JP5082394B2 - Multi-target tracking device - Google Patents

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Description

レーダ等のセンサによる観測で得られた飛翔体等の目標の位置情報に基づいて、目標の追尾を行う技術であって、特に、複数種類のセンサの観測値に基づいて目標の追尾を行う技術に関するものである。 A technique for tracking a target based on position information of a target such as a flying object obtained by observation with a sensor such as a radar, and in particular, a technique for tracking a target based on observation values of a plurality of types of sensors. It is about.

レーダにより得られた観測値を使って目標の追尾を行う技術についてはすでに多くの論文、特許等の文献で取り挙げられており、追尾装置および追尾方法については様々な提案がなされている。また、近接した複数の目標を追尾する場合、目標航跡と観測値の相関を誤る事により生ずる誤追尾の可能性を低減するために、目標航跡と観測値の相関について複数の仮説を生成し、その信頼度を計算しながら最終的な相関決定を行う手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開3145893号
Many techniques for tracking a target using observation values obtained by a radar have already been cited in literatures such as papers and patents, and various proposals have been made for tracking devices and tracking methods. Also, when tracking multiple nearby targets, in order to reduce the possibility of mistracking caused by incorrect correlation between the target track and the observed value, multiple hypotheses are generated for the correlation between the target track and the observed value, A method for determining the final correlation while calculating the reliability has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3145893

しかしながら、このような追尾手法は、レーダから得た目標の位置情報のみに基づいて目標航跡の相関仮説を生成して行うために、複数の目標の航跡が接近する等複雑な航跡を有する場合には、依然として誤った相関結果を導く可能性が高く、誤追尾が生じやすいという課題があった。本発明はこの課題を解決するためになされたもので、より信頼度が高い目標追尾が可能な多目標追尾装置を得ることを目的とする。 However, since such a tracking method generates a correlation hypothesis of a target wake based only on the target position information obtained from the radar, it has a complicated wake such as the wakes of a plurality of targets approaching each other. However, there is still a possibility that erroneous correlation results are likely to be generated, and erroneous tracking is likely to occur. The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to obtain a multi-target tracking device that can perform target tracking with higher reliability.

本発明に係る多目標追尾装置は、目標の位置を仰角、方位角、及び距離で表した第1の観測値と目標の位置を仰角及び方位角で表した第2の観測値とが入力され、前記第1の観測値と前記第2の観測値を用いて目標航跡を含む仮説群を生成する位置情報追尾処理部と、前記第2の観測値と前記第2の観測値が有する目標の識別情報とが入力され、前記第2の観測値と、過去に観測された前記第2の観測値を含む角度航跡から算出された目標の予測位置範囲とを比較し、前記予測位置範囲内にあるとともに前記角度航跡に含まれる前記第2の観測値と同一の識別情報を有する前記入力された第2の観測値を前記角度航跡に対応付け、新たに角度航跡を生成する目標識別追尾処理部と、前記仮説群に含まれる仮説中の航跡に含まれる前記第2の観測値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値とを比較することにより前記仮説と前記角度航跡との照合度を求め、前記仮説群のうち、所定の閾値を超えた前記照合度を有する仮説を選択し、所定の閾値を超えなかった前記照合度を有する仮説を削除する仮説照合部と、前記仮説照合部で選択された仮説からなる仮説群のうち、信頼度の低い仮説の削除、及び類似する仮説の統合によって前記仮説群を縮小する仮説選択統合部とを備えたものである。



The multi-target tracking device according to the present invention receives a first observation value that represents the target position in terms of elevation angle, azimuth angle, and distance, and a second observation value that represents the target position in terms of elevation angle and azimuth angle. , A position information tracking processing unit that generates a hypothesis group including a target track using the first observation value and the second observation value, and a target of the second observation value and the second observation value. Identification information is input, and the second observation value is compared with a predicted position range of a target calculated from an angle wake including the second observation value observed in the past, and within the predicted position range the correspondence of the second observation values the input to the angle track having the same identification information and the second observation value included in the angle track, the target identification tracking processing unit for generating a new angle trajectory with some And the second view included in the wake in the hypothesis included in the hypothesis group. A degree of matching between the hypothesis and the angle wake by comparing the value with the second observation value included in the track in the angle wake, and the matching exceeding a predetermined threshold in the hypothesis group A hypothesis having a low degree of reliability among a hypothesis group including a hypothesis matching unit that selects a hypothesis having a degree and deletes a hypothesis having the matching degree that does not exceed a predetermined threshold; and a hypothesis group selected by the hypothesis matching part And a hypothesis selection integration unit that reduces the hypothesis group by integrating similar hypotheses.



本発明によれば、目標の識別情報及び位置情報の観測値に基づいて生成した角度航跡を活用して、目標の位置情報の観測値のみに基づいて生成した目標航跡の仮説を取捨選択するようにしたので、誤った相関結果を導く可能性が低くなり、より信頼度が高く、正確な相関決定ができ、誤追尾の可能性を低減することができる。 According to the present invention, the angle wake generated based on the observation value of the target identification information and the position information is utilized, and the hypothesis of the target wake generated based only on the observation value of the target position information is selected. Therefore, the possibility of leading to an incorrect correlation result is reduced, the reliability can be determined with higher reliability, and an accurate correlation can be determined, and the possibility of erroneous tracking can be reduced.

実施の形態1.
図1は実施の形態1による多目標追尾装置の構成を示したものである。多目標追尾装置1は外部に設置したレーダ装置2及び目標識別センサ装置3と接続され、レーダ装置2及び目標識別センサ装置3が観測した目標についての観測値を入力し、これらの観測値に基づいた目標の追尾処理を行う。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows the configuration of the multi-target tracking device according to the first embodiment. The multi-target tracking device 1 is connected to a radar device 2 and a target identification sensor device 3 installed outside, and inputs observation values about a target observed by the radar device 2 and the target identification sensor device 3, and based on these observation values. The target tracking process is performed.

レーダ装置2は、自ら電波を発射し、この電波が目標(例えば飛翔体)で反射した反射波を測定することにより目標の位置を検出し、検出した目標位置を空間座標(仰角、方位角、距離)で表した位置情報を観測値として時系列的に出力する。 The radar apparatus 2 emits a radio wave by itself, and detects the position of the target by measuring a reflected wave reflected by the target (for example, a flying object), and the detected target position is represented by spatial coordinates (elevation angle, azimuth angle, The position information expressed in (distance) is output as observation values in time series.

また、目標識別センサ装置3は、自ら電波を発射せずに、目標から放射される電磁波を専ら測定することにより目標位置の検出と目標の識別を行い、検出した目標位置を空間座標(仰角、方位角)で表した位置情報と、検出した目標に関する識別情報を観測値として時系列的に出力する。なお、目標識別センサ装置3が出力する位置情報は距離を含んでいない点で、レーダ装置2が出力する位置情報と相違する。また、目標の識別情報とは、目標が発する電磁波パルスのパルス形状等の観測データと、予め収集したライブラリィデータとを照合することにより決定した、目標の識別に関する情報(例えば飛翔体の機種)のことである。 Further, the target identification sensor device 3 detects the target position and identifies the target by exclusively measuring the electromagnetic wave radiated from the target without emitting a radio wave by itself, and the detected target position is represented by spatial coordinates (elevation angle, Position information expressed in (azimuth)) and identification information regarding the detected target are output as observation values in time series. The position information output from the target identification sensor device 3 is different from the position information output from the radar device 2 in that it does not include a distance. The target identification information is information related to target identification (for example, the model of the flying object) determined by comparing observation data such as the pulse shape of the electromagnetic pulse emitted by the target with previously collected library data. That is.

図2は多目標追尾装置1の動作フローを示したものである。以下、図に基づいて多目標追尾装置1の動作を説明する。多目標追尾装置1は、レーダ装置2、若しくは目標識別センサ装置3から観測値を入力する(ステップA1)。次に、入力した観測値を出力した装置がレーダ装置2、又は目標識別センサ装置3のいずれであるかを判断する(ステップA2)。 FIG. 2 shows an operation flow of the multi-target tracking device 1. Hereinafter, the operation of the multi-target tracking device 1 will be described with reference to the drawings. The multi-target tracking device 1 inputs an observation value from the radar device 2 or the target identification sensor device 3 (step A1). Next, it is determined whether the device that outputs the input observation value is the radar device 2 or the target identification sensor device 3 (step A2).

最初に、観測値の出力装置がレーダ装置2であった場合の処理を説明する。出力装置がレーダ装置2であった場合は、まず位置情報追尾処理部4が処理を行う。位置情報追尾処理部4は観測値選別部5、航跡生成部6、相関仮説生成部7、及びこれら各部が使用する航跡データベース8、仮説データベース9から構成される。 First, a process when the observation value output device is the radar device 2 will be described. When the output device is the radar device 2, the position information tracking processing unit 4 first performs processing. The position information tracking processing unit 4 includes an observation value selection unit 5, a wake generation unit 6, a correlation hypothesis generation unit 7, and a wake database 8 and a hypothesis database 9 used by these units.

位置情報追尾処理部4にレーダ装置2の観測値が入力されると、観測値選別部5は航跡データベース8から既存航跡のデータを読み出し、既存航跡が持つ運動諸元を使用して観測時刻における予測位置範囲(この予測位置範囲をゲートという。)を計算し、この予測位置と運動諸元の誤差共分散の推定値とから、観測値が得られる可能性のある空間領域であるゲートを算出する。そして、算出したゲートと観測値を比較することにより、入力した観測値が各既存航跡のゲート内に入っている否かを調べ、観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する(ステップA3)。 When the observation value of the radar apparatus 2 is input to the position information tracking processing unit 4, the observation value selection unit 5 reads the data of the existing wake from the wake database 8, and uses the motion parameters of the existing wake at the observation time. Calculate the predicted position range (this predicted position range is called a gate), and calculate the gate, which is a spatial region where observation values may be obtained, from the predicted position and the estimated value of the error covariance of the motion specifications. To do. Then, by comparing the calculated gate with the observed value, it is checked whether or not the input observed value is in the gate of each existing wake, and it is determined to which wake the observed value can be correlated (step) A3).

図3は既存航跡と観測値の関係を示す一例である。レーダ装置2が出力する観測値は目標位置を空間座標(仰角、方位角、距離)で表したものであるが、図3では分かりやすくするために、距離成分を無視して、仰角と方位角からなる座標空間上に示してある。この例では、既存航跡としてT1とT2があり、観測値としてO1、O2、O3の3つが得られている。そして、既存航跡T1とT2の各々のゲート内に観測値O1、O2が共に含まれていることが分かる。なお、観測値O3はいずれのゲートにも含まれていない。この例の場合、観測値O1は既存航跡T1、T2に相関可能であり、観測値O2は既存航跡T1、T2に相関可能である。また、観測値O3は既存航跡T1、T2のいずれにも相関可能ではない。観測値選別部5は、相関可能な既存航跡と観測値のペア(例えば(T1,O2)など)の全てを航跡生成部6に出力する。 FIG. 3 is an example showing the relationship between existing tracks and observed values. The observation value output by the radar device 2 is a target position represented by spatial coordinates (elevation angle, azimuth angle, distance). In FIG. It is shown on the coordinate space consisting of In this example, there are T1 and T2 as existing wakes, and three observation values O1, O2, and O3 are obtained. It can be seen that the observation values O1 and O2 are included in the gates of the existing tracks T1 and T2. Note that the observed value O3 is not included in any gate. In this example, the observed value O1 can be correlated with the existing tracks T1 and T2, and the observed value O2 can be correlated with the existing tracks T1 and T2. Further, the observed value O3 cannot be correlated with any of the existing wakes T1 and T2. The observation value selection unit 5 outputs all of the existing wake and observation value pairs that can be correlated (for example, (T1, O2)) to the wake generation unit 6.

次に、航跡生成部6はステップA3で得た相関可能な既存航跡と観測値のペアに基づいて、航跡を作成する(ステップA4)。ここで作成される航跡には以下の3つの種類がある。
(1)更新航跡:既存航跡に、ゲート内に入った観測値を追加して生成される航跡。図3の例では観測値O1を使って既存航跡T1を更新した航跡、観測値O2を使って既存航跡T1を更新した航跡、観測値O1を使って既存航跡T2を更新した航跡、観測値O2を使って既存航跡T2を更新した航跡の計4つの更新航跡が生成される。
(2)新航跡:その時刻に入った観測値を起点とする航跡。図3の例では観測値O1を起点とする新航跡、観測値O2を起点とする新航跡、観測値O3を起点とする新航跡の計3つの航跡が生成される。
(3)メモリトラック航跡:既存航跡に対し、「該当する時刻には相関する観測値がなかった」とする航跡であり、探知抜けを起こした航跡ともいう。図3の例では観測値O1、O2が存在しなかったとすると、既存航跡T1、T2と相関可能な観測値は無くなり、既存航跡T1、T2に基づいた計2つのメモリトラック航跡が生成される。
Next, the wake generation unit 6 creates a wake based on the pair of existing wake and observation values that can be correlated obtained in step A3 (step A4). There are three types of wakes created here:
(1) Renewed wake: A wake that is generated by adding observations that entered the gate to the existing wake. In the example of FIG. 3, a track in which the existing track T1 is updated using the observed value O1, a track in which the existing track T1 is updated using the observed value O2, a track in which the existing track T2 is updated using the observed value O1, and the observed value O2 A total of four updated wakes are generated by updating the existing wake T2 using.
(2) New wake: A wake starting from the observed value at that time. In the example of FIG. 3, a total of three tracks are generated: a new track starting from the observation value O1, a new track starting from the observation value O2, and a new track starting from the observation value O3.
(3) Memory track track: A track indicating that “there were no correlated observations at the corresponding time” with respect to the existing track, which is also referred to as a track that caused a missing detection. In the example of FIG. 3, if the observation values O1 and O2 do not exist, there are no observation values that can be correlated with the existing tracks T1 and T2, and two memory track tracks based on the existing tracks T1 and T2 are generated.

これらの生成した航跡の観測時刻における運動諸元を計算し、さらに相関結果に対応する航跡の尤度を計算する。生成した航跡が更新航跡の場合、航跡の尤度の具体的な計算方法としては、観測値の確率分布が予測位置を中心としたガウス分布となることを仮定して、次式により計算する手法が知られている。 The motion specifications at the observation time of these generated wakes are calculated, and the likelihood of the wake corresponding to the correlation result is calculated. When the generated wake is an updated wake, a specific method for calculating the wake likelihood is to calculate the following equation assuming that the probability distribution of the observed values is a Gaussian distribution centered on the predicted position: It has been known.

Figure 0005082394
Figure 0005082394

ここで、Lは時刻kで観測値zが相関する場合の航跡の尤度、zは観測値、zkpは予測観測位置、Sは残差共分散行列、nは観測値の次元である。 Here, L k is the likelihood of track in the case of correlation is observed value z k at time k, z k is the observed value, z kp predicted observation position, S k is the residual covariance matrix, n represents the observations Dimension.

また、生成した航跡が新航跡、若しくはメモリトラック航跡の場合は、航跡の尤度として、観測値の観測誤差等のパラメータに基づいて定めた規定値を使用する。以上のようにして得た生成航跡と各航跡の尤度のペアを相関仮説生成部7に出力する。 When the generated wake is a new wake or a memory track wake, a specified value determined based on a parameter such as an observation error of the observed value is used as the likelihood of the wake. The generated wake and the likelihood pair of each wake obtained as described above are output to the correlation hypothesis generation unit 7.

相関仮説生成部7は、まず仮説データベース9から既存仮説のデータを読み出す。この既存仮説のデータは、仮説を構成する航跡と、仮説の信頼度を含むデータである。例えば、既存仮説H1が既存航跡T1、T2を含み、信頼度がR1であることを示すデータである。 The correlation hypothesis generation unit 7 first reads data of existing hypotheses from the hypothesis database 9. The data of the existing hypothesis is data including a wake constituting the hypothesis and the reliability of the hypothesis. For example, it is data indicating that the existing hypothesis H1 includes the existing wakes T1 and T2 and the reliability is R1.

次に、航跡生成部6が出力した生成航跡と各航跡の尤度のペア、及び仮説データベース9から読み出した既存仮説に基づいて、新たな仮説を生成する(ステップA5)。この新たに生成する仮説(ここでは相関仮説という)は以下の条件を満たしていなければならない。 Next, a new hypothesis is generated based on the pair of generated wakes and likelihood of each wake output from the wake generation unit 6 and the existing hypothesis read out from the hypothesis database 9 (step A5). This newly generated hypothesis (herein called the correlation hypothesis) must satisfy the following conditions.

(a1)相関仮説は1つ前の観測時刻に生成された既存仮説の何れかを発展させたものでなければならない。図4に相関仮説の例を2つ示す。相関仮説1は既存航跡T1を観測値O2で更新した更新航跡と、既存航跡T2を観測値O1で更新した更新航跡の2つの航跡を採択し、観測値O3は不要信号とみなすものである。この相関仮説1は既存航跡としてT1とT2が存在していることが前提となるため、図5(a)の既存仮説1の発展により生成される。従って既存仮説群の中にこの既存仮説1が含まれていない場合にはこの相関仮説1は生成できない。また、相関仮説2は既存航跡T1を観測値O1で更新した更新航跡と、観測値O3を起点とする新航跡T3の2つの航跡を採択し、観測値O2を不要信号とみなすものである。この相関仮説2は既存航跡としてT1のみが存在していることが前提となるため、図5(b)の既存仮説2の発展により生成される。 (A1) The correlation hypothesis must be an extension of one of the existing hypotheses generated at the previous observation time. FIG. 4 shows two examples of correlation hypotheses. Correlation hypothesis 1 adopts two tracks, an updated track in which the existing track T1 is updated with the observed value O2 and an updated track in which the existing track T2 is updated with the observed value O1, and the observed value O3 is regarded as an unnecessary signal. Since this correlation hypothesis 1 is premised on the existence of T1 and T2 as existing wakes, it is generated by the development of the existing hypothesis 1 in FIG. Therefore, if the existing hypothesis 1 is not included in the existing hypothesis group, the correlation hypothesis 1 cannot be generated. Correlation hypothesis 2 adopts two tracks, an updated track obtained by updating the existing track T1 with the observed value O1 and a new track T3 starting from the observed value O3, and regards the observed value O2 as an unnecessary signal. Since this correlation hypothesis 2 is based on the premise that only T1 exists as an existing wake, it is generated by the development of the existing hypothesis 2 in FIG.

(a2)選択された観測値と航跡の組合せについては、観測値が航跡のゲート内に入っていなければならない。例えば、既存航跡T1を観測値O3で更新した航跡を採択する仮説は生成されない。 (A2) For the selected combination of observation value and wake, the observation value must be within the wake gate. For example, a hypothesis for adopting a track obtained by updating the existing track T1 with the observation value O3 is not generated.

(a3)観測は何れか1つの航跡に対応付けられるか、不要信号とみなされる。例えば、一つの仮説の中で観測値O1が既存航跡T1と既存航跡T2の両方に対応付けられたり、観測値O2がいずれの航跡にも対応せず、または不要信号でもないとみなされたりすることはない。 (A3) The observation is associated with any one wake or regarded as an unnecessary signal. For example, in one hypothesis, the observed value O1 is associated with both the existing wake T1 and the existing wake T2, or the observed value O2 does not correspond to any wake or is considered not to be an unnecessary signal. There is nothing.

(a4)一つの既存航跡に対して相関可能な観測値は高々一つである。例えば、一つの仮説の中で既存航跡T1に観測値O1と観測値O2の両方が対応付けられることはない。 (A4) There is at most one observation value that can be correlated to one existing track. For example, in one hypothesis, both the observed value O1 and the observed value O2 are not associated with the existing wake T1.

次に、生成した各相関仮説について、その評価値として信頼度が計算される。信頼度は、仮説生成時に使用した各既存仮説の信頼度と、使用した航跡(更新航跡、新航跡、メモリトラック航跡)の尤度と、仮説に不要信号とみなした観測値があればその尤度の積演算によって計算する。このように計算した各仮説の信頼度は、全ての相関仮説の信頼度の総和が1.0となる様に正規化する。 Next, a reliability is calculated as an evaluation value for each generated correlation hypothesis. The reliability is the reliability of each existing hypothesis used at the time of hypothesis generation, the likelihood of the track used (update track, new track, memory track track) and the observed value considered as an unnecessary signal in the hypothesis. Calculate by the product of degrees. The reliability of each hypothesis calculated in this way is normalized so that the sum of the reliability of all correlation hypotheses is 1.0.

生成した仮説とその信頼度を、共通処理部10の仮説選択統合部11に出力する。以上のステップA3〜A5の処理が位置情報追尾処理部4での処理である。 The generated hypothesis and its reliability are output to the hypothesis selection integration unit 11 of the common processing unit 10. The processing in steps A3 to A5 described above is processing in the position information tracking processing unit 4.

次に、仮説選択統合部11は、ステップA5で生成した仮説の中から、信頼度の低い仮説の削除と、類似した仮説の統合を行うことにより、仮説群を縮小する(ステップA6)。この仮説群の縮小には以下の手法がよく知られている。 Next, the hypothesis selection integration unit 11 reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability from the hypotheses generated in step A5 and integrating similar hypotheses (step A6). The following methods are well known for reducing this hypothesis group.

(b1)信頼度に閾値を設け、それに満たない信頼度を持つ仮説を全て削除する。
(b2)仮説数の上限を設け、信頼度が高い順に、設定した個数の仮説のみを残し、その他の仮説を削除する。
(b3)最新の観測時点から遡って過去数回の観測時刻分における観測値の相関内容が同一の仮説を統合する。
(B1) A threshold is set for the reliability, and all hypotheses having a reliability less than that are deleted.
(B2) An upper limit is set for the number of hypotheses, and only the set number of hypotheses are left in order of higher reliability, and other hypotheses are deleted.
(B3) The hypotheses having the same correlation contents of observation values for the past several observation times are integrated retroactively from the latest observation time point.

このようにして選択統合して得た仮説群を航跡表示部12、及び仮説データベース9に出力する。仮説データベース9はこの仮説群を既存仮説と連携させて蓄積する。また、仮説群のいずれにも含まれていない既存航跡は以後の処理に不要なため、航跡データベース8から削除する処理を行う。 The hypothesis group thus obtained by selective integration is output to the wake display unit 12 and the hypothesis database 9. The hypothesis database 9 accumulates this hypothesis group in cooperation with existing hypotheses. In addition, since the existing track that is not included in any of the hypothesis groups is not necessary for the subsequent processing, a process of deleting from the track database 8 is performed.

航跡表示部12は、仮説選択統合部11が出力した仮説群の中からもっとも信頼度の値が大きい仮説について、その仮説に含まれる航跡をスクリーン等に表示させる(ステップA7)。 The wake display unit 12 displays the wake included in the hypothesis on the hypothesis having the highest reliability value from the hypothesis group output by the hypothesis selection / integration unit 11 (step A7).

以上説明したステップA1〜A7が、レーダ装置2から1つの観測値を入力した際の一連の動作フローである。この後、次の観測値が入力されるまで待機し、次の観測値が入力されるとステップA1から次のサイクルの処理が実行される。 Steps A1 to A7 described above are a series of operation flows when one observation value is input from the radar apparatus 2. Thereafter, the process waits until the next observation value is input. When the next observation value is input, the processing of the next cycle is executed from step A1.

以上、レーダ装置2からの観測値を入力した場合の動作を説明したが、次に、目標識別センサ装置3からの観測値を入力した場合の動作を説明する。 The operation when the observation value from the radar device 2 is input has been described above. Next, the operation when the observation value from the target identification sensor device 3 is input will be described.

ステップA2での判断で、観測値の出力装置が目標識別センサ装置3であった場合、目標識別センサ装置3が出力する観測値の内、位置情報の部分が位置情報追尾処理部4と目標識別追尾処理部13の両方に出力され、観測値の内、識別情報の部分は目標識別追尾処理部13にのみ出力される。以下、まず目標識別追尾処理部13の処理から説明する。目標識別追尾処理部13は観測値選別部14、相関決定部15、角度航跡生成部16、及びこれら各部が使用する角度航跡データベース17から構成される。 If it is determined in step A2 that the observation value output device is the target identification sensor device 3, the position information portion of the observation values output by the target identification sensor device 3 is the position information tracking processing unit 4 and the target identification. It is output to both of the tracking processing unit 13, and the identification information portion of the observed value is output only to the target identification tracking processing unit 13. Hereinafter, the process of the target identification tracking processing unit 13 will be described first. The target identification and tracking processing unit 13 includes an observation value selection unit 14, a correlation determination unit 15, an angle wake generation unit 16, and an angle wake database 17 used by these units.

目標識別追尾処理部13に目標識別センサ装置3の観測値が入力されると、観測値選別部14が、既存の角度航跡から観測時刻における目標の予測位置範囲(ゲート)を算出し、このゲートに基づいて観測値と既存の角度航跡との相関可能性を調べる。具体的な手順はレーダ情報処理部4内の観測値選別部5の動作と同様なものである。即ち、角度航跡データベース17から読み出した既存角度航跡から算出したゲートと観測値を比較することにより、入力した観測値が各既存角度航跡のゲート内に入っている否かを調べ、観測値がどの角度航跡と相関可能であるかを決定し、相関可能な既存角度航跡と観測値のペアの全てを相関決定部15に出力する。(ステップA8)。 When the observation value of the target identification sensor device 3 is input to the target identification tracking processing unit 13, the observation value selection unit 14 calculates the predicted position range (gate) of the target at the observation time from the existing angular track, and this gate Based on this, we investigate the possibility of correlation between the observed value and the existing angle wake. The specific procedure is the same as the operation of the observation value selection unit 5 in the radar information processing unit 4. That is, by comparing the observation value with the gate calculated from the existing angle wake read from the angle wake database 17, it is determined whether or not the input observation value is within the gate of each existing angle wake. It is determined whether it is possible to correlate with the angle track, and all of the pairs of existing angle tracks and observation values that can be correlated are output to the correlation determination unit 15. (Step A8).

次に、相関決定部15は、既存角度航跡と観測値を一意に対応付ける(ステップA9)。このとき、その対応付けの決定方針は以下とする。
(c1)ゲート内に入った観測値のみを既存角度航跡と対応付ける。
(c2)ゲート内に複数の観測値が入った場合は、既存角度航跡の最新の更新で使用した観測値が有する識別情報と一致する識別情報を有する観測値を最優先に対応付ける。
Next, the correlation determining unit 15 uniquely associates the existing angle track with the observed value (step A9). At this time, the policy for determining the correspondence is as follows.
(C1) Only the observation value that entered the gate is associated with the existing angle track.
(C2) When a plurality of observation values enter the gate, the observation value having the identification information that matches the identification information included in the observation value used in the latest update of the existing angle track is associated with the highest priority.

図6に既存角度航跡と観測値の対応付けの例を示す。この例では、既存角度航跡T1_PASSのゲートに観測値O1_PASSとO2_PASSが入り、既存角度航跡T2_PASSのゲートに観測値O1_PASSとO2_PASSが入っている。そして、既存角度航跡T1_PASSの最新の更新に使われた観測値OT1_PASSと今回の観測値O1_PASSの識別情報が一致し、既存角度航跡T2_PASSの最新の更新に使われた観測値OT2_PASSと今回の観測値O2_PASSの識別情報が一致している。よって、観測値O1_PASSは既存角度航跡T1_PASSに、観測値O2_PASSは既存角度航跡T2_PASSにそれぞれ対応付けられる。 FIG. 6 shows an example of correspondence between existing angle tracks and observed values. In this example, the observation values O1_PASS and O2_PASS are entered in the gate of the existing angle track T1_PASS, and the observation values O1_PASS and O2_PASS are entered in the gate of the existing angle track T2_PASS. Then, the observation information OT1_PASS used for the latest update of the existing angle track T1_PASS matches the identification information of the current observation value O1_PASS, and the observation value OT2_PASS used for the latest update of the existing angle track T2_PASS and the current observation value The identification information of O2_PASS matches. Therefore, the observed value O1_PASS is associated with the existing angular track T1_PASS, and the observed value O2_PASS is associated with the existing angular track T2_PASS.

次に、角度航跡生成部16は、対応付けられた観測値を使って角度航跡の更新を行う(ステップA10)。更新した角度航跡は角度航跡データベース17に保存すると共に、共通処理部の仮説照合部18に出力する。このように、角度航跡の更新は、相関仮説を作らずに行う。 Next, the angle track generation unit 16 updates the angle track using the associated observation values (step A10). The updated angle track is stored in the angle track database 17 and output to the hypothesis matching unit 18 of the common processing unit. Thus, the update of the angle track is performed without creating a correlation hypothesis.

一方、位置情報追尾処理部4は、目標識別センサ装置3から入力した観測値の位置情報、及び航跡データベース8と仮説データベース9の情報を用いて、相関仮説の生成を行う(ステップA11〜A13)。この相関仮説の生成は、先に説明したレーダ装置2から入力した観測値に基づいた位置情報追尾処理部4の動作(ステップA3〜A5)と同様の動作であるので詳細な動作説明は省略する。なお、目標識別センサ装置3から入力した観測値の位置情報は、仰角と方位角からなる空間座標で表されているのに対して、航跡データベース8の既存航跡、及び仮説データベース9の既存仮説に含まれる位置情報は仰角と方位角と距離の空間座標で表されている。この為、観測値と既存航跡や既存仮説との対応関係を調べる際には、距離成分の観測値の代替として距離成分の予測値を使用して対応付けを行うようにする。位置情報追尾処理部4は生成した仮説とその信頼度を、共通処理部10の仮説照合部18に出力する。 On the other hand, the position information tracking processing unit 4 generates a correlation hypothesis using the position information of the observation value input from the target identification sensor device 3 and the information of the wake database 8 and the hypothesis database 9 (steps A11 to A13). . The generation of the correlation hypothesis is the same as the operation (steps A3 to A5) of the position information tracking processing unit 4 based on the observation value input from the radar device 2 described above, and thus detailed operation description is omitted. . Note that the position information of the observation value input from the target identification sensor device 3 is expressed in spatial coordinates composed of an elevation angle and an azimuth angle, whereas the existing track in the wake database 8 and the existing hypothesis in the hypothesis database 9 are used. The included position information is represented by spatial coordinates of elevation angle, azimuth angle, and distance. For this reason, when examining the correspondence between the observed value and the existing track or existing hypothesis, the predicted value of the distance component is used as an alternative to the observed value of the distance component, and the association is performed. The position information tracking processing unit 4 outputs the generated hypothesis and its reliability to the hypothesis matching unit 18 of the common processing unit 10.

次に、仮説照合部18は、目標識別追尾処理部13が生成した角度航跡と位置情報追尾処理部4が生成した仮説の照合を行い、角度航跡に類似した仮説のみを残す(ステップA14)。この照合は、位置情報追尾処理部4で生成した全ての仮説について目標識別追尾処理部13が生成した角度航跡との照合度を計算し、照合度が高い仮説のみを選択し残すことにより行う。図7はステップA14の仮説照合をさらに詳細化した手順で示したものである。以下、例を使って仮説照合の方法を説明する。 Next, the hypothesis collating unit 18 collates the angle track generated by the target identification tracking processing unit 13 with the hypothesis generated by the position information tracking processing unit 4, and leaves only a hypothesis similar to the angle track (step A14). This collation is performed by calculating the degree of matching with the angle track generated by the target identification tracking processing unit 13 for all hypotheses generated by the position information tracking processing unit 4, and selecting and leaving only hypotheses with a high matching degree. FIG. 7 shows a further detailed procedure for hypothesis matching in step A14. The hypothesis matching method will be described below using an example.

まず、生成した仮説に含まれる航跡と角度航跡に含まれる航跡の全ての組み合わせについて類似度を計算する(ステップB1)。ここで類似度は「角度航跡中の航跡に含まれている観測値の個数に対する、仮説中の航跡と角度航跡中の航跡の両方に含まれている観測値の個数の割合」と定義する。類似度の計算について、図8の仮説と図9の角度航跡を例にして説明する。図8の仮説には航跡T1_FUSと航跡T2_FUSの2つの航跡が含まれており、一方、図9の角度航跡には航跡T1_PASS、航跡T2_PASS、航跡T3_PASSの3つの角度航跡が含まれているので、3×2=6通りの組合せについて類似度を計算する。例えば、航跡T1_PASSと航跡T1_FUSの組合せでの類似度は、航跡T1_PASS中の観測値が5個で、そのうち航跡T1_FUSにも含まれている観測値が4個なので類似度は0.8(=4/5)と計算する。以下、各々の組合せについて類似度を計算すると表1の様になる。 First, the similarity is calculated for all combinations of the wake included in the generated hypothesis and the wake included in the angle wake (step B1). Here, the similarity is defined as “a ratio of the number of observation values included in both the wake in the hypothesis and the wake in the angle wake to the number of observation values included in the wake in the angle wake”. The similarity calculation will be described by taking the hypothesis of FIG. 8 and the angle wake of FIG. 9 as examples. The hypothesis in FIG. 8 includes two tracks, a wake T1_FUS and a wake T2_FUS, whereas the angle wake in FIG. 9 includes three angle tracks, a wake T1_PASS, a wake T2_PASS, and a wake T3_PASS. Similarity is calculated for 3 × 2 = 6 combinations. For example, the similarity in the combination of the wake T1_PASS and the wake T1_FUS is five observation values in the wake T1_PASS, of which four observation values are included in the wake T1_FUS, and the similarity is 0.8 (= 4 / 5). Table 1 below shows the similarity calculated for each combination.

Figure 0005082394
Figure 0005082394

次に、計算した類似度を基に、角度航跡中の各航跡に対して、最も大きい類似度を実現する仮説側の航跡を対応付ける(ステップB2)。表1の類似度の場合、その対応は以下となる。
対応1:T1_PASS ⇔ T1_FUS
対応2:T2_PASS ⇔ T2_FUS
対応3:T3_PASS ⇔ T1_FUS
Next, on the basis of the calculated similarity, the trail on the hypothesis side that realizes the highest similarity is associated with each track in the angle track (step B2). In the case of the similarity in Table 1, the correspondence is as follows.
Action 1: T1_PASS T T1_FUS
Correspondence 2: T2_PASS ⇔ T2_FUS
Action 3: T3_PASS T T1_FUS

次に、仮説の照合度を、この仮説に対応する類似度の積として計算する(ステップB3)。ここでの例では、対応1の類似度が0.8、対応2及び対応3の類似度がいずれも1.0なので、0.8×1.0×1.0=0.8がこの仮説の照合度となる。仮説照合部18は、以上の手順を繰り返すことにより、各仮説の照合度を計算する。 Next, the matching degree of the hypothesis is calculated as a product of the similarity corresponding to this hypothesis (step B3). In this example, the similarity of correspondence 1 is 0.8, and the similarity of correspondence 2 and correspondence 3 are both 1.0, so 0.8 × 1.0 × 1.0 = 0.8 is the hypothesis. It becomes the collation degree. The hypothesis matching unit 18 calculates the matching degree of each hypothesis by repeating the above procedure.

次に、仮説の照合度に閾値を設け、その閾値以上の照合度を有する仮説を残し、閾値を下回る照合度を有する仮説を削除する(ステップB4)。例として図10の様な観測値が得られたとする。この例では、目標識別センサ装置3の観測値である識別情報から判断すると、2つの目標が存在して接近交差となる軌跡を描いている可能性が高いと考えられる。一方、これらの観測値に対応する仮説照合前の仮説群として図11の上段に示す3つの仮設があるとする。但し、交差する軌跡を描く第1仮説の信頼度が最も高く、第2仮説、第3仮説の順に信頼度が低下するものとする。また、図9の中段には、この仮説群の各仮説と目標識別センサ装置単体による角度航跡との照合度を示す。各仮説と照合度を比較すると、最も信頼度が高い仮説(仮説照合前の第1仮説)の照合度は0.25、仮説照合前の第2仮説、及びの第3仮説照合度はいずれも1.0となる。ここで照合度の閾値を0.5とすると図9の下段に示すように、接近離反の軌跡を描く仮説(仮説照合前の第2仮説)が最上位(仮説照合後の第1仮説)となり、仮説照合前の第3仮説が仮説照合後の第2仮説となる。 Next, a threshold is set for the hypothesis matching degree, a hypothesis having a matching degree equal to or higher than the threshold is left, and a hypothesis having a matching degree lower than the threshold is deleted (step B4). As an example, assume that an observed value as shown in FIG. 10 is obtained. In this example, judging from the identification information that is the observation value of the target identification sensor device 3, it is considered that there is a high possibility that two targets exist and draw a trajectory that becomes an approaching intersection. On the other hand, it is assumed that there are three hypotheses shown in the upper part of FIG. 11 as hypothesis groups before hypothesis matching corresponding to these observation values. However, it is assumed that the reliability of the first hypothesis depicting the intersecting trajectory is the highest, and the reliability decreases in the order of the second hypothesis and the third hypothesis. The middle part of FIG. 9 shows the degree of matching between each hypothesis in this hypothesis group and the angle track by the target identification sensor device alone. Comparing each hypothesis with the matching degree, the matching degree of the hypothesis with the highest reliability (the first hypothesis before hypothesis matching) is 0.25, and the second hypothesis before hypothesis matching and the third hypothesis matching degree are both 1.0. Assuming that the threshold value of the matching degree is 0.5, as shown in the lower part of FIG. 9, the hypothesis (second hypothesis before hypothesis matching) that draws the locus of approach and separation becomes the highest (first hypothesis after hypothesis matching). The third hypothesis before hypothesis matching becomes the second hypothesis after hypothesis matching.

このようにして、仮説の照合度を考慮することにより、仮説照合前の3つの仮説から、閾値以上の照合度を有する2つの仮説を選択することができる。こうして選択した仮説は、仮説選択統合部11へ出力される。 In this way, by considering the hypothesis matching degree, two hypotheses having a matching degree equal to or higher than the threshold can be selected from the three hypotheses before hypothesis matching. The hypothesis selected in this way is output to the hypothesis selection integration unit 11.

なお、ステップB1「航跡の類似度計算」において、航跡に含まれる観測値の全てを類似度計算の対象としたが、ある一定時間以上前の過去の観測値は無視して、一定時間以内の最新の観測値のみを対象にして類似度を計算してもよい。また、最新の数観測時刻分の観測値のみを対象にして類似度を計算するようにしてもよい。 In step B1 “Calculation of wake similarity”, all observation values included in the wake are targeted for similarity calculation, but past observation values more than a certain time ago are ignored and within a certain time. The similarity may be calculated only for the latest observation value. Alternatively, the similarity may be calculated only for observation values for the latest several observation times.

また上記の説明では航跡に含まれている観測値の一致具合によって類似度を計算したが、平滑値の一致具合に基づいて類似度を計算してもよい。例えば、仮説に含まれる航跡の運動諸元推定値の角度成分をxhypo、その誤差共分散行列をPhypoとし、角度航跡の運動諸元推定値をxpass、その誤差共分散行列をPpassとして、類似度Λangを以下の様に計算する。 In the above description, the similarity is calculated based on the degree of matching of the observation values included in the wake. However, the degree of similarity may be calculated based on the degree of matching of the smooth values. For example, the angle component of the wake motion specification estimate included in the hypothesis is x hypo , its error covariance matrix is P hypo , the angle wake motion specification estimate is x pass , and its error covariance matrix is P pass The similarity Λ ang is calculated as follows.

Figure 0005082394
Figure 0005082394

また、仮説と角度航跡との類似度を、観測値を基に計算した類似度と平滑値を基に計算した類似度の積として計算してもよい。 Further, the similarity between the hypothesis and the angle wake may be calculated as a product of the similarity calculated based on the observed value and the similarity calculated based on the smooth value.

次に、仮説選択統合部11は、信頼度の低い仮説の削除と、類似する仮説の統合によって仮説群を縮小する(ステップA15)。仮説群を縮小する手法はステップA6で説明したものと同一であるので詳細な説明を省略する。このようにして選択統合して得た仮説群を航跡表示部12、及び仮説データベース9に出力する。仮説データベース9は選択、統合済みの仮説群を既存仮説と連携させて蓄積する。また、仮説群のいずれにも含まれていない既存航跡は以後の処理に不要なため、航跡データベース8から削除する処理を行う。 Next, the hypothesis selection integration unit 11 reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses (step A15). Since the method for reducing the hypothesis group is the same as that described in step A6, detailed description thereof is omitted. The hypothesis group thus obtained by selective integration is output to the wake display unit 12 and the hypothesis database 9. The hypothesis database 9 stores selected and integrated hypotheses in cooperation with existing hypotheses. In addition, since the existing track that is not included in any of the hypothesis groups is not necessary for the subsequent processing, a process of deleting from the track database 8 is performed.

最後に、航跡表示部12は、仮説選択統合部11が出力した仮説群の中からもっとも信頼度の値が大きい仮説について、その仮説に含まれる航跡をスクリーン等に表示させる(ステップA16)。 Finally, the wake display unit 12 displays the wake included in the hypothesis on the hypothesis having the highest reliability value from the hypothesis group output by the hypothesis selection / integration unit 11 on a screen or the like (step A16).

以上説明したステップA8〜A16が、目標識別センサ装置3から1つの観測値を入力した際の一連の動作フローである。この後、次の観測値が入力されるまで待機し、次の観測値が入力されるとステップA1から次のサイクルの処理が実行される。 Steps A8 to A16 described above are a series of operation flows when one observation value is input from the target identification sensor device 3. Thereafter, the process waits until the next observation value is input. When the next observation value is input, the processing of the next cycle is executed from step A1.

なお、以上の説明では、目標識別追尾処理部13での処理(ステップA8〜A10)の後に、位置情報追尾処理部の処理(ステップA11〜A13)を実行するようにしたが、位置情報追尾処理部の処理(ステップA11〜A13)の後に目標識別追尾処理部13での処理(ステップA8〜A10)を実行するようにしてもよいし、目標識別追尾処理部13での処理(ステップA8〜A10)と位置情報追尾処理部の処理(ステップA11〜A13)を同時平行して処理するようにしてもよい。 In the above description, the position information tracking processing unit (steps A11 to A13) is executed after the processing in the target identification tracking processing unit 13 (steps A8 to A10). The processing (steps A8 to A10) in the target identification tracking processing unit 13 may be executed after the processing (steps A11 to A13), or the processing in the target identification tracking processing unit 13 (steps A8 to A10). ) And the processing of the position information tracking processing unit (steps A11 to A13) may be performed in parallel.

以上のように実施の形態1による多目標追尾装置は、目標の識別情報及び位置情報の観測値に基づいて生成した角度航跡を活用して、目標の位置情報の観測値のみに基づいて生成した目標航跡の仮説を取捨選択するようにしたので、誤った相関結果を導く可能性が低くなり、より信頼度が高く、正確な相関決定が可能な多目標追尾を実行することができる。 As described above, the multi-target tracking device according to Embodiment 1 uses the angular track generated based on the target identification information and the observed value of the position information, and generates it based only on the observed value of the target position information. Since the target track hypothesis is selected, it is less likely to lead to an incorrect correlation result, and it is possible to execute multi-target tracking with higher reliability and accurate correlation determination.

実施の形態2.
飛翔体等の目標が自ら発する放射電波の形態を変更しながら、飛行する場合が考えられる。このような目標から得られる観測値の識別情報は、航跡の途中で遷移する場合があるが、識別情報の遷移に拘らず同一目標であると認識できることが望ましい。実施の形態2による多目標追尾装置は、相関仮説の選択統合処理において、識別情報の遷移が過去に観測された遷移と同一のものである場合、そのような遷移を含む仮説の信頼度は高いものとして処理することにより、1つの目標から得られる観測値の識別情報が変化する場合でも正しい相関結果を得ることができ、より正確な追尾処理を行うものである。
Embodiment 2. FIG.
It is conceivable to fly while changing the form of radiated radio waves emitted by a target such as a flying object. Although the identification information of the observed value obtained from such a target may change in the middle of the wake, it is desirable that it can be recognized as the same target regardless of the transition of the identification information. In the multi-target tracking device according to the second embodiment, when the transition of identification information is the same as the transition observed in the past in the correlation hypothesis selection and integration process, the reliability of the hypothesis including such transition is high. By processing as a thing, a correct correlation result can be obtained even when the identification information of the observation value obtained from one target changes, and a more accurate tracking process is performed.

図12は実施の形態1による多目標追尾装置の構成を示したものである。また、図13は、実施の形態2による多目標追尾装置1の動作フローを示したものである。図12及び図13において、図1及び図2と同一若しくは対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。以下、図に基づいて多目標追尾装置1の動作を説明する FIG. 12 shows the configuration of the multi-target tracking device according to the first embodiment. FIG. 13 shows an operation flow of the multi-target tracking device 1 according to the second embodiment. 12 and 13, the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, the operation of the multi-target tracking device 1 will be described with reference to the drawings.

動作フローにおける実施の形態1の多目標追尾装置との相違点は、目標識別センサ装置3から観測値を入力した場合の共通処理部10の動作であるのであるので、仮説照合(ステップA14)以降からの処理を説明する。仮説照合部18は、実施の形態1の場合と同様に、位置情報追尾処理部4が生成した相関仮説と目標識別追尾処理部13が生成した角度航跡とを照合する。そして、照合済みの選択された仮説を識別情報推移判定部19に出力する(ステップA14)。 Since the difference from the multi-target tracking device of the first embodiment in the operation flow is the operation of the common processing unit 10 when the observation value is input from the target identification sensor device 3, the hypothesis matching (step A14) and the subsequent steps The processing from will be described. As in the case of the first embodiment, the hypothesis collating unit 18 collates the correlation hypothesis generated by the position information tracking processing unit 4 with the angular track generated by the target identification tracking processing unit 13. Then, the selected hypothesis that has been verified is output to the identification information transition determination unit 19 (step A14).

識別情報推移判定部19は、仮説照合部18が出力する仮説群のうちもっとも信頼度が高い仮説について、その仮説を構成する航跡の何れかにおいて相関した観測値の識別情報の変化が生じていないかを調べる。そして観測値の識別情報の変化を検出した場合は、識別情報遷移履歴データベース20にその遷移前と遷移後の識別情報を格納する。例えば図8に示した仮説が最も信頼度が高い仮説である場合、航跡T1_FUSで相関した目標識別センサ装置3の観測値の識別情報が途中で変化(四角形から五角形)しているため、識別情報推移判定部19はその変化を識別情報遷移履歴データベース20に格納する。次回以降の観測時刻の処理では、他の仮説にこの遷移と同様の遷移が起きた航跡を含む仮説が存在する場合、その仮説の信頼度を定数倍して他よりも優位となる方向に増加修正する。これにより、識別情報の遷移状態を加味して仮説の信頼度の修正を行うことができる。識別情報推移判定部19は、信頼度の修正済みの仮説を仮説選択統合部11へ出力する(ステップA17)。 The identification information transition determination unit 19 does not change the identification information of the correlated observation value in any of the wakes constituting the hypothesis for the hypothesis having the highest reliability among the hypothesis group output from the hypothesis matching unit 18. Find out. When a change in the identification information of the observed value is detected, the identification information before and after the transition is stored in the identification information transition history database 20. For example, if the hypothesis shown in FIG. 8 is the hypothesis with the highest reliability, the identification information of the observation value of the target identification sensor device 3 correlated with the track T1_FUS changes midway (rectangle to pentagon). The transition determination unit 19 stores the change in the identification information transition history database 20. In the processing of the observation time after the next time, if another hypothesis includes a hypothesis that includes a track where a transition similar to this transition has occurred, the reliability of that hypothesis is multiplied by a constant and increased in a direction that predominates over others. Correct it. Thereby, the reliability of the hypothesis can be corrected in consideration of the transition state of the identification information. The identification information transition determination unit 19 outputs the hypothesis whose reliability has been corrected to the hypothesis selection integration unit 11 (step A17).

仮説選択統合部11は、実施の形態1の場合と同様に信頼度の低い仮説の削除と、類似する仮説の統合によって仮説群を縮小する(ステップA15)。この際、統合済みの仮説群のいずれにも含まれていない既存航跡に生じている識別情報の遷移は以後の処理に不要なため、識別情報遷移履歴データベース20から該当する遷移情報を削除する処理を行う。 As in the case of the first embodiment, the hypothesis selection integration unit 11 reduces hypotheses by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses (step A15). At this time, since the transition of the identification information occurring in the existing track that is not included in any of the integrated hypotheses is unnecessary for the subsequent processing, the process of deleting the corresponding transition information from the identification information transition history database 20 I do.

最後に、航跡表示部12が、仮説選択統合部11が出力した仮説群の中からもっとも信頼度の値が大きい仮説について、その仮説に含まれる航跡をスクリーン等に表示させる(ステップA16)。 Finally, the wake display unit 12 displays the wake included in the hypothesis for the hypothesis having the highest reliability value from the hypothesis group output by the hypothesis selection / integration unit 11 (step A16).

以上のように実施の形態2による多目標追尾装置は、相関仮説中の識別情報の遷移を記録し、過去と同様の遷移を起こした仮説を優先するように仮説の信頼度を修正するため、一つの目標から得られる観測値の識別情報が変化する場合でも正しい相関結果を得る確率が高くなる。 As described above, the multi-target tracking device according to the second embodiment records the transition of the identification information in the correlation hypothesis, and corrects the hypothesis reliability so as to prioritize the hypothesis that has caused the transition similar to the past. Even when the identification information of the observation value obtained from one target changes, the probability of obtaining a correct correlation result is high.

本発明の実施の形態1による多目標追尾装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multi-target tracking apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による多目標追尾装置の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the multi-target tracking apparatus by Embodiment 1 of this invention. 既存航跡とゲート、観測値の説明図である。It is explanatory drawing of the existing wake, a gate, and an observed value. 相関仮説の例である。It is an example of a correlation hypothesis. 既存仮説の例である。This is an example of an existing hypothesis. 目標識別センサ装置での追尾における既存航跡と観測値の例である。It is an example of the existing track and the observed value in the tracking by the target identification sensor device. 仮説照合の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of hypothesis collation. 仮説における既存航跡と観測値の例である。It is an example of existing tracks and observations in the hypothesis. 角度航跡における既存航跡と観測値の例である。It is an example of the existing wake and observation value in an angle wake. レーダ装置の観測値と目標識別センサ装置の観測値の例である。It is an example of the observed value of a radar apparatus, and the observed value of a target identification sensor apparatus. 仮説照合前後の仮説群の例である。It is an example of a hypothesis group before and after hypothesis collation. 本発明の実施の形態2による多目標追尾装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multi-target tracking apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による多目標追尾装置の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the multi-target tracking apparatus by Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:多目標追尾装置、2:レーダ装置、3:目標識別センサ装置、4:位置情報追尾処理部、5:観測値選別部、6:航跡生成、7:相関仮説生成部、8:航跡データベース、9:仮説データベース、10:共通処理部、11:仮説選択統合部、12:航跡表示部12、13:目標識別追尾処理部、14:観測値選別部、15:相関決定部、16:角度航跡生成部、17:角度航跡データベース、18:仮説照合部 1: multi-target tracking device, 2: radar device, 3: target identification sensor device, 4: position information tracking processing unit, 5: observation value selection unit, 6: wake generation, 7: correlation hypothesis generation unit, 8: wake database , 9: Hypothesis database, 10: Common processing unit, 11: Hypothesis selection integration unit, 12: Track display unit 12, 13: Target identification tracking processing unit, 14: Observation value selection unit, 15: Correlation determination unit, 16: Angle Wake generation unit, 17: Angular wake database, 18: Hypothesis matching unit

Claims (8)

目標の位置を仰角、方位角、及び距離で表した第1の観測値と目標の位置を仰角及び方位角で表した第2の観測値とが入力され、前記第1の観測値と前記第2の観測値を用いて目標航跡を含む仮説群を生成する位置情報追尾処理部と、
前記第2の観測値と前記第2の観測値が有する目標の識別情報とが入力され、前記第2の観測値と、過去に観測された前記第2の観測値を含む角度航跡から算出された目標の予測位置範囲とを比較し、前記予測位置範囲内にあるとともに前記角度航跡に含まれる前記第2の観測値と同一の識別情報を有する前記入力された第2の観測値を前記角度航跡に対応付け、新たに角度航跡を生成する目標識別追尾処理部と、
前記仮説群に含まれる仮説中の航跡に含まれる前記第2の観測値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値とを比較することにより前記仮説と前記角度航跡との照合度を求め、前記仮説群のうち、所定の閾値を超えた前記照合度を有する仮説を選択し、所定の閾値を超えなかった前記照合度を有する仮説を削除する仮説照合部と、
前記仮説照合部で選択された仮説からなる仮説群のうち、信頼度の低い仮説の削除、及び類似する仮説の統合によって前記仮説群を縮小する仮説選択統合部とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
A first observation value that represents the target position as an elevation angle, an azimuth angle, and a distance and a second observation value that represents the target position as an elevation angle and an azimuth angle are input, and the first observation value and the first observation value are input. A position information tracking processing unit that generates a hypothesis group including the target track using the observation values of 2,
The second observation value and identification information of the target possessed by the second observation value are input, and calculated from the second observation value and an angle wake including the second observation value observed in the past. was compared with the predicted position range of the target, the angle of the second observation values the input having the same identification information and the second observation value included in the angle track with lies within the predicted position range A target identification tracking processing unit that associates with a wake and generates a new angle wake;
Collating the hypothesis with the angle wake by comparing the second observation value included in the wake in the hypothesis included in the hypothesis group and the second observation value included in the wake in the angle wake A hypothesis matching unit that selects a hypothesis having the matching degree that exceeds a predetermined threshold from the hypothesis group, and deletes a hypothesis having the matching degree that does not exceed the predetermined threshold;
A hypothesis selection integration unit that reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability from hypotheses consisting of hypotheses selected by the hypothesis matching unit and integrating similar hypotheses is provided. Multi-target tracking device.
前記仮説照合部は、前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値の個数に対する、前記仮説中の航跡と前記角度航跡中の航跡の両方に含まれる前記第2の観測値の個数の割合から類似度を計算し、前記類似度の積から前記照合度を求めることを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。 The hypothesis verification unit, the angle with respect to the number of the second observed value contained in track in track, the number of the second observed value included in both the track of track and the angle of trajectory in the hypothesis The multi-target tracking device according to claim 1, wherein the similarity is calculated from the ratio of and the matching is obtained from a product of the similarities. 前記仮説照合部は、最新の数観測時刻分の前記第2の観測値のみを対象にして前記類似度を計算することを特徴とする請求項2記載の多目標追尾装置。 The multi-target tracking device according to claim 2, wherein the hypothesis matching unit calculates the similarity only for the second observation values for the latest several observation times. 前記仮説照合部は、前記仮説中の航跡に含まれる前記第1の観測値及び前記第2の観測値に基づいて算出した平滑値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値に基づいて算出した平滑値との誤差共分散により類似度を計算し、前記類似度の積から前記照合度を求めることを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。 The hypothesis matching unit includes a smooth value calculated based on the first observation value and the second observation value included in the wake in the hypothesis and the second observation value included in the wake in the angle wake. The multi-target tracking device according to claim 1, wherein similarity is calculated by error covariance with a smooth value calculated based on, and the matching degree is obtained from a product of the similarity. 前記仮説照合部は、前記角度航跡中の航跡に含まれる観測値の個数に対する、前記仮説中の航跡と前記角度航跡中の航跡の両方に含まれる観測値の個数の割合から計算した値と、
前記仮説中の航跡に含まれる前記第1の観測値及び前記第2の観測値に基づいて算出した平滑値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値に基づいて算出した平滑値との誤差共分散により計算した値と、の積から類似度を計算し、前記類似度の積から前記照合度を求めることを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。
The hypothesis verification unit, to the number of observations included in the track in the angle track, the value calculated from the ratio of the number of observations included in both the track in track and the angle track in the hypothesis,
Smoothness calculated based on the first observation value and the second observation value included in the wake in the hypothesis and the second observation value included in the wake in the angle wake The multi-target tracking device according to claim 1, wherein a similarity is calculated from a product of a value calculated by error covariance with the value, and the matching degree is obtained from the product of the similarity.
目標の位置を仰角、方位角、及び距離で表した第1の観測値と目標の位置を仰角及び方位角で表した第2の観測値とが入力され、前記第1の観測値と前記第2の観測値を用いて目標航跡を含む仮説群を生成する位置情報追尾処理部と、
前記第2の観測値と前記第2の観測値が有する目標の識別情報とが入力され、前記第2の観測値と、過去に観測された前記第2の観測値を含む角度航跡から算出された目標の予測位置範囲とを比較し、前記予測位置範囲内にあるとともに前記角度航跡に含まれる前記第2の観測値と同一の識別情報を有する前記入力された第2の観測値を前記角度航跡に対応付け、新たに角度航跡を生成する目標識別追尾処理部と、
前記仮説群に含まれる仮説中の航跡に含まれる前記第2の観測値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値とを比較することにより前記仮説と前記角度航跡との照合度を求め、前記仮説群のうち、所定の閾値を超えた前記照合度を有する仮説を選択し、所定の閾値を超えなかった前記照合度を有する仮説を削除する仮説照合部と、
前記仮説照合部で選択された仮説に含まれる航跡に相関する観測値の識別情報の変化が、過去に検出した識別情報の変化と同一の場合には、前記仮説の信頼度を増加させる識別情報推移判定部と、
前記仮説照合部で選択された仮説からなる仮説群のうち、信頼度の低い仮説の削除、及び類似する仮説の統合によって前記仮説群を縮小する仮説選択統合部とを備えたことを特徴とする多目標追尾装置。
A first observation value that represents the target position as an elevation angle, an azimuth angle, and a distance and a second observation value that represents the target position as an elevation angle and an azimuth angle are input, and the first observation value and the first observation value are input. A position information tracking processing unit that generates a hypothesis group including the target track using the observation values of 2,
The second observation value and identification information of the target possessed by the second observation value are input, and calculated from the second observation value and an angle wake including the second observation value observed in the past. was compared with the predicted position range of the target, the angle of the second observation values the input having the same identification information and the second observation value included in the angle track with lies within the predicted position range A target identification tracking processing unit that associates with a wake and generates a new angle wake;
Collating the hypothesis with the angle wake by comparing the second observation value included in the wake in the hypothesis included in the hypothesis group and the second observation value included in the wake in the angle wake A hypothesis matching unit that selects a hypothesis having the matching degree that exceeds a predetermined threshold from the hypothesis group, and deletes a hypothesis having the matching degree that does not exceed the predetermined threshold;
Identification information that increases the reliability of the hypothesis when the change in the identification information of the observation value correlated with the wake included in the hypothesis selected by the hypothesis matching unit is the same as the change in the identification information detected in the past A transition determination unit;
A hypothesis selection integration unit that reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability from hypotheses consisting of hypotheses selected by the hypothesis matching unit and integrating similar hypotheses is provided. Multi-target tracking device.
目標の位置を仰角、方位角、及び距離で表した第1の観測値と目標の位置を仰角及び方位角で表した第2の観測値とが入力され、前記第1の観測値と前記第2の観測値を用いて目標航跡を含む仮説群を生成するステップと、
前記第2の観測値と前記第2の観測値が有する目標の識別情報とが入力され、前記第2の観測値と、過去に観測された前記第2の観測値を含む角度航跡から算出された目標の予測位置範囲とを比較し、前記予測位置範囲内にあるとともに前記角度航跡に含まれる前記第2の観測値と同一の識別情報を有する前記入力された第2の観測値を前記角度航跡に対応付け、新たに角度航跡を生成するステップと、
前記仮説群に含まれる仮説中の航跡に含まれる前記第2の観測値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値とを比較することにより前記仮説と前記角度航跡との照合度を求め、前記仮説群のうち、所定の閾値を超えた前記照合度を有する仮説を選択し、所定の閾値を超えなかった前記照合度を有する仮説を削除するステップと、
記選択された仮説からなる仮説群のうち、信頼度の低い仮説の削除、及び類似する仮説の統合によって前記仮説群を縮小するステップとを有することを特徴とする多目標追尾方法。
A first observation value that represents the target position as an elevation angle, an azimuth angle, and a distance and a second observation value that represents the target position as an elevation angle and an azimuth angle are input, and the first observation value and the first observation value are input. Generating a hypothesis group including the target track using the observation values of 2,
The second observation value and identification information of the target possessed by the second observation value are input, and calculated from the second observation value and an angle wake including the second observation value observed in the past. was compared with the predicted position range of the target, the angle of the second observation values the input having the same identification information and the second observation value included in the angle track with lies within the predicted position range Associating with a wake and generating a new angle wake;
Collating the hypothesis with the angle wake by comparing the second observation value included in the wake in the hypothesis included in the hypothesis group and the second observation value included in the wake in the angle wake Determining a degree, selecting a hypothesis having the matching degree that exceeds a predetermined threshold from the hypothesis group, and deleting a hypothesis having the matching degree that does not exceed the predetermined threshold;
Of the hypotheses made of pre-hexene-option hypotheses, the multi-target tracking method characterized by a step of reducing the hypotheses deletion of low reliability hypothesis, and the integration hypothesis similar.
目標の位置を仰角、方位角、及び距離で表した第1の観測値と目標の位置を仰角及び方位角で表した第2の観測値とが入力され、前記第1の観測値と前記第2の観測値を用いて目標航跡を含む仮説群を生成するステップと、
前記第2の観測値と前記第2の観測値が有する目標の識別情報とが入力され、前記第2の観測値と、過去に観測された前記第2の観測値を含む角度航跡から算出された目標の予測位置範囲とを比較し、前記予測位置範囲内にあるとともに前記角度航跡に含まれる前記第2の観測値と同一の識別情報を有する前記入力された第2の観測値を前記角度航跡に対応付け、新たに角度航跡を生成するステップと、
前記仮説群に含まれる仮説中の航跡に含まれる前記第2の観測値と前記角度航跡中の航跡に含まれる前記第2の観測値とを比較することにより前記仮説と前記角度航跡との照合度を求め、前記仮説群のうち、所定の閾値を超えた前記照合度を有する仮説を選択し、所定の閾値を超えなかった前記照合度を有する仮説を削除するステップと、
記選択された仮説に含まれる航跡に相関する観測値の識別情報の変化が、過去に検出した識別情報の変化と同一の場合には、前記仮説の信頼度を増加させるステップと、
記選択された仮説からなる仮説群のうち、信頼度の低い仮説の削除、及び類似する仮説の統合によって前記仮説群を縮小するステップとを有することを特徴とする多目標追尾方法。
A first observation value that represents the target position as an elevation angle, an azimuth angle, and a distance and a second observation value that represents the target position as an elevation angle and an azimuth angle are input, and the first observation value and the first observation value are input. Generating a hypothesis group including the target track using the observation values of 2,
The second observation value and identification information of the target possessed by the second observation value are input, and calculated from the second observation value and an angle wake including the second observation value observed in the past. was compared with the predicted position range of the target, the angle of the second observation values the input having the same identification information and the second observation value included in the angle track with lies within the predicted position range Associating with a wake and generating a new angle wake;
Collating the hypothesis with the angle wake by comparing the second observation value included in the wake in the hypothesis included in the hypothesis group and the second observation value included in the wake in the angle wake Determining a degree, selecting a hypothesis having the matching degree that exceeds a predetermined threshold from the hypothesis group, and deleting a hypothesis having the matching degree that does not exceed the predetermined threshold;
A step change in the identity of the observations that correlate the track included in the pre-hexene-option hypotheses is, when the same change in the previously detected identification information, to increase the reliability of the hypothesis,
Of the hypotheses made of pre-hexene-option hypotheses, the multi-target tracking method characterized by a step of reducing the hypotheses deletion of low reliability hypothesis, and the integration hypothesis similar.
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