JPH07181247A

JPH07181247A - 物標追尾映像表示装置

Info

Publication number: JPH07181247A
Application number: JP5325577A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okamoto; 和男岡本
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッタによって相関する追尾情報が複数で
あっても、容易にクラッタによる追尾情報を判別して除
去又はクラッタ海域を識別表示できる物標追尾映像表示
装置を得ることを目的とする。【構成】相関データ数判定手段１７が１画面分の複数
の追尾情報が記憶される毎に、複数相関かどうかを知ら
せ、複数相関のときは、予測ベクトル抽出手段１９が相
関する両追尾情報どうしの予測ベクトルを最接近距離算
出手段２１に出力し、最接近距離算出手段２１がこの予
測ベクトルに基づいた最接近距離を求め、最接近距離判
定手段２３が境界値以内かどうかを判定し、境界値以内
と判定したときは、クラッタ判定手段２４が識別符号、
不安定追尾及び識別符号がないときは、その追尾情報を
クラッタによるものとしてデータ削除手段２６により除
去させ、その後に、映像作成部２８が記憶された１画面
分の複数の追尾情報に基づいた映像を表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物標追尾映像表示装置に
関し、特にレーダで得られた映像の位置の相関より、ク
ラッタの映像を判断し、そのクラッタ映像を除去して表
示する物標追尾映像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、レーダ映像を表示する場合、波
の映像である海面クラッタ、また雨の映像である降雨ク
ラッタなどは、物標の映像以外の不要な映像であるの
で、これらクラッタは除去して表示することが望まし
い。このため、例えば、レーダを用いた従来のクラッタ
除去機構をもった映像表示装置は、フィルタリングを行
い、入力した映像位置と前回又は過去の映像との位置相
関が得られる映像のみを表示すると共に、それ以外の映
像は物標以外の不要な映像として除去していた。このフ
ィルタリングは一般にカルマンフィルタが用いられてい
る。ここで、相関判定によりクラッタが除去される理由
を述べる。海面の波又は雨というのは、常に変動があ
り、この海面の波により発生するエコーというのは、ラ
ンダムに発生し、その映像位置というのも常にランダム
である。このため、位置相関をとると、位置相関がとら
れないことになるから海面クラッタ又は降雨クラッタが
除去される。

【０００３】また、他の従来の映像表示装置は、海面反
射又は波あるいは雨によるエコーというのは物標からの
エコーと比較して信号レベルが低いものである。このよ
うな特性からエコー信号の入力レベルが所定以上であれ
ば、前回又は過去の映像と相関があるものとし、またエ
コー信号の入力レベルが所定以下であれば前回又は過去
の映像と相関がないものとして除去するクラッタ除去機
構を備えたものもある。そして、このようないずれかの
方式又は両方式を採用したクラッタ除去機構を備えて、
目標とする物標を追尾する追尾部を備えた映像表示装置
というのがある。

【０００４】図１０はレーダシステムを用いた従来の物
標追尾映像表示装置の概略構成図である。図において、
１は所定速度で回転するレーダアンテナ、３は送受信部
である。５はクラッタ除去部である。クラッタ除去部５
は送受信部３からの映像データを入力し、この映像デー
タが入力する毎に、この映像データの観測位置と記憶さ
れている映像データの前回又は過去の追尾情報に基づい
て、位置相関が得られる映像のみを出力する。つまり、
相関が得られない映像は物標以外の不要な映像として除
去していた。このフィルタリングは一般にカルマンフィ
ルタが用いられている。また、またエコー信号の入力レ
ベルが所定以下であれば前回又は過去の映像と相関がな
いものとして除去する。７は追尾部である。追尾部７は
クラッタ除去部５からの前回又は過去の映像と相関が取
れた映像データを順次入力し、この映像データの実測位
置と記憶されている相関が得られる前回求められた予測
位置に基づいて平滑位置を求めて記憶し、この平滑位置
と前回又は過去の追尾情報から次回の予測位置を求め、
物標の方向及び速度と次回の予測位置等の予測ベクトル
と平滑位置を追尾情報として記憶する。また、追尾部７
は連続して所定回相関した映像データについては追尾情
報に所定の識別符号を付加又はオペレータの入力により
識別符号が付加される（図示せず）。

【０００５】９は追尾部７により求められた平滑位置、
次回の予測位置、予測ベクトル等の追尾情報が記憶され
るメモリ、１１は前回又は過去の追尾情報が記憶される
メモリであり、例えばレーダアンテナ１の３回転分の情
報が記憶される。１３は映像作成部である。映像作成部
１３はメモリ９にレーダアンテナ１の一回転分の複数の
映像データに対応する追尾情報が記憶される毎に、その
追尾情報の平滑位置に所定のシンボルマークを作成する
と共に、予測ベクトルに基づいたベクトル符号を付加し
て表示部５に表示させる。

【０００６】図１１は追尾部の追尾処理の説明図であ
る。図において、Ｘ_p(n-1)は前回の平滑位置、Ｘ_S(n)は
前回求められた予測位置、Ｘ_P(n)は平滑位置、Ｘ_D(n)は
実測位置、Ｘ_S(n+1)は次回の予測位置、n はサンプル時
間、Ｘ_i(n)は観測位置である。つまり、ｔ_n-1における
前回の平滑位置Ｘ_p(n-1)、ｔ_nにおける今回の平滑位置
Ｘ_P(n)、ｔ_n+1における次回の平滑位置Ｘ_p(n+1)は、同
図のように示され、その追尾結果による予測ベクトルも
同図に示すようになる。図に示すように、従来はカルマ
ンフィルタに代表されるそのダイナミックスが差分式で
表わせることを用いて、今回の平滑位置Ｘ_P(n)は、実測
位置Ｘ_D(n)と前回求められた予測位置Ｘ_S(n)との差であ
る予測誤差に基づいて求めていた。そして、上記のよう
な従来の装置は、クラッタ除去部５が送受信部３からの
映像データを入力し、この映像データが入力する毎に、
この映像データの観測位置とメモリ１１の映像データの
前回又は過去の追尾情報に基づいて、位置相関が得られ
る映像のみを出力する。

【０００７】また、またエコー信号の入力レベルが所定
以下であれば前回又は過去の映像と相関がないものとし
て除去する。次に、追尾部７はクラッタ除去部５からの
前回又は過去の映像と相関が取れた映像データのみを順
次入力し、この映像データの実測位置Ｘ_D(n)とメモリ１
１の相関が得られる前回求められた予測位置Ｘ_S(n)に基
づいて平滑位置Ｘ_P(n)を求めてメモリ９に記憶し、この
平滑位置Ｘ_P(n)と前回又は過去の追尾情報から次回の予
測位置Ｘ_S(n+1)を求め、物標の方向及び速度と次回の予
測位置Ｘ_S(n+1)等の予測ベクトルと平滑位置Ｘ_P(n)を追
尾情報として記憶し、映像作成部１３は上記説明のよう
に、所定映像を作成して表示させる。つまり、距離の相
関があったものについて、前記のように追尾処理するも
のである。従って、前記に示したクラッタの映像であっ
ても、例えば予め設定した距離以内の位置であれば、物
標と同様に追尾し表示していた。従って、例えば海面ク
ラッタ又は降雨クラッタによって複数の映像が得られた
場合は、それぞれの位置の距離差に基づいて相関を判定
するため、どれが相関しているかを特定できないことに
なる。

【０００８】このため、例えば観測海域に強風が吹いて
いる場合等は、所々に大きな波が有ったりして、海面ク
ラッタが広範囲に渡って、複数発生したとしても、その
海面クラッタ内からは複数の近接エコーが得られるが上
記のように相関判定しているので、その海面クラッタ内
の不要エコーを除去できないことになる。このような現
象は、観測海域に強風が吹いている場合等は、表示画面
には、海面クラッタが広範囲に渡って表示される。ま
た、降雨の場合も同様である。図１２は従来のクラッタ
除去された表示画面の説明図である。この場合は２つの
クラッタ範囲のみを示す。図において、Ａ₁〜Ａ₃は物
標の映像である。同図に示すように、物標の映像Ａ₁〜
Ａ₃の他に、クラッタによる映像も表示されている。こ
れは、上記の説明のように、それぞれの位置の距離差に
基づいて相関を判定するカルマンフィルタを用いるた
め、どれが相関しているかを特定できないことになって
表示されていた。このため、表示映像がクラッタによる
ものかどうかは経験豊なオペレータが判断して、海域を
監視していた。このような、物標と同様に追尾等して表
示してしまうという解決し得ない技術上の欠点を除去す
るため、従来技術ではクラッタ除去の為に例えば円偏波
を用いた降雨クラッタ対策や複数周波数を用いた海面ク
ラッタ対策が必要であった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような物標追尾
映像表示装置は、映像が入力する毎に、その映像の位置
を求め、レーダアンテナが１回転する毎に、１回転分の
各映像の位置と前回又は過去の各映像の位置と相関をと
り、相関がない入力した映像は除去し、残った映像は前
回又は過去の各映像の位置と位置相関があったものとし
て表示させるものである。しかし、観測海域に強風又は
海域内に降雨がある場合等は、所々に大きな波又は所々
が降雨が有ったりして、海面クラッタ又は降雨クラッタ
が広範囲に渡って、複数発生し、その海面クラッタ又は
降雨クラッタ内からは複数の近接エコーが得られ、複数
相関していることになり、どれが相関しているかいない
かが分からなくなるため、その海面クラッタ内又は降雨
クラッタ内の多くの不要エコーは除去できずに、そのま
ま表示されてしまうという問題点があった。このような
ことは、相関判定のためにカルマンフィルタを用いてい
る以上どうしても、除去できないという問題点があっ
た。また、追尾においては、位置の相関が得られた場合
には、クラッタであっても物標と同様に追尾するため、
例えば物標がクラッタ海域に近接し、そのクラッタ内の
いずれかのエコーと相関が得られたときは、そのエコー
と物標のエコーの位置関係に基づいて、上記のように追
尾処理してしまう。このため、船舶の追尾で物標のエコ
ーとクラッタのエコーを取り違え追尾エラーとなるとい
う問題点があった。この位置の相関方式というのは、ダ
イナミックスが差分式で表わされていることから、過去
の測定データと計算データは計算のステップ毎に捨て去
ることができるというメリットがあって採用している。
つまり、位置の相関方式を採用している問題のほか、物
標追尾においてもカルマンフィルタで現在までの観測値
による現時点の予測位置と、それに対応して得た測定位
置とを基に位置を予測し追尾する限り、解決し得ない技
術上の問題点・欠点が有り技術的に満足できるものは得
られなかった。また、物標と同様に追尾等して表示して
しまうという解決し得ない技術上の問題点・欠点を除去
するため、従来技術ではクラッタ除去の為に例えば円偏
波を用いた降雨クラッタ対策や複数周波数を用いた海面
クラッタ対策が必要であったので、装置が複雑になって
高価になるという問題点があった。本発明は以上の問題
点を解決するためになされたもので、クラッタによって
相関する追尾情報が複数であっても、容易にクラッタに
よる追尾情報を判別して除去又はクラッタ海域を識別表
示できる物標追尾映像表示装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、レーダアン
テナの回転に伴って得られた物標データに基づいた実測
位置と前回求められた予測位置と比較し、位置の相関が
得られない場合は、その実測位置の物標データをクラッ
タとして除去し、また相関が得られたときは、その実測
位置の物標データを出力する第１のクラッタ除去部と、
第１のクラッタ除去部からの物標データの実測位置を入
力し、実測位置の入力毎に、実測位置と前回求められた
予測位置とに基づいて、平滑位置及び次回の予測位置ま
での予測ベクトルを求め、追尾情報として記憶し、実測
位置が所定回数連続して過去の追尾情報に相関していた
ときは、所定の識別符号をその追尾情報に付加する追尾
部と、追尾部によって、１画面分の複数の追尾情報が記
憶される毎に、複数の追尾情報どうしを相関比較し、複
数相関のときは、相関する両追尾情報どうしの予測ベク
トルを読み、両予測ベクトルに基づいて、最接近距離を
求め、最接近距離が境界値以内と判定したときは、識別
符号がなく、かつ不安定追尾であったとき、その追尾情
報をクラッタによるものとして除去する第２のクラッタ
除去部と、第２のクラッタ除去部が１画面分の追尾情報
についてクラッタ判定を終了する毎に、追尾部の追尾情
報を順次取出し、追尾情報に基づいて所定の映像を作成
して表示させる映像作成部とを備えたものである。ま
た、第２のクラッタ除去部が１画面分の追尾情報をクラ
ッタと判定する毎に、そのクラッタと判定した追尾情報
を種類毎に蓄積し、この蓄積した追尾情報の分散分布を
求め、分散分布の範囲をクラッタ海域として表示させる
クラッタ海域設定部とを備えたものである。また、第２
のクラッタ除去部に代えて、複数相関のときは、相関す
る両追尾情報毎に所定間隔の第１及び第２の船位誤差界
をそれぞれ求め、この第１及び第２の船位誤差界と両予
測ベクトルに基づいて、最接近する位置確率を求め、最
接近する位置確率の距離がありえるかどうかを判定し、
ありえないと判定したときは、識別符号がなく、かつ不
安定追尾であったときは、その追尾情報をクラッタによ
るものとして除去する第３のクラッタ除去部とを備えた
ものである。

【００１１】

【作用】本発明においては、第１のクラッタ除去部がレ
ーダアンテナによって得られた物標データの実測位置と
前回求められた予測位置との位置の相関が得られない場
合は、その実測位置の物標データをクラッタとして除去
し、また相関が得られたときは、その実測位置の物標デ
ータを出力する。追尾部は実測位置の入力毎に、実測位
置と前回求められた予測位置とに基づいて、平滑位置及
び次回の予測位置までの予測ベクトルを求め、追尾情報
として記憶し、また実測位置が所定回数連続して過去の
追尾情報に相関していたときは、所定の識別符号をその
追尾情報に付加する。次に、第２のクラッタ除去部は、
追尾部によって、１画面分の複数の追尾情報が記憶され
る毎に、その追尾情報どうしを相関比較し、複数相関の
ときは、相関する両追尾情報どうしの予測ベクトルに基
づいた最接近距離が境界値以内かどうかを判定し、境界
値以内と判定したときは、識別符号があるかどうか及び
不安定追尾であったかどうかを判定し、識別符号がなく
不安定追尾であったときは、その追尾情報をクラッタに
よるものとして除去する。そして、映像作成部は、第２
のクラッタ除去部が１画面分の追尾情報についてクラッ
タ判定を終了する毎に、追尾部の追尾情報を順次取出
し、追尾情報に基づいて所定の映像を作成して表示させ
る。また、クラッタ海域設定部は第２のクラッタ除去部
が１画面分の追尾情報をクラッタと判定する毎に、その
クラッタと判定した追尾情報の分散分布を求め、分散分
布の範囲をクラッタ海域として表示させる。また、第２
のクラッタ除去部に代えて第３のクラッタ除去部を備え
たときは、第３のクラッタ除去部が追尾情報が複数相関
のときは、相関する両追尾情報毎の平滑位置を基準とし
た所定間隔の第１及び第２の船位誤差界をそれぞれ求
め、この第１及び第２の船位誤差界と両予測ベクトルに
基づいて、最接近する位置確率を求め、最接近する位置
確率の距離がありえるかどうかを判定し、ありえないと
判定したときは、識別符号がなく不安定追尾であったと
きは、その追尾情報をクラッタによるものとして除去す
る。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す概略構成
図である。図において、１〜１１は上記従来と同様なも
のであるが、実施例との区別のためクラッタ除去部５は
第１のクラッタ除去部５としたものでる。１５は第２の
クラッタ除去部である。第２のクラッタ除去部１５は少
なくとも以下の構成を備えている。１７は相関データ数
判定手段である。相関データ数判定手段１７は、メモリ
９に一画面分の映像の追尾情報（平滑位置、次回の予測
位置、予測ベクトル、識別符号等）が記憶されると、そ
れらの追尾情報に基づいて、１種類に対して相関してい
るものが何個あるかを判定し、複数の映像データの追尾
情報が相関している場合は、後述する予測ベクトル抽出
手段に複数相関であることを知らせると共に、相関して
いる種類毎の一組の映像データの追尾情報を決め、その
メモリ９の両方の格納アドレスを知らせ、また相関して
いるのが少数のときは、メモリ９の追尾情報を所定の映
像にして表示させる。この相関の判断は上記従来のよう
に距離に基づいて判定している。

【００１３】１９は予測ベクトル抽出手段である。予測
ベクトル抽出手段１９は、１画面分の映像データ中に相
関するものが複数存在することが知らせられると、その
種類毎の相関している両映像データの追尾情報の格納ア
ドレスが相関データ数判定手段１７より順次出力される
毎に、その両格納アドレスの追尾情報の次回の予測位置
までの予測ベクトルをメモリ９より読取り出力する。ま
た、この予測ベクトルに相関の種類を付加して出力す
る。２１は最接近距離算出手段である。最接近距離算出
手段２１は予測ベクトル抽出手段１９からの両予測ベク
トルが入力する毎に、その両予測ベクトルに基づいて映
像データの最接近距離を求めて出力する。また、１種類
の全ての相関映像データどうしの最接近距離が求まった
ときは、次の種類の相関映像データの予測ベクトルを予
測ベクトル抽出手段１９より出力させる。

【００１４】２３は最接近距離判定手段である。最接近
距離判定手段２３は、最接近距離算出手段２１から相関
映像データどうしの最接近距離がメモリ２２に記憶され
ている境界値以内か以外かを判定する。２４はクラッタ
判定手段である。クラッタ判定手段２４は、相関データ
数判定手段１７からの判定結果を読み、判定結果が相関
映像データが複数と判定しているときは、その両方の相
関映像データのメモリ９の格納アドレスを一時記憶し、
この格納アドレスの追尾情報に識別符号があるかどうか
を判定し、またこの格納アドレスの追尾情報に対応する
メモリ１１の前回又は過去の追尾情報より安定に追尾し
ていたものかを判定し、これらの判定結果と最接近距離
判定手段２３の判定結果を対応させて記憶し、識別符号
有無判定結果、安定追尾判定結果、最接近距離判定結果
の組合わせに基づいて、相関データがクラッタかどうか
を判定し、クラッタと判定したものは、メモリ９の格納
アドレスを知らせる。また、一画面分の予測ベクトルを
抽出したことが知らせられ、１画面分についてクラッタ
を判定したときは、メモリ９の追尾情報に基づいた映像
を作成させる。

【００１５】２６はデータ削除手段である。データ削除
手段２６はクラッタ判定部２４がクラッタと判定した映
像データの格納アドレスの追尾情報を削除する。２８は
映像作成部である。映像作成部２８は相関データ抽出手
段１７がメモリ９に記憶されている１画面分の追尾情報
は互いに相関がないとされたとき又はクラッタ判定手段
２４が１画面分についてクラッタの判定が終了とされた
とき、メモリ９の一画面分の追尾情報に基づいた映像を
作成して表示部４に出力する。上記のように構成された
第１の実施例について以下に説明する。図２はメモリ９
に記憶されている追尾情報を説明する説明図である。メ
モリ９に記憶される追尾情報はコード化されて記憶され
ているが説明を容易にするために表示映像と同様にして
示す。また、同図は例えばレーダアンテナ１の所定回転
数分（１画面分）の追尾情報とする。図において、Ａ_１
〜Ａ_３は船舶の識別符号である。同図に示すように、メ
モリ９には、追尾部７によって求められた１画面分の映
像データのは平滑位置Ｘ_Pi(n)、次回の予測位置Ｘ
_Si(n+1)、予測ベクトルが記憶されている。また、同図
においては、識別符号が付加されていないものと１つを
除いてはクラッタ海域の映像データによる追尾情報とす
る。

【００１６】このように、クラッタ海域の映像データに
よる追尾情報が存在するのは、上記従来技術で説明した
ように、第１のクラッタ除去部５は受信レベルの違いに
よりクラッタと判定して除去したり又は今回入力した映
像データと過去の映像データとの位置相関がない場合に
のみクラッタとして除去して追尾部７に出力している。
そして、クラッタ海域の映像というのは、ランダムであ
り、その出現場所もまちまちである。このため位置相関
をとっても、相関するものが複数あったりして、第１の
クラッタ除去部５では除去できなくなり、そのまま追尾
部７に出力され、追尾部７ではカルマンフィルタ等によ
り、今回の平滑位置Ｘ_P(n)を実測位置Ｘ_D(n)と前回求め
られた予測位置Ｘ_S(n)との差である予測誤差に基づいて
求めるため、結果としてクラッタの映像であっても、例
えば予め設定した距離以内であれば、物標と同様に追尾
するため、メモリ９には図２に示すように追尾情報が記
憶される。

【００１７】このため、本発明は、相関データ数判定手
段１７が１画面分の追尾情報がメモリ９に記憶される毎
に、この１画面分の追尾情報に基づいて、相関している
ものが複数かどうかを判定し、複数のときその相関する
種類の追尾情報より１組の格納アドレスを予測ベクトル
抽出手段１９に出力する。例えば図２を例にすると、同
図に示す点線アの組みの両方の追尾情報の格納アドレス
を出力したとする。次に、予測ベクトル抽出手段１９
は、相関データが複数であることが知らせられると、入
力する両格納アドレスの追尾情報の予測ベクトルをメモ
リ９より抽出して最接近距離算出手段２１に出力する。
最接近距離算出手段２１はこの両予測ベクトルに基づい
て、所定時間当たり相対ベクトルを求めて最も近接する
距離を算出する。

【００１８】図３は最接近距離算出手段の動作を説明す
る説明図である。同図に示すように、所定時間毎の両予
測ベクトルの相対ベクトル（図示せず）を求め、最も接
近距離を求める。アの場合は次回の予測位置において両
追尾映像データがもっと接近することになり、このとき
の距離を最接近距離として出力する。また、予測ベクト
ル抽出手段１９が図２のイの組みの追尾情報の予測ベク
トルを抽出したときは、両予測ベクトルの所定時間当た
りの相対ベクトルを求めて行くと、イに示すａ付近位置
で最も接近する。このａ付近位置の距離を最接近距離と
して出力する。また、予測ベクトル抽出手段１９が図２
のウの組みの追尾情報の予測ベクトルを抽出したとき、
つまり、一方がほとんど移動しないで停止しているもの
と、他方が移動しているものとの両予測ベクトルの所定
時間当たりの相対ベクトルを求めて行くと、ウに示すｂ
付近位置で最も接近する。このｂ付近位置の距離を最接
近距離として出力する。このように、停止しているもの
はクラッタ海域においては雨によるものが一般には多
い。

【００１９】そして、最接近距離判定手段２３は予め設
定されている境界値以内か又は以外かを判定し、その判
定結果を第２のクラッタ除去部２４に出力する。この境
界値というのは例えば図３のウを例にすると、船舶長Ｌ
（なお、これは両船舶の長さの合計としても良い）と所
定のパラメータδを乗算したものであり、予め決めて設
定してもよいし、得られた映像データから求めて設定し
ておいてもよい。この考え方には、通常の船舶による物
標であれば、船舶というのは、衝突防止のために互いに
所定の距離を有して航行するものであるから最接近距離
というのも決められている。従って、境界値以内に接近
することは極めて少ない。また、第２のクラッタ判定手
段２４は相関データ数判定手段１７によって相関するも
のが複数と判定されると、相関していると判定された両
追尾情報の格納アドレスを入力して記憶し、この格納ア
ドレスの追尾情報に識別符号があるかどうかを判定し、
またこの格納アドレスの追尾情報に基づいて、メモリ１
１の過去の追尾情報を調べ安定して追尾しているかどう
かを判定して、それぞれの判定結果１組みにして記憶し
ている。そして、最接近距離判定手段２３が判定した判
定結果も合わせて記憶し、これらの判定結果の組合わせ
に基づいて、クラッタかどうかを判定する。

【００２０】図４はクラッタ判定手段の判定を説明する
説明図である。この場合は組合わせが複数あるが、代表
例のみを説明する。同図（ａ）に示すように、相関する
Ａの追尾情報の格納アドレス、相関するＢの追尾情報の
格納アドレス、Ａの識別符号有無の判定結果、Ｂの識別
符号有無の判定結果、境界値の判定結果が対応して記憶
する。そして、（ｂ）に示すようにＡの格納アドレスｄ
A とし、そのＡの識別符号が無し、Ａが安定追尾であ
り、Ｂの格納アドレスｄB とし、そのＢの識別符号があ
り、Ｂが不安定追尾であり、両方の最接近距離が境界値
以内とされたときは、Ａ及びＢともクラッタではないと
判定する。また、（ｃ）に示すように、Ａの識別符号が
無し、Ａが不安定追尾であり、Ｂは識別符号が有り、Ｂ
が不安定追尾であり、両方の最接近距離が境界値以内と
されたときは、両方が不安定であったとしてもＢは識別
符号が付加されているため、クラッタと判定しないで、
Ａのみをクラッタと判定する。つまり、Ａ及びＢとも予
測ベクトルがあったとしても、Ａはクラッタによる追尾
情報であり、予測ベクトルまで求められていたことにな
る。

【００２１】また、（ｄ）に示すように、Ａの識別符号
が無し、Ａが不安定追尾であり、Ｂの識別符号が無、Ｂ
が不安定追尾であり、両方の最接近距離が境界値以内と
されたときは、ＡＢともクラッタと判定する。このクラ
ッタと判定した格納アドレスをデータ削除手段２６に出
力する。データ削除手段２６はクラッタと判定した格納
アドレスが入力する毎に、メモリ９の追尾情報を削除す
る。なお、これはクラッタを示す印しを付けておいても
良い。そして、映像作成部２８は１画面分のクラッタ判
定の処理が終了したことが知らせられると、メモリ９の
各追尾情報に基づいた映像を作成して表示部４に出力す
る。図５は第１の実施例による表示例の説明図である。
この場合は、上記のように識別符号が付加されている追
尾情報の映像と１つの追尾映像のみが船舶としているの
で、メモリ９に記憶された追尾情報はクラッタとして除
去され、Ａ_１〜Ａ_３と真の船舶の追尾映像のみが表示さ
れる。また、クラッタを示す印しを付けて表示してもよ
い。

【００２２】従って、オペレータは監視海域に大きな波
海域又は雨降海域があったとしても真の追尾物標を判断
できる。図６は第２の実施例の概略構成図である。図に
おいて、１〜２８は上記と同様なものである。１５は第
２のクラッタ除去部である。第２のクラッタ除去部１５
はクラッタ海域設定手段３０を有し、クラッタ海域設定
手段３０がクラッタ判定手段２４が判定した同種類のク
ラッタの追尾情報の格納アドレス（位置に対応してい
る）を蓄積し、この蓄積情報からクラッタ海域を求めて
設定し、映像作成部２８に設定したクラッタ海域の範囲
を知らせる。従って、表示される映像というのは以下に
説明する映像となる。図７は第２の実施例の説明図であ
る。同図の（ａ）に示すように、クラッタ海域は点線の
範囲となっている。従って、（ｂ）に示すように、クラ
ッタ海域に入っても、クラッタ映像は除去され、追尾し
ている船舶の映像のみが引続いて追尾されて表示されて
いく。

【００２３】なお、上記第１及び第２の実施例では最接
近距離というのを例えば１００ｍ、２００ｍ等として求
めて、境界値と比較しているが、無次元の単位でもって
比較してもよい、この方式について以下に説明する。図
８は第２の実施例の概略構成図である。図において、１
〜２８は上記と同様なものである。４０は第３のクラッ
タ除去部であり、少なくとも以下の構成を備えている。
４２は次回追尾情報抽出手段である。次回追尾情報抽出
手段４２は相関データ数判定手段１７がメモリ９に相関
する追尾情報が複数と判定されると、出力される追尾情
報の格納アドレスに基づいて、その次回の予測位置まで
の予測ベクトル及び前回求められた予測位置を次回追尾
情報として出力する。４４は船位位置確率算出手段であ
る。船位位置確率算出手段４４は予め基準の位置確率が
設定され、次回追尾情報抽出手段４２からの次回追尾情
報より、前回求められた予測位置を基準として、予め設
定されている基準の位置確率に基づいて、所定間隔毎の
船位誤差界を求め、予測ベクトルとこの所定間隔毎の船
位誤差界に基づいて、所定時間当りの船舶が求められた
船位誤差界に位置する位置確率を求めて出力する。

【００２４】また、船位誤差界というのは、測定された
船位について必要とする位置確率を保持するために要求
される範囲であり、この範囲のことを航海学においては
船位誤差界と呼び、その内部に保障する確率を位置確率
と呼ぶものである。４６は確率距離差算出手段である。
確率距離差算出手段４６は船位位置確率算出手段４４に
よって求められた相関する追尾情報の所定時間当りの予
測ベクトルに基づいた船舶の位置確率を入力し、２つの
位置確率が揃ったとき、その位置確率差を求めてメモリ
４８に順次記憶する。つまり、位置確率的な最接近距離
を求めたるものである。４８は確率距離差判定手段であ
る。確率距離差判定手段４８は確率距離差算出手段４６
からの確率距離差をメモリ４８に記憶されている過去の
確率距離差に基づいて、この確率距離差が衝突する危険
性があるかどうかを判定する。

【００２５】上記のように構成された第３の実施例につ
いて説明する。図９は第３の実施例の確率距離差の判定
を説明する説明図である。この場合はＡがほとんど移動
しないで、Ｂが移動しているものとして説明する。そし
て、予測ベクトルは両方の相対ベクトルで示す。図にお
いて、Ｘ_SA(n)はＡの前回求められた予測位置、Ｘ_SB
_(n)はＢの前回求められた予測位置、ｐ_１〜ｐ_５はそれ
ぞれの船位誤差界における位置確率である。同図に示す
ように、船位位置確率算出手段３４は、基準の位置確率
ｐ_k（例えば５０％）が予め設定され、測定された測位
誤差に基づいて、誤差が最少のものを取り出しＡ及びＢ
の測位誤差の標準偏差σを求め、それぞれ所定間隔毎の
船位誤差界を求める。この船位誤差界Ｒは以下の式に基
づいて求める。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【数２】

【００２８】これにより、Ａ及びＢの所定間隔の船位誤
差界の位置確率はｐ_１、ｐ_２、ｐ_３…であり、同図より
最もＡとＢが接近する確率距離はｐ_５−ｐ_３である。こ
の確率距離差と過去の位置確率の差から衝突確率を求め
たり、もしくはこの隔離距離差がありえるかどうかを判
定するのである。そして、この隔離距離差がありえるか
どうかの判定は、ＢがＡの５０％の位置確率の円外にな
る確率は１−ｐであり、例えば、時刻ｔ_n-1において円
内にある確率がＰ_n-1、時刻ｔ_nにおいては円内に入っ
た確率がＰ_n、時刻ｔ_n+1においてはＰ_n+1とすると、
時刻ｔ_nに連続（２回）して円内に入った合成確率は、
Ｐ_n-1×Ｐ_nであり、さらに時刻ｔ_{n +1}に連続（３
回）、円内に入った合成確率はＰ_n-1×Ｐ_n×Ｐ_n+1で
ある。

【００２９】つまり、前記した予測位置誤差は減少し、
それを変換した確率値も同一傾向となる。また、前記の
ように円内に入る確率が向上するとすれば、逆に誤差円
の外となる確率は１−Ｐより逆の傾向となることが分か
る。（すなわち、ｎ回連続して予測が外れていくことは
考えにくくなる）試算例を示すと、誤差円が５０％確率以上あるとする
と、この円外に位置が有る確率は５０％未満となる。す
なわちこの状況が２回続く確率は０．５×０．５＝０．
２５より２５％未満となる。同様に３回続く合成確率は
０．５×０．５×０．５＝０．１２５より１２．５％未
満となる。このことは予測位置誤差を確率に変換するこ
とで得られる情報で、また、過去のデータを捨て去るこ
とができると考えて処理するのでなく、必要数の蓄積を
して得ることができた情報である。

【００３０】これは例えば、従来技術においてたとえ測
位の標準偏差の値に相当する距離をそのまま物理量の単
位で処理する限り、大小比較あるいは平均値で判断した
としても、予め設定した許容量範囲内であれば良しとす
るほかなかった。すなわちどの程度の信頼度であるかな
ど知り得なかった。これは、カルマンフィルタの特長を
活用すればするほど過去のデータは計算の一ステップ毎
に捨て去ったため、知り得ることができなかった。そこ
で、上記のような位置確率の演算、例えば差でもって、
衝突判定又は過去の確率差から求めた確率距離がある得
るかどうかを判定するのである。また、船舶というの
は、衝突の防止のために、互いに所定の間隔を有して航
行及び所定の回避航路等がある。

【００３１】このようなことから、下記の式に基づいて
衝突確率を求める。

【数３】

【００３２】この式３が示す意味は、衝突確率というの
は、一般に確率ｐ_oより小さいことを示し、この確率ｐ
_o未満以上になったとき衝突する可能性が高いことにな
る。そして、一般に船舶どうしがこのような確率ｐ₀よ
り小さいということは確率的に非常に小さいものであ
り、確率ｐ_o未満以上であれば、その映像をクラッタ海
域の映像として除去させる。（即ち、確率ｐ_oが小さい
時は、船位誤差界が狭い時で互いに接近していることに
よる）このような処理を船位位置確率算出手段３４、確
率距離差算出手段３６及び確率距離差判定手段４０が実
施する。そして、上記と同様にクラッタ判定手段２４が
予め物標であることを指示あるいは過去の追尾の状況を
調べ物標であると判断したもの以外は、それらの追尾結
果を参照してクラッタと判断して除去する。従って、表
示された画面は上記の図５に示す映像となる。

【００３３】なお、上記実施例に第２の実施例で説明し
たクラッタ海域設定手段を用いると上記図７に示すよう
になる。また、メモリ４８には過去の確率距離差を記憶
するとしたが予め決められている位置確率差を記憶する
ようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１画面分
の複数の追尾情報が記憶される毎に、複数相関かどうか
を知らせ、複数相関のときは、相関する両追尾情報どう
しの予測ベクトルに基づいた最接近距離を求め、この最
接近距離が境界値以内、識別符号なし及び不安定追尾の
場合は、その追尾情報をクラッタによるものとして除去
させ、その後に、１画面分の複数の追尾情報に基づいた
映像を表示させるようにしたことにより、複数の追尾情
報がクラッタ海域のデータにより相関していても、クラ
ッタによる追尾情報のみが除去されて表示されるため、
オペレータはクラッタによる映像と船舶による映像とを
見誤ることがないという効果が得られている。また、ク
ラッタによる映像を除去するために、円偏波を用いる必
要がないために、構成が簡単となるので、装置が安価に
なるという効果が得られている。さらに、１画面分の追
尾情報がクラッタと判定される毎に、そのクラッタと判
定した追尾情報を種類毎に蓄積し、この蓄積した追尾情
報の分散分布の範囲をクラッタ海域として囲んで表示さ
せるようにしたので、オペレータは追尾船舶がクラッタ
海域に入るところか、クラッタ海域内か又はクラッタを
出たところかが一目で判断できるという効果が得られて
いる。さらに、複数相関のときは、相関する両追尾情報
毎に最接近する位置確率を求め、この接近した位置確率
の距離がありえるかどうかを判定し、ありえないと判定
したときは、識別符号がなく、かつ不安定追尾であった
場合に、その追尾情報をクラッタによるものとして除去
するようにしたので、判断基準の距離の単位が変わった
としても、単位に関係なくどのような単位であっても比
較判断できるという効果が得られている。また、過去の
データを全て捨て去ることができるとしていたが、これ
を確率の演算に変え、蓄積して処理したので、過去の情
報を考慮した判断ができるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の概略構成図である。

【図２】メモリ９に記憶された追尾情報の説明図であ
る。

【図３】最接近距離算出手段の動作を説明する説明図で
ある。

【図４】クラッタ判定手段の判定を説明する説明図であ
る。

【図５】第１の実施例による表示例の説明図である。

【図６】本発明の第２の実施例の概略構成図である。

【図７】第２の実施例の説明図である。

【図８】本発明の第３の実施例の概略構成図である。

【図９】第３の実施例の確率距離差の判定を説明する説
明図である。

【図１０】レーダシステムを用いた従来の物標追尾映像
表示装置の概略構成図である。

【図１１】追尾部の追尾処理の説明図である。

【図１２】従来のクラッタ除去された表示画面の説明図
である。

【符号の説明】

１レーダアンテナ３送受信部４表示部５第１のクラッタ除去部７追尾部１５第２のクラッタ除去部１７相関データ数判定手段１９予測ベクトル抽出手段２１最接近距離算出手段２３最接近距離判定手段２４クラッタ判定手段２６データ削除手段２８映像作成部３０クラッタ海域設定部４０第３のクラッタ除去部４２次回追尾情報抽出手段４４船位位置確率算出手段４６確率距離差算出手段５０確率距離差判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーダアンテナの回転に伴って得られた
物標データに基づいた実測位置と前回求められた予測位
置と比較し、位置の相関が得られない場合は、その実測
位置の物標データをクラッタとして除去し、また前記相
関が得られたときは、その実測位置の物標データを出力
する第１のクラッタ除去部と、前記第１のクラッタ除去部からの物標データの実測位置
を入力し、該実測位置の入力毎に、前記実測位置と前回
求められた予測位置とに基づいて、平滑位置及び次回の
予測位置までの予測ベクトルを求め、追尾情報として記
憶し、前記実測位置が所定回数連続して過去の追尾情報
に相関していたときは、所定の識別符号をその追尾情報
に付加する追尾部と、前記追尾部によって、１画面分の複数の追尾情報が記憶
される毎に、前記複数の追尾情報どうしを相関比較し、
複数相関のときは、相関する両追尾情報どうしの予測ベ
クトルを読み、該両予測ベクトルに基づいて、最接近距
離を求め、該最接近距離が境界値以内と判定したとき
は、識別符号がなく、かつ不安定追尾であったとき、そ
の追尾情報をクラッタによるものとして除去する第２の
クラッタ除去部と、前記第２のクラッタ除去部が１画面分の追尾情報につい
てクラッタ判定を終了する毎に、前記追尾部の追尾情報
を順次取出し、該追尾情報に基づいて所定の映像を作成
して表示させる映像作成部とを有することを特徴とする
物標追尾映像表示装置。
【請求項２】前記第２のクラッタ除去部が１画面分の
追尾情報をクラッタと判定する毎に、そのクラッタと判
定した追尾情報を種類毎に蓄積し、この蓄積した追尾情
報の分散分布を求め、該分散分布の範囲をクラッタ海域
として表示させるクラッタ海域設定部とを有することを
特徴とする特許請求の範囲１記載の物標追尾映像表示装
置。
【請求項３】前記第２のクラッタ除去部に代えて、前
記複数相関のときは、相関する両追尾情報毎に所定間隔
の第１及び第２の船位誤差界をそれぞれ求め、この第１
及び第２の船位誤差界と前記両予測ベクトルに基づい
て、最接近する位置確率を求め、該最接近する位置確率
の距離がありえるかどうかを判定し、ありえないと判定
したときは、識別符号がなく、かつ不安定追尾であった
ときは、その追尾情報をクラッタによるものとして除去
する第３のクラッタ除去部とを有することを特徴とする
請求項１又は２記載の物標追尾映像表示装置。