JP2006003256A - Target tracking device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target tracking device which attains high estimation precision in such a state that a plurality of targets separate from already tracked targets. <P>SOLUTION: The target tracking device is equipped with: an observation information extracting section which includes a range information calculating section, a singular/plural number judging section, a singular number angle information calculating section, a plural number angle information calculating section, and an observation result outputting section; and a tracking processing section which includes a data memory section, a track estimating section and a track evaluating section. The tracking processing section further includes a hypothesis qualifying section which only registers a track hypothesis obtained by updating an existing main track from track hypotheses generated in the track evaluating section, in the case where a judgement result obtained by the singular/plural number judging section represents a singular number, and which registers both the track hypothesis obtained by updating the existing main track and a track hypothesis corresponding to an appearing new target separating from the existing main track from track hypotheses generated in the track evaluating section in the case where the judgement result represents a plural number. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、レーダから得られた観測値に基づいて、目標の軌跡を推定する目標追尾に関するものであり、特に不要信号が同時に観測される状況で、1目標の状態から途中で分離し新たな目標が発生する飛行物体の追尾を、正確かつ効率的に処理可能とする目標追尾装置に関する。   The present invention relates to target tracking for estimating a target trajectory based on an observation value obtained from a radar. In particular, in a situation where unnecessary signals are simultaneously observed, the target tracking is separated from a target state on the way and a new one is obtained. The present invention relates to a target tracking device that can accurately and efficiently process tracking of a flying object in which a target is generated.

センサから得られる観測値を使って目標の軌道である航跡を推定する目標追尾では、観測値が目標からのものであるか、あるいは不要信号であるかを判定する必要がある。観測値が目標からのものであると判定した場合には、さらに、それが既に追尾を行っている目標のものであるのか(既存の目標が複数ある場合はそのうちのどれであるのか)、新たに発生した目標であるのかを判定する。既存目標の速度から該当時刻における位置を予測し、その予測値を中心とする空間領域(ゲート)を設定し、ゲート内に目標があるか否かを判定することとなる。   In target tracking in which a track that is a target trajectory is estimated using an observation value obtained from a sensor, it is necessary to determine whether the observation value is from a target or an unnecessary signal. If it is determined that the observed value is from a target, then whether it is from a target that has already been tracked (if there are multiple existing targets, which is one of them) It is determined whether or not the target has occurred. The position at the corresponding time is predicted from the speed of the existing target, a spatial region (gate) centered on the predicted value is set, and it is determined whether or not there is a target in the gate.

このゲートの大きさは、ゲート内で追尾目標からの観測値を観測することができる確率が、例えば0.9以上といった高い確率となるように設定される。このゲート内に入った観測値は、既存目標からのものである可能性が高く、どのゲートにも入らなかった観測値は不用信号、または新目標である可能性が高いといえる。   The size of the gate is set so that the probability that the observed value from the tracking target can be observed in the gate is high, for example, 0.9 or more. Observations that have entered this gate are likely to be from existing targets, and observations that have not entered any gate are likely to be unused signals or new targets.

既存航跡から得られたと判定された観測値については、その観測値の位置情報と既存航跡が持つ予測値とを利用して、カルマンフィルタによる計算に従って、観測値が得られた時刻における目標の真の位置と速度の推定値を計算する。しかし、あるゲート内に複数の観測値がある場合には、追跡すべき目標をどれか一つに決定してしまうと、それが誤りであった場合には、目標の追跡に失敗する危険性が高くなる。   For observed values determined to have been obtained from existing wakes, the true value of the target at the time the observed values were obtained according to the Kalman filter calculation using the position information of the observed values and the predicted values of the existing wakes. Calculate position and velocity estimates. However, if there are multiple observations in a gate, there is a risk that if one of the targets to be tracked is determined, the target tracking will fail if it is wrong. Becomes higher.

そこで、割り当て方(仮説)を複数考えて、観測値と目標との相関を仮説毎に決定し、最終的に最も良い仮説を残せば、より正確な目標追尾が可能となり、このような手法に基づいた目標追尾技術がある(例えば、特許文献1参照)。この手法では、観測値とそれの組み合わせである航跡と、航跡の組み合わせである仮説を互いに観測値を共有しないクラスタ毎に処理を行うことによって、処理の効率化を図っている。   Therefore, considering multiple allocation methods (hypotheses), determining the correlation between the observed value and the target for each hypothesis, and finally leaving the best hypothesis, more accurate target tracking is possible. There is a target tracking technique based on this (see, for example, Patent Document 1). In this method, the processing value is improved by processing the observation value, the wake that is a combination of the observation value, and the hypothesis that is the combination of the wake for each cluster that does not share the observation value.

一方、レーダによる観測においては、観測値が得られる前段階で受信信号を処理して、目標の位置や速度情報を算出する観測情報抽出処理が必要となる。この段階において、受信信号から角度情報を算出するための手法としては、モノパルス測角法がある。   On the other hand, in the observation by the radar, an observation information extraction process for calculating the target position and velocity information by processing the received signal before the observation value is obtained is necessary. At this stage, as a method for calculating angle information from the received signal, there is a monopulse angle measurement method.

さらに、この測角法において計算される、アンテナ素子毎の信号の和ビーム、差ビームの比の実数部を計算して、信号源が単数目標か複数目標か判定を行いながら、角度算出処理を行うセンサ信号処理システムがある(例えば、非特許文献1参照)。この単複判定結果を用いることにより、追尾に入力する観測値を単数作るか、複数作るかを決定することが可能となる。   Furthermore, the angle calculation process is performed while calculating whether the signal source is a single target or multiple targets by calculating the real part of the ratio of the sum beam and difference beam of the signal for each antenna element, which is calculated in this angle measurement method. There is a sensor signal processing system to perform (for example, see Non-Patent Document 1). By using this single determination result, it is possible to determine whether to make a single observation value or a plurality of observation values to be input for tracking.

特許第3145893号公報(第14頁、図1)Japanese Patent No. 3145893 (page 14, FIG. 1) 文献「車載用レーダのための二段階測角方式」(電子情報通信学会論文誌 研究速報Vol.J86−B No.8)Document "Two-step angle measurement method for in-vehicle radar" (The IEICE Transactions Vol. J86-B No. 8)

しかしながら、従来技術には次のような問題点がある。遠方からセンサに近づく複数目標を観測する場合には、センサの分解能が原因で遠方では1目標として観測されていたものが、ある時点から複数の目標として観測されるという場合が起こり得る。このような目標を追尾維持対象とする場合には、維持対象目標から一つ、またはそれ以上の別目標が分離され、それらを元の既追尾目標と併せて追尾しなければならない。しかし、このような場合、従来の目標追尾技術における追尾維持機能のみでは、分離された目標のどれか一つのみしか追尾できないという問題がある。   However, the prior art has the following problems. When observing a plurality of targets approaching the sensor from a distance, there may occur a case where what is observed as one target in the distance due to the resolution of the sensor is observed as a plurality of targets from a certain point in time. When such a target is to be tracked and maintained, one or more other targets are separated from the target to be maintained and must be tracked together with the original tracked target. However, in such a case, there is a problem that only one of the separated targets can be tracked only by the tracking maintenance function in the conventional target tracking technique.

また、追尾維持、初期化の両機能を備えた追尾方式では、分離された目標のうちの何れか一つを既追尾目標、他を新目標として扱う。新航跡として開始した航跡は、仮航跡から成長して本航跡に昇格する。この方式により、分離後の全てを追尾することが可能にはなるが、追尾初期化方式は、既存の本航跡からの分離を想定していないので、誤った航跡を本航跡に昇格させてしまう可能性が高くなる。   In the tracking method having both the tracking maintenance function and the initialization function, any one of the separated targets is treated as an existing tracking target, and the other is treated as a new target. The wake that started as a new wake grows from the temporary wake and is promoted to the main wake. This method makes it possible to track everything after separation, but the tracking initialization method does not assume separation from the existing main wake, and therefore promotes an incorrect wake to the main wake. The possibility increases.

一方、従来のセンサ信号処理システムでは、モノパルス測角の際に算出された目標数に関する推定結果を、分離目標を追尾する追尾処理の仮説構成に反映できない。そのため、追尾の誤りや、誤航跡が開始される可能性を起こし易い。さらに、従来のセンサ信号処理システムでは、分離目標を追尾する追尾処理の仮説構成を、モノパルス測角における目標数推定の閾値に反映できない。そのため目標数推定の誤りを起こし易い。   On the other hand, in the conventional sensor signal processing system, the estimation result regarding the target number calculated at the time of monopulse angle measurement cannot be reflected in the hypothesis configuration of the tracking process for tracking the separation target. Therefore, it is easy to cause a tracking error and a possibility that a false track is started. Furthermore, in the conventional sensor signal processing system, the hypothetical configuration of the tracking process for tracking the separation target cannot be reflected in the target number estimation threshold in monopulse angle measurement. Therefore, an error in target number estimation is likely to occur.

本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、既追尾目標から複数の目標が分離する状況において、高い推定精度を達成できる目標追尾装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a target tracking device that can achieve high estimation accuracy in a situation where a plurality of targets are separated from a tracked target.

本発明に係る目標追尾装置は、複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号から観測値情報を生成する観測情報抽出部と、観測値情報に基づいて目標の航跡を更新する追尾処理部とを備え、特定の目標の追尾を行うものであって、観測情報抽出部は、複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号に基づいて目標の距離情報を抽出する距離情報算出部と、アンテナ素子毎の受信信号の和信号に対する差信号の比があらかじめ決められた閾値以上であるか否かを比較し、近接した観測領域で目標が単数であるか複数であるかを判別する単数複数判定部と、単数複数判定部で単数と判定された目標に対して、目標の角度情報を算出する単数角度情報算出部と、単数複数判定部で複数と判定された目標に対して、近接した複数目標の角度情報を算出する複数角度情報算出部と、距離情報算出部で算出された距離情報と、単数複数判定部で判定された単複判定結果と、単数角度情報算出部及び複数角度情報算出部で算出された角度情報とを含む観測値情報を生成して出力する観測結果出力部とを有し、追尾処理部は、所定のサンプリング周期ごとに更新される目標の航跡に関するデータを蓄積するデータ記憶部と、観測情報抽出部からの観測値情報と、データ記憶部に記憶された前回のサンプリング時刻に更新した目標の航跡に関するデータとに基づいて、今回のサンプリング時刻における目標の航跡に関するデータを生成し、データ記憶部の目標の航跡に関するデータを更新する軌跡推定部と、目標の航跡に関するデータを組み合わせて航跡の仮説を生成し、生成された仮説の信頼度を計算する軌跡評価部と、を有し、追尾処理部は、単数複数判定部で判定された単複判定結果に基づいて、単複判定結果が単数であると判定されたときは単数目標と判断し、軌跡評価部で生成された航跡の仮説の中から既存の本航跡の更新による航跡の仮説のみを残し、単複判定結果が複数であると判定されたときは複数目標と判断し、軌跡評価部で生成された航跡の仮説の中から既存の本航跡の更新による航跡の仮説を残すとともに、既存の本航跡から分離発生した新目標に相当する航跡の仮説を残す仮説限定部をさらに備えたものである。   A target tracking device according to the present invention includes an observation information extraction unit that generates observation value information from received signals for tracking targets from a plurality of antenna elements, and a tracking processing unit that updates a target track based on the observation value information. The observation information extraction unit includes a distance information calculation unit that extracts target distance information based on reception signals for the tracking targets from a plurality of antenna elements, and each antenna element. A singular / multiple determination unit for comparing whether the ratio of the difference signal to the sum signal of the received signals is equal to or greater than a predetermined threshold and determining whether the target is singular or plural in the adjacent observation region; A single angle information calculation unit that calculates target angle information for a target that is determined to be singular by the singular / multiple determination unit, and a target that is determined to be plural by the singular / multiple determination unit. Multiple angle information calculation unit for calculating degree information, distance information calculated by distance information calculation unit, single determination result determined by single multiple determination unit, single angle information calculation unit and multiple angle information calculation unit An observation result output unit that generates and outputs observation value information including the measured angle information, and the tracking processing unit stores data relating to the target track updated every predetermined sampling period Based on the observation value information from the observation information extraction unit and the data on the target track updated at the previous sampling time stored in the data storage unit, the data on the target track at the current sampling time is generated. The trajectory estimator that updates data related to the target track in the data storage unit and the data related to the target track are combined to generate a wake hypothesis, and the generated temporary A tracking evaluation unit that calculates the reliability of the single target when the single determination result is determined to be singular based on the single determination result determined by the single determination unit And leave only the wake hypothesis by updating the existing main wake from the wake hypothesis generated by the trajectory evaluation unit, and if it is determined that there are multiple single determination results, determine multiple targets, A hypothesis limiting unit that leaves a wake hypothesis by updating the existing main wake from the wake hypotheses generated by the trajectory evaluation unit, and a wake hypothesis that corresponds to the new target separated from the existing main wake. It is provided.

本発明によれば、観測情報抽出部において判定された目標数の単複判定結果をもとにして、仮説を限定することが可能となり、追尾の正確さの向上及び演算負荷の軽減を達成できる目標追尾装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to limit a hypothesis based on a single determination result of a target number determined by an observation information extraction unit, and a target that can achieve improvement in tracking accuracy and reduction in calculation load A tracking device can be obtained.

実施の形態1.
以下、本発明における目標追尾装置の好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態1における目標追尾装置の構成図である。
Embodiment 1 FIG.
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a target tracking device according to the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a target tracking device according to Embodiment 1 of the present invention.

本実施の形態1の目標追尾装置は、観測情報抽出部100と追尾処理部200とで構成される。ここで、観測情報抽出部100は、距離情報算出部101、単数複数判定部102、単数角度情報算出部103、複数角度情報算出部104、及び観測結果出力部105で構成される。   The target tracking device according to the first embodiment includes an observation information extraction unit 100 and a tracking processing unit 200. Here, the observation information extraction unit 100 includes a distance information calculation unit 101, a single plural determination unit 102, a single angle information calculation unit 103, a multiple angle information calculation unit 104, and an observation result output unit 105.

観測情報抽出部100内の距離情報算出部101は、目標観測装置(図示せず)に設置された複数のアンテナ素子からの受信信号に基づいて、目標の距離情報を算出する算出手段である。単数複数判定部102は、アンテナ素子毎の受信信号の和信号と差信号とに基づいて、観測領域に目標が単数いるか、複数いるかを判定する判定手段である。   The distance information calculation unit 101 in the observation information extraction unit 100 is a calculation unit that calculates target distance information based on reception signals from a plurality of antenna elements installed in a target observation apparatus (not shown). The singular / multiple determination unit 102 is a determination unit that determines whether the observation region has a single target or a plurality of targets based on the sum signal and the difference signal of the received signals for each antenna element.

単数角度情報算出部103は、単数複数判定部102により目標が単数であると判定された場合に、モノパルス法により目標の角度情報を算出する算出手段である。複数角度情報算出部104は、単数複数判定部102により目標が複数であると判定された場合に、複数目標の角度情報を算出する算出手段である。この算出方法としては、例えば、文献「車載用レーダのための二段階測角方式」(電子情報通信学会論文誌 研究速報Vol.J86−B No.8)に記載されている最尤推定法が挙げられる。   The singular angle information calculation unit 103 is a calculation unit that calculates target angle information by the monopulse method when the single / multiple determination unit 102 determines that the target is singular. The multiple angle information calculation unit 104 is a calculation unit that calculates angle information of multiple targets when the single multiple determination unit 102 determines that there are multiple targets. As this calculation method, for example, the maximum likelihood estimation method described in the document “Two-step angle measurement method for in-vehicle radar” (Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Research Bulletin Vol. J86-B No. 8) is used. Can be mentioned.

観測結果出力部105は、所定のサンプリング周期ごとに、距離情報算出部101で算出された観測値の距離と、単数複数判定部102で判定された単複判定結果と、単数角度情報算出部103及び複数角度情報算出部104で算出された観測値の角度情報とを含む観測値情報を生成して、追尾処理部200に出力する出力処理部である。   The observation result output unit 105 includes, for each predetermined sampling period, the distance between the observation values calculated by the distance information calculation unit 101, the single determination result determined by the single plural determination unit 102, the single angle information calculation unit 103, and The output processing unit generates observation value information including the angle information of the observation values calculated by the multiple angle information calculation unit 104 and outputs the observation value information to the tracking processing unit 200.

一方、追尾処理部200は、軌跡推定部201、軌跡評価部202、仮説限定部203、及びデータ記憶部204で構成される。追尾処理部200内の軌跡推定部201は、過去の観測値に基づいて生成された目標航跡に関する情報と、今回の観測値の情報とを用いて、目標航跡の更新と、新たな航跡の生成を行う推定手段である。その際、カルマンフィルタを用いて、最新の航跡の運動諸元を計算する。   On the other hand, the tracking processing unit 200 includes a trajectory estimation unit 201, a trajectory evaluation unit 202, a hypothesis limiting unit 203, and a data storage unit 204. The trajectory estimation unit 201 in the tracking processing unit 200 uses the information on the target track generated based on the past observation values and the information on the current observation values to update the target track and generate a new track. It is the estimation means which performs. At that time, the motion parameters of the latest wake are calculated using the Kalman filter.

軌跡評価部202は、軌跡推定部201で生成された航跡をもとに、その組み合わせである仮説を生成し、信頼度を計算する評価手段である。仮説限定部203は、軌跡評価部202で生成された仮説群の取捨選択を行い、仮説の絞り込みを行う限定手段である。さらに、データ記憶部204は、追尾処理で必要とされるデータがあらかじめ記憶されているとともに、測定値のサンプリング毎に更新される目標の航跡に関するデータを蓄積する記憶手段である。   The trajectory evaluation unit 202 is an evaluation unit that generates a hypothesis that is a combination of the hypotheses based on the wake generated by the trajectory estimation unit 201 and calculates the reliability. The hypothesis limiting unit 203 is a limiting unit that selects hypotheses generated by the trajectory evaluation unit 202 and narrows down hypotheses. Further, the data storage unit 204 is a storage unit that stores data necessary for the tracking process in advance and accumulates data related to the target track updated every time the measurement value is sampled.

次に、観測情報抽出部100による観測値の抽出処理、及び追尾処理部200による目標の追尾処理の流れについて、フローチャートを用いて説明する。まず始めに、観測情報抽出部100による観測値の抽出処理について説明する。図2は、本発明の実施の形態1における観測値抽出処理のフローチャートである。単数複数判定部102の単複判定結果を観測値情報として追尾処理部200に出力する点を特徴としている。   Next, the flow of observation value extraction processing by the observation information extraction unit 100 and target tracking processing by the tracking processing unit 200 will be described with reference to flowcharts. First, observation value extraction processing by the observation information extraction unit 100 will be described. FIG. 2 is a flowchart of the observation value extraction process in the first embodiment of the present invention. It is characterized in that the single / multiple determination result of the single / multiple determination unit 102 is output to the tracking processing unit 200 as observation value information.

観測情報抽出部100内の距離情報算出部101は、目標観測装置(図示せず)に設置された複数のアンテナ素子から受信信号を読み取り(ステップS201)、その受信信号に基づいて、目標の距離情報を算出する(ステップS202)。次に、単数複数判定部102は、複数のアンテナ素子で受信された受信信号に基づいて、観測領域に目標が単数いるか、複数いるかを判定する(ステップS203)。単数複数判定部102は、この判定として以下の式を適用する。ここで、Reは実数部を意味している。   The distance information calculation unit 101 in the observation information extraction unit 100 reads received signals from a plurality of antenna elements installed in a target observation apparatus (not shown) (step S201), and based on the received signals, the target distance Information is calculated (step S202). Next, the singular / multiple determination unit 102 determines whether there is a single target or multiple targets in the observation region based on the received signals received by the multiple antenna elements (step S203). The singular / multiple determination unit 102 applies the following expression as this determination. Here, Re means a real part.

Figure 2006003256
Figure 2006003256

上式において、Σ、△は、アンテナ素子毎の信号の和ビーム、差ビームである。また、Nthは、判定のための閾値である。単数複数判定部102は、上記の不等式が成立する場合には、目標が複数存在すると判定し、不等式が成立しない場合には、目標が単数であると判定する。 In the above equation, Σ m and Δ m are a sum beam and a difference beam of signals for each antenna element. Nth is a threshold value for determination. The singular / plurality determination unit 102 determines that there are a plurality of targets when the above inequality is satisfied, and determines that the target is singular when the inequality is not satisfied.

目標が単数であると判定された場合には、単数角度情報算出部103は、モノパルス測角法により、目標の角度情報を算出する(ステップS204)。一方、目標が複数であると判定された場合には、複数角度情報算出部104は、最尤推定法等を用いて複数目標の角度情報を算出する(ステップS205)。   When it is determined that the target is singular, the singular angle information calculation unit 103 calculates target angle information by the monopulse angle measurement method (step S204). On the other hand, when it is determined that there are a plurality of targets, the multiple angle information calculation unit 104 calculates angle information of the multiple targets using a maximum likelihood estimation method or the like (step S205).

そして、観測結果出力部105は、所定のサンプリング周期ごとに、ステップS201で距離情報算出部101によって算出された観測値の距離と、ステップS202で単数複数判定部102によって判定された単複判定結果と、ステップS203で単数角度情報算出部103によって算出された観測値の角度情報またはステップS204で複数角度情報算出部104によって算出された観測値の角度情報とを含む観測値情報を生成し、追尾処理部200に出力する(ステップS206)。   Then, the observation result output unit 105, for each predetermined sampling period, the distance of the observation value calculated by the distance information calculation unit 101 in step S201, and the single determination result determined by the single plural determination unit 102 in step S202. The observation value information including the angle information of the observation value calculated by the single angle information calculation unit 103 in step S203 or the angle information of the observation value calculated by the multiple angle information calculation unit 104 in step S204 is generated, and tracking processing is performed. The data is output to the unit 200 (step S206).

このように、ステップS201〜S206の一連の処理により、観測情報抽出部100は、所定のサンプリング周期ごとに、目標観測装置からの受信信号に基づいて、観測値情報を生成し、追尾処理部200に出力することができる。   As described above, the observation information extraction unit 100 generates the observation value information based on the received signal from the target observation device at every predetermined sampling period by the series of processes of steps S201 to S206, and the tracking processing unit 200. Can be output.

次に、追尾処理部200における目標の追尾処理について説明する。図3は、本発明の実施の形態1における目標追尾処理のフローチャートである。この図3のフローチャートは、あるサンプリング周期において観測情報抽出部100から出力された観測値情報を読み取り、最新の航跡データを生成・更新する一連の処理を示している。観測値情報の一部として受信した単複判定結果を用いて、仮説限定を行う点を特徴としている。   Next, target tracking processing in the tracking processing unit 200 will be described. FIG. 3 is a flowchart of the target tracking process in the first embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 3 shows a series of processes for reading observation value information output from the observation information extraction unit 100 in a certain sampling period and generating / updating the latest track data. It is characterized in that hypothesis limitation is performed using the single / multiple determination result received as part of the observation value information.

追尾処理部200内の軌跡推定部201は、観測情報抽出部100から観測値情報を読み取り、単複判定結果と、観測値の距離及び角度のデータを得る(ステップS301)。次に、軌跡推定部201は、観測値に対してゲート内判定を行い、観測値がどのクラスタに属するかを決定する(ステップS302)。   The trajectory estimation unit 201 in the tracking processing unit 200 reads the observation value information from the observation information extraction unit 100, and obtains the single / double determination result and the data of the distance and angle of the observation value (step S301). Next, the trajectory estimation unit 201 performs in-gate determination on the observed value, and determines which cluster the observed value belongs to (step S302).

軌跡推定部201は、このゲート内判定において、データ記憶部204に記憶された既存航跡に関するデータに基づいてゲートを算出し、新たに読み取った観測値との相関具合を調べることによりクラスタ分けを行う。この処理について、図4、5を用いて説明する。図4は、本発明の実施の形態1における既存航跡の状態を示す図である。あるクラスタにおいて、時刻t=0からt=2までの3サンプリングで5つの観測値00、10、11、20、21が読み取られた状態を示している。   In this in-gate determination, the trajectory estimation unit 201 calculates a gate based on data relating to the existing track stored in the data storage unit 204, and performs clustering by examining the correlation with the newly read observation value. . This process will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a state of an existing wake in the first embodiment of the present invention. In a certain cluster, five observed values 00, 10, 11, 20, and 21 are read by three samplings from time t = 0 to t = 2.

図4に示した5つの観測値の状態から、次のT1〜T6の6種の航跡が観測値の組として表記できる。
T1: 10-20
T2: 10-21
T3: 11-20
T4: 11-21
T5: 20
T6: 21
From the five observed value states shown in FIG. 4, the following six types of wakes T1 to T6 can be expressed as a set of observed values.
T1: 10-20
T2: 10-21
T3: 11-20
T4: 11-21
T5: 20
T6: 21

また、航跡を採択する仮説は、航跡T1〜T6の組とその信頼度により「ID:{航跡組}信頼度」として、例えば、次のH1〜H6の6種の仮説として表記できる。ここで、relは、それぞれの仮説の信頼度を表している。
H1:{T1,T4}rel1
H2:{T1,T6}rel2
H3:{T2,T5}rel3
H4:{T2}rel4
H5:{T5}rel5
H6:{T2、T3}rel6
Further, the hypothesis for adopting the wake can be expressed as, for example, the following six types of hypotheses H1 to H6 as “ID: {wake set} reliability” by the wake T1 to T6 pair and the reliability thereof. Here, rel represents the reliability of each hypothesis.
H1: {T1, T4} rel1
H2: {T1, T6} rel2
H3: {T2, T5} rel3
H4: {T2} rel4
H5: {T5} rel5
H6: {T2, T3} rel6

次に、図5は、本発明の実施の形態1における既存航跡と最新の観測値との関係を示す図である。先のステップS301におけるサンプリング時刻t=3での観測値として、新たに観測値30、31、32、33が読み込まれた状態を示している。軌跡推定部201は、航跡T1〜T6に基づいて、サンプリング時刻t=2における観測値20に対するゲート及びサンプリング時刻t=2における観測値21に対するゲートを算出する。   Next, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the existing track and the latest observed value in the first embodiment of the present invention. The observation values 30, 31, 32, and 33 are newly read as the observation values at the sampling time t = 3 in the previous step S301. The trajectory estimation unit 201 calculates a gate for the observation value 20 at the sampling time t = 2 and a gate for the observation value 21 at the sampling time t = 2 based on the tracks T1 to T6.

軌跡推定部201は、算出したゲートと、新たな観測値のそれぞれの位置との相関具合を調べることにより、新たな観測値30〜33のクラスタ分けを行う。図5においては、次のようなクラスタ分けが行われたことを想定している。新たな観測値30、31は、観測値20のゲート、すなわち航跡T1、T3、T5のゲートに入っているとする。また、新たな観測値32は、観測値21のゲート、すなわち航跡T2、T4、T6のゲートに入っているとする。さらに、新たな観測値33は、どの航跡のゲートにも入らなかったものとする。   The trajectory estimation unit 201 performs clustering of the new observed values 30 to 33 by examining the correlation between the calculated gate and each position of the new observed value. In FIG. 5, it is assumed that the following clustering has been performed. It is assumed that the new observation values 30 and 31 enter the gate of the observation value 20, that is, the gates of the wakes T1, T3, and T5. Further, it is assumed that the new observed value 32 enters the gate of the observed value 21, that is, the gates of the wakes T2, T4, and T6. Further, it is assumed that the new observation value 33 has not entered any wake gate.

次に、軌跡推定部201は、図5に示したようなゲートと新たな観測値との相関具合をもとに、サンプリング時刻t=3での航跡を作成する(ステップS303)。作成される航跡には、以下の3種がある。
(1)更新航跡:既存航跡に、ゲート内に入った観測値を追加してできる航跡
(2)新航跡:そのサンプリング時刻に入った新たな観測値を起点とする航跡
(3)メモリトラック航跡:既存航跡に対し、該当する時刻には相関する観測値がなかったとする航跡
Next, the trajectory estimation unit 201 creates a wake at the sampling time t = 3 based on the correlation between the gate and the new observation value as shown in FIG. 5 (step S303). The following three types of wakes are created.
(1) Updated track: A track created by adding the observation value entered in the gate to the existing track (2) New track: A track starting from the new observation value at the sampling time (3) Memory track track : Tracks that do not have correlated observations at the corresponding time for existing tracks

図5の例では、軌跡推定部201は、まず更新航跡として、既存航跡T1〜T6と、新たな観測値30〜33のクラスタ分けの結果とに基づいて、以下の9種の航跡を作成する。
T11: 10-20-30
T12: 10-20-31
T21: 10-21-32
T31: 11-20-30
T32: 11-20-31
T41: 11-21-32
T51: 20-30
T52: 20-31
T61: 21-32
In the example of FIG. 5, the trajectory estimation unit 201 first creates the following nine types of wakes as the updated wakes based on the existing wakes T1 to T6 and the result of clustering the new observation values 30 to 33. .
T11: 10-20-30
T12: 10-20-31
T21: 10-21-32
T31: 11-20-30
T32: 11-20-31
T41: 11-21-32
T51: 20-30
T52: 20-31
T61: 21-32

また、軌跡推定部201は、新航跡として、次の3種の航跡を作成する。
T71: 30
T72: 31
T73: 32
Further, the trajectory estimation unit 201 creates the following three types of wakes as new wakes.
T71: 30
T72: 31
T73: 32

さらに、軌跡推定部201は、メモリトラック航跡として、次の6種の航跡を作成する。
T81: 10-20
T82: 10-21
T83: 11-20
T84: 11-21
T85: 20
T86: 21
Furthermore, the trajectory estimation unit 201 creates the following six types of wakes as memory track wakes.
T81: 10-20
T82: 10-21
T83: 11-20
T84: 11-21
T85: 20
T86: 21

ここで、航跡は、仮航跡と本航跡の2つに分けることができる。仮航跡は、目標を追跡しているのかどうかの判断が保留されている段階の航跡であり、本航跡は、目標を追跡していると判断された状態の航跡である。新航跡として生成されたばかりの段階では仮航跡であり、その後更新を続け、本航跡として認められるまで仮航跡の状態であり続ける。   Here, the wake can be divided into a temporary wake and a main wake. The provisional wake is a wake at a stage where it is determined whether or not the target is being tracked, and the wake is a wake that is determined to be tracking the target. It is a temporary wake at the stage where it has just been generated as a new wake, and then continues to be updated until it is recognized as the main wake.

また、ステップS303では、どのクラスタとも相関がなかった観測値については、その観測値を起点とする新たなクラスタを生成する。図5の例では、観測値33は、どの航跡とも相関がないので、この観測値33を起点とする新クラスタが生成されることとなる。   In step S303, for the observed value that has no correlation with any cluster, a new cluster is generated starting from the observed value. In the example of FIG. 5, since the observed value 33 has no correlation with any wake, a new cluster starting from this observed value 33 is generated.

また、ステップS303では、この時刻における観測値により後述する同値関係が複数のクラスタ間で発生した場合、それらのクラスタを統合する処理が行われる。ステップS301〜S303で示したような一連の処理により、軌跡推定部201は、サンプリング時刻毎に読み取った観測値に基づいて、既存航跡の更新、新たな航跡の生成及び新クラスタの作成を行うことができる。すなわち、所定のサンプリング周期ごとに、上述の更新航跡、新航跡、メモリトラック航跡のデータが、データ記憶部24に更新データとして蓄積される。   Further, in step S303, when an equivalence relationship described later occurs between a plurality of clusters due to the observed value at this time, processing for integrating the clusters is performed. Through a series of processes as shown in steps S301 to S303, the trajectory estimation unit 201 updates the existing track, generates a new track, and creates a new cluster based on the observation values read at each sampling time. Can do. That is, the update track, the new track, and the memory track track are stored as update data in the data storage unit 24 at every predetermined sampling period.

次に、軌跡評価部202における処理を説明する。まず、軌跡評価部202は、軌跡推定部201が作成した種々のデータに基づいて、ゲート内判定行列を生成する(ステップS304)。このゲート内判定行列は、各クラスタに相関した観測値に対する解釈の可能性の一覧を示したものである。   Next, processing in the trajectory evaluation unit 202 will be described. First, the trajectory evaluation unit 202 generates an in-gate determination matrix based on various data created by the trajectory estimation unit 201 (step S304). This in-gate determination matrix shows a list of interpretation possibilities for the observation values correlated with each cluster.

図6は、本発明の実施の形態1におけるゲート内判定行列を示した図である。このゲート内判定行列の各行は、該当時刻にクラスタと相関した観測値を示している。図6では、サンプリング時刻t=3における新たな観測値30、31、32が、それぞれ1〜3行目に相当する。また、列に関しては、第1列は、不要信号であることを示し、第2列から第7列までは、既存航跡T1〜T6を示し、終わりの3列は、新航跡であることを示している。   FIG. 6 is a diagram showing an in-gate determination matrix according to Embodiment 1 of the present invention. Each row of the in-gate determination matrix indicates an observation value correlated with the cluster at the corresponding time. In FIG. 6, new observed values 30, 31, and 32 at the sampling time t = 3 correspond to the first to third rows, respectively. Regarding the columns, the first column indicates an unnecessary signal, the second column to the seventh column indicate existing tracks T1 to T6, and the last three columns indicate a new track. ing.

全ての観測値は、不要信号である可能性を持っているので、第1列の要素は、全て1となる。また、第2列から第7列までは、既存航跡T1〜T6と新たな観測値30〜32により生成された更新航跡に相当する。第2列から第7列までの中に1が設定されている部分は9ヶ所あり、これらは先に説明した9種の更新航跡T11〜T61のそれぞれと対応している。   Since all observation values have the possibility of being unnecessary signals, the elements in the first column are all 1. The second to seventh columns correspond to the updated tracks generated from the existing tracks T1 to T6 and the new observed values 30 to 32. There are nine portions where 1 is set in the second column to the seventh column, and these correspond to each of the nine types of update tracks T11 to T61 described above.

例えば、第2列については、既存航跡T1と相関する観測値は、30、31であるので、第1、2行が1となり、第3行は0となる。すなわち、この第2列第1行の1は、更新航跡T11に相当し、第2列第2行の1は、更新航跡T12に相当している。さらに、終わりの3列については、先に説明した新航跡T71〜T73に相当し、これら3つの新航跡は、それぞれの起点にしか対応できないことから、単位行列の形となる。   For example, for the second column, the observed values correlated with the existing track T1 are 30, 31, so the first and second rows are 1 and the third row is 0. That is, 1 in the second column and first row corresponds to the update track T11, and 1 in the second column and second row corresponds to the update track T12. Further, the last three columns correspond to the previously described new tracks T71 to T73, and these three new tracks can only correspond to their respective starting points, and thus form a unit matrix.

次に、軌跡評価部202は、ゲート内判定行列に基づいて航跡相関行列を生成する(ステップS305)。ここで、航跡相関行列とは、次の3条件を満たす全ての行列であり、各観測値の互いに矛盾しない解釈の組み合わせである。
条件1)航跡相関行列において1となる要素と同一の位置に当たるゲート内判定行列の要素は、必ず1となっている。
条件2)航跡相関行列の各行において1となる要素の数は1つのみである。
条件3)航跡相関行列の各列は、高々1つの要素が1となる。ただし、第1列はいくつ1の要素があってもよい。
Next, the trajectory evaluation unit 202 generates a wake correlation matrix based on the in-gate determination matrix (step S305). Here, the wake correlation matrix is all matrices that satisfy the following three conditions, and is a combination of interpretations of observation values that are consistent with each other.
Condition 1) The element of the in-gate determination matrix that corresponds to the same position as the element that becomes 1 in the wake correlation matrix is always 1.
Condition 2) The number of elements that are 1 in each row of the wake correlation matrix is only one.
Condition 3) At most one element is 1 in each column of the wake correlation matrix. However, the first column may have any number of elements.

図7は、本発明の実施の形態1における航跡相関行列を示した図である。一例として、上述の3条件を満たす5種の航跡相関行列が示されている。   FIG. 7 is a diagram showing a wake correlation matrix in the first embodiment of the present invention. As an example, five types of wake correlation matrices that satisfy the above three conditions are shown.

次に、軌跡評価部202は、既存仮説を航跡相関行列によって更新処理する(ステップS306)。各仮説の更新では、その中に含まれている航跡以外の航跡の存在を仮定している航跡相関行列を除いた全ての航跡相関行列を使用する。例えば、先に説明した仮説H1では、航跡T1とT4が参照されている。図7の航跡相関行列(1)〜(5)の中では、(2)と(3)が航跡T2の存在を仮定しているので、仮説H1の更新には用いられないこととなる。   Next, the trajectory evaluation unit 202 updates the existing hypothesis with the wake correlation matrix (step S306). In updating each hypothesis, all the wake correlation matrices except for the wake correlation matrix assuming the existence of wakes other than the wake included in the hypothesis are used. For example, the tracks H1 and T4 are referred to in the hypothesis H1 described above. In the wake correlation matrices (1) to (5) in FIG. 7, since (2) and (3) assume the existence of the wake T2, they are not used for updating the hypothesis H1.

H1を図7の航跡相関行列(1)によって更新すると、これは、サンプリング時刻t=3の観測値が全て不要信号であることを示しているので、メモリトラック航跡を用いて次のようなH11となる。
H11:{T81,T84}
When H1 is updated by the wake correlation matrix (1) in FIG. 7, this indicates that all the observation values at the sampling time t = 3 are unnecessary signals. It becomes.
H11: {T81, T84}

また、H1を図7の航跡相関行列(4)によって更新すると、更新航跡を用いて次のようなH12となる。
H12:{T11,T41}
さらに、H1を図7の航跡相関行列(5)によって更新すると、更新航跡を用いて次のようなH13となる。
H13:{T81,T72,T41}
Further, when H1 is updated by the wake correlation matrix (4) in FIG. 7, the following H12 is obtained using the updated wake.
H12: {T11, T41}
Furthermore, when H1 is updated by the wake correlation matrix (5) in FIG. 7, the following H13 is obtained using the updated wake.
H13: {T81, T72, T41}

このようにして、軌跡評価部202は、可能な仮説と航跡相関行列の組み合わせによって既存仮説を更新し、新たな仮説を生成する。サンプリング周期ごとに生成されるこれらの仮説も、データ記憶部24に蓄積されることとなる。   In this way, the trajectory evaluation unit 202 updates an existing hypothesis with a combination of a possible hypothesis and a wake correlation matrix, and generates a new hypothesis. These hypotheses generated every sampling period are also accumulated in the data storage unit 24.

次に、軌跡評価部202は、信頼度の低い仮説の削除及び似た仮説の統合によって仮説群を縮小する準最適化処理を実行し、さらに、それに伴うクラスタ分離の処理を実行する(ステップS307)。   Next, the trajectory evaluation unit 202 executes a semi-optimization process for reducing hypothesis groups by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses, and further executes a cluster separation process associated therewith (step S307). ).

ここで、準最適化処理には様々な手法があるが、下記の手法が知られている。
手法1)信頼度に閾値を設け、それに満たない信頼度を持つ仮説を全て削除する。
手法2)仮説数の上限を設け、信頼度が高い順に、設定した個数の仮説のみを残し、その他を削除する。
手法3)過去N回の時刻分における観測値の相関内容が同一の仮説を統合する。
Here, there are various methods for the semi-optimization processing, and the following methods are known.
Method 1) A threshold is set for the reliability, and all hypotheses having a reliability less than that are deleted.
Method 2) An upper limit is set for the number of hypotheses, only the set number of hypotheses are left in order of higher reliability, and others are deleted.
Method 3) The hypotheses having the same correlation contents of observation values for the past N times are integrated.

軌跡評価部202は、クラスタ分離処理の実行に当たっては、以下のように航跡間の観測値の共有具合を検査する。クラスタでは、原則として、航跡を構成する観測値の一部が共通であるそれぞれの航跡は、全て同じクラスタに属していなければならない。例えば、
Ta:11-20-30
Tb:21-32
Tc:20-32
なる3航跡が存在する場合には、観測値20を共有するTaとTc、及び観測値32を共有するTbとTcは、それぞれ同一クラスタを構成することとなる。
When executing the cluster separation process, the trajectory evaluation unit 202 checks the sharing of observation values between wakes as follows. In a cluster, as a general rule, all wakes that share some of the observation values that make up a wake must belong to the same cluster. For example,
Ta: 11-20-30
Tb: 21-32
Tc: 20-32
When three wakes exist, Ta and Tc sharing the observation value 20 and Tb and Tc sharing the observation value 32 constitute the same cluster.

この状況で、準最適化により航跡Tcが削除された場合を考えると、残りの2航跡Ta及びTbは、観測値を共有していないので、各々独立にクラスタを構成することができる。   In this situation, considering the case where the wake Tc is deleted by the quasi-optimization, the remaining two wakes Ta and Tb do not share the observation value, and thus can form a cluster independently.

次に、軌跡評価部202は、仮航跡群の中から、目標を追跡している可能性が極めて高い仮航跡を本航跡に昇格させる本航跡判定処理を行う。(ステップS308)。この「目標を追跡している可能性が極めて高い」ことを判定するための条件として、例えば、次のような条件が挙げられる。
条件)その航跡が残存する全ての仮説に含まれる。
ステップS304〜S308で示したような一連の処理により、軌跡評価部202は、軌跡推定部201で生成された航跡をもとに、仮説を生成するとともに本航跡の判定を行うことができる。
Next, the trajectory evaluation unit 202 performs a main wake determination process that promotes a tentative wake that is very likely to be tracking a target from the tentative wake group to the main wake. (Step S308). Examples of the condition for determining that “the possibility of tracking the target is extremely high” include the following conditions.
Condition) The wake is included in all remaining hypotheses.
Through a series of processes as shown in steps S304 to S308, the trajectory evaluation unit 202 can generate a hypothesis and determine the main wake based on the wake generated by the trajectory estimation unit 201.

次に、仮説限定部203における処理を説明する。仮説限定部203は、軌跡評価部202で生成された仮説群の取捨選択を行う(ステップS309)。ステップS301で取得した単複判定結果に基づいて、目標が単数であると判定された場合には、既存の本航跡の更新による航跡のみからなる仮説を残し、残りは削除する。また、仮説限定部203は、ステップS301で取得した単複判定結果に基づいて、目標が複数であると判定された場合には、既存の本航跡の更新による航跡を残すとともに、分離目標に相当する仮航跡からなる仮説の更新、あるいは新目標からなる仮説の更新を行う。さらに、得られた複数の観測値の一方を不要信号とし、目標数を単数と見なす仮説を削除する。   Next, processing in the hypothesis limiting unit 203 will be described. The hypothesis limiting unit 203 selects the hypothesis group generated by the trajectory evaluation unit 202 (step S309). If it is determined that the target is singular based on the single determination result acquired in step S301, a hypothesis consisting only of the track by updating the existing main track is left, and the rest is deleted. Further, when it is determined that there are a plurality of targets based on the single determination result acquired in step S301, the hypothesis limiting unit 203 leaves a track by updating the existing main track and corresponds to a separation target. Update hypotheses consisting of temporary tracks or hypotheses consisting of new targets. Further, one of the obtained observation values is set as an unnecessary signal, and the hypothesis that the target number is regarded as singular is deleted.

なお、上記のステップS309における仮説限定処理は、現在のサンプリング時刻での単複判定結果を利用した場合を説明したが、過去のサンプリング時刻における単複判定結果をさらに利用して、連続して数サンプルの間、単数目標、あるいは複数目標と判定されることにより、仮説限定処理を行うこともできる。これにより、複数目標とする判断処理の信頼性を向上させることができる。   In the above-described hypothesis limiting process in step S309, the case where the single determination result at the current sampling time is used has been described. However, the single determination result at the past sampling time is further used, and several samples are continuously obtained. The hypothesis limiting process can also be performed by determining that the target is a single target or a plurality of targets. As a result, the reliability of the determination processing as a plurality of targets can be improved.

図8は、本発明の実施の形態1における目標追尾装置全体の処理のフローチャートであり、図2と図3のそれぞれのフローチャートをつなげた全体の処理を示している。図8のステップS801〜S806は、観測情報抽出部100の処理を示した図2のステップS201〜S206に相当する。   FIG. 8 is a flowchart of the overall processing of the target tracking device according to the first embodiment of the present invention, and shows the overall processing that connects the flowcharts of FIGS. 2 and 3. Steps S801 to S806 in FIG. 8 correspond to steps S201 to S206 in FIG. 2 illustrating the processing of the observation information extraction unit 100.

また、図8のステップS807は、軌跡推定部201の処理を示した図3のステップS301〜S303をまとめて示したものである。また、図8のステップS808は、軌跡評価部202の処理を示した図3のステップS304〜S308をまとめて示したものである。さらに、図8のステップS809は、仮説限定部203の処理を示した図3のステップS309に相当する。   Step S807 in FIG. 8 collectively shows steps S301 to S303 in FIG. 3 showing the processing of the trajectory estimation unit 201. Step S808 in FIG. 8 collectively shows steps S304 to S308 in FIG. 3 showing the processing of the trajectory evaluation unit 202. Further, step S809 in FIG. 8 corresponds to step S309 in FIG. 3 showing the processing of the hypothesis limiting unit 203.

図8の処理内容は、図2及び図3と同様であり、説明を省略する。図8のステップS801〜S809の一連の操作を所定のサンプリング時刻ごとに繰り返し実行することにより、時々刻々変化する観測値情報に基づく目標の追尾処理を行うこととなる。   The processing content of FIG. 8 is the same as that of FIG. 2 and FIG. By repeating the series of operations in steps S801 to S809 in FIG. 8 at predetermined sampling times, target tracking processing based on observation value information that changes from time to time is performed.

実施の形態1によれば、観測情報抽出部において判定された目標数の単複判定結果をもとにして、追尾処理部は、仮説の限定処理を実行することにより誤った仮説を作らずに信頼性の高い航跡のみに限定することができ、追尾の正確さの向上及び演算負荷の軽減を達成できる目標追尾装置を得ることができる。   According to the first embodiment, based on the target number single determination result determined by the observation information extraction unit, the tracking processing unit performs a hypothesis limiting process to make a reliable hypothesis without creating an incorrect hypothesis. Therefore, it is possible to obtain a target tracking device that can be limited to only a highly-priced track and can achieve improvement in tracking accuracy and reduction in calculation load.

実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2における目標追尾装置の構成図である。実施の形態1における図1の構成と比較すると、実施の形態2における図9の構成は、仮説限定部203の代わりに仮説信頼度修正部205を用いている。この違いを中心に、処理の詳細を説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram of the target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention. Compared with the configuration of FIG. 1 in the first embodiment, the configuration of FIG. 9 in the second embodiment uses a hypothesis reliability correction unit 205 instead of the hypothesis limitation unit 203. The details of the processing will be described focusing on this difference.

追尾処理部200内の仮説信頼度修正部205は、ノイズ振幅の分布に応じて、仮説の信頼度を修正し、仮説限定を行う機能を有している。この具体的な処理について、図10のフローチャートにしたがって説明する。図10は、本発明の実施の形態2における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。図8のステップS801〜S809と異なる処理を中心に説明する。   The hypothesis reliability correction unit 205 in the tracking processing unit 200 has a function of correcting the hypothesis reliability and limiting the hypothesis according to the noise amplitude distribution. This specific process will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 10 is a flowchart of processing of the entire target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention. A description will be given mainly of processing different from steps S801 to S809 in FIG.

観測情報抽出部100で実行される処理に相当するステップS1001〜S1006は、実施の形態1のステップS801〜806と同様であり、観測情報抽出部100は、サンプリング周期ごとに読み取った観測信号に基づいて観測値情報を生成し、追尾処理部200に出力する。ただし、観測結果出力部105は、この観測値情報として、単数複数判定部102が単複判定処理に用いた閾値を含めたデータを生成し、追尾処理部200に出力する。   Steps S1001 to S1006 corresponding to the processing executed by the observation information extraction unit 100 are the same as steps S801 to 806 of the first embodiment, and the observation information extraction unit 100 is based on the observation signal read for each sampling period. Observation value information is generated and output to the tracking processing unit 200. However, the observation result output unit 105 generates data including the threshold used by the single / multiple determination unit 102 in the single / multiple determination process as the observation value information, and outputs the data to the tracking processing unit 200.

次に、実施の形態1のステップS807、808と同様に、追尾処理部200内の軌跡推定部201は、軌跡推定(ステップS1007)を行い、さらに、軌跡評価部202は、軌跡評価(ステップS1008)を行う。次に、仮説信頼度修正部205は、観測情報抽出部100から受け取った観測情報に含まれている単複判定結果及び閾値に基づいて、軌跡評価部202で生成された仮説群の取捨選択を行う(ステップS1009)。   Next, as in steps S807 and 808 of the first embodiment, the trajectory estimation unit 201 in the tracking processing unit 200 performs trajectory estimation (step S1007), and the trajectory evaluation unit 202 further performs trajectory evaluation (step S1008). )I do. Next, the hypothesis reliability correction unit 205 selects a hypothesis group generated by the trajectory evaluation unit 202 based on a single determination result and a threshold value included in the observation information received from the observation information extraction unit 100. (Step S1009).

実施の形態1と同様に、単数複数判定部102は、以下の判定式を用いて単複判定を行っている。   As in the first embodiment, the single / multiple determination unit 102 performs single / multiple determination using the following determination formula.

Figure 2006003256
Figure 2006003256

これに対して、データ記憶部204は、上式において、目標が単数であるにもかかわらず判定式が閾値Nthを超える確率Pfalse(すなわち、閾値Nthを用いて、目標が単数であるにもかかわらず複数と誤判定してしまう確率)を、閾値と関連付けたデータとしてあらかじめ有している。この閾値と関連づけられた確率Pfalseは、閾値と連動して定まる観測信号のノイズ成分の分布から一義的にあらかじめ規定することができる。 On the other hand, the data storage unit 204 uses the probability P false that the determination formula exceeds the threshold value Nth even if the target is singular (that is, the target value is singular using the threshold value Nth). Regardless of the probability of misjudging as a plurality, regardless of the threshold), the data is associated in advance with the threshold value. The probability P false associated with this threshold value can be uniquely defined in advance from the distribution of the noise components of the observation signal determined in conjunction with the threshold value.

さらに、データ記憶部204は、閾値Nthにおける目標の探知確率PTARGETを、閾値と関連付けたデータとしてあらかじめ有している。この閾値と関連づけられた確率PTARGETも、閾値と連動して定まる観測信号のノイズ成分の分布から一義的にあらかじめ規定することができる。 Further, the data storage unit 204 has in advance the target detection probability P TARGET at the threshold value Nth as data associated with the threshold value. The probability P TARGET associated with this threshold value can also be uniquely defined in advance from the distribution of the noise components of the observation signal determined in conjunction with the threshold value.

そして、仮説信頼度修正部205は、観測情報の一部として受け取った閾値に対応する確率Pfalse及び確率PTARGETをデータ記憶部204から取り出して、軌跡評価部202で生成された仮説の信頼度の計算結果に対し、確率Pfalse及び確率PTARGETで重み付けを行う。 Then, the hypothesis reliability correction unit 205 extracts the probability P false and the probability P TARGET corresponding to the threshold received as part of the observation information from the data storage unit 204, and the reliability of the hypothesis generated by the trajectory evaluation unit 202 Is weighted with a probability P false and a probability P TARGET .

仮説信頼度修正部205は、単複判定結果として目標が複数と判定された場合には、各仮説について、次の処理を行う。近接する複数の観測値の一方を既追尾目標のものとし、他方の不要信号とみなす仮説については、その信頼度にPfalseを掛け合わせて更新する。また、近接する複数の観測値の一方を既追尾目標のものとし、他方を分離発生した目標の信号と見なす仮説については、その信頼度にPTARGETを掛け合わせて更新する。 The hypothesis reliability correction unit 205 performs the following process for each hypothesis when it is determined that there are a plurality of targets as a single determination result. The hypothesis that one of a plurality of adjacent observed values is assumed to be the already tracked target and the other unnecessary signal is regarded as an unnecessary signal is updated by multiplying its reliability by P false . In addition, a hypothesis that one of a plurality of adjacent observed values is assumed to be a tracked target and the other is regarded as a target signal generated separately is updated by multiplying its reliability by P TARGET .

実施の形態2によれば、仮説生成において、ノイズレベルが高いため誤って目標分離が起こったと判定されてしまう可能性がある場合でも、仮説の信頼度をノイズ振幅のレベルに応じた確率で重み付けするので、仮説を限定することが可能となる。この結果、正確な目標分離判定を行うことができ、追尾の正確さの向上及び演算負荷の軽減を達成できる目標追尾装置を得ることができる。   According to the second embodiment, in the hypothesis generation, even when there is a possibility that the target separation is erroneously determined due to the high noise level, the reliability of the hypothesis is weighted with the probability according to the level of the noise amplitude. Therefore, it becomes possible to limit the hypotheses. As a result, an accurate target separation determination can be performed, and a target tracking device that can achieve improvement in tracking accuracy and reduction in computation load can be obtained.

実施の形態3.
図11は、本発明の実施の形態3における目標追尾装置の構成図である。実施の形態2における図9の構成と比較すると、実施の形態3における図11の構成は、さらに仮説評価部300を備えている。さらに、単数複数判定部102は、仮説評価部300で所定のサンプリング時刻ごとに算出される閾値を用いて、次のサンプリング周期における単複判定を行うことを特徴としている。これらの違いを中心に、処理の詳細を説明する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a configuration diagram of the target tracking device according to Embodiment 3 of the present invention. Compared with the configuration of FIG. 9 in the second embodiment, the configuration of FIG. 11 in the third embodiment further includes a hypothesis evaluation unit 300. Further, the singular / multiple determination unit 102 is characterized by performing single / multiple determination in the next sampling period using a threshold value calculated at a predetermined sampling time by the hypothesis evaluation unit 300. The details of the processing will be described focusing on these differences.

仮説評価部300は、目標数推定部301と閾値決定部302とで構成される。目標数推定部301は、仮説限定部203で算出された仮説をもとに、目標数の期待値を計算する。さらに、閾値決定部302は、目標数推定部301で推定された目標数の期待値に基づいて、単複判定に用いる判定閾値を調整し、新たな閾値を算出する。   The hypothesis evaluation unit 300 includes a target number estimation unit 301 and a threshold value determination unit 302. The target number estimating unit 301 calculates an expected value of the target number based on the hypothesis calculated by the hypothesis limiting unit 203. Further, the threshold value determination unit 302 adjusts the determination threshold value used for single / multiple determination based on the expected value of the target number estimated by the target number estimation unit 301, and calculates a new threshold value.

一方、観測情報抽出部100内の単数複数判定部102は、算出された新たな閾値を採用して、次のサンプリング周期における単複判定処理を行う。この具体的な処理について、図12のフローチャートにしたがって説明する。図12は、本発明の実施の形態3における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。ステップS1201〜ステップS1209までの一連の処理は、基本的には実施の形態1のステップS801〜S809と同一であり、新たな処理としてステップS1210とS1211が追加されている。この異なる処理を中心に説明する。   On the other hand, the single / multiple determination unit 102 in the observation information extraction unit 100 adopts the calculated new threshold value and performs single / multiple determination processing in the next sampling period. This specific process will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 12 is a flowchart of processing of the entire target tracking device according to Embodiment 3 of the present invention. A series of processing from step S1201 to step S1209 is basically the same as steps S801 to S809 of the first embodiment, and steps S1210 and S1211 are added as new processing. This different process will be mainly described.

ステップS1201〜ステップS1209までの一連の処理により、現在のサンプリング時刻における仮説郡の取捨選択が行われる。次に、仮説評価部300内の目標数推定部301は、仮説限定部203で算出された仮説をもとに、次の手順により目標数の期待値を計算する。目標数推定部301は、各仮説の信頼度relと、各仮説の航跡数nから、目標数の期待値NTARGETを下式に従って算出する(ステップS1210)。 By a series of processing from step S1201 to step S1209, selection of hypothesis groups at the current sampling time is performed. Next, the target number estimation unit 301 in the hypothesis evaluation unit 300 calculates an expected value of the target number according to the following procedure based on the hypothesis calculated by the hypothesis limiting unit 203. Target-count-estimation unit 301, a reliability rel i for each hypothesis, the track number n i of each hypothesis, calculates the expected value N TARGET target speed according to the following equation (step S1210).

Figure 2006003256
Figure 2006003256

次に、閾値決定部302は、算出された目標数の期待値NTARGETに基づいて、単数複数判定部102が単複判定処理に用いる判定閾値を調整する(ステップS1211)。具体的には、閾値決定部302は、目標数の期待値NTARGETが前回のサンプリング時刻において算出した目標数の期待値よりも減少した場合には、あらかじめ決められた量だけ閾値を下げることにより、閾値の調整を行う。また、閾値決定部302は、目標数の期待値NTARGETの減少が抑えられたことにより、もとの閾値に戻す調整を行う。 Next, the threshold determination unit 302 adjusts the determination threshold used by the single / multiple determination unit 102 for the single determination process based on the calculated target number expected value N TARGET (step S1211). Specifically, the threshold value determination unit 302 reduces the threshold value by a predetermined amount when the target number expectation value N TARGET is smaller than the target number expectation value calculated at the previous sampling time. The threshold value is adjusted. In addition, the threshold value determination unit 302 performs adjustment to return to the original threshold value when the decrease in the target number expected value N TARGET is suppressed.

観測情報抽出部100内の単数複数判定部102は、閾値決定部302によって新たに算出された閾値を、次回のサンプリング時刻における単複判定処理に採用する。このように閾値をサンプリング周期ごとに調整することにより、複数目標を検出しやすくすることができる。   The single / multiple determination unit 102 in the observation information extraction unit 100 employs the threshold newly calculated by the threshold determination unit 302 in the single determination process at the next sampling time. Thus, by adjusting the threshold value for each sampling period, it is possible to easily detect a plurality of targets.

実施の形態3によれば、仮説評価部の働きにより、追尾処理部が推定した目標数に応じて、観測情報抽出部の目標数の単複判定閾値を変えることができ、サンプリング周期ごとに変化する検出結果に基づいて、単複判定をより正確に行うことができる。   According to the third embodiment, the function of the hypothesis evaluation unit can change the single determination threshold for the target number of the observation information extraction unit according to the target number estimated by the tracking processing unit, and changes for each sampling period. Based on the detection result, the single / multiple determination can be performed more accurately.

なお、閾値決定部は、目標数の比較に基づいて閾値を変更する場合を説明したが、目標間距離に基づいて閾値を変更することも可能である。例えば、目標間距離の短い複数の目標が検出できていない場合には、閾値を下げることにより、複数の目標を検出しやすくできる。   In addition, although the threshold value determination part demonstrated the case where a threshold value was changed based on comparison of a target number, it is also possible to change a threshold value based on the distance between targets. For example, when a plurality of targets having a short distance between targets cannot be detected, the plurality of targets can be easily detected by lowering the threshold value.

実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4における目標追尾装置の構成図である。実施の形態3における図11の構成と比較すると、実施の形態4における図13の構成は、仮説限定部203をなくした構成をなっている。このような構成においても、サンプリング周期ごとに単複判定閾値を変更しながら目標を検出することが可能である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 13 is a configuration diagram of the target tracking device according to Embodiment 4 of the present invention. Compared with the configuration of FIG. 11 in the third embodiment, the configuration of FIG. 13 in the fourth embodiment has a configuration in which the hypothesis limiting unit 203 is eliminated. Even in such a configuration, it is possible to detect the target while changing the single determination threshold for each sampling period.

仮説限定部203による仮説限定処理を施さずに、軌跡評価部202で評価した仮説に基づいて、仮説評価部300により新たな閾値の決定を行うことになる。図14は、本発明の実施の形態4における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。図14のステップS1401〜S1410における一連の処理は、図12のステップS1201〜S1211における一連の処理から、ステップS1209の仮説限定処理を除いたものであり、説明は省略する。   The hypothesis evaluation unit 300 determines a new threshold based on the hypothesis evaluated by the trajectory evaluation unit 202 without performing the hypothesis limitation process by the hypothesis limitation unit 203. FIG. 14 is a flowchart of processing of the entire target tracking device according to Embodiment 4 of the present invention. The series of processes in steps S1401 to S1410 in FIG. 14 is obtained by removing the hypothesis limiting process in step S1209 from the series of processes in steps S1201 to S1211 in FIG.

また、閾値決定部302は、図12のステップS1211あるいは図14のステップS1410における閾値決定の処理ステップにおいて、次のような新たな閾値決定処理を施すこともできる。   Further, the threshold value determination unit 302 can perform the following new threshold value determination process in the threshold value determination process step in step S1211 of FIG. 12 or step S1410 of FIG.

具体的には、閾値決定部302は、目標数の期待値NTARGETが前回のサンプリング時刻において算出した目標数の期待値よりも減少した場合には、あらかじめ決められた量だけ閾値を下げることにより、閾値の調整を行う。これにより、複数目標を検出し易くする。さらに、追尾処理部200が維持する全ての仮説において分離目標の航跡がある場合には、単数複数判定部102で使用する判定閾値を0とすることにより、無条件で複数目標と判定できるようにする。 Specifically, the threshold value determination unit 302 reduces the threshold value by a predetermined amount when the target number expectation value N TARGET is smaller than the target number expectation value calculated at the previous sampling time. The threshold value is adjusted. This facilitates detection of multiple targets. Further, when there is a track of the separation target in all hypotheses maintained by the tracking processing unit 200, the determination threshold used by the singular / multiple determination unit 102 is set to 0 so that it can be determined as a multiple target unconditionally. To do.

実施の形態4によれば、仮説限定部をなくした構成でも、仮説評価部の働きにより、追尾処理部が推定した目標数に応じて、観測情報抽出部の目標数の単複判定閾値を変えることにより、サンプリング周期ごとに変化する検出結果に基づいて、単複判定をより正確に行うことができる。さらに、追尾処理部が維持する仮説中で分離目標の存在が認められている場合には、無条件で複数目標と判定することにより、正確な観測値情報を得ることができる。   According to the fourth embodiment, even in the configuration without the hypothesis limiting unit, the single determination threshold of the target number of the observation information extraction unit is changed according to the target number estimated by the tracking processing unit by the function of the hypothesis evaluation unit. Thus, the single / multiple determination can be performed more accurately based on the detection result that changes at each sampling period. Furthermore, when the existence of the separation target is recognized in the hypothesis maintained by the tracking processing unit, accurate observation value information can be obtained by determining as a plurality of targets unconditionally.

なお、仮説評価部を用いて閾値を可変とする処理は、実施の形態2の構成に対しても同様に適用可能である。   Note that the process of making the threshold variable using the hypothesis evaluation unit can be similarly applied to the configuration of the second embodiment.

実施の形態5.
図15は、本発明の実施の形態5における目標追尾装置の構成図である。実施の形態4における図13の構成と比較すると、実施の形態5における図15の構成は、目標数推定部301をなくすとともに、観測情報抽出部100内には信号強度記憶部106が新たに設けられている。このような構成においても、サンプリング周期ごとに単複判定閾値を変更しながら目標を検出することが可能となる。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 15 is a configuration diagram of the target tracking device according to the fifth embodiment of the present invention. Compared with the configuration of FIG. 13 in the fourth embodiment, the configuration of FIG. 15 in the fifth embodiment eliminates the target number estimation unit 301 and newly provides a signal intensity storage unit 106 in the observation information extraction unit 100. It has been. Even in such a configuration, it is possible to detect the target while changing the single determination threshold for each sampling period.

実施の形態5における閾値決定部302は、追尾処理部200において、本航跡が過去に相関した観測値の情報に基づいて、判定閾値の調整を行う。信号強度の算出自体は、観測情報抽出部100内の単数複数判定部102によって、単複判定処理と同時に受信信号に基づいて行われ、信号強度記憶部106に記憶される。閾値決定部302は、追尾処理部200から本航跡が過去に相関した観測値に関するデータを受け取り、これらの観測値に対応する信号強度を信号強度記憶部106から取り出す。また、これらの観測値に対応しない信号強度は、ノイズ成分として信号強度記憶部106から取り出す。これらの信号強度データをもとに、閾値決定部302は、単数複数判定部102で使用する閾値を、次式を用いて決定する。   In the tracking processing unit 200, the threshold determination unit 302 according to the fifth embodiment adjusts the determination threshold based on the observation value information in which the main track is correlated in the past. The signal intensity calculation itself is performed based on the received signal simultaneously with the single / multiple determination unit 102 by the single / multiple determination unit 102 in the observation information extraction unit 100 and stored in the signal strength storage unit 106. The threshold value determination unit 302 receives data related to observation values with which the main track has been correlated in the past from the tracking processing unit 200, and extracts signal strengths corresponding to these observation values from the signal strength storage unit 106. Further, signal intensities that do not correspond to these observed values are extracted from the signal intensity storage unit 106 as noise components. Based on these signal intensity data, the threshold value determination unit 302 determines the threshold value used by the single / multiple determination unit 102 using the following equation.

Figure 2006003256
Figure 2006003256

ここで、右辺の分子であるnバーは、ノイズの平均値であり、右辺の分子であるΣバーは、航跡が過去に相関した観測値の信号強度の平均値である。この式は、目標の単複判定の判別式について、ノイズを考慮すると、以下が近似的に成立することを根拠としている。 Here, n Δ bar, which is a numerator on the right side, is an average value of noise, and Σ m bar, which is a numerator on the right side, is an average value of signal strengths of observation values whose wakes are correlated in the past. This equation is based on the fact that the following holds approximately when considering noise in the discriminant of the target single / multiple determination.

Figure 2006003256
Figure 2006003256

ここで、nΣ、nは、ノイズによって生じる、和ビーム、差ビームの誤差である。 Here, n Σ and n Δ are sum beam and difference beam errors caused by noise.

図16は、本発明の実施の形態5における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。図16におけるステップS1601〜S1608までの処理は、図14におけるステップS1401〜S1408までの処理と基本的に同一である。ただし、ステップS1603の単複判定処理において、単数複数判定部102は、さらに信号強度を算出し信号強度記憶部106に記憶する点が異なる。閾値決定部302は、ノイズの平均値と、航跡が過去に相関した観測値の信号強度の平均値とを用いて上述した式により、サンプリング周期ごとに新たな閾値を算出する(ステップS1609)。   FIG. 16 is a flowchart of processing of the entire target tracking device according to the fifth embodiment of the present invention. The processing from step S1601 to S1608 in FIG. 16 is basically the same as the processing from step S1401 to S1408 in FIG. However, the single / multiple determination unit 102 is different from the single / multiple determination unit 102 in step S1603 in that the signal strength is further calculated and stored in the signal strength storage unit 106. The threshold value determination unit 302 calculates a new threshold value for each sampling period according to the above-described equation using the average value of noise and the average value of the signal intensity of the observation values with which the track is correlated in the past (step S1609).

一方、ステップS1603の単数複数判定処理において、単数複数判定部102は、ステップ1609で閾値決定部302によって算出された新たな閾値を用いて、次回のサンプリング時刻における閾値処理を実行することとなる。   On the other hand, in the singular / multiple determination process of step S1603, the singular / multiple determination unit 102 executes threshold processing at the next sampling time using the new threshold calculated by the threshold determination unit 302 in step 1609.

実施の形態5によれば、目標の単数複数判定のための閾値を、追尾によって相関のある観測値の信号強度より算出するため、より正確に単複判定を行うことができる。   According to the fifth embodiment, the threshold value for target single / multiple determination is calculated from the signal intensity of the correlated observation value by tracking, so that single / multiple determination can be performed more accurately.

本発明の実施の形態1における目標追尾装置の構成図である。It is a block diagram of the target tracking apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における観測値抽出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the observation value extraction process in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における目標追尾処理のフローチャートである。It is a flowchart of the target tracking process in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における既存航跡の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the existing wake in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における既存航跡と最新の観測値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the existing track and the latest observed value in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるゲート内判定行列を示した図である。It is the figure which showed the determination matrix in a gate in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における航跡相関行列を示した図である。It is the figure which showed the wake correlation matrix in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the whole target tracking apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における目標追尾装置の構成図である。It is a block diagram of the target tracking apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the whole target tracking apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における目標追尾装置の構成図である。It is a block diagram of the target tracking apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the whole target tracking apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における目標追尾装置の構成図である。It is a block diagram of the target tracking apparatus in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the whole target tracking apparatus in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における目標追尾装置の構成図である。It is a block diagram of the target tracking apparatus in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における目標追尾装置全体の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the whole target tracking apparatus in Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 観測情報抽出部、101 距離情報算出部、102 単数複数判定部、103 単数角度情報算出部、104 複数角度情報算出部、105 観測結果出力部、106 信号強度記憶部、200 追尾処理部、201 軌跡推定部、202 軌跡評価部、203 仮説限定部、204 データ記憶部、205 仮説信頼度修正部、300 仮説評価部、301 目標数推定部、302 閾値決定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Observation information extraction part, 101 Distance information calculation part, 102 Single number determination part, 103 Single angle information calculation part, 104 Multiple angle information calculation part, 105 Observation result output part, 106 Signal strength memory | storage part, 200 Tracking process part, 201 Trajectory estimation unit, 202 Trajectory evaluation unit, 203 Hypothesis limitation unit, 204 Data storage unit, 205 Hypothesis reliability correction unit, 300 Hypothesis evaluation unit, 301 Target number estimation unit, 302 Threshold determination unit

Claims (6)

複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号から観測値情報を生成する観測情報抽出部と、
前記観測値情報に基づいて目標の航跡を更新する追尾処理部と
を備え、特定の目標の追尾を行う目標追尾装置において、
前記観測情報抽出部は、
複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号に基づいて目標の距離情報を抽出する距離情報算出部と、
前記アンテナ素子毎の受信信号の和信号に対する差信号の比があらかじめ決められた閾値以上であるか否かを比較し、近接した観測領域で目標が単数であるか複数であるかを判別する単数複数判定部と、
前記単数複数判定部で単数と判定された目標に対して、前記目標の角度情報を算出する単数角度情報算出部と、
前記単数複数判定部で複数と判定された目標に対して、近接した複数目標の角度情報を算出する複数角度情報算出部と、
前記距離情報算出部で算出された前記距離情報と、前記単数複数判定部で判定された単複判定結果と、前記単数角度情報算出部及び前記複数角度情報算出部で算出された角度情報とを含む観測値情報を生成して出力する観測結果出力部と
を有し、
前記追尾処理部は、
所定のサンプリング周期ごとに更新される目標の航跡に関するデータを蓄積するデータ記憶部と、
前記観測情報抽出部からの前記観測値情報と、前記データ記憶部に記憶された前回のサンプリング時刻に更新した目標の航跡に関するデータとに基づいて、今回のサンプリング時刻における目標の航跡に関するデータを生成し、前記データ記憶部の前記目標の航跡に関するデータを更新する軌跡推定部と、
前記目標の航跡に関するデータを組み合わせて航跡の仮説を生成し、生成された仮説の信頼度を計算する軌跡評価部と、
を有し、
前記追尾処理部は、前記単数複数判定部で判定された単複判定結果に基づいて、前記単複判定結果が単数であると判定されたときは単数目標と判断し、前記軌跡評価部で生成された前記航跡の仮説の中から既存の本航跡の更新による航跡の仮説のみを残し、前記単複判定結果が複数であると判定されたときは複数目標と判断し、前記軌跡評価部で生成された前記航跡の仮説の中から既存の本航跡の更新による航跡の仮説を残すとともに、前記既存の本航跡から分離発生した新目標に相当する航跡の仮説を残す仮説限定部
をさらに備えたことを特徴とする目標追尾装置。
An observation information extraction unit that generates observation value information from received signals for tracking targets from a plurality of antenna elements;
A target tracking device for tracking a specific target, comprising: a tracking processing unit that updates a target track based on the observation value information;
The observation information extraction unit
A distance information calculation unit for extracting target distance information based on received signals for tracking targets from a plurality of antenna elements;
A singular for comparing whether the ratio of the difference signal to the sum signal of the received signals for each antenna element is equal to or greater than a predetermined threshold and determining whether the target is singular or plural in the adjacent observation region A multiple determination unit;
A single angle information calculation unit for calculating angle information of the target with respect to the target determined to be single by the single plural determination unit;
A plurality of angle information calculating unit for calculating angle information of a plurality of adjacent targets with respect to the target determined to be plural by the single plural determining unit;
The distance information calculated by the distance information calculation unit, the single / multiple determination result determined by the single / multiple determination unit, and the angle information calculated by the single angle information calculation unit and the multiple angle information calculation unit. An observation result output unit that generates and outputs observation value information, and
The tracking processing unit
A data storage unit for accumulating data relating to the target track updated every predetermined sampling period;
Based on the observation value information from the observation information extraction unit and data on the target track updated at the previous sampling time stored in the data storage unit, data on the target track at the current sampling time is generated A trajectory estimation unit that updates data related to the target track in the data storage unit;
A trajectory evaluation unit for generating a wake hypothesis by combining data on the target wake, and calculating the reliability of the generated hypothesis,
Have
The tracking processing unit determines a singular target when the single determination result is determined to be singular based on the single determination result determined by the single / multiple determination unit, and is generated by the trajectory evaluation unit. Only the wake hypothesis by updating the existing main wake is left out of the wake hypothesis, and when it is determined that the single determination result is plural, it is determined as a plural target, and the trajectory evaluation unit generates the It further comprises a hypothesis limiting unit that leaves a wake hypothesis by updating an existing main wake from among the wake hypotheses and a wake hypothesis corresponding to a new target separated from the existing main wake. Target tracking device.
請求項1に記載の目標追尾装置において、
前記仮説限定部は、前記単複判定結果が複数であると判定された状態が複数のサンプリング周期で連続して発生したときは複数目標であると判断し、前記軌跡評価部で生成された前記航跡の仮説の中から既存の本航跡の更新による航跡の仮説を残すとともに、前記既存の本航跡から分離発生した新目標に相当する航跡の仮説を残す
ことを特徴とする目標追尾装置。
The target tracking device according to claim 1,
The hypothesis limiting unit determines that there are a plurality of targets when the state in which it is determined that there are a plurality of single determination results continuously occurs at a plurality of sampling periods, and the wake generated by the trajectory evaluation unit A target tracking device characterized by leaving a wake hypothesis by updating an existing main wake from among the hypotheses and a wake hypothesis corresponding to a new target separated from the existing main wake.
複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号から観測値情報を生成する観測情報抽出部と、
前記観測値情報に基づいて目標の航跡を更新する追尾処理部と
を備え、特定の目標の追尾を行う目標追尾装置において、
前記観測情報抽出部は、
複数のアンテナ素子からの追尾目標に対する受信信号に基づいて目標の距離情報を抽出する距離情報算出部と、
前記アンテナ素子毎の受信信号の和信号に対する差信号の比があらかじめ決められた閾値以上であるか否かを比較し、近接した観測領域で目標が単数であるか複数であるかを判別する単数複数判定部と、
前記単数複数判定部で単数と判定された目標に対して、前記目標の角度情報を算出する単数角度情報算出部と、
前記単数複数判定部で複数と判定された目標に対して、近接した複数目標の角度情報を算出する複数角度情報算出部と、
前記距離情報算出部で算出された前記距離情報と、前記単数複数判定部で判定された単複判定結果と、前記単数角度情報算出部及び前記複数角度情報算出部で算出された角度情報とを含む観測値情報を生成して出力する観測結果出力部と
を有し、
前記追尾処理部は、
所定のサンプリング周期ごとに更新される目標の航跡に関するデータを蓄積するデータ記憶部と、
前記観測情報抽出部からの前記観測値情報と、前記データ記憶部に記憶された前回のサンプリング時刻に更新した目標の航跡に関するデータとに基づいて、今回のサンプリング時刻における目標の航跡に関するデータを生成し、前記データ記憶部の前記目標の航跡に関するデータを更新する軌跡推定部と、
前記目標の航跡に関するデータを組み合わせて航跡の仮説を生成し、生成された仮説の信頼度を計算する軌跡評価部と、
を有し、
前記観測結果出力部は、前記単数複数判定部で単複判定に使用される閾値をさらに含む観測値情報を生成して出力し、
前記データ記憶部は、単複判定処理で目標を複数と誤判定する確率と閾値とを関連づけたデータ、及び目標の検知確率と閾値とを関連づけたデータをさらに有し、
前記追尾処理部は、前記単数複数判定部で判定された単複判定結果及び前記単数複数判定部で単複判定に用いられた閾値に基づいて、前記軌跡評価部で生成された前記仮説の信頼度に対して、前記誤判定する確率あるいは前記検知確率を乗算することにより前記信頼度を修正する仮説信頼度修正部
をさらに備えたことを特徴とする目標追尾装置。
An observation information extraction unit that generates observation value information from received signals for tracking targets from a plurality of antenna elements;
A target tracking device for tracking a specific target, comprising: a tracking processing unit that updates a target track based on the observation value information;
The observation information extraction unit
A distance information calculation unit for extracting target distance information based on received signals for tracking targets from a plurality of antenna elements;
A singular for comparing whether the ratio of the difference signal to the sum signal of the received signals for each antenna element is equal to or greater than a predetermined threshold and determining whether the target is singular or plural in the adjacent observation region A multiple determination unit;
A single angle information calculation unit for calculating angle information of the target with respect to the target determined to be single by the single plural determination unit;
A plurality of angle information calculating unit for calculating angle information of a plurality of adjacent targets with respect to the target determined to be plural by the single plural determining unit;
The distance information calculated by the distance information calculation unit, the single / multiple determination result determined by the single / multiple determination unit, and the angle information calculated by the single angle information calculation unit and the multiple angle information calculation unit. An observation result output unit that generates and outputs observation value information, and
The tracking processing unit
A data storage unit for accumulating data relating to the target track updated every predetermined sampling period;
Based on the observation value information from the observation information extraction unit and data on the target track updated at the previous sampling time stored in the data storage unit, data on the target track at the current sampling time is generated A trajectory estimation unit that updates data related to the target track in the data storage unit;
A trajectory evaluation unit for generating a wake hypothesis by combining data on the target wake, and calculating the reliability of the generated hypothesis,
Have
The observation result output unit generates and outputs observation value information further including a threshold value used for single determination by the single plural determination unit,
The data storage unit further includes data associating a probability that a target is erroneously determined as a plurality in a single determination process and a threshold, and data associating a detection probability of the target with a threshold,
The tracking processing unit determines the reliability of the hypothesis generated by the trajectory evaluation unit based on the single determination result determined by the single / multiple determination unit and the threshold value used for single / multiple determination by the single / multiple determination unit. On the other hand, the target tracking device further comprising a hypothesis reliability correction unit that corrects the reliability by multiplying the probability of erroneous determination or the detection probability.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の目標追尾装置において、
所定のサンプリング周期ごとに新たな閾値を算出する仮説評価部をさらに備え、
前記仮説評価部は、
前記追尾処理部で生成された仮説の数及びそれぞれの信頼度に基づいて、目標数の期待値を算出する目標数推定部と、
所定のサンプリング周期毎に算出される前記目標数の期待値の変化に基づいて、前記単数複数判定部で使用する閾値に対して、あらかじめ決められた量だけ変更した新たな閾値を算出する閾値決定部と
を有し、
前記単数複数判定部は、前記閾値決定部によって算出された前記新たな閾値を用いて単複判定処理を行う
ことを特徴とする目標追尾装置。
In the target tracking device according to any one of claims 1 to 3,
A hypothesis evaluation unit that calculates a new threshold value for each predetermined sampling period;
The hypothesis evaluation unit
A target number estimation unit that calculates an expected value of the target number based on the number of hypotheses generated by the tracking processing unit and the respective reliability levels;
Threshold determination for calculating a new threshold value that is changed by a predetermined amount with respect to the threshold value used in the singular / multiple determination unit based on a change in the expected value of the target number calculated for each predetermined sampling period And
The single / multiple determination unit performs single / multiple determination processing using the new threshold value calculated by the threshold value determination unit.
請求項4に記載の目標追尾装置において、
前記閾値決定部は、前記追尾処理部が維持する全ての仮説において分離目標の航跡があるときは、新たな閾値を0と設定し、
前記単数複数判定部は、前記閾値決定部によって前記新たな閾値が0と設定されたときは、無条件で複数判定処理を行う
ことを特徴とする目標追尾装置。
The target tracking device according to claim 4,
The threshold determination unit sets a new threshold as 0 when there is a separation target track in all hypotheses maintained by the tracking processing unit,
The singular / multiple determination unit unconditionally performs a plurality of determination processes when the new threshold is set to 0 by the threshold determination unit.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の目標追尾装置において、
所定のサンプリング周期ごとに新たな閾値を算出する仮説評価部をさらに備え、
前記観測情報抽出部は、受信信号の信号強度を記憶する信号強度記憶部をさらに備え、
前記仮説評価部は、前記追尾処理部から、本航跡が過去に相関した観測値に関するデータを受け取り、前記観測値に対応する信号強度を前記信号強度記憶部から取り出し、取り出した前記信号強度に基づいて新たな閾値を算出する閾値決定部を有し、
前記単数複数判定部は、所定のサンプリング周期ごとに受信信号の信号強度を算出して前記信号強度記憶部に記憶させるとともに、前記閾値決定部によって算出された前記新たな閾値を用いて単複判定処理を行う
ことを特徴とする目標追尾装置。
In the target tracking device according to any one of claims 1 to 3,
A hypothesis evaluation unit that calculates a new threshold value for each predetermined sampling period;
The observation information extraction unit further includes a signal strength storage unit that stores the signal strength of the received signal,
The hypothesis evaluation unit receives data related to the observed value with which the main track has been correlated in the past from the tracking processing unit, extracts the signal intensity corresponding to the observed value from the signal intensity storage unit, and based on the extracted signal intensity A threshold value determination unit for calculating a new threshold value,
The single / multiple determination unit calculates a signal strength of a received signal for each predetermined sampling period and stores the signal strength in the signal strength storage unit, and uses the new threshold value calculated by the threshold value determination unit. The target tracking device characterized by performing.
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