JP7232607B2 - Tracking device, tracking method, and tracking program - Google Patents

Description

本発明は、レーダのエコーを用いた物標の追尾技術、特に、エコーの融合時の物標の追尾技術に関する。 The present invention relates to target tracking technology using radar echoes, and more particularly to target tracking technology during echo fusion.

従来、例えば、特許文献１、２に示すように、レーダのエコーを用いて、所望の物標を追尾する装置が考案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, devices for tracking a desired target using radar echoes have been devised, for example, as shown in Patent Documents 1 and 2.

特許文献１、２に示すように、従来のレーダ装置は、エコーの代表点を検出し、当該代表点を追尾点として設定する。そして、従来のレーダ装置は、経時的に取得する複数時刻の追尾点を用いることで、物標の追尾を行う。 As shown in Patent Literatures 1 and 2, conventional radar devices detect representative points of echoes and set the representative points as tracking points. A conventional radar device tracks a target by using tracking points obtained at a plurality of times over time.

特許第３６２９３２８号公報Japanese Patent No. 3629328 特開２０１４－８９０５９号公報JP 2014-89059 A

しかしながら、従来のレーダ装置は、複数の追尾点が近接する時に、追尾を誤ってしまうことがある。より具体的には、各追尾点に対応する複数のエコーが近接または接触して、複数のエコーが融合してしまう場合に、追尾を誤ってしまうことがある。これは、従来のレーダ装置では、融合を精度良く判定できなかったことの影響が大きい。 However, the conventional radar device may erroneously track when a plurality of tracking points are close to each other. More specifically, when a plurality of echoes corresponding to each tracking point come close to each other or come into contact with each other and fuse together, the tracking may be erroneous. This is largely due to the fact that conventional radar devices cannot accurately determine fusion.

したがって、本発明の目的は、複数のエコーの融合を精度良く判定することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to accurately determine fusion of a plurality of echoes.

この発明の追尾装置は、追尾データベースと融合判定部とを備える。追尾データベースは、複数の追尾点を記憶している。融合判定部は、追尾データベースに記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の検出エコーの融合を判定する。 A tracking device of the present invention includes a tracking database and a fusion determination section. The tracking database stores multiple tracking points. The fusion determining unit determines fusion of the plurality of detected echoes using the plurality of tracking points stored in the tracking database and the detected echo composed of the plurality of echo data representing the target.

この構成では、複数の追尾点と検出エコーの領域との位置関係だけで、融合が判定される。したがって、融合の判定は、この判定に影響を与える検出エコーの面積の変動の影響を受けない。 In this configuration, fusion is determined only by the positional relationship between the plurality of tracking points and the detected echo area. Therefore, the determination of fusion is not affected by variations in the area of detected echoes that affect this determination.

この発明によれば、複数のエコーの融合を精度良く判定できる。 According to the present invention, fusion of multiple echoes can be accurately determined.

追尾処理部の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing the configuration of a tracking processing unit; FIG. 追尾処理部を含むレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus containing a tracking process part. 融合時、非融合時のエコーの変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing changes in echoes during fusion and non-fusion; （Ａ）は、融合時の状態および判定概念を示す図であり、（Ｂ）は、非融合時の状態および判定の概念を示す図である。(A) is a diagram showing the state and the concept of determination at the time of fusion, and (B) is a diagram showing the state and the concept of determination at the time of non-fusion. 追尾処理のおける融合判定のメインフローを示すフローチャートである。9 is a flowchart showing a main flow of fusion determination in tracking processing; 融合判定のフローチャートである。10 is a flow chart of fusion determination;

本発明の実施形態に係る追尾装置、追尾方法、および、追尾プログラムについて、図を参照して説明する。 A tracking device, a tracking method, and a tracking program according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、追尾処理部の構成を示すブロック図である。図２は、追尾処理部を含むレーダ装置の構成を示すブロック図である。図３は、融合時、非融合時のエコーの変化を示す図である。図４（Ａ）は、融合時の状態および判定概念を示す図であり、図４（Ｂ）は、非融合時の状態および判定の概念を示す図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a tracking processing unit. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a radar device including a tracking processing unit. FIG. 3 is a diagram showing changes in echo during fusion and during non-fusion. FIG. 4(A) is a diagram showing a state at the time of fusion and a concept of determination, and FIG. 4(B) is a diagram showing a state at the time of non-fusion and the concept of determination.

（レーダ装置９０の構成）
追尾処理部１０を含むレーダ装置９０について、概略的に説明する。図２に示すように、レーダ装置９０は、アンテナ９１、送信部９２、送受切替部９３、受信部９４、エコー検出部９５、追尾処理部１０、表示画像生成部９６、および、表示部９７を備える。なお、レーダ装置９０における追尾処理部１０以外の構成は、既知の構成と略同様であり、以下では簡略的に説明する。そして、追尾処理部１０は、単体の追尾装置として用いることも可能であるが、このように、図２に示すようなレーダ装置９０の一部として用いられる。 (Configuration of radar device 90)
A radar device 90 including the tracking processing unit 10 will be schematically described. As shown in FIG. 2, the radar device 90 includes an antenna 91, a transmission section 92, a transmission/reception switching section 93, a reception section 94, an echo detection section 95, a tracking processing section 10, a display image generation section 96, and a display section 97. Prepare. The configuration of the radar device 90 other than the tracking processing unit 10 is substantially the same as a known configuration, and will be briefly described below. Although the tracking processing unit 10 can be used as a single tracking device, it is used as a part of the radar device 90 as shown in FIG.

送信部９２および受信部９４は、送受切替部９３を介して、アンテナ９１に接続している。受信部９４は、エコー検出部９５に接続している。エコー検出部９５は、追尾処理部１０に接続している。追尾処理部１０は、表示画像生成部９６に接続している。表示画像生成部９６は、表示部９７に接続している。 The transmission section 92 and the reception section 94 are connected to the antenna 91 via the transmission/reception switching section 93 . The receiver 94 is connected to the echo detector 95 . The echo detector 95 is connected to the tracking processor 10 . The tracking processing section 10 is connected to the display image generating section 96 . The display image generation section 96 is connected to the display section 97 .

送信部９２および受信部９４は、例えば、それぞれに電気回路や電子回路によって実現される。送受切替部９３は、例えば、導波管やストリップライン等の分波回路を実現する信号伝送部材によって実現される。エコー検出部９５、追尾処理部１０、および、表示画像生成部９６は、例えば、それぞれに、エコー検出部９５、追尾処理部１０、および、表示画像生成部９６で実行する機能を実現するためのプログラム、このプログラムを記録する記録媒体、および、このプログラムを実行するＣＰＵ等の演算処理装置によって実現される。表示部９７は、例えば、液晶ディスプレイ等によって実現される。 The transmitting section 92 and the receiving section 94 are each realized by an electric circuit or an electronic circuit, for example. The transmission/reception switching unit 93 is realized by, for example, a signal transmission member that realizes a branching circuit such as a waveguide or a stripline. The echo detection unit 95, the tracking processing unit 10, and the display image generation unit 96 are, for example, functions for realizing the functions executed by the echo detection unit 95, the tracking processing unit 10, and the display image generation unit 96, respectively. It is realized by a program, a recording medium for recording this program, and an arithmetic processing unit such as a CPU for executing this program. The display unit 97 is implemented by, for example, a liquid crystal display.

送信部９２は、所定の送信周期で探知信号を生成して出力する。送受切替部９３は、探知信号をアンテナ９１に伝送する。 The transmitter 92 generates and outputs a detection signal at a predetermined transmission cycle. The transmission/reception switching unit 93 transmits the detection signal to the antenna 91 .

アンテナ９１は、船舶等の水上移動体に取り付けられている。アンテナ９１は、送信周期よりも長い回転周期で送受波面を回転させながら、探知信号を外部（探知領域）に送信し、そのエコー信号を受信する。 The antenna 91 is attached to a water vehicle such as a ship. The antenna 91 transmits a detection signal to the outside (detection area) while rotating the wave transmitting/receiving surface at a rotation period longer than the transmission period, and receives the echo signal.

アンテナ９１は、エコー信号を送受切替部９３に出力する。送受切替部９３は、エコー信号を受信部９４に伝送する。 Antenna 91 outputs the echo signal to transmission/reception switching section 93 . The transmission/reception switching unit 93 transmits the echo signal to the reception unit 94 .

受信部９４は、エコー信号に対して、Ａ／Ｄ変換、増幅処理等の既知の受信処理を行って、エコーデータを生成する。エコーデータは、ＰＰＩ画像を構成する直交座標系に変換される。受信部９４は、例えば、１スキャン分のエコーデータを、エコー検出部９５に順に出力する。なお、１スキャン分のエコーデータとは、アンテナ９１の一回転で得られるエコーデータである。 The receiver 94 performs known reception processing such as A/D conversion and amplification processing on the echo signal to generate echo data. The echo data are transformed into a Cartesian coordinate system that constitutes the PPI image. The receiving unit 94 sequentially outputs echo data for one scan to the echo detecting unit 95, for example. The echo data for one scan is echo data obtained by one rotation of the antenna 91 .

エコー検出部９５は、エコーデータに対する物標検出用の閾値を予め記憶している。エコー検出部９５は、各位置のエコーデータと物標検出用の閾値とを比較する。エコー検出部９５は、物標検出用の閾値以上のレベル（エコー信号の信号強度に対応）のエコーデータを、物標のエコーデータとして検出する。 The echo detector 95 stores in advance a target detection threshold for echo data. The echo detector 95 compares the echo data at each position with a threshold value for target object detection. The echo detection unit 95 detects echo data of a level (corresponding to the signal intensity of the echo signal) equal to or higher than the target detection threshold as target echo data.

エコー検出部９５は、複数の物標のエコーデータの集まりを検出エコーとして設定する。より具体的には、例えば、エコー検出部９５は、直交座標系においてＸ方向またはＹ方向に連続する複数の物標のエコーデータの集まりを、検出エコーとして設定する。この際、エコー検出部９５は、複数の物標のエコーデータの集まりを検出する毎に、この集まりに対して検出エコーを設定する。そして、エコー検出部９５は、各検出エコーに対して個別の識別情報を添付する。 The echo detector 95 sets a collection of echo data of a plurality of targets as detected echoes. More specifically, for example, the echo detection unit 95 sets, as detected echoes, a collection of echo data of a plurality of targets that are continuous in the X direction or the Y direction in the orthogonal coordinate system. At this time, each time the echo detection unit 95 detects a collection of echo data of a plurality of targets, it sets a detected echo for this collection. The echo detector 95 then attaches individual identification information to each detected echo.

エコー検出部９５は、エコーデータと検出エコーとを、追尾処理部１０に出力する。 The echo detector 95 outputs the echo data and the detected echo to the tracking processor 10 .

追尾処理部１０は、詳細は後述するが、検出エコーの領域を検出する。追尾処理部１０は、複数の検出エコーが存在する場合、追尾点と検出エコーの領域とを用いて、複数の検出エコーの融合を判定する。追尾処理部１０は、融合の判定結果に基づいて、追尾点の位置、速度等を含む追尾情報を生成する。また、場合に応じて、追尾処理部１０は、融合の判定結果に基づいて、エコーデータの加工（エコーデータの分離等）を行うことも可能である。追尾処理部１０は、エコーデータおよび追尾情報を表示画像生成部９６に出力する。 The tracking processing unit 10 detects the area of the detected echo, details of which will be described later. When a plurality of detected echoes exist, the tracking processing unit 10 uses the tracking point and the area of the detected echoes to determine fusion of the plurality of detected echoes. The tracking processing unit 10 generates tracking information including the position, speed, etc. of the tracking point based on the fusion determination result. In addition, depending on the case, the tracking processing unit 10 can process the echo data (echo data separation, etc.) based on the determination result of fusion. The tracking processor 10 outputs echo data and tracking information to the display image generator 96 .

表示画像生成部９６は、エコーデータおよび追尾情報を用いて、航行支援用の表示画像を生成する。例えば、表示画像生成部９６は、１スキャン分の表示画像を構成するエコーデータのそれぞれに対して、レベルに応じて輝度や色を設定することで、エコー画像を生成する。さらに、表示画像生成部９６は、追尾情報に基づく追尾点、予測航跡等をエコー画像に重畳させることによって、航行支援用の表示画像を生成する。 The display image generator 96 uses the echo data and the tracking information to generate a display image for navigation support. For example, the display image generation unit 96 generates an echo image by setting brightness and color according to the level for each piece of echo data forming a display image for one scan. Further, the display image generation unit 96 generates a display image for navigation support by superimposing a tracking point, a predicted flight track, etc. based on the tracking information on the echo image.

表示画像生成部９６は、航行支援用の表示画像を、表示部９７に出力する。表示部９７は、航行支援用の表示画像を表示する。 The display image generation unit 96 outputs a display image for navigation assistance to the display unit 97 . The display unit 97 displays a display image for navigation support.

（追尾処理部１０の構成および処理）
図１に示すように、追尾処理部１０は、外枠検出部１１、融合判定部１２、追尾情報生成部１３、および、追尾データベース（追尾ＤＢ）１２０を備える。なお、追尾処理部１０が本発明の「追尾装置」に対応する。しかしながら、本発明の「追尾装置」は、最小限の構成として、融合判定部１２、および、追尾データベース（追尾ＤＢ）１２０を備えていればよい。 (Configuration and Processing of Tracking Processing Unit 10)
As shown in FIG. 1 , the tracking processing section 10 includes an outer frame detection section 11 , a fusion determination section 12 , a tracking information generation section 13 , and a tracking database (tracking DB) 120 . Note that the tracking processing unit 10 corresponds to the "tracking device" of the present invention. However, the “tracking device” of the present invention only needs to have the fusion determination unit 12 and the tracking database (tracking DB) 120 as a minimum configuration.

追尾データベース１２０には、既に追尾している追尾点の追尾情報（識別情報、座標、速度等）が記憶されている。なお、追尾データベース１２０は、追尾情報生成部１３の出力によって逐次更新されている。すなわち、追尾データベース１２０には、前回までの追尾点の検出結果および融合の判定結果が反映された追尾点の識別情報および座標が記憶されている。また、追尾データベース１２０は、後述の融合の判定対象となる複数の追尾点の追尾情報を、少なくとも記憶していればよい。ただし、追尾中の全点の追尾情報を記憶している方が、融合判定は、より効果を発する。 The tracking database 120 stores tracking information (identification information, coordinates, speed, etc.) of tracking points that have already been tracked. Note that the tracking database 120 is sequentially updated by the output of the tracking information generating section 13 . That is, the tracking database 120 stores the identification information and coordinates of the tracking points reflecting the previous detection results of the tracking points and the determination results of fusion. Also, the tracking database 120 may store at least tracking information of a plurality of tracking points to be determined for fusion, which will be described later. However, the fusion determination is more effective when the tracking information of all the points being tracked is stored.

外枠検出部１１には、検出エコーが入力される。外枠検出部１１は、検出エコーの外枠（検出エコーの領域に相当する）を検出する。外枠検出部１１は、検出エコーの外枠を、融合判定部１２に出力する。 A detected echo is input to the outer frame detection unit 11 . The outer frame detector 11 detects the outer frame of the detected echo (corresponding to the area of the detected echo). The outer frame detection unit 11 outputs the outer frame of the detected echo to the fusion determination unit 12 .

具体的な外枠の検出方法の一例を、図３を用いて説明する。外枠検出部１１には、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とが入力されている。 An example of a specific outer frame detection method will be described with reference to FIG. The detected echo EC1 and the detected echo EC2 are input to the outer frame detection unit 11 .

外枠検出部１１は、検出エコーＥＣ１の外縁を形成する複数のエコーデータ（外縁エコーデータ）ＯＰ１を抽出する。外縁エコーデータＯＰ１は、例えば、検出エコーＥＣ１を構成し、直交座標系において連続する複数のエコーデータの内の端部のエコーデータによって検出が可能である。 The outer frame detection unit 11 extracts a plurality of echo data (outer edge echo data) OP1 forming the outer edge of the detected echo EC1. The outer edge echo data OP1 constitutes, for example, the detected echo EC1, and can be detected by the end echo data among the plurality of continuous echo data in the orthogonal coordinate system.

外枠検出部１１は、複数の外縁エコーデータＯＰ１を連続的に接続し、検出エコーＥＣ１を略囲む形状であって、環状で線状の外枠ＯＦ１を設定する。外枠ＯＦ１は、例えば、複数の外縁エコーデータＯＰ１の座標をそれぞれ取得し、近接する外縁エコーデータＯＰ１を結ぶ線分を順次設定することによって、設定できる。 The outer frame detection unit 11 continuously connects a plurality of outer edge echo data OP1 and sets an annular linear outer frame OF1 having a shape substantially surrounding the detected echo EC1. The outer frame OF1 can be set, for example, by obtaining coordinates of a plurality of outer edge echo data OP1 and sequentially setting line segments connecting adjacent outer edge echo data OP1.

同様に、外枠検出部１１は、検出エコーＥＣ２における複数の外縁エコーデータＯＰ２を抽出し、複数の外縁エコーデータＯＰ２から外枠ＯＦ２を設定する。 Similarly, the outer frame detector 11 extracts a plurality of outer edge echo data OP2 in the detected echo EC2, and sets an outer frame OF2 from the plurality of outer edge echo data OP2.

融合判定部１２は、追尾データベース１２０から、追尾点を抽出する。融合判定部１２は、抽出した追尾点に対して、融合の判定タイミングにおける位置を予測する。例えば、融合判定部１２は、追尾データベース１２０から抽出した追尾点の位置と速度、記憶されている追尾点の設定時刻と融合の判定タイミングの時刻との時間差とから、融合の判定タイミングにおける追尾点の位置を予測する。すなわち、融合判定部１２は、抽出した追尾点の位置に対して、速度に時間差を乗算した距離を加算することによって、融合の判定タイミングにおける追尾点の位置を予測する。 The fusion determination unit 12 extracts tracking points from the tracking database 120 . The fusion determination unit 12 predicts the position of the extracted tracking point at the fusion determination timing. For example, the fusion determination unit 12 determines the position and speed of the tracking point extracted from the tracking database 120, the time difference between the set time of the stored tracking point and the fusion determination timing, and determines the tracking point at the fusion determination timing. Predict the position of That is, the fusion determination unit 12 adds the distance obtained by multiplying the speed by the time difference to the extracted position of the tracking point, thereby predicting the position of the tracking point at the fusion determination timing.

融合判定部１２は、追尾点の予測位置と、検出エコーの外枠との関係を検出する。具体的には、融合判定部１２は、複数の検出エコーのそれぞれに対して、外枠内に存在する追尾点の個数を算出する。 The fusion determination unit 12 detects the relationship between the predicted position of the tracking point and the outer frame of the detected echo. Specifically, the fusion determination unit 12 calculates the number of tracking points existing within the outer frame for each of the plurality of detected echoes.

融合判定部１２は、１つの検出エコーに含まれる追尾点の個数が１個であれば、この追尾点の位置を含む検出エコーは融合していないと、判定する。融合判定部１２は、１つの検出エコーに含まれる追尾点の個数が複数個であれば、この追尾点の位置を含む検出エコーは複数の検出エコーが融合したものであると、判定する。 If the number of tracking points included in one detected echo is one, the fusion determination unit 12 determines that the detected echoes including the position of this tracking point are not merged. If the number of tracking points included in one detected echo is plural, the fusion determination unit 12 determines that the detected echo including the position of this tracking point is a fusion of multiple detected echoes.

具体的な融合の判定方法の一例を、図３を参照して説明する。 An example of a specific fusion determination method will be described with reference to FIG.

［時刻１］
図３（ｔ１）に示すように、追尾点の位置（予測位置）ＴＰ１は、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部にある。また、時刻ｔ１では、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部には、他の追尾点はない。したがって、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部には、追尾点は１個だけ存在する。 [Time 1]
As shown in FIG. 3(t1), the position (predicted position) TP1 of the tracking point is inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1. Also, at time t1, there are no other tracking points inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1. Therefore, only one tracking point exists inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1.

追尾点の位置（予測位置）ＴＰ２は、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部にある。また、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部には、他の追尾点はない。したがって、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部には、追尾点は１個だけ存在する。 The position (predicted position) TP2 of the tracking point is inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2. Further, there are no other tracking points inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2. Therefore, only one tracking point exists inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2.

この場合、図３（ｔ１）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。すなわち、時刻ｔ１では、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。 In this case, as shown in FIG. 3(t1), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused. That is, at time t1, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused.

［時刻ｔ２］
図３（ｔ２）に示すように、また、時刻ｔ１の場合と同様に、時刻ｔ２では、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１の内部の領域Ｒｅ１には、追尾点が１個であり、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２の内部の領域Ｒｅ２には、追尾点が１個である。 [Time t2]
As shown in FIG. 3(t2), at time t2, as in the case of time t1, there is one tracking point in the region Re1 inside the outer frame OF1 of the detected echo EC1, and the detected echo EC2 There is one tracking point in the region Re2 inside the outer frame OF2.

この場合、図３（ｔ２）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。すなわち、時刻ｔ２では、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。 In this case, as shown in FIG. 3(t2), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused. That is, at time t2, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused.

［時刻ｔ３］
図３（ｔ３）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とが近接している。この場合、複数の外縁エコーデータＯＰ１２によって構成される外枠ＯＦ１２は、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２の両方を同時に含むものとなる。 [Time t3]
As shown in FIG. 3 (t3), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are close to each other. In this case, the outer frame OF12 composed of a plurality of outer edge echo data OP12 simultaneously includes both the detected echo EC1 and the detected echo EC2.

ここで、位置ＴＰ１の追尾点が検出エコーＥＣ１のものであれば、追尾点の位置ＴＰ１は、通常、検出エコーＥＣ１の領域内にある。また、位置ＴＰ２の追尾点が検出エコーＥＣ２のものであれば、追尾点の位置ＴＰ２は、通常、検出エコーＥＣ２の領域内にある。したがって、外枠ＯＦ１２の内部の領域Ｒｅ１２には、追尾点が２個、すなわち、複数ある。 Here, if the tracking point at the position TP1 is that of the detected echo EC1, the position TP1 of the tracking point is normally within the area of the detected echo EC1. Also, if the tracking point at the position TP2 is that of the detected echo EC2, the position TP2 of the tracking point is normally within the area of the detected echo EC2. Therefore, the area Re12 inside the outer frame OF12 has two tracking points, that is, a plurality of tracking points.

この場合、図３（ｔ３）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは融合している。すなわち、時刻ｔ３では、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは融合している。 In this case, as shown in FIG. 3 (t3), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are fused. That is, at time t3, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are merged.

［時刻ｔ４］
図３（ｔ４）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とが近接して、部分的に重なっている。この場合、複数の外縁エコーデータＯＰ１２によって構成される外枠ＯＦ１２は、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２の両方を同時に含むものとなる。 [Time t4]
As shown in FIG. 3 (t4), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are close to each other and partially overlapped. In this case, the outer frame OF12 composed of a plurality of outer edge echo data OP12 simultaneously includes both the detected echo EC1 and the detected echo EC2.

ここで、追尾点の位置ＴＰ１は、通常、検出エコーＥＣ１の領域内にある。また、追尾点の位置ＴＰ２は、通常、検出エコーＥＣ２の領域内にある。したがって、外枠ＯＦ１２の内部の領域Ｒｅ１２には、追尾点が２個、すなわち、複数ある。 Here, the tracking point position TP1 is normally within the area of the detected echo EC1. Also, the position TP2 of the tracking point is normally within the area of the detected echo EC2. Therefore, the area Re12 inside the outer frame OF12 has two tracking points, that is, a plurality of tracking points.

この場合、図３（ｔ４）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは融合している。すなわち、時刻ｔ４では、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは融合している。 In this case, as shown in FIG. 3 (t4), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are fused. That is, at time t4, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are merged.

［時刻ｔ５］
図３（ｔ５）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、再び離れている。この場合、追尾点の位置ＴＰ１は、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部にある。また、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部には、他の追尾点はない。したがって、検出エコーＥＣ１の外枠ＯＦ１によって囲まれる領域Ｒｅ１の内部には、追尾点は１個だけ存在する。 [Time t5]
As shown in FIG. 3 (t5), the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are separated again. In this case, the tracking point position TP1 is inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1. Further, there are no other tracking points inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1. Therefore, only one tracking point exists inside the region Re1 surrounded by the outer frame OF1 of the detected echo EC1.

同様に、追尾点の位置ＴＰ２は、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部にある。また、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部には、他の追尾点はない。したがって、検出エコーＥＣ２の外枠ＯＦ２によって囲まれる領域Ｒｅ２の内部には、追尾点は１個だけ存在する。 Similarly, the tracking point position TP2 is inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2. Further, there are no other tracking points inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2. Therefore, only one tracking point exists inside the region Re2 surrounded by the outer frame OF2 of the detected echo EC2.

この場合、図３（ｔ５）に示すように、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。すなわち、時刻ｔ５では、検出エコーＥＣ１と検出エコーＥＣ２とは、融合していない。 In this case, as shown at (t5) in FIG. 3, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused. That is, at time t5, the detected echo EC1 and the detected echo EC2 are not fused.

このように、追尾点の位置ＴＰと外枠ＯＦとの位置関係を用いることによって、融合判定部１２は、複数の検出エコーの融合を精度良く判定できる。このような検出エコーの融合が発生する時は、検出エコーの面積が変動する。しかしながら、追尾点の位置ＴＰと外枠ＯＦと位置関係を用いることによって、この面積の変動に影響されることなく、検出エコーの融合を精度良く判定できる。 By using the positional relationship between the position TP of the tracking point and the outer frame OF in this way, the fusion determination unit 12 can accurately determine fusion of a plurality of detected echoes. When such fusion of detected echoes occurs, the area of the detected echoes varies. However, by using the position TP of the tracking point, the outer frame OF, and the positional relationship, fusion of the detected echoes can be accurately determined without being affected by this area variation.

なお、追尾点が外枠ＯＦによる領域Ｒｅ内に存在するか否かは、例えば、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す概念を用いることよって判定できる。 Whether or not the tracking point exists within the region Re defined by the outer frame OF can be determined by using the concepts shown in FIGS. 4A and 4B, for example.

図４（Ａ）は、融合が生じている場合、図４（Ｂ）は、融合が生じていない場合であるが、いずれの場合であっても、同様の方法で、追尾点ＴＰが外枠ＯＦによる領域Ｒｅ内に存在するか否かを判定できる。 FIG. 4(A) shows the case where fusion occurs, and FIG. 4(B) shows the case where fusion does not occur. It can be determined whether or not it exists within the region Re by OF.

図４（Ａ）の場合、追尾点の位置ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰｘを基準点として、直交座標系の一方向に延びる線分をそれぞれ設定する。これらの線分と外枠ＯＦ１２との交点ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰｘを検出する。 In the case of FIG. 4A, line segments extending in one direction of the orthogonal coordinate system are set using the tracking point positions TP1, TP2, and TPx as reference points. Intersection points CP1, CP2 and CPx between these line segments and the outer frame OF12 are detected.

追尾点の位置ＴＰ１、ＴＰ２のように、追尾点が外枠ＯＦ１２による領域Ｒｅ１２内に存在すれば、交点ＣＰ１、ＣＰ２はそれぞれ１個になる。一方、追尾点の位置ＴＰｘのように、追尾点が外枠ＯＦ１２による領域Ｒｅ１２外に存在すれば、交点ＣＰｘは複数（この場合、２個）になる。 Like the tracking point positions TP1 and TP2, if the tracking point exists within the region Re12 defined by the outer frame OF12, there will be one intersection CP1 and one CP2. On the other hand, like the position TPx of the tracking point, if the tracking point exists outside the region Re12 defined by the outer frame OF12, there will be a plurality of intersection points CPx (two in this case).

図４（Ｂ）の場合、追尾点の位置ＴＰ１を基準点として、直交座標系の一方向に延びる線分をそれぞれ設定する。この線分と外枠ＯＦ１との交点ＣＰ１を検出する。追尾点の位置ＴＰ１のように、追尾点が外枠ＯＦ１による領域Ｒｅ１内に存在すれば、交点ＣＰ１は１個になる。 In the case of FIG. 4B, line segments extending in one direction of the orthogonal coordinate system are set with the position TP1 of the tracking point as a reference point. An intersection point CP1 between this line segment and the outer frame OF1 is detected. Like the position TP1 of the tracking point, if the tracking point exists within the region Re1 defined by the outer frame OF1, there will be one intersection point CP1.

同様に、図４（Ｂ）の場合、追尾点の位置ＴＰ２を基準点として、直交座標系の一方向に延びる線分をそれぞれ設定する。この線分と外枠ＯＦ２との交点ＣＰ２を検出する。追尾点の位置ＴＰ２のように、追尾点が外枠ＯＦ２による領域Ｒｅ２内に存在すれば、交点ＣＰ２は１個になる。 Similarly, in the case of FIG. 4B, with the position TP2 of the tracking point as a reference point, each line segment extending in one direction of the orthogonal coordinate system is set. An intersection point CP2 between this line segment and the outer frame OF2 is detected. Like the position TP2 of the tracking point, if the tracking point exists within the region Re2 defined by the outer frame OF2, there will be one intersection point CP2.

このように、外枠に対する交点が奇数個の場合、追尾点は、外枠による領域内に存在すると判定できる。一方、外枠に対する交点が偶数個の場合、追尾点は、外枠による領域外に存在すると判定できる。したがって、追尾点と外枠との位置関係は、正確に判定できる。 In this way, when there are an odd number of intersections with the outer frame, it can be determined that the tracking point exists within the area defined by the outer frame. On the other hand, if there is an even number of intersections with the outer frame, it can be determined that the tracking point exists outside the area defined by the outer frame. Therefore, the positional relationship between the tracking point and the outer frame can be accurately determined.

融合判定部１２は、融合の判定結果を、追尾情報生成部１３に出力する。言い換えれば、融合判定部１２は、追尾データベース１２０に記憶された複数の追尾点の内、融合された検出エコーの範囲内にある追尾点を示す情報を、追尾情報生成部１３に出力する。 The fusion determination unit 12 outputs the fusion determination result to the tracking information generation unit 13 . In other words, the fusion determination unit 12 outputs to the tracking information generation unit 13 information indicating a tracking point within the range of the detected echo that is merged among the plurality of tracking points stored in the tracking database 120 .

追尾情報生成部１３は、融合の判定結果を用いて、追尾情報を生成する。追尾情報とは、例えば、追尾点の位置または予測位置、追尾点の速度または予測速度を含む。 The tracking information generating unit 13 generates tracking information using the fusion determination result. The tracking information includes, for example, the position or predicted position of the tracking point and the speed or predicted speed of the tracking point.

（融合が無い場合）
追尾情報生成部１３は、例えば、今回設定した複数の検出エコーの代表点を検出する。追尾情報生成部１３は、追尾データベース１２０に記憶されている前回までの追尾点の位置および速度と、代表点とから、この前回までの追尾点に関連する今回の追尾点を設定する。例えば、追尾情報生成部１３は、前回までの追尾点の位置および速度とから、今回の追尾点の位置を推定する。追尾情報生成部１３は、推定した追尾点と代表点の類似性を検出し、最も類似する代表点を新たな追尾点に設定する。また、追尾情報生成部１３は、前回の追尾点の位置と今回の追尾点の位置とから予測速度を算出する。 (if there is no fusion)
The tracking information generator 13 detects, for example, representative points of the plurality of detected echoes set this time. The tracking information generating unit 13 sets the current tracking point related to the previous tracking points based on the positions and velocities of the previous tracking points stored in the tracking database 120 and the representative points. For example, the tracking information generator 13 estimates the position of the current tracking point from the positions and velocities of the tracking points up to the previous time. The tracking information generator 13 detects similarity between the estimated tracking point and the representative point, and sets the most similar representative point as a new tracking point. The tracking information generator 13 also calculates the predicted speed from the previous tracking point position and the current tracking point position.

（融合がある場合）
追尾情報生成部１３は、例えば、今回設定した複数の検出エコーの内、融合と判定された検出エコーを、今回の追尾点の設定に用いない。そして、追尾情報生成部１３は、前回までの追尾点の位置および速度を用いて、今回の追尾点の位置および速度を推定する。 (if there is fusion)
For example, the tracking information generator 13 does not use the detected echo determined to be fused among the plurality of detected echoes set this time for setting the tracking point this time. Then, the tracking information generator 13 estimates the position and speed of the current tracking point using the positions and velocities of the tracking points up to the previous time.

このように、融合した複数の検出エコーを用いないことで、追尾点の誤設定、すなわち、物標の誤追尾を抑制できる。 In this way, by not using a plurality of fused detected echoes, erroneous setting of the tracking point, that is, erroneous tracking of the target can be suppressed.

追尾情報生成部１３は、設定、算出または推定した追尾点の位置および速度を、表示画像生成部９６に出力する。この際、追尾情報生成部１３は、追尾点毎の予測航跡を、既知の方法で推定して、表示画像生成部９６に出力してもよい。 The tracking information generator 13 outputs the set, calculated or estimated position and speed of the tracking point to the display image generator 96 . At this time, the tracking information generator 13 may estimate the predicted track for each tracking point by a known method and output it to the display image generator 96 .

これらにより、表示画像生成部９６は、誤追尾が抑制された追尾点を含む表示画像を生成できる。 As a result, the display image generator 96 can generate a display image including tracking points with suppressed erroneous tracking.

また、追尾情報生成部１３は、これらの情報とともに、エコーデータを表示画像生成部９６に出力する。しかしながら、追尾情報生成部１３は、融合があると判定された検出エコーを構成するエコーデータを削除し、表示画像生成部９６に出力しないようにしてもよい。これにより、表示画像生成部９６は、融合された検出エコーを除去した表示画像を生成できる。 The tracking information generator 13 also outputs the echo data to the display image generator 96 together with these pieces of information. However, the tracking information generator 13 may delete the echo data that constitutes the detected echo determined to be fused and not output it to the display image generator 96 . Thereby, the display image generation unit 96 can generate a display image from which the fused detection echo is removed.

追尾情報生成部１３は、設定、算出または推定した追尾点の位置および速度を、追尾データベース１２０にフィードバックする。これにより、追尾データベース１２０には、融合の判定結果が反映した、より確からしい追尾点が記憶される。したがって、後の追尾点の推定の精度も向上する。 The tracking information generator 13 feeds back the set, calculated or estimated position and speed of the tracking point to the tracking database 120 . As a result, the tracking database 120 stores a more probable tracking point that reflects the determination result of fusion. Therefore, the accuracy of subsequent tracking point estimation is also improved.

上述の説明では、複数の機能部によって、複数の検出エコーの融合を判定する処理を実現する態様を示したが、上述の融合の判定処理をプログラム化して記憶媒体等に記憶しており、ＣＰＵ等の演算処理装置が当該プログラムを読み出して実行する態様であってもよい。この場合、次の図５、図６に示す処理を実行すればよい。 In the above description, a mode has been described in which a plurality of functional units implement the processing for determining fusion of a plurality of detected echoes. The program may be read out and executed by an arithmetic processing unit such as. In this case, the processing shown in FIGS. 5 and 6 may be executed.

図５は、追尾処理のおける融合判定のメインフローを示すフローチャートである。図６は、融合判定のフローチャートである。なお、各処理の具体的な内容は、ほぼ上述しているので、上述している内容については説明を省略する。 FIG. 5 is a flowchart showing the main flow of fusion determination in tracking processing. FIG. 6 is a flowchart of fusion determination. Since the specific contents of each process have been mostly described above, the description of the above contents will be omitted.

図５に示すように、演算処理装置は、予め記憶している過去の追尾点を取得する（Ｓ１１）。演算処理装置は、複数の検出エコーの外枠を検出する（Ｓ１２）。 As shown in FIG. 5, the arithmetic processing unit acquires a previously stored past tracking point (S11). The processor detects outer frames of the plurality of detected echoes (S12).

演算処理装置は、追尾点と複数の検出エコーの外枠との位置関係から、複数の検出エコーの融合を判定する（Ｓ１３）。具体的には、図６に示すように、演算処理装置は、検出エコー内（外枠内）に存在する追尾点の個数を算出する（Ｓ３１）。演算処理装置は、１つの検出エコー内に存在する追尾点の個数が複数であれば（Ｓ３２：ＹＥＳ）、複数の検出エコーが融合していると判定する（Ｓ３３）。演算処理装置は、１つの検出エコー内に存在する追尾点の個数が複数でなければ（Ｓ３２：ＮＯ）、複数の検出エコーが融合していないと判定する（Ｓ３４）。 The arithmetic processing unit determines fusion of the plurality of detected echoes from the positional relationship between the tracking point and the outer frame of the plurality of detected echoes (S13). Specifically, as shown in FIG. 6, the arithmetic processing unit calculates the number of tracking points existing within the detected echo (within the outer frame) (S31). If the number of tracking points present in one detected echo is plural (S32: YES), the processor determines that the plural detected echoes are fused (S33). If the number of tracking points present in one detected echo is not plural (S32: NO), the processor determines that the plural detected echoes are not fused (S34).

なお、上述の説明では、検出エコーの領域を、検出エコーの外枠を用いて表す態様を示した。しかしながら、ＰＰＩ画像を構成する直交座標系において、検出エコーがどのような位置においてどのような大きさで存在するかを表す他の指標を、外枠に代えて利用することも可能である。 In the above description, the mode of representing the area of the detected echo using the outer frame of the detected echo has been shown. However, it is also possible to use another index representing the position and size of the detected echo in the orthogonal coordinate system that constitutes the PPI image instead of the outer frame.

１０：追尾処理部
１１：外枠検出部
１２：融合判定部
１３：追尾情報生成部
９０：レーダ装置
９１：アンテナ
９２：送信部
９３：送受切替部
９４：受信部
９５：エコー検出部
９６：表示画像生成部
９７：表示部
１２０：追尾データベース
ＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰｘ：交点
ＥＣ１、ＥＣ２：検出エコー
ＯＦ１、ＯＦ１２、ＯＦ２：外枠
ＯＰ１、ＯＰ１２、ＯＰ２：外縁エコーデータ
Ｒｅ１、Ｒｅ１２、Ｒｅ２：領域 10: tracking processing unit 11: outer frame detection unit 12: fusion determination unit 13: tracking information generation unit 90: radar device 91: antenna 92: transmission unit 93: transmission/reception switching unit 94: reception unit 95: echo detection unit 96: display Image generation unit 97: display unit 120: tracking database CP1, CP2, CPx: intersection points EC1, EC2: detected echoes OF1, OF12, OF2: outer frames OP1, OP12, OP2: outer edge echo data Re1, Re12, Re2: area

Claims (11)

複数の追尾点を記憶する追尾データベースと、
前記追尾データベースに記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定する融合判定部と、
を備え、
前記融合判定部は、
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が複数であると、前記融合があると判定する、
追尾装置。 a tracking database that stores a plurality of tracking points;
a fusion determination unit that determines fusion of the plurality of detected echoes using the plurality of tracking points stored in the tracking database and the detected echoes composed of the plurality of echo data representing the target;
with
The fusion determination unit
Determining that there is the fusion when the number of tracking points existing in the area of one of the detected echoes is plural among the plurality of tracking points;
tracking device. 複数の追尾点を記憶する追尾データベースと、 a tracking database that stores a plurality of tracking points;
前記追尾データベースに記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定する融合判定部と、 a fusion determination unit that determines fusion of the plurality of detected echoes using the plurality of tracking points stored in the tracking database and the detected echoes composed of the plurality of echo data representing the target;
を備え、 with
前記融合判定部は、 The fusion determination unit
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が１であると、前記融合が無いと判定する、 Determining that there is no fusion when the number of tracking points existing in the region of one of the detected echoes among the plurality of tracking points is 1;
追尾装置。 tracking device. 請求項１または請求項２に記載の追尾装置であって、
前記検出エコーの外枠を検出する外枠検出部を備え、
前記融合判定部は、
前記追尾データベースに記憶されている複数の追尾点と、前記外枠と、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定する、
追尾装置。 The tracking device according to claim 1 or claim 2 ,
An outer frame detection unit that detects an outer frame of the detected echo,
The fusion determination unit
Using the plurality of tracking points stored in the tracking database and the outer frame to determine fusion of the plurality of detected echoes;
tracking device. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の追尾装置であって、
前記融合の判定結果を用いて、前記追尾点に関連する追尾情報を生成する追尾情報生成部を備える、
追尾装置。 The tracking device according to any one of claims 1 to 3 ,
A tracking information generating unit that generates tracking information related to the tracking point using the fusion determination result,
tracking device. 請求項４に記載の追尾装置であって、
前記追尾データベースは、前記追尾情報生成部から出力される前記追尾情報によって更新される、
追尾装置。 A tracking device according to claim 4 ,
The tracking database is updated by the tracking information output from the tracking information generation unit;
tracking device. 複数の追尾点を記憶しておき、
予め記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定し、
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が複数であると、前記融合があると判定する、
追尾方法。 Store multiple tracking points,
Using a plurality of pre-stored tracking points and a detected echo composed of a plurality of echo data representing a target, determining fusion of the plurality of detected echoes;
Determining that there is the fusion when the number of tracking points existing in the area of one of the detected echoes is plural among the plurality of tracking points;
tracking method. 複数の追尾点を記憶しておき、 Store multiple tracking points,
予め記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定し、 Using a plurality of pre-stored tracking points and a detected echo composed of a plurality of echo data representing a target, determining fusion of the plurality of detected echoes;
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が１であると、前記融合が無いと判定する、 Determining that there is no fusion when the number of tracking points existing in the region of one of the detected echoes among the plurality of tracking points is 1;
追尾方法。 tracking method. 請求項６または請求項７に記載の追尾方法であって、
前記検出エコーの外枠を検出し、
前記予め記憶されている複数の追尾点と、前記外枠と、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定する、
追尾方法。 The tracking method according to claim 6 or claim 7 ,
detecting an outer frame of the detected echo;
Determining fusion of the plurality of detected echoes using the plurality of pre-stored tracking points and the outer frame;
tracking method. 複数の追尾点を記憶しておき、
予め記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定し、
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が複数であると、前記融合があると判定する、
処理を演算処理装置に実行させる追尾プログラム。 Store multiple tracking points,
Using a plurality of pre-stored tracking points and a detected echo composed of a plurality of echo data representing a target, determining fusion of the plurality of detected echoes;
Determining that there is the fusion when the number of tracking points existing in the area of one of the detected echoes is plural among the plurality of tracking points;
A tracking program that causes a processing unit to execute processing. 複数の追尾点を記憶しておき、 Store multiple tracking points,
予め記憶されている複数の追尾点と、物標を表す複数のエコーデータによって構成される検出エコーと、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定し、 Using a plurality of pre-stored tracking points and a detected echo composed of a plurality of echo data representing a target, determining fusion of the plurality of detected echoes;
前記複数の追尾点の内、１つの前記検出エコーの領域内に存在する追尾点の個数が１であると、前記融合が無いと判定する、 Determining that there is no fusion when the number of tracking points existing in the region of one of the detected echoes among the plurality of tracking points is 1;
処理を演算処理装置に実行させる追尾プログラム。 A tracking program that causes a processing unit to execute processing. 請求項９または請求項１０に記載の追尾プログラムであって、
前記検出エコーの外枠を検出し、
前記予め記憶されている複数の追尾点と、前記外枠と、を用いて、複数の前記検出エコーの融合を判定する、
処理を演算処理装置に実行させる追尾プログラム。 A tracking program according to claim 9 or 10 ,
detecting an outer frame of the detected echo;
Determining fusion of the plurality of detected echoes using the plurality of pre-stored tracking points and the outer frame;
A tracking program that causes a processing unit to execute processing.

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