサイズＮが下限値Ｎｂより小さくなるので、このフレームで設定できる仮定をすべて試したことになり、探索管理部２６は、探索を中止する。
最尤航跡出力工程Ｓ２１において、航跡情報出力部２７は、累積尤度比が一番大きい航跡候補番号４番の航跡候補を、確立していない航跡として出力する。
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、上限値Ｎａと基準値Ｎｓとを比較する。基準値Ｎｓが「４」だとすると、上限値Ｎａは「１」なので、上限値Ｎａのほうが小さい。探索管理部２６は、上限値Ｎａに「１」を加えて、「２」にする。
【００７４】
図７は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、図６の続きを示している。
【００７５】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、フレーム番号２番についての観測データを入力して記憶する。これにより、観測データ記憶部２０は、フレーム番号１番からフレーム番号２番までの２フレーム分の観測データを記憶する。
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「２」にする。
【００７６】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、１つ前のフレームであるフレーム番号１番のフレームについてフレームサイズ（Ｎ−１）すなわち「１」の航跡候補を算出済なので、これを伸長すると判定する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比「０．９」を算出し、フレーム番号１番のフレームにおける累積尤度比「０．６」と合計して、累積尤度比「１．５」を算出する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号２番の航跡候補について、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比「０．７」を算出し、フレーム番号１番のフレームにおける累積尤度比「０．８」と合計して、累積尤度比「１．５」を算出する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号３番の航跡候補について、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比「０．５」を算出し、フレーム番号１番のフレームにおける累積尤度比「０．７」と合計して、累積尤度比「１．２」を算出する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号４番の航跡候補について、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比「０．４」を算出し、フレーム番号１番のフレームにおける累積尤度比「１．０」と合計して、累積尤度比「１．４」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号１番から航跡候補番号４番までの四つの航跡候補の累積尤度比を更新して記憶する。
【００７７】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号１番から航跡候補番号４番までの四つの航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補番号１番及び２番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比が「１．０」、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比が「１．０」で、累積尤度比が「２．０」の最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号５番の航跡候補として記憶する。
【００７８】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「２」なので、閾値「２．１」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「２．０」と閾値「２．１」とを比較して、閾値のほうが大きいので、航跡が確立していないと判定する。
【００７９】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「１」にする。フレームサイズＮすなわち「１」が下限値Ｎｂすなわち「３」より小さいので、探索管理部２６は、探索を中止する。
最尤航跡出力工程Ｓ２１において、航跡情報出力部２７は、累積尤度比が一番大きい航跡候補番号５番の航跡候補を、確立していない航跡として出力する。
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、上限値Ｎａすなわち「２」と基準値Ｎｓすなわち「４」とを比較する。上限値Ｎａのほうが小さいので、探索管理部２６は、上限値Ｎａに「１」を加えて、「３」にする。
【００８０】
図８は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、図７の続きを示している。
【００８１】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、フレーム番号３番についての観測データを入力して記憶する。これにより、観測データ記憶部２０は、フレーム番号１番からフレーム番号３番までの３フレーム分の観測データを記憶する。
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「３」にする。
【００８２】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、１つ前のフレームであるフレーム番号２番のフレームについてフレームサイズ（Ｎ−１）すなわち「２」の航跡候補を算出済なので、これを伸長すると判定する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、フレーム番号３番のフレームにおける尤度比「０．８」を算出し、フレーム番号２番のフレームにおける累積尤度比「１．５」と合計して、累積尤度比「２．３」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号１番から航跡候補番号５番までの五つの航跡候補の累積尤度比を更新して記憶する。
【００８３】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号１番から航跡候補番号５番までの五つの航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補番号５番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比が「０．９」、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比が「０．９」、フレーム番号３番のフレームにおける尤度比が「０．９」で、累積尤度比が「２．７」になる最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号６番の航跡候補として記憶する。
【００８４】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「３」なので、閾値「２．６」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「２．７」と閾値「２．６」とを比較して、累積尤度比のほうが大きいので、航跡が確立したと判定する。
【００８５】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、確立したと判定された航跡候補番号６番の航跡候補を、確立した航跡として出力する。
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、上限値Ｎａを、フレームサイズＮすなわち「３」に「１」を加えた値「４」にする。
【００８６】
図９は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、図８の続きを示している。
【００８７】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、フレーム番号４番についての観測データを入力して記憶する。これにより、観測データ記憶部２０は、フレーム番号１番からフレーム番号４番までの４フレーム分の観測データを記憶する。
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「４」にする。
【００８８】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、１つ前のフレームであるフレーム番号３番のフレームについてフレームサイズ（Ｎ−１）すなわち「３」の航跡候補を算出済なので、これを伸長すると判定する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、フレーム番号４番のフレームにおける尤度比「０．６」を算出し、フレーム番号３番のフレームにおける累積尤度比「２．３」と合計して、累積尤度比「２．９」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号１番から航跡候補番号６番までの六つの航跡候補の累積尤度比を更新して記憶する。
【００８９】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号１番から航跡候補番号６番までの六つの航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補番号１番及び６番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、累積尤度比が「３．０」になる最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号７番の航跡候補として記憶する。
【００９０】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「４」なので、閾値「３．１」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「３．０」と閾値「３．１」とを比較して、閾値のほうが大きいので、航跡が確立していないと判定する。
【００９１】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「３」にする。フレームサイズＮすなわち「３」が下限値Ｎｂすなわち「３」と等しいので、探索管理部２６は、探索を続ける。
【００９２】
図１０は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、図９の続きを示している。
【００９３】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、１つ前のフレームであるフレーム番号３番のフレームについてフレームサイズ（Ｎ−１）すなわち「２」の航跡候補を算出していないので、新しく航跡候補を生成すると判定する。
【００９４】
航跡候補生成部２２は、例えば、航跡候補番号８番から航跡候補番号１０番までの三つの航跡候補を生成する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、フレーム番号２番のフレームにおける尤度比「０．２」と、フレーム番号３番のフレームにおける尤度比「０．８」と、フレーム番号４番のフレームにおける尤度比「０．６」とを算出し、これを合計して累積尤度比「１．６」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号８番から航跡候補番号１０番までの三つの航跡候補を記憶する。
【００９５】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号８番から航跡候補番号１０番までの三つの航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補番号９番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、累積尤度比が「２．７」の最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号１１番の航跡候補として記憶する。
【００９６】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「３」なので、閾値「２．６」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「２．７」と閾値「２．６」とを比較して、累積尤度比のほうが大きいので、航跡が確立したと判定する。
【００９７】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、確立したと判定された航跡候補番号６番の航跡候補を、確立した航跡として出力する。
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、上限値Ｎａを、フレームサイズＮすなわち「３」に「１」を加えた値「４」にする。
観測データ記憶部２０は、使わなくなったフレーム番号１番のフレームについての観測データを削除する。航跡候補記憶部２１は、使わなくなった航跡候補番号１番から航跡候補番号７番までの７つの航跡候補を削除する。
【００９８】
図１１は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、図１０の続きを示している。
【００９９】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、フレーム番号５番についての観測データを入力して記憶する。これにより、観測データ記憶部２０は、フレーム番号２番からフレーム番号５番までの４フレーム分の観測データを記憶する。
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「４」にする。
【０１００】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、探索管理部２６は、１つ前のフレームであるフレーム番号４番のフレームについてフレームサイズ（Ｎ−１）すなわち「３」の航跡候補を算出済なので、これを伸長すると判定する。
尤度比計算部２３は、例えば、航跡候補番号８番の航跡候補について、フレーム番号５番のフレームにおける尤度比「０．７」を算出し、フレーム番号４番のフレームにおける累積尤度比「１．６」と合計して、累積尤度比「２．３」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号８番から航跡候補番号１１番までの四つの航跡候補の累積尤度比を更新して記憶する。
【０１０１】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、航跡探索部２４は、航跡候補番号８番から航跡候補番号１１番までの四つの航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補番号１１番の航跡候補に基づいて、更に累積尤度比が大きくなる航跡候補を探索する。例えば、累積尤度比が「３．４」になる最尤航跡候補を見つけたとする。
航跡候補記憶部２１は、航跡探索部２４が見つけた最尤航跡候補を、航跡候補番号１２番の航跡候補として記憶する。
【０１０２】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、フレームサイズＮが「４」なので、閾値「３．１」を算出する。航跡確立判定部２５は、最尤航跡候補の累積尤度比「３．４」と閾値「３．１」とを比較して、累積尤度比のほうが大きいので、航跡が確立したと判定する。
【０１０３】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、確立したと判定された航跡候補番号１２番の航跡候補を、確立した航跡として出力する。
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、上限値Ｎａを、フレームサイズＮすなわち「４」に「１」を加えた値「５」にする。
【０１０４】
なお、航跡が確立し続けている限りにおいて、上限値Ｎａは、基準値Ｎｓを超えてもよい。これにより、航跡が確立するフレームサイズＮのなかで、最大のフレームサイズＮにおける確立航跡を見つけることができる。
【０１０５】
この実施の形態における航跡抽出装置１２は、センサ１１による観測データの時系列から目標航跡を抽出する。
航跡抽出装置１２は、観測データ記憶部２０と、航跡候補生成部２２と、航跡候補記憶部２１と、尤度比計算部２３と、航跡探索部２４と、航跡確立判定部２５と、航跡情報出力部２７と、探索管理部２６とを有する。
前記観測データ記憶部２０は、センサ１１によって取得された観測データを格納する。
前記航跡候補生成部２２は、目標航跡の候補を生成する。
前記航跡候補記憶部２１は、前記航跡候補生成部２２が生成した航跡候補と、対応する尤度比とをフレームごとに格納する。
前記尤度比計算部２３は、前記航跡候補記憶部２１が格納した航跡候補を、指定したフレームまで伸長し、前記観測データ記憶部２０に格納した観測データのうち、前記指定したフレームの観測データを用いて、前記指定されたフレームにおける前記航跡候補の尤度比を計算する。
前記航跡探索部２４は、前記航跡候補記憶部２１が格納した航跡候補から、累積尤度比が最大となる航跡を探索する。
前記航跡確立判定部２５は、前記航跡探索部２４による探索結果を一時的に記憶し、前記航跡が達成した最大の累積尤度比と既定の閾値とを比較することで航跡の確立を判定する。
前記航跡情報出力部２７は、前記航跡確立判定部２５が記憶した探索結果の中から、前記探索管理部２６の処理に基づいて航跡情報を出力する。
前記探索管理部２６は、前記航跡確立判定部２５による航跡確立判定結果に基づいて、観測開始から現在までのフレームのうち、選択したフレーム数が最も大きく、かつ、累積尤度比が最大となるフレームの組合せを選択し、前記観測データ記憶部２０から非選択フレームにおける観測データを削除し、前記航跡候補記憶部２１から非選択フレームにおける航跡候補と尤度比とを削除する。
【０１０６】
前記探索管理部２６は，選択したフレーム数が大きい順にフレームの組合せを構成して、累積尤度比が最大となるフレームの組合せを選択する。
【０１０７】
前記探索管理部２６は、フレーム数が大きい順に，フレームを現在フレームから連続して選択する。
前記航跡候補記憶部２１は、前記航跡候補生成部２２が生成した航跡候補と、対応する累積尤度比とを格納する。
前記尤度比計算部２３は、前記センサ１１が新たに観測データを取得するたびに、前記航跡候補生成部２２が生成した航跡候補の尤度比を計算して、前記累積尤度比に加算する。
【０１０８】
前記航跡候補生成部２２は、前記センサ１１が取得した観測データと、既定の速度候補設定値とを組み合わせて航跡候補を生成する。
【０１０９】
このように、フレームサイズの上限値から下限値までの範囲で、フレームサイズの大きい順に航跡を探索し、航跡確立結果に基づいて過去のフレームを捨てる。これにより、目標の出現を検出して、目標が途中から出現する状況においても航跡を確立させることができる。
また、航跡が確立した場合、フレームサイズの上限値を増大させて、フレームを伸長する。これにより、推定誤差を低減させることができる。
また、現在のフレームサイズが、過去のフレームサイズを含む場合、生成済の航跡候補を伸長し、フレーム毎に算出した尤度比を累積して記憶する。これにより、フレームサイズを変えるたびに航跡候補を生成し直して、累積尤度比を計算し直す必要がなくなるため、航跡探索の処理負荷を低減させることができる。
【０１１０】
実施の形態２．
実施の形態２について、図１２〜図１４を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１１】
この実施の形態における航跡抽出システム１０の全体構成、コンピュータ９０のハードウェア資源及び航跡抽出装置１２の機能ブロック構成は、実施の形態１と同様である。
【０１１２】
図１２は、この実施の形態における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図である。
【０１１３】
航跡推定処理Ｓ１０の各工程は、実施の形態１で説明した工程とほぼ同様なので、異なる点のみを説明する。
【０１１４】
初期化工程Ｓ１１において、探索管理部２６が、設定できる仮定の範囲を初期化するのに加え、航跡候補生成部２２が、演算装置９５を用いて、航跡候補を複数生成する。
ただし、観測データ記憶部２０がまだ観測データを入力していないので、実施の形態１で説明した航跡候補生成工程Ｓ４２で航跡候補を生成する場合と異なり、航跡候補生成部２２は、初期速度だけでなく、初期位置も、所定の複数の位置候補から選択したいずれかの位置候補を使う。
また、観測データ記憶部２０がまだ観測データを入力していないので、尤度比計算部２３は、尤度比を算出しない。尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補生成部２２が生成した航跡候補の累積尤度比を「０」に初期化する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補生成部２２が生成した航跡候補をフレームサイズ「０」の航跡候補として記憶する。
【０１１５】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、既存の航跡候補を伸長し、累積尤度比を更新する。すなわち、算出済の航跡候補を伸長するか、新しく航跡候補を生成するかを判定することなく、実施の形態１で説明した航跡候補伸長工程Ｓ４３に相当する処理をする。初期化工程Ｓ１１でフレームサイズ「０」の航跡候補を生成しているので、フレームサイズＮが「１」である場合も、フレームサイズ「０」の航跡候補を伸長することで、航跡候補を算出できる。
【０１１６】
仮定再設定工程Ｓ２０において、まだ設定し直せる仮定が存在する場合、探索管理部２６は、設定し直せる仮定のなかから、設定する仮定を一つ選択し、選択した仮定を設定して、最尤航跡探索工程Ｓ１７に処理を戻す。
【０１１７】
図１３は、この実施の形態における仮定再設定工程Ｓ２０の流れの一例を示すフロー図である。
【０１１８】
仮定再設定工程Ｓ２０は、例えば、サイズ減少工程Ｓ５１と、航跡候補短縮工程Ｓ５２とを有する。
【０１１９】
サイズ減少工程Ｓ５１において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントする。探索管理部２６は、デクリメントしたフレームサイズＮと、下限値Ｎｂとを比較する。
フレームサイズＮが下限値Ｎｂより小さくなった場合、探索管理部２６は、最尤航跡出力工程Ｓ２１へ処理を進める。
フレームサイズＮがまだ下限値Ｎｂより大きいか等しい場合、探索管理部２６は、航跡候補短縮工程Ｓ５２へ処理を進める。
【０１２０】
航跡候補短縮工程Ｓ５２において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、既存の航跡候補を短縮し、累積尤度比を更新する。その後、尤度比計算部２３は、最尤航跡探索工程Ｓ１７に処理を戻す。
【０１２１】
航跡候補記憶部２１は、サイズ減少工程Ｓ５１でデクリメントする前のフレームサイズＮ（すなわち現在のＮ＋１）をフレームサイズとする航跡候補を記憶している。尤度比計算部２３は、この航跡候補の累積尤度比から、一番古いフレームについての尤度比を差し引くことにより、フレームサイズＮの航跡候補の累積尤度比を算出する。
【０１２２】
図１４は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
この図は、実施の形態１で説明した図９の続きを示している。
【０１２３】
サイズ減少工程Ｓ５１において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「３」にする。フレームサイズＮが下限値Ｎｂすなわち「３」と等しいので、探索管理部２６は、航跡候補短縮工程Ｓ５２に処理を進める。
航跡候補短縮工程Ｓ５２において、探索管理部２６は、航跡候補記憶部２１が記憶している既存の航跡候補を短縮することにより、フレームサイズ「３」の航跡候補及び累積尤度比を算出する。
航跡候補記憶部２１が記憶しているフレームサイズ「４」の航跡候補の累積尤度比は、フレーム番号１番からフレーム番号４番までのフレームについての尤度比の合計である。探索管理部２６は、そこからフレーム番号１番のフレームについての尤度比を差し引くことにより、フレーム番号２番からフレーム番号４番までのフレームについての尤度比を算出し、フレームサイズ「３」の航跡候補の累積尤度比とする。
探索管理部２６は、例えば、航跡候補番号１番の航跡候補について、航跡候補記憶部２１が記憶している累積尤度比「２．９」から、フレーム番号１番のフレームにおける尤度比「０．６」を差し引いて、累積尤度比「２．３」を算出する。
航跡候補記憶部２１は、航跡候補番号１番から航跡候補番号７番までの七つの航跡候補の累積尤度比を更新して記憶する。
【０１２４】
このように、フレームサイズを小さくしたとき、新しく航跡候補を生成するのではなく、既存の航跡候補を短縮することにより、航跡候補を算出する。これにより、航跡候補の算出に必要な計算量を削減することができる。
【０１２５】
これに対し、実施の形態１で説明した方式は、フレームサイズを小さくしたときに必要な計算量が多いが、その代わり、この実施の形態で説明した方式にはない利点がある。
例えば、航跡候補が偏ってしまった結果、航跡探索部２４が、累積尤度比が本当に最大になる航跡候補を見つけにくくなる場合がある。航跡が確立しなかった場合に、それまでの航跡候補を破棄し、新たに航跡候補を生成することにより、航跡候補の偏りを解消することができる。
【０１２６】
図１２に戻り、実施の形態１との違いの説明を続ける。
【０１２７】
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、フレームサイズの上限値の基準値Ｎｓ（基準フレーム数）を超えない範囲内で、上限値Ｎａをインクリメントする。
尤度比計算部２３は、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比を更新する。
【０１２８】
この時点で航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補は、フレームサイズＮｂの航跡候補である。現在のフレームがフレーム番号ｉ番のフレームであるとすると、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比は、フレーム番号（ｉ−Ｎｂ＋１）番のフレームからフレーム番号ｉ番のフレームまでの（Ｎｂ−１）個のフレームについての尤度比を合計したものである。
これに対し、現在のフレームが次に進み、フレーム番号（ｉ＋１）番のフレームになったとき、仮定設定工程Ｓ１３で、フレームサイズＮを上限値Ｎａにする。したがって、航跡候補算出工程Ｓ１４で算出する累積尤度比は、フレーム番号（ｉ−Ｎａ＋２）番のフレームからフレーム番号（ｉ＋１）番のフレームまでのＮａ個のフレームについての尤度比を合計したものでなければならない。
【０１２９】
上限値Ｎａが下限値Ｎｂより１大きい場合は、ｉ−Ｎｂ＋１＝ｉ−Ｎａ＋２であるから、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比に航跡候補算出工程Ｓ１４でフレーム番号（ｉ＋１）番のフレームの尤度比を加えれば、フレームサイズＮａの航跡候補の累積尤度比を得ることができる。したがって、尤度比計算部２３で累積尤度比を更新する必要はない。
これに対し、上限値Ｎａが下限値Ｎｂより２以上大きい場合は、ｉ−Ｎｂ＋１＞ｉ−Ｎａ＋２であるから、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比に、フレーム番号（ｉ＋１）番のフレームについての尤度比を加えるだけでなく、フレーム番号（ｉ−Ｎａ＋２）番のフレームからフレーム番号（ｉ−Ｎｂ）番のフレームまでの（Ｎａ−Ｎｂ−１）個のフレームについての尤度比を加える必要がある。このため、範囲更新工程Ｓ２２において、尤度比計算部２３は、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補それぞれについて、（Ｎａ−２）フレーム前からＮｂフレーム前までの（Ｎａ−Ｎｂ−１）個のフレームについての尤度比を、累積尤度比に加える。
逆に、上限値Ｎａが下限値Ｎｂと等しい場合は、ｉ−Ｎｂ＋１＜ｉ−Ｎａ＋２であるから、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比に、フレーム番号（ｉ＋１）番のフレームについての尤度比を加えるだけでなく、フレーム番号（ｉ−Ｎｂ＋１）番のフレームについての尤度比を差し引く必要がある。このため、範囲更新工程Ｓ２２において、尤度比計算部２３は、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補それぞれについて、（Ｎｂ＋１）フレーム前のフレームについての尤度比を、累積尤度比から差し引く。
【０１３０】
なお、仮定再設定工程Ｓ２０や範囲更新工程Ｓ２２において、尤度比計算部２３が、各航跡候補の累積尤度比に加え、あるいは累積尤度比から差し引く尤度比は、尤度比計算部２３がその都度算出する構成であってもよいし、航跡候補算出工程Ｓ１４で尤度比計算部２３が算出した尤度比を、航跡候補記憶部２１が記憶しておく構成であってもよい。
【０１３１】
この実施の形態における航跡抽出装置１２において、前記航跡候補記憶部２１は、フレーム数を減少させるたびに、前記航跡候補の累積尤度比から、古いフレームの尤度比を減算する。
【０１３２】
前記航跡候補生成部２２は、既定の位置候補設定値と、既定の速度候補設定値とを組み合わせて航跡候補を生成する。
【０１３３】
このように、フレームサイズの上限値から下限値までの範囲で、フレームサイズの大きい順に航跡を探索し、航跡確立結果に基づいて過去のフレームを捨てる。これにより、目標の出現を検出して、目標が途中から出現する状況においても航跡を確立させることができる。
また、航跡が確立した場合、フレームサイズの上限値を増大させて、フレームを伸長する。これにより、推定誤差を低減させることができる。
また、現在のフレームサイズが、過去のフレームサイズを含む場合、生成済の航跡候補を伸長し、フレーム毎に算出した尤度比を累積して記憶する。これにより、フレームサイズを変えるたびに航跡候補を生成し直して、累積尤度比を計算し直す必要がなくなるため、航跡探索の処理負荷を低減させることができる。
さらに、フレームサイズが現在より１つ短い航跡を探索するとき、現在の航跡候補から最古のフレームを削除することによって短縮した航跡候補を用いる。この探索は、累積尤度比から最古のフレームの尤度比を減算したものから最大値を探索することで実現できる。これにより、フレームサイズを短縮するたびに航跡候補を生成し直して、累積尤度比を計算し直す必要がなくなるため、航跡探索の処理負荷を低減させることができる。
【０１３４】
実施の形態３．
実施の形態３について、図１５を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１３５】
この実施の形態における航跡抽出システム１０の全体構成、コンピュータ９０のハードウェア資源及び航跡抽出装置１２の機能ブロック構成は、実施の形態１と同様である。
【０１３６】
図１５は、この実施の形態における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図である。
【０１３７】
航跡推定処理Ｓ１０は、実施の形態１で説明した工程に加えて、確立済判定工程Ｓ１９を有し、逆に、最尤航跡出力工程Ｓ２１と、範囲更新工程Ｓ２２とを有さない。
【０１３８】
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、上限値Ｎａと、下限値Ｎｂとを比較する。
上限値Ｎａのほうが小さい場合、観測データ記憶部２０が記憶している観測データのフレーム数が下限値Ｎｂより小さく、設定できる仮定が存在しない。探索管理部２６は、上限値Ｎａをインクリメントする。探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
上限値Ｎｂのほうが大きいか、両者が等しい場合は、設定できる仮定が存在する。探索管理部２６は、フレームサイズＮとして、記憶装置９４を用いて、下限値Ｎｂの値を記憶する。探索管理部２６は、航跡候補算出工程Ｓ１４へ処理を進める。
【０１３９】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡が確立したと判定した場合、航跡情報出力部２７は、記憶装置９４を用いて、確立した航跡としてその航跡候補を記憶する。航跡確立判定部２５は、仮定再設定工程Ｓ２０へ処理を進める。
航跡が確立していないと判定した場合、航跡確立判定部２５は、確立済判定工程Ｓ１９へ処理を進める。
【０１４０】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレームサイズＮをインクメントする。すなわち、フレームサイズＮの値を１増やして、Ｎ＋１にする。探索管理部２６は、インクリメントしたフレームサイズＮと、フレームサイズの上限値Ｎａとを比較する。
フレームサイズＮが上限値Ｎａより大きくなった場合、設定し直せる仮定がなくなったことを意味する。探索管理部２６は、確立航跡出力工程Ｓ２３へ処理を進める。
フレームサイズＮがまだ上限値Ｎａより小さいか等しい場合、まだ設定し直せる仮定が存在することを意味する。探索管理部２６は、航跡候補算出工程Ｓ１４に処理を戻す。
【０１４１】
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、航跡情報出力部２７が確立した航跡として記憶している航跡候補が存在するか否かを判定する。
航跡情報出力部２７が確立した航跡として記憶している航跡候補が存在する場合、探索管理部２６は、確立航跡出力工程Ｓ２３に処理を進める。
航跡情報出力部２７が確立した航跡として記憶している航跡候補が存在しない場合、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａをインクリメントする。探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【０１４２】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、確立した航跡として記憶している航跡候補を出力する。航跡情報出力部２７は、記憶している航跡候補を削除する。
【０１４３】
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、上限値Ｎａを更新する。探索管理部２６は、上限値Ｎａとして、記憶装置９４を用いて、フレームサイズＮの値を記憶する。
この時点におけるフレームサイズＮの値は、仮定再設定工程Ｓ２０を経由してきた場合と、確立済判定工程Ｓ１９を経由してきた場合とで異なる。
仮定再設定工程Ｓ２０を経由してきた場合、フレームサイズＮａの航跡候補が確立した状況である。フレームサイズＮは、上限値Ｎａより１大きい。
確立済判定工程Ｓ１９を経由してきた場合、フレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補は確立したが、フレームサイズＮの航跡候補は確立していない状況である。
いずれの場合も、フレームサイズＮは、確立した航跡のフレームサイズに１を加えた値である。
したがって、上限値ＮａをフレームサイズＮに設定すれば、今回確立した航跡のフレームサイズより１大きい値を上限値Ｎａにすることができる。
観測データ記憶部２０は、記憶している観測データのなかから、Ｎａフレーム前のフレームやもっと古いフレームについての観測データを削除する。
【０１４４】
このように、フレームサイズＮを下限値Ｎｂにしたところから探索を始める。航跡が確立したら、フレームサイズＮを１つずつ増やして、探索を繰り返す。航跡が確立しなくなったところで探索を止める。
これにより、航跡が確立する最大のフレームサイズＮにおける確立航跡を見つけることができる。
【０１４５】
実施の形態１とは逆に、優先順位が一番低い仮定から探索を始めて、航跡が確立すれば、別の仮定を試す。仮定を試す順番は、優先順位が低い順である。これにより、航跡が確立する仮定のなかで、優先順位が一番高い仮定を使った確立航跡を見つけることができる。
【０１４６】
航跡候補算出工程Ｓ１４の流れは、実施の形態１と同様なので、図５を参照しつつ、異なる点のみを説明する。
【０１４７】
航跡候補伸長工程Ｓ４３において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、既存の航跡候補を伸長し、累積尤度比を更新する。
実施の形態１では、現在のフレームが１つ前だったときに算出した航跡候補を伸長するが、この実施の形態では、現在のフレームが同じで、フレームサイズが１つ小さかったときに算出した航跡候補を伸長する。
尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補それぞれについて、（Ｎ−１）フレーム前のフレームにおける尤度比を、累積尤度比に加えることにより、累積尤度比を更新する。
例えば、現在のフレームがフレーム番号ｉ番のフレームであり、フレームサイズがＮであるとすると、航跡候補記憶部２１が記憶している航跡候補の累積尤度比は、フレームサイズが（Ｎ−１）だったときに算出したものであるから、フレーム番号（ｉ−Ｎ＋２）番からフレーム番号ｉ番までの（Ｎ−１）個のフレームについての尤度比を合計したものである。
これに、フレーム番号（ｉ−Ｎ＋１）番のフレームについての尤度比を加えることにより、尤度比計算部２３は、フレーム番号（ｉ＋Ｎ−１）番からフレーム番号ｉ番までのフレームについての尤度比を合計した累積尤度比を算出する。これは、すなわち、フレームサイズＮの航跡候補の累積尤度比である。
【０１４８】
このように、フレームサイズＮが小さい順に累積尤度比を算出するので、フレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補の累積尤度比を使って、フレームサイズＮの航跡候補の累積尤度比を算出することができる。このため、累積尤度比の算出に必要な計算量を抑えることができる。
【０１４９】
なお、航跡候補伸長工程Ｓ４３において、尤度比計算部２３は、航跡候補記憶部２１が記憶したフレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補すべてを伸長するのではなく、フレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補のなかから選択したいくつかの航跡候補を伸長する構成であってもよい。
例えば、尤度比計算部２３は、累積尤度比が閾値より大きい航跡候補だけを選択して伸長する。この場合の閾値は、航跡が確立したか否かを航跡確立判定部２５が判定するときの閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。この場合の閾値は、航跡が確立したか否かを航跡確立判定部２５が判定するときの閾値と同様、フレームサイズＮによって変化し、フレームサイズＮが大きくなるほど、閾値も大きくなる。例えば、尤度比計算部２３は、フレームサイズＮに基づいて航跡確立判定部２５が算出した閾値に所定の定数（０よりも大きい実数。例えば０．８。）を乗じた値を算出し、閾値として使う。
あるいは、尤度比計算部２３は、航跡候補を累積尤度比が大きい順に並べて、ある順位より上の順位に入る航跡候補だけを選択して伸長する。選択の基準になる順位は、例えば、航跡候補記憶部２１が記憶したフレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補の数に比例する。例えば、尤度比計算部２３は、フレームサイズ（Ｎ−１）の航跡候補の数に所定の定数（０より大きく１より小さい実数。例えば０．９。）を乗じた値を算出し、基準順位として使う。これにより、尤度比計算部２３が伸長する航跡候補の数は、フレームサイズＮが大きくなるにつれて、等比級数的に少なくなる。
【０１５０】
このように、伸長する航跡候補を絞り込むことにより、累積尤度比の算出に必要な計算量を抑えることができる。
【０１５１】
この実施の形態における航跡抽出装置１２において、前記探索管理部２６は、フレーム数が小さい順に、フレームを現在フレームから遡って、航跡が確立される最も長いフレーム数を選択する。
前記航跡候補記憶部２１は、前記航跡候補生成部２２が生成した航跡候補と、対応する累積尤度比とを格納する。
前記尤度比計算部２３は、フレーム数が増大するたびに、前記航跡候補の全部または一部を後ろ向きに伸長し、前記航跡候補の尤度比を計算して、前記累積尤度比に加算する。
【０１５２】
前記尤度比計算部２３は，前記航跡候補のうち、累積尤度比が予め定めた閾値以上となった航跡のみを伸長する。
【０１５３】
前記尤度比計算部２３は、既定の割合Ｐに基づいて、前記航跡候補のうち、累積尤度比が上位Ｐ％以内となった航跡のみを伸長する。
【０１５４】
このように、フレームサイズの下限値から上限値までの範囲で、フレームサイズの小さい順に航跡を探索し、航跡確立結果に基づいて過去のフレームを捨てる。これにより、目標の出現を検出して、目標が途中から出現する状況においても航跡を確立させることができる。
また、航跡が確立した場合、航跡が確立し続ける限りフレームを過去に遡って伸長する。これにより、推定誤差を低減させることができる。
また、航跡が確立した場合、フレームサイズの増大に伴って伸長する航跡候補を絞り込む。これにより、航跡探索の処理負荷を低減させることができる。
【０１５５】
実施の形態４．
実施の形態４について、図１６〜図１７を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態３と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１５６】
実施の形態１〜実施の形態３では、目標が観測範囲内に存在すると仮定するフレームが連続していたが、この実施の形態では、目標が観測範囲内に存在すると仮定するフレームが必ずしも連続していない場合について説明する。
【０１５７】
この実施の形態における航跡抽出システム１０の全体構成、コンピュータ９０のハードウェア資源及び航跡抽出装置１２の機能ブロック構成は、実施の形態１と同様である。
【０１５８】
図１６は、この実施の形態における航跡推定処理Ｓ１０の流れの一例を示すフロー図である。
【０１５９】
航跡推定処理Ｓ１０は、実施の形態１で説明した工程に加えて、更に、仮説群生成工程Ｓ１５と、仮説選択工程Ｓ１６と、確立済判定工程Ｓ１９とを有する。
【０１６０】
初期化工程Ｓ１１において、探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、観測データ記憶部２０が既に記憶している観測データのフレーム番号の集合（フレーム集合Ｆ）として記憶する。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、記憶しているフレーム集合Ｆの要素の数＃Ｆを算出する。要素の数＃Ｆは、観測データ記憶部２０が既に記憶している観測データのフレームの数を表わす。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、算出した要素の数＃Ｆに１を加えた数を、上限値Ｎａとして記憶する。
例えば、観測データ記憶部２０がまだ観測データを記憶していない場合、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆとして空集合を記憶し、上限値Ｎａとして「１」を記憶する。
【０１６１】
航跡候補生成部２２は、実施の形態２と同様、フレームサイズ「０」の航跡を生成する。
【０１６２】
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを上限値Ｎａに設定する。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、フレームサイズＮとして、上限値Ｎａの値を記憶する。
【０１６３】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、尤度比計算部２３は、実施の形態２と同様、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補を伸長する。尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補それぞれについて、現在のフレームにおける目標の位置と、尤度比とを算出する。
航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、それぞれの航跡候補について、尤度比計算部２３が算出した尤度比を記憶する。
【０１６４】
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレーム集合Ｆの部分集合であって（Ｎ−１）個の要素を持つ部分集合（仮説Ｈ）を生成する。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、生成したすべての仮説Ｈを要素とする集合族（仮説群ＨＦ）を記憶する。
【０１６５】
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、記憶した仮説群ＨＦの要素のなかから、まだ選択していない仮説Ｈを選択する。
すべての仮説Ｈが選択済であり、まだ選択していない仮説Ｈが存在しない場合、探索管理部２６は、確立済判定工程Ｓ１９へ処理を進める。
まだ選択していない仮説Ｈが存在する場合、探索管理部２６は、その中から仮説Ｈを一つ選択し、最尤航跡探索工程Ｓ１７へ処理を進める。
【０１６６】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補のそれぞれについて、仮説選択工程Ｓ１６で選択した仮説Ｈの要素であるフレーム番号のフレームについての尤度比と、現在のフレームについての尤度比と、合わせてＮ個の尤度比を合計して、累積尤度比を算出する。
なお、尤度比計算部２３が算出する累積尤度比が、現在のフレームについての尤度比を必ず含むのは、現在のフレームが未入力だったときに、既に現在フレームを選択しない仮説を生成しているからである。
航跡探索部２４は、演算装置９５を用いて、尤度比計算部２３が算出した累積尤度比に基づいて、累積尤度比が最も大きい航跡候補を探索する。
【０１６７】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比と、フレームサイズＮに基づく閾値とを比較する。
【０１６８】
累積尤度比のほうが閾値より大きいか等しい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立したと判定する。
航跡情報出力部２７は、既に記憶している航跡候補がなければ、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立した航跡として記憶する。探索管理部２６は、仮説選択工程Ｓ１６で選択した仮説Ｈを、航跡確立仮説として記憶する。
既に記憶している航跡候補がある場合、それが確立していない航跡であれば、航跡情報出力部２７は、既に記憶している航跡候補を置き換えて、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立した航跡として記憶する。
既に記憶している航跡候補が、確立した航跡である場合、航跡情報出力部２７は、演算装置９５を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補の累積尤度比と、既に記憶している航跡候補の累積尤度比を比較する。最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補の累積尤度比のほうが大きければ、航跡情報出力部２７は、既に記憶している航跡候補を置き換えて、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立した航跡として記憶する。探索管理部２６は、仮説選択工程Ｓ１６で選択した仮説Ｈを、航跡確立仮説として記憶する。
【０１６９】
累積尤度比のほうが閾値より小さい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立していないと判定する。
航跡情報出力部２７は、既に記憶している航跡候補がなければ、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立していない航跡として記憶する。
既に記憶している航跡候補がある場合、それが確立した航跡ならば、航跡情報出力部２７は、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を記憶しない。
既に記憶している航跡候補が、確立していない航跡である場合、航跡情報出力部２７は、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補の累積尤度比と、既に記憶している航跡候補の累積尤度比とを比較する。最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補の累積尤度比のほうが大きければ、航跡情報出力部２７は、既に記憶している航跡候補を置き換えて、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立していない航跡として記憶する。
【０１７０】
探索管理部２６は、仮説選択工程Ｓ１６に処理を戻し、次の仮説Ｈを選択する。
【０１７１】
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、航跡情報出力部２７が記憶している航跡候補が、確立した航跡であるか否かを判定する。
航跡情報出力部２７が記憶している航跡候補が、確立した航跡である場合、探索管理部２６は、確立航跡出力工程Ｓ２３へ処理を進める。
航跡情報出力部２７が記憶している航跡候補が、確立していない航跡である場合、探索管理部２６は、仮定再設定工程Ｓ２０へ処理を進める。
【０１７２】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレームサイズＮをデクリメントする。探索管理部２６は、デクリメントしたフレームサイズＮと、下限値Ｎｂとを比較する。
フレームサイズＮのほうが下限値Ｎｂより小さくなった場合、探索管理部２６は、最尤航跡出力工程Ｓ２１へ処理を進める。
フレームサイズＮのほうが下限値Ｎｂより大きいか等しい場合、探索管理部２６は、仮説群生成工程Ｓ１５に処理を戻し、デクリメントしたフレームサイズＮについての仮説群ＨＦを生成する。
【０１７３】
最尤航跡出力工程Ｓ２１において、航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、記憶した航跡候補を、確立していない航跡として出力する。
【０１７４】
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、現在のフレームのフレーム番号を、フレーム集合Ｆに追加する。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａをインクリメントする。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、インクリメントした上限値Ｎａと、基準値Ｎｓとを比較する。
上限値Ｎａのほうが基準値Ｎｓより大きい場合、探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、上限値Ｎａとして、基準値Ｎｓの値を記憶する。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレーム集合＃Ｆの要素を大きい順に並べ、一番目から（Ｎｓ−１）番目までに入る（Ｎｓ−１）個の要素を残し、それ以外の要素を抽出する。観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての観測データを削除する。航跡候補記憶部２１は、それぞれの航跡候補について記憶した尤度比のうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての尤度比を削除する。探索管理部２６は、フレーム集合Ｆから、抽出した要素を削除する。
【０１７５】
探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【０１７６】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、記憶した航跡候補を、確立した航跡として出力する。
【０１７７】
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、記憶したフレーム集合Ｆの要素であって、記憶した航跡確立仮説の要素ではない要素を抽出する。観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての観測データを削除する。航跡候補記憶部２１は、それぞれの航跡候補について記憶した尤度比のうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての尤度比を削除する。探索管理部２６は、フレーム集合Ｆから、抽出した要素を削除する。探索管理部２６は、現在のフレームのフレーム番号をフレーム集合Ｆに追加する。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、上限値Ｎａとして、フレーム集合Ｆの要素の数＃Ｆに１を加えた値（＃Ｆ＋１）を記憶する。
【０１７８】
探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【０１７９】
図１７は、この実施の形態における航跡抽出システム１０が扱う情報の具体例を示す図である。
【０１８０】
フレーム番号Ｄ３１は、観測データ記憶部２０が観測データを記憶しているフレームの番号を表わす。
仮説Ｄ３２は、探索管理部２６が生成する仮説Ｈを表わす。
【０１８１】
例えば、観測データ記憶部２０が、フレーム番号１番からフレーム番号４番までの４個のフレームについて、観測データを記憶しているとする。このとき、フレーム集合Ｆの要素は、［１，２，３，４］である。
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０が、フレーム番号５番のフレームの観測データを入力して記憶する。現在のフレームのフレーム番号は「５」になる。
【０１８２】
上限値Ｎａが「５」であるとすると、仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「５」にする。
航跡候補算出工程Ｓ１４において、尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、フレーム番号５番における目標の位置と尤度比とを算出する。
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［１，２，３，４］のなかから、（Ｎ−１）個すなわち４個の要素を選択して、１個の仮説Ｈ：［１，２，３，４］を生成し、仮説群ＨＦの要素とする。
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素のなかから、唯一の要素である仮説Ｈ：［１，２，３，４］を選択する。
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、フレーム番号１番、２番、３番、４番、および現在のフレームである５番の合計５個のフレームについての尤度比を合計して累積尤度比を算出する。航跡探索部２４は、フレーム番号１番から５番までの５個のフレームについての尤度比の合計が最大になる航跡候補を探索する。
【０１８３】
航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比がフレームサイズ「５」の閾値より小さかったとする。航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、航跡が確立していないと判定する。航跡情報出力部２７は、まだ航跡候補を記憶していないので、航跡探索部２４が探索した航跡候補を、確立していない航跡候補として記憶する。
【０１８４】
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素がすべて選択済なので、確立済判定工程Ｓ１９へ進む。
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、航跡が確立していないと判定する。
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「４」にする。下限値Ｎｂが「３」であるとすると、フレームサイズＮが下限値Ｎｂより大きいので、仮説群生成工程Ｓ１５に処理を戻す。
【０１８５】
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［１，２，３，４］のなかから、（Ｎ−１）個すなわち３個の要素を選択して、４個の仮説Ｈ：［２，３，４］、［１，３，４］、［１，２，４］、［１，２，３］を生成し、仮説群ＨＦの要素とする。
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素のなかから仮説Ｈを一つ選択する。なお、選択の順序は、どんな順序であってもよい。
例えば、仮説Ｈ；［１，２，４］を選択したとすると、最尤航跡探索工程Ｓ１７において、尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、フレーム番号１番、２番、４番、および現在のフレームである５番の合計４個のフレームについての尤度比を合計して累積尤度比を算出する。航跡探索部２４は、フレーム番号１番、２番、４番、５番の４個のフレームについての尤度比の合計が最大になる航跡候補を探索する。
【０１８６】
航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比がフレームサイズ「４」の閾値より小さかったとする。航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、航跡が確立していないと判定する。航跡情報出力部２７は、確立していない航跡として記憶している航跡候補があるので、累積尤度比を比較して、累積尤度比が大きいほうの航跡候補を、確立していない航跡として記憶する。
【０１８７】
仮説群ＨＦに含まれる他のすべての仮説Ｈ［２，３，４］、［１，３，４］、［１，２，３］についても同様に処理する。いずれの場合も、航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比がフレームサイズ「４」の閾値より小さかったとする。
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素がすべて選択済なので、確立済判定工程Ｓ１９へ進む。
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、航跡が確立していないと判定する。
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、フレームサイズＮをデクリメントして「３」にする。下限値Ｎｂが「３」であるとすると、フレームサイズＮが下限値Ｎｂと等しいので、仮説群生成工程Ｓ１５に処理を戻す。
【０１８８】
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［１，２，３，４］のなかから、（Ｎ−１）個すなわち２個の要素を選択して、６個の仮説Ｈ：［３，４］、［２，４］、［２，３］、［１，４］、［１，３］、［１，２］を生成し、仮説群ＨＦの要素とする。
【０１８９】
同様の処理を繰り返し、航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比が、フレームサイズ「３」の閾値以上になる航跡候補が見つかった場合、航跡情報出力部２７は、その航跡候補を、確立した航跡として記憶する。探索管理部２６は、そのときの仮説Ｈを航跡確立仮説として記憶する。
【０１９０】
いずれかの仮説Ｈで航跡が確立しても、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素である仮説Ｈをすべて試す。
航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比が、フレームサイズ「３」の閾値以上になる航跡候補がもう一つ見つかった場合、航跡情報出力部２７は、累積尤度比を比較して、累積尤度比が大きいほうの航跡候補を、確立した航跡として記憶する。探索管理部２６は、累積尤度比が大きいほうの航跡候補における仮説Ｈを、航跡確立仮説として記憶する。
【０１９１】
仮説選択工程Ｓ１６において、仮説群ＨＦに含まれる仮説Ｈがすべて選択済になると、探索管理部２６は、確立済判定工程Ｓ１９へ処理を進める。
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、航跡が確立済であると判定し、尤度比計算部２３へ処理を進める。
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、記憶した航跡候補を、確立した航跡として出力する。これにより、同じフレームサイズＮの異なる仮説Ｈにおいて航跡が確立する場合、累積尤度比が最大になる仮説Ｈによる航跡を出力することができる。
【０１９２】
例えば、仮説Ｈ：［２，３］のとき航跡が確立し、確立した航跡のなかで累積尤度比が一番大きかったとする。
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［１，２，３，４］の要素であって、航跡確立仮説：［２，３］の要素でない要素［１，４］を抽出する。観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、フレーム番号１番及び４番の２個のフレームについての観測データを削除する。航跡候補記憶部２１は、それぞれの航跡候補について記憶した尤度比のうち、フレーム番号１番及び４番の２個のフレームについての尤度比を削除する。探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［１，２，３，４］の要素のなかから、抽出した要素［１，４］を削除し、その代わり、現在のフレームのフレーム番号「５」を追加する。これにより、フレーム集合Ｆは、［２，３，５］になる。探索管理部２６は、上限値Ｎａを、フレーム集合Ｆの要素数＃Ｆすなわち「３」に「１」を加えた値「４」にする。
【０１９３】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０は、フレーム番号６番のフレームの観測データを入力し、記憶する。現在のフレームのフレーム番号は「６」になる。
【０１９４】
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを、上限値Ｎａすなわち「４」にする。
航跡候補算出工程Ｓ１４において、尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、フレーム番号６番における目標の位置と尤度比とを算出する。
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、フレーム集合Ｆ：［２，３，５］のなかから、（Ｎ−１）個すなわち３個の要素を選択して、１個の仮説Ｈ：［２，３，５］を生成し、仮説群ＨＦの要素とする。
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、仮説群ＨＦの要素のなかから、唯一の要素である仮説Ｈ：［２，３，５］を選択する。
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、尤度比計算部２３は、それぞれの航跡候補について、フレーム番号２番、３番、５番、および現在のフレームである６番の合計４個のフレームについての尤度比を合計して累積尤度比を算出する。航跡探索部２４は、フレーム番号２番、３番、５番、６番の４個のフレームについての尤度比の合計が最大になる航跡候補を探索する。
【０１９５】
このように、航跡が確立したときに、仮説Ｈに含まれていなかったフレーム番号のフレームについては、それよりあとに仮説Ｈを生成する場合、そのフレームのフレーム番号を含まない仮説Ｈを生成する。
これにより、目標が観測領域から出たり入ったりを繰り返す場合や、目標からの信号が弱くノイズに埋もれて観測できない場合など、目標を観測した観測データが存在しないフレームがある場合でも、航跡が確立する可能性を高めることができる。
【０１９６】
フレームサイズＮが同じ複数の仮定（仮説Ｈ）は、同じ優先順位を持つ。このため、いずれかの仮定で航跡が確立した場合でも、そこで探索を止めるのではなく、同じ優先順位の仮定をすべて試してみる。複数の仮定において航跡が確立した場合には、航跡の信頼度（累積尤度比）が最も高い航跡を選択する。
【０１９７】
このように、選択フレームサイズの上限値から下限値までの範囲で、選択フレームサイズの大きい順に任意にフレームを選択した状況で航跡を探索し、航跡確立結果に基づいて、過去のフレームもしくは非選択フレームを捨てる。これにより、目標の出現を検出して、目標が途中から出現する状況においても航跡を確立させることができる。
また、任意にフレームを選択した状況で航跡を探索し、同じ選択フレームサイズの中で累積尤度比が最も高い航跡を抽出して、対応する非選択フレームを捨てる。これにより、目標があるフレームで間欠的に失検出する状況においても航跡を確立させることができる。
【０１９８】
実施の形態５．
前記の実施の形態４では、確立した複数の航跡のうち累積尤度比が最大である航跡に基づいて次フレームの航跡を確立する形態について説明した。
実施の形態５では、確立した複数の航跡のそれぞれに基づいて次フレームの航跡を確立する形態について説明する。
【０１９９】
本実施の形態５の構成は、前記実施の形態４の構成と同じである。
以下、本実施の形態５の動作について、前記実施の形態４との違いを図１６を用いて説明する。
【０２００】
初期化工程Ｓ１１において、探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、観測データ記憶部２０が既に記憶している観測データのフレーム番号の集合をフレーム選択親仮説群（集合族ＨＰ）として記憶する。
探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、観測データ記憶部２０が既に記憶している観測データのフレームの数＃Ｆを算出する。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、算出したフレームの数＃Ｆを、上限値Ｎａとして記憶する。
例えば、観測データ記憶部２０がまだ観測データを記憶していない場合、探索管理部２６は、フレーム選択親仮説群ＨＰとして空集合を記憶し、上限値Ｎａとして「０」を記憶する。
【０２０１】
観測データ入力工程Ｓ１２において、観測データ記憶部２０はセンサ１１から最新フレームの観測データを入力する。最新フレームの観測データが無い場合、航跡推定処理Ｓ１０は終了する。観測データ入力工程Ｓ１２は実施の形態１から４と同様である。
以下、最新フレームを現在のフレームという。
【０２０２】
仮定設定工程Ｓ１３において、探索管理部２６は、フレームサイズＮを上限値Ｎａに設定する。探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、フレームサイズＮとして、上限値Ｎａの値を記憶する。
【０２０３】
航跡候補算出工程Ｓ１４において、尤度比計算部２３は、実施の形態２と同様、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補を伸長する。尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補それぞれについて、現在のフレームにおける目標の位置と、尤度比とを算出する。
航跡候補記憶部２１は、記憶装置９４を用いて、それぞれの航跡候補について、尤度比計算部２３が算出した尤度比を記憶する。
【０２０４】
仮説群生成工程Ｓ１５において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレーム選択親仮説群ＨＰの要素であるフレーム選択親仮説Ｈｐ∈ＨＰの部分集合であって、Ｎ個の要素を持つ部分集合をフレーム選択子仮説Ｈｃ⊆Ｈｐとして生成する。
例えば、フレーム選択親仮説群ＨＰが｛１，２，３，４｝であり、フレームサイズが「３」である場合、探索管理部２６は、４つのフレーム選択子仮説Ｈｃ｛２，３，４｝、｛１，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝を生成する。各フレーム選択子仮説Ｈｃは３つの要素を持っている。
探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、生成したすべてのフレーム選択子仮説Ｈｃを要素とする集合族（フレーム選択子仮説群ＨＣ）を記憶する。
ここで、異なるフレーム選択親仮説Ｈｐから同じフレーム選択子仮説Ｈｃが生成されることがあるが、それらの子仮説は統合しても良いし、重複を許しても良い。
【０２０５】
仮説選択工程Ｓ１６において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、記憶したフレーム選択子仮説群ＨＣの要素の中から、まだ選択していないフレーム選択子仮説Ｈｃを選択する。
すべてのフレーム選択子仮説Ｈｃが選択済であり、まだ選択していないフレーム選択子仮説Ｈｃが存在しない場合、探索管理部２６は、確立済判定工程Ｓ１９へ処理を進める。
まだ選択していないフレーム選択子仮説Ｈｃが存在する場合、探索管理部２６は、まだ選択していないフレーム選択子仮説Ｈｃを一つ選択し、最尤航跡探索工程Ｓ１７へ処理を進める。
【０２０６】
最尤航跡探索工程Ｓ１７において、尤度比計算部２３は、演算装置９５を用いて、航跡候補記憶部２１が記憶した航跡候補のそれぞれについて、仮説選択工程Ｓ１６で選択したフレーム選択子仮説Ｈｃの要素であるフレーム番号のフレームについての尤度比（全部でＮ個）を合計して、累積尤度比を算出する。累積尤度比の算出方法は実施の形態１から４と同様である。
なお、前記実施の形態４では、尤度比計算部２３が算出する累積尤度比に、現在のフレームについての尤度比を必ず含めていたが、本実施の形態５においては必ずしも含めなくても良い。例えば、上記の４つのフレーム選択子仮説Ｈｃ｛２，３，４｝、｛１，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝のうち、４番目のフレーム選択子仮説Ｈｃ｛１，２，３｝は現在のフレーム番号｛４｝を含まない。
【０２０７】
航跡探索部２４は、演算装置９５を用いて、尤度比計算部２３が算出した累積尤度比に基づいて、累積尤度比が最も大きい航跡候補を探索する。
例えば、尤度比計算部２３が４つのフレーム選択子仮説Ｈｃ｛２，３，４｝、｛１，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝のそれぞれの累積尤度比を算出し、算出した累積尤度比が「０．８」、「０．６」「１．０」「０．７」である場合、尤度比計算部２３は、最も大きい航跡候補として、３番目のフレーム選択子仮説Ｈｃ｛２，３，４｝を探索する。
【０２０８】
航跡確立判定工程Ｓ１８において、航跡確立判定部２５は、演算装置９５を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で航跡探索部２４が探索した航跡候補の累積尤度比と、フレームサイズＮに基づく閾値とを比較する。
【０２０９】
累積尤度比の方が閾値より大きいか等しい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立したと判定する。
航跡情報出力部２７は、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、フレームサイズＮの確立した航跡として記憶する。
探索管理部２６は、仮説選択工程Ｓ１６で選択したフレーム選択子仮説Ｈｃを、航跡確立仮説群ＨＣ’の一つの要素として記憶する。
【０２１０】
累積尤度比の方が閾値より小さい場合、航跡確立判定部２５は、航跡が確立していないと判定する。
航跡情報出力部２７は、記憶装置９４を用いて、最尤航跡探索工程Ｓ１７で尤度比計算部２３が探索した航跡候補を、確立していない航跡として記憶する。
【０２１１】
探索管理部２６は、仮説選択工程Ｓ１６に処理を戻し、次のフレーム選択子仮説Ｈｃを選択する。
【０２１２】
確立済判定工程Ｓ１９において、探索管理部２６は、航跡情報出力部２７が記憶しているフレームサイズＮの航跡のうち、確立した航跡が１個以上存在するかどうか（航跡確立仮説群ＨＣ’が要素を１個以上持つかどうか）を判定する。
フレームサイズＮの確立した航跡が１個以上存在する場合、探索管理部２６は、確立航跡出力工程Ｓ２３へ処理を進める。
フレームサイズＮの確立した航跡が１個も存在しない場合、探索管理部２６は、仮定再設定工程Ｓ２０へ処理を進める。
【０２１３】
仮定再設定工程Ｓ２０において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレームサイズＮをデクリメントする。
探索管理部２６は、デクリメントしたフレームサイズＮと、下限値Ｎｂとを比較する。
フレームサイズＮの方が下限値Ｎｂより小さくなった場合、探索管理部２６は、最尤航跡出力工程Ｓ２１へ処理を進める。
フレームサイズＮが下限値Ｎｂ以上である場合、探索管理部２６は、仮説群生成工程Ｓ１５に処理を戻し、デクリメントしたフレームサイズＮについてのフレーム選択子仮説群ＮＣを生成する。
【０２１４】
最尤航跡出力工程Ｓ２１において、航跡情報出力部は、出力装置９３を用いて、記憶した航跡候補のうち累積尤度比が最も大きい航跡候補を、確立していない航跡として出力する。
【０２１５】
範囲更新工程Ｓ２２において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａと、基準値Ｎｓとを比較する。
上限値Ｎａの方が基準値Ｎｓより大きい場合、探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、上限値Ｎａとして、基準値Ｎｓの値を記憶する。
上限値Ｎａが基準値ＮＳ以下である場合、探索管理部２６は、上限値Ｎａを変更せずにそのままの値とする。
【０２１６】
探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレーム選択親仮説群ＨＰの各仮説Ｈｐ∈ＨＰのフレーム番号を大きい順に並べ、一番目からＮｓ番目までに入るＮｓ個のフレーム番号を残し、それ以外のフレーム番号を抽出する。
例えば、フレーム選択親仮説群ＨＰが１つの仮説Ｈｐ｛１，２，３，４｝を持ち、基準値ＮＳが「３」である場合、探索管理部２６は、大きい順に３つの仮説Ｈｐに含まれる３つのフレーム番号｛４，３，２｝を残し、それ以外のフレーム番号｛１｝を抽出する。
【０２１７】
観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号の中で、探索管理部２６が残したフレーム番号に含まれないフレーム番号のフレームについての観測データを削除する。上記の例の場合、観測データ記憶部２０はフレーム番号｛１｝の観測データを削除する。
航跡候補記憶部２１は、それぞれの航跡候補について記憶した尤度比のうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号の中で、探索管理部２６が残したフレーム番号に含まれないフレーム番号のフレームについての尤度比を削除する。上記の例の場合、航跡候補記憶部２１はフレーム番号｛１｝の尤度比を削除する。
探索管理部２６は、フレーム選択親仮説群ＨＰの各要素Ｈｐ∈ＨＰから、抽出したフレーム番号を削除する。探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、次のフレームのフレーム番号を、フレーム選択親仮説群ＨＰの各要素Ｈｐ∈ＨＰに追加する。上記の例の場合、探索管理部２６はフレーム番号｛１｝を削除し、次のフレーム番号｛５｝をフレーム選択親仮説群ＨＰ｛２，３，４｝に追加する。この場合、フレーム選択親仮説群ＨＰは｛２，３，４，５｝になる。
探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、上限値Ｎａをインクリメントする。
探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【０２１８】
確立航跡出力工程Ｓ２３において、航跡情報出力部２７は、出力装置９３を用いて、記憶したフレームサイズＮの航跡候補のうち、累積尤度比が最も大きい航跡候補を、確立した航跡として出力する。
【０２１９】
範囲更新工程Ｓ２４において、探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、フレーム選択親仮説群ＨＰの各要素Ｈｐ∈ＨＰが持つフレーム番号であって、航跡確立仮説群ＨＣ’の各要素Ｈｃ∈ＨＣ’が持つフレーム番号ではないフレーム番号を抽出する。
例えば、フレーム選択親仮説群ＨＰが｛１，２，３，４｝であり、航跡確立仮説群ＨＣ’が｛１，２，４｝である場合、探索管理部２６は、フレーム選択親仮説群ＨＰ｛１，２，３，４｝のうち、航跡確立仮説群ＨＣ’に含まれないフレーム番号｛３｝を抽出する。
【０２２０】
観測データ記憶部２０は、記憶した観測データのうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての観測データを削除する。上記の例の場合、観測データ記憶部２０はフレーム番号｛３｝の観測データを削除する。
航跡候補記憶部２１は、それぞれの航跡候補について記憶した尤度比のうち、探索管理部２６が抽出したフレーム番号のフレームについての尤度比を削除する。上記の例の場合、航跡候補記憶部２１はフレーム番号｛３｝の尤度比を削除する。
探索管理部２６は、フレーム選択親仮説群ＨＰを、航跡確立仮説群ＨＣ’で置き換える。上記の例の場合、フレーム選択親仮説群ＨＰは｛１，２，４｝（＝航跡確立仮説群ＨＣ’）になる。
探索管理部２６は、演算装置９５を用いて、次のフレームのフレーム番号を、フレーム選択親仮説群ＨＰの各要素Ｈｐ∈ＨＰに追加する。上記の例の場合、探索管理部２６は次のフレーム番号｛５｝をフレーム選択親仮説群ＨＰ｛１，２，４｝に追加する。この場合、フレーム選択親仮説群ＨＰは｛１，２，４，５｝になる。
探索管理部２６は、記憶装置９４を用いて、上限値Ｎａとして、フレームサイズＮに１を加えた値（Ｎ＋１）を記憶する。
探索管理部２６は、観測データ入力工程Ｓ１２に処理を戻し、次のフレームの処理をする。
【０２２１】
図１８、図１９は、実施の形態５における航跡推定処理Ｓ１０の具体例を示す図である。
実施の形態５における航跡推定処理Ｓ１０の具体例について、図１８、図１９に基づいて説明する。
【０２２２】
まず、図１８において、現在フレームは４フレーム目であり、フレーム選択親仮説群ＨＰはただ一つの要素Ｈｐ＝｛１，２，３，４｝から構成されており、Ｎａ＝４、Ｎｂ＝３、Ｎｓ＝３であるとする。
Ｎ＝４（失検出０回）のとき、フレーム選択子仮説Ｈｃはフレーム選択親仮説Ｈｐそのもの、つまり、｛１，２，３，４｝である。失検出の回数は、目標が観測範囲の外に移動し、またはノイズが発生することにより、目標を検出できなかったものと想定されるフレームの数を意味する。
Ｎ＝３（失検出１回）のとき、フレーム選択親仮説Ｈｐ＝｛１，２，３，４｝から３個の要素を選択するので、フレーム選択子仮説ＨｃはＨｃ＝｛２，３，４｝、｛１，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝の４通りである（図１６のＳ１５参照）。
【０２２３】
いま、Ｎ＝３において、フレーム選択子仮説Ｈｃのうち｛２，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝が確立した航跡（航跡確立仮説群ＨＣ’）であり、｛１，３，４｝が確立していない航跡であるとする（図１６のＳ１８参照）。
また、３つの確立した航跡であるフレーム選択子仮説Ｈｃ＝｛２，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝のうち、累積尤度比が最大であるフレーム選択子仮説Ｈｃが｛１，２，４｝であるものとする（図１６のＳ１７参照）。
このとき、航跡情報出力部２７は、累積尤度比が最大であるフレーム選択子仮説Ｈｃ＝｛１，２，４｝に基づく確立航跡を出力する（図１６のＳ２３参照）。
【０２２４】
次に、航跡確立仮説群ＨＣ’＝｛２，３，４｝、｛１，２，４｝、｛１，２，３｝をフレーム選択親仮説群ＨＰとする（図１６のＳ２４参照）。
さらに、次フレームのフレーム番号５をフレーム選択親仮説群に追加して、フレーム選択親仮説群ＨＰを｛２，３，４，５｝、｛１，２，４，５｝、｛１，２，３，５｝とする（図１６のＳ２４参照）。
そして、Ｎａ＝３＋１＝４として、次フレームである５フレーム目の処理（図１９）に移る（図１６のＳ２４参照）。
【０２２５】
また、全てのフレーム選択子仮説Ｈｃが確立していない航跡である場合、探索管理部２６は、フレーム選択親仮説ＨＰ｛１，２，３，４｝から要素｛１｝を削除し、次フレームである５フレーム目の処理に映る（図１６のＳ２２参照）。
【０２２６】
図１９において、Ｎ＝４（失検出０回）のとき、フレーム選択子仮説群ＨＣはフレーム選択親仮説群ＨＰそのものである。
フレーム選択子仮説Ｈｃ＝｛２，３，４，５｝、｛１，２，４，５｝、｛１，２，３，５｝のうち、｛２，３，４，５｝、｛１，２，３，５｝が確立した航跡（航跡確立仮説群ＨＣ’）であり、｛１，２，４，５｝が確立していない航跡であるものとする（図１６のＳ１８参照）。
また、２つの確立した航跡であるフレーム選択子仮説Ｈｃ＝｛２，３，４，５｝、｛１，２，３，５｝のうち、累積尤度比が最大であるフレーム選択子仮説Ｈｃが｛２，３，４，５｝であるものとする（図１６のＳ１７参照）。
このとき、航跡情報出力部２７は、累積尤度比が最大であるフレーム選択子仮説Ｈｃ＝｛２，３，４，５｝に基づく確立航跡を出力する（図１６のＳ２３参照）。
【０２２７】
また、全てのフレーム選択子仮説Ｈｃが確立していない航跡である場合、探索管理部２６はＮをデクリメントし、Ｎ＝３になる（図１６のＳ２０参照）。
【０２２８】
Ｎ＝３のとき、フレーム選択親仮説群ＨＰの各仮説Ｈｐ＝｛２，３，４，５｝、｛１，２，４，５｝、｛１，２，３，５｝から３個の要素を選択するので、フレーム選択子仮説Ｈｃは、Ｈｃ＝｛３，４，５｝、｛２，４，５｝、｛２，３，５｝、｛２，３，４｝、｛１，４，５｝、｛１，２，５｝、｛１，２，４｝、｛１，３，５｝、｛１，２，３｝の９通りである（図１６のＳ１５参照）。
ただし、異なるフレーム選択親仮説Ｈｐから同じ子仮説Ｈｃができた場合、それらを統合している。
【０２２９】
いま、Ｎ＝３において、確立した航跡であるフレーム選択子仮説Ｈｃが存在しないとする（図１６のＳ１７、Ｓ１８参照）。
このとき、探索管理部２６がＮ＝３をＮ＝２にデクリメントし、デクリメントしたＮ＝２はＮｂ＝３より小さく、Ｎａ＝４はＮｓ＝３より大きい。
そこで、探索管理部２６は、Ｎａ＝Ｎｓ＝３とする（図１６のＳ２２参照）。
【０２３０】
次に、探索管理部２６は、フレーム選択親仮説群ＨＰの各仮説Ｈｐからフレーム番号が大きい順にＮｓ＝３個のフレーム番号｛３，４，５｝、｛２，４，５｝、｛２，３，５｝を残し、それ以外のフレーム番号｛１｝と｛２｝とを抽出する。
次に、探索管理部２６は、抽出したフレーム番号の中で、残したフレーム番号に含まれないフレーム番号｛１｝の観測データ、つまり、最も古いフレームの観測データを削除する。フレーム番号｛２｝は残したフレーム番号に含まれている。
次に、探索管理部２６は、各航跡候補について記憶した尤度比のうち、１フレーム目の尤度比を削除する。
次に、探索管理部２６は、フレーム番号｛１｝を削除して、フレーム選択親仮説群ＨＰを｛３，４，５｝、｛２，４，５｝、｛２，３，５｝とする。
次に、探索管理部２６は、次フレームのフレーム番号｛６｝をフレーム選択親仮説群に追加して、フレーム選択親仮説群ＨＰを｛３，４，５，６｝、｛２，４，５，６｝、｛２，３，５，６｝とする。
そして、探索管理部２６は、Ｎａ＝３＋１＝４として、次フレームである６フレーム目の処理に移る（この段落の処理について、図１６のＳ２２参照）。
【０２３１】
このように、複数の仮説において航跡が確立した場合、それらの仮説をすべて保持しておき、保持した仮説に基づいて次フレームでのフレーム選択親仮説またはフレーム選択子仮説（以下、フレーム選択仮説という）を構成する。また、各フレームでは累積尤度比が最大である仮説に基づいて探索した航跡を出力する。これにより、あるフレームにおいて仮説の選択を誤ったとしても、誤って選択した仮説に基づく次フレームの仮説の累積尤度比が正しい仮説に比べて低くなるため、仮説の選択をやり直すことができる。そして、目標があるフレームで離散的に失検出する状況においても航跡を確立させることができる。
【０２３２】
なお、本実施の形態５では、保持するフレーム選択仮説を決定する方法として、航跡の確立を判定するための閾値と各フレーム選択仮説の累積尤度比とを比較する方法を説明した。但し、保持するフレーム選択仮説を決定する方法は、別の閾値を用いる方法であっても良い。
例えば、航跡の確立を判定する閾値よりも低い閾値を用いて、保持するフレーム選択仮説を決定しても良い。
また、例えば、前フレームでの処理における航跡確立仮説の累積尤度比のうち最小値の累積尤度比を、現在フレームでの処理において保持するフレーム選択仮説を決定するための閾値として用いても良い。
また、例えば、航跡の確立を判定する閾値よりも低い閾値を用いて保持するフレーム選択仮説を決定しておき、航跡は確立しなかったが保持することとしたフレーム選択仮説については、その仮説から派生したフレーム選択仮説（その仮説を元にして生成されたフレーム選択仮説）のいずれかが表す航跡が所定のフレーム数以内に確立しなければ、その派生したフレーム選択仮説を保持しないことにしても良い。
【０２３３】
また、最初に、観測データの全てにおいて目標が検出されると仮定しない方法であっても良い。
例えば、目標の信号対雑音比が既知であり、目標を検出する確率を見積もることができる場合、見積もった目標検出確率の頻度で目標が検出されると仮定する。この場合、「目標検出確率×記憶した観測データの数（フレーム数）」で求まる数だけフレーム番号を選択することにより、フレーム選択仮説を生成する。
【０２３４】
また、フレームサイズが下限値になった場合に、各フレーム選択仮説において若いフレーム番号の観測データまたは尤度比を削除しなくても良い。また、基準値Ｎｓは固定値でなくても良く、例えば、選択しているフレーム数に応じて基準値Ｎｓを増大させる方法であっても良い。
【０２３５】
以上、各実施の形態で説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、異なる実施の形態で説明した構成を組み合わせた構成であってもよいし、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。
【０２３６】
以上説明した航跡推定装置（航跡抽出装置１２）は、データを記憶する記憶装置（９４）と、演算をする演算装置（９５）と、観測データ記憶部（２０）と、仮定設定部（探索管理部２６）と、航跡候補算出部（航跡候補生成部２２、航跡探索部２４）と、航跡確立判定部（２５）とを有する。
上記観測データ記憶部は、上記記憶装置を用いて、観測された信号源からの信号に基づいて算出された上記信号源の位置を表わす観測データを複数記憶する。
上記仮定設定部は、上記演算装置を用いて、複数の観測期間（フレーム）のうちいずれかの観測期間を基準観測期間（現在のフレーム）とし、上記基準観測期間以前の観測期間それぞれにおいて目標からの信号が観測されたか否かを仮定する。
上記航跡候補算出部は、上記演算装置を用いて、上記観測データ記憶部が記憶した複数の観測データのうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間内に観測された信号に基づく観測データに基づいて、上記目標の航跡の候補を算出する。
上記航跡確立判定部は、上記演算装置を用いて、上記航跡候補算出部が算出した候補が、確立した航跡であるか否かを判定する。
上記仮定設定部は、第一の観測期間を上記基準観測期間とした仮定に基づいて上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、上記第一の観測期間を上記基準観測期間としたときに上記目標からの信号が観測されなかったと仮定した観測期間については、上記第一の観測期間よりあとの第二の観測期間を上記基準観測期間としたときも上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する。
【０２３７】
これにより、目標が途中から出現するなど、目標が検出できない観測期間がある場合でも、早期に航跡を確立させることができる。
【０２３８】
上記仮定設定部（２６）は、上記演算装置（９５）を用いて、所定範囲内の整数のうちいずれかの整数を選択して目標観測数（フレームサイズ）とし、上記基準観測期間以前の連続した観測期間であって、選択した目標観測数の観測期間を目標観測期間とし、上記目標観測期間について、上記目標からの信号が観測されたと仮定し、上記目標観測期間よりも前の観測期間について、上記目標からの信号が観測されなかったと仮定する。
上記仮定設定部は、第一の観測期間を上記基準観測期間とし第一の整数を上記目標観測数とした仮定に基づいて上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、上記第二の観測期間を上記基準観測期間としたとき、上記第一の観測期間以後上記第二の観測期間前の観測期間の個数を上記第一の整数に加えた整数を第二の整数とし、上記所定範囲内、かつ、上記第二の整数以下の整数のうちから、上記目標観測数を選択する。
【０２３９】
これにより、どの観測期間から目標が観測されたかを正しく推定し、航跡を確立させることができる。
【０２４０】
上記仮定設定部（２６）は、上記目標観測数を大きい順に選択し、上記航跡候補算出部（２２、２４）が算出した候補が確立した航跡でないと上記航跡確立判定部（２５）が判定した場合、同じ基準観測期間について、次の目標観測数を選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部が判定した場合、一つあとの基準観測期間について、最初の目標観測数を選択する。
【０２４１】
これにより、航跡が確立する最大の目標観測数を求めることができる。
【０２４２】
上記仮定設定部（２６）は、上記目標観測数を小さい順に選択し、上記航跡候補算出部（２２，２４）が算出した候補が確立した航跡であると上記航跡確立判定部（２５）が判定した場合、同じ基準観測期間について、次の目標観測数を選択し、上記航跡候補算出部が算出した候補が確立した航跡でないと上記航跡確立判定部が判定した場合、一つあとの基準観測期間について、最初の目標観測数を選択する。
【０２４３】
これにより、航跡が確立する最大の目標観測数を求めることができる。
【０２４４】
上記航跡推定装置（１２）は、更に、信頼度算出部（尤度比計算部２３）を有する。
上記信頼度算出部は、上記演算装置（９５）を用いて、上記複数の観測期間のうち、上記目標からの信号が観測されたと上記仮定設定部が仮定した観測期間それぞれについて、上記航跡候補算出部が算出した候補のもっともらしさを表わす尤度（尤度比）を算出し、算出した尤度を合計した合計値（累積尤度比）を算出して、上記航跡候補算出部が算出した候補の信頼性を表わす信頼度とする。
上記航跡確立判定部（２５）は、上記信頼度算出部が算出した信頼度に基づいて、上記候補が確立された航跡であるか否かを判定する。
【０２４５】
これにより、航跡が確立したか否かを正確に判定することができる。
【０２４６】
上記航跡候補算出部（２２、２４）は、上記仮定設定部（２６）が設定した一つの仮定に対して、複数の候補を算出する。
上記航跡確立判定部（２５）は、上記航跡候補算出部が算出した複数の候補のうち、上記信頼度算出部（２３）が算出した信頼度が最も高い候補について、確立された航跡であるか否かを判定する。
【０２４７】
これにより、航跡が確立したか否かを正確に判定することができる。
【符号の説明】
【０２４８】
１０  航跡抽出システム、１１  センサ、１２  航跡抽出装置、２０  観測データ記憶部、２１  航跡候補記憶部、２２  航跡候補生成部、２３  尤度比計算部、２４  航跡探索部、２５  航跡確立判定部、２６  探索管理部、２７  航跡情報出力部、９０  コンピュータ、９１  制御装置、９２  入力装置、９３  出力装置、９４  記憶装置、９５  演算装置、Ｄ１１，Ｄ３１  フレーム番号、Ｄ１２  航跡候補番号、Ｄ１３  尤度比、Ｄ１４  累積尤度比、Ｄ２１  フレームサイズ、Ｄ２２  閾値、Ｄ３２  仮説、Ｓ１０  航跡推定処理、Ｓ１１  初期化工程、Ｓ１２  観測データ入力工程、Ｓ１３  仮定設定工程、Ｓ１４  航跡候補算出工程、Ｓ１５  仮説群生成工程、Ｓ１６  仮説選択工程、Ｓ１７  最尤航跡探索工程、Ｓ１８  航跡確立判定工程、Ｓ１９  確立済判定工程、Ｓ２０  仮定再設定工程、Ｓ２１  最尤航跡出力工程、Ｓ２２，Ｓ２４  範囲更新工程、Ｓ２３  確立航跡出力工程、Ｓ４１  伸長判定工程、Ｓ４２  航跡候補生成工程、Ｓ４３  航跡候補伸長工程、Ｓ５１  サイズ減少工程、Ｓ５２  航跡候補短縮工程。
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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