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JPH0797134B2 - Tracking filter - Google Patents
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JPH0797134B2 - Tracking filter - Google Patents

Tracking filter

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JPH0797134B2
JPH0797134B2 JP16731088A JP16731088A JPH0797134B2 JP H0797134 B2 JPH0797134 B2 JP H0797134B2 JP 16731088 A JP16731088 A JP 16731088A JP 16731088 A JP16731088 A JP 16731088A JP H0797134 B2 JPH0797134 B2 JP H0797134B2
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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及び目標距離
変化率を目標観測装置より入力し,目標位置の真値及び
速度などの目標運動諸元を推定する追尾フィルタの精度
向上方法について提案するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention inputs target position information including observation noise and a target distance change rate from a target observing device to obtain various target motions such as a true value and velocity of a target position. This paper proposes a method for improving the accuracy of tracking filters that estimate elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図は例えばIEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND E
LECTRONIC SYSTEMS VOL AES−13 NO.3,MAY 1977,P310〜
P317「MANEUVERING TARGET TRACKING USING ADAPTIVE S
TATE ESTIMATION」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ィ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及び目標距離変
化率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目標位置観測誤差を評価するため
の運動モデルごとの位置観測誤差評価器,(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)は第一の遅延回路,
(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 AEROSPACE AND E
LECTRONIC SYSTEMS VOL AES-13 NO.3, MAY 1977, P310〜
P317 「MANEUVERING TARGET TRACKING USING ADAPTIVE S
It is a block diagram of the conventional tracking filter in the case of having a plurality of motion models indicated by "TATE ESTIMATION". In the figure, (1) is a target observation device for measuring a target position and a target distance change rate including observation noise. , (2) is a position observation error evaluator for each movement model for evaluating the target position observation error for each of the movement models, and (3) is for calculating the reliability of each movement model. Reliability calculator for each motion model of (4), the first delay circuit,
(5) is a gain matrix calculator for calculating the Kalman gain matrix used to calculate the smooth value of the desired motion parameter, (6) is a smoother for calculating the smooth value of the target parameter, and (7) is a plurality. For each of the exercise models, a predictive value calculator for each exercise model that calculates the expected values of the desired exercise parameters after one sampling from the present time, (8) a third delay circuit, and (9) a plurality of exercise models A smoothing error evaluator for each motion model that evaluates the smoothing error, which is the difference between the smoothed value and the true value,
(10) is a prediction error evaluator for each motion model that evaluates the prediction error that is the difference between the prediction value and the true value of each of the plurality of motion models, (11) is the second delay circuit, and (12) is the fourth Delay circuit.

従来の複数個の運動モデルを有する追尾フィルタは上記
のように構成され,たとえば固定直交座標を使用し、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った加速
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。運動モデルごとの位置観測誤差評価器(2)では,
運動モデルごとの予測値算出器(7)により得られる現
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及びあらかじめ
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位置観測誤差評価器
(2)より入力される複数個の運動モデルごとの目標位
置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ィルタの理
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値,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)に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。
The conventional tracking filter having a plurality of motion models is configured as described above, and uses, for example, fixed Cartesian coordinates and a plurality of different models in which a constant acceleration vector is added to the constant velocity linear motion model and does not depend on the sampling time. The case of having each acceleration level is 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 position observation error evaluator (2) for each motion model,
From the current time obtained by the prediction error evaluator (10) for each motion model, the target position prediction vector calculated one sampling before the current time obtained by the prediction value calculator (7) for each motion model is used as the average vector of the target positions. Obtain the covariance matrix of the difference between the target position observation vector and the target position prediction vector from the prediction error covariance matrix calculated one sampling before and the observation noise covariance matrix obtained from the preset observation model, and observe the target position Assuming that the vector follows a three-dimensional normal distribution, 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. In the reliability calculator (3) of each motion model, the reliability of each motion model calculated one sampling before the current time, and Markov property in the motion model transition are assumed, and the motion model preset is changed. The reliability of each of the plurality of motion models is calculated from the probability and the target position observation error evaluation value of each of the motion models input from the position observation error evaluator (2) of 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. In the smoother (6), the smoothed value calculated one sampling before the present time, the target observation position value input from the target observation device (1), the gain matrix input from the gain matrix calculator (5), and Smoothing the target position and target velocity by summing the constant acceleration vectors that make up a plurality of motion models weighted by the reliability of each motion model obtained by the reliability calculator (3) of each motion model Calculate the value. 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 the target velocity is calculated by the gain matrix calculator (5) and one sampling before the present time. It is calculated by the prediction error covariance matrix calculated by the prediction error evaluator (10) for each motion model. In the prediction error evaluator (10) for each motion model, the smoothing error covariance matrix input by 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課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のような従来の追尾フィルタでは,パルスドプラレ
ーダのように目標観測装置(1)で目標距離変化率が観
測される場合においても目標位置情報のみで追尾フィル
タが構成されていたため,目標旋回時に観測される目標
距離変化率の急激な変化が各運動モデルの信頼度算出器
(3)で求まる複数個の運動モデルおのおのの信頼度に
反映されず,また,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おのおのに対する信
頼度を反映した値にもかかわらず,目標位置及び目標速
度の予測値は現時点より1サンプリング間目標が完全な
等速直線運動を行うとして算出していた。このため,旋
回目標に対する追尾精度は劣化せざるをえなかった。
In the conventional tracking filter as described above, the tracking filter is configured only by the target position information even when the target distance change rate is observed by the target observation device (1) like the pulse Doppler radar, so that the observation is performed at the time of the target turning. The rapid change in the target distance change rate is not reflected in the reliability of each of the multiple motion models obtained by the reliability calculator (3) of each motion model, and the target position calculated by the smoother (6) Despite the smoothness of the target velocity and the value reflecting the reliability for each of the multiple motion models obtained by the reliability calculator (3) for each motion model, the predicted values of the target position and target speed are During one sampling, the target was calculated as performing a uniform uniform linear motion. For this reason, the tracking accuracy with respect to the turning target must be degraded.

この発明はこのような課題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ィ
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.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明の追尾フィルタは,複数個の運動モデルおのお
のの信頼度算出に目標距離変化率を使用し,目標運動諸
元の予測値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 of the present invention uses the target distance change rate to calculate the reliability of each of the plurality of motion models, and uses the reliability of each of the plurality of motion models to calculate the predicted value of the target motion specifications. It is a thing.

〔作 用〕[Work]

この発明においては、目標距離変化率の観測値と複数個
の運動モデルおのおのの距離変化率の予測値との差の確
率密度(すなわち、目標距離変化率観測誤差評価値)を
複数個の運動モデルおのおのの予測値,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の評価
である複数個の運動モデルごとの予測誤差共分散行列及
び目標距離変化率観測雑音により算出し,複数個の運動
モデルおのおのの信頼度算出の重みづけ係数として目標
位置情報より算出される複数個の運動モデルおのおのに
対する目標位置観測誤差評価値とともに使用し,旋回目
標に対する複数個の運動モデルの合致度である複数個の
運動モデルおのおのに対する信頼度を目標位置情報のみ
より算出する場合よりも適正に算出するとともに,この
ようにして算出した複数個の運動モデルおのおのに対す
る信頼度及び複数個の運動モデルを構成している定数加
速度ベクトルを使用し,予測における加速度の影響項を
算出し,この項に現時点の複数個の各運動モデルの影響
を統合して得られるの平滑値をもとに等速直線運動予測
により算出した1サンプリング後の予測値を加算するこ
とにより複数個の各運動モデルの影響を統合して得られ
る予測値を算出するようにしている。
In the present invention, the probability density of the difference between the observed value of the target distance change rate and the predicted value of the distance change rate of each of the plurality of motion models (that is, the target distance change rate observation error evaluation value) is set to the plurality of motion models. Prediction value of each motion model, prediction error which is the difference between prediction value and true value of each motion model. Prediction error covariance matrix for each motion model and calculation by target distance change rate observation noise, Using the target position observation error evaluation value for each of the multiple motion models calculated from the target position information as a weighting factor for calculating the reliability of each of the multiple motion models, the matching degree of the multiple motion models for the turning target The reliability for each of the plurality of motion models is calculated more appropriately than in the case where only the target position information is calculated, and the reliability is calculated in this way. Using the reliability for each of the multiple motion models and the constant acceleration vector that composes the multiple motion models, the term of influence of acceleration in the prediction is calculated, and the effect of each of the current multiple motion models is calculated in this term. Calculate the predicted value obtained by integrating the influence of each motion model by adding the predicted value after one sampling calculated by the uniform velocity linear motion prediction based on the smoothed value obtained by integrating I am trying to do it.

〔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)は予測値算出器,(14)は運動モデルごとの
距離変化率観測誤差評価器である。
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 the predicted value calculator, and (14) is the distance change rate observation error evaluator for each motion model.

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+Γ´k-1 k-1 ……
(1) とする。
The motion model when the number of the plurality is N is x k = Φ k-1 x k-1 + Γ k-1 W k-1 + Γ ′ k-1 u 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 is the target position vector in Cartesian coordinates. The target velocity vector in Cartesian coordinates 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をρk-1 Wk-1とみれば は加
速度ベクトル相当であり である。
· W k is driving noise vector gamma k at the sampling time t k for example a transformation matrix driving noise vector at sampling time t k, the truncation error term due to the assumed constant velocity linear motion target motion model [rho k- If we consider 1 W k-1 , W k is equivalent to the acceleration vector. Is.

・uk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 conversion matrix of the constant acceleration vector at the sampling time t k Is.

第3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,0は目標観測装置を原点と
した座標0−xyの原点,Xは東方向をx軸を正とした座標
0−xyのx軸,Yは北方向をy軸の正とした座標0−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3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. 3 is a diagram for explaining the constant acceleration vector in the plane parallel to the horizontal plane. In the figure, 0 is the origin of coordinates 0-xy with the target observation device as the origin, and X is the east direction and the x-axis is positive. X-axis of coordinates 0-xy, Y is the y-axis of coordinates 0-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. In the case of a motion model in which the magnitude of the constant acceleration vector in Fig. 3 is 10g (g is the gravitational acceleration) and the constant acceleration vector with zero acceleration is considered, N = 5 (3) (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 uk-1=α(a=1,2……,N) ……(5) が真であるとの仮説を と書く。Next, at the sampling time t k , the hypothesis that u k-1 = α a (a = 1,2 ..., N) (5) is true Write.

Eを平均をあらわす記号として, は平均の3次元
正規分布白色雑音で E〔 〕= ……(7) E〔 T l▼〕=Qk(k=lのとき), 0I(k≠lのとき) ……(8) とする。
E is a symbol representing the average, and W k is a three-dimensional normally distributed white noise with an average of 0. E [ W k ] = 0 (7) E [ W kW T l ▼] = Q k (k = 1 , And 0I (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。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.

目標位置観測モデルを =Hk ……(9) とする。The target position observation model and 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目標位置観測ベクト
ル ・Hkはサンプリング時刻tkにおける観測行列で Hk=(I 0I) である。
Here, · Z k is the target position 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 = (I 0I) in the observation matrix at sampling time t k .

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

なお,Rkはサンプリング時刻tkにおける目標位置観測雑
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 target position observation noise covariance matrix at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model.

目標距離変化率観測モデルを (k)=(k)+v (k) ……(11) とする。Target distance change rate observation modelo (K) = (k) + v (k) …… (11)

ここで, ・(k)はサンプリング時刻tkにおける目標距離変
化率の観測値 ・(k)はサンプリング時刻tkにおける目標距離変化
率の真値 はサンプリング時刻tkにおける目標距離変化率観測雑音
であり,平均0の1次元正規分布白色雑音で である。
Here, · o (k) is the observed value of the target range rate at the sampling time t k · (k) is the true value of the target range rate at the sampling time t k Is the target distance change rate observation noise at the sampling time t k , which is a one-dimensional normally distributed white noise with an average of 0. Is.

なお, はサンプリング時刻tkにおける目標距離変化率の分散
で,運動モデルによらない値とする。
In addition, Is the variance of the target distance change rate at the sampling time t k and is a value that does not depend on the motion model.

また,目標距離をR(k) すなわち とすれば,式(14)の両辺を微分して である。In addition, the target distance is R (k) Then, by differentiating both sides of equation (14), Is.

サンプリング時刻tkからtkまでの目標位置観測ベクトル
の全体をzk,目標距離変化率の観測値の全体を▲Z
k D▼,すなわち と書く。
The entire target position observation vector from sampling time t k to t k is z k , and the entire observed value of the target distance change rate is ▲ Z.
k D ▼, that is, Write.

以上から通常のカルマンフィルタの理論より である。From the above, from the theory of ordinary Kalman filter Is.

ここで のもとでのサンプリング時刻tkに対する 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ィル
タの理論より である。
here In the prediction vector of x k for the sampling time t k of the original, than the Kalman filter theory to write in the conditional mean vector Is.

(+)はサンプリング時刻tkに対する の平滑
ベクトルで である。
k(+) Is sampling time tkAgainstx kSmoothness of
In vectorIs.

のもとでのサンプリング時刻tkに対する の平滑ベク
トルで である。
With a smooth vector of x k for sampling time t k under Is.

・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,カルマンフィルタの理論より である。
・ P k (+) is the smooth error covariance matrix at the sampling time t k , which is derived from the Kalman filter theory. Is.

・▲Pa k▼(−)はサンプリング時刻tkにおける仮説 のもとでの予測誤差共分散行列で である。 · ▲ P a k ▼ (- ) hypothesis at the sampling time t k The prediction error covariance matrix under Is.

・▲Pa k▼(+)はサンプリング時刻tkにおける仮説 のもとで平滑誤差共分散行列で である。 · ▲ P a k ▼ (+ ) hypothesis at the sampling time t k With the smooth error covariance matrix under Is.

・Kkはサンプリング時刻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。Note that AT represents the transposed matrix of matrix A.

また,カルマンフィルタを通常適用する場合と同様にし
て,初期値 0(+),P0(+)は別途定まっているとす
る。
Also, in the same way as when applying the Kalman filter normally.
Initial value 0 (+), P0(+) Is determined separately
It

式(19)より▲Pa k▼(−)は仮説 によらない値なので,式(21)よりKk,式(22)より▲
a k▼(+)も同様に仮説 によらない値となる。
From the equation (19) ▲ P a k ▼ (-) hypothesis Since it is a value that does not depend on, K k from equation (21) and ▲ from equation (22)
P a k ▼ (+) similarly hypothesis It does not depend on the value.

サンプリング時刻tkまでの観測情報による仮説 の信頼度βk,aを条件つき確率密度関数により と書く。Hypothesis based on observation information up to sampling time t k The reliability β k, a of 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 はサンプリング時刻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 と書く。
Markov property is assumed for the transition of the motion model. Ie the motion model Is independent of the motion model up to sampling time t K-2 . At this time, the transition probability Pab of the motion model is Write.

仮説 のもとでの目標位置観測誤差の評価 fa(K) (a=1,2,……,N) ……(31) を3次元正規分布で近似すればカルマンフィルタの理論
より である。
hypothesis Evaluation of target position observation error under the condition fa (K) (a = 1,2, ..., N). Is.

ここで, g( K,aK,AK)は平均ベクトルaK,共分散行列AKの3次
元正規分布のZKにおける確率密度である。
Here, g ( Z K , a K , A K ) is the probability density at Z K of the three-dimensional normal distribution of the mean vector a K and the covariance matrix A K.

式(33)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説 のもとで運動したとの信頼度が高く評価される。第4図
は目標位置観測誤差の評価値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
示す目標位置,PAは仮説 のもとで目標予測位置,FAは確率密度fa(K),Nは平均HK
a K▼(−)分散HK▲Pa K▼(−)▲HT K▼+RKによっ
て定まる正規分布曲線である。
As can be seen from equation (33), the observation vector of the target positionZ
kIs the target position prediction vector HK a K▼ Close to (-)
Th fa(K)The value of becomes large and the goal is hypothesizedIt is highly evaluated that the user has exercised under Fig. 4
Is the evaluation value fa of the target position observation error(K)In one dimension
In the figure, G is a horizontal line indicating the target position.
Axis, F is vertical axis showing probability density, Z is observation vectorZ Kof
Target position, PA is hypothesisTarget predicted position, FA is probability density fa(K), N is the average HK
a K▼ (-) dispersion HK▲ Pa K▼ (-) ▲ HT K▼ + RKBy
Is a normal distribution curve determined by

仮説 のもとでのサンプリング時刻tKに対する目標距離変化率
の予測値を▲a p(K),すなわち と書けば,式(15)より である。
hypothesis The predicted value of the target distance change rate for the sampling time t K under ▲ a p(K) , that is, If you write, from formula (15) Is.

ここで である。here Is.

なお、式(14)より である。From equation (14) Is.

また,全微分の性質より一次近似を行えば である。Moreover, if the first-order approximation is performed from the property of total differentiation, Is.

ここで, hK(▲ a K▼(−))は =▲ a K▼(−)での値だから である。Where hK(▲ a K▼ (-) isofx K= ▲ a K▼ (-) is the valueIs.

式(11)及び式(37)より である。From equation (11) and equation (37) Is.

式(39),式(23),式(12)及びv (K)が白色雑音
の仮定より だから,式(33)より である。
Expression (39), Expression (23), Expression (12) and v (K)Is white noise
From the assumptionTherefore, from equation (33)Is.

式(39),式(41),式(27),式(13)及び が白色雑音の仮定より である。Formula (39), Formula (41), Formula (27), Formula (13) and From the assumption of white noise Is.

式(41)及び式(42)より仮説 のもとでの目標距離変化率観測誤差の評価 を1次元正規分布で近似すれば である。Hypothesis from equation (41) and equation (42) Of target distance change rate observation error under Is approximated by a one-dimensional normal distribution Is.

ここで,g2(l;m,n)は平均m,分散nの1次元正規分布の
lにおける確率密度である。
Here, g 2 (l; m, n) is the probability density at 1 of the one-dimensional normal distribution with mean m and variance n.

サンプリング時刻tKの観測情報 及びo(K)が得られ
ない時点での仮説 の信頼度P〔ψk,a|ZK-1,▲ZK-1 D▼〕はマルコフ性よ
り,仮説 がサンプリング前の各仮説 より推移して得られるので, の信頼度である式(29)のβK-1,b及び推移確率である
式(30)のPabより として求まる。
Hypothesis at the time when observation information Z K and o (K) at sampling time t K cannot be obtained The reliability P [ψ k, a | Z K-1 ,, Z K-1 D ▼] of the Is each hypothesis before sampling Because it can be obtained by changing more, From β K-1 , b in equation (29), which is the reliability of, and Pab in equation (30), which is the transition probability Is obtained as.

目標位置観測ベクトル 及び目標距離変化率の観測値
O(K)が得られた時点での仮説 の信頼度βK,aは,観測ベクトル が得られない時点
の仮説の信頼度 に仮説 の目標位置観測ベクトル による評価値fa(K)及び目
標距離変化率の観測値O(K)による評価値▲fa 2(K)
を乗算した値,すなわち式(45),式(31)及び式(4
3)より に比例すると考えてよい。
Observed value of target position observation vector Z K and target distance change rate
Hypothesis at the time when O (K) was obtained Β K, a is the reliability of the hypothesis when the observation vector Z K cannot be obtained. Hypothesis Evaluation value fa (K) based on the target position observation vector Z K and evaluation value ▲ f a 2(K) based on the target distance change rate observed value O (K)
Value multiplied by, that is, equation (45), equation (31) and equation (4
From 3) It can be considered to be proportional to.

確率の性質より だから,式(46)を正規化して である。From the nature of probability Therefore, normalize equation (46) Is.

式(29)及びベイズの定理より である。From equation (29) and Bayes' theorem Is.

式(24),式(25)及び式(49)より だから である。From formula (24), formula (25) and formula (49) So Is.

式(50)及び式(20),式(18),式(47)より (+)=ΦK-1 K-1(+)+Γ´K-1 K-1 +KK −HK(ФK-1 K-1(+)+Γ´K-1 K-1)〕 …
…(51) である。
From formula (50) and formula (20), formula (18), and formula (47) K (+) = ΦK-1 K-1(+) + Γ 'K-1 K-1 + KKZ K−HKK-1 K-1 (+)+ Γ 'K-1 K-1)] ...
… (51).

ここで ベイズの定理を使用し である。 (−)をサンプリング時刻tKに対する の予測ベ
クトル,すなわち とすれば,式(53)及び式(23)より だから である。
here Using Bayes' theoremIs. K (-) Is the sampling time tKAgainstx KThe prediction of
Khutor, ieThen, from equation (53) and equation (23)SoIs.

確率の性質より だから,式(55)に式(18)を代入して を得る。From the nature of probability Therefore, substituting equation (18) into equation (55) To get

式(45)及び式(57)より である。From equation (45) and equation (57) Is.

なお,先に述べたように仮説 のもとでの平滑誤差共分散行列▲Pa K▼(+)は仮説 に無関係に定まる値なので とする。As mentioned earlier, the hypothesis Error covariance matrix ▲ P a K ▼ (+) is hypothesis Is a value that is determined regardless of And

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

なお,カルマンフィルタを追尾フィ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っていると
する。
It is assumed that the initial value is set in advance as in the case where the Kalman filter is normally applied to the tracking filter.

目標観測装置(1)では目標距離変化率及び極座標で目
標位置情報を観測し、目標位置情報を直交座標に変換
し,式(11)の目標距離変化率の観測値O(K)及び式
(9)の目標位置観測ベクトル を出力する。運動モ
デルごとの位置観測誤差評価器(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(18)の運動モデルごとの予
測ベクトル▲ a K▼(−)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 a K▼(−)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(19)の
運動モデルごとの予測誤差共分散行列▲Pa K▼(−)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▲Pa K▼(−)▲HT K▼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)の目標位置観測雑音共分散行列RKより観測
ベクトル と運動モデルごとの目標位置予測ベクトル
HK a K▼(−)の差の共分散行列HK▲Pa K▼(−)▲
T K▼+RKを算出し,目標観測装置(1)より入力され
る目標位置観測ベクトル の複数個の運動モデルおの
おのに対する合致度である目標位置観測誤差の評価値で
ある式(31)のfa(K)を式(32)に従い算出する。運動
モデルごとの距離変化率観測誤差評価器(14)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(18)の運動モデル
ごとの予測ベクトル▲ a K▼(−)を第4の遅延回路
(12)を通し入力し式(34)及び式(35)に従い目標距
離変化率の予測値▲a p(K)を求めさらに式(38),
式(35)及び式(36)に変換行列hK(▲ a K▼(−))
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(1
9)の運動モデルごとの予測誤差共分散行列▲Pa K
(−)を第2の遅延回路(11)を通し入力しこれとあら
かじめ設定してある観測モデルより得られる式(13)の
目標距離変化率観測雑音 より目標距離変化率の観測値O(K)と予測値p(K)の差
の分散である式(42)の を算出し,目標観測装置(1)より入力される目標距離
変化率の観測値O(K)の複数個の運動モデルおのおのに
対する合致度である目標距離変化率観測誤差の評価値で
ある式(43)の▲fa 2(K)を式(44)に従い算出す
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
おのに対する信頼度である式(29)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(30)の推移確率Pabより目標観測情報
O(K)が得られない時点での運動モデルの信頼度であ
る式(45)の値を算出し,式(45)の値に目標位置観測
ベクトル の各運動モデルに対する合致度である運動
モデルごとの位置観測誤差評価器(2)より入力される
式(31)のfa(K)及び目標距離変化率O(K)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距離変化率
観測誤差評価器(14)より入力される式(43)の▲fa 2
(K)により重みづけし式(48)に従い目標位置観測ベ
クトル 及び目標距離変化率O(K)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(29)
のβK,aを算出するを算出する。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)の目標位置観測雑音共分散行列RK及び1サ
ンプリング前に算出しておいた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
される運動モデルごとの予測誤差共分散行列▲Pa K
(−)とにより式(21)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。平滑器(6)
では,1サンプリング前に算出しておいた式(24)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ΦK-1 K-1(+)を算出
し,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 により式(52)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)の目標位置観測ベクトル に対し,平滑ベクト
(+)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(51)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
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(18)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(27)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)より得られる行列KKとにより式
(25)の運動モデルごとの平滑ベクトル▲ a K▼(+)
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(22)に従い算出
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)より得られる式(2
8)の運動モデルごとの平滑誤差共分散行列▲Pa K
(+)を式(59)に従い式(26)の平滑誤差共分散行列
PK(+)とみなし,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
(19)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▼(−)の予測誤差の評価である予測誤差
共分散行列▲Pa K+1▼(−)を算出する。
In the target observing device (1), the target distance change rate and polar coordinates
Observe gauge position information and convert target position information to Cartesian coordinates
Then, the observed value of the target distance change rate in equation (11)OK)And expression
Target position observation vector of (9)Z KIs output. Exercise mode
The position observation error evaluator (2) for each Dell
From the present value obtained from the predicted value calculator (7) for each
Of each motion model of equation (18) calculated before sampling
Measurement vector ▲ a K▼ (-) is passed through the fourth delay circuit (12).
And input the target position prediction vector HK a K▼ (-) is calculated
Obtained from the prediction error evaluator (10) for each motion model
Of the formula (19) calculated one sampling before the current time
Prediction error covariance matrix for each motion model ▲ Pa K▼ (-)
Input through the second delay circuit (11)
Positional error covariance matrix HK▲ Pa K▼ (-) ▲ HT KCalculate ▼
Obtained from the observation model and the preset observation model
Target position observation noise covariance matrix R of equation (10)KMore observation
vectorZ KAnd target position prediction vector for each motion model
HK a K▼ (−) difference covariance matrix HK▲ Pa K▼ (-) ▲
HT K▼ + RKIs calculated and input from the target observing device (1)
Target position observation vectorZ KMultiple motion models
With the evaluation value of the target position observation error, which is the degree of agreement with each other
Fa in a formula (31)(K)Is calculated according to the equation (32). motion
The distance change rate observation error evaluator (14) for each model
Current time obtained from the predictive value calculator (7) for each dynamic model
Equation (18) motion model calculated one sampling before
Prediction vector for each a K▼ (-) is the fourth delay circuit
Input through (12) and target distance according to equation (34) and equation (35)
Predicted rate of separation change ▲a p(K)(38),
The transformation matrix h in equations (35) and (36)K(▲ a K▼ (-))
From the prediction error evaluator (10) for each motion model
The formula (1
9) Prediction error covariance matrix for each motion model ▲ Pa K
Input (-) through the second delay circuit (11)
In equation (13) obtained from the observation model that has been set
Target distance change rate Observation noiseObserved value of target distance change rateOK)And the predicted valuep (K)Difference
Of the formula (42), which is the variance ofAnd the target distance input from the target observing device (1)
Observed rate of changeOK)Each of multiple motion models
It is the evaluation value of the target distance change rate observation error
▲ f of certain formula (43)a 2(K)Is calculated according to equation (44)
It In the reliability calculator (3) for each motion model,
Multiple motion models calculated one sampling before
Β in equation (29), which is the reliability for eachK-1, aThe first
Input it through the delay circuit (4) and set it in advance.
The target observation information from the transition probability Pab of equation (30)Z KOver
AndOK)Is the reliability of the motion model at the time when
Calculate the value of equation (45), and observe the target position with the value of equation (45).
vectorZ KMotion, which is the degree of agreement with each motion model of
Input from the position observation error evaluator (2) for each model
Fa in formula (31)(K)And target distance change rateOK)Each exercise mode
Distance change rate for each motion model, which is the degree of agreement with Dell
▲ f of the equation (43) input from the observation error evaluator (14)a 2
(K)The target position observation vector is weighted according to Eq. (48).
CuttleZ KAnd target distance change rateOK)At the time
Equation (29), which is the reliability of each of the multiple motion models of
Β ofK, aTo calculate. Gain matrix calculator
In (5), it is obtained from the preset observation model.
Target position observation noise covariance matrix R of equation (10)KAnd 1 service
Prediction error for each motion model calculated before sampling
Input from the difference evaluator (10) through the second delay circuit (11)
Error covariance matrix for each motion model ▲ Pa K
(-) And smooth vector according to equation (21) K(+)
Gain matrix K used for calculationKTo calculate. Smoother (6)
Then, the smoothing of Eq. (24) calculated before 1 sampling
vector K-1Insert (+) through the third delay circuit (8)
Φ by force constant velocity linear motion predictionK-1 K-1Calculate (+)
Then, the reliability β of each motion modelK, aAnd preset
Constants that make up the multiple motion models of equation (5)
Speed vectorα aThe target acceleration according to equation (52)
K-1And estimate K-1Is the term Γ ′ that affects the predictionK-1 K-1Calculate
Formulas obtained from these and the target observation device (1)
Target position observation vector of (9)Z KOn the other hand, smooth vector
Le KObservation vector at (+)Z KDegree of contribution
Gain obtained from the gain matrix calculator (5) that determines
Matrix KKIs applied according to equation (51) and the smooth vector K(+)
To calculate. Prediction value calculator (7) for each motion model
Is a smooth vector obtained from the smoother (6) K(+)
More uniform linear motion prediction ΦK K(+) Is calculated,
A set of preset motion models.
Number acceleration vectorα aIs the term Γ ′ that affects the predictionK α aTo
Calculated and sampled one sampling after the current time
Tick tK + 1Prediction vector for multiple motion models for
a K + 1▼ (-) is calculated according to equation (18). Exercise model
The smoothing error evaluator (9) for each
The prediction error for each motion model of equation (27)
Covariance matrix ▲ Pa K▼ (-) is the prediction error evaluation for each motion model
Input from the price device (10) through the second delay circuit (11),
Matrix K obtained from gain matrix calculator (5)KAnd by the formula
Smooth vector for each motion model in (25) ▲ a K▼ (+)
The smoothing error evaluation value of
Sliding error covariance matrix ▲ Pa K▼ (+) is calculated according to formula (22)
To do. Prediction error evaluator (10) for each motion model
Equation (2) obtained from the smoothing error evaluator (9) for each model
8) Smoothing error covariance matrix for each motion model ▲ Pa K
(+) Is the smooth error covariance matrix of equation (26) according to equation (59)
PKIt is regarded as (+) and it is a preset motion model
(8) driving noise covariance matrix QKAnd by the formula
According to (19), one sample after the current sampling
Time tK + 1Prediction vector for each motion model for
Tor ▲ a K + 1▼ Prediction error, which is the evaluation of (-) prediction error
Covariance matrix ▲ Pa K + 1▼ (-) is calculated.

予測値算出器(13)では,平滑器(6)より式(24)の
平滑ベクトル (+)を入力し等速直線運動予測によ
りΦ (+)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48)の各運動モデルの信頼度β
K,aとあらかじめ設定された式(30)の推移確率Pabより
目標位置観測ベクトル K+1及び目標距離変化率
O(K+1)が得られない時点での式(45)の各運動モデルの
信頼度 を算出し,これとあらかじめ設定された複数個の運動モ
デルを構成している式(5)の定数加速度ベクトルα
より K+1及びO(K+1)が得られない時点での目標加速
度を と推定し,この加速度が予測に影響する項 を算出することにより式(58)に従い現時点より1サン
プリング後の予測ベクトル K+1(−)を算出する。
In the predicted value calculator (13), the smoother (6)
Smooth vector KEnter (+) to predict constant velocity linear motion.
ΦK K(+) Is calculated to calculate the reliability of each motion model
Reliability of each motion model of equation (48) obtained from device (3) β
K, aFrom the transition probability Pab of equation (30) set in advance
Target position observation vectorZ K + 1And target distance change rate
O (K + 1)Of each motion model of equation (45) when
Degree of reliability Is calculated and this and a plurality of preset motion modes are calculated.
Constant acceleration vector of formula (5) that composes Dellα a
ThanZ K + 1as well asO (K + 1)Target acceleration at the time when
DegreeAnd the term that this acceleration affects the prediction.By calculating
Predicted vector after pulling K + 1Calculate (-).

〔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安価に目標運動諸元
算出精度を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of target motion parameter calculation at low cost 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ィルタに適用できる。
In the above, the case of a model in which a constant acceleration vector is added to the constant velocity linear motion model has been described. However, tracking that calculates the target motion parameters from the information of the target observation device with multiple motion models other than this Can be applied to 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
図は従来の追尾フィルタを説明する図,第3図は定数加
速度ベクトルを説明する図,第4図は目標位置観測誤差
評価値を説明する図である。 図において,(1)は目標観測装置,(2)は運動モデ
ルごとの位置観測誤差評価器,(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,(1
2)は第4の遅延回路,(13)は予測値算出器,(14)
は運動モデルごとの距離変化率観測誤差評価器である。 なお,各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 illustrating a conventional tracking filter, FIG. 3 is a diagram illustrating a constant acceleration vector, and FIG. 4 is a diagram illustrating a target position observation error evaluation value. In the figure, (1) is a target observation device, (2) is a position observation error evaluator for each motion model, (3) is a reliability calculator for each motion model, (4) is a first delay circuit, and (5) ) Is a gain matrix calculator, (6) is a smoother, (7) is a prediction value calculator for each motion model, (8) is a third delay circuit, (9) is a smoothing error evaluator for each motion model, (10) is the prediction error evaluator for each motion model, (11) is the second delay circuit, (1
2) is the fourth delay circuit, (13) is the predicted value calculator, (14)
Is a distance change rate observation error evaluator for each motion model. 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】目標位置情報および目標距離変化率を観測
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各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
度である目標位置観測誤差評価値を算出する運動モデル
ごとの位置観測誤差評価器と、上記各運動モデルおのお
のと上記目標観測装置より入力される目標距離変化率と
の合致度である目標距離変化率観測誤差評価値を算出す
る運動モデルごとの距離変化率観測誤差評価器と、上記
運動モデルごとの位置観測誤差評価器で算出した上記各
運動モデルおのおのに対する目標位置観測誤差評価値お
よび上記運動モデルごとの距離変化率観測誤差評価器で
算出した上記各運動モデルおのおのに対する目標距離変
化率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
記各運動モデルで同一のゲイン行列を算出するゲイン行
列算出器と、上記各運動モデルの信頼度算出器で算出し
た上記各運動モデルおのおのの信頼度と上記ゲイン行列
算出器で算出したゲイン行列と上記目標観測装置で観測
した目標位置情報とを入力し上記各運動モデルの影響を
統合して得られる目標位置・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上記
目標運動諸元の平滑値を入力し上記運動モデルごとの位
置観測誤差評価器および上記運動モデルごとの距離変化
率観測誤差評価器で使用する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
出する運動モデルごとの予測値算出器と、上記各運動モ
デルの信頼度算出器で算出した上記各運動モデルおのお
のの信頼度および上記平滑器で算出した上記目標運動諸
元の平滑値を入力し上記各運動モデルの影響を統合して
得られる目標運動諸元の1サンプリング後の予測値を算
出する予測値算出器と、上記ゲイン行列算出器で算出し
た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、上記運動モデルごとの平滑誤差評
価器で算出した上記各運動モデルおのおのに対する平滑
誤差の評価値を入力し遅延回路を通し上記運動モデルご
との距離変化率観測誤差評価器と上記運動モデルごとの
位置観測誤差評価器と上記ゲイン行列算出器と上記運動
モデルごとの平滑誤差評価器とで使用する上記各運動モ
デルおのおのに対する目標運動諸元予測値の誤差を評価
する運動モデルごとの予測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 and a target distance change rate, a plurality of different motion models each composed of a plurality of constant vectors of the same dimension, and the target observing device. Match between the position observation error evaluator for each motion model that calculates the target position observation error evaluation value that is the degree of matching with the target position information, and each of the motion models and the target distance change rate input from the target observation device. Target distance change rate, which is the degree of observation error, The target position observation error for each of the above motion models calculated by the distance change rate observation error evaluator for each motion model and the position observation error evaluator for each motion model Evaluation value and distance change rate observation error for each movement model Evaluation target distance change rate observation error for each movement model calculated by the evaluator To calculate the reliability of each of the above exercise models, the reliability calculator of each of the exercise models, the gain matrix calculator of calculating the same gain matrix in each of the exercise models, and the reliability of each of the exercise models It is obtained by inputting the reliability of each of the above-mentioned motion models calculated by the calculator, the gain matrix calculated by the gain matrix calculator, and the target position information observed by the target observation device, and integrating the influence of each of the motion models. The smoothing device for calculating the smoothed value of the target motion data such as the target position and speed, and the smoothing value of the target motion data calculated by the smoother are input to input the position observation error evaluator for each motion model and the motion. Distance change rate for each model Calculation of predicted value for each motion model to calculate predicted value after one sampling of target motion specifications for each of the above motion models used in the evaluation error evaluator And, the reliability of each of the above-mentioned motion models calculated by the reliability calculator of each of the above-mentioned motion models and the smooth value of the target motion parameters calculated by the above-mentioned smoother are input to integrate the influence of each of the above-mentioned motion models. A predicted value calculator that calculates a predicted value after one sampling of the obtained target motion specifications and the gain matrix calculated by the gain matrix calculator are input and the error of the smoothed value of the target motion specifications for each of the above motion models is input. The smoothing error evaluator for each motion model to be evaluated and the smoothing error evaluation value for each of the above motion models calculated by the above smoothing error estimator for each motion model are input, and the distance change rate for each motion model is input through a delay circuit. Each of the motion models used by the observation error evaluator, the position observation error evaluator for each motion model, the gain matrix calculator, and the smoothing error evaluator for each motion model. A tracking filter, comprising: a prediction error evaluator for each motion model that evaluates an error in a target motion specification prediction value for each Dell.
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