JP2012154752A - Multi-target tracking device, multi-target tracking method and multi-target tracking program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子走査アンテナから出力した追尾ビームを利用して目標物の検知および追尾を行う多目標追尾システムに関する。 The present invention relates to a multi-target tracking system that detects and tracks a target using a tracking beam output from an electronic scanning antenna.
アンテナビームを任意の方向に瞬時に向けることができる電子走査アンテナを用いて、例えば、海中における魚雷などの一つ又は異なる複数の目標物に対し、捜索ビーム及び追尾ビームを順次照射することにより、3次元レーダを利用した目標物の捜索及び多目標追尾を行う多目標追尾装置が利用されている。
ここで、照射される捜索ビームは、ビーム走査方位・仰角を順次変化させることで、所定の領域を周期的に照射し、目標を検知するために用いられる。また、追尾ビームは既に検知済みの追尾目標に対して照射し、追尾精度を向上させるために利用されている。
By sequentially irradiating a search beam and a tracking beam to one or a plurality of different targets such as torpedoes in the sea, for example, using an electronic scanning antenna capable of instantaneously directing the antenna beam in an arbitrary direction, 2. Description of the Related Art Multi-target tracking devices that perform target search and multi-target tracking using a three-dimensional radar are used.
Here, the irradiated search beam is used to detect a target by periodically irradiating a predetermined region by sequentially changing the beam scanning azimuth and elevation angle. Further, the tracking beam is used to irradiate a tracking target that has already been detected and improve tracking accuracy.
この多目標追尾装置の関連技術としては、追尾目標の軌道や飛翔速度などのパラメータに応じて算出される各追尾目標の脅威度等を導出し、これに基づき追尾ビームの照射間隔及びビーム照射の優先度を各追尾目標に対応させて設定するシステム(多目標追尾システム)が開示されている(特許文献1)。 As a related technology of this multi-target tracking device, the degree of threat of each tracking target calculated according to parameters such as the tracking target trajectory and flight speed is derived, and based on this, the tracking beam irradiation interval and beam irradiation A system (multi-target tracking system) in which priority is set corresponding to each tracking target is disclosed (Patent Document 1).
上記多目標追尾システムの構成内容としては、例えば図2に示すように、アンテナビームを任意の方向に瞬時に向け照射することが可能な電子走査アンテナ201と、捜索ビームにより検知した目標物等を含む信号(IF信号)を取得する受信励振部202と、取得したIF信号に対して目標物の検出処理を実施する信号処理部203と、目標検出情報に基づき相関処理、予測処理、及び平滑処理等からなる航跡追尾処理を実施することにより3次元空間上の追尾目標の位置及び速度を算出するデータ処理部204と、追尾目標の現在位置等を表示する表示部205を有するものとする。
As the configuration contents of the multi-target tracking system, for example, as shown in FIG. 2, an
また、上記多目標追尾システムでは、検出された追尾目標(目標物)に係る情報に基づき、追尾目標に対する追尾ビームの照射開始時刻、照射時間、照射位置を算出する追尾ビームパラメータ算出部206と、所定の領域を順次照射する捜索ビームの照射開始時刻、照射時間、照射位置を算出する捜索ビームパラメータ算出部207と、追尾ビームパラメータ算出部206及び捜索ビームパラメータ算出部207から入力されたビームパラメータに基づきビーム走査スケジュールを算出するビーム走査スケジューラ208と、ビーム走査スケジュールに基づいて電子走査アンテナ201を構成する各アンテナ素子の振幅位相制御データを算出することにより、電子走査アンテナがアンテナ制御部から入力された振幅位相制御データ及び受信励振部から入力されたパルスドRF信号によりビームを形成するアンテナ制御部209を備え、これにより、追尾ビームの効率的な利用と追尾精度の改善を図っている。
In the multi-target tracking system, a tracking beam
また、上記多目標追尾システム301の関連技術として、追尾目標の位置、速度を含む追尾目標情報を検知すると共に、この情報に基づき異なる追尾目標からなる追尾目標グループを設定し、目標物の追尾を行うシステムが開示されている(特許文献2)。
In addition, as a related technique of the
さらに、この関連技術として、検知される異なる追尾目標をグループ化し、グループ化された追尾目標に対してビーム照射を行う異なる電子走査アンテナそれぞれにおけるビーム照射に係るパラメータを決定すると共に、グループ化された追尾目標に対して上記異なる電子走査アンテナから同時ビーム照射する場合における動作(ビーム同時照射動作)を制御するシステムが開示されている(特許文献3、4)。 Furthermore, as this related technique, different tracking targets to be detected are grouped, and parameters related to beam irradiation in different electronic scanning antennas that perform beam irradiation on the grouped tracking targets are determined and grouped. A system for controlling an operation (simultaneous beam irradiation operation) in the case of simultaneous beam irradiation from the different electronic scanning antennas to the tracking target is disclosed (Patent Documents 3 and 4).
上記特許文献1に開示された関連技術(多目標追尾システム301:図3)では、各追尾目標に対応して個々独立した追尾ビームの照射動作に係る照射パラメータを算出する。
しかしながら、上記照射パラメータに基づく追尾ビームの照射を行った場合、例えば図3に示すように、追尾目標が相互に近接している場合であっても、この3つの追尾目標302それぞれに対して独立して3本の追尾ビームを照射することとなり、多重に追尾ビームを照射してしまうといったケースが生じ得る。
In the related technique disclosed in Patent Document 1 (multi-target tracking system 301: FIG. 3), irradiation parameters related to the irradiation operation of the individual tracking beam corresponding to each tracking target are calculated.
However, when the tracking beam is irradiated based on the irradiation parameters, as shown in FIG. 3, for example, even when the tracking targets are close to each other, the three
また、追尾ビームの照射手法として、例えば、2本の追尾ビームを連続して照射することにより3つの異なる追尾目標を検出することが可能である場合がある。
しかしながら、上記関連技術では、追尾目標同士の関係を考慮することなく、追尾ビームのパラメータが算出されるため、不要な捜索ビームや追尾ビーム照射が行われてしまう不都合がある。
また、追尾目標同士が互いに接近している場合、航跡追尾処理において誤相関が発生する可能性が高く、追尾精度が劣化してしまうという不都合がある。
As a tracking beam irradiation method, for example, it may be possible to detect three different tracking targets by continuously irradiating two tracking beams.
However, in the related technology, since the parameters of the tracking beam are calculated without considering the relationship between the tracking targets, there is a disadvantage that unnecessary search beam and tracking beam irradiation are performed.
Further, when the tracking targets are close to each other, there is a high possibility that a cross-correlation will occur in the track tracking process, and the tracking accuracy is deteriorated.
さらに、上記特許文献1の多目標追尾システムでは、追尾ビームを時分割で異なる追尾目標に対して照射しなくてはならないため、無駄な追尾ビームを照射することとなり、多目標物それぞれに対する追尾精度が劣化してしまったり、追尾可能な目標数が減少してしまったりするといった不都合が生じ得る。 Further, in the multi-target tracking system of Patent Document 1 described above, since tracking beams must be irradiated to different tracking targets in a time-sharing manner, useless tracking beams are irradiated, and tracking accuracy for each multi-target object. May deteriorate or the number of targets that can be tracked may decrease.
また、上記特許文献2では、追尾目標の位置および速度に基づいて異なる追尾目標から成るグループが設定されているが、追尾目標の距離に応じて追尾ビーム照射頻度を変更することができないため、航跡追尾処理において誤相関が発生する可能性が高く、追尾精度が劣化してしまうという不都合がある。
Further, in
また、上記特許文献3および4の内容では、上述のように、複数の電子走査アンテナ面から追尾ビームを同時照射する時のビーム照射制御を行うことが可能であるが、この場合、単一の電子走査アンテナからの追尾ビームだけでは、異なる追尾目標から成るグループを設定することができないため、照射する必要のない追尾ビームが照射されてしまうといった不都合が生じ得る。また、単一の電子走査アンテナを利用する場合、追尾可能な追尾目標の数が低減してしまうといった不都合がある。 In the contents of Patent Documents 3 and 4 described above, as described above, it is possible to perform beam irradiation control when simultaneously irradiating tracking beams from a plurality of electronic scanning antenna surfaces. A group consisting of different tracking targets cannot be set only by the tracking beam from the electronic scanning antenna, so that there may be a disadvantage that a tracking beam that does not need to be irradiated is irradiated. Further, when a single electronic scanning antenna is used, there is a disadvantage that the number of tracking targets that can be tracked is reduced.
[発明の目的]
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、追尾ビームを効率的に追尾目標に照射し追尾精度を有効に向上させる多目標追尾装置、多目標追尾方法、および多目標追尾プログラムを提供することを、その目的とする。
[Object of invention]
The present invention provides a multi-target tracking device, a multi-target tracking method, and a multi-target tracking program that improve the inconvenience of the related technology and efficiently irradiate a tracking target with a tracking target to effectively improve tracking accuracy. That is the purpose.
上記目的を達成するために、本発明に係る多目標追尾装置は、異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知し追尾する電子走査アンテナ部と、前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置であって、前記アンテナ制御部は、一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ決定手段と、前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュール(回数、時間)および照射領域(ビーム幅(照射幅)、仰角、角度)を示すビームパラメータを算出するパラメータ算出手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a multi-target tracking device according to the present invention performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects and tracks the tracking target based on the reflected signal, and an electronic scanning antenna unit, The multi-target tracking device includes an antenna control unit that controls the irradiation direction and timing of the beam, and the antenna control unit determines different tracking targets that can be detected by one beam irradiation as a tracking target group. The tracking target group determining means and the tracking beam irradiation schedule (number of times, time) and irradiation region (beam width (irradiation width), according to the mutual positional relationship between different tracking targets included in the determined tracking target group, And a parameter calculation means for calculating a beam parameter indicating an elevation angle and an angle).
また、本発明にかかる多目標追尾方法は、異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知する電子走査アンテナ部と、前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置にあって、前記検知した追尾目標を追尾する多目標追尾方法であって、
前記反射信号に基づき一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定し、前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて前記追尾目標グループ追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出し、前記ビームパラメータに基づき前記電子走査アンテナ部によるビーム照射を制御する構成とし、これらの各動作手順を前記多目標追尾装置が実行するようにしたことを特徴としている。
In addition, the multi-target tracking method according to the present invention includes an electronic scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on reflected signals thereof, an irradiation direction and an irradiation timing of the beam A multi-target tracking device including an antenna control unit for controlling the tracking target, the multi-target tracking method for tracking the detected tracking target,
Different tracking targets that can be detected by one beam irradiation based on the reflected signal are determined as tracking target groups, and the tracking target group tracking is performed according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group The beam parameters indicating the beam irradiation schedule and the irradiation region are calculated, the beam irradiation by the electronic scanning antenna unit is controlled based on the beam parameters, and the multi-target tracking device executes each of these operation procedures. It is characterized by that.
又、本発明にかかる多目標追尾プログラムは、異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知する電子走査アンテナ部と、予め設定されたビームパラメータに基づき前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置にあって、前記検知した追尾目標を追尾するための多目標追尾プログラムであって、前記反射信号に基づき一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ化機能と、前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示す前記ビームパラメータを算出するパラメータ算出機能とを、前記多目標追尾装置の有するコンピュータに実現させることを特徴としている。 Further, the multi-target tracking program according to the present invention is based on an electronic scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on the reflected signal, and a preset beam parameter. A multi-target tracking apparatus including an antenna control unit that controls an irradiation direction and an irradiation timing of the beam, the multi-target tracking program for tracking the detected tracking target, and based on the reflected signal. A tracking target grouping function that determines different tracking targets that can be detected by beam irradiation as a tracking target group, and irradiation of a tracking beam according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group A parameter calculation function for calculating the beam parameter indicating a schedule and an irradiation area; It is characterized in that to realize the computer with the target tracking device.
本発明は、以上のように構成され機能するので、これによると、照射されたビームにより検知された異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する手段と、追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標相互間の位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出する手段とを構成としたことにより、追尾ビームを効率的に追尾目標に照射し、追尾精度、および追尾可能な目標数を有効に高めることを可能とする多目標追尾装置、多目標追尾方法、および多目標追尾プログラムを提供することができる。 Since the present invention is configured and functions as described above, according to this, the means for determining different tracking targets detected by the irradiated beam as the tracking target group and the different tracking targets included in the tracking target group It is possible to irradiate the tracking beam efficiently to the tracking target, tracking accuracy and tracking by configuring the irradiation schedule of the beam for tracking and the means for calculating the beam parameter indicating the irradiation area according to the positional relationship of It is possible to provide a multi-target tracking device, a multi-target tracking method, and a multi-target tracking program that can effectively increase the number of target targets.
[実施形態1]
次に、本発明の実施形態について、その基本的構成内容を説明する。
[Embodiment 1]
Next, the basic configuration content of the embodiment of the present invention will be described.
本実施形態である多目標追尾装置10は、図1に示すように、ビームを生成して送出すると共に受信RF信号を受信する電子走査アンテナ部101と、この電子走査アンテナ部101を介して受信した受信RF信号をIF信号に変換する受信励振部102と、受信励振部102から入力されたIF信号を解析すると共に、この解析結果に基づき目標物の検出情報を示す目標検出情報を算出する処理を行う信号処理部103と、目標検出情報に基づき追尾目標の位置及び速度を算出するデータ処理部104と、この算出結果を出力表示する表示部105を備えている。
As shown in FIG. 1, the multi-target tracking device 10 according to the present embodiment generates and transmits a beam and receives a received RF signal, and receives via the electronic
また、多目標追尾装置10は、データ処理部104で算出された位置、速度に基づき異なる目標物間の距離を示す目標物間距離を算出すると共に異なる目標物から成る追尾目標グループを設定する追尾目標グループ算出部110と、追尾目標グループに含まれる追尾目標の数、位置、及び追尾目標間距離に基づき、追尾目標グループに対する一本以上の追尾ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置を含む追尾ビームの特性を決定する追尾ビームパラメータ算出部106と、所定の領域を順次照射する捜索ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置を含む捜索ビームパラメータを決定する捜索ビーム算出部107と、ビームパラメータに基づきビーム走査スケジュールを算出するビーム走査スケジューラ108と、算出されたビーム走査スケジュールに基づいて電子走査アンテナ101を構成する各アンテナ素子の振幅位相制御データを算出するアンテナ制御部109を備えた構成を有する。
In addition, the multi-target tracking device 10 calculates a distance between targets indicating the distance between different targets based on the position and speed calculated by the
受信励振部102は、この電子走査アンテナ部101を介して受信した受信RF信号をIF信号に変換して信号処理部103に入力する。
また、受信励振部102は、受信RF信号に基づき一定値に基づきパルス化したパルスドRF信号を生成し、電子走査アンテナ部101に入力する。
The
The
信号処理部103は、入力されたIF信号を解析することにより、IF信号に含まれる目標物を示す信号を目標検出情報として抽出する処理(目標検出処理)を行う目標検出処理機能を備えている。
The
データ処理部104は、抽出された目標検出情報に基づき、予め設定された追尾フィルタを利用して、3次元直交空間における追尾目標の位置及び速度を算出する追尾目標速度算出機能を備えている。
表示部105は、ディスプレイ装置であって、データ処理部104で算出された追尾目標の位置を示す画像情報を出力表示する。
The
The
追尾目標グループ算出部110は、データ処理部104で算出された追尾目標の位置及び速度に基づいて、相互の位置関係が一定距離より近接する追尾目標を特定すると共に、この相互の位置が一定距離より近接し、速度が一定値より近似する異なる追尾目標をグループ化し(追尾目標グループ設定機能)、このグループ(追尾目標グループ)に含まれる追尾目標の数、それぞれの位置、速度、追尾目標間距離などに係る情報をグループ情報として追尾ビームパラメータ算出部106に通知する。
The tracking target
また、追尾目標グループ算出部110は、次回の追尾ビームの照射予定時刻となる一定時刻の追尾目標の位置を予測する追尾目標位置予測機能と、追尾目標位置予測機能を実行した後、上記追尾目標グループ設定機能として、予測後の追尾目標の位置に基づき仰角方向に連続して追尾ビームを照射することができる追尾目標を特定してグループ化する。
In addition, the tracking target
また、追尾目標グループ算出部110は、検知された追尾目標について、未検査な組み合わせの追尾目標を選択し、選択した追尾目標が追尾目標グループとして統合可能か否かを判定する。
ここで、追尾目標グループ算出部110は、選択したグループに含まれる異なる追尾目標間の距離(「追尾目標間距離」という)と、連続して照射可能なビームのビーム幅である仰角および方位角の差(「ビーム領域閾値」という)と比較し判定する
Further, the tracking target
Here, the tracking target
具体的には、追尾目標グループ算出部110は選択された異なる追尾目標間の、電子走査アンテナ101を中心とした極座標上の方位角および仰角の差(図6(a))が、以下に示す[式1]に基づき算出される閾値よりも小さいか否かを比較判定する(領域比較判定機能)。
Specifically, the tracking target
尚、この領域比較判定機能では、ビームの中心である電子走査アンテナ101から離れるにつれて追尾目標に対して照射可能な電力が低下するため、閾値範囲内の目標に対して一定以上の電力を照射できるようビームの重なりやビーム端を考慮するものとする。
In this area comparison / determination function, the power that can be applied to the tracking target decreases as the distance from the
本実施形態においては、グループを統合するための条件として、グループ内に含まれる追尾目標全てが目標数以下の追尾ビームにより照射可能な仰角範囲内、および一定の方位角範囲内に存在している必要があるものとする。 In the present embodiment, as conditions for integrating the groups, all tracking targets included in the group are present in an elevation angle range that can be irradiated by tracking beams equal to or less than the target number, and in a certain azimuth angle range. Suppose you need it.
ここで、領域比較判定機能を実行状態の一例を図6(b)に示す。
図6(b)では、選択された3つの追尾目標(3つの矢印)全てが連続照射された3本の追尾ビームの仰角範囲内に含まれていることが示されている。
Here, an example of the execution state of the area comparison determination function is shown in FIG.
FIG. 6B shows that all of the selected three tracking targets (three arrows) are included in the elevation angle range of the three tracking beams irradiated continuously.
さらに、追尾目標グループ算出部110は、選択された異なる追尾目標が電子走査アンテナ101からの一定距離をまたいで存在するか否かを判定する(距離判定機能)。
ここで、追尾目標グループ算出部110は、選択された追尾目標それぞれの検知された位置が電子走査アンテナ101からの一定の距離をまたいで存在していないかを検査判定する。
Furthermore, the tracking target
Here, the tracking target
つまり、電子走査アンテナ101からの一定の距離より近い側(電子走査アンテナ101側)と遠い側(一定の距離より電子走査アンテナ101から離れている側)とにそれぞれに位置する追尾目標が存在するか否かを判定する。
尚、上記一定の距離とは、ここでは、電子走査アンテナ101から照射される近距離ビームと遠距離ビームの境界となる距離を示すものとする。
これにより、検出された各追尾目標の位置を示す情報に基づきこれを判定することができる。
That is, there are tracking targets located on a side closer to a certain distance from the electronic scanning antenna 101 (
Here, the above-mentioned fixed distance indicates a distance that is a boundary between a short-distance beam and a long-distance beam emitted from the
Thereby, this can be determined based on the information indicating the position of each detected tracking target.
ここで、追尾目標グループ算出部110は、選択した追尾目標が全てビーム領域内に含まれ(YES:判定504)、且つグループに含まれる選択された追尾目標が電子走査アンテナ101からの一定距離をまたいで存在しない場合(NO:判定505)に、選択した追尾目標をグループとして統合して新しい追尾目標グループとして統合設定する。この時、この統合設定前に設定されていた追尾目標グループを解除するものとする。
Here, the tracking target
追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾目標グループ算出部110から通知された追尾目標グループ情報に含まれる追尾目標の数、位置、および追尾目標間距離(予想される追尾目標の位置間の距離)に基づいて、追尾目標グループに対する一本以上の追尾ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置(つまり、照射角度、照射範囲を含む)を含む追尾ビームパラメータを、ビーム走査スケジューラ108に出力するビームパラメタ算出通知機能を備えている。
The tracking beam
具体的には、追尾ビームパラメータ算出部106は追尾目標グループ算出部110で決定された追尾目標グループに含まれる追尾目標の数、位置、及び追尾目標間距離に基づいて、次回の追尾ビームの照射予定時刻における各追尾目標グループに対して追尾ビームを照射するか否かを判定する(照射要否判定)と共に、照射する場合には各追尾ビームの照射優先度を算出するものとする。
Specifically, the tracking beam
また、追尾ビームパラメータ算出部106は照射必要と判定した場合、追尾目標グループのうち最も照射優先度が高い追尾目標グループに対しての追尾ビームの照射数、各追尾ビームの照射開始時刻、照射時間、および照射位置を示す追尾ビームパラメータを算出するものとする。
When the tracking beam
尚、追尾ビームパラメータ算出部106は、上記追尾ビームの照射要否を、グループ内の追尾目標に対して最後に追尾ビームが照射された時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間、および追尾目標間の距離に基づき判定するものとする。
The tracking beam
このとき、グループ内の各追尾目標(物)に対して、追尾目標間の距離に応じて要求ビーム照射間隔が算出される。また、最後の追尾ビーム照射時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間が要求ビーム照射間隔を超える追尾目標が存在する場合には、追尾ビーム照射が必要と判定する。 At this time, for each tracking target (object) in the group, the required beam irradiation interval is calculated according to the distance between the tracking targets. If there is a tracking target whose elapsed time from the last tracking beam irradiation time to the next tracking beam irradiation scheduled time exceeds the required beam irradiation interval, it is determined that tracking beam irradiation is necessary.
尚、グループ内に含まれる追尾目標が1つしか存在しない場合は、最後のビーム照射時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間から一定時間経過している場合、追尾ビームの照射が必要であると判定するものとする。 If there is only one tracking target included in the group, tracking beam irradiation is necessary when a certain time has elapsed since the last beam irradiation time until the next tracking beam irradiation scheduled time. Assume that there is.
また、上記追尾ビームの照射優先度は、グループ内の追尾目標の電子走査アンテナ101からの距離に基づいて算出されるものとする。
The tracking beam irradiation priority is calculated based on the distance from the
ここでは、電子走査アンテナ101により近い追尾目標には、より高い照射優先度が算出される。尚、追尾ビームの照射優先度としては、グループ内の追尾目標の照射優先度の最高のものが選択されるものとする。
Here, a higher irradiation priority is calculated for the tracking target closer to the
尚、追尾ビームの照射が必要と判定された追尾目標グループのうち、最も照射優先度が高い追尾目標グループに対する追尾ビームの照射数、およびそれぞれの追尾ビームの照射開始時刻、照射時間、及び照射位置は、以下に示す[式2]に基づき算出されるものとする(図6(a))。 Of the tracking target groups determined to require tracking beam irradiation, the number of tracking beam irradiations for the tracking target group having the highest irradiation priority, and the irradiation start time, irradiation time, and irradiation position of each tracking beam. Is calculated based on [Equation 2] shown below (FIG. 6A).
このとき、追尾ビームの照射数は、上記[式2]により、2本と計算されており、これにより、仰角マージンを含んだ仰角範囲をくまなく照射がなされるものとする。
At this time, the number of irradiations of the tracking beam is calculated as 2 according to the above [Equation 2], and it is assumed that irradiation is performed throughout the elevation angle range including the elevation angle margin.
また、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾ビームの照射時間を、追尾ビームの照射範囲内位置する追尾目標のうち、電子走査アンテナ101から最も遠くに位置する追尾目標の電子走査アンテナ101からの距離に基づき算出する。
尚、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾ビームの照射開始時刻を、以下に示す[式4]に基づき算出するものとする。
Also, the tracking beam
The tracking beam
捜索ビームパラメータ算出部107は、所定の領域を順次照射する捜索ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置を含む捜索ビームパラメータを算出し、ビーム走査スケジューラ108に出力する。
The search beam
ビーム走査スケジューラ108は、追尾ビームパラメータ算出部106及び捜索ビームパラメータ算出部107から入力された各ビームパラメータに基づきビーム走査スケジュールを算出する(ビーム走査スケジュール算出機能)。
The
ここで、ビーム走査スケジューラ108における、捜索ビームおよび追尾ビームの照射スケジュールを設定する動作について、また、この動作に基づく、追尾目標グループ算出部110、および追尾ビームパラメータ算出部106の動作タイミング(動作起動スケジュール)について説明する。
Here, regarding the operation of setting the irradiation schedule of the search beam and the tracking beam in the
ビーム走査スケジューラ108は、上述のように、捜索ビームパラメータ算出部107から入力された捜索ビームパラメータに基づき捜索ビームの照射タイミングのスケジューリングを行う。
尚、追尾ビーム算出処理開始時刻(801,803,805)、および追尾ビーム照射予定時刻(802,804,806)は、一定の時間間隔に予め設定され、これに基づき追尾ビームは一定周期ごとに照射されるものとする。
As described above, the
Note that the tracking beam calculation processing start time (801, 803, 805) and the tracking beam irradiation scheduled time (802, 804, 806) are set in advance at predetermined time intervals, and based on this, the tracking beam is set at regular intervals. It shall be irradiated.
追尾目標グループ算出部110及び追尾ビームパラメータ算出部106は、各追尾ビーム算出処理開始時刻に動作を開始する。
また、追尾ビームパラメータ算出部106は、次回の追尾ビーム照射予定時刻を、最初の追尾ビームの照射開始時刻とする1本の追尾ビーム、または連続して照射される複数の追尾ビームのパラメータを算出し、これをビーム走査スケジューラ108に入力する。
The tracking target
Further, the tracking beam
また、ビーム走査スケジューラ108では、捜索ビームの照射予定時刻毎に、追尾ビームの照射予定時刻のスケジュール設定を行う。このとき、ビーム走査スケジューラ108は、捜索ビームの照射開始時刻を追尾ビームのスケジュール分ずらして設定するものとする。
In addition, the
ここで、ビーム走査スケジューラ108が生成したビーム走査スケジュールの一例を図8に示す。
An example of the beam scanning schedule generated by the
図8に示すように、ビーム走査スケジュールにおける追尾ビーム算出処理開始時刻(801)においては、追尾目標グループ算出部110および追尾ビームパラメータ算出部106は追尾ビーム照射予定時刻(802)における追尾ビームのパラメータの算出を行う(開始する)。
ここでは、追尾ビームを照射する必要のある追尾目標グループが存在しないため、捜索ビームがスケジュールされる。
As shown in FIG. 8, at the tracking beam calculation processing start time (801) in the beam scanning schedule, the tracking target
Here, since there is no tracking target group that needs to be irradiated with the tracking beam, the search beam is scheduled.
また、追尾ビーム算出処理開始時刻(803)においては、追尾ビーム照射予定時刻(804)における追尾ビームパラメータが算出され、ビーム走査スケジューラ108が、この追尾ビームパラメータに基づき、連続して照射される2本の追尾ビームの照射スケジュールを設定し、予めスケジュールされていた捜索ビームの照射時刻を、これら追尾ビームの照射時間(追尾ビーム照射スケジュール)分だけ後方にずらして設定している。
Further, at the tracking beam calculation processing start time (803), the tracking beam parameter at the tracking beam irradiation scheduled time (804) is calculated, and the
アンテナ制御部109は、ビーム走査スケジューラ108により算出されたビーム走査スケジュールに基づき、電子走査アンテナ101を構成する各アンテナ素子の振幅位相制御データを算出すると共に、アンテナ制御部109に対してこの振幅位相制御データを入力することにより、電子走査アンテナ101におけるビーム照射動作を制御する。
The
ここで、電子走査アンテナ部101は、アンテナ制御部109から入力された振幅位相制御データ、および受信励振部102から入力されたパルスドRF信号に基づき追尾目標グループに対応する追尾ビームの生成を行う(ビーム生成機能)。
Here, the electronic
以上のように、本実施形態では、追尾目標グループ算出部110で設定された、互いに一定距離よりも近接した異なる追尾目標からなる追尾目標グループに対応して、追尾ビームパラメータ算出部106が追尾ビームのパラメータを設定し、ビーム走査スケジューラ108がこの追尾ビームパラメータに基づき連続して照射される複数本の追尾ビームそれぞれの照射スケジュール(または1本の追尾ビームの照射スケジュール)を設定する。
これにより、本実施形態においては、より少ない追尾ビームの照射により、各追尾目標をより高精度に検出し、追尾ビームにより追尾することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the tracking beam
Thereby, in this embodiment, it becomes possible to detect each tracking target with higher accuracy by irradiating fewer tracking beams, and to track by the tracking beam.
また、本実施形態では、追尾目標グループ内における異なる追尾目標間の距離が一定値より近い場合に、より高頻度に追尾ビームの照射を行うスケジュール設定を行う。これにより、異なる追尾目標間の距離が近い場合に頻繁に発生し得る、航跡追尾処理における誤相関の発生を有効に軽減することが可能となる。 Further, in the present embodiment, when the distance between different tracking targets in the tracking target group is closer than a certain value, the schedule setting for performing the tracking beam irradiation more frequently is performed. As a result, it is possible to effectively reduce the occurrence of cross-correlation in the track tracking process that can frequently occur when the distance between different tracking targets is short.
[実施形態の動作説明]
次に、上記実施形態の動作について、その概略を説明する。
まず、電子走査アンテナ部101で取得された信号に基づいて、追尾目標グループ算出部110が一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する(追尾目標グループ化工程)。
決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて、追尾ビームパラメータ算出部106が追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出し(ビームパラメータ算出工程)、アンテナ制御部109が、算出されたビームパラメータに基づき電子走査アンテナ部101によるビーム照射動作の起動スケジュールを決定し、これに基づき電子走査アンテナ部におけるビーム照射動作を制御する(ビーム照射制御工程)。
[Description of Operation of Embodiment]
Next, an outline of the operation of the above embodiment will be described.
First, based on the signal acquired by the electronic
In accordance with the mutual positional relationship between different tracking targets included in the determined tracking target group, the tracking beam
ここで、上記追尾目標グループ化工程、ビームパラメータ算出工程、およびビーム照射制御工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させるように構成してもよい。
また、本プログラムは、非一時的な記録媒体、例えば、DVD、CD、フラッシュメモリなどに記録されてもよい。その場合、本プログラムは、記録媒体からコンピュータによって読み出され、実行される。
Here, the tracking target grouping step, the beam parameter calculation step, and the beam irradiation control step may be configured such that the execution contents are programmed and executed by a computer.
The program may be recorded on a non-temporary recording medium such as a DVD, a CD, or a flash memory. In this case, the program is read from the recording medium by a computer and executed.
次に、本実施の形態の追尾目標グループ算出部110の動作について、図5のフローチャートに基づき詳説する。
Next, the operation of the tracking target
まず、追尾目標グループ算出部110は、次回の追尾ビームの照射予定時刻となる一定時刻の追尾目標の位置を予測し、予測後の追尾目標の位置に基づき仰角方向に連続して追尾ビームを照射することができる追尾目標を特定してグループ化する(ステップS501)。
First, the tracking target
追尾目標グループ算出部110は、検知された追尾目標について、全てのグループの組み合わせに対してグループの統合が可能であるか否かを検査し終えるまで、以下に示すステップS503〜506の処理を繰り返し実行し(ステップS502)、全ての組み合わせについて検査が終わった場合にこの処理を終了する。
The tracking target
ここでまず、追尾目標グループ算出部110は、未検査な組み合わせの追尾目標を選択し(ステップS503)、選択した追尾目標が追尾目標グループとして統合可能か否かを判定する。
次いで、追尾目標グループ算出部110は、選択したグループに含まれる異なる追尾目標間距離とビーム領域閾値とを比較判定する(ステップS504)。
First, the tracking target
Next, the tracking target
具体的には、追尾目標グループ算出部110は選択された異なる追尾目標間の、電子走査アンテナ101を中心とした極座標上の方位角および仰角の差(図6(a))が、以下に示す[式1]に基づき算出される閾値よりも小さいか否かを比較判定する(領域比較判定機能)。
Specifically, the tracking target
尚、グループを統合するための条件として、グループ内に含まれる追尾目標全てが目標数以下の追尾ビームにより照射可能な仰角範囲内、および一定の方位角範囲内に存在している必要があるものとする。 As a condition for group integration, all tracking targets included in the group must be within an elevation angle range that can be irradiated by tracking beams equal to or less than the target number and within a certain azimuth angle range. And
ここで、領域比較判定機能を実行状態の一例を図6(b)に示す。
図6(b)では、選択された3つの追尾目標(3つの矢印)全てが連続照射された3本の追尾ビームの仰角範囲内に含まれていることが示されている。
Here, an example of the execution state of the area comparison determination function is shown in FIG.
FIG. 6B shows that all of the selected three tracking targets (three arrows) are included in the elevation angle range of the three tracking beams irradiated continuously.
さらに、追尾目標グループ算出部110は、選択された異なる追尾目標が電子走査アンテナ101からの一定距離をまたいで存在するか否かを判定する(ステップS505:距離判定機能)。
ここで、追尾目標グループ算出部110は、選択された追尾目標それぞれの検知された位置が電子走査アンテナ101からの一定の距離をまたいで存在していないかを検査判定する。
Further, the tracking target
Here, the tracking target
つまり、電子走査アンテナ101からの一定の距離より近い側(電子走査アンテナ101側)と遠い側(一定の距離より電子走査アンテナ101から離れている側)とにそれぞれに位置する追尾目標が存在するか否かを判定する。
尚、上記一定の距離とは、ここでは、電子走査アンテナ101から照射される近距離ビームと遠距離ビームの境界となる距離を示すものとする。
これにより、検出された各追尾目標の位置を示す情報に基づきこれを判定することができる。
That is, there are tracking targets located on a side closer to a certain distance from the electronic scanning antenna 101 (
Here, the above-mentioned fixed distance indicates a distance that is a boundary between a short-distance beam and a long-distance beam emitted from the
Thereby, this can be determined based on the information indicating the position of each detected tracking target.
ここで、追尾目標グループ算出部110は、選択した追尾目標が全てビーム領域内に含まれ(YES:判定504)、且つグループに含まれる選択された追尾目標が電子走査アンテナ101からの一定距離をまたいで存在しない場合(NO:判定505)に、選択した追尾目標をグループとして統合して新しい追尾目標グループとして統合設定する。この時、この統合設定前に設定されていた追尾目標グループを解除するものとする。
Here, the tracking target
次に、検知された追尾目標について、全てのグループの組み合わせに対して、グループの統合が可能であるか否かを検査する処理が終了した後、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾目標グループ算出部110から通知された追尾目標グループ情報に含まれる追尾目標の数、位置、および追尾目標間距離(予想される追尾目標の位置間の距離)に基づいて、追尾目標グループに対する一本以上の追尾ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置(つまり、照射角度、照射範囲を含む)を含む追尾ビームパラメータを、ビーム走査スケジューラ108に出力する。
Next, for the detected tracking target, the tracking beam
具体的には、追尾ビームパラメータ算出部106は追尾目標グループ算出部110で決定された追尾目標グループに含まれる追尾目標の数、位置、及び追尾目標間距離に基づいて、次回の追尾ビームの照射予定時刻における各追尾目標グループに対して追尾ビームを照射するか否かを判定する(照射要否判定)と共に、照射する場合には各追尾ビームの照射優先度を算出する。
Specifically, the tracking beam
また、追尾ビームパラメータ算出部106は照射必要と判定した場合、追尾目標グループのうち最も照射優先度が高い追尾目標グループに対しての追尾ビームの照射数、各追尾ビームの照射開始時刻、照射時間、および照射位置を示す追尾ビームパラメータを算出する。
尚、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾ビームの照射要否を、グループ内の追尾目標に対して最後に追尾ビームが照射された時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間、および追尾目標間の距離に基づき判定する。
When the tracking beam
The tracking beam
このとき、グループ内の各追尾目標(物)に対して、追尾目標間の距離に応じて要求ビーム照射間隔が算出される。
また、最後の追尾ビーム照射時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間が要求ビーム照射間隔を超える追尾目標が存在する場合には、追尾ビーム照射が必要と判定する。
At this time, for each tracking target (object) in the group, the required beam irradiation interval is calculated according to the distance between the tracking targets.
If there is a tracking target whose elapsed time from the last tracking beam irradiation time to the next tracking beam irradiation scheduled time exceeds the required beam irradiation interval, it is determined that tracking beam irradiation is necessary.
尚、グループ内に含まれる追尾目標が1つしか存在しない場合は、最後のビーム照射時刻から次回追尾ビーム照射予定時刻までの経過時間から一定時間経過している場合、追尾ビームの照射が必要であると判定するものとする。 If there is only one tracking target included in the group, tracking beam irradiation is necessary when a certain time has elapsed since the last beam irradiation time until the next tracking beam irradiation scheduled time. Assume that there is.
また、上記追尾ビームの照射優先度は、グループ内の追尾目標の電子走査アンテナ101からの距離に基づいて算出されるものとする。
The tracking beam irradiation priority is calculated based on the distance from the
ここでは、電子走査アンテナ101に対してより近い追尾目標には、より高い照射優先度が算出される。尚、追尾ビームの照射優先度としては、グループ内の追尾目標の照射優先度の最高のものが選択されるものとする。
Here, a higher irradiation priority is calculated for a tracking target closer to the
尚、追尾ビームの照射が必要と判定された追尾目標グループのうち、最も照射優先度が高い追尾目標グループに対する追尾ビームの照射数、およびそれぞれの追尾ビームの照射開始時刻、照射時間、及び照射位置は、以下に示す[式2]に基づき算出される(図6(a))。 Of the tracking target groups determined to require tracking beam irradiation, the number of tracking beam irradiations for the tracking target group having the highest irradiation priority, and the irradiation start time, irradiation time, and irradiation position of each tracking beam. Is calculated based on [Equation 2] shown below (FIG. 6A).
このとき、追尾ビームの照射数は、上記[式2]により、2本と計算されており、これにより、仰角マージンを含んだ仰角範囲をくまなく照射がなされるものとする。
At this time, the number of irradiations of the tracking beam is calculated as 2 according to the above [Equation 2], and it is assumed that irradiation is performed throughout the elevation angle range including the elevation angle margin.
次に、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾ビームの照射時間を、追尾ビームの照射範囲内位置する追尾目標のうち、電子走査アンテナ101から最も遠くに位置する追尾目標の電子走査アンテナ101からの距離に基づき算出する。
尚、追尾ビームパラメータ算出部106は、追尾ビームの照射開始時刻を、以下に示す[式4]に基づき算出するものとする。
Next, the tracking beam
The tracking beam
次いで、捜索ビームパラメータ算出部107は、所定の領域を順次照射する捜索ビームの照射開始時刻、照射時間及び照射位置を含む捜索ビームパラメータを算出し、ビーム走査スケジューラ108に出力する。
Next, the search beam
次に、ビーム走査スケジューラ108は、追尾ビームパラメータ算出部106及び捜索ビームパラメータ算出部107から入力された各ビームパラメータに基づきビーム走査スケジュールを算出する。
Next, the
ビーム走査スケジューラ108は、捜索ビームパラメータ算出部107から入力された捜索ビームパラメータに基づき捜索ビームの照射タイミングのスケジューリングを行う。
尚、追尾ビーム算出処理開始時刻(801,803,805)、および追尾ビーム照射予定時刻(802,804,806)は、一定の時間間隔に予め設定され、これに基づき追尾ビームは一定周期ごとに照射されるものとする。
The
Note that the tracking beam calculation processing start time (801, 803, 805) and the tracking beam irradiation scheduled time (802, 804, 806) are set in advance at predetermined time intervals, and based on this, the tracking beam is set at regular intervals. It shall be irradiated.
次に、追尾目標グループ算出部110及び追尾ビームパラメータ算出部106は、各追尾ビーム算出処理開始時刻に動作を開始する。
また、追尾ビームパラメータ算出部106は、次回の追尾ビーム照射予定時刻を、最初の追尾ビームの照射開始時刻とする1本の追尾ビーム、または連続して照射される複数の追尾ビームのパラメータを算出し、これをビーム走査スケジューラ108に入力する。
Next, the tracking target
Further, the tracking beam
また、ビーム走査スケジューラ108では、捜索ビームの照射予定時刻毎に、追尾ビームの照射予定時刻のスケジュール設定を行う。このとき、ビーム走査スケジューラ108は、捜索ビームの照射開始時刻を追尾ビームのスケジュール分ずらして設定するものとする。
In addition, the
ここで、ビーム走査スケジュールにおける追尾ビーム算出処理開始時刻(801)においては、図8に示すように、追尾目標グループ算出部110および追尾ビームパラメータ算出部106は追尾ビーム照射予定時刻(802)における追尾ビームのパラメータの算出を開始する。
ここでは、追尾ビームを照射する必要のある追尾目標グループが存在しないため、捜索ビームがスケジュールされる。
Here, at the tracking beam calculation processing start time (801) in the beam scanning schedule, as shown in FIG. 8, the tracking target
Here, since there is no tracking target group that needs to be irradiated with the tracking beam, the search beam is scheduled.
また、追尾ビーム算出処理開始時刻(803)においては、追尾ビーム照射予定時刻(804)における追尾ビームパラメータが算出され、ビーム走査スケジューラ108が、この追尾ビームパラメータに基づき、連続して照射される2本の追尾ビームの照射スケジュールを設定し、予めスケジュールされていた捜索ビームの照射時刻を、これら追尾ビームの照射時間(追尾ビーム照射スケジュール)分だけ後方にずらして設定している。
Further, at the tracking beam calculation processing start time (803), the tracking beam parameter at the tracking beam irradiation scheduled time (804) is calculated, and the
アンテナ制御部109は、ビーム走査スケジューラ108により算出されたビーム走査スケジュールに基づき、電子走査アンテナ101を構成する各アンテナ素子の振幅位相制御データを算出すると共に、アンテナ制御部109に対してこの振幅位相制御データを入力することにより、電子走査アンテナ101におけるビーム照射動作を制御する。
The
ここで、電子走査アンテナ部101は、アンテナ制御部109から入力された振幅位相制御データ、および受信励振部102から入力されたパルスドRF信号に基づき追尾目標グループに対応する追尾ビームの生成を行う。
Here, the electronic
以上のように、本実施形態である多目標追尾装置10は、追尾精度および追尾可能な目標数を向上させることができ、更には、異なる目標物が互いに近接している場合でも、複数の追尾目標に対して連続して追尾ビームを照射し、より少ない追尾ビームの照射数で十分な目標検出性能を得ることができる。 As described above, the multi-target tracking device 10 according to the present embodiment can improve the tracking accuracy and the number of targets that can be tracked. Furthermore, even when different targets are close to each other, a plurality of tracking targets can be obtained. The target beam can be continuously irradiated to the target, and sufficient target detection performance can be obtained with a smaller number of tracking beam irradiations.
また、設定された追尾目標グループ内において追尾目標間の距離が小さくなり、航跡追尾処理において追尾目標同士の誤相関が発生する可能性が生じた場合、追尾ビームの照射頻度を高くすることにより、航跡追尾処理における誤相関を軽減することが可能となる。 In addition, if the distance between tracking targets in the set tracking target group becomes small and there is a possibility that a cross-correlation between tracking targets will occur in the track tracking process, by increasing the irradiation frequency of the tracking beam, It is possible to reduce the cross-correlation in the track tracking process.
[変形例]
次に、異なる複数の電子走査アンテナ部(101−1,101−2,・・・,101−n)備えた上記実施形態の変形例としての多目標追尾装置11について、図9に基づき説明する。
[Modification]
Next, a multi-target tracking device 11 as a modified example of the above embodiment having a plurality of different electronic scanning antenna units (101-1, 101-2, ..., 101-n) will be described with reference to FIG. .
多目標追尾装置11は、図9に示すように、上記実施形態1における電子捜査アンテナ部101に対応する、n個の電子操作アンテナ(901−1,901−2,・・・,901−n)と、各電子捜査アンテナの動作制御用に設置されたアンテナ制御部(909−1,909−2,・・・,909−n:アンテナ制御部109に対応する)と、受信励振部102に対応して設置された受信励振部(902−1,902−2,・・・,902−n)と、データ処理部904に対応して設置された信号処理部(903−1,903−2,・・・,903−n)を備えた構成を有する。
As shown in FIG. 9, the multi-target tracking device 11 includes n electronic operation antennas (901-1, 901-2,..., 901-n) corresponding to the electronic
尚、上記異なる複数の電子走査アンテナ(901−1,901−2,・・・,901−n)を目標物の追尾用に用いる場合、データ処理部904が、各電子走査アンテナ(901−1,901−2,・・・,901−n)から得られた目標検出情報に基づき、実施形態1におけるデータ処理部104と同様に、航跡追尾処理を実施する。
When the plurality of different electronic scanning antennas (901-1, 901-2,..., 901-n) are used for tracking a target, the
追尾目標グループ算出部910は、追尾目標の位置及び速度に基づいて、各電子走査アンテナ部に対応した追尾目標グループを決定する(実施形態1の追尾目標グループ算出部110に対応)。
追尾ビームパラメータ算出部906は、各電子走査アンテナ部に対して追尾目標グループに照射する追尾ビームパラメータを算出する。捜索ビームパラメータ算出部907は、実施形態1の捜索ビームパラメータ算出部107と同様に、捜索ビームパラメータを算出するものとする。
The tracking target
The tracking beam
捜索ビームパラメータ算出部907は、各電子走査アンテナ部を介して所定の領域を順次照射する捜索ビームパラメータを算出する。 The search beam parameter calculation unit 907 calculates search beam parameters for sequentially irradiating a predetermined area via each electronic scanning antenna unit.
ビーム走査スケジューラ908は、追尾ビームパラメータ算出部906及び捜索ビームパラメータ算出部907から入力された各電子走査アンテナに対するビームパラメータに基づきビーム走査スケジュールを算出し、各アンテナ制御部に送信する。
また、ビーム走査スケジューラ908は、より少ない追尾ビームの照射によって追尾目標グループを追尾可能な電子走査アンテナ部を特定し、この電子走査アンテナ部を稼働状態に設定する(追尾可能アンテナ稼働制御機能)。
これにより、ビーム走査スケジューラ908は、設定された追尾目標グループに対して複数の電子走査アンテナが追尾ビームを照射可能である場合には、最も効率よく、つまり、少ない追尾ビームで追尾目標グループに含まれる追尾目標の全てを検出することが可能な電子走査アンテナ部を特定し、稼働状態に設定する。
The
Further, the
Thus, the
例えば、図10に示すように、電子操作アンテナ部101−1に対応する電子走査アンテナ装置1001が、3つの異なる追尾目標を検出するのに2本の追尾ビームが必要である場合に、電子走査アンテナ装置(電子捜査アンテナ部101−2に対応)1002は1本の追尾ビームで3つの追尾目標が検出可能である場合が生じ得る。
For example, as shown in FIG. 10, when the electronic
この場合、これら3つの追尾目標は電子走査アンテナ装置1002によって1本の追尾ビームのみで照射可能であるため、電子走査アンテナ装置1001を照射待機状態に設定することが可能である。これにより、電子走査アンテナ装置1001は検知された他の追尾目標に対して追尾ビームを照射することが可能となり、追尾可能な目標数を向上させることができる。
In this case, since these three tracking targets can be irradiated with only one tracking beam by the electronic
以上のように、上述の変形例では、各電子走査アンテナ部の設置位置の違いにより、各電子走査アンテナ部において、追尾目標グループを照射するのに必要な追尾ビームの数は異なる。
このため、ビーム走査スケジューラ908が、より少ない追尾ビームの照射によって追尾目標グループを追尾可能な電子走査アンテナ部を特定し、この電子走査アンテナ部稼働状態に設定する。
As described above, in the above-described modification, the number of tracking beams necessary for irradiating the tracking target group differs in each electronic scanning antenna unit due to the difference in the installation position of each electronic scanning antenna unit.
For this reason, the
これにより、この変形例では、追尾目標に対して最も効率よい電子走査アンテナ部から追尾ビームを照射でき、このため、一つの電子走査アンテナ部を有する実施形態1の多目標追尾装置よりも、更に、追尾精度を向上させることができ、さらには、追尾可能な目標数を向上させることが可能となる。 Thereby, in this modification, it is possible to irradiate the tracking beam from the most efficient electronic scanning antenna unit with respect to the tracking target, and therefore, more than the multi-target tracking device of the first embodiment having one electronic scanning antenna unit. Tracking accuracy can be improved, and further, the target number that can be tracked can be improved.
上述の実施形態については、その新規な技術的内容の要点をまとめると、以下のようになる。
尚、上記実施形態の一部または全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
About the above-mentioned embodiment, it is as follows when the summary of the novel technical content is put together.
In addition, although one part or all part of the said embodiment is put together as follows as a novel technique, this invention is not necessarily limited to this.
(付記1)
異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知し追尾する電子走査アンテナ部と、前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置であって、
前記アンテナ制御部は、
一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ決定手段と、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出するパラメータ算出手段とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
(Appendix 1)
An electronic scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects and tracks the tracking target based on the reflection signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and irradiation timing of the beam A multi-target tracking device,
The antenna controller is
Tracking target group determining means for determining different tracking targets detectable by one beam irradiation as a tracking target group;
And a parameter calculating means for calculating a beam parameter indicating the irradiation schedule of the tracking beam and the irradiation area according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group. Target tracking device.
(付記2)
付記1に記載の多目標追尾装置において、
前記追尾目標グループ決定手段は、検知された追尾目標の位置、速度と、予め設定された前記追尾用ビームのビーム幅を含む追尾用ビーム属性情報に基づき前記検知可能な追尾目標のグループを決定する追尾目標特定機能を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
(Appendix 2)
In the multi-target tracking device according to attachment 1,
The tracking target group determining unit determines the group of detectable tracking targets based on tracking beam attribute information including a position and speed of the detected tracking target and a beam width of the tracking beam set in advance. A multi-target tracking device having a tracking target specifying function.
(付記3)
付記1または2に記載の多目標追尾装置において、
前記パラメータ算出手段は、
前記追尾目標グループ算出手段で算出された追尾目標グループに含まれる追尾目標の数及び位置に基づき追尾目標グループに対して一つの電子走査アンテナから連続して照射する各追尾ビームの照射開始時刻、照射時間を前記追尾用ビームの照射スケジュールとして算出する照射スケジュール設定機能と、
前記追尾用ビームのビーム幅および照射角度を前記ビームパラメータとして算出する追尾ビームパラメータ算出機能とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
(Appendix 3)
In the multi-target tracking device according to
The parameter calculation means includes
Irradiation start time and irradiation of each tracking beam continuously irradiated from one electronic scanning antenna to the tracking target group based on the number and position of the tracking targets included in the tracking target group calculated by the tracking target group calculating means An irradiation schedule setting function for calculating time as an irradiation schedule of the tracking beam;
A multi-target tracking device comprising a tracking beam parameter calculation function for calculating a beam width and an irradiation angle of the tracking beam as the beam parameter.
(付記4)
付記1に記載の多目標追尾装置において、
前記パラメータ算出手段は、前記追尾目標間の距離が一定値より近い場合に前記各追尾目標に対してより高頻度に追尾用のビームを照射する照射スケジュールを導出する照射頻度更新機能を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
(Appendix 4)
In the multi-target tracking device according to attachment 1,
The parameter calculating means has an irradiation frequency update function for deriving an irradiation schedule for irradiating a tracking beam more frequently to each tracking target when the distance between the tracking targets is closer than a certain value. A multi-target tracking device.
(付記5)
請求項1に記載の多目標追尾装置において、
前記追尾目標グループ決定手段は、前記検知された各前記追尾目標の位置、速度、および前記電子走査アンテナ部が照射可能なビーム領域の大きさに基づき追尾目標のグループを決定することを特徴とする多目標追尾装置。
(Appendix 5)
The multi-target tracking device according to claim 1,
The tracking target group determining means determines a tracking target group based on the detected position and speed of each tracking target and the size of a beam area that can be irradiated by the electronic scanning antenna unit. Multi-target tracking device.
(付記6)
付記1に記載の多目標追尾装置において、
前記追尾目標を検知し追尾する異なる複数の前記電子走査アンテナ部を備え、
前記パラメータ算出手段は、より少ない追尾ビームの照射により前記追尾目標グループを追尾可能な電子走査アンテナ部を特定すると共にこの電子走査アンテナ部を稼働状態に設定する追尾可能アンテナ稼働制御機能を備えたことを特徴とした多目標追尾装置。
(Appendix 6)
In the multi-target tracking device according to attachment 1,
A plurality of different electronic scanning antenna units for detecting and tracking the tracking target;
The parameter calculation means has a trackable antenna operation control function that specifies an electronic scanning antenna unit that can track the tracking target group by irradiating fewer tracking beams and sets the electronic scanning antenna unit to an operating state. Multi-target tracking device characterized by
(付記7)
異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知する電子走査アンテナ部と、前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置にあって、前記検知した追尾目標を追尾する多目標追尾方法であって、
前記反射信号に基づき同一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定し、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出し、
前記ビームパラメータに基づき前記電子走査アンテナ部によるビーム照射を制御する構成とし、これらの各動作手順を前記アンテナ制御部が実行するようにしたことを特徴とする多目標追尾方法。
(Appendix 7)
A multi-target including an electron scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on the reflected signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and timing of the beam In the tracking device, a multi-target tracking method for tracking the detected tracking target,
A different tracking target that can be detected by the same beam irradiation based on the reflected signal is determined as a tracking target group,
Calculating a beam parameter indicating the irradiation schedule and irradiation region of the tracking beam according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group;
A multi-target tracking method characterized in that beam irradiation by the electronic scanning antenna unit is controlled based on the beam parameter, and the antenna control unit executes each of these operation procedures.
(付記8)
異なる複数の追尾目標に対してビーム照射を行うと共にその反射信号に基づき前記追尾目標を検知する電子走査アンテナ部と、前記ビームの照射方向および照射タイミングを制御するアンテナ制御部とを備えた多目標追尾装置にあって、前記検知した追尾目標を追尾するための多目標追尾プログラムであって、
前記反射信号に基づき同一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ化機能と、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出するパラメータ算出機能と、を前記多目標追尾装置の有するコンピュータに実現させることを特徴とした多目標追尾プログラム。
(Appendix 8)
A multi-target including an electron scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on the reflected signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and timing of the beam A tracking device, a multi-target tracking program for tracking the detected tracking target,
A tracking target grouping function that determines different tracking targets that can be detected by the same beam irradiation based on the reflected signal as a tracking target group;
The multi-target tracking device includes a parameter calculation function for calculating a beam parameter indicating a beam irradiation schedule and a beam irradiation area for tracking according to a mutual positional relationship between different tracking targets included in the determined tracking target group. A multi-target tracking program characterized by being realized by a computer.
本発明は、3次元レーダを利用した飛翔する異なる目標物の捜索および追尾を行う多目標追尾システムなどに対して有用に適用することができる。 The present invention can be usefully applied to a multi-target tracking system that searches and tracks different targets flying using a three-dimensional radar.
101 電子走査アンテナ
102 受信励振部
103 信号処理部
104 データ処理部
105 表示部
106 追尾ビームパラメータ算出部
107 捜索ビームパラメータ算出部
108 ビーム走査スケジューラ
109 アンテナ制御部
110 追尾目標グループ算出部
201 電子走査アンテナ
202 受信励振部
203 信号処理部
204 データ処理部
205 表示部
206 追尾ビームパラメータ算出部
207 捜索ビームパラメータ算出部
208 ビーム走査スケジューラ
209 アンテナ制御部
301 電子走査アンテナ
302 追尾目標
401 電子走査アンテナ
402 追尾目標
904 データ処理部
905 表示部
906 追尾ビームパラメータ算出部
907 捜索ビームパラメータ算出部
908 ビーム走査スケジューラ
910 追尾目標グループ算出部
1001 電子走査アンテナ
1002 電子走査アンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記アンテナ制御部は、
一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ決定手段と、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出するパラメータ算出手段とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 An electronic scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects and tracks the tracking target based on the reflection signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and irradiation timing of the beam A multi-target tracking device,
The antenna controller is
Tracking target group determining means for determining different tracking targets detectable by one beam irradiation as a tracking target group;
And a parameter calculating means for calculating a beam parameter indicating the irradiation schedule of the tracking beam and the irradiation area according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group. Target tracking device.
前記追尾目標グループ決定手段は、検知された追尾目標の位置、速度と、予め設定された前記追尾用ビームのビーム幅を含む追尾用ビーム属性情報に基づき前記検知可能な追尾目標のグループを決定する追尾目標特定機能を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 1,
The tracking target group determining unit determines the group of detectable tracking targets based on tracking beam attribute information including a position and speed of the detected tracking target and a beam width of the tracking beam set in advance. A multi-target tracking device having a tracking target specifying function.
前記パラメータ算出手段は、
前記追尾目標グループ算出手段で算出された追尾目標グループに含まれる追尾目標の数及び位置に基づき追尾目標グループに対して一つの電子走査アンテナから連続して照射する各追尾ビームの照射開始時刻、照射時間を前記追尾用ビームの照射スケジュールとして算出する照射スケジュール設定機能と、
前記追尾用ビームのビーム幅および照射角度を前記ビームパラメータとして算出する追尾ビームパラメータ算出機能とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 1 or 2,
The parameter calculation means includes
Irradiation start time and irradiation of each tracking beam continuously irradiated from one electronic scanning antenna to the tracking target group based on the number and position of the tracking targets included in the tracking target group calculated by the tracking target group calculating means An irradiation schedule setting function for calculating time as an irradiation schedule of the tracking beam;
A multi-target tracking device comprising a tracking beam parameter calculation function for calculating a beam width and an irradiation angle of the tracking beam as the beam parameter.
前記パラメータ算出手段は、前記追尾目標間の距離が一定値より近い場合に前記各追尾目標に対してより高頻度に追尾用のビームを照射する照射スケジュールを導出する照射頻度更新機能を備えたことを特徴とする多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 1,
The parameter calculating means has an irradiation frequency update function for deriving an irradiation schedule for irradiating a tracking beam more frequently to each tracking target when the distance between the tracking targets is closer than a certain value. A multi-target tracking device.
前記追尾目標グループ決定手段は、前記検知された各前記追尾目標の位置、速度、および前記電子走査アンテナ部が照射可能なビーム領域の大きさに基づき追尾目標のグループを決定することを特徴とする多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 1,
The tracking target group determining means determines a tracking target group based on the detected position and speed of each tracking target and the size of a beam area that can be irradiated by the electronic scanning antenna unit. Multi-target tracking device.
前記追尾目標を検知し追尾する異なる複数の前記電子走査アンテナ部を備え、
前記パラメータ算出手段は、より少ない追尾ビームの照射により前記追尾目標グループを追尾可能な電子走査アンテナ部を特定すると共にこの電子走査アンテナ部を稼働状態に設定する追尾可能アンテナ稼働制御機能を備えたことを特徴とした多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 1,
A plurality of different electronic scanning antenna units for detecting and tracking the tracking target;
The parameter calculation means has a trackable antenna operation control function that specifies an electronic scanning antenna unit that can track the tracking target group by irradiating fewer tracking beams and sets the electronic scanning antenna unit to an operating state. Multi-target tracking device characterized by
前記反射信号に基づき同一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定し、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出し、
前記ビームパラメータに基づき前記電子走査アンテナ部によるビーム照射を制御する構成とし、これらの各動作手順を前記アンテナ制御部が実行するようにしたことを特徴とする多目標追尾方法。 A multi-target including an electron scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on the reflected signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and timing of the beam In the tracking device, a multi-target tracking method for tracking the detected tracking target,
A different tracking target that can be detected by the same beam irradiation based on the reflected signal is determined as a tracking target group,
Calculating a beam parameter indicating the irradiation schedule and irradiation region of the tracking beam according to the mutual positional relationship between the different tracking targets included in the determined tracking target group;
A multi-target tracking method characterized in that beam irradiation by the electronic scanning antenna unit is controlled based on the beam parameter, and the antenna control unit executes each of these operation procedures.
前記反射信号に基づき同一のビーム照射により検知可能な異なる追尾目標を追尾目標グループとして決定する追尾目標グループ化機能と、
前記決定した追尾目標グループに含まれる異なる追尾目標間の相互位置関係に応じて追尾用のビームの照射スケジュールおよび照射領域を示すビームパラメータを算出するパラメータ算出機能と、を前記多目標追尾装置の有するコンピュータに実現させることを特徴とした多目標追尾プログラム。 A multi-target including an electron scanning antenna unit that performs beam irradiation on a plurality of different tracking targets and detects the tracking target based on the reflected signal, and an antenna control unit that controls the irradiation direction and timing of the beam A tracking device, a multi-target tracking program for tracking the detected tracking target,
A tracking target grouping function that determines different tracking targets that can be detected by the same beam irradiation based on the reflected signal as a tracking target group;
The multi-target tracking device includes a parameter calculation function for calculating a beam parameter indicating a beam irradiation schedule and a beam irradiation area for tracking according to a mutual positional relationship between different tracking targets included in the determined tracking target group. A multi-target tracking program characterized by being realized by a computer.
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