JP4279697B2 - 目標追尾装置 - Google Patents
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Description
1.未知の目標を探知する追尾初期化機能
2.既知の目標を追跡する追尾維持機能
に大別することができる。前者については、各探知データについて新たに発生した目標からのものであるとする可能性を考慮する必要があるが、後者については、それが維持対象目標からのものであるかどうかのみを考えればよい。
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の構成を示すブロック図である。図1に示す目標追尾装置100は、空間中の目標を観測して探知データを得るためのセンサである目標観測装置200から入力された探知データ全体と各航跡の存在可能領域からクラスタごとに航跡対応の探知データを選択する探知データ選択部1と、探知データ選択部1の出力に基づいて探知データと既存の本航跡の相関を検査して、その探知データが分離発生した目標となる可能性が高いか否かを決定する新目標用探知データ選択部18と、目標追尾装置100内全体のクラスタの状態を示すシステム内クラスタ表を格納したシステム内クラスタ表格納部2と、探知データ選択部1の出力とシステム内クラスタ表格納部2に格納されたクラスタ表に示された既存のクラスタの関係から、複数のクラスタ内の航跡と対応付けられる探知データがある場合に対応するクラスタを統合し、また既存のクラスタ内の航跡と対応がとれない探知データについて新クラスタを作成し、クラスタ内に含まれる探知データの全体を示すクラスタ内探知データ表を作成しクラスタ内探知データ表格納部4に格納するクラスタ新設統合部3とを備えている。
Tt1:(本航跡)
Tp1:d11−d21
また、航跡を採択する仮説は、「ID:{航跡組}信頼度」なる形式で表記して、
H1:{Tt1,Tp1}rel1
H2:{Tt1}rel2
とする。
(1)更新航跡:ゲート内に入った探知データを既存航跡に追加してできる航跡
(2)新航跡 :既存航跡から分離発生した新規の航跡であり、ゲート内に入った探知データを既存航跡に追加してできる航跡
(3)メモリトラック航跡:既存航跡に対し「該当する時刻には相関する探知データがなかった」とする航跡
ただし、(2)の新航跡について、航跡に追加される探知データは、前ステップ003において分離発生した目標の可能性を考慮する探知データに限られる。
Tt11:Tt1−d31
Tt12:Tt1−d32
Tp21:d11−d21−d32
Tp22:d11−d21−d33
新航跡としては、
Tp31:Tt1−d31
Tp32:Tt1−d32
が生成され、メモリトラック航跡としては、
Tt41: Tt1
Tp42: d11−d21
が作成される。
・1となる要素と同一のゲート内判定行列の要素は必ず1となっている
・各行で1となる要素の数は1つのみ
・各列は高々1つの要素が1となる(ただし、第1列ならびに分離発生した新航跡の列はいくつ1の要素があってもよい)
という条件を満たす全ての行列である。これは、各探知データの互いに矛盾しない解釈の組み合わせである。
H11:{Tt41,Tp42}
となる。また、H1を(e)によって更新すると、
H12:{Tt11,Tp22}
となる。また、H1を(f)によって更新すると、
H13:{Tt41,Tp22,Tp32}
となる。このようにして、可能な仮説と航跡相関行列の組み合わせによって既存仮説を更新し、新たな仮説を生成する。
・信頼度に閾値を設け、それに満たない信頼度を持つ仮説を全て削除する
・仮説数の上限を設け、信頼度が高い順に、設定した個数の仮説のみを残し、その他を削除する
・過去N回の時刻における探知データの相関内容が同一の仮説を統合する
といった手法が知られている。
図5は、この発明の実施の形態2による目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図5に示す目標追尾装置には、図1に示す実施の形態1の航跡相関行列算出部7の代わりに、ゲート内判定行列を基に、新航跡数に関する制限を考慮しながら、各探知データに対する解釈の可能な組合せ全てを抽出する分離目標数制限航跡相関行列算出部22が備えられている。さらに、図1に示す実施の形態1の仮説更新部9の代わりに、新航跡数に関する制限を考慮した上で、既存仮説を航跡相関行列によって更新する分離目標数制限仮説更新部23が備えられている。その他の構成は、図1に示す実施の形態1と同一なのでその説明を省略し、図1に示す実施の形態1と同一符号を付して示す。
・1となる要素と同一のゲート内判定行列の要素は必ず1となっている
・各行で1となる要素の数は1つのみ
・各列は高々1つの要素が1となる(ただし、第1列ならびに分離発生した新航跡の列はいくつ1の要素があってもよい)
・分離発生した新航跡が選択されている行数は予め指定された整数値以下である
この最後の条件で、特に、指定整数値を1とした場合を考える。なお、このとき、上記の3番目の条件は、下記のようになる。
・各列は高々1つの要素が1となる(ただし、第1列はいくつ1の要素があってもよい)
NTRK :前時刻の仮説内の既存航跡数
NDT :前時刻の仮説内の既存航跡と相関した現サンプリングの探知データ数
NFT :仮説に含まれる不要信号数
NSP :仮説に含まれる分離発生した新航跡数
g :既存航跡に対する探知データの尤度
PD :探知確率
PG :ゲート内捕捉確率
βFTm :不要信号密度(発生率)で、単位体積当たりの平均個数
NCTRK:前時刻の仮説内の既存本航跡数
PSP :目標が分離する確率
図9は、この発明の実施の形態3による目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図9に示す目標追尾装置には、図1に示す実施の形態1の航跡相関行列算出部7の代わりに、ゲート内判定行列を基に各探知データに対する解釈を制限しながら、可能な組合せ全てを抽出する仮説制限航跡相関行列算出部24が備えられている。その他の構成は、図1に示す実施の形態1と同一なのでその説明を省略し、図1に示す実施の形態1と同一符号を付して示す。
・1となる要素と同一のゲート内判定行列の要素は必ず1となっている
・各行で1となる要素の数は1つのみ
・各列は高々1つの要素が1となる(ただし、第1列ならびに分離発生した新航跡の列はいくつ1の要素があってもよい)
・各探知データに対する解釈が、想定しうる状況である
図13は、この発明の実施の形態4による目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図13に示す目標追尾装置には、図1に示す実施の形態1の構成の他に、クラスタ内仮説状況データ群格納部10に同一内容の仮説がないか検査し、同一内容とみなせる仮説がある場合は、一つを残して他の仮説を削除する同一仮説削除部25がさらに備えられている。その他の構成は、図1に示す実施の形態1と同一なのでその説明を省略し、図1に示す実施の形態1と同一符号を付して示す。
H14:{Tt11、Tp32、Tp42}
H15:{Tt12、Tp31、Tp42}
図16は、この発明の実施の形態5による目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図16に示す目標追尾装置には、図1に示す実施の形態1の構成の他に、クラスタ内仮説状況データ群格納部10に過去N回の時刻における探知データの相関内容が同一の仮説がないか検査し、同一内容とみなせる仮説がある場合は、一つの仮説に統合する同一仮説統合部26がさらに備えられている。その他の構成は、図1に示す実施の形態1と同一なのでその説明を省略し、図1に示す実施の形態1と同一符号を付して示す。
Tt51:Tt1−d21−d31−d41−d51
Tp51:Tt1−d22−d32−d42−d52
Tt52:Tt1−d21−d32−d42−d52
Tp52:Tt1−d22−d31−d41−d51
図19は、この発明の実施の形態6による目標追尾装置の構成を示すブロック図である。図19に示す目標追尾装置には、図1に示す実施の形態1の構成の他に、探知データのS/N(信号対雑音電力比)などの属性情報と、その時刻までに航跡がつないできた探知データの属性情報の類似度を算出する類似度算出部29がさらに備えられており、また、図1に示す実施の形態1の仮説更新部7の代わりに、前時刻までの探知データによる既存の仮説状況とクラスタ内航跡相関行列を組み合わせて現時刻に入力した新たな探知データに対応して仮説を更新し、類似度算出部29が算出した属性情報の類似度も用いて仮説の信頼度を算出する仮説更新部30が備えられている。その他の構成は、図1に示す実施の形態1と同一なのでその説明を省略し、図1に示す実施の形態1と同一符号を付して示す。
Claims (6)
- センサからの探知データに基づいて目標を追尾する目標追尾装置であって、
各クラスタに含まれる既存航跡から探知データの存在可能領域を算出するゲート算出部と、
前記センサからの探知データ全体と前記ゲート算出部からの存在可能領域からクラスタ毎に航跡対応の探知データを選択する探知データ選択部と、
前記探知データ選択部により選択された探知データと既存の本航跡の相関を検査して、その探知データが分離発生した目標となる可能性が高いか否かを決定する新目標用探知データ選択部と、
前記新目標用探知データ選択部からの探知データが既存のクラスタ内の航跡と対応がとれない場合に新クラスタを作成すると共に、複数のクラスタ内の航跡と対応付けられる探知データがある場合に対応するクラスタを統合するクラスタ新設統合部と、
既存航跡と探知データの相関具合よりゲート内判定行列を算出するゲート内判定行列算出部と、
前記ゲート内判定行列算出部により算出されたゲート内判定行列を基に、各探知データに対する解釈の可能な組合せ全てを抽出して航跡相関行列を算出する航跡相関行列算出部と、
前記航跡相関行列算出部により算出された航跡相関行列を既存の仮説と組み合わせて新たに仮説を生成更新する仮説更新部と、
信頼度の低い仮説の削除、似た仮説の統合によって仮説数を削減する仮説縮小部と、
航跡間の探知データの共有具合を基にクラスタを分離するクラスタ分離部と、
目標である可能性の高い航跡を選択して本航跡とする航跡決定部と、
仮説ごとに仮説に応じた新航跡の運動諸元を算出する分離目標運動諸元算出部と
を備えた目標追尾装置。 - 請求項1に記載の目標追尾装置において、
前記航跡相関行列算出部の代わりに、ゲート内判定行列を基に、新航跡数に関する制限を考慮しながら、各探知データに対する解釈の可能な組合せ全てを抽出する分離目標数制限航跡相関行列算出部を備えると共に、
前記仮説更新部の代わりに、新航跡数に関する制限を考慮した上で、既存の仮説と航跡相関行列を組み合わせて仮説を更新する仮説更新部を備え、
前記仮説更新部は、更新した全ての仮説に対して仮説の信頼度βiを、下式に従って算出する
NTRK :前時刻の仮説内の既存航跡数
NDT :前時刻の仮説内の既存航跡と相関した現サンプリングの探知データ数
NFT :仮説に含まれる不要信号数
NSP :仮説に含まれる分離発生した新航跡数
g :既存航跡に対する探知データの尤度
PD :探知確率
PG :ゲート内捕捉確率
βFTm :不要信号密度(発生率)で、単位体積当たりの平均個数
NCTRK:前時刻の仮説内の既存本航跡数
PSP :目標が分離する確率
ことを特徴とする目標追尾装置。 - 請求項1に記載の目標追尾装置において、
前記航跡相関行列算出部の代わりに、ゲート内判定行列を基に各探知データに対する解釈を制限しながら、可能な組合せ全てを抽出する仮説制限航跡相関行列算出部を備えた
ことを特徴とする目標追尾装置。 - 請求項1に記載の目標追尾装置において、
クラスタ内仮説状況データ群格納部に同一内容の仮説がないか検査し、同一内容とみなせる仮説がある場合は、一つを残して他の仮説を削除する同一仮説削除部をさらに備えた
ことを特徴とする目標追尾装置。 - 請求項1に記載の目標追尾装置において、
クラスタ内仮説状況データ群格納部に、過去N回の時刻における探知データの相関内容が同一の仮説がないか検査し、同一内容とみなせる仮説がある場合は、一つの仮説に統合する同一仮説統合部をさらに備えた
ことを特徴とする目標追尾装置。 - 請求項1に記載の目標追尾装置において、
探知データの属性情報と、その時刻までに航跡がつないできた探知データの属性情報の類似度を算出する類似度算出部をさらに備え、
前記仮説更新部は、前記類似度算出部が算出した属性情報の類似度も用いて仮説の信頼度を算出する
ことを特徴とする目標追尾装置。
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