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公開番号2025062350
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-14
出願番号2023171355
出願日2023-10-02
発明の名称航跡確立装置、レーダ装置および目標検出プログラム
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G01S 13/72 20060101AFI20250407BHJP(測定;試験)
要約【課題】目標を高精度に検出できる航跡確立装置、レーダ装置および目標検出プログラムを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、航跡確立装置は、プロットデータ作成部と保存部と航跡推定部と目標検出部とを有する。プロットデータ作成部は、アンテナが受信した受信信号から目標の候補として検出する検出点を示すプロットデータを作成する。保存部は、プロットデータ作成部により作成したプロットデータを記憶装置に保存する。航跡推定部は、プロットデータ作成部により作成したプロットデータが示す検出点に対する時系列の相関に基づいて記憶装置に保存した過去の時系列のプロットデータが示す検出点から航跡推定の対象とする検出点を抽出し、航跡推定の対象とする検出点を用いて航跡を推定する。目標検出部は、航跡推定部により航跡として推定された複数の検出点が目標として検出する基準を満たす場合に目標を検出したことを出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アンテナが受信した受信信号から目標の候補として検出する検出点を示すプロットデータを作成するプロットデータ作成部と、
前記プロットデータ作成部により作成したプロットデータを記憶装置に保存する保存部と、
前記プロットデータ作成部により作成したプロットデータが示す検出点に対する時系列の相関に基づいて前記記憶装置に保存した過去の時系列のプロットデータが示す検出点から航跡推定の対象とする検出点を抽出し、前記航跡推定の対象とする検出点を用いて航跡を推定する航跡推定部と、
前記航跡推定部により航跡として推定された複数の検出点が目標として検出する基準を満たす場合に目標を検出したことを出力する目標検出部と、
を有する航跡確立装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記プロットデータ作成部は、前記受信信号においてプロット検出用の閾値を超える振幅となる点を検出点とする、
請求項１に記載に航跡確立装置。
【請求項３】
前記航跡推定部は、起点とする検出点よりも過去のプロットデータごとに推定位置範囲を設定し、前記推定位置範囲内にある過去のプロットデータが示す検出点を航跡推定の対象とする、
請求項１に記載に航跡確立装置。
【請求項４】
前記航跡推定部は、目標の想定速度と起点とする検出点からの時系列順とに基づいて過去のプロットデータごとに推定位置範囲を設定する、
請求項３に記載に航跡確立装置。
【請求項５】
前記航跡推定部は、過去のプロットデータごとの推定位置範囲を目標の想定速度の下限値から算出する距離と目標の想定速度の上限から算出する距離との間となるように設定する、
請求項４に記載に航跡確立装置。
【請求項６】
前記航跡推定部は、複数種類の目標ごとに推定位置範囲を設定し、
前記目標検出部は、複数種類の目標ごとに目標の検出を行い、検出した目標の種類を出力する、
請求項３乃至５の何れか１項に記載に航跡確立装置。
【請求項７】
所定のスキャン範囲における電波を受信するアンテナと、
アンテナが受信した受信信号から目標の候補として検出する検出点を示すプロットデータを作成するプロットデータ作成部と、
前記プロットデータ作成部により作成したプロットデータを記憶装置に保存する保存部と、
前記プロットデータ作成部により作成したプロットデータが示す検出点に対する時系列の相関に基づいて前記記憶装置に保存した過去の時系列のプロットデータが示す検出点から航跡推定の対象とする検出点を抽出し、前記航跡推定の対象とする検出点を用いて航跡を推定する航跡推定部と、
前記航跡推定部により航跡として推定された複数の検出点が目標として検出する基準を満たす場合に目標を検出したことを出力する目標検出部と、
を有するレーダ装置。
【請求項８】
コンピュータに、
アンテナが受信した受信信号から目標の候補として検出する検出点を示すプロットデータを作成する処理と、
前記作成したプロットデータを記憶装置に保存する処理と、
前記作成したプロットデータが示す検出点に対する時系列の相関に基づいて前記記憶装置に保存した過去の時系列のプロットデータが示す検出点から航跡推定の対象とする検出点を抽出し、抽出した航跡推定の対象とする検出点を用いて航跡を推定する処理と、
前記航跡として推定された複数の検出点が目標として検出する基準を満たす場合に目標を検出したことを出力する処理と、
を実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航跡確立装置、レーダ装置および目標検出プログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、遠方から到来する飛翔体などの移動体（以下、目標とも称する）を探知するシステムとして電波を使用したレーダ装置がある。近年、目標の移動速度の高速化が進んでいるため、レーダ装置は、遠方で早期に探知することが必要となってきている。目標を遠方で早期に探知するために、レーダ装置は、大型化および高出力化などの基本性能の向上、低ＳＮでの目標検出技術の研究、目標航跡の抽出技術の研究などが行われている。
【０００３】
従来技術としては、複数回のフレームを１つの観測値として３次元または２次元の座標に配列し、目標とする点を検出する方法がある。しかしながら、上述した従来技術は、目標の速度が速い場合には複数回のフレームで目標を観測する間隔（周期）が長くなるため、目標の候補としてノイズが選出され易くなるという問題がある。また、遠方にある目標を検出するにはＳＮ比が小さい点を検出する必要があるため、目標の候補として検出する点にノイズが含まれる易くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１７４００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みて為されたもので、目標を高精度に検出できる航跡確立装置、レーダ装置および目標検出プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、航跡確立装置は、プロットデータ作成部と保存部と航跡推定部と目標検出部とを有する。プロットデータ作成部は、アンテナが受信した受信信号から目標の候補として検出する検出点を示すプロットデータを作成する。保存部は、プロットデータ作成部により作成したプロットデータを記憶装置に保存する。航跡推定部は、プロットデータ作成部により作成したプロットデータが示す検出点に対する時系列の相関に基づいて記憶装置に保存した過去の時系列のプロットデータが示す検出点から航跡推定の対象とする検出点を抽出し、航跡推定の対象とする検出点を用いて航跡を推定する。目標検出部は、航跡推定部により航跡として推定された複数の検出点が目標として検出する基準を満たす場合に目標を検出したことを出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る航跡確立装置を含むレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、実施形態に係る航跡確立装置がスキャン範囲における検出点を示すプロットデータの例を模式的に示す図である。
図３は、実施形態に係る航跡確立装置がプロットデータとして作成する現フレームとＮ個の過去フレームとの例を模式的に示す図である。
図４は、実施形態に係る航跡確立装置が設定する現フレームの検出点と４個の過去フレームの検出点と過去フレームごとの推定位置範囲との例を示す図である。
図５は、実施形態に係る航跡確立装置による目標検出までの動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る航跡確立装置１２を含むレーダ装置１の構成例を示すブロック図である。
レーダ装置１は、飛翔体、航空機又は無人機などの飛行体を含む移動物体（以下、目標と称する）を電波によって探知する装置である。レーダ装置１は、電波を用いて所定の範囲（スキャン範囲）をスキャン（走査）することによりスキャン範囲に存在する物体を探知する。本実施形態に係るレーダ装置１は、所定のレーダ位置に対して接近してくる目標を探知するものとする。具体例としては、レーダ装置１は、特定の施設（対象施設）又は対象施設の周辺にレーダ位置を設定することにより対象施設に接近する物体である目標を探知する。
【０００９】
図１に示す構成例において、レーダ装置１は、アンテナ１１と航跡確立装置１２とを有する。レーダ装置１は、アンテナ１１が受信した信号を航跡確立装置１２が取得する構成を備えるものであれば良い。レーダ装置１は、アンテナ１１と航跡確立装置１２とを一体的に構成したものであって良いし、アンテナ１１と航跡確立装置１２とを離れた場所に設置した構成であっても良い。
【００１０】
さらに、レーダ装置１は、アンテナ１１をＵＡＶ（無人機）などの飛行体（移動物体）に設置し、航跡確立装置１２がアンテナ１１から受信信号を取得する構成としても良い。また、レーダ装置１は、アンテナ１１と航跡確立装置１２とを飛行体などの移動物体に設置し、航跡確立装置１２が所定位置に設けた外部装置に目標の検出結果などの情報を出力する構成としても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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