JP4970077B2 - Motion specification estimation device - Google Patents

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Description

この発明は、レーダセンサ等の複数のセンサを用いて、航空機、船舶、車両などの移動体と複数のセンサのうちの任意の2つのセンサの距離差やドップラ周波数差等の観測情報を入力し、これら観測情報に基づいて移動体の真の位置や速度等の運動諸元を推定する運動諸元推定装置に関するものである。   The present invention uses a plurality of sensors such as radar sensors to input observation information such as a distance difference or a Doppler frequency difference between a movable body such as an aircraft, a ship, or a vehicle and any two of the plurality of sensors. The present invention relates to a motion parameter estimation device that estimates motion parameters such as the true position and velocity of a moving object based on these observation information.

レーダセンサ等を含む複数のセンサによる目標との距離差やドップラ周波数差の観測結果によって目標の運動諸元を推定する従来の運動諸元推定装置では、一般的に複数のセンサ間で同期して得られた観測情報を用いていた。ここで、同期とは、複数センサ間で目標の観測が同一時刻に行われることを表す。また、非同期とは複数のセンサ間で目標の観測を異なる時刻に行うことを意味する。   In conventional motion specification estimation devices that estimate target motion specifications based on observations of distance differences from targets and Doppler frequency differences from multiple sensors, including radar sensors, in general, multiple sensors synchronize with each other. The observation information obtained was used. Here, the synchronization means that the target is observed at the same time among a plurality of sensors. Asynchronous means that targets are observed at different times among a plurality of sensors.

非特許文献1に開示される従来の運動諸元推定装置について説明する。
ここでは、説明の簡単のため、複数のセンサで構成される観測装置の観測モデルを下記式(1)のように仮定する。

Figure 0004970077
ここで、zi,j(t)は時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標との距離差(又は時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標とのドップラ周波数差)の観測値である。hi,j(x(t))は時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標との距離差の真値を表す観測式であり、li,j(x(t))は時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標とのドップラ周波数差の真値を表す観測式である。vi,j(t)は、時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標との距離差の観測誤差(又は時刻tにおけるセンサi及びセンサj間の目標とのドップラ周波数差の観測誤差)である。 A conventional motion specification estimation device disclosed in Non-Patent Document 1 will be described.
Here, for the sake of simplicity of explanation, an observation model of an observation apparatus composed of a plurality of sensors is assumed as in the following equation (1).
Figure 0004970077
Here, z i, j (t) is an observation value of the distance difference from the target between the sensor i and the sensor j at the time t (or the Doppler frequency difference between the sensor i and the sensor j at the time t). . h i, j (x (t)) is an observation formula representing the true value of the distance difference between the sensor i and sensor j at time t, and l i, j (x (t)) is at time t. It is an observation formula showing the true value of the Doppler frequency difference with the target between sensor i and sensor j. v i, j (t) is an observation error of a distance difference between the sensor i and the sensor j at the time t (or an observation error of a Doppler frequency difference between the sensor i and the sensor j at the time t). is there.

例えば、観測装置によってx−yの2次元直交座標系におけるセンサi及びセンサj間の目標位置との距離差の観測結果が得られたとする。このとき、観測値の真値hi,j(x(t))を下記式(2)及び下記式(4)のように定義する。また、観測装置によってセンサi及びセンサj間の目標位置とのドップラ周波数差の観測結果が得られた場合は、観測値の真値li,j(x(t))は、下記式(3)、下記式(2)及び下記式(5)で定義される。

Figure 0004970077
For example, it is assumed that an observation result of a distance difference from the target position between the sensor i and the sensor j in the xy two-dimensional orthogonal coordinate system is obtained by the observation device. At this time, the true value h i, j (x (t)) of the observed value is defined as the following formula (2) and the following formula (4). When the observation result of the Doppler frequency difference between the sensor i and the sensor j and the target position is obtained by the observation device, the true value l i, j (x (t)) of the observation value is expressed by the following equation (3 ), The following formula (2) and the following formula (5).
Figure 0004970077

なお、si(t),sj(t)は、それぞれ時刻tにおけるセンサi,jの位置ベクトルを表し、si(t)ドット及びsj(t)ドット(以下、出願書類の処理の関係上、読みで表記する)は、それぞれ時刻tにおけるセンサi,jの速度を示している。また、x(t)は、上記式(6)で表される目標の状態ベクトルであり、運動諸元推定装置によって求める運動諸元を表している。 Incidentally, s i (t), s j (t), the sensor i at time t, respectively, represent the position vector of the j, s i (t) dot and s j (t) dot (hereinafter, the process of the application documents (Represented in terms of reading) indicates the speeds of the sensors i and j at time t. Further, x (t) is a target state vector represented by the above equation (6), and represents the motion specification obtained by the motion specification estimation device.

上記のような観測モデルの仮定の下、従来の運動諸元推定装置では、以下に示すアルゴリズムで、状態ベクトルの推定を行う。
センサが3つ以上の場合、上記式(2)(又は上記式(3))の方程式が2式以上得られるため、この連立方程式を解くことで状態ベクトルを求めることができる。しかしながら、観測誤差等の影響により、実際には上記式(1)となるため、一意に解が求まらない。そこで、下記のような方法を採用する。
Under the assumption of the observation model as described above, the conventional motion specification estimation apparatus estimates the state vector by the following algorithm.
When there are three or more sensors, two or more equations of the above equation (2) (or the above equation (3)) can be obtained, and therefore the state vector can be obtained by solving these simultaneous equations. However, due to the influence of observation errors and the like, the above equation (1) is actually obtained, so a solution cannot be obtained uniquely. Therefore, the following method is adopted.

先ず、上記式(2)(又は上記式(3))の目標の状態ベクトルに対して適当な初期値を定め、上記式(2)(又は上記式(3))の左辺の初期値を与える。次に、複数のセンサによって実際の距離差(又はドップラ周波数差)の観測値が得られると、上記初期値との誤差信号が得られる。   First, an appropriate initial value is determined for the target state vector of the above formula (2) (or the above formula (3)), and the initial value of the left side of the above formula (2) (or the above formula (3)) is given. . Next, when an observed value of an actual distance difference (or Doppler frequency difference) is obtained by a plurality of sensors, an error signal from the initial value is obtained.

ここで、複数のセンサにより実際の距離差の観測値が得られた場合について説明する。上記式(2)より下記式(7)〜(10)の関係を導き出すことができる。これらより、距離差の真値及びその誤差信号と目標の状態ベクトルの修正量との関係が得られるので、上記式(2)を目標の状態ベクトルの初期値で近似して(下記式(7)参照)、真値への修正量δxアンダーバー(以下、出願書類の処理の関係上、読みで表記する)が決まる。

Figure 0004970077
Here, the case where the observed value of the actual distance difference is obtained by a plurality of sensors will be described. From the above equation (2), the relationships of the following equations (7) to (10) can be derived. From these, since the relationship between the true value of the distance difference and its error signal and the correction amount of the target state vector is obtained, the above equation (2) is approximated by the initial value of the target state vector (the following equation (7) )), And the correction amount δx underbar to the true value (hereinafter referred to as “reading” due to the processing of the application document) is determined.
Figure 0004970077

上記式(7)を最小二乗法を用いて解くと、修正量δxアンダーバーは下記式(11)で与えられる。これにより、上記式(10)を解く。

Figure 0004970077
When the above equation (7) is solved using the least square method, the correction amount δx underbar is given by the following equation (11). This solves said Formula (10).
Figure 0004970077

以上の処理を修正量δxアンダーバーが収束するまで繰り返すと、状態ベクトルが推定される。つまり、収束判定と判断された場合、現在の目標の状態ベクトルに修正量を加えたものが目標の状態ベクトルとなる。一方、収束判定とみなされない場合においては、状態ベクトルに修正量を付加し、上述したアルゴリズに従った処理を繰り返す。なお、ドップラ周波数差の観測値が得られた場合についても上述と同様なアルゴリズムを適用することができる。   When the above processing is repeated until the correction amount δx underbar converges, the state vector is estimated. That is, when it is determined that the convergence is determined, a target state vector is obtained by adding a correction amount to the current target state vector. On the other hand, when it is not regarded as convergence determination, a correction amount is added to the state vector, and the process according to the above-described algorithm is repeated. Note that the same algorithm as described above can also be applied to the case where the observed value of the Doppler frequency difference is obtained.

K. C. HO: "An Accurate Algebraic Solution for Moving Source Location Using TDOA and FDOA Measurements" IEEE Trans. On Signal Processing, Vol.52, No.9, Sep. 2004K. C. HO: "An Accurate Algebraic Solution for Moving Source Location Using TDOA and FDOA Measurements" IEEE Trans. On Signal Processing, Vol.52, No.9, Sep. 2004

従来の運動諸元推定装置では、複数のセンサが同じ時刻に観測した場合を前提として目標の運動諸元を推定している。しかし、実際には観測タイミングのずれや伝送遅延等により複数のセンサ間で観測時刻が異なる場合が多くなることが想定される。従って、従来の運動諸元推定装置では目標の運動諸元の推定が困難となり、後段処理である目標追尾等の処理に移行できないという課題がある。このため、異なる時刻に距離差やドップラ周波数差が得られた場合においても目標の運動諸元を推定できることが望まれていた。   In a conventional motion specification estimation device, a target motion specification is estimated on the assumption that a plurality of sensors observe at the same time. However, in reality, it is assumed that the observation times are often different among a plurality of sensors due to a difference in observation timing, a transmission delay, or the like. Therefore, in the conventional motion specification estimation device, it is difficult to estimate the target motion specification, and there is a problem that it is not possible to shift to processing such as target tracking, which is subsequent processing. For this reason, it has been desired that the target motion specifications can be estimated even when a distance difference or a Doppler frequency difference is obtained at different times.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数のセンサが非同期に観測した場合においても目標の運動諸元を推定することができる運動諸元推定装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a motion specification estimation device capable of estimating a target motion specification even when a plurality of sensors observe asynchronously. With the goal.

この発明に係る運動諸元推定装置は、目標の運動を観測する複数のセンサを有する受信手段と、受信手段の複数のセンサのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から、該センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値を検出する検出手段と、複数のセンサ対による異なる各時刻での観測結果から検出された各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値と、予め仮定した目標の運動方程式に従い基準時刻における目標の運動諸元の初期値に対し該基準時刻との時刻差を反映させて算出した各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の概略推定値と、の差分より目標の運動諸元の修正量を算出し、収束演算によって差分が収束するまで運動諸元を修正することで基準時刻における目標の運動諸元を推定する非同期測位手段とを備えるものである。   The motion specification estimating apparatus according to the present invention includes a receiving unit having a plurality of sensors for observing a target motion, and the sensor pair based on observation results at the same time by an arbitrary sensor pair among the plurality of sensors of the receiving unit. The detection means for detecting the distance difference between the sensors and the target and the observation value of the speed difference, and the distance difference between the sensors of each sensor pair detected from the observation results at different times by a plurality of sensor pairs In addition, each sensor pair at each time calculated by reflecting the time difference between the observed value of the speed difference and the reference value for the initial value of the target motion specification at the reference time according to the target equation of motion assumed in advance. By calculating the correction amount of the target motion specifications from the difference between the distance difference between the sensors and the target and the rough estimated value of the speed difference, and correcting the motion specifications until the difference converges by the convergence calculation, the reference time Goal luck in Those comprising an asynchronous positioning means for estimating the specifications.

この発明によれば、複数のセンサ対による異なる各時刻での観測結果から検出された各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値と、予め仮定した目標の運動方程式に従い基準時刻における目標の運動諸元の初期推定値に対し該基準時刻との時刻差を反映させて算出した各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の概略推定値と、の差分により目標の運動諸元の修正量を算出し、収束演算によって差分が収束するまで運動諸元を修正することで基準時刻における目標の運動諸元を推定するので、複数のセンサが非同期、すなわち異なる時刻で観測した結果からでも目標の運動諸元を推定することができ、該運動諸元を用いて目標を早期に追尾処理等することができるという効果がある。   According to the present invention, according to the observed value of the distance difference and the speed difference between the sensors of each sensor pair detected from the observation results at different times by the plurality of sensor pairs, and the target equation of motion assumed in advance. Approximate estimated values of the distance difference and speed difference between the sensor of each sensor pair at each time calculated by reflecting the time difference from the reference time with respect to the initial estimated value of the target motion specifications at the reference time The amount of correction of the target motion specifications is calculated from the difference between and the target motion specifications at the reference time are estimated by correcting the motion specifications until the difference converges by the convergence calculation. Asynchronous, i.e., it is possible to estimate the motion parameters of the target even from the results observed at different times, and it is possible to track the target at an early stage using the motion parameters.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による運動諸元推定装置の構成を示す図である。実施の形態1による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差/速度差観測値検出手段(検出手段)2、非同期測位手段4を備える。受信手段1は、センサ11〜1M(Mは、1より大きい整数)を備え、各センサ11〜1Mは、目標とセンサ11〜1Mのうちの任意の2センサ間(図1の例では、センサ11とセンサ12,・・・,センサ1(M−1)とセンサ1M)との距離差やドップラ周波数差を観測する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The motion specification estimation apparatus according to the first embodiment includes a receiving unit 1, a distance difference / speed difference observation value detecting unit (detecting unit) 2, and an asynchronous positioning unit 4. The receiving means 1 includes sensors 11 to 1M (M is an integer greater than 1), and each sensor 11 to 1M is between a target and any two sensors among the sensors 11 to 1M (in the example of FIG. 11 and the sensors 12,..., The distance difference between the sensor 1 (M-1) and the sensor 1M) and the Doppler frequency difference are observed.

距離差/速度差観測値検出手段2は、距離差/速度差観測値検出部21〜2N(Nは、M−1の整数)を備える。距離差/速度差観測値検出部21〜2Nは、受信手段1を構成するセンサ11〜1Mから任意の2つのセンサごとにセンサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差の観測結果を検出し、該2センサ間の距離差及びドップラ周波数差から求めた速度差とその観測時刻を出力する。   The distance difference / speed difference observation value detection means 2 includes distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N (N is an integer of M−1). The distance difference / velocity difference observation value detection units 21 to 2N detect the observation results of the distance difference between the sensors and the Doppler frequency difference for each of the two arbitrary sensors from the sensors 11 to 1M constituting the reception unit 1. The speed difference obtained from the distance difference between the two sensors and the Doppler frequency difference and the observation time are output.

非同期測位手段4は、距離差/速度差観測値検出手段2から出力される、受信手段1における任意の2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差から得られる速度差を入力して、非同期を考慮して目標の状態ベクトルを推定する。また、非同期測位手段4は、図1に示すように、初期状態量設定部41、時刻差算出部421〜42N、距離差/速度差概略値算出部431〜43N、修正量算出部441〜44N、修正状態ベクトル算出部45、及び収束判定部46を備える。   Asynchronous positioning means 4 inputs a speed difference obtained from a distance difference with a target between any two sensors in receiving means 1 and a Doppler frequency difference outputted from distance difference / speed difference observation value detecting means 2, Estimate the target state vector taking into account asynchrony. As shown in FIG. 1, the asynchronous positioning means 4 includes an initial state amount setting unit 41, time difference calculation units 421 to 42N, distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N, and correction amount calculation units 441 to 44N. A modified state vector calculation unit 45 and a convergence determination unit 46.

初期状態量設定部41は、修正状態ベクトル算出部45により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。時刻差算出部421〜42Nは、初期状態量設定部41により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出する。   The initial state quantity setting unit 41 uses an appropriate initial value of the target state vector and a target motion specification as an initial value used when the correction state vector calculation unit 45 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The time difference calculation units 421 to 42N calculate the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 41 and the observation time.

距離差/速度差概略値算出部431〜43Nは、時刻差算出部421〜42Nにより算出された時刻差及び初期状態量設定部41により設定された基準時刻における目標の初期値(若しくは収束判定部46からの修正量を初期値として)を用いて予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N are the time difference calculated by the time difference calculation units 421 to 42N and the target initial value (or convergence determination unit) at the reference time set by the initial state quantity setting unit 41. The approximate value along the equation of motion assumed in advance is calculated using the correction amount from 46 as an initial value.

修正量算出部441〜44Nは、距離差/速度差概略値算出部431〜43Nにより算出された概略値と距離差/速度差観測値検出手段2から得られた観測値との差分を算出し、この差分を用いて目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部45は、修正量算出部441〜44Nから修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。   The correction amount calculation units 441 to 44N calculate the difference between the approximate value calculated by the distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N and the observation value obtained from the distance difference / speed difference observation value detection means 2. The correction amount of the target state vector is output using this difference. The correction state vector calculation unit 45 inputs the correction amount from the correction amount calculation units 441 to 44N, and corrects the target state vector using the least square method until the difference converges.

収束判定部46では、修正状態ベクトル算出部45による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差/速度差概略値算出部431〜43Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The convergence determination unit 46 feeds back the correction state vector to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 45 and a predetermined threshold value, or performs convergence calculation. And the corrected state vector is output as a positioning result.

本発明による運動諸元推定装置では、非同期に得られた距離差や速度差の観測情報を、予め仮定した運動方程式(例えば、等速直線運動)に当てはめて、基準時刻(目標の運動諸元を推定したい指定時刻)における目標の運動諸元として目標の状態ベクトル(位置、速度等)を推定する。なお、この推定には、例えば最小二乗法を用いる。   In the motion specification estimation apparatus according to the present invention, the observation information of the distance difference and the speed difference obtained asynchronously is applied to a previously assumed motion equation (for example, constant velocity linear motion), and a reference time (target motion specification) is obtained. The target state vector (position, velocity, etc.) is estimated as the target motion specifications at the specified time at which it is desired to estimate. For this estimation, for example, a least square method is used.

また、以降の説明では目標の運動モデルを下記式(12)のように仮定する。
但し、tは基準時刻であり、x(t)は基準時刻tにおける目標の運動諸元の真値を表す状態ベクトルである。また、ΔTは、基準時刻tからの時刻差である。

Figure 0004970077
In the following description, the target motion model is assumed as shown in the following equation (12).
However, t is a reference time, and x (t) is a state vector representing a true value of a target motion specification at the reference time t. ΔT is a time difference from the reference time t.
Figure 0004970077

例えば、目標の基本的な運動を等速直線運動と仮定し、x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合、目標の状態ベクトルx(t)と運動モデルは下記式(13)及び下記式(14)のように定義される。但し、Tはベクトルや行列の転置を示しており、ドットは時間微分を示している。また、In×nはn行n列の単位行列であり、On×nは、n行n列の零行列である。

Figure 0004970077
For example, assuming that the basic motion of the target is constant velocity linear motion and estimating the target position and velocity in the xy two-dimensional orthogonal coordinate system, the target state vector x (t) and the motion model are as follows: It is defined as equation (13) and equation (14) below. However, T indicates transposition of vectors and matrices, and dots indicate time differentiation. I n × n is an n × n unit matrix, and On × n is an n × n zero matrix.
Figure 0004970077

次に、上記式(1)と上記式(12)より、2センサ間の目標との距離差について下記式(15)が定義される。

Figure 0004970077
Next, from the above formula (1) and the above formula (12), the following formula (15) is defined for the distance difference between the two sensors and the target.
Figure 0004970077

例えば、図2に示すように目標が航空機である場合、当該目標についてそれぞれ異なる時刻t1〜t3で基準時刻tを含めて計4回の観測で観測値が得られたとすると、上記式(15)より下記式(16)が導出される。なお、時刻tk(k=1〜3)は、下記式(17)より基準時刻tからΔtk前の時刻である。

Figure 0004970077
For example, if the target is an aircraft as shown in FIG. 2 and the target is an observation value obtained by a total of four observations including the reference time t at different times t 1 to t 3 , the above formula ( The following formula (16) is derived from 15). The time t k (k = 1 to 3) is a time Δt k before the reference time t from the following equation (17).
Figure 0004970077

上記式(16)より最小二乗法による収束計算を用いて、基準時刻tにおける状態ベクトル(図2中、時刻tにおいて太線の四角と線で表したもの)の推定値を算出する。なお、最小二乗法による収束計算は、例えば非特許文献1に開示される従来の運動諸元推定装置と同様の処理を実施する。   The estimated value of the state vector at the reference time t (represented by a thick square and line at time t in FIG. 2) is calculated from the above equation (16) using convergence calculation by the least square method. In addition, the convergence calculation by the least square method performs the same process as the conventional motion specification estimation apparatus disclosed in Non-Patent Document 1, for example.

次に動作について説明する。
センサ11〜1Mのうちの任意の2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差の観測値は、受信手段1から距離差/速度差観測値検出手段2に出力される。距離差/速度差観測値検出手段2では、受信手段1における任意の2センサによる観測値を距離差/速度差観測値検出部21〜2Nが入力する。図1の例では、受信手段1のセンサ11〜1Mのうち、センサ11及びセンサ12のセンサ出力が距離差/速度差観測値検出部21に入力され、センサ12及びセンサ13のセンサ出力が距離差/速度差観測値検出部22に入力され、同様に2センサの出力が距離差/速度差観測値検出部に逐次入力される。
Next, the operation will be described.
Observed values of the distance difference and Doppler frequency difference between any two sensors among the sensors 11 to 1M are output from the receiving unit 1 to the distance difference / velocity difference observed value detecting unit 2. In the distance difference / speed difference observation value detection means 2, the distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N input the observation values obtained by any two sensors in the reception means 1. In the example of FIG. 1, among the sensors 11 to 1M of the receiving unit 1, the sensor outputs of the sensors 11 and 12 are input to the distance difference / speed difference observation value detection unit 21, and the sensor outputs of the sensors 12 and 13 are the distances. The difference / speed difference observation value detection unit 22 is input, and similarly, the outputs of the two sensors are sequentially input to the distance difference / speed difference observation value detection unit.

距離差/速度差観測値検出部21〜2Nでは、センサ11〜1Mのうちの2センサからそれぞれ入力した検知結果に基づいて、2センサ間の目標との距離差を検出し、2センサ間の目標とのドップラ周波数差から速度差を求める。この後、距離差/速度差観測値検出部21〜2Nは、2センサ間の目標との距離差及び速度差を、非同期測位手段4内の修正量算出部441〜44Nにそれぞれ出力し、各センサの観測時刻も非同期測位手段4内の時刻差算出部421〜42Nにそれぞれ出力する。   The distance difference / velocity difference observation value detection units 21 to 2N detect the distance difference between the two sensors and the target based on the detection results respectively input from the two sensors 11 to 1M. The speed difference is obtained from the Doppler frequency difference from the target. Thereafter, the distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N output the distance difference and the speed difference between the two sensors to the correction amount calculation units 441 to 44N in the asynchronous positioning means 4, respectively. The sensor observation times are also output to the time difference calculation units 421 to 42N in the asynchronous positioning means 4, respectively.

非同期測位手段4内の初期状態量設定部41は、基準時刻tを時刻差算出部421〜42Nにそれぞれ出力し、目標の状態ベクトルの初期値x(t)を距離差/速度差概略値算出部431〜43Nにそれぞれ出力する。時刻差算出部421〜42Nは、基準時刻tと観測時刻とを用い、上記式(17)により基準時刻tと観測時刻tkの時刻差Δtkを算出し、距離差/速度差概略値算出部431〜43Nにそれぞれ出力する。 The initial state quantity setting unit 41 in the asynchronous positioning means 4 outputs the reference time t to the time difference calculation units 421 to 42N, respectively, and calculates the initial value x (t) of the target state vector as a distance difference / speed difference approximate value. It outputs to each of the parts 431-43N. Time difference calculating section 421~42N uses the a reference time t and observing the time, the equation (17) by calculating the time difference Delta] t k between the reference time t measurement time t k, the distance difference / velocity difference schematic calculating It outputs to each of the parts 431-43N.

距離差/速度差概略値算出部431〜43Nでは、初期状態量設定部41から入力した目標の状態ベクトルx(t)の初期値と時刻差算出部421〜42Nから入力した時刻差を用い、上記式(12)に従ってそれぞれ異なる時刻における目標の状態ベクトルx(t)とセンサi,j間の目標との距離差又は速度差の概略値(上記式(16)のgi,jに相当するもの)とを算出して修正量算出部441〜44Nにそれぞれ出力する。 The distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N use the initial value of the target state vector x (t) input from the initial state quantity setting unit 41 and the time difference input from the time difference calculation units 421 to 42N. According to the above equation (12), the approximate value of the distance difference or speed difference between the target state vector x (t) and the target between the sensors i, j at different times (corresponding to g i, j in the above equation (16)). Are output to the correction amount calculation units 441 to 44N, respectively.

このように、距離差/速度差概略値算出部431〜43Nは、予め仮定した目標の運動方程式である上記式(12)〜(17)に従って、基準時刻tにおける目標の運動諸元の初期値x(t)に対し基準時刻tとの時刻差ΔTを反映させて各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の概略値(概略推定値)を算出する。   As described above, the distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N are the initial values of the target motion specifications at the reference time t according to the above equations (12) to (17) that are target motion equations assumed in advance. Reflecting the time difference ΔT with respect to the reference time t with respect to x (t), approximate values (schematic estimated values) of the distance difference and the speed difference between the sensors of each sensor pair at each time are calculated.

修正量算出部441〜44Nでは、距離差/速度差概略値算出部431〜43Nからの概略値gi,jと、距離差/速度差観測値検出部21〜2Nからの観測値zi,j(距離差、速度差の観測値)とを入力し、概略値gi,jと観測値zi,jとの誤差(距離差の誤差Δhi,j、速度差の誤差Δli,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部45では、修正量算出部441〜44Nから異なる時刻における修正量をそれぞれ入力し、最小二乗法による収束計算を施して、目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 441 to 44N, the approximate value g i, j from the distance difference / speed difference approximate value calculation units 431 to 43N and the observation value z i, j from the distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N j (observed value of distance difference and speed difference) and an error between the approximate value g i, j and the observed value z i, j (distance difference error Δh i, j , speed difference error Δl i, j ) And outputs the correction amount of the target state vector calculated using this error. The correction state vector calculation unit 45 inputs correction amounts at different times from the correction amount calculation units 441 to 44N, performs convergence calculation by the least square method, and calculates the correction amount of the target state vector and the correction amount to the state vector. The modified state vector reflected in is output.

収束判定部46では、修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値x(t)の代わりに距離差/速度差概略値算出部431〜43Nの入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満になれば、修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   In the convergence determination unit 46, the correction state vector and the correction amount are input. If the correction amount is equal to or greater than the threshold value, the correction state vector is converted into the distance difference / speed difference outline instead of the initial value x (t) of the target state vector. It feeds back to the input of the value calculation parts 431-43N, and repeats the said process. If the correction amount is less than the threshold value, the correction state vector is output as a positioning result.

以上のように、この実施の形態1によれば、目標の運動を観測する複数のセンサ11〜1Mを有する受信手段1と、受信手段1の複数のセンサ11〜1Mのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から該センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値を検出する距離差/速度差観測値検出手段2と、複数のセンサ対による異なる各時刻での観測結果から検出された各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値と、予め仮定した目標の運動方程式に従い基準時刻における目標の運動諸元の初期値に対し該基準時刻との時刻差を反映させて算出した各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の概略値と、の差分により目標の運動諸元の修正量を算出し、収束演算によって差分が収束するまで運動諸元を修正することで基準時刻における目標の運動諸元を推定する非同期測位手段4とを備えるので、観測タイミングのずれや伝送遅延等により複数のセンサ間で観測時刻が異なり、観測値が非同期になっても、信頼性の高い目標の運動諸元推定が可能である。   As described above, according to the first embodiment, the receiving unit 1 having the plurality of sensors 11 to 1M for observing the target motion and the arbitrary sensor pair among the plurality of sensors 11 to 1M of the receiving unit 1 are used. Distance difference / velocity difference observation value detecting means 2 for detecting an observation value of a distance difference and a speed difference between targets of the sensor pair from the observation results at the same time, and a plurality of sensor pairs at different times The reference time relative to the initial value of the target motion specification at the reference time according to the observed distance difference and speed difference between the sensors of each sensor pair detected from the observation results and the target motion equation assumed in advance. The amount of correction of the target motion parameters is calculated based on the difference between the distance difference from the target of each sensor pair and the approximate value of the speed difference at each time calculated to reflect the time difference between Until the difference converges by calculation Asynchronous positioning means 4 for estimating the target motion specification at the reference time by correcting the motion specification is provided, so that the observation time differs among a plurality of sensors due to a difference in observation timing, transmission delay, etc. Even if it becomes asynchronous, it is possible to estimate the motion parameters of the target with high reliability.

また、上記実施の形態1では、x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合を示したが、未知数を増やすことで3次元での目標の位置と速度を推定することもできる。この場合は、観測値の数を増やすことで、目標の状態ベクトルを推定できる。   In the first embodiment, the case of estimating the target position and speed in the xy two-dimensional orthogonal coordinate system has been shown. However, the target position and speed in three dimensions are estimated by increasing the unknowns. You can also. In this case, the target state vector can be estimated by increasing the number of observation values.

実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図3において、実施の形態2による運動諸元推定装置の基本的な構成は、上記実施の形態1の図1で示したものと同様であるが、非同期測位手段5が距離差/速度差観測値検出部21〜2Nから観測精度を入力する点で異なる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, the basic configuration of the motion specification estimation apparatus according to the second embodiment is the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, but the asynchronous positioning means 5 performs distance difference / velocity difference observation. The difference is that the observation accuracy is input from the value detection units 21 to 2N.

非同期測位手段5の修正状態ベクトル算出部55は、距離差/速度差観測値検出部21〜2Nから入力した観測精度を考慮して、修正量算出部541〜54Nからの修正量に対し最小二乗法を用いて目標の運動諸元を推定する。つまり、修正状態ベクトル算出部55が、状態ベクトルの修正量を算出するにあたり、上記式(11)について距離差及びドップラ周波数差の観測精度を重み付けの項として加える。   The correction state vector calculation unit 55 of the asynchronous positioning means 5 considers the observation accuracy input from the distance difference / velocity difference observation value detection units 21 to 2N, and performs the minimum two corrections on the correction amounts from the correction amount calculation units 541 to 54N. Estimate the target motion parameters using multiplication. That is, when calculating the correction amount of the state vector, the corrected state vector calculation unit 55 adds the observation accuracy of the distance difference and the Doppler frequency difference as a weighting term in the above equation (11).

初期状態量設定部51は、修正状態ベクトル算出部55により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。時刻差算出部521〜52Nは、初期状態量設定部51により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出する。   The initial state quantity setting unit 51 uses an appropriate initial value of the target state vector and a target motion specification as an initial value used when the correction state vector calculation unit 55 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The time difference calculation units 521 to 52N calculate the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 51 and the observation time.

距離差/速度差概略値算出部531〜53Nは、時刻差算出部521〜52Nにより算出された時刻差及び初期状態量設定部51により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部56からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 531 to 53N use the time difference calculated by the time difference calculation units 521 to 52N and the initial value of the target at the reference time set by the initial state quantity setting unit 51 (or , Using the correction amount from the convergence determination unit 56 as an initial value), an approximate value is calculated according to a previously assumed equation of motion.

収束判定部56は、修正状態ベクトル算出部55による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差/速度差概略値算出部531〜53Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。
なお、他の構成は、図1と同一又はこれに相当する構成であるので同一符号を付して説明を省略する。
The convergence determination unit 56 feeds back the correction state vector to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 531 to 53N according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 55 and a predetermined threshold value, or performs convergence calculation. And the corrected state vector is output as a positioning result.
Since other configurations are the same as or correspond to those in FIG. 1, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.

次に動作について説明する。
上記実施の形態1と異なる動作について主に説明する。
修正状態ベクトル算出部55は、修正量算出部541〜54Nから入力した状態ベクトルの修正量と、距離差/速度差観測値検出部21〜2Nから入力した距離差及びドップラ周波数差の観測精度を用い、該観測精度を重み付けした最小二乗法により目標の状態ベクトルの修正量とこれを状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。例えば、下記式(18)のように観測精度Sを重み付けした式に従って目標の状態ベクトルの修正量と修正状態ベクトルを算出する。

Figure 0004970077
Next, the operation will be described.
Operations different from those of the first embodiment will be mainly described.
The correction state vector calculation unit 55 calculates the observation amount accuracy of the state vector input from the correction amount calculation units 541 to 54N and the distance difference and Doppler frequency difference input from the distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N. The correction amount of the target state vector and the correction state vector reflecting this in the state vector are output by the least square method using the observation accuracy. For example, the target state vector correction amount and the corrected state vector are calculated according to an equation weighted by the observation accuracy S as in the following equation (18).
Figure 0004970077

収束判定部56は、修正状態ベクトル算出部55から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標状態ベクトルの初期値x(t)の代わりに距離差/速度差概略値算出部531〜53Nの入力にフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満になれば、修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The convergence determination unit 56 inputs the correction state vector and the correction amount from the correction state vector calculation unit 55. If the correction amount is equal to or greater than the threshold, the convergence state vector is replaced with the initial value x (t) of the target state vector. It feeds back to the input of the distance difference / speed difference approximate value calculation units 531 to 53N and repeats the above processing. If the correction amount is less than the threshold value, the correction state vector is output as a positioning result.

以上のように、この実施の形態2によれば、非同期測位手段5が、観測値と概略値(概略推定値)との誤差(差分)に対してセンサ11〜1Mの観測精度を重み付けして目標の運動諸元の修正量を算出するので、観測値が非同期であっても目標の状態ベクトルを推定することができる。また、観測精度を考慮することにより、より信頼性の高い推定を実施することが可能である。   As described above, according to the second embodiment, the asynchronous positioning means 5 weights the observation accuracy of the sensors 11 to 1M to the error (difference) between the observation value and the approximate value (approximate estimated value). Since the correction amount of the target motion specification is calculated, the target state vector can be estimated even if the observed values are asynchronous. In addition, more reliable estimation can be performed by taking observation accuracy into consideration.

実施の形態3.
図4は、この発明の実施の形態3による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図4に示すように、実施の形態3による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差/速度差観測値検出手段2、仮測位/初期値算出手段6及び非同期測位手段7を備える。なお、図4において、図1と同一又はこれに相当する構成要素に同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 4, the motion specification estimation apparatus according to Embodiment 3 includes a receiving unit 1, a distance difference / speed difference observation value detection unit 2, a temporary positioning / initial value calculation unit 6, and an asynchronous positioning unit 7. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as in FIG. 1, and description thereof will be omitted.

仮測位/初期値算出手段6は、初期状態量設定部61、距離差/速度差概略値算出部621,622、修正量算出部631,632、修正状態ベクトル算出部64、及び収束判定部65を備える。初期状態量設定部61は、修正状態ベクトル算出部64が目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際に用いる初期値として目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。   The provisional positioning / initial value calculation means 6 includes an initial state quantity setting unit 61, distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622, correction amount calculation units 631 and 632, a correction state vector calculation unit 64, and a convergence determination unit 65. Is provided. The initial state quantity setting unit 61 uses an appropriate initial value of the target state vector and a target motion specification as an initial value used when the correction state vector calculation unit 64 calculates the correction amount of the target state vector by the least square method. Set the reference time to estimate.

距離差/速度差概略値算出部621,622は、初期状態量設定部61によって設定された基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値を用いて(若しくは、収束判定部65からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。修正量算出部631,632は、距離差/速度差概略値算出部621,622により算出された概略値と距離差/速度差観測値検出部21,22から得られた観測値(センサ11,12とセンサ12,13による観測値)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622 use the initial value of the target state vector at the reference time set by the initial state amount setting unit 61 (or the initial correction amount from the convergence determination unit 65). Using the value as a value), an approximate value is calculated according to a previously assumed equation of motion. The correction amount calculation units 631 and 632 are the approximate values calculated by the distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622 and the observation values (sensors 11, 22) obtained from the distance difference / speed difference observation value detection units 21 and 22. 12 and an observation value obtained by the sensors 12 and 13), and the correction amount of the target state vector calculated using the difference is output.

修正状態ベクトル算出部64は、修正量算出部631,632から修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部65では、修正状態ベクトル算出部64から入力した修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、距離差/速度差概略値算出部621,622に修正状態ベクトルをフィードバックしたり、非同期測位手段7の初期値として修正状態ベクトルを出力する。   The correction state vector calculation unit 64 receives the correction amount from the correction amount calculation units 631 and 632 and corrects the target state vector using the least squares method until the difference converges. The convergence determination unit 65 feeds back the correction state vector to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622 according to the comparison result between the correction amount input from the correction state vector calculation unit 64 and a predetermined threshold value. A corrected state vector is output as an initial value of the asynchronous positioning means 7.

非同期測位手段7は、時刻差算出部711〜71N、距離差/速度差概略値算出部721〜72N、修正量算出部731〜73N、修正状態ベクトル算出部74及び収束判定部75を備え、仮測位/初期値算出手段6による測位結果を、目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として用い、初期状態量設定部が省略されている以外は上記実施の形態1と同様に動作する。   The asynchronous positioning means 7 includes time difference calculation units 711 to 71N, distance difference / speed difference approximate value calculation units 721 to 72N, correction amount calculation units 731 to 73N, a correction state vector calculation unit 74, and a convergence determination unit 75. The above-described embodiment except that the positioning result by the positioning / initial value calculating means 6 is used as an initial value used when the correction amount of the target state vector is calculated by the least square method, and the initial state amount setting unit is omitted. It operates in the same way as 1.

図5は、時刻t3においてセンサ11及びセンサ12、時刻t4においてセンサ12及びセンサ13によって距離差及びドップラ周波数差が得られた場合を示す図である。x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合、実施の形態3では、図5に示すような異なるセンサ組による検知結果の等時間差線(双曲線)の交点を測位し、交点における目標の位置及び速度を非同期測位手段7における目標の状態ベクトルの初期値として設定する。 5, the sensor 11 and the sensor 12 at time t 3, the distance difference and the Doppler frequency difference by the sensor 12 and the sensor 13 at time t 4 is a diagram showing a case where obtained. In the case of estimating the target position and velocity in the xy two-dimensional orthogonal coordinate system, in the third embodiment, the intersection of isochronous lines (hyperbola) of detection results by different sensor sets as shown in FIG. 5 is measured. The target position and speed at the intersection are set as initial values of the target state vector in the asynchronous positioning means 7.

例えば、図5中の破線で示す双曲線は、時刻t3においてセンサ11及びセンサ12から目標へ放射されたレーダ電波(又は音波)が目標で反射してセンサ11及びセンサ12に到達する時刻差を用いて検出された2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差による双曲線(目標とセンサ11及びセンサ12との距離差が一定な等距離差双曲線又は目標とセンサ11及びセンサ12とのドップラ周波数差が一定な等ドップラ周波数差双曲線)である。 For example, the hyperbola indicated by the broken line in FIG. 5 indicates the time difference at which radar radio waves (or sound waves) radiated from the sensor 11 and sensor 12 to the target at time t 3 are reflected by the target and reach the sensor 11 and sensor 12. A hyperbola (a distance difference between the target and the sensor 11 and the sensor 12 is a constant hyperbola with a constant distance difference between the target and the sensor 11 and the sensor 12 or a Doppler between the target and the sensor 11 and the sensor 12. An equal Doppler frequency difference hyperbola with a constant frequency difference).

また、図5中に実線で示す双曲線は、時刻t4においてセンサ12及びセンサ13に反射波が到達する時刻差を用いて検出された2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差による双曲線(センサ12及びセンサ13間の目標との距離差が一定な等距離差双曲線又はセンサ12及びセンサ13間の目標とのドップラ周波数差が一定な等ドップラ周波数差双曲線)である。 In addition, the hyperbola indicated by the solid line in FIG. 5 is a hyperbola based on the distance difference between the two sensors detected using the time difference at which the reflected wave reaches the sensor 12 and the sensor 13 at time t 4 and the Doppler frequency difference. (Equal distance difference hyperbola with a constant distance difference between the sensor 12 and the sensor 13 or a constant Doppler frequency difference hyperbola with a constant Doppler frequency difference between the sensor 12 and the sensor 13).

実施の形態3では、時刻t3においてセンサ11及びセンサ12によって距離差及びドップラ周波数差を観測し、時刻t4においてセンサ12及びセンサ13によって距離差及びドップラ周波数差を観測し、基準時刻として時刻t4を設定して各センサ組の観測値から目標の状態ベクトルを算出することにより、これら双曲線の交点における目標の状態ベクトルを算出し、該状態ベクトルを非同期測位手段7による修正量の算出における初期値として使用する。 In the third embodiment, the distance difference and the Doppler frequency difference are observed by the sensor 11 and the sensor 12 at the time t 3 , the distance difference and the Doppler frequency difference are observed by the sensor 12 and the sensor 13 at the time t 4 , and the time is set as the reference time. By setting t 4 and calculating the target state vector from the observed values of each sensor set, the target state vector at the intersection of these hyperbolic curves is calculated, and the state vector is calculated in the amount of correction by the asynchronous positioning means 7. Use as initial value.

次に動作について説明する。
仮測位/初期値算出手段6では、初期状態量設定部61により基準時刻及びこの基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値が距離差/速度差概略値算出部621,622に設定される。距離差/速度差概略値算出部621,622では、初期状態量設定部61から入力した目標の状態ベクトルの初期値から目標と各センサ組との距離差及び速度差の概略値を算出して修正量算出部631,632にそれぞれ出力する。
Next, the operation will be described.
In the temporary positioning / initial value calculating means 6, the initial state quantity setting unit 61 sets the reference time and the initial value of the target state vector at the reference time in the distance difference / speed difference approximate value calculating units 621 and 622. The distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622 calculate the approximate value of the distance difference and speed difference between the target and each sensor set from the initial value of the target state vector input from the initial state quantity setting unit 61. It outputs to the correction amount calculation parts 631 and 632, respectively.

修正量算出部631,632では、距離差/速度差概略値算出部621,622からの概略値と距離差/速度差観測値検出部21,22からの観測値(2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差より求めた速度差)を入力し、この概略値と観測値との誤差(距離差の誤差Δhi,j、速度差の誤差Δli,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部64では、修正量算出部631,632からの修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 631 and 632, the approximate values from the distance difference / speed difference approximate value calculation units 621 and 622 and the observed values from the distance difference / speed difference observation value detection units 21 and 22 (the target between the two sensors). The velocity difference obtained from the distance difference and the Doppler frequency difference) is input, and the error (distance difference error Δh i, j , speed difference error Δl i, j ) between this approximate value and the observed value is calculated. The correction amount of the target state vector calculated using is output. The correction state vector calculation unit 64 receives the correction amounts from the correction amount calculation units 631 and 632, and performs convergence calculation by the least square method to reflect the correction amount of the target state vector and the correction amount in the state vector. Output the modified state vector.

収束判定部65は、修正状態ベクトル算出部64から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差/速度差概略値算出部621,622の入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。   The convergence determination unit 65 receives the corrected state vector and the correction amount from the corrected state vector calculation unit 64. If the correction amount is equal to or greater than the threshold value, the convergence state vector is converted into a distance difference / Feedback is made to the inputs of the speed difference approximate value calculation units 621 and 622, and the above process is repeated.

修正量が閾値未満であると、収束判定部65は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部64から入力し、最新観測時刻(図5では時刻t4)における目標の測位結果として非同期測位手段7へ出力する。具体的には、基準時刻として時刻t4を非同期測位手段7の時間差算出部711〜71Nへ出力し、目標の修正状態ベクトルを、非同期測位手段7において目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法で算出する際の初期値として距離差/速度差概略値算出部721〜72Nへ出力する。 If the correction amount is less than the threshold, the convergence determination unit 65 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 64, and the latest observation time (FIG. 5 outputs the target positioning result at the time t 4 ) to the asynchronous positioning means 7. Specifically, the time t 4 is output as the reference time to the time difference calculation units 711 to 71N of the asynchronous positioning means 7, and the target correction state vector is set as the target state vector correction amount in the asynchronous positioning means 7 using the least square method. Is output to the distance difference / velocity difference approximate value calculation units 721 to 72N as initial values at the time of calculation.

非同期測位手段7は、仮測位/初期値算出手段6から基準時刻及び目標の状態ベクトルの初期値が設定されると、上記実施の形態1と同様の処理により目標の測位結果を推定する。   When the reference time and the initial value of the target state vector are set from the temporary positioning / initial value calculating means 6, the asynchronous positioning means 7 estimates the target positioning result by the same processing as in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態3によれば、仮測位/初期値算出手段6が異なる2つの時刻において異なるセンサ組により観測された観測値に基づいて算出した目標の測位結果を、非同期測位手段7による修正状態ベクトル算出処理の初期値として用いるので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元の推定が可能である。   As described above, according to the third embodiment, the positioning result of the target calculated based on the observation values observed by the different sensor sets at two different times by the temporary positioning / initial value calculating means 6 is obtained by the asynchronous positioning. Since it is used as the initial value of the modified state vector calculation process by means 7, the observed values at different times can be regarded as if they were observed at the same time, and even if the observed values are asynchronous, the reliable target motion Specifications can be estimated.

実施の形態4.
図6は、この発明の実施の形態4による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図6に示すように、実施の形態4による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差/速度差観測値検出手段2、仮測位/初期値算出手段8及び非同期測位手段7を備える。なお、図6において、図1及び図4と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 6, the motion specification estimation apparatus according to the fourth embodiment includes a receiving unit 1, a distance difference / speed difference observation value detection unit 2, a temporary positioning / initial value calculation unit 8, and an asynchronous positioning unit 7. In FIG. 6, the same or corresponding components as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

仮測位/初期値算出手段8は、初期状態量設定部81、追尾フィルタ部821,822、距離差/速度差概略値算出部831,832、修正量算出部841,842、修正状態ベクトル算出部85、及び収束判定部86を備える。初期状態量設定部81は、修正状態ベクトル算出部85が目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。   The temporary positioning / initial value calculation means 8 includes an initial state quantity setting unit 81, tracking filter units 821, 822, distance difference / speed difference approximate value calculation units 831, 832, correction amount calculation units 841, 842, and a correction state vector calculation unit. 85 and a convergence determination unit 86. The initial state quantity setting unit 81 uses an appropriate initial value of the target state vector and various target motion parameters as initial values used when the correction state vector calculation unit 85 calculates the correction amount of the target state vector by the least square method. Set the reference time to estimate the origin.

追尾フィルタ部821,822は、受信手段1内のセンサの組み合わせ(図6の例では、センサ11,12とセンサ12,13)で得られる観測値(距離差及びドップラ周波数差から求めた速度差)を入力し、これより所定時刻におけるセンサ組のセンサ間の目標との距離差やドップラ周波数差から求めた速度差を推定する。距離差/速度差概略値算出部831,832は、初期状態量設定部81により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部86からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った目標の運動諸元の概略値を算出する。   The tracking filter units 821 and 822 are velocity differences obtained from observation values (distance difference and Doppler frequency difference) obtained by a combination of sensors in the receiving means 1 (in the example of FIG. 6, sensors 11 and 12 and sensors 12 and 13). ) And the speed difference obtained from the distance difference between the sensors in the sensor set and the Doppler frequency difference at a predetermined time is estimated. Distance difference / speed difference approximate value calculation units 831 and 832 use the target initial value at the reference time set by initial state quantity setting unit 81 (or use the correction amount from convergence determination unit 86 as the initial value). And a rough value of the target motion specification according to the motion equation assumed in advance is calculated.

修正量算出部841は、距離差/速度差概略値算出部831により算出された目標の運動諸元の概略値と追尾フィルタ部821により得られた観測値(センサ11,12間の目標との距離差及びドップラ周波数差により求まる速度差の推定値)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正量算出部842は、距離差/速度差概略値算出部832により算出された目標の運動諸元の概略値と追尾フィルタ部822により得られた観測値(センサ12,13間の目標との距離差及びドップラ周波数差により求まる速度差の推定値)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。   The correction amount calculation unit 841 calculates the approximate value of the target motion calculated by the distance difference / speed difference approximate value calculation unit 831 and the observed value obtained by the tracking filter unit 821 (the target between the sensors 11 and 12). A difference with a distance difference and an estimated value of a speed difference determined by a Doppler frequency difference is calculated, and a correction amount of the target state vector calculated using the difference is output. The correction amount calculation unit 842 calculates the approximate value of the target motion calculated by the distance difference / speed difference approximate value calculation unit 832 and the observed value obtained by the tracking filter unit 822 (the target between the sensors 12 and 13). A difference with a distance difference and an estimated value of a speed difference determined by a Doppler frequency difference is calculated, and a correction amount of the target state vector calculated using the difference is output.

修正状態ベクトル算出部85は、修正量算出部841,842からの修正量が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部86では、修正状態ベクトル算出部85による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差/速度差概略値算出部831,832にフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを非同期測位手段7による修正量算出の初期値として出力する。   The correction state vector calculation unit 85 corrects the target state vector using the least square method until the correction amounts from the correction amount calculation units 841 and 842 converge. The convergence determination unit 86 feeds back the correction state vector to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 831 and 832 according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 85 and a predetermined threshold value, or performs convergence calculation. And the correction state vector is output as an initial value for correction amount calculation by the asynchronous positioning means 7.

図7は、時刻t1,t2においてセンサ11とセンサ12により距離差及びドップラ周波数差を観測し、時刻t3においてセンサ12とセンサ13によって距離差及びドップラ周波数差が観測された場合を示す図である。x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合、この実施の形態4では、いずれか一方のセンサ組み合わせで目標を追尾処理(目標との距離差、ドップラ周波数差による速度差を推定)し、他方のセンサ組み合わせにより観測値が得られた時刻に対する予測処理を実施することで時刻の同期を取る。 FIG. 7 shows a case where the distance difference and the Doppler frequency difference are observed by the sensors 11 and 12 at times t 1 and t 2 , and the distance difference and the Doppler frequency difference are observed by the sensors 12 and 13 at time t 3 . FIG. In the case of estimating the position and speed of a target in an xy two-dimensional orthogonal coordinate system, in the fourth embodiment, the target is tracked with any one of the sensor combinations (the speed based on the distance difference from the target and the Doppler frequency difference). The time is synchronized by estimating the difference) and performing prediction processing for the time when the observed value is obtained by the other sensor combination.

例えば、図7では、時刻t3でセンサ12とセンサ13により距離差及び速度差に関する情報が得られている場合、センサ11とセンサ12の組み合わせにより得られる距離差及び速度差に関する情報について時刻t3における予測処理を実施する。この結果、図7に示すように時刻t3におけるセンサ11,12による観測値の双曲線とセンサ12,13による観測値の双曲線の交点が測位される。実施の形態4では、この交点での目標の状態ベクトルを、非同期測位手段7における修正量算出の初期値とする。 For example, in FIG. 7, when the information regarding the distance difference and the speed difference is obtained by the sensor 12 and the sensor 13 at the time t 3 , the information regarding the distance difference and the speed difference obtained by the combination of the sensor 11 and the sensor 12 is The prediction process in 3 is performed. As a result, as shown in FIG. 7, the intersection of the hyperbola of the observation values by the sensors 11 and 12 and the hyperbola of the observation values by the sensors 12 and 13 at time t 3 is determined. In the fourth embodiment, the target state vector at this intersection is used as an initial value for correction amount calculation in the asynchronous positioning means 7.

次に動作について説明する。
仮測位/初期値算出手段8において、初期状態量設定部81が追尾フィルタ部821,822に基準時刻を設定し、基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値を距離差/速度差概略値算出部831,832に設定する。
Next, the operation will be described.
In the temporary positioning / initial value calculation means 8, the initial state quantity setting unit 81 sets a reference time in the tracking filter units 821 and 822, and the initial value of the target state vector at the reference time is calculated as a distance difference / speed difference approximate value calculation unit. 831 and 832.

追尾フィルタ部821は、距離差/速度差観測値検出部21から、センサ11,12の検知結果から得られる観測値(2センサ間の目標との距離差及びドップラ周波数差による速度差)及びその観測時刻を入力して、初期状態量設定部81により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差/速度差観測値検出部21から入力した観測値とを用いてある時刻(図7の例では時刻t1,t2)における目標を追尾処理する(センサ11,12間の目標との距離差及び速度差を推定する)。 The tracking filter unit 821 obtains an observed value (a distance difference between a target between two sensors and a speed difference due to a Doppler frequency difference) obtained from the detection result of the sensors 11 and 12 from the distance difference / speed difference observation value detection unit 21 and its The observation time is input, the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 81 and the observation time is calculated, and the time difference and the observation value input from the distance difference / speed difference observation value detection unit 21 are calculated. Is used to track the target at a certain time (time t 1 , t 2 in the example of FIG. 7) (estimated distance difference and speed difference between the sensors 11 and 12 with the target).

追尾フィルタ部822では、距離差/速度差観測値検出部22から、センサ12,13の検知結果から得られる観測値及びその観測時刻(図7の例では時刻t3)を入力して、初期状態量設定部81に設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差/速度差観測値検出部22から入力した観測値とを用いて時刻t3における目標の追尾処理(2センサ間の目標との距離差及び速度差を推定)する。 In the tracking filter unit 822, the observation value obtained from the detection results of the sensors 12 and 13 and its observation time (time t 3 in the example of FIG. 7) are input from the distance difference / velocity difference observation value detection unit 22 to initialize the initial value. The time difference between the reference time set in the state quantity setting unit 81 and the observation time is calculated, and the target at time t 3 is calculated using the time difference and the observation value input from the distance difference / speed difference observation value detection unit 22. Tracking processing (estimating distance difference and speed difference from the target between the two sensors).

このように、時刻t3でセンサ12,13により目標との距離差及びドップラ周波数差による速度差が得られている場合、追尾フィルタ部821は、センサ11,12による目標との距離差及びドップラ周波数差による速度差について当該時刻t3における予測処理を実行する。これにより、図7中の一点破線で示すセンサ11,12による観測値の等時間差線と図7中の実線で示すセンサ12,13による観測値の等時間差線との交点が測位される。つまり、センサ12,13により距離差及びドップラ周波数差が得られる、時刻t3におけるセンサ11,12による観測の予測値を得ることで、同一時刻(時刻t3)で目標との距離差及びドップラ周波数差より求まる速度差が得られたとみなして測位処理を実施する。但し、予測処理するセンサの組み合わせは1組以上とする。 As described above, when the distance difference from the target and the speed difference due to the Doppler frequency difference are obtained by the sensors 12 and 13 at time t 3 , the tracking filter unit 821 determines the distance difference from the target by the sensors 11 and 12 and the Doppler. The prediction process at the time t 3 is executed for the speed difference due to the frequency difference. Thereby, the intersection point of the isochronous difference line of the observed values by the sensors 11 and 12 indicated by the one-dot broken line in FIG. 7 and the isochronous difference line of the observed values by the sensors 12 and 13 indicated by the solid line in FIG. In other words, the distance difference and the Doppler frequency difference by sensors 12 and 13 is obtained, to obtain a prediction value of the observation by the sensor 11 and 12 at time t 3, the distance difference and the Doppler from the target at the same time (time t 3) The positioning process is performed assuming that the speed difference obtained from the frequency difference is obtained. However, the combination of sensors to be predicted is one or more.

距離差/速度差概略値算出部831,832は、初期状態量設定部81から入力した目標の状態ベクトルの初期値を用いて各センサ組の2センサ間の目標との距離差及び速度差の概略値を算出して修正量算出部841,842にそれぞれ出力する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 831 and 832 use the initial value of the target state vector input from the initial state amount setting unit 81 to calculate the distance difference and speed difference between the two sensors of each sensor set. The approximate value is calculated and output to the correction amount calculation units 841 and 842, respectively.

修正量算出部841,842では、距離差/速度差概略値算出部831,832からの概略値と追尾フィルタ部821,822から入力した観測値(目標との距離差及びドップラ周波数差より求めた速度差の推定値)を入力し、概略値と観測値の誤差(距離差の誤差Δhi,j、速度差の誤差Δli,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部85では、修正量算出部841,842からの修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 841 and 842, the approximate values from the distance difference / speed difference approximate value calculation units 831 and 832 and the observation values input from the tracking filter units 821 and 822 (the distance difference from the target and the Doppler frequency difference are obtained. (Estimated value of speed difference) is input, the error between the approximate value and the observed value (distance difference error Δh i, j , speed difference error Δl i, j ) is calculated, and the target state calculated using this error Output vector correction amount. The correction state vector calculation unit 85 inputs the correction amounts from the correction amount calculation units 841 and 842, and performs convergence calculation by the least square method to reflect the target state vector correction amount and the correction amount in the state vector. Output the modified state vector.

収束判定部86は、修正状態ベクトル算出部85から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差/速度差概略値算出部831,832へフィードバックし、上記処理を繰り返す。   Convergence determining unit 86 inputs the corrected state vector and its correction amount from corrected state vector calculating unit 85, and if the correction amount is equal to or greater than the threshold, the corrected state vector is replaced with the distance difference / The speed difference approximate value calculation units 831 and 832 are fed back and the above process is repeated.

修正量が閾値未満であると、収束判定部86は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部85から入力し、図7に示す時刻t3における目標の測位結果として非同期測位手段7へ出力する。具体的には、基準時刻として時刻t3を非同期測位手段7の時間差算出部711〜71Nへ出力し、目標の修正状態ベクトルを、非同期測位手段7において目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法で算出する際の初期値として距離差/速度差概略値算出部721〜72Nへ出力する。 If the correction amount is less than the threshold, the convergence determination unit 86 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 85, and the time shown in FIG. The target positioning result at t 3 is output to the asynchronous positioning means 7. Specifically, the time t 3 is output as a reference time to the time difference calculation units 711 to 71N of the asynchronous positioning means 7, and the target correction state vector is set as the target state vector correction amount in the asynchronous positioning means 7 using the least square method. Is output to the distance difference / velocity difference approximate value calculation units 721 to 72N as initial values at the time of calculation.

非同期測位手段7は、仮測位/初期値算出手段8から基準時刻及び目標の状態ベクトルの初期値が設定されると、上記実施の形態1と同様の処理により目標の測位結果を推定する。   When the reference time and the initial value of the target state vector are set from the temporary positioning / initial value calculating unit 8, the asynchronous positioning unit 7 estimates the target positioning result by the same processing as in the first embodiment.

以上のように、この実施の形態4によれば、仮測位/初期値算出手段8が、センサ11,12の検知結果から得られた目標との距離差及びドップラ周波数差より求まる速度差を追尾処理し、別の時刻において、異なるセンサ組(センサ12,13)の検知結果から目標との距離差及びドップラ周波数差より求まる速度差が得られる場合、上記追尾結果に基づいてそのセンサ組(センサ12,13)に対する時刻整合を行ってから、目標の位置、速度を算出し、最小二乗法による目標の状態ベクトル算出の初期値として設定するので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元推定が可能である。   As described above, according to the fourth embodiment, the provisional positioning / initial value calculation means 8 tracks the speed difference obtained from the distance difference from the target and the Doppler frequency difference obtained from the detection results of the sensors 11 and 12. If a speed difference obtained from the distance difference from the target and the Doppler frequency difference is obtained from the detection results of different sensor sets (sensors 12 and 13) at different times, the sensor set (sensor 12, 13), the target position and velocity are calculated and set as the initial value for calculating the target state vector by the least squares method. Therefore, observed values at different times are observed at the same time. It is possible to estimate the motion parameters of the target with high reliability even if the observed values are asynchronous.

実施の形態5.
図8は、この発明の実施の形態5による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図8に示すように、実施の形態5による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差/速度差観測値検出手段2及び非同期測位手段9を備える。なお、図8において、図1と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 8, the motion specification estimation apparatus according to the fifth embodiment includes a reception unit 1, a distance difference / speed difference observation value detection unit 2, and an asynchronous positioning unit 9. In FIG. 8, the same or corresponding components as those in FIG.

非同期測位手段9は、初期状態量設定部91、追尾フィルタ部921〜92N、距離差/速度差概略値算出部931〜93N、修正量算出部941〜94N、修正状態ベクトル算出部95、及び収束判定部96を備える。   The asynchronous positioning means 9 includes an initial state quantity setting unit 91, tracking filter units 921 to 92N, distance difference / speed difference approximate value calculation units 931 to 93N, correction amount calculation units 941 to 94N, a correction state vector calculation unit 95, and a convergence. A determination unit 96 is provided.

初期状態量設定部91は、修正状態ベクトル算出部95により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。追尾フィルタ部921〜92Nは、受信手段1内のセンサの組み合わせで得られる検知結果に基づいて距離差/速度差観測値検出部21〜2N距離差及びドップラ周波数差を入力し、追尾処理を実施する。   The initial state quantity setting unit 91 uses an appropriate initial value of the target state vector and a target motion specification as an initial value used when the correction state vector calculation unit 95 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The tracking filter units 921 to 92N input the distance difference / velocity difference observation value detection units 21 to 2N distance difference and Doppler frequency difference based on the detection result obtained by the combination of the sensors in the receiving means 1, and perform the tracking process. To do.

距離差/速度差概略値算出部931〜93Nは、初期状態量設定部91により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部96からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。修正量算出部941〜94Nは、距離差/速度差概略値算出部931〜93Nにより算出された概略値と追尾フィルタ部921〜92Nから得られた観測値との差分を用いて目標の状態ベクトルの修正量を算出する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 931 to 93N use the target initial value at the reference time set by the initial state amount setting unit 91 (or use the correction amount from the convergence determination unit 96 as the initial value). And an approximate value in accordance with a previously assumed equation of motion is calculated. The correction amount calculation units 941 to 94N use the difference between the approximate value calculated by the distance difference / velocity difference approximate value calculation units 931 to 93N and the observed value obtained from the tracking filter units 921 to 92N, as a target state vector. The amount of correction is calculated.

修正状態ベクトル算出部95は、修正量算出部941〜94Nから修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部96では、修正状態ベクトル算出部95による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差/速度差概略値算出部931〜93Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The correction state vector calculation unit 95 inputs the correction amount from the correction amount calculation units 941 to 94N, and corrects the target state vector using the least square method until the difference converges. The convergence determination unit 96 feeds back the corrected state vector to the distance difference / velocity difference approximate value calculating units 931 to 93N according to the comparison result between the correction amount by the corrected state vector calculating unit 95 and a predetermined threshold, or performs convergence calculation. And the corrected state vector is output as a positioning result.

次に動作について説明する。
初期状態量設定部91は、追尾フィルタ部921〜92Nに基準時刻を設定し、基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値を距離差/速度差概略値算出部931〜93Nに設定する。
Next, the operation will be described.
The initial state quantity setting unit 91 sets the reference time in the tracking filter units 921 to 92N, and sets the initial value of the target state vector at the reference time to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 931 to 93N.

追尾フィルタ部921〜92Nは、距離差/速度差観測値検出部21〜2Nから、センサ組の検知結果により得られる観測値(目標との距離差及びドップラ周波数差による速度差)及びその観測時刻をそれぞれ入力して、初期状態量設定部91により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差/速度差観測値検出部から入力した観測値とを用いて、目標を追尾処理する(各センサ組のセンサ間の目標との距離差及び速度差を推定する)。   The tracking filter units 921 to 92N are observation values (speed difference due to distance difference from target and Doppler frequency difference) obtained from the detection results of the sensor sets from the distance difference / speed difference observation value detection units 21 to 2N and their observation times. Are input, the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 91 and the observation time is calculated, and the time difference and the observation value input from the distance difference / speed difference observation value detection unit are used. The target is then tracked (estimated distance difference and speed difference between the sensors of each sensor set).

追尾フィルタ部921〜92Nのうち、ある追尾フィルタ部は、距離差/速度差観測値検出部から、ある時刻で他の追尾フィルタ部により異なるセンサ組で観測値が得られている場合、初期状態量設定部91に設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差/速度差観測値検出部から入力した観測値とを用いて、当該時刻における目標との距離差及び速度差を予測処理(目標との距離差及び速度差を推定)する。   Among the tracking filter units 921 to 92N, a certain tracking filter unit is in an initial state when an observation value is obtained from a distance difference / velocity difference observation value detection unit with a different sensor set by another tracking filter unit at a certain time. The time difference between the reference time set in the quantity setting unit 91 and the observation time is calculated, and using this time difference and the observation value input from the distance difference / velocity difference observation value detection unit, the difference from the target at the time is calculated. The distance difference and the speed difference are predicted (the distance difference from the target and the speed difference are estimated).

例えば、ある時刻で追尾フィルタ部922〜92Nによってセンサ12,13〜1(N−1),1Nの検知結果で目標との距離差及び速度差が得られる場合、追尾フィルタ部921が該時刻における予測値を得ることで、同一時刻において目標との距離差及びドップラ周波数差により求まる速度差が得られたとみなして測位処理を実施する。但し、予測処理するセンサの組み合わせは1組以上とする。   For example, when the tracking filter unit 922-92N obtains a distance difference and speed difference from the target by the detection results of the sensors 12, 13-1 (N-1), 1N at a certain time, the tracking filter unit 921 By obtaining the predicted value, the positioning process is performed assuming that the speed difference obtained by the distance difference from the target and the Doppler frequency difference is obtained at the same time. However, the combination of sensors to be predicted is one or more.

距離差/速度差概略値算出部931〜93Nは、初期状態量設定部91から入力した目標の状態ベクトルの初期値を用いて目標と各センサ組との距離差及び速度差の概略値を算出して修正量算出部941〜94Nにそれぞれ出力する。   The distance difference / speed difference approximate value calculation units 931 to 93N calculate the approximate values of the distance difference and the speed difference between the target and each sensor set using the initial value of the target state vector input from the initial state quantity setting unit 91. And output to the correction amount calculation units 941 to 94N, respectively.

修正量算出部941〜94Nでは、距離差/速度差概略値算出部931〜93Nからの概略値と追尾フィルタ部921〜92Nから入力した観測値(目標との距離差及び速度差の推定値)を入力し、概略値と観測値の誤差(距離差の誤差Δhi,j、速度差の誤差Δli,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部95では、修正量算出部941〜94Nからの修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 941 to 94N, the approximate values from the distance difference / speed difference approximate value calculation units 931 to 93N and the observation values input from the tracking filter units 921 to 92N (estimated values of distance difference and speed difference from the target) To calculate the error between the approximate value and the observed value (distance difference error Δh i, j , speed difference error Δl i, j ), and output the correction amount of the target state vector calculated using this error To do. In the correction state vector calculation unit 95, the correction amount from the correction amount calculation units 941 to 94N is input, and the convergence calculation by the least square method is performed to reflect the correction amount of the target state vector and the correction amount in the state vector. Output the modified state vector.

収束判定部96は、修正状態ベクトル算出部95から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差/速度差概略値算出部931〜93Nの入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満であると、収束判定部96は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部95から入力し、目標の測位結果として出力する。   Convergence determining unit 96 inputs the corrected state vector and the correction amount from corrected state vector calculating unit 95, and if the correction amount is equal to or greater than the threshold, the corrected state vector is replaced with the distance difference / Feedback is made to the input of the approximate speed difference calculation units 931 to 93N, and the above process is repeated. When the correction amount is less than the threshold value, the convergence determination unit 96 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 95, and as a target positioning result. Output.

以上のように、この実施の形態5によれば、非同期測位手段9が、センサ組の検知結果から得られた目標との距離差及びドップラ周波数差より求まる速度差を追尾処理し、別の時刻において、異なるセンサ組の検知結果から目標との距離差及び速度差が得られる場合、上記追尾結果に基づいてそのセンサ組に対する時刻整合を行ってから、目標の運動諸元を推定するので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元推定が可能である。   As described above, according to the fifth embodiment, the asynchronous positioning means 9 tracks the speed difference obtained from the distance difference from the target and the Doppler frequency difference obtained from the detection result of the sensor set, and performs another time. In this case, when the distance difference and speed difference from the target are obtained from the detection results of different sensor sets, the movement specifications of the target are estimated after performing time alignment with respect to the sensor set based on the tracking result. The observed values at the time can be regarded as if they were observed at the same time, and even if the observed values are asynchronous, it is possible to estimate the motion parameters of the target with high reliability.

実施の形態6.
図9は、この発明の実施の形態6による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図9に示すように、実施の形態6による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差/速度差観測値検出手段2及び非同期測位手段10を備える。なお、図9において、図1と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. As shown in FIG. 9, the motion specification estimation apparatus according to Embodiment 6 includes a receiving unit 1, a distance difference / velocity difference observation value detecting unit 2, and an asynchronous positioning unit 10. In FIG. 9, components that are the same as or equivalent to those in FIG.

非同期測位手段10は、初期状態量設定部101、時刻差算出部1021〜102N、距離差/速度差概略値算出部1031〜103N、修正量算出部1041〜104N、修正状態ベクトル算出部105、収束判定部106、及び収束演算カウント部107を備える。収束判定部106及び収束演算カウント部107以外の構成は、上記実施の形態1の図1で示した初期状態量設定部41、時刻差算出部421〜42N、距離差/速度差概略値算出部431〜43N、修正量算出部441〜44N、及び修正状態ベクトル算出部45と同様に動作する。   Asynchronous positioning means 10 includes initial state quantity setting unit 101, time difference calculation units 1021 to 102N, distance difference / speed difference approximate value calculation units 1031 to 103N, correction amount calculation units 1041 to 104N, correction state vector calculation unit 105, convergence A determination unit 106 and a convergence calculation count unit 107 are provided. Configurations other than the convergence determination unit 106 and the convergence calculation counting unit 107 are the initial state quantity setting unit 41, time difference calculation units 421 to 42N, distance difference / speed difference approximate value calculation unit shown in FIG. 1 of the first embodiment. 431 to 43N, the correction amount calculation units 441 to 44N, and the correction state vector calculation unit 45 operate in the same manner.

収束判定部106は、収束演算カウント部107が計算回数限界値をカウントするまでの間、修正状態ベクトル算出部105による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差/速度差概略値算出部1031〜103Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The convergence determination unit 106 calculates the distance difference between the correction state vectors according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 105 and a predetermined threshold until the convergence calculation counting unit 107 counts the calculation number limit value. / Feedback to the approximate speed difference calculation units 1031 to 103N, or the convergence calculation is terminated and the corrected state vector is output as the positioning result.

収束演算カウント部107は、収束判定部106により修正状態ベクトルが距離差/速度差概略値算出部1031〜103Nにフィードバックされる度に収束演算回数を、所定の計算回数限界値になるまでカウントする。ここで、計算回数限界値とは、実施の形態6による運動諸元推定装置を実現する計算機の演算性能や検知データ等のサンプリングレートに応じて決定した、最適な演算負荷と推定精度を与える収束演算回数である。   The convergence calculation counting unit 107 counts the number of convergence calculations until the correction state vector is fed back to the distance difference / speed difference approximate value calculation units 1031 to 103N by the convergence determination unit 106 until a predetermined calculation number limit value is reached. . Here, the calculation number limit value is a convergence that gives an optimal calculation load and estimation accuracy determined according to the calculation performance of the computer that realizes the motion specification estimation device according to Embodiment 6 and the sampling rate of the detection data, etc. The number of operations.

次に動作について説明する。
以降では、実施の形態6による運動諸元推定装置に特有な動作について主に説明する。
先ず、収束判定部106が収束演算を行うにあたり、収束演算カウント部107は、カウント値を0に初期化し、カウントの限界値として計算回数限界値を設定する。上記実施の形態1と同様にして、修正状態ベクトル算出部105から修正量が入力されると、収束判定部106は、所定の閾値と該修正量を比較する。このとき、修正量が閾値より大きく収束しなかった場合、収束演算カウント部107は、カウント値を1増やす。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, operations unique to the motion specification estimation apparatus according to Embodiment 6 will be mainly described.
First, when the convergence determination unit 106 performs the convergence calculation, the convergence calculation counting unit 107 initializes the count value to 0 and sets the calculation count limit value as the count limit value. As in the first embodiment, when the correction amount is input from the correction state vector calculation unit 105, the convergence determination unit 106 compares the correction amount with a predetermined threshold value. At this time, if the correction amount is larger than the threshold and does not converge, the convergence calculation counting unit 107 increases the count value by one.

計算回数限界値にカウント値が達しても修正量が収束しなかった場合、収束演算カウント部107は、計算終了の信号を収束判定部106に送信する。これにより、収束判定部106は、該計算終了時の修正量を反映させた修正状態ベクトル(修正量を加えた修正状態ベクトル)を目標の測位結果として出力する。なお、カウント値が計算回数限界値に達する前に修正量が収束した場合は、該収束した修正量を加えた修正状態ベクトルを目標の測位結果として出力し、収束演算カウント部107はカウントを停止する。   If the correction amount does not converge even when the count value reaches the calculation limit value, the convergence calculation counting unit 107 transmits a calculation end signal to the convergence determining unit 106. Thereby, the convergence determination part 106 outputs the correction state vector (correction state vector which added correction amount) reflecting the correction amount at the time of the completion of calculation as a target positioning result. When the correction amount converges before the count value reaches the calculation limit value, the correction state vector to which the converged correction amount is added is output as a target positioning result, and the convergence calculation counting unit 107 stops counting. To do.

以上のように、この実施の形態6によれば、収束判定部106が、収束演算カウント部107によるカウントが予め定めた計算回数限界値まで達すると、収束演算を終了してその時点での運動諸元推定値を出力するので、修正状態ベクトル算出部105による収束計算の回数が限定されることから、本実施の形態6による運動諸元推定装置の性能を超える演算の実行が抑制され、かつ所定の時間で演算が終了することから収束計算の時間を短縮することができる。   As described above, according to the sixth embodiment, when the convergence determination unit 106 reaches the predetermined number of calculation limit value by the convergence calculation counting unit 107, the convergence calculation is terminated and the motion at that time is reached. Since the specification estimation value is output, the number of times of the convergence calculation by the corrected state vector calculation unit 105 is limited, so that the execution exceeding the performance of the motion specification estimation device according to the sixth embodiment is suppressed, and Since the calculation is completed at a predetermined time, the time for convergence calculation can be shortened.

なお、上記実施の形態6では、収束演算カウント部107を上記実施の形態1による構成に適用した場合を示したが、上記実施の形態2〜5の構成に適用してもよく、同様の効果を得ることができる。   In the sixth embodiment, the case where the convergence calculation counting unit 107 is applied to the configuration according to the first embodiment has been described. However, the same may be applied to the configurations of the second to fifth embodiments. Can be obtained.

実施の形態7.
図10は、この発明の実施の形態7による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図10に示すように、実施の形態7による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差観測値検出手段2a及び非同期測位手段12aを備える。なお、図10において、図1と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. As shown in FIG. 10, the motion specification estimation apparatus according to the seventh embodiment includes a receiving unit 1, a distance difference observation value detecting unit 2a, and an asynchronous positioning unit 12a. In FIG. 10, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those in FIG.

距離差観測値検出手段2aは、距離差観測値検出部111〜11N(Nは、M−1の整数)を備える。距離差観測値検出部111〜11Nは、受信手段1を構成するセンサ11〜1Mから2つのセンサごとに2センサ間の目標との距離差を検出し、該2センサ間の距離差とその観測時刻を出力する。   The distance difference observation value detection means 2a includes distance difference observation value detection units 111 to 11N (N is an integer of M−1). The distance difference observation value detection units 111 to 11N detect the distance difference between the two sensors from the sensors 11 to 1M constituting the receiving unit 1 for each of the two sensors, and the distance difference between the two sensors and the observation thereof. Output the time.

実施の形態7によるセンサ11〜1Mとしては、例えば目標へ放射したレーダ電波の反射電波が到達する時刻差から目標との距離差を算出するレーダセンサ等が考えられる。なお、上記式(3)に示すようにドップラ周波数差を算出する際にも目標の位置の初期値が必要であるが、目標の位置は、上記式(2)に示すように目標との距離差の観測値が必要である。そこで、本実施の形態7では、ドップラ周波数差を算出せず、任意の2センサ間の目標との距離差のみを用いて目標の状態ベクトルを推定することで演算処理の簡略化を図っている。   As the sensors 11 to 1M according to the seventh embodiment, for example, a radar sensor that calculates a distance difference from a target from a time difference when a reflected radio wave of a radar radio wave radiated to the target arrives can be considered. In addition, when calculating the Doppler frequency difference as shown in the above formula (3), the initial value of the target position is required, but the target position is the distance from the target as shown in the above formula (2). An observation of the difference is required. Therefore, in the seventh embodiment, the calculation process is simplified by estimating the target state vector using only the distance difference between the target between any two sensors without calculating the Doppler frequency difference. .

非同期測位手段12aは、距離差観測値検出手段2aから出力される、受信手段1における任意の2センサ間の目標との距離差を入力し、非同期を考慮して目標の状態ベクトルを推定する。また、非同期測位手段12aは、図10に示すように初期状態量設定部121、時刻差算出部1221〜122N、距離差概略値算出部1231〜123N、修正量算出部1241〜124N、修正状態ベクトル算出部125、及び収束判定部126を備える。   The asynchronous positioning means 12a receives the distance difference between any two sensors in the receiving means 1 output from the distance difference observation value detecting means 2a, and estimates the target state vector in consideration of asynchrony. As shown in FIG. 10, the asynchronous positioning means 12a includes an initial state quantity setting unit 121, time difference calculation units 1221 to 122N, distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N, correction amount calculation units 1241 to 124N, a correction state vector. A calculation unit 125 and a convergence determination unit 126 are provided.

初期状態量設定部121は、修正状態ベクトル算出部125により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。時刻差算出部1221〜122Nは、初期状態量設定部121により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出する。   The initial state quantity setting unit 121 uses an appropriate initial value of the target state vector and target motion specifications as initial values used when the correction state vector calculation unit 125 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The time difference calculation units 1221 to 122N calculate the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 121 and the observation time.

距離差概略値算出部1231〜123Nは、時刻差算出部1221〜122Nにより算出された時刻差及び初期状態量設定部121により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部126からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。   The distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N use the time difference calculated by the time difference calculation units 1221 to 122N and the target initial value at the reference time set by the initial state quantity setting unit 121 (or convergence determination). Using the correction amount from the unit 126 as an initial value), an approximate value is calculated according to a previously assumed equation of motion.

修正量算出部1241〜124Nは、距離差概略値算出部1231〜123Nにより算出された概略値と距離差観測値検出手段2aから得られた観測値との差分を算出し、この差分を用いて算出した修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部125は、修正量算出部1241〜124Nから修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。   The correction amount calculation units 1241 to 124N calculate the difference between the approximate value calculated by the distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N and the observation value obtained from the distance difference observation value detection means 2a, and use this difference. The calculated correction amount is output. The correction state vector calculation unit 125 receives the correction amount from the correction amount calculation units 1241 to 124N, and corrects the target state vector using the least squares method until the difference converges.

収束判定部126では、修正状態ベクトル算出部125による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1231〜123Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The convergence determination unit 126 feeds back the correction state vector to the distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 125 and a predetermined threshold value, or ends the convergence calculation. The corrected state vector is output as a positioning result.

次に動作について説明する。
センサ11〜1Mのうちの任意の2センサ間の目標との距離差の観測値は、受信手段1から距離差観測値検出手段2aに出力される。距離差観測値検出手段2aでは、受信手段1における任意の2センサによる観測値を距離差観測値検出部111〜11Nが入力する。図10の例では、受信手段1のセンサ11〜1Mのうち、センサ11及びセンサ12のセンサ出力が距離差観測値検出部111に入力され、センサ12及びセンサ13のセンサ出力が距離差観測値検出部112に入力され、同様に2センサの出力が距離差観測値検出部に逐次入力される。
Next, the operation will be described.
The observed value of the distance difference from the target between any two sensors among the sensors 11 to 1M is output from the receiving means 1 to the distance difference observed value detecting means 2a. In the distance difference observation value detection means 2a, the distance difference observation value detection units 111 to 11N input observation values obtained by arbitrary two sensors in the reception means 1. In the example of FIG. 10, among the sensors 11 to 1M of the receiving unit 1, the sensor outputs of the sensors 11 and 12 are input to the distance difference observation value detection unit 111, and the sensor outputs of the sensors 12 and 13 are the distance difference observation values. Similarly, the outputs of the two sensors are sequentially input to the distance difference observation value detection unit.

距離差観測値検出部111〜11Nでは、センサ11〜1Mのうちの2センサからそれぞれ入力した検知結果に基づいて、2センサ間の目標との距離差を検出する。この後、距離差観測値検出部111〜11Nは、2センサ間の目標との距離差を、非同期測位手段12a内の修正量算出部1231〜123Nにそれぞれ出力し、各センサの観測時刻も非同期測位手段12a内の時刻差算出部1221〜122Nにそれぞれ出力する。   The distance difference observation value detection units 111 to 11N detect the distance difference between the two sensors and the target based on the detection results respectively input from the two sensors 11 to 1M. Thereafter, the distance difference observation value detection units 111 to 11N output the distance difference between the two sensors and the target to the correction amount calculation units 1231 to 123N in the asynchronous positioning means 12a, respectively, and the observation times of the sensors are also asynchronous. It outputs to the time difference calculation parts 1221 to 122N in the positioning means 12a.

非同期測位手段12a内の初期状態量設定部121は、基準時刻tを時刻差算出部1221〜122Nにそれぞれ出力し、目標の状態ベクトルの初期値x(t)を距離差概略値算出部1231〜123Nにそれぞれ出力する。時刻差算出部1221〜122Nは、基準時刻tと観測時刻とを用い、上記式(17)により基準時刻tと観測時刻tkの時刻差Δtkを算出し、距離差概略値算出部1231〜123Nにそれぞれ出力する。 The initial state quantity setting unit 121 in the asynchronous positioning means 12a outputs the reference time t to the time difference calculation units 1221 to 122N, and the initial value x (t) of the target state vector is the distance difference approximate value calculation unit 1231 to 121. To 123N. Time difference calculating section 1221~122N uses the reference time t and the observation time, the above equation (17) calculates the time difference Delta] t k between the reference time t and the observation time t k, distance difference approximate value calculating unit 1231~ To 123N.

距離差概略値算出部1231〜123Nでは、初期状態量設定部121から入力した目標の状態ベクトルx(t)の初期値と時刻差算出部1221〜122Nから入力した時刻差を用い、上記式(12)に従ってそれぞれ異なる時刻における目標の状態ベクトルx(t)(目標の位置、速度等)とセンサi,jとの距離差の概略値gi,jを算出して修正量算出部1241〜124Nにそれぞれ出力する(上記式(16)のgi,jに相当するもの)。 In the distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N, the initial value of the target state vector x (t) input from the initial state quantity setting unit 121 and the time difference input from the time difference calculation units 1221 to 122N are used. 12) to calculate the approximate value g i, j of the distance difference between the target state vector x (t) (target position, velocity, etc.) and the sensor i, j at different times according to 12). (Corresponding to g i, j in the above equation (16)).

修正量算出部1241〜124Nは、距離差概略値算出部1231〜123Nからの概略値gi,jと、距離差観測値検出部111〜11Nからの観測値zi,j(距離差の観測値)とを入力し、概略値gi,jと観測値zi,jとの誤差(距離差の誤差Δhi,j)を算出し、この誤差を用いて算出した修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部125では、修正量算出部1241〜124Nから修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトル(該修正量を加えた状態ベクトル)を出力する。 The correction amount calculation units 1241 to 124N include the approximate value g i, j from the distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N and the observation value z i, j from the distance difference observation value detection units 111 to 11N (observation of the distance difference). Value) is calculated , an error (distance difference error Δh i, j ) between the approximate value g i, j and the observed value z i, j is calculated, and a correction amount calculated using this error is output. The correction state vector calculation unit 125 inputs the correction amount from the correction amount calculation units 1241 to 124N, performs a convergence calculation by the least square method, and corrects the target state vector correction amount and the correction amount reflected in the state vector. A state vector (a state vector to which the correction amount is added) is output.

収束判定部126では、修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値x(t)の代わりに距離差概略値算出部1231〜123Nの入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満になれば、修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   In the convergence determination unit 126, the correction state vector and the correction amount are input. If the correction amount is equal to or greater than the threshold, the correction state vector is converted into the distance difference approximate value calculation unit instead of the initial value x (t) of the target state vector. The above processing is repeated by feeding back to the inputs of 1231-123N. If the correction amount is less than the threshold value, the correction state vector is output as a positioning result.

以上のように、この実施の形態7によれば、センサ11〜1Mから任意の2センサ間の目標との距離差の観測値のみを入力し、該距離差に基づいて目標の状態ベクトルを推定するので、ドップラ周波数差が得られない場合であっても目標の運動諸元を推定することができる。これにより、ドップラ周波数差を得るための演算処理も省略することができ、簡易な構成で上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   As described above, according to the seventh embodiment, only the observation value of the distance difference from the target between any two sensors is input from the sensors 11 to 1M, and the target state vector is estimated based on the distance difference. Therefore, even if the Doppler frequency difference cannot be obtained, the target motion specification can be estimated. Thereby, the calculation process for obtaining the Doppler frequency difference can be omitted, and the same effect as in the first embodiment can be obtained with a simple configuration.

実施の形態8.
図11は、この発明の実施の形態8による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図11に示すように、実施の形態8による運動諸元推定装置の基本的な構成は、上記実施の形態7の図10に示したものと同様であるが、非同期測位手段13aが距離差観測値検出部111〜11Nから観測精度を入力する点で異なる。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. As shown in FIG. 11, the basic configuration of the motion specification estimation apparatus according to the eighth embodiment is the same as that shown in FIG. 10 of the seventh embodiment, but the asynchronous positioning means 13a performs distance difference observation. The difference is that the observation accuracy is input from the value detectors 111 to 11N.

非同期測位手段13a内の修正状態ベクトル算出部135は、距離差観測値検出部111〜11Nからの観測精度を考慮して修正量算出部1341〜134Nからの修正量に対して最小二乗法を用いて目標の運動諸元を推定する。つまり、修正状態ベクトル算出部135が、状態ベクトルの修正量を算出するにあたり、上記式(11)について距離差の観測精度を重み付けの項として加える。   The correction state vector calculation unit 135 in the asynchronous positioning means 13a uses the least square method for the correction amounts from the correction amount calculation units 1341 to 134N in consideration of the observation accuracy from the distance difference observation value detection units 111 to 11N. To estimate the target motion specifications. In other words, the correction state vector calculation unit 135 adds the observation accuracy of the distance difference as a weighting term in the above equation (11) when calculating the correction amount of the state vector.

初期状態量設定部131は、修正状態ベクトル算出部135により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。時刻差算出部1321〜132Nは、初期状態量設定部131により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出する。   The initial state quantity setting unit 131 uses an appropriate initial value of the target state vector and the target motion specifications as initial values used when the correction state vector calculation unit 135 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The time difference calculation units 1321 to 132N calculate the time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 131 and the observation time.

距離差概略値算出部1331〜133Nは、時刻差算出部1321〜132Nにより算出された時刻差及び初期状態量設定部131により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部136からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。   The distance difference approximate value calculation units 1331 to 133N use the time difference calculated by the time difference calculation units 1321 to 132N and the target initial value at the reference time set by the initial state quantity setting unit 131 (or convergence determination). Using the correction amount from the unit 136 as an initial value), an approximate value is calculated according to the motion equation assumed in advance.

収束判定部136では、修正状態ベクトル算出部135による修正量が閾値より大きい場合、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1331〜133Nに出力し、修正量が閾値より小さい場合、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。なお、他の構成は、図10と同一又はこれに相当する構成であるので同一符号を付して説明を省略する。   The convergence determination unit 136 outputs the correction state vector to the distance difference approximate value calculation units 1331 to 133N when the correction amount by the correction state vector calculation unit 135 is larger than the threshold value, and ends the convergence calculation when the correction amount is smaller than the threshold value. Then, the corrected state vector is output as a positioning result. The other configurations are the same as or correspond to those in FIG.

次に動作について説明する。
上記実施の形態7と異なる動作について主に説明する。
修正状態ベクトル算出部135は、修正量算出部1341〜134Nから入力した状態ベクトルの修正量と、距離差観測値検出部1331〜133Nから入力した距離差の観測精度を用い、該距離差の観測精度を重み付けした最小二乗法により目標の状態ベクトルの修正量とこれを状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。例えば、上記式(18)のように観測精度Sを重み付けした式に従って目標の状態ベクトルの修正量と修正状態ベクトルを算出する。
Next, the operation will be described.
Operations different from those of the seventh embodiment are mainly described.
The correction state vector calculation unit 135 uses the correction amount of the state vector input from the correction amount calculation units 1341 to 134N and the observation accuracy of the distance difference input from the distance difference observation value detection units 1331 to 133N to observe the distance difference. A correction amount of the target state vector and a correction state vector reflecting this in the state vector are output by the least square method weighted with accuracy. For example, the target state vector correction amount and the corrected state vector are calculated according to an equation weighted by the observation accuracy S as in the above equation (18).

収束判定部136は、修正状態ベクトル算出部135から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標状態ベクトルの初期値x(t)の代わりに距離差概略値算出部1331〜133Nの入力にフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満になれば、修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   Convergence determining unit 136 inputs the corrected state vector and the correction amount from corrected state vector calculating unit 135, and if the correction amount is equal to or greater than the threshold, the corrected state vector is replaced with the initial value x (t) of the target state vector. The distance difference approximate value calculation units 1331 to 133N are fed back to the input and the above process is repeated. If the correction amount is less than the threshold value, the correction state vector is output as a positioning result.

以上のように、この実施の形態8によれば、観測値が非同期であっても目標の状態ベクトルを推定することができる。また、観測情報として任意の2センサ間の目標との距離差のみでよいことから、上記実施の形態7と同様にドップラ周波数差が得られないセンサであっても目標の運動諸元を推定することができる。これにより、ドップラ周波数差を得るための演算処理も省略することができ、簡易な構成で上記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、距離差の観測精度を考慮することにより、より信頼性の高い推定を実施することが可能である。   As described above, according to the eighth embodiment, the target state vector can be estimated even if the observation values are asynchronous. In addition, since only the distance difference from the target between any two sensors may be used as observation information, even if the sensor does not provide a Doppler frequency difference as in the seventh embodiment, the target motion specifications are estimated. be able to. Thereby, the calculation process for obtaining the Doppler frequency difference can be omitted, and the same effect as in the first embodiment can be obtained with a simple configuration. In addition, more reliable estimation can be performed by considering the observation accuracy of the distance difference.

実施の形態9.
図12は、この発明の実施の形態9による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図12に示すように、実施の形態9による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差観測値検出手段2a、仮測位/初期値算出手段14a及び非同期測位手段15aを備える。なお、図12において、図10と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 9 of the present invention. As shown in FIG. 12, the motion specification estimating apparatus according to the ninth embodiment includes a receiving unit 1, a distance difference observation value detecting unit 2a, a temporary positioning / initial value calculating unit 14a, and an asynchronous positioning unit 15a. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those in FIG.

仮測位/初期値算出手段14aは、初期状態量設定部141、距離差概略値算出部1421,1422、修正量算出部1431,1432、修正状態ベクトル算出部144、収束判定部145、メモリ146及び初期値算出部147を備える。初期状態量設定部141は、修正状態ベクトル算出部144が目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際に用いる初期値として目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。   The temporary positioning / initial value calculating means 14a includes an initial state quantity setting unit 141, a distance difference approximate value calculating units 1421, 1422, correction amount calculating units 1431 and 1432, a corrected state vector calculating unit 144, a convergence determining unit 145, a memory 146, and An initial value calculation unit 147 is provided. The initial state quantity setting unit 141 includes an appropriate initial value of the target state vector and target motion specifications as initial values used when the correction state vector calculation unit 144 calculates the correction amount of the target state vector by the least square method. Set the reference time to estimate.

距離差概略値算出部1421,1422は、初期状態量設定部141により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部145からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。修正量算出部1431,1432は、距離差概略値算出部1421,1422により算出された概略値と距離差観測値検出部111,112から得られた観測値(センサ11,12とセンサ12,13による観測値)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。   The distance difference approximate value calculation units 1421 and 1422 use the target initial value at the reference time set by the initial state amount setting unit 141 (or use the correction amount from the convergence determination unit 145 as the initial value). Approximate values are calculated according to the motion equation assumed in advance. The correction amount calculation units 1431 and 1432 are the approximate values calculated by the distance difference approximate value calculation units 1421 and 1422 and the observation values obtained from the distance difference observation value detection units 111 and 112 (sensors 11 and 12 and sensors 12 and 13, respectively). And the amount of correction of the target state vector calculated using this difference is output.

修正状態ベクトル算出部144は、修正量算出部1431,1432から修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部145では、修正状態ベクトル算出部144による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1421,1422にフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルをメモリ146に出力する。   The correction state vector calculation unit 144 receives the correction amounts from the correction amount calculation units 1431 and 1432 and corrects the target state vector using the least squares method until the difference converges. The convergence determination unit 145 feeds back the corrected state vector to the distance difference approximate value calculating units 1421 and 1422 according to the comparison result between the correction amount by the corrected state vector calculating unit 144 and a predetermined threshold value, or ends the convergence calculation. The corrected state vector is output to the memory 146.

メモリ146は、収束判定部145で収束したものと判定された目標の測位結果(目標の状態ベクトル)を記憶する。初期値算出部147は、下記式(19)及び下記式(20)で表される異なる2つの時刻t1,t2における測位結果である目標の位置x(t1)ハット,x(t2)ハット(出願書類の処理の関係上、読みで表記する)から下記式(21)に従って初期速度xドット(出願書類の処理の関係上、読みで表記する)を得る。この最新時刻における目標の測位結果を非同期測位手段15aへの初期値として出力する。

Figure 0004970077
The memory 146 stores a target positioning result (target state vector) determined to have been converged by the convergence determination unit 145. The initial value calculation unit 147 is a target position x (t 1 ) hat, x (t 2 ) that is a positioning result at two different times t 1 and t 2 represented by the following formula (19) and the following formula (20). ) An initial speed x dot (expressed as a reading due to the processing of the application document) is obtained from the hat (represented as a reading due to the processing of the application document) according to the following equation (21). The target positioning result at the latest time is output as an initial value to the asynchronous positioning means 15a.
Figure 0004970077

非同期測位手段15aは、時刻差算出部1511〜151N、距離差概略値算出部1521〜152N、修正量算出部1531〜153N、修正状態ベクトル算出部154、及び収束判定部155を備え、仮測位/初期値算出手段14aによる測位結果を、目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として用い、初期状態量設定部が省略されている以外は上記実施の形態8と同様に動作する。   Asynchronous positioning means 15a includes time difference calculation units 1511 to 151N, distance difference approximate value calculation units 1521 to 152N, correction amount calculation units 1531 to 153N, correction state vector calculation unit 154, and convergence determination unit 155. The positioning result by the initial value calculating means 14a is used as an initial value used when calculating the target state vector correction amount by the least square method, and the same as in the eighth embodiment except that the initial state amount setting unit is omitted. To work.

図13は、時刻t1においてセンサ11及びセンサ12、時刻t2においてセンサ12及びセンサ13、時刻t3においてセンサ11及びセンサ12、時刻t4においてセンサ12及びセンサ13によって距離差が得られた場合を示す図である。x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合、実施の形態9では、図13に示すような異なるセンサ組による検知結果の等時間差線(双曲線)の交点を測位し、交点における目標の位置及び速度を非同期測位手段15aにおける目標の状態ベクトルの初期値として設定する。 13, sensor 11 and sensor 12 at time t 1, the sensor 12 and the sensor 13 at time t 2, the sensor 11 and the sensor 12 at time t 3, the distance difference is obtained by the sensor 12 and the sensor 13 at time t 4 It is a figure which shows a case. In the case of estimating the target position and velocity in the xy two-dimensional orthogonal coordinate system, in the ninth embodiment, the intersection of isochronous lines (hyperbola) of detection results by different sensor sets as shown in FIG. 13 is measured. The target position and speed at the intersection are set as the initial value of the target state vector in the asynchronous positioning means 15a.

例えば、図13中の破線で示す双曲線は、時刻t1,t3において目標へ放射されたレーダ電波が目標で反射してセンサ11及びセンサ12に到達する時刻差を用いて検出された2センサ間の目標との距離差による双曲線(目標とのセンサ11及びセンサ12間の距離差が一定な等距離差双曲線)である。また、図13中に実線で示す双曲線は、時刻t2,t4においてセンサ12及びセンサ13に反射電波が到達する時刻差を用いて検出された2センサ間の目標との距離差による双曲線(目標とのセンサ12及びセンサ13間の距離差が一定な等距離差双曲線)である。 For example, a hyperbola indicated by a broken line in FIG. 13 indicates two sensors detected using a time difference at which the radar radio waves radiated to the target at the times t 1 and t 3 are reflected by the target and reach the sensors 11 and 12. It is a hyperbola (equal distance difference hyperbola with a constant distance difference between the sensor 11 and the sensor 12 with respect to the target) due to the distance difference between the target and the target. Further, the hyperbola indicated by the solid line in FIG. 13 is a hyperbola (due to a difference in distance from the target between the two sensors detected using the time difference at which the reflected radio waves reach the sensors 12 and 13 at times t 2 and t 4 ( The equidistant difference hyperbola with a constant distance difference between the sensor 12 and the sensor 13 with respect to the target.

実施の形態9では、時刻t1,t3においてセンサ11及びセンサ12によって距離差を観測し、時刻t2,t4においてセンサ12及びセンサ13によって距離差を観測し、基準時刻として時刻t2,t4を設定して各センサ組の観測値から目標の状態ベクトルを算出することにより、これら双曲線の交点における目標の状態ベクトルを算出し、該状態ベクトルを非同期測位手段15aによる修正量の算出における初期値として使用する。 In the ninth embodiment, the distance difference is observed by the sensor 11 and the sensor 12 at the times t 1 and t 3 , the distance difference is observed by the sensor 12 and the sensor 13 at the times t 2 and t 4 , and the time t 2 is used as the reference time. , T 4 and calculating the target state vector from the observation values of each sensor set, the target state vector at the intersection of these hyperbolic curves is calculated, and the correction amount is calculated by the asynchronous positioning means 15a. Used as the initial value in.

次に動作について説明する。
仮測位/初期値算出手段14aでは、初期状態量設定部141により基準時刻及びこの基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値が距離差概略値算出部1421,1422に設定される。距離差概略値算出部1421,1422では、初期状態量設定部141から入力した目標の状態ベクトルの初期値から各センサ組の2センサ間の目標との距離差の概略値を算出して修正量算出部1431,1432にそれぞれ出力する。
Next, the operation will be described.
In the temporary positioning / initial value calculating means 14a, the initial state quantity setting unit 141 sets the reference time and the initial value of the target state vector at the reference time in the distance difference approximate value calculating units 1421 and 1422. The distance difference approximate value calculation units 1421 and 1422 calculate an approximate value of the distance difference between the two sensors of each sensor set from the initial value of the target state vector input from the initial state amount setting unit 141 and the correction amount. It outputs to the calculation parts 1431 and 1432, respectively.

修正量算出部1431,1432では、距離差概略値算出部1421,1422からの概略値と距離差観測値検出部111,112からの観測値(2センサ間の目標との距離差)を入力し、この概略値と観測値との誤差(距離差の誤差Δhi,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部144では、修正量算出部1431,1432から修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 1431 and 1432, the approximate values from the distance difference approximate value calculation units 1421 and 1422 and the observation values from the distance difference observation value detection units 111 and 112 (distance difference between the targets between the two sensors) are input. Then, an error (distance difference error Δh i, j ) between the approximate value and the observed value is calculated, and the correction amount of the target state vector calculated using this error is output. The correction state vector calculation unit 144 receives the correction amounts from the correction amount calculation units 1431 and 1432, performs a convergence calculation by the least square method, and corrects the target state vector correction amount and the correction amount in the state vector. Output a state vector.

収束判定部145は、修正状態ベクトル算出部144から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差概略値算出部1421,1422の入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。   The convergence determination unit 145 receives the corrected state vector and the correction amount from the corrected state vector calculation unit 144. If the correction amount is equal to or greater than the threshold value, the convergence determination unit 145 uses the corrected state vector instead of the initial value of the target state vector. It feeds back to the input of the value calculation parts 1421, 1422 and repeats the above process.

修正量が閾値未満であると、収束判定部145は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部144から入力し、最新観測時刻(図13では、時間的に近い時刻t1,t2のときは時刻t2であり、時刻t3,t4のときは時刻t4)における目標の測位結果としてメモリ146に逐次出力して値を保持させる。 If the correction amount is less than the threshold value, the convergence determination unit 145 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 144, and the latest observation time (FIG. 13, the time t 1 and t 2 that are close in time are the time t 2 , and the times t 3 and t 4 are sequentially output to the memory 146 as target positioning results at the time t 4 ). Hold.

初期値算出部147は、上記式(19),(20)により2つの時刻t2,t4における測位結果である目標の位置x(t2)ハット,x(t4)ハットを定義し、これらを上記式(21)に代入することで目標の初期速度xドットを得る。この最新時刻における目標の測位結果を非同期測位手段15aへの初期値として出力する。具体的には、基準時刻として時刻t4を非同期測位手段15aの時間差算出部1511〜151Nへ出力し、目標の修正状態ベクトルを、非同期測位手段15aにおける目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際の初期値として距離差概略値算出部1521〜152Nへ出力する。 The initial value calculation unit 147 defines target position x (t 2 ) hat and x (t 4 ) hat as positioning results at two times t 2 and t 4 by the above formulas (19) and (20). By substituting these into equation (21) above, the target initial velocity x dot is obtained. The target positioning result at the latest time is output as an initial value to the asynchronous positioning means 15a. Specifically, the time t 4 as a reference time and outputs the time difference calculating portion 1511~151N asynchronous positioning means 15a, the correction state vector of the target, the method of least squares correction amount of the target state vector in an asynchronous positioning means 15a Is output to the distance difference approximate value calculation units 1521 to 152N as initial values for the calculation.

非同期測位手段15aは、仮測位/初期値算出手段14aから基準時刻及び目標の状態ベクトルの初期値が設定されると、上記実施の形態7と同様の処理により目標の測位結果を推定する。   Asynchronous positioning means 15a estimates the target positioning result by the same processing as in the seventh embodiment when the reference time and the initial value of the target state vector are set from temporary positioning / initial value calculating means 14a.

以上のように、この実施の形態9によれば、仮測位/初期値算出手段14aが異なる2つの時刻において異なるセンサ組により観測された該2センサ間の目標との距離差に基づいて算出した目標の測位結果を、非同期測位手段15aによる修正状態ベクトル算出処理の初期値として用いるので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元の推定が可能である。また、観測情報として任意の2センサ間の目標との距離差のみでよいことから、上記実施の形態7と同様にドップラ周波数差が得られないセンサであっても目標の運動諸元を推定することができる。   As described above, according to the ninth embodiment, the temporary positioning / initial value calculating means 14a is calculated based on the distance difference between the two sensors and the target observed by different sensor sets at two different times. Since the target positioning result is used as the initial value of the corrected state vector calculation process by the asynchronous positioning means 15a, the observed values at different times can be regarded as if they were observed at the same time, and the observed values are asynchronous. However, it is possible to estimate the motion specifications of the target with high reliability. In addition, since only the distance difference from the target between any two sensors may be used as observation information, even if the sensor does not provide a Doppler frequency difference as in the seventh embodiment, the target motion specifications are estimated. be able to.

実施の形態10.
図14は、この発明の実施の形態10による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図14に示すように、実施の形態10による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差観測値検出手段2a、仮測位/初期値算出手段16a及び非同期測位手段15aを備える。なお、図14において、図1、図6及び図10と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 10 FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 10 of the present invention. As shown in FIG. 14, the motion specification estimation apparatus according to the tenth embodiment includes a receiving means 1, a distance difference observation value detecting means 2a, a temporary positioning / initial value calculating means 16a, and an asynchronous positioning means 15a. In FIG. 14, the same or corresponding components as those in FIGS. 1, 6, and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

仮測位/初期値算出手段16aは、初期状態量設定部161、追尾フィルタ部1621,1622、距離差概略値算出部1631,1632、修正量算出部1641,1642、修正状態ベクトル算出部165、収束判定部166、メモリ167、及び初期値算出部168を備える。初期状態量設定部161は、修正状態ベクトル算出部165が目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。   The temporary positioning / initial value calculation means 16a includes an initial state quantity setting unit 161, tracking filter units 1621 and 1622, distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632, correction amount calculation units 1641 and 1642, a correction state vector calculation unit 165, and a convergence. A determination unit 166, a memory 167, and an initial value calculation unit 168 are provided. The initial state quantity setting unit 161 uses an appropriate initial value of the target state vector and target motion parameters as initial values used when the correction state vector calculation unit 165 calculates the correction amount of the target state vector by the least square method. Set the reference time to estimate the origin.

追尾フィルタ部1621,1622は、受信手段1内のセンサの組み合わせ(図14の例では、センサ11,12とセンサ12,13)で得られる観測値(距離差)を入力し、これより所定時刻におけるセンサ組の2センサ間の目標との距離差を推定する。距離差概略値算出部1631,1632は、初期状態量設定部161により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部166からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った目標の運動諸元の概略値を算出する。   The tracking filter units 1621 and 1622 input observation values (distance difference) obtained by a combination of sensors in the receiving means 1 (in the example of FIG. 14, the sensors 11 and 12 and the sensors 12 and 13), and from this, a predetermined time is obtained. The distance difference between the two sensors in the sensor set and the target is estimated. The distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632 use the target initial value at the reference time set by the initial state amount setting unit 161 (or use the correction amount from the convergence determination unit 166 as the initial value). Approximate values of target motion specifications along a pre-assumed equation of motion are calculated.

修正量算出部1641は、距離差概略値算出部1631により算出された目標の運動諸元の概略値と追尾フィルタ部1621により得られた推定値(センサ11,12間の目標との距離差)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正量算出部1642は、距離差概略値算出部1632により算出された目標の運動諸元の概略値と追尾フィルタ部1622によって得られた推定値(センサ12,13間の目標との距離差)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。   The correction amount calculation unit 1641 calculates the approximate value of the target motion calculated by the distance difference approximate value calculation unit 1631 and the estimated value obtained by the tracking filter unit 1621 (distance difference between the target between the sensors 11 and 12). And the amount of correction of the target state vector calculated using this difference is output. The correction amount calculation unit 1642 is configured to calculate the approximate value of the target motion calculated by the distance difference approximate value calculation unit 1632 and the estimated value obtained by the tracking filter unit 1622 (distance difference between the target between the sensors 12 and 13). And the amount of correction of the target state vector calculated using this difference is output.

修正状態ベクトル算出部165は、修正量算出部1641,1642から修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部166では、修正状態ベクトル算出部165による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1631,1632にフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルをメモリ167に出力する。   The correction state vector calculation unit 165 receives the correction amounts from the correction amount calculation units 1641 and 1642, and corrects the target state vector using the least square method until the difference converges. The convergence determination unit 166 feeds back the correction state vector to the distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632 or ends the convergence calculation according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 165 and a predetermined threshold. The corrected state vector is output to the memory 167.

メモリ167は、収束判定部166で収束したものと判定された目標の測位結果(目標の状態ベクトル)を記憶する。初期値算出部168は、上記式(19)及び上記式(20)で表される異なる2つの時刻における測位結果である目標の位置から上記式(21)に従って目標の初期速度を得る。この最新時刻における目標の測位結果を非同期測位手段15aへの初期値として出力する。   The memory 167 stores a target positioning result (target state vector) determined to have been converged by the convergence determination unit 166. The initial value calculation unit 168 obtains the target initial speed according to the above equation (21) from the target position, which is the positioning result at two different times represented by the above equation (19) and the above equation (20). The target positioning result at the latest time is output as an initial value to the asynchronous positioning means 15a.

図15は、時刻t1,t2においてセンサ11とセンサ12により距離差を観測し、時刻t3,t4においてセンサ12とセンサ13によって距離差が観測された場合を示す図である。x−yの2次元直交座標系における目標の位置と速度を推定する場合、実施の形態10では、いずれか一方のセンサ組み合わせで得られる目標を追尾処理(目標との距離差を推定)し、他方のセンサ組み合わせにより距離差が得られる時刻に対する予測処理を実施することで時刻の同期を取る。 FIG. 15 is a diagram showing a case where a distance difference is observed between the sensor 11 and the sensor 12 at times t 1 and t 2 , and a distance difference is observed between the sensor 12 and the sensor 13 at times t 3 and t 4 . In the case of estimating a target position and velocity in an xy two-dimensional orthogonal coordinate system, in Embodiment 10, a target obtained by any one of the sensor combinations is tracked (estimated distance difference from the target), and Time synchronization is achieved by performing a prediction process for a time at which a distance difference is obtained by the other sensor combination.

例えば、図15では、時刻t3でセンサ12とセンサ13により距離差が得られた場合、センサ11とセンサ12の組み合わせによる距離差を時刻t3,t4において予測処理を実施する。この結果、図15に示すように時刻t3におけるセンサ11,12による観測値の双曲線(実線)とセンサ12,13による観測値の双曲線(一点破線)の交点が測位される。また、時刻t4におけるセンサ11,12による観測値の双曲線(実線)とセンサ12,13による観測値の双曲線(一点破線)の交点が測位される。実施の形態10では、これらの交点での目標の状態ベクトルを、非同期測位手段15aにおける修正量算出の初期値とする。 For example, in Figure 15, when the distance difference is obtained by the sensor 12 and the sensor 13 at time t 3, carrying out the prediction processing the distance difference due to the combination of the sensor 11 and the sensor 12 at time t 3, t 4. As a result, as shown in FIG. 15, the intersection of the hyperbola (solid line) of the observation values by the sensors 11 and 12 and the hyperbola (dotted line) of the observation values by the sensors 12 and 13 at time t 3 is determined. In addition, the intersection of the hyperbola (solid line) of the observation values obtained by the sensors 11 and 12 and the hyperbola (one-dot broken line) of the observation values obtained by the sensors 12 and 13 at time t 4 is determined. In the tenth embodiment, the target state vector at these intersections is used as the initial value for calculating the correction amount in the asynchronous positioning means 15a.

次に動作について説明する。
仮測位/初期値算出手段16aにおいて、初期状態量設定部161が追尾フィルタ部1621,1622に基準時刻を設定し、基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値を距離差概略値算出部1631,1632に設定する。
Next, the operation will be described.
In the temporary positioning / initial value calculation means 16a, the initial state quantity setting unit 161 sets the reference time in the tracking filter units 1621 and 1622, and the initial value of the target state vector at the reference time is calculated as the distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632. Set to.

追尾フィルタ部1621は、距離差観測値検出部111から、センサ11,12の検知結果によって得られる観測値(目標との距離差)及びその観測時刻を入力して、初期状態量設定部161により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差観測値検出部111から入力した観測値を用いて、ある時刻(図15では時刻t1,t2)における目標を追尾処理する(センサ11,12間の目標との距離差を推定する)。 The tracking filter unit 1621 receives the observation value (distance difference from the target) obtained from the detection results of the sensors 11 and 12 and the observation time from the distance difference observation value detection unit 111, and the initial state quantity setting unit 161 The time difference between the set reference time and the observation time is calculated, and the observation value input from the time difference and the distance difference observation value detection unit 111 is used, and at a certain time (times t 1 and t 2 in FIG. 15). The target is tracked (a distance difference between the sensor 11 and the target is estimated).

追尾フィルタ部1622では、距離差観測値検出部112から、センサ12,13の検知結果から得られる観測値及びその観測時刻を入力して、初期状態量設定部161に設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差観測値検出部112から入力した観測値とを用いて、目標の追尾処理(2センサ間の目標との距離差を推定)する。   The tracking filter unit 1622 inputs the observation value and the observation time obtained from the detection results of the sensors 12 and 13 from the distance difference observation value detection unit 112, and the reference time and observation set in the initial state quantity setting unit 161. The time difference from the time is calculated, and the target tracking process (estimating the distance difference between the two sensors) is performed using the time difference and the observation value input from the distance difference observation value detection unit 112.

このように、時刻t3でセンサ12,13により目標との距離差が得られている場合、追尾フィルタ部1621は、センサ11,12による目標との距離差について時刻t3における予測処理を実行する。これにより、図15中の一点破線で示すセンサ11,12による観測値の等時間差線と図15中の実線で示すセンサ12,13による観測値の等時間差線との交点が測位される。つまり、センサ12,13により距離差が得られる時刻t3,t4におけるセンサ11,12による観測の予測値を得ることで、同一時刻(時刻t3,t4)で目標との距離差が得られたとみなして測位処理を実施する。但し、予測処理するセンサの組み合わせは1組以上とする。 In this way, when the distance difference from the target is obtained by the sensors 12 and 13 at time t 3 , the tracking filter unit 1621 executes the prediction process at time t 3 for the distance difference from the target by the sensors 11 and 12. To do. Thereby, the intersection point of the isochronous difference line of the observed values by the sensors 11 and 12 indicated by the one-dot broken line in FIG. 15 and the isochronous difference line of the observed values by the sensors 12 and 13 indicated by the solid line in FIG. That is, by obtaining the predicted value of the observation by the sensors 11 and 12 at the times t 3 and t 4 at which the distance difference is obtained by the sensors 12 and 13, the distance difference from the target can be obtained at the same time (time t 3 and t 4 ). The positioning process is performed assuming that it is obtained. However, the combination of sensors to be predicted is one or more.

距離差概略値算出部1631,1632は、初期状態量設定部161から入力した目標の状態ベクトルの初期値を用いて目標との各センサ組の2センサ間の距離差の概略値を算出して修正量算出部1641,1642にそれぞれ出力する。   The distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632 calculate the approximate value of the distance difference between the two sensors of each sensor set with the target using the initial value of the target state vector input from the initial state quantity setting unit 161. The correction values are output to the correction amount calculation units 1641 and 1642, respectively.

修正量算出部1641,1642では、距離差概略値算出部1631,1632からの概略値と追尾フィルタ部1621,1622から入力した推定値(2センサ間の目標との距離差)を入力し、概略値と観測値の誤差(距離差の誤差Δhi,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部165では、修正量算出部1641,1642から修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 1641 and 1642, the approximate values from the distance difference approximate value calculation units 1631 and 1632 and the estimated values input from the tracking filter units 1621 and 1622 (distance difference between the targets between the two sensors) are input. An error between the value and the observed value (distance difference error Δh i, j ) is calculated, and a correction amount of the target state vector calculated using this error is output. In the correction state vector calculation unit 165, the correction amount is input from the correction amount calculation units 1641 and 1642, the convergence calculation by the least square method is performed, and the correction amount of the target state vector and the correction amount reflected in the state vector Output a state vector.

収束判定部166は、修正状態ベクトル算出部165から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差概略値算出部1631,1632の入力へフィードバックして上記処理を繰り返す。   The convergence determination unit 166 receives the correction state vector and the correction amount from the correction state vector calculation unit 165. If the correction amount is equal to or greater than the threshold value, the convergence determination unit 166 uses the correction state vector instead of the initial value of the target state vector as an approximate distance difference. The above processing is repeated by feeding back to the inputs of the value calculation units 1631 and 1632.

修正量が閾値未満であると、収束判定部166は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部165から入力し、図15に示す時刻t3,t4における目標の測位結果としてメモリ167に逐次出力して値を保持させる。 If the correction amount is less than the threshold, the convergence determination unit 166 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 165, and the time shown in FIG. The values are sequentially output to the memory 167 as target positioning results at t 3 and t 4 and held.

初期値算出部168は、上記式(19),(20)により2つの時刻t3,t4における測位結果である目標の位置x(t3)ハット,x(t4)ハットを定義し、これらを上記式(21)に代入することで目標の初期速度xドットを得る。この最新時刻における目標の測位結果を非同期測位手段15aへの初期値として出力する。具体的には、基準時刻として時刻t4を非同期測位手段15aの時間差算出部1511〜151Nへ出力し、目標の修正状態ベクトルを、非同期測位手段15aにおける目標の状態ベクトルの修正量を最小二乗法により算出する際の初期値として距離差概略値算出部1521〜152Nへ出力する。 The initial value calculation unit 168 defines target position x (t 3 ) hat and x (t 4 ) hat, which are the positioning results at the two times t 3 and t 4 , according to the above equations (19) and (20). By substituting these into equation (21) above, the target initial velocity x dot is obtained. The target positioning result at the latest time is output as an initial value to the asynchronous positioning means 15a. Specifically, the time t 4 as a reference time and outputs the time difference calculating portion 1511~151N asynchronous positioning means 15a, the correction state vector of the target, the method of least squares correction amount of the target state vector in an asynchronous positioning means 15a Is output to the distance difference approximate value calculation units 1521 to 152N as initial values for the calculation.

非同期測位手段15aは、仮測位/初期値算出手段16aから基準時刻及び目標の状態ベクトルの初期値が設定されると、上記実施の形態7と同様の処理により目標の測位結果を推定する。   Asynchronous positioning means 15a estimates the target positioning result by the same process as in the seventh embodiment when the reference time and the initial value of the target state vector are set from temporary positioning / initial value calculating means 16a.

以上のように、この実施の形態10によれば、仮測位/初期値算出手段16aが、センサ11,12の検知結果から得られた目標との距離差を追尾処理し、別の時刻において、異なるセンサ組(センサ12,13)の検知結果から目標との距離差が得られる場合、上記追尾結果に基づいてそのセンサ組(センサ12,13)に対する時刻整合を行ってから、目標の位置、速度を算出し、最小二乗法による目標の状態ベクトル算出の初期値として設定するので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元推定が可能である。また、観測情報として任意の2センサ間の目標との距離差のみでよいことから、上記実施の形態7と同様にドップラ周波数差が得られないセンサであっても目標の運動諸元を推定することができる。   As described above, according to the tenth embodiment, the provisional positioning / initial value calculation means 16a tracks the distance difference from the target obtained from the detection results of the sensors 11 and 12, and at another time, When the distance difference from the target is obtained from the detection results of different sensor sets (sensors 12 and 13), the time alignment for the sensor set (sensors 12 and 13) is performed based on the tracking result, and then the target position, Since the velocity is calculated and set as the initial value of the target state vector calculation by the least squares method, observations at different times can be regarded as if they were observed at the same time, even if the observations are asynchronous It is possible to estimate the motion specifications of the target with high reliability. In addition, since only the distance difference from the target between any two sensors may be used as observation information, even if the sensor does not provide a Doppler frequency difference as in the seventh embodiment, the target motion specifications are estimated. be able to.

実施の形態11.
図16は、この発明の実施の形態11による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図16に示すように、実施の形態11による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差観測値検出手段2a及び非同期測位手段17aを備える。なお、図16において、図1、図8及び図10と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 11 FIG.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 11 of the present invention. As shown in FIG. 16, the motion specification estimating apparatus according to the eleventh embodiment includes a receiving means 1, a distance difference observation value detecting means 2a, and an asynchronous positioning means 17a. In FIG. 16, the same or corresponding components as those in FIGS. 1, 8, and 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

非同期測位手段17aは、初期状態量設定部171、追尾フィルタ部1721〜172N、距離差概略値算出部1731〜173N、修正量算出部1741〜174N、修正状態ベクトル算出部175、及び収束判定部176を備える。   The asynchronous positioning means 17a includes an initial state quantity setting unit 171, tracking filter units 1721 to 172N, distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N, correction amount calculation units 1741 to 174N, a correction state vector calculation unit 175, and a convergence determination unit 176. Is provided.

初期状態量設定部171は、修正状態ベクトル算出部175により目標の状態ベクトル修正量を最小二乗法で算出する際に用いる初期値として、目標の状態ベクトルの適当な初期値及び目標の運動諸元を推定すべき基準時刻を設定する。追尾フィルタ部1721〜172Nは、受信手段1内のセンサの組み合わせで得られる距離差を入力し、追尾処理を実施する。   The initial state quantity setting unit 171 uses an appropriate initial value of the target state vector and a target motion specification as an initial value used when the correction state vector calculation unit 175 calculates the target state vector correction amount by the least square method. Set the reference time to estimate. The tracking filter units 1721 to 172N input a distance difference obtained by a combination of sensors in the receiving unit 1 and perform a tracking process.

距離差概略値算出部1731〜173Nは、初期状態量設定部171により設定された基準時刻における目標の初期値を用いて(若しくは、収束判定部176からの修正量を初期値として用いて)、予め仮定した運動方程式に沿った概略値を算出する。   The distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N use the initial value of the target at the reference time set by the initial state quantity setting unit 171 (or use the correction amount from the convergence determination unit 176 as the initial value). Approximate values are calculated according to the motion equation assumed in advance.

修正量算出部1741は、距離差概略値算出部1731により算出された概略値と追尾フィルタ部172から得られた観測値(センサ11,12による観測値)との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正量算出部1742〜174Nは、距離差概略値算出部1732〜173Nにより算出された概略値と距離差観測値検出部112〜11Nから得られた観測値との差分を算出し、この差分を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。   The correction amount calculation unit 1741 calculates a difference between the approximate value calculated by the distance difference approximate value calculation unit 1731 and the observed value obtained from the tracking filter unit 172 (observed value by the sensors 11 and 12). The correction amount of the target state vector calculated by using this is output. The correction amount calculation units 1742 to 174N calculate the difference between the approximate value calculated by the distance difference approximate value calculation units 1732 to 173N and the observation value obtained from the distance difference observation value detection units 112 to 11N, and calculates the difference. The correction amount of the target state vector calculated by using this is output.

修正状態ベクトル算出部175は、修正量算出部1741〜174Nから修正量を入力し、上記差分が収束するまで最小二乗法を用いて目標の状態ベクトルを修正する。収束判定部176では、修正状態ベクトル算出部175による修正量が閾値より大きい場合、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1731〜173Nに出力し、修正量が閾値より小さい場合、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   The correction state vector calculation unit 175 receives the correction amount from the correction amount calculation units 1741 to 174N, and corrects the target state vector using the least squares method until the difference converges. The convergence determination unit 176 outputs the corrected state vector to the distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N when the correction amount by the correction state vector calculation unit 175 is larger than the threshold value, and ends the convergence calculation when the correction amount is smaller than the threshold value. Then, the corrected state vector is output as a positioning result.

次に動作について説明する。
初期状態量設定部171は、追尾フィルタ部1721〜172Nに基準時刻を設定し、基準時刻における目標の状態ベクトルの初期値を距離差概略値算出部1731〜173Nに設定する。
Next, the operation will be described.
The initial state quantity setting unit 171 sets the reference time in the tracking filter units 1721 to 172N, and sets the initial value of the target state vector at the reference time in the distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N.

追尾フィルタ部1721〜172Nは、距離差観測値検出部111〜11Nから、センサ組の検知結果により得られる観測値(2センサ間の目標との距離差)及びその観測時刻をそれぞれ入力して、初期状態量設定部171により設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差観測値検出部から入力した観測値とを用いて、目標を追尾処理する(各センサ組の2センサ間の目標との距離差を推定する)。   The tracking filter units 1721 to 172N respectively input observation values (distance difference with the target between the two sensors) obtained from the detection results of the sensor sets and their observation times from the distance difference observation value detection units 111 to 11N. A time difference between the reference time set by the initial state quantity setting unit 171 and the observation time is calculated, and the target is tracked using the time difference and the observation value input from the distance difference observation value detection unit (each Estimate the distance difference between the two sensors of the sensor set and the target).

追尾フィルタ部1721〜172Nのうち、ある追尾フィルタ部は、距離差観測値検出部から、ある時刻で他の追尾フィルタ部により異なるセンサ組で観測値が得られている場合、初期状態量設定部171に設定された基準時刻と観測時刻との時刻差を算出し、この時刻差と距離差観測値検出部から入力した観測値とを用いて、当該時刻における目標との距離差を予測処理(2センサ間の目標との距離差を推定)する。   Among the tracking filter units 1721 to 172N, a certain tracking filter unit is an initial state quantity setting unit when an observation value is obtained from a distance difference observation value detection unit with a different sensor set by another tracking filter unit at a certain time. The time difference between the reference time set to 171 and the observation time is calculated, and the distance difference from the target at the time is predicted using the time difference and the observation value input from the distance difference observation value detection unit ( Estimate the distance difference between the two sensors and the target.

例えば、ある時刻で追尾フィルタ部1722〜172Nによってセンサ12,13〜1(N−1),1Nの検知結果で目標との距離差が得られている場合、追尾フィルタ部1721が該時刻における予測値を得ることで、同一時刻において目標との距離差が得られたとみなして測位処理を実施する。但し、予測処理するセンサの組み合わせは1組以上とする。   For example, when the tracking filter units 1722 to 172N obtain a distance difference from the target in the detection results of the sensors 12, 13-1 (N-1), 1N at a certain time, the tracking filter unit 1721 predicts at that time. By obtaining the value, it is assumed that a distance difference from the target has been obtained at the same time, and the positioning process is performed. However, the combination of sensors to be predicted is one or more.

距離差概略値算出部1731〜173Nは、初期状態量設定部171から入力した目標の状態ベクトルの初期値を用いて目標と各センサ組との距離差の概略値を算出して修正量算出部1741〜174Nにそれぞれ出力する。   The distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N calculate the approximate value of the distance difference between the target and each sensor set by using the initial value of the target state vector input from the initial state amount setting unit 171, and the correction amount calculation unit Output to 1741 to 174N, respectively.

修正量算出部1741〜174Nでは、距離差概略値算出部1731〜173Nからの概略値と追尾フィルタ部1721〜172Nから入力した推定値(目標との距離差)を入力し、概略値と観測値の誤差(距離差の誤差Δhi,j)を算出し、この誤差を用いて算出した目標の状態ベクトルの修正量を出力する。修正状態ベクトル算出部175では、修正量算出部1741〜174Nから修正量を入力し、最小二乗法による収束計算を施して目標の状態ベクトルの修正量と該修正量を状態ベクトルに反映させた修正状態ベクトルを出力する。 In the correction amount calculation units 1741 to 174N, the approximate value from the distance difference approximate value calculation units 1731 to 173N and the estimated value (distance difference from the target) input from the tracking filter units 1721 to 172N are input, and the approximate value and the observed value are input. Error (distance difference error Δh i, j ) is calculated, and the target state vector correction amount calculated using this error is output. The correction state vector calculation unit 175 receives the correction amount from the correction amount calculation units 1741 to 174N, performs a convergence calculation by the least square method, and corrects the target state vector correction amount and the correction amount in the state vector. Output a state vector.

収束判定部176は、修正状態ベクトル算出部175から修正状態ベクトルとその修正量を入力し、修正量が閾値以上であれば、修正状態ベクトルを目標の状態ベクトルの初期値の代わりに距離差概略値算出部1731〜173Nの入力へフィードバックし、上記処理を繰り返す。修正量が閾値未満であると、収束判定部176は、該修正量を反映させた目標の状態ベクトル(目標の位置、速度等)を修正状態ベクトル算出部175から入力して目標の測位結果として出力する。   The convergence determination unit 176 receives the corrected state vector and the correction amount from the corrected state vector calculation unit 175. If the correction amount is equal to or greater than the threshold value, the convergence determination unit 176 uses the corrected state vector instead of the initial value of the target state vector. Feedback is made to the inputs of the value calculation units 1731 to 173N, and the above processing is repeated. If the correction amount is less than the threshold value, the convergence determination unit 176 inputs a target state vector (target position, speed, etc.) reflecting the correction amount from the correction state vector calculation unit 175 and outputs it as a target positioning result. Output.

以上のように、この実施の形態11によれば、非同期測位手段17aが、センサ組の検知結果から得られた目標との距離差を追尾処理し、別の時刻において、異なるセンサ組の検知結果から目標との距離差が得られる場合、上記追尾結果に基づいてそのセンサ組に対する時刻整合を行ってから、目標の運動諸元を推定するので、異なる時刻の観測値をあたかも同時刻で観測された結果とみなすことができ、観測値が非同期であっても信頼性の高い目標の運動諸元の推定が可能である。また、観測情報として任意の2センサ間の目標との距離差のみでよいことから、上記実施の形態7と同様にドップラ周波数差が得られないセンサであっても目標の運動諸元を推定することができる。   As described above, according to the eleventh embodiment, the asynchronous positioning means 17a performs the tracking process on the distance difference from the target obtained from the detection result of the sensor set, and the detection result of the different sensor set at another time. If the distance difference from the target is obtained, the time adjustment for the sensor set is performed based on the tracking result, and then the motion specifications of the target are estimated. Therefore, the observed values at different times are observed at the same time. As a result, even if the observed values are asynchronous, it is possible to estimate the motion parameters of the target with high reliability. In addition, since only the distance difference from the target between any two sensors may be used as observation information, even if the sensor does not provide a Doppler frequency difference as in the seventh embodiment, the target motion specifications are estimated. be able to.

実施の形態12.
図17は、この発明の実施の形態12による運動諸元推定装置の構成を示す図である。図17に示すように、実施の形態12による運動諸元推定装置は、受信手段1、距離差観測値検出手段2a及び非同期測位手段18aを備える。なお、図17において、図1、図9及び図10と同一又はこれに相当する構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
Embodiment 12 FIG.
FIG. 17 is a diagram showing the configuration of a motion specification estimation apparatus according to Embodiment 12 of the present invention. As shown in FIG. 17, the motion specification estimation apparatus according to the twelfth embodiment includes a receiving means 1, a distance difference observation value detecting means 2a, and an asynchronous positioning means 18a. In FIG. 17, the same or corresponding components as those in FIGS. 1, 9, and 10 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

非同期測位手段18aは、初期状態量設定部181、時刻差算出部1821〜182N、距離差概略値算出部1831〜183N、修正量算出部1841〜184N、修正状態ベクトル算出部185、収束判定部186、及び収束演算カウント部187を備える。収束判定部186及び収束演算カウント部187以外の構成は、上記実施の形態7の図10で示した初期状態量設定部121、時刻差算出部1221〜122N、距離差概略値算出部1231〜123N、修正量算出部1241〜124N、及び修正状態ベクトル算出部125と同様に動作する。   Asynchronous positioning means 18a includes initial state quantity setting unit 181, time difference calculation units 1821 to 182N, distance difference approximate value calculation units 1831 to 183N, correction amount calculation units 1841 to 184N, correction state vector calculation unit 185, and convergence determination unit 186. And a convergence calculation counting unit 187. Configurations other than the convergence determination unit 186 and the convergence calculation count unit 187 are the initial state quantity setting unit 121, the time difference calculation units 1221 to 122N, and the distance difference approximate value calculation units 1231 to 123N shown in FIG. 10 of the seventh embodiment. The correction amount calculation units 1241 to 124N and the correction state vector calculation unit 125 operate in the same manner.

収束判定部186は、収束演算カウント部187が計算回数限界値をカウントするまでの間、修正状態ベクトル算出部185による修正量と所定の閾値との比較結果に応じて、修正状態ベクトルを距離差概略値算出部1831〜183Nにフィードバックしたり、収束計算を終了して修正状態ベクトルを測位結果として出力する。   Until the convergence calculation counting unit 187 counts the calculation number limit value, the convergence determination unit 186 determines the distance difference between the correction state vectors according to the comparison result between the correction amount by the correction state vector calculation unit 185 and a predetermined threshold value. The approximate value calculation units 1831 to 183N are fed back or the convergence calculation is terminated and the corrected state vector is output as the positioning result.

収束演算カウント部187は、収束判定部186により修正状態ベクトルが距離差概略値算出部1831〜183Nにフィードバックされる度に収束演算回数を、所定の計算回数限界値になるまで計数する。ここで、計算回数限界値とは、実施の形態12による運動諸元推定装置を実現する計算機の演算性能や検知データ等のサンプリングレートに応じて決定した、最適な演算負荷と推定精度を与える収束演算回数である。   The convergence calculation counting unit 187 counts the number of convergence calculations until the convergence determination unit 186 feeds back the corrected state vector to the distance difference approximate value calculation units 1831 to 183N until a predetermined calculation frequency limit value is reached. Here, the calculation number limit value is a convergence that gives an optimal calculation load and estimation accuracy determined according to the calculation performance of the computer realizing the motion specification estimation device according to the twelfth embodiment and the sampling rate of detected data and the like. The number of operations.

次に動作について説明する。
以降では、本実施の形態12による運動諸元推定装置に特有な動作を主に説明する。
先ず、収束判定部186が収束演算を行うにあたり、収束演算カウント部187は、カウント値を0に初期化し、カウントの限界値として計算回数限界値を設定する。上記実施の形態1と同様にして、修正状態ベクトル算出部185から修正量が入力されると、収束判定部186は、所定の閾値と該修正量を比較する。このとき、修正量が閾値より大きく収束しなかった場合、収束演算カウント部187は、カウント値を1増やす。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, operations unique to the motion specification estimation apparatus according to the twelfth embodiment will be mainly described.
First, when the convergence determination unit 186 performs the convergence calculation, the convergence calculation counting unit 187 initializes the count value to 0, and sets the calculation frequency limit value as the limit value of the count. As in the first embodiment, when the correction amount is input from the correction state vector calculation unit 185, the convergence determination unit 186 compares the correction amount with a predetermined threshold value. At this time, when the correction amount is larger than the threshold and does not converge, the convergence calculation counting unit 187 increments the count value by one.

計算回数限界値にカウント値が達しても修正量が収束しなかった場合、収束演算カウント部187は、計算終了の信号を収束判定部186に送信する。これにより、収束判定部186は、該計算終了時の修正量を反映させた修正状態ベクトル(修正量を加えた修正状態ベクトル)を目標の測位結果として出力する。なお、カウント値が計算回数限界値に達する前に修正量が収束した場合は、該収束した修正量を加えた修正状態ベクトルを目標の測位結果として出力し、収束演算カウント部187はカウントを停止する。   When the correction amount does not converge even when the count value reaches the calculation frequency limit value, the convergence calculation counting unit 187 transmits a calculation end signal to the convergence determining unit 186. Thereby, the convergence determination unit 186 outputs a correction state vector (correction state vector with the correction amount added) reflecting the correction amount at the end of the calculation as a target positioning result. If the correction amount converges before the count value reaches the calculation count limit value, the correction state vector to which the converged correction amount is added is output as a target positioning result, and the convergence calculation counting unit 187 stops counting. To do.

以上のように、この実施の形態12によれば、収束判定部186が、収束演算カウント部187が収束演算の回数をカウントし、予め定めた計算回数限界値に達しても修正量が収束しない場合、その時点の修正量を反映させた修正状態ベクトルを目標の測位結果とするので、修正状態ベクトル算出部185による収束計算の回数が限定されることから、本実施の形態12による運動諸元推定装置の性能を超える演算の実行が抑制され、かつ所定の時間で演算が終了することから収束計算の時間を短縮することができる。また、観測情報として任意の2センサ間の目標との距離差のみでよいことから、上記実施の形態7と同様にドップラ周波数差が得られないセンサであっても目標の運動諸元を推定できる。   As described above, according to the twelfth embodiment, the convergence determination unit 186 counts the number of times the convergence calculation is performed by the convergence calculation counting unit 187, and the correction amount does not converge even when the calculation number limit value is reached in advance. In this case, since the correction state vector reflecting the correction amount at that time is used as the target positioning result, the number of convergence calculations by the correction state vector calculation unit 185 is limited. The execution of the calculation exceeding the performance of the estimation device is suppressed, and the calculation is completed in a predetermined time, so that the time for the convergence calculation can be shortened. In addition, since only the distance difference from the target between any two sensors may be used as the observation information, even if the sensor cannot obtain the Doppler frequency difference as in the seventh embodiment, the target motion specifications can be estimated. .

なお、上記実施の形態12では、収束演算カウント部187を上記実施の形態7による構成に適用した場合を示したが、上記実施の形態8〜11の構成に適用してもよく、同様の効果を得ることができる。   In the twelfth embodiment, the case where the convergence calculation counting unit 187 is applied to the configuration according to the seventh embodiment has been described. However, the same may be applied to the configurations of the eighth to eleventh embodiments. Can be obtained.

この発明の実施の形態1による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 1 of this invention. 航空機等の目標について基準時刻t〜t3までに4回の観測値が得られた場合を示す図である。It is a diagram showing a case where four observations before the reference time T~t 3 for the target such as an aircraft is obtained. この発明の実施の形態2による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 3 of this invention. 時刻t3にセンサ11,12、時刻t4にセンサ12,13により距離差及びドップラ周波数差が得られた場合を示す図である。Sensors 11 and 12 at time t 3, the distance difference and the Doppler frequency difference by sensors 12 and 13 at time t 4 is a diagram showing a case where obtained. この発明の実施の形態4による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 4 of this invention. 時刻t1,t2にセンサ11,12、時刻t3にセンサ12,13により距離差及びドップラ周波数差が得られた場合を示す図である。Time t 1, t 2 to sensors 11 and 12, the distance difference and the Doppler frequency difference by sensors 12 and 13 at time t 3 is a diagram showing a case where obtained. この発明の実施の形態5による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態7による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 7 of this invention. この発明の実施の形態8による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 8 of this invention. この発明の実施の形態9による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 9 of this invention. 時刻t1にセンサ11,12、時刻t2にセンサ12,13、時刻t3にセンサ11,12、時刻t4にセンサ12,13により距離差が得られた場合を示す図である。Sensors 11 and 12 at time t 1, sensors 12 and 13 to the time t 2, the sensors 11 and 12 at time t 3, a diagram illustrating a case where the distance difference is obtained by the sensors 12 and 13 at time t 4. この発明の実施の形態10による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 10 of this invention. 時刻t1,t2にセンサ11,12、時刻t3,t4にセンサ12,13により距離差が得られた場合を示す図である。Time t 1, t 2 to the sensor 11 and 12 is a diagram showing a case where the distance difference is obtained by the sensors 12 and 13 at time t 3, t 4. この発明の実施の形態11による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 11 of this invention. この発明の実施の形態12による運動諸元推定装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motion specification estimation apparatus by Embodiment 12 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 受信手段、2 距離差/速度差観測値検出手段、2a 距離差観測値検出手段(検出手段)、4,5,7,9,10,12a,13a,15a,17a,18a 非同期測位手段、8,14a,16a 仮測位/初期値算出手段、11〜1M センサ、21〜2N 距離差/速度差観測値検出部、41,61,81,91,141,161,181 初期状態量設定部、421〜42N,521〜52N,711〜71N,1021〜102N,1221〜122N,1321〜132N,1511〜151N,1821〜182N 時刻差算出部、431〜43N,531〜53N,721〜72N,831,832,931〜93N,1031〜103N,1231〜123N 距離差/速度差概算値算出部、1331〜133N,1421,1422,1521〜152N,1631,1632,1731〜173N,1831〜183N 距離差概算値算出部、441〜44N,541〜54N,731〜73N,841,842,941〜94N,1041〜104N,1241〜124N,1341〜134N,1431,1432,1531〜153N,1641,1642,1741〜174N,1841〜184N 修正量算出部、45,55,64,74,85,95,106,125,135,144,154,165,175,185 修正状態ベクトル算出部、46,56,65,75,86,96,126,136,145,155,166,176,186 収束判定部、821,822,921〜92N,1621,1622,1721〜172N 追尾フィルタ部、107,187 収束演算カウント部、111〜11N 距離差観測値検出部、146,167 メモリ、147,168,171 初期値算出部。   1 receiving means, 2 distance difference / speed difference observed value detecting means, 2a distance difference observed value detecting means (detecting means), 4, 5, 7, 9, 10, 12a, 13a, 15a, 17a, 18a asynchronous positioning means, 8, 14a, 16a Temporary positioning / initial value calculation means, 11-1M sensor, 21-2N distance difference / velocity difference observation value detection unit, 41, 61, 81, 91, 141, 161, 181 initial state quantity setting unit, 421 to 42N, 521 to 52N, 711 to 71N, 1021 to 102N, 1221 to 122N, 1321 to 132N, 1511 to 151N, 1821 to 182N, time difference calculation unit, 431 to 43N, 531 to 53N, 721 to 72N, 831, 832,931-93N, 1031-103N, 1231-123N Distance difference / speed difference approximate value calculation unit, 1331-133N, 142 , 1422, 1521 to 152N, 1631, 1632, 1731 to 173N, 1831 to 183N Distance difference approximate value calculation unit, 441 to 44N, 541 to 54N, 731 to 73N, 841, 842, 941 to 94N, 1041 to 104N, 1241 -124N, 1341-134N, 1431, 1432, 1531-153N, 1641, 1642, 1741-174N, 1841-184N Correction amount calculation unit, 45, 55, 64, 74, 85, 95, 106, 125, 135, 144 , 154, 165, 175, 185 Correction state vector calculation unit, 46, 56, 65, 75, 86, 96, 126, 136, 145, 155, 166, 176, 186 Convergence determination unit, 821, 822, 921-92N , 1621, 1622, 1721-172N Filter unit, 107,187 convergence calculation counting unit, 111 to 11N distance difference observations detector, 146,167 memory, 147,168,171 initial value calculation section.

Claims (15)

目標の運動を観測する複数のセンサを有する受信手段と、
前記受信手段の複数のセンサのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から、該センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値を検出する検出手段と、
複数のセンサ対による異なる各時刻での観測結果から検出された各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値と、予め仮定した目標の運動方程式に従い基準時刻における目標の運動諸元の初期値に対し該基準時刻との時刻差を反映させて算出した前記各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の概略推定値と、の差分より目標の運動諸元の修正量を算出し、収束演算によって差分が収束するまで運動諸元を修正することで前記基準時刻における目標の運動諸元を推定する非同期測位手段とを備えた運動諸元推定装置。
Receiving means having a plurality of sensors for observing the movement of the target;
Detecting means for detecting an observation value of a distance difference and a speed difference from a target between the sensors of the sensor pair from an observation result at the same time by an arbitrary sensor pair among the plurality of sensors of the receiving means;
The target motion at the reference time according to the observed distance difference and speed difference between the targets of each sensor pair detected from the observation results at different times by a plurality of sensor pairs, and the target equation of motion assumed in advance. The target is determined based on the difference between the distance difference between the sensor and the target between the sensors at each time and the rough estimated value of the speed difference calculated by reflecting the time difference from the reference time with respect to the initial value of the specifications. Motion parameter estimation comprising an asynchronous positioning means that calculates a motion parameter correction amount and corrects the motion parameter until the difference is converged by a convergence operation, and estimates the target motion parameter at the reference time apparatus.
非同期測位手段は、観測値と概略推定値との差分より目標の運動諸元の修正量を最小二乗法によって算出し、収束演算によって差分が収束するまで目標の運動諸元を修正することで基準時刻における目標の運動諸元を推定することを特徴とする請求項1記載の運動諸元推定装置。   Asynchronous positioning means uses the least squares method to calculate the amount of correction of the target motion parameters based on the difference between the observed value and the rough estimate, and then corrects the target motion parameters until the difference converges by the convergence calculation. The motion specification estimation apparatus according to claim 1, wherein the motion specification of a target at a time is estimated. 非同期測位手段は、観測値と概略推定値との差分に対してセンサの観測精度を重み付けして目標の運動諸元の修正量を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の運動諸元推定装置。   The asynchronous positioning means calculates the correction amount of the target motion specification by weighting the observation accuracy of the sensor with respect to the difference between the observed value and the approximate estimated value. Motion specification estimation device. 複数のセンサのうち第1のセンサ対による観測結果から検出される該第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差を追尾処理すると共に、前記第1のセンサ対とは異なる第2のセンサ対による同一時刻での観測結果から該第2のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差が検出された場合、前記追尾処理結果から前記第2のセンサ対による観測時刻での前記第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差を予測処理する追尾フィルタ部を備え、
非同期測位手段は、前記追尾フィルタ部の予測処理により同一時刻の観測に模擬された前記第1及び前記第2のセンサ対におけるセンサ間の目標との距離差及び速度差を観測値として収束演算を行い、基準時刻における目標の運動諸元を推定することを特徴とする請求項1記載の運動諸元推定装置。
While tracking the distance difference and speed difference between the targets of the first sensor pair detected from the observation result of the first sensor pair among the plurality of sensors, the tracking sensor is different from the first sensor pair. When a distance difference and a speed difference between the second sensor pair and a target between the sensors of the second sensor pair are detected from the observation result of the second sensor pair at the same time, the second sensor pair observes the tracking process result. A tracking filter unit for predicting a distance difference and a speed difference between a target between the sensors of the first sensor pair at a time,
The asynchronous positioning means performs a convergence calculation using the distance difference and the speed difference between the target of the first and second sensor pairs simulated in the observation at the same time by the prediction processing of the tracking filter unit as observation values. 2. The motion specification estimation apparatus according to claim 1, wherein the motion specification of the target at the reference time is estimated.
複数のセンサ対の異なる各時刻での観測結果から得られた各センサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差の観測値を同一時刻で観測したものと仮定して測位を行い、前記時刻における目標の運動諸元の値を、非同期測位手段の収束演算で使用する基準時刻における目標の運動諸元の初期値として設定する仮測位/初期値算出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の運動諸元推定装置。   Positioning is performed assuming that the observed values of the distance difference and the speed difference between the targets of each sensor pair obtained from the observation results at different times of the plurality of sensor pairs are observed at the same time, The provisional positioning / initial value calculating means for setting the value of the target motion specification at the time as the initial value of the target motion specification at the reference time used in the convergence calculation of the asynchronous positioning means is provided. Item motion estimation apparatus according to Item 1. 複数のセンサのうち第1のセンサ対による観測結果から検出される該第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差を追尾処理すると共に、前記第1のセンサ対とは異なる第2のセンサ対による同一時刻での観測結果から該第2のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差が検出された場合、前記追尾処理結果から前記第2のセンサ対による観測時刻での前記第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差及び速度差を予測処理する追尾フィルタ部を備え、
仮測位/初期値算出手段は、前記追尾フィルタ部の予測処理により同一時刻の観測に模擬された前記第1及び前記第2のセンサ対におけるセンサ間の目標との距離差及び速度差を観測値として収束演算を行い、推定した基準時刻における目標の運動諸元を、非同期測位手段の収束演算で使用する基準時刻における目標の運動諸元の初期値として設定することを特徴とする請求項5記載の運動諸元推定装置。
While tracking the distance difference and speed difference between the targets of the first sensor pair detected from the observation result of the first sensor pair among the plurality of sensors, the tracking sensor is different from the first sensor pair. When a distance difference and a speed difference between the second sensor pair and a target between the sensors of the second sensor pair are detected from the observation result of the second sensor pair at the same time, the second sensor pair observes the tracking process result. A tracking filter unit for predicting a distance difference and a speed difference between a target between the sensors of the first sensor pair at a time,
The temporary positioning / initial value calculation means is an observation value of a distance difference and a speed difference from a target between the sensors in the first and second sensor pairs simulated by observation of the same time by the prediction processing of the tracking filter unit. 6. The convergence calculation is performed as follows, and the target motion specification at the estimated reference time is set as an initial value of the target motion specification at the reference time used in the convergence calculation of the asynchronous positioning means. Motion specification estimation device.
目標の運動を観測する複数のセンサを有する受信手段と、Receiving means having a plurality of sensors for observing the movement of the target;
前記受信手段の複数のセンサのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から、該センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値を検出する検出手段と、Detecting means for detecting an observation value of a distance difference between a target between the sensors of the sensor pair from an observation result at the same time by an arbitrary sensor pair among the plurality of sensors of the receiving means;
複数のセンサ対による異なる各時刻での観測結果から検出された各センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値と、予め仮定した目標の運動方程式に従い基準時刻における目標の運動諸元の初期値に対し該基準時刻との時刻差を反映させて算出した前記各時刻での各センサ対のセンサ間の目標との距離差の概略推定値と、の差分より、目標の運動諸元の修正量を算出し、収束演算によって差分が収束するまで運動諸元を修正することで前記基準時刻における目標の運動諸元を推定する非同期測位手段とを備えた運動諸元推定装置。The observed value of the distance difference between the targets of each sensor pair detected from the observation results at different times by a plurality of sensor pairs and the target motion parameters at the reference time according to the target motion equation assumed in advance. Based on the difference between the initial value and the rough estimated value of the distance difference between the target of each sensor pair at each time calculated by reflecting the time difference from the reference time, A motion specification estimation apparatus comprising asynchronous positioning means for calculating a correction amount and correcting a motion specification until a difference is converged by a convergence calculation to estimate a target motion specification at the reference time.
非同期測位手段は、観測値と概略推定値との差分より目標の運動諸元の修正量を最小二乗法によって算出し、収束演算によって差分が収束するまで目標の運動諸元を修正することで基準時刻における目標の運動諸元を推定することを特徴とする請求項7記載の運動諸元推定装置。Asynchronous positioning means uses the least squares method to calculate the amount of correction of the target motion parameters based on the difference between the observed value and the rough estimate, and then corrects the target motion parameters until the difference converges by the convergence calculation. The motion specification estimation apparatus according to claim 7, wherein the motion specification of a target at a time is estimated. 非同期測位手段は、観測値と概略推定値との差分に対してセンサの観測精度を重み付けして目標の運動諸元の修正量を算出することを特徴とする請求項7又は請求項8記載の運動諸元推定装置。The asynchronous positioning means calculates the correction amount of the target motion specification by weighting the observation accuracy of the sensor with respect to the difference between the observed value and the approximate estimated value. Motion specification estimation device. 複数のセンサのうち第1のセンサ対による観測結果から検出される該第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を追尾処理すると共に、前記第1のセンサ対とは異なる第2のセンサ対による同一時刻での観測結果から該第2のセンサ対のセンサ間の目標との距離差が検出された場合、前記追尾処理結果から前記第2のセンサ対による観測時刻での前記第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を予測処理する追尾フィルタ部を備え、A tracking process is performed for a difference in distance between the sensor of the first sensor pair detected from the observation result of the first sensor pair among the plurality of sensors, and a second different from the first sensor pair. When a distance difference between the sensor of the second sensor pair and the target between the sensors is detected from the observation result at the same time by the sensor pair, the first at the observation time by the second sensor pair is obtained from the tracking processing result. A tracking filter unit for predicting a distance difference between the target of the sensor pair of the sensor and the target,
非同期測位手段は、前記追尾フィルタ部の予測処理により同一時刻の観測に模擬された前記第1及び前記第2のセンサ対におけるセンサ間の目標との距離差を観測値として収束演算を行い、基準時刻における目標の運動諸元を推定することを特徴とする請求項7記載の運動諸元推定装置。The asynchronous positioning means performs a convergence calculation using the distance difference between the sensor and the target in the first and second sensor pairs simulated in the observation at the same time by the prediction processing of the tracking filter unit as an observation value, The motion specification estimation apparatus according to claim 7, wherein the motion specification of a target at a time is estimated.
複数のセンサ対の異なる各時刻での観測結果から得られた各センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値を同一時刻で観測したものと仮定して測位を行い、前記時刻における目標の運動諸元の値を、非同期測位手段の収束演算で使用する基準時刻における目標の運動諸元の初期値として設定する仮測位/初期値算出手段を備えたことを特徴とする請求項7記載の運動諸元推定装置。Positioning is performed on the assumption that the observed value of the distance difference between the sensors of each sensor pair obtained from the observation results at different times of the plurality of sensor pairs is observed at the same time, and the target at the time 8. The provisional positioning / initial value calculating means for setting the value of the motion specifications of the target as the initial value of the target motion specifications at the reference time used in the convergence calculation of the asynchronous positioning means. Motion specification estimation device. 検出手段は、受信手段の複数のセンサのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から該センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値を検出し、
追尾フィルタ部は、前記複数のセンサのうち第1のセンサ対による観測結果から検出される該第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を追尾処理すると共に、前記第1のセンサ対とは異なる第2のセンサ対による同一時刻での観測結果から該第2のセンサ対のセンサ間の目標との距離差が検出された場合、前記追尾処理結果から前記第2のセンサ対による観測時刻での前記第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を予測処理し、
非同期測位手段は、前記追尾フィルタ部の予測処理により同一時刻の観測に模擬された前記第1及び前記第2のセンサ対におけるセンサ間の目標との距離差を観測値として収束演算を行い、基準時刻における目標の運動諸元を推定することを特徴とする請求項10記載の運動諸元推定装置。
The detection means detects an observation value of a distance difference between the target of the sensor pair from the observation result at the same time by an arbitrary sensor pair among the plurality of sensors of the reception means,
The tracking filter unit performs a tracking process on a distance difference between the sensor of the first sensor pair detected from the observation result of the first sensor pair among the plurality of sensors and the first sensor pair. When the distance difference between the second sensor pair and the target between the sensors of the second sensor pair is detected from the observation result at the same time by the second sensor pair different from the above, the observation by the second sensor pair from the tracking processing result Predicting a distance difference between a target between the sensors of the first sensor pair at a time,
The asynchronous positioning means performs a convergence calculation using the distance difference between the sensor and the target in the first and second sensor pairs simulated in the observation at the same time by the prediction processing of the tracking filter unit as an observation value, The motion specification estimation apparatus according to claim 10 , wherein the motion specification of a target at a time is estimated.
仮測位/初期値算出手段は、複数のセンサ対の異なる各時刻での観測結果から得られた各センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値を同一時刻で観測したものと仮定して測位を行い、前記時刻における目標の運動諸元の値を、非同期測位手段の収束演算に使用する基準時刻における目標の運動諸元の初期値として設定することを特徴とする請求項11記載の運動諸元推定装置。 The provisional positioning / initial value calculation means assumes that the observed value of the distance difference between the target of each sensor pair obtained from the observation results of the plurality of sensor pairs at different times is observed at the same time. Te performs positioning, the target of motion various values in the time, according to claim 11, wherein the set as the initial value of the target exercise specifications at the reference time to be used for convergence calculation asynchronous positioning means Motion specification estimation device. 検出手段は、受信手段の複数のセンサのうち任意のセンサ対による同一時刻での観測結果から該センサ対のセンサ間の目標との距離差の観測値を検出し、
追尾フィルタ部は、前記複数のセンサのうち第1のセンサ対による観測結果から検出される該第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を追尾処理すると共に、前記第1のセンサ対とは異なる第2のセンサ対による同一時刻での観測結果から該第2のセンサ対のセンサ間の目標との距離差が検出された場合、前記追尾処理結果から前記第2のセンサ対による観測時刻での前記第1のセンサ対のセンサ間の目標との距離差を予測処理し、
仮測位/初期値算出手段は、前記追尾フィルタ部の予測処理により同一時刻の観測に模擬された前記第1及び前記第2のセンサ対におけるセンサ間の目標との距離差を観測値として収束演算を行い、推定した基準時刻における目標の運動諸元を、非同期測位手段の収束演算に使用する基準時刻における目標の運動諸元の初期値として設定することを特徴とする請求項13記載の運動諸元推定装置。
The detection means detects an observation value of a distance difference between the target of the sensor pair from the observation result at the same time by an arbitrary sensor pair among the plurality of sensors of the reception means,
The tracking filter unit performs a tracking process on a distance difference between the sensor of the first sensor pair detected from the observation result of the first sensor pair among the plurality of sensors and the first sensor pair. When the distance difference between the second sensor pair and the target between the sensors of the second sensor pair is detected from the observation result at the same time by the second sensor pair different from the above, the observation by the second sensor pair from the tracking processing result Predicting a distance difference between a target between the sensors of the first sensor pair at a time,
The temporary positioning / initial value calculating means performs a convergence calculation using a distance difference between the target of the first and second sensor pairs simulated by the prediction process of the tracking filter unit as an observation value. 14. The motion parameters according to claim 13, wherein the target motion parameters at the estimated reference time are set as initial values of the target motion parameters at the reference time used for the convergence calculation of the asynchronous positioning means. Original estimation device.
収束演算の回数を所定の限度回数までカウントする収束演算カウント部を備え、
非同期測位手段は、前記収束演算カウント部によるカウントが限度回数まで達すると、収束演算を終了してその時点での運動諸元推定値を出力することを特徴とする請求項1から請求項14のうちのいずれか1項記載の運動諸元推定装置。
A convergence calculation counting unit that counts the number of convergence calculations up to a predetermined limit number of times,
Asynchronous positioning means, the count by the convergence calculation counting unit reaches the limit number of times, end the convergence calculation from claim 1, characterized in that the output motion specifications estimate at that time of claim 14 The motion specification estimation apparatus according to any one of the above.
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