-
شماره ركورد
24207
-
شماره راهنما
ELE2 473
-
نويسنده
بيكي ده ابادي، محمدحسن
-
عنوان
بهبود آشكارسازي اهداف در رادار پالسي بر مبناي دستهبندي محيط با استفاده از يادگيري عميق
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي برق - سيستم هاي الكترونيك ديجيتال
-
دانشكده
فني و مهندسي
-
تاريخ دفاع
30/08/1403
-
صفحه شمار
215 ص.
-
استاد راهنما
دكتر محسن ميوه¬چي
-
استاد مشاور
دكتر پيمان معلم
-
كليدواژه فارسي
تشخيص هدف راداري، , يادگيري عميق، , نرخ هشدار نادرست ثابت (CFAR)، , رادار پالسي، , شبكه چندلايه پرسپترون (MLP)
-
چكيده فارسي
تشخيص هدف، مهم¬ترين وظيفه¬ي يك سامانه¬ي راداري است. علاوه بر سيگنال هدف، سيگنال¬هاي ناخواسته¬اي مانند نويز و انواع كلاتر نيز توسط گيرنده¬ي رادار دريافت شده و سبب مي¬شود كه محيط پردازش از حالت همگن خارج شده و فرآيند تشخيص هدف دشوار¬تر شود. همچنين، حضور اهداف نزديك به هم از ديگر عواملي است كه سبب ناهمگن شدن محيط مي¬شود. استفاده از يادگيري عميق در فرآيند تشخيص هدف مي¬تواند به بهبود تشخيص، كمك كند و هدف اصلي اين پژوهش، بهبود تشخيص هدف در رادار پالسي با بهره گيري از شبكه عصبي است. هر يك از الگوريتم¬هاي CFAR(Constant False Alarm Rate) در محيط¬هاي خاصي، عملكرد بهتري دارند و با توجه به اين موضوع كه روش CA (Cell Averaging) براي محيط¬هاي همگن، روش OS (Ordered Statistics) براي محيط¬هاي چند هدفي و روش GO (Greatest Of) براي محيط¬هاي كلاتري، نتايج بهتري ارائه مي¬دهند؛ از روشي تركيبي و هوشمند براي تشخيص هدف در انواع محيط¬ها استفاده شد.
به دليل عدم دسترسي آسان به بانك داده از سيگنال واقعي رادار در شرايط محيطي مختلف در گام نخست اين پژوهش، ابتدا نرم¬افزاري براي شبيه¬سازي سيگنال¬هاي دريافتي توسط گيرنده و توليد داده¬هاي كافي براي آموزش و ارزيابي روش پيشنهادي، طراحي شد كه در آن، مشخصات رادار، نوع محيط، انواع كلاترها و هدف¬ها با سطح مقطع راداري متفاوت و در بردهاي مختلف، قابل انتخاب و شبيه¬سازي است. پس از شبيه¬سازي تعداد كافي از سيگنال¬هاي مورد نياز با ابعاد 3000 در 4000، فرآيند پيش¬پردازش بر روي سيگنال¬ها انجام شده و ماتريس¬هاي جديد، شامل سيگنال اصلي و سيگنال زواياي مجاور با ابعاد 2958 در 3 به بسته¬هاي 17¬تايي تقسيم گرديد. داده¬ها در مرحله¬ي دوم پس از عبور از بلوك بهنجار¬سازي، توسط شبكه¬ي 5 لايه ي MLP (Multi Layer Perceptron) ، بين سه محيط همگن، چند هدفي و كلاتري با دقت حدود 92.5 % دسته¬بندي شدند. براي آموزش و ارزيابي اين شبكه، 19370 داده¬ي آموزشي استفاده شده است. در اين فرآيند، با توجه به نوع محيط، روش CFAR مناسب انتخاب شده و بر روي قاب داده¬ها، اعمال مي¬شود تا حضور يا عدم حضور هدف در هر يك از سلول¬ها بررسي شود. با توجه به نتايج پياده¬سازي روش پيشنهادي بر روي 23 سناريوي متفاوت و مركب، نرخ تشخيص درست يا TPR (True Positive Rate)، 0.809 ، نرخ هشدار غلط يا FPR (False Positive Rate)، 0.0019 و معيار صحت (Precision)، 0.4009 به¬دست آمده است. همچنين، به¬منظور مقايسه، روش¬هاي متداول CFAR نيز براي سناريوهاي فوق، پياده¬سازي شد. مقايسه¬ي نتايج ارزيابي¬ها نشان مي¬دهد كه روش پيشنهادي در پردازش سناريوهاي مركب (سناريوهايي با سه محيط همگن، چندهدفي و محيط كلاتري) عملكرد بهتري نسبت به ديگر روش¬هاي متداول CFAR داشته است.
-
كليدواژه لاتين
Radar Target Detection (RTD), , , Deep Learning , Constant False Alarm Rate (CFAR), , Pulsed Radar, , Multilayer Perceptron (MLP) Network
-
عنوان لاتين
Improving Targets Detection In Pulsed RADAR Based On Environment Classification Using Deep Learning
-
گروه آموزشي
مهندسي برق
-
چكيده لاتين
Target detection is the most important task of a radar system. In addition to the target signal, unwanted signals such as noise and various types of clutter are also received by the radar receiver, which causes the processing environment to become out of homogeneity and the target detection process becomes more difficult. Also, the presence of targets close to each other is another factor that causes the environment to become heterogeneous. The use of deep learning in the process of target detection can help to improve detection, and the main goal of this research is to improve target detection in pulse radar using neural network. Each of the CFAR (Constant False Alarm Rate) algorithms perform better in certain environments and considering the fact that the CA (Cell Averaging) method for homogeneous environments, the OS (Ordered Statistics) method for multi-Target environments and the GO (Greatest Of) method for clutter environments provide better results, A combined and intelligent method was used to detect the target in all kinds of environments.
Due to the lack of easy access to the data bank of the real radar signal in different environmental conditions, in the first step of this research, a software was designed to simulate the signals received by the receiver and generate sufficient data for the training and evaluation of the proposed method, In which, radar parameters, environment type, types of clutters and targets with different radar cross sections and in different ranges can be selected and simulated. After simulating a sufficient number of required signals with dimensions of 3000 x 4000, the pre-processing process was performed on the signals and the new matrices, including the main signal and signals of adjacent angles with dimensions of 2958 x 3, were divided into 17 packages. In the second stage, after passing through the normalization block, the data were classified by the 5-layer MLP (Multi Layer Perceptron) network between three homogeneous, multi-Target and clutter environments with an accuracy of about 92.5%. 19370 training data have been used for training and evaluation of this network. In this process, according to the type of environment, the appropriate CFAR method is selected and applied on the data frame to check the presence or absence of the target in each of the cells. According to the results of implementing the proposed method on 23 different and mixed scenarios, the true detection rate (TPR) is 0.809, the false alarm rate (FPR) is 0.0019 and the precision criterion is 0.4009. Also, for the purpose of comparison, common CFAR methods were also implemented for the above scenarios. The comparison of evaluation results shows that the proposed method has performed better than other common CFAR methods in processing mixed scenarios (scenarios with homogeneous, multi-Target and clutter environments).
-
تعداد فصل ها
5
-
لينک به اين مدرک :