JP2020067410A - 航跡統合装置、航跡統合管理装置、航跡統合プログラムおよび航跡統合管理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
探知データ統合方式は、センサによって得られた探知データを統合する方式である。
航跡統合方式は、航跡データを統合する方式である。
部分航跡統合方式は、探知データに基づく一定時間の追尾によって得られる部分航跡データを統合する方式である。部分航跡データはデータ量を圧縮した航跡データである。
相関に基づいて統合された航跡データを統合航跡データと呼ぶ。
各センサノードにおいて、センサネットワーク装置は、センサから得られた観測値をもとにローカル航跡データを生成する。その後、センサネットワーク装置は、ローカル航跡データを断片化して得られる部分航跡データを、ネットワークを介して、他のセンサネットワーク装置と交換する。そして、センサネットワーク装置は、部分航跡データを相関に基づいて統合して統合航跡データを生成する。
前記マスタノードは、それぞれが航跡の一部を示す1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するノードである。
それぞれのセンサノードは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる統合航跡データを生成するノードである。
前記航跡統合装置は、
部分航跡データを前記マスタノードへ送信し、ノードグループを示すノードリストを前記マスタノードから受信するリスト取得部と、
受信されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、部分航跡データを送信する部分航跡通知部と、を備える。
したがって、各センサノードで目標が探知される度に各センサノードが探知された目標について問い合わせすることなく、目標の対処に寄与するセンサノード間のみで部分航跡データを送受信することが可能となる。
航跡統合システム100について、図1から図20に基づいて説明する。
図1に基づいて、航跡統合システム100の構成について説明する。
航跡統合システム100は、移動体を追尾して移動体の航跡を知るためのシステムである。
移動体の具体例は、船舶または航空機である。
航跡は、移動体が通った経路、または、その経路を示す情報である。
センサノード110Lは、センサノード110Hよりも探知距離が長く、センサノード110Hよりもデータレートが低い。
センサノード110Hは、センサノード110Lよりも探知距離が短く、センサノード110Lよりもデータレートが高い。
図1において、センサノード110aとセンサノード110cとのそれぞれがセンサノード110Lであり、センサノード110bとセンサノード110nとのそれぞれがセンサノード110Hである。
具体的には、それぞれのセンサノード110は、部分航跡データ102を他のセンサノード110とマスタノード120とに通信する。
部分航跡データ102は、航跡の一部(部分航跡)を示す。
具体的には、マスタノード120は、ノードリスト103をそれぞれのセンサノード110に送信する。また、マスタノード120は、ネットワーク統合航跡データ322を予備ノードに送信する。
ノードリスト103は、ノードグループを示す。ノードグループは、同じ目標を追尾する1つ以上のセンサノード110である。
ネットワーク統合航跡データ322は統合航跡情報を含む。統合航跡情報は統合航跡を示す。統合航跡は、1つ以上の部分航跡を統合して得られる。
予備ノードは、予備メンバーになったセンサノード110である。予備メンバーについては後述する。
センサノード110は、センサ111と航跡統合装置200とを備える。
ローカル航跡生成部210は、追尾部211と、送出制御部212と、統合部213とを備える。
ネットワーク航跡生成部220は、追尾部221と、送出制御部222と、統合部223とを備える。
受付部202は、オペレータ112の入力を受け付ける。
通信部204は、部分航跡データ102などを通信する。
表示部205は、移動体の航跡を表示する。
航跡統合装置200は、プロセッサ291とメモリ292と補助記憶装置293と通信装置294と表示装置295と入力装置296といったハードウェアを備えるコンピュータである。プロセッサ291は、信号線を介して他のハードウェアと接続されている。
メモリ292は揮発性の記憶装置である。メモリ292は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ292はRAM(Random Access Memory)である。
補助記憶装置293は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置293は、ROM、HDDまたはフラッシュメモリである。ROMはRead Only Memoryの略称である。HDDはHard Disk Driveの略称である。
通信装置294はレシーバおよびトランスミッタである。具体的には、通信装置294は通信チップまたはNIC(Network Interface Card)である。
表示装置295はデータを表示するディスプレイである。具体的には、表示装置295は液晶ディスプレイである。
入力装置296はデータを受け付けるための装置である。具体的には、入力装置296は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。
さらに、補助記憶装置293にはOS(Operating System)が記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ292にロードされて、プロセッサ291によって実行される。
つまり、プロセッサ291は、OSを実行しながら、航跡統合プログラムを実行する。
航跡統合プログラムを実行して得られるデータは、メモリ292、補助記憶装置293、プロセッサ291内のレジスタまたはプロセッサ291内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。これらの記憶装置は、データを記憶する記憶部として機能する。
なお、航跡統合装置200がプロセッサ291を代替する複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサが航跡統合プログラムを連携して実行してもよい。
表示装置295は、表示部205の機能を実現するために使用される。
入力装置296は、受付部202の機能を実現するために使用される。
「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。航跡統合装置200の機能はファームウェアで実現されてもよい。
航跡統合プログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体に記憶することができる。
マスタノード120は、航跡統合管理装置300を備える。
通信部301は、部分航跡データ102などを通信する。
表示部303は、移動体の航跡を表示する。
受付部305は、オペレータ121の入力を受け付ける。
航跡統合管理装置300は、プロセッサ391とメモリ392と補助記憶装置393と通信装置394と表示装置395と入力装置396といったハードウェアを備えるコンピュータである。プロセッサ391は、信号線を介して他のハードウェアと接続されている。
メモリ392は揮発性の記憶装置である。メモリ392は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ392はRAMである。
補助記憶装置393は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置393は、ROM、HDDまたはフラッシュメモリである。
通信装置394はレシーバおよびトランスミッタである。具体的には、通信装置394は通信チップまたはNICである。
表示装置395はデータを表示するディスプレイである。具体的には、表示装置395は液晶ディスプレイである。
入力装置396はデータを受け付けるための装置である。具体的には、入力装置396は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。
さらに、補助記憶装置393にはOSが記憶されている。OSの少なくとも一部は、メモリ392にロードされて、プロセッサ391によって実行される。
つまり、プロセッサ391は、OSを実行しながら、航跡統合管理プログラムを実行する。
航跡統合管理プログラムを実行して得られるデータは、メモリ392、補助記憶装置393、プロセッサ391内のレジスタまたはプロセッサ391内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。これらの記憶装置は、データを記憶する記憶部として機能する。
なお、航跡統合管理装置300がプロセッサ391を代替する複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサが航跡統合管理プログラムを連携して実行してもよい。
表示装置395は、表示部303の機能を実現するために使用される。
入力装置396は、受付部305の機能を実現するために使用される。
「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。航跡統合管理装置300の機能はファームウェアで実現されてもよい。
航跡統合管理プログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体に記憶することができる。
図6および図7に基づいて、航跡統合方法(追尾)について説明する。
航跡統合方法(追尾)は、観測値が受け付けられた際の手順である。
ステップS101において、相関部201は、センサ111から出力された観測データ241を受け付ける。
観測データ241は、観測値を含んだデータである。
観測値は、センサ111によって観測された移動体の位置を特定する情報である。具体的な観測値は座標値である。
ローカル統合航跡データ242は、統合航跡情報と統合航跡番号とを含む。
統合航跡情報は、統合航跡を示すデータである。
統合航跡は、1つ以上の部分航跡を統合して得られる航跡である。
統合航跡番号は、統合航跡を識別する識別子である。
相関値は、相関の程度を示す値である。具体的な相関値は、統合航跡の誤差、観測値の誤差および統合航跡から観測点までの最短距離である。
観測値がいずれかのローカル統合航跡データ242と相関がある場合、処理はステップS103に進む。いずれかのローカル統合航跡データ242と相関がある観測値を「追尾観測値」という。
観測値がいずれのローカル統合航跡データ242とも相関がない場合、相関部201は観測値を出力し、処理はステップS104およびS111に進む。いずれのローカル統合航跡データ242とも相関がない観測値を「新規観測値」という。
ステップS104において、追尾部211は、相関部201から出力された観測値に対応するローカル部分航跡データ243が、ローカル部分航跡記憶部232に登録されているか判定する。
ローカル部分航跡データ243は、部分航跡情報と部分航跡番号と統合航跡番号とを含む。
部分航跡情報は、部分航跡を示すデータである。
部分航跡は、1つ以上の観測値に基づいて算出される航跡である。
部分航跡番号は、部分航跡を識別する識別子である。
(1)当該観測値が追尾観測値であり、追尾観測値に付加されている統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだローカル部分航跡データ243がローカル部分航跡記憶部232に登録されている。
(2)当該観測値が追尾観測値であり、追尾観測値に付与された統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだローカル部分航跡データ243がローカル部分航跡記憶部232に登録されていない。
(3)当該観測値が新規観測値である。
当該観測値に対応するローカル部分航跡データ243がローカル部分航跡記憶部232に登録されていない場合、処理はステップS106に進む。
具体的には、追尾部211は、当該ローカル部分航跡データ243に含まれる部分航跡情報と、当該観測値とに対して、予測処理および平滑化処理を行う。
予測処理は、航跡を時系列に変化させて位置と速度とのそれぞれの予測値を算出する従来の処理である。
平滑化処理は、予測値と観測値とを用いて真値を推定する従来の処理である。
相関部201から出力された観測値が追尾観測値である場合、追尾部211は、追尾観測値を部分航跡情報として含む新たなローカル部分航跡データ243を生成する。さらに、追尾部211は、新たな部分航跡番号を生成し、生成した新たな部分航跡番号と追尾観測値に付加された統合航跡番号とを新たなローカル部分航跡データ243に設定する。
相関部201から出力された観測値が新規観測値である場合、追尾部211は、新規観測値を部分航跡情報として含む新たなローカル部分航跡データ243を生成する。さらに、追尾部211は、新たな部分航跡番号を生成し、生成した新たな部分航跡番号を新たなローカル部分航跡データ243に設定する。この場合、新たなローカル部分航跡データ243に統合航跡番号は設定されない。
ステップS111において、追尾部221は、相関部201から出力された観測値に対応するネットワーク部分航跡データ244が、ネットワーク部分航跡記憶部233に登録されているか判定する。ネットワーク部分航跡データ244の内容はローカル部分航跡データ243の内容と同様であり、判定方法はステップS104における方法と同様である。
当該観測値に対応するネットワーク部分航跡データ244がネットワーク部分航跡記憶部233に登録されている場合、処理はステップS112に進む。
当該観測値に対応するネットワーク部分航跡データ244がネットワーク部分航跡記憶部233に登録されていない場合、処理はステップS113に進む。
そして、追尾部221は、生成したネットワーク部分航跡データ244をネットワーク部分航跡記憶部233に登録する。
航跡統合方法(ローカル送出要求)は、ローカル送出要求251が受け付けられる際の手順である。
ステップS201において、受付部202は、ローカル送出要求251を受け付け、受け付けたローカル送出要求251を出力する。
ローカル送出要求251は、センサノード110のオペレータ112からの送出要求である。
送出要求は、統合航跡番号と、誤差上限値L_Upperと、誤差下限値L_Lowerとを含んだデータである。
ステップS202において、受付管理部203は、受け付けられたローカル送出要求251を要求記憶部234に記憶する。
ステップS203において、受付管理部203は、ローカル送出要求251に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだローカル部分航跡データ243を、ローカル部分航跡記憶部232から検索する。
そして、受付管理部203は、該当するローカル部分航跡データ243にローカル送出要求251を設定する。
航跡統合方法(リモート送出要求)は、リモート送出要求252が受け付けられる際の手順である。
ステップS211において、他のセンサノード110からリモート送出要求252が送信された場合、通信部204はリモート送出要求252を受信する。
そして、受付管理部203は、通信部204によって受信されたリモート送出要求252を受け付ける。
ステップS212において、受付管理部203は、受信されたリモート送出要求252を要求記憶部234に記憶する。
ステップS213において、受付管理部203は、ローカル送出要求251とリモート送出要求252とのうちのいずれかの種類の送出要求を選択する。選択された方の送出要求を「対象要求」という。
具体的には、受付管理部203は、要求度が高い方の送出要求を選択する。例えば、要求度は、送出要求に含まれる誤差上限値によって決まる。送出要求に含まれる誤差上限値が低いほど、要求度は高い。ローカル送出要求251の要求度は、要求記憶部234に記憶されている1つ以上のローカル送出要求251における最小の誤差上限値である。リモート送出要求252の要求度は、要求記憶部234に記憶されている1つ以上のリモート送出要求252における最小の誤差上限値である。
そして、受付管理部203は、選択した種類の送出要求のそれぞれを要求記憶部234から読み出す。
ステップS214において、受付管理部203は、読み出した対象要求毎に以下の処理を行う。
受付管理部203は、対象要求に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだネットワーク部分航跡データ244を、ネットワーク部分航跡記憶部233から検索する。そして、受付管理部203は、該当するネットワーク部分航跡データ244に対象要求を設定する。
航跡統合方法(送出制御)は、ローカル部分航跡データ243の送出の要否を判定する際の手順である。
航跡統合方法(送出制御)は、ローカル部分航跡記憶部232に記憶されているローカル部分航跡データ243のうち、ローカル送出要求251が設定されているローカル部分航跡データ243毎に、定期的に実行される。
具体的には、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243に統合航跡番号が含まれるか判定する。統合航跡番号が含まれないローカル部分航跡データ243が新規登録対象である。
ローカル部分航跡データ243が新規登録対象である場合、処理はS302に進む。
ローカル部分航跡データ243が新規登録対象でない場合、処理はS303に進む。
そして、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243をローカル部分航跡記憶部232から削除する。
送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだローカル統合航跡データ242を、ローカル統合航跡記憶部231から検索する。
そして、送出制御部212は、該当するローカル統合航跡データ242の予測誤差λを算出する。
予測誤差λの算出は、ローカル統合航跡データ242に対してカルマンフィルタの誤差共分散行列から固有値を算出することを意味する。
そして、送出制御部212は、予測誤差λを誤差上限値L_Upperと比較する。
予測誤差λが誤差上限値L_Upperより大きい場合、処理はステップS305に進む。
予測誤差λが誤差上限値L_Upper以下である場合、処理はステップS306に進む。
そして、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243をローカル部分航跡記憶部232から削除する。
そして、送出制御部212は、予測誤差λを誤差下限値L_Lowerと比較する。
予測誤差λが誤差下限値L_Lowerより大きい場合、処理はステップS307に進む。
予測誤差λが誤差下限値L_Lower以下である場合、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243の送出を保留する。つまり、送出制御部212は、ローカル部分航跡データを送出対象(部分航跡データ102)として出力しない。
誤差改善量Iは、ローカル部分航跡データ243を部分航跡データ102として送出した場合に予測誤差λが改善される量である。
誤差改善量Iが送出閾値Λより大きい場合、処理はS309に進む。
誤差改善量Iが送出閾値Λ以下である場合、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243の送出を保留する。つまり、送出制御部212は、ローカル部分航跡データを送出対象(部分航跡データ102)として出力しない。
そして、送出制御部212は、ローカル部分航跡データ243をローカル部分航跡記憶部232から削除する。
航跡統合方法(航跡統合)は、ローカル統合航跡データ242を登録または更新する際の手順である。
航跡統合方法(航跡統合)は、図10の航跡統合方法(送出制御)で送出制御部212から出力された部分航跡データ102毎に実行される(ステップS302、ステップS305およびステップS309を参照)。
具体的には、統合部213は、部分航跡データ102に統合航跡番号が含まれるか判定する。統合航跡番号が含まれない部分航跡データ102が新規登録対象である。
部分航跡データ102が新規登録対象である場合、処理はステップS312に進む。
部分航跡データ102が新規登録対象でない場合、処理はステップS313に進む。
統合部213は、部分航跡データ102に含まれる部分航跡情報を統合航跡情報として含む新たなローカル統合航跡データ242を生成する。
さらに、統合部213は、新たな統合航跡番号を生成し、生成した新たな統合航跡番号を新たなローカル統合航跡データ242に設定する。
なお、統合航跡番号を生成する方法は、航跡統合システム100において統一されている。つまり、それぞれの航跡統合装置200は、同じ統合航跡に対して、同じ統合航跡番号を付与する。
統合部213は、部分航跡データ102に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだローカル統合航跡データ242を、ローカル統合航跡記憶部231から検索する。
そして、統合部213は、該当するローカル統合航跡データ242に含まれる統合航跡情報と部分航跡データ102に含まれる部分航跡情報とに対して、統合処理を行う。
統合処理は、部分航跡情報が得られた時刻までの外挿を統合航跡情報に対して行い、統合航跡の誤差と部分航跡の誤差とを平滑化し、統合航跡の位置を算出する従来の処理である。
航跡統合方法(送信)は、部分航跡データ102を他のセンサノード110に送信する際の手順である。
航跡統合方法(送信)は、ネットワーク部分航跡記憶部233に記憶されているネットワーク部分航跡データ244のうち、ローカル送出要求251またはリモート送出要求252が設定されているネットワーク部分航跡データ244毎に、定期的に実行される。
ステップS401において、送出制御部222は、ネットワーク部分航跡データ244の送出の要否を判定する。判定方法は、図10の航跡統合方法(送出制御)における方法と同様である。
送出が必要であると判定されたネットワーク部分航跡データ244を「部分航跡データ102」という。
ステップS402において、送出制御部222は、部分航跡データ102で示される部分航跡が、初探知の部分航跡であるか判定する。
具体的には、送出制御部222は、部分航跡データ102に統合航跡番号が設定されているか判定する。統合航跡番号が部分航跡データ102に設定されていない場合、送出制御部222は、部分航跡データ102で示される部分航跡が、初探知の部分航跡であると判定する。
部分航跡データ102で示される部分航跡が、初探知の部分航跡である場合、処理はステップS403に進む。
部分航跡データ102で示される部分航跡が、初探知の部分航跡でない場合、処理はステップS404に進む。
そして、通信部204は、部分航跡データ102を、送出先であるマスタノード120に送信する。
ノードリスト247は、統合航跡番号と送出先情報とを含む。
送出先情報は、同じ目標を追尾する1つ以上のセンサノード110を示す。
ノードリスト247の詳細については後述する。
部分航跡データ102に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだノードリスト247がある場合、処理はステップS406に進む。
部分航跡データ102に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだノードリスト247がない場合、処理はステップS408に進む。
ステップS406において、送出制御部222は、自ノードが予備メンバーであるか否かを判定する。
自ノードが予備メンバーである場合、処理はステップS408に進む。
自ノードが予備メンバーでない場合、処理はステップS407に進む。
そして、通信部204は、部分航跡データ102を、送出先であるそれぞれのセンサノード110に送信する。
ステップS408において、統合部223は、部分航跡データ102を用いてネットワーク統合航跡データ246を更新または登録する。
ネットワーク統合航跡データ246を更新または登録する方法は、図11の航跡統合方法(航跡統合)における方法と同様である。
航跡統合方法(リモート航跡受信)は、他のセンサノード110からリ部分航跡データ102が送信された際の手順である。部分航跡データ102は、航跡統合方法(送信)のステップS407で他のセンサノード110から送信される(図12参照)。
ステップS411において、通信部204は部分航跡データ102を受信し、受信した部分航跡データ102を出力する。
通信部204から出力される部分航跡データ102を「リモート部分航跡データ245」といい、リモート部分航跡データ245に含まれる部分航跡情報を「リモート部分航跡情報」という。
ステップS412において、統合部213は、リモート部分航跡データ245と各ローカル統合航跡データ242との相関を求める。
具体的には、統合部213は、リモート部分航跡データ245に含まれるリモート部分航跡情報と、各ローカル統合航跡データ242に含まれるローカル統合航跡情報との相関を求める。
相関を求める方法は、航跡統合方法(追尾)のステップS101における方法と同様である(図6参照)。
リモート部分航跡データ245と相関があるローカル統合航跡データ242がある場合、処理はステップS414に進む。
リモート部分航跡データ245と相関があるローカル統合航跡データ242がない場合、処理はステップS415に進む。
ステップS421において、統合部223は、リモート部分航跡データ245と各ネットワーク統合航跡データ246との相関を求める。
具体的には、統合部223は、リモート部分航跡データ245に含まれるリモート部分航跡情報と、各ネットワーク統合航跡データ246に含まれるネットワーク統合航跡情報との相関を求める。
相関を求める方法は、航跡統合方法(追尾)のステップS101における方法と同様である(図6参照)。
リモート部分航跡データ245と相関があるネットワーク統合航跡データ246がある場合、処理はステップS423に進む。
リモート部分航跡データ245と相関があるネットワーク統合航跡データ246がない場合、処理はステップS424に進む。
航跡統合方法(ノードリスト受信)は、マスタノード120からノードリスト103が送信された際の手順である。ノードリスト103は、後述する航跡統合管理方法(送出先選定)においてマスタノード120から送信される(図16および図17を参照)。
ステップS501において、通信部204はノードリスト103を受信し、受信したノードリスト103を出力する。
ノードリスト103は、統合航跡番号とグループ情報とを含む。
グループ情報は、同じ目標を追尾する1つ以上のセンサノード110を示す。
ノードリスト103に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだノードリスト247がない場合、処理はステップS504に進む。
ノードリスト103に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだノードリスト247がある場合、処理はステップS505に進む。
自ノードがノードリスト103に含まれる場合、処理はステップS507に進む。
自ノードがノードリスト103含まれない場合、処理はステップS508に進む。
つまり、送出先処理部206は、送出先記憶部236に記憶されているノードリスト247を受信されたノードリスト103で上書きする。
航跡統合管理方法(送出先選定)は、マスタノード120が、センサノード110から部分航跡データ102が送信された際の手順である。部分航跡データ102は、航跡統合方法(送信)のステップS403でセンサノード110から送信される(図12参照)。
ステップS601において、通信部301は部分航跡データ102を受信し、受信した部分航跡データ102を出力する。
通信部301から出力される部分航跡データ102を「リモート部分航跡データ321」といい、リモート部分航跡データ321に含まれる部分航跡情報を「リモート部分航跡情報」という。
具体的には、統合部302は、リモート部分航跡データ321に含まれるリモート部分航跡情報と、各ネットワーク統合航跡データ322に含まれるネットワーク統合航跡情報との相関を求める。
相関を求める方法は、航跡統合方法(追尾)のステップS101における方法と同様である(図6参照)。
リモート部分航跡データ321と相関があるネットワーク統合航跡データ322がある場合、処理はステップS604に進む。
リモート部分航跡データ321と相関があるネットワーク統合航跡データ322がない場合、処理はステップS608に進む。
更新後のネットワーク統合航跡データ322で示される統合航跡の少なくとも一部が、いずれかのセンサノード110Hの覆域内にある場合、処理はステップS606に進む。
更新後のネットワーク統合航跡データ322で示される統合航跡の少なくとも一部が、いずれかのセンサノード110Hの覆域内にない場合、処理はステップS607に進む。
予備メンバーには、マスタノード120からネットワーク統合航跡データ322が定期的に送信される。予備メンバーによって探知された目標がセンサノード110Hで探知されている目標であると判断した場合、予備メンバーは、当該目標の情報(部分航跡データ102)の送信を行わない。
具体的には、送出先選定部304はノードリスト103を以下のように更新する。
送出先選定部304は、ネットワーク統合航跡データ322に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含んだノードリスト103を、送出先記憶部312から検索する。
送出先選定部304は、ネットワーク統合航跡データ322に対して予測処理を行い、予測された航跡と各センサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点の有無を判定する。
予測処理は、航跡を時系列に変化させて位置と速度とのそれぞれの予測値を算出する従来の処理である。
そして、送出先選定部304は、ノードリスト103と、交点の有無とに基づいて、ノードリスト103を以下のように更新する。
予測された航跡とセンサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点があり、センサノード110がノードリスト103の中のグループ情報に含まれない場合、送出先選定部304は、センサノード110をノードリスト103の中のグループ情報に追加する。
予測された航跡とセンサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点がなく、センサノード110がノードリスト103の中のグループ情報に含まれる場合、送出先選定部304は、センサノード110をノードリスト103の中のグループ情報から削除する。
予測された航跡とセンサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点があり、センサノード110がノードリスト103の中のグループ情報に含まれる場合、送出先選定部304は、ノードリスト103の中のグループ情報を変更しない。
予測された航跡とセンサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点がなく、センサノード110がノードリスト103の中のグループ情報に含まれない場合、送出先選定部304は、ノードリスト103の中のグループ情報を変更しない。
ノードリスト103に変更があった場合、処理はステップS609に進む。
ノードリスト103に変更がなかった場合、処理を終了する。
そして、通信部301は、ネットワーク統合航跡データ322と部分航跡データ102と更新後のノードリスト103とを以下のように送信する。
通信部301は、ネットワーク統合航跡データ322を、ノードリスト103に追加されたセンサノード110に送信する。
通信部301は、ノードリスト103と部分航跡データ102とを、ノードリスト103の中のグループ情報に含まれる各センサノード110に送信する。但し、通信部301は、予備メンバーへの送信は行わない。
通信部301は、ノードリスト103を、ノードリスト103から削除されたセンサノード110に送信する。
具体的には、送出先選定部304はノードリスト103を以下のように生成する。
送出先選定部304は、新たなネットワーク統合航跡データ322に対して予測処理を行い、予測された航跡と各センサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点の有無を判定する。
予測処理は、航跡を時系列に変化させて位置と速度とのそれぞれの予測値を算出する従来の処理である。
そして、送出先選定部304は、交点の有無に基づいて、ノードリスト103を以下のように生成する。
予測された航跡とセンサノード110に備わるセンサ111の覆域との交点がある場合、送出先選定部304は、センサノード110をノードリスト103の中のグループ情報に設定する。
予測された航跡とセンサノード110に含まれるセンサ111の覆域との交点がない場合、送出先選定部304は、センサノード110をノードリスト103の中のグループ情報に設定しない。
そして、通信部301は、ノードリスト103と部分航跡データ102とを、ノードリスト103の中のグループ情報に示される各センサノード110に送信する。
航跡統合方法(送出先変更)は、マスタノード120のオペレータ121が航跡統合管理装置300に送出先変更要求331を入力した際の手順である。
ステップS621において、受付部305は、送出先変更要求331を受け付け、受け付けた送出先変更要求331を出力する。
送出先変更要求331は、ノードグループを変更するための要求である。
送出先変更要求331は、統合航跡番号と新たなノードリストとを含んだデータである。
具体的には、送出先選定部304は、送出先変更要求331に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号を含むノードリスト103を、送出先記憶部312から検索する。
そして、送出先選定部304は、ノードリスト103の中のグループ情報を、送出先変更要求331に含まれる新たなノードリストの中のグループ情報で上書きする。
送出先選定部304は、更新後のノードリスト103に含まれる統合航跡番号と同じ統合航跡番号が含まれるネットワーク統合航跡データ322を、ネットワーク統合航跡記憶部311から検索する。
そして、通信部301は、更新後のノードリスト103とネットワーク統合航跡データ322とを以下のように送信する。
通信部301は、ネットワーク統合航跡データ322を、ノードリスト103の中のグループ情報に追加されたセンサノード110に送信する。
通信部301は、ノードリスト103とネットワーク統合航跡データ322とを、ノードリスト103の中のグループ情報に示されるセンサノード110に送信する。
通信部301は、ノードリスト103を、ノードリスト103の中のグループ情報から削除されたセンサノード110に送信する。
図19に基づいて、航跡統合装置200の特徴を説明する。
航跡統合装置200は、目標追尾部281と航跡統合部282とリスト取得部283と部分航跡通知部284とを備える。
目標追尾部281は、追尾部221によって実現される。
航跡統合部282は、統合部223によって実現される。
リスト取得部283は、送出先処理部206と通信部204とによって実現される。
部分航跡通知部284は、送出制御部222と通信部204とによって実現される。
統合航跡記憶部285は、ネットワーク統合航跡記憶部235によって実現される。
リスト記憶部286は、送出先記憶部236によって実現される。
航跡統合装置200は、マスタノード120と1つ以上のセンサノード110と通信する。
マスタノード120は、1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するノードである。それぞれの部分航跡データは航跡の一部を示す。
それぞれのセンサノード110は、統合航跡データを生成する。統合航跡データは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる。
リスト取得部283は、部分航跡データをマスタノード120へ送信し(図12のステップS403参照)、ノードリストをマスタノード120から受信する(図15のステップS501参照)。ノードリストはノードグループを示す。
部分航跡通知部284は、受信されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノード110へ、部分航跡データを送信する(図12のステップS407参照)。
目標追尾部281は、部分航跡データを生成する。
航跡統合部282は、統合航跡データを生成する。統合航跡データは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる。
統合航跡記憶部285には、1つ以上の統合航跡データが記憶される。
リスト記憶部286には、前記1つ以上の統合航跡データに対応する1つ以上のノードリストが記憶される。
生成された部分航跡データが前記1つ以上の統合航跡データのいずれとも相関がない場合、リスト取得部283は、生成された部分航跡データをマスタノード120へ送信する(図12のステップS403参照)。
生成された部分航跡データが前記1つ以上の統合航跡データのいずれかと相関がある場合、部分航跡通知部284は、前記1つ以上のノードリストのうち、生成された部分航跡データと相関がある統合航跡データに対応するノードリストを参照する(図12のステップS404参照)。そして、部分航跡通知部284は、参照されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノード110へ、生成された部分航跡データを送信する(図12のステップS407参照)。
それぞれのノードリストは、対応する統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含む。
生成される部分航跡データと相関がある統合航跡データが統合航跡記憶部285に記憶されている場合、目標追尾部281は、生成される部分航跡データに前記統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含める(図6のステップS105参照)。
生成された部分航跡データに統合航跡識別子が含まれない場合に、リスト取得部283は、生成された部分航跡データをマスタノード120へ送信する(図12のステップS403参照)。
生成された部分航跡データに統合航跡識別子が含まれる場合に、部分航跡通知部284は、生成された部分航跡データに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストを参照する(図12のステップS404参照)。
航跡統合装置200は、前記1つ以上のセンサノード110とは別のセンサノード110に備わる。
マスタノード120は、統合航跡識別子を含むノードリストを生成し、生成されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノード110へ、生成されたノードリストを送信する(図16から図18を参照)。
生成されたノードリストが、航跡統合装置200を備えるセンサノード110へ送信された場合、リスト取得部283は、生成されたノードリストを受信する(図15のステップS501を参照)。
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストがリスト記憶部286に記憶されていない場合、リスト取得部283は、受信されたノードリストをリスト記憶部286に記憶する(図15のステップS504参照)。
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストがリスト記憶部286に記憶されている場合、リスト取得部283は、リスト記憶部286に記憶されている前記ノードリストを、受信されたノードリストを用いて更新する(図15のステップS507参照)。
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストがリスト記憶部286に記憶されている場合、リスト取得部283は、リスト記憶部286に記憶されている前記ノードリストを参照する(図15のステップS502参照)。
参照されたノードリストに示されるノードグループに、航跡統合装置200を備えるセンサノード110が含まれる場合、リスト取得部283は、参照されたノードリストを、受信されたノードリストを用いて更新する(図15のステップS507参照)。
参照されたノードリストに示されるノードグループに、航跡統合装置200を備えるセンサノード110が含まれない場合、参照されたノードリストを削除する(図15のステップS508参照)。
航跡統合管理装置300は、部分航跡受付部381と航跡統合部382とグループ選定部383とグループ指定部384とグループ変更部385とを備える。
部分航跡受付部381は、通信部301によって実現される。
航跡統合部382は、統合部302によって実現される。
グループ選定部383は、送出先選定部304によって実現される。
グループ指定部384は、通信部301によって実現される。
グループ変更部385は、受付部305と送出先選定部304と通信部301とによって実現される。
統合航跡記憶部386は、ネットワーク統合航跡記憶部311によって実現される。
リスト記憶部387は、送出先記憶部312によって実現される。
部分航跡受付部381は、複数のセンサノード110から、1つ以上の部分航跡データを受信する(図16のステップS601参照)。それぞれの部分航跡データは、航跡の一部を示す。
グループ選定部383は、受信された1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定する(図16のステップS607およびステップ図17のステップS612を参照)。
グループ指定部384は、選定されたノードグループに含まれるそれぞれのセンサノード110へ、選定されたノードグループを示すノードリストを送信する(図16のステップS609および図17のステップS613を参照)。
統合航跡記憶部386には、1つ以上の統合航跡データが記憶される。それぞれの統合航跡データは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる。
リスト記憶部387には、前記1つ以上の統合航跡データに対応する1つ以上のノードリストが記憶される。
いずれかのセンサノード110から部分航跡データが受信された場合、グループ選定部383は、前記1つ以上の統合航跡データから、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データを選択する(図16のステップS603参照)。次に、グループ選定部383は、選択された統合航跡データに基づいてノードグループを選定する(図16のステップS607参照)。また、グループ選定部383は、前記1つ以上のノードリストから、選択された統合航跡データに対応するノードリストを選択する(図16のステップS607参照)。そして、グループ選定部383は、選択されたノードリストを、選定されたノードグループに基づいて更新する(図16のステップS607からステップS609を参照)。
それぞれのノードリストは、対応する統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含む。
グループ選定部383は、選択された統合航跡データを識別する統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストを選択する(図16のステップS607を参照)。
それぞれのセンサノード110はセンサ111を備える。
センサノード110に備わるセンサ111の覆域に、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データで示される統合航跡の少なくとも一部が含まれる場合、グループ選定部383は、選定されるノードグループに前記センサノード110を含める(図16のステップS607参照)。
前記センサノード110に備わるセンサ111の覆域に、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データで示される統合航跡が一部も含まれない場合、グループ選定部383は、選定されるノードグループに前記センサノード110を含めない(図16のステップS607参照)。
航跡統合部382は、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データを、受信された部分航跡データに基づいて更新する(図16のステップS604参照)。
グループ選定部383は、更新後の統合航跡データに基づいてノードグループを選定する(図16のステップS607参照)。
受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データが統合航跡記憶部386に記憶されていない場合、航跡統合部382は、受信された部分航跡データに基づいて統合航跡データを生成する(図17のステップS611参照)。そして、航跡統合部382は、生成された統合航跡データを統合航跡記憶部386に記憶する(図17のステップS611参照)。
グループ選定部383は、生成された統合航跡データに基づいてノードグループを選定する(図17のステップS612参照)。次に、グループ選定部383は、選定されたノードグループを示すノードリストを生成する(図17のステップS612参照)。そして、グループ選定部383は、生成されたノードリストをリスト記憶部387に記憶する(図17のステップS613参照)。
統合航跡データが生成された場合、グループ選定部383は、生成された統合航跡データに基づいて予測航跡を算出する(図17のステップS612参照)。
センサノード110に備わるセンサ111の覆域に、算出された予測航跡の少なくとも一部が含まれる場合、グループ選定部383は、選定されるノードグループに前記センサノード110を含める(図17のステップS612参照)。
前記センサノード110に備わるセンサの覆域に、算出された予測航路の一部も含まれない場合、グループ選定部383は、選定されるノードグループに前記センサノード110を含めない(図17のステップS612参照)。
グループ変更部385は、ノードリストに示されるノードグループの変更要求を受け付ける(図18のステップS621参照)。次に、グループ変更部385は、受け付けられた変更要求に基づいて前記ノードリストに示されるノードグループを変更する(図18のステップS622参照)。そして、グループ変更部385は、変更後のノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、変更後のノードリストを送信する(図18のステップS623参照)。
部分航跡データ102の通信先となるセンサノード110の数を抑えることによって、ネットワーク101の負荷を低減すると共に、複数の航跡統合装置200によって移動体の航跡を得ることができる。
したがって、各センサノード110で目標が探知される度に各センサノード110が探知された目標について問い合わせすることなく、目標の対処に寄与するセンサノード110間のみで部分航跡データ102を送受信することが可能となる。
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
Claims (15)
- マスタノードと1つ以上のセンサノードと通信する航跡統合装置であり、
前記マスタノードは、それぞれが航跡の一部を示す1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するノードであり、
それぞれのセンサノードは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる統合航跡データを生成するノードであり、
前記航跡統合装置は、
部分航跡データを前記マスタノードへ送信し、ノードグループを示すノードリストを前記マスタノードから受信するリスト取得部と、
受信されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、部分航跡データを送信する部分航跡通知部と、
を備える航跡統合装置。 - 前記航跡統合装置は、
部分航跡データを生成する目標追尾部と、
1つ以上の部分航跡データを統合して得られる統合航跡データを生成する航跡統合部と、
1つ以上の統合航跡データが記憶される統合航跡記憶部と、
前記1つ以上の統合航跡データに対応する1つ以上のノードリストが記憶されるリスト記憶部と、を備え、
生成された部分航跡データが前記1つ以上の統合航跡データのいずれとも相関がない場合、前記リスト取得部は、生成された部分航跡データを前記マスタノードへ送信し、
生成された部分航跡データが前記1つ以上の統合航跡データのいずれかと相関がある場合、前記部分航跡通知部は、前記1つ以上のノードリストのうち、生成された部分航跡データと相関がある統合航跡データに対応するノードリストを参照し、参照されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、生成された部分航跡データを送信する
請求項1に記載の航跡統合装置。 - それぞれのノードリストは、対応する統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含み、
前記目標追尾部は、生成される部分航跡データと相関がある統合航跡データが前記統合航跡記憶部に記憶されている場合、生成される部分航跡データに前記統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含め、
前記リスト取得部は、生成された部分航跡データに統合航跡識別子が含まれない場合に、生成された部分航跡データを前記マスタノードへ送信し、
前記部分航跡通知部は、生成された部分航跡データに統合航跡識別子が含まれる場合に、生成された部分航跡データに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストを参照する
請求項2に記載の航跡統合装置。 - 前記航跡統合装置は、前記1つ以上のセンサノードとは別のセンサノードに備わり、
前記マスタノードは、統合航跡識別子を含むノードリストを生成し、生成されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、生成されたノードリストを送信し、
前記リスト取得部は、
生成されたノードリストが、前記航跡統合装置を備えるセンサノードへ送信された場合、生成されたノードリストを受信し、
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストが前記リスト記憶部に記憶されていない場合、受信されたノードリストを前記リスト記憶部に記憶し、
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストが前記リスト記憶部に記憶されている場合、前記リスト記憶部に記憶されている前記ノードリストを、受信されたノードリストを用いて更新する
請求項3に記載の航跡統合装置。 - 前記リスト取得部は、
受信されたノードリストに含まれる統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストが前記リスト記憶部に記憶されている場合、前記リスト記憶部に記憶されている前記ノードリストを参照し、
参照されたノードリストに示されるノードグループに、前記航跡統合装置を備えるセンサノードが含まれる場合、参照されたノードリストを、受信されたノードリストを用いて更新し、
参照されたノードリストに示されるノードグループに、前記航跡統合装置を備えるセンサノードが含まれない場合、参照されたノードリストを削除する
請求項4に記載の航跡統合装置。 - 複数のセンサノードから、それぞれが航跡の一部を示す1つ以上の部分航跡データを受信する部分航跡受付部と、
受信された1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するグループ選定部と、
選定されたノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、選定されたノードグループを示すノードリストを送信するグループ指定部と、
を備える航跡統合管理装置。 - 前記航跡統合管理装置は、
1つ以上の部分航跡データを統合して得られる1つ以上の統合航跡データが記憶される統合航跡記憶部と、
前記1つ以上の統合航跡データに対応する1つ以上のノードリストが記憶されるリスト記憶部と、を備え、
前記グループ選定部は、いずれかのセンサノードから部分航跡データが受信された場合、前記1つ以上の統合航跡データから、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データを選択し、選択された統合航跡データに基づいてノードグループを選定し、前記1つ以上のノードリストから、選択された統合航跡データに対応するノードリストを選択し、選択されたノードリストを、選定されたノードグループに基づいて更新する
請求項6に記載の航跡統合管理装置。 - それぞれのノードリストは、対応する統合航跡データを識別する統合航跡識別子を含み、
前記グループ選定部は、選択された統合航跡データを識別する統合航跡識別子と同じ統合航跡識別子を含むノードリストを選択する
請求項7に記載の航跡統合管理装置。 - それぞれのセンサノードはセンサを備え、
前記グループ選定部は、
センサノードに備わるセンサの覆域に、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データで示される統合航跡の少なくとも一部が含まれる場合、選定されるノードグループに前記センサノードを含め、前記センサノードに備わるセンサの覆域に、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データで示される統合航跡が一部も含まれない場合、選定されるノードグループに前記センサノードを含めない
請求項7または請求項8に記載の航跡統合管理装置。 - 前記航跡統合管理装置は、
受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データを、受信された部分航跡データに基づいて更新する航跡統合部を備え、
前記グループ選定部は、更新後の統合航跡データに基づいてノードグループを選定する
請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の航跡統合管理装置。 - 前記航跡統合部は、受信された部分航跡データと相関がある統合航跡データが前記統合航跡記憶部に記憶されていない場合、受信された部分航跡データに基づいて統合航跡データを生成し、生成された統合航跡データを前記統合航跡記憶部に記憶し、
前記グループ選定部は、生成された統合航跡データに基づいてノードグループを選定し、選定されたノードグループを示すノードリストを生成し、生成されたノードリストを前記リスト記憶部に記憶する
請求項10に記載の航跡統合管理装置。 - 前記グループ選定部は、
統合航跡データが生成された場合、生成された統合航跡データに基づいて予測航跡を算出し、センサノードに備わるセンサの覆域に、算出された予測航跡の少なくとも一部が含まれる場合、選定されるノードグループに前記センサノードを含め、前記センサノードに備わるセンサの覆域に、算出された予測航路の一部も含まれない場合、選定されるノードグループに前記センサノードを含めない
請求項11に記載の航跡統合管理装置。 - 前記航跡統合管理装置は、
ノードリストに示されるノードグループの変更要求を受け付け、受け付けられた変更要求に基づいて前記ノードリストに示されるノードグループを変更し、変更後のノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、変更後のノードリストを送信するグループ変更部を備える
請求項6から請求項12のいずれか1項に記載の航跡統合管理装置。 - マスタノードと1つ以上のセンサノードと通信する航跡統合プログラムであり、
前記マスタノードは、それぞれが航跡の一部を示す1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するノードであり、
それぞれのセンサノードは、1つ以上の部分航跡データを統合して得られる統合航跡データを生成するノードであり、
前記航跡統合プログラムは、
部分航跡データを前記マスタノードへ送信し、ノードグループを示すノードリストを前記マスタノードから受信するリスト取得処理と、
受信されたノードリストに示されるノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、部分航跡データを送信する部分航跡通知処理と、
をコンピュータに実行させるための航跡統合プログラム。 - 複数のセンサノードから、それぞれが航跡の一部を示す1つ以上の部分航跡データを受信する部分航跡受付処理と、
受信された1つ以上の部分航跡データに基づいてノードグループを選定するグループ選定処理と、
選定されたノードグループに含まれるそれぞれのセンサノードへ、選定されたノードグループを示すノードリストを送信するグループ指定処理と、
をコンピュータに実行させるための航跡統合管理プログラム。
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