FR2948197A1 - Detection de cibles rapides de petites tailles par post integration non coherente utilisant un algorithme de classement glissant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'intégration non cohérente et de détection, appliqué aux données reçues pendant deux balayages successifs d'une zone d'espace donnée par un système de détection, de type radar par exemple, chargé de l'observation de la zone. Le procédé selon l'invention consiste à découper l'espace considéré en cellules d'analyse et à mesurer la puissance reçue dans chacune des cellules pour deux balayages successifs. Il consiste ensuite à déterminer pour chaque cellule m un voisinage ν constitué de cellules juxtaposées situées dans une zone de dimensions données entourant la cellule considérée. Il consiste enfin à effectuer successivement pour chaque cellule m la somme de l'énergie mesurée dans cette cellule pour un balayage n+1 donné et de l'énergie mesurée, pour le balayage précédent n, dans chacune des L cellules du voisinage ν qui présentent les L valeur d'énergie mesurée les plus importantes, puis à comparer chaque résultat à un seuil T. Par suite une détection est opérée pour la cellule m chaque fois qu'un résultat dépasse le seuil T. La détermination des L cellules à considérer est réalisée en mettant en oeuvre un algorithme particulier permettant de limiter la charge de calcul occasionnée par cette opération.

Description

DETECTION DE CIBLES RAPIDES DE PETITES TAILLES PAR POST INTEGRATION NON COHERENTE UTILISANT UN ALGORITHME DE CLASSEMENT GLISSANT. L'invention concerne la détection radar. Elle concerne en particulier les systèmes de radars de surveillance chargés de la détection de cibles très rapides, rétrodiffusant un écho à faible rapport signal-à-bruit, des missiles balistiques situés à des centaines de kilomètres du radar par exemple.

En ce qui concerne le problème posé par la détection radar d'une cible très éloignée, dont l'écho présente un rapport signal à bruit faible, voire très faible, il existe plusieurs solutions connues. Une solution connue consiste à émettre des impulsions cohérentes, ou des trains d'impulsions cohérentes, avec une énergie très élevée. Ce mode de fonctionnement permet de réaliser la détection d'une telle cible à partir d'un unique train d'impulsions sans que le mouvement rapide de la cible pose de problème majeur. II suffit pour cela, de manière connue, d'exploiter conjointement les signaux correspondant à ces impulsions au travers d'un traitement d'intégration cohérente. Cependant ce type de fonctionnement présente certains inconvénients. Il nécessite en particulier la mise en oeuvre d'un émetteur très puissant. En outre, pour disposer d'un nombre d'impulsions d'un nombre de coups au but, suffisant compte tenu de l'importance de la distance séparant le radar de la cible, la vitesse de rotation de l'antenne radar, ou plus généralement, la vitesse de balayage du faisceau radar, doit être assez basse. Une solution alternative consiste à effectuer une intégration non cohérente des signaux reçus depuis une même direction sur plusieurs balayages successifs du faisceau radar. On effectue alors une intégration dite "non cohérente" consistant notamment à effectuer une sommation des énergies des signaux successivement reçus à chaque balayage de la direction considérée par le faisceau radar. Cette intégration permet d'obtenir un signal qui peut être distingué du bruit et par suite être détecté. Cependant, s'agissant de cibles rapides, la mise en oeuvre efficace d'une telle intégration se heurte au problème de la variation possible de la position de la cible (migration) d'un balayage à l'autre du faisceau radar. Cette migration de la cible empêche en effet qu'une intégration puisse être efficacement réalisée par simple sommation sur plusieurs balayages des énergies des signaux correspondant à une même cellule radar. On rappelle ici qu'une cellule radar correspond à la résolution du radar considéré suivant les trois directions d'observation que sont la distance radiale, l'azimut et l'élévation. Du fait de sa vitesse et de sa direction de déplacement, une cible peut ainsi être observée dans une cellule pour un balayage donné, puis dans une autre cellule, plus ou moins proche de la première, pour le balayage suivant. Par suite, le déplacement de la cible entre deux balayages pouvant être grand, comparé à la taille d'une cellule d'observation radar, le problème principal posé par l'intégration non cohérente est qu'une telle solution conduit à la mise en oeuvre de traitements destinés à compenser les effets de la migration de la cible, traitements dont le coût en terme de temps de traitement peut s'avérer prohibitif.

Il est par ailleurs connu que le coût de traitement induit par la prise en compte de la migration de la cible peut être réduit par la mise en oeuvre d'un mécanisme de présélection. Néanmoins, la présélection constitue une solution de compromis qui, en éliminant certain des signaux reçus de l'opération d'intégration, prive le système d'une partie du gain d'intégration non cohérente attendu.

Un but de l'invention est de proposer une solution permettant d'exploiter efficacement l'intégration non cohérente des signaux reçus pour deux balayages successifs, en prenant en compte la migration possible d'une cible d'un balayage à l'autre. Un autre but de l'invention est de proposer une solution qui permette de limiter le coût en termes de charge de calcul temps réel de la prise en compte de ce phénomène de migration d'une cible d'une cellule d'observation à une autre entre deux balayages successifs.

A cet effet l'invention a pour objet un premier procédé pour opérer la détection d'objet dans l'espace couvert par un système de détection radar, l'espace observé étant décomposé en cellules d'analyse juxtaposées, la détection étant réalisée à partir des mesures de l'énergie du signal reçu dans chaque cellule d'analyse m pour deux balayages successifs du faisceau radar. Et en considérant pour chaque cellule m un voisinage vm constitué des K cellules contiguës situées autour de la cellule m. Le procédé selon l'invention comporte une étape principale durant laquelle: - on sélectionne les L cellules du voisinage vm de la cellule m qui présentent les L valeurs d'énergie reçue les plus élevées pour un premier balayage n; - on détecte la présence d'un objet dans la cellule m chaque fois que pour une cellule i du groupe des L cellules du voisinage de la cellule m 10 sélectionnées, la relation suivante est vérifiée:

Emn+1 + E1n > T;

où E;n représente l'énergie mesurée dans la cellule i pour le balayage 15 n et Emn+1 représente l'énergie mesurée dans la cellule m pour le balayage n+1; T représentant un seuil donné. Selon l'invention, une information de détection étant alors transmise à la fonction du système radar chargé de traiter les détections réalisées.

20 Selon une forme de mise en oeuvre préférée de ce procédé selon l'invention, la sélection des L cellules du voisinage vm d'une cellule m qui présentent les L valeurs d'énergie mesurée les plus élevées, est réalisée en mettant en oeuvre un algorithme itératif permettant d'opérer cette sélection dans un espace monodimensionnel divisé en cellules juxtaposées, le 25 voisinage vm étant un voisinage monodimensionnel; cet algorithme itératif de traitement monodimensionnel comportant: - une étape préliminaire durant laquelle on construit une succession de couples de valeurs (ai, bi), i variant de 0 à I, ces couples étant définis de façon à satisfaire les relations suivantes: 30 ao = bo =0 et bI ùal +1= K

al a1_1 ...<ùal ao =bo <b1 ...<.b1_1 <b1

35 b; ù a; + 1 2 • (b;_1 + 1) - une étape itérative durant laquelle on effectue:

- une itération initiale durant laquelle, le couple (ai, b;) considéré étant le couple (ao, bo), on associe à chaque cellule m une table contenant un élément unique constitué par la valeur d'énergie mesuré dans la cellule considérée et par le numéro de cette cellule;

- une suite d'itérations courantes durant lesquelles on modifie à chaque itération i le contenu de la table associée à chaque cellule m en considérant les tables associées respectivement aux cellules m' et m" lors de l'itération i-1, les cellules m' et m" étant définies par les relations suivantes: m' = m + a; û a;_1 et m" = m + b; û La table associée à la cellule m comporte alors les éléments des tables associées aux cellules m' et m" à l'itération i-1 qui présentent les mesures 20 d'énergies les plus élevées;

Selon l'invention, le nombre d'itérations courantes effectuées étant égal au nombre I défini lors de l'étape préliminaire.

25 Selon cette forme de mise en oeuvre préférée, l'espace considéré étant un espace tridimensionnel, constitué de cellules repérées par une distance radiale, un azimut et une élévation, l'algorithme de traitement mono dimensionnel est mis en oeuvre à trois fois pour chaque cellule: - une première fois en considérant séparément chacune des directions 30 (azimut, élévation) définissant un espace monodimensionnel de cellules selon l'axe des distances radiales, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une première table comportant les éléments de cet espace présentant les LI valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; - une deuxième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en élévation, situées à une même distance radiale et dans un même azimut, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une deuxième table comportant L2 éléments pris dans les tables associées à chacune des cellules formant, dans cet espace monodimensionnel, le voisinage de la cellule considéré et présentant les L2 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; - une troisième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en azimut, situées à une même distance radiale et dans un même angle d'élévation, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une troisième table comportant L3 éléments pris dans les tables associées à chacune des cellules formant, dans cet espace monodimensionnel, le voisinage de la cellule considéré et présentant les L3 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; une table à L3 valeurs correspondant aux maxima d'énergie mesurées dans un voisinage à 3 dimensions de la cellule considérée étant alors associée à cette cellule de l'espace tridimensionnel.

Selon une variante de mise en oeuvre de ce procédé, le nombre L de cellules sélectionnées est égal à 1 de sorte que lors de l'étape principale, on sélectionne une cellule i unique qui correspond à la cellule dans laquelle l'énergie mesurée est la plus élevée. La condition de détection peut alors être représentée par la relation suivante: Emn+1 + Smn > T;

avec Smn = max{Ekn, kE Vm} Selon une autre variante de mise en oeuvre de ce procédé selon l'invention, le nombre L de cellules sélectionnées est égal à 1 de sorte que durant l'étape principale on sélectionne une cellule i unique qui correspond à la cellule dans laquelle l'énergie mesurée est la plus élevée; la condition de détection pouvant alors être représentée par la relation suivante: (Sn, +En;' > T) V (En, + Sn;1 > T) Où Em"' et Em" représentent respectivement l'énergie mesurée dans 5 la cellule m pour le balayage n+1 et pour le balayage n, Sn, étant définie par la relation suivante:

Sn, = max {Ek I k E V m A Ek > T/2} 10 Selon une variante de mise en oeuvre, ce procédé comporte en outre une étape ultérieure de limitation qui procède au tri des différentes détections produites par l'étape principale, le tri des détections étant réalisé en considérant d'une part les détections pour lesquelles l'énergie mesurée dans l'une ou l'autre des deux cellules ayant donné lieu à la détection est trop 15 faible, et d'autre part les détections pour lesquelles l'énergie mesurée dans l'une ou l'autre des cellules ayant donné lieu à la détection est si forte que quelle que soit la cellule à laquelle cette cellule est associée, l'association conduit à une détection compte tenu du seuil de détection T fixé.

20 Selon une autre variante de mise en oeuvre, ce procédé comporte en outre une étape préalable à l'étape principale durant laquelle on constitue des supercellules, chaque supercellule étant définie comme une portion de l'espace observé présentant une étendue donnée. Chaque supercellule est caractérisée par son indice et par les mesures d'énergie réalisées pour 25 chacune des cellules d'analyse incluses dans la partie de l'espace observé constituant la supercellule. Les étapes ultérieures du traitement sont alors mises en oeuvre sur les supercellules.

Dans une forme particulière de la variante de mise en oeuvre, 30 précédente, on définit, pour chaque supercellule, des maxima locaux. Un maximum local est défini sur un groupe de cellules d'analyse adjacentes contenues dans la supercellule et correspond à la cellule du groupe pour laquelle l'énergie mesurée est la plus forte. Chaque supercellule est ainsi associée à une liste de maxima locaux ordonnée en fonction de la valeur de 35 l'énergie mesurée.

Selon une autre variante de mise en oeuvre, ce procédé comporte en outre une étape préalable de préliminaire de présélection, qui consiste pour chaque cellule d'analyse m, à comparer le niveau d'énergie reçue dans la cellule considérée à un premier seuil T' inférieur au seuil de détection T de l'étape principale. Les cellules pour lesquelles l'énergie mesurée est inférieure au seuil T' ne sont alors pas traitées par les étapes ultérieures du procédé.

L'invention a également pour objet un second procédé pour opérer la détection d'objet dans l'espace couvert par un système de détection radar, l'espace observé étant décomposé en cellules d'analyse juxtaposées, la détection étant réalisée à partir des mesures de l'énergie du signal reçu dans chaque cellule d'analyse m pour deux fois deux balayages successifs du faisceau du faisceau radar. Ce procédé comporte: - une première étape durant laquelle on met en oeuvre le premier procédé selon l'invention sur deux balayages consécutifs n et n+1; - une deuxième étape, durant laquelle on met en oeuvre le premier procédé selon l'invention sur les deux balayages consécutifs suivants n+2 et n+3; - une troisième étape durant laquelle on associe les Q détections produites pour une même cellule d'analyse au cours des étapes précédentes, et on détermine si un nombre donné P de ces détections se répartit sur une trajectoire qui satisfait des caractéristiques cinématiques données. Seules les détections ayant satisfait cette condition sont transmises à la suite du traitement radar située en aval du procédé.

Le procédé selon l'invention utilise avantageusement un algorithme dont la complexité de mise en oeuvre est réduite. Cet algorithme, appelé "algorithme de classement glissant", adapté à la mise en oeuvre d'une intégration non cohérente sur deux balayages permet de réaliser en temps réel une intégration non cohérente n'imposant aucun compromis sur le gain d'intégration.35 Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose l'invention au travers d'un mode de réalisation particulier pris comme exemple non limitatif et qui s'appuie sur les figures annexées, figures qui représentent: - la figure 1, un synoptique de principe permettant de situer le procédé selon l'invention dans une chaine de traitement du signal reçu par un radar; - la figure 2, synoptique détaillé présentant les différentes étapes du procédé selon l'invention; - la figure 3, une illustration du principe de fonctionnement de la version de base de l'algorithme mis en oeuvre dans l'étape d'intégration et de détection du procédé selon l'invention (recherche de la cellule présentant l'énergie maximum sur une fenêtre glissante comportant K cellules); - la figure 4, une illustration du principe de fonctionnement d'une variante de l'algorithme illustré par la figure 3 (recherche de la liste des L cellules présentant les L énergies les plus fortes sur une fenêtre glissante comportant K cellules); - la figure 5, un organigramme de principe de l'algorithme illustré par la figure 3 et de sa variante illustrée par la figure 4; - la figure 6, une illustration du principe de fonctionnement de l'étape de limitation du procédé selon l'invention; - la figure 7, une illustration du principe de fonctionnement d'une application particulière du procédé selon l'invention.

On s'intéresse dans un premier temps à la figure 1 qui permet de situer sur quelles données et de quelle manière le procédé selon l'invention peut être appliqué. Le procédé selon l'invention 11, ou procédé de détection sur deux balayages, est destiné à être mis en oeuvre sur le signal reçu par le système dans les différentes cellules d'analyse qui découpent l'espace surveillé par le système radar considéré. Chaque cellule d'analyse est définie par la résolution du système dans les directions d'observation considérées. Ainsi pour un système radar dit "2D" la cellule d'analyse est définie, de manière connue, par la résolution en distance et la résolution en gisement ou azimut, alors que pour un système radar dit "3D", cette même cellule est définie par la résolution en distance, en gisement et en élévation. II est à noter par ailleurs que du fait de cette construction, les cellules d'analyse occupent des volumes différents de l'espace, espace qui est par exemple défini, pour un radar explorant tout l'espace qui l'environne, comme une sphère centrée sur lui. Ainsi les cellules les plus proche ont un volume plus faible que les cellules plus lointaines. L'analyse et le traitement du signal reçu dans chaque cellule d'analyse sont réalisés de manière périodique, l'instant d'analyse et sa durée correspondant à l'instant auquel le système exerce son observation dans la direction correspondante et à la durée d'observation. On parle généralement à cet égard de balayage périodique des cellules, du fait que, en ce qui concerne les radars, l'instant d'observation dans une direction donnée correspondent à l'instant ou le faisceau radar est orienté dans la direction considérée, et que la duré d'observation dépend de la largeur dudit faisceau et du temps pendant lequel celui-ci éclaire la direction considérée. Le signal traité par le procédé selon l'invention est généralement un signal numérisé produit par la fonction de réception 12 du système considéré, le récepteur du radar par exemple. Avant d'être traité par le procédé selon l'invention 11 le signal peut préalablement avoir subi des traitements préliminaires 13, dits "d'intégration cohérente" en ce qu'ils prennent en compte pour chaque cellule d'analyse, à la fois le niveau (i.e. la puissance) du signal reçu et sa phase par rapport à une référence. C'est par exemple classiquement le cas pour un radar dans lequel le signal produit par le récepteur subi, de manière connue, une succession de traitements cohérents tels que les traitements de compression d'impulsion et de filtrage doppler. Avant d'être traité par le procédé selon l'invention 11 peut également avoir subi d'autres traitements préliminaires 14, dits "d'intégration non cohérente" en ce qu"ils ne prennent en compte que le niveau (la puissance) du signal reçu. Ce sont notamment des traitements de post-intégration qui tirent profit de la possibilité, parfois offerte par le fonctionnement du système, de réaliser, pour une même cellule d'analyse et dans un même balayage, plusieurs acquisitions successives du signal reçu dont on peut effectuer la somme de façon à améliorer notamment le rapport signal à bruit du signal reçu. C'est par exemple le cas des radars à impulsions qui émettent pour une même direction une pluralité d'impulsions à des fréquences différentes et sont susceptible de recevoir en retour des rafales d'impulsions réfléchies dont les énergies peuvent être sommées. On considère ensuite le synoptique de la figure 2, qui présente le procédé selon l'invention 11 dans son ensemble et en détaille l'étape principale 21 qui réalise l'opération 21 de détection sur deux balayages proprement dite, ainsi que les étapes optionnelles 22 à 24 dont le but principal est de limiter de manière judicieuse le nombre de détections opérées et transmises à la suite du traitement radar, et ainsi de maintenir à une valeur optimale la charge de calcul nécessaire.

Le procédé selon l'invention 11, est un procédé dont la fonction principale est la détection de signaux. Cette détection est basée sur un mode d'intégration non cohérente des signaux reçu relatifs à une même cellule d'analyse, et ce, pour deux balayages successifs. On parle d'intégration de balayage à balayage. Selon l'invention, cette intégration est suivie de la comparaison de cette somme à un seuil T déterminé. Par suite si la valeur de la somme dépasse le seuil T, le signal reçu est considéré comme provenant d'une cible d'intérêt située dans la cellule considérée et donne lieu à une détection qui est transmise à la suite du traitement, sous la forme d'une donnée relative au niveau du signal et à la position de la cellule dans laquelle le signal a été détecté. La suite du traitement consiste principalement à utiliser les détections opérées pour effectuer le suivi au cours du temps de l'évolution dans l'espace observé des cibles détectées. On peut ainsi mettre en oeuvre successivement, comme l'illustre la figure 1, un traitement de formation de plots 15, un traitement d'extraction 16 et un traitement de pistage 17.

Le procédé de détection selon l'invention comporte une étape de détection 21 qui consiste dans son principe à combiner les énergies des signaux reçus dans différentes cellules d'analyse au cours de deux balayages successifs n et n+1, en tenant avantageusement compte pour limiter le nombre de combinaisons, du déplacement possible des cibles observées.

Selon l'invention, on constitue au cours de cette étape des paires de mesure, chaque paire comprenant les mesures des énergies reçues pour deux cellules k et m données, respectivement pour les deux balayages n et n+1. Pour chaque paire, les énergies des cellules k et m sont sommées et la somme des énergies est comparée à un seuil T. Par suite, si la somme des énergies de la paire {k, m} est supérieure à T une détection est constatée et l'information de détection est transmise en aval du traitement. La suite du document décrit le procédé de manière plus détaillée. Elle présente les fonctions de base implémentées par le procédé selon l'invention, ainsi que les variantes de mise en oeuvre.

On expose dans un premier temps l'idée générale qui sous-tend le fonctionnement de l'étape de détection du procédé selon l'invention. Ce principe général consiste à effectuer une opération de combinaison des signaux reçus pour deux balayages successifs n et n+1. L'opération de combinaison consiste elle-même à définir, pour chacune des M cellules d'analyse constituant l'espace (ou la portion de l'espace) observé par le système de détection, le radar, un voisinage vm constitué de K cellules réparties de préférence régulièrement autour de la cellule considérée. Il consiste ensuite à calculer pour chaque cellule m, la somme de l'énergie reçue dans cette cellule pour le balayage n+1 donné et de l'énergie reçue dans chaque cellule k du voisinage de la cellule m pour le balayage précédent n. La taille K du voisinage de la cellule m, correspond à la zone de migration d'une cible, est définie en prenant en compte la distance que peut parcourir une cible se déplaçant selon un vecteur vitesse constant, compte tenu des hypothèses cinématiques qui sont faites sur la cible. Ainsi, si la seule hypothèse faite sur les cibles à détecter est la vitesse instrumentée maximale que peut atteindre la cible, la zone de migration est constituée par une boule dont le diamètre est défini par la période séparant les deux balayages successifs utilisés pour la combinaison, ainsi que par la vitesse maximale de la cible. Par suite, l'opération de combinaison devant être répétée pour chacune des M cellules d'analyse, la mise en oeuvre de l'opération de combinaisons conduit en principe à réaliser, dans un temps compatible avec le temps réel du système, un nombre N d'opérations de sommation, défini 2948197 N=M•K 12 [1] par la relation suivante: 5 Autrement dit, l'opération de combinaison, dans son approche directe, implique de calculer la somme des énergies reçue dans deux cellules d'analyse pour Mi< paires de cellules. Les résultats ainsi obtenus sont ensuite en principe utilisés pour déterminer pour quelles paires de cellules on obtient une somme des 10 énergies supérieur à une valeur fixée. Par suite, une détection est constatée si pour une paire de cellules donnée la somme des énergies dépasse un seuil T fixé. Ainsi, la détection d'une cible dans une cellule m donnée a lieu si la relation suivante est vérifiée:

15 E vm I Ek +Em' > T [2] Dans cette relation, vm représente le voisinage de la cellule m, Er' et El', représentant quant à eux respectivement l'énergie reçue de la cellule m pour le balayage n+1 et l'énergie reçue de la cellule k du voisinage de la cellule m 20 pour le balayage n précédent. Cette approche simple conduit à effectuer un nombre d'opérations de sommation qui peut devenir prohibitif, en terme de charge de calcul temps réel, si, en particulier, le nombre M de cellules considérées est vraiment très important et/ou si la vitesse maximale de la cible considérée est telle que la 25 zone de migration devienne très importante. C'est pourquoi, dans une forme préférée de mise en oeuvre de l'invention, la détermination des paires de cellules pour lesquelles l'énergie sommée est supérieure à un seuil T donné est réalisée de manière différente en considérant que la condition Ek +Em' > T exprimée par la relation [2] est 30 équivalente à la condition exprimée par la relation suivante: Sm +Em' > T [3] avec Sm = max {Ek I k E vm } [4] 35 Une telle considération permet avantageusement d'obtenir un résultat identique en utilisant des algorithmes de recherche de maxima basés en particulier sur le concept connue de "diviser pour régner" ("divide and conquer" selon la dénomination anglo-saxonne). Elle permet en outre de réaliser une sélection identique des paires de cellules d'analyse en effectuant un nombre N de combinaisons non pas égal à M.K mais proportionnel à Mlog K. La suite de la description décrit deux variantes de mise en oeuvre de l'étape 21, ces deux variantes mettant en oeuvre deux méthodes originales permettant d'opérer la recherche des Sn, , l'une étant dérivée de l'autre. Selon la première variante, l'étape 21 consiste à mettre en oeuvre un algorithme de calcul connu, appelé "algorithme de recherche de maximum par fenêtre glissante " (ou "sliding maximum algorithm" selon la dénomination anglo-saxonne). Selon l'invention, cet algorithme est utilisé pour réaliser le calcule de g, en procédant à la recherche itérative de la cellule d'énergie maximum dans le voisinage de la cellule m considérée. Cette recherche est réalisée au travers d'une fenêtre glissante (ou "sliding window") centrée sur la cellule d'analyse m considérée, dont la taille se trouve multipliée par deux à chaque itération pour atteindre finalement la taille K correspondant au nombre de cellules constituant le voisinage de la cellule m considérée. Le calcul de Sn,+1 pour la cellule suivante est réalisé en décalant la fenêtre glissante d'une cellule de façon à centrer cette dernière sur la cellule m+1.

On considère ensuite les figure 3 à 5. La figure 3 illustre le principe de fonctionnement de cet algorithme sur un modèle monodimensionnel de zone de migration comportant sept cellules d'analyse, modèle pris comme exemple nom limitatif.

Selon l'invention, l'implémentation de l'algorithme de recherche de maximum par fenêtre glissante est réalisée en deux étapes, comme l'illustre la figure 5:

- une étape préliminaire 51 durant laquelle on construit une 35 succession de couples de valeurs (a;, b;), i variant de 0 à I, le nombre I et les couples (a;, b;) étant définis de façon à satisfaire les relations suivantes: • ao = bo =0 et bIùai +1= K • al <ùa1_1 s...<al ao =bo <b1 <ù...<b1_1 <bI

• b; ùa; +1<_2•(bi_1 ùa1_~ +1) - une seconde étape 52, itérative, qui comporte elle-même: - une itération initiale 53 pour laquelle, le couple (a;, b;) considéré étant le couple (ao, bo), on affecte à chacune des cellules m de l'espace observé un attribut (m, Em) constitué par le numéro, ou plus généralement l'indice, de la cellule et par la valeur de la mesure de l'énergie reçue dans la cellule considérée; - une suite d'itérations courantes 54 pour lesquelles on modifie à chaque itération i l'identifiant associée à chaque cellule m en considérant les attributs associés respectivement aux cellules m' et m" lors de l'itération i-1, les cellules m' et m" étant définies par les relations suivantes: m' = m + a; ù m"= m+b; b;_1 L'attribut associé à la cellule m est celui des attributs associés aux cellules m' et m" à l'itération i-1 qui présentent la mesure d'énergie la plus élevée.

L'étape itérative et par suite, l'algorithme de traitement, est arrêtée 55 lorsque l'on a effectué I itérations courantes.

La dernière itération fournit ainsi une valeur unique 35 de maximum Sn, pour la cellule m considérée, le résultat étant obtenu au bout d'un nombre d'itérations courantes I proche de log2K. De la sorte, l'opération de détection est ainsi réalisée en exécutant log2K opérations de recherche de maximum: une opération de sommation de En.;' et Snn,, ainsi qu'une opération de comparaison de la somme obtenue au seuil T. Par rapport à une détermination classique, on diminue donc sensiblement la charge de calcul nécessaire pour réaliser l'opération de détection.

Dans l'exemple de la figure 3, l'étape préliminaire définit ainsi quatre couples de valeurs (0, 0), (0, 1), (0, 3) et (-3, 3). Puis, pour la cellule 9 par exemple, la première itération courante (itération 1) de l'étape itérative compare les attributs initiaux des cellules 9 et 10. De manière analogue, la deuxième itération (itération 2) compare les attributs des cellules 9 et 11 déterminé à l'issu de l'itération précédente. De manière analogue encore, la troisième itération (itération 3) compare les attributs des cellules 9 et 6 déterminé à l'issu de la deuxième itération. Le Résultat de cette dernière itération constitue alors le maximum recherché pour la cellule 9.

II est à noter que la détection d'un signal dans une cellule d'analyse donnée se traduit par la transmission à la suite du traitement d'une information indiquant non seulement qu'une détection a eu lieu mais aussi pour quelle cellule cette détection a eu lieu et éventuellement à quelle cellule de son voisinage la cellule considérée a été associée. Dans ce but, l'algorithme de recherche de Sm mémorise à chaque itération pour chaque groupe de deux cellules testé, l'identité de la cellule d'analyse de la paire considérée présentant l'énergie la plus grande. L'algorithme décrit précédemment permet ainsi avantageusement de réduire la charge de calcul nécessaire pour réaliser la fonction de détection désirée, objet de la présente demande, et par là-même de rendre possible la prise en compte de vitesses maximales sans compromettre l'exécution en temps réel de la fonction, alors que par nature la prise en compte de vitesses élevées conduit à un agrandissement de la zone de migration et donc de la taille du voisinage à considérer.

Cependant, dans certains cas, il peut s'avérer indispensable de réduire encore la charge de calcul nécessaire pour effectuer l'opération de détection pour chaque cellule distance m. C'est pourquoi dans une variante de mise en oeuvre, le procédé de détection selon l'invention met en oeuvre un algorithme de calcul de maxima de type "sliding maximum" destiné à calculer une fonction Sm définie par la relation suivante: Sn,=max{EkIkEVmAEk>T/2} [5] La justification de l'efficacité, en termes de détection, de cette variante de mise en oeuvre, repose sur le principe qu'une somme de deux termes ne peut excéder un seuil T si aucun des deux termes n'excède la valeur T/2. En tenant compte de l'expression de Sn, la condition à satisfaire pour qu'une détection ait lieu a alors pour expression: (Sn, +En;' > T) V (En, + Sn;1 > T) [6]

où vm représente le voisinage de la cellule m, En;' et Ek représentant quant à eux respectivement l'énergie mesurée dans la cellule m pour le balayage n+1 et l'énergie mesurée dans la cellule k du voisinage de la cellule m pour 15 le balayage n précédent. Sm' a par ailleurs pour expression:

Sn;' = max {Ek+1 kEVm A Ek' > T/2} [7] La mise en oeuvre de l'algorithme "sliding maximum" de la façon 20 décrite précédemment, présente l'avantage de limiter à une seule détection le nombre de détections pouvant être opérées pour une cellule d'analyse donnée durant l'étape 21. En effet dans la mesure où une seule énergie maximum, Sn, ou Sn, , est sommée avec l'énergie de la cellule m et que seule cette somme est comparée au seuil T on n'obtient au mieux qu'une 25 seule détection. Cependant, dans certain cas, il est avantageux pour la suite du traitement du signal reçu par le système radar considéré, de disposer d'une information plus complète constituée non seulement par la détection du signal d'énergie la plus forte mais aussi par la détection des signaux dont 30 l'énergie quoique plus faible présentent cependant un niveau excédant le seuil considéré. En considérant plusieurs cellules de la zone de migration, on est alors avantageusement en mesure de considérer plusieurs hypothèses cinématiques pour une cible détectée, ou encore, plus simplement de considérer l'existence de plusieurs cibles dans un même voisinage vm. Pour pouvoir réaliser des détections multiples, il est nécessaire de mettre en oeuvre l'étape 21 du procédé selon l'invention dans une seconde variante permettant d'opérer la recherche de plusieurs valeurs de Sn, (ou de Sn, ), chacune des valeurs étant ensuite sommée avec l'énergie En;1 du signal reçu dans la cellule m considérée et comparée à T. Selon l'invention, cette recherche est avantageusement réalisée en adaptant de manière simple, l'algorithme "sliding maximum" de recherche d'un maximum unique, de façon à déterminer pour chaque cellule m, non plus la cellule du voisinage vm dont l'énergie est maximale, mais la liste des L cellules présentant les L énergies le plus élevées, rangées par ordre des énergies décroissantes par exemple. L'achèvement d'une telle opération de recherche d'une liste de L maxima se traduit avantageusement par l'exécution d'un nombre 15 d'opérations simplement proportionnel à L.M.Iog2K. La figure 4 illustre sur l'exemple simple de la figure 3, le principe de fonctionnement de cette variante de l'algorithme précédant, appelée "algorithme de recherche de liste ordonnée par fenêtre glissante " ou "sliding ranking algorithm" selon la dénomination anglo-saxonne. Sur la figure 4 sont 20 uniquement représentées les cellules 5 à 13 de l'espace observé qui, dans cet exemple monodimensionnel simple compte 25 cellules comme l'illustre la figure 3. Les cellules 6 à 12 constituent ici le voisinage de la cellule 9 pour laquelle on cherche à déterminer la liste des L valeurs d'énergie les plus élevées. 25 Comme l'illustre la figure 4, on peut constater qu'à chaque itération l'algorithme ne considère plus seulement les maxima déterminés à l'itération précédente, mais des tables 41 d'éléments rangés par ordre décroissant d'énergie. Chaque élément 42 d'une table comporte, comme les attributs définis précédemment, une mesure d'énergie ainsi que le numéro de la 30 cellule dans laquelle cette énergie a été mesurée. L'algorithme de recherche de liste ordonnée par fenêtre glissante comporte donc une étape préliminaire 51 identique à celle décrit précédemment. L'itération initiale 53 de l'étape itérative 52 consiste quant à elle à 35 associer à chaque cellule m une table contenant un unique élément constitué par l'attribut (m, Em) de la cellule considérée. Ensuite à chaque itération courante i, 54, la table associée à chaque cellule m est modifiée à partir des tables associées respectivement aux cellules m' et m" lors de l'itération i-1, les cellules m' et m" étant définies comme précédemment. La table associée à la cellule m est alors constituée des éléments des tables associées aux cellules m' et m" à l'itération i-1 qui présentent les mesures d'énergies les plus élevées; ces éléments étant rangés par valeurs d'énergie décroissantes par exemple; leur nombre étant toutefois limité à L éléments au maximum. Le nombre d'itérations courantes effectuées étant égal au nombre I defini lors de l'étape préliminaire.

Ainsi par exemple, dans l'exemple de la figure 4, l'étape préliminaire 15 définit quatre couples de valeurs (0, 0), (0, 1), (0, 3) et (-3, 3). Par suite, pour la première itération courante, qui correspond au couple (al, !DI) = (0, 1), la table associée à la cellule 6 s'obtient en comparant les tables à un élément associées aux cellules 6 et 7 lors de l'itération initiale (itération 0) de l'étape itérative. L'énergie de la cellule 7 étant dans cet 20 exemple supérieurs à celle de la cellule 6, la comparaison des cellules 6 et 7 conduit, à l'issue de la première itération courante (itération 1), à associer à la cellule 6 une table à deux éléments comportant un premier élément constitué par l'énergie mesurée dans la cellule 7 et par le numéro de cette cellule (7) ainsi qu'un second élément constitué par l'énergie mesurée dans 25 la cellule 6 et par le numéro de cette cellule (6). De la même façon, à l'issue de la première itération courante (itération 1) la cellule 8 est associée à une table à deux éléments comportant un premier élément constitué par l'énergie mesurée dans la cellule 9 et par le numéro de cette cellule (9) ainsi qu'un second élément constitué par l'énergie mesurée dans la cellule 8 et par le 30 numéro de cette cellule (8). Ensuite, pour la deuxième itération (itération 2), qui correspond au couple (a2, b2) = (0, 3), la table associée à la cellule 6 s'obtient en comparant les tables à deux éléments associées aux cellules 6 et 8 lors de l'itération initiale (itération 0) de l'étape itérative. Celle-ci comporte finalement trois 35 éléments ordonnés correspondants aux trois cellules présentant les énergies mesurées les plus fortes, c'est à dire les cellules 6, 7 et 9. La taille maximale L d'une table associée à une cellule étant ici fixée à L=3, la cellule 8 qui présente une énergie plus faible que les cellules 6, 7 et 9, est alors exclue de la liste.

Le processus se répète ainsi au fil des itérations jusqu'à ce qu'il ne reste plus qu'une liste ordonnée disponible 43 pour la cellule m considérée, la cellule 9 dans l'exemple.

Il est à noter que le principe de détermination d'une liste ordonnée pour chaque cellule m illustré par l'exemple monodimensionnel des figures 3 et 4 peut être aisément mis en oeuvre dans un espace multidimensionnel. Ainsi par exemple un espace à trois dimensions surveillé par un système de détection occupant le centre de cet espace, peut être découpé, de manière connue, en cellules contiguës, chaque cellule étant repérée par une distance radiale, un azimut et une élévation. Par suite le voisinage vrr, d'une cellule est un voisinage à trois dimensions centré sur la cellule considérée, et la détermination de la liste associée à cette cellule doit être effectuée en considérant non pas un voisinage monodimensionnel mais un voisinage multidimensionnel. La détermination de la liste associée à chacune des cellules de l'espace considéré est alors réalisée en mettant trois fois en oeuvre l'algorithme de traitement mono dimensionnel décrit précédemment: : - une première fois en considérant séparément chacune des directions (azimut, élévation) définissant un espace monodimensionnel de cellules selon l'axe des distances radiales, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une table comportant les éléments de cet espace présentant les LI valeurs d'énergie mesurées les plus élevées du voisinage monodimensionnel selon l'axe distance; - une deuxième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en élévation, situées à une même distance radiale et dans un même azimut, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer à chaque cellule de l'espace tridimensionnel, une table comportant L2 éléments pris dans l'une ou l'autre des tables associées au préalable à chacune des cellules de cet espace monodimensionnel formant un voisinage monodimensionnel selon l'axe élévation de la cellule considérée, ces éléments correspondants au L2 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; - une troisième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en azimut, situées à une même distance radiale et dans un même angle d'élévation, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel L3 éléments pris dans l'une ou l'autre des tables associées au préalable à chacune des cellules de cet espace monodimensionnel formant un voisinage monodimensionnel selon l'axe azimut de la cellule considérée, ces éléments correspondants au L3 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées. On associe ainsi à chaque cellule de l'espace tridimensionnel une table à L3 valeurs correspondant aux maxima d'énergie mesurées dans un voisinage à 3 dimensions de la cellule considérée.

Le procédé selon l'invention est avantageusement plus rapide à exécuter que les procédés connus. En effet, pour déterminer la liste des L valeurs d'énergie les plus élevées relative à la cellule d'analyse m+1 se fait en mettant en oeuvre l'algorithme de traitement en considérant un ensemble de K cellules décalé d'une cellule par rapport à l'ensemble de K cellules considéré pour déterminer la liste des L valeurs d'énergie les plus élevées relative à la cellule d'analyse m. Dans le cas illustré par la figure 4 par exemple, le traitement relatif à la cellule 9 considère les cellules 6 à 12, tandis que le traitement relatif à la cellule 10 considère les cellules 7 à 13, les cellules 7 à 12 étant communes aux deux traitements. Ainsi une partie significative des comparaisons effectuée pour la cellule m est avantageusement utilisée pour traiter la cellule m+1.

Il est à noter que le seuil de détection T utilisé pour réaliser l'étape de détection peut bien entendu être défini comme ayant une valeur identique pour toutes les cellules d'analyse considérées. Cependant ça n'est pas nécessairement le cas et la valeur de T peut varier d'une cellule à l'autre, notamment pour assurer la probabilité de fausses détections, de fausses alarmes, la plus uniforme possible sur tout l'espace couvert par le radar.

Ainsi par exemple, T peut prendre, pour chaque cellule m considérée, 2948197 une valeur Tm définie par la relation: T =F- Nfa V K V 5 dans laquelle Vm représente le volume d'une cellule d'analyse, Nfa le nombre de fausses alarmes par balayage. K représente ici la taille du voisinage vm de la cellule m considérée, tandis que V représente le volume total couvert par le radar, volume défini par la relation: 10 M V=EVif, [9] m=1 La fonction F est par ailleurs la fonction de probabilité complémentaire de l'énergie du bruit présent dans le signal vidéo intégré tiré du signal reçu, 15 fonction qui peut par exemple être définie par la relation suivante: F(x) = Q(x 12v) [10] Où v représente le nombre d'impulsions utilisé pour réaliser l'étape 14 20 d'intégration non cohérente. Q(x) représente, quant à lui, la loi de chi-deux, loi de probabilité représentative de la distribution d'énergie d'un bruit blanc gaussien. Le choix d'un seuil Tm défini par la relation [8] garantit avantageusement une 25 distribution uniforme des fausses alarmes occasionnées par du bruit sur tout l'espace couvert. Il est également à noter que pour des raisons de simplicité, la figure 3 illustre le fonctionnement de l'algorithme de calcul utilisé à partir d'un cas 30 particulier de zone de migration monodimensionnelle. Cette illustration ne constitue cependant pas une limitation et l'algorithme décrit est bien entendu applicable à une zone de migration bi ou tridimensionnelle. Dans la réalité, la zone de migration considérée est multidimensionnelle. Ainsi, par exemple, 21 [8] pour un radar monofaisceau à antenne tournante, la zone de migration prend en compte un mouvement selon deux dimensions, la distance radiale et l'azimut, alors que pour un radar dont le faisceau est mobile en azimut et en site (radar "3D"), la zone de migration prend en compte un mouvement selon trois dimensions, la distance radiale l'azimut et le site. Par suite la mise en oeuvre de l'invention peut alors, par exemple, consister à implémenter l'algorithme décrit précédemment pour chaque dimension. Ainsi, l'énergie reçue pour chaque balayage, constitue par exemple une matrice à trois dimensions Eml,m2,m3, dans laquelle les indices correspondent à la distance radiale, à l'azimut, et au site. La fenêtre glissante est quant à elle définie comme un produit d'intervalles dans l'espace des indices, un produit d'intervalles étant défini par la relation suivante: {M1, M1+1, ...,M'1} x {M2, M2+1, ...,M'2} x {M3, M3+1,

{(m1, m2, m3) I M; <_ m; S M';, pour i = 1,...,3}. [15]

La forme d'une telle fenêtre dans un espace tridimensionnel correspond alors à l'intersection d'un cône rectangulaire et de sphères. Par conséquent, si on recherche un environnement vm ayant la forme d'une boule centrée sur la cellule m, l'implémentation de l'algorithme selon l'invention doit être adaptée ou complétée. On peut ainsi, par exemple, limiter la recherche d'un maximum ou bien la détermination d'une liste ordonnée aux cellules contenues dans la boule considérée en écartant les cellules localisées trop loin de la cellule m considérée.

A l'issue de l'étape de détection 21 du procédé selon l'invention on dispose donc, selon la variante considérée, pour chaque cellule d'analyse dans laquelle un signal a été détecté, c'est à dire pour chaque cellule dans laquelle l'écho provenant d'une cible a été détecté, soit d'une unique information de détection soit d'une liste de L informations de détection. Ces informations peuvent être transmises telles quelles à la suite des fonctions de traitement du signal reçu. Cependant pour certaines applications ou pour certaines conditions d'utilisation du système de détection, il peut être avantageux de réaliser un certain tri parmi l'ensemble des détections obtenues de façon à faciliter la tâche des fonctions situées en aval dans la chaine de traitement. C'est en particulier le cas lorsqu'on est en présence d'échos de fort niveau ou lorsque l'on est en présence d'un fouillis étendu.

C'est pourquoi dans une variante de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comporte une étape complémentaire 22 durant laquelle on opère un tri visant principalement à limiter le nombre de détections occasionnées par un signal de fort niveau (i.e. de forte énergie). En effet, si une cible donnée réfléchit un écho suffisamment fort, il est possible que l'énergie ~o correspondante reçue dans une cellule m donnée, pour un balayage donné, soit supérieure au seuil de détection choisi T, de sorte que l'opération de détection produit une détection pour chaque cellule k du voisinage de m. Selon l'invention, le tri des détections est réalisé par mise en oeuvre d'un algorithme réalisant les trois opérations suivantes: 15 - établissement pour chaque cellule d'une liste comportant au maximum L2 détections. Chaque détection de la liste est associée à un attribut de multiplicité (attribut numérique). La liste des détections relatives à une cellule m est établie en identifiant et en comptabilisant les détections auxquelles elle est associée en tant que cellule constituant une paire de 20 cellules (m, k) ayant donné lieu à une détection, et en conservant les L2 détections pour lesquelles la somme des énergies des cellules correspondantes est la plus élevée. L'attribut de multiplicité est quant à lui fixé à 1 pour chaque détection mettant en jeu deux cellules différentes pour le balayage n et le balayage n+1 et à 2 pour chaque détection mettant en jeu 25 une même cellule pour le balayage n et le balayage n+1. - comptabilisation sur un ensemble de N cellules, des attributs associés à chaque détection formant les listes de L2 détections associées à chacune des N cellules considérées. - élimination des détections pour lesquelles la somme des attributs 30 n'est pas égale à deux. Le schéma de la figure 6 permet d'illustrer le principe de fonctionnement du traitement implémenté par l'algorithme de limitation du nombre des détections mis en oeuvre par l'étape 22 du procédé selon l'invention. Le cas illustré est un cas simple pour lequel le nombre L2 de 35 détection associé à chaque cellule est fixé à 3, chaque cellule étant elle- même associée à une zone de migration comportant 5 cellules. A partir de l'exemple de la figure 6, on peut constater que chaque cellule est ainsi associée à une liste comportant au plus trois détections, classées par ordre de puissance décroissant, chaque détection étant affectée d'un attribut égale soit à 1, soit à 2 (2 pour la détection C et 1 pour la détection A relatives à la cellule 3 par exemple). Les détections occupant un rang supérieur à 3 dans une liste donnée étant éliminées (détections B et E pour la liste associée à la cellule 3 par exemple). Par suite, l'application de l'algorithme de limitation conduit dans l'exemple de la figure 6 à l'élimination des détections B, E, F et G. La mise en oeuvre du traitement de l'étape 22 permet avantageusement d'éliminer, comme souhaité, les détections obtenues à partir de paires de cellules dans lesquelles une des cellules présente un niveau d'énergie mesurée faible tandis que l'autre cellule présente un niveau d'énergie mesurée vraiment fort consécutif à la présence de fouillis par exemple. De la sorte, seules les détections retenues sont transmises au traitement qui suit le procédé selon l'invention de détection non cohérente sur deux balayages.

Comme il a été dit précédemment, un des objets de l'invention est de limiter la charge de calcul occasionné par la mise en oeuvre d'un traitement non cohérent d'intégration sur deux balayages. Dans ce but il est possible de faire précéder l'étape 21 du procédé par une étape 23 dont le but est de réaliser un regroupement des cellules radar à l'intérieur d'entités appelées supercellules. Selon l'invention chaque super cellule est définie par un ensemble de cellules d'analyse adjacentes, de sorte que chaque supercellule peut contenir plusieurs échos, chaque écho correspondant à une des cellules constituant la supercellule et étant défini par l'énergie du signal correspondant. Par suite afin de limiter le nombre d'échos traités on opère pour chaque supercellule une sélection des échos contenus dans la supercellule. Selon l'invention, cette sélection ne consiste pas simplement à retenir les L échos de plus forts niveaux, mais plutôt à déterminer dans un premier temps des maxima locaux, puis à retenir les L maxima locaux de plus forts niveaux. En effet la sélection simple des échos de plus forts niveaux conduit dans le cas où un écho étendu de fort niveau est présent dans la super cellule considérée à sélectionner des échos relatifs à un même objet au détriment d'écho séparés de niveaux plus faibles mais correspondant à des objets distincts.

Selon l'invention, un écho situé dans une cellule d'analyse donnée est considéré comme un maximum local si la valeur de l'énergie de la cellule d'analyse considérée est supérieure ou au moins égale à celle des échos localisés dans les cellules d'analyse situées dans un voisinage donné de la cellule considérée. Un tel voisinage tridimensionnel d'une cellule (m,, m2, m3) est par exemple constitué par les vingt sept cellules (m'i, m'2, m'3) telles que m'1-mi 1 pouri=1,2ou3. Par suite chaque supercellule est définie par une liste ordonnée de L maxima locaux. Selon l'invention les échos ainsi sélectionnés sont ensuite transmis à l'étape 21 du procédé qui procède dans ce cas à l'opération de détection au niveau des supercellules et non plus des cellules d'analyse élémentaires. II est à noter que, du fait qu'il procède à la manipulation de listes ordonnées de données, l'algorithme de détection mis en oeuvre au cours de l'étape 21 est avantageusement aptes à traiter des supercellules comportant plusieurs maxima locaux. De la sorte la mise en oeuvre de l'étape 23 en préalable de l'étape principale 21 ne nécessite pas d'opération spécifique d'adaptation. Dans le cas où l'étape de constitution de supercellules est implémentée par le procédé selon l'invention, il est avantageusement possible d'adjoindre à l'opération de limitation des détections induites par des échos de forts niveaux, opération réalisée au cours de l'étape 22, une opération complémentaire préalable consistant à limiter à une valeur maximale LI le nombre d'échos pouvant être affectés à une même supercellule. De cette façon, chaque supercellule est caractérisée par une liste d'échos de longueur maximale LI, cette longueur pouvant par ailleurs varier d'une supercellule à l'autre. La longueur maximale LI peut par exemple être identique pour toutes les supercellules et proportionnelle à la taille de celles-ci de façon à garantir une couverture de qualité uniforme sur tout le domaine observé par le radar.

Alternativement, LI peut être définit comme étant dépendant du niveau du fouillis présent dans la supercellule considérée, niveau de fouillis supposé ou bien mesuré par ailleurs.

Afin de réduire encore le nombre d'opérations arithmétiques effectuées pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, l'étape optionnelle 23 de constitution de supercellules peut elle-même être précédée d'une étape préliminaire 24 de présélection. De manière connue, cette étape a pour objet de réaliser un premier tri des cellules d'analyse, tri qui est fonction du niveau d'énergie mesuré dans chacune des cellules. En pratique le tri consiste pour chaque cellule à comparer à un premier seuil T' le niveau d'énergie reçue dans la cellule considérée et à ne considérer dans les étapes ultérieures du procédé que les cellules pour lesquelles l'énergie du signal reçu dépasse ce seuil. Dans le cas particulier dans le cas où le procédé met en oeuvre l'étape 23, les maxima locaux sont déterminés à partir de ces seules cellules. Il est à noter que si, de manière connue, le seuil de présélection T' est choisi suffisamment bas, la dégradation de la probabilité de détection qui en résulte n'est pas préjudiciable du simple fait qu'il est peu probable qu'une cible soit à l'origine des échos reçus dans deux cellules k et m pour deux balayages consécutifs, la cellule k faisant partie du voisinage vm de la cellule m, et que les énergies Ek et En; 1 de ces échos présentent une somme supérieur au seuil de détection T, alors que la plus faible des deux énergies mesurées Ek et Enn;1 est inférieure au seuil T'. La mise en oeuvre de l'étape de présélection permet avantageusement d'éviter que la charge de calcul occasionnée par la mise en oeuvre des étapes ultérieures constituant le procédé selon l'invention ne porte majoritairement sur l'élimination de bruit. En limitant le nombre de cellules prises en compte par le procédé selon l'invention, elle réduit ainsi la charge de calcul global occasionnée par sa mise en oeuvre.

La partie de la description qui précède présente le fonctionnement de l'ensemble des étapes du procédé selon l'invention, aussi bien en ce qui concerne l'étape principale 21 que les étapes optionnelles 22, 23 et 24. Dans le cadre de la détection radar, on obtient ainsi, en appliquant le procédé selon l'invention à la vidéo délivrée par les traitements qui précèdent, traitement cohérent et intégration non cohérente dans un balayage, une liste de détections, d'objets détectés, chaque détection étant constituée principalement par le numéro ou l'indice de la cellule d'analyse dans laquelle la détection a eu lieu et par l'énergie du signal reçu dans la cellule considérée. Le procédé selon l'invention a pour principal avantage de permettre une intégration non cohérente sur deux balayages des signaux reçus, intégration qui tient compte de la migration possible d'un objet d'une cellule d'analyse à une autre entre deux balayages. Cette intégration permet avantageusement, d'améliorer la détection des objets à faible rapport signal à bruit. La prise en compte de la migration possible d'un objet, se fait par ailleurs simplement en définissant seulement, a priori, la taille de la zone de migration possible d'un objet. Elle permet avantageusement de limiter le nombre de fausses détections produites et transmises aux fonctions de traitement situées en aval de la fonction d'intégration sur deux balayages ainsi réalisée. En outre, grâce à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, cette intégration est avantageusement réalisée avec une charge de calcul limitée, inférieure à la charge de calcul occasionnée par une intégration sur deux balayages réalisée par des méthodes classiques connues.

Du fait de la facilitée de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on pourrait être tenté d'augmenter encore la sensibilité de détection du système considéré, un système radar par exemple, en procédant à une intégration sur un nombre de balayage plus élevé, quatre balayages par exemple. Rien n'empêche en principe de faire évoluer le procédé selon l'invention de façon à ce qu'il prenne en compte plus de deux balayages, quatre balayages par exemple. Cependant il faut noter que lorsque l'intégration est réalisée sur un nombre de balayage supérieur à deux, la zone de migration d'un objet d'un balayage n à un balayage n+3 ne peut plus être simplement définie par une valeur de vitesse, et il est alors nécessaire que la définition de la zone de migration tienne également compte de l'accélération. En effet un objet se déplaçant d'une cellule m à une cellule k de l'environnement vn, de la cellule m entre les balayages n et n+1, peut se déplacer dans n'importe quelle cellule k' de l'environnement v'm de la cellule pour le balayage n+2, la taille de l'environnement v'n,, égale à M.K.K' étant considérablement plus important que celle de vn, compte tenu de la valeur maximale de l'accélération pouvant être attribuée a priori à un objet d'intérêt. Par suite la charge de calcule correspondante tend à devenir prohibitive et l'extension directe du procédé à une intégration sur quatre balayages revêt un intérêt moindre, même si elle se traduit par une augmentation de la sensibilité de détection. En revanche, il est avantageusement possible de tirer parti du procédé selon l'invention en procédant comme cela est décrit dans la suite du document.

Une façon avantageuse de procéder pour tirer parti d'une intégration réalisée sur quatre balayages, consiste, comme l'illustre la figure 7, à mettre en oeuvre un procédé 71 consistant lui-même à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention 11 sur deux groupes successifs de deux balayages et à combiner, dans une opération 72, les résultats des détections réalisées sur ces deux groupes successifs de deux balayages. Chaque opération de détection est ici réalisée en paramétrant les seuils de détection de façon à conserver une probabilité de fausses détections élevée. Les résultats obtenus pour chaque opération sont ensuite combinés de façon à abaisser cette probabilité de fausses détections. Une façon de procéder consiste à ne considérer les détections formant une séquence de Q détections obtenues en mettant en oeuvre plusieurs fois le procédé selon l'invention sur des groupes de deux balayages disjoints, par exemple (n, n+1) d'une part et (n+2, n+3) d'autre part, que si parmi ces Q détections au moins P d'entre elles se répartissent sur une trajectoire qui satisfait des caractéristiques cinématiques données (détection à partir d'un critère de type "P sur Q"). Par suite, seules les détections 73 pour lesquelles la condition précédente est satisfaite sont transmises aux fonctions de traitement effectuées par le radar en aval de l'opération de détection 14 mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, en particulier la fonction chargée du traitement et de l'exploitation des détections produites. On peut donc ainsi réaliser un détecteur sur quatre balayages, utilisant deux opérations successives de détection sur deux balayages, chacune étant réalisée par mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Pour ce faire, on associe à chaque détection "deux balayages" obtenue un couple de positions estimées de l'objet détecté, chaque position correspondant par exemple à celle de la cellule d'analyse ainsi qu'un couple de marqueurs temporels le marquage temporel étant associé au balayage considéré horodatage. Ainsi, pour chaque détection sur quatre balayages on dispose par exemple des couples suivants: Premier balayage: t1, x1 Deuxième balayage: t2, x2 Troisième balayage: t3, x3 Quatrième balayage: t4, x4. De la sorte, ces informations permettent de déterminer trois estimations possibles de la vitesse v répondant à ces détections, ainsi que deux estimations de l'accélération a et une estimation du taux d'accélération b. Ces estimations sont définies par les relations suivantes:

15 X2 ù X1 X3 ù X2 X4 ù X3 V1 = V2 = V3 = t2 ùt1 t3 ùt2 t4 ùt3 â1 =2• V2 V1 , â2 =2 V3 ùV2 t3 ùt1 t4 ùt2 b1=3•a2ù1 Dans les relations précédentes, x, v, a et b sont des grandeurs vectorielles à trois dimensions.

Par suite, la contrainte cinématique la plus simple permettant de 25 réaliser une sélection parmi les détections opérées consiste par exemple à vérifier les relations suivantes:

IIÇI111 < Vmaxm IlV2II < Vmax+ IIV3II < Vmax 30 II4I < Amax, IIa2II < Amax b1 Bmax 10 t4 ùt1 [6] [7] [8] 20 [9] [10] Sur cette même base, on peut en outre réaliser un détecteur à quatre balayages pour lequel la contrainte traduite par la relation [10] est reformulée en prenant en compte le caractère non isotrope de l'accélération. La relation [10] peut ainsi par exemple être remplacée par la relation suivante:

lla~ ùgll Amax, lla2 ùgl Amax [12]

dans laquelle g représente l'accélération de pesanteur.

De telles contraintes cinématiques permettent de déterminer le nombre K" d'associations pouvant être réalisées entre une détection obtenue à la suite d'une première mise en oeuvre de l'opération de détection sur deux balayages n et n+1 et les détections obtenues à la suite d'une seconde mise en oeuvre de l'opération de détection sur deux balayages suivants N+2 et N+3. Par suite, si Nfa représente le nombre attendu de fausses détections (i.e. de fausses alarmes) produites par détection sur deux balayages successifs, le nombre attendu de fausses détections obtenu par détection sur deux fois deux balayages successifs est donné par: NùNM:K~~ [13]

Par définition K" constitue une petite fraction du nombre MIK de détections pouvant résulter d'une opération de détection sur deux balayages.

Pour obtenir un nombre de fausses détection raisonnable, K" est en outre choisi de telle sorte que l'on ait K" M . K . Ainsi on obtient une réduction Nfa substantielle du nombre de fausses détections par balayage.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé pour opérer la détection d'objet dans l'espace couvert par un système de détection radar, l'espace observé étant décomposé en cellules d'analyse juxtaposées, la détection étant réalisée à partir des mesures de l'énergie du signal reçu dans chaque cellule d'analyse m pour deux balayages successifs du faisceau du faisceau radar, Caractérisé en ce que, considérant pour chaque cellule m un voisinage vm constitué des K cellules contiguës situées autour de la cellule m, le procédé comporte une étape principale (21) durant laquelle: - on sélectionne les L cellules du voisinage vm de la cellule m qui présentent les L valeurs d'énergie reçue les plus élevées pour un premier balayage n; - on détecte la présence d'un objet dans la cellule m chaque fois que pour une cellule i du groupe des L cellules du voisinage de la cellule m sélectionnées, la relation suivante est vérifiée: Emn+1 + Ein > T; où E;n représente l'énergie mesurée dans la cellule i pour le balayage n et Emn+1 représente l'énergie mesurée dans la cellule m pour le balayage n+1; T représentant un seuil donné; une information de détection étant alors transmise à la fonction du système radar chargé de traiter les détections réalisées.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que durant l'étape principale (21) le nombre L de cellules sélectionnées étant égal à 1, on sélectionne une cellule i unique qui correspond à la cellule dans laquelle l'énergie mesurée est la plus élevée; la condition de détection pouvant alors être représentée par la relation suivante: Emn+1 + Smn > T; avec Smn = max{Ekn, kE Vm}
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que durant l'étape principale (21) le nombre L de cellules sélectionnées étant égal à 1, on sélectionne une cellule i unique qui correspond à la cellule dans laquelle l'énergie mesurée est la plus élevée; la condition de détection pouvant alors être représentée par la relation suivante: (Sn, +En; 1 > T) V (En, + Sù,%+ l > T) où Emn+' et Emn représentent respectivement l'énergie mesurée dans la cellule m pour le balayage n+1 et pour le balayage n, Sn, étant définie par la relation suivante: Sn, = max {Ek I k E Vm A Ek > T/2}
4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sélection des L cellules du voisinage vm d'une cellule m qui présentent les L valeurs d'énergie mesurée les plus élevées, est réalisée en mettant en oeuvre un algorithme itératif permettant d'opérer cette sélection dans un espace monodimensionnel divisé en cellules juxtaposées, le voisinage vm étant un voisinage monodimensionnel; cet algorithme itératif de traitement monodimensionnel comportant: - une étape préliminaire (51) durant laquelle on construit une succession de couples de valeurs (ai, bi), i variant de 0 à I, ces couples étant définis de façon à satisfaire les relations suivantes: • ao = bo =0 et bI ù ai + 1= K • al <_ aI-1 <_ ... < al ao = bo < b1 <ù ... < b1-1 <_ bi • b; ù a; + 1 2 • (b;_1ù a1_~ + 1) - une étape itérative (52) durant laquelle on effectue:- une itération initiale (53) durant laquelle, le couple (a;, b;) considéré étant le couple (ao, bo), on associe à chaque cellule m une table contenant un élément unique constitué par la valeur d'énergie mesuré dans la cellule considérée et par le numéro de cette cellule; - une suite d'itérations courantes (54) durant lesquelles on modifie à chaque itération i le contenu de la table associée à chaque cellule m en considérant les tables associées respectivement aux cellules m' et m" lors de l'itération i-1, les cellules m' et m" étant définies par les relations suivantes: m'= m+a; ûai_1 et m"= m+b; ûbi_1 la table associée à la cellule m comportant alors les éléments des tables associées aux cellules m' et m" à l'itération i-1 qui présentent les mesures d'énergies les plus élevées; le nombre d'itérations courantes effectuées étant égal au nombre I défini lors de l'étape préliminaire.
5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, l'espace 25 considéré étant un espace tridimensionnel, constitué de cellules repérées par une distance radiale, un azimut et une élévation, l'algorithme de traitement mono dimensionnel est mis en oeuvre à trois fois pour chaque cellule: - une première fois en considérant séparément chacune des 30 directions (azimut, élévation) définissant un espace monodimensionnel de cellules selon l'axe des distances radiales, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une première table comportant les éléments de cet espace présentant les L1 valeurs d'énergie mesurée 35 les plus élevées;20- une deuxième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en élévation, situées à une même distance radiale et dans un même azimut, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une deuxième table comportant L2 éléments pris dans les tables associées à chacune des cellules formant, dans cet espace monodimensionnel, le voisinage de la cellule considéré et présentant les L2 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; - une troisième fois en considérant séparément chaque espace monodimensionnel constitué des cellules juxtaposées en azimut, situées à une même distance radiale et dans un même angle d'élévation, la mise en oeuvre de l'algorithme permettant d'associer chaque cellule de l'espace tridimensionnel à une troisième table comportant L3 éléments pris dans les tables associées à chacune des cellules formant, dans cet espace monodimensionnel, le voisinage de la cellule considéré et présentant les L3 valeurs d'énergie mesurée les plus élevées; une table à L3 valeurs correspondant aux maxima d'énergie mesurées dans un voisinage à 3 dimensions de la cellule considérée étant alors associée à cette cellule de l'espace tridimensionnel.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape ultérieure de limitation (22) qui procède au tri des différentes détections produites par l'étape principale (21), le tri des détections étant réalisé en considérant d'une part les détections pour lesquelles l'énergie mesurée dans l'une ou l'autre des deux cellules ayant donné lieu à la détection est trop faible, et d'autre part les détections pour lesquelles l'énergie mesurée dans l'une ou l'autre des cellules ayant donné lieu à la détection est si forte que quelle que soit la cellule à laquelle cette cellule est associée, l'association conduit à une détection compte tenu du seuil de détection T fixé.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape (23) préalable à l'étape principale (21) durant laquelle on constitue des supercellules, chaque supercellule étant définie comme une portion de l'espace observé présentant une étendue donnée, chaque supercellule étant définie par son indice et par les mesures d'énergie réalisées pour chacune des cellules d'analyse incluses dans la partie de l'espace observé constituant la supercellule; les étapes ultérieures du traitement (21, 22) étant alors mises en oeuvre sur les supercellules.
8. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour chaque supercellule on définit des maxima locaux, un maximum local étant défini sur un groupe de cellules d'analyse adjacentes contenues dans la supercellule comme étant la cellule du groupe pour laquelle l'énergie mesurée est la plus forte; chaque supercellule étant associée à une liste de maxima locaux ordonnée en fonction de la valeur de l'énergie mesurée.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape préliminaire de présélection (24), qui consiste pour chaque cellule d'analyse m, à comparer le niveau d'énergie reçue dans la cellule considérée à un premier seuil T' inférieur au seuil de détection T de l'étape principale (21), les cellules pour lesquelles l'énergie mesurée est inférieure au seuil T' n'étant pas traitées par les étapes ultérieures du procédé.
10. 10. Procédé (71) pour opérer la détection d'objet dans l'espace couvert par un système de détection radar, l'espace observé étant décomposé en cellules d'analyse juxtaposées, la détection étant réalisée à partir des mesures de l'énergie du signal reçu dans chaque cellule d'analyse m pour deux fois deux balayages successifs du faisceau du faisceau radar, caractérisé en ce qu'il comporte: - une première étape durant laquelle on met en oeuvre le procédé (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 sur deux balayages consécutifs n et ni-1; - une deuxième étape, durant laquelle on met en oeuvre leprocédé (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 sur les deux balayages consécutifs suivants n+2 et n+3; - une troisième étape (72) durant laquelle on associe les Q détections produites pour une même cellule d'analyse au cours des étapes précédentes, et on détermine si un nombre donné P de ces détections se répartit sur une trajectoire qui satisfait des caractéristiques cinématiques données; seules les détections ayant satisfait cette condition (73) étant transmises à la suite du traitement radar située en aval du procédé.10