JP5896823B2 - 目標追尾装置及び目標追尾方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、レーダやＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）など、観測精度が異なる複数のセンサを用いて、航空機、船舶、車両などの目標の位置を観測して、目標の位置を高精度に推定する目標追尾装置及び目標追尾方法に関するものである。

以下の非特許文献１には、複数のセンサの目標の観測値を使用して、追尾フィルタによる追尾処理を実施することで、目標の追尾誤差を低減している目標追尾装置が開示されている。
しかし、観測精度が異なる複数のセンサの観測値を使用する場合、観測精度が低いセンサの観測値によって、追尾の位置精度が劣化する可能性がある。

以下の特許文献１には、広域センサ（低精度，広覆域，通信遅延あり）の観測値と、搭載センサ（高精度，狭覆域，遅延なし）の観測値とを使用して、追尾処理を実施する目標追尾装置が開示されている。
この目標追尾装置では、広域センサの観測値から検出目標数を特定し、その検出目標数を用いて、仮説の信頼度を高める一方、搭載センサの観測値を用いて、追尾処理を実施している。
即ち、この目標追尾装置では、目標の追尾処理では、低精度の広域センサの観測値を使用せずに、高精度の搭載センサの観測値だけを用いて、目標の位置を推定するようにしている。

特開２００７−１４７３０６号公報（段落番号［０００６］から［０００７］）

信学論Ｂ，ｖｏｌ．Ｊ８３−Ｂ，Ｎｏ．１２，ｐｐ．１７４７−１７５９（２０００．１２），亀田・辻道・小菅，"広域複数レーダによる旋回複数目標追尾"

従来の目標追尾装置は以上のように構成されているので、観測精度が異なる複数のセンサの観測値を使用して追尾処理を実施する場合（非特許文献１）、観測精度が低いセンサの観測値によって、追尾の位置精度が劣化する可能性がある。また、目標の追尾処理では、低精度の広域センサの観測値を使用せずに、高精度の搭載センサの観測値だけを用いて、目標の位置を推定する場合（特許文献１）、高精度の搭載センサの観測値が欠落すると、追尾の位置精度が劣化してしまう課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、観測精度が異なる複数のセンサを用いて、目標の位置を高精度に推定することができる目標追尾装置及び目標追尾方法を得ることを目的とする。

この発明に係る目標追尾装置は、目標の位置を観測する第１のセンサと、第１のセンサより高い観測精度で目標の位置を観測する第２のセンサと、第１のセンサの観測結果と第２のセンサの観測結果を用いて、目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と第１のセンサの観測結果との相関を判定する第１の航跡算出手段と、第２のセンサの観測結果を用いて、目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と第２のセンサの観測結果との相関を判定する第２の航跡算出手段と、第１の航跡算出手段の判定結果から、第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡の継続性を判定する継続性判定手段と、第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡と第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡との同一性を判定する同一性判定手段とを備え、航跡選択手段が、第２の航跡算出手段の判定結果、継続性判定手段の判定結果及び同一性判定手段の判定結果に基づいて、第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡、または、第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択するようにしたものである。

この発明によれば、航跡選択手段が、第２の航跡算出手段の判定結果、継続性判定手段の判定結果及び同一性判定手段の判定結果に基づいて、第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡、または、第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択するように構成したので、観測精度が異なる複数のセンサを用いて、目標の位置を高精度に推定することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による目標追尾装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による目標追尾装置の航跡選択出力部５の処理内容を示すフローチャートである。 低精度センサ及び高精度センサの特徴を示す説明図である。 目標の等速直進時に課題が発生するシナリオを示す説明図である。 目標の旋回時に課題が発生するシナリオを示す説明図である。 高精度センサ航跡と高精度センサデータとが相関しているケースを示す説明図である。 統合航跡の継続性がないケースを示す説明図である。 統合航跡と高精度センサ航跡の同一性が認められないケースを示す説明図である。 統合航跡と高精度センサ航跡の同一性が認められるケースを示す説明図である。 この発明の実施の形態２による目標追尾装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による目標追尾装置の航跡選択出力部１５の処理内容を示すフローチャートである。 観測精度が異なるセンサの特徴を示す説明図である。 第１高精度センサ航跡と第１高精度センサデータとが相関しているケースを示す説明図である。 第２高精度センサ航跡を正しいとみなせるケースを示す説明図である。 統合航跡の継続性がないケースを示す説明図である。 統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性が認められないケースを示す説明図である。 この発明の実施の形態３による目標追尾装置を示す構成図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置を示す構成図である。
図１において、低精度センサ１は目標の位置を観測して、その観測値である低精度センサデータを出力する第１のセンサである。
この実施の形態１では、図３に示すように、低精度センサ１は、位置の観測精度が低く、目標旋回時の検出率が高く、不要信号が多いという特徴を有しているものとする。
高精度センサ２は低精度センサ１より高い観測精度で、上記目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータを出力する第２のセンサである。
この実施の形態１では、図３に示すように、高精度センサ２は、位置の観測精度が高く、目標旋回時の検出率が低く、不要信号が少ないという特徴を有しているものとする。

追尾処理部３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、低精度センサ１から出力された低精度センサデータ及び高精度センサ２から出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の航跡（以下、「統合航跡」と称する）を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の統合航跡と低精度センサ１から出力された低精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。なお、追尾処理部３は第１の航跡算出手段を構成している。

追尾処理部４は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、高精度センサ２から出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の航跡（以下、「高精度センサ航跡」と称する）を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の高精度センサ航跡と高精度センサ２から出力された高精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。なお、追尾処理部４は第２の航跡算出手段を構成している。

航跡選択出力部５は相関判定結果入力部６、継続性判定部７、同一性判定部８及び航跡選択部９から構成されている。
相関判定結果入力部６は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、追尾処理部４の相関判定結果を入力して、その相関判定結果を航跡選択部９に出力する処理を実施する。

継続性判定部７は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、追尾処理部３の相関判定結果を入力し、その相関判定結果から統合航跡の継続性を判定する処理を実施する。なお、継続性判定部７は継続性判定手段を構成している。
同一性判定部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、追尾処理部３により算出された統合航跡と追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡との同一性を判定する処理を実施する。なお、同一性判定部８は同一性判定手段を構成している。

航跡選択部９は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、追尾処理部４の相関判定結果、継続性判定部７の判定結果及び同一性判定部８の判定結果に基づいて、追尾処理部３により算出された統合航跡、または、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する処理を実施する。
即ち、航跡選択部９は追尾処理部４の相関判定結果が相関している旨を示していれば、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する。
一方、追尾処理部４の相関判定結果が相関していない旨を示している場合、継続性判定部７の判定結果が統合航跡の継続性がない旨を示していれば、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する。
また、継続性判定部７の判定結果が統合航跡の継続性がある旨を示している場合、同一性判定部８の判定結果が同一性がある旨を示していれば、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択し、同一性判定部８の判定結果が同一性がない旨を示していれば、追尾処理部３により算出された統合航跡を選択する。
なお、航跡選択部９は航跡選択手段を構成している。

図１の例では、目標追尾装置の構成要素である低精度センサ１、高精度センサ２、追尾処理部３、追尾処理部４、相関判定結果入力部６、継続性判定部７、同一性判定部８及び航跡選択部９のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、目標追尾装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、目標追尾装置の一部（例えば、低精度センサ１、高精度センサ２を除く部分）がコンピュータで構成されている場合、追尾処理部３、追尾処理部４、相関判定結果入力部６、継続性判定部７、同一性判定部８及び航跡選択部９の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による目標追尾装置の航跡選択出力部５の処理内容を示すフローチャートである。

目標追尾装置の具体的な動作を説明する前に、発明の前提となる部分を説明する。
複数のセンサの観測結果を用いて、目標を観測するシステムの例として、航空機（目標）を観測する航空管制支援システムがある。
航空機の観測では、航空機の安全を確保するために、航空機の現在位置を正確に把握する必要がある。
航空機の現在位置を知るためのセンサ装置としては、例えば、空港監視レーダ（ＡＳＲ：Ａｉｒｐｏｒｔ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）、航空路監視レーダ（ＡＲＳＲ：Ａｉｒ Ｒｏｕｔｅ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）、広域マルチラテレーション（ＷＡＭ：Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｍｕｌｔｉｒａｔｅｌａｔｉｏｎ）、自動従属監視（ＡＤＳ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）受信装置などがある。

空港監視レーダは、主に、空港周辺の空域を飛行中の航空機などを探知するためのレーダであり、例えば、一次監視レーダ（ＰＳＲ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）と、二次監視レーダ（ＳＳＲ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｒａｄａｒ）とが組み合わされている。
一次監視レーダは、一定の周期で１回転する指向性アンテナから電波を放射し、その放射した電波が航空機などに当たって反射してきた反射波を受信することで、その指向性アンテナと航空機間の距離や、航空機の方位を探知するものである。ただし、一次監視レーダでは、航空機以外（雲や海面など）からの反射波も不要信号として受信するため、不要信号が多い特徴を有している。

二次監視レーダは、一次監視レーダのアンテナと一緒に回転する指向性アンテナから、１０３０ＭＨｚの電波（質問信号）を放射する。
これにより、航空機に搭載されたトランスポンダが１０３０ＭＨｚの電波（質問信号）を受信すると、その質問信号に対する応答として、１０９０ＭＨｚの電波（応答信号）を送信する。
二次監視レーダは、１０９０ＭＨｚの電波（応答信号）を受信することで、その指向性アンテナと航空機間の距離や、航空機の方位を探知する。
なお、応答信号には、航空機の識別コードが含まれるため、航空機以外（雲や海面など）の不要信号は取得されない。また、同じ方向に存在している複数の航空機から送信される電波（応答信号）が輻輳して識別不能になるのを防ぐために、二次監視レーダが、応答すべき航空機の識別コードを指定し、その識別コードを有する航空機のトランスポンダだけが、電波（応答信号）を返信する機能を有するものもある（ＳＳＲモードＳ）。

広域マルチラテレーションは、航空機に搭載されたトランスポンダが送信する航空機衝突防止装置の捕捉スキッタや二次監視レーダの応答を複数の受信局で検出して到達時刻を測定する。
そして、広域マルチラテレーションは、その測定した到達時刻から、複数の受信局間の到達時刻差を求めることで、航空機と複数の受信局間の距離差を算出し、航空機と複数の受信局間の距離差からなる楕円双曲面同士の交点を求めることで、航空機の位置を算出するものである。

自動従属監視受信装置は、航空機がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機や、慣性航法装置（ＩＮＳ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）などを用いて、自らの位置や速度などを算出し、その位置や速度などの情報を放送型自動従属監視（ＡＤＳ-Ｂ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ-Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）装置を介して送信すると、その位置や速度などの情報を受信することで、航空機の位置を特定するものである。

以下、本発明の前提とする課題を説明する。
図３は低精度センサ１及び高精度センサ２の特徴を示す説明図である。
図４は目標の等速直進時に課題が発生するシナリオを示す説明図であり、図５は目標の旋回時に課題が発生するシナリオを示す説明図である。
低精度センサ１は、図３に示すように、位置の観測精度が低く、目標旋回時の検出率が高く、不要信号が多いという特徴を有しており、高精度センサ２は、位置の観測精度が高く、目標旋回時の検出率が低く、不要信号が少ないという特徴を有している。

このため、例えば、航空管制支援システムでは、低精度センサ１から出力される低精度センサデータがＰＳＲデータに相当し、高精度センサ２から出力される高精度センサデータがＳＳＲデータに相当する。
ＳＳＲデータは、目標が旋回する際に、航空機に搭載されているトランスポンダが、機体に隠れることなどによって、検出率が落ちる可能性が高くなる。不要信号の検出数については、ＰＳＲデータは、航空機の識別コードを有していないため多くなる。

図４に示すように、目標が等速直進運動を行う場合、統合航跡（低精度センサデータと高精度センサデータを用いて、追尾処理を実施することで算出される目標の航跡）と、高精度センサ航跡（高精度センサデータだけを用いて、追尾処理を実施することで算出される目標の航跡）とを比較すると、統合航跡は、低精度センサデータを用いているために、直進時の追尾精度が劣化する問題がある。
また、図５に示すように、目標が旋回運動を行う場合、目標が旋回する際に高精度センサデータが欠落する可能性が高いため、高精度センサ航跡のみでは、追尾精度が劣化する問題がある。

この発明では、直進時や旋回時の追尾精度の劣化を防止して、目標の位置を高精度に推定することができるようにしている。
以下、図１の目標追尾装置の動作を具体的に説明する。

低精度センサ１は、目標の位置を観測して、その観測値である低精度センサデータを追尾処理部３に出力する。
高精度センサ２は、低精度センサ１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータを追尾処理部３，４に出力する。

追尾処理部３は、低精度センサ１から出力された低精度センサデータ及び高精度センサ２から出力された高精度センサデータを入力すると、その低精度センサデータと高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の統合航跡を算出し、その統合航跡を航跡選択出力部５に出力する。
目標の追尾処理を実施して航跡を算出する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用することで、目標の追尾処理を実施することができる。

なお、目標の統合航跡は、追尾フィルタで算出される目標の平滑値（目標の位置・速度などを示す状態ベクトル平滑値及び平滑誤差共分散行列）と、目標の予測値（目標の位置・速度などを示す状態ベクトル予測値及び予測誤差共分散行列）とのいずれか一方、あるいは、その両方で構成される。
以降、「推定値」は、状態ベクトル平滑値又は状態ベクトル予測値を意味し、「推定誤差共分散行列」は、平滑誤差共分散行列又は予測誤差共分散行列を意味するものとする。
また、追尾処理部３は、今回算出する以前に算出している目標の統合航跡と、今回低精度センサ１から出力された低精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部５に出力する。
なお、目標の統合航跡と低精度センサデータとの相関を判定する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

ここで、追尾処理部３は、ある追尾更新時刻ｔにおいて、今回算出する以前に算出している目標の統合航跡と、今回低精度センサ１から出力された低精度センサデータとの相関が認められる場合、目標の統合航跡として、推定値ｘ_tハット（明細書中では、電子出願の関係上、ｘ_tの上に「＾」の記号を付することができないため、「ｘ_tハット」のように表記する）と推定誤差共分散行列Ｐ_tを航跡選択出力部５に出力する。
一方、相関が認められない場合には、最新の低精度センサデータと相関が認められる時刻ｔ’と、追尾更新時刻ｔとの時刻差より、時間外挿された推定値ｘ_tハット（式（１）に示す推定値ｘ_tハット）と、時間外挿された推定誤差共分散行列Ｐ_t（式（２）に示す推定誤差共分散行列Ｐ_t）とを航跡選択出力部５に出力する。

式（１）（２）において、Φ（ｔ−ｔ’）は、例えば、下記の式（３）に示すように、等速直線運動モデルの状態推移行列として定義する。
また、Ｑ（ｔ−ｔ’）は駆動雑音共分散行列、Ｉ_n×nはｎ行ｎ列の単位行列、０_n×nはｎ行ｎ列の０行列、上付き添え字のＴは転置の記号を意味する。

なお、追尾処理部３は、低精度センサデータと高精度センサデータを用いて、目標の統合航跡を算出する際の時刻ｔが、低精度センサデータ及び高精度センサデータの観測時刻から一定時間以上経過している場合、目標の予測値に含まれている予測誤差共分散行列が大きくなり過ぎてしまうため（予測誤差共分散行列は時間の経過に伴って大きくなる）、低精度センサデータ及び高精度センサデータの観測時刻から一定時間後に算出された予測値に含まれている予測誤差共分散行列を用いて、目標の統合航跡を算出する。
また、追尾処理部３は、低精度センサデータと相関処理において、下記の式（４）に示す値ε_tが所定の閾値ε_gate以上であれば、その低精度センサデータを異常値として除去するゲート内外判定処理を実施する。

式（４）において、ｘ_t,obsは低精度センサデータが示す目標の観測位置、Ｓ_tは残差共分散行列、ε_gateは閾値であり、所定の有意水準に基づいてカイ二乗分布表などから求められる。

追尾処理部４は、高精度センサ２から出力された高精度センサデータを入力すると、その高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の高精度センサ航跡を算出し、その高精度センサ航跡を航跡選択出力部５に出力する。
また、追尾処理部４は、今回算出する以前に算出している目標の高精度センサ航跡と高精度センサ２から出力された高精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部５に出力する。
追尾処理部４による航跡の算出処理は、追尾処理部３による航跡の算出処理と基本的には同様であり、算出に用いるデータが高精度センサデータに限られている点で相違している。
追尾処理部４でも、追尾処理部３と同様にゲート内外判定処理を実施する。

なお、追尾処理部４では、上述したように、算出に用いるデータが高精度センサデータに限られているため、目標の旋回時に高精度センサデータが欠落することによって、推定誤差共分散行列が発散する可能性が高い。
そのため、時刻差である（ｔ−ｔ’）が所定の閾値Ｔ_thを超える場合には、下記の式（５）のように推定誤差共分散行列Ｐ_tを算出するようにしてもよい。また、高精度センサデータの欠落が一定期間続く場合、航跡を削除するようにしてもよい。

航跡選択出力部５の相関判定結果入力部６は、追尾処理部４の相関判定結果（高精度センサ航跡と高精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）を入力して、その相関判定結果を航跡選択部９に出力する。
継続性判定部７は、追尾処理部３の相関判定結果（統合航跡と低精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）を入力し、その相関判定結果から統合航跡の継続性を判定する。
即ち、継続性判定部７は、低精度センサ１により不要信号が観測されることを想定して、統合航跡と低精度センサデータが連続して相関していれば（例えば、予め設定されている回数Ｔｈ_TQだけ連続して相関している場合）、統合航跡の継続性があると判定し、統合航跡と低精度センサデータが連続して相関していなければ、統合航跡の継続性がないと判定する。

同一性判定部８は、追尾処理部３により算出された統合航跡と追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡との同一性を判定する。
この同一性の判定は、統計学上の手法を用いることができる。例えば、カイ二乗検定を実施することで、その統合航跡と高精度センサ航跡の同一性を判定することができる。
具体的には、統合航跡の推定値ｘ_t,FUSEハット、統合航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,FUSE、高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNSハット、高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNSを下記の式（６）に代入することで検定値εを算出する。

同一性判定部８は、検定値εを算出すると、下記の式（７）に示すように、その検定値εを所定の閾値ε_thと比較し、その検定値εが閾値ε_th以上であれば、統合航跡と高精度センサ航跡の同一性を認定しない。
一方、その検定値εが閾値ε_th未満であれば、統合航跡と高精度センサ航跡の同一性を認定する。

ここで、閾値ε_thは、所定の有意水準に基づいて、例えば、カイ二乗分布表から求めたものである。例えば、有意水準５％で検定すると、危険率５％で、本来同一である航跡が、同一の航跡でないとする誤判定がなされることを意味する。

航跡選択部９は、相関判定結果入力部６から出力された追尾処理部４の相関判定結果、継続性判定部７の判定結果及び同一性判定部８の判定結果に基づいて、追尾処理部３により算出された統合航跡、または、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する。
以下、航跡選択出力部５による航跡の選択処理を具体的に説明する。

航跡選択出力部５の航跡選択部９は、相関判定結果入力部６から出力された追尾処理部４の相関判定結果（高精度センサ航跡と高精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（図２のステップＳＴ１）、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ２）。
高精度センサ航跡と高精度センサデータとが相関している場合、図６に示すようなケースが考えられる。
航跡選択出力部５の継続性判定部７は、航跡選択部９が追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択すると、統合航跡の継続性の指標となるトラック品質値ＴＱ（Ｔｒａｃｋ Ｑｕａｌｉｔｙ）を“０”に初期化する（ステップＳＴ３）。

継続性判定部７は、追尾処理部４の相関判定結果が相関していない旨を示している場合（ステップＳＴ１）、追尾処理部３の相関判定結果（統合航跡と低精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（ステップＳＴ４）、トラック品質値ＴＱを１つカウントアップする（ステップＳＴ５）。
一方、追尾処理部３の相関判定結果が相関していない旨を示していれば（ステップＳＴ４）、トラック品質値ＴＱを１つカウントダウンする（ステップＳＴ６）。
継続性判定部７は、トラック品質値ＴＱが所定の閾値Ｔｈ_TQ未満であれば（ステップＳＴ７）、統合航跡の継続性がないと判定し、航跡選択部９は、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ８）。
トラック品質値ＴＱが閾値Ｔｈ_TQ未満である場合（統合航跡の継続性がない場合）、図７に示すように、低精度センサデータが不要信号の可能性があり、統合航跡については、継続性が確保されない限り、実際の真軌道を外れる可能性が残されているため、高精度センサ航跡を選択する。

継続性判定部７は、トラック品質値ＴＱが所定の閾値Ｔｈ_TQ以上であれば（ステップＳＴ７）、統合航跡の継続性があると判定する。
同一性判定部８は、継続性判定部７が統合航跡の継続性があると判定すると、式（６）の検定値εが閾値ε_th以上であれば（ステップＳＴ９）、統合航跡と高精度センサ航跡の同一性がないと判定し、航跡選択部９は、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ１０）。
統合航跡と高精度センサ航跡の同一性が認められない場合、図８に示すように、継続性が確保されている統合航跡が正しいと考えられる。
同一性判定部８は、式（６）の検定値εが閾値ε_th未満であれば（ステップＳＴ９）、統合航跡と高精度センサ航跡の同一性があると判定し、航跡選択部９は、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ８）。
統合航跡と高精度センサ航跡の同一性が認められる場合、図９に示すようなケースが考えられる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、航跡選択部９が、追尾処理部４の相関判定結果、継続性判定部７の判定結果及び同一性判定部８の判定結果に基づいて、追尾処理部３により算出された統合航跡、または、追尾処理部４により算出された高精度センサ航跡を選択するように構成したので、観測精度が異なる低精度センサ１と高精度センサ２を用いて、目標の位置を高精度に推定することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態１では、航空管制支援システムに適用する例を示したが、観測精度が異なる複数のセンサを用いて、目標の位置を推定するものであればよく、航空管制支援システム以外のシステムに適用してもよいことは言うまでもない。

実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２による目標追尾装置を示す構成図である。
図１０において、低精度センサ１１は目標の位置を観測して、その観測値である低精度センサデータを出力する第１のセンサである。
この実施の形態２では、図１２に示すように、低精度センサ１１は、位置の観測精度が低く、目標旋回時の検出率が高く、不要信号が多いという特徴を有しているものとする。
高精度センサ１２ａは低精度センサ１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータを出力する第２のセンサである。
この実施の形態２では、図１２に示すように、高精度センサ１２ａは、位置の観測精度が高く、目標旋回時の検出率が低く、不要信号が少ないという特徴を有しているものとする。

高精度センサ１２ｂは低精度センサ１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータを出力する第２のセンサである。
この実施の形態２では、図１２に示すように、高精度センサ１２ｂは、位置の観測精度が高〜中程度であり、目標旋回時の検出率が低く、不要信号が少ないという特徴を有しているものとする。
高精度センサ１２ｃは低精度センサ１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータを出力する第２のセンサである。
この実施の形態２では、図１２に示すように、高精度センサ１２ｃは、位置の観測精度が中程度、目標旋回時の検出率が低く、不要信号が少ないという特徴を有しているものとする。

ここでは、観測精度が高精度センサ１２ａ＞高精度センサ１２ｂ＞高精度センサ１２ｃになっており、例えば、航空管制支援システムでは、低精度センサ１１から出力される低精度センサデータがＰＳＲデータに相当し、高精度センサ１２ａから出力される高精度センサデータがＡＤＳ−Ｂデータに相当し、高精度センサ１２ｂから出力される高精度センサデータがＷＡＭデータに相当し、高精度センサ１２ｃから出力される高精度センサデータがＳＳＲデータに相当する。

追尾処理部１３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、低精度センサ１１から出力された低精度センサデータ及び高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃから出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の統合航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の統合航跡と低精度センサ１１から出力された低精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。なお、追尾処理部１３は第１の航跡算出手段を構成している。

追尾処理部１４ａは例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、高精度センサ１２ａから出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の高精度センサ航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の高精度センサ航跡と高精度センサ１２ａから出力された高精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。

追尾処理部１４ｂは例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、高精度センサ１２ｂから出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の高精度センサ航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の高精度センサ航跡と高精度センサ１２ｂから出力された高精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。

追尾処理部１４ｃは例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、高精度センサ１２ｃから出力された高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理（例えば、公知のカルマンフィルタなどの追尾フィルタを使用する追尾処理）を実施することで、目標の高精度センサ航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の高精度センサ航跡と高精度センサ１２ｃから出力された高精度センサデータとの相関を判定する処理を実施する。
なお、追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃは第２の航跡算出手段を構成している。

航跡選択出力部１５は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃの相関判定結果に基づいて、追尾処理部１３により算出された統合航跡及び追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより算出された高精度センサ航跡の中から、１つの航跡を選択する処理を実施する。なお、航跡選択出力部１５は航跡選択手段を構成している。

図１０の例では、目標追尾装置の構成要素である低精度センサ１１、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び航跡選択出力部１５のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、目標追尾装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、目標追尾装置の一部（例えば、低精度センサ１１、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを除く部分）がコンピュータで構成されている場合、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び航跡選択出力部１５の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１１はこの発明の実施の形態２による目標追尾装置の航跡選択出力部１５の処理内容を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
低精度センサ１１は、目標の位置を観測して、その観測値である低精度センサデータを追尾処理部１３に出力する。
高精度センサ１２ａは、低精度センサ１１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータ（以下、「第１高精度センサデータ」と称する）を追尾処理部１３，１４ａに出力する。
高精度センサ１２ｂは、低精度センサ１１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータ（以下、「第２高精度センサデータ」と称する）を追尾処理部１３，１４ｂに出力する。
高精度センサ１２ｃは、低精度センサ１１より高い観測精度で、目標の位置を観測して、その観測値である高精度センサデータ（以下、「第３高精度センサデータ」と称する）を追尾処理部１３，１４ｃに出力する。

追尾処理部１３は、低精度センサ１１から出力された低精度センサデータ及び高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃから出力された高精度センサデータを入力すると、その低精度センサデータと３つの高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の統合航跡を算出し、その統合航跡を航跡選択出力部１５に出力する。
目標の追尾処理を実施して航跡を算出する処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
また、追尾処理部１３は、今回算出する以前に算出している目標の統合航跡と低精度センサ１１から出力された低精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部１５に出力する。

追尾処理部１４ａは、高精度センサ１２ａから出力された第１高精度センサデータを入力すると、図１の追尾処理部４と同様に、第１高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の高精度センサ航跡（以下、「第１高精度センサ航跡」と称する）を算出し、その第１高精度センサ航跡を航跡選択出力部１５に出力する。
また、追尾処理部１４ａは、今回算出する以前に算出している目標の第１高精度センサ航跡と高精度センサ１２ａから出力された第１高精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部１５に出力する。

追尾処理部１４ｂは、高精度センサ１２ｂから出力された第２高精度センサデータを入力すると、図１の追尾処理部４と同様に、第２高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の高精度センサ航跡（以下、「第２高精度センサ航跡」と称する）を算出し、その第２高精度センサ航跡を航跡選択出力部１５に出力する。
また、追尾処理部１４ｂは、今回算出する以前に算出している目標の第２高精度センサ航跡と高精度センサ１２ｂから出力された第２高精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部１５に出力する。

追尾処理部１４ｃは、高精度センサ１２ｃから出力された第３高精度センサデータを入力すると、図１の追尾処理部４と同様に、第３高精度センサデータを用いて、目標の追尾処理を実施することで目標の高精度センサ航跡（以下、「第３高精度センサ航跡」と称する）を算出し、その第３高精度センサ航跡を航跡選択出力部１５に出力する。
また、追尾処理部１４ｃは、今回算出する以前に算出している目標の第３高精度センサ航跡と高精度センサ１２ｃから出力された第３高精度センサデータとの相関を判定し、その相関判定結果を航跡選択出力部１５に出力する。

航跡選択出力部１５は、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃの相関判定結果に基づいて、追尾処理部１３により算出された統合航跡及び追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより算出された高精度センサ航跡の中から、１つの航跡を選択する。
以下、航跡選択出力部１５による航跡の選択処理を具体的に説明する。

航跡選択出力部１５は、最も観測精度が高い高精度センサ１２ａの観測結果を用いて、目標の航跡を算出している追尾処理部１４ａの相関判定結果（第１高精度センサ航跡と第１高精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（図１１のステップＳＴ１１）、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ１２）。
追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡と第１高精度センサデータとが相関している場合、図１３に示すようなケースが考えられる。
航跡選択出力部１５は、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡を選択すると、統合航跡の継続性の指標となるトラック品質値ＴＱを“０”に初期化する（ステップＳＴ１３）。

航跡選択出力部１５は、追尾処理部１４ａの相関判定結果が相関していない旨を示している場合（ステップＳＴ１１）、２番目に観測精度が高い高精度センサ１２ｂの観測結果を用いて、目標の航跡を算出している追尾処理部１４ｂの相関判定結果（第２高精度センサ航跡と第２高精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（ステップＳＴ１４）、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡と追尾処理部１４ｂにより算出された第２高精度センサ航跡との同一性を判定する。

即ち、航跡選択出力部１５は、第１高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS1ハット、第１高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS1、第２高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS2ハット、第２高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS2を下記のカイ二乗検定による式（８）に代入することで検定値ε１を算出する。

航跡選択出力部１５は、検定値ε１を算出すると、下記の式（９）に示すように、その検定値ε１を所定の閾値ε_thと比較し、その検定値ε１が閾値ε_th以上であれば、第１高精度センサ航跡と第２高精度センサ航跡の同一性を認定しない。
一方、その検定値ε１が閾値ε_th未満であれば、第１高精度センサ航跡と第２高精度センサ航跡の同一性を認定する。

航跡選択出力部１５は、その検定値ε１が閾値ε_th未満であれば（ステップＳＴ１５）、第１高精度センサ航跡と第２高精度センサ航跡の同一性が認められるため、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ１６）。
一方、その検定値ε１が閾値ε_th以上であれば（ステップＳＴ１５）、第１高精度センサ航跡と第２高精度センサ航跡の同一性が認められないため、追尾処理部１４ｂにより算出された第２高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ１７）。
これは、第２高精度センサデータは観測精度が良く、不要信号の検出数が少ない特徴を有しており、追尾処理部１４ｂのゲート内外判定処理によって異常値が除去されるため、第２高精度センサデータが入力された時点で、図１４に示すように、第２高精度センサ航跡を正しいとみなせるためである。
航跡選択出力部１５は、第１高精度センサ航跡又は第２高精度センサ航跡を選択すると、統合航跡の継続性の指標となるトラック品質値ＴＱを“０”に初期化する（ステップＳＴ１８）。

航跡選択出力部１５は、追尾処理部１４ｂの相関判定結果が相関していない旨を示している場合（ステップＳＴ１４）、３番目に観測精度が高い高精度センサ１２ｃの観測結果を用いて、目標の航跡を算出している追尾処理部１４ｃの相関判定結果（第３高精度センサ航跡と第３高精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（ステップＳＴ１９）、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡と追尾処理部１４ｃにより算出された第３高精度センサ航跡との同一性を判定する。

即ち、航跡選択出力部１５は、第１高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS1ハット、第１高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS1、第３高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS3ハット、第３高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS3を下記のカイ二乗検定による式（１０）に代入することで検定値ε２を算出する。

航跡選択出力部１５は、検定値ε２を算出すると、下記の式（１１）に示すように、その検定値ε２を所定の閾値ε_thと比較し、その検定値ε２が閾値ε_th以上であれば、第１高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性を認定しない。
一方、その検定値ε２が閾値ε_th未満であれば、第１高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性を認定する。

航跡選択出力部１５は、その検定値ε２が閾値ε_th未満であれば（ステップＳＴ２０）、第１高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性が認められるため、追尾処理部１４ａにより算出された第１高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ２１）。
一方、その検定値ε２が閾値ε_th以上であれば（ステップＳＴ２０）、第１高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性が認められないため、追尾処理部１４ｂにより算出された第２高精度センサ航跡と追尾処理部１４ｃにより算出された第３高精度センサ航跡との同一性を判定する。

即ち、航跡選択出力部１５は、第２高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS2ハット、第２高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS2、第３高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNS3ハット、第３高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNS3を下記のカイ二乗検定による式（１２）に代入することで検定値ε３を算出する。

航跡選択出力部１５は、検定値ε３を算出すると、下記の式（１３）に示すように、その検定値ε３を所定の閾値ε_thと比較し、その検定値ε３が閾値ε_th以上であれば、第２高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性を認定しない。
一方、その検定値ε３が閾値ε_th未満であれば、第２高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性を認定する。

航跡選択出力部１５は、その検定値ε３が閾値ε_th未満であれば（ステップＳＴ２２）、第２高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性が認められるため、追尾処理部１４ｂにより算出された第２高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ２３）。
一方、その検定値ε３が閾値ε_th以上であれば（ステップＳＴ２２）、第２高精度センサ航跡と第３高精度センサ航跡の同一性が認められないため、追尾処理部１４ｃにより算出された第３高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ２４）。
これは、第３高精度センサデータは観測精度が良く、不要信号の検出数が少ない特徴を有しており、追尾処理部１４ｃのゲート内外判定処理によって異常値が除去されるため、第３高精度センサデータが入力された時点で、第３高精度センサ航跡を正しいとみなせるためである。
航跡選択出力部１５は、第１高精度センサ航跡、第２高精度センサ航跡又は第３高精度センサ航跡を選択すると、統合航跡の継続性の指標となるトラック品質値ＴＱを“０”に初期化する（ステップＳＴ２５）。

航跡選択出力部１５は、追尾処理部１４ｂの相関判定結果が相関していない旨を示している場合（ステップＳＴ１９）、追尾処理部１３の相関判定結果（統合航跡と低精度センサデータとが相関しているか否かを示す判定結果）が相関している旨を示していれば（ステップＳＴ２６）、トラック品質値ＴＱを１つカウントアップする（ステップＳＴ２７）。
一方、追尾処理部１３の相関判定結果が、Ｎ回連続して相関していない旨を示している場合（ステップＳＴ２８）、トラック品質値ＴＱを１つカウントダウンする（ステップＳＴ２９）。
ここで、Ｎはパラメータであり、複数のセンサ間の観測周期が異なり、低精度センサ１１の観測周期が、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測周期より長い場合、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測周期毎に、トラック品質値ＴＱが下がることを防ぐために、Ｎ回連続して相関していないことを確認している。
例えば、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測周期がｎ秒、低精度センサ１１の観測周期がｍ秒である場合、Ｎ＝ｍ／ｎ（ただし、整数）のように設定してよい。

次に、航跡選択出力部１５は、第１〜第３高精度センサ航跡の精度を比較し、最も精度が高い高精度センサ航跡を「選抜高精度センサ航跡」に決定する（ステップＳＴ３０）。
即ち、航跡選択出力部１５は、第１〜第３高精度センサ航跡毎に、下記の式（１４）に示すように、推定誤差共分散行列の対角項の和であるトレースＴＲＡＣＥ_iを算出する。ｉ＝１，２，３である。

航跡選択出力部１５は、第１〜第３高精度センサ航跡の中で、トレースＴＲＡＣＥ_iが最小の高精度センサ航跡を「選抜高精度センサ航跡」に決定する。

次に、航跡選択出力部１５は、トラック品質値ＴＱが所定の閾値Ｔｈ_TQ未満である場合（ステップＳＴ３１）、選抜高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ３２）。
トラック品質値ＴＱが閾値Ｔｈ_TQ未満である場合、図１５に示すように、低精度センサデータが不要信号の可能性があり、統合航跡については、継続性が確保されない限り、実際の真軌道を外れる可能性が残されているため、選抜高精度センサ航跡を選択する。
一方、トラック品質値ＴＱが所定の閾値Ｔｈ_TQ以上である場合（ステップＳＴ３１）、追尾処理部１３により算出された統合航跡と選抜高精度センサ航跡との同一性を判定する。

即ち、航跡選択出力部１５は、統合航跡の推定値ｘ_t,FUSEハット、統合航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,FUSE、選抜高精度センサ航跡の推定値ｘ_t,SNSOUTハット、選抜高精度センサ航跡の推定誤差共分散行列Ｐ_t,SNSOUTを下記のカイ二乗検定による式（１６）に代入することで検定値ε４を算出する。

航跡選択出力部１５は、検定値ε４を算出すると、下記の式（１７）に示すように、その検定値ε４を所定の閾値ε_thと比較し、その検定値ε４が閾値ε_th以上であれば、統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性を認定しない。
一方、その検定値ε４が閾値ε_th未満であれば、統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性を認定する。

航跡選択出力部１５は、その検定値ε４が閾値ε_th未満であれば（ステップＳＴ３３）、統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性が認められるため、選抜高精度センサ航跡を選択する（ステップＳＴ３２）。
一方、その検定値ε４が閾値ε_th以上であれば（ステップＳＴ３３）、統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性が認められないため、追尾処理部１３により算出された統合航跡を選択する（ステップＳＴ３４）。
統合航跡と選抜高精度センサ航跡の同一性が認められない場合、図１６に示すように、継続性が確保されている統合航跡が正しいと考えられる。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、航跡選択出力部１５が、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃの相関判定結果に基づいて、追尾処理部１３により算出された統合航跡及び追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより算出された高精度センサ航跡の中から、１つの航跡を選択するように構成したので、観測精度が異なる低精度センサ１１と高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを用いて、目標の位置を高精度に推定することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態２では、航空管制支援システムに適用する例を示したが、観測精度が異なる複数のセンサを用いて、目標の位置を推定するものであればよく、航空管制支援システム以外のシステムに適用してもよいことは言うまでもない。

実施の形態３．
図１７はこの発明の実施の形態３による目標追尾装置を示す構成図であり、図において、図１０と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
観測精度算出部２１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、目標に対する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係やセンサデータの信頼度などを考慮して、時々刻々と変化する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度を算出する処理を実施する。なお、観測精度算出部２１は観測精度算出手段を構成している。

航跡選択出力部２２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、図１０の航跡選択出力部１５と同様の方法で、目標の航跡を選択するが、目標の航跡を選択する前に、観測精度算出部２１の算出結果を参照して、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識する処理を実施する。
即ち、図１０の航跡選択出力部１５では、図１２に示すように、常に、高精度センサ１２ａの観測精度が最も高く、次に高精度センサ１２ｂの観測精度が高く、次に高精度センサ１２ｃの観測精度が高いものとして取り扱っているが、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度は、センサ自体の精度だけで決まるものではなく、目標とセンサ間の位置関係などが変化すると、観測精度が変化するので、観測精度算出部２１の算出結果を参照して、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識するようにしている点で相違している。
したがって、条件によっては、高精度センサ１２ｃの観測精度が最も高く、高精度センサ１２ａの観測精度が最も低くなることも考えられる。
なお、航跡選択出力部２２は航跡選択手段を構成している。

図１７の例では、目標追尾装置の構成要素である低精度センサ１１、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、追尾処理部１３、追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、観測精度算出部２１及び航跡選択出力部２２のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、目標追尾装置の全部又は一部がコンピュータで構成されていてもよい。
例えば、目標追尾装置の一部（例えば、低精度センサ１１、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを除く部分）がコンピュータで構成されている場合、追尾処理部１３，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ、観測精度算出部２１及び航跡選択出力部２２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。

次に動作について説明する。
上記実施の形態２と比べて、観測精度算出部２１を実装して、航跡選択出力部１５の代わりに航跡選択出力部２２が設けられている点以外は同じであるため、ここでは、観測精度算出部２１及び航跡選択出力部２２の処理内容だけを説明する。

観測精度算出部２１は、目標に対する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係やセンサデータの信頼度などを考慮して、時々刻々と変化する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度を算出する。
例えば、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃがレーダであり、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測値である高精度センサデータがＳＳＲデータである場合、目標に対する視線方向の観測精度はレーダの距離観測精度であり、視線方向に対して直交する方向の観測精度は、下記の式（１８）のように算出することができる。

ただし、Ｒ_TSはレーダと目標間の距離、σ_AZはレーダの方位角観測精度である。
例えば、目標に対する視線方向の観測精度と、視線方向に対して直交する方向の観測精度を比較して、最悪値を高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度σ_RADARとすればよい。

例えば、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測値である高精度センサデータがＷＡＭである場合、目標と各受信局間の位置関係に応じて、予め算出される精度低下率ＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）と距離差観測精度σ_dRを用いて、下記の式（１９）のように、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度σ_WAMを算出することができる。

例えば、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測値である高精度センサデータがＡＤＳ−Ｂデータである場合、データの性能パラメータを用いて、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度を算出することができる。
性能パラメータとしては、ＮＡＣｐ（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ ｆｏｒ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）や、ＮＩＣ（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃａｔｅｇｏｒｙ）などがある。例えば、ＮＡＣｐより、誤差標準偏差σ_ADS-Bの２倍（２σ）の範囲が分かる。
なお、データ信頼度を表すＮＩＣなどを用いて、センサデータが基準を満たさなければ、そのセンサデータを使用しないようにしたり、そのセンサデータの優先度を下げるようにしたりしてもよい。

航跡選択出力部２２は、図１０の航跡選択出力部１５と同様の方法で、目標の航跡を選択するが、目標の航跡を選択する前に、観測精度算出部２１の算出結果を参照して、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識する。
即ち、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにおけるセンサ自体の観測精度は、図１２に示すように、高精度センサ１２ａ＞高精度センサ１２ｂ＞高精度センサ１２ｃであるが、目標に対する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係などに応じて、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度が時々刻々と変化するので、観測精度算出部２１の算出結果を参照して、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識する。

例えば、観測精度算出部２１の算出結果が、高精度センサ１２ｂ＞高精度センサ１２ｃ＞高精度センサ１２ａである旨を示していれば、追尾処理部１４ａにより算出された高精度センサ航跡を「第３高精度センサ航跡」、追尾処理部１４ｂにより算出された高精度センサ航跡を「第１高精度センサ航跡」、追尾処理部１４ｃにより算出された高精度センサ航跡を「第２高精度センサ航跡」として取り扱うようにする。
また、例えば、観測精度算出部２１の算出結果が、高精度センサ１２ｃ＞高精度センサ１２ａ＞高精度センサ１２ｂである旨を示していれば、追尾処理部１４ａにより算出された高精度センサ航跡を「第２高精度センサ航跡」、追尾処理部１４ｂにより算出された高精度センサ航跡を「第３高精度センサ航跡」、追尾処理部１４ｃにより算出された高精度センサ航跡を「第１高精度センサ航跡」として取り扱うようにする。

航跡選択出力部２２は、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識して、追尾処理部１４ａ，１４ｂ，１４ｃにより算出された高精度センサ航跡の取り扱いを決定すると、以下、航跡の選択処理を実施するが、航跡の選択処理は、図１０の航跡選択出力部１５と同様であるため説明を省略する。

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、目標に対する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係やセンサデータの信頼度などを考慮して、時々刻々と変化する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度を算出する観測精度算出部２１を設け、航跡選択出力部２２が、観測精度算出部２１の算出結果を参照して、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度の高低を認識するように構成したので、目標に対する高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの位置関係などに応じて、高精度センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの観測精度が時々刻々と変化する場合でも、適正な目標の航跡を選択することができる効果を奏する。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ 低精度センサ（第１のセンサ）、２ 高精度センサ（第２のセンサ）、３ 追尾処理部（第１の航跡算出手段）、４ 追尾処理部（第２の航跡算出手段）、５ 航跡選択出力部、６ 相関判定結果入力部、７ 継続性判定部（継続性判定手段）、８ 同一性判定部（同一性判定手段）、９ 航跡選択部（航跡選択手段）、１１ 低精度センサ（第１のセンサ）、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 高精度センサ（第２のセンサ）、１３ 追尾処理部（第１の航跡算出手段）、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 追尾処理部（第２の航跡算出手段）、１５ 航跡選択出力部（航跡選択手段）、２１ 観測精度算出部（観測精度算出手段）、２２ 航跡選択出力部（航跡選択手段）。

Claims (13)

1. 目標の位置を観測する第１のセンサと、
   上記第１のセンサより高い観測精度で上記目標の位置を観測する第２のセンサと、
   上記第１のセンサの観測結果と上記第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第１のセンサの観測結果との相関を判定する第１の航跡算出手段と、
   上記第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第２のセンサの観測結果との相関を判定する第２の航跡算出手段と、
   上記第１の航跡算出手段の判定結果から、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡の継続性を判定する継続性判定手段と、
   上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡と上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡との同一性を判定する同一性判定手段と、
   上記第２の航跡算出手段の判定結果、上記継続性判定手段の判定結果及び上記同一性判定手段の判定結果に基づいて、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡、または、上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択する航跡選択手段と
   を備えた目標追尾装置。
2. 上記航跡選択手段は、上記第２の航跡算出手段の判定結果が相関している旨を示していれば、上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択することを特徴とする請求項１記載の目標追尾装置。
3. 上記航跡選択手段は、上記第２の航跡算出手段の判定結果が相関していない旨を示している場合、上記継続性判定手段の判定結果が航跡の継続性がない旨を示していれば、上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択することを特徴とする請求項２記載の目標追尾装置。
4. 上記航跡選択手段は、上記継続性判定手段の判定結果が航跡の継続性がある旨を示している場合、上記同一性判定手段の判定結果が同一性がある旨を示していれば、上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択し、上記同一性判定手段の判定結果が同一性がない旨を示していれば、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択することを特徴とする請求項３記載の目標追尾装置。
5. 上記同一性判定手段は、カイ二乗検定を実施して、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡と上記第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡との同一性を判定することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の目標追尾装置。
6. 上記第１及び第２の航跡算出手段は、センサの観測結果を用いて、目標の航跡を算出する際の時刻が、上記センサの観測時刻から一定時間以上経過している場合、上記センサの観測時刻から一定時間後の目標の予測値に含まれている予測誤差共分散行列を用いて、上記目標の航跡を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の目標追尾装置。
7. 目標の位置を観測する第１のセンサと、
   上記第１のセンサの観測精度より高い観測精度を有しており、互いに異なる観測精度で上記目標の位置を観測する複数の第２のセンサと、
   上記第１のセンサの観測結果と上記複数の第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第１のセンサの観測結果との相関を判定する第１の航跡算出手段と、
   上記第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第２のセンサの観測結果との相関を判定する複数の第２の航跡算出手段と、
   上記第１の航跡算出手段の判定結果及び上記複数の第２の航跡算出手段の判定結果に基づいて、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡及び上記複数の第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡の中から、１つの航跡を選択する航跡選択手段と
   を備えた目標追尾装置。
8. 上記航跡選択手段は、上記複数の第２の航跡算出手段の中で、最も観測精度が高い第２のセンサの観測結果を用いて、目標の航跡を算出している第２の航跡算出手段の判定結果が相関している旨を示していれば、当該第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択することを特徴とする請求項７記載の目標追尾装置。
9. 上記航跡選択手段は、上記複数の第２の航跡算出手段の中で、最も観測精度が高い第２のセンサの観測結果を用いて、目標の航跡を算出している第２の航跡算出手段の判定結果が相関していない旨を示している場合、当該第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡と、判定結果が相関している旨を示している第２の航跡算出手段の中で、最も観測精度が高い第２のセンサの観測結果を用いている第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡との同一性を判定し、その判定結果に基づいて、判定結果が相関している旨を示している第２の航跡算出手段の中で、最も観測精度が高い第２のセンサの観測結果を用いている第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡及び判定結果が相関していない旨を示しており当該第２の航跡算出手段よりも観測精度が高い第２のセンサの観測結果を用いている第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡の中から、１つの航跡を選択することを特徴とする請求項８記載の目標追尾装置。
10. 上記航跡選択手段は、全ての第２の航跡算出手段の判定結果が相関していない旨を示している場合、上記第２の航跡算出手段により目標の航跡が算出される際に算出される目標の推定値に含まれている推定誤差共分散行列の対角項の和を算出して、上記複数の第２の航跡算出手段の中から、上記対角項の和が最小の第２の航跡算出手段を選択するとともに、当該第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡と上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡との同一性を判定し、同一性が認められれば、上記対角項の和が最小の第２の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択し、同一性が認められなければ、上記第１の航跡算出手段により算出された目標の航跡を選択することを特徴とする請求項９記載の目標追尾装置。
11. 目標に対する各々の第２のセンサの位置関係を考慮して、各々の第２のセンサの観測精度を算出する観測精度算出手段を設け、
    上記航跡選択手段は、上記観測精度算出手段の算出結果を参照して、複数の第２のセンサ間の観測精度の高低を認識することを特徴とする請求項８から請求項１０のうちのいずれか１項記載の目標追尾装置。
12. 第１の航跡算出手段が、目標の位置を観測する第１のセンサの観測結果と、上記第１のセンサより高い観測精度で上記目標の位置を観測する第２のセンサの観測結果とを用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第１のセンサの観測結果との相関を判定する第１の航跡算出処理ステップと、
    第２の航跡算出手段が、上記第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第２のセンサの観測結果との相関を判定する第２の航跡算出処理ステップと、
    継続性判定手段が、上記第１の航跡算出処理ステップでの判定結果から、上記第１の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡の継続性を判定する継続性判定処理ステップと、
    同一性判定手段が、上記第１の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡と上記第２の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡との同一性を判定する同一性判定処理ステップと、
    航跡選択手段が、上記第２の航跡算出処理ステップでの判定結果、上記継続性判定処理ステップでの判定結果及び上記同一性判定処理ステップでの判定結果に基づいて、上記第１の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡、または、上記第２の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡を選択する航跡選択処理ステップと
    を備えた目標追尾方法。
13. 第１の航跡算出手段が、目標の位置を観測する第１のセンサの観測結果と、上記第１のセンサの観測精度より高い観測精度を有しており、互いに異なる観測精度で上記目標の位置を観測する複数の第２のセンサの観測結果とを用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第１のセンサの観測結果との相関を判定する第１の航跡算出処理ステップと、
    複数の第２の航跡算出手段が、上記第２のセンサの観測結果を用いて、上記目標の航跡を算出するとともに、今回算出する以前に算出している目標の航跡と上記第２のセンサの観測結果との相関を判定する第２の航跡算出処理ステップと、
    航跡選択手段が、上記第１の航跡算出処理ステップでの判定結果及び上記第２の航跡算出処理ステップでの判定結果に基づいて、上記第１の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡及び上記第２の航跡算出処理ステップで算出された目標の航跡の中から、１つの航跡を選択する航跡選択処理ステップと
    を備えた目標追尾方法。

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