JP7337008B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

本開示は、目標の捜索と目標の追尾とを行うレーダ装置に関する。

目標の捜索と目標の追尾とを行うレーダ装置として、特許文献１には、覆域における複数の方向の各々へあらかじめ設定された順序にしたがってビームを照射することによって目標を捜索するレーダ装置が開示されている。このようなレーダ装置としては、捜索のためのビームの照射によって得られた目標の検出結果である観測値を、目標の存在が予測される範囲である予測範囲について収集して、追尾のために保持される目標の航跡を更新する捜索中追尾（Track While Scan：ＴＷＳ）処理を行うものがある。また、覆域を複数の捜索領域に分割して、各捜索領域にて個別の捜索周期および個別のタイミングで目標の捜索を行うレーダ装置が知られている。

特開２００４－２７９１４７号公報

各捜索領域にて個別の捜索周期および個別のタイミングで目標の捜索を行うレーダ装置がＴＷＳ処理を行う場合、複数の捜索領域に上記の予測範囲が跨ることがある。予測範囲が複数の捜索領域に跨る場合、予測範囲内における捜索のタイミングが捜索領域ごとに異なることによって、予測範囲全体の観測値が収集される時刻差が大きくなる。観測値が収集される時刻差が大きくなるほど、収集された観測値の中から追尾している目標についての観測値を判定するための相関処理の精度が低下する。このように、レーダ装置は、予測範囲が複数の捜索領域に跨る場合において相関処理の精度が低下することから、追尾性能の向上を図ることが困難であった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、追尾性能の向上を可能とするレーダ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるレーダ装置は、覆域に含まれる複数の捜索領域の各々へビームを照射し、かつ覆域に存在する目標におけるビームの反射によって伝播した反射波を受信するアレイアンテナと、反射波の受信によって得られた信号に基づく観測値を取得する信号処理部と、目標の軌道である航跡の情報を捜索領域ごとに保持する航跡管理部と、航跡管理部に航跡の情報が保持されることによって登録された航跡を観測値に基づいて更新する航跡更新部と、を備える。航跡管理部は、複数の捜索領域のうちの第１の捜索領域に属する航跡と同じ航跡の情報を、第１の捜索領域以外の捜索領域である第２の捜索領域に属する航跡の情報として保持可能である。航跡更新部は、第１の捜索領域に属する航跡と第２の捜索領域に属する航跡とのうち、一方については観測値に基づいて更新後の航跡を求め、かつ他方については観測時刻において登録されている航跡を基に予測される航跡を求める。

本開示にかかるレーダ装置は、追尾性能の向上が可能となるという効果を奏する。

実施の形態１にかかるレーダ装置のブロック図 実施の形態１にかかるレーダ装置がビームを照射する覆域とビームスポットとの例を示す概念図 図２に示す覆域における予測範囲と部分観測範囲との例を示す概念図 図２に示す覆域に含まれる各捜索領域と各捜索領域に属する航跡との例を示す概念図 図４に示す複数の捜索領域に予測範囲が跨るか否かを判定する方法の例を説明するための図 実施の形態１にかかるレーダ装置が有する航跡管理部による航跡の登録、航跡の移動および航跡の削除のための動作手順を示すフローチャート 実施の形態１の比較例における目標追尾処理の例を示す概念図 実施の形態１にかかるレーダ装置による目標追尾処理の第１の例を示す概念図 実施の形態１にかかるレーダ装置による目標追尾処理の第２の例を示す概念図 実施の形態１において部分観測範囲ごとの観測値が入力される順序と観測値の時系列とが逆転する例について説明するための概念図 実施の形態１において航跡の予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨がる例について説明するための概念図 実施の形態２にかかるレーダ装置による目標追尾処理の例を示す概念図 実施の形態２において航跡ごとに算出された評価値の例を示す図 実施の形態３にかかるレーダ装置のブロック図 実施の形態４にかかるレーダ装置のブロック図 実施の形態１から４にかかるレーダ装置が有するハードウェア構成の第１の例を示す図 実施の形態１から４にかかるレーダ装置が有するハードウェア構成の第２の例を示す図

以下に、実施の形態にかかるレーダ装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるレーダ装置のブロック図である。実施の形態１にかかるレーダ装置１は、目標の捜索と目標の追尾とを行う。目標は、航空機等の飛翔体である。

レーダ装置１は、アレイアンテナ１０と、アレイアンテナ１０へ信号を送信する送信部１１と、アレイアンテナ１０からの信号を受信する受信部１２と、アレイアンテナ１０を制御するビーム制御部１３とを備える。

アレイアンテナ１０は、アレイ状に配列された複数のアンテナ素子と、各々がアンテナ素子に対応して設けられた複数の送受信モジュールとを有する。アレイアンテナ１０は、覆域に含まれる複数の捜索領域の各々へビームを照射し、かつ覆域に存在する目標におけるビームの反射によって伝播した反射波を受信する。実施の形態１では、アレイアンテナ１０は、複数の捜索領域の各々へのビームの照射を時分割で行うとともに、複数の捜索領域の各々からの反射波の受信を時分割で行う。アレイアンテナ１０は、各捜索領域にて個別の捜索周期および個別のタイミングで目標の捜索を行う。アンテナ素子および送受信モジュールの図示は省略する。

ビーム制御部１３は、アレイアンテナ１０からの各ビームスポットの方向を示す情報とビームスポットごとの照射の順序の情報とを保持する。ビームスポットは、覆域におけるビームの照射領域である。各ビームスポットの方向とビームスポットごとの照射の順序とは、あらかじめ設定されている。ビームスポットの方向を示す情報には、方位角の情報と仰角の情報とが含まれる。各ビームスポットの方向を示す情報には、俯角の情報が含まれても良い。ビーム制御部１３は、ビームの照射を制御するための照射指示を送信部１１へ出力する。

送信部１１は、照射指示にしたがって各送受信モジュールへ信号を送信する。各送受信モジュールは、送信部１１からの信号にしたがって、対応するアンテナ素子の位相および振幅を制御する。各アンテナ素子は、位相および振幅の制御によって狭角のビームを形成する。狭角のビームとは、ビームスポットにビームが収まる程度の狭いビーム角のビームとする。各アンテナ素子は、電波すなわちビームを各ビームスポットへ向けて放射する。

各アンテナ素子は、反射波を受信する。各送受信モジュールは、対応するアンテナ素子による反射波の受信によって得られた受信信号の位相を制御して、受信信号を受信部１２へ出力する。受信部１２は、受信信号に対し、アナログデジタル変換および周波数変換を行う。受信部１２は、受信信号を位相振幅情報に変換する。

また、レーダ装置１は、反射波の受信によって得られた信号に基づく観測値を取得する信号処理部１４と、観測値を収集する観測値収集部１５と、航跡の情報を捜索領域ごとに保持する航跡管理部１６と、登録された航跡を観測値に基づいて更新する航跡更新部１７とを備える。航跡は、目標の軌道である。航跡は、航跡の情報が航跡管理部１６に保持されることによって、レーダ装置１に登録される。

受信部１２は、位相振幅情報を信号処理部１４へ出力する。信号処理部１４は、受信部１２から入力された位相振幅情報への信号処理によって、観測値を取得する。観測値は、捜索によって検出された目標についての情報である。観測値には、目標の位置を示す情報と時刻の情報とが含まれる。観測値には、クラッタの受信などによって誤検出された情報が含まれる場合がある。信号処理部１４は、取得された観測値を観測値収集部１５へ出力する。

観測値収集部１５は、信号処理部１４から入力された観測値を保持する。また、観測値収集部１５は、部分観測範囲を求める。部分観測範囲は、予測範囲が複数の捜索領域に跨る場合において捜索領域同士の境界によって区分けされる部分である。予測範囲は、覆域のうち目標の存在が予測される範囲である。部分観測範囲は、予測範囲のうち各捜索領域と重複する範囲でもある。観測値収集部１５は、部分観測範囲ごとに観測値を収集する。観測値収集部１５は、観測値の収集を終えると、収集された観測値を航跡更新部１７へ出力する。

なお、複数の捜索領域のうちの任意の１つである捜索領域Ｘについて、捜索領域Ｘと予測範囲とが重複する範囲である部分観測範囲を、捜索領域Ｘに属する部分観測範囲と称することがある。また、部分観測範囲が属する捜索領域Ｘを観測領域、部分観測範囲が属さない捜索領域を観測外領域と称することがある。

航跡管理部１６は、捜索によって検出された各目標について、捜索領域ごとに最大で１つの航跡を保持する。また、航跡管理部１６は、登録された航跡に基づいて予測範囲を求める。航跡管理部１６は、予測範囲の情報を観測値収集部１５へ出力する。なお、捜索領域Ｘに対応する航跡として航跡管理部１６に情報が保持された航跡を、捜索領域Ｘに属する航跡と称することがある。また、航跡管理部１６は、航跡の移動と、航跡の削除とを行う。航跡の移動と航跡の削除とについては後述する。航跡管理部１６は、保持されている航跡の情報を航跡更新部１７へ出力する。

航跡更新部１７には、航跡管理部１６から航跡の情報が入力される。航跡更新部１７には、収集された観測値が観測値収集部１５から入力される。航跡更新部１７は、観測領域の各航跡について、各観測値との相関の有無を判定する。航跡更新部１７は、処理対象である航跡と相関を有すると判定された観測値を航跡に追加する更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、観測外領域の各航跡について、観測時刻において予測される航跡であるメモリトラック航跡を算出する。航跡の更新処理および航跡の予測処理には、例えばカルマンフィルタアルゴリズムが用いられる。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から、評価値が最も高い１つの航跡である最良航跡を選択する。航跡更新部１７は、観測領域について求めた最良航跡の情報を航跡管理部１６へ出力する。また、航跡更新部１７は、観測外領域について求めたメモリトラック航跡の情報を航跡管理部１６へ出力する。なお、評価値は、例えば、予測位置と観測位置との残差と、当該残差の確率密度分布とに基づいて算出される。観測位置とは、航跡のうち観測時刻における位置とする。予測位置とは、観測時刻において登録されている航跡を基に予測される位置とする。残差の確率密度分布は、残差の誤差情報を指す。一般的なカルマンフィルタの処理方式によると、残差の誤差情報は、観測位置の誤差情報と予測位置の誤差情報との和に基づいて求められる。観測位置の誤差情報と予測位置の誤差情報との各々は、多変量正規分布に従う共分散行列により表される。評価値は、その他の方法によって算出されても良い。

航跡管理部１６には、航跡更新部１７にて算出された航跡の情報が所属領域の情報とともに入力される。所属領域は、航跡が属する捜索領域である。航跡管理部１６は、当該所属領域である捜索領域について保持されている航跡の情報を、入力された航跡の情報に置き換える。すなわち、航跡管理部１６は、航跡の情報を上書きする。なお、以下の説明にて、所属外領域とは、航跡が属する捜索領域以外の捜索領域とする。

次に、ビームスポット、覆域および捜索領域について説明する。図２は、実施の形態１にかかるレーダ装置がビームを照射する覆域とビームスポットとの例を示す概念図である。覆域２０は、方位角と仰角とによって表される領域である。覆域２０の全体は、ビームスポット２４によって覆われる。覆域２０は、複数の捜索領域に分割される。図２に示す例では、覆域２０は、２つの捜索領域２１Ａ，２１Ｂに分割される。捜索領域２１Ａと捜索領域２１Ｂとの境界２２は、ある方位角方向に設定される。捜索領域２１Ａと捜索領域２１Ｂとは、方位角方向へ配列される。

レーダ装置１は、各捜索領域２１Ａ，２１Ｂの各ビームスポット２４へ、あらかじめ決められた順序、かつあらかじめ決められた周期でビームを照射する。図２には、アレイアンテナ１０から捜索領域２１Ａ内の１つのビームスポット２４へ照射されるときのビーム２３を示している。なお、覆域２０は、３つ以上の捜索領域に分割されても良い。覆域２０は、仰角方向へ配列された２つ以上の捜索領域に分割されても良く、距離方向へ配列された２つ以上の捜索領域に分割されても良い。

図３は、図２に示す覆域における予測範囲と部分観測範囲との例を示す概念図である。図３には、縦軸を仰角方向、横軸を方位角方向とする２次元の覆域２０における捜索領域２１Ａ，２１Ｂを示している。また、図３には、捜索領域２１Ａと捜索領域２１Ｂとに跨る予測範囲２６を示している。部分観測範囲２７Ａは、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ａに含まれる範囲である。部分観測範囲２７Ｂは、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。図３には、部分観測範囲２７Ａに存在している目標２５を示している。

観測値収集部１５は、部分観測範囲２７Ａの各ビームスポット２４へのビームの照射によって取得された観測値と、部分観測範囲２７Ｂの各ビームスポット２４へのビームの照射によって取得された観測値とを収集する。航跡更新部１７は、部分観測範囲２７Ａにおけるビームの照射によって収集された観測値に基づいて、捜索領域２１Ａに属する航跡について更新後の航跡を算出する。航跡更新部１７は、部分観測範囲２７Ｂにおけるビームの照射によって収集された観測値に基づいて、捜索領域２１Ｂに属する航跡について更新後の航跡を算出する。

図４は、図２に示す覆域に含まれる各捜索領域と各捜索領域に属する航跡との例を示す概念図である。図４に示す例では、捜索領域２１Ａに属する航跡Ｔａと捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔｂとが登録されている。図４には、各航跡Ｔａ，Ｔｂの平滑位置を表す点と、各航跡Ｔａ，Ｔｂの予測位置を表す矢印とを示している。

航跡管理部１６は、航跡Ｔａの予測位置および予測位置の誤差情報を基に、航跡Ｔａの存在が予測される予測範囲２８Ａを求める。航跡管理部１６は、航跡Ｔｂの予測位置および予測位置の誤差情報を基に、航跡Ｔｂの存在が予測される予測範囲２８Ｂを求める。航跡管理部１６は、予測範囲２８Ａと予測範囲２８Ｂとを包含する予測範囲２６を求める。航跡管理部１６は、方位角方向と仰角方向と距離方向とにおける各予測範囲２８Ａ，２８Ｂの範囲を全て包含する予測範囲２６を求める。

図５は、図４に示す複数の捜索領域に予測範囲が跨るか否かを判定する方法の例を説明するための図である。位置３０は、航跡Ｔａの平滑位置である。位置３１は、航跡Ｔａの予測位置である。交点３２は、位置３１から固有ベクトル方向に伸ばした直線と境界２２との交点である。航跡管理部１６は、境界２２のうち位置３１に最も近い位置３３を参照点として求める。航跡管理部１６は、位置３３が予測範囲２８Ａ内にある場合に、予測範囲２８Ａが複数の捜索領域に跨ると判断する。すなわち、航跡管理部１６は、第１の捜索領域と第２の捜索領域との境界２２のうち第１の捜索領域に属する航跡の予測位置に最も近い位置である参照点が予測範囲に含まれるか否かに基づいて、予測範囲が第１の捜索領域と第２の捜索領域とに跨るか否かを判定する。

航跡管理部１６は、複数の捜索領域に航跡の予測範囲が跨るか否かの判定結果を、航跡の登録と、航跡の移動と、航跡の削除とにおける判断基準の１つとして使用する。航跡の移動とは、処理対象である航跡を所属外領域に属する航跡として登録することを指す。航跡の削除とは、航跡の情報を削除することを指す。

次に、航跡管理部１６による航跡の登録、航跡の移動および航跡の削除について説明する。図６は、実施の形態１にかかるレーダ装置が有する航跡管理部による航跡の登録、航跡の移動および航跡の削除のための動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ１において、航跡管理部１６は、追尾のための処理対象である航跡についての予測範囲を算出する。ステップＳ２において、航跡管理部１６は、ステップＳ１において算出された予測範囲が、処理対象である航跡が属する所属領域と所属外領域とに跨るか否かを判断する。

予測範囲が所属領域と所属外領域とに跨る場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は、航跡を登録するための処理を行う。航跡を登録するための処理として、航跡管理部１６は、ステップＳ３において、所属外領域に属する航跡が登録されているか否かを判断する。

所属外領域に属する航跡が登録されていない場合（ステップＳ３，Ｎｏ）、航跡管理部１６は、ステップＳ４において、処理対象である航跡を複製して、複製された航跡を所属外領域に属する航跡として登録する。航跡の複製とは、ある所属領域に属する航跡の情報を、所属外領域に属する航跡の情報としても保持すること、すなわち、ある目標についての航跡の情報を複数の捜索領域に対応させて保持することを指す。ステップＳ４を終えると、航跡管理部１６は、図６に示す手順による動作を終了する。所属外領域に属する航跡が既に登録されている場合（ステップＳ３，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は図６に示す手順による動作を終了する。

予測範囲が所属領域と所属外領域とに跨らない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、ステップＳ５において、航跡管理部１６は、ステップＳ１において算出された予測範囲が所属外領域に内包されるか否かを判断する。予測範囲が所属外領域に内包される場合（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は、航跡を移動するための処理を行う。航跡を移動するための処理として、航跡管理部１６は、ステップＳ６において、所属外領域に属する航跡が登録されているか否かを判断する。

所属外領域に属する航跡が登録されていない場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、航跡管理部１６は、ステップＳ８において、処理対象である航跡を所属外領域に属する航跡として移動する。一方、所属外領域に属する航跡が既に登録されている場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は、ステップＳ７において、処理対象である航跡と所属外領域に属する航跡とのうち評価値が高いほうの航跡を選択する。処理対象である航跡の評価値が所属外領域について登録されている航跡の評価値よりも高い場合、航跡管理部１６は、所属外領域について登録されている航跡を削除し、処理対象である航跡を所属外領域に属する航跡として登録する。一方、所属外領域について登録されている航跡の評価値が処理対象である航跡の評価値よりも高い場合、航跡管理部１６は、所属外領域についての航跡の登録を維持する。ステップＳ７またはステップＳ８を終えると、航跡管理部１６は、図６に示す手順による動作を終了する。

ステップＳ１において算出された予測範囲が所属外領域に内包されない場合（ステップＳ５，Ｎｏ）、かかる予測範囲は、所属領域に内包される。ステップＳ９において、航跡管理部１６は、所属領域についての属する航跡の登録後に、所属領域についての観測値が１回以上取得されたか否かを判断する。所属領域についての観測値が１回以上取得されるとは、部分観測範囲について収集された観測値が航跡更新部１７へ１回以上入力されていることを指す。

所属領域についての観測値が１回以上取得されている場合（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は、手順をステップＳ１０へ進める。予測範囲が所属領域に内包され、かつ航跡の登録後に所属領域についての観測値が１回以上取得されている場合に、航跡管理部１６は、航跡を削除するための処理を行う。一方、所属領域についての観測値が１回以上取得されていない場合（ステップＳ９，Ｎｏ）、航跡管理部１６は、図６に示す手順による動作を終了する。

航跡を削除するための処理として、航跡管理部１６は、ステップＳ１０において、処理対象である航跡が最良航跡か否かを評価値に基づいて判断する。ここでは、追尾している目標についての航跡の情報が複数の捜索領域に対応させて保持されているとして、処理対象である航跡の評価値が、各航跡の評価値の中で最も高いか否かを判断する。処理対象である航跡の評価値が各航跡の評価値の中で最も高い場合、航跡管理部１６は、処理対象である航跡を、複数の捜索領域に対応させて保持されている複数の航跡における最良航跡と判断する。

追尾している目標について、複数の捜索領域に対応させて保持されている複数の航跡のうち、処理対象である航跡が最良航跡である場合（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、航跡管理部１６は、ステップＳ１１において、処理対象である航跡以外のすべての航跡を削除する。すなわち、航跡管理部１６は、追尾している目標について、複数の捜索領域に対応させて保持されている複数の航跡のうち、処理対象である航跡以外のすべての航跡を削除する。一方、処理対象である航跡が最良航跡ではない場合（ステップＳ１０，Ｎｏ）、航跡管理部１６は、ステップＳ１２において、処理対象である航跡を削除する。ステップＳ１１またはステップＳ１２を終えると、航跡管理部１６は、図６に示す手順による動作を終了する。

次に、実施の形態１にかかるレーダ装置１による目標追尾処理と、比較例における目標追尾処理とについて説明する。比較例の場合、レーダ装置１は、目標ごとに１つの航跡を保持する。比較例の場合、レーダ装置１は、各目標について、複数の捜索領域において捜索領域ごとの航跡の保持を行わない。比較例の場合、レーダ装置１は、部分捜索範囲において収集された各観測値について航跡との相関処理によって、例えば航跡の評価値が最も高くなる観測値を判定する。レーダ装置１は、判定された観測値に基づいて、保持している航跡を更新する。

図７は、実施の形態１の比較例における目標追尾処理の例を示す概念図である。図７において、縦軸は時刻、横軸は方位角方向における位置をそれぞれ表す。図７では、初期状態として、１つの目標の追尾により航跡Ｔ１０が得られているものとして、初期状態以降における目標追尾処理の様子を示している。矢印Ｄは、方位角方向における目標の位置の推移を表している。

航跡管理部１６は、航跡Ｔ１０に基づいて予測範囲２６を求める。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ１１について観測値を収集することによって、観測値ｄ１１を取得する。部分観測範囲Ｐ１１は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ａに存在しているものとする。観測値ｄ１１は、誤検出された観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ１１に基づく航跡Ｔ１０の更新処理によって、航跡Ｔ１１を算出する。

航跡管理部１６は、航跡Ｔ１１に基づいて予測範囲２６を求める。航跡更新部１７は、部分観測範囲Ｐ１２について取得された観測値ｄ１２に基づく航跡Ｔ１１の更新処理によって、航跡Ｔ１２を算出する。その次に求められる予測範囲２６のうち捜索領域２１Ａに含まれる部分観測範囲Ｐ１３には、捜索領域２１Ａにおける目標の検出によって得られる観測値ｄ１３は含まれない。または、部分観測範囲Ｐ１３に観測値ｄ１３が含まれる場合であっても、観測値ｄ１３が航跡Ｔ１２とは相関しないことによって、航跡Ｔ１２の更新処理において観測値ｄ１３は使用されない。

このように、比較例では、実際には目標が存在していない捜索領域において誤検出された観測値と目標とが相関した場合に、誤検出された観測値によって航跡が更新されることによって、レーダ装置１の追尾性能が低下することがある。比較例の場合、誤検出された観測値によって航跡が更新された後に、目標が存在する捜索領域における目標の検出によって観測値が得られても観測値が航跡とは相関しないことによって、レーダ装置１は、目標の追尾を継続できなくなることがある。

図８は、実施の形態１にかかるレーダ装置による目標追尾処理の第１の例を示す概念図である。第１の例は、目標の位置が捜索領域２１Ａの中で推移する場合の例とする。図８において、縦軸は時刻、横軸は方位角方向における位置をそれぞれ表す。図８では、初期状態として、１つの目標の追尾により航跡Ｔ２０ａが得られているものとして、初期状態以降における目標追尾処理の様子を示している。航跡Ｔ２０ａは、捜索領域２１Ａに属する航跡である。

ここで、処理対象である航跡Ｔ２０ａの予測範囲が、第１の捜索領域である捜索領域２１Ａと第２の捜索領域である捜索領域２１Ｂとに跨っており、かつ捜索領域２１Ｂに属する航跡が登録されていないとする。第１の捜索領域は、覆域２０に含まれる複数の捜索領域のうちの任意の１つである。第２の捜索領域は、第１の捜索領域以外の捜索領域である。航跡管理部１６は、航跡Ｔ２０ａを複製する。航跡管理部１６は、複製された航跡Ｔ２０ｂを、捜索領域２１Ｂに属する航跡として保持する。これにより、所属外領域である捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ２０ｂが登録される。このように、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａに属する航跡Ｔ２０ａと同じ航跡の情報を、捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ２０ｂの情報として保持する。

航跡管理部１６は、航跡Ｔ２０ａ，Ｔ２０ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ２１について観測値を収集することによって、観測値ｄ２１を取得する。部分観測範囲Ｐ２１は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ａに存在しているものとする。観測値ｄ２１は、誤検出された観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ２１に基づく航跡Ｔ２０ａ，Ｔ２０ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２０ａ，Ｔ２０ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図８に示す例では、観測値ｄ２１に基づく航跡Ｔ２０ｂの更新処理によって算出された航跡Ｔ２１ｂの評価値が、観測値ｄ２１に基づく航跡Ｔ２０ａの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ２１ｂが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ２０ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２１ｂの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ２０ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２１ａの情報に置き換える。航跡Ｔ２１ａは、航跡Ｔ２０ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２０ａと航跡Ｔ２０ｂとのうち、航跡Ｔ２０ｂについては観測値ｄ２１に基づいて更新後の航跡Ｔ２１ｂを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ２０ａを基に予測される航跡である航跡Ｔ２１ａを求める。

次に、航跡管理部１６は、航跡Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ２２について観測値を収集することによって、観測値ｄ２２を取得する。部分観測範囲Ｐ２２は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ａに存在しているものとする。観測値ｄ２２は、誤検出された観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ２２に基づく航跡Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２１ａ，Ｔ２１ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図８に示す例では、観測値ｄ２２に基づく航跡Ｔ２１ｂの更新処理によって算出された航跡Ｔ２２ｂの評価値が、観測値ｄ２２に基づく航跡Ｔ２１ａの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ２２ｂが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ２１ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２２ｂの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ２１ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２２ａの情報に置き換える。航跡Ｔ２２ａは、航跡Ｔ２１ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２１ａと航跡Ｔ２１ｂとのうち、航跡Ｔ２１ｂについては観測値ｄ２２に基づいて更新後の航跡Ｔ２２ｂを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ２１ａを基に予測される航跡である航跡Ｔ２２ａを求める。

次に、航跡管理部１６は、航跡Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ２３について観測値を収集することによって、観測値ｄ２３を取得する。部分観測範囲Ｐ２３は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ａに含まれる範囲である。ここで、目標は、捜索領域２１Ａに存在しているものとする。観測値ｄ２３は、目標の検出によって得られた観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ２３に基づく航跡Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２２ａ，Ｔ２２ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図８に示す例では、観測値ｄ２３に基づく航跡Ｔ２２ａの更新処理によって算出された航跡Ｔ２３ａの評価値が、観測値ｄ２３に基づく航跡Ｔ２２ｂの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ２３ａが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ２２ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２３ａの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ２２ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ２３ｂの情報に置き換える。航跡Ｔ２３ｂは、航跡Ｔ２２ｂに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ２２ａと航跡Ｔ２２ｂとのうち、航跡Ｔ２２ａについては観測値ｄ２３に基づいて更新後の航跡Ｔ２３ａを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ２２ｂを基に予測される航跡である航跡Ｔ２３ｂを求める。

さらに、航跡Ｔ２３ｂの予測範囲が捜索領域２１Ｂに内包されるとする。航跡Ｔ２３ａの情報と航跡Ｔ２３ｂの情報とが保持された時点では、捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ２０ｂが登録された以降において、捜索領域２１Ａについての観測値と捜索領域２１Ｂについての観測値とがともに１回以上取得されている。航跡管理部１６は、航跡Ｔ２３ａの評価値と航跡Ｔ２３ｂの評価値とを比較し、航跡Ｔ２３ａと航跡Ｔ２３ｂとのうち評価値が低いほうの航跡を削除する。図８に示す例では、航跡管理部１６は、航跡Ｔ２３ｂを削除する。

このように、実施の形態１にかかるレーダ装置１は、複数の捜索領域の各々に対応させて航跡の情報を保持する。レーダ装置１は、実際には目標が存在していない捜索領域にて誤検出された観測値に基づいて更新後の航跡が求められる場合であっても、目標が存在する捜索領域についてメモリトラック航跡を求めることによって、追尾性能の低下を抑制できる。また、目標が存在する捜索領域における目標の検出によって得られた観測値が航跡と相関するため、レーダ装置１は、目標の追尾を継続することができる。

図９は、実施の形態１にかかるレーダ装置による目標追尾処理の第２の例を示す概念図である。第２の例は、目標の位置が捜索領域２１Ａから捜索領域２１Ｂへ移動する場合の例とする。図９において、縦軸は時刻、横軸は方位角方向における位置をそれぞれ表す。図９では、初期状態として、１つの目標の追尾により航跡Ｔ３０ａが得られているものとして、初期状態以降における目標追尾処理の様子を示している。航跡Ｔ３０ａは、捜索領域２１Ａに属する航跡である。

ここで、処理対象である航跡Ｔ３０ａの予測範囲が、第１の捜索領域である捜索領域２１Ａと第２の捜索領域である捜索領域２１Ｂとに跨っており、かつ捜索領域２１Ｂに属する航跡が登録されていないとする。航跡管理部１６は、航跡Ｔ３０ａを複製する。航跡管理部１６は、複製された航跡Ｔ３０ｂを、捜索領域２１Ｂに属する航跡として保持する。これにより、所属外領域である捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ３０ｂが登録される。このように、航跡管理部１６は、複数の捜索領域２１Ａ，２１Ｂのうちの捜索領域２１Ａに属する航跡Ｔ３０ａと同じ航跡の情報を、捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ３０ｂの情報として保持する。

航跡管理部１６は、航跡Ｔ３０ａ，Ｔ３０ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ３１について観測値を収集することによって、観測値ｄ３１を取得する。部分観測範囲Ｐ３１は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ａに存在しているものとする。観測値ｄ３１は、誤検出された観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ３１に基づく航跡Ｔ３０ａ，Ｔ３０ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３０ａ，Ｔ３０ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図９に示す例では、観測値ｄ３１に基づく航跡Ｔ３０ｂの更新処理によって算出された航跡Ｔ３１ｂの評価値が、観測値ｄ３１に基づく航跡Ｔ３０ａの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ３１ｂが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ３０ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３１ｂの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ３０ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３１ａの情報に置き換える。航跡Ｔ３１ａは、航跡Ｔ３０ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３０ａと航跡Ｔ３０ｂとのうち、航跡Ｔ３０ｂについては観測値ｄ３１に基づいて更新後の航跡Ｔ３１ｂを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ３０ａを基に予測される航跡である航跡Ｔ３１ａを求める。

次に、航跡管理部１６は、航跡Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ３２について観測値を収集することによって、観測値ｄ３２を取得する。部分観測範囲Ｐ３２は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ｂに存在しているものとする。観測値ｄ３２は、目標の検出によって得られた観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ３２に基づく航跡Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３１ａ，Ｔ３１ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図９に示す例では、観測値ｄ３２に基づく航跡Ｔ３１ｂの更新処理によって算出された航跡Ｔ３２ｂの評価値が、観測値ｄ３２に基づく航跡Ｔ３１ａの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ３２ｂが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ３１ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３２ｂの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ３１ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３２ａの情報に置き換える。航跡Ｔ３２ａは、航跡Ｔ３１ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３１ａと航跡Ｔ３１ｂとのうち、航跡Ｔ３１ｂについては観測値ｄ３２に基づいて更新後の航跡Ｔ３２ｂを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ３１ａを基に予測される航跡である航跡Ｔ３２ａを求める。

次に、航跡管理部１６は、航跡Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ３３について観測値を収集することによって、観測値ｄ３３を取得する。部分観測範囲Ｐ３３は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ｂに含まれる範囲である。ここで、目標は、実際には捜索領域２１Ｂに存在しているものとする。観測値ｄ３３は、目標の検出によって得られた観測値である。航跡更新部１７は、観測値ｄ３３に基づく航跡Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂの更新処理によって、更新後の航跡を算出する。また、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３２ａ，Ｔ３２ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。

航跡更新部１７は、算出された各航跡についての評価値を算出する。航跡更新部１７は、算出された航跡の中から評価値が最も高い航跡を選択する。図９に示す例では、観測値ｄ３３に基づく航跡Ｔ３２ｂの更新処理によって算出された航跡Ｔ３３ｂの評価値が、観測値ｄ３３に基づく航跡Ｔ３２ａの更新処理によって算出された航跡の評価値よりも高いことによって、航跡Ｔ３３ｂが選択されたとする。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ３２ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３３ｂの情報に置き換える。また、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ａについて保持されている航跡Ｔ３２ａの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３３ａの情報に置き換える。航跡Ｔ３３ａは、航跡Ｔ３２ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。このように、航跡更新部１７は、航跡Ｔ３２ａと航跡Ｔ３２ｂとのうち、航跡Ｔ３２ｂについては観測値ｄ３３に基づいて更新後の航跡Ｔ３３ｂを求め、かつ他方については登録された航跡Ｔ３２ａを基に予測される航跡である航跡Ｔ３３ａを求める。

次に、航跡管理部１６は、航跡Ｔ３３ａ，Ｔ３３ｂに基づいて予測範囲２６を算出する。観測値収集部１５は、部分観測範囲Ｐ３４について観測値の収集を試みるが、観測値が得られなかったとする。部分観測範囲Ｐ３４は、予測範囲２６のうち捜索領域２１Ａに含まれる範囲である。航跡更新部１７は、観測値に基づく航跡Ｔ３３ａ，Ｔ３３ｂの更新処理は行わず、航跡Ｔ３３ａ，Ｔ３３ｂに基づいてメモリトラック航跡を算出する。航跡Ｔ３４ａは、航跡Ｔ３３ａに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。航跡Ｔ３４ｂは、航跡Ｔ３３ｂに基づいて算出されたメモリトラック航跡である。

ここで、航跡Ｔ３４ａの予測範囲と航跡Ｔ３４ｂの予測範囲とが、どちらも捜索領域２１Ａと捜索領域２１Ｂとに跨っていないとする。航跡更新部１７は、航跡Ｔ３４ａについての評価値と航跡Ｔ３４ｂについての評価値とを算出する。航跡更新部１７は、航跡Ｔ３４ａと航跡Ｔ３４ｂとのうち、評価値が低いほうを削除する。図９に示す例では、航跡Ｔ３４ａの評価値のほうが航跡Ｔ３４ｂの評価値よりも低いとする。航跡更新部１７は、航跡Ｔ３４ａを削除する。航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｂについて保持されている航跡Ｔ３３ｂの情報を、航跡更新部１７から入力された航跡Ｔ３４ｂの情報に置き換える。

レーダ装置１は、相関処理における判定の誤りによって、目標が存在していない捜索領域に属する航跡が登録されている状況において、目標が捜索領域間を移動することがある。図９に示す例では、目標が存在していない捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ３１ｂが登録されている状況において、目標が捜索領域２１Ａから捜索領域２１Ｂへ移動する。レーダ装置１は、目標が過去に存在した捜索領域に属する航跡、すなわち航跡Ｔ３１ａを、目標が現在存在している捜索領域について得られた観測値、すなわち観測値ｄ３２によって更新処理した結果と、既存の航跡に基づくメモリトラック航跡との中から最良航跡を選択する。実施の形態１によると、レーダ装置１は、追尾の精度が低下し得るこのような状況でも、追尾性能の低下を抑制できる。

次に、航跡更新部１７へ部分観測範囲ごとの観測値が入力される順序と観測値の時系列とが逆転する場合について説明する。図１０は、実施の形態１において部分観測範囲ごとの観測値が入力される順序と観測値の時系列とが逆転する例について説明するための概念図である。

観測値収集部１５は、部分観測範囲内の観測値の収集が完了してから、航跡更新部１７へ観測値を出力する。このように観測値収集部１５では、部分観測範囲ごとの観測値を出力するための処理が一括して行われる。このため、複数の部分観測範囲の各々から航跡更新部１７へ観測値が入力される順序が、複数の部分観測範囲の各々における観測値が観測された順序とは逆になる場合がある。図１０に示す例では、部分観測範囲Ｐ７における観測値ｄ７が観測された時刻が部分観測範囲Ｐ６における観測値ｄ６が観測された時刻よりも早いとする。観測値ｄ６と観測値ｄ７とは、同一の目標の検出によって得られた観測値とする。この場合に、航跡更新部１７へ観測値ｄ７が入力されるよりも前に、航跡更新部１７へ観測値ｄ６が入力されることがあり得る。この場合、航跡更新部１７は、最新の観測時刻ではなく過去の観測時刻を用いて更新処理を行う必要がある。

航跡更新部１７は、更新後の航跡を求めるときに用いられた過去の観測値と過去の航跡の情報とを保持し、捜索領域ごとの観測値が航跡更新部１７へ入力される順序と観測値の時系列とが逆転する場合に、時系列に従い航跡を再計算しても良い。または、航跡更新部１７は、過去の時刻における目標の予測位置を求めて航跡の相関判定と更新処理とを行う。これにより、レーダ装置１は、部分観測範囲ごとの観測値が入力される順序と観測値の観測時刻とが逆転する場合でも、追尾性能の低下を抑制できる。

次に、航跡の予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨がる場合について説明する。図１１は、実施の形態１において航跡の予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨がる例について説明するための概念図である。

図１１に示す例では、覆域２０は、４つの捜索領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに分割される。４つの捜索領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、方位角方向に２つ、仰角方向に２つのアレイ状に配列されている。境界２２は、捜索領域２１Ａ，２１Ｃと捜索領域２１Ｂ，２１Ｄとの境界である。境界２９は、捜索領域２１Ａ，２１Ｂと捜索領域２１Ｃ，２１Ｄとの境界である。目標の位置は、４つの捜索領域２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを跨いで推移し得る。また、捜索領域２１Ａに属する航跡Ｔ８ａと、捜索領域２１Ｂに属する航跡Ｔ８ｂと、捜索領域２１Ｃに属する航跡Ｔ８ｃとが存在している。

航跡Ｔ８ｂの予測範囲は、捜索領域２１Ｂと捜索領域２１Ｄとに跨っている。航跡Ｔ８ｃの予測範囲は、捜索領域２１Ｃと捜索領域２１Ｄとに跨っている。この場合において、航跡管理部１６は、捜索領域２１Ｄに属する航跡として、航跡Ｔ８ｂと航跡Ｔ８ｃとのうち評価値が高いほうの航跡を複製したものを登録する。すなわち、航跡管理部１６は、予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨る場合に、当該３つ以上の捜索領域の各々に属する航跡のうち評価値が最も高い航跡である最良航跡と同じ航跡の情報を、当該３つ以上の捜索領域のうち最良航跡が属する捜索領域以外の捜索領域に属する航跡の情報として保持する。これにより、レーダ装置１は、航跡の予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨る場合において、追尾性能の低下を抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態２では、互いに近い位置に目標が存在している場合における目標追尾処理の例について説明する。図１２は、実施の形態２にかかるレーダ装置による目標追尾処理の例を示す概念図である。実施の形態２にかかるレーダ装置１は、実施の形態１にかかるレーダ装置１と同様の構成を有する。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる処理について主に説明する。

実施の形態２において、航跡管理部１６は、複数の目標が互いに接近している場合に、各目標についての予測範囲を包含する予測範囲を算出する。航跡更新部１７は、最良航跡を目標ごとに選択するのではなく、複数の目標について、目標ごとの評価値の合計が最大となるような航跡の組み合わせを選択する。なお、航跡更新部１７は、２つ以上の目標についての各航跡が互いに共通の観測値と相関する場合における組み合わせを選択対象から除外する。

図１２には、２つの目標Ｔ４，Ｔ５の航跡を示している。航跡Ｔ４ａ，Ｔ４ｂは、目標Ｔ４の航跡である。航跡Ｔ５ａ，Ｔ５ｂは、目標Ｔ５の航跡である。航跡Ｔ４ａと航跡Ｔ５ａとは、捜索領域２１Ａに属する。航跡Ｔ４ｂと航跡Ｔ５ｂとは、捜索領域２１Ｂに属する。観測値ｄ４と観測値ｄ５とは、部分観測範囲Ｐ４５におけるビームの照射によって収集された観測値である。

航跡更新部１７は、観測値ｄ４と相関を有する航跡Ｔ４ａ，Ｔ５ａについて、観測値ｄ４に基づく更新後の航跡Ｔ４ａ４，Ｔ５ａ４を算出する。航跡更新部１７は、観測値ｄ５と相関を有する航跡Ｔ５ａ，Ｔ４ｂについて、観測値ｄ５に基づく更新後の航跡Ｔ５ａ５，Ｔ４ｂ５を算出する。また、航跡更新部１７は、各航跡Ｔ４ａ，Ｔ４ｂ，Ｔ５ａ，Ｔ５ｂのメモリトラック航跡である航跡Ｔ４ａｍ，Ｔ４ｂｍ，Ｔ５ａｍ，Ｔ５ｂｍを算出する。

図１３は、実施の形態２において航跡ごとに算出された評価値の例を示す図である。目標Ｔ４についての各航跡Ｔ４ａｍ，Ｔ４ａ４，Ｔ４ｂｍ，Ｔ４ｂ５のうち、評価値が最も高いのは航跡Ｔ４ａ４である。目標Ｔ５についての各構成Ｔ５ａｍ，Ｔ５ａ４，Ｔ５ａ５，Ｔ５ｂｍのうち、評価値が最も高いのは航跡Ｔ５ａ４である。各評価値の合計が最も高い航跡の組み合わせは、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ４との組み合わせである。ただし、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ４とが互いに共通の観測値ｄ４と相関する航跡であることから、航跡管理部１６は、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ４との組み合わせを選択の対象から除外する。

航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ５との組み合わせは、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ４との組み合わせに次いで各評価値の合計が高い組み合わせである。また、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ５とは、互いに異なる観測値と相関する航跡である。航跡管理部１６は、航跡Ｔ４ａ４と航跡Ｔ５ａ５との組み合わせを選択する。

多目標の航跡を更新する場合に、２つ以上の目標についての各航跡が互いに共通の観測値と相関するという結果を除外しながら各航跡の最良の組み合わせを選択するためのアルゴリズムとしては、Global Nearest Neighbor（ＧＮＮ）が知られている。各目標について捜索領域２１Ａ，２１Ｂごとに複数の航跡の情報を保持し、複数の航跡と、各航跡との相関を有する観測値との組み合わせの中から、当該目標について航跡を更新するための航跡を各航跡の中から選択する点が、実施の形態２による更新処理の特徴の１つである。

実施の形態２にかかるレーダ装置１は、複数の目標の各航跡が共通の観測値と相関を有することで同一の目標を追尾するというダブルトラックの発生を抑制することができる。

実施の形態３．
図１４は、実施の形態３にかかるレーダ装置のブロック図である。実施の形態３にかかるレーダ装置２は、複数のアレイアンテナ１０を有する。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。

レーダ装置２は、複数の送信部１１と、複数の受信部１２と、複数のビーム制御部１３とを有する。複数の送信部１１の各々は、アレイアンテナ１０に対応して設けられている。複数の受信部１２の各々は、アレイアンテナ１０に対応して設けられている。複数のビーム制御部１３の各々は、アレイアンテナ１０に対応して設けられている。複数のアレイアンテナ１０の各々は、覆域２０に含まれる各捜索領域を互いに分担して、ビームの照射と反射波の受信とを行う。信号処理部１４には、複数の受信部１２の各々からの位相振幅情報が入力される。

実施の形態３にかかるレーダ装置２は、複数のアレイアンテナ１０を有することによって、捜索領域同士の境界付近において精度良く目標を追尾することができる。

実施の形態４．
図１５は、実施の形態４にかかるレーダ装置のブロック図である。実施の形態４にかかるレーダ装置３は、目標諸元算出部１８を有する。実施の形態４では、上記の実施の形態１から３と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１から３とは異なる構成について主に説明する。

航跡管理部１６は、保持されている航跡の情報を目標諸元算出部１８へ出力する。目標諸元算出部１８は、航跡の情報に基づいて、目標についての情報である目標諸元を算出する。目標諸元には、目標の位置、目標の速度といった情報が含まれる。目標諸元算出部１８は、例えば、追尾している目標について複数の捜索領域に対応させて保持されている複数の航跡のうち評価値が最大である最良航跡の情報に基づいて目標諸元を算出する。または、目標諸元算出部１８は、目標諸元として、各捜索領域に属する各航跡についての平均値を算出する。目標諸元算出部１８は、各航跡の評価値に基づく加重平均による平均値を算出する。目標諸元算出部１８は、レーダ装置３の外部にある外部装置へ目標諸元のデータを出力する。外部装置の図示は省略する。レーダ装置３は、レーダ装置３に連接されたシステムへ目標諸元を出力しても良い。レーダ装置３から出力される目標諸元の情報は、コンソールにおける表示において使用されても良い。

実施の形態４にかかるレーダ装置３は、各目標について複数の航跡の情報が保持される場合に、各目標についての目標諸元を外部装置へ出力することができる。

次に、各実施の形態の変形例について説明する。図５に示すように複数の捜索領域に予測範囲が跨るか否かを判定する場合における参照点は、境界２２のうち位置３１に最も近い位置３３に限られず、位置３３以外の位置であっても良い。参照点は、位置３１から固有ベクトル方向に伸ばした直線と境界２２との交点３２であっても良い。すなわち、航跡管理部１６は、第１の捜索領域に属する航跡の予測位置から固有ベクトル方向に伸ばした直線と境界２２との交点３２である参照点が予測範囲に含まれるか否かに基づいて、予測範囲が第１の捜索領域と第２の捜索領域とに跨るか否かを判定する。

航跡管理部１６は、求めた参照点の周囲に一定間隔をなす複数の参照点を設定し、予測範囲内に１つ以上の参照点が含まれる場合に予測範囲が複数の捜索領域に跨ると判定しても良い。

処理対象である航跡の複製において、複製元の航跡と複製先の航跡とに差異が生じるのは、観測値に基づいて更新後の航跡が算出されたときである。したがって、航跡管理部１６は、航跡の予測範囲が複数の捜索領域に跨るタイミングにおいて航跡を複製しなくても良く、観測値に基づいて更新された航跡を算出する直前まで待って航跡を複製しても良い。すなわち、航跡管理部１６は、航跡を２つ以上の捜索領域に属する航跡として登録するための複製を、観測値に基づいて更新された航跡を算出する直前に行う。

上記する航跡の更新において、航跡管理部１６は、航跡更新部１７により航跡が算出されてから評価値を求め、最良航跡以外の航跡を削除する。航跡管理部１６は、更新後の航跡の評価値のみを算出して最良航跡を求め、最良航跡への更新を行うこととしても良い。すなわち、航跡管理部１６は、更新後の航跡の中から評価値が最も高い航跡である最良航跡を求め、最良航跡への更新を行う。

航跡更新部１７は、航跡の予測範囲が２つ以上の捜索領域に跨る場合に、予測位置と観測位置との残差およびその確率密度分布に基づいて算出された評価値に、予測範囲のうち観測領域に含まれる部分の割合を加味することによって、評価値を調整しても良い。また、航跡更新部１７は、観測領域および観測外領域におけるメモリトラック航跡について、観測領域と観測外領域との個別に設定されたパラメータに基づいて評価値を算出しても良い。

次に、レーダ装置１，２，３が有するハードウェア構成について説明する。ビーム制御部１３、信号処理部１４、観測値収集部１５、航跡管理部１６、航跡更新部１７および目標諸元算出部１８である各機能部の機能は、処理回路を使用して実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサである。または、処理回路は、レーダ装置１，２，３に搭載される専用のハードウェアである。

図１６は、実施の形態１から４にかかるレーダ装置が有するハードウェア構成の第１の例を示す図である。図１６には、プログラムを実行するハードウェアを用いて上記各機能部の機能が実現される場合におけるハードウェア構成を示している。プロセッサ４１とメモリ４２とは、バスを介して相互に接続されている。

プロセッサ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。プロセッサ４１は、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、又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であっても良い。上記各機能部の機能は、プロセッサ４１と、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によって実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、内蔵メモリであるメモリ４２に格納される。メモリ４２は、不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリであって、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）である。

図１７は、実施の形態１から４にかかるレーダ装置が有するハードウェア構成の第２の例を示す図である。図１７には、上記機能部の各機能が専用のハードウェアである処理回路４３を使用して実現される場合におけるハードウェア構成を示している。処理回路４３は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、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）、又はこれらの組み合わせである。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略、変更することが可能である。

１，２，３ レーダ装置、１０ アレイアンテナ、１１ 送信部、１２ 受信部、１３ ビーム制御部、１４ 信号処理部、１５ 観測値収集部、１６ 航跡管理部、１７ 航跡更新部、１８ 目標諸元算出部、２０ 覆域、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 捜索領域、２２，２９ 境界、２３ ビーム、２４ ビームスポット、２５ 目標、２６，２８Ａ，２８Ｂ 予測範囲、２７Ａ，２７Ｂ 部分観測範囲、３０，３１，３３ 位置、３２ 交点、４１ プロセッサ、４２ メモリ、４３ 処理回路。

Claims (14)

1. 覆域に含まれる複数の捜索領域の各々へビームを照射し、かつ前記覆域に存在する目標における前記ビームの反射によって伝播した反射波を受信するアレイアンテナと、
   前記反射波の受信によって得られた信号に基づく観測値を取得する信号処理部と、
   前記目標の軌道である航跡の情報を捜索領域ごとに保持する航跡管理部と、
   前記航跡管理部に航跡の情報が保持されることによって登録された航跡を前記観測値に基づいて更新する航跡更新部と、を備え、
   前記航跡管理部は、前記複数の捜索領域のうちの第１の捜索領域に属する航跡と同じ航跡の情報を、前記第１の捜索領域以外の捜索領域である第２の捜索領域に属する航跡の情報として保持可能であって、
   前記航跡更新部は、前記第１の捜索領域に属する航跡と前記第２の捜索領域に属する航跡とのうち、一方については前記観測値に基づいて更新後の航跡を求め、かつ他方については観測時刻において登録されている航跡を基に予測される航跡を求めることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記航跡管理部は、前記覆域のうち前記目標の存在が予測される範囲である予測範囲を前記観測時刻において登録されている航跡に基づいて求め、
   前記第１の捜索領域に属する航跡に基づいて求められた前記予測範囲が前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域とに跨る場合に、前記航跡管理部は、前記第１の捜索領域に属する航跡と同じ航跡の情報を、前記第２の捜索領域に属する航跡の情報として保持することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記予測範囲のうち前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域との境界によって区分けされる部分ごとに前記観測値を収集可能な観測値収集部を備え、
   前記航跡更新部は、前記観測値収集部によって収集された前記観測値に基づいて前記更新後の航跡を算出することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記航跡更新部は、前記更新後の航跡を求めるときに用いられた前記観測値と航跡の情報とを保持し、前記捜索領域ごとの前記観測値が前記航跡更新部へ入力される順序と前記観測値の時系列とが逆転する場合に航跡を再計算することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
5. 前記航跡管理部は、前記予測範囲が３つ以上の捜索領域に跨る場合に、前記３つ以上の捜索領域の各々に属する航跡のうち評価値が最も高い航跡である最良航跡と同じ航跡の情報を、前記３つ以上の捜索領域のうち前記最良航跡が属する捜索領域以外の捜索領域に属する航跡の情報として保持することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
6. 前記航跡更新部は、複数の前記目標について目標ごとの評価値の合計が最大となるような航跡の組み合わせを、航跡を更新するための航跡の組み合わせとして選択し、かつ、２つ以上の目標についての各航跡が互いに共通の前記観測値と相関する場合における組み合わせを選択対象から除外することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
7. 前記覆域に含まれる各捜索領域を互いに分担して前記ビームの照射と前記反射波の受信とを行う複数の前記アレイアンテナを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
8. 航跡の情報に基づいて前記目標についての情報である目標諸元を算出する目標諸元算出部を備え、
   前記目標諸元算出部は、各航跡の評価値に基づく加重平均による平均値を前記目標諸元として算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
9. 前記航跡管理部は、前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域との境界のうち前記第１の捜索領域に属する航跡の予測位置に最も近い位置である参照点が前記予測範囲に含まれるか否かに基づいて、前記予測範囲が前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域とに跨るか否かを判定することを特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置。
10. 前記航跡管理部は、前記第１の捜索領域に属する航跡の予測位置から固有ベクトル方向に伸ばした直線と、前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域との境界との交点である参照点が前記予測範囲に含まれるか否かに基づいて、前記予測範囲が前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域とに跨るか否かを判定することを特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置。
11. 前記航跡管理部は、前記参照点の周囲に複数の参照点を設定し、前記予測範囲内に１つ以上の参照点が含まれる場合に前記予測範囲が前記第１の捜索領域と前記第２の捜索領域とに跨ると判定することを特徴とする請求項９または１０に記載のレーダ装置。
12. 前記航跡管理部は、航跡を２つ以上の捜索領域に属する航跡として登録するための複製を、前記観測値に基づいて更新された航跡を算出する直前に行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
13. 前記航跡管理部は、前記更新後の航跡の中から評価値が最も高い航跡を求め、前記評価値が最も高い航跡への更新を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
14. 前記航跡更新部は、航跡の前記予測範囲が２つ以上の捜索領域に跨る場合に、前記予測範囲のうち捜索領域と重複する部分の割合に基づいて航跡の評価値を調整することを特徴とする請求項２または３に記載のレーダ装置。

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