JP2901470B2 - 航跡追尾装置 - Google Patents

航跡追尾装置

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JP2901470B2
JP2901470B2 JP5248994A JP24899493A JP2901470B2 JP 2901470 B2 JP2901470 B2 JP 2901470B2 JP 5248994 A JP5248994 A JP 5248994A JP 24899493 A JP24899493 A JP 24899493A JP 2901470 B2 JP2901470 B2 JP 2901470B2
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哲 押見
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のレーダ・データ
に基づいて平滑化を行うことにより航跡の位置及び速度
を求める航跡追尾装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の航跡追尾方式を図2に示す航跡追
尾サーチエリアを参照して説明する。この航跡追尾方式
では、図示の如く、航跡予測位置を中心Oとして規定さ
れる航跡の速度ベクトルSに対し、それぞれ同心円状に
速度ベクトル成分SSSA を有する円形のスモール・サー
チエリア(SSA)11,速度ベクトル成分SLSA を有
する円形のラージ・サーチエリア(LSA)12を設定
している。又、ラージ・サーチエリア(LSA)12に
は、これに外接する菱形のマニューバ・ボックス(M
B)13が設定されている。これらの各エリアは何れも
サーチ・エリアとなるもので、航跡追尾方式では各サー
チ・エリアに対して相関性の種類により、レーダ・デー
タがそのうちのどのサーチ・エリアに存在するかという
航跡の旋回状況(以下、アソシエーション・モードと呼
ぶ)を判定している。
【0003】一般に本質的な誤差を含む複数のレーダ・
データに基づいて航跡を追尾処理する場合、航跡の動き
に対して個々のレーダ・データにおける誤差の影響がそ
のまま反映されないように平滑化処理している。この平
滑化処理は、一定の時間間隔で行われており、航跡の予
測位置及び上述した航跡速度と、検出した現行のレーダ
・データとに基づいて現行(今回)の航跡の位置及び速
度を求める処理段階において、航跡の速度及び予測航跡
に相関する複数のレーダ・データに関する平均距離偏差
がどのサーチ・エリア内に収まるかという相関の種類に
応じた離散的係数を使用して平滑化の計算を行ってい
る。
【0004】そこで、この平滑化の計算方法について、
以下に具体的に説明する。主に直線航行時に使われる平
滑化においては、航跡に相関する全レーダ・データの位
置を平均化して航跡の位置及び速度を求める「セクター
座標平滑化」が行われる。このセクター座標平滑化は、
以下に示すような数1式、数2式、数3式、数4式で表
わされる。
【0005】
【数1】
【0006】
【数2】
【0007】
【数3】
【0008】
【数4】
【0009】但し、ここでは平滑化航跡位置の座標をX
S ,YS 、航跡予測位置の座標をXP ,YP 、航跡に相
関した各レーダ・データ(時刻補正後のもの)をX,
Y、平滑化航跡速度成分をdXS /dt,dYS /d
t、前回の平滑化航跡速度成分をdX/dt,dY/d
t、航跡に相関するレーダ・データ数をn、今回及び前
回の基準時刻差をT、位置平滑化係数をa、速度平滑化
係数をαとしている。位置平滑化係数a及び速度平滑化
係数αは、下記の表1に示すように、航跡速度S(ノッ
ト)と予測航跡に相関する複数のレーダ・データとに関
する平均距離偏差がどのサーチ・エリア内に収まるかと
いう「相関の種類」に応じた離散的係数を使用してい
る。
【0010】
【表1】
【0011】一方、旋回時に主に使う平滑化は、予測航
跡と最も近接しているレーダ・データを用いて航跡の位
置,速度を求める「航跡座標平滑化」が行われる。この
航跡座標平滑化は以下に示すような数5式、数6式、数
7式、数8式で表わされる。
【0012】
【数5】
【0013】
【数6】
【0014】
【数7】
【0015】
【数8】
【0016】但し、ここでΔX´=[(dY/dt)・
ΔX−(dX/dt)・ΔY]/V,ΔY´=[(dX
/dt)・ΔX−(dY/dt)・ΔY]/V,V=
[(dX/dt)2 +(dY/dt)2 1/2 であり、
S ,YS は平滑化航跡位置の座標、XP ,YP は航跡
予測位置の座標、dXS /dt,dYS /dtは平滑化
航跡速度成分、dX/dt,dY/dtは前回の平滑化
航跡速度成分、ΔX,ΔYは航跡予測位置と最も近接し
たレーダ・データとの間における距離偏差を表わすベク
トル成分、a1 ,a2 は位置平滑化係数、α1 ,α2
速度平滑化係数であるとする。
【0017】平滑化係数は表2に示される如く、セクタ
ー座標平滑化の場合と同様に航跡の速度と複数のレーダ
・データとに関する距離偏差がどのサーチ・エリアに収
まるかという相関の種類に応じた離散的係数を使用して
いる。
【0018】
【表2】
【0019】次に、上述した平滑化の遂行について説明
する。航跡のアソシエーション・モードは直線,移行,
旋回を含む3つの状態に分類される。直線では航跡の生
成時及びそれ以降SSAで相関している場合に直線モー
ドになり、移行では直線モードであった航跡が、LSA
又はMBにて相関した場合に移行モードになり、旋回で
は移行モードであった航跡がLSA又はMBで相関した
場合に旋回モードになる。平滑化の遂行は、航跡のアソ
シエーション・モード及び相関の種類(平均距離偏差が
どのサーチエリアに収まるかを示す)に応じ、上述した
2つの平滑化(セクター座標平滑化,航跡座標平滑化)
のうちの何れか一方を選択する。即ち、平滑化の遂行は
下記の表3の如く分類される。
【0020】
【表3】
【0021】因みに、こうした平滑化に関連する技術と
して、例えば特開平1−260381号公報には目標の
測定高度データの測定誤差の影響を抑圧して平滑化高度
を算出する測高処理装置が開示されている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】上述した航跡追尾方式
における平滑化方式の場合、サーチ・エリアがSSA,
LSA,及びMBに区別されるだけで、それぞれのエリ
アのどこでレーダ・データが相関したか等の細部情報
(例えば、航跡予測位置とレーダ・データとの距離差等
が挙げられる)が反映されず、平滑化の精度が十分に得
られないという問題がある。
【0023】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、レーダ・データの細部
情報を用いて精度良く平滑化を図り得る航跡追尾装置を
提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、航跡の
諸元を表わす航跡データを記憶する航跡データ記憶部
と、複数のレーダ装置から伝送される複数のレーダ・デ
ータと航跡データとの座標系を合わせるための変換を行
う座標変換部と、航跡データに基づいて決定される航跡
予測位置と複数のレーダ・データとに関する平均距離偏
差から相関度を算出する相関度算出部と、相関度に基づ
いて航跡の旋回状況値を算出する旋回状況値算出部と、
旋回状況値に基づいて平滑化係数を算出する平滑化係数
算出部と、平滑化係数を用いて平滑化の計算を行う平滑
化計算部とを備えた航跡追尾装置が得られる。
【0025】又、本発明によれば、上記航跡追尾装置に
おいて、更に、航跡データの諸元を更新する航跡データ
更新部と、航跡データ及び複数のレーダ・データを表示
処理する航跡データ表示処理部とを含む航跡追尾装置が
得られる。
【0026】
【作用】本発明の航跡追尾装置では、航跡の旋回状況値
(アソシエーション・モード値)に基づいて算出される
各平滑化係数(a,α,a1 ,a2 ,α1 ,α2 )を離
散的にではなく、連続関数を用いて連続的な値で求めて
いる。即ち、航跡予測位置とそれに相関する複数のレー
ダ・データとの間の平均距離偏差から予め設定された平
均距離偏差−相関度の関数に基づいて相関度を求め、更
に相関度の履歴によりアソシエーション・モード値を算
出し、そのアソシエーション・モード値に基づいてアソ
シエーション・モード値−平滑化係数の関数を用いて平
滑化係数を決定している。
【0027】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の航跡追尾装置
について、図面を参照して詳細に説明する。
【0028】最初に、本発明の航跡追尾装置の概要につ
いて簡単に説明する。この航跡追尾装置は、航跡の諸元
を表わす航跡データを記憶する航跡データ記憶手段と、
航跡データに相関した複数のレーダ・データと航跡デー
タとの座標系を合わせるための変換を行う座標変換手段
と、航跡データに基づいて決定される航跡予測位置と複
数のレーダ・データとに関する平均距離偏差から相関度
を算出する相関度算出手段と、相関度に基づいて航跡の
旋回状況値を算出する旋回状況値算出手段と、旋回状況
値に基づいて平滑化係数を算出する平滑化係数算出手段
と、平滑化係数を用いて平滑化の計算を行う平滑化計算
手段と、この平滑化計算手段による平滑化の計算結果に
従って航跡データの諸元を更新する航跡データ更新手段
とを含んでいる。
【0029】このうち、平滑化係数算出手段では、従来
の技術で説明した各平滑化係数a,α,a1 ,a2 ,α
1 ,α2 を離散的にではなく、連続関数を用いて連続的
な値で求める。即ち、ここでは航跡予測位置とそれに相
関する複数のレーダ・データとの間の平均距離偏差から
図1に示すように予め設定された平均距離偏差−相関度
の相関関数C1に基づいて相関度を求め、更に相関度の
履歴により航跡の旋回状況値(以下、アソシエーション
・モード値と呼ぶ)を算出し、そのアソシエーション・
モード値に基づいて図2に示すようにアソシエーション
・モード値−平滑化係数の相関関数C2を用いて平滑化
係数を決定する。
【0030】次に、この航跡追尾装置を導入した航跡追
尾装置を、図3に示すその基本構成のブロック図を参照
して説明する。この航跡追尾装置は中央演算処理装置1
から成る。中央演算処理装置1には、航跡の諸元を表わ
す航跡データを記憶する航跡データ記憶部1iと、複数
のレーダ装置2から伝送される航跡データに相関した複
数のレーダ・データRDの座標を共通の座標系へ変換す
る座標変換部1aと、この座標変換部1aにおける座標
変換の処理を制御する変換処理制御部1bと、航跡デー
タに基づいて決定される航跡予測位置と複数のレーダ・
データRDとに関する平均距離偏差から相関度を算出す
る相関度算出部1cと、相関度に基づいてアソシエーシ
ョン・モード値を算出するアソシエーション・モード値
算出部1dと、アソシエーション・モード値に基づいて
平滑化係数を算出する平滑化係数算出部1eと、平滑化
係数を用いて平滑化の計算を行う平滑化計算部1fとが
備えられている。
【0031】更に、この中央演算処理装置1には、航跡
データの諸元を更新する航跡データ更新部1gと、航跡
データ及び複数のレーダ・データRDを表示装置(端
末)3に対して表示処理する航跡データ表示処理部1h
とが備えられている。
【0032】そこで、この航跡追尾装置による平滑化に
ついて説明する。先ず座標変換部1aにて各レーダ・デ
ータRDの保有する座標を航跡追尾を行うために平面の
座標に変換する。変換処理制御部1bは各レーダ・デー
タRDの座標変換が完了したか否かを判定し、座標変換
が完了していなければ座標変換部1aによる座標変換が
完了されるまで処理を継続させる。
【0033】相関度算出部1cでは、航跡データ記憶部
1iから伝送された航跡データに基づいて航跡予測位置
を決定し、航跡予測位置と複数のレーダ・データRDと
に関する平均距離偏差から相関度を算出する。相関度の
計算は図1に示した相関関数C1を用いる。相関関数C
1は、横軸の平均距離偏差に対して縦軸の相関度の値域
が〔0,1〕で定義される。この相関度算出部1cで
は、航跡予測位置を中心OとしてMB内に入った全レー
ダ・データを相関データとすることにより、その位置と
航跡予測位置との平均距離偏差が予め設定されている。
因みに、相関関数C1では相関度の値が1に近い程、直
線モードに近いことを示す。
【0034】アソシエーション・モード値算出部1dで
は、時系列相関度に基づいてアソシエーション・モード
値を算出する。表4はこのアソシエーション・モード値
の算出に用いる重み値の一例を示したものである。
【0035】
【表4】
【0036】ここでは、例えば過去4回分と現行(今
回)分との相関度に関して表4に示すような重み値を使
用すると共に、下記式に従って相関度の加重平均値を得
ることにより、航跡のアソシエーション・モード値を算
出する。即ち、このアソシエーション・モード値算出部
1dではアソシエーション・モード値=α1 ×(今回の
相関度)+α2 ×(前回の相関度)+α3 ×(前々回の
相関度)+α4 ×(3回前の相関度)+α5 ×(4回前
の相関度)で表わされる関係式を用いる。但し、α1
今回の相関度の重み、α2 は前回の相関度の重み、α3
は前々回の相関度の重み、α4 は3回前の相関値の重
み、α5 は4回前の相関度の重みである。
【0037】平滑化係数算出部1eは、アソシエーショ
ン・モード値算出部1dにおいて算出されたアソシエー
ション・モード値に基づいて、図2に示した如く予め設
定した相関関数C2を用いて平滑化係数を算出する。こ
の実施例の場合、6種類の相関関数の使用により6種類
の平滑化係数が算出される。
【0038】平滑化計算部1fでは平滑化の種類を、前
回分までの航跡のアソシエーション・モード値及び航跡
予測位置に相関する複数のレーダ・データRDの平均距
離偏差がどのサーチ・エリアに収まるかという相関の種
類に応じて決定し、平滑化係数算出部1eにて算出した
平滑化係数を用いて平滑化を行うことで航跡の位置及び
速度を求める。
【0039】航跡データ更新部1gでは、平滑化計算部
1fで得られた航跡の位置及び速度に基づいて、航跡デ
ータ記憶部10に格納された航跡データの諸元を変更す
る。その後、航跡データ表示処理部9にてデータ処理が
行われ、表示装置(端末)3の表示画面上の航跡表示が
更新される。
【0040】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、連続関数を使用して平滑化係数を算出すると共に、
連続関数の設定及び航跡データにおける変更の自由度を
高めているので、レーダ装置の種類に応じて最適な航跡
追尾を行わせるための諸関数を容易に求めることがで
き、この結果、平滑化の精度向上を図り得る航跡追尾装
置が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の航跡追尾装置に係る相関度の算出にて
用いる平均距離偏差−相関度の相関関数を示したもので
ある。
【図2】本発明の航跡追尾装置に係る平滑化係数の算出
にて用いるアソシエーション・モード値−平滑化係数の
相関関数を示したものである。
【図3】本発明の一実施例に係る航跡追尾装置の基本構
成をブロック図により示したものである。
【図4】従来の航跡追尾装置で用いる航跡追尾サーチエ
リアを示したものである。
【符号の説明】 1 中央演算処理装置 1a 座標変換部 1b 変換処理制御部 1c 相関度算出部 1d アソシエーションモード値算出部 1e 平滑化係数算出部 1f 平滑化計算部 1g 航跡データ更新部 1h 航跡データ表示処理部 1i 航跡データ記憶部 2 レーダ装置 3 表示装置(端末) 11 スモール・サーチエリア(SSA) 12 ラージ・サーチエリア(LSA) 13 マニューバ・ボックス(MB) C1,C2 相関関数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−2067(JP,A) 特開 平5−150038(JP,A) 特開 平5−180935(JP,A) 特開 昭64−73274(JP,A) 特開 昭64−73275(JP,A) 特開 平1−147389(JP,A) 特許2605794(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 航跡の諸元を表わす航跡データを記憶す
    る航跡データ記憶部と、複数のレーダ装置から伝送され
    る複数のレーダ・データと前記航跡データとの座標系を
    合わせるための変換を行う座標変換部と、前記航跡デー
    タに基づいて決定される航跡予測位置と前記複数のレー
    ダ・データとに関する平均距離偏差から相関度を算出す
    る相関度算出部と、前記相関度に基づいて航跡の旋回状
    況値を算出する旋回状況値算出部と、前記旋回状況値に
    基づいて平滑化係数を算出する平滑化係数算出部と、前
    記平滑化係数を用いて平滑化の計算を行う平滑化計算部
    とを備えたことを特徴とする航跡追尾装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の航跡追尾装置において、
    更に、前記航跡データの諸元を更新する航跡データ更新
    部と、前記航跡データ及び前記複数のレーダ・データを
    表示処理する航跡データ表示処理部とを含むことを特徴
    とする航跡追尾装置。
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CN116008945B (zh) * 2023-03-24 2023-05-23 中安锐达(北京)电子科技有限公司 一种基于车载四面二维相控阵雷达航迹关联方法

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