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JP2002328162A - Target tracking device - Google Patents

Target tracking device

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Publication number
JP2002328162A
JP2002328162A JP2001134350A JP2001134350A JP2002328162A JP 2002328162 A JP2002328162 A JP 2002328162A JP 2001134350 A JP2001134350 A JP 2001134350A JP 2001134350 A JP2001134350 A JP 2001134350A JP 2002328162 A JP2002328162 A JP 2002328162A
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JP
Japan
Prior art keywords
error
target
motion model
tracking device
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001134350A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3659575B2 (en
Inventor
Tetsuya Kawase
徹也 川瀬
Masayoshi Ito
正義 系
Shingo Tsujimichi
信吾 辻道
Yoshio Kosuge
義夫 小菅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2001134350A priority Critical patent/JP3659575B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target tracking device providing favorable tracking accuracy by controlling sizes and center distances of error ellipsoids and the number of models so the error ellipsoids constantly overlap, and suppressing unnecessary compensation to position and speed occurring when a turn duration of a target is shorter than a sampling interval. SOLUTION: The target tracking device is provided with an error ellipsoid multiplicity determining means of determining multiplicity of the error ellipsoids which are equal probability lines showing existence expectation probabilities of the target around predicted positions of N pieces of kinetic models on the basis of predicted values and a predicted error covariance matrix per kinetic model calculated by a Kalman filter, and an error ellipsoid enlarging/reducing means of enlarging and reducing the error ellipsoids so there are no blank areas between error ellipsoids on the basis of the multiplicity of the error ellipsoids determined by the error ellipsoid multiplicity determining means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、センサ等からの
目標の位置情報に関する観測データに基づいて目標の位
置や速度などの目標運動諸元を推定する目標追尾装置に
関し、より詳しくは、複数からなる運動モデルの確率密
度分布の重なりを考慮することにより、複数の運動モデ
ルの信頼度を混在させ、いかなる目標に対しても安定し
た追尾精度を保持する目標追尾装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a target tracking device for estimating target movement parameters such as target position and speed based on observation data on target position information from sensors and the like. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a target tracking device that keeps stable tracking accuracy for any target by mixing reliability of a plurality of motion models by considering the overlap of probability density distributions of motion models.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12は、特開平1−92678号公報
に開示された従来の目標追尾装置を示すブロック図であ
る。また、図12に示す目標追尾装置の動作を説明する
ためのフローチャートを図13に示す。以下、図12に
示す従来の目標追尾装置の構成について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 12 is a block diagram showing a conventional target tracking device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-292678. FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the target tracking device shown in FIG. Hereinafter, the configuration of the conventional target tracking device shown in FIG. 12 will be described.

【0003】図12において、1はセンサが観測する目
標位置に関する観測情報(以下、「目標位置観測情報」
と称する)を取得する目標観測装置であり、2は上述し
た目標位置観測情報と、予測位置と、予測誤差共分散行
列とにより対象追尾目標の選択を行い、得られた観測値
を信頼度算出器3、平滑器4に出力するゲート判定器で
ある。
In FIG. 12, reference numeral 1 denotes observation information on a target position observed by a sensor (hereinafter referred to as “target position observation information”).
Is a target observation device that acquires a target tracking target based on the target position observation information, the predicted position, and the prediction error covariance matrix described above, and calculates the reliability of the obtained observation value. A gate judging unit for outputting to the unit 3 and the smoothing unit 4.

【0004】また、3は上述の観測値、運動モデルごと
の予測値、運動モデルごとの予測誤差共分散行列、およ
び1サンプリング前の各運動モデルの信頼度に基づき各
運動モデルの信頼度を算出する信頼度算出器であり、1
サンプリング前の各運動モデルの信頼度は信頼度メモリ
に蓄積され、次の信頼度算出時に信頼度算出器3に読み
取られる。図において5が信頼度メモリである。4は、
上述の観測値、各運動モデルの信頼度、定数加速度ベク
トル、加速度平滑値、ゲイン行列、および1サンプリン
グ前の平滑値及び平滑誤差共分散行列に基づき平滑値及
び平滑誤差共分散を算出する平滑器であり、1サンプリ
ング前の平滑値及び平滑誤差共分散行列は平滑器メモリ
に蓄積され、次の平滑値及び平滑誤差共分散を算出時に
平滑器4に読み取られる。図において6が平滑器メモリ
である。
[0004] Further, 3 calculates the reliability of each motion model based on the above-mentioned observed value, the predicted value for each motion model, the prediction error covariance matrix for each motion model, and the reliability of each motion model one sample before. Is a reliability calculator that calculates
The reliability of each motion model before sampling is stored in the reliability memory, and is read by the reliability calculator 3 at the time of calculating the next reliability. In the figure, reference numeral 5 denotes a reliability memory. 4 is
A smoother that calculates a smoothed value and a smoothed error covariance based on the above-described observation value, reliability of each motion model, a constant acceleration vector, an acceleration smoothed value, a gain matrix, and a smoothed value and a smoothed error covariance matrix before one sampling. The smoothed value and smoothed error covariance matrix before one sampling are accumulated in the smoother memory, and are read by the smoother 4 when calculating the next smoothed value and smoothed error covariance. In the figure, reference numeral 6 denotes a smoother memory.

【0005】7は、上記平滑器4により算出された平滑
値、各運動モデル信頼度、定数加速度ベクトルに基づ
き、予測値及び予測誤差共分散行列を算出する予測器で
あり、8は予測器7によって算出された予測位置を単位
時間だけ遅延させる第1の遅延回路である。
[0005] Reference numeral 7 denotes a predictor for calculating a prediction value and a prediction error covariance matrix based on the smoothed value calculated by the smoother 4, each motion model reliability, and a constant acceleration vector. Is a first delay circuit for delaying the predicted position calculated by the above by a unit time.

【0006】9は、上述した平滑値をもとに、運動モデ
ルごとの予測値を算出する各運動モデル毎の予測器であ
り、10では予め設定された観測モデルより得られる観
測誤差共分散行列および1サンプリング前に算出してお
いた運動モデル毎の予測器9より得られる予測誤差共分
散行列により、平滑値算出に使用するゲイン行列を算出
するゲイン行列算出器である。
Reference numeral 9 denotes a predictor for each motion model which calculates a predicted value for each motion model based on the above-mentioned smoothed value. Reference numeral 10 denotes an observation error covariance matrix obtained from a preset observation model. And a gain matrix calculator that calculates a gain matrix used for calculating a smoothed value, based on a prediction error covariance matrix obtained from the predictor 9 for each motion model calculated one sampling before.

【0007】11は定数加速度ベクトル及びモデル遷移
行列を設定するモデル設定器である。設定された定数加
速度ベクトルは、平滑器4、予測器7、各モデル毎予測
器9、入力ベクトル平滑器12へ、またモデル遷移行列
は信頼度算出器3へと入力される。
Reference numeral 11 denotes a model setting device for setting a constant acceleration vector and a model transition matrix. The set constant acceleration vector is input to the smoother 4, the predictor 7, the predictor 9 for each model, and the input vector smoother 12, and the model transition matrix is input to the reliability calculator 3.

【0008】12は算出された各モデルの信頼度と設定
された定数ベクトルより、入力ベクトル平滑値を算出す
る入力ベクトル平滑器であり、13は算出された各モデ
ルの信頼度とモデル遷移行列より、入力ベクトル、予測
値を算出する入力ベクトル予測器である。また、14は
各モデルの事前信頼度を単位時間だけ遅延させる第2の
遅延回路である。そして、15は上述の平滑値を離散的
に画面上に表示する表示装置である。
Reference numeral 12 denotes an input vector smoother for calculating an input vector smoothed value from the calculated reliability of each model and a set constant vector. Reference numeral 13 denotes an input vector smoother based on the calculated reliability of each model and a model transition matrix. , An input vector, and an input vector predictor for calculating a predicted value. Reference numeral 14 denotes a second delay circuit that delays the prior reliability of each model by a unit time. Reference numeral 15 denotes a display device that discretely displays the smoothed values on a screen.

【0009】次に、図13のフローチャートを参照し
て、上記構成における動作について説明する。ステップ
13−1では、目標観測装置1より得られる目標位置観
測情報をもとに、通常のカルマンフィルタ理論に基づ
き、目標位置・速度の平滑値、及び平滑誤差共分散行列
の初期値が設定される。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. In step 13-1, a smoothed value of the target position / velocity and an initial value of the smoothed error covariance matrix are set based on the target Kalman filter theory based on the target position observation information obtained from the target observation device 1. .

【0010】次いで、ステップ13−2では、各運動モ
デル毎予測器9において、目標の運動モデルとして、図
14に示すようなN個の定数加速度ベクトル(零加速度
ベクトルを含む)よりなるN個の運動モデルが設定され
る。
Next, in step 13-2, in each motion model predictor 9, N number of constant acceleration vectors (including zero acceleration vector) as shown in FIG. An exercise model is set.

【0011】また、ステップ13−3では、各運動モデ
ル毎の予測器9において、平滑器4より入力される平滑
値およびN個の運動モデルを構成している定数加速度ベ
クトルより各運動モデルごとの予測値を算出し、平滑器
4より入力される平滑誤差共分散行列、および予め設定
されたの駆動雑音共分散行列を用いて、各運動モデルご
との予測誤差共分散行列を算出する。
In step 13-3, in the predictor 9 for each motion model, the smoothed value input from the smoother 4 and the constant acceleration vectors constituting the N motion models are used for each motion model. A prediction value is calculated, and a prediction error covariance matrix for each motion model is calculated using the smoothing error covariance matrix input from the smoother 4 and a preset driving noise covariance matrix.

【0012】次いで、ステップ13−4では、予測器7
において、平滑器4から出力される平滑値と平滑誤差共
分散行列、信頼度算出器3から出力される各運動モデル
の信頼度、および入力ベクトル予測器13から出力され
る入力ベクトル予測値が読み込まれる。予測器7は、そ
れらの入力データに基づき、予測値及び予測誤差共分散
行列を算出する。
Next, at step 13-4, the predictor 7
, The smoothed value and smoothed error covariance matrix output from the smoother 4, the reliability of each motion model output from the reliability calculator 3, and the input vector predicted value output from the input vector predictor 13 are read. It is. The predictor 7 calculates a predicted value and a prediction error covariance matrix based on the input data.

【0013】次いで、ステップ13−5では、目標観測
装置1において、目標位置観測情報が読み込まれる。上
記の観測値は目標からの信号検出及びゲート判定による
追尾目標選択の結果であり、位置情報で構成されてい
る。
Next, at step 13-5, the target observation device 1 reads target position observation information. The above observation value is a result of detection of a signal from a target and selection of a tracking target by gate determination, and is constituted by position information.

【0014】次いで、ステップ13−6では、ゲート判
定器2で得られた観測値は、信頼度算出器3に出力され
る。信頼度算出器3は、更に、信頼度メモリ5に格納し
た現時刻より1サンプル前に算出した各運動モデルの信
頼度を読み込み、各運動モデルごとの予測器9が1サン
プリング前に算出した運動モデルごとの予測値及び予測
誤差共分散行列を第4の遅延回路16を介して読み込
む。信頼度算出器3は、これらに入力データと、予め設
定されている観測誤差共分散行列及びモデル設定器11
から入力される運動モデルの推移確率に基づいて、運動
モデルの信頼度を算出する。
Next, in step 13-6, the observation value obtained by the gate decision unit 2 is output to the reliability calculation unit 3. The reliability calculator 3 further reads the reliability of each motion model calculated one sample before the current time stored in the reliability memory 5, and the predictor 9 for each motion model calculates the motion calculated one sample before. The prediction value and the prediction error covariance matrix for each model are read via the fourth delay circuit 16. The reliability calculator 3 receives the input data, the observation error covariance matrix, and the model setting unit 11.
The reliability of the exercise model is calculated based on the transition probabilities of the exercise model input from.

【0015】次いで、ステップ13−7では、ゲイン行
列算出器10において、現時刻より1サンプリング前に
運動モデルごとの予測器9が算出した予測誤差共分散行
列を第3の遅延回路17を介して読み込む。ゲイン行列
算出器10は、その入力データと、予め設定された観測
誤差共分散行列に基づいてゲイン行列を算出する。
Next, at step 13-7, the gain matrix calculator 10 calculates, via the third delay circuit 17, the prediction error covariance matrix calculated by the predictor 9 for each motion model one sampling before the current time. Read. The gain matrix calculator 10 calculates a gain matrix based on the input data and a preset observation error covariance matrix.

【0016】次いで、ステップ13−8では、平滑器4
において、現時刻より1サンプリング前に算出しておい
た平滑値及び平滑誤差共分散行列が平滑メモリ6より読
み込まれる。平滑器4は、更に、信頼度算出器3が出力
する各運動モデルの信頼度、ゲイン行列算出器10が出
力するゲイン行列、入力ベクトル予測器13が出力する
入力ベクトル平滑値、モデル設定器11が出力する定数
加速度ベクトル、及び観測値を読み込む。平滑器4は、
それらの入力データを基づいて平滑値及び平滑誤差共分
散行列を算出する。
Next, in step 13-8, the smoothing unit 4
, The smoothed value and the smoothed error covariance matrix calculated one sampling before the current time are read from the smoothing memory 6. The smoother 4 further includes a reliability of each motion model output by the reliability calculator 3, a gain matrix output by the gain matrix calculator 10, an input vector smoothed value output by the input vector predictor 13, and a model setting unit 11. Reads the constant acceleration vector and observation value output by. The smoother 4 is
A smoothed value and a smoothed error covariance matrix are calculated based on the input data.

【0017】次いで、ステップ13−9では、上述した
一連の処理が終了し、追尾処理の終了が要求されている
か否かが判別される。その結果、処理の終了が要求され
ていないと判別される場合、処理が繰り返される。
Next, at step 13-9, it is determined whether or not the above-described series of processing has been completed and the end of the tracking processing has been requested. As a result, if it is determined that the end of the process has not been requested, the process is repeated.

【0018】以上のように、従来の目標追尾装置は、複
数の運動モデルを用いて目標運動のモデル化を行なって
おり、各運動モデルの予測位置を中心とした目標の存在
期待確率は3変量正規分布に従い、その等確率ラインは
運動モデルが5個の場合、図15(a)のような誤差楕
円体となる。誤差楕円体の内側に目標が存在すれば、目
標の運動は複数の運動モデルを用いて表現することがで
きる。
As described above, the conventional target tracking device models a target motion using a plurality of motion models, and the expected existence probability of the target centered on the predicted position of each motion model is a three-variable model. According to the normal distribution, the equiprobability line becomes an error ellipsoid as shown in FIG. 15A when there are five motion models. If the target exists inside the error ellipsoid, the motion of the target can be represented using a plurality of motion models.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】従来の目標追尾装置で
は、上述の誤差楕円体の扁平率は、観測誤差共分散行列
と予測誤差共分散行列の和によって決まる。極座標系に
おいて、観測雑音は白色ガウス雑音に従うと仮定してい
るが、観測雑音は直交座標系へ変換する必要があるた
め、距離誤差よりも角度誤差が大きいほど誤差楕円体の
扁平率は大きくなる。したがって、角度誤差が距離誤差
よりも大きくサンプリング間隔も大きい場合、図15
(b)に示すように誤差楕円体が扁平して各運動モデル
間の予測位置が離れてしまい、目標の運動を記述できな
い領域の拡大に伴い、特に旋回目標に対する追尾精度を
劣化させ易いという問題があった。また、目標が1サン
プリング間旋回を継続すると仮定しているため、サンプ
リング間隔が大きく目標の旋回継続時間が短い場合、目
標の位置や速度の変化が実際よりも大きく推定され、特
に旋回目標に対する追尾精度を劣化させ易いという問題
がある。
In the conventional target tracking apparatus, the flatness of the above-mentioned error ellipsoid is determined by the sum of the observation error covariance matrix and the prediction error covariance matrix. In the polar coordinate system, the observation noise is assumed to follow white Gaussian noise, but since the observation noise needs to be converted to a rectangular coordinate system, the oblateness of the error ellipsoid increases as the angle error is greater than the distance error . Therefore, when the angle error is larger than the distance error and the sampling interval is larger, FIG.
As shown in (b), the error ellipsoid is flattened, and the predicted positions between the motion models are separated, and the tracking accuracy with respect to the turning target is likely to be deteriorated particularly with the expansion of the area where the motion of the target cannot be described. was there. In addition, since the target is assumed to continue turning for one sampling period, when the sampling interval is large and the turning duration of the target is short, the change in the position and speed of the target is estimated to be larger than the actual one. There is a problem that accuracy is easily deteriorated.

【0020】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたもので、誤差楕円体同士が常に重なるよう
に、誤差楕円体の大きさや中心距離、モデル数を制御す
ることで、遠距離目標を大きいサンプリング間隔で追尾
するような厳しい環境下でも良好な追尾精度が得られる
目標追尾装置を提供すること、および目標の旋回継続時
間がサンプリング間隔よりも短い場合に生じる位置・速
度に対する不必要な補償を抑制する目標追尾装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the distance, the center distance, and the number of models of the error ellipsoid are controlled so that the error ellipsoids always overlap each other. To provide a target tracking device capable of obtaining good tracking accuracy even in a severe environment in which a distance target is tracked at a large sampling interval, and to prevent a position / velocity occurring when the target turning duration is shorter than the sampling interval. An object is to provide a target tracking device that suppresses necessary compensation.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】この発明に係る目標追尾
装置は、N個の定数加速度ベクトルより構成されるN個
の運動モデルにカルマンフィルタを用いることにより、
特定の運動モデルの信頼度が極めて高くなりサンプリン
グ毎に運動モデルが切替わる発振現象とそれに伴う追尾
精度の劣化、および各運動モデルの信頼度の均一化とそ
れに伴う観測雑音低減性能の劣化を抑制する制御装置を
備えた目標追尾装置において、上記カルマンフィルタに
よって算出されたN個の運動モデル毎の予測値および予
測誤差共分散行列に基づいて、N個の運動モデルの予測
位置を中心とした目標の存在期待確率を示す等確率ライ
ンである誤差楕円体の重複度を判定する誤差楕円体重複
度判定手段と、上記誤差楕円体重複度判定手段により判
定された誤差楕円体の重複度に基づいて、各誤差楕円体
の間に空白域が生じないように上記誤差楕円体を拡大お
よび縮小させる誤差楕円体拡大・縮小手段とを備えたも
のである。
A target tracking device according to the present invention uses a Kalman filter for N motion models composed of N constant acceleration vectors.
Suppresses the oscillation phenomenon in which the motion model is switched at each sampling due to the extremely high reliability of the specific motion model and the accompanying deterioration of tracking accuracy, and the uniformity of the reliability of each motion model and the deterioration of observation noise reduction performance In the target tracking device provided with a control device that performs the above, based on the prediction value and the prediction error covariance matrix for each of the N motion models calculated by the Kalman filter, the target tracking with respect to the prediction positions of the N motion models is performed. Error ellipsoid overlap degree determination means for determining the overlap degree of the error ellipsoid which is an equal probability line indicating the expected existence probability, based on the overlap degree of the error ellipsoid determined by the error ellipsoid overlap degree determination means, An error ellipsoid enlarging / reducing means for enlarging and reducing the error ellipsoid so that no blank area occurs between the error ellipsoids.

【0022】また、上記誤差楕円体拡大・縮小手段は、
目標の運動モデル数および定数加速度ベクトルの大きさ
を制御することにより誤差楕円体を拡大および縮小させ
るものである。
The error ellipsoid enlarging / reducing means includes:
The error ellipsoid is enlarged and reduced by controlling the number of target motion models and the magnitude of the constant acceleration vector.

【0023】また、N個の定数加速度ベクトルより構成
されるN個の運動モデルにカルマンフィルタを用いるこ
とにより、特定の運動モデルの信頼度が極めて高くなり
サンプリング毎に運動モデルが切替わる発振現象とそれ
に伴う追尾精度の劣化および各運動モデル信頼度の均一
化とそれに伴う観測雑音低減性能の劣化を抑制する制御
装置を備えた目標追尾装置において、上記カルマンフィ
ルタは、1サンプリングの間に目標は旋回を継続するも
のと仮定し、上記仮定のもとに目標観測装置によって観
測された目標の機種情報、および目標の最大加速性能よ
り目標の旋回継続時間を推定し、旋回による速度または
加速度の変化が過度に算出される可能性について判定す
る旋回継続時間判定手段と、上記信頼度を算出する計算
式における外部入力項の影響を減衰させる減衰ゲインを
算出する減衰ゲイン算出手段とを備えたものである。
Further, by using a Kalman filter for N motion models composed of N constant acceleration vectors, the reliability of a specific motion model becomes extremely high, and the oscillation phenomenon in which the motion model is switched for each sampling and the oscillation phenomenon. In the target tracking device equipped with a control device that suppresses the accompanying degradation of tracking accuracy and the uniformity of reliability of each motion model and the resulting degradation of observation noise reduction performance, the above Kalman filter keeps turning the target during one sampling. The target turn duration time is estimated from the target model information observed by the target observation device based on the above assumption, and the target maximum acceleration performance, and the change in speed or acceleration due to the turn is excessive. Turning duration determination means for determining the possibility of calculation, and external input in a calculation formula for calculating the reliability. It is obtained by a damping gain calculating means for calculating an attenuation gain to attenuate the effects of terms.

【0024】また、上記誤差楕円体重複度判定手段は、
各運動モデルの誤差楕円体における長径・短径・中径
と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距
離であるユークリッド距離との比を、予め設定されたし
きい値と比較することにより、上記誤差楕円体の重複度
を判定するものである。
Further, the error ellipsoid overlap degree judging means includes:
The ratio of the major axis / minor axis / medium diameter of the error ellipsoid of each motion model to the Euclidean distance, which is the distance between the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model, is compared with a preset threshold value. By doing so, the degree of overlap of the error ellipsoid is determined.

【0025】また、上記誤差楕円体重複度判定手段は、
上記信頼度を算出する計算式における残差誤差共分散行
列で上記ユークリッド距離を正規化した残差二次形式
と、予め設定されたしきい値とを比較することにより、
上記誤差楕円体の重複度を判定するものである。
Further, the error ellipsoid overlap degree determining means includes:
By comparing the residual quadratic form in which the Euclidean distance is normalized with the residual error covariance matrix in the calculation formula for calculating the reliability, and a preset threshold value,
This is for determining the degree of overlap of the error ellipsoid.

【0026】また、上記旋回継続時間判定手段は、判定
した目標の旋回継続時間とサンプリング間隔の比を予め
設定したしきい値と比較することにより、旋回による速
度または加速度の変化が過度に算出される可能性につい
て判定するものである。
The turning duration determining means compares the ratio between the determined turning duration of the target and the sampling interval with a predetermined threshold value, whereby the change in speed or acceleration due to turning is excessively calculated. Is to be determined.

【0027】また、各運動モデルの誤差楕円体の長径・
短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測
位置間の距離であるユークリッド距離との比に基づき、
上記信頼度を算出する計算式における誤差共分散行列の
乗算係数を算出する乗算係数算出手段をさらに備えたも
のである。
The major axis of the error ellipsoid of each motion model
Based on the ratio of the short diameter / medium diameter and the Euclidean distance that is the distance between the predicted position of each of the motion models and the constant velocity motion model,
The apparatus further comprises a multiplication coefficient calculation means for calculating a multiplication coefficient of the error covariance matrix in the calculation formula for calculating the reliability.

【0028】また、上記乗算係数算出手段は、目標観測
装置によって観測された観測値と各運動モデルの予測位
置間の距離を残差誤差共分散行列で正規化した残差二次
形式を用いて、上記誤差楕円体を拡大および縮小させる
ものである。
The multiplication coefficient calculating means uses a residual quadratic form obtained by normalizing a distance between an observation value observed by the target observation device and a predicted position of each motion model by a residual error covariance matrix. , The error ellipsoid is enlarged and reduced.

【0029】また、算出された運動モデルの誤差楕円体
の長径・短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデ
ルの予測位置間の距離であるユークリッド距離との比を
用いて、各運動モデルの定数加速度ベクトルを再計算
し、誤差楕円体が重ならない運動モデル間の予測位置を
調整するモデル制御手段を備えたものである。
Further, using the ratio of the major axis, minor axis, and medium axis of the calculated error ellipsoid of the motion model to the Euclidean distance that is the distance between the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model, It is provided with model control means for recalculating the constant acceleration vector of each motion model and adjusting the predicted position between the motion models in which the error ellipsoid does not overlap.

【0030】また、算出された運動モデルの誤差楕円体
の長径・短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデ
ルの予測位置間の距離であるユークリッド距離との比を
用いて、各運動モデルの誤差楕円体が重ならない領域を
特定し、前記領域に新たに運動モデルを追加するモデル
制御手段を備えたものである。
Further, by using the ratio of the major axis, minor axis, and medium axis of the calculated error ellipsoid of the motion model to the Euclidean distance, which is the distance between each motion model and the predicted position of the constant velocity motion model, It is provided with a model control means for specifying a region where the error ellipsoids of each motion model do not overlap and adding a new motion model to the region.

【0031】また、上記減衰ゲイン算出手段は、定数加
速度ベクトルの減衰ゲインを、サンプリング間隔と推定
された目標の旋回継続時間とに基づき、算出するもので
ある。
Further, the damping gain calculating means calculates the damping gain of the constant acceleration vector based on the sampling interval and the estimated turning duration of the target.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下に、この発明
に係る目標追尾装置において追尾フィルタとして用いる
N個の運動モデルを持つ多重運動モデルを用いたカルマ
ンフィルタついて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a Kalman filter using a multiple motion model having N motion models used as a tracking filter in the target tracking device according to the present invention will be described.

【0033】目標の運動モデルを式(1)のように定義
する。
A target motion model is defined as in equation (1).

【数1】 ここで、Xkはサンプリング時刻tkにおける目標運動諸
元の真値をあらわす状態ベクトルであり、例えば、xy
zの直交座標系における目標位置ベクトルを式(2)、
直交座標系における目標速度ベクトルを式(3)とした
時、Xkは式(4)となる。
(Equation 1) Here, X k is a state vector representing the true value of the target motion data at the sampling time t k , for example, xy
The target position vector in the rectangular coordinate system of z is expressed by equation (2),
When the target velocity vector in the orthogonal coordinate system is represented by Expression (3), X k is represented by Expression (4).

【数2】 (Equation 2)

【0034】Φk-1はサンプリング時刻tk-1よりtk
の状態ベクトルXkの推移を表す推移行列で、目標が等
速直線運動を行うと仮定した場合が式(5)である。こ
こでIは式(6)の通り単位行列である。
Φ k-1 is a transition matrix representing the transition of the state vector X k from the sampling time t k-1 to t k . Equation (5) is based on the assumption that the target performs a uniform linear motion. . Here, I is a unit matrix as shown in Expression (6).

【数3】 (Equation 3)

【0035】wkはサンプリング時刻tkにおける駆動雑
音ベクトルで、Γkはサンプリング時刻tkにおける駆動
雑音ベクトルの変換行列である。目標の運動モデルを等
速直線運動と仮定したことによる打切り誤差項をΓk-1
k-1とみれば、wkは加速度ベクトル相当であり、Γ
k-1は式(7)である。
[0035] w k in the drive noise vector at the sampling time t k, is Γ k is a transformation matrix of the drive noise vector at the sampling time t k. The term of the truncation error due to the assumption that the target motion model is a uniform linear motion is Γ k-1
Assuming that w k−1 , w k is equivalent to an acceleration vector, and Γ
k-1 is the equation (7).

【数4】 (Equation 4)

【0036】wkは平均0の3次元正規分布白色雑音
で、式(8)、式(9)とする。ここで、0は零ベクト
ルを表し、Qkはサンプリング時刻tkにおける駆動雑音
共分散行列である。
W k is a three-dimensional normally distributed white noise having an average of 0, and is represented by equations (8) and (9). Here, 0 represents a zero vector, and Q k is a driving noise covariance matrix at the sampling time t k .

【数5】 (Equation 5)

【0037】ukはサンプリング時刻tkにおいてN個の
運動モデルを構成する定数加速度ベクトルであり、式
(10)である。Γ’はサンプリング時刻tkにおけ
る、定数加速度ベクトルの変換行列で、式(11)であ
る。
U k is a constant acceleration vector constituting the N motion models at the sampling time t k , and is represented by equation (10). Gamma 'is at the sampling time t k, the transform matrix of constant acceleration vector is an expression (11).

【数6】 (Equation 6)

【0038】図14は、定数加速度ベクトルを説明する
図であり、図において、Oは目標観測装置を原点とした
座標O−xyzの原点、Xは東方向をx軸の正とした座
標O−xyzのx軸、Yは北方向をy軸の正とした座標
O−xyzのy軸、Zは上方向をz軸の正とした座標O
−xyzのz軸、α1はy軸正方向の定数加速度ベクト
ル、α2はy軸負方向の定数加速度ベクトル、α3はX軸
正方向の定数ベクトル、α4はX軸正方向の定数加速度
ベクトル、α5はZ軸正方向の定数加速度ベクトル、α6
はz軸負方向の定数加速度ベクトルである。この他に、
定数加速度ベクトルα7=0を考えた運動モデルの場
合、モデル数Nは7個となる。定数加速度の1軸には、
北基準直交座標系の北方向、推定速度ベクトル、LOS
(Line OfSight)などが考えられる。ここに、LOSと
はレーダと目標を結んだベクトルのことである。
FIG. 14 is a diagram for explaining the constant acceleration vector. In the figure, O is the origin of coordinates O-xyz with the origin of the target observation device, and X is the coordinates O-x with the east direction being the positive x-axis. The x-axis of xyz, Y is the coordinate O where the north direction is the positive y-axis, and the Y-axis of x-xyz, and Z is the coordinate O where the upward is the positive z-axis
−xyz z-axis, α 1 is a constant acceleration vector in the y-axis positive direction, α 2 is a constant acceleration vector in the y-axis negative direction, α 3 is a constant vector in the X-axis positive direction, α 4 is a constant in the X-axis positive direction Acceleration vector, α 5 is a constant acceleration vector in the positive direction of the Z-axis, α 6
Is a constant acceleration vector in the z-axis negative direction. In addition,
In the case of the motion model considering the constant acceleration vector α 7 = 0, the number of models N is seven. In one axis of constant acceleration,
North direction of north reference Cartesian coordinate system, estimated velocity vector, LOS
(Line OfSight). Here, the LOS is a vector connecting the radar and the target.

【0039】次に、サンプリング時刻tkにおいて、式
(12)が真であるとの仮説を式(13)と書く。
Next, a hypothesis that Expression (12) is true at the sampling time t k is written as Expression (13).

【数7】 (Equation 7)

【0040】運動モデルの推移にマルコフ性を仮定す
る。すなわち運動モデルΨk, αはサンプリング時刻t
k-1の運動モデルより決まり、サンプリング時刻tk-2
での運動モデルには依存しないとする。
Assume Markov nature in the movement of the motion model. That is, the motion model Ψ k, α is the sampling time t
It is determined by the motion model of k-1 and does not depend on the motion model up to the sampling time t k-2 .

【0041】時刻tkにおける運動モデル間推移確率を
式(14)のように表す。例えば、最小サンプリング間
隔をtsとし、サンプリング間隔tk−tk-1=tsの場合
の運動モデル間推移確率を式(14)と同様の意味でp
abとする。さらに、N×N行列でa行b列の要素をpab
としたものを運動モデル間推移確率行列Πと表す。サン
プリング間隔がtk−tk-1=m・ts、(m=1,2,
…)と表せる場合、サンプリング時刻tkでの運動モデ
ル間推移確率行列Πkは式(15)で表せる。このとき
のΠkのa行b列の要素が運動モデル間推移確率pk,ab
である。
[0041] between the motion model at time t k the transition probability represented by the equation (14). For example, the minimum sampling interval is t s, p a motion model between transition probability when the sampling interval t k -t k-1 = t s in the same meaning as in the formula (14)
ab . Further, an element of a row and b column in an N × N matrix is defined as p ab
Is expressed as a transition probability matrix between motion models Π. Sampling interval t k -t k-1 = m · t s, (m = 1,2,
..), The transition probability matrix 運動k between the motion models at the sampling time t k can be represented by Expression (15). At this time, the element of a row and b column of Π k is the transition probability between motion models p k, ab
It is.

【数8】 (Equation 8)

【0042】サンプリング時刻tkまでの観測情報Zk
基づく、サンプリング時刻tkでの運動モデルの信頼度
を条件付き確率密度関数により、式(16)と定義する
と、式(17)で計算される。
[0042] Based on the observation information Z k to the sampling time t k, the conditional probability density function the reliability of the motion model at the sampling time t k, by defining the formula (16), is calculated by the equation (17) You.

【数9】 ただし、νk,aは、観測ベクトルの正規分布近似P[Zk
|Ψk,a,Zk-1]を多変量正規分布で近似したもので、
式(18)で表される。
(Equation 9) Here, ν k, a is a normal distribution approximation P [Z k
| Ψ k, a, which was approximated by a multivariate normal distribution Z k-1],
It is represented by equation (18).

【数10】 (Equation 10)

【0043】サンプリング時刻tk-1までの観測情報Z
k-1に基づくサンプリング時刻tkでの運動モデルの事前
信頼度を条件付き確率密度関数により、式(19)と定
義すると、式(20)と書ける。
Observation information Z up to sampling time t k-1
If the prior reliability of the motion model at the sampling time t k based on k−1 is defined by the conditional probability density function as Expression (19), Expression (20) can be written.

【数11】 [Equation 11]

【0044】サンプリング時刻tkまでの観測情報Zk
基づく、定数加速度ベクトルの推定値を式(21)とし
て定義すると、式(22)と書ける。これを推定加速度
ベクトルと呼ぶ。
[0044] Based on the observation information Z k to the sampling time t k, the estimated value of the constant acceleration vector is defined as equation (21), written as Equation (22). This is called an estimated acceleration vector.

【数12】 (Equation 12)

【0045】サンプリング時刻tk-1までの観測情報Z
k-1に基づく、定数加速度ベクトルの推定値を式(2
3)として定義すると、式(24)と書ける。これを予
測加速度ベクトルと呼ぶ。
Observation information Z up to sampling time t k-1
The estimated value of the constant acceleration vector based on k-1 is expressed by equation (2)
If defined as 3), it can be written as equation (24). This is called a predicted acceleration vector.

【数13】 (Equation 13)

【0046】追尾対象目標よりの観測値はサンプリング
時刻tkにおいて1つ得られるとし、その観測系モデル
を式(25)とする。ここで、Zkはサンプリング時刻
kにおける位置情報の観測値より構成される直交座標
による位置観測ベクトル、Hはサンプリング時刻tk
おける観測行列で、式(26)である。vkはサンプリ
ング時刻tkでの観測ベクトルZkに対応した観測雑音ベ
クトルであり、平均0の3次元正規分布白色雑音で、式
(27)、式(28)である。なお、Rkはサンプリン
グ時刻tkにおける観測誤差共分散行列で、運動モデル
によらない値とする。また、駆動雑音ベクトルと観測雑
音ベクトルは互いに独立であるとする。
It is assumed that one observation value from the target to be tracked is obtained at the sampling time t k , and the observation system model is represented by Expression (25). Here, Z k is the position measurement vector according constituted orthogonal coordinate than the observed value of the position information at sampling time t k, H is the observation matrix at sampling time t k, a formula (26). v k is the observation noise vector corresponding to the observation vector Z k at the sampling time t k, a three-dimensional normal distribution white noise of zero mean, a formula (27), equation (28). Note that R k is an observation error covariance matrix at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model. Further, it is assumed that the driving noise vector and the observation noise vector are independent of each other.

【数14】 [Equation 14]

【0047】また、サンプリング時刻t1からtkまでの
観測値ベクトルの集積を式(29)のように表す。
Further, the accumulation of the observation value vectors from the sampling time t 1 to t k is represented by the equation (29).

【数15】 (Equation 15)

【0048】カルマンフィルタの理論によれば、上記モ
デルに従いサンプリング時刻tkで観測値が得られた場
合の、状態ベクトルXkの推定値Xk(+)は式(30)
〜(38)によって計算される。
According to the Kalman filter theory, the estimated value X k (+) of the state vector X k when the observed value is obtained at the sampling time t k according to the above model is expressed by the following equation (30).
38 (38).

【数16】 (Equation 16)

【0049】ここで、Xk,a(−)、Xk,a(+)、Xk
(−)、Xk(+)、Pk,a(−)、Pk,a(+)、P
k(−)、Pk(+)は、それぞれ式(39)〜(46)
のように定義される。
Here, X k, a (−), X k, a (+), X k
(-), X k (+ ), P k, a (-), P k, a (+), P
k (−) and P k (+) are calculated by equations (39) to (46), respectively.
Is defined as

【数17】 [Equation 17]

【0050】Xk,a(−)はサンプリング時刻tk-1まで
の観測情報Zk-1と運動モデルの仮説Ψk,aに基づくXk
の条件付き平均値で、サンプリング時刻tk-1までの観
測情報Zk-1と運動モデルの仮説Ψk,aに基づいてサンプ
リング時刻tkでの真値を推定した予測ベクトルに相当
する。
[0050] X k, a (-) is X k based on the hypothesis Ψ k, a of observation information Z k-1 and the motion model of up to sampling time t k-1
In conditional mean value of corresponds to the prediction vector estimating the true value of hypothetical [psi k, a observation information Z k-1 and motion model to the sampling time t k-1 at the sampling time t k.

【0051】Xk,a(+)はサンプリング時刻tkまでの
観測情報Zkと運動モデルの仮説Ψk ,aに基づくXkの条
件付き平均値で、サンプリング時刻tkまでの観測情報
kと運動モデルの仮説Ψk,aに基づいてサンプリング時
刻tkでの真値を推定した平滑ベクトルに相当する。
[0051] X k, a (+) in the conditional mean value of X k based on the hypothesis Ψ k, a of the motion model observation information Z k up to the sampling time t k, observation information Z of up to sampling time t k This corresponds to a smoothed vector whose true value has been estimated at the sampling time t k based on k and the hypothesis 運動k, a of the motion model.

【0052】Xk(−)はサンプリング時刻tk-1までの
観測情報Zk-1に基づくXkの条件付き平均値で、サンプ
リング時刻tk-1までの観測情報Zk-1に基づいてサンプ
リング時刻tkでの真値を推定した予測ベクトルに相当
する。
[0052] X k (-) is a conditional mean value of X k based on the observation information Z k-1 to the sampling time t k-1, based on the observation information Z k-1 to the sampling time t k-1 Te corresponds to the prediction vector estimating the true value at the sampling time t k.

【0053】Xk(+)はサンプリング時刻tkまでの観
測情報Zkに基づくXkの条件付き平均値で、サンプリン
グ時刻tkまでの観測情報Zkに基づいてサンプリング時
刻t kでの真値を推定した平滑ベクトルに相当する。
Xk(+) Indicates sampling time tkUp to
Measurement information ZkX based onkThe conditional average of the sample
Time tkObservation information Z up tokWhen sampling based on
Time t kCorresponds to the smoothed vector whose true value has been estimated.

【0054】Pk,a(−)、Pk,a(+)、Pk(−)、
k(+)は、それぞれXk,a(−)、Xk,a(+)、Xk
(−)、Xk(+)の誤差共分散行列を表す運動モデル
毎の予測誤差共分散行列、運動モデル毎の平滑誤差共分
散行列、N個の運動モデルによる予測誤差共分散行列、
およびN個の運動モデルによる平滑誤差共分散行列であ
る。
P k, a (−), P k, a (+), P k (−),
P k (+) is X k, a (−), X k, a (+), X k
(−), A prediction error covariance matrix for each motion model representing an error covariance matrix of X k (+), a smooth error covariance matrix for each motion model, a prediction error covariance matrix for N motion models,
And a smooth error covariance matrix with N motion models.

【0055】式(34)はサンプリング時刻tkにおけ
るゲイン行列である。
The formula (34) is a gain matrix at sampling time t k.

【0056】また、カルマンフィルタを通常適用する場
合と同様にして、初期値X0(+)、P0(+)は別途定
まっているものとする。なお、式(31)より、Pk,a
(−)は仮説Ψk,aによらない値なので、式(34)よ
りKk、式(36)よりPk,a(+)も同様に仮説Ψk,a
によらない値となる。
It is assumed that the initial values X 0 (+) and P 0 (+) are separately determined in the same manner as in the case where the Kalman filter is normally applied. From equation (31), P k, a
Since (−) is a value that does not depend on the hypothesis Ψ k, a , K k from Equation (34) and P k, a (+) from Equation (36) similarly have the hypothesis Ψ k, a
The value does not depend on

【0057】次に、図1は本実施の形態1における目標
追尾装置のブロック図である。図1において、図12と
同一符号は同一箇所を示し、その説明は省略する。新た
な符号として、18は誤差楕円体重複判定器、19は誤
差共分散行列制御器、20は乗算器である。
Next, FIG. 1 is a block diagram of the target tracking device according to the first embodiment. 1, the same reference numerals as those in FIG. 12 indicate the same parts, and the description thereof will be omitted. As a new code, 18 is an error ellipsoid overlap determiner, 19 is an error covariance matrix controller, and 20 is a multiplier.

【0058】誤差楕円体重複判定器18は、各モデル毎
予測器9より運動モデル毎の予測値、運動モデル毎の予
測誤差共分散行列を取得し、誤差楕円体の重複度判定情
報を誤差共分散行列制御器19に出力する。
The error ellipsoid overlap determiner 18 obtains the prediction value for each motion model and the prediction error covariance matrix for each motion model from the predictor 9 for each model, and uses Output to the variance matrix controller 19.

【0059】また、誤差共分散行列制御器19は、各モ
デル毎予測器9より誤差楕円体重複判定器18を介して
運動モデル毎の予測値、運動モデル毎の予測誤差共分散
行列を、また誤差楕円体重複判定器18からは重複判定
情報を取得し、誤差楕円体重複判定器18が誤差楕円体
の重複度を適当でないと判定した場合、これらの情報を
基に誤差楕円体の拡大・縮小を決定する乗算係数を算出
する。
Further, the error covariance matrix controller 19 outputs the prediction value for each motion model, the prediction error covariance matrix for each motion model, and the prediction error covariance matrix for each motion model from the prediction unit 9 for each model via the error ellipsoid overlap determination unit 18. The overlap determination information is acquired from the error ellipsoid overlap determiner 18, and when the error ellipsoid overlap determiner 18 determines that the degree of overlap of the error ellipsoid is not appropriate, the error ellipsoid enlargement / reduction is performed based on the information. A multiplication coefficient for determining the reduction is calculated.

【0060】また、乗算器20は、誤差共分散行列制御
器19から得た乗算係数を、信頼度計算に用いる残差誤
差共分散行列に乗算し、信頼度算出器3へと出力する。
The multiplier 20 multiplies the multiplication coefficient obtained from the error covariance matrix controller 19 by the residual error covariance matrix used for the reliability calculation, and outputs the result to the reliability calculator 3.

【0061】ここに、図2は本実施の形態1おける誤差
楕円体重複判定器18の動作を示すフローチャートであ
り、以下に図を用いて説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the error ellipsoid duplication determiner 18 according to the first embodiment, which will be described below with reference to the drawings.

【0062】はじめに、ステップ2−1では、誤差楕円
体重複判定器18は、各モデル毎予測器9より式(3
0)に示す運動モデル毎の予測値、式(31)に示す運
動モデル毎の予測誤差共分散行列を取得し、等速運動モ
デルと他の運動モデルの予測位置、つまり誤差楕円体の
中心同士のユークリッド距離を算出する。なお、予測位
置間のユークリッド距離は、式(47)で表される。
First, in step 2-1, the error ellipsoid duplication determiner 18 calculates the equation (3) from the predictor 9 for each model.
0) and the prediction error covariance matrix for each motion model shown in equation (31) are obtained, and the predicted positions of the constant velocity motion model and another motion model, that is, the centers of the error ellipsoids are obtained. Calculate the Euclidean distance of. The Euclidean distance between the predicted positions is represented by Expression (47).

【数18】 ここで、HXk,1(−)は等速運動モデルの予測位置で
ある。
(Equation 18) Here, HX k, 1 (−) is the predicted position of the constant velocity motion model.

【0063】次いで、ステップ2−2では、誤差楕円体
の長径、中径、短径を式(48)より求める。
Next, in step 2-2, the major axis, middle axis, and minor axis of the error ellipsoid are obtained from equation (48).

【数19】 ここで、λk,a,iは残差誤差共分散行列Sk,aの固有値で
あり、誤差楕円体の大きさを決定する。
[Equation 19] Here, λ k, a, i is an eigenvalue of the residual error covariance matrix S k, a and determines the size of the error ellipsoid.

【0064】次いで、ステップ2−3では、それぞれの
径と平行の関係にある中心同士を結んだベクトルについ
て、径の長さ/中心距離の比γk,aを式(49)より算
出する。
Next, in step 2-3, the ratio γ k, a of the diameter length / center distance is calculated from the equation (49) for the vector connecting the centers which are in parallel with the respective diameters.

【数20】 (Equation 20)

【0065】次いで、ステップ2−4では、それぞれの
運動モデルについて、算出した比γ k,aを2つのしきい
値と比較し、しきい値1よりもγk,aが小さい場合、判
定係数ε=1が割り当てられ、しきい値2よりγk,a
大きい場合、判定係数ε=2が割り当てられ、どちらに
も該当しない場合にはε=0が割り当てられる。ただ
し、しきい値1はしきい値2よりも小さい値であり、ε
=1は誤差楕円体の重なりが不十分であることを、ε=
2は誤差楕円体が重なりすぎていることを、ε=0は誤
差楕円体が適度に重なっていることを示している。
Next, in step 2-4, each
For the motion model, the calculated ratio γ k, aTwo thresholds
Value, and γk, aIs smaller,
A constant coefficient ε = 1 is assigned, and γk, aBut
If it is larger, a decision coefficient ε = 2 is assigned,
Is not applicable, ε = 0 is assigned. However
However, the threshold value 1 is smaller than the threshold value 2 and ε
= 1 means that the error ellipsoids are not sufficiently overlapped, and ε =
2 indicates that the error ellipsoids are too overlapped, and ε = 0 indicates an error.
This indicates that the difference ellipsoids are appropriately overlapped.

【0066】つづいて、図3は本実施の形態1おける誤
差楕円体の径と各運動モデルの中心距離比を用いた誤差
共分散行列制御器19と乗算器20の動作を示すフロー
チャートであり、以下に図を用いて説明する。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the error covariance matrix controller 19 and the multiplier 20 using the diameter of the error ellipsoid and the center distance ratio of each motion model in the first embodiment. This will be described below with reference to the drawings.

【0067】はじめに、ステップ3−1では、誤差共分
散行列制御器19は、誤差楕円体重複判定器18より判
定情報を取得し、誤差楕円体が適度に重なっている(ε
=0)か否かを判定する。ε=0と判断された場合には
ステップ3−6へ進み、すべての運動モデルについて終
了するかを判定する。誤差楕円の重なりが十分でない
(ε=1)、あるいは重なりすぎている(ε=2)と判
定された場合には、ステップ3−2へ進む。
First, in step 3-1, the error covariance matrix controller 19 acquires the judgment information from the error ellipsoid overlap judgment unit 18, and the error ellipsoids are appropriately overlapped (ε
= 0). If it is determined that ε = 0, the process proceeds to step 3-6, and it is determined whether or not to end for all the motion models. If it is determined that the error ellipses do not sufficiently overlap (ε = 1) or that they overlap too much (ε = 2), the process proceeds to step 3-2.

【0068】次いで、ステップ3−3からステップ3−
5では、誤差楕円体の長径、中径、短径を式(50)よ
り、また等速運動モデルと他の運動モデルとの予測位置
間の距離を式(47)より算出する。
Next, from step 3-3 to step 3-
In step 5, the major axis, middle axis, and minor axis of the error ellipsoid are calculated from equation (50), and the distance between the predicted positions of the constant velocity motion model and another motion model is calculated from equation (47).

【0069】以上の処理の結果、ステップ3−6では、
すべての運動モデルについて処理が終了したか否かを判
断する。処理が終了していなければステップ3−1から
3−5までを繰り返し、処理が終了している場合にはス
テップ3−7へ進む。
As a result of the above processing, in step 3-6,
It is determined whether or not the processing has been completed for all exercise models. If the processing is not completed, steps 3-1 to 3-5 are repeated, and if the processing is completed, the process proceeds to step 3-7.

【0070】次いで、ステップ3−7では、誤差楕円体
の長径、中径、短径と平行な予測中心を結んだベクトル
の距離の比γk,aを式(51)より算出し、各運動モデ
ルのγk,aの中の最小値を算出する。
Next, in step 3-7, the ratio γ k, a of the distance of the vector connecting the prediction center parallel to the major axis, middle axis, and minor axis of the error ellipsoid is calculated from equation (51), and each motion is calculated. Calculate the minimum value of γ k, a of the model.

【0071】次いで、ステップ3−8では、誤差楕円体
が重ならない場合の方が追尾精度に著しい影響を与える
ため、比の最小値としきい値1を始めに比較し、最小値
がしきい値1を下回れば、誤差楕円体を拡大するための
乗算係数が算出される。乗算係数は、γk,aがしきい値
1と同じ値になるように算出される。一方、最小値がし
きい値1を下回らなかった場合、最小値としきい値2の
比較が行われ、最小値がしきい値2を上回った場合、誤
差楕円体を縮小するための乗算係数が算出される。乗算
係数は、γk,aがしきい値2と同じ値になるように算出
される。ここで、しきい値2は、しきい値1よりも大き
いものとする。
Next, in step 3-8, since the case where the error ellipsoids do not overlap has a remarkable effect on the tracking accuracy, the minimum value of the ratio and the threshold value 1 are compared first, and the minimum value is determined by the threshold value. If it is less than 1, a multiplication coefficient for enlarging the error ellipsoid is calculated. The multiplication coefficient is calculated such that γ k, a has the same value as threshold value 1. On the other hand, when the minimum value does not fall below the threshold value 1, the minimum value is compared with the threshold value 2. When the minimum value exceeds the threshold value 2, the multiplication coefficient for reducing the error ellipsoid is calculated. Is calculated. The multiplication coefficient is calculated so that γ k, a has the same value as threshold value 2. Here, the threshold value 2 is larger than the threshold value 1.

【0072】そして、ステップ3−9では、上記ステッ
プにより誤差共分散行列制御器19で算出された乗算係
数は、乗算器19に入力され、乗算器19は式(18)
の信頼度計算における残差誤差共分散行列に乗算され
る。
In step 3-9, the multiplication coefficient calculated by the error covariance matrix controller 19 in the above step is input to the multiplier 19, and the multiplier 19 calculates the equation (18).
Is multiplied by the residual error covariance matrix in the reliability calculation of.

【0073】以上のように、本実施の形態1に係る目標
追尾装置によれば、誤差楕円体の重複度を判定すること
により事前に信頼度発振の可能性を知り、各運動モデル
の誤差楕円体を拡大・縮小させることで誤差楕円体同士
が常に重なるようにし、信頼度を混在させることができ
る。したがって、サンプリング間隔が長く、遠距離目標
を追尾する場合など、信頼度の発振が生じやすい条件下
においても、旋回目標に対する所望の追尾精度を保つこ
とができる。
As described above, according to the target tracking device according to the first embodiment, the possibility of reliability oscillation is known in advance by judging the degree of overlap of the error ellipsoid, and the error ellipse of each motion model is determined. By enlarging / reducing the body, the error ellipsoids can always be overlapped, and the reliability can be mixed. Therefore, the desired tracking accuracy with respect to the turning target can be maintained even under conditions where the reliability is likely to oscillate, such as when the sampling interval is long and a long distance target is tracked.

【0074】実施の形態2.図4、図5は上述した本実
施の形態1に係る目標追尾装置と同じ構成をした、本実
施の形態1とは異なる動作を示すフローチャートであ
る。
Embodiment 2 FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing the same configuration as the above-described target tracking device according to the first embodiment, and showing an operation different from that of the first embodiment.

【0075】図4は本実施の形態2に係る目標追尾装置
の誤差楕円体重複判定器18の動作を示すものである。
図において、ステップ4−1では、誤差楕円体重複判定
器18は、各モデル毎予測器9より式(30)に示す運
動モデル毎の予測値、式(31)に示す運動モデル毎の
予測誤差共分散行列を取得し、さらに観測値を取得して
各運動モデルに対する式(50)に示す残差二次形式を
算出する。
FIG. 4 shows the operation of the error ellipsoid overlap determiner 18 of the target tracking device according to the second embodiment.
In the figure, in step 4-1, the error ellipsoid overlap determiner 18 obtains a prediction value for each motion model shown in equation (30) and a prediction error for each motion model shown in equation (31) from each model predictor 9. The covariance matrix is obtained, the observation values are further obtained, and the residual quadratic form shown in equation (50) for each motion model is calculated.

【数21】 ここで、Sk,aは残差誤差共分散行列である。式(5
0)を満たすある確率で目標の存在が期待される領域が
誤差楕円体となる。
(Equation 21) Here, S k, a is a residual error covariance matrix. Equation (5
A region where the target is expected to exist with a certain probability satisfying 0) is an error ellipsoid.

【0076】なお、残差は3変量正規分布に従うため、
その残差2次形式はχ自乗分布に従う。そのため、スレ
ッショルドdは目標の存在確率を決めることで、χ自乗
分布より求めることができる。
Since the residual follows a trivariate normal distribution,
The residual quadratic form follows a chi-square distribution. Therefore, the threshold d can be obtained from the χ-square distribution by determining the existence probability of the target.

【0077】次いで、ステップ4−2では、各運動モデ
ルの残差二次形式の最小値をしきい値1と比較し、最小
値がしきい値1よりも大きい場合は誤差楕円体の重なり
が不十分であると判定され、判定係数ε=1が割当てら
れ、また各運動モデルの残差二次形式の分散がしきい値
2よりも小さい場合は、誤差楕円体同士が重なり過ぎて
いると判定され、判定係数ε=2が割り当てられる。ど
ちらにも該当しない場合は、誤差楕円体が適度に重なっ
ているとして、判定係数ε=0が割り当てられる。ただ
し、しきい値1はしきい値2よりも小さい値である。
Next, at step 4-2, the minimum value of the residual quadratic form of each motion model is compared with the threshold value 1. If the minimum value is larger than the threshold value 1, the overlap of the error ellipsoids is determined. When it is determined that the error ellipsoids are not enough, the determination coefficient ε = 1 is assigned, and the variance of the residual quadratic form of each motion model is smaller than the threshold value 2, it is determined that the error ellipsoids overlap each other too much. It is determined and a determination coefficient ε = 2 is assigned. If neither of the above cases applies, it is determined that the error ellipsoids are appropriately overlapped, and the determination coefficient ε = 0 is assigned. However, the threshold value 1 is a value smaller than the threshold value 2.

【0078】そして、ステップ4−3では、ステップ4
−2により割当てられた判定係数のテーブルからなる判
定情報を作成する。
Then, in step 4-3, step 4
The determination information including a table of the determination coefficients assigned according to -2 is created.

【0079】つづいて、図5は本実施の形態2に係る目
標追尾装置の上記誤差楕円体重複判定器18によって作
成された判定情報に基づき、誤差共分配行列制御器19
および乗算器20の動作を示すものである。図におい
て、ステップ5−1では、誤差共分散行列制御器19
は、誤差楕円体重複判定器18より判定情報を取得し、
誤差楕円体が適度に重なっている(ε=0)か否かを判
定する。ε=0と判断された場合には、ここでの処理は
終了し、誤差楕円の重なりが十分でない(ε=1)、あ
るいは重なりすぎている(ε=2)と判定された場合に
は、ステップ5−2へ進む。
FIG. 5 shows an error co-distribution matrix controller 19 based on the determination information created by the error ellipsoid overlap determiner 18 of the target tracking apparatus according to the second embodiment.
And the operation of the multiplier 20. In the figure, in step 5-1, the error covariance matrix controller 19
Obtains determination information from the error ellipsoid overlap determiner 18,
It is determined whether or not the error ellipsoids are appropriately overlapped (ε = 0). When it is determined that ε = 0, the processing here ends, and when it is determined that the error ellipses do not sufficiently overlap (ε = 1) or that the error ellipses overlap too much (ε = 2), Proceed to step 5-2.

【0080】次いで、ステップ5−2では、各運動モデ
ルの予測位置と観測値の残差二次形式が式(48)より
算出される。
Next, in step 5-2, the residual quadratic form of the predicted position of each motion model and the observed value is calculated from equation (48).

【0081】次いで、ステップ5−3では、誤差楕円の
重なりが十分でない場合(ε=1)、残差二次形式の最
小値がしきい値1と等しくなるような乗算係数を算出す
る。一方、誤差楕円が重なりすぎている(ε=2)と判
定された場合、残差二次形式の最大値がしきい値2と等
しくなるような乗算係数を算出する。
Next, in step 5-3, when the overlap of the error ellipses is not sufficient (ε = 1), a multiplication coefficient is calculated so that the minimum value of the residual quadratic form becomes equal to the threshold value 1. On the other hand, if it is determined that the error ellipses are too overlapped (ε = 2), a multiplication coefficient is calculated such that the maximum value of the residual quadratic form becomes equal to the threshold value 2.

【0082】そして、ステップ5−4では、乗算器20
は、誤差共分散行列制御器19から得た乗算係数を式
(18)の信頼度計算における残差誤差共分散行列に乗
算する。
Then, in step 5-4, the multiplier 20
Multiplies the multiplication coefficient obtained from the error covariance matrix controller 19 by the residual error covariance matrix in the reliability calculation of Expression (18).

【0083】以上のように、本実施の形態2に係る目標
追尾装置によれば、N個の運動モデルについて、観測値
とすべての運動モデルの予測位置とのユークリッド距離
をフィルタの残差誤差共分散行列で正規化した残差二次
形式としきい値を比較することにより、誤差楕円体が適
度に重なっているかを判定し、各運動モデルの残差二次
形式を用いて、各運動モデルの誤差楕円体を拡大及び縮
小させる乗算係数を算出し、誤差楕円体を拡大及び縮小
させることで、信頼度を適度に混在させることができ
る。これにより、サンプリング間隔が長く、遠距離目標
を追尾する場合など、信頼度の発振が生じやすい条件下
においても、旋回目標に対する所望の追尾精度を保つこ
とができる。
As described above, according to the target tracking apparatus according to the second embodiment, for the N motion models, the Euclidean distance between the observed value and the predicted positions of all the motion models is used as the residual error of the filter. By comparing the residual quadratic form normalized by the variance matrix with the threshold value, it is determined whether the error ellipsoids are appropriately overlapped, and using the residual quadratic form of each motion model, By calculating a multiplication coefficient for enlarging and reducing the error ellipsoid and enlarging and reducing the error ellipsoid, the reliability can be appropriately mixed. As a result, a desired tracking accuracy with respect to the turning target can be maintained even under conditions where the reliability is likely to oscillate, such as when the sampling interval is long and a long distance target is tracked.

【0084】実施の形態3.図6は本実施の形態3にお
ける上記実施の形態1,2とは異なる構成をした目標追
尾装置のブロック図である。図6において、新たな符号
として、21はモデル制御器である。
Embodiment 3 FIG. 6 is a block diagram of a target tracking device according to the third embodiment having a configuration different from those of the first and second embodiments. In FIG. 6, 21 is a model controller as a new code.

【0085】誤差楕円体重複判定器18は、各モデル毎
予測器9より運動モデル毎の予測値、運動モデル毎の予
測誤差共分散行列を取得し、誤差楕円体の重複度判定情
報をモデル制御器に出力する。また、モデル制御器21
は、各モデル毎予測器9より取得した運動モデル毎の予
測値、および運動モデル毎の予測誤差共分散行列と、誤
差楕円体重複判定器18より取得した重複判定情報とに
基づき、誤差楕円体重複判定器18が誤差楕円体の重複
度を適当でないと判定した場合、これらの情報を基にモ
デル数の増加や定数加速度ベクトルの再計算が行われ、
これらの情報はモデル設定器11へと出力される。
The error ellipsoid overlap determiner 18 obtains the prediction value for each motion model and the prediction error covariance matrix for each motion model from the predictor 9 for each model, and performs model control on the error degree ellipsoid overlap degree determination information. Output to the container. Also, the model controller 21
Is based on the prediction value for each motion model obtained from the prediction unit 9 for each model, the prediction error covariance matrix for each motion model, and the overlap determination information obtained from the error ellipsoid overlap determination unit 18. When the overlap determiner 18 determines that the degree of overlap of the error ellipsoid is not appropriate, the number of models is increased and the constant acceleration vector is recalculated based on the information,
These pieces of information are output to the model setting device 11.

【0086】次に、本実施の形態3に係る目標追尾装置
の動作について説明する。なお、本構成における誤差楕
円体重複判定器18は上述した本実施の形態1または2
と同様の動作(図2または図4)をするためその説明は
省略する。図7は本実施の形態3おけるモデル制御器2
1の動作を示すフローチャートであり、以下に図を用い
て説明する。
Next, the operation of the target tracking device according to the third embodiment will be described. Note that the error ellipsoid overlap determiner 18 in this configuration is the same as that in the first or second embodiment described above.
Since the same operation (FIG. 2 or FIG. 4) is performed, the description thereof is omitted. FIG. 7 shows a model controller 2 according to the third embodiment.
2 is a flowchart showing the operation of the first embodiment, which will be described below using the drawings.

【0087】図において、ステップ7−1では、モデル
制御器21は、誤差楕円体重複判定器18より判定情報
を取得し、誤差楕円体が適度に重なっている(ε=0)
か否かを判定する。ε=0と判断された場合には、ステ
ップ7−7へ進む。誤差楕円の重なりが十分でない(ε
=1)、あるいは重なりすぎている(ε=2)と判定さ
れた場合には、ステップ7−2へ進む。
In the figure, in step 7-1, the model controller 21 acquires the judgment information from the error ellipsoid overlap judgment unit 18, and the error ellipsoids are appropriately overlapped (ε = 0).
It is determined whether or not. If it is determined that ε = 0, the process proceeds to step 7-7. The overlap of the error ellipses is not enough (ε
= 1) or too much overlap (ε = 2), the process proceeds to step 7-2.

【0088】次いで、ステップ7−2では、誤差楕円体
の長径、中径、短径を式(50)より、等速運動モデル
と他の運動モデルの予測位置間との距離を式(47)よ
り算出する。
Next, in step 7-2, the major axis, the medium axis, and the minor axis of the error ellipsoid are expressed by equation (50), and the distance between the constant velocity motion model and the predicted position of another motion model is expressed by equation (47). It is calculated from:

【0089】次いで、ステップ7−3からステップ7−
5では、誤差楕円体の長径、中径、短径と平行な予測中
心を結んだベクトルの距離の比γk,aを式(51)より
算出する。
Next, from step 7-3 to step 7-
In step 5, the ratio γ k, a of the distance of the vector connecting the prediction centers parallel to the major axis, middle axis, and minor axis of the error ellipsoid is calculated from equation (51).

【0090】次いで、ステップ7−6では、上記各運動
モデルの距離比γk,aがそれぞれしきい値と等しくなる
ように、各運動モデルの定数加速度ベクトルを算出し、
モデル設定器11へと出力する。
Next, in step 7-6, a constant acceleration vector of each motion model is calculated so that the distance ratio γ k, a of each motion model becomes equal to the threshold value.
Output to the model setting device 11.

【0091】以上の処理の結果、ステップ7−7では、
すべての運動モデルについての処理が終了したか否かを
判断する。処理が終了していなければステップ7−1か
らステップ7−6までを繰り返し、各運動モデルの定数
加速度ベクトルを再計算する。
As a result of the above processing, in step 7-7,
It is determined whether or not the processing for all the exercise models has been completed. If the processing has not been completed, steps 7-1 to 7-6 are repeated, and the constant acceleration vector of each motion model is recalculated.

【0092】以上のように、本実施の形態3によれば、
算出された運動モデルの誤差楕円体の長径・短径・中径
と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距
離であるユークリッド距離との比を用いて、各運動モデ
ルの定数加速度ベクトルを再計算し、誤差楕円体が重な
らない運動モデル間の予測位置を調整するモデル制御手
段を備えたことにより、誤差楕円体の中心を移動させて
誤差楕円体を適度に重ね、信頼度を混在させることがで
きる。これにより、サンプリング間隔が長く、遠距離目
標を追尾する場合など、信頼度の発振が生じやすい条件
下においても、旋回目標に対する所望の追尾精度を保つ
ことができる。
As described above, according to the third embodiment,
Using the ratio of the calculated major axis / minor axis / medium axis of the error ellipsoid of the motion model and the Euclidean distance that is the distance between the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model, the constant of each motion model is calculated. By providing the model control means for recalculating the acceleration vector and adjusting the predicted position between the motion models where the error ellipsoid does not overlap, the center of the error ellipsoid is moved to appropriately overlap the error ellipsoid, and the reliability is improved. Can be mixed. As a result, a desired tracking accuracy with respect to the turning target can be maintained even under conditions where the reliability is likely to oscillate, such as when the sampling interval is long and a long distance target is tracked.

【0093】実施の形態4.図8は上述した本実施の形
態3に係る目標追尾装置と同じ構成における、本実施の
形態3とは異なるモデル制御器21の動作を示すフロー
チャートである。以下に図を用いて説明する。
Embodiment 4 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the model controller 21 having the same configuration as the above-described target tracking device according to the third embodiment and different from the third embodiment. This will be described below with reference to the drawings.

【0094】ステップ8−1からステップ8−5の動作
については、上述した本実施の形態3におけるフローチ
ャートのステップ7−1からステップ7−5と同様であ
るため、説明を省略する。
The operations in Steps 8-1 to 8-5 are the same as those in Steps 7-1 to 7-5 of the flowchart in Embodiment 3 described above, and thus the description will be omitted.

【0095】ステップ8−6および8−7では、ステッ
プ8−5で得られた各運動モデルの距離比γk,aより、
著しく誤差楕円体同士が離れている場合には新規運動モ
デルを追加し、その初期値と定数加速度ベクトルを算出
する。
In steps 8-6 and 8-7, the distance ratio γ k, a of each motion model obtained in step 8-5 is calculated as
When the error ellipsoids are far apart from each other, a new motion model is added, and its initial value and a constant acceleration vector are calculated.

【0096】以上の処理の結果、ステップ8−8では、
全ての運動モデルについての処理が終了したか否かを判
断する。処理が終了していなければステップ8−1から
ステップ8−7までを繰り返す。
As a result of the above processing, in step 8-8,
It is determined whether the processing for all the exercise models has been completed. If the processing has not been completed, steps 8-1 to 8-7 are repeated.

【0097】そして、ステップ8−9では、新規運動モ
デルの追加が終了した時点で式(15)に示すモデル遷
移確率を算出し、これをモデル設定器11に入力する。
Then, in step 8-9, when the addition of the new motion model is completed, the model transition probability shown in the equation (15) is calculated, and this is input to the model setting unit 11.

【0098】以上のように、本実施の形態4によれば、
モデル制御手段は、算出された運動モデルの誤差楕円体
の長径・短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデ
ルの予測位置間の距離であるユークリッド距離との比を
用いて、各運動モデルの誤差楕円体が重ならない領域を
特定し、前記領域に新たに運動モデルを追加することに
より、各運動モデルの信頼度を適度に混在させることが
できる。
As described above, according to the fourth embodiment,
The model control means uses the ratio of the calculated major axis / minor axis / medium axis of the error ellipsoid of the motion model to the Euclidean distance that is the distance between each motion model and the predicted position of the constant velocity motion model. By specifying an area where the error ellipsoids of each motion model do not overlap and adding a new motion model to the area, the reliability of each motion model can be mixed appropriately.

【0099】実施の形態5.図9は本実施の形態5にお
ける上記実施の形態1〜4とは異なる構成をした目標追
尾装置のブロック図である。図9において、新たな符号
として、22は旋回継続時間判定器、23は減衰ゲイン
算出器である。
Embodiment 5 FIG. FIG. 9 is a block diagram of a target tracking device according to the fifth embodiment having a configuration different from those of the first to fourth embodiments. In FIG. 9, as a new code, 22 is a turning duration determination unit, and 23 is a damping gain calculator.

【0100】旋回継続時間判定器22は、平滑器4より
平滑速度、目標の機種情報、および目標の最大加速性能
を取得し、旋回継続時間を推定する。旋回継続時間とサ
ンプリング間隔の比較により、モデルの不一致により位
置または速度の変化が過大に算出される可能性を判定
し、判定情報を減衰ゲイン算出器23へと出力する。
The turning duration determination unit 22 obtains the smoothing speed, the target model information, and the target maximum acceleration performance from the smoothing unit 4, and estimates the turning duration. By comparing the turning duration time with the sampling interval, it is determined that the position or speed change may be excessively calculated due to model mismatch, and the determination information is output to the attenuation gain calculator 23.

【0101】減衰ゲイン算出器23は、旋回継続時間判
定器22から得られた判定情報より減衰ゲインを算出
し、得られた情報をモデル設定器11へと出力する。
The damping gain calculator 23 calculates a damping gain based on the judgment information obtained from the turning duration determining unit 22 and outputs the obtained information to the model setting unit 11.

【0102】モデル設定器11は、得られた減衰ゲイン
を上述したカルマンフィルタの計算式における式(1
1)に示す定数加速度変換行列Γ’に乗算する。
The model setting unit 11 calculates the obtained attenuation gain by the equation (1) in the above-described Kalman filter calculation equation.
Multiply the constant acceleration conversion matrix Γ ′ shown in 1).

【0103】ここに、図10は本実施の形態5おける旋
回時間判定器22の動作を示すフローチャートであり、
以下に図を用いて説明する。
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the turning time determiner 22 in the fifth embodiment.
This will be described below with reference to the drawings.

【0104】はじめに、ステップ6−1では、旋回継続
時間判定器22は平滑器4より取得した平滑速度ベクト
ル、サンプリング間隔より目標の機種判定を行い、目標
の旋回継続時間を推定する。
First, in step 6-1, the turning duration determination unit 22 determines the target model based on the smoothing speed vector obtained from the smoothing unit 4 and the sampling interval, and estimates the target turning duration.

【0105】次いで、ステップ6−2では、旋回周期と
速度及び旋回荷重の関係式を式(52)〜式(54)に
示す。ここに、旋回周期とは、目標が一定の飛行速度お
よび旋回荷重で同一平面上を360°旋回するのに要す
る時間のことであり、目標の速度と旋回荷重が得られれ
ば、旋回周期、つまり旋回継続時間を推定することがで
きる。
Next, in step 6-2, equations (52) to (54) show relational expressions between the turning cycle, the speed, and the turning load. Here, the turning cycle is the time required for the target to make a 360 ° turn on the same plane at a constant flight speed and turning load. If the target speed and the turning load are obtained, the turning cycle, The turning duration can be estimated.

【数22】 ここで、Tは旋回周期、rは旋回半径、vは飛行速度、
gは重力加速度、θは機体の対称面の垂直面に対する傾
き角(バンク角)、nは荷重倍数を表す。
(Equation 22) Here, T is the turning cycle, r is the turning radius, v is the flight speed,
g is the gravitational acceleration, θ is the inclination angle (bank angle) of the plane of symmetry of the body with respect to the vertical plane, and n is the load multiple.

【0106】次いで、ステップ6−3では、目標の推定
旋回継続時間がサンプリング間隔よりも著しく短い場
合、減衰ゲインの挿入が必要と判定され、その判定情報
は減衰ゲイン算出器23へと出力される。
Next, at step 6-3, if the estimated turning duration of the target is significantly shorter than the sampling interval, it is determined that the attenuation gain needs to be inserted, and the determination information is output to the attenuation gain calculator 23. .

【0107】つづいて、図11は本実施の形態5おける
減衰ゲイン算出器23およびモデル設定器11の動作を
示すフローチャートであり、以下に図を用いて説明す
る。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the attenuation gain calculator 23 and the model setting unit 11 according to the fifth embodiment, which will be described below with reference to the drawings.

【0108】図において、ステップ11−1では、減衰
ゲイン算出器23は、旋回継続時間判定器22より取得
した減衰ゲイン挿入実行の可否及びサンプリング間隔と
推定された旋回継続時間より、減衰ゲインを算出する。
ここで、減衰ゲインは式(55)に示すような対角行列
であり、係数ζとηは、それぞれ位置、速度に対する外
部入力項の減衰ゲインとなる。
In FIG. 11, in step 11-1, the damping gain calculator 23 calculates a damping gain based on the possibility of execution of damping gain insertion obtained from the turning duration determiner 22 and the sampling interval and the estimated turning duration. I do.
Here, the attenuation gain is a diagonal matrix as shown in Expression (55), and the coefficients ζ and η are the attenuation gains of the external input terms with respect to position and velocity, respectively.

【数23】 (Equation 23)

【0109】次いで、ステップ11−2では、モデル設
定器11は、式(30)、(32)、(33)、(3
7)、(38)に示すΓk’に減衰ゲインを乗算する。
Next, at step 11-2, the model setting unit 11 calculates the equations (30), (32), (33), (3)
7) Multiply Γ k 'shown in (38) by the attenuation gain.

【0110】以上のように、本実施の形態5によれば、
上記減衰ゲイン算出手段は、定数加速度ベクトルの減衰
ゲインを、サンプリング間隔と推定された目標の旋回継
続時間とに基づいて算出することより、外部入力項の影
響を減衰させることができる。これにより、旋回継続時
間がサンプリング間隔よりも著しく短い場合に引き起こ
される。モデルの不一致による位置または速度の著しい
増大と、これに伴う追尾精度の劣化を抑制することがで
きる。
As described above, according to the fifth embodiment,
The damping gain calculator calculates the damping gain of the constant acceleration vector on the basis of the sampling interval and the estimated target turning duration, so that the influence of the external input term can be damped. This is caused when the turning duration is significantly shorter than the sampling interval. It is possible to suppress a remarkable increase in the position or the speed due to the model mismatch, and the deterioration of the tracking accuracy accompanying the increase.

【0111】[0111]

【発明の効果】以上のように、この発明に係る目標追尾
装置によれば、誤差楕円体の重複度を判定することによ
り事前に信頼度発振の可能性を知り、各運動モデルの誤
差楕円体を拡大・縮小させることで誤差楕円体を適度に
重ね、信頼度を混在させることができる。これにより、
サンプリング間隔が長く、遠距離目標を追尾する場合な
ど、信頼度の発振が生じやすい条件下においても、観測
雑音による誤差を低減しつつ、旋回目標に対する所望の
追尾精度を保つことができる。
As described above, according to the target tracking apparatus of the present invention, the possibility of reliability oscillation is known in advance by judging the degree of overlap of the error ellipsoid, and the error ellipsoid of each motion model is determined. The error ellipsoid can be appropriately overlapped by enlarging / reducing, and the reliability can be mixed. This allows
Even under conditions where the sampling interval is long and tracking of a long distance target is likely to occur, it is possible to maintain a desired tracking accuracy for the turning target while reducing errors due to observation noise.

【0112】また、誤差楕円体の重複度を判定すること
により、事前に信頼度の発振による追尾精度劣化の可能
性を知り、誤差楕円体が適度に重なるよう、目標の運動
モデル数や定数加速度ベクトルの大きさを制御すること
により、各運動モデルの誤差楕円体を適度に重ね、信頼
度を適度に混在させることができる。
Further, by judging the degree of overlap of the error ellipsoids, it is known in advance that the tracking accuracy may be degraded due to the oscillation of the reliability. By controlling the magnitude of the vector, the error ellipsoids of each motion model can be appropriately overlapped and the reliability can be mixed appropriately.

【0113】また、目標の機種、速度、およびその目標
の最大加速性能より旋回継続時間を推定することで、事
前に目標の旋回継続時間とサンプリング間隔が著しく異
なることによるモデルの不一致を知ることができる。ま
た、多重運動モデルを用いたカルマンフィルタは目標が
1サンプリング間旋回を継続すると仮定するため、推定
する旋回継続時間がサンプリング間隔よりも小さい場
合、外部入力項の影響を減衰させる減衰ゲインを算出し
ており、これにより、モデルの不一致による位置または
速度の著しい増大と、これに伴う追尾精度の劣化を抑制
することができる。
Further, by estimating the turning duration from the target model, speed, and the target maximum acceleration performance, it is possible to know in advance that the model does not match due to a marked difference between the target turning duration and the sampling interval. it can. Also, since the Kalman filter using the multiple motion model assumes that the target continues turning during one sampling, if the estimated turning continuation time is smaller than the sampling interval, a damping gain for attenuating the influence of the external input term is calculated. Thus, it is possible to suppress a remarkable increase in position or speed due to model mismatch and deterioration of tracking accuracy due to this.

【0114】また、誤差楕円体重複度判定手段は、各運
動モデルの誤差楕円体における長径・短径・中径と、該
各運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距離であ
るユークリッド距離との比を、予め設定されたしきい値
と比較することにより、誤差楕円体が適度に重なってい
るかを判定し、事前に信頼度発振の可能性を知ることが
できる。
The error ellipsoid overlap degree judging means calculates the Euclidean distance, which is the distance between the major axis, minor axis, and medium axis of the error ellipsoid of each motion model and the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model. By comparing this ratio with a preset threshold value, it can be determined whether or not the error ellipsoids overlap appropriately, and the possibility of reliability oscillation can be known in advance.

【0115】また、誤差楕円体重複度判定手段は、上記
信頼度を算出する計算式における残差誤差共分散行列で
上記ユークリッド距離を正規化した残差二次形式と、予
め設定されたしきい値とを比較することにより、誤差楕
円体が適度に重なっているかを判定し、事前に信頼度発
振の可能性を知ることができる。
The error ellipsoid overlap degree judging means includes a residual quadratic form obtained by normalizing the Euclidean distance with the residual error covariance matrix in the calculation formula for calculating the reliability, and a predetermined threshold. By comparing the values with the values, it is possible to determine whether the error ellipsoids are appropriately overlapped, and to know in advance the possibility of reliability oscillation.

【0116】また、旋回継続時間判定手段は、判定した
目標の旋回継続時間とサンプリング間隔の比を予め設定
したしきい値と比較することにより、旋回による速度ま
たは加速度の変化が過度に算出される可能性について判
定するため、事前にモデルの不一致による著しい推定速
度ベクトルの増大や、追尾精度劣化の可能性を知ること
ができる。
The turning duration determining means compares the ratio between the determined turning duration of the target and the sampling interval with a predetermined threshold value, so that the change in speed or acceleration due to turning is excessively calculated. In order to determine the possibility, it is possible to know in advance the possibility of a remarkable increase in the estimated speed vector due to model mismatch and the deterioration of the tracking accuracy.

【0117】また、各運動モデルの誤差楕円体の長径・
短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測
位置間の距離であるユークリッド距離との比に基づき、
上記信頼度を算出する計算式における誤差共分散行列の
乗算係数を算出する乗算係数算出手段をさらに備えたこ
とにより、各運動モデルの誤差楕円体を拡大・縮小させ
ることで、信頼度を適度に混在させることができる。
The major axis of the error ellipsoid of each motion model
Based on the ratio of the short diameter / medium diameter and the Euclidean distance that is the distance between the predicted position of each of the motion models and the constant velocity motion model,
By further comprising a multiplication coefficient calculating means for calculating a multiplication coefficient of the error covariance matrix in the calculation formula for calculating the reliability, the reliability is appropriately increased by enlarging / reducing the error ellipsoid of each motion model. Can be mixed.

【0118】また、乗算係数算出手段は、目標観測装置
によって観測された観測値と各運動モデルの予測位置間
の距離を残差誤差共分散行列で正規化した残差二次形式
を用いて、上記誤差楕円体を拡大および縮小させるた
め、信頼度を適度に混在させることができる。これによ
り、サンプリング間隔が長く、遠距離目標を追尾する場
合など、信頼度の発振が生じやすい条件下においても、
旋回目標に対する所望の追尾精度を保つことができる。
Further, the multiplication coefficient calculating means uses a residual quadratic form obtained by normalizing a distance between an observation value observed by the target observation device and a predicted position of each motion model by a residual error covariance matrix. Since the error ellipsoid is enlarged and reduced, the reliability can be appropriately mixed. As a result, even when the sampling interval is long and tracking of a long-distance target is likely to occur, even under conditions where oscillation of reliability is likely to occur,
A desired tracking accuracy for the turning target can be maintained.

【0119】また、算出された運動モデルの誤差楕円体
の長径・短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデ
ルの予測位置間の距離であるユークリッド距離との比を
用いて、各運動モデルの定数加速度ベクトルを再計算
し、誤差楕円体が重ならない運動モデル間の予測位置を
調整するモデル制御手段を備えたことにより、誤差楕円
体の中心を移動させて誤差楕円体を適度に重ね、信頼度
を混在させることができる。これにより、サンプリング
間隔が長く、遠距離目標を追尾する場合など、信頼度の
発振が生じやすい条件下においても、旋回目標に対する
所望の追尾精度を保つことができる。
Further, using the ratio of the major axis, minor axis, and medium axis of the calculated error ellipsoid of the motion model to the Euclidean distance, which is the distance between the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model, By providing a model control means for recalculating the constant acceleration vector of each motion model and adjusting a predicted position between the motion models in which the error ellipsoid does not overlap, the center of the error ellipsoid is moved and the error ellipsoid is appropriately adjusted. And reliability can be mixed. As a result, a desired tracking accuracy with respect to the turning target can be maintained even under conditions where the reliability is likely to oscillate, such as when the sampling interval is long and a long distance target is tracked.

【0120】また、算出された運動モデルの誤差楕円体
の長径・短径・中径と、該各運動モデルと等速運動モデ
ルの予測位置間の距離であるユークリッド距離との比を
用いて、各運動モデルの誤差楕円体が重ならない領域を
特定し、前記領域に新たに運動モデルを追加するモデル
制御手段を備えたことにより、各運動モデルの信頼度を
適度に混在させることができる。
Further, by using the ratio of the major axis, minor axis, and medium axis of the calculated error ellipsoid of the motion model to the Euclidean distance, which is the distance between the predicted position of each motion model and the constant velocity motion model, By specifying a region where the error ellipsoids of each motion model do not overlap and by providing a model control unit for newly adding a motion model to the region, the reliability of each motion model can be appropriately mixed.

【0121】また、上記減衰ゲイン算出手段は、定数加
速度ベクトルの減衰ゲインを、サンプリング間隔と推定
された目標の旋回継続時間とに基づいて算出することよ
り、外部入力項の影響を減衰させることができる。これ
により、旋回継続時間がサンプリング間隔よりも著しく
短い場合に引き起こされる。モデルの不一致による位置
または速度の著しい増大と、これに伴う追尾精度の劣化
を抑制することができる。
Further, the damping gain calculating means calculates the damping gain of the constant acceleration vector based on the sampling interval and the estimated target turning duration, thereby attenuating the influence of the external input term. it can. This is caused when the turning duration is significantly shorter than the sampling interval. It is possible to suppress a remarkable increase in the position or the speed due to the model mismatch, and the deterioration of the tracking accuracy accompanying the increase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係る目標追尾装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a target tracking device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1に係る目標追尾装置
の誤差楕円体重複判定器18の動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of an error ellipsoid overlap determination unit 18 of the target tracking device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1に係る目標追尾装置
の誤差楕円体の径と各運動モデルの中心距離比を用いた
誤差共分散行列制御器と乗算器の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating operations of an error covariance matrix controller and a multiplier using a diameter of an error ellipsoid and a center distance ratio of each motion model of the target tracking device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態2に係る目標追尾装置
の誤差楕円体重複判定器の動作を示すものである。
FIG. 4 illustrates an operation of an error ellipsoid overlap determiner of the target tracking device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2に係る目標追尾装置
の誤差共分配行列制御器と乗算器の動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing operations of an error co-distribution matrix controller and a multiplier of the target tracking device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態3における目標追尾装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a target tracking device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態3に係る目標追尾装置
のモデル制御器の動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the model controller of the target tracking device according to the third embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態4に係る目標追尾装置
のモデル制御器の動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the model controller of the target tracking device according to the fourth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態5に係る目標追尾装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a target tracking device according to Embodiment 5 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態5に係る目標追尾装
置の旋回時間判定器の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart showing an operation of a turning time determiner of the target tracking device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態5に係る目標追尾装
置の減衰ゲイン算出器とモデル設定器の動作を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing operations of an attenuation gain calculator and a model setting device of the target tracking device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図12】 従来の目標追尾装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional target tracking device.

【図13】 従来の目標追尾装置の動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of a conventional target tracking device.

【図14】 目標の運動モデルとして、設定されたN個
の定数加速度ベクトル(零加速度ベクトルを含む)を示
した図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating N constant acceleration vectors (including a zero acceleration vector) set as a target motion model.

【図15】 複数の運動モデルの予測位置を中心とした
偏平率の異なる誤差楕円体の位置関係を示した図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between error ellipsoids having different flattening rates around prediction positions of a plurality of motion models.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 目標観測装置、2 ゲート判定器、3 信頼度算出
器、4 平滑器、5信頼度メモリ、6 平滑器メモリ、
7 予測器、8 第1の遅延回路、9 各モデル毎予測
器、10 ゲイン行列算出器、11 モデル設定器、1
2 入力ベクトル平滑器、13 入力ベクトル予測器、
14 第2に遅延回路、15 表示装置、16 第4の
遅延回路、17 第3の遅延回路、18 誤差楕円体重
複判定器、19 誤差共分散行列制御器、20 乗算
器、21 モデル制御器、22旋回継続時間判定器、2
3 減衰ゲイン算出器。
1 target observation device, 2 gate judgment device, 3 reliability calculator, 4 smoother, 5 reliability memory, 6 smoother memory,
7 Predictor, 8 First delay circuit, 9 Predictor for each model, 10 Gain matrix calculator, 11 Model setting device, 1
2 input vector smoother, 13 input vector predictor,
14 Second delay circuit, 15 display device, 16 fourth delay circuit, 17 third delay circuit, 18 error ellipsoid overlap determiner, 19 error covariance matrix controller, 20 multiplier, 21 model controller, 22 turn duration time judgment device, 2
3 Attenuation gain calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻道 信吾 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 小菅 義夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J070 AC01 AC06 AD01 AJ13 AK22 BB01 BB16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shingo Tsujimichi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Yoshio Kosuge 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F term in Mitsubishi Electric Corporation (reference) 5J070 AC01 AC06 AD01 AJ13 AK22 BB01 BB16

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 N個の定数加速度ベクトルより構成され
るN個の運動モデルにカルマンフィルタを用いることに
より、特定の運動モデルの信頼度が極めて高くなりサン
プリング毎に運動モデルが切替わる発振現象とそれに伴
う追尾精度の劣化、および各運動モデルの信頼度の均一
化とそれに伴う観測雑音低減性能の劣化を抑制する制御
装置を備えた目標追尾装置において、 上記カルマンフィルタによって算出されたN個の運動モ
デル毎の予測値および予測誤差共分散行列に基づいて、
N個の運動モデルの予測位置を中心とした目標の存在期
待確率を示す等確率ラインである誤差楕円体の重複度を
判定する誤差楕円体重複度判定手段と、 上記誤差楕円体重複度判定手段により判定された誤差楕
円体の重複度に基づいて、各誤差楕円体の間に空白域が
生じないように上記誤差楕円体を拡大および縮小させる
誤差楕円体拡大・縮小手段とを備えたことを特徴とする
目標追尾装置。
The use of a Kalman filter for N motion models composed of N constant acceleration vectors makes it possible to extremely increase the reliability of a specific motion model, and to oscillate the phenomenon that the motion model is switched every sampling and the oscillation phenomenon. In a target tracking device equipped with a control device that suppresses the accompanying deterioration of tracking accuracy and the uniformity of reliability of each motion model and the resulting deterioration of observation noise reduction performance, each of the N motion models calculated by the Kalman filter is used. Based on the predicted value of and the prediction error covariance matrix,
An error ellipsoid overlap degree determination means for determining the overlap degree of the error ellipsoid which is an equal probability line indicating the expected existence probability of the target centered on the predicted positions of the N motion models; and the error ellipsoid overlap degree determination means Error ellipsoid enlarging / reducing means for enlarging and reducing the error ellipsoid so that no blank area is generated between the error ellipsoids based on the degree of overlap of the error ellipsoid determined by Characteristic target tracking device.
【請求項2】 請求項1に記載の目標追尾装置におい
て、 上記誤差楕円体拡大・縮小手段は、目標の運動モデル数
および定数加速度ベクトルの大きさを制御することによ
り誤差楕円体を拡大および縮小させることを特徴とする
目標追尾装置。
2. The target tracking device according to claim 1, wherein the error ellipsoid enlarging / reducing means enlarges / reduces the error ellipsoid by controlling the number of target motion models and the magnitude of a constant acceleration vector. A target tracking device characterized by causing the target to be tracked.
【請求項3】 N個の定数加速度ベクトルより構成され
るN個の運動モデルにカルマンフィルタを用いることに
より、特定の運動モデルの信頼度が極めて高くなりサン
プリング毎に運動モデルが切替わる発振現象とそれに伴
う追尾精度の劣化および各運動モデル信頼度の均一化と
それに伴う観測雑音低減性能の劣化を抑制する制御装置
を備えた目標追尾装置において、 上記カルマンフィルタは、1サンプリングの間に目標は
旋回を継続するものと仮定し、 上記仮定のもとに目標観測装置によって観測された目標
の機種情報、および目標の最大加速性能より目標の旋回
継続時間を推定し、旋回による速度または加速度の変化
が過度に算出される可能性について判定する旋回継続時
間判定手段と、 上記信頼度を算出する計算式における外部入力項の影響
を減衰させる減衰ゲインを算出する減衰ゲイン算出手段
とを備えたことを特徴とする目標追尾装置。
3. The use of a Kalman filter for N motion models composed of N constant acceleration vectors, the reliability of a specific motion model becomes extremely high, and the oscillation phenomenon in which the motion model is switched every sampling and the oscillation phenomenon. In the target tracking device equipped with a control device that suppresses the accompanying deterioration of the tracking accuracy and the uniformity of the reliability of each motion model and the resulting deterioration of the observation noise reduction performance, the Kalman filter keeps turning the target during one sampling. The target turn duration time is estimated from the target model information observed by the target observation device and the target maximum acceleration performance based on the above assumption, and the change in speed or acceleration due to the turn is excessive. Turning duration determining means for determining the possibility of calculation, and an external input term in a calculation formula for calculating the reliability And a damping gain calculating means for calculating a damping gain for attenuating the influence of the target.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の目標追
尾装置において、 上記誤差楕円体重複度判定手段は、各運動モデルの誤差
楕円体における長径・短径・中径と、該各運動モデルと
等速運動モデルの予測位置間の距離であるユークリッド
距離との比を、予め設定されたしきい値と比較すること
により、上記誤差楕円体の重複度を判定することを特徴
とする目標追尾装置。
4. The target tracking device according to claim 1, wherein the error ellipsoid overlap degree determination means includes a major axis, a minor axis, and a median diameter of the error ellipsoid of each motion model, and the respective motions. Determining a degree of overlap of the error ellipsoid by comparing a ratio of a Euclidean distance, which is a distance between the model and a predicted position of the constant velocity motion model, to a preset threshold value. Tracking device.
【請求項5】 請求項1または請求項2に記載の目標追
尾装置において、 上記誤差楕円体重複度判定手段は、上記信頼度を算出す
る計算式における残差誤差共分散行列で上記ユークリッ
ド距離を正規化した残差二次形式と、予め設定されたし
きい値とを比較することにより、上記誤差楕円体の重複
度を判定することを特徴とする目標追尾装置。
5. The target tracking device according to claim 1, wherein the error ellipsoid overlap degree determination unit calculates the Euclidean distance by a residual error covariance matrix in a calculation formula for calculating the reliability. A target tracking apparatus, wherein the degree of overlap of the error ellipsoid is determined by comparing the normalized residual quadratic form with a preset threshold value.
【請求項6】 請求項3に記載の目標追尾装置におい
て、 上記旋回継続時間判定手段は、判定した目標の旋回継続
時間とサンプリング間隔の比を予め設定したしきい値と
比較することにより、旋回による速度または加速度の変
化が過度に算出される可能性について判定することを特
徴とする目標追尾装置。
6. The target tracking device according to claim 3, wherein the turning continuation time determining means compares the ratio between the determined turning continuation time of the target and the sampling interval with a preset threshold value, thereby turning the target. A target tracking device for determining a possibility that a change in speed or acceleration due to an error is excessively calculated.
【請求項7】 請求項1に記載の目標追尾装置におい
て、 各運動モデルの誤差楕円体の長径・短径・中径と、該各
運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距離である
ユークリッド距離との比に基づき、上記信頼度を算出す
る計算式における誤差共分散行列の乗算係数を算出する
乗算係数算出手段をさらに備えたことを特徴とする目標
追尾装置。
7. The target tracking apparatus according to claim 1, wherein a length, a short diameter, and a middle diameter of an error ellipsoid of each motion model and a distance between each motion model and a predicted position of the constant velocity motion model. A target tracking device, further comprising: a multiplication coefficient calculation unit that calculates a multiplication coefficient of an error covariance matrix in a calculation formula for calculating the reliability based on a ratio with the Euclidean distance.
【請求項8】 請求項7に記載の目標追尾装置におい
て、 上記乗算係数算出手段は、目標観測装置によって観測さ
れた観測値と各運動モデルの予測位置間の距離を残差誤
差共分散行列で正規化した残差二次形式を用いて、上記
誤差楕円体を拡大および縮小させることを特徴とする目
標追尾装置。
8. The target tracking device according to claim 7, wherein the multiplication coefficient calculation means calculates a distance between an observation value observed by the target observation device and a predicted position of each motion model by a residual error covariance matrix. A target tracking device, characterized in that the error ellipsoid is enlarged and reduced using a normalized residual quadratic form.
【請求項9】 請求項2に記載の目標追尾装置におい
て、 算出された運動モデルの誤差楕円体の長径・短径・中径
と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距
離であるユークリッド距離との比を用いて、各運動モデ
ルの定数加速度ベクトルを再計算し、誤差楕円体が重な
らない運動モデル間の予測位置を調整するモデル制御手
段を備えたことを特徴とする目標追尾装置。
9. The target tracking apparatus according to claim 2, wherein the major axis, the minor axis, and the medium axis of the calculated error ellipsoid of the motion model and the distance between each of the motion models and the predicted position of the constant velocity motion model. Using a ratio to the Euclidean distance that is, a constant acceleration vector of each motion model is recalculated, and a model control means is provided for adjusting a predicted position between the motion models in which the error ellipsoid does not overlap with each other. Tracking device.
【請求項10】 請求項2に記載の目標追尾装置におい
て、 算出された運動モデルの誤差楕円体の長径・短径・中径
と、該各運動モデルと等速運動モデルの予測位置間の距
離であるユークリッド距離との比を用いて、各運動モデ
ルの誤差楕円体が重ならない領域を特定し、前記領域に
新たに運動モデルを追加するモデル制御手段を備えたこ
とを特徴とする目標追尾装置。
10. The target tracking apparatus according to claim 2, wherein the major, minor, and medium diameters of the error ellipsoid of the calculated motion model and the distance between each of the motion models and the predicted position of the constant velocity motion model. A target tracking device characterized by comprising a model control means for specifying a region where the error ellipsoids of each motion model do not overlap with each other using the ratio to the Euclidean distance, and adding a new motion model to the region. .
【請求項11】 請求項3に記載の目標追尾装置におい
て、 上記減衰ゲイン算出手段は、定数加速度ベクトルの減衰
ゲインを、サンプリング間隔と推定された目標の旋回継
続時間とに基づいて算出することを特徴とする目標追尾
装置。
11. The target tracking device according to claim 3, wherein the damping gain calculating means calculates the damping gain of the constant acceleration vector based on the sampling interval and the estimated turning duration of the target. Characteristic target tracking device.
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