JP6366540B2 - 監視装置 - Google Patents

Description

この発明は、航空機などの移動体を監視する航空管制用の監視装置に関する。

従来から航空管制の用途でレーダ、センサが利用されている。例えば、飛行場面の監視には、ＡＳＤＥ（Ａｉｒｐｏｒｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）という１次レーダまたはマルチラテレーションというセンサが利用されている。
レーダ、センサで監視対象の移動体を検出したとき、その検出情報には、プローブ電波が地面や建物で反射したことに起因する雑音情報が混在している場合が多い。このため、検出情報から移動体の検出位置と雑音情報を区別して雑音情報を除去する追尾処理が必要である。

追尾処理は、大きく分けると相関処理、平滑処理、予測処理の３つの処理で構成されている。相関処理は、過去に入力された移動体の検出位置と現在入力された移動体の検出位置との相関の有無を判定する処理である。平滑処理は、相関のとれた移動体の検出位置を平滑化する処理であって、平滑化された移動体の位置が出力される。予測処理は、将来に入力される検出位置を予測した、移動体の予測位置を出力する処理である。
なお、相関処理では、過去に出力した予測位置を用い、相関ありと判定された場合は、一般に「相関がとれた」と表現している。

また、飛行場面には、航空機、車両などの監視対象の移動体が移動する誘導路、滑走路などが設けられた通常運航領域とこれ以外の芝などの領域とがある。芝などの領域に起因する雑音情報がレーダまたはセンサの出力情報に混在した場合、この出力情報を表示装置に表示すると、管制官からは、航空機などの移動体が通常運航領域を逸脱しているように見えることがある。

この不具合の対策として、航空機、車両などの監視対象の移動体は通常運航領域を逸脱しないという前提をおき、通常運航領域以外の領域に移動体が位置する雑音情報を意図的に除去する方法が考えられる。
ただし、この方法を用いると、万が一、実際に移動体が通常運航領域を逸脱した非常時に移動体の位置を表示できなくなる。

これに対して、特許文献１に記載される空港面レーダ監視装置では、航空機の予定移動経路を逸脱する検出情報の抑制を強調して平滑化する追尾処理Ａと、検出情報を等方的に平滑化する追尾処理Ｂとを行う。
そして、追尾処理Ａ，Ｂの出力結果である平滑化位置をそれぞれ比較して、これらの差が閾値以上になった回数が規定回数を超えた場合には追尾処理Ｂの平滑化位置を出力し、それ以外の場合は追尾処理Ａの平滑化位置を出力する。
これにより得られた追尾処理結果を表示すると、通常運航領域を移動している航空機の表示位置は通常運航領域に存在するように見え、通常運航領域から逸脱している航空機の表示位置は通常運航領域以外の領域に存在するように見えることが期待される。

特開平１０−２４６７８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載される従来の技術には、下記のような課題がある。
まず、特許文献１に記載される空港面レーダ監視装置では、監視対象の航空機の位置が常に追尾処理で計算された平滑化位置である。これに対して、現行の航空管制は、計算で得られた平滑化位置ではなく、航空機の航跡として相関がとれた検出位置を表示するように運用されている。このため、特許文献１に記載の空港面レーダ監視装置は、現行の航空管制の運用には適さない。
なお、現行の航空管制においても、航空機の検出位置が欠如している場合もしくは追尾処理で航空機の航跡と検出位置との相関がとれない場合に限って、計算で得られた位置を補完的に表示することがある。

また、特許文献１に記載の空港面レーダ監視装置においては、航空機が通常運航領域を逸脱したと判定されない場合、航空機の予定移動経路から逸脱するデータ揺らぎに関する抑制を強調して平滑化した計算結果を出力する。一方、逸脱したと判定された場合には、レーダにより得られる航空機の時系列座標データに対して等方的な平滑化を行って航空機の追尾を行った結果に切り替えて出力する。このため、管制官が見る画面では、この切り替わりの前後で航空機の位置が大きくずれる、いわゆる表示が飛んだ状態になる可能性がある。例えば、画面上で滑走路中央に表示されていた航空機が切り替わりによって滑走路外に移動したように見えてしまうことも起こり得る。

さらに、特許文献１に記載の空港面レーダ監視装置において、監視対象の航空機の検出位置が連続的に通常運航領域から外れるか否かは、レーダまたはセンサの性能、追尾処理を含む後段の処理の性能、飛行場面の状況、実際の航空機の動きによって変化する。
仮に、後段の処理への出力情報にバイアス性の雑音情報が混在しており、例えば、時系列で見た出力が、初めのうちは航空機が通常運航領域を移動しているように見える検出位置、続いて通常運航領域を外れたように見える雑音情報、そして再び通常運航領域を移動する航空機の検出位置となる場合を考える。この場合、航空機の検出位置が通常運航領域とそれ以外の領域との間で変位するため、追尾処理の相関処理がうまく働かず検出位置の相関がとれないことが起こり得る。

前述のように相関がとれないと、追尾処理が一旦初期化され、追尾処理結果を時系列に見た場合、例えば、「移動体Ａの追尾結果の出力→移動体Ａの追尾結果の消失→移動体Ｂの追尾結果の出力」というように、相関がとれた状態が維持されない、いわゆる相関性が継続しない状況になる。このように相関性が継続しない場合、実際にレーダまたはセンサによって同一の移動体に基づく検出位置が捕捉されていても、出力内容は時系列で移動体Ａと移動体Ｂの２つに分かれてしまう。この出力内容を画面表示すると、移動体Ａが表示されていたのに途中で移動体Ａが消えて移動体Ｂが生じたように表示され、結果として管制官の業務負荷が増加するという課題があった。
また、通常運航領域の内と外のいずれに移動体が存在するかを判定する監視処理では、前述のような出力情報を利用すると、誤った判定を行いかねない。

この発明は、上記課題を解決するもので、監視対象の移動体の航跡として相関がとれた検出位置とこの移動体について過去に得られた追尾結果を統計処理した計算結果の位置との両方の出力が可能かつ移動体が急に変位するように見えない尤もらしい出力内容で出力することができる監視装置を得ることを目的とする。
さらに、移動体の追尾処理結果の相関の継続性を向上することができる監視装置を得ることを目的とする。

この発明に係る監視装置は、情報取得部、通常追尾処理部、通過領域決定部、統計処理部、比較統計情報決定部、比較追尾処理部、一致判定部および出力内容決定部を備える。
情報取得部は、対象領域の運用状態、対象領域の環境、対象領域における移動体の移動計画を示す情報を取得する。
通常追尾処理部は、移動体の検出位置を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の航跡として相関がとれた検出位置を含む第１の追尾結果を出力する。
通過領域決定部は、前記情報と第１の追尾結果に基づいて、対象領域のうち、監視対象の移動体が移動している領域を決定する。
統計処理部は、前記情報と過去に得られた移動体の追尾結果とを用いて、監視対象の移動体の検出位置の統計処理を行う。
比較統計情報決定部は、前記情報を用いて、統計処理部による統計処理結果のうち、通過領域決定部に決定された領域を移動している監視対象の移動体に対応する統計処理結果を決定する。
比較追尾処理部は、比較統計情報決定部により決定された統計処理結果を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の第２の追尾結果を出力する。
一致判定部は、第１の追尾結果および第２の追尾結果を用いて、第１の追尾結果における監視対象の移動体の検出位置とこれに対応する統計処理結果の検出位置とが一致するか否かを判定する。
出力内容決定部は、一致判定部の判定結果に基づいて第１の追尾結果と第２の追尾結果との一致度合いが低いと判定した場合に、第１の追尾結果を出力内容に決定し、一致度合いが低くないと判定した場合は、第１の追尾結果のうち、一致判定部により統計処理結果の検出位置と一致すると判定された検出位置に加えて、一致しないと判定された検出位置を当該統計処理結果の検出位置で置き換えた追尾結果を出力内容に決定する。

この発明によれば、監視対象の移動体の第１の追尾結果と統計処理結果の検出位置で位置補償した結果の両方を出力することができるので、現行の航空管制の運用に適した出力が可能である。さらに、第１の追尾結果と第２の追尾結果の一致度合いに応じて出力内容を切り替えることで、移動体が急に変位するように見えない尤もらしい出力内容で出力することができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る監視装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る監視装置の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る監視装置１の構成を示すブロック図であって、監視対象の移動体をカメラセンサで検出する場合を示している。以降では、監視装置１が航空管制用の監視装置であり、飛行場面における航空機、車両などの移動体が監視対象であるものとして説明する。
図１に示すように、監視装置１は、情報取得部２、取得情報データベース３、統計処理部４、統計処理結果データベース５、カメラセンサ６、通常追尾処理部７、通過領域決定部８、比較統計情報決定部９、比較追尾処理部１０、一致判定部１１、出力モード設定部１２、出力内容決定部１３、出力処理部１４、監視処理部１５、追尾処理群１６、追尾結果データベース１７、追尾解析部１８および追尾解析結果データベース１９を備える。

情報取得部２は、対象領域の運用状態、対象領域の環境、対象領域における移動体の移動計画を示す情報を取得する。対象領域とは、監視対象の移動体が移動する領域であり、例えば飛行場面の場合、滑走路、誘導路、エプロン、スポットなどが挙げられる。
対象領域の運用状態は、監視対象の移動体の移動に関する運用状態を示す情報であり、滑走路運用形態などが挙げられる。例えば、滑走路Ａは閉鎖中であるといった情報が得られる。

対象領域の環境には、日時、対象領域の天候、風向き、風速、視程などの情報が含まれる。対象領域における移動体の移動計画とは、移動体を識別するための情報、その他対象領域で移動体を監視するために必要な情報であり、例えば飛行場面の場合、航空機または車両の種類、コールサイン、型式、後方乱気流区分、出発地および移動開始予定時刻などが含まれる。

対象領域は、適宜、登録、変更、削除が可能な情報である。
また、情報取得部２は、例えばＮＯＴＡＭ（Ｎｏｔｉｃｅ Ｔｏ Ａｉｒｍｅｎ）などのオンラインで接続した外部機器またはシステムから情報を取得してもよく、ユーザからの情報入力を受け付けて取得してもよい。

取得情報データベース３は、情報取得部２により取得された上記情報を格納するデータベースであって、例えば監視装置１が備える記憶装置に構築される。
なお、取得情報データベース３は、監視装置１が通信接続してデータの読み書きが可能な外部記憶装置に構築してもよい。

統計処理部４は、取得情報データベース３に格納された情報と追尾解析結果データベース１９に格納された情報を用いて、監視対象の移動体の検出位置の統計処理を行う。
追尾解析結果データベース１９には、過去に得られた移動体の追尾結果について正常値であるか否かを解析した結果が格納されている。
移動体の航跡を示す平滑化位置、平滑速度およびこれらの精度を示す情報と、この航跡として相関がとれた移動体の検出位置およびその精度が含まれる。
なお、統計処理には、移動体の航跡として相関がとれた検出位置群について、平均値、分散、標準偏差、中央値、最大値、最小値などを算出する処理が挙げられる。

また、統計処理部４は、前述のようにして求めた統計処理結果を、予め定められた分類条件に基づいて分類する。分類条件には、季節、時間帯、天候などの外部環境、移動体が正常な運行状態であるか否かを示す情報が挙げられる。正常な運行状態とは、滑走路または誘導路などの移動体が移動すべき対象領域内を移動している状態である。また、滑走路または誘導路などは、取得情報データベース３に格納された情報から特定される。

統計処理結果データベース５は、統計処理部４によって分類された統計処理結果を格納するデータデースであり、例えば、監視装置１が備える記憶装置に構築される。
なお、取得情報データベース３は、監視装置１が通信接続してデータの読み書きが可能な外部記憶装置に構築してもよい。

カメラセンサ６は、監視対象の移動体を撮影して、カメラ映像から移動体の位置を検出するセンサである。カメラセンサ６により順次検出される移動体の検出位置は、通常追尾処理部７に出力される。

通常追尾処理部７は、カメラセンサ６により検出された移動体の検出位置を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の航跡として相関がとれた検出位置を含む追尾結果を出力する。以下、前述の検出位置を「相関済み検出位置」と記載する。
なお、通常追尾処理部７から出力される追尾結果は、この発明における第１の追尾結果に相当するデータであり、以下では「通常追尾結果」と記載する。

通過領域決定部８は、取得情報データベース３に格納された情報と通常追尾処理部７から出力される通常追尾結果とに基づいて、対象領域のうち、監視対象の移動体が移動している領域を決定する。以下、移動体が移動している領域を「通過中領域」と記載する。

比較統計情報決定部９は、取得情報データベース３に格納される情報を用いて、統計処理結果データベース５に格納されている統計処理結果のうち、通過領域決定部８に決定された通過中領域を移動している監視対象の移動体に対応する統計処理結果を決定する。
例えば、比較統計情報決定部９は、統計処理結果データベース５に格納されている統計処理結果のうち、通過中領域に対応する統計処理結果を特定し、特定した統計処理結果における移動体の統計処理された検出位置群を抽出する。

さらに、比較統計情報決定部９は、抽出した検出位置群から、通常追尾処理部７の通常追尾結果に対応する検出位置を決定する。このように決定した検出位置は、通常追尾結果の検出位置と一致度合いを比較する検出位置であり、「比較統計位置」と記載する。
また、この検出位置とともに得られる精度情報は、「比較統計位置精度」と記載する。

比較追尾処理部１０は、比較統計情報決定部９により決定された統計処理結果を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の追尾結果を出力する。ここで、比較追尾処理部１０は、通常追尾処理部７の通常追尾結果に対応する比較統計位置と比較統計位置精度に対して相関処理、平滑処理、予測処理を行う。
また、比較追尾処理部１０による追尾結果は、この発明における第２の追尾結果に相当するデータであり、以下「比較追尾結果」と記載する。
なお、比較追尾処理における相関処理は、比較統計位置と通常追尾結果の相関済み検出位置とを対象としており、これらの相関を示す相関情報が算出される。この相関情報は、通常追尾処理部７に出力される。

一致判定部１１は、通常追尾結果および比較追尾結果を用いて、通常追尾結果における監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置とが一致するか否かを判定する。ここでの一致には、相関済み検出位置と比較統計位置が全く同じ位置である場合に加え、これらの位置が同一と判断可能な距離範囲内にある場合も含まれる。

出力モード設定部１２は、位置補償をしない位置補償なしモードと位置補償を行う位置補償ありモードとのいずれかを出力内容決定部１３に設定する。
なお、位置補償なしモードでは通常追尾処理における相関済み検出位置が出力される。
一方、位置補償ありモードでは、比較統計位置と一致すると判定された相関済み検出位置に加えて、一致しないと判定された相関済み検出位置をこれに対応する比較統計位置で置き換えて位置補償した検出位置群が出力される。
位置補償なしモードと位置補償ありモードは、監視装置１にいずれかを予め設定してもよいが、ユーザから受け付けた設定入力に応じていずれかを選択してもよい。

出力内容決定部１３は、出力処理部１４が出力する内容を決定する構成要素である。
ここで、出力内容決定部１３は、一致判定部１１の判定結果に基づいて通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いを判定する。
例えば、相関済み検出位置に対応する不一致フラグが規定回数を超えてインクリメントされていた場合に、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判定される。両者の一致度合いが低いと判定すると、出力内容決定部１３は、通常追尾結果を出力内容に決定する。

また、不一致フラグがインクリメントされた回数が規定回数以下である場合には、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低くないと判定される。
このとき、前述した位置補償ありモードが初期設定されていれば、出力内容決定部１３は、比較統計位置に一致すると判定された相関済み検出位置に加えて、一致しないと判定された相関済み検出位置をこれに対応する比較統計位置に置き換えた追尾結果を出力内容に決定する。
なお、監視装置１を、位置補償ありモードのみを設定できるように構成した場合には、前述した出力モード設定部１２を省略してもよい。

また、出力内容決定部１３は、位置補償なしモードと位置補償ありモードのいずれかが設定されている場合、出力モードに応じて出力内容を決定する。
例えば、一致度合いが低いと判定された場合は、出力モードによらず、通常追尾結果が出力内容に決定される。
一致度合いが低くないと判定された場合において、出力モード設定部１２によって位置補償なしモードが設定されていれば、通常追尾結果が出力内容に決定される。
位置補償ありモードが設定されていれば、比較統計位置と一致する相関済み検出位置に加えて、一致しないと判定された相関済み検出位置を比較統計位置で置き換えた追尾結果が出力内容に決定される。

出力処理部１４は、出力内容決定部１３により決定された出力内容の出力データを生成して後段の構成に出力する。例えば、後段の構成が表示装置の場合、出力内容決定部１３により決定された出力内容が表示装置に表示される。

監視処理部１５は、通常追尾結果と比較追尾結果の一致度合いの判定結果に基づいて、監視対象の移動体が通過中領域の内と外のいずれにあるかを判定する。
例えば、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低くないと判定された場合は、現在入力されている監視対象の移動体の追尾結果とこの移動体が過去に通過中領域で運航したときに記録された追尾結果とが類似しており、監視対象の移動体が通過中領域に存在する可能性が高い。一方、一致度合いが低いと判定された場合には、監視対象の移動体が通過中領域から完全に逸脱しているか、もしくは、通過中領域の外側付近に存在する可能性が高い。従って、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いに応じて移動体が通過中領域の内に存在するか、外に存在するかを判定することができる。

さらに、監視処理部１５は、通常追尾結果における移動体の相関済み検出位置と航跡に基づいて、移動体が通過中領域の内に存在するか、外に存在するかを判定する。
そして、監視処理部１５は、前述した２つの基準で判定した結果を総合して判断して、最終的な判定結果を決定し、これに応じて警報を出力する。
例えば、通常追尾結果と比較追尾結果の一致度合いから監視対象の移動体が通過中領域の外に存在する可能性が高いと判定されかつ相関済み検出位置と航跡に基づいて移動体が通過中領域の外に存在すると判定された場合、監視処理部１５は、通過中領域からの逸脱を示す警報を出力する。

追尾処理群１６は、カメラセンサ６以外に、移動体を検出して追尾処理を行うレーダ、センサである。図１では、ＡＳＲ／ＳＳＲ追尾処理部１６ａ、ＷＡＭ追尾処理部１６ｂ、ＡＳＤＥ／ＭＬＡＴ追尾処理部１６ｃ、ＡＤＳ−Ｂｏｕｔ追尾処理部１６ｄ、マルチセンサ処理部１６ｅを備える。

ＡＳＲ／ＳＳＲ追尾処理部１６ａは、ＡＳＲ（空港監視レーダ）およびＳＳＲ（二次監視レーダ）で検出した移動体の位置情報等を用いて追尾処理を行う。ＡＳＲは、ＰＳＲ（一次監視レーダ）とＳＳＲとを組み合わせて航空機などの移動体を検出する。ＳＳＲは、航空機などの移動体に向けて発射した質問電波に応じて移動体に設けられたトランスポンダから固有の応答信号を受信することにより、移動体を検出する。

ＷＡＭ追尾処理部１６ｂは、ＷＡＭ（広域マルチラテレーション）方式で検出した移動体の位置情報等を用いて追尾処理を行う。広域マルチラテレーションは、空港内を移動する航空機または車両に加え、空港周辺上空を航行する航空機を検出することができる。
ＡＳＤＥ／ＭＬＡＴ追尾処理部１６ｃは、ＡＤＳＥ（空港面探知レーダ）とＭＬＡＴ（マルチラテレーション）で検出した移動体の位置情報等を用いて追尾処理を行う。
例えば、遮蔽物によってＡＤＳＥがカバーできない領域に存在する移動体を、ＭＬＡＴで検出する。

ＡＤＳ−Ｂｏｕｔ（放送型自動位置情報伝送）追尾処理部１６ｄでは、移動体から自動配信される位置情報に基づいて追尾処理を行う。
マルチセンサ処理部１６ｅは、ＡＳＲ／ＳＳＲ追尾処理部１６ａ、ＷＡＭ追尾処理部１６ｂ、ＡＳＤＥ／ＭＬＡＴ追尾処理部１６ｃおよびＡＤＳ−Ｂｏｕｔ追尾処理部１６ｄの出力を入力して移動体の追尾処理を行う。

追尾結果データベース１７は、通常追尾処理部７、比較追尾処理部１０および追尾処理群１６による追尾結果が格納されるデータベースである。なお、追尾結果データベース１７は、監視装置１が備える記憶装置に構築してもよいが、監視装置１が通信接続してデータの読み書きが可能な外部記憶装置に構築してもよい。

追尾解析部１８は、追尾結果データベース１７に格納された追尾結果を解析して、追尾結果を正常値と異常値に分類する。例えば、正常か異常かを示すフラグを追尾結果の検出位置ごとに付与して、フラグに異常または正常を示す値を設定する。
追尾解析結果データベース１９は、追尾解析部１８による解析結果が格納されるデータベースであり、例えば、監視装置１が備える記憶装置に構築される。
なお、追尾解析結果データベース１９は、監視装置１が通信接続してデータの読み書きが可能な外部記憶装置に構築してもよい。

なお、図１に示した、情報取得部２、統計処理部４、通常追尾処理部７、通過領域決定部８、比較統計情報決定部９、比較追尾処理部１０、一致判定部１１、出力モード設定部１２、出力内容決定部１３、出力処理部１４、監視処理部１５および追尾解析部１８は、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。
また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。

次に動作について説明する。
図２は、実施の形態１に係る監視装置１の動作を示すフローチャートである。
まず、通常追尾処理部７、比較追尾処理部１０および追尾処理群１６は、移動体の追尾処理を行い、追尾結果を追尾結果データベース１７に格納する（ステップＳＴ１）。
これにより、追尾結果データベース１７には、移動体の航跡と検出位置が格納される。
移動体の航跡は、移動体の検出位置を平滑処理して得られる平滑化位置とその位置精度である。移動体の検出位置は、移動体の航跡として相関がとれた相関済み検出位置、相関がとれない相関なし検出位置およびこれらの位置精度である。

次に、追尾解析部１８が、追尾結果データベース１７に格納された追尾結果を解析し、解析結果を追尾解析結果データベース１９に格納する（ステップＳＴ２）。
例えば、通常追尾処理部７の追尾結果である検出位置が２次元のＸ座標とＹ座標で表現される場合、追尾解析部１８は、複数の検出位置に対して最小二乗フィッティングを実施し、これらの検出位置からなる移動体の航跡を近似するＸとＹの近似関数を算出する。

そして、追尾解析部１８は、上記近似関数との距離が規定値よりも離れている検出位置のフラグには、異常を示す値を設定し、上記距離が規定値以下である検出位置のフラグには正常を示す値を設定する。なお、規定値には、例えば、最小二乗フィッティングを実施した後の残差をｋ倍（ｋは正の値でパラメータ）した値を用いる。
このように移動体の検出位置ごとにフラグを付与して正常か異常かを設定することで、レーダまたはセンサによって検出された移動体の検出位置に含まれる雑音を異常値として区別する目安を追尾結果に持たせることができる。

情報取得部２は、対象領域の運用状態、対象領域の環境、対象領域における移動体の移動計画を示す情報を取得して、取得情報データベース３に格納する（ステップＳＴ３）。
例えば、飛行計画、滑走路運用形態、風向き、風速、視程、滑走路、誘導路、エプロンなどの飛行場面における領域、飛行経路の情報が格納される。

次に、統計処理部４は、ステップＳＴ３で取得情報データベース３に格納された情報とステップＳＴ２で追尾解析結果データベース１９に格納された情報とを用いて、監視対象の移動体の検出位置について平均値、標準偏差、中央値などの統計処理を行い、統計処理結果を分類して統計処理結果データベース５に格納する（ステップＳＴ４）。
例えば、統計処理部４は、追尾解析結果データベース１９から通常追尾処理部７の通常追尾結果に対応する追尾解析結果を特定し、この追尾解析結果から滑走路Ａに午前７時〜１０時に到着した航空機の検出位置群を抽出する。なお、この抽出には、取得情報データベース３から読み出された検出位置ごとのタイムスタンプと航空機のコールサインに対応した飛行計画を利用する。この後、統計処理部４は、抽出した検出位置群のうち、フラグに正常を示す値が設定されている検出位置のみを対象として統計処理を行う。

統計処理は、例えば、滑走路を１ｍおきの小領域に区分して、小領域ごとに検出位置の平均値、標準偏差、中央値を算出する。これにより「滑走路Ａ」という領域、「午前７時〜１０時」という時間帯、「航空機」という種類で分類された統計処理の結果が揃い、これらの統計処理結果が統計処理結果データベース５に格納される。
なお、統計処理結果は、タイムスタンプに対応した「風向き」、「風速」、「天候」、「視程」、あるいは、「滑走路Ａを到着に利用して滑走路Ｂを出発に利用する」といった「滑走路運用形態」を基準として分類してもよい。

通常追尾処理部７は、カメラセンサ６により検出された移動体のタイムスタンプが付与された検出位置と位置精度、およびマルチセンサ処理部１６ｅから得られる移動体の識別情報（コールサインなど）を用いて、相関処理、平滑処理、予測処理といった追尾処理を行う（ステップＳＴ５）。これにより、タイムスタンプと識別情報が付与された移動体の相関済み検出位置と航跡が得られる。

次に、通過領域決定部８は、取得情報データベース３に格納された情報と通常追尾処理部７の通常追尾結果に基づいて、監視対象の移動体が移動している通過中領域を決定する（ステップＳＴ６）。例えば、滑走路または誘導路などの対象領域と相関済み検出位置との中心線の距離を求め、この距離が最短になる領域を通過中領域に決定する。

次に、比較統計情報決定部９は、取得情報データベース３に格納された情報を用いて、統計処理結果データベース５に格納されている統計処理結果のうち、通過中領域を移動している監視対象の移動体に対応する比較統計位置と比較統計位置精度を決定する（ステップＳＴ７）。例えば、相関済み検出位置を通過中領域の中心線に射影した射影検出位置を算出し、統計処理結果における統計処理された検出位置群の中から、この射影検出位置と最近傍の検出位置を特定する。これにより特定した検出位置を比較統計位置とし、これに対応する位置精度情報を比較統計位置精度と決定する。
なお、射影検出位置に近い上位２つの検出位置の中間点を比較統計位置としてもよい。

比較追尾処理部１０は、比較統計情報決定部９により決定された統計処理結果を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の追尾結果を出力する（ステップＳＴ８）。
ここで、比較追尾処理の相関処理は、比較統計位置と通常追尾結果の相関済み検出位置とを対象としており、これらの相関を示す相関情報が算出される。この相関情報は、通常追尾処理部７に出力される。

通常追尾処理部７は、比較追尾処理部１０から入力した相関情報に基づいて、カメラセンサ６で検出された監視対象の移動体の検出位置が、この移動体の航跡として相関がとれた検出位置であるか否かを判断する。
検出位置が雑音などの影響で揺らいで、通常追尾処理において検出位置同士の相関性が失われても、通常追尾処理部７は、上記相関情報に基づいて、移動体の航跡として相関がとれた検出位置を特定することができる。これにより、通常追尾処理における相関継続性の向上を図ることができる。

続いて、一致判定部１１は、通常追尾結果と比較追尾結果を用いて、通常追尾結果における監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置とが一致するか否かを判定する（ステップＳＴ９）。
例えば、相関済み検出位置と比較統計位置との距離を算出して、この距離が予め定められた閾値を超える場合に一致しないと判定する。このとき、比較対象の相関済み検出位置ごとに付与した不一致フラグをインクリメントする。
また、一致の判定は、比較対象の相関済み検出位置ごとに実施回数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}だけ実施される。なお、実施回数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}の判定が実施された場合、不一致フラグを初期化してゼロとする。

出力モード設定部１２は、位置補償なしモードと位置補償ありモードのいずれかを出力内容決定部１３に設定する（ステップＳＴ１０）。
位置補償なしモードと位置補償ありモードは、監視装置１にいずれかを予め設定してもよいが、ユーザから受け付けた設定入力に応じていずれかを選択してもよい。

次に、出力内容決定部１３は、一致判定部１１の判定結果に基づいて相関済み検出位置に対応する不一致フラグが規定回数Ｎ１（≦Ｎ_{ｔｏｔａｌ}）を超えてインクリメントされているか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。
相関済み検出位置の不一致フラグが規定回数Ｎ１を超えてインクリメントされた場合（ステップＳＴ１１；ＹＥＳ）、出力内容決定部１３は、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判断して、通常追尾結果の相関済み検出位置を出力内容に決定する（ステップＳＴ１２）。

不一致フラグがインクリメントされた回数が規定回数Ｎ１以下である場合（ステップＳＴ１１；ＮＯ）、出力内容決定部１３は、位置補償ありモードが設定されているか否かを確認する（ステップＳＴ１３）。
位置補償ありモードではなく位置補償なしモードが設定されている場合（ステップＳＴ１３；ＮＯ）、ステップＳＴ１２に移行して通常追尾結果が出力内容に決定される。
位置補償ありモードが設定されていれば（ステップＳＴ１３；ＹＥＳ）、出力内容決定部１３は、不一致フラグがインクリメントされなかった相関済み検出位置に加え、不一致フラグがインクリメントされた相関済み検出位置をこれに対応する比較統計位置で置き換えて位置補償した追尾結果を出力内容に決定する（ステップＳＴ１４）。
出力処理部１４は、出力内容決定部１３により決定された出力内容の出力データを生成して後段の構成に出力する。後段の構成は、例えば監視画面を表示する表示装置であり、出力内容決定部１３により決定された出力内容が監視画面上に表示される。

この後、監視処理部１５は、監視対象の移動体が通過中領域の内と外のいずれにあるかを判定する（ステップＳＴ１５）。
例えば、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いに基づいて判定し、さらに移動体の相関済み検出位置と航跡に基づいて判定する。そして、２つの基準の判定結果を総合して判断し、最終的な判定結果を決定する。このとき、移動体が通過中領域外に存在すると判定された場合、監視処理部１５は、通過中領域からの逸脱を示す警報を出力する。
このように相関済み検出位置と航跡による領域内外の判定に加えて、一致度合いによる判定結果も用いた判定を行うことで、よりロバストな判定と誤りの少ない警報の出力が期待できる。

なお、図２において、ステップＳＴ１、ステップＳＴ５、ステップＳＴ８で、通常追尾処理部７、比較追尾処理部１０および追尾処理群１６が追尾処理を行う場合を示したが、これらの追尾処理部は、監視装置１が起動している間、追尾処理を実施している。
すなわち、この発明は、図２における追尾処理の順序に限定されるものではなく、追尾処理の順序が入れ替わっても構わない。

上記説明では、出力内容決定部１３が、一致判定部１１の判定結果に基づいて相関済み検出位置に対応する不一致フラグが規定回数を超えてインクリメントされていると、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判定する場合を示した。
これに対し、出力内容決定部１３が、監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置とが連続して規定回数を超えて不一致と判定された場合に、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判定するよう構成してもよい。

通過中領域を逸脱して移動する移動体においては、その検出位置と比較統計位置との間で一時的ではなく連続して同一性が失われていると判断される。
そこで、不一致フラグが連続してインクリメントされる場合に通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判定することで、一致度合いの判定における確実性を高めることができる。
例えば、雑音の影響を受けて一時的に移動体の検出位置が通過中領域外になった場合、前述のように連続した不一致であることを検出することで、誤って判定されることを防止できる。

また、出力処理部１４が、ステップＳＴ１２またはステップＳＴ１４において通常追尾結果または位置補償が行われた追尾結果のうち、検出された時刻が最新のものを出力してもよい。すなわち、実施回数Ｎ_{ｔｏｔａｌ}で一致判定されるサンプル数のうち、最新時刻の追尾結果を出力する。または、規定回数Ｎ（Ｎ≠Ｎ_{ｔｏｔａｌ}）のサンプル数のうち、最新時刻の追尾結果を出力する。例えば、位置補正なしモードの場合、通常追尾結果の相関済み検出位置の最新時刻における値を出力する。
このように最新時刻の結果を出力することで、後段の処理に必要な出力レートである、単位時間当たりの出力数に合わせることができ、後段の処理で利用するデータを選択する処理が不要となり、さらに出力されるデータのレイテンシーを小さく抑えることが可能である。

さらに、出力処理部１４が、ステップＳＴ１２またはステップＳＴ１４において通常追尾結果または位置補償が行われた追尾結果のうち、監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置との距離が最も近いものを出力してもよい。
このようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。

以上のように、実施の形態１に係る監視装置１において、出力内容決定部１３が、一致判定部１１の判定結果に基づいて通常追尾結果と比較追尾結果の一致度合いが低いと判定した場合に通常追尾結果を出力内容に決定する。また、一致度合いが低くないと判定した場合には、通常追尾結果のうち、一致判定部１１によって比較統計位置と一致すると判定された相関済み検出位置に加えて、一致しないと判定された相関済み検出位置を比較統計位置で置き換えた追尾結果を出力内容に決定する。
このように構成することで、監視対象の移動体の相関済み検出位置と、比較統計位置で位置補償した検出位置とのいずれかを出力することができるので、現行の航空管制の運用に適した出力が可能である。
さらに、通常追尾結果と比較追尾結果の一致度合いに応じて出力内容を切り替えることで、移動体が急に変位するように見えない尤もらしい出力内容で出力することができる。
すなわち、移動体が対象領域内を移動して一致度合いが低くない場合、比較統計位置で位置補償された検出位置が出力される。
一方、移動体が対象領域を逸脱する異常が発生して一致度合いが低くなった場合には、通常追尾結果の検出位置が出力される。従って、異常として尤もらしい位置情報の出力が可能である。

また、実施の形態１に係る監視装置１において、位置補償をしない位置補償なしモードと位置補償を行う位置補償ありモードのいずれかを設定する出力モード設定部１２を備える。出力内容決定部１３は、一致度合いが低いと判定した場合、出力モードによらずに、通常追尾結果を出力内容に決定する。また、一致度合いが低くないと判定した場合には、位置補償なしモードが設定されていれば、通常追尾結果を出力内容に決定する。位置補償ありモードが設定されている場合には、比較統計位置と一致すると判定された相関済み検出位置に加えて、一致しないと判定された相関済み検出位置を比較統計位置で置き換えた追尾結果を出力内容に決定する。
このように構成することで、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いおよび出力モードに応じて通常追尾結果の検出位置と比較統計位置で位置補償した検出位置とを適切に切り替えて出力することができる。

さらに、実施の形態１に係る監視装置１において、比較追尾処理部１０は、通常追尾結果における監視対象の移動体の相関済み検出位置と比較統計位置との相関を示す相関情報を通常追尾処理部７に出力する。通常追尾処理部７は、比較追尾処理部１０から入力した相関情報に基づいて、カメラセンサ６で検出された監視対象の移動体の検出位置が、この移動体の航跡として相関がとれた検出位置であるか否かを判断する。このように構成することで、通常追尾処理における相関継続性の向上を図ることができる。

さらに、実施の形態１に係る監視装置１において、出力内容決定部１３は、監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置とが連続して規定回数を超えて不一致と判定されると、通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いが低いと判定する。
このように構成することで、通常追尾結果と比較追尾結果の一致度合いの判定における確実性を高めることができる。

さらに、実施の形態１に係る監視装置１において、出力処理部１４は、通常追尾結果または位置補償が行われた追尾結果のうち、検出された時刻が最新のものを出力する。
このように構成することで、出力処理部１４の後段の処理に必要な出力レートに合わせることができ、後段の処理で利用するデータを選択する処理が不要となる。さらに出力されるデータのレイテンシーを小さく抑えることが可能である。

さらに、実施の形態１に係る監視装置１において、出力処理部１４は、通常追尾結果あるいは位置補償が行われた追尾結果のうち、監視対象の移動体の相関済み検出位置とこれに対応する比較統計位置との距離が最も近いものを出力する。
このように構成することでも、出力処理部１４の後段の処理に必要な出力レートに合わせることができ、後段の処理で利用するデータを選択する処理が不要となる。さらに出力されるデータのレイテンシーを小さく抑えることが可能である。

さらに、実施の形態１に係る監視装置１は、監視処理部１５を備える。監視処理部１５は、通常追尾結果における監視対象の移動体の検出位置、および通常追尾結果と比較追尾結果との一致度合いの判定結果に基づいて、監視対象の移動体が通過領域決定部８により決定された領域の内と外のいずれに存在するかを判定する。
このように構成することで、よりロバストな判定と誤りの少ない警報の出力が期待できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 監視装置、２ 情報取得部、３ 取得情報データベース、４ 統計処理部、５ 統計処理結果データベース、６ カメラセンサ、７ 通常追尾処理部、８ 通過領域決定部、９ 比較統計情報決定部、１０ 比較追尾処理部、１１ 一致判定部、１２ 出力モード設定部、１３ 出力内容決定部、１４ 出力処理部、１５ 監視処理部、１６ 追尾処理群、１６ａ ＡＳＲ／ＳＳＲ追尾処理部、１６ｂ ＷＡＭ追尾処理部、１６ｃ ＡＳＤＥ／ＭＬＡＴ追尾処理部、１６ｄ ＡＤＳ−Ｂｏｕｔ追尾処理部、１６ｅ マルチセンサ処理部、１７ 追尾結果データベース、１８ 追尾解析部、１９ 追尾解析結果データベース。

Claims (7)

1. 対象領域の運用状態、前記対象領域の環境、前記対象領域における移動体の移動計画を示す情報を取得する情報取得部と、
   移動体の検出位置を用いて追尾処理を行い、監視対象の移動体の航跡として相関がとれた検出位置を含む第１の追尾結果を出力する通常追尾処理部と、
   前記情報と前記第１の追尾結果に基づいて、前記対象領域のうち、前記監視対象の移動体が移動している領域を決定する通過領域決定部と、
   前記情報と過去に得られた移動体の追尾結果とを用いて、前記監視対象の移動体の検出位置の統計処理を行う統計処理部と、
   前記情報を用いて、前記統計処理部による統計処理結果のうち、前記通過領域決定部に決定された領域を移動している前記監視対象の移動体に対応する統計処理結果を決定する比較統計情報決定部と、
   前記比較統計情報決定部により決定された前記統計処理結果を用いて追尾処理を行い、前記監視対象の移動体の第２の追尾結果を出力する比較追尾処理部と、
   前記第１の追尾結果および前記第２の追尾結果を用いて、前記第１の追尾結果における前記監視対象の移動体の検出位置とこれに対応する前記統計処理結果の検出位置とが一致するか否かを判定する一致判定部と、
   前記一致判定部の判定結果に基づいて前記第１の追尾結果と前記第２の追尾結果の一致度合いが低いと判定した場合に、前記第１の追尾結果を出力内容に決定し、一致度合いが低くないと判定した場合は、前記第１の追尾結果のうち、前記一致判定部により前記統計処理結果の検出位置と一致すると判定された検出位置に加えて、一致しないと判定された検出位置を当該統計処理結果の検出位置で置き換えた追尾結果を出力内容に決定する出力内容決定部と
   を備えたことを特徴とする監視装置。
2. 位置補償をしない位置補償なしモードと位置補償を行う位置補償ありモードのいずれかを設定する出力モード設定部を備え、
   前記出力内容決定部は、
   一致度合いが低いと判定した場合、前記出力モード設定部から設定されたモードによらず、前記第１の追尾結果を出力内容に決定し、
   一致度合いが低くないと判定した場合には、位置補償なしモードが設定されていれば、前記第１の追尾結果を出力内容に決定し、位置補償ありモードが設定されていれば、前記第１の追尾結果のうち、前記一致判定部により前記統計処理結果の検出位置と一致すると判定された検出位置に加えて、一致しないと判定された検出位置を当該統計処理結果の検出位置で置き換えた追尾結果を出力内容に決定することを特徴とする請求項１記載の監視装置。
3. 前記比較追尾処理部は、前記第１の追尾結果における前記監視対象の移動体の検出位置と前記統計処理結果の検出位置との相関を示す相関情報を前記通常追尾処理部に出力し、
   前記通常追尾処理部は、前記比較追尾処理部から入力した相関情報に基づいて、移動体の検出位置が、前記監視対象の移動体の航跡として相関がとれる検出位置であるか否かを判断することを特徴とする請求項１または請求項２記載の監視装置。
4. 前記出力内容決定部は、前記一致判定部によって前記第１の追尾結果における前記監視対象の移動体の検出位置とこれに対応する前記統計処理結果の検出位置とが連続して規定回数を超えて不一致と判定された場合に、前記第１の追尾結果と前記第２の追尾結果との一致度合いが低いと判定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の監視装置。
5. 前記出力内容決定部によって決定された出力内容を出力する出力処理部を備え、
   前記出力処理部は、前記出力内容決定部によって出力内容として決定された追尾結果のうち、検出された時刻が最新の追尾結果を出力することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の監視装置。
6. 前記出力内容決定部によって決定された出力内容を出力する出力処理部を備え、
   前記出力処理部は、前記出力内容決定部によって出力内容として決定された追尾結果のうち、前記監視対象の移動体の検出位置とこれに対応する前記統計処理結果の検出位置との距離が最も近い追尾結果を出力することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の監視装置。
7. 前記第１の追尾結果における前記監視対象の移動体の検出位置、および前記第１の追尾結果と前記第２の追尾結果の一致度合いの判定結果に基づいて、前記監視対象の移動体が前記通過領域決定部により決定された領域の内と外のいずれに存在するかを判定する監視処理部を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の監視装置。

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