DE10238896B4 - Verfahren zur Auswertung von Radardaten - Google Patents

Verfahren zur Auswertung von Radardaten Download PDF

Info

Publication number
DE10238896B4
DE10238896B4 DE2002138896 DE10238896A DE10238896B4 DE 10238896 B4 DE10238896 B4 DE 10238896B4 DE 2002138896 DE2002138896 DE 2002138896 DE 10238896 A DE10238896 A DE 10238896A DE 10238896 B4 DE10238896 B4 DE 10238896B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutter
area
plots
comparison
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2002138896
Other languages
English (en)
Other versions
DE10238896A1 (de
Inventor
Andrea Löhr
Wolfgang Dr. Schrodi
Dirk Dr. Liebscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Loehr Andrea De
Hensoldt Sensors GmbH
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EADS Deutschland GmbH filed Critical EADS Deutschland GmbH
Priority to DE2002138896 priority Critical patent/DE10238896B4/de
Publication of DE10238896A1 publication Critical patent/DE10238896A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10238896B4 publication Critical patent/DE10238896B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/66Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/72Radar-tracking systems; Analogous systems for two-dimensional tracking, e.g. combination of angle and range tracking, track-while-scan radar
    • G01S13/723Radar-tracking systems; Analogous systems for two-dimensional tracking, e.g. combination of angle and range tracking, track-while-scan radar by using numerical data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/292Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2923Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Auswertung von Radardaten, zum Auffinden von Zielen und Initiieren von Zielspuren in einem durch Clutter gestörten Raum-Zeit-Gebiet, welches in einem vorgebbaren Zeitbereich eine Vielzahl von als Plots bezeichnete Zielmeldungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
– dass das Cluttergebiet in eine vorgebbare Anzahl von mehrdimensionalen eine Zeitachse aufweisende Teilgebiete unterteilt wird, wobei die Teilgebiete als Kugeln in einem transformierten Raum gewählt werden,
– dass aus den in einem Teilgebiet enthaltenen gemessenen Plots eine oder mehrere Vergleichsgrößen berechnet werden,
– dass für jede Vergleichsgröße eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C) berechnet wird, wobei ein Teilgebiet mit statistisch verteilten Plots zugrundegelegt wird, welches ausschließlich Clutter enthält,
– dass für jede Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C) ein Wertebereich mit einem unteren Schwellwert und einem oberen Schwellwert x derart bestimmt wird, dass mit dem oberen Schwellwert x ein vorgebbares Signifikanzniveau erreicht wird,
– dass für ein Teilgebiet jede aus den gemessenen Plots berechnete Vergleichsgröße mit der...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Radardaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Verfahren zur Auswertung von Radarsignalen tritt das Problem auf, dass neben dem eigentlichen Zielsignal auch sogenannte Cluttersignale zum Radarempfänger zurückgestrahlt werden. Clutter entsteht dabei im wesentlichen je nach Stellung der Sende- und Empfangsantenne durch Reflexionen an der Erdoberfläche (Bodenclutter) oder an der Seeoberfläche (Seeclutter). Diese Reflexionen gehören nicht zu einem Ziel und erschweren durch ihre große Anzahl die Detektion echter Ziele erheblich.
  • In DE 197 38 252 C2 wird ein Verfahren zur Detektion von Radarzielen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden die von der Radaranlage empfangenen Echosignale ausgewertet. Die Echosignale werden dann derart in den Videobereich umgesetzt, dass im Videobereich den Echosignalen entsprechende digitalisierte Impulshöhenwerte (Amplituden) vorliegen. Als das zu untersuchende Gebiet wird dabei das Gebiet verstanden, welches von z.B. einem Drehradar während eines einzigen Umlaufs abgetastet wird. Das zu untersuchende Gebiet wird in Radarauflösungszellen aufgeteilt. Mittels einer statistischen Auswertung der Echosignale wird anhand der Häufigkeit des Impulshöhenwertes eines Echosignals eine Entscheidung getroffen, ob das jeweilige Echosignal für ein Radarziel in Frage kommt oder definitiv Clutter ist. Dieses Verfahren basiert auf eine Art Filterverfahren, welches die Echosignale in potentielle Radarsignale und definitive Cluttersignale einstuft. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es ungenau ist und eine hohe Zahl von Falschzielen liefert.
  • Außerdem ist es mit dem Verfahren nicht möglich eine Zielspur zu detektieren, da lediglich die Echosignale einer Momentaufnahme vorliegen.
  • Des Weiteren ist es nicht möglich, mit Verfahren wie sie z.B. aus DE 197 38 252 C2 oder Lombardo, P. et al. „Impact of Clutter Spectra on Radar Performance Prediction"; IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2001, Vol. 37, No. 3, S.1022–1038 bekannt sind, welche z.B. bei einem Drehradar innerhalb einer Radarumdrehung Zielmeldungen zu einem sogenannten Meßzeitpunkt erzeugen, darüber hinaus zu unterscheiden, ob es sich um eine Zielmeldung oder um ein Falschziel handelt. Alle Plots werden nach ihrer Erzeugung zu ihrer weiteren Verarbeitung (z.B. an die in der Radarkette nachfolgende Verarbeitungseinheit) weitergeleitet.
  • Diese Plots sind also die Eingangsdaten der nachfolgenden Verarbeitung. Nach dem Stand der Technik werden bei Drehradaren z.B. die Plots über mehrere Radarumdrehungen gesammelt und gespeichert, um mit geeigneten Verfahren über einen Zeitbereich (mehrere Radarumdrehungen) eine Zuordnung von mehreren Plots aus verschiedenen Radarumdrehungen zu finden, d. h. eine Zielspur (Track) zu entdecken und in Abhängigkeit der Zeit (über weitere Radarumdrehungen) räumlich vorauszusagen und weiterzuführen. Bei diesen sogenannten Trackinitiierungs- und Tracking-Verfahren werden also die Plots in Raum-Zeit-Gebieten auf Korrelation untersucht, um ein Ziel anhand dessen Zielspur zu entdecken.
  • Eine durch Clutter gestörte Umgebung (Cluttergebiet) enthält nach Definition viele unerwünschte und falsche Plots. Da die Trackinitiierungs- und Tracking-Verfahren nach dem Stand der Technik Rechenverfahren nutzen, deren Rechenlast stark mit der Zahl N der zu verarbeitenden Daten (Plots) ansteigt (> = O(N^2)), sind diese Verfahren für Echtzeitanwendungen in der Radardatenverarbeitung z. B. für Luftraumüberwachungsaufgaben nach dem Stand der Technik nicht anwendbar, um Zielspuren langsamer Ziele in cluttergestörten Gebieten realzeitig zu detektieren. Trackingverfahren nutzen nach dem Stand der Technik äußerst selten globale Cluttermodelle in kleineren Teilgebieten der Radarüberdeckung, da diese Modelle weder die tatsächliche räumliche Clutterverteilung ausreichend beschreiben noch die zeitliche Veränderlichkeit des Clutters berücksichtigen. Darüber hinaus erfordern sie zuviel Rechenaufwand. Daher bringen diese globalen Cluttermodelle nicht den gewünschten Fortschritt für die Entdeckung langsamer Ziele in cluttergestörten Gebie ten; sie sind nach dem Stand der Technik zu ungenau und erhöhen zudem die Rechenlast.
  • Des Weiteren sind bekannte Online-Auswerteverfahren bei vorhandenen Dopplermessungen fast ausschließlich dazu geeignet, schnelle Ziele zu detektieren und deren Tracks (Zielspuren) aufzubauen. Dies ist allerdings nur möglich, so lange sich die Dopplergeschwindigkeit der Ziele signifikant von der Dopplergeschwindigkeit des Clutters unterscheidet. Langsame Ziele haben eine geringe Dopplergeschwindigkeit, die in der Größenordnung der Dopplergeschwindigkeit des Clutters liegt und so als Unterscheidungskriterium, ob ein Ziel oder Clutter vorliegt, ausscheidet. Mit bekannten Auswerteverfahren ist es somit nicht möglich, Zielspuren langsamer und kleiner Ziele, z.B. Schiffe in einem Cluttergebiet zu detektieren und initiieren.
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, langsame Ziele in einem Cluttergebiet zu detektieren und deren Spuren zu detektieren und initiieren.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Gemäß der Erfindung wird das Cluttergebiet in eine vorgebbare Anzahl von mehrdimensionalen eine Zeitachse aufweisende Teilgebiete unterteilt, wobei die Teilgebiete als Kugeln in einem transformierten Raum gewählt werden. Aus den in einem Teilgebiet enthaltenen gemessenen Plots werden eine oder mehrere Vergleichsgrößen berechnet, für jede Vergleichsgröße wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion berechnet, wobei ein Teilgebiet mit statistisch verteilten Plots zugrundegelegt wird, welches ausschließlich Clutter enthält, für jede Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion ein Wertebereich mit einem unteren Schwellwert und einem oberen Schwellwert x derart bestimmt wird, dass mit dem oberen Schwellwert x ein vorgebbares Signifikanzniveau erreicht wird und für ein Teilgebiet jede aus den gemessenen Plots berechnete Vergleichsgröße mit der jeweiligen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion verglichen wird, wobei auf ein Teilgebiet mit Ziel erkannt wird, wenn mindestens eine der Vergleichsgrößen innerhalb des Wertebereichs liegt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf statistischen Methoden und erlaubt es, Gebiete, die ausschließlich Clutter enthalten, von denen zu unterscheiden, die Clutter und Zielspur enthalten. Es ist somit möglich, die Zielspuren (Tracks) langsamer Ziele in durch Clutter gestörter Umgebung zu detektieren oder initiieren.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass es in Echtzeitanwendungen eingesetzt werden kann. Außerdem werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Dopplermessungen benötigt. Darüber hinaus ist es mit dem Verfahren auch dann noch möglich, die Zielspur eines langsamen Ziels zu detektieren oder initiieren, wenn eine oder mehrere zur Zielspur gehörenden Zielmeldungen im beobachteten Zeitbereich ausfallen.
  • Ein weiterer Vorteil ist, dass die Rechenlast nur linear mit der Anzahl N der zu verarbeitenden Daten ansteigt (O(N)). Somit ist das Verfahren geeignet zur Verarbeitung von großen Mengen von Plots. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es außerdem möglich, durch Clutter sehr stark gestörte Radardaten online (in Echtzeit) auszuwerten. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Gegensatz zu herkömmlichen globalen zuwerten. Ein weiterer Vorteil ist, dass im Gegensatz zu herkömmlichen globalen Cluttermodelle lokal (Portionen) entschieden wird, ob ein Gebiet eine Zielspur enthält oder nicht. Im Gegensatz zu einem globalen Cluttermodell werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine globalen Annahmen gemacht und somit globale Einschränkungen vermieden. Hieraus ergeben sich weitere Vorteile, da die Portionen mit Zielspur nur noch ein Bruchteil der ursprünglichen Datenmenge umfassen, z.B. 8% der ursprünglichen Datenmenge. In diesen Portionen kann mit herkömmlichen Tracking-Verfahren schnell und einfach eine Zielspur aufgebaut und das Ziel klassifiziert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das Cluttergebiet, derart eingeteilt, dass jedes Teilgebiet eine vorgebbare durchschnittliche Anzahl von Plots enthält.
  • Vor der Einteilung des Cluttergebietes in einzelne Teilgebiete werden die Koordinaten des Cluttergebietes vorteilhaft derart transformiert, dass die in dem Cluttergebiet enthaltenen Plots lokal gleich verteilt sind. Benachbarte Teilgebiete überlappen sich vorteilhaft auf einer vorgebbaren Länge ihres Radius. Erfindungsgemäß werden die Teilgebiete als Kugeln im transformierten Raum gewählt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vergleichsgröße aus einer Funktion von Plotinformationen der gemessenen Plots eines Teilgebietes berechnet. Bei den Plotinformationen handelt es sich vorteilhaft um kinematische Daten (z.B. Zeit, Range, Azimut, Elevation oder Dopplergeschwindigkeit) und/oder Amplitude des dem Plot zugrundeliegenden Radarsignals und/oder andere Attribute (Flags).
  • Eine Vergleichsgröße kann vorteilhaft die Streuung der Winkel aller in dem zu untersuchenden Teilgebiet enthaltenen Plots zu einer vorgebbaren Achse, insbesondere Raum- oder Zeitachse, des jeweiligen Teilgebietes sein.
  • Die Funktion kann vorteilhaft über eine Kovarianzmatrix berechnet werden. Die Vergleichsgröße ist vorteilhaft eine Funktion der Eigenwerte der Kovarianzmatrix. Eine Vergleichsgröße kann z.B. die Spur der Kovarianzmatrix sein. Aus der Spur der Ko varianzmatrix lässt sich unterscheiden, ob eine Portion eine Zielspur enthält oder nicht. Die Erwartungswerte E für die Spur der Kovarianzmatrix sind für eine lokale Portion mit:
    Figure 00070001
    wobei NS die Anzahl der Spurpunkte, NC die Zahl der Clutterpunkte und R den Radius der lokalen Portion bedeuten. Aus diesen Gleichungen für die Erwartungswerte ist ein Unterschied zwischen den drei Fällen ersichtlich.
  • Erfindungsgemäß wird für jede Vergleichsgröße eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion berechnet. Den Vergleichsgrößen liegt dabei ein Teilgebiet zugrunde, welches statistisch verteilte Plots (Clutter) enthält.
  • Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird vorteilhaft mittels der Monte-Carlo-Simulation erzeugt. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mittels anderer Simulationsverfahren zu berechnen.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 lokale Portionen mit statistisch verteilten Plots, beispielhaft in (a) eine Portion mit Clutter, in (b) beispielhaft eine Portion mit Clutter und einer Spur durch den Kugelmittelpunkt und in (c) beispielhaft eine Portion mit Clutter und einer Spur mit einem Offset zum Kugelmittelpunkt.
  • 2 die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der beispielhaften Vergleichsgröße Summe aus kleinstem, mittlerem und größtem Eigenwert für eine Portion mit Clutter und eine Portion mit Clutter und Zielspur jeweils für keinen Offset (a), für einen Offset von 20% (b) und für einen Offset von 50% (c) des Kugelradius.
  • 3 die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der beispielhaften Vergleichsgröße kleinster, mittlerer und größter Eigenwert für eine Portion mit Clutter und eine Portion mit Clutter und Zielspur jeweils für keinen Offset (a), für einen Offset von 20% (b) und für einen Offset von 50% (c) des Kugelradius.
  • 4 den statistischen Fehler 1. und 2. Art für die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion einer beispielhaften Vergleichsgröße für eine Portion mit Clutter und eine Portion mit Clutter und Zielspur.
  • 5 ein beispielhaftes Cluttergebiet mit lokalen Portionen in denen ein Ziel entdeckt wurde.
  • In 1a–c sind beispielhafte Portionen mit statistisch verteilten Plots dargestellt. 1a zeigt eine lokale Portion mit ausschließlich Clutter. Hierzu wurden in der Portion beispielhaft 50 Plots statistisch verteilt. Es ist aber auch selbstverständlich möglich, eine beliebig andere Anzahl von Plots in einer Portion statistisch zu verteilen.
  • 1b zeigt eine beispielhafte lokale Portion mit Clutter und einer Zielspur Z durch den Mittelpunkt der Portion, was auch als Offset 0 bezeichnet wird. Die Zielspur Z ist hier geradlinig, es sind aber auch kurvenförmige Verläufe möglich (z.B. ein manövrierendes Ziel). Die einzelnen, innerhalb der Portion liegenden Spurplots SP werden innerhalb eines vorgebbaren Rauschradius zufällig verrauscht. Für jede Portion wird zweckmäßig eine eigene zufällige Zielspur Z generiert.
  • In 1c ist eine weitere beispielhafte lokale Portion mit Clutter und einer Zielspur dargestellt, wobei die Zielspur Z einen Offset zum Mittelpunkt der Portion aufweist.
  • In den 2a–c ist zur Veranschaulichung für eine Portion mit ausschließlich Clutter und für eine Portion mit Clutter und Zielspur die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion einer Vergleichsgröße, jeweils für verschiedene Offsets der Zielspur dargestellt. In den Figuren bedeuten die mit Bezugszeichen C bezeichneten Kurven jeweils eine lokale Portion mit ausschließlich Clutter und die mit CZ bezeichneten Kurven jeweils eine lokale Portion mit Clutter und einer Zielspur ohne Offset, d.h. durch den Mittelpunkt der jeweiligen Portion. Als Vergleichsgröße wird in den Figuren beispielhaft die Summen der Eigenwerte der Kovarianzmatrix einer lokalen Portion herangezogen.
  • Ein Vergleich der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen einer Vergleichsgröße, der ein Teilgebiet mit ausschließlich Clutter zugrundeliegt und einer Wahrscheinlickeitsdichtefunktion einer Vergleichsgröße, der ein Teilgebiet mit Clutter und Zielspur zugrundeliegt, ermöglicht die Bestimmung des Schwellwertes (vgl. 4).
  • Von 2a bis 2c beträgt der Offset der Zielspur gegenüber dem Mittelpunkt der lokalen Position 0%, 20% bzw. 50% des Radius der Portion. Deutlich ist dabei zu erkennen, dass sich mit steigendem Abstand der Zielspur vom Mittelpunkt der Portion (Offset) die Maxima der beiden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen C und CZ einander annähern. Der Abstand der Maxima kann z.B. als Maß für einen minimalen Überlapp der Teilgebiete herangezogen werden.
  • In den 3a–c sind entsprechend den 2a–c beispielhaft die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der Vergleichsgrößen kleinster, mittlerer und größter Eigenwert (jeweils von links nach rechts) dargestellt. Auch aus dieser Darstellung läßt sich erkennen, dass sich mit steigendem Offset die einzelnen Kurven C, CZ für eine Portion mit ausschließlich Clutter und einer Portion mit Clutter und Zielspur einander annähern. In 3c lassen sich die Kurven C, CZ für eine Portion mit ausschließlich Clutter und eine Portion mit Clutter und Zielspur nicht mehr trennen. Gleiche Indizes bezeichnen in den 3a–c jeweils die entsprechende Vergleichsgrößen an.
  • In 4 ist zur Veranschaulichung für eine beispielhafte Vergleichsgröße die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion C für eine Portion mit ausschließlich Clutter und die Wahrscheinlichkeitsverteilund CZ für eine Portion mit Clutter und Zielspur dargestellt. In der 4 ist ein beispielhafter oberer Schwellwert x eines Wertebereichs eingezeichnet. Der untere Schwellwert des Wertebereichs entspricht zweckmäßig einem Ereignis der Vergleichsgröße mit einer Wahrscheinlichkeit nahe Null. Der Überlapp der beiden Kurven C, CZ entspricht dem statistischen Fehler 1. und 2. Art (Signifikanzniveau und Schärfe des Tests)
  • Als Nullhypothese H0 wird angenommen, dass die betrachtete Portion keine Spur enthält. Der Fehler 1. Art ist die Verwerfung der Nullhypothese H0, obwohl H0 richtig war. Der Fehler 2. Art bedeutet das Nichtverwerfen der Nullhypothese H0, obwohl H0 falsch ist. Der Fehler 1. Art entspricht also der Wahrscheinlichkeit der Falschdetektion und der Fehler 2. Art der Wahrscheinlichkeit der Nichtdetektion einer vorhandenen Zielspur. In diesem Fall ist in 4 der Fehler 1. Art derjenige Bereich links vom oberen Schwellwert x. Der Fehler 2. Art ist der Bereich rechts vom Schwellwert x.
  • Der in 4 eingezeichnete Schwellwert x ist einstellbar und kann so als Parameter für das erfindungsgemäße Verfahren verstanden werden. Der Schwellwert x wird dabei erfindungsgemäß so eingestellt, dass der Fehler 1. Art möglichst gering ist, insbesondere 0–30% beträgt. Liegt die aus den gemessenen Plots berechnete Vergleichsgröße z.B. rechts vom Grenzwert x, dann wird für das jeweilige Teilgebiet auf ein Teilgebiet mit ausschließlich Clutter entschieden. Liegt die Vergleichsgröße hingegen links vom Grenzwert x, wird auf ein Teilgebiet mit einem Ziel entschieden.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Cluttergebiet mit einer Vielzahl von gemessenen Plots. Die markierten Gebiete kennzeichnen Portionen, in denen ein Ziel detektiert wurde.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zu Beginn der Auswertung über eine vorgebbare Zeitdauer Radardaten gesammelt und gespeichert. Für jede der oben aufgeführten, zu untersuchenden Vergleichsgrößen wird eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für ein Teilgebiet mit ausschließlich Clutter berechnet. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen können z.B. einer externen Datenbank entnommen werden.
  • Unter Berücksichtigung der gesammelten Daten wird das Cluttergebiet anschließend adaptiv in lokale Portionen eingeteilt. In jeder Portion werden die Vergleichsgrößen aus den gemessenen Plots berechnet. Weicht in einer Portion der errechnete Wert Vrech einer Vergleichsgröße signifikant vom Schwellwert ab, dann wird angenommen, dass die betrachtete lokale Portion eine Zielspur enthält.
  • Wird eine Portion als eine, eine Zielspur enthaltende Portion identifiziert, dann können die Plots dieser Portion an weiterverarbeitende Einheiten weitergegeben werden. Diese Einheiten können z.B. mit herkömmlichen Tracking-Verfahren zur Bestimmungen der Zielspur arbeiten.
  • Bei einer online-Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden von dem Radarsystem kontinuierlich Radardaten aus dem Cluttergebiet geliefert. Um eine verzögerungsfreie Auswertung der neuen Daten zu gewährleisten, werden in den einzelnen Portionen mit den neuen Daten aktualisiert. Die ältesten Plots in den Portionen werden gelöscht. Dann werden mit den neuen Plots in den einzelnen Portionen die entsprechenden Vergleichsgrößen neu bestimmt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit Festziele, langsame Ziele, sich geradlinig oder manövrierende Ziele detektiert und initiiert werden. Die benötigte Rechenlast des erfindungsgemäßen Verfahrens ist linear von der Anzahl der zu verarbeitenden Daten abhängig.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Auswertung von Radardaten, zum Auffinden von Zielen und Initiieren von Zielspuren in einem durch Clutter gestörten Raum-Zeit-Gebiet, welches in einem vorgebbaren Zeitbereich eine Vielzahl von als Plots bezeichnete Zielmeldungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, – dass das Cluttergebiet in eine vorgebbare Anzahl von mehrdimensionalen eine Zeitachse aufweisende Teilgebiete unterteilt wird, wobei die Teilgebiete als Kugeln in einem transformierten Raum gewählt werden, – dass aus den in einem Teilgebiet enthaltenen gemessenen Plots eine oder mehrere Vergleichsgrößen berechnet werden, – dass für jede Vergleichsgröße eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C) berechnet wird, wobei ein Teilgebiet mit statistisch verteilten Plots zugrundegelegt wird, welches ausschließlich Clutter enthält, – dass für jede Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C) ein Wertebereich mit einem unteren Schwellwert und einem oberen Schwellwert x derart bestimmt wird, dass mit dem oberen Schwellwert x ein vorgebbares Signifikanzniveau erreicht wird, – dass für ein Teilgebiet jede aus den gemessenen Plots berechnete Vergleichsgröße mit der jeweiligen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C) verglichen wird, wobei auf ein Teilgebiet mit Ziel erkannt wird, wenn mindestens eine der Vergleichsgrößen innerhalb des Wertebereichs liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cluttergebiet derart eingeteilt wird, dass jedes Teilgebiet eine vorgebbare durchschnittliche Anzahl von Plots enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Einteilung des Cluttergebietes in Teilgebiete das Cluttergebiet derart koordinatentransformiert wird, dass die in dem Cluttergebiet enthaltenen Zielmeldungen lokal gleich verteilt sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln sich auf einer vorgebbaren Länge ihres Radius überlappen.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsgröße aus einer Funktion von Plotinformationen der gemessenen Plots berechnet wird, wobei die Plotinformationen kinematische Daten, Amplitude und Flags sind.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsgröße die Streuung der Winkel aller in dem zu untersu chenden Teilgebiet enthaltenen Plots zu einer Achse, insbesondere einer Raum- oder Zeitachse, des jeweiligen Teilgebietes ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion über eine Kovarianzmatrix bestimmt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsgröße eine Funktion der Eigenwerte der Kovarianzmatrix ist.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Vergleichsgröße eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (CZ) berechnet wird, wobei der Vergleichsgröße ein Teilgebiet mit statistisch verteilten Zielmeldungen zugrundeliegt, welche ein Teilgebiet mit Clutter und Zielspur eines sich bewegenden Ziels erzeugen.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (C, CZ) mittels der Monte Carlo Simulation berechnet wird.
DE2002138896 2002-08-24 2002-08-24 Verfahren zur Auswertung von Radardaten Expired - Fee Related DE10238896B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002138896 DE10238896B4 (de) 2002-08-24 2002-08-24 Verfahren zur Auswertung von Radardaten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002138896 DE10238896B4 (de) 2002-08-24 2002-08-24 Verfahren zur Auswertung von Radardaten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10238896A1 DE10238896A1 (de) 2004-03-11
DE10238896B4 true DE10238896B4 (de) 2006-12-28

Family

ID=31501919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002138896 Expired - Fee Related DE10238896B4 (de) 2002-08-24 2002-08-24 Verfahren zur Auswertung von Radardaten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10238896B4 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2622287T3 (es) * 2012-11-07 2017-07-06 Terma A/S Un método de estimación de una densidad de trazado local en un sistema de radar; un estimador de la densidad de trazado y un sistema de radar con un estimador de la densidad de trazado
CN107479044B (zh) * 2017-08-23 2020-04-28 西安电子工程研究所 基于点迹密度实时统计自适应航迹起始方法
CN113721211A (zh) * 2021-06-26 2021-11-30 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 一种基于点迹特征信息的稀疏固定杂波识别方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69606094T2 (de) * 1995-06-07 2000-09-28 Raytheon Co Radarverfahren und Vorrichtung, die Ziele in Clutterbereichen mittels der Intensität und der Winkellage der Ziele erfassen
DE19738252C2 (de) * 1997-09-02 2002-07-11 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Detektion eines Radarzieles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69606094T2 (de) * 1995-06-07 2000-09-28 Raytheon Co Radarverfahren und Vorrichtung, die Ziele in Clutterbereichen mittels der Intensität und der Winkellage der Ziele erfassen
DE19738252C2 (de) * 1997-09-02 2002-07-11 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Detektion eines Radarzieles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LOMBARDO,P. u.a.: Impact of Clutter Spectra on Radar Performance Prediction. In: IEEE Transac- tions on Aerospace and Electronic Systems, 2001, Vol.37, No.3, S.1022-1038 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10238896A1 (de) 2004-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3161517B1 (de) Verfahren zur objektortung mit einem fmcw-radar
DE60207633T2 (de) Methode zur Beseitigung der falschen reflektierten Ziele und zur automatischen Reflektorkartierung bei Sekundärüberwachungsradar
EP1523661B1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR BESTIMMUNG EINES ERWARTUNGSBEREICHES FÜR EIN FÜLLSTAND- UND STöRECHO
DE102009024339B3 (de) Peilverfahren sowie Peilanlage zum Detektieren und Tracken zeitlich aufeinanderfolgender Peilwinkel
DE69829746T2 (de) Einleitung der verfolgung mehrerer ziele mittels phasenwinkelmessung
DE102012208852A1 (de) Detektion von Radarobjekten mit einem Radarsensor eines Kraftfahrzeugs
EP2554956B1 (de) Tracking unter Berücksichtigung der Mobilität
EP2366983B1 (de) Mobilitätserkennung in Füllstandmessgeräten
DE69829391T2 (de) Verbindungsverfahren zwischen zielverfolgungsbahnen
EP1380854A2 (de) Verfahren und Radarsystem zur Bestimmung der Richtungswinkel von Radarobjekten
DE10207465B4 (de) Verfahren zur Reduzierung der Falschalarmrate in Radarbildern
DE102004032118B4 (de) Objekterkennungsverfahren für Fahrzeuge
DE102009029465A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Bewegungsrichtung und Relativgeschwindigkeit
DE102013011239A1 (de) Verfahren zur Bestimmung einer Bewegung eines Objekts
WO2019162794A1 (de) Verfahren und system zur erkennung von für ein fahrzeug geeigneten parklücken
WO2019141648A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines akustischen sensors
EP3579020B1 (de) Verfahren zur erkennung eines hindernisses mit hilfe von reflektierten ultraschallwellen
DE10238896B4 (de) Verfahren zur Auswertung von Radardaten
EP3299844A1 (de) Betriebsverfahren für ein ultraschallsensorsystem, steuereinrichtung, ultraschallsensorsystem und fahrzeug
DE2942355A1 (de) Vorrichtung zum erfassen des durchganges eines projektils
DE102017202964A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von Ultraschallsignalinformationen
DE2453846C2 (de) Anordnung zur schnellen erkennung von flugmanoevern
EP1352375A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur schätzung von bewegungsparametern von zielen
EP2699933B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von zielparametern mittels passivem sonar und supportwerten
DE4111785A1 (de) Kalman-filter

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH,ANDREA LOEHR, , DE

Effective date: 20140916

Owner name: LOEHR, ANDREA, DE

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH,ANDREA LOEHR, , DE

Effective date: 20140916

Owner name: LOEHR, ANDREA, DE

Free format text: FORMER OWNERS: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE; LOEHR, ANDREA, 89233 NEU-ULM, DE

Effective date: 20140916

Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE; LOEHR, ANDREA, 89233 NEU-ULM, DE

Effective date: 20140916

Owner name: AIRBUS DS ELECTRONICS AND BORDER SECURITY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE; LOEHR, ANDREA, 89233 NEU-ULM, DE

Effective date: 20140916

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS DS ELECTRONICS AND BORDER SECURITY GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNERS: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE; LOEHR, ANDREA, 89233 NEU-ULM, DE

Owner name: LOEHR, ANDREA, DE

Free format text: FORMER OWNERS: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE; LOEHR, ANDREA, 89233 NEU-ULM, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee