(57)【要約】【課題】  複数種のセンサ情報を融合する際に、融合後の融合情報の精度を向上させたセンサ情報融合装置を得る。【解決手段】  同一の目標１０に対して異なる複数種類のセンサで取得したセンサ情報を融合する際に、ＥＳＭセンサ１１３で取得したセンサ情報中の一つである目標の種類に応じて、あらかじめ設定されたウェイトテーブル１３１から各センサ情報を重み付けするウェイト値の組合せを選択し、この選択したウェイト値の組合せを適用してセンサ情報の融合処理を実行する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の目標物に対して異なる種類のセンサを用いて取得した各センサからのセンサ情報を融合し、融合情報を出力するセンサ情報融合装置において、
レーダセンサ、光学センサ、及びＥＳＭセンサを含む、複数種類の異なるセンサを備え、同一の目標物を観測してその結果をそれぞれにセンサ情報として出力する複合センサと、
前記複合センサからのセンサ情報を受け取るセンサ情報入力手段と、
前記複合センサからのそれぞれのセンサ情報を融合する際に適用する、各センサ情報を重み付けするウェイト値の組合せを選択するウェイト選択手段と、
前記選択されたウェイト値の組合せに基づいて前記それぞれのセンサ情報を融合する融合処理手段と
を備えたことを特徴とするセンサ情報融合装置。
【請求項２】
前記ウェイト選択手段は、あらかじめ前記目標物の種類に対応して設定された、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せの中から、前記ＥＳＭセンサからセンサ情報として出力される前記目標物の種類に基づいて、前記ウェイト値の組合せを選択することを特徴とする請求項１に記載のセンサ情報融合装置。
【請求項３】
さらに、前記目標物の種類を受け取るためのインターフェイス手段を備え、前記ウェイト選択手段は、あらかじめ前記目標物の種類に対応して設定された、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せの中から、このインターフェイス手段で受け取った前記目標物の種類に基づいて、前記ウェイト値の組合せを選択することを特徴とする請求項１に記載のセンサ情報融合装置。
【請求項４】
前記ウェイト選択手段は、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せを選択候補としてあらかじめ設定し、これらの選択候補すべてを用いて所定の評価時間分、前記融合処理を並列的に試行して評価用の融合情報を取得するとともに、それらの中で、分散が最も小さい前記評価用の融合情報に対応した前記選択候補のウェイト値の組合せを選択することを特徴とする請求項１に記載のセンサ情報融合装置。
【請求項５】
前記選択候補は、あらかじめ前記目標物の種類に対応して設定された、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せの中から選定することを特徴とする請求項４に記載のセンサ情報融合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ情報融合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標とする対象物に関する情報は、各種のセンサ等によって種々の形態で取得される。例えば、航空機等の目標に関する情報を取得するには、レーダセンサや光学センサを含め、種々のセンサが採用される。これらのセンサは、取得されるセンサ情報にそれぞれ特徴があるため、目標に関する情報がより確実なものとなるように、それぞれのセンサ情報を相互に補完するように融合、あるいは統合して出力する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７１５９８号公報（第５ページ、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の装置においては、複数種のセンサ情報を融合するにあたって、例えば、それぞれのセンサ情報に対してウェイト値による重み付けを行った上で統合処理が実行される。しかしながら、従来は、複数種の各センサ情報に対する重み付けの組合せが固定されていることが多く、そのような場合には、処理結果としての融合情報の精度が、例えば対象の航空機の種類や観測時の環境等によって大きくばらついてしまうなど、必ずしも十分な精度で融合することができなかった。また、異なる重み付けの組合せを適用したとしても、その結果の評価を短時間に融合処理に反映することは困難であった。このため、融合結果としての融合情報の精度をより向上させることが望まれていた。
【０００５】
本実施の形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、融合情報の精度を向上したセンサ情報融合装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本実施形態のセンサ情報融合装置は、同一の目標物に対して異なる種類のセンサを用いて取得した各センサからのセンサ情報を融合し、融合情報を出力するセンサ情報融合装置において、レーダセンサ、光学センサ、及びＥＳＭセンサを含む、複数種類の異なるセンサを備え、同一の目標物を観測してその結果をそれぞれにセンサ情報として出力する複合センサと、前記複合センサからのセンサ情報を受け取るセンサ情報入力手段と、前記複合センサからのそれぞれのセンサ情報を融合する際に適用する、各センサ情報を重み付けするウェイト値の組合せを選択するウェイト選択手段と、前記選択されたウェイト値の組合せに基づいて前記それぞれのセンサ情報を融合する融合処理手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記ウェイト選択手段は、あらかじめ前記目標物の種類に対応して設定された、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せの中から、前記ＥＳＭセンサからセンサ情報として出力される前記目標物の種類に基づいて、前記ウェイト値の組合せを選択することを特徴とする。
【０００８】
また、さらに前記目標物の種類を受け取るためのインターフェイス手段を備え、前記ウェイト選択手段は、あらかじめ前記目標物の種類に対応して設定された、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せの中から、このインターフェイス手段で受け取った前記目標物の種類に基づいて、前記ウェイト値の組合せを選択することを特徴とする。
【０００９】
また、前記ウェイト選択手段は、各センサ情報に対する複数組のウェイト値の組合せを選択候補としてあらかじめ設定し、これらの選択候補すべてを用いて所定の評価時間分、前記融合処理を並列的に試行して評価用の融合情報を取得するとともに、それらの中で、分散が最も小さい前記評価用の融合情報に対応した前記選択候補のウェイト値の組合せを選択することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】ウェイトテーブル１３１の一例を示す説明図。
【図３】図１に例示したセンサ情報融合装置１の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第２の実施例の構成を示すブロック図。
【図５】図４に例示したセンサ情報融合装置２の動作を説明するためのフローチャート。
【図６】本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第３の実施例の構成を示すブロック図。
【図７】図６に例示したセンサ情報融合装置３の動作を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本実施形態に係るセンサ情報融合装置を実施するための最良の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。図１に例示したように、このセンサ情報融合装置１は、複合センサ部１１、センサ情報入力部１２、ウェイト選択部１３、及び融合処理部１４から構成されている。
【００１３】
複合センサ部１１は、異なる複数種類のセンサを備え、同一の航空機等の目標１０を観測して、その観測結果をそれぞれにセンサ情報としてセンサ情報入力部１２に送出する。本実施例においては、複合センサ部１１は、異なる複数種類のセンサとして、次の３種のセンサを備えている。すなわち、航空機等の目標１０の距離情報や角度情報等を取得するレーダセンサ１１１、角度情報や画像情報等を取得する光学センサ１１２、電子情報や目標の種類等を取得するＥＳＭ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｍｅａｓｕｒｅｓ）センサ１１３を備えている。なお、図１においては、同一種類のセンサを１台のみ図示しているが、それぞれのセンサを複数台設けることもできる。
【００１４】
センサ情報入力部１２は、複合センサ部１１から送出されるセンサ情報を受け取るためのインターフェイス部であり、複合センサ部１１内の各センサから送出されるセンサ情報を受け取って、これらを所定のフォーマット及びタイミングで装置内の各部に送出する。本実施例では、これらを融合処理部１４に転送するとともに、ＥＳＭセンサ１１３からのセンサ情報中の目標の種類をウェイト選択部１３に送出する。
【００１５】
ウェイト選択部１３は、複合センサ部１１からのセンサ情報を、後述する融合処理部１４で融合する際に適用する、各センサ情報を重み付けするためのウェイト値の組合せを選択して、融合処理部１４に送出する。本実施例においては、目標の種類に対応してあらかじめウェイト値の組合せが設定されたウェイトテーブル１３１をその内部に保持している。そして、ＥＳＭセンサ１１３からのセンサ情報中の目標の種類に基づきこのウェイトテーブル１３１を参照し、対応するウェイト値の組合せを選択してこれを融合処理部１４に送出する。
【００１６】
ウェイトテーブル１３１の一例を図２に例示する。図２に例示したように、ウェイトテーブルには、目標の種類に対応して、融合処理時に各センサ情報に適用されるウェイト値が組み合わせられ、それが複数組（目標の種類数分）設定されている。
【００１７】
融合処理部１４は、ウェイト選択部１３から受け取った、各センサ情報に対するウェイト値を適用して、複合センサ部１１内の各センサからのそれぞれのセンサ情報の融合処理を実行し、融合情報を得る。この融合処理では、例えば加重加算等の手法を採用することができる。すなわち、一例として、図２に例示したウェイトテーブル１３１を適用してその角度情報の加重加算の事例を取り上げてみると、ＥＳＭセンサ１１３からの「目標の種類」が「大型ジェット機」であれば、融合後の角度情報は、各センサ情報と図２に例示したウェイト値により、次式のように表される。
【数１】
2016008922.tif 000003
【００１８】
次に、前出の図１及び図２、ならびに図３のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施形態のセンサ情報融合装置１の動作について説明する。なお、以下の説明では、同一の目標１０に対して複合センサ部１１で取得されたセンサ情報の中から、例えば上記したように角度情報が融合される場合を取り上げて説明する。図３は、このセンサ情報融合装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１９】
まず、複合センサ部１１内の各センサは、同一の目標１０を観測する。観測の結果、レーダセンサ１１１は、例えば、目標１０の角度情報、及び距離情報を含むレーダセンサ情報を取得する。光学センサ１１２は、例えば、目標の角度情報、及び画像情報を含む光学センサ情報を取得する。また、ＥＳＭセンサ１１３は、例えば、目標１０の角度情報、目標の種類等のＥＳＭセンサ情報を取得する（ＳＴ３１）。これらの各センサによって取得されたセンサ情報は、複合センサ部１１からセンサ情報入力部１２に送出される。そして、融合処理部１４に転送されるとともに、ＥＳＭセンサ情報中の目標の種類については、ウェイト選択部１３に送出される（ＳＴ３２）。
【００２０】
次いで、ウェイト選択部１３において、センサ情報の融合処理の際に各センサ情報に対して適用するウェイト値の組合せが選択される。本実施例では、図２に例示したように、目標の種類に対応してあらかじめウェイト値の組合せが設定されたウェイトテーブル１３１が、ウェイト選択部１３内に保持されている。そして、ＥＳＭセンサ１１３からのセンサ情報中の目標の種類に基づいてこのウェイトテーブル１３１を参照し、該当するウェイト値の組合せを選択する。選択されたウェイト値の組合せは、融合処理部１４に送出される（ＳＴ３３）。
【００２１】
次いで、融合処理部１４において、複合センサ部１１から送られてきた各センサ情報に対して、ウェイト選択部１３で選択されたウェイトの組合せを適用したする融合処理が実行される。融合処理では、例えば、各センサ情報に対してウェイト値を適用した加重加算処理が実行される。角度情報に対する融合処理であれば、複合センサ部１１のそれぞれのセンサ情報中の角度情報に対して、目標の種類が「大型ジェット機」である場合、図２中の該当するウェイトの組合せが適用され、（１）式によって融合される。そして、その結果は融合情報として、例えば更に後段の機器等に送出される（ＳＴ３４）。以降は、適宜ウェイト値の組合せの選択が行われながら、装置の動作終了が指示されるまで、センサ情報の融合が継続される（ＳＴ３５）。
【００２２】
以上説明したように、本実施例においては、同一の目標１０に対して異なる複数種類のセンサで取得したセンサ情報を融合する際に、ＥＳＭセンサ１１３で取得したセンサ情報の中の一つである目標の種類に応じて、あらかじめ設定されたウェイトテーブル１３１から各センサ情報を重み付けするために適用するウェイト値の組合せを選択している。そして、この選択したウェイト値の組合せを適用してセンサ情報の融合処理を実行している。これにより、各センサ情報に対して目標の種類に対応した適切な重み付けがなされるので、融合情報のばらつきを減少させ、その精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００２３】
図４は、本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第２の実施例の構成を示すブロック図である。この第２の実施例について、図１〜図３に示した第１の実施例の各部と同一の部分は同一の符号で示し、その詳細な説明は省略する。この第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、ウェイト選択部１３においてウェイトテーブル１３１から融合処理に適用するウェイト値の組合せを選択する際に、第１の実施例では、ＥＳＭセンサ１１３からのセンサ情報中の目標の種類に基づいて選択したのに対して、この第２の実施例では、外部機器等から送られてくる目標の種類を含む外部情報に基づいて選択するように構成した点である。以下、前出の図１〜図３、ならびに図４及び図５を参照して、その相違点を中心に説明する。
【００２４】
図４に例示したように、このセンサ情報融合装置２は、複合センサ部１１、センサ情報入力部１２、ウェイト選択部１３ａ、融合処理部１４、及び外部情報入力部１５から構成されている。複合センサ部１１、センサ情報入力部１２、及び融合処理部１４は、第１の実施例と同一に構成されているので、その説明は省略する。
【００２５】
外部情報入力部１５は、外部から送られてくる、目標の種類を含む外部情報を受け取るためのインターフェイス部であり、受け取った外部情報を所定のフォーマット及びタイミングでウェイト選択部１３ａに送出する。ウェイト選択部１３ａは、第１の実施例と同様に構成されたウェイトテーブル１３１を保持しており、外部情報入力部１５から送られてくる目標の種類に基づいてこのウェイトテーブル１３１を参照し、該当するウェイト値の組合せを選択してこれを融合処理部１４に送出する。
【００２６】
次に、図５のフローチャートを参照して、この第２の実施例のセンサ情報融合装置２の動作について説明する。図５は、このセンサ情報融合装置２の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３に例示した第１の実施例のセンサ情報融合装置１の動作を説明するフローチャートと同一の部分は同一の符号を付して、説明を簡略化する。
【００２７】
まず、複合センサ部１１内の各センサによって取得された、同一の目標１０に対するセンサ情報が、センサ情報入力部１２を経由して融合処理部１４に転送される（ＳＴ３１〜ＳＴ３２ａ）。次いで、外部機器等から目標の種類を含む外部情報が送られてくる。送られてきた外部情報は、外部情報入力部１５で受け取られ、ウェイト選択部１３ａに送出される（ＳＴ４１）。
【００２８】
次いで、ウェイト選択部１３ａにおいて、センサ情報の融合処理の際に各センサ情報に対して適用するウェイト値の組合せが選択される。この選択においては、外部機器等から送られてきた目標の種類に基づいてウェイトテーブル１３１を参照し、該当するウェイト値の組合せを選択する。こうして選択されたウェイト値の組合せは、融合処理部１４に送出される（ＳＴ３３ａ）。次いで、融合処理部１４において融合処理が実行され、複合センサ部１１から送られてきた各センサ情報は、ウェイト選択部１３ａで選択されたウェイト値の組合せに従って融合される（ＳＴ３４）。以降は、適宜ウェイト値の組合せの選択が行われながら、装置の動作終了が指示されるまで、センサ情報の融合が継続される（ＳＴ３５）。
【００２９】
以上説明したように、本実施例においても、同一の目標１０に対して異なる複数種類のセンサで取得したセンサ情報を融合する際に、外部機器等から受け取った目標の種類に応じて、あらかじめ設定されたウェイトテーブル１３１から各センサ情報を重み付けするために適用するウェイト値の組合せを選択するとともに、この選択したウェイト値の組合せを適用してセンサ情報の融合処理を実行している。これにより、第１の実施例と同様に、各センサ情報に対して目標の種類に対応した適切な重み付けがなされるので、融合情報のばらつきを減少させ、その精度を向上させることができる。
【実施例３】
【００３０】
図６は、本実施形態に係るセンサ情報融合装置の第３の実施例の構成を示すブロック図である。この第３の実施例について、図１〜図５に示した第１の実施例、及び第２の実施例の各部と同一の部分は同一の符号で示し、その詳細な説明は省略する。この第３の実施例が第１の実施例及び第２の実施例と異なる点は、ウェイト選択部１３において融合処理に適用するウェイト値の組合せを選択する際に、第１及び第２の実施例では、いずれも目標の種類に基づいてウェイトテーブル１３１から選択したのに対して、この第３の実施例では、あらかじめ選択候補とした複数のウェイト値の組合せを用いて所定の評価時間分、融合処理を並列的に試行して評価用の融合情報を取得し、その中で、分散が最も小さい評価用の融合情報に対応したウェイト値の組合せを選択するように構成した点である。以下、前出の図１〜図５、ならびに図６及び図７を参照して、その相違点を中心に説明する。
【００３１】
図６に例示したように、このセンサ情報融合装置３は、複合センサ部１１、センサ情報入力部１２、ウェイト選択部１３ｂ、及び融合処理部１４から構成されている。複合センサ部１１、センサ情報入力部１２、及び融合処理部１４は、第１の実施例と同一に構成されているので、説明を省略する。
【００３２】
ウェイト選択部１３ｂは、各センサ情報を重み付けするウェイト値の組合せを選択して、融合処理部１４に送出する。選択に際しては、あらかじめ選択候補とした複数組のウェイト値の組合せを用いて所定の評価時間分、並列的に融合処理を試行して評価用の融合情報を取得し、その中で分散が最も小さいウェイト値の組合せを選択する。また、後述するが、本実施例においては、選択候補とする複数組のウェイト値の組合せを、前出のウェイトテーブル１３１の中から選定するものとしている。
【００３３】
ここに、ウェイト選択部１３ｂは、ウェイトテーブル１３１、候補選定部１３２、融合処理試行部１３３、及び評価部１３４を備えている。ウェイトテーブル１３１は、第１の実施例にて図２を参照して詳述したものと同一であり、説明を省略する。候補選定部１３２は、このウェイトテーブル１３１の中から、あらかじめ選択候補とする複数組のウェイト値の組合せを選定する。融合処理試行部１３３は、選定された複数組のウェイト値の組合せを用いて、所定の評価時間の間、融合処理部１４と同一の融合処理を並列的に試行して、評価用の融合情報を取得する。評価部１３４は、それぞれのウェイト値の組合せで取得された評価用の融合情報の中で、分散が最も小さい評価用の融合情報に対応したウェイト値の組合せを選択し、融合処理部１４に送出する。
【００３４】
次に、図７のフローチャートを参照して、この第３の実施例のセンサ情報融合装置３の動作について説明する。図７は、このセンサ情報融合装置３の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３に例示した第１の実施例のセンサ情報融合装置１の動作を説明するフローチャートと同一の部分は同一の符号を付して、説明を簡略化する。
【００３５】
まず、複合センサ部１１内の各センサによって取得された、同一の目標１０に対するセンサ情報が、センサ情報入力部１２を経由して融合処理部１４、及び融合処理の試行のためにウェイト選択部１３ｂに転送される（ＳＴ３１〜ＳＴ３２ｂ）。
【００３６】
次いで、ウェイト選択部１３ｂにおいて、センサ情報の融合処理の際に各センサ情報に対して適用するウェイト値の組合せが選択される。すなわち、はじめに候補選定部１３２において、ウェイトテーブル１３１の中から、選択候補とする複数組のウェイト値の組合せが選定される（ＳＴ７１）。次いで、融合処理試行部１３３において、これらの選択候補のすべてを用いて、並列的に融合処理部１４と同一の融合処理が試行され、所定の評価時間経過後に、評価用の融合情報が取得される（ＳＴ７２）。次いで、評価部１３４において、取得された評価用の融合情報の中で、分散が最も小さい評価用の融合情報に対応したウェイト値の組合せが選択され、その選択結果が融合処理部１４に送出される（ＳＴ７３）。
【００３７】
次いで、融合処理部１４において融合処理が実行され、複合センサ部１１から送られてきた各センサ情報は、ウェイト選択部１３ｂで選択されたウェイト値の組合せに従って融合される（ＳＴ３４）。そして、以降は、適宜ウェイト値の組合せの選択が行われながら、装置の動作終了が指示されるまで、センサ情報の融合が継続される（ＳＴ３５）。
【００３８】
以上説明したように、本実施例においては、同一の目標１０に対して異なる複数種類のセンサで取得したセンサ情報を融合する際に、各センサ情報を重み付けするためのウェイト値の組合せの候補を複数組選定し、これらの候補を用いた融合処理の試行結果に基づいて、１組のウェイト値の組合せを選択するとともに、この選択したウェイト値の組合せを適用してセンサ情報の融合処理を実行している。これにより、各センサ情報に対して、融合処理の試行結果が反映された適切な重み付けがなされるので、前出の第１及び第２の実施例と同様に、融合情報のばらつきを減少させ、その精度を向上させることができる。
【００３９】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３  センサ情報融合装置
１０  目標
１１  複合センサ部
１２  センサ情報入力部
１３、１３ａ、１３ｂ  ウェイト選択部
１４  融合処理部
１５  外部情報入力部
１１１  レーダセンサ
１１２  光学センサ
１１３  ＥＳＭセンサ
１３１  ウェイトテーブル
１３２  候補選定部
１３３  融合処理試行部
１３４  評価部
【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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