MEJORAS RELATIVAS A LA EXTRACCIÓN DE VELOCIDAD.

5 Esta invención se refiere a mejoras relacionadas con la extracción de velocidad en el campo de la detección de ecos de pulsos de radiación. Más particularmente, pero no exclusivamente, esta invención se refiere a la extracción de la velocidad de un objetivo a partir de los retornos. Los sistemas de detección de ecos de pulsos de radiación, tales como el radar, transmiten una serie de una o más 10 cadenas coherentes de pulsos (ráfagas coherentes) que son reflejados por objetos. Los ecos de los pulsos se usan para detectar y localizar objetos distantes.   Convencionalmente, un radar de vigilancia estimaría la velocidad radial del objetivo usando múltiples estimaciones del alcance del objetivo tomadas en momentos diferentes. Actualmente es una práctica habitual filtrar los retornos para eliminar retornos parásitos (aquellos retornos procedentes de elementos que no son de interés), dejando cualquier retorno de elementos en movimiento de interés relativamente sin afectar. Esto se conoce como Moving Target Detection (MTD) [Detección de Objetivo Móvil] o Moving Target Indication (MTI) [Indicación de Objetivo Móvil]. Dichos esquemas pueden modificarse usando múltiples filtros para obtener alguna medición de la velocidad radial del objetivo pero adolecen de problemas debidos a grandes retornos parásitos que se esparcen a filtros adyacentes, produciendo de este modo mediciones de velocidad erróneas. Una de las principales tareas de los radares y sónares modernos, es identificar y rastrear objetivos móviles. La precisión del rastreo aumenta en gran medida si se conocen la ambigüedad de distancia y la velocidad radial de los diagramas de marcas de entrada del objetivo. Solamente diagramas de marcas con ambigüedad de distancia y velocidad coincidentes se asociarán entonces con aquellos de mediciones previas, reduciendo significativamente, de este modo, la probabilidad de asociación errónea, corrupción de la pista y tasa de rastreo falsa. Aunque los procedimientos de filtrado tradicionales eliminan el eco parásito de las componentes en fase (I) y cuadratura (Q) (estando la primera en fase con la señal transmitida y la segunda en cuadratura con la señal transmitida) y típicamente devuelven la amplitud del objetivo, no emiten fácilmente la velocidad radial del objetivo ni la ambigüedad de distancia del objetivo. La solicitud de patente europea EP 0851238 describe un aparato de radar y un procedimiento para determinar la velocidad de aproximación de un objetivo, en el que el objetivo se identifica en primer lugar como un objetivo de interés mediante un proceso de establecimiento de umbrales MTI y, a continuación, un procesamiento Doppler se aplica solamente a una parte seleccionada de datos relacionados con el objetivo de interés. La presente invención pretende superar o al menos reducir sustancialmente algunos de los problemas mencionados anteriormente. Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento de extracción de la velocidad radial del objetivo a partir de una o más ráfagas de pulsos de radiación coherentes que comprende las etapas de: (a) recibir retornos de ecos de radiación de una escena; (b) procesar los retornos en componentes en fase (I) y cuadratura (Q); (c) medir los componentes I y Q a intervalos para proporcionar datos muestreados, en el que el procedimiento comprende además las etapas de (d) modelar los datos muestreados aplicando una función predeterminada que comprende una curva; (e) modificar la función predeterminada basándose la fase y la amplitud del objetivo para optimizar el ajuste a los datos muestreados en función de la velocidad; y (f) determinar la velocidad radial del objetivo de forma dependiente de dicha función predeterminada modificada. Este procedimiento produce ventajosamente mediciones de velocidad precisas y es un proceso en tiempo real, lo suficientemente rápido para trabajar a, por ejemplo, escalas temporales de tipo radar con tasas de datos de varios MHz. El procedimiento es aplicable a diversos sistemas de detección de ecos de pulsos de radiación que usan ráfagas coherentes para fines de rechazo de ecos parásitos. Preferentemente, la etapa (e) comprende optimizar el ajuste a los datos muestreados en función de la velocidad según el método de los mínimos cuadrados para dar la velocidad radial del objetivo. Otros parámetros del objetivo, tales como la amplitud del objetivo, la ambigüedad de distancia y el acimut, pueden obtenerse a continuación a partir del ajuste a los datos muestreados. 2 Convenientemente, el modelo de retorno de ecos parásitos, usado en el ajuste de una curva a los retornos I-Q, es un polinomio de bajo orden en I y Q. Éste es un modelo sencillo que proporciona un buen ajuste al retorno de ecos parásitos. Como alternativa, si se desea, el modelo de retorno de ecos parásitos podría ser una función analítica diferente. Los retornos pueden medirse a intervalos no equidistantes. El uso de intervalos no equidistantes proporciona medición de velocidad inequívoca, mientras que el muestreo a una tasa regular puede conducir a múltiples soluciones. 10 La frecuencia de transmisión puede alterarse entre ráfagas. Esto también proporciona una medición de velocidad inequívoca. Cada ráfaga está constituida preferentemente por múltiples pulsos transmitidos a intervalos irregulares (ráfagas de intervalos de repetición de pulsos no constantes). Las técnicas digitales de transformada de Fourier usadas anteriormente con el mismo fin de extracción de parámetros del objetivo no pueden usarse fácilmente con dicho escalonado en ráfaga. Las ráfagas son, opcionalmente, internamente coherentes pero mutuamente incoherentes. Esto da una medición mejorada de la velocidad, amplitud, ambigüedad de distancia y acimut del objetivo. Los residuos de ajuste de celdas de distancia adyacentes en las que se detectó un objetivo pueden sumarse para obtener la velocidad del objetivo y otros parámetros. Esto aumenta la probabilidad de detectar objetivos divididos entre celdas de distancia. 25 El filtrado MTI/MTD convencional puede realizarse antes de aplicar una función a los retornos de I-Q en los que se detectó un objetivo. El procesamiento posterior a la detección de los datos requiere una capacidad de procesamiento inferior que el procesamiento previo a la detección. Opcionalmente, el procesamiento posterior a la detección se usa en combinación con el procesamiento previo a la detección para limitar las celdas de distancia procesadas para aumentar la eficacia. Se apreciará que la presente invención puede realizarse en un software. Por consiguiente, la presente invención se extiende a un elemento de programa informático que comprende un código de programa para configurar un aparato o sistema de dispositivo programable para implementar el procedimiento descrito anteriormente. Adecuadamente, el programa informático se almacena en un medio portador. Además, la presente invención se extiende a un sistema o aparato de procesamiento de datos adaptado y configurado para implementar el procedimiento descrito anteriormente. 40 Preferentemente, se proporciona un sistema de procesamiento de datos que comprende un transmisor; una antena; un receptor; medios de procesamiento de la señal; un divisor de componente I y Q; un convertidor de analógico a digital, y medios de procesamiento para ajustar una función predeterminada a las componentes I y Q.   La invención se describirá a continuación a modo de ejemplo y en referencia a los dibujos adjuntos, en los que: La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas implicadas en un procedimiento que realiza la invención. La figura 2 muestra un retorno típico en espacio I-Q. La figura 3 es un diagrama de flujo de una variante del procedimiento mostrado en la figura 1. La figura 4 muestra una realización alternativa de la invención. La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra una variante del procedimiento mostrado en la figura 4. La figura 6 es un diagrama de flujo de una realización alternativa de la invención. La figura 7 muestra una variante del procedimiento mostrado en la figura 6. 3 La figura 8 muestra las etapas opcionales para la extracción de la ambigüedad de distancia. La figura 9 es una vista esquemática de un sistema de procesamiento de datos, según un aspecto de la invención. 5 La figura 1 muestra las etapas de un procedimiento que realiza la invención. Como se muestra, se emite una ráfaga coherente (etapa 102) a partir de una antena de radar y es reflejada por los objetos en su trayectoria. Los retornos de una ráfaga coherente se dividen (etapa 104) en dos componentes mutuamente ortogonales, las componentes en fase (I) y cuadratura (Q). Se realizan mediciones (etapa 106) de la señal de retorno (retornos) a intervalos de tiempo predeterminados. Los retornos de la escena constituyen ruido (retornos parásitos)... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de extracción de una característica de velocidad radial de un objetivo a partir de una o más ráfagas de pulsos de radiación coherentes, que comprende las etapas de: (a) recibir retornos de eco de radiación de las ráfagas de pulsos de una escena a distancia; (b) procesar los retornos de eco recibidos en componentes en fase (I) y cuadratura (Q); (c) medir las componentes I y Q a intervalos para proporcionar datos muestreados caracterizado porque el procedimiento comprende además las etapas de (d) modelar los datos muestreados aplicando una función predeterminada (24) que comprende una curva; (e) modificar la función predeterminada en base a la fase y la amplitud del objetivo para optimizar el ajuste a los datos muestreados en función de la velocidad, y (f) determinar la velocidad radial del objetivo, de forma dependiente de dicha función predeterminada modificada. 2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se proporciona un modelo de retorno parásito (26) para su uso en las etapas (d) y (e). 3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que el modelo de retorno parásito (26) es una función polinómica de orden bajo en I y Q. 4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de extraer la amplitud del objetivo a partir de los datos muestreados, de forma dependiente de dicha función predeterminada modificada. 5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además la etapa de extraer la ambigüedad de distancia a partir de los datos muestreados, de forma dependiente de dicha función predeterminada modificada. 30 6. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además la etapa de extraer el acimut del objetivo a partir de los datos muestreados, de forma dependiente de dicha función predeterminada modificada. 7. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los retornos de eco se miden a intervalos no equidistantes. 8. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las ráfagas de pulsos se transmiten a una frecuencia que cambia entre pulsos sucesivos. 40 9. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada ráfaga de pulsos está constituida por múltiples pulsos transmitidos a intervalos irregulares.   10. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las ráfagas de pulsos son internamente coherentes pero mutuamente incoherentes. 11. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además la etapa de realizar filtrado de Indicación de Objetivo Móvil/Detección de Objetivo Móvil convencional y detección del objetivo antes de aplicar una función predeterminada, como en la etapa (d), a los retornos de I-Q en los que se detectó un objetivo. 12. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa (e) comprende optimizar el ajuste de la curva a los datos muestreados, según el método de los mínimos cuadrados. 13. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona un modelo de retorno de objetivo (28) que comprende una hélice, para su uso en las etapas (d) y (e). 14. Un procedimiento según la reivindicación 13, en el que la velocidad radial del objetivo se determina con respecto al paso de la hélice. 11 15. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, que comprende además la etapa de extraer la amplitud del objetivo a partir de los datos muestreados, extrayéndose la amplitud del objetivo con respecto a un radio de la hélice. 5 16. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, que comprende el uso de una pluralidad de ráfagas de pulsos de radiación coherentes, comprendiendo el procedimiento además la etapa de estimar la ambigüedad de distancia del objetivo, modificando la función predeterminada en base a una suposición de que uno o más retornos de ecos iniciales no se encuentran en la hélice. 10 17. Un procedimiento según la reivindicación 16, que comprende además la etapa de extraer un orden de ambigüedad en base al número de primeras señales de pulsos recibidas que se encuentran en el eje de la hélice. 18. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha escena a distancia comprende un objetivo junto con un eco parásito y los datos muestreados se refieren a la muestra y al eco parásito. 19. Un microprocesador programado para realizar el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 20 20. Un medio portador que comprende un código de programa, que puede accionarse para realizar un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 18.   21. Un sistema de procesamiento de datos adaptado y configurado para realizar un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que comprende: (g) un transmisor (62); (h) un receptor (66); (i) un divisor de componente I y Q (70); (j) un convertidor de analógico a digital (72), y (k) medios de procesamiento (76) para ajustar una función predeterminada (24) a componentes I y Q según las etapas (d) y (e). 12   13   14     16   17   18   19