(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、
予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、
前記探知データが距離方向において所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、
前記観測手段及び前記第１のゲート判定諸元算出手段から出力されるデータを用いて、仰角方向及び方位角方向で、所定次元の楕円体ゲート判定を行うクロスレンジ方向のゲート判定手段と、
前記距離方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号と、仰角方向および方位角方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号とから、距離方向、仰角方向および方位角方向のすべてにおいて前記所定次元の楕円体ゲート内に前記探知データが入っている場合に、目標信号の候補として、その探知データに付随する探知データおよび残差共分散行列を出力する第１のゲート判定手段と、
前記第１のゲート判定手段から出力される前記探知データおよび前記残差共分散行列が入力され、カルマンフィルタの理論に基づいてデータの更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第１のデータ更新手段と、
前記カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、
前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して前記予測誤差共分散行列を出力する１サンプリング遅延手段と、
前記第１のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、
を備え、
前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、
前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、
前記レンジ方向のゲート判定手段および前記クロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、
探知データが仰角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の追尾装置。
【請求項３】
前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、
仰角方向の固有ベクトル、仰角方向の固有値、方位角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有値を用いて、クロスレンジ方向で、２次元のゲート判定を行う第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の追尾装置。
【請求項４】
前記第１のデータ更新手段から出力される前記平滑ベクトルの速度成分がある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定して前記予測手段に出力する第１の駆動雑音制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項５】
駆動雑音ベクトルの標準偏差の大きさを縦軸として、平滑ベクトルの速度成分を横軸としたロジスティック曲線に基づき、平滑ベクトルの速度成分の大きさに従って、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定するように切り替える第２の駆動雑音制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項６】
受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、
予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、
前記探知データが距離方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、
前記探知データが仰角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段と、
前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段における前記探知データのゲート判定の結果、ゲート内の探知データについて、ゲート中心と探知データの距離を正規分布の尤度に換算し、その尤度を用いて、データ更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第２のデータ更新手段と、
カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、
前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して出力する、１サンプリング遅延手段と、
前記第２のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、
を備え、
前記距離方向の楕円体ゲートと、前記仰角方向の楕円体ゲートと、前記方位角方向の楕円体ゲートとは、組み合わされて、所定次元の楕円体ゲートを構成し、
前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、
前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、
前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する
ことを特徴とする追尾装置。
【請求項７】
サンプリング間隔により、ゲートサイズパラメータを設定する、第１のゲートサイズパラメータ設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項８】
距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差を固定の値に設定する観測誤差固定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項９】
サンプリング間隔を固定する制御信号を予測手段に入力し、予測誤差共分散行列および予測ベクトルの算出の際のサンプリング間隔を固定するサンプリング間隔固定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項１０】
追尾初期から数サンプリング分、ゲートの中心を固定するゲート中心固定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項１１】
前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさを用いて、ゲートサイズパラメータの大きさを変える、ゲートサイズパラメータ可変手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項１２】
前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を固定とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第１の表示用平滑手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項１３】
前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を可変とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第２の表示用平滑手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【請求項１４】
前記第１のゲート判定諸元算出手段から入力される固有値の内、固有値の最大値と固有値の最小値の比である条件数を用いて、条件数がある閾値以下ならば、追尾の演算が不安定になっているとの危険信号を、前記表示手段に入力する条件数判定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は追尾装置に関し、特に、高密度環境下における目標追尾に使用される目標追尾装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の追尾装置について図を参照して説明する。図４５は、例えば、「Samuel S. Blackman, Multiple-Target Tracking with Radar Applications, Artech House, Dedham, 1986」ｐ．８３−ｐ．９２、特に、ｐ．８８，４．２．２章（４．６）式に示された、ゲート判定法を持つ、従来の目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図４５において、１０１は観測手段、１０６はデータ更新手段、１０７は予測手段、１０８は１サンプリング遅延手段、１０９は表示手段、１２３はゲート判定諸元算出手段、１２４はゲート判定手段である。
【０００４】
図４５における観測手段１０１に係わる座標系を説明するための図を図２に示す。図２において、Ｏはセンサ、Ｔは追尾目標、Ｒは追尾目標ＴとセンサＯの間の距離、ＥはセンサＯと追尾目標Ｔとを結ぶ線分ＯＴがＸ−Ｙ平面となす仰角、ＢはセンサＯと追尾目標Ｔとを結ぶ線分ＯＴのＸ−Ｙ平面への正射影ベクトルがＸ軸となす方位角である。さらに、［Ｒ、Ｅ、Ｂ］は極座標を表し、［Ｘ、Ｙ、Ｚ］は北基準直交座標を表す。またこれから座標は特に断りがない場合には、座標は、北基準直交座標を示すことにする。
【０００５】
観測手段１０１では、探知データと、信号（ｓｉｇｎａｌ）対雑音比（ｎｏｉｓｅ）であるＳ／Ｎ比をセンサから得て、Ｓ／Ｎ比を距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差、方位角の観測雑音標準偏差に変換し、ゲート判定諸元算出手段１２３に、探知データと距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差とを入力する。
【０００６】
なお、探知データの種類としては、一般に、追尾対象目標の目標信号とそれ以外の不要信号とがある。
【０００７】
探知データはＤkj、Ｓ／Ｎ比はＳＮＲkjのようにそれぞれ記号で表す。ここで添字ｋはサンプリング時刻を表し、添字ｊはサンプリング時刻ｋにおける探知データの数を表す。
【０００８】
探知データＤkjは下記の（１）式で表される。
【０００９】
【数１】
0004176985.tif 000002
【００１０】
上式（１）において、ｏは観測値を表す添字であり、ｋはサンプリング時刻を表す添字であり、ｊは探知データの数を表す添字である。つまり探知データＤkjは、サンプリング時刻ｋにおけるｊ番目の探知データを表す。さらに、ｘokjは、探知データＤkjのＸ座標成分を表し、同様にｙokjは、探知データＤkjのＹ座標成分、ｚokjは、探知データＤkjのＺ座標成分をそれぞれ表す。また記号「′」は、ベクトルおよび行列の転置を表す。
【００１１】
観測雑音標準偏差は、Ｓ／Ｎ比ＳＮＲkjを用いて、下記の（２）式、（３）式、（４）式から求める。
【００１２】
【数２】
0004176985.tif 000003
【００１３】
【数３】
0004176985.tif 000004
【００１４】
【数４】
0004176985.tif 000005
【００１５】
上式（２）、（３）及び（４）におけるσｒkj、σｅkj、σｂkjは、それぞれ、距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差、方位角の観測雑音標準偏差を表す。また、上式（２）、（３）及び（４）におけるαr、αe、αbは、レーダの送信信号の周波数、レーダの送信信号のバンド幅、レーダアンテナの有効開口径及び光速から決定される正の定数である。
【００１６】
ゲート判定諸元算出手段１２３では、観測手段１０１から、探知データ、距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差が入力されるとともに、後述の予測手段１０７から、１サンプリング遅延手段１０８を介して、予測ベクトル、予測誤差共分散行列が入力される。さらに、ゲート判定諸元算出手段１２３では、残差および残差共分散行列の算出を行う。
【００１７】
残差および残差共分散行列の説明を以下に行う。
【００１８】
以降、残差共分散行列はＳkj（ｔ）と表す。Ｓkj（ｔ）の添字ｋはサンプリング時刻を表し、ｊ番目の探知データからのものであることを表し、（ｔ）は追尾対象目標番号を表す。残差共分散行列は、カルマンフィルタの理論に基づき、次式（５）により算出される。
【００１９】
【数５】
0004176985.tif 000006
【００２０】
（５）式において、Ｈは観測行列、Ｐpk（ｔ）は後述の予測手段１０７から得られる追尾対象目標ｔにおける予測誤差共分散行列Ｒkjは北基準直交座標における観測誤差共分散行列を表す。
【００２１】
（５）式における観測行列Ｈは次式（６）のように表せる。
【００２２】
【数６】
0004176985.tif 000007
【００２３】
（６）式における北基準直交座標における観測誤差共分散行列Ｒkjは次式（７）で表せる。
【００２４】
【数７】
0004176985.tif 000008
【００２５】
（７）式において、Λkjは極座標における観測誤差共分散行列であり、Γkj（ｔ）は、各追尾対象目標におけるΛkjの変換行列である。
【００２６】
（７）式において、極座標における観測誤差共分散行列Λkjは、（８）式で表せる。
【００２７】
【数８】
0004176985.tif 000009
【００２８】
（８）式における記号「2（または、＾２）」は、２乗を表す。
【００２９】
（７）式における、各追尾対象目標におけるΛkjの変換行列Γkj（ｔ）は、次式（９）で表せる。
【００３０】
【数９】
0004176985.tif 000010
【００３１】
（９）式におけるｒpk（ｔ）、ｅpk（ｔ）、ｂpk（ｔ）は、それぞれ、予測ベクトルＶＸpk（ｔ）の位置成分ｘpk（ｔ）、ｙpk（ｔ）、ｚpk（ｔ）の極座標成分で表したものである。
【００３２】
ｒpk（ｔ）、ｅpk（ｔ）、ｂpk（ｔ）とｘpk（ｔ）、ｙpk（ｔ）、ｚpk（ｔ）の関係は、次式（１０）で表される。
【００３３】
【数１０】
0004176985.tif 000011
【００３４】
残差は、探知データと予測ベクトルの位置成分の差Ｄkj−ＶＺpk（ｔ）で表される。
【００３５】
したがって、ゲート判定諸元算出手段１２３では、残差、残差共分散行列、探知データ、予測ベクトルおよび予測誤差共分散行列を、後述のゲート判定手段１２４へ入力する。
【００３６】
ゲート判定手段１２４の説明のため、ゲートについて述べる。ゲートは次式（１１）で表される誤差楕円の領域である。
【００３７】
【数１１】
0004176985.tif 000012
【００３８】
式（１１）において、ＶＺpk（ｔ）は予測ベクトルの位置成分を表す。式（１１）において、ｄεはゲートの大きさを決めるゲートサイズパラメータである。ここで、ゲートサイズパラメータは定数であり、ゲートサイズパラメータの下添字εは、ゲート内に目標が存在する確率を表す。このゲート内に目標が存在する確率を今後、ゲート内確率、又は、ゲート内目標存在期待確率と呼ぶ。ここで、ゲートサイズパラメータｄεは、ゲート内確率εの時のゲートの大きさを表す。ゲートサイズパラメータｄεは、統計学でいうカイ２乗分布により、自由度と自分が設定したいゲート内確率εを事前に決め、カイ２乗密度関数又は、カイ２乗分布表より求める。また、（１１）式における上添字の「−１」は、行列の逆行列を表す記号である。
【００３９】
予測ベクトルＶＸpk（ｔ）は、次式（１２）のように表される。
【００４０】
【数１２】
0004176985.tif 000013
【００４１】
（１２）式において、ｘpk（ｔ），ｙpk（ｔ），ｚpk（ｔ）は、Ｘ、Ｙ、Ｚの予測位置、ｄｘpk（ｔ），ｄｙｐｋ（ｔ），ｄｚｐｋ（ｔ）は、Ｘ、Ｙ、Ｚの予測速度である。
【００４２】
（１１）式における予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）と式（１２）の予測ベクトルＶＸpk（ｔ）は、（６）式の観測行列Ｈを用いて、次式（１３）の関係がある。
【００４３】
【数１３】
0004176985.tif 000014
【００４４】
（１１）式で表されるゲートの大きさは、上記ゲートサイズパラメータｄεと残差共分散行列Ｓkj（ｔ）により決まる。次に、何故、ゲートサイズパラメータｄεと残差共分散行列Ｓkj（ｔ）によりゲートの大きさが決まるのかを例を用いて以下に述べる。以下説明を簡便化するため、次式（１４）及び（１５）のように、行列およびベクトルを仮定する。そうすると、（１１）式は、次式（１４）および（１５）より、下記の（１６）式のように決まる。
【００４５】
【数１４】
0004176985.tif 000015
【００４６】
【数１５】
0004176985.tif 000016
【００４７】
【数１６】
0004176985.tif 000017
【００４８】
ここで、（１４）式における行列Ａは３行３列の正値対称行列なので、次式（１７）及び（１８）が成立する。
【００４９】
【数１７】
0004176985.tif 000018
【００５０】
【数１８】
0004176985.tif 000019
【００５１】
ここで、行列Ａを次式（１９）のように、代数学による対角行列Ｂ、直交行列Ｃで対角化できたとする。
【００５２】
【数１９】
0004176985.tif 000020
【００５３】
式（１９）における対角行列Ｂは、次式（２０）のように、行列Ａの固有値１／λ1、１／λ2、１／λ3で表されるとする。ここで、式（１８）の関係より、固有値１／λ1、１／λ2、１／λ3は、各々、１／λ1＞０、１／λ2＞０、１／λ3＞０である。ここで、「／」は割り算を表す記号である。
【００５４】
【数２０】
0004176985.tif 000021
【００５５】
（１９）式における直交行列Ｂは、次式（２１）のように行列Ａの固有ベクトルｖ１アンダーバー、ｖ２アンダーバー、ｖ３アンダーバーを用いて、（２１）式のように表される。ここで、ｖ１アンダーバー、ｖ２アンダーバー、ｖ３アンダーバーは各々３行１列のベクトルである。
【００５６】
【数２１】
0004176985.tif 000022
【００５７】
（２１）式における行列Ａの固有ベクトルｖ１アンダーバー、ｖ２アンダーバー、ｖ３アンダーバーには、式（２２）の関係がある。
【００５８】
【数２２】
0004176985.tif 000023
【００５９】
（２０）式は、（１９）式を用いて、（２３）式のように表される。
【００６０】
【数２３】
0004176985.tif 000024
【００６１】
ここで、（２３）式におけるＣｘの成分を次式（２４）のようにした場合、（２３）式は、式（２０）、式（２４）を用いて、次式（２５）のように表される。
【００６２】
【数２４】
0004176985.tif 000025
【００６３】
【数２５】
0004176985.tif 000026
【００６４】
ここで、式（１４）、式（２０）より、行列Ａの固有値は１／λ1、１／λ2、１／λ3なので、代数学により、残差共分散行列Ｓkj（ｔ）の固有値は、λ1、λ2、λ3である。
【００６５】
よって、（２５）式は、誤差楕円の半径が、残差共分散行列の固有値λ1、λ2、λ3および、ゲートサイズパラメータｄεにより決まることを表す。つまり、ゲートの大きさは、残差共分散行列とゲートサイズパラメータｄεにより決まる。
【００６６】
よって、ゲートの大きさは、残差共分散行列Ｓkj（ｔ）が大きいほど、又、残差共分散行列の逆行列が小さいほど、ゲートの大きさは大きくなる。また、ゲートサイズパラメータが大きいほど、ゲートの大きさは大きくなる。
【００６７】
（１１）式の予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）はゲートの中心を表す。（１１）式の左辺は、探知データＤkjとゲートの中心である予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）の残差を、残差共分散行列Ｓkj（ｔ）で正規化した距離を表す。
【００６８】
したがって、ゲート判定手段１２４では、探知データＤkjとゲートの中心である予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）の残差Ｄkj−ＶＺpk（ｔ）および残差共分散行列Ｓkj（ｔ）をゲート判定諸元算出手段１２３から入力を行い、ゲートである（１１）式を満たすかどうかの判定を行い、（１１）式を満たす探知データＤｋｊを目標信号の候補とする。また、（１１）を満たす探知データＤkjが複数あった場合、予測ベクトルに最も近い探知データ１つをその目標信号の候補ａＤkjとして出力する。さらに、その目標信号の候補をａＤkjに対応する残差共分散行列をａＳkj（ｔ）とする。つまり、データ更新手段１０６へは、ゲート内の探知データａＤkjと、ａＤkjに対応する残差共分散行列ａＳkj（ｔ）、予測誤差共分散行列、予測ベクトル、予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）を入力する。もし、ゲート内に探知データが入らない場合、つまりメモリトラックの場合には、ゲート内探知データａＤkjは、予測ベクトルの位置成分とし、ａＤkjに対応する残差共分散行列ａＳkj（ｔ）は、事前に設定したＳ／Ｎを用いて、算出を行なう。
【００６９】
メモリトラックとは、ゲート内に探知データが入らずにデータ更新を行っていく処理である。
【００７０】
データ更新手段１０６では、カルマンフィルタの理論に基づき、ゲイン行列Ｋk（ｔ）を次式（２６）から算出する。また、平滑ベクトルＶＸsk（ｔ）を次式（２６）のゲイン行列Ｋk（ｔ）を用いて、（２７）式により算出する。さらに、平滑誤差共分散行列Ｐsk（ｔ）を（２６）式のゲイン行列Ｋk（ｔ）を用いて、式（２８）により算出する。さらに、データ更新手段１０６では、（２７）式、（２８）式により算出された平滑ベクトルＶＸsk（ｔ）および平滑誤差共分散行列Ｐsk（ｔ）を出力する。
【００７１】
【数２６】
0004176985.tif 000027
【００７２】
【数２７】
0004176985.tif 000028
【００７３】
【数２８】
0004176985.tif 000029
【００７４】
予測手段１０７では、カルマンフィルタの理論に基づき、次式（２９）により、現時刻ｋより１サンプリング後の時刻ｋ＋１における予測ベクトルＶＸｐｋ＋１（ｔ）を算出し、出力する。また、次式（３０）により、現時刻ｋより１サンプリング後の時刻ｋ＋１における予測誤差共分散行列Ｐpk（ｔ）を算出し、出力する。
【００７５】
【数２９】
0004176985.tif 000030
【００７６】
【数３０】
0004176985.tif 000031
【００７７】
（２９）式において、１サンプリング外挿を行う状態遷移行列Φｋは、（３１）式で表される。
【００７８】
【数３１】
0004176985.tif 000032
【００７９】
（３１）式におけるΔｔは現時刻ｋと現時刻から１サンプリング後の時刻ｋ＋１までのサンプリング間隔を表す。
【００８０】
（３０）式における駆動雑音の共分散行列Ｑｋは、（３２）式で表される。
【００８１】
【数３２】
0004176985.tif 000033
【００８２】
（３２）式におけるσaは駆動雑音の標準偏差を表す。駆動雑音の標準偏差はカルマンフィルタの目標の運動モデルの曖昧さを表す定数である。
【００８３】
１サンプリング遅延手段１０８は、予測手段１０７から入力された、サンプリング時刻ｋの予測ベクトルＶＸpk（ｔ）、予測誤差共分散行列Ｐpk（ｔ）を１サンプリング分遅延させ、表示手段１０９に入力する。
【００８４】
表示手段１０９では、データ更新手段１０６から入力された、平滑ベクトルを用いて、過去の数サンプリング分の平滑ベクトルの位置成分を線で結んで航跡として表示を行う。また、平滑ベクトルの速度成分を用いて、平滑ベクトルの位置成分を始点として、終点が次サンプリングの目標予測位置を示すように、速度の表示を行う。
【００８５】
従来の追尾装置の構成を示す概略図を図４６に示す。
【００８６】
上記のような追尾装置では、ゲートの大きさの調整が難しい。以下、その理由を示すために、図４７を用いて説明していく。
【００８７】
図４７は、ゲートと目標予測位置、目標観測位置、目標レンジ方向および目標クロスレンジ方向の関係図である。
【００８８】
図４７において、Ｇ１は時刻ｔ１におけるゲートを表す。また、Ｇ１’は時刻ｔ１におけるＧ１よりも大きいゲートサイズパラメータを設定しているゲートを表す。ここで、ゲートＧ１とゲートＧ１’のゲートの形状は同じである。さらに、Ｏ１は時刻ｔ１における目標観測位置、Ｐ１は時刻ｔ１における目標予測位置、ＴＧＴ１は時刻ｔ１における目標真位置、Ｃ１、１〜Ｃ１、９は、不要信号を表す。また、Ｏ２は時刻ｔ２における目標観測位置、Ｐ２は時刻ｔ２における目標予測位置、ＴＧＴ２は時刻ｔ２における目標真位置、Ｃ１、１〜Ｃ１、１１は、不要信号を表す。目標は、ＴＧＴ１からＴＧＴ２へと直進から旋回を行う。
【００８９】
図４７において、センサＳとＲ１を結んだ方向、あるいは、センサＳとＲ２を結んだ方向を目標レンジ方向と呼ぶ。また、目標レンジ方向と直交する軸を目標クロスレンジ方向と呼ぶ。
【００９０】
例えば、図４７において、初めに、図４７の実線の楕円のように、目標ｔ２におけるゲートＧ２をはった場合、目標観測位置Ｄ２は、レンジ方向に外している。そこで、ゲートＧ２を構成しているゲートサイズパラメータよりも大きいゲートサイズパラメータ設定して、目標観測位置Ｄ２が入るように、破線の楕円のように、ゲートＧ２’を構成する。そうすると、レンジ方向に外している目標観測位置Ｄ２は、ゲートＧ２’で補足できるものの、ゲートＧ２’は、ゲートＧ２と同じ形状を保ったまま大きくなるので、クロスレンジ方向のゲート半径が大きくなってしまう。
【００９１】
ここで、一般に、図４８のように、角度誤差に起因するクロスレンジ誤差は、センサ−目標間距離が遠くなる程、レンジ誤差に比べて、大きくなる。例えば、目標距離が数百キロメートルのオーダの場合、レンジ誤差とクロスレンジ誤差の比は、１対１０００から１００００程度の比率になる。したがって、ゲートサイズパラメータを大きくした場合、クロスレンジ方向のゲート半径の方が、レンジ方向のゲート半径よりも、かなり大きくなる。
【００９２】
そのため、図４７に示した例のように、ゲートの大きさが小さいゲートＧ２（図の実線）の場合は不要信号が入らないケースでも、ゲートの大きさが大きいゲートＧ２’（図の破線）内に不要信号が多数入ってしまうといった問題がある。
【００９３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の追尾装置は以上のように構成されており、角度誤差に起因するクロスレンジ誤差は、センサ−目標間距離が遠くなる程、レンジ誤差に比べて、大きくなるので、ゲートサイズパラメータを大きくした場合、クロスレンジ方向のゲート半径の方が、レンジ方向のゲート半径よりも、かなり大きくなってしまい、大きさの小さいゲートの場合は不要信号が入らないケースでも、ゲートの大きさが大きいゲートＧ２’内には不要信号が多数入ってしまうという問題点があった。
【００９４】
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、目標信号をとりやすく、不要信号を侵入させにくくするためのゲート判定を行うことが可能な追尾装置を得ることを目的とする。
【００９５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、前記探知データが距離方向において所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、前記観測手段及び前記第１のゲート判定諸元算出手段から出力されるデータを用いて、仰角方向及び方位角方向で、所定次元の楕円体ゲート判定を行うクロスレンジ方向のゲート判定手段と、前記距離方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号と、仰角方向および方位角方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号とから、距離方向、仰角方向および方位角方向のすべてにおいて前記所定次元の楕円体ゲート内に前記探知データが入っている場合に、目標信号の候補として、その探知データに付随する探知データおよび残差共分散行列を出力する第１のゲート判定手段と、前記第１のゲート判定手段から出力される前記探知データおよび前記残差共分散行列が入力され、カルマンフィルタの理論に基づいてデータの更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第１のデータ更新手段と、前記カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して前記予測誤差共分散行列を出力する１サンプリング遅延手段と、前記第１のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、を備え、前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記クロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する追尾装置である。
【００９６】
また、前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、探知データが仰角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されている。
【００９７】
また、前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、仰角方向の固有ベクトル、仰角方向の固有値、方位角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有値を用いて、クロスレンジ方向で、２次元のゲート判定を行う第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されている。
【００９８】
また、前記第１のデータ更新手段から出力される前記平滑ベクトルの速度成分がある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定して前記予測手段に出力する第１の駆動雑音制御手段をさらに備えている。
【００９９】
また、駆動雑音ベクトルの標準偏差の大きさを縦軸として、平滑ベクトルの速度成分を横軸としたロジスティック曲線に基づき、平滑ベクトルの速度成分の大きさに従って、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定するように切り替える第２の駆動雑音制御手段をさらに備えている。
【０１００】
また、この発明は、受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、前記探知データが距離方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、前記探知データが仰角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段と、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段における前記探知データのゲート判定の結果、ゲート内の探知データについて、ゲート中心と探知データの距離を正規分布の尤度に換算し、その尤度を用いて、データ更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第２のデータ更新手段と、カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して出力する、１サンプリング遅延手段と、前記第２のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、を備え、前記距離方向の楕円体ゲートと、前記仰角方向の楕円体ゲートと、前記方位角方向の楕円体ゲートとは、組み合わされて、所定次元の楕円体ゲートを構成し、前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する追尾装置である。
【０１０１】
また、サンプリング間隔により、ゲートサイズパラメータを設定する、第１のゲートサイズパラメータ設定手段をさらに備えている。
【０１０２】
また、距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差を固定の値に設定する観測誤差固定手段をさらに備えている。
【０１０３】
また、サンプリング間隔を固定する制御信号を予測手段に入力し、予測誤差共分散行列および予測ベクトルの算出の際のサンプリング間隔を固定するサンプリング間隔固定手段をさらに備えている。
【０１０４】
また、追尾初期から数サンプリング分、ゲートの中心を固定するゲート中心固定手段をさらに備えている。
【０１０５】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさを用いて、ゲートサイズパラメータの大きさを変える、ゲートサイズパラメータ可変手段をさらに備えている。
【０１０６】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を固定とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第１の表示用平滑手段をさらに備えている。
【０１０７】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を可変とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第２の表示用平滑手段をさらに備えている。
【０１０９】
また、前記第１のゲート判定諸元算出手段から入力される固有値の内、固有値の最大値と固有値の最小値の比である条件数を用いて、条件数がある閾値以下ならば、追尾の演算が不安定になっているとの危険信号を、前記表示手段に入力する条件数判定手段をさらに備えている。
【０１１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、以下の各実施の形態において、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１１１】
図１において、１は、センサから得られる受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、当該観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段である。２は、後述する１サンプリング遅延手段８から予測誤差共分散行列および観測手段１から観測誤差共分散行列が入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する第１のゲート判定諸元算出手段である。３は、探知データが距離方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段である。４は、探知データが仰角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段である。５は、距離方向の１次元のゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号と、仰角方向の１次元のゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号と、方位角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号とから、距離方向、仰角方向、方位角方向のすべての１次元のゲート内に前記探知データが入っている場合に、目標信号の候補として、その探知データに付随する探知データおよび残差共分散行列を出力する第１のゲート判定手段である。６は、カルマンフィルタの理論に基づいてデータの更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第１のデータ更新手段である。７は、カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段である。８は、予測手段７から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、第１のゲート判定諸元算出手段２に対して出力する、１サンプリング遅延手段である。９は、第１のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段である。なお、６，７，８，９は、それぞれ、上述した図４５の１０６，１０７，１０８，１０９に相当するものであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１２】
第１のゲート判定諸元算出手段２の説明を以下に行う。
【０１１３】
第１のゲート判定諸元算出手段２では、観測手段１から、探知データ、距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差が入力され、予測手段７から、１サンプリング遅延手段８を介して、予測ベクトル及び予測誤差共分散行列が入力される。
【０１１４】
さらに、第１のゲート判定諸元算出手段２では、レンジ方向の固有ベクトル、クロスレンジ方向の固有ベクトルを算出するが、その算出方法を以下に示す。
【０１１５】
図４９に、レンジ方向の固有ベクトルとクロスレンジ方向の固有ベクトルの
関係図を示す。
【０１１６】
図４９における３次元楕円領域がゲートである。図４９において、Ａは予測位置、Ｂはゲート内の観測位置を表し、それらの位置ベクトルをＶＺpk（ｔ）、Ｄkjとする。また、距離方向（ＯＡ方向）の単位ベクトルをＵｒ、ｚ方向の単位ベクトルをＵｅｌ、水平面内の距離と直交するクロスレンジ横方向（ＨＩ方向）の単位ベクトルをＵｂｙとする。さらに、ゲート内の直交するＯＧ、ＣＤ、ＥＦをｘ１、ｘ２、ｘ３軸とする。ｘ１、ｘ２、ｘ３は、（２５）式におけるｘ1、ｘ2、ｘ3と対応している。ｘ１、ｘ２、ｘ３の各軸の方向は、（２１）式における固有ベクトルｖ1アンダーバー、ｖ2アンダーバー、ｖ3アンダーバーによりそれぞれ規定される。
【０１１７】
以下、固有ベクトルｖ1アンダーバー、ｖ2アンダーバー、ｖ3アンダーバーを距離方向の固有ベクトルｖrアンダーバー、仰角方向の固有ベクトルｖel、方位角方向の固有ベクトルｖbyとして割り当てる方法を示す。ここで、距離方向はレンジ方向、仰角方向はクロスレンジ縦方向、方位角方向は、クロスレンジ横方向と同じ意味である。
【０１１８】
固有ベクトルｖ1アンダーバー、ｖ2アンダーバー、ｖ3アンダーバーの内、距離方向の単位Ｕrとの内積が一番大きい固有ベクトルを距離方向の固有ベクトルと定義する。また、その固有ベクトルに対応する固有値をλrとする。つまり、次式（３３）により決定する。
【０１１９】
【数３３】
0004176985.tif 000034
【０１２０】
（３３）式における、ｍａｘは、内積Ｕr・ｖ1，Ｕr・ｖ2、Ｕr・ｖ3の内、最も大きいものを選ぶ働きをする。
【０１２１】
ただし、Ｕrは、次式（３４）で定義される。
【０１２２】
【数３４】
0004176985.tif 000035
【０１２３】
ここで、（３４）式における記号「｜｜」は、代数学におけるユークリッドノルムを表す。
【０１２４】
次に、距離方向の固有ベクトルとして選択されたものを除いた、固有ベクトルｖ1アンダーバー、ｖ2アンダーバー、ｖ3アンダーバーの内、残りの２つの固有ベクトルをそれぞれｖ1’、ｖ2’とする。ｖ１’ｖ２’の中で、仰角方向の単位ベクトルＵelとの内積が一番大きい固有ベクトルを、仰角方向の固有ベクトルと呼称し、ｖelとする。また、その固有値をλelとする。ここで、ｖelは、（３５）式により決定する。また、仰角方向の単位ベクトルＵelは、（３６）式で定義される。
【０１２５】
【数３５】
0004176985.tif 000036
【０１２６】
【数３６】
0004176985.tif 000037
【０１２７】
固有ベクトルｖ1アンダーバー、ｖ2アンダーバー、ｖ3アンダーバーの内、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルとして、選択した２つを除いた、残り１つの固有ベクトルを、方位角方向の固有ベクトルと呼称し、ｖbyとする。また、その固有値をλbyとする。
【０１２８】
以上の処理により、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトル、方位角方向の固有ベクトルを決定する。つまり、レンジ方向の固有ベクトルは、距離方向の固有ベクトル、クロスレンジ方向は、仰角方向の固有ベクトル、方位角方向の固有ベクトルである。よって、距離方向の固有ベクトル、方位角方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルの各方向の残差は、それぞれ、ｖr・ｘ、ｖel・ｘ、ｖby・ｘで表される。
【０１２９】
したがって、第１のゲート判定諸元算出手段２では、観測手段１から得た探知データおよび予測手段７から１サンプリング遅延手段８を介して得た予測ベクトルを用いて、残差を（１５）式により算出し、残差共分散行列を（１６）式により算出を行う。さらに、距離方向の固有値λr、距離方向の固有ベクトルの残差ｖr・ｘ、また、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差および残差共分散行列をレンジ方向のゲート判定手段３に入力する。同様に、仰角方向の固有値λｅｌ、仰角方向の固有ベクトルの残差ｖel・ｘ、方位角方向の固有値λby、方位角方向の固有ベクトルの残差ｖby・ｘ、また、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差および残差共分散行列を第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４に入力する。
【０１３０】
次に、レンジ方向のゲート判定手段３の説明を行う。
【０１３１】
レンジ方向のゲート判定手段３では、（３７）式を用いて、探知データが、距離方向の１次元ゲートに入っているかどうかを判定する。ここで、（３７）式の右辺のｄrは、距離方向で事前に設定するゲートサイズパラメータである。
【０１３２】
【数３７】
0004176985.tif 000038
【０１３３】
したがって、レンジ方向のゲート判定手段３では、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差および残差共分散行列を第１のゲート判定手段５に入力する。
【０１３４】
次に、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４の説明を行う。
【０１３５】
第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４では、次式（３８）を用いて、探知データが、仰角方向の１次元ゲートに入っているかどうかを判定する。ここで、（３８）式の右辺のｄelは、仰角方向で事前に設定するゲートサイズパラメータである。
【０１３６】
【数３８】
0004176985.tif 000039
【０１３７】
また、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４では、（３９）式を用いて、探知データが、方位角方向の１次元ゲートに入っているかどうかを判定する。ここで、（３９）式の右辺のｄbyは、方位角方向で事前に設定するゲートサイズパラメータである。
【０１３８】
【数３９】
0004176985.tif 000040
【０１３９】
したがって、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４では、（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差および残差共分散行列を第１のゲート判定手段５に入力する。
【０１４０】
第１のゲート判定手段５では、レンジ方向のゲート判定手段３から、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差共分散行列および探知データが入力される。また、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４では、クロスレンジ方向のゲート判定手段４から、（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差共分散行列および探知データが入力される。
【０１４１】
第１のゲート判定手段５では、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、の全てがゲートに入っているという信号である場合、これらの判定信号に対応する探知データＤkjを目標信号の候補とする。また、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、の全てがゲートに入っているという信号が複数ある場合の、複数の探知データに関しては、予測ベクトルに最も近い探知データ１つをその目標信号の候補ａＤkjとして、出力する。また、探知データａＤkjに対応する残差共分散行列ａＳkj（ｔ）も出力する。また、予測ベクトルの位置成分は、（１３）式により算出する。
【０１４２】
したがって、第１のゲート判定手段５は、第１のデータ更新手段６へ、探知データの中の目標信号の候補ａＤkjと、ａＤkjに対応する残差共分散行列ａＳkj（ｔ）と、予測ベクトルの位置成分、予測誤差共分散行列、予測ベクトル、残差および残差共分散行列を入力する。
【０１４３】
したがって、従来の追尾装置では、（１１）式を用いて、ゲート判定処理を行っているので、図４７のように、レンジ方向の探知データを補足するため、ゲートサイズパラメータを大きくすると、ゲート全体が大きくなってしまい、特に、クロスレンジ方向で、ゲートが広がるため、不要信号を多数拾ってしまうといった問題があった。しかし、（３７）式、（３８）式、（３９）式のように、レンジ方向、クロスレンジ方向でそれぞれ、別々にゲート判定を行うことによって、レンジ方向、クロスレンジ方向独立にゲートの大きさを設定することができる。そのため、レンジ方向にだけゲートを広げたい時でも、クロスレンジ方向には影響がないので、目標信号を補足して、不要信号をなるべく補足しないという意味で最適に、ゲートを設定することが可能である。
【０１４４】
次に、図３及び図４は、この実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【０１４５】
まず、ステップＳＴ１において、センサから得られるＳ／Ｎおよび探知データを入力する。
【０１４６】
次に、ステップＳＴ２において、残差および残差共分散行列を算出する。
【０１４７】
次に、ステップＳＴ３において、残差共分散行列から、固有値、固有ベクトルを算出する。
【０１４８】
次に、ステップＳＴ４において、残差共分散行列から算出される３つの固有ベクトルと、レンジ方向の単位ベクトルの内積を各々計算する。
【０１４９】
次に、ステップＳＴ５において、レンジ方向の単位ベクトルと固有ベクトルとの内積が一番大きいものをレンジ方向の固有ベクトルと決定する。レンジ方向の固有ベクトルとは、距離方向の固有ベクトルと同義である。３つの固有ベクトルの内、レンジ方向の固有ベクトルを除いた２つのクロスレンジ方向の固有ベクトルをステップＳＴ６に入力する。
【０１５０】
次に、ステップＳＴ６において、２つのクロスレンジ方向の固有ベクトルとｚ軸方向の単位ベクトルの内積を各々計算して、ステップＳＴ７に入力する。
【０１５１】
次に、ステップＳＴ７において、２つのクロスレンジ方向の固有ベクトルの内、ｚ軸方向の単位ベクトルと固有ベクトルの内積が一番大きいものをクロスレンジ縦方向の固有ベクトルと決定し、残りの１つの固有ベクトルをクロスレンジ横方向の固有ベクトルと決定する。クロスレンジ縦方向の固有ベクトルとは、仰角方向の固有ベクトルと同義である。同様にして、クロスレンジ横方向の固有ベクトルとは、方位角方向の固有ベクトルと同義である。
【０１５２】
次に、ステップＳＴ８において、レンジ方向とクロスレンジ方向の固有ベクトルから、レンジ方向、クロスレンジ縦方向、クロスレンジ横方向の残差を算出する。
【０１５３】
次に、ステップＳＴ９において、レンジ方向、クロスレンジ縦方向、クロスレンジ横方向のゲートサイズパラメータを各々設定する。
【０１５４】
次に、ステップＳＴ１０において、（３７）式、（３８）式、（３９）式を満たす場合、すなわち、レンジ方向、クロスレンジ縦方向、クロスレンジ横方向のすべてのゲートを満たす場合、ステップＳＴ１１において、探知データをゲート内探知データと判定する。また、（３７）式、（３８）式、（３９）式を満たさない場合、すなわち、レンジ方向、クロスレンジ縦方向、クロスレンジ横方向の中で、１つでもゲートを満たさない場合、ステップＳＴ１２において、探知データをゲート外探知データと判定する。
【０１５５】
次に、ステップＳＴ１３において、サンプリング時刻ｋにおける全探知データの個数Ｎｏｂｓ回、ＳＴ１〜ＳＴ１２までの処理を数えるカウンタｎがｎ＝Ｎｏｂｓになったら、ステップＳＴ１４に進む。もし、ｎ＝Ｎｏｂｓでなかったら、ＳＴ１〜ＳＴ１２の処理を継続する。
【０１５６】
次に、ステップＳＴ１４において、ゲート内探知データの内、ゲートの中心に一番近いものを１つ選択し、選択されたゲート内探知データとそれに付随する残差共分散行列を次のステップＳＴ１５に入力する。
【０１５７】
次に、ステップＳＴ１５において、カルマンフィルタの理論に基づき、データ更新を行ない、平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を算出する。さらに、その現時刻の平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を用いて、１サンプリング外挿を行い、現時刻より１サンプリング後の予測ベクトル、予測誤差共分散行列を算出する。
【０１５８】
次に、ＳＴ１６では、現時刻の平滑ベクトルを用いて、平滑位置および平滑速度の表示を行う。
【０１５９】
次に、ステップＳＴ１７では、サンプリング時刻ｋがサンプリング終了時刻ｋｅｎｄより大きくなったら、処理を中断する。また、サンプリング時刻ｋがサンプリング終了時刻ｋｅｎｄ以下の場合には、処理継続を継続する。
【０１６０】
以上のように、本実施の形態に係る目標追尾装置においては、、目標信号が入りやすく、不要信号を侵入させにくくするためのゲート判定を行うことが可能である。
【０１６１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態２に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図５において、１０は、第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１６２】
第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段１０を以下に説明する。第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段１０では、第１のゲート判定諸元算出手段２から仰角方向の固有値λel、仰角の固有ベクトルの残差ｖel・ｘ、方位角方向の固有値λby、方位角の固有ベクトルの残差ｖby・ｘ、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差、残差共分散行列が入力される。さらに、次式（４０）を用いて、２次元のゲート判定を行う。
【０１６３】
【数４０】
0004176985.tif 000041
【０１６４】
（４０）式において、ゲートサイズパラメータｄelbyは事前に設定しておく。
【０１６５】
したがって、第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段１０では、（４０）式のゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差共分散行列、探知データ、残差および残差共分散行列を第１のゲート判定手段５に入力する。
【０１６６】
第１のゲート判定手段５では、レンジ方向のゲート判定手段３から、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差および共分散行列が入力される。また、第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段１０から、（４０）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、予測ベクトル、予測誤差および共分散行列が入力される。（３７）式のゲートに入っているか否かを示す判定信号、（４０）式のゲートに入っているか否かを示す判定信号の全てがゲートに入っているという信号である場合、これらの判定信号に対応する探知データＤｋｊを目標信号の候補とする。また、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（４０）式のゲートに入っているか否かを示す判定信号の全てがゲートに入っているという信号が複数ある場合の複数の探知データに関しては、予測ベクトルに最も近い探知データ１つをその目標信号の候補ａＤkjとして、出力する。また、探知データａＤkjに対応する残差共分散行列ａＳkj（ｔ）も出力する。また、予測ベクトルの位置成分は、（１３）式により算出する。
【０１６７】
（３７）式および（４０）式によりゲート判定を行うことにより、ゲート半径の比が大きく異なるレンジ方向とクロスレンジ方向で、独立にゲート判定が可能となり、図４７のように、レンジ方向のゲートを大きくした時、クロスレンジ方向も合わせて大きくなることが防げる。また、（４０）式により、ゲート判定を行うことにより、クロスレンジ方向縦方向のゲートサイズパラメータ、クロスレンジ横方向のゲートサイズパラメータ、すなわち、仰角方向のゲートサイズパラメータ、方位角方向のゲートサイズパラメータと２つ設定せずに、ゲートサイズパラメータの設定が１回で済む。
【０１６８】
次に図６及び図７に実施の形態２の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ここでは、ステップＳＴ８ｂおよびステップＳＴ９ｂについてのみ説明する。
【０１６９】
ステップＳＴ８ｂにおいて、クロスレンジ縦方向の残差をクロスレンジ縦方向の固有値で割ったものと、クロスレンジ横方向の残差をクロスレンジ横方向の固有値で割ったものを足したものを算出する。
【０１７０】
ステップＳＴ９ｂにおいて、（３７）式におけるレンジ方向のゲートに設定するゲートサイズパラメータｄrと、（４０）式における２次元のクロスレンジ方向のゲートに設定するゲートサイズパラメータｄelbyの設定を行う。
【０１７１】
したがって、以上のステップにより、（３７）式および（４０）式によりゲート判定を行うことにより、ゲート半径の比が大きく異なるレンジ方向とクロスレンジ方向で、独立にゲート判定が可能となるため、図５０のように、レンジ方向のゲートを大きくした時、クロスレンジ方向も合わせて大きくなることが防げる。また、（４０）式により、ゲート判定を行うことにより、クロスレンジ方向縦方向のゲートサイズパラメータ、クロスレンジ横方向のゲートサイズパラメータ、すなわち、仰角方向のゲートサイズパラメータ、方位角方向のゲートサイズパラメータと２つ設定せずに、ゲートサイズパラメータの設定が１回で済む。
【０１７２】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態３に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図８において、１１は第１の駆動雑音制御手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１７３】
カルマンフィルタの理論により、予測誤差共分散行列Ｐpk（ｔ）は、（３０）式により算出できる。
【０１７４】
第１の駆動雑音制御手段１１では、予測誤差共分散行列を算出の際の（３２）式における駆動雑音ベクトルの標準偏差σａを、第１のデータ更新手段６で得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさがある閾値より大きい場合、大きく設定し、第１のデータ更新手段６で得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさがある閾値より小さい場合、小さく設定する。
【０１７５】
（３２）式における駆動雑音ベクトルの標準偏差σａを大きくすることは、（３０）式により、予測誤差共分散行列が大きくなり、さらに（５）式により、残差共分散行列が大きくなるため、ゲートが大きくなる。したがって、目標速度が大きい場合に旋回する時、駆動雑音を小さく設定してある場合には、目標をゲート内に補足できない。しかし、第１の駆動雑音制御手段１１では、平滑ベクトルの速度成分の大きさがある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きくし、ゲートを広げるため、目標を補足しやすくなる。
【０１７６】
次に、図９及び図１０に実施の形態３の動作を説明するフローチャートを示す。ここでは、図３及び図４と同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１５ｂおよびステップＳＴ１５ｃについて説明する。
【０１７７】
ステップＳＴ１５ｂにおいて、カルマンフィルタの理論に基づく、データ更新を行ない、平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を算出する。
【０１７８】
ステップＳＴ１５ｃにおいて、予測処理を行う前に、平滑ベクトルの速度成分の大きさがある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きくする。その後、カルマンフィルタの理論に基づく、予測処理を行ない、予測ベクトル、予測誤差共分散行列を算出する。
【０１７９】
したがって、以上のステップを行うことにより、平滑ベクトルの速度成分の大きさがある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きくし、ゲートを広げることで、目標を補足しやすくなる。
【０１８０】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。
図１１は、この発明の実施の形態４に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図８において、１２は、第２の駆動雑音制御手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１８１】
第２の駆動雑音制御手段１２では、第１の平滑手段６で得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさにより、駆動雑音標準偏差σａを（４１）式を用いて、切り替える。
【０１８２】
【数４１】
0004176985.tif 000042
【０１８３】
（４１）式はロジスティック曲線である。ロジスティック曲線の概念図を図１２に示す。
【０１８４】
図１２の横軸は、平滑ベクトルの速度成分の大きさＶであり、縦軸は、駆動雑音の標準偏差σａである。ここで、Ｖ０は平滑ベクトルの位置成分の大きさＶの切り替えの閾値であり、σａ０は、Ｖ０に対応する駆動雑音の標準偏差である。
【０１８５】
（４１）式におけるａ、ｂ、ｃは、曲線の形状を決定するパラメータである。ここで、スケーリングパラメータａ、ｂ、ｃは、それぞれ、ａを大きくすると、図１２のように、曲線の縦幅が大きくなり、ｂを大きくすると、縦幅が小さく、勾配が滑らかになり、ｃを大きくすると、縦幅が同じで勾配が急になる性質を持つ。
【０１８６】
したがって、駆動雑音の標準偏差σａを急に大きくしたりすると、ゲインが急に大きく変動するため、平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列の算出値がおかしくなる。しかし、（４１）式のように、駆動雑音の標準偏差σａを切り替えることにより、ゲインの推移が切り替える前と後で滑らかになるため、速度ベクトルの切り替えが安定してできるようになり、また、徐々に駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きくし、ゲートを広げるため、目標を補足しやすくなる。
【０１８７】
次に、図１３及び図１４に実施の形態４の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ここではステップＳＴ１５ｄについてのみ説明する。
【０１８８】
ステップＳＴ１５ｄにおいて、事前にロジスティック曲線のスケーリングパラメータを決めた後、目標の平滑ベクトルの速度成分の大きさＶにより、駆動雑音の標準偏差を切り替える。
【０１８９】
したがって、以上のステップを行うことにより、駆動雑音の標準偏差σａを切り替えることにより、ゲインの推移が切り替える前と後で滑らかになり、かつ、速度ベクトルの切り替えが安定してできるようになる。また、徐々に駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きくし、ゲートを広げるため、目標を補足しやすくなる。
【０１９０】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態５に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図１５において、１３は、第２のデータ更新手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１９１】
第２のデータ更新手段１３は、図４６、図５０を用いて、説明する。図４６では、現時刻ｔｋにおける破線で囲まれた、予測ベクトルＶＸpk（ｔ）の位置成分を中心としたゲートの領域内に、探知データＤk1、Ｄk2、Ｄk3が存在している。重みづけを考慮したゲート判定およびデータ更新手段１３では、レンジ方向のゲート判定３手段から入力される（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４から入力される（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号の全てがゲートに入っているという信号である場合、これらの判定信号に対応する探知データＤｋｊを目標信号の
候補とする。ここで、（３７）式の距離ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３８）式の仰角ゲートに入っているか否かを示す判定信号、（３９）式の方位角ゲートに入っているか否かを示す判定信号の全てがゲートに入っているという信号が複数ある場合を考える。この場合、第２のデータ更新手段１３では、複数の探知データに関しては、正規分布により、ゲート中心からの距離を換算した尤度により、ゲート中心間の距離を考慮した平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列を算出する。
【０１９２】
ゲート中心からの距離を換算した尤度の概念図を図５０に示す。図５０中のＤk1、Ｄk2、Ｄk3、Ｄk4、Ｄk5は探知データであり、Ｄk1、Ｄk2、Ｄk3がゲート内に入っているとする。ここで、ゲート内に存在する探知データＤk1、Ｄk2、Ｄk3をゲート中心からの距離を換算した尤度は、図５０のように、正規分布の尤度γk1、γk2、γk3で表される。
【０１９３】
したがって、ゲート中心から１番近い探知データが不要信号の場合、平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を算出すると、次サンプリング以降のゲートの中心が、現時刻の不要信号に極端に引っ張られ、追尾を失敗することがある。しかし、重みづけを考慮したゲート判定およびデータ更新手段１３により、ゲート中心からの距離を換算した尤度により、ゲート中心間の距離を考慮した平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列を算出することで、次サンプリング以降のゲートの中心が、現時刻の不要信号に極端に引っ張られことなく、不要信号中で安定した追尾を行うことができる。
【０１９４】
次に、図１６及び図１７に実施の形態５の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１４ｂ及びステップＳＴ１５ｅについてのみ説明する。
【０１９５】
ステップＳＴ１４ｂにおいて、ゲート内の探知データの尤度を算出する。
【０１９６】
ステップＳＴ１５ｅにおいて、探知データの尤度を用いて、平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列の算出を行う。また、現時刻ｋのゲート中心間の距離を考慮した平滑ベクトルを１サンプリング分外挿して、予測ベクトルおよび予測誤差共分散行列を算出する。
【０１９７】
以上のステップにより、したがって、ゲート中心から１番近い探知データが不要信号の場合、平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を算出すると、次サンプリング以降のゲートの中心が、現時刻の不要信号に極端に引っ張られ、追尾を失敗することがあるが、ゲート中心からの距離を換算した探知データの尤度により、ゲート中心間の距離を考慮した平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列を算出することで、次サンプリング以降のゲートの中心が、現時刻の不要信号に極端に
引っ張られことなく、不要信号中で安定した追尾を行うことができる。
【０１９８】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図１８は、この発明の実施の形態６に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図１３において、１４は、第１のゲートサイズパラメータ設定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０１９９】
第１のゲートサイズパラメータ設定手段１４では、観測手段から得られる、現サンプリング時刻と前サンプリング時刻の時間間隔を見て、時間間隔が大きい場合、ゲートサイズパラメータを小さく設定するような信号をレンジ方向のゲート判定手段３、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４にそれぞれ出力する。
【０２００】
ゲートの大きさを決めるゲート半径は、（２５）式の左辺の分母のように、固有値λ1とｄεの積の０．５乗、λ2とｄεの積の０．５乗、λ3とｄεの積の０．５乗のように、固有値λ1、λ2、λ3とゲートサイズパラメータｄεの積の０．５乗で決定される。
【０２０１】
ここで、サンプリング間隔の増加と共に、固有値λ1、λ2、λ3は、大きくなるため、ゲート半径も大きくなる。しかし、サンプリング間隔が極端に長くなった場合、固有値も極端に大きくなるため、ゲートが非常に大きくなる。そのため、ゲート内には、目標信号のみならず、不要信号が大量に侵入してきて、ゲートをかける意味がなくなる。そのため、サンプリング間隔がある閾値より大きい場合は、ゲートサイズパラメータを小さく設定するようにして、適度な大きさのゲート半径を保つようにすることで、目標信号の補足および不要信号の侵入を防ぐようにする。
【０２０２】
次に、図１９及び図２０に実施の形態６の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ９ｂにつてのみ説明する。
【０２０３】
ステップＳＴ９ｂにおいて、サンプリング間隔がある閾値より大きい場合、レンジ方向とクロスレンジ横方向とクロスレンジ縦方向に設定するゲートサイズパラメータの値を小さく設定するように制御する。
【０２０４】
以上のステップにより、サンプリング間隔がある閾値より大きい場合は、ゲートサイズパラメータを小さく設定するようにして、適度な大きさのゲート半径を保つようにすることで、目標信号の補足および不要信号の侵入を防ぐようにする。
【０２０５】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図２１は、この発明の実施の形態７に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図２１において、１５は、観測誤差固定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２０６】
観測誤差固定手段１５では、（８）式における距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差、方位角の観測雑音標準偏差σｒkj、σｅkj、σｂkjに固定の値を設定する。
【０２０７】
（５）式の残差共分散行列Ｓkj（ｔ）におけるＲkjは、（７）式により計算され、（７）式のＲkj中のΛkjの計算は、（８）式により計算される。したがって、（８）式における距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差、方位角の観測雑音標準偏差σｒkj、σｅkj、σｂkjに固定の値を設定することで、サンプリング時刻ごと、探知データごとに（８）式の計算が不要になるため、演算負荷が軽くなる。
【０２０８】
次に、図２２及び図２３に実施の形態７の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ２ｂについて説明する。
【０２０９】
ステップＳＴ２ｂにおいて、（１５）式により、残差を計算する。また、観測雑音の標準偏差を固定にして、（８）式からΛkjを計算し、Λkjを（７）式に代入し、Ｒkjを算出してから、残差共分散行列を算出する。
【０２１０】
以上のステップにより、（８）式における距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差、方位角の観測雑音標準偏差σｒkj、σｅkj、σｂkjに固定の値を設定することで、サンプリング時刻ごと、探知データごとに、（８）式の計算が不要になるため、演算負荷が軽くなる。
【０２１１】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図２４は、この発明の実施の形態８に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図１７において、１６は、サンプリング間隔固定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２１２】
サンプリング間隔固定手段１６では、サンプリング間隔を固定に制御する制御信号を予測手段７に入力を行う。そのため、（３１）式における状態遷移行列Φｋが固定値となるため、状態遷移行列Φｋを含む（２９）式の予測ベクトルの計算式および状態遷移行列Φｋを含む（３０）式の予測誤差共分散行列に関する演算負荷が軽減される。
【０２１３】
次に、図２５及び図２６に実施の形態８の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１５ｆについてのみ説明する。
【０２１４】
ステップＳＴ１５ｆにおいて、サンプリング間隔固定とした状態遷移行列Φｋを用いて、（２９）式の予測ベクトルの計算式および（３０）式の予測誤差共分散行列を算出する。
【０２１５】
以上のステップにより、（３１）式における状態遷移行列Φｋを固定値として扱うことで、予測ベクトルおよび予測誤差共分散行列の演算負荷が軽減される。
【０２１６】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図２７は、この発明の実施の形態９に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図１９において、１７は、ゲート中心固定手段である。なお、各図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２１７】
ゲート中心固定手段１７では、追尾初期から数サンプリング分、（１５）式の右辺における予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）の値に代わりに、固定の第１サンプリングの探知データ使いつづける。
【０２１８】
ゲートを固定するサンプリング数は事前に設定しておく。
【０２１９】
したがって、追尾初期時は、ばらついた探知データから予測ベクトルを算出すると、速度ベクトルのばらつきが大きい。つまり、予測ベクトル算出の際、ばらついた速度ベクトルを使用すると、ゲートの中心が安定しないため、目標信号を補足できない可能性が高い。しかし、追尾初期時の数サンプリング分だけ、ゲートの中心である予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）の代わりに、固定の第１サンプリングの探知データ使いつづけることで、追尾初期時のばらつきが軽減される。
【０２２０】
次に、図２８及び図２９に実施の形態９の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ２ｃについてのみ説明する。
【０２２１】
ステップＳＴ２ｃにおいて、初期数サンプリング分、ゲート中心を固定する。
【０２２２】
以上のステップにより、追尾初期時の数サンプリング分だけ、ゲートの中心である予測ベクトルの位置成分ＶＺpk（ｔ）の代わりに、固定の第１サンプリングの探知データ使いつづけることで、追尾初期時のばらつきが軽減される。
【０２２３】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図３０は、この発明の実施の形態に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図３０において、１８は、目標速度によるゲートサイズパラメータ可変手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２２４】
目標速度によるゲートサイズパラメータ可変手段１８では、第１のデータ更新手段６から得られる１サンプリング前の平滑ベクトルから、平滑ベクトルの速度成分の大きさを算出する。その１サンプリング前の平滑ベクトルの速度成分の大きさが、ある閾値よりも大きい場合、レンジ方向のゲート判定手段３と第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４における現時刻のゲートサイズパラメータの大きさを大きくするような制御信号をレンジ方向のゲート判定手段３と第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４におけるそれぞれ入力する。レンジ方向のゲート判定手段３と第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４では、目標速度によるゲートサイズパラメータ可変手段１８から入力されたゲートサイズパラメータの大きさを大きくするような制御信号により、ゲートサイズパラメータを大きく設定する。
【０２２５】
したがって、目標速度によるゲートサイズパラメータ可変手段１８では、１サンプリング前の平滑ベクトルの速度成分の大きさが、ある閾値よりも大きい場合に、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４における現時刻のゲートサイズパラメータの大きさと、レンジ方向のゲート判定手段３における現時刻のゲートサイズパラメータの大きさを大きくすることによって、目標信号を補足しやすくする。
【０２２６】
次に、図３１および図３２に実施の形態１０の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ９ｃについてのみ説明する。
【０２２７】
ステップＳＴ９ｃにおいて、１サンプリング前の平滑ベクトルの速度成分の大きさが、ある閾値よりも大きい場合に、レンジ方向とクロスレンジ横方向とクロスレンジ縦方向の現時刻のゲートサイズパラメータを大きく設定する。
【０２２８】
以上のステップにより、１サンプリング前の平滑ベクトルの速度成分の大きさが、ある閾値よりも大きい場合に、現時刻のゲートサイズパラメータの大きさを大きくすることによって、目標信号を補足しやすくする。
【０２２９】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図３３は、この発明の実施の形態１１に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図３３において、１９は、第１の表示用平滑手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２３０】
第１の表示用平滑手段１９では、第１のデータ更新手段６から入力された平滑ベクトルＶＸsk（ｔ）を、次式（４２）を用いて、表示用平滑ベクトルＶＸsk（ｔ＊）を求め、表示用平滑ベクトルＶＸsk（ｔ＊）を表示手段９に入力する。また、表示用平滑ベクトルを１サンプリング分保管しておく。
【０２３１】
【数４２】
0004176985.tif 000043
【０２３２】
（４２）式において、ＶＸsk（ｔ）は、時刻ｋにおいて、第１のデータ更新手段６から入力される平滑ベクトル、ＶＸsk（ｔ＊）は、時刻ｋにおける表示用平滑ベクトル、ηｋは、平滑の重みを決める係数である。
【０２３３】
ηｋの算出は、次式（４３）により算出される。
【０２３４】
【数４３】
0004176985.tif 000044
【０２３５】
（４３）式の右辺において、Δｔはサンプリング間隔、τは時定数である。
【０２３６】
時定数が大きい程、表示用平滑ベクトルは、現時刻の目標の探知データよりも遅れは大きくなるが、平滑効果は大きい、つまり見た目で滑らかに見える。
【０２３７】
したがって、第１の表示用平滑手段１９では、（４３）式の時定数を事前に決めておき、第１のデータ更新手段６から入力される平滑ベクトルＶＸsk（ｔ）から、（４２）式を用いて、表示用平滑ベクトルＶＸsk（ｔ＊）を求めることにより、オペレータへの表示が見やすくなる。
【０２３８】
次に、図３４及び図３５に実施の形態１１の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１６ｂについてのみ説明する。
【０２３９】
ステップＳＴ１６ｂにおいて、平滑ベクトルより表示用平滑ベクトルを算出し、平滑位置平滑速度の表示を行う。
【０２４０】
ばらついている探知データにから求めた平滑ベクトルを表示すると、表示航跡のがたつきが起こるが、以上のステップにより、表示用平滑ベクトルの算出を行い、表示用平滑ベクトルから表示用航跡を表示すれば、オペレータに対する表示航跡が滑らかになり見やすくなる。
【０２４１】
実施の形態１２．
この発明の実施の形態１２に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図３６は、この発明の実施の形態に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図３６において、２０は、第２の表示用平滑手段である。なお、各図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２４２】
第２の表示用平滑手段２０では、第１のデータ更新手段６から入力された平滑ベクトルＶＸsk（ｔ）を、次式（４４）を用いて、表示用平滑ベクトルＶＸsk（ｔ＊＊）を求め、表示用平滑ベクトルＶＸsk（ｔ＊＊）を表示手段９に入力する。また、表示用平滑ベクトルを１サンプリング分保管しておく。
【０２４３】
【数４４】
0004176985.tif 000045
【０２４４】
（４４）式において、ＶＸsk（ｔ）は、時刻ｋにおいて、第１のデータ更新手段６から入力される平滑ベクトル、ＶＸsk（ｔ＊＊）は、時刻ｋにおける表示用平滑ベクトル、θkは、平滑の重みを決める係数である。
【０２４５】
θkの算出は、（４５）式により算出する。
【０２４６】
【数４５】
0004176985.tif 000046
【０２４７】
（４５）式の右辺において、Δｔはサンプリング間隔、ρkはサンプリング時刻により可変する時定数である。
【０２４８】
ρkの算出は、次式（４６）により算出する。
【０２４９】
【数４６】
0004176985.tif 000047
【０２５０】
（４６）において、ρkはサンプリング時刻により可変する時定数、φkは平滑の重みを決める係数である。また、ρinfは、ρkの定常状態の固定値である。ρkは事前に設定する。（４６）式におけるφkは、次式（４７）により決める。
【０２５１】
【数４７】
0004176985.tif 000048
【０２５２】
（４７）式における（４５）式の右辺において、Δｔはサンプリング間隔、τｃはサンプリング時刻により可変する時定数ρkを制御する時定数の時定数である。
【０２５３】
（４４）式、（４５）式、（４６）式、（４７）式を用いることで、初期状態では、平滑ベクトルのがたつきは、現時刻の目標の探知データよりも遅れよりも大きいため、表示用平滑ベクトルの時定数θｋを大きく設定し、オペレータへの表示用航跡を滑らかに見せることができる。また、初期状態が終わり定常状態に近くなると、平滑ベクトルのがたつきは小さくなるため、探知データとの遅れを小さくするため、時定数θkを小さく設定できる。したがって、オペレータへの表示が見やすくなる。
【０２５４】
次に、図３７及び図３８に実施の形態１２の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１６ｃについてのみ説明する。
【０２５５】
ステップＳＴ１６ｃにおいて、平滑ベクトルより表示用平滑ベクトルを時定数を可変として算出し、平滑位置平滑速度の表示を行う。
【０２５６】
以上のステップにより、（４４）式、（４５）式、（４６）式、（４７）式を用いて、時定数を可変にして、表示用平滑ベクトルを算出することにより、表示用平滑ベクトルを求める前の平滑ベクトルの遅れと、平滑ベクトルの滑らかさの改善を行うことができる。
【０２５７】
実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図３９は、この発明の実施の形態に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図３９において、２１は、マルチパス判定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２５８】
マルチパスとは、レーダから照射された電波が地面、海面、障害物に当って、散乱する反射電波である。
【０２５９】
マルチパス判定手段２１は、観測手段１から得られるある閾値よりもＳ／Ｎ比が大きい場合、（８）式における仰角の観測雑音標準偏差を事前に与える固定値に設定し、（１３）式を用いて残差共分散行列を算出するような制御信号を、第１のゲート判定諸元算出手段２に入力する。また、マルチパス判定手段２１は、観測手段１から得られるある閾値よりもＳ／Ｎ比が大きい場合、第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４におけるクロスレンジ縦方向のゲートサイズパラメータは、ゲート判定結果が必ずゲート内と判定するような十分に大きな値に設定するようにする制御信号を第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段４に入力する。
【０２６０】
したがって、マルチパス判定手段２１により、高度方向の精度が良くないマルチパス環境下において、マルチパスの影響を一番受ける仰角の観測雑音標準偏差を使用しないことにより、マルチパス環境下での追尾性能を向上させる事ができる。
【０２６１】
次に、図４０及び図４１に実施の形態１３の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ２ｄ及びステップＳＴ９ｄについてのみ説明する。
【０２６２】
ステップＳＴ２ｄにおいて、Ｓ／Ｎ閾値による仰角観測雑音を固定すること、つまり、（８）式における仰角の観測雑音標準偏差を事前に与える固定値に設定した上で、残差共分散行列を（１３）式により算出する。
【０２６３】
ステップＳＴ９ｄにおいて、マルチパスと判定したら、マルチパスを想定したゲートサイズパラメータ設定、つまり、クロスレンジ縦方向のゲート判定において、すべての探知データがゲート内と判定するような、クロスレンジ縦方向のゲートサイズパラメータを設定する。
【０２６４】
以上のステップにより、高度方向の精度が良くないマルチパス環境下において、マルチパスの影響を一番受ける仰角の観測雑音標準偏差を使用しないことにより、マルチパス環境下での追尾性能を向上させる事ができる。
【０２６５】
実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係わる追尾装置を図面を参照しながら説明する。図４２は、この発明の実施の形態１４に係わる追尾装置の構成を示すブロック図である。図４２において、２２は、条件数判定手段である。なお、図中の同一符号は、同一または相当部分を表す。
【０２６６】
第１のゲート判定諸元算出手段２から入力される固有値の内、固有値の最大値λｋｍａｘと固有値の最小値λｋｍｉｎの比を取り、次式（４８）における条件数ＣＯＮＤkを算出する。
【０２６７】
【数４８】
0004176985.tif 000049
【０２６８】
ＣＯＮＤkが小さいと、行列演算において、桁落ちが起こり、逆行列演算ができないなどの問題が生じ、追尾の演算が不安定にある。
【０２６９】
条件数判定手段２２では、次式（４９）のように、条件数ＣＯＮＤkが事前に設定したある閾値ＣＯＮＤth以下の場合、オペレータに追尾の演算が不安定になっているという危険信号を表示手段９に入力し、オペレータの表示画面に出力させる。
【０２７０】
【数４９】
0004176985.tif 000050
【０２７１】
したがって、条件数判定手段２２を用いる事によって、オペレータが追尾の演算が不安定になっているという危険信号を察知することができ、例えば、追尾演算をやり直したり、追尾演算を打ち切る判断ができる。
【０２７２】
次に、図４３及び図４４に実施の形態１４の動作を説明するフローチャートを示す。ここで、同一符号のステップは省略する。すなわち、ステップＳＴ１６ｄについてのみ説明する。
【０２７３】
ステップＳＴ１６ｄにおいて、（４８）式により、条件数を算出し、（４９）式が成り立つ時、オペレータに追尾の演算が不安定になっているという危険信号を表示手段９に入力し、オペレータの表示画面に出力させる。
【０２７４】
以上のステップにより、オペレータが追尾の演算が不安定になっているという危険信号を察知することができる。
【０２７５】
【発明の効果】
この発明は、受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、前記探知データが距離方向において所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、前記観測手段及び前記第１のゲート判定諸元算出手段から出力されるデータを用いて、仰角方向及び方位角方向で、所定次元の楕円体ゲート判定を行うクロスレンジ方向のゲート判定手段と、前記距離方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号と、仰角方向および方位角方向での前記所定次元の楕円体ゲートに入っているか否かの判定結果を示す信号とから、距離方向、仰角方向および方位角方向のすべてにおいて前記所定次元の楕円体ゲート内に前記探知データが入っている場合に、目標信号の候補として、その探知データに付随する探知データおよび残差共分散行列を出力する第１のゲート判定手段と、前記第１のゲート判定手段から出力される前記探知データおよび前記残差共分散行列が入力され、カルマンフィルタの理論に基づいてデータの更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第１のデータ更新手段と、前記カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して前記予測誤差共分散行列を出力する１サンプリング遅延手段と、前記第１のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、を備え、前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記クロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する追尾装置であるので、目標信号が入りやすく、不要信号を侵入させにくくすることができる。
【０２７６】
また、前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、探知データが仰角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の１次元ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されているので、クロスレンジ方向のゲート判定を容易に行うことができる。
【０２７７】
また、前記クロスレンジ方向のゲート判定手段が、仰角方向の固有ベクトル、仰角方向の固有値、方位角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有値を用いて、クロスレンジ方向で、２次元のゲート判定を行う第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段から構成されているので、レンジ方向とクロスレンジ方向のでのゲート判定を独立に行うことができるため、レンジ方向のゲートを大きくした場合にもクロスレンジ方向も合わせて大きくなることを防ぐことができる。また、ゲートサイズパラメータの設定を１回で行うことができる。
【０２７８】
また、前記第１のデータ更新手段から出力される前記平滑ベクトルの速度成分がある閾値より大きくなった場合、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定して前記予測手段に出力する第１の駆動雑音制御手段をさらに備えているので、標準偏差を大きくして、ゲートを広げることにより、目標を補足しやすくなる。
【０２７９】
また、駆動雑音ベクトルの標準偏差の大きさを縦軸として、平滑ベクトルの速度成分を横軸としたロジスティック曲線に基づき、平滑ベクトルの速度成分の大きさに従って、駆動雑音ベクトルの標準偏差を大きく設定するように切り替える第２の駆動雑音制御手段をさらに備えているので、駆動雑音ベクトルの標準偏差を徐々に大きくし、ゲートを広げるため、目標を補足しやすくなる。
【０２８０】
また、この発明は、受信電力を元に、信号対雑音比であるＳ／Ｎ比を得て、それを距離、仰角および方位角の観測雑音標準偏差に変換し、前記観測雑音標準偏差とそれらに付随する位置を表す探知データとを出力する観測手段と、予測誤差共分散行列および前記探知データが入力され、それらから算出される残差共分散行列から、距離方向の固有値、仰角方向の固有値、方位角方向の固有値、距離方向の固有ベクトル、仰角方向の固有ベクトルおよび方位角方向の固有ベクトルを算出する対角化を行う第１のゲート判定諸元算出手段と、前記探知データが距離方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力するレンジ方向のゲート判定手段と、前記探知データが仰角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力し、探知データが方位角方向の楕円体ゲートに入っているか否かの判定を行い、その判定結果を示す信号を出力する第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段と、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段における前記探知データのゲート判定の結果、ゲート内の探知データについて、ゲート中心と探知データの距離を正規分布の尤度に換算し、その尤度を用いて、データ更新を行い、平滑誤差共分散行列および平滑ベクトルを出力する第２のデータ更新手段と、カルマンフィルタの理論に基づき、現時刻よりも１サンプリング後の予測誤差共分散行列および予測ベクトルを算出する予測手段と、前記予測手段から入力される予測誤差共分散行列および予測ベクトルを１サンプリング遅延させて、前記第１のゲート判定諸元算出手段に対して出力する、１サンプリング遅延手段と、前記第２のデータ更新手段から入力される平滑ベクトルから、目標航跡および目標の速度の表示を行う表示手段と、を備え、前記距離方向の楕円体ゲートと、前記仰角方向の楕円体ゲートと、前記方位角方向の楕円体ゲートとは、組み合わされて、所定次元の楕円体ゲートを構成し、前記所定次元の楕円体ゲートは、前記残差共分散行列を元にした所定次元の楕円体ゲートであって、前記第１のゲート判定諸元算出手段は、前記楕円体ゲートにおいて、前記残差共分散行列の対角化によりレンジ方向とクロスレンジ方向とを決定し、前記レンジ方向のゲート判定手段および前記第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段は、前記第１のゲート判定諸元算出手段によって計算された前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向に基づいて、前記レンジ方向および前記クロスレンジ方向のゲートサイズパラメータを設定することにより、前記楕円体ゲートのサイズを決定する追尾装置であるので、探知データの尤度により、ゲート中心間の距離を考慮した平滑ベクトルおよび平滑誤差共分散行列を算出することで、次サンプリング以降のゲートの中心が、現時刻の不要信号に極端に引っ張られることなく、不要信号中で安定した追尾を行うことができる。
【０２８１】
また、サンプリング間隔により、ゲートサイズパラメータを設定する、第１のゲートサイズパラメータ設定手段をさらに備えているので、サンプリング間隔が所定の閾値より大きい場合は、ゲートサイズパラメータを小さく設定するようにして、適度な大きさのゲート半径を保つようにすることで、目標信号の補足および不要信号の侵入を防ぐようにする。
【０２８２】
また、距離の観測雑音標準偏差、仰角の観測雑音標準偏差および方位角の観測雑音標準偏差を固定の値に設定する観測誤差固定手段をさらに備えているので、それらに固定の値を設定することで、サンプリング時刻ごと、探知データごとに極座標における観測誤差共分散行列の計算を行うことが不要になるため、演算負荷を軽減することができる。
【０２８３】
また、サンプリング間隔を固定する制御信号を予測手段に入力し、予測誤差共分散行列および予測ベクトルの算出の際のサンプリング間隔を固定するサンプリング間隔固定手段をさらに備えているので、状態遷移行列を固定値として扱うことで、予測ベクトルおよび予測誤差共分散行列の演算負荷を軽減することができる。
【０２８４】
また、追尾初期から数サンプリング分、ゲートの中心を固定するゲート中心固定手段をさらに備えているので、追尾初期時の数サンプリング分だけ、ゲートの中心である予測ベクトルの位置成分の代わりに、固定の第１サンプリングの探知データを使いつづけることで、追尾初期時のばらつきが軽減される。
【０２８５】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルの速度成分の大きさを用いて、ゲートサイズパラメータの大きさを変える、ゲートサイズパラメータ可変手段をさらに備えているので、１サンプリング前の平滑ベクトルの速度成分の大きさが、所定の閾値よりも大きい場合に、現時刻のゲートサイズパラメータの大きさを大きくすることによって、目標信号を補足しやすくなる。
【０２８６】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を固定とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第１の表示用平滑手段をさらに備えているので、ばらついている探知データから求めた平滑ベクトルを表示すると、表示航跡のがたつきが起こるが、表示用平滑ベクトルの算出を行い、表示用平滑ベクトルから表示用航跡を表示すれば、オペレータに対する表示航跡が滑らかになり、見やすくなる。
【０２８７】
また、前記第１のデータ更新手段から得られる平滑ベクトルを時定数を可変とした表示用フィルタに入力して、表示用平滑ベクトルを算出する、第２の表示用平滑手段をさらに備えているので、時定数を可変にして、表示用平滑ベクトルを算出することにより、表示用平滑ベクトルを求める前の平滑ベクトルの遅れと、平滑ベクトルの滑らかさの改善を行うことができる。
【０２８９】
また、前記第１のゲート判定諸元算出手段から入力される固有値の内、固有値の最大値と固有値の最小値の比である条件数を用いて、条件数がある閾値以下ならば、追尾の演算が不安定になっているとの危険信号を、前記表示手段に入力する条件数判定手段をさらに備えているので、オペレータが追尾の演算が不安定になっているという危険信号を察知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  追尾装置に設けられた観測手段に係わる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における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図４】  本発明の実施の形態１における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図５】  本発明の実施の形態２における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図６】  本発明の実施の形態２における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図７】  本発明の実施の形態２における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図８】  本発明の実施の形態３における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図９】  本発明の実施の形態３における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１０】  本発明の実施の形態３における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１１】  本発明の実施の形態４における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】  ロジスティック曲線の概念図を示した説明図である。
【図１３】  本発明の実施の形態４における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１４】  本発明の実施の形態４における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１５】  本発明の実施の形態５における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】  本発明の実施の形態５における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１７】  本発明の実施の形態５における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図１８】  本発明の実施の形態６における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】  本発明の実施の形態６における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２０】  本発明の実施の形態６における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２１】  本発明の実施の形態７における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】  本発明の実施の形態７における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２３】  本発明の実施の形態７における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２４】  本発明の実施の形態８における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】  本発明の実施の形態８における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２６】  本発明の実施の形態８における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２７】  本発明の実施の形態９における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】  本発明の実施の形態９における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図２９】  本発明の実施の形態９における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３０】  本発明の実施の形態１０における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図３１】  本発明の実施の形態１０における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３２】  本発明の実施の形態１０における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３３】  本発明の実施の形態１１における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図３４】  本発明の実施の形態１１における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３５】  本発明の実施の形態１１における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３６】  本発明の実施の形態１２における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図３７】  本発明の実施の形態１２における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３８】  本発明の実施の形態１２における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図３９】  本発明の実施の形態１３における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図４０】  本発明の実施の形態１３における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図４１】  本発明の実施の形態１３における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図４２】  本発明の実施の形態１４における追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図４３】  本発明の実施の形態１４における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図４４】  本発明の実施の形態１４における追尾装置の処理の流れを示す流れ図である。
【図４５】  従来の追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図４６】  従来の追尾装置の構成を示す説明図である。
【図４７】  ゲートと目標予測位置、目標観測位置、目標レンジ方向および目標クロスレンジ方向の関係図である。
【図４８】  角度誤差に対するクロスレンジ誤差およびレンジ誤差の関係を示す説明図である。
【図４９】  レンジ方向の固有ベクトルとクロスレンジ方向の固有ベクトルの関係を示した説明図である。
【図５０】  ゲート中心からの距離を換算した尤度の概念図である。
【符号の説明】
１  観測手段、２  第１のゲート判定諸元算出手段、３  レンジ方向のゲート判定手段、４  第１のクロスレンジ方向のゲート判定手段、５  第１のゲート判定手段、６  第１のデータ更新手段、７  予測手段、８  １サンプリング遅延手段、９  表示手段、１０  第２のクロスレンジ方向のゲート判定手段、１１  第１の駆動雑音制御手段、１２  第２の駆動雑音制御手段、１３  第２のデータ更新手段、１４  第１のゲートサイズパラメータ設定手段、１５  観測誤差固定手段、１６  サンプリング間隔固定手段、１７  ゲート中心固定手段、１８  目標速度によるゲートサイズパラメータ可変手段、１９  第１の表示用平滑手段、２０  第２の表示用平滑手段、２１  マルチパス判定手段、２２  条件数判定手段，１０１  観測手段、１０６  データ更新手段、１０７  予測手段、１０８  １サンプリング遅延手段、１０９  表示手段、１２３  ゲート判定諸元算出手段、１２４  ゲート判定手段。
【図１】
0004176985.tif 000051
【図２】
0004176985.tif 000052
【図３】
0004176985.tif 000053
【図４】
0004176985.tif 000054
【図５】
0004176985.tif 000055
【図６】
0004176985.tif 000056
【図７】
0004176985.tif 000057
【図８】
0004176985.tif 000058
【図９】
0004176985.tif 000059
【図１０】
0004176985.tif 000060
【図１１】
0004176985.tif 000061
【図１２】
0004176985.tif 000062
【図１３】
0004176985.tif 000063
【図１４】
0004176985.tif 000064
【図１５】
0004176985.tif 000065
【図１６】
0004176985.tif 000066
【図１７】
0004176985.tif 000067
【図１８】
0004176985.tif 000068
【図１９】
0004176985.tif 000069
【図２０】
0004176985.tif 000070
【図２１】
0004176985.tif 000071
【図２２】
0004176985.tif 000072
【図２３】
0004176985.tif 000073
【図２４】
0004176985.tif 000074
【図２５】
0004176985.tif 000075
【図２６】
0004176985.tif 000076
【図２７】
0004176985.tif 000077
【図２８】
0004176985.tif 000078
【図２９】
0004176985.tif 000079
【図３０】
0004176985.tif 000080
【図３１】
0004176985.tif 000081
【図３２】
0004176985.tif 000082
【図３３】
0004176985.tif 000083
【図３４】
0004176985.tif 000084
【図３５】
0004176985.tif 000085
【図３６】
0004176985.tif 000086
【図３７】
0004176985.tif 000087
【図３８】
0004176985.tif 000088
【図３９】
0004176985.tif 000089
【図４０】
0004176985.tif 000090
【図４１】
0004176985.tif 000091
【図４２】
0004176985.tif 000092
【図４３】
0004176985.tif 000093
【図４４】
0004176985.tif 000094
【図４５】
0004176985.tif 000095
【図４６】
0004176985.tif 000096
【図４７】
0004176985.tif 000097
【図４８】
0004176985.tif 000098
【図４９】
0004176985.tif 000099
【図５０】
0004176985.tif 000100