JPWO2017138119A1 - 目標追尾装置 - Google Patents

Abstract

センサ観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部（１７）と、追尾処理部（１２）により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部（１８）に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部（１７）の判定結果とから、追尾処理部（１２）により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部（１９）とを設け、送受信部（２０）が、送信判定部（１９）の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置（１−Ｍ）に送信する。

Description

この発明は、センサの観測値から目標の位置の情報を含む航跡を推定する目標追尾装置に関するものである。

センサの観測値から目標の現時点における位置や速度などを示す航跡を推定し、ネットワークを介して、その航跡を他の目標追尾装置に送信する一方、他の目標追尾装置から送信された航跡をネットワークを介して受信する送受信処理部を備え、自己が推定した航跡と他の目標追尾装置から送信された航跡とを融合することで、高精度な融合航跡を生成する目標追尾装置が以下の特許文献１に開示されている。
この目標追尾装置では、ネットワークの通信容量を低減する目的で、自己が推定した航跡を融合航跡と融合することで、その融合航跡の誤差を大きく低減できるか否かを判定し、その融合航跡の誤差を大きく低減できると判断した場合に限り、自己が推定した航跡を他の目標追尾装置に送信するようにしている。

特開２０１０−２８１７８２号公報

従来の目標追尾装置は以上のように構成されているので、自己が推定した航跡の送信頻度を下げて、ネットワークの通信容量を低減することができる。しかし、自己が推定した航跡を送信するか否かを判定する際、目標の運動状態を考慮していないため、目標が旋回運動を行っている場合でも、航跡の送信頻度を下げてしまうことがある。目標が旋回運動を行っているときに、航跡の送信頻度を下げてしまうと、航跡のデータ量が不足して、旋回している目標の追尾精度が劣化してしまうことがあるという課題があった。

この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、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる目標追尾装置を得ることを目的とする。

この発明に係る目標追尾装置は、センサから出力された目標の位置を示す観測値の時系列データから、目標の位置の情報を含む部分航跡を推定する追尾処理部と、観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、目標の位置の情報を含む融合航跡を記憶している融合航跡記憶部と、追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部の判定結果とから、追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部と、送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された部分航跡を受信する送受信部とを設け、航跡融合部が、送受信部により送信又は受信された部分航跡を用いて、融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を更新するようにしたものである。

この発明によれば、観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部の判定結果とから、追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部とを設け、送受信部が、送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置に送信するように構成したので、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による目標追尾装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による目標追尾装置のハードウェア構成図である。 目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態１による目標追尾装置の旋回判定部１７を示す構成図である。 旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１を示す構成図である。 旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３を示す構成図である。 旋回判定部１７の旋回レベル算出処理部７５を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による目標追尾装置の送信判定部１９を示す構成図である。 旋回開始判定処理部７１の処理内容を示すフローチャートである。 旋回終了判定処理部７３の処理内容を示すフローチャートである。 閾値判定処理部７３ｈの処理内容を示すフローチャートである。 送信判定部１９における送信判定概念を示す説明図である。 旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。 送信閾値を用いない場合の旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。 この発明の実施の形態２による目標追尾装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による目標追尾装置のハードウェア構成図である。 この発明の実施の形態２による目標追尾装置の旋回判定部１７を示す構成図である。 旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１を示す構成図である。 旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３を示す構成図である。 フラグ更新処理部１０１の処理内容を示すフローチャートである。 誤判定解除処理部１０３の処理内容を示すフローチャートである。 旋回終了判定処理部７３の処理内容を示すフローチャートである。 閾値判定処理部７３ｈの処理内容を示すフローチャートである。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置を示す構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置のハードウェア構成図である。
図１では、Ｍ（Ｍは２以上の整数）台の目標追尾装置１−１〜１−Ｍがネットワーク２に接続されている例を示している。目標追尾装置１−１〜１−Ｍの内部構成は同一である。
図１及び図２において、センサ１１としては、例えば、レーダ、光学カメラ、赤外カメラなどが想定され、センサ１１は観測対象の目標の位置を観測して、その位置の観測値であるセンサ観測値を追尾処理部１２に出力する。
図１では、目標追尾装置１−１〜１−Ｍがセンサ１１を実装している例を示しているが、センサ１１は、目標追尾装置１−１〜１−Ｍの外部に設けられていてもよい。

追尾処理部１２はセンサ航跡記憶部１３、センサ追尾処理部１４、部分航跡記憶部１５及び再追尾処理部１６を備えており、センサ１１から出力されたセンサ観測値の時系列データから、目標の位置の情報を含む部分航跡として、例えば、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する部分航跡を推定する処理を実施する。
センサ航跡記憶部１３は例えば図２の記憶処理回路４１で実現されるものであり、センサ追尾処理部１４により推定されセンサ航跡及びセンサ観測値である目標相関済みセンサ観測値を記憶している。

センサ追尾処理部１４は例えば図２のセンサ追尾処理回路４２で実現されるものであり、センサ１１から出力されたセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する処理を実施する。
また、センサ追尾処理部１４はセンサ観測値が示す位置とセンサ航跡が示す位置とが相関していると判定する場合、そのセンサ観測値を目標相関済みセンサ観測値としてセンサ航跡記憶部１３に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値を再追尾処理部１６及び旋回判定部１７に出力する処理を実施する。
さらに、センサ追尾処理部１４はその目標相関済みセンサ観測値とセンサ航跡記憶部１３に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有するセンサ航跡を推定し、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡を、その推定したセンサ航跡に置き換える処理を実施する。

部分航跡記憶部１５は例えば図２の記憶処理回路４１で実現されるものであり、再追尾処理部１６により推定された部分航跡及びセンサ観測値である目標相関済みセンサ観測値を記憶している。
再追尾処理部１６は例えば図２の再追尾処理回路４３で実現されるものであり、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する処理を実施する。
また、再追尾処理部１６はセンサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とセンサ航跡が示す位置とが相関していると判定する場合、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部１５に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部１５に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する部分航跡を推定する処理を実施する。
さらに、再追尾処理部１６は部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部１７の判定結果である目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部１９に出力する処理を実施する。

旋回判定部１７は例えば図２の旋回判定処理回路４４で実現されるものであり、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグを再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。
融合航跡記憶部１８は例えば図２の記憶処理回路４１で実現されるものであり、目標の位置の情報を含む融合航跡として、航跡融合部２１により推定された融合航跡を記憶している。

送信判定部１９は例えば図２の送信判定処理回路４５で実現されるものであり、再追尾処理部１６から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグとから、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信するか否かを判定する処理を実施する。
このとき、送信判定部１９は、その部分航跡に付されている旋回フラグが、目標が旋回していない旨を示している場合より、目標が旋回している旨を示している場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。

送受信部２０は例えば図２の送受信処理回路４６で実現されるものであり、送信判定部１９の判定結果が旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示している場合に、ネットワーク２を介して、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を他の目標追尾装置１−Ｍに送信するとともに、その部分航跡を航跡融合部２１に出力する処理を実施する。
また、送受信部２０は、ネットワーク２を介して、他の目標追尾装置１−Ｍから送信された部分航跡を受信すると、その部分航跡を航跡融合部２１に出力する処理を実施する。

航跡融合部２１は相関判定部２２と融合追尾処理部２３を備えており、送受信部２０から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を用いて、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡を更新する処理を実施する。
相関判定部２２は例えば図２の相関判定処理回路４７で実現されるものであり、送受信部２０から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡が示す位置と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡が示す位置が相関しているか否かを判定する処理を実施する。
融合追尾処理部２３は例えば図２の融合追尾処理回路４８で実現されるものであり、相関判定部２２により相関していると判定された場合、送受信部２０から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する融合航跡を推定し、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡を、その推定した融合航跡に置き換える処理を実施する。
また、融合追尾処理部２３は相関判定部２２により相関していないと判定された場合、送受信部２０から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を新たな融合航跡として融合航跡記憶部１８に記録する処理を実施する。

表示処理部２４は例えば図２の表示処理回路４９で実現されるものであり、融合追尾処理部２３により推定された融合航跡や、相関判定部２２により相関していると判定された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡などをディスプレイ等に表示させる処理を実施する。

図１では、目標追尾装置の構成要素であるセンサ１１、センサ航跡記憶部１３、センサ追尾処理部１４、部分航跡記憶部１５、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、融合航跡記憶部１８、送信判定部１９、送受信部２０、相関判定部２２、融合追尾処理部２３及び表示処理部２４のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェア、即ち、記憶処理回路４１、センサ追尾処理回路４２、再追尾処理回路４３、旋回判定処理回路４４、送信判定処理回路４５、送受信処理回路４６、相関判定処理回路４７、融合追尾処理回路４８及び表示処理回路４９で実現されるものを想定している。
ここで、記憶処理回路４１は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などが該当する。
また、センサ追尾処理回路４２、再追尾処理回路４３、旋回判定処理回路４４、送信判定処理回路４５、送受信処理回路４６、相関判定処理回路４７、融合追尾処理回路４８及び表示処理回路４９は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。

また、目標追尾装置の構成要素が専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標追尾装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが該当する。
図３は目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、センサ航跡記憶部１３、部分航跡記憶部１５及び融合航跡記憶部１８をコンピュータのメモリ６１上に構成するとともに、センサ追尾処理部１４、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、送信判定部１９、送受信部２０、相関判定部２２、融合追尾処理部２３及び表示処理部２４の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ６１に格納し、コンピュータのプロセッサ６２がメモリ６１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。

また、図２では目標追尾装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図３では、目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、目標追尾装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
例えば、センサ１１、送受信部２０及び表示処理部２４を専用のハードウェアで実現し、センサ航跡記憶部１３、センサ追尾処理部１４、部分航跡記憶部１５、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、融合航跡記憶部１８、送信判定部１９、相関判定部２２及び融合追尾処理部２３をソフトウェアやファームウェアなどで実現することが可能である。ただし、専用のハードウェアとソフトウェア等の組み合わせは任意である。

図４はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置の旋回判定部１７を示す構成図である。
図４において、旋回開始判定処理部７１はセンサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグデータベース（以下、「旋回フラグＤＢ」）７２に記憶されている目標の旋回の有無を示す旋回フラグとを用いて、旋回の開始を判定する旋回開始判定処理を実施して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを更新する。
旋回フラグＤＢ７２は目標の旋回の有無を示す旋回フラグを記憶するメモリである。旋回フラグＤＢ７２に記憶される旋回フラグの初期値は“非旋回”を示すものであるものとする。
旋回終了判定処理部７３はセンサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを更新する。

旋回フラグ出力処理部７４は旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。
旋回レベル算出処理部７５は旋回フラグ出力処理部７４から出力された旋回フラグが、目標が旋回している旨を示している場合、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。

図５は旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１を示す構成図である。
図５において、旋回開始判定用観測値データベース（以下、「旋回開始判定用観測値ＤＢ」と称する）７１ａはセンサ追尾処理部１４から出力された過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
速度データベース（以下、「速度ＤＢ」と称する）７１ｂは過去Ｎｔｈサンプル分の平滑速度を蓄積するメモリである。
旋回開始判定用平滑航跡データベース（以下、「旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ」と称する）７１ｃは過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡を蓄積するメモリである。

初期化処理部７１ｄは旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａ、速度ＤＢ７１ｂ及び旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃの蓄積データ、即ち、目標相関済みセンサ観測値、平滑速度及び平滑航跡を削除して、旋回開始判定処理を終了する。一方、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、以降の旋回開始判定処理の実施を許可する。
直線軌道推定処理部７１ｅは目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑位置と平滑速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列と平滑速度誤差共分散行列を算出する処理を実施する。
また、直線軌道推定処理部７１ｅは算出した平滑速度を速度ＤＢ７１ｂに格納する。

速度再平滑処理部７１ｆは目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、速度ＤＢ７１ｂに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑速度から、再平滑化した速度である再平滑速度と、その再平滑速度誤差分散行列を算出する処理を実施する。
また、速度再平滑処理部７１ｆは直線軌道推定処理部７１ｅにより算出された平滑速度及び平滑誤差共分散行列の速度項を再平滑速度及び再平滑速度誤差分散行列で置き換える処理等を実施することで平滑航跡を算出し、その平滑航跡を旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに格納する。

Ｎステップ予測処理部７１ｇは旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈはＮステップ予測処理部７１ｇにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。

時間方向平滑処理部７１ｉはマハラノビス平方距離算出処理部７１ｈにより算出されたマハラノビス平方距離を時間方向に平滑化する処理を実施する。
閾値判定処理部７１ｊは時間方向平滑処理部７１ｉにより時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と事前に設定された閾値を比較し、そのマハラノビス平方距離が閾値より大きければ、旋回が開始していると判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“旋回”に設定し、そのマハラノビス平方距離が閾値以下であれば、旋回が開始していないと判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する処理を実施する。

図６は旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３を示す構成図である。
図６において、旋回終了判定用観測値データベース（以下、「旋回終了判定用観測値ＤＢ」と称する）７３ａはセンサ追尾処理部１４から出力された過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
旋回終了判定用平滑航跡データベース（以下、「旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ」と称する）７３ｂは過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡を蓄積するメモリである。
初期化処理部７３ｃは旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａ及び旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂの蓄積データ、即ち、目標相関済みセンサ観測値及び平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。一方、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。

軌道推定処理部７３ｄは目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑航跡として、目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列及び平滑速度誤差共分散行列を算出する処理を実施する。
また、軌道推定処理部７３ｄは算出した平滑航跡を旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに格納する。

Ｎステップ予測処理部７３ｅは旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆはＮステップ予測処理部７３ｅにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。

時間方向平滑処理部７３ｇはマハラノビス平方距離算出処理部７３ｆにより算出されたマハラノビス平方距離を時間方向に平滑化する処理を実施する。
閾値判定処理部７３ｈは時間方向平滑処理部７３ｇにより時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と事前に設定された閾値を比較し、そのマハラノビス平方距離が閾値以下であれば、旋回が終了していると判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定し、そのマハラノビス平方距離が閾値より大きければ、旋回が終了していないと判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する処理を実施する。

ここでは、閾値判定処理部７３ｈが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部７３ｈが、現時刻における平滑化されたマハラノビス平方距離と、前時刻における平滑化されたマハラノビス平方距離との差分値を算出し、その差分値が負となる回数が閾値より多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
この場合、差分値が負となる回数を記憶する差分値カウンタデータベース（以下、「差分値カウンタＤＢ」と称する）７３ｉを備え、閾値判定処理部７３ｈが差分値カウンタＤＢ７３ｉに記憶されている回数を更新する。

図７は旋回判定部１７の旋回レベル算出処理部７５を示す構成図である。
図７において、初期化処理部７５ａは旋回フラグ出力処理部７４から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、旋回レベル算出用観測値データベース（以下、「旋回レベル算出用観測値ＤＢ」と称する）７５ｂに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値を削除し、その旋回フラグが“旋回”であれば、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値を旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂに格納する処理を実施する。
旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂはセンサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値を蓄積するメモリである。
旋回軌道推定処理部７５ｃは目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値から目標の加速度を算出し、目標の加速度を旋回レベルに換算して、その旋回レベルを再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。

図８はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置の送信判定部１９を示す構成図である。
図８において、パラメータ変更処理部８１は再追尾処理部１６から出力された部分航跡に付いている旋回フラグ及び旋回レベルに応じて、送信判断用のシステム雑音パラメータ及び送信判断用の閾値を変更する処理を実施する。
融合航跡予測処理部８２は再追尾処理部１６から出力された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡の時刻との時間差を算出し、その時間差とパラメータ変更処理部８１により変更されたシステム雑音パラメータを用いて、送信判断用の予測誤差共分散行列を算出する処理を実施する。

判定用誤差算出処理部８３は融合航跡予測処理部８２により算出された送信判断用の予測誤差共分散行列と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡と、再追尾処理部１６から出力された部分航跡とから、融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出する処理を実施する。
ここで、融合航跡誤差は、融合航跡の誤差共分散行列のスペクトルノルムである。更新済み融合航跡誤差は、送信判断用の予測誤差共分散行列を元に部分航跡で更新した後の融合航跡の誤差共分散行列のスペクトルノルムである。なお、航跡誤差を誤差共分散行列のスペクトルノルムで定義しているが、誤差共分散行列のトレースノルムでもよいし、行列式でもよい。ノルムの定義の方法はユーザが事前に決める。
また、誤差共分散行列は、位置成分のみの誤差共分散行列でもよいし、速度成分のみの誤差共分散行列でもよい。また、誤差共分散行列は、直交座標で定義することもできるし、極座標で定義することもできる。

判定処理部８４は判定用誤差算出処理部８３により算出された融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異と、パラメータ変更処理部８１により変更された送信判断用の閾値とを用いて、再追尾処理部１６から出力された部分航跡を送信するか否かを判定する処理を実施する。
このとき、判定処理部８４は、その部分航跡に付されている旋回フラグが、目標が旋回していない旨を示している場合より、目標が旋回している旨を示している場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。

次に動作について説明する。
この実施の形態１では、Ｍ台の目標追尾装置１−１〜１−Ｍがネットワーク２に接続されている例を想定している。目標追尾装置１−１〜１−Ｍの処理内容は同一であるため、ここでは、代表として、目標追尾装置１−１の処理内容を説明する。
センサ１１は、観測対象の目標の位置を観測して、その位置の観測値であるセンサ観測値を追尾処理部１２に出力する。

追尾処理部１２のセンサ追尾処理部１４は、センサ１１からセンサ観測値を受けると、例えば、ＧＮＮ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）などの公知の相関アルゴリズムを実行することで、そのセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
即ち、センサ追尾処理部１４は、センサ１１から出力されたセンサ観測値が、過去に推定しているセンサ航跡に係る目標の位置を観測しているものであるか否かを判定する。

センサ追尾処理部１４は、そのセンサ観測値が示す位置と、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しており、そのセンサ観測値を当該センサ航跡と対応付けることができると判断すると、そのセンサ観測値を目標相関済みセンサ観測値としてセンサ航跡記憶部１３に格納するとともに、その目標相関済みセンサ観測値を再追尾処理部１６及び旋回判定部１７に出力する。
また、センサ追尾処理部１４は、例えば、カルマンフィルタなどの公知の追尾アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値とセンサ航跡記憶部１３に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有するセンサ航跡を推定する。
センサ追尾処理部１４は、センサ航跡を推定すると、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡を、その推定したセンサ航跡に置き換えることで、センサ航跡記憶部１３に記憶されているセンサ航跡を更新する。

旋回判定部１７は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルとを再追尾処理部１６に出力する。
以下、旋回判定部１７による旋回の判定処理を具体的に説明する。

旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の開始を判定する旋回開始判定処理を実施して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを更新する。
図９は旋回開始判定処理部７１の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図９を参照しながら、旋回開始判定処理部７１の処理内容を具体的に説明する。

旋回開始判定処理部７１の旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａには、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が記録され、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａには、過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値が蓄積される。
初期化処理部７１ｄは、旋回開始判定処理の初期化処理を実施する（図９のステップＳＴ１）。
即ち、初期化処理部７１ｄは、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａ、速度ＤＢ７１ｂ及び旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃの蓄積データである目標相関済みセンサ観測値、平滑速度及び平滑航跡を削除して、旋回開始判定処理を終了する。
初期化処理部７１ｄは、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、以降の旋回開始判定処理の実施を許可する。即ち、直線軌道推定処理部７１ｅ、速度再平滑処理部７１ｆ、Ｎステップ予測処理部７１ｇ、マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈ、時間方向平滑処理部７１ｉ及び閾値判定処理部７１ｊの動作を許可する。

直線軌道推定処理部７１ｅは、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Ｎｔｈサンプル以上である場合（ステップＳＴ２：ＹＥＳの場合）、直線軌道推定処理を実施する（ステップＳＴ３）。
即ち、直線軌道推定処理部７１ｅは、目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑位置と平滑速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列と平滑速度誤差共分散行列を算出するという直線軌道推定処理を実施する。
例えば、目標の位置を直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚで定義する場合、線形最小二乗法によって、各軸に対する平滑位置と平滑速度を算出する。
以下、X軸を例にとって、直線軌道推定処理部７１ｅの算出処理を具体的に説明する。

直線軌道推定処理部７１ｅは、下記の式（１）〜（５）に示すように、X軸に対する平滑位置ｐハット_ｘ，ｋと、X軸に対する平滑速度ｐドットハット_ｘ，ｋとを算出する。
ここでは、電子出願の関係上、明細書の文章中では、文字の上に“＾”の記号を付することができないため、ｐハット_ｘ，ｋのように表記している。同様に、文字の上に“・”と“＾”の記号を付することができないため、ｐドットハット_ｘ，ｋのように表記している。

式（１）〜（５）において、下付添え字のｋはセンサ１１の各サンプリング時刻ｔ_ｋ（ｋ＝１，２，・・・）におけるデータ、上付き添え字のｋはサンプリング時刻ｔ_ｋまでのデータの集合を示している。Ｔはベクトルもしくは行列の転置を意味する。
直線軌道推定処理部７１ｅは、Ｙ軸及びＺ軸に対しても、上記と同様の手順で平滑位置と平滑速度を算出する。直線軌道推定処理部７１ｅは、算出した平滑速度を速度ＤＢ７１ｂに格納する。

また、直線軌道推定処理部７１ｅは、目標の位置を直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚで定義する場合、下記の式（６）〜（１０）に示すように、平滑位置ベクトルｐハット_ｋ、平滑速度ベクトルｐドットハット_ｋ、平滑位置誤差共分散行列Ｐ_{ｐｏｓ，ｋ}、平滑速度誤差共分散行列Ｐ_{ｖｅｌ，ｋ}を定義する。

ここで、Ａ［ｉ，ｊ］は行列Ａのｉ行ｊ列目の要素を意味する。また、ｄｉａｇ［ａ ｂ ｃ］は要素ａ，ｂ，ｃを対角要素に持つ行列を意味する。
なお、直線軌道推定処理部７１ｅは、旋回開始判定用観測値ＤＢ７１ａに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Ｎｔｈサンプル未満である場合（ステップＳＴ２：ＮＯの場合）、直線軌道推定処理を実施しない。この場合、ステップＳＴ１１の処理に移行する。

速度再平滑処理部７１ｆは、直線軌道推定処理部７１ｅが直線軌道推定処理を実施すると、速度再平滑処理を実施する（ステップＳＴ４）。
即ち、速度再平滑処理部７１ｆは、目標の運動状態が等速直線運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、速度ＤＢ７１ｂに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑速度から、再平滑化した速度である再平滑速度と、その再平滑速度誤差分散行列を算出するという速度再平滑処理を実施する。
また、速度再平滑処理部７１ｆは、直線軌道推定処理部７１ｅにより算出された平滑速度及び平滑誤差共分散行列の速度項を再平滑速度及び再平滑速度誤差分散行列で置き換える処理等を実施することで平滑航跡を算出し、その平滑航跡を旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに格納する。
以下、X軸を例にとって、速度再平滑処理部７１ｆの算出処理を具体的に説明する。

速度再平滑処理部７１ｆは、下記の式（１０）〜（１４）に示すように、X軸に対して線形最小二乗法による再平滑速度Ｖハット_ｘ，ｋと再平滑速度誤差分散行列Ｐ_ｘＶ，ｋを算出する。

速度再平滑処理部７１ｆは、Ｙ軸及びＺ軸に対しても、上記と同様の手順で再平滑速度と再平滑速度誤差分散行列を算出する。ただし、Ｙ軸については式（１２）の代わりに、下記の式（１５）を用い、Ｚ軸については式（１２）の代わりに、下記の式（１６）を用いることとする。

速度再平滑処理部７１ｆは、直線軌道推定処理部７１ｅにより算出された平滑速度ｐドットハット_ｘ，ｋ及び平滑速度誤差共分散行列Ｐ_{ｖｅｌ，ｋ}の速度項を、再平滑速度Ｖハット_ｘ，ｋ及び再平滑速度誤差分散行列Ｐ_ｘＶ，ｋで置き換え、置き換えた後のサンプリング時刻ｔ_ｋにおける平滑航跡ｘハット_ｋを下記の式（１７）によって算出し、その平滑誤差共分散行列Ｐ_ｋを下記の式（１８）によって算出する。

下付添え字がｙであればＹ軸方向、下付添え字がｚであればＺ軸方向を意味する。

Ｎステップ予測処理部７１ｇは、速度再平滑処理部７１ｆが速度再平滑処理を実施すると、下記の式（１９）に示すように、旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂと、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}を比較する（ステップＳＴ５）。

Ｎステップ予測処理部７１ｇは、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂが、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}と同じ時刻又はＮ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}より古い時刻であれば（ステップＳＴ５：ＹＥＳの場合）、旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出するというＮステップ予測処理を実施する（ステップＳＴ６）。
例えば、等速直線運動モデルにしたがって、旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されているＮ_ｐサンプル前の平滑航跡から直線外挿した予測ベクトルを算出する。

即ち、Ｎステップ予測処理部７１ｇは、下記の式（２０）〜（２３）に示すように、サンプリング時刻ｔ_ｋにおけるＮ_ｐサンプル前の平滑航跡から直線外挿した予測ベクトルｘハット_{ｋ｜ｋ−Ｎｐ}を算出するとともに、その予測誤差共分散行列Ｐ_{ｋ｜ｋ−Ｎｐ}を算出する。

Ｎ_ｐサンプル前の平滑航跡の平滑ベクトル及び平滑誤差共分散行列に加速度項が含まれる場合、位置及び速度に係る項のみを取り出して、上記処理を実施する。
なお、Ｎステップ予測処理部７１ｇは、旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂが、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}より新しい時刻であれば（ステップＳＴ５：ＮＯの場合）、Ｎ_ｐサンプル前の平滑航跡が旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ７１ｃに蓄積されていないため、Ｎステップ予測処理を実施しない。この場合、ステップＳＴ１１の処理に移行する。

マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈは、Ｎステップ予測処理部７１ｇがＮステップ予測処理を実施すると、Ｎステップ予測処理部７１ｇにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する（ステップＳＴ７）。
即ち、マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈは、下記の式（２４）に示すように、最新のサンプリング時刻ｔ_ｋにおける予測航跡の予測ベクトルｘハット_{ｋ｜ｋ−Ｎｐ}と、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置ｚ_ｋとの残差ｒ_ｋを算出する。

式（２５）において、ｚ_ｘ，ｋはサンプリング時刻ｔ_ｋにおけるセンサ観測値が示すＸ軸での位置、ｚ_ｙ，ｋはサンプリング時刻ｔ_ｋにおけるセンサ観測値が示すＹ軸での位置、ｚ_ｚ，ｋはサンプリング時刻ｔ_ｋにおけるセンサ観測値が示すＺ軸での位置である。
マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈは、下記の式（２７）に示すように、残差共分散行列Ｓ_ｋを算出し、その残差共分散行列Ｓ_ｋを用いて、下記の式（２８）に示すように、マハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出する。

時間方向平滑処理部７１ｉは、マハラノビス平方距離算出処理部７１ｈがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出すると、そのマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する（ステップＳＴ８）。
即ち、時間方向平滑処理部７１ｉは、下記の式（２９）に示すように、そのマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化する。

式（２９）において、ε_ａｖ（ｋ）はサンプリング時刻ｔ_ｋにおける時間方向平滑値、αは事前に設定された係数である。

閾値判定処理部７１ｊは、時間方向平滑処理部７１ｉがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化すると、下記の式（３１）に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、事前に設定された閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｂｇｎ}とを比較する（ステップＳＴ９）。

閾値判定処理部７１ｊは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｂｇｎ}より大きく、式（３１）が成立する場合（ステップＳＴ９：ＹＥＳの場合）、旋回が開始していると判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“旋回”に設定する（ステップＳＴ１０）。
閾値判定処理部７１ｊは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｂｇｎ}以下であり、式（３１）が成立しない場合（ステップＳＴ９：ＮＯの場合）、旋回が開始していないと判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する（ステップＳＴ１１）。
閾値判定処理部７１ｊは、直線軌道推定処理部７１ｅにより直線軌道推定処理が実施されない場合や、Ｎステップ予測処理部７１ｇによりＮステップ予測処理が実施されない場合も、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“非旋回”の旋回フラグを維持する（ステップＳＴ１１）。

旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値と、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグとを用いて、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを更新する。
図１０は旋回終了判定処理部７３の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図１０を参照しながら、旋回終了判定処理部７３の処理内容を具体的に説明する。

旋回終了判定処理部７３の旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａには、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が記録され、旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａには、過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値が蓄積される。
初期化処理部７３ｃは、旋回終了判定処理の初期化処理を実施する（図１０のステップＳＴ２１）。
即ち、初期化処理部７３ｃは、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａ及び旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂの蓄積データである目標相関済みセンサ観測値及び平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。
初期化処理部７３ｃは、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。即ち、軌道推定処理部７３ｄ、Ｎステップ予測処理部７３ｅ、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆ、時間方向平滑処理部７３ｇ及び閾値判定処理部７３ｈの動作を許可する。

軌道推定処理部７３ｄは、旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Ｎｔｈサンプル以上である場合（ステップＳＴ２２：ＹＥＳの場合）、軌道推定処理を実施する（ステップＳＴ２３）。
即ち、軌道推定処理部７３ｄは、目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回終了判定用平滑航跡ＤＢに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の目標相関済みセンサ観測値から、目標の平滑航跡として、目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出するとともに、その平滑位置誤差共分散行列及び平滑速度誤差共分散行列を算出するという軌道推定処理を実施する。
例えば、目標の位置を直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚで定義する場合、線形最小二乗法によって、各軸に対する目標の平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出する。
以下、X軸を例にとって、軌道推定処理部７３ｄの算出処理を具体的に説明する。

軌道推定処理部７３ｄは、下記の式（３２）〜（３４）及び式（４）（５）に示すように、X軸に対する平滑位置ｐハット_ｘ，ｋと、X軸に対する平滑速度ｐドットハット_ｘ，ｋと、X軸に対する平滑加速度ｐツードットハット_ｘ，ｋとを算出する。
ここでは、電子出願の関係上、明細書の文章中では、文字の上に文字の上に“・・”と“＾”の記号を付することができないため、ｐツードットハット_ｘ，ｋのように表記している。

軌道推定処理部７３ｄは、Ｙ軸及びＺ軸に対しても、上記と同様の手順で平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を算出する。
軌道推定処理部７３ｄは、平滑位置、平滑速度及び平滑加速度を平滑航跡として旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに格納する。

また、軌道推定処理部７３ｄは、目標の位置を直交座標系のＸ，Ｙ，Ｚで定義する場合、上記の式（６）〜（９）に示すように、平滑位置ベクトルｐハット_ｋ、平滑速度ベクトルｐドットハット_ｋ、平滑位置誤差共分散行列Ｐ_{ｐｏｓ，ｋ}、平滑速度誤差共分散行列Ｐ_{ｖｅｌ，ｋ}を定義する。
なお、軌道推定処理部７３ｄは、旋回終了判定用観測値ＤＢ７３ａに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値の数が、Ｎｔｈサンプル未満である場合（ステップＳＴ２２：ＮＯの場合）、軌道推定処理を実施しない。この場合、ステップＳＴ３０の処理に移行する。

Ｎステップ予測処理部７３ｅは、軌道推定処理部７３ｄが軌道推定処理を実施すると、下記の式（３５）に示すように、旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂと、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}を比較する（ステップＳＴ２４）。

Ｎステップ予測処理部７３ｅは、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂが、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}と同じ時刻又はＮ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}より古い時刻であれば（ステップＳＴ２４：ＹＥＳの場合）、旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の平滑航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出するというＮステップ予測処理を実施する（ステップＳＴ２５）。

Ｎステップ予測処理部７３ｅのＮステップ予測処理は、図５に示すＮステップ予測処理部７１ｇのＮステップ予測処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
なお、Ｎステップ予測処理部７３ｅは、旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されている平滑航跡の中で、最も古い平滑航跡の時刻ｔ_ｂが、Ｎ_ｐサンプル前の時刻ｔ_{ｋ−Ｎｐ＋１}より新しい時刻であれば（ステップＳＴ２４：ＮＯの場合）、Ｎ_ｐサンプル前の平滑航跡が旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ７３ｂに蓄積されていないため、Ｎステップ予測処理を実施しない。この場合、ステップＳＴ３０の処理に移行する。

マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆは、Ｎステップ予測処理部７３ｅがＮステップ予測処理を実施すると、Ｎステップ予測処理部７３ｅにより算出された予測航跡が示す位置と、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置とから、その予測航跡が示す位置と目標相関済みセンサ観測値が示す位置とのマハラノビス平方距離を算出する（ステップＳＴ２６）。
マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆにおけるマハラノビス平方距離の算出処理は、図５に示すマハラノビス平方距離算出処理部７１ｈにおけるマハラノビス平方距離の算出処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

時間方向平滑処理部７３ｇは、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出すると、そのマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する（ステップＳＴ２７）。
時間方向平滑処理部７３ｇにおけるマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）の平滑化処理は、図５に示す時間方向平滑処理部７１ｉにおけるマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）の平滑化処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

閾値判定処理部７３ｈは、時間方向平滑処理部７３ｇがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化すると、下記の式（３６）に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、事前に設定された閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｅｎｄ}とを比較する（ステップＳＴ２８）。

閾値判定処理部７３ｈは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｅｎｄ}以下となり、式（３６）が成立する場合（ステップＳＴ２８：ＹＥＳの場合）、旋回が終了していると判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定する（ステップＳＴ２９）。
閾値判定処理部７３ｈは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｂｇｎ}より大きく、式（３６）が成立しない場合（ステップＳＴ２８：ＮＯの場合）、旋回が終了していないと判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する（ステップＳＴ３０）。
閾値判定処理部７３ｈは、軌道推定処理部７３ｄにより軌道推定処理が実施されない場合や、Ｎステップ予測処理部７３ｅによりＮステップ予測処理が実施されない場合も、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する（ステップＳＴ３０）。

ここでは、閾値判定処理部７３ｈが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部７３ｈが、現時刻ｔ_ｋにおける時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、前時刻ｔ_ｋ−１における時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ−１）との差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出し、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負となる回数が閾値Ｔｈ_ｃｎｔより多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
図１１は閾値判定処理部７３ｈの処理内容を示すフローチャートである。以下、図１１を参照しながら、閾値判定処理部７３ｈの処理内容を具体的に説明する。

閾値判定処理部７３ｈは、時間方向平滑処理部７３ｇが現時刻ｔ_ｋの時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）を算出する毎に、下記の式（３７）に示すように、現時刻ｔ_ｋにおける時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、前時刻ｔ_ｋ−１における時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ−１）との差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出する（図１１のステップＳＴ３１）。

閾値判定処理部７３ｈは、差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出すると、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負であれば（ステップＳＴ３２：ＹＥＳの場合）、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃを１だけ増やすインクリメント処理を実施する（ステップＳＴ３３）。そのカウント値Ｃは、差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負になった回数を示すものであり、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃの初期値は０である。
閾値判定処理部７３ｈは、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が０以上であれば（ステップＳＴ３２：ＮＯの場合）、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃを維持する（ステップＳＴ３４）。

次に、閾値判定処理部７３ｈは、下記の式（３８）に示すように、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃと事前に設定された閾値Ｔｈ_ｃｎｔを比較する（ステップＳＴ３５）。
Ｃ＞Ｔｈ_ｃｎｔ （３８）
閾値判定処理部７３ｈは、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃが閾値Ｔｈ_ｃｎｔより多くなり、式（３８）が成立する場合（ステップＳＴ３５：ＹＥＳの場合）、旋回が終了していると判定して、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定する（ステップＳＴ３６）。
また、閾値判定処理部７３ｈは、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃが閾値Ｔｈ_ｃｎｔ以下であり、式（３８）が成立しない場合（ステップＳＴ３５：ＮＯの場合）、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている“旋回”の旋回フラグを維持する（ステップＳＴ３７）。
閾値判定処理部７３ｈは、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを“非旋回”に設定すると、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃを０に初期化する。

旋回判定部１７の旋回フラグ出力処理部７４は、旋回開始判定処理部７１又は旋回終了判定処理部７３の動作が完了すると、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する。
旋回判定部１７の旋回レベル算出処理部７５は、旋回フラグ出力処理部７４から旋回フラグを受けると、その旋回フラグが“旋回”である場合、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部１６に出力する。
以下、旋回レベル算出処理部７５の処理内容を具体的に説明する。

旋回レベル算出処理部７５の初期化処理部７５ａは、旋回フラグ出力処理部７４から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値を削除する。
初期化処理部７５ａは、旋回フラグ出力処理部７４から出力された旋回フラグが“旋回”であれば、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値を旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂに格納する。

旋回レベル算出処理部７５の旋回軌道推定処理部７５ｃは、目標の運動状態が等加速度運動であると仮定した上で、例えば、線形最小二乗法やカルマンフィルタなどを用いて、旋回レベル算出用観測値ＤＢ７５ｂに蓄積されている目標相関済みセンサ観測値から、直交座標系におけるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に対する目標の加速度を算出する。
旋回軌道推定処理部７５ｃは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に対する目標の加速度を算出すると、下記の式（３９）のように、加速度の大きさａハットを算出する。

旋回軌道推定処理部７５ｃは、加速度の大きさａハットを算出すると、加速度の大きさａハットを旋回レベルに換算し、その旋回レベルを再追尾処理部１６に出力する。
加速度の大きさａハットと旋回レベルは正比例の関係があり、加速度の大きさａハットが大きくなる程、旋回レベルが高くなるものとする。

追尾処理部１２の部分航跡記憶部１５には、以前、再追尾処理部１６によって推定された部分航跡や、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値のうち、その部分航跡と相関が認められた目標相関済みセンサ観測値が記憶されている。
部分航跡は、基本的には時刻、位置、速度からなる状態ベクトルと、その状態ベクトルの誤差共分散行列で構成されるものであり、他にも目標を識別する目標番号や、センサ１１を識別するセンサ番号などの識別番号が付与される。
この識別番号は、例えば、目標を類識別した番号、航空機や衛星などの機体の種別が識別された番号、あるいは、敵であるのか味方であるのかを示す情報としての番号などが考えられる。
部分航跡の状態ベクトルは、センサ観測値の位置を含む状態ベクトルであってもよいし、位置及び速度を含む状態ベクトルであってもよいし、加速度まで含む状態ベクトルであってもよい。

追尾処理部１２の再追尾処理部１６は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、例えば、ＧＮＮなどの公知の相関アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
即ち、再追尾処理部１６は、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が、過去に推定している部分航跡に係る目標の位置を観測しているものであるか否かを判定する。

再追尾処理部１６は、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しており、その目標相関済みセンサ観測値を当該部分航跡と対応付けることができると判断すると、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部１５に格納する。
また、再追尾処理部１６は、例えば、カルマンフィルタなどの公知の追尾アルゴリズムを実行することで、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部１５に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する部分航跡を推定する。
このとき、再追尾処理部１６は、旋回判定部１７から出力された旋回フラグに対応するカルマンフィルタを用いる追尾アルゴリズムを実行するようにしてもよい。
例えば、再追尾処理部１６は、旋回判定部１７から出力された旋回フラグが“非旋回”であれば、等速直線運動モデルに基づくカルマンフィルタによって位置及び速度を含む状態ベクトルを算出し、その旋回フラグが“旋回”であれば、等加速度運動モデルに基づくカルマンフィルタによって位置、速度及び加速度を含む状態ベクトルを算出するようにしてもよい。

再追尾処理部１６は、部分航跡を推定すると、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部１７から出力された旋回フラグ及び旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部１９に出力する。
再追尾処理部１６は、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関していない場合、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部１９に出力しない。

送信判定部１９は、再追尾処理部１６から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、その部分航跡が示す位置の時刻と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡が示す位置の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグ及び旋回レベルとから、その部分航跡を送信するか否かを判定する。
このとき、送信判定部１９は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。
また、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにする。
送信判定部１９は、その部分航跡を送信すると判断すると、その部分航跡を送受信部２０に出力した後、部分航跡記憶部１５に記憶されている当該部分航跡を削除する。
以下、送信判定部１９による部分航跡の送信判定処理を具体的に説明する。

送信判定部１９のパラメータ変更処理部８１は、再追尾処理部１６から出力された部分航跡に付いている旋回フラグ及び旋回レベルに応じて、送信判断用のシステム雑音パラメータを変更するとともに、送信閾値、差異閾値や送信保留閾値などの送信判断用の閾値を変更する。送信判断用の閾値の初期値は、ユーザによって事前に設定されているものとする。
送信判断用のシステム雑音パラメータは、目標の運動が想定される運動モデルから逸脱した際の運動誤差を補償するためのパラメータであり、そのシステム雑音パラメータが増加することで、後述する融合航跡の誤差の増加率が上がる。
パラメータ変更処理部８１は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、システム雑音パラメータが高くなるように、システム雑音パラメータを変更する。
また、パラメータ変更処理部８１は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“旋回”である場合、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、システム雑音パラメータが高くなるように、システム雑音パラメータを変更する。

送信判定部１９の融合航跡予測処理部８２は、再追尾処理部１６から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡の時刻との時間差を算出する。
即ち、融合航跡予測処理部８２は、下記の式（４０）に示すように、再追尾処理部１６から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡の時刻ｔ_ｍ−１ ^（Ｆ）との時間差ΔＴ_ｋを算出する。

式（４０）において、ｔ_ｋ ^（Ｓ）は現サンプリング時刻を示し、上付き添え字の（Ｓ）は再追尾処理部１６から出力された部分航跡に関わる旨を示す変数である。
また、ｔ_ｍ−１ ^（Ｆ）は融合追尾処理部２３により融合航跡が推定された時刻を示し、上付き添え字の（Ｆ）は融合航跡に関わる旨を示す変数である。

融合航跡予測処理部８２は、部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）と、融合航跡の時刻ｔ_ｍ−１ ^（Ｆ）との時間差ΔＴ_ｋを算出すると、下記の式（４１）〜（４４）に示すように、その時間差ΔＴ_ｋとパラメータ変更処理部８１により変更されたシステム雑音パラメータを用いて、部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）における送信判断用の予測誤差共分散行列Ｐ_ｐ，ｍ ^（Ｆ）を算出する。

ここで、Φ_ｋは状態遷移行列、Ｑ^（Ｆ）はシステム雑音共分散行列、ｑ_ｘ ^（Ｆ）はパラメータ変更処理部８１により変更されたＸ軸におけるシステム雑音パラメータ、ｑ_ｙ ^（Ｆ）はパラメータ変更処理部８１により変更されたＹ軸におけるシステム雑音パラメータ、ｑ_ｚ ^（Ｆ）はパラメータ変更処理部８１により変更されたＺ軸におけるシステム雑音パラメータである。
また、Ｐ_{ｓ，ｍ−１} ^（Ｆ）は融合航跡の誤差共分散行列である。

判定用誤差算出処理部８３は、融合航跡予測処理部８２が送信判断用の予測誤差共分散行列Ｐ_ｐ，ｍ ^（Ｆ）を算出すると、その送信判断用の予測誤差共分散行列Ｐ_ｐ，ｍ ^（Ｆ）と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡と、再追尾処理部１６から出力された部分航跡とから、融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出する。
ここで、図１２は送信判定部１９における送信判定概念を示す説明図である。
図１２において、融合航跡誤差は、再追尾処理部１６から出力された部分航跡と融合される前の融合航跡の誤差を示し、更新済み融合航跡誤差は、再追尾処理部１６から出力された部分航跡と融合された後の融合航跡の誤差を示している。
また、融合航跡誤差差異は、融合航跡誤差から更新済み融合航跡誤差を引いた差分を示している。

判定処理部８４は、判定用誤差算出処理部８３が融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異を算出すると、その融合航跡誤差、更新済み融合航跡誤差及び融合航跡誤差差異と、パラメータ変更処理部８１により変更された送信閾値、差異閾値及び送信保留閾値とを用いて、再追尾処理部１６から出力された旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信するか否かを判定する。
即ち、判定処理部８４は、その融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合、再追尾処理部１６から出力された部分航跡を融合航跡と融合することによる融合航跡誤差の低減寄与度が大きいと判断し、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部２０に出力するとともに、部分航跡記憶部１５に記憶されている当該部分航跡を削除する。
判定処理部８４は、その融合航跡誤差差異が差異閾値以下の場合、その部分航跡を融合航跡と融合することによる融合航跡誤差の低減寄与度が小さいと判断し、その部分航跡の送信を保留する旨を示す判定結果、即ち、“送信保留”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部２０に出力する。

判定処理部８４は、その融合航跡誤差が送信閾値より大きい場合、融合航跡の誤差が大きいため、その融合航跡誤差差異の大小にかかわらず、その融合航跡を部分航跡と融合する必要があると判断し、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部２０に出力するとともに、部分航跡記憶部１５に記憶されている当該部分航跡を削除する。
判定処理部８４は、その融合航跡誤差が送信閾値以下の場合、その融合航跡誤差差異が差異閾値以下であれば、その融合航跡を部分航跡と融合する必要がないと判断し、その部分航跡の送信を保留する旨を示す判定結果、即ち、“送信保留”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを送受信部２０に出力する。ただし、その融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合、“送信”の送信判定フラグを送受信部２０に出力するようにしてもよい。

図１３は旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。
目標が旋回していない場合、パラメータ変更処理部８１によって送信判断用のシステム雑音パラメータが低く抑えられており、融合航跡誤差の時間方向の増加率が小さいため、融合航跡誤差が送信閾値を上回るまでに多くの時間を要する。このため、旋回フラグが“非旋回”である場合、部分航跡の送信頻度は低いものとなる。
一方、目標が旋回を開始することで、旋回フラグが“旋回”となり、パラメータ変更処理部８１が送信判断用のシステム雑音パラメータを高めると、融合航跡誤差の時間方向の増加率が大きくなるため、短時間で融合航跡誤差が送信閾値を上回るようになる。このため、旋回フラグが“旋回”である場合、部分航跡の送信頻度が高いものとなる。
図１３では、送信閾値が固定されている例を示している。このため、目標が旋回している場合、融合航跡誤差が送信閾値を上回る頻度が増加して、ネットワーク２での通信負荷が大きくなり過ぎることがある。
パラメータ変更処理部８１は、ネットワーク２での通信負荷が大きくなり過ぎないようにするために、旋回フラグが“旋回”となり、送信判断用のシステム雑音パラメータを高める際、送信閾値も一緒に高めるようにしてもよい。ただし、送信閾値を高くし過ぎると、部分航跡の送信頻度を高くすることができなくなるため、システム雑音パラメータと送信閾値のバランスを考える必要がある。

ネットワーク２での通信負荷が大きくなり過ぎる状況を回避するため、送信閾値を用いずに、部分航跡の送信判定を行うようにしてもよい。
図１４は送信閾値を用いない場合の旋回前と旋回中における融合航跡誤差の時間変化と、部分航跡の送信頻度とを示す概念図である。
図１４では、判定処理部８４が、融合航跡誤差差異が差異閾値より大きい場合に限り、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果、即ち、“送信”の送信判定フラグを送受信部２０に出力する例を示している。
図１４の例では、パラメータ変更処理部８１が送信判断用のシステム雑音パラメータを高めることで、融合航跡誤差の時間方向の増加率が大きくなっても、その部分航跡を送信する旨を示す判定結果が得られないため、ネットワーク２での通信負荷が大きくなり過ぎる状況を回避することができる。

送受信部２０は、送信判定部１９から“送信”の送信判定フラグと、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡とを受けると、ネットワーク２を介して、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を他の目標追尾装置１−Ｍに送信するとともに、その部分航跡を航跡融合部２１に出力する
送受信部２０は、送信判定部１９から“送信保留”の送信判定フラグを受けると、他の目標追尾装置１−Ｍに対する部分航跡の送信処理や、航跡融合部２１に対する部分航跡の出力処理を実施しない。
送受信部２０は、ネットワーク２を介して、他の目標追尾装置１−Ｍから送信された部分航跡を受信すると、その部分航跡を航跡融合部２１に出力する。

航跡融合部２１の相関判定部２２は、送受信部２０から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、例えば、ＧＮＮなどの公知の相関アルゴリズムを実行することで、その部分航跡が示す位置と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
航跡融合部２１の融合追尾処理部２３は、相関判定部２２により相関していると判定された場合、送受信部２０から出力された部分航跡と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する融合航跡を推定する。

即ち、融合追尾処理部２３は、下記の式（４５）〜（４９）の示すように、融合航跡の推定ベクトルｘハット_ｓ，ｍ ^（Ｆ）を算出する。

ここで、融合追尾処理部２３が、等速直線運動モデルに基づくカルマンフィルタを用いる場合、システム雑音共分散行列Ｑ^（Ｆ）は、下記の式（５０）（５１）で定義される。

また、目標の状態ベクトルを３次元直交座標系で定義すると、式（５０）におけるＤは、下記の式（５２）のように定義される。

式（５２）において、ｑ_ｘは融合追尾処理部２３により事前に設定されたＸ軸におけるシステム雑音パラメータ、ｑ_ｙは融合追尾処理部２３により事前に設定されたＹ軸におけるシステム雑音パラメータ、ｑ_ｚは融合追尾処理部２３により事前に設定されたＺ軸におけるシステム雑音パラメータである。
システム雑音パラメータｑ_ｘ，ｑ_ｙ，ｑ_ｚは目標の旋回度合いに応じて大きく設定した方が、融合航跡の追尾精度が向上するため、融合追尾処理部２３によって、部分航跡に付加されている旋回レベルに応じて設定されているものであってもよい。即ち、その旋回レベルが示す目標の旋回の度合いが大きいほど、システム雑音パラメータｑ_ｘ，ｑ_ｙ，ｑ_ｚが大きな値に設定されているものであってもよい。

融合追尾処理部２３は、融合航跡を推定すると、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡を、その推定した融合航跡に置き換える処理を実施する。
融合追尾処理部２３は、相関判定部２２により相関していないと判定された場合、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡がメモリトラック状態にあると判断して、その融合航跡を部分航跡で更新せずに、送受信部２０から出力された部分航跡を新たな融合航跡として、融合航跡記憶部１８に記録する。

表示処理部２４は、融合追尾処理部２３により推定された融合航跡や、相関判定部２２により当該融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡などをディスプレイに表示させる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、センサ観測値の時系列データから目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部１７と、追尾処理部１２により推定された部分航跡の時刻と融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、旋回判定部１７の判定結果とから、追尾処理部１２により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部１９とを設け、送受信部２０が、送信判定部１９の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、その部分航跡を他の目標追尾装置１−Ｍに送信するように構成したので、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態１によれば、目標が旋回している場合、部分航跡の送信頻度を高めて、目標の追尾精度を高めることができる。一方、目標が旋回していない場合、部分航跡の送信頻度を下げて、通信容量を低減することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、送受信部２０から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新するフラグ統合部を備えている目標追尾装置について説明する。

図１５はこの発明の実施の形態２による目標追尾装置を示す構成図であり、図１６はこの発明の実施の形態２による目標追尾装置のハードウェア構成図である。
図１５及び図１６において、図１及び図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
フラグ統合部９１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいはワンチップマイコンなどから構成されているフラグ統合処理回路５０で実現されるものである。フラグ統合部９１は送受信部２０から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新する処理を実施する。

図１５では、目標追尾装置の構成要素であるセンサ１１、センサ航跡記憶部１３、センサ追尾処理部１４、部分航跡記憶部１５、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、融合航跡記憶部１８、送信判定部１９、送受信部２０、相関判定部２２、融合追尾処理部２３、表示処理部２４及びフラグ統合部９１のそれぞれが、図１６に示すような専用のハードウェア、即ち、記憶処理回路４１、センサ追尾処理回路４２、再追尾処理回路４３、旋回判定処理回路４４、送信判定処理回路４５、送受信処理回路４６、相関判定処理回路４７、融合追尾処理回路４８、表示処理回路４９及びフラグ統合処理回路５０で実現されるものを想定している。

目標追尾装置の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、目標追尾装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される場合、センサ航跡記憶部１３、部分航跡記憶部１５及び融合航跡記憶部１８を図３に示すメモリ６１上に構成するとともに、センサ追尾処理部１４、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、融合航跡記憶部１８、送信判定部１９、送受信部２０、相関判定部２２、融合追尾処理部２３、表示処理部２４及びフラグ統合部９１の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを図３に示すメモリ６１に格納し、図３に示すプロセッサ６２がメモリ６１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。

また、図１５では目標追尾装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図１６では、目標追尾装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、目標追尾装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
例えば、センサ１１、送受信部２０及び表示処理部２４を専用のハードウェアで実現し、センサ航跡記憶部１３、センサ追尾処理部１４、部分航跡記憶部１５、再追尾処理部１６、旋回判定部１７、融合航跡記憶部１８、送信判定部１９、相関判定部２２、融合追尾処理部２３及びフラグ統合部９１をソフトウェアやファームウェアなどで実現することが可能である。ただし、専用のハードウェアとソフトウェア等の組み合わせは任意である。

図１７はこの発明の実施の形態２による目標追尾装置の旋回判定部１７を示す構成図であり、図１７において、図４と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
フラグ更新処理部１０１は旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”であり、かつ、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”であれば、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力し、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”であり、かつ、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であれば、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力する処理を実施する。
また、フラグ更新処理部１０１は旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“非旋回”であれば、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力する処理を実施する。

旋回開始時刻データベース（以下、「旋回開始時刻ＤＢ」と称する）１０２は旋回開始判定処理部７１の閾値判定処理部７１ｊによって、最初に旋回が開始していると判定された時刻を旋回開始時刻として記憶するメモリである。

誤判定解除処理部１０３は融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを用いて、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを訂正する処理を実施する。
即ち、誤判定解除処理部１０３はセンサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値の観測時刻と、旋回開始時刻ＤＢ１０２に記憶されている旋回開始時刻との時刻差である差分時間を算出する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部１０３はフラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグが“旋回”であり、かつ、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”である場合、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部１０３はフラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグが“旋回”であり、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であり、かつ、その差分時間が事前に設定された解除用閾値未満である場合、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。
誤判定解除処理部１０３はフラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグが“旋回”であり、その融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”であり、かつ、その差分時間が事前に設定された解除用閾値以上である場合、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。
また、誤判定解除処理部１０３はフラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグが“非旋回”である場合、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する処理を実施する。

図１８は旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１を示す構成図であり、図１８において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
図１８に示す旋回開始判定処理部７１の構成要素は、図５に示す旋回開始判定処理部７１の構成要素と同様であるが、図１８に示す旋回開始判定処理部７１の初期化処理部７１ｄの入力データである旋回フラグが、フラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグであるのに対して、図５に示す旋回開始判定処理部７１の初期化処理部７１ｄの入力データである旋回フラグが、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグである点で相違している。
また、図１８に示す旋回開始判定処理部７１の閾値判定処理部７１ｊの出力先が、旋回フラグＤＢ７２だけでなく、旋回開始時刻ＤＢ１０２、再追尾処理部１６及び旋回レベル算出処理部７５も含まれる点で、図５に示す旋回開始判定処理部７１の閾値判定処理部７１ｊと相違している。

図１９は旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３を示す構成図であり、図１９において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
旋回終了判定用融合航跡データベース（以下、「旋回終了判定用融合航跡ＤＢ」と称する）７３ｊは融合航跡を蓄積するメモリである。
初期化処理部７３ｋは融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが“非旋回”である場合、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている平滑航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する。
また、初期化処理部７３ｋは、その融合航跡に付いている旋回フラグが“旋回”である場合、その融合航跡を旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに格納して、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。

Ｎステップ予測処理部７３ｌは旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている融合航跡の中で、最も古い融合航跡の時刻と、相関判定部２２により融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡の時刻との時刻差が事前に設定された閾値以上である場合、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている過去Ｎｔｈサンプル分の融合航跡から、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する処理を実施する。
マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍはＮステップ予測処理部７３ｌにより算出された予測航跡と、相関判定部２２により融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡とから、その予測航跡を構成する予測ベクトルと部分航跡とのマハラノビス平方距離を算出する処理を実施する。

次に動作について説明する。
フラグ統合部９１及び旋回判定部１７以外は、概ね上記実施の形態１と同様であるため、この実施の形態２では、フラグ統合部９１及び旋回判定部１７の処理内容を主に説明する。
フラグ統合部９１は、送受信部２０から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、その部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新する。
この実施の形態２では、融合航跡に付いている旋回フラグを「統合旋回フラグ」と称する。統合旋回フラグは、同一のネットワーク２に接続されている全ての目標追尾装置間で共通の旋回フラグであり、全ての目標追尾装置で同じ旋回判定結果を示すフラグである。
以下、フラグ統合部９１による統合旋回フラグの更新処理を具体的に説明する。

フラグ統合部９１は、送受信部２０から“旋回”の旋回フラグが付いている部分航跡を受けると、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている“非旋回”の統合旋回フラグを“旋回”の統合旋回フラグに更新する。
フラグ統合部９１は、送受信部２０から出力された当該旋回フラグを信用し、それ以降に、送受信部２０から“非旋回”の旋回フラグが付いている部分航跡を受けても、その融合航跡に付いている“旋回”の統合旋回フラグを維持する。
統合旋回フラグが“非旋回”に変更されるタイミングは、後述する旋回終了判定処理部７３によって、旋回が終了していると判定されたタイミングに限られる。

また、フラグ統合部９１は、目標の旋回の度合いを示す統合旋回レベルを算出し、その統合旋回レベルを融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付加する。
以下、統合旋回レベルの算出例を具体的に説明する。
フラグ統合部９１は、送受信部２０から部分航跡を受ける毎に、その部分航跡に付いている旋回フラグが“旋回”であれば、その部分航跡に付いている旋回レベルを記録する。
フラグ統合部９１は、一定周期毎に、記録済みの旋回レベルを用いて、統合旋回レベルを算出する。例えば、記録済みの旋回レベルの中で、目標の旋回の度合いが最も大きい旋回レベルを統合旋回レベルとしてもよいし、記録済みの旋回レベルの平均値を統合旋回レベルとしてもよい。
なお、フラグ統合部９１により記録された旋回レベルは、例えば、旋回終了判定処理部７３により統合旋回フラグが“非旋回”に更新されるタイミングで消去されるものとする。

旋回判定部１７は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値の時系列データから、目標が旋回しているか否かを判定し、その判定結果として、目標の旋回有無を示す旋回フラグと、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルとを再追尾処理部１６に出力する。
旋回判定部１７による旋回の判定処理の大部分は、上記実施の形態１と同様であり、以下、上記実施の形態１と相違する部分を主に説明する。

旋回判定部１７のフラグ更新処理部１０１は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、その目標相関済みセンサ観測値を受けたタイミングで、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグを更新する処理を実施する。
図２０はフラグ更新処理部１０１の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図２０を参照しながら、フラグ更新処理部１０１の処理内容を説明する。

フラグ更新処理部１０１は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けたタイミングで、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグと、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグとを取得する。
フラグ更新処理部１０１は、その取得した旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定し（ステップＳＴ４１）、その旋回フラグが“非旋回”である場合（ステップＳＴ４１：ＮＯの場合）、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力する（ステップＳＴ４２）。
フラグ更新処理部１０１は、その旋回フラグが“旋回”である場合（ステップＳＴ４１：ＹＥＳの場合）、その取得した統合旋回フラグが“非旋回”であるか否かを判定する（ステップＳＴ４３）。
フラグ更新処理部１０１は、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合（ステップＳＴ４３：ＹＥＳの場合）、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力する（ステップＳＴ４４）。
フラグ更新処理部１０１は、その統合旋回フラグが“旋回”である場合（ステップＳＴ４３：ＮＯの場合）、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回開始判定処理部７１及び誤判定解除処理部１０３に出力する（ステップＳＴ４５）。

旋回判定部１７の旋回開始判定処理部７１は、上記実施の形態１と同様に、旋回が開始しているか否かを判定する。
ただし、この実施の形態２では、旋回開始判定処理部７１の初期化処理部７１ｄは、フラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグにしたがって旋回開始判定処理の初期化処理を実施する点で、上記実施の形態１と相違している。
また、旋回開始判定処理部７１の閾値判定処理部７１ｊは、上記実施の形態１と同様に、設定した旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２に出力するが、最初に旋回が開始していると判定した時刻を旋回開始時刻として旋回開始時刻ＤＢ１０２に記録する。

誤判定解除処理部１０３は、フラグ更新処理部１０１から旋回フラグを受けると、誤判定解除処理を実施する。
図２１は誤判定解除処理部１０３の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図２１を参照しながら、誤判定解除処理部１０３の誤判定解除処理を具体的に説明する。

まず、誤判定解除処理部１０３は、下記の式（５３）に示すように、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値の観測時刻ｔ_ａと、旋回開始時刻ＤＢ１０２に記憶されている旋回開始時刻ｔ_ｓとの時刻差である差分時間Δｔ_ａ−ｓを算出する（ステップＳＴ５１）。
Δｔ_ａ−ｓ＝ｔ_ａ−ｔ_ｓ （５３）
なお、目標相関済みセンサ観測値の観測時刻ｔ_ａは、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値が出力された時刻である。

誤判定解除処理部１０３は、差分時間Δｔ_ａ−ｓを算出すると、フラグ更新処理部１０１から出力された旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定する（ステップＳＴ５２）。
誤判定解除処理部１０３は、その旋回フラグが“非旋回”である場合（ステップＳＴ５２：ＮＯの場合）、その旋回フラグの“非旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する（ステップＳＴ５３）。
誤判定解除処理部１０３は、その旋回フラグが“旋回”である場合（ステップＳＴ５２：ＹＥＳの場合）、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグが“非旋回”であるか否かを判定する（ステップＳＴ５４）。

誤判定解除処理部１０３は、その統合旋回フラグが“旋回”である場合（ステップＳＴ５４：ＮＯの場合）、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する（ステップＳＴ５５）。
誤判定解除処理部１０３は、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合（ステップＳＴ５４：ＹＥＳの場合）、先に算出した差分時間Δｔ_ａ−ｓが事前に設定された解除用閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ５６）。

誤判定解除処理部１０３は、その差分時間Δｔ_ａ−ｓが解除用閾値以上である場合（ステップＳＴ５６：ＹＥＳの場合）、その旋回フラグを“非旋回”に変更して、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する（ステップＳＴ５７）。
誤判定解除処理部１０３は、その差分時間Δｔ_ａ−ｓが解除用閾値未満である場合（ステップＳＴ５６：ＮＯの場合）、その旋回フラグの“旋回”を変更せずに、その旋回フラグを旋回フラグＤＢ７２、旋回レベル算出処理部７５及び再追尾処理部１６に出力する（ステップＳＴ５５）。

旋回判定部１７の旋回終了判定処理部７３は、旋回の終了を判定する旋回終了判定処理を実施して、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを更新する。
図２２は旋回終了判定処理部７３の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図２２を参照しながら、旋回終了判定処理部７３の処理内容を具体的に説明する。
旋回終了判定処理部７３の初期化処理部７３ｋは、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡を取得し、その融合航跡に付いている統合旋回フラグが“旋回”であるか否かを判定する（ステップＳＴ６１）。
初期化処理部７３ｋは、その旋回フラグが“非旋回”である場合（ステップＳＴ６１：ＮＯの場合）、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている融合航跡を削除して、旋回終了判定処理を終了する（ステップＳＴ６２）。
初期化処理部７３ｋは、その旋回フラグが“旋回”である場合（ステップＳＴ６１：ＹＥＳの場合）、その取得した融合航跡を旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに格納して（ステップＳＴ６３）、以降の旋回終了判定処理の実施を許可する。即ち、Ｎステップ予測処理部７３ｌ、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｆ、時間方向平滑処理部７３ｇ及び閾値判定処理部７３ｈの動作を許可する。

Ｎステップ予測処理部７３ｌは、初期化処理部７３ｋが融合航跡を旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに格納すると、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている融合航跡の中で、最も古い融合航跡の時刻ｔ_ｂと、相関判定部２２によって融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡と相関がとれていると判定された部分航跡の時刻ｔ_ｋとの時刻差（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）を算出する。
Ｎステップ予測処理部７３ｌは、時刻差（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）を算出すると、下記の式（５４）に示すように、その時刻差（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）が事前に設定された閾値ＴＨ＿ＰＲＥ＿ＴＩＭＥ以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ６４）。
（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）≧ＴＨ＿ＰＲＥ＿ＴＩＭＥ （５４）

Ｎステップ予測処理部７３ｌは、その時刻差（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）が閾値ＴＨ＿ＰＲＥ＿ＴＩＭＥ未満であり、式（５４）が成立しない場合（ステップＳＴ６４：ＮＯの場合）、旋回終了判定処理を終了する。
Ｎステップ予測処理部７３ｌは、その時刻差（ｔ_ｋ ^（Ｓ）−ｔ_ｂ）が閾値ＴＨ＿ＰＲＥ＿ＴＩＭＥ以上であり、式（５４）が成立する場合（ステップＳＴ６４：ＹＥＳの場合）、下記の式（５５）に示すように、相関判定部２２により相関がとれていると判定された部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）から閾値ＴＨ＿ＰＲＥ＿ＴＩＭＥだけ遡った過去の時刻Ｔ_ｔｎｔを算出する。

そして、Ｎステップ予測処理部７３ｌは、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている融合航跡から、部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）まで予測することで、目標の現時点における位置や速度などの状態ベクトルを有する予測航跡を算出する（ステップＳＴ６５）。
また、Ｎステップ予測処理部７３ｌは、下記の式（５６）に示すように、旋回終了判定用融合航跡ＤＢ７３ｊに蓄積されている融合航跡の中から、過去の時刻Ｔ_ｔｎｔに最も近い融合航跡の時刻ｔ_ｊｍを検索する。

さらに、Ｎステップ予測処理部７３ｌは、下記の式（５７）に示すように、時刻ｔ_ｊｍから部分航跡の時刻ｔ_ｋ ^（Ｓ）までの外挿時間ΔＴを算出する。

Ｎステップ予測処理部７３ｌは、外挿時間ΔＴを算出すると、その外挿時間ΔＴを用いて、その予測航跡を構成する予測ベクトルと、その予測誤差共分散行列を算出する。
予測ベクトルと予測誤差共分散行列を算出する処理は、旋回開始判定処理部７１におけるＮステップ予測処理部７１ｇと同様に、式（２０）〜（２３）にしたがって算出する。

マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍは、Ｎステップ予測処理部７３ｌが予測航跡を構成する予測ベクトル及び予測誤差共分散行列を算出すると、その予測ベクトル及び予測誤差共分散行列と、相関判定部２２により相関がとれていると判定された部分航跡とから、その予測航跡を構成する予測ベクトルと部分航跡とのマハラノビス平方距離を算出する（ステップＳＴ６６）。
以下、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍによるマハラノビス平方距離の算出処理を具体的に説明する。
部分航跡が位置及び速度で構成される状態ベクトルである場合と、位置のみで構成される状態ベクトルである場合とに分けて説明する。

［部分航跡が位置及び速度で構成される状態ベクトルである場合］
マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍは、下記の式（５８）に示すように、Ｎステップ予測処理部７３ｌにより算出された最新時刻ｔ_ｋにおける融合航跡の予測ベクトルと、部分航跡の位置速度ベクトルとの残差ｒ_ｋを算出する。

次に、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍは、下記の式（５９）（６０）に示すように、残差ｒ_ｋを用いて、マハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出する。

［位置のみで構成される状態ベクトルである場合］
マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍは、下記の式（６１）に示すように、Ｎステップ予測処理部７３ｌにより算出された最新時刻ｔ_ｋにおける融合航跡の予測位置ベクトルと、部分航跡の位置ベクトルとの残差ｒ_ｋを算出する。

次に、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍは、下記の式（６２）（６３）に示すように、残差共分散行列Ｓ_ｋを算出し、式（６０）に示すように、残差ｒ_ｋと残差共分散行列Ｓ_ｋ用いて、マハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出する。

時間方向平滑処理部７３ｇは、マハラノビス平方距離算出処理部７３ｍがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を算出すると、そのマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化する時間方向平滑処理を実施する（ステップＳＴ６７）。
時間方向平滑処理部７３ｇにおけるマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）の平滑化処理は、図５に示す時間方向平滑処理部７１ｉにおけるマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）の平滑化処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

閾値判定処理部７３ｈは、時間方向平滑処理部７３ｇがマハラノビス平方距離ε_ｖ（ｋ）を時間方向に平滑化すると、上記の式（３６）に示すように、時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離である時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、事前に設定された閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｅｎｄ}とを比較する閾値判定処理を実施する（ステップＳＴ６８）。
閾値判定処理部７３ｈは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｅｎｄ}以下となり、式（３６）が成立する場合、旋回が終了していると判定して、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを“非旋回”に設定する。
閾値判定処理部７３ｈは、その時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）が閾値Ｔｈ_{ｔｕｒｎｂｇｎ}より大きく、式（３６）が成立しない場合、旋回が終了していないと判定して、“旋回”の統合旋回フラグを維持する。

ここでは、閾値判定処理部７３ｈが時間方向に平滑化されたマハラノビス平方距離と閾値を比較する例を示したが、閾値判定処理部７３ｈが、現時刻ｔ_ｋにおける時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、前時刻ｔ_ｋ−１における時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ−１）との差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出し、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負となる回数が閾値Ｔｈ_ｃｎｔより多くなると、旋回が終了していると判定するようにしてもよい。
図２３は閾値判定処理部７３ｈの処理内容を示すフローチャートである。以下、図２３を参照しながら、閾値判定処理部７３ｈの処理内容を具体的に説明する。

閾値判定処理部７３ｈは、時間方向平滑処理部７３ｇが現時刻ｔ_ｋの時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）を算出する毎に、上記の式（３７）に示すように、現時刻ｔ_ｋにおける時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ）と、前時刻ｔ_ｋ−１における時間方向平滑値ε_ａｖ（ｋ−１）との差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出する（ステップＳＴ７１）。
閾値判定処理部７３ｈは、差分値Δε_ａｖ（ｋ）を算出すると、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負であれば（ステップＳＴ７２：ＹＥＳの場合）、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃを１だけ増やすインクリメント処理を実施する（ステップＳＴ７３）。そのカウント値Ｃは、差分値Δε_ａｖ（ｋ）が負になった回数を示すものであり、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃの初期値は０である。
閾値判定処理部７３ｈは、その差分値Δε_ａｖ（ｋ）が０以上であれば（ステップＳＴ７２：ＮＯの場合）、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されているカウント値Ｃを維持する（ステップＳＴ７４）。

次に、閾値判定処理部７３ｈは、上記の式（３８）に示すように、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃと事前に設定された閾値Ｔｈ_ｃｎｔを比較する（ステップＳＴ７５）。
閾値判定処理部７３ｈは、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃが閾値Ｔｈ_ｃｎｔより多くなり、式（３８）が成立する場合（ステップＳＴ７５：ＹＥＳの場合）、旋回が終了していると判定して、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを“非旋回”に設定する（ステップＳＴ７６）。
また、閾値判定処理部７３ｈは、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃが閾値Ｔｈ_ｃｎｔ以下であり、式（３８）が成立しない場合（ステップＳＴ７５：ＮＯの場合）、“旋回”の統合旋回フラグを維持する（ステップＳＴ７７）。
閾値判定処理部７３ｈは、その統合旋回フラグを“非旋回”に設定すると、差分値カウンタＤＢ３７ｉに記録されている回数Ｃを０に初期化する。

旋回判定部１７の旋回レベル算出処理部７５は、旋回フラグＤＢ７２に記憶されている旋回フラグが“旋回”である場合、上記実施の形態１と同様に、センサ追尾処理部１４から出力された目標相関済みセンサ観測値から、目標の旋回の度合いを示す旋回レベルを算出し、その旋回レベルを再追尾処理部１６に出力する。

追尾処理部１２の再追尾処理部１６は、センサ追尾処理部１４から目標相関済みセンサ観測値を受けると、上記実施の形態１と同様に、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定する。
再追尾処理部１６は、その目標相関済みセンサ観測値が示す位置と、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しており、その目標相関済みセンサ観測値を当該部分航跡と対応付けることができると判断すると、上記実施の形態１と同様に、その目標相関済みセンサ観測値を部分航跡記憶部１５に格納する。
また、再追尾処理部１６は、上記実施の形態１と同様に、その目標相関済みセンサ観測値と部分航跡記憶部１５に記憶されている過去の目標相関済みセンサ観測値とから、目標の現時点における位置や速度などを含む状態ベクトルを有する部分航跡を推定する。
再追尾処理部１６は、部分航跡を推定すると、部分航跡記憶部１５に記憶されている部分航跡を、その推定した部分航跡に置き換えるとともに、その推定した部分航跡に対して、旋回判定部１７から出力された旋回フラグ及び旋回レベルを付加し、旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信判定部１９に出力する。

送信判定部１９は、再追尾処理部１６から旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を受けると、上記実施の形態１と同様に、その部分航跡が示す位置の時刻と、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡が示す位置の時刻との時間差と、その部分航跡に付されている旋回フラグ及び旋回レベルとから、その部分航跡を送信するか否かを判定する。
このとき、送信判定部１９は、その部分航跡に付されている旋回フラグが“非旋回”である場合より、“旋回”である場合の方が、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。
また、その部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡の送信を許可する判定結果を出す頻度を高めるようにする。

ここでは、送信判定部１９は、部分航跡に付されている旋回フラグが“旋回”であれば、上記実施の形態１と同様に、式（４２）のシステム雑音パラメータを高めることで、部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにするものを想定しているが、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグが“旋回”であれば、その統合旋回フラグが“非旋回”である場合より、式（４２）のシステム雑音パラメータを高めることで、部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにしてもよい。
また、ここでは、送信判定部１９は、部分航跡に付されている旋回レベルが高い程、上記実施の形態１と同様に、式（４２）のシステム雑音パラメータを高めることで、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにするものを想定しているが、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回レベルが高い程、式（４２）のシステム雑音パラメータを高めることで、その旋回フラグ及び旋回レベル付きの部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めるようにしてもよい

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、旋回している目標の追尾精度を確保しながら、通信容量を低減することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態２によれば、目標が旋回している場合、部分航跡の送信頻度を高めて、目標の追尾精度を高めることができる。一方、目標が旋回していない場合、部分航跡の送信頻度を下げて、通信容量を低減することができる。

また、この実施の形態２によれば、フラグ統合部９１が、送受信部２０から出力された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、融合航跡記憶部１８に記憶されている融合航跡に付いている統合旋回フラグを更新するように構成したので、送受信部２０から出力された部分航跡に付いている旋回フラグの精度が、あまり高くない場合でも、目標の旋回の有無に応じた送信頻度で部分航跡を送信することができる効果を奏する。
また、送受信部２０から出力された部分航跡に付いている旋回フラグの“旋回”が誤っている場合でも、その誤りの影響を受けずに、部分航跡を適正な送信頻度で送信することができる効果を奏する。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

この発明に係る目標追尾装置は、センサの観測値から目標の位置を推定する用途に適している。

１−１〜１−Ｍ 目標追尾装置、２ ネットワーク、１１ センサ、１２ 追尾処理部、１３ センサ航跡記憶部、１４ センサ追尾処理部、１５ 部分航跡記憶部、１６ 再追尾処理部、１７ 旋回判定部、１８ 融合航跡記憶部、１９ 送信判定部、２０ 送受信部、２１ 航跡融合部、２２ 相関判定部、２３ 融合追尾処理部、２４ 表示処理部、４１ 記憶処理回路、４２ センサ追尾処理回路、４３ 再追尾処理回路、４４ 旋回判定処理回路、４５ 送信判定処理回路、４６ 送受信処理回路、４７ 相関判定処理回路、４８ 融合追尾処理回路、４９ 表示処理回路、５０ フラグ統合処理回路、６１ メモリ、６２ プロセッサ、７１ 旋回開始判定処理部、７１ａ 旋回開始判定用観測値ＤＢ、７１ｂ 速度ＤＢ、７１ｃ 旋回開始判定用平滑航跡ＤＢ、７１ｄ 初期化処理部、７１ｅ 直線軌道推定処理部、７１ｆ 速度再平滑処理部、７１ｇ Ｎステップ予測処理部、７１ｈ マハラノビス平方距離算出処理部、７１ｉ 時間方向平滑処理部、７１ｊ 閾値判定処理部、７２ 旋回フラグＤＢ、７３ 旋回終了判定処理部、７３ａ 旋回終了判定用観測値ＤＢ、７３ｂ 旋回終了判定用平滑航跡ＤＢ、７３ｃ 初期化処理部、７３ｄ 軌道推定処理部、７３ｅ Ｎステップ予測処理部、７３ｆ マハラノビス平方距離算出処理部、７３ｇ 時間方向平滑処理部、７３ｈ 閾値判定処理部、７３ｉ 差分値カウンタＤＢ、７３ｊ 旋回終了判定用融合航跡ＤＢ、７３ｋ 初期化処理部、７３ｌ Ｎステップ予測処理部、７３ｍ マハラノビス平方距離算出処理部、７４ 旋回フラグ出力処理部、７５ 旋回レベル算出処理部、７５ａ 初期化処理部、７５ｂ 旋回レベル算出用観測値ＤＢ、７５ｃ 旋回軌道推定処理部、８１ パラメータ変更処理部、８２ 融合航跡予測処理部、８３ 判定用誤差算出処理部、８４ 判定処理部、９１ フラグ統合部、１０１ フラグ更新処理部、１０２ 旋回開始時刻ＤＢ、１０３ 誤判定解除処理部。

Claims (13)

1. センサから出力された目標の位置を示す観測値の時系列データから、前記目標の位置の情報を含む部分航跡を推定する追尾処理部と、
   前記観測値の時系列データから前記目標が旋回しているか否かを判定する旋回判定部と、
   前記目標の位置の情報を含む融合航跡を記憶している融合航跡記憶部と、
   前記追尾処理部により推定された部分航跡の時刻と前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡の時刻との時間差と、前記旋回判定部の判定結果とから、前記追尾処理部により推定された部分航跡を送信するか否かを判定する送信判定部と、
   前記送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、前記部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された部分航跡を受信する送受信部と、
   前記送受信部により送信又は受信された部分航跡を用いて、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を更新する航跡融合部と
   を備えた目標追尾装置。
2. 前記追尾処理部は、
   前記目標の位置の情報を含むセンサ航跡と、前記目標の位置を示す観測値とを記憶するセンサ航跡記憶部と、
   前記センサから出力された観測値が示す位置と前記センサ航跡記憶部に記憶されているセンサ航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定し、前記センサから出力された観測値が示す位置と前記センサ航跡が示す位置とが相関していれば、前記センサから出力された観測値を前記センサ航跡記憶部に格納するとともに、当該観測値と前記センサ航跡記憶部に記憶されている観測値とから、前記目標の位置の情報を含むセンサ航跡を推定し、前記センサ航跡記憶部に記憶されているセンサ航跡を前記推定したセンサ航跡に置き換えるセンサ追尾処理部と、
   前記目標の位置の情報を含む部分航跡と、前記目標の位置を示す観測値とを記憶する部分航跡記憶部と、
   前記センサ追尾処理部によりセンサ航跡が示す位置と相関していると判定された観測値が示す位置と、前記部分航跡記憶部に記憶されている部分航跡が示す位置とが相関しているか否かを判定し、当該観測値が示す位置と前記部分航跡が示す位置とが相関していれば、当該観測値を前記部分航跡記憶部に格納するとともに、当該観測値と前記部分航跡記憶部に記憶されている観測値とから、前記目標の位置の情報を含む部分航跡を推定し、前記部分航跡記憶部に記憶されている部分航跡を前記推定した部分航跡に置き換える再追尾処理部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
3. 前記旋回判定部は、前記観測値の時系列データから前記目標の位置を推定して、前記推定した位置と前記センサから出力された観測値が示す位置との差をマハラノビス平方距離に換算し、前記マハラノビス平方距離から前記目標が旋回しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
4. 前記旋回判定部は、前記観測値の時系列データから前記目標の位置を推定して、前記推定した位置と前記センサから出力された観測値が示す位置との差をマハラノビス平方距離に換算するとともに、前記マハラノビス平方距離を時間方向に平滑化し、前記時間方向に平滑化したマハラノビス平方距離と閾値を比較することで、前記目標が旋回しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
5. 前記送信判定部は、前記旋回判定部により目標が旋回していないと判定された場合より、前記旋回判定部により目標が旋回していると判定された場合の方が、前記部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めることを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
6. 前記旋回判定部は、前記目標が旋回していると判定した場合、前記観測値の時系列データから前記目標の旋回の度合いを算出し、
   前記送信判定部は、前記旋回判定部により算出された旋回の度合いが大きい程、前記部分航跡を送信する旨を示す判定結果を出す頻度を高めることを特徴とする請求項５記載の目標追尾装置。
7. 前記航跡融合部は、前記旋回判定部により算出された旋回の度合いが大きい程、前記融合航跡を更新する際に用いるシステム雑音パラメータを大きな値に設定することを特徴とする請求項６記載の目標追尾装置。
8. 前記航跡融合部は、
   前記送受信部により送信又は受信された部分航跡が示す位置と前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡が示す位置が相関しているか否かを判定する相関判定部と、
   前記相関判定部により相関していると判定された場合、前記部分航跡が示す位置と前記融合航跡が示す位置とから、前記目標の位置の情報を含む融合航跡を推定し、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡を前記推定した融合航跡に置き換える処理を実施し、前記相関判定部により相関していないと判定された場合、前記送受信部により送信又は受信された部分航跡を融合航跡として前記融合航跡記憶部に記録する融合追尾処理部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
9. 前記追尾処理部は、前記旋回判定部の判定結果を示す旋回フラグを前記推定した部分航跡に付加して、前記旋回フラグ付きの部分航跡を出力し、
   前記送受信部は、前記送信判定部の判定結果が部分航跡を送信する旨を示している場合に、前記旋回フラグ付きの部分航跡を他の目標追尾装置に送信し、他の目標追尾装置から送信された旋回フラグ付きの部分航跡を受信し、
   前記融合航跡記憶部は、前記旋回フラグ付きの融合航跡を記憶しており、
   前記送受信部により送信又は受信された部分航跡に付いている旋回フラグを用いて、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを更新するフラグ統合部を備えたことを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
10. 前記旋回判定部は、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグが、前記目標が旋回していない旨を示している場合、前記目標が旋回を開始しているか否かを判定する旋回開始判定処理を実施することを特徴とする請求項９記載の目標追尾装置。
11. 前記旋回判定部は、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡と、前記送受信部により送信又は受信された部分航跡との差異から、前記目標が旋回を終了しているか否かを判定する旋回終了判定処理を実施することを特徴とする請求項９記載の目標追尾装置。
12. 前記旋回判定部は、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグと、前記送受信部により送信又は受信された部分航跡に付いている旋回フラグとから、前記目標が旋回を終了しているか否かを判定する旋回終了判定処理を実施することを特徴とする請求項９記載の目標追尾装置。
13. 前記旋回判定部は、前記融合航跡記憶部に記憶されている融合航跡に付いている旋回フラグを用いて、前記観測値の時系列データから判定した旋回の判定結果を訂正することを特徴とする請求項９記載の目標追尾装置。

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