JP2002014162A - 複数レーダの最確位置算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トラッククオリティの順位変動があった際に、
自動追尾位置が急激に変化しデータとして採用される情
報が短時間内に複数レーダ間を行き来してしまい、重複
域での目標の固定化が困難になっていた。 【解決手段】 追尾部３は、各レーダから送られる目標
の位置情報と、オペレータが指定する追尾目標の位置に
従いレーダ毎に処理を施し、これに対し管理番号を付与
する。管理番号に対応した目標の位置情報を重心位置処
理部５へ、トラッククオリティをトラッククオリティ処
理部４へ送出する。トラッククオリティ処理部４で、あ
らかじめ定められたしきい値とトラッククオリティを比
較し、比較結果を重心位置処理部５に送出する。しきい
値４０より上にあった場合、重心位置処理部５は覆域が
重複している領域における追尾目標の重心位置判定を行
い、判定結果を表示部６に送る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数レーダ自動追尾
処理方法に関し、特に覆域が一部重なり合った領域を広
範囲にわたり連続的に自動追尾継続する複数レーダ自動
追尾処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数レーダ最確位置算出処理は、
たとえば特開平５−１０００２１号公報に示されるよう
に、トラッククオリティの高い追尾目標を切り替える方
法が用いられている。

【０００３】図１２に示すように、従来の技術は＃１レ
ーダ、＃２レーダ、＃３レーダ等の複数のレーダ信号を
デジタル化し、目標信号の検出と目標の位置を判別する
デジタイザ２と、デジタイザ２からの目標位置データを
もとに目標の追尾を行う追尾部３とを備えている。さら
に各追尾部からのデータをもとに表示部６からの指定に
よって追尾部３の制御を行い目標情報をシステムデータ
として管理する追尾制御部５と、全レーダの生ビデオ映
像を１台の表示部に表示し、追尾目標の初期選択並びに
システムデータとしての目標データを表示する表示部６
によって構成される。

【０００４】続いて図１３に示すように、＃１レーダ、
＃２レーダ、＃３レーダのレーダ覆域内を移動目標１２
が追尾開始位置８から太実線で示す航跡のように移動し
ているものとしたとき、まず＃１レーダの表示部６が、
＃１レーダ覆域１３内の位置８における移動目標１２を
認識し表示する。操作者は、この移動目標１２に対する
追尾の指示を、追尾制御部５に対して送出する。追尾制
御部５が覆域検査を行い、＃１レーダの追尾部３に対し
て追尾指示を出すことによって目標の追尾が開始され
る。

【０００５】複数レーダが追尾可能な（レーダ覆域が重
なり合う）目標位置９、１０、１１、においては、各レ
ーダの追尾部３より送られる追尾データに対して追尾制
御部５がトラッククオリティの比較を行う。比較の結
果、連続性を考慮してシステムデータに採用する追尾デ
ータを一つ選択し、これを表示部６で表示するよう切替
制御する。例えば目標位置９において、＃１レーダの追
尾部３より送られる追尾データから＃２レーダの追尾部
３より送られる追尾データに切替える場合は、追尾制御
部５において追尾データの確度を示す指標であるトラッ
ククオリティの比較を行い、＃１レーダの追尾部３のト
ラッククオリティよりも＃２レーダの追尾部３のトラッ
ククオリティが連続してＮ回（Ｎはシステムで任意に設
定できるパラメータ）高くなった時点で、＃２レーダの
追尾部３から送られる追尾データを、システムデータに
採用する追尾データとして選択している。

【０００６】これまで述べたレーダの自動追尾方式の動
作を、処理手順にしたがって説明する。

【０００７】１．手動追尾指定による追尾開始処理 全レーダの一次レーダ（発射後、追尾目標に跳ね返され
て戻って来たレーダ）が表示されている表示部６におい
て、操作者の操作により追尾をすべき目標を検出しビデ
オ位置を指定する。指定された目標の位置データが追尾
制御部４に送信されることにより以下の処理を行う。 （１−１）表示部６にて指定された位置がどのレーダの
覆域に入っているか、あらかじめ登録されている全レー
ダの覆域データにより覆域検査を行う。 （１−２）上記指定位置を含むような覆域を有するレー
ダの追尾部３に対し、識別のための追尾番号を付与し、
指定位置に対する追尾指示を出す。 （１−３）１−２において、指定位置が複数レーダの覆
域の重複部分に存在する場合、該当するレーダの各追尾
部３に対し、同時に同一の追尾番号を付与し、指定位置
に対する追尾指示を出す。 （１−４）１−３の結果、追尾成功した追尾部３から送
られる追尾データの中からシステムとしての目標を決定
し、目標の追尾に失敗した追尾部３に対しては、このシ
ステム目標の位置を基にして、再度同じ追尾番号で追尾
するよう指示を出す。 （１−５）システム目標が重複域内に存在する間、１−
４の処理を常に行う。 ２．重複域における自動追尾指定 「手動追尾指定による追尾開始処理」により追尾が開始
された後、目標が各レーダの覆域間の移動にともなう連
続的な自動追尾処理のために以下の処理を行う。 （２−１）システム目標の位置が、どのレーダの覆域に
入っているか覆域検査を行う。 （２−２）覆域検査により、新たなレーダの覆域に入っ
たことを判断した場合は、そのレーダの追尾部３に対し
て、システム目標の位置をもとに同じ追尾番号で追尾指
示を出す。 （２−３）複数レーダの覆域が重複する部分では、該当
する全ての追尾部３に対して追尾処理を行うよう指示
し、いずれかの追尾部３が追尾に失敗した場合でも、他
の追尾部３のデータにより決定されるシステム目標の位
置をもとに、引き続き追尾を行うよう指示を出す。 ３．システム目標の決定 複数の追尾部３から追尾データが送られてくるので、シ
ステムとしての目標を一つに決定する必要がある。これ
に際しては追尾データの確度を表す指標であるトラック
クオリティと呼ぶ数値の１番高い目標データをシステム
目標として採用する。トラッククオリティが同値の場合
は、一つ前のデータとして採用した追尾部３のデータを
引き続き採用する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術は、低い高
度におけるレーダ装置の捕捉範囲が狭まり、特に水上監
視レーダ装置による水上船舶の捕捉範囲が、地形の形状
も手伝ってより狭くなることにより、図１４に示すよう
に追尾目標の航跡がふらつく現象が生じる。複数のレー
ダ装置を使用すれば広範囲な捕捉が可能になるが、この
場合、重複域での探知機会が高くなる傾向にあるという
問題点を生じていた。

【０００９】また、重複域での目標探知を行うと、各レ
ーダの中心位置からの距離や目標の形状等により、各レ
ーダで目標検出位置の精度が異なってくる。そのため、
複数レーダの重複域を移動している状態でトラッククオ
リティの順位変動があった際に、自動追尾位置が急激に
変化してシステムデータとして採用されるトラック情報
が短時間内に複数レーダ間を行き来してしまう。この結
果、重複域での目標の固定化が困難になるという問題を
生じていた。

【００１０】本発明の目的は、複数レーダ装置の覆域間
を任意に移動する目標を自動追尾する自動追尾処理方法
において、各レーダ装置により得られる追尾データのト
ラッククオリティ情報をに対してしきい値を設け、トラ
ッククオリティがある一定のしきい値を越えた追尾目標
データについては、複数覆域内であっても同一目標とし
て取り扱い、またこのトラッククオリティから追尾目標
データの重心位置を求めることによって、航跡のふらつ
きをなくし、信頼性の高い円滑な処理を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の複数レーダの最
確位置算出方法は、探知覆域が一部重複するように配置
された複数のレーダ装置が、探知覆域間を任意に移動す
る目標に対し一斉に位置測定を行い、前記複数のレーダ
装置毎に得られた追尾データをもとに継続して前記移動
する目標の自動追尾を行う複数レーダ自動追尾制御にお
いて、前記複数のレーダ装置毎に得られる追尾データか
らそれぞれのトラッククオリティを求めるトラッククオ
リティ抽出処理と、前記それぞれのトラッククオリティ
を任意に定められるしきい値と比較する比較処理と、前
記しきい値を越えたトラッククオリティが前記重複覆域
内に２つ以上存在するときは、その中から上位２つを抽
出し、これをもとに重心位置を算出して得られたデータ
を目標データとして表示し、前記しきい値を越えたトラ
ッククオリティが単一覆域内にしか、あるいは１つしか
存在しないときには、対応する追尾データを目標データ
として表示する重心位置算出処理を行うことを特徴とし
ている。

【００１２】また、本発明の別の例では、前記複数のレ
ーダ装置毎に得られる追尾データのＳ／Ｎ値を求め、前
記重心位置算出処理において各レーダが捉えた目標から
のＳ／Ｎ値を算出し、前記Ｓ／Ｎ値を任意に定められる
しきい値と比較する第二の比較処理を行うことを特徴と
している。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施形
態の一例を説明す。

【００１４】図１において、デジタイザ２はレーダ１か
ら送られてくる映像信号をデジタル化し、この中から追
尾目標を検出して位置の判別を行う。追尾部３は、各レ
ーダからリアルタイムで送られる追尾目標の位置情報
と、オペレータが表示部６で指定する追尾目標の位置に
従ってレーダ毎に処理を施し、システムとして追尾目標
情報の管理を行った上で、これに対し管理番号を付与す
る。しかるのちに目標管理番号に対応した追尾目標の位
置情報を重心位置処理部５へ、トラッククオリティをト
ラッククオリティ処理部４へ送出する。

【００１５】図２に示すように、トラッククオリティ処
理部４は、トラッククオリティがあらかじめ定められた
しきい値４０より上にあるか否かを判定し、判定結果を
重心位置処理部５に送出する。トラッククオリティがし
きい値４０より上にあった場合、重心位置処理部５は各
レーダの追尾部３とトラッククオリティ処理部４との情
報とに基づいて、覆域が重複している領域における追尾
目標の重心位置判定を行い、判定結果を表示部６に送
る。

【００１６】次に図３を用いて追尾動作をさらに詳細に
説明する。＃１、＃２、＃３のレーダがそれぞれカバー
する覆域内を、移動する追尾目標が、追尾開始位置８か
ら最終位置１２まで、太実線で示す航跡のように移動し
ていく。＃１、＃２、＃３のレーダがそれぞれカバーす
る覆域の範囲は、便宜上同じ広さであるものとする。そ
の際、各レーダから時々刻々通知されるトラッククオリ
ティの更新作業が各トラッククオリティ処理部で行われ
る。

【００１７】表示部６において、追尾開始位置８に表示
されたシンボルに対し、次に表示すべき位置への表示更
新処理を行う際には、追尾目標の針路及び速力から次に
移動が予想される位置に捕捉ゲート２０を設ける。図４
に示すように、捕捉ゲート２０はスモールゲート２１と
ラージゲート２２からなり、追尾目標の一次レーダがス
モールゲート２１に入った場合を２点、ラージゲート２
２に入った場合を１点として採点する。

【００１８】続いて図５をもとにトラッククオリティの
採点処理について説明する。

【００１９】追尾目標を最初に捕捉した時、トラックク
オリティは１点になる。次の更新時、追尾目標がまだ捕
捉ゲート２０内に存在すれば、これに１点追加して２点
とし、この時点で自動追尾目標として認識する。その次
の更新時には、追尾目標がラージゲート２２内に存在し
ていれば１点追加して３点とする。この際、追尾目標が
既にスモールゲート２１内に捉えられていたとしても、
それまでの合計が３点に満たなければ、２点ではなく１
点を追加することによってトラッククオリティを３点と
する。このように、トラッククオリティが３点に達し、
かつ追尾目標がスモールゲート２１内に存在していると
きに、追尾目標が確立されたものとする。

【００２０】さらに次の更新時、追尾目標がスモールゲ
ート２１内に存在していれば２点を追加して５点とす
る。以降、あらかじめ設定された限界得点（仮にｎ点と
する）に達するまでスモールゲート２１内に存在すれば
２点ずつ加算していき、限界得点に達したらそれ以上点
数は加算せず、ｎ点のまま更新を続行する。

【００２１】ある更新時に限界得点の追尾目標がスモー
ルゲート２１からラージゲート２２に移る（徐々に捕捉
が困難になってくる）と、１点が減算される。その後ラ
ージゲート２２内に存在する間、更新時毎にトラックク
オリティが１点ずつ減算されていく。トラッククオリテ
ィが３点になった次の更新時に、追尾目標がまだラージ
ゲート２２内に留まっていれば、トラッククオリティを
３点の状態で保つ。もし追尾目標がラージゲート２２か
らも外れてしまっていたら、トラッククオリティは更新
毎に２点→１点→０点と減算され、トラッククオリティ
が０点になると追尾不能と判断する。

【００２２】トラッククオリティがｎ点から１点ずつ減
算されている際に、追尾目標が再びラージゲート２２か
らスモールゲート２１内で捕捉された場合は、再びｎ点
を超えない範囲でトラッククオリティを２点ずつ加算し
ていくことは言うまでもない。

【００２３】複数レーダ覆域が重複した領域中の目標位
置において、各レーダの追尾部３は、追尾情報の１つで
あるトラッククオリティをトラッククオリティ処理部４
に送出する。トラッククオリティ処理部４は、図３に示
すようにあらかじめ設定されたトラッククオリティがし
きい値４０より上にあるか否かを判定する。しきい値４
０より上にある場合は、そのトラッククオリティ情報を
重心位置処理部５へ送出する。重心位置処理部５は、ト
ラッククオリティ処理部４からのデータがしきい値４０
より上にある場合、各レーダの追尾部３とトラッククオ
リティ処理部４における追尾情報（目標管理番号、目標
位置、トラッククオリティ）に基づき、覆域が重複する
領域における重心位置の判定を行い、その判定結果を表
示部６へ送出する。

【００２４】また、本処理は各々の追尾部３より得られ
たトラッククオリティのうち、得点の高い上位２点のみ
を選択し補間を実施する。これよりトラッククオリティ
が各々のトラッククオリティ処理部４のしきい値４０を
越えてきた場合、次のように処理される。

【００２５】重心位置処理部５において、図６（ｂ）に
示すように、点Ａ（ＴＱ：トラッククオリティ＝５）、
点Ｂ（ＴＱ＝６）、点Ｃ（ＴＱ＝７）の３点で、全てし
きい値４０を越えていた場合、トラッククオリティの高
い上位２点の点Ｂ及び点Ｃを重心補間対象とする。重心
位置処理部５は、図７に示すように、＃１レーダ１−１
と＃３レーダ１−３の覆域が重複する領域において、＃
１レーダ１−１の追尾目標位置３０（ＴＱ＝８）と、そ
の近傍に＃３レーダ１−３の追尾目標位置３１（ＴＱ＝
３）があり、目標位置３０と目標位置３１は同一目標に
よるものと判定されたとする。設定されたトラッククオ
リティのしきい値４０が３以上だった場合、＃１レーダ
１−１と＃３レーダ１−３で捉えた各々の追尾目標につ
き、両方の追尾情報とも有効と判定するが、しきい値４
０が５以上だった場合、＃１レーダ１−１で捉えた追尾
目標の追尾情報のみを有効として取り扱う。

【００２６】設定したしきい値４０が３以上の場合、＃
１レーダ１−１と＃３レーダ１−３の各々で捉えられた
追尾目標位置３０と３１、および表示座標系の原点を頂
点とする三角形が形成される。そして、追尾目標位置３
０と３１を結ぶ線分上における重心位置３２を、＃１レ
ーダ１−１と＃３レーダ１−３各々のトラッククオリテ
ィの比率に応じた内分処理を用いて求め、表示する。

【００２７】図８は、上記トラッククオリティ処理部４
における処理フローである。

【００２８】最初に、しきい値４０を設定し（ステップ
５２）、その後追尾部３よりトラッククオリティを受け
取る（ステップ５３）。トラッククオリティとあらかじ
め設定したしきい値４０とを比較し（ステップ５４）、
トラッククオリティがしきい値４０より上だった場合、
これを重心位置処理部５に送信する（ステップ５５）。
また、仮にしきい値４０より下だった場合には、トラッ
ククオリティを破棄する（ステップ５６）。

【００２９】次に重心位置処理部５における処理を図９
により説明する。今、座標表面上の２点をＡ（ｘ１，ｙ
１）、Ｂ（ｘ２，ｙ２）とし、ＡＢ間をｍ：ｎに分ける
点Ｐ（ｘ，ｙ）とすると、点Ｐは（１）式のように表さ
れる。

【００３０】

【数１】 仮に、レーダ１−１で捉えられた目標データの座標を
Ａ、レーダ１−３で捉えられた目標データの座標をＢと
し、Ａのトラッククオリティを８、Ｂのトラッククオリ
ティを５とした場合、この値を（１）式に代入し、点Ｐ
の座標を（２）式から得ることができる。この時のｘ，
ｙ座標はシステム座標を使用する。

【００３１】

【数２】

【発明の他の実施形態】本発明の他の実施形態として、
基本的構成は先述の例と同様であるが、重心位置処理部
５にデータを送出する際の処理に関し、更なる工夫を施
した場合の構成を図１０に示す。

【００３２】デジタイザ２と重心位置処理部５の間に
は、Ｓ／Ｎ値を検出するＳ／Ｎ処理部７が設けられてい
る。第一の実施形態においても自動追尾の効果は十分に
期待できるが、レーダ反射が弱くなり目標を見失ってし
まうという課題や、波による反射を目標として検出して
しまうといった課題が無視できない場合もある。この実
施の形態では、Ｓ／Ｎ値も考慮し処理するため、重心位
置処理部５での処理がより正確に行い得る。以下その処
理について説明を行う。

【００３３】Ｓ／Ｎ値処理は、トラッククオリティによ
る重心位置処理を補足するように行うものであり、また
Ｓ／Ｎ値を平均化しても単純に位置を求めることはでき
ないので、Ｓ／Ｎ値については平均化処理を行わない。

【００３４】図１１（ａ）に示すように、＃１レーダ１
−１のトラッククオリティＴＱが７でＳ／Ｎ値が３５ｄ
Ｂ、＃３レーダ１−３のＴＱが５でＳ／Ｎ値が１５ｄＢ
であり、ＴＱおよびＳ／Ｎ値のしきい値がそれぞれ４，
２０ｄＢであった場合を考えると、＃３レーダ１−３の
Ｓ／Ｎ値がしきい値を下回っているので、この＃３レー
ダ１−３については、その後の重心位置算出処理の対象
から外してしまうこととする。また、図１１（ｂ）に示
すように、＃１レーダ１−１のトラッククオリティＴＱ
が７でＳ／Ｎ値が３５ｄＢ、＃３レーダ１−３のＴＱが
５でＳ／Ｎ値が３０ｄＢであり、両しきい値は（ａ）と
同じであった場合、第一の実施形態と同様に、＃１レー
ダ１−１と＃３レーダ１−３の両方を用いて重心位置算
出処理を行う。

【００３５】このように、本実施例では、Ｓ／Ｎ値を利
用しているので、追尾目標を誤認識せず、より正確な追
尾が可能となるという効果を奏する。

【００３６】

【発明の効果】本発明の自動追尾処理方法においては、
各レーダ装置による追尾目標位置を、トラッククオリテ
ィを用い重心を計算して表示することにより、複数レー
ダ覆域間を任意に移動する目標を連続的かつ円滑に自動
追尾処理することが可能となる。

【００３７】また、本発明においては、複数レーダでの
自動追尾処理を行うことにより、重複領域内において目
標の航跡がふらつく現象を防止することができ、より信
頼性の高い自動追尾処理を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】＃１レーダと＃３レーダにおけるしきい値設定
を示す図である。

【図３】レーダ覆域の重複領域において、追尾目標が移
動していく航跡を示す図である。

【図４】捕捉ゲートを示す図である

【図５】トラッククオリティ更新の過程を示す図であ
る。

【図６】３点のトラッククオリティがしきい値を越えた
場合において、上位２点を選択した例を示す図である。

【図７】重心位置処理部における重心算出を示す図であ
る。

【図８】トラッククオリティ処理部において実行される
処理を示したフローチャートである。

【図９】重心位置の算出方法を示す参考図である。

【図１０】本発明の別の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１１】トラッククオリティおよびＳ／Ｎ値の比較を
行い、処理対象のレーダを選択する例を示した図であ
る。

【図１２】従来技術を示したブロック図である。

【図１３】レーダ覆域の重複領域において、追尾目標が
移動していく航跡を示す図である。

【図１４】レーダ覆域の重複領域において、追尾目標の
航跡がふらつく現象を示す図である。

【符号の説明】

１ レーダ装置 ２ デジタイザ ３ 追尾部 ４ トラッククオリティ処理部 ５ 重心位置処理部 ６ 表示部 ７ Ｓ／Ｎ処理部 ２０ 捕捉ゲート ２１ スモールゲート ２２ ラージゲート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 探知覆域が一部重複するように配置され
   た複数のレーダ装置が、探知覆域間を任意に移動する目
   標に対し一斉に位置測定を行い、前記複数のレーダ装置
   毎に得られた追尾データをもとに継続して前記移動する
   目標の自動追尾を行う複数レーダ自動追尾制御におい
   て、 前記複数のレーダ装置毎に得られる追尾データからそれ
   ぞれのトラッククオリティを求めるトラッククオリティ
   抽出処理と、 前記それぞれのトラッククオリティを任意に定められる
   しきい値と比較する第一の比較処理と、 前記しきい値を越えたトラッククオリティが前記重複覆
   域内に２つ以上存在するときは、その中から上位２つを
   抽出し、これをもとに重心位置を算出して得られたデー
   タを目標データとして表示し、前記しきい値を越えたト
   ラッククオリティが単一覆域内にしか、あるいは１つし
   か存在しないときには、対応する追尾データを目標デー
   タとして表示する重心位置算出処理を行うことを特徴と
   する複数レーダの最確位置算出方法。
2. 【請求項２】 前記複数のレーダ装置毎に得られる追尾
   データのＳ／Ｎ値を求め、前記重心位置算出処理におい
   て各レーダが捉えた目標からのＳ／Ｎ値を算出し、前記
   Ｓ／Ｎ値を任意に定められるしきい値と比較する第二の
   比較処理を行うことを特徴とする、請求項１記載の複数
   レーダの最確位置算出方法。