JP7463820B2 - 目標追尾装置、目標追尾システム、目標追尾方法、及び目標追尾プログラム - Google Patents
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Description
探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定する相関判定部と、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると前記相関判定部が判定した場合、前記仮航跡を更新する航跡更新部と、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する学習部と、
前記学習部から出力された学習結果に基づいて、前記航跡更新部によって更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する確立判定部と、を備えたものである。
探知装置と目標追尾装置とを備え、
前記目標追尾装置は、
前記探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定する相関判定部と、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると前記相関判定部が判定した場合、前記仮航跡を更新する航跡更新部と、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する学習部と、
前記学習部から出力された学習結果に基づいて、前記航跡更新部によって更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する確立判定部と、を備えたものである。
探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定し、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると判定した場合、前記仮航跡を更新し、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習した学習結果に基づいて、更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定するものである。
探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定し、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると判定した場合、前記仮航跡を更新し、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習した学習結果に基づいて、更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する、処理をコンピュータに実行させるものである。
<目標追尾システムの構成>
まず、図1、図2を参照して、第1の実施形態に係る目標追尾システムについて説明する。図1は、第1の実施形態に係る目標追尾システムの構成を示すブロック図である。図2は、図1における信号・データの流れの一例を示すブロック図である。第1の実施形態に係る目標追尾システムは、例えば船舶や航空機を追尾するためのものである。
なお、図2に示した信号・データの流れは、あくまでも一例であると共に、図2には当該一例の説明に必要な信号・データの流れのみを示している。すなわち、各機能ブロック間における信号・データの流れは、図2に示した矢印の方向に限定されない。
探知装置20は、例えばレーダ装置やソナー装置であって、電波や音波等の波を送信し、その反射波を受信することによって、目標の位置を探知する。図1に示すように、探知装置20は、目標追尾装置100に接続されている。
図2に示すように、相関判定部110は、探知装置20から入力されたプロットplと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡ttとの相関を判定する。
なお、図2では、相関判定部110は、仮航跡ttを外部から取得しているが、相関判定部110が仮航跡ttを内部に記憶していてもよい。
図2に示すように、航跡更新部120は、相関判定部110からプロットplと仮航跡ttとを取得し、プロットplに基づいて仮航跡ttを更新する。航跡更新部120は、更新した仮航跡uttを確立判定部130に出力する。
図2に示すように、確立判定部130は、後述する学習部140から出力された学習結果lrに基づいて、航跡更新部120によって更新された仮航跡uttを真目標の航跡として確立するか否かを判定する。すなわち、確立判定部13は、学習部140から出力された学習結果lrに基づいて、航跡確立判定を行う。
学習部140は、真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する。そして、図2に示すように、学習部140は、学習結果lrを確立判定部130に出力する。
図3に示すように、比較例に係る目標追尾装置10は、図1、図2に示した本実施形態に係る目標追尾装置100と比べ、学習部140を備えていない。また、確立判定部130に代えて、確立判定部13を備えている。
このように、本実施形態に係る目標追尾装置100では、航跡確立判定を行う際、真目標の航跡の特徴を機械学習することによって得られた学習結果lrを用いる。そのため、SPRT法を用いる比較例よりも、航跡確立判定を正確に行える。
<目標追尾システムの構成>
次に、図4を参照して、第2の実施形態に係る目標追尾システムについて説明する。図4は、第2の実施形態に係る目標追尾システムの構成を示すブロック図である。図4には、信号・データの流れの一例も併せて示されている。
なお、図4に示した信号・データの流れは、あくまでも一例であると共に、図4には当該一例の説明に必要な信号・データの流れのみを示している。すなわち、各機能ブロック間における信号・データの流れは、図4に示した矢印の方向に限定されない。
また、本実施形態に係る目標追尾装置100は、図1、図2に示した相関判定部110、航跡更新部120、確立判定部130、及び学習部140に加え、航跡情報記憶部150を備えている。
航跡情報記憶部150は、航跡tr、仮航跡ttを記憶している。仮航跡ttは、航跡trとして確立されるに至っていない航跡である。航跡tr及び仮航跡ttは、目標追尾装置100が追尾する真目標(あるいは偽目標)の位置である。
ここで、図4に示すように、航跡情報記憶部150に格納された全ての航跡trが、表示部30に表示される。他方、仮航跡ttは、表示部30に表示されない。
そして、相関判定部110は、プロットplがゲートの内部に位置すれば、プロットplと仮航跡ttとが相関すると判定する。他方、相関判定部110は、プロットplがゲートの外部に位置すれば、プロットplと仮航跡ttとが相関しないと判定する。図5は、プロットplと仮航跡ttとが相関する場合を示している。
次に、図6を参照して、学習部140の詳細について説明する。図6は、学習部140の詳細を示すブロック図である。図6に示すように、学習部140は、学習データ生成部141、学習データ記憶部142、及び学習処理部143を備えている。
なお、図6に示した信号・データの流れは、あくまでも一例であると共に、図6には当該一例の説明に必要な信号・データの流れのみを示している。すなわち、各機能ブロック間における信号・データの流れは、図6に示した矢印の方向に限定されない。
ここで、二次レーダ装置40は、真目標であると判明している目標に関する情報(真目標情報)tgを出力する。真目標情報tgは、例えば航跡である。二次レーダ装置40は、船舶や航空機等の真目標が発する識別情報付きの電波を受信するため、真目標情報tgを出力できる。
なお、二次レーダ装置40は、学習データ生成部141が学習データldを生成する際に接続されていればよい。
学習データ記憶部142は、学習データld(真目標の航跡及び真目標でない航跡)を記憶している。
図6に示すように、学習処理部143は、学習データldを用いて機械学習する。より詳細には、学習処理部143は、学習データldの真目標の航跡を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する。それによって、学習処理部143は、確立判定部130が航跡確立判定を行うためのアルゴリズムを生成できる。すなわち、学習処理部143が行う機械学習は、教師有り学習である。
学習処理部143は、生成したアルゴリズムを学習結果lrとして確立判定部130に出力する。
回帰アルゴリズムとしては、ロジスティック回帰、サポートベクターマシン(SVM:Support Vector Machine)等を使用できる。
分類アルゴリズムとしては、パーセプトロン、リカレントニューラルネットワーク(RNN:Recurrent Neural Network)等を使用できる。
このように、本実施形態に係る目標追尾装置100では、航跡確立判定を行う際、真目標の航跡の特徴を機械学習することによって得られた学習結果lrを用いる。そのため、SPRT法を用いる場合よりも、航跡確立判定を正確に行える。
次に、図7を参照して、第2の実施形態に係る目標追尾方法について説明する。図7は、第2の実施形態に係る目標追尾方法を示すフローチャートである。
まず、探知装置20からプロットplが入力されると、相関判定部110は、航跡情報記憶部150に記憶された全ての航跡tr及び仮航跡ttについて、プロットplが入力された時刻における航跡を予測する(ステップST1)。
プロットplと相関する航跡tr又は仮航跡ttが存在しなければ(ステップST2NO)、相関判定部110は、プロットplに基づいて、新たな仮航跡nttを生成し、航跡情報記憶部150に出力する(ステップST3)。新たな仮航跡nttは、航跡情報記憶部150に仮航跡ttとして格納される。これによって、処理が終了する。
他方、更新されたものが仮航跡の場合(ステップST5YES)、航跡更新部120は、更新された仮航跡uttを確立判定部130に出力する。そして、確立判定部130は、当該更新された仮航跡uttについて航跡確立判定を行う(ステップST6)。
プロットplが入力される度に、図7に示した上記処理を繰り返す。
例えば、本開示はMHT(Multiple Hypothesis. Tracking)を採用した目標追尾装置にも適用できる。
30 表示部
40 二次レーダ装置
100 目標追尾装置
110 相関判定部
120 航跡更新部
130 確立判定部
140 学習部
141 学習データ生成部
142 学習データ記憶部
143 学習処理部
150 航跡情報記憶部
Claims (9)
- 探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定する相関判定部と、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると前記相関判定部が判定した場合、前記仮航跡を更新する航跡更新部と、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する学習部と、
前記学習部から出力された学習結果に基づいて、前記航跡更新部によって更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する確立判定部と、を備えた、
目標追尾装置。 - 前記学習部は、
二次レーダ装置から前記情報を取得し、前記真目標の航跡の特徴を機械学習するための学習データを生成する、
請求項1に記載の目標追尾装置。 - 前記学習部は、
予め記憶された航跡及び仮航跡の中から、前記二次レーダ装置から取得した前記情報に対応する前記真目標の航跡を選別し、前記学習データとする、
請求項2に記載の目標追尾装置。 - 前記学習結果は、回帰アルゴリズムであって、
前記回帰アルゴリズムによる出力は、前記仮航跡が真目標の航跡として確立する確度を示す連続値であり、
前記確度が所定の確立閾値よりも大きい場合、前記確立判定部は、前記仮航跡を真目標の航跡として確立する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の目標追尾装置。 - 前記確度が、前記確立閾値よりも小さい所定の削除閾値よりも小さい場合、前記確立判定部は、前記仮航跡を削除する、
請求項4に記載の目標追尾装置。 - 前記学習結果は、分類アルゴリズムであって、
前記分類アルゴリズムによる出力は、前記仮航跡が真目標の航跡として確立するか否かの2値である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の目標追尾装置。 - 探知装置と目標追尾装置とを備え、
前記目標追尾装置は、
前記探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定する相関判定部と、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると前記相関判定部が判定した場合、前記仮航跡を更新する航跡更新部と、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習する学習部と、
前記学習部から出力された学習結果に基づいて、前記航跡更新部によって更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する確立判定部と、を備えた、
目標追尾システム。 - 探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定し、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると判定した場合、前記仮航跡を更新し、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習した学習結果に基づいて、更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する、処理をコンピュータが実行する、
目標追尾方法。 - 探知装置から入力されたプロットと、当該プロットが発生した時刻において予測される仮航跡との相関を判定し、
前記プロットと前記仮航跡とが相関すると判定した場合、前記仮航跡を更新し、
真目標であると判明している目標物の航跡に関する情報を用いて、真目標の航跡の特徴を機械学習した学習結果に基づいて、更新された前記仮航跡を真目標の航跡として確立するか否かを判定する、処理をコンピュータに実行させる、
目標追尾プログラム。
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