NL1024654C2 - Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen. - Google Patents

Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen. Download PDF

Info

Publication number
NL1024654C2
NL1024654C2 NL1024654A NL1024654A NL1024654C2 NL 1024654 C2 NL1024654 C2 NL 1024654C2 NL 1024654 A NL1024654 A NL 1024654A NL 1024654 A NL1024654 A NL 1024654A NL 1024654 C2 NL1024654 C2 NL 1024654C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
doppler
polarimetric
range
primary
detection
Prior art date
Application number
NL1024654A
Other languages
English (en)
Inventor
Piet Van Genderen
Original Assignee
Thales Nederland Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Nederland Bv filed Critical Thales Nederland Bv
Priority to NL1024654A priority Critical patent/NL1024654C2/nl
Priority to PCT/EP2004/052534 priority patent/WO2005052630A2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1024654C2 publication Critical patent/NL1024654C2/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/024Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using polarisation effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414Discriminating targets with respect to background clutter

Description

Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op radartechnologie en, meer in het bijzonder, op een detectiewerkwijze en een 5 classificatiewerkwijze, aangepast voor polarimetrische radar. De detectie- en classificatiewerkwijzen van de uitvinding zijn uitermate geschikt voor het detecteren en classificeren van kleine objecten in een omgeving met veel dutter.
10 Identificatie en onderscheiding van objecten kan worden gerealiseerd door het polariseren van een uitgezonden RF signaal en het controleren van de co-lineaire en kruisgepolariseerde verstrooiingskarakteristieken van een object. Voor eenvoudige radarobjecten is de verhouding tussen co-iineair gepolariseerde en kruisgepolariseerde 15 verstrooide door het doel teruggekaatste energie grotendeels constant, terwijl voor meer complexe radarobjecten de co-lineaire en kruisgepolariseerde verhoudingen variëren volgens variaties in de afstand tussen het radarsysteem en het object. In dit geval passen radars een polarimetrische, niet-coherente meting toe, bijvoorbeeld voor het weer.
20
Voor dit doel worden dubbele (aparte) antenne-gèbaseerde niet-coherente polarimetrische systemen toegepast. Vergeleken met radar die werkt met identieke zend- en ontvangpolarisaties, geeft polarimetrische radar een vollediger beschrijving van het reflectiegedrag van de omgeving van de 25 radar. In plaats van de één-grootheid RCS (Radar Cross-Section, radarterugstraalvlak) wordt een 2x2 complexe verstrooiingsmatrix geschat, die gewoonlijk met S wordt aangeduid. Reflectie-eigenschappen voor elke mogelijke zend- en ontvangpolarisatie kunnen uit deze matrix worden afgeleid. Om deze extra informatie te verkrijgen is echter wel een relatief 30 geavanceerd antennesysteem vereist dat meervoudige polarisaties ondersteunt. Helaas werken dergelijke polarimetrische systemen niet correct wanneer zich Doppler shifts voordoen.
In andere gevallen kunnen radars gebruik maken van coherente 35 Dopplerwerkwijzen in FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave, 1024654 2 frequentiegemoduleerde continue golf) of pulsgolfvormen. Doppler radars worden gebruikt voor het detecteren van objecten in locaties waar echosignalen een hoog dutter- of ruisgehalte hebben, hetgeen bij gebruik van conventionele radarsignaalverwerkingstechnieken het vaststellen hindert 5 van de aanwezigheid van een object.
Doppler radars kunnen in staat zijn om bewegende objecten te detecteren onder omstandigheden waarin conventionele verwerking ineffectief is. Een conventionele MTI (Moving Target Indication, aanwijzing 10 van bewegende doelen) radar trekt het van één puls ontvangen echosignaal af van het echosignaal voor de volgende puls, als een middel om de echosignalen van stationaire objecten (dutter) te verwijderen, en alleen de echo's van bewegende objecten over te houden. Doppler radar is aangewezen op de frequentieverschuiving in het echosignaal, dat 15 veroorzaakt wordt door de snelheid van een object dat het uitgezonden radarsignaal terugkaatst. In het algemeen zijn de objecten die de cluttercomponenten van de echosignalen terugkaatsen, stilstaand of zeer langzaam bewegend. Dientengevolge hebben clutterechosignalen in wezen dezelfde frequentie als het uitgezonden radarsignaal. Indien het gezochte of 20 gevolgde object met een relatief hoge snelheid beweegt, doet zich een voldoend duidelijke Doppler frequentieverschuiving voor in de door dat object teruggekaatste signalen, zodat deze door smalle-band Doppler filteren gescheiden kunnen worden van de cluttersignalen.
25 Door de ontwikkeling van zeer snelle vliegtuigen, die in staat zijn zeer laag te vliegen, is Doppler radar dankzij deze eigenschappen nu van toenemend belang. Een dergelijk vliegtuig zou kunnen ontkomen aan detectie door conventionele radar en MTI radar, omdat cluttersignalen die door de grond, vegetatie of het oppervlak van de zee teruggekaatst worden 30 sterk genoeg kunnen zijn om de detectie te verstoren van de door het vliegtuig teruggekaatste signalen. Deze problemen worden in belangrijke mate verkleind door de toepassing van Doppler radar.
1024654 3
De SQUIRE grondradar is een hoge-resolutieradar, die voor dit andere doel wordt toegepast. De SQUIRE grondradar maakt gebruik van Doppler maar is niet in staat polarimetrie toe te passen.
5 Hetzelfde geldt voor alle in gebruik zijnde systemen: geen ervan is geschikt voor gelijktijdige toepassing van Doppler en polarimetrie met hoge resolutie. Daarom detecteren deze systemen geen kleine objecten in een omgeving (bijvoorbeeld de zee) met veel dutter.
10 De onderhavige uitvinding elimineert de bovengenoemde nadelen door tegelijkertijd Doppler en hoge-resolutie polarimetrische data te gebruiken.
Een doel van deze uitvinding is een werkwijze voor de detectie 15 van een object in een omgeving, uit door bewerking van ontvangen polarimetrische data verkregen range Doppler spectra, omvattende: - De selectie (11) van een primair polarisatiekanaal Ci.
- Het zodanig filteren (13) van de range Doppler spectra van dit primaire kanaal dat alleen de waarden overblijven die corresponderen met de 20 range Doppler bins in het primaire polarisatiekanaal die een drempel hebben overschreden.
- Het zodanig filteren (13) van de range Doppler spectra van een secondair kanaal dat alleen de waarden overblijven die corresponderen met de range Doppler bins van het primaire polarisatiekanaal die een drempel 25 hebben overschreden.
De detectiewerkwijze kan een kenmerkextractiefunctie omvatten, voor het geval dat een te detecteren object na het filteren (13) niet duidelijk gescheiden is van een clutterverschijnsel.
30
Een ander doel van deze uitvinding is een classificatiewerkwijze die gebruik maakt van de door de detectiewerkwijze geëxtraheerde kenmerken, omvattende de waarschijnlijkheidsbewerking van de geëxtraheerde kenmerken die, tot een objectcategorie behorende, 35 polarimetrische en niet-polarimetrische kenmerken omvatten.
102 46 '·.
4
Verdere kenmerken en gunstige eigenschappen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende beschrijving van voorbeelden van uitvoeringsvormen van de uitvinding, aan de hand van afbeeldingen, die voor de uitvinding essentiële bijzonderheden laten zien, en uit de conclusies. De 5 afzonderlijke eigenschappen kunnen apart, allemaal of in elke gewenste combinatie worden gerealiseerd in een van de mogelijke uitvoeringsvormen van de uitvinding.
Afbeelding 1, een functieschema van een polarimetrisch systeem 10 volgens de uitvinding.
Beschouwd wordt de Doppler polarimetrie in een rondzoekradar voor het maritieme oppervlaktebeeld. De taak van deze radar is om objecten met een geringe RCS in kustgebieden te detecteren. Het systeem produceert 15 schattingen van de verstrooiingsmatrix per range Doppler bin. Een aantal fysieke grootheden wordt besproken die kunnen worden benut om . objectecho's te onderscheiden van zeeclutterresponsen en een indruk wordt gegeven van de effectiviteit ervan.
20 Een radarbundel wordt gemaakt in een aantal richtingen en de teruggekaatste (polarimetrische) energie van kleine objecten en de omgeving wordt ontvangen en geëxtraheerd. Door Doppler polarimetrische informatie te benutten kan het object afgezonderd worden van zijn omgeving, met gebruikmaking van een aantal verschillende kenmerken en technieken, zodat 25 het kan worden gedetecteerd en geclassificeerd.
De radar is ingericht om de gelijktijdige ontvangst van twee polarisaties te bevorderen. Bij het zenden kan circulaire polarisatie worden teweeggebracht door het op de juiste wijze voeden van de stralingssondes 30 met signalen die 90° in fase verschoven zijn. Er zijn tevens twee ontvangstmodi: lineair (H en V) en circulair (L en R). De zendpolarisatie en de ontvangstmodus kunnen van te voren worden geprogrammeerd en kunnen van sweep tot sweep worden gewijzigd.
1024854 5
Als voorverwerking wordt range processing uitgevoerd. De uitgangssequenties vormen range spectra. De range spectra ondergaan Doppler processing.
5 De Doppler spectra worden onderworpen aan een calibratiecorrectie. De bedoeling van de calibratiecorrectie is meerledig. Overspraak tussen ontvangerkanalen wordt gecompenseerd, niet-perfecte afstemming van de stralers en/of van de antennes wordt verholpen, de overdrachtfuncties (fase- en amplituderespons) van de zendwegen en ook 10 die van de twee ontvangerkanalen worden gelijkgericht.
De output van het proces omvat calibratie-gecorrigeerde verstrooiingsmatrixschattingen per range Doppler cel voor de range Doppler spectra in de zogenaamde lineaire basis, d.w.z. voor de 15 polarisatiecombinaties HH, W, HV en VH. De eerste letter geeft de ontvangpolarisatie aan, de tweede letter karakteriseert de zendpolarisatie.
Afbeelding 1 toont een detectiesysteem 10 volgens de uitvinding, dat deze calibratie-gecorrigeerde verstrooiingsmatrixschattingen per range 20 Doppler cel ontvangt. De onderstaande uitleg van de detectie wordt gegeven aan de hand van het voorbeeld van een polarimetrische scheepsradar. De clutter-rijke omgeving Is dus een zeeclutteromgeving.
In een eerste stap, afhankelijk van de golfrichting Dw in relatie tot 25 de kijkrichting van de radar Dr, selecteren de primaire polarisatieselectiemiddelen 11 een primair polarisatiekanaal Ci. Het andere kanaal wordt gedefinieerd als het secundaire kanaal.
De verstrooiingsmatrices kunnen worden bekeken in verschillende 30 polarisatiebases (bijvoorbeeld de volgende bases - rechthoekig: range Doppler spectra voor HH, W, HV en VH; Pauli: range Doppler spectra voor HH+W, HH-W, VH+HV en VH-HV; circulair: range Doppler spectra voor LL, RR, RL en LR). In het volgende dient de lineaire basis als voorbeeld.
10246 54 ’ 6
Uit de informatie pc, vc, aCl in de dutter map blijkt de huidige positie van de radar ten opzichte van de zeegolven. Gebruikmakend van deze informatie kan de optimale polarisatie voor piekdetectie worden bepaald en zo wordt de optimale polarisatie geselecteerd door de primaire 5 polarisatieselectiemiddelen 11.
Afhankelijk van de golfrichting zal zeeclutter sterker aanwezig zijn in een van beide kanalen, resulterend in meer hits. Het doel van de verdere detectiestappen is om object- en zeeclutterhits te scheiden, door middel van io een kenmerk of een combinatie van kenmerken.
Bij een gegeven range Doppler spectrum wordt de objectrespons opgespoord. Voor het identificeren van objectresponsen wordt een tweetrapsprocedure gevolgd.
15
Eerst wordt een op het ruisniveau ingesteld CFAR (Controlled False Alarm Rate, geregeld loos-alarm) filter 12 toegepast. Als primair kanaal Ci wordt aangeduid het kanaal dat door het CFAR filter 12 wordt geleid. Cellen met een signaalvermogen dat uitgaat boven een bepaalde drempel 20 zijn mogelijk clutterresponsen. Daarom ontvangt het CFAR filter 12 de primaire kenmerken, namelijk een range Doppler matrix van het primaire kanaal R1p en filtert dit met de CFAR drempel ïcfar· De primaire kenmerken die worden benut door het CFAR filter 12 zijn het vermogen p, de afstand r en de Dopplersnelheid v.
25
Om te beslissen welk spectrum dient te worden gebruikt als drempel ïcfar door het CFAR filter 12 en welk van de kenmerkgroepenfilters FS1,2 en 3 dient te worden gebruikt voor detectie, is een dutter map 14 nodig. In de dutter map 14 wordt de volgende informatie opgeslagen: 30 vermogen pCl zeeclutter radiaalsnelheidspectrum vc, dutter covariantiematrix oc.
Er wordt niet uitgegaan van een bestaande vermogensdistributie van het object, aangezien de RCS niet bekend is en ook niet waar'het object 35 zich bevindt en wat de snelheid ervan is. Door gebruik te maken van 1024654 7 interpolatie kan een betere schatting van afstand en radiaalsneiheid van objecten worden verkregen. De geïnterpoleerde radiaalsneiheid verbetert de detectie van objecten die zich in de nabijheid van zeeclutter met radiaalsneiheid bevinden.
5
Het CFAR filter 12 is aangesloten op hitselectiemiddelen 13, zodanig dat alleen de waarden in de range Doppler bins die de drempel hebben overschreden, bewaard worden voor beide kanalen (het primaire kanaal en het secundaire polarisatiekanaal). Deze overschrijdingen worden 10 hits h genoemd. Op deze wijze worden dominante verstrooien opgespoord, door elk van deze cellen te vergelijken met, bijvoorbeeld, de acht naastliggende range Doppler cellen. Indien de respons in de cel hoger is dan die van de acht buurcellen, wordt deze geacht een dominante verstrooier te zijn en als een objectrespons aangemerkt.
15
Afhankelijk van de objectpositie voor wat betreft afstand pt en radiaalsneiheid vt ten opzichte van de zeeclutterpositie, worden de hits h toegevoerd aan een van de drie volgende kenmerkgroepenfilters FS1, FS2 en FS3, teneinde passende kenmerken te extraheren.
20
Voor elke hit (hetzij zeeclutter of objectrespons) wordt een serie kenmerken geëxtraheerd uit de Doppler polarimetrische beelden (D-HH, DHV, D-VH, D-VV), die kunnen helpen om onderscheid te maken tussen de twee categorieën. De meest significante kenmerken zijn onder andere de 25 volgende acht: • Vermogen p, bij een specifieke polarisatiecombinatie, bijvoorbeeld W.
• Afstand r, voor deze specifieke polarisatiecombinatie.
• Breedte in het rangedomein σΓ, voor deze specifieke polarisatiecombinatie.
30 · Afstandsverschil Ar. De afstand tussen de afstanden bepaald voor de specifieke polarisatiecombinatie en het tegengestelde ervan, bijvoorbeeld W en HH.
• Radiaalsnelheidsverschil Av. Het verschil tussen de radiaalsnelheden voor de specifieke polarisatiecombinatie en het tegengestelde ervan 35 wordt bepaald, bijvoorbeeld W and HH.
1024834 8 • Polarisatieverhouding HVR. Dit is het vermogen bij deze tegengestelde polarisatiecombinatie, gedeeld door het vermogen bij deze specifieke polarisatiecombinatie, bijvoorbeeld HH gedeeld door VV.
5
De kenmerkgroepen omvatten de volgende kenmerken:
Primaire kenmerken zijn het vermogen p, de afstand r en de Dopplersnelheid v. Deze primaire kenmerken worden benut door het CFAR filter 12. Uit de piekpassingsprocedure wordt de geïnterpoleerde Dopplersnelheid gebruikt 10 om onderscheid te maken tussen dutter en object. Informatie uit de dutter map wordt gebruikt om de Dopplersnelheidsgrenzen waartussen dit nuttig is in te stellen.
Voor elke gedetecteerde piek in het range Doppler domein kan 15 een serie kenmerken worden geëxtraheerd. De extensie (uitstrekking) van kleine objecten wat betreft afstand en radiaalsnelheid is beperkt. Verder is het maximale verschil in afstand en radiaalsnelheid tussen de maximaal verschillende polarimetrische kanalen klein. In relatie echter tot zeeclutter is het bekend dat de respons wordt veroorzaakt door verschillende fysieke 20 verschijnselen, die gekenmerkt worden door verschillende radiaaisnelheden die niet noodzakelijkerwijs optreden bij identieke afstanden. Dit resulteert in een extensie van de individuele rèsponsen voor wat betreft afstand en radiaalsnelheid, en de pieken in de polarimetrische kanalen vallen niet samen voor wat betreft afstand en snelheid. Twee categorieën kenmerken 25 maken hier gebruik van: kenmerken die de extensie voor wat betreft afstand en radiaalsnelheid voorstellen, en kenmerken die een verschil aangeven in de locatie van maxima in verschillende polarimetrische kanalen. De secundaire-kenmerkengroep bevat een niet-polarimetrische groep en een polarimetrische groep: 30 - Niet-polarimetrische secundaire kenmerken: σι and öz, spectrumbreedtematen.
• σι wordt gegeven door_ | jb+2 f ^ ^ „+2 — . m+2 σι = i Σ - Σ * Ptoiai = Σα . rn is de Doppler bin 1 /»«-2 Ptotal J i=«-2 Ptotal i«m-2 1 02 4-8 B4 9 die het maximum bevat, pi is het vermogen en vi is de radiaalsneiheid die correspondeert met Doppler bin i.
• σ2 wordt gegeven door σ2 = 1 Pmax = %p(, Pt0BÜ = jpt, m is de Ρ,οωΐ ‘°m-2
Doppier bin die het maximum bevat, pi is het vermogen en vi is de 5 radiaalsneiheid die correspondeert met Doppler bin i.
• Polarimetrische secundaire kenmerken: Δν en Ar, spectrumbreedtematen.
• Verschil in radiaalsneiheid tussen het primaire kanaal en het secondaire kanaal, Δν (m/s): Δν=vp- vs.
10 · Verschil in afstand tussen het primaire kanaal en het secondaire kanaal, Ar (m): Ar = rp-rs.
Secundaire eigenschap Av wordt gebruikt. Wanneer tegenwind en zijwind worden gemeten, overlappen de polarimetrische eigenschappen van 15 zeeclutter de polarimetrische eigenschappen van de meeste kunstmatige objecten voor wat betreft de door P-CFAR (Polarimetrische CFAR) gebruikte eigenschappen. Enkele andere polarimetrische en niet-polarimetrische eigenschappen kunnen worden gebruikt om de detectieprestatie te verhogen. Av kan worden gecombineerd met een van de kenmerken σι en σ2 of Ar om 20 de detectieprestatie verder te verhogen, afhankelijk van het object waar de belangstelling naar uit gaat
Verstrooiingseigenschappen van elke zend- en elke ontvangpolarisatie kunnen worden ontleend aan de verstrooiingsmatrix S, die 25 als volgt wordt voorgesteld: Ssr® Sflv . in de indexen geeft de eerste
L^vw J
letter de ontvangpolarisatie aan en karakteriseert de tweede letter de zendpolarisatie. Deze verstrooiingseigenschappen worden weergegeven in 3D range Doppler signaalsterktebeelden.
30 Het op de polarimetrische eigenschappen binnen de verstrooiingsmatrix gebaseerde algoritme dat wordt toegepast om onderscheid temaken tussen object en dutter is bekend als P-CFAR FS3.
Dit algoritme schat de polarimetrische eigenschappen van de dutter uit de 1024654 10 metingen, waarbij niet uitgegaan wordt van specifieke a priori polarimetrische eigenschappen voor objecten. Voor een juiste berekening van de correlatiematrix is het nodig dat genoeg zeeclutterecho’s aanwezig zijn.
5 De correlatie van zeeclutter kan worden beschreven door een 3x3 correlatiematrix Σα. Matrix Σ0 kan worden geschat uit de verstrooiingsmatrix van de cluttermetingen, aangeduid met Sc, volgens I,c = —-—--- waarin N het aantal metingen is en μ« het gemiddelde van de beschikbare kenmerkvectoren van cluttermetingen na 1 o toepassing van het CFAR filter 12.
Na bepaling van Σο wordt een scalair berekend voor elke piek volgens Q = (S-mc)hΣ^(£-//J. De scalair Q wordt gebruikt om de kansverhouding HVR te berekenen voor gebruik in het P-CFAR filter FS3.
15
Wanneer met de wind mee wordt gemeten zijn de polarimetrische eigenschappen van zeeclutter duidelijk te onderscheiden van kunstmatige objecten. Deze polarimetrische eigenschappen worden gebruikt door het P-CFAR filter FS3 om zeeclutter uit het interessante objecten te filteren.
20
Wanneer het object duidelijk van de dutter gescheiden is, worden deze hits onmiddellijk toegevoerd aan plotextractiefunctie 20. Na de kenmerkgroepenfilters worden alle overige hits eveneens aan de plotextractiefunctie 20 toegevoerd.
25 * Door de plotextractiefunctie 20 wordt alle benodigde informatie (inclusief de verstrooiingsmatrix) uit het detectieproces gecombineerd tot een bèricht, het zogenaamde plot, dat gezonden wordt naar de volgfunctie 30.
30 Plots met inbegrip van de complexe verstrooiingsmatrices worden toegevoerd aan de volgfunctie 30. Het volgalgoritme kan worden gebaseerd op het Kalmanfilterproces. In de volger 30, wordt de polarimetrische 1 0 2 4 o ’i 4 11 informatie gebruikt om de volgresultaten te optimaliseren. Deze procedure komt overeen met die van het classificatieproces.
In de classificatiefunctie 40 worden de in de voigbanen inbegrepen 5 verstrooiingsmatrices vergeleken met een objectdatabase 41, die de polarimetrische informatie van gedefinieerde objecten bevat. De beste overeenkomst geeft de meest waarschijnlijke identificatie van de onderzochte volgbaan.
1 o Classificatiefunctie 40 gebruikt de polarimetrische en niet- polarimetrische kenmerken opnieuw, vergelijkbaar met de detectieprocedure 10, die eigenlijk een ééncategorie classificatie is tussen zeeclutter en geen zeeclutter. Classificatie is gebaseerd op waarschijnlijkheden. De waarschijnlijkheid, bijvoorbeeld, van de radiaalsnelheid van een object indien 15 gegeven is dat het object tot klasse C behoort, wordt als volgt aangenomen: p(y\ c) = ï ··1 exp- waarbij e{v}c de verwachte waarde van
4{nacJ 2ac J
v voor klasse C is en σ* de variantie is van de snelheid voor deze bepaalde klasse. Voor elke klasse dienen C, Σς en pc van te voren bekend te zijn.
Deze informatie is opgeslagen in een classificatiedatabase 41.
20
Meer in het algemeen kunnen dergelijke detectie- en classificatiewerkwijzen gebruikt worden voor het detecteren en/of classificeren van elk willekeurig klein object in een omgeving met veel dutter (op het water: zodiacs, kano's, zwemmers, jachten...; in de lucht: vogels, 25 vliegtuigen, deltavliegers, ballonnen....).
Deze Doppler polarimetrische detectie en/of classificatiewerkwijzèn kunnen op vele manieren worden toegepast zoals, bijvoorbeeld, in terrein- en luchtruimbewaking, detectie van en beveiliging 30 tegen drijvende objecten of personen, grens- of zonepatrouillering, kustbeveiiiging, zoek- en reddingsoperaties (via de lucht of op zee...), opsporen van .drugkoeriers en hulp bij onderschepping, enz.
1024654

Claims (11)

1. Werkwijze voor de detectie van een object in een omgeving, uit door bewerking van ontvangen polarimetrische data verkregen range Doppler spectra, met het kenmerk dat deze omvat:
2. Detectiewerkwijze volgens de vorige conclusie, met het kenmerk dat deze een kenmerkextractiefunctie omvat, voor het geval dat een te detecteren object na het filteren (13) niet duidelijk gescheiden is van een clutterverschijnsel.
3. Detectiewerkwijze volgens de vorige conclusie, met het kenmerk dat de kenmerkextractiefunctie het verwerken (FS1) omvat van het vermogen p, de afstand r en de Dopplersnelheid v uit de gefilterde Doppler spectra van de beide (primaire en secundaire) kanalen.
4. Detectiewerkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk dat de kenmerkextractiefunctie het verwerken (FS2) omvat van niet-polarimetrische en polarimetrische kenmerken uit de gefilterde range Doppler spectra van de beide (primaire en secundaire) kanalen.
5. Detectiewerkwijze volgens een van de conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk dat de kenmerkextractiefunctie een polarimetrische geregelde loos-alarmfilterfunctie (FS3) omvat, die de gefilterde range Doppler spectra van de beide (primaire en secundaire) kanalen ontvangt en een 3x3 matrix afgeeft die een Doppler polarimetrisch beeld is. 1024654
5. De selectie (11) van een primair polarisatiekanaal Ci. - Het zodanig filteren (13) van de range Doppler spectra van dit primaire kanaal dat alleen de waarden overblijven die corresponderen met de range Doppler bins in het primaire polarisatiekanaal die een drempel hebben overschreden. io - Het zodanig filteren (13) van de range Doppler spectra van een secondair kanaal dat alleen de waarden overblijven die corresponderen met de range Doppler bins van het primaire polarisatiekanaal die een drempel hebben overschreden.
6. Detectiewerkwijze volgens een van de conclusies 2 tot en met 5, met het kenmerk dat de kenmerkextractieverwerkingsfunctie wordt gekozen uit een aantal verwerkingsfuncties (FS1, FS2, FS3), afhankelijk van het te detecteren object en de omgeving. 5
7. Detectiewerkwijze volgens een van de conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk dat deze omvat: een hitdetectiefunctie (12) die de range Doppler bins in het primaire polarisatiekanaal detecteert die een drempel tussen de kanaalselectie (11) en de filtering hebben overschreden. 10
8. Detectiewerkwijze volgens een van de conclusies 2 tot en met 7, met het kenmerk dat de kanaalselectie (11) en de hitdetectie (12) gebruik maken van dutter map informatie.
9. Classificatiewerkwijze, die gebruik maakt van de door de detectiewerkwijze van een van de conclusies 2 tot en met 8 geëxtraheerde kenmerken, met het kenmerk dat deze omvat: de waarschijnlijkheidsbewerking van de geëxtraheerde kenmerken die, tot een objectcategorie behorende, polarimetrische en niet-polarimetrische 20 kenmerken omvatten.
10. Classificatiewerkwijze volgens de vorige conclusie, met het kenmerk dat het geëxtraheerde kenmerk voor het bewerken van de waarschijnlijkheid gebruik maakt van een 3x3 matrix, die een Doppler polarimetrisch beeld is. 25
11. Classificatiewerkwijze volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk dat de objectcategorie-informatie opgeslagen is binnen een classificatiedatabase (41). 1 ü 2 4 6 '6 4
NL1024654A 2003-10-29 2003-10-29 Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen. NL1024654C2 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024654A NL1024654C2 (nl) 2003-10-29 2003-10-29 Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen.
PCT/EP2004/052534 WO2005052630A2 (en) 2003-10-29 2004-10-14 Doppler polarimetric detection and classification methods

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024654A NL1024654C2 (nl) 2003-10-29 2003-10-29 Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen.
NL1024654 2003-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1024654C2 true NL1024654C2 (nl) 2005-05-02

Family

ID=34632196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1024654A NL1024654C2 (nl) 2003-10-29 2003-10-29 Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL1024654C2 (nl)
WO (1) WO2005052630A2 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111929654A (zh) * 2020-08-14 2020-11-13 上海雷骥电子科技有限公司 一种基于微多普勒技术的杂波抑制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2500931A (en) * 2012-04-05 2013-10-09 Selex Galileo Ltd Radar surveillance system
AU2013310878C1 (en) 2012-08-31 2017-07-06 Bostik Sa Dual action adhesive composition
GB201319151D0 (en) 2013-10-30 2013-12-25 Ucl Business Plc Apparatus and method for performing passive sesing
WO2018098234A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-31 Massachusetts Institute Of Technology System and technique for mitigation of clutter in radar
CN108594190B (zh) * 2018-04-20 2021-04-27 西安电子科技大学 一种高分辨海杂波的仿真方法
WO2020185209A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-17 Plato Systems, Inc. Radar data collection and labeling for machine-learning
CN113740826B (zh) * 2021-09-14 2023-10-17 中国人民解放军国防科技大学 一种目标散射结构的旋转域识别方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4670753A (en) * 1984-10-01 1987-06-02 The Boeing Company Method and apparatus for minimum amplitude time history analysis
DE3907788A1 (de) * 1989-03-10 1990-09-13 Telefunken Systemtechnik Radarsignalverarbeitungsverfahren
US4992797A (en) * 1984-07-10 1991-02-12 Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsrad Method of detection and identification of one or more remote objects
US5764182A (en) * 1995-07-07 1998-06-09 Thomson-Csf Polarimetrical processing detection circuit for radar receiver

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4992797A (en) * 1984-07-10 1991-02-12 Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Forskningsrad Method of detection and identification of one or more remote objects
US4670753A (en) * 1984-10-01 1987-06-02 The Boeing Company Method and apparatus for minimum amplitude time history analysis
DE3907788A1 (de) * 1989-03-10 1990-09-13 Telefunken Systemtechnik Radarsignalverarbeitungsverfahren
US5764182A (en) * 1995-07-07 1998-06-09 Thomson-Csf Polarimetrical processing detection circuit for radar receiver

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SMITH A J E ET AL: "Maritime target and sea clutter measurements with a coherent Doppler polarimetric surveillance radar", 2002, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, USA, April 2002 (2002-04-01), pages 326 - 330, XP002284668, ISBN: 0-7803-7357-X *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111929654A (zh) * 2020-08-14 2020-11-13 上海雷骥电子科技有限公司 一种基于微多普勒技术的杂波抑制方法
CN111929654B (zh) * 2020-08-14 2024-04-26 上海雷骥电子科技有限公司 一种基于微多普勒技术的杂波抑制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005052630A3 (en) 2005-09-09
WO2005052630A2 (en) 2005-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10830874B2 (en) Method to determine the suitability of a radar target as a positional landmark
Vespe et al. Radar target classification using multiple perspectives
US8314732B2 (en) Adaptive radar
Wellig et al. Radar systems and challenges for C-UAV
US6756935B1 (en) Full polarization ground moving target indicator radar automatic target detection algorithm
EP2519834B1 (en) A system and method for detecting concealed explosives and weapons
US10955524B2 (en) System and technique for mitigation of clutter in radar
US8212717B2 (en) Radar imaging system and method using second moment spatial variance
NL1024654C2 (nl) Doppler polarimetrische detectie- en classificatiewerkwijzen.
Deng et al. Radar target detection using target features and artificial intelligence
Steinhauser et al. Towards safe autonomous driving: Challenges of pedestrian detection in rain with automotive radar
CN109581366B (zh) 一种基于目标导向矢量失配的离散旁瓣杂波识别方法
Askari et al. An automatic approach to ship detection in spaceborne synthetic aperture radar imagery: an assessment of ship detection capability using RADARSAT
CN110488239A (zh) 基于调频连续波雷达的目标检测方法
EP3480624B1 (en) Detection of parking row orientation
Zakharov et al. Improved detection of icebergs in sea ice with RADARSAT-2 polarimetric data
Lee et al. Reduction of false alarm rate in SAR-MTI based on weighted kurtosis
Banda et al. Polarimetric time-frequency analysis of vessels in Spotlight SAR images
Fujihara et al. Target and ambiguity discrimination using Doppler spectrum from low PRF SAR image
Zaumseil et al. Radar-based near field environment perception using back projection algorithm
Renga et al. Adaptive threshold and sub-look processing in ship detection by SAR
Gabban et al. Ship surveillance with Terrasar-X scansar
Cristallini et al. SAR-GMTI enhanced with simultaneous monostatic and bistatic detections
Wicks et al. A generalized inner product based algorithm for improved detection and discrimination of over resolved targets in mimo radar
Melvin et al. Adaptive radar: Beyond the RMB rule

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20080501