JP5011904B2 - 追尾方法及びその装置 - Google Patents
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Description
実施の形態.
まず初めに、カルマンフィルタを用いた一般的な追尾処理について説明する。カルマンフィルタを使用した追尾処理では、目標の運動モデルを式(1)のように仮定する。ただし、サンプリング時刻(以下、単に時刻)をt(k)で表す。
平滑値ベクトル初期値設定手段12は平滑値ベクトル記憶手段11に平滑値ベクトルの初期値x^(0|0)を設定し、また、平滑誤差共分散行列初期値設定手段17は平滑誤差共分散行列記憶手段16に平滑誤差共分散行列の初期値P(0|0)を設定する。
それとともに、予測誤差共分散行列算出手段19は、平滑誤差共分散行列記憶手段から入力した前時刻の平滑誤差共分散行列P(k−1|k−1)を使用し、式(19)に従って、現時刻の予測誤差共分散行列P(k|k−1)を算出する。
平滑誤差共分散行列算出手段19のいずれかの部位によって追尾終了する。
がなされるまで、これら一連の処理を繰り返して実行する。
さらに、2次元空間における追尾または3次元空間における追尾を、座標軸ごとに独立に実行するため、1次元空間のフィルタを構成することもできる。この場合は、状態ベクトルを式(26)、状態推移行列を式(27)、観測値ベクトルを式(28)、観測行列を式(29)のように設定することにより、3次元や2次元の追尾装置、追尾方法と同様の装置、方法を得ることができる。
18 予測誤差共分散行列算出手段、
19 平滑誤差共分散行列算出手段、
23 ゲイン行列算出手段、
15 平滑手段。
Claims (6)
- 目標の位置と速度を推定する追尾方法において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測ステップと、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑ステップと、
を有する追尾方法であって、
前記ゲイン行列算出ステップで、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の平滑値ベクトルの平均2乗誤差を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾方法。 - 目標の位置と速度を推定する追尾方法において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測ステップと、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑ステップと、
を有する追尾方法であって、
前記ゲイン行列算出ステップで、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の予測値ベクトルの平均2乗誤差を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾方法。 - 目標の位置と速度を推定する追尾方法において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測ステップと、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出ステップと、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出ステップと、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑ステップと、
を有する追尾方法であって、
前記ゲイン行列算出ステップで、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の平滑値ベクトルの平均2乗誤差と前記目標が等速直線運動する場合の第2の時間の予測値ベクトルの平均2乗誤差との重み付け平均を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾方法。 - 目標の位置と速度を推定する追尾装置において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測手段と、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑手段と、
を備えた追尾装置であって、
前記ゲイン行列算出手段は、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の平滑値ベクトルの平均2乗誤差を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾装置。 - 目標の位置と速度を推定する追尾装置において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測手段と、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑手段と、
を備えた追尾装置であって、
前記ゲイン行列算出手段は、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の予測値ベクトルの平均2乗誤差を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾装置。 - 目標の位置と速度を推定する追尾装置において、
第1の時間の平滑値ベクトルから第2の時間の予測値ベクトルを算出する予測手段と、
第1の時間の平滑誤差共分散行列から第2の時間の予測誤差共分散行列を算出する予測誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と所定の観測雑音共分散行列から、第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の位置についてのゲインである位置ゲインと第2の時間の予測値ベクトルに含まれる目標の速度についてのゲインである速度ゲインとを含む第2の時間のゲイン行列を算出するゲイン行列算出手段と、
第2の時間の予測誤差共分散行列と第2の時間のゲイン行列と前記所定の観測雑音共分散行列とに基づいて第2の時間の平滑誤差共分散行列を算出する平滑誤差共分散行列算出手段と、
第2の時間の観測値を取得し、この取得した観測値と第2の時間の予測値ベクトルと第2の時間のゲイン行列とに基づいて第2の時間の平滑値ベクトルを算出する平滑手段と、
を備えた追尾装置であって、
前記ゲイン行列算出手段は、前記速度ゲインとして固定値のゲインを含むとともに、前記位置ゲインとして目標が等速直線運動する場合の第2の時間の平滑値ベクトルの平均2乗誤差と前記目標が等速直線運動する場合の第2の時間の予測値ベクトルの平均2乗誤差との重み付け平均を最小化するようなゲインを含む第2の時間のゲイン行列を算出することを特徴とする追尾装置。
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