PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN DE FORMA DE ONDA QUE UTILIZA UNA CARTOGRAFÍA DOPPLER POR SEGMENTACIÓN ESTADÍSTICA.

Procedimiento de gestión de las formas de ondas emitidas por un sistema de detección electromagnética,

caracterizado porque comprende al menos: - una etapa (32, 33, 34) de tratamiento de la señal que permite la detección y el rastreo de objetivos de interés, - una etapa (35) de cartografía Doppler de las zonas de rastreo presentes en el espacio cubierto por el sistema de detección 10 aplicando la etapa de cartografía Doppler un procedimiento de segmentación estadística de las muestras de la señal recibida, permitiendo el procedimiento recortar el espacio en zonas que tienen un espectro Doppler homogéneo. proporcionando las dos etapas a una etapa (36) de gestión adaptativa de formas de ondas las informaciones necesarias para determinar la forma de onda a emitir, en función de la naturaleza de la confusión presente en la dirección apuntada por el sistema y los parámetros del objetivo u objetivos rastreados

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/054105.

Solicitante: THALES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 45 RUE DE VILLIERS 92200 NEUILLY SUR SEINE FRANCIA.

Inventor/es: BRUNEL,NICOLAS, BARBARESCO,FREDERIC.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 19 de Agosto de 2005.

Fecha Concesión Europea: 29 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01S13/524D
  • G01S7/41 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01S LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION; DETERMINACION DE LA DISTANCIA O DE LA VELOCIDAD MEDIANTE EL USO DE ONDAS DE RADIO; LOCALIZACION O DETECCION DE PRESENCIA MEDIANTE EL USO DE LA REFLEXION O RERRADIACION DE ONDAS DE RADIO; DISPOSICIONES ANALOGAS QUE UTILIZAN OTRAS ONDAS.G01S 7/00 Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00, G01S 15/00, G01S 17/00. › que utilizan el análisis de la señal de eco para la caracterización del blanco; Firma del blanco; Sección transversal del blanco.

Clasificación PCT:

  • G01S13/524 G01S […] › G01S 13/00 Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas de radio, p. ej. sistemas de radar; Sistemas análogos que utilizan la reflexión o la rerradiación de ondas cuya naturaleza o longitud de onda sea irrelevante o no especificada. › basada en el cambio de fase o de frecuencia provocado por el movimiento de los objetos, respecto a las señales transmitidas, p. ej. MTI coherente.
  • G01S7/41 G01S 7/00 […] › que utilizan el análisis de la señal de eco para la caracterización del blanco; Firma del blanco; Sección transversal del blanco.

Clasificación antigua:

  • G01S13/524 G01S 13/00 […] › basada en el cambio de fase o de frecuencia provocado por el movimiento de los objetos, respecto a las señales transmitidas, p. ej. MTI coherente.
  • G01S7/41 G01S 7/00 […] › que utilizan el análisis de la señal de eco para la caracterización del blanco; Firma del blanco; Sección transversal del blanco.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.


Fragmento de la descripción:

La invención se refiere al ámbito de la vigilancia y de la detección radar. Trata en particular de la dificultad de garantizar una buena detección y un buen seguimiento de objetivos cuya trayectoria atraviesa diferentes zonas de confusión. La invención descrita entra en el ámbito más particular de los procedimientos de tratamiento de las señales radar. También puede, sin embargo, encontrar una aplicación para otros sistemas de detección electromagnéticos.

En la mayoría de los sistemas de detección modernos, una de las tareas principales consiste non solamente en detectar los objetivos que presentan un interés, sino también garantizar un seguimiento apropiado de su evolución en el ámbito cubierto por el sistema de detección considerado. Con este fin, estos sistemas van equipados de medios de tratamiento de la señal recibida que permite filtrar la confusión y detectar las señales que puedan proceder de un objetivo. Estos van también provistos de medios de rastreo que permiten correlacionar los ecos y memorizar su trayectoria correspondiente. Estas acciones se agrupan comúnmente bajo el término de rastreo.

La eliminación de las confusiones se realiza más particularmente al nivel de la función de filtrado Doppler que permite caracterizar una señal recibida por su espectro. Este espectro depende especialmente de los parámetros de desplazamiento del objeto en el origen de la señal. Una dificultad conocida del filtrado reside en el hecho de que en algunos casos, debido a la repetitividad del espectro obtenido por filtrado Doppler, el espectro Doppler real de un objetivo, cuya frecuencia Doppler es ampliamente superior a FR, experimenta un fenómeno de repliegue, modula la frecuencia de repetición FR del radar. Este espectro replegado se puede entonces superponer al espectro de una zona de confusión cuyo nivel puede ser bastante fuerte para enmascararlo. Por confusión se entiende de manera convenida la señal reflejada por cualquier elemento que no constituye propiamente dicho un objetivo en el caso de uso considerado. Puede ser, por ejemplo, la señal reflejada por elementos de relieve, construcciones, extensiones de agua, vegetación o también fenómenos atmosféricos tales como nubes. Esta dificultad se ilustra en la figura 1. En tal caso, el análisis Doppler no permite eliminar la confusión sin eliminar a la par la señal útil. Este fenómeno puede ser muy perjudicial, por ejemplo en el caso donde se trata de un objetivo del cual se efectúa el rastreo y cuya trayectoria atraviesa una zona de confusión atmosférica, por ejemplo nubes densas. En este caso hay un riesgo importante de perder la huella del objetivo rastreado.

Una posible solución para evitar la aparición de tal caso consiste en aprovechar el carácter escasamente móvil de las confusiones que hace que su espectro esté generalmente desprovisto de ambigüedad Doppler y elegir en presencia de confusiones que tienen una velocidad dada, una forma de onda que permite evitar la superposición del espectro de la confusión con el espectro del objetivo visto entre cero y FR. Este tipo de solución se puede aplicar solamente si se conoce a priori para la dirección del espacio considerada, la naturaleza de la confusión presente en esta zona. Este principio conduce al establecimiento para el conjunto del espacio cubierto por el sistema de detección, radar por ejemplo, de una mapa dinámico de las zonas de confusión presentes. De este modo, conociendo los parámetros de la confusión presente en una zona dada y conociendo los parámetros de un objetivo que entra en esta zona, es posible evitar una eliminación de la señal correspondiente a este objetivo por el filtrado Doppler.

Para establecer una cartografía de las zonas de confusión, un medio conocido de la técnica anterior consiste en usar procedimientos de estimación de ambiente bidimensionales, conocidos con el nombre de procesadores anti-Clutter, designando el término “Clutter” la confusión en la terminología anglosajona. Sin embargo, estos procedimientos similares en su principio a los procedimientos de TFAC, trabajan en general después del filtrado Doppler esencialmente para garantizar una tasa de falsa alarma constante. Por otra parte, como en el caso del TFAC la mayoría de estos procedimientos utilizan un suavizado de la señal recibida en las zonas de transición, lo cual no permite una delimitación clara de las zonas de confusión. Esta ausencia de claridad dificulta una gestión anticipada de la forma de onda emitida.

El documento XP002317243 (IEE SEMINAR ON TEXTURE ANALYSIS IN RADAR AND SONAR – IEE LONDRES RU 1993, PÁGINAS 11-1 A 11-14), de F. BARBARESCO, cuyo título es: “Statistical Segmentation of radar images”, describe por otra parte un procedimiento de segmentación de imágenes radar de confusión o clutter, que aplica un procedimiento de segmentación estadística que utiliza la amplitud o el módulo de la señal recibida. El procedimiento descrito permite determinar de manera eficaz los contornos de una zona de confusión. El documento XP010202546 (PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON IMAGE PROCESSING (ICIP) LAUSANA, SEPT. 16-19, 1996 NUEVA YORK, IEEE, EE.UU. VOL. 1, 16 DE septiembre de 1996 (16-09-1996)1, páginas 923-926) de F. Barbaresco et al., cuyo título es: “Motion-based segmentation anti tracking of dynamic radar clutters” describe por su parte un procedimiento de segmentación y de rastreo de las imágenes de confusión o clutter dinámicas a partir de la intensidad del coeficiente de reflexión, de la señal recibida. El procedimiento descrito permite determinar de manera eficaz los contornos de una zona de confusión y conseguir eficazmente los movimientos.

El documento XP010676755 (14 de octubre 2003 (14-10-2003), Páginas 283-288) de F. Barbaresco et al. cuyo título es: “Intelligent radar management by advanced beamschedulling relaxation strategies” describe por su parte un procedimiento para efectuar una gestión radar inteligente, que aplica una gestión de formas de onda a emitir en función de la carga radar u de propiedades de las tares radar a ejecutar. Este procedimiento permite tener en cuenta una situación dada para adaptar la forma de onda a emitir a esta situación.

Con el objetivo de resolver el problema planteado por el riesgo de pérdida de un objetivo rastreado en una zona de confusión, la invención descrita propone un procedimiento de gestión adaptativa de la forma de onda emitida. Con este fin la invención comprende especialmente una etapa de cartografía Doppler, esta cartografía recurre a un procedimiento de segmentación estadística que permite determinar zonas de confusión homogéneas con contornos nítidos. Este procedimiento de segmentación aplica un algoritmo iterativo de maximización de la media estocástica o “Stochastic Expectation Maximisation) (SEM) según la denominación anglosajona. Determina de este modo un número N de zonas de confusión diferentes. La aplicación de tal algoritmo se describe especialmente en la solicitud de patente francesa 04 07810, presentada en julio de 2004 por el solicitante.

Con este fin, la invención consiste en un Procedimiento de gestión de las formas de ondas emitidas por un sistema de detección electromagnético, caracterizado porque comprende al menos:

- una etapa de tratamiento de la señal que permite la detección y el rastreo de

objetivos de interés,

- una etapa de cartografía Doppler de las zonas de rastreo presentes en el espacio

cubierto por el sistema de detección, aplicando la etapa de cartografía Doppler un

procedimiento de segmentación estadística de las muestras de la señal recibida,

permitiendo el procedimiento recortar el espacio en zonas que tienen un espectro

Doppler homogéneo.

- una etapa de gestión adaptativa de las formas de ondas a emitir, proporcionando las

dos primeras en esta etapa la información necesaria para determinar la forma de

onda a emitir.

El procedimiento según la invención combina ventajosamente, durante la etapa de gestión adaptativa formas de ondas, informaciones procedentes de la cadena de tratamiento clásica de la señal recibida con las informaciones procedentes de la cartografía Doppler para elaborar, en función de la naturaleza de la confusión presente en la dirección apuntada por el sistema y los parámetros del objetivo o de los objetivos rastreados, una forma de onda que permite evitar la superposición de los espectros de la confusión y del...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de gestión de las formas de ondas emitidas por un sistema de detección electromagnética, caracterizado porque comprende al menos:

- una etapa (32, 33, 34) de tratamiento de la señal que permite la detección y el rastreo de objetivos de interés,

- una etapa (35) de cartografía Doppler de las zonas de rastreo presentes en el espacio cubierto por el sistema de detección

10 aplicando la etapa de cartografía Doppler un procedimiento de segmentación estadística de las muestras de la señal recibida, permitiendo el procedimiento recortar el espacio en zonas que tienen un espectro Doppler homogéneo. proporcionando las dos etapas a una etapa (36) de gestión adaptativa de formas de ondas las informaciones necesarias para determinar la forma de onda a emitir, en función de la naturaleza de la confusión presente en la dirección apuntada por el sistema y los parámetros del objetivo u objetivos rastreados.


 

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