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JPH0769418B2 - Tracking filter - Google Patents
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JPH0769418B2 - Tracking filter - Google Patents

Tracking filter

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JPH0769418B2
JPH0769418B2 JP18685087A JP18685087A JPH0769418B2 JP H0769418 B2 JPH0769418 B2 JP H0769418B2 JP 18685087 A JP18685087 A JP 18685087A JP 18685087 A JP18685087 A JP 18685087A JP H0769418 B2 JPH0769418 B2 JP H0769418B2
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motion model
error
target
observation
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義夫 小菅
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は観測雑音を含んだ目標位置情報を目標観測装
置より入力し,目標位置の真値および速度・加速度など
の目標運動諸元を推定する追尾フイルタに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention inputs target position information including observation noise from a target observation device, and estimates a true value of a target position and target motion parameters such as velocity and acceleration. It relates to the tracking filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は例えばIEEE TRANSACTIONS ON AE−ROSPACE AND
ELECTRONIC SYSTEMS VOL AES−13 No.3,MAY 1977,P310
〜P317「MANEUVERING TRRGET TRACKING USING AD−APTI
VE STATE ESIIMION」で示された複数個の運動モデルを
有する場合の従来の追尾フイルタの構成図であり,図に
おいて(1)は観測雑音を含んだ目標位置を計測する目
標観測装置,(2)は複数個の運動モデルおのおのに対
して観測誤差を評価するための運動モデルごとの観測誤
差評価器,(3)は複数個の運動モデルおのおのの信頼
度を算出するための各運動モデルの信頼度算出器,
(4)は第1の遅延回路,(5)は目標運動諸元の平滑
値算出に使用するカルマンゲイン行列算出のためのゲイ
ン行列算出器,(6)は目標運動諸元の平滑値を算出す
る平滑器,(7)は複数個の運動モデルおのおのについ
て現時点より1サンプルング後の目標運動諸元の予測値
を算出する運動モデルごとの予測値算出器,(8)は第
3の遅延回路,(9)は複数個の運動モデルおのおのの
平滑値と真値の差である平滑誤差を評価する運動モデル
ごとの平滑誤差評価器,(10)は複数個の運動モデルお
のおのの予測値と真値の差である予測誤差を評価する運
動モデルごとの予測誤差評価器,(11)は第2の遅延回
路,(12)は第4の遅延回路である。
Figure 4 shows, for example, IEEE TRANSACTIONS ON AE-ROSPACE AND
ELECTRONIC SYSTEMS VOL AES-13 No.3, MAY 1977, P310
~ P317 `` MANEUVERING TRRGET TRACKING USING AD-APTI
FIG. 1 is a block diagram of a conventional tracking filter having a plurality of motion models indicated by “VE STATE ESIIMION”, where (1) is a target observation device that measures a target position including observation noise, (2) Is an observation error evaluator for each motion model for evaluating the observation error for each of the motion models, and (3) is the reliability of each motion model for calculating the reliability of each of the motion models. Calculator,
(4) is the first delay circuit, (5) is a gain matrix calculator for calculating the Kalman gain matrix used for calculating the smoothed value of the target motion data, and (6) is the smoothed value of the target motion data. Smoothing device, (7) is a predictive value calculator for each motion model that calculates the predicted value of the target motion data after one sampling from each of the plurality of motion models, and (8) is the third delay circuit. , (9) is a smooth error evaluator for each motion model that evaluates the smooth error which is the difference between the smooth value and the true value of each of the motion models, and (10) is the predicted value and the true value of each of the motion models. A prediction error evaluator for each motion model that evaluates a prediction error that is a difference between values, (11) is a second delay circuit, and (12) is a fourth delay circuit.

従来の複数個の運動モデルを有する追尾フイルタは上記
のように構成され,たとえば固定値交座標を使用し,等
速直線運動モデルにサンプリング時刻によらない定数加
速度ベクトルが付加されたモデルを複数の異なつた加速
度レベルごとに有する場合が複数個の運動モデルとして
使用されていた。目標観測装置(1)では,極座標によ
る観測雑音を含んだ目標位置情報を直交座標に変換す
る。運動モデルごとの観測誤差評価器(2)では,運動
モデルごとの予測値算出器(7)より得られる現時点よ
り1サンプリング前に算出した目標位置予測ベクトルを
目標位置の平均ベクトルとし,運動モデルごとの予測誤
差評価器(10)より得られる現時点より1サンプリング
前に算出した予測誤差共分散行列およびあらかじめ設定
してある観測モデルより得られる観測雑音の共分散行列
より目標位置観測ベクトルと目標位置予測ベクトルの差
の共分散行列を求め,目標位置観測ベクトルが3次元正
規分布に従うとして複数個の運動モデルごとに,目標観
測装置より入力される目標観測位置の目標予測位置に対
する誤差を評価する。各運動モデルの信頼度算出器
(3)では,現時点より1サンプリング前に算出した複
数個の運動モデルおのおののの信頼度,運動モデルの推
移にマルコフ性を仮定し,あらかじめ設定された運動モ
デルの推移確率及び運動モデルごとの観測誤差評価器
(2)より入力される複数個の運動モデルごとの観測誤
差評価値より,複数個の運動モデルおのおのの信頼度を
算出する。ゲイン行列算出器(5)では,あらかじめ設
定してある観測モデルより得られる観測雑音共分散行列
及び現時点より1サンプリング前に運動モデルごとの予
測誤差評価器(10)で算出しておいた運動モデルごとの
予測誤差共分散行列よりカルマンフイルタの理論よりゲ
イン行列を算出する。平滑器(6)では,現時点より1
サンプリング前に算出しておいた平滑値,目標観測装置
(1)より入力される目標観測位置,ゲイン行列算出器
(5)より入力されるゲイン行列及び各運動モデルの信
頼度算出器(3)で求めた複数個の運動モデルおのおの
の信頼度により重みつづけした複数個の運動モデルを構
成している定数加速度ベクトルの総和により目標位置及
び目標速度の平滑値を算出する。運動モデルごとの予測
値算出器(7)では,平滑器(6)で算出した目標位置
及び目標速度と複数個の運動モデルごとの定数加速度ベ
クトルにより現時点より1サンプリング後の目標位置及
び目標速度の予測値を算出する。運動モデルごとの平滑
誤差評価器(9)では目標位置及び目標速度の平滑値と
真値の差の共分散行列をゲイン行列算出器(5)で算出
したゲイン行列及び現時点より1サンプリング前に運動
モデルごとの予測誤差評価器(10)で算出しておいた予
測誤差共分散行列により算出する。運動モデルごとの予
測誤差評価器(10)では,運動モデルごとの平滑誤差評
価器(9)より入力される平滑誤差共分散行列とあらか
じめ設定してある運動モデルより得られる駆動雑音共分
散行列より現時点より1サンプリング後の予測値と真値
との差の共分散行列を算出する。
A conventional tracking filter having a plurality of motion models is configured as described above, and, for example, a model in which a constant velocity vector is added to a constant velocity linear motion model and a constant acceleration vector is added to the constant velocity linear motion model is used. The case of having different acceleration levels has been used as a plurality of motion models. The target observing device (1) converts target position information including observation noise in polar coordinates into Cartesian coordinates. In the observation error evaluator (2) for each motion model, the target position prediction vector calculated one sampling before the current time obtained from the prediction value calculator (7) for each motion model is set as the average vector of the target positions, and each motion model is calculated. Target position observation vector and target position prediction from the prediction error covariance matrix obtained from the prediction error evaluator (10) calculated 1 time before the present time and the observation noise covariance matrix obtained from the preset observation model The covariance matrix of the vector difference is obtained, and the error of the target observation position input from the target observation device with respect to the target predicted position is evaluated for each of a plurality of motion models assuming that the target position observation vector follows a three-dimensional normal distribution. In the reliability calculator (3) of each motion model, the reliability of each of the motion models calculated one sampling before the present time, Markov property in the transition of the motion model is assumed, and the motion model set in advance is calculated. The reliability of each of the plurality of motion models is calculated from the transition probabilities and the observation error evaluation values of the plurality of motion models input from the observation error evaluator (2) for each motion model. In the gain matrix calculator (5), the observation noise covariance matrix obtained from the preset observation model and the motion model calculated by the prediction error evaluator (10) for each motion model one sampling before the present time The gain matrix is calculated from the Kalman filter theory from the prediction error covariance matrix for each. With the smoother (6), 1 from the present
Smoothed value calculated before sampling, target observation position input from target observation device (1), gain matrix input from gain matrix calculator (5), and reliability calculator (3) of each motion model The smoothed values of the target position and the target velocity are calculated by summing the constant acceleration vectors constituting the plurality of motion models weighted by the respective reliability of each of the plurality of motion models obtained in step 1. The predicted value calculator (7) for each motion model uses the target position and target speed calculated by the smoother (6) and the constant acceleration vector for each motion model to calculate the target position and target speed one sampling after the current time. Calculate the predicted value. In the smoothing error evaluator (9) for each motion model, the covariance matrix of the difference between the smoothed value and the true value of the target position and target velocity is calculated by the gain matrix calculator (5) and the motion is performed one sampling before the current time. It is calculated by the prediction error covariance matrix calculated by the prediction error evaluator (10) for each model. In the prediction error evaluator (10) for each motion model, the smoothing error covariance matrix input from the smoothing error evaluator (9) for each motion model and the driving noise covariance matrix obtained from the preset motion model are used. The covariance matrix of the difference between the predicted value and the true value after one sampling from the present time is calculated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記のような従来の追尾フイルタでは,平滑器(6)で
算出する目標位置及び目標速度の平滑値が各運動モデル
の信頼度算出器(3)で求めた複数個の運動モデルのお
のおのに対する信頼度を反映した値にもかかわらず,こ
の平滑値の誤差を評価する装置が存在しなかったため、
式(20)の平滑誤差共分散行列PK(+)を算出せず、式
(16)の運動モデルごとの平滑誤差共分散行列▲Pa K
(+)を式(20)の平滑誤差共分散行列PK(+)の代わ
りに使用していた。なお、初期値PO(+)を通常のカル
マンフィルタと同様に運動モデルによらず定めれば式
(13)、式(15)、式(16)より運動モデルごとの平滑
誤差共分散行列▲Pa K▼(+)は運動モデルによらない
値である。このためゲイン行列算出器(5)で求める平
滑値算出に使用するゲイン行列には複数個の運動モデル
おのおのの信頼度がまつたく反映されずあたかも運動モ
デルが一意的に求まる場合のように動作するため,平滑
値は1サンプリングごとに誤差が生じその誤差が累積す
ることにより,平滑値は真値とまつたくかけ離れた値と
なるという問題点があつた。
In the conventional tracking filter as described above, the smoothed values of the target position and the target velocity calculated by the smoother (6) are reliable for each of the plurality of motion models obtained by the reliability calculator (3) of each motion model. Despite the value reflecting the degree, there was no device to evaluate the error of this smoothed value, so
The smooth error covariance matrix P K (+) of equation (20) is not calculated, and the smooth error covariance matrix ▲ P a K ▼ for each motion model of equation (16)
(+) Was used instead of the smooth error covariance matrix P K (+) in equation (20). Note that if the initial value P O (+) is determined independently of the motion model as in the case of a normal Kalman filter, the smooth error covariance matrix ▲ P for each motion model can be calculated from Eqs. (13), (15), and (16). a K ▼ (+) is a value that does not depend on the motion model. Therefore, the gain matrix used for the smooth value calculation in the gain matrix calculator (5) does not reflect the reliability of each of the plurality of motion models at once, and operates as if the motion model is uniquely obtained. Therefore, an error occurs in the smoothed value at every sampling, and the error is accumulated, so that the smoothed value is a value that is separated from the true value.

この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので,旋回目標に対しても精度よく追尾できる追尾フ
イルタを得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain a tracking filter capable of accurately tracking even a turning target.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明の追尾フイルタは,平滑値と真値の差である平
滑誤差の評価である平滑誤差共分散行列の算出に複数個
の運動モデルおのおのの信頼度を使用するようにしたも
のである。
The tracking filter according to the present invention uses the reliability of each of a plurality of motion models to calculate a smooth error covariance matrix which is an evaluation of a smooth error which is a difference between a smooth value and a true value.

〔作用〕[Action]

この発明においては,複数個の運動モデルおのおののに
対する信頼度及び複数個の運動モデルを構成する定数加
速度ベクトルを使用し運動モデルが一意的に定まらない
ことにより平滑誤差の評価である平滑誤差共分散行列を
増加させる諸元を算出し,この諸元を複数個の運動モデ
ルごとの平滑誤差共分散行列に加算することにより平滑
誤差共分散行列を算出する。
In the present invention, the reliability of each of the plurality of motion models and the constant acceleration vector forming the plurality of motion models are used, and the motion model is not uniquely determined. The smooth error covariance matrix is calculated by calculating the parameters for increasing the matrix and adding these parameters to the smooth error covariance matrix for each of the multiple motion models.

このようにして、本発明による平滑誤差共分散行列P
K(+)は、運動モデル各々に対する信頼度を反映し
て、従来の追尾フィルタによって求まる値である運動モ
デルごとの共分散行列▲Pa K▼(+)よりも式(43)及
び式(45)に示すように大きくなる。従って、この発明
においては、式(13)に示すように平滑誤差共分散行列
PK(+)より算出される運動モデルごとの予測誤差分散
行列▲Pa K▼(−)及び式(15)で示すように運動モデ
ルごとの予測誤差分散行列▲Pa K▼(−)より算出され
るゲイン行列KKが従来の追尾フィルタによって求まる値
よりも大きくなり、式(33)に示すように平滑値
(+)算出における観測ベクトル の重みづけが大
となり旋回目標に対する追従性が改善される。
Thus, the smooth error covariance matrix P according to the present invention is
K(+) Reflects the reliability of each motion model
The motion mode, which is the value obtained by the conventional tracking filter.
Covariance matrix for each Dell ▲ Pa K▼ (+) than expression (43)
And as shown in equation (45). Therefore, this invention
Where, the smooth error covariance matrix as shown in equation (13)
PKPrediction error variance for each motion model calculated from (+)
Matrix ▲ Pa K▼ (-) and equation (15)
Prediction error variance matrix for each rule ▲ Pa KCalculated from ▼ (-)
Gain matrix KKIs the value obtained by the conventional tracking filter
Is larger than the smoothed value as shown in equation (33).
K(+) Observation vector in calculationZ KIs heavily weighted
The followability to the turning target is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示す構成図であり,
(1)〜(12)は上記従来装置と全く同一のものであ
る。(13)は平滑誤差評価器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention,
(1) to (12) are exactly the same as the above conventional device. (13) is a smoothing error evaluator.

複数個をN個とした場合の運動モデルを =Φk-1 k-1+Γk-1 k-1+Γk-1 k-1 ……
(1) とする。
A motion model in the case where the number is N is x k = Φ k-1 x k-1 + Γ k-1 w k-1 + Γ k-1u k-1.
(1)

ここで, ・ はサンプリング時刻tkにおける目標運動諸元の真
値をあらわす状態ベクトルであり,直交座標における目
標位置ベクトルを 直交座標における目標速度ベクトルを とした時, である。
Where: • x k is a state vector that represents the true value of the target motion specifications at the sampling time t k , and the target position vector in Cartesian coordinates is The target velocity vector in Cartesian coordinates And when Is.

・Φk-1はサンプリング時刻tk-1よりtkへの状態ベクト
の推移行列で目標が等速直線運動を行うと仮定し
た場合 である。
Φ k-1 is a transition matrix of the state vector x k from the sampling time t k-1 to t k , and it is assumed that the target makes a uniform linear motion. Is.

はサンプリング時刻tkにおける駆動雑音ベクトル Γはサンプリング時刻tkにおける駆動雑音ベクトルの
変換行列で たとえば,目標の運動モデルを等速直線運動と仮定した
ことによる打切り誤差項Γk-1 k-1とみれば は加速度ベクトル相当であり である。
· W k is a sampling time t drive noise vector gamma k in k is for example a transformation matrix driving noise vector at sampling time t k, truncation error term due to the assumed constant velocity linear motion target motion model gamma k-1 If we look at w k-1 , w k is equivalent to the acceleration vector. Is.

はサンプリング時刻tkにおいてN個の運動モデル
を構成する定数加速度ベクトルで α 又は α 又は……又は α ……
(2) であり Γ′はサンプリング時刻tkにおける定数加速度ベクト
ルの変換行列で である。
-U k is a constant acceleration vector forming N motion models at the sampling time t k , and u k = α 1 or u k = α 2 or ... Or u k = α n.
(2) and Γ k ′ is the transformation matrix of the constant acceleration vector at the sampling time t k Is.

第2図は水平面に平行な面内で定数加速度ベクトルを説
明する図であり,図において,Oは目標観測装置を原点と
した座標O−xyの原点,Xは東方向のx軸の正とした座標
O−xyのx軸,Yは北方向をy軸の正とした座標O−xyの
y軸,A1はy軸の正方向の定数加速度ベクトル,A2はx軸
の正の方向の定数加速度ベクトル,A3はy軸の負の方向
の定数加速度ベクトル,A4はx軸の負の方向の定数加速
度ベクトルである。第2図における定数加速度ベクトル
の大きさを10g(gは重力加速度とする)とし,この他
に加速度0の定数加速度ベクトルを考えた運動モデルの
場合, N=5 ……(3) であり,式(2)は とサンプリング時刻tkに無関係に書ける。
Fig. 2 is a diagram for explaining the constant acceleration vector in the plane parallel to the horizontal plane. In the figure, O is the origin of the coordinates O-xy with the target observation device as the origin, and X is the positive x-axis in the east direction. X-axis of coordinate O-xy, Y is the y-axis of coordinate O-xy with the north direction as the positive y-axis, A1 is a constant acceleration vector in the positive direction of the y-axis, and A2 is a constant in the positive direction of the x-axis. An acceleration vector, A3 is a constant acceleration vector in the negative direction of the y-axis, and A4 is a constant acceleration vector in the negative direction of the x-axis. If the magnitude of the constant acceleration vector in Fig. 2 is 10g (g is the gravitational acceleration), and in addition to this, in the case of a motion model considering a constant acceleration vector, N = 5 (3), Equation (2) is And can be written regardless of the sampling time t k .

次に、サンプリング時刻tkにおいて k-1α (a=1,2,…,N) ……(5) が真であるとの仮説を Ψk,a(a=1,2,…,N) ……(6) と書く。Next, the hypothesis that u k-1 = α a (a = 1,2, ..., N) (5) at the sampling time t k is true is given by Ψ k, a (a = 1,2, ... , N) …… (6) is written.

Eを平均をあらわす記号として,wkは平均の3次元正
規分布白色雑言で E〔 〕= ……(7) E〔 T l▼〕=Qk(k=1の時),OI(k≠lの
時) ……(8) とする。
Let E be a symbol representing the mean, and w k is a three-dimensional normal distribution white miscellaneous phrase with mean 0 E [ w k ] = 0 (7) E [ w kw T l ▼] = Q k (k = 1 ,), And OI (when k ≠ l) ... (8).

ここで, ・は零ベクトル ・Qkはサンプリング時刻tkにおける駆動雑音共分散行列 であり, はベクトルの転置ベクトルをあらわす。観測モデ
ルを =Hk ……(9) とする。
Here, 0 is a zero vector, Q k is a driving noise covariance matrix at sampling time t k , and a T represents a transposed vector of vector a. The observation model is z k = H k x k + v k (9).

ここで, ・ はサンプリング時刻tkにおける目標位置情報の観
測値より構成される直交座標による観測ベクトル ・Hkはサンプリング時刻tkにおける観測行列で Hk=(I OI) である。
Here, · z k observation vector · H k by configured orthogonal coordinate than the observed value of the target position information at sampling time t k is H k = the observation matrix at sampling time t k (I OI).

はサンプリング時刻tkにおける観測雑音ベクトル
であり,平均の3次元正規分布白色雑音で E〔 〕= E〔 l T〕=Rk(k=1の時),OI(k≠lの時)
……(10) である。
V k is an observation noise vector at the sampling time t k , and is three-dimensional normally distributed white noise with an average of 0 E [ v k ] = 0 E [ v k v l T ] = R k (when k = 1) , OI (when k ≠ l)
… (10).

なお,Rkはサンプリング時刻tkにおける観測雑音共分散
行列で,運動モデルによらない値とする。
Note that R k is the observation noise covariance matrix at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model.

また,サンプリング時刻t1からtkまでの観測ベクトル全
体をzk,すなわち zk=〔 1, 2,…, 〕 (11) と書く。
Further, the entire observation vector from sampling time t 1 to t k is written as z k , that is, z k = [ z 1 , z 2 , ..., Z k ] (11).

以上のことより通常のカルマンフイルタの理論により ▲ a k▼(−)=Φk-1 k-1(+)+Γ′k-1 α (1
2) ▲Pa k▼(−)=Φk-1Pk-1(+)▲ΦT k-1▼+ Γk-1Qk-1▲ΓT k-1▼ (13) ▲a k▼(+)=▲a k▼(−)+kk −Hka k
▼(−)) (14) Kk=▲Pa k▼(−)▲HT k▼(Hk▲Pa k▼(−)▲HT k
▼+Rk-1 (15) ▲Pa k▼(+)=▲Pa k▼(−)−KkHk▲Pa k▼(−)
(16) (a=1,2,…,N) である。
From the above, the usual Kalman filter theory a k▼ (-) = Φk-1 k-1(+) + Γ ′k-1 α a (1
2) ▲ Pa k▼ (-) = Φk-1Pk-1(+) ▲ ΦT k-1▼ + Γk-1Qk-1▲ ΓT k-1▼ (13) ▲a k▼ (+) = ▲a k▼ (-) + kk(z k−Hka k
▼ (-)) (14) Kk= ▲ Pa k▼ (-) ▲ HT k▼ (Hk▲ Pa k▼ (-) ▲ HT k
▼ + Rk)-1 (15) ▲ Pa k▼ (+) = ▲ Pa k▼ (-)-KkHk▲ Pa k▼ (-)
(16) (a = 1,2, ..., N).

ここで, ・▲ a k▼(−)は仮設Ψk,aのもとでの観測ベクトル
1, k-1のようの の予測ベクトルで条件つ
き平均ベクトルで書けばカルマンフイルタの理論より ▲ a k▼(−)=(E)〔 kk,a,zk-1〕 (17) である。
Where: ▲ a k▼ (-) is temporary Ψk, aObservation vector under
z 1,z Twoz k-1Likex kThe prediction vector
If it is written as a mean vector, then from the theory of Kalman filter ▲ a k▼ (-) = (E) [x k| Ψk, a, zk-1] (17)

(+)は観測ベクトル 1, …, よりの
の平滑ベクトルで (+)=E〔 k|zk〕 (18) である。
k(+) Is the observation vectorz 1,z Two… 、z kThanx
kWith the smooth vector of k (+) = E [x k| zk] (18)

・▲ a k▼(+)は仮設Ψk,aのもとでの観測ベクトルz
1,z2…zkよりの の平滑ベクトルで ▲ a k▼(+)=E〔 kk,a,Zk〕 (19) である。
・ ▲ a k▼ (+) is temporary Ψk, aObservation vector z under
1, z2... zkThanx kWith the smooth vector of ▲ a k▼ (+) = E [x k| Ψk, a, Zk] (19)

・Pk(+)はサンプリング時刻tkにおける平滑誤差共分
散行列であり,カルマンフイルタの理論より Pk(+)=E〔( (+))(
(+))T|Zk〕 (20) である。
・ Pk(+) Is sampling time tkCovariance of the smooth error at
It is a dispersion matrix, and from the theory of Kalman filter Pk(+) = E [(x k k(+)) (x k
k(+))T| Zk] (20).

・▲Pa k▼(−)はサンプリング時刻tkにおける仮設Ψ
k,aのもとで予測誤差共分散行列で ▲Pa k▼(−)=E〔( −▲ a k▼(−))(
−▲ a k(−)) |Ψk,a,Zk-1} (21) である。
・ ▲ Pa k▼ (-) is sampling time tkTemporary Ψ at
k, aPrediction error covariance matrix under ▲ Pa k▼ (-) = E [(x k-▲ a k▼ (-)) (x k
-▲ a k(-))T │Ψk, a, Zk-1} (21)

・▲Pa k▼(+)はサンプリング時刻tkにおける仮設Ψ
k,aのもとでの平滑誤差共分散行列で ▲Pa k▼(+)=E〔( −▲ a k▼(+))(
−▲ a k▼(+)) |Ψk,a,Zk} (22) である。
・ ▲ Pa k▼ (+) is sampling time tkTemporary Ψ at
k, aIs the smooth error covariance matrix undera k▼ (+) = E [(x k-▲ a k▼ (+)) (x k
-▲ a k▼ (+))T │Ψk, a, Zk} (22).

・Kkはサンプリグ時刻tkにおけるゲイン行列である。・ K k is the gain matrix at the sampling time t k .

なお,ATは行列Aの転置行列をあらわす。AT represents the transposed matrix of matrix A.

また,カルマンフイルタを通常適用する場合と同様にし
て,初期値(+),PO(+)は別途定まつていると
する。
In addition, it is assumed that the initial values O (+) and P O (+) are separately determined as in the case where the Kalman filter is normally applied.

式(13)より▲Pa k▼(−)は仮設Ψk,aによらない値
なので式(15)よりkk,式(16)より▲Pa k▼(+)も
同様に仮設Ψk,aによらない値となる。
Equation (13) from ▲ P a k ▼ (-) is temporary [psi k, since the value that does not depend on a k k from equation (15), ▼ ▲ P a k from equation (16) (+) likewise temporary [psi The value does not depend on k or a .

観測ベクトル 1, 2,…, が得られた時の仮設Ψ
k,aの信頼度βk,aを条件つき確率密度関数により βk,a=P〔Ψk,a|Zk〕 (23) (a=1,2,…,N) と書く。
Temporary Ψ when the observation vectors z 1 , z 2 , ..., Z k are obtained
k, by the reliability β k, a conditional probability density function of a β k, a = P [Ψ k, a | Z k] (23) (a = 1,2, ..., N) and write.

運動モデルの推移にマルコフ性を仮定する。すなわち運
動モデルΨk,aはサンプリング時刻tk-1の運動モデルよ
り決まりサンプリング時刻tk-2までの運動モデルには依
存しないとする。この時,運動モデルの推移確率Pabを Pab=p〔Ψk,a|Ψk-1,b〕 (24) (a=1,2,…,N;b=1,2,…,N) と書く。
Markov property is assumed for the transition of the motion model. That is, the motion model Ψ k, a is determined from the motion model at the sampling time t k-1 and does not depend on the motion model up to the sampling time t k-2 . At this time, the transition probability P a b of the motion model is P a b = p [Ψ k, a │Ψ k-1 ,, b] (24) (a = 1,2, ..., N; b = 1,2, …, N).

仮設Ψk,aのもとでの観測誤差の評価 fa(k)(a=1,2,…,N) (25) を3次元正規分布で近似すればカルマンフイルタの理論
より fa(k)=g( k;Hk a k▼(−),Hk▲Pa k
(−)▲HT k▼+Rk) (26) である。
Temporary Ψk, aEvaluation of observation error undera(K) (a = 1,2, ..., N) (25) can be approximated by a three-dimensional normal distribution, the theory of Kalman filter
Than fa(K) = g (z k; Hk a k▼ (-), Hk▲ Pa k
(-) ▲ HT k▼ + Rk) (26).

ここで, g( k; k,Ak)は平均ベクトル k,共分散行列Akの3
次元正規分布の における確率密度である。
Here, g ( z k ; a k , A k ) is 3 of the mean vector a k and the covariance matrix A k .
It is the probability density in z k of the dimensional normal distribution.

式(26)よりわかるように,目標位置の観測ベクトル
が目標位置の予測ベクトルHk a k▼(−)に近いほ
どfa(k)の値は大きくなり,目標が仮設Ψk,aのもと
で運動したとの信頼度が高く評価される。第3図は観測
誤差の評価値fa(k)を1次元において説明する図であ
り,図において,Gは目標位置をあらわす横軸,Fは確率密
度をあらわす縦軸,Zは観測ベクトル の示す目標位
置,PAは仮設Ψk,aのもとでの目標予測位置,FAは確率密
度fa(k),Nは平均Hk a k▼(−)分散Hk▲Pa k
(−)Hk+Rkによつて定まる正規分布曲線である。観測
ベクトル が得られていない時点での仮設Ψk,aの信
頻度P{Ψk,a|Zk-1}は,マルコフ性より,仮設Ψk,a
が1サンプリング前の各仮設Ψk−1,b(b=1,2,…,
N)より推移して得られるので,Ψk−1,bの信頼度であ
る式(23)のβk−1,b及び推移確率である式(24)の
bより として求まる。
As can be seen from equation (26), the observation vector of the target positionz
kIs the target position prediction vector Hkx a k▼ Close to (-)
Th faThe value of (k) becomes large, and the target is Ψk, aUnder
The degree of confidence that he exercised in is highly evaluated. Fig. 3 is observation
Error evaluation value faIt is a figure explaining (k) in one dimension.
In the figure, G is the horizontal axis representing the target position, and F is the probability density.
Degree of vertical axis, Z is the observation vectorz kThe goal shown by
, PA is temporary Ψk, aTarget predicted position under
Degree fa(K), N is the average Hk a k▼ (-) dispersion Hk▲ Pa k
(−) Hk+ RkIt is a normal distribution curve determined by. Observation
vectorz kTemporary Ψ at the time when is not obtainedk, aBelief
Frequency P {Ψk, a| Zk-1} Is a temporary Ψ due to the Markov property.k, a
Is each temporary Ψ before 1 samplingk-1, b(B = 1,2, ...,
N), we can obtain Ψk-1, bIs the reliability of
Β in Equation (23)k-1, bAnd the transition probability of equation (24)
Pafrom bIs obtained as.

観測ベクトル が得られた時点での仮設Ψk,aの信頼
度βk,aは,簡素ベクトル が得られない時点の仮設
Ψk,aの信頼度P〔Ψk,a|Zk-1〕に仮設Ψk,aの観測ベク
トル による評価値f(k)を乗算した値,すなわ
ち式(27)および式(25)より, に比例すると考えてよい。
Reliability beta k, a temporary [psi k, a at the time of the observation vector z k is obtained, the reliability P temporary [psi k, a point not simple vector z k is obtained [[psi k, a | Z k-1 ] is multiplied by the evaluation value f a (k) of the observation vector z k of the temporary Ψ k, a , that is, from Equation (27) and Equation (25), It can be considered to be proportional to.

確率の性質より だから,式(28)を正規化して である。From the nature of probability Therefore, normalize equation (28) Is.

式(23)及びベイズの定理より である。From equation (23) and Bayes' theorem Is.

式(18),式(19)及び式(31)より だから, である。From equation (18), equation (19) and equation (31) So Is.

式(32)及び式(14),式(12),式(29)より, (+)=Φk-1 k-1(+)+Γ′k-1 k-1+Kk
−Hk(Φk-1 k-1(+)+Γ′k-1 k-1)〕 (33) である。
From equation (32) and equation (14), equation (12), and equation (29), k (+) = Φk-1 k-1(+) + Γ ′k-1 k-1+ KkZ
k −Hkk-1 k-1(+) + Γ ′k-1 k-1)] (33).

ここで、 である。here, Is.

式(20)及び式(18)より Pk(+)=E〔 k T|Zk〕− (+)▲ T k
(+) (35) である。
From equation (20) and equation (18), Pk(+) = E [x k x k T| Zk] − k(+) ▲ T k
It is (+) (35).

式(31)より だから,式(35)より である。From formula (31) Therefore, from equation (35) Is.

式(22)及び式(19)より ▲Pa k▼(+)=E〔 k Tk,a,Zk〕 −▲ a k▼(+)▲ a k▼(+) ……(37) すなわち ▲Pa k▼(+)=∫…∫ k TP〔 kk,a,Zk〕d
−▲ a k▼(+)▲ a k▼(+) だから,式(36)より である。
From equation (22) and equation (19) ▲ Pa k▼ (+) = E [x k x k T| Ψk, a, Zk] − ▲ a k▼ (+) ▲ a k▼ (+)T … (37) That is ▲ Pa k▼ (+) = ∫… ∫x k x k TP 〔x k| Ψk, a, Zk] D
x k -▲ a k▼ (+) ▲ a k▼ (+)T Therefore, from equation (36)Is.

式(29)及び式(32)より だから,▲Pa k▼がaに無関係なこと,式(29)及び式
(38)より である。
From equation (29) and equation (32) So, ▲ P a k ▼ be irrelevant to a, from equation (29) and (38) Is.

式(14)及び式(12)より ▲ a k▼(+)=Φk-1 k-1(+)+Γ′k-1 α +Kk
−Hk(Φk-1 k-1(+)+Γ′k-1 α )〕 ……(41) である。
From formula (14) and formula (12) ▲ a k▼ (+) = Φk-1 k-1(+) + Γ ′k-1 α a+ Kk
Z k −Hkk-1 k-1(+) + Γ ′k-1 α a)] (41)

式(41)及び式(33)より ▲ a k▼(+)− (+)=(I−KkHk)Γ′
k-1α k-1) (42) だから,式(40)より である。
From equation (41) and equation (33) ▲ a k▼ (+)- k(+) = (I-KkHk) Γ ′
k-1(α a k-1) (42) Therefore, from equation (40)Is.

なお,運動モデルが一意的に定まる時,たとえば, βk,l=1,βk,a=0(a=2,3,…,N) の時, 式(43)及び式(34)より Pk(+)=Pk a(+) (45) であり,複数個の運動モデルおのおのの平滑誤差共分散
行列Pk a(+)は平滑誤差共分散行列Pk(+)と等しく
なり,この発明の追尾フイルタは従来の追尾フイルタと
同一になる。
When the motion model is uniquely determined, for example, when β k, l = 1 and β k, a = 0 (a = 2,3, ..., N), from equation (43) and equation (34) P k (+) = P k a (+) (45), and the smooth error covariance matrix P k a (+) for each of the multiple motion models becomes equal to the smooth error covariance matrix P k (+) The tracking filter of the present invention is the same as the conventional tracking filter.

すなわち,式(43)の右辺の第2項は運動モデルが一意
的に定まらないことにより平滑誤差共分散行列を大きく
する項である。
That is, the second term on the right side of the equation (43) is a term that increases the smoothing error covariance matrix because the motion model is not uniquely determined.

次にこの発明の追尾フイルタの動作を第1図に従つて説
明する。
Next, the operation of the tracking filter of the present invention will be described with reference to FIG.

なお,カルマンフイルタを追尾フイルタに通常適用する
場合と同様にして,初期値はあらかじめ定まつていると
する。
It is assumed that the initial value is previously determined in the same manner as when the Kalman filter is normally applied to the tracking filter.

目標観測装置(1)では極座標で目標位置情報を観測
し,結果を直交座標による目標位置情報に変換し,式
(9)の観測ベクトル を出力する。運動モデルごと
の観測誤差評価器(2)では,運動モデルごとの予測値
算出器(7)より得られる現時点より1サンプリング前
に算出した式(12)の運動モデルごとの予測ベクトル
k a(−)を第4の遅延回路(12)を通して入力し目標位
置予測ベクトルHk k a(−)を算出し,運動モデルごと
の予測誤差評価器(10)より得られる現時点より1サン
プリング前に算出した式(13)の運動モデルごとの予測
誤差共分散行列Pk a(−)を第2の遅延回路(11)を通
し入力し運動モデルごとの予測位置誤差の共分散行列Hk
Pk a(−)Hk Tを算出しこれとあらかじめ設定してある観
測モデルより得られる式(10)観測雑音共分散行列Rk
り観測ベクトル と運動モデルごとの目標位置予測ベ
クトルHk k a(−)の差の共分散行列を算出し,目標観
測装置(1)より入力される観測ベクトル の複数個
の運動モデルおのおのに対する合致度である観測器差の
評価値である式(25)のfa(k)を式(26)に従い算出
する。各運動モデルの信頼度算出器(3)では,サンプ
リング時刻tk-1で算出した複数個の運動モデルおのおの
に対する信頼度である式(23)のβk−1,aを第1の遅
延回路(4)を通して入力しこれとあらかじめ設定され
た式(24)の推移確率Pabより観測ベクトル が得ら
れない時点での各運動モデルの信号程度である式(27)
の値を算出し,式(27)の値に観測ベクトル の各運
動モデルに対する合致度である運動モデルごとの観測誤
差評価器(2)より入力される式(25)のfa(k)を重
みづけし式(30)に従い観測ベクトル が得られた時
点での複数個の運動モデルおのおのの信頼度である式
(23)のβk,aを算出する。ゲイン行列算出器(5)で
は,あらかじめ設定された観測モデルより得られる式
(10)の観測雑音共分散行列及び1サンプリング前に算
出しておいた連動モデルごとの予測誤差評価器(10)よ
り第2の遅延回路(11)を通して入力される運動モデル
ごとの予測誤差共分散行列Pk a(−)とにより式(15)
に従い平滑ベクトル (+)算出に使用するゲイン行
列Kkを算出する。なお、式(13)より運動モデルごとの
予測誤差共分散行列▲Pa k▼(−)は運動モデルによら
ない値となるため、式(15)よりゲイン行列KKも運動モ
デルによらない値となる。平滑器(6)では,1サンプリ
ング前に算出しておいた式(18)の平滑ベクトル k-1
(+)を第3の遅延回路(8)を通し入力し等速直線運
動予測によりΦ k-1 k-1(+)を算出し,各運動モデル
の信頼度算出器(3)より得られる式(30)の各運動モ
デルの信頼度βk,aとあらかじめ設定された式(5)の
複数個の運動モデルを構成している定数加速度ベクトル
α より式(34)に従い目標の加速度 k-1を推定し,
k-1が予測に影響する項Γ′k-1 k-1を算出し,これ
らと目標観測装置(1)より得られる式(9)の観測ベ
クトル に対し,平滑ベクトル (+)算出におい
て観測ベクトル が寄与する度合を決定するゲイン行
列算出器(5)より得られるゲイン行列Kkを式(33)に
従い適用し平滑ベクトル (+)を算出する。運動モ
デルごとの予測値算出器(7)では,平滑器(6)より
得られる平滑ベクトル (+)より等速直線運動予測
によりΦ (+)を算出し,あらかじめ設定された
複数個の運動モデルを構成する定数加速度ベクトルα
が予測に影響する項Γ′ α を算出し、現時点より1
サンプリング後のサンプリング時刻tk+1に対する複数個
の運動モデルごとの予測ベクトル▲ a k+1▼(−)を式
(12)に従い算出する。運動モデルごとの平滑誤差評価
器(9)では,1サンプリング前に算出しておいた式(2
1)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列▲Pa k
(−)を運動モデルごとの予測誤差評価器(10)より第
2の遅延回路(11)を通して入力し,ゲイン行列算出器
(5)より得られるゲイン行列Kkとにより,式(19)の
運動モデルごとの平滑ベクトル k a(+)の平滑誤差の
評価値である複数個の運動モデルごとの平滑誤差共分散
行列▲Pa k▼(+)を式(16)に従い算出する。なお、
式(13)、式(15)、式(16)より運動モデルごとの平
滑誤差共分散列▲Pa k▼(+)が運動モデルによらない
値となる。
The target observation device (1) observes the target position information in polar coordinates.
Then, the result is converted into target position information in Cartesian coordinates,
Observation vector of (9)z kIs output. For each exercise model
In the observation error evaluator (2), the predicted value for each motion model
One sampling before the current time obtained from the calculator (7)
Prediction vector for each motion model of equation (12) calculated in
k aInput (-) through the fourth delay circuit (12)
Position prediction vector Hk k a(-) Is calculated, and for each motion model
1 sun from the present time obtained from the prediction error evaluator (10)
Prediction for each motion model of equation (13) calculated before pulling
Error covariance matrix Pk a(-) Through the second delay circuit (11)
Input and then the covariance matrix H of the predicted position error for each motion modelk
Pk a(−) Hk TCalculated and this and the preset
(10) Observation noise covariance matrix R obtained from the measurement modelkYo
Observation vectorz kAnd target position prediction for each motion model
Cuttle Hk k aCalculate the covariance matrix of the difference of (-)
Observation vector input from the surveying instrument (1)z kA plurality of
Of the observer difference, which is the degree of conformity to each of the motion models of
F in Expression (25), which is the evaluation valueaCalculate (k) according to equation (26)
To do. The reliability calculator (3) for each motion model
Ring time tk-1Each of the multiple motion models calculated in
Β in equation (23), which is the reliability fork-1, aThe first late
Input through the delay circuit (4) and preset with this
The transition probability P of equation (24)aobservation vector from bz kGot
Equation (27), which is the degree of signal of each motion model
Of the observation vectorz kEach luck
The observation error for each motion model, which is the degree of agreement with the motion model
F of the equation (25) input from the difference evaluator (2)aHeavy (k)
Observed vector according to Mitsuke formula (30)z kWhen was obtained
An equation that is the reliability of each of several motion models at a point
Β in (23)k, aTo calculate. In the gain matrix calculator (5)
Is the formula obtained from the preset observation model
Observed noise covariance matrix of (10) and calculated one sampling before
Prediction error evaluator (10) for each linked model
Motion model input through the second delay circuit (11)
Prediction error covariance matrix P for eachk a(-) And formula (15)
According to the smooth vector k(+) Gain row used for calculation
Row KkTo calculate. From equation (13),
Prediction error covariance matrix ▲ Pa k▼ (-) is based on the motion model
Since there is no value, the gain matrix K is calculated from equation (15).KAlso exercise
The value does not depend on Dell. In smoother (6), 1 sample
Smoothing vector of equation (18) calculated before k-1
Input (+) through the third delay circuit (8)
By motion predictionΦ k-1 k-1(+) Is calculated and each motion model
Each motion model of equation (30) obtained from the reliability calculator (3) of
Dell's confidence βk, aOf the preset equation (5)
Constant acceleration vector that composes multiple motion models
α aAccording to equation (34), the target acceleration k-1Estimate
k-1Is the term Γ ′ that affects the predictionk-1 k-1And calculate this
The observation vector of formula (9) obtained from the target observation device (1)
Cuttlez kFor a smooth vector k(+) Calculation smell
Observation vectorz kGain row that determines the contribution of
Gain matrix K obtained from the column calculator (5)kIn equation (33)
So apply and smooth vector kCalculate (+). Exercise mode
In the predictive value calculator (7) for each Dell, from the smoother (6)
The resulting smooth vector kConstant velocity linear motion prediction from (+)
By Φk k(+) Is calculated and preset
Constant acceleration vector that composes multiple motion modelsα a
Is the term Γ ′ that affects the predictionk α aIs calculated and 1 from the present
Sampling time t after samplingk + 1Multiple against
Prediction vector for each motion model ▲ a k + 1▼ (-)
Calculate according to (12). Smoothing error evaluation for each motion model
In the instrument (9), the formula (2
Prediction error covariance matrix for each motion model in 1) ▲ Pa k
(-) From the prediction error evaluator (10) for each motion model
Input through 2 delay circuit (11), gain matrix calculator
Gain matrix K obtained from (5)kBy and,
Smooth vector for each motion model k aOf the (+) smoothing error
Smooth error covariance for multiple motion models that are evaluation values
Matrix ▲ Pa k▼ (+) is calculated according to equation (16). In addition,
From equation (13), equation (15), and equation (16)
Sliding error covariance sequence ▲ Pa k▼ (+) does not depend on the motion model
It becomes a value.

平滑誤差評価器(13)では,各運動モデルの信頼度算出
器(3)より得られる各運動モデルの信頼度βk,a,ゲ
イン行列算出器(5)より得られるゲイン行列Kk及びあ
らかじめ設定された定数加速度ベクトルα より式(3
4)を使用し運動ベクトルが一意的に定まらないことに
より平滑誤差が大きくなると評価する項で、ある半正値
対称行列 を算出し,これに運動モデルごとの平滑誤差評価器
(9)より得られる運動モデルごとの平滑誤差共分散行
列Pk a(+)を加算し平滑誤差の評価である平滑誤差共
分散行列Pk(+)を式(43)に従い算出する。なお、運
動モデルが一意的に定まる場合は式(45)に示したよう
に平滑誤差共分散行列PK(+)は従来の追尾フィルタで
算出する運動モデルごとの平滑誤差共分散行列▲Pa k
(+)の値と同一になる。
In the smoothing error evaluator (13), the reliability β k, a of each motion model obtained from the reliability calculator (3) of each motion model, the gain matrix K k obtained from the gain matrix calculator (5) and From the set constant acceleration vector α a , formula (3
4) is used to evaluate that the smoothing error becomes large because the motion vector is not uniquely determined. Is calculated, and the smoothing error covariance matrix P k a (+) for each motion model obtained from the smoothing error evaluator (9) for each motion model is added to this to calculate the smoothing error covariance matrix P k (+) is calculated according to the equation (43). When the motion model is uniquely determined, the smoothing error covariance matrix P K (+) is calculated by the conventional tracking filter as shown in Expression (45), and the smoothing error covariance matrix ▲ P a for each motion model is calculated. k
It becomes the same as the value of (+).

運動モデルごとの予測誤差評価器(10)では,平滑誤差
評価器(13)より得られる平滑誤差共分散行列Pk(+)
とあらかじめ設定された運動モデルより得られる式
(8)の駆動雑音共分散行列Qkとにより式(13)に従い
現時点より1サンプリング後のサンプリング時刻tk+1
対する複数個の運動モデルごとの予測ベクトル▲ a k+1
▼(−)の予測誤差の評価である予測誤差共分散行列▲
a k+1▼(−)を算出する。
In the prediction error evaluator (10) for each motion model, smoothing error
Smoothing error covariance matrix P obtained from the evaluator (13)k(+)
And the expression obtained from the preset motion model
Driving noise covariance matrix Q of (8)kAnd according to equation (13)
Sampling time t after 1 sampling from the present timek + 1To
Prediction vector for each of multiple motion models ▲ a k + 1
▼ Prediction error covariance matrix that is the evaluation of (-) prediction error ▲
Pa k + 1▼ (-) is calculated.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のようにこの発明によれば通常の目標自動追尾装置
に特別の付加装置を付けることなく目標運動元算出精度
を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the target motion source calculation accuracy can be improved without attaching a special additional device to the normal target automatic tracking device.

なお,以上は等速直線運動モデルに定数加速度ベクトル
が付加されたモデルの場合について説明したが,これ以
外の複数個の運動モデルを有して目標観測装置の情報よ
り目標運動諸元を算出する追尾フイルタに適用できる。
In the above, the case of the model in which the constant acceleration vector is added to the constant velocity linear motion model has been described, but the target motion parameters are calculated from the information of the target observation device by having multiple motion models other than this. Applicable to tracking filters.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の構成を説明する図,第2
図は定数加速度ベクトルを説明する図,第3図は観測誤
差評価値を説明する図,第4図は従来の追尾フイルタを
示す図である。 図において,(1)は目標観測装置,(2)は運動モデ
ルごとの観測誤差評価器,(3)は各運動モデルの信頼
度算出器,(4)は第1の遅延回路,(5)はゲイン行
列算出器,(6)は平滑器,(7)は運動モデルごとの
予測値算出器,(8)は第3の遅延回路,(9)は運動
モデルごとの平滑誤差評価器,(10)は運動モデルごと
の予測誤差評価器,(11)は第2の遅延回路,(12)は
第4の遅延回路,(13)は平滑誤差評価器である。 なお,図中,同一あるいは相当部分には,同一符号を付
して示してある。
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining a constant acceleration vector, FIG. 3 is a diagram for explaining an observation error evaluation value, and FIG. 4 is a diagram for showing a conventional tracking filter. In the figure, (1) is a target observation device, (2) is an observation error evaluator for each motion model, (3) is a reliability calculator of each motion model, (4) is a first delay circuit, (5) Is a gain matrix calculator, (6) is a smoother, (7) is a predicted value calculator for each motion model, (8) is a third delay circuit, (9) is a smoothing error evaluator for each motion model, ( 10) is a prediction error evaluator for each motion model, (11) is a second delay circuit, (12) is a fourth delay circuit, and (13) is a smoothing error evaluator. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】目標位置情報を観測する目標観測装置と、
同一次元の複数個の定数ベクトルより構成される異なる
複数個の運動モデルおのおのと上記目標観測装置より入
力される目標位置情報との合致度である観測誤差評価値
を算出する運動モデルごとの観測誤差評価器と、上記運
動モデルごとの観測誤差評価器より上記各運動モデルお
のおのに対する観測誤差評価値を入力し、上記各運動モ
デルおのおのの信頼度を算出する各運動モデルの信頼度
算出器と、上記各運動モデルで共通のゲイン行列を算出
するゲイン行列算出器と、上記目標観測装置より入力さ
れる最新の目標位置情報、上記各運動モデルの信頼度算
出器で算出した各運動モデルおのおのの信頼度及び上記
ゲイン行列算出器で算出したゲイン行列とを用いて上記
各運動モデルの影響を統合して得られる目標位置、速
度、加速度などの目標運動諸元の平滑値を算出する平滑
器と、上記平滑器で算出した目標運動諸元の平滑値を入
力し、上記各運動モデルおのおのに対する目標運動諸元
の1サンプリング後の予測値を算出し、その予測値を上
記運動モデルごとの観測誤差評価器へ出力する運動モデ
ルごとの予測値算出器と、上記ゲイン行列算出器よりゲ
イン行列を入力し、上記各運動モデルおのおのに対する
目標運動諸元の平滑値の誤差を評価する運動モデルごと
の平滑誤差評価器と、上記各運動モデルおのおのに対す
る目標運動諸元の予測値の誤差を評価し、その予測誤差
の評価値を上記ゲイン行列算出器、上記運動モデルごと
の平滑誤差評価器及び上記運動モデルごとの観測誤差評
価器へ出力する運動モデルごとの予測誤差評価器と、上
記各運動モデルの信頼度算出器で算出した各運動モデル
の信頼度、上記運動モデルごとの平滑誤差評価器で算出
した各運動モデルおのおのに対する平滑誤差の評価値及
び上記ゲイン行列器で算出したゲイン行列とを入力し、
上記各運動モデルの影響を統合して得られる平滑値の誤
差を評価し、かつその平滑誤差の評価値を上記運動モデ
ルごとの予測誤差評価器へ出力する平滑誤差評価器とを
備えたことを特徴とする追尾フィルタ。
1. A target observing device for observing target position information,
An observation error for each motion model that calculates an observation error evaluation value that is the degree of agreement between each of a plurality of different motion models composed of a plurality of constant vectors of the same dimension and the target position information input from the above target observation device Input the observation error evaluation value for each of the above motion models from the evaluator and the observation error evaluator for each of the motion models, and calculate the reliability of each of the motion models, and the reliability of each motion model, and the above. A gain matrix calculator that calculates a common gain matrix for each motion model, the latest target position information input from the target observation device, and the reliability of each motion model calculated by the reliability calculator of each motion model And a target position, velocity, acceleration, etc. obtained by integrating the influence of each motion model using the gain matrix calculated by the gain matrix calculator. Input the smoother for calculating the smoothed value of the motion parameters and the smoothed value of the target motion parameter calculated by the smoother, and calculate the predicted value of the target motion parameter for each of the above motion models after one sampling. , The predicted value calculator for each motion model that outputs the predicted value to the observation error evaluator for each motion model, and the gain matrix is input from the gain matrix calculator, and the target motion parameters for each of the motion models are input. The smoothing error evaluator for each motion model that evaluates the error of the smoothed value, and the error of the predicted value of the target motion specification for each of the above motion models is evaluated, and the evaluation value of the prediction error is the gain matrix calculator, the above Calculated by the smoothing error evaluator for each motion model, the prediction error evaluator for each motion model that outputs to the observation error evaluator for each motion model, and the reliability calculator for each motion model Reliability of each motion model, inputs the gain matrix calculated in the evaluation value of the smoothing error and the gain matrix unit for each motion model each calculated in smooth error evaluator for each said motion model,
A smoothing error evaluator that evaluates an error of a smoothing value obtained by integrating the influences of the respective motion models and outputs the evaluation value of the smoothing error to a prediction error evaluator for each of the motion models is provided. A characteristic tracking filter.
JP18685087A 1987-07-27 1987-07-27 Tracking filter Expired - Lifetime JPH0769418B2 (en)

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