JP6279188B2 - Target tracking device - Google Patents
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Description
この発明は、センサの観測値から目標の位置の情報を含む航跡を推定する目標追尾装置に関するものである。 The present invention relates to a target tracking device that estimates a track including information on a target position from observation values of a sensor.
センサの観測値から目標の現時点における位置や速度などを示す航跡を推定し、ネットワークを介して、その航跡を他の目標追尾装置に送信する一方、他の目標追尾装置から送信された航跡をネットワークを介して受信する送受信処理部を備え、自己が推定した航跡と他の目標追尾装置から送信された航跡とを融合することで、高精度な融合航跡を生成する目標追尾装置が以下の特許文献1に開示されている。
この目標追尾装置では、ネットワークの通信容量を低減する目的で、自己が推定した航跡を融合航跡と融合することで、その融合航跡の誤差を大きく低減できるか否かを判定し、その融合航跡の誤差を大きく低減できると判断した場合に限り、自己が推定した航跡を他の目標追尾装置に送信するようにしている。Estimate the track indicating the current position and speed of the target from the sensor observation values, and transmit the track to the other target tracking device via the network, while the track transmitted from the other target tracking device is A target tracking device that generates a highly accurate fusion track by fusing the track estimated by itself with a track transmitted from another target tracking device is provided in the following patent document. 1 is disclosed.
In this target tracking device, for the purpose of reducing the communication capacity of the network, it is determined whether or not the error of the fusion track can be greatly reduced by fusing the estimated track with the fusion track. Only when it is determined that the error can be greatly reduced, the wake estimated by itself is transmitted to another target tracking device.
従来の目標追尾装置は以上のように構成されているので、自己が推定した航跡の送信頻度を下げて、ネットワークの通信容量を低減することができる。しかし、自己が推定した航跡を送信するか否かを判定する際、目標の運動状態を考慮していないため、目標が旋回運動を行っている場合でも、航跡の送信頻度を下げてしまうことがある。目標が旋回運動を行っているときに、航跡の送信頻度を下げてしまうと、航跡のデータ量が不足して、旋回している目標の追尾精度が劣化してしまうことがあるという課題があった。 Since the conventional target tracking device is configured as described above, it is possible to reduce the communication frequency of the network by reducing the transmission frequency of the wake estimated by itself. However, when deciding whether or not to transmit the wake estimated by the self, the movement state of the target is not taken into consideration, and therefore the transmission frequency of the wake may be lowered even when the target is making a turning motion. is there. If the transmission frequency of the wake is lowered while the target is making a turning motion, there is a problem that the tracking accuracy of the turning target may deteriorate due to insufficient wake data amount. It was.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる目標追尾装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a target tracking device that can reduce the communication capacity while ensuring the tracking accuracy of a turning target.
この発明に係る目標追尾装置は、センサから出力された目標の位置を示す観測値の時系列データから、目標の位置の情報を含む部分航跡を推定する追尾処理部と、観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、目標の位置の情報を含む融合航跡を記憶している融合航跡記憶部と、追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部の判定結果とから、追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部と、送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された部分航跡を受信する送受信部とを設け、航跡融合部が、送受信部により送信又は受信された部分航跡を用いて、融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を更新するようにしたものである。 A target tracking device according to the present invention includes a tracking processing unit that estimates a partial track including information on a target position from time-series data of observation values indicating target positions output from a sensor, and time-series data of observation values A turn determination unit that determines whether or not the target is turning, a fusion track storage unit that stores a fusion track including information on the target position, and a time of the partial track estimated by the tracking processing unit A transmission determination unit that determines whether or not to transmit the partial track estimated by the tracking processing unit from the time difference from the time of the fusion track stored in the track storage unit and the determination result of the turning determination unit; and transmission When the determination result of the determination unit indicates that the partial track is to be transmitted, the transmission / reception unit that transmits the partial track to the other target tracking device and receives the partial track transmitted from the other target tracking device; Established by the Wake Fusion Department Using the transmission or reception portions track by Shin section, in which so as to update the fusion track stored in the fusion track storage unit.
この発明によれば、観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部の判定結果とから、追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部とを設け、送受信部が、送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置に送信するように構成したので、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果がある。 According to the present invention, the turn determination unit that determines whether or not the target is turning from the time series data of the observation values, and the time of the partial wake estimated by the tracking processing unit and the fusion wake storage unit are stored. A transmission determination unit that determines whether or not to transmit the partial track estimated by the tracking processing unit from the time difference from the time of the fusion track and the determination result of the turning determination unit is provided, and the transmission / reception unit is a transmission determination unit When the result of the determination indicates that a partial track is to be transmitted, the partial track is transmitted to another target tracking device, so that the communication capacity is maintained while ensuring the tracking accuracy of the turning target. There is an effect that can be reduced.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。 Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による目標追尾装置を示す構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1による目標追尾装置のハードウェア構成図である。
図1では、M(Mは2以上の整数)台の目標追尾装置1−1〜1−Mがネットワーク2に接続されている例を示している。目標追尾装置1−1〜1−Mの内部構成は同一である。
図1及び図2において、センサ11としては、例えば、レーダ、光学カメラ、赤外カメラなどが想定され、センサ11は観測対象の目標の位置を観測して、その位置の観測値であるセンサ観測値を追尾処理部12に出力する。
図1では、目標追尾装置1−1〜1−Mがセンサ11を実装している例を示しているが、センサ11は、目標追尾装置1−1〜1−Mの外部に設けられていてもよい。
FIG. 1 is a block diagram showing a target tracking device according to
FIG. 1 shows an example in which M (M is an integer of 2 or more) target tracking devices 1-1 to 1-M are connected to the network 2. The internal configuration of the target tracking devices 1-1 to 1-M is the same.
1 and 2, for example, a radar, an optical camera, an infrared camera, or the like is assumed as the
Although FIG. 1 shows an example in which the target tracking devices 1-1 to 1-M are mounted with the
追尾処理部12はセンサ航跡記憶部13、センサ追尾処理部14、部分航跡記憶部15及び再追尾処理部16を備えており、センサ11から出力されたセンサ観測値の時系列データから、目標の位置の情報を含む部分航跡として、例えば、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する部分航跡を推定する処理を実施する。
センサ航跡記憶部13は例えば図2の記憶処理回路41で実現されるものであり、センサ追尾処理部14により推定されセンサ航跡及びセンサ観測値である目標相関済みセンサ観測値を記憶している。The
The sensor
センサ追尾処理部14は例えば図2のセンサ追尾処理回路42で実現されるものであり、センサ11から出力されたセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する処理を実施する。
また、センサ追尾処理部14はセンサ観測値が示す位置とセンサ航跡が示す位置とが相関していると判定する場合、そのセンサ観測値を目標相関済みセンサ観測値としてセンサ航跡記憶部13に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値を再追尾処理部16及び旋回判定部17に出力する処理を実施する。
さらに、センサ追尾処理部14はその目標相関済みセンサ観測値とセンサ航跡記憶部13に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有するセンサ航跡を推定し、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡を、その推定したセンサ航跡に置き換える処理を実施する。The sensor
Further, when the sensor
Further, the sensor
部分航跡記憶部15は例えば図2の記憶処理回路41で実現されるものであり、再追尾処理部16により推定された部分航跡及びセンサ観測値である目標相関済みセンサ観測値を記憶している。
再追尾処理部16は例えば図2の再追尾処理回路43で実現されるものであり、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する処理を実施する。
また、再追尾処理部16はセンサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とセンサ航跡が示す位置とが相関していると判定する場合、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部15に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部15に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する部分航跡を推定する処理を実施する。
さらに、再追尾処理部16は部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部17の判定結果である目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部19に出力する処理を実施する。The partial
The
When the
Further, the
旋回判定部17は例えば図2の旋回判定処理回路44で実現されるものであり、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグを再追尾処理部16に出力する処理を実施する。
融合航跡記憶部18は例えば図2の記憶処理回路41で実現されるものであり、目標の位置の情報を含む融合航跡として、航跡融合部21により推定された融合航跡を記憶している。The turning
The fusion
送信判定部19は例えば図2の送信判定処理回路45で実現されるものであり、再追尾処理部16から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグとから、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信するか否かを判定する処理を実施する。
このとき、送信判定部19は、その部分航跡に付されている旋回フラグが、目標が旋回していない旨を示している場合より、目標が旋回している旨を示している場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。The
At this time, the
送受信部20は例えば図2の送受信処理回路46で実現されるものであり、送信判定部19の判定結果が旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示している場合に、ネットワーク2を介して、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を他の目標追尾装置1−Mに送信するとともに、その部分航跡を航跡融合部21に出力する処理を実施する。
また、送受信部20は、ネットワーク2を介して、他の目標追尾装置1−Mから送信された部分航跡を受信すると、その部分航跡を航跡融合部21に出力する処理を実施する。The transmission /
Further, when the partial wake transmitted from the other target tracking device 1 -M is received via the network 2, the transmission /
航跡融合部21は相関判定部22と融合追尾処理部23を備えており、送受信部20から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を用いて、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡を更新する処理を実施する。
相関判定部22は例えば図2の相関判定処理回路47で実現されるものであり、送受信部20から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡が示す位置と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡が示す位置が相関しているか否かを判定する処理を実施する。
融合追尾処理部23は例えば図2の融合追尾処理回路48で実現されるものであり、相関判定部22により相関していると判定された場合、送受信部20から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する融合航跡を推定し、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡を、その推定した融合航跡に置き換える処理を実施する。
また、融合追尾処理部23は相関判定部22により相関していないと判定された場合、送受信部20から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を新たな融合航跡として融合航跡記憶部18に記録する処理を実施する。The
The
The fusion
When the fusion
表示処理部24は例えば図2の表示処理回路49で実現されるものであり、融合追尾処理部23により推定された融合航跡や、相関判定部22により相関していると判定された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡などをディスプレイ等に表示させる処理を実施する。
The
図1では、目標追尾装置の構成要素であるセンサ11、センサ航跡記憶部13、センサ追尾処理部14、部分航跡記憶部15、再追尾処理部16、旋回判定部17、融合航跡記憶部18、送信判定部19、送受信部20、相関判定部22、融合追尾処理部23及び表示処理部24のそれぞれが、図2に示すような専用のハードウェア、即ち、記憶処理回路41、センサ追尾処理回路42、再追尾処理回路43、旋回判定処理回路44、送信判定処理回路45、送受信処理回路46、相関判定処理回路47、融合追尾処理回路48及び表示処理回路49で実現されるものを想定している。
ここで、記憶処理回路41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
また、センサ追尾処理回路42、再追尾処理回路43、旋回判定処理回路44、送信判定処理回路45、送受信処理回路46、相関判定処理回路47、融合追尾処理回路48及び表示処理回路49は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、または、これらを組み合わせたものが該当する。In FIG. 1, a
Here, the
The sensor
また、目標追尾装置の構成要素が専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標追尾装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)などが該当する。
図3は目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、センサ航跡記憶部13、部分航跡記憶部15及び融合航跡記憶部18をコンピュータのメモリ61上に構成するとともに、センサ追尾処理部14、再追尾処理部16、旋回判定部17、送信判定部19、送受信部20、相関判定部22、融合追尾処理部23及び表示処理部24の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ61に格納し、コンピュータのプロセッサ62がメモリ61に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。Further, the components of the target tracking device are not limited to those realized by dedicated hardware, and the target tracking device may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. .
Software and firmware are stored as programs in the memory of the computer. The computer means hardware that executes a program, and includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, a DSP (Digital Signal Processor), and the like. .
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of a computer when the target tracking device is realized by software, firmware, or the like.
When the target tracking device is realized by software, firmware, or the like, the sensor
また、図2では目標追尾装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図3では、目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、目標追尾装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
例えば、センサ11、送受信部20及び表示処理部24を専用のハードウェアで実現し、センサ航跡記憶部13、センサ追尾処理部14、部分航跡記憶部15、再追尾処理部16、旋回判定部17、融合航跡記憶部18、送信判定部19、相関判定部22及び融合追尾処理部23をソフトウェアやファームウェアなどで実現することが可能である。ただし、専用のハードウェアとソフトウェア等の組み合わせは任意である。2 shows an example in which each component of the target tracking device is realized by dedicated hardware, and FIG. 3 shows an example in which the target tracking device is realized by software, firmware, or the like. Some components in the tracking device may be realized by dedicated hardware, and the remaining components may be realized by software, firmware, or the like.
For example, the
図4はこの発明の実施の形態1による目標追尾装置の旋回判定部17を示す構成図である。
図4において、旋回開始判定処理部71はセンサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグデータベース(以下、「旋回フラグDB」)72に記憶されている目標の旋回の有無を示す旋回フラグとを用いて、旋回の開始を判定する旋回開始判定処理を実施して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを更新する。
旋回フラグDB72は目標の旋回の有無を示す旋回フラグを記憶するメモリである。旋回フラグDB72に記憶される旋回フラグの初期値は“非旋回”を示すものであるものとする。
旋回終了判定処理部73はセンサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを更新する。FIG. 4 is a block diagram showing the turning
In FIG. 4, the turn start
The turning
The turn end
旋回フラグ出力処理部74は旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する処理を実施する。
旋回レベル算出処理部75は旋回フラグ出力処理部74から出力された旋回フラグが、目標が旋回している旨を示している場合、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部16に出力する処理を実施する。The turning flag
When the turning flag output from the turning flag
図5は旋回判定部17の旋回開始判定処理部71を示す構成図である。
図5において、旋回開始判定用観測値データベース(以下、「旋回開始判定用観測値DB」と称する)71aはセンサ追尾処理部14から出力された過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
速度データベース(以下、「速度DB」と称する)71bは過去Nthサンプル分の平滑速度を蓄積するメモリである。
旋回開始判定用平滑航跡データベース(以下、「旋回開始判定用平滑航跡DB」と称する)71cは過去Nthサンプル分の平滑航跡を蓄積するメモリである。FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the turning start
In FIG. 5, an observation value database for turning start determination (hereinafter referred to as an “observation value DB for turning start determination”) 71 a stores target correlated sensor observation values for the past Nth samples output from the sensor
A speed database (hereinafter referred to as “speed DB”) 71b is a memory that accumulates smoothing speeds for the past Nth samples.
A smooth wake database for turning start determination (hereinafter referred to as “smooth wake DB for turning start determination”) 71c is a memory for storing smooth wakes for the past Nth samples.
初期化処理部71dは旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、旋回開始判定用観測値DB71a、速度DB71b及び旋回開始判定用平滑航跡DB71cの蓄積データ、即ち、目標相関済みセンサ観測値、平滑速度及び平滑航跡を削除して、旋回開始判定処理を終了する。一方、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、以降の旋回開始判定処理の実施を許可する。
直線軌道推定処理部71eは目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回開始判定用観測値DB71aに蓄積されている過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑位置と平滑速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列と平滑速度誤差共分散行列を算出する処理を実施する。
また、直線軌道推定処理部71eは算出した平滑速度を速度DB71bに格納する。When the turning flag stored in the turning
The linear trajectory
Further, the linear trajectory
速度再平滑処理部71fは目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、速度DB71bに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑速度から、再平滑化した速度である再平滑速度と、その再平滑速度誤差分散行列を算出する処理を実施する。
また、速度再平滑処理部71fは直線軌道推定処理部71eにより算出された平滑速度及び平滑誤差共分散行列の速度項を再平滑速度及び再平滑速度誤差分散行列で置き換える処理等を実施することで平滑航跡を算出し、その平滑航跡を旋回開始判定用平滑航跡DB71cに格納する。The speed re-smoothing processing unit 71f assumes that the target motion state is constant-velocity linear motion, and uses, for example, a linear least square method or a Kalman filter to smooth the past Nth samples accumulated in the
Further, the speed re-smoothing processing unit 71f performs a process of replacing the speed term of the smoothing speed and smoothing error covariance matrix calculated by the linear trajectory
Nステップ予測処理部71gは旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部71hはNステップ予測処理部71gにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。The N-step
The Mahalanobis square distance
時間方向平滑処理部71iはマハラノビス平方距離算出処理部71hにより算出されたマハラノビス平方距離を時間方向に平滑化する処理を実施する。
閾値判定処理部71jは時間方向平滑処理部71iにより時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と事前に設定された閾値を比較し、そのマハラノビス平方距離が閾値より大きければ、旋回が開始していると判定して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“旋回”に設定し、そのマハラノビス平方距離が閾値以下であれば、旋回が開始していないと判定して、旋回フラグDB72に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する処理を実施する。The time direction smoothing
The threshold value
図6は旋回判定部17の旋回終了判定処理部73を示す構成図である。
図6において、旋回終了判定用観測値データベース(以下、「旋回終了判定用観測値DB」と称する)73aはセンサ追尾処理部14から出力された過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
旋回終了判定用平滑航跡データベース(以下、「旋回終了判定用平滑航跡DB」と称する)73bは過去Nthサンプル分の平滑航跡を蓄積するメモリである。
初期化処理部73cは旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用観測値DB73a及び旋回終了判定用平滑航跡DB73bの蓄積データ、即ち、目標相関済みセンサ観測値及び平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。一方、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。FIG. 6 is a configuration diagram showing the turning end
In FIG. 6, an observation value database for turning end determination (hereinafter referred to as “turning end determination observation value DB”) 73 a stores target correlated sensor observation values for the past Nth samples output from the sensor
A smooth wake database for turning completion determination (hereinafter referred to as “smooth wake DB for turning completion determination”) 73b is a memory for accumulating smooth wakes for the past Nth samples.
When the turning flag stored in the turning
軌道推定処理部73dは目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されている過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑航跡として、目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列及び平滑速度誤差共分散行列を算出する処理を実施する。
また、軌道推定処理部73dは算出した平滑航跡を旋回終了判定用平滑航跡DB73bに格納する。The trajectory
In addition, the trajectory
Nステップ予測処理部73eは旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部73fはNステップ予測処理部73eにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。The N-step
The Mahalanobis square distance calculation processing unit 73f calculates the predicted track from the position indicated by the predicted track calculated by the N-step
時間方向平滑処理部73gはマハラノビス平方距離算出処理部73fにより算出されたマハラノビス平方距離を時間方向に平滑化する処理を実施する。
閾値判定処理部73hは時間方向平滑処理部73gにより時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と事前に設定された閾値を比較し、そのマハラノビス平方距離が閾値以下であれば、旋回が終了していると判定して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定し、そのマハラノビス平方距離が閾値より大きければ、旋回が終了していないと判定して、旋回フラグDB72に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する処理を実施する。The time direction smoothing
The threshold value
ここでは、閾値判定処理部73hが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部73hが、現時刻における平滑化されたマハラノビス平方距離と、前時刻における平滑化されたマハラノビス平方距離との差分値を算出し、その差分値が負となる回数が閾値より多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
この場合、差分値が負となる回数を記憶する差分値カウンタデータベース(以下、「差分値カウンタDB」と称する)73iを備え、閾値判定処理部73hが差分値カウンタDB73iに記憶されている回数を更新する。Here, an example is shown in which the threshold
In this case, a difference value counter database (hereinafter referred to as “difference value counter DB”) 73i that stores the number of times that the difference value becomes negative is provided, and the number of times that the threshold
図7は旋回判定部17の旋回レベル算出処理部75を示す構成図である。
図7において、初期化処理部75aは旋回フラグ出力処理部74から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、旋回レベル算出用観測値データベース(以下、「旋回レベル算出用観測値DB」と称する)75bに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値を削除し、その旋回フラグが“旋回”であれば、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値を旋回レベル算出用観測値DB75bに格納する処理を実施する。
旋回レベル算出用観測値DB75bはセンサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
旋回軌道推定処理部75cは目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回レベル算出用観測値DB75bに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値から目標の加速度を算出し、目標の加速度を旋回レベルに換算して、その旋回レベルを再追尾処理部16に出力する処理を実施する。FIG. 7 is a configuration diagram showing the turning level
In FIG. 7, if the turning flag output from the turning flag
The
The turning trajectory
図8はこの発明の実施の形態1による目標追尾装置の送信判定部19を示す構成図である。
図8において、パラメータ変更処理部81は再追尾処理部16から出力された部分航跡に付いている旋回フラグ及び旋回レベルに応じて、送信判断用のシステム雑音パラメータ及び送信判断用の閾値を変更する処理を実施する。
融合航跡予測処理部82は再追尾処理部16から出力された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡の時刻との時間差を算出し、その時間差とパラメータ変更処理部81により変更されたシステム雑音パラメータを用いて、送信判断用の予測誤差共分散行列を算出する処理を実施する。FIG. 8 is a block diagram showing the
In FIG. 8, the parameter
The fused track
判定用誤差算出処理部83は融合航跡予測処理部82により算出された送信判断用の予測誤差共分散行列と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡と、再追尾処理部16から出力された部分航跡とから、融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出する処理を実施する。
ここで、融合航跡誤差は、融合航跡の誤差共分散行列のスペクトルノルムである。更新済み融合航跡誤差は、送信判断用の予測誤差共分散行列を元に部分航跡で更新した後の融合航跡の誤差共分散行列のスペクトルノルムである。なお、航跡誤差を誤差共分散行列のスペクトルノルムで定義しているが、誤差共分散行列のトレースノルムでもよいし、行列式でもよい。ノルムの定義の方法はユーザが事前に決める。
また、誤差共分散行列は、位置成分のみの誤差共分散行列でもよいし、速度成分のみの誤差共分散行列でもよい。また、誤差共分散行列は、直交座標で定義することもできるし、極座標で定義することもできる。The determination error
Here, the fusion track error is a spectral norm of the error covariance matrix of the fusion track. The updated fusion wake error is a spectrum norm of the error covariance matrix of the fusion wake after updating with the partial wake based on the prediction error covariance matrix for transmission determination. Although the wake error is defined by the spectrum norm of the error covariance matrix, it may be a trace norm of the error covariance matrix or a determinant. The method for defining the norm is determined in advance by the user.
Further, the error covariance matrix may be an error covariance matrix with only position components or an error covariance matrix with only velocity components. The error covariance matrix can be defined by orthogonal coordinates or polar coordinates.
判定処理部84は判定用誤差算出処理部83により算出された融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異と、パラメータ変更処理部81により変更された送信判断用の閾値とを用いて、再追尾処理部16から出力された部分航跡を送信するか否かを判定する処理を実施する。
このとき、判定処理部84は、その部分航跡に付されている旋回フラグが、目標が旋回していない旨を示している場合より、目標が旋回している旨を示している場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。The
At this time, the
次に動作について説明する。
この実施の形態1では、M台の目標追尾装置1−1〜1−Mがネットワーク2に接続されている例を想定している。目標追尾装置1−1〜1−Mの処理内容は同一であるため、ここでは、代表として、目標追尾装置1−1の処理内容を説明する。
センサ11は、観測対象の目標の位置を観測して、その位置の観測値であるセンサ観測値を追尾処理部12に出力する。Next, the operation will be described.
In the first embodiment, an example in which M target tracking devices 1-1 to 1-M are connected to the network 2 is assumed. Since the processing contents of the target tracking devices 1-1 to 1-M are the same, here, the processing content of the target tracking device 1-1 will be described as a representative.
The
追尾処理部12のセンサ追尾処理部14は、センサ11からセンサ観測値を受けると、例えば、GNN(Global Nearest Neighbor)などの公知の相関アルゴリズムを実行することで、そのセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
即ち、センサ追尾処理部14は、センサ11から出力されたセンサ観測値が、過去に推定しているセンサ航跡に係る目標の位置を観測しているものであるか否かを判定する。When the sensor
That is, the sensor
センサ追尾処理部14は、そのセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しており、そのセンサ観測値を当該センサ航跡と対応付けることができると判断すると、そのセンサ観測値を目標相関済みセンサ観測値としてセンサ航跡記憶部13に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値を再追尾処理部16及び旋回判定部17に出力する。
また、センサ追尾処理部14は、例えば、カルマンフィルタなどの公知の追尾アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値とセンサ航跡記憶部13に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有するセンサ航跡を推定する。
センサ追尾処理部14は、センサ航跡を推定すると、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡を、その推定したセンサ航跡に置き換えることで、センサ航跡記憶部13に記憶されているセンサ航跡を更新する。The sensor
Further, the sensor
When the sensor
旋回判定部17は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルとを再追尾処理部16に出力する。
以下、旋回判定部17による旋回の判定処理を具体的に説明する。Upon receiving the target correlated sensor observation value from the sensor
Hereinafter, the turning determination process by the turning
旋回判定部17の旋回開始判定処理部71は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の開始を判定する旋回開始判定処理を実施して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを更新する。
図9は旋回開始判定処理部71の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図9を参照しながら、旋回開始判定処理部71の処理内容を具体的に説明する。When the turn start
FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of the turning start
Hereinafter, the processing content of the turning start
旋回開始判定処理部71の旋回開始判定用観測値DB71aには、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が記録され、旋回開始判定用観測値DB71aには、過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値が蓄積される。
初期化処理部71dは、旋回開始判定処理の初期化処理を実施する(図9のステップST1)。
即ち、初期化処理部71dは、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、旋回開始判定用観測値DB71a、速度DB71b及び旋回開始判定用平滑航跡DB71cの蓄積データである目標相関済みセンサ観測値、平滑速度及び平滑航跡を削除して、旋回開始判定処理を終了する。
初期化処理部71dは、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、以降の旋回開始判定処理の実施を許可する。即ち、直線軌道推定処理部71e、速度再平滑処理部71f、Nステップ予測処理部71g、マハラノビス平方距離算出処理部71h、時間方向平滑処理部71i及び閾値判定処理部71jの動作を許可する。The
The
That is, when the turning flag stored in the turning
When the turning flag stored in the turning
直線軌道推定処理部71eは、旋回開始判定用観測値DB71aに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Nthサンプル以上である場合(ステップST2:YESの場合)、直線軌道推定処理を実施する(ステップST3)。
即ち、直線軌道推定処理部71eは、目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回開始判定用観測値DB71aに蓄積されている過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑位置と平滑速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列と平滑速度誤差共分散行列を算出するという直線軌道推定処理を実施する。
例えば、目標の位置を直交座標系のX,Y,Zで定義する場合、線形最小二乗法によって、各軸に対する平滑位置と平滑速度を算出する。
以下、X軸を例にとって、直線軌道推定処理部71eの算出処理を具体的に説明する。The linear trajectory
In other words, the linear trajectory
For example, when the target position is defined by X, Y, and Z in the Cartesian coordinate system, the smooth position and smooth speed for each axis are calculated by the linear least square method.
Hereinafter, the calculation process of the linear trajectory
直線軌道推定処理部71eは、下記の式(1)〜(5)に示すように、X軸に対する平滑位置pハットx,kと、X軸に対する平滑速度pドットハットx,kとを算出する。
ここでは、電子出願の関係上、明細書の文章中では、文字の上に“^”の記号を付することができないため、pハットx,kのように表記している。同様に、文字の上に“・”と“^”の記号を付することができないため、pドットハットx,kのように表記している。
The linear trajectory
Here, because of the electronic application, in the text of the specification, since the symbol “^” cannot be added on the letter, it is expressed as p hat x, k . Similarly, since the symbols “·” and “^” cannot be added on the characters, they are represented as p dot hats x and k .
式(1)〜(5)において、下付添え字のkはセンサ11の各サンプリング時刻tk(k=1,2,・・・)におけるデータ、上付き添え字のkはサンプリング時刻tkまでのデータの集合を示している。Tはベクトルもしくは行列の転置を意味する。
直線軌道推定処理部71eは、Y軸及びZ軸に対しても、上記と同様の手順で平滑位置と平滑速度を算出する。直線軌道推定処理部71eは、算出した平滑速度を速度DB71bに格納する。
In the equations (1) to (5), the subscript k is data at each sampling time t k (k = 1, 2,...) Of the
The linear trajectory
また、直線軌道推定処理部71eは、目標の位置を直交座標系のX,Y,Zで定義する場合、下記の式(6)〜(10)に示すように、平滑位置ベクトルpハットk、平滑速度ベクトルpドットハットk、平滑位置誤差共分散行列Ppos,k、平滑速度誤差共分散行列Pvel,kを定義する。
ここで、A[i,j]は行列Aのi行j列目の要素を意味する。また、diag[a b c]は要素a,b,cを対角要素に持つ行列を意味する。
なお、直線軌道推定処理部71eは、旋回開始判定用観測値DB71aに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Nthサンプル未満である場合(ステップST2:NOの場合)、直線軌道推定処理を実施しない。この場合、ステップST11の処理に移行する。Further, linear track
Here, A [i, j] means an element in the i-th row and j-th column of the matrix A. Diag [a b c] means a matrix having elements a, b, and c as diagonal elements.
The linear trajectory
速度再平滑処理部71fは、直線軌道推定処理部71eが直線軌道推定処理を実施すると、速度再平滑処理を実施する(ステップST4)。
即ち、速度再平滑処理部71fは、目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、速度DB71bに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑速度から、再平滑化した速度である再平滑速度と、その再平滑速度誤差分散行列を算出するという速度再平滑処理を実施する。
また、速度再平滑処理部71fは、直線軌道推定処理部71eにより算出された平滑速度及び平滑誤差共分散行列の速度項を再平滑速度及び再平滑速度誤差分散行列で置き換える処理等を実施することで平滑航跡を算出し、その平滑航跡を旋回開始判定用平滑航跡DB71cに格納する。
以下、X軸を例にとって、速度再平滑処理部71fの算出処理を具体的に説明する。When the linear trajectory
That is, the speed re-smoothing processing unit 71f assumes that the target motion state is a constant-velocity linear motion, and uses, for example, a linear least square method, a Kalman filter, or the like to store past Nth samples accumulated in the
In addition, the speed re-smoothing processing unit 71f performs a process of replacing the smoothing velocity and the velocity term of the smoothing error covariance matrix calculated by the linear trajectory
Hereinafter, taking the X axis as an example, the calculation process of the speed re-smoothing processor 71f will be specifically described.
速度再平滑処理部71fは、下記の式(10)〜(14)に示すように、X軸に対して線形最小二乗法による再平滑速度Vハットx,kと再平滑速度誤差分散行列PxV,kを算出する。
As shown in the following formulas (10) to (14), the speed re-smoothing processing unit 71f performs a re-smoothing speed V hat x, k and a re-smoothing speed error variance matrix P xV by the linear least square method with respect to the X axis. , K.
速度再平滑処理部71fは、Y軸及びZ軸に対しても、上記と同様の手順で再平滑速度と再平滑速度誤差分散行列を算出する。ただし、Y軸については式(12)の代わりに、下記の式(15)を用い、Z軸については式(12)の代わりに、下記の式(16)を用いることとする。
The speed re-smoothing processing unit 71f calculates the re-smoothing speed and the re-smoothing speed error variance matrix in the same procedure as described above for the Y axis and the Z axis. However, the following formula (15) is used instead of the formula (12) for the Y axis, and the following formula (16) is used for the Z axis instead of the formula (12).
速度再平滑処理部71fは、直線軌道推定処理部71eにより算出された平滑速度pドットハットx,k及び平滑速度誤差共分散行列Pvel,kの速度項を、再平滑速度Vハットx,k及び再平滑速度誤差分散行列PxV,kで置き換え、置き換えた後のサンプリング時刻tkにおける平滑航跡xハットkを下記の式(17)によって算出し、その平滑誤差共分散行列Pkを下記の式(18)によって算出する。
The speed re-smoothing processing unit 71f converts the speed term of the smoothing speed p dot hat x, k and the smoothing speed error covariance matrix P vel, k calculated by the linear trajectory
下付添え字がyであればY軸方向、下付添え字がzであればZ軸方向を意味する。
If the subscript is y, it means the Y-axis direction, and if the subscript is z, it means the Z-axis direction.
Nステップ予測処理部71gは、速度再平滑処理部71fが速度再平滑処理を実施すると、下記の式(19)に示すように、旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻tbと、Npサンプル前の時刻tk−Np+1を比較する(ステップST5)。
Nステップ予測処理部71gは、最も古い平滑航跡の時刻tbが、Npサンプル前の時刻tk−Np+1と同じ時刻又はNpサンプル前の時刻tk−Np+1より古い時刻であれば(ステップST5:YESの場合)、旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出するというNステップ予測処理を実施する(ステップST6)。
例えば、等速直線運動モデルにしたがって、旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されているNpサンプル前の平滑航跡から直線外挿した予測ベクトルを算出する。When the speed re-smoothing processor 71f performs the speed re-smoothing process, the N-step
If the time t b of the oldest smoothed track is the same time as the time t k−Np + 1 before N p samples or the time t k−Np + 1 before N p samples, the N step
For example, according to uniform linear motion model to calculate the prediction vector with interpolation outside straight line from the N p samples before the smoothing track stored in the turning start determination smooth track DB71c.
即ち、Nステップ予測処理部71gは、下記の式(20)〜(23)に示すように、サンプリング時刻tkにおけるNpサンプル前の平滑航跡から直線外挿した予測ベクトルxハットk|k−Npを算出するとともに、その予測誤差共分散行列Pk|k−Npを算出する。
Ie, N step
Npサンプル前の平滑航跡の平滑ベクトル及び平滑誤差共分散行列に加速度項が含まれる場合、位置及び速度に係る項のみを取り出して、上記処理を実施する。
なお、Nステップ予測処理部71gは、旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻tbが、Npサンプル前の時刻tk−Np+1より新しい時刻であれば(ステップST5:NOの場合)、Npサンプル前の平滑航跡が旋回開始判定用平滑航跡DB71cに蓄積されていないため、Nステップ予測処理を実施しない。この場合、ステップST11の処理に移行する。If it contains the acceleration term to N p samples smoothing vector and error covariance matrix of the prior smooth track, remove only the terms of the position and velocity, carrying out the above process.
Incidentally, N step
マハラノビス平方距離算出処理部71hは、Nステップ予測処理部71gがNステップ予測処理を実施すると、Nステップ予測処理部71gにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する(ステップST7)。
即ち、マハラノビス平方距離算出処理部71hは、下記の式(24)に示すように、最新のサンプリング時刻tkにおける予測航跡の予測ベクトルxハットk|k−Npと、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置zkとの残差rkを算出する。
The Mahalanobis square distance
That is, the Mahalanobis square distance
式(25)において、zx,kはサンプリング時刻tkにおけるセンサ観測値が示すX軸での位置、zy,kはサンプリング時刻tkにおけるセンサ観測値が示すY軸での位置、zz,kはサンプリング時刻tkにおけるセンサ観測値が示すZ軸での位置である。
マハラノビス平方距離算出処理部71hは、下記の式(27)に示すように、残差共分散行列Skを算出し、その残差共分散行列Skを用いて、下記の式(28)に示すように、マハラノビス平方距離εv(k)を算出する。
In the formula (25), z x, k is the position in the X-axis indicated by the sensor observation value at the sampling time t k, z y, k is the position in the Y-axis indicated by the sensor observation value at the sampling time t k, z z , K is the position on the Z axis indicated by the sensor observation value at the sampling time t k .
Mahalanobis square distance
時間方向平滑処理部71iは、マハラノビス平方距離算出処理部71hがマハラノビス平方距離εv(k)を算出すると、そのマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する(ステップST8)。
即ち、時間方向平滑処理部71iは、下記の式(29)に示すように、そのマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化する。
式(29)において、εav(k)はサンプリング時刻tkにおける時間方向平滑値、αは事前に設定された係数である。When the Mahalanobis square distance
That is, the time direction smoothing
In Expression (29), ε av (k) is a time direction smooth value at the sampling time t k , and α is a coefficient set in advance.
閾値判定処理部71jは、時間方向平滑処理部71iがマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化すると、下記の式(31)に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値εav(k)と、事前に設定された閾値Thturnbgnとを比較する(ステップST9)。
閾値判定処理部71jは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnbgnより大きく、式(31)が成立する場合(ステップST9:YESの場合)、旋回が開始していると判定して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“旋回”に設定する(ステップST10)。
閾値判定処理部71jは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnbgn以下であり、式(31)が成立しない場合(ステップST9:NOの場合)、旋回が開始していないと判定して、旋回フラグDB72に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する(ステップST11)。
閾値判定処理部71jは、直線軌道推定処理部71eにより直線軌道推定処理が実施されない場合や、Nステップ予測処理部71gによりNステップ予測処理が実施されない場合も、旋回フラグDB72に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する(ステップST11)。When the time direction smoothing
When the time direction smooth value ε av (k) is larger than the threshold value Th turnbgn and the formula (31) is satisfied (step ST9: YES), the threshold
When the time direction smooth value ε av (k) is equal to or less than the threshold value Th turnbgn and Equation (31) is not satisfied (step ST9: NO), the threshold
The threshold
旋回判定部17の旋回終了判定処理部73は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを更新する。
図10は旋回終了判定処理部73の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図10を参照しながら、旋回終了判定処理部73の処理内容を具体的に説明する。When the turning end
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the turning end
Hereinafter, the processing content of the turning end
旋回終了判定処理部73の旋回終了判定用観測値DB73aには、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が記録され、旋回終了判定用観測値DB73aには、過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値が蓄積される。
初期化処理部73cは、旋回終了判定処理の初期化処理を実施する(図10のステップST21)。
即ち、初期化処理部73cは、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用観測値DB73a及び旋回終了判定用平滑航跡DB73bの蓄積データである目標相関済みセンサ観測値及び平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。
初期化処理部73cは、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。即ち、軌道推定処理部73d、Nステップ予測処理部73e、マハラノビス平方距離算出処理部73f、時間方向平滑処理部73g及び閾値判定処理部73hの動作を許可する。The observation value DB73a for turning end determination of the turning end
The
That is, when the turning flag stored in the turning
When the turning flag stored in the turning
軌道推定処理部73dは、旋回終了判定用観測値DB73aに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Nthサンプル以上である場合(ステップST22:YESの場合)、軌道推定処理を実施する(ステップST23)。
即ち、軌道推定処理部73dは、目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回終了判定用平滑航跡DBに蓄積されている過去Nthサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑航跡として、目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列及び平滑速度誤差共分散行列を算出するという軌道推定処理を実施する。
例えば、目標の位置を直交座標系のX,Y,Zで定義する場合、線形最小二乗法によって、各軸に対する目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出する。
以下、X軸を例にとって、軌道推定処理部73dの算出処理を具体的に説明する。The trajectory
That is, the trajectory
For example, when the target position is defined by X, Y, and Z in the Cartesian coordinate system, the target smooth position, smooth speed, and smooth acceleration for each axis are calculated by the linear least square method.
Hereinafter, taking the X axis as an example, the calculation process of the trajectory
軌道推定処理部73dは、下記の式(32)〜(34)及び式(4)(5)に示すように、X軸に対する平滑位置pハットx,kと、X軸に対する平滑速度pドットハットx,kと、X軸に対する平滑加速度pツードットハットx,kとを算出する。
ここでは、電子出願の関係上、明細書の文章中では、文字の上に文字の上に“・・”と“^”の記号を付することができないため、pツードットハットx,kのように表記している。
As shown in the following equations (32) to (34) and equations (4) and (5), the trajectory
Here, because of the electronic application, in the text of the description, the symbols “··” and “^” cannot be added on the characters, so that the p-two-dot hats x and k It is written as follows.
軌道推定処理部73dは、Y軸及びZ軸に対しても、上記と同様の手順で平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出する。
軌道推定処理部73dは、平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を平滑航跡として旋回終了判定用平滑航跡DB73bに格納する。The trajectory
The trajectory
また、軌道推定処理部73dは、目標の位置を直交座標系のX,Y,Zで定義する場合、上記の式(6)〜(9)に示すように、平滑位置ベクトルpハットk、平滑速度ベクトルpドットハットk、平滑位置誤差共分散行列Ppos,k、平滑速度誤差共分散行列Pvel,kを定義する。
なお、軌道推定処理部73dは、旋回終了判定用観測値DB73aに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Nthサンプル未満である場合(ステップST22:NOの場合)、軌道推定処理を実施しない。この場合、ステップST30の処理に移行する。Further, when the target position is defined by X, Y, and Z of the orthogonal coordinate system, the trajectory
The trajectory
Nステップ予測処理部73eは、軌道推定処理部73dが軌道推定処理を実施すると、下記の式(35)に示すように、旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻tbと、Npサンプル前の時刻tk−Np+1を比較する(ステップST24)。
Nステップ予測処理部73eは、最も古い平滑航跡の時刻tbが、Npサンプル前の時刻tk−Np+1と同じ時刻又はNpサンプル前の時刻tk−Np+1より古い時刻であれば(ステップST24:YESの場合)、旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されている過去Nthサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出するというNステップ予測処理を実施する(ステップST25)。When the trajectory
If the time t b of the oldest smoothed track is the same as the time t k−Np + 1 before N p samples or the time t k−Np + 1 before N p samples, the N step
Nステップ予測処理部73eのNステップ予測処理は、図5に示すNステップ予測処理部71gのNステップ予測処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
なお、Nステップ予測処理部73eは、旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻tbが、Npサンプル前の時刻tk−Np+1より新しい時刻であれば(ステップST24:NOの場合)、Npサンプル前の平滑航跡が旋回終了判定用平滑航跡DB73bに蓄積されていないため、Nステップ予測処理を実施しない。この場合、ステップST30の処理に移行する。The N step prediction processing of the N step
Incidentally, N step
マハラノビス平方距離算出処理部73fは、Nステップ予測処理部73eがNステップ予測処理を実施すると、Nステップ予測処理部73eにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する(ステップST26)。
マハラノビス平方距離算出処理部73fにおけるマハラノビス平方距離の算出処理は、図5に示すマハラノビス平方距離算出処理部71hにおけるマハラノビス平方距離の算出処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。The Mahalanobis square distance calculation processing unit 73f outputs the position indicated by the predicted track calculated by the N step
The Mahalanobis square distance calculation processing in the Mahalanobis square distance calculation processing unit 73f is the same as the Mahalanobis square distance calculation processing in the Mahalanobis square distance
時間方向平滑処理部73gは、マハラノビス平方距離算出処理部73fがマハラノビス平方距離εv(k)を算出すると、そのマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する(ステップST27)。
時間方向平滑処理部73gにおけるマハラノビス平方距離εv(k)の平滑化処理は、図5に示す時間方向平滑処理部71iにおけるマハラノビス平方距離εv(k)の平滑化処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。When the Mahalanobis square distance calculation processing unit 73f calculates the Mahalanobis square distance ε v (k), the time direction smoothing
For smoothing the Mahalanobis squared distance ε v (k) in the time
閾値判定処理部73hは、時間方向平滑処理部73gがマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化すると、下記の式(36)に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値εav(k)と、事前に設定された閾値Thturnendとを比較する(ステップST28)。
閾値判定処理部73hは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnend以下となり、式(36)が成立する場合(ステップST28:YESの場合)、旋回が終了していると判定して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定する(ステップST29)。
閾値判定処理部73hは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnbgnより大きく、式(36)が成立しない場合(ステップST28:NOの場合)、旋回が終了していないと判定して、旋回フラグDB72に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する(ステップST30)。
閾値判定処理部73hは、軌道推定処理部73dにより軌道推定処理が実施されない場合や、Nステップ予測処理部73eによりNステップ予測処理が実施されない場合も、旋回フラグDB72に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する(ステップST30)。When the time direction smoothing
When the time direction smooth value ε av (k) is equal to or less than the threshold value Th turnend and the equation (36) is satisfied (in the case of YES at step ST28), the threshold determination processing unit 73h determines that the turn has ended. Thus, the turning flag stored in the turning
When the time direction smooth value ε av (k) is larger than the threshold value Th turnbgn and Equation (36) is not satisfied (step ST28: NO), the threshold determination processing unit 73h determines that the turn has not ended. Thus, the “turn” turn flag stored in the
The threshold
ここでは、閾値判定処理部73hが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部73hが、現時刻tkにおける時間方向平滑値εav(k)と、前時刻tk−1における時間方向平滑値εav(k−1)との差分値Δεav(k)を算出し、その差分値Δεav(k)が負となる回数が閾値Thcntより多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
図11は閾値判定処理部73hの処理内容を示すフローチャートである。以下、図11を参照しながら、閾値判定処理部73hの処理内容を具体的に説明する。Here, the threshold
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the threshold
閾値判定処理部73hは、時間方向平滑処理部73gが現時刻tkの時間方向平滑値εav(k)を算出する毎に、下記の式(37)に示すように、現時刻tkにおける時間方向平滑値εav(k)と、前時刻tk−1における時間方向平滑値εav(k−1)との差分値Δεav(k)を算出する(図11のステップST31)。
閾値判定処理部73hは、差分値Δεav(k)を算出すると、その差分値Δεav(k)が負であれば(ステップST32:YESの場合)、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cを1だけ増やすインクリメント処理を実施する(ステップST33)。そのカウント値Cは、差分値Δεav(k)が負になった回数を示すものであり、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cの初期値は0である。
閾値判定処理部73hは、その差分値Δεav(k)が0以上であれば(ステップST32:NOの場合)、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cを維持する(ステップST34)。Every time the time direction smoothing
Threshold
If the difference value Δε av (k) is equal to or greater than 0 (step ST32: NO), the threshold
次に、閾値判定処理部73hは、下記の式(38)に示すように、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cと事前に設定された閾値Thcntを比較する(ステップST35)。
C>Thcnt (38)
閾値判定処理部73hは、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cが閾値Thcntより多くなり、式(38)が成立する場合(ステップST35:YESの場合)、旋回が終了していると判定して、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定する(ステップST36)。
また、閾値判定処理部73hは、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cが閾値Thcnt以下であり、式(38)が成立しない場合(ステップST35:NOの場合)、旋回フラグDB72に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する(ステップST37)。
閾値判定処理部73hは、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定すると、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cを0に初期化する。Next, as shown in the following formula (38), the threshold
C> Th cnt (38)
When the number of times C recorded in the difference value counter DB 37i is greater than the threshold value Th cnt and Expression (38) is satisfied (in the case of YES at step ST35), the threshold value
Further, the threshold
When the turning flag stored in the turning
旋回判定部17の旋回フラグ出力処理部74は、旋回開始判定処理部71又は旋回終了判定処理部73の動作が完了すると、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する。
旋回判定部17の旋回レベル算出処理部75は、旋回フラグ出力処理部74から旋回フラグを受けると、その旋回フラグが“旋回”である場合、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部16に出力する。
以下、旋回レベル算出処理部75の処理内容を具体的に説明する。When the operation of the turn start
When the turning level
Hereinafter, the processing content of the turning level
旋回レベル算出処理部75の初期化処理部75aは、旋回フラグ出力処理部74から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、旋回レベル算出用観測値DB75bに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値を削除する。
初期化処理部75aは、旋回フラグ出力処理部74から出力された旋回フラグが“旋回”であれば、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値を旋回レベル算出用観測値DB75bに格納する。If the turning flag output from the turning flag
When the turning flag output from the turning flag
旋回レベル算出処理部75の旋回軌道推定処理部75cは、目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回レベル算出用観測値DB75bに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値から、直交座標系におけるX軸、Y軸及びZ軸に対する目標の加速度を算出する。
旋回軌道推定処理部75cは、X軸、Y軸及びZ軸に対する目標の加速度を算出すると、下記の式(39)のように、加速度の大きさaハットを算出する。
The turning trajectory
When calculating the target acceleration with respect to the X axis, the Y axis, and the Z axis, the turning trajectory
旋回軌道推定処理部75cは、加速度の大きさaハットを算出すると、加速度の大きさaハットを旋回レベルに換算し、その旋回レベルを再追尾処理部16に出力する。
加速度の大きさaハットと旋回レベルは正比例の関係があり、加速度の大きさaハットが大きくなる程、旋回レベルが高くなるものとする。When calculating the acceleration magnitude a hat, the turning trajectory
It is assumed that the acceleration magnitude a hat and the turning level are directly proportional to each other, and the turning level increases as the acceleration magnitude a hat increases.
追尾処理部12の部分航跡記憶部15には、以前、再追尾処理部16によって推定された部分航跡や、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値のうち、その部分航跡と相関が認められた目標相関済みセンサ観測値が記憶されている。
部分航跡は、基本的には時刻、位置、速度からなる状態ベクトルと、その状態ベクトルの誤差共分散行列で構成されるものであり、他にも目標を識別する目標番号や、センサ11を識別するセンサ番号などの識別番号が付与される。
この識別番号は、例えば、目標を類識別した番号、航空機や衛星などの機体の種別が識別された番号、あるいは、敵であるのか味方であるのかを示す情報としての番号などが考えられる。
部分航跡の状態ベクトルは、センサ観測値の位置を含む状態ベクトルであってもよいし、位置及び速度を含む状態ベクトルであってもよいし、加速度まで含む状態ベクトルであってもよい。The partial
The partial wake is basically composed of a state vector consisting of time, position, and speed and an error covariance matrix of the state vector. In addition, a target number for identifying a target and a
The identification number may be, for example, a number that identifies a target, a number that identifies the type of aircraft such as an aircraft or a satellite, or a number that is information indicating whether it is an enemy or a friend.
The state vector of the partial wake may be a state vector including the position of the sensor observation value, a state vector including the position and velocity, or a state vector including even the acceleration.
追尾処理部12の再追尾処理部16は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、例えば、GNNなどの公知の相関アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
即ち、再追尾処理部16は、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が、過去に推定している部分航跡に係る目標の位置を観測しているものであるか否かを判定する。When the
That is, the
再追尾処理部16は、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しており、その目標相関済みセンサ観測値を当該部分航跡と対応付けることができると判断すると、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部15に格納する。
また、再追尾処理部16は、例えば、カルマンフィルタなどの公知の追尾アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部15に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する部分航跡を推定する。
このとき、再追尾処理部16は、旋回判定部17から出力された旋回フラグに対応するカルマンフィルタを用いる追尾アルゴリズムを実行するようにしてもよい。
例えば、再追尾処理部16は、旋回判定部17から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、等速直線運動モデルに基づくカルマンフィルタによって位置及び速度を含む状態ベクトルを算出し、その旋回フラグが“旋回”であれば、等加速度運動モデルに基づくカルマンフィルタによって位置、速度及び加速度を含む状態ベクトルを算出するようにしてもよい。The
In addition, the
At this time, the
For example, if the turning flag output from the turning
再追尾処理部16は、部分航跡を推定すると、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部17から出力された旋回フラグ及び旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部19に出力する。
再追尾処理部16は、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関していない場合、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部19に出力しない。When the
When the
送信判定部19は、再追尾処理部16から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、その部分航跡が示す位置の時刻と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡が示す位置の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグ及び旋回レベルとから、その部分航跡を送信するか否かを判定する。
このとき、送信判定部19は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。
また、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。
送信判定部19は、その部分航跡を送信すると判断すると、その部分航跡を送受信部20に出力した後、部分航跡記憶部15に記憶されている当該部分航跡を削除する。
以下、送信判定部19による部分航跡の送信判定処理を具体的に説明する。When the
At this time, the
In addition, the higher the turn level attached to the partial track, the higher the frequency of issuing a determination result indicating that the partial track with the turn flag and the turn level is transmitted.
When the
Hereinafter, the transmission determination process of the partial wake by the
送信判定部19のパラメータ変更処理部81は、再追尾処理部16から出力された部分航跡に付いている旋回フラグ及び旋回レベルに応じて、送信判断用のシステム雑音パラメータを変更するとともに、送信閾値、差異閾値や送信保留閾値などの送信判断用の閾値を変更する。送信判断用の閾値の初期値は、ユーザによって事前に設定されているものとする。
送信判断用のシステム雑音パラメータは、目標の運動が想定される運動モデルから逸脱した際の運動誤差を補償するためのパラメータであり、そのシステム雑音パラメータが増加することで、後述する融合航跡の誤差の増加率が上がる。
パラメータ変更処理部81は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、システム雑音パラメータが高くなるように、システム雑音パラメータを変更する。
また、パラメータ変更処理部81は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“旋回”である場合、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、システム雑音パラメータが高くなるように、システム雑音パラメータを変更する。The parameter
The system noise parameter for transmission judgment is a parameter for compensating for the motion error when the target motion deviates from the assumed motion model. As the system noise parameter increases, the error of the fusion wake described later The rate of increase increases.
The parameter
Further, when the turning flag attached to the partial wake is “turn”, the parameter
送信判定部19の融合航跡予測処理部82は、再追尾処理部16から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡の時刻との時間差を算出する。
即ち、融合航跡予測処理部82は、下記の式(40)に示すように、再追尾処理部16から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻tk (S)と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡の時刻tm−1 (F)との時間差ΔTkを算出する。
式(40)において、tk (S)は現サンプリング時刻を示し、上付き添え字の(S)は再追尾処理部16から出力された部分航跡に関わる旨を示す変数である。
また、tm−1 (F)は融合追尾処理部23により融合航跡が推定された時刻を示し、上付き添え字の(F)は融合航跡に関わる旨を示す変数である。The fusion wake
That is, as shown in the following equation (40), the fused track
In Expression (40), t k (S) indicates the current sampling time, and the superscript (S) is a variable indicating that the partial track output from the
Further, t m-1 (F) indicates the time when the fusion track is estimated by the fusion
融合航跡予測処理部82は、部分航跡の時刻tk (S)と、融合航跡の時刻tm−1 (F)との時間差ΔTkを算出すると、下記の式(41)〜(44)に示すように、その時間差ΔTkとパラメータ変更処理部81により変更されたシステム雑音パラメータを用いて、部分航跡の時刻tk (S)における送信判断用の予測誤差共分散行列Pp,m (F)を算出する。
ここで、Φkは状態遷移行列、Q(F)はシステム雑音共分散行列、qx (F)はパラメータ変更処理部81により変更されたX軸におけるシステム雑音パラメータ、qy (F)はパラメータ変更処理部81により変更されたY軸におけるシステム雑音パラメータ、qz (F)はパラメータ変更処理部81により変更されたZ軸におけるシステム雑音パラメータである。
また、Ps,m−1 (F)は融合航跡の誤差共分散行列である。When the fusion wake
Here, Φ k is a state transition matrix, Q (F) is a system noise covariance matrix, q x (F) is a system noise parameter on the X axis changed by the parameter
P s, m−1 (F) is an error covariance matrix of the fusion wake.
判定用誤差算出処理部83は、融合航跡予測処理部82が送信判断用の予測誤差共分散行列Pp,m (F)を算出すると、その送信判断用の予測誤差共分散行列Pp,m (F)と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡と、再追尾処理部16から出力された部分航跡とから、融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出する。
ここで、図12は送信判定部19における送信判定概念を示す説明図である。
図12において、融合航跡誤差は、再追尾処理部16から出力された部分航跡と融合される前の融合航跡の誤差を示し、更新済み融合航跡誤差は、再追尾処理部16から出力された部分航跡と融合された後の融合航跡の誤差を示している。
また、融合航跡誤差差異は、融合航跡誤差から更新済み融合航跡誤差を引いた差分を示している。When the fused track
Here, FIG. 12 is an explanatory diagram showing a transmission determination concept in the
In FIG. 12, the fusion track error indicates an error of the fusion track before being merged with the partial track output from the
Also, the fusion track error difference indicates a difference obtained by subtracting the updated fusion track error from the fusion track error.
判定処理部84は、判定用誤差算出処理部83が融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出すると、その融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異と、パラメータ変更処理部81により変更された送信閾値、差異閾値及び送信保留閾値とを用いて、再追尾処理部16から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信するか否かを判定する。
即ち、判定処理部84は、その融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合、再追尾処理部16から出力された部分航跡を融合航跡と融合することによる融合航跡誤差の低減寄与度が大きいと判断し、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部20に出力するとともに、部分航跡記憶部15に記憶されている当該部分航跡を削除する。
判定処理部84は、その融合航跡誤差差異が差異閾値以下の場合、その部分航跡を融合航跡と融合することによる融合航跡誤差の低減寄与度が小さいと判断し、その部分航跡の送信を保留する旨を示す判定結果、即ち、“送信保留”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部20に出力する。When the determination error
That is, when the fusion track error difference is larger than the difference threshold, the
When the fusion track error difference is equal to or smaller than the difference threshold, the
判定処理部84は、その融合航跡誤差が送信閾値より大きい場合、融合航跡の誤差が大きいため、その融合航跡誤差差異の大小にかかわらず、その融合航跡を部分航跡と融合する必要があると判断し、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部20に出力するとともに、部分航跡記憶部15に記憶されている当該部分航跡を削除する。
判定処理部84は、その融合航跡誤差が送信閾値以下の場合、その融合航跡誤差差異が差異閾値以下であれば、その融合航跡を部分航跡と融合する必要がないと判断し、その部分航跡の送信を保留する旨を示す判定結果、即ち、“送信保留”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部20に出力する。ただし、その融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合、“送信”の送信判定フラグを送受信部20に出力するようにしてもよい。If the fused track error is larger than the transmission threshold, the
If the fused wake error is less than or equal to the transmission threshold, the
図13は旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。
目標が旋回していない場合、パラメータ変更処理部81によって送信判断用のシステム雑音パラメータが低く抑えられており、融合航跡誤差の時間方向の増加率が小さいため、融合航跡誤差が送信閾値を上回るまでに多くの時間を要する。このため、旋回フラグが“非旋回”である場合、部分航跡の送信頻度は低いものとなる。
一方、目標が旋回を開始することで、旋回フラグが“旋回”となり、パラメータ変更処理部81が送信判断用のシステム雑音パラメータを高めると、融合航跡誤差の時間方向の増加率が大きくなるため、短時間で融合航跡誤差が送信閾値を上回るようになる。このため、旋回フラグが“旋回”である場合、部分航跡の送信頻度が高いものとなる。
図13では、送信閾値が固定されている例を示している。このため、目標が旋回している場合、融合航跡誤差が送信閾値を上回る頻度が増加して、ネットワーク2での通信負荷が大きくなり過ぎることがある。
パラメータ変更処理部81は、ネットワーク2での通信負荷が大きくなり過ぎないようにするために、旋回フラグが“旋回”となり、送信判断用のシステム雑音パラメータを高める際、送信閾値も一緒に高めるようにしてもよい。ただし、送信閾値を高くし過ぎると、部分航跡の送信頻度を高くすることができなくなるため、システム雑音パラメータと送信閾値のバランスを考える必要がある。FIG. 13 is a conceptual diagram showing the temporal change of the fusion wake error before and during the turn and the transmission frequency of the partial wake.
When the target is not turning, since the system noise parameter for transmission determination is kept low by the parameter
On the other hand, when the target starts turning, the turning flag becomes “turning”, and when the parameter
FIG. 13 shows an example in which the transmission threshold is fixed. For this reason, when the target is turning, the frequency at which the fusion track error exceeds the transmission threshold value may increase, and the communication load on the network 2 may become too large.
In order to prevent the communication load on the network 2 from becoming excessively large, the parameter
ネットワーク2での通信負荷が大きくなり過ぎる状況を回避するため、送信閾値を用いずに、部分航跡の送信判定を行うようにしてもよい。
図14は送信閾値を用いない場合の旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。
図14では、判定処理部84が、融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合に限り、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグを送受信部20に出力する例を示している。
図14の例では、パラメータ変更処理部81が送信判断用のシステム雑音パラメータを高めることで、融合航跡誤差の時間方向の増加率が大きくなっても、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果が得られないため、ネットワーク2での通信負荷が大きくなり過ぎる状況を回避することができる。In order to avoid a situation in which the communication load in the network 2 becomes excessively large, the partial wake transmission determination may be performed without using the transmission threshold.
FIG. 14 is a conceptual diagram showing the temporal change of the fusion wake error before and during the turn when the transmission threshold is not used, and the transmission frequency of the partial wake.
In FIG. 14, the
In the example of FIG. 14, the parameter
送受信部20は、送信判定部19から“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを受けると、ネットワーク2を介して、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を他の目標追尾装置1−Mに送信するとともに、その部分航跡を航跡融合部21に出力する
送受信部20は、送信判定部19から“送信保留”の送信判定フラグを受けると、他の目標追尾装置1−Mに対する部分航跡の送信処理や、航跡融合部21に対する部分航跡の出力処理を実施しない。
送受信部20は、ネットワーク2を介して、他の目標追尾装置1−Mから送信された部分航跡を受信すると、その部分航跡を航跡融合部21に出力する。When the transmission /
When the transmission /
航跡融合部21の相関判定部22は、送受信部20から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、例えば、GNNなどの公知の相関アルゴリズムを実行することで、その部分航跡が示す位置と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
航跡融合部21の融合追尾処理部23は、相関判定部22により相関していると判定された場合、送受信部20から出力された部分航跡と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する融合航跡を推定する。When the
When it is determined that the
即ち、融合追尾処理部23は、下記の式(45)〜(49)の示すように、融合航跡の推定ベクトルxハットs,m (F)を算出する。
That is, the fusion
ここで、融合追尾処理部23が、等速直線運動モデルに基づくカルマンフィルタを用いる場合、システム雑音共分散行列Q(F)は、下記の式(50)(51)で定義される。
また、目標の状態ベクトルを3次元直交座標系で定義すると、式(50)におけるDは、下記の式(52)のように定義される。
式(52)において、qxは融合追尾処理部23により事前に設定されたX軸におけるシステム雑音パラメータ、qyは融合追尾処理部23により事前に設定されたY軸におけるシステム雑音パラメータ、qzは融合追尾処理部23により事前に設定されたZ軸におけるシステム雑音パラメータである。
システム雑音パラメータqx,qy,qzは目標の旋回度合いに応じて大きく設定した方が、融合航跡の追尾精度が向上するため、融合追尾処理部23によって、部分航跡に付加されている旋回レベルに応じて設定されているものであってもよい。即ち、その旋回レベルが示す目標の旋回の度合いが大きいほど、システム雑音パラメータqx,qy,qzが大きな値に設定されているものであってもよい。Here, when the fusion
Further, when the target state vector is defined in the three-dimensional orthogonal coordinate system, D in the equation (50) is defined as the following equation (52).
In Expression (52), q x is a system noise parameter on the X axis set in advance by the fusion
When the system noise parameters q x , q y , and q z are set larger in accordance with the target turning degree, the tracking accuracy of the fusion wake is improved. It may be set according to the level. That is, the system noise parameters q x , q y , and q z may be set to a larger value as the degree of target turning indicated by the turning level is larger.
融合追尾処理部23は、融合航跡を推定すると、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡を、その推定した融合航跡に置き換える処理を実施する。
融合追尾処理部23は、相関判定部22により相関していないと判定された場合、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡がメモリトラック状態にあると判断して、その融合航跡を部分航跡で更新せずに、送受信部20から出力された部分航跡を新たな融合航跡として、融合航跡記憶部18に記録する。When the fusion track is estimated, the fusion
The fusion
表示処理部24は、融合追尾処理部23により推定された融合航跡や、相関判定部22により当該融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡などをディスプレイに表示させる。
The
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、センサ観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部17と、追尾処理部12により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部17の判定結果とから、追尾処理部12により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部19とを設け、送受信部20が、送信判定部19の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置1−Mに送信するように構成したので、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態1によれば、目標が旋回している場合、部分航跡の送信頻度を高めて、目標の追尾精度を高めることができる。一方、目標が旋回していない場合、部分航跡の送信頻度を下げて、通信容量を低減することができる。As is apparent from the above, according to the first embodiment, the
That is, according to this
実施の形態2.
この実施の形態2では、送受信部20から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新するフラグ統合部を備えている目標追尾装置について説明する。Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a flag integration unit that updates a turn flag attached to the fusion track stored in the fusion
図15はこの発明の実施の形態2による目標追尾装置を示す構成図であり、図16はこの発明の実施の形態2による目標追尾装置のハードウェア構成図である。
図15及び図16において、図1及び図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
フラグ統合部91は例えばCPUを実装している半導体集積回路、あるいはワンチップマイコンなどから構成されているフラグ統合処理回路50で実現されるものである。フラグ統合部91は送受信部20から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新する処理を実施する。FIG. 15 is a block diagram showing a target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 16 is a hardware configuration diagram of the target tracking device according to Embodiment 2 of the present invention.
15 and FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
The
図15では、目標追尾装置の構成要素であるセンサ11、センサ航跡記憶部13、センサ追尾処理部14、部分航跡記憶部15、再追尾処理部16、旋回判定部17、融合航跡記憶部18、送信判定部19、送受信部20、相関判定部22、融合追尾処理部23、表示処理部24及びフラグ統合部91のそれぞれが、図16に示すような専用のハードウェア、即ち、記憶処理回路41、センサ追尾処理回路42、再追尾処理回路43、旋回判定処理回路44、送信判定処理回路45、送受信処理回路46、相関判定処理回路47、融合追尾処理回路48、表示処理回路49及びフラグ統合処理回路50で実現されるものを想定している。
In FIG. 15, the
目標追尾装置の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標追尾装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、センサ航跡記憶部13、部分航跡記憶部15及び融合航跡記憶部18を図3に示すメモリ61上に構成するとともに、センサ追尾処理部14、再追尾処理部16、旋回判定部17、融合航跡記憶部18、送信判定部19、送受信部20、相関判定部22、融合追尾処理部23、表示処理部24及びフラグ統合部91の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを図3に示すメモリ61に格納し、図3に示すプロセッサ62がメモリ61に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。The components of the target tracking device are not limited to those realized by dedicated hardware, and the target tracking device may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
When the target tracking device is realized by software, firmware, or the like, the sensor
また、図15では目標追尾装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図16では、目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、目標追尾装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
例えば、センサ11、送受信部20及び表示処理部24を専用のハードウェアで実現し、センサ航跡記憶部13、センサ追尾処理部14、部分航跡記憶部15、再追尾処理部16、旋回判定部17、融合航跡記憶部18、送信判定部19、相関判定部22、融合追尾処理部23及びフラグ統合部91をソフトウェアやファームウェアなどで実現することが可能である。ただし、専用のハードウェアとソフトウェア等の組み合わせは任意である。15 shows an example in which each component of the target tracking device is realized by dedicated hardware, and FIG. 16 shows an example in which the target tracking device is realized by software, firmware, etc. Some components in the tracking device may be realized by dedicated hardware, and the remaining components may be realized by software, firmware, or the like.
For example, the
図17はこの発明の実施の形態2による目標追尾装置の旋回判定部17を示す構成図であり、図17において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
フラグ更新処理部101は旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”であり、かつ、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”であれば、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力し、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”であり、かつ、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であれば、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力する処理を実施する。
また、フラグ更新処理部101は旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“非旋回”であれば、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力する処理を実施する。FIG. 17 is a block diagram showing the turning
If the turn flag stored in the
If the turning flag stored in the turning
旋回開始時刻データベース(以下、「旋回開始時刻DB」と称する)102は旋回開始判定処理部71の閾値判定処理部71jによって、最初に旋回が開始していると判定された時刻を旋回開始時刻として記憶するメモリである。
The turning start time database (hereinafter referred to as “turning start time DB”) 102 is set as the turning start time when the threshold
誤判定解除処理部103は融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを用いて、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを訂正する処理を実施する。
即ち、誤判定解除処理部103はセンサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値の観測時刻と、旋回開始時刻DB102に記憶されている旋回開始時刻との時刻差である差分時間を算出する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部103はフラグ更新処理部101から出力された旋回フラグが“旋回”であり、かつ、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”である場合、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部103はフラグ更新処理部101から出力された旋回フラグが“旋回”であり、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であり、かつ、その差分時間が事前に設定された解除用閾値未満である場合、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する処理を実施する。
誤判定解除処理部103はフラグ更新処理部101から出力された旋回フラグが“旋回”であり、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であり、かつ、その差分時間が事前に設定された解除用閾値以上である場合、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部103はフラグ更新処理部101から出力された旋回フラグが“非旋回”である場合、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する処理を実施する。The erroneous determination
That is, the misjudgment
Further, the misjudgment
Further, the misjudgment canceling
The misjudgment
Further, when the turning flag output from the flag
図18は旋回判定部17の旋回開始判定処理部71を示す構成図であり、図18において、図5と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図18に示す旋回開始判定処理部71の構成要素は、図5に示す旋回開始判定処理部71の構成要素と同様であるが、図18に示す旋回開始判定処理部71の初期化処理部71dの入力データである旋回フラグが、フラグ更新処理部101から出力された旋回フラグであるのに対して、図5に示す旋回開始判定処理部71の初期化処理部71dの入力データである旋回フラグが、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグである点で相違している。
また、図18に示す旋回開始判定処理部71の閾値判定処理部71jの出力先が、旋回フラグDB72だけでなく、旋回開始時刻DB102、再追尾処理部16及び旋回レベル算出処理部75も含まれる点で、図5に示す旋回開始判定処理部71の閾値判定処理部71jと相違している。18 is a block diagram showing the turning start
The components of the turning start
18 includes not only the turning
図19は旋回判定部17の旋回終了判定処理部73を示す構成図であり、図19において、図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
旋回終了判定用融合航跡データベース(以下、「旋回終了判定用融合航跡DB」と称する)73jは融合航跡を蓄積するメモリである。
初期化処理部73kは融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。
また、初期化処理部73kは、その融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”である場合、その融合航跡を旋回終了判定用融合航跡DB73jに格納して、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。FIG. 19 is a block diagram showing the turning end
The turn ending determination fusion track database (hereinafter referred to as “turn end determination fusion track DB”) 73j is a memory for storing the fusion track.
When the turning flag attached to the fusion track stored in the fusion
In addition, when the turning flag attached to the fusion wake is “turn”, the
Nステップ予測処理部73lは旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている融合航跡の中で、最も古い融合航跡の時刻と、相関判定部22により融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡の時刻との時刻差が事前に設定された閾値以上である場合、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている過去Nthサンプル分の融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部73mはNステップ予測処理部73lにより算出された予測航跡と、相関判定部22により融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡とから、その予測航跡を構成する予測ベクトルと部分航跡とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。The N-step prediction processing unit 73l is the fusion track stored in the fusion
The Mahalanobis square distance
次に動作について説明する。
フラグ統合部91及び旋回判定部17以外は、概ね上記実施の形態1と同様であるため、この実施の形態2では、フラグ統合部91及び旋回判定部17の処理内容を主に説明する。
フラグ統合部91は、送受信部20から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、その部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新する。
この実施の形態2では、融合航跡に付いている旋回フラグを「統合旋回フラグ」と称する。統合旋回フラグは、同一のネットワーク2に接続されている全ての目標追尾装置間で共通の旋回フラグであり、全ての目標追尾装置で同じ旋回判定結果を示すフラグである。
以下、フラグ統合部91による統合旋回フラグの更新処理を具体的に説明する。Next, the operation will be described.
Except for the
When the
In the second embodiment, the turning flag attached to the fusion wake is referred to as an “integrated turning flag”. The integrated turning flag is a turning flag common to all target tracking devices connected to the same network 2, and is a flag indicating the same turning determination result in all target tracking devices.
Hereinafter, the update process of the integrated turning flag by the
フラグ統合部91は、送受信部20から“旋回”の旋回フラグが付いている部分航跡を受けると、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている“非旋回”の統合旋回フラグを“旋回”の統合旋回フラグに更新する。
フラグ統合部91は、送受信部20から出力された当該旋回フラグを信用し、それ以降に、送受信部20から“非旋回”の旋回フラグが付いている部分航跡を受けても、その融合航跡に付いている“旋回”の統合旋回フラグを維持する。
統合旋回フラグが“非旋回”に変更されるタイミングは、後述する旋回終了判定処理部73によって、旋回が終了していると判定されたタイミングに限られる。When the
The
The timing at which the integrated turning flag is changed to “non-turning” is limited to the timing at which the turning end
また、フラグ統合部91は、目標の旋回の度合いを示す統合旋回レベルを算出し、その統合旋回レベルを融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付加する。
以下、統合旋回レベルの算出例を具体的に説明する。
フラグ統合部91は、送受信部20から部分航跡を受ける毎に、その部分航跡に付いている旋回フラグが“旋回”であれば、その部分航跡に付いている旋回レベルを記録する。
フラグ統合部91は、一定周期毎に、記録済みの旋回レベルを用いて、統合旋回レベルを算出する。例えば、記録済みの旋回レベルの中で、目標の旋回の度合いが最も大きい旋回レベルを統合旋回レベルとしてもよいし、記録済みの旋回レベルの平均値を統合旋回レベルとしてもよい。
なお、フラグ統合部91により記録された旋回レベルは、例えば、旋回終了判定処理部73により統合旋回フラグが“非旋回”に更新されるタイミングで消去されるものとする。In addition, the
Hereinafter, a calculation example of the integrated turning level will be specifically described.
Whenever the turn flag attached to the partial track is “turn”, the
The
Note that the turning level recorded by the
旋回判定部17は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルとを再追尾処理部16に出力する。
旋回判定部17による旋回の判定処理の大部分は、上記実施の形態1と同様であり、以下、上記実施の形態1と相違する部分を主に説明する。Upon receiving the target correlated sensor observation value from the sensor
Most of the turning determination processing by the turning
旋回判定部17のフラグ更新処理部101は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値を受けたタイミングで、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグを更新する処理を実施する。
図20はフラグ更新処理部101の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図20を参照しながら、フラグ更新処理部101の処理内容を説明する。When the flag
FIG. 20 is a flowchart showing the processing contents of the flag
Hereinafter, the processing content of the flag
フラグ更新処理部101は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けたタイミングで、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグと、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグとを取得する。
フラグ更新処理部101は、その取得した旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定し(ステップST41)、その旋回フラグが“非旋回”である場合(ステップST41:NOの場合)、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力する(ステップST42)。
フラグ更新処理部101は、その旋回フラグが“旋回”である場合(ステップST41:YESの場合)、その取得した統合旋回フラグが“非旋回”であるか否かを判定する(ステップST43)。
フラグ更新処理部101は、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合(ステップST43:YESの場合)、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力する(ステップST44)。
フラグ更新処理部101は、その統合旋回フラグが“旋回”である場合(ステップST43:NOの場合)、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部71及び誤判定解除処理部103に出力する(ステップST45)。The flag
The flag
When the turning flag is “turn” (step ST41: YES), the flag
When the integrated turning flag is “non-turning” (in the case of YES at step ST43), the flag
When the integrated turning flag is “turn” (step ST43: NO), the flag
旋回判定部17の旋回開始判定処理部71は、上記実施の形態1と同様に、旋回が開始しているか否かを判定する。
ただし、この実施の形態2では、旋回開始判定処理部71の初期化処理部71dは、フラグ更新処理部101から出力された旋回フラグにしたがって旋回開始判定処理の初期化処理を実施する点で、上記実施の形態1と相違している。
また、旋回開始判定処理部71の閾値判定処理部71jは、上記実施の形態1と同様に、設定した旋回フラグを旋回フラグDB72に出力するが、最初に旋回が開始していると判定した時刻を旋回開始時刻として旋回開始時刻DB102に記録する。As in the first embodiment, the turning start
However, in the second embodiment, the
In addition, the threshold
誤判定解除処理部103は、フラグ更新処理部101から旋回フラグを受けると、誤判定解除処理を実施する。
図21は誤判定解除処理部103の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図21を参照しながら、誤判定解除処理部103の誤判定解除処理を具体的に説明する。When receiving the turning flag from the flag
FIG. 21 is a flowchart showing the processing contents of the erroneous determination
Hereinafter, the misjudgment cancellation process of the misjudgment
まず、誤判定解除処理部103は、下記の式(53)に示すように、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値の観測時刻taと、旋回開始時刻DB102に記憶されている旋回開始時刻tsとの時刻差である差分時間Δta−sを算出する(ステップST51)。
Δta−s=ta−ts (53)
なお、目標相関済みセンサ観測値の観測時刻taは、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値が出力された時刻である。First, erroneous determination
Δt a-s = t a -t s (53)
Incidentally, observation time t a goal the correlated sensor observations is the time at which target the correlated sensor observations is output from the sensor
誤判定解除処理部103は、差分時間Δta−sを算出すると、フラグ更新処理部101から出力された旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定する(ステップST52)。
誤判定解除処理部103は、その旋回フラグが“非旋回”である場合(ステップST52:NOの場合)、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する(ステップST53)。
誤判定解除処理部103は、その旋回フラグが“旋回”である場合(ステップST52:YESの場合)、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグが“非旋回”であるか否かを判定する(ステップST54)。After calculating the difference time Δt a−s , the erroneous determination
When the turning flag is “non-turning” (in the case of NO at step ST52), the erroneous determination
When the turn flag is “turn” (in the case of YES at step ST52), the erroneous determination
誤判定解除処理部103は、その統合旋回フラグが“旋回”である場合(ステップST54:NOの場合)、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する(ステップST55)。
誤判定解除処理部103は、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合(ステップST54:YESの場合)、先に算出した差分時間Δta−sが事前に設定された解除用閾値以上であるか否かを判定する(ステップST56)。If the integrated turning flag is “turning” (in the case of NO at step ST54), the erroneous determination
When the integrated turning flag is “non-turning” (step ST54: YES), the erroneous determination
誤判定解除処理部103は、その差分時間Δta−sが解除用閾値以上である場合(ステップST56:YESの場合)、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する(ステップST57)。
誤判定解除処理部103は、その差分時間Δta−sが解除用閾値未満である場合(ステップST56:NOの場合)、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグDB72、旋回レベル算出処理部75及び再追尾処理部16に出力する(ステップST55)。When the difference time Δt a-s is equal to or greater than the release threshold (step ST56: YES), the erroneous determination
If the difference time Δt a-s is less than the release threshold (NO in step ST56), the erroneous determination
旋回判定部17の旋回終了判定処理部73は、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを更新する。
図22は旋回終了判定処理部73の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図22を参照しながら、旋回終了判定処理部73の処理内容を具体的に説明する。
旋回終了判定処理部73の初期化処理部73kは、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡を取得し、その融合航跡に付いている統合旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定する(ステップST61)。
初期化処理部73kは、その旋回フラグが“非旋回”である場合(ステップST61:NOの場合)、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている融合航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する(ステップST62)。
初期化処理部73kは、その旋回フラグが“旋回”である場合(ステップST61:YESの場合)、その取得した融合航跡を旋回終了判定用融合航跡DB73jに格納して(ステップST63)、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。即ち、Nステップ予測処理部73l、マハラノビス平方距離算出処理部73f、時間方向平滑処理部73g及び閾値判定処理部73hの動作を許可する。The turn end
FIG. 22 is a flowchart showing the processing contents of the turning end
Hereinafter, the processing content of the turning end
The
When the turn flag is “non-turn” (step ST61: NO), the
When the turn flag is “turn” (step ST61: YES), the
Nステップ予測処理部73lは、初期化処理部73kが融合航跡を旋回終了判定用融合航跡DB73jに格納すると、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている融合航跡の中で、最も古い融合航跡の時刻tbと、相関判定部22によって融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡の時刻tkとの時刻差(tk (S)−tb)を算出する。
Nステップ予測処理部73lは、時刻差(tk (S)−tb)を算出すると、下記の式(54)に示すように、その時刻差(tk (S)−tb)が事前に設定された閾値TH_PRE_TIME以上であるか否かを判定する(ステップST64)。
(tk (S)−tb)≧TH_PRE_TIME (54)When the
N step prediction processing unit 73l, when calculating the time difference (t k (S) -t b), as shown in equation (54) below, the time difference (t k (S) -t b) pre It is determined whether or not the threshold value TH_PRE_TIME or more is set (step ST64).
(T k (S) −t b ) ≧ TH_PRE_TIME (54)
Nステップ予測処理部73lは、その時刻差(tk (S)−tb)が閾値TH_PRE_TIME未満であり、式(54)が成立しない場合(ステップST64:NOの場合)、旋回終了判定処理を終了する。
Nステップ予測処理部73lは、その時刻差(tk (S)−tb)が閾値TH_PRE_TIME以上であり、式(54)が成立する場合(ステップST64:YESの場合)、下記の式(55)に示すように、相関判定部22により相関がとれていると判定された部分航跡の時刻tk (S)から閾値TH_PRE_TIMEだけ遡った過去の時刻Ttntを算出する。
When the time difference (t k (S) −t b ) is less than the threshold value TH_PRE_TIME and the formula (54) is not satisfied (in the case of NO at step ST64), the N step prediction processing unit 73l performs a turning end determination process. finish.
When the time difference (t k (S) −t b ) is equal to or greater than the threshold value TH_PRE_TIME and the formula (54) is satisfied (step ST64: YES), the N-step prediction processing unit 73l As shown in (), a past time T tnt retroactive by a threshold TH_PRE_TIME from the time t k (S) of the partial wake determined to be correlated by the
そして、Nステップ予測処理部73lは、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている融合航跡から、部分航跡の時刻tk (S)まで予測することで、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する(ステップST65)。
また、Nステップ予測処理部73lは、下記の式(56)に示すように、旋回終了判定用融合航跡DB73jに蓄積されている融合航跡の中から、過去の時刻Ttntに最も近い融合航跡の時刻tjmを検索する。
さらに、Nステップ予測処理部73lは、下記の式(57)に示すように、時刻tjmから部分航跡の時刻tk (S)までの外挿時間ΔTを算出する。
Then, N step prediction processing unit 73l from the fusion track stored in pivot end decision fusion track DB73j, to predict until time t k partial track (S), such as the position and velocity at the target at the present time A predicted track having a state vector is calculated (step ST65).
Further, as shown in the following formula (56), the N step prediction processing unit 73l selects the fusion track closest to the past time T tnt from the fusion tracks accumulated in the turn completion determination
Further, the N-step prediction processing unit 73l calculates an extrapolation time ΔT from the time t jm to the time t k (S) of the partial wake as shown in the following formula (57).
Nステップ予測処理部73lは、外挿時間ΔTを算出すると、その外挿時間ΔTを用いて、その予測航跡を構成する予測ベクトルと、その予測誤差共分散行列を算出する。
予測ベクトルと予測誤差共分散行列を算出する処理は、旋回開始判定処理部71におけるNステップ予測処理部71gと同様に、式(20)〜(23)にしたがって算出する。When calculating the extrapolation time ΔT, the N-step prediction processing unit 73l uses the extrapolation time ΔT to calculate a prediction vector constituting the prediction track and a prediction error covariance matrix.
The process of calculating the prediction vector and the prediction error covariance matrix is calculated according to the equations (20) to (23), similarly to the N step
マハラノビス平方距離算出処理部73mは、Nステップ予測処理部73lが予測航跡を構成する予測ベクトル及び予測誤差共分散行列を算出すると、その予測ベクトル及び予測誤差共分散行列と、相関判定部22により相関がとれていると判定された部分航跡とから、その予測航跡を構成する予測ベクトルと部分航跡とのマハラノビス平方距離を算出する(ステップST66)。
以下、マハラノビス平方距離算出処理部73mによるマハラノビス平方距離の算出処理を具体的に説明する。
部分航跡が位置及び速度で構成される状態ベクトルである場合と、位置のみで構成される状態ベクトルである場合とに分けて説明する。When the N-step prediction processing unit 73l calculates the prediction vector and the prediction error covariance matrix constituting the prediction track, the Mahalanobis square distance
Hereinafter, the Mahalanobis square distance calculation processing by the Mahalanobis square distance
The case where the partial wake is a state vector composed of position and velocity and the case where the partial wake is a state vector composed of only the position will be described separately.
[部分航跡が位置及び速度で構成される状態ベクトルである場合]
マハラノビス平方距離算出処理部73mは、下記の式(58)に示すように、Nステップ予測処理部73lにより算出された最新時刻tkにおける融合航跡の予測ベクトルと、部分航跡の位置速度ベクトルとの残差rkを算出する。
[When partial track is a state vector consisting of position and velocity]
Mahalanobis square distance
次に、マハラノビス平方距離算出処理部73mは、下記の式(59)(60)に示すように、残差rkを用いて、マハラノビス平方距離εv(k)を算出する。
Next, the Mahalanobis square distance
[位置のみで構成される状態ベクトルである場合]
マハラノビス平方距離算出処理部73mは、下記の式(61)に示すように、Nステップ予測処理部73lにより算出された最新時刻tkにおける融合航跡の予測位置ベクトルと、部分航跡の位置ベクトルとの残差rkを算出する。
次に、マハラノビス平方距離算出処理部73mは、下記の式(62)(63)に示すように、残差共分散行列Skを算出し、式(60)に示すように、残差rkと残差共分散行列Sk用いて、マハラノビス平方距離εv(k)を算出する。
[If the state vector consists only of positions]
Mahalanobis square distance
Next, the Mahalanobis square distance
時間方向平滑処理部73gは、マハラノビス平方距離算出処理部73mがマハラノビス平方距離εv(k)を算出すると、そのマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する(ステップST67)。
時間方向平滑処理部73gにおけるマハラノビス平方距離εv(k)の平滑化処理は、図5に示す時間方向平滑処理部71iにおけるマハラノビス平方距離εv(k)の平滑化処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。When the Mahalanobis square distance
For smoothing the Mahalanobis squared distance ε v (k) in the time
閾値判定処理部73hは、時間方向平滑処理部73gがマハラノビス平方距離εv(k)を時間方向に平滑化すると、上記の式(36)に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値εav(k)と、事前に設定された閾値Thturnendとを比較する閾値判定処理を実施する(ステップST68)。
閾値判定処理部73hは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnend以下となり、式(36)が成立する場合、旋回が終了していると判定して、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを“非旋回”に設定する。
閾値判定処理部73hは、その時間方向平滑値εav(k)が閾値Thturnbgnより大きく、式(36)が成立しない場合、旋回が終了していないと判定して、“旋回”の統合旋回フラグを維持する。When the time direction smoothing
When the time direction smooth value ε av (k) is equal to or less than the threshold value Th turnend and the expression (36) is satisfied, the threshold value determination processing unit 73h determines that the turn is finished, and stores it in the fusion
When the time direction smooth value ε av (k) is larger than the threshold value Th turnbgn and Equation (36) is not satisfied, the threshold value determination processing unit 73h determines that the turn has not ended, and the “turn” integrated turn Keep the flag.
ここでは、閾値判定処理部73hが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部73hが、現時刻tkにおける時間方向平滑値εav(k)と、前時刻tk−1における時間方向平滑値εav(k−1)との差分値Δεav(k)を算出し、その差分値Δεav(k)が負となる回数が閾値Thcntより多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
図23は閾値判定処理部73hの処理内容を示すフローチャートである。以下、図23を参照しながら、閾値判定処理部73hの処理内容を具体的に説明する。Here, the threshold
FIG. 23 is a flowchart showing the processing contents of the threshold
閾値判定処理部73hは、時間方向平滑処理部73gが現時刻tkの時間方向平滑値εav(k)を算出する毎に、上記の式(37)に示すように、現時刻tkにおける時間方向平滑値εav(k)と、前時刻tk−1における時間方向平滑値εav(k−1)との差分値Δεav(k)を算出する(ステップST71)。
閾値判定処理部73hは、差分値Δεav(k)を算出すると、その差分値Δεav(k)が負であれば(ステップST72:YESの場合)、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cを1だけ増やすインクリメント処理を実施する(ステップST73)。そのカウント値Cは、差分値Δεav(k)が負になった回数を示すものであり、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cの初期値は0である。
閾値判定処理部73hは、その差分値Δεav(k)が0以上であれば(ステップST72:NOの場合)、差分値カウンタDB37iに記録されているカウント値Cを維持する(ステップST74)。Every time the time direction smoothing
Threshold
If the difference value Δε av (k) is equal to or greater than 0 (step ST72: NO), the threshold
次に、閾値判定処理部73hは、上記の式(38)に示すように、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cと事前に設定された閾値Thcntを比較する(ステップST75)。
閾値判定処理部73hは、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cが閾値Thcntより多くなり、式(38)が成立する場合(ステップST75:YESの場合)、旋回が終了していると判定して、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを“非旋回”に設定する(ステップST76)。
また、閾値判定処理部73hは、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cが閾値Thcnt以下であり、式(38)が成立しない場合(ステップST75:NOの場合)、“旋回”の統合旋回フラグを維持する(ステップST77)。
閾値判定処理部73hは、その統合旋回フラグを“非旋回”に設定すると、差分値カウンタDB37iに記録されている回数Cを0に初期化する。Next, as shown in the above equation (38), the threshold
When the number of times C recorded in the difference value counter DB 37i is greater than the threshold value Th cnt and the equation (38) is satisfied (in the case of YES at step ST75), the threshold
Further, the threshold
When the integrated turning flag is set to “non-turning”, the threshold
旋回判定部17の旋回レベル算出処理部75は、旋回フラグDB72に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、上記実施の形態1と同様に、センサ追尾処理部14から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部16に出力する。
When the turning flag stored in the turning
追尾処理部12の再追尾処理部16は、センサ追尾処理部14から目標相関済みセンサ観測値を受けると、上記実施の形態1と同様に、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
再追尾処理部16は、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しており、その目標相関済みセンサ観測値を当該部分航跡と対応付けることができると判断すると、上記実施の形態1と同様に、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部15に格納する。
また、再追尾処理部16は、上記実施の形態1と同様に、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部15に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する部分航跡を推定する。
再追尾処理部16は、部分航跡を推定すると、部分航跡記憶部15に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部17から出力された旋回フラグ及び旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部19に出力する。When the
The
The
When the
送信判定部19は、再追尾処理部16から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、上記実施の形態1と同様に、その部分航跡が示す位置の時刻と、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡が示す位置の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグ及び旋回レベルとから、その部分航跡を送信するか否かを判定する。
このとき、送信判定部19は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。
また、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。When receiving the partial track with the turning flag and the turning level from the
At this time, the
Further, the higher the turn level attached to the partial track, the higher the frequency of issuing a determination result that permits transmission of the partial track with the turn flag and the turn level.
ここでは、送信判定部19は、部分航跡に付されている旋回フラグが“旋回”であれば、上記実施の形態1と同様に、式(42)のシステム雑音パラメータを高めることで、部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにするものを想定しているが、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグが“旋回”であれば、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合より、式(42)のシステム雑音パラメータを高めることで、部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにしてもよい。
また、ここでは、送信判定部19は、部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、上記実施の形態1と同様に、式(42)のシステム雑音パラメータを高めることで、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにするものを想定しているが、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回レベルが高い程、式(42)のシステム雑音パラメータを高めることで、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにしてもよいHere, if the turning flag attached to the partial wake is “turn”, the
Also, here, the
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様に、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態2によれば、目標が旋回している場合、部分航跡の送信頻度を高めて、目標の追尾精度を高めることができる。一方、目標が旋回していない場合、部分航跡の送信頻度を下げて、通信容量を低減することができる。As is apparent from the above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the communication capacity can be reduced while ensuring the tracking accuracy of the turning target.
That is, according to the second embodiment, when the target is turning, the transmission frequency of the partial wake can be increased and the tracking accuracy of the target can be increased. On the other hand, when the target is not turning, the transmission frequency of the partial wake can be lowered to reduce the communication capacity.
また、この実施の形態2によれば、フラグ統合部91が、送受信部20から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部18に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを更新するように構成したので、送受信部20から出力された部分航跡に付いている旋回フラグの精度が、あまり高くない場合でも、目標の旋回の有無に応じた送信頻度で部分航跡を送信することができる効果を奏する。
また、送受信部20から出力された部分航跡に付いている旋回フラグの“旋回”が誤っている場合でも、その誤りの影響を受けずに、部分航跡を適正な送信頻度で送信することができる効果を奏する。Further, according to the second embodiment, the
Further, even when the “turn” of the turning flag attached to the partial wake output from the transmission /
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
この発明に係る目標追尾装置は、センサの観測値から目標の位置を推定する用途に適している。 The target tracking device according to the present invention is suitable for use in estimating the target position from the observation value of the sensor.
1−1〜1−M 目標追尾装置、2 ネットワーク、11 センサ、12 追尾処理部、13 センサ航跡記憶部、14 センサ追尾処理部、15 部分航跡記憶部、16 再追尾処理部、17 旋回判定部、18 融合航跡記憶部、19 送信判定部、20 送受信部、21 航跡融合部、22 相関判定部、23 融合追尾処理部、24 表示処理部、41 記憶処理回路、42 センサ追尾処理回路、43 再追尾処理回路、44 旋回判定処理回路、45 送信判定処理回路、46 送受信処理回路、47 相関判定処理回路、48 融合追尾処理回路、49 表示処理回路、50 フラグ統合処理回路、61 メモリ、62 プロセッサ、71 旋回開始判定処理部、71a 旋回開始判定用観測値DB、71b 速度DB、71c 旋回開始判定用平滑航跡DB、71d 初期化処理部、71e 直線軌道推定処理部、71f 速度再平滑処理部、71g Nステップ予測処理部、71h マハラノビス平方距離算出処理部、71i 時間方向平滑処理部、71j 閾値判定処理部、72 旋回フラグDB、73 旋回終了判定処理部、73a 旋回終了判定用観測値DB、73b 旋回終了判定用平滑航跡DB、73c 初期化処理部、73d 軌道推定処理部、73e Nステップ予測処理部、73f マハラノビス平方距離算出処理部、73g 時間方向平滑処理部、73h 閾値判定処理部、73i 差分値カウンタDB、73j 旋回終了判定用融合航跡DB、73k 初期化処理部、73l Nステップ予測処理部、73m マハラノビス平方距離算出処理部、74 旋回フラグ出力処理部、75 旋回レベル算出処理部、75a 初期化処理部、75b 旋回レベル算出用観測値DB、75c 旋回軌道推定処理部、81 パラメータ変更処理部、82 融合航跡予測処理部、83 判定用誤差算出処理部、84 判定処理部、91 フラグ統合部、101 フラグ更新処理部、102 旋回開始時刻DB、103 誤判定解除処理部。 1-1 to 1-M target tracking device, 2 networks, 11 sensors, 12 tracking processing unit, 13 sensor track storage unit, 14 sensor tracking processing unit, 15 partial track storage unit, 16 retracking processing unit, 17 turning determination unit , 18 Fusion track storage unit, 19 Transmission determination unit, 20 Transmission / reception unit, 21 Track fusion unit, 22 Correlation determination unit, 23 Fusion tracking processing unit, 24 Display processing unit, 41 Storage processing circuit, 42 Sensor tracking processing circuit, 43 Tracking processing circuit, 44 turning determination processing circuit, 45 transmission determination processing circuit, 46 transmission / reception processing circuit, 47 correlation determination processing circuit, 48 fusion tracking processing circuit, 49 display processing circuit, 50 flag integration processing circuit, 61 memory, 62 processor, 71 Turning start determination processing unit, 71a Observation value DB for turning start determination, 71b Speed DB, 71c Smoothing for turning start determination Wake DB, 71d initialization processing unit, 71e linear trajectory estimation processing unit, 71f speed re-smoothing processing unit, 71g N-step prediction processing unit, 71h Mahalanobis square distance calculation processing unit, 71i time direction smoothing processing unit, 71j threshold determination processing unit 72 turning flag DB, 73 turning end determination processing unit, 73a observation value DB for turning end determination, 73b smooth track DB for turning end determination, 73c initialization processing unit, 73d orbit estimation processing unit, 73e N step prediction processing unit, 73f Mahalanobis square distance calculation processing unit, 73g time direction smoothing processing unit, 73h threshold value determination processing unit, 73i difference value counter DB, 73j turning end determination fusion track DB, 73k initialization processing unit, 73l N step prediction processing unit, 73m Mahalanobis square distance calculation processing unit, 74 turning flag output processing unit, 75 Turning level calculation processing unit, 75a initialization processing unit, 75b turning level calculation observation value DB, 75c turning trajectory estimation processing unit, 81 parameter change processing unit, 82 fusion track prediction processing unit, 83 determination error calculation processing unit, 84 Determination processing unit, 91 flag integration unit, 101 flag update processing unit, 102 turning start time DB, 103 erroneous determination release processing unit.
Claims (13)
前記観測値の時系列データから前記目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、
前記目標の位置の情報を含む融合航跡を記憶している融合航跡記憶部と、
前記追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、前記旋回判定部の判定結果とから、前記追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部と、
前記送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、前記部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された部分航跡を受信する送受信部と、
前記送受信部により送信又は受信された部分航跡を用いて、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を更新する航跡融合部と
を備えた目標追尾装置。From the time series data of the observed values indicating the target position output from the sensor, a tracking processing unit that estimates a partial wake including information on the target position;
A turning determination unit for determining whether or not the target is turning from the time series data of the observation values;
A fusion wake storage unit storing fusion wakes including information on the target position;
Estimated by the tracking processing unit from the time difference between the time of the partial wake estimated by the tracking processing unit and the time of the combined wake stored in the fusion wake storage unit and the determination result of the turning determination unit A transmission determination unit for determining whether or not to transmit a partial wake;
A transmission / reception unit that transmits the partial track to another target tracking device and receives the partial track transmitted from the other target tracking device when the determination result of the transmission determination unit indicates that the partial track is transmitted When,
A target tracking device comprising: a track merging unit that updates a fused track stored in the fused track storage unit using a partial track transmitted or received by the transmission / reception unit.
前記目標の位置の情報を含むセンサ航跡と、前記目標の位置を示す観測値とを記憶するセンサ航跡記憶部と、
前記センサから出力された観測値が示す位置と前記センサ航跡記憶部に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定し、前記センサから出力された観測値が示す位置と前記センサ航跡が示す位置とが相関していれば、前記センサから出力された観測値を前記センサ航跡記憶部に格納するとともに、当該観測値と前記センサ航跡記憶部に記憶されている観測値とから、前記目標の位置の情報を含むセンサ航跡を推定し、前記センサ航跡記憶部に記憶されているセンサ航跡を前記推定したセンサ航跡に置き換えるセンサ追尾処理部と、
前記目標の位置の情報を含む部分航跡と、前記目標の位置を示す観測値とを記憶する部分航跡記憶部と、
前記センサ追尾処理部によりセンサ航跡が示す位置と相関していると判定された観測値が示す位置と、前記部分航跡記憶部に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定し、当該観測値が示す位置と前記部分航跡が示す位置とが相関していれば、当該観測値を前記部分航跡記憶部に格納するとともに、当該観測値と前記部分航跡記憶部に記憶されている観測値とから、前記目標の位置の情報を含む部分航跡を推定し、前記部分航跡記憶部に記憶されている部分航跡を前記推定した部分航跡に置き換える再追尾処理部とを備えていることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装置。The tracking processing unit
A sensor wake storage unit that stores sensor wake including information on the position of the target, and an observation value indicating the position of the target;
The position indicated by the observation value output from the sensor is determined by determining whether or not the position indicated by the observation value output from the sensor is correlated with the position indicated by the sensor wake stored in the sensor wake storage unit. And the position indicated by the sensor track, the observation value output from the sensor is stored in the sensor track storage unit, and the observation value and the observation value stored in the sensor track storage unit are stored. And a sensor tracking processing unit that estimates a sensor track including information on the target position, and replaces the sensor track stored in the sensor track storage unit with the estimated sensor track, and
A partial wake storage unit that stores a partial wake including information on the target position, and an observation value indicating the target position;
Whether the position indicated by the observation value determined to be correlated with the position indicated by the sensor track by the sensor tracking processing unit and the position indicated by the partial track stored in the partial track storage unit are correlated. If the position indicated by the observed value correlates with the position indicated by the partial wake, the observed value is stored in the partial wake storage unit and stored in the partial wake storage unit. A re-tracking processing unit that estimates a partial wake including information on the target position from the observed values and replaces the partial wake stored in the partial wake storage unit with the estimated partial wake. The target tracking device according to claim 1, wherein
前記送信判定部は、前記旋回判定部により算出された旋回の度合いが大きい程、前記部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めることを特徴とする請求項5記載の目標追尾装置。When the turning determination unit determines that the target is turning, it calculates the degree of turning of the target from the time series data of the observed values,
The target tracking device according to claim 5, wherein the transmission determination unit increases the frequency of issuing a determination result indicating that the partial wake is transmitted as the degree of turning calculated by the turning determination unit increases. .
前記送受信部により送信又は受信された部分航跡が示す位置と前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡が示す位置が相関しているか否かを判定する相関判定部と、
前記相関判定部により相関していると判定された場合、前記部分航跡が示す位置と前記融合航跡が示す位置とから、前記目標の位置の情報を含む融合航跡を推定し、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を前記推定した融合航跡に置き換える処理を実施し、前記相関判定部により相関していないと判定された場合、前記送受信部により送信又は受信された部分航跡を融合航跡として前記融合航跡記憶部に記録する融合追尾処理部とを備えていることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装置。The wake fusion unit is
A correlation determination unit that determines whether or not a position indicated by the partial wake transmitted or received by the transmission / reception unit and a position indicated by the fusion wake stored in the fusion wake storage unit are correlated;
When the correlation determination unit determines that there is a correlation, the fusion track including the information on the target position is estimated from the position indicated by the partial track and the position indicated by the fusion track, and the fusion track storage unit When the fusion wake stored in FIG. 5 is replaced with the estimated fusion wake and the correlation determination unit determines that there is no correlation, the partial wake transmitted or received by the transmission / reception unit is used as the fusion wake. The target tracking device according to claim 1, further comprising a fusion tracking processing unit that records in the fusion track storage unit.
前記送受信部は、前記送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、前記旋回フラグ付きの部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された旋回フラグ付きの部分航跡を受信し、
前記融合航跡記憶部は、前記旋回フラグ付きの融合航跡を記憶しており、
前記送受信部により送信又は受信された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新するフラグ統合部を備えたことを特徴とする請求項1記載の目標追尾装置。The tracking processing unit adds a turning flag indicating the determination result of the turning determination unit to the estimated partial track, and outputs the partial track with the turning flag,
The transmission / reception unit transmits the partial track with the turning flag to another target tracking device and transmits from the other target tracking device when the determination result of the transmission determination unit indicates that the partial track is to be transmitted. Receive a partial wake with a turn flag,
The fusion wake storage unit stores the fusion wake with the turning flag,
A flag integration unit for updating a turn flag attached to the fusion track stored in the fusion track storage unit using a turn flag attached to the partial track transmitted or received by the transmission / reception unit; The target tracking device according to claim 1, wherein
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