JPH03160385A - 陰影領域追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、陰影領域追尾装置に関し、特にその追尾ゲー
トに関するものである。

［従来の技術］ 従来は例えば、レーダの監視範囲内に島あるいは海の横
断道路に関係した大形構造物等があると、レーダ波がと
どかない陰影領域を生じる。

この陰影領域における船を追尾するには、一般には陰影
領域を出る位置を予測し、その位置に一定の追尾ゲート
長による大きさの追尾ゲートを設定し、内部にある船を
捕捉して追尾していた。

すなわち，追尾ゲートの大きさが陰影領域付近の船の数
に関係しない追尾ゲートにより陰影領域から出現した船
を追尾していた。

しかし、船の交通量が多く船の数（単位面積あたりの存
在数）が多いときに、追尾ゲート上に他船が入らないよ
うに追尾ゲートを小さくすると、陰影領域から出現した
船の予測位置がずれると追尾不或功になることがあった
。

また、追尾ゲートを大きく設定すると追尾ゲート上に他
船が入り、その船を捕捉し、目的の船の追尾が不成功に
なることがあった。

特に陰影領域が１キロメートル以上になると、追尾ゲー
トが一定の大きさであるため、最適な追尾ができなかっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の陰影物標追尾方式では、船の交通量
が多く、陰影領域付近に船の数が大きいときに、追尾ゲ
ートを船の数に関係なく一定の大きさにしておくと、陰
影領域を出る船の予測位置がずれたりするとその船が追
尾ゲートにのらなかったり、他の船が追尾ゲート上に入
ったりして追尾不成功になるという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、陰影領域付近の船の数が多い場合でも、その数に応
じた大きさの追尾ゲートにより目的とする船を追尾し、
最適な追尾ができる陰影物標追尾装置を得ることを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る陰影領域追尾装置は、物標が陰影領域に入
ったとき、物標の位置を追尾し、物標が陰影領域から出
ると予測したとき、その物標の予測位置を中心として一
定の大きさの追尾ゲート内に前記物標の位置データが入
力すると、陰影領域で追尾した物標と判断する陰影領域
追尾部を有するレーダ装置において、前記陰影領域付近
の一定領域にある物標の数を算出し、その数を出力する
物標算出部と、物標算出部から出力される予測位置デー
タの数に応じた追尾ゲート長を選択して、陰影領域追尾
部のゲートの大きさを変更させる追尾ゲート長算出部と
を備えたものである。

［作用］ 本発明においては、陰影領域追尾部が陰影領域から物標
が出ると予測したとき、物標算出部が陰影領域付近の一
定領域にある物標の数を算出し、その数を出力すると、
追尾ゲート長算出部が物標算出部から出力される予測位
置データの数に応。じた追尾ゲート長を選択して、陰影
領域追尾部のゲートの大きさを変更させる。

そして、陰影領域追尾部が陰影領域から出ると予測した
物標の予測位置を中心として、前記一定領域の物標の数
に応じた大きさの追尾ゲート内に物標が入ると、陰影領
域で追尾した物標と判断する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す概略構威図であり、（
１）はレーダ部であり、水平回転するアンテナ（図示せ
ず）からパルス電波を放射し、船等の物標からの反射波
を送受信部（図示せず）で増幅し、その包路線を検波し
て所定のビデオ信号を出力すると共にトリガ信号及びア
ンテナ回転角信号を出力するものである。

（２）はデジタル信号処理部であり、レーダ部（１）か
ら物標のビデオ信号、トリガ信号及びアンテナ回転角信
号を入力し、ビデオ信号を２値に量子化した後に、一定
間隔の方位及び距離から構威される量子化座標の各区間
毎の量子化ビデオデータを作成し出力する。

（３〉は物標位置算出部であり、ビデオデータを人力し
、その連続性から同一目標であるかどうかの判定処理を
実行した後に、量子化したビデオ分布の例えば中心を物
標の位置として算出し、その位置を知らせる信号を出力
するものである。この場合は、物標を船としているので
船位データＲ　（ｎ）という。なお、ｎはアンテナ回転
の順序番号である。

（４）は陰影領域判断部であり、予め記憶している陰影
領域追尾範囲の座標データを読み、後述する追尾出力部
から各船の予測位置Ｐ　（ｎ）と平滑速度Ｖ　（ｎ−１
）を読み、この予測位置Ｐ　（ｎ）が前記陰影領域追尾
範囲の外部にある場合は予測位置Ｐ　（ｎ）及び平滑速
度Ｖ　（ｎ−１）を物標追尾部に出力し、陰影領域追尾
範囲の内部にある場合は予測位置Ｐ　（ｎ）及び平滑速
度Ｖ　（ｎ−１）を後述する陰影物標追尾部に出力する
ものである。

（５）．は物標追尾部であり、物標位置算出部（３〉か
ら船位データＲ　（ｎ）を入力し、陰影領域判断部（４
）から予測位置Ｐ　（ｎ）及び平滑速度Ｖ　（ｎ−１）
が人力されると、周知のα−βトラッカ処理により、新
しい平滑予測位置Ｓ　（ｎ）を下記の式に基づいて得る
。

平滑位置Ｓ　（ｎ）一予測位置Ｐ（ｎ）＋α［船位デー
タＲ　（ｎ）一予測位置Ｐ（ｎ）］但しαは位置の平滑
定数である。

同様に平滑速度Ｖ　（ｎ）を、 平滑速度Ｖ　（ｎ）一平滑速度Ｖ　（ｎ−１）　＋β［
船位データＲ　（ｎ）一予測位置Ｐ（ｎ）］／Ｔ但し、
Ｔはアンテナの回転周期、βは速度の平滑定数である。

そして、アンテナの次回の回転時の予測位置（以下次回
の予測位置Ｐ　（ｎ＋１）という）を下記の式により得
る。

次回の予測位置Ｐ　（ｎ＋１）一平滑位置Ｓ　（ｎ）＋
新しい平滑速度Ｖ（ｎ）ＸＴ として得る。

そして、算出した平滑位置Ｓ（ｎ）、新しい平滑速度Ｖ
　（ｎ）及び次回の予測位置Ｐ　（ｎｉｌ）を追尾出力
部（７）に出力するものである。

従って、陰影領域以外の物標について、追尾処理をする
ものである。

〈６〉は陰影領域追尾部であり、物標位置算出部（３）
から船位データＲ　（ｎ）を入力し、陰影領域判断部（
４）から予測位置Ｐ　（ｎ）及び平滑速度Ｖ　（ｎ−１
）及び後述する追尾ゲート算出部から出力されるゲート
長を用いて以下に説明する追尾処理を実行する。

すなわち、陰影領域追尾範囲内の実際の陰影領域では船
の実エコーが存在しないため船位データＲ　（ｎ）が存
在しないので、平滑位置と平滑速度として、平滑位置（
Ｓ（ｎ）　＝Ｐ（ｎ）　）　、平滑速度（　Ｖ　（ｎ）
　＝　Ｖ　（ｎ−１）　）のような処理をして、予測位
置（Ｐ　（ｎ＋１）　＝　Ｓ　（ｎ）　＋Ｖ（ｎ）　Ｔ
）の算出処理をする。

そして、上記陰影領域追尾範囲内の出口領域（予め設定
している領域）では船の実エコーが存在し船位データＲ
　（ｎ）が存在するので、追尾ゲート算出部から送られ
るゲート長のデータに応じた大きさの追尾ゲートを陰影
領域判断部（４）から送られてくる予測位置Ｐ　（ｎ）
を中心として設定し、この追尾ゲート内にある上記船位
データＲ　（ｎ）に対して、平滑位置（　Ｓ　（ｎ）　
−　Ｐ　（ｎ）　＋　ａ　（　Ｒ　（ｎ）−Ｐ（ｎ））
、平滑速度（　Ｖ　（ｎ）　＝　Ｖ　（ｎ−１）　＋β
（Ｒ（ｎ）．＝Ｐ（ｎ）／Ｔ）及び予測位置（　Ｐ　（
ｎｉ１）−　Ｓ　（ｎ）　十Ｖ　（ｎ）　Ｔ　）の算出
処理を各予測位置Ｐ（ｎ）毎に行う。

このようにして陰影領域追尾部（６）で得られた平滑位
置Ｓ（ｎ）、平滑速度Ｖ　（ｎ）及び予測位置Ｐ（ｎ＋
１）を追尾出力部に出力するものである。

（７〉は追尾出力部であり、物標追尾部（５）から出力
される平滑位置Ｓ（ｎ）、新しい平滑速度Ｖ　（ｎ）及
び次回の予測位置Ｐ　（ｎ＋１）並びに陰影領域追尾部
（６〉から出力される平滑位置Ｓ（ｎ）、新しい平滑速
度Ｖ　（ｎ）及び次回の予測位置Ｐ　（ｎ＋１）を入力
し集合する。

そして、集合した後で平滑位置Ｓ（ｎ）、新しい平滑速
度Ｖ　（ｎ）を外部に出力し、後述する船数算山部に次
回の予測位置Ｐ　（ｎ＋１）を出力する。

また、平滑速度Ｖ　（ｎ）及び次回の予測位置Ｐ（ｎ＋
ｌ）を陰影領域判断部（４）に出力するものである。

（８）は船数算出部であり、予め記憶されている陰影領
域付近の一定領域の座標データを用いて、追尾出力部（
７）から出力される予測位置Ｐ　（ｎ＋Ｌ）が前記一定
領域にあれば、その領域内の船数データを出力するもの
である。すなわち一定領域の船の数を出力する。

（９）は追尾ゲート長算出部であり、予め船数に応じて
長さの異なる追尾ゲート長が設定されて記憶されており
、船数算出部（８〉から出力される船数データに応じて
陰影領域追尾部（６）に出力するものである。

第２図は本発明の陰影領域追尾処理を説明する図である
。

図において、（Ｌ〉はレーダのアンテナ設置点、（Ｓ　
　）は陰影領域の入口側、（Ｓ２）は実際の陰影ｌ 領域であり、電波が到達しない領域である。

（Ｓ３）は出口領域であり、船が実際の陰影領域（Ｓ２
〉から出る領域とする。また、この出口領域は電波が到
達する領域である。

なお、実際の陰影領域（Ｓ２）、出口領域（Ｓ３）を本
実施例では陰領域追尾範囲（以下陰影領域という）とし
、陰影領域判断部（４）に記憶している。

また、前記陰領域付近の一定領域として、この陰影領域
そのものを設定し、船数算出部（８）に記憶している。

（Ｑ１）は追尾出力部（７）から出力された予測位置Ｐ
　（ｎ＋１）　　（以下第１の予測位置という）である
。

（Ｑ２）は追尾出力部（７）から出力された予測位Ｋ　
Ｐ　（ｎ＋１）　　（以下第２の予測位置という）であ
る。

（Ｑ３）は追尾出力部（７）から出力された予測位置Ｐ
　（ｎｉ１）であり、出口領域（Ｓ３〉　の予測位置（
以下第３の予測位置という）である。（Ｒ１）は出口領
域（Ｓ３）の船位データである。

（Ｇ）は追尾ゲート長算出部（９）から出力されたゲー
ト長を用いた追尾ゲートである。

上記の図を用いて本発明の各部の動作をフローチャート
を用いて以下に説明する。

第３図は船数算出処理動作を説明するフローチャートで
ある。

初めに、船数算出部（８）は船数算出用の初期化処理を
行い、アンテナの回転毎に船数の初期化を行う（８１）
。

次に、追尾出力部（７〉から出力される予測位置Ｐ　（
ｎｉｌ）　　（以下予測位置データという）を読み（Ｓ
３）、このデータから第１の予測位置（Ｑ１〉、第２の
予測位置（Ｑ　　）及び第３の予測位置（Ｑ３〉の２ 予測位置Ｐ　（ｎ＋１）が得られたとすると、船数算出
部（８）はこの予測位置データが記憶している前記領域
内にあるかを判断し（Ｓ５）、一定領域内であれば個数
をカウントし、船数を更新する（Ｓ７）。すなわち、一
定領域の船数をカウントする。

次に、予測位置Ｐ　（ｎｅｔ）のデータについて処理が
終了したかを判断し（Ｓ９）、終了でないと判断すれば
制御をステップＳ３に移し、次の予測位置データについ
て処理を実行する。

また、ステップＳ５で陰影領域でないと判断すれば制御
をステップＳ９に移す。

次に、ステップＳ９で終了と判断すればカウントした船
数を追尾ゲート長算出部（９）に出力する（Ｓｌｌ）。

この場合は一定領域の船数を３で追尾ゲート長算出部（
９）に出力する。

第４図は追尾ゲート長算出部の処理動作を説明するフロ
ーチャートである。

船数が船数算出部（９）から追尾ゲート長算出部（９）
に出力されると、追尾ゲート長算出部（９）は出力され
た船数を取出して読み（Ｓ２１）　、その船数が何隻か
を判断する（８２３）。

次に、例えば船数が１隻以下と判断すれば記憶している
船数１以下用の長さの追尾ゲート長を取出す（３２５）
。

また、船数が２隻と判断すれば記憶している船数２用の
長さの追尾ゲート長を取出す（３２７）。

また、船数が３隻と判断すれば記憶している船数３用の
長さの追尾ゲート長を取出す（！９２９）。

また、船数が４隻以上と判断すれば記憶している船数４
以上用の長さの追尾ゲート長を取出す（３３　１　’）
。そして、取出した追尾ゲート長を陰影領域追尾部（６
）に出力する（Ｓ３３）。

すなわち、一定領域の船数に応じた長さの追尾ゲート長
を選択し陰影領域追尾部（６）に出力し、上記説明の処
理を実行させる。

第５図は本発明の効果を説明する図であり、横軸に追尾
ゲート長、縦軸に確率を取るようにして？成したもので
ある。

図において、（　Ｐ　ｇ）は追尾ゲートに目的の船が入
る確率である。

（　Ｐ　ｓｔ）、（Ｐ３■〉、（　Ｐ　ｓａ）は追尾ゲ
ート（ｄ）上の船から目的の船を捕捉する確率である。

（Ｐ　　）、（Ｐｔ■）、（　Ｐ　ｔ３）は追尾成功確
率ｔｌ である。

（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）はそれぞれ追尾成功確率
（　Ｐ　ｔｔ〉、（Ｐｔ２）、（　Ｐ　ｔａ）の確率最
大点である。

この図は、船の予測位置データと実際の船位データＲ　
（ｎ）の間にはずれが生じるが、このずれが追尾ゲート
に入る確率は追尾ゲート長が長くなるにつれて、大きく
なるので確率（　Ｐ　ｇ）は図のグラフのように右上り
一の曲線となる。

一方、追尾ゲート長が長くなると追尾上に目的の船のほ
かに他船が存在する確率が大きくなり、目的の船を捕捉
する確率は小さくなる。

このことより、（　Ｐ　ｓｔ〉、（Ｐ８■〉、（　Ｐ　
ｓａ）の確率は図のグラフのように右下りの曲線となる
。

また、船の一定領域における存在密度が大きくなるにつ
れて、この影響は強く出るので（　Ｐ　ｓｔ）、（Ｐ　
　）、（　Ｐ　８３）の確率は前より順に船の存在Ｓ２ 密度の小、中、大の状態に対応している。

？って、目的の船の追尾が成功するのは目的の船が追尾
ゲート上に存在する場合で、かつ追尾ゲート上の船の中
から目的の船を捕捉した場合であり、そして上記の両方
の場合は互いに独立な事象であるから目的の船の追尾或
功率は、（Ｐｔ■）、（Ｐ　　）及び（　Ｐ　ｔａ）の
追尾成功確率等は両方のｔ２ 場合の生起確率（　Ｐ　ｇ）と確率（Ｐ　　’）、（　
Ｐ　ｓ。）、８１ （　Ｐ　ｓｓ）の積になる。

従って、（Ｐ　　）、（Ｐｔ■）、（　Ｐ　ｔａ）の追
尾ｔ１ 或功確率等は、図に示すように山形の曲線となり、それ
ぞれある追尾ゲート長の長さ（ｄ　）　（ｄ２）、１ （ｄ３〉等で確率が最大となる。

次に、例えば陰影領域追尾範囲での船の追尾をするため
に、追尾ゲート長を（ｄ２〉にしたまま追尾を行ったと
すると、船の存在密度が中程度の状態のときには船の追
尾戊功確率は、最大点（Ａ２）に保たれるが、船の存在
密度が大または小の状態の場合は図の（Ｂ　　）または
（Ｂ３）のようにそｌ れぞれの状態での最大点（Ａ，）　、または（Ａ３）と
は異なる（Ｐ　　）または（Ｐｔ３）上の点で示さｔ１ れる値の追尾或功確率となり、それぞれの状態で威し得
る最大の追尾或功確率より低い値で動作することになる
。

従って、追尾ゲート長算出部（９）に船数算出部（８〉
から出力される船数に応じて、予め船の迫尾威功確率が
最大となるような長さの追尾ゲート長を記憶しておくと
、例えば船の存在密度が変化し船数算出部（８〉から出
力される船数が変化しても、追尾ゲート長算出部（９）
は船数に応じて追尾或功確率が最大となるような長さの
追尾ゲート長を陰影領域追尾部（８）に出力することが
可能となり、常に最適な追尾をすることができる。

すなわち、図の（Ａ　　）、（Ａ　　）及び（Ａ３）ｌ
２ の最大点の追尾戊功確率が得られる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、物標が陰影領域から出る
と予測したとき、陰影領域付近の一定領域にある物標の
数を算出し、その数に応じた追尾ゲート長を選択して、
陰影領域追尾部の追尾ゲートの大きさを変更させるよう
にしたので、陰影領域付近に多数の物標が存在していて
も、最適な追尾ができるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す陰影領域追尾装置の概
略構成図、第２図は本発明の陰影領域追尾処理を説明す
る図、第３図は船数算出処理動作を説明するフローチャ
ート、第４図は追尾ゲート長算出部の処理動作を説明す
るフローチャート、第５図は本発明の効果を説明する図
である。 図において、（１）はレーダ部、（２）はデジタル信号
処理部、（３）は物標位置算出部、（４）は陰影領域判
断部、（５）は物標追尾部、（８）は陰影領域追尾部、
（７）は追尾出力部、（８〉は船数算出部、（９〉は追
尾ゲート算出部、（Ｌ）はレーダのアンテナ設置点、（
Ｓ　　）は陰影領域の入口側、（Ｓ２）はｌ 実際の陰影領域、（Ｓ　　）は出口領域、（Ｑ１〉は第
３ １の予測位置、（Ｑ　　）は第２の予測位置、（Ｑ３）
２ は第３の予測位置、（Ｒ１）は船位データ、（Ｇ）は＼ ｌ ＼ ｌ １ ！ ＼ ｌ ＼ ｌ 陰影頒工或追尾処理を説日月する図 船敏算出処理を説明するフローチャート第３図 追尾ヂート長算出部を説明す６つローテＹ一ト本登明の
効果を説明する図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物標が陰影領域に入ったとき、該物標の位置を追尾し、
   該物標が前記陰影領域から出ると予測したとき、その物
   標の予測位置を中心として一定の大きさの追尾ゲート内
   に前記物標の位置データが入力すると、前記陰影領域で
   追尾した物標と判断する陰影領域追尾部を有するレーダ
   装置において、前記陰影領域付近の一定領域にある物標
   の数を算出して、その数を出力する物標算出部と、前記
   物標算出部から出力される予測位置データの数に応じた
   追尾ゲート長を選択して、前記陰影領域追尾部のゲート
   の大きさを変更させる追尾ゲート長算出部と を備えたことを特徴とする陰影領域追尾装置。