JPH02186288A - 追尾処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は追尾処理装置に関し、特にレーダー装置で取得
した目標の過去の位置情報にもとづいて旋回を含む目標
の未来位置を予測しつつ追尾処理する追尾処理装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来、この種の追尾処理装置は、その航跡を追尾する目
標が直線飛行を継続するか旋回飛行に移るかの飛行経路
に関係なく、直線予測のみを行なって追尾処理を実施し
ていた。

第３図は従来の追尾処理における予測方法の説明図であ
る。

いま、目標が直線フースｌｘ’ｌｃ沿って矢印に進行し
ているものとする。三角で示す位ｔＵｔ航跡予測位置で
あり、これと実線で結ぶ黒丸の表示は実際の目標位置で
ある。航跡予測位置は、目標の過去複数の位置データに
もとづいて、次回レーダースキャンで出現する位置を直
線予測する形式で、その後得られる実際の目標位置との
位置相関性を許容範囲を超える予測偏差を生じて、目標
が旋回飛行に移行した状態を判定すべき位置を示し、従
来の追尾処理装置はこの状態となってもさらに直線予測
を実施しつつ航跡予測位置Ｐｌ、Ｐ、等を設定していく
。上述した許容範囲は、対象とする目標の運動性能等を
勘案しあらかじめ設定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の追尾処理装置は、直線予測を行なってい
るため、目標が旋回中に目標の姿勢や電波伝搬等の影響
によって目標データが得られない場合でも直線予測し、
次の追尾処理時には第３図のＰ、で示す航跡予測位置の
如く、予測位置と旋回コース１２上に出現する目標位置
とが相関せずに誤追尾を起し、追尾はずれの状態に陥る
という欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、目標が旋回飛行
に入っても正しく追尾予測ができる追尾処理装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の装置は、飛行中の航空機を目標とするレーダー
装置で取得した過去の位置データにもとづいて次回の航
空機位置を予測しつつ追尾処理する追尾処理装置におい
て、追尾航空機の航跡と対象航空機の運動性能にもとづ
く直線飛行許容偏差を保持して位置相関性を保持する過
去ｎ個の位置データを対象として最小２乗法を適用しそ
の近似直線を求めたうえ、前記近似漬線に対する次回位
置データの距離差が前記直線飛行許容偏差を超えるか否
かによって追尾航空機が旋回飛行に移行したか否かを決
定する旋回判定手段と、前記旋回判定手段によって直線
飛行状態にあると判定した追尾航空機に対しては、少な
くとも直前の２つの位置データにもとづいて次回位置デ
ータの直線予測を行ない追尾航空機の次回位置を予測す
る直線予測手段と、前記旋回判定手段によって旋回飛行
状態にあると判定した追尾航空機に対しては、直前の３
個の位置データ間の追尾航空機の旋回に合致する旋回加
速度を求めて次回の旋回位置データ管予測する旋回予測
手段とを備えて構成される。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

第１図に示す実施例は、追尾航空機の位置データを取得
するレーダー装置１、レーダ装置ｌの取得した位置デー
タを一時格納する目標データバ。

ファ２、予測データを一時格納する予測データバク７ア
３、目標データと予測データとの位置相関性をしらべる
位置相関部４、位置相関部４で相関性のとれた目標デー
タに対して近似直線を設定する近似直線算出部５、追尾
航空機が旋回状態に移行したか否かを判定する旋回判定
部６、直線予測部７、旋回予測部８、位置相関部４で非
相関となった初度データとしての目標データの航跡初度
捕捉部９、および全体のデータフローのタイミング制御
を打力うデータ制御部１０を備えて成る。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

先ず最初に、追尾航空機が直線飛行を行なっているとす
る。

レーダ装置１で取得した目標データ１０１は目標データ
バッファ２に格納され、目標データ２０１として位置相
関部４に供給される。

位置相関部４は、予測バッファ３から後述する直線予測
データ３０１を受けて目標データ２０１の予測データ３
０１に対するずれから両者の位置相関性をしらぺるが、
初度捕捉時にあっては直線予測データ３０１は未だ設定
されておらず、従ってこの場合は位置相関なし、の非相
関目標データ４０１として相続く初度捕捉の２個の目標
データが初度捕捉部９に供給される。

初度捕捉部９は、相続く２つの初度目標データから次回
の予測位置を直線予測する。この直線予測は追尾航空機
の通過した少なくとも２点がわかればその延長線上に容
易に設定しうる。こうして行なわれる初期捕捉によって
予測された初度直線予測データ９０１は予測データバ、
ファ３に供給され、また、この初度捕捉に利用した２つ
の初度捕捉目標データ９０２は近似直線算出部５にそれ
ぞれ供給される。この初度捕捉は、追尾開始時のみなら
ず、直線追尾中に出現する新期目標に対しても随時実施
される。

予測データバッファ３に格納された初度直線予測データ
９０１は、予測データバッファ３から直線予測データ３
０１として位置相関部４に提供され、目標データバッフ
ァ２から出力される次回３個目の目標データ２０１の位
置相関性をしらべる。

この位置相関性は、次の目標データかそれまでの追尾航
空機の航跡に対し許容偏差内にあるか否かをしらべるこ
とによって処理され、２人力の直角座標表現による絶対
値としての距離比較によって行なわれる。つま多、この
位置相関は、追尾航空機が直線飛行を継続していれば予
測データと極端な差異はなく、その限界は対象航空機の
運動性によってあらかじめ設定でき、直線飛行許容偏差
として位置相関性有無の尺度に利用する観点に立って実
施される。

位置相関部４で位置相関のとれた目標データは近似直線
算出部５に、また相関のとれなかりた目標データは初度
捕捉部９にそれぞれ極座標データ形式で提供される。こ
れらをそれぞれ相関目標データ４０２および非相関目標
データ４０１として示す。

近似直線算出部５は、初度捕捉目標データ９０２ととも
に１こうして次次に位置相関あｐとして指定される相関
目標データ４０２に対し、最小２乗法を利用する近似直
線を算出設定する。すなわち、この近似直線は各相関目
標データの分散を最小とする直線として設定される。

近似直線の算出は次の如〈実施される。

いま、近似直線をｙ＝ａｘ＋ｂで示す。ａとｂが決定す
ればｙが求まる。目標データを（Ｒｉ　、θｉ）で示す
とＸ１＝Ｒｉ　ｓｉｎθｉ　、　Ｙｉ＝Ｒｉ　ｃｏｓθ
ｉであり、目標データの取得サンプル数をｎとすると、
ａ、ｂは次の（１）および（２）式で示される。

る。

旋回判定は次の処理によって行なわれる。近似直線ｙ＝
ａｘ＋ｂと、直角座標で表現した目標データ（Ｘｉ　、
Ｙｉ　）の距離比は、次の（３）式で示される。

近似直線算出部５で算出した近似直線データは最新の相
関目標データとともに旋回判炭部６に供給される。

旋回判定部６は、近似直線に対する最新目標データの距
離差を求め、この距離差が直線飛行許容差を超えるか否
かをしらべて追尾航空機が旋回飛行状態に移行している
か直線飛行状態であるかを判定し、その結果に対応して
目標データをそれぞれ旋回判定データ６０１．直線判定
データ６０２として旋回予測部８および漬線予測部７に
供給す・・・・・・（３） ＢＪｓを直線飛行許容偏差とすると、凡＞　Ｒｓならば
旋回飛行であり、几〈Ｒ３ならば直線飛行であると判定
する。

旋回飛行状態と判定された目標データは旋回予測部８で
次のようにして旋回予測処理を受ける。

旋回予測処理は、直線追尾処理において、初めて旋回判
定を受けた目標データを含む過去３個の目標データを対
象として最初の旋回予測データを先ず設定することから
始まる。

第２図は旋回予測データの設定手法の説明図である。

点線で示す旋回飛行検出位置Ｐで黒点の目標データによ
る目標位置ｑ３が旋回目標データと判定されると、旋回
捕捉初期は、目標位置ｑ１＋ｑ２＋ｑ３の３個を逼る円
を設定し、この円周上における３目標間の旋回加速度を
算出する。この旋回加速度は、目標位置ｑ１〜ｑｚ−ｑ
ｓの移行における目標の速度変化率（ｍ／ｓｅｃ”）で
あシ、これはｑｒ　＋ｑｘｔＱｓが同一円周上にあるの
で容易に求まる。

これを求めて同一円周上にこの旋回加速度にもとづき次
回の旋回予測点としての航跡予測位置Ｑｔを設定する。

このＱｌに対し、旋回コースｌｔＫ沿って移動する目標
位置を９４で示す。本実施例にあっては、旋回状態にお
いて得られる航跡予測位置はその″Ｉ！ｉマ利用せず、
対応する目標データによる目標位置との間でデータの平
滑化いわゆるスムージング（ｓｍｏｏｔｈｉｒｉｇ　）
を行った位置を利用する。これは、旋回中における急激
な目標データの変化を出来るだけ精度良く予測するため
であって、予測データと実際に取得した目標データ間を
過去の予測値の分散程度等に応じた重み付けに対応して
分割内挿した点を平滑化航跡予測位置とし、これに関す
る航跡予測位置データを平滑化旋回予測データ８０１と
して予測データバッファ２に出力する。

こうして得られる平滑化航跡予測位置を少なくとも１個
含み、最大３個の平滑化航跡予測位置を通る円周上に次
の平滑化予測位置が旋回加速度にもとづき設定される。

第２図に実線で示す円弧Ｌ１．Ｌ、等はこのような平滑
化予測位置を過る円周の一部であり、Ｑｚ、Ｑｓ　、−
−−Ｑ−等はこのような円周上に予測される平滑化予測
点である。なお、前述の如く、初度航跡予測位置Ｑ１の
みは、目標位置ｑｌ　ｒ　ｑｔ＋　ｑｓを過る円周上に
設定される。従って、前述した旋回加速度も、旋回初期
段階を除き、かかる平滑化航跡予測位置間の移動速度の
変化を対象として決定され、平滑化旋回予測データ８０
１に含んで出力さ扛る。なお、第２図では、平滑化予測
データＱ２に対する実際の目標データにデータ欠落が発
生した場合を例とし、従って航跡予測位置Ｑ３はＱｚを
過る円周上に突出して設定され、この状態で本旋回追尾
が可能であることを示している。

一方、旋回判定部６で直線飛行と判定された直線判定デ
ータ６０２は、直線予測部７に供給され、直線追尾にお
ける次回の航跡予測位置を示す直線予測データ７０１を
得てこれを予測データバッファ３に供給する。

予測データバッファ３は、旋回追尾における次回航跡予
測位置を設定するのに必要な旋回加速度を含む平滑化旋
回予測データ３０２を旋回予測部８と有線予測部７に供
給する。直線予測部７には直線判定データとともに平滑
化旋回予測データ３０１が提供されるが、これは航跡追
尾が直線追尾であれ旋回追尾であれ、追尾の連続性の保
持が目的上不可欠の条件であや、旋回追尾から直線追尾
に戻る場合の即応確保等を勘案したものである。

データ制御部ＩＯは、レーダ装置ｌから方位情報を受け
つつ各部の処理タイミングを制御する。

こうして、旋回予測を含む追尾予測ができる。

なお、本実施例では、旋回予測において得られる予測デ
ータに対しては、平滑化処理を施して利用しているが、
これは運用目的等を勘案して任意に適用しうるものであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、直線予測に加え、目標の
旋回に合致する旋回加速度を算出して旋回予測を行なう
ことによシ、目標データが欠落した場合でも旋回を含む
継続追尾が可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図の実施例における旋回追尾を含む追尾内容
の説明図、第３図は従来の追尾処理装置の追尾内容を示
す説明図である。 １・・・・・・レーダー装置、２・・・・・・目標デー
タバッファ、３・・・・・・予測データバッファ、４゛
°゛″°°位置相関部、５・・・・−・近似直線算出部
、６・・・・・・旋回判定部、７・・・・・・直線予測
部、８・・・・・・旋回予測部、９・・・・・・初度捕
捉部、１ｏ・・・・・・データ制御部。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 飛行中の航空機を目標とするレーダ装置で取得した過去
   の位置データにもとづいて次回の航空機位置を予測しつ
   つ追尾処理する追尾処理装置において、追尾航空機の航
   跡と対象航空機の運動性能にもとづく直線飛行許容偏差
   を保持して位置相関性を保持する過去ｎ個の位置データ
   を対象として最小２乗法を適用しその近似直線を求めた
   うえ、前記近似直線に対する次回位置データの距離差が
   前記直線飛行許容偏差を超えるか否かによって追尾航空
   機が旋回飛行に移行したか否かを判定する旋回判定手段
   と、 前記旋回判定手段によって直線飛行状態にあると判定し
   た追尾航空機に対しては、少なくとも直前の２つの位置
   データにもとづいて次回位置データの直線予測を行い追
   尾航空機の次回位置を予測する直線予測手段と、 前記旋回判定手段によって旋回飛行状態にあると判定し
   た追尾航空機に対しては、直前の３個の位置データ間の
   追尾航空機の旋回に合致する旋回加速度を求めて次回の
   旋回位置データを予測する旋回予測手段と、 を備えて成ることを特徴とする追尾処理装置。