JPH09257924A - 移動体監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体の速度、針路の変化の追従を十分な早
さで実行できないという課題があった。 【解決手段】 特性の異なる多種多様な複数のセンサか
ら成るセンサ群２から入力された移動体群１の位置情報
を用いて、センサの測定精度が良好なほど大きな値を有
する重み、即ちセンサ精度係数ｓｋを最小二乗法を適用
する各観測式に乗じ、且つ現在時刻に近い位置情報ほど
大きな重み、即ち時刻に関する精度係数τｋを各観測式
に乗じて並列演算が可能な形に変換し、並列演算処理装
置７を用いて最小二乗法により軌跡を予測するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば航空管制
に適用される移動体監視方法であって、観測側で移動体
側の運動モデルが不明である場合に、若しくは運動モデ
ルが判明していても確実性に欠ける場合に、または移動
体の位置等を計測するセンサからの情報の入力が遅れる
場合に、センサからの情報を用いて移動体の運動モデル
を実時間で推測し、移動体の位置、針路、速度等を表示
する移動体監視方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば特開平７−２１８６１１号
公報に示された従来の移動体監視方法を用いたトラッキ
ング装置の構成を示すブロック図であり、図において、
１は複数の移動体から成る移動体群、２は複数のセンサ
から成るセンサ群、１１はセンサ群２から送付されたデ
ータにどのセンサから出力されたかを示すセンサ番号、
移動体の番号、受信時刻を付与したりするセンサデータ
処理装置、１２は移動体の複数の運動モデルを予め仮定
しセンサから出力されたデータから移動体の位置及び速
度を推定するフィルタ処理装置、１３はフィルタ処理装
置が計算した各運動モデルのなかで最も誤差の少ないも
のを選択する目標推定処理装置、１４は入出力処理装
置、１５は入力装置、９は出力装置である。

【０００３】次に動作について説明する。従来のセンサ
で捉えた移動体の運動モデルが不明な場合、移動体の追
尾には、αβトラッカと呼ばれる手法が用いられるのが
普通であった。この手法はほぼ一定周期ごとに追尾目標
である移動体の位置に関するデータが入力されることを
前提に、予測位置と入力位置とに対して位置に関する平
滑パラメータαを用いて重み付き平均処理を施し、予測
速度と入力速度とに対して平滑パラメータβを用いて重
み付き平均処理を施して平滑位置と平滑速度とを推定す
る手法である。平滑パラメータα及びβの値は追尾目標
の信頼度に応じてダイナミックに変更される。また、こ
の変形として、それぞれ移動体の進行方向と進行方向に
垂直な方向とに分けて平滑パラメータα及びβを設定す
る手段や、加速度の要素を取り入れてγパラメータを導
入する手段が提案され実用化されている。この手法は、
一般に簡単な式で計算するため、情報処理装置の演算負
荷を大きく必要とせず、多数の移動体を同時に実時間で
計算するのに適している。また、最小二乗法等の演算時
間がかかる計算手段もあるが、精度よく移動体を追尾す
る反面演算負荷がかかるため、一般に多目標を同時に追
尾する手法としては用いられていない。

【０００４】図９に示した特開平７−２１８６１１号公
報に示された従来の移動体監視方法を用いたトラッキン
グ装置は、特開昭６１−１８４４７７号公報及び特開昭
６１−１９５３８１号公報に開示された「目標トラッキ
ングフィルタ」をベースとしたものであり、センサ群２
の複数のセンサからデータを入力し、同様に追尾目標で
ある移動体の軌跡を複数の運動モデルに基づいて計算
し、最も誤差の少ない運動モデルを選択する手段を有し
ている。図９に示すように、移動体を単数または複数の
センサ群２にて検知し、センサデータ処理装置１１にお
いて、各センサから入力されたデータを共通に処理でき
るよう基準化を行っている。さらに、基準化されたデー
タに基づいて、フィルタ処理装置１２にて想定した運動
モデルと計算式により移動体の追尾が行われる。追尾の
結果は目標推定処理装置１３に送られ、目標推定処理装
置１３は各運動モデルのなかで最も誤差の少ないものを
選択する。また、各運動モデルのデータを入出力処理装
置１４を通じて出力装置９に表示し、そのデータを見た
オペレータの判断により入力装置１５から入出力処理装
置１４を通じてオペレータの選択意志を目標推定処理装
置１３に伝えることによりオペレータの意志を追尾に介
在させることを許す手段が開示されている。

【０００５】また、移動体を追尾するためのレーダ等の
センサが複数ある場合、従来の移動体監視方法では、セ
ンサの重複領域において各センサから得られる追尾情報
のうち、最も追尾信頼性（トラッククオリティ）が高い
追尾情報をシステムデータとして採用する手法を用いて
いる。特開平４−２０８８９１号公報及び特開平５−１
０００２１号公報に開示された複数レーダ自動追尾処理
手段では、最も追尾信頼性が高い追尾情報をシステムデ
ータとして採用するのに伴いセンサ、即ちレーダを切り
替える場合に、追尾信頼性が複数のセンサ間で順位変動
することによって発生する軌跡のふらつきを減少せしめ
るため、切り替えのための条件を付加する手段が用いら
れている。

【０００６】なお、上記した従来の移動体監視方法で
は、複数の移動体の追尾を行う場合でも移動体個別にそ
の位置、速度、加速度等を順次計算してゆく逐次計算方
法が用いられている。

【０００７】ところで、移動体に対する代表的なセンサ
としてレーダが挙げられるが、従来のレーダからの質問
波に対して移動体からの反射波や応答波信号を複数のパ
ルスで受信し、その応答時間やパルスの中心角度から位
置を算出する一次レーダや二次レーダに加え、モノパル
ス測角技術を用いた精度の良い新レーダのセンサやＧＰ
Ｓ等の技術を用いて移動体自身で位置や速度や針路を測
定し、移動体を監視する移動体監視装置にその情報を送
信し、移動体監視装置で表示する自動従属監視の技術の
実用化が図られようとしている。自動従属監視も移動体
の位置情報等の情報を入手する点で広義のセンサと位置
付けることができる。

【０００８】このような技術の移行期においては精度の
よいセンサと従来のセンサとが併存する期間が長期間あ
ると思われる。また、精度の良いセンサの場合、複数の
中継装置を経由するため情報が最終目的地の移動体監視
装置に届くまでに時間を要したり、移動体自身に位置等
の観測装置を有していないものがあったり、また、電波
の割り当ての関係で必要十分な間隔で最終目的地の移動
体監視装置に送信できなかったりすることがある。従っ
て、場合によっては、測定精度、受信間隔、及び、デー
タ受信の時間遅れのタイミングがセンサの種類によって
バラバラである多種多様なセンサからのデータを総合的
に処理し、移動体の軌跡の最適解を見出さなければなら
ない状況がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動体監視方法
は以上のように構成されているので、αβトラッカ手法
を単に用いたり変形するだけでは追尾性能が必ずしも十
分でなく、特に、移動体の速度が変化している場合及び
針路が変化している場合の追尾能力が十分でなく追従が
遅いという課題があった。かかる従来の移動体監視方法
は、多数の移動体を追尾するためにはやむを得ないもの
があったが、近年の演算性能／価格比の向上により、よ
り多くの演算時間は必要とするが精度の良い最小二乗法
等の追尾手段を採用することが可能となってきている。
従って、演算性能／価格比の良い並列演算プロッセサを
かかる移動体監視方法に適用することが考えられる。し
かし、αβトラッカ手法ではレーダから移動体のデータ
が入力される度に個別に平滑予測計算を行っているので
並列演算プロセッサを使用しても計算効率が上がらない
という課題があった。

【００１０】また、レーダでデジタル処理がなされてい
ないレーダ信号そのもののアナログビデオとデジタル処
理がなされた追尾目標とを表示装置に重畳表示すると、
デジタル処理や追尾処理を行う時間だけ追尾目標の表示
が遅れ、一定の時間は両者の表示位置が不一致になると
いう課題があった。さらに、データ受信時間が異なる複
数のセンサのデータをそのまま表示すると、デジタルデ
ータ相互で相違が生じ、ある瞬間に表示されている移動
体相互の距離に誤差が生じるという課題があった。

【００１１】さらに、複数のセンサからの情報を総合的
に処理する手段としての特開平４−２０８８９１号公報
及び特開平５−１０００２１号公報に開示された複数レ
ーダ自動追尾処理手段においても、最も追尾信頼性が高
いセンサを選択する手段とその切り替え手段について述
べているに過ぎず、上記したような多種多様な複数のセ
ンサのデータを総合的に処理する配慮がないので、移動
体の軌跡の最適解を見出すことができないという課題が
あった。

【００１２】さらに、特開昭６１−１８４４７７号公報
及び特開昭６１−１９５３８１号公に開示された目標ト
ラッキングフィルタは、追尾計算に用いる基本データと
して、位置、速度及び加速度が判明していることを前提
としており、速度、加速度が不明な場合のデータへの配
慮がなく、多種多様な複数のセンサのデータを総合的に
処理する配慮がないので、同様に移動体の軌跡の最適解
を見出すことができないという課題があった。

【００１３】さらに、特開平７−２１８６１１号公報に
示された、複数のセンサからの情報を総合的に処理する
ステップを含む移動体監視方法では、複数のセンサから
データを入力し、目標の複数の運動モデルで計算し、最
も誤差の少ない運動モデルを選択する手段を示している
が、既存の運動モデルでそれぞれ計算し最適の運動モデ
ルを選ぶだけで具体的に上記したような特性の異なった
多種多様なセンサからのデータをどう総合的に処理する
のか方法の開示がなく、同様に移動体の軌跡の最適解を
見出すことができないという課題があった。さらに、オ
ぺレータの介入を認めるにしても、個別に複雑な追尾関
連情報をオペレータに提供しオペレータの判断を仰ぐ手
段では、小数の追尾目標には可能であっても同時に多数
の追尾目標を追尾し監視しなければならない、例えば航
空管制のためのオペレータヘの情報提供としては不適で
あって、確実な航空管制が実行できないという課題があ
った。

【００１４】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、特性の異なる多種多様な複数のセ
ンサからのデータを総合的に処理して、移動体の追尾を
精度良く実現するとともに、追尾の軌跡計算において並
列演算プロセッサの高速処理に適した並列演算処理を取
り入れることが可能な移動体監視方法を得ることを目的
とする。

【００１５】また、この発明は複数の移動体の軌跡を同
一時刻に表示装置へ表示することにより、時間帯のずれ
による移動体相互の距離の誤差を小さくすることが可能
で、レーダ信号等のアナログデータと正確な重畳表示が
できる移動体監視方法を得ることを目的とする。

【００１６】さらに、この発明はセンサ固有の大きさが
不明なずれをリアルタイムで推定して追尾の軌跡計算を
補正できる移動体監視方法を得ることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る移動体監視方法は、測定精度が良好なセンサからの位
置情報ほど大きなセンサ精度に関する重みを設定し、最
小二乗法を適用する運動モデルの位置情報毎に得られる
各観測式に位置情報に応じたセンサ精度に関する重みを
乗じて移動体の軌跡を推定するものである。

【００１８】請求項２記載の発明に係る移動体監視方法
は、請求項１記載の移動体監視方法において、位置情報
が計測された時刻または計測されたと推定される時刻を
考慮して現在時刻に近い位置情報ほど大きな時刻に関す
る重みを設定し、最小二乗法を適用する運動モデルの位
置情報毎の各観測式に位置情報に応じた時刻に関する重
みをさらに乗じるものである。

【００１９】請求項３記載の発明に係る移動体監視方法
は、センサから入力された位置情報が計測された時刻ま
たは計測されたと推定される時刻を考慮して現在時刻に
近い位置情報ほど大きな時刻に関する重みを設定し、最
小二乗法を適用する運動モデルの位置情報毎の各観測式
に位置情報に応じた時刻に関する重みを乗じて移動体の
軌跡を推定するものである。

【００２０】請求項４記載の発明に係る移動体監視方法
は、請求項１または請求項２記載の移動体監視方法にお
いて、極座標で位置情報を出力するタイプのセンサの場
合には、移動体の水平位置に関する軌跡を求めるための
共通座標系のＸ座標に関する観測式にはセンサのローカ
ル座標系のＹ方向の距離に逆比例した重みを乗じ、Ｙ座
標に関する観測式にはセンサのローカル座標系のＸ方向
の距離に逆比例した重みを乗じるものである。

【００２１】請求項５記載の発明に係る移動体監視方法
は、請求項１または請求項２記載の移動体監視方法にお
いて、センサ精度に関する重みはセンサの誤差に逆比例
する重みであるものである。

【００２２】請求項６記載の発明に係る移動体監視方法
は、極座標で位置情報を出力するタイプのセンサから入
力された位置情報の場合には、位置情報に含まれる方位
から位置情報が計測された時刻を推定するものである。

【００２３】請求項７記載の発明に係る移動体監視方法
は、最小二乗法の計算により得た移動体の軌跡の式を基
に移動体の過去の速度の変動を評価することにより、移
動体の軌跡の式として採用する運動モデルを決定するも
のである。

【００２４】請求項８記載の発明に係る移動体監視方法
は、請求項７記載の移動体監視方法において、移動体の
速度の変動を評価する際の軌跡の式は時刻に関して二次
函数式で表される運動モデルであるものである。

【００２５】請求項９記載の発明に係る移動体監視方法
は、請求項７または請求項８記載の移動体監視方法にお
いて、移動体の過去の速度の変動の評価の結果、過去の
一定期間内に移動体が等速運動を続けているならば軌跡
の式として時刻に関して一次函数式で表される運動モデ
ルを選択し、速度を変え続けているならば軌跡の式とし
て時刻に関して二次函数式で表される運動モデルを選択
し、等速運動から速度を変え始めたならば軌跡の式とし
て最近の時刻に関して二次函数式で表される運動モデル
を選択し、または、速度を変え続けた状態から等速運動
に移ったならば軌跡の式として最近の時刻に関して一次
函数式で表される運動モデルを選択するものである。

【００２６】請求項１０記載の発明に係る移動体監視方
法は、大きさが不明な誤差が含まれている位置情報を出
力する第１のセンサからの位置情報を基に移動体の軌跡
の式を最小二乗法を用いて推定し、第１のセンサより精
度の良い第２のセンサから入力された位置情報の計測さ
れた時刻または計測されたと推定される時刻を推定した
軌跡の式に適用することにより誤差を推定するものであ
る。

【００２７】請求項１１記載の発明に係る移動体監視方
法は、第１のセンサからの他の移動体についての位置情
報を基に前記他の移動体の軌跡の式を最小二乗法を用い
て推定し、推定した前記誤差を考慮して前記他の移動体
の軌跡の式を補正するものである。

【００２８】請求項１２記載の発明に係る移動体監視方
法は、第２のセンサから位置情報が得られる度に、前記
第１のセンサからの位置情報を基に最小二乗法を用いて
得られた移動体の軌跡の式から誤差を再度推定し、今回
推定された前記誤差と過去に推定された誤差とを重みを
つけて平均処理してその値を新たに誤差と推定するもの
である。

【００２９】請求項１３記載の発明に係る移動体監視方
法は、表示装置に複数の移動体の位置を表示する際に、
複数の移動体に対してそれぞれ推定された軌跡の式に表
示時刻を適用することにより位置を求めるものである。

【００３０】請求項１４記載の発明に係る移動体監視方
法は、最小二乗法を用いて軌跡の式を推定する必要があ
る複数の移動体に対して一定量の既に得た位置情報を含
み且つ各移動体に対して同一の大きさの領域が割り当て
られた軌跡計算用テーブルを設け、位置情報が存在しな
い軌跡計算用テーブルのセルにはダミーデータを書き込
むものである。

【００３１】請求項１５記載の発明に係る移動体監視方
法は、請求項１４記載の移動体監視方法において、軌跡
計算用テーブルの各セルには位置情報を得たセンサのセ
ンサ精度に関する重みが含まれており、ダミーデータが
書かれたセルでは重みはゼロであるものである。

【００３２】請求項１６記載の発明に係る移動体監視方
法は、請求項１４または請求項１５記載の移動体監視方
法において、複数のセンサから入力された位置情報を含
むデータを一旦保存するとともに、データが存在しない
各セルにはダミーデータが書き込まれた追尾テーブルを
設け、複数の移動体に対する軌跡の式の推定の度に、追
尾テーブルに一旦保存された、（軌跡の式の推定を行う
べき移動体の数）×（前回の軌跡推定以降に各移動体毎
に蓄積されたデータの最大数）分の最新のデータの量と
同一の量の最も古いデータを軌跡計算用テーブルから削
除するとともに、最新のデータを追尾テーブルから軌跡
計算用テーブルに転送するものである。

【００３３】請求項１７記載の発明に係る移動体監視方
法は、移動体自身で計測した速度及び加速度が入力され
た場合、移動体について推定された軌跡の式から速度及
び加速度を求めこれらと移動体自身で計測した速度及び
加速度とをそれぞれ重みを付けて平均処理することによ
り移動体自身で計測した速度及び加速度を補正するもの
である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による移
動体監視方法を実現する移動体監視装置を概略的に示す
ブロック図であり、図において、図９と同一の部分には
同一符号を付加しその説明を省略する。また、図１にお
いて、３は一次／二次レーダ、ＳＳＲモードＳレーダ、
または移動体で観測した位置情報、速度等の情報を受信
する装置等のセンサ群２の各センサから入力された単一
または複数の移動体を含む移動体群１の位置情報、セン
サ種類等の入力データを受信する目標入力装置、４は新
たにセンサ群２のセンサから入力された移動体群１の入
力データに対応する既存の追尾目標を探し対応関係をつ
ける機能を有する相関処理装置、５は二次元の構造を有
する追尾テーブルであって、その各列には各追尾目標の
ビーコンコードまたはモードＳアドレス等の移動体を識
別するための移動体識別情報、追尾の信頼性を示すパラ
メータ、軌跡計算の結果最終的に選択した軌跡の式の種
類、及びこの軌跡の式の係数の値等の追尾目標の属性を
示す複数の追尾属性データ１〜ｎと、センサ群２の各セ
ンサから１回に入力されるデータである追尾目標の位置
情報、その位置情報を得た位置情報入手時刻等とセンサ
の種類に応じたセンサ精度係数（センサ精度の関する重
み）ｓｋとを１組の入力データセットとした一定の形式
の情報を前回の軌跡計算以降にその追尾目標に対して入
力された回数分積み上げて順次登録された複数の入力デ
ータセット１〜ｍとが格納されている。追尾目標の属性
を示す追尾属性データ１〜ｎ以外のセンサ群２から入力
されたデータで主に構成される入力データセット１〜ｍ
は最小二乗法を用いた軌跡計算が行われるたびに、後で
述べるように計算のために他のテーブルに転送されるの
で追尾テーブル５からクリアされる。尚、追尾テーブル
５は予め定めた最大追尾目標数分の列を有している。

【００３５】また、図１において、６は最小二乗法を用
いた軌跡の平滑予測計算の制御を行う平滑予測処理制御
装置、７は平滑予測計算を行うための並列演算プロセッ
サを備えた並列計算処理装置、７１は並列計算処理装置
７のローカルメモリに設けられた軌跡計算用テーブルで
あって、一旦追尾テーブル５に格納された後追尾テーブ
ル５から転送される、センサ群２から順次入力される複
数のデータ、即ち、追尾目標の位置情報、および、その
位置情報を得た位置情報入手時刻等とセンサ種類に応じ
たセンサ精度係数ｓｋとを１セットとした一定の形式の
情報を一定セット数分有する追尾テーブル５と同様な二
次元のテーブルである。しかしながら、追尾テーブル５
と異なり、軌跡計算用テーブル７１の内容は軌跡計算を
行ってもクリアされず、追尾テーブル５から所定の容量
の入力データセットが転送される度に、最も古い複数の
入力データセットが削除され、最新の複数の入力データ
セットに更新される。

【００３６】さらに、図１において、８は並列計算処理
装置７による追尾のための軌跡計算の結果を受けて、こ
の実施の形態１による移動体監視装置の目的に応じた表
示制御を行う移動体情報処理装置、９は追尾のための軌
跡計算結果の表示を行う表示装置である。また、１０は
目標入力装置３、相関処理装置４、追尾テーブル５、平
滑予測処理制御装置６及び移動体情報処理装置８を備え
た演算処理装置である。尚、演算処理装置１０は適宜分
割して構成してもよい。

【００３７】次に動作について説明する。図１に示すよ
うに、地上に設けられたこの実施の形態１による移動体
監視装置では、センサ群２の各センサは移動体群１中の
移動体の水平位置を検出し、その位置情報を目標入力装
置３に出力する。センサ群２のセンサの種類によって
は、ビーコンコード、モードＳアドレス、または移動体
固有コード等の情報が付加される。また、センサ群２の
各センサから出力されるデータには、高度情報を含むも
のと含まないものとがあり得るが、この実施の形態１で
は、移動体群１の全追尾目標に対して水平面での追尾が
実行される。従って、以下の動作においては、移動体群
１の水平位置に関する軌跡計算が実施される。また、セ
ンサ群２のセンサの種類によっては、移動体の水平位置
の検出処理や目標入力装置３への転送に時間がかかる場
合には、タイムスタンプ（ｔｉｍｅ ｓｔａｍｐ）情報
を目標入力装置３に出力するデータに付加してその移動
体の水平位置を計測し入手した水平位置入手時刻を報知
する。移動体の水平位置の検出処理や目標入力装置３へ
の転送に時間がかからない場合には、目標入力装置３が
データを入手した時刻がデータ中に含まれる位置情報を
計測した時刻、即ち位置情報入手時刻であると推定でき
る。なお、上記の位置情報には真の位置を中心に誤差が
分散しているものと仮定する。

【００３８】センサ群２の各センサから移動体群１中の
各移動体に関する複数のデータが入力される場合、それ
らのデータがどのセンサのものであるかは明らかである
ので、センサの種類に応じたセンサ精度係数ｓｋはこれ
らの値をセンサ種類に応じて予め規定するテーブル等を
参照することにより定まる。

【００３９】このように、目標入力装置３には、非同期
にセンサ群２の複数のセンサから複数の移動体の位置情
報等のデータが入力される。センサ群２の各センサの座
標系がセンサ毎に異なっている場合には、目標入力装置
３はその座標系を移動体監視装置で予め定めておいた統
一座標系に変換する。

【００４０】目標入力装置３は、移動体の水平位置の入
手時刻を、センサ群２のセンサから入力されるデータに
付加されたタイムスタンプ情報から、またはセンサに対
する移動体の方位を用いた計算によって知ることができ
る。後者の場合、即ち、移動体の位置情報をその位置情
報が得られたときの方位角から得る手段を有し一定周期
で回転するセンサからのデータを受け取った場合、検出
処理時間及び目標入力装置３までの転送時間が一定時間
以下であると容易に推定できるならば、目標入力装置３
はその移動体の位置情報（位置座標）からセンサに対す
る方位を計算し移動体の位置情報入手時刻を推定する。
尚、このセンサの回転周期は予め判明しているものと
し、回転体が基準方位を指したときその時刻を送信して
くるものと仮定する。

【００４１】以下、図２に示すフローチャートを参照し
ながら、移動体監視方法の移動体の位置情報入手時刻の
上記した推定処理の詳細を説明する。目標入力装置３
は、ステップＳＴ２０１において、センサ群２の一セン
サから移動体群１中の移動体に関するデータを得ると、
ステップＳＴ２０２において、そのセンサが回転体セン
サのタイプであり、方位角から位置情報を入手した位置
情報入手時刻を推定することが可能なものであるか否か
を判定する。位置情報入手時刻を推定することが不能な
センサの場合、目標入力装置３は、ステップＳＴ２０３
において、その移動体に関するデータがタイムスタンプ
情報を含むか否かを判定する。移動体に関するデータが
タイムスタンプ情報を含む場合、目標入力装置３は、ス
テップＳＴ２０４において、そのタイムスタンプ情報を
位置情報入手時刻であると推定する。他方、入力された
その移動体に関するデータがタイムスタンプ情報を含ま
ない場合、目標入力装置３は、ステップＳＴ２０５にお
いて、位置情報入手時刻が不明であるのでその移動体に
関するデータを捨てる。

【００４２】一方、ステップＳＴ２０２の判定におい
て、入手した移動体に関するデータが回転体センサのタ
イプのものであって、位置情報入手時刻を移動体のセン
サに対する方位角から推定できるセンサであると判定し
た場合、目標入力装置３は、ステップＳＴ２０６におい
て、入手した移動体に関するデータが極座標を持つか否
かを判定する。一般的に、回転体センサの場合、アンテ
ナ回転角度と電波の応答時間から移動体の位置情報（座
標）を得るので、極座標がソースデータとなる。この場
合、データが極座標の形式で移動体監視装置に送られて
くれば、極座標だけでは軌跡計算や表示が困難であるの
で直交座標に変換して処理するが、極座標のデータは別
途生かされているのでこれからその移動体の位置情報入
手時刻を得ることができる。しかしながら、センサ側の
計算機で極座標を直交座標に変換した後移動体監視装置
へ送付してくる場合が考えられ、このような場合方位角
を得るために極座標に再変換する必要がある。従って、
入手した移動体に関するデータが極座標を持たない場
合、目標入力装置３は、ステップＳＴ２０７において、
直交座標で表された位置情報を極座標の形式のものに変
換する。そして、目標入力装置３は、ステップＳＴ２０
８において、極座標中の方位座標から入手した移動体に
関するデータの入手時刻、即ち位置情報入手時刻を
（１）式で計算する。

【００４３】 位置情報入手時刻＝ＮＴ＋ＳＣ×ＡＺ／３６０ （１）

【００４４】但し、ＮＴは基準方位通過時刻（回転体が
基準方位を指したときの時刻）、ＳＣはセンサの回転周
期時間、ＡＺは移動体の方位角（度単位）である。

【００４５】目標入力装置３は、入手した移動体に関す
るデータに上記図２に示したフローチャートに従った処
理を施した後、位置情報、位置情報入手時刻、及びセン
サ精度係数ｓｋ等のデータから成る入力データセット並
びにセンサから入力されたその他の情報（移動体識別情
報等）を相関処理装置４に送信する。

【００４６】相関処理装置４は、新たに入手した移動体
に関する入力データセットが既存の追尾目標のいずれに
該当するかまたは新たな追尾目標のものであるかを判断
する（相関処理）。最初に入力された移動体に関する入
力データセット及びセンサから入力されたその他の情報
（移動体識別情報等）は全てそのまま追尾目標の入力デ
ータセット１及び追尾属性データとなり、以降に入力さ
れた入力データセットを含めてこれらの入力データセッ
トは移動体の方向や速度等の軌跡計算に使用されること
になる。相関処理装置４は、目標入力装置３から入力さ
れた移動体に関する入力データセットが追尾テーブル５
に登録されている既存の追尾目標のどれに対応するもの
であるかを、新たに入力されたビーコンコード等の移動
体を識別するための移動体識別情報と登録済みの追尾目
標のビーコンコード等の移動体識別情報とを比較して判
定する。また、ビーコンコード等の移動体識別情報の代
わりに、追尾目標の予測位置と新たに入力された入力デ
ータセットに含まれる位置情報とが近似しているか否か
をもっても、入力された移動体に関する入力データセッ
トが追尾テーブル５に登録されている既存の追尾目標の
どれに対応するものであるかを判定することができる。

【００４７】相関処理装置４による移動体の相関処理に
おいて、位置情報が異常な入力データセットは廃棄され
る。一方、入力された移動体に関する入力データセット
が追尾テーブル５に登録されている既存の追尾目標のい
ずれか一つのものであると判定がつけば、そのデータは
追尾テーブル５に登録される。他方、そのデータが追尾
テーブル５に登録されているどの追尾目標のものである
か判定がつかない場合には、相関処理装置４は、その入
手した移動体に関する入力データセット及びセンサから
入力されたその他の情報（移動体識別情報等）を新たな
追尾目標の入力データセット及び追尾属性データとして
登録するか、その入力データセット等を廃棄する。

【００４８】図３は追尾テーブル５の一具体例を示す説
明図である。図３（ａ）は追尾テーブル５の全体構成を
示しており、図３（ｂ）は一つの入力データセットの内
容を示している。既に述べたように、追尾テーブル５の
各列には、各追尾目標のモードＡビーコンコード（二次
レーダによる）またはモードＳアドレス（ＳＳＲモード
Ｓレーダによる）等の移動体を識別するための移動体識
別情報、追尾の信頼性を示すパラメータ、軌跡計算の結
果最終的に選択した運動モデルの式を識別する情報、そ
の運動モデルの式の係数の値等の追尾目標の属性を示す
複数の追尾属性データ１〜ｎと、センサ群２の各センサ
から１回に入力される複数のデータ、即ち、タイムスタ
ンプ情報、位置情報（共通座標系Ｘ座標、共通座標系Ｙ
座標、センサ座標系Ｘ座標の絶対値、センサ座標系Ｙ座
標の絶対値、高度情報有無、高度情報）等とセンサ種類
に応じたセンサ精度係数ｓｋとを１つのデータセットと
した一定の形式の情報を前回の軌跡計算以降にその追尾
目標に対して入力された回数分積み上げて順次セル単位
に登録された、複数の入力データセット１〜ｍとが格納
されている。また、図３（ｂ）に示すように、追尾テー
ブル５の各列の無効なセル、即ち無効な入力データセッ
トでは、センサ精度係数ｓｋがゼロであり、その他の情
報は情報が無意味であることを示すダミーデータ（通常
ゼロ）で埋められている。

【００４９】公知のように、センサである二次レーダか
ら質問波を送信し航空機がそれに対応したトランスポン
ダを搭載している場合に、航空機は自身を個別識別する
ためのモードＡビーコンコードを二次レーダに送付す
る。また、二次レーダを発展させたＳＳＲモードＳレー
ダから質問波を送信し航空機がそれに対応したトランス
ポンダを搭載している場合に、航空機は自身を個別識別
するためのモードＳアドレスをＳＳＲモードＳレーダに
送付する。さらに、将来的には、航空機自ら航空機を識
別するための移動体識別コードを送付してくるような場
合も考えられる。このようなモードＡビーコンコードま
たはモードＳアドレス等の移動体を識別するための移動
体識別情報は、移動体監視装置が追尾目標を初めて観測
した際に、追尾テーブル５に追尾属性データとして登録
される。

【００５０】各追尾目標に対して１つの追尾属性データ
として追尾テーブル５に登録される追尾の信頼性を示す
パラメータは追尾のための軌跡計算の過程で定められる
パラメータである。例えば、センサ群２のセンサから毎
回確実にその追尾目標のデータが得られ、軌跡計算で予
測した位置に近い位置の位置情報を有する新たなデータ
が入力されるならば、その追尾目標については追尾の信
頼性は高いと判断することができる。そして、追尾の信
頼性が高いと判定されたならば、追尾テーブル５に登録
されているデータと新たに入力されたデータとの相関を
とる際に検索範囲を小さくすることができる。追尾の信
頼性の決定方法には他にいろいろとあるがその詳細は省
略する。

【００５１】センサ精度係数ｓｋは予めセンサ種類別に
定められている。具体的には、センサ精度係数ｓｋは例
えばセンサの位置の平均誤差、即ち標準偏差の逆数に比
例するものであり、測定精度の悪いセンサのセンサ精度
係数ｓｋを１とした場合に、測定精度（標準偏差の逆数
とする）が３倍のセンサのセンサ精度係数ｓｋは３とな
る。センサ精度係数ｓｋはこれに限定されるものではな
く、測定精度をどのように定義するかにも依存する。

【００５２】さらに、図４に示すように回転体タイプの
センサの場合、一般的に、センサから出力される移動体
の位置情報には極座標の方位方向に誤差δθが含まれ
る。この場合、この誤差を直交座標系に変換すると、距
離ｒに比例したものとなる。従って上記センサ精度係数
ｓｋにさらこの誤差を考慮した精度係数（距離に逆比
例）を乗じる必要がある。

【００５３】図５は平滑予測処理制御装置６及び並列計
算処理装置７における軌跡計算処理を示すフローチャー
トであり、以下このフローチャートを用いて説明する。
軌跡計算処理は、表示装置９の表示データの更新タイミ
ングにあわせて一定周期ごとに行われる。

【００５４】まず、ステップＳＴ３０１において、追尾
テーブル５に前回の軌跡計算時から蓄積されていたセン
サ群２から入力された全ての入力データセットが並列計
算処理装置７のローカルメモリに格納された軌跡計算用
テーブル７１に転送されるように、全追尾目標の中で最
も多く蓄積されたデータセットの数に最大追尾目標数を
乗じた分のデータ量のテーブル容量の大きさだけ、並列
計算処理装置７のローカルメモリにおける軌跡計算用テ
ーブル７１の旧入力データセットがシフトされる。軌跡
計算用テーブル７１からあふれた最も古い入力データセ
ットは廃棄される。廃棄された最も古い入力データセッ
トのデータ量は転送される最新の入力データセットのデ
ータ量に等しい。そして、平滑予測処理制御装置６は、
ステップＳＴ３０２において、空いた軌跡計算用テーブ
ル７１に次の軌跡計算を行うまでの周期の間にセンサ群
２から入力され追尾テーブル５に蓄積されていた入力デ
ータセットを送信する。上記したように、送信するデー
タ量は（最も多くのデータセットが蓄積された追尾目標
のデータセットの最大数×最大追尾目標数）分のデータ
量に等しい。軌跡計算用テーブル７１の入力データセッ
トが存在しないデータ領域、即ちセルにはダミーデータ
が詰められている。

【００５５】図６は以上の転送処理の様子を示す軌跡計
算用テーブル７１の説明図であり、この図は図３に示し
た追尾テーブル５から最新の複数の入力データセットが
転送される様子を示している。移動体監視装置側の並列
計算処理装置７のローカルメモリで次の軌跡計算を行う
までの周期の間にセンサ群２から入力されたデータが図
３に示すように積み上げられ、全追尾目標の中で最も多
く蓄積された入力データセットの数が追尾目標３の３つ
であると仮定すると、最大追尾目標数はＮであるので、
図６に示すように、無効な入力データセットを含む（３
行×Ｎ列）分の入力データセットが追尾テーブル５から
軌跡計算用テーブル７１に転送される。上記したよう
に、軌跡計算用テーブル７１の入力データセットが存在
しないセルには追尾テーブル５と同様にダミーデータが
詰められている。

【００５６】次に、平滑予測処理制御装置６は、ステッ
プＳＴ３０３において、移動体の軌跡を推定するため
に、移動体の水平位置のＸ座標及びＹ座標のそれぞれが
時刻を変数とする一次函数式または二次函数式で表わせ
るものと仮定し、軌跡計算用テーブル７１に格納されて
いる複数の入力データセットをもとに、一次函数式と二
次函数式の双方についてその函数の係数を求めるための
方程式を作成する。一次函数式は移動体が針路を変更せ
ず等速度で直進している運動モデルの場合を想定してお
り、二次函数式は移動体が針路を変化させたり、速度を
変化させたりしつつ運動する運動モデルの場合を想定し
ている。この実施の形態１による移動体監視方法におけ
る軌跡計算では、移動体の軌跡が一次函数式または二次
函数式の運動モデルで表されるとして、それぞれの式の
係数を観測したデータ（入力データセットに含まれる）
とこれら運動モデルの軌跡の式から算出される値との差
の２乗の総和が最も小さくなるよう最小二乗法を用いて
算出する。

【００５７】二次函数式の場合、移動体の水平位置のＸ
座標は（２）式で表される。 Ｘ（ｔ）＝ａ_x2×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_x2×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x2 （２）

【００５８】ここで、Ｔは目的時刻であり、ｔはセンサ
群２の任意のセンサより得られた移動体の位置情報入手
時刻である。なお、目的時刻は、現在時刻（入力された
データの収集を軌跡計算のために一応区切りをつけたと
きの時刻）、表示時刻（表示装置９に予測位置を表示す
るときの時刻）、またはその他移動体監視装置の目的に
応じた時刻である。通常、軌跡計算から表示装置９への
出力までの間にいくつかのステップを経るので、設計次
第であるが表示まである程度の遅延が生じる。従って、
遅延時間を考慮して目的時刻を表示時刻とすることによ
って、オペレータにとって最もリアルタイムの位置を表
示装置９で見ることが可能になる。ただし、この場合、
予測の要素が大きくなるので、現在時刻の場合より精度
は悪くなる。どちらを採用するかは設計思想とユーザの
ニーズに依存する。また、その他の目的時刻の例として
は、アナログデータを同時に重ね合わせて表示する場合
におけるレーダの回転に合わせてアナログデータによる
移動体の表示を変化させるリアルタイム更新時刻が挙げ
られる。

【００５９】最小二乗法の計算により上記（２）式で表
せる運動モデルに最も近い値のａ_x2，ｖ_x2，ｗ_x2が得ら
れれば、移動体のＸ方向に関する水平位置を予測でき、
その移動体のＸ方向に関する速度及び加速度を推定する
ことができる。センサ群２の任意のセンサより得られた
ある追尾目標の位置情報入手時刻ｔ１及びＸ座標Ｘ１を
（２）式で表せる運動モデルにあてはめると、観測式

【００６０】 Ｘ１＝ａ_x2×（Ｔ−ｔ１）² ＋ｖ_x2×（Ｔ−ｔ１）＋ｗ_x2 （３）

【００６１】が得られる。同様に、同一の追尾目標に対
する同一のセンサの他の位置情報入手時刻のＸ座標、ま
たは、他のセンサのある位置情報入手時刻のＸ座標を
（ｔ２，Ｘ２），…，（ｔｎ，Ｘｎ）とすると、以下に
示すような、最小二乗法を適用する上記（２）式で表せ
る運動モデルの各観測式が得られる。

【００６２】

【数１】

【００６３】ところで、移動体の軌跡を予測する場合、
速度や針路変化を考慮に入れると現在時刻に近いデータ
は古いデータより重要である。即ち、過去の時刻のデー
タと最近の時刻のデータとを同等に扱うと、最近になり
軌跡を変えたような場合過去のデータに引っ張られて誤
差が大きくなる恐れがある。これとは反対に、最近のデ
ータだけではデータ量が不足して正しい軌跡を導き出せ
ないこともある。従って、このような点を勘案して次式
で与えられるような現在時刻に近いほど大きな値を有す
るように設定された時刻に関する重み、即ち時刻に関す
る精度係数τｋを観測式に乗じて過去のデータも使用す
ることにより、軌跡の式の係数の全体的な誤差をなるべ
く小さくすることが可能となる。

【００６４】 τｋ＝Ｆ（Ｔ−ｔ） （５） ここで、ｔは観測式の得られた時刻、即ち位置情報入手
時刻、Ｔは上記した目的時刻、函数Ｆ（ｘ）は、ｘの値
が増加するとＦ（ｘ）の値が減少するような函数で、例
えばＦ（ｘ）＝１／（ｘ＋Ｃ）、（但しＣは定数）、ま
たは、Ｆ（ｘ）＝（Ｔ−ｔｃ−ｘ）、（但しｔｃは定
数）などが挙げられる。どのような式を用いるかは移動
体監視装置の特性に応じて定める。

【００６５】次に、平滑予測処理制御装置６は、ステッ
プＳＴ３０４において、上記のようにして得られた観測
式（３）及び（４）に上記したセンサの精度に依存する
センサ精度係数ｓｋ、回転体タイプのセンサの精度を考
慮した精度係数及び時刻に関する精度係数τｋの重みを
付けて正規方程式をたて、係数ａ_x2，ｖ_x2，ｗ_x2の最確
値を最小二乗法により求める。よく知られているよう
に、最小二乗法は観測した値と最小二乗法を適用しよう
とする式（この場合は軌跡の式）で算出される値との差
の二乗が最小となるように式の係数を求めて式を決定す
る。従って、各観測の値の意味が平等であるならば、特
に重みを付ける必要はないが、上記したように、速度や
針路変化を考慮に入れると現在時刻に近いデータは古い
データより重要である。さらに、この発明で想定するよ
うに精度の異なるセンサからデータを入手する際には、
精度の高いデータはそれなりの重みを付けた方がより真
実に近い軌跡の式を得ることができる。そこで、最小二
乗法を適用する運動モデルの各観測式にセンサの測定精
度に比例するようなセンサ精度係数ｓｋを乗じることに
よって、基準となる測定精度を有するセンサと比較して
２倍の精度を有するセンサからのデータは、基準となる
測定精度を有するセンサのデータが１回観測されたもの
であるのに対して４回分観測されたとして（上記したよ
うに、最小二乗法は観測した値と最小二乗法を適用しよ
うとする軌跡の式で算出される値との差の二乗が最小と
なるように式の係数を求めるからである）、軌跡計算が
実行されることになる。即ち、軌跡の式の係数を決定す
る最小二乗法の計算において観測式にセンサ精度係数ｓ
ｋ（≧１）の重み付けを行うことによって、それだけそ
のデータを多く観測したと仮定することになる。回転体
タイプのセンサの精度を考慮した精度係数も同様であ
り、図４に示したように、その誤差はセンサからの距離
に比例するので、移動体の水平位置に関する軌跡を求め
るための共通座標系のＸ座標に関する観測式にはセンサ
のローカル座標系のＹ方向の距離ｓｙｋに定数ｓｃを足
した値に逆比例した重みｚｙｋ＝１／（ｓｙｋ＋ｓｃ）
をセンサ精度係数ｓｋにさらに乗じ、Ｙ座標に関する観
測式にはセンサのローカル座標系のＸ方向の距離ｓｘｋ
に定数ｓｃを足した値に逆比例した重みｚｘｋ＝１／
（ｓｘｋ＋ｓｃ）をセンサ精度係数ｓｋにさらに乗じ
る。また、センサが回転体タイプでない場合には、ｚｘ
ｋ，ｚｙｋはセンサの精度に対応する一定値である。

【００６６】ここで、係数ａ_x2，ｖ_x2，ｗ_x2の最確値を
最小二乗法により求めるために以下の（６）式を定義す
る。尚、（６）式では、時刻に関する精度係数τｋ等の
重みが２乗されて各式中に含まれているが、これを変更
して２乗以外に設定してもよい（これは、（６）式等の
重みをどのように定義するかの問題であって、勿論２乗
に固定してもよい）。どのように設定するかは、調整の
問題である。

【００６７】

【数２】

【００６８】上記のように定義された（６）式を用いる
と、係数ａ_x2，ｖ_x2，ｗ_x2の間には以下の三元一次連立
方程式が成立する。

【００６９】 Ｋ_x1×ａ_x2＋Ｋ_x2×ｖ_x2＋Ｋ_x3×ｗ_x2＝Ｋ_x4 （７） Ｋ_x2×ａ_x2＋Ｋ_x3×ｖ_x2＋Ｋ_x5×ｗ_x2＝Ｋ_x6 Ｋ_x3×ａ_x2＋Ｋ_x5×ｖ_x2＋Ｋ_x7×ｗ_x2＝Ｋ_x8

【００７０】上記と同様に、移動体の水平位置のＹ座標
が時刻を変数とする二次函数で表されるとすると、

【００７１】 Ｙ（ｔ）＝ａ_y2×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_y2×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_y2 （８）

【００７２】が得られ、同様に以下の三元連立一次方程
式が成立する。 Ｋ_y1×ａ_y2＋Ｋ_y2×ｖ_y2＋Ｋ_y3×ｗ_y2＝Ｋ_y4 （９） Ｋ_y2×ａ_y2＋Ｋ_y3×ｖ_y2＋Ｋ_y5×ｗ_y2＝Ｋ_y6 Ｋ_y3×ａ_y2＋Ｋ_y5×ｖ_y2＋Ｋ_y7×ｗ_y2＝Ｋ_y8

【００７３】上記したように、一次函数式は移動体が針
路を変更せず等速度で直進している運動モデルの場合を
想定している。二次函数式の場合と同様の方法で一次函
数式を想定した場合の軌跡は以下のように表すことがで
きる。

【００７４】 Ｘ（ｔ）＝ｖ_x1×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x1 （１０） Ｙ（ｔ）＝ｖ_y1×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_y1 （１１）

【００７５】これらの移動体の水平位置のＸ座標に関し
て二元連立一次方程式 Ｋ_x3×ｖ_x1＋Ｋ_x5×ｗ_x1＝Ｋ_x6 （１２） Ｋ_x5×ｖ_x1＋Ｋ_x7×ｗ_x1＝Ｋ_x8

【００７６】が成立し、Ｙ座標に関して二元連立一次方
程式 Ｋ_y3×ｖ_y1＋Ｋ_y5×ｗ_y1＝Ｋ_y6 （１３） Ｋ_y5×ｖ_y1＋Ｋ_y7×ｗ_y1＝Ｋ_ｙ８

【００７７】が成立する。また、上記と同様にして、平
滑予測処理制御装置６は、観測式の数（即ち、軌跡計算
に用いるデータの数）を現在時刻に近いデータ（データ
の数はパラメータ）に限定して同様に以下の二次函数式
及び一次函数式で表せる運動モデルの場合の軌跡の式の
係数を求めるための三元一次連立方程式、二元一次連立
方程式をたてる。

【００７８】 Ｘ（ｔ）＝ａ_ｘ４×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_x4×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x4 （１４） Ｙ（ｔ）＝ａ_y4×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_y4×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_y4 （１５） Ｘ（ｔ）＝ｖ_x3×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x3 （１６） Ｙ（ｔ）＝ｖ_y3×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_y3 （１７）

【００７９】パラメータとしてのデータの数は、移動体
監視装置の目的に応じて予め定められる。一般的には、
軌跡計算において過去のデータを多く使用すれば過去か
ら現在までの軌跡をより正確に推定できる。しかしなが
ら、移動体は同一軌跡で移動しているわけではなく、途
中で方向を変えたりすることもある。このような場合、
過去のデータにこだわっているとかえって今後の軌跡予
測に悪影響を及ぼすことになる。従って、移動体監視装
置の特性及び追尾目標の特性（観測周期、追尾目標の速
度、旋回能力、旋回の頻度等）を総合的に考慮してデー
タ数は予め決定される。

【００８０】以上の平滑予測処理制御装置６及び並列計
算処理装置７の軌跡計算における演算処理は、ベクトル
演算を用いて複数の追尾目標に対して一括で実行され
る。かかるベクトル演算を実行する際には、図６に示し
た軌跡計算用テーブル７１の全ての列、即ち軌跡計算を
実施し得る全ての追尾目標に対し行単位に同一の演算が
実行される。ベクトル演算を用いた並列計算処理におい
ては、分岐による判定ロジックをできる限り避けるほう
が好ましい。このために、実施した手段として以下のも
のがあげられる。

【００８１】（１）全追尾目標が有効なものであると仮
定して軌跡計算を実行する。軌跡計算を実施し得る有効
な全追尾目標数やデータ数が少なくなっても演算負荷は
軽減されることはないが、移動体監視装置の仕様で定め
る最大処理性能を抑えることができる。

【００８２】（２）（１）の仮定を有効なものとするた
めに、無効なデータを計算しても軌跡計算結果に悪影響
を与えないようにする。即ち、図６に示した軌跡計算用
テーブル７１の無効データのセンサ精度係数ｓｋはゼロ
に設定されており、上記した三元一次連立方程式、また
は二元一次連立方程式の各係数を求めるための（６）式
のような計算において悪影響を与えることはない。

【００８３】（３）既に図３及び図６の説明で述べたよ
うに、追尾テーブル５の各列の有効データ数は同一では
なくばらばらであるので、軌跡計算のたびに（蓄積され
た最大の有効データ数）×（最大追尾目標数）のデータ
がベクトル演算のために並列計算処理装置７のローカル
メモリ上に設けられた軌跡計算用テーブル７１に転送さ
れる。

【００８４】（４）軌跡計算のたびに（蓄積された最大
の有効データ数）×（最大追尾目標数）のデータを並列
計算処理装置７のローカルメモリ上の軌跡計算用テーブ
ル７１に転送する前に、ローカルメモリ内で追尾目標の
古い入力データセットをずらす処理がベクトル演算のた
めに実行される。

【００８５】（５）最小二乗法の演算において最も演算
負荷が大きいのは（６）式のような上記三元一次連立方
程式、または二元一次連立方程式の各係数を求めるため
の総和の計算である。これらの総和の計算では、有効／
無効データを問わず同一の式を用いて計算を実行する。
また、例えば、（１４）式に示したような現在時刻に近
いデータに限定した二次函数式で表せる運動モデルをＸ
座標に適用した場合の三元一次連立方程式の係数Ｋ’_x1
〜Ｋ’_x8及びＫ’_y1〜Ｋ’_y8はそれぞれ、（７）式にお
ける係数Ｋ_x1〜Ｋ_x8及び（９）式における係数Ｋ_y1〜Ｋ
_y8と同様に（６）式に基づいて計算される。従って、係
数Ｋ_x1〜Ｋ_x8及びＫ_y1〜Ｋ_y8が最近のデータから順次計
算されるならば、図６の軌跡計算用テーブル７１の指定
した行数までベクトル演算を行うようにすることによ
り、現在時刻に近いデータに限定した二次函数式で表せ
る運動モデルを適用した場合の三元一次連立方程式の係
数Ｋ’_x1〜Ｋ’_x8及びＫ’_y1〜Ｋ’_y8を求めるまで、分
岐をすることなく軌道計算を実行できる。そして、係数
Ｋ’_x1〜Ｋ’_x8及びＫ’_y1〜Ｋ’_y8の計算結果を一旦保
存した後、総和の計算を続行し（７）式に示した係数Ｋ
_x1〜Ｋ_x8及び（９）式に示した係数Ｋ_y1〜Ｋ_y8を算出で
きる。

【００８６】（６）各連立方程式の解法は行列式を用い
た通常の連立方程式の解法を用いるのでその計算式はこ
こでは省略するが、各解はＡ／Ｂの分数の形で求まる。
従って、各解を求める際にはゼロの割り算を避けるため
に判断処理を行う必要があるので、並列計算処理装置７
は、上記した８つの連立一次方程式の各解を得る直前の
分母と分子の計算の段階までは分岐無しでベクトル演算
を継続することができる。即ち、各解を得るための割り
算を後回しにすることによって８つの連立一次方程式の
各係数並びに各階の分子及び分母の一連の計算は分岐無
しに連続的に実行される。

【００８７】このようにして各追尾目標のＸ座標及びＹ
座標のそれぞれに対する４つの連立一次方程式の各係数
並びに各階の分子及び分母の一連の計算が終了すると、
平滑予測処理制御装置６は、各追尾目標に対する８つの
連立一次方程式の解を求める。各解の分母（上記Ｂ）が
ゼロの場合または一般的に有効データ数が少ない場合は
不能解が生じる。有効データ数が１の場合は移動なし、
有効データ数が２の場合は、一次式の軌跡の式のみを採
用する。一次函数式及び二次函数式で表せる各運動モデ
ルにおいて、得られた定数（ｗ_x1，ｗ_x2等）が目的時刻
Ｔのときの各追尾目標の位置を表しており、変数一次の
項の係数（−ｖ_x1，−ｖ_x2等）が各追尾目標の速度を表
しており、変数二次の項の係数（２×ａ_x1，２×ａ
_x2等）が各追尾目標の加速度を表している。

【００８８】次に、平滑予測処理制御装置６は、（２）
式及び（８）式に示したＸ座標及びＹ座標の二次函数式
に基づき最小二乗法の計算により推測した速度が過去ど
のように変動しているかを評価して、上記した各追尾目
標のＸ座標及びＹ座標のそれぞれに対する４つの連立一
次方程式のいずれを各座標の軌跡の式として選択するか
を決定する。

【００８９】平滑予測処理制御装置６は、まず、ステッ
プＳＴ３０５において、上記の最小二乗法の計算により
推測した速度の過去の変動を評価するために、各追尾目
標毎に、（２）式及び（８）式の二次函数式の二次の項
の係数ａ_x2，ａ_y2について過去所定の回数分累積された
値を用いて、これらの係数のそれぞれについて一次函数
式の軌跡を求めたのと同様な方法で係数ａ_x2，ａ_y2の一
次函数式を求める。これらの係数をＡ_X2（ｍ），Ａ
_Y2（ｍ）とすると、一次函数式は、

【００９０】 Ａ_X2（ｍ）＝ｑ_x ×ｍ＋ｒ_x （１８） Ａ_Y2（ｍ）＝ｑ_y ×ｍ＋ｒ_y （１９）

【００９１】の形式で表わすことができる。並列計算処
理装置７は、上記した軌跡計算の場合と同様に、これら
２つの一次函数式に関する２つの連立一次方程式の各解
を得る直前の分母と分子の計算の段階までは分岐無しで
ベクトル演算を継続することができる。

【００９２】さらに、平滑予測処理制御装置６は、ステ
ップＳＴ３０６において、追尾目標を選択しステップＳ
Ｔ３０７において、その追尾目標は有効であるか否か
（軌跡計算をすべき対象のものであるか否か）を判定
し、有効であると判断されれば、ステップＳＴ３０８に
おいて、その追尾目標の水平位置のＸ座標ではどの軌跡
の式を採用するのか否かを、推測した速度の過去の変動
を評価するために移動体監視装置で予め設定したパラメ
ータｐ₁ ，ｐ₂ を用い、以下の場合分けに従って判断す
る。

【００９３】（１）｜ｑ_x ｜＜ｐ₁ 且つ ｜ｒ_x ｜＜
ｐ₂ の場合、 この場合、その追尾目標はＸ軸方向に関しては等速度運
動を行っており、速度の変動はないと推定し、追尾目標
のＸ座標の軌跡の式として上記（１０）式のＸ（ｔ）＝
ｖ_x1×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x1を採用する。

【００９４】（２）｜ｑ_x ｜＜ｐ₁ 且つ ｜ｒ_x ｜＞
ｐ₂ の場合、 この場合、その追尾目標はＸ軸方向に関して速度変動中
であると推定し、追尾目標のＸ座標の軌跡の式として上
記（２）式のＸ（ｔ）＝ａ_x2×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_x2×
（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x2を採用する。

【００９５】（３）｜ｑ_x ｜≧ｐ₁ 且つ ｜ａ_x2（最
新値）｜＜ｐ₂ の場合、 この場合、その追尾目標はＸ軸方向に関して速度変動状
態から等速度運動状態に変動したと推定し、追尾目標の
Ｘ座標の軌跡の式として上記（１６）式のＸ（ｔ）＝ｖ
_x3×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x3を採用する。

【００９６】（４）｜ｑ_x ｜≧ｐ₁ 且つ ｜ａ_x2（最
新値）｜≧ｐ₂ の場合、 この場合、その追尾目標はＸ軸方向に関して等速度運動
状態から速度変動を始めた状態に変動したと推定し、追
尾目標のＸ座標の軌跡の式として上記（１４）式のＸ
（ｔ）＝ａ_x4×（Ｔ−ｔ）² ＋ｖ_x4×（Ｔ−ｔ）＋ｗ_x4
を採用する。

【００９７】さらに、平滑予測処理制御装置６は、ステ
ップＳＴ３０９において、その追尾目標の水平位置のＹ
座標ではどの軌跡の式を採用するのか否かを同様に判断
する。そして、ステップＳＴ３１０において、有効な各
追尾目標の水平位置のＸ座標及びＹ座標に対して採用さ
れた軌跡の式を示す情報とそれらの軌跡の式の係数の値
とを追尾テーブル５にその追尾目標の追尾属性データと
して登録する。従って、登録された追尾属性データには
目的時刻Ｔのときの位置情報が含まれる。

【００９８】平滑予測処理制御装置６は、ステップＳＴ
３１１において、全追尾目標について上記ステップＳＴ
３０６からＳＴ３１０までの処理を行ったか否かを確認
し、残っている追尾目標があるならば、ステップＳＴ３
０６に戻り同様にステップＳＴ３０６〜ＳＴ３１０の処
理を繰り返す。全追尾目標について処理が完了すれば、
平滑予測処理制御装置６は、ステップＳＴ３１２におい
て、有効な全追尾目標に関する上記軌跡計算において算
出された軌跡の式の係数の値、即ち、水平位置の座標、
速度等を移動体情報処理装置８に送信する。さらに、平
滑予測処理制御装置６は、ステップＳＴ３１３におい
て、追尾テーブル５におけるセンサ群２の各センサから
入力される入力データセット１〜ｍが格納されるデータ
領域をクリアする。また、このデータ領域をクリアする
前に移動体監視装置の障害回復に備えて追尾テーブル５
の内容を保全する方法も考え得るが、この発明の目的と
直接関係ないのでここでは省略する。

【００９９】移動体情報処理装置８は、有効な全追尾目
標に関する上記軌跡計算において算出された軌跡の式の
係数の値と移動体監視装置の目的に応じたその他のデー
タ（例えばレーダ信号のようなアナログデータ）とを総
合して目的時刻の表示データを作成しこれを表示装置９
に送信する。また、移動体情報処理装置８は入力された
係数の値を用いて将来の位置を予測し、予測した結果を
移動体相互の異常接近、移動体進入禁止領域への進入監
視、移動体が目標とする地点の到達時刻予測等に用い
る。さらに、必要な場合は、移動体情報処理装置８はこ
のために表示データを作成しこれを表示装置９に送信す
る。表示装置９は送信された表示データを表示し監視者
にその情報を提供する。従って、同一な目的時刻に移動
体相互間の相対位置が正確に表示できるとともに、移動
体位置表示においてレーダ信号のようなアナログデータ
との正確な重畳表示ができる。

【０１００】以上述べたように、この実施の形態１によ
れば、測定精度、移動体監視装置へのデータの入力時刻
等の特性の異なる複数のセンサから入手したデータに対
して、センサの測定精度を考慮して設定されたセンサ精
度係数ｓｋを最小二乗法を適用する運動モデルの観測式
に乗じ、さらに現在時刻に近いデータほど大きな値を有
するように設定された時刻に関する精度係数τｋを観測
式に乗じることによりそれらのデータを総合的に処理し
て精度の良い追尾を実現でき、移動体の接近監視、目標
到達時刻予測が早期に正確に行うことができる効果が得
られる。さらに、並列計算処理装置７における並列演算
処理を効果的に達成するためのデータ転送、演算処理等
を取り入れているので、軌跡計算を高速に実行できる効
果が得られる。

【０１０１】尚、この実施の形態１では、センサ群２は
測定精度等の特性が互いに異なるセンサから構成されて
いるとしたが、これに限定されるものではなく同一種類
のセンサから構成されてもよい。この場合、同一種類の
センサの測定精度は通常同一であるのでセンサ精度係数
ｓｋを一定または１とするだけで上記と同様に軌跡計算
を実行できる（実質的にはセンサ精度係数ｓｋの重み付
けはない）。この場合においても、現在時刻に近いほど
大きな値を有する時刻に関する精度係数τｋを観測式に
乗じて過去のデータも使用することにより、軌跡の式の
係数の全体的な誤差をなるべく小さくすることができる
効果が得られる。

【０１０２】また、この実施の形態１では、センサ群２
は複数のセンサから構成されるとしたが、単一のセンサ
のみから構成されてもよい。この場合、センサ精度係数
ｓｋを一定または１とするだけで上記と同様に軌跡計算
を実行できる（実質的にはセンサ精度係数ｓｋの重み付
けはない）。この場合においても、現在時刻に近いほど
大きな値を有する時刻に関する精度係数τｋを観測式に
乗じて過去のデータも使用することにより、軌跡の式の
係数の全体的な誤差をなるべく小さくすることができる
効果が得られる。

【０１０３】さらに、この実施の形態１では、移動体の
水平位置について直交座標（Ｘ座標、Ｙ座標）系での軌
跡を求める場合について説明したが、入手した移動体に
関するデータが回転体センサのタイプからのものである
場合には、特性の異なる複数のセンサから入手した移動
体のデータをその水平位置での極座標の距離と方位に分
解し、それぞれの観測式にセンサの測定精度を考慮した
センサ精度係数ｓｋを乗じ、さらに現在時刻に近いデー
タほど大きな値を有する時刻に関する精度係数τｋを乗
じることによりそれらのデータを総合的に処理して軌跡
を計算してもよく、上記した効果を同様に得ることがで
きる。

【０１０４】また、この実施の形態１による移動体監視
装置は、センサによっては移動体の高度情報（例えば、
モードＣビーコンコード）を入手することができる。従
って、この高度情報を基に高度座標軸についても上記と
同様な方法で特性の異なる複数のセンサから入手した移
動体のデータに含まれる高度座標軸における垂直位置の
観測式にセンサの測定精度を考慮したセンサ精度係数ｓ
ｋを乗じ、現在時刻に近いデータほど大きな値を有する
時刻に関する精度係数τｋを観測式に更に乗じることに
よりそれらのデータを総合的に処理してその軌跡を計算
することにより、高度座標軸においても精度の良い追尾
を実現できる。

【０１０５】さらに、この実施の形態１では、演算の高
速化を目的として、監視の目標である多数の移動体に関
すデータを一括処理し軌跡計算においてはベクトル演算
を実行したが、スカラー処理の演算処理能力が上記演算
を行うのに十分であり且つ目的とする目標数の移動体を
処理するのに十分であるならば、逐次処理によって軌跡
計算を行っても上記したものと同様な効果を奏する。

【０１０６】また、この実施の形態１では、直交座標系
の各座標において４つの運動モデルを用いて軌跡計算を
行ったが、計算移動体監視装置の目的と処理プロセッサ
の能力とに応じて、その運動モデルの数を減らすかまた
は単一とする等の簡易化を行うことも可能である。特
に、逐次処理の場合、かかる簡易化は有効である。

【０１０７】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２による移動体監視方法の処理を示すフローチャート
である。この実施の形態２による移動体監視方法を実現
する移動体監視装置の一具体例は図１に示した上記実施
の形態１によるものと同様の構成を有しているので、こ
こでは異なる部分についてのみ説明し重複説明を省略す
る。また、実施の形態１において述べた様々な変形例は
この実施の形態２においても同様に適用され得る。

【０１０８】次に動作について説明する。上記実施の形
態１では、センサ群２の各センサから入力される水平位
置に関する位置情報では真の位置を中心に誤差が分散さ
れていることを前提としたが、この実施の形態２では以
下の特殊ケースを想定する。

【０１０９】回転体のタイプのセンサの場合、位置情報
は通常極座標のまま移動体監視装置の目標入力装置３に
入力される。この場合、かかるセンサは、出力する移動
体についての位置情報が方位、距離方向に全体的に値が
ずれることが予想されるが、平均的ずれの値が不明で且
つほとんどの移動体の位置を観測できデータの入力回数
が最も多いセンサであると仮定できる（このセンサをセ
ンサＡとする）。一方、測定精度が上記センサＡより極
めて高いがデータ入力回数が少なく、そのセンサＡのみ
では軌跡を予測するに不十分なセンサもあるものと仮定
する（このセンサをセンサＢとする）。

【０１１０】このようなセンサＡ，Ｂの組み合せを備え
た移動体監視装置の場合、平滑予測処理制御装置６及び
並列計算処理装置７が、既に、センサＡからのデータの
みで上記実施の形態１の図４に示したフローチャートの
ステップＳＴ３０１〜ＳＴ３１３の処理に従って軌跡の
式及び係数の値を算出していると仮定する。この様にし
て得られたある追尾目標についての最新の軌跡の式がＧ
_ax（ｔ），Ｇ_ay（ｔ）であるとする。

【０１１１】次に、ステップＳＴ４０１において、セン
サＢからデータが入力され、上記の追尾目標との対応が
ついた場合、その入力データの位置情報入手時刻をｔ
_n 、水平位置の直交座標系の座標をＸ_btn ，Ｙ_btn とす
る。次に、ステップＳＴ４０２において、直交座標Ｘ
_btn ，Ｙ_btn を極座標Ｒ_btn ，ＡＺ_btn に変換し、ステ
ップＳＴ４０３において、センサＢの入力データの位置
情報入手時刻ｔ_n をセンサＡの上記した最新の軌跡の式
Ｇ_ax（ｔ），Ｇ_ay（ｔ）に代入し、計算位置Ｘ_atn=G_ax
（ｔｎ），Ｙ_atn ＝Ｇ_ay（ｔ_n ）を得る。さらに、ステ
ップＳＴ４０４において、このようにして得られた直交
座標系の計算位置Ｘ_atn，Ｙ_atnを極座標に変換し、Ｒ
_atn，ＡＺ_atnを得る。

【０１１２】そして、平滑予測処理制御装置６は、ステ
ップＳＴ４０５において、極座標系でのセンサＢから得
られた位置とセンサＡの過去のデータを基に軌跡の式か
ら得られた位置との間の距離方向及び方位方向の差分、
ＤＲ_n ＝Ｒ_btn −Ｒ_atn ，ＤＡＺｎ＝ＡＺ_btn −ＡＺ
_atn を得る。次に、ステップＳＴ４０６において、この
差分値の計算が最初か否かを判定し、最初であるなら
ば、ステップＳＴ４０７において、センサＢから得られ
た位置とセンサＡの過去のデータを基に軌跡の式から得
られた位置との間の距離方向及び方位方向の差分ＤＲ
_n ，ＤＡＺ_n をそれぞれＤＲ，ＤＡＺとして登録する。
他方、最初でないならば、ステップＳＴ４０８におい
て、既に登録されている従来の差分ＤＲ，ＤＡＺと最新
の差分ＤＲ_n ，ＤＡＺ_n とを次式に従って重みを付けて
平均処理を行い、差分を修正する。

【０１１３】 ＤＲ＝ＤＲ×ｒ＋ＤＲ_n ×（１−ｒ） （２０） ＤＡＺ＝ＤＡＺ×ｒ＋ＤＡＺ_n ×（１−ｒ） （２１）

【０１１４】ここで、ｒは、移動体監視装置で予め定め
られ０より大きく１未満の値を有する、最新の差分と過
去の差分とを平均する際の重みである。即ち、センサＢ
からデータが得られる度に極座標系でのセンサＢから得
られた位置とセンサＡの過去のデータを基に軌跡の式か
ら得られた位置との間の距離方向及び方位方向の差分を
計算しこれと過去の差分ＤＲ，ＤＡＺとに対して（２
０）及び（２１）式に従って重み付き平均処理を行うこ
とによって差分の平均値を求めてこれをずれと推定する
ものである。

【０１１５】次に、ステップＳＴ４０９において、セン
サＡからの別の移動体に関するデータを基に決定したそ
の移動体の軌跡の式から、時刻ｔ_m におけるその別の移
動体の座標Ｘ_ctm ＝Ｇ_cx（ｔ_m ），Ｙ_ctm ＝Ｇ_cy（ｔ
_m ）が得られたとする。ステップＳＴ４１０において、
これらの座標Ｘ_ctm ，Ｙ_ctm を極座標Ｒ_ctm ，ＡＺ_ctm
に変換し、ステップＳＴ４１１において、上記ステップ
ＳＴ４０８で得た差分ＤＲ，ＤＡＺを極座標Ｒ_ctm ，Ａ
Ｚ_ctm に加えて補正を行う。そして、ステップＳＴ４１
２において、得られた新たな極座標Ｒ’_ctm （＝Ｒ_ctm
＋ＤＲ），ＡＺ’_ctm （＝ＡＺ_ctm ＋ＤＡＺ）を直交座
標Ｘ’_ctm ，Ｙ’_ctm に変換してこれを補正した水平位
置とし移動体情報処理装置８に出力する。なお、差分は
必ずしも計算に用いた座標軸と一致している必要はな
く、例えば、直交座標軸で軌跡の式を求めても、方位方
向にずれが予想される場合は、差分計算の場合にのみ直
交座標から極座標に変換して求めることも可能である。

【０１１６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、センサＡ固有の大きさが不明な位置のずれの値をリ
アルタイムに推定できこれを考慮して他の移動体の軌跡
の式をも補正して精度の良い追尾を実現できる効果が得
られる。

【０１１７】実施の形態３．図８はこの発明の実施の形
態３による移動体監視方法の処理を示すフローチャート
である。この実施の形態３による移動体監視方法を実現
する移動体監視装置の一具体例は図１に示した上記実施
の形態１によるものと同様の構成を有しているので、こ
こでは異なる部分についてのみ説明し重複説明を省略す
る。また、実施の形態１において述べた様々な変形例は
この実施の形態３においても同様に適用され得る。

【０１１８】次に動作について説明する。まず、移動体
監視装置は、ステップＳＴ５０１において、平滑予測処
理制御装置６及び並列計算処理装置７を用いて、上記実
施の形態１と同様に、センサ群２から出力されたデータ
を基に有効な追尾目標の水平位置について軌跡計算を実
行する。既に述べたように、各追尾目標の水平位置の各
座標について４つの軌跡の式（運動モデル）の係数が最
小二乗法により決定され、各追尾目標の水平位置の各座
標ではどの軌跡の式を採用するか否かを、推測した速度
の過去の変動を評価することによって決定する。そし
て、採用された軌跡の式の係数から各追尾目標の位置、
速度ｖ_m 及び加速度ａ_m が求まる。例えば、移動体の直
交座標系での水平位置の軌跡の式としてそれぞれ上記し
た（２）式及び（８）式が選択された場合、速度ｖ_m 及
び加速度ａ_m は以下の式で表せる。

【０１１９】 ｖ_m ＝（ｖ_x2 ² ＋ｖ_y2 ² ）^1/2 （２２） ａ_m ＝２×（ａ_x2 ² ＋ａ_y2 ² ）^1/2 （２３）

【０１２０】しかしながら、Ｘ座標及びＹ座標において
等速度運動を行っていると推定された追尾目標の加速度
ａ_mはゼロである。

【０１２１】次に、ステップＳＴ５０２において、ＧＰ
Ｓ等の技術を用いて移動体自身で計測した速度ｖ_S 及び
加速度ａ_S に関するデータを水平位置に関するデータと
ともにセンサ群２のセンサを介して移動体監視装置の目
標入力装置３が受信すると、その速度ｖ_s 及び加速度ａ
_s が移動体監視装置の座標系に対応している場合には、
ステップＳＴ５０３において、上記ステップＳＴ５０１
で求めた速度ｖ_m 及び加速度ａ_m と速度ｖ_s 及び加速度
ａ_s とに対してデータの信頼度に応じた重みを付けて平
均処理を行い移動体自身で計測した速度ｖ_s 及び加速度
ａ_s を補正する。即ち、速度及び加速度の重み付き平均
処理の重みをそれぞれα_v ，α_a とすると、補正された
速度ｖ及び加速度ａは、

【０１２２】 ｖ＝α_v ×ｖ_s ＋（１一α_v ）×ｖ_m （２４） ａ＝α_a ×ａ_s ＋（１−α_a ）×ａ_m （２５）

【０１２３】により算出される。これにより、各移動体
の速度及び加速度をより高い精度で得ることが可能にな
る。

【０１２４】また、移動体監視装置の座標系に対応して
おらず、移動体自身で計測した対空気に対する速度、加
速度がセンサを介して得られる場合は上記実施の形態１
による移動体監視方法に従って求めた速度、加速度との
差分を計算することにより風の方向、速度を推定するこ
とが可能となる。

【０１２５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、精度の良い追尾を実現でき、移動体の接近監視、目
標到達時刻予測が早期に正確に行うことができる効果が
得られる。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、測定精度が良好なセンサからの位置情報ほど大き
なセンサ精度に関する重みを設定し、最小二乗法を適用
する運動モデルの位置情報毎に得られる各観測式に位置
情報に応じたセンサ精度に関する重みを乗じて移動体の
軌跡を推定するように構成したので、特性の異なる複数
のセンサから入手したデータを総合的に処理して精度の
良い追尾を実現でき、移動体の接近監視、目標到達時刻
予測が早期に正確に行うことができる効果がある。

【０１２７】請求項２記載の発明によれば、位置情報が
計測された時刻または計測されたと推定される時刻を考
慮して現在時刻に近い位置情報ほど大きな時刻に関する
重みを設定し、最小二乗法を適用する運動モデルの位置
情報毎の各観測式に位置情報に応じた時刻に関する重み
をさらに乗じるように構成したので、軌跡の式の係数の
全体的な誤差をなるべく小さくすることができ、精度の
良い追尾を実現できる効果がある。

【０１２８】請求項３記載の発明によれば、少なくとも
一つのセンサから入力された位置情報についてそれが計
測された時刻または計測されたと推定される時刻を考慮
して現在時刻に近い位置情報ほど大きな時刻に関する重
みを設定し、最小二乗法を適用する運動モデルの位置情
報毎の各観測式に位置情報に応じた時刻に関する重みを
乗じて移動体の軌跡を推定するように構成したので、軌
跡の式の係数の全体的な誤差をなるべく小さくすること
ができ、精度の良い追尾を実現できる効果がある。

【０１２９】請求項４記載の発明によれば、極座標で位
置情報を出力するタイプのセンサの場合には、移動体の
水平位置に関する軌跡を求めるための共通座標系のＸ座
標に関する観測式にはセンサのローカル座標系のＹ方向
の距離に逆比例した重みを乗じ、Ｙ座標に関する観測式
にはセンサのローカル座標系のＸ方向の距離に逆比例し
た重みを乗じるように構成したので、回転体タイプのセ
ンサからのデータも他の特性の異なるセンサからのデー
タとも総合的に処理して精度の良い追尾を実現できる効
果がある。

【０１３０】請求項５記載の発明によれば、センサ精度
に関する重みはセンサの誤差に逆比例する重みであるよ
うに構成したので、特性の異なる複数のセンサから入手
したデータを総合的に処理して精度の良い追尾を実現で
き、移動体の接近監視、目標到達時刻予測が早期に正確
に行うことができる効果がある。

【０１３１】請求項６記載の発明によれば、極座標で位
置情報を出力するタイプのセンサの場合には、位置情報
に含まれる方位からデータが計測された時刻を推定する
ように構成したので、タイムスタンプ情報を有していな
いセンサであってもデータが計測された時刻を求めるこ
とができ、これらのデータを含めて様々なセンサからの
データを総合的に処理して精度の良い追尾を実現できる
効果がある。

【０１３２】請求項７記載の発明によれば、最小二乗法
の計算により得た移動体の軌跡の式を基に移動体の過去
の速度の変動を評価することにより、移動体の軌跡の式
として採用する運動モデルを決定するように構成したの
で、過去の加速度運動を考慮して運動モデルを選択でき
精度の良い追尾を実現できる効果がある。

【０１３３】請求項８記載の発明によれば、移動体の速
度の変動を評価する際の軌跡の式は時刻に関して二次函
数式で表される運動モデルであるように構成したので、
過去の加速度運動を考慮して運動モデルを選択でき精度
の良い追尾を実現できる効果がある。

【０１３４】請求項９記載の発明によれば、移動体の過
去の速度の変動の評価の結果、過去の一定期間内に移動
体が等速運動を続けているならば軌跡の式として時刻に
関して一次函数式で表される運動モデルを選択し、速度
を変え続けているならば軌跡の式として時刻に関して二
次函数式で表される運動モデルを選択し、等速運動から
速度を変え始めたならば軌跡の式として最近の時刻に関
して二次函数式で表される運動モデルを選択し、また
は、速度を変え続けた状態から等速運動に移ったならば
軌跡の式として最近の時刻に関して一次函数式で表され
る運動モデルを選択するように構成したので、過去の加
速度運動を考慮して運動モデルを選択でき精度の良い追
尾を実現できる効果がある。

【０１３５】請求項１０記載の発明によれば、大きさが
不明な誤差が含まれている位置情報を出力する第１のセ
ンサからの位置情報を基に移動体の軌跡の式を最小二乗
法を用いて推定し、第１のセンサより精度の良い第２の
センサから入力された位置情報の計測された時刻または
計測されたと推定される時刻を推定した軌跡の式に適用
することにより誤差を推定するように構成したので、セ
ンサ固有の大きさが不明な位置のずれの値をリアルタイ
ムに推定できる効果がある。

【０１３６】請求項１１記載の発明によれば、第１のセ
ンサからの他の移動体についての位置情報を基に前記他
の移動体の軌跡の式を最小二乗法を用いて推定し、推定
した前記誤差を考慮して前記他の移動体の軌跡の式を補
正するように構成したので、センサ固有の大きさが不明
な位置のずれの値をリアルタイムに推定できこれを考慮
して移動体の軌跡の式を補正して精度の良い追尾を実現
できる効果がある。

【０１３７】請求項１２記載の発明によれば、第２のセ
ンサから位置情報が得られる度に、前記第１のセンサか
らの位置情報を基に最小二乗法を用いて得られた移動体
の軌跡の式から誤差を再度推定し、今回推定された前記
誤差と過去に推定された誤差とを重みをつけて平均処理
してその値を新たに誤差と推定するように構成したの
で、センサ固有の大きさが不明な位置のずれの値をリア
ルタイムに推定できこれを考慮して移動体の軌跡の式を
補正して精度の良い追尾を実現できる効果がある。

【０１３８】請求項１３記載の発明によれば、表示装置
に複数の移動体の位置を表示する際に、複数の移動体に
対してそれぞれ推定された軌跡の式に表示時刻を適用す
ることにより位置を求めるように構成したので、移動体
相互間の相対位置が正確に表示できるとともに、移動体
位置表示においてアナログデータとの正確な重畳表示が
できる効果がある。

【０１３９】請求項１４記載の発明によれば、最小二乗
法を用いて軌跡の式を推定する必要がある複数の移動体
に対して一定量の既に得た位置情報を含み且つ各移動体
に対して同一の大きさの領域が割り当てられた軌跡計算
用テーブルを設け、位置情報が存在しない軌跡計算用テ
ーブルのセルにはダミーデータを書き込むように構成し
たので、並列演算処理を効果的に利用でき軌跡計算を高
速に実行できる効果がある。

【０１４０】請求項１５記載の発明によれば、軌跡計算
用テーブルの各セルには位置情報を得たセンサのセンサ
精度に関する重みが含まれており、ダミーデータが書か
れたセルでは重みはゼロであるように構成したので、並
列演算処理を効果的に利用でき軌跡計算を高速に実行で
きる効果がある。

【０１４１】請求項１６記載の発明によれば、複数のセ
ンサから入力された位置情報を含むデータを一旦保存す
るとともに、データが存在しない各セルにはダミーデー
タが書き込まれた追尾テーブルを設け、複数の移動体に
対する軌跡の式の推定の度に、追尾テーブルに一旦保存
された、（軌跡の式の推定を行うべき移動体の数）×
（前回の軌跡推定以降に各移動体毎に蓄積されたデータ
の最大数）分の最新のデータの量と同一の量の最も古い
データを軌跡計算用テーブルから削除するとともに、最
新のデータを追尾テーブルから軌跡計算用テーブルに転
送するように構成したので、並列演算処理を効果的に利
用でき軌跡計算を高速に実行できる効果がある。

【０１４２】請求項１７記載の発明によれば、移動体自
身で計測した速度及び加速度が入力された場合、移動体
について推定された軌跡の式から速度及び加速度を求め
これらと移動体自身で計測した速度及び加速度とをそれ
ぞれ重みを付けて平均処理することにより移動体自身で
計測した速度及び加速度を補正するように構成したの
で、精度の良い追尾を実現でき、移動体の接近監視、目
標到達時刻予測が早期に正確に行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による移動体監視方
法を実現する移動体監視装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態１による移動体監視方
法における入力データ入手時刻を求める処理を示すフロ
ーチャートである。

【図３】 図１に示した実施の形態１における追尾テー
ブルの構造を示す説明図である。

【図４】 回転体タイプのセンサの方位方向の誤差を示
す説明図である。

【図５】 実施の形態１による移動体監視方法における
移動体の軌跡の式を求める処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】 図１に示した実施の形態１における軌跡計算
用テーブルの構造を示す説明図である。

【図７】 この発明の実施の形態２による移動体監視方
法におけるセンサのずれを推定し移動体の軌跡の式を補
正する処理を示すフローチャートである。

【図８】 この発明の実施の形態３による移動体監視方
法における移動体自身で計測した速度及び加速度の補正
処理を示すフローチャートである。

【図９】 従来の移動体監視方法を用いたトラッキング
装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

５ 追尾テーブル、９ 表示装置、７１ 軌跡計算用テ
ーブル。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセンサのそれぞれから入力された
   移動体の位置情報を基に前記移動体の軌跡を最小二乗法
   を用いて推定する移動体監視方法において、測定精度が
   良好なセンサからの位置情報ほど大きなセンサ精度に関
   する重みを設定し、最小二乗法を適用する運動モデルの
   位置情報毎に得られる各観測式に前記位置情報に応じた
   前記センサ精度に関する重みを乗じて前記移動体の軌跡
   を推定することを特徴とする移動体監視方法。
2. 【請求項２】 位置情報が計測された時刻または計測さ
   れたと推定される時刻を考慮して現在時刻に近い位置情
   報ほど大きな時刻に関する重みを設定し、最小二乗法を
   適用する運動モデルの位置情報毎の各観測式に前記位置
   情報に応じた前記時刻に関する重みをさらに乗じること
   を特徴とする請求項１記載の移動体監視方法。
3. 【請求項３】 少なくとも１つのセンサから入力された
   位置情報を基に移動体の軌跡を最小二乗法を用いて推定
   する移動体監視方法において、前記センサから入力され
   た位置情報が計測された時刻または計測されたと推定さ
   れる時刻を考慮して現在時刻に近い位置情報ほど大きな
   時刻に関する重みを設定し、最小二乗法を適用する運動
   モデルの位置情報毎の各観測式に前記位置情報に応じた
   前記時刻に関する重みを乗じて前記移動体の軌跡を推定
   することを特徴とする移動体監視方法。
4. 【請求項４】 極座標で位置情報を出力するタイプのセ
   ンサの場合には、移動体の水平位置に関する軌跡を求め
   るための共通座標系のＸ座標に関する観測式には前記セ
   ンサのローカル座標系のＹ方向の距離に逆比例した重み
   を乗じ、Ｙ座標に関する観測式には前記センサのローカ
   ル座標系のＸ方向の距離に逆比例した重みを乗じること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の移動体監視
   方法。
5. 【請求項５】 センサ精度に関する重みはセンサの誤差
   に逆比例する重みであることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の移動体監視方法。
6. 【請求項６】 極座標で位置情報を出力するタイプのセ
   ンサの場合には、前記位置情報に含まれる方位から前記
   位置情報が計測された時刻を推定することを特徴とする
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の移動
   体監視方法。
7. 【請求項７】 最小二乗法の計算により得た移動体の軌
   跡の式を基に前記移動体の過去の速度の変動を評価する
   ことにより、前記移動体の軌跡の式として採用する運動
   モデルを決定することを特徴とする請求項１から請求項
   ６のうちのいずれか１項記載の移動体監視方法。
8. 【請求項８】 移動体の速度の変動を評価する際の軌跡
   の式は時刻に関して二次函数式で表される運動モデルで
   あることを特徴とする請求項７記載の移動体監視方法。
9. 【請求項９】 移動体の過去の速度の変動の評価の結
   果、過去の一定期間内に移動体が等速運動を続けている
   ならば軌跡の式として時刻に関して一次函数式で表され
   る運動モデルを選択し、速度を変え続けているならば軌
   跡の式として時刻に関して二次函数式で表される運動モ
   デルを選択し、等速運動から速度を変え始めたならば軌
   跡の式として最近の時刻に関して二次函数式で表される
   運動モデルを選択し、または、速度を変え続けた状態か
   ら等速運動に移ったならば軌跡の式として最近の時刻に
   関して一次函数式で表される運動モデルを選択すること
   を特徴とする請求項７または請求項８記載の移動体監視
   方法。
10. 【請求項１０】 大きさが不明な誤差が含まれている位
    置情報を出力する第１のセンサと前記第１のセンサより
    精度の良い第２のセンサとが存在する場合、前記第１の
    センサからの位置情報を基に移動体の軌跡の式を最小二
    乗法を用いて推定し、前記第２のセンサから入力された
    位置情報の計測された時刻または計測されたと推定され
    る時刻を推定した軌跡の式に適用することにより前記誤
    差を推定ることを特徴とする請求項１から請求項９のう
    ちのいずれか１項記載の移動体監視方法。
11. 【請求項１１】 第１のセンサからの他の移動体につい
    ての位置情報を基に前記他の移動体の軌跡の式を最小二
    乗法を用いて推定し、推定した誤差を考慮して前記他の
    移動体の軌跡の式を補正することを特徴とする請求項１
    ０記載の移動体監視方法。
12. 【請求項１２】 第２のセンサから位置情報が得られる
    度に、第１のセンサからの位置情報を基に最小二乗法を
    用いて得られた移動体の軌跡の式から誤差を再度推定
    し、今回推定された前記誤差と過去に推定された誤差と
    を重みをつけて平均処理してその値を新たに誤差と推定
    することを特徴とする請求項１０または請求項１１記載
    の移動体監視方法。
13. 【請求項１３】 表示装置に複数の移動体の位置を表示
    する際に、前記複数の移動体に対してそれぞれ推定され
    た軌跡の式に表示時刻を適用することにより前記位置を
    求めることを特徴とする請求項１から請求項１２のうち
    のいずれか１項記載の移動体監視方法。
14. 【請求項１４】 最小二乗法を用いて軌跡の式を推定す
    る必要がある複数の移動体に対して一定量の既に得た位
    置情報を含み且つ各移動体に対して同一の大きさの領域
    が割り当てられた軌跡計算用テーブルを設け、位置情報
    が存在しない軌跡計算用テーブルのセルにはダミーデー
    タを書き込むことを特徴とする請求項１から請求項１３
    のうちのいずれか１項記載の移動体監視方法。
15. 【請求項１５】 軌跡計算用テーブルの各セルには位置
    情報を得たセンサのセンサ精度に関する重みが含まれて
    おり、ダミーデータが書かれたセルでは前記重みはゼロ
    であることを特徴とする請求項１４記載の移動体監視方
    法。
16. 【請求項１６】 複数のセンサから入力された位置情報
    を含むデータを一旦保存するとともに、データが存在し
    ない各セルにはダミーデータが書き込まれた追尾テーブ
    ルを設け、複数の移動体に対する軌跡の式の推定の度
    に、前記追尾テーブルに一旦保存された、（軌跡の式の
    推定を行うべき移動体の数）×（前回の軌跡推定以降に
    各移動体毎に蓄積されたデータの最大数）分の最新のデ
    ータの量と同一の量の最も古いデータを軌跡計算用テー
    ブルから削除するとともに、前記最新のデータを前記追
    尾テーブルから前記軌跡計算用テーブルに転送すること
    を特徴とする請求項１４または請求項１５記載の移動体
    監視方法。
17. 【請求項１７】 移動体自身で計測した速度及び加速度
    が入力された場合、前記移動体について推定された軌跡
    の式から速度及び加速度を求めこれらと前記移動体自身
    で計測した前記速度及び加速度とをそれぞれ重みを付け
    て平均処理することにより前記移動体自身で計測した前
    記速度及び前記加速度を補正することを特徴とする請求
    項１から請求項１６のうちのいずれか１項記載の移動体
    監視方法。