JP2019120554A

JP2019120554A - 追尾処理装置

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Publication number: JP2019120554A
Application number: JP2017254424A
Authority: JP
Inventors: 亘磯部; Wataru Isobe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-22

Abstract

【課題】多目標追尾処理における追尾性能の更なる向上を可能とする追尾処理装置を得ること。【解決手段】追尾処理装置は、センサ２から受信した探知情報及びセンサ情報を用いて目標の航跡情報を生成する多目標追尾部４、及びセンサ情報と、多目標追尾部４から受信した航跡情報とを用いてセンサ制御情報を生成するセンサ制御部５を備える。多目標追尾部４は、確立状態にある航跡を本航跡として生成すると共に、未確立状態の航跡を仮航跡として生成し、生成した本航跡及び仮航跡をセンサ制御部５へ出力する。センサ制御部５は、本航跡の予測位置及び仮航跡の予測位置を算出し、算出したそれぞれの予測位置をセンサ指向方向としてセンサ２へ出力する。【選択図】図４

Description

本発明は、単一又は複数の目標物（以下「目標」とも呼ぶ）を追尾する追尾処理装置に関する。

目標追尾とは、レーダ装置及び赤外線探知装置といったセンサの観測結果から、目標の運動諸元を推定して、目標の位置及び速度を継続的に予測して行く処理である。目標追尾の抱える課題の１つに、追尾目標の周辺に他の目標の信号、及びクラッタを含む不要信号が多数存在する高密度環境下での追尾性能の確保が挙げられる。高密度環境下では、センサから得られた複数の観測値が何れの追尾目標のものであるかを判定する相関処理が重要となる。

従来は、各追尾目標において、予測位置に最も近い観測値を選択し、追尾計算に使用する方式が採られていた。しかしながら、この方式では、多数の航跡が生成される高密度環境下では、追尾性能が不十分であった。そこで、より高度な相関方式を採用したＭＨＴ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＨｙｐｏｔｈｅｓｉｓＴｒａｃｋｉｎｇ）アルゴリズムが提案された。今日において、ＭＨＴアルゴリズムは、多目標追尾アルゴリズムの主流として採用されている。

従来の多目標追尾アルゴリズムでは、探知目標と相関しなかった航跡は、その航跡の予測位置がセンサの観測領域外にある場合、その航跡の予測位置が観測領域と異なるために探知されなかったとして、当該航跡の追尾処理が保留されていた。

追尾処理が保留される航跡の中には、不要な航跡が含まれる。不要な航跡とは、最終的には削除される航跡である。このため、従来の多目標追尾アルゴリズムでは、高密度環境下において、不要な航跡が生成され易く、計算負荷の増大及び追尾性能の低下を引き起こしていた。

このような技術的背景の下、下記特許文献１には、ＭＨＴアルゴリズムの処理において、解探索処理と、航跡の更新処理又は生成処理とを分離し、これらの処理を同時並行的に実施することで、計算負荷を低減する技術が開示されている。

特許第５０８４５９８号公報

上記特許文献１は、解探索処理と、航跡の更新処理又は生成処理とを並列化することで、計算負荷を低減する技術であり、高密度環境下での追尾性能の向上を図るための技術ではない。不要な航跡を残したまま追尾処理を継続するのは、追尾性能の低下を引き起こす原因となる。このため、従来の多目標追尾処理では、追尾性能の更なる向上を図ることは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多目標追尾処理における追尾性能の更なる向上を可能とする追尾処理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る追尾処理装置は、センサから受信した探知情報及びセンサ情報を用いて目標の航跡情報を生成する多目標追尾部、及びセンサ情報と、多目標追尾部から受信した航跡情報とを用いてセンサ制御情報を生成するセンサ制御部を備える。多目標追尾部は、確立状態にある航跡を本航跡として生成すると共に、未確立状態の航跡を仮航跡として生成し、生成した本航跡及び仮航跡をセンサ制御部へ出力する。センサ制御部は、本航跡の予測位置及び仮航跡の予測位置を算出し、算出したそれぞれの予測位置をセンサ指向方向としてセンサへ出力する。

本発明によれば、多目標追尾処理における追尾性能の更なる向上が可能になる、という効果を奏する。

実施の形態に係る追尾処理装置の構成を示すブロック図実施の形態における多目標追尾部の構成を示すブロック図実施の形態の多目標追尾部における処理の流れを示すフローチャート実施の形態におけるセンサ制御部の構成を示すブロック図実施の形態のセンサ制御部における処理の流れを示すフローチャート実施の形態の追尾処理装置におけるハードウェア構成の一例を示すブロック図実施の形態の追尾処理装置におけるハードウェア構成の他の例を示すブロック図

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態に係る追尾処理装置について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、実施の形態に係る追尾処理装置１の構成を示すブロック図である。実施の形態に係る追尾処理装置１は、多目標追尾部４と、センサ制御部５とを含む。追尾処理装置１は、センサ２及び外部装置３と接続されている。

センサ２は、目標を探知する装置である。センサ２としては、レーダ及び赤外線センサが例示される。センサ２は、探知情報及びセンサ情報を、追尾処理装置１の多目標追尾部４へ送信する。探知情報には、目標を探知するときの探知時刻、及び目標を探知して得られる探知位置が含まれる。センサ情報には、センサの指向方向、センサのビーム幅、及びセンサの視野幅が含まれる。なお、「ビーム幅」という用語は、レーダ装置のようなアクティブセンサの場合に用いられる。「視野幅」という用語は、赤外線探知装置のようなパッシブセンサの場合に用いられる。以下、センサの指向方向を「センサ指向方向」と呼び、センサのビーム幅及びセンサの視野幅のそれぞれを、単に「ビーム幅」及び「視野幅」と呼ぶ。

追尾処理装置１は、センサ２から受信した探知情報及びセンサ情報を使用し、多目標追尾アルゴリズムであるＭＨＴアルゴリズムを実施して、目標の航跡情報を生成する。航跡情報には、目標の推定位置及び目標の推定速度が含まれる。

追尾処理装置１は、航跡情報を基に、センサ制御部５によってセンサ２を制御して目標の追尾を継続するための制御情報を生成する。この制御情報は、センサ制御情報と呼ばれる。センサ制御情報には、センサ指向方向及び航跡の予測位置が含まれる。

外部装置３は、受信した航跡情報を処理する装置である。外部装置３には、表示機器及び通信機器が含まれる。

多目標追尾部４は、センサ２、外部装置３及びセンサ制御部５と接続されている。多目標追尾部４は、センサ２から受信した探知情報及びセンサ情報を用いて、目標の航跡情報を生成する。航跡情報の生成には、ＭＨＴアルゴリズムが用いられる。生成された航跡情報は、センサ情報と共に、外部装置３及びセンサ制御部５へ送信される。なお、多目標追尾部４による追尾対象は、単一目標であっても複数目標であってもよい。

センサ制御部５は、センサ２及び多目標追尾部４と接続されている。センサ制御部５は、多目標追尾部４から受信した航跡情報及びセンサ情報を用いて、センサ制御情報を生成する。生成されたセンサ制御情報は、センサ２へ送信される。

次に、実施の形態における多目標追尾部４の構成及び動作について、詳細に説明する。図２は、実施の形態における多目標追尾部４の構成を示すブロック図である。多目標追尾部４は、航跡予測器４０１、第１の判定器であるゲート内外判定器４０２、第２の判定器である観測領域内外判定器４０３、第１の生成器である尤度行列生成器４０４、第２の生成器である仮説生成器４０５、準最適化器４０６、航跡確立器４０７、本航跡出力器４０８、仮航跡出力器４１１、及び航跡出力器４１２を備えている。

まず、各構成部間の情報の流れについて、図２を参照して説明する。各構成部間で授受される情報の詳細については、後述する動作説明の項で記述する。

航跡予測器４０１には、センサ２から「探知時刻」が入力され、航跡データベース（以下「航跡ＤＢ」と表記）４０９から「既存航跡情報」が入力される。航跡予測器４０１からは、「航跡予測位置」が出力される。

ゲート内外判定器４０２には、センサ２から「探知位置」が入力され、航跡予測器４０１から「航跡予測位置」が入力される。ゲート内外判定器４０２からは、「ゲート内外判定結果」が出力される。

観測領域内外判定器４０３には、センサ２から「センサ指向方向」及び「ビーム幅」、又は「センサ指向方向」及び「視野幅」が入力され、航跡予測器４０１から「航跡予測位置」が入力される。観測領域内外判定器４０３からは、「観測領域内外判定結果」が出力される。

尤度行列生成器４０４には、航跡ＤＢ４０９から「既存航跡情報」が入力され、センサ２から「探知位置」が入力され、ゲート内外判定器４０２から「ゲート内外判定結果」が入力され、観測領域内外判定器４０３から「観測領域内外判定結果」が入力される。尤度行列生成器４０４からは、「尤度行列」が出力される。尤度行列の詳細は、後述する。

仮説生成器４０５には、尤度行列生成器４０４から「尤度行列」が入力され、航跡ＤＢ４０９から「既存航跡情報」が入力され、仮説データベース（以下「仮説ＤＢ」と表記）４１０から「既存仮説情報」が入力される。仮説生成器４０５からは、「仮説情報」及び「航跡情報」が出力される。

準最適化器４０６には、仮説生成器４０５から「仮説情報」及び「航跡情報」が入力される。準最適化器４０６からは、「第２の仮説情報」及び「第２の航跡情報」が出力される。第２の仮説情報は、準最適化処理によって更新された仮説情報であり、第２の航跡情報は、準最適化処理によって更新された航跡情報である。

航跡確立器４０７には、準最適化器４０６から「第２の仮説情報」及び「第２の航跡情報」が入力される。航跡確立器４０７からは、「第３の仮説情報」及び「第３の航跡情報」が出力される。第３の仮説情報は、航跡確立処理によって更新された仮説情報であり、第３の航跡情報は、航跡確立処理によって更新された航跡情報である。

本航跡出力器４０８には、航跡ＤＢ４０９から「航跡情報」が入力される。本航跡出力器４０８からは「本航跡」が出力される。

仮航跡出力器４１１には、航跡ＤＢ４０９から「航跡情報」が入力される。仮航跡出力器４１１からは「仮航跡」が出力される。

航跡出力器４１２には、本航跡出力器４０８から「本航跡」が入力され、仮航跡出力器４１１から「仮航跡」が入力される。航跡出力器４１２からは、「本航跡」及び「仮航跡」が出力される。「本航跡」及び「仮航跡」は、センサ制御部５に送信される。

次に、図２及び図３を参照して多目標追尾部４の動作について説明する。図３は、実施の形態の多目標追尾部４における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図３に示す「〜処理」は、図２に示す「〜器」が行う処理である。また、図２の符号の数字と、図３のステップ番号とは、同じ数値で示している。具体的に、図３の航跡予測処理「Ｓ４０１」は、図２の航跡予測器４０１が行う処理である。他の処理においても同様である。

航跡予測器４０１は、センサ２から受信した探知時刻、及び航跡ＤＢ４０９から取得した既存航跡情報を用いて、航跡予測位置を算出する（ステップＳ４０１）。航跡予測位置は、既存航跡が進むであろうと予測される、探知時刻での位置である。

ゲート内外判定器４０２は、センサ２から受信した探知位置、及び航跡予測器４０１から受信した航跡予測位置を用いて、ゲート内外判定処理を実施する（ステップＳ４０２）。ここで、「ゲート」とは、探知目標が、どの航跡に対応しているかの相関処理を行う範囲である。また、「ゲート内外判定処理」は、航跡の予測位置が、探知目標のゲートの内にあるか、外にあるのかを判定する処理である。

観測領域内外判定器４０３は、センサ２から受信したセンサ指向方向、ビーム幅又は視野幅、及び航跡予測器４０１から受信した航跡予測位置を用いて、観測領域内外判定を実施する（ステップＳ４０３）。観測領域内外判定は、航跡予測位置が、センサ２のビーム覆域内にあるか否か、又はセンサ２の視野の領域内にあるか否かを判定する処理である。

尤度行列生成器４０４は、ゲート内外判定器４０２から受信したゲート内外判定結果、及び観測領域内外判定器４０３から受信した観測領域内外判定結果を用いて、尤度行列生成処理を実施する（ステップＳ４０４）。尤度行列生成処理では、以下の（１）式に示す尤度行列が算出される。

上記（１）式における各記号の意味は、以下の通りである。
Ｍ：探知目標数
Ｎ：航跡数
Ｇ_ｍ，ｎ：探知目標Ｚｍに対応する航跡Ｔｎの尤度
Ｚｍ：探知目標の識別子
Ｔｎ：航跡の識別子
ｍ：１〜Ｍまでのうちの１つを表す任意の整数
ｎ：１〜Ｎまでのうちの１つを表す任意の整数

また、上記Ｇｍ，ｎは、以下の（２）式で表される。

上記（２）式における各記号の意味は、以下の通りである。
Ｐ_Ｄ ^Ｚｍ：探知目標Ｚｍの探知確率
Ｐ_Ｄ ^Ｔｎ：航跡Ｔｎに対応する探知目標Ｚｍの探知確率
Ｐ_Ｇ：ゲート内捕捉率
ｇ_ｍ，ｎ：探知目標Ｚｍの探知位置の情報を用いて計算される航跡Ｔｎの尤度

ここで、上記（２）式の値が小さい場合、対応する航跡Ｔｎが仮説に採用される可能性が高くなる。

また、航跡Ｔｎを含む仮説の尤度である仮説尤度γ_ｈは、以下の（３）式で表される。

上記（３）式における各記号の意味は、以下の通りである。

γ_ｈ：仮説尤度
Ｈ：仮説数
ｈ：１〜Ｈまでのうちの１つを表す任意の整数
Ｇ_ｍ，ｎ：仮説尤度γ_ｈに対応する仮説に採用された航跡尤度

ここで、ステップＳ４０３の観測領域内外判定処理において、航跡の予測位置がセンサ２のビーム覆域の領域外、もしくは、センサ２の視野の領域外と判定されたと仮定する。この場合、上記（２）式の第２項では、Ｐ_Ｄ ^Ｔｎ＝０となるので、（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）の値は１になり、ｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）の値は０になる。従って、上記（２）式において、ｌｏｇ（Ｐ_Ｄ ^Ｚｍ）の値に減算されるｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）の値が０になるので、上記（２）式の値は、ｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）が値を持つ場合よりも大きくなる。その結果、航跡Ｔｎの尤度の値が大きくなるが、この航跡Ｔｎを含む仮説尤度γ_ｈは、上記（３）式で表されるため、第２項ではＰ_Ｄ ^Ｔｎ＝０となる航跡の場合は（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）の値は１になる。このため、すべてがＰ_Ｄ ^Ｔｎ＝０以外の場合と比べるとこの航跡Ｔｎを採用する仮説の仮説尤度γ_ｈが高くなり、仮説として残る可能性が高くなる。

仮説生成器４０５は、尤度行列生成器４０４から受信した尤度行列、及び仮説ＤＢ４１０から取得した既存仮説情報を用いて、仮説を生成する（ステップＳ４０５）。ここで、仮説とは、航跡と探知目標との相関関係に基づいて、幾つかの航跡を選択して得られる航跡の集合体である。仮説生成処理は、既存の仮説を更新して新たな仮説を生成する処理である。航跡と探知目標との相関処理は、仮説生成処理の中で実施される。なお、仮説生成処理は、上記特許文献１にも開示されるように公知であり、ここでの更なる説明は割愛する。

準最適化器４０６は、仮説生成器４０５から受信した仮説情報及び航跡情報を用いて、準最適化処理を実施する（ステップＳ４０６）。準最適化処理は、仮説生成処理により生成された幾つかの仮説を統合する処理である。準最適化処理は、無駄な仮説の削除を目的として行われる。なお、準最適化処理は、上記特許文献１にも開示されるように公知であり、ここでの更なる説明は割愛する。

航跡確立器４０７は、準最適化器４０６から受信した第２の仮説情報及び第２の航跡情報を用いて、航跡確立処理を実施する（ステップＳ４０７）。前述の通り、第２の航跡情報は、準最適化処理によって更新された航跡情報である。航跡確立処理では、本航跡が生成される。本航跡は、第２の航跡情報に含まれる各航跡の中で、ある条件を満たした航跡である。ある条件としては、当該航跡が全ての仮説に含まれているか、本航跡である状態が連続してある一定数以上継続しているか、というような条件が例示される。全ての条件を満たした航跡は、確立状態にある航跡として、本航跡とされる。すなわち、本航跡は、確立状態にある航跡と言い替えてもよい。

本航跡には、識別のためのフラグが付される。フラグは識別子の一例である。フラグが付された本航跡は、フラグが付されていない航跡と共に、「第３の航跡情報」として、航跡ＤＢ４０９に登録される。なお、フラグは一例であり、本航跡と本航跡以外の航跡とを区別できるものであれば、どのような手段を用いてもよい。

また、この航跡確立処理では、第２の仮説情報が第３の仮説情報に更新される。更新された仮説情報を「第３の仮説情報」と呼ぶ。第３の仮説情報は、仮説ＤＢ４１０に登録される。

本航跡出力器４０８は、航跡ＤＢ４０９に登録された航跡情報を取得し、フラグが付されたものを本航跡として抽出する。抽出された本航跡は、航跡出力器４１２へ伝送される（ステップＳ４０８）。

仮航跡出力器４１１は、航跡ＤＢ４０９に登録された航跡情報を取得し、フラグが付されていないものを仮航跡として抽出する。抽出された仮航跡は、航跡出力器４１２へ伝送される（ステップＳ４１１）。

仮航跡は、本航跡以外の航跡である。従って、仮航跡は、航跡確立器４０７によって確立されていない未確立状態の航跡であると説明することができる。

航跡出力器４１２は、本航跡出力器４０８から受信した本航跡、及び仮航跡出力器４１１から受信した仮航跡をセンサ制御部５へ伝送する。

次に、実施の形態におけるセンサ制御部５の構成及び動作について説明する。図４は、実施の形態におけるセンサ制御部５の構成を示すブロック図である。センサ制御部５は、予測時刻算出器５０１、本航跡予測器５０２、仮航跡予測器５０３及びセンサ指向方向算出器５０４を備えている。

まず、各構成部間の情報の流れについて、図４を参照して説明する。各構成部間で授受される情報の詳細については、後述する動作説明の項で記述する。

予測時刻算出器５０１からは、予測時刻が出力される。

本航跡予測器５０２には、多目標追尾部４から「本航跡」が入力される。本航跡予測器５０２からは、「本航跡予測位置」が出力される。

仮航跡予測器５０３には、多目標追尾部４から「仮航跡」が入力される。仮航跡予測器５０３からは、「仮航跡予測位置」が出力される。

センサ指向方向算出器５０４には、本航跡予測器５０２から「本航跡予測位置」が入力され、仮航跡予測器５０３から「仮航跡予測位置」が入力される。センサ指向方向算出器５０４からは、「センサ指向方向」が出力される。

次に、図４及び図５を参照してセンサ制御部５の動作について説明する。図５は、実施の形態のセンサ制御部５における処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５に示す「〜処理」は、図４に示す「〜器」が行う処理である。また、図４の符号の数字と、図５のステップ番号とは、同じ数値で示している。具体的に、図５の予測時刻算出処理「Ｓ５０１」は、図４の予測時刻算出器５０１が行う処理である。他の処理においても同様である。

予測時刻算出器５０１は、予測時刻を算出する（ステップＳ５０１）。算出された予測時刻は、本航跡予測器５０２及び仮航跡予測器５０３へ送信される。

本航跡予測器５０２は、多目標追尾部４から受信した本航跡、及び予測時刻算出器５０１から受信した予測時刻を用いて、本航跡予測処理を実施する（ステップＳ５０２）。本航跡予測処理では、本航跡予測位置が算出される。

仮航跡予測器５０３は、多目標追尾部４から受信した仮航跡、予測時刻算出器５０１から受信した予測時刻を用いて、仮航跡予測処理を実施する（ステップＳ５０３）。仮航跡予測処理では、仮航跡予測位置が算出される。

センサ指向方向算出器５０４は、本航跡予測器５０２から受信した本航跡予測位置、及び仮航跡予測器５０３から受信した仮航跡予測位置を用いて、センサ指向方向算出処理を実施する（ステップＳ５０４）。この算出処理では、センサ指向方向が算出される。センサ指向方向算出器５０４は、算出したセンサ指向方向をセンサ２に送信する。

なお、上記のセンサ制御処理において、センサ２がシングルセンサの場合、本航跡予測位置及び仮航跡予測位置をセンサ指向方向としてシーケンシャルに出力してもよい。また、センサ２がＤＢＦ（ＤｉｇｉｔａｌＢｅａｍＦｏｒｍｉｎｇ）処理を行うレーダ装置、及びマルチセンサの場合、本航跡予測位置及び仮航跡予測位置を複数のセンサ指向方向として同時に出力してもよい。

次に、本実施の形態における多目標追尾処理の特徴を、特許文献１に代表される従来の多目標追尾処理との比較で説明する。

まず、本実施の形態における多目標追尾処理において、図３のステップＳ４０７及びステップＳ４０８に示すように、航跡確立処理の後に本航跡出力処理が実施される点は、従来の多目標追尾処理と同じである。一方、ステップＳ４０８の本航跡出力処理に加え、ステップＳ４１１の仮航跡出力処理が実施される点、及びステップＳ４１２の航跡出力処理によって、本航跡及び仮航跡がまとめてセンサ制御部５へ出力される点は、従来技術にはない、新規な技術事項である。

また、本実施の形態におけるセンサ制御処理において、図５のステップＳ５０２及びステップＳ５０４に示すように、本航跡予測処理が実施され、本航跡予測処理に基づいてセンサ指向方向算出処理が実施される点は、従来のセンサ制御処理と同じである。一方、ステップＳ５０２の本航跡予測処理に加え、ステップＳ５０３の仮航跡予測処理が実施される点、及びステップＳ５０４のセンサ指向方向算出処理が、ステップＳ５０３によって予測された仮航跡に対しても実施される点は、従来技術にはない、新規な技術事項である。

このように、本実施の形態に係る追尾処理装置１では、本航跡予測位置だけでなく、仮航跡予測位置に対しても、センサ２を指向することとなる。その結果、ステップＳ４０３の観測領域内外判定処理では、本航跡及び仮航跡の予測位置は、センサ２の観測領域内と判定される。観測領域内と判定されると、上記（２）式の第２項では、Ｐ_Ｄ ^Ｔｎ≠０となるので、ｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）は、０ではない値を持つようになる。従って、上記（２）式において、ｌｏｇ（Ｐ_Ｄ ^Ｚｍ）の値に減算されるｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）が値を持つので、上記（２）式の値は、ｌｏｇ（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）が０の場合よりも小さくなる。その結果、航跡Ｔｎの尤度の値が小さくなるが、この航跡Ｔｎを採用する仮説の仮説尤度γ_ｈは、上記（３）式で表されるため、第２項の（１−Ｐ_Ｄ ^ＴｎＰ_Ｇ）は１より小さい値となり仮説尤度γ_ｈは小さくなる。このため、この航跡Ｔｎを採用する仮説の仮説尤度γ_ｈが低くなり、仮説として残る可能性が低くなる。

なお、航跡Ｔｎの尤度の値は、航跡Ｔｎを有する仮説の信頼度と等価と考えてよい。従って、航跡Ｔｎの尤度の値が大きければ、この航跡Ｔｎを有する仮説の信頼度は高くなる。また、航跡Ｔｎの尤度の値が小さければ、この航跡Ｔｎを有する仮説の信頼度は低くなる。このため、上記（２）式の第２項が値を持つ場合において、対応する航跡Ｔｎが仮説に採用されたとしても、仮説の信頼度が低下することで、仮説生成処理の後で実施される準最適化処理により、仮説そのものが削除される可能性が高くなる。

以上説明したように、実施の形態に係る追尾処理装置１によれば、多目標追尾部４とセンサ制御部５とを設け、多目標追尾部４からセンサ制御部５へ未確立状態の航跡である仮航跡を生成して出力し、センサ制御部５が仮航跡の予測位置を算出し、算出した予測位置をセンサ指向方向としてセンサ２へ出力する。これにより、仮航跡の予測位置が観測領域内となる可能性が高くなる。仮航跡が不要な航跡の場合には、この仮航跡を採用する仮説の信頼度を低下させることができ、仮航跡の削除の可能性を従来よりも高くすることができる。これにより、真の目標からの航跡の早期確立、及び処理時間の短縮化が可能となり、多目標追尾処理における追尾性能の更なる向上が可能になる。

また、実施の形態に係る追尾処理装置１によれば、仮航跡の信頼度を低下させることを通じて、この仮航跡を含む仮説が準最適化処理において削除される可能性を高めることができる。準最適化処理では、仮説自体を削除することができる。これにより、不要な航跡を効果的に削減できるので、並列計算を行わなくても、計算負荷の低減が可能となる。

最後に、実施の形態における追尾処理装置１の機能を実現するためのハードウェア構成について、図６及び図７の図面を参照して説明する。図６は、実施の形態の追尾処理装置１におけるハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図７は、実施の形態の追尾処理装置１におけるハードウェア構成の他の例を示すブロック図である。

実施の形態における追尾処理装置１の機能を実現する場合には、図６に示すように、演算を行うプロセッサ２００、プロセッサ２００によって読みとられるプログラムが保存されるメモリ２０２、及び信号の入出力を行うインタフェース２０４を含む構成とすることができる。

プロセッサ２００は、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、又はＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）といった演算手段であってもよい。また、メモリ２０２には、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥＰＲＯＭ）（登録商標）といった不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）を例示することができる。

メモリ２０２には、追尾処理装置１の機能を実行するプログラム及びプロセッサ２００によって参照されるテーブルが格納されている。プロセッサ２００は、インタフェース２０４を介して必要な情報を授受し、メモリ２０２に格納されたプログラムをプロセッサ２００が実行し、メモリ２０２に格納されたテーブルをプロセッサ２００が参照することにより、上述した多目標追尾部４及びセンサ制御部５の演算処理を行うことができる。プロセッサ２００による演算結果は、インタフェース２０４を介して外部装置３に出力し、外部装置３で表示することができる。

図６に示すプロセッサ２００及びメモリ２０２は、図７のように処理回路２０３に置き換えてもよい。処理回路２０３は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。なお、多目標追尾部４及びセンサ制御部５における一部の処理を処理回路２０３で実施し、処理回路２０３で実施しない処理をプロセッサ２００及びメモリ２０２で実施してもよい。

なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１追尾処理装置、２センサ、３外部装置、４多目標追尾部、５センサ制御部、２００プロセッサ、２０２メモリ、２０３処理回路、２０４インタフェース、４０１航跡予測器、４０２ゲート内外判定器、４０３観測領域内外判定器、４０４尤度行列生成器、４０５仮説生成器、４０６準最適化器、４０７航跡確立器、４０８本航跡出力器、４０９航跡ＤＢ、４１０仮説ＤＢ、４１１仮航跡出力器、４１２航跡出力器、５０１予測時刻算出器、５０２本航跡予測器、５０３仮航跡予測器、５０４センサ指向方向算出器。

Claims

目標を追尾する追尾処理装置であって、
センサから受信した探知情報及びセンサ情報を用いて前記目標の航跡情報を生成する多目標追尾部と、
前記センサ情報と、前記多目標追尾部から受信した前記航跡情報とを用いてセンサ制御情報を生成するセンサ制御部と、
を備え、
前記多目標追尾部は、確立状態にある航跡を本航跡として生成すると共に、未確立状態の航跡を仮航跡として生成し、生成した前記本航跡及び前記仮航跡を前記センサ制御部へ出力し、
前記センサ制御部は、前記本航跡の予測位置及び前記仮航跡の予測位置を算出し、算出したそれぞれの予測位置をセンサ指向方向として前記センサへ出力する
ことを特徴とする追尾処理装置。
前記多目標追尾部は、前記本航跡に識別子を付し、前記航跡情報から前記識別子が付されていない航跡を前記仮航跡として生成することを特徴とする請求項１に記載の追尾処理装置。
前記多目標追尾部は、既存の仮説を更新して新たな仮説を生成する仮説生成処理と、前記仮説生成処理によって生成された幾つかの仮説を統合する最適化処理とを行う処理部を備え、
前記最適化処理後の航跡情報を使用して前記本航跡を生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の追尾処理装置。
前記センサがシングルセンサの場合、前記本航跡の予測位置、及び前記仮航跡の予測位置を前記センサ指向方向としてシーケンシャルに出力することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の追尾処理装置。
前記センサがＤＢＦレーダ装置、又はマルチセンサの場合、前記本航跡の予測位置、及び前記仮航跡の予測位置を前記センサ指向方向として同時に出力することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の追尾処理装置。