JP4166651B2 - Target tracking device - Google Patents
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Description
この発明は、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから目標の軌跡を推定する装置において、前処理として行われる距離変化率(ドップラ速度)の情報計算に関し、特に、不要信号が同時に観測される状況や、複数の目標が混在する状況下で、既存航跡および探知データの組み合わせからなる相関の決定を、正確且つ効率的に処理可能にした目標追尾装置に関するものである。 The present invention relates to information calculation of distance change rate (Doppler velocity) performed as preprocessing in an apparatus for estimating a target locus from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and in particular, unnecessary signals are simultaneously observed. The present invention relates to a target tracking device that can accurately and efficiently process a correlation determination made up of a combination of existing track and detection data in a situation where a plurality of targets are mixed.
一般に、パルス圧縮レーダ(以下、単に「レーダ」ともいう)から得られる探知データを用いて目標の軌道である航跡を推定する目標追尾装置においては、どの探知データを用いて航跡を形成するかの決定方法により、追尾性能が大きく左右する。各探知データに対しては、以下の3通りの解釈(1)〜(3)のいずれかが当てはまる。
(1)いずれかの既存の航跡と対応付ける。
(2)新たに発生した目標である。
(3)不要信号である。
上記解釈(1)〜(3)のうち、どの解釈が正しいかを判定することは、「相関決定」と呼称されており、相関判定の際には、判定の指標として、個々の既存航跡と探知データとの組み合わせについての相関度合いを示す数値が必要となる。
このような相関度合いを表す指標としてよく用いられるのが、既存航跡の予測位置と探知データの距離との近さである。
In general, in a target tracking device that estimates a track that is a target trajectory using detection data obtained from a pulse compression radar (hereinafter also simply referred to as “radar”), which detection data is used to form a track The tracking performance greatly depends on the determination method. One of the following three interpretations (1) to (3) applies to each detection data.
(1) Correlate with any existing track.
(2) A newly generated target.
(3) Unnecessary signal.
Determining which interpretation is correct among the above interpretations (1) to (3) is called “correlation determination”. In the correlation determination, each existing track is used as a determination index. A numerical value indicating the degree of correlation for the combination with the detection data is required.
Often used as an index representing the degree of correlation is the closeness between the predicted position of the existing track and the distance of the detection data.
従来の目標追尾装置は、探知データを生成するセンサと、探知データを処理するためのゲート内外判定部および尤度計算部を含む個別相関決定部と、個別相関決定部と関連する航跡関連データ、航跡諸元計算部および追尾航跡決定部とを備え、上記解釈(1)〜(3)にしたがって、たとえば、既存航跡を適切な探知データを用いて更新するとともに、既存航跡と対応しない探知データを新目標または不要信号と解釈する、という相関の組み合わせを妥当であると決定する。
すなわち、サンプリングデータの読込ステップと、個別相関決定ステップと、追尾航跡家定ステップとを、レーダによる同一時刻の観測で得られた探知データ群1サンプル分の処理過程(上記手順処理)とし、この処理ループを観測時刻(サンプル)毎に繰り返し実行する。
A conventional target tracking device includes a sensor that generates detection data, an individual correlation determination unit that includes a gate internal / external determination unit and a likelihood calculation unit for processing the detection data, and wake-related data related to the individual correlation determination unit, A track specification calculation unit and a tracking track determination unit, and, for example, update the existing track with appropriate detection data according to the interpretations (1) to (3), and detect detection data that does not correspond to the existing track. The combination of correlations that are interpreted as new targets or unwanted signals are determined to be valid.
That is, the sampling data reading step, the individual correlation determination step, and the tracking track determination step are set as a processing process (the above-described procedure processing) for one sample of the detection data group obtained by observation at the same time by the radar. The processing loop is repeatedly executed for each observation time (sample).
以下、従来の目標追尾装置による「個別相関決定ステップ」について説明する。
航跡諸元計算部は、現在の1つ前のサンプルにおける処理で、前回のサンプルで相関した探知データの位置情報を用いて、既存航跡の運動諸元を更新しておく。すなわち、最新時刻の平滑値とその次の時刻の予測値とを算出する。
平滑値および予測値は、以下の式(1)〜(6)により算出される。
まず、平滑値計算において、
なお、既存航跡の運動諸元を推定する際の座標の取り方については、状態変数を、直交座標による位置x,y,z、および、速度の各成分vx,vy,vzとする。
このとき、平滑値、平滑誤差共分散行列、カルマンゲインおよび残差共分散行列は、以下の式(1)〜(4)により算出される。
Hereinafter, the “individual correlation determination step” by the conventional target tracking device will be described.
The wake specification calculation unit updates the motion specification of the existing wake using the position information of the detection data correlated with the previous sample in the processing of the current previous sample. That is, the smoothed value at the latest time and the predicted value at the next time are calculated.
The smooth value and the predicted value are calculated by the following formulas (1) to (6).
First, in the smooth value calculation,
In addition, about the method of taking the coordinate at the time of estimating the motion specification of the existing wake, a state variable shall be the position x, y, z by a rectangular coordinate, and each component vx, vy, vz of velocity.
At this time, the smooth value, the smooth error covariance matrix, the Kalman gain, and the residual covariance matrix are calculated by the following equations (1) to (4).
ここで、
また、
予測値および予測誤差共分散行列は、予測値計算用の以下の式(5)、(6)により算出される。
here,
Also,
The prediction value and the prediction error covariance matrix are calculated by the following equations (5) and (6) for calculating the prediction value.
ここで、
以下、ゲート内外判定部および相関尤度計算部による判定ステップおよび相関尤度計算ステップは、既存航跡と探知データの全てとの組み合わせについて実行される。
まず、ゲート内外判定部は、既存航跡の予測値および残差共分散行列から、探知データが観測される可能性が高い領域であるゲートを設定し、探知データの位置ベクトル
なお、ゲート内外判定用の条件は、以下の式(7)で表される。
Hereinafter, the determination step and the correlation likelihood calculation step by the gate internal / external determination unit and the correlation likelihood calculation unit are executed for a combination of the existing track and all of the detection data.
First, the gate inside / outside determination unit sets a gate, which is a region where detection data is highly likely to be observed, from the predicted value of the existing track and the residual covariance matrix, and the position vector of the detection data
The condition for determining whether the gate is inside or outside is expressed by the following equation (7).
ここで、
探知データがゲート外と判定された場合、その探知データと既存航跡との組み合わせは「相関の可能性がない」ものとして、以降の相関決定では考慮の対象から除外される。 When it is determined that the detection data is out of the gate, the combination of the detection data and the existing track is regarded as “no possibility of correlation”, and is excluded from consideration in the subsequent correlation determination.
次に、相関尤度計算について説明する。
探知データがゲート内と判定された場合、その探知データと既存航跡との組み合わせは「相関の可能性がある」とする。
このとき、尤度計算部(相関度合い計算部)は、相関可能性がある組み合わせにおける相関度合いを、以下の式(9)により算出する。
Next, correlation likelihood calculation will be described.
When it is determined that the detection data is within the gate, the combination of the detection data and the existing track is “possibly correlated”.
At this time, the likelihood calculating unit (correlation degree calculating unit) calculates the degree of correlation in a combination having a correlation possibility by the following equation (9).
この計算方式は、探知データの位置が、予測位置を中心とした共分散行列Skのガウス分布にしたがう統計量であることを仮定しており、計算結果である「相関度合い(尤度)」は、探知データの位置が、予測値にどれだけ近いかを示している。 This calculation method assumes that the position of the detection data is a statistic according to the Gaussian distribution of the covariance matrix Sk centered on the predicted position, and the “correlation degree (likelihood)” that is the calculation result is It shows how close the position of the detection data is to the predicted value.
最後に、追尾航跡決定部は、相関の可能性のある既存航跡と探知データとの組み合わせと、この組み合わせについて算出された相関度合いとを用いて、既存航跡と探知データとの組み合わせを選択し、全体での相関を決定する。
この相関決定においては、既存航跡と探知データとの相関のみならず、既存航跡から探知データが得られない状況や、探知データが新目標あるいは不要信号である可能性などが考慮される。
Finally, the tracking track determination unit selects a combination of the existing track and the detection data using the combination of the existing track with the possibility of correlation and the detection data and the correlation degree calculated for the combination, Determine the overall correlation.
In this correlation determination, not only the correlation between the existing track and the detection data but also the situation where the detection data cannot be obtained from the existing track and the possibility that the detection data is a new target or an unnecessary signal are considered.
上記全体での相関の決定方法については、様々な手法があるが、一例としては、各々の既存航跡に対して、相関度合いが最も高い探知データを割り当てる方式「Nearest Neighbor」があげられる(たとえば、非特許文献1参照)。
また、他の例としては、各々の既存航跡に対して可能な相関全てを考慮し、相関を組み合わせて仮説を構成し、各々の相関度合いに基づいて仮説の信頼度を算出する方式「MHT(Multiple Hypothesis Tracking)」があげられる(たとえば、非特許文献2参照)。
There are various methods for determining the overall correlation, but one example is a method “Nearest Neighbor” that allocates detection data having the highest degree of correlation to each existing track (for example, Non-patent document 1).
Further, as another example, a method “MHT (MHT ()” that considers all possible correlations for each existing track, combines the correlations to form a hypothesis, and calculates the reliability of the hypothesis based on each correlation degree. (Multiple Hyperthesis Tracking) ”(see, for example, Non-Patent Document 2).
以上のように、従来の目標追尾装置は、個別相関決定ステップにおいて、既存航跡と探知データとの相関の有無を判別するために、次に探知される予測位置の推定を行い、この推定において、式(5)、(6)に示したように、前サンプルにおける目標の位置の推定値(平滑位置)および速度の推定値(平滑速度)を用いている。
すなわち、平滑位置から、前回の観測時刻から現在の観測時刻までの時間分だけ平滑速度にしたがって移動した位置を予測位置としている。
As described above, the conventional target tracking device estimates the predicted position to be detected next in order to determine whether or not there is a correlation between the existing track and the detection data in the individual correlation determination step. As shown in equations (5) and (6), the estimated value (smooth position) of the target position and the estimated value (smooth speed) of the target in the previous sample are used.
That is, the position that has moved from the smooth position according to the smooth speed for the time from the previous observation time to the current observation time is set as the predicted position.
ところで、周知のように、レーダからは、位置情報の他に、ドップラ周波数が得られる場合があり、ドップラ周波数からはドップラ速度が算出される。この方式で得られるドップラ速度を「ドップラ周波数によるドップラ速度」と称するものとする。
ドップラ速度は、目標とレーダとの間の距離の変化率であり、速度に関する情報を含んでいるので、この情報を活用することにより、追尾性能の向上を図ることも提案されている。
As is well known, in addition to position information, a Doppler frequency may be obtained from a radar, and a Doppler velocity is calculated from the Doppler frequency. The Doppler speed obtained by this method is referred to as “Doppler speed by Doppler frequency”.
The Doppler speed is the rate of change of the distance between the target and the radar and includes information about the speed. Therefore, it has been proposed to improve the tracking performance by utilizing this information.
ドップラ速度は、別の方式によっても算出することもできる。たとえば、直線状周波数変調方式では、アップチャープとダウンチャープとを短時間に繰り返し、得られる観測位置のずれを利用する方式である。
アップチャープの際に観測される距離と、ダウンチャープの際に観測される距離とは、距離変化率とチャープ定数
すなわち、アップチャープ時に観測される距離は、以下の式(10)で表される。
The Doppler speed can also be calculated by another method. For example, the linear frequency modulation method is a method in which up-chirping and down-chirping are repeated in a short time and the obtained observation position shift is used.
The distance observed during up-chirp and the distance observed during down-chirp are the distance change rate and the chirp constant.
That is, the distance observed at the time of up-chirp is expressed by the following formula (10).
また、ダウンチャープ時に観測される距離は、以下の式(11)で表される。 Further, the distance observed at the time of down-chirp is expressed by the following equation (11).
したがって、上記2つの観測距離の距離偏差を定数で除算することにより、以下の式(12)のようにドップラ速度が得られる。 Therefore, by dividing the distance deviation between the two observation distances by a constant, the Doppler velocity can be obtained as shown in the following equation (12).
この方式で得られるドップラ速度を「ドップラシフト差によるドップラ速度」と称することにする。
この「ドップラシフト差によるドップラ速度」には、前述の「ドップラ周波数によるドップラ速度」と同様に、それぞれ、長所および短所が存在する。
すなわち、ドップラ周波数によるドップラ速度は、観測精度が高いという長所がある反面、レーダのパルス繰り返し周波数(PRF)が低い場合には、受信波の高周波成分が折り返されてしまうことから、観測対象の目標の速度が非常に速い場合でも、遅い目標と同程度のドップラ速度として観測されてしまうので、1つのドップラ速度の観測値に対して候補となる速度が複数存在し、特定が困難になるという短所がある。
また、ドップラシフト差によるドップラ速度は、折り返しによる問題は生じないので、1つのドップラ速度の観測値に対して速度が一意に定まる反面、観測精度がドップラ周波数によるドップラ速度よりも低いという短所がある。
The Doppler speed obtained by this method will be referred to as “Doppler speed due to Doppler shift difference”.
The “Doppler speed due to the Doppler shift difference” has advantages and disadvantages, respectively, similar to the “Doppler speed due to the Doppler frequency” described above.
In other words, the Doppler velocity based on the Doppler frequency has the advantage of high observation accuracy, but when the pulse repetition frequency (PRF) of the radar is low, the high frequency component of the received wave is folded, so that the target to be observed is Even if the speed is very fast, it will be observed as a Doppler speed comparable to that of a slow target, so there are multiple candidate speeds for one observed Doppler speed, making it difficult to identify There is.
In addition, since the Doppler speed due to the Doppler shift difference does not cause a problem due to folding, the speed is uniquely determined with respect to the observation value of one Doppler speed, but the observation accuracy is lower than the Doppler speed due to the Doppler frequency. .
一方、探知データから得られるドップラ速度に対して、距離変化率の航跡の予測値から距離変化率(予測速度)を別途算出し、これら2つの速度情報の類似度を算出して、相関度合い計算に利用する目標追尾装置も提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
しかし、この追尾技術においては、ドップラ速度情報の入手方法について、上記速度情報の特徴を活用した良質なドップラ速度の観測値を得るための手段が示唆されていない。
On the other hand, for the Doppler speed obtained from the detection data, the distance change rate (predicted speed) is calculated separately from the predicted value of the distance change rate track, the similarity between these two speed information is calculated, and the degree of correlation is calculated. There has also been proposed a target tracking device used for the above (see, for example, Patent Document 1).
However, this tracking technique does not suggest a means for obtaining a high-quality Doppler velocity observation value utilizing the characteristics of the velocity information as a method for obtaining the Doppler velocity information.
従来の目標追尾装置では、ドップラ周波数によるドップラ速度を用いた場合には、観測対象の目標の速度が非常に速い場合でも、遅い目標と同程度のドップラ速度として観測されてしまうので、1つのドップラ速度の観測値に対して候補となる速度が複数存在し、特定が困難になるという課題があった。
また、ドップラシフト差によるドップラ速度を用いた場合には、高い観測精度を得ることができないという課題があった。
さらに、上記特許文献1のように、探知データから得られるドップラ速度と予測速度との類似度を相関度合い計算に利用した場合には、良質なドップラ速度の観測値を得るための手段を備えていないので、高い観測精度を得ることができないという課題があった。
In the conventional target tracking device, when the Doppler speed based on the Doppler frequency is used, even if the speed of the target to be observed is very high, the Doppler speed is about the same as that of the slow target. There is a problem that there are a plurality of candidate velocities for the observed value of the speed, making it difficult to specify.
In addition, when Doppler velocity due to Doppler shift difference is used, there is a problem that high observation accuracy cannot be obtained.
Further, as in Patent Document 1, when the similarity between the Doppler velocity obtained from the detection data and the predicted velocity is used for the correlation degree calculation, a means for obtaining a good observation value of the Doppler velocity is provided. As a result, there was a problem that high observation accuracy could not be obtained.
この発明は、ドップラ速度を利用した追尾方式で、ドップラ周波数によるドップラ速度とドップラシフト差によるドップラ速度との特徴を活かして、良質なドップラ速度の観測値を得るための工夫を行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定をより正確に行うことのできる目標追尾装置を得ることを目的とする。 This invention is a tracking method using the Doppler velocity, and makes use of the features of the Doppler velocity due to the Doppler frequency and the Doppler velocity difference due to the Doppler shift difference to detect the quality Doppler velocity. The object is to obtain a target tracking device capable of more accurately determining the correlation between data and an existing track.
この発明による目標追尾装置は、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、位置情報の観測値とドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾する目標追尾装置であって、探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、探知データおよび第1のドップラ速度から、既存航跡に対する探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、既存航跡および探知データを用いて目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、ドップラ速度情報抽出部は、パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、第1および第2のドップラ速度を比較して第1のドップラ速度の候補を絞り込み、ゲート内外判定部は、既存航跡の予測速度とドップラ速度情報抽出部から得られた第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、予測速度と一意に絞り込まれた第1のドップラ速度の候補との速度偏差から、探知データと既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、既存航跡の予測位置から探知データの存在可能領域を算出して、探知データと既存航跡とが相関可能か否かを判定するものである。 A target tracking device according to the present invention obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks the target using the observed value of position information and the observed value of Doppler velocity. A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from detection data, a gate inside / outside determination unit that determines correlation of detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed, A tracking wake calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the wake and detection data, and the Doppler velocity information extraction unit calculates the first from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar. Of Doppler velocity for the distance observation value obtained by alternately performing up-chirp and down-chirp The second Doppler speed is calculated from the deviation, the first and second Doppler speeds are compared to narrow down the first Doppler speed candidates, and the gate inside / outside determination unit extracts the predicted speed and Doppler speed information of the existing wake The first Doppler speed candidates obtained from the first section are compared with each other, the first Doppler speed candidates are uniquely narrowed down, and the predicted speed and the first Doppler speed candidate are narrowed down uniquely. Determine whether the detection data can be correlated with the existing track from the deviation, calculate the possible area of the detection data from the predicted position of the existing track, and whether the detection data can be correlated with the existing track This is a judgment.
この発明によれば、ドップラ周波数によるドップラ速度とドップラシフト差によるドップラ速度との特徴を活かして、良質なドップラ速度の観測値を得るための工夫を行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定をより正確に行うことができる。 According to the present invention, by utilizing the characteristics of the Doppler speed due to the Doppler frequency and the Doppler speed due to the Doppler shift difference, the present invention can be used to correlate the detection data with the existing track by devising a good Doppler speed observation value. The determination can be made more accurately.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1を示すブロック構成図であり、図2はこの発明の実施の形態1による追尾処理の概略手順を示すフローチャート、図3はこの発明の実施の形態1による個別相関決定処理を示すフローチャートである。
また、図15は前述の3通りの解釈(1)〜(3)にしたがう具体的な相関処理を示す説明図であり、2つの既存航跡T1、T2が存在し、交差する2つのゲート(点線参照)内に3つの探知データ00、10、11が得られている場合を示している。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a schematic procedure of tracking processing according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an individual flowchart according to the first embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows a correlation determination process.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing specific correlation processing according to the above-described three interpretations (1) to (3). Two existing wakes T1 and T2 exist and two intersecting gates (dotted lines) 3), the three
図15において、既存航跡T1の予測値(航跡先端側の延長部)から最も近いのは探知データ00であり、既存航跡T1については、探知データ00との組み合わせが、「相関度合いが最も高くなる」ことを示している。
また、既存航跡T2の予測値から最も近いのは探知データ11であり、既存航跡T2については、探知データ11との組み合わせが、「相関度合いが最も高くなる」ことを示している。
In FIG. 15, the
Further, the
ここで、各既存航跡T1、T2が相関する探知データとして、「相関度合いが最も高くなる既存航跡と探知データとの組み合わせに決定する」という方針にしたがうならば、以下の(1a)〜(3a)のように、相関の組み合わせが妥当であるという決定が可能となる。
(1a)既存航跡T1を、探知データ00を用いて更新する。
(2a)既存航跡T2を、探知データ11を用いて更新する。
(3a)探知データ01は、新目標、または不要信号と解釈する。
Here, as the detection data to which the existing tracks T1 and T2 correlate, according to the policy of “determining the combination of the existing track and the detection data with the highest degree of correlation”, the following (1a) to (3a) ), It is possible to determine that the combination of correlations is valid.
(1a) The existing track T1 is updated using the
(2a) The existing wake T2 is updated using the
(3a) The detection data 01 is interpreted as a new target or an unnecessary signal.
図1において、この発明による目標追尾装置は、センサ1と、ドップラ速度情報抽出部2と、個別相関決定部3と、航跡関連データ4と、航跡諸元計算部5と、追尾航跡決定部6とを備えており、個別相関決定部3は、ゲート内外判定部31と、尤度計算部32とを有している。
この場合、従来装置と比べて、ドップラ速度情報抽出部2が追加されたものと考えることができる。
In FIG. 1, the target tracking device according to the present invention includes a sensor 1, a Doppler velocity
In this case, it can be considered that the Doppler velocity
ドップラ速度情報抽出部2は、センサ1および個別相関決定部3内のゲート内外判定部31と関連している。
ゲート内外判定部31は、尤度計算部32、センサ1、ドップラ速度情報抽出部2、航跡関連データ4および追尾航跡決定部6と関連している。
また、航跡関連データ4は、ゲート内外判定部31および航跡諸元計算部5と関連しており、追尾航跡決定部6は、個別相関決定部3内の尤度計算部32および航跡諸元計算部5と関連している。
尤度計算部32、航跡諸元計算部5および追尾航跡決定部6は、既存航跡および探知データを用いて目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部を構成している。
The Doppler velocity
The gate inside /
Further, the wake related data 4 is related to the gate inside /
The
センサ1は、パルス圧縮レーダ(図示せず)と関連しており、レーダによる観測で得られた探知データを生成する。
センサ1からの探知データは、位置情報、周波数情報および距離観測値を含み、位置情報は、個別相関決定部3内のゲート内外判定部31に入力され、周波数情報および距離観測値は、ドップラ速度情報抽出部2に入力される。
The sensor 1 is related to a pulse compression radar (not shown), and generates detection data obtained by observation by the radar.
The detection data from the sensor 1 includes position information, frequency information, and a distance observation value. The position information is input to the gate inside /
ドップラ速度情報抽出部2は、探知データ(周波数情報および距離観測値)から第1のドップラ速度の候補を絞り込んで出力する。具体的には、ドップラ速度情報抽出部2は、パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、第1および第2のドップラ速度を比較して第1のドップラ速度の候補を絞り込み、ドップラ速度情報からなる探知データとしてゲート内外判定部31に入力する。
The Doppler velocity
ゲート内外判定部31は、探知データ(位置情報)および第1のドップラ速度から、既存航跡に対する探知データの相関を判定する。具体的には、ゲート内外判定部31は、既存航跡の予測速度とドップラ速度情報抽出部2から得られた第1のドップラ速度の複数の候補(ここでは、全ての候補)とを比較して、第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、予測速度と一意に絞り込まれた第1のドップラ速度の候補との速度偏差から、探知データと既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、既存航跡の予測位置から探知データの存在可能領域を算出して、探知データと既存航跡とが相関可能か否かを判定する。
The gate inside /
尤度計算部32は、ゲート内外判定部31による相関判定結果に基づいて、既存航跡と探知データとの相関度合いを算出して追尾航跡決定部6に入力する。
航跡関連データ4は、ゲート内外判定部31からの探知データと航跡諸元計算部5からの航跡の平滑値および予測値とを取り込み、予測値をゲート内外判定部31に入力するとともに、探知データを航跡諸元計算部5に入力する。
航跡諸元計算部5は、探知データを用いて既存航跡を更新した場合の運動諸元を算出する。また、航跡諸元計算部5は、位置情報フィルタとしての機能を含む。
The
The wake-related data 4 takes in the detection data from the gate inside /
The wake
追尾航跡決定部6は、既存航跡と探知データとの相関度合いに基づいて目標の追尾航跡を決定する。すなわち、追尾航跡決定部6は、ゲート内外判定部31から得られた相関可能性のある既存航跡と探知データとの組み合わせ情報と、尤度計算部32から得られた相関の度合い情報と、航跡諸元計算部5から得られた航跡諸元とを用いて、目標の追尾航跡を決定する。
図1に示したこの発明の実施の形態1による目標追尾装置は、上記構成により、パルス圧縮レーダによる観測で得られた探知データから位置情報およびドップラ速度を求め、位置情報の観測値とドップラ速度の観測値とを用いて目標を追尾するようになっている。
The tracking
The target tracking apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and obtains position information observation values and Doppler velocity. The target is tracked using the observed values.
図2において、この発明の実施の形態1による追尾処理は、次にサンプリングされる探知データの読込処理(ステップS21)と、ドップラ速度情報の抽出処理(ステップS22)と、既存航跡と探知データの全てとの個別相関の決定処理(ステップS23)と、追尾航跡の決定処理(ステップS24)とにより構成されている。
各ステップS21〜S24は、それぞれ、図1内のセンサ1、ドップラ速度情報抽出部2、個別相関決定部3および追尾航跡決定部6の処理に対応している。
この場合、従来装置による処理手順に、ドップラ速度情報抽出処理(ステップS22)が追加されたものと考えることができる。
In FIG. 2, the tracking process according to the first embodiment of the present invention includes a process of reading detection data to be sampled next (step S21), an extraction process of Doppler speed information (step S22), an existing track and detection data. It consists of a determination process of individual correlation with all (step S23) and a determination process of tracking track (step S24).
Steps S21 to S24 correspond to the processes of the sensor 1, the Doppler velocity
In this case, it can be considered that Doppler velocity information extraction processing (step S22) is added to the processing procedure of the conventional apparatus.
まず、ドップラ速度情報抽出処理(ステップS22)の具体的内容について説明する。
ステップS22においては、ドップラ速度の候補を以下の手順で抽出する。なお、ここでは、アップチャープとダウンチャープとの繰り返しによる観測を想定する。
最初に、「ドップラ周波数によるドップラ速度」を算出する。このとき、可能なドップラ速度が、一定の速度間隔で無限の個数だけ得られる。
続いて、「ドップラシフト差によるドップラ速度」を算出し、「ドップラ周波数によるドップラ速度」のうち、「ドップラシフト差によるドップラ速度」に近い値をいくつか選択し、これらの値を「ドップラ周波数の候補」とする。
このときの選択の基準としては、以下の(2−1)、(2−2)のいずれを用いても良い。
(2−1)「ドップラシフト差によるドップラ速度」に近い順に、一定個数だけ選択する。
(2−2)「ドップラシフト差によるドップラ速度」との速度偏差が、ある閾値以下である値を選択する。
First, specific contents of the Doppler velocity information extraction process (step S22) will be described.
In step S22, Doppler speed candidates are extracted by the following procedure. Here, it is assumed that observation is performed by repeating up-chirp and down-chirp.
First, “the Doppler speed by the Doppler frequency” is calculated. At this time, an infinite number of possible Doppler speeds can be obtained at a constant speed interval.
Next, calculate the “Doppler speed due to the Doppler shift difference”, select several values close to the “Doppler speed due to the Doppler shift difference” among the “Doppler speed due to the Doppler frequency difference”, and set these values as the “Doppler frequency difference”. Candidate ".
As a selection criterion at this time, any of the following (2-1) and (2-2) may be used.
(2-1) A certain number is selected in the order close to “Doppler speed by Doppler shift difference”.
(2-2) A value is selected such that the speed deviation from the “Doppler speed due to the Doppler shift difference” is not more than a certain threshold value.
なお、図2内のステップS21、S23およびS24は、従来装置においても実行される公知の処理であるが、個別相関の決定処理(ステップS23)の詳細内容は、従来装置の場合とは異なる。ただし、追尾航跡決定処理(ステップS24)の内容は従来装置と同様である。
図3のフローチャートは、既存航跡と探知データの全てとの組み合わせについての個別相関決定処理(ステップS23)の詳細手順を示している。
以下、図3を参照しながら、この発明の実施の形態1による個別相関決定処理について説明する。
Steps S21, S23, and S24 in FIG. 2 are known processes executed also in the conventional apparatus, but the detailed contents of the individual correlation determination process (step S23) are different from those in the conventional apparatus. However, the content of the tracking track determination process (step S24) is the same as that of the conventional apparatus.
The flowchart of FIG. 3 shows the detailed procedure of the individual correlation determination process (step S23) for the combination of the existing track and all of the detection data.
The individual correlation determination process according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図3において、個別相関の決定処理は、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS31)と、距離変化率(ドップラ速度)の一致判定処理(ステップS32)と、ドップラ速度の候補の棄却処理(ステップS33)と、ゲート内外判定処理(ステップS34)と、相関尤度の計算処理(ステップS35)と、ドップラ速度の候補の採択処理(ステップS36)とを備えており、ステップS36からステップS31に復帰して繰り返すループを構成している。
ステップS31〜S34は、図1内のゲート内外判定部31の処理に対応し、ステップS35、S36は、図1内の尤度計算部32の処理に対応している。
In FIG. 3, the individual correlation determination processing includes Doppler speed narrowing processing (step S31), distance change rate (Doppler speed) matching determination processing (step S32), and Doppler speed candidate rejection processing (step S33). , A gate inside / outside determination process (step S34), a correlation likelihood calculation process (step S35), and a Doppler speed candidate selection process (step S36) are included, and the process returns from step S36 to step S31 and is repeated. A loop is configured.
Steps S31 to S34 correspond to the processing of the gate inside /
まず、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS31)について説明する。
ステップS31においては、ドップラ速度情報抽出処理(ステップS22)で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
このときの絞り込み処理は、具体的には、航跡の予測値から距離変化率を算出し、この値に最も近い候補を選択することによって行われる。
距離変化率は、航跡の予測値から、以下の式(13)のように算出される。
First, the Doppler speed narrowing process (step S31) will be described.
In step S31, candidates for Doppler speeds calculated in the Doppler speed information extraction process (step S22) are narrowed down.
Specifically, the narrowing-down process is performed by calculating a distance change rate from the predicted value of the wake and selecting a candidate closest to this value.
The distance change rate is calculated from the predicted value of the wake as shown in the following equation (13).
ただし、予測値は、以下の式(14)のように表されるものとする。 However, a predicted value shall be represented like the following formula | equation (14).
次に、距離変化率の一致判定処理(ステップS32)において、前の絞り込み処理(ステップS31)で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率(ドップラ速度)とが一致するか否かを判定する。
このとき、一意に選択されたドップラ速度と予測値から求めた距離変化率との一致具合は、両者の誤差の共分散を用いて統計的に判定される。
共分散を用いた統計的な計算方法は、具体的には以下の通りである。
まず、探知データより得られるドップラ速度の候補
At this time, the degree of coincidence between the uniquely selected Doppler velocity and the distance change rate obtained from the predicted value is statistically determined using the covariance of both errors.
Specifically, the statistical calculation method using covariance is as follows.
First, the Doppler velocity candidates obtained from the detection data
この評価関数においては、引数として以下の式(16)のように、7つの変数が設定される。 In this evaluation function, seven variables are set as arguments as in the following Expression (16).
続いて、評価関数が「0」、すなわち「ドップラ速度の候補と位置情報フィルタの予測値から算出される距離変化率が等しい」という仮説を立てる。この仮説が正しく、引数が真値
しかし、真値は分からないので、引数
この場合、予測値には、フィルタの推定による誤差が含まれているので、評価関数は「0」にはならない。
しかし、上記仮説が正しければ、以下の式(18)が成立する。
However, since the true value is not known, the argument
In this case, since the prediction value includes an error due to filter estimation, the evaluation function does not become “0”.
However, if the above hypothesis is correct, the following equation (18) is established.
したがって、評価関数の計算結果は、各成分の誤差が影響する範囲に収まるはずである。ただし、以下の式(19)が成立するものとする。 Therefore, the calculation result of the evaluation function should be within the range in which the error of each component affects. However, it is assumed that the following equation (19) holds.
ここで、Lは
以上より、評価関数の値は、平均「0」、共分散
From the above, the value of the evaluation function is the average “0”, covariance
式(20)から、統計量は、以下の式(21)のように、自由度「1」のカイ平方分布となる。 From equation (20), the statistic is a chi-square distribution with “1” degrees of freedom as in equation (21) below.
以上より、評価関数が「0」、すなわち「位置情報フィルタの予測値とドップラ速度の観測値とが一致する」という仮説は、
一方、
ここで、
on the other hand,
here,
以上のように、距離変化率の一致判定処理(ステップS32)において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない(すなわち、NO)と判定された場合には、探知データと航跡との間に相関は存在しないものと見なして、棄却処理(ステップS33)に進み、既存航跡と探知データとの組み合わせは棄却される。
また、ステップS32において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する(すなわち、YES)と判定された場合には、さらに、位置情報を用いてゲート内外判定処理(ステップS34)を実行する。
As described above, in the distance change rate match determination process (step S32), when it is determined that the Doppler speed of the detection data does not match the distance change rate of the existing track (that is, NO), the detection data and Assuming that there is no correlation with the track, the process proceeds to a rejection process (step S33), and the combination of the existing track and the detection data is rejected.
In step S32, if it is determined that the Doppler speed of the detection data matches the distance change rate of the existing track (that is, YES), the gate information is further determined using the position information (step S34). Execute.
ステップS34において、位置情報がゲート内ではない(すなわち、NO)と判定されれば、棄却処理(ステップS33)に進み、位置情報がゲート内である(すなわち、YES)と判定されれば、相関の尤度計算処理(ステップS35)を実行して、採択処理(ステップS36)に進み、図3の処理ルーチンを終了する。 In step S34, if it is determined that the position information is not within the gate (ie, NO), the process proceeds to a rejection process (step S33). If it is determined that the position information is within the gate (ie, YES), the correlation is performed. The likelihood calculation process (step S35) is executed, the process proceeds to the adoption process (step S36), and the process routine of FIG.
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができ、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, by comparing the “Doppler speed by the Doppler frequency” and the “Doppler speed by the Doppler shift difference”, a high-quality Doppler speed is calculated and used for tracking. Thus, the correlation between the detection data and the existing wake can be accurately determined.
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、1つの仮説を立てて追尾航跡を決定したが、複数の仮説を立ててもよい。
以下、複数仮説による追尾航跡決定部を用いたこの発明の実施の形態2について説明する。
図4はこの発明の実施の形態2を示すブロック構成図、図5はこの発明の実施の形態2による追尾処理手順を示すフローチャート、図6はこの発明の実施の形態2による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述(図1〜図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
In the first embodiment, the tracking track is determined by setting one hypothesis, but a plurality of hypotheses may be set.
A second embodiment of the present invention using a tracking track determination unit based on multiple hypotheses will be described below.
4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing a tracking process procedure according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows an individual correlation determination process according to the second embodiment of the present invention. The same components as those described above (see FIGS. 1 to 3) are denoted by the same reference numerals as those described above and will not be described in detail.
図4においては、複数仮説による追尾航跡決定部6Aが用いられている点のみが前述(図1)と異なる。
図5においては、ステップS22の後にドップラ速度絞り込み処理(ステップS52)が追加された点のみが前述(図2)と異なる。
図6においては、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS31)が削除された点のみが前述(図3)と異なる。
この場合、追尾航跡決定処理(ステップS24)における全体の相関決定において、前述のMHT(Multiple Hypothesis Tracking)が用いられるものとする。すなわち、目標の仮説を保持しながら、目標の追尾航跡が決定される。
FIG. 4 differs from the above (FIG. 1) only in that the tracking
FIG. 5 differs from the above (FIG. 2) only in that a Doppler speed narrowing process (step S52) is added after step S22.
6 is different from the above (FIG. 3) only in that the Doppler speed narrowing process (step S31) is deleted.
In this case, the above-described MHT (Multiple Hyperthesis Tracking) is used in the overall correlation determination in the tracking track determination process (step S24). That is, the tracking track of the target is determined while maintaining the target hypothesis.
図5において、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS52)の具体的内容は、以下の通りである。
ステップS52においては、ドップラ速度情報抽出処理(ステップS22)で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが、以下のように行われる。
まず、MHT方式により算出され且つ複数の仮説中で参照される全ての既存航跡の予測値から、距離変化率(ドップラ速度)を算出し、探知データからのドップラ速度との比較により、相関可能な既存航跡を絞り込む。
次に、絞り込まれた既存航跡のうち、信頼度が最も高い既存航跡を選択する。
続いて、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い既存航跡の距離変化率に最も近い値の候補を選択することによって、ドップラ速度の候補を一意に絞り込む。
図6のフローチャートは、前述(図3参照)と同様のステップS32〜S36からなる個別相関決定処理を示している。
In FIG. 5, the specific content of the Doppler speed narrowing process (step S52) is as follows.
In step S52, candidates for Doppler speeds calculated in the Doppler speed information extraction process (step S22) are narrowed as follows.
First, the distance change rate (Doppler speed) is calculated from the predicted values of all existing tracks calculated by the MHT method and referenced in a plurality of hypotheses, and can be correlated by comparison with the Doppler speed from the detection data. Narrow down existing tracks.
Next, the existing track with the highest reliability is selected from the narrowed existing tracks.
Subsequently, the candidate of the Doppler speed is uniquely narrowed down by selecting the candidate of the value closest to the distance change rate of the existing track with the highest reliability among the Doppler speed candidates.
The flowchart in FIG. 6 shows an individual correlation determination process including steps S32 to S36 similar to the above (see FIG. 3).
以上のように、この発明の実施の形態2によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出することができ、さらに、MHT(目標の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定する)の航跡との比較によってドップラ速度の候補を絞り込んで追尾に利用することにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, a high-quality Doppler speed can be calculated by comparing the “Doppler speed based on the Doppler frequency” and the “Doppler speed based on the Doppler shift difference”. Further, by comparing the MHT (determining the tracking track of the target while maintaining the target hypothesis) with the track of the Doppler speed, the correlation determination between the detection data and the existing track is performed by narrowing down and using the Doppler speed candidates. Can be done accurately.
実施の形態3.
なお、上記実施の形態1、2では、航跡関連データ4からゲート内外判定部31に予測値を入力し、予測値を用いてゲート内外判定処理を実行したが、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行してもよい。
以下、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行したこの発明の実施の形態3について説明する。
図7はこの発明の実施の形態3を示すブロック構成図、図8はこの発明の実施の形態3による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述(図1、図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
In the first and second embodiments, the predicted value is input from the wake-related data 4 to the gate internal /
The third embodiment of the present invention in which the gate inside / outside determination process is executed using the smooth value will be described below.
FIG. 7 is a block diagram showing the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a flowchart showing the individual correlation determination process according to the third embodiment of the present invention, which is the same as described above (see FIGS. 1 and 3). For the above, the same reference numerals as those described above are attached, and detailed description thereof is omitted.
図7においては、平滑値を用いたゲート内外判定部31Bと、ゲート内外判定部31Bに平滑値を入力する航跡関連データ4Bとを備えた点のみが前述(図1)と異なる。
図8においては、ステップS31Bの前に航跡平滑値の計算処理(ステップS81)が追加された点のみが前述(図3)と異なる。
なお、この発明の実施の形態3による追尾処理手順は、図2に示した通りである。
また、この場合も、追尾航跡決定処理における全体の相関決定において、前述のMHTが用いられるものとする。
7 is different from the above (FIG. 1) only in that it includes a gate inside /
FIG. 8 differs from the above (FIG. 3) only in that a wake smooth value calculation process (step S81) is added before step S31B.
The tracking processing procedure according to the third embodiment of the present invention is as shown in FIG.
Also in this case, it is assumed that the aforementioned MHT is used in the overall correlation determination in the tracking track determination process.
図8内の航跡平滑値計算処理(ステップS81)においては、既存航跡と探知データの位置情報とに基づいて、既存航跡の平滑計算を行う。
続いて、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS31B)においては、ドップラ速度情報抽出処理(図2内のステップS22)で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
このときの絞り込み処理は、具体的には、航跡の平滑値から距離変化率を算出し、この値に最も近い候補を選択することによって行われる。
すなわち、距離変化率は、航跡の平滑値から、以下の式(22)のように算出される。
In the wake smooth value calculation process (step S81) in FIG. 8, smooth calculation of the existing wake is performed based on the existing wake and the position information of the detection data.
Subsequently, in the Doppler speed narrowing process (Step S31B), the Doppler speed candidates calculated in the Doppler speed information extraction process (Step S22 in FIG. 2) are narrowed down.
Specifically, the narrowing-down process is performed by calculating a distance change rate from the smooth value of the wake and selecting a candidate closest to this value.
That is, the distance change rate is calculated from the smooth value of the wake like the following formula (22).
ただし、以下の式(23)が成立するものとする。 However, the following formula | equation (23) shall be materialized.
次に、距離変化率の一致判定処理(ステップS32B)においては、前の絞り込み処理(ステップS31B)で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の平滑値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
このときの計算処理は、以下の通りである。
まず、探知データから得られるドップラ速度の候補
The calculation process at this time is as follows.
First, the Doppler velocity candidates obtained from the detection data
この評価関数においては、引数として、以下の式(25)のように、7つの変数が設定される。 In this evaluation function, seven variables are set as arguments as shown in the following equation (25).
ここで、評価関数が「0」、すなわち「ドップラ速度の候補と位置情報フィルタの平滑値より算出する距離変化率が等しい」という仮説を立てる。この仮説が正しく、引数が真値
しかし、真値は分からないので、引数
この場合、予測値にはフィルタの推定による誤差が含まれているので、評価関数は「0」にはならない。しかし、仮説が正しければ、以下の式(27)が成立する。
However, since the true value is not known, the argument
In this case, since the prediction value includes an error due to filter estimation, the evaluation function does not become “0”. However, if the hypothesis is correct, the following equation (27) holds.
したがって、評価関数の計算結果は、各成分の誤差が影響する範囲に収まるはずである。ただし、以下の式(28)が成立するものとする。
式(29)から、統計量は、以下の式(30)のように、自由度「1」のカイ平方分布となる。 From equation (29), the statistic is a chi-square distribution with “1” degrees of freedom, as in equation (30) below.
以上より、評価関数が「0」、すなわち「位置情報フィルタの平滑値とドップラ速度の観測値とが一致する」という仮説は、
一方、
ここで、
on the other hand,
here,
このように、距離変化率の一致判定処理(ステップS32B)において、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない(すなわち、NO)と判定された場合には、探知データと航跡との間に相関は存在しないものと見なして、棄却処理(ステップS33)に進み、既存航跡と探知データとの組み合わせは棄却される。
また、ステップS32Bにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する(すなわち、YES)と判定された場合には、さらに、前述と同様のステップS34〜S36を実行する。
Thus, in the distance change rate coincidence determination process (step S32B), when it is determined that the Doppler speed of the detection data does not match the distance change rate of the existing track (that is, NO), the detection data and the track are detected. Is considered to have no correlation, and the process proceeds to a rejection process (step S33), and the combination of the existing track and the detection data is rejected.
If it is determined in step S32B that the Doppler speed of the detection data matches the distance change rate of the existing track (that is, YES), the same steps S34 to S36 as described above are further executed.
以上のように、この発明の実施の形態3によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができ、さらに、既存航跡の平滑値と比較してドップラ速度の候補を絞り込むことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, by comparing the “Doppler speed based on the Doppler frequency” and the “Doppler speed based on the Doppler shift difference”, a high-quality Doppler speed is calculated and used for tracking. Furthermore, the correlation determination between the detection data and the existing track can be accurately performed by narrowing down the Doppler speed candidates compared with the smooth value of the existing track.
実施の形態4.
なお、上記実施の形態3では、1つの仮説を立てて追尾航跡を決定したが、前述の実施の形態2のように複数の仮説を立ててもよい。
以下、複数仮説による追尾航跡決定部を用いたこの発明の実施の形態4について説明する。
図9はこの発明の実施の形態4を示すブロック構成図であり、前述(図4、図7参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
また、図10はこの発明の実施の形態4による追尾処理手順を示すフローチャートであり、前述(図2、図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the tracking track is determined by setting one hypothesis, but a plurality of hypotheses may be set as in the second embodiment.
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention using a tracking track determination unit based on multiple hypotheses will be described.
FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those described above (see FIGS. 4 and 7) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 10 is a flowchart showing the tracking processing procedure according to the fourth embodiment of the present invention. The same components as those described above (see FIGS. 2 and 5) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted. To do.
図9においては、複数仮説による追尾航跡決定部6Aを用いた点のみが前述(図7)と異なる。
図10においては、ステップS22の後に航跡平滑値の計算処理(ステップS102)が追加された点のみが前述(図5)と異なる。
なお、この発明の実施の形態4による個別相関決定処理は、図6に示した通りである。
また、この場合も、追尾航跡決定処理における全体の相関決定において、前述のMHTが用いられるものとする。
9 is different from the above (FIG. 7) only in that the tracking
10 is different from the above (FIG. 5) only in that a wake smooth value calculation process (step S102) is added after step S22.
The individual correlation determination process according to the fourth embodiment of the present invention is as shown in FIG.
Also in this case, it is assumed that the aforementioned MHT is used in the overall correlation determination in the tracking track determination process.
図10において、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS52)は、前処理として、航跡平滑値の計算処理(ステップS102)を含む。
ステップS102においては、MHT方式により算出され且つ複数の仮説中で参照される全ての航跡について、探知データを用いた更新による平滑値を算出する。
続いて、ドップラ速度絞り込み処理(ステップS52)においては、ドップラ速度情報抽出処理(ステップS22)で算出されたドップラ速度の候補の絞り込みが行われる。
In FIG. 10, the Doppler speed narrowing process (step S52) includes a wake smooth value calculation process (step S102) as a pre-process.
In step S102, smooth values obtained by updating using detection data are calculated for all wakes calculated by the MHT method and referred to in a plurality of hypotheses.
Subsequently, in the Doppler speed narrowing process (Step S52), the Doppler speed candidates calculated in the Doppler speed information extraction process (Step S22) are narrowed down.
ステップS52による絞り込み処理は、以下のように行われる。
まず、前のステップS102で算出された航跡平滑値から距離変化率を算出し、この値とドップラ速度との比較により、相関可能な既存航跡を選択する。
次に、選択された航跡のうち、信頼度が最も高い既存航跡を一意に選択する。
そして、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い航跡の距離変化率に最も近い値の候補を選択することによって、候補を絞り込む。
The narrowing-down process in step S52 is performed as follows.
First, the distance change rate is calculated from the track smooth value calculated in the previous step S102, and an existing track that can be correlated is selected by comparing this value with the Doppler velocity.
Next, the existing track with the highest reliability is selected uniquely from the selected tracks.
The candidates are narrowed down by selecting a candidate with a value closest to the distance change rate of the wake having the highest reliability among the Doppler speed candidates.
以上のように、この発明の実施の形態4によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出することができ、さらに、MHTの航跡の平滑値との比較によって候補を絞り込んで追尾に利用することにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。 As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, a high-quality Doppler speed can be calculated by comparing the “Doppler speed based on the Doppler frequency” and the “Doppler speed based on the Doppler shift difference”. Further, by narrowing down the candidates by comparison with the smooth value of the MHT track and using it for tracking, the correlation between the detection data and the existing track can be accurately determined.
実施の形態5.
なお、上記実施の形態1〜4では、特に言及しなかったが、航跡関連データに関連したドップラフィルタ計算部を追加してもよい。
以下、ドップラフィルタ計算部を追加したこの発明の実施の形態5について説明する。
図11はこの発明の実施の形態5を示すブロック構成図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
また、図12はこの発明の実施の形態5による追尾処理手順を示すフローチャートであり、前述(図2参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
Although not particularly mentioned in the first to fourth embodiments, a Doppler filter calculation unit related to the wake-related data may be added.
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention in which a Doppler filter calculation unit is added will be described.
FIG. 11 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 12 is a flowchart showing the tracking processing procedure according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 2) are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
図11においては、航跡関連データ4Cに関連してドップラフィルタ計算部7を追加した点のみが前述(図1)と異なる。
図12においては、ステップS24の後にドップラフィルタ計算処理(ステップS125)が追加された点のみが前述(図2)と異なる。
なお、この発明の実施の形態5による個別相関決定処理は、図3に示した通りである。
FIG. 11 differs from the above (FIG. 1) only in that a Doppler
12 is different from the above (FIG. 2) only in that a Doppler filter calculation process (step S125) is added after step S24.
The individual correlation determination process according to the fifth embodiment of the present invention is as shown in FIG.
図11において、ドップラフィルタ計算部7は、位置情報フィルタ計算部(航跡諸元計算部5)とは独立に設けられており、既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、ドップラ速度の平滑値および予測値を算出して航跡関連データ4Cに入力している。
この場合、図3内のドップラ速度絞り込み処理(ステップS31)においては、後述するドップラフィルタ計算処理(ステップS125)で算出されたドップラフィルタの予測値を用いて、ドップラ速度の候補のうち、信頼度が最も高い航跡の距離変化率に最も近い候補を選択することによって、絞り込みが行われる。
In FIG. 11, the Doppler
In this case, the Doppler speed narrowing process (step S31) in FIG. 3 uses the predicted value of the Doppler filter calculated in the Doppler filter calculation process (step S125) described later, and among the Doppler speed candidates, the reliability Narrowing is performed by selecting the candidate closest to the distance change rate of the wake with the highest wake.
また、距離変化率の一致判定処理(図3内のステップS32)においては、前の絞り込み処理(ステップS31)で一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
ステップS32において、探知データのドップラ速度と航跡の距離変化率とが一致しない(すなわち、NO)と判定されれば、探知データと既存航跡との相関は無いものとして両者の組み合わせが棄却され(ステップS33)、一致する(すなわち、YES)と判定されれば、位置情報を用いたゲート内外判定処理(ステップS34)と、相関の尤度計算処理(ステップS35)とが実行され、このときの組み合わせが採択される(ステップS36)。
In the distance change rate coincidence determination process (step S32 in FIG. 3), the Doppler speed uniquely selected in the previous narrowing process (step S31) and the distance change rate obtained from the predicted value of the wake are calculated. The degree of coincidence is statistically calculated using the covariance of both errors.
In step S32, if it is determined that the Doppler speed of the detection data and the distance change rate of the wake do not match (that is, NO), the combination of both is rejected because there is no correlation between the detection data and the existing wake (step S32). S33) If it is determined that they match (that is, YES), a gate inside / outside determination process using the position information (step S34) and a correlation likelihood calculation process (step S35) are executed. Is adopted (step S36).
図12内のドップラフィルタ計算処理(ステップS125)においては、ドップラフィルタの更新計算が、ドップラ速度の観測値
このとき、ドップラフィルタの状態変数は、以下の式(31)のように、ドップラ速度とドップラ速度の変化率とによる2つの変数で構成される。
In the Doppler filter calculation process (step S125) in FIG. 12, the update calculation of the Doppler filter is performed using the observed value of the Doppler velocity.
At this time, the state variable of the Doppler filter is composed of two variables based on the Doppler speed and the change rate of the Doppler speed, as in the following Expression (31).
以下、ドップラフィルタの平滑値および予測値の計算方法について説明する。
まず、ドップラフィルタの平滑値については、
First, for the smooth value of the Doppler filter,
ここで、
一方、ドップラフィルタの予測値は、以下の式(36)、(37)で表される。 On the other hand, the predicted value of the Doppler filter is expressed by the following equations (36) and (37).
ここで、
以上のように、この発明の実施の形態5によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができる。
また、ドップラ速度によるフィルタを構成して、ドップラフィルタの予測値と比較して候補の絞り込みを行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, by comparing the “Doppler speed based on the Doppler frequency” and the “Doppler speed based on the Doppler shift difference”, a high-quality Doppler speed is calculated and used for tracking. can do.
Further, by constructing a filter based on the Doppler speed and narrowing down candidates compared with the predicted value of the Doppler filter, the correlation between the detection data and the existing track can be accurately determined.
実施の形態6.
なお、上記実施の形態5(図11参照)では、航跡関連データ4Cからゲート内外判定部31に予測値を入力し、予測値を用いてゲート内外判定処理を実行したが、前述の実施の形態3、4と同様に、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行してもよい。
以下、平滑値を用いてゲート内外判定処理を実行したこの発明の実施の形態6について説明する。
図13はこの発明の実施の形態6を示すブロック構成図、図14はこの発明の実施の形態6による個別相関決定処理を示すフローチャートであり、前述(図11、図8参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
In the fifth embodiment (see FIG. 11), the predicted value is input from the track-related
The sixth embodiment of the present invention in which the gate inside / outside determination processing is executed using the smooth value will be described below.
FIG. 13 is a block diagram showing the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a flowchart showing the individual correlation determination process according to the sixth embodiment of the present invention, which is the same as described above (see FIGS. 11 and 8). For the above, the same reference numerals as those described above are attached, and detailed description thereof is omitted.
図13においては、平滑値を用いたゲート内外判定部31Bと、ゲート内外判定部31Bに平滑値を入力する航跡関連データ4Dとを備えた点のみが前述(図11)と異なる。
図14においては、航跡平滑値計算処理(ステップS81)に代えて、ドップラフィルタの計算処理(ステップS141)が追加された点のみが前述(図8)と異なる。
なお、この発明の実施の形態3による追尾処理手順は、図2に示した通りであり、ドップラ速度情報の抽出処理(ステップS22)も前述と同様である。
13 is different from the above (FIG. 11) only in that it includes a gate inside /
14 differs from the above (FIG. 8) only in that a Doppler filter calculation process (step S141) is added instead of the wake smoothing value calculation process (step S81).
The tracking process procedure according to the third embodiment of the present invention is as shown in FIG. 2, and the Doppler speed information extraction process (step S22) is the same as described above.
図13において、ドップラ速度の時系列を用いたドップラフィルタ計算部7は、前述(素11)と同様に、位置情報フィルタ計算部(航跡諸元計算部5)とは独立に設けられている。
図14は、個別相関決定の詳細処理を示している。
以下、図14内の各ステップの処理内容を説明する。
まず、ドップラフィルタの計算処理(ステップS141)においては、ドップラフィルタの平滑値を、ドップラ速度の候補で更新する。このとき、ドップラ速度の候補は複数存在するので、更新平滑値も複数算出される。
In FIG. 13, a Doppler
FIG. 14 shows detailed processing for determining individual correlations.
Hereinafter, the processing content of each step in FIG. 14 will be described.
First, in the Doppler filter calculation process (step S141), the smoothing value of the Doppler filter is updated with the Doppler speed candidate. At this time, since there are a plurality of Doppler speed candidates, a plurality of updated smooth values are also calculated.
続いて、ドップラ速度の絞り込み処理(ステップS31B)においては、航跡の予測値を用いて算出した距離変化率と、上記ドップラフィルタ計算処理(ステップS141)によって算出されたドップラフィルタの平滑値とを比較する。
このとき、最も近いドップラフィルタの平滑値の計算に用いたドップラ速度の候補を、一意に選択することによって、絞り込みが行われる。
Subsequently, in the Doppler speed narrowing process (step S31B), the distance change rate calculated using the predicted value of the track is compared with the smoothed value of the Doppler filter calculated by the Doppler filter calculation process (Step S141). To do.
At this time, narrowing down is performed by uniquely selecting a Doppler velocity candidate used for calculating the smooth value of the nearest Doppler filter.
次に、距離変化率一致判定処理(ステップS32B)において、ステップS31Bで一意に選択されたドップラ速度と、航跡の予測値から求めた距離変化率との一致具合を、両者の誤差の共分散を用いて統計的に算出する。
ステップS32Bにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致する(すなわち、YES)と判定されれば、続いて、従来装置の場合と同様に、位置情報を用いて、ゲート内外の判定(ステップS34)および相関の尤度計算(ステップS35)を実行する。
Next, in the distance change rate coincidence determination process (step S32B), the degree of coincidence between the Doppler speed uniquely selected in step S31B and the distance change rate obtained from the predicted value of the wake is obtained, and the covariance of both errors is calculated. Use to calculate statistically.
In step S32B, if it is determined that the Doppler speed of the detection data matches the distance change rate of the existing track (that is, YES), then, using the position information as in the conventional device, (Step S34) and correlation likelihood calculation (step S35).
一方、ステップS32Bにおいて、探知データのドップラ速度と既存航跡の距離変化率とが一致しない(すなわち、NO)と判定されれば、探知データと既存航跡との相関は無いものと見なして、この組み合わせを棄却する(ステップS33)。 On the other hand, if it is determined in step S32B that the Doppler speed of the detection data does not match the distance change rate of the existing track (that is, NO), it is assumed that there is no correlation between the detection data and the existing track, and this combination Is rejected (step S33).
以上のように、この発明の実施の形態6によれば、「ドップラ周波数によるドップラ速度」と「ドップラシフト差によるドップラ速度」とを比較することにより、良質のドップラ速度を算出して追尾に利用することができる。
また、ドップラ速度によるフィルタを構成して、ドップラフィルタの予測値と比較して候補の絞り込みを行うことにより、探知データと既存航跡との相関判定を正確に行うことができる。
As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, by comparing the “Doppler speed based on the Doppler frequency” and the “Doppler speed based on the Doppler shift difference”, a high-quality Doppler speed is calculated and used for tracking. can do.
Further, by constructing a filter based on the Doppler speed and narrowing down candidates compared with the predicted value of the Doppler filter, it is possible to accurately determine the correlation between the detection data and the existing track.
1 センサ、2 ドップラ速度情報抽出部、3 個別相関決定部、31、31B ゲート内外判定部、32 尤度計算部、4、4B、4C、4D 航跡関連データ、5 航跡諸元計算部、6、6A 追尾航跡決定部、7 ドップラフィルタ計算部。 1 sensor, 2 Doppler velocity information extraction unit, 3 individual correlation determination unit, 31, 31B gate inside / outside determination unit, 32 likelihood calculation unit, 4, 4B, 4C, 4D track related data, 5 track specification calculation unit, 6, 6A Tracking track determination unit, 7 Doppler filter calculation unit.
Claims (6)
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡の予測速度と前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記予測速度と前記一意に絞り込まれた第1のドップラ速度の候補との速度偏差から、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能であるか否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. Calculating a second Doppler velocity from the distance deviation of the observed values, comparing the first and second Doppler velocities, and narrowing down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit compares the predicted speed of the existing track with a plurality of candidates for the first Doppler speed obtained from the Doppler speed information extraction unit, and uniquely determines the first Doppler speed candidate. It is determined whether or not the detection data and the existing track can be correlated with each other based on the speed deviation between the predicted speed and the uniquely selected first Doppler speed candidate. A target tracking device, wherein a possible area of the detection data is calculated from a predicted position, and it is determined whether or not the detection data and the existing track can be correlated.
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記探知データと相関可能な既存航跡のうち最も信頼度が高い航跡の予測速度と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記最も信頼度が高い航跡の予測速度と前記一意に絞り込まれた第1のドップラ速度とを比較することにより、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記追尾航跡演算部は、尤度計算部および追尾航跡決定部を含み、
前記尤度計算部は、前記最も信頼度が高い航跡の予測速度と前記第1のドップラ速度との一致具合に基づいて、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いを算出し、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記目標の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. Calculating a second Doppler velocity from the distance deviation of the observed values, comparing the first and second Doppler velocities, and narrowing down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit obtains a predicted track speed with the highest reliability among existing tracks that can be correlated with the detection data, and a plurality of candidates for the first Doppler speed obtained from the Doppler speed information extraction unit. In comparison, the first Doppler speed candidates are uniquely narrowed down, and the detection data is compared with the predicted speed of the most reliable wake and the uniquely narrowed first Doppler speed. It is determined whether or not the existing track can be correlated, and the detection data existence area is calculated from the predicted position of the existing track, and whether or not the detection data and the existing track can be correlated is further determined. Judgment,
The tracking track calculation unit includes a likelihood calculation unit and a tracking track determination unit,
The likelihood calculating unit calculates a degree of correlation between the existing track and the detection data based on a degree of coincidence between the predicted speed of the most reliable track and the first Doppler speed,
The tracking track determination unit composes the target hypothesis by combining possible correlations with the existing track, and holds the target hypothesis based on the degree of correlation between the existing track and the detection data. A target tracking device that determines a tracking track of the target.
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡を前記探知データで更新することによって算出された平滑値情報に含まれるドップラ速度平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第1のドップラ速度の候補とを比較し、前記第1のドップラ速度の候補のうち前記ドップラ速度平滑値に最も値が近いものについて両者の速度偏差を求め、前記速度偏差から前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡が相関可能か否かをさらに判定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. Calculating a second Doppler velocity from the distance deviation of the observed values, comparing the first and second Doppler velocities, and narrowing down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit includes a Doppler velocity smooth value included in the smooth value information calculated by updating the existing track with the detection data, and a first Doppler velocity information obtained from the Doppler velocity information extraction unit. Candidates are compared with each other, the speed deviation between the two closest to the Doppler speed smooth value among the first Doppler speed candidates is obtained, and the detection data and the existing track can be correlated from the speed deviation And further calculating whether or not the detection data and the existing track can be correlated by calculating a possible area of the detection data from the predicted position of the existing track. Tracking device.
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記既存航跡と前記探知データとの組み合わせによって相関の可能性を判定し、相関可能な既存航跡のうち最も信頼度が高い航跡を前記探知データで更新することによって算出された平滑値情報に含まれるドップラ速度平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記ドップラ速度平滑値と前記一意に絞り込まれた第1のドップラ速度とを比較することにより、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. A second Doppler velocity is calculated from the distance deviation of the observed values, and the first and second Doppler velocities are compared to narrow down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit determines the possibility of correlation based on a combination of the existing track and the detection data, and is calculated by updating a track having the highest reliability among the existing tracks that can be correlated with the detection data. By comparing the Doppler velocity smooth value included in the smoothed value information with a plurality of candidates for the first Doppler velocity obtained from the Doppler velocity information extraction unit, the first Doppler velocity candidates are uniquely narrowed down. Determining whether or not the detection data and the existing track can be correlated by comparing the Doppler velocity smooth value with the uniquely narrowed first Doppler velocity, and predicting the position of the existing track Calculating the possible area of the detection data from, further determining whether the detection data and the existing track can be correlated,
The tracking wake calculation unit includes a tracking wake determination unit,
The tracking track determination unit composes a plurality of hypotheses of the target by combining possible correlations with the existing track, and determines the plurality of hypotheses based on the degree of correlation between the existing track and the detection data. A target tracking device that determines a tracking track of the target while holding the target.
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出するドップラフィルタ計算部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記ドップラフィルタから得られたドップラ速度の予測値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた前記第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記ドップラフィルタ計算部は、前記既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A Doppler filter calculation unit for calculating a smoothed value and a predicted value of the Doppler velocity;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. Calculating a second Doppler velocity from the distance deviation of the observed values, comparing the first and second Doppler velocities, and narrowing down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit compares the predicted value of the Doppler velocity obtained from the Doppler filter with a plurality of candidates for the first Doppler velocity obtained from the Doppler velocity information extraction unit, and The Doppler speed candidates are uniquely narrowed down, it is determined whether or not the detection data and the existing track can be correlated, and the detection data existence area is calculated from the predicted position of the existing track, and the detection Further determine whether the data and the existing track can be correlated,
The Doppler filter calculation unit calculates a smooth value and a predicted value of the Doppler velocity based on a time series of Doppler velocity of detection data correlated with the existing track,
The tracking wake calculation unit includes a tracking wake determination unit,
The tracking track determination unit composes a plurality of hypotheses of the target by combining possible correlations with the existing track, and determines the plurality of hypotheses based on the degree of correlation between the existing track and the detection data. A target tracking device that determines a tracking track of the target while holding the target.
前記探知データから第1のドップラ速度の候補を絞り込むドップラ速度情報抽出部と、
前記探知データおよび前記第1のドップラ速度から、既存航跡に対する前記探知データの相関を判定するゲート内外判定部と、
前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出するドップラフィルタ計算部と、
前記既存航跡および前記探知データを用いて前記目標の追尾航跡を決定するための演算を行う追尾航跡演算部とを備え、
前記ドップラ速度情報抽出部は、前記パルス圧縮レーダの送信周波数と受信周波数との周波数偏差から前記第1のドップラ速度の候補を求めるとともに、アップチャープおよびダウンチャープを交互に実行して得られた距離観測値の距離偏差から第2のドップラ速度を算出し、前記第1および第2のドップラ速度を比較して前記第1のドップラ速度の候補を絞り込み、
前記ゲート内外判定部は、前記ドップラフィルタから得られたドップラ速度の平滑値と、前記ドップラ速度情報抽出部から得られた前記第1のドップラ速度の複数の候補とを比較して、前記第1のドップラ速度の候補を一意に絞り込み、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かを判定するとともに、前記既存航跡の予測位置から前記探知データの存在可能領域を算出して、前記探知データと前記既存航跡とが相関可能か否かをさらに判定し、
前記ドップラフィルタ計算部は、前記既存航跡と相関した探知データのドップラ速度の時系列に基づいて、前記ドップラ速度の平滑値および予測値を算出し、
前記追尾航跡演算部は、追尾航跡決定部を含み、
前記追尾航跡決定部は、前記既存航跡に対して可能な相関を組み合わせて前記目標の複数の仮説を構成するとともに、前記既存航跡と前記探知データとの相関度合いに基づいて、前記複数の仮説を保持しながら前記目標の追尾航跡を決定することを特徴とする目標追尾装置。 A target tracking device that obtains position information and Doppler velocity from detection data obtained by observation with a pulse compression radar, and tracks a target using an observation value of the position information and an observation value of the Doppler velocity,
A Doppler speed information extraction unit that narrows down first Doppler speed candidates from the detection data;
A gate internal / external determination unit that determines a correlation of the detection data with respect to an existing track from the detection data and the first Doppler speed;
A Doppler filter calculation unit for calculating a smoothed value and a predicted value of the Doppler velocity;
A tracking track calculation unit that performs calculation for determining the tracking track of the target using the existing track and the detection data;
The Doppler velocity information extraction unit obtains the first Doppler velocity candidate from the frequency deviation between the transmission frequency and the reception frequency of the pulse compression radar, and the distance obtained by alternately executing up-chirp and down-chirp. A second Doppler velocity is calculated from the distance deviation of the observed values, and the first and second Doppler velocities are compared to narrow down the first Doppler velocity candidates;
The gate inside / outside determination unit compares the smoothed value of the Doppler velocity obtained from the Doppler filter with the plurality of candidates for the first Doppler velocity obtained from the Doppler velocity information extraction unit, The Doppler speed candidates are uniquely narrowed down, it is determined whether or not the detection data and the existing track can be correlated, and the detection data existence area is calculated from the predicted position of the existing track, and the detection Further determine whether the data and the existing track can be correlated,
The Doppler filter calculation unit calculates a smooth value and a predicted value of the Doppler velocity based on a time series of Doppler velocity of detection data correlated with the existing track,
The tracking wake calculation unit includes a tracking wake determination unit,
The tracking track determination unit composes a plurality of hypotheses of the target by combining possible correlations with the existing track, and determines the plurality of hypotheses based on the degree of correlation between the existing track and the detection data. A target tracking device that determines a tracking track of the target while holding the target.
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