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JP7328885B2 - MOTION SENSOR SELECTION DEVICE, TARGET DETECTION SYSTEM AND MOTION SENSOR SELECTION METHOD - Google Patents
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MOTION SENSOR SELECTION DEVICE, TARGET DETECTION SYSTEM AND MOTION SENSOR SELECTION METHOD Download PDF

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Description

本発明は、主として、複数のセンサから探知に適するセンサを選択するための動作センサ選択装置、及び当該動作センサ選択装置を備える目標探知システムに関する。 The present invention mainly relates to a motion sensor selection device for selecting a sensor suitable for detection from a plurality of sensors, and a target detection system including the motion sensor selection device.

従来から、ソノブイ等を介して、水中の物体を探知するシステムが知られている。特許文献1は、この種の探知システムを開示する。 Conventionally, a system for detecting an underwater object using a sonobuoy or the like is known. Patent Document 1 discloses a detection system of this kind.

特許文献1の水中航走体の位置決定システムは、運用海域内に水中航走体に装備されたピンガーからの音響信号を受信するソノブイを複数個配置することで、3個以上のソノブイにより受信した音響信号に基づいて、水中航走体の位置をリアルタイムで算出する構成となっている。 In the underwater vehicle positioning system of Patent Document 1, by arranging a plurality of sonobuoys that receive acoustic signals from pingers mounted on the underwater vehicle in the operational sea area, three or more sonobuoys receive the signals. The position of the underwater vehicle is calculated in real time based on the acoustic signal.

特開2004-245779号公報JP-A-2004-245779

上記特許文献1の構成とは異なり、探知範囲(運用海域)内に複数の音波発生用ソノブイ、音波受波用ソノブイ等のセンサを配置し、積極的に音波を発生して水中航走体、水上航走体、沈船、海底地形等(以下、単に「水中物体」という)の目標を探知するシステムも用いられている。このようなシステムにおいて、水中物体をより正確に探知するために、水中物体の分布状況等に応じて、動作すべき適切なセンサを自動的に選択する構成が望まれていた。 Unlike the configuration of the above Patent Document 1, sensors such as a plurality of sound wave generating sonobuoys and sound wave receiving sonobuoys are arranged within the detection range (operational sea area), actively generating sound waves, underwater vehicles, Systems are also used to detect targets such as water vehicles, wrecks, seafloor topography (hereinafter simply "underwater objects"). In order to more accurately detect underwater objects in such a system, there has been a demand for a configuration that automatically selects an appropriate sensor to operate according to the distribution of underwater objects.

近年発展している人工知能に関していえば、様々な状況を学習した学習済モデルを構築することで、様々な状況に適するソノブイの自動選択を実現することができる。しかし、人工知能を用いる場合は一般的に、学習しようとする状況が複雑である程、学習済モデルを構築するための学習時間が多く掛かる。学習済モデルの構築に時間を要すると、学習済モデルを用いる装置及びシステムの早期運用が難しくなる。 In terms of artificial intelligence, which has been developing in recent years, it is possible to automatically select sonobuoys suitable for various situations by building trained models that have learned various situations. However, when artificial intelligence is used, generally, the more complicated the situation to be learned, the longer the learning time required to build a trained model. If it takes a long time to build a trained model, it becomes difficult to operate devices and systems that use the trained model at an early stage.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、機械学習により動作センサ選択モデルを短時間で構築することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to construct a motion sensor selection model in a short time by machine learning.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, the means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の第1の観点によれば、以下の構成の動作センサ選択装置が提供される。即ち、この動作センサ選択装置は、対象領域に存在する1以上の目標を探知するために用いられるセンサが当該対象領域に複数配置される場合に、前記複数のセンサのうち動作すべき前記センサを動作センサとして選択する。動作センサ選択装置は、入力部と、動作センサ選択モデルと、動作センサ選択部と、を備える。前記入力部は、少なくとも1つの前記目標に関して、各前記目標に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する前記目標状態量を含む情報である入力情報の入力を受け付ける。前記動作センサ選択モデルは、1つの前記目標についての、ある時間幅における前記目標状態量を含むベース情報から、前記複数のセンサのうち選択すべき少なくとも1つの前記センサを選択するための機械学習を行ったものである。前記動作センサ選択部は、前記動作センサ選択モデルを用いて、前記入力部に入力された前記入力情報から動作すべき前記センサを選択する。前記動作センサ選択部は、前記入力部に入力された複数の前記目標に関する前記入力情報を、1つの前記目標に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を前記動作センサ選択モデルに入力し、当該動作センサ選択モデルから出力された複数の選択結果を統合し、動作すべき前記センサを動作センサとして選択する。 A first aspect of the present invention provides a motion sensor selection device having the following configuration. That is, when a plurality of sensors used for detecting one or more targets existing in a target area are arranged in the target area, the operation sensor selection device selects the sensor to be operated among the plurality of sensors. Select as motion sensor. The motion sensor selection device comprises an input unit, a motion sensor selection model, and a motion sensor selection unit. The input unit receives input of input information, which is information including the target state quantity regarding at least one of position, course and speed regarding each of the targets, regarding at least one of the targets. The motion sensor selection model performs machine learning for selecting at least one sensor to be selected from among the plurality of sensors from base information including the target state quantity in a certain time span for one target. I have been there. The motion sensor selection unit uses the motion sensor selection model to select the sensor to operate from the input information input to the input unit. The motion sensor selection unit decomposes the input information regarding the plurality of targets input to the input unit into information regarding one target, and inputs each decomposed information to the motion sensor selection model. , integrates a plurality of selection results output from the motion sensor selection model, and selects the sensor to be operated as a motion sensor.

これにより、学習フェーズにおいて動作センサ選択モデルを構築する際に、学習データを、1つだけの目標に関する状況に限定することができる。この結果、学習データの数が爆発的に増大することを回避して、動作センサ選択モデルの学習時間を顕著に短縮し、動作センサ選択装置の早期運用を図ることができる。推論フェーズにおいては、複数の目標に関する状況を1つの目標毎に分解して動作センサ選択モデルに入力し、動作センサ選択モデルの出力結果を統合することで、複数の目標が現れる複雑な状況にも適切に対応することができる。 This allows the learning data to be limited to situations for only one goal when building the motion sensor selection model in the learning phase. As a result, an explosive increase in the number of learning data can be avoided, and the learning time of the motion sensor selection model can be significantly shortened, so that early operation of the motion sensor selection device can be achieved. In the inference phase, the situations related to multiple goals are decomposed into individual goals and input into the motion sensor selection model. By integrating the output results of the motion sensor selection model, even complex situations where multiple targets appear can be handled. can respond appropriately.

本発明の第2の観点によれば、以下のような動作センサ選択方法が提供される。即ち、この動作センサ選択方法は、対象領域に存在する1以上の目標を探知するために用いられるセンサが当該対象領域に複数配置される場合に、前記複数のセンサのうち動作すべき前記センサを動作センサとして選択する。動作センサ選択方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程と、を含む。前記第1工程では、少なくとも1つの前記目標に関して、各前記目標に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する前記目標状態量を含む情報である入力情報の入力を受け付ける。前記第2工程では、前記第1工程において入力された複数の前記目標に関する前記入力情報を、1つの前記目標に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を動作センサ選択モデルに入力する。前記動作センサ選択モデルは、1つの前記目標についての、ある時間幅における前記目標状態量を含むベース情報から、前記複数のセンサのうち選択すべき少なくとも1つの前記センサを選択するための機械学習を行った学習済モデルである。前記第3工程では、前記動作センサ選択モデルから出力された複数の選択結果を統合し、動作すべき前記センサを選択する。 According to a second aspect of the present invention, the following motion sensor selection method is provided. That is, in this operation sensor selection method, when a plurality of sensors used for detecting one or more targets existing in a target area are arranged in the target area, the sensor to be operated among the plurality of sensors is selected. Select as motion sensor. The motion sensor selection method includes a first step, a second step, and a third step. In the first step, with respect to at least one target, input of input information including the target state quantity relating to at least one of position, course and speed relating to each target is received. In the second step, the input information regarding the plurality of targets input in the first step is decomposed into information regarding one target, and each decomposed information is input to a motion sensor selection model. The motion sensor selection model performs machine learning for selecting at least one sensor to be selected from among the plurality of sensors from base information including the target state quantity in a certain time span for one target. This is the trained model that we used. In the third step, a plurality of selection results output from the motion sensor selection model are integrated to select the sensor to operate.

これにより、学習フェーズにおいて動作センサ選択モデルを構築する際に、学習データを1つだけの目標に関する状況に限定することができる。この結果、学習データの数が爆発的に増大することを回避して、動作センサ選択モデルの学習時間を顕著に短縮し、動作センサ選択装置の早期運用を図ることができる。推論フェーズにおいては、複数の目標に関する状況を1つの目標毎に分解して動作センサ選択モデルに入力し、動作センサ選択モデルの出力結果を統合することで、複数の目標が現れる複雑な状況にも適切に対応することができる。 This allows the learning data to be limited to the context of only one goal when building the motion sensor selection model in the learning phase. As a result, an explosive increase in the number of learning data can be avoided, and the learning time of the motion sensor selection model can be significantly shortened, so that early operation of the motion sensor selection device can be achieved. In the inference phase, the situations related to multiple goals are decomposed into individual goals and input into the motion sensor selection model. By integrating the output results of the motion sensor selection model, even complex situations where multiple targets appear can be handled. can respond appropriately.

本発明によれば、機械学習により動作センサ選択モデルを短時間で構築することができる。 According to the present invention, a motion sensor selection model can be constructed in a short time by machine learning.

本発明の第1実施形態に係る目標探知システムの概略を示す説明図。1 is an explanatory diagram showing an outline of a target detection system according to a first embodiment of the present invention; FIG. 発音対象推定モデルの構築作業を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the work of constructing a pronunciation target estimation model; 発音対象推定モデルの構築に要する時間を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining the time required to construct a pronunciation target estimation model; 発音対象選択部が発音対象推定モデルを用いて複数目標状況に適する音波発生体を選択する動作を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an operation of a sound target selection unit selecting a sound wave generator suitable for a multi-target situation using a sound target estimation model; 本実施形態に関し、学習フェーズ及び推論フェーズに必要な時間を、参照例と比較して示す図。FIG. 4 is a diagram showing the time required for the learning phase and the inference phase in comparison with the reference example in relation to the present embodiment; 本実施形態と参照例のそれぞれについて、精度と学習回数との関係を示すグラフ。4A and 4B are graphs showing the relationship between the accuracy and the number of times of learning for each of the present embodiment and the reference example; 本発明の第2実施形態に係る目標探知システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of the target detection system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る目標探知システムの概略を示す図。The figure which shows the outline of the target detection system which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る目標探知システム100の概略を示す説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a target detection system 100 according to the first embodiment of the present invention.

図1に示す目標探知システム100は、探知対象となる、水中航走体、水上船舶、沈船、海底地形等の水中物体1の存在や位置等を特定するために用いられる。水中物体1は、目標又は特定目標と言い換えることもできる。目標探知システム100は、目視できない水中領域を例えば音波により探知する。この目標探知システム100は、図1に示すように、主として、複数の音波探知体2と、複数の音波発生体(センサ)3と、探知制御装置4と、を備える。 A target detection system 100 shown in FIG. 1 is used to identify the existence, position, etc., of an underwater object 1 to be detected, such as an underwater vehicle, a surface vessel, a sunken ship, and seafloor topography. The underwater object 1 can also be called a target or a specific target. The target detection system 100 detects underwater areas that are not visible to the naked eye, for example, by sound waves. This target detection system 100 mainly includes a plurality of sound wave detectors 2, a plurality of sound wave generators (sensors) 3, and a detection control device 4, as shown in FIG.

音波探知体2は、例えば、公知のパッシブソノブイから構成される。音波探知体2は、音波発生体3から発した音波の、水中物体1からの反射波を受信する。音波探知体2は、受信した反射波を信号処理して、探知制御装置4に送信する探知情報を生成する。音波探知体2は、例えば、水面に浮いている通信アンテナ等を介して、生成した探知情報を探知制御装置4に無線送信する。 The sound detector 2 is composed of, for example, a known passive sonobuoy. The sound wave detector 2 receives the reflected wave from the underwater object 1 of the sound wave emitted from the sound wave generator 3 . The sound wave detector 2 performs signal processing on the received reflected waves to generate detection information to be transmitted to the detection control device 4 . The sound wave detector 2 wirelessly transmits the generated detection information to the detection control device 4 via, for example, a communication antenna floating on the water surface.

この探知情報は、例えば、反射波の受信時間、受信した反射波の方向、受信した反射波の周波数、周波数偏移等を含む。音波探知体2は、生成した探知情報を、音波探知体2自身を識別できる識別情報とともに、探知制御装置4等に送信する。音波探知体2の識別情報としては、例えば識別番号を挙げることができる。 This detection information includes, for example, the reception time of the reflected wave, the direction of the received reflected wave, the frequency of the received reflected wave, the frequency shift, and the like. The sound wave detector 2 transmits the generated detection information to the detection control device 4 and the like together with identification information that can identify the sound wave detector 2 itself. The identification information of the sound wave detector 2 can be, for example, an identification number.

なお、音波探知体2は、探知情報に代えて、受信した反射波を、別途に設けられた図略の信号処理装置に送信しても良い。この場合、信号処理装置は、音波探知体2から受信した反射波を信号処理する。この信号処理装置は、探知制御装置4に備えられても良いし、探知制御装置4とは別に設けられても良い。 The sound wave detector 2 may transmit the received reflected waves to a separately provided signal processing device (not shown) instead of the detection information. In this case, the signal processing device performs signal processing on the reflected waves received from the sound detector 2 . This signal processing device may be provided in the detection control device 4 or may be provided separately from the detection control device 4 .

音波発生体3は、例えば、公知のアクティブソノブイから構成され、予め設定された周波数、パルス波形、パルス幅等の諸元(以下、単に「諸元」という)の音波を発生する。音波発生体3は、例えば、水面に浮いている通信アンテナ等を介して、探知制御装置4からの発音制御指示を受信する。音波発生体3は、受信した発音制御指示に従って音波を発生する。 The sound wave generator 3 is composed of, for example, a known active sonobuoy, and generates sound waves of preset specifications such as frequency, pulse waveform, and pulse width (hereinafter simply referred to as “specifications”). The sound wave generator 3 receives a sound generation control instruction from the detection control device 4 via, for example, a communication antenna floating on the water surface. The sound wave generator 3 generates sound waves according to the received sound generation control instructions.

音波探知体2及び音波発生体3は、例えば、ソノブイであり、予め定められた探知領域(対象領域)に対して航空機や船舶等の目標探知体10から敷設される。ソノブイを敷設する際、当該ソノブイ(音波探知体2及び音波発生体3)を一意に特定するための識別情報と、敷設位置と、が関連付けられて記憶される。 The sound wave detector 2 and the sound wave generator 3 are, for example, sonobuoys, and are laid from a target detector 10 such as an aircraft or ship to a predetermined detection area (target area). When laying the sonobuoy, identification information for uniquely specifying the sonobuoy (sound wave detector 2 and sound wave generator 3) and the laying position are stored in association with each other.

探知制御装置4は、目標探知体10に搭載されている。探知制御装置4は、刻々と変化する探知状況に適するように、音波を発生させる音波発生体3を複数の音波発生体3から選択する。この探知状況は、探知領域における、水中物体1の位置、針路、速力等の少なくとも何れか1つの情報を含む。探知領域に存在する(あるいは、存在する可能性がある)水中物体1は、1つの場合もあれば、複数の場合もある。探知制御装置4は、音波探知体2から受信した探知情報を分析する。 The detection control device 4 is mounted on the target detector 10 . The detection control device 4 selects the sound wave generators 3 for generating sound waves from a plurality of sound wave generators 3 so as to be suitable for the ever-changing detection situation. This detection situation includes at least one of information such as the position, course, speed, etc. of the underwater object 1 in the detection area. There may be one or more underwater objects 1 that exist (or may exist) in the detection area. The detection control device 4 analyzes the detection information received from the sonar detector 2 .

探知制御装置(動作センサ選択装置)4は、図1に示すように、発音対象選択部(動作センサ選択部)5と、無線送受信部6と、探知情報分析部7と、入力部8と、を備える。 The detection control device (motion sensor selection device) 4 includes, as shown in FIG. Prepare.

探知制御装置4は、公知のコンピュータとして構成されており、CPU、ROM、RAM、HDD等を備える。HDDには、発音対象の音波発生体3の選択、探知情報の分析等を実現するためのプログラムが記憶されている。このプログラムは、本発明の発音対象推定方法(動作センサ選択方法)を実現するものである。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、探知制御装置4を、発音対象選択部5、無線送受信部6、探知情報分析部7、及び入力部8として動作させることができる。 The detection control device 4 is configured as a known computer, and includes a CPU, ROM, RAM, HDD, and the like. The HDD stores programs for selecting the sound wave generator 3 to be sounded, analyzing detection information, and the like. This program implements the pronunciation target estimation method (action sensor selection method) of the present invention. By cooperation of the above hardware and software, the detection control device 4 can be operated as the pronunciation target selection unit 5, the radio transmission/reception unit 6, the detection information analysis unit 7, and the input unit 8.

発音対象選択部5は、複数の音波発生体3から、探知状況に適する音波発生体3を少なくとも1つ選択するために用いられる。この選択にあたっては、事前に構築された学習済モデルである発音対象推定モデル(動作センサ選択モデル)9が用いられる。なお、発音対象選択部5は、適切な音波発生体3を選択するだけでなく、選択した音波発生体3の諸元を決定しても良い。この音波発生体3の選択の詳細は後述する。 The sound target selection unit 5 is used to select at least one sound wave generator 3 suitable for the detection situation from a plurality of sound wave generators 3 . For this selection, a pronunciation target estimation model (action sensor selection model) 9, which is a pre-constructed trained model, is used. Note that the sound target selection unit 5 may not only select an appropriate sound wave generator 3 but also determine the specifications of the selected sound wave generator 3 . Details of the selection of the sound wave generator 3 will be described later.

無線送受信部6は、公知の無線通信技術を利用して、発音対象選択部5により選択された音波発生体3に発音制御信号を送信する。当該発音制御信号は、所定の諸元の音波を発生するように音波発生体3を動作させる制御信号である。更に、無線送受信部6は、音波探知体2で反射波を処理して得られた探知情報(あるいは、音波探知体2において受信した反射波自体)を受信する。 The wireless transmission/reception unit 6 uses known wireless communication technology to transmit a sound generation control signal to the sound wave generator 3 selected by the sound generation target selection unit 5 . The sound generation control signal is a control signal for operating the sound wave generator 3 so as to generate sound waves of predetermined specifications. Furthermore, the radio transmitting/receiving section 6 receives detection information obtained by processing the reflected wave by the sound wave detector 2 (or the reflected wave received by the sound wave detector 2 itself).

探知情報分析部7は、音波探知体2から受信された探知情報を分析することで、音波探知体2で受信した反射波に基づいて水中物体1等の情報である探知対象情報を生成する。この探知対象情報は、例えば、探知した水中物体1の位置(座標)、針路、速力を含む。同時に2以上の水中物体1が探知された場合、探知対象情報は、それぞれの水中物体1の位置等の情報を含む。 The detection information analysis unit 7 analyzes the detection information received from the sound wave detector 2 to generate detection target information, which is information about the underwater object 1 and the like, based on the reflected waves received by the sound wave detector 2 . This detection target information includes, for example, the position (coordinates), course, and speed of the detected underwater object 1 . When two or more underwater objects 1 are detected at the same time, the detection target information includes information such as the position of each underwater object 1 .

入力部8は、探知情報分析部7が出力した探知対象情報の入力を受け付ける(第1工程)。従って、探知対象情報は、入力情報の一種である。この探知対象情報は、1又は複数の水中物体1について、各水中物体1に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する状態量を含む情報である。 The input unit 8 receives input of detection target information output by the detection information analysis unit 7 (first step). Therefore, detection target information is a kind of input information. This detection target information is information about one or a plurality of underwater objects 1 that includes state quantities relating to at least one of the position, course, and speed of each underwater object 1 .

続いて、発音対象選択部5が発音対象推定モデル9を用いて、複数の音波発生体3から探知状況に適する音波発生体3を選択する詳細について、図2から図4等を参照して説明する。この探知状況は、少なくとも1つの水中物体1が存在することを想定したものである。それぞれの水中物体1の様子は、状態量(例えば位置、針路、速力等)で表すことができる。1以上の水中物体1について、位置、針路、速力等のうち何れかが異なれば、別々の探知状況として取り扱われる。以下の説明においては、水中物体1が1つしか存在しない探知状況を「単体目標状況」と称し、複数の水中物体1が存在する探知状況を「複数目標状況」と称することがある。また、水中物体1の状態量を「目標状態量」と称することがある。探知状況のうち単体目標状況を示すデータは、1つの水中物体1に関する目標状態量のデータを含む。複数目標状況を示すデータは、複数の水中物体1のそれぞれに関する目標状態量のデータを含む。 Next, the details of how the sound target selection unit 5 uses the sound target estimation model 9 to select the sound wave generator 3 suitable for the detection situation from the plurality of sound wave generators 3 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 and the like. do. This detection situation assumes that at least one underwater object 1 exists. The state of each underwater object 1 can be represented by a state quantity (for example, position, course, speed, etc.). If one or more underwater objects 1 have different positions, courses, speeds, etc., they are treated as different detection situations. In the following description, a detection situation in which only one underwater object 1 exists will be referred to as a "single target situation", and a detection situation in which a plurality of underwater objects 1 exist will be referred to as a "multiple target situation". Also, the state quantity of the underwater object 1 may be referred to as a "target state quantity". Among the detection conditions, the data indicating the single target condition includes the target state quantity data for one underwater object 1 . The data indicating the multiple target states includes target state quantity data for each of the multiple underwater objects 1 .

図1から図4までの例においては、11個の音波発生体3が探知領域内に敷設されている。以下の説明において、当該11個の音波発生体3のそれぞれを特定するために、図1においては、それぞれの音波発生体に下線付きの番号を付している。以下の説明においては、図1に示す音波発生体の番号に対応して、それぞれの音波発生体3を第1番目の音波発生体3-1、第2番目の音波発生体3-2、・・・、第11番目の音波発生体3-11と称することがある。 In the examples of FIGS. 1 to 4, 11 sound wave generators 3 are laid in the detection area. In order to specify each of the 11 sound wave generators 3 in the following description, each sound wave generator is given an underlined number in FIG. In the following description, the sound wave generators 3 are designated as the first sound wave generator 3-1, the second sound wave generator 3-2, . . . may be referred to as the 11th sound wave generator 3-11.

本実施形態の発音対象推定モデル9は、機械学習(例えば、公知の強化学習)により構築される。発音対象推定モデル9は、例えば、探知制御装置4の発音対象選択部5に実装される前に、それぞれの単体目標状況を学習することにより構築されている。 The pronunciation target estimation model 9 of this embodiment is constructed by machine learning (for example, known reinforcement learning). The pronunciation target estimation model 9 is constructed, for example, by learning each individual target situation before being implemented in the pronunciation target selection unit 5 of the detection control device 4 .

この学習に用いる学習用データセット(ベース情報)には、例えば、図2等に示すような15個の音波探知体2及び11個の音波発生体3が敷設された探知領域に、1つの水中物体1のみが現れた場合を考え、この水中物体1の、ある時間幅における位置、針路、速力等の目標状態量を示す情報が含まれる。即ち、学習データの集合は、1つの水中物体1の単体目標状況(1),(2),・・・,(P)の集合に相当する。 In the learning data set (base information) used for this learning, for example, one underwater Considering the case where only the object 1 appears, information indicating target state quantities such as the position, course, speed, etc. of this underwater object 1 in a certain time span is included. That is, a set of learning data corresponds to a set of single target situations (1), (2), . . .

発音対象推定モデル9は、1つの単体目標状況に対して、それぞれの音波発生体3及びその諸元を選択する場合におけるQ値(適合度)のそれぞれを計算している。Q値は、強化学習の一種であるQ学習において良く知られている状態行動価値を意味する。 The pronunciation target estimation model 9 calculates each Q value (applicability) when selecting each sound wave generator 3 and its specifications for one single target situation. The Q value means a well-known state action value in Q-learning, which is a type of reinforcement learning.

簡単に説明すると、強化学習では、ある環境がエージェント(行動主体)に与えられる。エージェントは、環境に対して様々な行動aの試行を繰り返すことで、行動を最適化する。環境では、行動aと、行動aに応じた状態sの変化が定義される。エージェントがある行動aを行った結果、ある状態sに到達すると、エージェントに環境から報酬が与えられる。ある状態sにおいて、ある行動aをエージェントがとった場合の価値がQ値であり、Q(s,a)と表すことができる。Q値は、今回の行動aによって即時に得られる報酬だけでなく、次回以降の行動aによって得られる可能性がある報酬も考慮するように計算される。本実施形態において、エージェントは、原則として、Q値が最大となる行動を選択する。Q値が大きい程、状態sに対して行動aを行うことが適する度合いが高いということができるため、Q値は適合度の一種である。発音対象推定モデル9の学習とは、行動の価値評価(具体的には、Q値)の学習を意味する。 Briefly, in reinforcement learning, an environment is given to an agent (action subject). The agent optimizes its action by repeating trials of various actions a with respect to the environment. In the environment, an action a and a change in state s corresponding to the action a are defined. When an agent reaches a certain state s as a result of performing an action a, the agent is rewarded by the environment. The value when the agent takes a certain action a in a certain state s is the Q value, which can be expressed as Q(s, a). The Q value is calculated so as to take into consideration not only the immediate reward obtained by the current action a, but also the reward that may be obtained by the next and subsequent actions a. In this embodiment, the agent, in principle, selects the action that maximizes the Q value. Since it can be said that the larger the Q value, the more suitable it is to perform the action a for the state s, the Q value is a kind of fitness. Learning of the pronunciation target estimation model 9 means learning of behavioral value evaluation (specifically, Q value).

本実施形態の発音対象推定モデル9を学習させる場合において、状態sは、単体目標状況に相当し、行動aは、発音する音波発生体3の選択に相当する。発音対象推定モデル9の学習フェーズにおいては、エージェントが単体目標状況において何れかの音波発生体3を発音させた結果、シミュレーションによって水中物体1の探知を良好に行うことができた場合、エージェントに報酬が与えられる。発音対象推定モデル9は、図3に示すように、何れの音波発生体3を選択した場合でもQ値がほぼ一定に収束するまで、1つの単体目標状況に対して、試行錯誤を通じて複数回(グラフに示すL回)学習する。ただし、学習終了の条件として、他の条件を用いることもできる。 In the case of learning the pronunciation target estimation model 9 of the present embodiment, the state s corresponds to a single target situation, and the action a corresponds to selection of the sound wave generator 3 to produce a sound. In the learning phase of the pronunciation target estimation model 9, as a result of the agent uttering any sound wave generator 3 in a single target situation, if the underwater object 1 can be successfully detected by simulation, the agent is rewarded. is given. As shown in FIG. 3, the pronunciation target estimation model 9 is applied to one single target situation multiple times through trial and error ( L times shown in the graph) to learn. However, other conditions can also be used as conditions for ending learning.

Q値は、Q関数を近似する手法として知られているニューラルネットワークを用いて計算することができる。ニューラルネットワークは、入力層と、中間層と、出力層と、を有する。それぞれの層は、脳の神経細胞を模擬した複数のユニットによって構成されている。隣り合う層の間でユニット同士は接続され、それぞれの接続において、情報の伝達し易さを示す重みが定義されている。本実施形態では、発音対象推定モデル9として、中間層が2層以上であるニューラルネットワークのモデルが採用されている。ニューラルネットワークの入力層に状態sが入力されると、出力層は行動aのそれぞれのQ値を出力する。学習フェーズにおいては、状態sをニューラルネットワークに入力した場合の出力結果に基づいてエージェントが環境に対して行動aを実際に試行することで、ニューラルネットワークの出力の誤差を求めることができる。得られた誤差を用いて公知の誤差逆伝播法を適用することで、上述の重みが更新される。上記の処理を反復することで、学習を行うことができる。 The Q value can be calculated using a neural network known as a method of approximating the Q function. A neural network has an input layer, an intermediate layer, and an output layer. Each layer is made up of multiple units that mimic the neurons of the brain. Units are connected between adjacent layers, and a weight indicating ease of information transmission is defined for each connection. In this embodiment, a neural network model having two or more intermediate layers is employed as the pronunciation target estimation model 9 . When the input layer of the neural network is fed with state s, the output layer outputs the respective Q value of action a. In the learning phase, the agent actually tries the action a in the environment based on the output result when the state s is input to the neural network, so that the error in the output of the neural network can be obtained. The weights described above are updated by applying a known error backpropagation method using the obtained errors. Learning can be performed by repeating the above process.

ここで、学習フェーズを完了させるために必要な時間を考える。図3に示すように、1つの水中物体1に着目した場合の学習データの数(言い換えれば、学習させる単体目標状況の数)をPとし、発音対象推定モデル9に単体目標状況が入力されてから音波発生体3の選択結果を出力するまでに要する計算時間をTとし、1つの単体目標状況に対して学習する必要回数をLとする。この場合、発音対象推定モデル9を構築するために発音対象推定モデル9を学習させる学習時間は、単体目標状況の数Pと、計算時間Tと、学習回数Lと、の積(PLT)となる。本実施形態では学習データの数Pを上述のとおり小さく抑えることができるため、発音対象選択部5が用いる発音対象推定モデル9を短い学習時間で構築することができる。 Now consider the time required to complete the learning phase. As shown in FIG. 3, the number of learning data (in other words, the number of single target situations to be learned) when focusing on one underwater object 1 is P, and the single target situations are input to the pronunciation target estimation model 9. Let T be the calculation time required to output the selection result of the sound wave generator 3, and let L be the number of necessary times of learning for one single target situation. In this case, the learning time for learning the pronunciation target estimation model 9 to construct the pronunciation target estimation model 9 is the product (PLT) of the number of single target situations P, the calculation time T, and the number of learning times L. . In this embodiment, since the number P of learning data can be kept small as described above, the pronunciation target estimation model 9 used by the pronunciation target selection unit 5 can be constructed in a short learning time.

発音対象推定モデル9の推論フェーズにおいては、単体目標状況が与えられた場合に、複数の音波発生体3の中から最もQ値が大きくなる音波発生体3を、発音すべき音波発生体3として出力する。 In the inference phase of the pronunciation target estimation model 9, when a single target situation is given, the sound wave generator 3 with the largest Q value among the plurality of sound wave generators 3 is selected as the sound wave generator 3 to be sounded. Output.

ここで、入力部8を介して発音対象選択部5に与えられる探知状況としては、1つの水中物体1のみが現れている場合もあれば、複数の水中物体1が現れている場合もある。 Here, as the detection situation given to the sound target selection unit 5 via the input unit 8, there are cases where only one underwater object 1 appears, and cases where a plurality of underwater objects 1 appear.

最初に、発音対象選択部5に入力された探知状況が単体目標状況である場合を考える。この場合、発音対象選択部5は、当該単体目標状況をそのまま発音対象推定モデル9に入力し、発音対象推定モデル9が出力した選択結果をそのまま、発音すべき音波発生体3として出力する。 First, consider the case where the detection situation input to the pronunciation target selection unit 5 is the single target situation. In this case, the pronunciation target selection unit 5 inputs the single target situation as it is to the pronunciation target estimation model 9, and outputs the selection result output by the pronunciation target estimation model 9 as it is as the sound wave generator 3 to be sounded.

次に、発音対象選択部5に入力された探知状況が複数目標状況である場合、具体的には、探知対象となる水中物体1が複数現れている場合を考える。この場合、発音対象選択部5は、図4に示すように、入力された複数目標状況を、水中物体1の数だけの単体目標状況に分解する。単体目標状況が複数得られると、発音対象選択部5は、単体目標状況のそれぞれを発音対象推定モデル9に入力する(第2工程)。図4の例においては、5つの水中物体1が現れている複数目標状況が、5つの単体目標状況に分解される。発音対象推定モデル9には、このように分解して得られた単体目標状況(1)、単体目標状況(2)、・・・、単体目標状況(5)のそれぞれが入力される。 Next, let us consider a case where the detection situation input to the sound target selection unit 5 is a multi-target situation, specifically, a case where a plurality of underwater objects 1 to be detected appear. In this case, as shown in FIG. 4, the pronunciation target selection unit 5 decomposes the input multiple target situations into single target situations corresponding to the number of underwater objects 1 . When a plurality of single target situations are obtained, the pronunciation target selection unit 5 inputs each of the single target situations to the pronunciation target estimation model 9 (second step). In the example of FIG. 4, a multiple target situation in which five underwater objects 1 appear is decomposed into five single target situations. The single target situation (1), the single target situation (2), .

発音対象推定モデル9は、入力された単体目標状況(1)~(5)のそれぞれに対して、上述と同様に、複数の音波発生体3の候補の中から最もQ値が大きくなる音波発生体3を、発音すべき対象として出力する。図4の例においては、単体目標状況(1)、及び単体目標状況(2)において、第5番目の音波発生体3-5が発音すべき対象として出力されている。単体目標状況(3)~(5)に関しても同様に、発音すべき対象の音波発生体3が発音対象推定モデル9から出力される。以下では、単体目標状況(1)~(5)のそれぞれに関して動作するのに適するものとして発音対象推定モデル9から出力される音波発生体3を、単体動作適合対象と呼ぶことがある。 For each of the input single target situations (1) to (5), the pronunciation target estimation model 9 selects, in the same manner as described above, the sound wave generation with the largest Q value among the candidates for the plurality of sound wave generators 3. Output body 3 as an object to be pronounced. In the example of FIG. 4, in single target situation (1) and single target situation (2), the fifth sound wave generator 3-5 is output as the object to be sounded. Similarly, for the single target situations (3) to (5), the target sound wave generator 3 to be sounded is output from the sound target estimation model 9. FIG. Hereinafter, the sound wave generator 3 output from the pronunciation target estimation model 9 as being suitable for operating with respect to each of the single target situations (1) to (5) may be referred to as a single motion compatible target.

発音対象選択部5は、発音対象推定モデル9が出力した複数の選択結果を統合することで、複数目標状況において発音することが総合的に最も適当である音波発生体3を出力する(第3工程)。以下、このように複数目標状況に適するものとして発音対象選択部5から出力される音波発生体3を、動作適合対象(動作センサ)と呼ぶことがある。例えば、発音対象推定モデル9から発音すべき対象として出力された回数を音波発生体3ごとにカウントし、複数の音波発生体3のうち、発音すべき対象とされた回数が最も多い音波発生体3を、入力された複数目標状況において発音すべき対象として選択することが考えられる。図4では、上記の多数決的な手法により、第5番目の音波発生体3-5が、発音対象選択部5に入力された複数目標状況において発音すべき対象として出力される例が示されている。 The pronunciation target selection unit 5 integrates a plurality of selection results output by the pronunciation target estimation model 9, and outputs the sound wave generator 3 that is comprehensively most suitable for pronunciation in a multi-target situation (third process). Hereinafter, the sound wave generator 3 output from the sound generation target selection unit 5 as being suitable for multiple target situations may be referred to as a motion matching target (motion sensor). For example, the number of times the sound wave generator 3 is output from the sound target estimation model 9 as the target to be sounded is counted for each sound wave generator 3. 3 as the object to be pronounced in the input multi-goal situation. FIG. 4 shows an example in which the fifth sound wave generator 3-5 is output as the object to be pronounced in the multi-target situation input to the pronunciation object selection unit 5 by the above-described majority method. there is

ただし、複数の単体目標状況について発音対象推定モデル9が出力した選択結果を取りまとめる方法としては、上記に限定されない。例えば、発音対象推定モデル9が、複数目標状況を分解して得られたそれぞれの単体目標状況に対して、各音波発生体3を選択した場合のQ値を発音対象選択部5に出力することが考えられる。この場合、発音対象選択部5は、Q値の総和を音波発生体3ごとに計算し、この総和(適合度総和)が最大となる音波発生体3を、入力された複数目標状況において発音すべき対象として選択する。 However, the method of summarizing the selection results output by the pronunciation target estimation model 9 for a plurality of single target situations is not limited to the above. For example, the pronunciation target estimation model 9 outputs to the pronunciation target selection unit 5 the Q value when each sound wave generator 3 is selected for each single target situation obtained by decomposing a plurality of target situations. can be considered. In this case, the sound generation target selection unit 5 calculates the sum of the Q values for each sound wave generator 3, and selects the sound wave generator 3 that maximizes this sum (sum of suitability) in the input multi-target situation. Select as a target.

具体的には、図4の例においては、発音対象推定モデル9は、単体目標状況(1)に対して、第1番目から第11番目の音波発生体3-1~3-11を発音させる場合のQ値のそれぞれを計算し、発音対象選択部5に出力する。Q値は、上述のニューラルネットワークの出力値をそのまま用いれば良い。発音対象推定モデル9におけるQ値の出力は、残りの単体目標状況(2)~(5)のそれぞれについても同様に行われる。発音対象選択部5は、得られたQ値を、11個の音波発生体3-1~3-11毎に集計する。こうして、Q値の総和が11個求められる。複数目標状況において発音すべき対象を選択するとき、発音対象選択部5は、11個の音波発生体3のうち、上記のQ値の総和が最大となる音波発生体3を、入力された複数目標状況において発音すべき対象として選択する。 Specifically, in the example of FIG. 4, the pronunciation target estimation model 9 causes the first to eleventh sound wave generators 3-1 to 3-11 to produce sounds for the single target situation (1). The Q value for each case is calculated and output to the pronunciation target selection unit 5 . As the Q value, the output value of the neural network described above may be used as it is. The output of the Q value in the pronunciation target estimation model 9 is similarly performed for each of the remaining single target situations (2) to (5). The sound target selection unit 5 totalizes the obtained Q values for each of the 11 sound wave generators 3-1 to 3-11. In this way, 11 sum totals of Q values are obtained. When selecting targets to be pronounced in a multi-target situation, the pronunciation target selection unit 5 selects, from among the 11 sound wave generators 3, the sound wave generators 3 having the maximum sum of Q values. It is selected as an object to be pronounced in the target situation.

探知制御装置4は、無線送受信部6を介して、上記のように発音対象選択部5により選択された音波発生体3に発音制御信号を送信する。発音対象選択部5により選択された音波発生体3は、通信アンテナを介して発音対象選択部5から受信した発音制御信号に従って音波を発生する。音波探知体2は、音波発生体3から発した音波の、水中物体1等からの反射音を受信して、信号処理で得られた探知情報を、通信アンテナを介して探知情報分析部7に送信する。探知情報分析部7は、探知情報を分析し、目標候補リストを更新する。最新の目標候補リストが反映された探知状況は、発音対象選択部5に入力される。 The detection control device 4 transmits a sound generation control signal to the sound wave generator 3 selected by the sound generation target selection unit 5 as described above, via the wireless transmission/reception unit 6 . The sound wave generator 3 selected by the sound generation target selection unit 5 generates sound waves according to the sound generation control signal received from the sound generation target selection unit 5 via the communication antenna. The sound wave detector 2 receives the reflected sound of the sound waves emitted from the sound wave generator 3 from the underwater object 1 and the like, and transmits the detection information obtained by signal processing to the detection information analysis unit 7 via the communication antenna. Send. The detection information analysis unit 7 analyzes the detection information and updates the target candidate list. The detection status reflecting the latest target candidate list is input to the pronunciation target selection unit 5 .

このように、発音対象選択部5は、水中物体1や音波探知体2及び音波発生体3の動き(移動、出現/消失等)等によって随時に変化する探知状況に応じて、発音すべき音波発生体3を随時に選択することができる。 In this way, the sound target selection unit 5 selects the sound wave to be sounded according to the detection situation that changes at any time due to the movement (movement, appearance/disappearance, etc.) of the underwater object 1, the sound wave detector 2, and the sound wave generator 3. The generator 3 can be selected at any time.

本実施形態の目標探知システム100においては、発音対象選択部5は状況に応じて、探知状況に最も適する音波発生体3の代わりに、2番目以降に適する音波発生体3を選択することもできる。 In the target detection system 100 of the present embodiment, the sound target selection unit 5 can also select the sound wave generators 3 that are second and subsequent ones, instead of the sound wave generators 3 that are most suitable for the detection situation, depending on the situation. .

例えば、入力された単体目標状況に対して、発音対象選択部5で発音することが最も適すると判断された音波発生体3が、直近に所定回数以上連続して発音していたとする。この場合、発音対象選択部5は、2番目に適する音波発生体3を、入力された単体目標状況において発音すべき対象として出力する。 For example, it is assumed that the sound wave generator 3, which is judged to be most suitable for sound generation by the sound target selection unit 5, has sounded consecutively more than a predetermined number of times most recently in response to the input single target situation. In this case, the sound target selection unit 5 outputs the second most suitable sound wave generator 3 as a target to be sounded in the input single target situation.

複数目標状況が入力された場合も同様に、発音対象選択部5は、直近に所定回数以上連続して発音していた音波発生体3を除外した上で、当該複数目標状況において発音すべき音波発生体3を選択する。 Similarly, when multiple target situations are input, the sound target selection unit 5 excludes the sound wave generators 3 that have recently made sounds continuously for a predetermined number of times or more, and selects the sound waves to be produced in the multiple target situations. Select generator 3.

このように、直近に所定回数以上連続して発音しているという条件(動作除外条件)を満たす音波発生体3が存在する場合は、選択される音波発生体3が、分解された単体目標状況において選択された回数が最も多い音波発生体3、或いはQ値の総和が最も大きい音波発生体3とは異なる場合もある。 In this way, if there is a sound wave generator 3 that satisfies the condition (operation exclusion condition) that it has been sounding continuously for a predetermined number of times or more most recently, then the selected sound wave generator 3 will may be different from the sound wave generator 3 selected the most times in , or the sound wave generator 3 with the largest sum of Q values.

このような選択を行うことで、1つの音波発生体3が連続して多数回音波を発生することを回避することができる。これにより、音波発生体3の動作で発生する例えば熱の影響を軽減して、音波発生体3の機能を好適に維持することができる。 By making such a selection, it is possible to prevent one sound wave generator 3 from continuously generating sound waves many times. As a result, the effect of, for example, heat generated by the operation of the sound wave generator 3 can be reduced, and the function of the sound wave generator 3 can be favorably maintained.

次に、本実施形態の発音対象選択部5が有する優位な点について、処理に必要な時間の観点から、図5及び図6等を参照して詳細に説明する。 Advantages of the pronunciation target selection unit 5 of the present embodiment will now be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6 from the viewpoint of time required for processing.

図5には、最大2つの水中物体1が現れる場合を取り扱うことが可能な目標探知システムを実現するために、単体目標状況だけを学習する本実施形態と、単体目標状況に加えて複数目標状況を学習する参照例と、の比較が示されている。 FIG. 5 shows this embodiment in which only a single target situation is learned and a multi-target situation in addition to a single target situation in order to realize a target detection system that can handle cases where a maximum of two underwater objects 1 appear. A comparison with a reference example of learning is shown.

最初に、学習フェーズを検討する。1つの水中物体1のみが現れた場合における学習データ数をPとした場合、2つの水中物体1が同時に現れた場合の学習データ数はPの2乗となる。本実施形態では、単体目標状況だけを学習するため、学習データ数はPで済む。一方、参照例では、単体目標状況に加えて複数目標状況を学習するため、学習データ数はP+P2になる。 First, consider the learning phase. If the number of learning data when only one underwater object 1 appears is P, the number of learning data when two underwater objects 1 appear simultaneously is P squared. In this embodiment, only P is the number of learning data because only single target situations are learned. On the other hand, in the reference example, since the multi-goal situation is learned in addition to the single goal situation, the number of learning data is P+ P2 .

従って、発音対象推定モデル9において、単体目標状況又は複数目標状況が入力されてから選択結果を出力するために必要な時間をTとし、出力を収束させるのに必要な学習回数をLとすると、参照例では、学習済モデルを構築するために必要となる学習時間が(P+P2)LTになる。このように、参照例では、本発明の発音対象選択部5が用いる発音対象推定モデル9を構築するための学習時間PLTに比べて、学習時間が長くなる。 Therefore, in the pronunciation target estimation model 9, if the time required to output the selection result after the input of a single target situation or multiple target situations is T, and the number of learning times required to converge the output is L, In the reference example, the learning time required to construct the trained model is (P+P 2 )LT. Thus, in the reference example, the learning time is longer than the learning time PLT for constructing the pronunciation target estimation model 9 used by the pronunciation target selection unit 5 of the present invention.

今回は最大2つの場合で説明しているが、最大3つ、4つ、・・・の場合を考えると、参照例における学習時間は指数オーダーで爆発的に増大する。一般化すると、目標となる水中物体1の最大数をNとしたとき、本実施形態及び参照例で必要となる学習時間は、以下の式(1)に従う。

Figure 0007328885000001
This time, the explanation is given with a maximum of two cases, but when considering a maximum of three, four, . Generally speaking, when the target maximum number of underwater objects 1 is N, the learning time required in the present embodiment and the reference example follows the following formula (1).
Figure 0007328885000001

続いて、推論フェーズを検討する。本実施形態は、水中物体1が2つ現れる場合は、複数目標状況を分解して得られた2つの単体目標状況を発音対象推定モデル9にそれぞれ入力して音波発生体3の選択結果を得る必要がある。従って、単純に考えて、参照例の最大2倍の時間が必要になる。一方、参照例では、水中物体1が2つ現れる場合でも、1つの場合と同じ時間で、総合的な観点で発音するのに適した音波発生体3の選択結果を得ることができる。 Next, consider the inference phase. In this embodiment, when two underwater objects 1 appear, two single target situations obtained by decomposing a plurality of target situations are input to the sound target estimation model 9 to obtain the selection result of the sound wave generator 3. There is a need. Therefore, simply thinking, it takes at most twice as much time as the reference example. On the other hand, in the reference example, even when two underwater objects 1 appear, it is possible to obtain the selection result of the sound wave generator 3 suitable for producing sound from a comprehensive point of view in the same amount of time as in the case of one underwater object.

目標となる水中物体1の最大数をNとしたとき、本実施形態及び参照例で必要となる推論時間は、以下の式(2)に従う。

Figure 0007328885000002
ただし、学習済モデルの複雑さ及び探知制御装置4の処理能力にもよるが、推論に必要な時間は学習時間と比較すると大幅に短く、かつ並列計算も可能であるため、本実施形態が大きく不利になることはないと考えられる。 Assuming that the maximum number of target underwater objects 1 is N, the inference time required in this embodiment and the reference example follows the following equation (2).
Figure 0007328885000002
However, although it depends on the complexity of the learned model and the processing power of the detection control device 4, the time required for inference is significantly shorter than the learning time, and parallel computation is also possible. It is not considered to be disadvantageous.

図5の下部の表には、N=2、P=36、L=1000とした場合に、参照例及び本実施形態の学習時間、推論時間、及び精度に関して本願発明者が行った実験結果が記載されている。この実験では、本実施形態の構成で、複数目標状況において発音すべき音波発生体3を選択する基準として、音波発生体3ごとのQ値の総和を基準とした。 The table at the bottom of FIG. 5 shows the results of an experiment conducted by the inventor regarding the learning time, inference time, and accuracy of the reference example and the present embodiment when N=2, P=36, and L=1000. Are listed. In this experiment, in the configuration of the present embodiment, the sum of the Q values for each sound wave generator 3 was used as a criterion for selecting the sound wave generator 3 to be sounded in a multi-target situation.

この表に示すように、本実施形態では、推論に必要な時間の増大を支障がない範囲(0.1~0.2秒)に留めつつ、学習時間を大幅に短縮することができる。従って、システムの運用を早期に開始することができる。また、本実施形態では、参照例と比較して本実施形態の選択精度が同等以上であり、発音すべき音波発生体3の選択精度に関して、本実施形態は参照例と同等以上の性能を有していることが確かめられた。 As shown in this table, in the present embodiment, the learning time can be greatly reduced while keeping the increase in the time required for inference within a range (0.1 to 0.2 seconds) that does not pose a problem. Therefore, system operation can be started early. In addition, in this embodiment, the selection accuracy of this embodiment is equal to or higher than that of the reference example, and in terms of the selection accuracy of the sound wave generator 3 to be sounded, this embodiment has performance equal to or higher than that of the reference example. It was confirmed that

図6には、参照例及び本実施形態のそれぞれについて、選択精度の学習回数による推移が示されている。十分な回数の学習によって、参照例では精度が約75%に収束し、本実施形態では精度が約82%に収束した。図6のグラフによれば、本実施形態では参照例と比較して、少ない学習回数で良好な選択精度に到達していることが分かる。 FIG. 6 shows transitions of the selection accuracy according to the number of times of learning for each of the reference example and the present embodiment. With a sufficient number of times of learning, the accuracy converged to about 75% in the reference example, and the accuracy converged to about 82% in the present embodiment. According to the graph of FIG. 6, it can be seen that the present embodiment achieves good selection accuracy with a smaller number of times of learning than the reference example.

以上に説明したように、本実施形態において、探知領域に存在する1以上の水中物体1を探知するために用いられる音波発生体3が探知領域に複数配置されている。探知制御装置4は、複数の音波発生体3のうち発音すべき音波発生体3を動作適合対象として選択する。探知制御装置4は、入力部8と、発音対象推定モデル9と、発音対象選択部5と、を備える。入力部8は、少なくとも1つの水中物体1について、それぞれの水中物体1に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する目標状態量を含む情報である探知対象情報の入力を受け付ける。発音対象推定モデル9は、1つの水中物体1についての、ある時間幅における目標状態量を含む学習用データセットから、複数の音波発生体3のうち選択すべき少なくとも1つの音波発生体3を選択するための機械学習を行ったものである。発音対象選択部5は、発音対象推定モデル9を用いて、入力部8に入力された探知対象情報から動作すべき音波発生体3を選択する。発音対象選択部5は、入力部8に入力された複数の水中物体1に関する探知対象情報を、1つの水中物体1に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を発音対象推定モデル9に入力し、発音対象推定モデル9から出力された複数の選択結果を統合し、動作すべき音波発生体3を動作適合対象として選択する。 As described above, in this embodiment, a plurality of sound wave generators 3 used for detecting one or more underwater objects 1 existing in the detection area are arranged in the detection area. The detection control device 4 selects the sound wave generator 3 to be sounded from among the plurality of sound wave generators 3 as an operation adaptation target. The detection control device 4 includes an input unit 8 , a pronunciation target estimation model 9 , and a pronunciation target selection unit 5 . The input unit 8 receives an input of detection target information, which is information including a target state quantity relating to at least one of the position, course and speed of each underwater object 1 for at least one underwater object 1 . The pronunciation target estimation model 9 selects at least one sound wave generator 3 to be selected from a plurality of sound wave generators 3 from a learning data set containing a target state quantity for one underwater object 1 in a certain time span. We performed machine learning to The sound target selection unit 5 uses the sound target estimation model 9 to select the sound wave generator 3 to operate from the detection target information input to the input unit 8 . The pronunciation target selection unit 5 decomposes the detection target information regarding the plurality of underwater objects 1 input to the input unit 8 into information regarding one underwater object 1, and applies each of the decomposed information to the pronunciation target estimation model 9. A plurality of selection results input and output from the pronunciation target estimation model 9 are integrated, and the sound wave generator 3 to be operated is selected as an operation adaptation target.

これにより、学習フェーズにおいて発音対象推定モデル9を構築する際に、学習データを1つの水中物体1に関する状況(単体目標状況)に限定することができる。この結果、学習データの数が爆発的に増大することを回避して、発音対象推定モデル9の学習時間を顕著に短縮し、発音対象選択部5(ひいては探知制御装置4)の早期運用を図ることができる。推論フェーズにおいては、複数の水中物体1に関する複数目標状況を単体目標状況毎に(1つの水中物体1毎に)分解して発音対象推定モデル9に入力し、発音対象推定モデル9の出力結果を統合することで、複数の水中物体1が現れる複雑な状況でも、発音すべき音波発生体3を適切に選択することができる。 As a result, when constructing the pronunciation target estimation model 9 in the learning phase, the learning data can be limited to the situation (single target situation) regarding one underwater object 1 . As a result, an explosive increase in the number of learning data is avoided, the learning time of the pronunciation target estimation model 9 is remarkably shortened, and early operation of the pronunciation target selection unit 5 (and thus the detection control device 4) is attempted. be able to. In the inference phase, multiple target situations regarding a plurality of underwater objects 1 are decomposed into single target situations (for each underwater object 1) and input to the pronunciation target estimation model 9, and the output result of the pronunciation target estimation model 9 is used. By integrating, even in a complicated situation where a plurality of underwater objects 1 appear, the sound wave generator 3 to be sounded can be appropriately selected.

また、本実施形態において、発音対象選択部5は、選択された音波発生体3の諸元を更に決定する。 Further, in the present embodiment, the sound target selection unit 5 further determines the specifications of the selected sound wave generator 3 .

これにより、水中物体1に関する状況に応じて、音波発生体3が発生する音波の諸元(例えば、周波数、パルス波形、パルス幅等)を適切に決めることができる。 Accordingly, the specifications of the sound wave generated by the sound wave generator 3 (for example, frequency, pulse waveform, pulse width, etc.) can be appropriately determined according to the situation regarding the underwater object 1 .

また、本実施形態において、探知制御装置4は、入力部8に入力された複数の水中物体1に関する探知対象情報(複数目標状況に関する探知対象情報)に対して、発音対象推定モデル9が出力した複数の選択結果のうち、選択された回数が最も多い音波発生体3を、動作適合対象として出力する。 In addition, in the present embodiment, the detection control device 4 responds to the detection target information regarding the plurality of underwater objects 1 input to the input unit 8 (detection target information regarding multiple target situations), and the pronunciation target estimation model 9 outputs Among the plurality of selection results, the sound wave generator 3 that has been selected the most times is output as an operation matching target.

これにより、複数目標状況に適する音波発生体3を、簡単な処理で選択することができる。 As a result, the sound wave generator 3 suitable for multiple target situations can be selected by simple processing.

ただし、本実施形態は、以下のように変更することもできる。即ち、発音対象推定モデル9の出力には、1つの水中物体1についての目標状態量に対して、複数の音波発生体3のそれぞれを選択した場合のQ値のそれぞれが含まれている。発音対象選択部5は、入力部8に入力された複数の水中物体1に関する探知対象情報(複数目標状況に関する探知対象情報)を、1つの水中物体1に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を発音対象推定モデル9に入力し、発音対象推定モデル9の出力に含まれる各音波発生体3のQ値のそれぞれを加算した総和を音波発生体3ごとに求めて、Q値の総和が最大となる音波発生体3を、動作適合対象として出力する。 However, this embodiment can also be modified as follows. That is, the output of the sound target estimation model 9 includes each Q value when each of the plurality of sound wave generators 3 is selected with respect to the target state quantity for one underwater object 1 . The pronunciation target selection unit 5 decomposes the detection target information regarding the plurality of underwater objects 1 input to the input unit 8 (detection target information regarding multiple target situations) into information regarding one underwater object 1, is input to the pronunciation object estimation model 9, and the sum of the Q values of each sound wave generator 3 included in the output of the pronunciation object estimation model 9 is obtained for each sound wave generator 3, and the sum of the Q values The sound wave generator 3 with the maximum is output as an operation-adaptive target.

これにより、複数目標状況に適する音波発生体3を、的確に選択することができる。 As a result, it is possible to accurately select the sound wave generator 3 suitable for multiple target situations.

また、本実施形態の探知制御装置4は、複数のうち一部の音波発生体3が、予め設定された動作除外条件を満たす場合に、当該音波発生体3を除外して動作適合対象を選択する。 Further, when some of the plurality of sound wave generators 3 satisfy a preset operation exclusion condition, the detection control device 4 of the present embodiment excludes the sound wave generators 3 and selects an operation compatible target. do.

これにより、実際の運用状況に応じて、発音対象選択部5の選択結果を調整することが可能になる。 As a result, it is possible to adjust the selection result of the pronunciation target selection unit 5 according to the actual operational situation.

また、本実施形態の目標探知システム100は、探知制御装置4と、複数の音波発生体3と、を用い、更に音波探知体2を用いて、複数の音波発生体3が配置された探知領域内の水中物体1を探知する。 Further, the target detection system 100 of this embodiment uses the detection control device 4 and a plurality of sound wave generators 3, and further uses the sound wave detector 2 to detect a detection area in which the plurality of sound wave generators 3 are arranged. Detect underwater object 1 inside.

これにより、探知領域内の状況に応じて、水中物体1を正確に探知することができる。 As a result, the underwater object 1 can be accurately detected according to the conditions within the detection area.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above configuration can be modified, for example, as follows.

発音対象選択部5は、複数の音波発生体3の候補から、目標を探知するために適切な音波発生体3を選択したが、更に、選択した音波発生体3の周波数、パルス波形、パルス幅等の諸元を決定しても良い。 The sound target selection unit 5 selects the sound wave generator 3 suitable for detecting the target from among the plurality of sound wave generator 3 candidates. etc. may be determined.

発音対象推定モデル9は、ニューラルネットワークに限定されず、例えば決定ルールを採用することもできる。 The pronunciation target estimation model 9 is not limited to a neural network, and can employ decision rules, for example.

発音対象推定モデル9の学習手法としては、強化学習に限定されず、例えば遺伝的機械学習を採用することもできる。 The learning method of the pronunciation target estimation model 9 is not limited to reinforcement learning, and genetic machine learning, for example, can be employed.

例えば複数のコンピュータ(ハードウェア)から発音対象選択部5を構成する等して、推論フェーズにおいて、同一の発音対象推定モデル9が複数並行して動作可能に構成されても良い。この場合、複数目標状況における推論時間を全体的に短くすることができる。 For example, the same pronunciation target estimation model 9 may operate in parallel in the inference phase, for example, by configuring the pronunciation target selection unit 5 from a plurality of computers (hardware). In this case, the reasoning time in multi-goal situations can be shortened overall.

単体目標状況には、目標状態量の他に、例えば潮流情報、風情報、水温情報等が含まれても良い。 The single target state may include, for example, tidal current information, wind information, water temperature information, etc., in addition to the target state quantity.

複数目標状況に適する音波発生体3を多数決的な手法で選択する場合であって、発音対象推定モデル9によって選択された回数が最大となる音波発生体3が複数存在するときは、例えば、Q値の大きい方を選択しても良い。 When the sound wave generators 3 suitable for multiple target situations are selected by a majority method, and there are a plurality of sound wave generators 3 selected by the pronunciation target estimation model 9 the maximum number of times, for example, Q A larger value may be selected.

単体目標状況に対して音波発生体3を発音させることが適する度合い(適合度)として、Q値以外の値が用いられても良い。 A value other than the Q value may be used as the degree of suitability (degree of suitability) for sounding the sound wave generator 3 to the single target situation.

動作除外条件としては、直近に所定回数以上連続して発音したことに限定されず、他の条件が用いられても良い。 The action exclusion condition is not limited to the fact that the sound has been pronounced continuously for a predetermined number of times or more in the recent past, and other conditions may be used.

発音対象推定モデル9のような学習済モデルは、音波発生体3以外に、他の装置の動作に適用することもできる。 A trained model such as the pronunciation target estimation model 9 can also be applied to the operation of other devices besides the sound wave generator 3 .

発音対象選択部5は、発音対象推定モデル9を用いて、入力部8に入力された探知対象情報から動作すべき音波発生体3を2以上選択しても良い。 The sound target selection unit 5 may use the sound target estimation model 9 to select two or more sound wave generators 3 to operate from the detection target information input to the input unit 8 .

探知制御装置4の全部又は一部は、航空機等の目標探知体10以外に、船舶や地上設備に配備されても良い。 All or part of the detection control device 4 may be deployed on a ship or ground equipment other than the target detector 10 such as an aircraft.

目標探知システム100は、水中物体1の探知以外に、他の物体の探知等にも適用することができる。 The target detection system 100 can be applied not only to detection of the underwater object 1 but also to detection of other objects.

続いて、本発明の目標探知システム100を用いる他の実施形態について、図7及び図8等を参照して簡単に説明する。以下の説明においては、第1実施形態と同一又は類似の説明を省略する場合がある。 Next, another embodiment using the target detection system 100 of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 7 and 8 and the like. In the following description, descriptions that are the same as or similar to those of the first embodiment may be omitted.

図7に示す第2実施形態の目標探知システム100は、例えば、センサとしてのレーダ3aを用いて、空中航走体、生物、積乱雲等の空中物体1aを探知する。レーダ3aは複数設置されている。それぞれのレーダ3aは、地上に配置されている。 A target detection system 100 of the second embodiment shown in FIG. 7 detects an airborne object 1a such as an aerial vehicle, a living creature, or a cumulonimbus cloud, using, for example, a radar 3a as a sensor. A plurality of radars 3a are installed. Each radar 3a is arranged on the ground.

本実施形態の探知制御装置4は、例えば、図略の地上設備に搭載される。しかし、これに限定されず、探知制御装置4の一部又は全体が空中航走体等に搭載されても良い。探知制御装置4は、刻々と変化する探知状況に適するように、探知信号である電波を発生させるレーダ3aを、複数のレーダ3aから選択する。更に、探知制御装置4は、選択したレーダ3aの諸元(例えば波形、照射時間、照射方位、周波数等)を決定する。 The detection control device 4 of the present embodiment is mounted, for example, on ground equipment (not shown). However, it is not limited to this, and a part or the whole of the detection control device 4 may be mounted on an aerial vehicle or the like. The detection control device 4 selects from a plurality of radars 3a a radar 3a for generating radio waves, which are detection signals, so as to be suitable for ever-changing detection conditions. Furthermore, the detection control device 4 determines the specifications of the selected radar 3a (for example, waveform, irradiation time, irradiation direction, frequency, etc.).

探知状況は、少なくとも1つの空中物体1aが存在することを想定したものである。以下の説明においては、空中物体1aが1つしか存在しない探知状況を「単体目標状況」と称し、複数の空中物体1aが存在する探知状況を「複数目標状況」と称することがある。それぞれの空中物体1aの様子は、状態量(例えば位置、針路、速力等)で表すことができる。 The detection situation assumes the presence of at least one airborne object 1a. In the following description, a detection situation in which only one airborne object 1a exists will be referred to as a "single target situation", and a detection situation in which a plurality of airborne objects 1a exist will be referred to as a "multiple target situation". The state of each airborne object 1a can be represented by a state quantity (for example, position, course, speed, etc.).

本実施形態の探知制御装置4は、発音対象推定モデル9の代わりに、図略の動作レーダ推定モデル(動作センサ選択モデル)を備える。動作レーダ推定モデルが学習に用いる学習用データセットには、例えば、図7に示すような4つ(これに限定されない)のレーダ3aが設置された探知領域に、1つの空中物体1aのみが現れた場合を考え、この空中物体1aの、ある時間幅における位置、針路、速力等の目標状態量が含まれる。このように、動作レーダ推定モデルが学習する探知状況は、単体目標状況だけとなっている。 The detection control device 4 of the present embodiment includes an unillustrated motion radar estimation model (motion sensor selection model) instead of the sound object estimation model 9 . In the learning data set used for learning by the motion radar estimation model, for example, only one airborne object 1a appears in a detection area in which four (but not limited to) radars 3a are installed as shown in FIG. Considering the case of the airborne object 1a, it includes the target state quantities such as the position, course, speed, etc. of the airborne object 1a in a certain time span. In this way, the detection situation learned by the motion radar estimation model is only the single target situation.

本実施形態の探知制御装置4は、発音対象選択部5の代わりに、図略の動作レーダ選択部(動作センサ選択部)を備える。動作レーダ選択部は、音波発生体3の代わりに、探知領域内に設置された複数のレーダ3aから、電波を照射すべきレーダ3aを選択する。このとき、入力部8に入力された探知対象情報が複数目標状況に係るものであった場合は、動作レーダ選択部は、探知対象情報を1つの空中物体1aに関する情報(単体目標状況に相当する情報)に分解して動作レーダ推定モデルに入力し、当該動作レーダ推定モデルから出力された複数の選択結果を統合し、動作すべきレーダ3aを動作適合対象として選択する。 The detection control device 4 of this embodiment includes an unillustrated movement radar selection section (motion sensor selection section) instead of the sound target selection section 5 . Instead of the sound wave generator 3, the operating radar selection unit selects the radar 3a to which radio waves are to be emitted from a plurality of radars 3a installed within the detection area. At this time, if the detection target information input to the input unit 8 relates to multiple target situations, the operating radar selection unit selects the detection target information as information on one airborne object 1a (corresponding to a single target situation). information) and inputs it to a motion radar estimation model, integrates a plurality of selection results output from the motion radar estimation model, and selects the radar 3a to be operated as a motion adaptation target.

これにより、空中物体1aの動き(移動、出現/消失)等に適するレーダ3a及びその動作(照射方位、照射時間、電波の波形、周波数等)を決めることができるため、探知領域内に存在する空中物体1aをより正確に捜索及び追尾することができる。また、動作レーダ推定モデルの学習時間が短いため、システムの運用を早期に開始できる。 As a result, the radar 3a suitable for the movement (movement, appearance/disappearance) of the airborne object 1a and its operation (irradiation direction, irradiation time, radio wave waveform, frequency, etc.) can be determined. The airborne object 1a can be searched and tracked more accurately. In addition, since the learning time of the motion radar estimation model is short, the operation of the system can be started early.

図8に示す第3実施形態の目標探知システム100は、例えば、センサとしてのカメラ3bを用いて、人(例えば不審者)、車等の監視対象1bを監視する監視システムとして構成される。 A target detection system 100 according to the third embodiment shown in FIG. 8 is configured as a monitoring system that monitors a monitoring target 1b such as a person (for example, a suspicious person) or a vehicle using a camera 3b as a sensor, for example.

本実施形態の探知制御装置4は、例えば、図8に示すような監視室内に設けられる。しかし、これに限定されず、探知制御装置4の一部又は全体が車両等に搭載されても良い。探知制御装置4は、図8に示すように、監視員40により操作される監視装置41を備える。監視装置41は、複数のカメラ3bが撮影した映像から1つ又は複数を選択して、ディスプレイ42に表示することができる。通常、複数のカメラ3bは全て、監視のために常時撮影を行っている。しかし、カメラ3bの撮影映像がディスプレイ42に表示されているとき、監視装置41との関係で当該カメラ3bが実質的に動作しており、そうでないときはカメラ3bが実質的に停止しているということができる。 The detection control device 4 of this embodiment is provided, for example, in a monitoring room as shown in FIG. However, it is not limited to this, and a part or the whole of the detection control device 4 may be mounted on a vehicle or the like. The detection control device 4 includes a monitoring device 41 operated by a monitoring staff 40, as shown in FIG. The monitoring device 41 can select one or more of the images captured by the cameras 3 b and display them on the display 42 . Normally, all of the cameras 3b are constantly shooting for monitoring purposes. However, when the image captured by the camera 3b is displayed on the display 42, the camera 3b is substantially operating in relation to the monitoring device 41, and otherwise the camera 3b is substantially stopped. It can be said that

探知制御装置4は、監視員40により指示された(又はカメラ3bにより撮影された映像に基づいて判定された)不審者等の監視対象1bに関する探知状況に適するように、ディスプレイ42に映像を表示するカメラ3bを選択する。更に、探知制御装置4は、選択したカメラ3bの諸元(例えばカメラ3bの向き、ズーミング等)を決定しても良い。 The detection control device 4 displays an image on the display 42 so as to suit the detection situation regarding the object to be monitored 1b such as a suspicious person instructed by the surveillance staff 40 (or determined based on the image captured by the camera 3b). select the camera 3b to be used. Furthermore, the detection control device 4 may determine the specifications of the selected camera 3b (for example, the orientation of the camera 3b, zooming, etc.).

探知状況は、少なくとも1つの監視対象1bが存在することを想定したものである。以下の説明においては、監視対象1bが1つしか存在しない探知状況を「単体目標状況」と称し、複数の監視対象1bが存在する探知状況を「複数目標状況」と称することがある。それぞれの監視対象1bの様子は、状態量(例えば位置、針路、速力等)で表すことができる。 The detection situation is based on the assumption that at least one monitored object 1b exists. In the following description, a detection situation in which there is only one monitoring target 1b is called a "single target situation", and a detection situation in which a plurality of monitoring targets 1b exist is sometimes called a "multiple target situation". The state of each monitored object 1b can be represented by state quantities (for example, position, course, speed, etc.).

本実施形態の探知制御装置4は、発音対象推定モデル9の代わりに、図略の映像選択推定モデル(動作センサ選択モデル)を備える。映像選択推定モデルが学習に用いる学習用データセットは、単体目標状況だけである。映像選択推定モデルの学習フェーズにおいては、例えば、エージェントが単体目標状況において何れかのカメラ3bの映像をディスプレイ42に表示させた結果、監視対象1bである不審者の顔をディスプレイ42において捉えることができた場合、エージェントに報酬が与えられる。 The detection control device 4 of this embodiment includes an unillustrated image selection estimation model (motion sensor selection model) in place of the pronunciation target estimation model 9 . The learning data set used for learning by the video selection estimation model is only the single target situation. In the learning phase of the image selection estimation model, for example, as a result of the agent displaying the image of any camera 3b on the display 42 in the single target situation, the face of the suspicious person who is the surveillance object 1b can be captured on the display 42. If successful, the agent is rewarded.

本実施形態の探知制御装置4は、発音対象選択部5の代わりに、図略の映像選択部(動作センサ選択部)を備える。映像選択部は、音波発生体3の代わりに、探知領域内に設置された複数のカメラ3bから、撮影映像をディスプレイ42に表示すべきカメラ3bを選択する。このとき、入力部8に入力された探知対象情報が複数目標状況に係るものであった場合は、映像選択部は、探知対象情報を1つの監視対象1bに関する情報(単体目標状況に相当する情報)に分解して映像選択推定モデルに入力し、当該映像選択推定モデルから出力された複数の選択結果を統合し、映像ソースとなるべきカメラ3bを動作適合対象として選択する。 The detection control device 4 of this embodiment includes an unillustrated image selection unit (motion sensor selection unit) instead of the sound target selection unit 5 . Instead of the sound wave generator 3, the image selection unit selects the camera 3b whose photographed image is to be displayed on the display 42 from a plurality of cameras 3b installed within the detection area. At this time, if the detection target information input to the input unit 8 is related to the situation of multiple targets, the video selection unit selects the detection target information as information related to one monitoring target 1b (information corresponding to a single target situation). ) and input it to the image selection estimation model, and integrate a plurality of selection results output from the image selection estimation model, and select the camera 3b that should be the image source as the motion matching target.

これにより、監視員40は、本実施形態の目標探知システム100を用いて、不審者等の監視対象1bに対する捜索及び追尾を容易にかつ正確に行うことができる。また、映像選択推定モデルの学習時間が短いため、システムの運用を早期に開始できる。 As a result, the surveillance staff 40 can easily and accurately search and track the surveillance target 1b such as a suspicious person using the target detection system 100 of the present embodiment. In addition, since the learning time of the video selection estimation model is short, system operation can be started early.

監視員40は、ディスプレイ42の表示内容を参照して、防犯ゲート3cを操作したり、監視対象1bの近くの警備員に指示したりすることもできる。防犯ゲート3cの操作は、機械学習により自動化することもできる。 The surveillance staff 40 can refer to the contents displayed on the display 42 to operate the crime prevention gate 3c or give instructions to the guards near the surveillance object 1b. The operation of the security gate 3c can also be automated by machine learning.

1 水中物体(目標)
2 音波探知体
3 音波発生体(センサ)
4 探知制御装置(動作センサ選択装置)
5 発音対象選択部(動作センサ選択部)
6 無線送受信部
7 探知情報分析部
8 入力部
9 発音対象推定モデル(動作センサ選択モデル)
10 目標探知体
100 目標探知システム
1 underwater object (target)
2 sound detector 3 sound generator (sensor)
4 Detection control device (movement sensor selection device)
5 Sound target selection section (motion sensor selection section)
6 radio transceiver unit 7 detection information analysis unit 8 input unit 9 pronunciation target estimation model (motion sensor selection model)
10 target detector 100 target detection system

Claims (7)

対象領域に存在する1以上の目標を探知するために用いられるセンサが当該対象領域に複数配置され、前記複数のセンサのうち動作すべき前記センサを動作センサとして選択する動作センサ選択装置であって、
少なくとも1つの前記目標に関して、各前記目標に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する目標状態量を含む情報である入力情報の入力を受け付ける入力部と、
1つの前記目標についての、ある時間幅における前記目標状態量を含むベース情報から、前記複数のセンサのうち選択すべき少なくとも1つの前記センサを選択するための機械学習を行った動作センサ選択モデルと、
前記動作センサ選択モデルを用いて、前記入力部に入力された前記入力情報から動作すべき前記センサを選択する動作センサ選択部と、
を備え、
前記動作センサ選択部は、前記入力部に入力された複数の前記目標に関する前記入力情報を、1つの前記目標に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を前記動作センサ選択モデルに入力し、当該動作センサ選択モデルから出力された複数の選択結果を統合し、動作すべき前記センサを動作センサとして選択することを特徴とする動作センサ選択装置。
A motion sensor selection device, wherein a plurality of sensors used for detecting one or more targets existing in a target region are arranged in the target region, and the sensor to be operated from among the plurality of sensors is selected as a motion sensor. ,
an input unit for receiving an input of input information, which is information including a target state quantity relating to at least one of position, course and speed relating to each target, with respect to at least one target;
a motion sensor selection model that performs machine learning for selecting at least one sensor to be selected from among the plurality of sensors from base information including the target state quantity in a certain time span for one target; and ,
a motion sensor selection unit that selects the sensor to operate from the input information input to the input unit using the motion sensor selection model;
with
The motion sensor selection unit decomposes the input information regarding the plurality of targets input to the input unit into information regarding one target, and inputs each decomposed information to the motion sensor selection model. 1. A motion sensor selection device, which integrates a plurality of selection results output from said motion sensor selection model and selects said sensor to be operated as a motion sensor.
請求項1に記載の動作センサ選択装置であって、
前記動作センサ選択部は、選択された前記動作センサの諸元を更に決定することを特徴とする動作センサ選択装置。
The motion sensor selection device of claim 1, comprising:
The motion sensor selection device, wherein the motion sensor selection unit further determines specifications of the selected motion sensor.
請求項1又は2に記載の動作センサ選択装置であって、
前記動作センサ選択部は、前記入力部に入力された複数の前記目標に関する前記入力情報に対して、前記動作センサ選択モデルが出力した複数の前記選択結果のうち、選択された回数が最も多い前記センサを、前記動作センサとして出力することを特徴とする動作センサ選択装置。
3. A motion sensor selection device according to claim 1 or 2,
The motion sensor selection unit selects the target with the largest number of times from among the plurality of selection results output by the motion sensor selection model for the input information about the plurality of targets input to the input unit. A motion sensor selection device characterized by outputting a sensor as the motion sensor.
請求項1又は2に記載の動作センサ選択装置であって、
前記動作センサ選択モデルの出力には、1つの前記目標についての前記目標状態量に対して、前記複数のセンサのそれぞれを選択した場合の適合度のそれぞれが含まれており、
前記動作センサ選択部は、前記入力部に入力された複数の前記目標に関する前記入力情報を、1つの前記目標に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を前記動作センサ選択モデルに入力し、前記動作センサ選択モデルの出力に含まれる各前記センサの前記適合度のそれぞれを加算した適合度総和を前記センサごとに求めて、前記適合度総和が最大となる前記センサを、前記動作センサとして出力することを特徴とする動作センサ選択装置。
3. A motion sensor selection device according to claim 1 or 2,
The output of the motion sensor selection model includes each degree of fitness when each of the plurality of sensors is selected with respect to the target state quantity for one of the targets,
The motion sensor selection unit decomposes the input information regarding the plurality of targets input to the input unit into information regarding one target, and inputs each decomposed information to the motion sensor selection model. and determining, for each of the sensors, the sum of the degrees of goodness of fit obtained by adding the degrees of goodness of each of the sensors included in the output of the motion sensor selection model, and selecting the sensor having the maximum sum of goodness of fit as the motion sensor. A motion sensor selection device characterized by outputting.
請求項1から4までの何れか一項に記載の動作センサ選択装置であって、
複数のうち一部の前記センサが、予め設定された動作除外条件を満たす場合に、当該センサを除外して前記動作センサを選択することを特徴とする動作センサ選択装置。
A motion sensor selection device according to any one of claims 1 to 4,
A motion sensor selection device, wherein when some of the plurality of sensors satisfy a preset motion exclusion condition, the motion sensor is selected by excluding the sensor.
請求項1から5までの何れか一項に記載の動作センサ選択装置と、複数の前記センサと、を用いて、複数の前記センサが配置された探知領域内の特定目標を探知することを特徴とする目標探知システム。 A specific target is detected in a detection area in which a plurality of sensors are arranged using the motion sensor selection device according to any one of claims 1 to 5 and a plurality of sensors. target detection system. 対象領域に存在する1以上の目標を探知するために用いられるセンサが当該対象領域に複数配置され、前記複数のセンサのうち動作すべき前記センサを動作センサとして選択する動作センサ選択方法であって、
少なくとも1つの前記目標に関して、各前記目標に関する位置、針路及び速力のうち少なくとも何れかに関する目標状態量を含む情報である入力情報の入力を受け付ける第1工程と、
前記第1工程において入力された複数の前記目標に関する前記入力情報を、1つの前記目標に関する情報に分解して、分解されたそれぞれの情報を動作センサ選択モデルに入力し、前記動作センサ選択モデルは、1つの前記目標についての、ある時間幅における前記目標状態量を含むベース情報から、前記複数のセンサのうち選択すべき少なくとも1つの前記センサを選択するための機械学習を行った学習済モデルである第2工程と、
前記動作センサ選択モデルから出力された複数の選択結果を統合し、動作すべき前記センサを選択する第3工程と、
を含むことを特徴とする動作センサ選択方法。
A motion sensor selection method in which a plurality of sensors used for detecting one or more targets existing in a target region are arranged in the target region, and one of the plurality of sensors to be operated is selected as a motion sensor. ,
a first step of receiving an input of input information regarding at least one of the targets, which is information including a target state quantity regarding at least one of position, course and speed regarding each of the targets;
The input information regarding the plurality of targets input in the first step is decomposed into information regarding one target, and each decomposed information is input to a motion sensor selection model, and the motion sensor selection model is , a trained model that has undergone machine learning for selecting at least one sensor to be selected from among the plurality of sensors from base information including the target state quantity in a certain time span for one target a second step;
a third step of integrating a plurality of selection results output from the motion sensor selection model and selecting the sensor to operate;
A motion sensor selection method, comprising:
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