JP2000206236A - 目標追尾装置とその目標追尾処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の目標の航跡を推定する追尾装置におい
て、追尾処理のアルゴリズムの実装に際して性能を低下
させないで計算機のメモリ容量を縮減した目標追尾装置
を得ること。 【解決手段】 目標追尾装置の追尾処理における仮説を
更新する一連の処理作業の中、ゲート内判定行列算出
部、及び航跡相関行列算出部の機能を従来のクラスタ単
位から仮説単位に変えることにより、夫々の中間データ
であるゲート内判定行列、及び航跡相関行列の規模を大
幅に縮減することができ、計算機のメモリ容量を大幅に
縮減した目標追尾装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーダ等のセンサ
から得られる観測ベクトルから、複数の目標の航跡を推
定する目標追尾装置とその目標追尾処理方法に関し、特
にアルゴリズムの実装に際して性能を低下させないで計
算機のメモリ容量の規模の縮減に関する。

【０００２】

【従来の技術】センサによって得られる観測ベクトルか
ら航跡を求めるために、既存の航跡に対して追尾フィル
タをかけることによって、現在時刻における目標予測存
在範囲を算出し、その目標予測存在範囲（以後、この領
域をゲートと呼ぶ）と実際の観測ベクトルとの相関処理
によって現在時刻における目標の航跡を推定している。

【０００３】ここで、複数の目標が狭い領域に存在する
場合には、１つの航跡のゲート内に複数の目標が存在す
る場合がある。このような状況においても正しい追尾を
続けるためには、１目標の追尾の場合以上に、航跡と観
測ベクトルの相関を精度良く行う必要がある。

【０００４】従来この要求に応えるものとして、図３に
示すような複数の目標の航跡を推定する目標追尾装置が
提案されている。この図３は特開平８−２７１６１７号
公報に示された目標追尾装置の全体構成図である。図３
において、１はセンサの目標観測装置を介して目標追尾
装置に入力する観測ベクトル全体から各航跡のゲートに
含まれる観測ベクトルを選択する観測ベクトル選択部で
ある。２は目標追尾装置内全体のクラスタの状態を示す
システム内クラスタ表である。３は上記の選択した観測
ベクトルと上記システム内クラスタ表に示された既存の
クラスタの関係から、既存のクラスタを統合し、また新
しいクラスタを作成し、クラスタ内観測ベクトル表を作
成するクラスタ新設・統合部である。４はクラスタ内に
含まれる観測ベクトルの全体を示すクラスタ内観測ベク
トル表である。５は上記クラスタ内観測ベクトル表とク
ラスタ内の仮説の状況を示すデータ群を入力とし、クラ
スタ内のゲート内判定行列を算出するゲート内判定行列
算出部である。６はクラスタ内の観測ベクトルと航跡の
関係を示すクラスタ内ゲート内判定行列である。７は上
記クラスタ内ゲート内判定行列を入力としクラスタ内の
航跡相関行列を算出する航跡相関行列算出部である。８
はクラスタク内で仮説の拡張可能性を示すクラスタ内航
跡相関行列である。９はクラスタ内の既存の仮説の状況
を示すデータ群とクラスタ内航跡相関行列から現時刻に
入力した観測ベクトルに対応して仮説を更新する仮説更
新部である。１０はクラスタ内の仮説状況を示すデータ
群である。１１はクラスタ内にある全ての仮説を示した
クラスタ内仮説表である。１２は各仮説ごとに仮説内に
ある全ての航跡を示した仮説内航跡表である。１３はク
ラスタ内にある全ての航跡に対して航跡を構成する観測
ベクトルを示したクラスタ内航跡−観測ベクトル表であ
る。１４はクラスタ内にある全ての航跡に対して次の観
測ベクトル入力時刻における目標予測存在範囲を算出す
るゲート算出部である。１５はクラスタ内に複数の仮説
が存在する場合その中から最も確からしい仮説を１つ選
択して目標の数とその航跡を決定する航跡決定部であ
る。１６は従来の目標追尾装置である。１７は空間中の
目標を観測して観測ベクトルを得るためのセンサである
目標観測装置である。１８はディスプレイ上に航跡を表
示し目標の状態を使用者に示す目標表示装置である。

【０００５】次に、図３の動作について説明する。い
ま、図４（ａ）は、空間内を２つの目標が移動して出来
る真の航跡を示しているとする。これらの目標をセンサ
である目標観測装置によって観測した場合に、目標観測
装置は離散的に動作し、目標の観測ベクトルは離散的に
得られる。また、目標以外の誤信号が入力することもあ
るし、逆に目標の観測に失敗し目標からの観測ベクトル
が得られないこともある。ここで、図４（ｂ）は、時刻
ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃に目標観測装置から入力した誤信号を含
む観測ベクトルＺを示しているとする。以下、図４
（ｂ）の時刻ｔ₁とｔ₂の状況で従来例の動作を説明す
る。

【０００６】まず、時刻ｔ₁の観測ベクトルＺ_{1 , 1}がセン
サの目標観測装置を介して当該目標追尾装置に入力す
る。この状況では既存のクラスタ、仮説や航跡が存在し
ないので、観測ベクトル選択部１は、Ｚ_1,1を既存のク
ラスタとは関係しない独立した観測ベクトルとしてクラ
スタ新設・統合部３に送る。

【０００７】次に、クラスタ新設・統合部３はＺ_1,1を含
むクラスタ１を新設し、システム内クラスタ表２に定義
すると共に、クラスタ１のクラスタ内観測ベクトル表４
にＺ _1,1を書き込む。ここで、このクラスタ内観測ベク
トル表４には現時刻の観測ベクトルのみが記載される。

【０００８】次に、ゲート内判定行列算出部５が、クラ
スタ内の今回の観測ベクトル全てと航跡の相関可能性を
示すゲート内判定行列６を算出する。

【０００９】一般に、時刻ｔ_kにおけるゲート内判定行
列は、ｔ_kでの観測ベクトル数がｍ_k、ｔ_kでの既追尾目
標数（即ち、ｔ_k-1での追尾目標数）がＮ_k-1、ｔ_kでの
追尾目標数がＮ_k＝Ｎ_k-1＋ｍ_kの時に、次式のように定
義される。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、行はｔ_kでの観測ベクトルＺ
_k,j（ｊ＝１，２．．．，ｍ_k）に対応し、列は航跡に対
応する。また、各要素はそれぞれの観測ベクトルがそれ
ぞれの航跡のゲート内にあるか否かを示す。

【００１２】具体的には次のように各要素を設定する。
まず、ｔ＝０の列は観測ベクトルが誤信号である場合を
示す。実際に全ての観測ベクトルは誤信号である可能性
があるので、次式とする。

【００１３】

【数２】

【００１４】次に、（１≦ｔ≦Ｎ_k−ｍ_k）の列は既追尾
目標である航跡Ｔ_tに対応する。即ち、観測ベクトルＺ
_k,j（ｊ＝１，２．．．，ｍ_k）が航跡Ｔ_tのゲート内に
含まれる場合に、次式とする。

【００１５】

【数３】

【００１６】含まれない場合に、次式とする。

【００１７】

【数４】

【００１８】次に、（Ｎ_k−ｍ_k＋１≦ｔ≦Ｎ_k）の列は
新目標である航跡Ｔtに対応する。これは、全ての観測
ベクトルがそれぞれ新目標である可能性を表現するため
のもので、１個の観測ベクトルが１本の航跡に対応す
る。即ち、（ｊ＝ｔ−Ｎ_k＋ｍ_k）の場合は、次式とす
る。

【００１９】

【数５】

【００２０】逆に、（ｊ≠ｔ−Ｎ_k＋ｍ_k）の場合は、次
式とする。

【００２１】

【数６】

【００２２】以上のように定義されたゲート内判定行列
を、図４の例に適用すると以下のようになる。ここで
は、観測ベクトルｍ_kは１、既追尾航跡Ｎ_k-1は０、追尾
航跡Ｎ_kは１となるので、次式に示す１行２列のゲート
内判定行列が生成される。

【００２３】

【数７】

【００２４】この行列表現により観測ベクトルＺ_1,2が
誤信号である可能性と、新目標である航跡Ｔ₁に対応す
る可能性が示されている。

【００２５】次に、航跡相関行列算出部７がゲート内判
定行列から全ての航跡相関行列を算出する。航跡相関行
列は、実際に仮説として取り得る観測ベクトルと航跡の
相関関係を示すものである。

【００２６】一般に時刻ｔ_kにおける航跡相関行列はゲ
ート内判定行列から次式のように定義される。

【００２７】

【数８】

【００２８】ここで、ゲート内相関行列と同様に、行は
ｔ_kでの観測ベクトル、列は航跡に対応し、また、各要
素はそれぞれの観測ベクトルがそれぞれの航跡と相関し
ているかどうかを示す。

【００２９】具体的には、次のように各要素を設定す
る。即ち、観測ベクトルＺ_k,j（ｊ＝１，２．．．，
ｍ_k）が航跡Ｔ_t （ｔ＝０，１，．．．，Ｎ_k）と相関
がある場合に、次式とする。

【００３０】

【数９】

【００３１】相関がない場合に、次式とする。

【００３２】

【数１０】

【００３３】ゲート内判定行列から航跡相関行列を作成
する際には、次の３つの基準に従い、３者を同時に満た
す全ての組み合わせを、それぞれ別の航跡相関行列とし
て表現する。 （ア）ゲート内判定行列において１である要素に対応す
る航跡相関行列の要素のみが１とでき、その他の要素は
０とする。 （イ）航跡相関行列のｔ＝０の列以外の全ての列では、
高々１つの要素のみを１とし他の要素は０とする。 （ウ）航跡相関行列の全ての行では、必ず１つの要素を
１とし他の要素は０とする。

【００３４】以上のように定義された航跡相関行列を、
図４の例に適用すると次の２つの式のようになる。

【００３５】

【数１１】

【００３６】この２つの行列表現により観測ベクトルＺ
_1,2を誤信号であるとする仮説と、新目標である航跡Ｔ₁
に対応するとする仮説が共に作成可能であることが示さ
れている。

【００３７】次に、仮説更新部９において、クラスタ内
の既存の仮説の状況を示すデータ群に先ほど算出した航
跡相関行列を組み合わせて、仮説を現在の状況に対応し
たものに更新する。ここで、航跡相関行列において観測
ベクトルと相関があるとされている既追尾航跡が仮説内
に追尾航跡として含まれない場合は、両者を組み合わせ
ることはできない。その他の全ての組み合わせにより、
既追尾航跡に新しい観測ベクトルを追加し航跡をのばす
こと、新しい航跡を新目標として追加すること、ある観
測ベクトルを誤信号として扱うことで仮説が更新され
る。こうして、多くの場合、１つの仮説が複数の航跡相
関行列と組み合わされて、複数の仮説に更新されるの
で、仮説を更新する度に仮説数は増加する。

【００３８】図４の例では、組み合わせるべき既存の仮
説は存在しないので、航跡相関行列から新しく仮説を作
成する。まず、Ω（Н^1,1）からは、観測ベクトルＺ_1,1
を誤信号と考え、航跡が存在しない仮説Ｘ^1,1が生成さ
れる。これを次式のように表記する。

【００３９】

【数１２】

【００４０】次に、Ω（Ｈ^1,2）からは、観測ベクトル
Ｚ_1,1を新目標からの信号と考え、航跡Ｔ₁を新しく開始
する仮説Ｘ^1,2が生成される。これを次式のように表記
する。

【００４１】

【数１３】

【００４２】また、ここで航跡Ｔ₁を、次式と記述す
る。

【００４３】

【数１４】

【００４４】次に、以上の状態において、時刻がｔ₂に
進み、新たに観測ベクトルＺ_2,1とＺ _2,2が入力した場合
の装置の動作を説明する。

【００４５】まず、ゲート算出部１４では、クラスタ内
の全ての航跡に対して、時刻ｔ₂における目標予測存在
範囲であるゲートを算出する。今の場合は、クラスタ内
に存在する唯一の航跡であるＴ₁に対してゲートを算出
する。

【００４６】次に、観測ベクトル選択部１で上記算出さ
れたゲートと観測ベクトルの関係を調査し、その結果、
ここではＺ_2,1とＺ_2,2の両方が航跡Ｔ₁のゲートの中に
入っていたとする。

【００４７】次に、クラスタ新設・統合部３であるが、
ここでは新たなクラスタは発生せず、また、クラスタの
統合も起こらない。その結果、今、説明の対象としてい
るクラスタの中に観測ベクトルＺ_2,1とＺ_2,2が存在する
ことが確定した。しかし、仮に別のクラスタが存在し、
そこに含まれる航跡のゲートにもＺ_2,1、またはＺ_2,2が
含まれるならば、両方のクラスタは統合される。

【００４８】次にゲート内判定行列算出部５で時刻ｔ₂
におけるゲート内判定行列を、次式の通り算出する。

【００４９】

【数１５】

【００５０】ここで、第１行が観測ベクトルＺ_2,1、第
２行がＺ_2,2に対応する。また、第１列が誤信号、第２
列が既存航跡Ｔ₁、第３列が新航跡Ｔ₂、第４列が新航跡
Ｔ₃に対応する。先に述べたように、全ての観測ベクト
ルは誤信号である可能性を持つので、第１列は共に値１
を入れる。また、この例では両方の観測ベクトルが航跡
Ｔ₁のゲートに入っているので第２列も共に値１を入れ
る。

【００５１】次に航跡相関行列算出部７で時刻ｔ₂にお
ける航跡相関行列を、以下の式の通り算出する。

【００５２】

【数１６】

【００５３】次に、仮説更新部９で仮説を更新する。ま
ず、仮説Ｘ^1,1を更新する。ここで、既追尾航跡Ｔ₁の存
在を仮定している航跡相関行列は使用できないので、４
個の航跡相関行列により仮説を更新することになる。結
果を以下の式に示す。

【００５４】

【数１７】

【００５５】次に、仮説Ｘ^1,2を更新する。ここでは８
個の航跡相関行列全てを使用して仮説を更新することに
なる。結果を以下の式に示す。

【００５６】

【数１８】

【００５７】以上まとめると、ｔ₁における２個の仮説
が更新されて、ｔ₂において１２個の仮説が生成され
た。また、その結果、このクラスタの中には５本の航跡
が存在する。以下、時刻が進み、新しい観測ベクトルが
入力する度に以上の作業を繰り返すが、その結果、仮説
の数は急激に増加するため、現実の計算機のメモリ容量
などの制限値内に収まらなくなるという問題があった。

【００５８】さらに、航跡決定部１５は、クラスタ内に
複数の仮説が存在する場合その中から最も確からしい仮
説を１つ選択して目標の数とその航跡を決定する。目標
表示装置１８は、目標追尾装置１６が動作している間、
常にディスプレイ上に航跡を表示し目標の状態を使用者
に示す。

【００５９】

【発明が解決しようとする課題】従来の目標追尾装置は
以上のように構成されており、追尾処理を継続すること
により、クラスタ内の航跡の数が爆発的に増加し、その
結果、クラスタ内の観測ベクトルと航跡の関係を示すク
ラスタ内ゲート内判定行列、及びクラスタ内で仮説の拡
張可能性を示すクラスタ内航跡相関行列が大規模な行列
になり、現実の計算機のメモリ容量などの制限値内に収
まらなくなるという問題があった。

【００６０】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、追尾処理における仮説を更新す
る一連の処理の中で作成するゲート内判定行列、及び航
跡相関行列の規模を縮小し、アルゴリズムの実装に際し
て性能を低下させないで計算機のメモリ容量などを縮減
した目標追尾装置とその目標追尾処理方法を得ることを
目的とする。

【００６１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明の目標追尾装置は、複数の目標の
航跡を推定する目標追尾装置において、センサを介して
当該装置に入力する観測ベクトルから、後記のゲート算
出手段より得られる各航跡のゲート（目標予測存在範
囲）に含まれる観測ベクトルを選択する観測ベクトル選
択手段と、上記の選択した観測ベクトルとシステム内ク
ラスタ表に示された既存のクラスタの関係から既存のク
ラスタを統合し、また新しいクラスタを作成し、クラス
タ内の全ての仮説に対して仮説内観測ベクトル表を作成
するクラスタ新設・統合手段と、仮説単位に上記仮説内
観測ベクトル表とクラスタ内の既存の仮説の状況を示す
データ群を入力とし、仮説内観測ベクトルと航跡の関係
を示す仮説内ゲート内判定行列を算出する仮説内ゲート
内判定行列算出手段と、仮説単位に上記の仮説内ゲート
内判定行列を入力として仮説内で仮説の拡張可能性を示
す仮説内航跡相関行列を算出する仮説内航跡相関行列算
出手段と、仮説単位に上記の仮説内航跡相関行列とクラ
スタ内の既存の仮説の状況を示すデータ群から、現時刻
に入力した観測ベクトルに対応して仮説を更新する仮説
更新手段と、クラスタ内にある各航跡に対して次の観測
ベクトル入力時刻の目標予測存在範囲である各航跡のゲ
ートを算出するゲート算出手段と、クラスタ内に複数の
仮説が存在する場合その中から最も確からしい仮説を１
つ選択して目標の数とその航跡を決定する航跡決定手段
と、を備えたことを特徴とする。

【００６２】また、請求項２の発明の目標追尾処理方法
は、複数の目標の航跡を推定する目標追尾処理方法にお
いて、以下のステップを備えたことを特徴とする。 （ａ） 先ず、センサを介して当該装置に入力する観測
ベクトルから、後記のゲート算出手段より得られる各航
跡のゲート（目標予測存在範囲）に含まれる観測ベクト
ルを選択するステップ、（ｂ） 次いで、上記の選択し
た観測ベクトルとシステム内クラスタ表に示された既存
のクラスタの関係から既存のクラスタを統合し、また新
しいクラスタを作成し、クラスタ内の全ての仮説に対し
て仮説内観測ベクトル表を作成するステップ、（ｃ）
次いで、仮説単位に上記仮説内観測ベクトル表とクラス
タ内の既存の仮説の状況を示すデータ群を入力とし、仮
説内観測ベクトルと航跡の関係を示す仮説内ゲート内判
定行列を算出するステップ、（ｄ） 次いで、仮説単位
に上記の仮説内ゲート内判定行列を入力として仮説内で
仮説の拡張可能性を示す仮説内航跡相関行列を算出する
ステップ、（ｅ） 次いで、仮説単位に上記の仮説内航
跡相関行列とクラスタ内の既存の仮説の状況を示すデー
タ群を入力して、現時刻に入力した観測ベクトルに対応
して仮説を更新するステップ、（ｆ） 次いで、クラス
タ内の全ての仮説に対して、仮説の更新が終了した場合
は（ｇ）に進み、終了していない場合は（ｃ）に戻るス
テップ、（ｇ） 次いで、クラスタ内にある各航跡に対
して次の観測ベクトル入力時刻の目標予測存在範囲であ
る各航跡のゲートを算出するステップ、（ｈ） 次い
で、クラスタ内に複数の仮説が存在する場合その中から
最も確からしい仮説を１つ選択して目標の数とその航跡
を決定するステップ。

【００６３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の目標追
尾装置の実施の形態１を説明するに先立ち、クラスタ、
仮説、航跡、観測ベクトルの関係について説明する。ク
ラスタは、センサの目標観測装置の観測可能な広域の全
ての観測ベクトルを処理する大きな問題を、互いに独立
な小さな問題に分割するために導入された概念で、各目
標に対して観測ベクトルをゲートする範囲（目標予測存
在範囲）を算出し、複数のゲートが重なる場合は、連結
した複数のゲートに属する観測ベクトルでクラスタを構
成している。追尾処理を継続すると、クラスタ内の航跡
数は爆発的に増加する。しかし、多くの航跡は互いに１
つ以上の観測ベクトルを共有しており、それらは同一の
仮説の中で共存することはできない。即ち、それぞれの
仮説は現実にあり得る状態を表現したものであり、その
中では、それぞれの航跡は観測ベクトルを共有すること
ができないとの規則がある。その結果、各仮説内に存在
する航跡の数は、クラスタ内に存在する航跡の数よりも
大幅に少なくなる。この性質を利用して、追尾処理にお
ける仮説更新に関する作業をクラスタ単位から仮説単位
に変更することにより、仮説更新時に作成するゲート内
判定行列及び航跡相関行列の規模を大幅に縮小すること
ができる。

【００６４】図１はこの発明の目標追尾装置の実施の形
態１を示す全体構成図である。図１において、１はセン
サである目標観測装置を介して当該目標追尾装置に入力
する観測ベクトルから、後記のゲート算出部１４より得
られる各航跡のゲート（目標予測存在範囲）に含まれる
観測ベクトルを選択する観測ベクトル選択部である。２
は当該目標追尾装置内の全てのクラスタの状態を示すシ
ステム内クラスタ表である。３ａは次いで、上記の選択
した観測ベクトルとシステム内クラスタ表に示された既
存のクラスタの関係から既存のクラスタを統合し、また
新しいクラスタを作成し、クラスタ内の全ての仮説に対
して仮説内観測ベクトル表を作成するステップ、上記の
選択した観測ベクトルと上記システム内クラスタ表に示
された既存のクラスタの関係から、既存のクラスタを統
合し、また新しいクラスタを作成し、従来のクラスタ内
観測ベクトル表に代わり、仮説内観測ベクトル表を作成
するクラスタ新設・統合部である。４ａは仮説内に含ま
れる観測ベクトルの全てを示す仮説内観測ベクトル表で
ある。５ａは仮説内観測ベクトル表とクラスタ内の仮説
の状況を示すデータ群を入力とし、仮説内のゲート内判
定行列を算出する仮説内ゲート内判定行列算出部であ
る。６ａは仮説内の観測ベクトルと航跡の関係を示す仮
説内ゲート内判定行列である。７ａは仮説内ゲート内判
定行列を入力とし仮説内の航跡相関行列を算出する仮説
内航跡相関行列算出部である。８ａは仮説内で仮説の拡
張可能性を示す仮説内航跡相関行列である。９ａは上記
仮説内航跡相関行列とクラスタ内の既存の仮説の状況を
示すデータ群から、現時刻に入力した観測ベクトルに対
応して仮説を更新する仮説更新部である。１０はクラス
タ内の既存の仮説状況を示すデータ群である。１１はク
ラスタ内にある全ての仮説を示したクラスタ内仮説表で
ある。１２は仮説内にある全ての航跡を示した仮説内航
跡表である。１３はクラスタ内にある全ての航跡に対し
て航跡を構成する観測ベクトルを示したクラスタ内航跡
−観測ベクトル表である。１４はクラスタ内にある各航
跡に対して次の観測ベクトル入力時刻の目標予測存在範
囲である各航跡のゲートを算出するゲート算出部であ
る。１５はクラスタ内に複数の仮説が存在する場合その
中から最も確からしい仮説を１つ選択して目標の数とそ
の航跡を決定する航跡決定部である。１６は当該目標追
尾装置である。１７は空間中の目標を観測して観測ベク
トルを得るセンサの目標観測装置である。１８はディス
プレイ上に航跡を表示し目標の状態を使用者に示す目標
表示装置である。

【００６５】次に、図１の目標追尾装置の動作について
説明する。本構成の目標追尾装置と従来例の目標追尾装
置とを比較すると、追尾処理の中の仮説の更新に関わる
処理手順が異なり、その他の処理手順は同様である。以
下の動作説明は、特に仮説の更新に関わる部分について
詳しく行う。

【００６６】変更のポイントは、従来例では、仮説更新
の準備として航跡と観測ベクトルの相関関係を明確にす
るために行うゲート内判定行列および航跡相関行列の作
成をクラスタ単位で行っていたのに対して、本発明の構
成では、仮説単位で行うようにしていることにある。即
ち、従来例では先に説明したように、１つのクラスタに
含まれる全ての航跡とそれらのゲート内に存在する全て
の観測ベクトルの相関関係を１つのゲート内判定行列で
表現していた。

【００６７】それに対して、本発明の構成では、上記作
業を１つのクラスタ内に通常複数存在する仮説単位に分
解し、１つの仮説内に含まれる全ての航跡とそれらのゲ
ート内に存在する全ての観測ベクトルの相関関係を１つ
のゲート内判定行列で表現するようにしている。その結
果、ゲート内判定行列および航跡相関行列の大きさは従
来例に比べて大幅に縮小することができる。ここで、ク
ラスタ内の全ての仮説に対する処理を終了した段階にお
いて、更新された仮説の状況は、従来例のクラスタ単位
で実施した仮説更新作業の結果と全く同一となる。

【００６８】まず、クラスタ新設・統合部３ａでは、従
来は、クラスタ内観測ベクトル表４には、クラスタ内の
全航跡のゲート内に存在する現時刻の観測ベクトル全て
を記載していたのに対して、本発明の構成では、仮説内
観測ベクトル表４ａに、クラスタ内の順次対象としてい
く各仮説に関して、その仮説内に存在する全航跡のゲー
ト内に存在する現時刻の観測ベクトル全てを記載してい
る。

【００６９】次に、仮説内ゲート内判定行列算出部５ａ
では、クラスタ内の対象とした仮説に含まれる観測ベク
トル全てと航跡の相関可能性を示す仮説内ゲート内判定
行列を算出している。

【００７０】ここで、従来例と比較すると、対象となる
観測ベクトルおよび航跡が減少するものの、行列の各
行、各列の意味および行列作成の処理の手順は、従来例
と同様である。

【００７１】次に、仮説内航跡相関行列算出部７ａで
は、仮説内ゲート内判定行列から全ての航跡相関行列８
ａを算出する。

【００７２】ここで、従来例と比較すると、ゲート内相
関行列と同様に、対象がクラスタから仮説に変更になっ
ているが、行列の各行、各列の意味と行列作成処理の手
順は、従来例と全く同様である。

【００７３】次に、仮説更新部９ａでは、今、対象とし
ている仮説に先ほど算出した航跡相関行列を組み合わせ
て、この仮説を現在の状況に対応したものに更新する。
ここで、クラスタ単位で処理を行っていた従来例では、
航跡相関行列において観測ベクトルと相関があるとされ
ている既追尾航跡が、仮説内に追尾航跡として含まれな
い場合は、両者を組み合わせることはできないという条
件判断が必要だったが、本構成では、対象仮説と作成し
た航跡相関行列とは、全て組み合わせることが出来る。

【００７４】このように、クラスタ内の各仮説に対して
仮説の更新作業を行い、全仮説に対する作業が終了した
時点で、更新された仮説の状況は、従来例のクラスタ単
位の更新作業で更新された仮説の状況と全く同じものと
なる。その結果、その後の動作は従来例と同様である。

【００７５】実施の形態２．図２はこの発明の目標追尾
処理方法の実施の形態２を示すフローチャートである。
なお、この図２はこの発明の目標追尾装置の実施の形態
１を示す構成ブロック図（図１）の動作を説明するフロ
ーチャートでもある。以下、図２のフローチャートの各
ステップの細部を説明する。なお、各ステップで参照す
るまたは更新する各種の表や、作成する又は出力する中
間データは図１に示している。図２において、先ず、ス
テップ１（以下、ステップをＳＴと略記する）では、セ
ンサである目標観測装置を介して当該目標追尾装置に入
力する観測ベクトルから、後記のゲート算出部１４より
得られる各航跡のゲート（目標予測存在範囲）に含まれ
る観測ベクトルを選択する。次いで、ＳＴ２では、上記
の選択した観測ベクトルとシステム内クラスタ表に示さ
れた既存のクラスタの関係から既存のクラスタを統合
し、また新しいクラスタを作成し、クラスタ内の全ての
仮説に対して仮説内観測ベクトル表４ａを作成する。

【００７６】次いで、ＳＴ３では、仮説単位に上記仮説
内観測ベクトル表４ａとクラスタ内の既存の仮説の状況
を示すデータ群１０を入力とし、仮説内観測ベクトルと
航跡の関係を示す仮説内ゲート内判定行列６ａを算出す
る。

【００７７】次いで、ＳＴ４では、仮説単位に上記の仮
説内ゲート内判定行列６ａを入力として仮説内で仮説の
拡張可能性を示す仮説内航跡相関行列８ａを算出する。

【００７８】次いで、ＳＴ５では、仮説単位に上記の仮
説内航跡相関行列８ａとクラスタ内の既存の仮説の状況
を示すデータ群１０を入力して、現時刻に入力した観測
ベクトルに対応して仮説を更新する。

【００７９】次いで、ＳＴ６では、クラスタ内の全ての
仮説に対して、仮説の更新が終了した場合はＳＴ７へ進
み、終了していない場合はＳＴ３へ戻り、以降のステッ
プを進む。

【００８０】次いで、ＳＴ７では、クラスタ内にある各
航跡に対して次の観測ベクトル入力時刻の目標予測存在
範囲である各航跡のゲートを算出する。

【００８１】次いで、ＳＴ８では、クラスタ内に複数の
仮説が存在する場合その中から最も確からしい仮説を１
つ選択して目標の数とその航跡を決定する。

【００８２】以上のこの目標追尾処理方法によれば、実
施の形態１のはじめに説明したように、従来例では、追
尾処理を継続した場合、クラスタ内の航跡数が爆発的に
増加するのに対して、次の性質に注目することにより、
各仮説内に存在する航跡の数は、クラスタ内に存在する
航跡の数よりも大幅に少なくなる。多くの航跡は互いに
１つ以上の観測ベクトルを共有しており、それらは同一
の仮説の中で共存することはできない。即ち、それぞれ
の仮説は現実にあり得る状態を表現したものであり、そ
の中では、それぞれの航跡は観測ベクトルを共有するこ
とができない。従って、各仮説内に存在する航跡の数
は、クラスタ内に存在する航跡の数よりも大幅に少なく
なる。この性質を利用して、追尾処理における仮説更新
に関する作業をクラスタ単位から仮説単位に処理するよ
うに変えることにより、仮説更新時に作成するゲート内
判定行列及び航跡相関行列の規模を大幅に縮小すること
ができる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、目標追尾装置において、追尾処理における仮説を更
新する一連の処理作業の中、仮説内ゲート内判定行列算
出手段、仮説内航跡相関行列算出手段、及び仮説更新手
段における内部処理を従来のクラスタ単位から仮説単位
に変えるとともに、中間データである仮説内観測ベクト
ル表、仮説内ゲート内判定行列、仮説内航跡相関行列を
従来のクラスタ単位から仮説単位に変えることにより、
それぞれの行列の規模を大幅に縮減することができ、追
尾処理のアルゴリズムの実装に際して性能を低下させな
いで計算機のメモリ容量の規模を大幅に縮減する目標追
尾装置を得ることができる。

【００８４】また、請求項２の発明によれば、目標追尾
処理方法において、追尾処理における仮説を更新する一
連の処理作業の中、仮説内ゲート内判定行列を算出す
る、及び仮説内航跡相関行列を算出する作業を従来のク
ラスタ単位から仮説単位に変えることにより、ゲート内
判定行列、及び航跡相関行列の規模を大幅に縮減するこ
とができ、追尾処理のアルゴリズムの実装に際して性能
を低下させないで計算機のメモリ容量の規模を大幅に縮
減する目標追尾処理方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の目標追尾装置の実施の形態１を示
す構成ブロツク図である。

【図２】 この発明の目標追尾処理方法の実施の形態２
を示すフローチャートである。

【図３】 従来の目標追尾装置を示す構成ブロツク図で
ある。

【図４】 従来例及びこの発明の実施の形態に共通に航
跡と観測ベクトルを説明するための図である。

【符号の説明】

１ 観測ベクトル選択部、３ａ 仮説内クラスタ新設・
統合部、５ａ 仮説内ゲート内判定行列算出部、７ａ
仮説内航跡相関行列算出部、９ａ 仮説更新部、１４
ゲート算出部、１５ 航跡決定部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J070 AC01 AC20 AH04 AH31 AH50 AJ10 AJ13 AK15 BB06 BG01 BG30 5J084 AA04 AA20 CA34 CA68 CA70 CA80 EA23 EA40 FA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の目標の航跡を推定する目標追尾装
   置において、センサを介して当該装置に入力する観測ベ
   クトルから、後記のゲート算出手段より得られる各航跡
   のゲート（目標予測存在範囲）に含まれる観測ベクトル
   を選択する観測ベクトル選択手段と、上記の選択した観
   測ベクトルとシステム内クラスタ表に示された既存のク
   ラスタの関係から既存のクラスタを統合し、また新しい
   クラスタを作成し、クラスタ内の全ての仮説に対して仮
   説内観測ベクトル表を作成するクラスタ新設・統合手段
   と、 仮説単位に上記仮説内観測ベクトル表とクラスタ内の既
   存の仮説の状況を示すデータ群を入力とし、仮説内観測
   ベクトルと航跡の関係を示す仮説内ゲート内判定行列を
   算出する仮説内ゲート内判定行列算出手段と、 仮説単位に上記の仮説内ゲート内判定行列を入力として
   仮説内で仮説の拡張可能性を示す仮説内航跡相関行列を
   算出する仮説内航跡相関行列算出手段と、仮説単位に上
   記の仮説内航跡相関行列とクラスタ内の既存の仮説の状
   況を示すデータ群から、現時刻に入力した観測ベクトル
   に対応して仮説を更新する仮説更新手段と、 クラスタ内にある各航跡に対して次の観測ベクトル入力
   時刻の目標予測存在範囲である各航跡のゲートを算出す
   るゲート算出手段と、クラスタ内に複数の仮説が存在す
   る場合その中から最も確からしい仮説を１つ選択して目
   標の数とその航跡を決定する航跡決定手段と、を備えた
   ことを特徴とする目標追尾装置。
2. 【請求項２】 複数の目標の航跡を推定する目標追尾処
   理方法において、以下のステップを備えことを特徴とす
   る目標追尾処理方法、（ａ） 先ず、センサを介して当
   該装置に入力する観測ベクトルから、後記のゲート算出
   手段より得られる各航跡のゲート（目標予測存在範囲）
   に含まれる観測ベクトルを選択するステップ、（ｂ）
   次いで、上記の選択した観測ベクトルとシステム内クラ
   スタ表に示された既存のクラスタの関係から既存のクラ
   スタを統合し、また新しいクラスタを作成し、クラスタ
   内の全ての仮説に対して仮説内観測ベクトル表を作成す
   るステップ、（ｃ） 次いで、仮説単位に上記仮説内観
   測ベクトル表とクラスタ内の既存の仮説の状況を示すデ
   ータ群を入力とし、仮説内観測ベクトルと航跡の関係を
   示す仮説内ゲート内判定行列を算出するステップ、
   （ｄ） 次いで、仮説単位に上記の仮説内ゲート内判定
   行列を入力として仮説内で仮説の拡張可能性を示す仮説
   内航跡相関行列を算出するステップ、（ｅ） 次いで、
   仮説単位に上記の仮説内航跡相関行列とクラスタ内の既
   存の仮説の状況を示すデータ群を入力して、現時刻に入
   力した観測ベクトルに対応して仮説を更新するステッ
   プ、（ｆ） 次いで、クラスタ内の全ての仮説に対し
   て、仮説の更新が終了した場合は（ｇ）に進み、終了し
   ていない場合は（ｃ）に戻るステップ、（ｇ） 次い
   で、クラスタ内にある各航跡に対して次の観測ベクトル
   入力時刻の目標予測存在範囲である各航跡のゲートを算
   出するステップ、（ｈ） 次いで、クラスタ内に複数の
   仮説が存在する場合その中から最も確からしい仮説を１
   つ選択して目標の数とその航跡を決定するステップ。