JP2738875B2 - Target tracking method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 パルスレーダから得られた信号をCFAR回路を通して誤
警報確率を一定にしてターゲットのみを誤検出確率低く
検出するレーダ装置における目標追尾方式に関し、 ある一つの周波数に対するCFAR回路に２つ以上のター
ゲットからの反射波が同時に存在した場合にいずれのタ
ーゲットをも正確に検出することを目的とし、 ターゲット追尾装置で求められているターゲットの予
測位置データがCFAR回路の平均化セルに対応したことを
検出し、該予測位置データ及び予測誤差データに基づい
てCFAR回路の平均化セル中の該当セルをブランク状態に
してこの該当セルをCFAR回路における閾値設定のための
加算動作に用いないように制御する構成とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Overview] A target tracking method in a radar apparatus that detects a target only with a low false detection probability while keeping a false alarm probability constant through a CFAR circuit for a signal obtained from a pulse radar. When the reflected waves from two or more targets simultaneously exist in the CFAR circuit, the purpose is to accurately detect any of the targets. The predicted position data of the target obtained by the target tracking device is the average of the CFAR circuit. The corresponding cell in the averaged cell of the CFAR circuit is blanked based on the predicted position data and the prediction error data, and the corresponding cell is added to the CFAR circuit for threshold setting in the CFAR circuit. The control is made so as not to use it.
〔産業上の利用分野〕 本発明は、パルスレーダから得られた信号をCFAR回路
（以下、CFARという）を通して誤警報確率を一定にして
ターゲットのみを誤検出確率低く検出するレーダ装置に
おける目標追尾方式に関する。[Industrial application field] The present invention relates to a target tracking method in a radar apparatus that detects a target only with a low false detection probability while keeping a false alarm probability constant through a CFAR circuit (hereinafter, CFAR) of a signal obtained from a pulse radar. About.
パルスレーダは例えば第４図に示すようにパルスを放
出し、その反射波を受けてターゲットの位置を求める。
ここで、パルスレーダ１からのレーダ信号はMTI（Movin
g Target Indicator）２にてゼロ・ドプラ信号（垂直方
向に移動しているターゲットからのエコーや地面からの
エコー）をキャンセルされて垂直方向以外の方向に移動
するターゲットからのエコーであるノンゼロ・ドプラ信
号とされ、FFT（Fast Fourier Transform）ドプラフィ
ルタ３にてフーリエ変換されて周波数F0〜FN別に分割さ
れて取出され、CFAR40〜4Nに供給される。CFAR40〜4Nは
閾値を設けられており、ターゲット、山、雲、雨、林等
による多くの反射波の中からターゲットを検出するため
に用いられ、CFAR40〜4Nの各検出結果に基づいてターゲ
ット判定回路５でターゲットが判定され、ターゲット追
尾装置６にてターゲットの追尾が行なわれる。ターゲッ
ト追尾装置６は複数のターゲットを追尾できる構成とさ
れている。The pulse radar emits a pulse as shown in FIG. 4, for example, and receives the reflected wave to determine the position of the target.
Here, the radar signal from the pulse radar 1 is MTI (Movin
g Target Indicator) 2 is a non-zero Doppler signal, which is an echo from a target moving in a direction other than the vertical direction after canceling a zero Doppler signal (echo from the target moving in the vertical direction or echo from the ground). is a signal, FFT (Fast Fourier transform) is the Fourier transform is taken out separately from the divided frequency F 0 to F N at Doppler filter 3 is supplied to CFAR4 0 ~4 N. CFAR4 0 ~4 N is provided to threshold, target, mountains, clouds, rain, used to detect a target from among many reflected waves by HayashiHitoshi, the detection results of CFAR4 0 ~4 N The target is determined by the target determination circuit 5 on the basis of the target, and the target tracking device 6 tracks the target. The target tracking device 6 is configured to track a plurality of targets.
この場合、パルスレーダ１がある方向にパルスを放出
している時、２つ以上のターゲットが存在してこれらか
ら同時に反射波が返ってくることがあり、このようにな
るとこれら反射波が一つの周波数に対するCFARに同時に
存在することになる。このようなとき、いずれのターゲ
ットをも正確に検出する必要がある。In this case, when the pulse radar 1 is emitting a pulse in a certain direction, there may be two or more targets, and reflected waves may be returned from these at the same time. It will be simultaneously in the CFAR for frequency. In such a case, it is necessary to accurately detect any target.
レーダ信号として例えば第５図に示すように雲及びタ
ーゲットからの反射波が得られたとすると、CFAR40〜4N
ではターゲットのみを検出するためにスレッショルドと
称される閾値を反射波の入来に従って次々に設定し直
し、反射波レベルが閾値以上であればこれをターゲッ
ト、閾値未満であればこれをクラッタ、ノイズ（ターゲ
ット以外の邪魔な信号）とみなす。即ち、CFARは誤警報
確率（上記と逆のことをしてしまう確率）Pfaを一定と
した閾値を求めるためのものである。When reflected waves from Kumo及beauty target as shown in example Figure 5 as a radar signal is obtained, CFAR4 0 ~4 N
In order to detect only the target, a threshold called a threshold is reset one after another according to the arrival of the reflected wave. (Disturbing signals other than the target). That is, the CFAR is for obtaining a threshold value with a constant false alarm probability (probability of performing the reverse of the above) Pfa.
第６図は従来のCFARの一例（Cell Averaging CFAR）
の構成図を示す。同図はある一つの周波数バンクにおけ
るCFARを示す。CFARは同図に示す如く、大略、シフトレ
ジスタ部10,閾値設定部11,コンパレータ12にて構成され
ている。シフトレジスタ部10はＭ個の平均化セル131，1
32，テストセル14にて構成されており、平均化セル1
31，132とテストセル14との間はガードセルとされてい
る。ここで、第５図に示すようなレーダ信号がシフトレ
ジスタ部10に時系列的に入来すると、平均化セル131，1
32の出力が加算器151，152，153で加算され、平均化回
路16で平均化され、乗算器17で誤警報確率Pfaによって
決まる固定値Ｔを乗算されて閾値とされる。一方、テス
トセル14の出力はコンパレータ12に供給され、乗算器17
からの閾値とレベル比較される。Figure 6 shows an example of conventional CFAR (Cell Averaging CFAR)
FIG. The figure shows CFAR in one frequency bank. The CFAR generally includes a shift register unit 10, a threshold setting unit 11, and a comparator 12, as shown in FIG. The shift register unit 10 includes M averaging cells 13 1 , 1
3 2 , test cell 14, averaging cell 1
3 1, 13 between 2 and test cell 14 is a guard cell. Here, when a radar signal as shown in FIG. 5 enters the shift register unit 10 in time series, the averaging cells 13 1 , 1
3 2 outputs are added together by the adder 15 1, 15 2, 15 3, are averaged by the averaging circuit 16, are multiplied by the fixed value T determined by the alarm probability Pfa erroneous multiplier 17 the threshold. On the other hand, the output of the test cell 14 is supplied to the comparator 12,
And a level comparison with the threshold from.
例えば雲のように距離Ｒ（R1，R2，…は距離Ｒの最小
単位で、レンジビンという）方向に対してなだらかなレ
ベル変化をもつ反射波については、レンジピンRnにおけ
るテストセル14の出力レベルとレンジビンRn前後におけ
る平均化セル131，132の出力レベルの平均値から得られ
た閾値レベルＬ′との比較により、第５図に示すように
雲のレベルは閾値レベルＬ′未満である。一方、ターゲ
ットのように距離Ｒ方向に対して急峻なレベル変化をも
つ反射波については、レンジビンRmにおけるテストセル
14の出力レベルとレンジビンRm前後における平均化セル
131，132の出力レベルの平均値から得られた閾値レベル
Ｌとの比較により、第５図に示すようにターゲットのレ
ベルは閾値レベルＬ以上になる。このようにCFAR40〜4N
においてレベル比較された結果はターゲット判定回路５
に供給されて閾値レベル以上の反射波をターゲットと判
定され、ターゲット追尾装置６においてターゲットの追
尾が行なわれる。For example, for a reflected wave such as a cloud having a gentle level change in the direction of the distance R (R 1 , R 2 ,... Is the minimum unit of the distance R and is called a range bin), the output of the test cell 14 at the range pin R n level and range bin R n averages cells 13 1, 13 2 of the average output threshold level obtained from the level L before and after 'by comparison with the level of cloud as shown in Fig. 5 threshold level L' less than It is. On the other hand, the reflected wave having a steep level changes with respect to the distance direction R as a target, the test cell in range bin R m
Averaged cells around 14 output levels and range bin R m
By comparison with the threshold level L obtained from the average value of the output levels of 13 1 and 13 2, the level of the target becomes higher than the threshold level L as shown in FIG. In this way CFAR4 0 ~4 N
The result of the level comparison in the target determination circuit 5
And the reflected wave having a threshold level or more is determined as a target, and the target tracking device 6 performs tracking of the target.
ところで、第７図に示す如く、ターゲットA1の近傍に
大きい反射面積をもつ（距離Ｒ方向に急峻に大きなレベ
ル変化をもつ）ターゲットA2が存在し、これらの反射波
が一つのCFARに同時に入来した場合、つまり、ターゲッ
トA2による反射波が平均化セル131に存在し、ターゲッ
トA1による反射波がテストセル14に存在した場合、以下
に記すような問題を生じる。ターゲットA2の大きな反射
波レベル（ターゲットA1の反射波レベルよりも大）によ
って平均化セル131，132の平均値から得られる閾値は比
較的大きなレベルとなり、つまりターゲットA2の影響に
よって閾値レベルL1は大となり、ターゲットA1の反射波
がテストセル14に存在するにも拘らず、ターゲットA1は
閾値レベルL1未満ということになってターゲットA1を正
確に検出できないという問題点があった。Meanwhile, as shown in FIG. 7, (with sharply large level change in the distance direction R) having a reflecting area larger in the vicinity of the target A 1 Target A 2 is present, these reflected waves at the same time one of the CFAR If you incoming, i.e., present in the reflected wave is averaged cell 13 1 by the target a 2, when the reflection wave by the target a 1 is present in the test cell 14, resulting in problems such as described below. Threshold resulting from averaging the cell 13 1, 13 2 of the average value by a large reflected wave level (larger than the reflection wave level of the target A 1) of the target A 2 becomes a relatively large level, that the influence of the target A 2 the threshold level L 1 is large, and the despite the reflected wave of the target a 1 is present in the test cell 14, a problem that the target a 1 can not accurately detect the target a 1 supposed to be below a threshold level L 1 There was a point.
本発明は、ある一つの周波数に対するCFARに２つ以上
のターゲットからの反射波が同時に存在した場合にいず
れのターゲットをも正確に検出することができる目標追
尾方式を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a target tracking method that can accurately detect any target when reflected waves from two or more targets are simultaneously present in a CFAR for a certain frequency.
第１図は本発明の原理図を示す。同図中、30はCFAR
で、レーダ信号のレベルを逐次設定される閾値レベルと
比較して比較結果を得る。31はターゲット判定回路で、
比較結果に基づいてターゲットを判定する。32はターゲ
ット追尾装置で、ターゲットを追尾する。本発明では、
ターゲット追尾装置32で求められている上記ターゲット
の予測位置データがCFAR回路30の平均化セルに対応した
ことを検出し、該予測位置データ及び予測誤差データに
基づいてCFAR回路30の平均化セル中の該当セルをブラン
ク状態にしてこの該当セルをCFAR回路30の加算動作に用
いないように制御する。FIG. 1 shows a principle diagram of the present invention. In the figure, 30 is CFAR
Then, a comparison result is obtained by comparing the level of the radar signal with a threshold level sequentially set. 31 is a target judgment circuit,
The target is determined based on the comparison result. 32 is a target tracking device for tracking a target. In the present invention,
It detects that the predicted position data of the target determined by the target tracking device 32 corresponds to the averaging cell of the CFAR circuit 30, and detects the averaged cell of the CFAR circuit 30 based on the predicted position data and the prediction error data. Is controlled so that the corresponding cell is not used for the addition operation of the CFAR circuit 30.
〔作用〕 ターゲットA1，A2のうちレベルの大きい例えばターゲ
ットA2がターゲット追尾装置32にて追尾されており、タ
ーゲットA2に対する予測位置及び予測誤差が求められて
いる。この予測位置及び予測誤差がCFAR30の平均化セル
に対応したとき、予測位置及び予測誤差に基づいて平均
化セル中の該当セルをブランク状態にする。このとき、
ターゲットA2の他にターゲットA1が同じCFAR内に同時に
存在して、ターゲットA1がテストセルに対応した場合、
上記のようにするとターゲットA1に対する閾値レベルは
低くなり、ターゲットA1をターゲットA2の影響なく確実
に検出できる。[Operation] Of the targets A 1 and A 2 , for example, the target A 2 having a higher level is tracked by the target tracking device 32, and the predicted position and the prediction error with respect to the target A 2 are obtained. When the predicted position and the prediction error correspond to the averaged cell of the CFAR 30, the corresponding cell in the averaged cell is blanked based on the predicted position and the prediction error. At this time,
In addition to the target A 1 of the target A 2 are simultaneously present in the same CFAR, if the target A 1 is corresponding to the test cell,
The threshold level is low with respect to the target A 1 If as described above, can detect the target A 1 reliably without the influence of the target A 2.
第２図は本発明の一実施例の構成図を示し、同図中、
第４図及び第６図と同一構成部分には同一番号を付す。
第２図中、20はCFARで、大略、平均化セル211，212，テ
ストセル14からなるシフトレジスタ部22,閾値設定部11,
コンパレータ12にて構成されている。特に、平均化セル
211，212は前述の従来例におけるＭ個よりも多く設けら
れており、ターゲット追尾装置６において求められるタ
ーゲットA2の予測位置及び予測誤差σに基づいて、該当
セルをブランク状態に切換えられる構成とされている。FIG. 2 shows a configuration diagram of one embodiment of the present invention, in which FIG.
The same components as those in FIGS. 4 and 6 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a CFAR, which is generally a shift register unit 22 composed of averaging cells 21 1 and 21 2 and a test cell 14, a threshold setting unit 11,
It is composed of a comparator 12. In particular, the averaging cell
21 1 and 21 2 are provided more than M in the above-described conventional example, and the corresponding cell can be switched to a blank state based on the predicted position and the prediction error σ of the target A 2 obtained by the target tracking device 6. It has a configuration.
ここで、ターゲットA2はターゲット追尾装置６によっ
て追尾されている。ターゲット追尾装置６は一般に、現
時点t1における位置データとこの直前の時点t0における
位置データとから現時点t1の直後の時点t2における位置
データを予測し、この予測によってターゲットを追尾し
ている。又、予測誤差σは、ターゲットがこの予測され
た位置から所定範囲内に入ることを予測する幅を規定す
るものである。ターゲット追尾装置６は、予測位置及び
予測誤差を求めながらターゲットを追尾している。Here, the target A 2 is tracked by the target tracking device 6. The target tracking device 6 generally predicts the position data at the time t 2 immediately after the current t 1 from the position data at time t 0 of the immediately preceding position data at the present time t 1, and tracks the target by this prediction . The prediction error σ defines a width for predicting that the target falls within a predetermined range from the predicted position. The target tracking device 6 tracks a target while obtaining a predicted position and a prediction error.
このようにターゲット追尾装置６ではターゲットA2に
対する予測位置及び予測誤差が求められているので、本
発明ではこれらが求められている時点t2において、この
予測位置及び予測誤差に基づいて該当セル（この場合は
平均化セル211の５つのセル）をブランク状態に切換え
る。この切換えは、予測位置データが平均化セル211（2
12）に対応したことを検出して行なう。この切換えによ
り、時点t2において、上記ブランク状態とされた５つの
セルからは出力が取出されないので、第３図に示すよう
にターゲットA1に対する閾値レベルL1は低くなり、ター
ゲットA1をターゲットA2の影響なく確実に検出できる。
この場合、該当セルが順次右側に移動していくので、ブ
ランク状態も順次移動させる。Since the prediction position and the prediction error for the target A 2 in the target tracking device 6 are sought, at time t 2 that these sought in the present invention, the appropriate cell based on the predicted position and the prediction error ( in this case, switching the five cells) of the averaging cells 21 1 to blank. This switching is performed when the predicted position data is stored in the averaging cell 21 1 (2
(1) Detects that it corresponds to ( 2 ) and performs it. This switching, at time t 2, the output from five cells having the above blank is not removed, the threshold level L 1 to the target A 1 as shown in FIG. 3 is lowered, the target A 1 Target without the influence of a 2 it can be reliably detected.
In this case, since the corresponding cell sequentially moves to the right, the blank state is also sequentially moved.
この場合、ターゲットの検出確率は一般に平均化セル
の数Ｍに左右される。平均化セルの数が所定の数Ｍより
も小さいと検出確率が低下するので、所定の平均化セル
数Ｍを確保するためにブランク状態にしたセル数（前述
の実施例では５つ）分だけ平均化セル211のそれまで加
算器151に供給していなかったセル出力を加算器151に供
給するように制御する。In this case, the detection probability of the target generally depends on the number M of averaging cells. If the number of averaging cells is smaller than the predetermined number M, the detection probability is reduced. Therefore, only the number of cells (5 in the above-described embodiment) that have been blanked in order to secure the predetermined number M of averaging cells. to control the supplying of a cell output that was not supplied to the adder 15 1 to that of the average cell 21 1 to the adder 15 1.
尚、上記実施例はターゲットA2の予測位置が平均化セ
ル211に対応した場合であるが、一方の平均化セル212に
対応した場合も全く同様である。The above embodiment is a case where the predicted position of the target A 2 is corresponding to the average cell 21 1, is exactly the same even when corresponding to one averaged cell 21 2.
以上説明した如く、本発明によれば、ターゲット追尾
装置で求められているターゲットA2の予測位置がCFARの
平均化セルに対応したとき、予測位置及び予測誤差に基
づいて平均化セルの該当セルをブランク状態にするよう
に制御しているので、一つのCFAR内に２つのターゲット
A1，A2が存在してもう一方のターゲットA1がテストセル
に存在したような場合、該もう一方のターゲットA1に対
する閾値レベルが低くなり、ターゲットA1をターゲット
A2の影響なく確実に検出できる。As described above, according to the present invention, when the predicted position of the target A 2, which is determined by the target tracking device corresponding to average cell CFAR, corresponding cell averaging cell based on the predicted position and the prediction error Is controlled to be blank, so two targets in one CFAR
If A 1 and A 2 are present and the other target A 1 is present in the test cell, the threshold level for the other target A 1 becomes low, and the target A 1
Without the influence of A 2 it can be reliably detected.
第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例の構成図、 第３図は本発明におけるブランク動作を説明する図、 第４図は一般の目標追尾方式を説明する図、 第５図はCFARの一般的な動作を説明する図、 第６図は従来の方式において用いられるCFARの構成図、 第７図は従来方式における動作を説明する図である。 図において、 5,31はターゲット判定回路、6,32はターゲット追尾装
置、11は閾値設定部、12はコンパレータ、14はテストセ
ル、151〜153は加算器、16は平均化回路、17は乗算器、
20,30はCFAR回路、211，212は平均化セル、22はシフト
レジスタ部 を示す。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram illustrating a blank operation in the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a general target tracking method. FIG. 5, FIG. 5 is a diagram for explaining the general operation of CFAR, FIG. 6 is a configuration diagram of CFAR used in the conventional system, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation in the conventional system. In the figure, the target determination circuit 5, 31, 6,32 target tracking device, 11 is a threshold setting unit, 12 a comparator, the test cell 14, 15 1 to 15 3 adders, averaging circuit 16, 17 Is a multiplier,
20,30 CFAR circuit, 21 1, 21 2 is averaged cell, 22 denotes a shift register unit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−299484（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−53182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−163583（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−43572（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−114379（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-1-299484 (JP, A) JP-A-64-53182 (JP, A) JP-A-59-163583 (JP, A) JP-A-56-163 43572 (JP, A) Actually open 62-114379 (JP, U)
Claims (1)
se Alarm Rate）回路（30）で逐次設定される閾値レベ
ルと比較して比較結果を得、該比較結果に基づいてター
ゲット判定回路（31）でターゲットを判定してターゲッ
ト追尾装置（32）にて該ターゲットを追尾する方式にお
いて、 上記ターゲット追尾装置（32）で求められている上記タ
ーゲットの予測位置データが上記CFAR回路（30）の平均
化セルに対応したことを検出し、該予測位置データ及び
予測誤差データに基づいて上記CFAR回路（30）の平均化
セル中の該当セルをブランク状態にしてこの該当セルを
上記CFAR回路（30）における閾値設定のための加算動作
に用いないように制御することを特徴とする目標追尾方
式。A radar signal level is set to CFAR (Constant Fal
A comparison result is obtained by comparing with a threshold level sequentially set by a (se Alarm Rate) circuit (30), a target is determined by a target determination circuit (31) based on the comparison result, and a target tracking device (32) is used. In the method of tracking the target, it is detected that the predicted position data of the target obtained by the target tracking device (32) corresponds to the averaging cell of the CFAR circuit (30). Based on the prediction error data, the corresponding cell in the averaged cell of the CFAR circuit (30) is set to a blank state, and the corresponding cell is controlled so as not to be used for the addition operation for setting the threshold value in the CFAR circuit (30). A target tracking method characterized by the following.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2042085A JP2738875B2 (en) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Target tracking method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2042085A JP2738875B2 (en) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | Target tracking method |
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|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-02-22 JP JP2042085A patent/JP2738875B2/en not_active Expired - Fee Related
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