JP2000199787A - 追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、追尾している航跡と目標との対応がと
れなくなる課題があった。 【解決手段】 目標を観測するセンサ１と、センサによ
り受信された信号から前記目標の位置を観測データとし
て出力する観測装置２と、観測データを記憶するメモリ
回路３と、メモリ回路に記憶された観測データから航跡
の仮説を設定する航跡設定回路４と、前記仮説に含まれ
る航跡についてカルマンフィルタ処理を行う追尾処理部
６と、前記仮説に含まれる航跡についてスムージング処
理を行うスムージング処理部１０と、各サンプルにおけ
る尤度を平均して仮説毎の信頼度を算出する信頼度算出
回路５と、航跡の仮説とその信頼度を基に前記目標の航
跡を判定する航跡判定回路１３とを備えた。 【効果】 追尾時において航跡と目標の対応をとる際の
誤りを少なくすることができる。

Description

【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、
４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
測データを基に目標の航跡、クラッタの航跡の組合せ全
部を調べ、各航跡を含む仮説を設定し、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、６は航跡の仮説とな
っている観測データを基に目標位置の推定値を算出する
追尾処理部である。７は追尾初期化に必要なサンプル数
分観測データを蓄えておくメモリ回路、８は観測データ
から目標位置の推定値を算出する推定値算出回路、９は
推定値算出回路８から伝達された目標位置の推定値を基
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、１７は航跡設定回路４から伝達された目標
の航跡を含む航跡の仮説について予測値に基づき信頼度
を算出する信頼度算出回路、１３は航跡設定回路４から
出力された航跡の仮説とその信頼度を基に航跡の仮説を
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 Alg
orithm for Tracking Multiple Targets”，IEEE Tran
s. 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
尾装置の信頼度算出回路の動作（処理手順）を示すフロ
ーチャートである。

【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。
センサ１は、Ｔ０秒のサンプリング間隔で目標を観測
し、観測装置２に伝達する。この観測装置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、クラッタのアジマス角、エレベーション角を出力す
る。

【０００８】メモリ回路３は、Ｎ０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、Ｎ０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。

【０００９】次に、航跡設定回路４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仮説として設定される。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１７に
伝達する。その結果、信頼度算出回路１７には計算式
（１）で表されるデータが入力する。

【００１０】

【数１】

【００１１】信頼度算出回路１７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１７で
は、あらかじめ、目標の探知確率ＰＤと、ｋサンプル目
に追尾対象目標がゲートに入る確率ＰＧ（ｋ）と、ｋサ
ンプル目の単位体積あたりの平均誤信号数βＦＴ（ｋ）
と、ｋサンプル目の単位体積あたりの平均新目標数と、
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。

【００１２】最初に追尾初期化を行ない、目標の航跡を
調べる。ステップＳ１により処理を開始する。

【００１３】次に、ステップＳ２において、航跡設定回
路４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）をメモリ回路７に伝達す
る。

【００１４】次に、ステップＳ３において、ｉ＝１とｊ
＝１に初期化する。

【００１５】次に、ステップＳ４において、ｚ（１，
ｉ，ｊ）からｚ（３，ｉ，ｊ）までを推定値算出回路８
に伝達する。この推定値算出回路８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。ｘチルダ
（４，ｉ，ｊ）とＰチルダ（４，ｉ，ｊ）をメモリ回路
７に伝達する。

【００１６】次に、ステップＳ５において、ｋ＝４に設
定した後、ステップＳ６〜Ｓ８において、最初にメモリ
回路７は、ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）とＰチルダ（４，
ｉ，ｊ）とｚ（４，ｉ，ｊ）を推定値算出回路８に伝達
する。この推定値算出回路８では次に、ｘチルダ（５，
ｉ，ｊ）、Ｐチルダ（５，ｉ，ｊ）を算出し、メモリ回
路７に伝達する。以降、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１７に伝達される。

【００１７】次に、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、ステップＳ１０で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。

【００１８】次に、ステップＳ１１において、ｉ番目の
仮説の信頼度を算出する。次に示す、計算式（２）にｋ
＝Ｎ０を代入して信頼度を算出する。

【００１９】

【数２】

【００２０】そして、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、ステップＳ１３で
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、ステッ
プＳ１４に移行して処理を終了する。各仮説とその仮説
の信頼度の組を航跡設定回路４に伝達する。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。

【００２１】

【数３】

【００２２】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。

【００２３】

【数４】

【００２４】次に示す、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サンプル目の推定値
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。

【００２５】

【数５】

【００２６】また、ｘハット（３，ｉ，ｊ）の共分散行
列Ｐハット（３，ｉ，ｊ）も、以下に示す計算式（６）
により算出する。

【００２７】

【数６】

【００２８】上記の計算式（６）において、ｐ２２、ｐ
２３、ｐ３３は、以下の計算式（７）により表される。

【００２９】

【数７】

【００３０】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９に伝達する。
この予測値算出回路９では、３サンプル目の推定値ｘハ
ット（３，ｉ，ｊ）と計算式（１）の運動方程式から、
次の計算式（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）を算出し、メモリ回路７に伝達する。

【００３１】

【数８】

【００３２】また、Ｐハット（３，ｉ，ｊ）と計算式
（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チルダ（４，ｉ，
ｊ）を算出し、メモリ回路７に伝達する。

【００３３】

【数９】

【００３４】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、カルマンフィルタ処理に移行する。
ｘチルダ（４，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐチルダ（４，
ｉ，ｊ）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。

【００３５】具体的には、次の手順により算出する。メ
モリ回路７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、次
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、以下の計算式（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
ル目の推定値ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）を算出する。

【００３６】

【数１０】

【００３７】

【数１１】

【００３８】また、次の計算式（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。

【００３９】

【数１２】

【００４０】推定値算出回路８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９に伝達する。

【００４１】予測値算出回路９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）を算出し、算出したｘ（ｋ＋１，ｉ，ｊ）、Ｐ
ハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ）をメモリ回路７に伝達する。

【００４２】以降、ｋ←ｋ＋１として計算式（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。ｘチルダ（Ｎ０，ｉ，ｊ）とＰチルダ（Ｎ０，
ｉ，ｊ）を信頼度算出回路１７に伝達する。

【００４３】信頼度算出回路１７では、各仮説の信頼度
を算出した後、その結果を航跡判定回路１３に伝達す
る。

【００４４】航跡判定回路１３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。

【００４５】通常の追尾処理では、最初に航跡設定回路
４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。

【００４６】新たに番号づけされた、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
説の航跡について番号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１７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。

【００４７】追尾処理部６に入力したデータは、最初に
推定値算出回路８に伝達される。この推定値算出回路８
は、追尾処理においては、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、推定値算出回路８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９に伝
達する。

【００４８】予測値算出回路９では、追尾初期化の場合
と同様に動作し、ｘチルダ（ｋ＋１，ｉ，ｊ）とｘチル
ダ（ｋ＋１，ｉ，ｊ）の共分散行列Ｐチルダ（ｋ＋１，
ｉ，ｊ）を算出する。

【００４９】以降は追尾初期化と同様に動作し、航跡判
定回路１３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航跡として出
力する。

【００５０】

【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、追尾時において過去のサンプリングにお
いて誤っている航跡の仮説でも、現時点のサンプリング
において信頼度が大きくなる場合があり、追尾している
航跡と目標との対応がとれなくなるという問題点があっ
た。

【００５１】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、追尾時において現サンプリングに
おける信頼度を計算する際に、過去のサンプリングにお
ける推定誤差も含めることにより、過去のサンプリング
において推定誤差の大きい航跡の仮説の信頼度を小さく
し、追尾している航跡と目標の対応をとる際の誤りを少
なくすることができる追尾装置を得ることを目的とす
る。

【００５２】

【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前記目標の位置を観測デー
タとして出力する観測装置と、前記観測データを記憶す
るメモリ回路と、前記メモリ回路に記憶された前記観測
データから航跡の仮説を設定する航跡設定回路と、前記
仮説に含まれる航跡についてカルマンフィルタ処理を行
う追尾処理部と、前記仮説に含まれる航跡についてスム
ージング処理を行うスムージング処理部と、前記航跡設
定回路から伝達された航跡の仮説について各サンプルに
おける尤度を平均して仮説毎の信頼度を算出する信頼度
算出回路と、前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮
説とその信頼度を基に前記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。

【００５３】また、この発明に係る追尾装置は、前記信
頼度算出回路が、尤度の平均値の代わりに、尤度の最大
値から仮説毎の信頼度を算出するものである。

【００５４】また、この発明に係る追尾装置は、前記航
跡設定回路が、あらかじめ目標数が既知の場合に、前記
目標数に限定して航跡の仮説を設定するものである。

【００５５】さらに、この発明に係る追尾装置は、前記
航跡設定回路が、あらかじめ目標数が既知の場合に、前
記目標数に限定して航跡の仮説を設定し、前記信頼度算
出回路が、尤度の平均値の代わりに、尤度の最大値から
仮説毎の信頼度を算出するものである。

【００５６】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
た信号から前記目標の位置を観測データとして出力する
観測装置と、前記観測データを記憶するメモリ回路と、
前記メモリ回路に記憶された前記観測データから航跡の
仮説を設定する航跡設定回路と、前記仮説に含まれる航
跡を直線近似した時の二乗誤差を算出する二乗誤差算出
回路と、前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説に
ついて各サンプルにおける二乗誤差を平均して仮説毎の
信頼度を算出する信頼度算出回路と、前記航跡設定回路
から伝達された航跡の仮説とその信頼度を基に前記目標
の航跡を判定する航跡判定回路とを備えたものである。

【００５７】さらに、この発明に係る追尾装置は、前記
信頼度算出回路が、二乗誤差の平均値の代わりに、二乗
誤差の最大値から仮説毎の信頼度を算出するものであ
る。

【００５８】

【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。

【００５９】図１において、センサ１、観測装置２、メ
モリ回路３、航跡設定回路４、追尾処理部６、メモリ回
路７、推定値算出回路８、予測値算出回路９、及び航跡
判定回路１３は従来と同じである。

【００６０】また、同図において、５は航跡設定回路４
から伝達された目標の航跡を含む航跡についてスムージ
ング処理により平滑した各サンプルにおける平滑値を平
均することで信頼度を算出する信頼度算出回路、１０は
追尾処理部６から伝達された推定値を基にスムージング
処理を行なうスムージング処理部である。１１は追尾処
理部６から伝達された推定値を蓄えておくメモリ回路、
１２はスムージング処理の過程において平滑値を算出す
る平滑値算出回路である。

【００６１】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。

【００６２】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、追尾初
期化を行った後、追尾処理に移行する。

【００６３】追尾処理において、航跡設定回路４に観測
データが入力する。この航跡設定回路４では観測ベクト
ルが入力する毎に従来と同様に動作し、サンプル毎に航
跡の仮説を生成する。生成した航跡の仮説における航跡
について、現時点のサンプルｋ０から過去Ｎ０サンプル
前（ｋ０−Ｎ０）までの観測ベクトルをメモリ回路７と
メモリ回路１１に伝達する。

【００６４】また、従来例と同様に動作し、推定値算出
回路８の結果ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ）、Ｐハット（ｋ，
ｉ，ｊ）（ｋ０−Ｎ０≦ｋ≦ｋ０）を逐次的にメモリ回
路１１に伝達する。このメモリ回路１１から平滑値算出
回路１２にＮサンプルの追尾結果が伝達される。平滑値
算出回路１２では、スムージング処理を行ない、Ｎサン
プル観測した条件における平滑値を算出する。ｋ＝ｋ０
を初期値とする。ｋ（ｋ０−Ｎ０≦ｋ≦ｋ０）サンプル
目における平滑ゲインＣ（ｋ）を次の式（１３）により
算出する。

【００６５】

【数１３】

【００６６】次の式（１４）により、ｋ＋１サンプル目
における平滑値ｘハット（ｋ＋１，ｉ，ｊ｜Ｎ）を基に
ｘハット（ｋ，ｉ，ｊ｜Ｎ）を算出する。

【００６７】

【数１４】

【００６８】同様に、次の式（１５）により、共分散行
列Ｐハット（ｋ＋1，ｉ，ｊ｜Ｎ）を用いて共分散行列
Ｐハット（ｋ，ｉ，ｊ｜Ｎ）を算出する。

【００６９】

【数１５】

【００７０】以下、ｋ−１→ｋとして、処理を繰り返
し、ｋ０−Ｎ０＋１サンプル目からｋ０サンプル目まで
の平滑値を算出する。平滑処理の結果を信頼度算出回路
５に伝達する。信頼度算出回路５では、各サンプルにお
ける尤度の平均値を次の式（１６）より算出する。

【００７１】

【数１６】

【００７２】そして、尤度の平均値を航跡設定回路４を
通じて航跡判定回路１３に伝達する。以降は、従来例と
同様に動作する。

【００７３】すなわち、実施の形態１に係る追尾装置
は、スムージング処理を行なった後、各サンプルにおけ
る信頼度を計算し、信頼度の平均値を評価基準として使
用することにより追尾時において、航跡と目標の対応を
とる際の誤りを少なくすることができる。

【００７４】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。

【００７５】図２において、センサ１、観測装置２、メ
モリ回路３、航跡設定回路４、追尾処理部６、メモリ回
路７、推定値算出回路８、予測値算出回路９、スムージ
ング処理部１０、メモリ回路１１、平滑値算出回路１
２、及び航跡判定回路１３は、上記の実施の形態１と同
じである。

【００７６】また、同図において、１４はスムージング
処理により平滑した各サンプルにおける平滑値の最大値
を基に信頼度を算出する信頼度算出回路である。

【００７７】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。

【００７８】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、平滑値算出回路１２から結果が信頼度算出回路１
４に伝達される。この信頼度算出回路１４では、各サン
プルにおける尤度の最大値を次の式（１７）より算出す
る。

【００７９】

【数１７】

【００８０】そして、尤度の最大値を航跡設定回路４を
通じて航跡判定回路１３に伝達する。以降は、上記の実
施の形態１と同様に動作する。

【００８１】すなわち、実施の形態２に係る追尾装置
は、スムージング処理を行なった後、各サンプルにおけ
る信頼度を計算し、信頼度の最大値を評価基準として使
用することにより追尾時において、航跡と目標の対応を
とる際の誤りを少なくすることができる。

【００８２】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。

【００８３】図３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、追尾処理部６、メモリ
２回路７、推定値算出回路８、予測値算出回路９、スム
ージング処理部１０、メモリ回路１１、平滑値算出回路
１２、及び航跡判定回路１３は、上記の実施の形態１と
同じである。

【００８４】また、同図において、１５はあらかじめ既
知の目標数に限定して目標航跡の仮説を生成する航跡設
定回路である。

【００８５】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。

【００８６】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１５に入力する。

【００８７】この航跡設定回路１５では、メモリ回路３
から出力されたデータについて、あらかじめ既知である
目標数に限定し、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
跡も同時に仮説として設定される。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。以降
は、上記の実施の形態１と同様に動作する。

【００８８】すなわち、実施の形態３に係る追尾装置
は、自由空間等の特殊な状況において目標数があらかじ
め既知である場合に、目標航跡についてスムージング処
理を行なった後、各サンプルにおける信頼度を計算し、
信頼度の平均値を評価基準として使用することにより、
少ない計算量で航跡と目標の対応をとる際の誤りを少な
くすることができる。

【００８９】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。

【００９０】図４において、センサ１、観測装置２、メ
モリ回路３、追尾処理部６、メモリ回路７、推定値算出
回路８、予測値算出回路９、スムージング処理部１０、
メモリ回路１１、平滑値算出回路１２、及び航跡判定回
路１３は、上記の実施の形態１と同じである。また、信
頼度算出回路１４は、上記の実施の形態２と同じであ
る。さらに、航跡設定回路１５は、上記の実施の形態３
と同じである。

【００９１】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。

【００９２】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１５に入力する。この航跡設定回路
１５では、メモリ回路３から出力されたデータについ
て、あらかじめ既知である目標数に限定し、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仮説として設定さ
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１４に伝達する。以降は、上記の実施の形態１と
同様に動作する。

【００９３】すなわち、実施の形態４に係る追尾装置
は、自由空間等の特殊な状況において目標数があらかじ
め既知である場合に、目標航跡についてスムージング処
理を行なった後、各サンプルにおける信頼度を計算し、
信頼度の最大値を評価基準として使用することにより、
少ない計算量で航跡と目標の対応をとる際の誤りを少な
くすることができる。

【００９４】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。

【００９５】図５において、センサ１、観測装置２、メ
モリ回路３、航跡設定回路４、信頼度算出回路５、メモ
リ回路７、及び航跡判定回路１３は、上記の実施の形態
１と同じである。

【００９６】また、同図において、１６は目標航跡を直
線近似した時の二乗誤差を算出する二乗誤差算出回路で
ある。

【００９７】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。

【００９８】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、メモリ回路７の出力信号が二乗誤差算出回路１６
に入力する。

【００９９】二乗誤差算出回路１６では、目標航跡を直
線近似し、最小二乗法等を用いて二乗誤差の最も小さく
なる直線を算出する。その航跡の評価値として二乗誤差
を信頼度算出回路５に伝達する。以降は、上記の実施の
形態１と同様に動作する。

【０１００】すなわち、実施の形態５に係る追尾装置
は、航跡の仮説を生成した後、その航跡を直線近似し、
平均二乗誤差の最も小さくなる航跡の仮説を追尾時にお
ける航跡として採用することで、航跡と目標の対応をと
る際の誤りを少なくすることができる。

【０１０１】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。

【０１０２】図６において、センサ１、観測装置２、メ
モリ回路３、航跡設定回路４、信頼度算出回路１４、メ
モリ回路７、及び航跡判定回路１３は、上記の実施の形
態２と同じである。

【０１０３】また、同図において、１６は目標航跡を直
線近似した時の二乗誤差を算出する二乗誤差算出回路で
ある。

【０１０４】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。

【０１０５】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２と同様に動
作し、メモリ回路７の出力信号が二乗誤差算出回路１６
に入力する。以降は上記の実施の形態５と同様に動作
し、航跡の評価値として二乗誤差を信頼度算出回路１４
に伝達する。以降は上記の実施の形態２と同様に動作す
る。

【０１０６】すなわち、実施の形態６に係る追尾装置
は、航跡の仮説を生成した後、その航跡を直線近似し、
二乗誤差の最大値を最も小さくする航跡の仮説を追尾時
における航跡として採用することで、航跡と目標の対応
をとる際の誤りを少なくすることができる。

【０１０７】

【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前記目標の位置を観
測データとして出力する観測装置と、前記観測データを
記憶するメモリ回路と、前記メモリ回路に記憶された前
記観測データから航跡の仮説を設定する航跡設定回路
と、前記仮説に含まれる航跡についてカルマンフィルタ
処理を行う追尾処理部と、前記仮説に含まれる航跡につ
いてスムージング処理を行うスムージング処理部と、前
記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説について各サ
ンプルにおける尤度を平均して仮説毎の信頼度を算出す
る信頼度算出回路と、前記航跡設定回路から伝達された
航跡の仮説とその信頼度を基に前記目標の航跡を判定す
る航跡判定回路とを備えたので、追尾時において航跡と
目標の対応をとる際の誤りを少なくすることができると
いう効果を奏する。

【０１０８】また、この発明に係る追尾装置は、以上説
明したとおり、前記信頼度算出回路が、尤度の平均値の
代わりに、尤度の最大値から仮説毎の信頼度を算出する
ので、追尾時において航跡と目標の対応をとる際の誤り
を少なくすることができるという効果を奏する。

【０１０９】また、この発明に係る追尾装置は、以上説
明したとおり、前記航跡設定回路が、あらかじめ目標数
が既知の場合に、前記目標数に限定して航跡の仮説を設
定するので、少ない計算量で追尾時において航跡と目標
の対応をとる際の誤りを少なくすることができるという
効果を奏する。

【０１１０】さらに、この発明に係る追尾装置は、以上
説明したとおり、前記航跡設定回路が、あらかじめ目標
数が既知の場合に、前記目標数に限定して航跡の仮説を
設定し、前記信頼度算出回路が、尤度の平均値の代わり
に、尤度の最大値から仮説毎の信頼度を算出するので、
少ない計算量で追尾時において航跡と目標の対応をとる
際の誤りを少なくすることができるという効果を奏す
る。

【０１１１】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前記目標の位置を観測
データとして出力する観測装置と、前記観測データを記
憶するメモリ回路と、前記メモリ回路に記憶された前記
観測データから航跡の仮説を設定する航跡設定回路と、
前記仮説に含まれる航跡を直線近似した時の二乗誤差を
算出する二乗誤差算出回路と、前記航跡設定回路から伝
達された航跡の仮説について各サンプルにおける二乗誤
差を平均して仮説毎の信頼度を算出する信頼度算出回路
と、前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説とその
信頼度を基に前記目標の航跡を判定する航跡判定回路と
を備えたので、追尾時において航跡と目標の対応をとる
際の誤りを少なくすることができるという効果を奏す
る。

【０１１２】さらに、この発明に係る追尾装置は、以上
説明したとおり、前記信頼度算出回路が、二乗誤差の平
均値の代わりに、二乗誤差の最大値から仮説毎の信頼度
を算出するので、追尾時において航跡と目標の対応をと
る際の誤りを少なくすることが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。

【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、５ 信頼度算出回路、６ 追尾処理部、７
メモリ回路、８ 推定値算出回路、９ 予測値算出回
路、１０ スムージング処理部、１１ メモリ回路、１
２ 平滑値算出回路、１３ 航跡判定回路、１４ 信頼
度算出回路、１５ 航跡設定回路、１６二乗誤差算出回
路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小菅 義夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J070 AC01 AE04 AH04 AH19 AJ14 AK22 AK40 BB01 BB06 BB13 BG30 5J084 AA04 AB03 AD01 CA03 CA32 CA68 EA04 EA23 EA40

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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前記目標の位置を
   観測データとして出力する観測装置と、 前記観測データを記憶するメモリ回路と、 前記メモリ回路に記憶された前記観測データから航跡の
   仮説を設定する航跡設定回路と、 前記仮説に含まれる航跡についてカルマンフィルタ処理
   を行う追尾処理部と、 前記仮説に含まれる航跡についてスムージング処理を行
   うスムージング処理部と、 前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説について各
   サンプルにおける尤度を平均して仮説毎の信頼度を算出
   する信頼度算出回路と、 前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説とその信頼
   度を基に前記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。
2. 【請求項２】 前記信頼度算出回路は、尤度の平均値の
   代わりに、尤度の最大値から仮説毎の信頼度を算出する
   ことを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
3. 【請求項３】 前記航跡設定回路は、あらかじめ目標数
   が既知の場合に、前記目標数に限定して航跡の仮説を設
   定することを特徴とする請求項１記載の追尾装置。
4. 【請求項４】 前記航跡設定回路は、あらかじめ目標数
   が既知の場合に、前記目標数に限定して航跡の仮説を設
   定し、 前記信頼度算出回路は、尤度の平均値の代わりに、尤度
   の最大値から仮説毎の信頼度を算出することを特徴とす
   る請求項１記載の追尾装置。
5. 【請求項５】 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前記目標の位置を
   観測データとして出力する観測装置と、 前記観測データを記憶するメモリ回路と、 前記メモリ回路に記憶された前記観測データから航跡の
   仮説を設定する航跡設定回路と、 前記仮説に含まれる航跡を直線近似した時の二乗誤差を
   算出する二乗誤差算出回路と、 前記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説について各
   サンプルにおける二乗誤差を平均して仮説毎の信頼度を
   算出する信頼度算出回路と、 上記航跡設定回路から伝達された航跡の仮説とその信頼
   度を基に前記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。
6. 【請求項６】 前記信頼度算出回路は、二乗誤差の平均
   値の代わりに、二乗誤差の最大値から仮説毎の信頼度を
   算出することを特徴とする請求項５記載の追尾装置。