(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体の発射装置を複数備えるネットワークと、
前記ネットワークを介して互いに接続され、目標を捕捉するセンサを少なくとも備える複数の迎撃ユニットと、
前記飛翔体の発射管制に係わる情報を、前記ネットワークを介して前記複数の迎撃ユニット間で共有するための共有データリンクとを具備し、
前記迎撃ユニットは、
自己のセンサにおいて取得された目標情報と、自己以外のセンサにおいて取得された目標情報との互いの相関をとる相関処理手段と、
この相関処理手段により得られた相関処理結果を前記共有データリンクに登録する登録処理手段と、
この登録処理手段により前記センサごとに前記共有データリンクに登録された複数の相関処理結果のうち一つを、他の迎撃ユニットと同じアルゴリズムのもとに選択する相関決定処理手段とを備え、
前記登録処理手段は、前記相関決定処理手段により選択された相関処理結果を前記共有データリンクに再登録し、
前記相関決定処理手段は、前記登録処理手段により前記共有データリンクに再登録された複数の相関処理結果のうち一つを選択する手順を複数回繰り返すことにより最終的な相関処理結果を決定することを特徴とする分散型飛翔体発射管制システム。
【請求項２】
飛翔体の発射装置を複数備えるネットワークと、前記ネットワークを介して互いに接続され、目標を捕捉するセンサを少なくとも備える複数の迎撃ユニットと、前記飛翔体の発射管制に係わる情報を前記ネットワークを介して前記複数の迎撃ユニット間で共有するための共有データリンクとを具備する分散型飛翔体発射管制システムで用いられ、前記迎撃ユニット間で目標の区別に関する共通の認識を形成する方法であって、
前記迎撃ユニットのそれぞれにおいて、自己のセンサにおいて取得された目標情報と、自己以外のセンサにおいて取得された目標情報との互いの相関をとる相関処理ステップと、
この相関処理ステップにおいて得られた相関処理結果を、前記迎撃ユニットのそれぞれが前記共有データリンクに登録する登録処理ステップと、
この登録処理ステップにより前記センサごとに前記共有データリンクに登録された複数の相関処理結果のうち一つを、前記迎撃ユニットのそれぞれが、他の迎撃ユニットと同じアルゴリズムのもとに選択する決定処理ステップと、
選択された相関処理結果を、前記迎撃ユニットのそれぞれが前記共有データリンクに再登録する再登録処理ステップと、
この再登録ステップにより前記共有データリンクに再登録された複数の相関処理結果のうち一つを、前記迎撃ユニットのそれぞれが、他の迎撃ユニットと同じアルゴリズムのもとに選択する処理を複数回繰り返して最終的な相関処理結果を決定する最終決定処理ステップとを具備することを特徴とする分散型飛翔体発射管制システムにおいて目標の区別に関する共通の認識を形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば近距離用の防空飛翔体システムなどで使用される分散型飛翔体発射管制システムと、このシステムにおいて目標の区別に関する共通の認識を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防空飛翔体システムは、飛翔体を発射して目標を迎え撃つ迎撃装置と、目標を捕捉するセンサレーダ（以下センサと称する）とを備える。複数の目標の到来に備え、迎撃装置およびセンサは複数用意されてネットワークを形成することが多い。
【０００３】
さらに、従来のこの種のシステムは、ネットワーク内に指揮統制装置を備える。指揮統制装置は、ネットワークを介してセンサや迎撃装置に制御命令を与え、システムを統括的に制御する。しかしながらこのような構成では、指揮統制装置が機能しなくなるとシステム全体がダウンする。そこで、指揮統制装置による一極集中式の制御を避け、システムの制御に係わる機能をネットワーク内に分散させることでシステムの抗たん性を向上させることが考えられている。以下、このようなシステムを分散型飛翔体発射管制システムと称する。
【０００４】
分散型飛翔体発射管制システムにおいては、システムの運用の際に必要となるデータが共有データリンクに登録される。センサや迎撃装置は、共有データリンクから情報を読み出し、多くの処理を自律的に実施する。例えば、各迎撃装置への迎撃目標の割り当ては、従来のシステムでは指揮統制装置により決定されるのに対し、分散型飛翔体発射管制システムでは、共有データリンクから取得した情報をもとに各迎撃装置において決定される。
【０００５】
ところで、分散型飛翔体発射管制システムにおいては複数のセンサが存在するため、各センサにおいて捕捉された目標イメージの相関をとる必要がある。つまり、センサＸで捕捉されたｘ個の目標とセンサＹで捕捉されたｙ個の目標とのうち、同じ目標と別の目標とを明確に区別する必要がある。この処理は相関処理と呼ばれ、各センサにおいて実施される処理の一つである。
【０００６】
しかしながら、共有データリンクから情報を読み出す際の遅延や、処理の結果に含まれる誤差などにより、各センサごとの相関処理の結果が異なる場合がある。このため目標を区別した結果がセンサ間で食い違うことがあり、システムの運用に支障をきたす虞があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように分散型飛翔体発射管制システムにおいては、各センサごとの相関処理の結果が異なる場合が有り、システムの運用に支障をきたす虞が有った。
【０００８】
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、センサごとの相関処理の結果が異なっていても、目標の区別に関する共通の認識をシステム内に形成することができ、これによりシステムの運用に支障をきたす虞の無い分散型飛翔体発射管制システムと、このシステムにおいて目標の区別に関する共通の認識を形成する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わる分散型飛翔体発射管制システムは、飛翔体の発射装置、目標を捕捉するセンサをそれぞれ複数備えるネットワークと、前記ネットワークを介して互いに接続され少なくとも前記センサをそれぞれ個別に備える複数の迎撃ユニットと、前記飛翔体の発射管制に係わる情報を、前記ネットワークを介して前記複数の迎撃ユニット間で共有するための共有データリンクとを具備し、前記迎撃ユニットに、自己のセンサにおいて取得された目標情報と、自己以外のセンサにおいて取得された目標情報との互いの相関をとる相関処理手段と、この相関処理手段により得られた相関処理結果を前記共有データリンクに登録する登録処理手段と、この登録処理手段により前記センサごとに前記共有データリンクに登録された複数の相関処理結果のうち一つを、他の迎撃ユニットと同じアルゴリズムのもとに選択する相関決定処理手段とを備えるようにした。
【００１０】
アルゴリズムとしては、共有データリンクに登録された複数の相関処理結果のうち、同じ内容のものが最も多い相関処理結果を選択するという、いわゆる多数決原理に基づくアルゴリズムを採用すると良い。
【００１１】
このような手段を講じたことにより、各センサにおいて実施された相関処理の結果は、共有データリンクに登録される。そして、個々のセンサごとの相関処理結果のうち一つが、各センサにおいて例えば多数決原理により選択される。従って、センサごとの相関処理の結果が異なっていても、最も確からしい相関処理の結果が各センサに配布され、これにより相関処理結果をセンサ間で統一することができる。このことから、目標の区別に関する共通の認識をシステム内に形成することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる分散型飛翔体発射管制システムの実施の形態を示す構成図である。図１に示されるシステムは、ネットワーク２００を介して互いに接続される複数のファイヤユニット（以下ＦＵ（Fire Unit）と表記する）１〜３を備える。ネットワーク２００は、例えばＣＳＭＡ／ＣＤやＴＣＰ／ＩＰなどのプロトコルによりＦＵ１〜ＦＵ３間の情報通信を実現するもので、その物理層は有線、または無線のいずれでも良い。
【００１３】
ＦＵ１〜ＦＵ３は、それぞれが１つの目標捕捉単位として機能するもので、発射装置１１０と、ファイヤコントロールシステム（以下ＦＣＳ（Fire Control System）と表記する）１２０とを備える。発射装置１１０は、ＦＣＳ１２０の制御のもとに飛翔体を発射し、目標を迎え撃つ。ＦＣＳ１２０は、各発射装置１１０を統括的に制御する。ＦＣＳ１２０は、到来する目標を捕捉し、追尾するレーダなどのセンサ１３０（１３１，１３２，１３３）を備える。なお、区別のためＦＵ１に属するセンサに１３１、ＦＵ２に属するセンサに１３２、ＦＵ３に属するセンサに１３３なる符号をそれぞれ付して示す。
【００１４】
図２は、図１に示されるＦＵ１に備えられるＦＣＳ１２０の要部構成を示す機能ブロック図である。ＦＵ２、ＦＵ３に備えられるＦＣＳ１２０も、同様の構成である。図２において、ＦＣＳ１２０は、ＦＵ１〜ＦＵ３の相互間で情報を共有化するための共有データリンク１０と、ＦＣＳ１２０の機能を制御する制御部２０とを備える。このうち共有データリンク１０は、目標情報テーブル１ａと、相関結果テーブル１ｂとを備える。
【００１５】
制御部２０は、相関処理部２ａと、登録処理部２ｂと、相関決定処理部２ｃとを備える。相関処理部２ａは、センサ１３１により捕捉された目標の目標情報（位置、速度など）と、センサ１３２、１３３により捕捉された目標の目標情報との互いの相関をとる。センサ１３２、１３３により捕捉された目標の目標情報は、目標情報テーブル１ａ、またはネットワーク２００を介して制御部２０に与えられる。
【００１６】
登録処理部２ｂは、相関処理部２ａにおいて得られた相関処理の結果を、相関結果テーブル１ｂに登録する。これによりＦＵ２、およびＦＵ３は、ＦＵ１において実施された相関処理の結果をネットワーク２００を介して参照することができる。逆にＦＵ１は、ＦＵ２において実施された相関処理の結果、およびＦＵ３において実施された相関処理の結果を、ネットワーク２００を介して参照することができる。
【００１７】
相関決定処理部２ｃは、ＦＵ１、ＦＵ２、またはＦＵ３において実施された相関処理の結果のうち一つを、相関結果テーブル１ｂから選択する。なおＦＵ２、及びＦＵ３における相関決定処理部２ｃも同様の機能を有するが、三者（すなわちＦＵ１の相関決定処理部２ｃ、ＦＵ２の相関決定処理部２ｃ、及び、ＦＵ３の相関決定処理部２ｃ）は、同一のアルゴリズムのもとで、一つの相関処理結果を選択する。本実施形態においては、複数の相関処理結果の中から一つを、多数決のもとで選択する。
【００１８】
図３は、上記構成における制御部２０の処理手順を示すフローチャートである。図３において制御部２０は、センサ１３１、センサ１３２、及びセンサ１３３においてそれぞれ取得された目標情報の、互いの相関をとる（ステップＳ１）。ここでも、各ＦＵ１〜ＦＵ３の制御部２０は、互いに同じアルゴリズムを用いる。各ＦＵ１〜ＦＵ３の制御部２０においてそれぞれ相関処理結果が得られると、各制御部２０は、その結果を相関結果テーブル１ｂに登録する（ステップＳ２）。
【００１９】
次に、制御部２０は、他のＦＵにおいて得られた相関処理結果を相関結果テーブル１ｂから読み出し、全ての相関処理結果を比較して、多数決のもとで一つの結果を決定する（ステップＳ３）。
【００２０】
次に、制御部２０は、ステップＳ３において決定した相関処理結果を相関結果テーブル１ｂに再登録する（ステップＳ４）。そして処理手順はステップＳ３に戻り、制御部２０は、他のＦＵにより再登録された相関処理結果を相関結果テーブル１ｂから読み出し、全ての相関処理結果を比較して、多数決のもとで一つの結果を決定する。
【００２１】
ステップＳ３及びステップＳ４における処理は、所定回数（Ｎ回とする）のサイクルに渡って繰り返される、次いで処理手順はステップＳ５に移り、最終的な相関処理結果が決定される。ステップＳ１〜ステップＳ５の手順は、各ＦＵ１〜ＦＵ３において、それぞれ任意の周期Ｔで繰り返される。
【００２２】
図４は、各センサ１３１〜１３３において取得された目標位置から相関処理結果が生成される様子を示す概念図である。図４［ａ］は、飛行する３つの目標の実際の位置を示す。図４［ｂ］〜図４［ｄ］は、それぞれセンサ１３１〜１３３において取得された目標位置を示す。このとき、座標系はセンサ間で共通である。センサ１３１において検知された目標を（１），（２）、センサ１３２において検知された目標を（ア），（イ）、センサ１３３において検知された目標を（Ａ），（Ｂ）として示す。
【００２３】
図４［ｅ］〜図４［ｇ］は、それぞれセンサ１３１〜１３３においてとられた相関処理の結果を示す。これらの図において、相関の取れた目標は破線で囲んで示される。またハッチングされた目標シンボルは、各センサにおいて取得された目標イメージである。
【００２４】
図４［ｅ］においては、センサ１３１における目標（１）とセンサ１３３における目標（Ａ）との相関が取れており、これらの目標が同じであると認識される。同じように、（２）＝（ア）、（イ）＝（Ｂ）であり、これらの目標が同じであると認識される。
【００２５】
一方、図４［ｆ］においては、目標（２）と目標（ア）との相関が取れず、これらの目標は互いに別であると認識される。図４［ｇ］においては、目標（イ）と目標（Ｂ）とが、互いに別であると認識される。
【００２６】
図５は、各センサによる登録目標のリストと、このリストから相関処理の結果が決定される様子を示す図である。同図に示されるように、センサ１３１によれば、目標（１）、（２）、及び（イ）が、登録される。これに対しセンサ１３２によれば、目標として（１）、（２）、（ア）、及び（イ）が登録される。またセンサ１３３によれば、目標として（１）、（２）、（イ）、及び（Ｂ）が登録される。
【００２７】
このように、共有データリンク１０に情報を登録する際の伝送遅延や、情報を読み出す際の伝送遅延、さらには処理そのものに含まれる誤差などの原因により、各センサにおける相関処理の結果が異なることがある。そこで本実施形態では、各センサにおいて得られた結果から多数決の原理のもとで、最終的な目標の相関結果を得るようにしている。すなわち、目標（１）に着目すると、各センサにおいて目標（１）＝（Ａ）と認識されているのであるから、最終的な結果においても（１）＝（Ａ）が採用される。
【００２８】
これに対し、目標（２）に着目すると、センサ１３１およびセンサ１３３においては目標（２）＝（ア）と認識されており、センサ１３２においてのみ、これらの目標が別であると認識されている。そこで、多数決により、目標（２）＝（ア）の認識結果が採用される。
【００２９】
このような処理の結果、各センサ１３１〜１３３間、ひいては各ＦＵ１〜ＦＵ３間で統一的な目標の認識の結果を得ることができる。すなわち図５に示されるように、（１）＝（Ａ）、（２）＝（ア）、（イ）＝（Ｂ）なる結果を、各ＦＵ１〜ＦＵ３において得ることが可能になる。
【００３０】
なお、図５の概念に示されるような多数決処理は、各ＦＵ１〜ＦＵ３において個別に実施されるため、各ＦＵ１〜ＦＵ３において得られた結果が常に一致するという補償はない。そこで本実施形態では、各センサにおいて得られた多数決による決定の結果を共有データリンク１０に再登録し（図３のステップＳ４）、再登録された情報から再度、相関処理結果を得るための処理を実施するようにしている。
【００３１】
図６に示されるように、或るサイクルにおいて相関処理の結果が得られたとき、センサ１３３の結果のみが他と異なっているとする。この状態から多数決による再決定処理が実施されると、図６に示されるように、各センサ１３１〜１３３間で統一的な認識を形成することが可能になる。
【００３２】
このように本実施形態では、各ＦＵ１〜ＦＵ３において個別に情報処理を実施し、フォールトトレラント型の発射管制を実施する分散型飛翔体発射管制システムにあって、各センサ１３１〜１３３において得られた目標相関処理の結果を共有データリンク１０に登録し、ＦＵ１〜ＦＵ３間で情報の共有を図る。そして、登録された相関処理の結果を、各ＦＵ１〜ＦＵ３がそれそれ共有データリンク１０から読み出し、多数決原理のもとで相関処理結果を決定するようにしている。
【００３３】
このようにしたので、センサごとの相関処理の結果が異なっていても、出現頻度の最も多い（従って最も確からしい）相関処理結果が、センサ間の統一見解として共通に採用される。これにより、目標の区別に関する共通の認識をシステム内に形成することができるようになり、システムの運用に支障をきたす虞を無くすることが可能になる。
【００３４】
さらに本実施形態では、決定された相関処理結果を再度共有データリンク１０に登録し、この再登録された情報を読み出して、最終的な相関処理結果を決定するようにしている。このようにしたので、ネットワーク２００の通信状態などによるエラーを補償することができ、システムの信頼性を向上させることができる。もちろん、再登録および再決定のサイクルを増やすことで、信頼性を更に向上させることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、センサは全てのＦＵ１〜ＦＵ３に設ける必要はなく、任意のＦＵに設けられていれば良い。同様に、全てのＦＵ１〜ＦＵ３が、発射装置１１０を備えている必要はない。
【００３６】
また、図３におけるステップＳ３〜ステップＳ４のサイクルは、一定の回数でなくとも良い。例えば、各ＦＵ１〜ＦＵ３で同一の処理結果を得られた時点で、上記のサイクルを抜けるようにしても良い。このようにすると、処理にかかる時間を適応的に短縮することが可能になる。
このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、センサごとの相関処理の結果が異なっていても、目標の区別に関する共通の認識をシステム内に形成することが可能となる。従って、センサごとの相関処理の結果が異なっていても、システムの運用に支障をきたす虞を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる分散型飛翔体発射管制システムの実施の形態を示す構成図。
【図２】  図１に示されるＦＵ１に属するＦＣＳ１２０の要部構成を示す機能ブロック図。
【図３】  図２に示される制御部２０の処理手順を示すフローチャート。
【図４】  各センサ１３１〜１３３において取得された目標位置から相関処理結果が生成される様子を示す概念図。
【図５】  各センサ１３１〜１３３による登録目標のリストと、このリストから相関処理の結果が決定される様子を示す概念図。
【図６】  相関処理結果が共有データリンク１０に再登録されることにより、相関処理結果が再決定される様子を示す概念図。
【符号の説明】
Ｆ１…ファイヤユニット
１〜３…ファイヤユニット（ＦＵ）
１ａ…目標情報テーブル
１ｂ…相関結果テーブル
２ａ…相関処理部
２ｂ…登録処理部
２ｃ…相関決定処理部
１０…共有データリンク
２０…制御部
１１０…発射装置
１２０…ＦＣＳ
１３１〜１３３…センサ
２００…ネットワーク
【図１】
0003908497.tif 000002
【図２】
0003908497.tif 000003
【図３】
0003908497.tif 000004
【図４】
0003908497.tif 000005
【図５】
0003908497.tif 000006
【図６】
0003908497.tif 000007