JPH07218611A - 移動体のトラッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 状態量として方位と距離のみを検出し、その
検出データをフィルタリング処理したフィルタ出力情報
からリアルタイムに目標の運動モデルを推定することが
でき、オペレータが移動体の状態判定に必要な誤差情報
も含む表示情報から必要な情報を任意に選択することが
可能で、オペレータの経験的判断も考慮に入れてトラッ
キングすることができるようにする。 【構成】 移動体１のトラッキング装置を、複数のセン
サ２０からなるセンサ群２からの受信信号を運動モデル
の異なった複数のフィルタ４０でフィルタリング処理を
するフィルタ処理装置４と、その情報に基づき移動体１
の運動モデルを判別する目標推定処理装置５と、出力装
置８に表示する情報を制御、作成する入出力処理装置６
と、オペレータが条件等を設定する入力装置７とから構
成し、目標推定処理装置５は、運動モデルを判定する基
準として、推定誤差共分散の変化率で判定する方式を採
用し、さらに、入出力処理装置５で出力条件を任意にオ
ペレータが設定し、移動体１の運動状況を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体のトラッキング
装置に関し、特に観測側で移動体の運動モデルが不明で
ある場合において、センサからの情報を用いて移動体モ
デルをリアルタイムに判定し、また、判定された移動体
の情報をオペレータに知らせる移動体トラッキング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のセンサを用いて移動体トラッキン
グを行うマルチセンサトラッキングでは、目標の相関処
理を行い、その結果をＣＲＴやヘッドアップディスプレ
イ等に表示する装置が広く用いられている。その中でも
位置決定に関する装置についても種々提案がなされてい
る。例えば特開平１−２７４０１１号公報に開示された
「位置決定装置」では、１次元アレイセンサのスキャン
タイムを移動体の速度に応じて変化させ、移動体に対す
る角度によって位置を算出するようになっている。

【０００３】また、特開昭６２−１２８８３号公報に開
示された「目標追尾表示装置」では、移動体から発生す
る音波、電波等の方位情報を用いて最尤推定処理を行
い、目標の位置を算出するようになっている。なお、こ
の技術は、センサから移動体に対して信号を一切送信し
ないパッシブセンサを使用し、パッシブセンサの探知能
力を演算する探知予察装置を設けることにより、時々刻
々と変化する目標の存在域を時系列表示し、目標の運動
状況を表示するようなシステムになっている。

【０００４】また、特開昭６１−１８４４７７号公報お
よび特開昭６１−１９５３８１号公報には「目標トラッ
キングフィルタ」がそれぞれ開示されている。前者で
は、目標位置観測値から目標の位置、速度、加速度およ
び推定時誤差をそれぞれ独自に算出する状態推定手段を
並列に配置し、この状態推定手段によって算出される推
定時誤差を比較して、推定誤差が最小となる状態推定手
段による目標の位置、速度および加速度を選択する技術
が開示され、後者では、同様の状態量推定手段によって
推定された推定値を最小二乗法に当てはめ、誤差の二乗
の和が最小になるような推定値を出力する状態推定手段
の出力値を選択する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平１−
２７４０１１号公報開示のものは、自己の３次元の位置
を角度によって算出するもので、１次元アレイセンサを
使用し、この１次元アレイセンサのスキャンタイムを変
化させて進行方向の検出誤差をなくすように構成されて
いるが、目的物を検出した１次元アレイセンサの座標を
基準に算出するようになっており、センサからの複数の
情報（例えば距離情報）等が入力された場合について
は、何も配慮されていない。

【０００６】特開昭６２−１２８８３号公報開示のもの
は、パッシブセンサを使用して位置検出を行っており、
検出した位置を表示する際、誤差変動も表示するが、そ
の誤差変動の表示において、パッシブ情報の表示につい
てのみしか触れられておらず、アクティブセンサのよう
に異種センサが複合された場合については、何も配慮さ
れていない。また、同公報には、移動体の推定誤差を算
出するシステムは開示されているが、センサから移動体
の情報が得られる毎に時系列的に誤差が変化しているの
に対して、どのように推定位置および推定速度の誤差の
範囲をＣＲＴ等の出力装置に表示し、さらに誤差の変動
過程をオペレータに知らせるかについては特に配慮され
てはいない。

【０００７】特開昭６１−１８４４７７および特開昭６
１−１９５３８１号公報には、センサとしてトラッキン
グレーダが、また、フィルタに入力される状態量として
位置、速度および加速度が開示されており、他のセン
サ、例えば方位、距離、あるいは方位と距離を総合した
ものを検出するセンサについての配慮はなく、また、フ
ィルタに入力される状態量として加速度を必要とせず、
位置および速度だけで処理ですることについての配慮も
ない。

【０００８】また、一般に、移動体の判定結果があいま
いな場合、最終的にオペレータがセンサから得られた大
量の情報を見ながら、迅速に判断しなければならない。
しかし、オペレータが移動体の状態を判断するために必
要な情報を任意に呼び出し、誤差も含め、その情報を考
慮に入れた上でオペレータが判断し、その判断結果に基
づいた推測情報を表示することについては、前記従来例
の何れにも開示されておらず、この点についての配慮も
ない。

【０００９】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、状態量として方位と
距離のみを検出し、その検出データをフィルタリング処
理したフィルタ出力情報からリアルタイムに目標の運動
モデルを推定することができる移動体のトラッキング装
置を提供することにある。さらに、他の目的は、オペレ
ータが移動体の状態判定に必要な誤差情報も含む表示情
報から必要な情報を任意に選択でき、オペレータの経験
的判断も考慮に入れてトラッキングすることが可能な移
動体のトラッキング装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、検出手段と、情報処理手段と、出力手段とを備
えた移動体のトラッキング装置において、検出手段は、
１つあるいは複数のセンサから構成され、各センサによ
り移動体の時々刻々の運動を観測して得たセンサデータ
を出力するものであり、情報処理手段は、センサデータ
が与えられた時刻ごとに、複数の相異なる運動モデルを
用いたフィルタによりセンサデータに対してフィルタリ
ング処理をおこない、フィルタリング処理結果から移動
体の運動モデルの判別処理を行って最も適合する一つの
運動モデルを選択し、選択された運動モデルに対応する
フィルタの処理結果から移動体の位置と速度とを推定
し、推定された位置と速度とを次の時刻のフィルタリン
グ処理の初期推定値として使用し、かつ、推定された位
置と速度とを出力装置に出力するものであり、出力装置
は推定された位置と速度とを表示するものである。ま
た、これに加えて入力手段を備えてもよく、この場合、
入力手段は出力装置に表示された情報に基づきオペレー
タが移動体の状態を判断し、所定の事項を選択できるも
ので、オペレータが判断する必要がある場合に使用され
る。

【００１１】

【作用】前記手段では、検出手段の各センサが移動体の
観測方位データと、観測距離データを情報処理手段に出
力する。情報処理手段では、フィルタにかける前処理と
してセンサの種類を示す番号と、センサの入力パラメー
タに対応したデータを付加し、複数の相違なる運動モデ
ルを用いたフィルタでフィルタリング処理を行い、目標
の推定位置、推定速度および推定誤差の共分散等を算出
し、さらに推定誤差の共分散の変動過程を移動体の運動
モデルの判別の基準として使用し、判別されたフィルタ
の推定位置および推定速度を次の時刻のフィルタリング
処理の初期推定値として、全てのフィルタにフィードバ
ックし、さらにこれらの位置と速度と推定誤差の共分散
の値と判別された運動モデルの名称や判別された運動モ
デルを用いた予測位置等の情報を出力手段を用いて画面
等に表示させる。さらに入力手段で別の運動モデルを選
択した場合には、指定された推定結果が出力装置に表示
される。これによって、運動モデルの異なるフィルタを
複数用意することにより移動体が複雑な非線形の運動モ
デルであっても充分に対応できる。

【００１２】また、センサがパッシブデータおよびアク
ティブデータを含む異種複数センサであってもフィルタ
にかける前処理を行うことによってパッシブ情報もアク
ティブ情報も同一のフィルタで処理でき、より高精度な
トラッキングを行うことが可能となる。さらに、共分散
誤差の値を、フィルタから出力される毎にリアルタイム
に表示することにより、誤差の変動過程をオペレータに
表示することが可能となる。加えて、表示画面に運動モ
デル識別名称とそれに対応した共分散誤差の値を表示
し、さらに入力装置を付加することにより、移動体の判
定結果があいまいな場合にもオペレータが表示画面上に
表示された共分散誤差の値を見ながら、移動体の運動判
定し、判定された運動モデルに基づいた推定情報を表示
装置に出力することが可能となる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図２は、本発明を適用した移動体の
トラッキング装置（以下、「トラッキングシステム」と
称する。）の概略構成を示す図である。本システムは、
空間を移動する移動体１に対して複数のセンサ２で移動
体と観測地点のなす方位や距離等の情報を受信し、なお
かつ、観測側において移動体の運動モデルが不明である
移動体１に対してセンサデータを情報処理装置９で処理
することによって、移動体１の位置や速度等を推定する
のものである。

【００１４】符号１は移動体であり、この移動体１は、
目標点１００に向かって直進したり、移動している目標
点１００の位置、速度を常に予測して、その予測値に基
づき移動している目標点１００を追い掛けたりしながら
自己の進む方向を規定するための運動モデルに従いなが
ら運動している。なお、観測側には移動体の運動モデル
は不明である。

【００１５】符号２は、複数のセンサ２０からなる検出
手段としてのセンサ群である。該各センサ２０からの出
力情報は、該センサ２０で観測した移動体１までの距離
や方位等である。符号９は、情報処理手段としての情報
処理装置である。この情報処理装置９は、前記センサ群
２から出力されるデータを処理し、移動体１の位置、速
度等を推定する処理を行なう。符号７は入力手段として
の入力装置、符号８は出力手段としての出力装置であ
り、出力装置８は、移動体トラッキングシステムを利用
するオペレータ１０が入力装置７により入力した条件に
従い、情報処理装置９の出力である移動体１の状態等を
表示する。これによってオペレータは１０は、表示され
た出力情報から移動体１の状況を把握することが可能に
なる。これが対象となるトラッキングシステムの概略構
成である。

【００１６】次に、トラッキングシステムを個々のブロ
ックに分けて説明する。まず、該情報処理装置９の詳細
について図１のブロック図を用いて説明する。センサ群
２は、複数のセンサ２０−１〜２０−ｎ（なお、センサ
は総括的には前記のように符号２０で示す。）を用い
て、運動モデル不明の移動体１の距離、方位等の情報を
受信し、個々のセンサ２０がセンサの特性に対応した検
出データをセンサデータ処理装置３に出力する。

【００１７】センサデータ処理装置３では、複数のセン
サ２０から出力されるデータに対して、 １．どのセンサ２０から出力されたかというセンサ番号
付与する。

【００１８】２．１つのセンサ２０で複数の移動体に関
するデータを入力した場合、移動体１に対応した番号を
付与する。

【００１９】３．各々のデータに対して、受信された受
信時刻等を付与する。

【００２０】４．また、予め基準値を設定しておき、そ
の基準値の範囲に収まらないデータは、誤情報として自
動的に削除する。

【００２１】などの機能を有する。なお、この実施例で
は、センサ２０はセンサ群２として複数個使用されてい
るが、センサ２０が１個、すなわち単一のセンサ構成に
なった場合も図１に示す構成でトラッキングすることも
可能である。したがって、検出手段は単一のセンサ２０
のみによっても構成できる。

【００２２】これら一連の処理が終了したらフィルタ処
理装置４にセンサデータ処理装置３が誤情報等を削除し
た受信距離や受信方位等のデータを出力する。フィルタ
処理装置４は、複数のフィルタ４０−１〜４０−ｍで構
成され、各々のフィルタ４０（以下、フィルタは総括的
には符号４０で示す。）は、移動体１の運動モデルを予
め仮定し、その運動モデルを用いてセンサデータから移
動体１の位置および速度を推定するためのもので、例え
ば移動体１が目標点１００に向かって直進している、あ
るいは移動している目標点１００の位置、速度を常に予
測して、その予測値を追い掛けながら自己の進む方向を
決定していると仮定したようなフィルタが挙げられる。

【００２３】ここでは、センサデータ処理装置３からの
データに対して、全てのフィルタ４０を用いてフィルタ
リング処理を行う。また、各々のフィルタ４０から出力
されるデータは、現時刻における推定位置や推定速度等
であり、なおかつフィルタ４０がカルマンフィルタのよ
うにデータが入力される毎に誤差の共分散をも推定する
ことが可能なフィルタの場合は、推定誤差共分散の大き
さを示す対角項成分も出力する。この場合には、後述の
目標推定処理装置５で、誤差共分散行列の対角成分を解
析することにより、移動体１の観測距離の分散や観測方
位の分散を知ることが可能である。また、各フィルタ４
０における初期推定位置や初期推定速度等は、後述のよ
うに目標推定処理装置５から与えられる。

【００２４】各フィルタ４０は初期推定位置や処理推定
加速度等の初期推定値をもとに、センサデータ処理装置
３から距離および方位等のデータが出力される毎にフィ
ルタリング処理を行ない、移動体１の位置および速度の
推定値を更新する。このフィルタ処理装置４内で算出さ
れた移動体１の位置および速度の推定結果は、目標推定
処理装置５に逐次出力する。

【００２５】目標推定処理装置５は、第１のＣＰＵ（以
下、「ＣＰＵ（１）」のように表す。）５１と状態演算
処理器５３と状態処理データテーブル５２で構成され
る。ＣＰＵ（１）５１では、目標推定処理装置５内で流
れるデータの入出力の管理を行い、なおかつデータの送
受信タイミング等を制御する。次に、状態処理データテ
ーブル５２では、前記フィルタ処理装置４から出力され
たデータを各フィルタ４０毎に分類して、テーブル上に
記憶する。ここで、状態処理データテーブル５２（以
下、状態データテーブルは総括的には符号５２で示
す。）の形式を図３に示し、データテーブル５２の詳細
を図３を参照して説明する。

【００２６】状態処理データテーブル５２０−ｋは、フ
ィルタ処理装置４内にあるフィルタ４０−ｋに対応する
情報を記憶する。但し、ｋ＝１〜ｍ、ｍはフィルタの数
である（以下、同様）。状態処理データテーブル５２０
−ｋは、運動モデル識別名称５４−ｋ、受信時刻５３１
−ｋ、推定位置５３２−ｋ、推定速度５３３−ｋ、予測
位置５３４−ｋ、共分散行列５３５−ｋ、推定位置誤差
５３６−ｋ、推定速度誤差５３７−ｋ、推定速度ベクト
ル５３８−ｋおよび共分散誤差５３９−ｋの各項目で構
成される。ここで、フィルタ４０から算出されるデ−タ
は、受信時刻５３１−ｋ、推定位置５３２−ｋ、推定速
度５３３−ｋ、予測位置５３４−ｋであり、さらに推定
誤差共分散行列まで出力するフィルタ４０−ｋにおいて
は、推定誤差共分散行列の対角成分の値５３５−ｋをデ
ータテーブル５２０−ｋ上に記憶する。予測位置５３４
−ｋは、該フィルタ４０−ｋで予測した所定の未来まで
の移動体の位置の時系列データである。その他の項目に
ついては状態演算処理器５３内で算出する。

【００２７】引き続き状態処理器５３内で行われる算出
方式について詳細に説明する。まず、誤差の共分散まで
推定するフィルタの場合、各フィルタ４０−ｋに対し
て、共分散行列の対角項成分５３５−ｋを呼び出して、
対角項成分より、推定位置および推定速度の共分散誤差
５３９−ｋを算出し、状態処理データテーブル５２０−
ｋ上の推定位置誤差５３６−ｋおよび推定速度誤差５３
７−ｋの項目に書き込む。

【００２８】次に、これらのデータを用いて移動体１の
運動モデルを判定する方式について説明する。移動体１
の位置および速度等を推定するフィルタはカルマンフィ
ルタのように推定誤差の共分散行列５３５−ｋを出力す
るフィルタであり、判定に際しては、この誤差の共分散
行列５３５−ｋの変化率を移動体１の運動モデルの判別
基準とする。この方式は、具体的には次のようにして実
行される。まず、移動体１の状態を示す状態ベクトルを
次式とする。

【００２９】

【数１】

【００３０】この状態ベクトルに基づき、移動体１の状
態を推定する。また、共分散行列５３５−ｋは次式のよ
うにして算出される。

【００３１】

【数２】

【００３２】ここで、状態処理データテーブル５２上に
ある共分散行列の対角成分５３５の値から共分散誤差Ｐ
error ５３９を次式に従って状態演算処理器５３によっ
て算出する。

【００３３】

【数３】

【００３４】ここで算出した値は、センサ２０が移動体
１とセンサ設置点までの距離、および移動体１とセンサ
設置点とのなす角度を計測することが可能な場合の推定
位置誤差５３６を表している。また、センサ２０が移動
体１とセンサ設置点とのなす角を計測することが可能な
場合の推定位置誤差５３６は、次式に従って算出する。

【００３５】

【数４】

【００３６】次に移動体１の運動モデルの判別方法につ
いて説明する。運動モデルの判別方法は、大きく分けて
２通りの方法が挙げられる。第１の方法は、前記状態演
算処理器５３内で複数種類のフィルタ４０から出力され
る現時点におけるＰerror の値を比較する方法である。
この方法では、各フィルタ４０から出力されるＰerror
の値の内で最小となるフィルタ４０を用いている運動モ
デルを移動体１の運動モデルと判定し、状態処理データ
テーブル５２にあるフィルタ推定位置および推定速度等
のデータを再度呼出し、入出力処理装置６に出力すると
ともに、次の時点のフィルタ処理の初期推定値として利
用するためフィルタ処理装置４の各フィルタ４０に出力
するようになっている。

【００３７】第２の方法は、１回の観測だけでなく複数
回の観測を行って、移動体１の運動モデルを判定する方
法である。この方法は、Ｐerror の移動平均の値を移動
体１の運動モデルの判定基準とするもので、具体的に
は、各フィルタ４０に対して状態処理データテーブル５
２上に蓄えられた共分散誤差３５９の項目をｎ回の連続
する観測データについて状態演算処理器５３に呼出し、
移動平均値を算出し、この移動平均値の値が最小となる
フィルタ４０を用いている運動モデルを正しい運動モデ
ルと判定し、状態処理テーブル５２にある推定位置５３
２および推定速度５３３等のデータを再度呼出して入出
力装置６に出力するとともに、次の時点のフィルタ処理
の初期推定値として利用するためフィルタ処理装置４の
各フィルタ４０に出力する。

【００３８】さらに、推定処理の手順を図４のフローチ
ャートを用いて説明する。この手順では、処理７０でト
ラッキングの終了判定を行ない、トラッキングが終了す
るまで処理７０から処理７７までの各処理を実行する。
処理７１では、センサ２０からデータが情報処理装置９
に入力された時刻毎に処理７２から処理７７までの処理
を繰り返し行う。さらに入力されたデータを複数の運動
モデルに対応した全てのフィルタ４０でフィルタリング
処理を行う（処理７２、処理７３）。処理７４では、処
理７３で出力されたデータを状態処理データテーブル５
２に蓄え、各フィルタ４０から出力された推定位置５３
２、推定速度５３３、共分散行列の対角項成分５３５及
び状態演算処理器５３で算出された共分散誤差５３９を
状態処理データテーブル５２に蓄える。処理７５では、
状態処理データテーブル５２上に蓄えられた共分散誤差
５３９の値を移動体１の運動モデルの判別するため、全
てのフィルタ４０からの共分散誤差５３９−ｋを相互に
比較して、共分散誤差５３９−ｋの値が最小となるフィ
ルタ４０を正しい運動モデルと判別する。したがって、
運動モデルが観測側で不明であっても正しい運動モデル
を簡単に選定できる。処理７６では、処理７５で判別さ
れたフィルタ４０−ｋの受信時刻５３１−ｋ、推定位置
５３２−ｋ等を次に推定する時刻のフィルタ４０の初期
推定値として、全てのフィルタ４０にフィードバックす
る。処理７７では、該処理７５で判定された運動モデル
のフィルタリング結果を出力処理装置８に出力する。

【００３９】次に、目標推定処理装置５で算出された結
果を表示するための処理を行なう入出力処理装置６につ
いて説明する。図１に示すように、該入出力処理装置６
は、制御用の第２のＣＰＵ（以下、「ＣＰＵ（２）」の
ように表す。）６１、誤差範囲処理器６２、出力条件設
定器６３、座標変換器６４および出力データテーブル６
５から構成されている。

【００４０】入出力装置６では、まず出力装置８上に表
示するデータを目標推定処理装置５内の状態処理データ
テーブル５２から出力データテーブル６５に読み込む。
ここでのデータの引渡しは、直接データの値を呼び出す
のではなく、データのアドレスをＣＰＵ（２）６１で制
御しながら受渡す。このため、状態処理データテーブル
５２の各項目、運動モデル識別名称５４、受信時刻５３
１、推定位置５３２、推定速度５３３、推定位置誤差５
３６、推定速度誤差５３７、共分散行列５３５、速度ベ
クトル５３８、共分散誤差５３９および予測位置５３
４、並びに図５に示す出力データテーブル６５の運動モ
デル識別名称６６、受信時刻６５１、推定位置６５２、
推定速度６５３、推定位置誤差６５４、推定速度誤差６
５５、共分散行列６５６、速度ベクトル６５７、共分散
誤差６５８および予測位置６５９の項目は、メモリ内の
同一場所に蓄えておくと良い。

【００４１】次に、オペレータ１０がキーボードやマウ
ス等の入力装置７を用いて出力条件を設定し、設定され
た表示条件を出力条件設定器６３に入力し、この設定条
件に基づき出力データテーブル６５からＣＰＵ（２）６
１を介して呼び出して、座標変換装置６４内で出力装置
８に適した形に変換し、出力装置８に表示する。また、
出力条件で誤差範囲を選択した場合には、位置誤差６５
４および速度誤差６５５の範囲を誤差範囲処理器６２で
計算させる。

【００４２】前記入出力処理装置６の処理手順の詳細を
図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは、既
に目標推定処理装置５内にある状態処理データテーブル
５２の内容である移動体のトラッキング結果と、運動モ
デル判定結果とがリアルタイムに状態出力データテーブ
ル６５に書き込まれている。ｋ番目のフィルタについて
該テーブル６５０−ｋは、モデルの識別名称であるフィ
ルタ番号６６−ｋ、受信時刻６５１−ｋ、推定位置６５
２−ｋ、推定速度６５３−ｋ、推定位置誤差６５４−
ｋ、推定速度誤差６５５−ｋ、共分散行列６５６−ｋ、
推定速度ベクトル６５７−ｋ、共分散誤差６５８−ｋ、
予測位置６５９−ｋおよび運動モデル判定結果６５０−
ｋの各項目で構成される。運動モデル判定結果６５０−
ｋは判定された１つの運動モデルに対して「１」が、そ
の他のモデルに対して「０」が設定されている。

【００４３】この処置手順では、まず、設定画面の一例
である図６に示すように、出力装置８上に表示項目設定
画面８１が表示され、移動体１の解析結果の中でオペレ
ータ１０がどの情報を出力するかを出力項目選択エリア
８１１の中から選択し、選択された情報をどのタイミン
グで出力するのかを出力タイミング設定エリア８１３の
中から設定する。ここでのタイミングとは、移動体１の
誤差の変動状態を基準にした場合を例に挙げて説明する
と以下のようになる。

【００４４】位置誤差（Ｐ＿err ）および速度誤差（Ｖ
＿err ）がａ＜Ｐ＿err ＜ｂまたはｃ＜Ｖ＿err ＜ｄと
いう範囲になった場合に、表示装置上に誤差範囲を表示
するようにセットアップする手順は、 １．出力項目８１１の中から推定速度と推定位置の項目
の所をオペレータ１０がマウス等の機器を用いて選択す
る。

【００４５】２．次に、タイミング項目８１３の中から
必要時の項目選択する。なお、ここで常時の項目を選択
した場合には、常時画面上に情報を表示し続ける。

【００４６】３．タイミングの基準として、位置誤差
（Ｐ＿err ）がａからｂの範囲になった場合に画面上に
出力するために、キーボード等の機器を用いてａ，ｂの
値を入力する。同様にしてｃ，ｄの値も入力する。

【００４７】４．１から３までの手順を繰返し行い、オ
ペレータ１０がカスタマイズする。というもので、これ
によって、オペレータ１０に解析精度が向上したことを
示したり（誤差の表示については後で説明する。）、移
動体１の運動モデルが変化した場合にガイダンス表示を
行うことも可能となる。また、判定運動モデルの項目を
選択した場合には、目標推定処理装置５で判定された運
動モデルの中から推定ポイント順位すなわち共分散誤差
Ｐerror の小さいものから順に上位いくつ出力するかを
ランク表示数設定エリア８１２の中から選択する。

【００４８】このように、オペレータ１０は、移動体１
の解析結果の中から任意に出力項目と出力タイミングを
選択し、全ての条件設定の操作が完了した場合は、操作
完了シンボル８１４を指定する。操作完了シンボル８１
４が指定されたら、出力オプション情報として全てのデ
ータを出力条件設定器６３に出力する。該出力条件設定
器６３では、入力された出力オプション情報で選択され
た項目の情報を出力データテーブル６５上からＣＰＵ
（２）６１を介して、座標変換器６４に移動体情報を出
力する。さらに、この移動体情報に位置誤差と速度誤差
が含まれている場合は、誤差範囲がどのような分布をし
ているかを誤差範囲処理器６２で算出する。その算出方
式は推定誤差共分散の値より速度ベクトルの方向をｙ
軸、直行する座標をｘ軸とした場合、式５のような楕円
になる。

【００４９】

【数５】

【００５０】式５で算出したものは、推定位置の共分散
の範囲を示し、同様な手順により速度の共分散の範囲を
算出する。また、前記の誤差範囲処理器６２で行われた
結果を座標変換器６４に出力する。

【００５１】次に、座標変換器６４では、出力装置の形
式に合わせて表示する前処理を行う。例えば、出力装置
８をＣＲＴにした場合、移動体情報（推定位置、推定速
度等）をどのような形状、色、線種で出力するかを予め
設定された情報に基づき座標変換器６４でどの位置にど
のような色で出力するかの処理を行う。また、推定位置
の形状、色等の設定を処理実行中にオペレータが入力装
置７を用いて設定し直すことも可能である。ここで出力
画面の一例を図７に示す。図の出力画面は大きく分類す
ると、算出結果をグラフ等で表示するグラフィックエリ
ア９１とキャラクタエリア８２とからなり、キャラクタ
エリア８２には、移動体１の推定位置８２１、推定速度
８２２、運動モデル８２３、情報やモデルの判定ポイン
ト８２４および項目設定画面に切り替えるスイッチ８２
５が表示される。

【００５２】グラフィックエリア９１には、該出力デー
タテーブル６５の運動モデル判定結果６５０−ｋの値が
「１」であるフィルタ４０を用いた移動体の航路９１
１、推定位置９１２、推定位置誤差９１３、速度ベクト
ル９１４、推定速度誤差９１５および予測航路９１６が
表されている。ここで、予測航路９１６は判定されたフ
ィルタについて予測位置６５９を点列として表示されて
いる。

【００５３】キャラクタエリア８２においては、移動体
１の推定位置８２１が緯度および経度で表示され、推定
速度８２２が表示される。また、現在表示している運動
モデル識別名称６６が運動モデル８２３で表示され、さ
らに、共分散誤差の値Ｐerror ８２４も表示されてい
る。また表示状態を切り換えるスイッチ８２５によっ
て、表示状態を図７のような画面で表示したり、図６の
表示項目設定画面８１に切り替えたりすることも可能で
ある。ここで共分散誤差Ｐerror ８２４の表示では、ポ
イントの高い、すなわち該共分散誤差Ｐerror ８２４の
小さい順に運動モデルの識別名称６６−１を数種類表示
して、オペレータ１０が入力装置を用いて任意に切り替
えることができる。切り替えられた時には、ＣＰＵ
（２）６１を介して出力データテーブル６５から指定さ
れた運動モデルの情報や各フィルタ４０の予測航路を表
示し、判定結果６５０−ｋの値を「１」にし、他のフィ
ルタ４０から出力された判定結果６５０−ｋの値を
「０」に書き替える。この場合さらに、ＣＰＵ（２）６
１を介してＣＰＵ（１）５１に前記指定された運動モデ
ル識別名称６６を送信し、ＣＰＵ（１）５１で、前述の
判別方法によって決定された運動モデルの代わりに該指
定された運動モデルを判定された運動モデルとして、該
運動モデルによる推定位置および推定速度を以降の時点
の推定処理の初期値としてフィルタ処理装置４に送るよ
うにしてもよい。

【００５４】さらに判断処理の処理手順を図８のフロー
チャートを用いて詳細に説明する。処理７０はトラッキ
ングの終了判定を行うボックスであり、トラッキングが
終了するまで処理７１から処理７９までを行う。処理７
１は各センサ２０−ｎで距離、方位等の情報が得られる
毎に処理７２から処理７８までを繰り返し行う。処理７
２は、複数種類のフィルタ４０−ｍで各センサ２０−ｎ
からの出力された距離および方位等の情報を入力し、フ
ィルタリング処理（処理７３）を全てのフィルタ４０−
ｋについて実行する。処理７４では、全てのフィルタ４
０−ｋより出力される推定位置（５３２、６５２）や推
定速度（５３３、６５３）等のフィルタリング結果を状
態処理データテーブル５２および出力データテーブル６
５に記憶する。さらに推定位置（５３２、６５２）、推
定速度（５３３、６５３）、共分散行列の対角項成分
（５３５、６５６）等から状態演算処理器５３で共分散
誤差（５３９、６５８）等を算出し、前記状態処理デー
タテーブル５２および出力データテーブル６５に蓄え
る。

【００５５】処理７８では、処理７３で算出された共分
散誤差Ｐerror の値６５８−ｋを出力処理データテーブ
ル６５から取り出して出力装置８に表示する。処理７９
では、オペレータ１０が出力装置８に表示された運動モ
デルの中から任意の運動モデルの番号を入力装置７を用
いて入力する処理を行い、さらに出力データテーブル６
５内の判定結果６５０−ｋの値を選択された運動モデル
には「１」、その他の運動モデルには「０」として書き
込む。処理７６は、処理７９で選択された推定位置６５
２−ｋおよび推定速度６５３−ｋの値を次の時刻のフィ
ルタリング処理（処理７３）の初期推定値としてフィー
ドバックする。処理７７では、処理７９で選択された推
定値を誤差範囲処理器６２、位置誤差６５２−ｋおよび
推定速度６５３−ｋより、位置および速度の誤差範囲を
算出し、推定位置６５２−ｋ、推定速度６５３−ｋ、速
度ベクトル６５７−ｋ、共分散誤差６５８−ｋおよび予
測位置６５９−ｋを出力装置８のフォーマットに適した
値に変換し、出力装置上に表示する処理を行う。さらに
出力する情報については、出力条件設定器６３から出力
されたフォーマットに従ってオペレータ１０が任意に選
択することも可能である。

【００５６】このように本実施例によれば、移動体運動
モデルの判別方式を移動体のトラッキングシステムに適
用することにより、観測側には移動体の運動モデルが不
明な場合にも運動モデルをリアルタイムに判別すること
が可能になる。また、出力画面上に情報位置や速度の情
報の他に推定運動モデルの適合度（共分散誤差の値）を
表示するので、オペレータが任意に運動モデルを選択す
ることが可能になる。また、移動体の運動モデル推定処
理に自由度を増大させることが可能になったこと、及び
位置誤差範囲を表示することにより、誤差特性がオペレ
ータにビジュアル的に表示することが可能となり操作性
の高いトラッキングシステムとすることができる。

【００５７】

【発明の効果】これまでの説明で明かなように、本発明
は、前述のように構成されているので、状態量として方
位と距離のみを検出し、その検出データをフィルタリン
グ処理したフィルタ出力情報からリアルタイムに目標の
運動モデルを推定することができる。また、オペレータ
が移動体の状態判定に必要な誤差情報を含む表示情報か
ら必要な情報を任意に選択でき、オペレータの経験的判
断も考慮に入れてトラッキングすることが可能な移動体
のトラッキング装置を提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る移動体のトラッキング装
置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る移動体のトラッキング装置の概略
構成を示すシステム構成図である。

【図３】実施例に係るトラッキング装置における目標推
定処理装置内のデータテーブルの構成を示す図である。

【図４】実施例に係る目標推定処理処理装置とフィルタ
処理装置における推定処理の手順を示すフローチャート
である。

【図５】実施例に係る移動体のトラッキング装置におけ
る入出力処理装置内のデータフローを示す説明図であ
る。

【図６】実施例に係る移動体のトラッキング装置におけ
る出力条件を設定するために表示される画面の一例を示
す図である。

【図７】実施例に係る移動体のトラッキング装置におけ
る状態判定結果を表示する画面の一例を示す図である。

【図８】実施例に係る移動体のトラッキング装置におけ
るオペレータが判定をした場合の判別処理手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 移動体 ２ センサ群 ３ センサデータ処理装置 ４ フィルタ処理装置 ５ 目標推定処理装置 ６ 入出力処理装置 ７ 入力装置 ８ 出力装置 ９ 情報処理装置 １０ オペレータ ２０ センサ ４０ フィルタ ５１ ＣＰＵ（１） ５２ 状態処理データテーブル ５３ 状態演算処理器 ５４ 運動モデルの識別名称 ６１ ＣＰＵ（２） ６２ 誤差範囲処理器 ６３ 出力条件設定器 ６４ 座標変換器 ６５ 出力データテーブル ６６ 運動モデルの識別名称 ８１ 表示項目設定画面 ８２ キャラクタエリア ９１ グラフィックエリア １００ 目標点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 廣 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 ▲吉▼田 正治 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の推定位置および推定速度を算出
   し、移動体の状態推定を行う移動体のトラッキング装置
   において、 推定対象となる移動体の時々刻々の運動を観測して移動
   体の方位と距離を検出し、検出データとして出力する検
   出手段と、 この検出手段によって検出された検出データが入力され
   る時刻に、該検出データに対して複数の相異なる運動モ
   デルを用いたフィルタよりフィルタリング処理を行い、
   フィルタリング処理した結果から移動体の運動モデルの
   判別処理を行い、この判別処理によって最も適合する一
   つの運動モデルを選択し、この選択された運動モデルに
   対応するフィルタの処理結果から移動体の位置および速
   度を推定し、この推定された位置および速度を次の時刻
   のフィルタリング処理の初期推定値として使用するとと
   もに、推定された位置および速度を出力する情報処理手
   段と、 この情報処理手段から出力される前記推定された位置お
   よび速度を表示する出力手段と、を備えていることを特
   徴とする移動体のトラッキング装置。
2. 【請求項２】 前記情報処理手段は、前記推定された位
   置および速度に加え、前記選択された運動モデルの識別
   名称を出力し、前記出力手段は、前記推定された位置お
   よび速度に加え、前記選択された運動モデルの識別名称
   を表示することを特徴と請求項１記載の移動体のトラッ
   キング装置。
3. 【請求項３】 移動体の推定位置および推定速度を算出
   し、移動体の状態推定を行う移動体のトラッキング装置
   において、 推定対象となる移動体の時々刻々の運動を観測して移動
   体の方位と距離を検出し、検出データとして出力する検
   出手段と、 運動モデルの識別名称を入力する入力手段と、 前記検出手段によって検出された検出データが入力され
   る時刻に、該検出データに対して複数の相異なる運動モ
   デルを用いたフィルタによりフィルタリング処理を行
   い、このフィルタリング処理によって共分散誤差を算出
   し、前記各フィルタにより求めた共分散誤差を出力する
   とともに、前記入力手段により入力された運動モデルの
   識別名称に該当するフィルタの処理結果から移動体の位
   置および速度を推定し、かつ推定された位置および速度
   を次の時刻のフィルタリング処理の初期推定値として使
   用する情報処理手段と、 この情報処理手段から出力される前記推定された位置、
   速度および共分散誤差を表示する出力手段と、を備えて
   いることを特徴とする移動体のトラッキング装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、１つ以上のセンサから
   なることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に
   記載の移動体のトラッキング装置。
5. 【請求項５】 前記出力手段は、表示装置および印字装
   置の少なくともいずれかからなることを特徴とする請求
   項１または３記載のトラッキング装置。