Способ селекции движущихся целей



Способ селекции движущихся целей
Способ селекции движущихся целей
Способ селекции движущихся целей
Способ селекции движущихся целей

 


Владельцы патента RU 2537696:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Техника дела" (RU)

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для использования в радиолокационных станциях для детектирования движущихся целей на фоне отражений от земной поверхности. Достигаемый технический результат - уменьшение вероятности обнаружения ложных целей и вероятности пропуска целей. Указанный результат достигается тем, что находят разницу между текущим и предыдущим радиолокационными кадрами, усредняют несколько предыдущих радиолокационных кадров, полученный разностный радиолокационный кадр делят на области заданного размера и в образованных областях итеративно определяют точки максимальной плотности яркостных отметок в кадре по определенной формуле. 4 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для использования в радиолокационных станциях для детектирования движущихся целей на фоне отражений от земной поверхности.

Уровень техники

Изобретение в наибольшей степени соответствует методам селекции движущихся целей, получившим название череспериодного вычитания сигналов (Бакулев П.А., Степин В.М. Методы и устройства селекции движущихся целей. - М.: Радио и связь, 1986 - 288 с).

Известны способы детектирования движущихся целей путем нахождения разницы между текущим и предыдущим (предыдущими) радиолокационными кадрами и последующей пороговой обработки полученной разницы (Fukunaga K., Hostetler L., D. The Estimation of the Gradient of a Density Function, with Applications in Pattern Recognition. - IEEE Transactions on Information Theory (IEEE), vol. IT-21, NO. 1.01. 1975. - pp.32-40).

Недостатком таких методов является то, что данные способы определяют величины вероятности обнаружения ложных целей и вероятности пропуска целей, которые неприемлемы для ряда приложений.

Известен способ обработки сигналов на фоне сильных импульсных помех в приемном канале импульсно-доплеровских радиолокационных станций, включающем некогерентное накопление, последетекторную некогерентную обработку принимаемых сигналов производят в пределах одного скользящего окна анализа путем последовательного проведения следующих операций: первое взвешивание в соответствии с законом определения весовых коэффициентов, который обратно пропорционален закону, описывающему диаграмму направленности антенны (ДНА); попарный отбор по минимуму из двух для взвешенных сигналов в смежных отводах; второе взвешивание с выходов отборов по минимуму из двух, при котором закон определения весовых коэффициентов прямо пропорционален квадрату закона, описывающего ДНА; суммирование после второго взвешивания (Патент RU 2334247 С1, опубл. 20.09.2008).

Недостатком известного технического решения является то, что при его реализации используется дорогая когерентно-импульсная РЛС. Одним из наиболее существенных недостатков таких РЛС является наличие «слепых скоростей». Этот недостаток проявляется в том, что цели, движущиеся со скоростями, кратными скорости следования зондирующих импульсов, или движущиеся по тангенциальной траектории вокруг РЛС, не могут быть обнаружены.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа селекции движущихся целей, позволяющего с высокой вероятностью выделять движущиеся цели по данным как от когерентно-импульсных, так и от не когерентно-импульсных РЛС.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении предложенного решения, является уменьшение вероятности обнаружения ложных целей и вероятности пропуска целей.

Технический результат достигается тем, что в способе селекции движущихся целей, включающем нахождение разницы между текущим и предыдущими радиолокационными кадрами с последующей пороговой обработкой, согласно предложенному решению, усредняют несколько предыдущих кадров, полученный разностный радиолокационный кадр делят на области заданного размера и в образованных областях итеративно определяют точки максимальной плотности яркостных отметок в кадре по формуле:

m ( x ) = x i N ( x ) K ( x i x ) x i x i N ( x ) K ( x i x ) ,

где N(x) - точки яркостных отметок из окрестности точки x, для которых K(x)≠0;

K(x) - гауссово ядро;

K ( x i x ) = e μ ( x i x ) 2 ;

µ - постоянный масштабный коэффициент;

x - опорная точка области изображения, положение которой в цикле итерации не изменяется;

xi - точки области изображения, которые последовательно перебираются для подсчета сумм в оценке m(x).

В проанализированной литературе не обнаружено данной совокупности отличительных признаков. Данная совокупность отличительных признаков не вытекает явным образом для специалиста из уровня техники, и данное техническое решение можно с успехом использовать в промышленности. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критериям изобретения «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленное применение».

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами

На фиг.1 представлена структурная схема реализации способа;

На фиг.2 приведен один из кадров яркостного радиолокационного изображения, полученного от радиолокационной станции;

На фиг.3 представлено разностное радиолокационное изображение, полученное путем вычитания текущего изображения из усредненного изображения;

На фиг.4 приведен результат определения точек максимальной плотности, то есть результат детектирования движущейся цели.

Структурная схема для реализации способа включает оперативное запоминающее устройство 1 (ОЗУ 1), один выход которого соединен с входом второго запоминающего устройства 2 (ОЗУ 2), второй выход ОЗУ 1 и выход второго ОЗУ 2 соединены с входами сумматора 3, выход которого соединен с коррелятором 4.

Осуществление изобретения

В примере конкретного выполнения оперативные запоминающие устройства ОЗУ 1 и ОЗУ 2 реализованы на микросхеме SRM 20100 LMT, сумматор 3 реализован на микросхеме К525ПС3, коррелятор 4 реализован на сигнальном процессоре ADSP 2105.

В течение периода обзора в ОЗУ 1 накапливается кадр яркостного радиолокационного изображения (фиг.2), откуда копируется и суммируется с содержимым ОЗУ 2. Таким образом, в ОЗУ 2 формируется усредненное радиолокационное изображение. Сумматор 3 считывает изображения, находящиеся в ОЗУ 1 и ОЗУ 2, и суммирует их попиксельно, причем значения пикселей, считываемых из ОЗУ 2, берутся с отрицательным знаком. В результате формируется разностное изображение (фиг.3). Разностное изображение поступает на коррелятор 4, подвергается обработке по формуле:

m ( x ) = x i N ( x ) K ( x i x ) x i x i N ( x ) K ( x i x ) .

В начале j-го цикла итерации положение точки x корректируют путем подстановки оценки положения, получаемой из предыдущей итерации j-1. Если в области находится максимум плотности, то точка x и оценка m(x) сходятся. При этом выполняется неравенство

| x j m ( x j 1 ) | < ε ,

где ε - наперед заданная точность.

Максимум плотности на сегментированном изображении отмечается точками более высокой интенсивности, чем точки области, где вышеуказанное неравенство не выполняется. Следовательно, области, не содержащие максимумов плотности, где неравенство не выполняется, отмечаются точками низкой интенсивности.

В результате - формируется сегментированное изображение (фиг.4), яркие точки высокой интенсивности которого обозначают найденные движущиеся цели.

Способ селекции движущихся целей, включающий нахождение разницы между текущим и предыдущими радиолокационными кадрами с последующей пороговой обработкой, отличающийся тем, что усредняют несколько предыдущих кадров, полученный разностный радиолокационный кадр делят на области заданного размера и в образованных областях итеративно определяют точки максимальной плотности яркостных отметок в кадре по формуле:
m ( x ) = x i N ( x ) K ( x i x ) x i x i N ( x ) K ( x i x ) ,
где N(x) - точки яркостных отметок из окрестности точки x, для которых K(x)≠0,
K(x) - гауссово ядро;
K ( x i x ) = e μ ( x i x ) 2
µ - постоянный масштабный коэффициент;
x - опорная точка области изображения, положение которой в цикле итерации не изменяется;
xi - точки области изображения, которые последовательно перебираются для подсчета сумм в оценке m(x).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в детекторных устройствах. Заявлена приставка для детекторного устройства материала с поляриметром, имеющим поисковую антенну.

Изобретения относятся к области радиолокации, в частности к области защиты обзорных радиолокационных станций (РЛС) от пассивных помех в виде скоплений обнаруженных сигналов, например, в областях подрывов зенитных ракет.

Заявляемое изобретение относится к области защиты обзорных радиолокационных станций (РЛС) от пассивных помех. Достигаемый технический результат - увеличение подавления пассивных помех.

Изобретение относится к области средств обнаружения и предназначено для предупреждения водителей и пассажиров автомобилей о потенциальных угрозах безопасности и риска.

Изобретение применимо в радиолокационных станциях (РЛС) при обзоре приземной радионадгоризонтной области поискового пространства, характеризуемой воздействием на РЛС помеховых переотражений от высокопротяженных распределенных по дальности помехоформирующих образований различного типа.

Изобретение относится к системам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн, и может использоваться в устройствах обработки радио- и радиолокационных сигналов для улучшения распознавания широкополосных сигналов на фоне шумов.

Изобретение относится к системам, использующим отражение или вторичное излучение радиоволн. Достигаемый технический результат заявляемого изобретения - компенсация доплеровского эффекта и, следовательно, повышение разрешающей способности радарных систем и повышение помехоустойчивости канала связи в средствах связи.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях. Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение защиты радиолокационной станции в зоне "местных" предметов от эхосигналов "ангелов" произвольной амплитуды, а также увеличение вероятности обнаружения малозаметных и малоразмерных целей, что достигается введением в прототип, содержащий последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты, согласованный фильтр, режекторный фильтр по "местным" предметам, амплитудный детектор, некогерентный накопитель и устройство обнаружения эхосигналов, а также индикатор кругового обзора, первого клапана и селектора "ангелов", состоящего из второго и третьего клапанов, устройства быстрого преобразования Фурье, устройства грубого определения частоты Доплера, устройства формирования частот настроек режекторных фильтров, доплеровского фильтра, устройства определения номера режекторного фильтра, устройства определения частоты Доплера и порогового устройства, с соответствующими связями.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех известной структуры. Достигаемый технический результат изобретения - увеличение защищенности РЛС от импульсных помех известной структуры большой мощности.

Изобретение относится к области цифровых систем приема и обработки сигналов и предназначено для уменьшения влияния аддитивных случайных импульсных помех. .

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях для защиты от синхронных ответных помех (СОП). Достигаемый технический результат - распознавание сигналов синхронной ответной помехи и отраженных сигналов от цели в однопозиционных РЛС. Указанный результат достигается тем, что в первом способе распознавания, основанном на зондировании пространства путем перемещения луча диаграммы направленности антенны (ДНА) по угловым координатам, измеряют отношение уровней принятых сигналов в двух различных угловых направлениях луча ДНА, принимают решение об обнаружении сигналов, отраженных от цели, или сигналов синхронной ответной помехи, если величина этого отношения соответственно ближе к величине квадрата отношения значений функции ДНА или к величине отношения значений функции ДНА. Во втором способе распознавания, основанном на формировании пакета обнаруженных сигналов в результате зондирования при перемещении луча ДНА по угловым координатам, по уровню принятого сигнала, при известном значении уровня ДНА, вычисляют два значения размера пакета: исходя из предположения, что обнаружены отраженные сигналы от цели и из предположения, что обнаружены сигналы СОП, принимают решение об обнаружении сигналов, отраженных от цели, или сигналов СОП, в зависимости от того, к какому из вычисленных размеров ближе размер пакета обнаруженных сигналов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях для защиты от синхронных ответных помех. Достигаемый технический результат - распознавание сигналов синхронной ответной помехи и отраженных сигналов от цели. Указанный результат достигается за счет того, что в первом варианте способа распознавания цели, основанном на оценке ее эффективной поверхности рассеяния (ЭПР), при обнаружении зависимости оценки ЭПР от дальности принимают решение о том, что это ложная цель, сформированная в результате действия синхронной ответной помехи. Указанный результат достигается за счет того, что во втором варианте способа распознавания цели, основанном на измерении уровня мощности принятого сигнала, сравнивают уровни мощности обнаруженных сигналов на разных дальностях, принимают решение о том, что это ложная цель, формируемая синхронной ответной помехой, если отношение уровней мощности сигналов не зависит от дальности или закон изменения этого отношения отличается от четвертой степени отношения дальностей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от активных, в том числе, импульсных ответных помех. Достигаемый технический результат - компенсация помехи, принятой главным лучом ДНА, и сохранение сигнала от цели. Указанный результат достигается тем, что в способе подавления активной помехи, основанном на приеме излучения постановщика помехи двумя приемными каналами - основным и вспомогательным, вычислении корреляции между сигналами в этих каналах, при этом принимают вспомогательным каналом помеху от постановщика помех (ПП), переизлученную ретранслятором, основным каналом принимают помеху от ПП с осматриваемого направления, задерживают сигналы в основном канале до получения максимума корреляции и производят автоматическое подавление помехи. Указанный результат достигается также тем, что комплекс содержит РЛС, которая включает основной приемный канал (ОК), вспомогательный приемный канал (ВК) и автокомпенсатор, комплекс содержит также ретранслятор, который находится в пределах видимости РЛС, при этом его выход связан с входом ВК, кроме того, РЛС содержит запоминающие устройства (ЗУ) для ОК и ВК, устройство установки задержки (УУЗ), многоканальное устройство задержки (МУЗ), многоканальный коррелятор (МК) и синхронизатор. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к области радиолокации и могут быть использованы в радиолокационных станциях (РЛС) для защиты от импульсных помех. Достигаемый технический результат - формирование признаков импульсной помехи и ее распознавание на всех интервалах дальности. Указанный результат решается тем, что в способе защиты от импульсных помех, основанном на установке основного порога обнаружения и превышающего его дополнительного порога, дополнительный порог устанавливают в каждом интервале дальности; по сигналам, превысившим этот порог, определяют признаки помехи, по которым обнаруживают ее в зоне действия РЛС. Указанный результат по первому варианту устройства решается тем, устройство защиты от импульсных помех содержит антенну, приемник, основное пороговое устройство (ОПУ), дополнительное приемное устройство (ДПУ), устройство селекции помехи (УСП), временной регулятор порога (ВРП), синхронизатор и устройство распознавания помех (УРП), определенным образом соединенные между собой. Указанный результат по второму варианту устройства решается тем, что устройство для защиты от импульсных помех содержит антенну, приемник, УСП, вторую антенну, второй приемник, два основных пороговых устройства с ограничителями (ОПУО), дополнительное пороговое устройство с ограничителем (ДПУО), два фазовых детектора (ФД), ВРП, УРП и синхронизатор, определенным образом соединенные между собой. 2 н. и 6. з.п. ф-лы, 4 ил.

Заявляемые технические решения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат - формирование признаков синхронной ответной помехи и ее распознавание на всех дальностях. Указанный результат достигается тем, что в способе защиты от импульсных и синхронных ответных помех, основанном на установке основного порога обнаружения и превышающего его дополнительного, дополнительный порог устанавливают в каждом интервале дальности; из сигналов, превысивших основной порог, формируют пространственные пакеты сигналов (ПС), считают, что ПС сформирован из сигналов синхронной ответной помехи, если один или несколько сигналов ПС превысили дополнительный порог; по такому ПС определяют признаки, по которым обнаруживают аналогичные ПС в зоне действия радиолокационной станции. Указанный результат достигается также тем, что уровень дополнительного порога устанавливают исходя из допустимой вероятности принятия отраженного сигнала от реальной цели, находящейся в этом интервале дальности, за помеху, при этом в качестве признака ПС, сформированного синхронной ответной помехой, используют уровень хотя бы одного сигнала в ПС, признанного помехой, кроме того, в качестве признака ПС, сформированного синхронной ответной помехой, используют количество импульсов в ПС, признанного помехой, в качестве признака ПС, сформированного синхронной ответной помехой, используют также угловые координаты начала и конца ПС, а также используют разность фаз между сигналами в разнесенных точках приема в пакете, признанном помехой. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях для защиты от синхронных ответных помех. Достигаемый технический результат - распознавание ложной цели, сформированной синхронной ответной помехой, и реальной цели. Указанный технический результат достигается тем, что в способе обработки пакета радиоимпульсов, основанном на весовом суммировании сигналов пакета с весами, определяемыми передающей и приемной диаграммами направленности антенны (ДНА), одновременно проводят второе весовое суммирование сигналов пакета с весами, определяемыми приемной ДНА, принимают решение об обнаружении ложной цели, формируемой постановщиком синхронной ответной помехи, если нормированная сумма после второго весового суммирования больше, чем после первого. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации, может быть использовано в аппаратуре обнаружения целей на фоне активных помех. Техническим результатом изобретения является уменьшение вероятности ложной тревоги за счет устранения кромок помех. Технический результат достигается тем, что в известное устройство компенсации помех дополнительно введены последовательно соединенные второй детектор огибающей, второй сумматор, а так же третий детектор огибающей, вход которого соединен с выходом компенсационной антенны, а выход со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со вторым входом порогового устройства, а вход второго детектора огибающей соединен с выходом основной антенны. 1 ил. .

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиолокационных станциях для защиты от синхронных ответных помех. Техническим результатом является распознавание сигналов синхронных ответных помех. В результате распознавания сигналов синхронных ответных помех становится возможным выделение реальных целей. Способ распознавания сигналов синхронных ответных помех основан на том, что при излучении ложного зонда постановщик синхронной ответной помехи, находящийся на предельной дальности (недосягаемой для средств поражения) для подавления РЛС, в т.ч. в области боковых лепестков ДНА, излучает усиленную копию этого сигнала, в то время как уровень отраженного ложного зонда от реальной цели будет ниже порога обнаружения. Указанный технический результат достигается тем, что для распознавания сигналов синхронных ответных помех излучают зондирующий сигнал уменьшенного уровня (ложный зонд), и после этого обнаруженные сигналы считают ложными.

Изобретение относится к устройству, обеспечивающему электромагнитную совместимость работающих на совпадающих частотах отечественной радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и отечественного средства создания преднамеренных радиопомех. Достигаемый технический результат - обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) отечественной навигационной аппаратуры потребителя (НАП) глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) с отечественными передатчиками радиопомех без снижения эффективности радиоподавления НАП ГНСС противника. Указанный результат достигается посредством компенсации радиопомех в отечественной радиоэлектронной аппаратуре с использованием скрытой от противника информации о тонкой структуре помехового сигнала и невозможности компенсации радиопомех в радиоэлектронной аппаратуре противника в отсутствие скрытой информации. Компенсатор радиопомех размещается между антенным усилителем и приемником НАП и состоит из понижающего смесителя, усилителя промежуточной частоты, смесителя гармонического сигнала, местного гетеродина, умножителя, контура фазовой автоматической подстройки частоты, контура автоматического слежения за задержкой, контура выделения и хранения огибающих импульсов компенсируемого напряжения, контура автоматического сопровождения амплитуды сигнала, генератора копии компенсируемого напряжения, вычитающего устройства и восстанавливающего смесителя, выполненных и соединенных между собой определенным образом. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано для создания помехоустойчивых систем сопровождения (наведения). Достигаемый технический результат - повышение вероятности обнаружения воздействия мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала на измеритель угловых координат. Сущность изобретения состоит в том, что способ основан на учете изменений обновляющего процесса, при котором облучают объект (цель), принимают от него смесь отраженного и помехового сигнала, определяют угловое положение энергетического центра объекта (цели), дополнительно определяют угловое положение энергетического центра объекта (цели) еще в двух пространственно разнесенных измерителях. Затем на основании всех возможных сочетаний пар полученных значений углового положения энергетического центра объекта (цели) вычисляют координаты цели в декартовой системе координат триангуляционным методом, с использованием значений координат, полученных от различных пар позиций, при воздействии мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала рассчитывают рассогласования, которые сравнивают с заданным порогом и по результатам сравнений формируют функцию обнаружения мерцающей помехи с плавным изменением мощности сигнала. 1 ил.
Наверх