JP2007292553A - Multiple target tracking system - Google Patents
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Abstract
Description
捜索レーダ等のセンサシステムにおいて、一定領域内にある目標位置を観測するセンサから目標の観測値を使って仮航跡を生成する追尾開始技術が必要となる。この発明は、この追尾開始において、センサのサーチ内で観測時刻にずれが生じる場合に、現実的な処理時間で目標航跡を追尾開始する多目標追尾装置に関するものである。 In a sensor system such as a search radar, a tracking start technique for generating a temporary track using a target observation value from a sensor that observes a target position within a certain area is required. The present invention relates to a multi-target tracking device that starts tracking a target track in a realistic processing time when there is a difference in observation time within a sensor search at the start of tracking.
センサにより一定領域内をサーチして得られた観測値を使って目標の追尾開始を行う技術については、すでに多くの論文、特許等の文献で取り挙げられており、その装置および方法については様々な提案がなされている。 There are many papers, patents, and other literature already on the technology to start tracking a target using observation values obtained by searching a certain area with a sensor. Various devices and methods are available. Proposals have been made.
目標追尾では、仮航跡の予測位置と観測位置を比較することによって仮航跡と観測値の対応付けが可能か否か(相関の有無)を判定する。通常の仮航跡の予測位置の計算では、仮航跡の最新時刻における平滑諸元を観測値の時刻へ外挿する計算を行う。捜索レーダによる観測の場合、図23の例の様に1サーチ内でもビームが到達する時刻によって観測値が得られる時刻は異なる。この相違のため、仮航跡の予測処理における予測時刻は観測値の数だけ発生する。 In target tracking, it is determined whether or not it is possible to associate the temporary track with the observed value by comparing the predicted position of the temporary track and the observed position (whether there is a correlation). In the calculation of the predicted position of a normal tentative track, a calculation is performed by extrapolating the smoothing parameters at the latest time of the tentative track to the time of the observed value. In the case of observation by a search radar, the time at which an observation value is obtained differs depending on the time when the beam arrives even within one search as in the example of FIG. Because of this difference, the predicted time in the temporary track prediction process is generated by the number of observation values.
この様な観測値を使って追尾開始処理を行う場合の従来の多目標追尾装置について図21から図24までを参照しながら説明する。図21は、従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図22は、従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図23は、従来の多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図24は、従来の多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。 A conventional multi-target tracking device in the case where tracking start processing is performed using such observation values will be described with reference to FIGS. FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a conventional multi-target tracking device. FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the conventional multi-target tracking device. FIG. 23 is a diagram showing a search area in a conventional multi-target tracking device. FIG. 24 is a timing chart showing the relationship between the observation time of the conventional multi-target tracking device and the predicted time of the temporary track.
図21において、従来の多目標追尾装置20は、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 21, a conventional
「観測値入力」ステップ900において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず、「予測処理」ステップ901において、予測処理部22は、仮航跡について観測値の時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
In the “observation value input”
次に、「ゲート内外判定」ステップ902において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ903において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in the “wake likelihood evaluation”
次に、「相関決定」ステップ904において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in the “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ905において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in the “smoothing process”
そして、「航跡決定」ステップ906において、航跡決定部27は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
Then, in a “track determination”
また、捜索レーダを想定した1サーチ内での観測値の時刻ずれに起因する演算負荷増大の問題を解消するための従来の他の目標追尾装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この目標追尾装置では、観測領域を事前に分割し、分割領域毎に追尾処理を行うことによって演算負荷の削減を図っている。 In addition, another conventional target tracking device for solving the problem of an increase in calculation load caused by a time lag of observation values in one search assuming a search radar has been proposed (see, for example, Patent Document 1). . In this target tracking device, the observation region is divided in advance, and the tracking processing is performed for each divided region to reduce the calculation load.
上述したような従来の多目標追尾装置では、時刻ずれがある1サーチ分の観測値を処理しようとすると、1サーチの追尾開始処理において必要な予測処理回数は「仮航跡数×観測値数」となる。図23に示す観測例では、図24に示すタイミングチャートの様に計25回の予測処理が必要となる。予測処理に起因する演算負荷は、目標数が多い程高くなり、現実的な処理時間内での追尾開始が困難となる。 In the conventional multi-target tracking device as described above, if an attempt is made to process observation values for one search with a time lag, the number of prediction processes required in the tracking start processing of one search is “the number of temporary tracks × the number of observation values”. It becomes. In the observation example shown in FIG. 23, a total of 25 prediction processes are required as in the timing chart shown in FIG. The calculation load resulting from the prediction process increases as the target number increases, making it difficult to start tracking within a realistic processing time.
また、時刻ずれ観測値の処理時間短縮を図った従来の他の目標追尾装置では、目標航跡が分割領域の境界を跨って運動する場合に正確な追尾を行うことができないという問題点があった。 In addition, other conventional target tracking devices designed to reduce the processing time of the time lag observation values have had the problem that accurate tracking cannot be performed when the target track moves across the boundary of the divided areas. .
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができる多目標追尾装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a multi-target tracking device capable of obtaining an accurate tracking result in an allowable processing time.
この発明に係る多目標追尾装置は、センサで観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部とを設けたものである。 The multi-target tracking device according to the present invention is a multi-target tracking device that creates a target track using observation values obtained by searching an observation area with a sensor, and is a combination of a temporary track and an observation value for performing prediction calculation An observation value selection unit that determines the tentative value, a prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track according to the time of the observation value for the combination of the temporary track and the observation value determined by the observation value selection unit, and the provisional track and the observation value A gate internal / external determination unit that determines whether the predicted value calculated by the prediction processing unit is compared with an observed value, and a track that calculates the likelihood of the temporary track when the observed value is associated A likelihood evaluation unit, a correlation determination unit that determines which temporary track is associated with which observation value, using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a prediction parameter of the temporary track, and the correlation determination unit Associated The observed values with the smoothing processing unit for calculating a smoothed specifications was one in which those likelihood of tentative track is high is provided a track determiner that the target track.
この発明に係る多目標追尾装置は、許容可能な処理時間で、正確な追尾結果を得ることができるという効果を奏する。 The multi-target tracking device according to the present invention has an effect that an accurate tracking result can be obtained in an allowable processing time.
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置について図1から図4までを参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
A multi-target tracking device according to
図1において、この実施の形態1に係る多目標追尾装置20は、観測値選別部1と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 1, the
つぎに、この実施の形態1に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図2は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図3は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図4は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the multi-target tracking device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to
「観測値入力」ステップ100において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず「観測値選別処理」ステップ101において、観測値選別部1は、仮航跡に対して、予測処理を行う観測値を選別する。この選別では、仮航跡と観測値の全ての組み合わせについて、その組み合わせを相関の候補とするか否かを判定する。ある仮航跡とある観測値の組み合わせについての判定は、以下の4方式の何れかとする。
In the “observation value input”
(1−1)観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値(第1の閾値)を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式(1)が成立するときに候補とする。 (1-1) If the difference between the observation time of the observation value and the smoothing time in the previous search of the temporary track does not exceed the threshold value (first threshold value), the observation value is set as a candidate. That is, it is determined as a candidate when the following inequality (1) holds.
ここで、ΔTは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Tsearchはサーチにかかる時間、thTは事前に設定する閾値(第1の閾値)である。すなわち、観測値選別部1は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔTを求める。また、求めたΔTと、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearchから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、閾値thT未満の場合には、その観測値を選別する。
Here, ΔT is the difference between the observation time and the smooth time of the temporary track, T search is the time required for the search, and th T is a threshold value (first threshold value) set in advance. That is, the observation
(1−2)図3に示す様に、観測値の時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式(2)は以下のようになる。 (1-2) As shown in FIG. 3, the difference between the time of the observed value and the smoothing time in the search before the temporary track does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search, the time required for the search, and the target maximum angular velocity. In this case, the observed value is a candidate. The judgment formula (2) in this case is as follows.
ここで、ΔTは観測時刻と仮航跡の平滑時刻の差であり、Tsearchはサーチにかかる時間、vAz_maxは事前に設定する目標の最大角速度、vsearchはサーチの角速度である。すなわち、観測値選別部1は、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔTを求める。また、求めたΔTと、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearchから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、目標の最大角速度と、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearch、vsearchから、式(2)の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式(2)の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
Here, ΔT is the difference between the observation time and the smooth time of the tentative track, T search is the time required for the search , v Az_max is the target maximum angular velocity set in advance, and v search is the angular velocity of the search . That is, the observation
(1−3)上記の(1−2)の判定に加え、さらに観測値と仮航跡の距離差も判定に加える。すなわち、式(2)の条件に加えて、以下の式(3)の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。 (1-3) In addition to the determination of (1-2) above, the distance difference between the observed value and the temporary track is also added to the determination. That is, the observation value is a candidate only when the following equation (3) is satisfied in addition to the equation (2).
ここで、RTは仮航跡の前サーチの平滑時刻からTsearch(1サーチにかかる時間)後の位置から計算したセンサからの距離、ROは観測値のセンサからの距離であり、thRは事前に設定する閾値(第2の閾値)である。すなわち、観測値選別部1は、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる前サーチの平滑時刻と、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearchとからRTを求める。また、求めたRTと、入力される観測値に含まれるROをから、観測値と仮航跡の距離差を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式(2)の右辺の値未満の場合で、かつ、観測値と仮航跡の距離差が、閾値thR未満の場合には、その観測値を選別する。
Here, R T is the distance from the sensor calculated from the position after T search (time required for one search) from the smoothing time of the previous search of the tentative track, R O is the distance from the sensor of the observed value, and th R Is a threshold (second threshold) set in advance. That is, the observed
(1−4)上記の判定式(2)において、vAz_maxを事前設定のパラメータでなく、前サーチで計算された仮航跡の速度の中の最大の値とする。すなわち、観測値選別部1は、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる速度の中の最大値を求める。また、入力される観測値に含まれる観測時刻と、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる平滑時刻とからΔTを求める。また、求めたΔTと、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearchから、観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差を求める。さらに、求めた仮航跡の速度の中の最大の値と、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearch、vsearchから、式(2)の右辺の値を求める。次に、求めた観測値の観測時刻と仮航跡の前サーチにおける平滑時刻の差が、式(2)の右辺の値未満の場合には、その観測値を選別する。
(1-4) In the above-described determination formula (2), v Az_max is not the preset parameter, but the maximum value of the speed of the temporary track calculated in the previous search. That is, the observation
次に、「予測処理」ステップ102において、予測処理部22は、仮航跡について観測値の観測時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。ただし、ある仮航跡と、その仮航跡について前ステップで候補と判定されなかった観測値に対する予測計算は行わない。
Next, in the “prediction process”
次に、「ゲート内外判定」ステップ103において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ104において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in the “wake likelihood evaluation”
次に、「相関決定」ステップ105において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in a “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ106において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in the “smoothing process”
そして、「航跡決定」ステップ107において、航跡決定部27は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
In “track determination”
本実施の形態1に係る多目標追尾装置を図23に示す観測例に適用した場合(図上、左から1番目〜5番目の仮航跡、1番目〜5番目の観測値とする。)、1番目の仮航跡について1番目〜3番目の観測値が上記の判定式(2)を満たし、2番目の仮航跡について2番目〜4番目の観測値が上記の判定式(2)を満たし、3番目の仮航跡について3番目〜4番目の観測値が上記の判定式(2)を満たし、4番目の仮航跡について4番目〜5番目の観測値が上記の判定式(2)を満たし、5番目の仮航跡について3番目〜4番目の観測値が上記の判定式(2)を満たしていると、図4のタイムチャートに示す様に計12回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数25回よりも少ない。 When the multi-target tracking device according to the first embodiment is applied to the observation example shown in FIG. 23 (the first to fifth temporary tracks and the first to fifth observation values from the left in the figure). The first to third observation values for the first temporary track satisfy the above-described determination formula (2), and the second to fourth observation values for the second temporary track satisfy the above-described determination formula (2). The third to fourth observation values for the third temporary track satisfy the above-described determination formula (2), and the fourth to fifth observation values for the fourth temporary track satisfy the above-described determination formula (2). If the third to fourth observation values for the fifth temporary track satisfy the above-described determination formula (2), a total of twelve prediction calculations are required as shown in the time chart of FIG. This is less than the required number of prediction calculations of 25 in the conventional method.
すなわち、この実施の形態1に係る多目標追尾装置は、センサ10で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部1と、前記観測値選別部1により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部22と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部22が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部23と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部24と、前記航跡尤度評価部24が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部25と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部25により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部26と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部27とを設けたものである。
That is, the multi-target tracking device according to the first embodiment is a multi-target tracking device that creates a target wake using observation values obtained by searching an observation region with the
以上の様に、この実施の形態1に係る多目標追尾装置によれば、各仮航跡に対して予測処理を行う観測値を選別する前処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。 As described above, according to the multi-target tracking device according to the first embodiment, the preprocessing for selecting the observation value for which the prediction process is performed for each temporary track is performed, so that the processing load is reduced. Therefore, even when the target number is large, it can be dealt with.
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置について図5から図9までを参照しながら説明する。図5は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
A multi-target tracking device according to
図5において、この実施の形態2に係る多目標追尾装置20は、観測値グループ分け部2と、グループ重心計算部3と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 5, the
つぎに、この実施の形態2に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図6は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図7は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図8は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の観測値グループ分け部の同一グループ判定を説明するための図である。図9は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the multi-target tracking device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to
「観測値入力」ステップ200において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ201において、観測値グループ分け部2は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定は以下の3方式の何れかとする。
In the “observation value input”
(2−1)2つの観測値の観測時刻の差が、閾値(第3の閾値)を超えない場合にその観測値を候補とする。すなわち、以下の不等式(4)が成立するときに候補とする。 (2-1) If an observation time difference between two observation values does not exceed a threshold value (third threshold value), the observation value is set as a candidate. That is, it is determined as a candidate when the following inequality (4) holds.
ここで、ΔTは2つの観測値の観測時刻の差であり、thTは事前に設定する閾値(第3の閾値)である。すなわち、観測値グループ分け部2は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、2つの観測値の観測時刻の差を求める。次に、求めた2つの観測値の観測時刻の差が、閾値thT未満の場合には、これらの2つの観測値を同一グループと判定する。
Here, ΔT is a difference between observation times of two observation values, and th T is a threshold value (third threshold value) set in advance. That is, the observation
(2−2)図8に示す様に、2つの観測値の観測時刻の差が、サーチの角速度とサーチにかかる時間と目標の最大角速度から求めた許容時間差を越えない場合に、その観測値を候補とする。この場合の判定式(5)は以下のようになる。 (2-2) As shown in FIG. 8, when the difference between the observation times of the two observation values does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search, the time required for the search, and the target maximum angular velocity, the observation value Is a candidate. The judgment formula (5) in this case is as follows.
ここで、ΔTは2つの観測値の時刻の差であり、Tsearchはサーチにかかる時間、vAz_maxは事前に設定する目標の最大角速度、vsearchはサーチの角速度である。すなわち、観測値グループ分け部2は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、2つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearch、vsearchから、式(5)の右辺を求める。次に、求めた2つの観測値の観測時刻の差が、式(5)の右辺の値未満の場合には、これらの2つの観測値を同一グループと判定する。
Here, ΔT is the time difference between the two observation values, T search is the time required for the search , v Az_max is the target maximum angular velocity set in advance, and v search is the angular velocity of the search . That is, the observation
(2−3)上記の(2−2)の判定に加え、さらに、2つの観測値の距離差も判定に加える。すなわち、式(5)の条件に加えて、以下の式(6)の条件も成立する場合に限って、その観測値を候補とする。 (2-3) In addition to the determination of (2-2) above, the distance difference between the two observation values is also added to the determination. That is, the observation value is a candidate only when the following equation (6) is satisfied in addition to the equation (5).
ここで、ΔRは2つの観測値の距離差、thRは事前に設定する閾値(第4の閾値)である。すなわち、観測値グループ分け部2は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、2つの観測値の観測時刻の差を求める。また、目標の最大角速度と、捜索レーダ(センサ)10から入手したTsearch、vsearchから、式(5)の右辺を求める。さらに、入力される観測値に含まれる距離から、2つの観測値の距離差を求める。次に、求めた2つの観測値の観測時刻の差が、式(5)の右辺の値未満の場合で、かつ、求めた2つの観測値の距離差が、閾値thR未満の場合には、これらの2つの観測値を同一グループと判定する。
Here, ΔR is a distance difference between two observation values, and th R is a threshold (fourth threshold) set in advance. That is, the observation
次に、「グループ重心計算」ステップ202において、グループ重心計算部3は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する(以下、重心時刻と呼ぶ)。グループ重心計算部3は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、同じグループに所属する観測値群の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり重心時刻を求める。
Next, in the “group centroid calculation”
次に、「予測処理」ステップ203において、予測処理部22は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
Next, in the “prediction process”
次に、「ゲート内外判定」ステップ204において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ205において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in the “track likelihood evaluation”
次に、「相関決定」ステップ206において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in a “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ207において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in the “smoothing process”
そして、「航跡決定」ステップ208において、航跡決定部27は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
Then, in a “track determination”
本実施の形態2に係る多目標追尾装置を図23に示す観測例に適用した場合、図7の様にグループが2つできるとすると、図9のタイムチャートに示す様に、仮航跡数×グループ数(5×2)の計10回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数25回よりも少ない。 When the multi-target tracking device according to the second embodiment is applied to the observation example shown in FIG. 23, assuming that two groups can be formed as shown in FIG. 7, the number of provisional tracks ×× as shown in the time chart of FIG. A total of 10 prediction calculations for the number of groups (5 × 2) are required. This is less than the required number of prediction calculations of 25 in the conventional method.
すなわち、この実施の形態2に係る多目標追尾装置は、センサ10で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部2と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部3と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部22と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部22が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部23と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部24と、前記航跡尤度評価部24が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部25と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部25により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部26と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部27とを設けたものである。
That is, the multi-target tracking device according to the second embodiment is a multi-target tracking device that creates a target wake using observation values obtained by searching an observation region with the
以上の様に、この実施の形態2に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化してその重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。 As described above, according to the multi-target tracking device according to the second embodiment, the observation values are grouped and the prediction process for each temporary track is performed at the center of gravity time, so the processing load is reduced. Therefore, even when the target number is large, it can be dealt with.
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る多目標追尾装置について図10から図13までを参照しながら説明する。図10は、この発明の実施の形態3に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
A multi-target tracking device according to
図10において、この実施の形態3に係る多目標追尾装置20は、重心計算部4と、誤差共分散拡大部5と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 10, the
つぎに、この実施の形態3に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図11は、この発明の実施の形態3に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図12は、この発明の実施の形態3に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図13は、この発明の実施の形態3に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the multi-target tracking device according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to
「観測値入力」ステップ300において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず、「重心計算」ステップ301において、重心計算部4は、得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻を計算する(以下、全体重心時刻と呼ぶ)。重心計算部4は、入力される観測値に含まれる位置、観測時刻から、平均などにより、全観測値の重心の位置を求め、重心の位置に対応する観測時刻、つまり全体重心時刻を求める。
When an observation value is input from the search radar (sensor) 10 in the “observation value input”
次に、「予測処理」ステップ302において、予測処理部22は、仮航跡について全体重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
Next, in the “prediction process”
次に、「誤差共分散拡大」ステップ303において、誤差共分散拡大部5は、全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算は以下のいずれかとする。
Next, in an “error covariance expansion”
(3−1)事前に設定されたパラメータである目標の最大角速度をvmax、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔtmaxとすると、予測誤差共分散の拡大分をvmaxΔtmaxとする。すなわち、誤差共分散拡大部5は、入力される観測値に含まれる観測時刻から、ステップ301で求めた全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値を求める。次に、目標の最大角速度vmaxと最大値Δtmaxの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
(3-1) Assuming that the target maximum angular velocity, which is a preset parameter, is v max , and the maximum value of the difference between the overall centroid time and the observation time of each observation value is Δt max , the expansion of the prediction error covariance is Let v max Δt max . That is, the error
(3−2)仮航跡の速度の最大値をvTmax、全体重心時刻と各観測値の観測時刻の差の最大値をΔtmaxとすると、予測誤差共分散の拡大分をvTmaxΔtmaxとする。すなわち、誤差共分散拡大部5は、仮航跡ファイル21から読み出した仮航跡に含まれる速度から、仮航跡の速度の最大値を求める。次に、仮航跡の速度の最大値vTmaxと最大値Δtmaxの積から予測誤差共分散の拡大分を求める。
(3-2) Assuming that the maximum value of the speed of the temporary track is v Tmax and the maximum value of the difference between the overall center of gravity time and the observation time of each observation value is Δt max , the expanded portion of the prediction error covariance is v Tmax Δt max To do. That is, the error
次に、「ゲート内外判定」ステップ304において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ305において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in “Wake Likelihood Evaluation”
次に、「相関決定」ステップ306において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in the “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ307において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in the “smoothing process”
そして、「航跡決定」ステップ308において、航跡決定部27は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
In a “wake determination”
本実施の形態3に係る多目標追尾装置を図23に示す観測例に適用した場合、図12の様に誤差楕円が拡大され、図13のタイムチャートに示す様に仮航跡数の計5回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数25回よりも少ない。 When the multi-target tracking device according to the third embodiment is applied to the observation example shown in FIG. 23, the error ellipse is enlarged as shown in FIG. 12, and the total number of tentative tracks is five times as shown in the time chart of FIG. Prediction calculation is required. This is less than the required number of prediction calculations of 25 in the conventional method.
すなわち、この実施の形態3に係る多目標追尾装置は、センサ10で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、1サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部4と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部22と、前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部5と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部22が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部23と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部24と、前記航跡尤度評価部24が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部25と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部25により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部26と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部27とを設けたものである。
That is, the multi-target tracking device according to the third embodiment is a multi-target tracking device that creates a target wake using observation values obtained by searching an observation region with the
以上の様に、この実施の形態3に係る多目標追尾装置によれば、観測値全体の全体重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。 As described above, according to the multi-target tracking device according to the third embodiment, prediction processing is performed for each temporary track at the entire center of gravity time of the entire observation value, and further, the error of the covariance matrix generated by time approximation is compensated. Therefore, the processing load is reduced without degrading the tracking performance. Therefore, even when the target number is large, it can be dealt with.
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る多目標追尾装置について図14から図16までを参照しながら説明する。図14は、この発明の実施の形態4に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
A multi-target tracking device according to
図14において、この実施の形態4に係る多目標追尾装置20は、観測値グループ分け部2と、グループ重心計算部3と、誤差共分散拡大部5と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 14, the
つぎに、この実施の形態4に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図15は、この発明の実施の形態4に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図16は、この発明の実施の形態4に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。
Next, the operation of the multi-target tracking device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to
「観測値入力」ステップ400において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ401において、観測値グループ分け部2は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態2の同名のステップと同じ方式とする。
When an observation value is input from the search radar (sensor) 10 in the “observation value input”
次に、「グループ重心計算」ステップ402において、グループ重心計算部3は、グループに所属する観測値群の重心の位置に相当する観測時刻を計算する(以下、重心時刻と呼ぶ)。重心時刻の計算方法については、上記実施の形態2の同名のステップと同じ方式とする。
Next, in a “group centroid calculation” step 402, the group
次に、「予測処理」ステップ403において、予測処理部22は、仮航跡について観測値が所属するグループの重心時刻における予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
Next, in a “prediction process”
次に、「誤差共分散拡大」ステップ404において、誤差共分散拡大部5は、重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する。この拡大分の計算については、上記実施の形態3の同名のステップと同じ方式とする。但し、全体重心時刻を重心時刻とする。
Next, in the “error covariance expansion”
次に、「ゲート内外判定」ステップ405において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ406において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in the “wake likelihood evaluation”
次に、「相関決定」ステップ407において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in the “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ408において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in the “smoothing process”
そして、「航跡決定」ステップ409において、航跡決定部27は、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
Then, in a “track determination”
本実施の形態4に係る多目標追尾装置を図23に示す観測例に適用した場合、図16の様に観測値のグループが2つできるとすると、上記の実施の形態2の図9と同様のタイムチャートとなり、仮航跡数×グループ数(5×2)の計10回の予測計算が必要となる。これは従来方式で必要な予測計算回数25回よりも少ない。 When the multi-target tracking device according to the fourth embodiment is applied to the observation example shown in FIG. 23, if two observation value groups can be formed as shown in FIG. 16, the same as in FIG. 9 of the second embodiment described above. Thus, a total of 10 prediction calculations of the number of temporary tracks × the number of groups (5 × 2) are required. This is less than the required number of prediction calculations of 25 in the conventional method.
すなわち、この実施の形態4に係る多目標追尾装置は、センサ10で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部2と、グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部3と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部22と、前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部5と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部22が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部23と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部24と、前記航跡尤度評価部24が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部25と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部25により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部26と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部27とを設けたものである。
That is, the multi-target tracking device according to the fourth embodiment is a multi-target tracking device that creates a target wake using observation values obtained by searching an observation region with the
以上の様に、この実施の形態4に係る多目標追尾装置によれば、観測値をグループ化し、グループの重心時刻で各仮航跡に対する予測処理を行い、さらに時刻近似によって発生する共分散行列の誤差を補償するので、追尾性能を劣化させることなく処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。 As described above, according to the multi-target tracking device according to the fourth embodiment, the observation values are grouped, the prediction process is performed for each temporary track at the center of gravity time of the group, and the covariance matrix generated by time approximation is further calculated. Since the error is compensated, the processing load is reduced without degrading the tracking performance. Therefore, even when the target number is large, it can be dealt with.
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る多目標追尾装置について図17から図20までを参照しながら説明する。図17は、この発明の実施の形態5に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
A multi-target tracking device according to
図17において、この実施の形態5に係る多目標追尾装置20は、観測値グループ分け部2と、グループ相関計算部6と、同一グループの仮航跡を記述する仮航跡グループ情報を格納する航跡グループ情報ファイル7と、航跡グループ分け部8と、時刻、予測諸元を含む仮航跡を複数個格納する仮航跡ファイル21と、予測処理部22と、ゲート内外判定部23と、航跡尤度評価部24と、相関決定部25と、平滑処理部26と、航跡決定部27と、目標航跡を格納する目標航跡ファイル28とが設けられている。
In FIG. 17, the
つぎに、この実施の形態5に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図18は、この発明の実施の形態5に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。図19は、この発明の実施の形態5に係る多目標追尾装置におけるサーチ領域を示す図である。図20は、この発明の実施の形態5に係る多目標追尾装置の観測時刻と仮航跡の予測時刻の関係を示すタイミングチャートである。
Next, the operation of the multi-target tracking device according to the fifth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to
「観測値入力」ステップ500において、捜索レーダ(センサ)10から観測値が入力されると、まず、「観測値グループ分け」ステップ501において、観測値グループ分け部2は、距離の近い観測値同士でグループ化する。ある観測値と別の観測値の組み合わせについての同一グループ判定については、上記実施の形態2の同名のステップと同じ方式とする。
When an observation value is input from the search radar (sensor) 10 in the “observation value input”
次に、「グループ相関処理」ステップ502において、グループ相関計算部6は、前ステップで求めた観測値のグループと、航跡グループ情報ファイル7から読み出した仮航跡のグループの相関処理を行う。これは観測値の位置と観測誤差共分散による分布を混合することによって計算された分布と、仮航跡の位置と誤差共分散行列による分布を混合することによって計算された分布を元に、「グループが同一である」という仮説を検定することによって相関の有無を決定する。
Next, in a “group correlation process” step 502, the group
次に、「予測処理」ステップ503において、予測処理部22は、前ステップで相関があると判定されたグループの仮航跡と観測値の組み合わせについて、観測時刻における仮航跡の予測位置と予測誤差共分散の計算を行う。
Next, in the “prediction process”
次に、「ゲート内外判定」ステップ504において、ゲート内外判定部23は、仮航跡と観測値が対応付けられる可能性を、仮航跡の予測誤差共分散と観測値の観測誤差共分散を使ったカイ平方検定によって判定する。
Next, in the “gate inside / outside determination”
次に、「航跡尤度評価」ステップ505において、航跡尤度評価部24は、仮航跡と前ステップでゲート内にあると判定された観測値の組み合わせに対して、その組み合わせにより観測値を仮航跡に割り当てた場合の仮航跡の尤度を計算する。
Next, in the “wake likelihood evaluation”
次に、「相関決定」ステップ506において、相関決定部25は、観測値と仮航跡の組み合わせのどれを最終的に選択するか、前ステップで計算された尤度を基に決定する。
Next, in the “correlation determination”
次に、「平滑処理」ステップ507において、平滑処理部26は、前ステップで決定された相関結果を基に、仮航跡の予測諸元と組み合わされた観測値を使って平滑諸元を計算する。すなわち、仮航跡ファイル21に格納されている仮航跡の時刻を最新時刻の値に更新する。
Next, in a “smoothing process”
次に、「航跡グループ分け」ステップ508において、航跡グループ分け部8は、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡をグループ分けする。その後、仮航跡グループ情報として、航跡グループ情報ファイル7に格納する。
Next, in a “track grouping” step 508, the
そして、「航跡決定」ステップ509において、仮航跡の尤度や観測値との相関回数を基に、仮航跡を目標航跡と見做すかどうか、決定する。決定した目標航跡を目標航跡ファイル28に格納する。
In a “wake determination”
本実施の形態5に係る多目標追尾装置を図23に示す観測例に適用した場合、図19の様に観測値のグループが2つ、仮航跡のグループが2つあり、観測値グループ1と航跡グループ1に相関があり、かつ観測値グループ2と航跡グループ2に相関があるとする。このとき図20のタイムチャートに示す様に、相関のあるグループ内で予測処理を行うためグループ1については仮航跡数×観測値数(3×3)の9回、グループ2については仮航跡数×観測値数(2×2)の4回の予測計算が必要となり、予測計算の回数は計13(=9+4)回となる。これは従来方式で必要な予測計算回数25回よりも少ない。
When the multi-target tracking device according to the fifth embodiment is applied to the observation example shown in FIG. 23, there are two observation value groups and two temporary track groups as shown in FIG. Assume that
すなわち、この実施の形態5に多目標追尾装置は、センサ10で観測領域をサーチすることによって得られた観測値を使って目標航跡を作る多目標追尾装置であって、1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部2と、観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部6と、仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部22と、仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部22が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部23と、観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部24と、前記航跡尤度評価部24が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部25と、仮航跡の予測諸元と前記相関決定部25により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部26と、平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部8と、仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部27とを設けたものである。
That is, the multi-target tracking device according to the fifth embodiment is a multi-target tracking device that creates a target wake using observation values obtained by searching an observation region with the
以上の様に、この実施の形態5に係る多目標追尾装置によれば、観測値と仮航跡をグループ化し、グループ同士の相関を行ってから、相関のあるグループ内の仮航跡と観測値の組に対して予測処理を行うので、処理負荷が軽減される。よって、目標数が多い場合でも対処可能となる。 As described above, according to the multi-target tracking device according to the fifth embodiment, the observation value and the temporary track are grouped and the correlation between the groups is performed, and then the temporary track and the observation value in the correlated group are correlated. Since the prediction process is performed on the set, the processing load is reduced. Therefore, even when the target number is large, it can be dealt with.
1 観測値選別部、2 観測値グループ分け部、3 グループ重心計算部、4 重心計算部、5 誤差共分散拡大部、6 グループ相関計算部、7 航跡グループ情報ファイル、8 航跡グループ分け部、10 捜索レーダ(センサ)、20 多目標追尾装置、21 仮航跡ファイル、22 予測処理部、23 ゲート内外判定部、24 航跡尤度評価部、25 相関決定部、26 平滑処理部、27 航跡決定部、28 目標航跡ファイル。 1 observation value selection unit, 2 observation value grouping unit, 3 group centroid calculation unit, 4 centroid calculation unit, 5 error covariance expansion unit, 6 group correlation calculation unit, 7 track group information file, 8 track grouping unit, 10 Search radar (sensor), 20 multi-target tracking device, 21 temporary track file, 22 prediction processing unit, 23 gate inside / outside determination unit, 24 track likelihood evaluation unit, 25 correlation determination unit, 26 smoothing processing unit, 27 track determination unit, 28 Target track file.
Claims (16)
予測計算を行う仮航跡と観測値の組み合わせを決定する観測値選別部と、
前記観測値選別部により決定された仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 A multi-target tracking device that creates a target wake using observations obtained by searching an observation area with a sensor,
An observation value selector for determining a combination of the temporary track and the observation value for which the prediction calculation is performed;
For the combination of the temporary track and the observation value determined by the observation value selection unit, a prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track according to the time of the observation value;
A gate inside / outside determination unit that determines whether the temporary track and the observed value can be associated with each other by comparing the predicted value and the observed value of the temporary track calculated by the prediction processing unit,
A wake likelihood evaluation unit that calculates the likelihood of a tentative wake when an observation value is associated,
Using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a correlation determination unit that determines which temporary track and which observation value are associated with each other,
A smoothing processing unit for calculating a smoothing specification using the predicted values of the provisional wake and the observation values associated with the correlation determination unit;
A multi-target tracking device, comprising: a track determination unit that sets a target track with a high likelihood among temporary tracks.
ことを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。 The observation value selection unit is characterized in that the observation value is a candidate when the difference between the time of the observation value and the smoothing time in the previous search of the temporary track does not exceed the first threshold value set in advance. The multi-target tracking device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。 The observed value selection unit determines the observed value when the difference between the time of the observed value and the smoothing time in the preliminary search before the temporary track does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search, the time required for the search, and the target maximum angular velocity. The multi-target tracking device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。 The observation value selection unit is the case where the difference between the time of the observation value and the smoothing time in the previous search of the temporary track does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search and the time required for the search and the target maximum angular velocity, and The multi-target tracking device according to claim 1, wherein the observation value is set as a candidate when a difference in distance between the observation value and the provisional track does not exceed a preset second threshold value.
ことを特徴とする請求項3又は4記載の多目標追尾装置。 5. The multi-target tracking device according to claim 3, wherein the maximum angular velocity of the target is a maximum value among the angular velocities of the tentative track calculated in the previous search.
1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 A multi-target tracking device that creates a target wake using observations obtained by searching an observation area with a sensor,
An observation value grouping unit for grouping observation value groups obtained in one search;
A group centroid calculation unit for calculating a centroid time which is an observation time corresponding to the centroid position of the group for each group;
About the combination of the temporary track and the observed value, a prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track based on the centroid time of the group to which the observed value belongs,
A gate inside / outside determination unit that determines whether the temporary track and the observed value can be associated with each other by comparing the predicted value and the observed value of the temporary track calculated by the prediction processing unit,
A wake likelihood evaluation unit that calculates the likelihood of a tentative wake when an observation value is associated,
Using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a correlation determination unit that determines which temporary track and which observation value are associated with each other,
A smoothing processing unit for calculating a smoothing specification using the predicted values of the provisional wake and the observation values associated with the correlation determination unit;
A multi-target tracking device, comprising: a track determination unit that sets a target track with a high likelihood among temporary tracks.
1サーチで得られた全観測値の重心の位置に相当する観測時刻である全体重心時刻を計算する重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を前記全体重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記全体重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 A multi-target tracking device that creates a target wake using observations obtained by searching an observation area with a sensor,
A center-of-gravity calculation unit that calculates an overall center-of-gravity time that is an observation time corresponding to the position of the center of gravity of all observation values obtained in one search;
For a combination of the temporary track and the observed value, a prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track based on the total centroid time,
An error covariance expansion unit that expands the prediction error covariance matrix in consideration of the error due to the prediction processing at the overall centroid time,
A gate inside / outside determination unit that determines whether the temporary track and the observed value can be associated with each other by comparing the predicted value and the observed value of the temporary track calculated by the prediction processing unit,
A wake likelihood evaluation unit that calculates the likelihood of a tentative wake when an observation value is associated,
Using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a correlation determination unit that determines which temporary track and which observation value are associated with each other,
A smoothing processing unit for calculating a smoothing specification using the predicted values of the provisional wake and the observation values associated with the correlation determination unit;
A multi-target tracking device, comprising: a track determination unit that sets a target track with a high likelihood among temporary tracks.
1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
グループ毎にグループの重心位置に相当する観測時刻である重心時刻を計算するグループ重心計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値が所属するグループの前記重心時刻によって予測計算する予測処理部と、
前記重心時刻で予測処理したことによる誤差分を考慮して、予測誤差共分散行列を拡大する誤差共分散拡大部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 A multi-target tracking device that creates a target wake using observations obtained by searching an observation area with a sensor,
An observation value grouping unit for grouping observation value groups obtained in one search;
A group centroid calculation unit for calculating a centroid time which is an observation time corresponding to the centroid position of the group for each group;
About the combination of the temporary track and the observed value, a prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track based on the centroid time of the group to which the observed value belongs,
In consideration of the error due to the prediction processing at the centroid time, an error covariance expansion unit that expands the prediction error covariance matrix;
A gate inside / outside determination unit that determines whether the temporary track and the observed value can be associated with each other by comparing the predicted value and the observed value of the temporary track calculated by the prediction processing unit,
A wake likelihood evaluation unit that calculates the likelihood of a tentative wake when an observation value is associated,
Using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a correlation determination unit that determines which temporary track and which observation value are associated with each other,
A smoothing processing unit for calculating a smoothing specification using the predicted values of the provisional wake and the observation values associated with the correlation determination unit;
A multi-target tracking device, comprising: a track determination unit that sets a target track with a high likelihood among temporary tracks.
1サーチで得られた観測値群をグループ分けする観測値グループ分け部と、
観測値のグループと仮航跡のグループ間で相関処理を行うグループ相関計算部と、
仮航跡と観測値の組み合わせについて、仮航跡を観測値の観測時刻によって予測計算する予測処理部と、
仮航跡と観測値が対応付け可能かを、前記予測処理部が計算した仮航跡の予測値と観測値を比較することによって判定するゲート内外判定部と、
観測値を対応付けた場合の仮航跡の尤度を計算する航跡尤度評価部と、
前記航跡尤度評価部が計算した尤度を指標として、どの仮航跡とどの観測値を対応付けるか決定する相関決定部と、
仮航跡の予測諸元と前記相関決定部により対応付けられた観測値を使って平滑諸元を計算する平滑処理部と、
平滑処理に利用した観測値が所属するグループによって、仮航跡のグループ分けをする航跡グループ分け部と、
仮航跡のうち尤度が高いものを目標航跡とする航跡決定部と
を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 A multi-target tracking device that creates a target wake using observations obtained by searching an observation area with a sensor,
An observation value grouping unit for grouping observation value groups obtained in one search;
A group correlation calculation unit that performs correlation processing between the observation value group and the temporary track group;
A prediction processing unit that predicts and calculates the temporary track based on the observation time of the observation value for the combination of the temporary track and the observation value;
A gate inside / outside determination unit that determines whether the temporary track and the observed value can be associated with each other by comparing the predicted value and the observed value of the temporary track calculated by the prediction processing unit,
A wake likelihood evaluation unit that calculates the likelihood of a tentative wake when an observation value is associated,
Using the likelihood calculated by the track likelihood evaluation unit as an index, a correlation determination unit that determines which temporary track and which observation value are associated with each other,
A smoothing processing unit for calculating a smoothing specification using the predicted values of the provisional wake and the observation values associated with the correlation determination unit;
A track grouping unit for grouping temporary tracks according to the group to which the observation values used for smoothing belong,
A multi-target tracking device, comprising: a track determination unit that sets a target track with a high likelihood among temporary tracks.
ことを特徴とする請求項6、8又は9記載の多目標追尾装置。 The observation value grouping unit makes the two observation values the same group when a difference between observation times of the two observation values does not exceed a preset third threshold value. The multi-target tracking device according to 6, 8, or 9.
ことを特徴とする請求項6、8又は9記載の多目標追尾装置。 The observation value grouping unit assigns the two observation values to the same group when the difference between the observation times of the two observation values does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search, the time required for the search, and the target maximum angular velocity. The multi-target tracking device according to claim 6, 8 or 9.
ことを特徴とする請求項6、8又は9記載の多目標追尾装置。 The observation value grouping unit is configured so that the difference between the observation times of the two observation values does not exceed the allowable time difference obtained from the angular velocity of the search, the time required for the search, and the target maximum angular velocity, and the two observation values The multi-target tracking device according to claim 6, wherein the two observation values are set to be in the same group when the difference in distance does not exceed a preset fourth threshold value.
ことを特徴とする請求項7記載の多目標追尾装置。 The error covariance enlarging unit sets the product of the target maximum angular velocity set in advance and the maximum value of the difference between the overall centroid time and each observed value as an enlargement of the prediction error covariance matrix. The multi-target tracking device according to claim 7, wherein:
ことを特徴とする請求項7記載の多目標追尾装置。 The error covariance enlarging unit is characterized in that a product of the maximum value of the speed of the tentative track and the maximum value of the difference between the total centroid time and the time of each observation value is an expansion of the prediction error covariance matrix. The multi-target tracking device according to claim 7.
ことを特徴とする請求項8記載の多目標追尾装置。 The error covariance expansion unit uses a product of a target maximum angular velocity set in advance and the maximum value of the difference between the center of gravity time and each observation value as an expansion of the prediction error covariance matrix. The multi-target tracking device according to claim 8.
ことを特徴とする請求項8記載の多目標追尾装置。 The error covariance expansion unit is characterized in that a product of the maximum value of the speed of the tentative track and the maximum value of the difference between the center of gravity time and the time of each observation value is an expansion of the prediction error covariance matrix. The multi-target tracking device according to claim 8.
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