特許7371528目標運動解析装置、目標運動解析方法、および目標運動解析プログラム
(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】
(24)【登録日】2023-10-23
(45)【発行日】2023-10-31
(54)【発明の名称】目標運動解析装置、目標運動解析方法、および目標運動解析プログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 3/802 20060101AFI20231024BHJP
【ＦＩ】
G01S3/802
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2020029332
(22)【出願日】2020-02-25
(65)【公開番号】P2021135085
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-11-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001461
【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】川崎 良道
【審査官】藤脇 昌也
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－００２９４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０５２９２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３４４５４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０５８０１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５４８１５０５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ １／７２ － １／８２
３／８０ － ３／８６
５／１８ － ５／３０
７／５２ － ７／６４
１５／００ － １５／９６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾処理部と、前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算部と、
前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定部と、
前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定部と、
前記第１航跡推定部が抽出した前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算部と、
前記パワー積分計算部による前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定部と、
を備える目標運動解析装置。
【請求項2】
前記目標追尾処理部は、前記推定方位を時系列で示す方位時系列情報を生成し、
前記分散計算部は、
前記方位時系列情報と、前記パワーの値を前記時系列で示すパワー時系列情報とを用いて、前記信号方位に関する分散を計算し、前記時系列で、前記信号方位に関する分散を示す分散時系列情報を生成し、
前記始点終点設定部は、
前記方位時系列情報と前記分散時系列情報とを用いて、前記信号方位に関する分散が前記許容閾値以下となる、前記時系列における時刻のうちの、最も早い時刻を前記始点として設定し、最も遅い時点を前記終点として設定する、請求項１に記載の目標運動解析装置。
【請求項3】
前記目標追尾処理部は、時刻毎の前記観測装置による観測から得られた前記パワーの値から推定される、該時刻毎の前記目標の前記推定方位を抽出し、
前記分散計算部は、
前記時刻毎の前記推定方位を示す時刻推定方位情報と、該時刻毎の前記パワーを示す情報とを用いて、該時刻毎の前記信号方位に関する分散を計算し、
前記始点終点設定部は、
前記信号方位に関する分散が前記許容閾値以下となる時刻を示す前記時刻推定方位情報を蓄積して記憶し、記憶した前記時刻推定方位情報が複数ある場合において、記憶した複数の前記時刻推定方位情報の各々が示す時刻のうち、最も早い時刻と最も遅い時刻との間の時間の長さが時間長閾値以上の場合には、該最も早い時刻、または前記追尾処理の開始時刻を前記始点として設定し、該最も遅い時刻、または前記追尾処理における最新時刻を終点として設定する、請求項１に記載の目標運動解析装置。
【請求項4】
前記始点終点設定部は、前記最も早い時刻と最も遅い時刻との間の時間において、前記観測装置が変針を行った場合には、該最も早い時刻を前記始点として設定し、該最も遅い時刻を前記終点として設定する、請求項３に記載の目標運動解析装置。
【請求項5】
前記分散計算部は、前記推定方位と、前記観測装置が信号を観測した方位である観測方位とから、前記信号方位に関する分散を計算する、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の目標運動解析装置。
【請求項6】
前記分散計算部は、前記信号方位のＳＮＲを計算する信号雑音比計算部と、
前記ＳＮＲを用いて前記信号方位に関する分散を計算する方位誤差計算部と、
を有し、
前記信号方位に関する分散は、前記信号方位の誤差分散である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の目標運動解析装置。
【請求項7】
目標の運動諸元の解析を行う目標運動解析装置によって実行される目標運動解析方法であって、整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、前記目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾ステップと、
前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算ステップと、
前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定ステップと、
前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定ステップと、
前記第１航跡推定ステップにおいて抽出された前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算ステップと、
前記パワー積分計算ステップによる前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定ステップと、
を含む目標運動解析方法。
【請求項8】
整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾機能と、前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算機能と、
前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定機能と、
前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定機能と、
前記第１航跡推定機能により抽出された前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算機能と、
前記パワー積分計算機能による前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定機能と、
をコンピュータに実現させる目標運動解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、目標から放射される音波の到来方位を含む観測値を用いて、目標の運動について解析する目標運動解析装置、目標運動解析方法、および目標運動解析プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、目標物から発せられる信号の観測データを用いて、目標物の運動諸元を求める目標運動解析が知られている（例えば、非特許文献１）。当該解析においては、目標追尾処理が行われ、当該目標追尾処理から出力された信号方位の、追尾開始時刻における方位である始点方位と、追尾最新時刻における方位である終点方位とが用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【文献】ブライアン・エイチ・マランダ（Brian H. Maranda）、ジョン・エー・フォウセット（John A. Fawcett）共著、「時空間積分による目標の検知および位置特定（Detection and Localization of Weak Targets by Space-Time Integration）」、大洋技術分野における電気電子技術者協会誌（IEEE Journal of Oceanic Engineering）、米国、電気電子技術者協会（Institute of Electrical and Electronics Engineers）、１９９１年４月、第１６巻、第２号、ｐ．１８９―１９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような始点方位および終点方位の各情報を用いての目標運動解析は、始点方位および終点方位の各情報の誤差が大きい場合には、得られる目標運動諸元の誤差も大きくなってしまう虞がある。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、目標運動諸元の推定精度の向上を図ることができる目標運動解析装置、目標運動解析方法、および目標運動解析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】
【0006】
本発明に係る目標運動解析装置は、整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾処理部と、前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算部と、前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定部と、前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定部と、前記第１航跡推定部が抽出した前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算部と、前記パワー積分計算部による前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定部と、を備える。
【0007】
本発明に係る目標運動解析方法は、目標の運動諸元の解析を行う目標運動解析装置によって実行される目標運動解析方法であって、整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、前記目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾ステップと、前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算ステップと、前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定ステップと、前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定ステップと、前記第１航跡推定ステップにおいて抽出された前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算ステップと、前記パワー積分計算ステップによる前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定ステップと、を含む。
【0008】
本発明に係る目標運動解析プログラムは、整相処理を行う観測装置から、該観測装置が受信した信号に対応するパワーの値を取得し、該パワーの値に基づいて、目標の追尾処理を行い、該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する目標追尾機能と、前記追尾処理の結果を用いて、前記観測装置が前記信号を受信した方位である信号方位に関する分散を計算する分散計算機能と、前記追尾処理の開始以降における前記信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点とし、最も遅い時刻を終点として設定する始点終点設定機能と、前記始点における前記推定方位である始点方位、および、前記終点における前記推定方位である終点方位に基づいて、前記目標の想定航跡を抽出する第１航跡推定機能と、前記第１航跡推定機能により抽出された前記想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分するパワー積分計算機能と、前記パワー積分計算機能による前記パワーの値の積分結果に基づいて前記目標の航跡を推定し、前記目標の運動諸元を推定する第２航跡推定機能と、をコンピュータに実現させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る目標運動解析装置、目標運動解析方法、および目標運動解析プログラムによれば、分散計算部が、信号方位に関する分散を計算し、始点終点設定部が、当該信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻の中から始点と終点とを設定する。そして第１航跡は、始点方位と終点方位とに基づいて目標の想定航跡を抽出する。すなわち、目標運動解析装置は、始点方位および終点方位として、誤差が小さいと考えられる目標の推定方位に設定する。これにより、想定航跡の抽出処理の精度が高くなり、当該想定航跡を用いた目標の航跡および運動諸元の推定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１に係る目標運動解析装置の機能ブロックを例示する図である。
【図2】第１航跡推定部による処理を説明するための図である。
【図3】目標と観測装置の位置関係を例示する図である。
【図4】従来の目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。
【図5】シミュレーションを行う際の、目標と観測装置との各移動経路を例示する模式図である。
【図6】シミュレーションにおいて設定されたＳＮＲを示す図である。
【図7】従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、終点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。
【図8】従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、始点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。
【図9】従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的速の誤差標準偏差を例示する図である。
【図10】従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的針の誤差標準偏差を例示する図である。
【図12】実施の形態１に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。
【図13】始点終点設定部による始点の設定処理を例示するフローチャートである。
【図14】始点終点設定部による終点の設定処理を例示するフローチャートである。
【図15】実施の形態１における第１航跡推定部による処理について、より詳細に説明するための図である。
【図16】第１航跡推定部による延長後の想定航跡を例示する図である。
【図17】実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、終点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。
【図18】実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、始点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。
【図19】実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的速の誤差標準偏差を例示する図である。
【図20】実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的針の誤差標準偏差を例示する図である。
【図22】実施の形態２に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。
【図23】実施の形態２における始点終点設定部による始点および終点の設定処理を例示するフローチャートである。
【図24】実施の形態３に係る目標運動解析装置の機能ブロックを例示する図である。
【図25】実施の形態３に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。
【図26】実施の形態４に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
実施の形態１．
以下、実施の形態１について図面に基づき説明する。図１は、実施の形態１に係る目標運動解析装置の機能ブロックを例示する図である。目標運動解析装置１は、受波器アレイ等を有する観測装置２が、音源である目標物から発信された信号を受信した際における、当該信号の到来方位に基づいて、当該目標物の位置および速度を推定するものである。以下では、目標運動解析装置１は、観測装置２を含まないものとして説明するが、含むものであってもよい。
以下、実施の形態１について図面に基づき説明する。図１は、実施の形態１に係る目標運動解析装置の機能ブロックを例示する図である。目標運動解析装置１は、受波器アレイ等を有する観測装置２が、音源である目標物から発信された信号を受信した際における、当該信号の到来方位に基づいて、当該目標物の位置および速度を推定するものである。以下では、目標運動解析装置１は、観測装置２を含まないものとして説明するが、含むものであってもよい。
【0012】
目標運動解析装置１は、目標追尾処理部１０、分散計算部１１、始点終点設定部１２、第１航跡推定部１３、パワー積分計算部１４、および第２航跡推定部１５を備える。なお、以下では、当該目標物を目標と記載し、当該信号の到来方位を信号方位と記載する。また以下では、目標の位置および速度を目標運動諸元とも記載する。なお、運動諸元とは、物体の位置と速度を指す。
【0013】
観測装置２は、受波器アレイを用いて、音波に対して指向性を付与する整相処理を行う。この際、観測装置２は、受波器アレイが各方位において受信した、音波の音圧、音響インテンシティ、または音響エネルギー等を、電力または電圧等のパワーに変換する。そして観測装置２は、当該パワーの値を目標追尾処理部１０に出力する。
【0014】
目標追尾処理部１０は、観測装置２から、方位毎のパワーの値の時系列のデータを取得する。以下では、整相処理によって得られた、方位毎のパワーの値の時系列のデータを、パワー時系列情報と記載する。
【0015】
目標追尾処理部１０は、目標の追尾処理を行う。なお以下では、目標の追尾処理を目標追尾処理と記載する場合もあるとする。ここで追尾処理とは、観測装置２から得た観測結果をもとにして、ディジタル処理によって追尾対象である目標の位置および速度等を推定し、この推定結果に基づき、次のサンプリング時刻での目標からの信号を観測するよう観測装置２を制御することを指すとする。なお、このディジタル処理を追尾フィルタ処理と記載する。以下、目標追尾処理部１０による処理をより詳細に説明する。
【0016】
目標追尾処理部１０は、パワー時系列情報から、目標が位置すると推定される方位の時系列のデータを取得する。以下では、当該時系列のデータを方位時系列情報と記載する。目標追尾処理部１０は、追尾フィルタ処理として、例えば、従来から知られているαβフィルタ処理を用いる場合には、次の数１式～数４式により方位時系列情報を算出することができる。
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】
【数3】
【0020】
【数4】
【0021】
ここで、θＳ(ｔｋ)は、サンプリング時刻ｔｋにおいて、目標が位置する方位として推定される方位の値を示す。当該目標が位置する方位として推定される方位の値を平滑値とも記載する。また、以下では、サンプリング時刻を、時刻と記載する場合もある。θｐ(ｔｋ)は、時刻ｔｋにおいて、目標が位置すると予測される方位の値を示す。なお、目標が位置すると予測される方位の値を予測値とも記載する。
【0022】
θｏｂｓ(ｔｋ)は、時刻ｔｋにおける信号方位の観測値である。以下では、当該信号方位の観測値を観測方位と記載する場合もある。また、上部に「・」が付された「θ」を、「θ・」と表すと、θ・
Ｓ(ｔｋ)は、時刻ｔｋにおいて、目標の方位の時間的変化率として推定されるものであり、当該推定される時間的変化率の値も平滑値と記載する場合もあるとする。θ・
ｐ(ｔｋ)は、時刻ｔｋにおいて、目標の方位の時間的変化率として予測される値であり、これも予測値と記載する場合もあるとする。αは信号方位のゲインであり、βは信号方位の時間的変化率のゲイン、Ｔはサンプリングの時間間隔である。αとβの各値は、文献または実験等に基づいて設定される。
【0023】
ここで、音波は、一方向にのみ伝搬するものではなく、あらゆる方向へ伝搬するものである。そして、各方向における音波は、互いに干渉し合う場合も多い。このため、１つの音源から同時に発信された音波であっても、観測装置２において受信される当該音波の来訪方位は一方向とは限らない。しかし、目標が実際に存在する方位からの信号の強度は、他の方向から信号の強度より高いと推定される。このため、平滑値における信号方位は、目標が存在すると推定される方位である。このような、目標が存在すると推定される信号方位であって、平滑値または予測値における信号方位を、推定方位と記載する場合もあるとする。また、以下では、方位時系列情報を、信号方位の平滑値の時系列情報、または、信号方位の平滑値と予測値との時系列情報とする。なお、上記αβフィルタ処理は、追尾フィルタ処理の一例であり、方位時系列情報が出力可能であれば、いかなる種類の処理でもよい。
【0024】
分散計算部１１は、観測方位の分散の時系列のデータ、すなわち、推定方位からの観測方位の分散を算出する。以下では、当該分散の時系列のデータを分散時系列情報と記載する。なお、推定方位からの観測方位の分散は、信号方位に関する分散の例である。
【0025】
分散計算部１１は、上記αβフィルタ処理による処理結果を用いて分散時系列情報を算出してもよい。この場合には、予め定められた時間幅Ｔにおける各サンプリング時刻ｔｋ（ｋ＝１～Ｎ）における、上記平滑値θＳ（ｔｋ）と観測値θｏｂｓ（ｔｋ）との差であるΔθ（ｔｋ）（Δθ（ｔｋ）＝θｏｂｓ（ｔｋ）－θＳ（ｔｋ））を算出する。ここで、時間幅Ｔは、目標運動解析装置１において予め設定されているものでもよいし、ユーザによって目標運動解析装置１に設定されるものでもよい。Ｎは、時間幅Ｔにおけるサンプリング数に相当する。分散計算部１１は、Δθ（ｔｋ）を用いて、以下の数５式から分散を算出する。
【0026】
【数5】
【0027】
始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０によって得られた方位時系列情報等を用いて、始点と終点とを設定する。以下、始点と終点について説明する。
【0028】
後に詳述するように、第１航跡推定部１３は、推定方位を用いて目標の航跡の候補を抽出する。ここで航跡とは、目標が辿った経路、および、目標が辿る経路を指すとする。第１航跡推定部１３によって抽出される航跡の候補、および抽出された航跡の候補を、以下では想定航跡と記載する場合もある。第１航跡推定部１３が、想定航跡を求める際に用いる、方位時系列情報における信号方位のうち、最も早い時点における信号方位を始点方位とする。また、当該最も早い時点を始点とする。一方、第１航跡推定部１３が、想定航跡を求める際に用いる、方位時系列情報における信号方位のうち、最も遅い時点における信号方位を終点方位とする。また、当該最も遅い時点を終点とする。始点終点設定部１２による始点と終点との設定処理については、従来技術における設定処理も含めて後述する。始点が定まれば始点方位が定まり、終点が定まれば終点方位が定まるため、始点終点設定部１２は、始点と終点とを設定することにより、始点方位と終点方位とを設定する。
【0029】
第１航跡推定部１３は、始点終点設定部１２が設定した始点方位に関するデータおよび終点方位に関するデータと、以下に説明する最大距離および最小距離とを用いて、目標の航跡として考えられる候補を抽出する。最大距離は、推定方位の線上に存在すると推定される目標と、観測装置２との間の最大の距離である。最大距離は、推定方位の線上における観測装置２からの距離のうち、例えば、当該観測装置２における受波器などのセンサの最大の探知距離でもよい。最小距離は、推定方位の線上において目標が観測装置２と最も近付いたと考えられる場合の、当該目標と当該観測装置２との間の推定距離である。
【0030】
図２は、第１航跡推定部による処理を説明するための図である。なお、理解を容易にするため、目標と観測装置２とは２次元のｘｙ平面上を移動しているとし、目標は等速直線運動をしているとする。図２においては、観測装置２の位置は四角形で示され、目標の位置として推定される位置は丸で示されている。図２において観測装置２は、始点の時刻ｔｓｔａｒｔから、終点における時刻ｔｅｎｄまでの間に太い実線に沿う移動を行ったものとし、時刻ｔｓｔａｒｔにおける観測装置２の位置をＯｓｔａｒｔとし、時刻ｔｅｎｄにおける観測装置２の位置をＯｅｎｄとする。
【0031】
図２では観測装置２は、一回の変針を行っている。この理由は、以下のようになる。まず、パッシブな観測により得られるデータからは、観測装置２から目標までの距離を得ることができないことが多い。また、観測装置２と目標とがそれぞれ等速直線運動を行っている場合において、観測装置２の観測対象が信号方位のみの場合には、観測装置２が変針を一度も行わなければ、目標の運動は一意的に定まらなくなる。このようなことから、目標運動諸元の推定において観測装置２は少なくとも一回は変針を行う場合が少なくはない。
【0032】
図２において、時刻ｔｓｔａｒｔにおける推定方位を示す方位線は、直線Ｌｓｔａｒｔであり、時刻ｔｅｎｄにおける推定方位を示す方位線は、直線Ｌｅｎｄである。このため、時刻ｔｓｔａｒｔにおいて目標が存在すると推定される位置は、方位線Ｌｓｔａｒｔ上であって、目標が観測装置２に最も近づいたと考えられる位置Ａｓｔａｒｔから、観測装置２における受波器等のセンサが探知できる上限の距離における位置Ｂｓｔａｒｔまでの範囲における位置となる。このとき位置Ｏｓｔａｒｔと位置Ａｓｔａｒｔとの間の距離Ｄｓminが時刻ｔｓｔａｒｔでの最小距離となり、位置Ｏｓｔａｒｔと位置Ｂｓｔａｒｔとの間の距離Ｄｓmａｘが時刻ｔｓｔａｒｔでの最大距離となる。
【0033】
同様に、時刻ｔｅｎｄにおける目標の位置は、直線Ｌｅｎｄ上であって、目標が観測装置２に最も近づいたと考えられる位置Ａｅｎｄから、観測装置２が探知できる上限の距離における位置Ｂｅｎｄまでの範囲内にあると推定される。このとき位置Ｏｅｎｄと位置Ａｅｎｄとの間の距離Ｄｅminが時刻ｔｅｎｄでの最小距離となり、位置Ｏｅｎｄと位置Ｂｅｎｄとの間の距離Ｄｅmａｘが時刻ｔｅｎｄでの最大距離となる。
【0034】
図２では、直線Ｌｓｔａｒｔにおける各点と、直線Ｌｅｎｄにおける各点とを結ぶ全ての経路が、時刻ｔｓｔａｒｔから時刻ｔｅｎｄまでの間における目標の航跡の候補となりうる。位置Ａｓｔａｒｔから位置Ａｅｎｄまでの経路、位置Ａｓｔａｒｔから位置Ｂｅｎｄまでの経路、位置Ｂｓｔａｒｔから位置Ａｅｎｄまでの経路、または、位置Ｂｓｔａｒｔから位置Ｂｅｎｄまでの経路等、破線で示される直線で示される経路は、航跡の候補の例である。
【0035】
第１航跡推定部１３は、図２において直線Ｌｓｔａｒｔと直線Ｌｅｎｄの各方位線上において、目標の位置として考えられる点を選択する。実施の形態１における第１航跡推定部１３は、これらの各方位線上の、観測装置２から最小距離となる点と、観測装置２から最大距離となる点との間における、予め定められた間隔で位置する点を、目標の位置として考えられるものとして選択する。なお、当該間隔は、観測装置２から、最小距離となる点と、最大距離となる点との間の距離よりも短い。そして、第１航跡推定部１３は、直線Ｌｓｔａｒｔにおいて選択した全ての点の各々と、直線Ｌｅｎｄにおいて選択した全ての点の各々とを結ぶ経路を、想定航跡とする。なお、実施の形態１における第１航跡推定部１３は、始点ｔｓｔａｒｔより前の時刻における推定方位を、想定航跡を抽出する際に用いない。同様に、実施の形態１における第１航跡推定部１３は、終点ｔｅｎｄより後の時刻における推定方位を、想定航跡を抽出する際に用いない。これらのことについては、後に詳述する。
【0036】
パワー積分計算部１４は、第１航跡推定部１３が出力した想定航跡を用いて、目標が、存在した、または、存在すると推定される位置等の時系列のデータを計算する。以下、図３を参照して具体的に説明する。図３は、目標と観測装置の位置関係を例示する図である。なお、理解容易のために、目標と観測装置２は、ｘｙ平面で表される水平面上を移動するものとする。また、観測装置２から見て、ｙ軸に対して時計回りの方位を正とする。図３においても、目標を丸によって示し、観測装置２を四角によって示す。目標運動諸元を、図３に示すように、［ｘｔ（ｔ）、ｙｔ（ｔ）、ｖｘｔ、ｖｙｔ］Ｔとする。ｘｔ（ｔ）は目標の位置のｘ成分、ｙｔ（ｔ）は目標の位置のｙ成分、ｖｘｔは目標の速度のｘ成分、ｖｙｔは目標の速度のｙ成分である。また、観測装置２の運動諸元を、［ｘＯ（ｔ）、ｙＯ（ｔ）、ｖｘＯ（ｔ）、ｖｙＯ（ｔ）］Ｔとする。ｘＯ（ｔ）は観測装置２の位置のｘ成分、ｙＯ（ｔ）は観測装置２の位置のｙ成分、ｖｘＯ（ｔ）は観測装置２の速度のｘ成分、ｖｙＯ（ｔ）は観測装置２の速度のｙ成分である。なお、観測装置２のこれらの運動諸元は既知であるとする。
【0037】
第１航跡推定部１３が出力した想定航跡のインデックスをｐとする。また、目標追尾処理部１０による追尾処理の開始時刻をｔ１とし、最新時刻をｔＲとする。この場合において、始点ｔｓｔａｒｔは、ｔ１より後であって、終点ｔｅｎｄよりも前の時刻であり、終点ｔｅｎｄは、ｔＲよりも前の時刻である。この場合において、想定航跡から推定される目標の始点における位置は、［ｘｔ（ｔｓｔａｒｔ、ｐ）、ｙｔ（ｔｓｔａｒｔ、ｐ）］Ｔとなる。一方、想定航跡から推定される目標の終点における位置は、［ｘｔ（ｔｅｎｄ、ｐ）、ｙｔ（ｔｅｎｄ、ｐ）］Ｔとなる。
【0038】
目標の運動が等速直線運動であるとすると、想定航跡から推定される目標の速度のｘ成分ｖｘｔ（ｐ）は数６式で示されるものになり、ｙ成分ｖｙｔ（ｐ）は数７式で示されるものになる。
【0039】
【数6】
【0040】
【数7】
【0041】
この場合において、想定航跡から推定される、任意の時刻ｔｋにおける目標の位置のｘ成分ｘｔ（ｔｋ、ｐ）は数８式で示され、ｙ成分ｙｔ（ｔｋ、ｐ）は数９式に示される。なお、時刻ｔｋは、時刻ｔｓｔａｒｔ以降の時刻であって、時刻ｔｅｎｄ以前の時刻である。
【0042】
【数8】
【0043】
【数9】
【0044】
数８式および数９式に示すように、始点と終点のそれぞれにおける目標の位置等から、始点と終点の間の各時刻の目標の位置が表せる。なお、上記ｘｔ（ｔｋ、ｐ）およびｙｔ（ｔｋ、ｐ）等を用いて、時刻ｔｋにおける目標と観測側との間の距離ｒｒ（ｔｋ、ｐ）は、数１０式により示される。なお、以下では、目標と観測側との間の距離を相対距離と記載する場合もあるとする。
【0045】
【数10】
【0046】
また、時刻ｔｋにおける観測装置２からの目標の方向である相対方向の単位ベクトルｅｒ（ｔｋ、ｐ）は、数１１式のように表せる。
【0047】
【数11】
【0048】
数１１式から、時刻ｔｋにおける目標の方位θ（ｔｋ、ｐ）は、数１２式で示される。
【0049】
【数12】
【0050】
また、時刻ｔｋにおける観測装置２から見た目標の速度である相対速度ｖｒ（ｔｋ、ｐ）は、上記ｖｘｔ（ｐ）およびｖｙｔ（ｐ）等を用いて、数１３式で表せる。
【0051】
【数13】
【0052】
以上のようにして、パワー積分計算部１４は、数６式～数１３式に示すように、想定航跡から、各時刻の目標運動諸元、および目標が位置する方位等を推定する。目標運動諸元を計算する。
【0053】
パワー積分計算部１４は、観測装置２による整相処理によって得られた時刻毎のパワーを、想定航跡毎に、始点から終点までの各時刻における、推定される目標の方位であって、数１２式で示される方位に沿って積分する。すなわち、パワー積分計算部１４は、整相処理によって得られた時刻毎のパワーを、想定航跡に沿って積分する。より詳細には、パワー積分計算部１４は、時刻ｔｋ、および、目標の方位θ（ｔｋ、ｐ）におけるパワーＢ（ｔｋ、θ（ｔｋ、ｐ））を用いて、数１４式に示す＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞を算出する。なお、数１４式における＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞は、始点における時刻ｔｓｔａｒｔにおけるＢ（ｔｓｔａｒｔ、θ（ｔｓｔａｒｔ、ｐ））から、終点における時刻ｔｅｎｄにおけるＢ（ｔｅｎｄ、θ（ｔｅｎｄ、ｐ））までの各時刻ｔｋにおけるＢ（ｔｋ、θ（ｔｋ、ｐ））の総和である。以下では、＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞をＢＢＦ（ｐ）と記載する場合もあるとする。
【0054】
【数14】
【0055】
なお、実施の形態１においては、パワー積分計算部１４は、目標追尾処理部１０を介して観測装置２からパワーの値を取得するものとするが、通信機能を有してもよく、観測装置２から直接パワーの値を取得してもよい。
【0056】
第２航跡推定部１５は、上記ＢＢＦ（ｐ）が最大となる航跡を抽出する。ＢＢＦ（ｐ）が最大となる航跡から、目標運動諸元が求まる。
【0057】
次に、従来の目標運動解析装置による解析手法とその問題点について記載する。図４は、従来の目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。なお、図４において、処理を示す内容は、四角形で囲まれた部分に示されている。一方、処理において用いられる情報、または、処理において出力される情報は、四角形で囲まれない部分に示されている。実線で示される矢印は、処理の流れを示し、当該矢印が向く方向に処理が移行する。一方、破線で示される矢印のうち、情報を示す部分から、処理を示す部分に向かう矢印は、当該処理において当該情報が用いられることを示し、処理を示す部分から、情報を示す部分に向かう矢印は、当該処理から当該情報が得られることを示す。
【0058】
ステップＳ１において従来の目標運動解析装置は、上述した目標追尾処理部１０と同様に、整相処理から得られたパワー時系列情報を用いた追尾処理により、上述の数１式等に示される方位時系列情報を算出する。
【0059】
ステップＳ２において当該目標運動解析装置は、ステップＳ１において得られた方位時系列情報における始点方位および終点方位と、上述した最大距離および最小距離と、を用いて、目標の想定航跡を求める。この場合において従来の目標運動解析装置が始点方位として用いるものは、目標追尾処理の開始時刻ｔ１における信号方位である場合が多い。一方、終点方位として用いるものは、目標追尾処理における最新時刻ｔＫでの信号方位である場合が多い。このため、従来の目標運動解析装置においては、始点は目標追尾処理の開始時刻ｔ１となり、終点は目標追尾処理の最新時刻ｔＫとなる場合が多い。
【0060】
ステップＳ３において目標運動解析装置は、上述したパワー積分計算部１４と同様に、ステップＳ２から得られた想定航跡を用いて、上述の数６式～数９式から、各時刻における目標の位置および速度等を推定する。ただし、従来の目標運動解析装置が推定する目標の位置および速度等は、数６式～数９式のそれぞれにおいて、時刻ｔｓｔａｒｔを時刻ｔ１に置き換え、且つ、時刻ｔｅｎｄを時刻ｔＫに置き換えて得られるものである。目標運動解析装置は、推定した目標の位置および速度等の値を用いて、数１２式によって表される、時刻ｔ１から時刻ｔＫまでの各時刻における目標の方位を算出する。そしてステップＳ３において目標運動解析装置は、整相処理によって得られた時刻毎のパワーを、想定航跡毎に、数１２式から算出された目標の方位に沿って積分し、上述した数１４式で示されるＢＢＦ（ｐ）を求める。なお、従来の目標運動解析装置によって求められるＢＢＦ（ｐ）は、数１４式において、目標追尾処理の開始時刻ｔ１におけるＢ（ｔ１、θ（ｔ１、ｐ））から、当該目標追尾処理の最新時刻ｔＫにおけるＢ（ｔＫ、θ（ｔＫ、ｐ））までの、各Ｂ（ｔｋ、θ（ｔｋ、ｐ））の総和である。ステップＳ４において目標運動解析装置は、ＢＢＦ（ｐ）が最大となる航跡ｐを抽出し、当該航跡ｐから目標運動諸元を求める。
【0061】
上述した従来の目標運動解析装置による目標の運動諸元の解析では、始点方位の誤差が大きい場合、および、終点方位の誤差が大きい場合には、推定する目標の運動諸元の誤差が大きくなる可能性が否定できない。このような状況を例示するため、従来の目標運動解析処理を用いたシミュレーションを行った。図５は、シミュレーションを行う際の、目標と観測装置との各移動経路を例示する模式図である。図５における破線が観測装置２の移動経路を示し、実線が目標の移動経路を示す。なお、これらの移動経路は、それぞれの移動経路に隣接する矢印方向に沿うとする。また、当該シミュレーションにおいて観測装置２は、図５に示すように３回変針を行うとする。そして、当該シミュレーションは、３０回試行されるとする。
【0062】
また、当該シミュレーションでは、時間の経過と共に、観測装置２と目標とは、互いに近づいていくとする。信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）は、観測装置２と目標との間の距離である相対距離などにより変化するが、相対距離が長いほど、ＳＮＲは低くなることが多い。図６は、シミュレーションにおいて設定されたＳＮＲを示す図である。当該ＳＮＲは、図５に示す相対距離に応じて、高くなるものとする。なお、時刻ｔが０［秒］の場合におけるＳＮＲは０［ｄＢ］であるとする。
【0063】
ここで、水平方向における目標と観測装置２との各位置をｘ座標とｙ座標とで示し、ｙ軸の正方向を真北方向とする。また、図３と同様に、ｘｙ平面におけるｙ軸からの角度の、時計回り方向を正とする。すると、目標の針路である的針θｔは、目標の速度のｘ成分ｖｘｔおよびｙ成分ｖｙｔを用いて以下の数１５式で表すことができ、目標の速さである的速ｖｔは、ｖｘｔおよびｖｙｔを用いて以下の数１６式で表すことができる。
【0064】
【数15】
【0065】
【数16】
【0066】
当該シミュレーションにおいて、目標運動諸元の真値は既知であるとする。試行回数がｉ（ｉ：１以上３０以下の自然数）における、終点での相対距離の推定値をｒｒ
ｅｓｔ（ｔＫ、ｉ）とし、その真値をｒｒ
ｔｒｕｅ（ｔＫ）とする。すると試行毎の誤差εｒ（ｔＫ、ｉ）は、次の数１７式で表すことができる。なお、ここでの終点は時刻ｔＫである。
【0067】
【数17】
【0068】
終点における相対距離の誤差の分散ｒｅｒｒＳＴＤ（ｔＫ）は、εｒ（ｔＫ、ｉ）を用いて次の数１８式により求めることができる。なお、以下では誤差の分散の平方根である標準偏差を、誤差標準偏差と記載する場合もあるとする。
【0069】
【数18】
【0070】
Ｉは試行回数であり、ここでは３０である。終点における相対距離の誤差の分散と同様に、始点における相対距離の誤差の分散、的速の誤差の分散、および、的針の誤差の分散も計算することができる。図７は、従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、終点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。図８は、従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、始点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。図９は、従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的速の誤差標準偏差を例示する図である。図１０は、従来の目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的針の誤差標準偏差を例示する図である。なお、上述したように、的速は目標の速さであり、的針は目標の進む方位であることより、これらを用いて、ベクトルである、目標の速度を求めることができる。
【0071】
図７～図１０における横軸は、シミュレーションにおける時刻を示す。なお、シミュレーションの開始時刻を０［秒］とし、２１３０［秒］までの間に、目標と観測装置２とは、図５に示す経路を移動したとする。この場合において、図７における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、終点での相対距離の誤差標準偏差を示す。同様に、図８における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、始点での相対距離の誤差標準偏差を示す。また、図９における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、的速の誤差標準偏差を示し、図１０における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、的針の誤差標準偏差を示す。
【0072】
図１１は、図７に示した、終点における相対距離の誤差標準偏差の値を例示する図である。図１１には、時刻１２００［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、時刻１８００［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、時刻２１３０［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、が示されている。図１１に示されるように、シミュレーションの最終時刻である２１３０［秒］において、終点における相対位置の誤差標準偏差は、１４．６［％］である。すなわち、終点における相対距離の誤差には、１４．６％のばらつきがある。これにより、従来の目標運動解析においては、終点における相対距離に、大きな誤差がある場合も否定できなくなる。また、相対距離がより正確に得られるほど、誤差は小さくなると共に、当該誤差のばらつきも小さくなると考えられる。始点における相対距離、的速、および的針についても同様と考えられる。実施の形態１に係る目標運動解析装置１は、以下のようにして、これらの誤差のばらつきを小さくし、より正確な目標運動諸元を得るものである。
【0073】
目標運動解析装置１は、従来の目標運動解析装置による処理に加えて、上述した分散計算部１１による処理であって、各時刻における推定方位からの観測方位の分散の算出処理を行う。なお、当該分散は、上記数５式によって示される。ここで、数５式は、αβフィルタ処理を用いた場合における分散を示すが、αβフィルタ処理以外にも、目標追尾処理部１０が複数の時刻の信号方位の観測値を用いて追尾を行うものであれば、分散計算部１１は複数の時刻の各々における分散の算出が可能であり、分散時系列情報の生成が可能であるため、上記ディジタル処理はαβフィルタ処理に限定されない。
【0074】
また、実施の形態１における始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０によって得られた方位時系列情報と、分散計算部１１によって得られた分散時系列情報と、分散許容閾値とを用いて、始点と終点とを設定する。なお、分散許容閾値とは、許容される最大の分散の値を指し、閾値として用いられるものである。分散許容閾値は、他の構成要素または目標運動解析装置１のユーザにより入力されるものでもよいし、始点終点設定部１２に予め記憶されているものでもよい。なお、分散許容閾値は許容閾値の例である。
【0075】
ここで、方位時系列情報には、目標追尾処理部１０が目標の追尾処理を開始した時点から最新の時点までの時刻毎の平滑値等が示され、分散時系列情報には、目標追尾処理部１０が目標の追尾処理を開始した時点から最新の時点までの時刻毎の分散が示されている。始点終点設定部１２は、当該追尾処理の開始時刻から最新時刻までの間の時刻の中から、始点と終点とを設定する。
【0076】
図１２は、実施の形態１に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。なお、図１２では、図４と同様に、処理を示す内容は、四角形で囲まれた部分に示され、処理に用いられる情報、または、処理において出力される情報は、四角形で囲まれない部分に示されている。また、実線で示される矢印は、処理の流れを示し、当該矢印が向く方向に処理が移行する。一方、破線で示される矢印のうち、情報を示す部分から、処理を示す部分に向かう矢印は、当該処理において当該情報が用いられることを示し、処理を示す部分から、情報を示す部分に向かう矢印は、当該処理から当該情報が得られることを示す。
【0077】
ステップＳ１０において目標追尾処理部１０は、観測装置２から取得したパワー時系列情報に基づいて、目標の追尾処理を行い、方位時系列情報を生成する。ステップＳ１１において分散計算部１１は、目標追尾処理部１０を介して観測装置２から取得したパワー時系列情報と、目標追尾処理部１０から取得した方位時系列情報とを用いて、推定方位からの観測方位の分散を算出する。
【0078】
ステップＳ１２において始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０によって得られた方位時系列情報と、分散計算部１１によって得られた分散時系列情報と、分散許容閾値とを用いて、始点と終点とを設定する。なお、始点終点設定部１２による始点と終点との設定処理は、図１３を参照して後述する。
【0079】
ステップＳ１３において第１航跡推定部１３は、始点終点設定部１２が設定した始点から終点までの間における、目標の航跡の候補を取得する。この場合において第１航跡推定部１３は、上述したように、始点方位における最小距離と最大距離との間における各位置であって、互いに予め定められた距離間隔だけ離れている各位置から、終点方位における最小距離と最大距離との間における各位置であって、互いに予め定められた距離間隔だけ離れている各位置までを結ぶ経路を、想定航跡とする。
【0080】
ステップＳ１４においてパワー積分計算部１４は、ステップＳ１３において得られた想定航跡を用いて、上述した数６式～数９式により、各時刻における目標の位置および速度等を推定する。またパワー積分計算部１４は、推定した目標の位置および速度等の値を用いて、数１２式によって表される、時刻ｔｓｔａｒｔから時刻ｔｅｎｄまでの各時刻における目標の方位を算出する。パワー積分計算部１４は、当該各時刻における目標の方位を用いて、整相処理によって得られた時刻毎のパワーを、数１４式に示すように積分する。すなわち、パワー積分計算部１４は、整相処理によって得られた時刻毎のパワーを想定航跡に沿って積分する。ステップＳ１５において第２航跡推定部１５は、ステップＳ１４で得られた積分結果であるＢＢＦ（ｐ）が最大となる航跡ｐを抽出し、当該航跡ｐから目標運動諸元を求める。
【0081】
以降では、始点終点設定部１２による始点と終点との設定処理について詳述する。図１３は、始点終点設定部による始点の設定処理を例示するフローチャートである。図１４は、始点終点設定部による終点の設定処理を例示するフローチャートである。始点の設定処理と終点の設定処理は、並列的にして実行されてもよいし、直列的に実行されてもよいが、当該一例においては、始点の設定処理が先に実行されるなど、後述するステップＳ２４またはステップＳ２７における処理が、後述するステップＳ３５における処理よりも先に行われるとする。
【0082】
図１３におけるステップＳ２０において始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から方位時系列情報を取得し、分散計算部１１から上述の分散時系列情報を取得する。なお、始点終点設定部１２が、ステップＳ２０以前に、後述する終点の設定処理を既に開始し、後述するステップＳ３０における処理により、既に方位時系列情報と分散時系列情報とを保持している場合には、ステップＳ２０による処理は省かれてもよい。
【0083】
ステップＳ２１において始点終点設定部１２は、時刻のインデックスｋに、方位時系列情報および分散時系列情報における時刻のうちの最も早い時刻である、目標追尾処理の開始時刻ｔ１のインデックスの値である１を格納する。ステップＳ２２において始点終点設定部１２は、分散時系列情報における、インデックスｋの時刻ｔｋにおける分散σθ
２（ｔｋ）の平方根σθ（ｔｋ）を算出する。なお当該平方根σθ（ｔｋ）も以下では分散と記載する。
【0084】
ステップＳ２３において始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下であるか否かを判定する。分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下である場合には（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４において始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを始点ｔｓｔａｒｔとして設定する。これに伴って始点終点設定部１２は、始点方位θｓｔａｒｔを、方位時系列情報における時刻ｔｋでの推定方位θ（ｔｋ）とする。ステップＳ２４の処理後、始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔの設定処理を終了する。
【0085】
ステップＳ２３において分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合には（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２５において始点終点設定部１２は、時刻のインデックスｋの値が、方位時系列情報と分散時系列情報における最新の時刻ｔＫのインデックスであるＫ以上か否かを判定する。ｋの値がＫより小さい場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、ステップＳ２６において始点終点設定部１２は、ｋの値に１を加算した値を、ｋに格納する。ステップＳ２６の処理後、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ２２に戻す。
【0086】
ステップＳ２５においてｋの値がＫ以上の場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、ステップＳ２７において始点終点設定部１２は、目標追尾処理の開始時刻ｔ１を始点ｔｓｔａｒｔとして設定する。これに伴って始点終点設定部１２は、始点方位θｓｔａｒｔを、方位時系列情報における時刻ｔ１での推定方位θ（ｔ１）とする。ステップＳ２７の処理後、始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔの設定処理を終了する。
【0087】
なお、上記のステップＳ２４において始点終点設定部１２が、時刻ｔｋを始点として設定することにより、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下となる時刻ｔｋのうちの最も早い時刻ｔｋが始点となる。ここで、推定方位からの観測方位の分散が大きいということは、信号の受信の際に、目標の運動諸元を求める際に不要となるノイズも多く受信されたことを意味すると考えられる。このようなノイズにより目標の運動諸元の解析精度も低下してしまい、また、ノイズが多い状態での目標運動諸元の解析は不要な処理となることもある。また、このような状態で解析された目標運動諸元を用いることにより、不測の事態を被る虞もある。このため、実施の形態１における目標運動解析装置１は、始点終点設定部１２による処理以降の目標運動諸元を求めるための処理において、方位時系列情報における、始点より前の時点における推定方位等を示す情報を用いない。
【0088】
また、ＳＮＲは、目標と観測装置２との間の相対距離が短いほど高くなるが、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下となったタイミングにおいて、相対距離が、目標運動解析装置１が目標運動諸元を所望の精度で求めるための十分な距離にまで縮まったとも考えられ、始点以降の時刻においても相対距離が急に長くなるとも考えにくく、また、相対距離が長くない場合には、例えば、目標との衝突を抑制するためにも目標運動諸元が解析され続けることが好ましい場合もある。このため、始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下となる時刻ｔｋのうちの最も早い時刻ｔｋを始点ｔｓｔａｒｔとし、第１航跡推定部１３は、方位時系列情報において始点ｔｓｔａｒｔ以降の情報を航跡の候補を求める際に用いる。
【0089】
一方、ステップＳ２７において始点終点設定部１２は、分散時系列情報における全ての時刻での各分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合には、従来と同様に、始点ｔｓｔａｒｔを目標追尾処理の開始時刻ｔ１とする。このように設定することにより、ノイズが多いながらも、第１航跡推定部１３などによる以降の目標運動諸元の解析処理が進められるが、例えば、目標運動解析装置１がユーザに対して、目標の運動諸元の誤差が大きくなる可能性があることを通知しつつ、目標運動諸元を解析することによって、ユーザは種々の情報を得ることができ、より適切な判断ができるようになる。
【0090】
次に、始点終点設定部１２による終点の設定処理について、図１４を参照して説明する。ステップＳ３０において始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から方位時系列情報を取得し、分散計算部１１から上述の分散を取得する。なお、始点終点設定部１２が、始点の設定処理を既に開始し、ステップＳ２０における処理により既に方位時系列情報と分散時系列情報とを保持している場合には、ステップＳ３０による処理は省かれてもよい。
【0091】
ステップＳ３１において始点終点設定部１２は、時刻のインデックスｋに、方位時系列情報および分散時系列情報における時刻のうちの最も遅い時刻である、目標追尾処理における最新時刻ｔＫのインデックスの値であるＫを格納する。ステップＳ３２において始点終点設定部１２は、分散時系列情報における、インデックスｋの時刻ｔｋにおける分散σθ
２（ｔｋ）の平方根である分散σθ（ｔｋ）を算出する。
【0092】
ステップＳ３３において始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下であるか否かを判定する。分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下である場合には（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３４において始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを終点ｔｅｎｄとして設定する。これに伴って始点終点設定部１２は、終点方位θｅｎｄを、方位時系列情報における時刻ｔｋでの推定方位θ（ｔｋ）とする。ステップＳ３４の処理後、始点終点設定部１２は、終点ｔｅｎｄの設定処理を終了する。
【0093】
ステップＳ３３において分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合には（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３５において始点終点設定部１２は、時刻のインデックスｋの値が、ステップＳ２４またはステップＳ２７において設定された始点ｔｓｔａｒｔのインデックスの値以下か否かを判定する。ｋの値が、始点ｔｓｔａｒｔのインデックスの値より大きい場合には（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３６において始点終点設定部１２は、ｋの値から１を減算した値を、ｋに格納する。ステップＳ３６の処理後、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ３２に戻す。
【0094】
ステップＳ３５においてｋの値が、始点ｔｓｔａｒｔのインデックスの値以下の場合には（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３７において始点終点設定部１２は、目標追尾処理における最新時刻ｔＫを終点ｔｅｎｄとして設定する。これに伴って始点終点設定部１２は、終点方位θｅｎｄを、方位時系列情報における時刻ｔＫでの推定方位θ（ｔＫ）とする。ステップＳ３７の処理後、始点終点設定部１２は、終点ｔｅｎｄの設定処理を終了する。
【0095】
なお、上記のステップＳ３４において始点終点設定部１２が、時刻ｔｋを終点ｔｅｎｄとして設定することにより、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下となる時刻ｔｋのうちの最も遅い時刻ｔｋが終点ｔｅｎｄとなる。ユーザは、終点ｔｅｎｄより後における誤差の大きい方位時系列情報を用いて算出される目標運動諸元を用いるよりも、終点ｔｅｎｄ以前における誤差の小さい方位時系列情報を用いて、以降の目標運動諸元を推測することが好ましい場合もある。第１航跡推定部１３が、想定航跡を求める際に、始点終点設定部１２が設定した終点ｔｅｎｄより後の時刻における方位時系列情報を用いないなど、目標運動解析装置１は、誤差の大きい情報を用いないこととすることによって、無駄な処理が削減され、また不測の事態を抑制することができる。
【0096】
一方、ステップＳ３７において始点終点設定部１２は、分散時系列情報における、始点ｔｓｔａｒｔ以降の時刻での各分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合には、従来と同様に、終点ｔｅｎｄを目標追尾処理における最新時刻ｔＫとする。このように設定することにより、ノイズが多いながらも、方位時系列情報のうちのより多い情報を用いて、第１航跡推定部１３などによる以降の目標運動諸元の解析処理が進められる。この場合においても、上述のように、目標運動解析装置１がユーザに対して、目標の運動諸元の誤差が大きくなる可能性があることを通知しつつ、目標運動諸元を解析することによって、ユーザは種々の情報を得ることができ、より適切な判断ができるようになる。
【0097】
実施の形態１に係る目標運動解析装置１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access memory）等のメモリ、および通信インターフェース回路によって構成可能である。目標追尾処理部１０による観測装置２との通信機能は、通信インターフェース回路によって実現することができる。目標追尾処理部１０の当該通信機能以外の機能、分散計算部１１による機能、始点終点設定部１２による機能、第１航跡推定部１３による機能、パワー積分計算部１４による機能、および、第２航跡推定部１５による機能は、プロセッサが、メモリに記憶されている目標運動解析プログラムを読み出して実行することにより実現することができる。なお、第２航跡推定部１５がユーザに対して、推定した航跡等を示す機能を有する場合には、目標運動解析装置１は、当該機能を実現するための、液晶ディスプレイまたはＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ等の表示装置を有するものでもよい。目標運動解析装置１は、その全部または一部を専用のハードウェアとしてもよい。
【0098】
図１５は、実施の形態１における第１航跡推定部による処理について、より詳細に説明するための図である。図２と同様に、目標と観測装置２とは２次元のｘｙ平面上を移動しているとし、目標は等速直線運動をしているとする。また、観測装置２の位置は四角で示され、目標の位置として推定される位置は丸で示されるとする。更にまた、観測装置２は、目標追尾処理の開始時刻ｔ１から、最新時刻ｔＫまでの間に太い実線に沿う移動を行ったものとし、当該開始時刻ｔ１における観測装置２の位置をＯ１、始点ｔｓｔａｒｔにおける観測装置２の位置をＯｓｔａｒｔ、終点ｔｅｎｄにおける観測装置２の位置をＯｅｎｄ、当該最新時刻ｔＫにおける観測装置２の位置をＯＫとする。
【0099】
図１５において従来の目標運動解析装置は、目標追尾処理の開始時刻ｔ１における推定方位を示す方位線Ｌ１における各位置と、目標追尾処理における最新時刻ｔＫにおける推定方位を示す方位線ＬＫにおける各位置とを結ぶ経路を、想定航跡とする。一方、目標運動解析装置１における航跡の候補は、目標追尾処理の開始時刻ｔ１から始点ｔｓｔａｒｔまでの時刻における推定方位に沿う、例えば方位線Ｌ１などの方位線における各位置と、終点ｔｅｎｄから最新時刻ｔＫまでの時刻における推定方位に沿う、例えば方位線ＬＫなどの方位線における各位置と、を結ぶ経路を想定航跡としない。
【0100】
その一方において第１航跡推定部１３は、図２を参照して説明したように、始点ｔｓｔａｒｔにおける推定方位を示す方位線Ｌｓｔａｒｔにおける各位置と、終点ｔｅｎｄにおける推定方位を示す方位線Ｌｅｎｄにおける各位置とを結ぶ経路を、想定航跡とする。想定航跡は、図１５において破線により例示される。第１航跡推定部１３は、方位線Ｌｓｔａｒｔにおける各位置と、方位線Ｌｅｎｄにおける各位置とを結ぶ想定航跡を、延長した経路を更なる想定航跡としてもよい。
【0101】
図１６は、第１航跡推定部による延長後の想定航跡を例示する図である。想定航跡の延長部分は、方位線Ｌｓｔａｒｔ上における目標の位置として推定される丸印から方位線Ｌ１に延びる破線部分、および、方位線Ｌｅｎｄ上における目標の位置として推定される丸印から方位線ＬＫに延びる破線部分が、その例である。
【0102】
実施の形態１における第１航跡推定部１３は、方位時系列情報を用いて想定航跡を求める際に、分散が小さく、方位の誤差が小さいと考えられる、始点方位および終点方位を用いることにより、より高い精度で想定航跡を得ることができる。また、パワー積分計算部１４は、当該想定航跡に沿ってパワーを積分し、第２航跡推定部１５は、パワー積分計算部１４による積分結果から目標運動諸元を得るため、より高い精度で目標運動諸元の解析を行えるようになる。以下、目標運動解析装置１による解析処理の精度向上の効果について、図１７～図２０を参照して説明する。
【0103】
図１７は、実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、終点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。図１８は、実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、始点における相対距離の誤差標準偏差を例示する図である。図１９は、実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的速の誤差標準偏差を例示する図である。図２０は、実施の形態１に係る目標運動解析装置を用いたシミュレーションによる、的針の誤差標準偏差を例示する図である。
【0104】
なお、当該シミュレーションは、図５および図６を参照して説明した、従来の目標運動解析装置において行ったシミュレーションと同様のものである。図１７～図２０における横軸は、図７～図１０と同様に、シミュレーションにおける時刻を示す。図１７における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、終点ｔｅｎｄでの相対距離の誤差標準偏差を示す。同様に、図１８における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、始点ｔｓｔａｒｔでの相対距離の誤差標準偏差を示す。また、図１９における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、的速の誤差標準偏差を示し、図２０における黒丸は、３０回のシミュレーションの試行後における、的針の誤差標準偏差を示す。
【0105】
図２１は、図１７に示した、終点における相対距離の誤差標準偏差の値を例示する図である。図２１には、図１１と同様に、時刻１２００［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、時刻１８００［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、時刻２１３０［秒］における終点での相対距離の誤差標準偏差の値と、が示されている。図２１と図１１とを比較すると、時刻１２００［秒］における誤差標準偏差の値は、従来の目標運動解析装置を用いた場合では２０．９７％であるが、実施の形態１に係る目標運動解析装置１を用いると１７．８６％となっている。また、時刻１８００［秒］における誤差標準偏差の値は、従来では４４．８５％であるが、実施の形態１では８．３１％となっている。更に、時刻２１３０［秒］における誤差標準偏差の値は、従来では１４．６１％であるが、実施の形態１では６．６２％となっている。また的速および的針等の各誤差標準偏差も、同様に、従来と比べて小さくなっている。
【0106】
上述したように、目標運動諸元の誤差に大きなばらつきがあるということは、大きな誤差を有する目標運動諸元が得られる場合もあることを意味する。一方、目標運動諸元がより正確に得られるほど、誤差が小さくなると共に、当該誤差のばらつきも小さくなると考えられる。このため、実施の形態１に係る目標運動解析装置１によって得られる目標運動諸元は、より正確であると考えられ、実施の形態１によって目標運動解析の精度向上が図られると考えられる。
【0107】
なお、上述した目標運動解析装置１は、観測装置２から各方位におけるパワー時系列情報を取得するものであった。しかし、観測装置２は、信号の方位と共に、信号の周波数を観測できるものでもよく、目標運動解析装置１は、観測装置２から当該周波数に関する情報を取得してもよい。そして、目標運動解析装置１における目標追尾処理部１０は、時系列における周波数を示す周波数時系列情報を生成してもよい。なお、目標追尾処理部１０は、観測装置２から周波数時系列情報を取得してもよい。
【0108】
始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄと、始点方位および終点方位とを設定する以外にも、更に、始点ｔｓｔａｒｔにおける周波数と、終点ｔｅｎｄにおける周波数とを設定してもよい。また、パワー積分計算部１４は、第１航跡推定部１３が出力した想定航跡を用いて、数６式～数１３式に示される値を算出する以外にも、以下の数１９式に示される、時刻ｔｋにおける信号の周波数ｆ（ｔｋ、ｐ）を算出するものであってもよい。
【0109】
【数19】
【0110】
なお、ｆｓは、目標が有する音源が発信する音波の周波数であるが、観測側において既知ではない場合には、設定値とする。当該設定値は、実験または文献等により定められてもよい。ｖｒ（ｔｋ、ｐ）は上記数１３式に示した相対速度であり、ｅｒ（ｔｋ、ｐ）は上記数１１式に示した単位ベクトルである。ｃは音速である。
【0111】
パワー積分計算部１４は、数１４式に示すＢＢＦ（ｐ）の算出に代えて、時刻ｔｋ、数１２式に示す目標の方位θ（ｔｋ、ｐ）、および、上記信号の周波数ｆ（ｔｋ、ｐ）におけるパワーＢ（ｔｋ、θ（ｔｋ、ｐ）、ｆ（ｔｋ、ｐ））を用いて、数２０式に示す＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞を算出してもよい。
【0112】
【数20】
【0113】
なお、数２０式における＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞は、始点における時刻ｔｓｔａｒｔにおけるＢ（ｔｓｔａｒｔ、θ（ｔｓｔａｒｔ、ｐ）、ｆ（ｔｓｔａｒｔ、ｐ））から、終点における時刻ｔｅｎｄにおけるＢ（ｔｅｎｄ、θ（ｔｅｎｄ、ｐ）、ｆ（ｔｅｎｄ、ｐ））までの各時刻ｔｋにおけるＢ（ｔｋ、θ（ｔｋ、ｐ）、ｆ（ｔｋ、ｐ））の総和である。なお、当該＜ＢＢＦinteg（ｐ）＞もＢＢＦ（ｐ）と記載する場合もあるとする。
【0114】
第２航跡推定部１５は、数２０式から得られるＢＢＦ（ｐ）が最大となる航跡ｐを抽出し、目標運動諸元を推定してもよい。
【0115】
実施の形態１に係る目標運動解析装置１は、目標追尾処理部１０、分散計算部１１、始点終点設定部１２、第１航跡推定部１３、パワー積分計算部１４、および第２航跡推定部を備える。目標追尾処理部１０は、整相処理を行う観測装置２から、当該観測装置２が受信した信号に対応するパワーをの値を取得し、当該パワーの値に基づいて、目標の追尾処理を行い、当該目標が位置すると推定される方位である推定方位を抽出する。分散計算部１１は、追尾処理の結果を用いて、信号方位に関する分散を計算する。始点終点設定部１２は、追尾処理の開始以降における信号方位に関する分散が分散許容閾値θｔｈ以下となる時刻のうち、最も早い時刻を始点ｔｓｔａｒｔとし、最も遅い時刻を終点ｔｅｎｄとして設定する。第１航跡推定部１３は、始点ｔｓｔａｒｔにおける推定方位である始点方位、および、終点ｔｅｎｄにおける推定方位である終点方位に基づいて、目標の想定航跡を抽出する。パワー積分計算部１４は、第１航跡推定部１３が抽出した想定航跡に沿って、前記パワーの値を積分する。第２航跡推定部１５は、パワー積分計算部１４によるパワーの値の積分結果に基づいて目標の航跡を推定し、目標の運動諸元を推定する。当該目標追尾処理部１０によれば、始点終点設定部１２が、分散が許容閾値より大きい時刻ｔｋを始点ｔｓｔａｒｔまたは終点ｔｅｎｄとせず、分散が許容閾値以下となる時刻ｔｋを始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄとすることにより、第１航跡推定部１３は、誤差の大きい推定方位ではなく、より誤差の小さい推定方位を用いての想定航跡の抽出が可能となる。そして、パワー積分計算部１４が、想定航跡に沿ったパワーの値の積分を行い、第２航跡推定部１５が、積分結果に基づいて航跡を推定し、目標の運動諸元を推定するため、従来よりも精度よく目標運動諸元を推定することができるようになる。
【0116】
実施の形態１における目標追尾処理部１０は方位時系列情報を生成する。分散計算部１１は、方位時系列情報と、パワーの値の時系列で示すパワー時系列情報とを用いて、信号方位に関する分散を計算し、当該時系列で、前記信号方位に関する分散を示す分散時系列情報を生成する。始点終点設定部１２は、方位時系列情報と分散時系列情報とを用いて、信号方位に関する分散が許容閾値以下となる、時系列における時刻のうちの、最も早い時刻を始点ｔｓｔａｒｔとして設定し、最も遅い時点を終点ｔｅｎｄとして設定する。これにより、従来よりも精度よく目標運動諸元を推定することができるようになる。
【0117】
実施の形態１における分散計算部１１は、推定方位と、観測装置２が信号を観測した方位である観測方位とから、信号方位に関する分散を計算する。始点終点設定部１２が、当該分散を、始点ｔｓｔａｒｔと終点ｔｅｎｄとを設定する際に用いることにより、従来よりも精度よく目標運動諸元を推定することができるようになる。
【0118】
実施の形態２．
実施の形態１に係る目標運動解析装置１は、時間の経過と共に、目標追尾処理によって得られる時系列の情報が増え、その度に始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの設定を行うものであった。しかし、この場合、方位時系列情報と分散時系列情報における情報のうち、前回の始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの設定に用いられた情報が、再び当該設定の際に用いられていた。実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、同じ情報を何度も用いる処理を減らすことにより、計算量を減らすものである。以下、実施の形態２に係る目標運動解析装置１について説明する。なお、以下では、実施の形態１における構成要素と同じ構成要素については同様の符号を付す。また、実施の形態１における構成内容と同じ構成内容、および、実施の形態１における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
実施の形態１に係る目標運動解析装置１は、時間の経過と共に、目標追尾処理によって得られる時系列の情報が増え、その度に始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの設定を行うものであった。しかし、この場合、方位時系列情報と分散時系列情報における情報のうち、前回の始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの設定に用いられた情報が、再び当該設定の際に用いられていた。実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、同じ情報を何度も用いる処理を減らすことにより、計算量を減らすものである。以下、実施の形態２に係る目標運動解析装置１について説明する。なお、以下では、実施の形態１における構成要素と同じ構成要素については同様の符号を付す。また、実施の形態１における構成内容と同じ構成内容、および、実施の形態１における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
【0119】
実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、上述した図１に示す各部を備える。実施の形態２における目標追尾処理部１０は、始点終点設定部１２に対して、追尾処理の結果を蓄積して得られる方位時系列情報を出力する代わりに、各時刻ｔｋにおける推定方位を示す情報を出力する。以下では、推定方位を示す情報を推定方位情報と記載する場合もある。分散計算部１１は、始点終点設定部１２に対して、分散時系列情報を出力する代わりに、各時刻ｔｋにおける推定方位からの観測方位の分散を出力する。
【0120】
実施の形態２における目標追尾処理部１０は、観測装置２が変針した時刻である変針時刻を出力する。上述のように、目標追尾処理部１０は、観測装置２と通信可能であり、各時刻ｔｋにおける目標からの信号を観測するよう観測装置２を制御するものである。実施の形態２における目標追尾処理部１０は、更に、観測装置２から変針時刻を取得し、当該変針時刻を始点終点設定部１２に出力する。ただし、目標追尾処理部１０は、変針するよう観測装置２を制御するものでもよく、観測装置２に変針を行わせるための制御信号を送信した時刻を変針時刻として、始点終点設定部１２に出力してもよい。
【0121】
実施の形態２における始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から、時刻ｔｋと、時刻ｔｋにおける推定方位情報とを取得する。また、始点終点設定部１２は、分散計算部１１から時刻ｔｋの分散を取得する。始点終点設定部１２は、取得した分散が上述した分散許容閾値以下であるか否かを判定し、当該分散が分散許容閾値以下である場合には、その時刻ｔｋと、時刻ｔｋにおける推定方位情報とを記憶する。なお、以下では、時刻ｔｋと、時刻ｔｋにおける推定方位情報とを組み合わせた情報を時刻推定方位情報と記載する。
【0122】
始点終点設定部１２は、記憶する時刻推定方位情報が複数ある場合には、当該複数の時間推定方位情報のうち、最も早い時刻を含む時刻推定方位情報と、最も遅い時刻を含む時刻推定方位情報とを抽出する。そして、始点終点設定部１２は、当該最も早い時刻と、当該最も遅い時刻との間の時間の長さが、予め定められた閾値ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。なお、以下では、当該最も早い時刻と、当該最も遅い時刻との間の時間を推定用時間と記載する場合もあるとする。また、時間の長さを時間長と記載する場合もあるとし、推定用時間の長さを推定用時間長と記載する場合もあるとする。また、閾値ｔｔｈを時間長閾値と記載する場合もあるとする。
【0123】
時間長閾値ｔｔｈは、航跡の候補の抽出、および、航跡の推定等のための必要な時間長であり、実験または文献等により予め定められている。なお、当該時間長閾値ｔｔｈは、始点終点設定部１２に記憶されていてもよいし、目標運動解析装置１のユーザにより、不図示の入力部を介して、始点終点設定部１２に入力されるものでもよい。
【0124】
また、始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から観測装置２の変針時刻を取得する。上述したように、目標と観測装置２とが等速直線運動を行う場合において、特定の時間範囲における目標の運動諸元の推定のためには、当該時間範囲内に観測装置２が少なくとも一回は変針を行う必要がある。始点終点設定部１２は、複数の時刻推定方位情報を記憶する場合であって、推定用時間長が時間長閾値ｔｔｈ以上である場合には、推定用時間内に変針時刻が含まれるか否かを判定する。始点終点設定部１２は、変針時刻が推定用時間に含まれる場合には、当該推定用時間の最も早い時刻を始点ｔｓｔａｒｔとし、最も遅い時刻を終点ｔｅｎｄとする。そして、始点終点設定部１２は、当該最も早い時刻を含む時刻推定方位情報が示す推定方位を始点方位とする。同様に、始点終点設定部１２は、当該最も遅い時刻を含む時刻推定方位情報が示す推定方位を終点方位とする。
【0125】
図２２は、実施の形態２に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。なお、図２２では、図４および図１２と同様に、処理を示す内容は、四角形で囲まれた部分に示され、処理に用いられる情報、または、処理において出力される情報は、四角形で囲まれない部分に示されている。また、実線で示される矢印は、処理の流れを示し、当該矢印が向く方向に処理が移行する。一方、破線で示される矢印のうち、情報を示す部分から、処理を示す部分に向かう矢印は、当該処理において当該情報が用いられることを示し、処理を示す部分から、情報を示す部分に向かう矢印は、当該処理から当該情報が得られることを示す。
【0126】
ステップＳ４０において目標追尾処理部１０は、観測装置２が観測したパワーを示す情報を取得する。なお、観測装置２は、観測値を得る度に、パワーを目標追尾処理部１０に出力する。目標追尾処理部１０は、観測装置２から得られたパワーを示す情報を用いて目標の追尾処理を行う。この際に目標追尾処理部１０は、当該パワーを示す情報から、推定方位を抽出し、当該推定方位情報を含む時刻推定方位情報を分散計算部１１と始点終点設定部１２に出力する。
【0127】
ステップＳ４１において分散計算部１１は、目標追尾処理部１０を介して観測装置２から取得したパワーを示す情報と、目標追尾処理部１０が抽出した推定方位とを用いて、推定方位からの観測方位の分散を算出する。
【0128】
ステップＳ４２において始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から取得した時刻推定方位情報と、分散計算部１１によって得られた分散と、分散許容閾値と、時間長閾値と、目標追尾処理部１０から取得した変針時刻とを用いて、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄとを設定する。以降のステップＳ４３～ステップＳ４５における各処理は、実施の形態１におけるステップＳ１３～ステップＳ１５における各処理と同様であるため、説明を省略する。
【0129】
図２３は、実施の形態２における始点終点設定部による始点および終点の設定処理を例示するフローチャートである。ステップＳ５０において始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを含む時刻推定方位情報を目標追尾処理部１０から取得していない場合と、時刻ｔｋにおける分散σθ（ｔｋ）を分散計算部１１から取得していない場合の少なくとも一方の場合には（ステップＳ５０：ＮＯ）、時刻ｔｋを含む時刻推定方位情報と分散σθ（ｔｋ）とを取得するまで待機する。なお、始点終点設定部１２は、インデックスｋの１から順番に、時刻ｔｋを含む時刻推定方位情報と、分散σθ（ｔｋ）とを取得する。ステップＳ５０において始点終点設定部１２が時刻ｔｋを含む時刻推定方位情報と分散σθ（ｔｋ）とを取得した場合には（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ステップＳ５１において始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下であるか否かを判定する。なお、始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）を分散計算部１１から取得してもよいが、分散計算部１１から取得した分散σθ
２（ｔｋ）を用いての計算によって分散σθ（ｔｋ）を取得してもよい。
【0130】
ステップＳ５１において分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合には（ステップＳ５１：ＮＯ）、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ５０に戻し、時刻推定方位情報と分散σθ（ｔｋ）とを取得するまで待機する。なお、始点終点設定部１２は、分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈより大きい場合において（ステップＳ５１：ＮＯ）、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ５０に戻す代わりに、後述するステップＳ５７に処理を移してもよい。
【0131】
ステップＳ５１において分散σθ（ｔｋ）が分散許容閾値θｔｈ以下である場合には（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、ステップＳ５２において始点終点設定部１２は、時刻ｔｋと、推定方位θ（ｔｔ）とを示す時刻推定方位情報を記憶する。具体的には、始点終点設定部１２は、ａ（ａ：１以上の自然数）をインデックスとするｔａに時刻ｔｋを格納する。また同様に、始点終点設定部１２は、ａをインデックスとするθａに推定方位θ（ｔｋ）を格納する。これらを組み合わせた情報が時刻推定方位情報となる。なお、インデックスａは、最初は１であるものとし、ｔａに時刻ｔｋ、θａに推定方位θ（ｔｔ）を格納する毎に、１ずつ加算されるものとする。
【0132】
ステップＳ５３において始点終点設定部１２は、記憶する時刻推定方位情報が複数であるか否かを判定する。時刻推定方位情報が複数記憶されていない場合には（ステップＳ５３：ＮＯ）、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ５０に戻し、時刻推定方位情報と分散σθ（ｔｋ）とを取得するまで待機する。
【0133】
ステップＳ５３において時刻推定方位情報が複数記憶されていると判定された場合には（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、ステップＳ５４において始点終点設定部１２は、複数の時刻推定方位情報のうちの最も早い時刻と最も遅い時刻との間の時間の長さである推定用時間長が時間長閾値ｔｔｈ以上であるか否かを判定する。
【0134】
ステップＳ５４において推定用時間長が時間長閾値ｔｔｈより短いと判定された場合には（ステップＳ５４：ＮＯ）、始点終点設定部１２は、処理をステップＳ５０に戻し、時刻推定方位情報と分散σθ（ｔｋ）とを取得するまで待機する。ただし、始点終点設定部１２は、ステップＳ５０へと処理を戻すことに代えて、後述するステップＳ５７へと処理を移してもよい。ステップＳ５４において推定用時間長が時間長閾値ｔｔｈ以上と判定された場合には（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、ステップＳ５５において始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から取得した変針時刻が推定用時間に含まれているか否かを判定する。なお、始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から推定方位情報と共に変針時刻を取得してもよいし、ステップＳ５５における処理のタイミング、またはステップＳ５５以前のタイミングにおいて目標追尾処理部１０から変針時刻を取得してもよい。
【0135】
ステップＳ５５において変針時刻が推定用時間に含まれると判定された場合には（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、ステップＳ５６において始点終点設定部１２は、ａが１であるｔａに格納されている時刻ｔｍを始点ｔｓｔａｒｔとして設定する。また、始点終点設定部１２は、ａが１であるθａに格納されている推定方位θ（ｔｍ）を始点方位として設定する。すなわち、始点終点設定部１２は、複数の時刻推定方位情報のうち最も早い時刻を示す時刻推定方位情報が示す推定方位を始点方位とする。また、始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを終点ｔｅｎｄとして設定し、推定方位θ（ｔｋ）を終点方位として設定する。
【0136】
なお、始点終点設定部１２による上記設定により、第１航跡推定部１３は、誤差がそれほど大きくはない推定方位の時系列の情報を用いて、航跡を推定することができる。ステップＳ５６の処理後、始点終点設定部１２は、始点および終点等の設定処理を終了する。
【0137】
ステップＳ５５において変針時刻が推定用時間に含まれないと判定された場合には（ステップＳ５５：ＮＯ）、ステップＳ５７において始点終点設定部１２は、ａが１であるｔａに格納されている時刻ｔｍを始点ｔｓｔａｒｔとして設定し、ａが１であるθａに格納されている推定方位θ（ｔｍ）を始点方位として設定してもよい。すなわち、始点終点設定部１２は、複数の時刻推定方位情報のうち最も早い時刻を示す時刻推定方位情報が示す推定方位を始点方位としてもよい。ただし、これ以外にも、始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０のよる追尾処理の開始時刻である時刻ｔ１を始点としてもよい。そして、始点終点設定部１２は、時刻ｔ１における推定方位θ（ｔ１）を始点方位としてもよい。始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを終点ｔｅｎｄとして設定し、推定方位θ（ｔｋ）を終点方位として設定する。なお。ステップＳ５７において始点終点設定部１２は、変針時刻が推定用時間に含まれない旨を、不図示の表示部等を介して、ユーザに通知してもよい。ステップＳ５７の処理後、始点終点設定部１２は、始点および終点等の設定処理を終了する。
【0138】
なお、実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、観測装置２から信号の周波数を取得してもよい。そして、目標追尾処理部１０は、時刻ｔｋにおける周波数ｆ（ｔｋ）を始点終点設定部１２に出力し、θａに推定方位θ（ｔｋ）を格納する際に、ｆａに周波数ｆ（ｔｋ）を格納してもよい。この場合における時刻推定方位情報には、ｔａにおける時刻ｔｋと、θａにおける推定方位θ（ｔｋ）の他に、ｆａにおける周波数ｆ（ｔｋ）が含まれる。そして、始点終点設定部１２は、ａが１であるｔａに格納されている時刻を始点ｔｓｔａｒｔとして設定する際に、ａが１であるｆａに格納されている周波数を始点ｔｓｔａｒｔにおける周波数として設定してもよい。あるいは、始点終点設定部１２は、追尾処理の開始時刻ｔ１を始点ｔｓｔａｒｔとして設定する際に、周波数ｆ（ｔ１）を始点ｔｓｔａｒｔにおける周波数として設定してもよい。また、始点終点設定部１２は、時刻ｔｋを終点ｔｅｎｄとして設定する際に、周波数ｆ（ｔｅｎｄ）を終点ｔｅｎｄにおける周波数として設定してもよい。
【0139】
実施の形態２における目標追尾処理部１０は、時刻毎の観測装置２による観測から得られたパワーの値から推定される、当該時刻毎の目標の推定方位を抽出する。分散計算部１１は、当該時刻毎の推定方位を示す時刻推定方位情報と、当該時刻毎のパワーの値とを用いて、当該時刻毎の信号方位に関する分散を計算する。始点終点設定部１２は、信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻を示す時刻推定方位情報を蓄積して記憶する。始点終点設定部１２は、記憶した時刻推定方位情報が複数ある場合において、当該複数の時刻推定方位情報の各々が示す時刻のうち、最も早い時刻と最も遅い時刻との間の時間の長さが時間長閾値ｔｔｈ以上の場合には、当該最も早い時刻、または、追尾処理の開始時刻ｔ１を始点ｔｓｔａｒｔとして設定し、当該最も遅い時刻、または、追尾処理における最新時刻ｔＫを終点ｔｅｎｄとして設定する。これにより、始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔと終点ｔｅｎｄとの設定の際において、同一の時刻ｔｋにおける分散と、時間長閾値ｔｔｈとの大小関係の判定処理の重複を省くことができる。よって目標運動解析装置１は、目標運動諸元の解析において、処理量の低減を図ることができる。
【0140】
実施の形態２における始点終点設定部１２は、上記最も早い時刻と上記最も遅い時刻との間の時間において、観測装置２が変針を行った場合には、当該最も早い時刻を始点ｔｓｔａｒｔとして設定し、当該最も遅い時刻を終点ｔｅｎｄとして設定する。これにより、設定される始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの精度が更に向上し、目標運動解析装置１は、計算量を抑えながら、より高い精度で目標運動諸元を推定できるようになる。
【0141】
実施の形態３．
上記実施の形態に係る目標運動解析装置１は、追尾処理によって得られる観測方位の推定方位からの分散に基づいて、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄ等を設定するものであった。ここで、分散は、数５式に示されるように、例えばαβフィルタ処理を用いて得られた場合において、当該分散を求める際の時間幅に依存する可能性も否定できない。実施の形態３に係る目標運動解析装置３は、分散を求める際の時間幅への依存性を排除するものであり、実施の形態１に係る目標運動解析装置１よりも安定的に解析結果を得るものである。以下、実施の形態３に係る目標運動解析装置３について説明する。なお、以下では、実施の形態３における構成要素のうち、上述の実施の形態における構成要素と同じ構成要素には同様の符号を付す。また、上述の実施の形態における構成内容と同じ構成内容、および、上述の実施の形態における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
上記実施の形態に係る目標運動解析装置１は、追尾処理によって得られる観測方位の推定方位からの分散に基づいて、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄ等を設定するものであった。ここで、分散は、数５式に示されるように、例えばαβフィルタ処理を用いて得られた場合において、当該分散を求める際の時間幅に依存する可能性も否定できない。実施の形態３に係る目標運動解析装置３は、分散を求める際の時間幅への依存性を排除するものであり、実施の形態１に係る目標運動解析装置１よりも安定的に解析結果を得るものである。以下、実施の形態３に係る目標運動解析装置３について説明する。なお、以下では、実施の形態３における構成要素のうち、上述の実施の形態における構成要素と同じ構成要素には同様の符号を付す。また、上述の実施の形態における構成内容と同じ構成内容、および、上述の実施の形態における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
【0142】
図２４は、実施の形態３に係る目標運動解析装置の機能ブロックを例示する図である。実施の形態３に係る目標運動解析装置３は、目標運動解析装置１に含まれる分散計算部１１に代えて、分散計算部１６を備える。分散計算部１６は、信号雑音比計算部１７および方位誤差分散計算部１８を有する。
【0143】
信号雑音比計算部１７は、目標追尾処理部１０から方位時系列情報を取得する。信号雑音比計算部１７は、方位時系列情報と、整相出力処理によるパワーの値の分布とを用いて、信号に該当するパワーの部分のＳＮＲを計算する。すなわち、信号雑音比計算部１７は、方位におけるパワーの値の分布などを用いて、信号に対応するパワーを観測した方位におけるＳＮＲを計算する。例えば、信号雑音比計算部１７は、従来のように、整相出力処理によって得られたパワーの値と、信号の影響を受けていない周辺方位の分散等とを用いて当該ＳＮＲを計算する。ただし、信号方位のＳＮＲが計算できれば、どのような方法が用いられてもよい。
【0144】
方位誤差分散計算部１８は、信号雑音比計算部１７が計算したＳＮＲを用いて、信号方位の誤差分散である方位誤差分散σ２
ｃｏｓφを推定する。なお、信号方位の誤差分散は、信号方位に関する分散の例である。方位誤差分散σ２
ｃｏｓφは、目標追尾処理部１０が追尾処理を行う際のサンプリングの数を例えば無限大にすることなどにより、平滑値が、目標が実際に位置する方位と一致するような場合における、上述の分散σθ
２（ｔｋ）の収束値に相当する。方位誤差分散計算部１８は、時系列で方位誤差分散を示す情報を始点終点設定部１２に出力する。当該時系列で方位誤差分散を示す情報も、分散時系列情報と記載する。
【0145】
方位誤差分散の推定には、Cramer-Rao (Lower) Boundを用いることができる。例えば、直線アレイを用いた従来の整相処理が行われた場合には、当該方位誤差分散σ２
ｃｏｓφは、以下に示す数２１式から計算することができる。
【0146】
【数21】
【0147】
ここで、φは、直線アレイの軸を基準にした、信号が到来した角度である。数２１式におけるＳＮＲはリニアスケールのものである。λは信号の波長である。Ｌｒ
２は実効開口長であって、以下に示す数２２式から計算できるものである。
【0148】
【数22】
【0149】
ここで、ｐｍは、直線アレイにおける受波器の位置であり、Ｍは受波器の総数である。なお、数２１式では、ＳＮＲを無限大とした場合、方位誤差分散σ２
ｃｏｓφは０となる。しかし、方位誤差分散σ２
ｃｏｓφは、受波器の位置の誤差等のその他の誤差により、０とはならない。当該その他の誤差の影響による誤差分散をσ２
ｏｔｈｅｒとし、当該その他の誤差が、整相処理によるパワーに関係する誤差とは無相関と考える場合には、以下に示す数２３式が用いられる場合が多い。
【0150】
【数23】
【0151】
実施の形態３における始点終点設定部１２は、実施の形態１における分散時系列情報に代えて、実施の形態３における方位誤差分散計算部１８が推定した方位誤差分散を、始点方位と終点方位の設定処理において用いる。また、実施の形態３における始点終点設定部１２は、実施の形態１における分散許容閾値に代えて、方位誤差分散許容閾値を始点方位と終点方位の設定処理において用いる。なお、方位誤差分散許容閾値とは、許容される最大の方位誤差分散の値を指し、閾値として用いられるものである。方位誤差分散許容閾値は、他の構成要素または目標運動解析装置１のユーザにより入力されるものでもよいし、始点終点設定部１２に予め記憶されているものでもよい。なお、方位誤差分散許容閾値は、許容閾値の例である。
【0152】
図２５は、実施の形態３に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。なお、図２５では、図４および図１２等と同様に、処理を示す内容は、四角形で囲まれた部分に示され、処理に用いられる情報、または、処理において出力される情報は、四角形で囲まれない部分に示されている。また、実線で示される矢印は、処理の流れを示し、当該矢印が向く方向に処理が移行する。一方、破線で示される矢印のうち、情報を示す部分から、処理を示す部分に向かう矢印は、当該処理において当該情報が用いられることを示し、処理を示す部分から、情報を示す部分に向かう矢印は、当該処理から当該情報が得られることを示す。
【0153】
ステップＳ６０において目標追尾処理部１０は、観測装置２から取得したパワー時系列情報に基づいて、目標の追尾処理を行い、方位時系列情報を生成する。ステップＳ６１において信号雑音比計算部１７は、目標追尾処理部１０を介して観測装置２から取得したパワー時系列情報と、目標追尾処理部１０から取得した方位時系列情報とを用いて、信号方位のＳＮＲを求める。なお、信号雑音比計算部１７は、通信機能を有するものでもよく、観測装置２からパワー時系列情報を直接取得してもよい。
【0154】
ステップＳ６２において方位誤差分散計算部１８は、信号雑音比計算部１７が求めたＳＮＲから方位誤差分散を計算する。
【0155】
ステップＳ６３において始点終点設定部１２は、図１２～図１４を参照して説明した設定処理であって、分散を方位誤差分散、分散許容閾値を方位誤差分散許容閾値とした設定処理を実行する。以降のステップＳ６４～ステップＳ６６における各処理は、実施の形態１におけるステップＳ１３～ステップＳ１５における各処理と同様であるため、説明を省略する。
【0156】
なお、実施の形態３に係る目標運動解析装置３は、上記実施の形態における目標運動解析装置１と同様に、観測装置２から信号の周波数を取得してもよい。この場合において目標追尾処理部１０は、上記実施の形態１と同様、周波数時系列情報を生成してもよいし、観測装置２から周波数時系列情報を取得してもよい。始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄと、始点方位および終点方位とを設定する以外にも、更に、始点ｔｓｔａｒｔにおける周波数と、終点ｔｅｎｄにおける周波数とを設定してもよい。
【0157】
実施の形態３における分散計算部１１は、信号方位のＳＮＲを計算する信号雑音比計算部１７と、当該ＳＮＲを用いて信号方位に関する分散を計算する方位誤差計算部と、を有し、当該信号方位に関する分散は、信号方位の誤差分散である。これにより、始点終点設定部１２が始点ｔｓｔａｒｔと終点ｔｅｎｄとを設定する際に用いるものが、分散を求める際の時間幅に依存しない方位誤差分散となることから、目標運動解析装置３は、時間幅の設定の仕方によって目標運動諸元の解析結果に変動が生じてしまう事態を回避できるようになり、安定した解析を行うことができるようになる。
【0158】
実施の形態４．
実施の形態２における始点終点設定部１２は、方位時系列情報等の時系列の情報を用いずに、各時刻ｔｋにおける、分散が許容閾値以下の時刻推定方位情報を蓄積することなどにより、始点ｔｓｔａｒｔの再設定のための処理を省き、また、同じ時刻推定方位情報を用いての再度の処理を省くものであった。これにより、実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、実施の形態１に係る目標運動解析装置１に比べ処理量の低減を図ることができるものだった。一方、実施の形態３においては、分散計算部１６が、分散を求める際における時間幅に依存しない方位誤差分散を計算し、始点終点設定部１２が、始点方位および終点方位等の設定の際に当該方位誤差分散を用いることで安定的に設定を行えるものであった。しかし、上述の実施の形態における目標運動解析装置１および目標運動解析装置３は、これらのような処理量の低減と、設定処理の安定との両立を図ることができないものであった。しかし、実施の形態４に係る目標運動解析装置３は、これらの両立を図るものである。以下、実施の形態４に係る目標運動解析装置３について説明する。なお、以下では、実施の形態４における構成要素のうち、上述の実施の形態における構成要素と同じ構成要素については同様の符号を付す。また、上述の実施の形態における構成内容と同じ構成内容、および、上述の実施の形態における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
実施の形態２における始点終点設定部１２は、方位時系列情報等の時系列の情報を用いずに、各時刻ｔｋにおける、分散が許容閾値以下の時刻推定方位情報を蓄積することなどにより、始点ｔｓｔａｒｔの再設定のための処理を省き、また、同じ時刻推定方位情報を用いての再度の処理を省くものであった。これにより、実施の形態２に係る目標運動解析装置１は、実施の形態１に係る目標運動解析装置１に比べ処理量の低減を図ることができるものだった。一方、実施の形態３においては、分散計算部１６が、分散を求める際における時間幅に依存しない方位誤差分散を計算し、始点終点設定部１２が、始点方位および終点方位等の設定の際に当該方位誤差分散を用いることで安定的に設定を行えるものであった。しかし、上述の実施の形態における目標運動解析装置１および目標運動解析装置３は、これらのような処理量の低減と、設定処理の安定との両立を図ることができないものであった。しかし、実施の形態４に係る目標運動解析装置３は、これらの両立を図るものである。以下、実施の形態４に係る目標運動解析装置３について説明する。なお、以下では、実施の形態４における構成要素のうち、上述の実施の形態における構成要素と同じ構成要素については同様の符号を付す。また、上述の実施の形態における構成内容と同じ構成内容、および、上述の実施の形態における機能と同じ機能などについては、特段の事情がない限り、説明を省略する。
【0159】
実施の形態４に係る目標運動解析装置３は、上記実施の形態３に係る目標運動解析装置３と同様に、図２４で例示される。実施の形態４における目標追尾処理部１０は、実施の形態２における目標追尾処理部１０と同様に、始点終点設定部１２に対して、追尾処理における時刻ｔｋ毎の時刻推定方位情報を出力する。また、実施の形態４における目標追尾処理部１０は、実施の形態３における目標追尾処理部１０が信号雑音比計算部１７に方位時系列情報を出力することに代えて、時刻推定方位情報を出力する。
【0160】
信号雑音比計算部１７は、実施の形態３と同様に、各時刻ｔｋの時刻推定方位情報と、整相出力処理によるパワーの値の分布とを用いて、各時刻ｔｋの信号方位のＳＮＲを計算する。方位誤差分散計算部１８は、実施の形態３の場合と同様に、信号雑音比計算部１７が計算した各時刻ｔｋのＳＮＲを用いて、信号方位の誤差分散である方位誤差分散σ２
ｃｏｓφを推定する。
【0161】
実施の形態４における始点終点設定部１２は、目標追尾処理部１０から時刻推定方位情報を取得し、分散計算部１６から各時刻ｔｋにおける方位誤差分散を取得する。そして、始点終点設定部１２は、実施の形態２における分散に代え、方位誤差分散を始点方位と終点方位の設定処理において用いる。また、始点終点設定部１２は、実施の形態２における分散許容閾値に代え、方位誤差分散許容閾値を始点方位と終点方位の設定処理において用いる。
【0162】
図２６は、実施の形態４に係る目標運動解析装置による処理の流れを模式的に示す図である。なお、図２６では、図４および図１２等と同様に、処理を示す内容は、四角形で囲まれた部分に示され、処理に用いられる情報、または、処理において出力される情報は、四角形で囲まれない部分に示されている。また、実線で示される矢印は、処理の流れを示し、当該矢印が向く方向に処理が移行する。一方、破線で示される矢印のうち、情報を示す部分から、処理を示す部分に向かう矢印は、当該処理において当該情報が用いられることを示し、処理を示す部分から、情報を示す部分に向かう矢印は、当該処理から当該情報が得られることを示す。
【0163】
ステップＳ７０において目標追尾処理部１０は、観測装置２から取得したパワーに基づいて、目標の追尾処理を行い、時刻ｔｋにおける推定方位を抽出し、当該時刻ｔｋと当該推定方位情報とを含む時刻推定方位情報を、始点終点設定部１２と信号雑音比計算部１７とに出力する。
【0164】
ステップＳ７１において信号雑音比計算部１７は、目標追尾処理部１０を介して観測装置２から取得したパワーと、目標追尾処理部１０から取得した時刻推定方位情報とを用いて、信号方位のＳＮＲを求める。なお、信号雑音比計算部１７は、通信機能を有するものでもよく、観測装置２からパワーを直接取得してもよい。
【0165】
ステップＳ７２において方位誤差分散計算部１８は、信号雑音比計算部１７が求めたＳＮＲから方位誤差分散を計算する。
【0166】
ステップＳ７３において始点終点設定部１２は、図２２および図２３を参照して説明した設定処理であって、分散を方位誤差分散、分散許容閾値を方位誤差分散許容閾値とした設定処理を実行する。以降のステップＳ７４～ステップＳ７６における各処理は、実施の形態１におけるステップＳ１３～ステップＳ１５における各処理と同様であるため、説明を省略する。
【0167】
なお、実施の形態４に係る目標運動解析装置３は、観測装置２から信号の周波数を取得してもよい。そして、目標追尾処理部１０は、時刻ｔｋにおける周波数ｆ（ｔｋ）を始点終点設定部１２に出力し、始点終点設定部１２は、始点ｔｓｔａｒｔにおける周波数と、終点ｔｅｎｄにおける周波数とを設定してもよい。
【0168】
実施の形態４においては、数５式で示される、時間幅に依存する分散に代えて、数２１式で示される方位誤差分散が、始点ｔｓｔａｒｔおよび終点ｔｅｎｄの設定の際に用いられる。また、始点終点設定部１２は、信号方位に関する分散が許容閾値以下となる時刻を示す時刻推定方位情報を蓄積して記憶し、記憶した複数の時刻推定方位情報の各々が示す時刻のうち最も早い時刻、または、追尾処理の開始時刻ｔ１を始点ｔｓｔａｒｔとして設定すると共に、複数の時刻推定方位情報の各々が示す時刻のうち最も遅い時刻、または、追尾処理における最新時刻ｔＫを終点ｔｅｎｄとして設定する。これらにより、目標運動解析装置１は、目標運動諸元の解析を安定的に実行可能となると共に、目標運動諸元の解析における処理量の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【0169】
１、３ 目標運動解析装置、２ 観測装置、１０ 目標追尾処理部、１１、１６ 分散計算部、１２ 始点終点設定部、１３ 第１航跡推定部、１４ パワー積分計算部、１５ 第２航跡推定部、１７ 信号雑音比計算部、１８ 方位誤差分散計算部、ｔ１ 開始時刻、ｔＫ 最新時刻、ｔｋ、ｔｍ 時刻、ｔｓｔａｒｔ 始点、ｔｅｎｄ 終点。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】