JP2753086B2 - Time difference estimation method - Google Patents
Time difference estimation methodInfo
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- JP2753086B2 JP2753086B2 JP1335984A JP33598489A JP2753086B2 JP 2753086 B2 JP2753086 B2 JP 2753086B2 JP 1335984 A JP1335984 A JP 1335984A JP 33598489 A JP33598489 A JP 33598489A JP 2753086 B2 JP2753086 B2 JP 2753086B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数のセンサで受信した信号から信号源の
位置または方位を推定する信号源追尾装置等に用いられ
る時間差推定方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time difference estimating method used for a signal source tracking device for estimating a position or an azimuth of a signal source from signals received by a plurality of sensors. .
（従来の技術） 従来、信号源追尾装置等において信号源の位置または
方位を推定するための手段の１つとして、広帯域信号を
用いた時間差推定方法がある。この時間差推定方法の一
例として、２目標を対象とした場合の構成例を第２図に
示す。(Prior Art) Conventionally, as one of means for estimating the position or orientation of a signal source in a signal source tracking device or the like, there is a time difference estimation method using a wideband signal. As an example of the time difference estimation method, FIG. 2 shows a configuration example when two targets are targeted.
第２図は、従来の時間差推定方法を用いた時間差推定
装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a time difference estimating apparatus using a conventional time difference estimating method.
この時間差推定方法は、２目標の場合の構成例を示す
もので、第1,第２の信号源１−1,1−２からの音波を電
気信号に変換するための複数のセンサからなるセンサア
レイ部２−1,2−２を備え、その各センサアレイ部２−
1,2−２には整相器３−1,3−２がそれぞれ接続されてい
る。各整相器３−1,3−２の入力側には出力端子６−1,6
−２がそれぞれ接続されると共に、その各整相器３−1,
3−２の出力側が広帯域時間差推定器４−1,4−２にそれ
ぞれ接続されている。整相器３−1,3−２は、センサア
レイ部２−1,2−２に入力された受信信号をそれぞれ整
相する回路である。広帯域時間差推定器４−1,4−２
は、整相された信号の相関カーブを求め、所定の検索窓
内で相関カーブのピーク位置を検出してその位置に相当
する時間差 を推定する回路である。This time difference estimating method shows an example of a configuration in the case of two targets, and includes a sensor including a plurality of sensors for converting sound waves from the first and second signal sources 1-1 and 1-2 into electric signals. Array units 2-1 and 2-2, and each sensor array unit 2-
Phase adjusters 3-1 and 3-2 are connected to 1 and 2-2, respectively. Output terminals 6-1 and 6 are provided on the input side of each phase adjuster 3-1 and 3-2.
-2 are connected, and their respective phase adjusters 3-1 and 3-1 are connected.
The output side of 3-2 is connected to the wideband time difference estimators 4-1 and 4-2, respectively. The phase adjusters 3-1 and 3-2 are circuits for phasing the received signals input to the sensor array units 2-1 and 2-2, respectively. Broadband time difference estimator 4-1 and 4-2
Calculates the correlation curve of the phased signal, detects the peak position of the correlation curve within a predetermined search window, and calculates the time difference corresponding to the position. Is a circuit for estimating.
各広帯域時間差推定器４−1,4−２の出力側には、第
1,第２の信号源方位の推定値、つまり方位信号 をそれぞれ算出する方位算出器５−1,5−２が接続さ
れ、さらにその各方位算出器５−1,5−２の出力側に、
出力端子６−1,6−２がそれぞれ接続されている。The output side of each of the wideband time difference estimators 4-1 and 4-2 is
1, the estimated value of the second signal source direction, that is, the direction signal Are respectively connected to the azimuth calculators 5-1 and 5-2, and on the output side of each of the azimuth calculators 5-1 and 5-2,
Output terminals 6-1 and 6-2 are respectively connected.
第３図（ａ）〜（ｃ）は第２図における信号源の移動
図、及び第４図（ａ）〜（ｃ）は第２図中の広帯域時間
差推定器４−1,4−２で求められる相関カーブの変化及
び検索窓の動作を示す図であり、これらの図を参照しつ
つ第２図の動作を説明する。3 (a) to 3 (c) show the movement diagrams of the signal sources in FIG. 2, and FIGS. 4 (a) to 4 (c) show the wideband time difference estimators 4-1 and 4-2 in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a change in a correlation curve to be obtained and an operation of a search window, and the operation of FIG. 2 will be described with reference to these drawings.
なお、第３図（ａ）は時刻ｔ＝t1時において第１の信
号源１−１と第２の信号源１−２との交差前の状態を示
す、同図（ｂ）は時刻ｔ＝t2時における第1,第２の信号
源１−1,1−２の交差時の図、同図（ｃ）は時刻ｔ＝t3
時において第1,第２の信号源１−1,1−２の交差後の図
である。図中、Ｌはセンサアレイ部２−1,2−２間の中
心距離、r1,r2は第1,第２の信号源１−1,1−２までの距
離、θ1,θ２は第1,第２の信号源１−1,1−２の方位で
ある。FIG. 3A shows a state before the intersection of the first signal source 1-1 and the second signal source 1-2 at time t = t1, and FIG. 3B shows the state before time t = t1. FIG. 4C shows the time when the first and second signal sources 1-1 and 1-2 intersect at time t2, and FIG.
FIG. 4 is a diagram after the intersection of the first and second signal sources 1-1 and 1-2 at the time. In the figure, L is the center distance between the sensor array units 2-1 and 2-2, r1 and r2 are the distances to the first and second signal sources 1-1 and 1-2, and θ1 and θ2 are the first and second signal sources. The azimuths of the second signal sources 1-1 and 1-2.
また、第４図（ａ）〜（ｃ）は２つの目標、つまり第
1,第２の信号源１−1,1−２が交差する場合の相関カー
ブの変化及び検索窓の動作を示し、同図（ａ）は交差前
の、同図（ｂ）は交差時の、同図（ｃ）は交差後の図で
ある。図中、11は第１の信号源１−１による相関カー
ブ、12は第２の信号源１−２による相関カーブ、13は広
帯域時間差推定器４−１の検索窓の範囲である。4 (a) to 4 (c) show two goals, namely
1, the change of the correlation curve and the operation of the search window when the second signal sources 1-1 and 1-2 intersect are shown. FIG. , (C) is a view after intersection. In the figure, 11 is a correlation curve by the first signal source 1-1, 12 is a correlation curve by the second signal source 1-2, and 13 is a search window range of the wideband time difference estimator 4-1.
先ず、時刻ｋでセンサアレイ部２−1,2−２に入力さ
れた受信信号は、各整相器３−1,3−２に入力される。
整相器３−1,3−２は、方位算出器５−1,5−２からの時
刻ｋ−１における方位信号 に基づいて整相を行い、方位信号 の方向に整相した信号を広帯域時間差推定器４−１に、
方位信号 の方向に整相した信号を広帯域時間差推定器４−２にそ
れぞれ出力する。広帯域時間差推定器４−１は、整相器
３−1,3−２でそれぞれ 方向に整相された信号の相関カーブ11を求め、時刻ｋ−
１に推定した時間差 に基づいた検索窓の範囲13内で相関カーブ11のピーク位
置を検出し、その位置に相当する時間差 を求め、方位算出器５−１へ送出する。First, the received signals input to the sensor array units 2-1 and 2-2 at time k are input to the respective phase adjusters 3-1 and 3-2.
The phase adjusters 3-1 and 3-2 are provided with azimuth signals at time k-1 from the azimuth calculators 5-1 and 5-2. Phasing based on the direction signal To the wideband time difference estimator 4-1.
Bearing signal Are output to the wideband time difference estimator 4-2. The wideband time difference estimator 4-1 includes phase adjusters 3-1 and 3-2, respectively. The correlation curve 11 of the signal phased in the direction is obtained, and the time k−
Time difference estimated to 1 The peak position of the correlation curve 11 within the range 13 of the search window based on the And sends it to the bearing calculator 5-1.
方位算出器５−１は、広帯域時間差推定器４−１から
の時間差 と、センサアレイ部２−1,2−２間の距離Ｌ等といった
センサアレイ部２−1,2−２の位置情報とから、その時
刻における第１の信号源１−１の方位の推定値 を算出し、出力端子６−１へ送出する。この推定された
方位信号 は、整相器３−1,3−２にも送出され、時刻ｋ＋１の第
１の信号源方位への整相に使用される。The azimuth calculator 5-1 calculates the time difference from the wideband time difference estimator 4-1. And the position information of the sensor array units 2-1 and 2-2, such as the distance L between the sensor array units 2-1 and 2-2, and the estimated value of the azimuth of the first signal source 1-1 at that time. Is calculated and sent to the output terminal 6-1. This estimated azimuth signal Are also sent to the phasing devices 3-1 and 3-2, and are used for phasing to the first signal source direction at time k + 1.
同様に、広帯域時間差推定器４−２は、整相器３−1,
3−２からの信号を用いて時間差 を求め、方位算出器５−２に送出する。方位算出器５−
２は、時間差 と、センサアレイ部２−1,2−２の位置情報とから、そ
の時刻における第２の信号源方位の推定値 を算出し、出力端子６−２及び整相器３−1,3−２へ送
出する。Similarly, the wideband time difference estimator 4-2 includes the phase adjusters 3-1 and 3-1.
Time difference using signal from 3-2 And sends it to the bearing calculator 5-2. Direction calculator 5-
2 is the time difference From the position information of the sensor array units 2-1 and 2-2, and the estimated value of the second signal source direction at that time Is calculated and sent to the output terminal 6-2 and the phase adjusters 3-1 and 3-2.
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の時間差推定方法では、第３図に
示すように、第１と第２の信号源１−1,1−２の方位θ
1,θ２が接近または交差する場合、センサアレイ部２−
1,2−２間の距離Ｌに比べて第１と第２の信号源１−1,1
−２との距離r1,r2が充分に大きい時には、接近または
交差する時に観測される時間差がほとんど同じ値をとる
ため、次のような問題が生じる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional time difference estimation method, as shown in FIG. 3, the azimuth θ of the first and second signal sources 1-1, 1-2
When 1, 2 approach or cross, the sensor array unit 2-
The first and second signal sources 1-1,1 are compared with the distance L between the first and second signal sources 1-2.
When the distances r1 and r2 from −2 are sufficiently large, the time difference observed when approaching or crossing takes almost the same value, so the following problem occurs.
すなわち、第１と第２の信号源１−1,1−２の方位θ
1,θ２が接近または交差する場合、整相器３−1,3−２
で第１の信号源１−１に向けたビームB1,B3内に第２の
信号源１−２からの信号が、第２の信号源１−２に向け
たビームB2,B4内に第１の信号源１−１からの信号が漏
れ込む。そのため、第４図（ｂ）に示すように、広帯域
時間差推定器４−1,4−２で得られる相関カーブ11,12に
は、第１の信号源１−１に関するピークと第２の信号源
１−２に関するピークの２つのピークが現れる。そして
第２の信号源１−２に比べて第１の信号源１−１が遠方
にあるか、あるいはその信号レベルが低い場合等のよう
に、第１の信号源１−１に比べ第２の信号源１−２のS/
N比が高い場合、第１の信号源１−１の相関カーブ11の
ピークに比べて第２の信号源１−２の相関カーブ12のピ
ークの方が大きくなる。それ故、第１の信号源１−１の
広帯域時間差推定器４−１は、交差前においては検査窓
の効果によってその第１の信号源１−１の相関カーブ11
のピーク位置を捕捉できるが、検索窓内に第２の信号源
１−２の相関カーブ12が混入した時点で、その広帯域時
間差推定器４−１は第１の信号源１−１の相関カーブ11
のピーク位置を失探し、第２の信号源１−２の相関カー
ブ12のピークの時間差を として方位算出器５−１に送出する。時間差 に基づいて、方位算出器５−１はｋ＋１以降の整相方位
の制御を、広帯域時間差推定器４−１は検索窓位置の制
御を行う。これにより、第３図（ｃ）及び第４（ｃ）に
示すように、第１と第２の信号源１−1,1−２の交差後
は、広帯域時間差推定器４−1,4−２双方が第２の信号
源１−２に関する処理を行うようになり、第１の信号源
１−１を失探するという問題があり、これを解決するこ
とが困難であった。That is, the azimuth θ of the first and second signal sources 1-1 and 1-2.
When 1, θ2 approaches or crosses, phase adjusters 3-1 and 3-2
And the signals from the second signal source 1-2 in the beams B1 and B3 directed to the first signal source 1-1 and the first signals in the beams B2 and B4 directed to the second signal source 1-2. The signal from the signal source 1-1 leaks. Therefore, as shown in FIG. 4 (b), the correlation curves 11 and 12 obtained by the wideband time difference estimators 4-1 and 4-2 include the peak relating to the first signal source 1-1 and the second signal. Two peaks appear for the source 1-2. Then, as in the case where the first signal source 1-1 is farther than the second signal source 1-2 or the signal level thereof is low, the second signal source 1-1 is second compared with the first signal source 1-1. Signal source 1-2 S /
When the N ratio is high, the peak of the correlation curve 12 of the second signal source 1-2 is larger than the peak of the correlation curve 11 of the first signal source 1-1. Therefore, the wideband time difference estimator 4-1 of the first signal source 1-1 has a correlation curve 11 of the first signal source 1-1 before the intersection due to the effect of the inspection window.
Can be captured, but when the correlation curve 12 of the second signal source 1-2 enters the search window, the wideband time difference estimator 4-1 sets the correlation curve of the first signal source 1-1. 11
And find the time difference between the peaks of the correlation curve 12 of the second signal source 1-2. To the bearing calculator 5-1. Time lag , The azimuth calculator 5-1 controls the phasing azimuth after k + 1, and the wideband time difference estimator 4-1 controls the search window position. Thereby, as shown in FIGS. 3 (c) and 4 (c), after the intersection of the first and second signal sources 1-1 and 1-2, the wideband time difference estimators 4-1 and 4-- 2 both perform the processing relating to the second signal source 1-2, and there is a problem that the first signal source 1-1 is lost, which has been difficult to solve.
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、２つ
以上の目標が接近または交差した場合に信号源を失探す
るという点について解決した時間差推定方法を提供する
ものである。An object of the present invention is to provide a time difference estimating method which solves the problem of the related art in that a signal source is lost when two or more targets approach or cross.
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明のうちの第１の発
明は、複数のセンサもしくはセンサアレイで受信した信
号から信号源の位置または方位を推定する装置に用いら
れ、前記信号の広帯域信号と狭帯域信号を用い、前記複
数のセンサもしくはセンサアレイで受信した前記広帯域
信号及び前記狭帯域信号に関して前記各信号毎に該セン
サ間もしくは該センサアレイ間の相関カーブを求め、所
定の検索窓内で前記広帯域信号の相関カーブのピーク位
置、もしくは前記狭帯域信号の相関カーブのピーク位
置、もしくはその両方のピーク位置を検出してそのピー
ク位置に相当する時間差を推定する時間差推定方法にお
いて、複数の信号源の方位の推定結果から、２つ以上の
信号源の接近、交差の判定を行い、接近、交差時には、
狭帯域による時間差推定の結果に基づき、それぞれの時
間差推定における相関カーブのピーク位置検索のための
検索窓の位置制御を行うようにしたものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, a first invention of the present invention relates to an apparatus for estimating a position or a direction of a signal source from signals received by a plurality of sensors or sensor arrays. The correlation curve between the sensors or the sensor array for each of the wideband signals and the narrowband signals received by the plurality of sensors or sensor arrays using the wideband signal and the narrowband signal of the signal. The peak position of the correlation curve of the broadband signal, the peak position of the correlation curve of the narrowband signal, or both peak positions are detected within a predetermined search window, and the time difference corresponding to the peak position is estimated. In the method for estimating the time difference, approach or intersection of two or more signal sources is determined based on the estimation result of the orientation of a plurality of signal sources. Sometimes,
Based on the result of the time difference estimation based on the narrow band, the position of the search window for searching the peak position of the correlation curve in each time difference estimation is controlled.
第２または第３の発明では、第１の発明において、接
近、交差の判定により、接近、交差以外の場合には、広
帯域または狭帯域による時間差推定の結果に基づき、そ
れぞれの時間差推定における相関カーブのピーク位置検
索のための検索窓の位置制御を行うようにしている。According to a second or third aspect of the present invention, in the first aspect, the correlation curve in each time difference estimation is determined based on the result of the time difference estimation in a wide band or a narrow band in a case other than the approach or intersection by the judgment of the approach or the intersection. The position of a search window for peak position search is controlled.
第４の発明では、第１の発明において、接近、交差の
判定により、接近、交差以外の場合には、狭帯域及び広
帯域による時間差推定の結果から、最小２乗法または最
尤推定法等の統計的手法によって最適値を求め、その結
果に基づき、それぞれの時間差推定における相関カーブ
のピーク位置検索のための検索窓の位置制御を行うよう
にしている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the determination of the approach or the intersection is performed. The optimal value is obtained by a statistical method, and based on the result, the position of the search window for searching the peak position of the correlation curve in each time difference estimation is controlled.
（作 用） 第１〜第４の発明によれば、以上のように時間差推定
方法を構成したので、複数の信号源の広帯域信号と狭帯
域信号を用いた広帯域時間差推定と狭帯域時間差推定を
行い、第１の発明では、接近または交差時において狭帯
域による時間差推定結果を用いて探索等の制御を行い、
第２、第３の発明では、接近、交差以外の場合に広帯域
または狭帯域いよる時間差推定結果を用いて探索窓の制
御を行い、さらに第４の発明では、接近、交差以外の場
合に狭帯域及び広帯域による時間差推定の結果を用いて
検索窓の制御を行うので、複数の信号源が接近または交
差した場合でも、信号源の失探を発生することなく、連
続的な信号源の時間差推定が行える。従って、前記課題
を解決できるのである。(Operation) According to the first to fourth inventions, since the time difference estimation method is configured as described above, the wideband time difference estimation and the narrowband time difference estimation using the wideband signals and the narrowband signals of a plurality of signal sources are performed. In the first invention, control such as search is performed using a time difference estimation result by a narrow band at the time of approach or intersection,
In the second and third inventions, the search window is controlled using the time difference estimation result based on a wide band or a narrow band in cases other than approach or intersection, and in the fourth invention, the search window is controlled in cases other than approach or intersection. Since the search window is controlled by using the result of the time difference estimation based on the band and the wide band, even when a plurality of signal sources approach or intersect, the time difference estimation of the continuous signal source can be performed without causing the signal source to be lost. Can be performed. Therefore, the above problem can be solved.
（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示すもので、２目標の場
合の時間差推定方法を用いた時間差推定装置の構成図で
ある。(Embodiment) FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a configuration diagram of a time difference estimating apparatus using a time difference estimating method in the case of two targets.
この時間差推定装置は、第1,第２の信号源１−1,1−
２からの音波を電気信号に変換するための複数のセンサ
からなるセンサアレイ部10−1,10−２を備え、そのセン
サアレイ部10−1,10−２が整相器20−1,20−２に接続さ
れている。整相器20−1,20−２は、方位算出器70−1,70
−２からに推定方位信号 に基づきセンサアレイ部10−1,10−２の出力に対して整
相を行い、その整相した信号を広帯域時間差推定器30−
1,30−２及び狭帯域時間差推定器40−1,40−２にそれぞ
れ与える回路である。This time difference estimating apparatus includes first and second signal sources 1-1 and 1-1-
2 comprises sensor arrays 10-1 and 10-2 each of which comprises a plurality of sensors for converting sound waves into electric signals. The sensor arrays 10-1 and 10-2 are provided with phase adjusters 20-1 and 20-2. -2. The phase adjusters 20-1, 20-2 are provided with azimuth calculators 70-1, 70.
Estimated bearing signal from -2 Phasing is performed on the outputs of the sensor array units 10-1 and 10-2 on the basis of
1, 30-2 and the narrowband time difference estimators 40-1, 40-2.
広帯域時間差推定器30−1,30−２は、整相器20−1,20
−２から出力された整相信号の相関カーブを求め、検索
窓制御器50−1,50−２からの制御信号S50a,S50bに基づ
き相関カーブ内に検索窓を設定してピーク位置の検出を
行い、その位置に相当する時間差 を求めてそれを検索窓制御器50−1,50−２及びセレクタ
60−1,60−２に与える回路である。狭帯域時間差推定器
40−1,40−２は、整相器20−1,20−２で整相された整相
信号を入力し、検索窓制御器50−1,50−２からの制御信
号S50a,S50bと狭帯域信号情報S40a,S40bとに基づき、相
関カーブを求めて検索窓を設定し、ピーク位置の検出を
行い、その位置に相当する最適な時間差 を求め、それを検索窓制御器50−1,50−２及びセレクタ
60−1,60−２に与える回路である。検索窓制御器50−1,
50−２は目標管理器80からの制御信号S80に基づき、検
索窓位置の参照信号である制御信号S50a,S50bを広帯域
時間差推定器30−1,30−２及び狭帯域時間差推定器40−
1,40−２に与える回路である。Broadband time difference estimators 30-1 and 30-2 are phase adjusters 20-1 and 20-2.
-2, a correlation curve of the phasing signal output from the search window controller 50-1 and a search window is set in the correlation curve based on the control signals S50a and S50b from the search window controller 50-2 to detect the peak position. Done, the time difference corresponding to that position And find it and search window controller 50-1, 50-2 and selector
This is a circuit provided to 60-1 and 60-2. Narrowband time difference estimator
40-1 and 40-2 receive the phasing signals phased by the phasing units 20-1 and 20-2, and control signals S50a and S50b from the search window controllers 50-1 and 50-2, respectively. Based on the narrowband signal information S40a and S40b, a correlation curve is obtained, a search window is set, a peak position is detected, and an optimal time difference corresponding to the position is determined. From the search window controller 50-1, 50-2 and the selector
This is a circuit provided to 60-1 and 60-2. Search window controller 50-1,
Based on the control signal S80 from the target manager 80, the control signals S50a and S50b, which are reference signals of the search window position, are transmitted to the wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 and the narrow band time difference estimator 40- based on the control signal S80.
1, 40-2.
広帯域時間差推定器30−1,30−２及び狭帯域時間差推
定器40−1,40−２の出力側に接続されたセレクタ60−1,
60−２には、方位算出器70−1,70−２が接続され、さら
にその方位算出器70−1,70−２の出力側に、目標管理器
80及び出力端子90−1,90−２がそれぞれ接続されてい
る。The selector 60-1, connected to the output side of the wideband time difference estimators 30-1, 30-2 and the narrowband time difference estimators 40-1, 40-2,
The azimuth calculators 70-1 and 70-2 are connected to the azimuth calculator 60-2.
80 and output terminals 90-1 and 90-2 are connected respectively.
セレクタ60−1,60−２は、目標管理器80からの制御信
号S80に基づき、広帯域時間差推定器30−1,30−２の出
力または狭帯域時間差推定器40−1,40−２の出力のいず
れか一方を選択し、第1,第２の信号源１−1,1−２の時
間差推定値 として方位算出器70−1,70−２へ送出する回路である。
方位算出器70−1,70−２は、セレクタ60−1,60−２の出
力から第1,第２の信号源１−1.1−２の推定された方位
信号 を算出して目標管理器80及び出力端子90−1,90−２へ与
える回路である。目標管理器80は、推定された方位信号 を入力し、第１と第２の信号源１−1,1−２の接近また
は交差状態を判定し、その判定結果を制御信号s80の形
で出力して検索窓制御器50−1,50−２及びセレクタ60−
1,60−２へ与える回路である。The selectors 60-1 and 60-2 output the wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 or the output of the narrow band time difference estimators 40-1 and 40-2 based on the control signal S80 from the target manager 80. Is selected, and the time difference estimated value of the first and second signal sources 1-1 and 1-2 is selected. Is a circuit for sending to the azimuth calculators 70-1 and 70-2.
The azimuth calculators 70-1 and 70-2 calculate the estimated azimuth signals of the first and second signal sources 1-1.1-2 from the outputs of the selectors 60-1 and 60-2. Is calculated and given to the target manager 80 and the output terminals 90-1 and 90-2. The goal manager 80 calculates the estimated azimuth signal. To determine the approaching or intersecting state of the first and second signal sources 1-1 and 1-2, output the result of the determination in the form of a control signal s80, and output the search window controllers 50-1 and 50 -2 and selector 60-
This is a circuit provided to 1,60-2.
第５図は、第１図における整相器20−１の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of the phase adjuster 20-1 in FIG.
この整相器20−１は、センサアレイ部10−１における
ビームB1の整相器20A、及びビームB2の整相器20B等とい
ったビームの数に応じた数の整相器で構成されている。
そのうち、例えばビームB1の整相器20Aは、センサアレ
イ部10−１に接続されたｎ個の遅延器21−１〜21−ｎ
と、その遅延器21−１〜21−ｎの出力に重み係数w1〜wn
をそれぞれ掛けるｎ個の乗算器22−１〜22−ｎと、その
乗算器22−１〜22−ｎの出力を加算する加算器23とで構
成されている。なお、第５図中の、θ１は第１の信号源
１−１に対する整相方位、t1〜tnは遅延時間である。The phase adjuster 20-1 includes a number of phase adjusters corresponding to the number of beams, such as the phase adjuster 20A for the beam B1 and the phase adjuster 20B for the beam B2 in the sensor array unit 10-1. .
Among them, for example, the phase adjuster 20A for the beam B1 includes n delay units 21-1 to 21-n connected to the sensor array unit 10-1.
And weighting factors w1 to wn to the outputs of the delay units 21-1 to 21-n.
, Respectively, and an adder 23 that adds the outputs of the multipliers 22-1 to 22-n. In FIG. 5, θ1 is the phasing azimuth with respect to the first signal source 1-1, and t1 to tn are delay times.
整相器20−２も、前記整相器20−１と同一の構成であ
る。The phase adjuster 20-2 has the same configuration as the phase adjuster 20-1.
第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１図における広
帯域時間差推定器30−1,30−２の構成を説明するための
図であり、同図（ａ）はその構成図、同図（ｂ）は相互
相関算出器の出力波形図、及び同図（ｃ）はピーク検出
器の動作波形図である。6 (a), (b) and (c) are diagrams for explaining the configuration of the wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 in FIG. 1, and FIG. 6 (a) shows the configuration thereof. FIG. 3B is an output waveform diagram of the cross-correlation calculator, and FIG. 3C is an operation waveform diagram of the peak detector.
広帯域時間差推定器30−１と30−２は同一の構成であ
り、そのうち例えば広帯域時間差推定器30−１は、ビー
ムB1,B3に基づき相互相関の計算（相関カーブの算出）
を行う相互相関算出器31と、その出力側に接続されたピ
ーク検出器32とで構成されている。ピーク検出器32は、
相互相関算出器31の出力を入力し、検索窓制御器50−１
から制御信号S50a、すなわち に基づき、ピーク位置の時間差 を求める回路である。The wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 have the same configuration. For example, the wideband time difference estimator 30-1 calculates a cross-correlation (calculation of a correlation curve) based on the beams B1 and B3.
, And a peak detector 32 connected to the output side thereof. The peak detector 32
The output of the cross-correlation calculator 31 is input, and the search window controller 50-1 is input.
From the control signal S50a, ie Based on the time difference between the peak positions Is a circuit for obtaining.
第７図は、第１図における狭帯域時間差推定器40−1,
40−２の構成図である。FIG. 7 shows the narrow band time difference estimator 40-1, FIG.
It is a block diagram of 40-2.
狭帯域時間差推定器40−１と40−２は同一の構成であ
り、そのうち例えば狭帯域時間差推定器40−１は、ビー
ムB1,B3の高速フーリエ変換を行う高速フーリエ変換部
（以下、FFTという）41−1,41−２と、第１の信号源１
−１に関する狭帯域信号情報S40aに基づきFFT41−1,41
−２の出力からｎ個の複数の狭帯域信号の組f1〜fnを選
択する狭帯域信号選択器42と、検索窓制御器50−１から
の制御信号S50aに基づき狭帯域信号の組f1〜fnから時間
差 を求める時間差推定部43と、時間差推定部43の出力から
最適な時間差 を求める推定器44とで、構成されている。The narrow-band time difference estimators 40-1 and 40-2 have the same configuration. For example, the narrow-band time difference estimator 40-1 includes a fast Fourier transform unit (hereinafter, referred to as FFT) that performs fast Fourier transform on the beams B1 and B3. 41-1, 41-2 and the first signal source 1
-1 based on the narrowband signal information S40a regarding
-2, a narrow-band signal selector 42 for selecting n sets of narrow-band signals f1 to fn from the output of -2, and a narrow-band signal set f1 to n based on a control signal S50a from the search window controller 50-1. time difference from fn And a time difference estimating unit 43 for obtaining the optimal time difference from the output of the time difference estimating unit 43. And an estimator 44 for determining
第８図は、第１図における検索窓制御器50−1,50−２
の構成図である。FIG. 8 shows the search window controllers 50-1, 50-2 in FIG.
FIG.
検索窓制御器50−１と50−２は同一の構成であり、そ
のうち例えば検索窓制御器50−１は、メモリ51−1,51−
２及びセレクタ52より構成されている。The search window controllers 50-1 and 50-2 have the same configuration. For example, the search window controller 50-1 includes the memories 51-1 and 51-.
2 and a selector 52.
第９図（ａ），（ｂ）は、第１図における方位算出器
70−1,70−２の構成を説明するための図であり、同図
（ａ）はその構成図、及び同図（ｂ）はその動作説明図
である。9 (a) and 9 (b) are azimuth calculators in FIG.
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining the configuration of 70-1 and 70-2. FIG. 7A is a configuration diagram, and FIG.
方位算出器70−１と70−２は同一の構成であり、その
うち例えば方位算出器70−１は、時間差 に対して音波の伝搬速度Ｃを掛ける乗算器61と、その乗
算器61の出力に対してI/Lを掛ける乗算器62と、sin-1x
のテーブル63とで構成されている。ここでＬはセンサア
レイ部10−１の中心とセンサアレイ部10−２の中心との
間の距離である。sin-1xのテーブル63は、乗算器62の出
力であるアドレス信号ADが入力されると、予め格納され
た推定方位信号 を出力するものであり、メモリで構成されている。The azimuth calculators 70-1 and 70-2 have the same configuration. For example, the azimuth calculator 70-1 has a time difference. , A multiplier 61 multiplying the output of the multiplier 61 by I / L ;
And a table 63. Here, L is the distance between the center of the sensor array unit 10-1 and the center of the sensor array unit 10-2. When an address signal AD, which is an output of the multiplier 62, is input to the table 63 of sin -1 x, a pre-stored estimated azimuth signal , And is composed of a memory.
第10図は、第１図における目標管理器80の構成図であ
る。FIG. 10 is a configuration diagram of the target manager 80 in FIG.
この目標管理器80は、推定された方位信号 の角度差ｄθを検出する角度差検出器81と、比較器82と
で構成されている。比較器82は、広帯域時間差推定器30
−1,30−２における検索窓の範囲に相当する角度φ（φ
1,φ２）に基づき、角度差ｄθより第1,第２の信号源１
−1,1−２の接近または交差状態を比較判定し、その判
定結果を制御信号S80として出力する回路である。The target manager 80 generates the estimated azimuth signal. And a comparator 82. The comparator 82 is a wideband time difference estimator 30.
-1, 30-2, the angle φ (φ
1, φ2) and the first and second signal sources 1 based on the angle difference dθ.
This is a circuit for comparing and judging the approaching or crossing states of -1, 1-2 and outputting the judgment result as a control signal S80.
第11図は、狭帯域時間差推定器40−1,40−２で用いら
れる最尤推定法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the maximum likelihood estimation method used in the narrowband time difference estimators 40-1 and 40-2.
次に、第１図及び第５図〜第11図を参照しつつ、本実
施例の時間差推定方法を説明する。Next, the time difference estimating method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 5 to 11.
先ず、時刻ｋにセンサアレイ部10−1,10−２に入力さ
れた受信信号は、各整相器20−1,20−２に入力される。
整相器20−1,20−２は、方位算出器70−1,70−２からの
時刻ｋ−１における推定された方位信号 に基づいて整相を行い、 の方向に整相した信号を一方の広帯域時間差推定器30−
１及び狭帯域時間差推定器40−１に出力すると共に、 の方向に整相した信号を他方の広帯域時間差推定器30−
２及び狭帯域時間差推定器40−２に出力する。First, the received signals input to the sensor array units 10-1 and 10-2 at time k are input to the respective phase adjusters 20-1 and 20-2.
The phase adjusters 20-1 and 20-2 generate the azimuth signals estimated at time k-1 from the azimuth calculators 70-1 and 70-2. Phasing based on The signal phased in the direction of
1 and the narrowband time difference estimator 40-1. The signal phased in the direction of
2 and the narrowband time difference estimator 40-2.
すなわち、例えば第５図に示す整相器20−１では、次
のようにして整相を行う。センサアレイ部10−１と10−
２間の距離Ｌが固定してあるとすると、センサアレイ部
10−１の各センサに入力される信号の遅れ時間t1,t2…
…,tnは整相方位θ１によって一意的に定まる。整相と
は、この遅れ時間t1,t2,……,tnを補償した後、それら
を加算することである。具体的には、遅延時間τ１〜τ
ｎをそれぞ有する遅延器21−１〜21−ｎは、整相方位θ
１に基づき、 の遅延時間分だけ信号を遅らせ、その信号を乗算器22−
１〜22−ｎへ送る。各乗算器22−１〜22−ｎは、それぞ
れ21−１〜21−ｎからの信号に重み係数w1,w2,……,wn
を掛けて加算器23に送る。ここで、重み係数w1,w2,…
…,wnは、整相によって形成されるビームB1の形状を決
定するファクター（要因）である。加算器23は、各乗算
器22−１〜22−ｎからの信号をすべて加算し、ビームB1
の出力を広帯域時間差推定器30−１及び狭帯域時間差推
定器40−１へ与える。ｎ目標（ｎ個の信号源）の場合の
整相器は、前記処理手段をｎ段有することになる。第１
の信号源１−１に関する処理と第２の信号源１−２に関
する処理は、同様であるので、以下、第１の信号源１−
１に関する処理を中心に説明する。That is, for example, the phasing device 20-1 shown in FIG. 5 performs phasing as follows. Sensor array units 10-1 and 10-
Assuming that the distance L between the two is fixed, the sensor array unit
Delay time t1, t2 of the signal input to each sensor of 10-1 ...
.., Tn are uniquely determined by the phasing direction θ1. The phasing is to compensate for the delay times t1, t2,..., Tn and then add them. Specifically, the delay times τ1 to τ
n, the delay units 21-1 to 21-n each having a n.
Based on 1, The signal is delayed by the delay time of
1 to 22-n. Each of the multipliers 22-1 to 22-n respectively adds weight coefficients w1, w2,..., Wn to the signals from 21-1 to 21-n.
And send it to the adder 23. Here, the weighting factors w1, w2,.
.., Wn are factors that determine the shape of the beam B1 formed by the phasing. The adder 23 adds all the signals from the respective multipliers 22-1 to 22-n, and outputs a beam B1.
Is supplied to the wide band time difference estimator 30-1 and the narrow band time difference estimator 40-1. A phase adjuster for n targets (n signal sources) has n stages of the processing means. First
Since the processing related to the signal source 1-1 and the processing related to the second signal source 1-2 are the same, the first signal source 1-
1 will be mainly described.
広帯域時間差推定器30−１は、整相器20−1,20−２で
それぞれ 方向に整相された信号の相関カーブを求め、検索窓制御
器50−１からの制御信号S50aに基づき相関カーブ内に検
索窓を設定し、ピーク位置の検出を行い、その位置に相
当する時間差 を求め、セレクタ60−１及び検索窓制御器50−１に送出
する。The wideband time difference estimator 30-1 is connected to the phase adjusters 20-1 and 20-2, respectively. A correlation curve of the signal phase-aligned in the direction is obtained, a search window is set in the correlation curve based on the control signal S50a from the search window controller 50-1, a peak position is detected, and a time difference corresponding to the position is detected. And sends it to the selector 60-1 and the search window controller 50-1.
すなわち、第６図に示すように、広帯域時間差推定器
30−１の相互相関算出器31では、ビームB1からの信号x1
（ｔ）とビームB3からの信号x3（ｔ）を入力し、次式の
ような相互相関の計算（相関カーブの算出）を行う。That is, as shown in FIG.
In the cross-correlation calculator 31 of 30-1, the signal x1 from the beam B1 is
(T) and the signal x3 (t) from the beam B3 are input, and a cross-correlation calculation (calculation of a correlation curve) as shown in the following equation is performed.
実際には、ディジタル信号で取り扱う方が容易である
ため、時刻ｋでの有限長のデータ（ｍ個）を用い、次式
の計算を行う。 Actually, since it is easier to handle with a digital signal, the following equation is calculated using finite-length data (m pieces) at time k.
ピーク検出器32は、検索窓制御器50−１からの制御信
号S50a、つまり に基づき、 の範囲でピーク検出を行い、ピーク位置の時間差 を求めてそれを検索窓制御器50−１及びセレクタ60−１
へ与える。 The peak detector 32 receives the control signal S50a from the search window controller 50-1, that is, Based on Peak detection in the range of And search window controller 50-1 and selector 60-1
Give to.
一方、狭帯域時間差推定器40−１では、第７図に示す
ように、整相器20−1,20−２からのビームB1,B3の信号
をそれぞれ取り込み、FFT41−1,41−２で周波数分析を
行い、その結果を狭帯域信号選択器42へ送出する。狭帯
域信号選択器42は、外部からの第１の信号源１−１に関
する狭帯域信号情報（例えば、スペクトルアナライザ等
で抽出されたピーク値のスペクトル）S40aを取り込み、
その情報S40aに基づき、FFT41−1,41−２の出力からｎ
個の複数の狭帯域信号の組f1〜fnを選択し、時間差推定
部43に送出する。時間差推定部43は、狭帯域信号選択器
42からの狭帯域信号ｎ個の相関カーブを求め、検索窓制
御器50−１からの制御信号S50aに基づき各相関カーブ内
に検索窓を設定し、ピーク位置の検出を行い、その位置
に相当する時間差 を求め、推定器44に与える。推定器44は、時間差推定部
43からの時間差 について、最小２乗法、最尤推定法等の統計的手法によ
り、時間差の最適値 を求め、その結果をセレクタ60−１及び検索窓制御器50
−１へ出力する。On the other hand, the narrowband time difference estimator 40-1 captures the signals of the beams B1 and B3 from the phase adjusters 20-1 and 20-2, respectively, as shown in FIG. A frequency analysis is performed, and the result is sent to the narrowband signal selector. The narrow-band signal selector 42 receives narrow-band signal information (for example, a spectrum of a peak value extracted by a spectrum analyzer or the like) S40a regarding the first signal source 1-1 from the outside,
Based on the information S40a, from the outputs of the FFTs 41-1, 41-2, n
A plurality of sets of narrowband signals f1 to fn are selected and sent to the time difference estimating unit 43. The time difference estimator 43 is a narrow band signal selector.
The correlation curves of n narrow-band signals from 42 are obtained, a search window is set in each correlation curve based on the control signal S50a from the search window controller 50-1, and the peak position is detected. Time difference Is given to the estimator 44. The estimator 44 is a time difference estimator
Time difference from 43 The optimal value of the time difference is calculated using statistical methods such as the least squares method and the maximum likelihood estimation method. And the result is referred to as selector 60-1 and search window controller 50.
Output to -1.
ここで、最尤推定法について第11図を参照しつつ説明
する。例えば、母集団の性質を標本を用いて推定する場
合を考える。Here, the maximum likelihood estimation method will be described with reference to FIG. For example, consider a case where the properties of a population are estimated using a sample.
母数の真値（推定したい性質）をθとする母集団確率
密度関数をｆ（・｜θ）と表し、ｎ個の標本｛x1,x2,…
…,xn｝の結合密度関数を と表す。ここで、｛x1,x2,……,xn｝は標本で既知であ
ると考えれば、 は未知母数θの関数とみなせる。このとき を尤度関数という。標本｛x1,x2,……,xn｝を固定して
θを変化させた時、 を最大にするθが一番最もらしい推定量でであると考え
られる。この意味で となる を未知母数θの最尤推定量と呼び、この最尤推定量を求
める推定法を最尤推定法という。The population probability density function with the true value of the parameter (the property to be estimated) as θ is denoted by f (· | θ), and n samples ｛x1, x2, ...
…, Xn｝ It expresses. Here, if we consider that {x1, x2, ..., xn} is known in the sample, Can be regarded as a function of the unknown parameter θ. At this time Is called a likelihood function. When the sample {x1, x2, ..., xn} is fixed and θ is changed, Is considered to be the most likely estimator. In this sense Becomes Is called the maximum likelihood estimator of the unknown parameter θ, and the estimation method for obtaining the maximum likelihood estimator is called the maximum likelihood estimation method.
検索窓制御器50−１では、第８図に示すように、広帯
域時間差推定部30−１から時間差 狭帯域時間差推定部40−１から時間 を入力して内部のメモリ51−1,51−２にその一時刻分の
データを格納しておく。時刻ｋ＋１の時間差推定におい
て、目標管理器80からの制御信号S80に基づき、メモリ5
1−1,51−２から出力された時間差 または のいずれかの値をセレクタ52で選択し、そのセレクタ52
から検索窓位置の参照信号としてそれを制御信号S50aの
形で出力し、広帯域時間差推定器30−１及び狭帯域時間
差推定器40−１に与える。ここで、制御信号S50aは、 となる。In the search window controller 50-1, as shown in FIG. Time from narrowband time difference estimator 40-1 And the data for the one time is stored in the internal memories 51-1 and 51-2. In the time difference estimation at the time k + 1, the memory 5 is used based on the control signal S80 from the target manager 80.
Time difference output from 1-1 and 51-2 Or Is selected by the selector 52, and the selector 52
And outputs it as a reference signal for the search window position in the form of a control signal S50a, which is provided to the wideband time difference estimator 30-1 and the narrow band time difference estimator 40-1. Here, the control signal S50a is Becomes
第１図のセレクタ60−１は、広帯域時間差推定器30−
１から時間差 狭帯域時間差推定器40−１から時間差 を入力し、目標管理器80からの制御信号S80に基づき、
いずれかの値を選択して第１の信号源１−１の時間差推
定値 として方位算出器70−１に送出する。The selector 60-1 shown in FIG.
Time difference from 1 Time difference from narrowband time difference estimator 40-1 And based on the control signal S80 from the target manager 80,
Select any value to estimate the time difference of the first signal source 1-1 To the bearing calculator 70-1.
方位算出器70−１は、セレクタ60−１からの時間差 と、センサアレイ部10−1,10−２の位置情報（例えば、
センサアレイ部10−１と10−２間の距離Ｌ）から、その
時刻における第１の信号源１−１の方位の推定値 を算出する。The azimuth calculator 70-1 calculates the time difference from the selector 60-1. And the position information of the sensor array units 10-1 and 10-2 (for example,
From the distance L) between the sensor array units 10-1 and 10-2, an estimated value of the azimuth of the first signal source 1-1 at that time Is calculated.
即ち、この方位算出器70−１の動作は次のようにな
る。第９図に示すように、センサアレイ部10−１と10−
２間の距離をＬとすると、第１の信号源１−１からの信
号は、時間差τ１だけ遅れてセンサアレイ部10−２に到
着する。この時τ１は以下の関係がある。That is, the operation of the azimuth calculator 70-1 is as follows. As shown in FIG. 9, the sensor array units 10-1 and 10-
Assuming that the distance between the two is L, the signal from the first signal source 1-1 arrives at the sensor array unit 10-2 with a delay of time τ1. At this time, τ1 has the following relationship.
但し、C;音波の伝搬速度 従って、時間差τ１の推定値 が得られれば、第１の信号源１−１の方位の推定値 は で与えられる。そのため乗算器61により、推定された時
間差 に音波の伝搬速度Ｃをかけ、さらに乗算器62で、乗算器
61と出力と1/Lとを乗算する。そして乗算器62の出力で
ある をアドレス信号ADとしてsin-1xのテーブル63を読出せ
ば、そのテーブル63から第１の信号源１−１の方位の推
定値 が得られる。この推定値 は、出力端子90−１及び目標管理器80に与えられる。ま
た は整相器20−1,20−２にも送出され、時刻ｋ＋１の第１
の信号源方位への整相に使用される。 Where C is the propagation speed of the sound wave. Therefore, the estimated value of the time difference τ1 Is obtained, the estimated value of the azimuth of the first signal source 1-1 is obtained. Is Given by Therefore, the time difference estimated by the multiplier 61 Is multiplied by the propagation speed C of the sound wave.
Multiply 61 by the output and 1 / L. And the output of multiplier 62 Is read out from the table 63 of sin -1 x as an address signal AD, an estimated value of the azimuth of the first signal source 1-1 is obtained from the table 63. Is obtained. This estimate Is supplied to the output terminal 90-1 and the target manager 80. Also Is also sent to the phase adjusters 20-1 and 20-2, and the first at time k + 1
Used for phasing to the signal source direction.
目標管理器80は、第10図に示すように、角度差検出器
81で、方位の推定値 の差をとって角度差ｄθを求める。The target manager 80 is, as shown in FIG. 10, an angle difference detector.
81, bearing estimate The angle difference dθ is determined by taking the difference
さらに比較器82では、角度差ｄθを入力し、広帯域時
間差推定30−1,30−２の検索窓の範囲に相当する角度φ
（φ1,φ２）に基づき、 範囲の重なりの判定、即ち φ＞ｄθ；信号源方向が十分に離れていると判定 φ≦ｄθ；接近又は交差時と判定 の判定を行う。重なった場合には、第１と第２の信号源
１−１と１−２は接近又は交差しているものと判定し、
検索窓制御器50−1,50−２が の時間差を時刻ｋ＋１の検索窓位置の参照信号として、
広帯域時間差推定器30−1,30−２及び狭帯域時間差推定
器40−1,40−２にそれぞれ送出するように、制御信号s8
0を出力すると共に、セレクタ60−1,60−２に狭帯域時
間差推定器40−1,40−２の結果 として方位算出器70−1,70−２にそれぞれ送出するよう
に制御信号S80を出力する。これに対し、重なっていな
い場合には、第１と第２の信号源１−１と１−２は十分
に離れているものと判定し、検索窓制御器50−1,50−２
が の時間差を時刻ｋ＋１の検索窓位置の参照信号として、
広帯域時間差推定器30−1,30−２及び狭帯域時間差推定
器40−1,40−２にそれぞれ送出するように制御信号S80
を出力すると共に、セレクタ60−1,60−２に広帯域時間
差推定器30−1,30−１の結果 として方位算出器70−1,70−２にそれぞれ送出するよう
に制御信号S80を出力する。これにより、出力端子90−
1,90−２から、第1,第２の信号源方位の推定値 がそれぞれ出力される。 Further, in the comparator 82, the angle difference dθ is input, and the angle φ corresponding to the range of the search window of the wideband time difference estimation 30-1 and 30-2 is input.
(Φ1, φ2) Judgment of overlapping ranges, that is, φ>dθ; Judgment that the signal source direction is sufficiently far away φ ≦ dθ; Judgment of approaching or crossing. If they overlap, it is determined that the first and second signal sources 1-1 and 1-2 are approaching or intersecting,
Search window controllers 50-1 and 50-2 As the reference signal of the search window position at time k + 1,
The control signal s8 is transmitted to the wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 and the narrowband time difference estimators 40-1 and 40-2, respectively.
And outputs the result of the narrowband time difference estimators 40-1 and 40-2 to the selectors 60-1 and 60-2. The control signal S80 is output so as to be sent to the azimuth calculators 70-1 and 70-2, respectively. On the other hand, if they do not overlap, it is determined that the first and second signal sources 1-1 and 1-2 are sufficiently separated, and the search window controllers 50-1 and 50-2 are determined.
But As the reference signal of the search window position at time k + 1,
The control signal S80 is transmitted to the wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 and the narrowband time difference estimators 40-1 and 40-2, respectively.
And outputs the results of the wideband time difference estimators 30-1 and 30-1 to the selectors 60-1 and 60-2. The control signal S80 is output so as to be sent to the azimuth calculators 70-1 and 70-2, respectively. As a result, the output terminal 90−
From 1,90-2, the estimated values of the first and second signal source directions Are respectively output.
以上のように、本実施例では、第１と第２の信号源１
−１と１−２の広帯域信号と狭帯域信号を用いて広帯域
時間差推定器30−1,30−２で広帯域時間差推定を行い、
狭帯域時間差推定器40−1,40−２で狭帯域時間差推定を
行い、目標管理器80により第１と第２の信号源１−１と
１−２とが交差または接近しているか否かの判定を行
い、接近または交差時にはその目標管理器80から出力さ
れる制御信号S80に基づき、狭帯域による時間差推定結
果を用いて検索窓制御器50−1,50−２で検索窓の制御を
行うようにした。そのため、第１と第２の信号源１−１
と１−２が接近または交差した場合でも、その信号源の
失探がほとんど発生せず、第１と第２の信号源１−１と
１−２の連続的な時間差の推定が行える。これにより、
連続的な信号源の追尾が可能となる高性能な信号源追尾
装置等を提供することができる。As described above, in the present embodiment, the first and second signal sources 1
Wideband time difference estimators 30-1 and 30-2 perform wideband time difference estimation using wideband signals of -1 and 1-2 and narrowband signals,
The narrow band time difference estimators 40-1 and 40-2 perform narrow band time difference estimation, and the target manager 80 determines whether the first and second signal sources 1-1 and 1-2 cross or approach each other. Based on the control signal S80 output from the target manager 80 at the time of approach or intersection, the search window controllers 50-1 and 50-2 control the search window using the time difference estimation result by the narrow band. I did it. Therefore, the first and second signal sources 1-1
Even when the signal sources and 1-2 approach or cross each other, almost no loss of signal source occurs, and the continuous time difference between the first and second signal sources 1-1 and 1-2 can be estimated. This allows
It is possible to provide a high-performance signal source tracking device capable of continuously tracking a signal source.
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、例えば３
つ以上の信号源の時間差推定を行う構成にしたり、ある
いは本発明の時間差推定方法を適用する第１図の時間差
推定装置の構成を、ディジタルシグナルプロセッサ（DS
P）等の図示以外の回路で構成する等、種々の変形が可
能である。The present invention is not limited to the illustrated embodiment.
The time difference estimating apparatus shown in FIG. 1 to which the time difference estimating method of the present invention is applied or the time difference estimating method of the present invention is applied to a digital signal processor (DS)
Various modifications are possible, such as configuring with a circuit other than the illustration such as P).
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、第１〜第４の発明によれ
ば、複数のセンサもしくはセンサアレイで受信した信号
から信号源の位置または方位を推定する装置に用いられ
る広帯域信号と狭帯域信号を用いた時間差推定方法にお
いて、各信号源の広帯域信号と狭帯域信号を用いた広帯
域時間差推定と狭帯域時間差推定を行い、各信号源の接
近または交差時には狭帯域による時間差推定結果を用い
て検索窓の制御を行うようにしたので、複数の信号源が
接近または交差した場合でも、信号源の失探がほとんど
発生せず、連続的な信号源の時間差推定が可能となり、
それによって連続的な信号源の追尾が可能となる高性能
な信号源追尾装置等を提供することができる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the first to fourth inventions, a wideband signal used in an apparatus for estimating the position or orientation of a signal source from signals received by a plurality of sensors or sensor arrays And a time difference estimation method using a narrow band signal, performs a wide band time difference estimation and a narrow band time difference estimation using a wide band signal and a narrow band signal of each signal source, and when each signal source approaches or crosses, the time difference estimation result by the narrow band. Since the search window is controlled by using, even when a plurality of signal sources approach or intersect, almost no signal source loss occurs, and it is possible to continuously estimate the time difference between the signal sources.
This makes it possible to provide a high-performance signal source tracking device and the like that enable continuous signal source tracking.
第１図は本発明の実施例を示す時間差推定方法を用いた
時間差推定装置の構成図、第２図は従来の時間差推定方
法を用いた時間差推定装置の構成図、第３図（ａ）〜
（ｃ）は第２図の信号源移動図、第４図（ａ）〜（ｃ）
は第２図の相関カーブの変化及び検索窓の動作を示す
図、第５図は第１図の整相器の構成図、第６図（ａ）〜
（ｃ）は第１図の広帯域時間差推定器の構成を説明する
ための図、第７図は第１図の狭帯域時間差推定器の構成
図、第８図は第１図の検索窓制御器の構成図、第９図
（ａ），（ｂ）は第１図の方位算出器の構成を説明する
ための図、第10図は第１図の目標管理器の構成図、第11
図は最尤推定法の説明図である。 １−1,1−２……第1,第２の信号源、10−1,10−２……
センサアレイ部、20−1,20−２……整相器、30−1,30−
２……広帯域時間差推定器、40−1,40−２……狭帯域時
間差推定器、50−1,50−２……検索窓制御器、60−1,60
−２……セレクタ、70−1,70−２……方位算出器、80…
…目標管理器。FIG. 1 is a block diagram of a time difference estimating apparatus using a time difference estimating method showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a time difference estimating apparatus using a conventional time difference estimating method, and FIGS.
(C) is a signal source movement diagram of FIG. 2, and FIGS. 4 (a) to (c).
5 is a diagram showing the change of the correlation curve and the operation of the search window in FIG. 2, FIG. 5 is a configuration diagram of the phase adjuster in FIG. 1, and FIGS.
(C) is a diagram for explaining the configuration of the wideband time difference estimator of FIG. 1, FIG. 7 is a configuration diagram of the narrowband time difference estimator of FIG. 1, and FIG. 8 is a search window controller of FIG. 9 (a) and 9 (b) are diagrams for explaining the configuration of the azimuth calculator of FIG. 1, FIG. 10 is a configuration diagram of the target manager of FIG. 1, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the maximum likelihood estimation method. 1-1, 1-2 ... first and second signal sources, 10-1, 10-2 ...
Sensor array section, 20-1, 20-2 ... Phase adjuster, 30-1, 30-
2. Broadband time difference estimator, 40-1, 40-2 Narrow band time difference estimator, 50-1, 50-2 Search window controller, 60-1, 60
-2 ... Selector, 70-1, 70-2 ... Direction calculator, 80 ...
… A goal manager.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−8766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86082（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−261180（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−31830（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−48461（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-8766 (JP, A) JP-A-64-86082 (JP, A) JP-A-63-261180 (JP, A) 31830 (JP, B2) JP-B 63-48461 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01S 3/80-3/86 G01S 7/00-7/42 G01S 13/00-13/95
Claims (4)
した信号から信号源の位置または方位を推定する装置に
用いられ、前記信号の広帯域信号と狭帯域信号を用い、
前記複数のセンサもしくはセンサアレイで受信した前記
広帯域信号及び前記狭帯域信号に関して前記各信号毎に
該センサ間もしくは該センサアレイ間の相関カーブを求
め、所定の検索窓内で前記広帯域信号の相関カーブのピ
ーク位置、もしくは前記狭帯域信号の相関カーブのピー
ク位置、もしくはその両方のピーク位置を検出してその
ピーク位置に相当する時間差を推定する時間差推定方法
において、 複数の前記信号源の方位の推定結果から、２つ以上の前
記信号源の接近、交差の判定を行い、 接近、交差時には、狭帯域による時間差推定の結果に基
づきそれぞれの時間差推定における前記相関カーブのピ
ーク位置検索のための検索窓の位置制御を行うことを特
徴とする時間差推定方法。An apparatus for estimating the position or orientation of a signal source from signals received by a plurality of sensors or sensor arrays, using a wideband signal and a narrowband signal of the signal,
A correlation curve between the sensors or the sensor array is obtained for each of the signals with respect to the wideband signal and the narrowband signal received by the plurality of sensors or sensor arrays, and a correlation curve of the wideband signal within a predetermined search window. A peak position of the correlation curve of the narrow band signal, or a peak position of both, and a time difference estimating method for estimating a time difference corresponding to the peak position, estimating the azimuths of the plurality of signal sources. Based on the result, the approach / intersection of two or more signal sources is determined. At the time of approach / intersection, a search window for searching the peak position of the correlation curve in each time difference estimation based on the result of the time difference estimation by the narrow band. A time difference estimating method, comprising:
定の結果に基づきそれぞれの時間差推定における前記相
関カーブのピーク位置検索のための検索窓の位置制御を
行うことを特徴とする時間差推定方法。2. The time difference estimating method according to claim 1, wherein a search window for searching for a peak position of the correlation curve in each time difference estimation based on a result of the time difference estimation using a wide band in cases other than the approach and intersection. A time difference estimating method, comprising:
定の結果に基づきそれぞれの時間差推定における前記相
関カーブのピーク位置検索のための検索窓の位置制御を
行うことを特徴とする時間差推定方法。3. The time difference estimating method according to claim 1, wherein a search for searching for a peak position of the correlation curve in each time difference estimation is performed based on a result of the time difference estimation using a narrow band in cases other than the approach and intersection. A time difference estimating method characterized by performing window position control.
る時間差推定の結果から統計的手法により最適値を求
め、その結果に基づきそれぞれの時間差推定における前
記相関カーブのピーク位置検索のための検索窓の位置制
御を行うことを特徴とする時間差推定方法。4. The time difference estimating method according to claim 1, wherein, in cases other than the approach and intersection, an optimum value is obtained by a statistical method from a result of the time difference estimation using a narrow band and a wide band, and based on the result, each optimum value is obtained. A time difference estimating method, comprising performing position control of a search window for searching for a peak position of the correlation curve in time difference estimation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1335984A JP2753086B2 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Time difference estimation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1335984A JP2753086B2 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Time difference estimation method |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH03195986A JPH03195986A (en) | 1991-08-27 |
| JP2753086B2 true JP2753086B2 (en) | 1998-05-18 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3511090B2 (en) * | 2000-08-30 | 2004-03-29 | 防衛庁技術研究本部長 | Wake locating method and device from vehicle noise |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1335984A patent/JP2753086B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH03195986A (en) | 1991-08-27 |
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