JP3145893B2

JP3145893B2 - 目標追尾装置

Info

Publication number: JP3145893B2
Application number: JP07391195A
Authority: JP
Inventors: 信吾辻道; 義夫小菅
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH08271617A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーダ等のセンサから
得られた観測ベクトル等の情報から、複数の目標の航跡
を推定する目標追尾装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】センサによって得られる観測ベクトルか
ら航跡を求めるために、既存の航跡に対して追尾フィル
タをかけることによって、現在時刻における目標の存在
予測位置を算出し、その予測位置範囲（以後、この領域
をゲートと呼ぶ）と実際の観測ベクトルとの相関処理に
よって現在時刻における目標の航跡を推定している。

【０００３】ここで、複数の目標が狭い領域に存在する
場合には、一つの航跡のゲート内に複数の目標が存在す
る場合がある。このような状況においても正しい追尾を
続ける為には、一目標の追尾の場合以上に、航跡と観測
ベクトルの相関を精度良く行う必要がある。

【０００４】従来この要求に応えるものとして、図１
７、図１８に示すような複数目標追尾方式が提案されて
いる。この図１７と図１８は「D.B.Reid : 喉n Algorit
hm forTracking Multiple Targets*, IEEE Transaction
s on Automatic Control, AC-24, p843 - 854, 1979」
に示された複数目標追尾方式のアルゴリズムを示すフロ
ーチャートと仮説行列の表現を示す図である。図におい
て、６６は既存の航跡とのゲートと観測ベクトルの関係
を示し、６７は仮説のツリー表現であり、６８はコンピ
ュータ上での仮説の行列表現である。

【０００５】従来例の動作について説明する。

【０００６】まず、図１７、図１８に加えて後述の図３
を参照しながら基本的な概念を説明する。

【０００７】図３に示すように、今、仮に空間内を２つ
の目標が移動しているとする。これらの目標をセンサに
よって観測した場合に、センサは離散的に動作し、目標
の観測ベクトルは離散的に得られる。また、目標以外の
誤信号が入力することもあるし、逆に目標の観測に失敗
し、目標からの観測ベクトルが得られないこともある。
例えば、図３のような観測ベクトルが得られる。

【０００８】このようにして得られた観測ベクトル群に
対して、本追尾アルゴリズムは以下のように動作する。

【０００９】ステップ５９でセンサから新しい観測ベク
トル群を受け取る。

【００１０】ステップ６０で観測時刻に併せて時刻を更
新する。

【００１１】ステップ６１で各航跡ごとに追尾フィルタ
を回し、ステップ６０で更新した時刻でのゲートを計算
する。このゲートと観測ベクトルの関係を調べて、各航
跡に相関しうる観測ベクトルを決定する。また、クラス
タの統合について調査する。クラスタの統合は別のクラ
スタに含まれる複数の航跡が一つの観測ベクトルと相関
を持つ場合に発生する。

【００１２】更に、どのゲートにも含まれない観測ベク
トルにより新しいクラスタを生成する。図１８の６６で
示されている二つの楕円はそれぞれ航跡１と航跡２のゲ
ートを示したものであり、航跡１のゲート内には観測ベ
クトル１１が含まれ、航跡２のゲート内には観測ベクト
ル１１、１２、１３が含まれていることがわかる。この
ようにゲート内に含まれている観測ベクトルが、すなわ
ち、その航跡と相関しうる観測ベクトルである。

【００１３】また、仮に１つ前の観測時刻までは航跡１
と航跡２が別々のクラスタに属していたとしても、ここ
で観測ベクトル１１が両航跡のゲート内に含まれている
ため、両クラスタは統合され、航跡１と２及び観測ベク
トル１１と１２と１３を含む新しいクラスタが生成され
る。

【００１４】ステップ６２でどの航跡のゲートにも含ま
れない観測ベクトルについて初期化処理を行う。

【００１５】ステップ６３では仮説の縮小を行う。ここ
では、ありそうもない仮説を削除したり、類似の航跡を
推定している仮説を統合したりする。

【００１６】本従来例で提案されている手法としては以
下の４種のものがある。（１）最も信頼度の高い仮説のみを残す。（２）信頼度がある基準値以下の仮説はすてる。（３）過去Ｎ時刻分の内容が同一の仮説を統合する。（４）航跡数が同じで、各航跡の内容（位置、速度な
ど）がほぼ同一の仮説を統合する。

【００１７】ステップ６４では仮説の更新を行い、各仮
説の信頼度を計算し、各仮説に対して観測ベクトルの更
新を行う。

【００１８】図１８では、２個の仮探知目標に対して３
個の観測ベクトルが観測された場合の仮説の更新につい
て説明している。先にも述べたように図１８の６６では
各仮探知目標の航跡のゲートと観測ベクトルの関係が示
され、この図から、仮探知目標１は観測ベクトル１１と
相関が可能であり、仮探知目標２は観測ベクトル１１、
１２、１３と相関が可能であることが分かる。

【００１９】図１８の６７はこの時刻における仮説をツ
リー図で表現したものである。観測ベクトル１１、１
２、１３は同時刻に観測されたものであるが、ここでは
１１、１２、１３の順に仮説構築処理を進める。この図
の左の列は観測ベクトル１１の取り得る状態を示してい
る。まず、いちばん上の０はこの観測ベクトル１１が誤
信号であることを示している。次の１及び２は、それぞ
れ観測ベクトル１１が仮探知目標１及び仮探知目標２か
ら得られた観測ベクトルであることを示している。最後
に、一番下の３は観測ベクトル１１が新しい仮探知目標
３から得られたことを示している。この仮探知目標番号
は、その探知目標が現れた時点で使われていない番号を
用いる。ここでは、最も若い番号を付けている。

【００２０】次に中央の列は観測ベクトル１２の取り得
る状態が観測ベクトル１１の状態に対応して示されてい
る。ここで、図１８の６６から分かるように、観測ベク
トル１２は仮探知目標１からは得られないので、値１は
取り得ない。また、同時刻に一つの仮探知目標から２個
以上の観測ベクトルが得られることはないので、観測ベ
クトル１１が仮探知目標２から得られたとする場合は、
観測ベクトル１２は値２を取り得ない。また、同様の理
由で値３も取れない。更に、観測ベクトル１２を新しい
仮探知目標とする場合は、先ほどの規則により、値４を
与える。

【００２１】最後に、右の列は観測ベクトル１３の取り
得る状態を観測ベクトル１１、１２の状態に対応して示
したものである。

【００２２】次に、図１８の６８は図１８の６７で示し
た仮説の内容を、コンピュータ内で保持するために行列
表現とした仮説行列である。この仮説において、各行が
それぞれ仮説に対応し、各列はそれぞれ観測ベクトルに
対応する。

【００２３】ここで、先ほども述べたように、各要素の
数字は０が誤信号を表し１以上の値は、それぞれの仮探
知目標が最初に現れた時点で付けられた識別番号であ
り、航跡を識別する番号ではないことに注意する必要が
ある。例えば、３行目の仮説では観測ベクトル１１が仮
探知目標２に相関し、５行目の仮説では観測ベクトル１
２が仮探知目標２に相関している。どちらも、同じ値２
で示されているが、航跡としては当然別のものになって
いる。

【００２４】ステップ６５でクラスタ分離判定を行い、
可能ならばクラスタを分離し、追尾を確立させる。普通
に新しい時刻の観測ベクトルを追加していく場合にはク
ラスタの統合が起こるだけで、クラスタ分離は絶対に発
生しないが、ステップ６３の手法で仮説を縮小した場合
にはクラッタの分離が発生する可能性がある。この方式
では、クラスタの分離判定は、ある観測ベクトルの識別
結果が全仮説で同一になった場合に、クラスタは分離さ
れるとしている。但し、この分離判定方式は不完全なも
ので、分離すべきでないものを分離したり、分離すべき
ものを分離しなかったりする例が見つかっている。

【００２５】図３の例を用いて、仮説の構築、更新法に
ついて改めて説明する。結果は図１９の図３の状況から
ｔ2 までを使用６９とツリー構造による仮説表現７０及
びコンピュータ内導体での仮説行列表現７１に示す。こ
の例では、既探知目標が無い状況から始まっている。ま
ず、最初の観測時刻ｔ1 で観測ベクトルＺ1,1 が観測さ
れた。この観測ベクトルは誤信号である可能性と探知目
標である可能性がある。そこで、さきに説明した方式に
従ってそれぞれ値０と値１を与える。

【００２６】次に、時刻ｔ2 に二つの観測ベクトルＺ2,
1 とＺ2,2 が観測された。これら二つが、Ｚ1,1 を探知
目標と考えた場合の航跡のゲートの中に入っている状況
を仮定して以下の処理を進める。ここで、図１８の場合
と同様に仮説の構築作業を進めるが、時刻がｔ1からｔ2
に進んでいるため探知目標１と相関付けることができる
ことに注意する必要がある。その他は図１８の場合と同
様にまずＺ2,1 、次にＺ2,2 に対して仮説を構築する。

【００２７】以上の作業を進めた結果、コンピュータ内
での仮説行列は図１９の７１のようになる。図１８の例
では仮説行列に同時刻の観測ベクトルだけが含まれてい
たが、一般的にはこの例のように複数の時刻の観測ベク
トルが順次追加されて、それら全体に対する仮説が再構
築される。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】従来の目標追尾装置は
以上のように構成されており、仮説行列における要素が
観測ベクトルを新目標と認識したときの目標識別番号で
あり、航跡を区別する番号でないため航跡の抽出が容易
ではないという問題があった。また、クラスタ分離の方
式が不完全で、状況によって正常に動作しない場合があ
るという問題があった。

【００２９】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、この発明の第１の請求項に係
る目標追尾装置は、航跡抽出が容易な目標追尾装置を得
ることを目的としている。

【００３０】また、第２の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡抽出が容易で、かつ、仮説数を縮小することが
できる目標追尾装置を得ることを目的としている。

【００３１】また、第３の請求項に係る仮説縮小装置
は、ありそうもない仮説を適切に選択し削除することの
できる仮説縮小装置を得ることを目的としている。

【００３２】また、第４の請求項に係る仮説縮小装置
は、ありそうもない仮説を適切に選択し削除することの
できる仮説縮小装置を得ることを目的としている。

【００３３】また、第５の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正確に判定
し、可能であればクラスタ分離を行うことのできる目標
追尾装置を得ることを目的としている。

【００３４】また、第６の請求項に係るクラスタ分離装
置は、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正確に判定
し、可能であればクラスタ分離を行うことのできるクラ
スタ分離装置を得ることを目的としている。

【００３５】また、第７の請求項に係るクラスタ分離判
定装置は、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正確に
判定することを目的としている。

【００３６】また、第８の請求項に係る１航跡のみから
なるクラスタのクラスタ分離判定装置は、仮説縮小時に
１航跡のみからなるクラスタの分離可能性を正確に判定
できるクラスタ分離判定装置を得ることを目的としてい
る。

【００３７】また、第９の請求項に係る分離クラスタ仮
説生成装置は、クラスタを分離した際にそれぞれの分離
クラスタの仮説を再生成することのできる分離クラスタ
仮説生成装置を得ることを目的としている。

【００３８】また、第１０の請求項に係る目標追尾装置
は、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に処理を簡
素化し、仮説の生成を高速に実行することのできる目標
追尾装置を得ることを目的としている。

【００３９】また、第１１の請求項に係る目標追尾装置
は、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に処理を簡
素化することができ、同時に、仮説数を縮小することが
できる目標追尾装置を得ることを目的としている。

【００４０】また、第１２の請求項に係る目標追尾装置
は、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に処理を簡
素化することができ、同時に、仮説数を縮小することが
でき、更に同時に仮説縮小時にクラスタの分離可能性を
正確に判定し、可能であればクラスタ分離を行うことの
できる目標追尾装置を得ることを目的としている。

【００４１】また、第１３の請求項に係るクラスタ分離
装置は、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に、ク
ラスタの分離可能性を簡易に、かつ、正確に判定し、可
能であれば簡易にクラスタ分離を行うことのできるクラ
スタ分離装置を得ることをことを目的としている。

【００４２】また、第１４の請求項に係る１航跡のみか
らなるクラスタの簡易クラスタ分離判定装置は、観測ベ
クトルに誤信号が含まれない場合に、仮説縮小時に１航
跡のみからなるクラスタの分離可能性を簡易にかつ正確
に判定できるクラスタ分離判定装置を得ることを目的と
している。

【００４３】また、第１５の請求項に係る簡易分離クラ
スタ仮説生成装置は、観測ベクトルに誤信号が含まれな
い場合に、クラスタを分離した際にそれぞれの分離クラ
スタの仮説を再生成することのできる分離クラスタ仮説
生成装置を得ることを目的としている。

【００４４】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の請求項
に係る目標追尾装置は、既存のクラスタ内の航跡と対応
がとれない観測ベクトルによって新クラスタを作成し、
また、複数のクラスタ内の航跡と対応づけられる観測ベ
クトルが有る場合に対応するクラスタを統合するクラス
タ新設、統合装置と、各クラスタごとに対応する全ての
観測ベクトルが誤信号、既存航跡、新目標のそれぞれに
対応する全ての可能性を示すゲート内判定行列を算出す
るゲート内判定行列算出装置と、ゲート内判定行列から
それぞれが仮説の拡張可能性を示す複数の航跡相関行列
を算出する航跡相関行列算出装置と、航跡相関行列と既
存の仮説から新しい仮説を作成する仮説更新装置を備え
たものである。

【００４５】また、第２の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説数を削減する仮説縮小装置を備えたものであ
る。

【００４６】また、第３の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡ごとの評価値を算出する手段と、評価値が高い
ものから順に一定数の航跡を選択する手段と、選択され
た航跡を含まない仮説を削除する手段と、残った仮説に
含まれない航跡を削除する手段を備えたものである。

【００４７】また、第４の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡ごとの評価値を算出する手段と、評価値が低い
ものから順に一定数の航跡を選択する手段と、選択され
た航跡を削除する手段と、削除された航跡を含む仮説を
削除する手段を備えたものである。

【００４８】また、第５の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説縮小時に可能ならばクラスタを分離するクラス
タ分離装置を備えたものである。

【００４９】また、第６の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説を削減した場合にクラスタが分離するかどうか
を判定するクラスタ分離判定装置と、クラスタが分離し
た場合にそれぞれのクラスタに対応する仮説を生成する
分離クラスタ仮説生成装置を備えたものである。

【００５０】また、第７の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタ内の全航跡の類似関係を調査する手段と、
類似関係による航跡のグループ分けの状態から、クラス
タ分離の有無とその内容を判定する手段を備えたもので
ある。

【００５１】また、第８の請求項に係る目標追尾装置
は、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検出する
手段と、ある航跡を構成する全観測ベクトルがある仮説
内で全て誤信号として扱われていることを検出する手段
と、ある航跡が全ての仮説において以上の二つの条件の
うちのどちらか一方を満たしていることを検出する手段
を備えたものである。

【００５２】また、第９の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮説から分離
航跡を含む新仮説を生成する手段と、旧仮説が分離航跡
を含まない場合に誤信号だけの新仮説を生成する手段
と、生成した新仮説の内で同一内容のものを一つの新仮
説にまとめる手段を備えたものである。

【００５３】また、第１０の請求項に係る目標追尾装置
は、入力する観測ベクトルにおいて誤信号が含まれるか
どうかを判定する誤信号有無判定装置と、誤信号が無い
場合に処理を簡素化する機能を持ったゲート内判定行列
算出装置と、同じく誤信号が無い場合に処理を簡素化す
る機能を持った航跡相関行列算出装置を備えたものであ
る。

【００５４】また、第１１の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説数を削減する仮説縮小装置を備えたものであ
る。

【００５５】また、第１２の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタを分離するクラスタ分離装置を備えたもの
である。

【００５６】また、第１３の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説を削減した場合にクラスタが分離するかどうか
を誤信号が無い場合に簡易に判定する簡易クラスタ分離
判定装置と、分離したそれぞれのクラスタに対応する仮
説を誤信号が無い場合に簡易に生成する簡易分離クラス
タ仮説生成装置を備えたものである。

【００５７】また、第１４の請求項に係る目標追尾装置
は、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検出する
手段と、ある航跡が全ての仮説においてこの条件を満た
していることを検出する手段を備えたものである。

【００５８】また、第１５の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮説から分離
航跡を含む新仮説を生成する手段と、生成した新仮説の
内で同一内容のものを一つの新仮説にまとめる手段を備
えたものである。

【００５９】

【作用】この発明の第１の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、各クラスタごとに対応する全ての観測ベクト
ルが誤信号、既存航跡、新目標のそれぞれに対応する全
ての可能性を示すゲート内判定行列を算出し、ゲート内
判定行列からそれぞれが仮説の拡張可能性を示す複数の
航跡相関行列を算出し、航跡相関行列と既存の仮説から
新しい仮説を作成する。

【００６０】また、第２の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、仮説数を削減する。

【００６１】また、第３の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、航跡ごとの評価値を算出し、評価値が高いも
のから順に一定数の航跡を選択し、選択された航跡を含
まない仮説を削除し、残った仮説に含まれない航跡を削
除する。

【００６２】また、第４の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、航跡ごとの評価値を算出し、評価値が低いも
のから順に一定数の航跡を選択し、選択された航跡を削
除し、削除された航跡を含む仮説を削除する。

【００６３】また、第５の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、仮説縮小時に可能ならばクラスタを分離す
る。

【００６４】また、第６の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、仮説を削減した場合にクラスタが分離するか
どうかを判定し、クラスタが分離した場合にそれぞれの
クラスタに対応する仮説を生成する。

【００６５】また、第７の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、クラスタ内の全航跡の類似関係を調査し、類
似関係による航跡のグループ分けの状態から、クラスタ
分離の有無とその内容を判定する。

【００６６】また、第８の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検
出し、ある航跡を構成する全観測ベクトルがある仮説内
で全て誤信号として扱われていることを検出し、ある航
跡が全ての仮説において以上の二つの条件のうちのどち
らか一方を満たしていることを検出する。

【００６７】また、第９の請求項に係る目標追尾装置に
おいては、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮説か
ら分離航跡を含む新仮説を生成し、旧仮説が分離航跡を
含まない場合に誤信号だけの新仮説を生成し、生成した
新仮説の内で同一内容のものを一つの新仮説にまとめ
る。

【００６８】また、第１０の請求項に係る目標追尾装置
においては、入力する観測ベクトルにおいて誤信号が含
まれるかどうかを判定し、誤信号が無い場合に生成する
仮説の数を減らす。

【００６９】また、第１１の請求項に係る目標追尾装置
においては、入力する観測ベクトルにおいて誤信号がな
い状況で仮説数を削減する。

【００７０】また、第１２の請求項に係る目標追尾装置
においては、入力する観測ベクトルにおいて誤信号がな
い状況でクラスタを分離する。

【００７１】また、第１３の請求項に係る目標追尾装置
においては、仮説を削減した場合にクラスタが分離する
かどうかを誤信号が無い場合に簡易に判定し、分離した
それぞれのクラスタに対応する仮説を誤信号が無い場合
に簡易に生成する。

【００７２】また、第１４の請求項に係る目標追尾装置
においては、入力する観測ベクトルにおいて誤信号が無
い場合に、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検
出し、ある航跡が全ての仮説においてこの条件を満たし
ていることを検出する。

【００７３】また、第１５の請求項に係る目標追尾装置
においては、入力する観測ベクトルにおいて誤信号がな
い場合に、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮説か
ら分離航跡を含む新仮説を生成し、生成した新仮説の内
で同一内容のものを一つの新仮説にまとめる。

【００７４】

【実施例】実施例１．図１はこの発明による目標追尾装置の実施例を示す全体
構成図である。図１において、１は装置に入力した観測
ベクトル全体から各航跡のゲートに含まれる観測ベクト
ルを選択する観測ベクトル選択部である。２は目標追尾
装置内全体のクラスタの状態を示すシステム内クラスタ
表である。３は観測ベクトル選択部の出力とシステム内
クラスタ表に示された既存のクラスタの関係から既存の
クラスタを統合し、また、新しいクラスタを作成しクラ
スタ内観測ベクトル表を作成する、クラスタ新設、統合
部である。４はクラスタ内に含まれる観測ベクトルの全
体を示すクラスタ内観測ベクトル表である。５はクラス
タ内観測ベクトル表とクラスタ内の仮説の状況を示すデ
ータ群を入力とし、クラスタ内のゲート内判定行列を算
出するゲート内判定行列算出部である。６はクラスタ内
の観測ベクトルと航跡の関係を示すクラスタ内ゲート内
判定行列である。７はクラスタ内ゲート内判定行列を入
力としクラスタ内の航跡相関行列を算出する航跡相関行
列算出部である。８はクラスタ内で仮説の拡張可能性を
示すクラスタ内航跡相関行列である。９は前時刻までの
観測ベクトルによる仮説の状況とクラスタ内航跡相関行
列から現時刻に入力した観測ベクトルに対応して仮説を
更新する仮説更新部である。１０はクラスタ内仮説状況
データ群である。１１はクラスタ内にある全ての仮説を
示したクラスタ内仮説表である。１２は各仮説ごとに仮
説内にある全ての航跡を示した仮説内航跡表である。１
３はクラスタ内にある全ての航跡に対して航跡を構成す
る観測ベクトルを示したクラスタ内航跡−観測ベクトル
表である。１４はクラスタ内にある全ての航跡に対して
次の観測ベクトル入力時刻における存在予測位置範囲を
算出する、ゲート算出部である。１５はクラスタ内に複
数の仮説が存在する場合に、その中から最善の仮説を１
つ選択して目標の数とその航跡を決定する航跡決定部で
ある。１６は目標追尾装置である。１７は空間中の目標
を観測して観測ベクトルを得るためのセンサである目標
観測装置である。１８はディスプレイ上に航跡を表示し
目標の状態を使用者に示す目標表示装置である。

【００７５】次に上記実施例１の動作を説明する。従来
例の動作説明と同様に図３の時刻ｔ1 とｔ2 の状況で本
実施例の動作を説明する。

【００７６】まず、時刻ｔ1 の観測ベクトルＺ1,1 が入
力する。この状況では既存のクラスタ、仮説や航跡が存
在しないので、観測ベクトル選択部１はＺ1,1 を既存の
クラスタとは関係しない独立した観測ベクトルとしてク
ラスタ新設、統合部３に送る。

【００７７】次に、クラスタ新設、統合部３はＺ1,1 を
含むクラスタ１を新設し、システム内クラスタ表２に定
義すると共に、クラスタ１のクラスタ内観測ベクトル表
４にＺ1,1 を書き込む。ここで、このクラスタ内観測ベ
クトル表４には現時刻の観測ベクトルのみが記載され
る。

【００７８】次に、ゲート内判定行列算出部５が、クラ
スタ内の今回の観測ベクトル全てと航跡の相関可能性を
示す、ゲート内判定行列を算出する。

【００７９】一般に時刻ｔkにおけるゲート内判定行列
は、ｔkでの観測ベクトル数がｍk、ｔkでの既追尾目標
数（すなわち、ｔk-1での追尾目標数）がＮk-1、ｔkで
の追尾目標数がＮk＝Ｎk-1＋ｍkの時に、次のように定
義される。

【００８０】

【数１】

【００８１】ここで、行はｔkでの観測ベクトルＺk,j
（ｊ＝１，２・・・，ｍk）に対応し、列は航跡に対応
する。また、各要素はそれぞれの観測ベクトルがそれぞ
れの航跡のゲート内にあるか否かを示す。

【００８２】具体的には次のように各要素を設定する。
まず、ｔ＝０の列は観測ベクトルが誤信号である場合を
示す。実際に全ての観測ベクトルは誤信号である可能性
があるので、

【００８３】

【数２】

【００８４】とする。

【００８５】次に、（１≦ｔ≦Ｎk−ｍk）の列は既追尾
目標である航跡Ｔtに対応する。すなわち、観測ベクト
ルＺk,j（ｊ＝１，２・・・，ｍk）が航跡Ｔtのゲート
内に含まれる場合に、

【００８６】

【数３】

【００８７】また、含まれない場合に、

【００８８】

【数４】

【００８９】とする。

【００９０】次に、（Ｎk−ｍk＋１≦ｔ≦Ｎk）の列は
新目標である航跡Ｔtに対応する。これは、全ての観測
ベクトルがそれぞれ新目標である可能性を表現するため
のもので、１個の観測ベクトルが１本の航跡に対応す
る。すなわち、（ｊ＝ｔ−Ｎk＋ｍk）の場合は、

【００９１】

【数５】

【００９２】逆に（ｊ≠ｔ−Ｎk＋ｍk）の場合は、

【００９３】

【数６】

【００９４】とする。

【００９５】以上のように定義されたゲート内判定行列
を図３の例に適用すると以下のようになる。ここでは、
観測ベクトルｍkは１、既追尾航跡Ｎk-1は０、追尾航跡
Ｎkは１となるので、以下の１行２列のゲート内判定行
列が生成される。

【００９６】

【数７】

【００９７】この行列表現により観測ベクトルＺ1,1が
誤信号である可能性と、新目標である航跡Ｔ1に対応す
る可能性が示されている。

【００９８】次に、航跡相関行列算出部７がゲート内判
定行列から全ての航跡相関行列を算出する。航跡相関行
列は、実際に仮説として取り得る観測ベクトルと航跡の
相関関係を示すものである。

【００９９】一般に時刻ｔkにおける航跡相関行列はゲ
ート内判定行列から次のように定義される。

【０１００】

【数８】

【０１０１】ここで、ゲート内相関行列と同様に、行は
ｔkでの観測ベクトル、列は航跡に対応し、また、各要
素はそれぞれの観測ベクトルがそれぞれの航跡と相関し
ているかどうかを示す。

【０１０２】具体的には次のように各要素を設定する。
すなわち、観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１，２，・・・，
ｍk）が航跡Ｔt（ｔ＝０，１，・・・，Ｎk）と相関が
ある場合に、

【０１０３】

【数９】

【０１０４】相関がない場合に、

【０１０５】

【数１０】

【０１０６】とする。

【０１０７】ゲート内判定行列から航跡相関行列を作成
する際には、次の３つの基準に従い、３者を同時に満た
す全ての組み合わせを、それぞれ別の航跡相関行列とし
て表現する。（ア）ゲート内判定行列において１である要素に対応す
る航跡相関行列の要素のみが１とでき、その他の要素は
０とする。（イ）航跡相関行列のｔ＝０の列以外の全ての列では、
高々１つの要素のみを１とし他の要素は０とする。（ウ）航跡相関行列の全ての行では、必ず一つの要素を
１とし他の要素は０とする。

【０１０８】以上のように定義された航跡相関行列を図
３の例に適用すると以下のようになる。

【０１０９】

【数１１】

【０１１０】この２つの行列表現により観測ベクトルＺ
1,2を誤信号であるとする仮説と、新目標である航跡Ｔ1
に対応するとする仮説が作成可能であることが示されて
いる。

【０１１１】次に、仮説更新部９において、これまでの
仮説に先ほど算出した航跡相関行列を組み合わせて、仮
説を現在の状況に対応したものに更新する。ここで、航
跡相関行列において観測ベクトルと相関があるとされて
いる既追尾航跡が仮説内に追尾航跡として含まれない場
合は、両者を組み合わせることはできない。その他の全
ての組み合わせにより、既追尾航跡に新しい観測ベクト
ルを追加し航跡をのばすこと、新しい航跡を新目標とし
て追加すること、ある観測ベクトルを誤信号として扱う
ことにより仮説が更新される。ここで、多くの場合１つ
の仮説が複数の航跡相関行列と組み合わされ、複数の仮
説に更新されるので、仮説を更新する度に仮説数は増加
する。

【０１１２】図３の例では、組み合わせるべき既存の仮
説は存在しないので、航跡相関行列から新しく仮説を作
成する。まずΩ(Ｈ^1,1)からは、観測ベクトルＺ1,1を誤
信号と考え、航跡が存在しない仮説Ｘ^1,1が生成され
る。これを次のように表記する。

【０１１３】

【数１２】

【０１１４】次にΩ(Ｈ^1,2)からは、観測ベクトルＺ1,1
を新目標からの信号と考え、航跡Ｔ1を新しく開始する
仮説Ｘ^1,2が生成される。

【０１１５】

【数１３】

【０１１６】また、ここで航跡Ｔ1を、

【０１１７】

【数１４】

【０１１８】と記述する。

【０１１９】最後に航跡決定部１５では要求があったと
きに、何らかの手法で仮説のうちの１つを選択し、目標
数と航跡を一意に決定する。

【０１２０】次に、以上の状態において時刻がｔ2に進
み、新たに観測ベクトルＺ2,1とＺ2,2が入力した場合の
装置の動作を説明する。

【０１２１】まず、ゲート算出部１４では、クラスタ内
の全ての航跡に対して、時刻ｔ2における予測存在範囲
であるゲートを算出する。今の場合は、クラスタ内に存
在する唯一の航跡であるＴ1に対してゲートを算出す
る。

【０１２２】次に、観測ベクトル選択部１でゲートと観
測ベクトルの関係を調査し、その結果、ここではＺ2,1
とＺ2,2の両方が航跡Ｔ1のゲートの中に入っていたとす
る。

【０１２３】次に、クラスタ新設、統合部３であるが、
ここでは新たなクラスタは発生せず、また、クラスタの
統合も起こらない。その結果、今、説明の対象としてい
るクラスタの中に観測ベクトルＺ2,1とＺ2,2が存在する
ことが確定した。しかし、仮に別のクラスタが存在し、
そこに含まれる航跡のゲートにもＺ2,1またはＺ2,2が含
まれるならば、両方のクラスタは統合される。

【０１２４】次にゲート内判定行列算出部５で時刻ｔ2
におけるゲート内判定行列を、次の通り算出する。

【０１２５】

【数１５】

【０１２６】ここで第１行が観測ベクトルＺ2,1、第２
行がＺ2,2に対応する。また、第１列が誤信号、第２列
が既存航跡Ｔ1、第３列が新航跡Ｔ2、第４列が新航跡Ｔ
3に対応する。先に述べたように全ての観測ベクトルは
誤信号である可能性を持つので、第１列は共に値１を入
れる。また、この例では両方の観測ベクトルが航跡Ｔ1
のゲートに入っているので第２列も共に値１を入れる。

【０１２７】次に航跡相関行列算出部７で時刻ｔ2にお
ける航跡相関行列を、次の通り算出する。

【０１２８】

【数１６】

【０１２９】次に、仮説更新部９で仮説を更新する。ま
ず、仮説Ｘ^1,1を更新する。ここで、既追尾航跡Ｔ1の存
在を仮定している航跡相関行列は使用できないので、４
個の航跡相関行列により仮説を更新することになる。結
果を次に示す。

【０１３０】

【数１７】

【０１３１】次に、仮説Ｘ^1,2を更新する。ここでは８
個の航跡相関行列全てを使用して仮説を更新することに
なる。結果を次に示す。

【０１３２】

【数１８】

【０１３３】以上まとめると、ｔ1における２個の仮説
が更新されて、ｔ2において１２個の仮説が生成され
た。また、その結果、このクラスタの中には５本の航跡
が存在する。

【０１３４】以下、時刻が進み、新しい観測ベクトルが
入力する度に以上の作業を繰り返す。

【０１３５】実施例２．図２はこの発明による目標追尾装置の実施例を示す全体
構成図である。図２において、１９は仮説に対して何ら
かの評価を行い、その結果によって一部の仮説を削除す
ることによって仮説数を縮小する仮説縮小部である。そ
の他の構成は実施例１で説明した図１の目標追尾装置と
同じである。

【０１３６】次に上記実施例２の動作を説明する。実施
例１と同様の動作をすることにより仮説の構築を繰り返
すと、仮説数は急激に増加する。例えば先の例でもｔ1
で２個だった仮説数がｔ2では１２個に増加している。
このように、実施例１の基本構成で仮説の構築を続ける
と仮説構築に伴う処理量とデータ量が非常に大きくな
り、装置の性能限界を越えてしまう可能性がある。

【０１３７】仮説縮小部１９は任意の時点でクラスタ内
仮説状況データ群を入力し、何らかの方式で仮説のもっ
ともらしさの評価を行い、評価の低い仮説、すなわち、
ありそうもない仮説を削除し、その結果を戻すものであ
る。具体的な手法としては、例えば従来例で示したもの
が利用できる。以上のように、任意の時点で仮説の縮小
を行うことにより、装置の性能限界を越えることなく仮
説構築などの追尾処理を続けることができる。

【０１３８】実施例３．図４はこの発明に係わる仮説縮小装置の一実施例の動作
を示すフローチャートである。ここで、仮説縮小装置は
図４に示すステップ２０〜２３を実行する手段を備えて
成る。

【０１３９】次に動作を説明する。実施例２で説明した
ように、仮説縮小部１９はクラスタ内仮説状況データ群
を入力データとして受け取り、このデータを用いて一部
の仮説を削除し、結果を戻す。

【０１４０】まず、ステップ２０ではクラスタ内の全て
の航跡に対して、航跡のもっともらしさを示す評価値を
算出する。

【０１４１】次に、ステップ２１では航跡を評価値の高
いものから順に一定数の航跡を選択する。

【０１４２】次に、ステップ２２ではクラスタ内の全て
の仮説を調査し、ステップ２１で選択された航跡を１つ
も含まない仮説を削除する。

【０１４３】最後に、ステップ２３では残った仮説内に
含まれる航跡を調査し、クラスタ内の全航跡のうちでこ
こに含まれないものを削除する。以上で仮説縮小処理を
終わり、結果を戻す。

【０１４４】実施例４．図５はこの発明に係わる仮説縮小装置の他の実施例の動
作を示すフローチャートである。ここで、仮説縮小装置
は図５に示す２４〜２７のステップを実行する手段を備
えて成る。

【０１４５】次に上記実施例４の動作を説明する。実施
例２で説明したように、仮説縮小部１９はクラスタ内仮
説状況データ群を入力データとして受け取り、このデー
タを用いて一部の仮説を削除し、結果を戻す。

【０１４６】まず、ステップ２４ではクラスタ内の全て
の航跡に対して、航跡のもっともらしさを示す評価値を
算出する。

【０１４７】次に、ステップ２５では航跡を評価値の低
いものから順に一定数の航跡を選択する。

【０１４８】次に、ステップ２６ではステップ２５で選
択された航跡を削除する。

【０１４９】最後に、ステップ２７では削除された航跡
を含む仮説を削除する。以上で仮説縮小処理を終わり、
結果を戻す。

【０１５０】実施例５．図６はこの発明による目標追尾装置の実施例を示す全体
構成図である。図６において、２８は仮説を縮小した際
にクラスタを分離できるかどうかを評価し、クラスタが
分離できる場合にそれぞれのクラスタの仮説を再構成す
るクラスタ分離部である。その他の構成は実施例２で説
明した図２の目標追尾装置と同じである。

【０１５１】次に上記実施例５の動作を説明する。実施
例１と同様の動作をすることにより仮説の構築を繰り返
すと、その過程において２つのクラスタが共通の観測ベ
クトルと相関を持つことにより統合されることがある。
しかし、仮説構築の基本動作を繰り返す限りにおいて、
原理上クラスタの分離は起こらない。

【０１５２】しかし、実施例２で説明した仮説の縮小を
行った場合はクラスタの分離が起こり得る。クラスタを
分離するとそれぞれの仮説の規模が縮小し、装置全体と
して仮説の更新に必要な処理量を削減することができ
る。そこで、本発明においては、仮説縮小後の任意の時
点において、クラスタ分離部２８によって、クラスタの
分離判定と実際のクラスタ分離処理を行う。このクラス
タ分離部２８ではクラスタの定義を装置内の全航跡の関
係を用いて以下のように行い、それを条件にしてクラス
タ分離の処理を行う。

【０１５３】すなわち、航跡ＴiとＴjが少なくとも１つ
の観測ベクトルを共有する場合に限り、航跡ＴiとＴjを
類似航跡と呼び、

【０１５４】

【数１９】

【０１５５】と書く。航跡ＴiとＴjにおいて、

【０１５６】

【数２０】

【０１５７】となるＴi₁，Ｔi₂，・・・，Ｔi_nが存在す
る場合に限り、

【０１５８】

【数２１】

【０１５９】と定義する。この関係は、反射律、対称
律、推移律を満足しており、すなわち同値関係にある。
任意の時刻において、全航跡は同値関係により分類する
ことができ、複数の互いに素な類に分けることができ
る。この類のことをクラスタと呼ぶ。

【０１６０】本目標追尾装置は実施例１で説明したよう
に、航跡を前面に出して仮説構築処理を行っており、ク
ラスタ内仮説状況データ群に、以上の条件判定に必要な
情報が存在する。クラスタ分離部２８はこの情報からク
ラスタの分離判定を行い、次にクラスタの分離と仮説の
再構築を行いクラスタ内仮説状況データ群を更新する。

【０１６１】実施例６．図７はこの発明に係わるクラスタ分離装置の一実施例の
全体構成図である。図において２９は実施例５で説明し
た航跡の同値関係からクラスタ分離を判定するクラスタ
分離判定部、３０はクラスタを分離し、分離したクラス
タの仮説を再構築する分離クラスタ仮説生成部である。

【０１６２】次に上記実施例６の動作を説明する。クラ
スタ分離装置はクラスタ内仮説状況データ群を入力し、
まずクラスタ分離判定部２９に与える。クラスタ分離判
定部２９は実施例５で説明した手法によりクラスタの分
離判定を行い、結果を分離クラスタ仮説生成部３０に渡
す。分離クラスタ仮説生成部３０はその判定結果とクラ
スタ内仮説状況データ群から新しいクラスタの構成にあ
った仮説を再構築し、変更したクラスタ内仮説状況デー
タ群を出力する。

【０１６３】実施例７．図８はこの発明に係わるクラスタ分離判定装置の一実施
例の動作を示すフローチャートである。ここで、クラス
タ分離判定装置は図８に示す３１〜３６の手段を備えて
成る。

【０１６４】次に上記実施例７の動作を説明する。クラ
スタ分離判定装置はクラスタ内仮説状況データ群を受け
取ると分離判定処理を開始する。

【０１６５】まずステップ３１では、クラスタ内の全航
跡中の１航跡に着目し、その航跡の類似航跡を全て抽出
する。

【０１６６】次にステップ３２では類似航跡が抽出でき
たかどうかを判定する。ここで類似航跡が無いと言うこ
とは、最初に着目した１航跡だけで１つのクラスタを構
成することになる。また、類似航跡が有った場合は抽出
した類似航跡に対して更に類似航跡を抽出する処理を行
うためのステップに進む。

【０１６７】次にステップ３３とステップ３４では全て
の類似航跡を抽出してしまうまで、処理を繰り返し、そ
れ以上の類似航跡が無くなったところで、一つの同値関
係、すなわち、１つのクラスタを構成する航跡群の抽出
が終わったことになる。

【０１６８】次にステップ３５では、以上の処理により
抽出された航跡により一つのクラスタを定義し、残った
航跡を次の処理のために整理する。

【０１６９】最後にステップ３６では、以上の処理によ
りクラスタに含まれていない、残余航跡の有無を判定
し、有れば同様の処理を繰り返して更にクラスタ分離処
理を行い、無ければクラスタ分離処理を終了する。

【０１７０】実施例８．次に、この発明に係わる１航跡のみからなるクラスタの
クラスタ分離判定装置の実施例を説明する。このクラス
タ分離装置は特に１航跡のみからなるクラスタを簡易に
分離することを目的としたもので、複数航跡からなるク
ラスタの分離は行わない。図９はこの発明によるクラス
タ分離判定装置の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。ここで、クラスタ分離判定装置は図９に示す３７
〜４８のステップを実行する手段を備えて成る。

【０１７１】次に上記実施例８の動作を説明する。クラ
スタ分離判定装置はクラスタ内仮説状況データ群を受け
取ると分離判定処理を開始する。

【０１７２】まずステップ３７では、分離判定を行う対
象として１つの航跡を選択する。以降のステップではこ
の航跡がクラスタ内の各仮説においてどのように扱われ
ているかを調査する。ここで、全ての仮説において、こ
の航跡が含まれるか、またはこの航跡を構成する全ての
観測ベクトルが誤信号として扱われていれば、着目航跡
は分離することが判定できる。

【０１７３】次にステップ３８では、調査する仮説を選
択する。

【０１７４】次に３９で着目航跡が着目仮説に含まれる
かどうかを調べる。

【０１７５】次に４０では判定処理を行う。着目航跡が
着目仮説に含まれれば、現時点でこの航跡は分離可能性
があるので次の仮説に判定処理を移す準備に移る。ま
た、含まれなければ、次の条件の判定に移る。

【０１７６】次に４１では、着目航跡を構成する全観測
ベクトルが、着目仮説に誤信号として扱われているかど
うかを調べる。

【０１７７】次に４２では、結果の判定処理を行い、全
て誤信号として含まれれば、この航跡は分離可能性があ
るので次の仮説に判定処理を移す準備に移る。含まれな
ければ、この航跡が分離しないことが確定したので、そ
の処理に移る。

【０１７８】次にステップ４３では着目航跡が分離航跡
でないことを記録する。

【０１７９】次にステップ４４では着目航跡が分離航跡
である可能性があるので、判定処理を行うために次の調
査対象仮説を選択する。

【０１８０】次にステップ４５で判定処理を行い、調査
対象仮説があれば、その仮説に対して調査を行う。ま
た、調査対象仮説が無くなっていれば、着目航跡が分離
航跡であることが決定される。

【０１８１】次にステップ４６では、着目航跡が分離航
跡であり新クラスタを構成することを記録する。

【０１８２】次にステップ４７では次の航跡に対して判
定処理を行うために、航跡を選択する処理を行う。

【０１８３】最後にステップ４８では残余航跡があるか
どうかの判定を行い、有れば分離判定処理を継続し、無
ければ分離判定処理を終了する。

【０１８４】実施例９．次に、この発明に係わる分離クラスタ仮説生成装置の実
施例を説明する。図１０はこの発明による分離クラスタ
仮説生成装置の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。ここで、分離クラスタ仮説生成装置は図１０に示す
４９〜５１のステップを実行する手段を備えて成る。

【０１８５】次に上記実施例９の動作を説明する。ここ
で旧クラスタは複数の新クラスタに分離する可能性があ
り、それぞれが１本若しくは複数本の航跡を含んでい
る。以下では、複数の新クラスタの内の１つの仮説を再
構築する手順を説明する。

【０１８６】まずステップ４９では旧クラスタに含まれ
ていた全ての仮説に対して、新クラスタの航跡を含んで
いるかどうかを調べ、含んでいるものについては含まれ
ている新航跡のみからなる新仮説を生成する。

【０１８７】次にステップ５０では、ステップ４９で新
航跡を全く含まない旧仮説があった場合に限り、誤信号
だけからなる新仮説を生成する。

【０１８８】最後にステップ５１では以上のステップで
作成した新仮説の内で内容が同一のものを統合する。

【０１８９】実施例１０．図１１はこの発明による目標追尾装置の実施例を示す全
体構成図である。図１１において５２は観測ベクトルに
誤信号が含まれるかどうかを目標制御装置及び動作指示
装置からの信号によって判断する誤信号有無判定部であ
る。５３は誤信号がない場合に処理を簡略化する機能を
持ったゲート内判定行列算出部である。５４は同じく誤
信号がない場合に処理を簡略化する機能を持った航跡相
関行列算出装置である。５５は使用者が誤信号有無判定
部に動作を指示する動作指示装置である。その他の部分
は実施例１の図１と同様である。

【０１９０】次に上記実施例１０の動作を説明する。本
実施例における目標追尾装置は、多くの部分は実施例１
の目標追尾装置と同様に動作するが、誤信号がない場合
にゲート内判定行列の算出と航跡相関行列の算出が簡単
になる。

【０１９１】以下の説明は実施例１と同じ状況で、誤信
号が無い場合の装置の動作を、相違点に重点をおいて説
明する。

【０１９２】まず、ゲート内判定行列算出部までの動作
は実施例１と同様である。

【０１９３】次に、ゲート内判定行列算出部５３が誤信
号有無判定部５２の判定結果を受けて処理内容を変え
る。ゲート内判定行列の構成の定義は誤信号が無い場合
も実施例１と同様であるが、第１列の誤信号である可能
性を示す列を、実施例１では必ず１にしたのに対して、
誤信号が無い場合は逆に必ず０にする。

【０１９４】以上のように定義されたゲート内判定行列
を図３の例に適用すると以下のようになる。

【０１９５】

【数２２】

【０１９６】この行列表現により観測ベクトルＺ1,2が
新目標である航跡Ｔ1に対応する可能性が示されてい
る。実施例１と違い、誤信号である可能性は消えてい
る。

【０１９７】次に、航跡相関行列算出部５４である。こ
こでも誤信号が無い場合には処理が簡易になるが、本実
施例で示したような、ゲート内判定行列の誤信号の列を
強制的に０にする方式を採った場合は、構造的には実施
例１の場合と全く同じである。

【０１９８】以上のように定義された航跡相関行列を図
３の例に適用すると以下のようになる。

【０１９９】

【数２３】

【０２００】この行列表現により観測ベクトルＺ1,2が
新目標である航跡Ｔ1に対応するとする仮説が作成可能
であることが示されている。

【０２０１】次の、仮説更新部９の構造は実施例１と同
様でありΩ（Ｈ^1,1）から観測ベクトルＺ1,1を新目標か
らの信号と考え、航跡Ｔ1を新しく開始する仮説Ｘ^1,1が
生成される。

【０２０２】

【数２４】

【０２０３】また、ここで航跡Ｔ1を、

【０２０４】

【数２５】

【０２０５】と記述する。

【０２０６】最後に航跡決定部１５も実施例１と同様で
ある。

【０２０７】次に、以上の状態において時刻がｔ2に進
み、新たに観測ベクトルＺ2,1とＺ2,2が入力した場合の
装置の動作を説明する。

【０２０８】まず、ゲート算出部１４では、実施例１と
同様に、クラスタ内に存在する唯一の航跡であるＴ1に
対してゲートを算出する。

【０２０９】次に、観測ベクトル選択部１とクラスタ新
設、統合部３は実施例１と同様である。

【０２１０】次にゲート内判定行列算出部５３で時刻ｔ
2におけるゲート内判定行列を、次の通り算出する。

【０２１１】

【数２６】

【０２１２】ここで第１行が観測ベクトルＺ2,1、第２
行がＺ2,2に対応する。また、第１列が誤信号、第２列
が既存航跡Ｔ1、第３列が新航跡Ｔ2、第４列が新航跡Ｔ
3に対応する。先に述べたように全ての観測ベクトルは
誤信号でないとされているので、第１列は共に値０を入
れる。また、この例では両方の観測ベクトルが航跡Ｔ1
のゲートに入っているので第２列も共に値１を入れる。

【０２１３】次に航跡相関行列算出部５４で時刻ｔ2に
おける航跡相関行列を、次の通り算出する。

【０２１４】

【数２７】

【０２１５】次に、仮説更新部９で仮説Ｘ^1,1を更新す
る。ここでは３個の航跡相関行列全てを使用して仮説を
更新することになる。結果を次に示す。

【０２１６】

【数２８】

【０２１７】以上まとめると、ｔ1における１個の仮説
が更新されて、ｔ2において３個の仮説が生成された。
また、その結果、このクラスタの中には５本の航跡が存
在する。これを実施例１の場合と比較すると、航跡の５
本は変わらないが、仮説が１２個から３個に減り、誤信
号が無い状況に対応することで、処理量、データ量が大
幅に減ったことがわかる。

【０２１８】以下、時刻が進み、新しい観測ベクトルが
入力する度に以上の作業を繰り返す。

【０２１９】実施例１１．図１２はこの発明による目標追尾装置の実施例の全体構
成図である。この構成は、実施例１０で示した目標追尾
装置に実施例２で示したのと同様に仮説縮小部１９を追
加したものである。

【０２２０】次に上記実施例１１の動作を説明する。本
実施例は実施例１０と同様に動作し、そこで、仮説を更
新した後の任意の時点で、実施例２と同様に仮説を縮小
する動作をするものである。

【０２２１】実施例１２．図１３はこの発明による目標追尾装置の実施例の全体構
成図である。この構成は、実施例１１で示した目標追尾
装置に実施例５で示したのと同様にクラスタ分離装置を
追加したものである。但し、クラスタ分離部５６は誤信
号の無い状態に対応できる点がクラスタ分離部２８と異
なっている。

【０２２２】次に上記実施例１２の動作を説明する。本
実施例は実施例１１と同様に動作し、そこで、仮説を縮
小した後の任意の時点で、クラスタ分離部５６は実施例
５と同様にクラスタの分離判定動作と分離クラスタの仮
説再構築動作をするものである。但し、クラスタ分離部
５６は誤信号が無い場合に処理を簡単化するための、処
理内容選択機能を持つ。

【０２２３】実施例１３．図１４はこの発明に係わるクラスタ分離装置の実施例の
全体構成図である。図１４において５７は誤信号が無い
場合にクラスタの分離判定を簡易に行う簡易クラスタ分
離判定部である。また、５８は同じく誤信号が無い場合
に分離クラスタの仮説生成を簡易に行う簡易分離クラス
タ仮説生成部である。

【０２２４】次に上記実施例１３の動作を説明する。本
実施例は、誤信号の有無により処理内容を変える機能を
持ち、誤信号が有る場合には実施例６のクラスタ分離装
置と同様の動作をし、誤信号が無い場合には簡易クラス
タ分離判定部５７におけるクラスタ分離判定、簡易分離
クラスタ仮説生成部５８における分離クラスタ仮説生成
共に処理を簡単化した動作をするのである。

【０２２５】実施例１４．図１５はこの発明に係わる簡易クラスタ分離判定装置の
一実施例の動作を示すフローチャートである。ここで、
簡易クラスタ分離判定装置は図１５に示す３７〜４８の
ステップを実行する手段を備えて成る。

【０２２６】次に上記実施例１４の動作を説明する。本
実施例の簡易クラスタ分離判定装置の動作は、実施例８
のクラスタ分離判定装置の処理フローからステップ４１
とステップ４２の動作を除いたものである。

【０２２７】実施例１５．図１６はこの発明に係わる簡易分離クラスタ仮説生成装
置の一実施例の動作を示すフローチャートである。ここ
で、簡易分離クラスタ仮説生成装置は図１６に示すステ
ップ４９〜５１を実行する手段を備えて成る。

【０２２８】次に上記実施例１５の動作を説明する。本
実施例の簡易分離クラスタ仮説生成装置５８の動作は、
実施例９の分離クラスタ仮説生成装置の処理フローから
ステップ５０の動作を除いたものである。

【０２２９】

【発明の効果】以上のように、この発明の第１の請求項
に係る目標追尾装置は、航跡によって仮説を表現するよ
うに構成したので、航跡抽出が容易にできる。

【０２３０】また、第２の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説縮小装置を備えたので、航跡抽出が容易で、か
つ、仮説数を縮小することができる。

【０２３１】また、第３の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡のもっともらしさを評価し、その結果によって
削除する仮説を選択するように構成したので、ありそう
もない仮説を適切に選択し削除することができる。

【０２３２】また、第４の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡のもっともらしさを評価し、その結果によって
削除する仮説を選択するように構成したので、ありそう
もない仮説を適切に選択し削除することができる。

【０２３３】また、第５の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタ分離装置を備えたので、航跡抽出が容易
で、かつ、仮説数を縮小することができ、かつ、仮説縮
小時にクラスタの分離可能性を正確に判定し、可能であ
ればクラスタ分離を行うことができる。

【０２３４】また、第６の請求項に係る目標追尾装置
は、クラスタ分離判定装置と分離クラスタ仮説生成装置
を備えたので、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正
確に判定し、可能であればクラスタ分離を行うことがで
きる。

【０２３５】また、第７の請求項に係る目標追尾装置
は、航跡の類似関係を調査する手段を備えたことによ
り、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正確に判定す
ることができる。

【０２３６】また、第８の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説にある航跡またはその航跡を構成する全ての観
測ベクトルが誤信号として含まれていることを検出する
手段を備えたので、仮説縮小時に１航跡のみからなるク
ラスタの分離可能性を正確に判定できる。

【０２３７】また、第９の請求項に係る目標追尾装置
は、旧仮説から分離航跡対応の新仮説を構成する手段を
備えたので、クラスタを分離した際にそれぞれの分離ク
ラスタの仮説を再生成することができる。

【０２３８】また、第１０の請求項に係る目標追尾装置
は、観測ベクトルに誤信号が含まれないことを指示する
手段とその場合に仮説数を減らす手段を備えたので、航
跡の抽出が容易で、仮説の生成を高速に実行することが
できる。

【０２３９】また、第１１の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説数を削減する手段を備えたので、航跡の抽出が
容易で、仮説の生成を高速に実行することができ、更
に、仮説数を縮小することができる。

【０２４０】また、第１２の請求項に係る目標追尾装置
は、仮説縮小時にクラスタの分離可能性を正確に判定
し、可能であればクラスタ分離を行うことのできる手段
を備えたので、航跡の抽出が容易で、仮説の生成を高速
に実行することができ、更に、仮説数を縮小することが
でき、より一層全体の処理量を減らすことができる。

【０２４１】また、第１３の請求項に係る目標追尾装置
は、簡易クラスタ分離判定装置と、簡易分離クラスタ仮
説生成装置を備えたので、観測ベクトルに誤信号が含ま
れない場合に、クラスタの分離可能性を簡易に、かつ、
正確に判定し、可能であれば簡易にクラスタ分離を行う
ことができる。

【０２４２】また、第１４の請求項に係る目標追尾装置
は、誤信号の無い場合に対応して、処理を簡略化したの
で、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に、仮説縮
小時に１航跡のみからなるクラスタの分離可能性を簡易
にかつ正確に判定できる。

【０２４３】また、第１５の請求項に係る目標追尾装置
は、誤信号の無い場合に対応して、処理を簡略化したの
で、観測ベクトルに誤信号が含まれない場合に、クラス
タを分離した際にそれぞれの分離クラスタの仮説を簡易
に再生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構成
図である。

【図２】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構成
図である。

【図３】目標追尾装置に入力する観測ベクトルの発生
状況を示す図である。

【図４】この発明に係わる仮説縮小装置の実施例の動
作を示すフローチャート図である。

【図５】この発明に係わる仮説縮小装置の実施例の動
作を示すフローチャート図である。

【図６】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構成
図である。

【図７】この発明に係わるクラスタ分離装置の実施例
の全体構成図である。

【図８】この発明に係わるクラスタ分離判定装置の実
施例の動作を示すフローチャート図である。

【図９】この発明に係わる１航跡のみからなるクラス
タのクラスタ分離判定装置の実施例の動作を示すフロー
チャート図である。

【図１０】この発明に係わる分離クラスタ仮説生成装
置の実施例の動作を示すフローチャート図である。

【図１１】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構
成図である。

【図１２】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構
成図である。

【図１３】この発明の目標追尾装置の実施例の全体構
成図である。

【図１４】この発明のクラスタ分離装置の実施例の全
体構成図である。

【図１５】この発明に係わる１航跡のみからなるクラ
スタの簡易クラスタ分離判定装置の実施例の動作を示す
フローチャート図である。

【図１６】この発明の簡易分離クラスタ仮説生成装置
の実施例の動作を示すフローチャート図である。

【図１７】従来の目標追尾装置の動作を示すフローチ
ャート図である。

【図１８】従来の目標追尾装置の仮説生成手順を説明
する図である。

【図１９】従来の目標追尾装置の仮説生成手順を説明
する図である。

【符号の説明】

１観測ベクトル選択部、３クラスタ新設、統合部、
５ゲート内判定行列算出部、７航跡相関行列算出
部、９仮説更新部、１４ゲート算出部、１５航跡
決定部、１９仮説縮小部、２８クラスタ分離部、２
９クラスタ分離判定部、３０分離クラスタ仮説生成
部、５２誤信号有無判定部、５３ゲート内判定行列
算出部、５４航跡相関行列算出部、５６クラスタ分
離部、５７簡易クラスタ分離判定部、５８簡易分離
クラスタ仮説生成部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−113293（ＪＰ，Ａ) 特開平４−113292（ＪＰ，Ａ) 特開平４−113291（ＪＰ，Ａ) 特開平５−288840（ＪＰ，Ａ) 特開平６−94830（ＪＰ，Ａ) 特開平６−43241（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】目標追尾装置において、各クラスタに含
まれる既存の航跡から観測ベクトルの存在可能領域を算
出するゲート算出装置と、存在可能領域と全体の観測ベ
クトルから各クラスタごとに航跡対応の観測ベクトルを
選択する観測ベクトル選択装置と、既存のクラスタ内の
航跡と対応がとれない観測ベクトルによって新クラスタ
を作成し、また、複数のクラスタ内の航跡と対応づけら
れる観測ベクトルが有る場合に対応するクラスタを統合
するクラスタ新設、統合装置と、各クラスタごとに対応
する全ての観測ベクトルが誤信号、既存航跡、新目標の
それぞれに対応する全ての可能性を示すゲート内判定行
列を算出するゲート内判定行列算出装置と、ゲート内判
定行列からそれぞれが仮説の拡張可能性を示す複数の航
跡相関行列を算出する航跡相関行列算出装置と、航跡相
関行列と既存の仮説から新しい仮説を作成する仮説更新
装置と、複数の仮説から一つを選択し航跡を決定する航
跡決定装置とを備えた目標追尾装置。
【請求項２】仮説数を削減する仮説縮小装置を備えた
請求項１記載の目標追尾装置。
【請求項３】請求項２記載の仮説縮小装置が、航跡ご
との評価値を算出する手段と、評価値が高いものから順
に一定数の航跡を選択する手段と、選択された航跡を含
まない仮説を削除する手段と、残った仮説に含まれない
航跡を削除する手段とを備えたことを特徴とする請求項
２記載の目標追尾装置。
【請求項４】請求項２記載の仮説縮小装置が、航跡ご
との評価値を算出する手段と、評価値が低いものから順
に一定数の航跡を選択する手段と、選択された航跡を削
除する手段と、削除された航跡を含む仮説を削除する手
段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の目標追尾
装置。
【請求項５】仮説縮小時に可能であればクラスタを分
離するクラスタ分離装置を備えた請求項２記載の目標追
尾装置。
【請求項６】請求項５記載のクラスタ分離装置が、仮
説を削減した場合にクラスタが分離するかどうかを判定
するクラスタ分離判定装置と、クラスタが分離した場合
にそれぞれのクラスタに対応する仮説を生成する分離ク
ラスタ仮説生成装置とを備えたことを特徴とする請求項
５記載の目標追尾装置。
【請求項７】請求項６記載のクラスタ分離判定装置
が、クラスタ内の全航跡の類似関係を調査する手段と、
類似関係による航跡のグループ分けの状態から、クラス
タ分離の有無とその内容を判定する手段を備えたことを
特徴とする請求項６記載の目標追尾装置。
【請求項８】請求項６記載のクラスタ分離判定装置
が、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検出する
手段と、ある航跡を構成する全観測ベクトルがある仮説
内で全て誤信号として扱われていることを検出する手段
と、ある航跡が全ての仮説において以上の二つの条件の
うちのどちらか一方を満たしていることを検出する手段
とを備えた、１航跡のみからなるクラスタのクラスタ分
離判定装置であることを特徴とする請求項６記載の目標
追尾装置。
【請求項９】請求項６記載の分離クラスタ仮説生成装
置が、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮説から分
離航跡を含む新仮説を生成する手段と、旧仮説が分離航
跡を含まない場合に誤信号だけの新仮説を生成する手段
と、生成した新仮説の内で同一内容のものを一つの新仮
説にまとめる手段を備えたことを特徴とする請求項６記
載の目標追尾装置。
【請求項１０】入力する観測ベクトルにおいて誤信号
が含まれるかどうかを判定する誤信号有無判定装置と、
誤信号が無い場合に処理を簡素化する機能を持ったゲー
ト内判定行列算出装置と、同じく誤信号が無い場合に処
理を簡素化する機能を持った航跡相関行列算出装置とを
備えた請求項１記載の目標追尾装置。
【請求項１１】仮説数を削減する仮説縮小装置を備え
た請求項１０記載の目標追尾装置。
【請求項１２】クラスタを分離するクラスタ分離装置
を備えた請求項１０記載の目標追尾装置。
【請求項１３】請求項１２記載のクラスタ分離装置
が、仮説を削減した場合にクラスタが分離するかどうか
を誤信号が無い場合に簡易に判定する簡易クラスタ分離
判定装置と、分離したそれぞれのクラスタに対応する仮
説を誤信号が無い場合に簡易に生成する簡易分離クラス
タ仮説生成装置とを備えたことを特徴とする請求項１２
記載の目標追尾装置。
【請求項１４】請求項１３記載の簡易クラスタ分離判
定装置が、ある航跡がある仮説に含まれるかどうかを検
出する手段と、ある航跡が全ての仮説においてこの条件
を満たしていることを検出する手段とを備えた、１航跡
のみからなるクラスタの簡易クラスタ分離判定装置であ
ることを特徴とする請求項１３記載の目標追尾装置。
【請求項１５】請求項１３記載の簡易分離クラスタ仮
説生成装置が、クラスタの分離が発生した場合に、旧仮
説から分離航跡を含む新仮説を生成する手段と、生成し
た新仮説の内で同一内容のものを一つの新仮説にまとめ
る手段とを備えた簡易分離クラスタ仮説生成装置である
ことを特徴とする請求項１３記載の目標追尾装置。