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JP4026124B2 - Tracking target signal processing method and method - Google Patents
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JP4026124B2 JP2002164612A JP2002164612A JP4026124B2 JP 4026124 B2 JP4026124 B2 JP 4026124B2 JP 2002164612 A JP2002164612 A JP 2002164612A JP 2002164612 A JP2002164612 A JP 2002164612A JP 4026124 B2 JP4026124 B2 JP 4026124B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は追尾目標信号処理方式に係り、特に低速移動目標の追尾処理方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーダ装置等で移動目標を追尾する場合、目標の過去のプロットデータから予測位置を算定し、現在時刻で検出されたプロットデータが追尾中の目標と同一であるかどうかを判定する相関処理を行い、相関が有った場合、目標の過去のデータと、現在時刻のプロットデータから推定位置、推定速度を算出する方法が、例えば特開平6−347541号公報等に開示されている。
【0003】
図4は、従来の追尾処理方式の一例を示しており、現在時刻で得られたプロット1が当該追尾目標のものであるかどうかを判断するゲート相関判定処理2と、現在の追尾目標位置、速度を推定する平滑化処理10、および平滑化処理によって得られた最新の追尾目標位置、速度を記録する追尾目標情報記録手段11から構成される。
【0004】
図4に示す追尾処理方式において、プロット1が入力されると、追尾目標情報記録手段11から追尾中の目標情報が読み出されて、プロット1とともにゲート相関判定処理2に入力される。ゲート相関判定処理2では、図5に示すとおり、プロット検出時刻における追尾目標の予測位置12を求め、この予測位置を中心に相関ゲート13〜15を設定する。
【0005】
この相関ゲートの大きさは、プロットの検出位置誤差や目標の加速度等を考慮して複数の大きさのゲートが設定される。これらの相関ゲート内に入ったプロットを、当該追尾目標のプロットと判定する。複数のプロットが相関ゲート内に入った場合は、例えばその中で最も追尾目標の予測位置に近いものを選択する等の条件により決定する。また相関したプロットが存在する相関ゲートの大きさにより、追尾目標の予測位置12の信頼度を示すパラメータであるTQ(Tracking Quality)を増減させる。
【0006】
例えば図6に示すように、追尾目標の移動軌跡16が加速度運動を行っている場合、等速直進運動を仮定して予測した追尾目標の予測位置12から遠ざかる。つまり、予測位置から離れた所にプロットが検出された場合、目標は加速度運動を行っている可能性があるため、予測位置の信頼度は低くなる。即ち、TQの値は、目標が加速度運動を行っているか否かを判定する目安となる。
【0007】
この予測位置の信頼度を自動的に調整する手段として、複数の大きさの相関ゲートのうち、最も大きなラージ・ゲート17で相関した場合にはTQを1だけ減ずる。2番目に大きなミディアム・ゲート18で相関した場合には、TQは現状値を維持する。最も小さなスモール・ゲート19で相関した場合には、目標は等速直進運動をしているものと判断して、TQを1加算する。図6の場合では、ラージ・ゲート17でプロット20と相関しているため、TQは1だけ減算される。
【0008】
相関するプロットとTQが決定したら、プロットの位置と追尾目標の予測位置を用いて追尾目標の位置を平滑化処理10により推定する。平滑化の方法は、処理負荷が軽いαβフィルタが多く用いられており、図7に示すとおり相関プロット位置20と追尾目標予測位置12との間で重み付けを行い、平滑化位置21と平滑化速度22を決定するものである。
【0009】
この重み付けは、前記ゲート相関判定2で得られたTQに基づき決定する。TQが大きな値であれば、追尾目標の予測位置が信頼できることを示しているため、より予測位置重視の平滑化が行われ、図7(a)に示すような平滑化位置21と平滑化速度22が得られる。逆にTQが小さな値であれば、追尾目標の予測位置12が信頼できないことを示しているため、より相関プロット位置重視の平滑化が行われ、図7(b)に示すような平滑化位置21と平滑化速度22が得られる。
【0010】
得られた平滑化位置21と平滑化速度22は、追尾目標情報記録手段11において記録され、次にプロット1が入力された時にゲート相関判定処理2から読み出されて、追尾目標予測位置12の算出に用いられる。
【0011】
プロットの検出位置の誤差は平滑化位置、平滑化速度に影響を及ぼし、その結果次のプロット検出時刻での追尾目標予測位置の精度に影響を及ぼす。平滑化位置や平滑化速度の誤差が大きくなると、その結果を現在の追尾目標の位置として外部に出力するようなシステムの場合、誤差の大きな情報を出力することになる。また追尾目標の予測位置の誤差が大きくなると、相関すべきプロットと相関しなくなり目標の追尾を継続できなくなる恐れがある。
【0012】
図8では、プロット検出位置に同一の誤差が含まれる場合の、追尾目標の速度による平滑化速度への影響の違いを示す。(a)は高速で移動する目標の場合であり、(b)は低速で移動する目標の場合である。なお、これらの例では一例として、追尾目標の予測位置12と相関プロット位置20の中間点を平滑化位置25とする重み付けが行われている場合を示している。さらに、前回の平滑化位置23から今回の平滑化位置25への方向を今回の平滑化速度としている。
【0013】
(a)と(b)を比較すれば分かるように、プロット検出位置の誤差が同一であって平滑化位置が同一であっても、平滑化速度誤差は同一とはならない。即ち、速度が遅く(a)の移動量24よりも(b)の移動量27の方が少ない場合、(b)の平滑化速度28の方が(a)の平滑化速度26よりも相関プロット位置20の影響を大きく受けることになる。従って、低速移動目標の場合、平滑化速度がプロット検出位置に含まれるランダム誤差の影響を受けやすく、その結果、次の追尾目標予測位置の誤差が大きくなり追尾が不安定となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
このように、低速で移動する目標について追尾処理を行い、現在の目標の位置や速度を推定した場合、得られた位置や速度の誤差が大きくなり、その結果、追尾の継続が困難になるという問題があった。
【0015】
また、この低速移動目標の位置や速度の誤差を小さくするために、平滑化処理での重み付けを調整してプロット位置の誤差の影響を受けにくくする方法が考えられるが、その場合、追尾目標の速度変化や進行方向の変化に対する追随性が劣化するという問題が生ずる。
【0016】
本発明の目的は、追尾目標の速度に係わらず、より精度の高い追尾目標の位置、速度情報を出力すること、および当該目標の追尾を継続することができるシステムを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の追尾処理方式は、時間の経過とともに得られる追尾対象目標のプロット(時刻とその時の位置情報)から、現在の追尾目標の位置を推定し未来の位置を予測する追尾処理において、所定の時間幅を設定し、その時間幅の間に検出されたプロットを平均化して1つのプロットとして扱う処理(図1の9)を有することを特徴とする。
【0018】
また、追尾目標の移動速度、運動状態、プロットの検出率などにより前記プロットを平均化するための最適な時間幅を決定する処理(図1の6)を有することを特徴とする。
【0019】
さらに、プロットの平均化処理を行うか否かを判定するために、追尾目標の予測位置の信頼度TQによる判定(図1の3)、追尾目標の速度による判定(図1の4)、追尾目標のプロットとの非相関継続時間による判定(図1の5)を有することを特徴とする。
【0020】
本発明によれば、設定した時間幅の間に検出されたプロットを平均化することにより、プロットの位置情報に含まれるランダム誤差が相殺されて、平均化処理後のプロットに含まれる位置誤差が低減される。
【0021】
また、位置誤差が低減されたプロットを用いて平滑化処理を実施することにより、追尾目標の平滑化位置、平滑化速度の誤差が低減でき、当該目標の予測位置誤差も低減できるため、追尾の継続性を向上させることができる。
【0022】
平均化処理を行うことにより、プロット検出位置のランダム誤差が低減されると共に、本来の追尾目標の位置情報も平均化されてしまう。従って、高速で移動する目標に対して長時間の時間幅を設定して平均化処理を実施すると、検出位置誤差が低減できる反面平均化による位置誤差が大きくなってしまう。そのため、追尾目標の速度に応じた最適な時間幅設定処理を行い、平均化による誤差を防ぐ必要がある。
【0023】
また、目標が加速度運動を行っている場合にも前記と同様の誤差を発生する。そのため、目標の加速度に応じた最適な時間幅設定処理を行い、平均化による誤差を防ぐ。
【0024】
さらに、より高速または高加速度で運動する追尾目標に対しては、平均化処理を行わない方が平滑化位置、平滑化速度の誤差が少なくなるため、追尾目標の速度、加速度から平均化処理実施の要否判定処理を行い、平均化処理実施による影響を排除する。
【0025】
同様に、一定時間プロットと相関していない追尾目標については、現在の速度や進行方向が正しく推定できないため、平均化処理を実施することにより平滑化位置、平滑化速度の誤差が増大する恐れがある。従って、プロットの検出状況により平均化処理実施の要否判定を行い、平均化処理実施による影響を排除する。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の追尾目標信号処理方式の実施形態を示す図である。
【0027】
本実施形態の追尾目標信号処理方式は、外部から入力されるプロット1と追尾目標予測位置から相関判定を行うゲート相関判定処理手段2と、追尾目標のTQが一定値以上であるか否かを判定する追尾目標TQ判定手段3と、追尾目標が一定の速度以上で運動しているか否かを判定する追尾目標速度判定手段4と、追尾目標が一定時間プロットと相関していないかを判定する追尾目標非相関判定手段5と、プロット平均化処理に必要な時間幅を計算する平均化時間幅算出処理手段6と、該計算された必要な時間幅の間プロットを記憶するためのプロット蓄積手段7と、プロットを所定の時間蓄積したか判定する蓄積時間判定手段8と、蓄積したプロットを平均化する平均化処理手段9と、相関したプロットと追尾目標の予測位置から現在の追尾目標の位置を推定する平滑化処理手段10と、得られた最新の追尾目標情報を記録するための追尾目標情報記録手段11から構成される。
【0028】
次に、本実施形態の動作について、図1を参照して詳細に説明する。
【0029】
まず、外部から追尾処理装置にプロット1が入力されると、追尾目標情報記録手段11から追尾目標情報を読み出し、プロット1と共にゲート相関判定処理手段2に入力される。ゲート相関判定処理手段2では、従来の技術と同様の処理を行い、追尾目標のプロットを選択するとともに追尾目標のTQを求める。選択されたプロットと追尾目標情報およびTQは、追尾目標TQ判定手段3に出力される。また、TQや追尾目標情報記録手段11から入力された追尾目標の速度は、平均化時間幅算出処理手段6にも出力される。
【0030】
次に追尾目標TQ判定手段3によりTQ値が判定され、TQが一定値以下である場合には目標が加速度運動を行っている可能性があるため、プロット位置平均化処理は行わず平滑化処理10に移行し、TQが一定値以上であれば追尾目標速度判定4を行う。判定基準となるTQ値は、想定される目標の運動、プロットに含まれる測角誤差、プロットの検出状況などを考慮して決定する。
【0031】
TQが一定値以上の場合に追尾目標速度判定4を行った結果、追尾目標の速度が一定速度以上であれば平滑化処理10に移行し、一定速度以下であれば追尾目標非相関判定5を行う。追尾目標速度判定の判定基準となる速度Vjは、例えばプロットの入力時間間隔Td、プロットの測角誤差Er、プロットの検出率Pdにより下式にて算出される。
【0032】
Vj=(K*Er)(K*Pd)/(K*Td)
ここで、K〜Kは予測される目標の運動などからVjを最適化するための調整係数である。
【0033】
追尾目標が一定速度以下の場合には追尾目標非相関判定5を行い、一定時間以上プロットとの相関がなければ平滑化処理10に移行し、一定時間内に相関していれば平均化時間幅算出処理6に移行する。追尾非相関判定の判定基準となる非相関時間Tnは、例えばプロットの入力時間間隔Td、プロットの検出率Pd、追尾目標の速度Vtにより下式にて算出される。
【0034】
Tn=(K*Pd)/(K*Td)(K*Vt)
ここで、K〜Kは予測される目標の運動などからTnを最適化するための調整係数である。
【0035】
平均化時間幅算出処理手段6では、例えば追尾目標のTQ、速度Vt、非相関の継続時間Ta、プロットの測角誤差Er、プロットの検出率Pdから、最適な平均化時間幅Twを下式により算出する。
【0036】
Tw=(K*TQ)(K*Er)(K*Vt)(K10*Ta)(K11*Pd)
ここで、K〜K11は,予測される追尾目標の運動などによりTwを最適化するための調整係数である。
【0037】
平均化時間幅が算出されると、その間、当該追尾目標と相関するプロットはプロット蓄積手段7にて記録され、所定の時間蓄積されたか否かの蓄積時間判定8を行う。所定の時間プロットの蓄積が行われた場合には、平均化処理手段9にてプロットの位置情報について平均値が計算される。
【0038】
平滑化処理手段10では、追尾目標情報とプロット位置情報が入力されて、従来の技術と同様の処理により平滑化位置、平滑化速度が計算される。得られた平滑化位置、平滑化速度は、追尾目標情報記録手段11において記録される。
【0039】
図2は、本実施形態において、所定の時間幅を設定し、その時間幅の間に検出されたプロットを平均化して1つのプロットとして扱う処理を行った場合の一例を示している。この例では、設定時間幅の間に検出された4個の相関プロット20を平均化処理手段9により平均化して平均化相関プロット位置30を算出し、平滑化処理手段10で、追尾目標情報とこの平均化相関プロット位置30とから、平滑化位置25、平滑化速度29を算出しており、相関プロット位置情報に含まれるランダム誤差の影響は低減されている。
【0040】
図3は、本実施形態における低速移動目標の平滑化速度算出する処理として、スライディング・ウインドウを用いた処理方式を示している。この処理方式は、プロットが入力される度に所定の時間幅の中に入る過去のプロットデータを平均化して、平滑化処理により、位置推定を行うものであり、プロットが入力される度に平滑化処理された目標位置推定データを得ることができる。
【0041】
特に目標の運動が大きく変化するような場合には逐次情報を出力することが必要となるが、この処理方式によれば、プロットが入力される度に目標位置推定データが得られ、追尾目標の位置推定を所定の時間幅毎に行う場合と比較して目標位置推定を行う時間間隔を短くすることができるので、目標位置推定データとしてより最新の情報を出力することが可能となり、目標の追尾精度を向上させることができる。
【0042】
【発明の効果】
第1の効果は、低速で移動する目標について、追尾処理の結果得られる現在の追尾目標の位置や速度の推定値に含まれる誤差が低減できる。その理由は、一定時間蓄積したプロットの位置情報を平均化することにより、位置情報に含まれるランダム誤差が相殺されるためである。
【0043】
第2の効果は、プロット位置情報を平均化しても、高速移動目標や高加速度運動を行う目標追尾において、推定される追尾目標の位置、速度の誤差の増加を防止し、さらに速度、進行方向の変化に対する追随性の劣化を防止できる。その理由は、目標の速度や加速度に応じて、最適なプロット平均化時間幅を算出する手段を有していること、および速度や加速度に応じてプロット位置平均化処理を行わずに平滑化処理を行う判定処理を有しているためである。
【0044】
第3の効果は、平滑化処理における重み付けを、追尾目標予測位置重視とすることなく、低速目標の推定位置、速度の誤差を低減することができる。その理由は、プロット位置平均化処理によって位置情報に含まれるランダム誤差が相殺され、平滑化処理に入力されるプロットの位置精度が向上するため、プロット位置重視の重み付けを行っても、追尾目標の推定位置、速度の精度が向上するためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す図である。
【図2】本実施形態における低速移動目標の平滑化速度算出方法を示す図である。
【図3】本実施形態における低速移動目標の平滑化速度算出する他の方法を示す図である。
【図4】従来の追尾処理の例を示す図である。
【図5】ゲート相関判定処理例を示す図である。
【図6】加速度運動を行う追尾目標に対するゲート相関判定例を示す図である。
【図7】TQの違いによる平滑化処理結果の違いを示す図である。
【図8】目標の速度の違いによる平滑化速度に対する相関プロット位置の影響の違いを示す図である。
【符号の説明】
1 プロット
2 ゲート相関判定処理
3 追尾目標TQ判定
4 追尾目標速度判定
5 追尾目標非相関判定
6 平均化時間幅算出処理
7 プロット蓄積手段
8 蓄積時間判定
9 平均化処理
10 平滑化処理
11 追尾目標情報記録手段
12 追尾目標予測位置
13〜15 相関ゲート
16 追尾目標の移動軌跡
17 ラージ・ゲート
18 ミディアム・ゲート
19 スモール・ゲート
20 相関プロット位置
21 平滑化位置
22 平滑化速度
23 前回の平滑化位置
24 移動量(移動速度が速い場合)
25 平滑化位置
26 平滑化速度
27 移動量(移動速度が遅い場合)
28 平滑化速度
29 平滑化速度
30 平滑化相関プロット位置
31 設定時間幅内の移動量(移動速度が遅い場合)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tracking target signal processing method, and more particularly to a tracking processing method for a low-speed moving target.
[0002]
[Prior art]
When tracking a moving target with a radar device, etc., a predicted position is calculated from the past plot data of the target, and correlation processing is performed to determine whether the plot data detected at the current time is the same as the target being tracked. When there is a correlation, a method for calculating an estimated position and an estimated speed from target past data and current time plot data is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-347541.
[0003]
FIG. 4 shows an example of a conventional tracking processing method, in which a gate correlation determination process 2 for determining whether or not the plot 1 obtained at the current time belongs to the tracking target, a current tracking target position, A smoothing process 10 for estimating the speed and a tracking target information recording means 11 for recording the latest tracking target position and speed obtained by the smoothing process are included.
[0004]
In the tracking processing method shown in FIG. 4, when plot 1 is input, target information being tracked is read from tracking target information recording means 11 and input to gate correlation determination processing 2 together with plot 1. In the gate correlation determination process 2, as shown in FIG. 5, the predicted position 12 of the tracking target at the plot detection time is obtained, and the correlation gates 13 to 15 are set around this predicted position.
[0005]
As the size of the correlation gate, a plurality of gate sizes are set in consideration of the detection position error of the plot, the target acceleration, and the like. Plots that have entered these correlation gates are determined as plots of the tracking target. When a plurality of plots enter the correlation gate, the determination is made based on conditions such as selecting the one closest to the predicted position of the tracking target among them. Further, TQ (Tracking Quality), which is a parameter indicating the reliability of the predicted position 12 of the tracking target, is increased or decreased according to the size of the correlation gate where the correlated plot exists.
[0006]
For example, as shown in FIG. 6, when the tracking trajectory 16 of the tracking target is performing acceleration motion, the tracking target moves away from the predicted position 12 of the tracking target predicted on the assumption of constant-velocity linear motion. That is, when a plot is detected at a location away from the predicted position, the reliability of the predicted position is low because the target may be performing an acceleration motion. That is, the value of TQ serves as a standard for determining whether or not the target is performing an acceleration motion.
[0007]
As means for automatically adjusting the reliability of the predicted position, TQ is decreased by 1 when the largest large gate 17 among the plurality of correlation gates is used for correlation. When correlated with the second largest medium gate 18, the TQ maintains its current value. If there is a correlation at the smallest small gate 19, it is determined that the target is moving straight at a constant speed, and TQ is incremented by one. In the case of FIG. 6, since the large gate 17 correlates with the plot 20, TQ is subtracted by 1.
[0008]
When the correlated plot and TQ are determined, the position of the tracking target is estimated by the smoothing process 10 using the position of the plot and the predicted position of the tracking target. As the smoothing method, an αβ filter with a light processing load is often used, and weighting is performed between the correlation plot position 20 and the tracking target predicted position 12 as shown in FIG. 22 is determined.
[0009]
This weighting is determined based on the TQ obtained in the gate correlation determination 2. If TQ is a large value, it indicates that the predicted position of the tracking target is reliable. Therefore, smoothing with more importance on the predicted position is performed, and the smoothed position 21 and the smoothing speed as shown in FIG. 22 is obtained. On the other hand, if TQ is a small value, it indicates that the predicted position 12 of the tracking target is not reliable, and therefore, smoothing with more importance on the correlation plot position is performed, and the smoothed position as shown in FIG. 21 and a smoothing speed 22 are obtained.
[0010]
The obtained smoothing position 21 and smoothing speed 22 are recorded in the tracking target information recording means 11 and read out from the gate correlation determination processing 2 when the plot 1 is input next, and the tracking target predicted position 12 is read. Used for calculation.
[0011]
The error in the detection position of the plot affects the smoothing position and the smoothing speed, and as a result, affects the accuracy of the tracking target predicted position at the next plot detection time. When the error in the smoothing position and the smoothing speed becomes large, in the case of a system that outputs the result as the current tracking target position to the outside, information with a large error is output. Further, when the error in the predicted position of the tracking target becomes large, there is a possibility that the target tracking cannot be continued because it is not correlated with the plot to be correlated.
[0012]
FIG. 8 shows the difference in the influence of the tracking target speed on the smoothing speed when the same error is included in the plot detection position. (A) is the case of a target moving at high speed, and (b) is the case of a target moving at low speed. In these examples, as an example, a case is shown in which weighting is performed such that the midpoint between the tracking target predicted position 12 and the correlation plot position 20 is the smoothed position 25. Furthermore, the direction from the previous smoothing position 23 to the current smoothing position 25 is the current smoothing speed.
[0013]
As can be seen from a comparison between (a) and (b), even if the error in the plot detection position is the same and the smoothing position is the same, the smoothing speed error is not the same. That is, when the speed is slow and the movement amount 27 of (b) is smaller than the movement amount 24 of (a), the smoothing speed 28 of (b) is more correlated than the smoothing speed 26 of (a). The position 20 is greatly affected. Therefore, in the case of a low-speed moving target, the smoothing speed is easily affected by the random error included in the plot detection position, and as a result, the error of the next tracking target predicted position becomes large and the tracking becomes unstable.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, when tracking processing is performed on a target moving at a low speed and the current position and speed of the target are estimated, the error of the obtained position and speed becomes large, and as a result, it is difficult to continue tracking. There was a problem.
[0015]
In order to reduce the error in the position and speed of the low-speed moving target, a method of adjusting the weighting in the smoothing process so that it is less affected by the error in the plot position can be considered. There arises a problem that the followability to a change in speed and a change in traveling direction is deteriorated.
[0016]
An object of the present invention is to provide a system capable of outputting more accurate tracking target position and speed information and continuing the tracking of the target regardless of the speed of the tracking target.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to the tracking processing method of the present invention, in a tracking process for estimating the position of the current tracking target and predicting the future position from the plot of the tracking target target (time and position information at that time) obtained with the passage of time, a predetermined processing is performed. A time width is set, and plots detected during the time width are averaged and treated as a single plot (9 in FIG. 1).
[0018]
Further, it has a process (6 in FIG. 1) for determining an optimum time width for averaging the plot based on the moving speed of the tracking target, the motion state, the detection rate of the plot, and the like.
[0019]
Furthermore, in order to determine whether or not to perform plot averaging processing, determination based on the reliability TQ of the tracking target predicted position (3 in FIG. 1), determination based on the tracking target speed (4 in FIG. 1), tracking It is characterized by having a judgment (5 in FIG. 1) based on the uncorrelated duration with the target plot.
[0020]
According to the present invention, by averaging the plots detected during the set time width, the random error included in the plot position information is canceled, and the position error included in the plot after the averaging process is Reduced.
[0021]
In addition, by performing the smoothing process using the plot in which the position error is reduced, the error in the smoothing position and the smoothing speed of the tracking target can be reduced, and the predicted position error of the target can also be reduced. Continuity can be improved.
[0022]
By performing the averaging process, the random error of the plot detection position is reduced, and the original tracking target position information is also averaged. Therefore, if the averaging process is performed by setting a long time width for a target moving at high speed, the detected position error can be reduced, but the position error due to averaging becomes large. Therefore, it is necessary to perform an optimum time width setting process according to the speed of the tracking target to prevent an error due to averaging.
[0023]
Further, when the target is performing an acceleration motion, an error similar to the above is generated. Therefore, an optimum time width setting process corresponding to the target acceleration is performed to prevent an error due to averaging.
[0024]
Furthermore, for tracking targets that move at higher speeds or higher accelerations, the smoothing position and smoothing speed errors will be reduced if the averaging process is not performed, so the averaging process will be performed based on the tracking target speed and acceleration. The necessity determination process is performed to eliminate the influence of the averaging process.
[0025]
Similarly, for tracking targets that do not correlate with the fixed time plot, the current speed and direction of travel cannot be estimated correctly, and performing averaging processing may increase the error in the smoothing position and smoothing speed. is there. Therefore, the necessity of the averaging process is determined based on the plot detection status, and the influence of the averaging process is eliminated.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a tracking target signal processing system of the present invention.
[0027]
The tracking target signal processing method of the present embodiment is based on the plot 1 inputted from the outside and the gate correlation determination processing means 2 that performs correlation determination from the tracking target predicted position, and whether or not the TQ of the tracking target is a certain value or more. A tracking target TQ determining means 3 for determining, a tracking target speed determining means 4 for determining whether or not the tracking target is moving at a certain speed or more, and determining whether or not the tracking target is correlated with the fixed time plot. Tracking target non-correlation determining means 5, averaging time width calculation processing means 6 for calculating a time width required for plot averaging processing, and plot storage means for storing a plot during the calculated required time width 7, an accumulation time determining means 8 for determining whether the plot has been accumulated for a predetermined time, an averaging processing means 9 for averaging the accumulated plots, a current plot from the correlated plot and the predicted position of the tracking target. And smoothing processing means 10 for estimating the position of the target, and a tracking target information recording means 11 for recording the latest tracking target information obtained.
[0028]
Next, the operation of this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0029]
First, when plot 1 is input from the outside to the tracking processing device, tracking target information is read from tracking target information recording means 11 and input to gate correlation determination processing means 2 together with plot 1. The gate correlation determination processing means 2 performs the same processing as in the conventional technique, selects a tracking target plot, and obtains the tracking target TQ. The selected plot, tracking target information, and TQ are output to the tracking target TQ determination means 3. Also, the tracking target speed input from the TQ and tracking target information recording means 11 is also output to the averaging time width calculation processing means 6.
[0030]
Next, the tracking target TQ determination means 3 determines the TQ value, and if the TQ is equal to or less than a certain value, the target may be accelerating, so the plot position averaging process is not performed and the smoothing process is performed. If the TQ is equal to or greater than a certain value, the tracking target speed determination 4 is performed. The TQ value serving as a determination criterion is determined in consideration of the assumed target motion, the angle measurement error included in the plot, the plot detection status, and the like.
[0031]
As a result of performing tracking target speed determination 4 when TQ is equal to or greater than a certain value, if the speed of the tracking target is equal to or greater than a certain speed, the process proceeds to smoothing processing 10; Do. The speed Vj, which is a determination reference for the tracking target speed determination, is calculated by the following equation using, for example, the plot input time interval Td, the plot angle measurement error Er, and the plot detection rate Pd.
[0032]
Vj = ((K 1 * Er ) (K 2 * Pd)) / (K 3 * Td)
Here, K 1 to K 3 are adjustment coefficients for optimizing Vj from the predicted target motion and the like.
[0033]
If the tracking target is below a certain speed, the tracking target decorrelation determination 5 is performed. If there is no correlation with the plot for a certain time or longer, the process proceeds to the smoothing process 10, and if there is a correlation within a certain time, the averaging time width The process proceeds to calculation process 6. The non-correlation time Tn, which is a determination criterion for tracking non-correlation determination, is calculated by the following equation using, for example, the plot input time interval Td, the plot detection rate Pd, and the tracking target speed Vt.
[0034]
Tn = (K 4 * Pd) / ( (K 5 * Td) (K 6 * Vt) )
Here, K 4 to K 6 are adjustment coefficients for optimizing Tn from the predicted target motion and the like.
[0035]
In the averaging time width calculation processing means 6, for example, the optimum averaging time width Tw is calculated from the following equation using the tracking target TQ, speed Vt, non-correlated duration Ta, plot angle measurement error Er, and plot detection rate Pd. Calculated by
[0036]
Tw = ((K 7 * TQ ) (K 8 * Er)) / ((K 9 * Vt) (K 10 * Ta) (K 11 * Pd))
Here, K 7 to K 11 are adjustment coefficients for optimizing Tw based on the predicted movement of the tracking target.
[0037]
When the averaging time width is calculated, a plot correlated with the tracking target is recorded by the plot accumulating means 7 during that period, and an accumulating time determination 8 is performed to determine whether or not it has been accumulated for a predetermined time. When a predetermined time plot is accumulated, the averaging processing means 9 calculates an average value for the position information of the plot.
[0038]
In the smoothing processing means 10, the tracking target information and the plot position information are input, and the smoothing position and the smoothing speed are calculated by the same processing as in the conventional technique. The obtained smoothing position and smoothing speed are recorded in the tracking target information recording means 11.
[0039]
FIG. 2 shows an example in the present embodiment in which a predetermined time width is set, and plots detected during the time width are averaged and handled as one plot. In this example, the four correlation plots 20 detected during the set time width are averaged by the averaging processing means 9 to calculate an averaged correlation plot position 30, and the smoothing processing means 10 The smoothing position 25 and the smoothing speed 29 are calculated from the averaged correlation plot position 30, and the influence of random errors included in the correlation plot position information is reduced.
[0040]
FIG. 3 shows a processing method using a sliding window as a process for calculating the smoothing speed of the low-speed moving target in the present embodiment. This processing method averages past plot data that falls within a predetermined time interval each time a plot is input, and performs position estimation by smoothing processing. Smoothing is performed each time a plot is input. The target position estimation data subjected to the conversion processing can be obtained.
[0041]
In particular, when the target motion changes greatly, it is necessary to output information sequentially, but according to this processing method, target position estimation data is obtained each time a plot is input, and the tracking target Compared with the case where the position estimation is performed every predetermined time width, the time interval for performing the target position estimation can be shortened, so that the latest information can be output as the target position estimation data, and the target tracking can be performed. Accuracy can be improved.
[0042]
【The invention's effect】
The first effect is that an error included in the estimated value of the current tracking target position and speed obtained as a result of the tracking process can be reduced for a target moving at a low speed. This is because the random error included in the position information is canceled by averaging the position information of the plots accumulated for a certain period of time.
[0043]
The second effect is that even if the plot position information is averaged, an increase in the error of the estimated tracking target position and speed is prevented in the target tracking in which the high-speed moving target and the high-acceleration motion are performed. It is possible to prevent the deterioration of the followability with respect to the change. The reason is that there is a means to calculate the optimal plot averaging time width according to the target speed and acceleration, and smoothing processing without performing plot position averaging processing according to the speed and acceleration. This is because it has a determination process for performing the above.
[0044]
The third effect is that the error in the estimated position and speed of the low-speed target can be reduced without placing importance on the tracking target predicted position in the smoothing process. The reason is that the random error included in the position information is canceled by the plot position averaging process, and the position accuracy of the plot input to the smoothing process is improved. This is because the accuracy of the estimated position and speed is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for calculating a smoothing speed of a low-speed movement target in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing another method for calculating a smoothing speed of a low-speed movement target in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a conventional tracking process.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a gate correlation determination process.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of gate correlation determination for a tracking target performing acceleration motion.
FIG. 7 is a diagram illustrating a difference in smoothing processing result due to a difference in TQ.
FIG. 8 is a diagram illustrating a difference in influence of a correlation plot position on a smoothing speed due to a difference in target speed.
[Explanation of symbols]
1 Plot 2 Gate correlation determination processing 3 Tracking target TQ determination 4 Tracking target speed determination 5 Tracking target non-correlation determination 6 Averaging time width calculation processing 7 Plot accumulation means 8 Accumulation time determination 9 Averaging processing 10 Smoothing processing 11 Tracking target information Recording means 12 Tracking target predicted position 13 to 15 Correlation gate 16 Tracking target movement locus 17 Large gate 18 Medium gate 19 Small gate 20 Correlation plot position 21 Smoothing position 22 Smoothing speed 23 Previous smoothing position 24 Movement Amount (when moving speed is fast)
25 Smoothing position 26 Smoothing speed 27 Movement amount (when moving speed is slow)
28 Smoothing speed 29 Smoothing speed 30 Smoothing correlation plot position 31 Movement amount within set time width (when movement speed is slow)

Claims (6)

移動目標を追尾する装置により追尾中の追尾対象目標の相関プロット(時刻とその時の位置情報)から、現在の追尾目標の位置及び速度を推定し、該推定した現在の追尾目標の位置及び速度から次のプロット検出時刻での追尾目標位置を予測し、該予測した追尾目標位置を中心にして次のプロット検出時刻における前記相関プロットを得るための相関ゲートを設定する追尾処理において、前記追尾目標のTQ(Tracking Quality)が一定値以下、または前記追尾目標の速度が一定速度以上、または前記追尾目標の非相関時間が一定時間以上のときには、前記相関プロット毎に該相関プロット単独で前記現在の追尾目標の位置及び速度を推定する処理を実行し、前記追尾目標のTQ(Tracking Quality)が一定値以上、かつ前記追尾目標の速度が一定速度以下、かつ前記追尾目標の非相関時間が一定時間以下のときには、所定の時間幅を設定し、その時間幅の間に検出された複数の前記相関プロットを平均化して1つの平均化相関プロットを算出し、該算出した平均化相関プロットを用いて前記現在の追尾目標の位置及び速度を推定する処理を実行することを特徴とする追尾目標信号処理方法。The position and speed of the current tracking target are estimated from the correlation plot (time and position information at that time) of the tracking target target being tracked by the device that tracks the moving target , and from the estimated current position and speed of the tracking target. In a tracking process for predicting a tracking target position at the next plot detection time and setting a correlation gate for obtaining the correlation plot at the next plot detection time around the predicted tracking target position, the tracking target position TQ (tracking Quality) is below a predetermined value, or the speed of the tracking target is constant speed or more, or the when decorrelation time of the tracking target is more than a predetermined time, said current tracking in correlation plot alone for each of the correlation plot executes processing to estimate the position and velocity of the target, the tracking target of TQ (tracking Quality) is a predetermined value or more, and speed of the tracking target is constant speed When the non-correlation time of the tracking target is less than or equal to a predetermined time, a predetermined time width is set, and a plurality of correlation plots detected during the time width are averaged to obtain one averaged correlation plot. A tracking target signal processing method comprising: calculating and executing a process of estimating the position and speed of the current tracking target using the calculated averaged correlation plot. 前記平均化相関プロットは前記相関プロットが入力される度に前記所定の時間幅の中に入る過去の相関プロットを平均化することにより算出され、前記相関プロットが入力される度に該算出された平均化相関プロットを用いて現在の追尾目標の位置及び速度を推定することを特徴とする請求項1に記載の追尾目標信号処理方法。The averaged correlation plot is calculated by averaging past correlation plots that fall within the predetermined time interval each time the correlation plot is input, and is calculated each time the correlation plot is input. The tracking target signal processing method according to claim 1, wherein the position and speed of the current tracking target are estimated using an averaged correlation plot. 前記追尾目標のTQ、速度Vt、非相関の継続時間Ta、プロットの測角誤差Er、プロットの検出率Pdから、下記の式、
Tw=((K*TQ)(K*Er))/((K*Vt)(K10*Ta)(K11*Pd))
ここで、K〜K11は,予測される追尾目標の運動などによりTwを最適化するための調整係数である、
により算出された平均化時間幅Twを、前記所定の時間幅とすることを特徴とする請求項1または2に記載の追尾目標信号処理方法。
From the tracking target TQ, velocity Vt, non-correlated duration Ta, plotting angle error Er, and plot detection rate Pd,
Tw = ((K 7 * TQ) (K 8 * Er)) / ((K 9 * Vt) (K 10 * Ta) (K 11 * Pd))
Here, K 7 to K 11 are adjustment coefficients for optimizing Tw by the motion of the tracking target to be predicted.
3. The tracking target signal processing method according to claim 1, wherein the averaging time width Tw calculated by the step is used as the predetermined time width.
移動目標を追尾する装置により追尾中の追尾対象目標の相関プロット(時刻とその時の位置情報)から、現在の追尾目標の位置及び速度を推定し、該推定した現在の追尾目標の位置及び速度から次のプロット検出時刻での追尾目標位置を予測し、該予測した追尾目標位置を中心にして次のプロット検出時刻における前記相関プロットを得るための相関ゲートを設定する追尾目標信号処理方式において、
前記相関プロット毎に現在の追尾目標の位置及び速度を推定する第1の追尾目標信号処理手段と、
所定の時間幅を設定する時間幅設定手段と、前記所定の時間幅の間に検出された複数の前記相関プロットを蓄積するプロット蓄積手段と、該蓄積された前記複数の相関プロットを平均化して1つの平均化相関プロットを算出する平均化処理手段と、該算出された平均化相関プロットにより現在の追尾目標の位置及び速度を推定する平滑化処理手段とを有する第2の追尾目標信号処理手段と、
前記追尾目標のTQ(Tracking Quality)が一定値以下、または前記追尾目標の速度が一定速度以上、または前記追尾目標の非相関時間が一定時間以上のときには、前記第1の追尾目標信号処理手段を選択し、前記追尾目標のTQ(Tracking Quality)が一定値以上、かつ前記追尾目標の速度が一定速度以下、かつ前記追尾目標の非相関時間が一定時間以下のときには、前記第2の追尾目標信号処理手段を選択する追尾目標信号処理選択手段と、
を備えていることを特徴とする追尾目標信号処理方式。
The position and speed of the current tracking target are estimated from the correlation plot (time and position information at that time) of the tracking target target being tracked by the device that tracks the moving target , and from the estimated current position and speed of the tracking target. In the tracking target signal processing method for predicting the tracking target position at the next plot detection time, and setting the correlation gate for obtaining the correlation plot at the next plot detection time around the predicted tracking target position ,
First tracking target signal processing means for estimating a current tracking target position and velocity for each correlation plot;
A time width setting means for setting a predetermined time width; a plot storage means for storing the plurality of correlation plots detected during the predetermined time width; and averaging the plurality of stored correlation plots. Second tracking target signal processing means having averaging processing means for calculating one averaged correlation plot, and smoothing processing means for estimating the position and velocity of the current tracking target based on the calculated averaged correlation plot When,
When the tracking target TQ (Tracking Quality) is below a certain value, the tracking target speed is above a certain speed, or the non-correlation time of the tracking target is above a certain time, the first tracking target signal processing means is When the tracking target TQ (Tracking Quality) is not less than a certain value, the tracking target speed is not more than a certain speed, and the non-correlation time of the tracking target is not more than a certain time, the second tracking target signal is selected. Tracking target signal processing selection means for selecting processing means;
A tracking target signal processing system characterized by comprising:
前記平均化処理手段は、前記相関プロットが入力される度に前記プロット蓄積手段から前記所定の時間幅の中に入る過去の相関プロットを入力して平均化して平均化相関プロットを出力し、前記平滑化処理手段は、前記相関プロットが入力される度に前記平均化相関プロットを入力して現在の追尾目標の位置及び速度を推定することを特徴とする請求項4に記載の追尾目標信号処理方式。The averaging processing means inputs a past correlation plot that falls within the predetermined time width from the plot storage means every time the correlation plot is input, averages it, and outputs an averaged correlation plot, 5. The tracking target signal processing according to claim 4, wherein the smoothing processing unit inputs the averaged correlation plot each time the correlation plot is input, and estimates a current tracking target position and velocity. method. 前記時間幅設定手段は、前記追尾目標のTQ、速度Vt、非相関の継続時間Ta、プロットの測角誤差Er、プロットの検出率Pdから、下記の式、
Tw=((K*TQ)(K*Er))/((K*Vt)(K10*Ta)(K11*Pd))
ここで、K〜K11は,予測される追尾目標の運動などによりTwを最適化するための調整係数である、
により算出された平均化時間幅Twを、前記所定の時間幅として設定する機能を有していることを特徴とする請求項4または5に記載の追尾目標信号処理方式。
The time width setting means calculates the following equation from the tracking target TQ, velocity Vt, uncorrelated duration Ta, plot angle measurement error Er, and plot detection rate Pd:
Tw = ((K 7 * TQ) (K 8 * Er)) / ((K 9 * Vt) (K 10 * Ta) (K 11 * Pd))
Here, K 7 to K 11 are adjustment coefficients for optimizing Tw by the motion of the tracking target to be predicted.
6. The tracking target signal processing method according to claim 4, further comprising a function of setting the averaging time width Tw calculated by the step as the predetermined time width.
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