JP3208657B2

JP3208657B2 - 電波源位置標定装置

Info

Publication number: JP3208657B2
Application number: JP06982597A
Authority: JP
Inventors: 敬伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2001-09-17
Anticipated expiration: 2017-03-24
Also published as: JPH10268032A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電波発射源の位
置を逆探知する電波逆探装置等に設けられる電波源位置
標定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来の電波源位置標定装置を示
すブロック図である。図において、１は電波逆探装置の
方位測定装置から電波発射源の方位を示す情報である方
位線を入力する方位線入力装置、５は方位線の情報から
電波発射源のおおまかな位置を推定する初期位置推定装
置、６は初期位置推定装置５から得られる概略の初期位
置情報と方位線入力装置１から得られる方位線の情報を
用いて、初期位置情報よりも正しい位置情報を出力する
ニュートン法による位置計算装置、７はニュートン法に
よる位置計算装置６から出力された位置が、十分正しい
かを判定する位置標定結果判定装置である。

【０００３】次に動作の説明の前に、従来型の位置標定
装置の「設計思想」を説明すると、次のようになる。・最初は概略の位置を推定する。・方位線情報を用いて、その概略の位置を修正して、よ
り精度の高い位置情報を得る。・上記操作を何度も行い、十分に精度が上がったと判断
されると、最終的な位置標定結果を出力する。次に、動作を図について説明する。まず、方位線入力装
置１は、電波逆探装置から方位線情報を入手する。方位
線情報とは、電波逆探装置の方位測定装置を搭載した航
空機や艦艇等の移動体の位置と、各位置で測定された電
波発射源の方位情報（真北基準で測定した値）のペアで
構成される。すなわち、方位線情報＝（方位測定装置東経、方位測定装置北緯、
電波源方位）と表される。図１４は方位線情報の説明図である。図１
４のおいて、Ｐは電波発射源、１は方位測定装置であ
り、方位測定装置１を搭載している移動体は矢印方向に
移動しているものとする。θは方位測定装置１から電波
発射源Ｐの位置を真北基準で測定した方位線の角度であ
る。方位測定装置１は矢印方向に移動しながらその位置
での方位線情報を入手する。次いで、初期位置推定装置
５は、方位線情報から概略の電波源位置情報を求める。
この位置は概略で良いため、例えば、電波発射源Ｐが左
右どちらにいるかを判断して、右であれば方位測定装置
１を搭載した移動体の右（或いは左）の１００Ｋｍ先に
あるとする。また、得られる方位線２本を任意に抽出し
て、その交点としても良い。ニュートン法による位置計
算装置６は、初期位置推定装置５により得られた概略の
位置情報を「ニュートン法」と呼ばれる逐次近似計算に
よって、標定精度の向上を図る。ここで、ニュートン法
による位置標定値の精度向上の方法を説明する。一般
に、Ｎ番目に得られた方位線情報を方位線＝（Ｌａｔ_N ，Ｌｏｎ_N ，θ_N ）と表現する場合、最適な位置は次式を最小にする位置
（ｌａｔ，Ｌｏｎ）として得ることができる。

【０００４】

【数１】

【０００５】式（１）で、最適な位置が求められること
は、公刊物によって一般的に知られている。式（１）を
最小にする位置（Ｌａｔ，Ｌｏｎ）を直接計算で求める
ことができればよい、これは理論上できないことが知ら
れている。従って、近似計算を用いて近似値を求めるこ
とになる。ニュートン法は、この様な近似計算の１種で
あり、これを繰り返し使用することで、より精度の高い
近似値を求めることができる。尚、ニュートン法は周知
の手法であるので説明は省略する。以上、説明したよう
に、ニュートン法による位置計算装置６は、入力された
概略の位置情報と、方位線情報からより精度の高い位置
情報を求める。次に、位置標定結果判定装置７はニュー
トン法による位置計算装置６が出力する位置標定結果が
十分精度が高いか否かを判定する。但し真の電波源位置
を知らないため、位置標定結果判定装置７はニュートン
法による位置計算装置６が出力する位置標定結果が含ん
でいる誤差の量を評価することはできない。しかし、近
似計算を数回繰り返した後は、ニュートン法による位置
計算装置６の出力には次の性質があることが知られてい
る。（１）近似値は次第に真値に近づいていく。決して真値
から離れていく様なことは無い。（２）１回の近似計算で近似値の値がΔＬだけ更新され
たとする。この場合、新たに得られた近似値と真値の間
の誤差をΔＬよりも小さい。従って、「位置標定結果判
定装置７はニュートン法による位置計算装置６が出力す
る近似値の値の変化をモニタし、その変化量が規定値以
下になった場合に位置標定計算を終了させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電波源位置標定
装置は、以上のように構成されているため、以下の問題
がある。（１）ニュートン法を用いて、繰り返し近似値を求める
ため、計算負荷が高く、１個の位置標定結果を得るまで
の時間が長い。（２）式（１）から判るように、計算式の中に三角関数
が含まれている。このため、近似値計算の中にも三角関
数のような計算時間のかかる処理が入り込み、これも計
算負荷を高める要因になっている。

【０００７】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、複雑な三角関数や、繰り返し
計算をすることなく、高速に電波発射源の位置を推定す
ることが可能な電波源位置標定装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電波源
位置標定装置は、電波発射源の方位情報である方位線を
入力する方位線入力装置と、この方位線入力装置が入力
した前記方位線の各々をＨｏｕｇｈ変換により点に変換
するＨｏｕｇｈ変換装置と、このＨｏｕｇｈ変換装置が
変換した点列を直線近似する直線近似装置と、この直線
近似装置が直線近似した直線からＨｏｕｇｈ逆変換によ
り点を求めるＨｏｕｇｈ逆変換装置とを備えたものであ
る。

【０００９】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、直線近似装置は、最少自乗近似による直線当ては
め処理を行うことを特徴とするものである。

【００１０】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、直線近似装置が直線近似した直線の誤差を評価す
る当てはめ誤差評価装置と、この誤差が規定値より大き
い場合に、Ｈｏｕｇｈ変換装置が求めた点列を前記直線
近似した直線の上下に分類して直線近似装置に入力する
近似直線によるデータ分離装置とを具備し、前記直線近
似装置が前記直線の上下に分類した点列毎に直線近似す
るものである。

【００１１】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点列をクラスタリ
ング手法により複数のグループに分類するクラスタリン
グ装置と、前記グループ毎の点列を直線近似する直線近
似装置とを具備したものである。

【００１２】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、到来する電波の諸元を測定する電波諸元測定装置
と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点列を前記電波の諸
元毎に複数のグループに分類して、前記グループ毎の点
列を直線近似する直線近似装置とを具備したものであ
る。

【００１３】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、到来する電波の諸元を測定する電波諸元測定装置
と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した２次元の点列を前記
電波の諸元毎に複数のグループに分類するクラスタリン
グ装置と、前記グループ毎の点列を直線近似する直線近
似装置とを具備したものである。

【００１４】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、連続して到来した電波の到来時刻を測定する電波
到来時間測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点
列を上記到来時刻毎に複数のグループに分類するクラス
タリング装置と、前記グループ毎の点列を直線近似する
直線近似装置とを具備したものである。

【００１５】また、この発明に係わる電波源位置標定装
置は、連続して到来した電波の到来時刻を測定する電波
到来時間測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点
列を前記到来時刻、且つ、位置的に近い点列毎に複数の
グループに分類する目標追尾装置と、前記グループ毎の
点列を直線近似する直線近似装置とを具備したものであ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態を図につ
いて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による
電波源位置標定装置を示すブロック図であり、図中、図
１３と同一符号は同一又は相当部分を示す。図１におい
て、２は方位線入力装置１に入力された方位線（直線情
報）をＨｏｕｇｈ変換により点に変換するＨｏｕｇｈ変
換装置、３はＨｏｕｇｈ変換されて「点列」情報となっ
たものを最小自乗近似で直線近似する最小自乗近似計算
装置、４は近似された直線情報を、Ｈｏｕｇｈ逆変換に
よって点を求めることにより電波発射源の位置情報を得
るＨｏｕｇｈ逆変換装置である。

【００１７】次に、Ｈｏｕｇｈ変換処理及び最小自乗近
似による直線当てはめ処理について説明する。Ｈｏｕｇ
ｈ変換処理は、２次元平面間の写像であり、以下の性質
を持っている。（１）写像前の平面における「直線」をＨｏｕｇｈ変換
すると写像後の平面において「点」となる。（２）写像前の平面における「２直線とその交点」をＨ
ｏｕｇｈ変換すると写像後の平面において「２点とそれ
を結ぶ直線」となる。特に、（２）項の性質は重要である。図２はＨｏｕｇｈ
変換の説明図、図３は位置標定処理とＨｏｕｇｈ変換の
関連についての説明図である。図２（ａ）は直線Ｙ＝ａ
Ｘ＋ｂをＨｏｕｇｈ変換すると点（ａ，ｂ）となり、図
２（ｂ）は２直線Ｙ＝ａ１Ｘ＋ｂ１、Ｙ＝ａ２Ｘ＋ｂ２
とその交点（α，β）をＨｏｕｇｈ変換すると２点（ａ
１，ｂ１）、（ａ２，ｂ２）を結ぶ直線ｂ＝αａ＋βと
なることを示している。図３は、多くの直線が１点で交
差する場合は、Ｈｏｕｇｈ変換後の点列は、１直線上に
並ぶことを示している。次に、Ｈｏｕｇｈ変換で重要な
性質は、逆変換が存在することである。すなわち、上述
のように、Ｈｏｕｇｈ変換後に変換後の点列が一直線に
並ぶ場合、その直線をＨｏｕｇｈ逆変換すると、元の平
面における多くの直線が交差している点に変換されるこ
とになる。図４は位置標定処理とＨｏｕｇｈ変換及びＨ
ｏｕｇｈ逆変換の関連を示す説明図であり、図４（ａ）
図３と同様のＨｏｕｇｈ変換を示し、図４（ｂ）は点列
を結ぶ直線Ａを求め、直線ＡをＨｏｕｇｈ逆変換すると
交点となることを示している。位置標定処理は、方位線
（＝直線）の交点を求めるものである。従って、図４の
一連の処理を行えば、位置標定結果を得ることができ
る。Ｈｏｕｇｈ変換及びＨｏｕｇｈ逆変換自体の計算
は、次のものである。Ｈｏｕｇｈ変換直線：Ｙ＝ａＸ＋ｂ → 点（ａ，ｂ）Ｈｏｕｇｈ逆変換点（ａ，ｂ） → 直線：Ｙ＝ａＸ＋ｂこの変換処理は、直線の「傾き（ａ）」と「切片
（ｂ）」をそのまま別の平面に写像するだけであり、逆
変換も同種の処理であり、計算負荷は非常に低い。従っ
て、「多くの点列から、それを通る直線を求める」こと
が計算負荷低く処理できれば位置標定処理を高速に行う
ことができる。そのために「最小自乗近似による直線当
てはめ処理」を用いることにする。この処理は、ニュー
トン法の様な繰り返し計算を行う必要がなく、Ｈｏｕｇ
ｈ変換と同様に１回の計算で近似直線を求めることがで
きる。具体的な計算手順は、次の通りである。点列（ｘ
ｉ，ｙｉ）ｉ＝１〜Ｎを最小自乗近似で直線に近似す
ると

【００１８】

【数２】

【００１９】上記計算式から明らかなように、この計算
には四則演算（＋，−，×，÷）しか用いられておら
ず、従来技術のように三角関係（ｓｉｎ，ｃｏｓ）は必
要ない。従って、単純な四則演算を１回行うだけでその
直線を求めることができるる。以上のことを総合する
と、Ｈｏｕｇｈ変換、最小自乗直線近似、Ｈｏｕｇｈ逆
変換を続けて行うことによって、位置標定処理を高速に
行えることになる。

【００２０】次に、動作を説明する。方位線入力装置１
は航空機等に搭載された電波逆探知装置から方位線情報
を入力しＨｏｕｇｈ変換装置２に出力する。方位線情報
は、実質的には直線であり、Ｙ＝ａＸ＋ｂという形で与
えられるから、Ｈｏｕｇｈ変換装置２は方位線情報をＨ
ｏｕｇｈ変換して点（ａ，ｂ）という情報を切り出し
て、最小自乗近似計算装置３に出力する。最小自乗近似
計算装置３は、刻々送られてくる点列を蓄積し、それが
十分蓄積されたタイミング或いは、位置標定処理を外部
から起動された場合に、（２）式を用いてその点列を直
線近似して直線Ａを求める。この直線近似された直線Ａ
をＨｏｕｇｈ逆変換装置４は、Ｈｏｕｇｈ逆変換を行い
直線近似されたデータの交点を電波発射源の位置情報と
して出力し、位置標定処理が終了する。

【００２１】実施の形態２．実施の形態１では、１個の
レーダ等の電波発射源を受信した場合に、それを高速に
位置標定する方式を示した。電波逆探装置において、受
信する周波数帯域を狭くすればこのように１電波発射源
を重点的に受信することができるが、逆に広帯域に受信
すると、複数の電波発射源を同時に受信することが頻繁
に発生する。このような場合には、現在受信している電
波発射源が１目標であるか複数目標であるかを高速に判
定する必要がある。実施の形態２による電波源位置標定
装置は、この判定を高速に実施するものである。図５は
実施の形態２による電波源位置標定装置のブロック図で
あり、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。図５
において、８は最小自乗近似計算装置３の当てはめ誤差
の大きさを評価する当てはめ誤差評価装置、９は複数電
波発射源からの方位線情報を分類する近似直線によるデ
ータ分離装置である。

【００２２】次に、動作を図について説明する。実施の
形態１で説明したように、１電波発射源からの方位線情
報を入力している場合は、Ｈｏｕｇｈ変換後の点列が１
直線上に並ぶ。逆に、位置が異なる複数電波発射源から
受信している場合は、１直線上には並ばない。例えば、
Ｎ電波源から同時に方位線を受信している場合は、Ｎ直
線上に並ぶ。従って、最小自乗近似計算装置３により直
線当てはめを行っても、当てはめ誤差が発生することに
なる。当てはめ誤差は、次の式で計算できる。当てはめ誤差＝Σ（ａ・ｘｉ＋ｂ−ｙｉ）² 但し、ａは最小自乗近似計算装置で直線当てはめを行っ
た際の直線の傾きｂは最小自乗近似計算装置で直線当てはめを行った際の
直線の切片ｘｉは方位線情報をＨｏｕｇｈ変換した後の点列のＸ座
標ｙｉは方位線情報をＨｏｕｇｈ変換した後の点列のＹ座
標この当てはめ誤差が規定値より大きい場合は、方位線が
複数電波源から来ていることになるので、当てはめ誤差
評価装置８は当てはめ誤差が規定値より大きい場合には
複数の電波発射源から受信していると判断し、規定値よ
り小さい場合には１電波発射源からの受信であると判定
する。また、上記計算も四則演算を１回行うだけである
ので、高速な処理が行える。

【００２３】この際、方位線情報が１電波発射源から到
来しているならば実施の形態１の方式で位置標定を行え
ば良いが、複数の電波発射源から到来している場合はそ
れを分離してから位置標定を行う必要がある。当てはめ
誤差評価装置８は当てはめ誤差が規定値以下であれば、
受信された方位線は１電波発射源からであると判定し、
最小自乗近似計算装置３の直線近似データをＨｏｕｇｈ
逆変換装置４に出力し電波発射源の位置が決定できる。

【００２４】次に、当てはめ誤差が大きくて、当てはめ
誤差評価装置８が複数電波発射源からの受信と判定され
た場合には、最小自乗近似計算装置３が出力する近似直
線のデータ及びＨｏｕｇｈ変換装置２が出力する点列の
データを近似直線によるデータ分離装置９に出力する。
近似直線によるデータ分離装置９は、Ｈｏｕｇｈ変換さ
れた点列を、図６に示すように近似直線の上、下に２分
する。入力された点列が、図６に示すように上下に分か
れている場合、近似直線を用いて点列を上下に分類する
ことができる。分類された点列は、各々再度最小自乗近
似計算装置３に送られ、上、下で２分された点列毎に直
線近似が行われ、当てはめ誤差評価装置８に出力され
る。当てはめ誤差評価装置８は再度各近似直線のデータ
の当てはめ誤差の評価を行い、誤差が規定値以下の場合
に近似直線のデータをＨｏｕｇｈ逆変換装置４に出力し
電波発射源の位置が決定され、誤差が規定値を超える直
線近似データについては再度、近似直線によるデータ分
離装置９を経由して繰り返して処理が行われ、複数の電
波発射源の位置の標定が行われる。

【００２５】実施の形態３．実施の形態２においては、電波発射源の分類を近似直線
により点列を分離することにより実現している。この方
式では、分類する処理が高速に行えるものの、点列の分
布が図６に示すように上下に分かれていない場合、正確
に分類することが困難である。この実施の形態３による
電波源位置標定装置は、このような状況に対処可能なも
のである。図７は実施の形態３による電波源位置標定装
置のブロック図であり、図１と同一符号は同一又は相当
部分を示す。図８はクラスタリング手法の説明図であ
る。図７において、１０はクラスタリング装置である。
クラスタリング装置１０は、Ｈｏｕｇｈ変換装置２より
求められた点列を最小自乗近似直線を当てはめる前に、
画像処理により行われる「クラスタリング手法」によっ
て図８に示す破線のグループに点列を分類して最小自乗
近似計算装置３に出力する。最小自乗近似計算装置３
は、グループ毎の点列を最小自乗近似による直線当ては
め処理により直線近似を行い、Ｈｏｕｇｈ逆変換装置４
はグループ毎のの直線近似から複数の電波発射源の位置
を求める。尚、クラスタリング手法とはデータの分布
（集まり具合）を判断し、それをいくつかのグループに
分ける処理の総称であり、従来から種々の方式が提案さ
れている。この発明の電波源位置標定装置のおけるクラ
スタリング手法は、どの方式を用いても実現可能であ
る。

【００２６】実施の形態４．実施の形態１〜３において
は、方位線情報のみを用いて位置標定を行っている。従
って、近似した方位から複数の電波発射源が電波を発射
している場合には、それらを区別して位置標定すること
はできない。一般に、近似した方位から電波を受信する
場合は、周波数等の電波諸元を用いて方位線情報を分類
することが有効な手段である。この実施の形態４による
電波源位置標定装置は、電波諸元を用いて電波発射源の
分類性能の向上を図るものである。図９は実施の形態４
による電波源位置標定装置のブロック図であり、図１と
同一符号は同一又は相当部分を示す。図９において、１
１は電波諸元測定装置である。

【００２７】次に、動作を図について説明する。電波
諸元測定装置１１は到来方位線の周波数を測定し、最小
自乗近似計算装置３ａに出力する。最小自乗近似計算装
置３ａは、実施の形態１〜３で説明した最小自乗近似計
算装置３では２次元平面にＨｏｕｇｈ変換された点列を
プロットしてそのデータに対して直線を当てはめたが、
電波諸元を１次元加えた３次元空間上に点列をプロット
し、直線当てはめを行う際には、電波諸元の値毎に当て
はめ処理を行うことによって、Ｈｏｕｇｈ変換装置２よ
り求められた点列を電波諸元毎に分類して直線当てはめ
処理により直線近似を行い、Ｈｏｕｇｈ逆変換装置４は
グループ毎のの近似直線から複数の電波発射源の位置を
求める。このようにして、電波源位置標定装置は一度に
複数の位置標定を行うことができる。

【００２８】実施の形態５．実施の形態４においては、電波諸元が電波発射源毎には
っきりと区別される程度に離れている場合を想定してい
る。電波諸元が大きく離れていれば、電波諸元を加えた
３次元空間上で点列は容易に分類できるので、各々に最
小自乗近似計算装置３を適用することができた。しかし
多くの場合、電波諸元も近似していたり、或いは重複し
ているような場合が発生する。この実施の形態５による
電波源位置標定装置は、このような状況に対処可能なも
のである。図１０は実施の形態５による電波源位置標定
装置のブロック図であり、図７と同一符号は同一又は相
当部分を示す。図１０において、１０ａは３次元で点列
を分類するクラスタリング装置であり、図７に示すクラ
スタリング装置１０は２次元平面の点列の分類を行って
いたが、この装置では周波数等の電波諸元を加えた３次
元で点列を分類する。電波諸元測定装置１１は到来方位
線の周波数を測定し、クラスタリング装置１０に出力す
る。クラスタリング装置１０は３次元空間上に配置さ
れた点列を、電波諸元も考慮しながらグループ化するの
で、電波諸元が近似していたり、一部重複していても正
しく点列を電波発射源毎に分類することが可能となる。
最小自乗近似計算装置３はグループ化された点列ごとに
直線近似を行い、Ｈｏｕｇｈ逆変換装置４はグループ毎
のの近似直線から複数の電波発射源の位置を求める。

【００２９】実施の形態６．実施の形態４、５においては、電波諸元を用いて、Ｈｏ
ｕｇｈ変換後の点列を分類した。しかし電波諸元が非常
に近似している場合（例えば同種のレーダが複数存在す
る場合）はこれらの方法を用いても、点列の分類は困難
である。この実施の形態６による電波源位置標定装置
は、このような状況に対応するために成されたもので、
到来方位線の時間情報に着目して点列を分類するもので
ある。図１１は実施の形態６による電波源位置標定装置
のブロック図であり、図１０と同一符号は同一又は相当
部分を示す。図１１において、１０ｂはクラスタリング
装置、１２は到来する方位線の「到来時刻」を測定する
電波到来時間測定装置である。一般に、電波発射源から
電波を受信する場合、多くのレーダ等の電波発射源はア
ンテナを回転させている。従って、電波逆探装置側から
見れば、一定時間（通常１秒以下）の間電波が受信可能
となり、その後５〜１０秒間は電波は受信できない。複
数の電波発射源を同時に受信する場合には、各々の電波
発射源について１秒程度受信してはその後受信不可状態
が続く。電波到来時間測定装置１２を用いる目的は、こ
のような状況を積極的に活用しようとするもので、１個
の電波発射源からの方位線（電波）は一定期間連続的に
受信するとして、クラスタリング装置１０ｂは電波到来
時間測定装置１２が測定した時刻内（一定期間内）に連
続して受信された点列を１グループとして分類する。最
小自乗近似計算装置３はグループ化された点列ごとに直
線近似を行い、Ｈｏｕｇｈ逆変換装置４はグループ毎の
の直線近似から複数の電波発射源の位置を求める。

【００３０】実施の形態７．実施の形態６による電波源
位置標定装置では、電波到来時刻の分布に着目して、そ
の値が近いものをグループ化しようとするものであっ
た。しかし、電波到来時刻の分布に着目せずに、点列を
分類する手法が存在する。図１２は実施の形態７による
電波源位置標定装置のブロック図であり、図１１と同一
符号は同一又は相当部分を示す。図１２において、１３
は目標追尾装置であり、電波到来時間測定装置１２が測
定した時間内の連続して受信された点列を追尾して近接
する時刻に求められた点列を１グループとして分類す
る。目標追尾装置１３の目標追尾処理はレーダ装置にお
いて同時に複数目標を追尾する処理を行うものと同様の
ものである。レーダ装置における「目標追尾処理」は、・近接した時刻に入力した点・且つ位置的に近い点を時間経過に従ってグループ化するものである。この状
況は、Ｈｏｕｇｈ変換装置２が求める点列にも当てはま
る。すなわち、実施の形態７において説明したように、
同じ電波発射源から受信される方位線は一定時間持続し
て受信されるので、「近接した時刻に入力される点列」
は同じ電波発射源と判定することができる。また、電波
発射源位置は移動しないため、方位線の方向は短時間に
は変化しないので、３次元空間上の点列の位置も近くな
る。従って、レーダ装置における「目標追尾処理」と同
様な処理装置を用いることによって、点列を分類するこ
とが可能となり、最小自乗近似計算装置３はグループ化
された点列ごとに直線近似を行い、Ｈｏｕｇｈ逆変換装
置４はグループ毎のの近似直線から複数の電波発射源の
位置を求める。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば電波源
位置標定装置を、Ｈｏｕｇｈ変換装置が電波発射源の方
位線をＨｏｕｇｈ変換により点に変換し、直線近似装置
がＨｏｕｇｈ変換装置が変換した点列を直線近似し、Ｈ
ｏｕｇｈ逆変換装置が直線近似装置が直線近似した直線
からＨｏｕｇｈ逆変換により点を求めるようにすると、
複雑な三角関数や、繰り返し計算をすることなく、高速
に電波発射源の位置を標定することが可能となる効果を
奏する。

【００３２】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、直線近似装置が、最少自乗近似による直線当ては
め処理を行うこようにすると、更に、点列の直線近似処
理が早くなる効果を奏する。

【００３３】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、当てはめ誤差評価装置が直線近似装置が直線近似
した直線の誤差を評価し、近似直線によるデータ分離装
置が誤差が規定値より大きい場合に、Ｈｏｕｇｈ変換装
置が求めた点列を直線近似した直線の上下に分類して直
線近似装置に入力し、直線近似装置が直線の上下にに分
類した点列毎に直線近似するようにすると、直線近似装
置が上下に分類した点列毎に直線近似を行い、Ｈｏｕｇ
ｈ逆変換装置が直線近似を行った直線毎に電波発射源で
ある点を求めるので、複数の電波発射源の位置を高速に
標定することができる効果を奏する。

【００３４】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、クラスタリング装置がＨｏｕｇｈ変換装置が変換
した点列をクラスタリング手法により複数のグループに
分類すし、直線近似装置がグループ毎の点列を直線近似
するようにすると、Ｈｏｕｇｈ逆変換装置が直線近似を
行った直線毎に電波発射源である点を求めるので、点列
の分布が近似直線の上下に分布していない場合にも、ク
ラスタリング手法により点列の分布を把握できるように
なり、複数の電波発射源の位置を高速に標定することが
できる効果を奏する。

【００３５】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、電波諸元測定装置が到来する電波の諸元を測定
し、直線近似装置がＨｏｕｇｈ変換装置が変換した点列
を電波の諸元毎に複数のグループに分類して、グループ
毎の点列を直線近似するようにすると、近似した方位か
ら複数の電波発射源が電波を発射した場合でも、電波の
諸元により点列をグループに分類することができるよう
になり、より確実に、複数の電波発射源の位置を高速に
標定することができる効果を奏する。

【００３６】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、電波諸元測定装置が到来する電波の諸元を測定
し、クラスタリング装置がＨｏｕｇｈ変換装置が変換し
た２次元の点列を電波の諸元毎に複数のグループに分類
し、直線近似装置がグループ毎の点列を直線近似するよ
うにすると、電波発射源の電波の諸元の差が少ない場合
でもクラスタリング手法と電波の諸元を組合わせて点列
をグループに分類することができるようになり、より確
実に、複数の電波発射源の位置を高速に標定することが
できる効果を奏する。

【００３７】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、電波到来時間測定装置が連続して到来した電波の
到来時刻を測定し、クラスタリング装置がＨｏｕｇｈ変
換装置が変換した点列を連続して到来した電波の到来時
刻毎に複数のグループに分類し、直線近似装置がグルー
プ毎の点列を直線近似するようにすると、電波発射源の
電波の諸元が非常に近似している場合にも、クラスタリ
ング手法と連続して到来した電波の到来時刻内の電波情
報とを組合わせて点列をグループに分類することができ
るようになり、より確実に、複数の電波発射源の位置を
高速に標定することができる効果を奏する。

【００３８】また、この発明によれば電波源位置標定装
置を、電波到来時間測定装置が連続して到来した電波の
到来時刻を測定し、目標追尾装置がＨｏｕｇｈ変換装置
が変換した点列の内、近接した時刻に入力し、且つ、位
置的に近い点を同じグループの点列として複数のグルー
プに分類し、直線近似装置がグループ毎の点列を直線近
似するようにすると、複数の電波発射源の位置を高速に
標定することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による電波源位置標
定装置のブロック図である。

【図２】Ｈｏｕｇｈ変換の説明図である。

【図３】位置標定処理とＨｏｕｇｈ変換の関連の説明
図である。

【図４】位置標定処理とＨｏｕｇｈ変換及びＨｏｕｇ
ｈ逆変換の関連の説明図である。

【図５】この発明の実施の形態２による電波源位置標
定装置のブロック図である。

【図６】図５に示す近似直線によるデータ分離装置の
データ分類手法説明図である。

【図７】この発明の実施の形態３による電波源位置標
定装置のブロック図である。

【図８】図７に示すクラスタリング装置に用いられる
クラスタリング手法の説明図である。

【図９】この発明の実施の形態４による電波源位置標
定装置のブロック図である。

【図１０】この発明の実施の形態５による電波源位置
標定装置のブロック図である。

【図１１】この発明の実施の形態６による電波源位置
標定装置のブロック図である。

【図１２】この発明の実施の形態７による電波源位置
標定装置のブロック図である。

【図１３】従来構成の電波源位置標定装置の構成図で
ある。実施の形態６の構成図である。

【図１４】従来及び本願発明の電波源位置標定に関す
る概念図である。

【符号の説明】

１方位線入力装置、２Ｈｏｕｇｈ変換装置、３最
小自乗近似計算装置、４Ｈｏｕｇｈ逆変換装置、８
当てはめ誤差標定装置、９近似直線によるデータ分離
装置、１０クラスタリング装置、１１電波諸元測定
装置、１２電波到来時間測定装置、１３目標追尾装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−133762（ＪＰ，Ａ) 特開平10−104347（ＪＰ，Ａ) 特開平７−239382（ＪＰ，Ａ) 特開平７−43457（ＪＰ，Ａ) 特開平８−271615（ＪＰ，Ａ) 特開平７−333342（ＪＰ，Ａ) 宮内、他４名、”時空間Ｈｏｕｇｈ変換を用いたレーダ航跡検出法”、信学技報ＳＡＮＥ96−19、電子情報通信学会、平成８年５月31日、第96巻、第86 号、Ｐ．33−40 宮内、他４名、”時空間Ｈｏｕｇｈ変換を用いたレーダ航跡検出の特性評価”、信学技報ＳＡＮＥ97−10、電子情報通信学会、平成９年４月17日、第97 巻、第８号、Ｐ．55−62 (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】電波発射源の方位情報である方位線を入
力する方位線入力装置と、この方位線入力装置が入力し
た前記方位線の各々をＨｏｕｇｈ変換により点に変換す
るＨｏｕｇｈ変換装置と、このＨｏｕｇｈ変換装置が変
換した点列を直線近似する直線近似装置と、この直線近
似装置が直線近似した直線からＨｏｕｇｈ逆変換により
点を求めるＨｏｕｇｈ逆変換装置とを備えた電波源位置
標定装置。
【請求項２】直線近似装置は、最少自乗近似による直
線当てはめ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載
の電波源位置標定装置。
【請求項３】直線近似装置が直線近似した直線の誤差
を評価する当てはめ誤差評価装置と、この誤差が規定値
より大きい場合に、Ｈｏｕｇｈ変換装置が求めた点列を
前記直線近似した直線の上下に分類して直線近似装置に
入力する近似直線によるデータ分離装置とを具備し、前
記直線近似装置が前記直線の上下に分類した点列毎に直
線近似することを特徴とする請求項１に記載の電波源位
置標定装置。
【請求項４】Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点列をク
ラスタリング手法により複数のグループに分類するクラ
スタリング装置と、前記グループ毎の点列を直線近似す
る直線近似装置とを具備したことを特徴とする請求項１
に記載の電波源位置標定装置。
【請求項５】到来する電波の諸元を測定する電波諸元
測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した点列を前記
電波の諸元毎に複数のグループに分類して、前記グルー
プ毎の点列を直線近似する直線近似装置とを具備したこ
とを特徴とする請求項１に記載の電波源位置標定装置。
【請求項６】到来する電波の諸元を測定する電波諸元
測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変換した２次元の点
列を前記電波の諸元毎に複数のグループに分類するクラ
スタリング装置と、前記グループ毎の点列を直線近似す
る直線近似装置とを具備したことを特徴とする請求項１
に記載の電波源位置標定装置。
【請求項７】連続して到来した電波の到来時刻を測定
する電波到来時間測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変
換した点列を上記到来時刻毎に複数のグループに分類す
るクラスタリング装置と、前記グループ毎の点列を直線
近似する直線近似装置とを具備したことを特徴とする請
求項１に記載の電波源位置標定装置。
【請求項８】連続して到来した電波の到来時刻を測定
する電波到来時間測定装置と、Ｈｏｕｇｈ変換装置が変
換した点列を前記到来時刻、且つ、位置的に近い点列毎
に複数のグループに分類する目標追尾装置と、前記グル
ープ毎の点列を直線近似する直線近似装置とを具備した
ことを特徴とする請求項１に記載の電波源位置標定装
置。