(57)【要約】【課題】  目標種別ごとの事前確率の設定において、目標種別の絞り込みと重み付けを実施して効率的な類推計算を行うとともに、事前確率の手動入力によるオペレータの負荷を軽減する。【解決手段】  類別を行う目標種別を絞り込むため、検出目標位置と地図情報および目標種別ごとの航続可能距離情報を記録したデータベースより、検出した目標位置において観測される可能性のある目標種別に限定し、地図情報および目標種別ごとの航続可能距離情報、広域情報を用いて、目標位置近傍で検出される可能性の高い目標種別に重み付けを行うことで事前確率を算出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダから入力される目標諸元から位置、速度、加速度等の目標情報を抽出する目標情報入力器と、
広域情報から出発観測情報及び飛行観測情報等の広域観測情報を抽出する広域情報入力器と、
周辺施設情報及び周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報を地図情報目標識別情報として保持する地図及び目標種別データベースと、
上記地図情報目標識別情報に基づいて、上記目標情報から目標種別の絞り込みを行う目標種別限定器と、
上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別について重み付けを実施し事前確率を算出する事前確率算出器と、
目標種別毎の特徴量取得確率を保持する特徴量データベースと、
上記事前確率算出器の算出した事前確率、及び上記特徴量データベースから上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別に対応する特徴量取得確率を取得し、当該事前確率及び特徴量取得確率に基づいて、ベイズ推定により当該目標種別毎の事後確率を算出し、目標の類別を実施する目標情報処理器と、
上記目標情報処理器による類別後の事後確率を受信し、事後確率に基づいて目標種別毎の該当確率を出力する類識別結果出力器と、
上記類識別結果出力器から目標種別毎の該当確率を取得し、当該目標種別毎の該当確率を表示する表示指示器と、
を備えた類識別装置。
【請求項２】
目標種別限定器は、上記目標情報及び上記地図情報目標識別情報に基づいて、自己位置から一定の距離以内にある周辺施設情報、及び当該周辺施設情報の周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報より、上記目標情報における目標位置にて検出され得る目標種別であって、かつ航続可能範囲内にある目標種別を抽出する類識別を行い、上記目標情報から目標種別を限定することを特徴とする請求項１記載の類識別装置。
【請求項３】
事前確率算出器は、周辺施設情報及び航続可能距離情報と広域観測情報より、目標種別毎の事前確率を導出すること特徴とする請求項１記載の類識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異なる複数のセンサによって入力された同一目標に関する各種情報（以下目標情報）を用いて、当該目標の目標種別を識別する類識別を行う類識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の類識別装置は、各種センサからの目標情報に含まれる特徴量を用いてベイズ推定を行い、観測目標の機種、艦種等の目標種別の候補をオペレータに表示し、オペレータが類識別の判断を行うための支援情報を提供していた。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２６６５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の類識別装置は、各種センサで観測される目標情報の特徴量を用いて、観測目標の機種、艦種等の目標種別の推定を行うために、観測し得る目標種別及びその目標を観測する可能性を事前確率として保持している。次に、その特徴量が、事前確率として保持している目標種別から得られるものと仮定した場合の条件付き確率（尤度と呼ぶ）を算出し、尤度及び事前確率の積を目標種別間で比較し、目標種別の確率推定を行う。
【０００５】
このような類識別装置は、一般に航空機や艦艇等の目標種別が多岐に渡ることから、事前確率として考慮する目標種別が非常に多くなる。目標観測時の状況を考慮すれば該当し得ない目標種別についても計算していたため、多くの計算機資源を消費するとともに、尤度を比較する対象が多いことから目標種別の確率に差がつかず、オペレータに有効な情報を提供することができずにいた。また、各目標種別に目標観測時の状況を反映しつつ、オペレータが手動で事前確率を入力すると、オペレータの負荷が大きくなる課題があった。
【０００６】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたものであって、類識別を行う目標種別を絞り込み、また検出された目標位置近傍で検出される可能性のある目標種別に重み付けを行うことにより、計算機資源を節約し、有効な類識別情報を迅速にオペレータへ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による類識別装置は、レーダから入力される目標諸元から位置、速度、加速度等の目標情報を抽出する目標情報入力器と、広域情報から出発観測情報及び飛行観測情報等の広域観測情報を抽出する広域情報入力器と、周辺施設情報及び周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報を地図情報目標識別情報として保持する地図及び目標種別データベースと、上記地図情報目標識別情報に基づいて、上記目標情報から目標種別の絞り込みを行う目標種別限定器と、上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別について重み付けを実施し事前確率を算出する事前確率算出器と、目標種別毎の特徴量取得確率を保持する特徴量データベースと、上記事前確率算出器の算出した事前確率、及び上記特徴量データベースから上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別に対応する特徴量取得確率を取得し、当該事前確率及び特徴量取得確率に基づいて、ベイズ推定により当該目標種別毎の事後確率を算出し、目標の類別を実施する目標情報処理器と、上記目標情報処理器による類別後の事後確率を受信し、事後確率に基づいて目標種別毎の該当確率を出力する類識別結果出力器と、上記類識別結果出力器から目標種別毎の該当確率を取得し、当該目標種別毎の該当確率を表示する表示指示器と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、目標種別毎の事前確率を算出する段階にて候補を絞り込み、また重み付けすることにより、効率的な類識別を行うことができる。また、従来は使用されていなかった広域情報を目標の類識別に有効に活用することができるので、有効な類識別情報を迅速にオペレータへ提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における類識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における類識別装置の動作の説明をするフローチャートである。
【図３】実施の形態１における類識別装置の事前確率算出処理における処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による類識別装置の構成を示す図である。図１において、実施の形態１による類識別装置６は、艦船搭載センサ１〜３と広域情報処理装置５に接続される。艦船搭載センサ１〜３は、探知した目標の位置、速度、加速度、特徴量等（以下目標諸元と呼ぶ）を類識別装置６に周期的に送信する。また、類識別装置６は、広域情報処理装置５から広域情報が入力される。類識別装置６は、艦船搭載センサ１〜３からの目標諸元及び広域情報処理装置５からの広域情報に基づいて、類識別結果を算出する。類識別装置６は、得られる類識別結果を、本装置の使用者であるオペレータ４に対して出力する。
【００１１】
次に類識別装置６の内部構成について説明する。類識別装置６は、目標情報入力器７と、地図・目標識別データベース８と、目標種別限定器９と、広域情報入力器１０と、事前確率算出器１１と、事前確率データベース１２と、特徴量データベース１３と、目標情報処理器１４と、類識別結果出力器１５と、表示指示器１６を備えている。
【００１２】
目標情報入力器７は、艦船搭載センサ１〜３から周期的に入力される目標諸元から位置、速度、加速度を抽出し、目標諸元及び位置、速度、加速度を目標情報として検出して、当該検出した目標情報を目標種別限定器９及び表示指示器１６に周期的に送信する。
【００１３】
地図・目標種別データベース８は、周辺施設情報及び周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報を保持し、目標種別限定器９及び事前確率算出器１１に対して、地図情報目標識別情報として出力する。
【００１４】
目標種別限定器９は、検出された目標情報を元に、地図・目標種別データベース８から、既知である現在の自己位置より一定の距離以内にある周辺施設情報と周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報からなる地図情報目標識別情報を取得する。目標種別限定器９は、当該地図情報目標識別情報と検出された目標情報に基づいて、目標検出位置にて検出され得る目標種別の中から、周辺施設位置に所属する航空機の航続可能範囲内に含まれる目標種別を抽出する絞り込み処理を行い、抽出した目標種別の情報を事前確率算出器１１に出力する。
【００１５】
広域情報入力器１０は、広域情報処理装置５から広域情報を取得し、当該情報の中から艦船搭載センサ１〜３から得られない範囲の目標の位置、速度等の出発観測情報及び飛行観測情報等の情報（以下広域観測情報と呼ぶ）を取得し、事前確率算出器１１に出力する。
【００１６】
事前確率算出器１１は、目標種別限定器９より入力された目標種別情報について、地図・目標種別データベース８より取得した周辺施設情報と目標種別の航続可能距離情報を用いて、数１により、目標種別Ａｍについて、周辺施設から検出された目標位置までの距離Ｒmと航続可能距離ａmの比を取り、ｆ(Ｒm)を求め、重み付けを行う。定数Ｓは、数２に基づいて求める。
【００１７】
また、事前確率算出器１１は、広域情報入力器１０より広域観測情報を取得し、広域観測情報の有する観測目標について、観測時刻と現在の時刻の時刻差と観測時の速度から観測目標の移動距離を求め、当該移動距離から観測目標移動範囲を算出する。目標検出位置が当該観測目標移動範囲により得られる範囲内にある場合、数３により、周辺施設位置から検出された目標位置までの距離Ｗmと移動可能半径ｂmの距離の比を用いてｆ(Ｗｍ)を求め、目標種別Ａｍに前述と同様の重み付けを行う。定数Ｔは、数４に基づいて求める。さらに、数５によってそれらの結果ｆ(Ｒm)とｆ(Ｗｍ)を加算して平均を算出し、事前確率Ｐ(Ａｍ)を求める。事前確率算出器１１は、求めた事前確率Ｐ(Ａｍ)を事前確率データベース１２に出力する。
【００１８】
【数１】
2016133441.tif 000003
【００１９】
【数２】
2016133441.tif 000004
【００２０】
【数３】
2016133441.tif 000005
【００２１】
【数４】
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【００２２】
【数５】
2016133441.tif 000007
【００２３】
事前確率データベース１２は、事前確率算出器１１より入力された事前確率を保持し、目標情報処理器１４に出力する。また、目標情報処理器１４にて事後確率が導出された後、当該処理器により入力された事後確率を新たな事前確率として保持し、同様に目標情報処理器１４に出力する。
【００２４】
特徴量データベース１３は、目標種別から各特徴量が得られる確率を保持し、特徴量取得確率を目標情報処理器１４に出力する。
【００２５】
目標情報処理器１４は、事前確率データベース１２より目標種別毎の事前確率を取得し、また特徴量データベース１３より目標種別毎の特徴量取得確率を取得する。２つの情報を用いて、目標種別についてベイズ推定による類識別を実施する。
ここで、目標種別Ａ1…nが存在し、特徴量Ｘが得られ、自然数ｍが1≦ｍ≦ｎである場合、検出された目標が目標種別Ａmである事前確率をＰ(Ａm)、尤度である特徴量取得確率をＰ(Ｘ｜Ａm)、特徴量Ｘを得られた後の類識別結果である事後確率をＰ(Ａm|Ｘ)とすると、事後確率Ｐ(Ａm|Ｘ)を求めるベイズ推定は、数６となる。得られた事後確率Ｐ(Ａm|Ｘ)を事前確率データベース１２と類識別結果出力器１５に出力する。
【００２６】
【数６】
2016133441.tif 000008
【００２７】
類識別結果出力器１５は、目標情報処理器１４より入力された事後確率が一定の閾値ｔを超えた場合、当該閾値ｔを超えた事後確率を、検出された目標に関する目標種別毎の該当確率情報とし、当該該当確率情報を類識別結果として表示指示器１６に出力する。
【００２８】
表示指示器１６は、類識別結果出力器１５より類識別結果を取得し、オペレータ４に目標種別毎の該当確率情報を表示する。
【００２９】
以上説明した通り、実施の形態１の類識別装置６は、地図・目標情報データベース８、目標種別限定器９、広域情報入力器１０、及び事前確率算出器１１を備えることで、目標位置と地図データ及び目標種別毎の行動範囲を記録したデータベースを用いることにより、類識別を行う目標種別を絞り込み、検出された目標位置において観測される可能性のある目標種別に限定して類識別結果を計算することができる。
【００３０】
また、目標観測時の状況をリアルタイムに反映する広域観測情報（目標出発観測情報、目標飛行観測情報等）を用いて、検出された目標位置近傍で検出される可能性のある目標種別に重み付けを行う。これらにより、計算機資源を節約し、有効な類識別情報を迅速にオペレータへ提供するとともに、事前確率を設定するときにオペレータの負荷を軽減することができる。
【００３１】
図２は実施の形態１の類識別装置６の動作を説明するフローチャートである。
ＳＴ１−１（目標情報受信処理）は、類識別装置６に入力された検出された目標情報から、位置、速度、加速度を抽出する。
【００３２】
ＳＴ１−２（事前確率算出処理）は、ＳＴ１−１にて入力された検出された目標のうち、地図・目標種別データベース８、広域情報入力器７より入力される情報を用いて、自己位置において検出される可能性のある目標種別に絞り込み、同時により検出される可能性の高い目標種別に重み付けを実施して、各目標種別の事前確率を導出し、事前確率データベース１２に保持する。ここで絞り込み及び重み付けの手法については前述したとおりである。
【００３３】
ＳＴ１−３（目標類識別処理）は、目標情報処理器１４により、ＳＴ１−２によって事前確率データベース１２に保持し、入力された目標種別毎の事前確率と、目標情報処理器１４から入力される事後確率と、検出された目標の各特徴量と、特徴量毎の目標種別確率を用いてベイズ推定を行い、各目標種別の該当確率を導出する。ベイズ推定による目標種別の類識別については前述したとおりである。
【００３４】
ＳＴ１−４（事後確率制御処理）は、ＳＴ１−３によって導出された各目標種別の該当確率を、事後確率として事前確率データベース１２及び類識別結果出力器１５に出力する。
【００３５】
図３は図２のＳＴ１−２に示す事前確率算出処理の詳細を説明するフローチャートである。
【００３６】
ＳＴ２−１は、地図・目標種別データベース８より半径ａｋｍ以内の施設情報及び目標種別毎の航続可能距離を取得する。
【００３７】
ＳＴ２−２は、ＳＴ２−１にて取得した周辺施設情報と、目標種別毎の航続可能距離情報を用いて、検出された目標位置から検出され得ない目標種別を削除し、類識別を行う目標種別数を絞り込む。
【００３８】
ＳＴ２−３は、ＳＴ２−１にて取得した周辺施設情報と、目標種別毎の航続可能距離情報を用いて、施設位置を中心とした目標種別毎の航続可能距離と検出された目標位置で比を取り、重み付けを実施し、目標種別の該当確率ｆ(Ｒm)を求める。重み付けの手法は数１による。
【００３９】
ＳＴ２−４は、広域情報入力器１０より入力された出発観測情報及び飛行観測情報を用いて、目標の観測時刻と速度から移動可能範囲を算出する。検出された目標位置が当該範囲内にある場合、移動可能半径と検出された目標位置で比を取り、重み付けを実施し、目標種別の該当確率ｆ(Ｗｍ)を求める。重み付けの手法は数３による。
【００４０】
ＳＴ２−６は、ＳＴ２−３で導出した目標種別の該当確率ｆ(Ｒm)に目標種別の該当確率ｆ(Ｗｍ)を加算して、事前確率Ｐ(Ａm)を求める。加算手法は数５による。
【００４１】
以上説明した通り、実施の形態１による類識別装置は、レーダから入力される目標諸元から位置、速度、加速度等の目標情報を抽出する目標情報入力器と、広域情報から出発観測情報及び飛行観測情報等の広域観測情報を抽出する広域情報入力器と、周辺施設情報及び周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報を地図情報目標識別情報として保持する地図及び目標種別データベースと、上記地図情報目標識別情報に基づいて、上記目標情報から目標種別の絞り込みを行う目標種別限定器と、上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別について重み付けを実施し事前確率を算出する事前確率算出器と、目標種別毎の特徴量取得確率を保持する特徴量データベースと、上記事前確率算出器の算出した事前確率、及び上記特徴量データベースから上記目標種別限定器で絞り込んだ目標種別に対応する特徴量取得確率を取得し、当該事前確率及び特徴量取得確率に基づいて、ベイズ推定により当該目標種別毎の事後確率を算出し、目標の類別を実施する目標情報処理器と、上記目標情報処理器による類別後の事後確率を受信し、事後確率に基づいて目標種別毎の該当確率を出力する類識別結果出力器と、上記類識別結果出力器から目標種別毎の該当確率を取得し、当該目標種別毎の該当確率を表示する表示指示器と、を備えたことを特徴とする。
【００４２】
また、目標種別限定器は、上記目標情報及び上記地図情報目標識別情報に基づいて、自己位置から一定の距離以内にある周辺施設情報、及び当該周辺施設情報の周辺施設に所属する目標種別の航続可能距離情報より、上記目標情報における目標位置にて検出され得る目標種別であって、かつ航続可能範囲内にある目標種別を抽出する類識別を行い、上記目標情報から目標種別を限定することを特徴とする。
【００４３】
また、事前確率算出器は、周辺施設情報及び航続可能距離情報と広域観測情報より、目標種別毎の事前確率を導出すること特徴とする。
【００４４】
これによって、目標種別毎の事前確率を算出する段階にて候補を絞り込み、また重み付けすることにより、効率的な類識別を行うことができる。また、従来は使用されていなかった広域情報を目標の類識別に有効に活用することができるので、有効な類識別情報を迅速にオペレータへ提供することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  艦船搭載センサ１、２  艦船搭載センサ２、３  艦船搭載センサ３、４  オペレータ、５  広域情報処理装置、６  類識別装置、７  目標情報入力器、８  地図・目標種別データベース、９  目標種別限定器、１０  広域情報入力器、１１  事前確率算出器、１２  事前確率データベース、１３  特徴量データベース、１４  目標情報処理器、１５  類識別結果出力器、１６  表示指示器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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