JP3432737B2 - Tracking device - Google Patents

Tracking device

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JP3432737B2
JP3432737B2 JP03716298A JP3716298A JP3432737B2 JP 3432737 B2 JP3432737 B2 JP 3432737B2 JP 03716298 A JP03716298 A JP 03716298A JP 3716298 A JP3716298 A JP 3716298A JP 3432737 B2 JP3432737 B2 JP 3432737B2
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observation
prediction
target
tracking device
motion model
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洋志 亀田
信吾 辻道
義夫 小菅
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーダセンサによ
る目標追尾装置に関し、特に誤相関を引き起こさずに追
尾精度を向上するようにした追尾装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target tracking device using a radar sensor, and more particularly to a tracking device which improves tracking accuracy without causing a false correlation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、「旋回目標に対する良好な追従性
の確保」と「直進目標に対する高精度追尾」を同時に実
現する場合、N個の運動モデルで定義される追尾フィル
タを構成し、平滑状態を確率に応じて統合する追尾装置
を構成するようにしていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to simultaneously realize "securing a good followability with respect to a turning target" and "high-precision tracking with respect to a straight ahead target", a tracking filter defined by N motion models is constructed to obtain a smooth state. A tracking device was integrated to integrate the two in accordance with the probability.

【0003】そのような従来技術としては、下記の図1
7及び図18に示すようなものがあった。図17は、
A. Houles and Y.Bar−Shalo
m,“Multisensor tracking o
f a maneuvering target in
clutter“,IEEE Aerosp. &E
lectron. Syst.1989に記載されてい
る追尾装置の構成を示すブロック図、図18は図17に
示す追尾装置の動作を示すフローチャートである。
As such a conventional technique, the following FIG.
7 and FIG. 18. Figure 17
A. Houles and Y. Bar-Shalo
m, "Multisensor tracking o
f a maneuvering target in
clutter ", IEEE Aerosp. & E
electron. Syst. FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the tracking device described in 1989, and FIG. 18 is a flowchart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【0004】まず、図17を参照して、上記従来の追尾
装置の構成を説明する。説明のため、サンプリング時刻
tkにおける目標の観測値ベクトルをCk、運動モデル
毎に定義される追尾目標の状態変数ベクトルをBk,a
(a=1,2,..,N)、Bk,aを統合することで
得られる追尾目標の状態変数ベクトルをBkとおく。
尚、Ck,Bkは北基準直交座標系で表現する。
First, the structure of the conventional tracking device will be described with reference to FIG. For the purpose of explanation, the target observation value vector at the sampling time tk is Ck, and the tracking target state variable vector defined for each motion model is Bk, a.
(A = 1, 2, ..., N), the state variable vector of the tracking target obtained by integrating Bk, a is set as Bk.
Note that Ck and Bk are expressed in the north reference Cartesian coordinate system.

【0005】図17において、1は追尾目標の観測値ベ
クトルを出力する観測手段、21〜22はN個の運動モ
デルに基づくN個の目標の予測状態として予測ベクトル
Bk,a(−)と予測誤差共分散Pk,a(−)を出力
する予測手段、31〜32はN個の予測状態を入力し、
N種類のゲートとゲート容積を算出するゲート算出手
段、41はN個のゲート容積を入力し、容積の最も大き
なものをゲートとして選択するゲート選択手段、51〜
52は観測手段の出力である観測値ベクトル、N個の予
測状態毎に平滑状態として平滑値ベクトルBk,a
(+)と平滑誤差共分散Pk,a(+)を出力する平滑
手段、6はN種類の平滑状態を統合する平滑値統合手
段、71〜72は遅延要素である。
In FIG. 17, 1 is an observing means for outputting an observation value vector of a tracking target, and 21 to 22 are prediction vectors Bk, a (-) as prediction states of N targets based on N motion models. Prediction means for outputting the error covariance Pk, a (-), 31 to 32 input N prediction states,
Gate calculation means for calculating N kinds of gates and gate volumes, 41 is gate selection means for inputting N gate volumes and selecting the largest volume as a gate, 51-
52 is an observation value vector output from the observing means, and a smoothing value vector Bk, a as a smoothing state for each of N prediction states.
(+) And smoothing error covariance Pk, a (+) are output as smoothing means, 6 is smoothing value integrating means for integrating N kinds of smoothing states, and 71 to 72 are delay elements.

【0006】以下、上記各手段について更に詳細に説明
する。まず、観測手段1は、サンプリング時刻tkにお
ける目標の観測値ベクトルCkを出力する。ここで、C
kは追尾目標の位置情報などから構成される。予測手段
21〜22は、平滑値統合手段6の出力であるN個の運
動モデル毎の平滑状態を入力し、単位時間先の予測状態
として予測値ベクトルBk,a(−)と予測誤差共分散
Pk,a(−)を出力する。
The above means will be described in more detail below. First, the observation means 1 outputs the target observation value vector Ck at the sampling time tk. Where C
k is composed of position information of the tracking target. The predicting means 21 to 22 input the smoothed state for each of the N motion models which is the output of the smoothed value integrating means 6, and predict the predicted value vector Bk, a (-) and the predictive error covariance as the predicted state of a unit time ahead. Output Pk, a (-).

【0007】ゲート算出手段31〜32は、予測手段2
1〜22の出力である予測値ベクトルBk,a(−)と
予測誤差共分散Pk,a(−)を入力して運動モデル毎
にゲート中心Ck,a(−)と誤差共分散行列Sk,a
(−)、及びゲート容積Vm,aとを出力する。
The gate calculating means 31 to 32 are the predicting means 2
The predicted value vector Bk, a (-) and the prediction error covariance Pk, a (-), which are the outputs of 1 to 22, are input, and the gate centers Ck, a (-) and the error covariance matrix Sk, for each motion model. a
(-) And the gate volume Vm, a are output.

【0008】ゲート選択手段41は、ゲート算出手段3
1〜32の出力である運動モデル毎に得られたN個のゲ
ート諸元を入力し、ゲート容積の最も大きなものをゲー
トとして採用し出力する。
The gate selecting means 41 is a gate calculating means 3
The N gate specifications obtained for each motion model, which are the outputs of 1 to 32, are input, and the gate having the largest gate volume is adopted and output.

【0009】平滑手段51〜52は、サンプリング時刻
tkにおける追尾目標の観測値ベクトルCk、予測手段
の出力である運動モデル毎のN個の予測状態を入力し、
各運動モデル毎のN個の平滑値ベクトルBk,a(+)
と平滑誤差共分散行列Pk,a(+)を出力する。
The smoothing means 51 to 52 input the observed value vector Ck of the tracking target at the sampling time tk and N prediction states for each motion model which is the output of the prediction means,
N smoothed value vectors Bk, a (+) for each motion model
And a smooth error covariance matrix Pk, a (+) is output.

【0010】平滑値統合手段6は、平滑手段の出力であ
る運動モデル毎のN個の平滑状態を入力し、確率で重み
付けすることにより平滑値ベクトルBk(+)と平滑誤
差共分散行列Pk(+)を出力する。
The smoothing value integrating means 6 inputs N smoothing states for each motion model, which is the output of the smoothing means, and weights them by the probability, thereby smoothing value vector Bk (+) and smoothing error covariance matrix Pk ( +) Is output.

【0011】次に、図17及び図18、特に図18のフ
ローチャートを参照して、図17に示す従来の追尾装置
の動作を説明する。まず、動作を開始し、ステップST
1において、予測手段21〜22が後述する平滑手段5
1〜52の出力である運動モデル毎のN個の平滑状態を
入力し、単位時間先の予測状態として予測値ベクトルB
k,a(−)と予測誤差共分散Pk,a(−)を運動モ
デル毎に出力する。
Next, the operation of the conventional tracking device shown in FIG. 17 will be described with reference to FIGS. 17 and 18, particularly the flowchart of FIG. First, the operation is started, and step ST
1, the prediction means 21 to 22 are smoothing means 5 described later.
Input the N smoothing states for each motion model, which are the outputs of 1 to 52, and use the predicted value vector B as the predicted state at a unit time ahead.
k, a (-) and prediction error covariance Pk, a (-) are output for each motion model.

【0012】ステップST12において、ゲート算出手
段31〜32が予測手段21〜22の出力である運動モ
デル毎のN個の予測状態を入力し、ゲート中心Ck,a
(−)、誤差共分散行列Sk,a(−)、及びゲート容
積Vm,aを算出する。
In step ST12, the gate calculation means 31 to 32 input N prediction states for each motion model which are the outputs of the prediction means 21 to 22, and the gate centers Ck, a.
(−), Error covariance matrix Sk, a (−), and gate volume Vm, a are calculated.

【0013】次に、ステップST31に進み、ゲート選
択手段41が運動モデル毎に算出したゲート容積Vm,
aを比較し、最も容積の大きなものを追尾ゲートとして
選択し出力する。
Next, in step ST31, the gate volume Vm calculated by the gate selecting means 41 for each motion model,
a is compared, and the one with the largest volume is selected as the tracking gate and output.

【0014】次のステップST4において、観測手段1
により目標を観測して観測値ベクトルCkを出力する。
その観測値ベクトルCkは平滑手段51〜52に対して
入力される。
In the next step ST4, the observation means 1
The target is observed by and the observation value vector Ck is output.
The observation value vector Ck is input to the smoothing means 51 to 52.

【0015】さらにステップST5に進み、平滑手段5
1〜52が観測手段1からの観測値ベクトルCkと予測
手段21〜22で運動モデル毎に算出した予測状態(上
記のBk,a(−)、Pk,a(−))とを入力し、目
標の平滑状態として運動モデル毎の平滑値ベクトルB
k,a(+)と平滑誤差共分散Pk,a(+)とを出力
する。
Further, in step ST5, the smoothing means 5
1 to 52 input the observed value vector Ck from the observation means 1 and the prediction state (Bk, a (−), Pk, a (−) above) calculated for each motion model by the prediction means 21 to 22, A smooth value vector B for each motion model as the target smooth state
k, a (+) and smoothing error covariance Pk, a (+) are output.

【0016】最後にステップST6において、平滑値統
合手段6が平滑手段51〜52において得られた運動モ
デル毎の平滑状態(上記のBk,a(+)、Pk,a
(+))と、単位時間前に算出された各運動モデルが正
しいとされる確率と、運動モデル間の推移確率Pabと
を入力し、N個の運動モデル毎の平滑状態を統合して処
理は終了する。処理終了でないときは、上記のステップ
ST1へ戻る。
Finally, in step ST6, the smoothing value integrating means 6 performs the smoothing state (Bk, a (+), Pk, a above) for each motion model obtained by the smoothing means 51-52.
(+)), The probability that each motion model calculated before the unit time is correct, and the transition probability Pab between motion models are input, and the smoothed states of N motion models are integrated and processed. Ends. If the processing is not completed, the process returns to step ST1.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の追尾装置は、上記のような構成により「旋回目標に
対する良好な追従性」と「直進目標に対する高い追尾精
度」の両方を同時に実現しようとしている。しかし、こ
の構成では予測状態の統合がなされておらず、追尾ゲー
トが一意に決まらない。そのため、容積の最も大きなゲ
ートを選択するので、必要以上にゲートを大きくして誤
相関を引き起こす可能性が高くなるという問題があっ
た。
However, the above-described conventional tracking device tries to realize both "good tracking performance for a turning target" and "high tracking accuracy for a straight ahead target" at the same time by the above-mentioned configuration. . However, in this configuration, the prediction states are not integrated, and the tracking gate cannot be uniquely determined. Therefore, since the gate having the largest volume is selected, there is a problem in that there is a high possibility that the gate is made larger than necessary to cause a cross correlation.

【0018】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、各運動モデルに基づき算出された予
測状態を運動モデルの適合度によって統合することによ
って、誤相関を引き起こすことなく、旋回目標に対する
追従性と直進目標に対する追尾精度とを同時に高める追
尾装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and integrates the predicted states calculated based on the respective motion models according to the goodness of fit of the motion models, thereby causing no cross correlation. It is an object of the present invention to provide a tracking device that simultaneously improves the tracking performance for a turning target and the tracking accuracy for a straight ahead target.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
かかる追尾装置は、旋回、直進目標を対象とした追尾装
置において、複数の運動モデルに基づきそれぞれの予測
状態を出力する予測手段と、前記複数の予測状態を統合
し出力する予測値統合手段と、前記統合した予測状態を
入力して次の観測値ベクトルが得られる領域を出力する
ゲート算出手段と、前記領域における追尾目標を観測し
その観測値ベクトルを出力する観測手段と、前記観測手
段からの観測値ベクトルと前記予測手段からの複数の
測状態とを入力して各運動モデルに基づく複数の目標の
平滑状態を出力する平滑手段と、前記複数の平滑状態を
統合して出力する平滑値統合手段と、を備え前記複数
の予測状態を統合する際に予測値ベクトルと予測誤差共
分散行列それぞれを各運動モデルの適合度に応じて重み
づけ統合することを特徴とする。
A tracking device according to a first aspect of the present invention is a tracking device for a turning or straight ahead target.
In the above , the prediction means for outputting the respective prediction states based on the plurality of motion models and the plurality of prediction states are integrated.
And output the predicted value integration means, the gate calculation means for inputting the integrated prediction state and outputting the area where the next observed value vector is obtained, and the tracking target in the area is observed and the observed value vector is output. Observing means, a smoothing means for inputting an observed value vector from the observing means and a plurality of prediction states from the predicting means, and outputting a plurality of target smooth states based on each motion model; The smooth states
Includes a smoothing value integrating means for integrating and outputting, a plurality
When combining the prediction states of
It is characterized in that each variance matrix is weighted and integrated according to the fitness of each motion model.

【0020】請求項2に記載の発明にかかる追尾装置
は、サンプリング間隔に応じて前記運動モデルの数を1
個または複数に切替える運動モデル制御手段を備えるよ
うにしたものである。
In the tracking device according to the invention of claim 2, the number of the motion models is set to 1 in accordance with the sampling interval.
It is provided with a motion model control means for switching to one or more .

【0021】請求項3に記載の発明にかかる追尾装置
は、追尾時間に応じて前記運動モデルの数を1個または
複数に切替える第2の運動モデル制御手段を備えるよう
にしたものである。
In the tracking device according to the invention as defined in claim 3, the number of the motion models is one or, depending on the tracking time.
A second motion model control means for switching to a plurality of units is provided.

【0022】請求項4に記載の発明にかかる追尾装置
は、複数の目標運動モデルを定義して、N種類の独立同
次元の定数入力ベクトルを設定する定数入力設定手段を
備えるようにしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a tracking device is provided with a constant input setting means for defining a plurality of target motion models and setting N kinds of independent same-dimensional constant input vectors. is there.

【0023】請求項5に記載の発明にかかる追尾装置
は、配置位置の異なる複数レーダの配置位置を考慮した
観測情報を処理する観測行列算出手段を備えるようにし
たものである。
A tracking device according to a fifth aspect of the present invention is provided with an observation matrix calculating means for processing the observation information in consideration of the arrangement positions of a plurality of radars having different arrangement positions.

【0024】請求項6に記載の発明にかかる追尾装置
は、不要信号の消え残りにより観測信号が複数になった
場合において、どの信号が目標の信号であるかの相関処
理を行なう仮説設定手段及び相関手段を備えるようにし
たものである。
A tracking device according to a sixth aspect of the invention is a hypothesis setting means for performing a correlation process of which signal is a target signal when a plurality of observation signals are generated due to the disappearance of unnecessary signals. The correlation means is provided.

【0025】請求項7に記載の発明にかかる追尾装置
は、複数目標が存在する多目標環境において、どの観測
信号が既追尾目標からの信号であるかの相関処理を行な
う第2の仮説設定手段及び第2の相関手段を備えるよう
にしたものである。
The tracking device according to the invention of claim 7 is a second hypothesis setting means for performing correlation processing of which observation signal is a signal from an already tracked target in a multi-target environment in which a plurality of targets exist. And a second correlation means.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、添付図面、図1乃至図16
に基づき、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1
は本発明の実施の形態1における追尾装置の構成を示す
ブロック図、図2は図1に示す追尾装置の動作を示すフ
ローチャートの図、図3は本発明の実施の形態2におけ
る追尾装置の構成を示すブロック図、図4は図3に示す
追尾装置の動作を示すフローチャートの図、図5は本発
明の実施の形態3における追尾装置の構成を示すブロッ
ク図、図6は図5に示す追尾装置の動作を示すフローチ
ャートの図、図7は本発明の実施の形態4における追尾
装置の構成を示すブロック図、図8は図7に示す追尾装
置の動作を示すフローチャートの図、図9は実施の形態
4で用いる運動座標系を示す図、図10は実施の形態4
で用いる目標の運動方向を示す図、図11は本発明の実
施の形態5における追尾装置の構成を示すブロック図、
図12は図11に示す追尾装置の動作を示すフローチャ
ートの図、図13は本発明の実施の形態6における追尾
装置の構成を示すブロック図、図14は図13に示す追
尾装置の動作を示すフローチャートの図、図15は本発
明の実施の形態7における追尾装置の構成を示すブロッ
ク図、図16は図15に示す追尾装置の動作を示すフロ
ーチャートの図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The accompanying drawings, FIGS.
Based on this, an embodiment of the present invention will be described in detail. Figure 1
2 is a block diagram showing the configuration of the tracking device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the tracking device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration of the tracking device according to the second embodiment of the present invention. 4 is a block diagram showing the operation of the tracking device shown in FIG. 3, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the tracking device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 6 is the tracking shown in FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the apparatus, FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the tracking apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the tracking apparatus shown in FIG. 7, and FIG. FIG. 10 is a diagram showing a motion coordinate system used in the fourth embodiment, and FIG. 10 is a fourth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a tracking device according to the fifth embodiment of the present invention, FIG.
12 is a flowchart showing the operation of the tracking device shown in FIG. 11, FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the tracking device according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 shows the operation of the tracking device shown in FIG. FIG. 15 is a flowchart, FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to Embodiment 7 of the present invention, and FIG. 16 is a flowchart showing an operation of the tracking device shown in FIG.

【0027】まず、実施の形態の説明のための符号を説
明すると、サンプリング時間tkにおける目標の観測値
ベクトルをCk、運動モデルaに基づく状態変数ベクト
ルをBk,a(a=1,2,..,N)とし、状態変数
ベクトルBk,aを統合することで得られる追尾目標の
状態変数ベクトルをBkとおく。Ck、Bkは北基準直
交座標系で表現する。
First, the reference numerals for describing the embodiment will be described. The target observation value vector at the sampling time tk is Ck, and the state variable vector based on the motion model a is Bk, a (a = 1, 2 ,. , N), the state variable vector of the tracking target obtained by integrating the state variable vectors Bk, a is set as Bk . Ck and Bk are expressed in the north reference Cartesian coordinate system.

【0028】実施の形態1. まず、図1を参照して、本発明の実施の形態1における
追尾装置の構成を説明する。図1において、1は目標を
監視するためのレーダなどのセンサ等で構成され、追尾
目標との距離rと方位角u1及び仰角u2を出力する観
測手段、51〜52は観測手段1に接続され目標の観測
値ベクトルCkと予測手段の出力を入力して各運動モデ
ルに基づく追尾目標の平滑状態を出力する平滑手段
(尚、〜のマークはこの間に同等の手段が複数(N箇)
接続されうることを示す)、71及び72は遅延要素、
21〜22は平滑値統合手段6の出力である平滑値ベク
トルBk(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)、を
入力し、各運動モデルに基づく単間時間分先の予測値ベ
クトルBk,a(−)及び予測誤差共分散行列Pk,a
(−)を出力する予測手段である。
Embodiment 1. First, the configuration of the tracking device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 is composed of a sensor such as a radar for monitoring a target, and observation means 51 to 52 for outputting a distance r to a tracking target and an azimuth angle u1 and an elevation angle u2 are connected to the observation means 1. Smoothing means for inputting the observed value vector Ck of the target and the output of the predicting means and outputting the smoothing state of the tracking target based on each motion model (note that there are a plurality of equivalent means between these marks (N marks)).
, 71 and 72 are delay elements,
Numerals 21 to 22 are input with the smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+), which are the outputs of the smoothed value integrating means 6, and the predicted value vector Bk for a single time interval based on each motion model. , A (−) and the prediction error covariance matrix Pk, a
It is a prediction means that outputs (-).

【0029】また、6は平滑手段51〜52において得
られた運動モデル毎の平滑状態Bk,a(+)、Pk,
a(+)、尤度Λk,a及び運動モデル間の推移確率P
abを入力し、各運動モデルの適合度βk,aを算出す
る平滑値統合手段、21〜22は平滑値統合手段6の出
力である平滑値ベクトルBk(+)及び平滑誤差共分散
行列Pk(+)(後述する)を入力して、各運動モデル
に基づいた単位時間分先の予測値ベクトルBk,a
(−)及び予測誤差共分散行列Pk,a(−)を出力す
る予測手段である。
Further, 6 is a smoothing state Bk, a (+), Pk, for each motion model obtained by the smoothing means 51-52.
a (+), likelihood Λk, a, and transition probability P between motion models
The smooth value integrating means 21 to 22 which inputs ab and calculates the goodness of fit βk, a of each motion model is a smooth value vector Bk (+) output from the smooth value integrating means 6 and the smooth error covariance matrix Pk ( +) (Which will be described later) is input to predict the predicted value vector Bk, a for a unit time ahead based on each motion model.
It is a prediction means that outputs (-) and the prediction error covariance matrix Pk, a (-).

【0030】また、3は予測手段21〜22の出力であ
る運動モデル毎の予測値ベクトルBk,a(−)、平滑
誤差共分散行列Pk,a(−)、運動モデルの適合度β
k,a及び推移確率Pabを入力し、各運動モデルに基
づいた予測状態を統合して、統合した予測状態、すなわ
ち、予測値ベクトルBk(−)及び予測誤差共分散行列
Pk(−)を出力する予測値統合手段、4は予測値統合
手段3の出力である予測値ベクトルBk(−)と予測誤
差共分散Pk(−)を入力して予測観測値Ck(−)と
予測観測値の誤差共分散行列Sk(−)を算出するゲー
ト算出手段である。
Further, 3 is a prediction value vector Bk, a (-) for each motion model which is an output of the prediction means 21 to 22, a smooth error covariance matrix Pk, a (-), and a fitness degree β of the motion model.
k, a and the transition probability Pab are input, the prediction states based on the respective motion models are integrated, and the integrated prediction state, that is, the prediction value vector Bk (−) and the prediction error covariance matrix Pk (−) are output. The predictive value unifying unit 4 inputs the predictive value vector Bk (−) and the predictive error covariance Pk (−), which are the outputs of the predictive value unifying unit 3, and inputs the predictive observed value Ck (−) and the predictive observed value error. It is a gate calculation means for calculating the covariance matrix Sk (-).

【0031】次に、図1に示す各構成要素の構成につい
て更に詳細に説明する。本実施の形態1における追尾装
置は、追尾目標の観測値ベクトルCkを出力する観測手
段1を有し、観測手段1は目標を監視するためのレーダ
等に含まれるセンサ等で構成され、追尾目標との距離r
と方位角u1及び仰角u2を出力する。
Next, the configuration of each component shown in FIG. 1 will be described in more detail. The tracking device according to the first embodiment includes an observation unit 1 that outputs an observation value vector Ck of a tracking target, and the observation unit 1 is configured by a sensor or the like included in a radar or the like for monitoring the target. Distance r
And the azimuth angle u1 and the elevation angle u2 are output.

【0032】観測手段1には、目標の観測値ベクトルC
kを入力して各運動モデルに基づく追尾目標の平滑状態
を出力する平滑手段51〜52が接続される。この平滑
手段51〜52は運動モデル数分(本実施の形態ではN
箇)設けられており、並列に各運動モデル(運動モデル
1〜N)に基づいた平滑状態を出力する。ここで、運動
モデルとは、目標の状態変数ベクトルBkの時間的変化
を記述するシステム方程式である。
The observation means 1 has a target observation value vector C.
The smoothing means 51 to 52 for inputting k and outputting the smoothing state of the tracking target based on each motion model are connected. The smoothing means 51 to 52 are equal to the number of motion models (N in the present embodiment).
), And outputs a smooth state based on each motion model (motion models 1 to N) in parallel. Here, the motion model is a system equation that describes a temporal change of the target state variable vector Bk.

【0033】例えば、目標の運動を等速直線運動と仮定
する状態変数ベクトルをBk,1、等加速度運動と仮定
する状態変数ベクトルをBk,2、・・・、旋回運動と
仮定する状態変数ベクトルをBk,nとすると、後述す
る予測手段21〜22及び平滑手段51〜52では、こ
れらの運動モデルに基づいた処理が並列に行なわれる。
For example, a state variable vector assuming a target motion as a uniform linear motion is Bk, 1, a state variable vector assuming a uniform acceleration motion is Bk, 2, ..., A state variable vector assuming a turning motion. Is Bk, n, the prediction units 21 to 22 and the smoothing units 51 to 52, which will be described later, perform the processes based on these motion models in parallel.

【0034】平滑手段51〜52は、後述する予測手段
21〜22の出力である運動モデル1〜Nに基づく目標
の予測状態(後述する)と観測手段1からの観測値ベク
トルとを入力し、運動モデルに基づく平滑値ベクトルB
k,a(+)、平滑誤差共分散行列Pk,a(+)及び
尤度Λk,aを出力する。これらが後段に接続された平
滑値統合手段6への入力となる。
The smoothing means 51 to 52 input the predicted state of the target (described later) based on the motion models 1 to N which are the outputs of the prediction means 21 to 22 described later and the observed value vector from the observation means 1, Smooth value vector B based on motion model
It outputs k, a (+), smoothing error covariance matrix Pk, a (+) and likelihood Λk, a. These are input to the smoothed value integrating means 6 connected to the subsequent stage.

【0035】平滑値統合手段6は、平滑手段51〜52
において得られた運動モデル毎の平滑状態Bk,a
(+)、Pk,a(+)及び尤度Λk,a及び各運動モ
デル間の推移確率Pabを入力して、各運動モデルの適
合度βk,aを算出する。更に、運動モデルの適合度β
k,aに応じて各運動モデルの平滑状態を統合して、統
合した平滑状態、すなわち、平滑値ベクトルBk(+)
及び平滑誤差共分散行列Pk(+)を算出する。これら
を遅延要素71により単位時間遅延させた信号を後述す
る予測手段21〜22及び予測値統合手段3に利用す
る。
The smoothing value integrating means 6 includes smoothing means 51-52.
Smoothing state Bk, a for each motion model obtained in
(+), Pk, a (+) and likelihood Λk, a and the transition probability Pab between each motion model are input, and the fitness βk, a of each motion model is calculated. Furthermore, the goodness of fit β of the motion model
The smoothed states of the respective motion models are integrated according to k and a , and the integrated smoothed state, that is, the smoothed value vector Bk (+)
And a smooth error covariance matrix Pk (+) is calculated. The signals obtained by delaying these by a unit time by the delay element 71 are used for the predicting means 21 to 22 and the predictive value integrating means 3 described later.

【0036】予測手段21〜22は、平滑値統合手段6
の出力である平滑値ベクトルBk(+)及び平滑誤差共
分散行列Pk(+)を入力し、各運動モデルに基づいた
単位時間分先の予測値ベクトルBk,a(−)と予測誤
差共分散行列Pk,a(−)を出力する。これらが予測
値統合手段3への入力となる。
The predicting means 21 to 22 are smooth value integrating means 6
The smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+), which are the outputs of the
The prediction value vector Bk, a (-) for the unit time ahead and the prediction error covariance matrix Pk, a (-) are output. These are inputs to the predicted value integration means 3.

【0037】予測値統合手段3は、予測手段21〜22
の出力である運動モデル毎の予測値ベクトルBk,a
(−)、平滑誤差共分散行列Pk,a(−)、運動モデ
ルの適合度βk,a及び推移確率Pabを入力し、各運
動モデルに基づいた予測状態を統合し予測値ベクトルB
k(−)及び予測誤差共分散行列Pk(−)を出力す
る。
The predictive value unifying means 3 comprises predicting means 21-22.
The prediction value vector Bk, a for each motion model, which is the output of
(-), Smoothing error covariance matrix Pk, a (-), goodness of fit βk, a of the motion model and transition probability Pab are input, and the prediction state based on each motion model is integrated to obtain a prediction value vector B.
It outputs k (−) and the prediction error covariance matrix Pk (−).

【0038】ゲート算出手段4は、予測値統合手段3の
出力である予測値ベクトルBk(−)及び予測誤差共分
散Pk(−)を入力して予測観測値Ck(−)と予測観
測値の誤差共分散行列Sk(−)を算出し、次の観測値
ベクトルが得られる可能性の高い領域を設定する。
The gate calculating means 4 inputs the prediction value vector Bk (-) and the prediction error covariance Pk (-), which are the outputs of the prediction value integrating means 3, and inputs the prediction observation value Ck (-) and the prediction observation value Ck (-). The error covariance matrix Sk (−) is calculated, and the region in which the next observation value vector is likely to be obtained is set.

【0039】次に、図1及び図2を参照し、特に図2の
フローチャートに従って、本発明の実施の形態1におけ
る追尾装置の動作手順を説明する。まず、ステップST
1(図では、ST1で表す、以下同じ)へ進み、予測手
段21〜22が、平滑値統合手段6の出力である平滑状
態を入力し、各運動モデルに基づいた単位時間分先の目
標の予測状態として予測値ベクトルBk,a(−)及び
予測誤差共分散行列Pk,a(−)を出力する。
Next, with reference to FIGS. 1 and 2, particularly in accordance with the flowchart of FIG. 2, an operation procedure of the tracking device in the first embodiment of the present invention will be described. First, step ST
1 (represented by ST1 in the figure, the same applies hereinafter), the predicting means 21 to 22 input the smoothed state which is the output of the smoothing value integrating means 6, and the target of a unit time ahead based on each motion model. The prediction value vector Bk, a (-) and the prediction error covariance matrix Pk, a (-) are output as the prediction state.

【0040】ステップST2において、予測値統合手段
3が、予測手段21〜22の出力である運動モデル毎の
予測値ベクトルBk,a(−)、予測誤差共分散行列P
k,a(−)、運動モデルの適合度βk,a及び推移確
率Pabを入力し、各運動モデルに基づいた予測状態を
統合して予測値ベクトルBk(−)及び予測誤差共分散
行列Pk(−)を出力する。
In step ST2, the predictive value unifying unit 3 outputs the predictive value vectors Bk, a (-) for each motion model, which are the outputs of the predicting units 21 to 22, and the predictive error covariance matrix P.
k, a (−), the fitness βk, a of the motion model, and the transition probability Pab are input, and the prediction states based on the respective motion models are integrated to integrate the prediction value vector Bk (−) and the prediction error covariance matrix Pk ( -) Is output.

【0041】ステップST3において、ゲート算出手段
4が予測値統合手段3の出力である目標の予測状態を入
力し、予測観測値ベクトルCk(−)及び予測観測値誤
差共分散行列Sk(−)を算出して、次の観測値ベクト
ルCkが得られる領域を出力する。
In step ST3, the gate calculation means 4 inputs the target prediction state which is the output of the prediction value integration means 3, and calculates the prediction observed value vector Ck (-) and the predicted observed value error covariance matrix Sk (-). It is calculated and the region where the next observation value vector Ck is obtained is output.

【0042】ステップST4において、観測手段1によ
り目標を観測して観測値ベクトルCkを出力する。これ
が平滑手段51〜52への入力となる。
In step ST4, the observation means 1 observes the target and outputs the observation value vector Ck. This becomes an input to the smoothing means 51 to 52.

【0043】ステップST5において、平滑手段51〜
52が観測値ベクトルCk、予測手段21〜22におい
て得られた運動モデル毎の予測状態(予測値ベクトルB
k,a(−)及び予測誤差共分散行列Pk,a(−)、
以下同じ)を入力し、各運動モデルに基づく平滑値ベク
トルBk,a(+)と平滑誤差共分散行列Pk,a
(+)及び尤度Λk,aを出力する。
At step ST5, the smoothing means 51-
52 is the observation value vector Ck, and the prediction state (prediction value vector B) for each motion model obtained by the prediction means 21 to 22.
k, a (-) and the prediction error covariance matrix Pk, a (-),
The same applies hereinafter), and the smoothed value vector Bk, a (+) based on each motion model and the smoothed error covariance matrix Pk, a
(+) And likelihood Λk, a are output.

【0044】ステップST6において、平滑値統合手段
6が平滑手段51〜52において得られた運動モデル毎
の平滑状態(平滑値ベクトルBk,a(+)、平滑誤差
共分散行列Pk,a(+)、以下同じ)、尤度Λk,a
及び運動モデル間の推移確率Pabを入力し、各運動モ
デルの適合度βk,aを算出する。さらに運動モデルの
適合度βk,aに応じて各運動モデルの平滑状態を統合
し、平滑値ベクトルBk(+)及び平滑誤差共分散行列
Pk(+)を算出する。
In step ST6, the smoothing value integrating means 6 obtains smoothing states (smoothing value vectors Bk, a (+) and smoothing error covariance matrices Pk, a (+) for each motion model) obtained by the smoothing means 51 to 52. , The same hereinafter), likelihood Λk, a
Then, the transition probability Pab between the motion models is input, and the goodness of fit βk, a of each motion model is calculated. Further, the smoothed states of the motion models are integrated according to the fitness βk, a of the motion model, and the smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+) are calculated.

【0045】処理終了でない場合は、Bk(+)、Pk
(+)及びΛk,aを遅延要素71、72において単位
時間遅延させ、ステップST1に戻り以上の処理を繰り
返す。
When the processing is not completed, Bk (+), Pk
(+) And Λk, a are delayed by unit time in the delay elements 71 and 72, and the process returns to step ST1 to repeat the above processing.

【0046】以下、下記式(1)〜(19)の各式に基づ
き、ステップST1〜6に従い本実施の形態1における
追尾装置の動作について更に詳細に説明する。
The operation of the tracking device according to the first embodiment will be described in more detail below in accordance with steps ST1 to ST6 based on the equations (1) to (19) below.

【0047】[0047]

【数1】 [Equation 1]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 [Equation 3]

【0048】式(1)は、目標の運動モデルを表してお
り、Bk,aは運動モデルaに基づく目標の状態変数ベ
クトルであり、Φk−1,aは運動モデルaに基づく目
標の状態遷移行列であり、wk−1,aは運動モデルa
に基づく目標の駆動雑音ベクトルを表す。
Equation (1) represents a target motion model, Bk, a is a target state variable vector based on the motion model a, and Φk−1, a is a target state transition based on the motion model a. Is a matrix, and wk-1, a is a motion model a
Represents the target driving noise vector based on.

【0049】式(4)は、目標の観測モデルを表してお
り、目標の状態変数ベクトルBk,aから観測値ベクト
ルCkが得られる過程を定式化したものである。Hk,
aは運動モデルaに基づく観測行列であり、vkは観測
雑音ベクトルを表す。
Expression (4) represents the target observation model, and is a formulation of the process of obtaining the observation value vector Ck from the target state variable vector Bk, a. Hk,
a is an observation matrix based on the motion model a, and vk is an observation noise vector.

【0050】ステップST6で得られた平滑状態を予測
手段21〜22に入力し、単位時間分先の各運動モデル
に基づく予測値ベクトルBk,a(−)を式(6)に従
い出力する。また、予測誤差共分散行列Pk,a(−)
を式(7)に従い出力する(ステップST1)。
The smoothed state obtained in step ST6 is input to the prediction means 21 to 22 and the predicted value vector Bk, a (-) based on each motion model ahead of the unit time is output according to the equation (6). Also, the prediction error covariance matrix Pk, a (−)
Is output according to equation (7) (step ST1).

【0051】ステップST1で得られた予測状態を予測
値統合手段3に入力し、予測状態を統合して、目標の予
測値ベクトルBk(−)を式(8)に従い出力し、予測
誤差共分散行列Pk(−)を式(9)に従い出力する
(ステップST2)。
The prediction state obtained in step ST1 is input to the prediction value integrating means 3, the prediction states are integrated, the target prediction value vector Bk (-) is output according to the equation (8), and the prediction error covariance is obtained. The matrix Pk (-) is output according to the equation (9) (step ST2).

【0052】ステップST2で得られた予測状態をゲー
ト算出手段4に入力し、式(11)により予測観測値ベ
クトルCk(−)を算出し、式(12)により予測観測
値誤差共分散行列Sk(−)を算出する。これらの値に
より、次の観測値ベクトルが得られる可能性の高い領域
が式(10)に従い設定される。ここで、dは自由度3
のχ2分布表から事前に定めておく。
The prediction state obtained in step ST2 is input to the gate calculating means 4, the prediction observation value vector Ck (-) is calculated by the equation (11), and the prediction observation value error covariance matrix Sk is calculated by the equation (12). Calculate (-). With these values, a region in which the next observation value vector is likely to be obtained is set according to the equation (10). Where d is 3 degrees of freedom
It is determined in advance from the χ2 distribution table of.

【0053】平滑手段51〜52において、予測手段2
1〜22の出力である運動モデル毎の予測値ベクトルB
k,a(−)、予測誤差共分散行列Pk,a(−)及び
観測値ベクトルCkを入力して、尤度Λk,aを式(1
3)に従い算出し、運動モデルの適合度βk,aを式
(14)に従い算出する。更に、式(15)に従いゲイ
ン行列Kk,aを、式(16)により運動モデルに基づ
く目標の平滑値ベクトルBk,a(+)を、また式(1
7)により平滑誤差共分散行列Pk,a(+)を算出す
る。
In the smoothing means 51 to 52, the predicting means 2
Prediction value vector B for each motion model, which is the output of 1 to 22
k, a (−), the prediction error covariance matrix Pk, a (−), and the observation value vector Ck are input, and the likelihood Λk, a is calculated by the equation (1).
3), and the fitness degree βk, a of the motion model is calculated according to equation (14). Furthermore, the gain matrix Kk, a is calculated according to Expression (15), the target smoothed value vector Bk, a (+) based on the motion model is calculated according to Expression (16), and the expression (1
The smoothing error covariance matrix Pk, a (+) is calculated by 7).

【0054】平滑値統合手段6において、平滑手段51
〜52において得られた運動モデル毎の平滑状態Bk,
a(+)、Pk,a(+)及び運動モデルの適合度β
k,aを入力し、各運動モデルの平滑状態を式(1
8)、(19)により統合して、平滑値ベクトルBk
(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)を算出する。
In the smoothing value integrating means 6, the smoothing means 51
˜52, the smooth state Bk for each motion model,
a (+), Pk, a (+) and fitness β of the motion model
By inputting k and a, the smooth state of each motion model can be expressed by the formula (1
8) and (19) are integrated to obtain a smoothed value vector Bk
(+) And the smooth error covariance matrix Pk (+) are calculated.

【0055】以上説明した本発明の実施の形態1にかか
る追尾装置によると、運動モデル毎に算出された予測状
態を運動モデルの適合度に応じて重みづけ統合する予測
値統合手段とゲート算出手段を備えたことにより、追尾
目標の運動に応じたゲートサイズを得ることができるの
で、旋回目標に対する追従性と直進目標に対する追尾精
度とを同時に高めることができる。
According to the tracking device according to the first embodiment of the present invention described above, the predictive value integrating means and the gate calculating means for weighting and integrating the predictive state calculated for each motion model according to the fitness of the motion model. Since the gate size corresponding to the movement of the tracking target can be obtained by providing the above, it is possible to simultaneously improve the tracking performance for the turning target and the tracking accuracy for the straight-ahead target .

【0056】実施の形態2.次に、図3及び図4を参照
して、本発明の実施の形態2における追尾装置について
説明する。まず、図3を参照して、本実施の形態におけ
る追尾装置の構成を説明する。尚、図3において、図1
と同様の構成部分については、同一符号を付して再度の
説明を省略する。
Embodiment 2. Next, a tracking device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. First, the configuration of the tracking device in the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG.
Constituent parts similar to those are denoted by the same reference numerals and will not be described again.

【0057】図3において、8はサンプリング間隔によ
って運動モデルの適合度βk,aの値を制御する運動モ
デル制御手段である。運動モデル制御手段8は、観測手
段1の出力である目標の観測値ベクトルに付与されてい
る観測時間からサンプリング間隔Δtを算出し、サンプ
リング間隔が所定値以下の場合は、運動モデルを1個に
切替えて等速直進運動のみに設定する。
In FIG. 3, reference numeral 8 is a motion model control means for controlling the value of the fitness βk, a of the motion model according to the sampling interval. The movement model control means 8 calculates the sampling interval Δt from the observation time given to the target observation value vector which is the output of the observation means 1, and when the sampling interval is less than or equal to a predetermined value, one movement model is set. Switch and set only constant speed linear motion.

【0058】また、このようなサンプリング間隔に応じ
て運動モデルの数を複数(本実施の形態ではN個)また
は1個に切替える運動モデル数切替え手段として運動モ
デル制御手段8を実施の形態1の発明にかかる追尾装置
に付加したことにより、サンプリング間隔が所定値以上
の場合は、運動モデルを実施の形態1と同様、N個の運
動モデルを実施する。
The motion model control means 8 of the first embodiment is used as a motion model number switching means for switching the number of motion models to a plurality (N in the present embodiment) or one according to such a sampling interval. By adding to the tracking device according to the present invention, when the sampling interval is equal to or greater than a predetermined value, N motion models are implemented as in the first embodiment.

【0059】次に、図3及び図4を参照し、特に図4の
フローチャートに従って、本発明の実施の形態2におけ
る追尾装置の動作を説明する。尚、ステップST1から
ステップST6までの各ステップにおける追尾装置の動
作は、上記実施の形態1におけるものと同様のため、再
度の説明は省略する。
Next, the operation of the tracking device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4, and particularly according to the flowchart of FIG. Note that the operation of the tracking device in each step from step ST1 to step ST6 is the same as that in the above-described first embodiment, and therefore a repetitive description will be omitted.

【0060】そこで、ステップST4からステップST
7へ進み、運動モデル制御手段8は観測手段1の出力で
ある目標の観測値ベクトルに付与されている観測時間か
らサンプリング間隔Δtを算出し、サンプリング間隔が
所定値以下の場合は、運動モデルを等速直進運動のみに
設定する。サンプリング間隔が所定値以上の場合は、運
動モデルを実施の形態1と同様、N個の運動モデルを実
施する。
Therefore, from step ST4 to step ST
7, the motion model control means 8 calculates the sampling interval Δt from the observation time given to the target observation value vector which is the output of the observation means 1. If the sampling interval is less than or equal to the predetermined value, Only set for constant speed linear motion. If the sampling interval is equal to or greater than the predetermined value, N motion models are executed as in the first embodiment.

【0061】以上説明した本発明の実施の形態2にかか
る追尾装置によると、サンプリング間隔に応じて運動モ
デルの数を1個または複数(N個)に切替える運動モデ
ル制御手段(運動モデル数切替え手段)を備えたことに
より、実施の形態1の効果に加え、サンプリング間隔が
広い場合にのみ運動モデル数を複数にすることができ
る。
According to the tracking apparatus according to the second embodiment of the present invention described above, the motion model control means (motion model number switching means) for switching the number of motion models to one or a plurality (N) according to the sampling interval. ) to be equipped with the
Therefore , in addition to the effects of the first embodiment, the number of motion models can be increased only when the sampling interval is wide.
It

【0062】実施の形態3.次に、図5及び図6を参照
して、本発明の実施の形態3における追尾装置について
説明する。まず、図5を参照して、本実施の形態におけ
る追尾装置の構成を説明する。尚、図5において、図1
と同様の構成部分については、同一符号を付して再度の
説明を省略する。
Embodiment 3. Next, a tracking device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the tracking device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in FIG.
Constituent parts similar to those are denoted by the same reference numerals and will not be described again.

【0063】図5において、9は追尾時間によって運動
モデル数を制御する第2の運動モデル制御手段である。
第2の運動モデル制御手段9は、観測手段1の出力であ
る目標の観測値ベクトルに付与されている観測時間か
ら、追尾時間が所定時間以下にあるときは、運動モデル
を等速直進運動のみに設定する。それに対し、追尾時間
が所定時間以上になつた場合には、運動モデルを実施の
形態1と同様、N個の運動モデルを実施する。
In FIG. 5, reference numeral 9 is a second motion model control means for controlling the number of motion models according to the tracking time.
The second motion model control means 9 determines the motion model to be a constant-velocity linear motion only when the tracking time is less than a predetermined time from the observation time given to the target observation value vector output from the observation means 1. Set to. On the other hand, when the tracking time is equal to or longer than the predetermined time, the N motion models are executed as the motion model as in the first embodiment.

【0064】次に、図5及び図6を参照し、特に図6の
フローチャートに従って、本発明の実施の形態3におけ
る追尾装置の動作を説明する。尚、ステップST1から
ステップST6までの各ステップにおける追尾装置の動
作は、上記実施の形態1におけるものと同様のため、再
度の説明は省略する。
Next, the operation of the tracking device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6, and particularly according to the flowchart of FIG. Note that the operation of the tracking device in each step from step ST1 to step ST6 is the same as that in the above-described first embodiment, and therefore a repetitive description will be omitted.

【0065】そこで、ステップST4からステップST
8へ進み、第2の運動モデル制御手段9は観測手段1の
出力である目標の観測値ベクトルに付与されている観測
時間をみて、追尾時間が所定時間以下にあるときは、運
動モデルを等速直進運動のみに設定する。それに対し、
追尾時間が所定時間以上になつた場合には、運動モデル
を実施の形態1と同様、N個の運動モデルを実施する。
Therefore, from step ST4 to step ST
8, the second movement model control means 9 looks at the observation time given to the target observation value vector which is the output of the observation means 1, and when the tracking time is less than a predetermined time, the second movement model control means 9 Set only for straight forward movement. For it,
When the tracking time is equal to or longer than the predetermined time, the N motion models are executed as the motion model as in the first embodiment.

【0066】以上説明した本発明の実施の形態3にかか
る追尾装置によると、追尾時間に応じて運動モデルの数
を1個または複数(N個)に切替える第2の運動モデル
制御手段(運動モデル数切替え手段)を備えることによ
り、実施の形態1の効果に加え、追尾開始時には運動モ
デルを等速直進運動のみとすることができ、追尾時間が
所定時間以上の場合は運動モデル数を複数にすることが
できる。
According to the tracking device according to the third embodiment of the present invention described above, the second motion model control means (motion model) for switching the number of motion models to one or a plurality (N) according to the tracking time. to be provided with a number switching means)
In addition to the effects of the first embodiment , the motion model can be only a straight-line straight motion at the start of tracking, and the number of motion models can be plural when the tracking time is a predetermined time or more.
it can.

【0067】実施の形態4.次に、図7及び図10を参
照して、本発明の実施の形態4における追尾装置につい
て説明する。まず、図7を参照して、本実施の形態にお
ける追尾装置の構成を説明する。尚、図7において、図
1と同様の構成部分については、同一符号を付して再度
の説明を省略する。
Fourth Embodiment Next, a tracking device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 10. First, the configuration of the tracking device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 7. Note that, in FIG. 7, the same components as those in FIG.

【0068】図7において、10は独立同次元の入力ベ
クトルuk,a(a=1,・・・,N)により目標の運動
モデルを定義する定数入力設定手段である。この入力ベ
クトルuk,aの要素の設定により目標の運動方向が異な
る運動モデルを定義する。
In FIG. 7, reference numeral 10 is a constant input setting means for defining a target motion model by the independent same-dimensional input vectors u k, a (a = 1, ..., N). A motion model in which the target motion direction is different is defined by setting the elements of the input vector u k, a.

【0069】次に、図7乃至図10を参照し、特に図8
のフローチャートに従って、本発明の実施の形態4にお
ける追尾装置の動作を説明する。尚、ステップST1か
らステップST6までの各ステップにおける追尾装置の
動作の上記実施の形態1におけるものと同様の部分につ
いては、再度の説明は省略する。
Referring now to FIGS. 7-10, particularly FIG.
The operation of the tracking device according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. It should be noted that the description of the operation of the tracking device in each step from step ST1 to step ST6, which is similar to that in the first embodiment, will not be repeated.

【0070】動作を開始し、まず、ステップST9にお
いて、定数入力設定手段10が目標の運動方向を変化さ
せる定数入力ベクトルuk,aを運動の方向を考慮してN
通り設定する。以下、下記式(20)〜(42)に基づき、
各ステップST9〜6における追尾装置の動作を説明す
る。
The operation is started. First, in step ST9, the constant input setting means 10 sets the constant input vector u k, a for changing the target movement direction to N in consideration of the movement direction.
Set according to the street. Hereinafter, based on the following formulas (20) to (42),
The operation of the tracking device in steps ST9 to ST6 will be described.

【0071】[0071]

【数4】 [Equation 4]

【数5】 [Equation 5]

【数6】 [Equation 6]

【0072】〔数2〕の式(20)及び(21)は、目
標の運動モデルを表しており、Bk,aは運動モデルに
基づく目標の状態変数ベクトル、Φk−1は目標の状態
遷移行列、wk−1は目標の駆動雑音ベクトルを表す。
k,aは運動モデルに基づく定数入力ベクトル、Γk,
aはuk,aの変換行列である。以上説明した各実施の形
態1乃至3との相違点は目標の状態変数ベクトルの次
数、状態遷移行列及び駆動雑音ベクトルが運動モデル間
で統一されていることである。
Equations (20) and (21) of [Equation 2] represent a target motion model, Bk, a are target state variable vectors based on the motion model, and Φk−1 is a target state transition matrix. , Wk−1 represents the target driving noise vector.
u k, a is a constant input vector based on the motion model, Γ k ,
a is a transformation matrix of u k, a. The difference from the first to third embodiments described above is that the order of the target state variable vector, the state transition matrix, and the driving noise vector are unified among the motion models.

【0073】定数入力ベクトルuk,aは独立同次元の定
数入力ベクトルであり、各要素は図9に示すような運動
座標系o−uvwの各成分を表す。このとき運動座標系
と北基準直交座標系の間には式(21)〜(24)の関
係がある。定数入力ベクトルuk,aの各要素の設定によ
り図10に示すような運動方向の異なる運動モデルを定
義することができる。
The constant input vector u k, a is an independent same-dimensional constant input vector, and each element represents each component of the motion coordinate system o-uvw as shown in FIG. At this time, there is a relationship of equations (21) to (24) between the motion coordinate system and the north reference orthogonal coordinate system. By setting each element of the constant input vector u k, a , a motion model having different motion directions as shown in FIG. 10 can be defined.

【0074】式(26)及び(27)は目標の観測モデ
ルを表すものであり、目標の状態変数ベクトルBk,a
から観測値ベクトルCkが得られる過程を定式化したも
のである。Hkは観測行列を表し、vkは観測雑音ベク
トルを表す。
Equations (26) and (27) represent the target observation model, and the target state variable vector Bk, a
This is a formulation of the process of obtaining the observation value vector Ck from Hk represents an observation matrix, and vk represents an observation noise vector.

【0075】ステップST6で得た平滑状態を予測手段
21〜22に入力し、単位時間先の各運動モデルに基づ
く予測値ベクトルBk,a(−)を式(28)に従い出
力する。また、予測誤差共分散行列Pk,a(−)を式
(29)に従い出力する(ステップST1)。
The smoothed state obtained in step ST6 is input to the predicting means 21 to 22, and the predicted value vector Bk, a (-) based on each motion model ahead of the unit time is output according to the equation (28). Further, the prediction error covariance matrix Pk, a (-) is output according to the equation (29) (step ST1).

【0076】ステップST1で得た予測状態を予測値統
合手段3に入力し、予測状態を統合して、目標の予測値
ベクトルBk(−)を式(30)及び(31)に従い出
力し、予測誤差共分散行列Pk(−)を式(31)及び
(32)に従い出力する(ステップST10)。
The prediction state obtained in step ST1 is input to the prediction value integrating means 3, the prediction states are integrated, and the target prediction value vector Bk (-) is output according to the equations (30) and (31), and the prediction is performed. The error covariance matrix Pk (-) is output according to equations (31) and (32) (step ST10).

【0077】ステップST10で得た予測状態をゲート
算出手段4に入力し、式(34)により予測観測値ベク
トルCk(−)、式(35)により予測観測値誤差共分
散行列Sk(−)を算出する。これらの値により、次の
観測値ベクトルが得られる可能性の高い領域が式(3
3)に従い設定される。ここで、dは自由度3のχ2分
布表から事前に定めておく。
The prediction state obtained in step ST10 is input to the gate calculation means 4, and the prediction observation value vector Ck (-) is calculated by the equation (34), and the prediction observation value error covariance matrix Sk (-) is calculated by the equation (35). calculate. From these values, the region in which the next observation value vector is likely to be obtained is given by the formula (3
It is set according to 3). Here, d is determined in advance from the χ2 distribution table with three degrees of freedom.

【0078】ステップST5において、平滑手段51〜
52は、予測手段21〜22の出力である運動モデル毎
の予測値ベクトルBk,a(−)、予測誤差共分散行列
Pk,a(−)及び観測値ベクトルCkを入力し、式
(36)に従い尤度Λk,aを算出し、式(37)に従
い運動モデルの適合度βk,aを算出する。更に、式
(38)に従いゲイン行列Kk,aを、式(39)によ
り運動モデルに基づく目標の平滑値ベクトルBk,a
(+)を、式(40)により平滑誤差共分散行列Pk,
a(+)を算出する。
At step ST5, the smoothing means 51-
Reference numeral 52 inputs the prediction value vector Bk, a (-), prediction error covariance matrix Pk, a (-), and observation value vector Ck for each motion model, which are the outputs of the prediction means 21 to 22, and formula (36) The likelihood Λk, a is calculated in accordance with Equation (37), and the fitness βk, a of the motion model is calculated according to Equation (37). Furthermore, the gain matrix Kk, a is calculated according to the equation (38), and the target smoothed value vector Bk, a based on the motion model is calculated according to the equation (39).
(+) Is given by equation (40) as the smooth error covariance matrix Pk,
Calculate a (+).

【0079】ステップST6において、平滑値統合手段
6は、平滑手段51〜52で得られた運動モデル毎の平
滑状態Bk,a(+)、Pk,a(+)、尤度Λk,a
及び運動モデルの適合度βk,aを入力し、各運動モデ
ルの平滑状態を式(41)及び(42)により統合し
て、平滑値ベクトルBk(+)及び平滑誤差共分散行列
Pk(+)を算出する。
In step ST6, the smoothing value integrating means 6 has the smoothing states Bk, a (+), Pk, a (+), and the likelihood Λk, a obtained by the smoothing means 51 to 52 for each motion model.
And the goodness of fit βk, a of the motion model are input, and the smooth states of the motion models are integrated by the equations (41) and (42) to obtain a smoothed value vector Bk (+) and a smoothed error covariance matrix Pk (+). To calculate.

【0080】以上説明した本発明の実施の形態4にかか
る追尾装置によると、目標の運動モデルを定義する定数
入力設定手段を備えたことにより、実施の形態1の効果
に加え、同次元の状態変数ベクトル及び同一の状態推移
行列で複数の運動モデルを定義することができる。
The tracking device according to the fourth embodiment of the present invention described above is provided with the constant input setting means for defining the target motion model.
In addition, a plurality of motion models can be defined with the same dimensional state variable vector and the same state transition matrix .

【0081】実施の形態5.次に、図11及び図12を
参照して、本発明の実施の形態5における追尾装置につ
いて説明する。まず、図11を参照して、本実施の形態
における追尾装置の構成を説明する。尚、図11におい
て、図1と同様の構成部分については、同一符号を付し
て再度の説明を省略する。
Embodiment 5. Next, a tracking device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. First, the configuration of the tracking device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in FIG. 11, the same components as those in FIG.

【0082】図11において、2は配置位置の異なる複
数レーダからの観測値ベクトルを利用する場合に、その
レーダ位置情報からのレーダ位置を考慮した観測行列を
算出する観測行列算出手段である。このとき、観測値ベ
クトルはどの目標の位置情報かの他に、どのレーダから
得られたものであるかに関する情報が付与されているも
のとする。また、レーダの設置位置は自明であるものと
する。観測行列算出手段2は、観測手段1の出力である
目標の観測値ベクトルを入力し、情報源であるレーダの
設置位置を考慮した観測行列を出力する。
In FIG. 11, reference numeral 2 denotes an observation matrix calculation means for calculating an observation matrix in consideration of the radar position from the radar position information when using the observation value vectors from a plurality of radars having different arrangement positions. At this time, it is assumed that, in addition to which target position information, the observation value vector is provided with information regarding from which radar it was obtained. Further, it is assumed that the installation position of the radar is self-explanatory. The observation matrix calculation means 2 inputs the target observation value vector, which is the output of the observation means 1, and outputs the observation matrix in consideration of the installation position of the radar which is the information source.

【0083】次に、図11及び図12を参照し、特に図
12のフローチャートに従って、本発明の実施の形態5
における追尾装置の動作を説明する。尚、ステップST
1からステップST6までの各ステップにおける追尾装
置の動作の上記実施の形態1におけるものと同様の部分
については、再度の説明は省略する。
Next, referring to FIGS. 11 and 12, and in particular according to the flowchart of FIG. 12, the fifth embodiment of the present invention will be described.
The operation of the tracking device in FIG. Incidentally, step ST
The description of the same parts of the operation of the tracking device in each step from 1 to step ST6 as those in the first embodiment will be omitted.

【0084】動作を開始し、ステップST2からステッ
プST11に進み、観測行列算出手段2は観測手段1か
ら出力した目標の観測値ベクトルを入力し、情報源であ
るレーダの位置情報によるレーダの設置位置を考慮した
観測行列を算出する。以下、下記式(43)〜(64)に基
づき、各ステップST1〜6における追尾装置の動作を
説明する。
The operation is started, and the process proceeds from step ST2 to step ST11. The observation matrix calculating means 2 inputs the target observation value vector output from the observing means 1, and the radar installation position based on the position information of the radar which is the information source. Calculate the observation matrix considering. Hereinafter, the operation of the tracking device in steps ST1 to ST6 will be described based on the following equations (43) to (64).

【0085】[0085]

【数7】 [Equation 7]

【数8】 [Equation 8]

【数9】 [Equation 9]

【0086】目標の運動モデルは上記実施の形態1の発
明と同様であるため、再度の説明を省略する。式(4
3)及び(44)は、目標の観測モデルを表しており、
目標の状態変数ベクトルBk,aから、観測手段1のレ
ーダからの目標の観測値ベクトルCk,lが得られる過
程を定式化したものである。ここで、Hk,aは目標の
状態変数ベクトルが定義される北基準直交座標系におけ
る観測行列であり、式(46)で示されるh(・)は目
標の状態変数ベクトルが定義される北基準直交座標系か
ら観測値ベクトルが得られる北基準直交座標系への変換
行列で、式(45)のようにレーダ設置緯度・経度の関
数である。また、vk,lは観測雑音ベクトルを表す。
また、観測行列H1k、H1k,aは式 (47)及び
(48) により算出される。
Since the target motion model is the same as that of the first embodiment of the invention, the repetitive description will be omitted. Expression (4
3) and (44) represent the target observation model,
This is a formulation of the process of obtaining the target observation value vector Ck, l from the radar of the observation means 1 from the target state variable vector Bk, a. Here, Hk, a is an observation matrix in the north reference Cartesian coordinate system in which the target state variable vector is defined, and h (•) shown in Expression (46) is the north reference in which the target state variable vector is defined. It is a transformation matrix from the Cartesian coordinate system to the North reference Cartesian coordinate system in which the observation value vector is obtained, and is a function of the radar installation latitude / longitude as shown in Expression (45). Further, vk, l represents an observation noise vector.
Further, the observation matrices H 1 k, H 1 k, a are calculated by the equations (47) and (48).

【0087】ステップST1において、ステップST6
で得た平滑状態を予測手段21〜22に入力し、単位時
間先の各運動モデルに基づく予測値ベクトルBk,a
(−)を式(49)に従い出力し、予測誤差共分散行列
Pk,a(−)を式(50)に従い出力する。
In step ST1, step ST6
The smoothed state obtained in step S21 is input to the prediction means 21 to 22, and the predicted value vector Bk, a based on each motion model ahead of the unit time
(-) Is output according to equation (49), and the prediction error covariance matrix Pk, a (-) is output according to equation (50).

【0088】ステップST2において、ステップST1
で得た予測状態を予測値統合手段3に入力し、予測状態
を統合して目標の予測値ベクトルBk(−)を式(5
1)に従い出力し、予測誤差共分散行列Pk(−)を式
(52)に従い出力する。
In step ST2, step ST1
The prediction state obtained in step (3) is input to the prediction value integrating means 3, and the prediction states are integrated to calculate the target prediction value vector Bk (-) by the formula (5).
1) and outputs the prediction error covariance matrix Pk (−) according to equation (52).

【0089】ステップST2からステップST11に進
み、ステップST2で得た予測状態を観測行列算出手段
2へ入力し、式(47)及び(48)によりレーダの設
置位置を考慮した観測行列を算出する。
From step ST2 to step ST11, the prediction state obtained in step ST2 is input to the observation matrix calculating means 2, and the observation matrix considering the installation position of the radar is calculated by the equations (47) and (48).

【0090】ステップST11からステップST3に進
み、ステップST2で得た予測状態と、ステップST1
1で得た観測行列とをゲート算出手段4に入力し、式
(54)を用いて予測観測値ベクトルCk(−)を算出
し、式(55)を用いて予測観測値誤差共分散行列Sk
(−)を算出する。これらの値により、次の観測値ベク
トルが得られる可能性の高い領域が式(53)に従い設
定される。ここで、dは自由度3のχ2分布表から事前
に定めておく。
From step ST11 to step ST3, the predicted state obtained in step ST2 and step ST1
The observation matrix obtained in 1 is input to the gate calculation means 4, the prediction observation value vector Ck (−) is calculated using Equation (54), and the prediction observation value error covariance matrix Sk is calculated using Equation (55).
Calculate (-). With these values, a region in which the next observation value vector is likely to be obtained is set according to the equation (53). Here, d is determined in advance from the χ2 distribution table with three degrees of freedom.

【0091】ステップST4において、平滑手段51〜
52は、予測手段21〜22の出力である運動モデル毎
の予測値ベクトルBk,a(−)、予測誤差共分散行列
Pk,a(−)及び観測値ベクトルCkを入力し、式
(56)に従い尤度Λk,aを、式(59)により運動
モデルの適合度を算出する。更に、ステップST5にお
いて、式(60)に従いゲイン行列Kk,aを、式(6
1)により運動モデルに基づく目標の平滑値ベクトルB
k,a(+)を、式(62)により平滑誤差共分散行列
Pk,a(+)を算出する。
At step ST4, the smoothing means 51-
52 inputs the prediction value vector Bk, a (-), the prediction error covariance matrix Pk, a (-), and the observation value vector Ck for each motion model which are the outputs of the prediction means 21 to 22, and formula (56) Then, the likelihood Λk, a is calculated according to Equation (59) and the fitness of the motion model is calculated according to Equation (59). Further, in step ST5, the gain matrix Kk, a is changed to the expression (6) according to the expression (60).
1) The target smoothed value vector B based on the motion model
For k, a (+), the smooth error covariance matrix Pk, a (+) is calculated by the equation (62).

【0092】ステップST6において、平滑値統合手段
6は、平滑手段51〜52において得られた運動モデル
毎の平滑状態Bk,a(+)、Pk,a(+)及び運動
モデルの適合度βk,aを入力し、各運動モデルの平滑
状態を式(63)及び(64)により統合して、平滑値
ベクトルBk(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)
を算出する。
In step ST6, the smoothing value integrating means 6 has the smoothing states Bk, a (+), Pk, a (+) for each motion model obtained in the smoothing means 51 to 52 and the fitness βk, of the motion model. a is input, the smooth states of the respective motion models are integrated by the equations (63) and (64), and the smooth value vector Bk (+) and the smooth error covariance matrix Pk (+)
To calculate.

【0093】以上説明した本発明の実施の形態5にかか
る追尾装置によると、レーダの配置位置を考慮した観測
行列を算出する観測行列算出手段を備えたことにより、
実施の形態1の効果に加え、配置位置の異なる複数レー
ダの観測情報を正確に利用することができる。
The tracking device according to the fifth embodiment of the present invention described above includes the observation matrix calculating means for calculating the observation matrix in consideration of the arrangement position of the radar .
In addition to the effects of the first embodiment, it is possible to accurately use the observation information of a plurality of radars having different arrangement positions .

【0094】実施の形態6.次に、図13及び図14を
参照して、本発明の実施の形態6における追尾装置につ
いて説明する。まず、図13を参照して、本実施の形態
における追尾装置の構成を説明する。尚、図13におい
て、図1と同様の構成部分については、同一符号を付し
て再度の説明を省略する。
Sixth Embodiment Next, a tracking device according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. First, the configuration of the tracking device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in FIG. 13, the same components as those in FIG.

【0095】図13において、12は不要信号の消え残
りによりゲート内の信号が複数になった場合にどの信号
が追尾目標からの信号であるかに関して仮説を設定する
仮説設定手段、131〜132は、予測手段の出力であ
る運動モデル毎の予測値ベクトル及び予測誤差共分散行
列を入力し、仮説の信頼度βk,i,aを出力する相関
手段である。
In FIG. 13, reference numeral 12 is a hypothesis setting means for setting a hypothesis regarding which signal is the signal from the tracking target when there are a plurality of signals in the gate due to remaining unnecessary signals, and 131 to 132 are , A correlation means for inputting the prediction value vector and prediction error covariance matrix for each motion model, which is the output of the prediction means, and outputting the reliability βk, i, a of the hypothesis.

【0096】また、141〜142は、観測手段1から
の複数の観測信号と、相関手段131〜132からの仮
説の信頼度βk,i,aと、予測手段21〜22からの
運動モデル毎の予測状態とを入力し、各運動モデルに基
づく目標の平滑状態として平滑値ベクトルBk,a
(+)及び平滑誤差共分散行列Pk,a(+)を出力す
る平滑手段、15は、平滑手段からの運動モデルに基づ
く平滑状態、予測手段21〜22からの運動モデルに基
づく予測状態、相関手段131〜132からの仮説の信
頼度、観測手段からの観測値ベクトル及び運動モデル間
の推移確率Pabを入力して、まず各運動モデルの適合
度βk,aを算出する平滑値統合手段である。
Reference numerals 141 to 142 indicate a plurality of observation signals from the observation means 1, the hypothesis reliability βk, i, a from the correlation means 131 to 132, and the motion models from the prediction means 21 to 22. The predicted state is input, and the smoothed value vector Bk, a is set as the target smoothed state based on each motion model.
(+) And a smoothing means for outputting the smoothing error covariance matrix Pk, a (+), 15 is a smooth state based on the motion model from the smoothing means, a predictive state based on the motion model from the predicting means 21 to 22, and a correlation It is smoothed value integrating means for inputting the reliability of the hypothesis from the means 131 to 132, the observed value vector from the observing means, and the transition probability Pab between the motion models, and first calculating the goodness of fit βk, a of each motion model. .

【0097】次に、上記各構成要素の更に詳細を説明す
る。仮説設定手段12は、複数の観測値ベクトルCk,
i(i=1,2,・・・,mk)のどれが追尾目標から
の観測値ベクトルであるかについての仮説を設定する。
例えば、複数の観測値ベクトルCk,i(i=1,2,
・・・,mk)のうち、 仮説0;すべて不要信号である。 仮説1;Ck,1が追尾目標からの信号である。 仮説2;Ck,2が追尾目標からの信号である。 ・・・・・ 仮説N;Ck,mkが追尾目標からの信号である。 のような仮説を設ける。
Next, further details of each of the above components will be described. The hypothesis setting means 12 uses a plurality of observation value vectors Ck,
Set a hypothesis about which of i (i = 1, 2, ..., Mk) is the observation value vector from the tracking target.
For example, a plurality of observation value vectors Ck, i (i = 1, 2,
..., mk) Hypothesis 0; all unnecessary signals. Hypothesis 1; Ck, 1 is the signal from the tracking target. Hypothesis 2; Ck, 2 is the signal from the tracking target. ... Hypothesis N; Ck and mk are signals from the tracking target. Establish a hypothesis such as.

【0098】相関手段131〜132は、予測手段21
〜22の出力である運動モデル毎の予測値ベクトルBk,
a(−)及び予測誤差共分散行列Pk,a(−)を入力
し、仮説設定手段12によって立てられた仮説の信頼度
βk,i,aを出力する。平滑手段141〜142は、
観測手段1からの複数の観測信号と、相関手段131〜
132からの仮説の信頼度βk,i,aと、予測手段2
1〜22からの運動モデル毎の予測状態とを入力し、各
運動モデルに基づく目標の平滑状態として平滑値ベクト
ルBk,a(+)及び平滑誤差共分散行列Pk,a
(+)を出力する。
The correlating means 131 to 132 are the predicting means 21.
Predicted value vector B k for each motion model, which is the output of
a (−) and the prediction error covariance matrix P k, a (−) are input, and the reliability βk, i, a of the hypothesis established by the hypothesis setting means 12 is output. The smoothing means 141-142 are
A plurality of observation signals from the observation means 1 and the correlation means 131-
The reliability of the hypothesis βk, i, a from 132 and the prediction means 2
The predicted state for each motion model from 1 to 22 is input, and the smoothed value vector Bk, a (+) and the smoothed error covariance matrix Pk, a are set as the target smoothed state based on each motion model.
Outputs (+).

【0099】平滑値統合手段15は、平滑手段からの運
動モデルに基づく平滑状態、予測手段21〜22からの
運動モデルに基づく予測状態、相関手段131〜132
からの仮説の信頼度、観測手段からの観測値ベクトル及
び運動モデル間の推移確率Pabを入力して、まず各運
動モデルの適合度βk,aを算出する。次に、適合度β
k,aにより運動モデル毎の平滑状態を平滑値ベクトル
Bk(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)に統合す
る。
The smooth value integrating means 15 is a smooth state based on the motion model from the smoothing means, a predictive state based on the motion model from the predicting means 21 to 22, and correlating means 131 to 132.
By inputting the reliability of the hypothesis, the observation value vector from the observation means, and the transition probability Pab between the motion models, first, the fitness βk, a of each motion model is calculated. Next, the goodness of fit β
The smoothed state for each motion model is integrated into the smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+) by k and a.

【0100】次に、図13及び図14を参照し、特に図
14のフローチャートに従って、本発明の実施の形態6
における追尾装置の動作手順を説明する。尚、ステップ
ST1からステップST4までの各ステップにおける追
尾装置の動作の上記実施の形態1におけるものと同様の
部分については、再度の説明は省略する。
Next, referring to FIGS. 13 and 14, and particularly according to the flowchart of FIG. 14, the sixth embodiment of the present invention will be described.
The operation procedure of the tracking device in FIG. The description of the operation of the tracking device in each step from step ST1 to step ST4, which is similar to that in the first embodiment, will not be repeated.

【0101】動作を開始して、ステップST1からステ
ップST4を実行し、更にステップST4からステップ
ST12へ進み、ステップST12において、仮説設定
手段12がゲート内の複数の信号のうち、どれが追尾目
標からの信号であるかについて仮説を設ける。ステップ
ST13において、相関手段131〜132が仮説の信
頼度βk,i,aを運動モデル毎に算出する。
The operation is started, steps ST1 to ST4 are executed, and the process proceeds from step ST4 to step ST12. In step ST12, the hypothesis setting means 12 determines which of the plurality of signals in the gate is the tracking target. A hypothesis is established as to whether or not the signal is. In step ST13, the correlation means 131 to 132 calculate the reliability βk, i, a of the hypothesis for each motion model.

【0102】次に、ステップST14へ進み、平滑手段
141〜142が観測値ベクトルCk,iを入力し、算
出された信頼度βk,i,aにより各観測値ベクトルを
重み付けして平滑値ベクトルBk,a(+)及び平滑誤
差共分散行列Pk,a(+)を出力する。
Next, in step ST14, the smoothing means 141-142 input the observation value vectors Ck, i, weight the observation value vectors with the calculated reliability βk, i, a, and calculate the smooth value vector Bk. , A (+) and the smoothing error covariance matrix Pk, a (+) are output.

【0103】最後に、ステップST15において、平滑
値統合手段15により、運動モデルの適合度に従い各運
動モデルに基づく平滑状態を統合して、平滑値ベクトル
Bk(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)を得る。
Finally, in step ST15, the smoothing value integrating means 15 integrates the smoothing states based on the respective motion models according to the fitness of the motion models, and the smoothing value vector Bk (+) and the smoothing error covariance matrix Pk ( +) Is obtained.

【0104】以下、下記式(65)〜(79)に基づ
き、上記各ステップST1〜15において実行されるべ
き追尾装置の動作を更に詳細に説明する。尚、目標の運
動モデル、観測モデル及び予測処理は上記実施の形態1
におけるものと同様のため省略する。
Hereinafter, the operation of the tracking device to be executed in each of the steps ST1 to ST15 will be described in more detail based on the following equations (65) to (79). The target motion model, the observation model, and the prediction process are the same as those in the first embodiment.
Since it is the same as that in, the description is omitted.

【0105】[0105]

【数10】 [Equation 10]

【数11】 [Equation 11]

【0106】上記ステップST2で得た予測状態をゲー
ト算出手段4に入力し、式(66)を用いて予測観測値
ベクトルCk(−)を算出し、式(67)を用いて予測
観測値誤差共分散行列Sk(−)を算出する。これらの
値により、次の観測値ベクトルが得られる可能性が高い
領域が式(65)に従い設定される。ここで、dは自由
度3のχ2分布表から事前に定めておく。式(65)の
条件式を満足した観測値ベクトルCk,iが相関処理の
対象となる。
The prediction state obtained in step ST2 is input to the gate calculating means 4, the prediction observation value vector Ck (-) is calculated using the equation (66), and the prediction observation value error is calculated using the equation (67). The covariance matrix Sk (-) is calculated. With these values, a region in which the next observation value vector is likely to be obtained is set according to the equation (65). Here, d is determined in advance from the χ2 distribution table with three degrees of freedom. The observed value vector Ck, i satisfying the conditional expression (65) is the target of the correlation processing.

【0107】相関手段131〜132では、仮説設定手
段12によって得られた観測値ベクトルと追尾目標との
相関仮説の信頼度βk,i,aを式(68)〜(70)
に従って算出する。ここで、PD、PG及びPEはレー
ダから得られるパラメータである。
In the correlating means 131 to 132, the reliability βk, i, a of the correlation hypothesis between the observed value vector obtained by the hypothesis setting means 12 and the tracking target is calculated by the equations (68) to (70).
Calculate according to. Here, PD, PG, and PE are parameters obtained from the radar.

【0108】平滑手段141〜142において、予測手
段21〜22の出力である運動モデル毎の予測値ベクト
ルBk,a(−)と、予測誤差共分散行列Pk,a
(−)と、観測値ベクトルCk,iと、仮説の信頼度β
k,i,aとを入力して、式(71)に従いゲイン行列
Kk,aを、式(72)(74)(75)に従い運動モ
デルに基づく目標の平滑値ベクトルBk,a(+)を、
式(73)〜(76)に従い平滑誤差共分散行列Pk,
a(+)を算出する。
In the smoothing means 141-142, the prediction value vector Bk, a (-) for each motion model, which is the output of the prediction means 21-22, and the prediction error covariance matrix Pk, a.
(-), The observed value vector Ck, i, and the hypothesis reliability β
k, i, a are input, the gain matrix Kk, a is calculated according to the equation (71), and the target smoothed value vector Bk, a (+) based on the motion model is calculated according to the equations (72), (74), and (75). ,
According to the equations (73) to (76), the smooth error covariance matrix Pk,
Calculate a (+).

【0109】平滑値統合手段15は、平滑手段141〜
142において得られた運動モデルごとの平滑状態B
k,a(+)、Pk,a(+)及び相関手段131〜1
32において得られた仮説の信頼度βk,i,aを入力
して、各運動モデルの適合度βk,aを式(77)に従
い算出する。このようにして得られた運動モデルの適合
度βk,aから、各運動モデルの平滑状態を式(78)
及び(79)により統合して、平滑値ベクトルBk
(+)及び平滑誤差共分散行列Pk(+)を算出する。
The smoothing value integrating means 15 includes smoothing means 141-141.
Smooth state B for each motion model obtained in 142
k, a (+), Pk, a (+) and correlation means 131 to 1
The hypothesis reliability βk, i, a obtained in 32 is input, and the fitness βk, a of each motion model is calculated according to the equation (77). From the goodness of fit βk, a of the motion model thus obtained, the smooth state of each motion model is calculated by the equation (78).
And (79) to obtain the smoothed value vector Bk
(+) And the smooth error covariance matrix Pk (+) are calculated.

【0110】以上説明した本発明の実施の形態6にかか
る追尾装置によると、不要信号の消え残りにより観測信
号が複数になった場合においても、どの信号が目標の信
号であるかの相関処理を行なう仮説設定手段及び相関手
を備えたことにより、実施の形態1の効果に加え、
要信号の消え残りが存在する環境でも正しく目標を追尾
することができる。
According to the tracking apparatus according to the sixth embodiment of the present invention described above, even when there are a plurality of observation signals due to the remaining undesired signals, the correlation processing of which signal is the target signal is performed. By providing the hypothesis setting means and the correlating means for performing , in addition to the effect of the first embodiment, the target is correctly tracked even in an environment where undesired signal remains unerased.
can do.

【0111】実施の形態7.次に、図15及び図16を
参照して、本発明の実施の形態7における追尾装置につ
いて説明する。まず、図15を参照して、本実施の形態
における追尾装置の構成を説明する。尚、図15におい
て、図1と同様の構成部分については、同一符号を付し
て再度の説明を省略する。
Seventh Embodiment Next, a tracking device according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16. First, the configuration of the tracking device in the present embodiment will be described with reference to FIG. Note that, in FIG. 15, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0112】図15において、16は複数目標からのど
の観測信号が既追尾目標からの信号であるかについて仮
説を設定する第2の仮説設定手段、181〜182は運
動モデル毎の予測値ベクトル及び予測誤差共分散行列を
入力して、仮説の信頼度βk,i,aを出力する第2の
相関手段、171〜172は観測手段1からの複数の観
測信号と、第2の相関手段181〜182からの仮説の
信頼度βk,i,a及び予測手段21〜22からの運動
モデル毎の予測状態を入力して、各運動モデルに基づく
目標tの平滑状態として平滑値ベクトルBk,a
t(+)及び平滑誤差共分散行列Pk,at(+)を出力
する平滑手段、19は第2の平滑手段171〜172か
らの運動モデルに基づく平滑状態、予測手段からの運動
モデルに基づく予測状態、第2の相関手段181〜18
2からの仮説の信頼度、観測手段からの観測値ベクトル
及び運動モデル間の推移確率Pabを入力して、各運動
モデルの適合度βk,aを算出する平滑値統合手段であ
る。
In FIG. 15, 16 is second hypothesis setting means for setting a hypothesis about which observation signal from a plurality of targets is a signal from a tracked target, and 181 to 182 are prediction value vectors for each motion model and Second correlator 171 to 172, which inputs the prediction error covariance matrix and outputs the reliability βk, i, a of the hypothesis, is a plurality of observation signals from the observer 1, and second correlator 181 to 181. The reliability βk, i, a of the hypothesis from 182 and the prediction state for each motion model from the prediction means 21 to 22 are input, and the smoothed value vector Bk, a is set as the smooth state of the target t based on each motion model.
The smoothing means for outputting t (+) and the smoothing error covariance matrix Pk, a t (+), 19 is a smooth state based on the motion model from the second smoothing means 171 to 172, and based on the motion model from the predicting means. Predicted state, second correlator 181-18
It is a smoothed value integrating means for inputting the reliability of the hypothesis from 2, the observed value vector from the observing means, and the transition probability Pab between the motion models, and calculating the goodness of fit βk, a of each motion model.

【0113】次に、上記各構成要素の更に詳細を説明す
る。第2の仮説設定手段16は、複数の目標が存在する
環境において、どの観測信号が既追尾目標t(t=1,
2,・・・,Tk)からの信号であるかについて仮説を
設定する。また、第2の相関手段181〜182は、予
測手段21〜22の出力である運動モデル毎の予測値ベ
クトル及び予測誤差共分散行列を入力して、仮説の信頼
度βk,i,aを出力する。
Next, further details of each of the above-mentioned components will be described. The second hypothesis setting means 16 determines which observation signal is the tracked target t (t = 1, 1) in an environment where a plurality of targets exist.
2, ..., Tk), a hypothesis is set. Further, the second correlating means 181 to 182 input the prediction value vector and the prediction error covariance matrix for each motion model, which are the outputs of the predicting means 21 to 22, and output the reliability βk, i, a of the hypothesis. To do.

【0114】第2の仮説設定手段16は、複数の観測値
ベクトルCk,j(j=1,2,・・・,mk)のどれ
が追尾目標からの観測値ベクトルであるかについての仮
説を設定する。このとき、仮説の全体を行列Wk=[wk
jt]で表す。jは観測値ベクトル(j=1,2,・・
・,mk)を表し、t は追尾目標(t=0,1,・・
・,Tk)を表す。Tkは総目標数を表す。
The second hypothesis setting means 16 sets a hypothesis about which of the plurality of observation value vectors Ck, j (j = 1, 2, ..., Mk) is the observation value vector from the tracking target. Set. At this time, the entire hypothesis is matrix W k = [w k
jt]. j is an observation value vector (j = 1, 2, ...
, Mk), and t is a tracking target (t = 0, 1, ...
., Tk). Tk represents the total target number.

【0115】更に、第2の仮説設定手段16は、仮説の
全体Wkから部分仮説Wk,i=[wk ,ijt](j=1,
2,・・・,mk,t=0,1,・・・,Tk)を出力
する。このときの制約条件として、 1.各追尾目標には高々1つの観測値ベクトルCk,j
が対応する、 2.各観測値ベクトルには1つの目標のみが対応する、 この結果、Ik個の相関に関する仮説が得られる。
Further, the second hypothesis setting means 16 uses the entire hypothesis Wk to the partial hypotheses W k, i = [w k , i jt] (j = 1,
2, ..., Mk, t = 0, 1, ..., Tk) are output. The constraint conditions at this time are: At most one observation value vector Ck, j for each tracking target
Corresponds to 2. Only one target corresponds to each observation vector, which results in Ik hypotheses about correlations.

【0116】また、第2の相関手段181〜182は、
予測手段21〜22の出力である運動モデル毎の予測値
ベクトル及び予測誤差共分散行列を入力し、更に第2の
仮説設定手段16によって立てられた相関仮説を入力し
て、運動及び相関に関する仮説の信頼度βk,i,aを
出力する。
Further, the second correlating means 181 to 182 are
The prediction value vector and prediction error covariance matrix for each motion model, which are the outputs of the prediction means 21 to 22, are input, and further, the correlation hypothesis established by the second hypothesis setting means 16 is input, and the hypothesis regarding motion and correlation The reliability βk, i, a of is output.

【0117】第2の平滑手段171〜172は、観測手
段1からの複数の観測信号と、第2の相関手段181〜
182からの仮説の信頼度βk,i,a及び予測手段2
1〜22からの運動モデル毎の予測状態を入力して、各
運動モデルに基づく目標t(t=1,2,・・・,T
k)の平滑状態として平滑値ベクトルBk,at(+)
及び平滑誤差共分散行列Pk,at(+)を出力する。
The second smoothing means 171 to 172 have a plurality of observation signals from the observing means 1 and the second correlating means 181 to 181.
182 of the hypothesis reliability βk, i, a and the prediction means 2
The target state (t = 1, 2, ..., T) based on each motion model is input by inputting the prediction state for each motion model from 1 to 22.
k) as the smooth state of the smooth value vector Bk, a t (+)
And a smooth error covariance matrix Pk, a t (+) is output.

【0118】平滑値統合手段19は、第2の平滑手段1
71〜172からの運動モデルに基づく平滑状態、予測
手段21〜22からの運動モデルに基づく予測状態、第
2の相関手段181〜182からの仮説の信頼度、観測
手段1からの観測値ベクトル及び運動モデル間の推移確
率Pabを入力して、まず各運動モデルの適合度βk,
aを算出する。
The smoothing value integrating means 19 is the second smoothing means 1
Smooth states based on the motion model from 71 to 172, prediction states based on the motion model from the predicting means 21 to 22, reliability of the hypothesis from the second correlating means 181 to 182, an observation value vector from the observing means 1, and By inputting the transition probability Pab between the motion models, first, the goodness of fit βk of each motion model,
Calculate a.

【0119】次に、適合度βk,aにより、運動モデル
毎の平滑状態を平滑値ベクトルBkt(+)及び平滑誤
差共分散行列Pkt(+)に統合する。
Next, the smoothness for each motion model is integrated into the smoothed value vector Bk t (+) and the smoothed error covariance matrix Pk t (+) according to the goodness of fit βk, a.

【0120】次に、図15及び図16を参照し、特に図
16のフローチャートに従って、本発明の実施の形態7
における追尾装置の動作手順を説明する。尚、ステップ
ST1からステップST4までの各ステップにおける追
尾装置の動作の上記実施の形態1におけるものと同様の
部分については、再度の説明は省略する。
Next, referring to FIGS. 15 and 16, and in particular according to the flowchart of FIG. 16, the seventh embodiment of the present invention will be described.
The operation procedure of the tracking device in FIG. The description of the operation of the tracking device in each step from step ST1 to step ST4, which is similar to that in the first embodiment, will not be repeated.

【0121】動作を開始して、ステップST1からステ
ップST4を実行し、更にステップST4からステップ
ST16へ進み、ステップST16において、第2の仮
説設定手段16はゲート算出手段4の結果から複数の観
測信号のうちのどれが既追尾目標からの信号であるかに
ついて仮説を設定する。この結果、仮説全体の行列Wk
およびIk個の仮説行列Wk,iを得る。
The operation is started, steps ST1 to ST4 are executed, and the process proceeds from step ST4 to step ST16. In step ST16, the second hypothesis setting means 16 determines from the result of the gate calculating means 4 a plurality of observation signals. Set a hypothesis about which of these is the signal from the tracked target. As a result, the matrix W k of the entire hypothesis
And Ik hypothesis matrices W k, i are obtained.

【0122】また、ステップST17において、第2の
相関手段181〜182が仮説の信頼度βk,i,aを
算出する。次に、ステップST18へ進み、第2の平滑
手段171〜172が観測値ベクトルCk,jを入力し
て、算出された信頼度βk,i,aにより各観測値ベク
トルを重み付けし、平滑値ベクトルBk,at(+)及
び平滑誤差共分散行列Pk,at(+)を出力する。
In step ST17, the second correlating means 181 to 182 calculate the reliability βk, i, a of the hypothesis. Next, in step ST18, the second smoothing means 171 to 172 input the observation value vectors Ck, j, weight each observation value vector with the calculated reliability βk, i, a, and calculate the smoothing value vector. Bk, a t (+) and smoothing error covariance matrix Pk, a t (+) are output.

【0123】最後に、ステップST18からステップS
T19へ進み、運動モデルの適合度により各運動モデル
に基づく平滑状態を統合して、Bkt(+)及びPk
t(+)を得る。
Finally, from step ST18 to step S
Proceeding to T19, the smooth states based on each motion model are integrated according to the fitness of the motion model, and Bk t (+) and Pk
Get t (+).

【0124】以下、下記式(80)〜(121)に基づ
き、上記各ステップST1〜19において実行されるべ
き追尾装置の動作を更に詳細に説明する。
Hereinafter, the operation of the tracking device to be executed in each of the steps ST1 to ST19 will be described in more detail based on the following equations (80) to (121).

【0125】[0125]

【数12】 [Equation 12]

【数13】 [Equation 13]

【数14】 [Equation 14]

【数15】 [Equation 15]

【数16】 [Equation 16]

【数17】 [Equation 17]

【数18】 まず、追尾目標t(t=1,2,・・・,Tk)の運動
モデル及び観測モデルは式(80)〜(84)から得ら
れる。ステップST1において、ステップST19で得
た平滑状態を予測手段21〜22に入力し、目標tの単
位時間先の各運動モデルに基づく予測値ベクトルBk,
t(−)を式(85)を用いて出力する。また、予測
誤差共分散行列Pk,at(−)を式(86)を用いて
出力する。
[Equation 18] First, the motion model and the observation model of the tracking target t (t = 1, 2, ..., Tk) are obtained from Expressions (80) to (84). In step ST1, the smoothed state obtained in step ST19 is input to the prediction means 21 to 22, and the predicted value vector Bk based on each motion model of the unit time ahead of the target t is calculated.
a t (−) is output using equation (85). Further, the prediction error covariance matrix Pk, a t (-) and outputs using Equation (86).

【0126】ステップST2において、ステップST1
で得た予測状態を予測値統合手段3に入力してその予測
状態を統合し、目標の予測値ベクトルBkt(−)を式
(87)を用いて、予測誤差共分散行列Pkt(−)を
式(88)に従い算出して出力する。
In step ST2, step ST1
The prediction state obtained in step S21 is input to the prediction value integrating means 3 to integrate the prediction states, and the target prediction value vector Bk t (−) is calculated using the equation (87). The prediction error covariance matrix Pk t (−) ) Is calculated according to equation (88) and output.

【0127】ステップST2で得た予測状態をゲート算
出手段4に入力し、式(90)を用いて予測観測値ベク
トルCkt(−)を算出し、式(91)により予測観測
値誤差共分散行列Skt(−)を算出する。これらの値
から、次の観測値ベクトルが得られる可能性の高い領域
が式(89)に従い設定される。ここで、dは自由度3
のχ2分布表から事前に定めておく。
[0127] Enter the predicted state obtained in step ST2 to gate calculation means 4, the predicted observation value vector Ck t using Equation (90) (-) is calculated, the predicted observation value error covariance by the formula (91) The matrix Sk t (−) is calculated. From these values, a region in which the next observation value vector is likely to be obtained is set according to the equation (89). Where d is 3 degrees of freedom
It is determined in advance from the χ2 distribution table of.

【0128】第2の仮説設定手段16はゲート算出手段
4の結果から、仮説全体の行列を式(92)〜(95)
を用いて出力し、仮説行列を式(96)〜(105)を
用いて出力する。
The second hypothesis setting means 16 calculates the matrix of the entire hypothesis from the results of the gate calculation means 4 using the equations (92) to (95).
And the hypothesis matrix is output using equations (96) to (105).

【0129】第2の相関手段181〜182は、仮説の
信頼度βk,i,aおよび追尾目標t(t=1,2,・
・・,Tk)について仮説の信頼度βk,i,atを式
(106)〜(110)に従い算出する。
The second correlating means 181 to 182 have the reliability of the hypothesis βk, i, a and the tracking target t (t = 1,2 ,.
..., reliability βk hypothesis for Tk), i, a a t is calculated according to the equation (106) - (110).

【0130】ステップST18において、第2の平滑手
段171〜172が観測値ベクトルCk,i(i=1,
2,mk)を入力し、式(111)〜(118)を用い
て各観測値ベクトルが算出された信頼度βk,i,a
を、βk,i,atにより重み付けを行ない運動モデル
に基づいた追尾目標tの平滑値ベクトルBk,a
t(+)及び平滑誤差共分散行列Pk,at(+)を出力
する。
In step ST18, the second smoothing means 171 to 172 have the observation value vectors Ck, i (i = 1, 1).
2, mk), and the reliability βk, i, a at which each observation value vector is calculated using equations (111) to (118)
The, βk, i, a t the smoothed value vector Bk of the tracking target t based on the motion model performs weighting, a
The t (+) and the smoothed error covariance matrix Pk, a t (+) are output.

【0131】最後に、ステップST19において、運動
モデルの適合度により各運動モデルに基づく平滑状態を
統合して、Bkt(+)及びPkt(+)を式(119)
〜(121)に基づき算出する。
Finally, in step ST19, the smooth states based on the respective motion models are integrated according to the fitness of the motion models, and Bk t (+) and Pk t (+) are calculated by the equation (119).
~ (121) to calculate.

【0132】以上説明した本発明の実施の形態7にかか
る追尾装置によると、複数目標が存在する多目標環境に
おいて、どの観測信号を既追尾目標よりの信号であるか
の相関処理を行なう第2の仮説設定手段及び第2の相関
手段を備えたことにより、実施の形態1の効果に加え
多目標環境においても正しい目標を追尾することができ
る。
According to the tracking apparatus according to the seventh embodiment of the present invention described above, in the multi-target environment in which there are a plurality of targets, the correlation processing of which observation signal is the signal from the already-tracked target is performed. By providing the hypothesis setting means and the second correlation means of, in addition to the effect of the first embodiment ,
It is possible to track the correct target even in a multi-target environment.
It

【0133】[0133]

【発明の効果】請求項1に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特に運動モデル毎に算出され
た予測状態を運動モデルの適合度に応じて重みづけ統合
する予測値統合手段の出力をゲート算出手段に与え、追
尾目標の運動に応じ適切なゲートサイズを得ることがで
きるので、相乗効果により旋回目標に対する追従性と直
進目標に対する追尾精度とを同時に高める追尾装置を得
ることができる。
The tracking device according to the first aspect of the present invention is configured as described above, and in particular, the prediction value for weighting and integrating the prediction states calculated for each motion model according to the fitness of the motion model. Since the output of the unifying means can be given to the gate calculating means and an appropriate gate size can be obtained according to the movement of the tracking target, a tracking device that simultaneously enhances the tracking performance with respect to the turning target and the tracking accuracy with respect to the straight ahead target by a synergistic effect is obtained. be able to.

【0134】請求項2に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特にサンプリング間隔に応じ
て運動モデルの数を1個または複数に切替える運動モデ
ル制御手段(運動モデル数切替え手段)を備えたことよ
り、請求項1に係る発明の効果に加え、サンプリング間
隔が広い場合にのみ運動モデル数を複数にし得る追尾装
置を得ることができる。
The tracking device according to the second aspect of the present invention is configured as described above, and in particular , the motion model control means (motion model number switching means) for switching the number of motion models to one or more in accordance with the sampling interval. that) with a
Therefore, in addition to the effect of the invention according to claim 1, it is possible to obtain a tracking device capable of providing a plurality of motion models only when the sampling interval is wide.

【0135】請求項3に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特に追尾時間に応じて運動モ
デルの数を1個または複数(N個)に切替える第2の運
動モデル制御手段(運動モデル数切替え手段)を備えた
ことより、請求項1に係る発明の効果に加え、追尾開始
時には運動モデルを等速直進運動のみとすることがで
き、追尾時間が所定時間以上の場合は運動モデル数を複
数にし得る追尾装置を得ることができる。
The tracking device according to the third aspect of the present invention is configured as described above, and particularly the second motion model control for switching the number of motion models to one or a plurality (N) in accordance with the tracking time. comprising means (number of motion model switching means)
Therefore, in addition to the effect of the invention according to claim 1, there is provided a tracking device capable of making the motion model only a constant-velocity rectilinear motion at the start of tracking, and having a plurality of motion models when the tracking time is a predetermined time or more. Obtainable.

【0136】請求項4に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特に目標の運動モデルを定義
する定数入力設定手段を備えたことより、請求項1に係
る発明の効果に加え、同次元の状態変数ベクトル及び同
一の状態推移行列で複数の運動モデルを定義し得る追尾
装置を得ることができる。
The tracking device according to a fourth aspect of the present invention is configured as described above, and in particular has constant input setting means for defining a target motion model.
In addition to the effect of the invention described above, it is possible to obtain a tracking device capable of defining a plurality of motion models with the same state variable vector and the same state transition matrix.

【0137】請求項5に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特にレーダの配置位置を考慮
した観測行列を算出する観測行列算出手段を備えたこと
より、請求項1に係る発明の効果に加え、配置位置の異
なる複数レーダの観測情報を正確に利用し得る追尾装置
を得ることができる。
The tracking device according to a fifth aspect of the present invention is configured as described above, and is provided with an observation matrix calculation means for calculating an observation matrix in consideration of the arrangement position of the radar.
As a result, in addition to the effect of the invention according to claim 1, it is possible to obtain a tracking device that can accurately use the observation information of a plurality of radars having different arrangement positions.

【0138】請求項6に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特に不要信号の消え残りによ
り観測信号が複数になった場合においても、どの信号が
目標の信号であるかの相関処理を行なう仮説設定手段及
び相関手段を備えたことより、請求項1に係る発明の効
果に加え、不要信号の消え残りが存在する環境でも正し
く目標を追尾し得る追尾装置を得ることができる。
The tracking device according to the sixth aspect of the present invention is configured as described above, and which signal is the target signal even when there are a plurality of observation signals due to the remaining undesired signals. The provision of the hypothesis setting means and the correlation means for performing the correlation processing of 1.
In addition to the above , it is possible to obtain a tracking device that can correctly track a target even in an environment where undesired signal remains unerased.

【0139】請求項7に記載の発明にかかる追尾装置
は、上記のように構成し、特に複数目標が存在する多目
標環境において、どの観測信号を既追尾目標よりの信号
であるかの相関処理を行なう第2の仮説設定手段及び第
2の相関手段を備えたことより、請求項1に係る発明の
効果に加え、多目標環境においても正しい目標を追尾し
得る追尾装置を得ることができる。
The tracking device according to the seventh aspect of the present invention is configured as described above, and in a multi-target environment in which there are a plurality of targets, the correlation processing of which observation signal is the signal from the already-tracked target is performed. than that with the second hypothesis setting means and a second correlation means for performing, the invention according to claim 1
In addition to the effect, it is possible to obtain a tracking device that can track a correct target even in a multi-target environment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1における追尾装置の構
成を示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a first embodiment of the present invention,

【図2】 図1に示す追尾装置の動作を示すフローチャ
ートの図、
2 is a flow chart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図3】 本発明の実施の形態2における追尾装置の構
成を示すブロック図、
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a second embodiment of the present invention,

【図4】 図3に示す追尾装置の動作を示すフローチャ
ートの図、
4 is a flow chart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図5】 本発明の実施の形態3における追尾装置の構
成を示すブロック図、
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a tracking device according to a third embodiment of the present invention,

【図6】 図5に示す追尾装置の動作を示すフローチャ
ートの図、
FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図7】 本発明の実施の形態4における追尾装置の構
成を示すブロック図、
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a fourth embodiment of the present invention,

【図8】 図7に示す追尾装置の動作を示すフローチャ
ートの図、
8 is a flow chart showing the operation of the tracking device shown in FIG. 7,

【図9】 実施の形態4で用いる運動座標系を示す図、FIG. 9 is a diagram showing a motion coordinate system used in the fourth embodiment;

【図10】 実施の形態4で用いる目標の運動方向を示
す図、
FIG. 10 is a diagram showing a target motion direction used in Embodiment 4;

【図11】 本発明の実施の形態5における追尾装置の
構成を示すブロック図、
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a fifth embodiment of the present invention,

【図12】 図11に示す追尾装置の動作を示すフロー
チャートの図、
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図13】 本発明の実施の形態6における追尾装置の
構成を示すブロック図、
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a sixth embodiment of the present invention,

【図14】 図13に示す追尾装置の動作を示すフロー
チャートの図、
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図15】 本発明の実施の形態7における追尾装置の
構成を示すブロック図、
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a tracking device according to a seventh embodiment of the present invention,

【図16】 図15に示す追尾装置の動作を示すフロー
チャートの図、
16 is a flow chart showing the operation of the tracking device shown in FIG.

【図17】 従来の追尾装置の構成を示すブロック図、FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a conventional tracking device,

【図18】 図17に示す従来の追尾装置の動作を示す
フローチャートの図である。
18 is a flowchart showing the operation of the conventional tracking device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 観測手段、 21〜22 予測手段、 3 予測値
統合手段 4 ゲート算出手段、 51〜52 平滑手段、 6
平滑値統合手段、71〜72 遅延要素、 8 運動モ
デル制御手段、 12 仮説設定手段、9 第2の運動
モデル制御手段、 16 第2の仮説設定手段、2 観
測行列算出手段、 10 定数入力設定手段、 41
ゲート選択手段、131〜132 相関手段、 141
〜142 平滑手段、15 平滑値統合手段、19 平
滑値統合手段、 31〜32 ゲート算出手段、 18
1〜182 第2の相関手段、 171〜172 第2
の平滑手段。
1 Observation Means, 21-22 Prediction Means, 3 Prediction Value Integration Means 4, Gate Calculation Means, 51-52 Smoothing Means, 6
Smooth value integrating means, 71 to 72 delay element, 8 motion model controlling means, 12 hypothesis setting means, 9 second motion model controlling means, 16 second hypothesis setting means, 2 observation matrix calculating means, 10 constant input setting means , 41
Gate selection means, 131-132 Correlation means, 141
-142 smoothing means, 15 smoothing value integrating means, 19 smoothing value integrating means, 31-32 gate calculating means, 18
1-182 Second Correlation Means, 171-272 Second
Smoothing means.

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4−198886(JP,A) 特開 平6−43241(JP,A) 特開 平6−94823(JP,A) 特開 平9−297176(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 Continuation of front page (56) Reference JP-A-4-113293 (JP, A) JP-A-4-198886 (JP, A) JP-A-6-43241 (JP, A) JP-A-6-94823 (JP , A) JP-A-9-297176 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01S 7 /00-7/42 G01S 13/00-13/95

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 旋回、直進目標を対象とした追尾装置に
おいて、 複数の運動モデル に基づきそれぞれの予測状態を出力す
る予測手段と、前記複数の予測状態を統合し出力する
測値統合手段と、前記統合した予測状態を入力して次の
観測値ベクトルが得られる領域を出力するゲート算出手
段と、 前記領域における追尾目標を観測しその観測値ベクトル
を出力する観測手段と、 前記観測手段からの観測値ベクトルと前記予測手段から
複数の予測状態とを入力して各運動モデルに基づく複
数の目標の平滑状態を出力する平滑手段と、 前記複数の平滑状態を統合して出力する平滑値統合手段
、を備え前記複数の予測状態を統合する際に予測値ベクトルと予
測誤差共分散行列それぞれを 各運動モデルの適合度に応
じて重みづけ統合することを特徴とする追尾装置。
1. A tracking device for turning and straight-ahead targets.
In the above , by inputting the prediction means for outputting the respective prediction states based on the plurality of motion models , the prediction value integrating means for integrating and outputting the plurality of prediction states, and the integrated prediction states. Gate calculation means for outputting the area where the next observation value vector is obtained, observation means for observing the tracking target in the area and outputting the observation value vector, and the observation value vector from the observation means and the prediction means comprising a smoothing means for outputting a plurality of smoothing the target state based enter a plurality of predicted state to each motion model, a smoothing value integrating means for outputting integrated plurality of smooth state, a plurality of The predictor vector and predictor
A tracking device , characterized in that the measurement error covariance matrices are weighted and integrated according to the fitness of each motion model.
【請求項2】 サンプリング間隔に応じて前記運動モデ
ルの数を1個または複数に切替える運動モデル制御手段
を備えたことを特徴とする請求項1記載の追尾装置。
2. The tracking device according to claim 1, further comprising a motion model control means for switching the number of the motion models to one or a plurality according to a sampling interval.
【請求項3】 追尾時間に応じて前記運動モデルの数を
1個または複数に切替える第2の運動モデル制御手段を
備えたことを特徴とする請求項1記載の追尾装置。
3. The tracking device according to claim 1, further comprising a second motion model control means for switching the number of the motion models to one or a plurality according to the tracking time.
【請求項4】 複数の目標運動モデルを定義して、N種
類の独立同次元の定数入力ベクトルを設定する定数入力
設定手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の追尾
装置。
4. The tracking device according to claim 1, further comprising constant input setting means for defining a plurality of desired motion models and setting N kinds of independent same-dimensional constant input vectors.
【請求項5】 配置位置の異なる複数レーダの配置位置
を考慮した観測情報を処理する観測行列算出手段を備え
たことを特徴とする請求項1記載の追尾装置。
5. The tracking device according to claim 1, further comprising an observation matrix calculation means for processing observation information in consideration of arrangement positions of a plurality of radars having different arrangement positions.
【請求項6】 不要信号の消え残りにより観測信号が複
数になった場合において、どの信号が目標の信号である
かの相関処理を行なう仮説設定手段及び相関手段を備え
たことを特徴とする請求項1記載の追尾装置。
6. A hypothesis setting means and a correlation means for performing correlation processing of which signal is a target signal when a plurality of observation signals are generated due to the remaining undesired signals. Item 1. The tracking device according to item 1.
【請求項7】 複数目標が存在する多目標環境におい
て、どの観測信号が既追尾目標からの信号であるかの相
関処理を行なう第2の仮説設定手段及び第2の相関手段
を備えたことを特徴とする請求項1記載の追尾装置。
7. In a multi-target environment in which multiple targets exist, a second hypothesis setting means and a second correlation means are provided for performing correlation processing of which observed signal is a signal from a tracked target. The tracking device according to claim 1, which is characterized in that
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