JPH10115678A - 目標相関統合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる位置に配置された複数の目標観測装置
から複数の目標観測情報が得られ、またその目標観測情
報に含まれるクラッタ等の不要信号及び新規に発生した
目標が諸条件によって変化する環境において、それらの
変化を絶えずモニタしながら信頼性の高い仮説信頼度が
算出できる目標相関統合装置を得る。 【解決手段】 目標に関して複数の目標観測装置から得
られる目標観測情報の観測数の差と１つの目標観測装置
から得られる目標観測情報の観測数の時間的変化より新
規目標観測頻度と不要信号観測頻度を算出し、それらを
もとに最適な仮説信頼度の算出を行う。

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、航空機等の移動
物体を目標とし、電波や赤外線等を探知分析する目標観
測装置を用い、複数の目標観測装置からの目標情報及び
目標以外の過去からの観測分析情報に基づき、最新の時
刻において観測した目標の信号が、過去において既に管
理されている目標（既管理目標）からの信号か、新たに
発生した目標（新規目標）からの信号か、目標以外の信
号（不要信号）か、の識別を行い、最新の時刻における
既管理目標の情報と関連づけ、さらに目標の真値の推定
を行う目標相関統合装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来の目標相関統合装置の処理
手順を示すもので、従来の目標観測情報を用いた相関統
合方法は、処理１７で何れかの目標観測装置からの初観
測の目標観測情報を入力し、処理１８で観測目標の観測
位置を基にカルマンフィルタ理論に基づき目標位置・速
度を示す平滑値及び目標位置・速度の空間的な誤差評価
量を示す平滑誤差共分散行列の初期値を算出し、処理１
９で目標観測装置からの目標観測位置等の運動諸元と観
測精度等の観測諸元を目標観測情報として入力し、処理
２０で既に管理している既管理目標の最新の時刻におけ
る目標位置・速度の予測値及び目標位置・速度の誤差評
価量を示す予測誤差共分散行列を算出し、処理２１で目
標観測情報が予測誤差共分散と観測精度等の観測諸元か
ら生成される目標存在範囲を示す相関ゲート内に存在す
るか否かの判定を行い、その判定によって既管理目標と
位置的に相関対象となる目標観測情報を抽出し、処理２
２で目標観測情報が既管理目標に相当するのか、不要信
号か、新規目標かの仮説を生成し、処理２３で処理２２
において生成された仮説の信頼度を算出するために用い
る新規目標観測頻度や不要信号観測頻度等の設定値を読
み込み、処理２４で処理２２において生成された仮説の
信頼度を処理２３で読み込まれた設定値と目標観測情報
と既管理目標の情報を基に算出し、処理２５で仮説縮小
方法に関する情報を読み込み、処理２６で処理２５で読
み込まれた仮説縮小情報と処理２４で算出した仮説信頼
度に基づいて仮説の縮小を行い、処理２７で処理２６で
縮小された仮説を基に既管理目標と１対１に関連づけら
れる目標観測情報を判定し、処理２８で処理２７で関連
づけられた既管理目標と目標観測情報の目標位置・速度
を示す平滑値及び目標位置・速度の誤差評価量を示す平
滑誤差共分散行列をカルマンフィルタ理論に基づき算出
し、処理２９で相関統合終了になるまでこの一連の流れ
を繰り返すようになっていた。

【０００３】図１１は処理２１で生成される相関ゲート
の生成過程と、目標の存在可否の判定例を示す図であ
る。

【０００４】図１３は従来の目標相関統合装置の構成図
の一例を示すもので、１は目標及び不要信号の位置等を
目標観測情報として出力する第１の目標観測装置、２は
前記第１の目標観測装置と異なる位置に配置される第２
の目標観測装置、３は前記第１の目標観測装置１及び第
２の目標観測装置２の位置関係を入力する目標観測装置
位置諸元入力装置、４は前記第１の目標観測装置１から
の目標観測情報と第２の目標観測装置２からの目標観測
情報を各々の目標観測装置の位置諸元に基づき相関統合
を行う共通の座標系に変換する処理１７、１８、１９に
相当する目標観測情報入力器、５は各目標観測装置１、
２からの目標観測情報が既に管理される既管理目標と相
関対象となるか否かの判定を行い、相関対象となる目標
観測情報を抽出する処理２１の機能を有する運動諸元相
関器、６は相関対象として抽出された目標観測情報が既
管理目標か、不要信号か、新規目標かの仮説の生成を行
う処理２２の機能を有する仮説生成器、７は上記仮説の
信頼度の算出に用いる仮説信頼度算出パラメータの入力
を行う処理２３の機能を有する仮説信頼度算出パラメー
タ入力器、８は上記仮説信頼度算出パラメータと目標観
測情報と既管理目標の情報をもとに仮説の信頼度の算出
を行う処理２４の機能を有する仮説信頼度算出器、９は
上記仮説の信頼度の低いものを削除するための条件を与
える仮説縮小パラメータの入力を行う処理２５の機能を
有する仮説縮小パラメータ入力器、１０は累積された上
記仮説を仮説縮小パラメータで設定された縮小条件に従
って信頼性の低い仮説の削除を行う処理２６の機能を有
する仮説縮小器、１１は縮小された仮説を基に既管理目
標と関連づけられた目標観測情報を統合するか否かの判
定を行う処理２７の機能を有する目標情報統合判定器、
１２は統合すると判定された既管理目標と目標観測情報
の目標位置・速度の平滑値及び平滑誤差共分散行列カル
マンフィルタ理論に基づき算出を行う処理２８の機能を
有する目標運動諸元平滑器、１３は目標観測装置から出
力された目標観測情報の最新時刻における既管理目標の
目標位置・速度の予測値及び予測誤差共分散行列の算出
を行う処理２０の機能を有する目標運動諸元予測器であ
る。

【０００５】また、仮説信頼度算出器８の仮説信頼度算
出において、入力された目標観測情報が不要信号である
という仮説の信頼度と新規目標であるという仮説の信頼
度を算出する際に、相関ゲート内の目標観測情報数の内
何目標が不要信号であり、また何目標が新規目標かの割
合を推定する不要信号発生頻度と新規目標発生頻度を用
いる。この不要信号発生頻度と新規目標発生頻度は固定
値として７の仮説信頼度算出パラメータ入力器に入力さ
れている。

【０００６】また、仮説縮小器１０の仮説縮小方法は、
現時刻における最終的な仮説信頼度を用いて仮説の信頼
度の低いものを削除する、もしくは高いものだけを残す
方法等が主流となっている。例として幾つかの縮小方法
について解説する。全仮説で許される仮説の総数を設定
しその範囲内で仮説信頼度の高い仮説のみを残す仮説数
リミット法や、仮説信頼度のしきい値を設定し、そのし
きい値と比較して信頼度の高い仮説のみを残し、それ以
外の仮説を削除する仮説信頼度リミット法や、仮説信頼
度の累計しきい値を設定し、仮説の信頼度を信頼度の高
い順もしくは低い順に累計し設定した累計しきい値と比
較することにより、しきい値を越える仮説を削除もしく
は残す仮説信頼度累計リミット法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】複数の目標観測装置を
広範囲に異なる位置に配置したシステムにおける目標相
関統合において、編隊飛行等を行う密集した目標に対し
て各々の目標観測装置が観測した場合、目標観測装置の
分解能性能と観測位置、及び目標の編隊形状により、観
測される目標数が各目標観測装置毎で異なる場合があ
る。従来の目標相関統合装置では、各目標観測装置から
入力される目標観測情報に対して仮説生成器６で仮説を
生成し、仮説信頼度算出器８で仮説信頼度算出パラメー
タ入力器７に入力されている固定値である新規目標観測
頻度と不要信号観測頻度を用いて仮説信頼度を算出して
いたため、上記の異なる観測目標数の入力に対して不正
確な仮説信頼度を算出する可能性が高くなり、仮説縮小
器１０においてその仮説信頼度を基に仮説の縮小を行う
為、目標相関統合性能を左右する仮説縮小性能を低下さ
せ、その結果、目標相関統合性能を低下させる要因とな
っていた。

【０００８】この発明はこのような課題を解決するため
になされたもので、複数の異なる位置に配置された目標
観測装置から入力される異なる観測目標数の目標観測情
報について生成される仮説に対して、状況の変化に対応
した仮説信頼度を算出できる目標相関統合装置を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明による目標相
関統合装置は、運動諸元相関器からの相関ゲート諸元を
基に相関ゲートの体積を算出する相関ゲート体積算出器
と、運動諸元相関器からの１サンプリング前の既管理目
標数と相関ゲート内観測目標数と上記相関ゲート体積か
ら新規目標観測頻度を算出する新規目標観測頻度算出器
と、上記新規目標観測頻度と仮説信頼度算出パラメータ
からの不要信号観測頻度と目標観測情報から仮説の信頼
度を算出する仮説信頼度算出器を備えており、不要信号
環境下の目標観測装置の観測状態の変化に対応した正確
な仮説信頼度を算出するための不要信号観測頻度を、目
標観測装置で観測された目標観測情報のうち、相関ゲー
ト内に存在する目標観測情報数から単位体積あたりの目
標観測情報数を求め、さらに１つの目標観測装置のサン
プリング毎の単位体積あたりの目標観測情報数の差のば
らつきを最小自乗法に基づいて一元化することにより求
められる。

【００１０】また、第２の発明による目標相関統合装置
は、運動諸元相関器からの相関ゲート諸元を基に相関ゲ
ートの体積を算出する相関ゲート体積算出器と、運動諸
元相関器からの１サンプリング前の既管理目標数と相関
ゲート内観測目標数と上記相関ゲート体積から不要信号
観測頻度を算出する不要信号観測頻度算出器と、上記不
要信号観測頻度と仮説信頼度算出パラメータ入力器から
の新規目標観測頻度と目標観測情報から仮説の信頼度を
算出する仮説信頼度算出器を備えており、分解能性能の
異なる目標観測装置や目標編隊形状の変化に対応した正
確な仮説信頼度を算出するための新規目標観測頻度を、
目標観測装置で観測された目標観測情報の、相関ゲート
内に存在する目標観測情報数から単位体積あたりの目標
観測情報数を求め、さらに複数の目標観測装置間の単位
体積あたりの目標観測情報数の差のばらつきを最小自乗
法に基づいて一元化することにより求められる。

【００１１】また、第３の発明による目標相関統合装置
は、運動諸元相関器からの相関ゲート諸元を基に相関ゲ
ートの体積を算出する相関ゲート体積算出器と、運動諸
元相関器からの１サンプリング前の既管理目標数と相関
ゲート内観測目標数と上記相関ゲート体積から新規目標
観測頻度を算出する新規目標観測頻度算出器と、運動諸
元相関器からの１サンプリング前の既管理目標数と相関
ゲート内観測目標数と上記相関ゲート体積から不要信号
観測頻度を算出する不要信号観測頻度算出器と、上記新
規目標観測頻度と上記不要信号観測頻度と目標観測情報
から仮説の信頼度を算出する仮説信頼度算出器を備えて
おり、不要信号環境下の目標観測装置の観測状態の変化
と、分解能性能の異なる目標観測装置や目標編隊形状の
変化に対応した正確な仮説信頼度を算出するための新規
目標観測頻度および不要信号観測頻度を、目標観測装置
で観測された目標観測情報の相関ゲート内に存在する目
標観測情報数から単位体積あたりの目標観測情報数を求
め、１つの目標観測装置のサンプリング毎の単位体積あ
たりの目標観測情報数の差のばらつきと、さらに複数の
目標観測装置間の単位体積あたりの目標観測情報数の差
のばらつきを最小自乗法に基づいて一元化することによ
り求められる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図７はこの発明の実施の形態１の前提と
なる状況を示す図であり、図において１は第１の目標観
測装置、２は第２の目標観測装置、３３は観測目標、３
４は目標相関統合装置であり、２つの目標観測装置が３
つの目標を観測する状況を表わしている。

【００１３】また、図８は図７で示された状況におい
て、２つの目標観測装置が目標を時系列に観測し、目標
相関統合装置に出力する状況を表している。

【００１４】また、図９は図７及び図８で示された状況
において、実際に各目標観測装置が目標を観測した状況
を示した図である。図において、第１の目標観測装置１
は２つの目標を観測できたとする。また第２の目標観測
装置２は３つの目標を観測できたとする。既に管理され
ている目標数が２の場合、第２の目標観測装置２で観測
される３つの目標のうち、１つの目標が新規目標として
仮説が立てられる。その仮説の信頼度を求めるため、空
間内における新規目標の観測頻度が必要となる。観測頻
度とは、単位体積あたりの目標観測数で定義される。従
って、相関の判定を行なう際に用いられる目標の予想存
在範囲を示す相関ゲートの体積を算出し、また相関ゲー
ト内の新規目標と仮定される目標数から新規目標観測頻
度を算出する。また、２つの目標観測装置１、２間で観
測される目標数が時系列で変動する場合の新規目標数の
推定は、まず最小自乗法によって空間に存在する目標数
を推定し、既に管理されている目標数と推定した空間に
存在する目標数の差数により求める。以上より、複数の
目標観測装置１、２間で観測目標数に差異がある場合、
また観測目標数が時系列で変動する場合においても、柔
軟に新規目標観測頻度を算出することができる。

【００１５】また、図４はこの発明の実施の形態１の処
理手順を示す図であり、図において１９は目標観測装置
からの目標観測情報入力、２０は予測値及び予測誤差共
分散行列算出、２１は観測目標と既管理目標の相関判
定、２２は目標観測情報の仮説生成、２３は仮説信頼度
算出パラメータ読み込み、２４は目標観測情報の観測信
頼度算出、２５は仮説縮小パラメータ読み込み、２６は
仮説縮小、２７は観測目標と既管理目標の統合判定、２
８は平滑値及び平滑誤差共分散行列算出、２９は相関統
合終了判定、３０は相関ゲート体積算出、３１は新規目
標観測頻度算出の処理ステップである。

【００１６】処理１７で１サンプリング目に第１の目標
観測装置１より得られる新規目標の目標観測情報と２サ
ンプリング目に第２の目標情報観測装置２より得られる
新規目標の目標観測情報を入力し、処理１８で各目標観
測装置より順に得られた目標観測情報（図８に示す状
況）に基づき目標位置・速度の平滑値及び目標位置・速
度の空間的な誤差評価量を示す平滑誤差共分散の初期値
を算出し、処理１９で３サンプリング目に再度第１の目
標観測装置１より既管理目標の目標観測情報を入力し、
処理２０で２サンプリング目に算出した既管理目標の最
新の時刻における目標位置・速度の予測値及び目標位置
・速度の誤差評価量を示す予測誤差共分散を算出し、処
理２１で目標観測情報と既管理目標との相関を、既管理
目標の予測位置を中心に予測誤差共分散と目標観測情報
の誤差を示す観測誤差共分散を用いて生成された目標予
測存在範囲を示す相関ゲート内に存在するか否かで判定
する。

【００１７】処理３０では予測誤差共分散と観測誤差共
分散より相関ゲートの体積を算出し、処理３１で相関ゲ
ート内に存在する複数の目標観測情報に新規目標が含ま
れる頻度を示す新規目標観測頻度を相関ゲート内目標観
測情報数と相関ゲート体積を用いて算出し、処理２２で
相関ゲート内の目標観測情報が既管理目標か、新規目標
か、不要信号かの仮説を生成し、処理２３で生成された
仮説の信頼度を算出するための仮説信頼度算出パラメー
タである不要信号観測頻度を読み込み、処理２４で目標
観測情報と仮説内容と新規目標観測頻度と不要信号観測
頻度から仮説信頼度を算出し、処理２５で生成された複
数の仮説を縮小するための仮説縮小パラメータを読み込
み、処理２６で仮説内容と仮説信頼度と仮説縮小パラメ
ータを用いて仮説の縮小を行い、処理２７で縮小後の仮
説内容に従って既管理目標と１対１に対応づけられる目
標観測情報の統合判定を行い、処理２８で現在時刻にお
ける管理目標の位置・速度平滑の平滑値及び平滑誤差共
分散をカルマンフィルタ理論に基づき算出し、処理２９
で相関統合終了になるまでこの一連の流れを繰り返す。

【００１８】図１はこの発明の実施の形態１を示す構成
図であり、図において１は目標及び不要信号の位置等を
目標観測情報として出力する第１の目標観測装置、２は
前記第１の目標観測装置と異なる位置に配置される第２
の目標観測装置、３は前記第１の目標観測装置１及び第
２の目標観測装置２の位置関係を入力する目標観測装置
位置諸元入力装置、４は１サンプリング目に第１の目標
観測装置より得られる新規目標の目標観測情報と２サン
プリング目に第２の目標情報観測装置より得られる新規
目標の目標観測情報を入力し、各目標観測装置より順に
得られた目標観測情報（図８に示す状況）に基づき目標
位置・速度の平滑値および平滑誤差共分散の初期値を算
出し、３サンプリング目に再度第１の目標観測装置より
既管理目標の目標観測情報を入力する処理１７、１８、
１９に相当する機能を有する目標観測情報入力器、５は
目標観測情報と既管理目標との相関を既管理目標の予測
位置を中心に予測誤差共分散と目標観測情報の誤差を示
す観測誤差共分散を用いて生成された目標予測存在範囲
を示す相関ゲート内に存在するか否かで判定する処理２
１に相当する機能を有する運動諸元相関装置、６は相関
ゲート内の目標観測情報が既管理目標か、新規目標か、
不要信号かの仮説を生成する処理２２に相当する機能を
有する仮説生成器、７は生成された仮説の信頼度を算出
するための仮説信頼度算出パラメータである不要信号観
測頻度を読み込む処理２３に相当する機能をもつ仮説信
頼度算出パラメータ入力器、８は目標観測情報と仮説内
容と新規目標観測頻度と不要信号観測頻度から仮説信頼
度を算出する処理２４に相当する機能を持つ仮説信頼度
算出器である。

【００１９】９は生成された複数の仮説を縮小するため
の仮説縮小パラメータを読み込む処理２５に相当する機
能をもつ仮説縮小パラメータ入力器、１０は仮説内容と
仮説信頼度と仮説縮小パラメータを用いて仮説の縮小を
行う処理２６に相当する機能をもつ仮説縮小器、１１は
縮小後の仮説内容に従って既管理目標と１対１に相当づ
けられる目標観測情報の統合判定を行う処理２７に相当
する機能をもつ目標情報統合判定器、１２は現在時刻に
おける管理目標の位置・速度平滑の平滑値及び平滑誤差
共分散をカルマンフィルタ理論に基づき算出する処理２
８に相当する機能をもつ目標運動諸元平滑器、１３は２
サンプリング目に算出した既管理目標の現在時刻におけ
る目標位置・速度の予測値及び予測値の誤差を推定した
予測誤差共分散を算出する処理２０に相当する機能をも
つ目標運動諸元予測器、１４は予測誤差分と観測誤差共
分散より相関ゲートの体積を算出する処理３０に相当す
る機能をもつ相関ゲート体積算出器、１５は相関ゲート
内に存在する複数の目標観測情報に新規目標が含まれる
頻度を示す新規目標観測頻度を相関ゲート内目標観測情
報数と相関ゲート体積を用いて算出する処理３１に相当
する機能をもつ新規目標観測頻度算出器である。

【００２０】ここで、新規目標観測頻度算出器１５の新
規目標観測頻度の算出について説明する。新規目標観測
頻度算出の基本原理は離隔された複数の目標観測装置が
同一の目標を観測する場合、目標の編隊形状と目標観測
装置の位置関係と分解能により目標観測情報数に差異が
生じるためその機数差を新規目標数とするものである。
ただし、仮説信頼度を算出するためのパラメータとして
新規目標の観測頻度が必要となるため、目標観測情報が
存在する相関ゲートの体積を用いて新規目標の空間的な
存在頻度を新規目標観測頻度として定めている。図８に
示されるような、２つの目標観測装置１、２から目標観
測情報が目標相関統合装置に対して交互に入力される場
合の新規目標観測頻度の算出式は式（２）で表わされ
る。式（２）の基本原理は、２つの目標観測装置から交
互の入力される観測目標の数を最小自乗法により推定
し、さらに既管理目標数との差から新規目標数を推定
し、目標が存在する相関ゲートの体積より、単位体積あ
たりの新規目標数（新規目標観測頻度）を算出するもの
である。

【００２１】

【数１】

【００２２】実施の形態２．図７はこの発明の実施の形
態２の前提となる状況を示す図であり、図において１は
第１の目標観測装置、２は第２の目標観測装置、３３は
観測目標、３４は目標相関統合装置であり、２つの目標
観測装置が１つの目標を観測する状況を表わしているも
のとする。

【００２３】また、図８は図７で示された状況におい
て、２つの目標観測装置が目標を時系列に観測し、目標
相関統合装置に出力する状況を表している。

【００２４】図１０は図７及び図８で示された状況にお
いて、実際に各目標観測装置が目標を観測した状況を示
した図である。図において、第１の目標観測装置は目標
と目標以外の信号を観測しているとする。また第２の目
標観測装置は３つの目標を観測できたとする。既に管理
されている目標数が３の場合、第１の目標観測装置で観
測される目標のうち、３以上の目標が不要信号として仮
説が立てられる。ここで重要なのが、２つの目標観測装
置のうち、第１の目標観測装置の目標観測数に重点をお
いていることである。つまり、１つの目標観測装置にお
いて、観測目標数が変動する場合、不要信号が目標から
の信号と混在しているものと推定される。また、仮説の
信頼度を求めるため、空間内における不要信号の観測頻
度が必要となる。観測頻度とは、単位体積あたりの目標
観測数で定義される。従って、相関の判定を行なう際に
用いられる目標の予想存在範囲を示す相関ゲートの体積
を算出し、また相関ゲート内の不要信号と仮定される目
標数から不要信号観測頻度を算出する。また、２つの目
標観測装置間で観測される目標数が時系列で変動する場
合の不要信号数の推定は、各目標観測装置毎に最小自乗
法によって空間に存在する目標数を推定し、既に管理さ
れている目標数と推定した空間に存在する目標数の差数
により求める。以上より、複数の目標観測装置間で不要
信号の観測数に差異がある場合、また不要信号数が時系
列で変動する場合においても、柔軟に不要信号観測頻度
を算出することができる。

【００２５】また、図５はこの発明の実施の形態２の処
理手順を示す図であり、図において１９は目標観測装置
からの目標観測情報入力、２０は予測値及び予測誤差共
分散行列算出、２１は観測目標と既管理目標の相関判
定、２２は目標観測情報の仮説生成、２３は仮説信頼度
算出パラメータ読み込み、２４は目標観測情報の観測信
頼度算出、２５は仮説縮小パラメータ読み込み、２６は
仮説縮小、２７は観測目標と既管理目標の統合判定、２
８は平滑値及び平滑誤差共分散行列算出、２９は相関統
合終了判定、３０は相関ゲート体積算出、３２は不要信
号観測頻度算出の処理を示す。

【００２６】処理１７で１サンプリング目に第１の目標
観測装置より得られる新規目標の目標観測情報と２サン
プリング目に第２の目標情報観測装置より得られる新規
目標の目標観測情報を入力し、処理１８で各目標観測装
置より順に得られた目標観測情報（図８に示す状況）に
基づき目標位置・速度の平滑値及び目標位置・速度の空
間的な誤差評価量を示す平滑誤差共分散の初期値を算出
する。処理１９では３サンプリング目に再度第１の目標
観測装置より既管理目標の目標観測情報を入力し、処理
２０で２サンプリング目に算出した既管理目標の最新の
時刻における目標位置・速度の予測値及び目標位置・速
度の誤差評価量を示す予測誤差共分散を算出し、処理２
１で目標観測情報と既管理目標との相関を、既管理目標
の予測位置を中心に予測誤差共分散と目標観測情報の誤
差を示す観測誤差共分散を用いて生成された目標予測存
在範囲を示す相関ゲート内に存在するか否かで判定す
る。

【００２７】処理３０で予測誤差共分散と観測誤差共分
散より相関ゲートの体積を算出し、処理３２で相関ゲー
ト内に存在する複数の目標観測情報に不要信号が含まれ
る頻度を示す不要信号観測頻度を相関ゲート内目標観測
情報数と相関ゲート体積を用いて算出する。処理２２で
は相関ゲート内の目標観測情報が既管理目標か、新規目
標か、不要信号かの仮説を生成し、処理２３で生成され
た仮説の信頼度を算出するための仮説信頼度算出パラメ
ータである新規目標観測頻度を読み込み、処理２４で目
標観測情報と仮説内容と新規目標観測頻度と不要信号観
測頻度から仮説信頼度を算出し、処理２５で生成された
複数の仮説を縮小するための仮説縮小パラメータを読み
込む。処理２６で仮説内容と仮説信頼度と仮説縮小パラ
メータを用いて仮説の縮小を行い、処理２７で縮小後の
仮説内容に従って既管理目標と１対１に対応づけられる
目標観測情報の統合判定を行い、処理２８で現在時刻に
おける管理目標の位置・速度平滑の平滑値及び平滑誤差
共分散をカルマンフィルタ理論に基づき算出し、処理２
９で相関統合終了になるまでこの一連の流れを繰り返
す。

【００２８】また、図２はこの発明の実施の形態２を示
す構成図であり、図において７は仮説生成器６により生
成された仮説の信頼度を算出するための仮説信頼度算出
パラメータである新規目標観測頻度を読み込む処理２３
に相当する仮説信頼度算出パラメータ入力器、１６は相
関ゲート内に存在する複数の目標観測情報に不要信号が
含まれる頻度を示す不要信号観測頻度を相関ゲート内目
標観測情報数と相関ゲート体積を用いて算出する処理３
２に相当する機能をもつ不要信号観測頻度算出器であ
る。

【００２９】ここで、不要信号観測頻度算出器１６の不
要信号観測頻度の算出について説明する。不要信号観測
頻度算出の基本原理は目標観測装置が同一の目標を連続
して観測する場合、目標観測装置の信号処理性能や観測
環境の変化により観測毎の目標観測情報数に差異が生じ
るためその情報数の差を不要信号数とするものである。
ただし、仮説信頼度を算出するためのパラメータとして
不要信号の観測頻度が必要となるため、目標観測情報が
存在する相関ゲートの体積を用いて不要信号の空間的な
存在頻度を不要信号観測頻度として定めている。図８に
示されるような、２つの目標観測装置から目標観測情報
が目標相関統合装置に対して交互に入力される場合の不
要信号観測頻度の算出式は式（４）で表わされる。式
（４）の基本原理は、１つの目標観測装置から時系列で
入力される観測目標の数を最小自乗法により推定し、さ
らに既管理目標数との差から不要信号数を推定し、目標
が存在する相関ゲートの体積より、単位体積あたりの不
要信号数（不要信号観測頻度）を算出するものである。

【００３０】

【数２】

【００３１】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３の前提となる状況を示す図であり、図において１は
第１の目標観測装置、２は第２の目標観測装置、３３は
観測目標、３４は目標相関統合装置であり、２つの目標
観測装置が１つの目標を観測する状況を表わしているも
のとする。

【００３２】また、図８は図７で示された状況におい
て、２つの目標観測装置が目標を時系列に観測し、目標
相関統合装置に出力する状況を表している。

【００３３】また、図９は図７及び図８で示された状況
において、実際に各目標観測装置が目標を観測した状況
を示した図である。図において、第１の目標観測装置は
２つの目標を観測できたとする。また第２の目標観測装
置は３つの目標を観測できたとする。既に管理されてい
る目標数が２の場合、第２の目標観測装置で観測される
３つの目標のうち、１つの目標が新規目標として仮説が
立てられる。その仮説の信頼度を求めるため、空間内に
おける新規目標の観測頻度が必要となる。観測頻度と
は、単位体積あたりの目標観測数で定義される。従っ
て、相関の判定を行なう際に用いられる目標の予想存在
範囲を示す相関ゲートの体積を算出し、また相関ゲート
内の新規目標と仮定される目標数から新規目標観測頻度
を算出する。また、２つの目標観測装置間で観測される
目標数が時系列で変動する場合の新規目標数の推定は、
まず最小自乗法によって空間に存在する目標数を推定
し、既に管理されている目標数と推定した空間に存在す
る目標数の差数により求める。

【００３４】また、図１０は図７及び図８で示された状
況において、実際に各目標観測装置が目標を観測した状
況を示した図である。図において、第１の目標観測装置
は目標と目標以外の信号を観測しているとする。また第
２の目標観測装置は３つの目標を観測できたとする。既
に管理されている目標数が３の場合、第１の目標観測装
置で観測される目標のうち、３以上の目標が不要信号と
して仮説が立てられる。ここで重要なのが、２つの目標
観測装置のうち、第１の目標観測装置の目標観測数に重
点をおいていることである。つまり、１つの目標観測装
置において、観測目標数が変動する場合、不要信号が目
標からの信号と混在しているものと推定される。また、
仮説の信頼度を求めるため、空間内における不要信号の
観測頻度が必要となる。観測頻度とは、単位体積あたり
の目標観測数で定義される。従って、相関の判定を行な
う際に用いられる目標の予想存在範囲を示す相関ゲート
の体積を算出し、また相関ゲート内の不要信号と仮定さ
れる目標数から不要信号観測頻度を算出する。また、２
つの目標観測装置間で観測される目標数が時系列で変動
する場合の不要信号数の推定は、各目標観測装置毎に最
小自乗法によって空間に存在する目標数を推定し、既に
管理されている目標数と推定した空間に存在する目標数
の差数により求める。以上より、複数の目標観測装置間
で観測目標数に差異がある場合、また観測目標数が時系
列で変動する場合、複数の目標観測装置間で不要信号の
観測数に差異がある場合、また不要信号数が時系列で変
動する場合においても、柔軟に新規目標観測頻度及び不
要信号観測頻度を算出することができる。

【００３５】また、図６はこの発明の実施の形態３の処
理手順を示す図であり、図において１９は目標観測装置
からの目標観測情報入力、２０は予測値及び予測誤差共
分散行列算出、２１は観測目標と既管理目標の相関判
定、２２は目標観測情報の仮説生成、２４は目標観測情
報の観測信頼度算出、２５は仮説縮小パラメータ読み込
み、２６は仮説縮小、２７は観測目標と既管理目標の統
合判定、２８は平滑値及び平滑誤差共分散行列算出、２
９は相関統合終了判定、３０は相関ゲート体積算出、３
１は新規目標観測頻度算出、３２は不要信号観測頻度算
出の処理を示す。

【００３６】処理１７で１サンプリング目に第１の目標
観測装置より得られる新規目標の目標観測情報と２サン
プリング目に第２の目標情報観測装置より得られる新規
目標の目標観測情報を入力し、処理１８で各目標観測装
置より順に得られた目標観測情報（図８に示す状況）に
基づき目標位置・速度の平滑値及び目標位置・速度の空
間的な目標誤差評価量を示す平滑誤差共分散の初期値を
算出し、処理１９で３サンプリング目に再度第１の目標
観測装置より既管理目標の目標観測情報を入力し、処理
２０で２サンプリング目に算出した既管理目標の最新の
時刻における目標位置・速度の予測値及び目標位置・速
度の誤差評価量を示す予測誤差共分散を算出し、処理２
１で目標観測情報と既管理目標との相関を既管理目標の
予測位置を中心に予測誤差共分散と目標観測情報の誤差
を示す観測誤差共分散を用いて生成された目標予測存在
範囲を示す相関ゲート内に存在するか否かで判定する。

【００３７】処理３０では予測誤差共分散と観測誤差共
分散より相関ゲートの体積を算出し、処理３１で相関ゲ
ート内に存在する複数の目標観測情報に新規目標が含ま
れる頻度を示す新規目標観測頻度を相関ゲート内目標観
測情報数と相関ゲート体積を用いて算出する。処理３２
で相関ゲート内に存在する複数の目標観測情報に不要信
号が含まれる頻度を示す不要信号観測頻度を相関ゲート
内目標観測情報数と相関ゲート体積を用いて算出し、処
理２２で相関ゲート内の目標観測情報が既管理目標か、
新規目標か、不要信号かの仮説を生成し、処理２４で目
標観測情報と仮説内容と新規目標観測頻度と不要信号観
測頻度から仮説信頼度を算出し、処理２５で生成された
複数の仮説を縮小するための仮説縮小パラメータを読み
込む。処理２６では仮説内容と仮説信頼度と仮説縮小パ
ラメータを用いて仮説の縮小を行い、処理２７で縮小後
の仮説内容に従って既管理目標と１対１に対応づけられ
る目標観測情報の統合判定を行う。処理２８で現在時刻
における管理目標の位置・速度平滑の平滑値及び平滑誤
差共分散をカルマンフィルタ理論に基づき算出し、処理
２９で相関統合終了になるまでこの一連の流れを繰り返
す。

【００３８】図３はこの発明の実施の形態３を示す構成
図であり、図において１６は相関ゲート内に存在する複
数の目標観測情報に不要信号が含まれる頻度を示す不要
信号観測頻度を相関ゲート内目標観測情報数と相関ゲー
ト体積を用いて算出する処理３２に相当する機能をもつ
不要信号観測頻度算出器である。

【００３９】ここで、上記新規目標観測頻度と不要信号
観測頻度の算出について説明する。新規目標観測頻度算
出の基本原理は離隔された複数の目標観測装置が同一の
目標を観測する場合、目標の編隊形状と目標観測装置の
位置関係と分解能により目標観測情報数に差異が生じる
ためその機数差を新規目標数とするものである。ただ
し、仮説信頼度を算出するためのパラメータとして新規
目標の観測頻度が必要となるため、目標観測情報が存在
する相関ゲートの体積を用いて新規目標の空間的な存在
頻度を新規目標観測頻度として定めている。図８に示さ
れるような、２つの目標観測装置から目標観測情報が目
標相関統合装置に対して交互に入力される場合の新規目
標観測頻度の算出式は式（６）で表わされる。式（６）
の基本原理は、２つの目標観測装置から交互に入力され
る観測目標の数を最小自乗法により推定し、さらに既管
理目標数との差から新規目標数を推定し、目標が存在す
る相関ゲートの体積より、単位体積あたりの新規目標数
（新規目標観測頻度）を算出するものである。

【００４０】不要信号観測頻度算出の基本原理は目標観
測装置が同一の目標を連続して観測する場合、目標観測
装置の信号処理性能や観測環境の変化により観測毎の目
標観測情報数に差異が生じるため、その情報数の差を不
要信号数とするものである。ただし、仮説信頼度を算出
するためのパラメータとして不要信号の観測頻度が必要
となるため、目標観測情報が存在する相関ゲートの体積
を用いて不要信号の空間的な存在頻度を不要信号観測頻
度として定めている。図８に示されるような、２つの目
標観測装置から目標観測情報が目標相関統合装置に対し
て交互に入力される場合の不要信号観測頻度の算出式は
式（８）で表わされる。式（８）の基本原理は、１つの
目標観測装置から時系列で入力される観測目標の数を最
小自乗法により推定し、さらに既管理目標数との差から
不要信号数を推定し、目標が存在する相関ゲートの体積
より、単位体積あたりの不要信号数（不要信号観測頻
度）を算出するものである。

【００４１】

【数３】

【００４２】

【発明の効果】第１の発明によれば、従来の目標相関統
合装置に新規目標観測頻度算出器を設けることにより新
規目標発生時の新規目標観測頻度を正確に把握できるた
め信頼性の高い仮説信頼度を得ることができ、その仮説
信頼度を用いた仮説縮小器による的確な仮説縮小の結
果、相関統合性能を向上させることができる。

【００４３】また、第２の発明によれば、従来の目標相
関統合装置に不要信号観測頻度算出器を設けることによ
り不要信号発生時の不要信号観測頻度を正確に把握でき
るため信頼性の高い仮説信頼度を得ることができ、その
仮説信頼度を用いた仮説縮小器による的確な仮説縮小の
結果、相関統合性能を向上させることができる。

【００４４】第３の発明によれば、従来の目標相関統合
装置に新規目標観測頻度算出器と不要信号観測頻度算出
器を設けることにより新規目標発生時の新規目標観測頻
度と不要信号発生時の不要信号観測頻度を正確に把握で
きるため信頼性の高い仮説信頼度を得ることができ、そ
の仮説信頼度を用いた仮説縮小器による的確な仮説縮小
の結果、相関統合性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態１を示す構成図である。

【図２】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態２を示す構成図である。

【図３】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態３を示す構成図である。

【図４】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態１の処理手順を示す図である。

【図５】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態２の処理手順を示す図である。

【図６】 この発明による目標相関統合装置の実施の形
態３の処理手順を示す図である。

【図７】 この発明の前提となる状況を示す図である。

【図８】 ２つの目標観測装置から目標相関統合装置へ
の目標観測情報の入力順序を示す図である。

【図９】 ２つの目標観測装置で異なる目標数を観測し
目標相関統合装置への目標観測情報の入力順序を示す図
である。

【図１０】 ２つの目標観測装置で異なる目標数を観測
し、さらに不要信号が混在する目標観測情報の目標相関
統合装置への入力順序を示す図である。

【図１１】 相関ゲートの生成過程と相関ゲート内外判
定例を示す図である。

【図１２】 従来の目標相関統合装置の実施の形態の処
理手順を示す図である。

【図１３】 従来の目標相関統合装置の実施の形態を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ 第１の目標観測装置、２ 第２の目標観測装置、３
目標観測装置位置諸元入力装置、４ 目標観測情報入
力器、５ 運動諸元相関器、６ 仮説生成器、７ 仮説
信頼度算出パラメータ入力器、８ 仮説信頼度算出器、
９ 仮説縮小パラメータ入力器、１０ 仮説縮小器、１
１ 目標情報統合判定器、１２ 目標運動諸元平滑器、
１３ 目標運動諸元予測器、１４ 相関ゲート体積算出
器、１５新規目標観測頻度算出器、１６ 不要信号観測
頻度算出器、１７ 初観測の目標観測情報入力、１８
平滑値及び平滑誤差共分散行列の初期設定、１９ 目標
観測装置からの目標観測情報入力、２０ 予測値及び予
測誤差共分散行列算出、２１ 観測目標と既管理目標の
相関判定、２２ 目標観測情報の仮説生成、２３仮説信
頼度算出パラメータ読み込み、２４ 目標観測情報の仮
説信頼度算出、２５ 仮説縮小パラメータ読み込み、２
６ 仮説縮小、２７ 観測目標と既管理目標の統合判
定、２８ 平滑値及び平滑誤差共分散行列算出、２９
相関統合終了判定、３０ 相関ゲート体積算出、３１
新規目標観測頻度算出、３２ 不要信号観測頻度算出、
３３ 観測目標、３４ 目標相関統合装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標及び目標以外の不要信号等からの位
   置等の目標観測情報と観測時刻等の観測状況を出力する
   複数の目標観測装置と、複数の前記目標観測装置の位置
   関係を入力する目標観測装置位置諸元入力装置と、前記
   目標観測装置からの観測位置データ等の目標情報を前記
   目標観測装置位置諸元入力装置の各目標観測装置の座標
   系から相関統合処理の座標系に変換する目標観測情報入
   力器と、既管理目標の観測時刻における位置及び速度等
   から現観測時刻における位置及び速度等の目標予測情報
   を算出する目標運動諸元予測器と、前記目標運動諸元予
   測器からの既管理目標予測情報と前記目標観測情報入力
   器からの目標観測情報を基に生成される相関ゲートを用
   いて既管理目標予測情報と目標観測情報の相関判定を行
   う運動諸元相関器と、前記運動諸元相関器より既管理目
   標と相関があると判定された不要信号等を含む複数の観
   測目標に対して既管理目標か不要信号か新規目標かの仮
   説を立てる仮説生成器と、不要信号観測頻度等の設定条
   件を入力する仮説信頼度算出パラメータ入力器と、前記
   運動諸元相関器からの相関ゲート諸元を基に相関ゲート
   の体積を算出する相関ゲート体積算出器と、前記運動諸
   元相関器からの既管理目標数と各目標観測装置で観測さ
   れる目標観測情報毎の相関ゲート内の目標観測情報数と
   前記相関ゲート体積算出器からの相関ゲート体積から新
   規目標観測頻度を算出する新規目標観測頻度算出器と、
   前記仮説信頼度算出パラメータ入力器からの不要信号観
   測頻度等と前記新規目標観測頻度算出器からの新規目標
   観測頻度を基に前記仮説生成器で生成された各仮説の信
   頼度を算出する仮説信頼度算出器と、仮説縮小の条件を
   入力する仮説縮小パラメータ入力器と、前記仮説縮小パ
   ラメータ入力器からの仮説縮小条件と前記仮説信頼度算
   出器からの仮説信頼度を基に前記仮説生成器で生成され
   た仮説の削減を行う仮説縮小器と、前記仮説縮小器によ
   る縮小された仮説の内容と仮説信頼度により既管理目標
   と観測目標の組み合わせの確定を行う目標情報統合判定
   器と、上記既管理目標予測情報と上記目標観測情報から
   平滑ゲインを算出し管理目標予測情報と目標観測情報の
   平滑値を算出する目標運動諸元平滑器とを備えたことを
   特徴とする目標相関統合装置。
2. 【請求項２】 目標及び目標以外の不要信号から位置の
   目標観測情報と観測時刻等の観測状況を出力する複数の
   目標観測装置と、複数の前記目標観測装置の位置関係を
   入力する目標観測装置位置諸元入力装置と、前記目標観
   測装置からの観測位置データ等の目標情報を前記目標観
   測装置位置諸元入力装置の各目標観測装置の座標系から
   相関統合処理の座標系に変換する目標観測情報入力器
   と、既管理目標の観測時刻における位置及び速度等から
   現観測時刻における位置及び速度等の目標予測情報を算
   出する目標運動諸元予測器と、前記目標運動諸元予測器
   からの既管理目標予測情報と前記目標観測情報入力器か
   らの目標観測情報を基に生成される相関ゲートを用いて
   既管理目標予測情報と目標観測情報の相関判定を行う運
   動諸元相関器と、前記運動諸元相関器より既管理目標と
   相関があると判定された不要信号等を含む複数の観測目
   標に対して既管理目標か不要信号か新規目標かの仮説を
   立てる仮説生成器と、新規目標観測頻度等の設定条件を
   入力する仮説信頼度算出パラメータ入力器と、前記運動
   諸元相関器からの相関ゲート諸元を基に相関ゲートの体
   積を算出する相関ゲート体積算出器と、前記運動諸元相
   関器からの既管理目標数と各目標観測装置で観測される
   目標観測情報毎の相関ゲート内の目標観測情報数と前記
   相関ゲート体積算出器からの相関ゲート体積から不要信
   標観測頻度を算出する不要信号観測頻度算出器と、前記
   仮説信頼度算出パラメータ入力器からの新規目標観測頻
   度等と前記不要信号観測頻度算出器からの不要信号観測
   頻度を基に前記仮説生成器で生成された各仮説の信頼度
   を算出する仮説信頼度算出器と、仮説縮小の条件を入力
   する仮説縮小パラメータ入力器と、前記仮説縮小パラメ
   ータ入力器からの仮説縮小条件と前記仮説信頼度算出器
   からの仮説信頼度を基に前記仮説生成器で生成された仮
   説の削減を行う仮説縮小器と、前記仮説縮小器による縮
   小された仮説の内容と仮説信頼度により既管理目標と観
   測目標の組み合わせの確定を行う目標情報統合判定器
   と、上記既管理目標予測情報と上記目標観測情報から平
   滑ゲインを算出し管理目標予測情報と目標観測情報の平
   滑値を算出する目標運動諸元平滑器とを備えたことを特
   徴とする目標相関統合装置。
3. 【請求項３】 目標及び目標以外の不要信号等からの位
   置等の目標観測情報と観測時刻等の観測状況を出力する
   複数の目標観測装置と、複数の前記目標観測装置の位置
   関係を入力する目標観測装置位置諸元入力装置と、前記
   目標観測装置からの観測位置データ等の目標情報を前記
   目標観測装置位置諸元入力装置の各目標観測装置の座標
   系から相関統合処理の座標系に変換する目標観測情報入
   力器と、既管理目標の観測時刻における位置及び速度等
   から現観測時刻における位置及び速度等の目標予測情報
   を算出する目標運動諸元予測器と、前記目標運動諸元予
   測器からの既管理目標予測情報と前記目標観測情報入力
   器からの目標観測情報を基に生成される相関ゲートを用
   いて既管理目標予測情報と目標観測情報の相関判定を行
   う運動諸元相関器と、前記運動諸元相関器より既管理目
   標と相関があると判定された不要信号等を含む複数の観
   測目標に対して既管理目標か不要信号か新規目標かの仮
   説を立てる仮説生成器と、前記運動諸元相関器からの相
   関ゲート諸元を基に相関ゲートの体積を算出する相関ゲ
   ート体積算出器と、前記運動諸元相関器からの既管理目
   標数と各目標観測装置で観測される目標観測情報毎の相
   関ゲート内の目標観測情報数と前記相関ゲート体積算出
   器からの相関ゲート体積から新規目標観測頻度を算出す
   る新規目標観測頻度算出器と、前記運動諸元相関器から
   の既管理目標数と各目標観測装置で観測される目標観測
   情報毎の相関ゲート内の目標観測情報数と前記相関ゲー
   ト体積算出器からの相関ゲート体積から不要信号観測頻
   度を算出する不要信号観測頻度観測器と、前記新規目標
   観測頻度算出器からの新規目標観測頻度と前記不要信号
   観測頻度算出器からの不要信号観測頻度を基に前記仮説
   生成器で生成された各仮説の信頼度を算出する仮説信頼
   度算出器と、仮説縮小の条件を入力する仮説縮小パラメ
   ータ入力器と、前記仮説縮小パラメータ入力器からの仮
   説縮小条件により前記仮説生成器で生成された仮説の削
   減を行う仮説縮小器と、前記仮説縮小器による縮小され
   た仮説の内容と仮説信頼度により既管理目標と観測目標
   の組み合わせの確定を行う目標情報統合判定器と、上記
   既管理目標予測情報と上記目標観測情報から平滑ゲイン
   を算出し管理目標予測情報と目標観測情報の平滑値を算
   出する目標運動諸元平滑器とを備えたことを特徴とする
   目標相関統合装置。