(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体を目標として観測するセンサと、
前記センサにより受信された信号から目標の位置を観測データとして出力する観測装置と、
前記観測データを２スキャンの間記憶する第１のメモリ回路と、
前記第１のメモリ回路から伝達された２スキャン分の観測データから各スキャン毎に第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する第１の航跡設定回路と、
前記第１の航跡設定回路から伝達された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説のそれぞれについて信頼度を算出する第１の信頼度算出回路と、
スキャン単位で生成された前記各航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第１の追尾処理部と、
前記第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を記憶する第２のメモリ回路と、
前記第２のメモリ回路に記憶された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説に基づき２スキャン分の第３の航跡の仮説を設定する第２の航跡設定回路と、
前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説について信頼度を算出する第２の信頼度算出回路と、
前記第３の航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第２の追尾処理部と、
前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説とその信頼度を基に目標の航跡を判定する航跡判定回路と
を備えたことを特徴とする追尾装置。
【請求項２】
前記第１の航跡設定回路は、１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
【請求項３】
前記第１の航跡設定回路は、Ｍ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
【請求項４】
前記第１の航跡設定回路は、１スキャン目及び２スキャン目の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
【請求項５】
前記第１の航跡設定回路は、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
【請求項６】
前記第１の航跡設定回路は、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基にＭ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する
ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
【請求項７】
前記第１の航跡設定回路は、１スキャン目及び２スキャン目の観測データからスキャン毎の航跡の仮説を設定し、各スキャンの航跡の仮説のなかから信頼度の大きい方から所定数の航跡の仮説だけ選択して各々第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説として出力する
ことを特徴とする請求項１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、航空機等の移動物体を目標とし、レーダ等の電波センサや赤外センサ等の光学センサに代表される観測装置を用い、この観測装置による目標位置の観測結果に基づいて目標の位置、速度等の真値を推定することにより、目標の運動を追尾する追尾装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の追尾装置について図面を参照しながら説明する。図７は、従来の追尾装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図７において、１は目標が発信源となる電波、赤外線等を観測するセンサ、２はセンサ１により受信された信号から目標の位置を観測データとして出力する観測装置、３は観測データを蓄えておくメモリ回路、１８はメモリ回路３があらかじめ設定された所定のサンプル分観測データを蓄えた後、その所定のサンプル分の観測データから目標の航跡、クラッタの航跡の組合せ全部を調べ、各航跡の仮説を設定し、この仮説について信頼度を調べる航跡設定回路である。
【０００４】
また、同図において、５は航跡設定回路１９から伝達された目標の航跡を含む航跡の仮説について信頼度を算出する信頼度算出回路、６は航跡の候補となっている観測データを基に目標位置の平滑値を算出する追尾処理部である。７は観測データから目標位置の平滑値を算出する平滑値算出回路、８は平滑値算出回路７から伝達された目標位置の平滑値を基に次サンプルの予測値を算出する予測値算出回路である。さらに、１１は航跡設定回路１９から出力された航跡の仮説とその信頼度を基に航跡を判定する航跡判定回路である。
【０００５】
従来例の処理手順は、例えば「“An Algorithm for Tracking Multiple Targets”，IEEE Trans. Autmat. Cont., vol. AC‐24, No. 6, Dec. 1979.のFig.1」などに見られる。
【０００６】
つぎに、前述した従来の追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図８は、従来の追尾装置の動作を示すフローチャートである。また、図９は、従来の追尾装置の動作を示すタイミングチャートである。
【０００７】
追尾装置は、追尾初期化を行ない、目標の航跡を設定した後、追尾処理を開始する。目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信される。このセンサ１は、広範囲に渡って監視するため、スキャン単位で特定の範囲を監視する。
【０００８】
そのため、目標の存在する特定の範囲について、図９に示すように、１スキャン目にサンプリングＴ０秒でＮ点目標を観測した後、Ｔ秒後の２スキャン目に再びサンプリングＴ０秒でＮ点目標を観測する。
【０００９】
観測装置２は、センサ１の出力データから、センサ１の位置を基準とした各目標のアジマス角、エレベーション角を出力する。メモリ回路３は、１スキャン目、２スキャン目の合計２Ｎサンプル分の観測データ（各目標のアジマス角とエレベーション角）を蓄えておき、２Ｎサンプル分の観測データが得られた後、そのデータを出力する。
【００１０】
航跡設定回路１９では、メモリ回路３から出力されたデータについて想定される全部の航跡の組合せを逐次的に調べる。航跡の組合せを調べることにより、クラッタ等の受信により発生する誤信号と新たに発生した新航跡も同時に設定される。これにより航跡の仮説が設定される。最初のＮ０サンプルを用いて追尾初期化を行う場合、Ｎ０サンプルから生成された航跡の仮説を信頼度算出回路５に伝達する。その結果、信頼度算出回路５には、次の計算式（１）で表されるデータが入力する。
【００１１】
【数１】
0003750892.tif 000002
【００１２】
信頼度算出回路５では、ｉ番目の仮説に関する信頼度を算出する。この信頼度算出回路５では、あらかじめ、目標の探知確率ＰＤ、ｋサンプル目に追尾対象目標がゲートに入る確率ＰＧ（ｋ）、ｋサンプル目の単位体積あたりの平均誤信号数βＦＴ（ｋ）、ｋサンプル目の単位体積あたりの平均新目標数、ｋ−１サンプルによるｉ番目の仮説の信頼度β（ｋ−１，ｉ）は既知であるとする。
【００１３】
最初に追尾初期化を行ない、目標の航跡を調べる。図８は、主に信頼度算出回路５の処理手順を表している。ステップＳ１により処理を開始する。
【００１４】
ステップＳ２において、航跡設定回路１９から追尾初期化を行うのに必要なサンプル数である１サンプル目からＮ０サンプル目の観測データｚ（１，ｉ，ｊ）〜ｚ（Ｎ０，ｉ，ｊ）が入力される。
【００１５】
ステップＳ３において、ｉ＝１と、ｊ＝１に初期化する。
【００１６】
ステップＳ４において、ｚ（１，ｉ，ｊ）からｚ（３，ｉ，ｊ）までを追尾処理部６に伝達する。この追尾処理部６では、最初にｉ番目の仮説のｊ番目の航跡に関する４サンプル目の予測値ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）と、ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐチルダ（４，ｉ，ｊ）を算出する。算出結果であるｘチルダ（４，ｉ，ｊ）とＰチルダ（４，ｉ，ｊ）を信頼度算出回路５に伝達する。
【００１７】
ステップＳ５において、ｋ＝４に設定した後、ステップＳ６において、最初に、信頼度算出回路５は、ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）とＰチルダ（４，ｉ，ｊ）とｚ（４，ｉ，ｊ）を追尾処理部６に伝達する。追尾処理部６では、次に、ｘチルダ（５，ｉ，ｊ）、Ｐチルダ（５，ｉ，ｊ）を算出し、信頼度算出回路５に伝達する。以降、ステップＳ６からＳ８において、同様の手順を繰り返すことによりｘチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）、Ｐチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）が算出され、信頼度算出回路５に伝達される。
【００１８】
ステップＳ９において、まだ算出していないｉ番目の仮説における航跡を調べる。全部の航跡について算出していない場合は、ステップＳ１０において、ｊ←ｊ＋１として、ステップＳ４に移行する。全部の航跡について算出した場合には、ステップＳ１１に移行する。
【００１９】
ステップＳ１１において、ｉ番目の仮説の信頼度を算出する。次の計算式（２）にｋ＝Ｎ０を代入して信頼度を算出する。
【００２０】
【数２】
0003750892.tif 000003
【００２１】
ステップＳ１２において、まだ信頼度の算出が終了していない仮説を調べる。全部の仮説について算出が終了していない場合は、ステップＳ１３において、ｉ←ｉ＋１、ｊ＝１として、ステップＳ４に移行する。全部の仮説について信頼度の算出が終了した場合には、ステップＳ１４に移行して処理を終了する。そして、信頼度算出回路５は、各仮説とその仮説の信頼度の組を航跡設定回路１９に伝達する。
【００２２】
追尾処理部６では、目標運動モデルがあらかじめ次の計算式（３）の状態方程式により与えられている。
【００２３】
【数３】
0003750892.tif 000004
【００２４】
また、観測系のモデルも次の計算式（４）によりあらかじめ与えられている。
【００２５】
【数４】
0003750892.tif 000005
【００２６】
以下の計算式（５）によりｉ番目の仮説におけるｊ番目の航跡に関する３サンプル目の平滑値ｘハット（３，ｉ，ｊ）を算出する。ｘハット（３，ｉ，ｊ）は、アジマス角、エレベーション角の位置、速度、加速度を表しているため、６次元ベクトルとなっている。
【００２７】
【数５】
0003750892.tif 000006
【００２８】
また、ｘハット（３，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐハット（３，ｉ，ｊ）も次の計算式（６）により算出する
【００２９】
【数６】
0003750892.tif 000007
【００３０】
上記の計算式（６）において、ｐ２２、ｐ２３及びｐ３３は、下記の計算式（７）により表される。
【００３１】
【数７】
0003750892.tif 000008
【００３２】
平滑値算出回路７は、ｘハット（３，ｉ，ｊ）、Ｐハット（３，ｉ，ｊ）を算出した後、予測値算出回路８に伝達する。この予測値算出回路８では、３サンプル目の平滑値ｘハット（３，ｉ，ｊ）と上記の計算式（１）の運動方程式から、下記の計算式（８）を用いてｉ番目の仮説におけるｊ番目の航跡に関する４サンプル目の予測値ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）を算出する。
【００３３】
【数８】
0003750892.tif 000009
【００３４】
また、Ｐ（３，ｉ，ｊ）ハットと上記の計算式（１）の運動方程式から、次の計算式（９）を用いてｘチルダ（４，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐ（４，ｉ，ｊ）チルダを計算する。
【００３５】
【数９】
0003750892.tif 000010
【００３６】
次に、４サンプル目以降の観測ベクトルが伝達された場合は、追尾処理に移行する。ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐ（４，ｉ，ｊ）チルダを初期値として、ｋ（４≦ｋ≦Ｎ０）サンプル目における予測値ｘチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）とＰチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）を算出する。
【００３７】
具体的には、次の手順により算出する。信頼度算出回路５からｘチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）、Ｐチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）、ｚ（ｋ，ｉ，ｊ）が伝達された後、下記の計算式（１０）を用いてｋサンプルにおけるカルマンゲインＫ（ｋ）を算出し、下記の計算式（１１）を用いてｉ番目の仮説におけるｊ番目の航跡に関するｋサンプル目の平滑値ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）を算出する。
【００３８】
【数１０】
0003750892.tif 000011
【００３９】
【数１１】
0003750892.tif 000012
【００４０】
また、下記の計算式（１２）によりｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ）を算出する。
【００４１】
【数１２】
0003750892.tif 000013
【００４２】
平滑値算出回路７において、ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）と共分散行列Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ）を算出した後、ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）と共分散行列Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ）を予測値算出回路８に伝達する。
【００４３】
予測値算出回路８では、ｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）とｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）を算出し、この算出したｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）、Ｐハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）を信頼度算出回路５に伝達する。
【００４４】
以降、ｋ←ｋ＋１として上述した計算式（１０）を用いてカルマンゲインを算出し、逐次的に処理を行なうことでＮ０サンプル目における予測値ｘチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）と共分散行列Ｐチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）を算出する。そして、ｘチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）とＰチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）を信頼度算出回路５に伝達する。
【００４５】
信頼度算出回路５では、各仮説の信頼度を算出した後、その結果を航跡設定回路１９を通じて航跡判定回路１１に伝達する。
【００４６】
航跡判定回路１１では、信頼度が最大となる仮説を検出する。その仮説の航跡を目標の航跡として設定する。目標の航跡を設定した後は追尾処理に移行する。
【００４７】
通常の追尾処理では、最初に航跡設定回路１９にｋ（ｋ≧Ｎ０）サンプル目の観測ベクトルが伝達される。この時、ｋ−１サンプル目までの航跡の仮説が蓄えられており、ｋサンプル目の観測データを用いてｋサンプル目までの航跡の仮説を生成する。この時、通常、計算負荷の問題からｋ−１サンプルまでの航跡の仮説の中から、信頼度の高い順に所定の個数だけ仮説を選択し、残りの仮説を棄却する操作が行なわれる。新たに生成された仮説と、その航跡について新たに番号づけを行なう。仮説の航跡番号ｊを基にｘチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）とＰチルダ（ｋ，ｉ，ｊ）の番号をつけ換える。追尾初期化の場合と同様に、仮説に番号づけを行った後、ｉ番目の仮説を信頼度算出回路５に伝達する。追尾初期化の場合と同様に動作し、ｉ番目の仮説におけるｊ番目の航跡におけるｋサンプル目の観測データｚ（ｋ，ｉ，ｊ）が追尾処理部６に入力される。
【００４８】
追尾処理部６に入力したデータは、最初に平滑値算出回路７に伝達される。この平滑値算出回路７では、追尾処理においては、上記の計算式（１０）を用いてｋサンプルにおけるカルマンゲインＫ（ｋ）を算出した後、追尾初期化時と同様に動作し、平滑値算出回路７においてｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）と共分散行列Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ）を算出した後、ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）と共分散行列Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ）を予測値算出回路８に伝達する。
【００４９】
予測値算出回路８では、追尾初期化の場合と同様に動作し、ｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）とｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）を算出する。
【００５０】
以降は、追尾初期化と同様に動作し、航跡判定回路１１において、ｋサンプル目で最も信頼度の高い航跡の仮説を選択し、ｋサンプル目における目標の航跡として出力する。
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の追尾装置では、各スキャンごとに数えてＮサンプル目の観測値を用いて、Ｔ秒後に観測される次のスキャンの１サンプル目の予測値を計算していた。そのため、スキャン内のサンプリング周期Ｔ０に比較してスキャン間隔Ｔが非常に大きい場合、次のスキャンにおける１サンプル目の予測誤差が大きくなり、誤った航跡の仮説の信頼度が正しい航跡の仮説の信頼度を上回り、仮説を制限する処理を行った時点で正しい仮説が棄却される場合が発生するという問題点があった。
【００５２】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、スキャン単位であらかじめ航跡を設定した後、スキャン単位であらかじめ設定された航跡のつながりを調べることで、仮説制限処理において正しい仮説の棄却を防止し、スキャン間隔が大きい場合の追尾性能劣化を防止することができる追尾装置を得ることを目的とする。
【００５３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る追尾装置は、移動物体を目標として観測するセンサと、前記センサにより受信された信号から目標の位置を観測データとして出力する観測装置と、前記観測データを２スキャンの間記憶する第１のメモリ回路と、前記第１のメモリ回路から伝達された２スキャン分の観測データから各スキャン毎に第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する第１の航跡設定回路と、前記第１の航跡設定回路から伝達された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説のそれぞれについて信頼度を算出する第１の信頼度算出回路と、スキャン単位で生成された前記各航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第１の追尾処理部と、前記第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を記憶する第２のメモリ回路と、前記第２のメモリ回路に記憶された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説に基づき２スキャン分の第３の航跡の仮説を設定する第２の航跡設定回路と、前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説について信頼度を算出する第２の信頼度算出回路と、前記第３の航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第２の追尾処理部と、前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説とその信頼度を基に目標の航跡を判定する航跡判定回路とを備えたものである。
【００５４】
また、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するものである。
【００５５】
また、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、Ｍ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するものである。
【００５６】
また、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するものである。
【００５７】
また、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するものである。
【００５８】
また、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基にＭ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するものである。
【００５９】
さらに、この発明に係る追尾装置は、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データからスキャン毎の航跡の仮説を設定し、各スキャンの航跡の仮説のなかから信頼度の大きい方から所定数の航跡の仮説だけ選択して各々第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説として出力するものである。
【００６０】
【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に係る追尾装置について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１に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６１】
図１において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、信頼度算出回路５（５Ａ、５Ｂ）、追尾処理部６（６Ａ、６Ｂ）、平滑値算出回路７（７Ａ、７Ｂ）、予測値算出回路８（８Ａ、８Ｂ）、航跡判定回路１１は、従来と同じである。
【００６２】
また、同図において、４はスキャン単位でＮ点観測した後、航跡の仮説を生成する航跡設定回路、９は航跡設定回路４から出力された１スキャン目と２スキャン目における航跡の仮説を蓄えておくメモリ回路、１０はメモリ回路９から伝達された１スキャン目と２スキャン目における航跡の仮説から２Ｎ個の観測ベクトルから成る航跡の仮説を生成する航跡設定回路である。
【００６３】
つぎに、前述した実施の形態１に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００６４】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、従来例と同様に動作し、航跡設定回路４に１スキャン目の観測データと２スキャン目の観測データが入力する。
【００６５】
航跡設定回路４では、１スキャン目におけるＮ個の観測ベクトルを用いて従来と同様に航跡の仮説を生成する。この生成した航跡の仮説をメモリ回路９に伝達する。次に、２スキャン目におけるＮ個の観測ベクトルを用いて従来と同様に航跡の仮説を生成する。１スキャン目における信頼度の最も大きい仮説と、２スキャン目における信頼度の最も大きい仮説をメモリ回路９に伝達する。
【００６６】
メモリ回路９は、１スキャン目の航跡の仮説と２スキャン目の航跡の仮説を航跡設定回路１０に伝達する。この航跡設定回路１０では、１スキャン目の仮説と２スキャン目の仮説を組み合わせて２Ｎ個の観測ベクトルから成る航跡の仮説を生成する。
【００６７】
１スキャン目の目標数をＮ１、２スキャン目の目標数をＮ２とする時、Ｎ１＝Ｎ２の場合は、目標数Ｎ＝Ｎ１＝Ｎ２として航跡の仮説を生成する。また、Ｎ１＜Ｎ２の場合は、目標数Ｎ＝Ｎ１として２スキャン目に（Ｎ２−Ｎ１）個の新航跡が発生したとして航跡の仮説を生成する。さらに、Ｎ１＞Ｎ２の場合には、目標数Ｎ＝Ｎ２として２スキャン目に（Ｎ１−Ｎ２）個の目標が消失したとして航跡の仮説を生成する。
【００６８】
航跡の仮説を生成した後、従来と同様に動作し、航跡判定回路１１において、最も信頼度の高い航跡の仮説を追尾開始における初期航跡として選択する。
【００６９】
すなわち、この実施の形態１に係る追尾装置は、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を確立した後、スキャン間の目標の航跡の仮説のつながりを調べることでスキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止できる。
【００７０】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る追尾装置について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態２に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００７１】
図２において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、信頼度算出回路５Ａ、５Ｂ、追尾処理部６Ａ、６Ｂ、平滑値算出回路７Ａ、７Ｂ、予測値算出回路８Ａ、８Ｂ、航跡設定回路１０、及び航跡判定回路１１は、上記の実施の形態１と同じである。
【００７２】
また、同図において、１２はＭ（Ｍ≧３）スキャン目とＭ−１スキャン目の観測データを基に各々の航跡の仮説を生成する航跡設定回路、１３はＭスキャン目の航跡の仮説とＭ−１スキャン目の航跡の仮説のみを蓄えておくメモリ回路である。
【００７３】
つぎに、前述した実施の形態２に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００７４】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、従来例と同様に動作し、航跡設定回路１２にＭ（Ｍ≧３）スキャン目における観測データが入力する。
【００７５】
航跡設定回路１２では、Ｍスキャン目におけるＮ個の観測ベクトルを用いて従来と同様に航跡の仮説を生成する。この生成した航跡の仮説について上記の実施の形態１と同様に信頼度を算出し、信頼度の最も大きい仮説をメモリ回路１３に伝達する。また、Ｍ−1スキャン目についても同様である。
【００７６】
メモリ回路１３では、Ｍスキャン目の航跡の仮説とＭ−1スキャン目の航跡の仮説のみ蓄えた後、Ｍスキャン目の航跡の仮説とＭ−１スキャン目における航跡の仮説を航跡設定回路１０に伝達する。
【００７７】
以降は、上記の実施の形態１と同様に動作し、航跡判定回路１１から目標の航跡の仮説が出力され、追尾処理が行なわれる。
【００７８】
すなわち、この実施の形態２に係る追尾装置は、追尾処理を行う過程において、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を確立した後、スキャン間の目標の航跡の仮説のつながりを調べることでスキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止できる。
【００７９】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る追尾装置について図面を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態３に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００８０】
図３において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、追尾処理部６Ａ、６Ｂ、平滑値算出回路７Ａ、７Ｂ、予測値算出回路８Ａ、８Ｂ、メモリ回路９、航跡設定回路１０、及び航跡判定回路１１は、上記の実施の形態１と同じである。
【００８１】
また、同図において、１４は１スキャン目と２スキャン目の観測データを基に目標数を推定し、その目標数で想定した航跡の仮説を生成する航跡設定回路である。１５Ａ、１５Ｂは航跡設定回路１４、１０から伝達された目標の航跡について不要信号の発生確率が小さいことを考慮して信頼度を算出する信頼度算出回路である。
【００８２】
つぎに、前述した実施の形態３に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００８３】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、従来例と同様に動作し、航跡設定回路１４に１スキャン目の観測データと２スキャン目の観測データが入力する。
【００８４】
航跡設定回路１４では、１スキャン目と２スキャン目の各サンプルにおける観測ベクトル数を調べ、次の式（１３）に示すように、観測ベクトル数の最小値を目標数として設定する。
【００８５】
【数１３】
0003750892.tif 000014
【００８６】
目標数を設定した後、その目標数から想定される各スキャンにおける全部の航跡の仮説を設定した後、信頼度算出回路１５Ａに伝達する。
【００８７】
信頼度算出回路１５Ａでは、ｉ番目の仮説に関する信頼度を算出する。この信頼度算出回路１５Ａに、ｚ（１，ｉ，ｊ）からｚ（Ｎ，ｉ，ｊ）までが入力する。信頼度算出回路１５Ａでは、ｋ（ｋ≧４）サンプル目において新航跡または誤信号の観測される確率βＦＴ（ｋ）、４サンプル目において新航跡または誤信号と判定された観測データ数ＮＦＴ（ｋ）はあらかじめ既知であるとする。
【００８８】
信頼度算出回路１５Ａに、ｚ（１，ｉ，ｊ）からｚ（Ｎ，ｉ，ｊ）までが入力した後、信頼度算出回路５（５Ａ、５Ｂ）と同様に動作し、次の計算式（１４）を用いて信頼度を算出する。
【００８９】
【数１４】
0003750892.tif 000015
【００９０】
１スキャン目における信頼度の最も大きい航跡の仮説と、２スキャン目における信頼度の最も大きい航跡の仮説をメモリ回路９に伝達する。
【００９１】
以降は、上記の実施の形態１と同様に動作し、航跡判定回路１１により各航跡の仮説の信頼度を基準として目標の航跡が設定される。
【００９２】
すなわち、この実施の形態３に係る追尾装置は、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、２スキャンの観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できる。
【００９３】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る追尾装置について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態４に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【００９４】
図４において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、平滑値算出回路７Ａ、７Ｂ、予測値算出回路８Ａ、８Ｂ、メモリ回路９、航跡設定回路１０、航跡判定回路１１、及び信頼度算出回路１５Ａ、１５Ｂは、上記の実施の形態３と同じである。
【００９５】
また、同図において、１６はスキャン単位で目標数を推定し、その目標数で想定した航跡の仮説を生成する航跡設定回路である。
【００９６】
つぎに、前述した実施の形態４に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００９７】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、上記の実施の形態３と同様に動作し、航跡設定回路１６に１スキャン目の観測データと２スキャン目の観測データが入力する。
【００９８】
航跡設定回路１６では、最初に１スキャン目の各サンプルにおける観測ベクトル数を調べ、次の式（１５）に示すように、観測ベクトル数の最小値を目標数として設定する。
【００９９】
【数１５】
0003750892.tif 000016
【０１００】
目標数を設定した後、その目標数から想定される１スキャン目の全部の航跡の仮説を設定した後、信頼度算出回路１５Ａに伝達する。また、２スキャン目における観測データについても同様に動作し、信頼度算出回路１５Ａに伝達する。
【０１０１】
以降は、上記の実施の形態３と同様に動作し、航跡判定回路１１により各航跡の仮説の信頼度を基準として目標の航跡が設定される。
【０１０２】
すなわち、この実施の形態４に係る追尾装置は、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、それぞれのスキャンにおいて、観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できる。
【０１０３】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る追尾装置について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５に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【０１０４】
図５において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、平滑値算出回路７Ａ、７Ｂ、予測値算出回路８Ａ、８Ｂ、航跡設定回路１０、航跡判定回路１１、信頼度算出回路１５Ａ、１５Ｂは、上記の実施の形態４と同じである。また、メモリ回路１３は、上記の実施の形態２と同じである。
【０１０５】
また、同図において、１７はＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データを基にスキャン単位で目標数を推定し、その目標数を基に航跡の仮説を生成する航跡設定回路である。
【０１０６】
つぎに、前述した実施の形態５に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１０７】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、上記の実施の形態４と同様に動作し、航跡設定回路１７にＭスキャン目の観測データが入力する。
【０１０８】
航跡設定回路１７では、Ｍスキャン目の各サンプルにおける観測ベクトル数を調べ、観測ベクトル数の最小値を目標数として設定する。また、Ｍ−１スキャン目も同様である。
【０１０９】
以降は、上記の実施の形態２と同様に動作し、航跡判定回路１１から目標の航跡の仮説が出力され、追尾処理が行なわれる。
【０１１０】
すなわち、この実施の形態５に係る追尾装置は、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、追尾処理を行う際に、各スキャンごとに、それぞれ観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できる。
【０１１１】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る追尾装置について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態６に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【０１１２】
図６において、センサ１、観測装置２、メモリ回路３、信頼度算出回路５Ａ、５Ｂ、平滑値算出回路７Ａ、７Ｂ、予測値算出回路８Ａ、８Ｂ、メモリ回路９、航跡設定回路１０、及び航跡判定回路１１は、上記の実施の形態１と同じである。
【０１１３】
また、同図において、１８は各スキャンについて航跡の仮説を信頼度の大きい方からＬ（Ｌ≧１）個選択する航跡設定回路である。
【０１１４】
つぎに、前述した実施の形態６に係る追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１１５】
目標が発信源となる電波、赤外線等がセンサ１によって受信され、上記の実施の形態１と同様に動作し、航跡設定回路１８に１スキャン目の観測データと２スキャン目の観測データが入力する。
【０１１６】
以降、実施の形態１と同様に動作し、信頼度算出回路５Ａから各航跡の仮説について信頼度が計算された結果が伝達される。この航跡設定回路１８では、航跡の仮説を信頼度の大きい方からあらかじめ設定されているＬ個選択してメモリ回路９に伝達する。
【０１１７】
以降は、実施の形態１と同様に動作し、追尾開始における初期航跡が設定される。
【０１１８】
すなわち、この実施の形態６に係る追尾装置は、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を信頼度の大きい方から、あらかじめ設定されている所定数だけ選択した後、各スキャンにおける航跡の仮説を組み合わせて目標の航跡の仮説のつながりを調べることでスキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止できる。
【０１１９】
【発明の効果】
この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、移動物体を目標として観測するセンサと、前記センサにより受信された信号から目標の位置を観測データとして出力する観測装置と、前記観測データを２スキャンの間記憶する第１のメモリ回路と、前記第１のメモリ回路から伝達された２スキャン分の観測データから各スキャン毎に第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定する第１の航跡設定回路と、前記第１の航跡設定回路から伝達された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説のそれぞれについて信頼度を算出する第１の信頼度算出回路と、スキャン単位で生成された前記各航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第１の追尾処理部と、前記第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を記憶する第２のメモリ回路と、前記第２のメモリ回路に記憶された第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説に基づき２スキャン分の第３の航跡の仮説を設定する第２の航跡設定回路と、前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説について信頼度を算出する第２の信頼度算出回路と、前記第３の航跡の仮説に含まれる航跡について追尾処理を行う第２の追尾処理部と、前記第２の航跡設定回路から伝達された第３の航跡の仮説とその信頼度を基に目標の航跡を判定する航跡判定回路とを備えたので、スキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止できるという効果を奏する。
【０１２０】
また、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するので、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を確立した後、スキャン間の目標の航跡の仮説のつながりを調べることでスキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止できるという効果を奏する。
【０１２１】
また、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、Ｍ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するので、追尾処理を行う過程において、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を確立した後、スキャン間の目標の航跡の仮説のつながりを調べることでスキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止できるという効果を奏する。
【０１２２】
また、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するので、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、２スキャンの観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できるという効果を奏する。
【０１２３】
また、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基に１スキャン目及び２スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するので、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、それぞれのスキャンにおいて、観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できるという効果を奏する。
【０１２４】
また、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、スキャン単位の観測データを基に目標数を推定し、その目標数を基にＭ−１スキャン目及びＭ（Ｍ≧３）スキャン目の観測データから第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説を設定するので、クラッタの発生確率が非常に小さく、目標検出確率がほぼ１である自由空間において、追尾処理を行う際に、各スキャンごとに、それぞれ観測データ数を基にあらかじめ目標数を推定しておき、仮説数を制限することで、スキャン間隔が大きいことによる追尾性能の劣化を防止でき、計算機負荷を低減できるという効果を奏する。
【０１２５】
さらに、この発明に係る追尾装置は、以上説明したとおり、前記第１の航跡設定回路が、１スキャン目及び２スキャン目の観測データからスキャン毎の航跡の仮説を設定し、各スキャンの航跡の仮説のなかから信頼度の大きい方から所定数の航跡の仮説だけ選択して各々第１及び第２のスキャン目の航跡の仮説として出力するので、最初の２スキャンの観測データを用いて初期化処理を行う際に、スキャンごとにあらかじめ目標の航跡の仮説を信頼度の大きい方から、あらかじめ設定されている所定数だけ選択した後、各スキャンにおける仮説を組み合わせて目標の航跡の仮説のつながりを調べることで、スキャン間隔が大きいことによる追尾初期化性能の劣化を防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態２に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態３に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態４に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態５に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図６】  この発明の実施の形態６に係る追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図７】  従来の追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図８】  従来の追尾装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】  従来の追尾装置の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  センサ、２  観測装置、３  メモリ回路、４  航跡設定回路、５Ａ、５Ｂ信頼度算出回路、６Ａ、６Ｂ  追尾処理部、７Ａ、７Ｂ  平滑値算出回路、８Ａ、８Ｂ  予測値算出回路、９  メモリ回路、１０  航跡設定回路、１１  航跡判定回路、１２  航跡設定回路、１３  メモリ回路、１４  航跡設定回路、１５Ａ、１５Ｂ  信頼度算出回路、１６  航跡設定回路、１７  航跡設定回路、１８航跡設定回路。
【図１】
0003750892.tif 000017
【図２】
0003750892.tif 000018
【図３】
0003750892.tif 000019
【図４】
0003750892.tif 000020
【図５】
0003750892.tif 000021
【図６】
0003750892.tif 000022
【図７】
0003750892.tif 000023
【図８】
0003750892.tif 000024
【図９】
0003750892.tif 000025