رفتن به محتوای اصلی
x
تخمین و آشكارسازی در توموگرافی رادار دهانه مصنوعی محیط های شهری
تاریخ دفاع
استاد

محمدصادق فاضل فلاورجاني

دانشکده
مهندسی برق و كامپیوتر

امروزه رادار دهانه مصنوعی (SAR)به دلیل توانایی تصویربرداری با تفکیک‌پذیری   بالا، امکان کار در شب و در شرایط بد آب و هواییو استفاده از اطلاعات اضافی فاز سیگنال یکی از مهمترین ابزار سنجش از راه دور   به شمار می‌آید. کاربردهای متنوعی مانند زمین شناسی،آشکارسازی تغییرات روی زمین، نقشه برداری سه بعدی با ابزار تداخل سنجی، راهکار پلاریمتریبرای سنجش بافت های سطح زمین و نیز کاوش سیارات از جمله قابلیت های رادار دهانه مصنوعیبه شمار می روند. در تصویربرداری رادار دهانه مصنوعی معمول، اطلاعات منعکس‌کننده‌هادر بعد سوم یعنی ارتفاع از دست می‌رود. با استفاده از راهکارهای تصویربرداری سه‌بعدیمانند تداخل سنجی، اطلاعات منعکس‌کننده در ارتفاع بدست می‌آید، اما مشکل تداخل‌سنجی،نداشتن تفکیک‌پذیری در جهت ارتفاع است. برای ایجاد تفکیک‌پذیری باید یک دهانه در اینراستا ایجاد شود که این کار با ابزار توموگرافی  محقق شده است. با بهره‌گیری از ابزار توموگرافی، جداسازی اهداف گسسته و شناساییلایه‌ای اهداف حجمی، امکان‌پذیر می‌گردد. برای استخراج اطلاعات منعکس‌کننده‌ها با ابزارتوموگرافی، روش‌های مختلفی ارائه شده است که اغلب آنها به حل یک مساله تخمین طیفی منجرمی‌شود که به دو صورت پارامتری و یا غیرپارامتری قابل انجام است. اگر چه در توموگرافی،استخراج کامل اطلاعات منعکس‌کننده‌ها در بعد ارتفاع، مطلوب است، اما در بسیاری از کاربردهانیاز به تخمین شدت انعکاس نیست. در این موارد که سناریوهای شهری و محیط‌های ساختمانیرا شامل می‌شود، آشکارسازی اهداف به تنهایی کافی به نظر می‌رسد.

در این تحقیق، توموگرافی در محیط‌های شهری و برای اهداف تنک مد نظر قرارمی‌گیرد و روش‌هایی در تخمین و آشکارسازی به کار گرفته می‌شود که کارآیی قابل قبولیداشته و همچنین پیچیدگی محاسباتی بالایی نداشته باشند. برای استخراج اطلاعات در توموگرافی،ابتدا از روش تخمین پارامتری کمترین مربعات خطا بر پایه معیار بیشترین شباهت استفادهمی‌شود تا بالاترین تفکیک‌پذیری فراهم گردد. همچنین در این روش، با به کارگیری روشغیرپارامتری پرتوساز معمول، ناحیه جستجوی فراگیر، محدود می‌شود تا حجم محاسبات کاهشیابد. از نقطه نظر دقت تخمین و قدرت آشکارسازی نیز روش پیشنهادی را مورد تحلیل قرارداده و یک رابطه فرم بسته نیز برای احتمال آشکارسازی این روش ارائه می‌شود. در ادامه،تاثیر معیار انتخاب شده برای انتخاب مرتبه مدل، در کیفیت تصویر سه‌بعدی بازسازی شدهبا استفاده از روش پیشنهادی بررسی می‌شود. در گام بعدی، در یک بستر توموگرافی چندبرداشتی،راهکارهایی جستجو می‌شود تا بتوان از خاصیت تنکی توام در راستای افزایش دقت تخمین موقعیتاهداف بهره برد. برای انجام این کار، روش MUSICمتوالی را مورد استفاده قرار داده و با‌پیشنهاد روشی جدید که در آن حذف متوالی مولفه از خود ماتریس کوواریانس صورت می‌گیرد،دقت تخمین افزایش داده می‌شود. سپس با به کارگیری یک روش جدید تخمین ماتریس کوواریانس،که موجب نویززدائی در خروجی روش MUSICمی‌شود، کارآیی روش   MUSICمتوالی پیشنهادی، بهبود داده می‌شود. همچنینروش دیگری برای آشکارسازی اهداف ارائه می‌شود، که در آن با ترکیب روش بیشترین شباهتوMUSIC،آشکارسازی اهداف با تفکیک‌پذیری بالا فراهم می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد کهاین روش، دقت بالاتری نسبت به روش بر پایه مینیمم‌سازی نرم یک داشته و پیچیدگی محاسباتیآن نیز پائین‌تر است.

تحت نظارت وف ایرانی