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JP5183543B2 - Radar equipment - Google Patents

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JP5183543B2
JP5183543B2 JP2009072341A JP2009072341A JP5183543B2 JP 5183543 B2 JP5183543 B2 JP 5183543B2 JP 2009072341 A JP2009072341 A JP 2009072341A JP 2009072341 A JP2009072341 A JP 2009072341A JP 5183543 B2 JP5183543 B2 JP 5183543B2
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radar
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洋志 亀田
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Description

この発明は、多目標追尾装置などに適用されるレーダ装置において、未知の目標を検出する追尾開始手段を備えたレーダ装置に関し、特に、目標観測値(以下、単に「観測値」という)の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供する際に、追尾開始手段における追尾開始性能が最適となるように、観測値に含まれるパラメータの1つである観測間隔を設定するレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a radar apparatus provided with tracking start means for detecting an unknown target in a radar apparatus applied to a multi-target tracking apparatus, and more particularly to a target observation value (hereinafter simply referred to as “observation value”). Included in the observation value so that the tracking start performance of the tracking start means is optimal when the observation data is regularly provided to the tracking start means by tracking the series data and generating the target track. The present invention relates to a radar apparatus that sets an observation interval that is one of the parameters to be measured.

一般に、レーダ装置においては、目標を観測するレーダ(または、センサ)から得られる位置情報の観測値を用いて目標の航跡を生成する追尾技術が必要となる。
たとえば、センサにより目標を観測し、得られた観測値を用いて目標を追尾する技術については、すでに多くの論文や特許文献で取り挙げられており、追尾装置および追尾方法については、様々の提案がなされている。
In general, a radar apparatus requires a tracking technique for generating a target track using an observation value of position information obtained from a radar (or sensor) that observes a target.
For example, technologies for observing a target with a sensor and tracking the target using the obtained observation values have already been covered in many papers and patent documents, and various proposals have been made for tracking devices and tracking methods. Has been made.

なお、追尾処理は、追尾開始処理と追尾維持処理との2種類に大別され、追尾開始処理は、未発見の目標を観測値の時系列データから追尾機能を用いて発見する処理であるのに対して、追尾維持処理は、存在が既知である目標の運動を追跡する処理である。   The tracking process is roughly divided into two types: a tracking start process and a tracking maintenance process. The tracking start process is a process for finding an undiscovered target from time-series data of observation values using a tracking function. On the other hand, the tracking maintenance process is a process of tracking the motion of a target whose existence is known.

このとき、レーダを用いて目標を追尾する場合には、追尾維持処理については、既知の追尾情報であることから、ビームを向ける方向が或る程度限定されるのに対し、追尾開始処理については、未知の目標が対象となるので、広い領域にビームを向けて捜索する必要がある。   At this time, when tracking a target using a radar, the tracking maintenance process is known tracking information, so the direction in which the beam is directed is limited to some extent, while the tracking start process is Since the target is unknown, it is necessary to search with a beam directed to a wide area.

したがって、追尾開始処理における広領域の捜索において、目標の探知性能を高くするためには、信号電力が高い方が良く、また、観測頻度が高い方が良いので、捜索間隔(観測間隔)が短い方が追尾開始性能は高くなる。   Therefore, in the search of a wide area in the tracking start processing, in order to increase the target detection performance, it is better that the signal power is higher and the observation frequency is higher, so the search interval (observation interval) is short. The tracking start performance is higher.

しかし、レーダの単位時間あたりの送信電力は限られており、信号電力を高い値に設定すると、観測間隔は長くならざるを得ず、逆に、観測間隔を短く設定しようとすると、信号電力は低くならざるを得なくなる。   However, the transmission power per unit time of the radar is limited, and if the signal power is set to a high value, the observation interval must be lengthened. Conversely, if the observation interval is set to be short, the signal power is It must be lowered.

このように、観測間隔と信号電力との間には、1対1の関係があるが、観測間隔を変えると追尾開始性能が変わるので、限られた送信電力を有効に利用するためには、最適な観測間隔となるように、レーダを制御する必要がある。   Thus, there is a one-to-one relationship between the observation interval and the signal power. However, since the tracking start performance changes when the observation interval is changed, in order to effectively use the limited transmission power, It is necessary to control the radar so that the optimum observation interval is obtained.

この種のレーダの最適な観測間隔は、事前にシミュレーションを行うことにより、レーダ設計時に或る程度は決定することができる。しかし、最適な観測間隔は、レーダの有効反射面積に依存するので、想定外の目標に対しては事前の設定値が最適とはならない。
したがって、想定外の目標が追尾開始の対象となった場合には、新たに最適な観測間隔を見積もりながらレーダを制御する必要がある。
The optimum observation interval of this type of radar can be determined to some extent at the time of radar design by performing a simulation in advance. However, since the optimal observation interval depends on the effective reflection area of the radar, the preset value is not optimal for an unexpected target.
Therefore, when an unexpected target becomes a target of tracking start, it is necessary to control the radar while estimating a new optimum observation interval.

そこで、従来から、センサを用いたレーダ装置の制御技術として、追尾状況に応じてセンサの資源配分を決定する資源管理装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の従来装置においては、追尾目標の航跡の個々の追尾状況、たとえば、誤差楕円の大きさ、探知抜け回数、目標距離や目標速度、複数目標間の距離などの運動諸元に応じて優先度が設定され、優先度が高い目標の航跡について、優先的にセンサ資源が割り当てられる。
Therefore, a resource management device that determines sensor resource allocation according to the tracking situation has been proposed as a radar device control technique using a sensor (see, for example, Patent Document 1).
In the conventional apparatus described in Patent Document 1, individual tracking situations of the tracking target track, such as the size of the error ellipse, the number of detection omissions, the target distance, the target speed, and the movement parameters such as the distance between multiple targets, etc. Accordingly, priorities are set, and sensor resources are preferentially assigned to a target track having a high priority.

図7は上記特許文献1に記載の従来装置を示すブロック図であり、追尾維持の最適化を実現するためのセンサ制御に適用した場合の機能構成を示している。
以下、図7に示した従来装置の動作について、センサ制御の機能のみに限定して説明する。
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional device described in Patent Document 1, and shows a functional configuration when applied to sensor control for realizing tracking maintenance optimization.
Hereinafter, the operation of the conventional apparatus shown in FIG. 7 will be described by limiting only to the sensor control function.

なお、上記特許文献1には、追尾フィルタの動作を決定するパラメータの制御についても記載されているが、ここでは追尾フィルタの制御機能は用いないものとする。
また、上記特許文献1では、クラッタ発生地域の情報などの観測条件が得られることを想定しているが、ここではクラッタ発生地域の情報は得られないものとする。
すなわち、ここでは、追尾状況に基づいてセンサの割り当てを決定する機能のみに絞って説明する。したがって、図7においては、以下の説明では使われないブロックも存在する。
In addition, although the above-mentioned patent document 1 also describes the control of parameters that determine the operation of the tracking filter, the control function of the tracking filter is not used here.
Further, in Patent Document 1, it is assumed that observation conditions such as information on a clutter occurrence area can be obtained. However, information on a clutter occurrence area cannot be obtained here.
That is, here, only the function for determining sensor assignment based on the tracking situation will be described. Therefore, in FIG. 7, there are blocks that are not used in the following description.

図7において、レーダ装置の資源管理装置は、複数のセンサ100a、100b、・・・からなるセンサ群100と、追尾開始機能を有する多目標追尾処理部101と、センサ群指示部102と、センサ群100からの情報に基づき観測値および観測情報を生成する観測情報融合部103と、フィルタ群指示部104と、センサ状態抽出部105と、目標状態評価部106と、観測情報抽出部107と、追尾情報抽出部108と、フィルタ状態抽出部109と、追加データベースを有する資源配分方式作成部110と、資源データベースを有する資源管理計算部111と、を備えている。   7, the resource management device of the radar device includes a sensor group 100 including a plurality of sensors 100a, 100b,..., A multi-target tracking processing unit 101 having a tracking start function, a sensor group instruction unit 102, and a sensor. An observation information fusion unit 103 that generates observation values and observation information based on information from the group 100, a filter group instruction unit 104, a sensor state extraction unit 105, a target state evaluation unit 106, an observation information extraction unit 107, A tracking information extraction unit 108, a filter state extraction unit 109, a resource allocation method creation unit 110 having an additional database, and a resource management calculation unit 111 having a resource database are provided.

多目標追尾処理部101は、組合せ航跡相関行列を有する相関決定部101aと、追尾フィルタ(図示せず)を有するフィルタ処理部101bとを備えている。
相関決定部101aは、観測情報融合部103からの観測値に基づいて、観測値と航跡との組合せを生成する。
The multi-target tracking processing unit 101 includes a correlation determining unit 101a having a combined wake correlation matrix and a filter processing unit 101b having a tracking filter (not shown).
The correlation determination unit 101 a generates a combination of the observation value and the wake based on the observation value from the observation information fusion unit 103.

フィルタ処理部101bは、観測情報融合部103からの観測値と、相関決定部101aからの観測値と航跡との組合せとを入力情報として、追尾情報抽出部108およびフィルタ状態抽出部109を制御する。   The filter processing unit 101b controls the tracking information extraction unit 108 and the filter state extraction unit 109 using the observation value from the observation information fusion unit 103 and the combination of the observation value and the wake from the correlation determination unit 101a as input information. .

センサ群100は、センサ群指示部102が出力する動作条件にしたがって、指定された時刻において指定された目標を観測し、その観測情報を出力する。
観測情報融合部103は、センサ群100のいずれかのセンサから観測情報が入力されると、上記動作条件に基づき、該当する目標の運動諸元を推定する追尾フィルタに対して観測値(目標観測値)を出力する。
The sensor group 100 observes the designated target at the designated time according to the operation condition output by the sensor group instruction unit 102, and outputs the observation information.
When observation information is input from any of the sensors in the sensor group 100, the observation information fusion unit 103 receives an observation value (target observation) for a tracking filter that estimates the motion specifications of the target based on the operation condition. Value).

追尾フィルタは、対応する目標の追尾計算を実行することにより、各目標の位置および速度の推定および予測を行い、目標の追尾情報を更新する。
追尾情報抽出部108は、追尾フィルタ群が出力する目標の追尾情報から、目標の運動諸元(たとえば、位置や速度)の推定値に関する情報として、推定誤差範囲である誤差楕円(誤差共分散行列)を抽出し、その抽出情報を目標状態評価部106に入力する。
The tracking filter performs tracking calculation of the corresponding target, thereby estimating and predicting the position and speed of each target and updating the tracking information of the target.
The tracking information extraction unit 108 uses an error ellipse (error covariance matrix) that is an estimation error range as information related to an estimated value of a target motion specification (for example, position and velocity) from target tracking information output by the tracking filter group. ) And the extracted information is input to the target state evaluation unit 106.

目標状態評価部106は、各目標に対して、センサ割り当ての優先度に相当する評価値を設定する。追尾フィルタからは推定誤差範囲が得られるので、推定誤差範囲が広い目標に対しては、誤差を縮小する目的で評価値を大きく設定する。   The target state evaluation unit 106 sets an evaluation value corresponding to the priority of sensor allocation for each target. Since an estimation error range is obtained from the tracking filter, a large evaluation value is set for the purpose of reducing the error for a target having a wide estimation error range.

次に、資源配分方式作成部110は、目標状態評価部106からの評価値が入力されると、追尾データベースを参照しながら、目標状態評価部106が出力する評価値に基づいて、各目標に対するセンサの割り当てと、その配分効果についての評価値とを、複数組算出して出力する。   Next, when the evaluation value from the target state evaluation unit 106 is input, the resource allocation method creation unit 110 refers to the tracking database and, based on the evaluation value output from the target state evaluation unit 106, for each target. A plurality of sets of sensor assignments and evaluation values for the distribution effects are calculated and output.

すなわち、目標状態評価部106が出力する評価値(各目標の追尾状態)に基づいて、目標に対して割り当てるセンサおよび観測時刻を決定する。
この割り当ては、候補として複数生成し、各々について、各目標の追尾精度が割り当てられたセンサの観測によってどれだけ向上するかについての期待値を目標状態評価値の大きさで重み付けした配分効果評価値を算出する。
That is, based on the evaluation value (the tracking state of each target) output by the target state evaluation unit 106, the sensor and observation time assigned to the target are determined.
This allocation is generated as a plurality of candidates, and for each, the distribution effect evaluation value obtained by weighting the expected value of how much the tracking accuracy of each target is improved by observation of the allocated sensor by the size of the target state evaluation value Is calculated.

次に、資源管理計算部111は、各資源の複数のセンサ割り当ておよび配分効果評価値が資源配分方式作成部110から入力されるとともに、センサ群100の現在の動作状況が入力されると、資源データベースを参照しながら、各センサ割り当てが実行可能であるか否か、センサ群100におよぼす放射エネルギーなどの負荷がどの程度まで達するかについて考慮し、配分効果評価値が大きいセンサ割り当てを選択する。   Next, the resource management calculation unit 111 receives a plurality of sensor assignments and distribution effect evaluation values for each resource from the resource allocation method creation unit 110, and inputs the current operation status of the sensor group 100. While referring to the database, considering whether each sensor allocation is feasible and to what extent the load such as radiant energy applied to the sensor group 100 reaches, sensor allocation with a large distribution effect evaluation value is selected.

センサ群指示部102は、資源管理計算部111が最適な配分方式を決定すると、その決定情報にしたがって、センサ群100を構成する各センサ100a、100b、・・・の動作指示を行う。   When the resource management calculation unit 111 determines an optimal distribution method, the sensor group instruction unit 102 issues an operation instruction to each sensor 100a, 100b,... Constituting the sensor group 100 according to the determination information.

従来装置における資源管理装置のセンサ制御手順は以上の通りであるが、図7の従来装置においては、センサ群100による観測値が追尾手段に入力される時点で、どの観測値がどの追尾目標に対応しているかについて、或る程度既知であることが前提となっており、個々の追尾目標の推定誤差に基づいてセンサの割り当てを決定している。   The sensor control procedure of the resource management apparatus in the conventional apparatus is as described above. In the conventional apparatus of FIG. 7, at the time when the observation value by the sensor group 100 is input to the tracking means, which observation value becomes which tracking target. It is premised on that the response is known to some extent, and the allocation of sensors is determined based on the estimation error of each tracking target.

すなわち、誤差が比較的大きい目標について、また、センサ観測による改善効果が比較的高い目標とセンサとの組合せについて、優先的にセンサ資源を割り当てている。
たとえば、図8(a)、(b)の説明図に示した例のように、目標O1、O2の各々の誤差楕円を比較して、目標O1よりも目標O2の方が大きい場合には、目標O2に優先的にセンサ資源を割り当てることになる。
That is, sensor resources are preferentially allocated for targets with relatively large errors and for combinations of targets and sensors that have a relatively high improvement effect by sensor observation.
For example, as in the example shown in the explanatory diagrams of FIGS. 8A and 8B, when the error ellipses of the targets O1 and O2 are compared and the target O2 is larger than the target O1, Sensor resources are preferentially allocated to the target O2.

特許第4014785号公報Japanese Patent No. 4014785

従来のレーダ装置は、レーダによって特定の領域を捜索しながら追尾開始を行う場合、追尾開始は観測値の最初の数個が得られる短時間の処理であり、また、航跡の推定誤差の収束が不十分である。
したがって、観測間隔を最適化するための制御を実行しようとした場合に、実際に追尾を行いながら観測間隔を制御する方法では間に合わないので、実際にレーダによる観測を行う前に観測間隔の最適化を行う必要があるが、その要求を実現することができないという課題があった。
When a conventional radar device starts tracking while searching for a specific area by a radar, the tracking start is a short-time process in which the first few observation values are obtained, and the estimation error of the wake is not converged. It is insufficient.
Therefore, when trying to execute the control to optimize the observation interval, the method of controlling the observation interval while actually tracking is not in time, so the observation interval is optimized before actually performing the observation with the radar. However, there is a problem that the request cannot be realized.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することのできるレーダ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is for optimizing the tracking start performance so as to efficiently improve the estimation accuracy of the wake generated by the tracking technique. An object of the present invention is to obtain a radar apparatus capable of determining the optimum observation interval of the radar.

この発明に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダと、レーダを制御するレーダ制御部と、レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの1つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、シミュレーション処理手段は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、解析用観測間隔設定部により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部とを含むものである。   A radar device according to the present invention generates a target track by tracking a time series data of observation values obtained by a radar that searches a predetermined observation area, a radar control unit that controls the radar, and an unknown value. Tracking start means for detecting a target, and a radar apparatus that periodically provides an observation value from the radar to the tracking start means. An observation interval that is one of the parameters of the observation value is set as an actual value in the tracking start means. Simulation processing means for setting the tracking start performance to an optimum value is further provided. The simulation processing means searches for an observation interval in performance analysis and sets observation interval candidates, and generates an optimum observation interval predicted value. Estimated tracking start performance value based on the observation interval candidate set by the observation interval setting unit for analysis and the observation interval setting unit for analysis Tracking start performance calculator that analytically predicts based on specific assumptions related to wake generation from radar observation performance values and simulation observation interval candidate setting that searches observation intervals in simulations and sets candidate observation intervals And a pseudo-observation value generator for generating a pseudo-observation value used for the tracking start simulation based on the observation performance value of the radar, and the pseudo-observation value generated by the pseudo-observation value generator as input information. A pseudo wake generation unit that generates a pseudo wake with a tracking processing function equivalent to the tracking start means that provides the tracking start performance, and a tracking start performance totaling unit that calculates and calculates the tracking start performance using the pseudo wake generated by the pseudo wake generation unit; And a radar parameter instruction unit for instructing the radar control unit to set the observation interval determined by the simulation. It is intended.

この発明によれば、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が効率的に実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダの最適な観測間隔を決定することができる。   According to the present invention, it is possible to determine the optimal observation interval of the radar for optimizing the tracking start performance so that the improvement in estimation accuracy of the wake generated by the tracking technique is efficiently realized.

この発明の実施の形態1に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radar apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるレーダの観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence for the observation interval determination of the radar by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the tracking start performance estimated value according to the observation interval candidate in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における観測間隔候補に応じた第1の追尾開始性能の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the 1st tracking start performance according to the observation interval candidate in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における観測間隔候補に応じた第2の追尾開始性能の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the 2nd tracking start performance according to the observation interval candidate in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における観測間隔候補に応じた第3の追尾開始性能の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the 3rd tracking start performance according to the observation interval candidate in Embodiment 1 of this invention. 従来のレーダ装置の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the conventional radar apparatus. 従来のレーダ装置における異なる目標の各誤差楕円を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each error ellipse of a different target in the conventional radar apparatus.

実施の形態1.
以下、図面を参照しながら、この発明の好適な実施の形態について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係るレーダ装置を示すブロック図であり、多目標追尾装置に適用した場合の概略構成を示している。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a schematic configuration when applied to a multi-target tracking apparatus.

図1において、レーダ装置は、ユーザの入力インターフェイスとなる観測条件入力部1と、解析用観測間隔設定部2と、追尾開始性能計算部3と、シミュレーション用観測間隔候補設定部4と、擬似観測値生成部5と、擬似航跡生成部6と、追尾開始性能集計部7と、レーダパラメータ指示部8と、レーダ制御部9と、レーダ10とを備えている。   In FIG. 1, the radar apparatus includes an observation condition input unit 1 serving as a user input interface, an analysis observation interval setting unit 2, a tracking start performance calculation unit 3, a simulation observation interval candidate setting unit 4, and pseudo observation. A value generation unit 5, a pseudo wake generation unit 6, a tracking start performance totaling unit 7, a radar parameter instruction unit 8, a radar control unit 9, and a radar 10 are provided.

観測条件入力部1は、ユーザから入力される目標種別に応じて、観測間隔と信号電力との関係を生成して解析用観測間隔設定部2に入力する。
解析用観測間隔設定部2は、観測条件入力部1からの入力情報と、追尾開始性能計算部3からのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔候補および最適観測間隔予想値Tpreを生成し、観測間隔候補を追尾開始性能計算部3に入力し、最適観測間隔予想値Tpreをシミュレーション用観測間隔候補設定部4に入力する。
The observation condition input unit 1 generates a relationship between the observation interval and the signal power according to the target type input from the user and inputs the relationship to the observation interval setting unit 2 for analysis.
Based on the input information from the observation condition input unit 1 and the feedback information from the tracking start performance calculation unit 3, the analysis observation interval setting unit 2 generates an observation interval candidate and an optimum observation interval expected value Tpre, The interval candidate is input to the tracking start performance calculation unit 3, and the optimum observation interval predicted value Tpre is input to the simulation observation interval candidate setting unit 4.

追尾開始性能計算部3は、観測間隔候補に基づく追尾開始性能予想値を生成して解析用観測間隔設定部2にフィードバック入力する。
シミュレーション用観測間隔候補設定部4は、解析用観測間隔設定部2からの入力情報と、追尾開始性能集計部7とからのフィードバック情報とに基づいて、観測間隔および最適観測間隔を生成し、観測間隔を擬似観測値生成部5に入力し、最適観測間隔をレーダパラメータ指示部8に入力する。
The tracking start performance calculation unit 3 generates a predicted tracking start performance value based on the observation interval candidate, and feeds it back to the analysis observation interval setting unit 2.
The simulation observation interval candidate setting unit 4 generates an observation interval and an optimal observation interval based on the input information from the analysis observation interval setting unit 2 and the feedback information from the tracking start performance totaling unit 7, and The interval is input to the pseudo observation value generation unit 5, and the optimum observation interval is input to the radar parameter instruction unit 8.

擬似観測値生成部5は、観測間隔に基づく擬似観測値を擬似航跡生成部6に入力し、擬似航跡生成部6は、擬似観測値に基づく擬似航跡を追尾開始性能集計部7に入力する。
追尾開始性能集計部7は、擬似航跡に基づく追尾開始性能をシミュレーション用観測間隔候補設定部4にフィードバック入力する。
The pseudo observation value generation unit 5 inputs a pseudo observation value based on the observation interval to the pseudo track generation unit 6, and the pseudo track generation unit 6 inputs the pseudo track based on the pseudo observation value to the tracking start performance totaling unit 7.
The tracking start performance totaling unit 7 feeds back the tracking start performance based on the pseudo track to the simulation observation interval candidate setting unit 4.

レーダパラメータ指示部8は、最適観測間隔に基づく観測間隔をレーダ制御部9に入力する。
最後に、レーダ制御部9は、レーダパラメータ指示部8からの観測間隔に基づきレーダ10を制御する。
The radar parameter instruction unit 8 inputs an observation interval based on the optimum observation interval to the radar control unit 9.
Finally, the radar control unit 9 controls the radar 10 based on the observation interval from the radar parameter instruction unit 8.

レーダ10は、従来のレーダ装置に含まれる部分であり、前述(図7参照)と同様の構成を有する。すなわち、図7内のセンサ群100に代えて、レーダを有する点のみが図7と異なるので、多目標追尾処理部1などの具体的な構成については、ここでは図示を省略して、総称的にレーダ10として示している。つまり、図1内のレーダ10は、多目標追尾機能および追尾開始機能を備えているものとする。   The radar 10 is a part included in a conventional radar apparatus and has the same configuration as described above (see FIG. 7). That is, instead of the sensor group 100 in FIG. 7, only the point having a radar is different from that in FIG. 7, and therefore, the specific configuration of the multi-target tracking processing unit 1 and the like is not shown here and is generic. In FIG. That is, the radar 10 in FIG. 1 has a multi-target tracking function and a tracking start function.

図1内の各ブロックは、レーダ10から追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、レーダ10による観測値のパラメータの1つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段を構成している。   Each block in FIG. 1 is a radar apparatus that periodically provides observation values from the radar 10 to the tracking start means, and sets the observation interval, which is one of the parameters of the observation values by the radar 10, in the tracking start means. The simulation processing means for setting the tracking start performance to the optimum value is configured.

なお、図1に示すレーダ装置においては、1台のレーダ10により或る領域を捜索しながら目標の追尾開始を行うことを前提とし、レーダ10の最適な観測間隔を決定し、さらに、レーダ10の最適観測間隔をレーダ制御部9に指示する。   In the radar apparatus shown in FIG. 1, the optimum observation interval of the radar 10 is determined on the premise that the tracking of a target is started while searching for a certain area by one radar 10. Is instructed to the radar control unit 9.

以下、図2〜図6を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1による処理内容について具体的に説明する。
図2は図1のレーダ装置によるレーダ10の観測間隔決定のための処理手順を示すフローチャートである。
The processing contents according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be specifically described below with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure for determining the observation interval of the radar 10 by the radar apparatus of FIG.

また、図3は3つの観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値を示す説明図であり、図4〜図6は3つの観測間隔に応じた第1〜第3の追尾開始性能を示す説明図である。
なお、ここでは、或る目標が追尾開始対象となり、その種類の目標については、事前に最適な観測間隔の見積もりがなされていないものとする。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing predicted tracking start performance values corresponding to three observation interval candidates, and FIGS. 4 to 6 are explanatory diagrams showing first to third tracking start performance values corresponding to three observation intervals. FIG.
Here, it is assumed that a certain target is a tracking start target, and the optimal observation interval is not estimated in advance for that type of target.

図2において、まず、ユーザ操作により観測条件入力(ステップS1)が行われ、観測条件入力部1には、追尾開始対象とする目標の有効反射面積σと、レーダ10の送信電力Ptrとが、観測条件として入力される。   In FIG. 2, first, observation condition input (step S1) is performed by a user operation, and the observation condition input unit 1 receives the target effective reflection area σ to be tracked and the transmission power Ptr of the radar 10 as follows. Input as observation conditions.

このとき、観測条件入力部1は、観測条件の入力情報に基づき、信号電力SNRと観測間隔Tとの関係式を求める。
信号電力SNRと観測間隔Tとの関係は、レーダ10の送信電力Ptrと目標の有効反射面積σとを用いて、以下の式(1)で表される。
At this time, the observation condition input unit 1 obtains a relational expression between the signal power SNR and the observation interval T based on the input information of the observation condition.
The relationship between the signal power SNR and the observation interval T is expressed by the following equation (1) using the transmission power Ptr of the radar 10 and the target effective reflection area σ.

SNR・T=f(Ptr,σ) ・・・(1)   SNR · T = f (Ptr, σ) (1)

ただし、式(1)において、関数f( )は、レーダ10によって一意に定められる。
次に、解析用観測間隔設定部2は、式(1)に基づき、観測間隔候補を、前回設定した観測間隔候補から所定の刻み幅ΔT(事前に設定された固定パラメータ)だけ増加させた値に設定して、追尾開始性能計算部3に入力する(ステップS2)。
However, in equation (1), the function f () is uniquely determined by the radar 10.
Next, the analysis observation interval setting unit 2 increases the observation interval candidate by a predetermined step size ΔT (a fixed parameter set in advance) from the previously set observation interval candidate based on the equation (1). And input to the tracking start performance calculation unit 3 (step S2).

なお、最初にステップS2が実行されたときには、観測間隔候補は、取り得る最小値Tminに設定され、最小の観測間隔候補が追尾開始性能計算部3に入力される。また、最小値Tminは、事前に設定されるパラメータである。以下、観測間隔候補は、ステップS2が繰り返し実行されるごとに、刻み幅ΔTだけ増加される。   When step S2 is first executed, the observation interval candidate is set to a minimum value Tmin that can be taken, and the minimum observation interval candidate is input to the tracking start performance calculation unit 3. The minimum value Tmin is a parameter set in advance. Hereinafter, the observation interval candidate is increased by the step size ΔT each time Step S2 is repeatedly executed.

次に、追尾開始性能計算部3は、ステップ2で設定された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する(ステップS3)。
このとき、追尾開始性能計算部3により計算される追尾開始性能予想値としては、目標航跡の開始確率Ptgtが適用される。
Next, the tracking start performance calculation unit 3 calculates a predicted tracking start performance value when the observation interval candidate set in step 2 is set as an observation interval (step S3).
At this time, the start probability Ptgt of the target track is applied as the predicted tracking start performance value calculated by the tracking start performance calculation unit 3.

以下、目標航跡の開始確率Ptgtの導出手順について具体的に説明する。
まず、観測時刻t(i)における追尾処理終了時に、目標航跡がm(m=0、1、2、3)探知状態である確率pm(i)を算出する。
Hereinafter, a procedure for deriving the start probability Ptgt of the target wake will be specifically described.
First, at the end of the tracking process at the observation time t (i), the probability pm (i) that the target track is in the m (m = 0, 1, 2, 3) detection state is calculated.

この確率pm(i)は、目標航跡の観測値がm個得られ、m個の観測値が1つの目標航跡を構成している状態となる確率を表している。
確率pm(i)(m=0、1、2、3)は、1観測時刻前の確率pm(i−1)を用いて、漸化式からなる以下の式(2)により記述される。
This probability pm (i) represents the probability that m observed values of the target wake are obtained and the m observed values constitute one target wake.
The probability pm (i) (m = 0, 1, 2, 3) is described by the following equation (2) consisting of a recurrence formula using the probability pm (i−1) one observation time before.

p0(i)=p0(i−1)・{1−pD(i)}+p2(i−1)・{1−pD(i)}・pF(i)
p1(i)=p1(i−1)・{1−pD(i)}+p0(i−1)・pD(i)
p2(i)=p2(i−1)・{1−pD(i)}・{1−pF(i)}+p1(i−1)・pD(i)
p3(i)=p3(i−1)+p2(i−1)・pD(i)
・・・(2)
p0 (i) = p0 (i-1). {1-pD (i)} + p2 (i-1). {1-pD (i)}. pF (i)
p1 (i) = p1 (i-1). {1-pD (i)} + p0 (i-1) .pD (i)
p2 (i) = p2 (i-1). {1-pD (i)}. {1-pF (i)} + p1 (i-1) .pD (i)
p3 (i) = p3 (i-1) + p2 (i-1) .pD (i)
... (2)

ただし、式(2)において、pD(i)は、観測時刻t(i)においてレーダが目標を探知する確率であり、信号電力SNRによって決まる値である。
また、pF(i)は、目標航跡のゲート内に誤警報が入る確率であり、べき乗を「^」で表せば、以下の式(3)のように算出される。
In equation (2), pD (i) is the probability that the radar will detect the target at the observation time t (i), and is a value determined by the signal power SNR.
Further, pF (i) is the probability that a false alarm will enter the gate of the target track. If the power is represented by “^”, it is calculated as the following equation (3).

pF(i)=1−(1−pfa)^[Vg(i)/{ΔR・R(i)・ΔEl・R(i)・ΔAz}] ・・・(3)   pF (i) = 1- (1-pfa) ^ [Vg (i) / {ΔR · R (i) · ΔE1 · R (i) · ΔAz}] (3)

ただし、式(2)において、pfaは、レーダの検出閾値の設定によって決まる誤警報確率である。
また、Vg(i)は、目標航跡のゲート体積であり、追尾フィルタ計算により算出される。また、R(i)は、目標距離であり、ΔR、ΔEl、ΔAzは、それぞれ、レーダの距離方向、仰角方向、方位角方向の分解能である。
However, in formula (2), pfa is a false alarm probability determined by the setting of the radar detection threshold.
Vg (i) is the gate volume of the target track and is calculated by tracking filter calculation. R (i) is a target distance, and ΔR, ΔE1, and ΔAz are resolutions in the radar distance direction, elevation angle direction, and azimuth angle direction, respectively.

式(2)から、目標航跡がm探知状態である確率pm(i)の初期値、すなわち「i=1」における値は、以下の式(4)となる。   From the equation (2), the initial value of the probability pm (i) that the target track is in the m detection state, that is, the value at “i = 1” is the following equation (4).

p0(1)=1−pD(1)
p1(1)=pD(1)
p2(1)=0
p3(1)=0
・・・(4)
p0 (1) = 1-pD (1)
p1 (1) = pD (1)
p2 (1) = 0
p3 (1) = 0
... (4)

ここで、目標航跡が3探知状態、すなわち3つの観測値が得られた段階で、必ず確立するものと仮定すると、観測時刻t(i)における目標航跡の開始確率Ptgt(i)は、以下の式(5)のように表される。   Here, assuming that the target track has three detection states, that is, when the three observation values are obtained, the target track start probability Ptgt (i) at the observation time t (i) is It is expressed as equation (5).

Ptgt(i)=p3(i) ・・・(5)   Ptgt (i) = p3 (i) (5)

図2に戻り、追尾開始性能計算部3は、ステップS3に続いて、追尾開始性能の極大値が発見されたか否かを判定する(ステップS4)。
すなわち、式(5)のように計算された追尾開始性能予想値(目標航跡の開始確率Ptgt)の極大値が発見されたか否かを判定する。
Returning to FIG. 2, following step S3, the tracking start performance calculation unit 3 determines whether a maximum value of the tracking start performance has been found (step S4).
That is, it is determined whether or not the maximum value of the tracking start performance predicted value (target track start probability Ptgt) calculated as in Expression (5) is found.

ステップS4において、極大値が発見されない(極大値が確定していない)場合には、判定結果が「No」となって、解析用観測間隔設定処理(ステップS2)に戻る。
ステップS2においては、観測間隔を、現在の観測間隔候補値から刻み幅ΔTだけ増加させて増やす。
In step S4, when the maximum value is not found (the maximum value is not fixed), the determination result is “No”, and the process returns to the analysis observation interval setting process (step S2).
In step S2, the observation interval is increased by increasing the step size ΔT from the current observation interval candidate value.

以下、上記処理(ステップS2〜S4)を繰り返し、ステップS4において、追尾開始性能予想値の極大値が確定し、判定結果が「Yes」となった段階で、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理(ステップS5)に移行する。   Thereafter, the above processing (steps S2 to S4) is repeated, and in step S4, when the maximum value of the predicted tracking start performance value is determined and the determination result is “Yes”, the next observation interval candidate setting process for simulation is performed. The process proceeds to (Step S5).

なお、追尾開始性能予想値の極大値が確定したか否かについては、現在(最新)の追尾開始性能予想値が、その1回前に実行した追尾開始性能計算によって得られた追尾開始性能の値よりも低下したか否かによって、判定することができる。   Whether or not the maximum value of the predicted tracking start performance value has been determined is determined based on whether the current (latest) predicted tracking start performance value is the tracking start performance obtained by the tracking start performance calculation performed one time before. The determination can be made based on whether or not the value is lower than the value.

ここで、ステップS4の判定処理について具体的に説明する。
図3に示す観測間隔候補に応じた追尾開始性能予想値の例において、観測間隔候補を第1回目の「Tmin」とした場合の追尾開始性能予想値と、第2回目の「Tmin+ΔT」とした場合の追尾開始性能予想値とを比べると、第2回目の追尾開始性能予想値の方が大きい値となっている。
Here, the determination process in step S4 will be specifically described.
In the example of the tracking start performance predicted value according to the observation interval candidate shown in FIG. 3, the tracking start performance predicted value when the observation interval candidate is the first “Tmin” and the second “Tmin + ΔT”. In comparison with the predicted tracking start performance value, the second tracking start performance predicted value is larger.

したがって、第2回目の時点では、追尾開始性能予想値の極大値は確定していない。
次に、観測間隔候補を第3回目の「Tmin+2ΔT」とした場合には、追尾開始性能予想値が第2回目の値よりも低下しているので、第3回目の探索において、追尾開始性能予想値の極大を実現する観測間隔候補が「Tmin+ΔT」であると定まる。
この極大値は、それまでに得られた追尾開始性能予想値の最大値として設定される。
Therefore, the maximum value of the expected tracking start performance value is not fixed at the second time point.
Next, when the observation interval candidate is set to “Tmin + 2ΔT” for the third time, the tracking start performance predicted value is lower than the second value, and therefore the tracking start performance prediction is performed in the third search. The observation interval candidate that realizes the maximum value is determined to be “Tmin + ΔT”.
This maximum value is set as the maximum value of the predicted tracking start performance value obtained so far.

こうして、極大値が確定した時点で、その追尾開始性能予測値を極大とする観測間隔候補が、最適観測間隔予想値Tpreとしてシミュレーション用観測間隔候補設定部4に入力され、次のシミュレーション用観測間隔候補設定処理(ステップS5)に移行することになる。   Thus, when the maximum value is determined, an observation interval candidate that maximizes the tracking start performance predicted value is input to the simulation observation interval candidate setting unit 4 as the optimum observation interval predicted value Tpre, and the next simulation observation interval is set. The process proceeds to candidate setting processing (step S5).

ステップS5においては、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部2から最適観測間隔予想値Tpreが入力された直後の時点であって、最初にステップS5が実行されたときには、3つの観測間隔「Tpre−ΔT」、「Tpre」、「Tpre+ΔT」がシミュレーション用観測間隔候補となる。
In step S5, observation interval candidates for simulation are set.
It should be noted that when step S5 is executed for the first time after the optimum observation interval expected value Tpre is input from the analysis observation interval setting unit 2, three observation intervals “Tpre−ΔT” and “Tpre” , “Tpre + ΔT” is an observation interval candidate for simulation.

次に、擬似観測値生成部5は、ステップS5で設定された観測間隔候補を観測間隔として、乱数によって実際の観測条件を模擬しながら、N個分の擬似観測値を生成する(ステップS6)。
なお、擬似観測値の生成数Nは、モンテカルロシミュレーションの試行回数(事前に設定されるパラメータ)であり、シミュレーションに費やすことが可能な時間に相当する回数である。
Next, the pseudo-observation value generation unit 5 generates N pseudo-observation values while simulating actual observation conditions with random numbers using the observation interval candidates set in step S5 as observation intervals (step S6). .
The number N of pseudo-observation values generated is the number of trials of Monte Carlo simulation (a parameter set in advance), which is the number of times that can be spent for simulation.

次に、擬似航跡生成部6は、擬似観測値生成部5により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ10が観測値を提供する追尾開始手段の場合と同等の追尾処理機能により、擬似航跡を生成する(ステップS7)。
この擬似航跡生成処理(ステップS7)は、N個の擬似観測値のすべてについて実行される。
Next, the pseudo wake generation unit 6 uses the pseudo observation value generated by the pseudo observation value generation unit 5 as input information, and performs the pseudo processing by the tracking processing function equivalent to that of the tracking start means in which the radar 10 provides the observation value. A wake is generated (step S7).
This pseudo wake generation process (step S7) is executed for all of the N pseudo observation values.

次に、追尾開始性能集計部7は、シミュレーション結果集計処理を行い、擬似航跡生成部6によって生成された擬似航跡のうちの目標航跡のみを選別し、或る特定の時刻t(i)における目標航跡の開始確率PT(i)を計算する(ステップS8)。   Next, the tracking start performance totaling unit 7 performs a simulation result totaling process, selects only the target track from the pseudo track generated by the pseudo track generating unit 6, and sets the target at a specific time t (i). The wake start probability PT (i) is calculated (step S8).

このとき、追尾開始性能集計部7は、擬似航跡生成部6により生成された航跡が目標航跡であるか誤航跡であるかを判定する。すなわち、擬似航跡生成部6により生成された航跡が、過去に運動諸元推定に用いた擬似観測値が目標を想定したもののみであれば、目標航跡であると判定する。   At this time, the tracking start performance totalization unit 7 determines whether the wake generated by the pseudo wake generation unit 6 is a target wake or a false wake. That is, if the wake generated by the quasi-wake generation unit 6 is only the quasi-observation value previously used for motion specification estimation assuming the target, it is determined as the target wake.

一方、擬似航跡生成部6により生成された航跡に、過去に用いた擬似観測値に誤警報を想定したものがあれば、追尾開始性能集計部7は、生成された航跡が誤航跡であると判定する。
ここで、擬似観測値生成処理(ステップS6)におけるシミュレーション試行回数をNとして、観測時刻t(i)までに目標航跡がmT試行で確立されているものとすると、目標航跡の開始確率PT(i)は、以下の式(6)のように表される。
On the other hand, if the wake generated by the quasi-wake generation unit 6 includes a false observation value assumed in the past in the pseudo-observation value, the tracking start performance totaling unit 7 indicates that the generated wake is an erroneous wake. judge.
Here, if the number of simulation trials in the pseudo-observation value generation process (step S6) is N, and the target track is established by the mT trial by the observation time t (i), the target track start probability PT (i ) Is expressed as the following equation (6).

PT(i)=mT/N ・・・(6)   PT (i) = mT / N (6)

次に、追尾開始性能集計部7は、ステップS8によって得られた追尾開始性能(開始確率PT(i))の極大値が発見されたか否かを判定し(ステップS9)、追尾開始性能の極大値が得られて判定結果が「Yes」となった時点で、最後のレーダ制御指示処理(ステップS10)に移行する。   Next, the tracking start performance totaling unit 7 determines whether or not the maximum value of the tracking start performance (start probability PT (i)) obtained in step S8 has been found (step S9), and the maximum of the tracking start performance is determined. When the value is obtained and the determination result is “Yes”, the process proceeds to the last radar control instruction process (step S10).

一方、ステップS9において、追尾開始性能の極大値が得られていなければ、判定結果が「No」となってステップS5に戻り、再度のシミュレーション用観測間隔候補の設定処理を行い、上記処理(ステップS5〜S9)を繰り返し実行する。   On the other hand, if the maximum value of the tracking start performance is not obtained in step S9, the determination result is “No”, the process returns to step S5, the simulation observation interval candidate setting process is performed again, and the above process (step S5 to S9) are repeatedly executed.

ここで、ステップS5〜S9におけるシミュレーション間隔候補の設定処理について、具体的に説明する。
前述の通り、最初にステップS5が実行された時点では、3つの観測間隔「Tpre−ΔT」、「Tpre」、「Tpre+ΔT」がシミュレーション用観測間隔候補となるので、シミュレーション結果集計処理(ステップS8)においては、たとえば図4のように、3つの追尾開始性能値が得られる。
Here, the simulation interval candidate setting process in steps S5 to S9 will be specifically described.
As described above, when the step S5 is first executed, the three observation intervals “Tpre−ΔT”, “Tpre”, and “Tpre + ΔT” are the observation interval candidates for simulation. Therefore, the simulation result totaling process (step S8) In FIG. 4, for example, three tracking start performance values are obtained as shown in FIG.

図4において、3つの観測間隔に対する追尾開始性能は、上に凸の特性を有している。このように、3つの追尾開始性能が得られた場合には、中心候補「Tpre」での追尾開始性能が最も高く、この観測間隔「Tpre」で追尾開始性能の極大値が実現されているので、観測間隔「Tpre」を最適観測間隔として確定する。   In FIG. 4, the tracking start performance with respect to three observation intervals has an upwardly convex characteristic. Thus, when three tracking start performances are obtained, the tracking start performance at the center candidate “Tpre” is the highest, and the maximum value of the tracking start performance is realized at this observation interval “Tpre”. The observation interval “Tpre” is determined as the optimum observation interval.

一方、図5のように、3つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調増加を示す場合には、第3回目の観測間隔「Tpre+ΔT」での追尾開始性能が最も高いが、この観測間隔「Tpre+ΔT」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔTずつ増加させて、順次に「Tpre+2・ΔT」、「Tpre+3・ΔT」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the tracking start performance for the three observation intervals shows a monotonic increase, the tracking start performance at the third observation interval “Tpre + ΔT” is the highest, but this observation interval “Tpre + ΔT” It is not possible to confirm that the maximum has been realized.
Therefore, the observation interval candidate is further increased by the increment ΔT, and the observation interval that achieves the maximum of the tracking start performance is searched while sequentially setting “Tpre + 2 · ΔT”, “Tpre + 3 · ΔT”,. To do.

また、図6のように、3つの観測間隔に対する追尾開始性能が単調減少を示す場合には、第1回目の観測間隔「Tpre−ΔT」での性能が最も高いが、この観測間隔「Tpre−ΔT」で極大が実現されていることを確定することはできない。
したがって、さらに、観測間隔候補を刻み幅ΔTずつ減少させて、順次に「Tpre−2・ΔT」、「Tpre−3・ΔT」、・・・と設定しながら、追尾開始性能の極大を実現する観測間隔を探索する。
Further, as shown in FIG. 6, when the tracking start performance for the three observation intervals shows a monotonic decrease, the performance at the first observation interval “Tpre−ΔT” is the highest, but this observation interval “Tpre− It cannot be determined that the maximum is realized by “ΔT”.
Therefore, the maximum of the tracking start performance is realized while further reducing the observation interval candidates by increments of ΔT and sequentially setting “Tpre-2 · ΔT”, “Tpre-3 · ΔT”,. Search for observation intervals.

図2に戻り、最後に、レーダパラメータ指示部8は、レーダ制御部9に対して、レーダ制御指示(ステップS10)を行い、レーダ10の観測間隔が、シミュレーションにより探索しながら得られた最適観測間隔となるように、指示を出力する。
このように、実際にレーダ10を動作させて観測を行う前に、解析とシミュレーションとにより、観測間隔を最適に決定することができる。
Returning to FIG. 2, finally, the radar parameter instruction unit 8 instructs the radar control unit 9 to perform radar control (step S <b> 10), and the optimal observation obtained while searching for the observation interval of the radar 10 by simulation. Instructions are output so that there is an interval.
In this way, the observation interval can be optimally determined by analysis and simulation before actually operating the radar 10 and performing observation.

以上のように、この発明の実施の形態1に係るレーダ装置は、所定の観測領域を捜索するレーダ10と、レーダ10を制御するレーダ制御部9と、レーダ10による観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、レーダから追尾開始手段に対して定期的に観測値を提供するレーダ装置において、観測値のパラメータの1つである観測間隔を、追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備えている。   As described above, the radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes the radar 10 that searches for a predetermined observation region, the radar control unit 9 that controls the radar 10, and the time-series data of the observation values obtained by the radar 10. A tracking start unit for detecting an unknown target by generating a target track by tracking processing; and a radar apparatus that periodically provides an observation value from the radar to the tracking start unit. The apparatus further includes simulation processing means for setting one observation interval to a value at which the actual tracking start performance in the tracking start means is optimum.

シミュレーション処理手段は、解析用観測間隔設定部2と、追尾開始性能計算部3と、シミュレーション用観測間隔候補設定部4と、擬似観測値生成部5と、擬似航跡生成部6と、追尾開始性能集計部7と、レーダパラメータ指示部8とを備えている。   The simulation processing means includes an analysis observation interval setting unit 2, a tracking start performance calculation unit 3, a simulation observation interval candidate setting unit 4, a pseudo observation value generation unit 5, a pseudo track generation unit 6, and a tracking start performance. A totaling unit 7 and a radar parameter instruction unit 8 are provided.

解析用観測間隔設定部2は、性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値Tpreを生成する。
追尾開始性能計算部3は、解析用観測間隔設定部2により設定された観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、レーダ10の観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する。
The analysis observation interval setting unit 2 searches for observation intervals in performance analysis, sets observation interval candidates, and generates an optimum observation interval expected value Tpre.
The tracking start performance calculation unit 3 calculates the predicted tracking start performance value based on the observation interval candidate set by the analysis observation interval setting unit 2 based on a specific assumption regarding the wake generation from the observation performance value of the radar 10. Analytical prediction calculation.

シミュレーション用観測間隔候補設定部は、シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定する。
擬似観測値生成部5は、レーダ10の観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する。
The simulation observation interval candidate setting unit searches for an observation interval in the simulation and sets a candidate observation interval.
The pseudo observation value generation unit 5 generates a pseudo observation value used for the tracking start simulation based on the observation performance value of the radar 10.

擬似航跡生成部6は、擬似観測値生成部5により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダ10が観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する。
追尾開始性能集計部7は、擬似航跡生成部6により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算し、レーダパラメータ指示部8は、シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値をレーダ制御部9に指示する。
The pseudo wake generation unit 6 uses the pseudo observation value generated by the pseudo observation value generation unit 5 as input information, and generates a pseudo wake by a tracking processing function equivalent to the tracking start means in which the radar 10 provides the observation value.
The tracking start performance totaling unit 7 calculates and calculates the tracking start performance using the pseudo track generated by the pseudo track generating unit 6, and the radar parameter instruction unit 8 performs radar control on the set value of the observation interval determined by the simulation. The unit 9 is instructed.

これにより、追尾技術によって生成される航跡の推定精度の向上が実現されるように、追尾開始性能を最適化するためのレーダ10の最適な観測間隔を、効率的に決定することができる。
したがって、追尾開始の実績がない目標について追尾開始を行う場合でも、短時間の解析とシミュレーションによって決めた観測間隔を設定することによって、追尾開始の最適化を図ることが可能となる。
Thereby, the optimal observation interval of the radar 10 for optimizing the tracking start performance can be efficiently determined so that the estimation accuracy of the wake generated by the tracking technique is improved.
Therefore, even when tracking is started for a target that has not been tracked, the start of tracking can be optimized by setting an observation interval determined by a short analysis and simulation.

また、追尾開始性能計算部3により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部7により算出される追尾開始性能とは、或る特定の時刻t(i)における目標航跡の開始確率PT(i)である。
このように、追尾開始の性能指標として、目標航跡の開始確率PT(i)を適用することにより、目標航跡の開始確率PT(i)が最も高くなるための観測間隔を設定することが可能となる。
The predicted tracking start performance value calculated by the tracking start performance calculation unit 3 and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit 7 are the start probability of the target track at a specific time t (i). PT (i).
Thus, by applying the target track start probability PT (i) as the tracking start performance index, it is possible to set the observation interval for the highest target track start probability PT (i). Become.

また、単にシミュレーションのみの繰り返しによる探索ではなく、解析によって予測された最適観測間隔を出発点としてシミュレーションでの探索回数を最小限としているので、現実的な時間で観測間隔を決定することができる。   In addition, since the number of searches in the simulation is minimized with the optimum observation interval predicted by the analysis as a starting point, not the search by simply repeating the simulation alone, the observation interval can be determined in a realistic time.

実施の形態2.
なお、上記実施の形態1では、追尾開始性能計算部3により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部7により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻t(i)における目標航跡の開始確率PT(i)としたが、目標航跡の開始確率PT(i)に代えて、誤航跡の開始確率PF(i)としてもよい。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the expected tracking start performance value calculated by the tracking start performance calculation unit 3 and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit 7 are set to a specific time t (i ), The start probability PT (i) of the target wake may be used instead of the start probability PT (i) of the target wake.

以下、多目標追尾装置において誤航跡の開始確率PFを適用したこの発明の実施の形態2に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態2による装置構成は、前述(図1参照)と同様であり、処理手順も図2に示した通りである。
Hereinafter, a radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, in which the erroneous track start probability PF is applied to the multi-target tracking apparatus, will be described.
The apparatus configuration according to the second embodiment of the present invention is the same as that described above (see FIG. 1), and the processing procedure is also as shown in FIG.

ただし、この場合、図2内の解析用観測間隔候補設定処理(ステップS2)、追尾開始性能計算処理(ステップS3)、シミュレーション用観測間隔候補設定処理(ステップS5)およびシミュレーション結果集計処理(ステップS8)の内容が一部異なるので、以下では、ステップS2、S3、S5、S8のみに限定して説明する。   In this case, however, the analysis observation interval candidate setting process (step S2), the tracking start performance calculation process (step S3), the simulation observation interval candidate setting process (step S5), and the simulation result totaling process (step S8) in FIG. ) Is partially different, so that the following description will be limited to steps S2, S3, S5, and S8.

まず、ステップS2において、解析用観測間隔設定部2は、追尾開始処理で開始される「誤航跡の数」ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。
続いて、ステップS3において、追尾開始性能計算部3は、ステップS2で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
First, in step S <b> 2, the analysis observation interval setting unit 2 searches for an observation interval so that the “number of false wakes” started in the tracking start process is as small as possible.
Subsequently, in step S3, the tracking start performance calculation unit 3 calculates a tracking start performance expected value when the observation interval candidate input in step S2 is set as an observation interval.

このとき、追尾開始性能計算部3は、計算される追尾開始性能予想値として、誤航跡の開始確率Pflsを適用する。
ここで、観測時刻t(i)における追尾処理終了時にm(m=1、2、3)探知状態である誤航跡の数の期待値をnFm(i)で表すと、各期待値nFm(i)は、1観測時刻前の期待値nFm(i−1)を用いて、漸化式からなる以下の式(7)のように記述される。
At this time, the tracking start performance calculation unit 3 applies the erroneous track start probability Pfls as the calculated tracking start performance predicted value.
Here, when the expected value of the number of false wakes in the m (m = 1, 2, 3) detection state at the end of the tracking process at the observation time t (i) is represented by nFm (i), each expected value nFm (i ) Is described as the following equation (7) consisting of a recurrence formula using the expected value nFm (i−1) one observation time ago.

nF1(i)=nF1(i−1)・{1−pfalse(i)}+pfa・Vobs/{ΔR・R(i)・ΔEl・R(i)・ΔAz}
nF2(i)=nF2(i−1)・{1−pfalse(i)}+nF1(i−1)・pfalse(i)
nF3(i)=nF3(i−1)+nF2(i−1)・pfalse(i)+p2(i−1)・{1−pD(i)}・pF(i)
・・・(7)
nF1 (i) = nF1 (i-1) · {1-pfalse (i)} + pfa · Vobs / {ΔR · R (i) · ΔE1 · R (i) · ΔAz}
nF2 (i) = nF2 (i-1). {1-pfalse (i)} + nF1 (i-1) .pfalse (i)
nF3 (i) = nF3 (i-1) + nF2 (i-1) .pfalse (i) + p2 (i-1). {1-pD (i)}. pF (i)
... (7)

ただし、式(7)において、Pfalse(i)は、ゲート内の分解能のセル{体積ΔR・R(i)・ΔEl・R(i)・ΔAz}のいずれかに誤警報が入る確率であり、全セルで誤警報が入らない確率を「1.0」から減算することにより算出することができる。したがって、ゲート内の分解能のセルのいずれかに誤警報が入る確率Pfalse(i)は、べき乗を「^」で表せば、以下の式(8)のように算出される。   However, in Formula (7), Pfalse (i) is the probability that a false alarm will be given to any of the resolution cells in the gate {volume ΔR · R (i) · ΔE1 · R (i) · ΔAz}, This can be calculated by subtracting the probability that no false alarm will occur in all cells from “1.0”. Accordingly, the probability Pfalse (i) that a false alarm is given to any one of the resolution cells in the gate is calculated as the following equation (8) when the power is represented by “^”.

Pfalse(i)=1−(1−pfa)^[Vfg(i)/{ΔR・R(i)・ΔEl・R(i)・ΔAz}] ・・・(8)   Pfalse (i) = 1− (1-pfa) ^ [Vfg (i) / {ΔR · R (i) · ΔE1 · R (i) · ΔAz}] (8)

ただし、式(8)において、ゲート体積Vfg(i)は、ゲート体積の上限値であり、Vobsは、捜索領域の体積である。
また、目標の初探知時刻における各状態の誤航跡数の期待値(すなわち、初期値)nFm(i)は、以下の式(9)のように表される。
However, in Expression (8), the gate volume Vfg (i) is the upper limit value of the gate volume, and Vobs is the volume of the search area.
Further, the expected value (that is, initial value) nFm (i) of the number of erroneous wakes in each state at the target first detection time is expressed as the following equation (9).

nF1(i)=pfa・Vobs/{ΔR・R(i)・ΔEl・R(i)・ΔAz}
nF2(i)=0
nF3(i)=0
・・・(9)
nF1 (i) = pfa · Vobs / {ΔR · R (i) · ΔE1 · R (i) · ΔAz}
nF2 (i) = 0
nF3 (i) = 0
... (9)

ここで、誤航跡が3つの観測値によって確立するものと仮定し、式(9)から得られた初探知時刻における期待値nF3(i)を、観測領域全体の分解能のセル数ncellで除算した値は、誤航跡の開始確率Pfls(i)であり、以下の式(10)のように表される。   Here, assuming that an erroneous track is established by three observation values, the expected value nF3 (i) at the first detection time obtained from Equation (9) is divided by the cell number ncell of the resolution of the entire observation region. The value is the false track start probability Pfls (i), and is expressed as the following equation (10).

Pfls(i)=nF3(i)/ncell ・・・(10)   Pfls (i) = nF3 (i) / ncell (10)

以下、この発明の実施の形態2によるシミュレーション用観測間隔候補設定部4は、ステップS5において、誤航跡の開始確率Pfls(i)の値を最小化するための観測間隔を探索する。すなわち、シミュレーション用観測間隔候補設定部4は、追尾開始処理で開始される誤航跡の数ができるだけ少なくなるように、観測間隔を探索する。   Hereinafter, the simulation observation interval candidate setting unit 4 according to the second embodiment of the present invention searches for an observation interval for minimizing the value of the erroneous track start probability Pfls (i) in step S5. That is, the simulation observation interval candidate setting unit 4 searches for the observation interval so that the number of false wakes started in the tracking start process is as small as possible.

また、追尾開始性能集計部7は、シミュレーション結果集計処理(ステップS8)において、擬似航跡生成部6により生成された擬似航跡のうちの誤航跡のみを選別し、或る特定の時刻t(i)における誤航跡の開始確率PFを計算する。   Further, the tracking start performance totaling unit 7 selects only a false track from the pseudo track generated by the pseudo track generating unit 6 in the simulation result totaling process (step S8), and selects a specific time t (i). The start probability PF of the false wake at is calculated.

ここで、シミュレーションの試行回数をNとし、観測時刻t(i)までに誤航跡が全試行で合計mF個確立されているものとすると、誤航跡の開始確率PF(i)は、以下の式(11)のように表される。   Here, assuming that the number of simulation trials is N and a total of mF mistracks have been established in all trials by the observation time t (i), the mistrack start probability PF (i) is expressed by the following equation: It is expressed as (11).

PF=mF/(N・ncell) ・・・(11)   PF = mF / (N · ncell) (11)

以上のように、この発明の実施の形態2によれば、追尾開始性能計算部3により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部7により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻t(i)における誤航跡の開始確率PF(i)とし、追尾開始の性能指標として、誤航跡の開始確率PF(i)を適用したので、誤航跡の開始確率PFが最も低くなる観測間隔を効率的に設定することが可能となる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the expected tracking start performance value calculated by the tracking start performance calculation unit 3 and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit 7 are: Since the erroneous track start probability PF (i) is applied as the tracking start performance index PF (i) at the specific time t (i), the erroneous track start probability PF is the lowest. It is possible to efficiently set the observation interval.

実施の形態3.
なお、上記実施の形態2では、追尾開始性能計算部3により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部7により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻t(i)における誤航跡の開始確率PF(i)としたが、誤航跡の開始確率PF(i)に代えて、レーダ10が必要とする仮想的な信号対雑音比VSNRp、VSNRとしてもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment, the tracking start performance predicted value calculated by the tracking start performance calculation unit 3 and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit 7 are set at a specific time t (i However, instead of the erroneous track start probability PF (i), virtual signal-to-noise ratios VSNRp and VSNR required by the radar 10 may be used.

以下、多目標追尾装置において仮想的な信号対雑音比を適用したこの発明の実施の形態3に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態3による装置構成は、前述(図1参照)と同様であり、処理手順も図2に示した通りである。
Hereinafter, a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention in which a virtual signal-to-noise ratio is applied to a multi-target tracking apparatus will be described.
The apparatus configuration according to the third embodiment of the present invention is the same as that described above (see FIG. 1), and the processing procedure is also as shown in FIG.

ただし、この場合、図2内の追尾開始性能計算処理(ステップS3)およびシミュレーション結果集計処理(ステップS8)の内容が一部異なるので、以下では、ステップS3、S8のみに限定して説明する。   However, in this case, since the contents of the tracking start performance calculation process (step S3) and the simulation result totaling process (step S8) in FIG. 2 are partially different, only the steps S3 and S8 will be described below.

まず、追尾開始性能計算部3は、ステップS3において、ステップS2で入力された観測間隔候補を観測間隔とした場合の追尾開始性能予想値を計算する。
このとき、追尾開始性能計算部3は、或る特定の時刻t(i)における目標航跡および誤航跡の各開始確率Ptgt(i)、Pfls(i)が、レーダ10の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比VSNRpを、追尾開始性能予想値とする。
レーダ10が必要とする仮想的な信号対雑音比VSNRpは、以下の式(12)のように算出される。
First, the tracking start performance calculation unit 3 calculates a predicted tracking start performance value in step S3 when the observation interval candidate input in step S2 is set as an observation interval.
At this time, the tracking start performance calculation unit 3 determines that the start probability Ptgt (i) and Pfls (i) of the target track and the erroneous track at a specific time t (i) are the detection probability and false alarm probability of the radar 10. And a virtual signal-to-noise ratio VSNRp that realizes the detection probability and the false alarm probability is set as a predicted tracking start performance value.
The virtual signal-to-noise ratio VSNRp required by the radar 10 is calculated as in the following equation (12).

VSNRp=10・log10[log{Ptgt(i)}/log{Pfls(i)}−1] ・・・(12) VSNRp = 10 · log 10 [log {Ptgt (i)} / log {Pfls (i)} − 1] (12)

式(12)において、目標航跡の開始確率Ptgt(i)、誤航跡の開始確率Pfls(i)の計算方法は、それぞれ、前述の式(5)、式(10)に示した通りである。   In the equation (12), the calculation method of the target track start probability Ptgt (i) and the erroneous track start probability Pfls (i) is as shown in the above-described equations (5) and (10), respectively.

また、追尾開始性能集計部7は、シミュレーション結果集計処理(ステップS8)において、擬似航跡生成部6により生成された擬似航跡を目標航跡と誤航跡とに分類し、各々の開始確率をレーダ10の探知確率と誤警報確率とに相当するものと見なし、その探知確率と誤警報確率とを実現する仮想的な信号対雑音比VSNRを計算する。   Further, the tracking start performance totaling unit 7 classifies the pseudo wake generated by the pseudo wake generating unit 6 into a target wake and a false wake in the simulation result totaling process (step S8), and sets each start probability of the radar 10 A virtual signal-to-noise ratio VSNR that realizes the detection probability and the false alarm probability is calculated assuming that it corresponds to the detection probability and the false alarm probability.

ここで、シミュレーションの試行回数をNとし、観測時刻t(i)までに目標航跡がmT試行で確立され、誤航跡が全試行で合計mF個確立されているものとすると、仮想的な信号対雑音比VSNRは、以下の式(13)のように算出される。   Here, assuming that the number of simulation trials is N, the target track is established by mT trials by the observation time t (i), and a total of mF false wakes are established by all trials, the virtual signal pair The noise ratio VSNR is calculated as in the following equation (13).

VSNR=10・log10{log(PT)/log(PF)−1}・・・(13) VSNR = 10 · log 10 {log (PT) / log (PF) −1} (13)

式(13)において、PTは、目標航跡の開始確率PT(i)であり、前述の式(6)のように表される。
また、PFは、誤航跡の開始確率PF(i)であり、前述の式(11)のように表される。
In Expression (13), PT is the start probability PT (i) of the target track, and is expressed as Expression (6) described above.
Further, PF is a false track start probability PF (i), and is represented by the above-described equation (11).

この発明の実施の形態3においては、追尾開始性能計算部3により算出される追尾開始性能予想値と、追尾開始性能集計部7により算出される追尾開始性能とを、或る特定の時刻t(i)における目標航跡および誤航跡の各開始確率PT(i)、PF(i)が、レーダ10の探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、探知確率および誤警報確率を実現するためにレーダ10が必要とする仮想的な信号対雑音比VSNRp、VSNRとしている。   In the third embodiment of the present invention, the predicted tracking start performance value calculated by the tracking start performance calculation unit 3 and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit 7 are set at a specific time t ( When the start probability PT (i) and PF (i) of the target track and false track in i) are considered to correspond to the detection probability and false alarm probability of the radar 10, respectively, the detection probability and false alarm probability Are assumed to be virtual signal-to-noise ratios VSNRp and VSNR required by the radar 10 to realize the above.

このように、追尾開始の性能指標として、レーダ10による仮想的な信号対雑音比VSNRp、VSNRを適用することにより、目標航跡が高くかつ誤航跡の開始確率が低くなる観測間隔を設定することが可能となる。   As described above, by applying the virtual signal-to-noise ratios VSNRp and VSNR by the radar 10 as the performance index for starting tracking, it is possible to set an observation interval at which the target track is high and the erroneous track start probability is low. It becomes possible.

実施の形態4.
なお、上記実施の形態1〜3では、特に言及しなかったが、シミュレーション用観測間隔候補設定部4は、解析用観測間隔設定部2により設定された最適観測間隔予想値Tpreにおいて追尾開始性能計算部3により計算された追尾開始性能予想値と、最適観測間隔予想値Tpreを適用して擬似観測値生成部5により生成された擬似観測値に基づき、擬似航跡生成部6により生成された擬似航跡を用いて、追尾開始性能集計部7が計算した追尾開始性能と、の2つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合に、観測間隔候補を再設定することなく、最適観測間隔予想値Tpreを最終的な最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部8に出力してもよい。
Embodiment 4 FIG.
Although not particularly mentioned in the first to third embodiments, the simulation observation interval candidate setting unit 4 calculates the tracking start performance at the optimum observation interval expected value Tpre set by the analysis observation interval setting unit 2. The pseudo track generated by the pseudo track generation unit 6 based on the pseudo start value calculated by the pseudo observation value generation unit 5 by applying the predicted tracking start performance value calculated by the unit 3 and the optimal observation interval prediction value Tpre Is used to predict the optimum observation interval without resetting the observation interval candidate when it is determined that the two performance differences between the tracking start performance calculated by the tracking start performance counting unit 7 and the tracking start performance are smaller than a predetermined value. The value Tpre may be output to the radar parameter instruction unit 8 as the final optimum observation interval.

以下、上記機能のシミュレーション用観測間隔候補設定部4を用いたこの発明の実施の形態4に係るレーダ装置について説明する。
なお、この発明の実施の形態4による装置構成は、前述(図1参照)と同様であり、処理手順も図2に示した通りである。
A radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention using the simulation observation interval candidate setting unit 4 having the above function will be described below.
The apparatus configuration according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that described above (see FIG. 1), and the processing procedure is also as shown in FIG.

ただし、この場合、図2内のシミュレーション用観測間隔候補設定処理(ステップS5)およびシミュレーション結果集計処理(ステップS8)の内容が一部異なるので、以下では、ステップS5、S8のみに限定して説明する。   However, in this case, since the contents of the simulation observation interval candidate setting process (step S5) and the simulation result totaling process (step S8) in FIG. 2 are partially different, the following description is limited to only steps S5 and S8. To do.

まず、シミュレーション用観測間隔候補設定部4は、ステップS5において、シミュレーションを行うための観測間隔候補を設定する。
なお、解析用観測間隔設定部2から最適観測間隔予想値(観測間隔)Tpreが入力された直後であって、最初にステップS5が実行された時点では、1つの観測間隔Tpreがシミュレーション用観測間隔候補となる。
First, the simulation observation interval candidate setting unit 4 sets observation interval candidates for performing a simulation in step S5.
Note that immediately after the optimum observation interval predicted value (observation interval) Tpre is input from the analysis observation interval setting unit 2 and when step S5 is first executed, one observation interval Tpre is the observation interval for simulation. Be a candidate.

ここで、シミュレーション用観測間隔候補が観測間隔Tpreである場合、前回実行時のシミュレーション結果集計処理(ステップS8)で得られた追尾開始性能値PT(i)と、追尾開始性能計算処理(ステップS3)で計算された観測間隔Tpreにおける追尾開始性能Ptgt(i)との性能差が所定の閾値ΔP(事前に設定されるパラメータ)を超える場合に、シミュレーション間隔候補設定処理(ステップS5)において、観測間隔Tpreから刻み幅ΔTだけ増やした値と減らした値との、2通りの観測間隔についてシミュレーションを行う。   Here, when the observation interval candidate for simulation is the observation interval Tpre, the tracking start performance value PT (i) obtained in the simulation result totaling process (step S8) at the previous execution and the tracking start performance calculation process (step S3) ) In the simulation interval candidate setting process (step S5) when the performance difference from the tracking start performance Ptgt (i) at the observation interval Tpre calculated in () exceeds a predetermined threshold value ΔP (a parameter set in advance). A simulation is performed for two types of observation intervals: a value increased from the interval Tpre by the step width ΔT and a reduced value.

一方、前回のステップS8で得られた追尾開始性能値PT(i)と、ステップS3で計算された観測間隔Tpreにおける追尾開始性能Ptgt(i)との性能差が、所定の閾値ΔPを超えない場合には、この段階でシミュレーションによる観測間隔の探索を打ち切り、シミュレーション用観測間隔候補設定部4は、最適観測間隔予想値Tpreを最適観測間隔としてレーダパラメータ指示部8に出力する。   On the other hand, the performance difference between the tracking start performance value PT (i) obtained in the previous step S8 and the tracking start performance Ptgt (i) at the observation interval Tpre calculated in step S3 does not exceed the predetermined threshold ΔP. In this case, at this stage, the search of the observation interval by simulation is terminated, and the simulation observation interval candidate setting unit 4 outputs the optimum observation interval expected value Tpre to the radar parameter instruction unit 8 as the optimum observation interval.

以上のように、この発明の実施の形態4によるシミュレーション用観測間隔候補設定部4は、解析によって求めた最適観測間隔予想値Tpreの精度をシミュレーションと比較し、その精度が高ければシミュレーションの実行を打ち切るように構成されているので、最適観測間隔を早期に決定することができる。   As described above, the simulation observation interval candidate setting unit 4 according to the fourth embodiment of the present invention compares the accuracy of the predicted optimum observation interval Tpre obtained by analysis with the simulation, and if the accuracy is high, the simulation is executed. Since it is configured to cancel, the optimal observation interval can be determined early.

1 観測条件入力部、2 解析用観測間隔設定部、3 追尾開始性能計算部、4 シミュレーション用観測間隔候補設定部、5 擬似観測値生成部、6 擬似航跡生成部、7 追尾開始性能計算部、8 レーダパラメータ指示部、9 レーダ制御部、10 レーダ。   1 observation condition input unit, 2 observation interval setting unit for analysis, 3 tracking start performance calculation unit, 4 observation interval candidate setting unit for simulation, 5 pseudo observation value generation unit, 6 pseudo track generation unit, 7 tracking start performance calculation unit, 8 Radar parameter indicating unit, 9 Radar control unit, 10 Radar.

Claims (5)

所定の観測領域を捜索するレーダと、
前記レーダを制御するレーダ制御部と、
前記レーダによる観測値の時系列データを追尾処理して目標航跡を生成することにより、未知の目標を検出する追尾開始手段とを備え、
前記レーダから前記追尾開始手段に対して定期的に前記観測値を提供するレーダ装置において、
前記観測値のパラメータの1つである観測間隔を、前記追尾開始手段における実際の追尾開始性能が最適となる値に設定するためのシミュレーション処理手段をさらに備え、
前記シミュレーション処理手段は、
性能解析における観測間隔を探索して観測間隔候補を設定するとともに、最適観測間隔予想値を生成する解析用観測間隔設定部と、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記観測間隔候補を前提とした場合の追尾開始性能予想値を、前記レーダの観測性能値から航跡生成に関する特定の仮定に基づいて解析的に予想計算する追尾開始性能計算部と、
シミュレーションにおける観測間隔を探索し、候補となる観測間隔を設定するシミュレーション用観測間隔候補設定部と、
レーダの観測性能値に基づいて追尾開始シミュレーションに用いる擬似観測値を生成する擬似観測値生成部と、
擬似観測値生成部により生成された擬似観測値を入力情報として、レーダが観測値を提供する追尾開始手段と同等の追尾処理機能により擬似航跡を生成する擬似航跡生成部と、
擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて追尾開始性能を集計計算する追尾開始性能集計部と、
シミュレーションによって決定された観測間隔の設定値を前記レーダ制御部に指示するレーダパラメータ指示部と
を含むことを特徴とするレーダ装置。
A radar for searching a predetermined observation area;
A radar control unit for controlling the radar;
Tracking start means for detecting an unknown target by tracking the time series data of the observation values by the radar and generating a target track,
In the radar apparatus that periodically provides the observation value from the radar to the tracking start means,
A simulation processing means for setting an observation interval, which is one of the parameters of the observation value, to a value at which an actual tracking start performance in the tracking start means is optimal;
The simulation processing means includes:
An observation interval setting unit for searching for an observation interval in performance analysis and setting an observation interval candidate and generating an optimum observation interval prediction value;
The predicted tracking start performance value based on the observation interval candidate set by the analysis observation interval setting unit is analytically predicted from the radar observation performance value based on specific assumptions relating to wake generation. Tracking start performance calculation unit,
An observation interval candidate setting unit for simulation that searches for observation intervals in the simulation and sets candidate observation intervals,
A pseudo-observation value generator for generating a pseudo-observation value to be used for tracking start simulation based on the observation performance value of the radar;
A pseudo wake generation unit that generates a pseudo wake with a tracking processing function equivalent to a tracking start means in which a radar provides an observation value, using the pseudo observation value generated by the pseudo observation value generation unit;
A tracking start performance totaling unit that calculates and calculates the tracking start performance using the pseudo wake generated by the pseudo wake generation unit,
A radar apparatus comprising: a radar parameter instruction unit that instructs a setting value of an observation interval determined by simulation to the radar control unit.
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡の開始確率であることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
The tracking start performance expected value calculated by the tracking start performance calculation unit and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit are:
The radar apparatus according to claim 1, wherein the radar apparatus has a start probability of a target wake at a specific time.
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における誤航跡の開始確率であることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
The tracking start performance expected value calculated by the tracking start performance calculation unit and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit are:
The radar apparatus according to claim 1, wherein the radar apparatus has a mistrack start probability at a specific time.
前記追尾開始性能計算部により算出される追尾開始性能予想値と、前記追尾開始性能集計部により算出される前記追尾開始性能とは、
或る特定の時刻における目標航跡および誤航跡の開始確率が、前記レーダの探知確率および誤警報確率にそれぞれ相当するものと見なしたときに、前記探知確率および前記誤警報確率を実現するために前記レーダが必要とする仮想的な信号対雑音比であることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
The tracking start performance expected value calculated by the tracking start performance calculation unit and the tracking start performance calculated by the tracking start performance totaling unit are:
In order to realize the detection probability and the false alarm probability when the start probability of the target track and the false track at a specific time is considered to correspond to the detection probability and the false alarm probability of the radar, respectively. The radar apparatus according to claim 1, wherein the radar apparatus has a virtual signal-to-noise ratio required by the radar.
前記シミュレーション用観測間隔候補設定部は、
前記解析用観測間隔設定部により設定された前記最適観測間隔予想値において前記追尾開始性能計算部により計算された追尾開始性能予想値と、
前記最適観測間隔予想値を適用して前記擬似観測値生成部により生成された擬似観測値に基づき、前記擬似航跡生成部により生成された擬似航跡を用いて、前記追尾開始性能集計部が計算した追尾開始性能と、
の2つの性能差が所定値よりも小さいと判定された場合には、前記観測間隔候補を再設定することなく、前記最適観測間隔予想値を最終的な最適観測間隔として前記レーダパラメータ指示部に出力することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のレーダ装置。
The simulation observation interval candidate setting unit is
The tracking start performance predicted value calculated by the tracking start performance calculation unit in the optimal observation interval predicted value set by the analysis observation interval setting unit,
Based on the pseudo-observation value generated by the pseudo-observation value generation unit by applying the optimal observation interval predicted value, the tracking start performance totaling unit calculated using the pseudo wake generated by the pseudo-track generation unit Tracking start performance,
If it is determined that the two performance differences are smaller than a predetermined value, the optimum observation interval predicted value is set as the final optimum observation interval in the radar parameter instruction unit without resetting the observation interval candidate. The radar apparatus according to claim 1, wherein the radar apparatus outputs the radar apparatus.
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