JPH11304916A - 目標追尾装置および目標追尾方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は複数の目標の航跡を推定する目標追
尾装置に関し、目標追尾に関する性能を低下させること
なく、作成される仮説の数を減らすことを目的とする。 【解決手段】 目標観測装置１２および観測ベクトル選
択部１４は目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出す
る。ゲート内判定行列算出部３０および航跡相関行列算
出部３４は、観測ベクトルが、誤信号である可能性、既
追尾の航跡に対応している可能性、および、新航跡であ
る可能性を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応
する航跡相関情報を作成する。新航跡誤信号総数推定部
６０は、観測される新航跡と誤信号の総数を推定する。
仮説更新部３８は、全ての航跡相関情報の中から、上記
の総数の条件を満たす情報を選択して仮説更新処理に用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、目標追尾装置およ
び目標追尾方法に係り、特に、レーダ等のセンサにより
得られた観測ベクトルに基づいて、複数の目標の航跡を
推定する目標追尾装置および目標追尾方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特願平７−７３９１１号に
示すような目標追尾装置が知られている。従来の目標追
尾装置は、レーダ等のセンサにより、目標までの距離、
および、目標の方位および仰角等を含む観測ベクトルＺ
を検出する。時刻tk-1における観測ベクトルＺk-1が検
出できると、その観測ベクトルＺk-1に基づいて時刻tk
における目標の存在位置を推定することができる。従来
の目標追尾装置は、上記の手法により時刻tkにおいて目
標が存在すると予測される領域を推定する。以下、この
領域をゲートと称す。

【０００３】複数の目標が狭い領域内に存在する場合
は、観測ベクトルＺk-1に基づいて推定されたゲートの
中に、時刻tkにおいて複数の観測ベクトルＺkが検出さ
れることがある。このような状況下で正確な追尾を続け
るためには、観測ベクトルＺk-1に対応する目標の航跡
と、観測ベクトルＺkとの相関付けを精度よく行うこと
が必要である。

【０００４】従来の目標追尾装置は、時刻tkにおいてゲ
ート内に観測ベクトルＺkが検出された場合に、その観
測ベクトルＺkが、誤信号である可能性、既追尾の目標
に対応している可能性、および、新たな目標である可能
性等を考慮して、考え得るすべての仮説を作成する。そ
して、それらの仮説の中から最善の仮説を選択し、その
内容の表示を行う。上記の手法によれば、同一のゲート
内で複数の観測ベクトルが検出された場合に、精度よく
目標の追尾を続けることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の手法に
よれば、ゲート内で検出される一つの観測ベクトルＺk
に対して多数の仮説が作成される。このため、従来の目
標追尾装置においては、観測ベクトルＺkの検出が繰り
返されることにより、仮説の数が爆発的に増加するとい
う問題が生ずる。

【０００６】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、目標追尾に関する性能を低下させ
ることなく、作成される仮説の数を減らすことのできる
目標追尾装置を提供することを第１の目的とする。ま
た、本発明は、目標追尾に関する性能を低下させること
なく、作成される仮説の数を減らすことのできる目標追
尾方法を提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【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、目標の位置情報を含む観測ベクトルを
検出する観測ベクトル検出手段と、前記観測ベクトル
が、誤信号である可能性、既追尾の航跡に対応している
可能性、および、新航跡である可能性を組み合わせて、
実現可能な全ての状態に対応する航跡相関情報を作成す
る航跡相関情報作成手段と、目標の航跡に関する仮説を
記憶する仮説記憶手段と、観測される誤信号の数を推定
する誤信号数推定手段と、前記航跡相関情報作成手段に
より作成される航跡相関情報の中から、前記誤信号数推
定手段の推定結果と合致する航跡相関情報を第１の有効
航跡相関情報として選択する第１の有効情報選択手段
と、前記仮説記憶手段に記憶されている既存の仮説を、
前記第１の有効航跡相関情報に基づいて更新する第１の
仮説更新手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００８】本発明の請求項２に係る目標追尾装置は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出手段と、前記観測ベクトルが、誤信号である可
能性、既追尾の航跡に対応している可能性、および、新
航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全ての状
態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情報作成
手段と、目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手
段と、観測される新航跡の数を推定する新航跡数推定手
段と、前記航跡相関情報作成手段により作成される航跡
相関情報の中から、前記新航跡数推定手段の推定結果と
合致する航跡相関情報を第２の有効航跡相関情報として
選択する第２の有効情報選択手段と、前記仮説記憶手段
に記憶されている既存の仮説を、前記第２の有効航跡相
関情報に基づいて更新する第２の仮説更新手段と、を備
えることを特徴とするものである。

【０００９】本発明の請求項３に係る目標追尾装置は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出手段と、前記観測ベクトルが、誤信号である可
能性、既追尾の航跡に対応している可能性、および、新
航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全ての状
態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情報作成
手段と、目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手
段と、既追尾の航跡に対応して観測される観測ベクトル
の数を推定する既追尾航跡数推定手段と、前記航跡相関
情報作成手段により作成される航跡相関情報の中から、
前記既追尾航跡数推定手段の推定結果と合致する航跡相
関情報を第３の有効航跡相関情報として選択する第３の
有効情報選択手段と、前記仮説記憶手段に記憶されてい
る既存の仮説を、前記第３の有効航跡相関情報に基づい
て更新する第３の仮説更新手段と、を備えることを特徴
とするものである。

【００１０】本発明の請求項４に係る目標追尾装置は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出手段と、前記観測ベクトルが、誤信号である可
能性、既追尾の航跡に対応している可能性、および、新
航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全ての状
態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情報作成
手段と、目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手
段と、観測される誤信号と新航跡の総数を推定する総数
推定手段と、前記航跡相関情報作成手段により作成され
る航跡相関情報の中から、前記総数推定手段の推定結果
と合致する航跡相関情報を第４の有効航跡相関情報とし
て選択する第４の有効情報選択手段と、前記仮説記憶手
段に記憶されている既存の仮説を、前記第４の有効航跡
相関情報に基づいて更新する第４の仮説更新手段と、を
備えることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の請求項５に係る目標追尾装置は、
前記誤信号数推定手段、前記新航跡数推定手段、前記既
追尾航跡数推定手段、または、前記総数推定手段が、過
去所定期間の間に観測された観測ベクトル数の平均値に
基づいて、所望数の推定処理を行うことを特徴とするも
のである。

【００１２】本発明の請求項６に係る目標追尾装置は、
前記誤信号数推定手段、前記新航跡数推定手段、前記既
追尾航跡数推定手段、または、前記総数推定手段が、過
去所定期間の間に観測された観測ベクトル数の最大値に
基づいて、所望数の推定処理を行うことを特徴とするも
のである。

【００１３】本発明の請求項７に係る目標追尾方法は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出ステップと、前記観測ベクトルが、誤信号であ
る可能性、既追尾の航跡に対応している可能性、およ
び、新航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全
ての状態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情
報作成ステップと、目標の航跡に関する仮説を記憶する
仮説記憶ステップと、観測される誤信号の数を推定する
誤信号数推定ステップと、前記航跡相関情報作成ステッ
プにより作成される航跡相関情報の中から、前記誤信号
数推定ステップの推定結果と合致する航跡相関情報を第
１の有効航跡相関情報として選択する第１の有効情報選
択ステップと、前記仮説記憶ステップに記憶されている
既存の仮説を、前記第１の有効航跡相関情報に基づいて
更新する第１の仮説更新ステップと、を備えることを特
徴とするものである。

【００１４】本発明の請求項８に係る目標追尾方法は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出ステップと、前記観測ベクトルが、誤信号であ
る可能性、既追尾の航跡に対応している可能性、およ
び、新航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全
ての状態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情
報作成ステップと、目標の航跡に関する仮説を記憶する
仮説記憶ステップと、観測される新航跡の数を推定する
新航跡数推定ステップと、前記航跡相関情報作成ステッ
プにより作成される航跡相関情報の中から、前記新航跡
数推定ステップの推定結果と合致する航跡相関情報を第
２の有効航跡相関情報として選択する第２の有効情報選
択ステップと、前記仮説記憶ステップに記憶されている
既存の仮説を、前記第２の有効航跡相関情報に基づいて
更新する第２の仮説更新ステップと、を備えることを特
徴とするものである。

【００１５】本発明の請求項９に係る目標追尾方法は、
目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測ベク
トル検出ステップと、前記観測ベクトルが、誤信号であ
る可能性、既追尾の航跡に対応している可能性、およ
び、新航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な全
ての状態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関情
報作成ステップと、目標の航跡に関する仮説を記憶する
仮説記憶ステップと、既追尾の航跡に対応して観測され
る観測ベクトルの数を推定する既追尾航跡数推定ステッ
プと、前記航跡相関情報作成ステップにより作成される
航跡相関情報の中から、前記既追尾航跡数推定ステップ
の推定結果と合致する航跡相関情報を第３の有効航跡相
関情報として選択する第３の有効情報選択ステップと、
前記仮説記憶ステップに記憶されている既存の仮説を、
前記第３の有効航跡相関情報に基づいて更新する第３の
仮説更新ステップと、を備えることを特徴とするもので
ある。

【００１６】本発明の請求項１０に係る目標追尾方法
は、目標の位置情報を含む観測ベクトルを検出する観測
ベクトル検出ステップと、前記観測ベクトルが、誤信号
である可能性、既追尾の航跡に対応している可能性、お
よび、新航跡である可能性を組み合わせて、実現可能な
全ての状態に対応する航跡相関情報を作成する航跡相関
情報作成ステップと、目標の航跡に関する仮説を記憶す
る仮説記憶ステップと、観測される誤信号と新航跡の総
数を推定する総数推定ステップと、前記航跡相関情報作
成ステップにより作成される航跡相関情報の中から、前
記総数推定ステップの推定結果と合致する航跡相関情報
を第４の有効航跡相関情報として選択する第４の有効情
報選択ステップと、前記仮説記憶ステップに記憶されて
いる既存の仮説を、前記第４の有効航跡相関情報に基づ
いて更新する第４の仮説更新ステップと、を備えること
を特徴とするものである。

【００１７】本発明の請求項１１に係る目標追尾方法
は、前記誤信号数推定ステップ、前記新航跡数推定ステ
ップ、前記既追尾航跡数推定ステップ、または、前記総
数推定ステップが、過去所定期間の間に観測された観測
ベクトル数の平均値に基づいて、所望数の推定処理を行
うことを特徴とするものである。

【００１８】本発明の請求項１２に係る目標追尾方法
は、前記誤信号数推定ステップ、前記新航跡数推定ステ
ップ、前記既追尾航跡数推定ステップ、または、前記総
数推定ステップが、過去所定期間の間に観測された観測
ベクトル数の最大値に基づいて、所望数の推定処理を行
うことを特徴とするものである。

【００１９】

【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。

【００２０】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１０のブロック構成図を示す。図１
に示す如く、目標追尾装置１０には目標観測装置１２が
接続されている。目標観測装置１２は、レーダ等により
構成される装置であり、監視領域内に存在する目標の位
置を表す観測ベクトルＺを検出する。本実施形態におい
て、観測ベクトルＺには、目標の極座標データ、すなわ
ち、目標までの距離ｒ、目標の方位角θ、および、目標
の仰角ψが含まれている。

【００２１】目標観測装置１２の検出データは、観測ベ
クトル選択部１４に供給される。観測ベクトル選択部１
４には上述した観測ベクトルＺと共に、ゲート算出部１
５から、ゲートに関するデータが供給される。本実施形
態の目標追尾装置１０は、後述の如く、サンプリング時
刻毎に、検出された目標のそれぞれについて航跡を推定
する。ゲート算出部１５は、上記の如く推定される個々
の航跡に対応して、次回のサンプリング時刻における目
標の存在領域、すなわち、ゲートを予測し、ゲートを表
すデータを観測ベクトル選択部１４に供給する。

【００２２】観測ベクトル選択部１４は、目標観測装置
１２から供給される全ての観測ベクトルの中から、各航
跡のゲートに含まれる観測ベクトルＺを選択する。上記
の処理により、既追尾の目標の航路の延長点となり得る
観測ベクトルＺが選択される。観測ベクトル選択部１４
により選択された観測ベクトルＺは、クラスタ新設・統
合部１６に供給される。

【００２３】図２乃至図４は、サンプリング時刻t1に検
出された観測ベクトルＺ1,1，Ｚ1,2、および、サンプリ
ング時刻t2に検出された観測ベクトルＺ2,1，Ｚ2,2に基
づいて目標追尾装置１０において実行される処理の内容
を説明するための図を示す。尚、以下の記載において
は、説明の便宜上、観測ベクトルＺ1,1は第１の目標に
起因して検出され、観測ベクトルＺ1,2は第２の目標に
起因して検出されたものとする。

【００２４】図２乃至図４において、時刻t1に検出され
た２つの観測ベクトルＺ1,1およびＺ1,2は、互いに重複
しないゲート内で検出された観測ベクトルである。この
場合、第１の目標の航跡を仮定する際に、観測ベクトル
Ｚ1,2を考慮する必要がない。同様に、第２の目標の航
跡を仮定する際に、観測ベクトルＺ1,1を考慮する必要
がない。

【００２５】図２において、時刻t1の時点では、観測ベ
クトルＺ1,1を含む航跡Ｔ1＝｛Ｚ1,1｝と、観測ベクト
ルＺ1,2を含む航跡Ｔ2＝｛Ｚ1,2｝とを仮定することが
できる。図２中に示すゲートＧ1およびＧ2は、それぞ
れ、航跡Ｔ1およびＴ2に対応して設定された第１の目標
に関するゲート、および、第２の目標に関するゲートで
ある。

【００２６】図２に示す如く、時刻t2における観測デー
タＺ2,1およびＺ2,2は、ゲートＧ1と、ゲートＧ2との重
複部分で検出されている。この場合、第１の目標の航跡
を仮定する場合、および、第２の目標の航跡を仮定する
場合の何れにおいても、２つの観測ベクトルＺ2,1およ
びＺ2,2の双方を考慮する必要がある。より具体的に
は、第１の目標の航跡と、第２の目標の航跡との組合せ
としては、例えば、図３に示す如く、観測ベクトルＺ1,
1およびＺ2,1を含む航跡Ｔ3＝｛Ｚ1,1，Ｚ2,1｝と観測
ベクトルＺ1,2およびＺ2,2を含む航跡Ｔ4＝｛Ｚ1,2，Ｚ
2,2｝との組合せ、或いは、図４に示す如く、観測ベク
トルＺ1,1およびＺ2,2を含む航跡Ｔ５＝｛Ｚ1,1，Ｚ2,
2｝と観測ベクトルＺ1,2およびＺ2,１を含む航跡Ｔ6＝
｛Ｚ1,2，Ｚ2,1｝との組合せ等を仮定することができ
る。

【００２７】以後、第１の目標の航跡を仮定する際に
は、常に、時刻t2における航跡が上記航跡Ｔ3であった
可能性、および、上記航跡Ｔ5であった可能性を考慮す
る必要が生ずる。同様に、第２の目標の航跡を推定する
際には、常に、時刻t2における航跡が上記航跡Ｔ4であ
った可能性、および、上記航跡Ｔ6であった可能性を考
慮する必要が生ずる。このため、時刻t2以後、２つの目
標の航跡を正確に推定するためには、複数の観測ベクト
ルや複数の航跡を一つのまとまりとして処理を進めるこ
とが必要となる。

【００２８】このように、本実施形態の目標追尾装置１
０においては、過去における目標の航跡等に応じて、そ
の目標の航跡を推定する際に一つのまとまりとして考慮
すべきデータの大きさが変化する。目標追尾装置１０
は、単数または複数の目標の航跡を精度よく推定するた
めに必要な最小限のデータのまとまりを一つのクラスタ
とし、クラスタ毎に後述する処理を実行する。

【００２９】上述したクラスタ新設・統合部１６は、観
測ベクトル選択部１４によって選択された観測ベクトル
Ｚと、既存のクラスタとの関係に基づいて、クラスタの
新設および統合を行う。より具体的には、既存のクラス
タに属しない新たな観測ベクトルが検出された場合に
は、その観測ベクトルに対応する新たなクラスタを新設
し、一方、異なる既存のクラスタに対応する複数のゲー
トが重複し、かつ、その中に観測ベクトルが存在した場
合には、それらのクラスタを統合して一つのクラスタと
する処理を行う。

【００３０】クラスタ新設・統合部１６は、クラスタの
新設・統合処理と共に、システム内クラスタ表１８を作
成する処理、および、クラスタ内観測ベクトル表２０を
作成する処理を実行する。システム内クラスタ表１８
は、目標追尾装置１０が処理の対象とする全てのクラス
タの状態を表す表である。一方、クラスタ内観測ベクト
ル表２０は、個々のクラスタに含まれる観測ベクトルＺ
と、個々の観測ベクトルＺに対応する航跡Ｔとの関係を
表す表である。

【００３１】図５は、システム内クラスタ表１８の一例
を示す。システム内クラスタ表１８には、図５に示す如
く、目標追尾装置１０内で設けられた全てのクラスタ
Ａ，Ｂ，Ｃ…と、それぞれのクラスタの状態を表す所定
の情報とがまとめられている。目標追尾装置１０は、シ
ステム内クラスタ表１８を参照することにより、個々の
クラスタに対応するデータの記憶場所等を検知すること
ができる。

【００３２】図６は、クラスタ内観測ベクトル表２０の
一例を示す。目標追尾装置１０は、クラスタ内観測ベク
トル表２０を参照することにより、処理の対象とされて
いるクラスタ内に含まれる観測ベクトルＺと、それらの
観測ベクトルＺに対応し得る全ての航跡Ｔを検知するこ
とができる。

【００３３】ところで、時刻tkにおいて、観測ベクトル
Ｚk,1が検出された場合は、例えば、(1)「その観測ベク
トルＺが誤信号である」可能性、(2)「その観測ベクト
ルＺが新目標に対応している」可能性、および、(3)
「その観測ベクトルＺが既追尾の目標に対応している」
可能性を考えることができる。また、これらの可能性を
考慮すると、目標物の航跡や誤信号の有無等に関して、
いくつかの仮説を作成することができる。

【００３４】本実施形態の目標追尾装置１０は、上記の
如く作成される仮説の内容を表す仮説状況データ群２２
を記憶している。図１に示す如く、仮説状況データ群２
２には、クラスタ内仮説表２４，仮説内航跡表２６，お
よび、クラスタ内航跡−観測ベクトル表２８が含まれて
いる。

【００３５】クラスタ内仮説表２４は、個々のクラスタ
と、それらのクラスタに含まれている全ての仮説との関
係を表す表である。仮説内航跡表２６は、個々の仮説
と、それらの仮説に含まれる全ての航跡Ｔとの関係を表
す表である。また、クラスタ内航跡−観測ベクトル表２
８は、クラスタ内に存在する個々の航跡Ｔと、その航跡
Ｔを構成する観測ベクトルＺとの関係を表す表である。

【００３６】仮説状況データ群２２の内容は、上述した
クラスタ内観測ベクトル表２０の内容と共に、ゲート内
判定行列算出部３０に供給されている。ゲート内判定行
列算出部３０は、それらの入力データに基づいてゲート
内判定行列３２を算出する。次式数１は、時刻ｔkで検
出された観測ベクトルＺの数がｍk、時刻ｔkでの既追尾
目標の数、すなわち、時刻ｔk-1での追尾目標数がＮk-1
である場合に算出されるゲート内判定行列３２の一般式
を示す。尚、次式数１中で用いられるＮkは、時刻ｔkで
の追尾目標数と把握される値であり、Ｎk＝Ｎk-1＋ｍk
で表される。

【００３７】

【数１】

【００３８】時刻tkにおいてクラスタ内にｍk個の観測
ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）が検出された場合、それ
ら全ての観測ベクトルＺk,jは、誤信号である可能性を
有している。また、それら全ての観測ベクトルＺk,j
は、新目標に対応している可能性を有している。更に、
時刻tk-1の時点でＮk-1個の追尾目標が存在している場
合は、観測ベクトルＺk,jの一部または全部が、既追尾
目標に対応している可能性がある。

【００３９】上記数１式に示すゲート内判定行列３２
は、時刻tkに検出されたｍk個の観測ベクトルＺk,j（ｊ
＝１〜ｍk）の可能性を表す数値群である。より具体的
には、[1]ゲート内判定行列３２の各行は、観測ベクト
ルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）のそれぞれに対応しており、
[2]ゲート内判定行列３２の各列は、(1)第０列が、観測
ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）が誤信号である可能性
に、(2)第１列〜第Ｎk-1列が、観測ベクトルＺk,j（ｊ
＝１〜ｍk）が既追尾目標の航跡Ｔn（ｎ＝１〜Ｎk-1）
の延長点である可能性に、また、(3)第Ｎk-1＋１列〜第
Ｎk列が、観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）が、新た
に定義されたｍk個の新目標の航跡Ｔn（ｎ＝Ｎk-1＋１
〜Ｎk-1＋ｍk）の始点である可能性に、それぞれ対応し
ている。

【００４０】以下、ゲート内判定行列３２の各要素の設
定手順を具体的に説明する。上記の如く、第０列（ｉ＝
０）は観測ベクトルが誤信号である場合を示す。全ての
観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）は、誤信号である可
能性を有しているため、第０列の各要素は、次式数２の
如く表される。

【００４１】

【数２】

【００４２】第１列〜第Ｎk-1列（１≦ｔ≦Ｎk-1）の構
成要素は、観測ベクトルＺk,jが、既追尾目標の航跡Ｔn
（ｎ＝１〜Ｎk-1）のゲート内に含まれるか否かに基づ
いて設定される。上記の判断は、上述したクラスタ内観
測ベクトル表２０（図６参照）の内容に基づいて行われ
る。すなわち、クラスタ内観測ベクトル表２０に基づい
て、観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）が航跡Ｔn（ｎ
＝１〜Ｎk-1）のゲート内に含まれていると判断できる
場合は、ゲート内判定行列の構成要素が次式数３の如く
設定される。

【００４３】

【数３】

【００４４】一方、クラスタ内観測ベクトル表２０に基
づいて、観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）が航跡Ｔn
（ｎ＝１〜Ｎk-1）のゲート内に含まれていないと判断
できる場合は、ゲート内判定行列の構成要素が次式数４
の如く設定される。

【００４５】

【数４】

【００４６】第Ｎk-1＋１列〜第Ｎk列（Ｎk-1＋１≦ｔ
≦Ｎk）の構成要素は観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍ
k）が、新目標の航跡Ｔn（ｎ＝Ｎk-1＋１〜Ｎk）に対応
しているか否かに基づいて設定される。目標追尾装置１
０は、一つの観測ベクトルＺが検出された場合に、常
に、その観測ベクトルＺを航跡の始点とする新目標が検
出された可能性を考慮して後の処理を進める。第Ｎk-1
＋１列〜第Ｎk列の構成要素は、上記の可能性を表現す
るための要素である。

【００４７】上記の可能性は、観測ベクトルＺk,jに対
して、ｉ＝Ｎk-1＋ｊの関係が成立する列の値を次式数
５の如く設定し、

【００４８】

【数５】

【００４９】かつ、ｉ≠Ｎk-1＋ｊの関係が成立する列
の値を次式数６の如く設定することにより表現できる。

【００５０】

【数６】

【００５１】図１に示す如く、上述したゲート内判定行
列３２は、航跡相関行列算出部３４に供給される。航跡
相関行列算出部３４は、ゲート内判定行列３２に基づい
て、複数の航跡相関行列３６を算出する。ゲート内判定
行列３２は、各観測ベクトルＺk,jについて考え得る全
ての可能性を表すための行列である。一方、個々の航跡
相関行列は、行列の構成要素間に矛盾する点のない行
列、すなわち、実際に仮説として成立する一つの状態を
表す行列である。航跡相関行列算出部３４は、ゲート内
判定行列３２に基づいて、成立し得る全ての航跡相関行
列３６を算出する。

【００５２】次式数７は、時刻tkにおいて算出される航
跡相関行列３６の一般式を示す。尚、数７において、ｍ
kおよびＮkは、上記数１の場合と同様に、時刻tkにおい
て検出された観測ベクトルＺk,jの数、および、時刻tk
で追尾目標数と把握される数、すなわち、時刻tk-1にお
ける追尾目標の数Ｎk-1と観測ベクトルＺk,jの数ｍkと
の和である。また、数７式中で用いられる添え字ｓは、
複数の航跡相関行列３６を区別するための番号である。

【００５３】

【数７】

【００５４】航跡相関行列３６の各行および各列は、そ
れぞれ、ゲート内相関行列３２の場合と同様の意味を有
している。すなわち、航跡相関行列３６の各行は、観測
ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）のそれぞれに対応してい
る。また、航跡相関行列３６の各列は、観測ベクトルＺ
k,jが誤信号である可能性、または、既追尾若しくは新
たな目標の航跡Ｔn（ｎ＝１〜Ｎk）に対応している可能
性を表している。尚、以下の記載においては、便宜上、
観測ベクトルＺk,jが誤信号である場合を、観測ベクト
ルＺk,jが航跡Ｔ0に対応していると表現する。

【００５５】航跡相関行列３６の各要素は、ゲート内判
定行列３２の各要素と同様に、観測ベクトルＺk,j（ｊ
＝１〜ｍk）が、航跡Ｔn（ｎ＝０，１，．．．，Ｎk）
と対応しているか否かに基づいて設定される。具体的に
は、両者に相関が認められる場合に次式数８の如く設定
され、

【００５６】

【数８】

【００５７】一方、両者に相関が認められない場合に次
式数９の如く設定される。

【００５８】

【数９】

【００５９】航跡相関行列３６は、上述した基準に加え
て、以下に示す３つの基準が同時に満たされるよう算出
される。そして、航跡相関行列算出部３４は、それら３
つの基準を同時に満たす全ての航跡相関行列３６を、そ
れぞれ別の航跡相関行列３６として表現する。

【００６０】（ア）ゲート内判定行列３２において
“１”である要素に対応する要素のみを“１”とし、他
の要素を“０”とする。 （イ）第０列（ｉ＝０）を除く全ての列（ｉ＝１〜Ｎ
k）では、“１”に設定される要素の数を最大で１つと
する。 （ウ）航跡相関行列の全ての行で、必ず一つの要素のみ
を“１”とする。

【００６１】上記（ア）の基準によれば、ゲート内判定
行列３２において認められていない可能性が航跡相関行
列３６で認められる矛盾を避けることができる。また、
上記（イ）の基準によれば、航跡Ｔn（ｎ＝１〜Ｎk）に
対応する観測ベクトルＺk,jの数を常に１または０とす
ることができる。上記の処理によれば、単一の航跡Ｔn
（ｎ＝１〜Ｎk）に複数の観測ベクトルＺk,jが対応する
矛盾を避けることができると共に、航跡Ｔn（ｎ＝１〜
Ｎk）に対応する観測ベクトルＺk,jが観測できなかった
場合を表現することができる。

【００６２】更に、上記（ウ）の基準によれば、全ての
観測ベクトルＺj,kについて、複数の可能性が設定され
る矛盾を避けることができる。従って、これらの基準に
よれば、全ての構成要素が矛盾することなく現実の状態
を表現する航跡相関行列３６を算出することができる。

【００６３】図１に示す如く、上述した航跡相関行列３
６は、仮説更新部３８に供給される。仮説更新部３８で
は、既に記憶されている仮説の状況、すなわち、前回の
サンプリング時刻tk-1において検出された観測ベクトル
Ｚk-1,jを基礎とする仮説の状況と、今回のサンプリン
グ時刻tkにおいて検出された観測ベクトルＺk,jを基礎
として上記の如く算出される航跡相関行列３６とに基づ
いて、仮説を更新する処理が実行される。

【００６４】本実施形態の目標追尾装置１０において、
仮説更新部３８は、後述する図１０に示す一連の処理を
実行することで仮説の更新を行う。図７は、仮説更新部
３８において実行される一連の処理と対比される処理の
フローチャートを示す。以下、仮説更新部３８において
実行される処理の内容に先立って、図７に示す一連の処
理の内容について説明する。

【００６５】図７に示すルーチンは、航跡相関行列算出
部３４において全ての航跡相関行列３６が算出された後
に起動される。図７に示すルーチンが起動されると、先
ずステップ４０の処理が実行される。

【００６６】ステップ４０では、算出された全ての航跡
相関行列３６の中から、仮説更新処理に用いる航跡相関
行列３６が選択される。ステップ４２では、既に記憶さ
れている全ての仮説の中から、更新の対象とされる仮説
が選択される。上記ステップ４０および４２では、全て
の航跡相関行列３６と、既に記憶されている全ての仮説
との組み合わせが実現されるように、処理が繰り返され
る毎に、適宜、航跡相関行列３６の変更、および、更新
の対象とされる仮説の変更が行われる。

【００６７】ステップ４４では、選択された航跡相関行
列３６において観測ベクトルＺk,j（ｊ＝１〜ｍk）と相
関があると表示されている既追尾の航跡Ｔn（ｎ＝１〜
Ｎk-1）の全てが（以下、これらの航跡を相関既追尾航
跡と称す）、選択された仮説の中に含まれているか否か
が判別される。上記の条件が成立する場合は、選択され
た仮説と、選択された航跡相関行列３６とが相互に矛盾
していないと判断できる。この場合、以後、両者を組み
合わせて新たな仮説を作成すべくステップ４６〜５０の
処理が実行される。

【００６８】一方、上記ステップ４４で、選択された仮
説の中に全ての相関既追尾航跡が含まれていないと判別
される場合は、その仮説と、選択された航跡相関行列３
６とが矛盾していると判断できる。この場合は、両者を
組み合わせて新たな仮説を作ることはできない。上記ス
テップ４４で、このような判別がなされた場合は、以
後、ステップ４６〜５０がジャンプされ、次にステップ
５２の処理が実行される。

【００６９】ステップ４６では、既追尾航跡の更新が行
われる。本ステップ４６では、具体的には、相関既追尾
航跡のそれぞれに、対応する観測ベクトルＺk,jを追加
して相関既追尾航跡を延長する処理が実行される。

【００７０】ステップ４８では、航跡相関行列３６にお
いて新航跡Ｔn（ｎ＝Ｎk-1＋１〜Ｎk）と相関があると
表示されている観測ベクトルＺj,kを、新たな既追尾航
跡として仮説に追加する処理が実行される。

【００７１】ステップ５０では、航跡相関行列３６にお
いて航跡Ｔ0と相関があると表示されている観測ベクト
ルＺk,j、すなわち、航跡相関行列３６により誤信号で
あると表示されている観測ベクトルＺk,jを、誤信号と
して仮説に加える処理が実行される。

【００７２】ステップ５２では、全ての航跡相関行列３
６と、既に存在する全ての仮説との組み合わせについ
て、上記ステップ４０〜５０の処理が実行されたか否か
が判別される。その結果、未だ全ての組み合わせについ
て上記の処理が実行されていないと判別される場合は、
再び上記ステップ４０以降の処理が実行される。一方、
全ての組み合わせについて上記の処理が実行されている
と判別される場合は、今回の処理サイクルが終了され
る。

【００７３】上記の処理によれば、航跡相関行列３６が
算出された後、既に記憶されている個々の仮説を、その
仮説に対して矛盾しない全ての航跡相関行列３６と組み
合わせることにより、現実に成立し得る状態を表す新た
な仮説を作成することができる。この際、多くの場合、
更新の対象とされる一つの仮説は、複数の航跡相関行列
３６と組み合わされて複数の仮説に更新される。このた
め、上述した更新処理によれば、仮説の更新が繰り返さ
れる毎に、仮説の数が爆発的に増加する。

【００７４】次に、図８および図９を参照して、目標追
尾装置１０において実行される処理の内容を具体的に説
明する。図８は、空間内を移動する２つの目標の現実の
航跡５４，５６を示す。目標追尾装置１０は、上記の航
跡５４，５６に沿って移動する目標をサンプリング時刻
毎に検出することにより、離散的な観測ベクトルＺk,j
を検出する。また、目標追尾装置１０による検出処理に
おいては、目標と対応しない誤信号が検出される事態
や、目標の観測に失敗し、目標と対応する観測ベクトル
が得られない事態が生ずることがある。

【００７５】図９は、目標が図８に示す如く移動する際
に、目標追尾装置１０によって検出される観測ベクトル
Ｚk,jの一例を示す。図９は、サンプリング時刻t1にお
いて１つの観測ベクトルＺ1,1が検出され、サンプリン
グ時刻t2において２つの観測ベクトルＺ2,1，Ｚ2,2が検
出され、更に、サンプリング時刻t3において３つの観測
ベクトルＺ3,1，Ｚ3,2，Ｚ3,3が検出された場合を示
す。

【００７６】時刻t1の時点で、目標追尾装置１０には、
既存のクラスタや既存の航跡は記憶されていない。この
ため、時刻ｔ1において検出された観測ベクトルＺ1,1
は、既存のクラスタと関係しない独立した観測ベクトル
として観測ベクトル選択部１４からクラスタ新設・統合
部１６に供給される。

【００７７】クラスタ新設・統合部１６では、Ｚ1,1を
含むクラスタＡを新設し、システム内クラスタ表１８に
定義する処理、および、Ｚ1,1をクラスタＡのクラスタ
内観測ベクトル表２０に書き込む処理が実行される。
尚、クラスタ内観測ベクトル表２０には現時刻の観測ベ
クトルＺ1,1のみが記載される。

【００７８】次に、ゲート内判定行列算出部３０がゲー
ト内判定行列３２を算出する。時刻t1の時点で、観測ベ
クトル数ｍkは“１”、既追尾航跡数Ｎk-1は“０”、追
尾航跡Ｎkは“１”であるので、ゲート内判定行列３２
は、次式数１０に示す如く、１行２列の行列となる。

【００７９】

【数１０】

【００８０】上記数１０式に示すゲート内判定行列３２
は、観測ベクトルＺ1,2が誤信号である可能性と、新航
跡Ｔ1に対応する可能性とを有していることを表してい
る。

【００８１】上記の処理が終了すると、次に、航跡相関
行列算出部３４において航跡相関行列３６が算出され
る。数１０式に示すゲート内判定行列３２によれば、次
式数１１に示す如く、２つの航跡相関ベクトルが算出さ
れる。

【００８２】

【数１１】

【００８３】上記数１１式に示す２つの航跡相関行列
は、それぞれ、観測ベクトルＺ1,2が誤信号であるとす
る仮説と、観測ベクトルＺ1,2が新航跡Ｔ1に対応すると
する仮説とが作成可能であることを示している。

【００８４】航跡相関行列３６が上記の如く演算される
と、次に、仮説の更新が行われる。時刻t1の時点では、
上記の如く算出される航跡相関行列と組み合わせるべき
既存の仮説が存在しない。このため、時刻t1の時点で
は、上記数１１式に示す２つの航跡相関行列３６から、
新たな仮説が作成される。

【００８５】航跡相関行列Ω(Ｈ1,1)からは、観測ベク
トルＺ1,1が誤信号であるとする仮説、すなわち、クラ
スタ内に航跡は存在しないとする仮説Ｘ1,1が生成され
る。本実施形態において、上記の仮説Ｘ1,1は、次式数
１２の如く表される。

【００８６】

【数１２】

【００８７】航跡相関行列Ω(Ｈ1,2)からは、観測ベク
トルＺ1,1が新航跡に対応するとする仮説、すなわち、
クラスタ内に観測ベクトルＺ1,1を始点とする航跡Ｔ1が
存在するとする仮説Ｘ1,2が生成される。

【００８８】

【数１３】

【００８９】以下、上記の航跡Ｔ1を、次式数１４の如
く表す。

【００９０】

【数１４】

【００９１】上記の処理により、時刻t1に検出された観
測ベクトルＺ1,1を対象とする処理が終了する。次回の
サンプリング時刻t2においては、以下の処理が実行され
る。

【００９２】時刻t2では、先ず、ゲート算出部１５が、
クラスタ内の全ての航跡に対して、時刻ｔ2におけるゲ
ートを算出する。図４に示す状況において、時刻t2の時
点では、航跡Ｔ1がクラスタ内に存在する唯一の航跡で
ある。このため、上記の場合には、ゲート算出部１５に
おいて、航跡Ｔ1に対するゲートが算出される。

【００９３】観測ベクトル選択部１４は、上記の如く算
出された航跡Ｔ1に対するゲートと、目標観測装置１２
によって観測された観測ベクトルとの関係を調査し、ゲ
ート内に存在する観測ベクトルを選択する。図４に示す
状況下では、上記の処理により、２つの観測ベクトルＺ
2,1、Ｚ2,2が検出される。

【００９４】時刻t2においては、上述した２つの観測ベ
クトルＺ2,1，Ｚ2,2を除き、他の観測ベクトルが観測さ
れない。この場合、既存のクラスタと異なるクラスタは
新設されず、既存のクラスタの統合も起こらない。以
後、処理の対象とされるクラスタに２つの観測ベクトル
Ｚ2,1、Ｚ2,2が存在するとして処理が進められる。

【００９５】時刻t2において、ゲート内判定行列算出部
３０では、次式数１５に示すゲート内判定行列３２が演
算される。

【００９６】

【数１５】

【００９７】上記数１５式に示すゲート内判定行列３２
において、第１行は観測ベクトルＺ2,1に、また、第２
行は観測ベクトルＺ2,2に、それぞれ対応している。こ
れら２つの観測ベクトルＺ1,2，Ｚ2,2は、共に誤信号で
ある可能性、および、既存追尾航跡Ｔ1に対応する可能
性を有している。このため、第１列の要素（誤信号の可
能性を表す）および第２列の要素（航跡Ｔ1に対応する
可能性を表す）には、共に“１”が設定される。

【００９８】第３列および第４列の要素は、観測ベクト
ルＺ2,1，Ｚ2,2が、新たに定義された新航跡Ｔ2、Ｔ3に
対応する可能性を表す要素である。新航路Ｔ2は、観測
ベクトルＺ2,1に対応して定義された航路である。一
方、新航路Ｔ3は、観測ベクトルＺ2,2に対応して定義さ
れた航路である。第３列および第４列の要素は、これら
の状況を表す値に設定される。

【００９９】上記数１５式に示すゲート内観測行列３２
を基礎とすると、航跡相関行列算出部３４では、次式数
１６に示す如く、８つの航跡相関行列３６が算出され
る。

【０１００】

【数１６】

【０１０１】上記図７に示す処理によれば、既存の仮説
Ｘ1,1，Ｘ1,2と、上記数１６式に示す８つの航跡相関行
列３６とを組み合わせることにより、仮説の更新が行わ
れる。

【０１０２】仮説Ｘ1,1は、既存追尾航跡Ｔ1の存在を否
定している。これに対して、上記数１６式に示される８
つの航跡相関行列３６のうち、Ω(Ｈ2,2)，Ω(Ｈ2,4)，
Ω(Ｈ2,5)，Ω(Ｈ2,7)は、既追尾航跡Ｔ1の存在を仮定
している。従って、処理の対象として仮説Ｘ1,1が選択
されている（上記ステップ４０）場合は、仮説Ｘ1,1
と、他の４つの行列Ω(Ｈ2,1)，Ω(Ｈ2,3)，Ω(Ｈ2,
6)，Ω(Ｈ2,8)との組み合わせにより、次式数１７に示
す４つの仮説Ｘ2,1，Ｘ2,2，Ｘ2,3，Ｘ2,4が作成される
（上記ステップ４２〜５２）。

【０１０３】

【数１７】

【０１０４】仮説Ｘ1,2は、既存追尾航跡Ｔ1の存在を肯
定している。この仮説Ｘ1,2に対しては、８つの航跡相
関行列３６を矛盾なく組み合わせることができる。この
ため、処理の対象として仮説Ｘ1,2が選択されている
（上記ステップ４０）場合は、次式数１８に示す８つの
仮説Ｘ2,5〜Ｘ2,12が作成される（上記ステップ４２〜
５２）。

【０１０５】

【数１８】

【０１０６】上記の如く、時刻t1およびt2に、観測ベク
トルＺ1,1，Ｚ2,1およびＺ2,2が検出されると、時刻ｔ1
に２つの仮説が作成され、時刻t2にそれらの仮説が更新
されることにより１２個の仮説が作成される。時刻t2に
作成された１２の仮説中では、５本の航跡Ｔ1〜Ｔ5の存
在が仮定されている。従って、上記図７に示す処理によ
れば、時刻t2において、クラスタ内に５本の航跡を仮定
する１２個の仮説が記憶される。

【０１０７】次に、本実施形態の目標追尾装置１０の特
徴部について説明する。目標追尾装置１０によってある
程度の時間継続して目標を観測すると、多くの場合、あ
る領域内に存在する目標の数はほぼ確定する。目標の数
が確定すると、確定した目標数を仮説の条件として用い
ることにより、仮説の数を減らすことができる。本実施
形態の目標追尾装置１０は、上記の手法により、仮説の
数が爆発的に増加するのを避ける点に特徴を有してい
る。

【０１０８】図１に示す如く、目標追尾装置１０は、新
航跡誤信号総数推定部６０を備えている。新航跡誤信号
総数推定部６０には、観測ベクトル選択部１４から観測
ベクトルが供給される。新航跡誤信号総数推定部６０
は、その観測ベクトルを基礎として、クラスタ内に発生
する新航跡と誤信号の総数を推定する。上記の如く推定
された総数は、本実施形態の要部である仮説更新部３８
に供給される。

【０１０９】仮説更新部３８は、航跡相関行列算出部３
４において算出された航跡相関行列３６と、目標追尾装
置１０に既に記憶されている仮説と、上記の如く供給さ
れる新航跡と誤信号の総数とに基づいて、仮説の更新処
理を行う。

【０１１０】図１０は、本実施形態において、仮説更新
部３８が実行する一連の処理のフローチャートを示す。
図１０に示すルーチンは、航跡相関行列３６の演算が終
了する毎に実行される。図１０に示すルーチンにおいて
は、先ずステップ６２の処理が実行される。尚、図１０
において、上記図７に示すルーチンと同一の処理を実行
するステップには、同一の符号を付してその説明を省略
する。

【０１１１】ステップ６２では、新航跡誤信号総数推定
部６０において推定される新航跡と誤信号の総数を読み
込む処理が実行される。

【０１１２】ステップ６４では、航跡相関行列算出部３
４において算出された全ての航跡相関行列３６の中か
ら、上記の総数と合致する行列を選択する処理が実行さ
れる。以下、本ステップ６４で選択された行列を、有効
航跡相関行列と称す。

【０１１３】以後、仮説更新部３８は、全ての有効航跡
相関行列と、既存の全ての仮説との組み合わせについて
所定の処理が実行されるように、ステップ４０〜５２の
処理を繰り返し実行する。

【０１１４】上記図７に示すルーチンによれば、航跡相
関行列算出部３４において算出される全ての航跡相関行
列３６を基礎として仮説が更新される。個々の航跡相関
行列３６は、上述の如く、現実に実現される可能性のあ
る一つの状態を表している。しかし、航跡相関行列３６
は、観測ベクトルが既存の航跡または新航跡から得られ
た可能性、および、観測ベクトルが誤信号である可能性
のそれぞれを最大限考慮し、各要素の組み合わせが現実
的であるか否かを一切考慮せずに算出される行列であ
る。このため、算出される航跡相関行列３６の中には、
誤信号と新航跡との総数が非現実的な数となるものが含
まれることがある。

【０１１５】本実施形態において、仮説更新部３８は、
このような非現実的な航跡相関行列３６を除外して、現
実的に成立し得る有効航跡相関行列のみを基礎として仮
説の更新を行う。上記の処理によれば、個々の観測ベク
トルについて、それが既存航跡から得られたのか、新航
跡から得られたのか、或いは、誤信号であるのかについ
て全ての可能性が考慮されると共に、全ての観測ベクト
ルについての判断を組み合わせて全体の状況を判断する
際に、新航跡と誤信号の総数を条件として、現実性の高
い仮説のみを作成することができる。

【０１１６】上記数１６式に示す８つの航跡相関行列３
６において、Ω(Ｈ2,1)，Ω(Ｈ2,3)，Ω(Ｈ2,6)，Ω(Ｈ
2,8)は、新航跡と誤信号の総数が２つであることを仮定
している。従って、新航跡と誤信号の総数が“１”以下
であると推定される場合は、上記ステップ６４の処理に
より、これらの航跡相関行列３６が有効航跡相関行列か
ら除外される。この場合、仮説更新部３８においては、
次式数１９に示す４個の航跡相関行列にみが仮説更新の
基礎として用いられる。

【０１１７】

【数１９】

【０１１８】上記数１９式に示す４つの行列のみが有効
航跡相関行列として選択される場合、上記数１７式に示
す４つの仮説は、何れも作成されない。また、この場
合、上記数１８式に示す８つの仮説のうち、Ｘ2,5，Ｘ
2,7，Ｘ2,10，Ｘ2,12の４つは作成されない。つまり、
本実施形態の仮説更新処理によれば、図４に示す如く観
測ベクトルＺk,jが検出される場合に、時刻t2において
作成される仮説を、次式数２０に示す４つに抑制するこ
とができる。

【０１１９】

【数２０】

【０１２０】このように、本実施形態の目標追尾装置１
０によれば、図３および図４に示す状況下で、仮に新航
跡と誤信号の総数が“１”以下であると推定された場合
に、上記図７に示す処理によって１２個作成されていた
仮説の数を、４個にまで減少させることができる。この
ため、本実施形態の目標追尾装置１０によれば、上記図
７に示す処理を実行する場合と同様に高い追尾能力を確
保しつつ、仮説数を減らして、処理の負荷を下げること
ができる。

【０１２１】次に、本実施形態の目標追尾装置１０にお
いて、新航跡誤信号総数推定部６０が、新航跡と誤信号
の総数を推定する手法について説明する。新航跡と誤信
号の総数Ｓは、サンプリング時刻tk-1における仮説Ｘk-
1,rと、サンプリング時刻tk-1におけるＮk-1個の既追尾
航跡Ｔnのそれぞれに対応するゲート内で、サンプリン
グ時刻tkにおいて検出されたのｍk個の観測ベクトルＺ
k,jとに基づいて、以下の手順により推定することがで
きる。

【０１２２】既追尾航跡Ｔnに対応するＮk-1個のゲート
全体の容積Ｖkは、予め設定された所定の手法で演算す
ることができる。誤信号に起因する観測ベクトルの個数
（以下、単に誤信号の個数と称す）がポアソン分布に従
うとした場合に、時刻tkにおける単位体積あたりの誤信
号の平均値をβkFTとすると、時刻tkにおいて検出され
る誤信号の総数はβkFT・Ｖkと表すことができる。

【０１２３】同様に、新航跡に起因する観測ベクトルの
個数（以下、単に新航跡の個数と称す）がポアソン分布
に従うとした場合に、時刻tkにおける単位体積あたりの
新航跡の平均値をβkNTとすると、時刻tkにおいて検出
される新航跡の総数はβkNT・Ｖkと表すことができる。

【０１２４】時刻tk-1における仮説Ｘk-1,rに含まれる
航跡数をＮk-1TGT(r)とすると、誤信号と新航跡の総数
βkFT・Ｖk＋βkNT・Ｖkについて、ポアソン分布の仮定
より次式数２１の関係が成立する。但し、複数の目標が
１個に融合されて観測される場合は目標数を１とみな
す。

【０１２５】

【数２１】

【０１２６】尚、上記数２１式中、Ｅ[ｍk]は検出され
る観測ベクトル数の期待値、ＰDは目標の探知確率、ＰG
Kは時刻tkにおいて追尾対象目標がゲート内に存在する
確率である。

【０１２７】誤信号と新航跡の総数βkFT・Ｖk＋βkNT
・Ｖkは、上記数２１式を変形することにより、次式数
２２の如く表すことができる。

【０１２８】

【数２２】

【０１２９】上記数２２式中、観測ベクトル数の期待値
Ｅ[ｍk]は、例えば、過去Ｎサンプルの観測ベクトル数
の平均値により代用することができる。また、探知確率
ＰDおよび存在確率ＰGKには、所定の値を用いることが
できる。更に、航跡数Ｎk-1TGT(r)は、仮説Ｘk-1,rに基
づいて計数することができる。従って、誤信号と新航跡
の総数βkFT・Ｖk＋βkNT・Ｖkは、上記数２２式を用い
ることにより精度よく推定することができる。

【０１３０】次に、誤信号と新航跡の総数βkFT・Ｖk＋
βkNT・Ｖkを算出するための他の手法について説明す
る。上述した算出手法において、観測ベクトル数の期待
値Ｅ[ｍk]は、過去Ｎサンプルの観測ベクトル数の平均
値に設定される。このような手法は、センサが十分に高
い分解能を有している場合や、誤信号の発生頻度が高い
精度で確定できる場合に特に好適である。

【０１３１】しかしながら、１つに融合されていた複数
の目標を、新たに複数の目標として分離して観測する場
合や、誤信号の発生頻度が変化する場合には、推定精度
が悪化することがある。このような状況下では、新目標
および誤信号の総数を推定する際に、過去Ｎサンプルの
観測ベクトルの平均値に代えて、過去Ｎサンプルの観測
ベクトル数の最大値を用いることにより、高い推定精度
を得ることができる。誤信号と新航跡の総数βkFT・Ｖk
＋βkNT・Ｖkは、次式数２３により上記の手法で算出す
ることができる。

【０１３２】

【数２３】

【０１３３】上記の推定手法によれば、センサが十分な
分解能を有していない場合や、誤信号の発生頻度が変化
する場合においても、誤信号と新航跡の総数βkFT・Ｖk
＋βkNT・Ｖkを精度よく推定することができる。従っ
て、上記の推定手法によれば、センサが十分な分解能を
有していない場合や、誤信号の発生頻度が変化する場合
においても、目標追尾装置１０に優れた追尾能力を与え
ることができる。

【０１３４】図１に示す如く、目標追尾装置１０は、仮
説縮小部６６を備えている。仮説縮小部６６は、作成さ
れた複数の仮説に対して所定の評価を実行し、その評価
の結果に基づいて一部の仮説を削除または統合する処理
を行う。目標追尾装置１０において、仮説が更新される
と、仮説の数は常に増加する。目標追尾装置１０が扱う
仮説の数は、仮説縮小部６６が上記の処理を実行するこ
とにより妥当な数に維持される。

【０１３５】尚、仮説縮小部６６は、例えば、以下に示
す手法により仮説の縮小を行う。 （１）最も信頼度の高い仮説のみを残す。 （２）信頼度がある基準値以下の仮説はすてる。 （３）過去Ｎ時刻分の内容が同一の仮説を統合する。 （４）航跡数が同じで、各航跡の内容（位置、速度な
ど）がほぼ同一の仮説を統合する。 （５）信頼度の低い航跡を含む仮説をすてる。

【０１３６】目標追尾装置１０は、クラスタ分離部６８
を備えている。仮説が縮小されると、１つのクラスタ
が、複数のクラスタに分離可能となることがある。クラ
スタ分離部６８は、仮説の縮小が行われた後に、クラス
タの分離が可能であるか否かを判断し、分離が可能な場
合に、それぞれのクラスタの仮説を再構成する処理を実
行する。上記の処理によれば、クラスタが不当に大きく
なるのを避けることができる。

【０１３７】目標追尾装置１０は、目標表示部７０を備
えている。目標表示装置７２は、目標追尾装置１０の動
作中、常にディスプレイ上に目標の航跡を表示し目標の
状態を使用者に示す。目標表示部７０には、航跡決定部
７２から目標に関する情報が提供される。

【０１３８】上述の如く、クラスタ内には、多くの場合
複数の仮説が存在し、何を使用者に示せばよいのか分か
らない状況にある。航跡決定部７０は、クラスタ内に存
在する複数の仮説の中から、公知の手法で最善の仮説を
１つ選択し、その仮説に含まれる目標の数と目標の航跡
とを目標表示装置７２に供給する。

【０１３９】尚、航跡決定部７２で実行される決定処理
は、目標表示装置７０への出力のみを目的として行われ
るもので、その処理の内容はシステム内の仮説の数には
反映されない。上記の手法によれば、現実性の高い仮説
を多数作成し、その中で最も適切な仮説に合致する情報
を使用者に提供することができる。

【０１４０】ところで、上記の実施形態においては、仮
説更新部３８が、誤信号と新航跡の総数の推定値に合致
する航跡相関行列３６のみを有効航跡相関行列とするこ
とにより、作成される仮説の数が爆発的に増加するのを
避けることとしているが、本発明は、これに限定される
ものではない。

【０１４１】すなわち、目標追尾装置１０においては、
上記数２２式または数２３式を用いて、誤信号と新航跡
の総数の他に、観測される誤信号の数、観測される新航
跡の数、および、既追尾の航跡に対応するとして観測さ
れる観測ベクトルの数を推定することができる。

【０１４２】また、航跡相関行列３６の現実性の判断
は、個々の行列が示す誤信号と新航跡の総数に基づいて
判断できると同様に、個々の行列が示す誤信号の数、新
航跡の数、または、既追尾の航跡に対応する観測ベクト
ルの数を基礎としても判断することができる。このた
め、有効航跡相関行列は、これらの推定数に基づいて選
択することとしてもよい。

【０１４３】尚、上記の実施形態においては、目標観測
装置１２，観測ベクトル選択部１４により前記請求項１
乃至４記載の「観測ベクトル検出手段」が、ゲート内判
定行列算出部３０および航跡相関行列算出部３４により
前記請求項１乃至４記載の「航跡相関情報作成手段」
が、仮説状況データ群２２により前記請求項１乃至４記
載の「仮説記憶手段」が、新航跡誤信号総数推定部６０
により前記請求項４記載の「総数推定手段」が、仮説更
新部３８により前記請求項４記載の「第４の有効情報選
択手段」および「第４の仮説更新手段」が、それぞれ実
現されている。

【０１４４】また、上記の実施形態においては、新航跡
誤信号総数推定部６０に、誤信号の数、新航跡の数、ま
たは、既追尾航跡に対応する観測ベクトルの数を推定さ
せることにより、それぞれ、前記請求項１記載の「誤信
号数推定手段」、前記請求項２記載の「新航跡数推定手
段」、および、前記請求項３記載の「既追尾航跡数推定
手段」がそれぞれ実現される。

【０１４５】更に、上記の実施形態においては、仮説更
新部３８に、誤信号の数、新航跡の数、または、既追尾
航跡に対応する観測ベクトルの数に基づいて有効航跡相
関行列を選択させることにより、それぞれ、前記請求項
１記載の「第１の有効情報選択手段」および「第１の仮
説更新手段」、前記請求項２記載の「第２の有効情報選
択手段」および「第２の仮説更新手段」、および、前記
請求項３記載の「第３の有効情報選択手段」および「第
３の仮説更新手段」がそれぞれ実現される。

【０１４６】

【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
乃至４，および、請求項７乃至１０記載の発明によれ
ば、誤信号の数、新航跡の数、既追尾航跡の数、また
は、誤信号と新航跡の総数の推定値に合致する航跡相関
情報のみが仮説の更新処理の基礎として用いられるた
め、仮説の更新処理により作成される仮説の数を抑制す
ることができる。

【０１４７】請求項５または１１記載の発明によれば、
誤信号の数、新航跡の数、既追尾航跡の数、または、誤
信号と新航跡の総数を、過去所定期間に検出された観測
ベクトルの平均値に基づいて精度よく推定することがで
きる。

【０１４８】請求項６または１２記載の発明によれば、
誤信号の数、新航跡の数、既追尾航跡の数、または、誤
信号と新航跡の総数を、過去所定期間に検出された観測
ベクトルの最大値に基づいて推定することにより、セン
サの分解能が低い場合や、誤信号の発生頻度が変化し易
い場合においても、それらの数を精度よく推定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】 図１に示す目標追尾装置で実行される処理の
内容を説明するための図（その１）である。

【図３】 図１に示す目標追尾装置で実行される処理の
内容を説明するための図（その２）である。

【図４】 図１に示す目標追尾装置で実行される処理の
内容を説明するための図（その３）である。

【図５】 図１に示すシステム内クラスタ表の概念図で
ある。

【図６】 図１に示すクラスタ内観測ベクトル表の概念
図である。

【図７】 図１に示す仮説更新部において実行される仮
説更新処理と対比される処理のフローチャートである。

【図８】 図１に示す目標追尾装置で実行される処理の
内容を具体的に説明するための図（その１）である。

【図９】 図１に示す目標追尾装置で実行される処理の
内容を具体的に説明するための図（その２）である。

【図１０】 図１に示す仮説更新部において実行される
仮説更新処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 目標追尾装置、 １４ 観測ベクトル選択部、
１６ クラスタ新設・統合部、 ３０ ゲート内
判定行列算出部、 ３４ 航跡相関行列算出部、
３６ 航跡相関行列、 ３８ 仮説更新部、 tk
サンプリング時刻、 Ｚk,j 時刻tkにおける観測ベ
クトル、 Ｔn 航跡、 ｍk 時刻tkに観測された
観測ベクトルの数、 Ｎk 時刻tkにおける既追尾航
跡の数。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出手段と、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成手段と、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手段と、 観測される誤信号の数を推定する誤信号数推定手段と、 前記航跡相関情報作成手段により作成される航跡相関情
   報の中から、前記誤信号数推定手段の推定結果と合致す
   る航跡相関情報を第１の有効航跡相関情報として選択す
   る第１の有効情報選択手段と、 前記仮説記憶手段に記憶されている既存の仮説を、前記
   第１の有効航跡相関情報に基づいて更新する第１の仮説
   更新手段と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。
2. 【請求項２】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出手段と、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成手段と、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手段と、 観測される新航跡の数を推定する新航跡数推定手段と、 前記航跡相関情報作成手段により作成される航跡相関情
   報の中から、前記新航跡数推定手段の推定結果と合致す
   る航跡相関情報を第２の有効航跡相関情報として選択す
   る第２の有効情報選択手段と、 前記仮説記憶手段に記憶されている既存の仮説を、前記
   第２の有効航跡相関情報に基づいて更新する第２の仮説
   更新手段と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。
3. 【請求項３】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出手段と、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成手段と、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手段と、 既追尾の航跡に対応して観測される観測ベクトルの数を
   推定する既追尾航跡数推定手段と、 前記航跡相関情報作成手段により作成される航跡相関情
   報の中から、前記既追尾航跡数推定手段の推定結果と合
   致する航跡相関情報を第３の有効航跡相関情報として選
   択する第３の有効情報選択手段と、 前記仮説記憶手段に記憶されている既存の仮説を、前記
   第３の有効航跡相関情報に基づいて更新する第３の仮説
   更新手段と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。
4. 【請求項４】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出手段と、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成手段と、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶手段と、 観測される誤信号と新航跡の総数を推定する総数推定手
   段と、 前記航跡相関情報作成手段により作成される航跡相関情
   報の中から、前記総数推定手段の推定結果と合致する航
   跡相関情報を第４の有効航跡相関情報として選択する第
   ４の有効情報選択手段と、 前記仮説記憶手段に記憶されている既存の仮説を、前記
   第４の有効航跡相関情報に基づいて更新する第４の仮説
   更新手段と、 を備えることを特徴とする目標追尾装置。
5. 【請求項５】 前記誤信号数推定手段、前記新航跡数推
   定手段、前記既追尾航跡数推定手段、または、前記総数
   推定手段は、過去所定期間の間に観測された観測ベクト
   ル数の平均値に基づいて、所望数の推定処理を行うこと
   を特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の目標追
   尾装置。
6. 【請求項６】 前記誤信号数推定手段、前記新航跡数推
   定手段、前記既追尾航跡数推定手段、または、前記総数
   推定手段は、過去所定期間の間に観測された観測ベクト
   ル数の最大値に基づいて、所望数の推定処理を行うこと
   を特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の目標追
   尾装置。
7. 【請求項７】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出ステップと、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成ステップと、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶ステップ
   と、 観測される誤信号の数を推定する誤信号数推定ステップ
   と、 前記航跡相関情報作成ステップにより作成される航跡相
   関情報の中から、前記誤信号数推定ステップの推定結果
   と合致する航跡相関情報を第１の有効航跡相関情報とし
   て選択する第１の有効情報選択ステップと、 前記仮説記憶ステップに記憶されている既存の仮説を、
   前記第１の有効航跡相関情報に基づいて更新する第１の
   仮説更新ステップと、 を備えることを特徴とする目標追尾方法。
8. 【請求項８】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出ステップと、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成ステップと、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶ステップ
   と、 観測される新航跡の数を推定する新航跡数推定ステップ
   と、 前記航跡相関情報作成ステップにより作成される航跡相
   関情報の中から、前記新航跡数推定ステップの推定結果
   と合致する航跡相関情報を第２の有効航跡相関情報とし
   て選択する第２の有効情報選択ステップと、 前記仮説記憶ステップに記憶されている既存の仮説を、
   前記第２の有効航跡相関情報に基づいて更新する第２の
   仮説更新ステップと、 を備えることを特徴とする目標追尾方法。
9. 【請求項９】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを検
   出する観測ベクトル検出ステップと、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
   跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
   を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
   相関情報を作成する航跡相関情報作成ステップと、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶ステップ
   と、 既追尾の航跡に対応して観測される観測ベクトルの数を
   推定する既追尾航跡数推定ステップと、 前記航跡相関情報作成ステップにより作成される航跡相
   関情報の中から、前記既追尾航跡数推定ステップの推定
   結果と合致する航跡相関情報を第３の有効航跡相関情報
   として選択する第３の有効情報選択ステップと、 前記仮説記憶ステップに記憶されている既存の仮説を、
   前記第３の有効航跡相関情報に基づいて更新する第３の
   仮説更新ステップと、 を備えることを特徴とする目標追尾方法。
10. 【請求項１０】 目標の位置情報を含む観測ベクトルを
    検出する観測ベクトル検出ステップと、 前記観測ベクトルが、誤信号である可能性、既追尾の航
    跡に対応している可能性、および、新航跡である可能性
    を組み合わせて、実現可能な全ての状態に対応する航跡
    相関情報を作成する航跡相関情報作成ステップと、 目標の航跡に関する仮説を記憶する仮説記憶ステップ
    と、 観測される誤信号と新航跡の総数を推定する総数推定ス
    テップと、 前記航跡相関情報作成ステップにより作成される航跡相
    関情報の中から、前記総数推定ステップの推定結果と合
    致する航跡相関情報を第４の有効航跡相関情報として選
    択する第４の有効情報選択ステップと、 前記仮説記憶ステップに記憶されている既存の仮説を、
    前記第４の有効航跡相関情報に基づいて更新する第４の
    仮説更新ステップと、 を備えることを特徴とする目標追尾方法。
11. 【請求項１１】 前記誤信号数推定ステップ、前記新航
    跡数推定ステップ、前記既追尾航跡数推定ステップ、ま
    たは、前記総数推定ステップは、過去所定期間の間に観
    測された観測ベクトル数の平均値に基づいて、所望数の
    推定処理を行うことを特徴とする請求項７乃至１０の何
    れか１項記載の目標追尾方法。
12. 【請求項１２】 前記誤信号数推定ステップ、前記新航
    跡数推定ステップ、前記既追尾航跡数推定ステップ、ま
    たは、前記総数推定ステップは、過去所定期間の間に観
    測された観測ベクトル数の最大値に基づいて、所望数の
    推定処理を行うことを特徴とする請求項７乃至１０の何
    れか１項記載の目標追尾方法。