特許第6905207号(P6905207)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6905207割当装置、割当方法、および割当プログラム
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(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】6905207
(24)【登録日】2021年6月29日
(45)【発行日】2021年7月21日
(54)【発明の名称】割当装置、割当方法、および割当プログラム
(51)【国際特許分類】
   F41G 3/00 20060101AFI20210708BHJP
   F41G 9/00 20060101ALI20210708BHJP
【FI】
   F41G3/00
   F41G9/00
【請求項の数】6
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2017-70494(P2017-70494)
(22)【出願日】2017年3月31日
(65)【公開番号】特開2018-173205(P2018-173205A)
(43)【公開日】2018年11月8日
【審査請求日】2020年2月12日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077838
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 憲保
(74)【代理人】
【識別番号】100129023
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 敬
(72)【発明者】
【氏名】柴田 有吾
【審査官】 久慈 純平
(56)【参考文献】
【文献】 特開平04−332400(JP,A)
【文献】 特開昭64−063793(JP,A)
【文献】 特開昭61−186800(JP,A)
【文献】 特開昭63−087600(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F41G 3/00, 9/00,
F41H 11/02,13/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出された有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成する有効度行列生成部と、
前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを順次判定する目標・火器組み合わせ判定部と、を備える、割当装置。
【請求項2】
前記有効度行列生成部は、前記目標情報と前記火器情報とに基づいて、全ての目標と火器との前記第1の組み合わせに対して交戦機会の多さを算出し、該交戦機会の多さと前記脅威度情報とを乗算することで、前記目標に対する前記火器の前記有効度行列を生成し、
前記目標・火器組み合わせ判定部は、前記有効度行列において、前記目標番号に対応した各行における前記有効度の最大有効度と、前記行における前記有効度の平均値との有効度差を各行について算出し、最も大きい有効度差を有する行における最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを前記第2の組み合わせの1つとして決定し、前記有効度差が最大となる行における前記最大有効度を0にするように前記有効度行列を更新し、同様の演算を繰り返すことで、前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように前記第2の組み合わせを順次決定する、請求項1に記載の割当装置。
【請求項3】
少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出した有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成し、
前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを順次判定する、割当方法。
【請求項4】
前記生成することは、前記目標情報と前記火器情報とに基づいて、全ての目標と火器との前記第1の組み合わせに対して交戦機会の多さを算出し、該交戦機会に前記脅威度情報を加味することで、前記目標に対する前記火器の前記有効度行列を生成することを含み、
前記判定することは、前記有効度行列において、前記目標番号に対応した各行における前記有効度の最大有効度と、前記行における前記有効度の平均値との有効度差を各行について算出し、最も大きい有効度差を有する行における最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを前記第2の組み合わせの1つとして決定し、前記有効度差が最大となる行における前記最大有効度を0にするように前記有効度行列を更新し、同様の演算を繰り返すことで、前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように前記第2の組み合わせを順次決定することを含む、請求項3に記載の割当方法。
【請求項5】
コンピュータに、
少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出した有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成する処理と、
前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを判定する処理とを実行させる、割当プログラム。
【請求項6】
前記生成する処理は、前記コンピュータに、
前記目標情報と前記火器情報とに基づいて、全ての目標と火器との前記第1の組み合わせに対して交戦機会の多さを算出し、該交戦機会に前記脅威度情報を加味することで、前記目標に対する前記火器の前記有効度行列を生成する処理を実行させ、
前記判定する処理は、前記コンピュータに、
記有効度行列において、前記目標番号に対応した各行における前記有効度の最大有効度と、前記行における前記有効度の平均値との有効度差を各行について算出し、最も大きい有効度差を有する行における最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを前記第2の組み合わせの1つとして決定し、前記有効度差が最大となる行における前記最大有効度を0にするように前記有効度行列を更新し、同様の演算を繰り返すことで、前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように前記第2の組み合わせを順次決定する処理を実行させる、請求項5に記載の割当プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、割当装置、割当方法、および割当プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
防護すべき特定の領域に航空機または艦船等の脅威が侵入してきた場合、防護するために味方の火器に対して攻撃すべき目標を適切に指示する火器割り当てを行う。
【0003】
特許文献1は、目標の撃墜率を著しく高め、撃墜の期待値を大幅に向上できる目標・火器組み合わせ判定回路を開示している。
【0004】
特許文献2は、目標の撃ち漏らしが発生する可能性を低くすることが可能な目標・火器組み合わせ判定装置および目標・火器組み合わせ判定方法を開示している。
【0005】
特許文献3は、撃墜確率、予測会合時間、初弾発射待ち時間、最終弾発射限界時間を考慮し、目標撃墜完了までの目標撃墜所要予測時間を算出することで、高脅威度目標順に、有効度が高い火器を割り当てることのできる火力配分装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第2643241号公報
【特許文献2】特開2005−147552号公報
【特許文献3】特開2012−92990号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1は、防護対象にとって脅威の度合いが大きい目標に、火器が割り当てられていない可能性がある。すなわち、特許文献1は、脅威の度合いが大きいにもかかわらず、いずれの火器も割り当てられていない目標を撃墜することができない。この場合、目標は、防護対象に到達し、防護対象が攻撃される可能性がある。特許文献2は、特許文献1と同様、目標の脅威度を考慮していないので、脅威度の高い目標に有効度の高い火器が割り当てることができない可能性がある。特許文献3は、脅威度の高い目標順に、その目標への有効度の高い火器を割り当てている。そのため、特許文献3は、目標に割り当てる火器の組み合わせが最適とならない可能性がある。
【0008】
本発明の目的は、防護対象が攻撃される危険性を減少させた割当装置、割当方法、および割当プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第1の態様の割当装置は、少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出した有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成する有効度行列生成部と、前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを順次判定する目標・火器組み合わせ判定部と、を備える。
【0010】
本発明の第2の態様の割当方法は、少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出した有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成し、前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを順次判定する。
【0011】
本発明の第3の態様の割当プログラムは、コンピュータに、少なくとも目標の位置および速度を含む目標情報と、火器の位置と有効射程を含む火器情報と、前記目標の脅威に関する脅威度を示す脅威情報とに基づいて、前記目標と該目標を射撃するための前記火器との第1の組み合わせの有効の度合いを示す有効度を前記脅威度を加味して算出し、該脅威度を加味して算出した有効度を前記目標の目標番号を列とし前記火器の火器番号を行とした行列要素として含む有効度行列を生成する処理と、前記有効度行列に基づいて、各第1の組み合わせの前記脅威度を加味した前記有効度の総和が最大となるように、前記目標に対する前記火器の使用の第2の組み合わせを順次判定する処理とを実行させる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、防護対象が攻撃される危険性を減少させた割当装置、割当方法、および割当プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の実施形態に係る割当装置の構成を示すブロック図である。
図2】本発明の実施形態に係る割当装置が算出する有効度行列を説明するための図である。
図3】本発明の関連技術の構成を示すブロック図である。
図4】本発明の関連技術が算出する有効度行列を説明するための図である。
図5】本発明のその他の実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、各図において同一または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明は省略する。
【0015】
[関連技術]
以下、本発明の実施形態の理解を容易にするために、本発明の関連技術について説明する。
【0016】
図3は、関連技術が開示する目標・火器組合せ判定回路の主な構成を示すブロック図である。
【0017】
図3に示すように、目標・火器組合せ判定回路200は、有効度行列生成部210と、目標・火器組合せ判定部220とを備える。
【0018】
有効度行列生成部210は、目標の位置と速度に関する情報を含む目標情報と、火器の位置と射程に関する情報を含む火器情報とを受ける。また、有効度行列生成部210は、目標情報と、火器情報とに基づいて、目標に対する火器の有効度の組み合わせを全て算出することによって、各目標に対する火器の有効度を示す有効度行列を生成する。さらに、有効度行列生成部210は、有効度行列を含む有効度行列情報を、目標・火器組み合わせ判定部220に対して出力する。
【0019】
この種の目標・火器組み合わせ判定は、最終的な目標と火器の組み合わせ結果において、各組み合わせの交戦機会に基づいて算定された有効度の総和が最大となるような組み合わせを決定している。
【0020】
目標・火器組み合わせ判定部220は、有効度行列の目標番号に対応した各行における最大の有効度と、2番目に大きい有効度との差を算出する。図4は、有効度行列生成部210が生成する有効度行列211の一例を説明するための図である。
【0021】
有効度行列211において、行は火器番号を示し、列は目標番号を示している。図4において、M11〜Mmnは、目標に対する火器の有効度である。例えば、M11は火器1の目標1に対する有効度であり、Mmnは火器mの目標nに対する有効度を示している。この場合、目標・火器組み合わせ判定部220は、火器iの有効度を算出するために、i行において最大の有効度であるMijと、i行において2番目に大きい有効度であるMikとの差ΔMを算出する。また、目標・火器組み合わせ判定部220は、全ての行において同様の演算を実行し、ΔM〜ΔMを算出する。そして、目標・火器組み合わせ判定部220は、ΔM〜ΔMを比較し、最も大きい値を有する行における最大の有効度を有する列の有効度を全て「0」とする。これにより、特定の目標への全ての火器の有効度が「0」となる。以後、目標・火器組合せ判定回路200は、有効度が「0」の目標と、火器とを組み合わせないようにして、上記の動作を繰り返すことで、目標と火器との組み合わせを順次決定する。
【0022】
[実施形態]
図1は、本発明の実施形態に係る割当装置の構成を示すブロック図である。
【0023】
割当装置100は、有効度行列生成部110と、目標・火器組み合わせ判定部120とを備える。なお、図1における矢印は、信号(データ)の流れを端的に示したものであり、信号(データ)が双方向に流れることを排除するものではない。
【0024】
有効度行列生成部110は、目標情報101と、火器情報102と、脅威度情報103とを受ける。目標情報101は、図示しないレーダ等で取得した少なくなくとも目標の位置と、目標の移動速度とを含む情報である。火器情報102は、少なくとも自らが保持する火器の位置と、有効射程を含む情報である。脅威度情報103は、少なくとも防護対象と、自らが保持する火器とが、目標から受ける被害の予測を含む情報である。
【0025】
有効度行列生成部110は、目標情報101と、火器情報102とに基づいて、全ての目標と火器との組み合わせに対して、交戦機会の多さを算出する。さらに、有効度行列生成部110は、算出した交戦機会の多さと脅威度情報103とを乗ずることで、目標に対する射撃の有効度を算出する。そして、有効度行列生成部110は、目標と、火器との全ての組み合わせについて、目標を列、火器を行とした有効度行列を含む有効度行列情報104を生成する。そして、有効度行列生成部110は、有効度行列情報104を、目標・火器組み合わせ判定部120に出力する。すなわち、有効度行列生成部110は、目標情報101と、火器情報102と、脅威度情報103に基づいて、有効度行列を生成する。なお、交戦機会の多さに脅威度情報103を乗ずることで、有効度を算出しているが、これは例示であり、本実施形態を限定するものではない。本実施形態は、脅威度情報103を交戦機会に加味することができれば、その方法に特に制限はない。
【0026】
図2は、本発明の実施形態に係る割当装置が算出する有効度行列を説明するための図である。以下、図1および図2を参照しつつ、目標・火器組み合わせ判定部120について説明する。
【0027】
図2において、有効度行列111は、有効度行列生成部110が生成する有効度行列の一例である。図2に示すように、有効度行列111は、例えば、m行n列の行列である。有効度行列111において、M11〜Mmnは、目標の脅威度を加味した、目標に対する火器の有効度である。例えば、M11は火器1の目標1に対する有効度であり、Mmnは火器mの目標nに対する有効度を示している。すなわち、有効度行列111は、n種類の目標と、m種類の火器との全ての組み合わせの有効度を含む。
【0028】
目標・火器組み合わせ判定部120は、火器iの有効度を算出するために、i行において最大の有効度であるMijと、Mijを有する行の有効度の平均値MAVGiとの有効度差ΔMを算出する。また、目標・火器組み合わせ判定部120は、全ての行において同様の演算を実行し、各行の有効度差ΔM〜ΔMを算出する。そして、目標・火器組み合わせ判定部120は、有効度差ΔM〜ΔMを比較し、最も大きい有効度差を有する行における最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを決定する。そして、目標・火器組み合わせ判定部120は、最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせの有効度を「0」とする。以後、目標・火器組み合わせ判定部120は、同様の演算を繰り返すことで、目標と、火器との組み合わせを順次決定することで目標・組み合わせ情報105を生成する。すなわち、目標・火器組み合わせ判定部120は、まず、最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを除外する。次いで、目標・火器組み合わせ判定部120は、最大の有効度に対応する目標と火器との組み合わせを除外した中かから、最大の有効度を持つ目標と火器との組み合わせを順次決定する。これにより、目標・火器組み合わせ判定部120は、各組み合わせの脅威度の要素を含む有効度の総和が最大となるように目標・組み合わせ情報105を決定することができる。そして、目標・火器組み合わせ判定部120は、目標・組み合わせ情報105を外部に出力する。
【0029】
上述のとおり、割当装置100は、有効度行列を形成する有効度の値を火器の目標に対する交戦機会に加えて、目標の脅威度を加味して算定するため、交戦機会が少なくとも脅威度が高い目標に対しては有効度を高く算出することができる。また、割当装置100は、有効度行列に基づいて目標・火器の組み合わせを決定する際には、各行における最大の有効度と、当該行の有効度の平均値の差を判定するため、有効度を持たない目標・火器組み合わせが存在する場合に当該行の有効度の平均値が低下する。このため、有効度を持たない目標・火器組み合わせが存在する場合には、当該行における最大有効度と、平均値との差が大きくなる。これにより、割当装置100は、有効度を持たない目標・火器組み合わせを有する行において、最大の有効度を有する組み合わせをより優先して選択することができる。すなわち、割当装置100は、交戦機会の少なさゆえに脅威度が高くともいずれの火器にも割り当てられない目標が存在するという状況を回避することができる。
【0030】
<その他の実施形態>
割当装置は、ハードウエアによって実現してもよいし、ソフトウエアによって実現してもよい。また、割当装置は、ハードウエアとソフトウエアの組み合わせによって実現してもよい。
【0031】
図5は、割当装置を構成する情報処理装置(コンピュータ)の一例を示すブロック図である。
【0032】
図5に示すように、情報処理装置300は、制御部(CPU:Central Processing Unit)310と、記憶部320と、ROM(Read Only Memory)330と、RAM(Random Access Memory)340と、通信インターフェース350と、ユーザインターフェース360とを備えている。
【0033】
制御部(CPU)310は、記憶部320またはROM330に格納されたプログラムをRAM340に展開して実行することで、割当装置の各種の機能を実現することができる。また、制御部(CPU)310は、データ等を一時的に格納できる内部バッファを備えていてもよい。
【0034】
記憶部320は、各種のデータを保持できる大容量の記憶媒体であって、HDD(Hard Disk Drive)、およびSSD(Solid State Drive)等の記憶媒体で実現することができる。また、記憶部320は、情報処理装置300が通信インターフェース350を介して通信ネットワークと接続されている場合には、通信ネットワーク上に存在するクラウドストレージであってもよい。また、記憶部320は、制御部(CPU)310が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。
【0035】
ROM330は、記憶部320と比べると小容量なフラッシュメモリ等で構成できる不揮発性の記憶装置である。また、ROM330は、制御部(CPU)310が読み取り可能なプログラムを保持していてもよい。なお、制御部(CPU)310が読み取り可能なプログラムは、記憶部320およびROM330の少なくとも一方が保持していればよい。
【0036】
なお、制御部(CPU)310が読み取り可能なプログラムは、コンピュータが読み取り可能な様々な記憶媒体に非一時的に格納した状態で、情報処理装置300に供給してもよい。このような記憶媒体は、例えば、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、CD−R/W、半導体メモリである。
【0037】
RAM340は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)及びSRAM(Static Random Access Memory)等の半導体メモリであり、データ等を一時的に格納する内部バッファとして用いることができる。
【0038】
通信インターフェース350は、有線または無線を介して、情報処理装置300と、通信ネットワークとを接続するインターフェースである。
【0039】
ユーザインターフェース360は、例えば、ディスプレイ等の表示部、およびキーボード、マウス、タッチパネル等の入力部である。
【符号の説明】
【0040】
100・・・割当装置
101・・・目標情報
102・・・火器情報
103・・・脅威度情報
104・・・有効度行列情報
105・・・目標火器・組み合わせ情報
110,210・・・有効度行列生成部
111,211・・・有効度行列
120,220・・・目標・火器組み合わせ判定部
200・・・目標・火器組合せ判定回路
300・・・情報処理装置
310・・・制御部(CPU)
320・・・記憶部
330・・・ROM
340・・・RAM
350・・・通信インターフェース
360・・・ユーザインターフェース
図1
図2
図3
図4
図5