JPH10160831A - Multiple target tracking device - Google Patents

Multiple target tracking device

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JPH10160831A
JPH10160831A JP8321266A JP32126696A JPH10160831A JP H10160831 A JPH10160831 A JP H10160831A JP 8321266 A JP8321266 A JP 8321266A JP 32126696 A JP32126696 A JP 32126696A JP H10160831 A JPH10160831 A JP H10160831A
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motion models
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value
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Hitoshi Kosuge
仁 小菅
Masayoshi Ito
正義 糸
Yoshio Kosuge
義夫 小菅
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a target movement element calculation accuracy without providing any special additional device by setting the region of a space determined by a prediction value according to (n) movement models to a correlation region and selecting detection data that cab be correlated to a tracking target and calculating the reliability. SOLUTION: A prediction equipment 54 calculates a prediction value of, for example, a target position and a speed according to (n) movement models of a plurality of targets. A correlator 56 sets the region of a space determined by an obtained prediction value to a correlation range and selects detection data that can be correlated to a track target, for example, from a target observation position and a target observation distance measurement change rate. A reliability calculator 57 calculates the reliability of a plurality of n movement models and selected detection data and calculates the estimation value by an acceleration vector estimator 59. Further, a target movement judging equipment 60 judges the movement state of a target from an obtained estimation value and obtains the smoothed value of, for example a target position and a speed by a smoothing equipment 62, and a smoothing error evaluation equipment 63 calculates the smoothing error covariance matrix.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は航空機、飛翔体等
の移動物体を目標とし、レーダ等の電波センサや赤外線
カメラ等の光学センサに代表される目標観測装置を用
い、目標観測装置による複数の目標および目標以外のク
ラッタ等からの信号検出結果に基づき、目標の位置や速
度等の真値を推定していくことにより、複数の目標の運
動を追尾する多目標追尾装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a target observation device typified by a radio sensor such as a radar or an optical sensor such as an infrared camera for a moving object such as an aircraft or a flying object. The present invention relates to a multi-target tracking device that tracks the movement of a plurality of targets by estimating the true value of the position and speed of the target based on signal detection results from a target and clutter other than the target.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は例えばIEEE TRANSA
CTIONS ON AUTOMATIC CONTR
OL VOL.AC−23,AUGUST 1978,
P618−626 「Tracking Method
s in a Multitarget Enviro
nment」の中で「Probabilistic D
ata Association Filter」とし
て示された従来の多目標追尾方法を示す処理手順、図1
4は図13の従来の多目標追尾方法に対応した従来の多
目標追尾装置の構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 13 shows, for example, IEEE TRANSA.
CTIONS ON AUTOMATIC CONTR
OL VOL. AC-23, AUGUST 1978,
P618-626 "Tracking Method
s in a Multitarget Enviro
"Probabilistic D
1 is a processing procedure showing a conventional multi-target tracking method indicated as “ata Association Filter”, FIG.
FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional multi-target tracking apparatus corresponding to the conventional multi-target tracking method of FIG.

【0003】図13において、従来の多目標追尾方法
は、ステップ1で目標位置の観測結果をもとに通常のカ
ルマンフィルタ理論に基づき目標位置、速度の平滑値お
よび平滑誤差共分散行列の初期値を設定し、ステップ1
5で例えば目標の運動モデルを等速直進運動モデルで設
定したのち、ステップ16で等速直進運動モデルにより
現時刻より1サンプリング後の目標位置、速度の予測値
を算出し、ステップ17で上記等速直進運動モデルによ
る予測値の誤差を推定した等速直進運動モデルによる予
測誤差共分散行列を算出し、ステップ6で目標観測位置
を信号検出結果である探知データとして入力し、ステッ
プ7で追尾目標と相関のある探知データとして、等速直
進運動モデルによる目標予測位置を中心に等速直進運動
モデルによる予測誤差共分散行列を使用して定まる空間
のある領域内に存在する探知データを選択し、ステップ
18でステップ7において選択された探知データが追尾
対象目標からの探知データであるか否かの信頼度を等速
直進運動モデルによる予測値および等速直進運動モデル
による予測誤差共分散行列を使用して算出し、ステップ
9で目標運動諸元の平滑に使用するゲイン行列を算出
し、ステップ19で等速直進運動モデルによる目標位
置、速度の平滑値および等速直進運動モデルによる平滑
誤差共分散行列を算出し、ステップ14において追尾終
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。
In FIG. 13, in the conventional multi-target tracking method, the initial value of the target position, the smoothed value of the velocity and the initial value of the smoothed error covariance matrix are calculated based on the result of the observation of the target position in step 1 based on the usual Kalman filter theory. Set, step 1
In step 5, for example, a target motion model is set by a constant velocity linear motion model. In step 16, the target position and velocity predicted values after one sampling from the current time are calculated by the constant velocity linear motion model. A prediction error covariance matrix is calculated by the constant velocity linear motion model in which the error of the predicted value by the rapid linear motion model is estimated, the target observation position is input as detection data as a signal detection result in step 6, and the tracking target is calculated in step 7. As detection data correlated with, select detection data existing in a certain area of the space determined using the prediction error covariance matrix by the constant velocity linear motion model around the target predicted position by the constant velocity linear motion model, In step 18, the reliability of whether or not the detection data selected in step 7 is detection data from the target to be tracked is converted into a constant velocity linear motion model. The gain is calculated using the predicted value and the prediction error covariance matrix based on the constant velocity linear motion model, the gain matrix used for smoothing the target motion parameters is calculated in step 9, and the target matrix using the constant velocity linear motion model is calculated in step 19. A smoothed value of the position and speed and a smoothed error covariance matrix based on the constant velocity linear motion model are calculated, and this series of steps is repeated until tracking is completed in step S14.

【0004】図14は従来の多目標追尾装置の構成図で
あり、図14において、51は追尾目標および追尾目標
以外のクラッタ等からの信号検出結果である目標観測位
置を探知データとして出力する目標観測装置、56は等
速直進運動モデルにより現時刻より1サンプリング前に
算出しておいた目標予測位置を中心に等速直進運動モデ
ルにより現時刻より1サンプリング前に算出しておいた
予測誤差共分散行列を使用して求まる空間のある領域内
に存在する探知データを選択する相関器、58はゲイン
行列算出器、81は等速直進運動モデルによる予測器、
82は等速直進運動モデルにより現時刻より1サンプリ
ング前に算出しておいた目標予測位置と等速直進運動モ
デルにより現時刻より1サンプリング前に算出しておい
た予測誤差共分散行列を用い、相関器56で選択した探
知データが追尾対象目標からの探知データであるか否か
の信頼度を算出する探知データの信頼度算出器、83は
等速直進運動モデルによる平滑器、84は等速直進運動
モデルによる平滑誤差評価器、85は等速直進運動モデ
ルによる予測誤差評価器、86,87は遅延回路であ
る。
FIG. 14 is a block diagram of a conventional multi-target tracking apparatus. In FIG. 14, reference numeral 51 denotes a target which outputs a tracking target and a target observation position which is a signal detection result from a clutter other than the tracking target as detection data. The observation device 56 shares the prediction error calculated one sample before the current time by the constant velocity straight motion model with the target predicted position calculated by the constant velocity linear motion model one sample before the current time. A correlator for selecting detection data existing in a certain area of the space determined using a variance matrix, 58 a gain matrix calculator, 81 a predictor based on a constant velocity linear motion model,
82 uses a target predicted position calculated one sample before the current time by the constant velocity linear motion model and a prediction error covariance matrix calculated one sample before the current time by the constant velocity linear motion model; A detection data reliability calculator for calculating the reliability of whether or not the detection data selected by the correlator 56 is detection data from the target to be tracked, 83 is a smoother based on a constant velocity linear motion model, and 84 is a constant velocity Reference numeral 85 denotes a prediction error evaluator based on a constant speed linear motion model, and reference numerals 86 and 87 denote delay circuits.

【0005】上記ゲイン行列算出器58は等速直進運動
モデルにより現時刻より1サンプリング前に算出してお
いた予測誤差共分散行列より目標運動諸元の平滑に使用
するゲイン行列を算出する。等速直進運動モデルによる
予測器81は等速直進運動モデルによる平滑器83で算
出した平滑値をもとに等速直進運動モデルにより現時刻
より1サンプリング後の目標位置、速度の予測値を算出
する。等速直進運動モデルによる平滑器83は相関器5
6で選択された探知データと探知データの信頼度算出器
82で算出した探知データの信頼度と等速直進運動モデ
ルによる現時刻より1サンプリング前に算出しておいた
予測値およびゲイン行列算出器58で算出したゲイン行
列を使用して目標位置、速度の平滑値を算出する。
The gain matrix calculator 58 calculates a gain matrix used for smoothing the target motion data from a prediction error covariance matrix calculated one sampling before the current time by a constant speed linear motion model. The predictor 81 based on the constant velocity linear motion model calculates the predicted value of the target position and the velocity after one sampling from the current time based on the smoothed value calculated by the smoother 83 based on the constant velocity linear motion model. I do. The smoother 83 based on the constant velocity linear motion model has a correlator 5
The detection data selected in step 6 and the reliability of the detection data calculated by the detection data reliability calculator 82 and the predicted value and gain matrix calculator calculated one sampling before the current time by the constant velocity linear motion model. The smoothed value of the target position and the speed is calculated using the gain matrix calculated in 58.

【0006】次に、等速直進運動モデルによる平滑誤差
評価器84は等速直進運動モデルによる予測器81で現
時刻より1サンプリング前に算出しておいた予測値、ゲ
イン行列算出器58で算出したゲイン行列、相関器56
で選択された探知データ、探知データの信頼度算出器8
2で算出した探知データの信頼度および等速直進運動モ
デルにより現時点より1サンプリング前に算出しておい
た予測誤差共分散行列を用いて目標位置、速度の平滑誤
差の評価値を算出する。また、等速直進運動モデルによ
る予測誤差評価器85は等速直進運動モデルによる平滑
誤差評価器84で算出した平滑誤差共分散行列をもとに
目標位置、速度の予測誤差の評価値を算出する。遅延回
路86は等速直進運動モデルによる予測器81で算出し
た予測値を1サンプリング遅延させる。置換回路87は
等速直進運動モデルによる予測誤差評価器85で算出し
た予測誤差共分散行列を1サンプリング遅延させる。
[0006] Next, a smoothing error evaluator 84 based on a constant velocity linear motion model is predicted by a predictor 81 based on a constant velocity linear motion model and is calculated by a gain matrix calculator 58 one sampling before the current time. Gain matrix, correlator 56
Detection data selected in the above, the reliability calculator 8 of the detection data
The evaluation value of the smoothing error of the target position and the speed is calculated using the reliability of the detection data calculated in step 2 and the prediction error covariance matrix calculated one sampling before the current time based on the constant velocity linear motion model. Further, the prediction error evaluator 85 based on the constant velocity linear motion model calculates an evaluation value of the target position and speed prediction error based on the smoothed error covariance matrix calculated by the smooth error evaluator 84 based on the constant velocity linear motion model. . The delay circuit 86 delays the predicted value calculated by the predictor 81 based on the constant speed linear motion model by one sampling. The replacement circuit 87 delays the prediction error covariance matrix calculated by the prediction error evaluator 85 based on the constant velocity linear motion model by one sampling delay.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の多
目標追尾方法およびその装置においては、相関器56
は、追尾目標が等速直進運動モデルに従うとして等速直
進運動モデルによる予測器81で算出した追尾目標の予
測位置を中心とし、等速直進運動モデルによる予測誤差
評価器85で算出した予測誤差共分散行列を使用して得
られる空間のある領域内に目標観測装置51より入力さ
れた探知データが存在した場合に、上記探知データを追
尾目標より探知された可能性がある探知データであると
判定していたため、目標が旋回運動を行うと相関範囲を
決める中心点が大きくずれる、あるいは相関をとるべき
空間の領域の大きさが目標の旋回状況を考慮しないため
に不当に小さく評価されるなどの問題が発生し、追尾性
能は劣化せざるを得なかった。
In the conventional multi-target tracking method and its apparatus as described above, the correlator 56 is used.
Is based on the predicted position of the tracking target calculated by the predictor 81 based on the constant velocity linear motion model assuming that the tracking target follows the constant velocity linear motion model, and the prediction error calculated by the prediction error evaluator 85 based on the constant velocity linear motion model. When the detection data input from the target observation device 51 exists in a certain area of the space obtained using the variance matrix, it is determined that the detection data is detection data that may have been detected from the tracking target. When the target makes a turning motion, the center point that determines the correlation range shifts greatly, or the size of the area of the space to be correlated is evaluated unduly small because the target turning situation is not considered. A problem occurred, and the tracking performance had to be degraded.

【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、複数の目標およびクラッタ等の不要
信号から、位置および距離変化率等の信号検出結果が探
知データとして得られる環境下において、旋回目標に対
しても精度よく追尾できる多目標追尾装置を提供するも
のである。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and is intended for use in an environment in which a signal detection result such as a position and a distance change rate is obtained as detection data from a plurality of unnecessary signals such as a target and clutter. Another object of the present invention is to provide a multi-target tracking device that can accurately track a turning target.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明
は、同一次元の複数のn個の定数ベクトルより構成され
る目標のn個の運動モデルによる目標位置、速度などの
予測値を算出するn個の運動モデルによる予測器と、上
記n個の運動モデルによる予測値により定まる空間の領
域を相関範囲とし、目標観測位置、目標観測距離変化率
等を用いて追尾目標と相関の可能性のある探知データを
選択する相関器と、上記複数のn個の運動モデルおよび
上記相関器で選択された探知データの信頼度を算出する
n個の運動モデルによる信頼度算出器と、上記n個の運
動モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する定
数ベクトル推定器と、上記定数ベクトル推定値に基づき
目標が旋回しているか否か等の目標の運動状態を判定す
る定数ベクトル推定値による目標運動判定器と、上記目
標運動状態の判定結果に基づき、設定するn個の運動モ
デルの組み合わせを選択的に切り替えつつ、n個の運動
モデルを用いることによる目標位置、速度などの平滑値
を算出するn個の運動モデルによる平滑器とこの平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出するn個の
運動モデルによる平滑誤差評価器とを設けたものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, a predicted value such as a target position and a speed is calculated by a target n motion models composed of a plurality of n constant vectors of the same dimension. A predictor based on n motion models and a region in the space defined by the predicted values based on the n motion models are used as a correlation range, and the possibility of correlation with a tracking target using a target observation position, a target observation distance change rate, and the like. A correlator for selecting detection data having a correlation; a plurality of n motion models; and a reliability calculator based on n motion models for calculating reliability of the detection data selected by the correlator; Constant vector estimator for calculating an estimated value of a constant vector constituting the motion model of the present invention, and constant vector estimation for determining a target motion state such as whether or not the target is turning based on the constant vector estimated value And a smoothed value such as a target position and a speed by using the n motion models while selectively switching the combination of the n motion models to be set based on the result of the judgment of the target motion state. And a smoothing error estimator based on n motion models for calculating a smoothing error covariance matrix estimating an error of the smoothed value.

【0010】この発明の第2の発明は、同一次元の複数
のn個の定数ベクトルより構成される目標のn個の運動
モデルによる目標位置、速度などの予測値を算出するn
個の運動モデルによる予測器と、上記n個の運動モデル
による予測値により定まる空間の領域を相関範囲とし、
目標観測位置、目標観測距離変化率等を用いて追尾目標
と相関の可能性のある探知データを選択する相関器と、
上記複数のn個の運動モデルおよび上記相関器で選択さ
れた探知データの信頼度を算出するn個の運動モデルに
よる信頼度算出器と、上記n個の運動モデルを構成する
定数ベクトルの推定値を算出する定数ベクトル推定器
と、上記n個の運動モデルを用いることによる目標距離
変化率の予測値を算出した後、この予測値および目標距
離変化率観測値に基づき目標が旋回しているか否か等の
目標の運動状態を判定する目標距離変化率予測値による
目標運動判定器と、上記目標運動状態の判定結果に基づ
き、設定するn個の運動モデルの組み合わせを選択的に
切り替えつつ、n個の運動モデルを用いることによる目
標位置、速度などの平滑値を算出するn個の運動モデル
による平滑器とこの平滑値の誤差を推定した平滑誤差共
分散行列を算出するn個の運動モデルによる平滑誤差評
価器とを設けたものである。
According to a second aspect of the present invention, a predicted value such as a target position and a velocity is calculated by n target motion models composed of a plurality of n constant vectors of the same dimension.
A predictor based on the number of motion models and a space region determined by the predicted values based on the n number of motion models as a correlation range,
A correlator for selecting detection data that may be correlated with the tracking target using the target observation position, the target observation distance change rate, and the like,
A reliability calculator using the plurality of n motion models and the n motion models for calculating the reliability of the detection data selected by the correlator, and an estimated value of a constant vector forming the n motion models And a constant vector estimator that calculates the target distance change rate by using the n number of motion models, and then determines whether the target is turning based on the predicted value and the target distance change rate observation value. While selectively switching a combination of a target motion determiner based on a target distance change rate prediction value for determining a target motion state such as a target motion state and a set of n motion models based on a result of the determination of the target motion state, n Calculates smoothed values such as target position and velocity by using two motion models. Calculates a smoother using n motion models and a smoothed error covariance matrix that estimates an error of the smoothed values. It is provided with a smoothing error estimator according to number of motion models.

【0011】この発明の第3の発明は、同一次元の複数
のn個の定数ベクトルより構成される目標のn個の運動
モデルによる目標位置、速度などの予測値を算出するn
個の運動モデルによる予測器と、この予測器の誤差を推
定したn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列を算
出するn個の運動モデルによる予測誤差評価器と、上記
n個の運動モデルによる予測誤差共分散行列により定ま
る空間の領域を相関範囲とし、目標観測位置、目標観測
距離変化率等を用いて追尾目標と相関の可能性のある探
知データを選択する相関器と、上記複数のn個の運動モ
デルおよび上記相関器で選択された探知データの信頼度
を算出するn個の運動モデルによる信頼度算出器と、上
記n個の運動モデルを構成する定数ベクトルの推定値を
算出する定数ベクトル推定器と、上記定数ベクトル推定
値に基づき目標が旋回しているか否か等の目標の運動状
態を判定する定数ベクトル推定値による目標運動判定器
と、上記目標運動状態の判定結果に基づき、設定するn
個の運動モデルの組み合わせを選択的に切り替えつつ、
n個の運動モデルを用いることによる目標位置、速度な
どの平滑値を算出するn個の運動モデルによる平滑器と
この平滑値の誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出
するn個の運動モデルによる平滑誤差評価器とを設けた
ものである。
According to a third aspect of the present invention, a predicted value such as a target position and a speed is calculated by n target motion models composed of a plurality of n constant vectors of the same dimension.
A prediction error estimator based on n motion models, a prediction error evaluator based on n motion models for calculating a prediction error covariance matrix based on n motion models estimating an error of the predictor, and A correlator that selects a detection data that may be correlated with a tracking target using a target observation position, a target observation distance change rate, and the like, using a region of a space determined by the prediction error covariance matrix as a correlation range, and the plurality of n Number of motion models and a reliability calculator using n number of motion models for calculating the reliability of detection data selected by the correlator, and a constant for calculating an estimated value of a constant vector constituting the n number of motion models A vector estimator; a target motion determiner based on a constant vector estimate that determines a target motion state such as whether or not the target is turning based on the constant vector estimate; Based on the state of the determination result, sets n
While selectively switching combinations of individual motion models,
A smoother using n motion models for calculating smoothed values such as a target position and a velocity by using n motion models, and n motion models for calculating a smoothed error covariance matrix estimating an error of the smoothed values. And a smoothing error evaluator.

【0012】この発明の第4の発明は、同一次元の複数
のn個の定数ベクトルより構成される目標のn個の運動
モデルによる目標位置、速度などの予測値を算出するn
個の運動モデルによる予測器と、この予測値の誤差を推
定したn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列を算
出するn個の運動モデルによる予測誤差評価器と、上記
n個の運動モデルによる予測誤差共分散行列により定ま
る空間の領域を相関範囲とし、目標観測位置、目標観測
距離変化率等を用いて追尾目標と相関の可能性のある探
知データを選択する相関器と、上記複数のn個の運動モ
デルおよび上記相関器で選択された探知データの信頼度
を算出するn個の運動モデルによる信頼度算出器と、上
記n個の運動モデルを構成する定数ベクトルの推定値を
算出する定数ベクトル推定器と、上記n個の運動モデル
を用いることによる目標距離変化率の予測値を算出した
後、この予測値および目標距離変化率観測値に基づき目
標が旋回しているか否か等の目標の運動状態を判定する
目標距離変化率予測値による目標運動判定器と、上記目
標運動状態の判定結果に基づき、設定するn個の運動モ
デルの組み合わせを選択的に切り替えつつ、n個の運動
モデルを用いることによる目標位置、速度などの平滑値
を算出するn個の運動モデルによる平滑器とこの平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出するn個の
運動モデルによる平滑誤差評価器とを設けたものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a predicted value such as a target position, a velocity, etc., is calculated from n target motion models composed of a plurality of n constant vectors of the same dimension.
A prediction error estimator based on n motion models, a prediction error evaluator based on n motion models for calculating a prediction error covariance matrix based on n motion models estimating an error of the predicted value, and A correlator that selects a detection data that may be correlated with a tracking target using a target observation position, a target observation distance change rate, and the like, using a region of a space determined by the prediction error covariance matrix as a correlation range, and the plurality of n Number of motion models and a reliability calculator using n number of motion models for calculating the reliability of the detection data selected by the correlator, and a constant for calculating an estimated value of a constant vector constituting the n number of motion models After calculating a predicted value of the target distance change rate by using the vector estimator and the n number of motion models, the target is turning based on the predicted value and the target distance change rate observed value. A target motion determiner based on a target distance change rate predicted value that determines a target motion state such as whether or not, based on the determination result of the target motion state, while selectively switching a combination of n motion models to be set, A smoother based on n motion models for calculating smoothed values such as a target position and a velocity by using n motion models, and n motion models for calculating a smoothed error covariance matrix estimating an error of the smoothed values. And a smoothing error evaluator.

【0013】この発明の第5の発明は、同一次元の複数
のn個の定数ベクトルより構成される目標のn個の運動
モデルによる目標位置、速度などの予測値を算出するn
個の運動モデルによる予測器と、この予測値の誤差を推
定したn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列を算
出するn個の運動モデルによる予測誤差評価器と、上記
n個の運動モデルによる予測値および上記n個の運動モ
デルによる予測誤差共分散行列により定まる空間の領域
を相関範囲とし、目標観測位置、目標観測距離変化率等
を用いて追尾目標と相関の可能性のある探知データを選
択する相関器と、上記複数のn個の運動モデルおよび上
記相関器で選択された探知データの信頼度を算出するn
個の運動モデルによる信頼度算出器と、上記n個の運動
モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する定数
ベクトル推定器と、上記定数ベクトル推定値に基づき目
標が旋回しているか否か等の目標の運動状態を判定する
定数ベクトル推定値による目標運動判定器と、上記目標
運動状態の判定結果に基づき、設定するn個の運動モデ
ルの組み合わせを選択的に切り替えつつ、n個の運動モ
デルを用いることによる目標位置、速度などの平滑値を
算出するn個の運動モデルによる平滑器とこの平滑値の
誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出するn個の運
動モデルによる平滑誤差評価器とを設けたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a predicted value such as a target position and a speed is calculated by n target motion models composed of a plurality of n constant vectors of the same dimension.
A prediction error estimator based on n motion models, a prediction error evaluator based on n motion models for calculating a prediction error covariance matrix based on n motion models estimating an error of the predicted value, and The area of the space defined by the prediction value and the prediction error covariance matrix by the n motion models is used as the correlation range, and the detection data that may be correlated with the tracking target is calculated using the target observation position, target observation distance change rate, and the like. A correlator to be selected, and n for calculating the reliability of the plurality of n motion models and the detection data selected by the correlator
Number of motion models, a constant vector estimator for calculating the estimated value of the constant vector constituting the n number of motion models, and whether or not the target is turning based on the constant vector estimated value, etc. A target motion determiner based on a constant vector estimation value for determining a target motion state, and n number of motion models while selectively switching a combination of n motion models to be set based on the determination result of the target motion state. And a smoother estimator based on n motion models for calculating smoothed values such as a target position and a velocity by using a motion model and a smoothed error covariance matrix for estimating an error of the smoothed value. Are provided.

【0014】この発明の第6の発明は、同一次元の複数
のn個の定数ベクトルより構成される目標のn個の運動
モデルによる目標位置、速度などの予測値を算出するn
個の運動モデルによる予測器と、この予測値の誤差を推
定したn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列を算
出するn個の運動モデルによる予測誤差評価器と、上記
n個の運動モデルによる予測値および上記n個の運動モ
デルによる予測誤差共分散行列により定まる空間の領域
を相関範囲とし、目標観測位置、目標観測距離変化率等
を用いて追尾目標と相関の可能性のある探知データを選
択する相関器と、上記複数のn個の運動モデルおよび上
記相関器で選択された探知データの信頼度を算出するn
個の運動モデルによる信頼度算出器と、上記n個の運動
モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する定数
ベクトル推定器と、上記n個の運動モデルを用いること
による目標距離変化率の予測値を算出した後、この予測
値および目標距離変化率観測値に基づき目標が旋回して
いるか否か等の目標の運動状態を判定する目標距離変化
率予測値による目標運動判定器と、上記目標運動状態の
判定結果に基づき、設定するn個の運動モデルの組み合
わせを選択的に切り替えつつ、n個の運動モデルを用い
ることによる目標位置、速度などの平滑値を算出するn
個の運動モデルによる平滑器とこの平滑値の誤差を推定
した平滑誤差共分散行列を算出するn個の運動モデルに
よる平滑誤差評価器とを設けたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for calculating a predicted value such as a target position, a speed, and the like based on n motion models of a target composed of a plurality of n constant vectors having the same dimension.
A prediction error estimator based on n motion models, a prediction error evaluator based on n motion models for calculating a prediction error covariance matrix based on n motion models estimating an error of the predicted value, and The area of the space defined by the prediction value and the prediction error covariance matrix by the n motion models is used as the correlation range, and the detection data that may be correlated with the tracking target is calculated using the target observation position, target observation distance change rate, and the like. A correlator to be selected, and n for calculating the reliability of the plurality of n motion models and the detection data selected by the correlator
Reliability calculator based on a plurality of motion models, a constant vector estimator for calculating an estimated value of a constant vector constituting the n motion models, and prediction of a target distance change rate by using the n motion models Calculating a target motion state such as whether or not the target is turning based on the predicted value and the target distance change rate observation value. Based on the determination result of the exercise state, a combination of the n exercise models to be set is selectively switched, and a smooth value such as a target position and a speed is calculated by using the n exercise models.
And a smoothing error estimator based on n motion models for calculating a smoothing error covariance matrix estimating an error of the smoothed value.

【0015】この発明においては、例えば複数のn個の
目標の運動モデルとして等速直進運動モデルに零ベクト
ルを含むn個の定数加速度ベクトルを付加した運動モデ
ルを使用し、n個の運動モデルによる目標位置、速度の
予測値を、複数個の運動モデルおのおのの信頼度および
複数個の運動モデルを構成する定数加速度ベクトルを使
用して予測における加速度の影響項を算出し、この諸元
に現時刻の平滑値をもとに等速直進運動予測により算出
した1サンプリング後の予測値を加算することにより算
出し、複数個の運動モデルおのおのの信頼度および複数
個の運動モデルを構成する定数加速度ベクトルを使用し
運動モデルが一意的に定まらないことにより予測誤差の
評価である予測誤差共分散行列を増大させる諸元を算出
し、この諸元に複数個の運動モデルごとの予測誤差共分
散行列を加算することによりn個の運動モデルによる予
測誤差共分散行列を算出している。
In the present invention, for example, a motion model obtained by adding n constant acceleration vectors including a zero vector to a constant velocity straight motion model as a plurality of n target motion models is used. The predicted value of the target position and the velocity is calculated using the reliability of each of the plurality of motion models and the constant acceleration vector constituting the plurality of motion models to calculate the influence term of the acceleration in the prediction. Calculated by adding the predicted value after one sampling calculated by the constant velocity straight-line motion prediction based on the smoothed value of Is used to calculate the parameters that increase the prediction error covariance matrix, which is the evaluation of the prediction error because the motion model is not uniquely determined. And calculates the prediction error covariance matrix by the n motion models by adding the prediction error covariance matrix for each number of motion models.

【0016】さらにこの発明においては、例えば等速直
進運動のように目標の運動が安定し、その運動モデルが
一意的に定まるような状態にある場合に、n個の運動モ
デルを用いることにより不当に観測精度の悪さを追尾の
がたつきに影響させることを防ぐために、算出される定
数加速度ベクトルの推定値あるいは目標距離変化率の予
測値に基づき目標の運動状態を判定し、例えば目標が旋
回していると判定した場合にはn個の運動モデルを用い
ることにより平滑値および平滑誤差共分散行列を算出
し、目標が等速直進していると判定した場合にはn個の
運動モデルを構成しているn個の定数ベクトルをすべて
零ベクトルに置き換え等価的に等速直進モデルとして、
平滑値および平滑誤差共分散行列を算出している。
Further, in the present invention, when the target motion is stable and the motion model is uniquely determined as in the case of, for example, constant speed linear motion, the improper use of n motion models is In order to prevent poor tracking accuracy from affecting the rattling of the tracking, the motion state of the target is determined based on the estimated value of the calculated constant acceleration vector or the predicted value of the target distance change rate. If it is determined that the target is moving straight forward at a constant speed, the smoothed value and the smoothed error covariance matrix are calculated by using the n number of motion models. As a constant velocity straight-line model, all of the n constant vectors that are configured are replaced with zero vectors.
A smoothed value and a smoothed error covariance matrix are calculated.

【0017】この発明の第1および第4の発明において
は、多数の複数目標を同時に追尾しクラッタよりの探知
データも多い場合に対処可能とするため、追尾目標間で
相関をとるべき領域が重ならないよう、また、相関をと
るべき領域内の探知データを増加させないように、相関
をとるべき領域を広げずに計算負荷の増大を抑えつつ旋
回目標対処能力を向上させるため、相関をとるべき中心
点の算出にn個の運動モデルによる予測値、相関をとる
べき空間の領域の大きさ算出にn個の運動モデルによる
予測誤差共分散行列ではなく運動モデルごとの予測誤差
共分散行列を使用するようにしている。
According to the first and fourth aspects of the present invention, since a plurality of targets are tracked simultaneously and it is possible to cope with a case where detection data from clutter is large, an area to be correlated between the tracking targets overlaps. In order not to increase the detection data in the area to be correlated, and to increase the turning target coping ability while suppressing the increase in calculation load without expanding the area to be correlated, Use prediction values by n motion models to calculate points, use prediction error covariance matrices for each motion model instead of prediction error covariance matrices by n motion models to calculate the size of the area of space to be correlated Like that.

【0018】この発明の第2および第5の発明において
は、追尾目標数が少なく、クラッタも少ない環境下での
サンプリング間隔が長く観測精度の悪い目標観測装置に
よる多目標追尾を想定し、目標予測値の算出に加速度項
を付加した場合に観測精度の悪さに起因する追尾のがた
つきを表面化させずに旋回目標処理能力を向上させるた
め、相関をとるべき中心点の算出にはn個の運動モデル
による予測値ではなく、運動モデルごとの予測値の一つ
である定数加速度ベクトルが零ベクトルの場合の等速直
進運動モデルによる予測値を使用し、相関をとるべき空
間の領域の大きさ算出にn個の運動モデルによる予測誤
差共分散行列を使用している。
In the second and fifth aspects of the present invention, multi-target tracking by a target observation device having a long sampling interval and low observation accuracy in an environment where the number of tracking targets is small and the number of clutters is small is assumed, and target prediction is performed. When the acceleration term is added to the calculation of the value, in order to improve the turning target processing ability without causing the rattling of the tracking caused by the poor observation accuracy to surface, the calculation of the center point to be correlated takes n number of points. The size of the space area to be correlated using the predicted value of the constant velocity linear motion model when the constant acceleration vector, which is one of the predicted values for each motion model, is a zero vector, instead of the predicted value of the motion model A prediction error covariance matrix based on n motion models is used for the calculation.

【0019】この発明の第3および第6の発明において
は、きわめて精度の高い追尾が要求され、目標観測装置
の精度が高く、サンプリング間隔が短く、高性能の計算
機システムを使用する場合の多目標追尾を想定し、相関
をとるべき中心点の算出にn個の運動モデルによる予測
値、相関をとるべき空間の領域の大きさ算出にn個の運
動モデルによる予測誤差共分散行列を使用するようにし
ている。
In the third and sixth aspects of the present invention, extremely high-accuracy tracking is required, the accuracy of the target observation device is high, the sampling interval is short, and a multi-target system is used when a high-performance computer system is used. Assuming tracking, a prediction value based on n motion models is used to calculate a center point to be correlated, and a prediction error covariance matrix based on n motion models is used to calculate a size of a space region to be correlated. I have to.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】この発明による多目標追尾装置の
一実施例について説明する。図1および図2はこの発明
の多目標追尾装置の実施例1についてそれぞれ処理手順
および構成を示す図、図3および図4はこの発明の多目
標追尾装置の実施例2についてそれぞれ処理手順および
構成を示す図である。図5はこの発明の多目標追尾装置
の実施例3,5について処理手順を示す図、図6はこの
発明の多目標追尾装置の実施例3について構成を示す
図、図7はこの発明の多目標追尾装置の一実施例4,6
について処理手順を示す図、図8はこの発明の多目標追
尾装置の実施例4について構成を示す図、図9はこの発
明の多目標追尾装置の実施例5について構成を示す図、
図10はこの発明の多目標追尾装置の実施例6について
構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a multi-target tracking apparatus according to the present invention will be described. FIGS. 1 and 2 show a processing procedure and a configuration, respectively, of a first embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention. FIGS. 3 and 4 show a processing procedure and configuration of a second embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention, respectively. FIG. FIG. 5 is a view showing a processing procedure for the third and fifth embodiments of the multi-target tracking apparatus of the present invention, FIG. 6 is a view showing a configuration of the third embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention, and FIG. Fourth Embodiment of Target Tracking Apparatus 4, 6
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a multi-target tracking device according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a multi-target tracking device according to a fifth embodiment of the present invention,
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a sixth embodiment of the multi-target tracking apparatus according to the present invention.

【0021】以下、この発明の一実施例を図1〜図10
にしたがい説明する前に、この発明の根拠となる理論の
骨子を説明する。なお以下ベクトルを表わす記号につい
ては、コード処理部では例えばベクトルXの様に、記号
の前に“ベクトル”を付し、イメージ処理部では記号に
下線を付して示す。
An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
Prior to the explanation, the outline of the theory on which the present invention is based will be explained. In the following, symbols representing vectors are denoted by "vectors" in front of the symbols, such as vector X, in the code processing unit, and underlined in the image processing unit.

【0022】この発明の多目標追尾装置による目標追尾
処理開始時刻をt1 とし、離散時間的に目標追尾処理の
動作をする各サンプリング時刻をtk (k=1,2,
…)と書く。また、サンプリング時刻tk-1 とサンプリ
ング時刻tk の間のサンプリング間隔をτk とする。す
なわち、式(1)とする。
The target tracking processing start time by the multi-target tracking apparatus of the present invention is defined as t 1, and each sampling time at which the target tracking processing operation is performed in discrete time is represented by t k (k = 1, 2, 2).
…). The sampling interval between the sampling time t k−1 and the sampling time t k is τ k . That is, Equation (1) is used.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】目標の運動モデルについて次のように定義
する。すなわち、複数個をn個とした場合のサンプリン
グ時刻tk における目標の運動モデルを式(2)とす
る。なお、以降ベクトルを表す記号にはアンダーライン
を付す。式(2)において、ベクトルXk はサンプリン
グ時刻tk における目標運動諸元の真値を表す状態ベク
トルであり、式(3)に示すように直交座標における目
標位置、および直交座標における目標速度を成分とする
ベクトルとする。なお、記号Tはベクトルの転置を表
す。Φk-1 はサンプリング時刻tk-1 よりtk への状態
ベクトルΧk の推移行列で目標が等速直進運動を行うと
仮定した場合、式(4)および式(5)で与えられる。
ベクトルwk はサンプリング時刻tk における駆動雑音
ベクトルであり、平均ベクトル0の3次元正規分布白色
雑音で、Eを平均を表す記号として式(6)、式(7)
を満たすものとする。ここで、Qk はサンプリング時刻
k における駆動雑音共分散行列で運動モデルに拠らな
い値とする。Γk はサンプリング時刻tk における駆動
雑音ベクトルの変換行列で、例えば、目標の運動モデル
を等速直進運動と仮定したことにより打ち切り誤差を式
(2)の右辺第2項とみればベクトルwk は加速度ベク
トル相当であり、Γk は式(8)となる。ベクトルuk
はサンプリング時刻tk においてn個の運動モデルを構
成する定数加速度ベクトルで式(9)で表され、Γ’k
はサンプリング時刻tk における定数加速度ベクトルの
変換行列であり、式(10)となる。
A target motion model is defined as follows. That is, the target motion model at the sampling time t k in the case where a plurality is n and equation (2). Hereinafter, symbols representing vectors are underlined. In Expression (2), a vector X k is a state vector representing the true value of the target motion specification at the sampling time t k , and as shown in Expression (3), represents a target position in rectangular coordinates and a target speed in rectangular coordinates. Let it be a vector as a component. Note that the symbol T represents transposition of a vector. Φ k-1 is given by Expressions (4) and (5), assuming that the target performs a constant-velocity straight-line motion in a transition matrix of the state vector Χ k from the sampling time t k-1 to t k .
The vector w k is a driving noise vector at the sampling time t k , and is a three-dimensional normal distribution white noise with an average vector 0, where E is a symbol representing the average, and is expressed by Equations (6) and (7).
Shall be satisfied. Here, Q k is a driving noise covariance matrix at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model. Gamma k is a transformation matrix driving noise vector at sampling time t k, for example, the vector w k Looking at the truncation error and the second term on the right side of equation (2) by the assumption that a constant speed rectilinear motion target motion model Is equivalent to an acceleration vector, and Γ k is given by equation (8). Vector u k
Is a constant acceleration vector forming n motion models at the sampling time t k , which is represented by Expression (9), and Γ ′ k
Is a transformation matrix of constant acceleration vector at sampling time t k, the equation (10).

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】図11は平面に平行な面内で定数加速度ベ
クトルを説明する図であり、図において、Oは目標観測
装置を原点とした座標O−xyの原点、Xは東方向をx
軸の正とした座標O−xyのx軸、Yは北方向をy軸の
正とした座標O−xyのy軸、A1はy軸の正方向の定
数加速度ベクトル、A2はx軸の正方向の定数加速度ベ
クトル、A3はy軸の負方向の定数加速度ベクトル、A
4はx軸の負方向の定数加速度ベクトルである。図11
における定数加速度ベクトルの大きさを10g(gは重
力加速度とする)とし、この他に加速度ベクトル0の定
数加速度ベクトルを考えた運動モデルの場合、n=5で
あり、式(9)は式(10)のようにサンプリング時刻
に無関係に書ける。
FIG. 11 is a diagram for explaining the constant acceleration vector in a plane parallel to the plane. In the figure, O is the origin of coordinates O-xy with the target observation device as the origin, and X is x in the east direction.
The x-axis of the coordinate O-xy with the axis being positive, Y is the y-axis of the coordinate O-xy with the north being the positive y-axis, A1 is a constant acceleration vector in the positive direction of the y-axis, and A2 is the positive of the x-axis. A3 is a constant acceleration vector in the negative direction on the y-axis, and A3 is a constant acceleration vector in the negative direction on the y-axis.
4 is a constant acceleration vector in the negative direction of the x-axis. FIG.
Is 10 g (g is gravitational acceleration), and in the case of a motion model considering a constant acceleration vector of acceleration vector 0, n = 5, and equation (9) becomes As in 10), it can be written regardless of the sampling time.

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】サンプリング時刻tk において式(12)
が真であるとの仮説をΨk,L (L=1,2,…n)と書
く。運動モデルの時間的推移にはマルコフ性を仮定し、
運動モデルΨk,L はサンプリング時刻tk-1 の運動モデ
ルより決まりサンプリング時刻tk-2 までの運動モデル
には依存しないものとする。この時運動モデルの推移確
率PLkLk-1を式(13)とする。
At sampling time t k , equation (12)
Is written as Ψ k, L (L = 1, 2,... N). Assuming Markov nature in the temporal transition of the motion model,
The motion model Ψ k, L is determined by the motion model at the sampling time t k−1 and does not depend on the motion model up to the sampling time t k−2 . At this time, the transition probability P LkLk-1 of the motion model is represented by Expression (13).

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】次に観測系モデルを以下のように定義す
る。追尾対象目標よりの探知データはサンプリング時刻
k において高々1つ得られるとし、その観測系モデル
を式(14)とする。ただし、ベクトルzk は式(1
5)に示すようにサンプリング時刻tk において直交座
標による目標観測位置と目標距離変化率の観測値で構成
される目標観測ベクトルであり、またF(ベクトル
k )は式(16)、式(17)で表される非線形関数
である。ベクトルvk はサンプリング時刻tk における
目標観測ベクトルに対応した観測雑音ベクトルで、平均
ベクトル0の4次元正規白色雑音であり式(18)、式
(19)を満たすものとする。なお、Rk はサンプリン
グ時刻tk における観測雑音共分散行列で運動モデルに
よらない値とする。
Next, an observation system model is defined as follows. Detection data from the tracking target goal and is at most one obtained at sampling time t k, for the observation system model equation (14). Where the vector z k is given by the equation (1)
5) to a target observation vector consists of the observed values of the target observation position and the target range rate by the orthogonal coordinates at sampling time t k as shown, also F (vector x k) is the formula (16), formula ( 17) is a non-linear function. The vector v k is an observation noise vector corresponding to the target observation vector at the sampling time t k, and is a four-dimensional normal white noise with an average vector 0, and satisfies the equations (18) and (19). Note that R k is an observation noise covariance matrix at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model.

【0031】[0031]

【数5】 (Equation 5)

【0032】追尾対象目標以外からの探知データ、すな
わち誤探知データは空間に一様に分布しているとし、サ
ンプリング時刻tk における単位体積あたりの発生頻度
をλ k FTとし、追尾目標と相関をとるべき空間の領域の
体積をVGkとしたとき、追尾対象目標以外からの探知デ
ータが相関をとるべき領域内に存在する総数は平均λ k
FTGkのポアソン分布に従うとする。なお、ここでVGk
は探知データが4次元であることから4次元空間の体積
である。
Detection data from a target other than the target to be tracked,
In other words, it is assumed that the misdetection data is
Sampling time tkFrequency per unit volume in
To λ k FTAnd the area of space to be correlated with the tracking target
Volume to VGkAnd the detection data from other than the tracking target
The total number of data in the area to be correlated is the average λ k
FTVGkAnd follow a Poisson distribution of Here, VGk
Is the volume of the four-dimensional space because the detection data is four-dimensional
It is.

【0033】サンプリング時刻tk において相関をとる
べき領域内に入った探知データの総数をmk 個とし、そ
の探知データの全体をベクトルzk,1 ,ベクトル
k,2 ,…,ベクトルzk,mkとし、式(20)のように
書く。さらにサンプリング時刻t1からtk までの探知
データ数全体の情報をMk すなわち式(21)と書き、
またサンプリング時刻t1 からtk までの探知データの
全体をZk すなわち、式(22)と書く。
The sampling time t the total number of detection data that has entered the area to take correlated with m k pieces at k, the vector z k, 1 in its entirety the detection data, vector z k, 2, ..., vector z k , mk and written as in equation (20). Further, information on the entire number of detected data from the sampling time t 1 to t k is written as M k, that is, equation (21)
The overall detection data from the sampling time t 1 to t k Z k That is, written as Equation (22).

【0034】[0034]

【数6】 (Equation 6)

【0035】次に、目標の運動モデルについて若干の補
足を行う。複数個の運動モデルを構成している定数加速
度ベクトルベクトルαL (L=1,2,…,n)の条件
付き確率密度関数を離散値型の確率論に従い式(2
3)、式(24)とする。ここで、デルタ関数δ(ベク
トルx)は式(25)の性質を有している。
Next, some supplements are made to the target motion model. The conditional probability density function of the constant acceleration vector vector α L (L = 1, 2,..., N) constituting the plurality of motion models is calculated according to the discrete value type probability theory according to equation (2).
3), Equation (24). Here, the delta function δ (vector x) has the property of Expression (25).

【0036】[0036]

【数7】 (Equation 7)

【0037】式(24)および式(25)より式(2
6)となる。すなわち、式(27)としたとき、式(2
8)である。また、式(24)および式(25)より式
(29)となる。
From equations (24) and (25), equation (2)
6). That is, when Expression (27) is used, Expression (2)
8). Equation (29) is obtained from Equations (24) and (25).

【0038】[0038]

【数8】 (Equation 8)

【0039】次に、サンプリング時刻tk までの探知デ
ータが得られた時点における、複数の各運動モデルおよ
びサンプリング時刻tk に得られた複数の各探知データ
の仮説に対する信頼度について定義する。ベクトルz
k,i (i=1,2,…,mk )が追尾対象目標からの探
知データであるとの仮説をχk,i (i=1,2,…,m
k )と書き、追尾対象目標から探知データが得られない
との仮説をχk,o と書く。サンプリング時刻tk までの
探知データの情報による仮説の信頼度を条件付き確率密
度関数により、式(30)〜式(33)のように定義す
る。
Next, the sampling time tkDetect up to
At the time the data was obtained,
And sampling time tkMultiple detection data obtained in
We define the reliability of the hypothesis. Vector z
k, i(I = 1, 2,..., Mk) Is the search from the tracking target
The hypothesis that it is knowledge datak, i(I = 1, 2,..., M
k), And no detection data is obtained from the target to be tracked
The hypothesis χk, oWrite Sampling time tkFor up to
Conditional probability density based on detection data information
Expressions (30) to (33) are defined by the degree function.
You.

【0040】[0040]

【数9】 (Equation 9)

【0041】ここで、式(34)、式(35)の仮定を
おく。このとき、式(13)および式(35)より式
(36)となる。また確率論より式(37)〜式(4
5)が成立する。
Here, it is assumed that equations (34) and (35) are used. At this time, Expression (36) is obtained from Expression (13) and Expression (35). Equations (37) to (4) are based on probability theory.
5) is established.

【0042】[0042]

【数10】 (Equation 10)

【0043】以下、上記のように目標の運動モデル、観
測系モデル、および仮説とその信頼度が定義された場合
の、目標追尾処理手順について説明する。
The following describes the target tracking processing procedure when the target motion model, observation system model, hypothesis and its reliability are defined as described above.

【0044】まず、各仮説のもとでの平滑、予測処理の
方法について示す。すなわち、通常のカルマンフィルタ
の理論より、拡張カルマンフィルタを適用すると式(4
6)〜式(55)となる。
First, a method of smoothing and predicting under each hypothesis will be described. That is, based on the theory of the ordinary Kalman filter, when the extended Kalman filter is applied, the equation (4)
6) to Equation (55).

【0045】[0045]

【数11】 [Equation 11]

【0046】ここで、ベクトルx^LK k (−)は仮説Ψ
k,lkのもとでのサンプリング時刻t k に対するベクトル
k の予測ベクトルで、条件付き平均ベクトルで書けば
カルマンフィルタの理論より式(56)である。また、
ベクトルx^k (−)は、サンプリング時刻tk に対す
るベクトルxk の予測ベクトルで式(57)である。ベ
クトルx^k (+)はサンプリング時刻tk に対するベ
クトルxk の平滑ベクトルで式(58)である。ベクト
ルx^k,i,Lk(+)は仮説χk,i および仮説Ψ k,lkのも
とでのサンプリング時刻tk に対するベクトルxk の平
滑ベクトルで式(59)で表される。さらに、P
k (+)はサンプリング時刻tk における平滑誤差共分
散行列で式(60)である。また、Pk Lk(−)はサン
プリング時刻t k における仮説Ψk,lkのもとでの予測誤
差共分散行列で式(61)である。Pk, i,Lk(+)はサ
ンプリング時刻tk における仮説χk,i およびΨk,lk
もとでの平滑誤差共分散行列で式(62)である。
Here, the vector x ^LK k(-) Is a hypothesis.
k, lkSampling time t under kVector for
xkIf you write with the conditional mean vector
Equation (56) is based on the Kalman filter theory. Also,
Vector x ^k(-) Indicates the sampling time tkAgainst
Vector xkExpression (57) using the prediction vector of Be
Kuttle x ^k(+) Indicates sampling time tkAgainst
Kutor xkEquation (58) with the smoothed vector of Vect
Xk, i, Lk(+) Is a hypothesis.k, iAnd hypothesis Ψ k, lkNomo
And sampling time tkVector x forkFlat
This is expressed by equation (59) using a slip vector. Furthermore, P
k(+) Indicates sampling time tkError covariance at
Equation (60) is a scatter matrix. Also, Pk Lk(-) Is sun
Pulling time t kHypothesis in Ψk, lkMispredictions under
Expression (61) is a difference covariance matrix. Pk, i, Lk(+)
Sampling time tkHypothesis in χk, iAnd Ψk, lkof
Equation (62) is the original smooth error covariance matrix.

【0047】[0047]

【数12】 (Equation 12)

【0048】Kk はサンプリング時刻tk におけるゲイ
ン行列である。また、拡張カルマンフィルタを通常適用
する場合と同様にして初期値ベクトルx^0 (+)、P
0 (+)は別途定まっているとする。なお、式(47)
よりPLk k (−)は仮説Ψk, lkによらない値となるの
で、式(48)よりKk 、式(52)よりP
k,i,Lk(+)(i=1,2,…mk )も仮説Ψk,1kによ
らない値となる。
K k is a gain matrix at the sampling time t k . Further, the initial value vector x ^ 0 (+), P
0 (+) is determined separately. Note that equation (47)
Since P Lk k (−) is a value that does not depend on the hypothesis Ψ k, lk , K k is obtained from equation (48) and P k is obtained from equation (52).
k, i, Lk (+) (i = 1, 2,..., m k ) are also values that do not depend on the hypothesis 1 k, 1k .

【0049】次に、探知データと追尾目標の相関方法に
ついて示す。探知データベクトルzがdをパラメータと
して式(63)を満たすとき、探知データベクトルzは
追尾目標と相関があると判定される。ここでベクトルz
k (−)は式(64)で与えられる。またSk は式(6
5)で与えられる。ただし、Pk (−)はサンプリング
時刻tk における予測誤差共分散行列であり、式(6
6)で表される。
Next, a method of correlating the detection data with the tracking target will be described. When the detection data vector z satisfies Expression (63) using d as a parameter, it is determined that the detection data vector z has a correlation with the tracking target. Where the vector z
k (−) is given by equation (64). Also, S k is given by equation (6)
5). Here, P k (−) is the prediction error covariance matrix at the sampling time t k , and the equation (6)
6).

【0050】[0050]

【数13】 (Equation 13)

【0051】図12は簡単な例として探知データの次元
が2次元の場合について式(63)による探知データと
追尾目標との相関を説明する図であり、図においてPは
追尾目標からの観測が予測される点である式(64)の
ベクトルzk (−)、Qは相関をとるべき範囲の内外を
定める境界線でパラメータdおよび式(65)のSk
り線形代数学より算出され、D1〜D4は探知データで
ある。
FIG. 12 is a diagram for explaining the correlation between the detection data and the tracking target according to the equation (63) when the detection data has a two-dimensional dimension as a simple example. In the drawing, P indicates the observation from the tracking target. Vectors z k (−) and Q in equation (64), which are predicted points, are calculated by linear algebra from parameter d and S k in equation (65) at a boundary line that defines the inside and outside of the range to be correlated. D1 to D4 are detection data.

【0052】追尾対象目標が相関をとるべき領域内に存
在する確率をPGkと書く。すなわち式(67)とする。
ここで領域Gk は式(68)で表され、またN(ベクト
ルz k ;ak ,Ak )は平均ベクトルak 、共分散行列
k の4次元正規分布のベクトルzk における確率密度
関数である。なお、確率論よりPGkはdの値によって一
意的に定まる。
The target to be tracked is within the area to be correlated.
The probability of being PGkWrite That is, Equation (67) is used.
Where region GkIs represented by equation (68), and N (vector
Le z k; Ak, Ak) Is the average vector ak, Covariance matrix
AkVector z of the four-dimensional normal distribution ofkProbability density at
Function. In addition, PGkDepends on the value of d
It is decided intentionally.

【0053】[0053]

【数14】 [Equation 14]

【0054】次に、各仮説の信頼度の算出方法について
示す。仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクトルzk,i
の確率密度関数lLk(ベクトルZk,i )(Lk =1,
2,…n;i=1,2,…mk )を4次元正規分布で近
似すればカルマンフィルタの理論より式(69)であ
る。式(69)よりわかるように、探知データベクトル
k,i が観測諸元の予測ベクトルF(ベクトルx^Lk k
(−))に近いほどlLk(ベクトルzk,i )の値は大き
くなり、ベクトルzk,i は目標が仮説Ψk,1kのもとで運
動したとした場合に追尾目標から得られた探知データで
あるとの信頼度が高く評価される。サンプリング時刻t
k における探知情報が得られない時点での仮説Ψ
k-1,lk-1かつ仮説Ψk,1kが真である信頼度は、仮説Ψ
k-1,lk-1の信頼度である式(32)のβLk-1 k-1 および
推移確率である式(13)のPLkLk-1より式(70)に
よりもとまる。また、目標が探知される確率をPD とす
れば、追尾対象目標が相関をとるべき領域内に存在して
探知される確率はPD Gkである。したがってサンプリ
ング時刻tk の探知情報が得られた時点での仮説Ψ
k-1,lk-1,Ψ k,lkおよび仮説χk,0 が正しいとの信頼度
は、サンプリング時刻tk における探知情報が得られな
い時点での信頼度である式(70)に追尾対象目標より
相関をとるべき領域内から探知データが得られない確率
l−PD Gkおよびmk 個の探知データすべてが追尾対
象目標以外からの探知データであるとの信頼度
(λk PTmkを乗算した値、すなわち式(71)に比例
すると考えてよい。
Next, a method of calculating the reliability of each hypothesis will be described.
Show. Hypothesis Ψk, lkData vector z under the conditionk, i
Probability density function lLk(Vector Zk, i) (Lk= 1
2, ... n; i = 1,2, ... mk) Is close by 4D normal distribution
If it resembles, the equation (69) is based on the Kalman filter theory.
You. As can be seen from equation (69), the detection data vector
z k, iIs the prediction vector F (vector x ^Lk k
(-))Lk(Vector zk, i) Is large
And the vector zk, iIs a hypothesisk, 1kLuck under
Movement data and the detection data obtained from the tracking target
The reliability that there is is highly evaluated. Sampling time t
kHypothesis at the time when detection information is not available
k-1, lk-1And hypothesis Ψk, 1kIs true, the hypothesis Ψ
k-1, lk-1Of equation (32), which is the reliability ofLk-1 k-1and
P in equation (13), which is the transition probabilityLkLk-1From equation (70)
More. Also, the probability that the target is detected is PDToss
If the target to be tracked exists within the area to be correlated,
The probability of being detected is PDPGkIt is. Therefore sample
Time tkHypothesis at the time when the detection information was obtained.
k-1, lk-1, Ψ k, lkAnd hypothesis χk, 0Confidence that is correct
Is the sampling time tkInformation is not available
Expression (70), which is the reliability at the time of
Probability that detection data will not be obtained from within the area to be correlated
lpDPGkAnd mkAll of the detection data are tracking pairs
Reliability of detection data from objects other than the target
k PT)mk, Ie, proportional to equation (71)
You may think that.

【0055】また、サンプリング時刻tk の探知情報が
得られた時点での仮説Ψk-1,lk-1,Ψk,lkおよび仮説χ
k,i (i=1,2,…、mk )が正しいとの信頼度は、
サンプリング時刻tk における探知情報が得られない時
点での信頼度である式(70)に追尾対象目標が探知さ
れる確率PD 、仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクト
ルzk,i の評価値lLk(ベクトルzk,i )およびmk
1個の探知データが追尾対象目標以外から得られている
との信頼度(λk PTmk-1を乗算した値、すなわち式
(72)に比例すると考えてよい。したがって、式(3
0)のβk,i,Lk,L k-1 は、式(45)を使用し、式(7
1)および式(72)を正規化して式(73)〜式(7
5)の通り算出される。なお、式(31)のβk,i 、式
(32)のβLk k ,式(33)のβk,i,Lkは式(73)
〜式(75)で算出されたβk,i,Lk ,Lk-1 をそれぞれ式
(37)、式(39)、式(41)に代入することによ
り算出される。
The hypothesis {k-1, lk-1 , Ψk, lk and hypothesis } at the time when the detection information at the sampling time t k is obtained.
The reliability that k, i (i = 1, 2,..., m k ) is correct is
In equation (70), which is the reliability at the time when the detection information is not obtained at the sampling time t k , the probability P D that the tracking target is detected, the detection data vector z k under the hypothesis Ψ k, lk , evaluation value l Lk (vector z k, i) of i and m k -
It may be considered that it is proportional to the value obtained by multiplying the reliability (λ k PT ) mk−1 that one piece of detection data is obtained from a target other than the tracking target, that is, equation (72). Therefore, equation (3)
Β k, i, Lk, L k−1 of (0) is obtained by using equation (45) and equation (7).
1) and Expression (72) are normalized to obtain Expressions (73) to (7).
It is calculated as 5). Note that β k, i in Expression (31), β Lk k in Expression (32), and β k, i, Lk in Expression (33) are obtained by Expression (73).
To ( k), i, Lk , and Lk-1 calculated in Equations (75) to (37), (39), and (41), respectively.

【0056】[0056]

【数15】 (Equation 15)

【0057】次に、加速度ベクトル推定値の算出方法に
ついて示す。サンプリング時刻tkまでの探知データが
得られた時点における加速度ベクトルの推定値を式(7
6)で定義する。式(27)、式(28)の場合と同様
にして、式(76)より式(77)となる。したがって
式(77)に式(32)を適用して式(78)を得る。
Next, a method of calculating the estimated value of the acceleration vector will be described. The estimated value of the acceleration vector at the time of detection data to the sampling time t k is obtained the formula (7
Defined in 6). Expression (77) is obtained from Expression (76) in the same manner as Expressions (27) and (28). Therefore, Expression (78) is obtained by applying Expression (32) to Expression (77).

【0058】[0058]

【数16】 (Equation 16)

【0059】すべての仮説のもとでの目標位置、速度の
平滑ベクトル、すなわち式(58)のベクトルx^
k (+)は、各仮説のもとでもとめた平滑ベクトルを各
仮説の信頼度を用いて統合することによって算出され
る。まず、式(33)およびベイズの定理より式(7
9)が得られる。式(58)、式(59)、式(79)
より式(80)である。式(80)および式(49)、
式(51)、式(46)、式(78)、式(42)、式
(44)より式(81)〜式(83)である。
The smoothed vector of the target position and the velocity under all the hypotheses, that is, the vector x ^ of the equation (58)
k (+) is calculated by integrating the smoothed vectors found under each hypothesis using the reliability of each hypothesis. First, from equation (33) and Bayes' theorem, equation (7)
9) is obtained. Equation (58), Equation (59), Equation (79)
Equation (80) follows. Equation (80) and Equation (49),
From Expression (51), Expression (46), Expression (78), Expression (42), and Expression (44), Expressions (81) to (83) are obtained.

【0060】[0060]

【数17】 [Equation 17]

【0061】上記、すべての仮説のもとでの目標位置、
速度の平滑ベクトルの平滑誤差共分散行列、すなわち式
(60)のPk (+)は以下のように算出される。すな
わち、まず式(60)、式(58)、式(59)、式
(62)および式(79)より式(84)である。式
(42)および式(80)より式(85)であるから、
式(84)および式(85)より式(86)となる。式
(86)に式(50)、式(52)、式(38)、式
(43)、式(49)、式(51)、式(46)、式
(78)、式(81)〜式(83)および式(42)、
式(44)を代入し、さらにPLk k (−)およびP
k,i,Lk(+)がΨk,lkに無関係なことに注意すれば式
(87)が得られる。
The target position under all the above hypotheses,
The smoothing error covariance matrix of the velocity smooth vector, that is, P k (+) in equation (60) is calculated as follows. That is, first, Expression (84) is obtained from Expression (60), Expression (58), Expression (59), Expression (62), and Expression (79). From equation (42) and equation (80), equation (85) gives
From Expressions (84) and (85), Expression (86) is obtained. In Expression (86), Expression (50), Expression (52), Expression (38), Expression (43), Expression (49), Expression (51), Expression (46), Expression (78), Expression (81)- Equation (83) and Equation (42),
Substituting equation (44), P Lk k (-) and P
Note that k, i, Lk (+) is independent of Ψk, lk, yielding equation (87).

【0062】[0062]

【数18】 (Equation 18)

【0063】上記すべての仮説のもとでの平滑ベクトル
に基づく目標位置、速度の予測ベクトル、すなわち式
(57)のベクトルx^k (−)、およびベクトルx^
k (−)の予測誤差共分散行列、すなわち式(66)の
k (−)は各々次のように算出される。まず、予測ベ
クトルx^k (−)について、式(57)に式(2)を
代入し、式(58)、式(6)および式(27)を適用
して式(88)を得る。ここで式(70)より確率論に
したがい式(89)となるから、式(28)、式(8
9)より式(90)である。次に予測誤差共分散行列P
k (−)について、式(2)および式(88)より式
(91)であるから、式(66)に式(91)を代入
し、式(60)、式(7)および式(29)を適用しベ
クトルxk-1 、ベクトルwk-1 ,ベクトルuk-1 が互い
に無相関とすれば式(92)を得る。したがって、式
(92)、式(47)および式(89)より式(93)
である。
The predicted vector of the target position and the velocity based on the smoothed vector under all the above-mentioned hypotheses, that is, the vector x ^ k (−) and the vector x ^ in the equation (57)
The prediction error covariance matrix of k (−), that is, P k (−) in equation (66) is calculated as follows. First, with respect to the predicted vector x ^ k (−), the equation (2) is substituted into the equation (57), and the equation (88) is obtained by applying the equations (58), (6) and (27). Here, since equation (89) is obtained according to probability theory from equation (70), equations (28) and (8)
Equation (90) is obtained from 9). Next, the prediction error covariance matrix P
Since k (−) is equation (91) from equations (2) and (88), equation (91) is substituted into equation (66), and equations (60), (7), and (29) ) Is applied, and if the vector x k−1 , the vector w k−1 , and the vector u k−1 are not correlated with each other, the equation (92) is obtained. Therefore, from Expression (92), Expression (47) and Expression (89), Expression (93) is obtained.
It is.

【0064】[0064]

【数19】 [Equation 19]

【0065】なお、上記一連の多目標追尾方法は、その
特別な場合として式(12)のn個の定数加速度ベクト
ルをすべて零ベクトルと設定する、すなわち式(94)
とすることにより、等速直進運動モデルによる多目標追
尾方法を含む。式(94)とした場合、特に平滑ベクト
ル算出式および平滑誤差共分散行列算出式について、式
(46)、式(78)に式(94)を適用し、式(4
3)を使用することにより、式(81)〜式(83)は
式(95)〜式(97)となり、式(87)は式(9
8)となる。
In the above-described multi-target tracking method, as a special case, all the n constant acceleration vectors in the equation (12) are set to zero vectors, that is, the equation (94)
The method includes a multi-target tracking method using a constant velocity linear motion model. When Equation (94) is used, Equation (94) is applied to Equations (46) and (78), and Equation (4) is applied to the equations for calculating the smooth vector and the smooth error covariance matrix.
By using 3), equations (81) to (83) become equations (95) to (97), and equation (87) becomes equation (9).
8).

【0066】[0066]

【数20】 (Equation 20)

【0067】次に、上記の多目標追尾方法の処理過程に
おいて算出される諸量に基づき、目標運動の直進/曲進
を判定する方法について説明する。サンプリング時刻t
k における目標運動の直進/曲進の判定結果はフラグF
MDk で表し、判定結果が直進の場合式(98)、判定
結果が曲進の場合式(99)と定義する。また、追尾開
始時刻における判定結果フラグの初期値は0(直進)に
設定する。
Next, a description will be given of a method of judging whether the target motion is going straight or turning on the basis of various amounts calculated in the process of the multi-target tracking method. Sampling time t
The result of the determination of whether the target movement is straight or curved at k is determined by the flag F
Expressed in MD k, the determination result is expression if the straight (98), the determination result is defined as the case of curvilinear progression formula (99). The initial value of the determination result flag at the tracking start time is set to 0 (straight).

【0068】[0068]

【数21】 (Equation 21)

【0069】まず第一に、加速度ベクトル推定値に基づ
き、目標運動の直進/曲進を判定する方法を示す。式
(78)の加速度ベクトル推定値uk-1 のx成分、y成
分、z成分をそれぞれ推定値uk-1 (X)、u
k-1 (y)、uk-1 (z)と書き、式(100)とす
る。加速度ベクトル推定値uk-1 を各成分ごとに一次フ
ィルタによって平滑したベクトル推定値をus k-1
し、そのx成分、y成分、z成分をそれぞれ推定値us
k-1 (x)、us k-1 (y)、us k-1 (z)と書く。
すなわち式(101)〜式(104)とする。ここで、
μは一次フィルタのゲインであり、x,y,zの各成分
で同一の値である。また、追尾開始時刻における推定値
s k-1 (x),us k-1 (y),us k-1 (z)の初
期値はすべて0に設定する。ベクトル推定値us k-1
ユークリッドノルム推定値‖us k-1 ‖は式(105)
となる。
First, a method of judging whether the target movement is straight or curved based on the estimated acceleration vector will be described. The x-, y-, and z-components of the estimated acceleration vector u k-1 in equation (78) are respectively estimated as u k-1 (X), u
Write as k-1 (y) and u k-1 (z) to obtain the equation (100). A vector estimated value obtained by smoothing the acceleration vector estimated value u k-1 by a primary filter for each component is defined as u s k-1, and its x, y, and z components are estimated values u s respectively.
k-1 (x), u s k-1 (y), write u s k-1 and (z).
That is, equations (101) to (104) are used. here,
μ is the gain of the primary filter, and has the same value for each of the x, y, and z components. Moreover, estimates in the tracking start time u s k-1 (x) , is set to u s k-1 (y) , u s k-1 all initial value 0 (z). Euclidean norm estimate of the vector estimate u s k-1 ‖u s k -1 ‖ formula (105)
Becomes

【0070】サンプリング時刻tk における目標運動の
直進/曲進は次のように判定する。すなわち、式(10
6)が成立する場合、目標運動は直進と判定し式(9
8)とする。式(107)が成立する場合、目標運動は
曲進と判定し式(99)とする。式(108)が成立す
る場合は、サンプリング時刻tk-1 の判定結果を保持し
式(109)とする。ここで、ζ1 、ζ2 はサンプリン
グ時刻によらない定数で式(110)を満たすものとす
る。
[0070] straight / curvilinear progression of the desired motion at the sampling time t k is determined in the following manner. That is, equation (10)
If 6) is satisfied, the target exercise is determined to be straight ahead, and the equation (9) is used.
8). When Expression (107) is satisfied, the target motion is determined to be curved, and Expression (99) is obtained. When Expression (108) is satisfied, the determination result at the sampling time t k−1 is held, and is set as Expression (109). Here, ζ 1 and ζ 2 are constants that do not depend on the sampling time and satisfy Expression (110).

【0071】[0071]

【数22】 (Equation 22)

【0072】第二に目標距離変化率の予測値に基づき、
目標運動の直進/曲進を判定する方法を示す。R. P k
をサンプリング時刻tk に対する目標距離変化率の予測
値とし式(112)で定義すれば、式(68)より式
(17)を用い式(113)である。また、式(65)
のSk の第4行第4列要素をSk (4,4)とする。す
なわち、式(114)とする。サンプリング時刻tk
おける探知データベクトルzk,i (i=1,2,…,m
k )の目標距離変化率成分をそれぞれR. o k,i(i=
1,2,…,mk )とし、サンプリング時刻tk までの
探知データが得られた時点でのR. o k,i の確率密度関
数を式(115)の1次元正規分布で近似すれば、式
(115)で定義される目標距離変化率R. o k,i (i
=1,2,…,mk )の加重平均推定値R. o k の確率
密度関数は、式(38)を用い、またR. o k,i (i=
1,2,…,mk )が互いに独立であるとして、式(1
17)の1次元正規分布となる。したがって、スカラ量
εk を式(118)で定義すれば、εk は自由度1のカ
イ2乗分布にしたがう。
Second, based on the predicted value of the target distance change rate,
A method of determining whether the target exercise is going straight or turning will be described. R. P k
If defined by a formula to the predicted value of the target range rate for the sampling time t k (112), an expression (68) from the equation using the equation (17) (113). Equation (65)
The fourth row fourth column element of the S k and S k (4, 4). That is, Expression (114) is used. The detection data vector z k, i (i = 1, 2,..., M) at the sampling time t k
Each target range rate component of k) R. o k, i (i =
1,2, ..., a m k), if the approximation R. O k at the time the detection data to the sampling time t k is obtained, the probability density function of i in one-dimensional normal distribution of formula (115) , the target range rate is defined by the formula (115) R. o k, i (i
= 1,2, ..., weighted average probability density function of the estimated value R. O k of m k) is using equation (38), also R. O k, i (i =
1, 2,..., M k ) are independent of each other,
17) becomes a one-dimensional normal distribution. Therefore, if the scalar quantity ε k is defined by equation (118), ε k follows a chi-square distribution with one degree of freedom.

【0073】サンプリング時刻における目標運動の直進
/曲進は次のように判定する。すなわち、式(119)
が成立する場合、目標運動は直進と判定し式(99)と
する。式(120)が成立する場合、目標運動は曲進と
判定し式(100)とする。式(121)が成立する場
合は、サンプリング時刻tk-1 の判定結果を保持する。
すなわち式(109)とする。ここで、η1 ,η2 はサ
ンプリング時刻によらない定数で式(121)を満たす
ものとする。
The straight / turning of the target motion at the sampling time is determined as follows. That is, equation (119)
Is satisfied, the target exercise is determined to be straight ahead, and equation (99) is set. When Expression (120) is satisfied, the target motion is determined to be a curve, and Expression (100) is obtained. When Expression (121) is satisfied, the determination result at the sampling time t k-1 is held.
That is, Expression (109) is used. Here, η 1 and η 2 are constants that do not depend on the sampling time and satisfy Expression (121).

【0074】[0074]

【数23】 (Equation 23)

【0075】次にこの発明の実施例1を図1および図2
にしたがって説明する。目標観測装置51より得られる
目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常のカ
ルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平滑
値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステッ
プ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを含
む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構成
される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
It is explained according to. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0076】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^k-1 (+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk
k(−)を算出し、また運動モデルごとの予測誤差評価
器53において、n個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63より入力されるn個の運動モデルにより平滑誤差
共分散行列Pk-1 (+)およびあらかじめ設定された式
(7)の駆動雑音共分散行列Qk-1 より式(47)にし
たがい運動モデルごとの予測誤差共分散行列P
Lk k (−)を算出する(ステップ3)。次にn個の運動
モデルによる予測器54において、n個の運動モデルに
よる平滑器62より式(58)のn個の運動モデルによ
る平滑値ベクトルx^K-1 (+)を入力して等速直進運
動予測によりΦk-1 ベクトルx^K-1 (+)を算出し、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より得られる
式(32)の各運動モデルの信頼度βLk-1 k-1 、あらか
じめ設定された式(13)の推移確率PLkLk-1および式
(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(90)にし
たがいサンプリング時刻t k における探知情報が得られ
ない時点での加速度の影響項を推定して、式(88)に
したがいn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^k
(−)を算出する(ステップ4)。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. Explanation
For convenience, the sampling time at the beginning of the loop is t
k-1It is assumed that Predictor 52 for each motion model
At the input from the smoother 62 with n motion models
Value vector by n motion models of the equation (58)
Torr x ^k-1Construct (+) and n motion models
The constant acceleration vector α in equation (12)LkEquation (4)
6) According to the motion model prediction value vector x ベ ク ト ルLk
kCalculate (-) and evaluate the prediction error for each motion model
Error evaluation using the n motion models
Error by the n motion models input from the unit 63
Covariance matrix Pk-1(+) And a preset expression
(7) driving noise covariance matrix Qk-1Equation (47)
Prediction error covariance matrix P for each motion model
Lk k(−) Is calculated (step 3). Then n exercises
In the model predictor 54, n motion models
(58) from the smoother 62
Smoothed value vector x ^K-1Enter (+) and go straight at constant speed
Φk-1Vector x ^K-1(+)
Obtained from the reliability calculator 57 based on n motion models
The reliability β of each motion model in equation (32)Lk-1 k-1,Araka
Transition probability P of equation (13) set in advanceLkLk-1And expressions
(12) Constant acceleration vector αLkEquation (90)
The sampling time t kInformation at
Estimating the influence term of the acceleration at the time when there is no
Accordingly, a predicted value vector x ^ by n motion modelsk
(−) Is calculated (step 4).

【0077】次に時刻がサンプリング時刻tk-1 からサ
ンプリング時刻tk に経過したのち、目標観測装置51
より目標およびクラッタ等からの位置および距離変化率
の検出結果をサンプリング時刻tk の探知データとして
入力する(ステップ6)。次に相関器56において、サ
ンプリング時刻tk-1 に算出した式(57)のn個の運
動モデルによる予測値ベクトルx^k (−)を第1の遅
延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器54よ
り入力して、相関をとるべき中心位置である式(64)
のベクトルzk (−)を式(16)により算出し、サン
プリング時刻に算出した式(61)の運動モデルごとの
予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65
を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し
て、これとあらかじめ設定された式(19)の観測雑音
共分散行列Rk および上記第1の遅延回路64を通して
n個の運動モデルによる予測器54より入力したベクト
ルxk (−)より、相関をとるべき領域の大きさ算出に
使用する式(65)のSkをPk (−)の代わりにPLk
k (−)を使用することにより求め、式(63)により
追尾対象目標と相関の可能性のあるmk 個の探知データ
を選択し、これを式(20)のZk とする(ステップ
7)。
Next, after the time has elapsed from the sampling time t k −1 to the sampling time t k , the target observation device 51
To enter more positions and range rate from the target and clutter like detection result as detection data sampling time t k (Step 6). Next, in the correlator 56, the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models of Expression (57) calculated at the sampling time t k−1 is passed through the first delay circuit 64 to the n motion models. (64), which is a central position to be correlated by input from the predictor 54
Vector z k (-) was calculated by the equation (16), the prediction error covariance matrix P Lk k for each motion model of equation (61) calculated in sampling time (-) the second delay circuit 65
Through the prediction error evaluator 53 for each motion model, and through the first delay circuit 64 and the observation noise covariance matrix R k of the preset equation (19), the prediction by the n motion models is performed. From the vector x k (−) input from the unit 54, S k of the equation (65) used for calculating the size of the area to be correlated is replaced by P Lk instead of P k (−).
k (-) determined by using, select the m k pieces of detection data of possible correlation with the tracking target goal by equation (63), which is referred to as Z k of the formula (20) (Step 7 ).

【0078】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57において、サンプリング時刻t k-1 に式(39)に
より算出した各運動モデルの信頼度βLk-1 k-1 を第3の
遅延回路66を通して入力し、サンプリング時刻tk-1
に算出した式(56)の運動モデルごとの予測値ベクト
ルx^Lk k(−)を第4の遅延回路67を通し運動モデ
ルごとの予測器52より入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通して
運動モデルごとの予測誤差評価器53より入力して、あ
らかじめ設定された式(19)の観測雑音共分散行列R
k より式(69)、式(16)、式(17)および式
(53)、式(54)により仮説Ψk,lkのもとでの相関
器56よりの探知データベクトルzk,i の信頼度l
Lk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじめ設定された探
知確率PD 、式(67)の追尾対象目標が相関をとるべ
き領域内に存在する確率PGkおよび式(13)の運動モ
デルの推移確率PLkLK-1により式(73)〜式(75)
および式(39)、式(41)、式(43)にしたがい
運動モデルおよび探知データの信頼度βk,i,Lk,Lk-1 β
Lk k 、βk,i,Lk,βk,i を算出する(ステップ8)。
Next, a reliability calculator based on n motion models
At 57, the sampling time t k-1To equation (39)
Reliability β of each motion model calculated fromLk-1 k-1The third
Input through the delay circuit 66, and the sampling time tk-1
Prediction vector for each motion model of equation (56)
XLk k(-) Is passed through the fourth delay circuit 67 and the motion model
Input from the predictor 52 for each
k-1Error calculated by equation (61) for each motion model
Covariance matrix PLk k(−) Through the second delay circuit 65
Input from the prediction error evaluator 53 for each motion model
The observation noise covariance matrix R of equation (19) set in advance
kFrom Expression (69), Expression (16), Expression (17) and Expression
(53), hypothesis に よ りk, lkCorrelation under
Data vector z from the detector 56k, iL
Lk(Vector zk, i), And a preset search
Knowledge probability PDThe target to be tracked in equation (67) should be correlated.
Probability P in the regionGkAnd the motion model of equation (13)
Dell transition probability PLkLK-1Equations (73) to (75)
And according to equations (39), (41) and (43)
Motion model and detection data reliability βk, i, Lk, Lk-1β
Lk k, Βk, i, Lk, Βk, iIs calculated (step 8).

【0079】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値べくとるx^k (−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLk k を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルベクトルαLkを用い、式(7
8)にしたがい式(76)の加速度ベクトル推定値を算
出する(ステップ10)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
X ^ taken to be the predicted value by the n motion models ofk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9). Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) βLk kIs input and the preset expression (1
2) Constant acceleration vector vector αLkAnd the equation (7)
8) Calculate the acceleration vector estimated value of equation (76) according to
Issue (Step 10).

【0080】次に加速度ベクトル推定値による目標運動
判定器60において、加速度ベクトル推定器59より式
(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を入力し、目標
運動判定器60で得られたサンプリング時刻tk-1 にお
ける目標運動判定結果FMD k-1 を第5の遅延回路68
を通して入力し、式(103)〜式(105)にしたが
い加速度ベクトル推定値の平滑ベクトル推定値uS k-1
を算出し、さらに式(106)にしたがい加速度ベクト
ル推定値の平滑ベクトル推定値uS k-1 のユークリッド
ノルム推定値‖us k-1 ‖を算出した後、目標運動判定
結果FMDk を、式(107)が成立する場合には式
(99)のように設定し、また式(108)が成立する
場合には式(100)のように設定し、また式(10
9)が成立する場合には式(110)のように設定する
(ステップ11)。
Next, the target motion based on the estimated value of the acceleration vector
In the decision unit 60, the expression
(76) acceleration vector estimated value uk-1Enter the goal
Sampling time t obtained by motion determiner 60k-1In
Motion judgment result FMD k-1To the fifth delay circuit 68
And input according to equations (103) to (105).
Vector estimate u of the acceleration vector estimateS k-1
Is calculated, and the acceleration vector is calculated according to the equation (106).
Vector estimate u of the estimated valueS k-1Euclid's
Norm estimate ‖us k-1After calculating ‖, determine the target movement
Result FMDkIf the expression (107) holds, the expression
(99), and equation (108) holds.
In such a case, it is set as in equation (100), and equation (10)
If 9) is established, set as in equation (110)
(Step 11).

【0081】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^
k-1 (+)を第6の遅延回路69を通して入力し、式
(32)の各運動モデルの信頼度βLk k および式(3
3)の仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクトルzk,i
の信頼度βk,i,Lkをn個の運動モデルによる信頼度算出
器57より入力し、相関器56より探知データベクトル
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値x1k k (−)を第4の遅
延回路67を通し運動モデルごとの予測器52より入力
し、式(48)のゲイン行列Kk をゲイン行列算出器5
8より入力し、式(76)の加速度ベクトル推定値u
k-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、目標運動
判定結果FMDk を加速度ベクトル推定値による目標運
動判定器60より入力し、目標運動判定結果FMDk
1(曲進)である場合には、式(81)〜式(83)に
したがいn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^k
(+)を算出し、目標運動判定結果FMDk が0(直
進)である場合には、式(95)および式(96)、式
(97)にしたがいn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^k (+)を算出する。
Next, in the smoother 62 based on the n motion models, the smoothed value vector x ^ based on the n motion models of the equation (58) calculated at the sampling time t k−1 is obtained.
k−1 (+) is input through the sixth delay circuit 69, and the reliability β Lk k of each motion model of Expression (32) and Expression (3)
The detection data vector z k, i under the hypothesis Ψ k, lk of 3)
Confidence beta k, i, and input from the reliability calculator 57 Lk by n number of motion models, the correlator 56 the detection data vector z k, 1 from the vector z k, 2, ..., vector z k, mk Is input and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) The predicted value x 1k k (−) for each motion model is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67, and the gain matrix K k of equation (48) is calculated by the gain matrix calculator 5
8, the acceleration vector estimated value u of equation (76)
k-1 is input from the acceleration vector estimator 59, the target motion determination result FMD k is input from the target motion determiner 60 based on the estimated acceleration vector, and the target motion determination result FMD k is 1 (curvature). Is a smoothed vector x ^ k based on n motion models according to equations (81) to (83).
(+) Is calculated, and if the target motion determination result FMD k is 0 (straight ahead), a smoothed value vector x based on n motion models is obtained according to Expressions (95), (96), and (97). ^ Calculate k (+).

【0082】n個の運動モデルによる平滑誤差評価器6
3において、n個の運動モデルによる信頼度算出器57
より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k および式
(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻tk-1
に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分
散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運動モ
デルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン行列
算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力し、
サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(56)の
運動モデルごとの予測値ベクトルxLk k (−)を第4の
遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器52より入
力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個の運動モ
デルによる予測値ベクトルx^k (−)を第1の遅延回
路64を通しn個の運動モデルによる予測器54より入
力し、相関器56より探知データベクトルzk,1 ,ベク
トルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、式(76)
の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベクトル推定器
59より入力し、目標運動判定結果FMDk を加速度ベ
クトル推定値による目標運動判定器60より入力し、目
標運動判定結果FMDk が1(曲進)である場合には、
式(87)におよび式(82)、式(83)にしたがい
式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤差共分散行
列Pk (+)を算出し、目標運動判定結果FMDk が0
(直進)である場合には、式(98)および式(9
6)、式(97)にしたがい式(60)のn個の運動モ
デルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出する
(ステップ13)。追尾終了になるまでループ内のこの
一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
Smooth error estimator 6 based on n motion models
3, a reliability calculator 57 based on n motion models
More type beta k, i of formula (31), beta k, i of beta Lk k of the formula (32) (33), the Lk, sampling time t k-1
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model calculated in equation (61) is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix calculator 58 From Equation (48), a gain matrix K k is input, and
The predicted value vector x Lk k (−) for each motion model calculated in equation (56) calculated at the sampling time t k−1 is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67, The predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is input from the predictor 54 based on the n motion models through the first delay circuit 64, and is input from the correlator 56. The detection data vector z k, 1 , vector z k, 2 ,..., Vector z k, mk are input, and equation (76)
Acceleration vector estimate u k-1 inputted from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k inputted from the desired motion determiner 60 based on the acceleration vector estimate, the desired motion determination result FMD k is 1 (songs Hex)
A smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) is calculated according to equation (87) and equations (82) and (83), and the target motion determination result FMD k is 0.
(Straight ahead), Equation (98) and Equation (9)
6) According to equation (97), a smooth error covariance matrix P k (+) based on n motion models of equation (60) is calculated (step 13). This series of flows in the loop is repeated until tracking ends (step 14).

【0083】次にこの発明の実施例2を図3および図4
にしたがって説明する。目標観測装置51より得られる
目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常のカ
ルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平滑
値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステッ
プ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを含
む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構成
される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It is explained according to. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0084】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^k-1 (+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk
k(−)を算出し、また運動モデルごとの予測誤差評価
器53において、n個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63より入力されるn個の運動モデルによる平滑誤差
共分散行列Pk-1 (+)およびあらかじめ設定された式
(7)の駆動雑音共分散行列Qk-1 より式(47)にし
たがい運動モデルごとの予測誤差共分散行列P
Lk k (−)を算出する(ステップ3)。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. For convenience of explanation, the sampling time at the beginning of the loop is t
Assume that it was k-1 . Predictor 52 for each motion model
, The smoothed value vector x ^ k-1 (+) based on the n motion models of the equation (58) input from the smoother 62 based on the n motion models and the equation (n) constituting the n motion models From the constant acceleration vector α Lk of (12), the equation (4)
6) According to the motion model, the predicted value vector x ^ Lk
k (−) is calculated, and the prediction error evaluator 53 for each motion model outputs a smooth error covariance matrix P k−1 based on n motion models input from the smooth error evaluator 63 based on n motion models. (+) And the driving noise covariance matrix Q k-1 of the previously set equation (7), the prediction error covariance matrix P for each motion model according to the equation (47).
Lk k (−) is calculated (step 3).

【0085】次にn個の運動モデルによる予測器54に
おいて、n個の運動モデルによる平滑器62より式(5
8)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx
k-1 (+)を入力して等速直進運動予測によりΦk-1
クトルx^K-1 (+)を算出し、n個の運動モデルによ
る信頼度算出器57より得られる式(32)の各運動モ
デルの信頼度βLk-1 k-1 、あらかじめ設定された式(1
3)の推移確率PLkLk-1および式(12)の定数加速度
ベクトルαLkより式(90)にしたがいサンプリング時
刻tk における探知情報が得られない時点での加速度の
影響項を推定して、式(88)にしたがいn個の運動モ
デルによる予測値ベクトルx^k (−)を算出する(ス
テップ4)。
Next, in a predictor 54 based on n motion models, a smoother 62 based on n motion models obtains the formula (5)
8) Smooth value vector x by n motion models
k−1 (+) is input, a Φ k−1 vector x ^ K−1 (+) is calculated by constant-velocity straight-line motion prediction, and the equation (32) obtained from the reliability calculator 57 using n motion models is obtained. ), The reliability β Lk-1 k-1 of each motion model, and a preset equation (1
According to the transition probability P LkLk-1 of 3) and the constant acceleration vector α Lk of Expression (12), the influence term of the acceleration at the time when the detection information is not obtained at the sampling time t k is estimated according to Expression (90), According to equation (88), a predicted value vector x ^ k (−) based on n motion models is calculated (step 4).

【0086】次に時刻がサンプリング時刻tk-1 からサ
ンプリング時刻tk に経過したのち、目標観測装置51
より目標およびクラッタ等からの位置および距離変化率
の検出結果をサンプリング時刻tk の探知データとして
入力する(ステップ6)。
Next, after the time has elapsed from the sampling time t k -1 to the sampling time t k , the target observation device 51
To enter more positions and range rate from the target and clutter like detection result as detection data sampling time t k (Step 6).

【0087】次に相関器56において、サンプリング時
刻tk-1 に算出した式(57)のn個の運動モデルによ
る予測値ベクトルx^K (−)を第1の遅延回路64を
通しn個の運動モデルによる予測器54より入力して、
相関をとるべき中心位置である式(64)のベクトルz
k (−)を式(16)により算出し、サンプリング時刻
に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分
散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運動モ
デルごとの予測誤差評価器53より入力して、これとあ
らかじめ設定された式(19)の観測雑音共分散行列R
k および上記第1の遅延回路64を通してn個の運動モ
デルによる予測器54より入力したベクトルx^
k (−)より、相関をとるべき領域の大きさ算出に使用
する式(65)のSをPk (−)の代わりにP
Lk k (−)を使用することにより求め、式(63)によ
り追尾対象目標と相関の可能性のあるmk 個の探知デー
タを選択し、これを式(20)のZk とする(ステップ
7)。
Next, in the correlator 56, the prediction value vector x ^ K (−) based on the n motion models of the equation (57) calculated at the sampling time t k−1 is passed through the first delay circuit 64 to the n Input from the predictor 54 based on the motion model of
The vector z in equation (64) that is the center position to be correlated
k (−) is calculated by equation (16), and the prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of equation (61) calculated at the sampling time is passed through the second delay circuit 65 for each motion model. From the prediction error evaluator 53, and the observation noise covariance matrix R of the equation (19) set in advance.
k and a vector x ^ input from a predictor 54 based on n motion models through the first delay circuit 64
According to k (−), S in equation (65) used for calculating the size of the area to be correlated is replaced by P k (−) instead of P k (−).
Lk k (-) determined by using, select the m k pieces of detection data of possible correlation with the tracking target goal by equation (63), which is referred to as Z k of the formula (20) (step 7).

【0088】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57において、サンプリング時刻t k-1 に式(39)に
より算出した各運動モデルの信頼度βLk-1 k-1 を第3の
遅延回路66を通して入力し、サンプリング時刻tk-1
に算出した式(56)の運動モデルごとの予測値ベクト
ルx^Lk k(−)を第4の遅延回路67を通し運動モデ
ルごとの予測器52より入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通して
運動モデルごとの予測誤差評価器53より入力して、あ
らかじめ設定された式(19)の観測雑音共分散行列R
k より式(69)、式(16)、式(17)および式
(53)、式(54)により仮説Ψk,lkのもとでの相関
器56よりの探知データベクトルzk,i の信頼度l
Lk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじめ設定された探
知確率PD 、式(67)の追尾対象目標が相関をとるべ
き領域内に存在する確率PGkおよび式(13)の運動モ
デルの推移確率PLkLk-1により式(73)〜式(75)
および式(39)、式(41)、式(43)にしたがい
運動モデルおよび探知データの信頼度βk,i,Lk,Lk-1
βLk k 、βk,i,Lk、βk,i を算出する(ステップ8)。
Next, a reliability calculator based on n motion models
At 57, the sampling time t k-1To equation (39)
Reliability β of each motion model calculated fromLk-1 k-1The third
Input through the delay circuit 66, and the sampling time tk-1
Prediction vector for each motion model of equation (56)
XLk k(-) Is passed through the fourth delay circuit 67 and the motion model
Input from the predictor 52 for each
k-1Error calculated by equation (61) for each motion model
Covariance matrix PLk k(−) Through the second delay circuit 65
Input from the prediction error evaluator 53 for each motion model
The observation noise covariance matrix R of equation (19) set in advance
kFrom Expression (69), Expression (16), Expression (17) and Expression
(53), hypothesis に よ りk, lkCorrelation under
Data vector z from the detector 56k, iL
Lk(Vector zk, i), And a preset search
Knowledge probability PDThe target to be tracked in equation (67) should be correlated.
Probability P in the regionGkAnd the motion model of equation (13)
Dell transition probability PLkLk-1Equations (73) to (75)
And according to equations (39), (41) and (43)
Motion model and detection data reliability βk, i, Lk, Lk-1,
βLk k, Βk, i, Lk, Βk, iIs calculated (step 8).

【0089】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^k (−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
Predicted value vector x ^ by n motion modelsk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9).

【0090】次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLk k を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルαLkを用い、式(78)にし
たがい式(76)の加速度ベクトル推定値を算出する
(ステップ10)。
Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) β Lk k is input, and the preset equation (1)
Using the constant acceleration vector α Lk of 2), an acceleration vector estimated value of Expression (76) is calculated according to Expression (78) (Step 10).

【0091】次に目標距離変化率の予測値による目標運
動判定器61において、サンプリング時刻tk-1 に算出
した式(57)のn個の運動モデルによる予測値ベクト
ルx^k (−)を第1の遅延回路64を通しn個の運動
モデルによる予測器54より入力し、探知データの信頼
度βk,i をn個の運動モデルによる信頼度算出器57よ
り入力し、目標運動判定器61で得られるサンプリング
時刻tk-1 における目標運動判定結果FMDk-1 を第5
の遅延回路68を通して入力し、相関器56より探知デ
ータの相関をとるべき領域の大きさ算出のために使用し
た式(65)のSk を入力し、さらに相関器56より探
知データベクトルzk,1 ,ベクトルzk, 2 , …,ベクト
ルzk,mkを入力してその距離変化率成分をR. O k,1
. O k, 2 , …,R. O k,mkとし、式(113)、式
(17)により目標距離変化率の予測値R. P k 、式
(114)によりSk の第4行第4列要素Sk (4,
4)、式(116)により目標距離変化率の加重平均推
定値R. o k をそれぞれ求め、さらに式(118)にし
たがいスカラ量εk を算出した後、目標運動判定結果F
MDk を、式(119)が成立する場合には式(99)
のように設置し、また式(120)が成立する場合には
式(100)のように設定し、また式(121)が成立
する場合には式(110)のように設定する(ステップ
12)。
Next, in the target motion determining unit 61 based on the predicted value of the target distance change rate, the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models of the equation (57) calculated at the sampling time t k−1 is calculated. Through a first delay circuit 64, the motion data is input from a predictor 54 based on n motion models, and the reliability β k, i of the detected data is input from a reliability calculator 57 based on n motion models. The target motion determination result FMD k-1 at the sampling time t k-1 obtained in step 61 is the fifth
Enter through the delay circuit 68, S k enter a further correlator 56 from the detection data vector z k of the formula (65) used for the size calculation of the area to correlate the detection data from the correlator 56 , 1, vector z k, 2, ..., vector z k, enter the mk the range rate component R. O k, 1,
R. O k, 2, ... , R. O k, and mk, equation (113), the predicted value of the target range rate by the formula (17) R. P k, the fourth row of S k by equation (114) The fourth column element S k (4,
4) After the weighted average estimate of the target range rate R. O k a respectively determined, further calculates a scalar quantity epsilon k according to equation (118) by the equation (116), the desired motion judgment result F
When MD (119) is satisfied, MD k is calculated by Expression (99).
And if equation (120) holds, set as equation (100), and if equation (121) holds, set as equation (110) (step 12) ).

【0092】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^
k-1 (+)を第6の遅延回路69を通して入力し、式
(32)の各運動モデルの信頼度βLk k および式(3
3)の仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクトルzk,i
の信頼度βk,i,LKをn個の運動モデルによる信頼度算出
器57より入力し、相関器56より探知データベクトル
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、式(48)のゲイン行列Kk をゲイン行
列算出器58より入力し、式(76)の加速度ベクトル
推定値uk-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、
目標運動判定結果FMDk を目標距離変化率の予測値に
よる目標運動判定器61より入力し、目標運動判定結果
FMDk が1(曲進)である場合には、式(81)〜式
(83)にしたがいn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^k (+)を算出し、目標運動判定結果FMDk
が0(直進)である場合には、式(95)および式(9
6)、式(97)にしたがいn個の運動モデルによる平
滑値ベクトルx^k (+)を算出する。
Next, in the smoother 62 based on the n motion models, the smoothed value vector x ^ based on the n motion models of the equation (58) calculated at the sampling time t k−1 is obtained.
k−1 (+) is input through the sixth delay circuit 69, and the reliability β Lk k of each motion model of Expression (32) and Expression (3)
The detection data vector z k, i under the hypothesis Ψ k, lk of 3)
Are input from the reliability calculator 57 based on n motion models, and the correlator 56 detects the detection data vector z k, 1 , vector z k, 2 ,..., Vector z k, mk Is input and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2, the gain matrix K k in equation (48) is input from the gain matrix calculator 58, and the estimated acceleration vector u k-1 in equation (76) is input from the acceleration vector estimator 59,
The desired motion determination result FMD k inputted from the desired motion determiner 61 according to the predicted value of the target range rate, if desired motion determination result FMD k is 1 (curvilinear progression) have the formula (81) to (83 ), A smoothed value vector x ^ k (+) based on n motion models is calculated, and the target motion determination result FMD k
Is 0 (straight ahead), Equation (95) and Equation (9)
6) According to equation (97), a smoothed value vector x) k (+) based on n motion models is calculated.

【0093】またn個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63において、n個の運動モデルによる信頼度算出器
57より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k およ
び式(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運
動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン
行列算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個
の運動モデルによる予測値ベクトルx^k (−)を第1
の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器5
4より入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
式(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベク
トル推定器59より入力し、目標運動判定結果FMDk
を目標距離変化率の予測値による目標運動判定器61よ
り入力し、目標運動判定結果FMDk が1(曲進)であ
る場合には、式(87)および式(82)、式(83)
にしたがい式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤
差共分散行列Pk (+)を算出し、目標運動判定結果F
MDk が0(直進)である場合には、式(98)および
式(96)、式(97)にしたがい式(60)のn個の
運動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出
する(ステップ13)。追尾終了になるまでループ内の
この一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
[0093] In the smoothing error estimator 63 according to the n motion models, beta k, i of formula (31) from the reliability calculator 57 by the n motion models, beta Lk k of the formula (32) ( 33) Input β k, i, Lk of sampling time t
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix The gain matrix K k of equation (48) is input from the calculator 58, and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2 and the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is the first
Predictor 5 based on n motion models through delay circuit 64
4 and the detection data vector z from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The acceleration vector estimate u k-1 of the formula (76) is input from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k
Was input from the desired motion determiner 61 according to the predicted value of the target range rate, if desired motion determination result FMD k is 1 (curvilinear progression) have the formula (87) and (82), formula (83)
Calculates a smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of the equation (60) according to the equation (60), and calculates the target motion determination result F
If MD k is 0 (straight), the smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) according to equations (98), (96), and (97) Is calculated (step 13). This series of flows in the loop is repeated until tracking ends (step 14).

【0094】次にこの発明の実施例3を図5および図6
にしたがって説明する。目標観測装置51より得られる
目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常のカ
ルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平滑
値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステッ
プ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを含
む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構成
される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It is explained according to. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0095】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^k-1 (+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測値ベクトルx^k
(−)を算出し、また運動モデルごとの予測誤差評価器
53において、n個の運動モデルによる平滑誤差評価器
63より入力されるn個の運動モデルによる平滑誤差共
分散行列Pk-1 (+)およびあらかじめ設定された式
(7)の駆動雑音共分散行列Qk-1 より式(47)にし
たがい運動モデルごとの予測誤差共分散行列P
Lk k (−)を算出する(ステップ3)。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. For convenience of explanation, the sampling time at the beginning of the loop is t
Assume that it was k-1 . Predictor 52 for each motion model
, The smoothed value vector x ^ k-1 (+) based on the n motion models of the equation (58) input from the smoother 62 based on the n motion models and the equation (n) constituting the n motion models From the constant acceleration vector α Lk of (12), the equation (4)
6) Predicted value vector x ^ k for each motion model according to
(−) Is calculated, and in the prediction error evaluator 53 for each motion model, the smoothed error covariance matrix P k−1 (n) based on the n motion models input from the smooth error evaluator 63 based on the n motion models. +) And a preset error covariance matrix P for each motion model according to equation (47) from the driving noise covariance matrix Q k-1 of equation (7) set in advance.
Lk k (−) is calculated (step 3).

【0096】次にn個の運動モデルによる予測器54に
おいて、n個の運動モデルによる平滑器62より式(5
8)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^k-1
(+)を入力して等速直進運動予測によりΦk-1 ベクト
ルx^k-1 (+)を算出し、n個の運動モデルによる信
頼度算出器57より得られる式(32)の各運動モデル
の信頼度βLk-1 k-1 、あらかじめ設定された式(13)
の推移確率PLkLk-1および式(12)の定数加速度ベク
トルαlkより式(90)にしたがいサンプリング時刻t
k における探知情報が得られない時点での加速度の影響
項を推定して、式(88)にしたがいn個の運動モデル
による予測値ベクトルx^k (−)を算出する(ステッ
プ4)。
Next, in a predictor 54 based on n motion models, a smoother 62 based on n motion models obtains the formula (5)
8) Smooth value vector x ^ k-1 by n motion models
(+) Is input, a Φ k-1 vector x ^ k-1 (+) is calculated by constant velocity straight-line motion prediction, and each of the equations (32) obtained from the reliability calculator 57 using n motion models is calculated. The reliability β Lk-1 k-1 of the motion model, a preset equation (13)
From the transition probability P LkLk-1 and the constant acceleration vector α lk of equation (12), the sampling time t is calculated according to equation (90).
The influence term of the acceleration at the time when the detection information in k is not obtained is estimated, and a predicted value vector x ^ k (−) based on n motion models is calculated according to the equation (88) (step 4).

【0097】次にn個の運動モデルによる予測誤差評価
器55において、運動モデルごとの予測誤差評価器53
より式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列
Lk k (−)を入力し、n個の運動モデルによる信頼度
算出器57より得られる式(32)のβLk-1 k-1 、あら
かじめ設定された式(13)の推移確率PLkLk-1、あら
かじめ設定された定数加速度ベクトルαLkおよび式(9
0)のベクトルu^k- 1 よりPk (−)の予測誤差を大
きく評価する項
Next, prediction error evaluation using n motion models
Unit 55, a prediction error evaluator 53 for each motion model
From equation (61), the prediction error covariance matrix for each motion model
PLk k(-) Is input, and the reliability of n motion models
Β in the equation (32) obtained from the calculator 57Lk-1 k-1,Oh
Transition probability P of equation (13) set in advanceLkLk-1,Oh
Preset constant acceleration vector αLkAnd equation (9)
0) vector u ^k- 1More PkLarge (−) prediction error
Terms to evaluate

【0098】[0098]

【数24】 (Equation 24)

【0099】を算出し、式(93)にしたがいn個の運
動モデルによる予測誤差共分散行列Pk (−)を算出す
る(ステップ5)。次に時刻がサンプリング時刻tk-1
からサンプリング時刻tk に経過したのち、目標観測装
置51より目標およびクラッタ等からの位置および距離
変化率の検出結果をサンプリング時刻tk の探知データ
として入力する(ステップ6)。
Then, a prediction error covariance matrix P k (−) based on n motion models is calculated according to equation (93) (step 5). Next, the time is the sampling time t k−1
After lapse of the sampling time t k from entering the detection result of the position and range rate from the target and clutter, etc. than the target observation device 51 as detection data sampling time t k (Step 6).

【0100】次に相関器56において、サンプリング時
刻tk-1 に算出した式(56)の運動モデルごとの予測
値ベクトルx^Lk k (−)を第4の遅延回路67を通し
運動モデルごとの予測器52より入力して、相関をとる
べき中心位置である式(64)のベクトルzk (−)を
式(16)においてベクトルx^k (−)の代わりに定
数加速度ベクトルαLkが零ベクトルの場合のベクトルx
LK k (−)を使用して算出し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(66)のn個の運動モデルによる予
測誤差共分散行列Pk (−)を第7の遅延回路70を通
しn個の運動モデルによる予測誤差評価器55より入力
して、これとあらかじめ設定された式(19)の観測雑
音共分散行列Rk および第1の遅延回路64を通してn
個の運動モデルによる予測器54より入力したベクトル
x^k (−)より、相関をとるべき領域の大きさ算出に
使用する式(65)のSk を求め、式(63)により追
尾対象目標と相関の可能性のあるmk 個の探知データを
選択し、これを式(20)のZk とする(ステップ
7)。
Next, in the correlator 56, the predicted value vector x ^ Lk k (−) for each motion model of the equation (56) calculated at the sampling time t k−1 is passed through the fourth delay circuit 67 to each of the motion models. , The vector z k (−) in equation (64), which is the center position to be correlated, is replaced with the constant acceleration vector α Lk in equation (16) instead of the vector x ^ k (−) in equation (16). Vector x for zero vector
算出 Calculate using LK k (-) and calculate the sampling time t
The prediction error covariance matrix P k (−) of the n motion models of the equation (66) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 55 of the n motion models through the seventh delay circuit 70. Then, through this and the preset observation noise covariance matrix R k of the equation (19) and the first delay circuit 64, n
S k of equation (65) used for calculating the size of the area to be correlated is obtained from the vector x ^ k (−) input from the predictor 54 based on the number of motion models, and the tracking target target is calculated by equation (63). And m k pieces of detection data that may be correlated with each other are selected as Z k in Expression (20) (Step 7).

【0101】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57において、信頼度算出器57でサンプリング時刻t
k-1 に式(39)により算出した各運動モデルの信頼度
βLk -1 k-1 を第3の遅延回路66を通して入力し、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(56)の運動モデル
ごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4の遅延回路
67を通し運動モデルごとの予測器52より入力し、サ
ンプリング時刻tk-1に算出した式(61)の運動モデ
ルごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延
回路65を通して運動モデルごとの予測誤差評価器53
より入力して、あらかじめ設定された式(19)の観測
雑音共分散行列Rk より式(69)、式(16)、式
(17)および式(53)、式(54)により仮説Ψ
k,lkのもとでの相関器56よりの探知データベクトルz
k,i の信頼度lLk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじ
め設定された探知確率PD 、式(67)の追尾対象目標
が相関をとるべき領域内に存在する確率PGkおよび式
(13)の運動モデルの推移確率PLkLk-1により式(7
3)〜式(75)および式(39)、式(41)、式
(43)にしたがい運動モデルおよび探知データの信頼
度βk,i,Lk,Lk-1 、βLk k 、βk,i,Lk,βk,i を算出す
る(ステップ8)。
Next, in the reliability calculator 57 based on n motion models, the reliability calculator 57 calculates the sampling time t.
to k-1 type the reliability beta Lk -1 k-1 of each motion model calculated by the equation (39) through the third delay circuit 66, the motion of the formula (56) calculated for the sampling time t k-1 The predicted value vector x ^ Lk k (−) for each model is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67 and is calculated for each motion model of the equation (61) calculated at the sampling time t k-1. prediction error covariance matrix P Lk k (-) of each motion model through the second delay circuit 65 the prediction error estimator 53
From the observation noise covariance matrix R k of the preset equation (19), and the hypothesis 仮 based on the equations (69), (16), (17) and (53), (54).
The detection data vector z from the correlator 56 under k and lk
k, reliability l Lk (vector z k, i) of the i look, preset detection probability P D, probability P Gk and wherein the tracking target goal of formula (67) is present in the region where the correlation Equation (7) is obtained from the transition probability P LkLk-1 of the motion model in (13).
3) to (75) and (39), (41), and (43), the reliability of the motion model and the detection data β k, i, Lk, Lk−1 , β Lk k , β k, i, Lk and βk, i are calculated (step 8).

【0102】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^k (−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
Predicted value vector x ^ by n motion modelsk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9).

【0103】次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLk k を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルαLkを用い、式(78)にし
たがい式(76)を加速度ベクトル推定値を算出する
(ステップ10)。
Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) β Lk k is input, and the preset equation (1)
Using the constant acceleration vector α Lk of 2), an acceleration vector estimated value is calculated from Expression (76) according to Expression (78) (Step 10).

【0104】次に加速度ベクトル推定値による目標運動
判定器60において、式(76)の加速度ベクトル推定
値uk-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、推定
器59で得られたサンプリング時刻tk-1 における目標
運動判定結果FMDk-1 を第5の遅延回路68を通して
入力し、式(103)〜式(105)にしたがい加速度
ベクトル推定値の平滑ベクトル推定値uS k-1 を算出
し、さらに式(106)にしたがい加速度ベクトル推定
値の平滑ベクトル推定値uS K-1 のユークリッドノルム
推定値‖uS k-1 ‖を算出した後、目標運動判定結果F
MDk を、式(107)が成立する場合には式(99)
のように設定し、また式(108)が成立する場合には
式(100)のように設定し、また式(109)が成立
する場合には式(110)のように設定する(ステップ
11)。
Next, in the target motion decision unit 60 based on the estimated acceleration vector, the estimated acceleration vector u k-1 of the equation (76) is inputted from the acceleration vector estimator 59, and the sampling time t obtained by the estimator 59 is obtained. the desired motion determination result FMD k-1 type through fifth delay circuit 68 in the k-1, calculating the smoothed vector estimate u S k-1 of the acceleration vector estimate according to the equation (103) to (105) Then, after calculating the Euclidean norm estimate { u S k-1} of the smooth vector estimate u S K-1 of the acceleration vector estimate according to the equation (106), the target motion determination result F
When MD (107) is satisfied, MD k is calculated by Expression (99).
Is set as follows, and if equation (108) is established, it is set as equation (100), and if equation (109) is established, it is set as equation (110) (step 11). ).

【0105】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、平滑器62によりサンプリング時刻tk-1 に算
出しておいた式(58)のn個の運動モデルによる平滑
値ベクトルx^k-1 (+)を第6の遅延回路69を通し
入力し、n個の運動モデルによる信頼度算出器57より
式(32)の各運動モデルの信頼度βLk k および式(3
3)の仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクトルzk,1
の信頼度βk,i,Lkを入力し、相関器56より探知データ
ベクトルzk,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mk
を入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(56)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^
Lk k(−)を第4の遅延回路67を通し運動モデルごと
の予測器52より入力し、ゲイン行列算出器58より式
(48)のゲイン行列Kk を入力し、式(76)の加速
度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベクトル推定器59よ
り入力し、目標運動判定結果FMDk を加速度ベクトル
推定値による目標運動判定器60より入力し、目標運動
判定結果FMDk が1(曲進)である場合には、式(8
1)〜式(83)にしたがいn個の運動モデルによる平
滑値ベクトルx^k (+)を算出し、目標運動判定結果
FMDk が0(直進)である場合には、式(95)およ
び式(96)、式(97)にしたがいn個の運動モデル
による平滑値ベクトルxk (+)を算出する。
Next, in the smoother 62 based on the n motion models, the smoothed value vector x ^ k− based on the n motion models of the equation (58) calculated by the smoother 62 at the sampling time t k−1 is obtained. 1 (+) to an input through a delay circuit 69 of the 6, n pieces of reliability beta Lk k and wherein each motion model equations from the reliability calculator 57 according to the motion model (32) (3
The detection data vector z k, 1 under the hypothesis Ψ k, lk of 3)
Confidence beta k, i, type the Lk, correlator 56 the detection data vector z k, 1 from the vector z k, 2, ..., vector z k, mk
And the predicted value vector x ^ for each motion model in equation (56) calculated at the sampling time t k-1
Lk k (−) is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67, the gain matrix K k of Expression (48) is input from the gain matrix calculator 58, and the acceleration of Expression (76) is obtained. The vector estimation value u k-1 is input from the acceleration vector estimator 59, the target motion determination result FMD k is input from the target motion determination device 60 based on the acceleration vector estimation value, and the target motion determination result FMD k is 1 (curvature). , The expression (8)
1) to (83), calculate a smoothed value vector x ^ k (+) based on n motion models. If the target motion determination result FMD k is 0 (straight), equations (95) and (95) A smoothed value vector x k (+) based on n motion models is calculated according to the equations (96) and (97).

【0106】またn個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63において、n個の運動モデルによる信頼度算出器
57より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k およ
び式(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運
動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン
行列算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個
の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)を第1
の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器5
4より入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
式(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベク
トル推定器59より入力し、目標運動判定結果FMDk
を加速度ベクトル推定値による目標運動判定器60より
入力し、目標運動判定結果FMDk が1(曲進)である
場合には、式(87)および式(82)、式(83)に
したがい式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤差
共分散行列Pk (+)を算出し、目標運動判定結果FM
k が0(直進)である場合には、式(98)および式
(96)、式(97)にしたがい式(60)のn個の運
動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出す
る(ステップ13)。追尾終了になるまでルーウ内のこ
と一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
[0106] In the smoothing error estimator 63 according to the n motion models, beta k, i of formula (31) from the reliability calculator 57 by the n motion models, beta Lk k of the formula (32) ( 33) Input β k, i, Lk of sampling time t
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix The gain matrix K k of equation (48) is input from the calculator 58, and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2 and the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is the first
Predictor 5 based on n motion models through delay circuit 64
4 and the detection data vector z from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The acceleration vector estimate u k-1 of the formula (76) is input from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k
Is input from the target motion determiner 60 based on the acceleration vector estimation value, and if the target motion determination result FMD k is 1 (curvature), the equation according to the equations (87), (82), and (83) is used. A smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models in (60) is calculated, and the target motion determination result FM
When D k is 0 (straight), the smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) according to equations (98), (96), and (97) Is calculated (step 13). A series of flows in the rue are repeated until the tracking ends (step 14).

【0107】次にこの発明の実施例4を図7および図8
にしたがって説明する。目標観測装置51より得られる
目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常のカ
ルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平滑
値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステッ
プ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを含
む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構成
される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It is explained according to. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0108】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^ k-1(+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測値ベクトルx^ K
(−)を算出する。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. For convenience of explanation, the sampling time at the beginning of the loop is t
Assume that it was k-1 . Predictor 52 for each motion model
, The smoothed value vector x ^ k-1 (+) based on the n motion models of the equation (58) input from the smoother 62 based on the n motion models and the equation (n) constituting the n motion models From the constant acceleration vector α Lk of (12), the equation (4)
6) According to the motion model, the predicted value vector x ^ K
Calculate (-).

【0109】運動モデルごとの予測誤差評価器53は、
n個の運動モデルによる平滑誤差評価器63より入力さ
れるn個の運動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk-1
(+)およびあらかじめ設定された式(7)の駆動雑音
共分散行列QK-1 より式(47)にしたがい運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を算出する(ス
テップ3)。
The prediction error evaluator 53 for each motion model
Smooth error covariance matrix P k−1 based on n motion models input from smooth error evaluator 63 based on n motion models
A prediction error covariance matrix P Lk k (-) for each motion model is calculated from (+) and a preset driving noise covariance matrix Q K-1 of Expression (7) according to Expression (47) (Step 3). ).

【0110】次にn個の運動モデルによる予測器54に
おいて、n個の運動モデルによる平滑器62より式(5
8)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^ k-1
(+)を入力して等速直進運動予測によりΦk-1 ベクト
ルx^ k-1(+)を算出し、n個の運動モデルによる信
頼度算出器57より得られる式(32)の各運動モデル
の信頼度βLk-1 k-1 、あらかじめ設定された式(13)
の推移確率PLkLk-1および式(12)の定数加速度ベク
トルαLkより式(90)にしたがいサンプリング時刻t
k における探知情報が得られない時点での加速度の影響
項を推定して、式(88)にしたがいn個の運動モデル
による予測値ベクトルx^ k(−)を算出する(ステッ
プ4)。
Next, in a predictor 54 based on n motion models, a smoother 62 based on n motion models obtains the equation (5).
8) Smooth value vector x ^ k-1 by n motion models
(+) Is input, a Φ k-1 vector x ^ k-1 (+) is calculated by constant velocity straight-line motion prediction, and each of the equations (32) obtained from the reliability calculator 57 using n motion models is calculated. The reliability β Lk-1 k-1 of the motion model, a preset equation (13)
From the transition probability P LkLk−1 of the constant and the constant acceleration vector α Lk of the equation (12), the sampling time t according to the equation (90).
The influence term of the acceleration at the time when the detection information in k is not obtained is estimated, and a predicted value vector x ^ k (−) based on n motion models is calculated according to the equation (88) (step 4).

【0111】次にn個の運動モデルによる予測誤差評価
器55において、運動モデルごとの予測誤差評価器53
より式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列
Lk k (−)を入力し、n個の運動モデルによる信頼度
算出器57より得られる式(32)のβLk-1 k-1 、あら
かじめ設定された式(13)の推移確率PLklk-1、あら
かじめ設定された定数加速度ベクトルαLkおよび式(9
0)のベクトルu^k- 1 よりPk (−)の予測誤差を大
きく評価する項、式(123)を算出し、式(93)に
したがいn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列P
k (−)を算出する(ステップ5)。
Next, prediction error evaluation using n motion models
Unit 55, a prediction error evaluator 53 for each motion model
From equation (61), the prediction error covariance matrix for each motion model
PLk k(-) Is input, and the reliability of n motion models
Β in the equation (32) obtained from the calculator 57Lk-1 k-1,Oh
Transition probability P of equation (13) set in advanceLklk-1,Oh
Preset constant acceleration vector αLkAnd equation (9)
0) vector u ^k- 1More PkLarge (−) prediction error
The term to be evaluated, equation (123) is calculated, and equation (93) is calculated.
Accordingly, the prediction error covariance matrix P based on n motion models
k(−) Is calculated (step 5).

【0112】次に相関器56は時刻がサンプリング時刻
k-1 からサンプリング時刻tk に経過したのち、目標
観測装置51より目標およびクラッタ等からの位置およ
び距離変化率の検出結果をサンプリング時刻tk の探知
データとして入力する(ステップ6)。そして相関器5
6において、サンプリング時刻tk-1 に算出した式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力して、相関をとるべき中心位置である式(6
4)のベクトルzk (−)を式(16)においてベクト
ルx^ k(−)の代わりに定数加速度ベクトルαLkが零
ベクトルの場合のベクトルx^Lk k(−)を使用して算
出し、サンプリング時刻tk-1 に算出した式(66)の
n個の運動モデルによる予測誤差共分散行列P
Lk k (−)を第7の遅延回路70を通しn個の運動モデ
ルによる予測誤差評価器55より入力して、これとあら
かじめ設定された式(19)の観測雑音共分散行列Rk
および第1の遅延回路64を通してn個の運動モデルに
よる予測器54より入力してベクトルx^ K(−)よ
り、相関をとるべき領域の大きさ算出に使用する式(6
5)のSk を求め、式(63)により追尾対象目標と相
関の可能性のあるmk 個の探知データを選択し、これを
式(20)のZk とする(ステップ7)。
Next, after the time has elapsed from the sampling time t k−1 to the sampling time t k , the correlator 56 uses the target observation device 51 to detect the position and distance change rate from the target and the clutter, etc. at the sampling time t k. Input as k detection data (step 6). And correlator 5
In Equation 6, the expression (5) calculated at the sampling time t k-1
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2, the central position to be correlated is given by equation (6)
The vector z k (−) of 4) is calculated using the vector x ^ Lk k (−) when the constant acceleration vector α Lk is a zero vector instead of the vector x ^ k (−) in equation (16). , A prediction error covariance matrix P based on n motion models of equation (66) calculated at sampling time t k−1
Lk k (−) is input from a prediction error evaluator 55 based on n motion models through a seventh delay circuit 70, and the observation noise covariance matrix R k of equation (19) is set in advance.
And from the predictor 54 based on n motion models through the first delay circuit 64, the vector x ^ K (-) is used to calculate the size of the area to be correlated from the vector x ^ K (-) (6)
5) S k is obtained, and m k pieces of detection data that may be correlated with the tracking target are selected by equation (63), and this is set as Z k of equation (20) (step 7).

【0113】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57は、信頼度算出器57でサンプリング時刻tk-1
式(39)により算出した各運動モデルの信頼度βLk-1
k-1を第3の遅延回路66を通して入力し、サンプリン
グ時刻tk-1 に算出した式(56)の運動モデルごとの
予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4の遅延回路67を
通し運動モデルごとの予測器52より入力し、サンプリ
ング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデルごと
の予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路6
5を通して運動モデルごとの予測誤差評価器53より入
力して、あらかじめ設定された式(19)の観測雑音共
分散行列Rk より式(69)、式(16)、式(17)
および式(53)、式(54)により仮説Ψk,lkのもと
での相関器56よりの探知データベクトルzk,i の信頼
度lLk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじめ設定され
た探知確率PD 、式(67)の追尾対象目標が相関をと
るべき領域内に存在する確率PGkおよび式(13)の運
動モデルの推移確率PLklk -1により式(73)〜式(7
5)および式(39)、式(41)、式(43)にした
がい運動モデルおよび探知データの信頼度β
k,i,Lk,Lk-1 、βLk k 、βk,i, Lk、βk,i を算出する
(ステップ8)。
Next, the reliability calculator 57 based on the n motion models calculates the reliability β Lk-1 of each motion model calculated by the reliability calculator 57 at the sampling time t k-1 according to the equation (39).
k−1 is input through the third delay circuit 66, and the predicted value vector x ^ Lk k (−) for each motion model of the equation (56) calculated at the sampling time t k−1 is input to the fourth delay circuit 67. The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61), which is input from the predictor 52 for each through motion model and calculated at the sampling time t k−1 , is calculated by the second delay circuit 6
5, input from the prediction error evaluator 53 for each motion model, and from the preset observation noise covariance matrix R k of the equation (19), the equations (69), (16), and (17) are used.
And the reliability l Lk (vector z k, i ) of the detection data vector z k, i from the correlator 56 under the hypothesis Ψ k, lk is obtained from the equations (53) and (54) and set in advance. The equations (73) to (73) are obtained by using the detected detection probability P D , the probability P Gk that the tracking target of the equation (67) exists in the area to be correlated, and the transition probability P Lklk −1 of the motion model of the equation (13). (7
5) and the reliability β of the motion model and the detection data according to the equations (39), (41), and (43).
k, i, Lk, Lk-1 , β Lk k , β k, i, Lk , and β k, i are calculated (step 8).

【0114】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
Predicted value vector x ^ by n motion modelsk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9).

【0115】次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLK K を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルαLkを用い、式(78)にし
たがい式(76)の加速度ベクトル推定値を算出する
(ステップ10)。
Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) Enter β LK K and enter the preset equation (1)
Using the constant acceleration vector α Lk of 2), an acceleration vector estimated value of Expression (76) is calculated according to Expression (78) (Step 10).

【0116】次に目標距離変化率の予測値による目標運
動判定器61において、サンプリング時刻tk-1 に算出
した式(57)のn個の運動モデルによる予測値ベクト
ルx^ k(−)を第1の遅延回路64を通しn個の運動
モデルによる予測器54より入力し、探知データの信頼
度βk,i をn個の運動モデルによる信頼度算出器57よ
り入力し、目標運動判定器61でのサンプリング時刻t
k-1 における目標運動判定結果FMDk-1 を第5の遅延
回路68を通して入力し、相関器56より探知データの
相関をとるべき領域の大きさ算出のために使用した式
(65)のSk を入力し、さらに相関器56より探知デ
ータベクトルzk,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルz
k,mkを入力してその距離変化率成分をR. o k,1 ,R
. o k,2 ,…,R. o k,mkとし、式(113)、式(1
7)により目標距離変化率の予測値R . P K 、式(11
4)によりSk の第4行第4列要素Sk (4,4)、式
(116)により目標距離変化率の加重平均推定値R
. o k をそれぞれ求め、さらに式(118)にしたがい
スカラ量εk を算出した後、目標運動判定結果FMDk
を、式(119)が成立する場合には式(99)のよう
に設定し、また式(120)が成立する場合には式(1
00)のように設定し、また式(121)が成立する場
合には式(110)のように設定する(ステップ1
2)。
Next, the target operation based on the predicted value of the target distance change rate is performed.
In the motion determiner 61, the sampling time tk-1Calculated
Predicted value vector by n motion models of equation (57)
Xk(-) Is passed through the first delay circuit 64 to make n motions.
Input from the predictor 54 based on the model,
Degree βk, iFrom the reliability calculator 57 using n motion models
And the sampling time t in the target motion determiner 61
k-1Motion judgment result FMDk-1The fifth delay
Input through the circuit 68 and the detection data of the detection data from the correlator 56.
Formula used to calculate the size of the area to be correlated
(65) SkAnd furthermore, the detection data is output from the correlator 56.
Data vector zk, 1, Vector zk, 2, ..., vector z
k, mkAnd input the distance change rate component to Ro k, 1, R
o k, 2, ..., Ro k, mkEquation (113), Equation (1)
7) the predicted value R of the target distance change rate . P K, Equation (11)
4) Sk4th row and 4th column element Sk(4,4), equation
According to (116), the weighted average estimation value R of the target distance change rate is obtained.
o kAnd further according to equation (118).
Scalar quantity εkAfter calculating the target motion determination result FMDk
When equation (119) is satisfied, as in equation (99),
And if equation (120) holds, then equation (1)
00), and when equation (121) is satisfied.
In this case, it is set as shown in equation (110) (step 1).
2).

【0117】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^
k-1(+)を第6の遅延回路69を通し入力し、n個の
運動モデルによる信頼度算出器57より式(32)の各
運動モデルの信頼度βLk k および式(33)の仮説Ψk,
lkのもとでの探知データベクトルzk,i の信頼度β
k,i,Lkを入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(56)の
運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4
の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器52より
入力し、ゲイン行列算出器58より式(48)のゲイン
行列Kk を入力し、式(76)の加速度ベクトル推定値
k-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、目標運
動判定結果FMDk を目標距離変化率の予測値による目
標運動判定器61より入力し、目標運動判定結果FMD
k が1(曲進)である場合には、式(81)〜式(8
3)にしたがいn個の運動モデルによる平滑値ベクトル
k(+)を算出し、目標運動判定結果FMDk が0
(直進)である場合には、式(95)および式(9
6)、式(97)にしたがいn個の運動モデルによる平
滑値ベクトルx^ k(+)を算出する。
Next, in the smoother 62 based on the n motion models, the smoothed value vector x ^ based on the n motion models of the equation (58) calculated at the sampling time t k−1 is obtained.
k−1 (+) is input through the sixth delay circuit 69, and the reliability calculator 57 based on n motion models calculates the reliability β Lk k of each motion model of Expression (32) and the reliability β Lk k of Expression (33). Hypothesis Ψ k,
the reliability β of the detection data vector z k, i under lk
k, i, and Lk are input, and the detection data vector z is output from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The predicted value vector x ^ Lk k (−) for each motion model of equation (56) calculated at the sampling time t k−1 is calculated as the fourth
Of the motion model for each motion model, the gain matrix K k of equation (48) from the gain matrix calculator 58, and the acceleration vector estimated value u k-1 of equation (76). It is input from the acceleration vector estimator 59 and the target motion determination result FMD k is input from the target motion determiner 61 based on the predicted value of the target distance change rate.
When k is 1 (curvature), Expressions (81) to (8)
According to 3), a smoothed value vector x k (+) based on n motion models is calculated, and the target motion determination result FMD k is 0.
(Straight ahead), Equation (95) and Equation (9)
6) According to equation (97), a smoothed value vector x) k (+) based on n motion models is calculated.

【0118】またn個の運動モデルにより平滑誤差評価
器63において、n個の運動モデルによる信頼度算出器
57より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k およ
び式(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運
動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン
行列算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個
の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)を第1
の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器5
4より入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
式(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベク
トル推定器59より入力し、目標運動判定結果FMDk
を目標距離変化率の予測値による目標運動判定器61よ
り入力し、目標運動判定結果FMDk が1(曲進)であ
る場合には、式(87)および式(82)、式(83)
にしたがい式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤
差共分散行列Pk (+)を算出し、目標運動判定結果F
MDk が0(直進)である場合には、式(98)および
式(96)、式(97)にしたがい式(60)のn個の
運動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出
する(ステップ13)。追尾終了になるまでループ内の
この一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
In the smoothing error estimator 63 based on the n motion models, the reliability calculator 57 based on the n motion models calculates β k, i in equation (31), β Lk k in equation (32) and equation (32). 33) Input β k, i, Lk of sampling time t
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix The gain matrix K k of equation (48) is input from the calculator 58, and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2 and the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is the first
Predictor 5 based on n motion models through delay circuit 64
4 and the detection data vector z from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The acceleration vector estimate u k-1 of the formula (76) is input from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k
Was input from the desired motion determiner 61 according to the predicted value of the target range rate, if desired motion determination result FMD k is 1 (curvilinear progression) have the formula (87) and (82), formula (83)
Calculates a smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of the equation (60) according to the equation (60), and calculates the target motion determination result F
If MD k is 0 (straight), the smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) according to equations (98), (96), and (97) Is calculated (step 13). This series of flows in the loop is repeated until tracking ends (step 14).

【0119】次にこの発明の実施例5を図5および図9
にしたがって説明する。目標観測装置51より得られる
目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常のカ
ルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平滑
値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステッ
プ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを含
む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構成
される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
It is explained according to. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0120】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^ k-1(+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測ベクトルx^
K(−)を算出する。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. For convenience of explanation, the sampling time at the beginning of the loop is t
Assume that it was k-1 . Predictor 52 for each motion model
, The smoothed value vector x ^ k-1 (+) based on the n motion models of the equation (58) input from the smoother 62 based on the n motion models and the equation (n) constituting the n motion models From the constant acceleration vector α Lk of (12), the equation (4)
6) Predicted vector x 予 測 for each motion model according to
Calculate K (-).

【0121】また運動モデルごとの予測誤差評価器53
において、n個の運動モデルによる平滑誤差評価器63
より入力されるn個の運動モデルによる平滑誤差共分散
行列Pk-1 (+)およびあらかじめ設定された式(7)
の駆動雑音共分散行列Qk-1より式(47)にしたがい
運動モデルごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を算
出する(ステップ3)。
A prediction error evaluator 53 for each motion model
, A smoothing error estimator 63 based on n motion models
The smoothed error covariance matrix P k−1 (+) based on n motion models input from
Then, a prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model is calculated from the driving noise covariance matrix Q k−1 according to equation (47) (step 3).

【0122】次にn個の運動モデルによる予測器54に
おいて、n個の運動モデルによる平滑器62より式(5
8)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^ k-1
(+)を入力して等速直進運動予測によりΦk-1 ベクト
ルx^ k-1(+)を算出し、n個の運動モデルによる信
頼度算出器57より得られる式(32)の各運動モデル
の信頼度βLk-1 k-1 、あらかじめ設定された式(13)
の推移確率PLkLk-1および式(12)の定数加速度ベク
トルαLkより式(90)にしたがいサンプリング時刻t
k における探知情報が得られない時点での加速度の影響
項を推定して、式(88)にしたがいn個の運動モデル
による予測値ベクトルx^ k(−)を算出する(ステッ
プ4)。
Next, in a predictor 54 based on n motion models, a smoother 62 based on n motion models obtains the formula (5)
8) Smooth value vector x ^ k-1 by n motion models
(+) Is input, a Φ k-1 vector x ^ k-1 (+) is calculated by constant velocity straight-line motion prediction, and each of the equations (32) obtained from the reliability calculator 57 using n motion models is calculated. The reliability β Lk-1 k-1 of the motion model, a preset equation (13)
From the transition probability P LkLk−1 of the constant and the constant acceleration vector α Lk of the equation (12), the sampling time t according to the equation (90).
The influence term of the acceleration at the time when the detection information in k is not obtained is estimated, and a predicted value vector x ^ k (−) based on n motion models is calculated according to the equation (88) (step 4).

【0123】次にn個の運動モデルによる予測誤差評価
器55において、運動モデルごとの予測誤差評価器53
より式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列
Lk k (−)を入力し、n個の運動モデルによる信頼度
算出器57より得られる式(32)のβLk-1 k-1 、あら
かじめ設定された式(13)の推移確率PLkLk-1、あら
かじめ設定された定数加速度ベクトルαLkおよび式(9
0)のベクトルu^K- 1 よりPk (−)の予測誤差を大
きく評価する項、式(123)を算出し、式(93)に
したがいn個の運動モデルによる予測誤差共分散行列P
k (−)を算出する(ステップ5)。
Next, prediction error evaluation using n motion models
Unit 55, a prediction error evaluator 53 for each motion model
From equation (61), the prediction error covariance matrix for each motion model
PLk k(-) Is input, and the reliability of n motion models
Β in the equation (32) obtained from the calculator 57Lk-1 k-1,Oh
Transition probability P of equation (13) set in advanceLkLk-1,Oh
Preset constant acceleration vector αLkAnd equation (9)
0) vector u ^K- 1More PkLarge (−) prediction error
The term to be evaluated, equation (123) is calculated, and equation (93) is calculated.
Accordingly, the prediction error covariance matrix P based on n motion models
k(−) Is calculated (step 5).

【0124】次に相関器56は時刻がサンプリング時刻
k-1 からサンプリング時刻tk に経過したのち、目標
観測装置51より目標およびクラッタ等からの位置およ
び距離変化率の検出結果をサンプリング時刻tk の探知
データとして入力する(ステップ6)。次に相関器56
において、サンプリング時刻tk-1 に算出した式(5
7)のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^
k(−)を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデル
による予測器54より入力して、相関をとるべき中心位
置である式(64)のベクトルzk (−)を式(16)
により算出し、サンプリング時刻tk-1 に算出した式
(61)のn個のモデルによる予測誤差共分散行列Pk
(−)を第7の遅延回路70を通しn個の運動モデルに
よる予測誤差評価器55より入力して、これとあらかじ
め設定された式(19)の観測雑音共分散行列Rk およ
び第1の遅延回路64を通してn個の運動モデルによる
予測器54より入力したベクトルx^ k(−)より、相
関をとるべき領域の大きさ算出に使用する式(65)の
k を求め、式(63)により追尾対象目標と相関の可
能性のあるmk 個の探知データを選択し、これを式(2
0)のzk とする(ステップ7)。
Next, after the time has elapsed from the sampling time t k−1 to the sampling time t k , the correlator 56 uses the target observing device 51 to detect the position and distance change rate from the target and the clutter, etc. at the sampling time t k. Input as k detection data (step 6). Next, the correlator 56
In equation (5) calculated at sampling time t k−1
7) Predicted value vector x ^ by n motion models
k (−) is input from the predictor 54 based on n motion models through the first delay circuit 64, and the vector z k (−) of the equation (64) which is the center position to be correlated is calculated by the equation (16). )
And the prediction error covariance matrix P k by the n models of equation (61) calculated at sampling time t k−1
(−) Is input from a prediction error evaluator 55 based on n motion models through a seventh delay circuit 70, and is input to the observation noise covariance matrix R k and the first observation noise covariance matrix R k in Expression (19). From the vector x ^ k (−) input from the predictor 54 based on the n motion models through the delay circuit 64, S k of the equation (65) used for calculating the size of the area to be correlated is obtained, and the equation (63) is obtained. ), M k pieces of detection data which may be correlated with the tracking target are selected, and this is calculated by the equation (2).
0) is set as z k (step 7).

【0125】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57において、信頼度算出器57でサンプリング時刻t
k-1 に式(39)により算出した各運動モデルの信頼度
βLk -1 k-1 を第3の遅延回路66を通して入力し、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(56)の運動モデル
ごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4の遅延回路
67を通し運動モデルごとの予測器52より入力し、サ
ンプリング時刻tk-1に算出した式(61)の運動モデ
ルごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延
回路65を通して運動モデルごとの予測誤差評価器53
より入力して、あらかじめ設定された式(19)の観測
雑音共分散行列Rk より式(69)、式(16)、式
(17)および式(53)、式(54)により仮説Ψ
k,lkのもとでの相関器56よりの探知データベクトルz
k,i の信頼度lLk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじ
め設定された探知確率PD 、式(67)の追尾対象目標
が相関をとるべき領域内に存在する確率PGkおよび式
(13)の運動モデルの推移確率PLkLk-1により式(7
3)〜式(75)および式(39)、式(41)、式
(43)にしたがい運動モデルおよび探知データの信頼
度βk,i,Lk,Lk-1 、βLk k 、βk,i,Lk、βk,i を算出す
る(ステップ8)。
Next, in the reliability calculator 57 based on n motion models, the reliability calculator 57 samples the sampling time t.
to k-1 type the reliability beta Lk -1 k-1 of each motion model calculated by the equation (39) through the third delay circuit 66, the motion of the formula (56) calculated for the sampling time t k-1 The predicted value vector x ^ Lk k (−) for each model is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67 and is calculated for each motion model of the equation (61) calculated at the sampling time t k-1. prediction error covariance matrix P Lk k (-) of each motion model through the second delay circuit 65 the prediction error estimator 53
From the observation noise covariance matrix R k of the preset equation (19), and the hypothesis 仮 based on the equations (69), (16), (17) and (53), (54).
The detection data vector z from the correlator 56 under k and lk
k, reliability l Lk (vector z k, i) of the i look, preset detection probability P D, probability P Gk and wherein the tracking target goal of formula (67) is present in the region where the correlation Equation (7) is obtained from the transition probability P LkLk-1 of the motion model in (13).
3) to (75) and (39), (41), and (43), the reliability of the motion model and the detection data β k, i, Lk, Lk−1 , β Lk k , β k, i, Lk and βk, i are calculated (step 8).

【0126】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
Predicted value vector x ^ by n motion modelsk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9).

【0127】次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLk k を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルαLkを用い、式(78)にし
たがい式(76)の加速度ベクトル推定値を算出する
(ステップ10)。
Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) β Lk k is input, and the preset equation (1)
Using the constant acceleration vector α Lk of 2), an acceleration vector estimated value of Expression (76) is calculated according to Expression (78) (Step 10).

【0128】次に加速度ベクトル推定値による目標運動
判定器60において、式(76)の加速度ベクトル推定
値uk-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、判定
器60でのサンプリング時刻tk-1 における目標運動判
定結果FMDk-1 を第5の遅延回路68を通して入力
し、式(103)〜式(105)にしたがい加速度ベク
トル推定値の平滑ベクトル推定値uS K-1 を算出し、さ
らに式(106)にしたがい加速度ベクトル推定値の平
滑ベクトル推定値uS K-1 のユークリッドノルムベクト
ル推定値‖uS k-1 ‖を算出した後、目標運動判定結果
FMDk を、式(107)が成立する場合には式(9
9)のように設定し、また式(108)が成立する場合
には式(100)のように設定し、また式(109)が
成立する場合には式(110)のように設定する(ステ
ップ11)。
Next, in the target motion decision unit 60 based on the acceleration vector estimation value, the acceleration vector estimation value u k-1 of the equation (76) is input from the acceleration vector estimation unit 59, and the sampling time t k− the desired motion determination result FMD k-1 at 1 and inputted through the fifth delay circuit 68, calculates a smoothed vector estimate u S K-1 of the acceleration vector estimate according to the equation (103) to (105), Further, after calculating the Euclidean norm vector estimated value { u S k-1} of the smoothed vector estimated value u S K-1 of the acceleration vector estimated value according to the equation (106), the target motion determination result FMD k is calculated by the equation (107). ) Is satisfied, the expression (9) is satisfied.
9), if equation (108) holds, set as equation (100), and if equation (109) holds, set as equation (110) ( Step 11).

【0129】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、平滑器62でサンプリング時刻tk-1 に算出し
ておいた式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベ
クトルx^ k-1(+)を第6の遅延回路69を通し入力
し、n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式
(32)の各運動モデルの信頼度βLk k および式(3
3)の仮説Ψk,lkのもとでの探知データベクトルzk,i
の信頼度βk,i,Lkを入力し、相関器56より探知データ
ベクトルzk,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルz k,mk
を入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(56)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^
Lk k(−)を第4の遅延回路67を通し運動モデルごと
の予測器52より入力し、ゲイン行列算出器58より式
(48)のゲイン行列Kk を入力し、式(76)の加速
度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベクトル推定器59よ
り入力し、目標運動判定結果FMDk を加速度ベクトル
推定値による目標運動判定器60より入力し、目標運動
判定結果FMDk が1(曲進)である場合には、式(8
1)〜式(83)にしたがいn個の運動モデルによる平
滑値ベクトルx^ k(+)を算出し、目標運動判定結果
FMDk が0(直進)である場合には、式(95)およ
び式(96)、式(97)にしたがいn個の運動モデル
による平滑値ベクトルxk (+)を算出する。
Next, a smoother 62 based on n motion models
Here, the sampling time tk-1Calculated
The smoothed value by the n motion models of equation (58)
Kuttle x ^k-1(+) Is input through the sixth delay circuit 69
Then, a reliability calculator 57 based on n motion models calculates the equation
(32) Reliability β of each motion modelLk kAnd equation (3
Hypothesis 3)k, lkData vector z under the conditionk, i
Reliability βk, i, LkInput from the correlator 56 and
Vector zk, 1, Vector zk, 2, ..., vector z k, mk
At the sampling time tk-1Formula calculated in
Prediction vector x ^ for each motion model in (56)
Lk k(-) Is passed through the fourth delay circuit 67 for each motion model.
From the predictor 52, and the gain matrix calculator 58 calculates
(48) gain matrix KkAnd the acceleration of equation (76)
Degree vector estimate uk-1From the acceleration vector estimator 59
And input the target motion judgment result FMDkThe acceleration vector
Input from the target motion determiner 60 based on the estimated value
Judgment result FMDkIs 1 (in progress), the expression (8)
1) According to the equation (83), n
Smooth value vector x ^kCalculate (+) and determine the target motion
FMDkIs 0 (straight ahead), the equation (95) and
And n motion models according to equations (96) and (97)
Vector xkCalculate (+).

【0130】またn個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63において、n個の運動モデルによる信頼度算出器
57より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k およ
び式(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運
動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン
行列算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個
の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)を第1
の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器5
4より入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
式(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベク
トル推定器59より入力し、目標運動判定結果FMDk
を加速度ベクトル推定値による目標運動判定器60より
入力し、目標運動判定結果FMDk が1(曲進)である
場合には、式(87)および式(82)、式(83)に
したがい式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤差
共分散行列Pk (+)を算出し、目標運動判定結果FM
k が0(直進)である場合には、式(98)および式
(96)、式(97)にしたがい式(60)のn個の運
動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出す
る(ステップ13)。追尾終了になるまでループ内のこ
の一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
[0130] In the smoothing error estimator 63 according to the n motion models, beta k, i of formula (31) from the reliability calculator 57 by the n motion models, beta Lk k of the formula (32) ( 33) Input β k, i, Lk of sampling time t
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix The gain matrix K k of equation (48) is input from the calculator 58, and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2 and the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is the first
Predictor 5 based on n motion models through delay circuit 64
4 and the detection data vector z from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The acceleration vector estimate u k-1 of the formula (76) is input from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k
Is input from the target motion determiner 60 based on the acceleration vector estimation value, and if the target motion determination result FMD k is 1 (curvature), the equation according to the equations (87), (82), and (83) is used. A smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models in (60) is calculated, and the target motion determination result FM
When D k is 0 (straight), the smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) according to equations (98), (96), and (97) Is calculated (step 13). This series of flows in the loop is repeated until tracking ends (step 14).

【0131】次にこの発明の実施例6を図7および図1
0にしたがって説明する。目標観測装置51より得られ
る目標位置および目標距離変化率の情報をもとに通常の
カルマンフィルタの理論に基づき、目標位置、速度の平
滑値および平滑誤差共分散行列の初期値を設定し(ステ
ップ1)、式(11)の例のように零加速度ベクトルを
含む式(12)のn個の定数加速度ベクトルによって構
成される目標のn個の運動モデルを設定した(ステップ
2)のち、追尾を継続するための処理のループに入る。
Next, Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIGS.
0 will be described. Based on the information of the target position and the target distance change rate obtained from the target observation device 51, based on the theory of the ordinary Kalman filter, the initial values of the target position, the smoothed value of the velocity, and the smoothed error covariance matrix are set (step 1). ), N target motion models composed of n constant acceleration vectors of the equation (12) including the zero acceleration vector as in the example of the equation (11) are set (step 2), and tracking is continued. Into a processing loop to perform

【0132】以下、ループ内の処理の流れを示す。説明
の便宜上ループ先頭においてのサンプリング時刻がt
k-1 であったものとする。運動モデルごとの予測器52
において、n個の運動モデルによる平滑器62より入力
される式(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベク
トルx^ k-1(+)およびn個の運動モデルを構成して
いる式(12)の定数加速度ベクトルαLkより式(4
6)にしたがい運動モデルごとの予測値ベクトルx^ k
(−)を算出し、また運動モデルごとの予測誤差評価器
53において、n個の運動モデルによる平滑誤差評価器
63より入力されるn個の運動モデルによる平滑誤差共
分散行列Pk-1 (+)およびあらかじめ設定された式
(7)の駆動雑音共分散行列Qk-1 より式(47)にし
たがい運動モデルごとの予測誤差共分散行列P
Lk k (−)を算出する(ステップ3)。
Hereinafter, the flow of processing in the loop will be described. For convenience of explanation, the sampling time at the beginning of the loop is t
Assume that it was k-1 . Predictor 52 for each motion model
, The smoothed value vector x ^ k-1 (+) based on the n motion models of the equation (58) input from the smoother 62 based on the n motion models and the equation (n) constituting the n motion models From the constant acceleration vector α Lk of (12), the equation (4)
6) Predicted value vector x ^ k for each motion model according to
(−) Is calculated, and in the prediction error evaluator 53 for each motion model, the smoothed error covariance matrix P k−1 (n) based on the n motion models input from the smooth error evaluator 63 based on the n motion models. +) And a preset error covariance matrix P for each motion model according to equation (47) from the driving noise covariance matrix Q k-1 of equation (7) set in advance.
Lk k (−) is calculated (step 3).

【0133】次にn個の運動モデルによる予測器54に
おいて、n個の運動モデルによる平滑器62より式(5
8)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^ k-1
(+)を入力して等速直進運動予測によりΦk-1 ベクト
ルx^ k-1(+)を算出し、n個の運動モデルによる信
頼度算出器57より得られる式(32)の各運動モデル
の信頼度βLk-1 k-1 、あらかじめ設定された式(13)
の推移確率PLkLk-1および式(12)の定数加速度ベク
トルαLkより式(90)にしたがいサンプリング時刻t
k における探知情報が得られない時点での加速度の影響
項を推定して、式(88)にしたがいn個の運動モデル
による予測値ベクトルx^ k(−)を算出する(ステッ
プ4)。
Next, in a predictor 54 based on n motion models, a smoother 62 based on n motion models obtains the equation (5).
8) Smooth value vector x ^ k-1 by n motion models
(+) Is input, a Φ k-1 vector x ^ k-1 (+) is calculated by constant velocity straight-line motion prediction, and each of the equations (32) obtained from the reliability calculator 57 using n motion models is calculated. The reliability β Lk-1 k-1 of the motion model, a preset equation (13)
From the transition probability P LkLk−1 of the constant and the constant acceleration vector α Lk of the equation (12), the sampling time t according to the equation (90).
The influence term of the acceleration at the time when the detection information in k is not obtained is estimated, and a predicted value vector x ^ k (−) based on n motion models is calculated according to the equation (88) (step 4).

【0134】次にn個の運動モデルによる予測誤差評価
器55において、運動モデルごとの予測誤差評価器53
より式(61)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列
Lk k (−)を入力し、n個の運動モデルによる信頼度
算出器57より得られる式(32)のβLk-1 k-1 、あら
かじめ設定された式(13)の推移確率PLkLk-1、あら
かじめ設定された定数加速度ベクトルαLkおよび式(9
0)のベクトル推定値uk-1 よりPk (−)の予測誤差
を大きく評価する項、式(123)を算出し、式(9
3)にしたがいn個の運動モデルによる予測誤差共分散
行列Pk (−)を算出する(ステップ5)。
Next, prediction error evaluation using n motion models
Unit 55, a prediction error evaluator 53 for each motion model
From equation (61), the prediction error covariance matrix for each motion model
PLk k(-) Is input, and the reliability of n motion models
Β in the equation (32) obtained from the calculator 57Lk-1 k-1,Oh
Transition probability P of equation (13) set in advanceLkLk-1,Oh
Preset constant acceleration vector αLkAnd equation (9)
0) vector estimate uk-1More Pk(-) Prediction error
Equation (123), which is a term that greatly evaluates
3) Prediction error covariance with n motion models according to
Matrix Pk(−) Is calculated (step 5).

【0135】次に時刻がサンプリング時刻tk-1 からサ
ンプリング時刻tk に経過したのち、目標観測装置51
より目標およびクラッタ等からの位置および距離変化率
の検出結果をサンプリング時刻tk の探知データとして
入力する(ステップ6)。
Next, after the time has elapsed from the sampling time t k −1 to the sampling time t k , the target observation device 51
To enter more positions and range rate from the target and clutter like detection result as detection data sampling time t k (Step 6).

【0136】次に相関器56において、サンプリング時
刻tk-1 に算出した式(57)のn個の運動モデルによ
る予測値ベクトルx^ k(−)を第1の遅延回路64を
通しn個の運動モデルによる予測器54より入力して、
相関をとるべき中心位置である式(64)のベクトルz
k (−)を式(16)により算出し、サンプリング時刻
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤
差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し
運動モデルごとの予測誤差評価器53より入力して、こ
れとあらかじめ設定された式(19)の観測雑音共分散
行列Rk および第1の遅延回路64を通してn個の運動
モデルによる予測器54より入力したベクトルx^
k(−)より、相関をとるべき領域の大きさ算出に使用
する式(65)のSk を求め、式(63)により追尾対
象目標と相関の可能性のあるmk 個の探知データを選択
し、これを式(20)のZk とする(ステップ7)。
Next, in the correlator 56, the prediction value vector x ^ k (−) based on the n motion models of the equation (57) calculated at the sampling time t k−1 is passed through the first delay circuit 64 to the n Input from the predictor 54 based on the motion model of
The vector z in equation (64) that is the center position to be correlated
k (−) is calculated by equation (16), and the prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of equation (61) calculated at sampling time t k−1 is calculated by the second delay circuit 65. A prediction error estimator 53 is input from the prediction error evaluator 53 for each of the through motion models, passes through it and a preset observation noise covariance matrix R k of equation (19) and a first delay circuit 64, and predictors 54 based on n motion models. Vector x ^ input from
From S k (−), S k of Expression (65) used for calculating the size of the area to be correlated is obtained, and m K detection data possibly correlated with the tracking target is calculated by Expression (63). And select it as Z k in equation (20) (step 7).

【0137】次にn個の運動モデルによる信頼度算出器
57において、信頼度算出器57でサンプリング時刻t
k-1 に式(39)により算出した各運動モデルの信頼度
βLk -1 k-1 を第3の遅延回路66を通して入力し、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(56)の運動モデル
ごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4の遅延回路
67を通し運動モデルごとの予測器52より入力し、サ
ンプリング時刻tk-1に算出した式(61)の運動モデ
ルごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延
回路65を通して運動モデルごとの予測誤差評価器53
より入力して、あらかじめ設定された式(19)の観測
雑音共分散行列Rk より式(69)、式(16)、式
(17)および式(53)、式(54)により仮説Ψ
k,lkのもとでの相関器56よりの探知データベクトルz
k,i の信頼度1Lk(ベクトルzk,i )を求め、あらかじ
め設定された探知確率PD 、式(67)の追尾対象目標
が相関をとるべき領域内に存在する確率PGkおよび式
(13)の運動モデルの推移確率PLkLk-1により式(7
3)〜式(75)および式(39)、式(41)、式
(43)にしたがい運動モデルおよび探知データの信頼
度βk,i,Lk,Lk-1 、βLk k 、βk,i,Lk、βk,i を算出す
る(ステップ8)。
Next, in the reliability calculator 57 based on the n motion models, the reliability calculator 57 samples the sampling time t.
to k-1 type the reliability beta Lk -1 k-1 of each motion model calculated by the equation (39) through the third delay circuit 66, the motion of the formula (56) calculated for the sampling time t k-1 The predicted value vector x ^ Lk k (−) for each model is input from the predictor 52 for each motion model through the fourth delay circuit 67 and is calculated for each motion model of the equation (61) calculated at the sampling time t k-1. prediction error covariance matrix P Lk k (-) of each motion model through the second delay circuit 65 the prediction error estimator 53
From the observation noise covariance matrix R k of the preset equation (19), and the hypothesis 仮 based on the equations (69), (16), (17) and (53), (54).
The detection data vector z from the correlator 56 under k and lk
k, the reliability 1 Lk (vector z k, i) of the i look, preset detection probability P D, probability P Gk and wherein the tracking target goal of formula (67) is present in the region where the correlation Equation (7) is obtained from the transition probability P LkLk-1 of the motion model in (13).
3) to (75) and (39), (41), and (43), the reliability of the motion model and the detection data β k, i, Lk, Lk−1 , β Lk k , β k, i, Lk and βk, i are calculated (step 8).

【0138】次にゲイン行列算出器58において、サン
プリング時刻tk-1 に算出した式(61)の運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回
路65を通し運動モデルごとの予測誤差評価器53より
入力し、サンプリング時刻t k-1 に算出した式(57)
のn個の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)
を第1の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予
測器54より入力し、あらかじめ設定された式(19)
の観測雑音共分散行列Rk より式(48)および式(5
3)、式(54)にしたがいゲイン行列を算出する(ス
テップ9)。
Next, the gain matrix calculator 58
Pulling time tk-1(61) motion model calculated
Prediction error covariance matrix PLk k(-) Is the second delay time
From the prediction error evaluator 53 for each motion model through the road 65
Input and sampling time t k-1Equation (57) calculated to
Predicted value vector x ^ by n motion modelsk(-)
Is passed through the first delay circuit 64 and the prediction by n motion models is performed.
Equation (19) input from the measuring instrument 54 and set in advance
The observation noise covariance matrix RkFrom equation (48) and equation (5)
3) calculating a gain matrix according to equation (54)
Step 9).

【0139】次に加速度ベクトル推定器59において、
n個の運動モデルによる信頼度算出器57より式(3
2)のβLk k を入力し、あらかじめ設定された式(1
2)の定数加速度ベクトルαLkを用い、式(78)にし
たがい式(76)の加速度ベクトル推定値を算出する
(ステップ10)。
Next, in the acceleration vector estimator 59,
Equation (3) is obtained from the reliability calculator 57 using n motion models.
2) β Lk k is input, and the preset equation (1)
Using the constant acceleration vector α Lk of 2), an acceleration vector estimated value of Expression (76) is calculated according to Expression (78) (Step 10).

【0140】次に目標距離変化率の予測値による目標運
動判定器61において、サンプリング時刻tk-1 に算出
した式(57)のn個の運動モデルによる予測値ベクト
ルx^ k(−)を第1の遅延回路64を通しn個の運動
モデルによる予測器54より入力し、探知データの信頼
度βk,i をn個の運動モデルによる信頼度算出器57よ
り入力し、目標運動判定器61でのサンプリング時刻t
k-1 における目標運動判定結果FMDk-1 を第5の遅延
回路68を通して入力し、相関器56より探知データの
相関をとるべき領域の大きさ算出のために使用した式
(65)のSk を入力し、さらに相関器56より探知デ
ータベクトルzk,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルz
k,mkを入力してその距離変化率成分をR. o k,1 ,R
. o k,2 ,…,R. o k,mkとし、式(113)、式(1
7)により目標距離変化率の予測値R . P k 、式(11
4)によりSk の第4行第4列要素Sk (4,4)、式
(116)により目標距離変化率の加重平均推定値R
. o k をそれぞれ求め、さらに式(118)にしたがい
スカラ量εk を算出した後、目標運動判定結果FMDk
を、式(119)が成立する場合には式(99)のよう
に設定し、また式(120)が成立する場合には式(1
00)のように設定し、また式(121)が成立する場
合には式(110)のように設定する(ステップ1
1)。
Next, the target operation based on the predicted value of the target distance change rate is performed.
In the motion determiner 61, the sampling time tk-1Calculated
Predicted value vector by n motion models of equation (57)
Xk(-) Is passed through the first delay circuit 64 to make n motions.
Input from the predictor 54 based on the model,
Degree βk, iFrom the reliability calculator 57 using n motion models
And the sampling time t in the target motion determiner 61
k-1Motion judgment result FMDk-1The fifth delay
Input through the circuit 68 and the detection data of the detection data from the correlator 56.
Formula used to calculate the size of the area to be correlated
(65) SkAnd furthermore, the detection data is output from the correlator 56.
Data vector zk, 1, Vector zk, 2, ..., vector z
k, mkAnd input the distance change rate component to Ro k, 1, R
o k, 2, ..., Ro k, mkEquation (113), Equation (1)
7) the predicted value R of the target distance change rate . P k, Equation (11)
4) Sk4th row and 4th column element Sk(4,4), equation
According to (116), the weighted average estimation value R of the target distance change rate is obtained.
o kAnd further according to equation (118).
Scalar quantity εkAfter calculating the target motion determination result FMDk
When equation (119) is satisfied, as in equation (99),
And if equation (120) holds, then equation (1)
00), and when equation (121) is satisfied.
In this case, it is set as shown in equation (110) (step 1).
1).

【0141】次にn個の運動モデルによる平滑器62に
おいて、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式
(58)のn個の運動モデルによる平滑値ベクトルx^
k-1(+)を第6の遅延回路69を通し入力し、n個の
運動モデルによる信頼度算出器57より式(32)の各
運動モデルの信頼度βLk k および式(33)の仮説Ψk,
lkのもとでの探知データベクトルzk,i の信頼度β
k,i,Lkを入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(56)の
運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)を第4
の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器52より
入力し、ゲイン行列算出器58より式(48)のゲイン
行列Kk を入力し、式(76)の加速度ベクトル推定値
k-1 を加速度ベクトル推定器59より入力し、目標運
動判定結果FMDk を目標距離変化率の予測値による目
標運動判定器61より入力し、目標運動判定結果FMD
k が1(曲進)である場合には、式(81)〜式(8
3)にしたがいn個の運動モデルによる平滑値ベクトル
k(+)を算出し、目標運動判定結果FMDk が0
(直進)である場合には、式(95)および式(9
6)、式(97)にしたがいn個の運動モデルによる平
滑値ベクトルx^ k(+)を算出する。
Next, in the smoother 62 based on the n motion models, the smoothed value vector x ^ based on the n motion models of the equation (58) calculated at the sampling time t k−1 is obtained.
k−1 (+) is input through the sixth delay circuit 69, and the reliability calculator 57 based on n motion models calculates the reliability β Lk k of each motion model of Expression (32) and the reliability β Lk k of Expression (33). Hypothesis Ψ k,
the reliability β of the detection data vector z k, i under lk
k, i, and Lk are input, and the detection data vector z is output from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The predicted value vector x ^ Lk k (−) for each motion model of equation (56) calculated at the sampling time t k−1 is calculated as the fourth
Of the motion model for each motion model, the gain matrix K k of equation (48) from the gain matrix calculator 58, and the acceleration vector estimated value u k-1 of equation (76). It is input from the acceleration vector estimator 59 and the target motion determination result FMD k is input from the target motion determiner 61 based on the predicted value of the target distance change rate.
When k is 1 (curvature), Expressions (81) to (8)
According to 3), a smoothed value vector x k (+) based on n motion models is calculated, and the target motion determination result FMD k is 0.
(Straight ahead), Equation (95) and Equation (9)
6) According to equation (97), a smoothed value vector x) k (+) based on n motion models is calculated.

【0142】またn個の運動モデルによる平滑誤差評価
器63において、n個の運動モデルによる信頼度算出器
57より式(31)のβk,i 、式(32)のβLk k およ
び式(33)のβk,i,Lkを入力し、サンプリング時刻t
k-1 に算出した式(61)の運動モデルごとの予測誤差
共分散行列PLk k (−)を第2の遅延回路65を通し運
動モデルごとの予測誤差評価器53より入力し、ゲイン
行列算出器58より式(48)のゲイン行列Kk を入力
し、サンプリング時刻tk-1 に算出しておいた式(5
6)の運動モデルごとの予測値ベクトルx^Lk k(−)
を第4の遅延回路67を通し運動モデルごとの予測器5
2より入力し、サンプリング時刻tk-1 に算出したn個
の運動モデルによる予測値ベクトルx^ k(−)を第1
の遅延回路64を通しn個の運動モデルによる予測器5
4より入力し、相関器56より探知データベクトルz
k,1 ,ベクトルzk,2 ,…,ベクトルzk,mkを入力し、
式(76)の加速度ベクトル推定値uk-1 を加速度ベク
トル推定器59より入力し、目標運動判定結果FMDk
を目標距離変化率の予測値による目標運動判定器61よ
り入力し、目標運動判定結果FMDk が1(曲進)であ
る場合には、式(87)および式(82)、式(83)
にしたがい式(60)のn個の運動モデルによる平滑誤
差共分散行列Pk (+)を算出、目標運動判定結果FM
k が0(直進)である場合には、式(98)および式
(96)、式(97)にしたがい式(60)のn個の運
動モデルによる平滑誤差共分散行列Pk (+)を算出す
る(ステップ13)。追尾終了になるまでループ内のこ
の一連の流れを繰り返す(ステップ14)。
In the smoothing error evaluator 63 based on n motion models, the reliability calculator 57 based on n motion models calculates β k, i in equation (31), β Lk k in equation (32) and equation (32). 33) Input β k, i, Lk of sampling time t
The prediction error covariance matrix P Lk k (−) for each motion model of Equation (61) calculated as k−1 is input from the prediction error evaluator 53 for each motion model through the second delay circuit 65, and the gain matrix The gain matrix K k of equation (48) is input from the calculator 58, and the equation (5) calculated at the sampling time t k−1 is input.
6) Prediction vector x ^ Lk k (−) for each motion model
Is passed through a fourth delay circuit 67 and the predictor 5 for each motion model
2 and the predicted value vector x ^ k (−) based on the n motion models calculated at the sampling time t k−1 is the first
Predictor 5 based on n motion models through delay circuit 64
4 and the detection data vector z from the correlator 56.
k, 1 , vector z k, 2 , ..., vector z k, mk ,
The acceleration vector estimate u k-1 of the formula (76) is input from the acceleration vector estimator 59, the desired motion determination result FMD k
Was input from the desired motion determiner 61 according to the predicted value of the target range rate, if desired motion determination result FMD k is 1 (curvilinear progression) have the formula (87) and (82), formula (83)
Calculates a smooth error covariance matrix P k (+) based on the n number of motion models of the equation (60), and calculates a target motion determination result FM.
When D k is 0 (straight), the smooth error covariance matrix P k (+) based on the n motion models of equation (60) according to equations (98), (96), and (97) Is calculated (step 13). This series of flows in the loop is repeated until tracking ends (step 14).

【0143】[0143]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、通常の
目標自動追尾装置に特別の付加装置を付けることもな
く、目標運動諸元算出精度を向上させることができる。
なお、以上は等速直進運動モデルに定数加速度ベクトル
が付加されたモデルの場合について説明したが、これ以
外の複数個の運動モデルを有して目標観測装置の情報よ
り目標運動諸元を算出する多目標追尾方法および多目標
追尾装置に適用できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of calculating the target motion parameters without adding a special additional device to the normal automatic target tracking device.
Although the above description has been given of the case where the constant acceleration vector is added to the constant velocity linear motion model, the target motion parameters are calculated from information of the target observation device having a plurality of other motion models. The present invention can be applied to a multi-target tracking method and a multi-target tracking device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の多目標追尾装置の実施例1の処理手
順を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a processing procedure of a first embodiment of a multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図2】この発明の多目標追尾装置の実施例1の構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a first embodiment of the multi-target tracking apparatus according to the present invention;

【図3】この発明の多目標追尾装置の実施例2の処理手
順を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a processing procedure of a multi-target tracking apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の多目標追尾装置の実施例2の構成を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a multi-target tracking apparatus according to a second embodiment of the present invention;

【図5】この発明の多目標追尾装置の実施例3,5の処
理手順を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a processing procedure of embodiments 3 and 5 of the multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図6】この発明の多目標追尾装置の実施例3の構成を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図7】この発明の多目標追尾装置の実施例4,6の処
理手順を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a processing procedure of embodiments 4 and 6 of the multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図8】この発明の多目標追尾装置の実施例4の構成を
示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a fourth embodiment of the multi-target tracking apparatus according to the present invention;

【図9】この発明の多目標追尾装置の実施例5の構成を
示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図10】この発明の多目標追尾装置の実施例6の構成
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the multi-target tracking apparatus of the present invention.

【図11】定数加速度ベクトルを説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a constant acceleration vector.

【図12】追尾目標と探知データの相関を説明する図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating a correlation between a tracking target and detection data.

【図13】従来の多目標追尾方法の一実施例の処理手順
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a processing procedure of one embodiment of a conventional multi-target tracking method.

【図14】従来の多目標追尾装置の一実施例の構成を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an example of a conventional multi-target tracking device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 初期値設定ステップ 2 n個の運動モデル設定ステップ 3 運動モデルごとの予測値および予測誤差共分散行列
算出ステップ 4 n個の運動モデルによる予測値算出ステップ 5 n個の運動モデルによる予測誤差共分散行列算出ス
テップ 6 探知データ入力ステップ 7 探知データ選択ステップ 8 運動モデルおよび探知データの信頼度算出ステップ 9 ゲイン行列算出ステップ 10 加速度ベクトル推定ステップ 11 加速度ベクトル推定値による目標運動判定ステッ
プ 12 目標距離変化率の予測値による目標運動判定ステ
ップ 13 n個の運動モデルによる平滑値および平滑誤差共
分散行列算出ステップ 14 終了判定ステップ 15 等速直進運動モデル設定ステップ 16 等速直進運動モデルによる予測値算出ステップ 17 等速直進運動モデルによる予測誤差共分散行列算
出ステップ 18 探知データの信頼度算出ステップ 19 等速直進運動モデルによる平滑値および平滑誤差
共分散行列算出ステップ 51 目標観測装置 52 運動モデルごとの予測器 53 運動モデルごとの予測誤差評価器 54 n個の運動モデルによる予測器 55 n個の運動モデルによる予測誤差評価器 56 相関器 57 n個の運動モデルによる信頼度算出器 58 ゲイン行列算出器 59 加速度ベクトル推定器 60 加速度ベクトル推定値による目標運動判定器 61 目標距離変化率の予測値による目標運動判定器 62 n個の運動モデルによる平滑器 63 n個の運動モデルによる平滑誤差評価器 64 第1の遅延回路 65 第2の遅延回路 66 第3の遅延回路 67 第4の遅延回路 68 第5の遅延回路 69 第6の遅延回路 70 第7の遅延回路 81 等速直進運動モデルによる予測器 82 探知データの信頼度算出器 83 等速直進運動モデルによる平滑器 84 等速直進運動モデルによる平滑誤差評価器 85 等速直進運動モデルによる予測誤差評価器 86 第8の遅延回路 87 第9の遅延回路
Reference Signs List 1 Initial value setting step 2 n motion model setting steps 3 Prediction value and prediction error covariance matrix calculation step for each motion model 4 Prediction value calculation step using n motion models 5 Prediction error covariance using n motion models Matrix calculation step 6 detection data input step 7 detection data selection step 8 motion model and detection data reliability calculation step 9 gain matrix calculation step 10 acceleration vector estimation step 11 target motion determination step based on acceleration vector estimation value 12 target distance change rate Target motion determination step based on predicted value 13 Smooth value and smooth error covariance matrix calculation step based on n motion models 14 End determination step 15 Constant velocity linear motion model setting step 16 Predicted value calculation step using constant velocity linear motion model 17 Constant velocity Linear motion Prediction error covariance matrix calculation step 18 based on detection data 18 detection data reliability calculation step 19 smoothed value and smooth error covariance matrix calculation step using constant velocity linear motion model 51 target observation device 52 predictor for each motion model 53 for each motion model Prediction error evaluator 54 Predictor with n motion models 55 Prediction error evaluator with n motion models 56 Correlator 57 Reliability calculator with n motion models 58 Gain matrix calculator 59 Acceleration vector estimator 60 Acceleration Target motion determiner based on vector estimation value 61 Target motion determiner based on predicted value of target distance change rate 62 Smoother based on n motion models 63 Smooth error evaluator based on n motion models 64 First delay circuit 65 Second Delay circuit 66 third delay circuit 67 fourth delay circuit 68 fifth delay circuit 69 Sixth delay circuit 70 Seventh delay circuit 81 Predictor based on constant velocity linear motion model 82 Detector data reliability calculator 83 Smoother using constant velocity linear motion model 84 Smooth error evaluator based on constant velocity linear motion model 85 etc. Prediction error estimator based on fast-moving linear motion model 86 Eighth delay circuit 87 Ninth delay circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体による目標位置、速度等の予
測値を算出する手段、探知データとして目標位置および
目標距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複
数個入力する手段、上記n個の運動モデル全体による予
測値および上記n個の各運動モデルごとの予測誤差共分
散行列を使用して上記複数個の探知データの中から追尾
目標と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選
択する手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択され
た各探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モ
デルで同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運
動モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手
段、上記定数ベクトルの推定値に基づき目標運動を判定
する手段、上記目標運動の判定結果に基づきn個の運動
モデルの設定方法を複数の場合から選択しつつn個の運
動モデル全体による目標位置、速度等の平滑値およびそ
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出する手段と
を具備したことを特徴とする多目標追尾装置。
1. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a predicted value such as a target position and a velocity for each of the motion models and a prediction error covariance matrix estimating the error thereof; means for calculating a predicted value such as a target position and a speed for the entire n number of motion models Means for generally inputting a plurality of observation values of a target position and a target distance change rate as detection data, including false detection data, a prediction value based on the entire n motion models and a prediction error for each of the n motion models. Means for selecting only a few pieces of detection data that may be correlated with the tracking target from among the plurality of pieces of detection data using a variance matrix, a plurality of n motion models and a selected one of the selected detection data. Means for calculating the reliability, means for calculating the same gain matrix for each of the motion models, means for calculating the estimated values of the constant vectors constituting the n motion models, and the constant vector Means for determining the target motion based on the estimated value of the motion vector, and selecting the setting method of the n motion models from a plurality of cases based on the judgment result of the target motion while selecting the target position, speed, etc. of the entire n motion models. Means for calculating a smoothed value and a smoothed error covariance matrix estimating an error of the smoothed value.
【請求項2】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体による目標位置、速度等の予
測値を算出する手段、探知データとして目標位置および
目標距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複
数個入力する手段、上記n個の運動モデル全体による予
測値および上記n個の各運動モデルごとの予測誤差共分
散行列を使用して上記複数個の探知データの中から追尾
目標と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選
択する手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択され
た各探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モ
デルで同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運
動モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手
段、目標距離変化率の予測値を算出しこの値に基づき目
標運動を判定する手段、上記目標運動の判定結果に基づ
きn個の運動モデルの設定方法を複数の場合から選択し
つつn個の運動モデル全体による目標位置、速度等の平
滑値およびその誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算
出する手段とを具備したことを特徴とする多目標追尾装
置。
2. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a predicted value such as a target position and a velocity for each of the motion models and a prediction error covariance matrix estimating the error thereof; means for calculating a predicted value such as a target position and a speed for the entire n number of motion models Means for generally inputting a plurality of observation values of a target position and a target distance change rate as detection data, including false detection data, a prediction value based on the entire n motion models and a prediction error for each of the n motion models. Means for selecting only a few pieces of detection data that may be correlated with the tracking target from among the plurality of pieces of detection data using a variance matrix, a plurality of n motion models and a selected one of the selected detection data. Means for calculating reliability, means for calculating the same gain matrix for each of the motion models, means for calculating an estimated value of a constant vector constituting the n motion models, target distance change Means for calculating a predicted value of the target motion, and determining a target motion based on the value. A target position based on the entire n motion models while selecting a method of setting the n motion models from a plurality of cases based on the result of the determination of the target motion. Means for calculating a smoothed value such as a speed and a smoothed error covariance matrix estimating an error thereof.
【請求項3】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体を用いることによる目標位
置、速度等の予測値を算出する手段、n個の運動モデル
全体による予測値の誤差を推定した予測誤差共分散行列
を算出する手段、探知データとして目標位置および目標
距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複数個
入力する手段、上記n個の各運動モデルごとの予測値お
よび上記n個の運動モデル全体による予測誤差共分散行
列を使用して、上記複数個の探知データの中から追尾目
標と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選択
する手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択された
各探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モデ
ルで同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運動
モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手
段、上記定数ベクトルの推定値に基づき目標運動を判定
する手段、上記目標運動の判定結果に基づきn個の運動
モデルの設定方法を複数の場合から選択しつつn個の運
動モデル全体による目標位置、速度等の平滑値およびそ
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出する手段と
を具備したことを特徴とする多目標追尾装置。
3. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a prediction error covariance matrix estimating a predicted value of a target position, a speed, and the like for each of the motion models, and a prediction value of a target position, a speed, and the like by using the entire n motion models. Means for calculating, a means for calculating a prediction error covariance matrix estimating an error of a prediction value of the entire n motion models, and a plurality of observation values of target position and target distance change rate as detection data including false detection data. Means for inputting, a prediction value for each of the n motion models, and a prediction error covariance matrix based on the n motion models as a whole. Means for selecting only some pieces of detection data having a certain number, means for calculating the reliability of each of the plurality of n motion models and the selected detection data, and the same gain row for each of the motion models. Means for calculating an estimated value of a constant vector constituting the n motion models, means for determining a target motion based on the estimated value of the constant vector, and n means for determining a target motion based on the determination result of the target motion. Means for calculating a smoothed value such as a target position, a velocity, etc., of the entire n number of motion models and a smoothed error covariance matrix estimating an error thereof, while selecting a method of setting the motion model from a plurality of cases. Multi-target tracking device.
【請求項4】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体を用いることによる目標位
置、速度等の予測値を算出する手段、n個の運動モデル
全体による予測値の誤差を推定した予測誤差共分散行列
を算出する手段、探知データとして目標位置および目標
距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複数個
入力する手段、上記n個の各運動モデルごとの予測値お
よび上記n個の運動モデル全体による予測誤差共分散行
列を使用して、上記複数個の探知データの中から追尾目
標と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選択
する手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択された
各探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モデ
ルで同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運動
モデルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手
段、目標距離変化率の予測値を算出しこの値に基づき目
標運動を判定する手段、上記目標運動の判定結果に基づ
きn個の運動モデルの設定方法を複数の場合から選択し
つつn個の運動モデル全体による目標位置、速度等の平
滑値およびその誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算
出する手段とを具備したことを特徴とする多目標追尾装
置。
4. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix in which a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value are estimated, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a prediction error covariance matrix estimating a predicted value of a target position, a speed, and the like for each of the motion models, and a prediction value of a target position, a speed, and the like by using the entire n motion models. Means for calculating, a means for calculating a prediction error covariance matrix estimating an error of a prediction value of the entire n motion models, and a plurality of observation values of target position and target distance change rate as detection data including false detection data. Means for inputting, a prediction value for each of the n motion models, and a prediction error covariance matrix based on the n motion models as a whole. Means for selecting only some pieces of detection data having a certain number, means for calculating the reliability of each of the plurality of n motion models and the selected detection data, and the same gain row for each of the motion models. Means for calculating an estimated value of a constant vector forming the n number of motion models; means for calculating a predicted value of a target distance change rate and determining a target motion based on the value; and determining the target motion. Means for calculating a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position, a velocity, etc. of the entire n number of motion models and an error thereof while selecting a method of setting n number of motion models from a plurality of cases based on the result; A multi-target tracking device, comprising:
【請求項5】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体を用いることによる目標位
置、速度等の予測値を算出する手段、n個の運動モデル
全体による予測値の誤差を推定した予備誤差共分散行列
を算出する手段、探知データとして目標位置および目標
距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複数個
入力する手段、上記n個の運動モデル全体の予測値およ
び上記n個の運動モデル全体による予測誤差共分散行列
を使用して、上記複数個の探知データの中から追尾目標
と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選択す
る手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択された各
探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モデル
で同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運動モ
デルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手段、
上記定数ベクトルの推定値に基づき目標運動を判定する
手段、上記目標運動の判定結果に基づきn個の運動モデ
ルの設定方法を複数の場合から選択しつつn個の運動モ
デル全体による目標位置、速度等の平滑値およびその誤
差を推定した平滑誤差共分散行列を算出する手段とを具
備したことを特徴とする多目標追尾装置。
5. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a prediction error covariance matrix estimating a predicted value of a target position, a speed, and the like for each of the motion models, and a prediction value of a target position, a speed, and the like by using the entire n motion models. Means for calculating, a means for calculating a preliminary error covariance matrix estimating an error of a prediction value by the entire n motion models, and a plurality of observation data of target position and target distance change rate as detection data including false detection data. Using the input means, the predicted value of the entire n motion models and the prediction error covariance matrix of the entire n motion models, the possibility of correlation with the tracking target from among the plurality of pieces of detection data. Means for selecting only certain detection data, means for calculating the reliability of each of the plurality of n motion models and the selected detection data, the same gain matrix for each of the motion models Means for calculating, means for calculating the estimated value of the constant vector constituting the n-number of motion models,
Means for determining a target motion based on the estimated value of the constant vector, a target position and a speed based on the entire n motion models while selecting a plurality of methods for setting the n motion models based on the determination result of the target motion Means for calculating a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value and an error thereof.
【請求項6】 目標位置、速度等の平滑値および平滑値
の誤差を推定した平滑誤差共分散行列の初期値を設定す
る手段、同一次元の複数のn個の定数ベクトルを用いる
ことによる目標のn個の運動モデルを設定する手段、n
個の各運動モデルごとに目標位置、速度等の予測値およ
びその誤差を推定した予測誤差共分散行列を算出する手
段、n個の運動モデル全体を用いることによる目標位
置、速度等の予測値を算出する手段、n個の運動モデル
全体による予測値の誤差を推定した予測誤差共分散行列
を算出する手段、探知データとして目標位置および目標
距離変化率の観測値を誤探知データを含め一般に複数個
入力する手段、上記n個の運動モデル全体の予測値およ
び上記n個の運動モデル全体による予測誤差共分散行列
を使用して、上記複数個の探知データの中から追尾目標
と相関の可能性のある探知データのみをいくつか選択す
る手段、複数のn個の各運動モデルおよび選択された各
探知データの信頼度を算出する手段、上記各運動モデル
で同一のゲイン行列を算出する手段、上記n個の運動モ
デルを構成する定数ベクトルの推定値を算出する手段、
目標距離変化率の予測値を算出しこの値に基づき目標運
動を判定する手段、上記目標運動の判定結果に基づきn
個の運動モデルの設定方法を複数の場合から選択しつつ
n個の運動モデル全体による目標位置、速度等の平滑値
およびその誤差を推定した平滑誤差共分散行列を算出す
る手段とを具備したことを特徴とする多目標追尾装置。
6. A means for setting an initial value of a smoothed error covariance matrix estimating a smoothed value such as a target position and a speed and an error of the smoothed value, and a target by using a plurality of n constant vectors of the same dimension. means for setting n motion models, n
Means for calculating a prediction error covariance matrix estimating a predicted value of a target position, a speed, and the like for each of the motion models, and a prediction value of a target position, a speed, and the like by using the entire n motion models. Means for calculating, a means for calculating a prediction error covariance matrix estimating an error of a prediction value of the entire n motion models, and a plurality of observation values of target position and target distance change rate as detection data including false detection data. Using the input means, the predicted value of the entire n motion models and the prediction error covariance matrix of the entire n motion models, the possibility of correlation with the tracking target from among the plurality of pieces of detection data. Means for selecting only certain detection data, means for calculating the reliability of each of the plurality of n motion models and the selected detection data, the same gain matrix for each of the motion models Means for calculating, means for calculating the estimated value of the constant vector constituting the n-number of motion models,
Means for calculating a predicted value of the target distance change rate and determining a target motion based on the calculated value;
Means for calculating a smoothed value such as a target position, a speed, etc. of the entire n number of motion models and a smoothed error covariance matrix estimating an error thereof while selecting a plurality of motion model setting methods from a plurality of cases. A multi-target tracking device characterized by the following.
JP8321266A 1996-12-02 1996-12-02 Multi-target tracking device Expired - Lifetime JP2843910B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008076096A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Mitsubishi Electric Corp Tracking method and its system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008076096A (en) * 2006-09-19 2008-04-03 Mitsubishi Electric Corp Tracking method and its system

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