JP5501555B2 - Multi-target tracking device - Google Patents

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JP5501555B2 JP2007104908A JP2007104908A JP5501555B2 JP 5501555 B2 JP5501555 B2 JP 5501555B2 JP 2007104908 A JP2007104908 A JP 2007104908A JP 2007104908 A JP2007104908 A JP 2007104908A JP 5501555 B2 JP5501555 B2 JP 5501555B2
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Description

この発明は、センサを使って目標を観測し、得られた観測情報(観測値)を使って目標の追尾を行う多目標追尾装置に関するものである。   The present invention relates to a multi-target tracking device that observes a target using a sensor and tracks the target using the obtained observation information (observed value).

センサから得られた観測値を使って目標を追尾してその運動諸元の推定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、その装置および方法については様々な提案がなされている。近接した複数の目標を追尾する場合の問題点として、目標航跡と観測値の相関を誤って誤追尾を起こし易くなることが挙げられる。この様な場合に対処する多目標追尾装置(例えば、特許文献1参照)では、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。   Many papers, patents, etc. have already mentioned the technology for tracking the target using the observation values obtained from the sensor and estimating the motion specifications. Proposals have been made. As a problem in tracking a plurality of close targets, it is easy to cause erroneous tracking by erroneously correlating the target track and the observed value. In a multi-target tracking device (for example, see Patent Document 1) for dealing with such a case, a plurality of hypotheses are generated for the correlation between the target track and the observed value, and the final correlation is determined while calculating the reliability. .

ここで、上述の従来の多目標追尾装置について図6〜図10を参照しながら説明する。図6は、従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。   Here, the conventional multi-target tracking device described above will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional multi-target tracking device.

図6において、従来の多目標追尾装置10Aは、センサ20から最新観測時刻の観測値を読み込み、既存航跡のゲートを算出し、さらに入力された観測値がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する位置情報相関決定部2と、観測値のゲート内外判定結果を基に航跡を生成する航跡生成部3Aと、生成された航跡を組合せて仮説を生成する相関仮説生成部4Aと、信頼度の低い仮説の削除、類似した仮説の統合によって仮説群を縮小する仮説選択統合部5と、航跡を格納する航跡ファイル8と、仮説を格納する仮説ファイル9とが設けられている。   In FIG. 6, the conventional multi-target tracking device 10A reads the observation value at the latest observation time from the sensor 20, calculates the gate of the existing track, and further checks whether the input observation value is within the gate, A position information correlation determining unit 2 that determines which wakes the incoming observation value can correlate with, a wake generation unit 3A that generates a wake based on the determination result inside and outside the gate of the observation value, and the generated wake Correlation hypothesis generation unit 4A that generates hypotheses in combination, hypothesis selection unit 5 that reduces hypotheses by deleting hypotheses with low reliability, and integration of similar hypotheses, wake file 8 that stores wakes, and hypotheses A hypothesis file 9 to be stored is provided.

つぎに、従来の多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図7は、従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the conventional multi-target tracking device will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the conventional multi-target tracking device.

まず、ステップ901(観測値入力)において、位置情報相関決定部2は、最新観測時刻の観測値を、センサ20から読み込む。   First, in step 901 (observation value input), the position information correlation determination unit 2 reads the observation value at the latest observation time from the sensor 20.

次に、ステップ902(ゲート内外判定)において、位置情報相関決定部2は、既存航跡のゲートを算出し、さらに入力された観測値がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する。ここで、航跡は、3次元空間における目標の位置、速度から成る以下の式(a−1)の6個の要素を持ったベクトルを推定諸元とする。   Next, in step 902 (gate inside / outside determination), the position information correlation determination unit 2 calculates the gate of the existing wake, further checks whether the input observation value is within the gate, and enters the observation value that has entered. To which wakes can be correlated. Here, the wake is assumed to be a vector having six elements of the following expression (a-1), which is composed of a target position and velocity in a three-dimensional space.

Figure 0005501555
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図8は、既存航跡と観測値の例を、xy平面上に示す図である。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。既存航跡が持つ運動諸元を使用して計算される観測時刻における予測位置と、推定している運動諸元の誤差共分散から、観測値が得られる可能性のある空間領域であるゲートが算出される。この例では、既存航跡T1とT2の各々のゲート内に観測値O1とO2が共に入ったとする。この場合、観測値O1は既存航跡T1とT2に相関可能であり、観測値O2は既存航跡T1とT2に相関可能である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of existing tracks and observed values on the xy plane. In this example, there are T1 and T2 as existing tracks, and three observation values O1, O2, and O3 are obtained. A gate, which is a spatial region where observation values may be obtained, is calculated from the predicted position calculated using the motion parameters of the existing wake and the error covariance of the estimated motion parameters. Is done. In this example, it is assumed that the observation values O1 and O2 enter the gates of the existing tracks T1 and T2. In this case, 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.

一組の航跡と観測値のゲート内外判定方法の詳細を以下に説明する。予測値(^)X(−)は以下の式(a−2)で計算される。なお、明細書中では、(^)Xは、Xの上に^があることを表す。 The details of the method for judging inside / outside of a set of wakes and observations are described below. The predicted value (^) X k (−) is calculated by the following equation (a-2). In the specification, (^) X indicates that there is ^ on X.

Figure 0005501555
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ここで、Φk−1は推移行列であり、(^)Xk−1(+)は1観測時刻前の平滑値である。 Here, Φ k−1 is a transition matrix, and (^) X k−1 (+) is a smooth value before one observation time.

予測誤差共分散P(−)は、以下の式(a−3)で計算される。 The prediction error covariance P k (−) is calculated by the following equation (a-3).

Figure 0005501555
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ここで、Pk−1(+)は1観測時刻前の平滑誤差共分散行列、Qk−1は駆動雑音共分散行列、Γ(k−1)は駆動雑音の変換行列である。 Here, P k−1 (+) is a smoothing error covariance matrix before one observation time, Q k−1 is a driving noise covariance matrix, and Γ 1 (k−1) is a driving noise conversion matrix.

残差共分散行列Sは、以下の式(a−4)で計算される。 The residual covariance matrix S k is calculated by the following equation (a-4).

Figure 0005501555
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ここで、Hは観測行列、Rは観測誤差共分散行列、Γ(k)は観測雑音の変換行列である。 Here, H k is an observation matrix, R k is an observation error covariance matrix, and Γ 2 (k) is a conversion matrix of observation noise.

上記の残差共分散行列を用いて、観測値Zのゲート内外判定は、以下の式(a−5)の条件の成否により決まる。 Using the above residual covariance matrix, the gate outside judgment of observations Z k is determined by the success or failure conditions of the following formulas (a-5).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Z(−)は予測観測値であり、以下の式(a−6)により計算できる。 Here, Z k (−) is a predicted observation value, and can be calculated by the following equation (a-6).

Figure 0005501555
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また、式(a−5)のdは、χ平方検定における有意水準によって定まる境界値のパラメータである。この式(a−5)が成立する(観測値が誤差共分散行列の範囲内である)場合は「観測値と航跡は相関あり」、成立しない場合(観測値が誤差共分散行列の範囲外である)場合は「観測値と航跡は相関なし」と判定する。   Moreover, d of Formula (a-5) is a parameter of a boundary value determined by the significance level in the χ square test. If this equation (a-5) holds (the observed value is within the range of the error covariance matrix), “the observed value and the wake are correlated”; otherwise, the observed value is outside the range of the error covariance matrix. ), It is determined that “the observed value and the wake have no correlation”.

次に、ステップ903(航跡生成)において、航跡生成部3Aは、観測値のゲート内外判定結果を基に航跡を生成する。作成される航跡は以下の「更新航跡」、「新航跡」、「メモリトラック航跡」3つの種類がある。これらの航跡の観測時刻における平滑諸元を計算し、更新航跡についてはさらに相関結果に対応する航跡の尤度を計算する。   Next, in step 903 (wake generation), the wake generation unit 3A generates a wake based on the determination result of the observation value inside / outside the gate. There are three types of tracks to be created: “update track”, “new track”, and “memory track track”. The smoothness specifications at the observation time of these tracks are calculated, and the likelihood of the track corresponding to the correlation result is calculated for the updated track.

「更新航跡」は、既存航跡にゲート内の何れかの観測値を追加して生成される航跡である。図8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航跡が生成される。   The “update wake” is a wake generated by adding any observation value in the gate to the existing wake. In the example of FIG. 8, the wake that updated the existing wake T1 using the observed value O1, the wake that updated the existing wake T1 using the observed value O2, the wake that updated the existing wake T2 using the observed value O1, and the observed value A total of four wakes are generated by updating the existing wake T2 using O2.

平滑ベクトルは、以下の式(a−7)で計算される。   The smooth vector is calculated by the following equation (a-7).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Kはフィルタゲインであり、以下の式(a−8)により計算できる。 Here, K k is a filter gain and can be calculated by the following equation (a-8).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、平滑誤差共分散行列は、以下の式(a−9)で計算される。   The smooth error covariance matrix is calculated by the following equation (a-9).

Figure 0005501555
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また、航跡の尤度は、観測値の確率分布が予測位置(3次元の位置)を中心としたガウス分布となることを仮定して計算する。   The likelihood of a wake is calculated on the assumption that the probability distribution of observed values is a Gaussian distribution centered on the predicted position (three-dimensional position).

Figure 0005501555
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「新航跡」は、最新の観測時刻に得られた観測値を起点とする航跡である。図8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航跡が生成される。平滑ベクトルは位置成分が観測値と同等、速度成分は0と初期設定する。また、平滑誤差共分散行列はこの時点では計算できず、2点目の観測値が決定された時点で観測誤差共分散行列を用いて計算される。   The “new wake” is a wake starting from the observation value obtained at the latest observation time. In the example of FIG. 8, 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. The smooth vector is initially set so that the position component is equal to the observed value and the velocity component is zero. In addition, the smooth error covariance matrix cannot be calculated at this time, and is calculated using the observation error covariance matrix when the second observation value is determined.

「メモリトラック航跡」は、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」とする航跡である。図8の例では、既存航跡T1のメモリトラック航跡と既存航跡T2のメモリトラック航跡の計2航跡が生成される。   The “memory track wake” is a wake that “there was no correlated observation value at the corresponding time” with respect to the existing wake. In the example of FIG. 8, a total of two tracks are generated: a memory track track of the existing track T1 and a memory track track of the existing track T2.

平滑ベクトルは予測ベクトルと同等の値、平滑誤差共分散行列は予測誤差共分散行列と同等の値に設定する。   The smooth vector is set to a value equivalent to the prediction vector, and the smooth error covariance matrix is set to a value equivalent to the prediction error covariance matrix.

次に、ステップ904(相関仮説生成)において、まず、相関仮説生成部4Aは、ステップ903で生成された航跡を組合せて仮説を生成する。この仮説は以下の条件を満たしていなければならない。   Next, in step 904 (correlation hypothesis generation), first, the correlation hypothesis generation unit 4A generates a hypothesis by combining the wakes generated in step 903. This hypothesis must satisfy the following conditions:

仮説は1観測時刻前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9は、相関仮説の例を2つ示す図である。同図(a)に示す相関仮説1は、既存航跡T1を観測値O2で更新した航跡と、既存航跡T2を観測値O1で更新した航跡の2航跡を採択し、観測値O3は不要信号とみなす。この相関仮説は既存航跡としてT1とT2が存在していることが前提となるため、図10(a)に示す既存仮説1の発展により生成される。なお、図10は、既存仮説の例を3つ示す図である。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で更新した航跡と、観測値O3を起点とする航跡T3の2航跡を採択し、O2を不要信号とみなす。この相関仮説は既存航跡としてT1のみが存在していることが前提となるため、図10(b)に示す既存仮説2の発展により生成される。   The hypothesis must be an extension of one of the existing hypotheses generated one observation time ago. FIG. 9 is a diagram illustrating two examples of correlation hypotheses. Correlation hypothesis 1 shown in FIG. 6A adopts two wakes, a wake obtained by updating the existing wake T1 with the observation value O2 and a wake obtained by updating the existing wake T2 with the observation value O1, and the observation value O3 is an unnecessary signal. I reckon. Since this correlation hypothesis is based on the premise that T1 and T2 exist as existing tracks, the correlation hypothesis is generated by the development of the existing hypothesis 1 shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing three examples of existing hypotheses. 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, a track obtained by updating the existing track T1 with the observation value O1 and a track T3 starting from the observation value O3, and regards O2 as an unnecessary signal. Since this correlation hypothesis is based on the premise that only T1 exists as an existing track, it is generated by the development of the existing hypothesis 2 shown in FIG.

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。   For the selected observation and wake combination, the observation must be in 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.

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、1つの仮説の中で観測値O1が既存航跡T1とT2の両方に対応付けられたり、観測値O2が航跡の一部でも不要信号でもないとみなされることはない。   An observation is associated with any one wake or is considered an unnecessary signal. For example, in one hypothesis, the observed value O1 is not associated with both the existing tracks T1 and T2, and the observed value O2 is not considered to be part of the track or an unnecessary signal.

1つの既存航跡に対して更新に利用する観測値は高々1つである。例えば、1つの仮説の中で既存航跡T1にO1とO2の両方が対応付けられることはない。   At most one observation value is used for updating one existing track. For example, both O1 and O2 are not associated with the existing track T1 in one hypothesis.

各仮説についてはその評価値として信頼度が計算される。信頼度は選択された観測値と航跡の尤度の積を計算し、さらに全ての仮説の信頼度の和が1.0となる様に正規化したものである。正規化する前の信頼度の計算式は、以下の式(a−11)となる。   For each hypothesis, the reliability is calculated as the evaluation value. The reliability is calculated by calculating the product of the selected observation value and the likelihood of the wake, and further normalizing so that the sum of the reliability of all hypotheses is 1.0. The equation for calculating the reliability before normalization is the following equation (a-11).

Figure 0005501555
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この式(a−11)の右辺の各段の意味は、以下の通りである。
第1段:既存航跡と観測値の位置情報が相関した場合に積算される項である。
第2段:既存航跡が探知抜けとなる場合に積算される項である。
第3段:観測値を新目標とする場合に積算される項である。
第4段:観測値を不要信号とする場合に積算される項である。
第5段:親仮説の信頼度である。
The meaning of each stage on the right side of the formula (a-11) is as follows.
First stage: A term to be accumulated when the existing track and the position information of the observation value are correlated.
Second stage: This is a term to be accumulated when the existing wake becomes missing.
Third stage: A term that is accumulated when the observed value is set as a new target.
Fourth stage: A term that is integrated when an observed value is an unnecessary signal.
5th stage: The reliability of the parent hypothesis.

式(a−11)中の記号の意味は、以下の通りである。
:観測時刻kにおける、i番目の仮説である。
:センサの探知確率で、装置起動前に設定するパラメータである。
βFT:不要信号の発生密度で、装置起動前に設定するパラメータである。
βNT:新目標の発生密度で、装置起動前に設定するパラメータである。
TGT:親仮説中で参照される(目標と見做されている)航跡数である。
DT:仮説中で最新時刻における何れかの観測値と相関があると見做された既存航跡の数である。
NT:仮説中で最新時刻において新目標と見做された観測値の数である。
FT:仮説中で最新時刻において不要信号と見做された観測値の数である。
The meanings of symbols in formula (a-11) are as follows.
P k i : The i-th hypothesis at the observation time k.
P D : A detection probability of the sensor, which is a parameter set before the apparatus is activated.
β FT : Unnecessary signal generation density, which is a parameter set before starting the apparatus.
β NT : A new target generation density, which is a parameter set before the apparatus is started.
N TGT : Number of wakes (referred to as targets) referenced in the parent hypothesis.
N DT : Number of existing wakes assumed to be correlated with any observation value at the latest time in the hypothesis.
N NT : The number of observations that were considered as new targets at the latest time in the hypothesis.
N FT is the number of observed values that are considered as unnecessary signals at the latest time in the hypothesis.

次に、ステップ905(仮説の選択統合)において、仮説選択統合部5は、信頼度の低い仮説の削除、類似した仮説の統合によって仮説群を縮小する。この縮小には以下の手法がよく知られている。
・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。
・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、その他を削除する。
・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。
Next, in step 905 (hypothesis selection integration), the hypothesis selection integration unit 5 reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses. The following methods are well known for this reduction.
・ Set a threshold for reliability and delete all hypotheses with reliability less than that.
Set an upper limit for the number of hypotheses, leave only the set number of hypotheses in descending order of reliability, and delete others.
-Integrate hypotheses with the same correlation between observation values for the past several observation times.

そして、ステップ906(航跡表示)において、航跡表示部30は、信頼度に応じた仮説の選択を行い、その仮説に含まれる航跡を表示する。   In step 906 (wake display), the wake display unit 30 selects a hypothesis corresponding to the reliability, and displays the wake included in the hypothesis.

以上が1観測時刻分のデータ処理の流れであり、この1サイクルが終了すると、次の観測値を読み込み、次のサイクルの処理が実行される。   The above is the flow of data processing for one observation time. When this one cycle ends, the next observation value is read and the processing of the next cycle is executed.

センサ20から目標の位置に関する情報以外の属性情報、例えば画像センサによる目標形状などが得られる場合、属性が類似した観測値群を同一目標とみなす相関結果が正解である可能性が高いといえる。この属性を追尾の状態変数に含めて相関を取る別の従来の多目標追尾装置(例えば、特許文献2参照)が提案されている。この別の従来の多目標追尾装置は相関仮説の信頼度計算方法も示されており、先に説明した従来の多目標追尾装置に容易に適用できる。   When attribute information other than information related to the position of the target, for example, a target shape by the image sensor, is obtained from the sensor 20, it can be said that there is a high possibility that a correlation result regarding observation values having similar attributes as the same target is correct. Another conventional multi-target tracking device (for example, refer to Patent Document 2) that takes correlation by including this attribute in a tracking state variable has been proposed. This other conventional multi-target tracking apparatus also shows a correlation hypothesis reliability calculation method, and can be easily applied to the conventional multi-target tracking apparatus described above.

特許3145893号公報Japanese Patent No. 3145893 特許3457174号公報Japanese Patent No. 3457174

上述したような別の従来の多目標追尾装置を、先に説明した従来の多目標追尾装置に適用して属性が得られるセンサからの観測値で追尾を行った場合、属性の急激な変動、例えば目標が急旋回をして形状が以前と全く変わってしまう状況が発生すると、それまで追尾を行っていた航跡と観測値の相関がとれず、別目標と認識されてしまう。   When tracking with the observation value from the sensor obtained by applying another conventional multi-target tracking device as described above to the conventional multi-target tracking device described above, the attribute is abrupt, For example, if a situation occurs in which the target turns sharply and its shape changes completely, the track that has been tracked up to that point cannot be correlated with the observed value, and is recognized as a separate target.

例えば、2目標を観測していてその位置と属性の推移が図11の様な場合を考える。ここで、属性情報は、属性Aと属性Bの2次元の数値情報で得られるとする。位置空間上では2目標が途中まで互いに接近する軌道を描き、属性空間上では目標(目標1)の属性Aに大幅な値の変化が起きたとする。従来技術の拡張では目標1の観測値の属性情報について属性Aの変化前と後で相関がとれず、図12の様な3目標の存在を示す誤った仮説を優位仮説としてしまう。すなわち、属性を用いることによって位置情報のみで追尾する場合よりも追尾性能が劣化してしまう可能性があるという問題点があった。   For example, consider a case where two targets are observed and the transition of the position and attribute is as shown in FIG. Here, it is assumed that the attribute information is obtained as two-dimensional numerical information of attribute A and attribute B. It is assumed that a trajectory in which two targets approach each other on the position space is drawn halfway, and that a significant value change occurs in the attribute A of the target (target 1) on the attribute space. In the extension of the prior art, the attribute information of the observed value of the target 1 cannot be correlated before and after the change of the attribute A, and an erroneous hypothesis indicating the existence of three targets as shown in FIG. That is, there is a problem that the tracking performance may be deteriorated by using the attribute as compared with the case of tracking only by the position information.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、センサから得られる属性情報を利用しつつ、その属性の急変が起きた場合でも正しい相関決定を行うことができる多目標追尾装置を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to perform correct correlation determination even when a sudden change in the attribute occurs while using attribute information obtained from the sensor. A multi-target tracking device that can be obtained is obtained.

この発明に係る多目標追尾装置は、目標の位置情報と前記位置情報以外の前記目標に関する属性情報とを観測値として生成するセンサと、入力された最新観測時刻における観測値と航跡ファイル中の各航跡の相関の可能性の判定を属性に関して行う属性相関決定部と、前記航跡ファイル中の各航跡の位置情報に関するゲートを算出し、入力された観測値の位置情報が前記ゲート内にあるかどうかを調べ、入力された観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する位置情報相関決定部と、前記観測値と前記航跡の属性に関する相関結果、及び前記観測値と前記航跡の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の目標の運動諸元を推定する航跡を生成する統合航跡生成部と、前記統合航跡生成部により生成された航跡を組合せて仮説を生成するとともに、属性の急激な変動が起きる確率である属性変動確率パラメータを用いて各仮説の信頼度を計算する統合相関仮説生成部と、前記統合相関仮説生成部により計算された信頼度の低い仮説の削除し、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する仮説選択統合部とを備え、前記統合相関仮説生成部は、前記属性変動確率パラメータとして、前記属性情報の急変確率Pと、前記属性情報が取り得る範囲の体積Vとを用い、前記属性情報の急変確率Pから、属性について相関がとれた場合の尤度を算出するとともに、前記体積Vから、属性について相関がとれない場合の尤度を算出して、前記2つの場合の各尤度の積を用いて仮説の信頼度を計算するものである。

The multi-target tracking device according to the present invention includes a sensor that generates target position information and attribute information related to the target other than the position information as observation values, an observation value at the latest observation time that is input, and each in the wake file Attribute correlation determination unit that determines the possibility of correlation of wakes with respect to attributes, and calculates a gate related to position information of each wake in the wake file, and whether the position information of the input observation value is in the gate And a position information correlation determination unit that determines which wake the input observation value can correlate with, a correlation result regarding the observation value and the attribute of the wake, and a position information of the observation value and the wake Based on the correlation results, the combined wake generation unit that generates the wake that estimates the target motion specifications at the latest observation time is combined with the wake generated by the integrated wake generation unit to generate a hypothesis. In addition, an integrated correlation hypothesis generation unit that calculates the reliability of each hypothesis using an attribute variation probability parameter that is a probability that a sudden change of the attribute occurs, and a hypothesis of low reliability calculated by the integrated correlation hypothesis generation unit And a hypothesis selection integration unit that reduces hypothesis groups by integrating similar hypotheses, and the integrated correlation hypothesis generation unit uses the attribute information change probability parameter as a sudden change probability P T of the attribute information and the attribute using a body volume V R of the range information can take, from a sudden change probability P T of the attribute information, and calculates the likelihood of the case where the correlation is taken for the attribute, before Kitai product V R, the correlation for the attribute Likelihood is calculated when it is not possible, and hypothesis reliability is calculated using the product of the respective likelihoods in the two cases.

この発明に係る多目標追尾装置は、センサから得られる属性情報を利用しつつ、その属性の急変が起きた場合でも正しい相関決定を行うことができるという効果を奏する。   The multi-target tracking device according to the present invention has an effect that correct correlation determination can be performed even when an abrupt change of the attribute occurs while using attribute information obtained from the sensor.

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置について図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Embodiment 1 FIG.
A multi-target tracking device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the multitarget tracking apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the following, in each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

図1において、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置10は、航跡ファイル8中の各航跡と最新観測時刻における観測値のゲート内外判定に属性に関して行う属性相関決定部1と、既存航跡の位置情報に関するゲートを算出し、さらに、入力された観測値の位置情報がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する位置情報相関決定部2と、航跡と観測値の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の目標の運動諸元を推定する航跡を生成する統合航跡生成部3と、
生成された航跡を組合せて仮説を生成する統合相関仮説生成部4と、信頼度の低い仮説の削除、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する仮説選択統合部5と、航跡を格納する航跡ファイル8と、仮説を格納する仮説ファイル9とが設けられている。
In FIG. 1, the multi-target tracking device 10 according to the first embodiment of the present invention includes an attribute correlation determination unit 1 that performs attribute determination on the inside / outside determination of each track in the track file 8 and the observation value at the latest observation time, Position information that calculates the gate related to the position information of the wake, checks whether the position information of the input observation value is in the gate, and determines which wake the incoming observation value can correlate with A correlation determination unit 2, an integrated wake generation unit 3 that generates a wake that estimates the motion specifications of the target at the latest observation time, based on the correlation result regarding the position information of the wake and the observation value;
An integrated correlation hypothesis generation unit 4 that generates hypotheses by combining the generated wakes, a hypothesis selection integration unit 5 that reduces hypotheses by deleting hypotheses with low reliability, and integrating similar hypotheses, and a wake that stores wakes A file 8 and a hypothesis file 9 for storing hypotheses are provided.

つぎに、この実施の形態1に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図2は、この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the multi-target tracking device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

なお、従来技術では目標の位置、速度を推定諸元としたが、本実施の形態1ではこれらにさらに属性Aと属性Bから成る属性を加える。状態変数は以下の式(b−1)の様に記述できる。   In the prior art, the target position and speed are estimated parameters, but in the first embodiment, an attribute consisting of attribute A and attribute B is further added thereto. The state variable can be described as the following equation (b-1).

Figure 0005501555
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trk,kは従来技術における状態変数に相当し、 att,kは属性情報に関する状態変数を示す。 X trk, k corresponds to a state variable in the prior art, and X att, k represents a state variable related to attribute information.

Figure 0005501555
Figure 0005501555

センサ20から観測値が入力された場合についての処理手順を以下に説明する。   A processing procedure when an observation value is input from the sensor 20 will be described below.

まず、ステップ101(観測値入力)において、多目標追尾装置10は、センサ20の最新観測時刻における観測値を読み込む。この観測値から得られた目標位置に関する情報は位置情報相関決定部2に、属性は属性相関決定部1に取り込まれる。   First, in step 101 (observation value input), the multi-target tracking device 10 reads an observation value at the latest observation time of the sensor 20. Information on the target position obtained from the observed values is taken into the position information correlation determining unit 2 and attributes are taken into the attribute correlation determining unit 1.

次に、ステップ102(属性比較判定)において、属性相関決定部1は、航跡ファイル8中の各航跡と最新観測時刻における観測値のゲート内外判定を属性に関して行う。   Next, in step 102 (attribute comparison determination), the attribute correlation determination unit 1 performs gate inside / outside determination of each track in the track file 8 and the observation value at the latest observation time with respect to the attribute.

一組の航跡と観測値のゲート内外判定方法の詳細を以下に説明する。属性に関する予測値(^)Xatt,k(−)は、以下の式(b−4)で計算される。 The details of the method for judging inside / outside of a set of wakes and observations are described below. The predicted value (^) X att, k (−) regarding the attribute is calculated by the following equation (b-4).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Φatt,k−1は属性に関する推移行列であり、(^)Xatt,k−1(+)は属性に関する1観測時刻前の平滑値である。 Here, Φ att, k−1 is a transition matrix related to the attribute, and (^) X att, k−1 (+) is a smooth value one observation time before the attribute.

属性に関する予測誤差共分散Patt,k(+)は、以下の式(b−5)で計算される。 The prediction error covariance P att, k (+) regarding the attribute is calculated by the following equation (b-5).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Patt,k−1(+)は1観測時刻前の属性に関する平滑誤差共分散行列、Qatt,k−1は属性に関する駆動雑音共分散行列、Γatt,1(k−1)は属性に関する駆動雑音の変換行列である。 Here, P att, k-1 (+) is the smoothing error covariance matrix related to the attribute before one observation time, Q att, k-1 is the driving noise covariance matrix related to the attribute, and Γ att, 1 (k-1). Is a transformation matrix of driving noise related to attributes.

属性に関する残差共分散行列Satt,kは、以下の式(b−6)で計算される。 The residual covariance matrix S att, k for the attribute is calculated by the following equation (b-6).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Hatt,kは属性に関する観測行列、Ratt,kは属性に関する観測誤差共分散行列、Γatt,2(k)は属性に関する観測雑音の変換行列である。 Here, H att, k is an observation matrix relating to attributes, R att, k is an observation error covariance matrix relating to attributes, and Γ att, 2 (k) is a transformation matrix of observation noise relating to attributes.

上記の残差共分散を用いて、属性に関する観測値Zatt,kのゲート内外は、以下の式(b−7)の条件の成否により決まる。 Using the above residual covariance , the inside and outside of the gate of the observation value Z att, k related to the attribute is determined by the success or failure of the condition of the following equation (b-7).

Figure 0005501555
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ここで、Zatt,k(−)は予測観測値であり、以下の式(b−8)で計算する。 Here, Z att, k (−) is a predicted observation value, and is calculated by the following equation (b-8).

Figure 0005501555
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また、dattはχ平方検定における有意水準によって定まる境界値のパラメータである。 Further, d att is a boundary value parameter determined by the significance level in the χ square test.

この式(b−7)が成立する(観測値が誤差共分散行列の範囲内である)場合は「属性について相関あり」、成立しない場合(観測値が誤差共分散行列の範囲外である)場合は「属性について相関なし」と判定する。   If this expression (b-7) is satisfied (the observed value is within the range of the error covariance matrix), “there is a correlation with the attribute”, and if not (the observed value is outside the range of the error covariance matrix) In this case, it is determined that “there is no correlation with respect to attributes”.

次に、ステップ103(ゲート内外判定)において、位置情報相関決定部2は、航跡ファイル8中の各航跡の位置情報に関するゲートを算出する。このゲートは航跡の予測位置を中心とし、航跡の予測誤差共分散と観測誤差共分散の和である残差共分散によってその広がりを指定された空間上の領域である。さらに、入力された観測値の位置情報がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する。   Next, in step 103 (gate inside / outside determination), the position information correlation determination unit 2 calculates a gate related to the position information of each wake in the wake file 8. This gate is an area on the space where the spread is designated by the residual covariance, which is the sum of the wake prediction error covariance and the observation error covariance. Further, it is checked whether or not the position information of the input observation value is in the gate, and it is determined which wake the incoming observation value can be correlated with.

一組の航跡と観測値のゲート内外判定方法の詳細を以下に説明する。目標運動に関する予測値(^)Xtrk,k(−)は、以下の式(b−9)で計算される。 The details of the method for judging inside / outside of a set of wakes and observations are described below. The predicted value (^) X trk, k (−) regarding the target motion is calculated by the following equation (b-9).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Φtrk,k−1は目標運動に関する推移行列であり、(^)Xtrk,k−1(+)は目標運動に関する1観測時刻前の平滑値である。 Here, Φ trk, k−1 is a transition matrix related to the target motion, and (^) X trk, k−1 (+) is a smooth value one observation time before the target motion.

目標運動に関する予測誤差共分散Ptrk,k(−)は、以下の式(b−10)で計算される。 The prediction error covariance P trk, k (−) regarding the target motion is calculated by the following equation (b-10).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Ptrk,k−1(+)は1観測時刻前の目標運動に関する平滑誤差共分散行列、Qtrk,k−1は目標運動に関する駆動雑音共分散行列、Γtrk,1(k−1)は目標運動に関する駆動雑音の変換行列である。 Here, P trk, k-1 (+) is a smooth error covariance matrix related to the target motion before one observation time, Q trk, k-1 is a drive noise covariance matrix related to the target motion, and Γ trk, 1 (k− 1) is a drive noise conversion matrix for the target motion.

目標運動に関する残差共分散行列Strk,kは、以下の式(b−11)で計算される。 The residual covariance matrix S trk, k regarding the target motion is calculated by the following equation (b-11).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Htrk,kは目標運動の位置に関する観測行列、Rtrk,kは目標運動の位置に関する観測誤差共分散行列、Γtrk,2(k)は目標運動の位置に関する観測雑音の変換行列である。 Here, H trk, k is an observation matrix related to the position of the target motion, R trk, k is an observation error covariance matrix related to the position of the target motion, and Γ trk, 2 (k) is a conversion matrix of observation noise related to the position of the target motion. It is.

上記の残差共分散行列を用いた判定により、目標運動の位置に関する観測値Ztrk,kのゲート内外は、以下の式(b−12)の条件の成否により決まる。 Based on the determination using the residual covariance matrix, whether the observed value Z trk, k relating to the position of the target motion is inside or outside the gate is determined by the success or failure of the condition of the following equation (b-12).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Ztrk,k(−)は、予測観測値で以下の式(b−13)で計算する。 Here, Z trk, k (−) is a predicted observation value and is calculated by the following equation (b-13).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、dtrkは、χ平方検定における有意水準によって定まる境界値のパラメータである。 Further, d trk is a boundary value parameter determined by the significance level in the χ square test.

この式(b−12)が成立する(観測値が誤差共分散行列の範囲内である)場合は「位置について相関あり」、成立しない場合(観測値が誤差共分散行列の範囲外である)場合は「位置について相関なし」と判定する。   When this formula (b-12) is satisfied (the observed value is within the range of the error covariance matrix), “there is a correlation with respect to the position”, and when it is not satisfied (the observed value is outside the range of the error covariance matrix) In this case, it is determined that “there is no correlation with respect to the position”.

次に、ステップ104(統合航跡生成)において、統合航跡生成部3は、観測値と航跡の属性に関する相関結果、及び観測値と航跡の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の目標の運動諸元を推定する航跡を生成する。作成される航跡は、「更新航跡」、「新航跡」、「メモリトラック航跡」の3つの種類がある。これらの航跡については、最新の観測時刻における運動諸元と属性の推定値である平滑諸元(平滑ベクトル、平滑誤共分散行列)を計算する。   Next, in step 104 (integrated wake generation), the integrated wake generation unit 3 determines the target of the latest observation time based on the correlation result regarding the observation value and the attribute of the wake and the correlation result regarding the observation value and the position information of the wake. A wake that estimates the motion specifications is generated. There are three types of tracks that are created: “update track”, “new track”, and “memory track track”. For these tracks, smooth specifications (smooth vector, smooth error covariance matrix) that are estimated values of motion and attributes at the latest observation time are calculated.

(1)更新航跡は、ステップ103(ゲート内外判定)において、既存航跡の位置情報に関するゲート内に入った観測値を追加して生成される航跡である。平滑ベクトルは、以下の式(b−14)で計算される。   (1) The updated wake is a wake that is generated by adding the observation value that has entered the gate related to the position information of the existing wake in step 103 (gate inside / outside determination). The smooth vector is calculated by the following equation (b-14).

Figure 0005501555
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ここで、Ktrk,k、Katt,kは、位置、属性に関するフィルタゲインであり、以下の式(b−16)、(b−17)により計算できる。 Here, K trk, k and K att, k are filter gains relating to position and attributes, and can be calculated by the following equations (b-16) and (b-17).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、平滑誤差共分散行列は、以下の式(b−18)、(b−19)で計算される。   The smooth error covariance matrix is calculated by the following equations (b-18) and (b-19).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、航跡の尤度は、観測値の確率分布が真値を中心としたガウス分布となることを仮定して以下の様に計算する。航跡の尤度は、以下で説明する位置情報に関する尤度と属性に関する尤度の2通りあり双方を計算する。   The likelihood of a wake is calculated as follows assuming that the probability distribution of observed values is a Gaussian distribution centered on the true value. There are two kinds of likelihood of the wake, that is, the likelihood related to position information and the likelihood related to attributes described below, and both are calculated.

位置情報に関数する尤度は、以下の式(b−20)で計算する。   The likelihood functioning on the position information is calculated by the following equation (b-20).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

属性に関する尤度は、属性の分布関数を適用するが、例えばガウス分布を仮定して以下の式(b−21)で計算する。   The likelihood related to the attribute is calculated by the following formula (b-21) assuming a Gaussian distribution, for example, by applying the attribute distribution function.

Figure 0005501555
Figure 0005501555

なお、ステップ102(属性比較判定)において、属性について観測値は航跡のゲート外であると判定された場合については、属性の平滑値は最新の観測値の値とし、その誤差共分散は観測誤差共分散と同等に設定する(属性のみ下記の新航跡と同等の推定値計算を行う)。   When it is determined in step 102 (attribute comparison determination) that the observation value for the attribute is outside the wake gate, the smooth value of the attribute is the latest observation value, and the error covariance is the observation error. Set to be equivalent to covariance (only attribute is calculated with the estimated value equivalent to the following new track).

(2)新航跡は、最新の観測時刻に得られた観測値を起点とする航跡である。平滑ベクトルは位置成分について観測値と同等、速度成分は0、属性に関する成分は観測値と同等に初期設定する。また、平滑誤差共分散行列はこの時点では計算できず、2点目の観測値が決定された時点で観測誤差共分散行列を用いて計算する。   (2) The new wake is a wake starting from the observation value obtained at the latest observation time. The smooth vector is initialized to the position component equivalent to the observed value, the velocity component is set to 0, and the attribute-related component is initialized to the observed value. Further, the smooth error covariance matrix cannot be calculated at this time, and is calculated using the observation error covariance matrix when the second observation value is determined.

(3)メモリトラック航跡は、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」とする航跡である。平滑ベクトルは予測ベクトルと同等の値、平滑誤差共分散行列は予測誤差共分散行列と同等の値に設定する。   (3) The memory track track is a track indicating that “there was no correlated observation value at the corresponding time” with respect to the existing track. The smooth vector is set to a value equivalent to the prediction vector, and the smooth error covariance matrix is set to a value equivalent to the prediction error covariance matrix.

次に、ステップ105(統合相関仮説生成)において、まず、統合相関仮説生成部4は、ステップ104(統合航跡生成)で生成された航跡を組合せて仮説を生成する。この仮説は以下の条件を満たしていなければならない。
・仮説は、1観測時刻前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。
・選択された観測値と既存航跡の組合せについては、観測値の位置情報は、既存航跡の位置ゲート内に入っていなければならない。
・全ての観測値は、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。
・1つの既存航跡に対して相関可能な観測値は高々1つである。
Next, in step 105 (integrated correlation hypothesis generation), first, the integrated correlation hypothesis generation unit 4 generates a hypothesis by combining the wakes generated in step 104 (integrated wake generation). This hypothesis must satisfy the following conditions:
・ The hypothesis must be an extension of one of the existing hypotheses generated one observation time ago.
• For the combination of selected observations and existing wakes, the position information of the observations must be in the position gate of the existing wakes.
All observations are associated with any one wake or are considered unnecessary signals.
• There is at most one observation that can be correlated to one existing track.

各仮説については、その評価値として信頼度が計算される。信頼度は、選択された観測値と航跡の尤度の積を計算し、さらに全ての仮説の信頼度の和が1.0となる様に正規化したものである。正規化する前の信頼度の計算式は以下の式(b−22)となる。   For each hypothesis, the reliability is calculated as the evaluation value. The reliability is obtained by calculating the product of the selected observation value and the likelihood of the wake, and further normalizing so that the sum of the reliability of all hypotheses is 1.0. The calculation formula of the reliability before normalization is the following formula (b-22).

Figure 0005501555
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上式(b−22)の右辺の各段の意味は、以下の通りである。
第1段:既存航跡と観測値の位置情報が相関した場合に積算される項である。また、属性についても相関が取れた場合に限定する。
第2段:既存航跡と観測値の位置情報が相関した場合に積算される項である。ただし、属性については相関が取れない場合に限定する。
第3段:既存航跡が探知抜けとなる場合に積算される項である。
第4段:観測値を新目標とする場合に積算される項である。
第5段:観測値を不要信号とする場合に積算される項である。
第6段:親仮説の信頼度である。
The meaning of each stage on the right side of the above formula (b-22) is as follows.
First stage: A term to be accumulated when the existing track and the position information of the observation value are correlated. Further, the attribute is limited to the case where correlation is obtained.
Second stage: A term that is accumulated when the existing track and the position information of the observation value are correlated. However, the attribute is limited to a case where correlation cannot be obtained.
Third stage: This term is accumulated when the existing wake becomes a detection failure.
Fourth stage: A term to be accumulated when the observed value is set as a new target.
Fifth stage: A term that is integrated when an observed value is an unnecessary signal.
6th stage: The reliability of the parent hypothesis.

右辺の第2段の計算で利用するパラメータとして以下の2点がある。
:属性の急変が起きる確率で、装置起動前に設定するパラメータ(属性変動確率パラメータ)である。また、過去に起きた属性の急変と同様である場合、他の変動よりもより大きな値(重み付け)を設定してもよい。
:追尾対象となる目標の属性が取り得る範囲の体積であり、装置起動前に設定するパラメータである。
The following two points are used as parameters used in the second-stage calculation on the right side.
P T : A probability that an abrupt change of an attribute occurs, and is a parameter (attribute variation probability parameter) set before the apparatus is activated. In addition, when the attribute change is similar to a sudden change in the past, a larger value (weighting) than other changes may be set.
V R is a volume in a range that can be taken by the target attribute to be tracked, and is a parameter set before starting the apparatus.

次に、ステップ106(仮説の統合選択)において、仮説選択統合部5は、信頼度の低い仮説の削除、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する。この縮小には、従来良く知られている以下の手法を用いる。
・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。
・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、その他を削除する。
・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。
Next, in step 106 (hypothesis integration selection), the hypothesis selection integration unit 5 reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses. For this reduction, the following well-known method is used.
・ Set a threshold for reliability and delete all hypotheses with reliability less than that.
Set an upper limit for the number of hypotheses, leave only the set number of hypotheses in descending order of reliability, and delete others.
-Integrate hypotheses with the same correlation between observation values for the past several observation times.

そして、ステップ107(航跡表示)において、航跡表示部30は、信頼度に応じた仮説の選択を行い、その仮説に含まれる航跡を表示する。   In step 107 (wake display), the wake display unit 30 selects a hypothesis corresponding to the reliability, and displays the wake included in the hypothesis.

以上がセンサ20の1観測時刻分のデータ処理の流れであり、この1サイクルが終了すると、次の観測時刻の観測値を読み込み、次のサイクルの処理が実行される。   The above is the flow of data processing for one observation time of the sensor 20, and when this one cycle ends, the observation value at the next observation time is read and the processing of the next cycle is executed.

以上の様に、この実施の形態1に係る多目標追尾装置によれば、同一の目標から得られる属性の急変により通常の相関決定方法では航跡と観測値の相関がとれなくなる場合でも、同一目標と認識する仮説を高い信頼度で維持することが可能となる。   As described above, according to the multi-target tracking device according to the first embodiment, even when the normal correlation determination method cannot obtain the correlation between the track and the observation value due to the sudden change of the attribute obtained from the same target, the same target is obtained. It is possible to maintain the hypothesis to recognize with high reliability.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置について図3、図4及び図5を参照しながら説明する。図3は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。
Embodiment 2. FIG.
A multi-target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5. FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the multitarget tracking apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

図3において、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置10は、航跡ファイル8中の各航跡と最新観測時刻における観測値のゲート内外判定に属性に関して行う属性相関決定部1と、既存航跡の位置情報に関するゲートを算出し、さらに、入力された観測値の位置情報がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する位置情報相関決定部2と、航跡と観測値の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の目標の運動諸元を推定する航跡を生成する統合航跡生成部3と、
生成された航跡を組合せて仮説を生成する統合相関仮説生成部4と、信頼度の低い仮説の削除、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する仮説選択統合部5と、各航跡について、過去の推定処理に利用したセンサ20の観測値の属性の値からその目標種別を判定する目標種別判定部6と、航跡を格納する航跡ファイル8と、仮説を格納する仮説ファイル9とが設けられている。
In FIG. 3, the multi-target tracking device 10 according to the second embodiment of the present invention includes an attribute correlation determination unit 1 that performs attribute determination on the inside / outside determination of each track in the track file 8 and the observation value at the latest observation time, Position information that calculates the gate related to the position information of the wake, checks whether the position information of the input observation value is in the gate, and determines which wake the incoming observation value can correlate with A correlation determination unit 2, an integrated wake generation unit 3 that generates a wake that estimates the motion specifications of the target at the latest observation time, based on the correlation result regarding the position information of the wake and the observation value;
An integrated correlation hypothesis generation unit 4 that generates hypotheses by combining the generated wakes, a hypothesis selection integration unit 5 that reduces hypotheses by deleting hypotheses with low reliability, and integrating similar hypotheses, A target type determination unit 6 that determines the target type from the attribute value of the observed value of the sensor 20 used for the estimation process, a wake file 8 that stores a wake, and a hypothesis file 9 that stores a hypothesis are provided. Yes.

つぎに、この実施の形態2に係る多目標追尾装置の動作について図面を参照しながら説明する。図4は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。   Next, the operation of the multi-target tracking device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the multitarget tracking apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

なお、センサ20から得られる情報、追尾装置で推定する諸元は、上記の実施の形態1と同様である。   The information obtained from the sensor 20 and the specifications estimated by the tracking device are the same as those in the first embodiment.

まず、ステップ201(観測値入力)において、多目標追尾装置10は、センサ20の最新観測時刻における観測値を読み込む。この観測値の目標位置情報は位置情報相関決定部2に、属性は属性相関決定部1に取り込まれる。   First, in step 201 (observation value input), the multi-target tracking device 10 reads an observation value at the latest observation time of the sensor 20. The target position information of the observed value is taken into the position information correlation determining unit 2 and the attribute is taken into the attribute correlation determining unit 1.

次に、ステップ202(属性比較判定)において、属性相関決定部1は、航跡ファイル8中の各航跡と最新観測時刻における観測値のゲート内外判定を属性に関して行う。   Next, in step 202 (attribute comparison determination), the attribute correlation determination unit 1 performs gate inside / outside determination of each track in the track file 8 and the observation value at the latest observation time with respect to the attribute.

一組の航跡と観測値のゲート内外判定方法の詳細を以下に説明する。属性に関する予測値(^)Xatt,k(−)は、以下の式(c−1)で計算される。 The details of the method for judging inside / outside of a set of wakes and observations are described below. The predicted value (^) X att, k (−) regarding the attribute is calculated by the following equation (c-1).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Φatt,k−1は属性に関する推移行列であり、(^)Xatt,k−1(+)は属性に関する1観測時刻前の平滑値である。 Here, Φ att, k−1 is a transition matrix related to the attribute, and (^) X att, k−1 (+) is a smooth value one observation time before the attribute.

属性に関する予測誤差共分散Patt,k(+)は、以下の式(c−2)で計算される。 The prediction error covariance P att, k (+) regarding the attribute is calculated by the following equation (c-2).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Patt,k−1(+)は1観測時刻前の属性に関する平滑誤差共分散行列、Qatt,k−1は属性に関する駆動雑音共分散行列、Γatt,1(k−1)は属性に関する駆動雑音の変換行列である。 Here, P att, k-1 (+) is the smoothing error covariance matrix related to the attribute before one observation time, Q att, k-1 is the driving noise covariance matrix related to the attribute, and Γ att, 1 (k-1). Is a transformation matrix of driving noise related to attributes.

属性に関する残差共分散行列Satt,kは、以下の式(c−3)で計算される。 The residual covariance matrix S att, k for the attribute is calculated by the following equation (c-3).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Hatt,kは属性に関する観測行列、Ratt,kは属性に関する観測誤差共分散行列、Γatt,2(k)は属性に関する観測雑音の変換行列である。 Here, H att, k is an observation matrix relating to attributes, R att, k is an observation error covariance matrix relating to attributes, and Γ att, 2 (k) is a transformation matrix of observation noise relating to attributes.

上記の残差共分散行列を用いた判定により、属性に関する観測値Zatt,kのゲート内外は、以下の式(c−4)の条件の成否により決まる。 Based on the determination using the residual covariance matrix, whether the observed value Z att, k regarding the attribute is inside or outside the gate is determined by the success or failure of the condition of the following equation (c-4).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Zatt,k(−)は予測観測値であり、以下の式(c−5)で計算する。 Here, Z att, k (−) is a predicted observation value, and is calculated by the following equation (c-5).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、dattは、χ平方検定における有意水準によって定まる境界値のパラメータである。 D att is a parameter of a boundary value determined by the significance level in the χ square test.

この式(c−4)が成立する(観測値が誤差共分散行列の範囲内である)場合は「属性について相関あり」、成立しない場合(観測値が誤差共分散行列の範囲外である)場合は「属性について相関なし」と判定する。   If this expression (c-4) is satisfied (the observed value is within the range of the error covariance matrix), “there is a correlation with respect to the attribute”, and if not (the observed value is outside the range of the error covariance matrix) In this case, it is determined that “there is no correlation with respect to attributes”.

次に、ステップ203(ゲート内外判定)において、位置情報相関決定部2は、航跡ファイル8中の各航跡の位置情報に関するゲートを算出する。このゲートは航跡の予測位置を中心とし、航跡の予測誤差共分散と観測誤差共分散の和である残差共分散によってその広がりを指定された領域である。さらに、入力された観測値の位置情報がそのゲート内にあるかどうかを調べ、入ってきた観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する。   Next, in step 203 (gate inside / outside determination), the position information correlation determination unit 2 calculates a gate related to position information of each wake in the wake file 8. This gate is an area whose spread is designated by the residual covariance, which is the sum of the wake prediction error covariance and the observation error covariance. Further, it is checked whether or not the position information of the input observation value is in the gate, and it is determined which wake the incoming observation value can be correlated with.

一組の航跡と観測値のゲート内外判定方法の詳細を以下に説明する。目標運動に関する予測値(^)Xtrk,k(−)は、以下の式(c−6)で計算される。 The details of the method for judging inside / outside of a set of wakes and observations are described below. The predicted value (^) X trk, k (−) regarding the target motion is calculated by the following equation (c-6).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Φtrk,k−1は目標運動に関する推移行列であり、(^)Xtrk,k−1(+)は目標運動に関する1観測時刻前の平滑値である。 Here, Φ trk, k−1 is a transition matrix related to the target motion, and (^) X trk, k−1 (+) is a smooth value one observation time before the target motion.

目標運動に関する予測誤差共分散Ptrk,k(−)は、以下の式(c−7)で計算される。 The prediction error covariance P trk, k (−) regarding the target motion is calculated by the following equation (c-7).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Ptrk,k−1(+)は1観測時刻前の目標運動に関する平滑誤差共分散行列、Qtrk,k−1は目標運動に関する駆動雑音共分散行列、Γtrk,1(k−1)は目標運動に関する駆動雑音の変換行列である。 Here, P trk, k-1 (+) is a smooth error covariance matrix related to the target motion before one observation time, Q trk, k-1 is a drive noise covariance matrix related to the target motion, and Γ trk, 1 (k− 1) is a drive noise conversion matrix for the target motion.

目標運動の位置に関する残差共分散行列Strk,kは、以下の式(c−8)で計算される。 The residual covariance matrix S trk, k regarding the position of the target motion is calculated by the following equation (c-8).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Htrk,kは目標運動の位置に関する観測行列、Rtrk,kは目標運動の位置に関する観測誤差共分散行列、Γtrk,2(k)は目標運動の位置に関する観測雑音の変換行列である。 Here, H trk, k is an observation matrix related to the position of the target motion, R trk, k is an observation error covariance matrix related to the position of the target motion, and Γ trk, 2 (k) is a conversion matrix of observation noise related to the position of the target motion. It is.

上記の残差共分散を用いて、目標運動の位置に関する観測値Ztrk,kのゲート内外判定は、以下の式(c−9)の条件の成否により決まる。 Using the above residual covariance , the gate inside / outside determination of the observed value Z trk, k regarding the position of the target motion is determined by the success or failure of the condition of the following equation (c-9).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Ztrk,k(−)は、予測観測値で以下の式(c−10)で計算する。 Here, Z trk, k (−) is a predicted observation value, and is calculated by the following equation (c-10).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、dtrkは、χ平方検定における有意水準によって定まる境界値のパラメータである。 Further, d trk is a boundary value parameter determined by the significance level in the χ square test.

この式(c−9)が成立する(観測値が誤差共分散行列の範囲内である)場合は「位置について相関あり」、成立しない場合(観測値が誤差共分散行列の範囲外である)場合は「位置について相関なし」と判定する。   If this expression (c-9) is satisfied (the observed value is within the range of the error covariance matrix), “there is a correlation with respect to the position”, and if not (the observed value is outside the range of the error covariance matrix) In this case, it is determined that “there is no correlation for the position”.

次に、ステップ204(統合航跡生成)において、統合航跡生成部3は、観測値と航跡の属性に関する相関結果、及び観測値と航跡の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の目標の運動諸元を推定する航跡を生成する。作成される航跡は「更新航跡」、「新航跡」、「メモリトラック航跡」の3つの種類がある。これらの航跡の観測時刻における運動諸元と属性の推定値を計算する。   Next, in step 204 (integrated wake generation), the integrated wake generation unit 3 sets the target of the latest observation time based on the correlation result regarding the observation value and the attribute of the wake and the correlation result regarding the observation value and the position information of the wake. A wake that estimates the motion specifications is generated. There are three types of tracks to be created: “update track”, “new track”, and “memory track track”. The motion parameters and attribute estimates at the observation time of these tracks are calculated.

(1)更新航跡は、ステップ203(ゲート内外判定)において、既存航跡の位置情報に関するゲート内に入った観測値を追加して生成される航跡である。平滑ベクトルは、以下の式(c−11)、(c−12)で計算される。   (1) The updated wake is a wake that is generated by adding the observation value that has entered the gate related to the position information of the existing wake in step 203 (gate inside / outside determination). The smooth vector is calculated by the following equations (c-11) and (c-12).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

ここで、Ktrk,k、Katt,kは位置、属性に関するフィルタゲインであり、以下の式(c−13)、(c−14)により計算できる。 Here, K trk, k and K att, k are filter gains relating to position and attributes, and can be calculated by the following equations (c-13) and (c-14).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、平滑誤差共分散行列は、以下の式(c−15)、(c−16)で計算される。   The smooth error covariance matrix is calculated by the following equations (c-15) and (c-16).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

また、航跡の尤度は、観測値の確率分布が真値を中心としたガウス分布となることを仮定して以下の様に計算する。航跡の尤度は、以下で説明する位置情報に関する尤度と属性情報に関する尤度の2通りあり双方を計算する。   The likelihood of a wake is calculated as follows assuming that the probability distribution of observed values is a Gaussian distribution centered on the true value. There are two kinds of likelihood of the wake, that is, the likelihood related to position information and the likelihood related to attribute information described below, and both are calculated.

位置情報に関数する尤度は、以下の式(c−17)で計算する。   The likelihood functioning on the position information is calculated by the following equation (c-17).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

属性に関する尤度は、以下の式(c−18)で計算する。   The likelihood regarding the attribute is calculated by the following equation (c-18).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

なお、ステップ202(属性比較判定)において、属性について観測値は航跡のゲート外であると判定された場合については、属性の平滑値は最新の観測値の値とし、その誤差共分散は観測誤差共分散と同等に設定する(属性のみ下記の新航跡と同等の推定値計算を行う)。   When it is determined in step 202 (attribute comparison determination) that the observation value for the attribute is outside the wake gate, the smooth value of the attribute is the latest observation value, and the error covariance is the observation error. Set to be equivalent to covariance (only attribute is calculated with the estimated value equivalent to the following new track).

(2)新航跡は、最新の観測時刻に得られた観測値を起点とする航跡である。平滑ベクトルは位置成分について観測値と同等、速度成分は0、属性に関する成分は観測値と同等に初期設定する。また、平滑誤差共分散行列はこの時点では計算できず、2点目の観測値が決定された時点で観測誤差共分散行列を用いて計算される。   (2) The new wake is a wake starting from the observation value obtained at the latest observation time. The smooth vector is initialized to the position component equivalent to the observed value, the velocity component is set to 0, and the attribute-related component is initialized to the observed value. In addition, the smooth error covariance matrix cannot be calculated at this time, and is calculated using the observation error covariance matrix when the second observation value is determined.

(3)メモリトラック航跡は、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」とする航跡である。平滑ベクトルは予測ベクトルと同等の値、平滑誤差共分散行列は予測誤差共分散行列と同等の値に設定する。   (3) The memory track track is a track indicating that “there was no correlated observation value at the corresponding time” with respect to the existing track. The smooth vector is set to a value equivalent to the prediction vector, and the smooth error covariance matrix is set to a value equivalent to the prediction error covariance matrix.

次に、ステップ205(目標種別判定)において、目標種別判定部6は、各航跡について、過去の推定処理に利用したセンサ20の観測値の属性の値からその目標種別を判定する。   Next, in step 205 (target type determination), the target type determination unit 6 determines the target type for each track from the attribute value of the observation value of the sensor 20 used for the past estimation process.

図5は、この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の目標種別毎に取り得る属性の範囲の例を示す図である。この図5より、航跡1が利用した観測値(図5の三角印)の属性は全て目標種別(1)に属しているため、航跡1の目標種別は(1)であると判定する。また、航跡2が利用した観測値(図5の四角印)の属性は1:2で目標種別(2)に属している観測値の方が多いため、航跡2の目標種別は(2)と判定する。さらに、航跡3が利用した観測値(図5の丸印)の属性は目標種別(1)と(2)双方に属しているため、この航跡についてはあらかじめ設定した目標種別毎の重要度が高い方を選択する。   FIG. 5 is a diagram showing an example of attribute ranges that can be taken for each target type of the multi-target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention. From FIG. 5, since all the attributes of the observation values (triangle marks in FIG. 5) used by the wake 1 belong to the target type (1), it is determined that the target type of the wake 1 is (1). In addition, since the attribute of the observation value (square mark in FIG. 5) used by Wake 2 is 1: 2 and there are more observation values belonging to the target type (2), the target type of Wake 2 is (2). judge. Furthermore, since the attributes of the observation values (circles in FIG. 5) used by the wake 3 belong to both the target types (1) and (2), the wake has a high importance for each preset target type. Select the direction.

次に、ステップ206(統合相関仮説生成)において、まず、統合相関仮説生成部4は、ステップ204(統合航跡生成)で生成された航跡を組合せて仮説を生成する。この仮説は以下の条件を満たしていなければならない。
・仮説は1観測時刻前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。
・選択された観測値と既存航跡の組合せについては、観測値の位置情報は、既存航跡の位置ゲート内に入っていなければならない。
・全ての観測値は何れか1つの航跡に対応付けられるか、不要信号とみなされる。
・1つの既存航跡に対して相関可能な観測値は高々1つである。
Next, in step 206 (integrated correlation hypothesis generation), first, the integrated correlation hypothesis generation unit 4 generates a hypothesis by combining the wakes generated in step 204 (integrated wake generation). This hypothesis must satisfy the following conditions:
・ The hypothesis must be an extension of one of the existing hypotheses generated one observation time ago.
• For the combination of selected observations and existing wakes, the position information of the observations must be in the position gate of the existing wakes.
All observations are associated with any one wake or are considered unnecessary signals.
• There is at most one observation that can be correlated to one existing track.

各仮説についてはその評価値として信頼度が計算される。信頼度は選択された観測値と航跡の尤度の積を計算し、さらに、全ての仮説の信頼度の和が1.0となる様に正規化したものである。正規化する前の信頼度の計算式は、以下の式(c−19)となる。   For each hypothesis, the reliability is calculated as the evaluation value. The reliability is calculated by calculating the product of the selected observed value and the likelihood of the wake, and further normalized so that the sum of the reliability of all hypotheses is 1.0. The calculation formula of the reliability before normalization is the following formula (c-19).

Figure 0005501555
Figure 0005501555

上式(c−19)の右辺の各段の意味は、以下の通りである。
第1段:既存航跡と観測値の位置情報が相関した場合に積算される項である。ただし属性については相関が取れた場合に限定する。
第2段:既存航跡と観測値が相関した場合に積算される項である。ただし属性については相関が取れない場合に限定する。
第3段:既存航跡が探知抜けとなる場合に積算される項である。
第4段:観測値を新目標とする場合に積算される項である。
第5段:観測値を不要信号とする場合に積算される項である。
第6段:親仮説の信頼度である。
The meaning of each stage on the right side of the above formula (c-19) is as follows.
First stage: A term to be accumulated when the existing track and the position information of the observation value are correlated. However, the attribute is limited to when the correlation is obtained.
Second stage: This term is accumulated when the existing track and the observed value are correlated. However, the attributes are limited to cases where correlation cannot be obtained.
Third stage: This term is accumulated when the existing wake becomes a detection failure.
Fourth stage: A term to be accumulated when the observed value is set as a new target.
Fifth stage: A term that is integrated when an observed value is an unnecessary signal.
6th stage: The reliability of the parent hypothesis.

右辺の第2段の計算で利用するパラメータとして以下の2点がある。
:属性の急激な変動が起きる確率で、装置起動前に設定するパラメータ(属性変動確率パラメータ)である。ただし、各航跡について、ステップ205(目標種別判定)で判定された目標種別がとりえない属性を観測値が示している場合はこの値を0とする。例えば、ステップ205で種別(1)と判定され、最新の観測値が実線の長方形の範囲外にある場合、このパラメータは0と設定される。
:追尾対象となる目標から観測されうる属性空間上の体積であり、各航跡について、ステップ205(目標種別判定)での目標種別判定結果に応じた値を設定する。例えば、図5の例では、航跡の目標の種別が(1)であると判定されている場合には、Vは実線の長方形の面積となり、目標の種別が(2)であると判定されている場合には、Vは破線の長方形の面積となる。
The following two points are used as parameters used in the second-stage calculation on the right side.
P T : The probability that an abrupt change of the attribute occurs, and is a parameter (attribute change probability parameter) set before the apparatus is started. However, for each track, if the observed value indicates an attribute that cannot be taken by the target type determined in step 205 (target type determination), this value is set to zero. For example, if the type is determined to be type (1) in step 205 and the latest observed value is outside the range of the solid rectangle, this parameter is set to 0.
V R is a volume in the attribute space that can be observed from the target to be tracked, and a value corresponding to the target type determination result in step 205 (target type determination) is set for each track. For example, in the example of FIG. 5, when the type of the target track is determined to be (1), V R becomes the area of the solid line of the rectangle, it is determined the type of target to be (2) If it is in, V R is the area of the dashed rectangle.

次に、ステップ207(仮説の統合選択)において、仮説選択統合部5は、信頼度の低い仮説の削除、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する。この縮小には従来良く知られている以下の手法を用いる。
・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。
・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、その他を削除する。
・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。
Next, in step 207 (hypothesis integration selection), the hypothesis selection integration unit 5 reduces the hypothesis group by deleting hypotheses with low reliability and integrating similar hypotheses. For this reduction, the following well-known method is used.
・ Set a threshold for reliability and delete all hypotheses with reliability less than that.
Set an upper limit for the number of hypotheses, leave only the set number of hypotheses in descending order of reliability, and delete others.
-Integrate hypotheses with the same correlation between observation values for the past several observation times.

そして、ステップ208(航跡表示)において、航跡表示部30は、信頼度に応じた仮説の選択を行い、その仮説に含まれる航跡を表示する。   In step 208 (wake display), the wake display unit 30 selects a hypothesis corresponding to the reliability and displays the wake included in the hypothesis.

以上がセンサ20の1観測時刻分のデータ処理の流れであり、この1サイクルが終了すると、次の観測時刻の観測値を読み込み、次のサイクルの処理が実行される。   The above is the flow of data processing for one observation time of the sensor 20, and when this one cycle ends, the observation value at the next observation time is read and the processing of the next cycle is executed.

以上の様に、この実施の形態2係る多目標追尾装置によれば、同一の目標から観測される属性の大きな変動により通常の相関決定方法では航跡と観測値の相関がとれなくなる場合でも、同一目標と認識する仮説を高い信頼度で維持することが可能となる。   As described above, according to the multi-target tracking device according to the second embodiment, even if a normal correlation determination method cannot obtain a correlation between a wake and an observation value due to a large variation in attributes observed from the same target, It becomes possible to maintain the hypothesis recognized as the target with high reliability.

また、航跡毎に目標の種別を判定し、属性の変動の確率を機種毎に変えて仮説の信頼度計算を行うため、より正確な相関結果が得られる。   In addition, since the target type is determined for each track and the reliability of the hypothesis is calculated by changing the probability of attribute variation for each model, a more accurate correlation result can be obtained.

さらに、航跡毎に目標の種別を判定し、属性空間上の取り得る範囲の体積を限定して仮説の信頼度計算を行うため、より正確な相関結果が得られる。   Furthermore, since the target type is determined for each track and the hypothesis reliability calculation is performed by limiting the volume of the possible range in the attribute space, a more accurate correlation result can be obtained.

この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multi-target tracking apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the multi target tracking apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the multi-target tracking apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the multi-target tracking apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る多目標追尾装置の目標種別毎に取り得る属性の範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the range of the attribute which can be taken for every target classification of the multi-target tracking apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 従来の多目標追尾装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional multi-target tracking apparatus. 従来の多目標追尾装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the conventional multi-target tracking apparatus. 既存航跡と観測値の例を、xy平面上に示す図である。It is a figure which shows the example of an existing track and an observed value on xy plane. 相関仮説の例を2つ示す図である。It is a figure which shows two examples of a correlation hypothesis. 既存仮説の例を3つ示す図である。It is a figure which shows three examples of the existing hypothesis. 2目標を観測していてその位置と属性の推移を示す図である。It is a figure which is observing 2 targets and shows transition of the position and an attribute. 目標の存在を示す誤った仮説を優位仮説としてしまうことを説明するための図である。It is a figure for demonstrating that the false hypothesis which shows existence of a target will be made into a dominant hypothesis.

符号の説明Explanation of symbols

1 属性相関決定部、2 位置情報相関決定部、3 統合航跡生成部、4 統合相関仮説生成部、5 仮説選択統合部、6 目標種別判定部、8 航跡ファイル、9 仮説ファイル、10 多目標追尾装置。   1 attribute correlation determination unit, 2 position information correlation determination unit, 3 integrated track generation unit, 4 integrated correlation hypothesis generation unit, 5 hypothesis selection integration unit, 6 target type determination unit, 8 track file, 9 hypothesis file, 10 multi-target tracking apparatus.

Claims (5)

目標の位置情報と前記位置情報以外の前記目標に関する属性情報とを観測値として生成するセンサと、
入力された最新観測時刻における観測値と航跡ファイル中の各航跡のゲート内外判定を属性に関して行う属性相関決定部と、
前記航跡ファイル中の各航跡の位置情報に関するゲートを算出し、入力された観測値の位置情報が前記ゲート内にあるかどうかを調べ、入力された観測値がどの航跡と相関可能であるかを決定する位置情報相関決定部と、
前記観測値と前記航跡の属性に関する相関結果、及び前記観測値と前記航跡の位置情報に関する相関結果を元に、最新観測時刻の前記目標の運動諸元を推定する航跡を生成する統合航跡生成部と、
前記統合航跡生成部により生成された航跡を組合せて仮説を生成するとともに、属性の急激な変動が起きる確率である属性変動確率パラメータを用いて各仮説の信頼度を計算する統合相関仮説生成部と、
前記統合相関仮説生成部により計算された信頼度の低い仮説の削除し、似た仮説の統合によって仮説群を縮小する仮説選択統合部とを備え、
前記統合相関仮説生成部は、
前記属性変動確率パラメータとして、前記属性情報の急変確率Pと、前記属性情報が取り得る範囲の体積Vとを用い、
前記属性情報の急変確率Pから、属性について相関がとれた場合の尤度を算出するとともに、
記体積Vから、属性について相関がとれない場合の尤度を算出して、
前記2つの場合の各尤度の積を用いて仮説の信頼度を計算することを特徴とする多目標追尾装置。
A sensor that generates, as observation values, target position information and attribute information related to the target other than the position information;
An attribute correlation determination unit that performs the gate internal / external determination of each track in the track file and the observation value at the latest observation time input,
Calculate a gate related to the position information of each track in the track file, check whether the position information of the input observation value is in the gate, and determine which track the input observation value can correlate with. A position information correlation determination unit to determine;
An integrated wake generation unit that generates a wake that estimates the motion parameters of the target at the latest observation time based on the correlation result regarding the observation value and the attribute of the wake, and the correlation result regarding the position information of the observation value and the wake. When,
An integrated correlation hypothesis generator that generates a hypothesis by combining the wakes generated by the integrated wake generator, and calculates the reliability of each hypothesis using an attribute variation probability parameter that is a probability of abrupt attribute variation; ,
A hypothesis selection integration unit that deletes hypotheses with low reliability calculated by the integrated correlation hypothesis generation unit, and reduces hypothesis groups by integration of similar hypotheses;
The integrated correlation hypothesis generation unit
As the attribute change probability parameters, using the sudden change probability P T of the attribute information, and a body volume V R of a range in which the attribute information is possible,
From the sudden change probability PT of the attribute information, the likelihood when the attribute is correlated is calculated,
Before Kitai product V R, and it calculates the likelihood of the case it is not possible to correlate the attribute,
A multi-target tracking device that calculates the reliability of a hypothesis using a product of likelihoods in the two cases.
前記統合相関仮説生成部は、過去の追尾結果で検出された属性の急変については、前記属性変動確率パラメータに重み付けして仮説の信頼度を計算する
ことを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。
The multi-target according to claim 1, wherein the integrated correlation hypothesis generation unit calculates the reliability of the hypothesis by weighting the attribute variation probability parameter for the sudden change of the attribute detected in the past tracking result. Tracking device.
前記統合相関仮説生成部により生成された各航跡について、過去の推定処理に利用した観測値の属性の値から目標種別を判定する目標種別判定部をさらに備えた
ことを特徴とする請求項1記載の多目標追尾装置。
2. A target type determination unit that determines a target type for each wake generated by the integrated correlation hypothesis generation unit from a value of an attribute of an observation value used for past estimation processing. Multi-target tracking device.
前記統合相関仮説生成部は、前記目標種別判定部により判定された目標種別に応じて前記属性変動確率パラメータを変えて仮説の信頼度を計算する
ことを特徴とする請求項3記載の多目標追尾装置。
The multi-target tracking according to claim 3, wherein the integrated correlation hypothesis generation unit calculates the reliability of the hypothesis by changing the attribute variation probability parameter according to the target type determined by the target type determination unit. apparatus.
前記統合相関仮説生成部は、前記目標種別判定部により判定された目標種別に応じて属性のとりうる範囲を変えて仮説の信頼度を計算する
ことを特徴とする請求項3記載の多目標追尾装置。
The multi-target tracking according to claim 3, wherein the integrated correlation hypothesis generation unit calculates a reliability of the hypothesis by changing a possible range of the attribute according to the target type determined by the target type determination unit. apparatus.
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