(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測対象の目標から放射される電磁波により上記目標の存在する方向を探知するセンサ手段と、
上記センサ手段を搭載して上記目標の観測を行う自機の位置を計測する自機位置検出手段と、
上記目標が地上目標であると仮定して、上記センサ手段により得られた上記目標の方向および上記自機位置検出手段により得られた上記自機位置を基に、目標速度を推定する移動速度検出手段と、
上記移動速度検出手段により推定された上記目標速度の大きさから、上記目標の種類（航空目標、地上目標）を判定する目標判定手段と
を備え、
上記移動速度検出手段は、
上記センサ手段により得られた上記目標の方向および上記自機位置検出手段により得られた上記自機位置を基に１サンプル目の地心座標系における座標を計算するとともに、推定された目標速度を上記目標判定手段に伝達する移動速度検出部と、
上記センサ手段により得られた上記目標の方向および上記自機位置検出手段により得られた上記自機位置を基に２サンプル目以降の接平面上の上記目標の位置を計算する目標位置計算部と、
上記目標位置計算部により計算された上記目標の位置の時間的変化から、目標速度を推定する追尾処理部と
を有するものであって、
上記追尾処理部によって推定された上記目標速度の変動量の絶対値が所定値より大きい場合に、目標速度の推定を再度行なうために、上記接平面を更新して上記目標位置計算部に出力する接平面補正手段をさらに備えたことを特徴とする目標判別装置。
【請求項２】
上記目標位置計算部が、
上記センサ手段により得られた上記目標の方向および上記自機位置検出手段により得られた上記自機位置を基に、上記目標の地表面上における位置を計算する地表位置計算回路から構成されていることを特徴とする請求項１記載の目標判別装置。
【請求項３】
上記追尾処理部が、
上記目標位置計算部により計算された上記目標の位置の時間的変化から、等速度運動モデルを用いて目標速度を推定する追尾フィルタから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の目標判別装置。
【請求項４】
上記追尾処理部が、
上記目標位置計算部により計算された上記目標の位置の時間的変化から、等加速度運動モデルを用いて目標速度を推定する加速度モデル型追尾フィルタから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の目標判別装置。
【請求項５】
上記目標位置計算部が、
上記センサ手段により得られた上記目標の方向および上記自機位置検出手段により得られた上記自機位置に加えて、あらかじめ既知である地形情報を基に、高度を考慮した上記目標の位置を計算する地表高度計算回路から構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の目標判別装置。
【請求項６】
上記目標の信号の輝度を観測する輝度測定手段をさらに備え、
上記目標判定手段が、
上記移動速度検出手段により推定された上記目標の移動速度に加え、上記輝度測定手段において測定された輝度の時間的変化から、上記目標の種類（地上目標、航空目標）を判定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の目標判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目標判別装置に関し、特に、パッシブセンサにおいて観測された目標信号を基に、目標の移動速度を検出し、移動速度の大きさから航空目標と地上目標とを判別する目標判別装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は従来のパッシブセンサを用いた測距処理装置とその周辺技術を示した図であり、１００は、受信信号から波長の異なる赤外線（波長１及び波長２の赤外線）を検出する２波長利用型センサであり、パッシブセンサから構成されている。１０１は、２波長利用型センサ１００から伝達された信号の輝度を検出する輝度測定器、１０２は、輝度測定器１０１から伝達された２種類の波長の輝度から目標距離を測定する標定演算部、１０３は、２波長利用型センサ１００から伝達された目標の観測方向と、標定演算部１０２から伝達された目標距離とを基に、目標速度を推定する速度検出回路である。
【０００３】
次に動作について説明する。２波長利用型センサ１００では、目標信号の方向（アジマス角、エレベーション角）を２サンプル分観測し、速度検出回路１０３に伝達する。また、波長の異なる２種類の赤外線をそれぞれ２種類の輝度測定器１０１に２サンプル分伝達する。輝度測定器１０１では、伝達された赤外線について輝度の測定を行なう。輝度は、目標の放射エネルギーが決まれば距離により一意的に定まり、目標の放射投影面積、放射率および温度から計算される。放射投影面積と放射率は既知であると仮定し、目標の温度を測定することにより目標の測距が行なえる。２波長の赤外線を測定し、それぞれの赤外線の距離と温度の関係から２種類の曲線の交点（２種類の赤外線により測定された距離と温度の一致する点）を調べることにより目標の測距ができる（図１３）。標定演算部１０２では、図１３の交点を調べることにより目標の測距を行なう。測定した２サンプル分の結果を速度検出回路１０３に伝達する。速度検出回路１０３では、２波長利用型センサ１００から伝達された２サンプル分の目標信号の方向（アジマス角、エレベーション角）と、標定演算部１０２から伝達された２サンプル分の目標距離を基に目標速度の推定を行なう。２波長利用型センサ１００において観測された方向を自機移動量の分だけ補正し、標定演算部１０２において測定された目標距離も用いて、あらかじめ設定された座標系（ｘ，ｙ，ｚ）による目標位置を計算式（３９）を用いて２サンプル分計算する。
【０００４】
【数１】
0003894415.tif 000002
【０００５】
また、式（４０）を用いて目標速度を計算する。
【０００６】
【数２】
0003894415.tif 000003
【０００７】
図１４は、特開平１０−２６８０１８号公報に記載されている、パッシブセンサを用いた目標距離計算装置のブロック図を表している。図において、２０１は、自機位置の変化による観測データの座標系の変化を補正し、目標電波の到来方向を計算する目標方位計算部、２０２は、目標信号として得られる二波長の赤外線の輝度を基に、目標距離を計算する二波長帯利用一次距離計算部、２０３は、目標位置、目標速度を推定する予測位置状態量ベクトル初期値計算部を表している。
【０００８】
動作について説明する。目標方位計算部２０１では、センサ部（図示せず）から得られる軸基準目標方位２０４と座標検出部（図示せず）から得られる目標姿勢角２０５とから所定の座標系における目標方位（エレベーション方位２０６およびアジマス方位２０７）を計算する。二波長帯利用一次距離計算部２０２では、二波長帯センサ部（図示せず）より入力される目標の３〜５μｍ帯の輝度２０８および８〜１２μｍ帯の輝度２０９を用いて、二波長帯利用一次距離２１０を計算する。予測初期状態量ベクトル初期値計算部２０３では、目標のエレベーション方位２０６およびアジマス方位２０７と二波長帯利用一次距離２１０に、予め定められた速度を組み合わせることにより、予測初期状態量ベクトル初期値（目標位置、目標速度）２１１を計算し、出力する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は上記のように構成されているので、パッシブセンサを用いた観測データを基に目標速度が推定でき、目標速度の大きさを基に、目標の種類（地上目標、航空目標）を判定することは可能となる反面、目標を測距するのに目標の放射投影面積と放射率についてあらかじめ既知である必要があるという問題点があった。
【００１０】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、目標が地上目標であると仮定した場合の目標速度を、自機の移動を考慮して計算し、速度の大きさから目標の種類（航空目標、地上目標）の判別を行なうための目標判別装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、観測対象の目標から放射される電磁波により目標の存在する方向を探知するセンサ手段と、センサ手段を搭載して目標の観測を行う自機の位置を計測する自機位置検出手段と、目標が地上目標であると仮定して、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に、目標速度を推定する移動速度検出手段と、移動速度検出手段により推定された目標速度の大きさから、目標の種類（航空目標、地上目標）を判定する目標判定手段とを備え、移動速度検出手段は、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に１サンプル目の地心座標系における座標を計算するとともに、推定された目標速度を目標判定手段に伝達する移動速度検出部と、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に２サンプル目以降の接平面上の目標の位置を計算する目標位置計算部と、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、目標速度を推定する追尾処理部とを有するものであって、追尾処理部によって推定された目標速度の変動量の絶対値が所定値より大きい場合に、目標速度の推定を再度行なうために、接平面を更新して目標位置計算部に出力する接平面補正手段をさらに備えた目標判別装置である。
【００１２】
また、目標位置計算部が、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に、目標の地表面上における位置を計算する地表位置計算回路から構成されている。
【００１３】
また、追尾処理部が、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、等速度運動モデルを用いて目標速度を推定する追尾フィルタから構成されている。
【００１４】
また、追尾処理部が、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、等加速度運動モデルを用いて目標速度を推定する加速度モデル型追尾フィルタから構成されている。
【００１６】
また、目標位置計算部が、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置に加えて、あらかじめ既知である地形情報を基に、高度を考慮した目標の位置を計算する地表高度計算回路から構成されている。
【００１７】
また、目標の信号の輝度を観測する輝度測定手段をさらに備え、目標判定手段が、移動速度検出手段により推定された目標の移動速度に加え、輝度測定手段において測定された輝度の時間的変化から、目標の種類（地上目標、航空目標）を判定する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による目標判別装置について説明する。図１において、１は、目標から放射される赤外線等の到来方向から目標の存在する方向（アジマス角、エレベーション角）を探知するセンサであり、パッシブセンサから構成されている。２は、センサ１を搭載して目標の観測を行うための自機（航空機等）の位置（緯度、経度、高度）を計測する自機位置検出器、３は、センサ１から伝達された観測データを基に後述する移動速度検出手段４により推定された移動速度の大きさから目標の種類（航空目標、地上目標）を判定する目標判定回路、４は、目標が地上目標であると仮定し、目標判定回路３から伝達された観測データ（目標位置のアジマス角、エレベーション角、自機位置の緯度、経度、高度）を基に、目標速度を推定し、目標判定回路３に伝達する移動速度検出手段である。移動速度検出手段４は、図のように、後述する移動速度検出回路５、地表位置計算回路６、および、追尾フィルタ７から構成されている。すなわち、５は、目標判定回路３から伝達された観測データ（目標位置のアジマス角、エレベーション角、自機位置の緯度、経度、高度）を基に１サンプル目の目標位置を求めるとともに、目標の移動速度の大きさを推定する移動速度検出回路、６は、目標の地表面上における位置を計算する地表位置計算回路、７は、地表位置計算回路６により計算された地表面上における目標位置の時間的変化から、等速度運動モデルを用いて目標速度を推定する追尾フィルタである。
【００１９】
次に動作について説明する。センサ１では、目標から放射される赤外線等の方向（アジマス角、エレベーション角）を図２（ａ）のＮ.Ｅ.Ｄ（North. East. Down）座標系により探知し、目標判定回路３に伝達する。また、自機位置検出器２では、自機の緯度、経度、高度を測定し、目標判定回路３に伝達する。自機位置（緯度、経度）は、図２（ｂ）の地心座標系により測定する。目標判定回路３は、センサ１および自機位置検出器２より得られた目標位置のアジマス角、エレベーション角、自機位置の緯度、経度、高度を移動速度検出手段４に伝達する。
【００２０】
図３は、移動速度検出手段４の動作について表している。図３に示すように、ステップｆ１−１により処理を開始する。ステップｆ１−２によりＮサンプル分の目標の観測データ（アジマス角、エレベーション角）、自機位置（緯度、経度）、自機高度を初期値として設定する。次に、移動速度検出回路５において、目標は地上目標であると仮定し、ステップｆ１−３によりＢｙｃとＥｃをそれぞれ１サンプル目における目標信号のアジマス角、エレベーション角として設定し、計算式（１）を用いて地心座標系における１サンプル目の目標位置Ｐｃを計算する。
【００２１】
【数３】
0003894415.tif 000004
【００２２】
ここで、
【数４】
0003894415.tif 000005
【００２３】
ステップｆ１−４において、地表位置計算回路６により、２サンプル目以降の目標位置（Ｐｃを接点とする接平面上の目標位置）を、計算式（２）により接平面上のｘ座標、計算式（３）により接平面上のｙ座標をそれぞれ計算する。図４は自機と接平面の位置関係を表している。
【００２４】
【数５】
0003894415.tif 000006
【００２５】
【数６】
0003894415.tif 000007
【００２６】
ここで、
【数７】
0003894415.tif 000008
【００２７】
上記の計算式（２）、計算式（３）では、Ｎ.Ｅ.Ｄ座標系により測定した目標位置（Ｂｙｍ０，Ｅｍ０）を図２（ｃ）の自機中心座標系による目標位置（Ｂｙｍ，Ｅｍ）に変換した後（計算式（４）、計算式（５））計算している。
【００２８】
【数８】
0003894415.tif 000009
【００２９】
【数９】
0003894415.tif 000010
【００３０】
ここで、
【数１０】
0003894415.tif 000011
【００３１】
次に、ステップｆ１−５により、各サンプルにおける目標位置を追尾フィルタ７に伝達する。ステップｆ１−６により、カルマンフィルタによる追尾処理が行なわれる。追尾フィルタ７では、図５の手順に従って追尾処理を行なう。まず、ステップｆ２−１により処理を開始する。ステップｆ２−２により接平面上におけるＮサンプル分の目標位置（ｘｋ，ｙｋ）（ｋ＝１，２，…，Ｎ）、アジマス角、エレベーション角の観測誤差共分散行列Ｒ、駆動雑音の観測誤差共分散行列Ｑ，Ｎサンプル分の自機位置（緯度，経度，高度）＝（Λｋ，Ωｋ，ｈｋ）（ｋ＝１，２，…，Ｎ）を設定する。ステップｆ２−３において、下記の計算式（６）から計算式（２２）のそれぞれに、ｋ（ｋ＝１，・・・，Ｎ）を代入し、各サンプルにおける感度行列Ｄｋ（ｋ＝１，・・・，Ｎ）を計算する。
【００３２】
【数１１】
0003894415.tif 000012
【００３３】
【数１２】
0003894415.tif 000013
計算式（７）において、
【数１３】
0003894415.tif 000014
【００３４】
【数１４】
0003894415.tif 000015
計算式（８）において、
【数１５】
0003894415.tif 000016
【００３５】
【数１６】
0003894415.tif 000017
計算式（９）において、
【数１７】
0003894415.tif 000018
【００３６】
【数１８】
0003894415.tif 000019
計算式（１０）において、
【数１９】
0003894415.tif 000020
【００３７】
【数２０】
0003894415.tif 000021
計算式（１１）において、
【数２１】
0003894415.tif 000022
【００３８】
【数２２】
0003894415.tif 000023
計算式（１２）において、
【数２３】
0003894415.tif 000024
【００３９】
【数２４】
0003894415.tif 000025
計算式（１３）において、
【数２５】
0003894415.tif 000026
【００４０】
【数２６】
0003894415.tif 000027
計算式（１４）において、
【数２７】
0003894415.tif 000028
【００４１】
【数２８】
0003894415.tif 000029
計算式（１５）において、
【数２９】
0003894415.tif 000030
【００４２】
【数３０】
0003894415.tif 000031
計算式（１６）において、
【数３１】
0003894415.tif 000032
【００４３】
ここで、
【数３２】
0003894415.tif 000033
【００４４】
【数３３】
0003894415.tif 000034
【００４５】
【数３４】
0003894415.tif 000035
【００４６】
【数３５】
0003894415.tif 000036
【００４７】
【数３６】
0003894415.tif 000037
【００４８】
【数３７】
0003894415.tif 000038
【００４９】
ステップｆ２−４において下記の計算式（２３）を用いて、２サンプル目における目標位置の平滑値ｓハット（２）を計算する。
【００５０】
【数３８】
0003894415.tif 000039
【００５１】
また、下記の計算式（２４）を用いて２サンプル目における目標平滑位置の誤差共分散行列Ｐハット（２）を計算する。
【００５２】
【数３９】
0003894415.tif 000040
【００５３】
次に、ステップｆ２−５においてｋ＝３に設定する。カルマンフィルタ処理では、下記の計算式（２５）の運動系モデルと計算式（２６）の観測系モデルを用いて追尾処理を行なう。
【００５４】
【数４０】
0003894415.tif 000041
【００５５】
【数４１】
0003894415.tif 000042
【００５６】
ステップｆ２−５においてｋ＝３に設定する。ステップｆ２−６において、式（２７）を用いてｋサンプル目の予測値ｓチルダ(ｋ)とその誤差共分散行列Ｐチルダ(ｋ)を式（２８）を用いて計算する。
【００５７】
【数４２】
0003894415.tif 000043
【００５８】
【数４３】
0003894415.tif 000044
【００５９】
ステップｆ２−７により、式（２９）を用いてｋサンプル目におけるカルマンゲインＫｋを計算する。
【００６０】
【数４４】
0003894415.tif 000045
【００６１】
ステップｆ２−８において、式（３０）を用いてｋサンプル目の平滑値ｓハット(ｋ)とその誤差共分散行列Ｐハット(ｋ)を式（３１）を用いて計算する。
【００６２】
【数４５】
0003894415.tif 000046
【００６３】
【数４６】
0003894415.tif 000047
【００６４】
ここで、
【数４７】
0003894415.tif 000048
【００６５】
ステップｆ２−９においてｋ＝Ｎでない場合は、ステップｆ２−１０に進み、ｋ←ｋ＋１と再設定した後、ステップｆ２−６以下の処理を行なう。一方、ステップｆ２−９においてｋ＝Ｎの場合はステップｆ２−１１に移行する。ステップｆ２−１１においてＮサンプル目の平滑値ｚハット（Ｎ）とその誤差共分散行列Ｐハット（Ｎ）を出力する。ステップｆ２−１２により終了する。追尾フィルタ７により計算されたＮサンプル分の平滑値は移動速度検出回路５に伝達される。移動速度検出回路５では、Ｎサンプル分の速度平滑値とその推定誤差分散を目標判定回路３に伝達する。目標判定回路３では、Ｎサンプル目の速度平滑値を速度推定値として、速度推定値の大きさ（速度推定値の絶対値）をあらかじめ地上目標の最大速度を基に設定された所定のしきい値であるスレッショルドＴｈと比較し、スレッショルドＴｈ以上の場合は航空目標、スレッショルドＴｈ以下の場合は地上目標と判定する。
【００６６】
【数４８】
0003894415.tif 000049
【００６７】
以上のように、実施の形態１の発明における目標判別装置は、地上目標が地表面に接する接平面上を移動するものとして、接平面上における目標速度を推定し、目標速度の大きさから目標の種類（航空目標、地上目標）について判別を行なうことができるため、従来のように目標の放射投影面積と放射率とが既知である必要はなく、それらが未知である場合にも、目標の種類の判別が可能となり、利便性が向上する。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、センサ１が目標から放射される赤外線等の到来方向から、目標の存在する方向（アジマス角、エレベーション角）を探知するとして説明したが、目標から放射される電磁波として、赤外線だけでなく紫外線の到来方向を用いるようにしてもよく、もしくは、可視により目標の存在する方向を探知するようにしてもよい。
【００６９】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について説明する。図６において、センサ１、自機位置検出器２、目標判定回路３、移動速度検出手段４、移動速度検出回路５、地表位置計算回路６は実施の形態１と同じである。８は、上記地表位置計算回路６により計算された地表面上における目標位置の時間的変化から、等加速度運動モデルを用いて目標速度を推定する加速度モデル型追尾フィルタである。
【００７０】
次に動作について説明する。センサ１では、目標から放射される赤外線等の方向（アジマス角、エレベーション角）を探知し、目標判定回路３に、自機位置検出器２より得られる自機位置（緯度、経度、高度）と共に伝達する。以降は実施の形態１と同様に動作し、地表位置計算回路６により得られた各サンプルにおける目標位置が加速度モデル型追尾フィルタ８に伝達される。加速度モデル型追尾フィルタ８では、図７の手順に従って追尾処理を行なう。まず、ステップｆ３−１により処理を開始する。以降のステップｆ３−２とｆ３−３とは、実施の形態１で示した図５のステップｆ２−２とｆ２−３と同様に動作し、次のステップｆ３−４に移行する。ステップｆ３−4では、計算式（３３）を用いて、３サンプル目における目標位置の平滑値ｓハット（３）を計算する。
【００７１】
【数４９】
0003894415.tif 000050
【００７２】
計算式（３４）を用いて３サンプル目における目標平滑位置の誤差共分散行列Ｐハット（３）を計算する。
【００７３】
【数５０】
0003894415.tif 000051
【００７４】
ステップｆ３−５においてｋ＝４に設定する。カルマンフィルタ処理では、計算式（３５）の運動系モデルと計算式（３６）の観測系モデルを用いて追尾処理を行なう。
【００７５】
【数５１】
0003894415.tif 000052
【００７６】
【数５２】
0003894415.tif 000053
【００７７】
ステップｆ３−６以降は、実施の形態１で示した図５のステップｆ２−６以降と同様に動作し、目標判定回路３により目標の種類の判定が行なわれる。
【００７８】
以上のように、実施の形態２の発明における目標判別装置は、目標速度を推定する際に使用する目標運動モデルとして等加速度運動モデルを用いることにより、実際の目標の運動により対応でき、目標速度の推定精度が向上する。
【００７９】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について説明する。図８において、センサ１、自機位置検出器２、目標判定回路３、移動速度検出手段４、移動速度検出回路５、地表位置計算回路６、追尾フィルタ７は実施の形態１と同じである。９は目標の移動距離が大きく、接平面の近似精度が劣化していると予想される場合に接平面を更新して移動速度の推定を再度行なう接平面補正回路である。
【００８０】
次に動作について説明する。センサ１では、目標から放射される赤外線等の方向（アジマス角、エレベーション角）を探知し、目標判定回路３に伝達する。以降は実施の形態１と同様に動作し、目標判定回路３から接平面補正回路９に観測データが伝達される。この時、長距離にわたって目標移動を観測する場合、目標が地表面を等速度で移動している状況においても、接平面に投影した速度は、地表面の形状（球形）の影響により等速度運動とならない状況が発生する。目標がセンサ１に近づく場合では、接平面上を移動する速度が次第に速くなり、目標がセンサ１から遠ざかる場合では、接平面上を移動する速度が次第に遅くなる。そこで、接平面補正回路９では、図９の手順に従って、接平面を更新し、目標の移動速度の推定を行なう。まず、ステップｆ４−１により処理を開始する。ステップｆ４−２によりＮサンプル分の観測データ（目標のアジマス、エレベーション角、自機の緯度、経度、高度）を移動速度検出手段４に伝達する。また、パラメータＭ、Ｍ０を設定する。Ｍ０は通常の地上目標であれば、Ｍ０サンプルにおいて移動する距離範囲が、接平面の近似可能となるように設定する。また、ｋの値をｋ＝１に設定する。さらに、スレッショルドＴｈ２を設定する。次に、ステップｆ４−３では、移動速度検出手段４において目標の速度を推定する。ステップｆ４−４において各サンプルにおける推定速度の変動量δｖｋを計算式（３７）を用いて計算する。
【００８１】
【数５３】
0003894415.tif 000054
【００８２】
ステップｆ４−５において、ｋサンプルからｋ＋Ｍサンプルのδｖｉ（ｉ＝ｋ，…，ｋ＋Ｍ）をスレッショルドＴｈ２と比較し、Ｔｈ２を越えた回数Ｌを調べる。ステップｆ４−６により、ｋ＝ＮーＭでない場合は、ステップｆ４−７に移行する。ステップｆ４−７においてｋ←ｋ＋１とし、ステップｆ４−８に移行する。ステップｆ４−８においてＬとＭ０の大小を比較する。ＬがＭ０以上の場合はステップｆ４−９に移行する。ステップｆ４−９において、ｋサンプル目の目標位置を接点とする接平面を再設定し、ｋサンプル目の位置の平滑値、速度の平滑値、平滑誤差共分散行列を初期値とし、追尾処理を行なう。追尾処理によりｋサンプル目からＮサンプル目の観測データを用いて、ｋサンプル目からＮサンプル目の各サンプルにおける速度の平滑値を再計算する。再びステップｆ４ー３に移行し、処理を繰り返す。ステップｆ４ー８において、ＬがＭ０よりも小さい場合はステップｆ４ー５に移行し、処理を繰り返す。ステップｆ４ー６においてｋ＝ＮーＭの場合はステップｆ４ー１０に移行する。ステップｆ４ー１０においてＮサンプル目における速度の平滑値を速度推定値として出力する。以下は実施の形態１と同様に動作し、目標判定回路３により目標の種類の判定が行なわれる。
【００８３】
以上のように、実施の形態３の発明における目標判別装置は、所定の観測時間ごとに接平面を更新することにより、地表面の形状（球面）に起因する目標速度の推定精度の劣化を防止できる。
【００８４】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４について説明する。図１０において、センサ１、自機位置検出器２、目標判定回路３、移動速度検出手段４、移動速度検出回路５、追尾フィルタ７は実施の形態１と同じである。１０は目標が地上目標と仮定し、あらかじめ既知である地形情報を基に高度を考慮した目標の位置を推定する地表高度計算回路である。
【００８５】
次に動作について説明する。センサ１では、目標から放射される赤外線等の方向（アジマス角、エレベーション角）を探知し、目標判定回路３に伝達する。以降は実施の形態１と同様に動作し、地表高度計算回路１０に伝達される。地表高度計算回路１０では、自機位置（緯度、経度、高度）、目標の観測方向（アジマス角、エレベーション各）、あらかじめ用意された地形情報を基に目標の高度ｈｍを推定し、自機高度ｈｊをｈｊ←ｈｊーｈｍと補正することで、自機の地表面と地上目標位置の高度差に起因する速度推定値の誤差を小さくする。
【００８６】
以上のように、実施の形態４の発明における目標判別装置は、あらかじめ既知である地形情報を基に、自機と地上目標の高度差を調べることにより、自機の地表面と地上目標位置の高度差に起因する速度の推定精度の劣化を防止できる。
【００８７】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５について説明する。図１１において、センサ１、自機位置検出器２、移動速度検出手段４、移動速度検出回路５、地表位置計算回路６、追尾フィルタ７は実施の形態１と同じである。１１は目標の輝度を測定する輝度測定器、１２は移動速度検出手段４において推定された目標の移動速度と、輝度変化検出器１１において測定された輝度の時間的変化から目標の種類（航空目標、地上目標）を判定する目標判定２回路である。
【００８８】
次に動作について説明する。センサ１では、目標から放射される赤外線等の方向（アジマス角、エレベーション角）を探知し、目標判定２回路１２に伝達する。目標判定２回路１２に伝達された観測データは移動速度検出手段４と輝度測定器１１にそれぞれ伝達される。移動速度検出手段４に伝達された観測データを基に実施の形態１と同様に動作し、目標の移動速度の推定値が目標判定２回路１２に伝達される。また、輝度測定器１１に伝達された各サンプルにおける観測信号の輝度を測定し、目標判定２回路１２に伝達される。目標判定２回路では移動速度検出手段４から伝達された推定速度を基に実施の形態１の目標判定回路３と同様に目標種類（航空目標、地上目標）の判定を行なう。この時、目標が航空目標と判定された場合は処理を終了する。また、目標が地上目標と判定された場合は計算式（３８）を用いて輝度変化δｐｃを計算する。
【００８９】
【数５４】
0003894415.tif 000055
【００９０】
観測目標を地上目標と仮定し、自機と目標の相対距離が大きくなっている状況（目標が自機から遠ざかる状況）においてδｐｃが正の値であれば、目標を航空目標と判定する。そうでない場合は地上目標と判定する。また、自機と目標の相対距離が小さくなっている状況（目標が自機に近づいている状況）においてδｐｃが負の値であれば、目標を航空目標と判定する。そうでない場合は地上目標と判定する。実施の形態５では上記の構成をしているため、航空目標がビーム方向に移動していることに起因して推定速度が小さい値となっている状況においても精度良く判別ができる。
【００９１】
以上のように、実施の形態５の発明における目標判別装置は、輝度の変化を観測し、航空目標がビーム方向に移動していることに起因して推定速度が小さい値となり、目標の判別性能が劣化する状況を防止できる。
【００９２】
【発明の効果】
この発明は、観測対象の目標から放射される電磁波により目標の存在する方向を探知するセンサ手段と、センサ手段を搭載して目標の観測を行う自機の位置を計測する自機位置検出手段と、目標が地上目標であると仮定して、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に、目標速度を推定する移動速度検出手段と、移動速度検出手段により推定された目標速度の大きさから、目標の種類（航空目標、地上目標）を判定する目標判定手段とを備え、移動速度検出手段は、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に１サンプル目の地心座標系における座標を計算するとともに、推定された目標速度を目標判定手段に伝達する移動速度検出部と、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に２サンプル目以降の接平面上の目標の位置を計算する目標位置計算部と、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、目標速度を推定する追尾処理部とを有するものであって、追尾処理部によって推定された目標速度が所定値より大きい場合に、目標速度の推定を再度行なうために、接平面を更新して目標位置計算部に出力する接平面補正手段をさらに備えた目標判別装置であるので、地上目標が地表面に接する接平面上を移動するものとして、接平面上における目標速度を推定し、目標速度の大きさから目標の種類（航空目標、地上目標）について判別を行なうことが可能である。また、追尾処理部によって推定された目標速度の変動量の絶対値が所定値より大きい場合に、目標速度の推定を再度行なうために、接平面を更新して目標位置計算部に出力する接平面補正手段をさらに備えているので、所定の観測時間ごとに接平面を更新することにより、地表面の形状（球面）に起因する目標速度の推定精度の劣化を防止することができる。
【００９３】
また、目標位置計算部が、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置を基に、目標の地表面上における位置を計算する地表位置計算回路から構成されているので、地上目標が地表面に接する接平面上を移動するものとして、接平面上における目標速度を推定するため、精度よく、かつ、処理時間も短く、目標速度の推定を行うことができる。
【００９４】
また、追尾処理部が、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、等速度運動モデルを用いて目標速度を推定する追尾フィルタから構成されているので、目標速度を推定する際に使用する目標運動モデルとして等速度運動モデルを用いることにより、実際の目標運動をモデル化することで、目標速度の推定精度を向上させることができる。
【００９５】
また、追尾処理部が、目標位置計算部により計算された目標の位置の時間的変化から、等加速度運動モデルを用いて目標速度を推定する加速度モデル型追尾フィルタから構成されているので、目標速度を推定する際に使用する目標運動モデルとして等加速度運動モデルを用いることにより、より正確に実際の目標運動をモデル化することで、目標速度の推定精度を向上させることができる。
【００９７】
また、目標位置計算部が、センサ手段により得られた目標の方向および自機位置検出手段により得られた自機位置に加えて、あらかじめ既知である地形情報を基に、高度を考慮した目標の位置を計算する地表高度計算回路から構成されているので、あらかじめ既知である地形情報を基に、自機と地上目標の高度差を調べることにより、自機の地表面と地上目標位置の高度差に起因する速度の推定精度の劣化を防止することができる。
【００９８】
また、目標の信号の輝度を観測する輝度測定手段をさらに備え、目標判定手段が、移動速度検出手段により推定された目標の移動速度に加え、輝度測定手段において測定された輝度の時間的変化から、目標の種類（地上目標、航空目標）を判定するので、輝度の変化を観測し、航空目標がビーム方向に移動していることに起因して推定速度が小さい値となり、目標の判別性能が劣化する状況を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による目標判別装置の構成を示したブロック図である。
【図２】  Ｎ．Ｅ．Ｄ座標系、地心座標系、自機中心座標系を示した説明図である。
【図３】  本発明の実施の形態１による目標判別装置に設けられた移動目標検出手段の動作を示した流れ図である。
【図４】  自機と接平面の位置関係を示した説明図である。
【図５】  本発明の実施の形態１による目標判別装置に設けられた追尾フィルタの動作を示した流れ図である。
【図６】  本発明の実施の形態２による目標判別装置の構成を示したブロック図である。
【図７】  本発明の実施の形態２による目標判別装置に設けられた加速度モデル型追尾フィルタの動作を示した流れ図である。
【図８】  本発明の実施の形態３による目標判別装置の構成を示したブロック図である。
【図９】  本発明の実施の形態３による目標判別装置に設けられた接平面補正回路の動作を示した流れ図である。
【図１０】  本発明の実施の形態４による目標判別装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】  本発明の実施の形態５による目標判別装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】  従来のパッシブセンサを用いた測距処理装置の構成を示したブロック図である。
【図１３】  従来の測距処理装置において測定する２波長の赤外線の距離と温度の関係のグラフを示した説明図である。
【図１４】  従来の目標距離計算装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  センサ、２  自機位置検出器、３  目標判定回路、４  移動速度検出手段、５  移動速度検出回路、６  地表位置計算回路、７  追尾フィルタ、８  加速度モデル型追尾フィルタ、９  接平面更新回路、１０  地表高度計算回路、１１輝度測定器、１２  目標判定２回路、１３  ２波長利用型センサ、１４  標定演算部、１５  速度検出回路、１６  目標方位計算部、１７  二波長帯利用一次距離計算部、１８  予測位置状態量ベクトル初期値計算部。
【図１】
0003894415.tif 000056
【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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