JP2014044131A5

JP2014044131A5 -

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Publication number: JP2014044131A5
Application number: JP2012187067A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2032-08-27

Description

航跡生成部１０２は、航跡維持部１０１から入力される観測値、すなわち目標の航跡と相関がない観測値を、目標の航跡になる可能性がある仮航跡（Tentative Track）として扱う。航跡生成部１０２は、観測値と仮航跡との相関をとり、相関がない場合に観測値を新規の仮航跡として扱い、相関がある場合に仮航跡を更新する。また、航跡生成部１０２は、各仮航跡の尤度比をＳＰＲＴ（Sequential Probability Ratio Test）法により算出する。航跡生成部１０２は、算出した尤度比と上限閾値Ｔ_Ｕと下限閾値Ｔ_Ｌとに基づいて仮航跡を航跡とするか、仮航跡を破棄するかを決定する。ここで、上限閾値Ｔ_Ｕは、仮航跡を目標の航跡と判定する際に用いられる値である。また、下限閾値Ｔ_Ｌは、仮航跡を誤警報の航跡と判定し、棄却する際に用いられる値である。

仮航跡の尤度比が上限閾値Ｔ_Ｕ以上である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、航跡生成部１０２は、当該仮航跡を目標の航跡と判定し（ステップＳ１０６）、当該仮航跡を航跡として航跡維持部１０１に出力し（ステップＳ１０７）、次の仮航跡に対する処理を行う。
一方、仮航跡の尤度比が上限閾値Ｔ_Ｕ以上でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、航跡生成部１０２は、当該仮航跡を仮航跡のままとして、次の仮航跡に対する処理を行う。
航跡生成部１０２は、観測値が入力されるごとに、上述のように仮航跡に対する処理を行う。

本実施形態における目標追跡装置は、ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持部と、前記航跡維持部に入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として前記航跡維持部に登録する航跡生成部と、自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成部における前記判定条件を制御する資源管理部とを具備することを特徴とする。

また、本実施形態における目標追跡方法は、ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持ステップと、前記航跡維持ステップにおいて入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として登録する航跡生成ステップと、自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成ステップにおける前記判定条件を制御する資源管理ステップとを有することを特徴とする。

また、本実施形態におけるプログラムは、目標追跡装置が有するコンピュータに、ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持ステップと、前記航跡維持ステップにおいて入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として登録する航跡生成ステップと、自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成ステップにおける前記判定条件を制御する資源管理ステップとを実行させることを特徴とする。

航跡維持部１には、センサ５が受信した受信信号に基づいて得られた観測値が入力される。観測値は、受信信号に対して所定の信号処理を施して得られる情報であって観測された目標の位置等（例えば、距離と仰角と方位角とを含む情報や、経度と緯度と高度とを含む情報など）と観測を行った時刻である観測時刻とを含む情報である。航跡維持部１は、センサ５から供給される観測値と、各目標の確立航跡（Confirmed Track、以下では単に航跡と称する）との相関をとり、相関がある観測値を用いて目標の航跡を更新することにより航跡を維持する。航跡維持部１は、目標の航跡と相関がない観測値を航跡生成部２に出力する。また、航跡維持部１は、各目標の航跡を操作・表示部４に出力する。また、航跡維持部１は、航跡生成部２において所定の条件を満たした仮航跡を航跡として取得し、記憶、維持する。

フィルタリング処理部１２には、相関判定部１１から航跡番号と観測値との対応関係が通知される。フィルタリング処理部１２は、通知された観測値と航跡情報との対応関係に基づいて、観測時刻における各目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値を算出し、航跡記憶部１０に記憶されている航跡情報を更新する。また、フィルタリング処理部１２は、算出した状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値を相関ゲート生成部１３及び操作・表示部４に出力する。

相関ゲート生成部１３は、フィルタリング処理部１２から入力される各目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値に基づいて、観測値が次に入力されるタイミング（時刻）における目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む予測値を算出する。例えば、相関ゲート生成部１３は、センサ５のスキャンが行われる周期内において目標が移動すると予測される位置、そのときの予測される速度、予測される位置の誤差範囲を算出する。また、相関ゲート生成部１３は、目標が取り得る複数の運動モデルごとに、予測される状態ベクトル、及び誤差範囲を算出する。運動モデルは、目標が加速した場合や、減速した場合、移動方向を変更（旋回）した場合、上昇した場合、降下した場合、更にはそれらの組み合わせごとに予め定められる。相関ゲート生成部１３は、目標ごとに各運動モデルに対応した、算出した目標の状態ベクトル、及び共分散行列と時刻とを含む予測値で、航跡記憶部１０に記憶されている航跡情報の予測値を更新する。

フィルタリング処理部２３には、相関判定部２１から仮航跡番号と観測値との対応関係が通知される。フィルタリング処理部２３は、観測値と仮航跡情報との対応関係に基づいて、観測時刻における各目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値を算出し、仮航跡記憶部２０に記憶されている仮航跡情報を更新する。また、フィルタリング処理部２３は、観測値と対応がとれた仮航跡情報に含まれる仮航跡更新回数を「１」増加させる更新を行う。また、フィルタリング処理部２３は、算出した状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値を相関ゲート生成部２４に出力する。

相関ゲート生成部２４は、フィルタリング処理部２３から入力される各目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値に基づいて、観測値が次に入力されるタイミング（時刻）における目標の状態ベクトル、及び共分散行列を算出する。例えば、相関ゲート生成部２４は、センサ５のスキャンが行われる周期内において目標が移動すると予測される位置、そのときの予測される速度、予測される位置の誤差範囲を算出する。相関ゲート生成部２４は、目標ごとに、算出した目標の状態ベクトル、及び共分散行列と時刻とを含む予測値で、仮航跡記憶部２０に記憶されている仮航跡情報の予測値を更新する。

尤度比ＳＴが上限閾値Ｔ_Ｕ以上である場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、尤度比判定部２７は、読み出した仮航跡情報に対応する仮航跡を目標の航跡と判定すること、すなわち航跡確立することを決定し（ステップＳ９）、当該仮航跡情報を航跡維持部１に新たな航跡情報として出力し（ステップＳ１０）、処理をステップＳ６に戻して次の仮航跡に対する処理を行う。航跡維持部１に出力された航跡情報には、航跡維持部１において航跡番号が割り当てられる。仮航跡番号が航跡番号に置き換えられた新たな航跡情報は、航跡記憶部１０に記憶されることにより、航跡維持部１に登録される。
一方、尤度比ＳＴが上限閾値Ｔ_Ｕ以上でない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、尤度比判定部２７は、当該仮航跡を仮航跡のままとして、処理をステップＳ６に戻して次の仮航跡に対する処理を行う。

航跡維持部１ａは、第１の実施形態における航跡維持部１と同様に、観測値と各目標の確立航跡（Confirmed Track、以下では単に航跡と称する）との相関をとり、各目標の航跡を更新する。また、航跡維持部１ａは、各目標の航跡を操作・表示部４に出力し、各目標の航跡を操作・表示部４に表示させる。
また、航跡維持部１ａは、航跡生成部２において所定の条件を満たした仮航跡を航跡として取得し、記憶、維持する。また、航跡維持部１ａには当該航跡に対する計算資源の割り当てを指示する情報である割当資源量が資源管理部３ａから入力される。

図９に戻って、航跡維持部１ａの構成の説明を続ける。
相関ゲート生成部１３ａは、第１の実施形態の相関ゲート生成部１３と同様に、フィルタリング処理部１２から入力される各目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む平滑値に基づいて、観測値が次に入力されるタイミング（時刻）における目標の状態ベクトル、及び共分散行列を含む予測値を算出する。相関ゲート生成部１３ａは、目標ごとに、算出した目標の状態ベクトル、及び共分散行列と時刻とを含む予測値で、航跡記憶部１０に記憶されている航跡情報の予測値を更新する。相関ゲート生成部１３ａは、各目標の航跡情報が含む割当資源量に応じた数の運動モデルを用いて、当該目標の予測値を算出する。すなわち、相関ゲート生成部１３ａは、割当資源量に応じて使用する計算資源の量、及び予測精度を変化させることになる。

このとき、資源管理部３ａは、選択したモニタ閾値Ｔ_Ｍｉの値に応じて、仮航跡から新たに目標の航跡と判定した航跡、すなわち新たな航跡に対する割当資源量を決定する。具体的には、資源管理部３ａは、新たな航跡に対する予測値を算出する際に用いられる運動モデルの数を定めることにより、航跡維持部１ａにおいて利用される計算資源を決定する。
例えば、資源管理部３ａは、選択したモニタ閾値Ｔ_Ｍｉが予め定められた基準閾値以上の場合に割当資源量をＲ_ｍａｘにして、目標の航跡である可能性が高い新たな航跡に対する追跡精度を高くする。一方、資源管理部３ａは、選択したモニタ閾値Ｔ_Ｍｉが前述の基準閾値未満の場合に割当資源量を（Ｒ_ｍａｘ／２）にして、目標の航跡でない可能性がある新たな航跡に対する追跡精度を低くする。
また、選択したモニタ閾値Ｔ_Ｍｉが前述の基準閾値未満の場合に割当資源量を増やして追跡精度を高くし、誤警報の航跡であるか否かを短い期間にて判別できるようにしてもよい。

このように、資源管理部３ａは、航跡維持部１ａにおいて利用されていない計算資源に応じて、新たな航跡の数を制御する。更に、資源管理部３ａは、新たな航跡に対して割り当てる計算資源を当該航跡の信頼度（尤度比ＳＴ）に応じて決定する。
資源管理部３ａは、航跡維持部１ａにおいて利用されていない計算資源を把握し、利用されていない航跡維持部１ａの計算資源を有効に利用できるように、航跡生成部２の尤度比判定部２７を制御する。これにより、目標追跡装置が有する計算資源を有効に利用することができる。更に、資源管理部３ａは、航跡に確立させる仮航跡の信頼度（尤度比ＳＴ）に応じて、航跡維持部１ａにおいて新たな航跡に割り当てるハードウェア資源を決定する。これにより、目標の航跡でない可能性がある新たな航跡に対して計算資源が過剰に割り当てられることを抑えることができ、計算資源を有効に利用することができる。

Claims

ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持部と、
前記航跡維持部に入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として前記航跡維持部に登録する航跡生成部と、
自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成部における前記判定条件を制御する資源管理部と
を具備することを特徴とする目標追跡装置。
前記ハードウェア資源は、
前記航跡維持部において目標の航跡を更新する際に用いる計算資源を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の目標追跡装置。
ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持ステップと、
前記航跡維持ステップにおいて入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として登録する航跡生成ステップと、
自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成ステップにおける前記判定条件を制御する資源管理ステップと
を有することを特徴とする目標追跡方法。
前記ハードウェア資源は、
前記航跡維持ステップにおいて目標の航跡を更新する際に用いる計算資源を含む
ことを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の目標追跡方法。
目標追跡装置が有するコンピュータに、
ｎ個（ｎは１以上）のセンサから観測値を入力し、目標の航跡と相関のある観測値に基づいて前記航跡を更新することより、前記航跡を維持する航跡維持ステップと、
前記航跡維持ステップにおいて入力される前記観測値に基づいて、仮航跡と前記仮航跡が目標の航跡である確からしさを示す尤度比とを算出し、前記仮航跡の尤度比が判定条件を満たす場合に該仮航跡を航跡として登録する航跡生成ステップと、
自装置において目標の探索に用いられるハードウェア資源のうち、現在利用しているハードウェア資源に基づいて、前記航跡生成ステップにおける前記判定条件を制御する資源管理ステップと
を実行させるためのプログラム。
前記ハードウェア資源は、
前記航跡維持ステップにおいて目標の航跡を更新する際に用いる計算資源を含む
ことを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のプログラム。