(57)【要約】【課題】従来の運動予測方式は、自身が等速直線運動をしている場合は良好な自身と追尾目標の相対針路および相対速度の予測ができ、安定した相対ベクトルの表示ができたが、自身が変針又は変速した場合には応答が非常に遅くなり、自身と追尾目標の相対ベクトルの表示が実際の相対針路や相対速度と大きく異なることがあった。【解決手段】対地固定された比較目標を追尾し、メモリに蓄積されたデータより観測時間を変えて追尾情報を演算し、追尾情報から自身の真ベクトルを演算し、自身の真ベクトルの検出装置より得られた自身の真ベクトルと比較し、最適観測時間を演算し、自身と追尾目標の相対ベクトルを演算、表示する。さらに、追尾目標の真ベクトルの変化検出を行い、追尾目標の真ベクトルの変化による自身と追尾目標の相対ベクトルの変化を検出する。【選択図】図３
2009229406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標を追尾する手段（手段１）と、
対地固定化された比較目標の相対ベクトルの演算から自身の真ベクトルを演算する手段（手段２）と、
外部より自身の真ベクトルの要素を入力する手段（手段３）と、
前記手段２より得られた自身の真ベクトルと前記手段３より入力された自身の真ベクトルとから最適観測時間を演算する手段（手段４）と、
前記手段１より得られた追尾情報と前記手段４より得られた最適観測時間とから追尾目標の真ベクトルを演算する手段（手段５）と、
前記手段５より得られた真ベクトルより追尾目標の真ベクトルの変化を検出する演算手段（手段６）と、
前記手段４より得られた最適観測時間と前記手段６より得られた追尾目標の真ベクトルの変化量より追尾目標の相対ベクトルの算出時間を判定する手段（手段７）と、
前記手段１より得られた追尾情報と前記手段７より得られた相対ベクトルの算出時間とより追尾目標の相対ベクトルを演算する手段（手段８）と、
追尾目標の真ベクトルを出力する手段（手段９）と、
追尾目標の相対ベクトルを出力する手段（手段１０）と、
追尾目標の真ベクトルと相対ベクトルとを表示する手段（手段１１）と、
を備えた目標追尾装置。
【請求項２】
対地固定化された比較目標を選択、設定する際、船舶航行支援装置の操作者が手動で選択、設定をおこなう手段と、船舶航行支援装置が自動的に選択、設定する手段とを有する、前記請求項１に記載の目標追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
レーダー、カメラ等により目標の距離、方位、俯角、仰角、位置等を観測し、目標との相対速度または相対針路を演算、表示する装置または方法。
【背景技術】
【０００２】
一般にレーダー等の目標追尾装置においては、分解能などの機器の性能、信号の減衰、各種雑音等により観測誤差を生ずる。さらに、追尾目標の相対ベクトル（自身を基準とする目標の相対速度、相対針路のベクトル）を表示する場合、自身及び追尾目標が一定の速度、針路で移動している場合は、追尾目標の相対ベクトルが一定であることから、観測時間が長いほど雑音除去の効果が期待できるため精度が向上する。しかし、自身または追尾目標の真ベクトル（地表を基準とする自身または追尾目標の針路および速度のベクトルであり、真針路、真速度と呼ばれる）が変化した場合、追尾目標の相対ベクトルも変化するため、変化後の一定時間は誤差を生ずる。このようなときは、観測時間をより短くすることで精度が向上する。
【０００３】
図１は、追尾目標の真ベクトルの変化を検出する従来の装置のブロック図例である。レーダーにより目標を追尾し、追尾目標の真ベクトルを演算し、追尾目標の真ベクトルの変化を検出し、追尾目標の真ベクトルを出力する。一方で、追尾目標の真ベクトルの変化分から、追尾目標の相対ベクトルを演算し、追尾目標の相対ベクトルを求める。追尾目標の真ベクトル出力と、追尾目標の相対ベクトル出力から、追尾目標の真ベクトルおよび相対ベクトルを表示する。
【０００４】
図２は、従来の装置のフローチャート例である。１スキャン毎にベクトル演算を行うか否かが判定され、演算実施となると、操作者が設定した観測時間、またはあらかじめ装置に設定した最大観測時間における、自身から見た追尾目標の相対位置（レーダー画面上に自身の位置を固定した場合の追尾目標の動き）と、自身の真速度、真針路を加算した真位置（レーダー画面上に自身の移動量を加算した場合の、地表に対する自身と追尾目標のそれぞれの動き、実際の動き）をメモリに格納する。位置データがＱ個以上か否かを判定し、Ｑ個以上の場合は、最新のＬ個のデータにもとづき、追尾目標の真ベクトル、相対ベクトルを演算する。次に、記憶データの数がＲ個以上か否かが判定され、Ｒ個以上の場合は、最新のＲ個のデータにもとづき、追尾目標の真ベクトル、相対ベクトルを演算する。ここで、Ｌ＜Ｒ  とする。
【０００５】
演算された追尾目標の真ベクトルを比較し、真ベクトル相互間の差があらかじめ設定した値よりも大きければ、追尾目標が速度の変更（加減速）、針路の変更（変針）を行ったものとみなし、よりデータ数の少ないＬ個のデータで演算した追尾目標の真ベクトルを出力する。相対ベクトルについても、演算された追尾目標の相対ベクトルを比較し、相対ベクトル相互間の差があらかじめ設定した値よりも大きければ、大きければ追尾目標が速度の変更（加減速）、針路の変更（変針）を行ったものとみなし、よりデータ数の少ないＬ個のデータで演算した追尾目標の相対ベクトルを出力する。また、真ベクトル相互間の差が小さければ、より多くのデータを使用することにより精度が高まるため、データ数の多いＲ個のデータで求めた追尾目標の真ベクトルを出力する。追尾目標の相対ベクトルについても、相対ベクトル相互間の差が小さければ、より多くのデータを使用することにより精度が高まるため、データ数の多いＲ個のデータで求めた追尾目標の相対ベクトルを出力する。
このようにして求めた追尾目標の真ベクトル、相対ベクトルを表示する。
【特許文献１】特許第３９７０５８５号、目標追尾装置及び方法、三菱電機株式会社
【特許文献２】特許第２５９５２２５号、船舶用運動予測方式、株式会社トキメック
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術では、追尾目標の真ベクトルの変化の検出のみであるため、自身と追尾目標の相対ベクトルの精度は検出誤差よりも小さくすることができなかった。また、特許文献１、特許文献２にあるような予測ベクトル、平滑ベクトル等の運動モデルとの差異によって自身と追尾目標の相対ベクトルの変化を検出する方法では、それぞれの運動モデルによる演算を行わなければならず、運動モデル間の誤差も加わる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
対地固定された目標（比較目標）を追尾し、メモリに蓄積されたデータとの比較結果にもとづき観測時間を変えて追尾情報を演算し、追尾情報からの真ベクトルを演算し、自身のベクトル検出装置（速度装置、針路装置等）から得られた真ベクトルと比較し、相対ベクトルの最適観測時間を演算し、自身と追尾目標の相対ベクトルを演算、表示する。自身の持つ真ベクトル検出装置は、自身に近い点または接している点、または高精度の計測器（ＧＰＳ等）から測定するので一般的に精度がよい。
【０００８】
さらに、追尾目標の真ベクトルの変化検出を行い、追尾目標の真ベクトルの変化による自身と追尾目標の相対ベクトルの変化を検出する。対地固定された比較目標を追尾するときは、操作者自らが手動で設定しても良いし、また追尾目標の真ベクトルの演算結果の速度が０または所定範囲内の速度である場合には、装置による自動判断による検出としてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
自身の真ベクトルの変化による、自身と追尾目標との相対ベクトルの変化を最適観測時間で求めることができ、追従の遅れを少なくできる。
【実施例】
【００１０】
図３は本発明の実施例のブロック図を示したものである。比較目標から自身の真ベクトルが演算され、入力された自身の真ベクトルとから、最適観測時間が演算される。最適観測時間により追尾目標の真ベクトルが演算され、追尾目標の真ベクトルの変化が検出される。また、最適観測時間と追尾目標の真ベクトルの変化とから追尾目標の相対ベクトルの算出時間の判定がなされ、追尾目標の相対ベクトルの演算がおこなわれる。追尾目標の真ベクトル出力と、追尾目標の相対ベクトル出力から、追尾目標の真ベクトルおよび相対ベクトルが表示される。
【００１１】
図４は本発明の実施例のフローチャートを示したものである。操作者が設定した対地固定目標、もしくは、以前より追尾している目標の真ベクトルの演算結果で、速度が０、または所定の範囲内（目標追尾装置の誤差範囲内）の数値のいずれか一方を比較目標として決定する。追尾している目標がない場合など、演算の必要がない場合は終了する。装置に接続された自身の速度検出装置及び進路針路検出装置より、速度情報、針路情報をメモリに格納する。自身から見た追尾目標の相対位置と、自身の速度、針路を加算した真位置をメモリに格納する（４０５）。同様に自身から見た比較目標の相対位置と、自身の速度、針路を加算した真位置をメモリに格納する。位置データ数がＱ個以上か否かという判定条件にもとづき、操作者が設定した観測時間、またはあらかじめ装置に設定した最大観測時間まで４０５の動作を繰り返す。
【００１２】
４０７、４０９でメモリに蓄積されたデータの読み出しデータ数（観測時間に相当）を変える処理を行い、与えられた読み出しデータ数によって４０５で格納したメモリから読み出しを行い、自身と比較目標の相対ベクトルを演算し、求めた相対ベクトルより自身の真ベクトルを演算する。比較目標は対地固定されているので、自身の真ベクトルは、自身と比較目標の相対ベクトルを１８０度回転させたものになる。４０７、４０９で与える読み出しデータ数は、最低限の精度を満たすためのデータ数Ｊから所定精度を満たすために必要なデータ数Ｒまでの範囲から決定する。
【００１３】
４０８により、比較目標より求めた自身の真ベクトルの数値群と、４０５でメモリに格納した、ベクトル検出装置（速度装置、針路装置など）から得られた自身の真ベクトルの数値を比較し、最も数値が接近しているデータを抽出し、そのデータを演算したときに４０７、４０９が与えたデータ数Ｍ（最適観測時間）を抽出する（４１０）。最新のＬ個及びＲ個の読み出しデータ数（Ｌ＜Ｒ）によって４０５で格納したメモリから読み出しを行い、追尾目標の真ベクトルをそれぞれ求める。４０５の記憶データ数がＲ個に満たない場合は追尾目標が加減速、変針を行ったかどうかの判定は行わない。
【００１４】
追尾目標の真ベクトルについて、これらの真ベクトルの数値群を比較し、差が大きければ追尾目標が加減速、変針を行ったものとみなし、Ｌ個のデータで求めた追尾目標の真ベクトルを出力し表示する。また、差が小さければデータを多く使った方が演算、表示の精度が高まるため、Ｒ個のデータで求めた追尾目標の真ベクトルを出力し表示する。Ｌ個のデータにより追尾目標の真ベクトルを出力した場合でＬ＜Ｍならば目標が加減速、変針を行ったものとみなしているため、Ｌ個のデータにより追尾目標の相対ベクトルを演算する。それ以外ならばＭ個のデータにより追尾目標の相対ベクトルを演算する。求めた追尾目標の真ベクトル及び相対ベクトルを表示する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術のブロック図
【図２】従来技術のフローチャート
【図３】発明のブロック図
【図４】発明のフローチャート
【符号の説明】
【００１６】
１０１・・・レーダー等、１０２・・・目標追尾部、１０３・・・追尾目標の真ベクトルの演算部、１０４・・・追尾目標の真ベクトルの変化検出部、１０５・・・追尾目標の真ベクトルの出力部、１０６・・・追尾目標の相対ベクトルの演算部、１０７・・・追尾目標の相対ベクトルの出力部、１０８・・・追尾目標の真ベクトルおよび相対ベクトルの表示部、２０１・・・スタート、２０２・・・ベクトル演算実行の判断、２０３・・・終了、２０４・・・データ入力、２０５・・・データ数の判定、２０６・・・真ベクトルおよび相対ベクトルの演算、２０７・・・ベクトル差分の大きさの判定、２０８・・・データ出力、３０１・・・レーダー等、３０２・・・目標追尾部、３０３・・・比較目標からの自身の真ベクトルの演算部、３０４・・・自身の真ベクトルの検出部、３０５・・・最適観測時間演算部、３０６・・・追尾目標の真ベクトルの演算部、３０７・・・追尾目標の真ベクトルの変化検出部、３０８・・・追尾目標の相対ベクトルの算出時間判定部、３０９・・・追尾目標の相対ベクトルの演算部、３１０・・・追尾目標の真ベクトルの出力部、３１１・・・追尾目標の相対ベクトルの出力部、３１２・・・追尾目標の真ベクトルおよび相対ベクトルの表示部、４０１・・・スタート、４０２・・・比較目標の設定、４０３・・・ベクトル演算実行の判断、４０４・・・終了、４０５・・・データ入力、４０６・・・データ数の判定、４０７・・・ループ端（開始）、４０８・・・比較目標の相対ベクトルの演算および自身の真ベクトルの演算、４０９・・・ループ端（終了）、４１０・・・他装置からの自身の真ベクトルと比較目標より求めた自身の真ベクトルから最適観測データ数Ｍを抽出、４１１・・・真ベクトルの演算、４１２・・・ベクトル差分の大きさの判定、４１３・・・真ベクトルのデータ出力、４１４・・・相対ベクトルの演算およびデータ出力、４１５・・・データ数の判定、４１６・・・追尾目標の真ベクトルおよび相対ベクトルの表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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