特許 6702562 マルチセンサシステム、センサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラム

(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】6702562

(24)【登録日】2020年5月11日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】マルチセンサシステム、センサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/66 20060101AFI20200525BHJP

   G01S 13/87 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/66

   G01S13/87

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-40732(P2017-40732)

(22)【出願日】2017年3月3日

(65)【公開番号】特開2018-146351(P2018-146351A)

(43)【公開日】2018年9月20日

【審査請求日】2019年3月12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２０１１−０６４４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４７４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１９１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７７６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３５９５８６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２，

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標を観測する複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置であって、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するセンサバイアス推定装置。

【請求項2】

さらに、前記複数のセンサからの目標の観測データをセンサ毎に追跡処理して、目標の状態推定値を航跡データとして出力する追跡手段と、
を具備する請求項１に記載のセンサバイアス推定装置。

【請求項3】

目標を観測する複数のセンサと、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標を追跡処理して前記目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値を航跡データとして算出する追跡装置と、
前記複数のセンサそれぞれのバイアスを前記追跡装置で算出される航跡データに基づいて推定するセンサバイアス推定装置と
を具備し、
前記センサバイアス推定装置は、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するマルチセンサシステム。

【請求項4】

目標を観測する複数のセンサと、
前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置と
を具備し、
前記センサバイアス推定装置は、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標を追跡処理して前記目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値を航跡データとして算出する追跡手段と、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する同一目標データ生成手段と、
前記同一目標データ生成手段から出力される前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するバイアス推定手段と
を具備するマルチセンサシステム。

【請求項5】

目標を観測する複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成して、同一目標データセットとして出力し、
前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定方法。

【請求項6】

目標を観測する複数のセンサそれぞれのバイアスを推定する処理をコンピュータに実行させるためのセンサバイアス推定プログラムであって、
前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成して、同一目標データセットとして出力するステップと、
前記同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、前記複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により前記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するステップと
を備えるセンサバイアス推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、目標を観測する複数のセンサから構成されるマルチセンサシステムと、このマルチセンサシステムの各センサのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

それぞれ目標を観測する複数のセンサがネットワークに接続されたセンサネットワークによるマルチセンサシステムでは、各センサで得られた観測データを融合するために、観測目標の相関処理や統合処理を行う。ところが、各センサにはバイアス（オフセットとも呼ばれる）があり、このバイアスが観測している目標の相関処理や統合処理の精度に影響を与える。

【0003】

この影響を軽減するため、従来から、センサのバイアスを推定する方法として、センサからの観測データを一箇所に集めて、カルマンフィルタによりバイアスの推定を実施する方法、センサからの観測データと航跡データを一箇所に集めて、カルマンフィルタおよび最小２乗フィルタによりデータの融合とバイアスの推定を同時に実施する方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−６４４８４号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】岡田隆光，辻道信吾，小菅義夫，“３次元レーダのバイアス誤差推定"，電子情報通信学会技術研究報告，SANE97-43，July 1997

【非特許文献2】鏡慎吾，石川正俊，“センサフュージョン−センサネットワークの情報処理構造−”，電子情報通信学会論文誌 A，2005

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

以上のように、従来のマルチセンサシステムに用いられるセンサバイアス推定装置では、センサからの観測データを一箇所に集めて、カルマンフィルタによりバイアスの推定を実施する方法があるが、この方法では、各センサのバイアスを推定するために、複数の略固定目標の同期観測が必要になるという課題がある。また、センサからの観測データと航跡データを一箇所に集めて、カルマンフィルタおよび最小２乗フィルタによりデータの融合とバイアスの推定を同時に実施する方法もあるが、この方法では、２つのセンサ間の相対バイアス（バイアスの差）を推定することになるため、センサそれぞれのバイアスを推定することができないという課題がある。

【0007】

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、目標を観測する複数センサそれぞれのバイアスを、より少ない制約条件で推定することのできるマルチセンサシステム、センサバイアス推定装置、センサバイアス推定方法及びセンサバイアス推定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、目標を観測する複数のセンサから構成されるマルチセンサシステムは、上記複数のセンサそれぞれのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置を備える。このセンサバイアス推定装置は、同一目標データ生成部と、バイアス推定部とを備える。上記同一目標データ生成部は、前記複数のセンサがそれぞれ観測している目標のローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態値である航跡データと、前記複数のセンサのグローバル座標系のセンサ状態値とに基づいて、時刻同期と同一目標判定を行って、同一目標と判定された一方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置と、他方のセンサの時刻同期した航跡データに対応するローカル座標系の目標位置とグローバル座標系のセンサ位置とからなるデータセットを作成し、同一目標データセットとして出力する。また、上記バイアス推定部は、前記同一目標データ生成部から出力される同一目標データセットを集めて複数同一目標データセットを生成し、複数同一目標データセットに基づいて最小二乗法により複数のセンサそれぞれのバイアスを推定する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図。

【図2】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置の処理の流れの具体例を示すフローチャート。

【図3】第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置の処理の流れの変形例を示すフローチャート。

【図4】第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図。

【図5】第２の実施形態に係るセンサバイアス推定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】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図である。このマルチセンサシステムは、それぞれ目標を観測するＭ個のセンサ１_１〜１_Ｍと、それぞれセンサ１_１〜１_Ｍに対応して設けられ、観測データから目標の追跡処理を行って航跡データを求める追跡装置２_１〜２_Ｍと、追跡装置２_１〜２_Ｍによって得られた目標の航跡データから各センサ１_１〜１_Ｍのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置３とを備える。

【0012】

上記センサバイアス推定装置３は、同一目標データ生成部３１と、バイアス推定部３２とを備える。

【0013】

上記同一目標データ生成部３１は、追跡装置２_１〜２_Ｍから必ずしも同一目標ではないあるいは時刻同期していない航跡データを入力し、航跡データの同一目標判定と時刻同期を行って、同一目標のデータセットを生成する。

【0014】

上記バイアス推定部３２は、同一目標データ生成部３１で生成された複数の同一目標のデータセットに基づいて、最小二乗法により各センサ１_１〜１_Ｍのバイアスを推定する。

【0015】

図２は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３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、上記センサバイアス推定装置３の処理の流れを説明する。

【0016】

なお、ここでは、マルチセンサシステムが２個のセンサ１_ｉ（ｉ＝１,２）を備え、１個の移動目標Ｔ_ｊ（ｊ＝１）を観測している状況を想定して説明する。

【0017】

まず、同一目標データ生成部３１は、図２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を実行する。

【0018】

すなわち、センサ１_ｉが観測している目標Ｔ_ｊに対する時刻ｔ_ｋ−１のローカル座標系の目標状態ベクトルｙ_ｉｊ（ｋ−１）である航跡データと共に、センサ１_ｉの時刻ｔ_ｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚ_ｉ（ｋ−１）を入力する（ステップＳ１０１）。

【0019】

次に、入力された航跡データについて、航跡データ間の時刻同期を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、センサ１_１とセンサ１_２が目標Ｔ_１を同時に観測しているか判定する。判定の結果、目標Ｔ_１を同時に観測していない場合には、ローカル座標系またはグローバル座標系の目標状態ベクトルの時刻が異なるため、同期時刻ｔ_ｋを決定すると共に、航跡データ間の時刻同期処理として、センサ１_１，１_２それぞれの目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルを算出する。

【0020】

このとき、同期時刻をｔ_ｋとすると、以下の（１）式により、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊに対する同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）（便宜上、数式のｘの上に示される〜をｘ〜で表す）を算出する。

【数1】

【0021】

ここで、ｆ_１（・）は、ローカル座標系の目標状態ベクトルｙ_ｉｊ（ｋ−１）、グローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚ_ｉ（ｋ−１）、時刻差Δｔから、グローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）を算出する関数を表す。

【0022】

次に、同期時刻ｔ_ｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に基づいて、目標状態ベクトルが同一目標からのものであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば相関ゲートにより同一目標の判定を行う場合、（２）式に示す統計的距離が閾値以下であれば、同一目標データ生成部３１は、２つの目標状態ベクトルが同一目標からのものであると判定する。

【0023】

このとき、センサ１_１の目標Ｔ_ｊ（便宜上、センサ１_１の目標Ｔ_ｊをｊ_１で表す）とセンサ１_２の目標Ｔ_ｊ（便宜上、センサ１_２の目標Ｔ_ｊをｊ_２で表す）の統計的距離をｄ（ｊ_１，ｊ_２）とすると、統計的距離ｄ（ｊ_１，ｊ_２）は、以下の（２）式により算出する。

【数2】

【0024】

ここで、ａ^Ｔはベクトルａの転置、Ｓ^−１は共分散行列Ｓの逆行列を表す。

【0025】

次に、同一目標の判定の結果、センサ１_１の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１１（ｋ）とセンサ１_２の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２１（ｋ）が、同一目標からのものであると判定されたとする。このとき、同一目標のデータセットとして、センサ１_１の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_１１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ_１〜（ｋ）、センサ１_２の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_２１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ_２〜（ｋ）に基づいて、同一目標のデータセットｐ_１ｋ＝｛ｙ_１１〜（ｋ），ｙ_２１〜（ｋ），ｚ_１〜（ｋ），ｚ_２〜（ｋ）｝を生成する（ステップＳ１０４）。

【0026】

なお、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊの同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_ｉｊ〜（ｋ）は、以下の（３）式により算出する。

【数3】

【0027】

ここで、ｆ_２（・）は、ローカル座標系の目標状態ベクトルｙ_ｉｊ（ｋ−１）と時刻差Δｔから、ローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_ｉｊ〜（ｋ）を算出する関数を表す。

【0028】

同様に、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊの同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に対応するグローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚ_ｉ〜（ｋ）は、以下の（４）式により算出する。

【数4】

【0029】

ここで、ｆ_３（・）は、グローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚ_ｉ（ｋ−１）と時刻差Δｔから、グローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚ_ｉ〜（ｋ）を算出する関数を表す。

【0030】

なお、上記の同一目標データ生成部３１では、時刻同期したセンサ航跡データ（センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊの同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ））との間で同一目標判定を行う例を示したが、センサ航跡データからシステム航跡データを生成し、センサ航跡データと時刻同期したシステム航跡データとの間で同一目標判定を実施し、その後、システム航跡データと同一目標と判定された異なるセンサからのセンサ航跡データを時刻同期するように構成するようにしてもよい。

【0031】

すなわち、システム航跡データと相関しないセンサ航跡データがあれば、システム航跡データを生成し、システム航跡データと相関するセンサ航跡データがあれば、このセンサ航跡データを用いて、システム航跡データを更新する。通常の追跡処理における観測データと航跡データの関係が、ここではセンサ航跡データとシステム航跡データの関係となる。

【0032】

次に、バイアス推定部３２は、図２に示すステップＳ１０５〜Ｓ１０６の処理を実行する。

【0033】

まず、バッチ処理の開始が指示されない場合（ステップＳ１０５のＮＯ）、同一目標データ生成部３１で生成された同一目標のデータセットを蓄積して、複数の同一目標のデータセットを生成する。このとき、複数の同一目標のデータセットをＰとすると、複数の同一目標のデータセットＰは、｛ｐ_{１（ｋ−１）}，ｐ_１ｋ｝で表される。すなわち、移動目標に対する複数の同一目標のデータセットＰは、少なくとも２つの異なる同期時刻（上記の例では、同期時刻ｔ_{（ｋ−１）}と同期時刻ｔ_ｋ）の時刻差によって異なる目標位置となった同一目標のデータセットから構成される。勿論、複数の同一目標のデータセットＰは、３以上の同一目標のデータセットから構成できる。

【0034】

次に、バッチ処理の開始について、ユーザ操作による指示入力または他装置からの指示入力があった場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、生成した複数の同一目標のデータセットを用いて、最小二乗法により、各センサのバイアスを推定する（ステップＳ１０６）。

【0035】

このとき、以下の式（５）により、バイアスベクトルｂを推定する。

【数5】

【0036】

ここで、ｆ_４（Ｐ，ｂ）は、センサ間の目標位置の残差を表す関数である。すなわち、バイアス推定部３２は、センサ間の目標位置の残差を表す関数ｆ_４（Ｐ，ｂ）の二乗和が最小となるバイアスベクトルｂを推定する。

【0037】

上記の第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３をマルチセンサシステムに適用すれば、複数の固定目標の略同期観測や、複数の略固定目標の同期観測の代わりに、単一の移動目標を非同期観測するような場合でも、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。特に、固定目標や略固定目標の代わりに、移動目標を用いることができるため、クラッタ等の影響により、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）処理を行わなければならない環境でも、センサそれぞれのバイアスを推定することができるという効果がある。また、複数の固定目標や複数の略固定目標の代わりに、単一の移動目標を用いることができるため、データ取得を行うための目標条件を緩和できるという効果がある。

【0038】

また、非同期の観測データから得られた航跡データを用いることができるため、観測の同期機能を持たないマルチセンサシステムに適用できるほか、データ取得とバイアス推定を別々の時刻で行うオフライン処理にも対応しているため、リアルタイム通信機能（準リアルタイム通信機能を含む）を有さないマルチセンサシステムにも適用でき、マルチセンサシステムに必要な条件を緩和できるという効果がある。

【0039】

ここで、リアルタイム通信機能（準リアルタイム通信機能を含む）を有するマルチセンサシステムに第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用する場合において、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の処理の流れの変形例を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。この場合、データ取得がある程度進んだ時点で、同一目標データセットの生成処理（Ｓ１０４）の後、ミニバッチ／バッチ処理の開始を指示（ステップＳ１０７のＹＥＳ）して、ミニバッチ処理によるバイアス推定（ステップＳ１０６）を行うことにより、データ取得中であってもバイアス推定の状況を確認することができる。

【0040】

また、上記構成によるセンサバイアス推定装置３の処理動作について、２個のセンサ１_ｉ（ｉ＝１,２）から構成されるマルチセンサシステムに適用された場合に、２個の略固定目標Ｔ_ｊ（ｊ＝１,２）を観測している状況を想定して説明する。

【0041】

同一目標データ生成部３１において、まず、センサ１_ｉが観測している目標Ｔ_ｊに対する時刻ｔ_ｋ−１のローカル座標系の目標状態ベクトルｙ_ｉｊ（ｋ−１）、センサ１_ｉの時刻ｔ_ｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚ_ｉ（ｋ−１）を入力する。次に、センサ１_１とセンサ１_２の目標状態ベクトルの時刻が異なる場合、同期時刻ｔ_ｋ（後述のように、同期時刻ｔ_ｋは、目標毎に異なっていてもよい）を決定すると共に、センサ１_１，１_２の目標Ｔ_１，Ｔ_２の同期時刻ｔ_ｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルを算出する。このとき、同期時刻をｔ_ｋとすると、前述の（１）式により、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊに対する同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）を算出する。

【0042】

次に、同期時刻ｔ_ｋにおけるグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に基づいて、目標状態ベクトルが同一目標からのものであるか否かを判定する。相関ゲートにより同一目標の判定を行う場合、統計的距離が閾値以下であれば、２つの目標状態ベクトルが同一目標からのものであると判定する。このとき、センサ１_１の目標Ｔ_ｊとセンサ１_２の目標Ｔ_ｊの統計的距離をｄ（ｊ_１，ｊ_２）として、この統計的距離ｄ（ｊ_１，ｊ_２）を前述の（２）式により算出する。

【0043】

同一目標の判定の結果、センサ１_１の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１１（ｋ）とセンサ１_２の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２１（ｋ）が、同一目標からのものであると判定されたとすると、同一目標のデータセットとして、センサ１_１の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_１１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ_１〜（ｋ）、センサ１_２の目標Ｔ_１の同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２１（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_２１〜（ｋ）とセンサ位置ベクトルｚ_２〜（ｋ）に基づいて、同一目標のデータセットｐ_１ｋ＝｛ｙ_１１〜（ｋ），ｙ_２１〜（ｋ），ｚ_１〜（ｋ），ｚ_２〜（ｋ）｝を生成する。

【0044】

同様に、同一目標の判定の結果、センサ１_１の目標Ｔ_２の同期時刻ｔ_ｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１２（ｋ＋１）とセンサ１_２の目標Ｔ_２の同期時刻ｔ_ｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２２（ｋ＋１）が、同一目標からのものであると判定されたとすると、同一目標のデータセットとして、センサ１_１の目標Ｔ_２の同期時刻ｔ_ｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_１２（ｋ＋１）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_１２〜（ｋ＋１）とセンサ位置ベクトルｚ_１〜（ｋ＋１）、センサ１_２の目標Ｔ_２の同期時刻ｔ_ｋ＋１のグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_２２（ｋ＋１）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_２２〜（ｋ＋１）とセンサ位置ベクトルｚ_２〜（ｋ＋１）に基づいて、同一目標のデータセットｐ_{２（ｋ＋１）}＝｛ｙ_１２〜（ｋ＋１），ｙ_２２〜（ｋ＋１），ｚ_１〜（ｋ＋１），ｚ_２〜（ｋ＋１）｝を生成する。

【0045】

なお、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊの同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に対応するローカル座標系の目標位置ベクトルｙ_ｉｊ〜（ｋ）は、前述の（３）式により算出する。同様に、センサ１_ｉの目標Ｔ_ｊの同期時刻ｔ_ｋのグローバル座標系の目標状態ベクトルｘ〜_ｉｊ（ｋ）に対応するグローバル座標系のセンサ位置ベクトルｚ_ｉ〜（ｋ）は、前述の（４）式により算出する。

【0046】

次に、バイアス推定部３２において、同一目標データ生成部３１で生成された複数の同一目標のデータセットに基づいて、最小二乗法により各センサのバイアスを推定する。このとき、複数の同一目標のデータセットをＰとすると、複数の同一目標のデータセットＰは、｛ｐ_１ｋ，ｐ_{２（ｋ＋１）}｝で表される。

【0047】

すなわち、略固定目標に対する複数の同一目標のデータセットＰは、少なくとも位置の異なる複数目標（２以上）の同一目標のデータセットから構成される。勿論、複数の同一目標のデータセットＰは、複数の同期時刻の同一目標のデータセットと複数目標の同一目標のデータセットから構成することができる。このとき、バイアス推定部３２では、前述の式（５）により、バイアスベクトルｂを推定する。すなわち、バイアス推定部３２は、センサ間の目標位置の残差を表す関数ｆ_４（Ｐ，ｂ）の二乗和が最小となるバイアスベクトルｂを推定する。

【0048】

以上のように、目標を観測する複数センサからなるマルチセンサシステムにおいて、上記第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用すれば、２個の目標Ｔ_ｊ（ｊ＝１,２）を観測している状況を例にとって説明したように、複数の固定目標の略同期観測や、複数の略固定目標の同期観測の代わりに、複数の固定／略固定／移動目標の非同期観測によっても、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。

【0049】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムの構成を示すブロック図である。このマルチセンサシステムは、それぞれ目標を観測するＭ個のセンサ１_１〜１_Ｍ、第２の実施形態に係り、センサ１_１〜１_Ｍによって得られた目標の観測データから各センサ１_１〜１_Ｍのバイアスを推定するセンサバイアス推定装置３から構成される。

【0050】

第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３は、追跡処理部３３、同一目標データ生成部３１、バイアス推定部３２から構成される。

【0051】

第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３に用いられる追跡処理部３３は、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置が適用されるマルチセンサシステムにおける追跡装置２_１〜２_Ｍの代わりを担うものであり、センサ１_１〜１_Ｍに対応して観測データから目標の追跡処理を行って、目標の状態推定値を航跡データとして出力する。

【0052】

ここで、上記同一目標データ生成部３１は、追跡装置２_１〜２_Ｍの代わりに追跡処理部３３から航跡データを入力することを除き、第１の実施形態に係る同一目標データ生成部３１と同じであるので、その説明を省略する。また、上記バイアス推定部３２は、第１の実施形態に係るバイアス推定部３２と同じであるので、その説明を省略する。

【0053】

図５は、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３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、上記センサバイアス推定装置３の処理の流れを説明する。

【0054】

まず、追跡処理部３３において、センサ１_ｉが観測している目標Ｔ_ｊに対する時刻ｔ_ｋ−１のローカル座標系の目標観測ベクトルｙ_０ｉｊ（ｋ−１）である観測データと共に、センサ１_ｉの時刻ｔ_ｋ−１のグローバル座標系のセンサ状態ベクトルｚ_ｉ（ｋ−１）を入力する（ステップＳ２０１）。次に、第１の実施形態における追跡装置２_１〜２_Ｍと同様に、センサ１_１〜１_Ｍに対応して入力される観測データから目標の追跡処理を行って、ローカル座標系の目標観測ベクトルｙ_０ｉｊ（ｋ−１）からローカル座標系の目標状態ベクトルｙ_ｉｊ（ｋ−１）を算出することで、目標の航跡データを求める（ステップＳ２０２）。以後に続くステップＳ２０３〜ステップＳ２０７の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１０６の処理と同じであるので、その説明を省略する。

【0055】

以上のように、目標を観測する複数のセンサからなるマルチセンサシステムにおいて、第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３を適用すれば、非同期観測の観測データを用いて、センサそれぞれのバイアスを推定することができる。

【0056】

第２の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３によれば、第１の実施形態に係るセンサバイアス推定装置３の効果に加え、観測データから目標の追跡処理を行って、目標の状態推定値を航跡データとして出力する追跡処理部３３を備えているので、追跡装置２_１〜２_Ｍを備えていないマルチセンサシステムにも適用することができ、システムに必要な条件を緩和できるという効果がある。

【0057】

上記実施形態に係るセンサバイアス推定装置３は、同一目標データ生成部３１、バイアス推定部３２、追跡処理部３３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。

【0058】

上記実施形態は、いずれもレーダ装置、ソナー装置等の目標を観測する複数センサからなるマルチセンサシステムのセンサバイアス推定装置に適用可能である。

【0059】

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】

【0060】

１_１〜１_Ｍ…センサ、
２_１〜２_Ｍ…追跡装置、
３…センサバイアス推定装置、
３１…同一目標データ生成部、
３２…バイアス推定部、
３３…追跡処理部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】