JPH10186013A

JPH10186013A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH10186013A
Application number: JP34583096A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Fujita; 義和藤田; Toshio Furukawa; 敏雄古川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】目標機に発見されないように目標機を追尾す
るには、１台の観測装置による１時刻分の方位データだ
けでは目標機の追尾ができない。【解決手段】目標機が等速直進運動する場合に対して
等速直進運動用測距パラメータを設定し、観測装置によ
り観測した３時刻分の方位データおよび搭載機と目標機
との相対加速度データを用いて、搭載機と目標機との間
の３時刻分の相対距離データおよび目標機の３時刻分の
位置データを算出する測距装置と、目標機が等速直進運
動する場合に対して測距装置により算出した目標機の３
時刻分の位置データに基づき目標機の移動経路を推定す
る追尾装置を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば赤外線セン
サ等のような目標機の方位データのみを継続的に観測す
る観測装置を用いて目標機を追尾するシステムにおい
て、得られた方位データをもとに目標機の移動経路を算
出する追尾処理技術に関わるものである。

【０００２】

【従来の技術】図９に搭載機２台を用いて目標機を追尾
するときの概略図を示す。図において、１は目標機、２
は目標機から放射される電磁波、３は目標機の方位を観
測する搭載機Ａの観測装置Ａ、４は目標機の方位を観測
する搭載機Ｂの観測装置Ｂ、５は搭載機Ａ、６は搭載機
Ｂ、７は移動する搭載機Ａで観測された方位データＡ、
８は移動する搭載機Ｂで観測された方位データＢ、９は
他の搭載機の方位データを転送するための回線、１０は
目標機の位置データを算出する測距装置、１１は目標機
の位置データ、１２は目標機の移動経路を算出する追尾
装置、１３は目標機の移動経路を示す。

【０００３】従来の目標機を追尾する装置は、搭載機を
２台使用する場合、搭載機Ａ５の観測装置Ａ３によって
得られる目標機１の方位データＡ７と、搭載機Ａ５とは
異なる位置にある搭載機Ｂ６の観測装置Ｂ４によって得
られる目標機１の方位データＢ８の２種類のデータを用
いる。例えば搭載機Ｂ６が目標機１の方位データＢ８を
回線９を経由して搭載機Ａ５の測距装置１０に入力し、
搭載機Ａ５では、測距装置１０によって方位データＡ７
と方位データＢ８から搭載機Ａ５と目標機１との間の相
対距離データおよび目標機の位置データ１１を算出し、
測距装置１０により算出した目標機１の位置データ１１
に基づき目標機１の移動経路１３を推定する追尾装置１
２を具備したことを特徴とする情報処理装置１４であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】目標機に発見されない
ように目標機を追尾するには、観測装置１台の１時刻分
の方位データだけでは目標機の追尾ができないため、複
数の観測装置が必要であった。

【０００５】また、複数の観測装置から得られた方位デ
ータをまとめるとき、搭載機間で回線を用いて方位デー
タを送るため、観測装置で得られた方位データにノイズ
が付随してしまい、純粋な方位データを伝えるのは困難
であった。

【０００６】また、１台の観測装置だけを使用して目標
機の追尾ができるような測距装置、及び追尾装置を具備
し、それぞれの機能を独立に扱える情報処理装置が必要
であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明の情報処理装
置は、移動機に搭載され、移動する目標機の方位データ
を観測する観測装置と、上記観測装置により観測した移
動する目標機の少なくとも３時刻分の方位データおよび
上記移動機と上記目標機との相対加速度データを用いて
上記移動機と上記目標機との間の相対距離データおよび
目標機の位置データを算出する測距装置と、上記測距装
置により算出した目標機の位置データに基づき目標機の
移動経路を推定する追尾装置とを具備したものである。

【０００８】第２の発明の情報処理装置は、第１の発明
において測距装置に、目標機が等速直進運動する場合に
対して等速直進運動用測距パラメータを設定し、観測装
置により観測した少なくとも３時刻分の方位データおよ
び移動機と目標機との相対加速度データを用いて、移動
機と目標機との間の少なくとも３時刻分の相対距離デー
タおよび目標機の少なくとも３時刻分の位置データを算
出する手段を設けたものである。

【０００９】第３の発明の情報処理装置は、第１の発明
において追尾装置に目標機が等速直進運動する場合に対
して測距装置により算出した目標機の少なくとも３時刻
分の位置データに基づき、等速直進運動用追尾フィルタ
を用いて目標機の移動経路を推定する手段を設けたもの
である。

【００１０】第４の発明の情報処理装置は、第１の発明
において測距装置に目標機が放物運動する場合に対して
放物運動用測距パラメータを設定し、観測装置により観
測した少なくとも３時刻分の方位データおよび移動機と
目標機との相対加速度データを用いて、移動機と目標機
との間の少なくとも３時刻分の相対距離データおよび目
標機の少なくとも３時刻分の位置データを算出する手段
を設けたものである。

【００１１】第５の発明の情報処理装置は、第１の発明
において追尾装置に、目標機が放物運動する場合に対し
て測距装置により算出した目標機の少なくとも３時刻分
の位置データに基づき、放物運動用追尾フィルタを用い
て目標機の移動経路を推定する手段を設けたものであ
る。

【００１２】第６の発明の情報処理装置は、第１の発明
において、測距装置に、目標機が任意の運動する場合に
対して区間毎に等速直進運動用測距パラメータを設定
し、観測装置により観測した少なくとも３時刻分の方位
データおよび移動機と目標機との相対加速度データを用
いて、移動機と目標機との間の３時刻分以上の相対距離
データおよび目標機の少なくとも３時刻分の位置データ
を算出する手段を設けたものである。

【００１３】第７の発明の情報処理装置は、第１の発明
において、追尾装置に、目標機が任意の運動する場合に
対して測距装置により算出した目標機の少なくとも３時
刻分の位置データに基づき、区間毎に等速直進運動用追
尾フィルタを用いて目標機の移動経路を推定する手段を
設けたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明が適用される情報処理装
置と目標機、観測装置の関係を示した概要図である。図
において、１５は目標機の方位を観測する観測装置、１
６は赤外線センサ等を搭載した搭載機、１７は観測装置
から得られる目標機の方位データを示す。

【００１５】また、図２は赤外線センサ等の観測装置に
おいて観測される目標機の方位データを示す。図におい
て１８は搭載機からみた目標機の方位角、１９は搭載機
からみた目標機の仰角を示す。

【００１６】また、図３は図１の情報処理装置における
測距装置の処理ブロック図である。図３において、２０
は観測装置から得られた方位データを時系列データとし
てデータ蓄積する処理、２１は３時刻分の方位データ、
２２は等速直進運動用測距パラメータ、２３は処理１３
によって出力される３時刻分の位置データと２２を用い
て搭載機と目標機との間の３時刻分の相対距離データを
算出する処理、２４は３時刻分の相対距離データ、２５
は処理２３の結果に対し目標機の３時刻分の位置データ
を算出する処理、２６は３時刻分の位置データを示す。

【００１７】また、図４は図１の情報処理装置における
等速直進運動用の追尾装置の処理ブロック図である。２
７は追尾装置起動回数を判定する処理、２８は等速直進
運動用追尾パラメータ、２９は位置データ８から３時刻
分の予測値と平滑値を算出する処理、３０は３時刻分の
予測値と平滑値を示す。

【００１８】また、図５は図１の情報処理装置を用いて
目標機が等速直進運動している時の目標機の追尾結果を
示す。３１は目標機の移動経路の真値、３２は情報処理
装置によって算出された目標機の移動経路、３３は搭載
機の移動経路の真値を示す。

【００１９】次に、この発明の実施の形態１の処理を説
明する。図１に示すように、目標機１から放出される電
磁波２を赤外線センサなどの観測装置１５が検知し、目
標機１の方位データ１７を情報処理装置１４に入力す
る。この方位データ１７とは図２に示す搭載機１６と目
標機１との相対位置データのうち方位角１８と仰角１９
の角度データのことである。また、情報処理装置１４
は、等速直進運動に対する測距装置１０により方位デー
タ１７から目標機１の位置データ１１を算出したのち、
等速直進運動に対する追尾装置１２によって目標機１の
移動経路１３を算出する。

【００２０】まず、目標機１の等速直進運動に対する測
距装置１０について説明する。処理２０により、観測装
置から得た３時刻分の目標機の方位データ２１を蓄積す
る。この処理２０では、３時刻分の方位データ２１が蓄
積されている場合は３時刻分の方位データ２１を一度に
出力するが、３時刻分の方位データ２１が蓄積されてい
ない場合は３時刻分蓄積されるまでなにも出力しない。

【００２１】３時刻分の方位データ２１が得られると、
式１に示すように等速直進運動用測距パラメータ２２が
処理２３に設定される。

【００２２】

【数１】

【００２３】式１、式２より搭載機１６と目標機１との
相対加速度データが得られ、式３より３時刻分の方位デ
ータ２１に対応した３時刻分の搭載機１６と目標機１と
の相対距離データ２４が算出される（処理２３）。

【００２４】

【数２】

【００２５】を表す。ただし、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＝現在
時刻とする。また、得られた３時刻分の相対距離データ
２４から式４により目標機１の位置データ２６を算出
（処理２５）する。

【００２６】

【数３】

【００２７】ここで、Ｘ_TO：目標機の位置Ｘ_P ：搭載機の位置Ｙ_TO、Ｈ_TOについても同様処理を行うことにより目標機
の位置データが算出される。

【００２８】つぎに、等速直進運動に対する追尾装置に
ついて説明する。測距装置１０で得られた３時刻分の位
置データ２６を用いて３時刻分の予測値と平滑値３０を
算出する（処理２９）ために、まず等速直進運動用追尾
パラメータ２８、すなわち等速直進運動の場合の予測加
速度（式５）と、平滑加速度（式６）を設定する。

【００２９】

【数４】

【００３０】ただし、これらの等速直進運動用追尾パラ
メータ２８は処理２９のための初期値として用いられる
ため、追尾起動回数が０回のときに設定できればよい。
そのため、処理２９の前に追尾起動回数を判定する処理
２７をする。処理２９により３時刻分の目標機の移動経
路の予測値と平滑値３０を求める。ここで予測値は式７
より算出する。

【００３１】

【数５】

【００３２】目標が等速直進運動しているときの追尾結
果を図６に示す。この結果からも明らかなように情報処
理装置による目標機の移動経路３２はその真値３１とほ
ぼ一致していることから、この発明による情報処理装置
の有用性が示された。

【００３３】実施の形態２．この発明の実施の形態１で
は、目標機運動が等速直進運動の場合を説明した。一
方、目標機が放物弾のように放物運動する場合もある。
そこで、実施の形態２では目標機が放物運動する場合の
測距装置、および追尾装置について説明する。図６は図
１における情報処理装置のうち、目標機が放物運動する
場合に対する測距装置の処理ブロック図である。３４は
放物運動用測距パラメータを示す。

【００３４】また、図７は図１における情報処理装置の
うち、目標機が放物運動する場合に対する追尾装置の処
理ブロック図である。図において、３５は放物運動用追
尾パラメータを示す。

【００３５】次に、この発明の実施の形態２の処理を説
明する。図１に示すように、目標機１から放出される電
磁波２を赤外線センサなどの観測装置３が検知し、目標
機１の方位データ１７を情報処理装置１４に入力する。
この方位データ１７とは図２に示す搭載機１６と目標機
１との相対位置データのうち、方位角１８と仰角１９の
角度データのことである。また、情報処理装置１４は、
放物運動に対する測距装置１０により方位データ１７か
ら目標機１の位置データ９を算出したのち、放物運動に
対する追尾装置１２によって目標機１の移動経路１３を
算出する。

【００３６】まず、目標機１の放物運動に対する測距装
置１０について説明する。処理２０により、観測装置か
ら得た３時刻分の目標機の方位データ２１を蓄積する。
この処理２０では、３時刻分の方位データ２１が蓄積さ
れている場合は３時刻分の方位データ２１を一度に出力
するが、３時刻分の方位データ２１が蓄積されていない
場合は３時刻分蓄積されるまでなにも出力しない。

【００３７】処理２３に対し、図６に示すように放物運
動用測距パラメータ３４を設定する。

【００３８】

【数６】

【００３９】式２、式９より搭載機１６と目標機１との
相対加速度データが得られ、式３より３時刻分の方位デ
ータ２１に対応した搭載機１６と目標機１との相対距離
データ２４が算出される（処理２３）。また、得られた
３時刻分の相対距離データ２４から式４により目標機１
の３時刻分の位置データ２６を算出する（処理２５）。
Ｙ_TO、Ｈ_TOについても同様処理を行うことにより位置デ
ータ１１が得られる。

【００４０】つぎに、放物運動に対する追尾装置１２に
ついて説明する。測距装置１０で得られた３時刻分の位
置データ２６を用いて３時刻分の予測値と平滑値３０を
算出するために、まず放物運動用追尾パラメータ３５、
すなわち放物運動の場合の予測加速度（式１０）と、平
滑加速度（式１１）を設定する。

【００４１】

【数７】

【００４２】予測値は式７より算出し、平滑値は式８よ
り算出する（処理２２）。ただし、これらの放物運動用
追尾パラメータ３５は処理２９のための初期値として用
いられるため、追尾起動回数が０回のときに設定できれ
ばよい。そのため処理２９の前に追尾起動回数を判定す
る処理２７をする。

【００４３】実施の形態３．この発明の実施の形態１で
は、目標機１の運動が等速直進運動の場合を形態２では
放物運動の場合を説明した。一方、目標機１が任意運動
する場合もある。そこで、実施の形態３では目標機１が
任意運動する場合の測距装置１０、および追尾装置１２
について説明する。図８は図１における情報処理装置１
４のうち、目標機１が任意運動する場合に対する追尾装
置１０の処理ブロック図である。図において、３６は観
測値と予測値の差が許容範囲を超えている場合、追尾装
置起動回数を０回にする処理を示す。

【００４４】次に、この発明の実施の形態３の処理を説
明する。図１に示すように、目標機１から放出される電
磁波２を赤外線センサなどの観測装置３が検知し、目標
機１の方位データ１７を情報処理装置１４に入力する。
この方位データ１７とは図２に示す搭載機１６と目標機
１との相対位置データのうち方位角１８と仰角１９の角
度データのことである。また、情報処理装置１４は、任
意運動に対する測距装置１０により方位データ１７から
目標機１の位置データ１１を算出したのち、任意運動に
対する追尾装置１２によって目標機１の移動経路１３を
算出する。

【００４５】つぎに、目標機１の任意運動に対する測距
装置１０について説明する。この場合、目標機１は区間
毎には等速直進運動とみなすことができるため、実施の
形態１で用いた等速直進運動用の測距装置１０と同じ測
距装置１０を用いる。

【００４６】つぎに、任意運動に対する追尾装置１２に
ついて説明する。測距装置１０で得られた３時刻分の位
置データ２６を用いて３時刻分の予測値と平滑値３０を
算出する（処理２９）ために、まず等速直進運動用追尾
パラメータ２８として等速直進運動の場合の予測加速度
（式５）と、平滑加速度（式６）を設定する。予測値は
式７より算出し、平滑値は式８より算出する（処理２
９）。ただし、これらの等速直進運動用追尾パラメータ
２８は処理２９のための初期値として用いられるため、
追尾起動回数が０回のときに設定できればよい。そのた
め、処理２９の前に追尾起動回数を判定する処理２７を
する。目標機１の位置データ１１と処理２９によって算
出された予測値の差が許容範囲を超えている場合は目標
機１が等速直進運動ではないと見なすことができるた
め、追尾をもう一度やり直す必要がある。そこで上記の
場合では追尾起動回数を０回にする処理３６がなされ、
等速直進運動用追尾パラメータ２８を再設定する処理が
なされる。

【００４７】

【発明の効果】この発明によれば、例えば赤外線センサ
等のような目標機の方位データのみを継続的に観測する
観測装置を用いて目標機を追尾するシステムにおいて、
得られた方位データをもとに目標機の移動経路を算出す
る情報処理装置の機能を目標機の位置データを算出する
測距装置と目標機の移動経路を算出する追尾装置に分割
することでそれぞれを独立に扱うことができるという効
果がある。

【００４８】この発明によれば、目標機が等速直進運動
している場合に対して、測距装置を用いることにより１
つの観測装置から得られる方位データから目標機の位置
データを得られるという効果がある。

【００４９】また、この発明によれば、目標機が等速直
進運動している場合に対して、追尾装置を用いることに
より、測距装置より高精度な目標機の位置データを得ら
れるという効果がある。

【００５０】この発明によれば、目標機が放物運動して
いる場合に対して、測距装置を用いることにより１つの
観測装置から得られる方位データから目標機の位置デー
タを得られるという効果がある。

【００５１】また、この発明によれば、目標機が放物運
動している場合に対して、追尾装置を用いることによ
り、測距装置より高精度な目標機の位置データを得られ
るという効果がある。

【００５２】この発明によれば、目標機が任意運動して
いる場合に対して、測距装置を用いることにより１つの
観測装置から得られる方位データから目標機の位置デー
タを得られるという効果がある。

【００５３】また、この発明によれば、目標機が任意運
動している場合に対して、追尾装置を用いることによ
り、測距装置より高精度な目標機の位置データを得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１、実施の形態２、実
施の形態３を示す目標機を追尾をするときのブロック図
である。

【図２】この発明の実施の形態１、実施の形態２、実
施の形態３の処理で用いる方位データの説明図である。

【図３】この発明の実施の形態１、実施の形態２、実
施の形態３の測距装置の処理手順を示すフローチャート
である。

【図４】この発明の実施の形態１の追尾装置処理手順
を示すフローチャートである。

【図５】この発明の実施の形態１の目標機追尾結果を
示す図である。

【図６】この発明の実施の形態２の測距装置の処理手
順を示すフローチャートである。

【図７】この発明の実施の形態２の追尾装置処理手順
を示すフローチャートである。

【図８】この発明の実施の形態３の追尾装置の処理手
順を示すフローチャートである。

【図９】従来の情報処理装置を用いて目標機を追尾す
るときのブロック図である。

【符号の説明】

１目標機、２電磁波、３観測装置Ａ、４観測装
置Ｂ、５搭載機Ａ、６搭載機Ｂ、７方位データ
Ａ、８方位データＢ、９回線、１０測距装置、１
１位置データ、１２追尾処理、１３移動経路、１
４情報処理装置、１５観測装置、１６搭載機、１
７方位データ、１８方位角、１９仰角。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動機に搭載され、移動する目標機の方
位データを観測する観測装置と、上記観測装置により観
測した移動する目標機の少なくとも３時刻分の方位デー
タおよび上記移動機と上記目標機との相対加速度データ
を用いて上記移動機と上記目標機との間の相対距離デー
タおよび目標機の位置データを算出する測距装置と、上
記測距装置により算出した目標機の位置データに基づき
目標機の移動経路を推定する追尾装置とを具備したこと
を特徴とする情報処理装置。
【請求項２】上記測距装置は、目標機が等速直進運動
する場合に対して等速直進運動用測距パラメータを設定
し、観測装置により観測した少なくとも３時刻分の方位
データおよび移動機と目標機との相対加速度データを用
いて、移動機と目標機との間の少なくとも３時刻分の相
対距離データおよび目標機の少なくとも３時刻分の位置
データを算出する手段を有することを特徴とする請求項
１記載の情報処理装置。
【請求項３】上記追尾装置は、目標機が等速直進運動
する場合に対して測距装置により算出した目標機の少な
くとも３時刻分の位置データに基づき、等速直進運動用
追尾フィルタを用いて目標機の移動経路を推定する手段
を有することを特徴とする請求項１記載の情報処理装
置。
【請求項４】上記測距装置は、目標機が放物運動する
場合に対して放物運動用測距パラメータを設定し、観測
装置により観測した少なくとも３時刻分の方位データお
よび移動機と目標機との相対加速度データを用いて、移
動機と目標機との間の少なくとも３時刻分の相対距離デ
ータおよび目標機の少なくとも３時刻分の位置データを
算出する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
情報処理装置。
【請求項５】上記追尾装置は、目標機が放物運動する
場合に対して測距装置により算出した目標機の少なくと
も３時刻分の位置データに基づき、放物運動用追尾フィ
ルタを用いて目標機の移動経路を推定する手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項６】上記測距装置は、目標機が任意の運動す
る場合に対して区間毎に等速直進運動用測距パラメータ
を設定し、観測装置により観測した少なくとも３時刻分
の方位データおよび移動機と目標機との相対加速度デー
タを用いて、移動機と目標機との間の３時刻分以上の相
対距離データおよび目標機の少なくとも３時刻分の位置
データを算出する手段を有することを特徴とする請求項
１記載の情報処理装置。
【請求項７】上記追尾装置には、目標機が任意の運動
する場合に対して測距装置により算出した目標機の少な
くとも３時刻分の位置データに基づき、区間毎に等速直
進運動用追尾フィルタを用いて目標機の移動経路を推定
する手段を有することを特徴とする請求項１記載の情報
処理装置。