JP7142595B2 - 追尾装置 - Google Patents

Description

本発明は、追尾装置に関する。

追尾対象を複数のセンサによって測定し、三角測量によって追尾対象の位置や速度を求める追尾装置が、特開２０１４－７７７５１号公報（特許文献１）等に開示されている。このような追尾装置では、複数のセンサの出力の組み合わせを用いることによって、追尾対象の位置等の計算結果として、真の追尾対象とともに、虚像（いわゆるゴースト）が検出される。

特許文献１には、ゴーストを除去する追尾装置として、複数の目標を複数のセンサによって測定することで算出された複数の目標候補の位置を算出して、それぞれの目標候補が真の目標及びゴーストであるかを判別する構成が記載されている。具体的には、真の目標に関する位置情報及び運動モデルから算出された真の目標の予測位置情報、及び、ゴーストに関する位置情報及び運動モデルから算出されたゴーストの予測位置情報と、各目標候補の位置との残差に基づき、それぞれの目標候補が真の目標及びゴーストであるかを判別することが記載されている。

特開２０１４－７７７５１号公報

しかしながら、特許文献１の追尾装置では、目標候補の位置情報だけに基づいて真の目標及びゴーストを判別するので、センサの探知性能が不足した場合は、ゴーストではなく真の追尾対象に関する推定位置及び推定速度もゴーストとして除去されてしまう問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、複数のセンサの出力を用いる追尾装置におけるゴースト除去成功率を向上することである。

本発明のある局面によれば、電磁波を放射する目標の追尾装置は、目標候補生成部と、観測値予測部と、観測値照合部と、目標判定部とを備える。目標候補生成部は、電磁波の到来方向及び電波諸元を観測する複数のセンサのうちの第１及び第２のセンサによる第１及び第２の目標観測データを組み合わせて複数の目標候補を生成する。第１及び第２の目標観測データの各々は、電磁波の観測時における到来方向、第１又は第２のセンサの位置、及び、電磁波の特徴を示すパラメータである電磁波諸元を含む。電磁波諸元は、第１及び第２のセンサと目標との位置関係に依存して値が変化する第１のパラメータを含む。観測値予測部は、複数の目標候補の各々について、第１及び第２の目標観測データを用いて、第１のセンサ及び第２のセンサのそれぞれで観測された到来方向と、第１のセンサでの第１のパラメータの観測値とを用いて、位置関係を考慮して第２のセンサで観測される第１のパラメータの予測値を算出する。観測値照合部は、複数の目標候補の各々について、第２のセンサでの第１のパラメータの実際の観測値と観測予測値とを照合する。目標判定部は、観測値照合部での照合結果に基づき、複数の目標候補の各々について、真の目標及び虚像のいずれであるかを判定する。

本発明によれば、電磁波を放射する追尾目標とセンサとの位置関係に依存して観測値が異なる第１のパラメータについて、２個のセンサによる目標観測データを用いて、一方のセンサでの観測予測値及び実際の観測値を照合することによる目標観測データ間の相関処理を行うことによって、追尾装置におけるゴースト除去成功率を向上することができる。

本実施の形態に係る追尾装置を備えたセンサネットワークシステムの構成を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態に係る追尾装置で扱われる目標候補を説明する概念図である。 図１に示されたセンサネットワーク装置の構成を更に説明するブロック図である。 図１に示されたセンサネットワーク装置の動作を説明するフローチャートである。 図１に示されたセンサネットワーク装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 追尾対象を含む複数の目標候補の第１の配置例を示す概念図である。 図３の目標観測値処理部によるビーム探知時刻を用いた目標相関の原理を説明する概念図である。 追尾対象を含む複数の目標候補の第２の配置例を示す概念図である。 図３の目標観測値処理部による周波数を用いた目標相関の原理を説明する概念図である。 それぞれのセンサ部で観測されるパルス間隔の例を示す概念図である。 図３の目標観測値処理部によるパルス間隔を用いた目標相関の原理を説明する概念図である。 本実施の形態の変形例に係る追尾装置を備えたセンサネットワーク装置の構成を説明するブロック図である。 図１２に示されたセンサネットワーク装置の動作を説明するフローチャートである。 本実施の形態の変形例に係る追尾装置を備えたセンサネットワークシステムの構成を説明するブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、図中の同一又は相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。

図１は、本実施の形態に係る追尾装置を備えたセンサネットワークシステムの構成を説明するブロック図である。

図１を参照して、センサネットワークシステム１０は、各々がセンサを搭載したｎ個（ｎ：２以上の自然数）のプラットフォーム１０００－１～１０００－ｎ、及び、通信ネットワーク２０００を備える。複数のプラットフォーム１０００－１～１０００－ｎの間は、通信ネットワーク２０００により通信接続されることで、データ及び情報を相互に送受信することが可能である。

尚、以下では、ｎ個のプラットフォーム間を区別して説明する際には、符号に「－１」～「－ｎ」を付する。一方で、共通の構成に関して説明する等、プラットフォーム間を区別しない場合には、「－１」～「－ｎ」を付することなく各要素を表記する。

本実施の形態に係る追尾装置では、特許文献１と同様に、複数のセンサによる観測値を用いた三角測量によって追尾対象が検知される。従って、複数のセンサの出力を用いた追尾対象の位置等の計算結果としては、実際の追尾対象（以下、「目標」又は「真の目標」とも称する）と、虚像（ゴースト）とを含む、複数の「目標候補」が得られる。

図２には、本実施の形態に係る追尾装置で扱われる目標候補を説明するための概念図が示される。図２では、２個のセンサＳＮ－１及びＳＮ－２によって２個の目標ＴＧ１，ＴＧ２を観測した場合に取り扱われる目標候補が示される。

図２を参照して、センサＳＮ－１は、目標ＴＧ１及びＴＧ２を、θ１１方向及びθ１２方向にそれぞれ観測する。同様に、センサＳＮ－２は、目標ＴＧ１及びＴＧ２を、θ２１方向及びθ２２方向にそれぞれ観測する。

センサＳＮ－１によるθ１１方向及びθ１２方向と、センサＳＮ－２によるθ２１方向及びθ２２方向とを用いて目標の位置を計算すると、θ１１及びθ２１の組み合わせの目標ＴＧ１、及び、θ１２及びθ２２の組み合わせの目標ＴＧ２に加えて、θ１２及びθ２１の組み合わせによるゴーストＧＳ１と、θ１１及びθ２２の組み合わせによるゴーストＧＳ２とがさらに発生する。

従って、２個のセンサＳＮ－１及びＳＮ－２による目標ＴＧ１及びＴＧ２の観測値による「目標候補」は４つとなる。追尾装置には、各目標候補について、真の目標及びゴーストのいずれであるかを判別することが必要とされる。

再び図１を参照して、プラットフォーム１０００－１は、センサ部１１００と、センサネットワーク装置１２００とを含む。本実施の形態に係る追尾装置は、レーダ等の電磁波を放射している電波機器を搭載している物体を追尾対象（目標）とする。以下では、一例として、各プラットフォーム１０００が同様に、センサ部１１００及びセンサネットワーク装置１２００を含む構成について説明する。

センサ部１１００は、当該電波機器から放射される電磁波を監視する。センサ部１１００は、センサ１１０１と、センサ追尾処理部１１０２と、センサ位置取得部１１０３とを含む。

センサ部１１００は、センサ１１０１による電磁波の観測データをもとに、目標観測データを出力する。目標観測データは、センサ１１０１の位置からの目標の方向と、電磁波の特徴を表すパラメータ（以後、「電磁波諸元」とも称する）の観測値と、当該目標観測データ及び観測データを測定したときのセンサ１１０１の位置とを含む。

センサ１１０１は、目標が放射した電磁波を受信して、当該電磁波についてセンサ１１０１への到来方向、及び、電磁波諸元を測定する。具体的には、センサ１１０１は、時刻毎に受信した電磁波の周波数（Ｆ）及び信号強度（ＰＡ）を観測データとして測定する。センサ１１０１は、ＰＡの時間ごとの変化から得られる観測値として、パルス到来時刻（ＴＯＡ）、パルス間隔（ＰＲＩ）、パルス幅（ＰＷ）、ビーム探知時刻（ＳＴ）、及び、走査周期（ＳＰ）等の観測値を取得することができる。各プラットフォーム１０００上のセンサ１１０１の集合体によって、目標から放射された電磁波を観測する「複数のセンサ」が構成される。

センサ１１０１による観測値は、センサ追尾処理部１１０２に入力される。センサ位置取得部１１０３は、センサ１１０１が観測データを測定したときのセンサ１１０１の位置を取得して、センサ追尾処理部１１０２に出力する。これにより、センサ追尾処理部１１０２は、上述の目標観測データを生成することができる。

取得可能な観測値は、目標（電波機器）から放射される電磁波の種類によって異なる。目標がパルスレーダ等のパルス状の電磁波を放射する場合には、パルス到来時刻（ＴＯＡ）、パルス間隔（ＰＲＩ）、及び、パルス幅（ＰＷ）が観測値として取得される。パルス到来時刻（ＴＯＡ）は、センサ１１０１がパルスを受信した時刻を示す。パルス間隔（ＰＲＩ）は、センサ１１０１が続けて受信する２つのパルスのパルス到来時刻（ＴＯＡ）の間の差で示される。パルス幅（ＰＷ）は、それぞれのパルス状の電磁波の時間的な幅を示す。

目標が、スキャンレーダ等の空間を走査するビーム状の電磁波を放射する場合には、ビーム探知時刻（ＳＴ）が観測値として取得される。ビーム探知時刻（ＳＴ）は、センサ１１０１がビーム状の電磁波を受信した時刻を示す。より具体的には、ビーム探知時刻（ＳＴ）は、センサ１１０１による信号強度（ＰＡ）の時間変化を観測した結果、信号強度がピークになったことが検出された時刻を示す。走査周期（ＳＰ）は、ビーム探知時刻（ＳＴ）が観測される時間間隔を示す。スキャンレーダは、時刻毎に異なる方向にビーム状の電磁波を指向させるので、センサ部１１００は、センサ部１１００の目標からの方向により異なるビーム探知時刻（ＳＴ）の値を観測することになる。

又、目標が電磁波を連続波として放射する場合には、電磁波の周波数（Ｆ）が、観測値として取得される。この際に、周波数（Ｆ）の観測値は、目標の移動速度によるドップラ効果の影響を受けて変化する。尚、電磁波の周波数（Ｆ）は、目標が電磁波を連続波として放射する場合もパルス状に放射する場合にも観測値として取得可能である。しかし、目標が電磁波を連続波として放射する場合には、パルス状に放射する場合に比べて精度の良い観測値を得ることが可能である。このため、電磁波を連続波として放射する目標については、電磁波の周波数の目標の移動速度によるドップラ効果の影響による変化も観測することが可能である。

同様に、目標が電磁波を一定間隔でパルス状に放射する場合には、観測値のうちのパルス間隔（ＰＲＩ）が、目標の移動速度によるドップラ効果の影響を受けて変化する。このように、センサ部１１００は、目標からの方向により、異なる周波数（Ｆ）、又は、異なるパルス間隔（ＰＲＩ）の値を観測することができる。

厳密には、目標から放射されたパルス状の電磁波について、周波数（Ｆ）及びパルス幅（ＰＷ）もまた、目標の移動速度によるドップラ効果の影響を受けて変化する。しかしながら、一般的には、センサ部１１００において、これらの電磁波諸元について、ドップラ効果の影響を区別する精度の良い測定を行うことは困難である。このため、目標がパルス状の電磁波を放射する場合、センサ部１１００は、目標からの方向に関わらず、ほぼ同じ値で、周波数（Ｆ）及びパルス幅（ＰＷ）を観測することになる。

又、目標が放射する電波のパルス間隔（ＰＲＩ）に揺らぎが生じている場合には、センサ部１１００は、上述したドップラ効果の影響が反映されたパルス間隔（ＰＲＩ）の値を精度よく観測することが困難である。このような場合は、センサ部１１００は、目標からの方向に関わらず、ほぼ同じ値のパルス間隔（ＰＲＩ）を観測することになる。

センサ追尾処理部１１０２は、センサ１１０１から出力された観測データを、追尾処理を用いて、目標毎に分離する。さらに、センサ追尾処理部１１０２は、センサ位置取得部１１０３が出力するセンサ１１０１の位置をもとに、目標毎に分離した観測データとその観測データを取得したときのセンサ１１０１の位置とを含む目標観測データを生成し、センサネットワーク装置１２００に出力する。

センサネットワーク装置１２００は、同じプラットフォーム１０００上にあるセンサ部１１００と接続されるとともに、通信ネットワーク２０００を経由して、他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００と相互に通信接続される。

センサネットワーク装置１２００は、同じプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００及び他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００から、目標の方向、目標の特徴を表す電磁波諸元の観測値、及び、観測時のセンサ１１０１の位置を含む目標観測データを取得する。

又、センサネットワーク装置１２００は、同一のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００から取得した目標観測データを、通信ネットワーク２０００を経由して、他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００に送信する。センサネットワーク装置１２００は、同じプラットフォーム１０００上にあるセンサ部１１００、及び、他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００から取得した目標観測データを用いて、目標の位置を算出することができる。

センサネットワーク装置１２００は、融合処理部１２１０と、共有処理部１２２０と、相関処理部１２３０と、共通処理部１２４０とを含む。図１では、各プラットフォーム１０００にセンサネットワーク装置１２００が搭載された構成例を説明しているが、センサネットワーク装置１２００は、各プラットフォーム１０００上で基本的に同様の構成を有するものとする。

図３は、図１に示されたセンサネットワーク装置の構成を更に説明するブロック図である。

融合処理部１２１０は、センサ部１１００から入力される目標観測データと、目標位置情報とを融合させる。目標位置情報は、後述の目標位置算出部１２４２によって算出された、当該プラットフォーム１０００のセンサ１１０１から目標までの距離、及び、当該目標の速度を含む。融合処理部１２１０によって、当該目標までの距離及び当該目標の速度（目標位置情報）が、目標観測データに追加される。

融合処理部１２１０は、目標位置情報と対応付けられた目標観測データ、又は、目標位置情報と対応付けられてない目標観測データを出力する。融合処理部１２１０から出力された目標観測データは、共有処理部１２２０へ入力される。

共有処理部１２２０は、同じプラットフォーム１０００上で取得された目標観測データを、通信ネットワーク２０００を経由して、他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００と共有するための処理を実行する。更に、共有処理部１２２０は、他のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００による観測値から取得された目標観測データを、通信ネットワーク２０００経由で、他のセンサネットワーク装置１２００から取得することができる。

この結果、各プラットフォーム１０００において融合処理部１２１０から出力された目標観測データは、同一のセンサネットワーク装置１２００内の共有処理部１２２０、及び、通信ネットワーク２０００を介して、他のセンサネットワーク装置１２００との間で共有することができる。

相関処理部１２３０は、それぞれのプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００から出力された目標観測データどうしが同じ目標からの電磁波を受信したものかどうかを判定するための評価値を算出する。

相関処理部１２３０は、目標候補生成部１２３５、目標位置情報処理部１２５０、目標識別情報処理部１２６０、目標観測値処理部１２７０、及び、電磁波諸元識別ＤＢ（Data Base）１２８０を含む。

目標候補生成部１２３５は、自らのプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００が探知した目標観測データと、共有処理部１２２０から得られた、他のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００が探知した目標観測データとを組み合わせて、複数の目標候補を生成する。図３で説明したように、この段階での複数の目標候補は、真の目標とゴーストとを含んでいる。

目標位置情報処理部１２５０は、候補位置算出部１２５１、及び、目標位置照合部１２５２を有する。目標位置情報処理部１２５０は、複数の目標候補のそれぞれについて、位置情報を用いて、真目標及びゴーストのいずれであるかを判定するための指標を算出する。尚、目標位置情報処理部１２５０は、特許文献１に記載された追尾装置と同様の手法で、目標候補毎に真の目標及びゴーストのいずれであるかを判別するものである。

候補位置算出部１２５１は、目標候補生成部１２３５によって生成された目標候補毎に、組み合わされた複数のセンサ部１１００がそれぞれ測定した複数の目標に関する目標観測データに含まれる目標方向を三角測量によって融合することにより、目標候補の位置ｒｃを算出する。

目標位置照合部１２５２は、過去の目標観測データにより求められた目標に関する位置情報と、目標の運動モデルとに基づき、目標に関する未来の位置情報ｒを予測位置情報として算出する。更に、目標位置照合部１２５２は、それぞれの目標候補の位置と目標の予測位置情報との残差（Δｒ＝｜ｒ－ｒｃ｜）に基づき、それぞれの目標候補が真の目標であるかを表す判定値Ｆ１を算出して出力する。判定値Ｆ１は、「１（真目標である）」又は「０（真目標でない）」等の２値で示されてもよく、目標候補が真目標である確率を表す、０～１．０の間のアナログ値であってもよい。

更に、目標位置照合部１２５２は、判定値Ｆ１の確からしさを表す評価値ｇ１を併せて算出する。例えば、目標位置照合部１２５２は、残差の精度に影響する「目標および目標候補の位置精度」、誤判定が発生する可能性に関わる「目標どうしの距離」、及び、ゴースト判定結果の安定性に関わる「ゴースト判定結果に基づき目標を正しく判定した回数」等の情報のうちの１つ以上を定量化して、位置情報を用いた判定値Ｆ１の評価値ｇ１を算出することができる。判定値Ｆ１は「第１の判定値」に対応し、評価値ｇ１は「第１の評価値」に対応する。

目標識別情報処理部１２６０は、識別処理部１２６１、及び、観測値相関処理部１２６２を有する。目標識別情報処理部１２６０は、目標候補生成部１２３５によって生成された目標候補毎に、異なるプラットフォーム１０００上の２個のセンサ部１１００で観測したそれぞれの目標観測データどうしを照合して、真目標及びゴーストのいずれであるかを判定するための指標を算出する。

識別処理部１２６１は、各目標候補で組み合わされた複数の目標観測データそれぞれが含む電磁波諸元情報と、電磁波諸元識別ＤＢ１２８０に、目標の種類毎に予め記憶された諸元情報とを比較して、電磁波諸元識別結果を出力する。電磁波諸元識別ＤＢ１２８０は、目標の種類毎に、複数の電磁波諸元のそれぞれがとり得る値の範囲を予め記憶するものである。なお、ここで、目標の種類とは、目標を、放射する電波の性質により分類したものであり、例えば、備えている電波機器などによって目標を分類したものを表す。電磁波諸元識別ＤＢ１２８０は、「記憶部」の一実施例に対応する。

識別処理部１２６１は、電磁波諸元識別ＤＢ１２８０に予め記憶されている複数の目標の種類の中から、目標観測データのそれぞれの電磁波諸元の観測値が電磁波諸元識別ＤＢ１２８０に記載されている範囲内となる目標の種類を識別結果として選択して、電磁波諸元識別結果として出力する。

観測値相関処理部１２６２は、目標候補で組み合わされた複数の目標観測データについて、識別処理部１２６１での識別結果が同じ場合に、それぞれの目標観測データに含まれる電磁波諸元どうしを照合する。ここで照合される電磁波諸元は、センサ部１１００の位置によらず同じ値が観測される、パルス状の電磁波の周波数（Ｆ）及びパルス幅（ＰＷ）、又は、目標がパルスを放射する時間間隔に揺らぎがある場合のパルス間隔（ＰＲＩ）等である。

観測値相関処理部１２６２は、照合された電磁波諸元どうしの残差をもとに、それぞれの目標候補が真の目標であるかを表す判定値Ｆ２を算出する。判定値Ｆ２は、判定値Ｆ１と同様に、２値（「０」或いは「１」）、又は、０～１．０の間のアナログ値とすることができる。

更に、観測値相関処理部１２６２は、電磁波諸元相関評価による判定値Ｆ２の確からしさを示す、電磁波諸元相関の評価値ｇ２を併せて算出する。例えば、各目標候補で組合されたそれぞれの目標観測データが含む電磁波諸元についての電磁波諸元識別ＤＢ（１２８０）との合致度、電磁波諸元識別ＤＢ１２８０により同じ識別結果となる目標数、及び、電磁波諸元相関結果に基づき目標を正しく判定した回数等の情報のうちの１つ以上を定量化して、電磁波諸元相関の評価値ｇ２を算出することができる。判定値Ｆ２は「第２の判定値」に対応し、評価値ｇ２は「第２の評価値」に対応する。

目標観測値処理部１２７０は、観測値予測部１２７１、及び、観測値照合部１２７２を有する。目標観測値処理部１２７０は、センサ部で観測される目標から到達する電磁波の１つ以上の観測値を用いて、それぞれの目標候補が真目標であるかゴーストであるかを判定するための指標を算出する。

目標観測値処理部１２７０は、例えば、目標識別情報処理部１２６０によって、組合されたそれぞれの目標観測データが同じ識別結果となる目標候補に対して適用することができる。尚、目標観測値処理部１２７０での判定に使用する電磁波諸元は、目標とセンサ部１１００との位置関係に依存して観測値が異なる諸元、具体的には、ビーム探知時刻（ＳＴ）、目標が電磁波を連続波として放射する場合の周波数（Ｆ）、目標が電磁波を一定間隔でパルス状に放射する場合のパルス間隔（ＰＲＩ）等のうちのいずれか１つ以上とすることができる。これらの諸元は、「第１のパラメータ」の一実施例に対応する。

観測値予測部１２７１は、目標候補生成部１２３５によって生成された目標候補毎に、異なるプラットフォーム１０００上の２個のセンサ部１１００で観測した目標観測データが含む到来方向と、当該２個のセンサ部うちの一方のセンサ部１１００の目標観測データの電磁波諸元の観測値とを用いて、当該２個のセンサ部うちの他方のセンサ部１１００の目標観測データの電磁波諸元の観測値の予測値を算出する。

観測値照合部１２７２は、複数の目標候補のそれぞれについて、上述した他方のセンサ部１１００での観測値の予測値と、当該他方のセンサ部１１００での目標観測データ（実際の観測値）とを照合する。例えば、他方のセンサ部１１００についての上記予測値と実際の観測値との残差に基づき、当該目標候補が真の目標及びゴーストのいずれであるかを表す判定結果を、観測値相関による判定値Ｆ３として算出することができる。判定値Ｆ３は、判定値Ｆ１，Ｆ２と同様に、２値（「０」或いは「１」）、又は、０～１．０の間のアナログ値とすることができる。

更に、観測値照合部１２７２は、観測値相関による判定値Ｆ３の確からしさを示す、観測値相関の評価値ｇ３を併せても算出する。例えば、観測値照合部１２７２は、残差の精度に影響する「観測値の測定精度および予測値の算出精度」、誤判定が発生する可能性に関わる「目標どうしの観測値の差」、及び、観測値相関結果の安定性に関わる「観測値相関結果により目標を正しく判定した回数」等の情報のうちの１つ以上を定量化して、観測値相関の評価値ｇ３を算出することができる。判定値Ｆ３は「第３の判定値」に対応し、評価値ｇ３は「第３の評価値」に対応する。

尚、一例として、判定値Ｆ１～Ｆ３については、確率分布に従って、下記の式（１）により算出することができる。

Ｆ（ζ，μ）＝ｅｘｐ（ｆ（ζ，μ））／{（２π）^（n／2）・√｜Σ｜｝ …（１）
但し、ｆ（ζ，μ）＝－（１／２）・（ζ－μ）^T・Σ^-1（ζ－μ）

式（１）中において、ζ及びμは、Ｆ１、Ｆ２、及び、Ｆ３のそれぞれを算出するために、目標位置照合部１２５２、観測値相関処理部１２６２、及び、観測値照合部１２７２のそれぞれで照合されるデータである。ζ及びμは、照合されるデータの次元によりスカラーまたはベクトルとなる。ζ及びμがそれぞれ一次元データの場合は、ζ及びμはスカラーであり、Σは、（ζ－μ）の分散である。ζ及びμそれぞれ２次元以上の次元のデータである場合は、ζ及びμはベクトルであり、Σは、ベクトル（ζ－μ）の分散共分散行列である。ζ及びμは、目標位置情報処理部１２５０（目標位置照合部１２５２）、目標識別情報処理部１２６０（観測値相関処理部１２６２）、及び、目標観測値処理部１２７０（観測値照合部１２７２）のそれぞれにおいて、下記のように定義できる。

目標位置照合部１２５２では、目標候補毎の位置ｒｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）と上述した目標の予測位置情報（位置情報ｒ）の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）とを照合して判定値Ｆ１を算出する。このため、ζを、目標候補毎の位置ｒｃの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）に対応するベクトルとする一方で、μについては、上述した目標の予測位置情報（位置情報ｒ）の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）に対応するベクトルとすることができる。

同様に、観測値相関処理部１２６２では、目標観測データ１の電磁波諸元（Ｆ，ＰＲＩ，ＰＷ，…）と目標観測データ２の電磁波諸元（Ｆ，ＰＲＩ，ＰＷ，…）とを照合して判定値Ｆ２を算出する。このため、ζについては、目標観測データ１の電磁波諸元（Ｆ，ＰＲＩ，ＰＷ，…）に対応するベクトルとし、μについては、目標観測データ２の電磁波諸元（Ｆ，ＰＲＩ，ＰＷ，…）に対応するベクトルとすることができる。なお、ここで、目標観測データ１及び目標観測データ２は、各目標候補を構成する２つの目標観測データを表す。

更に、判定値Ｆ３を算出する観測値照合部１２７２では、ζは、電磁波の観測値の予測値（ＳＴ等）に対応するスカラーとし、μは、予測値に対する実際の観測値（ＳＴ，ＰＲＩ，…）に対応するスカラーとすることができる。更に、観測値照合部１２７２では、電磁波の観測値の予測値（ＳＴ等）と予測値に対する実際の観測値（ＳＴ等）とを照合して判定値Ｆ３を算出する。このため、ζは、電磁波の観測値の予測値（ＳＴ等）に対応するスカラーとし、μは、予測値に対する実際の観測値（ＳＴ等）に対応するスカラーとすることができる。

共通処理部１２４０は、同一判定処理部１２４１、目標位置算出部１２４２、及び、表示処理部１２４３を有する。同一判定処理部１２４１は、目標位置情報処理部１２５０、目標識別情報処理部１２６０、及び、目標観測値処理部１２７０での判定結果を融合する。例えば、共通処理部１２４０は、複数の目標候補のそれぞれについて、上述の判定値Ｆ１～Ｆ３を、それぞれの評価値ｇ１～ｇ３で重み付けした判定パラメータ値Ｆｔを下記の式（２）に従って算出することができる。
Ｆｔ＝ｇ１・Ｆ１＋ｇ２・Ｆ２＋ｇ３・Ｆ３ …（２）

更に、同一判定処理部１２４１は、算出された判定パラメータ値Ｆｔに基づき、複数の目標候補のそれぞれについて、真の目標及びゴーストにいずれであるかを判定する。例えば、各目標候補について、算出された判定パラメータ値Ｆｔが予め定められた閾値よりも高いときには「目標」と判定される一方で、判定パラメータ値が閾値以下のときは「ゴースト」と判定することができる。即ち、同一判定処理部１２４１は、「目標判定部」の一実施例に対応する。

目標位置算出部１２４２は、目標候補生成部１２３５によって生成された複数の目標候補のうち、同一判定処理部１２４１が真の目標（即ち、追尾対象）と判定した目標候補について、複数のセンサ部１１００がそれぞれ測定した当該目標候補の方位測定結果と、当該方位を測定したときのセンサ部１１００の位置とを用いて、当該目標候補（追尾対象）の位置情報（目標までの距離、及び、目標の速度）を算出する。

表示処理部１２４３は、同一判定処理部１２４１によって真の目標と判定した目標候補、即ち、追尾対象の位置情報、及び、電磁波諸元情報を表示する。例えば、これらの情報は、オペレータが視認可能な情報として、文字及び図形等により表示することができる。又、上述のように、目標位置算出部１２４２によって算出された追尾対象の位置情報は、融合処理部１２１０で用いられる。

図４は、センサネットワーク装置１２００の動作を説明するフローチャートである。
図４を参照して、センサネットワーク装置１２００は、ステップ（以下、単に「ＳＴ」と表記する）１１０により、同一のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００からの目標観測データと、通信ネットワーク２０００を介して共有された、他のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００からの目標観測データとを取得する。これにより、全て（ｎ個）のプラットフォーム１０００上のセンサ部１１００で観測された目標観測データを取得することができる。上述のように、目標観測データは、目標の方向、目標の特徴を表す電磁波諸元の観測値、及び、観測時のセンサ１１０１の位置を含む。

更に、ＳＴ１１５により、ＳＴ１１０で取得された目標観測データを用いて、複数の目標候補が生成される。ＳＴ１１０及びＳＴ１１５による処理は、図３の目標候補生成部１２３５の動作に相当する。

センサネットワーク装置１２００は、ＳＴ１２１により、目標候補毎に、組み合わされた複数のセンサ部１１００がそれぞれ測定した方位データから目標候補の位置を算出するとともに、当該目標候補の予測位置を算出する。更に、ＳＴ１２２により、目標候補毎に、目標位置及び予測位置の照合に基づいて、位置情報を用いた上述の判定値Ｆ１及び評価値ｇ１を算出する。即ち、ＳＴ１２０及びＳＴ１２１による処理は、図３の目標位置情報処理部１２５０の動作に相当する。

センサネットワーク装置１２００は、ＳＴ１２１及びＳＴ１２２と並行して、ＳＴ１３１～ＳＴ１３２により、電磁波諸元情報を用いて、複数の目標候補のそれぞれについて、真目標及びゴーストのいずれであるかを示す、上述の判定値Ｆ２及び評価値ｇ２を算出する。ＳＴ１３１及びＳＴ１３２による処理は、図３の目標識別情報処理部１２６０の動作に相当する。

更に、センサネットワーク装置１２００は、ＳＴ１３３により、ＳＴ１３１～ＳＴ１３２での処理において、目標とセンサとの位置関係に依存して観測値が変わる諸元があるが否かを判定する。目標とセンサとの位置関係に依存して観測値が変わる諸元がある場合には（ＳＴ１３３のＹＥＳ判定時）には、ＳＴ１４１及びＳＴ１４２により、図３の目標観測値処理部１２７０が、複数の目標候補のそれぞれについて、２個のセンサでの観測値を用いた、２個のセンサのいずれかでの観測値の予測値と、実際の観測値との照合によって、上述の判定値Ｆ３及び評価値ｇ３を算出する。

センサネットワーク装置１２００は、ＳＴ１５０により、ＳＴ１２２で算出された判定値Ｆ１及び評価値ｇ１、ＳＴ１３２で算出された判定値Ｆ２及び評価値ｇ２、並びに、ＳＴ１４２で算出された判定値Ｆ３及び評価値ｇ３をもとに、複数の目標候補のそれぞれについて、真の目標及びゴーストのいずれであるかを判定する。例えば、上述の式（２）による判定パラメータ値Ｆｔと閾値との比較に基づき、ＳＴ１５０による判定を実行することができる。ＳＴ１５０の処理は、図３の共通処理部１２４０の動作に対応する。これにより、複数の目標候補（ＳＴ１１５）から真の目標（追尾対象）となる目標候補が確定される。

更に、センサネットワーク装置１２００は、ＳＴ１６０により、追尾対象と判定された目標候補について、複数のセンサ部１１００がそれぞれ測定した当該目標候補の方位データを用いて、位置情報（目標までの距離、及び、目標の速度）を算出する。ＳＴ１５０の処理は、図３の目標位置算出部１２４２の動作に対応する。又、上述のように、算出された目標位置は、図３の融合処理部１２１０に入力されることにより、センサ部１１００からの目標観測データに反映される。

図５は、センサネットワーク装置１２００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図５を参照して、センサネットワーク装置１２００は、制御部１０１、主記憶部１０２、補助記憶部１０３、操作部１０４、表示部１０５、入出力部１０６、及び、送受信部１０７を備える。主記憶部１０２、補助記憶部１０３、操作部１０４、表示部１０５、入出力部１０６、及び、送受信部１０７の各々は、内部バス１００を介して制御部１０１に接続される。

制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成することができる。制御部１０１は、補助記憶部１０３に記憶されている制御プログラムに従って、融合処理部１２１０、共有処理部１２２０、相関処理部１２３０、および共通処理部１２４０の各処理を実行する。

主記憶部１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される。補助記憶部１０３に記憶されている制御プログラムは、制御部１０１が実行する際に、主記憶部１０２にロードされる。また、主記憶部１０２は、制御部１０１の作業領域として用いられる。

補助記憶部１０３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ－ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random Access Memory）、ＤＶＤ－ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリによって構成することができる。補助記憶部１０３は、センサネットワーク装置１２００の処理を制御部１０１に行わせるためのプログラムをあらかじめ記憶する。又、補助記憶部１０３は、制御部１０１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部１０１に供給する。更に、補助記憶部１０３は、制御部１０１から供給されたデータ、及び、制御部１０１が使用するデータを記憶する。電磁波諸元識別ＤＢ１２８０は、補助記憶部１０３によって構成することができる。

操作部１０４は、キーボード、及び、マウス等のポインティングデバイスによって構成することができる。制御プログラムの実行に関するオペレータからの開始、強制停止、又は、再起動等の指示は、操作部１０４から入力されて、内部バス１００を介して制御部１０１に伝達される。

表示部１０５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成される。プログラムの実行状況の表示、異常の表示等は、表示部１０５に表示される。例えば、表示処理部１２４３（図３）による情報の表示は、表示部１０５を用いて実行される。

入出力部１０６は、センサ部１１００と接続される。入出力部１０６により、センサ部１１００からの目標観測データの受信、及び、センサ部１１００への制御指示の出力等を実行することができる。送受信部１０７は、通信ネットワーク２０００（図１）に接続する、網終端装置又は無線通信装置、及び、それらと接続するシリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成される。送受信部１０７により、他のセンサネットワーク装置１２００（他のプラットフォーム１０００上）との間でのデータの送受信が可能となる。

このように、本実施の形態によれば、図５のハードウェア構成を用いて、図３及び図４で説明したようにセンサネットワーク装置１２００を動作させることにより、複数のセンサの出力を用いて生成された複数の目標候補について、真の目標及びゴーストのいずれであるかを判定することができる。

特に、図３の構成例によれば、位置情報を用いた判定値Ｆ１（目標位置情報処理部１２５０）と、電磁波諸元の観測値とＤＢとの照合による判定値Ｆ２（目標識別情報処理部１２６０）と、判定値Ｆ３（目標観測値処理部１２７０）とを用いて、目標候補毎に、精密に真の目標及びゴーストのいずれであるかを判定することができる。特に、目標の移動を反映した観測値の予測値と実際の観測値とを照合する目標観測値処理部１２７０によって、ゴースト除去成功率の向上が図られる。

本実施の形態に係る追尾装置の特徴点である目標観測値処理部１２７０での目標観測データ間の相関処理による目標及びゴーストの判別処理について、図６～１０を用いてさらに詳細に説明する。

図６には、追尾対象（目標）が時刻毎に異なる方向にビーム状の電磁波を指向させる場合での複数の目標候補の配置例が示される。

図６及び図７を用いて、目標観測値処理部１２７０が、ビーム探知時刻（ＳＴ）を用いて目標候補が真目標及びゴーストのいずれであるかを判定する原理を説明する。

図６を参照して、追尾対象（目標）は、捜索レーダ等の、一定の角度範囲を一定の角速度ωで走査するビーム状の電磁波を放射する電波機器を搭載している。各センサ１１０１では、当該センサに照射された電磁波のビームが検知された時刻を示す、ビーム受信時刻が「第１のパラメータ」として測定される。尚、一定の角度範囲及び一定の角速度における「一定」とは、予測に用いる観測値の観測時点と、予測値と照合される実際の観測値の観測時点との間で、上記角度範囲及び角速度が変化していないことを仮定するものであって、目標がビーム状の電磁波を照射する際の角度範囲及び走査の角速度が、常時一定（不変）であることに、追尾対象を限定するものではない。

図６には、一例として、２個のセンサＳＮ－１及びＳＮ－２による１個の真の目標（ＴＧ）を追尾する際の目標候補ＴＧＣ１及びＴＧＣ２の配置例が示される。尚、センサＳＮ－１及びＳＮ－２は、図１中の異なるプラットフォーム１０００に配置されたセンサ１１０１にそれぞれ相当する。図６において、センサＳＮ－１は「第１のセンサ」の一実施例に対応し、センサＳＮ－２は「第２のセンサ」の一実施例に対応する。

図６に示される例では、目標候補ＴＧＣ１が真の目標であり、目標候補ＴＧＣ２はゴーストである。目標候補ＴＧＣ１及びＴＧＣ２は、図３と同様に２個の真目標を２個のセンサで観測した際に得られる、２個の真目標及び２個のゴーストを含む４個の目標候補のうちの、１個の真目標及び１個のゴーストを抽出したものに対応する。

図６は、センサＳＮ－１でφ_1T方向に観測した目標が、センサＳＮ－２で、φ_2T及びφ_2F方向にそれぞれ観測された目標候補のどちらと同じ目標であるかを判定する例である。

目標候補ＴＧＣ１から見たセンサＳＮ－１とセンサＳＮ－２との間の角度はθ_T（θ_T＝|φ_2T-φ_1T|)であり、目標候補ＴＧＣ２から見た、センサＳＮ－１及びセンサＳＮ－２の間の角度は、θ_F（θ_F＝|φ_2F-φ_1T|)）である。角度θ_F及びθ_Tは、センサＳＮ－１で測定された角度θ_1Tを用いて、センサＳＮ－２側で測定される角度φ_2T及びφ_2Fから、センサＳＮ－２側で算出することができる。

従って、目標候補ＴＧＣ１が真目標の場合には、センサＳＮ－２でのビーム受信時刻は、センサＳＮ－１でのビーム受信時刻Ｔ_1Tを用いて、下記の式（３）で示される。
Ｔ_2Ｔ＝Ｔ_1T＋θ_T／ω＝Ｔ_1T＋ΔＴ_T（θ_T） …（３）

同様に、目標候補ＴＧＣ２が真目標の場合には、センサＳＮ－２でのビーム受信時刻は、センサＳＮ－１でのビーム受信時刻Ｔ_1Tを用いて、下記の式（４）で示される。
Ｔ_2Ｆ＝Ｔ_1T＋θ_F／ω＝Ｔ_1T＋ΔＴ_F（θ_F） …（４）

従って、図３の観測値予測部１２７１は、目標候補ＴＧＣ１について、式（３）に従ってセンサＳＮ－２でのビーム受信時刻の予測値（Ｔ_2Ｔ）を算出するとともに、目標候補ＴＧＣ２については、式（４）に従ってセンサＳＮ－２でのビーム受信時刻の予測値（Ｔ_2Ｆ）を算出することができる。

観測値照合部１２７２は、センサＳＮ－２で観測した実際のビーム受信時刻と、式（３）及び式（４）に従うビーム受信時刻の予測値Ｔ_2Ｔ，Ｔ_2Ｆとを比較する。
図７には、センサＳＮ－１及びＳＮ－２でのビーム受信時刻の測定例が示される。

図７を参照して、センサＳＮ－１でのビーム受信時刻（Ｔ_1T）から、式（３）に従う予測値Ｔ_2T＝Ｔ_1T＋ΔＴ_T（θ_T）と、式（４）に従う予測値Ｔ_2F＝Ｔ_1T＋ΔＴ_F（θ_F）とが算出される。図７の例では、センサＳＮ－２でのビーム受信時刻は、ほぼ予測値Ｔ_1Fと一致する。従って、目標候補ＴＧＣ１が真目標である一方で、目標候補ＴＧＣ２がゴーストであると判定することができる。

又、図７とは異なり、センサＳＮ－２でのビーム受信時刻が、予測値Ｔ_2Fの近傍である場合には、目標候補ＴＧＣ２が真目標であり、目標候補ＴＧＣ１がゴーストであると判定できる。

図８には、追尾対象（目標）が連続的に電磁波を照射する、又は、パルス状の電磁波を照射する場合での複数の目標候補の配置例が示される。

まず、図８及び図９を用いて、追尾対象（目標）が連続的に一定の周波数（Ｆ）の電磁波を照射する場合に、目標観測値処理部１２７０が周波数（Ｆ）を用いて目標候補が真目標及びゴーストのいずれであるかを判定する原理について説明する。即ち、図９では、周波数（Ｆ）が「第１のパラメータ」の一実施例に対応する。尚、上記一定の周波数とは、予測に用いる観測値の観測時点と、予測値と照合される実際の観測値の観測時点との間で、照射される電磁波の周波数が変化していないことを仮定するものであって、目標が照射する電磁波の周波数が常時一定（不変）であることに、追尾対象を限定するものではない。

図８においても、目標候補ＴＧＣ１及びＴＧＣ２は、図３と同様に２個の真目標を２個のセンサで観測した際に得られる、２個の真目標及び２個のゴーストを含む４個の目標候補のうちの、１個の真目標及び１個のゴーストを抽出したものに対応する。ここでは、センサＳＮ－１よって観測された、φ_T1方向に速度Ｖ_Tで進行する目標が、センサＳＮ－２で観測される、φ_T2方向に速度Ｖ_fで進行する目標候補ＴＧＣ１、及び、φ_F2方向に速度Ｖ_fで進行する目標候補ＴＧＣ２のどちらと同じ目標であるかを判定する例が示される。図８においても、センサＳＮ－１は「第１のセンサ」の一実施例に対応し、センサＳＮ－２は「第２のセンサ」の一実施例に対応する。

図８のように、目標候補ＴＧＣ１の速度Ｖ_Tに対して、目標候補ＴＧＣ１がセンサＳＮ－１に向かう速度成分はＶ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T1）で示される。同様に、目標候補ＴＧＣ１がセンサＳＮ－２に向かう速度成分はＶ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T2）で示される。従って、目標候補ＴＧＣ１から周波数Ｆ_０の電磁波が放射される場合、目標候補ＴＧＣ１からθ_T１方向にあるセンサＳＮ－１で観測される周波数Ｆ_T1、及び、目標候補ＴＧＣ１からθ_T2方向にあるセンサＳＮ－２で観測される周波数Ｆ_T2は、目標候補の運動によるドップラ効果を考慮すると、電磁波の速度ｃを用いて、下記の式（５）及び式（６）により求められる。
Ｆ_T1＝Ｆ_０・（ｃ／（ｃ－Ｖ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T1））） …（５）
Ｆ_T2＝Ｆ_０・（ｃ／（ｃ－Ｖ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T2））） …（６）

式（５），（６）からセンサＳＮ－２で観測される電磁波の周波数Ｆ_T2は、センサＳＮ－１で観測される電磁波の周波数Ｆ_T1を用いて、下記の式（７）によって示される。

Ｆ_T2≒Ｆ_０・Ｖ_Ｔ・（ｃｏｓ（θ_T2）－ｃｏｓ（θ_T1）／ｃ＋Ｆ_T1 …（７）
＝Ｆ_T1＋ΔＦ_Ｔ（θ_T1，θ_T2）

同様に、目標候補ＴＧＣ２から周波数Ｆ_０の電磁波が放射される場合、目標候補ＴＧＣ２からθ_F1方向にあるセンサＳＮ－１で観測される周波数をＦ_F1、目標からθ_F2方向にあるセンサＳＮ－２で観測される周波数をＦ_F2とすると、センサＳＮ－２で観測される電磁波の周波数は、下記の式（８）によって示される。
Ｆ_F2≒Ｆ_０・Ｖ_Ｔ・（ｃｏｓ（θ_F2）－ｃｏｓ（θ_F1））／ｃ＋Ｆ_F1
＝Ｆ_T1＋ΔＦ_Ｆ（θ_F1，θ_F2） …（８）
なお、式（８）では、Ｆ_Ｆ１＝Ｆ_Ｔ１の関係を用いて式を変形した。ＴＧＣ１とＴＧＣ２とは、センサＳＮ－１によって観測された同じ目標から生成された目標候補である。このため、Ｆ_Ｆ１とＦ_Ｔ１とは、それぞれ、同じ目標から放射される同じ電磁波の周波数をセンサＳＮ－１によって観測した同じ値である。

観測値予測部１２７１は、目標候補ＴＧＣ１について式（７）により周波数Ｆ_T2の予測値を算出するとともに、目標候補ＴＧＣ２について式（８）により周波数Ｆ_F2の予測値を算出する。

観測値照合部１２７２は、センサＳＮ－２で観測した実際の周波数と、式（７）及び式（８）による予測値Ｆ_T2，Ｆ_F2とを比較する。図９の例のように、センサＳＮ－２で実際に観測された周波数が、予測値Ｆ_T2である場合には、目標候補ＴＧＣ１が真目標である一方で、目標候補ＴＧＣ２がゴーストであると判定することができる。図９とは異なり、センサＳＮ－２で実際に観測された周波数が予測値Ｆ_F2の近傍である場合には、目標候補ＴＧＣ２が真目標である一方で、目標候補ＴＧＣ１がゴーストであると判定することができる。

次に、図８、図１０，及び、図１１を用いて、追尾対象（目標）が一定のパルス間隔でパルス状の電磁波を連続的に照射する場合に、目標観測値処理部１２７０がパルス間隔（ＰＲＩ）を用いて目標候補が真目標及びゴーストのいずれであるかを判定する原理について説明する。具体的には、上記と同様に、図８において、センサＳＮ－１によって観測された、φ_T1方向に速度Ｖ_Tで進行する目標が、センサＳＮ－２で観測される、φ_T2方向に速度Ｖ_fで進行する目標候補ＴＧＣ１、及び、φ_F2方向に速度Ｖ_fで進行する目標候補ＴＧＣ２のどちらと同じ目標であるかを判定する例が示される。図１０及び図１１では、パルス間隔（ＰＲＩ）が「第１のパラメータ」の一実施例に対応する。尚。上記一定のパルス間隔とは、予測に用いる観測値の観測時点と、予測値と照合される実際の観測値の観測時点との間で、照射される電磁波のパルス間隔が変化していないことを仮定するものであって、目標が照射する電磁波のパルス間隔が常時一定（不変）であることに、追尾対象を限定するものではない。

上述のように、図８において、目標候補ＴＧＣ１の速度Ｖ_Tに対して、目標候補ＴＧＣ１がセンサＳＮ－１に向かう速度成分はＶ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T1）で示されるとともに、目標候補ＴＧＣ１がセンサＳＮ－２に向かう速度成分はＶＴ・ｃｏｓ（θ_T2）で示される。このため、パルス間隔ＰＲＩ０で連続的に放射される２個の電磁波パルスについて、後に放射されたパルスがセンサＳＮ－１に到達するまでに移動する距離は、先に放射されたパルスがセンサＳＮ－１に到達するまでに移動する距離と比較して、ＰＲＩ０・Ｖ_Ｔ・ｃｏｓ（θ_T１）だけ短くなる。このため、センサＳＮ－１で観測されるパルス間隔ＰＲＩは、ＰＲＩ０と比較して、ＰＲＩ０・Ｖ_Ｔｃｏｓ（θ_T１）／ｃだけ短くなる。

図１０は、それぞれのセンサ部で観測されるパルス間隔の例を示す概念図である。図１０には、センサＳＮ－１，ＳＮ－２に対して、目標からのパルス状の電磁波が入力される状況が示される。

図１０を参照して、目標（即ち、目標候補ＴＧＣ１の位置）からθ_T１方向で観測されるパルス間隔ＰＲＩ_T１、及び、目標からθ_T２方向で観測されるパルス間隔ＰＲＩ_T2は、下記の式（９）及び式（１０）で示される。
ＰＲＩ_T1＝ＰＲＩ０・（（ｃ－Ｖ_Ｔｃｏｓ（θ_T1））／ｃ）
＝ＰＲＩ０＋ΔＰＲＩ１（θ_T1） …（９）
ＰＲＩ_T2＝ＰＲＩ０・（（ｃ－Ｖ_Ｔｃｏｓ（θ_T2））／ｃ）
＝ＰＲＩ０＋ΔＰＲＩ２（θ_T2）
＝ＰＲＩ_T1＋ΔＰＲＩ２（θ_T2）－ΔＰＲＩ１（θ_T1） …（１０）

式（９）及び式（１０）から、目標候補ＴＧＣ１が真の目標であり、かつ、パルス間隔ＰＲＩ０の電磁波を放射している場合、センサＳＮ－２で観測される電磁波のパルス間隔は、下記の式（１１）によって求められる。

ＰＲＩ_T2＝ＰＲＩ０・Ｖ_Ｔ（ｃｏｓ（θ_T2）－ｃｏｓ（θ_T1）／ｃ）＋ＰＲＩ_T1
＝ＰＲＩ_T1＋ΔＰＲＩ_Ｔ（θ_T1，θ_T2） （１１）

同様に、目標候補ＴＧＣ２が真の目標であり、かつ、パルス間隔ＰＲＩ０の電磁波を放射する場合、センサＳＮ－２で観測される電磁波のパルス間隔は、下記の式（１２）によって求められる。
ＰＲＩ_F2≒ＰＲＩ０・Ｖ_Ｔ（ｃｏｓ（θ_F2）－ｃｏｓ（θ_F1））＋ＰＲＩ_T1
＝ＰＲＩ_T1＋ΔＰＲＩ_Ｆ（θ_F1,θ_F2） …（１２）
なお、式（１１）では、ＰＲＩ_Ｆ１＝ＰＲＩ_Ｔ１の関係を用いて式を変形した。ＴＧＣ１とＴＧＣ２とは、センサＳＮ－１によって観測された同じ目標から生成された目標候補である。このため、ＰＲＩ_Ｆ１とＰＲＩ_Ｔ１とは、それぞれ、同じ目標から放射される同じ電磁波のパルス間隔をセンサＳＮ－１によって観測した同じ値である。

図１１は、目標観測値処理部１２７０によるパルス間隔を用いた目標相関の原理を説明する概念図である。

目標候補ＴＧＣ１が真目標である場合には、センサＳＮ－２で観測されるパルス間隔の予測値は、式（１１）のＰＲＩ_T2で与えられる。一方で、目標候補ＴＧＣ２が真目標である場合には、センサＳＮ－２で観測されるパルス間隔の予測値は、式（１２）のＰＲＩ_F2で与えられる。

観測値照合部１２７２は、センサＳＮ－２で観測されたパルス状の電磁波のパルス間隔の観測値と、上記予測値ＰＲＩ_T2及びＰＲＩ_F2を比較する。図１１に示されるように、センサＳＮ－２で観測されたパルス間隔が、予測値ＰＲＩ_T2の近傍に分布する場合には、目標候補ＴＧＣ１が真目標である一方で、目標候補ＴＧＣ２がゴーストであると判定することができる。一方で、図１１とは反対に、センサＳＮ－２で観測されたパルス間隔が、予測値ＰＲＩ_F2の近傍に分布する場合には、目標候補ＴＧＣ２が真目標である一方で、目標候補ＴＧＣ１がゴーストであると判定することができる。

尚、図６及び図８では、２個の真目標及び２個のゴーストを含む目標候補間での判別処理を説明したが、さらに多数の真目標及びゴーストが存在する場合においても、同様の原理に従う観測値相関処理によって、各目標候補が真の目標及びゴーストのいずれであるかを判定することができる。

このように、目標観測値処理部１２７０では、ビーム探知時刻（ＳＴ）、周波数（Ｆ）、又は、パルス間隔（ＰＲＩ）といった、電磁波を放射する追尾目標とセンサ部１１００との位置関係に依存して観測値が異なる諸元の観測値の少なくとも１つを使用して、当該観測値の予測値と実際の観測値との比較照合によって、目標候補が真目標及びゴーストのいずれであるかを判定することができる。尚、追尾目標とセンサ部１１００との位置関係に依存して観測値が異なる諸元であれば、例示した、ビーム探知時刻（ＳＴ）、周波数（Ｆ）、又は、パルス間隔（ＰＲＩ）以外の観測値を用いて、同様の判定を実行することも可能である。

このように、本実施の形態によれば、目標観測値処理部１２７０を含むセンサネットワーク装置１２００を用いて、複数のセンサの出力を用いる追尾装置におけるゴースト除去成功率を向上することができる。

変形例の説明．
図３では、相関処理部１２３０が、位置情報を用いて判定値Ｆ１を出力する目標位置情報処理部１２５０と、電磁波諸元の観測値とＤＢとの照合により判定値Ｆ２を出力する目標識別情報処理部１２６０と、判定値Ｆ３を出力する目標観測値処理部１２７０との全てを具備するセンサネットワーク装置１２００の構成を説明したが、目標位置情報処理部１２５０、目標識別情報処理部１２６０、及び、目標観測値処理部１２７０の一部を省略して、相関処理部１２３０を構成することも可能である。

例えば、図１２には、目標観測値処理部１２７０のみによる相関処理を実行する変形例が示される。

図１２を参照して、本実施の形態の変形例に係るセンサネットワーク装置１２００ｘは、図３と同様の融合処理部１２１０、共有処理部１２２０、及び、共通処理部１２４０と、相関処理部１２３０ｘとを含む。相関処理部１２３０ｘは、図３と同様の目標候補生成部１２３５及び目標観測値処理部１２７０を有する。相関処理部１２３０ｘには、目標位置情報処理部１２５０及び目標識別情報処理部１２６０は、配置されない。従って、同一判定処理部１２４１では、目標観測値処理部１２７０からの判定値Ｆ３及び評価値ｇ３のみを用いて判定パラメータ値Ｆｔが算出されることによって、目標及びゴーストの最終的な判定が実行される。

図１３は、センサネットワーク装置１２００ｘの動作を説明するフローチャートである。

図１３を参照して、センサネットワーク装置１２００ｘは、図４と同様のＳＴ１１０，ＳＴ１１５により、ｎ個のセンサ部１１００からの目標観測データを用いて、複数の目標候補を生成する。更に、センサネットワーク装置１２００ｘは、図４と同様のＳＴ１４１，ＳＴ１４２により、目標観測値処理部１２７０による判定値Ｆ３及び評価値ｇ３の算出処理を実行する。

センサネットワーク装置１２００ｘは、図４と同様のＳＴ１５０，ＳＴ１６０により、判定値Ｆ３及び評価値ｇ３に基づいて、複数の目標候補から真の目標（追尾対象）となる目標候補を確定するとともに、追尾対象と判定された目標候補の位置情報を算出する。

これにより、本実施の形態の変形例に係るセンサネットワーク装置１２００ｘでは、目標観測値処理部１２７０による相関処理のみとする最小限の構成としても、複数のセンサの出力を用いて生成された複数の目標候補について、真の目標及びゴーストのいずれであるかを判定することができる。

尚、上述のように、目標観測値処理部１２７０では、電磁波を放射する追尾目標とセンサ部１１００との位置関係に依存して観測値が異なる諸元の観測値を用いて、複数の目標候補が真目標及びゴーストのいずれであるかの判定値Ｆ３を出力する。従って、センサネットワーク装置１２００ｘの追尾対象は、上記のような諸元の電磁波を放射する電波機器（例えば、レーダ）を搭載した物体に限定されることになるが、当該物体について、ゴースト除去成功率を向上することができる。

尚、更なる変形例として、相関処理部１２３０を、目標位置情報処理部１２５０及び目標観測値処理部１２７０、又は、目標識別情報処理部１２６０及び目標観測値処理部１２７０によって構成することも可能である。これらの変形例においても、同一判定処理部１２４１では、判定値Ｆ１～Ｆ３及び評価値ｇ１～ｇ３の一部を適宜用いて判定パラメータ値Ｆｔを算出することが可能である。

以上説明したように、本実施の形態に係る追尾装置は、センサネットワーク装置１２００，１２００ｘのうちの相関処理部１２３０（１２３０ｘ）及び共通処理部１２４０の機能によって実現される。尚、図１では、各プラットフォーム１０００において、即ち、センサ１１０１と１：１に、相関処理部１２３０（１２３０ｘ）及び共通処理部１２４０（即ち、「追尾装置」）を具備するセンサネットワーク装置１２００が配置される構成例を説明したが、その他の構成を採用することも可能である。

具体的には、相関処理部１２３０（１２３０ｘ）及び共通処理部１２４０については、一部のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００のみに搭載し、他のプラットフォーム１０００上のセンサネットワーク装置１２００には、融合処理部１２１０及び共有処理部１２２０のみを配置する構成とすることも可能である。このような構成としても、各プラットフォーム１０００に共有処理部１２２０が配置されることにより、複数（ｎ個）のセンサによる目標観測データをセンサネットワークシステム１０内で共有することができる。又、共通処理部１２４０が配置されていないセンサネットワーク装置１２００においても、共有処理部１２２０を経由して、他のセンサネットワーク装置１２００の目標位置算出部１２４２で算出された当該目標候補（追尾対象）の位置情報を取得することができる。

或いは、図１４の変形例に示すように、相関処理部１２３０（１２３０ｘ）及び共通処理部１２４０、即ち、追尾装置については、通信ネットワーク２０００を経由して通信接続されていれば、センサ部１１００及びセンサネットワーク装置１２００が搭載されたプラットフォーム１０００とは切り離して、共有処理部１２２０、相関処理部１２３０（１２３０ｘ）及び共通処理部１２４０を有するセンサネットワーク装置１２００ｙとして、配置することも可能である。図１４には、センサ部１１００が搭載されたプラットフォーム１０００Ａ－１，１０００Ａ－２が、通信ネットワーク２０００を経由して、センサ部１１００を搭載しないセンサネットワーク装置１２００ｙ－１，１２００ｙ－２と通信接続される構成が一例として示される。図１４の構成例では、プラットフォーム１０００Ａ－１，１０００Ａ－２に搭載されたセンサ部１１００による目標観測データを用いて、センサネットワーク装置１２００ｙ－１，１２００ｙ－２において、目標候補（追尾対象）の位置情報を取得することができる。

又、図１に示されたセンサネットワークシステムにおけるセンサ１１０１の配置個数（ｎ）についても任意であり、ｎ個のセンサから抽出された２個のセンサの組み合わせ毎での観測データの組み合わせ（三角測量）によって、複数の目標候補を作成することができる。この際には、観測された時間が近い観測データを有する２個のセンサの組み合わせのみが抽出されることになる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ センサネットワークシステム、１００ 内部バス、１０１ 制御部、１０２ 主記憶部、１０３ 補助記憶部、１０４ 操作部、１０５ 表示部、１０６ 入出力部、１０７ 送受信部、１０００ プラットフォーム、１１００ センサ部、１１０１，ＳＮ－１，ＳＮ－２ センサ、１１０２ センサ追尾処理部、１１０３ センサ位置取得部、１２００，１２００ｘ センサネットワーク装置、１２１０ 融合処理部、１２２０ 共有処理部、１２３０，１２３０ｘ 相関処理部、１２３５ 目標候補生成部、１２４０ 共通処理部、１２４１ 同一判定処理部、１２４２ 目標位置算出部、１２４３ 表示処理部、１２５０ 目標位置情報処理部、１２５１ 候補位置算出部、１２５２ 目標位置照合部、１２６０ 目標識別情報処理部、１２６１ 識別処理部、１２６２ 観測値相関処理部、１２７０ 目標観測値処理部、１２７１ 観測値予測部、１２７２ 観測値照合部、１２８０ 電磁波諸元識別ＤＢ、２０００ 通信ネットワーク、ＧＳ１，ＧＳ２ ゴースト、ＴＧ１，ＴＧ２ 目標（真目標）、ＴＧＣ１，ＴＧＣ２ 目標候補。

Claims (9)

1. 電磁波を放射する目標の追尾装置であって、
   前記電磁波の到来方向及び前記電磁波の特徴を示すパラメータである電磁波諸元を観測する複数のセンサのうちの第１及び第２のセンサによる第１及び第２の目標観測データを組み合わせて複数の目標候補を生成する目標候補生成部を備え、
   前記電磁波諸元は、前記第１及び第２のセンサと前記目標との位置関係に依存して値が変化する第１のパラメータを含み、
   前記第１及び第２の目標観測データの各々は、前記電磁波の観測時における前記到来方向、前記第１又は第２のセンサの位置、及び、前記第１のパラメータの観測値を含み、
   前記追尾装置は、
   前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２の目標観測データを用いて、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向と、前記第１のセンサでの前記第１のパラメータの観測値とを用いて、前記位置関係を考慮して前記第２のセンサで観測される前記第１のパラメータの予測値を算出する観測値予測部と、
   前記複数の目標候補の各々について、前記第２のセンサでの前記第１のパラメータの実際の観測値と前記予測値とを照合する観測値照合部と、
   前記観測値照合部での照合結果に基づき、前記複数の目標候補の各々について、真の前記目標及び虚像のいずれであるかを判定する目標判定部とをさらに備える、追尾装置。
2. 前記目標は、一定の角速度で走査するビーム状の前記電磁波を放射し、
   前記第１のパラメータは、前記目標からの前記ビーム状の電磁波を受信するビーム受信時刻を含み、
   前記観測値予測部は、前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向を用いて、前記角速度並びに前記目標から見た前記第１及び第２のセンサの間の角度に依存した前記第１及び第２のセンサでの前記ビーム受信時刻の差分を算出し、当該差分、及び、前記第１のセンサで観測された前記ビーム受信時刻をもとに、前記第２のセンサで観測される前記ビーム受信時刻の前記予測値を算出する、請求項１に記載の追尾装置。
3. 前記目標は、一定の方向に移動しながら一定の時間間隔でパルス状の前記電磁波を放射し、
   前記第１のパラメータは、受信した前記電磁波のパルス間隔を含み、
   前記観測値予測部は、前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向を用いて、前記目標の移動速度並びに前記目標から見た前記第１及び第２のセンサへの方位に依存した、前記第１及び第２のセンサでの前記パルス間隔へのドップラ効果の影響の差分を算出し、当該差分、及び、前記第１のセンサで観測された前記パルス間隔をもとに、前記第２のセンサで観測される前記パルス間隔の前記予測値を算出する、請求項１記載の追尾装置。
4. 前記目標は、一定の方向に移動しながら一定の周波数の前記電磁波を放射し、
   前記第１のパラメータは、受信した前記電磁波の周波数を含み、
   前記観測値予測部は、前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向を用いて、前記目標の移動速度並びに前記目標から見た前記第１及び第２のセンサへの方位に依存した、前記第１及び第２のセンサでの前記周波数へのドップラ効果の影響の差分を算出し、当該差分、及び、前記第１のセンサで観測された前記周波数をもとに、前記第２のセンサで観測される前記周波数の前記予測値を算出する、請求項１記載の追尾装置。
5. 前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２の目標観測データを用いて、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向と、前記第１又は第２のセンサの位置とをもとに、候補位置を算出する候補位置算出部と、
   過去における前記目標の位置情報と前記目標の運動モデルとに基づいて前記目標の予測位置情報を生成するとともに、前記候補位置算出部によって算出された各前記目標候補の前記候補位置と、前記予測位置情報とを照合する目標位置照合部とをさらに備え、
   前記目標判定部は、前記複数の目標候補の各々について、前記目標位置照合部での照合結果を更に用いて、真の前記目標及び虚像のいずれであるかを判定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の追尾装置。
6. 前記電磁波諸元の情報が予め登録された記憶部と、
   前記複数の目標候補を生成する際に組み合わされた前記第１及び第２の目標観測データのそれぞれが含む前記電磁波諸元の情報と、前記記憶部に登録された前記情報とを比較して、電磁波諸元識別結果を出力する識別処理部と、
   前記第１及び第２の目標観測データについて前記識別処理部による前記電磁波諸元識別結果が同じである場合に、前記電磁波諸元どうしを照合する観測値相関処理部とをさらに備え、
   前記目標判定部は、前記複数の目標候補の各々について、前記観測値相関処理部での照合結果を更に用いて、真の前記目標及び虚像のいずれであるかを判定する、請求項１～５のいずれか１項に記載の追尾装置。
7. 前記複数の目標候補の各々について、前記第１及び第２の目標観測データを用いて、前記第１のセンサ及び前記第２のセンサのそれぞれで観測された前記到来方向と、前記第１又は第２のセンサの位置とをもとに、候補位置を算出する候補位置算出部と、
   過去における前記目標の位置情報と前記目標の運動モデルとに基づいて前記目標の予測位置情報を生成するとともに、前記候補位置算出部によって算出された各前記目標候補の前記候補位置と、前記予測位置情報との照合結果に基づく第１の判定値を算出する目標位置照合部と、
   前記電磁波諸元の情報が予め登録された記憶部と、
   前記複数の目標候補を生成する際に組み合わされた前記第１及び第２の目標観測データのそれぞれが含む前記電磁波諸元の情報と、前記記憶部に登録された前記情報とを比較して、電磁波諸元識別結果を出力する識別処理部と、
   前記第１及び第２の目標観測データについて前記識別処理部による前記電磁波諸元識別結果が同じである場合に、前記電磁波諸元どうしの照合結果に基づく第２の判定値を算出する観測値相関処理部とをさらに備え、
   前記観測値照合部は、前記第２のセンサでの前記第１のパラメータの前記実際の観測値と前記予測値との照合結果に基づく第３の判定値を算出し、
   前記目標判定部は、前記第１の判定値、前記第２の判定値、及び、前記第３の判定値を重み付けして加算した判定パラメータ値を用いて、前記複数の目標候補の各々について、真の前記目標及び虚像のいずれであるかを判定する、請求項１～４のいずれか１項に記載の追尾装置。
8. 前記目標位置照合部は、前記第１の判定値とともに、前記第１の判定値の確からしさを定量的に示す第１の評価値をさらに算出し、
   前記観測値相関処理部は、前記第２の判定値とともに、前記第２の判定値の確からしさを定量的に示す第２の評価値をさらに算出し、
   前記観測値照合部は、前記第３の判定値とともに、前記第２の判定値の確からしさを定量的に示す第３の評価値をさらに算出し、
   前記目標判定部は、前記第１の判定値及び前記第１の評価値の積と、前記第２の判定値及び前記第２の評価値の積と、前記第３の判定値及び前記第３の評価値の積とを加算することによって、前記判定パラメータ値を算出する、請求項７記載の追尾装置。
9. 前記複数のセンサのそれぞれによる複数の目標観測データは、前記複数のセンサにそれぞれ対応して配置された複数のセンサネットワーク装置によって、通信ネットワークへ出力され、
   前記追尾装置は、前記複数の目標観測データの一部又は全部を、前記通信ネットワークを介して取得する、請求項１～８のいずれか１項に記載の追尾装置。

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