JP2013253909A - Tracking device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a tracking device that highly accurately predicts a future position of a non-guided object after completion of observation without increasing a processing load even in a case where a period of time when the object can be observed by a radar sensor is short.SOLUTION: A tracking device comprises: an orbit correction amount estimation section 700 for generating an orbit correction amount estimation value with respect to a standard orbit by using tracking processing in consideration of a differential equation on the basis of a difference between the standard orbit calculated on the basis of the differential equation assuming known standard conditions in association with a non-guided target of which a position and a speed at certain timing are known and an observation value obtained by a radar sensor; and an orbit prediction section 800 that generates an orbit correction amount prediction value after completion of observation by the radar sensor in consideration of the differential equation on the basis of the correction amount estimation value generated by the orbit correction amount estimation section 700, corrects the standard orbit by adding the orbit correction amount prediction value to the standard orbit and predicts the future position and the speed of the non-guided target after the completion of the observation by the radar sensor.

Description

本発明は、ある時点での位置および速度が既知である無誘導の目標を、ある時点から一定時間経過した後にレーダセンサによって観測、追尾した結果を用いて、観測終了後の無誘導の目標の未来位置を予測する追尾装置に関する。   The present invention uses a result obtained by observing and tracking a non-inductive target whose position and velocity at a certain time are known by a radar sensor after a certain period of time has elapsed from a certain time, and using the result of the non-inductive target after the end of the observation. The present invention relates to a tracking device that predicts a future position.

従来のこの種の追尾装置としては、次のような動作を行うものがある(例えば、下記非特許文献1参照)。
図8は、従来技術における追尾装置の構成の一例を示すブロック図である。
この図8における追尾装置は、空気抵抗等の環境要因を複数(例えば、n通り)仮定した運動モデルに基づく追尾処理部201−1〜201−nを有し、目標観測装置101より無誘導の目標の観測値を追尾処理部201−1〜201−nへ入力し、n個の追尾処理部において追尾処理を行う。
As a conventional tracking device of this type, there is a device that performs the following operation (for example, see Non-Patent Document 1 below).
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a tracking device in the prior art.
The tracking device in FIG. 8 includes tracking processing units 201-1 to 201-n based on a motion model that assumes a plurality of (for example, n) environmental factors such as air resistance, and is non-guided from the target observation device 101. The target observation values are input to the tracking processing units 201-1 to 201-n, and the tracking processing is performed in the n tracking processing units.

次に、信頼度算出部301において、n通りの追尾処理出力に基づき、前記n通りの運動モデルのそれぞれに対する信頼度を算出する。
そして、観測が終了した時点で、信頼度が最も高い運動モデルを選択し、選択された運動モデルに基づいて、軌道予測部401において、無誘導の目標の位置および速度を算出することによって、無誘導の目標の観測終了後の未来位置の予測を行っている。
Next, the reliability calculation unit 301 calculates the reliability for each of the n motion models based on the n tracking processing outputs.
Then, when the observation is completed, the motion model having the highest reliability is selected, and the trajectory prediction unit 401 calculates the position and speed of the non-inductive target based on the selected motion model. The future position after the observation of the guidance target is predicted.

このような従来技術では、複数の追尾処理部による追尾処理出力に基づき、最も信頼度の高い運動モデルを選択することにより、無誘導の目標の実際の運動との誤差が最も小さい運動モデルを用いて、無誘導の目標の未来位置を予測することを意図している。   In such a conventional technique, a motion model with the smallest error from the actual motion of the non-guided target is used by selecting the motion model with the highest reliability based on the output of the tracking processing by a plurality of tracking processing units. It is intended to predict the future position of unguided targets.

Ravindra, Bar−Shalom, Willet,“Projectile Identification and Impact Point Prediction,” IEEE, Trans., AES, Vol. 46, No.4, pp.2004−2021, October 2010.Ravindra, Bar-Shalom, Willet, “Project Identification and Impact Point Prediction,” IEEE, Trans. , AES, Vol. 46, no. 4, pp. 2004-2021, October 2010.

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
このような従来技術では、観測終了後の無誘導の目標の軌道の予測に、前記n通りの運動モデルの中で、最も信頼度の高い運動モデルを用いる。
運動モデルは、未知の運動を仮定するものであるため、実際の運動を運動モデルによって厳密に定義することは、実質的に不可能である。
このため、従来技術では、前記信頼度の最も高い運動モデルが、無誘導の目標の実際の運動と一致しない場合には、予測精度が不十分になるという課題がある。
However, the prior art has the following problems.
In such a conventional technique, a motion model having the highest reliability among the n motion models is used for prediction of the unguided target trajectory after the end of observation.
Since the motion model assumes an unknown motion, it is virtually impossible to precisely define the actual motion by the motion model.
For this reason, in the prior art, when the motion model having the highest reliability does not match the actual motion of the non-inductive target, there is a problem that the prediction accuracy becomes insufficient.

また、レーダセンサで観測できる時間が短い場合には、各追尾処理部による最終出力の収束状態が不十分となる。
このため、従来技術では、未来位置を予測する際に用いる位置、速度等に関する初期状態の精度が悪くなり、予測精度が悪くなるという課題もある。
When the time that can be observed by the radar sensor is short, the final output convergence state by each tracking processing unit becomes insufficient.
For this reason, in the prior art, there is a problem that the accuracy of the initial state regarding the position, speed, etc. used when predicting the future position is deteriorated and the prediction accuracy is deteriorated.

ここで、前記課題への対策を施した、従来技術に基づく理想形の一例として、図9のような構成による追尾装置も考えられる。
図9の追尾装置は、複数(例えば、m通り)の追尾初期条件候補500−1〜500−mを仮定した上で、複数(例えば、n通り)の運動モデルに基づく追尾処理部201−1〜201−nを設け、追尾初期条件と追尾処理部を総当りに組み合わせて追尾処理を行う。
そして、総当りの組み合わせによる追尾処理出力の信頼度を計算し、観測が終了した時点で信頼度が最も高い組み合わせに基づいて、無誘導の目標の観測終了後の未来位置を予測する。
Here, as an example of an ideal form based on the prior art in which measures against the above problems are taken, a tracking device having a configuration as shown in FIG. 9 is also conceivable.
The tracking device in FIG. 9 assumes a plurality of (for example, m) tracking initial condition candidates 500-1 to 500-m, and then follows a tracking processing unit 201-1 based on a plurality (for example, n) of motion models. -201-n are provided, and the tracking process is performed by combining the tracking initial condition and the tracking processing unit in a round-robin manner.
Then, the reliability of the tracking processing output by the brute force combination is calculated, and the future position after the observation of the non-guide target is predicted based on the combination having the highest reliability when the observation is completed.

追尾装置を図9のように構成し、さらに、無限個の追尾初期条件と、無限個の運動モデルを仮定して、最も信頼度の高い組み合わせを探索することにより、目標の実際の運動に合致する追尾初期条件と運動モデルの組み合わせが存在する可能性がある。   The tracking device is configured as shown in Fig. 9 and further matches the target's actual motion by searching for the most reliable combination assuming an infinite number of initial tracking conditions and an infinite number of motion models. There may be a combination of initial tracking condition and motion model.

しかし、無限個の追尾初期条件と無限個の運動モデルを仮定することは、処理の負荷や複雑さの面で、非実用的であるという課題がある。
また、特にレーダセンサで観測できる時間が短い場合には、追尾処理部で推定する要素のうち、空気抵抗等の環境要因を推定することが困難であるという課題もある。
However, assuming an infinite number of tracking initial conditions and an infinite number of motion models is problematic in that it is impractical in terms of processing load and complexity.
In addition, particularly when the time that can be observed by the radar sensor is short, there is a problem that it is difficult to estimate environmental factors such as air resistance among the elements estimated by the tracking processing unit.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、レーダセンサで観測できる時間が短い場合においても、処理負荷を大きくすることなく、観測終了後の無誘導の目標の未来位置を高精度に予測する追尾装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the time that can be observed by the radar sensor is short, the future of the non-inductive target after the observation is completed without increasing the processing load. An object is to obtain a tracking device that predicts a position with high accuracy.

本発明の追尾装置は、ある時点での位置および速度が既知である無誘導の目標に関して、既知の標準的な条件を想定した微分方程式に基づいて算出した標準軌道と、レーダセンサによって得られる観測値との差に基づいて、微分方程式を考慮した追尾処理を用いて標準軌道に対する軌道修正量推定値を生成する軌道修正量推定部と、軌道修正量推定部によって生成された軌道修正量推定値に基づいて、微分方程式を考慮してレーダセンサによる観測が終了した後の軌道修正量予測値を生成し、該軌道修正量予測値を標準軌道に加算することによって該標準軌道を修正し、レーダセンサによる観測が終了した後の無誘導の目標の未来位置および速度を予測する軌道予測部とを備えたものである。   The tracking device according to the present invention has a standard trajectory calculated based on a differential equation assuming a known standard condition and an observation obtained by a radar sensor with respect to a non-inductive target whose position and velocity at a certain point in time are known. A trajectory correction amount estimator that generates a trajectory correction amount estimation value for the standard trajectory using a tracking process that takes into account the differential equation based on the difference from the value, and a trajectory correction amount estimation value generated by the trajectory correction amount estimation unit The trajectory correction amount predicted value after the observation by the radar sensor is finished in consideration of the differential equation, and the standard trajectory is corrected by adding the trajectory correction amount predicted value to the standard trajectory. And a trajectory prediction unit for predicting the future position and speed of the non-guided target after the observation by the sensor is completed.

本発明によれば、標準軌道と観測値との差から軌道修正量推定値を生成し、該軌道修正量推定値に基づいて、微分方程式を考慮して軌道修正量予測値を生成し、該軌道修正量予測値を標準軌道に加算することによって該標準軌道を修正し、レーダセンサによる観測が終了した後の無誘導の目標の未来位置および速度を予測するようにしたので、レーダセンサで観測できる時間が短い状況においても、処理負荷を大きくすることなく、観測終了後の無誘導の目標の未来位置を高精度に予測する追尾装置を得ることができる効果がある。   According to the present invention, a trajectory correction amount estimated value is generated from the difference between the standard trajectory and the observed value, and a trajectory correction amount predicted value is generated in consideration of the differential equation based on the trajectory correction amount estimated value. The standard trajectory is corrected by adding the predicted value of the trajectory correction amount to the standard trajectory, and the future position and speed of the non-guided target after the observation by the radar sensor is completed. Even in a situation where the available time is short, it is possible to obtain a tracking device that can predict the future position of the non-guided target with high accuracy after the observation without increasing the processing load.

本発明の実施の形態1による追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tracking apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the tracking process of the tracking apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1から実施の形態3による追尾装置によって実現される効果を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the effect implement | achieved by the tracking apparatus by Embodiment 1 to Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態2による追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tracking apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the tracking process of the tracking apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tracking apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the tracking process of the tracking apparatus by Embodiment 3 of this invention. 従来の追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional tracking apparatus. 従来の追尾装置の理想形の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ideal form of the conventional tracking apparatus.

以下、本発明の追尾装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による追尾装置の構成の一例を示すブロック図である。
また、図2は、本発明の実施の形態1による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。
Hereinafter, preferred embodiments of the tracking device of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a tracking device according to Embodiment 1 of the present invention.
Moreover, FIG. 2 is a flowchart which shows the flow of the tracking process of the tracking apparatus by Embodiment 1 of this invention.

図1に示す本発明の実施の形態1の追尾装置は、目標観測装置101、標準軌道算出部601、軌道修正量推定部700、軌道予測部800を備えている。
また、軌道修正量推定部700は、内部に位置差算出部701、軌道修正量追尾処理部702を備えている。
さらに、軌道予測部800は、内部に軌道修正量予測部801、標準軌道修正部802を備えている。
The tracking device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a target observation device 101, a standard trajectory calculation unit 601, a trajectory correction amount estimation unit 700, and a trajectory prediction unit 800.
The trajectory correction amount estimation unit 700 includes a position difference calculation unit 701 and a trajectory correction amount tracking processing unit 702 therein.
Further, the trajectory prediction unit 800 includes a trajectory correction amount prediction unit 801 and a standard trajectory correction unit 802 inside.

図2に示すフローチャートにおける各動作ステップとして付されている番号は、どの構成要素による処理かを明確にするために、図1の各構成要素の番号と一致させて示している。   The numbers given as the respective operation steps in the flowchart shown in FIG. 2 are shown to coincide with the numbers of the respective components in FIG. 1 in order to clarify which component is used for processing.

次に動作について説明する。
標準軌道算出部601は、無誘導の目標のある時点において、既知の位置、速度、および標準的な条件に基づいて、無誘導の目標の標準軌道を、位置および速度に関するデータとして算出する。
Next, the operation will be described.
The standard trajectory calculation unit 601 calculates the standard trajectory of the non-guided target as data on the position and speed based on the known position, speed, and standard conditions at a certain point in time for the non-guided target.

具体的には、標準軌道算出部601は、無誘導の目標のある時点t0において、既知の位置、速度と、運動に関する標準的な条件を想定した微分方程式を満たす関数f(x)を用い、時刻tkにおける無誘導の目標の標準的な位置および速度xS,kを、式(1)のように算出する。

Figure 2013253909
式(1)における関数f(x)としては、例えば、式(2)のような形の微分方程式を満たすものを使用する。 Specifically, the standard trajectory calculation unit 601 uses a function f (x) that satisfies a differential equation assuming a known condition regarding the position, velocity, and motion at a certain time t 0 of the non-inductive target. The standard position and velocity x S, k of the non-inductive target at time t k are calculated as in equation (1).
Figure 2013253909
As the function f (x) in the equation (1), for example, a function satisfying a differential equation of the form as in the equation (2) is used.

Figure 2013253909
式(2)において、gは重力加速度である。
また、αは空気抵抗に関わる成分である。
なお、関数f(x)が満たす微分方程式は、式(2)の形に限定されるものではない。
Figure 2013253909
In equation (2), g is the gravitational acceleration.
Α is a component related to air resistance.
Note that the differential equation that the function f (x) satisfies is not limited to the form of the equation (2).

そして、標準軌道算出部601は、標準軌道のうち、位置に関するデータを位置差算出部701に出力し、位置および速度に関するデータを、標準軌道修正部802に出力する(ステップST601)。   Then, the standard trajectory calculation unit 601 outputs data regarding the position of the standard trajectory to the position difference calculation unit 701, and outputs data regarding the position and speed to the standard trajectory correction unit 802 (step ST601).

目標観測装置101は、アンテナ・受信系(図示せず)より入力される受信信号に対して、公知の方法により信号処理を行う。
具体的には、目標観測装置101は、時刻tkにおいて、信号処理の結果として、無誘導の目標の観測値zkを生成する。
The target observation apparatus 101 performs signal processing on a reception signal input from an antenna / reception system (not shown) by a known method.
Specifically, the target observation apparatus 101 generates a non-inductive target observation value z k as a result of signal processing at time t k .

そして、目標観測装置101は、信号処理の結果である観測値を、位置差算出部701に出力する(ステップST101)。   Then, the target observation apparatus 101 outputs an observation value that is a result of signal processing to the position difference calculation unit 701 (step ST101).

位置差算出部701は、目標観測装置101より入力した時刻tkにおける観測値と、標準軌道算出部601より入力した標準軌道の時刻tkにおける位置との差を計算する。 Position difference calculating unit 701 calculates the difference between the observed value at time t k, which is input from the target observation device 101, and the position at time t k of the standard trajectory inputted from the standard trajectory calculator 601.

具体的には、位置差算出部701は、式(3)のようにして、時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukを算出する。

Figure 2013253909
Specifically, the position difference calculating section 701, as Equation (3), calculates the difference between u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k.
Figure 2013253909

そして、位置差算出部701は、時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukを、軌道修正量追尾処理部702に出力する(ステップST701)。 Then, the position difference calculating section 701, the difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, and outputs the trajectory correction amount tracking processing unit 702 (step ST701).

軌道修正量追尾処理部702は、本来は式(2)の微分方程式におけるαのずれである空気抵抗等の不一致を標準軌道からのずれと見なし、式(4)のように定義した標準軌道に対する軌道修正量の状態ベクトルyを用いて、位置差算出部701より入力した時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukに対して、追尾処理を行う。

Figure 2013253909
The trajectory correction amount tracking processing unit 702 considers a mismatch of the air resistance, which is a deviation of α in the differential equation of the equation (2) as a deviation from the standard trajectory, and the standard trajectory defined as the equation (4). using the state vector y of course correction amount, relative to the difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, which is input from the position difference calculating unit 701 performs a tracking process.
Figure 2013253909

具体的には、軌道修正量追尾処理部702は、まず、時刻tk-1における軌道修正量推定値y(ハット)k-1|k-1および平滑誤差共分散行列Pk-1|k-1に基づき、式(5)のように予測処理を行う。

Figure 2013253909

Figure 2013253909
Specifically, the trajectory correction amount tracking processing unit 702 firstly estimates the trajectory correction amount y (hat) k−1 | k−1 and the smooth error covariance matrix P k−1 | k at time t k−1 . Based on −1 , a prediction process is performed as in Expression (5).
Figure 2013253909

Figure 2013253909

Figure 2013253909

Figure 2013253909
また、Qk-1は駆動雑音ベクトルの共分散行列である。
Figure 2013253909

Figure 2013253909
Q k-1 is a covariance matrix of drive noise vectors.

次に、軌道修正量追尾処理部702は、時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukと、式(5)の予測処理の結果に基づき、式(7)のように平滑処理を行い、軌道修正量推定値y(ハット)k|kを生成する(ステップST702−1)。

Figure 2013253909
式(7)のRkは、観測雑音共分散行列である。 Next, the track correction quantity tracking processing unit 702, a difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, based on the result of the prediction process of the formula (5), equation (7) The smoothing process is performed as described above to generate a trajectory correction amount estimated value y (hat) k | k (step ST702-1).
Figure 2013253909
R k in Equation (7) is an observation noise covariance matrix.

軌道修正量追尾処理部702は、レーダセンサによる観測が行われ、観測値が得られている間、前記式(5)および式(7)による追尾処理を行う(ステップST702−2のNoの側のフロー)。   The trajectory correction amount tracking processing unit 702 performs the tracking processing according to the equations (5) and (7) while the observation is performed by the radar sensor and the observed value is obtained (No side of step ST702-2). Flow).

レーダセンサによる観測が終了した時点tkにおいて、軌道修正量追尾処理部702は、時刻tjにおける軌道修正量推定値y(ハット)k|kを、軌道修正量予測部801に出力する(ステップST702−2のYesの側のフロー)。 At the time t k when the observation by the radar sensor is finished, the trajectory correction amount tracking processing unit 702 outputs the trajectory correction amount estimated value y (hat) k | k at the time t j to the trajectory correction amount prediction unit 801 (step). ST702-2 Yes side flow).

軌道修正量予測部801は、レーダセンサによる観測が終了した後の軌道修正量を予測する。
具体的には、軌道修正量予測部801は、軌道修正量追尾処理部702から入力された時刻tkにおける軌道修正量推定値y(ハット)k|kを軌道修正量予測値yP,jの初期値として、式(8)のように時刻毎の軌道修正量予測値yP,jを算出する。

Figure 2013253909
The trajectory correction amount prediction unit 801 predicts the trajectory correction amount after the observation by the radar sensor is completed.
Specifically, the trajectory correction amount prediction unit 801 uses the trajectory correction amount estimation value y (hat) k | k at time t k input from the trajectory correction amount tracking processing unit 702 as the trajectory correction amount prediction value y P, j. As an initial value, a trajectory correction amount predicted value y P, j for each time is calculated as shown in Expression (8).
Figure 2013253909

そして、軌道修正量予測部801は、式(8)のようにして算出した時刻毎の軌道修正量予測値yP,jを、標準軌道修正部802に出力する(ステップST801)。 Then, the trajectory correction amount prediction unit 801 outputs the trajectory correction amount prediction value y P, j for each time calculated as shown in Expression (8) to the standard trajectory correction unit 802 (step ST801).

標準軌道修正部802は、軌道修正量予測部801より入力された軌道修正量予測値を、標準軌道算出部601より入力された標準軌道の位置および速度に加算し、無誘導の目標の未来位置および速度を算出する。
具体的には、式(9)のように、標準軌道の位置および速度xs,iに軌道修正量予測値yP,iを加算することにより、無誘導の目標の未来位置および速度xP,iを算出する。

Figure 2013253909
The standard trajectory correction unit 802 adds the trajectory correction amount predicted value input from the trajectory correction amount prediction unit 801 to the position and speed of the standard trajectory input from the standard trajectory calculation unit 601, and the future position of the non-guide target And calculate the speed.
Specifically, as shown in the equation (9), the future position and speed x P of the non-inductive target are obtained by adding the trajectory correction amount predicted value y P, i to the position and speed x s, i of the standard trajectory. , i is calculated.
Figure 2013253909

そして、標準軌道修正部802は、無誘導の目標の未来位置および速度xP,iを表示装置(図示せず)に出力する(ステップST802)。 Then, the standard trajectory correcting unit 802 outputs the non-guided target future position and speed x P, i to a display device (not shown) (step ST802).

以上のように、実施の形態1によれば、レーダセンサによる観測値と標準軌道の差に基づいて、標準軌道に対する軌道修正量を推定、および予測し、予測によって算出した軌道修正量予測値を標準軌道の位置および速度に加算することで、無誘導の目標の未来位置を予測している。   As described above, according to the first embodiment, based on the difference between the observation value from the radar sensor and the standard trajectory, the trajectory correction amount with respect to the standard trajectory is estimated and predicted, and the trajectory correction amount predicted value calculated by the prediction is calculated. By adding to the position and speed of the standard trajectory, the future position of the unguided target is predicted.

この結果、空気抵抗等の不一致により、レーダセンサによる観測が終了した後の目標の未来位置予測に用いる初期状態と、標準軌道が一致しない状況においても、図3のように、軌道修正量予測値を標準軌道に加算することによって、標準軌道と真の軌道の差異が縮小される。
このため、レーダセンサで観測できる時間が短い状況においても、処理負荷を大きくすることなく、レーダセンサによる観測が観測終了した後に、無誘導の目標の軌道を高精度に予測することが可能となる。
As a result, even if the initial state used for prediction of the future position of the target after the observation by the radar sensor and the standard trajectory do not match due to a mismatch in air resistance or the like, as shown in FIG. Is added to the standard trajectory to reduce the difference between the standard trajectory and the true trajectory.
For this reason, even when the time that can be observed by the radar sensor is short, it is possible to predict the unguided target trajectory with high accuracy after the observation by the radar sensor is completed without increasing the processing load. .

また、空気抵抗の不一致だけでなく、例えば、揚力、風等の他の外力の影響によって、目標の未来位置予測に用いる初期状態と、標準軌道が一致しない状況における目標の未来位置予測にも対応可能である。これは、以降の実施の形態でも同様である。
さらに、考慮する外力の種類が多いほど、従来技術によって予測した未来位置は、真の未来位置に近くなるが、パラメータ探索範囲が広くなる。
これに対して、実施の形態1で考慮している外力は重力のみであるが、重力以外の外力を観測値と標準軌道の差分に集約して、予測した未来位置を真の未来位置に近づけることが可能である。これは、以降の実施の形態でも同様である。
In addition to the mismatch of air resistance, for example, it corresponds to the target future position prediction in the situation where the initial state used for target future position prediction and the standard trajectory do not match due to the influence of other external forces such as lift and wind. Is possible. The same applies to the following embodiments.
Furthermore, the more the types of external forces to be considered, the closer the future position predicted by the prior art is to the true future position, but the wider the parameter search range.
On the other hand, although the external force considered in the first embodiment is only gravity, the external force other than gravity is aggregated to the difference between the observed value and the standard orbit to bring the predicted future position closer to the true future position. It is possible. The same applies to the following embodiments.

実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2による追尾装置の構成の一例を示すブロック図である。
また、図5は、本発明の実施の形態2による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the tracking device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the tracking process of the tracking device according to the second embodiment of the present invention.

図4に示す本発明の実施の形態2の追尾装置は、実施の形態1における追尾装置の構成要素に加えて、軌道修正量推定部700内に空気抵抗修正量追尾処理部703を備えている。
また、標準軌道算出部601a、軌道修正量予測部801a、および標準軌道修正部802aは、実施の形態1における標準軌道算出部601、軌道修正量予測部801、および標準軌道修正部802に、新たな機能を加えている。
The tracking device according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes an air resistance correction amount tracking processing unit 703 in the trajectory correction amount estimating unit 700 in addition to the components of the tracking device according to the first embodiment. .
Further, the standard trajectory calculation unit 601a, the trajectory correction amount prediction unit 801a, and the standard trajectory correction unit 802a are newly added to the standard trajectory calculation unit 601, the trajectory correction amount prediction unit 801, and the standard trajectory correction unit 802 in the first embodiment. It adds various functions.

また、図5に示すフローチャートにおける各動作ステップとして付されている番号は、どの構成要素による処理かを明確にするために、図4の各構成要素の番号と一致させて示している。   Further, the numbers given as the respective operation steps in the flowchart shown in FIG. 5 are shown to coincide with the numbers of the respective components in FIG. 4 in order to clarify which component is used for processing.

次に動作について説明する。
標準軌道算出部601aは、無誘導の目標のある時点において、既知の位置、速度、空気抵抗、および標準的な条件に基づいて、無誘導の目標の標準軌道を、位置、速度および空気抵抗に関するデータとして算出する。
具体的には、標準軌道算出部601aは、無誘導の目標のある時点t0において既知の位置、速度および空気抵抗と、運動に関する標準的な条件を想定した微分方程式を満たす関数f2(x)を用い、時刻tkにおける無誘導の目標の標準的な位置、速度および空気抵抗x2,S,kを、式(10)のように算出する。

Figure 2013253909
Next, the operation will be described.
The standard trajectory calculation unit 601a determines the standard trajectory of the non-inductive target with respect to the position, speed, and air resistance based on the known position, velocity, air resistance, and standard conditions at a certain point of the non-inductive target. Calculate as data.
Specifically, the standard trajectory calculation unit 601a has a function f 2 (x that satisfies a differential equation that assumes a known position, velocity, air resistance, and standard conditions regarding motion at a certain time t 0 of the non-inductive target. ), The standard position, speed, and air resistance x 2, S, k of the non-inductive target at time t k are calculated as in equation (10).
Figure 2013253909

式(10)における関数f2(x)としては、例えば、式(11)のような形の微分方程式を満たすものを使用する。

Figure 2013253909
なお、関数f2(x)が満たす微分方程式は、式(11)の形に限定されるものではない。
目標観測装置101は、実施の形態1における目標観測装置101と同一の機能を有し、時刻tkにおいて、信号処理の結果として観測値zkを生成する。 As the function f 2 (x) in the expression (10), for example, a function satisfying a differential equation of the form as in the expression (11) is used.
Figure 2013253909
Note that the differential equation satisfied by the function f 2 (x) is not limited to the form of the equation (11).
The target observation apparatus 101 has the same function as the target observation apparatus 101 in the first embodiment, and generates an observation value z k as a result of signal processing at time t k .

そして、目標観測装置101は、信号処理の結果である観測値を、位置差算出部701に出力する(ステップST101)。   Then, the target observation apparatus 101 outputs an observation value that is a result of signal processing to the position difference calculation unit 701 (step ST101).

位置差算出部701は、実施の形態1における位置差算出部701と同一の機能を有し、目標観測装置101より入力した時刻tkにおける観測値と、標準軌道算出部601aより入力した標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukを、前記式(3)のようにして計算する。 Position difference calculating unit 701 has the same function as the position difference calculating section 701 in the first embodiment, the observation value at time t k, which is input from the target observation device 101, the standard trajectory inputted from the standard trajectory calculating section 601a The difference uk with respect to the position at time t k is calculated as in equation (3).

そして、位置差算出部701は、時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukを、軌道修正量追尾処理部702と空気抵抗修正量追尾処理部703に出力する(ステップST701)。 Then, the position difference calculating section 701, the difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, and outputs the trajectory correction amount tracking processing unit 702 and the air resistance correction quantity tracking processing unit 703 (Step ST701).

軌道修正量追尾処理部702は、実施の形態1における軌道修正量追尾処理部702と同一の機能を有し、前記式(4)のように定義した標準軌道に対する軌道修正量の状態ベクトルyを用いて、位置差算出部701より入力した時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukに対して、前記式(5)および式(7)による追尾処理を行い、軌道修正量推定値y(ハット)k|kを生成する(ステップST702−1)。 The trajectory correction amount tracking processing unit 702 has the same function as the trajectory correction amount tracking processing unit 702 according to the first embodiment, and obtains a state vector y of the trajectory correction amount with respect to the standard trajectory defined as in the above equation (4). with respect to the difference between u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, which is input from the position difference calculating unit 701 performs a tracking process by the formula (5) and (7) Then, a trajectory correction amount estimated value y (hat) k | k is generated (step ST702-1).

軌道修正量追尾処理部702は、レーダセンサによる観測が行われ、観測値が得られている間、前記式(5)および式(7)による追尾処理を行う(ステップST702−2のNoの側のフロー)。   The trajectory correction amount tracking processing unit 702 performs the tracking processing according to the equations (5) and (7) while the observation is performed by the radar sensor and the observed value is obtained (No side of step ST702-2). Flow).

レーダセンサによる観測が終了した時点tkにおいて、軌道修正量追尾処理部702は、時刻tjにおける軌道修正量推定値y(ハット)k|kを軌道修正量予測部801aに出力する(ステップST702−2のYesの側のフロー)。 At the time t k when the observation by the radar sensor is finished, the trajectory correction amount tracking processing unit 702 outputs the trajectory correction amount estimated value y (hat) k | k at time t j to the trajectory correction amount prediction unit 801a (step ST702). -2 Yes side flow).

空気抵抗修正量追尾処理部703は、標準軌道に対する空気抵抗修正量cを用いて、位置差算出部701より入力した時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukに対して、追尾処理を行う。 Air resistance correction amount tracking processing unit 703, by using the air resistance correction amount c to the standard track, the difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, which is input from the position difference calculating section 701 A tracking process is performed.

具体的には、空気抵抗修正量追尾処理部703は、まず、時刻tk-1における空気抵抗修正量推定値c(ハット)k-1|k-1および平滑誤差分散pk-1|k-1に基づき、式(12)のように予測処理を行う。

Figure 2013253909
Specifically, the air resistance correction amount tracking processing unit 703 first determines the air resistance correction amount estimated value c (hat) k−1 | k−1 and the smoothing error variance p k−1 | k at time t k−1 . Based on −1 , a prediction process is performed as in Expression (12).
Figure 2013253909

式(12)において、φk-1は、関数f2(x)を考慮した状態遷移行列である。
具体的には、φk-1は、無誘導の目標の真の軌道xT,2、標準軌道xS,2、関数f2(x)および空気抵抗修正量cに対して、式(13)を満たす関数G(c)を考慮した状態遷移行列である。

Figure 2013253909
また、qk-1は駆動雑音の分散である。 In Expression (12), φ k−1 is a state transition matrix considering the function f 2 (x).
Specifically, φ k−1 is expressed by the following equation (13) with respect to the true orbit x T, 2 , standard trajectory x S, 2 , function f 2 (x) and air resistance correction amount c. Is a state transition matrix considering a function G (c) satisfying
Figure 2013253909
Further, q k−1 is the dispersion of driving noise.

次に、空気抵抗修正量追尾処理部703は、時刻tkにおける観測値と標準軌道の時刻tkにおける位置との差ukと、式(12)の予測処理の結果に基づき、式(14)のように平滑処理を行い、空気抵抗修正量推定値c(ハット)k|kを生成する(ステップST703−1)。

Figure 2013253909
Then, air resistance correction amount tracking processing unit 703, a difference u k and the position at time t k observations and the standard track at time t k, based on the result of the prediction process of formula (12), formula (14 ) To generate an air resistance correction amount estimated value c (hat) k | k (step ST703-1).
Figure 2013253909

空気抵抗修正量追尾処理部703は、レーダセンサによる観測が行われ、観測値が得られている間、前記式(5)および式(7)による追尾処理を行う(ステップST703−2のNoの側のフロー)。   The air resistance correction amount tracking processing unit 703 performs the tracking processing according to the equations (5) and (7) while the observation is performed by the radar sensor and the observed value is obtained (No in step ST703-2). Side flow).

レーダセンサによる観測が終了した時点tkにおいて、空気抵抗修正量追尾処理部703は、時刻tjにおける空気抵抗修正量推定値c(ハット)k|kを、軌道修正量予測部801aに出力する(ステップST703−2のYesの側のフロー)。 At the time t k when the observation by the radar sensor is finished, the air resistance correction amount tracking processing unit 703 outputs the air resistance correction amount estimated value c (hat) k | k at the time t j to the trajectory correction amount prediction unit 801a. (Flow on the Yes side of Step ST703-2).

軌道修正量予測部801aは、レーダセンサによる観測が終了した後の軌道修正量を予測する。
具体的には、軌道修正量予測部801aは、軌道修正量追尾処理部702から入力された時刻tkにおける軌道修正量推定値y(ハット)k|kおよび空気抵抗修正量追尾処理部703から入力された時刻tkにおける空気抵抗修正量推定値c(ハット)k|kを軌道空気抵抗修正量予測値y2,P,jの初期値として、式(15)のように時刻毎の軌道空気抵抗修正量予測値yP,2,jを算出する。

Figure 2013253909
The trajectory correction amount prediction unit 801a predicts the trajectory correction amount after the observation by the radar sensor is completed.
Specifically, the trajectory correction amount prediction unit 801 a receives the trajectory correction amount estimated value y (hat) k | k and the air resistance correction amount tracking processing unit 703 at time t k input from the trajectory correction amount tracking processing unit 702. Assuming that the input air resistance correction amount estimated value c (hat) k | k at the input time t k is the initial value of the orbital air resistance correction amount predicted value y 2, P, j , the trajectory for each time as shown in equation (15) The air resistance correction amount predicted value y P, 2, j is calculated.
Figure 2013253909

Figure 2013253909

Figure 2013253909
Figure 2013253909

Figure 2013253909

そして、軌道修正量予測部801aは、算出した時刻毎の軌道空気抵抗修正量予測値y2,P,jを、標準軌道修正部802aに出力する(ステップST801a)。 Then, the trajectory correction amount prediction unit 801a outputs the calculated trajectory air resistance correction amount prediction value y2 , P, j for each calculated time to the standard trajectory correction unit 802a (step ST801a).

標準軌道修正部802aは、軌道修正量予測部801aより入力された軌道空気抵抗修正量予測値を標準軌道の位置、速度および空気抵抗に加算し、無誘導の目標の未来位置、速度および空気抵抗を算出する。
具体的には、式(17)のように、標準軌道の位置、速度および空気抵抗x2,s,iに軌道空気抵抗修正量予測値y2,P,iを加算することにより、無誘導の目標の未来位置、速度および空気抵抗x2,P,iを算出する。

Figure 2013253909
The standard trajectory correction unit 802a adds the predicted value of the trajectory air resistance correction amount input from the trajectory correction amount prediction unit 801a to the position, speed, and air resistance of the standard trajectory, and the future position, speed, and air resistance of the non-inductive target. Is calculated.
More specifically, as shown in equation (17) , by adding the predicted value y 2, P, i of the track air resistance correction amount to the position, velocity and air resistance x 2, s, i of the standard track, non-induction The target future position, speed, and air resistance x 2, P, i are calculated.
Figure 2013253909

そして、標準軌道修正部802aは、無誘導の目標の未来位置、速度および空気抵抗x2,P,iを表示装置(図示せず)に出力する(ステップST802a)。 Then, the standard trajectory correcting unit 802a outputs the non-inductive target future position, speed, and air resistance x2 , P, i to a display device (not shown) (step ST802a).

以上のように、実施の形態2によれば、レーダセンサによる観測値と標準軌道の差に基づいて、標準軌道に対する軌道修正量と空気抵抗修正量を推定、および予測し、予測によって算出した軌道空気抵抗修正量予測値を標準軌道の位置、速度および空気抵抗に加算することで、無誘導の目標の未来位置を予測している。   As described above, according to the second embodiment, the orbit correction amount and the air resistance correction amount with respect to the standard trajectory are estimated and predicted based on the difference between the observation value by the radar sensor and the standard trajectory, and the trajectory calculated by the prediction. The future position of the non-inductive target is predicted by adding the predicted value of the air resistance correction amount to the position, speed and air resistance of the standard trajectory.

この結果、空気抵抗等の不一致により、レーダセンサによる観測が終了した後の目標の未来位置予測に用いる初期状態と、標準軌道が一致しない状況においても、図3のように、軌道空気抵抗修正量予測値を標準軌道に加算することによって、標準軌道と真の軌道の差異がさらに縮小される。
このため、レーダセンサで観測できる時間が短い状況においても、処理負荷を大きくすることなく、レーダセンサによる観測が観測終了した後に、無誘導の目標の軌道をさらに高精度に予測することが可能となる。
As a result, even if the initial state used for predicting the future position of the target after the observation by the radar sensor and the standard trajectory do not coincide with each other due to a discrepancy in air resistance or the like, as shown in FIG. By adding the predicted value to the standard trajectory, the difference between the standard trajectory and the true trajectory is further reduced.
For this reason, even when the time that can be observed by the radar sensor is short, the trajectory of the non-guided target can be predicted with higher accuracy after the observation by the radar sensor is completed without increasing the processing load. Become.

実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3による追尾装置の構成の一例を示すブロック図である。
また、図7は、本発明の実施の形態3による追尾装置の追尾処理の流れを示すフローチャートである。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the tracking device according to Embodiment 3 of the present invention.
Moreover, FIG. 7 is a flowchart which shows the flow of the tracking process of the tracking apparatus by Embodiment 3 of this invention.

図6に示す本発明の実施の形態3の追尾装置は、実施の形態1における追尾装置の構成要素に加えて、標準軌道メモリ602を備えたものである。
また、標準軌道修正部802bから標準軌道メモリ602への出力が加わっている。
The tracking device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 includes a standard trajectory memory 602 in addition to the components of the tracking device according to the first embodiment.
In addition, an output from the standard trajectory correction unit 802b to the standard trajectory memory 602 is added.

なお、図6に示す本発明の実施の形態3の追尾装置は、実施の形態1における追尾装置の構成要素に標準軌道メモリ602を加えたものであるが、実施の形態2における追尾装置の構成要素に標準軌道メモリ602を加えて構成しても良い。   The tracking device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is obtained by adding the standard trajectory memory 602 to the components of the tracking device according to the first embodiment, but the configuration of the tracking device according to the second embodiment. A standard trajectory memory 602 may be added to the elements.

次に動作について説明する。
以下では、実施の形態1における追尾装置の構成要素に標準軌道メモリ602を加えた構成として、各構成要素の機能を説明する。
標準軌道算出部601は、実施の形態1における標準軌道算出部601と同様の機能を有し、無誘導の目標のある時点において既知の位置、速度、および標準的な条件に基づいて、無誘導の目標の標準軌道を、位置および速度に関するデータxS,kとして算出する。
Next, the operation will be described.
Below, the function of each component is demonstrated as a structure which added the standard orbit memory 602 to the component of the tracking apparatus in Embodiment 1. FIG.
The standard trajectory calculation unit 601 has a function similar to that of the standard trajectory calculation unit 601 in the first embodiment, and based on a known position, speed, and standard conditions at a certain point of the non-guide target, Is calculated as data x S, k relating to position and velocity.

そして、標準軌道算出部601は、標準軌道のデータxS,kを、標準軌道メモリ602に出力する(ステップST601)。 Then, the standard trajectory calculation unit 601 outputs the standard trajectory data x S, k to the standard trajectory memory 602 (step ST601).

標準軌道メモリ602は、標準軌道算出部601から入力された標準軌道のデータxS,kを記憶する。 The standard trajectory memory 602 stores standard trajectory data x S, k input from the standard trajectory calculation unit 601.

また、標準軌道メモリ602は、時刻tkにおいて、標準軌道の位置および速度を位置差算出部701へ出力する(ステップST602)。 Further, the standard trajectory memory 602 outputs the position and speed of the standard trajectory to the position difference calculation unit 701 at time t k (step ST602).

位置差算出部701は、2つの入力元の一方が標準軌道メモリ602に変更されている以外、実施の形態1における位置差算出部701と同様の機能を有している(ステップST701)。   The position difference calculation unit 701 has the same function as the position difference calculation unit 701 in the first embodiment except that one of the two input sources is changed to the standard trajectory memory 602 (step ST701).

軌道修正量追尾処理部702は、実施の形態1における軌道修正量追尾処理部702と同様の機能を有している(ステップST702)。   The trajectory correction amount tracking processing unit 702 has the same function as the trajectory correction amount tracking processing unit 702 in the first embodiment (step ST702).

軌道修正量予測部801は、実施の形態1における軌道修正量予測部801と同様の機能を有している(ステップST801)。   The trajectory correction amount prediction unit 801 has the same function as the trajectory correction amount prediction unit 801 in the first embodiment (step ST801).

標準軌道修正部802bは、実施の形態1における標準軌道修正部802と同様に、軌道修正量予測部801より入力された軌道修正量予測値を標準軌道の位置および速度に加算し、無誘導の目標の未来位置および速度xP,iを算出する。 Similar to the standard trajectory correction unit 802 in the first embodiment, the standard trajectory correction unit 802b adds the trajectory correction amount prediction value input from the trajectory correction amount prediction unit 801 to the position and speed of the standard trajectory, and performs non-induction. The target future position and speed x P, i are calculated.

そして、標準軌道修正部802bは、無誘導の目標の未来位置および速度xP,iを、標準軌道メモリ602に出力して、標準軌道メモリ602に記憶されている標準軌道データを更新する。
このように、標準軌道メモリ602において更新された標準軌道データを、新たな標準軌道の位置および速度として用いる。
Then, the standard trajectory correcting unit 802 b outputs the non-guided target future position and velocity x P, i to the standard trajectory memory 602 and updates the standard trajectory data stored in the standard trajectory memory 602.
As described above, the standard trajectory data updated in the standard trajectory memory 602 is used as the position and velocity of the new standard trajectory.

また、標準軌道修正部802bは、無誘導の目標の未来位置および速度xP,iを、表示装置(図示せず)に出力する(ステップST802b)。 Further, the standard trajectory correcting unit 802b outputs the non-guided target future position and speed x P, i to a display device (not shown) (step ST802b).

以上のように、実施の形態3によれば、レーダセンサによる観測値と標準軌道の差に基づいて、標準軌道に対する軌道修正量を推定、および予測し、予測によって算出した軌道修正量予測値を標準軌道の位置および速度に加算することで得られた目標の位置および速度を新たな標準軌道としている。   As described above, according to the third embodiment, the trajectory correction amount estimated with respect to the standard trajectory is estimated and predicted based on the difference between the observation value from the radar sensor and the standard trajectory, and the trajectory correction amount predicted value calculated by the prediction is calculated. The target position and velocity obtained by adding to the position and velocity of the standard trajectory are used as a new standard trajectory.

また、実施の形態3において、複数の無誘導の目標が連続して、ほぼ同条件で運動する場合を想定すれば、1番目の目標に関して図6の標準軌道修正部802bにて得られた修正量を初期の標準軌道に加算することで、標準軌道メモリ602内の標準軌道が図3の破線から実線のように修正される。
これにより、2番目の目標に対する観測、未来位置予測を行う際の標準軌道が、より真の軌道に近くなる。
この結果、ある無誘導の目標を観測した後に、無誘導の目標とほぼ同様の軌道で別の無誘導の目標を観測し、かつ空気抵抗等の不一致により、レーダセンサによる観測が終了した後の目標の未来位置予測に用いる初期状態と、標準軌道が一致しない状況において、図3のように、軌道修正量予測値を標準軌道に加算して得られた位置および速度を新たな標準軌道とすることによって、2番目以降の無誘導の目標に対する標準軌道と真の軌道の差異が縮小される。
このため、レーダセンサで観測できる時間が短い状況においても、処理負荷を大きくすることなく、レーダセンサによる観測が観測終了した後に、2番目以降の無誘導の目標の軌道を高精度に予測することが可能となる。
In the third embodiment, assuming that a plurality of non-inductive targets move continuously under substantially the same conditions, the correction obtained by the standard trajectory correcting unit 802b in FIG. By adding the quantity to the initial standard trajectory, the standard trajectory in the standard trajectory memory 602 is modified from a broken line in FIG. 3 to a solid line.
As a result, the standard trajectory used for observation and future position prediction for the second target becomes closer to the true trajectory.
As a result, after observing a non-inductive target, another non-inductive target is observed in the same orbit as the non-inductive target. In a situation where the initial state used for target future position prediction and the standard trajectory do not match, the position and speed obtained by adding the trajectory correction amount predicted value to the standard trajectory are used as a new standard trajectory as shown in FIG. This reduces the difference between the standard trajectory and the true trajectory for the second and subsequent unguided targets.
For this reason, even when the time that can be observed by the radar sensor is short, the trajectory of the second and subsequent unguided targets can be predicted with high accuracy after the observation by the radar sensor is completed without increasing the processing load. Is possible.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

101 目標観測装置、601,601a 標準軌道算出部、602 標準軌道メモリ、700 軌道修正量推定部、701 位置差算出部、702 軌道修正量追尾処理部、703 空気抵抗修正量追尾処理部、800 軌道予測部、801,801a 軌道修正量予測部、802,802a,802b、標準軌道修正部。   101 target observation device, 601, 601a standard trajectory calculation unit, 602 standard trajectory memory, 700 trajectory correction amount estimation unit, 701 position difference calculation unit, 702 trajectory correction amount tracking processing unit, 703 air resistance correction amount tracking processing unit, 800 trajectory Prediction unit, 801, 801a Trajectory correction amount prediction unit, 802, 802a, 802b, standard trajectory correction unit.

Claims (4)

ある時点での位置および速度が既知である無誘導の目標に関して、既知の標準的な条件を想定した微分方程式に基づいて算出した標準軌道と、レーダセンサによって得られる観測値との差に基づいて、前記微分方程式を考慮した追尾処理を用いて前記標準軌道に対する軌道修正量推定値を生成する軌道修正量推定部と、
前記軌道修正量推定部によって生成された軌道修正量推定値に基づいて、前記微分方程式を考慮して前記レーダセンサによる観測が終了した後の軌道修正量予測値を生成し、該軌道修正量予測値を前記標準軌道に加算することによって該標準軌道を修正し、前記レーダセンサによる観測が終了した後の前記無誘導の目標の未来位置および速度を予測する軌道予測部とを備えた追尾装置。
Based on the difference between the standard trajectory calculated based on the differential equation assuming a known standard condition and the observation value obtained by the radar sensor, for an unguided target whose position and velocity at a certain point in time are known A trajectory correction amount estimation unit that generates a trajectory correction amount estimate for the standard trajectory using a tracking process that takes into account the differential equation;
Based on the trajectory correction amount estimation value generated by the trajectory correction amount estimation unit, the trajectory correction amount prediction value after the observation by the radar sensor is finished in consideration of the differential equation is generated, and the trajectory correction amount prediction A tracking device comprising: a trajectory prediction unit that corrects the standard trajectory by adding a value to the standard trajectory and predicts the future position and speed of the non-guided target after the observation by the radar sensor is completed.
軌道予測部により予測された無誘導の目標の未来位置および速度によって、標準軌道を更新し、該更新された軌道を新たな標準軌道として使用することを特徴とする請求項1記載の追尾装置。   The tracking device according to claim 1, wherein the standard trajectory is updated based on the future position and speed of the non-guided target predicted by the trajectory prediction unit, and the updated trajectory is used as a new standard trajectory. ある時点での位置、速度および空気抵抗が既知である無誘導の目標に関して、既知の標準的な条件を想定した微分方程式に基づいて算出した標準軌道と、レーダセンサによって得られる観測値との差に基づいて、前記微分方程式を考慮した追尾処理を用いて前記標準軌道に対する軌道修正量推定値および空気抵抗修正量推定値を生成する軌道修正量推定部と、
前記軌道修正量推定部によって生成された軌道修正量推定値および空気抵抗修正量推定値に基づいて、前記微分方程式を考慮して前記レーダセンサによる観測が終了した後の軌道空気抵抗修正量予測値を生成し、該軌道空気抵抗修正量予測値を前記標準軌道に加算することによって該標準軌道を修正し、前記レーダセンサによる観測が終了した後の前記無誘導の目標の未来位置、速度および空気抵抗を予測する軌道予測部とを備えた追尾装置。
The difference between the standard trajectory calculated based on the differential equation assuming a known standard condition and the observation value obtained by the radar sensor for an unguided target with known position, velocity and air resistance at a certain point in time A trajectory correction amount estimation unit that generates a trajectory correction amount estimated value and an air resistance correction amount estimated value for the standard trajectory using a tracking process that takes into account the differential equation;
Based on the trajectory correction amount estimated value and the air resistance correction amount estimated value generated by the trajectory correction amount estimation unit, the trajectory air resistance correction amount predicted value after the observation by the radar sensor is completed in consideration of the differential equation The standard orbit is corrected by adding the predicted value of the orbit air resistance correction amount to the standard orbit, and the future position, speed and air of the non-guided target after the observation by the radar sensor is completed. A tracking device including a trajectory prediction unit that predicts resistance.
軌道予測部により予測された無誘導の目標の未来位置、速度および空気抵抗によって、標準軌道を更新し、該更新された軌道を新たな標準軌道として使用することを特徴とする請求項3記載の追尾装置。   4. The standard trajectory is updated based on the future position, velocity, and air resistance of the non-guided target predicted by the trajectory prediction unit, and the updated trajectory is used as a new standard trajectory. Tracking device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5987204B1 (en) * 2015-06-12 2016-09-07 三菱電機株式会社 Radar equipment
CN111279215A (en) * 2018-12-03 2020-06-12 深圳市大疆创新科技有限公司 Target detection method and device, track management method and device and unmanned aerial vehicle
CN112034879A (en) * 2019-12-16 2020-12-04 哈尔滨工业大学 Standard trajectory tracking guidance method based on height-range ratio

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840500A (en) * 1981-09-02 1983-03-09 三菱電機株式会社 Calculator for prospective position
JPS5896999A (en) * 1981-12-02 1983-06-09 三菱重工業株式会社 Control system of firing
JPS5944598A (en) * 1982-09-07 1984-03-13 三菱電機株式会社 Computer for position in future
JPS5984098A (en) * 1982-09-30 1984-05-15 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Automatic gun sighting system for aircraft
JPS62155498A (en) * 1985-11-15 1987-07-10 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Automatic-gun sighting compensator used for aircraft and method of sighting target
JPS63101700A (en) * 1986-10-20 1988-05-06 三菱電機株式会社 Fire controller
JPH01263499A (en) * 1988-04-14 1989-10-19 Mitsubishi Electric Corp Programmed guidance system
JPH08178595A (en) * 1994-12-28 1996-07-12 Mitsubishi Electric Corp Information processing equipment
JPH09297176A (en) * 1996-05-01 1997-11-18 Mitsubishi Electric Corp Tracking device
JP2000055599A (en) * 1998-08-03 2000-02-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method for estimating rocket orbit by tracking device, method for estimating future position of rocket, method for identifying rocket, and method for detecting rocket condition
JP2002174499A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Fuji Heavy Ind Ltd Target future position estimation method and device
JP2003329771A (en) * 2002-05-16 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Tracking apparatus and tracking processing method
JP2007187468A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp Target tracking device

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5840500A (en) * 1981-09-02 1983-03-09 三菱電機株式会社 Calculator for prospective position
JPS5896999A (en) * 1981-12-02 1983-06-09 三菱重工業株式会社 Control system of firing
JPS5944598A (en) * 1982-09-07 1984-03-13 三菱電機株式会社 Computer for position in future
JPS5984098A (en) * 1982-09-30 1984-05-15 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Automatic gun sighting system for aircraft
JPS62155498A (en) * 1985-11-15 1987-07-10 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Automatic-gun sighting compensator used for aircraft and method of sighting target
JPS63101700A (en) * 1986-10-20 1988-05-06 三菱電機株式会社 Fire controller
JPH01263499A (en) * 1988-04-14 1989-10-19 Mitsubishi Electric Corp Programmed guidance system
JPH08178595A (en) * 1994-12-28 1996-07-12 Mitsubishi Electric Corp Information processing equipment
JPH09297176A (en) * 1996-05-01 1997-11-18 Mitsubishi Electric Corp Tracking device
JP2000055599A (en) * 1998-08-03 2000-02-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd Method for estimating rocket orbit by tracking device, method for estimating future position of rocket, method for identifying rocket, and method for detecting rocket condition
JP2002174499A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Fuji Heavy Ind Ltd Target future position estimation method and device
JP2003329771A (en) * 2002-05-16 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Tracking apparatus and tracking processing method
JP2007187468A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp Target tracking device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5987204B1 (en) * 2015-06-12 2016-09-07 三菱電機株式会社 Radar equipment
CN111279215A (en) * 2018-12-03 2020-06-12 深圳市大疆创新科技有限公司 Target detection method and device, track management method and device and unmanned aerial vehicle
CN112034879A (en) * 2019-12-16 2020-12-04 哈尔滨工业大学 Standard trajectory tracking guidance method based on height-range ratio

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