JP2844643B2 - Target tracking method - Google Patents
Target tracking methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は対水上目標及び対空目標の一次捜索レーダに
よる目標追尾方式に関し、特に目標相関方式の改善を図
った目標追尾方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target tracking method using a primary search radar for a surface-to-surface target and an air-to-air target, and more particularly to a target tracking method for improving a target correlation method.
[従来の技術] 従来、一次捜索レーダによる目標追尾は、予測目標位
置と、信号処理で検出したターゲット(プロト)の位置
(方位、距離)による位置相関方式となっていた。即ち
α−βトラッカーによる位置更新に基づき次スキャンの
予測目標位置を中心とした追尾ゲートを作り、信号処理
で検出されたターゲット(プロット)の位置がゲート内
に入るか否かの位置相関を実施している。また追尾ゲー
ト内に複数のターゲットが存在する場合(マルチ相
関)、予測位置の最も近いターゲットを相関対象とする
方式となっている。[Prior Art] Conventionally, target tracking by a primary search radar has been a position correlation method based on a predicted target position and a position (direction, distance) of a target (proto) detected by signal processing. That is, based on the position update by the α-β tracker, a tracking gate centered on the predicted target position of the next scan is created, and the position correlation of whether the position of the target (plot) detected by the signal processing is within the gate is performed. doing. Further, when a plurality of targets exist in the tracking gate (multi-correlation), the target closest to the predicted position is set as the correlation target.
[解決すべき課題] 上述した従来の一次捜索レーダによる目標追尾の相関
方式は、特にマルチ相関の場合に位置相関のみで実施す
ると追尾ゲート内に対象目標が存在していても、予測目
標位置と近い擬似目標や誤目標との間で誤相関が発生
し、目標が旋回を開始した時や、加速度変化の大きい運
動をした場合は、追尾不能の要因となるという問題点が
ある。[Problem to be Solved] The above-described conventional correlation method for target tracking by the primary search radar is performed only by position correlation in the case of multi-correlation, in particular, even if the target target exists in the tracking gate, the target target position can be determined. There is a problem in that a false correlation occurs between a near pseudo target and an erroneous target, and when the target starts turning or exercises with a large change in acceleration, tracking becomes impossible.
本考案は、上述した問題点にかんがみてなされたもの
で、擬似目標、誤目標との誤相関をなくし、追尾不能の
要因を少なくすることができる目標追尾方式の提供を目
的とする。The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a target tracking method capable of eliminating a cross-correlation between a pseudo target and an erroneous target and reducing the cause of a failure in tracking.
[課題の解決手段] 上記目的を達成するために本発明の目標追尾方式は、
一次捜索レーダの受信電力が下記のレーダー方程式に示
されるように目標の有効反射面積に比例することを利用
し、目標相関アルゴリズムにおいて位置相関に加え振幅
相関を実施するものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, a target tracking method of the present invention comprises:
Utilizing that the received power of the primary search radar is proportional to the target effective reflection area as shown in the following radar equation, the target correlation algorithm performs amplitude correlation in addition to position correlation.
Pr={Pt・Gt・Ar/(4π)2・R4}・σ ここで、 Pr:反射波受信電力 Pt:レーダー送信出力 Gt:送信アンテナ利得 Ar:受信アンテナ有効面積 R :距離 σ:目標の有効反射面積 である。Pr = {Pt · Gt · Ar / (4π) 2 · R 4} · σ where, Pr: the reflected wave received power Pt: Radar transmission output Gt: transmitting antenna gain Ar: receive antenna effective area R: Distance sigma: target Is the effective reflection area of
即ち本発明に係る目標追尾方式は、信号処理の目標検
出と同時に振幅情報を抽出すること、目標情報として振
幅データを編集し追尾部に送出すること、目標追尾の相
関において位置相関の実施後振幅値相関を実施し、最終
的相関対象ターゲットを決定する機能を有している。That is, in the target tracking method according to the present invention, the amplitude information is extracted at the same time as the target detection of the signal processing, the amplitude data is edited and sent to the tracking unit as the target information, and the amplitude after the position correlation is performed in the target tracking correlation. It has the function of performing value correlation and determining the final correlation target.
振幅情報を抽出するため、レーダビデオに関する対数
(LOG)増幅器出力のLOGビデオ信号をスライディングウ
インドウ方式による目標検出のリーディングエッジのタ
イミングでゲートをかけピックアップすることにより振
幅情報を得る。In order to extract the amplitude information, the LOG video signal output from a logarithmic (LOG) amplifier for the radar video is gated and picked up at the timing of the leading edge of the target detection by the sliding window method to obtain the amplitude information.
振幅情報は、目標検出で得られた位置情報(方位、距
離)と共に編集されて追尾部に送出する。The amplitude information is edited together with the position information (azimuth and distance) obtained by the target detection and transmitted to the tracking unit.
追尾は、予測目標位置を中心に追尾ゲートを開き、ゲ
ート内に検出ターゲットが存在するか否かにより位置相
関を行ない、相関の取れたターゲットに関し、システム
目標の振幅データとターゲットの振幅データを比較し、
差が定められた値以内であれば相関を確定し、差が定め
られた値以上であればたとえ位置相関が取れていても相
関を確定しない。For tracking, a tracking gate is opened centered on the predicted target position, position correlation is performed based on whether or not a detected target exists in the gate, and for the target with correlation, the amplitude data of the system target and the target amplitude data are compared. And
If the difference is within a predetermined value, the correlation is determined. If the difference is equal to or more than the predetermined value, the correlation is not determined even if the position correlation is obtained.
相関が確定した場合、システム目標の振幅データを対
象ターゲットの振幅データで置き換え更新する。この場
合連続nスキャン振幅データ増減が、同一方向である場
合にかぎり更新する。When the correlation is determined, the amplitude data of the system target is replaced and updated with the amplitude data of the target. In this case, the update is performed only when the continuous n-scan amplitude data increases and decreases in the same direction.
[実施例] 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明
する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は同
作動内容を示す説明図である。一次レーダビデオ100はL
OG増幅器10に入り、LOGビデオ信号101を出力する。LOG
ビデオ信号101はADコンバータ11でデジタル化され、定
アラームレート(CFAR)回路12でCFAR化されたレーダビ
デオ信号は目標検出系と振幅データ抽出回路20に送出さ
れる。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing the operation. Primary radar video 100 is L
It enters the OG amplifier 10 and outputs a LOG video signal 101. LOG
The video signal 101 is digitized by the AD converter 11, and the radar video signal converted into the CFAR by the constant alarm rate (CFAR) circuit 12 is sent to the target detection system and the amplitude data extraction circuit 20.
目標検出系としては、平均値検出回路13で平均値が算
出され、スレッショルド回路15でスレッショルド値が設
定され、ヒット検出回路14でヒットの有無が検出され
る。スイープ毎のヒットは目標検出回路16でスライディ
ングウインドウ方式で目標位置(方位、距離)が検出さ
れ、目標位置データ110として目標情報編集回路30に送
られる。As the target detection system, the average value is calculated by the average value detection circuit 13, the threshold value is set by the threshold circuit 15, and the presence or absence of a hit is detected by the hit detection circuit 14. For the hits for each sweep, the target position (azimuth and distance) is detected by the target detection circuit 16 by a sliding window method, and is sent to the target information editing circuit 30 as target position data 110.
一方、目標の振幅データ抽出系としては、CFAR出力、
LOGビデオデータを入力として、目標検出系のヒット検
出ゲート信号102及びスライディングウインドウ検出の
リーディングエッジ検出ゲート信号103により対象ター
ゲットの振幅データを記録し、目標振幅データ110とし
て目標情報編集回路30に送られる。On the other hand, CFAR output,
With the LOG video data as input, the amplitude data of the target is recorded by the hit detection gate signal 102 of the target detection system and the leading edge detection gate signal 103 of the sliding window detection, and sent to the target information editing circuit 30 as target amplitude data 110. .
位置(方位、距離)情報と、振幅情報を有する検出目
標情報112は、追尾アルゴリズムの相関系に入力され
る。即ち、最初に位置相関部40に入力され、システム目
標予測情報の予測位置と追尾ゲートを介して位置相関が
なされ、相関が存在したターゲットは振幅相関部41に送
られ、振幅相関がなされる。The detection target information 112 having position (azimuth, distance) information and amplitude information is input to a correlation system of a tracking algorithm. That is, the position is first input to the position correlation unit 40, and the position correlation is performed with the predicted position of the system target prediction information via the tracking gate. The target having the correlation is sent to the amplitude correlation unit 41, where the amplitude correlation is performed.
そして位置相関及び振幅相関両者において相関が取れ
たターゲットが相関対象ターゲットとして確定され、目
標更新部50でα−βトラッカーにより位置の更新及び振
幅データの更新がなされる。振幅データの更新は連続n
スキャン振幅データ増減が同一方向である場合にかぎり
更新するロジックとする。Then, a target having a correlation in both the position correlation and the amplitude correlation is determined as a target to be correlated, and the target updating unit 50 updates the position and the amplitude data by the α-β tracker. Update of amplitude data is continuous n
The logic is updated only when the increase / decrease of the scan amplitude data is in the same direction.
また、更新された目標に対し、次スキャンの目標検出
予測位置を割り出すため目標予測部51に送られ、システ
ム目標予測情報113が出力され、次スキャンの相関のた
めに準備される。Further, the updated target is sent to the target predicting unit 51 to determine the target detection predicted position of the next scan, and the system target prediction information 113 is output, and is prepared for the correlation of the next scan.
水上レーダによる水上目標の追尾の場合、対象は漁船
から軍用艦船、タンカーまであり、目標としての反射断
面積σは10m2から10、000m2程度までの差があり、受信
電力は前述したレーダ方程式から反射断面積σに比例
し、20〜30dBの差が生ずるため、振幅データによる相関
は有効となる。For tracking water target by water radar target is military vessels, to tankers from fishing boats, the reflection cross-sectional area σ of a target there is a difference from 10 m 2 to about 10,000 m 2, the radar equation received power as described above Is proportional to the reflection cross section σ, and a difference of 20 to 30 dB is generated. Therefore, the correlation based on the amplitude data is effective.
目標が旋回する場合、加速度変化が大きい場合で複数
ターゲットが追尾ゲート内に存在するマルチ相関状態の
場合においては、予測目標位置に一番近いターゲットが
必ずしも対象ターゲットではない可能性が多いため、相
関アルゴリズムとして振幅データによる相関を位置相関
に加えることは追尾を改善する。In the case of a target turning, in the case of a multi-correlation state in which a plurality of targets are present in the tracking gate when the acceleration change is large, the target closest to the predicted target position is often not necessarily the target target. Adding correlation with amplitude data to position correlation as an algorithm improves tracking.
即ち、追尾処理のマルチ相関が存在する場合の位置相
関と振幅データによる相関の関係を示す第2図に示すよ
うに、追尾ゲートX内に目標B(被追尾航跡)のターゲ
ットと目標A(現在の追尾航跡)も存在する。位置相関
だけの場合、目標Bのnスキャン目の位置として相関が
確定してしまう(誤相関)。振幅相関を考慮した場合、
目標Aのnスキャン目の位置として相関が確定する(正
相関)。なお、第2図中n、n−1、n−2は各スキャ
ンの目標A、Bの位置を示す。またn、n−1、n−2
の後ろの( )内は振幅データを示し、Yはn+1スキ
ャンの目標Aの予測位置を示す。That is, as shown in FIG. 2 showing the relationship between the position correlation and the correlation based on the amplitude data when the multi-correlation of the tracking process exists, the target of the target B (track to be tracked) and the target A (current Tracking track). In the case of only the position correlation, the correlation is determined as the position of the nth scan of the target B (miscorrelation). Considering amplitude correlation,
The correlation is determined as the position of the nth scan of the target A (positive correlation). In FIG. 2, n, n-1, and n-2 indicate the positions of targets A and B for each scan. Also, n, n-1, n-2
The parentheses after () indicate amplitude data, and Y indicates the predicted position of the target A in the (n + 1) -th scan.
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、一次捜索レーダの目標
追尾において相関アルゴリズムの位置を相関だけでな
く、振幅データによる相関を実行する方式とすることに
より、擬似目標、誤目標との誤相関をなくし、追尾不能
の要因を少なくし、追尾の改善を図る効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention employs a method of performing not only the correlation of the position of the correlation algorithm but also the correlation based on the amplitude data in the target tracking of the primary search radar, thereby reducing the pseudo target and the erroneous target. This has the effect of eliminating the cross-correlation, reducing the factors that make tracking impossible, and improving tracking.
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は追尾
処理のマルチ相関が存在する場合の位置相関と振幅デー
タによる相関の関係を示す概念図である。 10:LOG増幅器 11:A/Dコンバータ 12:CFAR回路 13:平均値検出回路 14:ヒット検出回路 15:スレッショルド制御回路 16:目標検出回路 20:振幅データ抽出回路 30:目標情報編集回路 40:位置相関部 41:振幅相関部 50:目標更新部 51:目標予測部 100:一次レーダー・ビデオ 101:LOGビデオ信号 102:ヒット検出ゲート信号 103:リーディングエッジ検出ゲート信号 110:目標振幅データ 111:目標位置データ 112:検出目標情報 113:システム目標予測情報FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing a relationship between a position correlation and a correlation based on amplitude data when there is a multi-correlation in tracking processing. 10: LOG amplifier 11: A / D converter 12: CFAR circuit 13: Average value detection circuit 14: Hit detection circuit 15: Threshold control circuit 16: Target detection circuit 20: Amplitude data extraction circuit 30: Target information editing circuit 40: Position Correlation unit 41: Amplitude correlation unit 50: Target update unit 51: Target prediction unit 100: Primary radar video 101: LOG video signal 102: Hit detection gate signal 103: Leading edge detection gate signal 110: Target amplitude data 111: Target position Data 112: Detection target information 113: System target prediction information
Claims (1)
において、 一次レーダビデオを入力しLOGビデオ信号を出力するLOG
増幅器と、 前記LOGビデオ信号をデジタル化して入力し、定アラー
ムレート化されたレーダビデオ信号として出力する定ア
ラームレート回路と、 前記レーダビデオ信号にもとづいて目標位置情報を検出
し、目標位置データとして出力する目標検出回路と、 前記LOGビデオ信号と前記定アラームレートを入力し、
前記目標位置検出のリーディングウェッジのタイミング
で振幅データを得る振幅データ抽出回路と、 前記目標検出回路からの目標位置情報及び前記振幅デー
タ抽出回路からの振幅データを入力し、目標予測位置と
追尾ゲートを介して位置相関を行い、相関の取れたター
ゲットに関してシステム目標の振幅データとターゲット
の振幅データを比較し、差が定められた値以内であれば
相関を確定し、差が定められた値以上であればたとえ位
置相関が取れていても相関を確定しないようにするとと
もに、相関が確立した場合は、システム目標の振幅デー
タを対象ターゲットの振幅データで置き換え交信する追
尾部と、 を具備したことを特徴とする目標追尾方式。In a target tracking method using a primary search radar sensor, a LOG for inputting a primary radar video and outputting a LOG video signal is provided.
An amplifier, a LOG video signal that is digitized and input, a constant alarm rate circuit that outputs a constant alarm rate converted radar video signal, and detects target position information based on the radar video signal, as target position data. A target detection circuit to be output, input the LOG video signal and the constant alarm rate,
An amplitude data extraction circuit that obtains amplitude data at the timing of the leading wedge of the target position detection, and inputs target position information from the target detection circuit and amplitude data from the amplitude data extraction circuit, and calculates a target predicted position and a tracking gate. The position correlation is performed through the system, the amplitude data of the system target is compared with the amplitude data of the target with respect to the correlated target, and if the difference is within a predetermined value, the correlation is determined. If the correlation is established, the tracking unit replaces the amplitude data of the system target with the amplitude data of the target target. Characteristic target tracking method.
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Family Applications (1)
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- 1989-03-13 JP JP1057883A patent/JP2844643B2/en not_active Expired - Lifetime
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