JPH11304915A - Apparatus and method for tracking of target - Google Patents

Apparatus and method for tracking of target

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JPH11304915A
JPH11304915A JP11401898A JP11401898A JPH11304915A JP H11304915 A JPH11304915 A JP H11304915A JP 11401898 A JP11401898 A JP 11401898A JP 11401898 A JP11401898 A JP 11401898A JP H11304915 A JPH11304915 A JP H11304915A
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tracking target
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洋志 亀田
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信吾 辻道
Yoshio Kosuge
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect the swiveling state of a target to be tracked quickly and precisely, in a target detecting apparatus which tracks the target to be tracked by using a radar sensor. SOLUTION: In a target tracking apparatus, a quantization part 10 which binarizes and processes a video signal so as to create a target table is installed, an intersweep correlation part 12 which detects an edge formed in the target table is installed, the machine shadow of a target to be tracked is detected on the basis of the edge detected in the target table, and the center of gravity of the target to be tracked is computed on the basis of the machine shadow. Then, a swiveling judgment part 16, in which the machine nose of the target to be tracked is extracted from the machine shadow, and which judges the swiveling state of the target to be tracked on the basis of the movement of the machine nose, is installed.

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】本発明は、目標追尾装置およ
び目標追尾方法に係り、特に、レーダセンサを用いて追
尾目標を追尾する目標追尾装置および目標追尾方法に関
する。
The present invention relates to a target tracking device and a target tracking method, and more particularly, to a target tracking device and a target tracking method for tracking a tracking target using a radar sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば、“Multiple Target
Tracking with Radar Application”(S.S.Blackmann,A
rtech House,Dedham,1986)に開示される如く、レーダ
センサを用いた目標追尾装置が知られている。従来のレ
ーダセンサは、レーダセンサによる走査毎に得られるビ
デオ信号に基づいて、追尾目標の形状を検出し、更にそ
の形状に基づいて追尾目標の重心を検出する。そして、
検出された重心位置に基づいて、追尾目標の運動状態、
すなわち、追尾目標の位置や速度等を検出する。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, "Multiple Target
Tracking with Radar Application ”(SSBlackmann, A
rtech House, Dedham, 1986), a target tracking device using a radar sensor is known. A conventional radar sensor detects a shape of a tracking target based on a video signal obtained for each scan by the radar sensor, and further detects a center of gravity of the tracking target based on the shape. And
Based on the detected center of gravity position, the motion state of the tracking target,
That is, the position and speed of the tracking target are detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】目標追尾装置は、追尾
目標の旋回状態を正確に検出し得ることが望ましい。し
かし、追尾目標の運動が直進運動から旋回運動に変化し
ても、追尾目標の重心にはその変化が反映され難い。こ
のため、上記従来の目標追尾装置においては、追尾目標
が旋回運動を開始した後に、その旋回運動の開始を速や
かに検出することが困難であった。
It is desirable that the target tracking device can accurately detect the turning state of the tracking target. However, even if the motion of the tracking target changes from a straight-line motion to a turning motion, it is difficult for the change to be reflected on the center of gravity of the tracking target. For this reason, in the above-mentioned conventional target tracking device, it was difficult to quickly detect the start of the turning motion after the tracking target started the turning motion.

【0004】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、追尾目標の旋回状態を速やかに、
かつ、正確に検出し得る目標追尾装置を提供することを
第1の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and quickly changes the turning state of a tracking target.
Further, it is a first object to provide a target tracking device that can be accurately detected.

【0005】また、本発明は、追尾目標の旋回状態を速
やかに、かつ、正確に検出し得る目標追尾方法を提供す
ることを第2の目的とする。
It is a second object of the present invention to provide a target tracking method capable of quickly and accurately detecting the turning state of a tracking target.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
目標追尾装置は、追尾目標の機影から追尾目標の重心を
検出する機能を有する目標追尾装置であって、前記重心
と異なる前記追尾目標上の点の動きに基づいて、前記追
尾目標の旋回状態を検出する旋回状態検出手段を備える
ものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a target tracking device having a function of detecting a center of gravity of a tracking target from a feature of the tracking target, the target tracking device having a function different from the center of gravity. A turning state detecting means for detecting a turning state of the tracking target based on a movement of a point on the tracking target is provided.

【0007】本発明の請求項2に係る目標追尾装置は、
前記追尾目標の機影から前記追尾目標の長軸方向を検出
し、前記追尾目標の前記長軸方向の端部を前記所定点と
する所定点設定手段を備えるものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus comprising:
The apparatus further includes a predetermined point setting unit that detects a long axis direction of the tracking target from the image of the tracking target and sets an end of the tracking target in the long axis direction as the predetermined point.

【0008】本発明の請求項3に係る目標追尾装置は、
前記所定点を前記追尾目標のヒット出力の任意の点に設
定する第2の所定点設定手段を備えるものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a target tracking device, comprising:
A second predetermined point setting means for setting the predetermined point to an arbitrary point of the hit output of the tracking target.

【0009】本発明の請求項4に係る目標追尾装置は、
前記重心から所定長離れた前記追尾目標上の点を前記所
定点とする第3の所定点設定手段を備えるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus comprising:
The apparatus further comprises third predetermined point setting means for setting a point on the tracking target separated by a predetermined distance from the center of gravity as the predetermined point.

【0010】本発明の請求項5に係る目標追尾装置は、
観測により、所定時刻における前記重心の状態を表す観
測値を得る観測値取得手段と、所定時刻前の前記追尾目
標の動きに基づいて、前記所定時刻における前記重心の
状態を表す予測値を予測する予測値取得手段と、前記観
測値と前記予測値とを所定ゲインで平滑することにより
平滑値を得る平滑値取得手段と、前記追尾目標の旋回状
態に応じて前記所定ゲインを変更するゲイン変更手段
と、を備えるものである。
[0010] According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus.
Observation, an observation value acquisition unit that obtains an observation value representing the state of the center of gravity at a predetermined time, and predicts a prediction value representing the state of the center of gravity at the predetermined time based on the movement of the tracking target before the predetermined time. Predicted value obtaining means, smoothed value obtaining means for obtaining a smoothed value by smoothing the observed value and the predicted value with a predetermined gain, and gain changing means for changing the predetermined gain according to the turning state of the tracking target And

【0011】本発明の請求項6に係る目標追尾装置は、
前記所定ゲイン変更手段が、駆動雑音を含むパラメータ
に基づいて、前記駆動雑音が大きいほど前記平滑値に前
記観測値が大きく反映されるように前記所定ゲインを演
算するゲイン演算手段と、前記追尾目標が旋回運動中で
ある場合に、前記追尾目標が非旋回運動中である場合に
比して前記駆動雑音を大きな値とする駆動雑音制御手段
と、を備えるものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus comprising:
Gain control means for calculating the predetermined gain based on a parameter including drive noise, such that the larger the drive noise, the larger the observed value is reflected on the smoothed value; and And a driving noise control unit that sets the driving noise to a larger value when the tracking target is in a non-turning motion than when the tracking target is in a non-turning motion.

【0012】本発明の請求項7に係る目標追尾装置は、
所定時刻前の前記追尾目標の状態に基づいて、所定時刻
における前記追尾目標の存在領域を予測し、その予測領
域を前記所定時刻における追尾ゲートとして設定する追
尾ゲート設定手段と、前記追尾目標の旋回状態に基づい
て前記追尾ゲートの大きさを変更するゲート制御手段
と、を備えるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus comprising:
Tracking gate setting means for predicting an area where the tracking target exists at a predetermined time based on the state of the tracking target before a predetermined time, and setting the prediction area as a tracking gate at the predetermined time; turning the tracking target Gate control means for changing the size of the tracking gate based on a state.

【0013】本発明の請求項8に係る目標追尾装置は、
前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記追尾目標を監
視するサンプリング間隔を制御するサンプリング間隔制
御手段を備えるものである。
[0013] The target tracking device according to claim 8 of the present invention comprises:
And a sampling interval control unit for controlling a sampling interval for monitoring the tracking target based on a turning state of the tracking target.

【0014】本発明の請求項9に係る目標追尾装置は、
前記追尾目標の運動状態を表す所定次数の状態変数を含
む状態変数ベクトルを求める状態変数ベクトル演算手段
と、前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記所定次数
を変更する変数次数変更手段と、を備えるものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a target tracking device, comprising:
State variable vector calculating means for obtaining a state variable vector including a state variable of a predetermined order representing the motion state of the tracking target, and variable order changing means for changing the predetermined order based on the turning state of the tracking target, It is provided.

【0015】本発明の請求項10に係る目標追尾装置
は、前記状態変数ベクトル演算手段が、前記追尾目標の
位置、速度および加速度で構成される第1の状態変数ベ
クトルを求める第1追尾フィルタ手段と、前記追尾目標
の位置および速度で構成される第2の状態変数ベクトル
を求める第2追尾フィルタ手段と、を備え、前記変数次
数変更手段は、前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前
記第1追尾フィルタ手段および前記第2追尾フィルタ手
段の何れか一方を選択的に作動させるものである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the target tracking device, the state variable vector calculating means obtains a first state variable vector including the position, velocity and acceleration of the tracking target. And second tracking filter means for obtaining a second state variable vector composed of the position and speed of the tracking target, wherein the variable degree changing means determines the second state variable vector based on the turning state of the tracking target. One of the first tracking filter means and the second tracking filter means is selectively operated.

【0016】本発明の請求項11に係る目標追尾装置
は、複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定手段と、前記
複数の運動モデル間の推移確率を求める推移確率演算手
段と、前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記
追尾目標の運動諸元を、前記推移確率を基礎として統合
する運動諸元統合手段と、前記追尾目標の旋回状態に基
づいて前記推移確率を変更する推移確率制御手段と、を
備えるものである。
[0016] A target tracking device according to claim 11 of the present invention is a multi-motion specification estimating means for estimating the motion specification of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models, and Transition probability calculating means for determining a transition probability, motion specification of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models, motion specification integration means for integrating based on the transition probability, and a turning state of the tracking target. And a transition probability control unit that changes the transition probability based on the transition probability.

【0017】本発明の請求項12に係る目標追尾装置
は、前記複数の運動モデルが、前記追尾目標の位置、速
度および加速度で構成される状態変数ベクトルを推定す
る第1運動モデルと、前記追尾目標の位置および速度で
構成される状態変数ベクトルを推定する第2運動モデル
と、を含むものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the target tracking apparatus, the plurality of motion models estimate a state variable vector composed of a position, a velocity and an acceleration of the tracking target, and the tracking. A second motion model for estimating a state variable vector composed of a target position and velocity.

【0018】本発明の請求項13に係る目標追尾装置
は、複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定手段と、前記
複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目標の
運動諸元を、前記複数の運動モデルの成立確率を基礎と
して統合する第2運動諸元統合手段と、前記追尾目標の
旋回状態に基づいて、前記追尾目標の状態を把握するう
えで適切な運動モデルの成立確率が相対的に高まるよう
に前記複数の運動モデルに対する成立確率を設定する信
頼度制御手段と、を備えるものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a target tracking apparatus, comprising: a multi-motion specification estimating means for estimating a motion specification of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models; Based on the turning state of the tracking target, based on the turning state of the tracking target, the state of the tracking target And reliability control means for setting the establishment probabilities for the plurality of exercise models such that the establishment probability of an appropriate exercise model for grasping is relatively increased.

【0019】本発明の請求項14に係る目標追尾装置
は、前記複数の運動モデルが、前記追尾目標の位置、速
度および加速度で構成される状態変数ベクトルを推定す
る第1運動モデルと、前記追尾目標の位置および速度で
構成される状態変数ベクトルを推定する第2運動モデル
とを含み、前記信頼度制御手段が、追尾目標の旋回運動
中に前記第1運動モデルの成立確率を1とし、かつ、前
記第2運動モデルの成立確率を0とし、また、追尾目標
の非旋回運動中に前記第1運動モデルの成立確率を0と
し、かつ、前記第2運動モデルの成立確率を0とするも
のである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the target tracking device, wherein the plurality of motion models estimate a state variable vector composed of a position, a speed, and an acceleration of the tracking target; A second motion model for estimating a state variable vector composed of a target position and a speed, wherein the reliability control means sets the probability of establishment of the first motion model to 1 during the turning motion of the tracking target, and , The probability of establishment of the second motion model is set to 0, the probability of establishment of the first motion model is set to 0 during the non-turning motion of the tracking target, and the probability of formation of the second motion model is set to 0. It is.

【0020】本発明の請求項15に係る目標追尾方法
は、追尾目標の機影から追尾目標の重心を検出するステ
ップを有する目標追尾方法であって、前記重心と異なる
前記追尾目標上の所定点の動きに基づいて、前記追尾目
標の旋回状態を検出する旋回状態検出ステップを備える
ものである。
A target tracking method according to a fifteenth aspect of the present invention is a target tracking method including a step of detecting a center of gravity of the tracking target from a feature of the tracking target, wherein the predetermined point on the tracking target different from the center of gravity is determined. And a turning state detecting step of detecting a turning state of the tracking target based on the movement of the tracking target.

【0021】本発明の請求項16に係る目標追尾方法
は、所定時刻前の前記追尾目標の状態に基づいて、所定
時刻における前記追尾目標の存在領域を予測し、その予
測領域を前記所定時刻における追尾ゲートとして設定す
る追尾ゲート設定ステップと、前記追尾目標の旋回状態
に基づいて前記追尾ゲートの大きさを変更するゲート制
御ステップと、を備えるものである。
In the target tracking method according to a sixteenth aspect of the present invention, an area where the tracking target exists at a predetermined time is predicted based on a state of the tracking target before a predetermined time, and the prediction area is determined at the predetermined time. A tracking gate setting step for setting as a tracking gate; and a gate control step for changing a size of the tracking gate based on a turning state of the tracking target.

【0022】本発明の請求項17に係る目標追尾方法
は、前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記追尾目標
を監視するサンプリング間隔を制御するサンプリング間
隔制御ステップを備えるものである。
A target tracking method according to a seventeenth aspect of the present invention includes a sampling interval control step of controlling a sampling interval for monitoring the tracking target based on a turning state of the tracking target.

【0023】本発明の請求項18に係る目標追尾方法
は、前記追尾目標の運動状態を表す所定次数の状態変数
を含む状態変数ベクトルを求める状態変数ベクトル演算
ステップと、前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記
所定次数を変更する変数次数変更ステップと、を備える
ものである。
A target tracking method according to claim 18 of the present invention includes a state variable vector calculating step for obtaining a state variable vector including a state variable of a predetermined order representing a motion state of the tracking target, and a turning state of the tracking target. A variable order changing step for changing the predetermined order based on the variable order.

【0024】本発明の請求項19に係る目標追尾方法
は、複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定ステップと、
前記複数の運動モデル間の推移確率を求める推移確率演
算ステップと、前記複数の運動モデルのそれぞれに対応
する前記追尾目標の運動諸元を、前記推移確率を基礎と
して統合する運動諸元統合ステップと、前記追尾目標の
旋回状態に基づいて前記推移確率を変更する推移確率制
御ステップと、を備えるものである。
[0024] A target tracking method according to a nineteenth aspect of the present invention is a multi-motion specification estimating step of estimating the motion specification of the tracking target corresponding to each of a plurality of motion models;
A transition probability calculating step of determining a transition probability between the plurality of movement models, and a movement specification integration step of integrating movement parameters of the tracking target corresponding to each of the plurality of movement models based on the transition probability. And a transition probability control step of changing the transition probability based on the turning state of the tracking target.

【0025】本発明の請求項20に係る目標追尾方法
は、複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定ステップと、
前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を、前記複数の運動モデルの成立確率を基
礎として統合する第2運動諸元統合ステップと、前記追
尾目標の旋回状態に基づいて、前記追尾目標の状態を把
握するうえで適切な運動モデルの成立確率が相対的に高
まるように前記複数の運動モデルに対する成立確率を設
定する信頼度制御ステップと、を備えるものである。
[0025] A target tracking method according to a twentieth aspect of the present invention is the multiple movement specification estimating step of estimating the movement specification of the tracking target corresponding to each of a plurality of movement models.
Based on the second motion specification integration step of integrating motion parameters of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models based on the probability of establishment of the plurality of motion models, based on a turning state of the tracking target. And a reliability control step of setting the establishment probabilities for the plurality of exercise models so that the establishment probability of an appropriate exercise model for grasping the state of the tracking target is relatively increased.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。尚、各図において共通す
る要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Elements common to the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0027】実施の形態1.図1は、本発明の実施の形
態1の目標追尾装置のブロック構成図を示す。図1に示
す如く、本実施形態の目標追尾装置は、量子化部10を
備えている。量子化部10には、レーダセンサ(図示せ
ず)により、走査毎に検出されるビデオ信号が入力され
る。量子化部10は、後述する追尾ゲート内のビデオ信
号を2値化してターゲットテーブルを作成する。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a block diagram of the target tracking device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the target tracking device according to the present embodiment includes a quantization unit 10. A video signal detected for each scan by a radar sensor (not shown) is input to the quantization unit 10. The quantization unit 10 generates a target table by binarizing a video signal in a tracking gate to be described later.

【0028】図2は、量子化部10により作成されるタ
ーゲットテーブルの一例を示す。本実施形態において、
レーダセンサには、航空機の形状を検出できる程度の高
い分解能が与えられている。図2に示すターゲットテー
ブルは、レーダセンサが航空機の機影を捕らえた場合に
得られるテーブルの一例である。
FIG. 2 shows an example of the target table created by the quantization unit 10. In this embodiment,
The radar sensor is provided with a resolution high enough to detect the shape of the aircraft. The target table shown in FIG. 2 is an example of a table obtained when the radar sensor captures an image of an aircraft.

【0029】量子化部10に供給されるビデオ信号は、
方位軸とレンジ軸とで定められた2次元座標上に配置さ
れる複数の画素信号で構成されている。量子化部10
は、ビデオ信号を構成する個々の画素信号を所定のしき
い値と比較することにより2値化処理を行う。上記のし
きい値は、画素信号に対応する領域に何らかの追尾目標
が存在するか否かを判別するための値に設定されてい
る。
The video signal supplied to the quantization unit 10 is
It is composed of a plurality of pixel signals arranged on two-dimensional coordinates defined by an azimuth axis and a range axis. Quantization unit 10
Performs a binarization process by comparing individual pixel signals constituting a video signal with a predetermined threshold value. The threshold value is set to a value for determining whether or not any tracking target exists in an area corresponding to the pixel signal.

【0030】従って、上記の2値化処理によれば、ター
ゲットテーブル上の領域は、追尾目標が存在すると推定
される領域と、追尾目標が存在しないと推定される領域
とに区分される。図2に示すターゲットテーブルは、白
抜きの部分が追尾目標が存在しないと推定される領域で
あり、他の部分が追尾目標が存在すると推定される領域
である。以下、ターゲットテーブル中で白抜き部分に含
まれる各画素信号を非検出ヒット出力と、また、非白抜
き部分に含まれる各画素信号を検出ヒット出力と称す。
Therefore, according to the above-described binarization processing, the area on the target table is divided into an area where the tracking target is estimated to exist and an area where the tracking target is estimated not to exist. In the target table shown in FIG. 2, a blank portion is a region where it is estimated that no tracking target exists, and another portion is a region where it is estimated that a tracking target exists. Hereinafter, each pixel signal included in the blank portion in the target table is referred to as a non-detection hit output, and each pixel signal included in the non-white portion is referred to as a detection hit output.

【0031】量子化部10で作成されたターゲットテー
ブルは、スイープ間相関部12に供給される。スイープ
間相関部は、ターゲットテーブル中の検出ヒット出力の
方位軸方向の連続性に基づいて、検出ヒット出力のエッ
ジ検出を行う。図2中に示す黒三角印は、スイープ間相
関部12によって検出されたエッジを示す。
The target table created by the quantization unit 10 is supplied to the inter-sweep correlation unit 12. The inter-sweep correlation unit performs edge detection of the detected hit output based on the continuity of the detected hit output in the target table in the azimuthal axis direction. Black triangles shown in FIG. 2 indicate edges detected by the inter-sweep correlation unit 12.

【0032】本実施形態の目標追尾装置は、位置算出部
14を備えている。位置算出部14は、ターゲットテー
ブル中の検出ヒット出力のうち、互いに接するもの同士
を、同一の追尾目標に起因するものとして統合する。図
2中にハッチングを付して表す領域は、上記の処理によ
り統合された領域を示す。以下、この領域を統合領域
と、また、他の領域を非統合領域と称す。位置算出部1
4は、また、統合領域の重心を検出し、その重心を追尾
目標の重心情報Ckとして出力する。
The target tracking device according to the present embodiment includes a position calculator 14. The position calculating unit 14 integrates, among the detected hit outputs in the target table, those that come into contact with each other as being caused by the same tracking target. The hatched area in FIG. 2 indicates the area integrated by the above processing. Hereinafter, this area is referred to as an integrated area, and the other areas are referred to as non-integrated areas. Position calculation unit 1
Reference numeral 4 also detects the center of gravity of the integrated area, and outputs the center of gravity as the center of gravity information Ck of the tracking target.

【0033】位置算出部14によって検出される追尾目
標の重心情報Ckは、スイープ相関部12により検出さ
れるエッジ情報と共に旋回判定部16に供給される。旋
回判定部16は、上記の情報に基づいて追尾目標の旋回
軸を仮定し、更に、追尾目標にその旋回軸回りの回転が
生じているかを判断する。本実施形態の目標追尾装置
は、上述した旋回判定部16を備えている点に特徴を有
している。
The center-of-gravity information Ck of the tracking target detected by the position calculation unit 14 is supplied to the turning determination unit 16 together with the edge information detected by the sweep correlation unit 12. The turning determination unit 16 assumes the turning axis of the tracking target based on the above information, and further determines whether the tracking target has rotated around the turning axis. The target tracking device of the present embodiment is characterized in that the target tracking device includes the above-described turning determination unit 16.

【0034】旋回判定部16は、機首抽出部18を備え
ている。機首抽出部18は、図2のように統合された統
合領域から追尾目標の機首部分に相当する画素を抽出す
ると共に、その画素に基づいて、サンプリング時刻tkに
おける機首部分の座標Akを検出する。機首抽出部18
は、統合領域の輪郭を追尾目標の機影として認識し、そ
の機影から追尾目標の長軸方向を推定し、更に、その長
軸方向の先端部を追尾目標の機首として検出する。機首
の座標Akは、レーダセンサからの距離rkと、レーダセ
ンサに対する角度bykとで構成される。
The turning determination unit 16 includes a nose extraction unit 18. The nose extracting unit 18 extracts a pixel corresponding to the nose portion of the tracking target from the integrated area as shown in FIG. 2 and, based on the pixel, calculates coordinates Ak of the nose portion at the sampling time tk. To detect. Nose extractor 18
Recognizes the contour of the integrated region as the image of the tracking target, estimates the long axis direction of the tracking target from the image, and detects the tip of the long axis direction as the nose of the tracking target. The coordinates Ak of the nose are composed of a distance rk from the radar sensor and an angle byk with respect to the radar sensor.

【0035】座標Akは旋回判定用追尾フィルタ部20
に入力される。旋回判定用追尾フィルタ部20では、距
離rk、角度bykおよびそれらの変化率drk/dt、dbyk/dtか
らなる状態変数Dk(+)と、それらの誤差共分散行列Gk
(+)とが推定される。旋回判定用追尾フィルタ部20で
は、更に、次回のサンプリング時に実現されると推定さ
れる状態変数Dk+1(-)および誤差共分散行列Gk+1(-)が
推定される。次サンプリング時の推定値Dk+1(-)、Gk+
1(-)は、遅延要素22により、サンプリング間隔に相当
する単位時間遅延された後、旋回判定実行部24に供給
される。
The coordinate Ak is determined by the tracking filter unit 20 for turning judgment.
Is input to In the tracking filter unit 20 for turning determination, the state variable Dk (+) including the distance rk, the angle byk, and their rates of change drk / dt and dbyk / dt, and their error covariance matrix Gk
(+) Is estimated. The turning determination tracking filter unit 20 further estimates a state variable Dk + 1 (-) and an error covariance matrix Gk + 1 (-) estimated to be realized at the next sampling. Estimated value Dk + 1 (-), Gk + at next sampling
1 (−) is supplied to the turning determination execution unit 24 after being delayed by the delay element 22 by a unit time corresponding to the sampling interval.

【0036】サンプリング時刻tkにおいて、旋回判定実
行部24には、機首抽出部18より座標Akが供給され
ると共に、遅延要素22を介して、前回のサンプリング
時に旋回判定用追尾フィルタ部20で演算されたDk
(-)、Gk(-)が供給される。旋回判定実行部24は、上
記の如く供給されるDk(-)、Gk(-)から推定される機
首部分の予測領域を演算する。
At the sampling time tk, the turning judgment execution unit 24 is supplied with the coordinates Ak from the nose extracting unit 18, and is calculated by the turning judgment tracking filter unit 20 at the previous sampling via the delay element 22. Dk
(−) And Gk (−) are supplied. The turning determination execution unit 24 calculates a predicted area of the nose portion estimated from Dk (-) and Gk (-) supplied as described above.

【0037】予測領域は、追尾目標が直線運動中である
場合を想定して求められる。従って、追尾目標が旋回中
であると、座標Akが予測領域から外れることがある。
旋回判定実行部24は、上記の観点より、機首座標Ak
が予測領域から外れている場合は、追尾目標が旋回運動
中であると判断し、そうでない場合、或いは、追尾目標
が検出できない場合や機首部分が不明な場合には、追尾
目標がこれまでの運動を維持していると判断する。
The prediction area is obtained on the assumption that the tracking target is performing a linear motion. Therefore, if the tracking target is turning, the coordinate Ak may deviate from the prediction area.
The turning determination execution unit 24 determines the nose coordinates Ak from the above viewpoint.
If the tracking target is out of the prediction area, it is determined that the tracking target is in a turning motion.If not, or if the tracking target cannot be detected or the nose portion is unknown, the tracking target Judge that you maintain your exercise.

【0038】上述の如く、旋回判定実行部24における
判定処理は、最新のサンプリングにより得られた機首座
標Akと、その前のサンプリングにより得られたDk
(-)、Gk(-)とに基づいて行われる。従って、上記の判
定処理を行うためには、少なくとも2回のサンプリング
が実行されていることが必要である。このため、本実施
形態において、旋回判定実行部24の判定処理は、機首
部分の座標が少なくとも2回サンプリングされた後に実
行される。
As described above, the determination process in the turning determination execution unit 24 is performed by determining the nose coordinates Ak obtained by the latest sampling and the Dk obtained by the previous sampling.
(-) And Gk (-). Therefore, in order to perform the above-described determination processing, it is necessary that sampling has been performed at least twice. For this reason, in the present embodiment, the determination process of the turning determination execution unit 24 is executed after the coordinates of the nose portion are sampled at least twice.

【0039】旋回判定実行部24により実行された判定
処理の結果は、駆動雑音制御部26に供給される。駆動
雑音制御部26は、旋回判定実行部24により追尾目標
が旋回運動を行なっていると判定された場合に駆動雑音
Qkを旋回用の値Q1に設定し、一方、追尾目標が旋回
運動していないと判定された場合は、駆動雑音Qkを、
Q1に比して小さな直進運動用の値Q2に設定する。
The result of the judgment processing executed by the turning judgment executing section 24 is supplied to the drive noise control section 26. The drive noise control unit 26 sets the drive noise Qk to a value Q1 for turning when the turning determination execution unit 24 determines that the tracking target is performing turning motion, while the tracking target is performing turning motion. If it is determined that there is no driving noise Qk,
It is set to a value Q2 for linear motion that is smaller than Q1.

【0040】駆動雑音制御部26により設定された駆動
雑音Qkは、位置算出部14により検出された追尾目標
の重心情報Ckと共に追尾フィルタ部28に供給され
る。追尾フィルタ部28は、追尾目標の重心情報Ckや
駆動雑音Qkに基づいて、1サンプル先の追尾目標の予
測値ベクトルBk+1(-)と予測誤差共分散行列Pk+1(-)等
を求める。
The driving noise Qk set by the driving noise control unit 26 is supplied to the tracking filter unit 28 together with the center of gravity information Ck of the tracking target detected by the position calculation unit 14. The tracking filter unit 28 calculates a prediction value vector Bk + 1 (-) of the tracking target one sample ahead and a prediction error covariance matrix Pk + 1 (-) based on the centroid information Ck of the tracking target and the driving noise Qk. Ask.

【0041】追尾フィルタ部28において演算された運
動状態量に関する情報Bk+1(-)や、誤差共分散に関する
情報Pk+1(-)は、遅延要素30により、サンプリング間
隔に相当する単位時間遅延された後、追尾ゲート算出部
32に供給される。
The information Bk + 1 (-) relating to the motion state quantity and the information Pk + 1 (-) relating to the error covariance calculated by the tracking filter unit 28 are converted by the delay element 30 into a unit time delay corresponding to the sampling interval. After that, it is supplied to the tracking gate calculation unit 32.

【0042】サンプリング時刻tkにおいて、追尾ゲート
算出部32には、前回のサンプリング時に追尾フィルタ
部28で演算されたBk(-)およびPk(-)が供給され
る。追尾ゲート算出部32は、これらBk(-)およびP
k(-)に基づいて、時刻tkにおいて追尾目標のビデオ信
号が得られると予測される領域を演算する。
At the sampling time tk, the tracking gate calculator 32 is supplied with Bk (-) and Pk (-) calculated by the tracking filter unit 28 at the time of the previous sampling. The tracking gate calculator 32 calculates these Bk (−) and Pk
Based on k (-), a region where a video signal of a tracking target is predicted to be obtained at time tk is calculated.

【0043】次に、本実施形態の目標追尾装置において
実行される演算処理の内容を数式を用いて詳細に説明す
る。目標追尾装置では、追尾目標の位置および速度等を
推定する処理と、追尾目標が旋回運動中であるか否かを
判定する処理とが実行される。これらの処理のうち、先
ず、追尾目標の位置および速度等を検出する処理につい
て説明する。
Next, the contents of the arithmetic processing executed in the target tracking device of this embodiment will be described in detail using mathematical expressions. In the target tracking device, a process of estimating the position and speed of the tracking target and a process of determining whether the tracking target is performing a turning motion are executed. Among these processes, the process of detecting the position and speed of the tracking target will be described first.

【0044】サンプリング時刻tkにおける追尾目標の運
動状態、すなわち、その時刻tkにおける追尾目標の重心
位置や速度は、時刻tkにレーダセンサによって検出され
る重心の位置に基づいて推定することができる。以下、
上記の処理の実行部を観測部と称す。また、時刻tkの直
前のサンプリング時刻tk-1での追尾目標の運動状態が既
知であれば、その時刻tkにおける追尾目標の運動状態
は、直前時刻tk-1における運動状態から推定することが
できる。以下、上記の処理の実行部を予測部と称す。
The motion state of the tracking target at the sampling time tk, that is, the position and speed of the center of gravity of the tracking target at the time tk can be estimated based on the position of the center of gravity detected by the radar sensor at the time tk. Less than,
The execution unit of the above processing is referred to as an observation unit. If the motion state of the tracking target at the sampling time tk-1 immediately before the time tk is known, the motion state of the tracking target at the time tk can be estimated from the motion state at the immediately preceding time tk-1. . Hereinafter, the execution unit of the above processing is referred to as a prediction unit.

【0045】観測部の実行結果には、レーダ波の伝搬に
要する時間や観測精度等に起因する誤差が伴う。一方、
予測部の実行結果には、現実の運動とモデルとの不一致
等に起因する誤差が伴う。このため、本実施形態の目標
追尾装置は、観測手法および運動モデル手法の双方を用
いて追尾目標の運動状態を推定する。
The execution result of the observation unit involves an error due to the time required for radar wave propagation, observation accuracy, and the like. on the other hand,
The execution result of the prediction unit includes an error due to a mismatch between the actual motion and the model. Therefore, the target tracking device of the present embodiment estimates the motion state of the tracking target using both the observation method and the motion model method.

【0046】本実施形態の目標追尾装置は、追尾目標の
運動状態を表すパラメータとして、予測部により演算さ
れる状態変数ベクトルと、観測部により検出される観測
値ベクトルとを用いる。以下、サンプリング時刻tkの時
点での状態変数ベクトルおよび観測値ベクトルを、それ
ぞれBkおよびCkと記す。
The target tracking device of this embodiment uses a state variable vector calculated by the prediction unit and an observation value vector detected by the observation unit as parameters representing the motion state of the tracking target. Hereinafter, the state variable vector and the observation value vector at the sampling time tk are referred to as Bk and Ck, respectively.

【0047】状態変数ベクトルBkは、北基準直交座
標、すなわち、東方向をx軸正方向とし、北方向をy軸
正方向とし、鉛直方向をz軸正方向とする3次元座標上
で表現されるベクトルである。状態変数ベクトルBk
は、追尾目標の重心の位置および速度を表す6次元ベク
トルであり、以下に示す(1)式の如く表される。
The state variable vector Bk is expressed on north reference orthogonal coordinates, that is, three-dimensional coordinates in which the east direction is the positive direction of the x-axis, the north direction is the positive direction of the y-axis, and the vertical direction is the positive direction of the z-axis. Vector. State variable vector Bk
Is a six-dimensional vector representing the position and velocity of the center of gravity of the tracking target, and is represented by the following equation (1).

【0048】一方、観測値ベクトルCkは、北方向を方
位角の基準方向とする極座標で得られたベクトルを、北
基準直行座標系で表したベクトルである。観測値ベクト
ルCkは、追尾目標の重心の位置を表す3次元ベクトル
であり、以下に示す(2)式および(3)式の如く表さ
れる。尚、以下に示す数式において、ベクトルを表す式
に付加される添字Tは、そのベクトルが縦ベクトルであ
ることを表す記号である。
On the other hand, the observation value vector Ck is a vector obtained by polar coordinates having the north direction as the reference direction of the azimuth angle and expressed in a north reference orthogonal coordinate system. The observation value vector Ck is a three-dimensional vector representing the position of the center of gravity of the tracking target, and is represented by the following equations (2) and (3). In the following mathematical expressions, a suffix T added to an expression representing a vector is a symbol indicating that the vector is a vertical vector.

【0049】[0049]

【数1】 (Equation 1)

【0050】時刻tkにおける状態変数ベクトルBkと、
時刻tk-1における状態変数ベクトルBk-1との間には、
次式(4)に示す運動モデルが設定できる。
The state variable vector Bk at the time tk,
Between the state variable vector Bk-1 at time tk-1,
A motion model represented by the following equation (4) can be set.

【0051】[0051]

【数2】 (Equation 2)

【0052】尚、上記(4)式に示すΦkおよびωkは、
それぞれ、状態推移行列および駆動雑音ベクトルであ
る。状態推移行列は、運動モデルの設定に際して予め仮
定される行列である。駆動雑音ベクトルωkは、次式
(5)に示す如く、平均“0”分散“Qk”の正規分布
に属している。本実施形態において、分散Qkは、後述
の如く、追尾目標が旋回している場合とそうでない場合
とで異なる値に設定される。
Note that Φk and ωk shown in the above equation (4) are:
A state transition matrix and a driving noise vector, respectively. The state transition matrix is a matrix that is assumed in advance when setting the motion model. The driving noise vector ωk belongs to a normal distribution with an average “0” and a variance “Qk” as shown in the following equation (5). In the present embodiment, the variance Qk is set to a different value depending on whether the tracking target is turning or not, as described later.

【0053】[0053]

【数3】 (Equation 3)

【0054】時刻tkにおける状態変数ベクトルBkと観
測値ベクトルCkとの間には、次式(6)に示す関係を
設定することができる。以下、この関係を観測モデルと
称す。
The following equation (6) can be set between the state variable vector Bk and the observed value vector Ck at the time tk. Hereinafter, this relationship is referred to as an observation model.

【0055】[0055]

【数4】 (Equation 4)

【0056】尚、上記(6)式に示すHkおよびvkは、
それぞれ、観測行列および観測雑音ベクトルである。本
実施形態において、観測行列は予め仮定される行列であ
る。観測雑音ベクトルは、次式(7)に示す如く、平均
“0”分散“Rk”の正規分布に属している。分散Rk
は、観測状態に応じて適宜適当な状態に設定される。
Note that Hk and vk shown in the above equation (6) are:
They are an observation matrix and an observation noise vector, respectively. In the present embodiment, the observation matrix is a matrix assumed in advance. The observation noise vector belongs to a normal distribution with an average “0” and a variance “Rk” as shown in the following equation (7). Variance Rk
Is appropriately set according to the observation state.

【0057】[0057]

【数5】 (Equation 5)

【0058】本実施形態の目標追尾装置は、サンプリン
グ時刻毎に、観測部により得られた観測値ベクトルと、
予測部により得られた予測値ベクトルとを入力情報とし
て後述する平滑値ベクトルを演算する。以下、上記の手
法で時刻tkに得られたベクトルを平滑値ベクトルBk(+)
と称す。平滑値ベクトルBk(+)は、真の状態変数ベクト
ルBkと高い整合性を有すると認識できるベクトルであ
る。
The target tracking device according to the present embodiment includes an observation value vector obtained by the observation unit for each sampling time;
A smoothed value vector, which will be described later, is calculated using the predicted value vector obtained by the predicting unit as input information. Hereinafter, the vector obtained at the time tk by the above method is converted to a smoothed value vector Bk (+)
Called. The smoothed value vector Bk (+) is a vector that can be recognized as having high consistency with the true state variable vector Bk.

【0059】上記(4)式の関係によれば、時刻tk-1に
おける状態変数ベクトルBk-1に基づいて時刻tkにおけ
る状態変数ベクトルBkを予測することができる。上記
の関係式より、時刻tkにおける状態変数ベクトルBkの
予測値(以下、予測値ベクトルBk(-)と称す)は、平滑
値ベクトルBk-1(+)を用いて次式(8)の如く算出する
ことができる。
According to the relationship of the above equation (4), the state variable vector Bk at the time tk can be predicted based on the state variable vector Bk-1 at the time tk-1. From the above relational expression, the predicted value of the state variable vector Bk at the time tk (hereinafter, referred to as the predicted value vector Bk (−)) is calculated by using the smoothed value vector Bk−1 (+) as in the following expression (8). Can be calculated.

【0060】[0060]

【数6】 (Equation 6)

【0061】同様に、本実施形態の目標追尾装置は、後
述の如く、サンプリング時刻毎に、観測手法により得ら
れた結果と、運動モデル手法により得られた結果とを平
滑することにより誤差共分散行列を演算する。以下、上
記の手法で時刻tkに得られた誤差共分散行列を平滑誤差
共分散行列Pk(+)と称す。
Similarly, the target tracking device of the present embodiment smoothes the result obtained by the observation method and the result obtained by the motion model method at each sampling time, as will be described later, to thereby obtain the error covariance. Operate on a matrix. Hereinafter, the error covariance matrix obtained at the time tk by the above method is referred to as a smoothed error covariance matrix Pk (+).

【0062】時刻tk-1に平滑誤差共分散行列Pk-1(+)が
得られると、その行列値を次式(9)に代入することに
より、時刻tkにおける誤差共分散行列Pkを予測するこ
とができる。以下、上記の手法で予測される誤差共分散
行列ベクトルを予測誤差共分散行列Pk(-)と称す。尚、
次式(9)に示すQk-1は、時刻tk-1における駆動雑音
ベクトルωk-1の分散である(上記(5)式参照)。
When the smoothed error covariance matrix Pk-1 (+) is obtained at the time tk-1, the error covariance matrix Pk at the time tk is predicted by substituting the matrix value into the following equation (9). be able to. Hereinafter, the error covariance matrix vector predicted by the above method is referred to as a prediction error covariance matrix Pk (-). still,
Qk-1 shown in the following equation (9) is the variance of the driving noise vector ωk-1 at time tk-1 (see the above equation (5)).

【0063】[0063]

【数7】 (Equation 7)

【0064】上述の如く、本実施形態の目標追尾装置
は、観測手法により得られた結果と、運動モデル手法に
より得られた結果とを平滑することにより平滑値ベクト
ルBk(+)および平滑誤差共分散行列Pk(+)を演算する。
次式(10)は、上記の平滑処理に用いられるゲイン行
列Kkを示す。平滑値ベクトルBk(+)および平滑誤差共
分散行列Pk(+)は、ゲイン行列Kkを用いて、次式(1
1)および(12)により演算することができる。
As described above, the target tracking apparatus according to the present embodiment smoothes the result obtained by the observation method and the result obtained by the motion model method to obtain a smoothed value vector Bk (+) and a smoothed error. The variance matrix Pk (+) is calculated.
The following equation (10) shows a gain matrix Kk used for the above-described smoothing processing. Using the gain matrix Kk, the smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+) are expressed by the following equation (1).
It can be calculated by 1) and (12).

【0065】[0065]

【数8】 (Equation 8)

【0066】上記(11)式に示す如く、平滑値ベクト
ルBk(+)は、ゲイン行列Kkに応じて観測値ベクトルC
kに偏ったベクトル、または、予測値ベクトルBk(-)に
偏ったベクトルとなる。ゲイン行列Kkは、予測誤差共
分散行列Pk(-)に応じて、すなわち、駆動雑音ベクトル
ωk-1の分散Qk-1に応じて変化する(上記(9)式およ
び(10)式参照)。
As shown in the above equation (11), the smoothed value vector Bk (+) is calculated based on the observed value vector Ck according to the gain matrix Kk.
This is a vector biased on k or a vector biased on the predicted value vector Bk (-). The gain matrix Kk changes according to the prediction error covariance matrix Pk (-), that is, according to the variance Qk-1 of the driving noise vector ωk-1 (see the above equations (9) and (10)).

【0067】より具体的には、ゲイン行列Kkは、分散
Qk-1が大きな値であるほど、観測値ベクトルCkに偏
った平滑値ベクトルBk(+)が得られるように変化する。
このため、本実施形態の目標追尾装置によれば、駆動雑
音ベクトルωk-1の分散Qk-1を大きな値に設定すること
により、観測値ベクトルを重視した平滑値ベクトルBk
(+)を得ることができ、一方、上記の分散Qk-1を小さな
値に設定することにより、予測値ベクトルを重視した平
滑値ベクトルBk(+)を得ることができる。
More specifically, the gain matrix Kk changes so that the larger the variance Qk-1 is, the more a smoothed value vector Bk (+) biased to the observed value vector Ck is obtained.
Therefore, according to the target tracking device of the present embodiment, by setting the variance Qk-1 of the driving noise vector ωk-1 to a large value, the smoothed value vector Bk emphasizing the observation value vector is set.
(+) Can be obtained. On the other hand, by setting the variance Qk-1 to a small value, it is possible to obtain a smoothed value vector Bk (+) emphasizing the predicted value vector.

【0068】上述の如く、状態変数ベクトルBkと観測
値ベクトルCkとの間には上記(6)式の関係が成立す
る。また、本実施形態の目標追尾装置は、時刻tk-1にお
ける追尾目標の運動状態に基づいて予測値ベクトルBk
(-)を求めることができる。従って、予測値ベクトルBk
(-)を上記(6)式に代入することによれば、次式(1
3)に示す如く、時刻tk-1の時点における追尾目標の運
動状態に基づいて、時刻tkにおける観測値ベクトルCk
の予測値Ck(-)を得ることができる。
As described above, the relationship of the above equation (6) holds between the state variable vector Bk and the observed value vector Ck. Further, the target tracking device of the present embodiment uses the predicted value vector Bk based on the motion state of the tracking target at time tk-1.
(-). Therefore, the predicted value vector Bk
By substituting (-) into the above equation (6), the following equation (1)
As shown in 3), based on the motion state of the tracking target at the time tk-1, the observation value vector Ck at the time tk is obtained.
Can be obtained.

【0069】[0069]

【数9】 (Equation 9)

【0070】また、次式(14)によれば、予測誤差共
分散行列Pk(-)に基づいて、予測観測値ベクトルCk(-)
に対する共分散行列Sk(-)を求めることができる。すな
わち、次式(14)によれば、時刻tk-1の時点における
追尾目標の状態に基づいて、時刻tkにおける予測観測ベ
クトルCk(-)に対する共分散行列Sk(-)を予測すること
ができる。
According to the following equation (14), based on the prediction error covariance matrix Pk (-), the prediction observation value vector Ck (-)
Can be obtained for the covariance matrix Sk (-). That is, according to the following equation (14), the covariance matrix Sk (-) for the predicted observation vector Ck (-) at the time tk can be predicted based on the state of the tracking target at the time tk-1. .

【0071】[0071]

【数10】 (Equation 10)

【0072】上記(13)式に示す予測観測値ベクトル
Ck(-)、および、上記(14)式に示す共分散行列Sk
(-)を次式(15)に代入すると、時刻tk-1の時点にお
ける追尾目標の状態から、時刻tkの時点において観測値
ベクトルCkが存在すると予測される領域を適当に定め
ることができる。本実施形態の目標追尾装置は、各サン
プリング時に、上記の手法で設定される領域を追尾ゲー
トとし、その追尾ゲート内のビデオ信号について、上述
したターゲットテーブルの作成を行う。
The predicted observation value vector Ck (-) shown in the above equation (13) and the covariance matrix Sk shown in the above equation (14)
By substituting (-) into the following equation (15), it is possible to appropriately determine an area where the observation value vector Ck is predicted to exist at the time tk from the state of the tracking target at the time tk-1. The target tracking device of the present embodiment sets an area set by the above method as a tracking gate at each sampling, and creates the above-described target table for a video signal in the tracking gate.

【0073】[0073]

【数11】 [Equation 11]

【0074】次に、目標追尾装置において、追尾目標が
旋回しているか否かを判定するために実行される処理の
内容について説明する。
Next, the contents of processing executed in the target tracking device to determine whether or not the tracking target is turning will be described.

【0075】本実施形態の目標追尾装置は、ターゲット
テーブル上で認識された機首部分の運動状態に基づいて
追尾目標が旋回運動中であるか否かを判定する。目標追
尾装置は、機首部分の運動状態を表すパラメータとし
て、運動モデル手法により演算される機首状態変数ベク
トルと、観測手法により検出される機首観測値ベクトル
とを用いる。以下、サンプリング時刻tkの時点での機首
状態変数ベクトルおよび機首観測値ベクトルを、それぞ
れDkおよびAkと記す。
The target tracking device according to the present embodiment determines whether or not the tracking target is in a turning motion based on the motion state of the nose portion recognized on the target table. The target tracking device uses a nose state variable vector calculated by the motion model method and a nose observation value vector detected by the observation method as parameters representing the motion state of the nose portion. Hereinafter, the nose state variable vector and the nose observation value vector at the sampling time tk are referred to as Dk and Ak, respectively.

【0076】機首状態変数ベクトルDkおよび機首観測
値ベクトルAkは、それぞれ、以下に示す(16)式およ
び(17)式の如く表すことができる。これらに表される
ように、機首観測値ベクトルAkは、機首の位置を表す
2つの因子(rk0,byk0)で構成される2次元ベクトルで
ある。一方、機首状態変数ベクトルDkは、機首の位置
および速度を表す4つの因子(rk,byk,drk/dt,dbyk/
dt)で構成される4次元ベクトルである。
The nose state variable vector Dk and the nose observation value vector Ak can be expressed by the following equations (16) and (17), respectively. As shown in these figures, the nose observation value vector Ak represents the position of the nose.
It is a two-dimensional vector composed of two factors (rk0, byk0). On the other hand, the nose state variable vector Dk is composed of four factors (rk, byk, drk / dt, and dbyk /
dt).

【0077】[0077]

【数12】 (Equation 12)

【0078】時刻tkにおける機首状態変数ベクトルDk
と、時刻tk-1における機首状態変数ベクトルDk-1との
間には、次式(18)に示す関係が設定できる。以下、
この関係を機首に関する運動モデルと称す。
The nose state variable vector Dk at time tk
And the nose state variable vector Dk-1 at the time tk-1 can set the relationship shown in the following equation (18). Less than,
This relationship is referred to as a nose-related motion model.

【0079】[0079]

【数13】 (Equation 13)

【0080】尚、上記(18)式に示すΨkおよびak
は、それぞれ、機首に関する状態推移行列、および、機
首に関する駆動雑音ベクトルである。状態推移行列Ψk
および駆動雑音モデルakは、運動モデルの設定に際し
て予め仮定されている。駆動雑音ベクトルakは、次式
(19)に示す如く、平均“0”分散“Lk”の正規分
布に属している。
Note that Ψk and ak shown in the above equation (18)
Are the state transition matrix for the nose and the driving noise vector for the nose, respectively. State transition matrix Ψk
The drive noise model ak is assumed in advance when setting the motion model. The driving noise vector ak belongs to a normal distribution with an average “0” and a variance “Lk” as shown in the following equation (19).

【0081】[0081]

【数14】 [Equation 14]

【0082】時刻tkにおける機首状態変数ベクトルDk
と機首観測値ベクトルAkとの間には、次式(20)に
示す関係を設定することができる。以下、この関係を機
首に関する観測モデルと称す。
The nose state variable vector Dk at time tk
A relationship expressed by the following equation (20) can be set between the nose observation value vector Ak and the nose observation value vector Ak. Hereinafter, this relationship is referred to as an observation model regarding the nose.

【0083】[0083]

【数15】 (Equation 15)

【0084】尚、上記(20)式に示すNkおよびbk
は、それぞれ、機首に関する観測行列および観測雑音ベ
クトルである。本実施形態において、観測行列は予め仮
定される行列である。観測雑音ベクトルは、次式(2
1)に示す如く、平均“0”分散“Mk”の正規分布に
属している。分散Mkは、観測状態に応じて適宜適当な
値に設定される。
It should be noted that Nk and bk shown in the above equation (20)
Are observation matrices and observation noise vectors for the nose, respectively. In the present embodiment, the observation matrix is a matrix assumed in advance. The observation noise vector is given by the following equation (2)
As shown in 1), it belongs to a normal distribution with an average “0” and a variance “Mk”. The variance Mk is appropriately set to an appropriate value according to the observation state.

【0085】[0085]

【数16】 (Equation 16)

【0086】本実施形態の目標追尾装置は、後述の如
く、サンプリング時刻毎に、観測手法により得られた結
果と、運動モデル手法により得られた結果とを平滑して
機首平滑値ベクトルDk(+)、および、機首平滑誤差共分
散行列Gk(+)を演算する。時刻tk-1における機首平滑値
ベクトルDk-1(+)および機首平滑誤差共分散行列Gk-1
(+)によれば、次式(22)および(23)に示す如
く、時刻tk-1の時点で、時刻tkで生ずると予測される機
首予測値ベクトルDk(-)、および、機首平滑誤差共分散
行列Gk(-)を求めることができる。
As will be described later, the target tracking device of this embodiment smoothes the result obtained by the observation method and the result obtained by the motion model method at each sampling time, and performs the nose smoothing value vector Dk ( +) And the nose smoothing error covariance matrix Gk (+). The nose smoothing value vector Dk-1 (+) and the nose smoothing error covariance matrix Gk-1 at time tk-1
According to (+), as shown in the following equations (22) and (23), at time tk-1, the nose prediction value vector Dk (-) predicted to occur at time tk, and the nose A smooth error covariance matrix Gk (-) can be obtained.

【0087】[0087]

【数17】 [Equation 17]

【0088】本実施形態の目標追尾装置は、観測手法に
より得られた結果と、運動モデル手法により得られた結
果とを所定のゲインで内分することにより機首平滑値ベ
クトルDk(+)および平滑誤差共分散行列Pk(+)を演算す
る。次式(24)〜(26)は、上記の平滑処理に用い
られる機首ゲイン行列Vk、および、機首ゲイン行列V
kを用いて演算される機首平滑値ベクトルDk(+)および
機首平滑誤差共分散行列Gk(+)を示す。
The target tracking apparatus according to the present embodiment internally divides the result obtained by the observation method and the result obtained by the motion model method with a predetermined gain, so that the nose smoothing value vector Dk (+) and Calculate the smoothed error covariance matrix Pk (+). The following equations (24) to (26) represent the nose gain matrix Vk and the nose gain matrix V
The nose smoothing value vector Dk (+) and the nose smoothing error covariance matrix Gk (+) calculated using k are shown.

【0089】[0089]

【数18】 (Equation 18)

【0090】上述の如く、機首状態変数ベクトルDkと
機首観測値ベクトルAkとの間には上記(20)式の関
係が成立する。また、本実施形態の目標追尾装置は、時
刻tk-1における機首の運動状態に基づいて機首予測値ベ
クトルDk(-)を求めることができる。従って、機首予測
値ベクトルDk(-)を上記(20)式に代入すれば、次式
(27)に示す如く、時刻tk-1の時点における機首の運
動状態に基づいて、時刻tkにおける機首観測値ベクトル
Akの予測値Ak(-)を得ることができる。
As described above, the relationship of the above equation (20) is established between the nose state variable vector Dk and the nose observation value vector Ak. Further, the target tracking device of the present embodiment can obtain the nose predicted value vector Dk (-) based on the nose motion state at the time tk-1. Therefore, if the nose prediction value vector Dk (-) is substituted into the above equation (20), as shown in the following equation (27), based on the motion state of the nose at the time tk-1, the time tk The predicted value Ak (-) of the nose observation value vector Ak can be obtained.

【0091】[0091]

【数19】 [Equation 19]

【0092】また、次式(28)によれば、機首予測誤
差共分散行列Gk(-)に基づいて、機首予測観測値ベクト
ルAk(-)に対する共分散行列Jk(-)を求めることができ
る。すなわち、次式(28)によれば、時刻tk-1の時点
における機首の状態に基づいて、時刻tkにおける機首予
測観測ベクトルAk(-)に対する共分散行列Jk(-)を予測
することができる。
According to the following equation (28), the covariance matrix Jk (-) for the nose prediction observation vector Ak (-) is obtained based on the nose prediction error covariance matrix Gk (-). Can be. That is, according to the following equation (28), the covariance matrix Jk (-) for the nose prediction observation vector Ak (-) at the time tk is predicted based on the nose state at the time tk-1. Can be.

【0093】[0093]

【数20】 (Equation 20)

【0094】上記(27)式に示す機首予測観測値ベク
トルAk(-)、および、上記(28)式に示す共分散行列
Jk(-)によれば、時刻tk-1の時点における機首の状態か
ら、時刻tkの時点において機首観測値ベクトルAkが存
在すると予測される領域を適当に定めることができる。
次式(29)は、追尾目標が旋回運転中である場合に機
首観測値ベクトルAkが存在すると予測される領域を定
めている。従って、本実施形態においては、時刻tkにお
ける機首観測値ベクトルAkが次式(29)の条件を満
たす場合は追尾目標が旋回中であると判断でき、一方、
上記の条件が成立しない場合は、追尾目標が旋回中でな
いと判断できる。
According to the nose prediction observation value vector Ak (-) shown in the above equation (27) and the covariance matrix Jk (-) shown in the above equation (28), the nose at the time tk-1 is obtained. From the state described above, an area in which the nose observation value vector Ak is expected to exist at the time tk can be appropriately determined.
The following equation (29) defines an area in which the nose observation value vector Ak is predicted to be present when the tracking target is turning. Therefore, in the present embodiment, when the nose observation value vector Ak at the time tk satisfies the condition of the following equation (29), it can be determined that the tracking target is turning, while
If the above condition is not satisfied, it can be determined that the tracking target is not turning.

【0095】[0095]

【数21】 (Equation 21)

【0096】次に、図3を参照して本実施形態の目標追
尾装置の動作について説明する。図3は、目標追尾装置
に対して目標追尾処理の実行が要求される毎に起動され
るルーチンである。図3に示す一連の処理においては、
先ずステップ40の処理が実行される。
Next, the operation of the target tracking device of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a routine that is started each time the target tracking device is requested to execute the target tracking process. In a series of processes shown in FIG.
First, the process of step 40 is performed.

【0097】ステップ40では、レーダセンサから供給
されるビデオ信号に2値化処理を施すことによりターゲ
ットテーブルを作成する処理が実行される。本ステップ
40の処理は、誤警報確率を一定値として、すなわち、
ビデオ信号を構成する各画素信号を2値化する際に用い
られるしきい値を一定に維持したまま実行される。本ス
テップ40の処理により上記図1に示す量子化部10が
実現される。
In step 40, a process of creating a target table by performing a binarization process on the video signal supplied from the radar sensor is executed. The process of this step 40 sets the false alarm probability as a constant value,
This is executed while the threshold value used when binarizing each pixel signal constituting the video signal is kept constant. The quantization unit 10 shown in FIG. 1 is realized by the processing of step 40.

【0098】ステップ42では、上記ステップ40の処
理により作成されたターゲットテーブル中で追尾目標の
機影に対応するエッジを検出する処理が実行される。本
ステップ42の処理により上記図1に示すスイープ間相
関部12が実現される。
In step 42, a process for detecting an edge corresponding to the image of the tracking target in the target table created by the process in step 40 is executed. The inter-sweep correlation unit 12 shown in FIG. 1 is realized by the processing of step 42.

【0099】ステップ44では、ターゲットテーブル中
で、レンジ軸方向または方位軸方向の連続する検出ヒッ
ト出力が同一の追尾目標に起因するものとして統合され
ると共に、統合領域の重心位置を表す観測値ベクトルC
kが、上記(2)式および(3)式に示す如く算出され
る。本ステップ44の処理により、上記図1に示す位置
算出部14が実現される。
In step 44, in the target table, continuous detection hit outputs in the range axis direction or the azimuth axis direction are integrated as being caused by the same tracking target, and an observation value vector representing the center of gravity of the integrated area. C
k is calculated as shown in the above equations (2) and (3). The processing of step 44 implements the position calculation unit 14 shown in FIG.

【0100】ステップ46では、検出ヒット出力の統合
領域から、追尾目標の機首部分の画素の座標、すなわ
ち、機首観測値ベクトルAkを抽出する。本ステップ4
6の処理により、上記図1に示す機首抽出部18が実現
される。
In step 46, the coordinates of the pixel of the nose portion of the tracking target, that is, the nose observation value vector Ak is extracted from the integrated area of the detected hit output. This step 4
By the processing of No. 6, the nose extracting unit 18 shown in FIG. 1 is realized.

【0101】ステップ48では、次のサンプリング時に
実現されると予想される機首座標の予測が行われる。具
体的には、 上記ステップ46で検出された機首観測値ベクトルA
k、および、前回のサンプリング時の機首状態に基づい
て予測された機首予測値ベクトルDk(-)とに基づいて、
上記(24)〜(26)式により機首平滑値ベクトルD
k(+)および機首平滑誤差共分散行列Gk(+)を演
算する処理、 それらの演算結果を上記(22)式および(23)式
に代入して、次のサンプリング時に生ずると予想される
機首予測値ベクトルDk+1(-)、および、機首予測誤差共
分散行列Gk+1(-)を演算する処理が実行される。
In step 48, the nose coordinates which are expected to be realized at the next sampling are predicted. Specifically, the nose observation value vector A detected in step 46
k, and a nose prediction value vector Dk (−) predicted based on the nose state at the time of the previous sampling,
The nose smoothing value vector D is obtained by the above equations (24) to (26).
processing for calculating k (+) and the nose smoothing error covariance matrix Gk (+), substituting the calculation results into the above equations (22) and (23), and is expected to occur at the next sampling A process of calculating the nose prediction value vector Dk + 1 (-) and the nose prediction error covariance matrix Gk + 1 (-) is executed.

【0102】本ステップ48で演算された機首予測値ベ
クトルDk+1(-)、および、機首予測誤差共分散行列Gk+
1(-)は、サンプリング間隔に相当する単位時間の遅延の
後に、旋回判定の基礎とされる。本ステップ48の処理
により、上記図1に示す旋回判定用追尾フィルタ部20
および遅延要素22が実現される。
The nose prediction value vector Dk + 1 (-) calculated in step 48 and the nose prediction error covariance matrix Gk +
1 (-) is used as a basis for turning determination after a delay of a unit time corresponding to the sampling interval. By the processing of step 48, the turning determination tracking filter unit 20 shown in FIG.
And a delay element 22 are realized.

【0103】ステップ50では、上記ステップ48で前
回のサンプリング時に演算された機首予測値ベクトルD
k(-)、および、機首予測誤差共分散行列Gk(-)を上記
(27)式および(28)式に代入することにより、今
回のサンプリング時刻tkにおける機首予測値ベクトルA
k(-)および誤差共分散行列Jk(-)が演算される。更に、
本ステップ50では、上記の如く演算されたAk(-)およ
びJk(-)と、今回のサンプリングにより観測された機首
観測値ベクトルAkとの間に上記(29)式の関係が成
立するか否かが判別される。
In step 50, the nose predicted value vector D calculated in the previous sampling in step 48 is calculated.
By substituting k (-) and the nose prediction error covariance matrix Gk (-) into the above equations (27) and (28), the nose prediction value vector A at the current sampling time tk is obtained.
k (-) and an error covariance matrix Jk (-) are calculated. Furthermore,
In this step 50, whether the relationship of the above equation (29) holds between Ak (-) and Jk (-) calculated as described above and the nose observation value vector Ak observed by the current sampling. It is determined whether or not it is.

【0104】その結果、上記の関係が成立すると判別さ
れる場合は、追尾目標が旋回運動中であると判断され
る。一方、上記の関係が成立しないと判別される場合、
または、追尾目標が検出できない、若しくは、機首部分
が不明な場合は、追尾目標がこれまでの運動を維持して
いると判別される。本ステップ50の処理により、上記
図1に示す旋回判定部24が実現される。
As a result, if it is determined that the above relationship is established, it is determined that the tracking target is in a turning motion. On the other hand, if it is determined that the above relationship does not hold,
Alternatively, if the tracking target cannot be detected or the nose portion is unknown, it is determined that the tracking target maintains the motion so far. The turning determination unit 24 shown in FIG. 1 is realized by the process of step 50.

【0105】本実施形態の目標追尾装置において、追尾
目標が旋回中であるか否かは、追尾目標である航空機の
機首の動きに基づいて判定される。すなわち、本実施形
態の目標追尾装置は、追尾目標の重心から十分に離れた
点、すなわち、追尾目標の旋回中心軸から十分に離れた
点の動きに基づいて追尾目標の旋回判定を実行する。追
尾目標が旋回運動中である場合、追尾目標には、重心付
近に比して重心から離れた点に大きな動きが生じ易い。
このため、本実施形態の目標追尾装置によれば、追尾目
標が旋回運動を開始した後、その旋回運動を速やかに、
かつ、正確に検出することができる。
In the target tracking device of this embodiment, whether or not the tracking target is turning is determined based on the movement of the nose of the aircraft that is the tracking target. That is, the target tracking device of the present embodiment executes the turning determination of the tracking target based on the movement of a point sufficiently distant from the center of gravity of the tracking target, that is, a point sufficiently distant from the turning center axis of the tracking target. When the tracking target is in a turning motion, a large movement is more likely to occur in the tracking target at a point farther from the center of gravity than in the vicinity of the center of gravity.
For this reason, according to the target tracking device of the present embodiment, after the tracking target starts the turning motion, the turning motion is immediately performed.
And it can detect correctly.

【0106】ステップ52では、駆動雑音を制御する処
理が実行される。本ステップ52では具体的には、追尾
目標が旋回運動中であると判別される場合に、上記
(5)式に示す駆動雑音ωkの分散Qkを旋回運動に対
応する値Q1に、また、追尾目標が旋回運動中でないと
判別される場合に、その分散Qkを非旋回運動に対応す
る値Q2(Q1に比して小さな値)に設定する処理が実
行される。本ステップ52の処理により上記図1に示す
駆動雑音制御部26が実現される。
In step 52, a process for controlling the driving noise is executed. Specifically, in this step 52, when it is determined that the tracking target is in a turning motion, the variance Qk of the driving noise ωk shown in the above equation (5) is changed to a value Q1 corresponding to the turning motion, and the tracking is performed. When it is determined that the target is not performing the turning motion, a process of setting the variance Qk to a value Q2 (a value smaller than Q1) corresponding to the non-turning motion is executed. The driving noise control unit 26 shown in FIG. 1 is realized by the processing of step 52.

【0107】ステップ54では、追尾目標の運動諸元の
推定が行われる。本ステップ54では、具体的には、 前回のサンプリング時の状態に基づいて予測値ベクト
ルBk(-)および予測誤差共分散行列Pk(-)を演算する処
理(上記(8)式および(9)式)、および、 今回のサンプリングにより得られた観測値ベクトルC
kと、上記の如く演算された予測値ベクトルBk(-)およ
び予測誤差共分散行列Pk(-)とに基づいて、平滑値ベク
トルBk(+)および平滑誤差共分散行列Pk(+)を演算する
処理(上記(10)式〜(12)式)が実行される。
At step 54, the motion parameters of the tracking target are estimated. In this step 54, specifically, the processing of calculating the prediction value vector Bk (-) and the prediction error covariance matrix Pk (-) based on the state at the time of the previous sampling (the above equations (8) and (9) Equation), and the observed value vector C obtained by the current sampling
k, the smoothed value vector Bk (+) and the smoothed error covariance matrix Pk (+) are calculated based on the predicted value vector Bk (−) and the predicted error covariance matrix Pk (−) calculated as described above. (The above equations (10) to (12)) are executed.

【0108】上述の如く、本実施形態の目標追尾装置に
よれば、追尾目標が旋回中である場合に、追尾目標が旋
回中でない場合に比して駆動雑音ωkの分散Qkが大き
な値に設定される。また、上述の如く、本実施形態の目
標追尾装置によれば、分散Qkが大きな値となるほど、
平滑値ベクトルBk(+)に、観測手法による結果が反映さ
れ易くなる。従って、本実施形態の目標追尾装置によれ
ば、追尾目標が旋回運動中である場合は、追尾目標が非
旋回運動中である場合に比して観測結果が重視される状
態を形成することができる。
As described above, according to the target tracking device of the present embodiment, the variance Qk of the drive noise ωk is set to a larger value when the tracking target is turning than when the tracking target is not turning. Is done. Further, as described above, according to the target tracking device of the present embodiment, as the variance Qk increases,
The result of the observation method is more likely to be reflected on the smoothed value vector Bk (+). Therefore, according to the target tracking device of the present embodiment, it is possible to form a state where the observation result is more important when the tracking target is performing a turning motion than when the tracking target is performing a non-rotating motion. it can.

【0109】上記(4)式に示す運動モデルは、追尾目
標が非旋回中である場合に追尾目標の現実の動きと精度
良く整合するモデルである。このため、追尾目標が旋回
運動中である場合は、上記(4)式に示す運動モデル
と、追尾目標の現実の動きとの間に不一致が生じ易くな
る。上述の如く、本実施形態の目標追尾装置は、このよ
うな状況下で観測結果重視の状態を形成する。従って、
本実施形態の目標追尾装置によれば、追尾目標が非旋回
中である場合と同様に、追尾目標が旋回運動中である場
合にも優れた検出精度で追尾目標の運動状態を検出する
ことができる。
The motion model shown in the above equation (4) is a model that accurately matches the actual movement of the tracking target when the tracking target is not turning. For this reason, when the tracking target is in a turning motion, inconsistency tends to occur between the motion model expressed by the above equation (4) and the actual motion of the tracking target. As described above, the target tracking device of the present embodiment forms a state where observation results are emphasized in such a situation. Therefore,
According to the target tracking device of the present embodiment, similarly to the case where the tracking target is not turning, the motion state of the tracking target can be detected with excellent detection accuracy even when the tracking target is turning. it can.

【0110】ステップ56では、上記ステップ54で演
算された予測値ベクトルBk(-)、および、予測誤差共分
散行列Pk(-)に基づいて追尾ゲートの予測領域を演算す
る処理、すなわち、サンプリング時刻tk-1における追尾
目標の運動状態に基づいて、サンプリング時刻tkでの追
尾目標の存在領域を予測する処理が実行される(上記
(13)式〜(15)式)。次回の処理サイクル時にお
いて、上記ステップ40の処理は、本ステップ54の処
理により予測された追尾ゲートを対象として実行され
る。本ステップ56の処理により、上記図1に示す追尾
ゲート算出部32が算出される。
In step 56, the process of calculating the prediction area of the tracking gate based on the prediction value vector Bk (-) calculated in step 54 and the prediction error covariance matrix Pk (-), that is, the sampling time Based on the motion state of the tracking target at tk-1, a process of predicting the existence area of the tracking target at the sampling time tk is executed (the above-described equations (13) to (15)). In the next processing cycle, the processing of step 40 is executed for the tracking gate predicted by the processing of step 54. The tracking gate calculator 32 shown in FIG. 1 is calculated by the process of step 56.

【0111】ステップ58では、目標追尾処理を終了す
るか否かが判別される。その結果、目標追尾処理を続行
すべきと判別された場合は次にステップ60の処理が実
行される。一方、目標追尾処理を終了すべきと判別され
た場合は、図3に示すルーチンが終了される。
In step 58, it is determined whether or not the target tracking processing is to be ended. As a result, if it is determined that the target tracking process should be continued, the process of step 60 is executed next. On the other hand, if it is determined that the target tracking processing should be ended, the routine shown in FIG. 3 is ended.

【0112】ステップ60では、サンプリング間隔に相
当する単位時間の経過を待つ遅延処理が実行される。上
記の遅延処理が終了すると、再び上記ステップ40の処
理が実行される。以後、目標追尾処理の終了が判別され
るまで、サンプリング時刻毎に上記ステップ40〜60
の処理が繰り返し実行される。
In step 60, a delay process for waiting for a unit time corresponding to the sampling interval to elapse is executed. When the above-described delay processing ends, the processing of step 40 is executed again. Thereafter, until the end of the target tracking processing is determined, the above steps 40 to 60 are performed at each sampling time.
Is repeatedly executed.

【0113】ところで、上記の実施形態においては、追
尾目標を航空機に限定しているが、本発明は、これに限
定されるものではなく、追尾目標は艦船や自動車などの
他の移動体であっても良い。また、上記の実施形態にお
いては、追尾目標の旋回判定を、機首の動きに基づいて
行うこととしているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、旋回判定は、追尾目標のヒット出力において
重心から離れた任意の点(例えば、追尾目標の機影の周
縁付近の点等や、重心から所定長離間した追尾目標上の
点等)の動きに基づいて実行することができる。
In the above embodiment, the tracking target is limited to the aircraft. However, the present invention is not limited to this. The tracking target may be another moving object such as a ship or a car. May be. In the above embodiment, the turning determination of the tracking target is performed based on the motion of the nose. However, the present invention is not limited to this. In this case, the processing can be executed based on the movement of an arbitrary point away from the center of gravity (for example, a point near the periphery of the image of the tracking target or a point on the tracking target separated from the center of gravity by a predetermined length).

【0114】尚、上記の実施形態においては、旋回判定
部16により前記請求項1記載の「旋回状態検出手段」
が、前記機首抽出部18により前記請求項2記載の「所
定点設定手段」、前記請求項3記載の「第2の所定点設
定手段」および前記請求項4記載の「第3の所定点設定
手段」が、それぞれ実現されている。
In the above embodiment, the "turning state detecting means" according to the first aspect is determined by the turning determining unit 16.
The nose extracting unit 18 determines the "predetermined point setting means" according to claim 2, the "second predetermined point setting means" according to claim 3, and the "third predetermined point setting means" according to claim 4. "Setting means" are each realized.

【0115】また、上記の実施形態においては、位置算
出部14により前記請求項5記載の「観測値取得手段」
が、前記追尾フィルタ部28により前記請求項5記載の
「予測値取得手段」、「平滑値取得手段」、および、
「ゲイン変更手段」が、それぞれ実現されている。
Further, in the above embodiment, the position calculating section 14 provides the “observation value obtaining means” according to the fifth aspect.
The “predicted value acquiring unit”, the “smoothed value acquiring unit” according to claim 5,
"Gain changing means" are each realized.

【0116】更に、上記の実施形態においては、追尾フ
ィルタ部28が、上記(13)式に従ってゲイン行列K
kを演算することにより前記請求項6記載の「ゲイン演
算手段」が実現されていると共に、駆動雑音制御部26
により前記請求項6記載の「駆動雑音制御手段」が実現
されている。
Further, in the above embodiment, the tracking filter unit 28 calculates the gain matrix K according to the above equation (13).
7. The "gain calculating means" according to claim 6 is realized by calculating k, and the driving noise control unit 26
Thus, the "drive noise control means" according to claim 6 is realized.

【0117】実施の形態2.次に、図4および図5を参
照して、本発明の実施の形態2について説明する。図4
は、本発明の実施の形態2の目標追尾装置のブロック構
成図を示す。尚、図4において、図1に示す構成部分と
同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略する。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
9 shows a block diagram of a target tracking device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.

【0118】本実施形態の目標追尾装置は、上記図1に
示す駆動雑音制御部26に代えて、ゲート制御部62を
備えている点に特徴を有している。ゲート制御部62
は、旋回判定部16による旋回判定の結果を受けて、追
尾ゲート算出部32に対して追尾ゲートの大きさを判断
するしきい値dkを出力する部位である。
The target tracking device of this embodiment is characterized in that a gate control unit 62 is provided instead of the drive noise control unit 26 shown in FIG. Gate control unit 62
Is a part that outputs a threshold value dk for determining the size of the tracking gate to the tracking gate calculation unit 32 in response to the result of the rotation determination by the rotation determination unit 16.

【0119】図5は、本実施形態の目標追尾装置におい
て実行される一連の処理のフローチャートを示す。図5
に示す一連の処理は、上記図3に示す一連の処理と同様
に、目標追尾処理の開始が要求された後、その終了が要
求されるまで繰り返し実行される。尚、図5において、
上記図3に示すステップと同一の処理を実行するステッ
プについては、同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略する。
FIG. 5 shows a flowchart of a series of processing executed in the target tracking device of the present embodiment. FIG.
Are executed repeatedly after the start of the target tracking process is requested and until the end thereof is requested, similarly to the series of processes shown in FIG. In FIG. 5,
Steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0120】図5に示すルーチンにおいては、ステップ
50の処理により追尾目標の旋回判定が実行された後、
ステップ64の処理が実行される。ステップ64では、
上記の旋回判定により追尾目標が旋回運動中であると判
定された場合に、追尾ゲートの大きさを決めるしきい値
dkとして所定値d1が出力される。一方、本ステップ64
では、旋回判定により追尾目標が非旋回運動中であると
判別された場合に、上記のしきい値dkとして、d1に比し
て小さな所定値d2が出力される。本ステップ64の処理
により上記図4に示すゲート制御部62が実現されてい
る。
In the routine shown in FIG. 5, after the turning of the tracking target is determined by the processing of step 50,
The process of step 64 is performed. In step 64,
A threshold value for determining the size of the tracking gate when the tracking target is determined to be performing a turning motion by the above turning determination.
A predetermined value d1 is output as dk. On the other hand, this step 64
When the tracking target is determined to be in a non-turning motion by the turning determination, a predetermined value d2 smaller than d1 is output as the threshold value dk. The gate control unit 62 shown in FIG. 4 is realized by the processing of step 64.

【0121】本実施形態の目標追尾装置は、次式(3
0)の関係を満たす観測値ベクトルCkの範囲を追尾ゲ
ートとして算出する。尚、次式(30)中、Ck(-)およ
びSk(-)は、観測ベクトルCkの予測値、および、その
予測値Ck(-)に対する誤差共分散行列である。これら
は、それぞれ、実施の形態1の場合と同様に上記(1
3)式および(14)式により算出される。
The target tracking device according to the present embodiment uses the following equation (3)
The range of the observation value vector Ck satisfying the relationship 0) is calculated as the tracking gate. In the following equation (30), Ck (-) and Sk (-) are a predicted value of the observation vector Ck and an error covariance matrix for the predicted value Ck (-). These are respectively the same as in the first embodiment (1).
It is calculated by equations 3) and (14).

【0122】[0122]

【数22】 (Equation 22)

【0123】上記(30)式によれば、しきい値dkが大
きな値であるほど大きな追尾ゲートが算出される。従っ
て、本実施形態の目標追尾装置によれば、追尾目標が旋
回運動中である場合に、追尾目標が非旋回運動中である
場合に比して大きな追尾ゲートを得ることができる。追
尾ゲートの大きさが上記の如く変化すると、追尾目標の
非旋回運動中に不必要に大きな追尾ゲートを設定するこ
となく、旋回中の追尾目標を適性に追尾ゲート内に収め
ることが可能となる。このため、本実施形態の目標追尾
装置によれば、不必要に多量の処理を行うことなく、優
れた追尾能力を実現することができる。
According to the above equation (30), a larger tracking gate is calculated as the threshold value dk increases. Therefore, according to the target tracking device of the present embodiment, a larger tracking gate can be obtained when the tracking target is performing a turning motion than when the tracking target is performing a non-rotating motion. When the size of the tracking gate changes as described above, it is possible to appropriately fit the turning target within the tracking gate without setting an unnecessary large tracking gate during the non-turning movement of the tracking target. . For this reason, according to the target tracking device of the present embodiment, excellent tracking ability can be realized without performing an unnecessary large amount of processing.

【0124】尚、上記の実施形態においては、追尾ゲー
ト算出部32によって前記請求項7記載の「追尾ゲート
設定手段」が、また、ゲート制御部62により前記請求
項7記載の「ゲート制御手段」が、それぞれ実現されて
いる。
In the above embodiment, the "tracking gate setting means" according to the seventh aspect is controlled by the tracking gate calculation section 32, and the "gate control means" according to the seventh aspect is controlled by the gate control section 62. Have been realized respectively.

【0125】実施の形態3.次に、図6および図7を参
照して、本発明の実施の形態3について説明する。図6
は、本発明の実施の形態3の目標追尾装置のブロック構
成図を示す。尚、図6において、図1に示す構成部分と
同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略する。
Embodiment 3 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
9 shows a block diagram of a target tracking device according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.

【0126】本実施形態の目標追尾装置は、上記図1に
示す駆動雑音制御部26に代えて、サンプリング間隔制
御部66を備えている点に特徴を有している。サンプリ
ング間隔制御部66は、旋回判定部16による旋回判定
の結果を受けて、量子化部10に対してサンプリング間
隔Δtkの設定値を出力する部位である。
The target tracking device of the present embodiment is characterized in that a sampling interval control unit 66 is provided instead of the drive noise control unit 26 shown in FIG. The sampling interval control unit 66 is a unit that outputs a set value of the sampling interval Δtk to the quantization unit 10 in response to the result of the turning determination by the turning determining unit 16.

【0127】図7は、本実施形態の目標追尾装置におい
て実行される一連の処理のフローチャートを示す。図7
に示す一連の処理は、上記図3に示す一連の処理と同様
に、目標追尾処理の開始が要求された後、その終了が要
求されるまで繰り返し実行される。尚、図7において、
上記図3に示すステップと同一の処理を実行するステッ
プについては、同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略する。
FIG. 7 shows a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device of the present embodiment. FIG.
Are executed repeatedly after the start of the target tracking process is requested and until the end thereof is requested, similarly to the series of processes shown in FIG. In FIG. 7,
Steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0128】図7に示すルーチンにおいては、ステップ
50の処理により追尾目標の旋回判定が実行された後、
ステップ68の処理が実行される。ステップ68では、
上記の旋回判定により追尾目標が旋回運動中であると判
定された場合に、サンプリング間隔Δtkを所定値Δt1に
設定し、一方、旋回判定により追尾目標が非旋回運動中
であると判別された場合に、サンプリング間隔ΔtkをΔ
t1に比して大きな所定値Δt2に設定する。本ステップ6
8の処理により上記図7に示すサンプリング間隔制御部
66が実現される。
In the routine shown in FIG. 7, after the turning of the tracking target is determined by the processing of step 50,
Step 68 is executed. In step 68,
When the tracking target is determined to be performing a turning motion by the above-described turning determination, the sampling interval Δtk is set to a predetermined value Δt1, and when the tracking target is determined to be performing a non-turning motion by the turning determination. To the sampling interval Δtk
It is set to a predetermined value Δt2 which is larger than t1. Step 6
8 implements the sampling interval control unit 66 shown in FIG.

【0129】上記の設定によれば、追尾目標が旋回運動
中である場合に、サンプリング間隔Δtkを狭めることに
より集中的な観測を実現し、また、追尾目標が非旋回中
である場合に不必要に頻繁に観測が実行されるのを防止
することができる。このため、本実施形態の目標追尾装
置によれば、優れた目標追尾能力を効率的に確保するこ
とができる。
According to the above setting, when the tracking target is in a turning motion, intensive observation is realized by narrowing the sampling interval Δtk, and is unnecessary when the tracking target is in a non-turning motion. Frequent observations can be prevented. For this reason, according to the target tracking device of the present embodiment, excellent target tracking capability can be efficiently secured.

【0130】尚、上記の実施形態においては、サンプリ
ング間隔制御部66により前記請求項8記載の「サンプ
リング間隔制御手段」が実現されている。
In the above embodiment, the "sampling interval control means" according to claim 8 is realized by the sampling interval control unit 66.

【0131】実施の形態4.次に、図8および図9を参
照して、本発明の実施の形態4について説明する。図8
は、本発明の実施の形態4の目標追尾装置のブロック構
成図を示す。尚、図8において、図1に示す構成部分と
同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略する。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
9 shows a block diagram of a target tracking device according to a fourth embodiment of the present invention. 8, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0132】本実施形態の目標追尾装置は、上記図1に
示す駆動雑音制御部26および追尾フィルタ部28に代
えて、追尾フィルタ制御部70および第2追尾フィルタ
部72を備えている点に特徴を有している。第2追尾フ
ィルタ部72は、追尾目標の位置項(xk,yk,zk)、速
度項(dxk/dt,dyk/dt,dzk/dt )、および、加速度項
(d2xk/dt2,d2yk/dt2,d2zk/dt2)を推定する9
次元モデルを用いる追尾フィルタ1と、位置項および速
度項のみを推定する6次元モデルを用いる追尾フィルタ
2とを備えている。
The target tracking device of this embodiment is characterized in that a tracking filter control unit 70 and a second tracking filter unit 72 are provided instead of the driving noise control unit 26 and the tracking filter unit 28 shown in FIG. have. The second tracking filter unit 72 includes a tracking target position term (xk, yk, zk), a speed term (dxk / dt, dyk / dt, dzk / dt), and an acceleration term (d2xk / dt2, d2yk / dt2, d2zk / dt2) 9
The system includes a tracking filter 1 using a two-dimensional model and a tracking filter 2 using a six-dimensional model for estimating only a position term and a velocity term.

【0133】追尾フィルタ制御部70は、旋回判定部1
6の判定結果に基づいて、追尾目標の検出処理に用いる
べき追尾フィルタを、上記の追尾フィルタ1および追尾
フィルタ2の一方に決定する。第2追尾フィルタ部72
は、選択された追尾フィルタを用いて、実施の形態1と
近似する処理を実行することにより、以下に示す如く追
尾目標の運動状態を検出する。
The tracking filter control unit 70 includes
The tracking filter to be used in the tracking target detection processing is determined to be one of the tracking filter 1 and the tracking filter 2 based on the determination result of Step 6. Second tracking filter section 72
Detects the motion state of the tracking target as described below by executing processing similar to that of the first embodiment using the selected tracking filter.

【0134】図9は、本実施形態の目標追尾装置におい
て実行される一連の処理のフローチャートを示 す。図
9に示す一連の処理は、上記図3に示す一連の処理と同
様に、目標追尾処理の開始が要求された後、その終了が
要求されるまで繰り返し実行される。尚、図9におい
て、上記図3に示すステップと同一の処理を実行するス
テップについては、同一の符号を付してその説明を省略
または簡略する。
FIG. 9 shows a flowchart of a series of processing executed in the target tracking device of the present embodiment. The series of processing shown in FIG. 9 is repeatedly executed after the start of the target tracking processing is requested and the end thereof is requested, similarly to the series of processing shown in FIG. In FIG. 9, steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

【0135】図9に示すルーチンにおいては、ステップ
50の処理により追尾目標の旋回判定が実行された後、
ステップ74の処理が実行される。ステップ74では、
追尾フィルタの次数制御が実行される。本ステップ74
では、具体的には、追尾目標が旋回運動中であると判定
された場合に、9次元モデルを対象とする追尾フィルタ
1が、また、追尾目標が非旋回運動中であると判別され
た場合に6次元モデルを対象とする追尾フィルタ2が、
それぞれ追尾目標の検出処理に用いられる追尾フィルタ
として選択される。本ステップ74の処理により上記図
8に示すステップ70の処理が実行される。
In the routine shown in FIG. 9, after the turning of the tracking target is determined by the processing of step 50,
The process of step 74 is performed. In step 74,
The order control of the tracking filter is executed. Main step 74
Specifically, when it is determined that the tracking target is in a turning motion, the tracking filter 1 for the 9-dimensional model is determined, and when the tracking target is determined to be in a non-turning motion. The tracking filter 2 for the 6-dimensional model is
Each is selected as a tracking filter used in the tracking target detection process. The processing in step 70 shown in FIG. 8 is executed by the processing in step 74.

【0136】本実施形態において、追尾フィルタ1が対
象とする9次元モデルで用いられる状態変数ベクトルB
k,1、および、追尾フィルタ2が対象とする6次元モデ
ルの状態変数ベクトルBk,2は、それぞれ次式(3
1)、(32)の如く表すことができる。
In this embodiment, the state variable vector B used in the 9-dimensional model targeted by the tracking filter 1
k, 1 and the state variable vector Bk, 2 of the 6-dimensional model targeted by the tracking filter 2 are given by the following equations (3
1) and (32).

【0137】[0137]

【数23】 (Equation 23)

【0138】また、追尾フィルタ1に対応するベクトル
を添字i=1で、一方、追尾フィルタ2に対応するベクト
ルを添字i=2でそれぞれ表すと、それぞれの追尾フィル
タに対応する運動モデルおよび観測モデルを、次式(3
3)、(34)、および、次式(35)、(36)で表
すことができる。
When the vector corresponding to the tracking filter 1 is represented by the suffix i = 1 and the vector corresponding to the tracking filter 2 is represented by the suffix i = 2, the motion model and the observation model corresponding to the respective tracking filter are represented. By the following equation (3)
3), (34) and the following equations (35), (36).

【0139】[0139]

【数24】 (Equation 24)

【0140】尚、上記(33)式に示すΦk,iおよびω
k,iは、それぞれ、追尾フィルタi(i=1,2)に対応する状
態推移行列および駆動雑音ベクトルである。また、上記
(35)式に示すHk,iおよびvkは、それぞれ、追尾フ
ィルタi(i=1,2)に対応する観測行列、および、観測雑
音ベクトルである。
Note that Φk, i and ω shown in the above equation (33)
k and i are a state transition matrix and a driving noise vector corresponding to the tracking filter i (i = 1, 2), respectively. Hk, i and vk shown in the above equation (35) are an observation matrix and an observation noise vector corresponding to the tracking filter i (i = 1, 2), respectively.

【0141】上記の如く追尾フィルタ1および2の別を
添字iで表すことによれば、9次元モデルおよび6次元
モデルのそれぞれに対応して、予測値ベクトルBk,i
(-)、予測誤差共分散行列Pk,i(-)、ゲイン行列Kk,i、
平滑値ベクトルBk,i(+)、および、予測誤差共分散行列
Pk,i(+)を次式(37)〜(41)の如く表すことがで
きる。
According to the subscript i for differentiating the tracking filters 1 and 2 as described above, the predicted value vectors Bk, i correspond to the 9-dimensional model and the 6-dimensional model, respectively.
(-), Prediction error covariance matrix Pk, i (-), gain matrix Kk, i,
The smoothed value vector Bk, i (+) and the prediction error covariance matrix Pk, i (+) can be expressed as in the following equations (37) to (41).

【0142】[0142]

【数25】 (Equation 25)

【0143】また、追尾フィルタi(i=1,2)のそれぞれ
に対応する予測値ベクトルBk,i(-)、予測誤差共分散行
列Pk,i(-)および観測行列Hk,i、および、観測雑音ベ
クトルVkの分散Rkを用いると、観測値ベクトルCkの
予測値Ck(-)、その予測値Ck(-)に対する誤差共分散
行列Sk(-)、および、追尾ゲートを定める条件式を、次
式(42)〜(44)の如く表すことができる。
Further, a prediction value vector Bk, i (-), a prediction error covariance matrix Pk, i (-) and an observation matrix Hk, i corresponding to each of the tracking filters i (i = 1, 2), and When the variance Rk of the observation noise vector Vk is used, a prediction value Ck (−) of the observation value vector Ck, an error covariance matrix Sk (−) for the prediction value Ck (−), and a conditional expression for determining a tracking gate are represented by: The following equations (42) to (44) can be used.

【0144】[0144]

【数26】 (Equation 26)

【0145】ステップ76では、上記(37)〜(4
1)式に従って、上記ステップ74で選択された追尾フ
ィルタに対応する予測値ベクトルBk,i(-)、予測誤差共
分散行列Pk,i(-) 、ゲイン行列Kk,i、平滑値ベクトル
Bk,i(+)、および、予測誤差共分散行列Pk,i(+)が演算
される。本ステップ76の処理により上記図8に示す第
2追尾フィルタ部72が実現される。
In step 76, the above (37) to (4)
According to the expression (1), the predicted value vector Bk, i (-), the prediction error covariance matrix Pk, i (-), the gain matrix Kk, i, and the smoothed value vector Bk, corresponding to the tracking filter selected in the above step 74. i (+) and a prediction error covariance matrix Pk, i (+) are calculated. The processing in step 76 implements the second tracking filter section 72 shown in FIG.

【0146】追尾目標が非旋回運動中である場合は、そ
の追尾目標に、x軸方向、y軸方向およびz軸方向の何
れにも加速度は生じない。従って、その追尾目標の運動
状態は、位置および速度のみで正確に把握することがで
きる。一方、追尾目標が旋回運動中である場合は、追尾
目標に対して旋回中心に向かう加速度が生ずる。従っ
て、その追尾目標の運動状態を正確に把握するために
は、追尾目標の加速度を検出することが必要である。
When the tracking target is in a non-turning motion, no acceleration occurs in the tracking target in any of the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. Therefore, the motion state of the tracking target can be accurately grasped only by the position and the speed. On the other hand, when the tracking target is in a turning motion, an acceleration toward the turning center occurs with respect to the tracking target. Therefore, in order to accurately grasp the motion state of the tracking target, it is necessary to detect the acceleration of the tracking target.

【0147】上記ステップ76の処理によれば、追尾目
標が非旋回運動中である場合は、追尾目標の運動状態と
して、位置項(x,y,z)および速度項(dxk/dt,dy
k/dt,dzk/dt)のみを含む平滑値ベクトルBk,2(+)を求
めることができる。一方、追尾目標が旋回運動中である
場合は、追尾目標の運動状態として、位置項および速度
項に加えて加速度項(d2xk/dt2,d2yk/dt2,d2zk/
dt2)を含む平滑値ベクトルBk,1(+)を求めることがで
きる。
According to the processing in step 76, when the tracking target is in a non-turning motion, the position term (x, y, z) and the speed term (dxk / dt, dy) are determined as the motion state of the tracking target.
k / dt, dzk / dt) can be obtained as a smoothed value vector Bk, 2 (+). On the other hand, when the tracking target is in a turning motion, the motion state of the tracking target is the acceleration term (d2xk / dt2, d2yk / dt2, d2zk /
dt2) can be obtained as a smooth value vector Bk, 1 (+).

【0148】このため、上記の処理によれば、追尾目標
が非旋回運動中である場合に不必要に演算負荷を高める
ことなく、追尾目標が旋回運動中である場合に、その追
尾目標の運動状態を正確に検出することができる。上記
ステップ76の処理が終了すると、以後、上記(42)
〜(44)式に従って追尾ゲートが演算された後(ステ
ップ56)、ステップ58の処理が実行される。
Therefore, according to the above processing, when the tracking target is in a turning motion, the motion of the tracking target is not unnecessarily increased when the tracking target is in a turning motion. The state can be accurately detected. When the process of step 76 is completed, the above (42)
After the tracking gate is calculated according to the formulas (44) (step 56), the processing of step 58 is executed.

【0149】上述の如く、本実施形態の目標追尾装置に
よれば、追尾目標の旋回状態を正確に検出すると共に、
追尾目標の旋回状態に応じて適切に9次元モデルと6次
元モデルとを切り換えることにより、追尾目標の運動状
態に関する優れた検出能力を効率良く実現することがで
きる。
As described above, according to the target tracking device of the present embodiment, the turning state of the tracking target is accurately detected, and
By appropriately switching between the 9-dimensional model and the 6-dimensional model in accordance with the turning state of the tracking target, it is possible to efficiently realize excellent detection capability regarding the motion state of the tracking target.

【0150】尚、上記の実施形態においては、第2追尾
フィルタ72により前記請求項9記載の「状態変数ベク
トル演算手段」が、追尾フィルタ制御部70により前記
請求項9記載の「変数次数変更手段」が、それぞれ実現
されている。
In the above embodiment, the “state variable vector calculating means” according to the ninth aspect is controlled by the second tracking filter 72, and the “variable degree changing means” according to the ninth aspect is controlled by the tracking filter control unit 70. Has been realized respectively.

【0151】また、上記の実施形態においては、第2追
尾フィルタ部72を構成する追尾フィルタ1および追尾
フィルタ2により前記請求項10記載の「第1追尾フィ
ルタ手段」および「第2追尾フィルタ手段」が、追尾フ
ィルタ制御部70により前記請求項10記載の「変数次
数変更手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described embodiment, the "first tracking filter means" and the "second tracking filter means" according to the tenth aspect, by the tracking filter 1 and the tracking filter 2 constituting the second tracking filter section 72. However, the “variable order changing means” according to claim 10 is realized by the tracking filter control unit 70.

【0152】実施の形態5.次に、図10および図11
を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
図10は、本発明の実施の形態5の目標追尾装置のブロ
ック構成図を示す。尚、図10において、図1に示す構
成部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略または簡略する。
Embodiment 5 FIG. Next, FIGS. 10 and 11
Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 10 shows a block diagram of a target tracking device according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0153】本実施形態の目標追尾装置は、上記図1に
示す駆動雑音制御部26および追尾フィルタ部28に代
えて、推移確率制御部78および第3追尾フィルタ部8
0を備えている。本実施形態において、第3追尾フィル
タ部80は、複数の運動モデルで構成される多重運動モ
デルに基づいて追尾目標の運動諸元を推定する。以下、
第3追尾フィルタ部80が追尾目標の運動諸元を推定す
る手法について説明する。
The target tracking device of the present embodiment differs from the drive noise control unit 26 and the tracking filter unit 28 shown in FIG. 1 in that the transition probability control unit 78 and the third tracking filter unit 8
0 is provided. In the present embodiment, the third tracking filter unit 80 estimates the motion data of the tracking target based on a multiple motion model composed of a plurality of motion models. Less than,
A method in which the third tracking filter unit 80 estimates the motion data of the tracking target will be described.

【0154】本実施形態においては、多重運動モデルを
構成する運動モデルとして、追尾目標の位置、速度およ
び加速度を推定する9次元モデル(以下、運動モデル1と
称す)と、位置項および速度項のみを推定する6次元モ
デル(以下、運動モデル2と称す)とが設定されている。
運動モデル1は、旋回運動中の追尾目標の状態を正確に
把握するのに好適なモデルである。一方、運動モデル2
は、非旋回運動中の追尾目標の状態を正確に把握するの
み好適なモデルである。
In the present embodiment, as a motion model constituting a multiple motion model, only a 9-dimensional model (hereinafter, referred to as motion model 1) for estimating the position, speed and acceleration of a tracking target, and only a position term and a speed term are used. And a six-dimensional model (hereinafter, referred to as a motion model 2) for estimating.
The motion model 1 is a model suitable for accurately grasping the state of the tracking target during the turning motion. On the other hand, exercise model 2
Is a model suitable only for accurately grasping the state of the tracking target during the non-turning motion.

【0155】第3追尾フィルタ部80は、後述の如く、
運動モデル1および2の双方についてサンプリング時刻
tkにおける状態変数ベクトルBkの予測値等を演算す
る。以下、運動モデル1に対応する演算値と、運動モデ
ル2に対応する演算値との別を添字iまたはjを用いて
表す。
As will be described later, the third tracking filter section 80
Sampling time for both motion models 1 and 2
The predicted value of the state variable vector Bk at tk is calculated. Hereinafter, the distinction between the operation value corresponding to the exercise model 1 and the operation value corresponding to the exercise model 2 is represented by using a subscript i or j.

【0156】運動モデル1に対応する状態変数ベクトル
Bk,1、および、運動モデル2に対応する状態変数ベク
トルBk,2は、それぞれ次式(45)、(46)の如く
表すことができる。本実施形態の目標追尾装置は、これ
ら2つの状態変数ベクトルを統合することにより、次式
(47)に示す9次元の統合状態変数ベクトルBk、お
よび、Bk,iを演算する。
The state variable vector Bk, 1 corresponding to the motion model 1 and the state variable vector Bk, 2 corresponding to the motion model 2 can be expressed by the following equations (45) and (46), respectively. The target tracking device of the present embodiment integrates these two state variable vectors to calculate a 9-dimensional integrated state variable vector Bk and Bk, i shown in the following equation (47).

【0157】[0157]

【数27】 [Equation 27]

【0158】尚、上記(47)式中で用いられる次数整
合行列Fiは、運動モデル1に対応するベクトル(9
次)の次数、および、運動モデル2に対応するベクトル
(6次)の次数を、共に統合状態変数ベクトルの次数と
同じ9次に整合させるための行列である。
The order matching matrix Fi used in the above equation (47) is a vector (9) corresponding to the motion model 1.
This is a matrix for matching the order of the next order and the order of the vector (sixth order) corresponding to the motion model 2 to the ninth order which is the same as the order of the integrated state variable vector.

【0159】状態変数ベクトルBk,iに対する運動モデ
ルは、次式(48)、(49)により表すことができ
る。一方、状態変数ベクトルBk,iに対する観測モデル
は、次式(50)、(51)で表すことができる。
The motion model for the state variable vector Bk, i can be expressed by the following equations (48) and (49). On the other hand, the observation model for the state variable vector Bk, i can be expressed by the following equations (50) and (51).

【0160】[0160]

【数28】 [Equation 28]

【0161】尚、上記(48)式に示すΦk,iおよびω
k,iは、それぞれ、運動モデルi(i=1,2)に対応する状態
推移行列および駆動雑音ベクトルである。また、上記
(50)式に示すHk,iおよびvkは、それぞれ、運動モ
デルi(i=1,2)に対応する観測行列、および、観測雑音
ベクトルである。
Note that Φk, i and ω shown in the above equation (48)
k and i are a state transition matrix and a driving noise vector corresponding to the motion model i (i = 1, 2), respectively. Hk, i and vk shown in the above equation (50) are an observation matrix and an observation noise vector corresponding to the motion model i (i = 1, 2), respectively.

【0162】本実施形態において、運動モデル毎の予測
値ベクトルBk,i(-)は、運動モデル毎に設定される状態
推移行列Φk,iと、後述する統合平滑値ベクトルBk(+)
とを用いて次式(52)の如く演算される。また、運動
モデル毎の予測誤差共分散行列Pk,i(-)は、運動モデル
毎に設定される状態推移行列Φk,iおよび分散Qk,iと、
後述する統合平滑誤差共分散行列Pk(+)とを用いて次式
(53)の如く演算される。
In this embodiment, the predicted value vector Bk, i (-) for each motion model is a state transition matrix Φk, i set for each motion model, and an integrated smoothed value vector Bk (+) described later.
Is calculated using the following equation (52). The prediction error covariance matrix Pk, i (-) for each motion model is a state transition matrix Φk, i and variance Qk, i set for each motion model,
Using the integrated smoothing error covariance matrix Pk (+) described later, calculation is performed as in the following equation (53).

【0163】[0163]

【数29】 (Equation 29)

【0164】上記(52)式に示す統合平滑値ベクトル
Bk(+)、および、上記(53)式に示す統合平滑誤差共
分散行列Pk(+) は、運動モデル毎に演算される平滑値
ベクトルBk,i(+)や平滑誤差共分散行列Pk,i(+)、およ
び、次数整合行列Fi等を用いて、次式(54)または
(55)の如く演算される。
The integrated smoothed value vector Bk (+) shown in the above equation (52) and the integrated smoothed error covariance matrix Pk (+) shown in the above equation (53) are the smoothed value vector calculated for each motion model. Using Bk, i (+), the smooth error covariance matrix Pk, i (+), the degree matching matrix Fi, and the like, calculation is performed as in the following equation (54) or (55).

【0165】[0165]

【数30】 [Equation 30]

【0166】本実施形態において、運動モデル毎の平滑
値ベクトルBk,i(+)および平滑誤差共分散行列Pk,i(+)
は、次式(56)に示すゲイン行列Kk,iを用いて、次
式(57)および(58)の如く演算される。
In this embodiment, the smoothed value vector Bk, i (+) and the smoothed error covariance matrix Pk, i (+) for each motion model
Is calculated as in the following equations (57) and (58) using the gain matrix Kk, i shown in the following equation (56).

【0167】[0167]

【数31】 (Equation 31)

【0168】更に、上記(54)式および(55)式中
で用いられるβk,iは、時刻tkにおいて運動モデルiが
成立する確率である。確率βk,iは、次式(59)、
(60)により演算される。
Further, βk, i used in the above equations (54) and (55) is the probability that the motion model i is established at the time tk. The probability βk, i is given by the following equation (59):
It is calculated by (60).

【0169】[0169]

【数32】 (Equation 32)

【0170】尚、上記(59)式で用いられる関数g(a;
b;c)は、平均b、共分散行列cの3変量正規分布のaに
おける確率密度関数である。
It should be noted that the function g (a;
b; c) is a probability density function at a of the trivariate normal distribution of the mean b and the covariance matrix c.

【0171】上記(60)式の演算には、推移確率Pij
が用いられている。推移確率Pijは、追尾目標の運動状
態が、運動モデルj(j=1または2)に適合する運動状態
から、運動モデルi(i=1または2)に適合する運動状態
に推移する確率である。推移確率Pijは、追尾目標の運
動状態を正確に検出するうえで重要な値である。
In the calculation of the above equation (60), the transition probability Pij
Is used. The transition probability Pij is a probability that the motion state of the tracking target changes from a motion state matching the motion model j (j = 1 or 2) to a motion state matching the motion model i (i = 1 or 2). . The transition probability Pij is an important value for accurately detecting the motion state of the tracking target.

【0172】本実施形態において、推移確率Pijは、
i=jの場合、すなわち、連続する2回のサンプリング
の間に、追尾目標に適合する運動モデルが変化しない場
合、および、i≠jの場合、すなわち、連続する2回
のサンプリングの間に、追尾目標に適合する運動モデル
が変化する場合のそれぞれについて、次式(61)の如
く定義されている。
In this embodiment, the transition probability Pij is
If i = j, ie, the motion model that matches the tracking target does not change between two consecutive samplings, and if i ≠ j, ie, between two consecutive samplings, For each of the cases where the motion model conforming to the tracking target changes, it is defined as in the following equation (61).

【0173】[0173]

【数33】 [Equation 33]

【0174】上記(61)式において、Δtkはサンプリ
ング間隔である。また、λkは追尾目標の状態に応じて
設定される目標用パラメータである。上記(61)式に
よれば、目標パラメータλkが大きいほど、または、サ
ンプリング間隔Δtkが長期間であるほど、Pij(i=
j)が小さな値となり、かつ、Pij(i≠j)が大きな
値となる。
In the above equation (61), Δtk is a sampling interval. Λk is a target parameter set according to the state of the tracking target. According to the above equation (61), the larger the target parameter λk or the longer the sampling interval Δtk, the longer Pij (i =
j) has a small value and Pij (i ≠ j) has a large value.

【0175】目標パラメータλkには、次式(62)に
示す如く、追尾目標が旋回運動中であると判定される場
合に旋回目標用パラメータλ1が代入されると共に、追
尾目標が非旋回運動中であると判別される場合に直進目
標用パラメータλ2が代入される。旋回目標用パラメー
タλ1は、直進目標用パラメータλ2に比して大きな値で
ある。
As shown in the following equation (62), when it is determined that the tracking target is in a turning motion, the turning target parameter λ1 is substituted into the target parameter λk, and when the tracking target is in the non-turning motion, Is determined, the straight-ahead target parameter λ2 is substituted. The turning target parameter λ1 has a larger value than the straight traveling target parameter λ2.

【0176】[0176]

【数34】 (Equation 34)

【0177】従って、追尾目標が旋回運動中である場合
は、推移確率Pij(i=j)が小さな値となり、推移確
率Pij(i≠j)が大きな値となる。一方、追尾目標が
非旋回運動中である場合は、推移確率Pij(i=j)が
大きな値となり、推移確率Pij(i≠j)が小さな値と
なる。
Therefore, when the tracking target is in a turning motion, the transition probability Pij (i = j) has a small value and the transition probability Pij (i ≠ j) has a large value. On the other hand, when the tracking target is in a non-turning motion, the transition probability Pij (i = j) has a large value and the transition probability Pij (i ≠ j) has a small value.

【0178】追尾目標の旋回運動中は、追尾目標に適合
する運動モデルが、運動モデル1と運動モデル2との間
で推移する確率が高いと考えられる。従って、この場合
は、推移確率Pij(i=j)が小さな値であり、かつ、
推移確率Pij(i≠j)が大きな値であることが適切で
ある。一方、追尾目標の非旋回運動中は、追尾目標に適
合する運動モデルが運動モデル1と運動モデル2との間
で推移する確率が低いと考えられる。従って、この場合
は、推移確率Pij(i=j)が大きな小さな値であり、
かつ、推移確率Pij(i≠j)が小さな値であることが
適切である。
During the turning movement of the tracking target, it is considered that the probability that the motion model conforming to the tracking target changes between the motion model 1 and the motion model 2 is high. Therefore, in this case, the transition probability Pij (i = j) is a small value, and
It is appropriate that the transition probability Pij (i ≠ j) is a large value. On the other hand, during the non-turning motion of the tracking target, it is considered that the probability that the motion model conforming to the tracking target changes between the motion model 1 and the motion model 2 is low. Therefore, in this case, the transition probability Pij (i = j) is a large and small value,
It is appropriate that the transition probability Pij (i ≠ j) is a small value.

【0179】上記(62)式の設定によれば、追尾目標
の旋回運動中、および、非旋回運動中に、共に上述した
適切な状態を形成することができる。このため、本実施
形態の目標追尾装置によれば、追尾目標の旋回状態に関
わらず、推移確率Pijを常に適切な値に設定することが
できる。
According to the setting of the above equation (62), the appropriate state described above can be formed both during the turning movement of the tracking target and during the non-turning movement. Therefore, according to the target tracking device of the present embodiment, the transition probability Pij can always be set to an appropriate value regardless of the turning state of the tracking target.

【0180】上記(52)式および(53)式により、
運動モデル毎に演算される予測値ベクトルBk,i(-)は、
それぞれ、次式(63)および(64)により、統合予
測値ベクトルBk(-)、および、統合予測誤差共分散行列
Pk(-)に統合することができる。
From the above equations (52) and (53),
The predicted value vector Bk, i (-) calculated for each motion model is
By using the following equations (63) and (64), respectively, the integrated prediction value vector Bk (-) and the integrated prediction error covariance matrix Pk (-) can be integrated.

【0181】[0181]

【数35】 (Equation 35)

【0182】上記(63)式中、“Pij・βk-1,j”
は、時刻tk-1の時点で追尾目標に適合する運動モデルが
運動モデルjであり、かつ、時刻tkの時点で追尾目標に
適合する運動モデルが運動モデルiである確率を表して
いる。運動モデルiに対する予測値ベクトルBk,i(-)の
値は、その値“Pij・βk-1,j”が大きいほど統合予測
値ベクトルBk(-)に大きく反映される。
In the above equation (63), “Pij · βk-1, j”
Represents the probability that the motion model conforming to the tracking target at the time tk-1 is the motion model j and the motion model conforming to the tracking target at the time tk is the motion model i. The value of the predicted value vector Bk, i (-) for the motion model i is reflected in the integrated predicted value vector Bk (-) as the value "Pij.beta.k-1, j" increases.

【0183】“βk-1,j”は、時刻tk-1の時点で追尾目
標に適合する運動モデルの番号とjとが一致する場合に
大きな値となる。従って、“Pij・βk-1,j”は、jが
上記の条件を満たす場合に大きな値となる。jが上記の
条件を満たしている場合、“Pij・βk-1,j”は、Pij
が大きいほど大きな値となる。
"Βk-1, j" becomes a large value when j matches the number of the motion model that matches the tracking target at the time tk-1. Therefore, “Pij · βk−1, j” becomes a large value when j satisfies the above condition. If j satisfies the above condition, “Pij · βk−1, j” becomes Pij
The larger the value, the larger the value.

【0184】上述の如く、Pijは、追尾目標が旋回運動
中である場合は、Pij(i=j)が小さく、かつ、Pij
(i≠j)が大きくなるように設定されている。従っ
て、この場合、“Pij・βk-1,j”は、i≠jの成立す
るiについて大きな値となる。このため、追尾目標が旋
回運動中である場合、統合予測値ベクトルBk,i(-)に
は、時刻tk-1の時点で追尾目標に適合していた運動モデ
ル(例えば運動モデル1)と異なる運動モデル(例えば
運動モデル2)に対応する予測値ベクトルBk,i(-)が大
きく反映される。
As described above, when the tracking target is in a turning motion, Pij is small, and Pij is small.
(I ≠ j) is set to be large. Therefore, in this case, “Pij · βk−1, j” is a large value for i where i ≠ j holds. For this reason, when the tracking target is in a turning motion, the integrated predicted value vector Bk, i (-) differs from the motion model (for example, motion model 1) that was adapted to the tracking target at the time tk-1. The predicted value vector Bk, i (-) corresponding to the motion model (for example, motion model 2) is largely reflected.

【0185】一方、本実施形態において、Pijは、追尾
目標が非旋回運動中である場合は、Pij(i=j)が大
きく、かつ、Pij(i≠j)が小さくなるように設定さ
れている。従って、この場合、“Pij・βk-1,j”は、
i=jの成立するiについて大きな値となる。このた
め、追尾目標が非旋回運動中である場合、統合予測値ベ
クトルBk(-)には、時刻tk-1の時点で追尾目標に適合し
ていた運動モデル(例えば運動モデル1)と同じ運動モ
デル(例えば運動モデル1)に対応する予測値ベクトル
Bk(-)が大きく反映される。
On the other hand, in this embodiment, Pij is set so that Pij (i = j) is large and Pij (i ≠ j) is small when the tracking target is in a non-turning motion. I have. Therefore, in this case, “Pij · βk-1, j” is
It becomes a large value for i where i = j holds. Therefore, when the tracking target is in a non-turning motion, the integrated predicted value vector Bk (-) includes the same motion as the motion model (for example, the motion model 1) that matches the tracking target at the time tk-1. The predicted value vector Bk (-) corresponding to the model (for example, the exercise model 1) is largely reflected.

【0186】このように、本実施形態の目標追尾装置に
よれば、追尾目標の旋回運動中には、統合予測値ベクト
ルBk(-)の演算において主導的に用いられる運動モデル
が変化し易い状態を形成することができ、また、追尾目
標の非旋回運動中には、統合予測値ベクトルBk(-)の演
算において主導的に用いられる運動モデルが変化し難い
状態を形成することができる。
As described above, according to the target tracking apparatus of the present embodiment, during the turning movement of the tracking target, the motion model mainly used in the calculation of the integrated predicted value vector Bk (-) tends to change. Can be formed, and during the non-turning movement of the tracking target, a state in which the movement model mainly used in the calculation of the integrated predicted value vector Bk (−) hardly changes can be formed.

【0187】本実施形態において、観測値ベクトルCk
の予測値Ck(-)、その予測値Ck(-)に対する誤差共分
散行列Sk(-)、および、追尾ゲートを定める条件式は、
上記(63)式により演算される統合予測値ベクトルB
k(-)、上記(64)式により演算される統合予測滑誤差
共分散行列Pk(-)、観測行列Hk、および、観測雑音ベ
クトルVkの分散Rkを用いて次式(65)〜(67)の
如く表すことができる。
In this embodiment, the observation value vector Ck
Is a predicted value Ck (−), an error covariance matrix Sk (−) for the predicted value Ck (−), and a conditional expression for determining a tracking gate are:
The integrated predicted value vector B calculated by the above equation (63)
The following equations (65) to (67) are obtained using k (−), the integrated prediction slip error covariance matrix Pk (−) calculated by the above equation (64), the observation matrix Hk, and the variance Rk of the observation noise vector Vk. ).

【0188】[0188]

【数36】 [Equation 36]

【0189】図11は、本実施形態の目標追尾装置にお
いて実行される一連の処理のフローチャートを示す。図
11に示す一連の処理は、上記図3に示す一連の処理と
同様に、目標追尾処理の開始が要求された後、その終了
が要求されるまで繰り返し実行される。尚、図11にお
いて、上記図3に示すステップと同一の処理を実行する
ステップについては、同一の符号を付してその説明を省
略または簡略する。
FIG. 11 shows a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device of the present embodiment. Similar to the series of processing shown in FIG. 3, the series of processing shown in FIG. 11 is repeatedly executed after the start of the target tracking processing is requested and until the end thereof is requested. In FIG. 11, steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0190】図11に示すルーチンにおいては、ステッ
プ50の処理により追尾目標の旋回判定が実行された
後、ステップ82の処理が実行される。ステップ82で
は、推移確率Pijの設定値を制御する処理が実行され
る。本ステップ82では、具体的には、上記(62)式
に示す如く、追尾目標が旋回運動中であると判定されて
いる場合に目標パラメータλkにλ1を設定し、また、
追尾目標が非旋回運動中であると判定されている場合に
目標パラメータλkにλ2を設定すると共に、上記(6
1)式に従って推移確率Pijを演算する処理が実行され
る。本ステップ82の処理により、上記図10に示す推
移確率制御部78が実現されている。
In the routine shown in FIG. 11, after the turning of the tracking target is determined by the processing of step 50, the processing of step 82 is performed. In step 82, processing for controlling the set value of the transition probability Pij is executed. In this step 82, specifically, as shown in the above equation (62), when it is determined that the tracking target is in a turning motion, λ1 is set to the target parameter λk,
If it is determined that the tracking target is in a non-turning motion, λ2 is set as the target parameter λk, and (6)
A process of calculating the transition probability Pij according to the expression 1) is executed. The transition probability control unit 78 shown in FIG. 10 is realized by the processing of step 82.

【0191】上記の設定によれば、追尾目標が旋回運動
中である場合に、主導的に用いられる運動モデルが推移
し易い状態を形成して、旋回目標に対する目標追尾装置
の追従性を高めることができる。また、上記の設定によ
れば、追尾目標が非旋回運動中である場合に、主導的に
用いられる運動モデルが推移し難い状態を形成して、観
測精度の安定化を図ることができる。
According to the above setting, when the tracking target is in a turning motion, a state in which the movement model used initiatively changes easily is formed, and the followability of the target tracking device with respect to the turning target is improved. Can be. Further, according to the above setting, when the tracking target is in a non-turning motion, a state in which the movement model used initiatively does not easily change is formed, and the observation accuracy can be stabilized.

【0192】ステップ84では、上記ステップ82の処
理により演算された推移確率Pijを用いて、上述した多
重運動モデルに基づく手法で追尾目標の運動諸元を推定
する処理が実行される(上式(52)〜(60)、(6
3)、(64))。
In step 84, using the transition probability Pij calculated in the process of step 82, the process of estimating the motion data of the tracking target is performed by the method based on the multiple motion model described above (the above equation (Eq. 52) to (60), (6)
3), (64)).

【0193】上記ステップ84の処理が終了すると、以
後、上記(65)式〜(67)式により追尾ゲートが演
算された後(ステップ56)、ステップ58の処理が実行
される。
After the processing of step 84 is completed, the tracking gate is calculated by the above equations (65) to (67) (step 56), and then the processing of step 58 is executed.

【0194】ところで、上記の実施形態においては、多
重運動モデルを構成する運動モデルの数を2つに設定し
ているが、本発明は、これに限定されるものではなく、
より多くの運動モデルにより多重運動モデルを構成する
こととしてもよい。
In the above embodiment, the number of motion models constituting the multiple motion model is set to two. However, the present invention is not limited to this.
A multiple motion model may be configured by more motion models.

【0195】尚、上記の実施形態においては、第3追尾
フィルタ部80が、運動モデル毎に予測値ベクトルBk,
i(-)を演算することにより前記請求項11記載の「多重
運動諸元推定手段」が、推移確率Pijを演算することに
より前記請求項11記載の「推移確率演算手段」が、予
測値ベクトルBk,i(-)を統合して統合予測値ベクトルB
k(-)を演算することにより前記請求項11記載の「運動
諸元統合手段」が、それぞれ実現されていると共に、推
移確率制御部78により前記請求項11記載の「推移確
率制御手段」が実現されている。
In the above-described embodiment, the third tracking filter unit 80 calculates the predicted value vector Bk,
By calculating i (-), the “multiple motion specification estimating means” according to claim 11 calculates the transition probability Pij, and the “transition probability calculating means” according to claim 11 calculates the prediction value vector. Bk, i (-) is integrated to obtain an integrated predicted value vector B
By calculating k (−), the “motion data integration means” according to claim 11 is realized, and the “transition probability control means” according to claim 11 is realized by the transition probability control unit 78. Has been realized.

【0196】実施の形態6.次に、図12および図13
を参照して、本発明の実施の形態6について説明する。
図12は、本発明の実施の形態6の目標追尾装置のブロ
ック構成図を示す。尚、図12において、図1に示す構
成部分と同一の部分には同一の符号を付してその説明を
省略または簡略する。
Embodiment 6 FIG. Next, FIG. 12 and FIG.
Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 12 shows a block diagram of a target tracking device according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.

【0197】本実施形態の目標追尾装置は、上記図1に
示す駆動雑音制御部26および追尾フィルタ部28に代
えて、信頼度制御部86および第4追尾フィルタ部88
を備えている。本実施形態において、第4追尾フィルタ
部88は、上記(52)〜(58)式、(63)式、お
よび、(64)式を用いて、実施の形態5の場合と近似
する手法で追尾目標の運動諸元、すなわち、統合状態変
数ベクトルBkを演算する。
The target tracking device of this embodiment is different from the driving noise control unit 26 and the tracking filter unit 28 shown in FIG. 1 in that the reliability control unit 86 and the fourth tracking filter unit 88 are used.
It has. In the present embodiment, the fourth tracking filter unit 88 uses the above equations (52) to (58), equations (63), and (64) to track in a manner similar to that of the fifth embodiment. The target motion specifications, that is, the integrated state variable vector Bk is calculated.

【0198】上述した実施の形態5において、運動モデ
ルiが成立する確率βk,iは、上記(59)式および(6
0)式に基づいて演算される。本実施形態の目標追尾装
置は、信頼度制御部24が、旋回判定部16の旋回判定
結果に基づいて、確率βk,iを強制的に修正する点に特
徴を有している。
In Embodiment 5 described above, the probability βk, i that the motion model i is established is calculated by the above equation (59) and (6)
It is calculated based on equation (0). The target tracking device of the present embodiment is characterized in that the reliability control unit 24 forcibly corrects the probability βk, i based on the turning determination result of the turning determining unit 16.

【0199】図13は、本実施形態の目標追尾装置にお
いて実行される一連の処理のフローチャートを示す。図
13に示す一連の処理は、上記図3に示す一連の処理と
同様に、目標追尾処理の開始が要求された後、その終了
が要求されるまで繰り返し実行される。尚、図13にお
いて、上記図3に示すステップと同一の処理を実行する
ステップについては、同一の符号を付してその説明を省
略または簡略する。
FIG. 13 shows a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device of the present embodiment. The series of processing shown in FIG. 13 is repeatedly executed after the start of the target tracking processing is requested and the end thereof is requested, similarly to the series of processing shown in FIG. In FIG. 13, steps that execute the same processing as the steps shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.

【0200】図13に示すルーチンにおいては、ステッ
プ50の処理により追尾目標の旋回判定が実行された
後、ステップ90の処理が実行される。ステップ90で
は、運動モデルの信頼度制御が実行される。本ステップ
90では、具体的には、追尾目標が旋回運動中であると
判定されている場合に運動モデル1の成立確率βk,1を
“1”とし、かつ、運動モデル2の成立確率βk,2を
“0”とする処理、および、追尾目標が非旋回判定中で
あると判別される場合に運動モデル1の成立確率βk,1
を“0”とし、かつ、運動モデル2の成立確率βk,2を
“1”とする処理が実行される。
In the routine shown in FIG. 13, after the turning of the tracking target is determined by the processing of step 50, the processing of step 90 is executed. In step 90, the reliability control of the motion model is executed. In the present step 90, specifically, when it is determined that the tracking target is in a turning motion, the establishment probability βk, 1 of the motion model 1 is set to “1”, and the establishment probability βk, 2 to “0”, and the probability of establishment βk, 1 of the motion model 1 when it is determined that the tracking target is in the non-turning determination.
Is set to “0” and the probability of establishment βk, 2 of the motion model 2 is set to “1”.

【0201】ステップ92では、上記ステップ90の処
理により設定された確率βk,iを用いて、上述した多重
運動モデルに基づく手法で追尾目標の運動諸元が推定さ
れる。上記ステップ92の処理が終了すると、以後、ス
テップ56以降の処理が実行される。
In step 92, using the probability βk, i set by the processing in step 90, the motion data of the tracking target is estimated by a method based on the multiple motion model described above. When the processing in step 92 is completed, the processing in and after step 56 is executed.

【0202】上記の処理によれば、追尾目標の運動状態
に応じて強制的に確率βk,iの値を“1”または“0”
とすることにより、追尾目標の旋回運動中には、旋回運
動の把握に適した運動モデル1の成立確率を高め、か
つ、追尾目標の非旋回運動中には直進運動の把握に適し
た運動モデル2の成立確率を高めることができる。この
ため、本実施形態の目標追尾装置によれば、追尾目標の
追尾に関して優れた追従性を実現することができる。
According to the above processing, the value of the probability βk, i is forcibly set to “1” or “0” according to the motion state of the tracking target.
By doing so, the probability of establishment of the motion model 1 suitable for grasping the turning motion during the turning motion of the tracking target is increased, and the motion model suitable for grasping the straight-line motion during the non-turning motion of the tracking target. 2 can be increased. For this reason, according to the target tracking device of the present embodiment, it is possible to realize excellent tracking performance in tracking the tracking target.

【0203】尚、上記の実施形態においては、第4追尾
フィルタ部88が、運動モデル毎に予測値ベクトルBk,
i(-)を演算することにより前記請求項13記載の「多重
運動諸元推定手段」が、予測値ベクトルBk,i(-)を統合
して統合予測値ベクトルBk(-)を演算することにより前
記請求項13記載の「第2運動諸元統合手段」が、それ
ぞれ実現されていると共に、信頼度制御部86により前
記請求項13記載の「信頼度制御手段」が実現されてい
る。
In the above embodiment, the fourth tracking filter unit 88 calculates the predicted value vector Bk,
By calculating i (-), the "multiple motion specification estimating means" according to claim 13 integrates the predicted value vectors Bk, i (-) to calculate an integrated predicted value vector Bk (-). Accordingly, the "second motion specification integrating means" according to claim 13 is realized, and the "reliability control means" according to claim 13 is realized by the reliability control unit 86.

【0204】[0204]

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。請求項1
または請求項15記載の発明によれば、追尾目標の旋回
状態が重心と異なる点の動きに基づいて検出される。追
尾目標の旋回中は、重心と異なる点に大きな動きが生じ
易い。このため、本発明によれば、追尾目標の旋回状態
を速やかに、かつ、正確に検出することができる。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. Claim 1
According to the fifteenth aspect, the turning state of the tracking target is detected based on the movement of a point different from the center of gravity. While the tracking target is turning, a large movement is likely to occur at a point different from the center of gravity. For this reason, according to the present invention, the turning state of the tracking target can be detected quickly and accurately.

【0205】請求項2記載の発明によれば、追尾目標の
長軸方向の端部の動きに基づいて追尾目標の旋回判定が
実行される。このため、本発明によれば、正確な旋回判
定を行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, the turning determination of the tracking target is executed based on the movement of the end of the tracking target in the long axis direction. For this reason, according to the present invention, accurate turning determination can be performed.

【0206】請求項3記載の発明によれば、追尾目標の
ヒット出力の任意の点の動きに基づいて追尾目標の旋回
判定が実行される。このため、本発明によれば、正確な
旋回判定を容易に行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, the turning determination of the tracking target is executed based on the movement of an arbitrary point of the hit output of the tracking target. For this reason, according to the present invention, accurate turning determination can be easily performed.

【0207】請求項4記載の発明によれば、重心から所
定長離れた点の動きに基づいて追尾目標の旋回判定が実
行される。重心から所定長離れた点は、追尾目標の旋回
速度に応じた変化を示す。このため、本発明によれば、
追尾目標の旋回状態を正確に検出することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the determination of the turning of the tracking target is executed based on the movement of a point separated from the center of gravity by a predetermined distance. A point at a predetermined distance from the center of gravity indicates a change according to the turning speed of the tracking target. Therefore, according to the present invention,
The turning state of the tracking target can be accurately detected.

【0208】請求項5記載の発明によれば、観測値と予
測値とを平滑することにより、重心の動きを精度良く表
す平滑値が演算される。平滑値の演算に用いられるゲイ
ンは、追尾目標の旋回状態に応じて変更される。このた
め、平滑値は、追尾目標が旋回運動中である場合も、追
尾目標が非旋回運動中である場合も、常に精度良く現実
の重心の状態に一致する。
According to the fifth aspect of the present invention, the smoothed value representing the movement of the center of gravity is calculated by smoothing the observed value and the predicted value. The gain used for calculating the smoothed value is changed according to the turning state of the tracking target. For this reason, the smoothed value always accurately matches the state of the actual center of gravity regardless of whether the tracking target is performing the turning motion or the tracking target is performing the non-turning motion.

【0209】請求項6記載の発明によれば、追尾目標が
旋回運動中である場合は、追尾目標が非旋回運動中であ
る場合に比して駆動雑音が大きな値に設定される。その
結果、所定ゲインが観測値重視の値になり、平滑値に観
測値が反映され易い状態が形成される。このため、この
ため、本発明によれば、追尾目標の旋回状態に関わら
ず、現実の重心の状態を精度良く表す平滑値を得ること
ができる。
[0209] According to the invention of claim 6, when the tracking target is in a turning motion, the driving noise is set to a larger value than when the tracking target is in a non-turning motion. As a result, the predetermined gain becomes a value that emphasizes the observation value, and a state is formed in which the observation value is easily reflected on the smoothed value. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a smooth value that accurately represents the actual state of the center of gravity regardless of the turning state of the tracking target.

【0210】請求項7または請求項16記載の発明によ
れば、追尾目標の旋回状態に応じて追尾ゲートが設定さ
れるため、不必要な処理を実行することなく、優れた追
尾能力を実現することができる。
According to the present invention, since the tracking gate is set according to the turning state of the tracking target, an excellent tracking ability is realized without executing unnecessary processing. be able to.

【0211】請求項8または請求項17記載の発明によ
れば、追尾目標の旋回状態に応じてサンプリング間隔が
変更されるため、追尾目標の旋回運動中に集中的に観測
を行ない、追尾目標の非旋回運動中に、演算負荷の軽減
を図ることができる。
According to the eighth or seventeenth aspect of the present invention, since the sampling interval is changed according to the turning state of the tracking target, intensive observation is performed during the turning movement of the tracking target, and The calculation load can be reduced during the non-swinging motion.

【0212】請求項9または請求項18記載の発明によ
れば、追尾目標の運動状態を表す状態変数ベクトルの次
数が、追尾目標の旋回状態に応じて変更されるため、追
尾目標の運動諸元の推定を、運動状態に応じた適切な状
態変数に基づいて行なうことができる。
According to the ninth or eighteenth aspect, the order of the state variable vector representing the motion state of the tracking target is changed in accordance with the turning state of the tracking target. Can be estimated based on an appropriate state variable according to the exercise state.

【0213】請求項10記載の発明によれば、追尾目標
が旋回運動中である場合に追尾目標の位置および速度に
加えて加速度を含む状態変数ベクトルを検出することが
できると共に、追尾目標が非旋回運動中である場合に、
追尾目標の加速度を含まない状態変数ベクトルを検出す
ることができる。従って、本発明によれば、追尾目標の
非旋回運動中における演算負荷の抑制しつつ、追尾目標
の旋回運動中に優れた検出能力を確保することができ
る。
According to the tenth aspect of the present invention, when the tracking target is in a turning motion, a state variable vector including acceleration in addition to the position and speed of the tracking target can be detected, and if the tracking target is not moving. If you are in a turning motion,
A state variable vector that does not include the acceleration of the tracking target can be detected. Therefore, according to the present invention, it is possible to secure an excellent detection capability during the turning movement of the tracking target while suppressing the calculation load during the non-turning movement of the tracking target.

【0214】請求項11または請求項19記載の発明に
よれば、多重運動モデルに基づいて推定される運動諸元
を統合する際に用いられる推移確率が、追尾目標の旋回
状態に応じて変更されるため、旋回目標に対する追従性
を良くすることができる。
According to the eleventh or nineteenth aspect of the present invention, the transition probability used when integrating the motion data estimated based on the multiple motion model is changed according to the turning state of the tracking target. Therefore, the followability to the turning target can be improved.

【0215】請求項12記載の発明によれば、多重モデ
ルに、旋回状態の追尾目標の運動状態を正確に把握する
のに好適な第1運動モデルと、非旋回状態の追尾目標の
運動状態を正確に把握するのに好適な第2運動モデルと
が含まれているため、追尾目標の旋回運動中および非旋
回運動中の双方において、追尾目標の運動状態を正確に
把握することができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, the first motion model suitable for accurately grasping the motion state of the tracking target in the turning state and the motion state of the tracking target in the non-turning state are included in the multiplex model. Since the second motion model suitable for grasping accurately is included, the motion state of the tracking target can be grasped accurately both during the turning motion of the tracking target and during the non-turning motion.

【0216】請求項13または請求項20記載の発明に
よれば、追尾目標の旋回状態に応じて、追尾目標の状態
を把握するうえで適切な運動モデルの成立確率が高めら
れるため、追尾目標の追尾に関する追従性を良好にする
ことができる。
According to the thirteenth or twentieth aspect of the present invention, the probability of establishing an appropriate motion model for grasping the state of the tracking target is increased in accordance with the turning state of the tracking target. The tracking ability for tracking can be improved.

【0217】請求項14記載の発明によれば、追尾目標
の旋回運動中に、旋回運動中の追尾目標の把握に適した
運動モデルの成立確率を1とし、一方、追尾目標の非旋
回運動中に非旋回運動中の追尾目標の把握に適した運動
モデルの成立確率を1とすることができるため、追尾目
標の追尾に関する追従性を良好にすることができる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, during the turning movement of the tracking target, the probability of establishing a motion model suitable for grasping the tracking target during the turning movement is set to 1, while on the other hand, during the non-turning movement of the tracking target. Since the probability of establishing a motion model suitable for grasping a tracking target during a non-turning motion can be set to 1, the tracking performance of tracking the tracking target can be improved.

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

【図1】 本発明の実施の形態1の目標追尾装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a target tracking device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示すスイープ間相関部で作成されるタ
ーゲットテーブルの一例である。
FIG. 2 is an example of a target table created by an inter-sweep correlation unit shown in FIG. 1;

【図3】 図1に示す目標追尾装置において実行される
一連の処理のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【図4】 本発明の実施の形態2の目標追尾装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 4 is a block diagram of a target tracking device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 図4に示す目標追尾装置において実行される
一連の処理のフローチャートである。
5 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【図6】 本発明の実施の形態3の目標追尾装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 6 is a block diagram of a target tracking device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 図6に示す目標追尾装置において実行される
一連の処理のフローチャートである。
7 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【図8】 本発明の実施の形態4の目標追尾装置のブロ
ック構成図である。
FIG. 8 is a block diagram of a target tracking device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 図8に示す目標追尾装置において実行される
一連の処理のフローチャートである。
9 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【図10】 本発明の実施の形態5の目標追尾装置のブ
ロック構成図である。
FIG. 10 is a block diagram of a target tracking device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 図10に示す目標追尾装置において実行さ
れる一連の処理のフローチャートである。
11 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【図12】 本発明の実施の形態6の目標追尾装置のブ
ロック構成図である。
FIG. 12 is a block diagram of a target tracking device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】 図12に示す目標追尾装置において実行さ
れる一連の処理のフローチャートである。
13 is a flowchart of a series of processes executed in the target tracking device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 量子化部、 12 スイープ間相関部、 14 位置
算出部、 16 旋回判定部、 18 機首抽出部、 20
旋回判定用追尾フィルタ部、 24 旋回判定実行部、
26 駆動雑音制御部、 28 追尾フィルタ部、 32
追尾ゲート算出部、 62 ゲート制御部、 66 サンプ
リング間隔制御部、 68 追尾フィルタ制御部、 70
第2追尾フィルタ部、 78 推移確率制御部、 80 第
3追尾フィルタ部、 86 信頼度制御部、 88 第4追
尾フィルタ部。
Reference Signs List 10 quantization unit, 12 inter-sweep correlation unit, 14 position calculation unit, 16 turning judgment unit, 18 nose extraction unit, 20
Tracking filter unit for turning judgment, 24 turning judgment execution unit,
26 drive noise control unit, 28 tracking filter unit, 32
Tracking gate calculation unit, 62 gate control unit, 66 sampling interval control unit, 68 tracking filter control unit, 70
2nd tracking filter section, 78 transition probability control section, 80 3rd tracking filter section, 86 reliability control section, 88 4th tracking filter section.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 追尾目標の機影から追尾目標の重心を検
出する機能を有する目標追尾装置であって、 前記重心と異なる前記追尾目標上の所定点の動きに基づ
いて、前記追尾目標の旋回状態を検出する旋回状態検出
手段を備えることを特徴とする目標追尾装置。
1. A target tracking device having a function of detecting a center of gravity of a tracking target from an image of the tracking target, wherein the turning of the tracking target is performed based on a movement of a predetermined point on the tracking target different from the center of gravity. A target tracking device comprising turning state detection means for detecting a state.
【請求項2】 前記追尾目標の機影から前記追尾目標の
長軸方向を検出し、前記追尾目標の前記長軸方向の端部
を前記所定点とする所定点設定手段を備えることを特徴
とする請求項1記載の目標追尾装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a predetermined point setting unit configured to detect a long axis direction of the tracking target from a feature of the tracking target, and to set an end of the tracking target in the long axis direction as the predetermined point. 2. The target tracking device according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記所定点を前記追尾目標のヒット出力
の任意の点に設定する第2の所定点設定手段を備えるこ
とを特徴とする請求項1記載の目標追尾装置。
3. The target tracking device according to claim 1, further comprising a second predetermined point setting unit that sets the predetermined point to an arbitrary point of the hit output of the tracking target.
【請求項4】 前記重心から所定長離れた前記追尾目標
上の点を前記所定点とする第3の所定点設定手段を備え
ることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装置。
4. The target tracking apparatus according to claim 1, further comprising a third predetermined point setting unit that sets a point on the tracking target separated by a predetermined distance from the center of gravity as the predetermined point.
【請求項5】 観測により、所定時刻における前記重心
の状態を表す観測値を得る観測値取得手段と、 所定時刻前の前記追尾目標の動きに基づいて、前記所定
時刻における前記重心の状態を表す予測値を予測する予
測値取得手段と、 前記観測値と前記予測値とを所定ゲインで平滑すること
により平滑値を得る平滑値取得手段と、 前記追尾目標の旋回状態に応じて前記所定ゲインを変更
するゲイン変更手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
5. Observation value obtaining means for obtaining an observation value representing the state of the center of gravity at a predetermined time by observation, and indicating the state of the center of gravity at the predetermined time based on the movement of the tracking target before a predetermined time. Predicted value obtaining means for predicting a predicted value; smoothed value obtaining means for obtaining a smoothed value by smoothing the observed value and the predicted value with a predetermined gain; and the predetermined gain according to a turning state of the tracking target. The target tracking device according to claim 1, further comprising: a gain changing unit configured to change the gain.
【請求項6】 前記所定ゲイン変更手段は、駆動雑音を
含むパラメータに基づいて、前記駆動雑音が大きいほど
前記平滑値に前記観測値が大きく反映されるように前記
所定ゲインを演算するゲイン演算手段と、 前記追尾目標が旋回運動中である場合に、前記追尾目標
が非旋回運動中である場合に比して前記駆動雑音を大き
な値とする駆動雑音制御手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
6. The gain calculating means for calculating the predetermined gain based on a parameter including driving noise such that the larger the driving noise is, the larger the observed value is reflected on the smoothed value. And a drive noise control unit that sets the drive noise to a larger value when the tracking target is in a turning motion than when the tracking target is in a non-turning motion. The target tracking device according to claim 1.
【請求項7】 所定時刻前の前記追尾目標の状態に基づ
いて、所定時刻における前記追尾目標の存在領域を予測
し、その予測領域を前記所定時刻における追尾ゲートと
して設定する追尾ゲート設定手段と、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて前記追尾ゲートの大
きさを変更するゲート制御手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
7. A tracking gate setting means for predicting a region where the tracking target exists at a predetermined time based on a state of the tracking target before a predetermined time, and setting the prediction region as a tracking gate at the predetermined time. The target tracking device according to claim 1, further comprising: gate control means for changing a size of the tracking gate based on a turning state of the tracking target.
【請求項8】 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前
記追尾目標を監視するサンプリング間隔を制御するサン
プリング間隔制御手段を備えることを特徴とする請求項
1記載の目標追尾装置。
8. The target tracking device according to claim 1, further comprising a sampling interval control unit that controls a sampling interval for monitoring the tracking target based on a turning state of the tracking target.
【請求項9】 前記追尾目標の運動状態を表す所定次数
の状態変数を含む状態変数ベクトルを求める状態変数ベ
クトル演算手段と、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記所定次数を変
更する変数次数変更手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
9. A state variable vector calculating means for obtaining a state variable vector including a state variable of a predetermined order representing a motion state of the tracking target, and a variable order for changing the predetermined order based on the turning state of the tracking target. The target tracking device according to claim 1, further comprising: changing means.
【請求項10】 前記状態変数ベクトル演算手段は、前
記追尾目標の位置、速度および加速度で構成される第1
の状態変数ベクトルを求める第1追尾フィルタ手段と、 前記追尾目標の位置および速度で構成される第2の状態
変数ベクトルを求める第2追尾フィルタ手段と、を備
え、 前記変数次数変更手段は、前記追尾目標の旋回状態に基
づいて、前記第1追尾フィルタ手段および前記第2追尾
フィルタ手段の何れか一方を選択的に作動させることを
特徴とする請求項9記載の目標追尾装置。
10. The method according to claim 1, wherein the state variable vector calculating means includes a first, a second, and a third positions, the position, the speed, and the acceleration of the tracking target.
First tracking filter means for obtaining a state variable vector of the following, and second tracking filter means for obtaining a second state variable vector composed of the position and velocity of the tracking target, wherein the variable order changing means, 10. The target tracking device according to claim 9, wherein one of the first tracking filter and the second tracking filter is selectively operated based on a turning state of the tracking target.
【請求項11】 複数の運動モデルのそれぞれに対応す
る前記追尾目標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定
手段と、 前記複数の運動モデル間の推移確率を求める推移確率演
算手段と、 前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を、前記推移確率を基礎として統合する運
動諸元統合手段と、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて前記推移確率を変更
する推移確率制御手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
11. A multi-motion specification estimating means for estimating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models; a transition probability calculating means for calculating a transition probability between the plurality of motion models; Motion specification integrating means for integrating the motion parameters of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models based on the transition probability; and a transition probability for changing the transition probability based on the turning state of the tracking target. The target tracking device according to claim 1, further comprising: control means.
【請求項12】 前記複数の運動モデルは、前記追尾目
標の位置、速度および加速度で構成される状態変数ベク
トルを推定する第1運動モデルと、前記追尾目標の位置
および速度で構成される状態変数ベクトルを推定する第
2運動モデルと、を含むことを特徴とする請求項11記
載の目標追尾装置。
12. The plurality of motion models include a first motion model for estimating a state variable vector composed of the position, velocity and acceleration of the tracking target, and a state variable composed of the position and velocity of the tracking target. The target tracking apparatus according to claim 11, further comprising: a second motion model for estimating a vector.
【請求項13】 複数の運動モデルのそれぞれに対応す
る前記追尾目標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定
手段と、 前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を、前記複数の運動モデルの成立確率を基
礎として統合する第2運動諸元統合手段と、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記追尾目標の状
態を把握するうえで適切な運動モデルの成立確率が相対
的に高まるように前記複数の運動モデルに対する成立確
率を設定する信頼度制御手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載の目標追尾装
置。
13. A multi-motion specification estimating means for estimating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models; and calculating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models. Second motion specification integrating means for integrating on the basis of the establishment probabilities of the plurality of motion models; and, based on the turning state of the tracking target, the establishment probability of an appropriate motion model for grasping the state of the tracking target. 2. The target tracking device according to claim 1, further comprising: reliability control means for setting the probability of establishment for the plurality of motion models such that the relative probability increases.
【請求項14】 前記複数の運動モデルは、前記追尾目
標の位置、速度および加速度で構成される状態変数ベク
トルを推定する第1運動モデルと、前記追尾目標の位置
および速度で構成される状態変数ベクトルを推定する第
2運動モデルとを含み、 前記信頼度制御手段は、追尾目標の旋回運動中に前記第
1運動モデルの成立確率を1とし、かつ、前記第2運動
モデルの成立確率を0とし、また、追尾目標の非旋回運
動中に前記第1運動モデルの成立確率を0とし、かつ、
前記第2運動モデルの成立確率を0とすることを特徴と
する請求項13記載の目標追尾装置。
14. The plurality of motion models are: a first motion model for estimating a state variable vector composed of the position, velocity and acceleration of the tracking target; and a state variable composed of the position and velocity of the tracking target. A second motion model for estimating a vector, wherein the reliability control means sets the probability of establishment of the first motion model to 1 and the probability of formation of the second motion model to 0 during the turning motion of the tracking target. And the probability of establishment of the first motion model is set to 0 during the non-turning motion of the tracking target, and
14. The target tracking device according to claim 13, wherein the establishment probability of the second motion model is set to 0.
【請求項15】 追尾目標の機影から追尾目標の重心を
検出するステップを有する目標追尾方法であって、 前記重心と異なる前記追尾目標上の所定点の動きに基づ
いて、前記追尾目標の旋回状態を検出する旋回状態検出
ステップを備えることを特徴とする目標追尾方法。
15. A target tracking method having a step of detecting a center of gravity of a tracking target from a feature of the tracking target, wherein the turning of the tracking target is performed based on a movement of a predetermined point on the tracking target different from the center of gravity. A target tracking method comprising a turning state detecting step of detecting a state.
【請求項16】 所定時刻前の前記追尾目標の状態に基
づいて、所定時刻における前記追尾目標の存在領域を予
測し、その予測領域を前記所定時刻における追尾ゲート
として設定する追尾ゲート設定ステップと、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて前記追尾ゲートの大
きさを変更するゲート制御ステップと、 を備えることを特徴とする請求項15記載の目標追尾方
法。
16. A tracking gate setting step of predicting an area where the tracking target exists at a predetermined time based on a state of the tracking target before a predetermined time, and setting the prediction area as a tracking gate at the predetermined time. The target tracking method according to claim 15, further comprising: a gate control step of changing a size of the tracking gate based on a turning state of the tracking target.
【請求項17】 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、
前記追尾目標を監視するサンプリング間隔を制御するサ
ンプリング間隔制御ステップを備えることを特徴とする
請求項15記載の目標追尾方法。
17. Based on the turning state of the tracking target,
16. The target tracking method according to claim 15, further comprising a sampling interval control step of controlling a sampling interval for monitoring the tracking target.
【請求項18】 前記追尾目標の運動状態を表す所定次
数の状態変数を含む状態変数ベクトルを求める状態変数
ベクトル演算ステップと、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記所定次数を変
更する変数次数変更ステップと、 を備えることを特徴とする請求項15記載の目標追尾方
法。
18. A state variable vector calculating step for obtaining a state variable vector including a state variable of a predetermined order representing a motion state of the tracking target, and a variable order for changing the predetermined order based on a turning state of the tracking target. The target tracking method according to claim 15, further comprising: changing the target.
【請求項19】 複数の運動モデルのそれぞれに対応す
る前記追尾目標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定
ステップと、 前記複数の運動モデル間の推移確率を求める推移確率演
算ステップと、 前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を、前記推移確率を基礎として統合する運
動諸元統合ステップと、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて前記推移確率を変更
する推移確率制御ステップと、 を備えることを特徴とする請求項15記載の目標追尾方
法。
19. A multi-motion specification estimating step of estimating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models; a transition probability calculating step of obtaining a transition probability between the plurality of motion models; A movement specification integration step of integrating the movement specifications of the tracking target corresponding to each of the plurality of movement models based on the transition probability; and a transition probability of changing the transition probability based on the turning state of the tracking target. The target tracking method according to claim 15, comprising: a control step.
【請求項20】 複数の運動モデルのそれぞれに対応す
る前記追尾目標の運動諸元を推定する多重運動諸元推定
ステップと、 前記複数の運動モデルのそれぞれに対応する前記追尾目
標の運動諸元を、前記複数の運動モデルの成立確率を基
礎として統合する第2運動諸元統合ステップと、 前記追尾目標の旋回状態に基づいて、前記追尾目標の状
態を把握するうえで適切な運動モデルの成立確率が相対
的に高まるように前記複数の運動モデルに対する成立確
率を設定する信頼度制御ステップと、 を備えることを特徴とする請求項15記載の目標追尾方
法。
20. A multi-motion specification estimating step of estimating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models; and calculating the motion data of the tracking target corresponding to each of the plurality of motion models. A second motion specification integration step of integrating based on the establishment probabilities of the plurality of exercise models; and a probability of establishment of an appropriate exercise model for grasping the state of the tracking target based on the turning state of the tracking target. The target tracking method according to claim 15, further comprising: a reliability control step of setting a probability of establishment for the plurality of motion models so that is relatively high.
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