JP3638235B2 - 並列多目標追尾装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
レーダにおける複数目標物の追尾手法として、ＪＰＤＡ（Joint Probabilistic Data Association）やＭＨＴ（Multiple Hypothesis Tracking）のような複数の目標物の航跡と観測点の組合せを想定する方式を採用する並列多目標追尾装置に関し、特に、処理を分割して追尾を行う並列多目標追尾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＪＰＤＡ方式では、複数の目標物に対して個々にその移動先を範囲で予測し、予測した各予測領域に重なりがあり、かつ、その重なりに目標物の観測点が存在する場合に、それらの予測領域を１つのクラスタとして連結して追尾処理を行っている。
【０００３】
図２を用いてクラスタについて具体的に説明する。図２において、ｔ１、ｔ２及びｔ３は各目標物の航跡の予測座標であり、この予測座標ｔ１〜ｔ３を中心とする楕円は、それぞれの目標物の移動先の予測範囲３１、３２、３３である。また、同図において、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４は観測点の座標である。このとき、予測領域３１においては、他の予測領域との重なりがないため、予測領域３１のみで１つのクラスタを構成している（クラスタ（１））。一方、予測領域３２及び３３には重なりがあり、かつ、その重なりに観測点ｙ３が存在しているため、これらの予測領域３２及び３３は連結されて１つのクラスタを構成する（クラスタ（２））。
【０００４】
ＪＰＤＡ方式を用いた従来の追尾装置においては、予測領域を連結すればするほど、考慮すべき観測点と航跡の組合せが多くなり、演算量が増えてしまい、処理時間がかかる上に、使用するプロセッサが処理能力の大きいものでなければ処理を行うことができない。
【０００５】
そのため、複数のプロセッサを用いた並列処理を行う方法が考えられてきたが、多目標追尾を並列処理する従来の追尾方法としては、例えば、処理を機能分割によって負荷分散する“On Mapping a Tracking Algorithm Onto Parallel Processors"(IEEE TRANSACTIONS On AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS VOL.26, NO.5, 1990)に示されたもの等がある。図７及び図８は、この従来の方法を説明した図であり、追尾処理とプロセッサをグラフとして示したものである。この従来の方法では、図７のように処理をタスクグラフとして表現し、各タスクの負荷を情報の流れに基づいて、プロセッサへの分割を行なう。
【０００６】
図７は、処理の関係を示すタスクグラフである。タスクグラフとは、処理の相関関係を示すグラフで、丸と矢印とにより表現されるものである。丸１０１〜１０８は計算機などで行なう処理自体を示し、矢印１１０〜１１９はその計算結果が利用される先を示している。すなわち、例えば、
Ｃ＝Ａ＋Ｂ ・・・ （あ）
Ｅ＝Ｃ＋Ｄ ・・・ （い）
という２つの処理（あ）及び（い）があった場合、（あ）→（い）と表す。なお、ここで、“（あ）”及び“（い）”は、“あ”及び“い”を丸で囲んだ状態を示すものとする。
【０００７】
タスクグラフで表した処理は、全て、バラバラに複数のプロセッサに分割して処理させることができる。先の例でいえば、（あ）の計算と（い）の計算を別のプロセッサで行うことができる。この場合、（い）の計算を行うプロセッサは、（あ）の計算結果を、（あ）の計算を行うプロセッサから受け取ることになる。このように、タスクグラフにおいて、矢印で繋がっているタスク（図においては丸）は、計算結果のやりとりが必要となる。
【０００８】
タスクグラフには、矢印で繋がったものと繋がっていないものとが当然存在するが、矢印で繋がっていないもの同士は、互いにデータをやりとりする必要はない。図７の例で言えば、タスク（１）とタスク（２）〜（５）とは、それぞれ、矢印１１０、１１３、１１５、１１７を介して直接繋がっており、また、タスク（２）にはタスク（６）が矢印１１１を介して繋がり、タスク（５）にはタスク（７）が矢印１１８を介して繋がっている。また、タスク（６）、（３）、（４）、（７）とタスク（８）とは、それぞれ、矢印１１２、１１４、１１６、１１９を介して直接繋がっている。従って、矢印で繋がっていないペアは、タスク（２）（符号１０２）とタスク（５）（符号１０５）のペア及びタスク（６）（符号１０６）とタスク（７）（符号１０７）のペアである。
【０００９】
一方、タスク（１）（符号１０１）とタスク（２）（符号１０２）のペアや、タスク（２）（符号１０２）とタスク（６）（符号１０２）のペア及びタスク（５）（符号１０５）とタスク（７）（符号１０７）のペア等は矢印で繋がっており、例えば、タスク（１）とタスク（２）なら、タスク（１）の計算が終わらない限りタスク（２）の計算も終わらないという関係になっている。
【００１０】
この場合、以下の２つの分け方があった場合、後者の分け方を選択するようにする。それは、前者の分け方では、プロセッサ間で計算結果を渡す必要が生じるが、後者ではその必要が生じないからである。
【００１１】
・タスク（２）と（５）を１つのプロセッサに割り当て、タスク（６）と（７）を他の１つのプロセッサに割り当てる。
【００１２】
・タスク（２）と（６）を１つのプロセッサに割り当て、タスク（５）と（７）を他の１つのプロセッサに割り当てる。
【００１３】
更に、各タスクには、通常、必要な計算量が示されている（図７では省略）。従って、タスクグラフに与えられている処理を複数のプロセッサに分ける場合、以下の２つの方針に基づいて行うことになる。
【００１４】
・各プロセッサに分けたタスクの必要計算量の合計がなるべく同じになるように割り当てる。
【００１５】
・矢印で繋がっているタスク同士は、同じプロセッサに割り当てる。
【００１６】
図８はプロセッサグラフであり、４つのプロセッサＰ１〜Ｐ４（符号１２１〜１２４）が環になって繋がっていることを示している。すなわち、プロセッサＰ１にプロセッサＰ２が繋がり、プロセッサＰ２にプロセッサＰ３が繋がり、プロセッサＰ３にプロセッサＰ４が繋がり、プロセッサＰ４にプロセッサＰ１が繋がっている。
【００１７】
このように、矢印で繋がっているタスク同士を同じプロセッサに割り当てるというのが従来の追尾装置で用いられている方法である。この図７に示されているタスクグラフで、丸で表現されるものは、機能的に一塊となる処理である。上述したようなＪＰＤＡやＭＨＴ等のように、目標物と観測点の航跡の組合せを考慮して追尾処理を行う場合、対象とする問題が大きくなると、各タスクが消費する計算量に大きな差が出てきたり、または、処理の負荷が大きくなりすぎて処理ができなくなる場合がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の追尾方法は、以上のようにして追尾処理を行っているため、ＪＰＤＡやＭＨＴのように複数の目標物の航跡と観測点の組合せを考慮して追尾処理を行なう方式では、航跡の予測領域の生成や航跡の更新の処理等の特定のタスクの処理の負荷が特別に非常に大きくなってしまうことがあり、その場合には、上述したように複数のプロセッサを用いて各タスクの並列処理を行っても、負荷が特別に大きくなってしまうタスクの処理を行ったプロセッサだけは処理が終わらず、結果として、全体の処理が完全に終わるまでの時間は長くかかってしまい、複数のプロセッサを用いた負荷分散効果が得られず、並列処理を行っている意味がなくなってしまったり、または、処理の負荷が大きくなりすぎて処理ができなくなってしまうという問題点があった。
【００１９】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、目標物の航跡の予測領域の生成や航跡の更新の処理を複数の各プロセッサに分散処理し、これらのプロセッサに航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らし最適な負荷分散を行ない、負荷分散効果が十分に得られる並列多目標追尾装置を得ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の目標物に対して個々に移動先を領域で予測し、予測した各領域に重なりがある場合に、上記予測領域を連結して１つの連結予測領域として扱い、上記目標物の移動先を推定する並列多目標追尾装置であって、上記目標物の観測点の情報が入力される観測点入力手段と、上記目標物の航跡と上記予測領域とのデータの管理を行い、上記航跡の処理の分割／統合を行う航跡データ管理手段と、上記航跡データ管理手段により割り当てられた上記航跡に関して予測領域の生成を行うとともに、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報に基づいて上記観測点が上記予測領域に含まれるか否かの予測領域判定を行う複数の追尾処理手段と、上記予測領域判定の結果に基づいて、１つの観測点が複数の予測領域に含まれる場合に、上記予測領域を連結させた連結予測領域を生成し、上記連結予測領域内の観測点と航跡の各組合せの信頼度を算出して、上記信頼度と、連結のない予測領域の航跡の更新の指示とを、分配して出力する組合せ処理手段と、分配された上記信頼度及び上記指示に基づいて、上記航跡の更新を行う複数の航跡更新手段と、各上記航跡更新手段により更新された上記航跡の情報を格納する追尾情報格納手段と、を備えた並列多目標追尾装置である。
【００２１】
また、追尾処理手段と航跡更新手段とが同数であって、追尾処理手段と航跡更新手段のそれぞれ１つずつが組んで構成される対が、１つのプロセッサからそれぞれ構成されている。
【００２２】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されている。
【００２３】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、組合せ手段において予測領域が連結される可能性の高い航跡を判断し、異なる追尾処理手段に割り当てる。
【００２４】
また、航跡データ管理手段の制御により、観測点入力手段に入力された観測点の情報のうち関連のある情報だけを追尾処理手段に送る。
【００２５】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、各追尾処理手段の処理能力に応じた数の航跡を割り当てて負荷分散処理を行う。
【００２６】
また、航跡データ管理手段が、各追尾処理手段の処理のかたよりの発生を監視し、各追尾処理手段の処理状況に応じて航跡の割り当てを動的に入れ替えて負荷分散処理を行う。
【００２７】
また、追尾情報格納手段が追尾処理手段に１対１で接続されており、１つの航跡のデータが少なくとも２つの追尾情報格納手段で保有され、いずれかの追尾処理手段に障害が発生した場合には、同一の航跡のデータを持つ追尾情報格納手段に接続されている別の上記追尾処理手段が処理を継続する。
【００２８】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されて、各プロセッサに、１つの航跡が所定の観測点に対応するものとして処理を割り当てる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。図において、１は、観測点の入力を行なう入力線、２は、目標物の航跡と予測領域を航跡データとして管理し、これらの処理の分割／統合を行う航跡データ管理部である。３ａ〜３ｃは、観測点が航跡の予測領域に含まれるか否かを判定する予測領域判定、航跡の更新、及び、航跡を予測し予測領域の生成の３つの処理を並列に行う複数の追尾処理プロセッサ部である。４は、航跡データ管理部２内に設けられ、連結する複数の航跡からクラスタを作成し、クラスタを構成している航跡と観測点の組み合わせを作成し、各組み合わせの信頼度を算出する組合せ処理部である。５は、航跡更新結果を追尾結果として出力する出力線である。また、６ａ〜６ｂは、各部の処理結果の転送に用いる転送線である。このうち、転送線６ａは、図に示すように、航跡データ管理部２と複数設けられている追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃとを接続するための内部バスから構成されている。７ａ〜７ｃは、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに１対１で接続され、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理データを格納する追尾情報格納メモリである。
【００３０】
次に、図１を用いて、この装置の動作について説明する。
【００３１】
（１）航跡データ管理部２は、装置の初期の時点で、過去のデータ（すなわち、先の追尾処理）に基づく各航跡の情報を転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは割り当てられた航跡のデータを転送路６ｂを介して各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００３２】
（２）観測点情報が入力線１を介して、航跡データ管理部２に送られる。
【００３３】
（３）航跡データ管理部２は、入力された観測点の情報を転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００３４】
（４）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、割り当てられた航跡の予測を行い、予測領域の生成をする。その後、観測点が予測領域に含まれるか否かを判定し、その結果を転送路６ａを介して組合せ処理部４に送る。
【００３５】
（５）組合せ処理部４は、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡が連結しているものとして１つのクラスタとする。次に、組合せ処理部４は、連結のない航跡に対して、対応する追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃにそれらの航跡の更新を行うように指示する。また、組合せ処理部４は、クラスタを構成する連結のある航跡に対しては、追尾の組合せをすべて生成し、個々の信頼度を算定し、算定結果を転送路６ａを介して、対応する追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配して送る。信頼度については後述する。
【００３６】
（６）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性（すなわち、信頼度）を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【００３７】
（７）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力するとともに、上述の手順（１）で示したように、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを介して、追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに更新された航跡の情報を格納する。
【００３８】
本発明の並列多目標追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【００３９】
次に、ＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。図２は、追尾処理での目標物と観測点の関係を示したものであり、上述したように、ｔ１〜ｔ３は各目標物の航跡の予測座標であり、３１〜３３で示される航跡ｔ１〜ｔ３の予測座標を中心とする楕円は予測範囲である。また、ｙ１〜ｙ４は観測点の座標である。なお、上述したように、ｔ１は連結のない航跡であり、ｔ２及びｔ３はお互いに連結している航跡である。そのため、航跡ｔ１は、１つでクラスタ（１）を構成し、航跡ｔ２及びｔ３は、２つでクラスタ（２）を構成する。
【００４０】
また、次式（１）〜（３）の行列Ω（１）、Ω（２）、Ω（３）は、航跡と観測点の関係を示している。
【００４１】
【数１】
【００４２】
【数２】
【００４３】
【数３】
【００４４】
行列Ω（１）はｔ１〜ｔ３とｙ１〜ｙ４の関係を示したものである。縦が航跡、横が観測点で分かれており、行列内の“１”は可能性あり、“０”は可能性無しを示している。また、行列Ω（２）及びΩ（３）は、行列Ω（１）からクラスタを構成する要素を取り出し、対応航跡なしを示す航跡０を追加したものである。これらの行列Ωは、次の内容を表したものである。
【００４５】
行列Ω（２）：
観測点ｙ１は、航跡ｔ１、もしくは、対応する航跡無しである。
観測点ｙ２は、航跡ｔ１、もしくは、対応する航跡無しである。
【００４６】
行列Ω（３）：
観測点ｙ３は、航跡ｔ２、もしくは、航跡ｔ３、もしくは、対応する航跡無しである。
観測点ｙ４は、航跡ｔ３、もしくは、対応する航跡無しである。
【００４７】
行列Ω（３）は連結のある航跡を表す。この行列を満たす航跡と観測点の組合せは、
・ｔ２が対応なしで、ｔ３が対応なしのケース
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ３のケース
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ４のケース
・ｔ２がｙ３で、ｔ３が対応なしのケース
・ｔ２がｙ３で、ｔ３がｙ４のケース
である。
【００４８】
この組合せを探索木として表したのが図３である。なお、図３の探索木において、“対応なし（Lost）”は対応する観測点無しを表す。また、探索木における各呼称は、図３では、次の部分に対応しており、組合せは、根から葉までの各ノードの持つ状態に対応する。
以上を前提として各部の動作を説明する。
【００４９】
（１）航跡データ管理部２は、装置の初期の状態で各航跡データ（座標や速度など）を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。一例として、図２の場合、航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配するものとする。このように、この実施の形態においては、航跡を１つずつ順に追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに固定的に割り当てていく。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃはこれらのデータを各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００５０】
（２）航跡データ管理部２は、観測点のデータを追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００５１】
（３）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、航跡のデータから、観測点が観測された時間に対応する航跡の予測座標を算出する。また、同様に一定の存在確率以上となる予測領域（図２の楕円３１〜３３）を算出する。その後、各航跡の予測領域に観測点が含まれるか否かを判定し、含まれる場合には予測座標からの距離等を算出し、結果を組合せ処理部４に送る。
【００５２】
（４）組合せ処理部４は、送られてきた結果をまとめ、行列Ω（１）を作成する。行列Ω（１）から観測点が二つ以上の予測領域に含まれるものを選び、それらの航跡でクラスタを作成する。図２では、観測点ｙ３が航跡ｔ２とｔ３の２つの航跡の予測領域に含まれるため、この２つを１つのクラスタとして結合する。
【００５３】
また、組合せ処理部４は、連結のない航跡ｔ１に対しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで、航跡の更新の処理を行う様に指示する。
【００５４】
組合せ処理部４は、連結した航跡と観測点の組み合わせを調べ、図３の探索木を生成する。その後、各組み合わせ毎に信頼度を算出し、航跡と各観測点の対応関係についての重み付けを算出する。例えば、図３において、組合せ処理部４は組合せ毎の信頼度として、
・ｔ２が対応なしで、ｔ３が対応なしのケースの信頼度 Ｅ（１）
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ３のケースの信頼度 Ｅ（２）
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ４のケースの信頼度 Ｅ（３）
・ｔ２がｙ３で、ｔ３が対応なしのケースの信頼度 Ｅ（４）
・ｔ２がｙ３で、ｔ３がｙ４のケースの信頼度 Ｅ（５）
を算出する。次に、この値を元に、目標物と各観測点の対応関係についての重み付け、
・ｔ２が対応なしとなる重みは、Ｅ（１）＋Ｅ（２）＋Ｅ（３）
・ｔ２がｙ３に対応する重みは、Ｅ（４）＋Ｅ（５）
・ｔ３が対応なしとなる重みは、Ｅ（１）＋Ｅ（４）
・ｔ３がｙ３に対応する重みは、Ｅ（２）
・ｔ３がｙ４に対応する重みは、Ｅ（３）＋Ｅ（５）
を算出する。
【００５５】
その後、航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。例えば、図２の例では、上述の手順（１）の処理で航跡ｔ２が追尾処理プロセッサ部３ｂに割り当てられていたので、航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに分配される。
【００５６】
（５）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、各航跡の位置を算出、航跡の座標や速度等の内部情報の更新を行なう。例えば、航跡ｔ２であれば、上述の手順（４）で示した２つの重み付けに基づいて目標の座標を求める（重み付けに基づいた算出結果を目標物の座標と見倣す）。また、クラスタを生成しなかった航跡ｔ１に関しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで重みの算出を行い、航跡の更新の処理を行う。
【００５７】
以上で各部の動作が終了する。なお、手順（３）の動作で用いた組合せ毎の信頼度Ｅ（１）〜Ｅ（５）は、上式（２）の行列Ω（２）の各要素を可能性ありなしの１／０ではなく、可能性ありの場合にはその可能性（信頼度）を０〜１までの数値（実数）で与える場合、組合せの個々の可能性の積で表すことができる。例えば、信頼度Ｅ（５）は、航跡ｔ２がｙ３である可能性とｔ３がｙ４である可能性の積になる。
【００５８】
また、上記ではＪＰＤＡを例として説明を行った。ＪＰＤＡでは、複数の航跡の組み合わせから信頼度を求め、この信頼度を重みとして航跡を決定する。一方、ＭＨＴでは、複数の航跡の組み合わせを一つの仮説としてとらえ、考えうる全ての仮説に関して航跡の更新の処理を行うというものである。このような方式を採用した追尾処理であっても、上記の装置で処理することが出来る。
【００５９】
以上のように、本発明の並列多目標追尾装置においては、複数のプロセッサから構成された追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｂを備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を複数のプロセッサに分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができ、また、複数のプロセッサに航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らすことが出来、負荷分散を有効に行うことが出来る。
【００６０】
実施の形態２．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態１では、最初の動作の際に、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを固定的に割り当てる例について述べたが、さらに、ＪＰＤＡにおいて手動などで航跡が追加される場合や、ＭＨＴのように自動的に航跡の追加を行う処理の場合に、航跡が追加される際に、追加された各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに、予め定めた法則に従って、固定的に割り当てるようにしてもよい。
【００６１】
上述したように、航跡が追加される際に、各航跡を固定的に複数のプロセッサに割り当てるようにすることにより、データの転送を抑え、航跡の追尾処理プロセッサ部への分配の処理を省くことができる。
【００６２】
実施の形態３．
図２〜４を用いて説明する。上述の実施の形態１では、組み合わせを求める処理を航跡データ管理部２内の組合せ処理部４で行ったが、この実施の形態においては、この組合せ処理部４を航跡データ管理部２と分離させた例について説明する。また、組み合わせを求める処理を複数のプロセッサに分けて、負荷分散を行うことも出来るため、その例についても本実施の形態において説明する。
【００６３】
図４は、その構成を示したものである。図において、４Ａは、上述の図１に示した実施の形態１における組合せ処理部４を航跡データ管理部２と分離させた組合せ処理部である。８は、実施の形態１の組合せ処理部４において行っていたクラスタの生成処理と同等の機能を有するクラスタ作成部である。９ａ〜９ｃは、実施の形態１の組合せ処理部４において行っていた、組合せを作成し、各組み合わせの可能性を算出する処理と同等の機能を有する組合せ処理プロセッサ部である。組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは複数のプロセッサから構成されており、負荷分散を行って処理を行えるものである。また、６ｃは、クラスタ生成部８と組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃとを接続して、各部の処理結果の転送に用いる転送線であり、図のように、双方向のデータの転送が可能な内部バスから構成されている。他の構成については、上述の実施の形態１と同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
【００６４】
次に、図４を用いて、この装置の動作を説明する。（１）〜（４）までの動作は、上述の実施の形態１と同じであり、（５）以降の動作が次のようになる。
【００６５】
（５）組合せ処理部４Ａ内のクラスタ生成部８は、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡を連結させて１つのクラスタを生成する。クラスタ生成部８は、連結のない航跡に対して、転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃにそれらの航跡の更新を行うように指示する。また、クラスタ生成部８は、クラスタの情報から探索木の節（図３参照）を生成し、生成した節を転送路６ｃを介して組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃに分配する。
【００６６】
（６）組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは、受け取った節から探索木の葉（追尾の組合せの１つに相当する）を求め、探索木が示す組合せの信頼度を算出する。その結果を転送路６ｃを介して、クラスタ生成部８へ送る。
【００６７】
（７）クラスタ生成部８は、送られてきた各組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃの結果を統合し、転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００６８】
（８）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【００６９】
（９）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力する。
【００７０】
本追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【００７１】
次にＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。実施の形態１の場合と同様に図２を前提として説明する。（１）〜（３）までの動作は、上述の実施の形態１と同じであり、（４）以降の動作が次のようになる。
【００７２】
（４）組合せ処理部４Ａ内部のクラスタ生成部８は、実施の形態１の組合せ処理部４と同様にクラスタを作成する。また、連結のない航跡ｔ１に対しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで、航跡の更新の処理を行う様に指示する。また、クラスタ生成部８は、図３の探索木の節を生成し、個々の節を各組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃに分配する。
【００７３】
（５）組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは、節から葉の算出を行ない、各葉が示す組合せ毎に信頼度を算出し、目標物と各観測点の対応関係についての重み付けを行なう。信頼度と重みの算出の処理は実施の形態１と同じである。
【００７４】
（６）クラスタ生成部８は、組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃが算出した「目標物と各観測点の対応関係についての重み付け」を集計する。例えば、図２の例では、航跡ｔ１であれば、
・ｙ１に対応する重み
・ｙ２に対応する重み
・対応なしとなる重み
が得られる。
【００７５】
その後、航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。例えば、図２では（１）の処理で航跡ｔ２が追尾処理プロセッサ部３ｂに割り当てられていたので、航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに分配される。以降の処理は実施の形態１と同じである。
【００７６】
この実施の形態においては、組合せ処理部４を航跡データ管理部２から分離させるとともに、組合せを求める処理を複数のプロセッサに分けて、負荷分散を行うようにしたので、上述の実施の形態１よりもさらに最適な負荷分散を行うことができ、さらなる高速化を図ることができる。
【００７７】
実施の形態４．
図１、図２、及び、図５を用いて説明する。この実施の形態においては、図１の構成において、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てる場合、航跡データ管理部２で連結しそうな航跡（すなわち距離の近い航跡）を判断し、異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てるようにする。また、各航跡に関連しそうな観測点を判断し、関連のある観測点だけを各プロセッサに送るようにする。
【００７８】
これについて説明する。図５は追尾のためのレーダの照射を表した図である。点Ｏから時計回りにレーダが照射される。図において、ｐ，ｑ，ｒ，ｓはレーダの照射の領域（角度）を便宜的に複数（図では４つ）に分割した場合の各領域であり、Ｔ１〜Ｔ５は各領域の照射の開始時刻、もしくは、終了時刻である。また、実施の形態１の図２で説明したように、ｔ１〜ｔ３は航跡（及び、航跡の予測座標）を示しており、この予測座標を中心とする楕円３１〜３３は予測範囲である。また、ｙ１〜ｙ４は観測点（及び、観測点の座標）を示している。
【００７９】
また、図６は、図５のレーダ照射時の追尾処理のタイミングを表したものである。図６において、横方向が時刻の推移を表している。また、矢印は各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃと組合せ処理部４で行われる処理を表す。白い矢印は各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでの観測点ｙ１〜ｙ４に対する予測領域の作成、判定処理、予測座標との距離の算出などの処理を表す。また、黒い矢印はそれ以外の航跡の更新や組み合わせ処理等を表す。
【００８０】
以上を前提として動作について説明する。以下に記述する以外の動作は、上述の実施の形態１と同じである。
【００８１】
（０）実施の形態１での（４）の動作の各航跡の更新の処理において、次回のレーダ照射時に各航跡（の予測領域）がどの照射領域に入るかを概算し、わずかでもその航跡が入る可能性のある照射領域をすべて挙げる。
【００８２】
（１）航跡データ管理部２は、前回の各航跡更新時の航跡と照射領域の判定結果に基づき、同じ照射領域に含まれる航跡を、連結する可能性のある航跡として異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに再分配する。
【００８３】
図５を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑに、航跡ｔ２及びｔ３は照射領域ｒ及びｓに入ると判定されたものとする。この時、航跡ｔ２及びｔ３は連結する可能性が有る。そのため、前回の処理で同じ追尾処理プロセッサ部に割り当てられていた場合は、異なる追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに再分配される。もともと異なるプロセッサに割り当てられていた場合は再分配は行われない。また、航跡ｔ１は追尾処理プロセッサ部３ａに分配されたものとする。
【００８４】
また、航跡データ管理部２は各航跡に対して、可能性のある照射領域にある観測点のみを送るようにする。図５を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑのいずれかと判定されたので、観測点ｙ１とｙ２が送られる。同様に、航跡ｔ２及びｔ３には観測点ｙ３とｙ４が送られる。
【００８５】
また、航跡データ管理部２は、ある航跡に対して可能性のある照査領域の探索が終了した場合に、観測点の判定を終了するように各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに指示を出す。図５及び図６を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑのいずれかと判定されたので、時刻Ｔ３に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ａに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。同様に、時刻Ｔ５に、追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに観測点の判定処理終了の指示が出る。
【００８６】
（２）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃで観測点の判定処理を行う。また、航跡データ管理部２から観測点の判定終了の指示が出た場合は、すでに受け取った観測点の判定を行った後、航跡の更新を行うか、または、クラスタを組合せ処理部４に渡す。
【００８７】
図５及び図６を例にすると、時刻Ｔ３に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ａに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。航跡ｔ１は連結がないので、追尾処理プロセッサ部３ａは航跡ｔ１の更新の処理を開始する。また、時刻Ｔ５に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃは観測点ｙ４の判定処理を行った後に組合せ処理部４に結果を渡す。
【００８８】
以上のように、この実施の形態においては、予測領域が連結しそうな航跡を判断し、異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てるようにしたので、予測領域の観測点の判定に関する処理の負荷を分散することができ、また、各航跡に関連しそうな観測点を判断し、関連のある観測点だけを各プロセッサに送るようにしたので、観測点の判定に関する不要な処理を省くことが出来、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【００８９】
実施の形態５．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態１では、最初の動作の際に、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを固定的に割り当ていた。しかしながら、ＪＰＤＡにおいて手動などで航跡が追加や削除される場合や、ＭＨＴのように自動的に航跡の追加、削除を行う処理の場合、各プロセッサ部で航跡のかたよりが発生する。そのため、この実施の形態においては、航跡データ管理部２は航跡のデータと各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力を管理し、航跡のかたよりが発生した場合、航跡データ管理部２は予測領域処理の前に各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力に応じた数の航跡を再配置するようにした。
【００９０】
例えば、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力が同じであれば、航跡データ管理部２は、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃで航跡が同数になるように再配置する。
【００９１】
また、追尾処理プロセッサ部３ａの処理能力を１とした場合に、追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃの処理能力が、それぞれ、２及び４ならば、航跡データ管理部２は、追尾処理プロセッサ部３ａ、３ｂ及び３ｃに、航跡の数が１：２：４の比になるように再配置する。
【００９２】
以上のように、この実施の形態においては、航跡データ管理部２は予測領域処理の前に各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力に応じた数の航跡を再配置するようにしたので、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの負荷を均一にすることができ、全体の処理時間を短縮できる。
【００９３】
実施の形態６．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態５において、航跡データ管理部２が追尾処理プロセッサ部の処理能力に応じた数の航跡を再配置していた。しかし、上述の実施の形態４の図５の場合のように、割り当てられる航跡により、各追尾処理の行われるタイミングは異なるため、一時的に一つの追尾処理プロセッサ部の処理が集中する場合も有りうる。この場合、航跡データ管理部２は、処理のかたよりの発生を監視し、航跡データ管理部２が処理の途中で負荷の大きい追尾処理プロセッサ部から負荷の小さい追尾処理プロセッサ部に航跡データを動的に再配置するようにしても良い。
【００９４】
例えば、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの中で、追尾処理プロセッサ部３ａで複数の航跡の予測領域に関する処理が一時的に集中して発生し、一方、他の追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃでは少数の航跡の処理しか行われていないとする。航跡データ管理部２は、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理状況（処理待ちの数など）を監視し、追尾処理プロセッサ部３ａから処理待ちの航跡を追尾処理プロセッサ３ｂ及び３ｃにうつすようにする。
【００９５】
以上のように、この実施の形態においては、航跡データ管理部２が処理の途中で負荷の大きい追尾処理プロセッサ部から負荷の小さい追尾処理プロセッサ部に航跡データを動的に移すようにしたので、処理の途中であっても各追尾処理プロセッサ部の負荷を均一にすることができ、負荷分散の効果をより一層得ることが出来る。
【００９６】
実施の形態７．
図１及び図２を用いて説明する。この実施の形態においては、上述の図１の構成において、各航跡のデータを複数のプロセッサに保有させておき、いずれかのプロセッサに障害が発生した場合は、同一のデータを持つ別のプロセッサで処理を行うようにする。
【００９７】
これについて説明する。以下に記述する以外の動作は、上述の実施の形態１と同じである。
【００９８】
（１）実施の形態１での（１）の動作の航跡を各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する際に、同時に、予備の航跡データを、先に分配した追尾処理プロセッサ部とは異なる別の追尾処理プロセッサ部に分配するようにする。一例として、図２の場合、正規の航跡データとして航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配する際に、同時に、予備の航跡データとして航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｃに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ａに分配するものとする。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃはこれらのデータを各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００９９】
（２）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、正規の航跡のデータに対して実施の形態１と同じ処理を行う。また、航跡の更新がなされ、航跡データが航跡データ管理部２に集められた際に、航跡データの更新された部分（差分）のみを予備の航跡データを持つ各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１００】
（３）予備の航跡データを持つ各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、航跡データ管理部２から送られた航跡データの更新された部分（差分）のデータに基づいて、予備の航跡のデータについてその部分のみの更新を行う。
【０１０１】
この実施の形態においては、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃのいずれかに障害が発生した場合は、予備の航跡データを持つ他の追尾処理プロセッサ部が処理を継続する。例えば、追尾処理プロセッサ部３ｂに障害が発生した場合は、予備のデータをもつ追尾処理プロセッサ部３ｃが処理を継続する。
【０１０２】
以上のように、この実施の形態においては、複数のプロセッサに予備の航跡データを保有させておくようにしたので、プロセッサの障害発生時に他のプロセッサが処理を継続することが出来、装置の信頼性の向上を図ることができる。
【０１０３】
実施の形態８．
図１〜４を用いて説明する。上述の実施の形態３では、図４に示すように、組み合わせを求める処理を組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃで行う例について説明した。この実施の形態においては、組み合わせを求める処理を各追尾処理プロセッサ部で行う例について説明する。
【０１０４】
この実施の形態における追尾装置の構成は基本的には図１に示す構成と同じであるため、ここでは図示を省略し、図１を用いてその構成を説明することとする。なお、この実施の形態においては、３ａ〜３ｃは、実施の形態１の追尾処理プロセッサ部に、組合せ処理部４の組合せ処理の機能を追加した、追尾処理プロセッサ部である。従って、この実施の形態においては、図１の組合せ処理部４が削除される。それ以外の構成については、実施の形態１の場合と同じである。
【０１０５】
次に、図１を用いて、この装置の動作を説明する。
【０１０６】
（１）航跡データ管理部２は、実施の形態１と同じように航跡の情報を各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配し、航跡と追尾処理プロセッサ部の対応関係の情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。他は実施の形態１と同じである。
【０１０７】
（２）及び（３）の動作は実施の形態１と同じである。
【０１０８】
（４）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、割り当てられた航跡の予測を行い、予測領域の生成を行う。その後、観測点が予測領域に含まれるか否かを判定し、その結果を転送路６ａを介して他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１０９】
（５）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、実施の形態１の場合と同様に、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡が連結しているものとして１つのクラスタとする。
【０１１０】
各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、割り当てられた航跡の中の連結のない航跡に対して、それらの航跡の更新の処理を行う。
【０１１１】
クラスタを構成する連結のある航跡に対して、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、航跡と追尾処理プロセッサ部の対応関係の情報を考慮して追尾の組合せを分担して生成し、個々の信頼度を算定する。その後、この結果を転送路６ａを介して関係する他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１１２】
（６）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【０１１３】
（７）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力する。
【０１１４】
本追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【０１１５】
次にＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。上述の実施の形態１の場合と同様に、図２を前提として説明する。
【０１１６】
（１）航跡データ管理部２は、航跡と追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの対応関係の情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃ送る。例えば、図２の場合、航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配する場合、この情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。他は実施の形態１の場合と同じである。
【０１１７】
（２）の処理は実施の形態１の場合と同じである。
【０１１８】
（３）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、実施の形態１の場合と同様に、予測領域と観測点に関する処理を行う。その後、処理の結果を他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１１９】
（４）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られてきた結果から、行列Ω（１）を作成する。その後、行列Ω（１）の中で保有する航跡が他の航跡と連結している場合にはクラスタを作成する。図２において、追尾処理プロセッサ部３ａでは航跡ｔ１は連結なし、追尾処理プロセッサ部３ｂでは航跡ｔ２は航跡ｔ３と連結、追尾処理プロセッサ部３ｂでは航跡ｔ３は航跡ｔ２と連結と判断され、追尾処理プロセッサ部３ｂと３ｃで航跡ｔ３と航跡ｔ２のクラスタが作成される。
【０１２０】
その後、連結のない航跡を保有する追尾処理プロセッサ部では航跡の更新が行われる。図２を例にすると、追尾処理プロセッサ部３ａで航跡ｔ１の更新が行われる。
【０１２１】
また、連結のある航跡を保有する各追尾処理プロセッサ部では、航跡と追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの対応関係の情報を考慮して他の追尾処理プロセッサ部と重複がない様に組み合わせの処理が行われる。この組み合わせの作成はあらかじめ法則性を決めておくことにより、各追尾処理プロセッサ部で通信をせずに行うことが出来る。
【０１２２】
図２及び図３を例にする。組み合わせ作成の法則性として、探索木の１番目の節を、処理を行うプロセッサ数で分割し、アルファベットの若い順に割り当てるものとする。この場合、クラスタ（２）は航跡ｔ２とｔ３から構成され、追尾処理プロセッサ部３ｂと３ｃで航跡が保有されている。そのため、追尾処理プロセッサ部３ｂはクラスタ（２）の組み合わせ処理が追尾処理プロセッサ部３ｃでも行われるものと判断する。そして、追尾処理プロセッサ部３ｂは、図３の探索木の節４０及び４１を生成し、探索木の「ｔ２が対応観測点なし」とある節４０以下の探索木を作成する。同様にして、追尾処理プロセッサ部３ｃはクラスタ（２）の組み合わせ処理が追尾処理プロセッサ部３ｂでも行われるものと判断し、図３の探索木の節４０及び４１を生成し、探索木の「ｔ２が観測点ｙ３に対応」とある節４１以下の探索木を作成する。
【０１２３】
その後、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは各組み合わせ毎に信頼度を算出し、航跡と各観測点の対応関係についての重み付けを算出する。
【０１２４】
次に、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。例えば、追尾処理プロセッサ部３ｃで算出された航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに送られる。
【０１２５】
以降の処理は実施の形態１と同じである。
【０１２６】
以上のように、この実施の形態においては、組合せを表す探索木を各プロセッサに分割することとし、その分割の法則性を、例えば、「１つの航跡がある観測点に対応するもの」として予め定めておき、それに従って、探索木の節を各プロセッサに配分する（すなわち、具体的には、１番目の節をプロセッサ数に分割して均等に配分する）ようにしたので、法則性を定めているため分割の際に各プロセッサ間で通信をする必要もなく、また、探索木を複数のプロセッサで分割して処理するため、最適な負荷分散を行うことができる。
【０１２７】
【発明の効果】
この発明は、複数の目標物に対して個々に移動先を領域で予測し、予測した各領域に重なりがある場合に、上記予測領域を連結して１つの連結予測領域として扱い、上記目標物の移動先を推定する並列多目標追尾装置であって、上記目標物の観測点の情報が入力される観測点入力手段と、上記目標物の航跡と上記予測領域とのデータの管理を行い、上記航跡の処理の分割／統合を行う航跡データ管理手段と、上記航跡データ管理手段により割り当てられた上記航跡に関して予測領域の生成を行うとともに、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報に基づいて上記観測点が上記予測領域に含まれるか否かの予測領域判定を行う複数の追尾処理手段と、上記予測領域判定の結果に基づいて、１つの観測点が複数の予測領域に含まれる場合に、上記予測領域を連結させた連結予測領域を生成し、上記連結予測領域内の観測点と航跡の各組合せの信頼度を算出して、上記信頼度と、連結のない予測領域の航跡の更新の指示とを、分配して出力する組合せ処理手段と、分配された上記信頼度及び上記指示に基づいて、上記航跡の更新を行う複数の航跡更新手段と、各上記航跡更新手段により更新された上記航跡の情報を格納する追尾情報格納手段と、を備えた並列多目標追尾装置であり、複数の追尾処理手段を備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を負荷分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができる。また、複数の追尾情報格納手段に航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らすことが出来、負荷分散を有効に行うことが出来る。
【０１２８】
また、追尾処理手段と航跡更新手段とが同数であって、追尾処理手段と航跡更新手段のそれぞれ１つずつが組んで構成される対が、１つのプロセッサからそれぞれ構成されているので、複数のプロセッサを備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を負荷分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができる。
【０１２９】
また、組合せ処理手段を複数のプロセッサから構成するようにしたので、さらに最適な負荷分散を行うことができ、さらなる高速化を図ることができる。
【０１３０】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、組合せ手段において予測領域が連結される可能性の高い航跡を判断し、異なる追尾処理手段に割り当てるようにしたので、予測領域の観測点の判定に関する処理の負荷を分散することができ、処理の高速化が図れ、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【０１３１】
また、航跡データ管理手段の制御により、観測点入力手段に入力された観測点の情報のうち関連のある情報だけを追尾処理手段に送るようにしたので、観測点の判定に関する不要な処理を省くことが出来、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【０１３２】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、各追尾処理手段の処理能力に応じた数の航跡を割り当てて負荷分散処理を行うようにしたので、各追尾処理手段の負荷を処理能力に対して均一にすることができ、全体の処理時間を短縮することができる。
【０１３３】
また、航跡データ管理手段が、各追尾処理手段の処理のかたよりの発生を監視し、各追尾処理手段の処理状況に応じて航跡の割り当てを動的に入れ替えて負荷分散処理を行うようにしたので、処理の途中であっても各追尾処理手段の負荷を均一にすることができ、負荷分散の効果を得ることができる。
【０１３４】
また、追尾情報格納手段が追尾処理手段に１対１で接続されており、１つの航跡のデータが少なくとも２つの追尾情報格納手段で保有され、いずれかの追尾処理手段に障害が発生した場合には、同一の航跡のデータを持つ追尾情報格納手段に接続されている別の上記追尾処理手段が処理を継続するようにしたので、追尾処理手段の障害発生時に処理を継続することができ、装置全体の信頼性を向上させることができる。
【０１３５】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されて、各プロセッサに、１つの航跡が所定の観測点に対応するものとして予め法則性を決めて処理を割り当てるようにしたので、それに従って、探索木の節を各プロセッサに配分する（すなわち、具体的には、１番目の節をプロセッサ数に分割して均等に配分する）ようにしたので、法則性を定めているため、分割の際に各プロセッサ間で通信をする必要もなく、また、探索木を複数のプロセッサで分割して処理するため、最適な負荷分散を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。
【図２】 クラスタについて説明した説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１における並列多目標追尾装置で作成する探索木を示した図である。
【図４】 本発明の実施の形態３における並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態４における並列多目標追尾装置において、追尾のためのレーダの照射を表した図である。
【図６】 図５のレーダ照射時の追尾処理のタイミングを表したタイミング図である。
【図７】 従来の追尾装置におけるタスクグラフである。
【図８】 従来の追尾装置におけるプロセッサグラフである。
【符号の説明】
１ 入力線、２ 航跡データ管理部、３ａ，３ｂ，３ｃ 追尾処理プロセッサ部、４，４Ａ 組合せ処理部、５ 出力線、６ａ，６ｂ，６ｃ 転送線、７ａ，７ｂ，７ｃ 追尾情報格納メモリ、８ クラスタ生成部、９ａ，９ｂ，９ｃ 組合せ処理プロセッサ部。
【発明の属する技術分野】
レーダにおける複数目標物の追尾手法として、ＪＰＤＡ（Joint Probabilistic Data Association）やＭＨＴ（Multiple Hypothesis Tracking）のような複数の目標物の航跡と観測点の組合せを想定する方式を採用する並列多目標追尾装置に関し、特に、処理を分割して追尾を行う並列多目標追尾装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＪＰＤＡ方式では、複数の目標物に対して個々にその移動先を範囲で予測し、予測した各予測領域に重なりがあり、かつ、その重なりに目標物の観測点が存在する場合に、それらの予測領域を１つのクラスタとして連結して追尾処理を行っている。
【０００３】
図２を用いてクラスタについて具体的に説明する。図２において、ｔ１、ｔ２及びｔ３は各目標物の航跡の予測座標であり、この予測座標ｔ１〜ｔ３を中心とする楕円は、それぞれの目標物の移動先の予測範囲３１、３２、３３である。また、同図において、ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４は観測点の座標である。このとき、予測領域３１においては、他の予測領域との重なりがないため、予測領域３１のみで１つのクラスタを構成している（クラスタ（１））。一方、予測領域３２及び３３には重なりがあり、かつ、その重なりに観測点ｙ３が存在しているため、これらの予測領域３２及び３３は連結されて１つのクラスタを構成する（クラスタ（２））。
【０００４】
ＪＰＤＡ方式を用いた従来の追尾装置においては、予測領域を連結すればするほど、考慮すべき観測点と航跡の組合せが多くなり、演算量が増えてしまい、処理時間がかかる上に、使用するプロセッサが処理能力の大きいものでなければ処理を行うことができない。
【０００５】
そのため、複数のプロセッサを用いた並列処理を行う方法が考えられてきたが、多目標追尾を並列処理する従来の追尾方法としては、例えば、処理を機能分割によって負荷分散する“On Mapping a Tracking Algorithm Onto Parallel Processors"(IEEE TRANSACTIONS On AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS VOL.26, NO.5, 1990)に示されたもの等がある。図７及び図８は、この従来の方法を説明した図であり、追尾処理とプロセッサをグラフとして示したものである。この従来の方法では、図７のように処理をタスクグラフとして表現し、各タスクの負荷を情報の流れに基づいて、プロセッサへの分割を行なう。
【０００６】
図７は、処理の関係を示すタスクグラフである。タスクグラフとは、処理の相関関係を示すグラフで、丸と矢印とにより表現されるものである。丸１０１〜１０８は計算機などで行なう処理自体を示し、矢印１１０〜１１９はその計算結果が利用される先を示している。すなわち、例えば、
Ｃ＝Ａ＋Ｂ ・・・ （あ）
Ｅ＝Ｃ＋Ｄ ・・・ （い）
という２つの処理（あ）及び（い）があった場合、（あ）→（い）と表す。なお、ここで、“（あ）”及び“（い）”は、“あ”及び“い”を丸で囲んだ状態を示すものとする。
【０００７】
タスクグラフで表した処理は、全て、バラバラに複数のプロセッサに分割して処理させることができる。先の例でいえば、（あ）の計算と（い）の計算を別のプロセッサで行うことができる。この場合、（い）の計算を行うプロセッサは、（あ）の計算結果を、（あ）の計算を行うプロセッサから受け取ることになる。このように、タスクグラフにおいて、矢印で繋がっているタスク（図においては丸）は、計算結果のやりとりが必要となる。
【０００８】
タスクグラフには、矢印で繋がったものと繋がっていないものとが当然存在するが、矢印で繋がっていないもの同士は、互いにデータをやりとりする必要はない。図７の例で言えば、タスク（１）とタスク（２）〜（５）とは、それぞれ、矢印１１０、１１３、１１５、１１７を介して直接繋がっており、また、タスク（２）にはタスク（６）が矢印１１１を介して繋がり、タスク（５）にはタスク（７）が矢印１１８を介して繋がっている。また、タスク（６）、（３）、（４）、（７）とタスク（８）とは、それぞれ、矢印１１２、１１４、１１６、１１９を介して直接繋がっている。従って、矢印で繋がっていないペアは、タスク（２）（符号１０２）とタスク（５）（符号１０５）のペア及びタスク（６）（符号１０６）とタスク（７）（符号１０７）のペアである。
【０００９】
一方、タスク（１）（符号１０１）とタスク（２）（符号１０２）のペアや、タスク（２）（符号１０２）とタスク（６）（符号１０２）のペア及びタスク（５）（符号１０５）とタスク（７）（符号１０７）のペア等は矢印で繋がっており、例えば、タスク（１）とタスク（２）なら、タスク（１）の計算が終わらない限りタスク（２）の計算も終わらないという関係になっている。
【００１０】
この場合、以下の２つの分け方があった場合、後者の分け方を選択するようにする。それは、前者の分け方では、プロセッサ間で計算結果を渡す必要が生じるが、後者ではその必要が生じないからである。
【００１１】
・タスク（２）と（５）を１つのプロセッサに割り当て、タスク（６）と（７）を他の１つのプロセッサに割り当てる。
【００１２】
・タスク（２）と（６）を１つのプロセッサに割り当て、タスク（５）と（７）を他の１つのプロセッサに割り当てる。
【００１３】
更に、各タスクには、通常、必要な計算量が示されている（図７では省略）。従って、タスクグラフに与えられている処理を複数のプロセッサに分ける場合、以下の２つの方針に基づいて行うことになる。
【００１４】
・各プロセッサに分けたタスクの必要計算量の合計がなるべく同じになるように割り当てる。
【００１５】
・矢印で繋がっているタスク同士は、同じプロセッサに割り当てる。
【００１６】
図８はプロセッサグラフであり、４つのプロセッサＰ１〜Ｐ４（符号１２１〜１２４）が環になって繋がっていることを示している。すなわち、プロセッサＰ１にプロセッサＰ２が繋がり、プロセッサＰ２にプロセッサＰ３が繋がり、プロセッサＰ３にプロセッサＰ４が繋がり、プロセッサＰ４にプロセッサＰ１が繋がっている。
【００１７】
このように、矢印で繋がっているタスク同士を同じプロセッサに割り当てるというのが従来の追尾装置で用いられている方法である。この図７に示されているタスクグラフで、丸で表現されるものは、機能的に一塊となる処理である。上述したようなＪＰＤＡやＭＨＴ等のように、目標物と観測点の航跡の組合せを考慮して追尾処理を行う場合、対象とする問題が大きくなると、各タスクが消費する計算量に大きな差が出てきたり、または、処理の負荷が大きくなりすぎて処理ができなくなる場合がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の追尾方法は、以上のようにして追尾処理を行っているため、ＪＰＤＡやＭＨＴのように複数の目標物の航跡と観測点の組合せを考慮して追尾処理を行なう方式では、航跡の予測領域の生成や航跡の更新の処理等の特定のタスクの処理の負荷が特別に非常に大きくなってしまうことがあり、その場合には、上述したように複数のプロセッサを用いて各タスクの並列処理を行っても、負荷が特別に大きくなってしまうタスクの処理を行ったプロセッサだけは処理が終わらず、結果として、全体の処理が完全に終わるまでの時間は長くかかってしまい、複数のプロセッサを用いた負荷分散効果が得られず、並列処理を行っている意味がなくなってしまったり、または、処理の負荷が大きくなりすぎて処理ができなくなってしまうという問題点があった。
【００１９】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、目標物の航跡の予測領域の生成や航跡の更新の処理を複数の各プロセッサに分散処理し、これらのプロセッサに航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らし最適な負荷分散を行ない、負荷分散効果が十分に得られる並列多目標追尾装置を得ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数の目標物に対して個々に移動先を領域で予測し、予測した各領域に重なりがある場合に、上記予測領域を連結して１つの連結予測領域として扱い、上記目標物の移動先を推定する並列多目標追尾装置であって、上記目標物の観測点の情報が入力される観測点入力手段と、上記目標物の航跡と上記予測領域とのデータの管理を行い、上記航跡の処理の分割／統合を行う航跡データ管理手段と、上記航跡データ管理手段により割り当てられた上記航跡に関して予測領域の生成を行うとともに、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報に基づいて上記観測点が上記予測領域に含まれるか否かの予測領域判定を行う複数の追尾処理手段と、上記予測領域判定の結果に基づいて、１つの観測点が複数の予測領域に含まれる場合に、上記予測領域を連結させた連結予測領域を生成し、上記連結予測領域内の観測点と航跡の各組合せの信頼度を算出して、上記信頼度と、連結のない予測領域の航跡の更新の指示とを、分配して出力する組合せ処理手段と、分配された上記信頼度及び上記指示に基づいて、上記航跡の更新を行う複数の航跡更新手段と、各上記航跡更新手段により更新された上記航跡の情報を格納する追尾情報格納手段と、を備えた並列多目標追尾装置である。
【００２１】
また、追尾処理手段と航跡更新手段とが同数であって、追尾処理手段と航跡更新手段のそれぞれ１つずつが組んで構成される対が、１つのプロセッサからそれぞれ構成されている。
【００２２】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されている。
【００２３】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、組合せ手段において予測領域が連結される可能性の高い航跡を判断し、異なる追尾処理手段に割り当てる。
【００２４】
また、航跡データ管理手段の制御により、観測点入力手段に入力された観測点の情報のうち関連のある情報だけを追尾処理手段に送る。
【００２５】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、各追尾処理手段の処理能力に応じた数の航跡を割り当てて負荷分散処理を行う。
【００２６】
また、航跡データ管理手段が、各追尾処理手段の処理のかたよりの発生を監視し、各追尾処理手段の処理状況に応じて航跡の割り当てを動的に入れ替えて負荷分散処理を行う。
【００２７】
また、追尾情報格納手段が追尾処理手段に１対１で接続されており、１つの航跡のデータが少なくとも２つの追尾情報格納手段で保有され、いずれかの追尾処理手段に障害が発生した場合には、同一の航跡のデータを持つ追尾情報格納手段に接続されている別の上記追尾処理手段が処理を継続する。
【００２８】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されて、各プロセッサに、１つの航跡が所定の観測点に対応するものとして処理を割り当てる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。図において、１は、観測点の入力を行なう入力線、２は、目標物の航跡と予測領域を航跡データとして管理し、これらの処理の分割／統合を行う航跡データ管理部である。３ａ〜３ｃは、観測点が航跡の予測領域に含まれるか否かを判定する予測領域判定、航跡の更新、及び、航跡を予測し予測領域の生成の３つの処理を並列に行う複数の追尾処理プロセッサ部である。４は、航跡データ管理部２内に設けられ、連結する複数の航跡からクラスタを作成し、クラスタを構成している航跡と観測点の組み合わせを作成し、各組み合わせの信頼度を算出する組合せ処理部である。５は、航跡更新結果を追尾結果として出力する出力線である。また、６ａ〜６ｂは、各部の処理結果の転送に用いる転送線である。このうち、転送線６ａは、図に示すように、航跡データ管理部２と複数設けられている追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃとを接続するための内部バスから構成されている。７ａ〜７ｃは、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに１対１で接続され、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理データを格納する追尾情報格納メモリである。
【００３０】
次に、図１を用いて、この装置の動作について説明する。
【００３１】
（１）航跡データ管理部２は、装置の初期の時点で、過去のデータ（すなわち、先の追尾処理）に基づく各航跡の情報を転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは割り当てられた航跡のデータを転送路６ｂを介して各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００３２】
（２）観測点情報が入力線１を介して、航跡データ管理部２に送られる。
【００３３】
（３）航跡データ管理部２は、入力された観測点の情報を転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００３４】
（４）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、割り当てられた航跡の予測を行い、予測領域の生成をする。その後、観測点が予測領域に含まれるか否かを判定し、その結果を転送路６ａを介して組合せ処理部４に送る。
【００３５】
（５）組合せ処理部４は、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡が連結しているものとして１つのクラスタとする。次に、組合せ処理部４は、連結のない航跡に対して、対応する追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃにそれらの航跡の更新を行うように指示する。また、組合せ処理部４は、クラスタを構成する連結のある航跡に対しては、追尾の組合せをすべて生成し、個々の信頼度を算定し、算定結果を転送路６ａを介して、対応する追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配して送る。信頼度については後述する。
【００３６】
（６）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性（すなわち、信頼度）を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【００３７】
（７）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力するとともに、上述の手順（１）で示したように、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを介して、追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに更新された航跡の情報を格納する。
【００３８】
本発明の並列多目標追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【００３９】
次に、ＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。図２は、追尾処理での目標物と観測点の関係を示したものであり、上述したように、ｔ１〜ｔ３は各目標物の航跡の予測座標であり、３１〜３３で示される航跡ｔ１〜ｔ３の予測座標を中心とする楕円は予測範囲である。また、ｙ１〜ｙ４は観測点の座標である。なお、上述したように、ｔ１は連結のない航跡であり、ｔ２及びｔ３はお互いに連結している航跡である。そのため、航跡ｔ１は、１つでクラスタ（１）を構成し、航跡ｔ２及びｔ３は、２つでクラスタ（２）を構成する。
【００４０】
また、次式（１）〜（３）の行列Ω（１）、Ω（２）、Ω（３）は、航跡と観測点の関係を示している。
【００４１】
【数１】
【数２】
【数３】
行列Ω（１）はｔ１〜ｔ３とｙ１〜ｙ４の関係を示したものである。縦が航跡、横が観測点で分かれており、行列内の“１”は可能性あり、“０”は可能性無しを示している。また、行列Ω（２）及びΩ（３）は、行列Ω（１）からクラスタを構成する要素を取り出し、対応航跡なしを示す航跡０を追加したものである。これらの行列Ωは、次の内容を表したものである。
【００４５】
行列Ω（２）：
観測点ｙ１は、航跡ｔ１、もしくは、対応する航跡無しである。
観測点ｙ２は、航跡ｔ１、もしくは、対応する航跡無しである。
【００４６】
行列Ω（３）：
観測点ｙ３は、航跡ｔ２、もしくは、航跡ｔ３、もしくは、対応する航跡無しである。
観測点ｙ４は、航跡ｔ３、もしくは、対応する航跡無しである。
【００４７】
行列Ω（３）は連結のある航跡を表す。この行列を満たす航跡と観測点の組合せは、
・ｔ２が対応なしで、ｔ３が対応なしのケース
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ３のケース
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ４のケース
・ｔ２がｙ３で、ｔ３が対応なしのケース
・ｔ２がｙ３で、ｔ３がｙ４のケース
である。
【００４８】
この組合せを探索木として表したのが図３である。なお、図３の探索木において、“対応なし（Lost）”は対応する観測点無しを表す。また、探索木における各呼称は、図３では、次の部分に対応しており、組合せは、根から葉までの各ノードの持つ状態に対応する。
【００４９】
（１）航跡データ管理部２は、装置の初期の状態で各航跡データ（座標や速度など）を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。一例として、図２の場合、航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配するものとする。このように、この実施の形態においては、航跡を１つずつ順に追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに固定的に割り当てていく。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃはこれらのデータを各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００５０】
（２）航跡データ管理部２は、観測点のデータを追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００５１】
（３）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、航跡のデータから、観測点が観測された時間に対応する航跡の予測座標を算出する。また、同様に一定の存在確率以上となる予測領域（図２の楕円３１〜３３）を算出する。その後、各航跡の予測領域に観測点が含まれるか否かを判定し、含まれる場合には予測座標からの距離等を算出し、結果を組合せ処理部４に送る。
【００５２】
（４）組合せ処理部４は、送られてきた結果をまとめ、行列Ω（１）を作成する。行列Ω（１）から観測点が二つ以上の予測領域に含まれるものを選び、それらの航跡でクラスタを作成する。図２では、観測点ｙ３が航跡ｔ２とｔ３の２つの航跡の予測領域に含まれるため、この２つを１つのクラスタとして結合する。
【００５３】
また、組合せ処理部４は、連結のない航跡ｔ１に対しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで、航跡の更新の処理を行う様に指示する。
【００５４】
組合せ処理部４は、連結した航跡と観測点の組み合わせを調べ、図３の探索木を生成する。その後、各組み合わせ毎に信頼度を算出し、航跡と各観測点の対応関係についての重み付けを算出する。例えば、図３において、組合せ処理部４は組合せ毎の信頼度として、
・ｔ２が対応なしで、ｔ３が対応なしのケースの信頼度 Ｅ（１）
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ３のケースの信頼度 Ｅ（２）
・ｔ２が対応なしで、ｔ３がｙ４のケースの信頼度 Ｅ（３）
・ｔ２がｙ３で、ｔ３が対応なしのケースの信頼度 Ｅ（４）
・ｔ２がｙ３で、ｔ３がｙ４のケースの信頼度 Ｅ（５）
を算出する。次に、この値を元に、目標物と各観測点の対応関係についての重み付け、
・ｔ２が対応なしとなる重みは、Ｅ（１）＋Ｅ（２）＋Ｅ（３）
・ｔ２がｙ３に対応する重みは、Ｅ（４）＋Ｅ（５）
・ｔ３が対応なしとなる重みは、Ｅ（１）＋Ｅ（４）
・ｔ３がｙ３に対応する重みは、Ｅ（２）
・ｔ３がｙ４に対応する重みは、Ｅ（３）＋Ｅ（５）
を算出する。
【００５５】
その後、航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。例えば、図２の例では、上述の手順（１）の処理で航跡ｔ２が追尾処理プロセッサ部３ｂに割り当てられていたので、航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに分配される。
【００５６】
（５）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、各航跡の位置を算出、航跡の座標や速度等の内部情報の更新を行なう。例えば、航跡ｔ２であれば、上述の手順（４）で示した２つの重み付けに基づいて目標の座標を求める（重み付けに基づいた算出結果を目標物の座標と見倣す）。また、クラスタを生成しなかった航跡ｔ１に関しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで重みの算出を行い、航跡の更新の処理を行う。
【００５７】
以上で各部の動作が終了する。なお、手順（３）の動作で用いた組合せ毎の信頼度Ｅ（１）〜Ｅ（５）は、上式（２）の行列Ω（２）の各要素を可能性ありなしの１／０ではなく、可能性ありの場合にはその可能性（信頼度）を０〜１までの数値（実数）で与える場合、組合せの個々の可能性の積で表すことができる。例えば、信頼度Ｅ（５）は、航跡ｔ２がｙ３である可能性とｔ３がｙ４である可能性の積になる。
【００５８】
また、上記ではＪＰＤＡを例として説明を行った。ＪＰＤＡでは、複数の航跡の組み合わせから信頼度を求め、この信頼度を重みとして航跡を決定する。一方、ＭＨＴでは、複数の航跡の組み合わせを一つの仮説としてとらえ、考えうる全ての仮説に関して航跡の更新の処理を行うというものである。このような方式を採用した追尾処理であっても、上記の装置で処理することが出来る。
【００５９】
以上のように、本発明の並列多目標追尾装置においては、複数のプロセッサから構成された追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｂを備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を複数のプロセッサに分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができ、また、複数のプロセッサに航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らすことが出来、負荷分散を有効に行うことが出来る。
【００６０】
実施の形態２．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態１では、最初の動作の際に、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを固定的に割り当てる例について述べたが、さらに、ＪＰＤＡにおいて手動などで航跡が追加される場合や、ＭＨＴのように自動的に航跡の追加を行う処理の場合に、航跡が追加される際に、追加された各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに、予め定めた法則に従って、固定的に割り当てるようにしてもよい。
【００６１】
上述したように、航跡が追加される際に、各航跡を固定的に複数のプロセッサに割り当てるようにすることにより、データの転送を抑え、航跡の追尾処理プロセッサ部への分配の処理を省くことができる。
【００６２】
実施の形態３．
図２〜４を用いて説明する。上述の実施の形態１では、組み合わせを求める処理を航跡データ管理部２内の組合せ処理部４で行ったが、この実施の形態においては、この組合せ処理部４を航跡データ管理部２と分離させた例について説明する。また、組み合わせを求める処理を複数のプロセッサに分けて、負荷分散を行うことも出来るため、その例についても本実施の形態において説明する。
【００６３】
図４は、その構成を示したものである。図において、４Ａは、上述の図１に示した実施の形態１における組合せ処理部４を航跡データ管理部２と分離させた組合せ処理部である。８は、実施の形態１の組合せ処理部４において行っていたクラスタの生成処理と同等の機能を有するクラスタ作成部である。９ａ〜９ｃは、実施の形態１の組合せ処理部４において行っていた、組合せを作成し、各組み合わせの可能性を算出する処理と同等の機能を有する組合せ処理プロセッサ部である。組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは複数のプロセッサから構成されており、負荷分散を行って処理を行えるものである。また、６ｃは、クラスタ生成部８と組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃとを接続して、各部の処理結果の転送に用いる転送線であり、図のように、双方向のデータの転送が可能な内部バスから構成されている。他の構成については、上述の実施の形態１と同じであるため、同一符号を付して示し、ここではその説明を省略する。
【００６４】
次に、図４を用いて、この装置の動作を説明する。（１）〜（４）までの動作は、上述の実施の形態１と同じであり、（５）以降の動作が次のようになる。
【００６５】
（５）組合せ処理部４Ａ内のクラスタ生成部８は、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡を連結させて１つのクラスタを生成する。クラスタ生成部８は、連結のない航跡に対して、転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃにそれらの航跡の更新を行うように指示する。また、クラスタ生成部８は、クラスタの情報から探索木の節（図３参照）を生成し、生成した節を転送路６ｃを介して組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃに分配する。
【００６６】
（６）組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは、受け取った節から探索木の葉（追尾の組合せの１つに相当する）を求め、探索木が示す組合せの信頼度を算出する。その結果を転送路６ｃを介して、クラスタ生成部８へ送る。
【００６７】
（７）クラスタ生成部８は、送られてきた各組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃの結果を統合し、転送路６ａを介して追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【００６８】
（８）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【００６９】
（９）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力する。
【００７０】
本追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【００７１】
次にＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。実施の形態１の場合と同様に図２を前提として説明する。（１）〜（３）までの動作は、上述の実施の形態１と同じであり、（４）以降の動作が次のようになる。
【００７２】
（４）組合せ処理部４Ａ内部のクラスタ生成部８は、実施の形態１の組合せ処理部４と同様にクラスタを作成する。また、連結のない航跡ｔ１に対しては、対応する追尾処理プロセッサ部３ａで、航跡の更新の処理を行う様に指示する。また、クラスタ生成部８は、図３の探索木の節を生成し、個々の節を各組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃに分配する。
【００７３】
（５）組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃは、節から葉の算出を行ない、各葉が示す組合せ毎に信頼度を算出し、目標物と各観測点の対応関係についての重み付けを行なう。信頼度と重みの算出の処理は実施の形態１と同じである。
【００７４】
（６）クラスタ生成部８は、組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃが算出した「目標物と各観測点の対応関係についての重み付け」を集計する。例えば、図２の例では、航跡ｔ１であれば、
・ｙ１に対応する重み
・ｙ２に対応する重み
・対応なしとなる重み
が得られる。
【００７５】
その後、航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する。例えば、図２では（１）の処理で航跡ｔ２が追尾処理プロセッサ部３ｂに割り当てられていたので、航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに分配される。以降の処理は実施の形態１と同じである。
【００７６】
この実施の形態においては、組合せ処理部４を航跡データ管理部２から分離させるとともに、組合せを求める処理を複数のプロセッサに分けて、負荷分散を行うようにしたので、上述の実施の形態１よりもさらに最適な負荷分散を行うことができ、さらなる高速化を図ることができる。
【００７７】
実施の形態４．
図１、図２、及び、図５を用いて説明する。この実施の形態においては、図１の構成において、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てる場合、航跡データ管理部２で連結しそうな航跡（すなわち距離の近い航跡）を判断し、異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てるようにする。また、各航跡に関連しそうな観測点を判断し、関連のある観測点だけを各プロセッサに送るようにする。
【００７８】
これについて説明する。図５は追尾のためのレーダの照射を表した図である。点Ｏから時計回りにレーダが照射される。図において、ｐ，ｑ，ｒ，ｓはレーダの照射の領域（角度）を便宜的に複数（図では４つ）に分割した場合の各領域であり、Ｔ１〜Ｔ５は各領域の照射の開始時刻、もしくは、終了時刻である。また、実施の形態１の図２で説明したように、ｔ１〜ｔ３は航跡（及び、航跡の予測座標）を示しており、この予測座標を中心とする楕円３１〜３３は予測範囲である。また、ｙ１〜ｙ４は観測点（及び、観測点の座標）を示している。
【００７９】
また、図６は、図５のレーダ照射時の追尾処理のタイミングを表したものである。図６において、横方向が時刻の推移を表している。また、矢印は各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃと組合せ処理部４で行われる処理を表す。白い矢印は各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでの観測点ｙ１〜ｙ４に対する予測領域の作成、判定処理、予測座標との距離の算出などの処理を表す。また、黒い矢印はそれ以外の航跡の更新や組み合わせ処理等を表す。
【００８０】
以上を前提として動作について説明する。以下に記述する以外の動作は、上述の実施の形態１と同じである。
【００８１】
（０）実施の形態１での（４）の動作の各航跡の更新の処理において、次回のレーダ照射時に各航跡（の予測領域）がどの照射領域に入るかを概算し、わずかでもその航跡が入る可能性のある照射領域をすべて挙げる。
【００８２】
（１）航跡データ管理部２は、前回の各航跡更新時の航跡と照射領域の判定結果に基づき、同じ照射領域に含まれる航跡を、連結する可能性のある航跡として異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに再分配する。
【００８３】
図５を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑに、航跡ｔ２及びｔ３は照射領域ｒ及びｓに入ると判定されたものとする。この時、航跡ｔ２及びｔ３は連結する可能性が有る。そのため、前回の処理で同じ追尾処理プロセッサ部に割り当てられていた場合は、異なる追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに再分配される。もともと異なるプロセッサに割り当てられていた場合は再分配は行われない。また、航跡ｔ１は追尾処理プロセッサ部３ａに分配されたものとする。
【００８４】
また、航跡データ管理部２は各航跡に対して、可能性のある照射領域にある観測点のみを送るようにする。図５を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑのいずれかと判定されたので、観測点ｙ１とｙ２が送られる。同様に、航跡ｔ２及びｔ３には観測点ｙ３とｙ４が送られる。
【００８５】
また、航跡データ管理部２は、ある航跡に対して可能性のある照査領域の探索が終了した場合に、観測点の判定を終了するように各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに指示を出す。図５及び図６を例にすると、航跡ｔ１は照射領域ｐ及びｑのいずれかと判定されたので、時刻Ｔ３に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ａに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。同様に、時刻Ｔ５に、追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに観測点の判定処理終了の指示が出る。
【００８６】
（２）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃで観測点の判定処理を行う。また、航跡データ管理部２から観測点の判定終了の指示が出た場合は、すでに受け取った観測点の判定を行った後、航跡の更新を行うか、または、クラスタを組合せ処理部４に渡す。
【００８７】
図５及び図６を例にすると、時刻Ｔ３に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ａに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。航跡ｔ１は連結がないので、追尾処理プロセッサ部３ａは航跡ｔ１の更新の処理を開始する。また、時刻Ｔ５に航跡データ管理部２から追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃに観測点の判定処理を終了するよう指示が出される。追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃは観測点ｙ４の判定処理を行った後に組合せ処理部４に結果を渡す。
【００８８】
以上のように、この実施の形態においては、予測領域が連結しそうな航跡を判断し、異なる追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに割り当てるようにしたので、予測領域の観測点の判定に関する処理の負荷を分散することができ、また、各航跡に関連しそうな観測点を判断し、関連のある観測点だけを各プロセッサに送るようにしたので、観測点の判定に関する不要な処理を省くことが出来、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【００８９】
実施の形態５．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態１では、最初の動作の際に、各航跡を追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃを固定的に割り当ていた。しかしながら、ＪＰＤＡにおいて手動などで航跡が追加や削除される場合や、ＭＨＴのように自動的に航跡の追加、削除を行う処理の場合、各プロセッサ部で航跡のかたよりが発生する。そのため、この実施の形態においては、航跡データ管理部２は航跡のデータと各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力を管理し、航跡のかたよりが発生した場合、航跡データ管理部２は予測領域処理の前に各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力に応じた数の航跡を再配置するようにした。
【００９０】
例えば、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力が同じであれば、航跡データ管理部２は、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃで航跡が同数になるように再配置する。
【００９１】
また、追尾処理プロセッサ部３ａの処理能力を１とした場合に、追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃの処理能力が、それぞれ、２及び４ならば、航跡データ管理部２は、追尾処理プロセッサ部３ａ、３ｂ及び３ｃに、航跡の数が１：２：４の比になるように再配置する。
【００９２】
以上のように、この実施の形態においては、航跡データ管理部２は予測領域処理の前に各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理能力に応じた数の航跡を再配置するようにしたので、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの負荷を均一にすることができ、全体の処理時間を短縮できる。
【００９３】
実施の形態６．
図１を用いて説明する。上述の実施の形態５において、航跡データ管理部２が追尾処理プロセッサ部の処理能力に応じた数の航跡を再配置していた。しかし、上述の実施の形態４の図５の場合のように、割り当てられる航跡により、各追尾処理の行われるタイミングは異なるため、一時的に一つの追尾処理プロセッサ部の処理が集中する場合も有りうる。この場合、航跡データ管理部２は、処理のかたよりの発生を監視し、航跡データ管理部２が処理の途中で負荷の大きい追尾処理プロセッサ部から負荷の小さい追尾処理プロセッサ部に航跡データを動的に再配置するようにしても良い。
【００９４】
例えば、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの中で、追尾処理プロセッサ部３ａで複数の航跡の予測領域に関する処理が一時的に集中して発生し、一方、他の追尾処理プロセッサ部３ｂ及び３ｃでは少数の航跡の処理しか行われていないとする。航跡データ管理部２は、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの処理状況（処理待ちの数など）を監視し、追尾処理プロセッサ部３ａから処理待ちの航跡を追尾処理プロセッサ３ｂ及び３ｃにうつすようにする。
【００９５】
以上のように、この実施の形態においては、航跡データ管理部２が処理の途中で負荷の大きい追尾処理プロセッサ部から負荷の小さい追尾処理プロセッサ部に航跡データを動的に移すようにしたので、処理の途中であっても各追尾処理プロセッサ部の負荷を均一にすることができ、負荷分散の効果をより一層得ることが出来る。
【００９６】
実施の形態７．
図１及び図２を用いて説明する。この実施の形態においては、上述の図１の構成において、各航跡のデータを複数のプロセッサに保有させておき、いずれかのプロセッサに障害が発生した場合は、同一のデータを持つ別のプロセッサで処理を行うようにする。
【００９７】
これについて説明する。以下に記述する以外の動作は、上述の実施の形態１と同じである。
【００９８】
（１）実施の形態１での（１）の動作の航跡を各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配する際に、同時に、予備の航跡データを、先に分配した追尾処理プロセッサ部とは異なる別の追尾処理プロセッサ部に分配するようにする。一例として、図２の場合、正規の航跡データとして航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配する際に、同時に、予備の航跡データとして航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｃに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ａに分配するものとする。各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃはこれらのデータを各追尾情報格納メモリ７ａ〜７ｃに格納する。
【００９９】
（２）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、正規の航跡のデータに対して実施の形態１と同じ処理を行う。また、航跡の更新がなされ、航跡データが航跡データ管理部２に集められた際に、航跡データの更新された部分（差分）のみを予備の航跡データを持つ各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１００】
（３）予備の航跡データを持つ各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、航跡データ管理部２から送られた航跡データの更新された部分（差分）のデータに基づいて、予備の航跡のデータについてその部分のみの更新を行う。
【０１０１】
この実施の形態においては、追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃのいずれかに障害が発生した場合は、予備の航跡データを持つ他の追尾処理プロセッサ部が処理を継続する。例えば、追尾処理プロセッサ部３ｂに障害が発生した場合は、予備のデータをもつ追尾処理プロセッサ部３ｃが処理を継続する。
【０１０２】
以上のように、この実施の形態においては、複数のプロセッサに予備の航跡データを保有させておくようにしたので、プロセッサの障害発生時に他のプロセッサが処理を継続することが出来、装置の信頼性の向上を図ることができる。
【０１０３】
実施の形態８．
図１〜４を用いて説明する。上述の実施の形態３では、図４に示すように、組み合わせを求める処理を組合せ処理プロセッサ部９ａ〜９ｃで行う例について説明した。この実施の形態においては、組み合わせを求める処理を各追尾処理プロセッサ部で行う例について説明する。
【０１０４】
この実施の形態における追尾装置の構成は基本的には図１に示す構成と同じであるため、ここでは図示を省略し、図１を用いてその構成を説明することとする。なお、この実施の形態においては、３ａ〜３ｃは、実施の形態１の追尾処理プロセッサ部に、組合せ処理部４の組合せ処理の機能を追加した、追尾処理プロセッサ部である。従って、この実施の形態においては、図１の組合せ処理部４が削除される。それ以外の構成については、実施の形態１の場合と同じである。
【０１０５】
次に、図１を用いて、この装置の動作を説明する。
【０１０６】
（１）航跡データ管理部２は、実施の形態１と同じように航跡の情報を各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに分配し、航跡と追尾処理プロセッサ部の対応関係の情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。他は実施の形態１と同じである。
【０１０７】
（２）及び（３）の動作は実施の形態１と同じである。
【０１０８】
（４）追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃでは、割り当てられた航跡の予測を行い、予測領域の生成を行う。その後、観測点が予測領域に含まれるか否かを判定し、その結果を転送路６ａを介して他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１０９】
（５）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、実施の形態１の場合と同様に、１つの観測点が複数の航跡の予測領域に含まれる場合、それらの航跡が連結しているものとして１つのクラスタとする。
【０１１０】
各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、割り当てられた航跡の中の連結のない航跡に対して、それらの航跡の更新の処理を行う。
【０１１１】
クラスタを構成する連結のある航跡に対して、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、航跡と追尾処理プロセッサ部の対応関係の情報を考慮して追尾の組合せを分担して生成し、個々の信頼度を算定する。その後、この結果を転送路６ａを介して関係する他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１１２】
（６）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られた個々の組合せ可能性を元に、航跡を更新する。更新した結果を転送路６ａを介して航跡データ管理部２に送る。
【０１１３】
（７）航跡データ管理部２は更新された航跡の情報を出力線５を介して出力する。
【０１１４】
本追尾装置は、以上の動作を繰り返すことによって、追尾装置として動作する。
【０１１５】
次にＪＰＤＡを用いる場合を例に各部の動作を説明する。上述の実施の形態１の場合と同様に、図２を前提として説明する。
【０１１６】
（１）航跡データ管理部２は、航跡と追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの対応関係の情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃ送る。例えば、図２の場合、航跡ｔ１を追尾処理プロセッサ部３ａに、航跡ｔ２を追尾処理プロセッサ部３ｂに、航跡ｔ３を追尾処理プロセッサ部３ｃに分配する場合、この情報を全ての追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。他は実施の形態１の場合と同じである。
【０１１７】
（２）の処理は実施の形態１の場合と同じである。
【０１１８】
（３）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、実施の形態１の場合と同様に、予測領域と観測点に関する処理を行う。その後、処理の結果を他の追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。
【０１１９】
（４）各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは、送られてきた結果から、行列Ω（１）を作成する。その後、行列Ω（１）の中で保有する航跡が他の航跡と連結している場合にはクラスタを作成する。図２において、追尾処理プロセッサ部３ａでは航跡ｔ１は連結なし、追尾処理プロセッサ部３ｂでは航跡ｔ２は航跡ｔ３と連結、追尾処理プロセッサ部３ｂでは航跡ｔ３は航跡ｔ２と連結と判断され、追尾処理プロセッサ部３ｂと３ｃで航跡ｔ３と航跡ｔ２のクラスタが作成される。
【０１２０】
その後、連結のない航跡を保有する追尾処理プロセッサ部では航跡の更新が行われる。図２を例にすると、追尾処理プロセッサ部３ａで航跡ｔ１の更新が行われる。
【０１２１】
また、連結のある航跡を保有する各追尾処理プロセッサ部では、航跡と追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃの対応関係の情報を考慮して他の追尾処理プロセッサ部と重複がない様に組み合わせの処理が行われる。この組み合わせの作成はあらかじめ法則性を決めておくことにより、各追尾処理プロセッサ部で通信をせずに行うことが出来る。
【０１２２】
図２及び図３を例にする。組み合わせ作成の法則性として、探索木の１番目の節を、処理を行うプロセッサ数で分割し、アルファベットの若い順に割り当てるものとする。この場合、クラスタ（２）は航跡ｔ２とｔ３から構成され、追尾処理プロセッサ部３ｂと３ｃで航跡が保有されている。そのため、追尾処理プロセッサ部３ｂはクラスタ（２）の組み合わせ処理が追尾処理プロセッサ部３ｃでも行われるものと判断する。そして、追尾処理プロセッサ部３ｂは、図３の探索木の節４０及び４１を生成し、探索木の「ｔ２が対応観測点なし」とある節４０以下の探索木を作成する。同様にして、追尾処理プロセッサ部３ｃはクラスタ（２）の組み合わせ処理が追尾処理プロセッサ部３ｂでも行われるものと判断し、図３の探索木の節４０及び４１を生成し、探索木の「ｔ２が観測点ｙ３に対応」とある節４１以下の探索木を作成する。
【０１２３】
その後、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは各組み合わせ毎に信頼度を算出し、航跡と各観測点の対応関係についての重み付けを算出する。
【０１２４】
次に、各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃは航跡毎の重みの情報を対応する各追尾処理プロセッサ部３ａ〜３ｃに送る。例えば、追尾処理プロセッサ部３ｃで算出された航跡ｔ２に関する重みは追尾処理プロセッサ部３ｂに送られる。
【０１２５】
以降の処理は実施の形態１と同じである。
【０１２６】
以上のように、この実施の形態においては、組合せを表す探索木を各プロセッサに分割することとし、その分割の法則性を、例えば、「１つの航跡がある観測点に対応するもの」として予め定めておき、それに従って、探索木の節を各プロセッサに配分する（すなわち、具体的には、１番目の節をプロセッサ数に分割して均等に配分する）ようにしたので、法則性を定めているため分割の際に各プロセッサ間で通信をする必要もなく、また、探索木を複数のプロセッサで分割して処理するため、最適な負荷分散を行うことができる。
【０１２７】
【発明の効果】
この発明は、複数の目標物に対して個々に移動先を領域で予測し、予測した各領域に重なりがある場合に、上記予測領域を連結して１つの連結予測領域として扱い、上記目標物の移動先を推定する並列多目標追尾装置であって、上記目標物の観測点の情報が入力される観測点入力手段と、上記目標物の航跡と上記予測領域とのデータの管理を行い、上記航跡の処理の分割／統合を行う航跡データ管理手段と、上記航跡データ管理手段により割り当てられた上記航跡に関して予測領域の生成を行うとともに、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報に基づいて上記観測点が上記予測領域に含まれるか否かの予測領域判定を行う複数の追尾処理手段と、上記予測領域判定の結果に基づいて、１つの観測点が複数の予測領域に含まれる場合に、上記予測領域を連結させた連結予測領域を生成し、上記連結予測領域内の観測点と航跡の各組合せの信頼度を算出して、上記信頼度と、連結のない予測領域の航跡の更新の指示とを、分配して出力する組合せ処理手段と、分配された上記信頼度及び上記指示に基づいて、上記航跡の更新を行う複数の航跡更新手段と、各上記航跡更新手段により更新された上記航跡の情報を格納する追尾情報格納手段と、を備えた並列多目標追尾装置であり、複数の追尾処理手段を備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を負荷分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができる。また、複数の追尾情報格納手段に航跡データを分散して保有させることにより、データの転送量を減らすことが出来、負荷分散を有効に行うことが出来る。
【０１２８】
また、追尾処理手段と航跡更新手段とが同数であって、追尾処理手段と航跡更新手段のそれぞれ１つずつが組んで構成される対が、１つのプロセッサからそれぞれ構成されているので、複数のプロセッサを備え、予測領域の生成や航跡の更新の処理を負荷分散して処理を行うことができ、処理時間を短縮することができるとともに、タスクの処理の負荷が大きすぎて処理できない等のトラブルを未然に防ぐことができる。
【０１２９】
また、組合せ処理手段を複数のプロセッサから構成するようにしたので、さらに最適な負荷分散を行うことができ、さらなる高速化を図ることができる。
【０１３０】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、組合せ手段において予測領域が連結される可能性の高い航跡を判断し、異なる追尾処理手段に割り当てるようにしたので、予測領域の観測点の判定に関する処理の負荷を分散することができ、処理の高速化が図れ、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【０１３１】
また、航跡データ管理手段の制御により、観測点入力手段に入力された観測点の情報のうち関連のある情報だけを追尾処理手段に送るようにしたので、観測点の判定に関する不要な処理を省くことが出来、組合せ処理や航跡の更新処理の待ち時間を短縮することが出来る。
【０１３２】
また、航跡データ管理手段が、航跡を割り当てる際に、各追尾処理手段の処理能力に応じた数の航跡を割り当てて負荷分散処理を行うようにしたので、各追尾処理手段の負荷を処理能力に対して均一にすることができ、全体の処理時間を短縮することができる。
【０１３３】
また、航跡データ管理手段が、各追尾処理手段の処理のかたよりの発生を監視し、各追尾処理手段の処理状況に応じて航跡の割り当てを動的に入れ替えて負荷分散処理を行うようにしたので、処理の途中であっても各追尾処理手段の負荷を均一にすることができ、負荷分散の効果を得ることができる。
【０１３４】
また、追尾情報格納手段が追尾処理手段に１対１で接続されており、１つの航跡のデータが少なくとも２つの追尾情報格納手段で保有され、いずれかの追尾処理手段に障害が発生した場合には、同一の航跡のデータを持つ追尾情報格納手段に接続されている別の上記追尾処理手段が処理を継続するようにしたので、追尾処理手段の障害発生時に処理を継続することができ、装置全体の信頼性を向上させることができる。
【０１３５】
また、組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されて、各プロセッサに、１つの航跡が所定の観測点に対応するものとして予め法則性を決めて処理を割り当てるようにしたので、それに従って、探索木の節を各プロセッサに配分する（すなわち、具体的には、１番目の節をプロセッサ数に分割して均等に配分する）ようにしたので、法則性を定めているため、分割の際に各プロセッサ間で通信をする必要もなく、また、探索木を複数のプロセッサで分割して処理するため、最適な負荷分散を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１における並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。
【図２】 クラスタについて説明した説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１における並列多目標追尾装置で作成する探索木を示した図である。
【図４】 本発明の実施の形態３における並列多目標追尾装置の構成を示したブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態４における並列多目標追尾装置において、追尾のためのレーダの照射を表した図である。
【図６】 図５のレーダ照射時の追尾処理のタイミングを表したタイミング図である。
【図７】 従来の追尾装置におけるタスクグラフである。
【図８】 従来の追尾装置におけるプロセッサグラフである。
【符号の説明】
１ 入力線、２ 航跡データ管理部、３ａ，３ｂ，３ｃ 追尾処理プロセッサ部、４，４Ａ 組合せ処理部、５ 出力線、６ａ，６ｂ，６ｃ 転送線、７ａ，７ｂ，７ｃ 追尾情報格納メモリ、８ クラスタ生成部、９ａ，９ｂ，９ｃ 組合せ処理プロセッサ部。
Claims (9)
- 複数の目標物に対して個々に移動先を領域で予測し、予測した各領域に重なりがある場合に、上記予測領域を連結して１つの連結予測領域として扱い、上記目標物の移動先を推定する並列多目標追尾装置であって、
上記目標物の観測点の情報が入力される観測点入力手段と、
上記目標物の航跡と上記予測領域とのデータの管理を行い、上記航跡の処理の分割／統合を行う航跡データ管理手段と、
上記航跡データ管理手段により割り当てられた上記航跡に関して予測領域の生成を行うとともに、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報に基づいて上記観測点が上記予測領域に含まれるか否かの予測領域判定を行う複数の追尾処理手段と、
上記予測領域判定の結果に基づいて、１つの観測点が複数の予測領域に含まれる場合に、上記予測領域を連結させた連結予測領域を生成し、上記連結予測領域内の観測点と航跡の各組合せの信頼度を算出して、上記信頼度と、連結のない予測領域の航跡の更新の指示とを、分配して出力する組合せ処理手段と、
分配された上記信頼度及び上記指示に基づいて、上記航跡の更新を行う複数の航跡更新手段と、
各上記航跡更新手段により更新された上記航跡の情報を格納する追尾情報格納手段と、
を備えたことを特徴とする並列多目標追尾装置。 - 上記追尾処理手段と上記航跡更新手段とが同数であって、上記追尾処理手段と上記航跡更新手段のそれぞれ１つずつが組んで構成される対が、１つのプロセッサからそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１記載の並列多目標追尾装置。
- 上記組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の並列多目標追尾装置。
- 上記航跡データ管理手段が、上記航跡を割り当てる際に、上記組合せ手段において予測領域が連結される可能性の高い上記航跡を判断し、異なる上記追尾処理手段に割り当てることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。
- 上記航跡データ管理手段の制御により、上記観測点入力手段に入力された上記観測点の情報のうち関連のある情報だけを上記追尾処理手段に送ることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。
- 上記航跡データ管理手段が、上記航跡を割り当てる際に、各上記追尾処理手段の処理能力に応じた数の航跡を割り当てて負荷分散処理を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。
- 上記航跡データ管理手段が、各上記追尾処理手段の処理のかたよりの発生を監視し、各上記追尾処理手段の処理状況に応じて上記航跡の割り当てを動的に入れ替えて負荷分散処理を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。
- 上記追尾情報格納手段が上記追尾処理手段に１対１で接続されており、
１つの航跡のデータが少なくとも２つの上記追尾情報格納手段で保有され、いずれかの上記追尾処理手段に障害が発生した場合には、同一の上記航跡のデータを持つ上記追尾情報格納手段に接続されている別の上記追尾処理手段が処理を継続することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。 - 上記組合せ処理手段が複数のプロセッサから構成されて、各プロセッサに、１つの航跡が所定の観測点に対応するものとして処理を割り当てることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の並列多目標追尾装置。
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