特許 6486849 目標検出装置、目標検出方法及び目標検出プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6486849

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】目標検出装置、目標検出方法及び目標検出プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/32 20060101AFI20190311BHJP

【ＦＩ】

   G01S7/32 250

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-37756(P2016-37756)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-156147(P2017-156147A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2018年2月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古川 英俊

【審査官】 安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１９４８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３７７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４３１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０６５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２３９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１５２４０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 古川 英俊 Hidetoshi FURUKAWA，検出信号の振幅情報を用いる航跡確立のための逐次検定 Sequential Test Using the Amplitude Information of Detected Signals for Track Confirmation，電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１１５ Ｎｏ．２８２ IEICE Technical Report，日本，一般社団法人電子情報通信学会 The Institute of Electronics,Information and Communication Engineers，第115巻

【文献】 古川 英俊 Hidetoshi FURUKAWA，打切りを伴う逐次検定を用いた航跡確立，電子情報通信学会２０１５年通信ソサイエティ大会講演論文集１ PROCEEDINGS OF THE 2015 IEICE COMMUNICATIONS SOCIETY CONFERENCE，日本，一般社団法人電子情報通信学会，２０１４年 ５月 ９日，p.172

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２，

Ｇ０１Ｓ ７／５２− ７／６４，

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５，

Ｇ０１Ｓ １５／００−１５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出装置であって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定部と、
前記信号検出結果における信号検出回数と信号不検出回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定部と、
前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定部と
を具備する目標検出装置。

【請求項2】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出装置であって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出部と、
前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定部と、
前記信号検出結果における信号検出回数又は信号不検出回数と観測回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定部と、
前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定部と
を具備する目標検出装置。

【請求項3】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出方法であって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出し、
前記評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記信号検出結果における信号検出回数と信号不検出回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記評価値について判定を行った結果と前記信号検出回数と前記信号不検出回数について判定を行った結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する目標検出方法。

【請求項4】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出方法であって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出し、
前記評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記信号検出結果における信号検出回数又は信号不検出回数と観測回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し、
前記評価値について判定を行った結果と前記信号検出回数又は前記信号不検出回数と前記観測回数について判定を行った結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する目標検出方法。

【請求項5】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する処理をコンピュータに実行させるための目標検出プログラムであって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定ステップと、
前記信号検出結果における信号検出回数と信号不検出回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定ステップと、
前記評価値判定ステップによる判定の結果と前記回数判定ステップによる判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定ステップと
を具備する目標検出プログラム。

【請求項6】

目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する処理をコンピュータに実行させるための目標検出プログラムであって、
前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値算出ステップで算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する評価値判定ステップと、
前記信号検出結果における信号検出回数又は信号不検出回数と観測回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する回数判定ステップと、
前記評価値判定ステップによる判定の結果と前記回数判定ステップによる判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する総合判定ステップと
を具備する目標検出プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、目標を観測するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出装置、目標検出方法及び目標検出プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、目標検出装置にあっては、レーダ装置、ソナー装置等の目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する。このとき、目標を確実に検出するための方法として、ＳＰＲＴ（Sequential Probability Ratio Test：逐次確率比検定）による目標検出処理（非特許文献１参照）が用いられる。このＳＰＲＴによる目標検出処理は、「目標が存在しない」とする仮説Ｈ_０と「目標が存在する」とする仮説Ｈ_１を設定し、仮説検定により「目標が存在する」とする仮説Ｈ_１が採択された場合に「目標検出」と判定する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−４３１３２号公報

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Samuel S. Blackman, Multiple-Target Tracking with Radar Applications, Artech House, 1986.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のＳＰＲＴを用いた目標検出装置では、予めサンプルサイズ（「標本の大きさ」と同じ意味）に対応する観測回数を定めないで、信号検出結果が入力される度に評価値を算出し、評価値が上側閾値以上の場合は「目標検出」、評価値が下側閾値以下の場合は「目標不検出」、評価値が下側閾値よりも大きく、上側閾値よりも小さい場合は「判定保留」と判定する。

【0006】

この目標検出の判定方法は、予めサンプルサイズに対応する観測回数を定めて判定を行う方法と比較して、偽目標と真目標のモデルを規定する二つの規定点において、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数の削減に寄与している。しかしながら、実際の運用においては、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数の更なる削減が要求されるという課題がある。また、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースが発生するという課題もある。

【0007】

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減することができ、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースの発生を防止することができる目標検出装置、目標検出方法及び目標検出プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態によれば、目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果に基づいて目標を検出する目標検出装置であって、評価値算出部と、評価値判定部と、回数判定部と、総合判定部とを備える。前記評価値算出部は、前記信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅、偽目標の信号振幅の確率密度関数、真目標の信号振幅の確率密度関数に基づいて評価値を算出し、前記信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率、真目標の信号不検出確率に基づいて評価値を算出する。前記評価値判定部は、前記評価値算出部で算出される評価値について、前記評価値の上側閾値と下側閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。前記回数判定部は、前記信号検出結果における信号検出回数と信号不検出回数について、それぞれの閾値に基づいて判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。前記総合判定部は、前記評価値判定部による判定の結果と前記回数判定部による判定の結果に基づいて総合的に判定を行い、その判定の結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る目標検出装置の構成を示すブロック図。

【図2A】本実施形態に係る目標検出装置において、第１の実施例の処理の流れの前半を示すフローチャート。

【図2B】本実施形態に係る目標検出装置において、第１の実施例の処理の流れの後半を示すフローチャート。

【図3A】本実施形態に係る目標検出装置において、第２の実施例の処理の流れの前半を示すフローチャート。

【図3B】本実施形態に係る目標検出装置において、第２の実施例の処理の流れの後半を示すフローチャート。

【図4A】本実施形態に係る目標検出装置において、第２の実施例の処理の流れの変形例の前半を示すフローチャート。

【図4B】本実施形態に係る目標検出装置において、第２の実施例の処理の流れの変形例の前半を示すフローチャート。

【図5】ＳＰＲＴを用いた目標検出装置の基本構成を示すブロック図。

【図6】図５に示した目標検出装置の処理の流れの具体例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0011】

まず、本実施形態を説明するに先立ち、ＳＰＲＴを用いた目標検出装置の基本構成について説明する。

【0012】

図５は、ＳＰＲＴを用いた目標検出装置の基本構成を示すブロック図である。図５に示す目標検出装置は、閾値算出部２１、尤度比算出部２２、判定部２３を備える。

【0013】

上記閾値算出部２１は、評価値である尤度比の上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌを算出する。上記尤度比算出部２２は、目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサ（図示せず、例えばレーダ装置、ソナー装置等）からの信号検出結果として観測回数ｋにおける信号検出回数ｍを入力し、その信号検出結果に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）（以下、「観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）」を「尤度比ＳＴ（ｋ）」と略する場合がある）を算出する。上記判定部２３は、閾値算出部２１からの上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌ、尤度比算出部２２からの尤度比ＳＴ（ｋ）に基づいて、以下の（１）式により目標検出の判定を行い、判定結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【数1】

【0014】

図６は、図５に示した目標検出装置の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。同図に沿って、上記目標検出装置の処理の流れを説明する。

【0015】

まず、上記閾値算出部２１において、第一種の過誤率αと第二種の過誤率βに基づいて、尤度比ＳＴ（ｋ）の上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌを算出する（ステップＳ２０１）。上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌは、以下の（２）式で算出される。

【数2】

【0016】

次に、上記尤度比算出部２２において、偽目標の信号検出確率Ｐ_Ｆ、真目標の信号検出確率Ｐ_Ｄ、センサからの信号検出結果である観測回数ｋと信号検出回数ｍに基づいて、尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する（ステップＳ２０２）。尤度比ＳＴ（ｋ）は、以下の（３）式で算出される。

【数3】

【0017】

次に、上記判定部２３において、尤度比算出部２２からの尤度比ＳＴ（ｋ）と閾値算出部２１からの上側閾値Ｔ_Ｕとを比較し（ステップＳ２０３）、尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値Ｔ_Ｕ以上の場合（ＳＴ（ｋ）≧Ｔ_Ｕ）には（ＹＥＳ）、判定結果を「目標検出」とする（ステップＳ２０４）。また、尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値Ｔ_Ｕよりも小さい場合（ＳＴ（ｋ）＜Ｔ_Ｕ）には（ＮＯ）、尤度比ＳＴ（ｋ）と閾値算出部２１からの下側閾値Ｔ_Ｌとを比較し（ステップＳ２０５）、尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値Ｔ_Ｌ以下の場合（ＳＴ（ｋ）≦Ｔ_Ｌ）には（ＹＥＳ）、判定結果を「目標不検出」とする（ステップＳ２０６）。上記以外の場合（尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値Ｔ_Ｌよりも大きく、上側閾値Ｔ_Ｕよりも小さい場合（Ｔ_Ｌ＜ＳＴ（ｋ）＜Ｔ_Ｕ））には（ＮＯ）、判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ２０７）。そして、上記の判定結果を出力し（ステップＳ２０８）、そのうち判定部２３の判定結果が「判定保留」の場合には、観測（ｋ＋１）回目の信号検出結果に基づいて、ステップＳ２０１からの処理を繰り返し実行する。

【0018】

ここで、上記構成による目標検出装置では、尤度比算出部２２において、目標を観測して閾値以上の信号を検出するセンサからの信号検出結果である観測回数ｋと信号検出回数ｍ、偽目標の信号検出確率Ｐ_Ｆ、真目標の信号検出確率Ｐ_Ｄに基づいて尤度比ＳＴ（ｋ）を算出するようにしている。この場合、閾値以上の信号振幅に着目してみると、より多くの情報量を持つにもかかわらず、尤度比ＳＴ（ｋ）の算出に用いられていない。また、上記構成による目標検出装置では、回数についての判定を行っていないため、観測回数の最大値を所定の値に制限することができない。

【0019】

そこで、以下に示す実施形態では、センサ（図示せず、例えばレーダ装置、ソナー装置等）からの信号検出結果が「信号検出」の場合には、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ_０）、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ_１）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。また、信号検出結果が「信号不検出」の場合には、偽目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｆ）、真目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｄ）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。そして、上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌに基づいて観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）についての判定を行うと共に、信号検出回数ｍと信号不検出回数ｎ（第１の実施例）又は信号検出回数ｍと観測回数ｋ（第２の実施例）について回数による判定を行い、これらの判定に基づいて、総合的に「目標検出」、「目標不検出」及び「判定保留」を判定する。このようにして、目標検出の判定において、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減すると共に、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースの発生を防止するようにしている。

【0020】

（実施形態）
以下、図１から図４Ａ、図４Ｂを参照して、本実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本実施形態に係る目標検出装置の構成を示すブロック図である。この目標検出装置は、尤度比閾値算出部１１、尤度比算出部１２、尤度比判定部１３、回数閾値選定部１４、回数判定部１５、総合判定部１６を備える。

【0022】

上記尤度比閾値算出部１１は、本実施形態の評価値である尤度比の上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌを算出する。

【0023】

上記尤度比算出部１２は、確率密度関数に基づいて尤度比を算出する第１の算出部１２１と、信号不検出確率に基づいて尤度比を算出する第２の算出部１２２とを備える。すなわち、センサからの信号検出結果を入力し、信号検出結果が「信号検出」の場合（信号振幅が閾値以上）には、第１の算出部１２１において、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ_０）、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ_１）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。また、センサからの信号検出結果が「信号不検出」の場合（信号振幅が閾値未満）には、第２の算出部１２２において、偽目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｆ）、真目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｄ）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。

【0024】

上記尤度比判定部１３は、尤度比閾値算出部１１からの上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌ、尤度比算出部１２からの尤度比ＳＴ（ｋ）に基づいて、以下の（４）式（（１）式と同じ）により目標検出の判定を行い、尤度比による判定の結果（以下、尤度比判定結果）として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【数4】

【0025】

上記回数閾値選定部１４は、第１の実施例では、信号検出回数閾値Ｔ_ｍと信号不検出回数閾値Ｔ_ｎを選定する。第２の実施例では、信号検出回数閾値Ｔ_ｍと観測回数閾値Ｔ_ｋを選定する。

【0026】

上記回数判定部１５は、第１の実施例では、センサからの信号検出結果として観測回数ｋにおける信号検出回数ｍを入力し、観測回数ｋと信号検出回数ｍから信号不検出回数ｎ（＝ｋ−ｍ）を算出する。そして、信号検出回数ｍと信号不検出回数ｎ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１４からの信号検出回数閾値Ｔ_ｍと信号不検出回数閾値Ｔ_ｎに基づいて、回数による判定の結果（以下、回数判定結果）として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。第２の実施例では、センサからの信号検出結果として観測回数ｋにおける信号検出回数ｍを入力し、信号検出回数ｍと観測回数ｋ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１４からの信号検出回数閾値Ｔ_ｍと観測回数閾値Ｔ_ｋに基づいて、回数判定結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【0027】

上記総合判定部１６は、尤度比判定部１３からの尤度比判定結果と回数判定部１５からの回数判定結果に基づいて、総合的な判定の結果（以下、総合判定結果）として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。総合判定の具体例を表１に示す。

【表1】

【0028】

なお、上記表１に示す具体例では、尤度比判定部１３からの尤度比判定結果と回数判定部１５からの回数判定結果の一方が「目標検出」であり、他方が「目標不検出」の場合に総合判定結果を「目標検出」とする例を示したが、この場合の総合判定結果を「目標不検出」とするように構成することもできる。また、上記以外の対応関係に設定することもできる。

【0029】

（第１の実施例）
図２Ａ、図２Ｂは、上記実施形態に係る目標検出装置において、第１の実施例の処理の流れを示すフローチャートである。同図に沿って、第１の実施例に係る目標検出装置の処理の流れを説明する。

【0030】

まず、上記尤度比閾値算出部１１において、第一種の過誤率αと第二種の過誤率βに基づいて、評価値の上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌを算出する（ステップＳ１０１）。上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌの概略値は、以下の（５）式で算出される。

【数5】

【0031】

次に、上記尤度比算出部１２において、信号検出結果が「信号検出」であるか「信号不検出」であるか（信号振幅が閾値以上か閾値未満か）を判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、信号検出結果が「信号検出」の場合には（ＹＥＳ）、検出された信号振幅a、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ_０）、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ_１）に基づいて、評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０３）。また、信号検出結果が「信号不検出」の場合には（ＮＯ）、偽目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｆ）、真目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｄ）に基づいて、評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３、Ｓ１０４において、尤度比ＳＴ（ｋ）は、以下の（６）式で算出される。

【数6】

【0032】

ここで、θ_０は、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（・）のパラメータ又は複数のパラメータからなるパラメータ群を表し、θ_１は、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（・）のパラメータ又は複数のパラメータからなるパラメータ群を表す。また、偽目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｆ）は、偽目標の信号振幅が閾値未満である確率に対応しており、偽目標の信号振幅変数ｘの確率密度関数ｆ（ｘ｜θ_０）の０から閾値までの積分値として算出することができる。同様に、真目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｄ）は、真目標の信号振幅が閾値未満である確率に対応しており、真目標の信号振幅変数ｘの確率密度関数ｇ（ｘ｜θ_１）の０から閾値までの積分値として算出することができる。

【0033】

なお、真目標の信号振幅の確率分布が、偽目標の信号振幅の確率分布と同じ確率分布に属する場合、真目標の信号振幅の確率密度関数は、ｆ（ａ｜θ_１）で表すことができる。

【0034】

次に、上記尤度比判定部１３において、尤度比算出部１２からの尤度比ＳＴ（ｋ）と尤度比閾値算出部１１からの上側閾値Ｔ_Ｕとを比較する（ステップＳ１０５）。比較の結果、尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値Ｔ_Ｕ以上の場合（ＳＴ（ｋ）≧Ｔ_Ｕ）には（ＹＥＳ）、尤度比判定結果を「目標検出」とする（ステップＳ１０６）。尤度比ＳＴ（ｋ）が上側閾値Ｔ_Ｕよりも小さい場合（ＳＴ（ｋ）＜Ｔ_Ｕ）には（ＮＯ）、尤度比ＳＴ（ｋ）と尤度比閾値算出部１１からの下側閾値Ｔ_Ｌとを比較する（ステップＳ１０７）。比較の結果、尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値Ｔ_Ｌ以下の場合（ＳＴ（ｋ）≦Ｔ_Ｌ）には（ＹＥＳ）、尤度比判定結果を「目標不検出」とする（ステップＳ１０８）。上記以外の場合（尤度比ＳＴ（ｋ）が下側閾値Ｔ_Ｌよりも大きく、上側閾値Ｔ_Ｕよりも小さい場合（Ｔ_Ｌ＜ＳＴ（ｋ）＜Ｔ_Ｕ））には（ＮＯ）、尤度比判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１０９）。

【0035】

次に、上記回数閾値選定部１４において、信号検出回数閾値Ｔ_ｍと信号不検出回数閾値Ｔ_ｎを選定する（ステップＳ１１０）。ここで、上記回数判定部１５において、センサからの信号検出結果である信号検出回数ｍと信号検出回数閾値Ｔ_ｍとを比較する（ステップＳ１１１）。比較の結果、信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍ以上の場合（ｍ≧Ｔ_ｍ）には（ＹＥＳ）、回数判定結果を「目標検出」とする（ステップＳ１１２）。信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍよりも小さい場合（ｍ＜Ｔ_ｍ）には（ＮＯ）、観測回数ｋと信号検出回数ｍから算出された信号不検出回数ｎ（＝ｋ−ｍ）と信号不検出回数閾値Ｔ_ｎとを比較する（ステップＳ１１３）。比較の結果、信号不検出回数ｎが信号不検出回数閾値Ｔ_ｎ以上の場合（ｎ≧Ｔ_ｎ）には（ＹＥＳ）、回数判定結果を「目標不検出」とする（ステップＳ１１４）。上記以外の場合（信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍより小さく、信号不検出回数ｎが信号不検出回数閾値Ｔ_ｎより小さい場合（ｍ＜Ｔ_ｍ，ｎ＜Ｔ_ｎ））には（ＮＯ）、回数判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１５）。このようにして、上記回数判定部１５において、信号検出回数ｍと信号不検出回数ｎ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１４からの信号検出回数閾値Ｔ_ｍと信号不検出回数閾値Ｔ_ｎに基づいて、以下の（７）式により目標検出の判定を行い、回数判定結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【数7】

【0036】

次に、上記総合判定部１６において、尤度比判定部１３からの尤度比判定結果と回数判定部１５からの回数判定結果に基づいて、総合判定結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択し（ステップＳ１１６）、選択された総合判定結果を出力する（ステップＳ１１７）。ここで、総合判定部１６の総合判定結果が「判定保留」の場合には、観測（ｋ＋１）回目の信号検出結果に基づいて、ステップＳ１０１からの処理を繰り返し実行する。

【0037】

以上のように、第１の実施例によれば、「信号検出」（信号振幅が閾値以上）の場合に信号振幅に基づいて算出される尤度比による判定と回数判定を含めた総合判定処理により、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減することができる。また、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースの発生を防止することができる。

【0038】

（第２の実施例）
図３Ａ、図３Ｂは、上記実施形態に係る目標検出装置において、第２の実施例の処理の流れを示すフローチャートである。図３Ａ、図３Ｂは、図２Ａ、図２ＢのステップＳ１１０がステップＳ１１８に、ステップＳ１１３がステップＳ１１９に変更されていることを除き、図２Ａ、図２Ｂと同じである。また、本実施例では、回数閾値選定部１４において、信号不検出回数閾値Ｔ_ｎの代わりに観測回数閾値Ｔ_ｋを選定し、回数判定部１５において、信号不検出回数ｎの代わりに観測回数ｋに基づいて目標検出の判定を行うものとする。

【0039】

第２の実施例では、ステップＳ１１８で信号検出回数閾値Ｔ_ｍと観測回数閾値Ｔ_ｋを選定し、ステップＳ１１１において、信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍよりも小さい場合（ｍ＜Ｔ_ｍ）には（ＮＯ）、センサからの信号検出結果である観測回数ｋと観測回数閾値Ｔ_ｋとを比較する（ステップＳ１１９）。比較の結果、観測回数ｋが観測回数閾値Ｔ_ｋ以上の場合（ｋ≧Ｔ_ｋ）には（ＹＥＳ）、回数判定結果を「目標不検出」とする（ステップＳ１１４）。上記以外の場合（信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍより小さく、観測回数ｋが観測回数閾値Ｔ_ｋより小さい場合（ｍ＜Ｔ_ｍ，ｋ＜Ｔ_ｋ））には（ＮＯ）、回数判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１５）。このようにして、回数判定部１５において、信号検出回数ｍと観測回数ｋ、それぞれの回数閾値である上記回数閾値選定部１４からの信号検出回数閾値Ｔ_ｍと観測回数閾値Ｔ_ｋに基づいて、以下の（８）式により目標検出の判定を行い、回数判定結果として「目標検出」、「目標不検出」、「判定保留」のいずれかを選択する。

【数8】

【0040】

以上のように、第２の実施例によっても、「信号検出」（信号振幅が閾値以上）の場合に信号振幅に基づいて算出される尤度比による判定と回数判定を含めた総合判定処理により、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減することができる。また、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースの発生を防止することができる。

【0041】

なお、上記第２の実施例の回数判定部１５では、信号検出回数ｍと観測回数ｋ、それぞれの回数閾値に基づいて回数判定を行う場合の例を示したが、信号検出回数ｍの代わりに信号不検出回数ｎを用い、信号不検出回数ｎと観測回数ｋ、それぞれの回数閾値に基づいて回数判定を行うように構成することもできる。

【0042】

また、上記第２の実施例は、図４Ａ、図４Ｂに示すように変形することもできる。すなわち、図４Ａ、図４Ｂは第２の実施例の処理の流れの変形例を示すフローチャートである。図４Ａ、図４Ｂでは、図３Ａ、図３ＢのステップＳ１１９がステップＳ１２０に変更され、ステップＳ１１１と順番が入れ替えられていることを除き、図３Ａ、図３Ｂと同じである。

【0043】

この変形例では、回数判定部１５において、センサからの信号検出結果に含まれる観測回数ｋと観測回数閾値Ｔ_ｋとを比較する（ステップＳ１２０）。比較の結果、観測回数ｋが観測回数閾値Ｔ_ｋよりも小さい場合（ｋ＜Ｔ_ｋ）には（ＹＥＳ）、回数判定結果を「判定保留」とする（ステップＳ１１５）。観測回数ｋが観測回数閾値Ｔ_ｋ以上（ｋ≧Ｔ_ｋ）の場合には（ＮＯ）、信号検出回数ｍと信号検出回数閾値Ｔ_ｍとを比較する（ステップＳ１１１）。比較の結果、信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍ以上の場合（ｍ≧Ｔ_ｍ）には（ＹＥＳ）、回数判定結果を「目標検出」とし（ステップＳ１１２）、上記以外の場合（観測回数ｋが観測回数閾値Ｔ_ｋ以上で、信号検出回数ｍが信号検出回数閾値Ｔ_ｍより小さい場合（ｍ＜Ｔ_ｍ））には（ＮＯ）、回数判定結果を「目標不検出」とする（ステップＳ１１４）。

【0044】

なお、上記の各実施例では、信号検出結果が「信号検出」の場合、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ_０）、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ_１）に基づいて、評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する例を示したが、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の尤度関数Ｌ_０（ａ）、真目標の信号振幅の尤度関数Ｌ_１（ａ）に基づいて、評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出することができる。また、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の尤度関数Ｌ_０（ａ）と真目標の信号振幅の尤度関数Ｌ_１（ａ）の尤度比ＬＲ（ａ）（＝Ｌ_１（ａ）／Ｌ_０（ａ））に基づいて、評価値として尤度比ＳＴ（ｋ）を算出することができる。

【0045】

また、上記の各実施例では、評価値として尤度比を用いる例を示したが、目標検出装置の基本構成に示したように、それぞれの値を対数変換した尤度比（より正確には対数尤度比）を用いて処理を行うように構成することができる。この場合、上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌの概略値は、以下の（９）式で算出される。

【数9】

【0046】

対応する尤度比ＳＴ（ｋ）は、以下の（１０）式で算出される。

【数10】

【0047】

更に、センサからの信号検出結果を入力する代わりに、特許文献１に記載された相関手段や仮目標登録更新手段で処理された信号検出結果（検出信号に対し、仮目標の運動諸元を用いて相関ゲートによる判定を行った結果）を入力するように構成することができる。これにより、誤警報環境下、複数目標環境下、及びこれらの複合環境下において、誤りの少ない信号検出結果を入力して、判定を行うことができる。

【0048】

また、上記の各実施例では、１回の信号検出結果が入力される度に処理を行う逐次処理の場合を説明したが、複数回（例えば、観測ｋ回目から観測（ｋ＋２）回目までの３回分）の信号検出結果を纏めて処理を行うミニバッチ処理によって実施するように構成することができる。更に、ミニバッチ処理では、複数回の信号検出結果を用いて、評価値として尤度比を算出し、算出された尤度比について、判定を行うように構成することができる。

【0049】

以上説明したように、本実施形態に係る目標検出装置によれば、センサからの信号検出結果を入力し、信号検出結果が「信号検出」の場合、検出された信号振幅ａ、偽目標の信号振幅の確率密度関数ｆ（ａ｜θ_０）、真目標の信号振幅の確率密度関数ｇ（ａ｜θ_１）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。また、信号検出結果が「信号不検出」の場合、偽目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｆ）、真目標の信号不検出確率（１−Ｐ_Ｄ）に基づいて、評価値として観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）を算出する。そして、観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）について、観測ｋ回目の尤度比ＳＴ（ｋ）の上側閾値Ｔ_Ｕと下側閾値Ｔ_Ｌに基づいて尤度比による判定を行うと共に、信号検出回数ｍと信号不検出回数ｎ、信号検出回数ｍと観測回数ｋ、信号不検出回数ｎと観測回数ｋのいずれかに基づいて回数による判定を行い、これらの判定に基づいて、総合的に「目標検出」、「目標不検出」及び「判定保留」を判定する。このようにしたことで、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減することができる。

【0050】

なお、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する平均観測回数を削減する代わりに、第一種の過誤率αや第二種の過誤率βを低く抑えるようにすることもできる。

【0051】

また、本実施形態に係る目標検出装置によれば、回数による判定を行うため、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に要する観測回数の最大値を所定の値に制限することができる。その結果、「目標検出」又は「目標不検出」の判定に非常に多くの観測回数を要するケースの発生を防止することができる。

【0052】

なお、上記実施形態に係る目標検出処理は、尤度比閾値算出部１１、尤度比算出部１２、尤度比判定部１３、回数閾値選定部１４、回数判定部１５、総合判定部１６それぞれの処理機能をコンピュータに実行させるプログラムとして構成することができる。

【0053】

上記実施形態は、いずれもレーダ装置、ソナー装置等のセンサからの信号検出結果に基づいて、目標を検出する目標検出装置に適用可能である。

【0054】

その他、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１１…尤度比閾値算出部、
１２…尤度比算出部、１２１…第１の算出部、１２２…第２の算出部、
１３…尤度比判定部、
１４…回数閾値選定部、
１５…回数判定部、
１６…総合判定部。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】