JPH0943346A - 追尾処理装置 - Google Patents
追尾処理装置Info
- Publication number
- JPH0943346A JPH0943346A JP7214084A JP21408495A JPH0943346A JP H0943346 A JPH0943346 A JP H0943346A JP 7214084 A JP7214084 A JP 7214084A JP 21408495 A JP21408495 A JP 21408495A JP H0943346 A JPH0943346 A JP H0943346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 航空機の追尾に際し、平滑化位置を重視する
と旋回飛行での追随性が劣化し、プロット・データを重
視すると直線飛行での安定性が劣化する。 【解決手段】 プロット・航跡相関処理部2でプロット
・データと航跡情報との相関が認められたときにプロッ
ト・データを保持するプロット・データ保持処理部6
と、航跡追尾処理の処理インターバルの空き時間に保存
されたプロット・データを用いて航空機の進路予測を実
施する航跡進路予測処理部7とを備えることにより、航
跡の進路予測処理にて得られた進路予測データに基づい
た航跡追尾処理を行ない、直線飛行から旋回飛行に移行
した際の追尾外れを少なくする。
と旋回飛行での追随性が劣化し、プロット・データを重
視すると直線飛行での安定性が劣化する。 【解決手段】 プロット・航跡相関処理部2でプロット
・データと航跡情報との相関が認められたときにプロッ
ト・データを保持するプロット・データ保持処理部6
と、航跡追尾処理の処理インターバルの空き時間に保存
されたプロット・データを用いて航空機の進路予測を実
施する航跡進路予測処理部7とを備えることにより、航
跡の進路予測処理にて得られた進路予測データに基づい
た航跡追尾処理を行ない、直線飛行から旋回飛行に移行
した際の追尾外れを少なくする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーダー信号を利用
して航空機を追尾するための装置に関し、特にレーダー
信号処理装置から入手したプロット・データをもとに航
跡の追尾を行う追尾処理装置に関する。
して航空機を追尾するための装置に関し、特にレーダー
信号処理装置から入手したプロット・データをもとに航
跡の追尾を行う追尾処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のレーダー方式の追尾処理装
置の構成を示すブロック図である。同図において、追尾
処理装置は、レーダー信号処理装置1から入手した航空
機の位置情報であるプロット・データをプロット・航跡
相関処理部2に入力する。このプロット・航跡相関処理
部2では、航跡確立処理部3と航跡追尾処理部4とが保
持している航跡情報とプロット・データとの相関処理を
行なっている。両者の相関なしと判定された初探知プロ
ットに対しては、航跡確立処理部3において航跡を新規
に生成し、相関ありと判定されたプロットに対しては航
跡追尾処理部4において航跡諸元の更新を実施してい
る。
置の構成を示すブロック図である。同図において、追尾
処理装置は、レーダー信号処理装置1から入手した航空
機の位置情報であるプロット・データをプロット・航跡
相関処理部2に入力する。このプロット・航跡相関処理
部2では、航跡確立処理部3と航跡追尾処理部4とが保
持している航跡情報とプロット・データとの相関処理を
行なっている。両者の相関なしと判定された初探知プロ
ットに対しては、航跡確立処理部3において航跡を新規
に生成し、相関ありと判定されたプロットに対しては航
跡追尾処理部4において航跡諸元の更新を実施してい
る。
【0003】従来、航跡諸元である位置及び速度の更新
は、α、βトラッキングの追尾アルゴリズムにより行わ
れている。位置の平滑化係数をα、速度の平滑化係数を
βとすると、平滑化位置及び平滑化速度は、次式で表さ
れる。 ここで、Xn * 及びYn * は、n時刻の目標の平滑化位
置のX成分及びY成分 Xpn及びYpnは、n時刻の目標の予測位置のX成分及び
Y成分 Xn 及びYn は、n時刻の目標の測定位置のX成分及び
Y成分 Xn -*及びYn -*は、n時刻の目標の平滑化速度のX成
分及びY成分 △Tn は、n時刻におけるレーダー捜索間隔 である。
は、α、βトラッキングの追尾アルゴリズムにより行わ
れている。位置の平滑化係数をα、速度の平滑化係数を
βとすると、平滑化位置及び平滑化速度は、次式で表さ
れる。 ここで、Xn * 及びYn * は、n時刻の目標の平滑化位
置のX成分及びY成分 Xpn及びYpnは、n時刻の目標の予測位置のX成分及び
Y成分 Xn 及びYn は、n時刻の目標の測定位置のX成分及び
Y成分 Xn -*及びYn -*は、n時刻の目標の平滑化速度のX成
分及びY成分 △Tn は、n時刻におけるレーダー捜索間隔 である。
【0004】また、予測位置の算出は、(n−1)時刻
における平滑化位置及び平滑化速度を使用して、次式に
より行われている。 さらに、航空機の航跡情報と相関するプロット・データ
は、航跡追尾処理部4に使用された後、メモリ容量の制
限とCPUの処理時間等の問題から、従来は保存されず
にいた。
における平滑化位置及び平滑化速度を使用して、次式に
より行われている。 さらに、航空機の航跡情報と相関するプロット・データ
は、航跡追尾処理部4に使用された後、メモリ容量の制
限とCPUの処理時間等の問題から、従来は保存されず
にいた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダー装置に
おける追尾処理装置としてよく利用されるα,βトラッ
キングの追尾アルゴリズムにおいて、係数α,βの設定
方法としては、プロット・データを重視する方法と、航
跡情報である平滑化位置を重視する方法とがあり、目的
とするレーダー装置において、最適な係数の設定を行っ
ていた。民間航空機を探知するレーダー装置であれば、
直線飛行する航空機の安定性を重視するために、安定度
の高い平滑化位置を重視する係数の設定を行っていた。
また防衛用のレーダー装置であれば旋回飛行する航空機
の追随性も考慮し、追随性の高いプロット・データの計
数を平滑化位置と同程度に考慮した設定を行っていた。
おける追尾処理装置としてよく利用されるα,βトラッ
キングの追尾アルゴリズムにおいて、係数α,βの設定
方法としては、プロット・データを重視する方法と、航
跡情報である平滑化位置を重視する方法とがあり、目的
とするレーダー装置において、最適な係数の設定を行っ
ていた。民間航空機を探知するレーダー装置であれば、
直線飛行する航空機の安定性を重視するために、安定度
の高い平滑化位置を重視する係数の設定を行っていた。
また防衛用のレーダー装置であれば旋回飛行する航空機
の追随性も考慮し、追随性の高いプロット・データの計
数を平滑化位置と同程度に考慮した設定を行っていた。
【0006】そのため、直線飛行する航空機に対して安
定した追尾を実現することを重視しすぎると、旋回飛行
する航空機に対する追随性が悪くなり、逆に旋回飛行す
る航空機に対する追随性を重視しすぎると、直線飛行す
る航空機の追尾が不安定となり、プロット・データに含
まれる誤差の影響を受けヘディングがふらつき、コンソ
ール等で監視しているオペレータの視認性が悪くなる問
題が発生した。
定した追尾を実現することを重視しすぎると、旋回飛行
する航空機に対する追随性が悪くなり、逆に旋回飛行す
る航空機に対する追随性を重視しすぎると、直線飛行す
る航空機の追尾が不安定となり、プロット・データに含
まれる誤差の影響を受けヘディングがふらつき、コンソ
ール等で監視しているオペレータの視認性が悪くなる問
題が発生した。
【0007】また、安定した追尾を実現するために、
α,βトラッキングにおいて平滑化位置を重視するパラ
メータの設定を行った追尾処理装置においては、航空機
が直線飛行から旋回飛行に移行した際に、ヘディングが
旋回する方向に追随できなくなり、追尾外れが起こる確
率が高かった。本発明の目的は、直線飛行か旋回飛行か
の判定処理が不要で、直線飛行に対しては安定した追尾
を維持し、旋回飛行に対しては追尾の追随性を向上させ
た追尾処理装置を提供することにある。
α,βトラッキングにおいて平滑化位置を重視するパラ
メータの設定を行った追尾処理装置においては、航空機
が直線飛行から旋回飛行に移行した際に、ヘディングが
旋回する方向に追随できなくなり、追尾外れが起こる確
率が高かった。本発明の目的は、直線飛行か旋回飛行か
の判定処理が不要で、直線飛行に対しては安定した追尾
を維持し、旋回飛行に対しては追尾の追随性を向上させ
た追尾処理装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の追尾処理装置と
しては、レーダー信号処理装置から入手した航空機のプ
ロット・データと保持している航跡情報との相関処理を
行うプロット・航跡相関処理部と、相関なしと判定され
た初探知プロットに対して航跡を生成する航跡確立処理
部と、相関ありと判定されたプロットに対して航跡諸元
の更新を実施する航跡追尾処理部とを有する追尾処理装
置において、航空機の航跡情報と相関ありと判定された
プロット・データを保存するプロット・データ保存処理
部と、前記プロット・データ保存処理部に保存されたプ
ロット・データを用いて、航跡追尾処理のインターバル
の空き時間に航空機の進路予測を実施する航跡の進路予
測処理部とを備え、航跡の進路予測処理にて得られた進
路予測データに基づいた航跡追尾処理を行うことを特徴
とする。
しては、レーダー信号処理装置から入手した航空機のプ
ロット・データと保持している航跡情報との相関処理を
行うプロット・航跡相関処理部と、相関なしと判定され
た初探知プロットに対して航跡を生成する航跡確立処理
部と、相関ありと判定されたプロットに対して航跡諸元
の更新を実施する航跡追尾処理部とを有する追尾処理装
置において、航空機の航跡情報と相関ありと判定された
プロット・データを保存するプロット・データ保存処理
部と、前記プロット・データ保存処理部に保存されたプ
ロット・データを用いて、航跡追尾処理のインターバル
の空き時間に航空機の進路予測を実施する航跡の進路予
測処理部とを備え、航跡の進路予測処理にて得られた進
路予測データに基づいた航跡追尾処理を行うことを特徴
とする。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施形態を図面を参照して説
明する。図1は、本発明の一実施形態の追尾処理装置の
機能ブロック図である。レーダー信号処理装置1から入
手したプロット・データはプロット・航跡相関処理部2
に入力される。このプロット・航跡相関処理部2はこれ
までと同様に航跡確立処理部3と航跡追尾処理部5で保
持している航跡情報とプロット・データとの相関処理を
実施し、両者の相関を検出する。このプロット・航跡相
関処理部2において、相関なしと判定されたプロット・
データは、初探知プロット・データとして航跡確立処理
部3に入力され、航跡の新規確立を実施し航跡の位置,
速度,ヘディング,航跡品質(TQ)等の航跡諸元を航
跡情報として保持する。
明する。図1は、本発明の一実施形態の追尾処理装置の
機能ブロック図である。レーダー信号処理装置1から入
手したプロット・データはプロット・航跡相関処理部2
に入力される。このプロット・航跡相関処理部2はこれ
までと同様に航跡確立処理部3と航跡追尾処理部5で保
持している航跡情報とプロット・データとの相関処理を
実施し、両者の相関を検出する。このプロット・航跡相
関処理部2において、相関なしと判定されたプロット・
データは、初探知プロット・データとして航跡確立処理
部3に入力され、航跡の新規確立を実施し航跡の位置,
速度,ヘディング,航跡品質(TQ)等の航跡諸元を航
跡情報として保持する。
【0010】また、プロット・航跡相関処理2において
相関ありと判定されたプロット・データは、航跡追尾処
理部5に入力され、後述する追尾アルゴリズムにより、
航跡諸元の更新を実施し航跡情報として保持する。ま
た、航空機が着陸したり、捜索範囲外に飛行して航跡品
質が低下した場合には、航跡追尾処理部5において航跡
除去が行われる。
相関ありと判定されたプロット・データは、航跡追尾処
理部5に入力され、後述する追尾アルゴリズムにより、
航跡諸元の更新を実施し航跡情報として保持する。ま
た、航空機が着陸したり、捜索範囲外に飛行して航跡品
質が低下した場合には、航跡追尾処理部5において航跡
除去が行われる。
【0011】プロット・データ保存処理部6は、前記プ
ロット・航跡相関処理部2において相関ありと判定した
プロット・データを、航跡を識別するための航跡番号と
検出時刻とともに保存する。本処理において、保存する
プロット・データが予め設定した数量を越えた場合は、
新しいプロット・データを保存する前に、正確な進路予
測の妨げとなる古いプロット・データを棄却する。ま
た、航跡追尾処理部5から航跡除去の通知を受けた時、
プロット・データ保存処理部6は、除去された航跡と相
関したプロット・データを全て棄却する。
ロット・航跡相関処理部2において相関ありと判定した
プロット・データを、航跡を識別するための航跡番号と
検出時刻とともに保存する。本処理において、保存する
プロット・データが予め設定した数量を越えた場合は、
新しいプロット・データを保存する前に、正確な進路予
測の妨げとなる古いプロット・データを棄却する。ま
た、航跡追尾処理部5から航跡除去の通知を受けた時、
プロット・データ保存処理部6は、除去された航跡と相
関したプロット・データを全て棄却する。
【0012】航跡の進路予測処理7部は、プロット・デ
ータ保存処理部6において保存されたプロット・データ
を用いて、航跡の進路予測を実施する。まず、航空機の
運動方程式の近似式として高次の多項式を仮定し、過去
数スキャンのプロット・データに対して、最適な補間を
行う高次多項式の係数を最小2乗法により求め、高次の
多項式の外挿処理により、航空機の進路予測を行うもの
である。
ータ保存処理部6において保存されたプロット・データ
を用いて、航跡の進路予測を実施する。まず、航空機の
運動方程式の近似式として高次の多項式を仮定し、過去
数スキャンのプロット・データに対して、最適な補間を
行う高次多項式の係数を最小2乗法により求め、高次の
多項式の外挿処理により、航空機の進路予測を行うもの
である。
【0013】航跡の進路予測処理部7の動作の一例とし
て、ここでは簡単のため3次多項式を仮定し4スキャン
までのプロット・データを用いて、航跡の進路予測を実
施する方法を説明する。近似式は、次式で与えられる。 Y=a1 X3 +a2 X2 +a3 X+a4 …(3) 保存したプロット・データの座標値が(XN ,YN ),
(XN-1 ,YN-1 ),(XN-2 ,YN-2 ),(XN-3 ,
YN-3 )とした場合に、誤差の2乗Eは、次式から算出
できる。
て、ここでは簡単のため3次多項式を仮定し4スキャン
までのプロット・データを用いて、航跡の進路予測を実
施する方法を説明する。近似式は、次式で与えられる。 Y=a1 X3 +a2 X2 +a3 X+a4 …(3) 保存したプロット・データの座標値が(XN ,YN ),
(XN-1 ,YN-1 ),(XN-2 ,YN-2 ),(XN-3 ,
YN-3 )とした場合に、誤差の2乗Eは、次式から算出
できる。
【0014】
【数1】
【0015】この誤差の2乗を最小にするための、パラ
メータaK (K=1〜4)は、偏微分をΔとすると、 ΔE/ΔaN =0 (5) から求められる。
メータaK (K=1〜4)は、偏微分をΔとすると、 ΔE/ΔaN =0 (5) から求められる。
【0016】このようにして求められた最適パラメータ
をaK ′(K=1〜4)とすると予測近似式は、次式で
与えられる。 Y=a1 ′X3 +a2 ′X2 +a3 ′X+a4 ′ (6) この予測近似式から、次回検出時刻における航跡の予測
位置を外挿処理により算出することが可能となる。航跡
追尾処理部5は、プロット・データと航跡が有するヘデ
ィングに基づいた予測位置とを結ぶ直線と(6)式で得
られた多項式の交点を求めることにより、航跡の位置を
推定することができる。
をaK ′(K=1〜4)とすると予測近似式は、次式で
与えられる。 Y=a1 ′X3 +a2 ′X2 +a3 ′X+a4 ′ (6) この予測近似式から、次回検出時刻における航跡の予測
位置を外挿処理により算出することが可能となる。航跡
追尾処理部5は、プロット・データと航跡が有するヘデ
ィングに基づいた予測位置とを結ぶ直線と(6)式で得
られた多項式の交点を求めることにより、航跡の位置を
推定することができる。
【0017】図2は、本航跡の進路予測処理部7が処理
を実施するタイミング図を表わしている。K時刻及びK
+1時刻にある航跡と相関のとれたプロットが検出され
たとするとプロット・航跡相関処理部2はプロット・デ
ータを入手後速やかに実施する必要がある。航跡追尾処
理部5はプロット・航跡相関処理後、区間(K,K+
a)において実施する。航跡の進路予測処理部7は、K
+1時刻までに実施する必要があるが、区間(K+b,
K+c)において、その他のプロット・データに対する
航跡追尾処理等の処理負荷に余裕のあるタイミングで実
施することが可能である。
を実施するタイミング図を表わしている。K時刻及びK
+1時刻にある航跡と相関のとれたプロットが検出され
たとするとプロット・航跡相関処理部2はプロット・デ
ータを入手後速やかに実施する必要がある。航跡追尾処
理部5はプロット・航跡相関処理後、区間(K,K+
a)において実施する。航跡の進路予測処理部7は、K
+1時刻までに実施する必要があるが、区間(K+b,
K+c)において、その他のプロット・データに対する
航跡追尾処理等の処理負荷に余裕のあるタイミングで実
施することが可能である。
【0018】図3は、航空機が直線飛行から旋回飛行に
移行した場合の追尾処理の説明図である。従来の追尾方
式では、直線飛行している間は、プロット・データの誤
差によりヘディングがふられ、旋回飛行に移行してもヘ
ディングが追随できずに追尾はずれが発生する。本発明
による追尾方式では、直線飛行している間は(6)式で
示される近似式の高次の係数a1 ′及びa2 ′がほとん
ど零となり、1次式すなわち直線の式で近似される。よ
って、従来方式に比べてヘディングのふらつきが少なく
て済む。また、旋回飛行に移行した場合も、航跡の予測
位置上に航跡が生成されるために、追尾はずれが発生す
る確率が少なくて済む。
移行した場合の追尾処理の説明図である。従来の追尾方
式では、直線飛行している間は、プロット・データの誤
差によりヘディングがふられ、旋回飛行に移行してもヘ
ディングが追随できずに追尾はずれが発生する。本発明
による追尾方式では、直線飛行している間は(6)式で
示される近似式の高次の係数a1 ′及びa2 ′がほとん
ど零となり、1次式すなわち直線の式で近似される。よ
って、従来方式に比べてヘディングのふらつきが少なく
て済む。また、旋回飛行に移行した場合も、航跡の予測
位置上に航跡が生成されるために、追尾はずれが発生す
る確率が少なくて済む。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の追尾処理
装置によれば、航跡と相関するプロット・データのみを
保存し、保存された過去数スキャンのプロット・データ
を用いて航跡の進路予測処理を実施することにより、従
来使用されてきたα,βトラッキング方式に比べ、より
正確な進路予測データが得られる。この進路予測データ
を用いた追尾処理を行うことにより、直線飛行する航空
機に対しては安定した追尾が実現し、旋回飛行する航空
機に対しては追随性にすぐれた追尾が実現できる。これ
により、航空機が直線飛行から旋回飛行に移行した際に
発生する追尾はずれが少なくなるという効果がある。
装置によれば、航跡と相関するプロット・データのみを
保存し、保存された過去数スキャンのプロット・データ
を用いて航跡の進路予測処理を実施することにより、従
来使用されてきたα,βトラッキング方式に比べ、より
正確な進路予測データが得られる。この進路予測データ
を用いた追尾処理を行うことにより、直線飛行する航空
機に対しては安定した追尾が実現し、旋回飛行する航空
機に対しては追随性にすぐれた追尾が実現できる。これ
により、航空機が直線飛行から旋回飛行に移行した際に
発生する追尾はずれが少なくなるという効果がある。
【0020】また、本発明では、航跡と相関するプロッ
ト・データを保存するプロット・データ保存処理部は、
古くなったプロット・データを棄却し、航跡の進路予測
処理を相関インターバルの空き時間に実施しているの
で、メモリ容量の制限とCPUの処理時間等に制約のあ
るシステムにおいても実現可能である。
ト・データを保存するプロット・データ保存処理部は、
古くなったプロット・データを棄却し、航跡の進路予測
処理を相関インターバルの空き時間に実施しているの
で、メモリ容量の制限とCPUの処理時間等に制約のあ
るシステムにおいても実現可能である。
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図2】航跡の進路予測処理を実施するタイミング図で
ある。
ある。
【図3】航空機が直線飛行から旋回飛行に移行した場合
の追尾処理の説明図である。
の追尾処理の説明図である。
【図4】従来の追尾処理装置の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
1 レーダー信号処理装置 2 プロット・航跡相関処理部 3 航跡確立処理部 4 航跡追尾処理部 5 航跡追尾処理部 6 プロット・データ保存処理部 7 航跡の進路予測処理部
Claims (3)
- 【請求項1】 レーダー信号処理装置から入手した航空
機の位置情報(プロット・データ)と保持している航跡
情報との相関処理を行ない、相関なしと判定された初探
知プロットに対して航跡を生成し、相関ありと判定され
たプロットに対して航跡諸元の更新を実施する機能を有
する追尾処理装置において、直線飛行する航空機に対し
ては安定性を重視した追尾を行い、旋回飛行する航空機
に対しては追随性を重視した追尾を行うことを特徴とす
る追尾処理装置。 - 【請求項2】 レーダー信号処理装置から入手した航空
機のプロット・データと保持している航跡情報との相関
処理を行うプロット・航跡相関処理部と、相関なしと判
定された初探知プロットに対して航跡を生成する航跡確
立処理部と、相関ありと判定されたプロットに対して航
跡諸元の更新を実施する航跡追尾処理部とを有する追尾
処理装置において、航空機の航跡情報と相関ありと判定
されたプロット・データを保存するプロット・データ保
存処理部と、前記プロット・データ保存処理部に保存さ
れたプロット・データを用いて航空機の進路予測を実施
する航跡の進路予測処理部とを備え、航跡の進路予測処
理にて得られた進路予測データに基づいた航跡追尾処理
を行うことを特徴とする追尾処理装置。 - 【請求項3】 航跡の進路予備処理部は、航跡追尾処理
のインターバルの空き時間にプロット・データ保存処理
部に保存されたプロット・データを用いて航空機の進路
予測を実施する請求項2の追尾処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7214084A JPH0943346A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 追尾処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7214084A JPH0943346A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 追尾処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0943346A true JPH0943346A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16649979
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7214084A Pending JPH0943346A (ja) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | 追尾処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0943346A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2010060465A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 物体検出装置 |
CN105807280A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-27 | 南京鹏力系统工程研究所 | 基于航迹状态估计的回波融合目标的航迹关联方法 |
CN110426692A (zh) * | 2019-07-20 | 2019-11-08 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 参差加抖动中重频pd模式点迹提取方法 |
CN110940971A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-03-31 | 四川川大智胜软件股份有限公司 | 一种雷达目标点迹录取方法、装置及存储介质 |
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JPH02186288A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-20 | Nec Corp | 追尾処理装置 |
-
1995
- 1995-07-31 JP JP7214084A patent/JPH0943346A/ja active Pending
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