REALISATION D'UN RADAR CONTINU A MODULATION DE FREQUENCE POUR L'AIDE A LA RECONNAISSANCE DE L'ENVIRONNEMENT. EVALUATION DES METHODES POLARIMETRIQUES ET D'IMAGERIE SAR PDF Download
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UN CAPTEUR RADAR A MODULATION DE FREQUENCE PERMET D'EVALUER DES METHODES DE PERCEPTION DE L'ENVIRONNEMENT. LES REPONSES DES OBJETS SONT ANALYSEES PAR DES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL TELLES QUE LA TRANSFORMEE DE FOURIER, LA TF DEUX DIMENSIONS, L'ANALYSE TEMPS FREQUENCE DE WIGNER-VILLE DONT LES POTENTIALITES ET LES LIMITES SONT EVALUEES. DANS LE CADRE AGRICOLE DE CETTE ETUDE, UN CAPTEUR TERRAIN ORIGINAL A ETE DEVELOPPE ET PERMET D'UTILISER DES METHODES GENERALEMENT DEFINIES POUR DES RADARS AEROPORTES ET SATELLITAIRES. LES METHODES D'IMAGERIE SAR, SPECIALEMENT MISES EN UVRE POUR LES RADARS FM-CW, AINSI QUE LES TECHNIQUES DE PERCEPTION POLARIMETRIQUES SONT APPLIQUEES EN CONDITIONS DE MESURES EXTERIEURES. CE CAPTEUR DONNE UN NOUVEL ECLAIRAGE DES MOYENS DE CARACTERISATION DE L'ENVIRONNEMENT.
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UN CAPTEUR RADAR A MODULATION DE FREQUENCE PERMET D'EVALUER DES METHODES DE PERCEPTION DE L'ENVIRONNEMENT. LES REPONSES DES OBJETS SONT ANALYSEES PAR DES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL TELLES QUE LA TRANSFORMEE DE FOURIER, LA TF DEUX DIMENSIONS, L'ANALYSE TEMPS FREQUENCE DE WIGNER-VILLE DONT LES POTENTIALITES ET LES LIMITES SONT EVALUEES. DANS LE CADRE AGRICOLE DE CETTE ETUDE, UN CAPTEUR TERRAIN ORIGINAL A ETE DEVELOPPE ET PERMET D'UTILISER DES METHODES GENERALEMENT DEFINIES POUR DES RADARS AEROPORTES ET SATELLITAIRES. LES METHODES D'IMAGERIE SAR, SPECIALEMENT MISES EN UVRE POUR LES RADARS FM-CW, AINSI QUE LES TECHNIQUES DE PERCEPTION POLARIMETRIQUES SONT APPLIQUEES EN CONDITIONS DE MESURES EXTERIEURES. CE CAPTEUR DONNE UN NOUVEL ECLAIRAGE DES MOYENS DE CARACTERISATION DE L'ENVIRONNEMENT.
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Ce mémoire présente la conception et la réalisation d'un radar SAR en régime transitoire. Son application directe est la détection d'objets (comparables à des mines métalliques antichar) en présence de fouillis de sol. Cette étude menée en collaboration avec le Centre d'Electronique de l'Armement (CELAR) aboutit à la mise en oeuvre du banc nommé PULSAR (Plateforme Ultra Large bande SAR).La nature ultra large bande (ULB) de l'impulsion émise allie les avantages des basses fréquences (résonances de cibles, pénétration à travers les écrans de végétation, du sol) à ceux d'une forte résolution. La technique consiste à illuminer la scène à étudier à l'aide d'une impulsion ultra-courte afin de mesurer directement la réponse impulsionnelle de cette scène dans le domaine temporel. La conception du radar fait appel à un état de l'art des matériels hyperfréquences (générateurs, numériseurs, antennes...) susceptibles de constituer les chaînes d'émission et de réception du banc, à partir d'équipemens existants ou en concevant de nouveaux outils spécifiques à l'application ULB. Deux méthodes d'imagerie SAR ont été développées afin d'exploiter les réponses impulsionnelles mesurées et de reconstituer une imagerie "électromagnétique" de la scène, dans un plan projeté au sol ou bien dans le plan radar.
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Le travail réalisé et présenté dans ce mémoire se situe à un carrefour d’approche aussi variées que spécifiques dans le contexte du processus d’extraction de connaissance à partir de données (ECD). Au cours du travail de recherche réalisé, les étapes du processus de reconnaissance ont été étudiées dans le contextes de la reconnaissance de cibles aériennes, depuis l’acquisition des signaux radar jusqu’à l’aide à la prise de décision (évaluation de la reconnaissance) en passant par les techniques de l’imagerie radar ISAR (Inverse Synthetic Aperture Radar). L’architecture modulaire ainsi réalisée et l’étude d’un système expérimental d’acquisition de données radar (chambre anéchoïque de l’ENSIETA) ont permis une meilleure maîtrise de la qualité des données produites et de faciliter la validation de la fonction de reconnaissance semi-automatique des cibles radar utilisées et traitées. Afin d’accroître le pouvoir discriminant des signaux radar, la reconstruction des images présente un outil efficace pour élaborer la tâche d’aide à la décision. Cette dernière est basée sur la classification des images ISAR, notamment la recherche d’images parle contenu. Dès lors, l’extraction des primitives en particulier, celles de forme (contours fermés) et de structure est réalisée. Au final, la tâche de reconnaissance et d’aide à la décision consisté à fournir les moyens adéquats, non seulement d’interprétabilité et de validation mais aussi de contrôle et d’optimisation.
Author: Mohamed Tria Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 309
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Le travail de thèse a porté sur "l'imagerie radar à synthèse d'ouverture par analyse en ondelettes continues multidimensionnelles". Ce travail de thèse a consisté à mettre en oeuvre des méthodes d'analyse temps-fréquence dans le domaine de l'imagerie SAR (Synthetic aperture Radar). Le principe de l'imagerie SAR consiste à illuminer une zone du sol avec le faisceau d'ondes éléctromagnétiques de l'antenne radar. Cette zone se compose de plusieurs points réflecteurs appartenant à une ou plusieurs cibles. Alors que le porteur se déplace sur sa trajectoire de vol, l'antenne émet périodiquement des impulsions qui parviennent à l'ensemble des cibles présentes dans la zone illuminée. Une partie non-négligeable de chaque impulsion est alors réfléchie par les cibles puis interceptée par le radar. L'ensemble des données collectées par le radar va permettre d'établir l'image de terrain en haute résolution via un algorithme de reconstruction d'images. Les méthodes classiques d'imagerie font l'hypothèse d'isotropie (les points imagés se comportent de la même manière selon l'angle sous lequel ils sont vus) et de blancheur (les points imagés ont le même comportement dans la bande fréquentielle émise) des réflecteurs imagés. Malheureusement, les hypothèses précédentes ne sont plus valables avec l'émergence de nouvelles capacités d'imagerie (large bande fréquentielle, grandes excursions angulaires, ...). L'objectif du travail de thèse a consisté à développer une méthode d'analyse temps-fréquence basée sur l'utilisation d'ondelettes continues permettant de mettre en lumière les phénomènes d'anisotropie et de coloration des points imagés. Ce type d'analyse se fonde sur le concept d'hyperimage qui permet d'associer à chaque pixel de l'image SAR, son comportement angulaire et fréquentiel. L'algorithme d'implantation de la transformée en ondelettes continues que nous avons proposé est basé sur la transformée de Fourier. Par conséquent, l'algorithme est à moindre coût en terme de temps de calcul en utilisant l'algorithme rapide de transformée de Fourier (FFT)...
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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE CONCERNE UN ENSEMBLE DE METHODES THEORIQUES ET EXPERIMENTALES APPLIQUEES A LA RESOLUTION DES PROBLEMES DIRECT ET INVERSE DE LA DIFFRACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE PAR UNE CIBLE RADAR COMPLEXE, EN PRETANT UNE ATTENTION TOUTE PARTICULIERE A LA DEPENDANCE DES SOLUTIONS ET DES RESULTATS EXPERIMENTAUX AVEC LA POLARISATION. IL A ETE MOTIVE PAR LE BESOIN CROISSANT DE DISPOSER DE METHODES FIABLES POUR ESTIMER ET MESURER UNE SECTION EFFICACE RADAR (SER) SUR DES COMBINAISONS DE POLARISATIONS EMISSION/RECEPTION DE PLUS EN PLUS VARIEES ET D'ETENDRE CES METHODES A LA DETERMINATION ET A LA MESURE DES SIGNATURES POLARIMETRIQUES ET DISPERSIVES COMPLETES DES CIBLES RADAR. LES PRINCIPAUX POINTS DEVELOPPES SONT LES SUIVANTS: UNE ETUDE THEORIQUE DU CHAMP ELECTROMAGNETIQUE DIFFRACTE PAR DES POINTS BRILLANTS VARIES, SUSCEPTIBLES D'ETRE RENCONTRES SUR LES CIBLES COURANTES, CONCRETISEE PAR LA REALISATION D'UN LOGICIEL DE PREDICTION DES S.E.R. DES DEVELOPPEMENTS PROPRES A LA DEPENDANCE POLARIMETRIQUE ET DISPERSIVE DES SOLUTIONS, ACCOMPAGNES DE RESULTATS ORIGINAUX SUR LA LIAISON ENTRE LA FORME DES MATRICES DE DIFFRACTION ET CELLE DES SIGNATURES POLARIMETRIQUES ASSOCIEES. LA DESCRIPTION D'UNE STRUCTURE DE MESURES VECTORIELLES BIEN ADAPTEE AUX MESURES POLARIMETRIQUES, CONCUE POUR EVALUER DE FACON CONCRETE NOTRE CAPACITE DE PREDICTION DES SIGNATURES. LE DEVELOPPEMENT DE METHODES DE CALIBRAGE ORIGINALES POUR DES MESURES SCALAIRES ET POLARIMETRIQUES. UNE ETUDE D'AIDE A LA RECONNAISSANCE DES FORMES UTILISANT LE DOMAINE TEMPOREL ET LA SEPARATION DE POINTS BRILLANTS PAR FILTRAGE. DES RESULTATS EXPERIMENTAUX DIVERS, RELATIFS A DES CIBLES DE COMPLEXITE CROISSANTE, ET QUELQUES ESSAIS D'EXTRACTION DE LA SIGNATURE POLARIMETRIQUE D'UN OBSTACLE NOYE DANS UN FOUILLIS. LES METHODES ET RESULTATS DEVELOPPES DANS LE MEMOIRE CONCRETISENT DE FACON NETTE LE BIEN FONDE DE LA TENDANCE ACTUELLE AUX ETUDES POLARIMETRIQUES. DE NOMBREUX PROBLEMES RENCONTRES RESTENT CEPENDANT POSES, AUSSI CE TRAVAIL DOIT-IL ETRE CONSIDERE COMME L'INITIALISATION D'UNE NOUVELLE DIRECTION DE RECHERCHE DU LABORATOIRE COMPOSANTS ET SYSTEMES POUR TELECOMMUNICATIONS ET RADAR DE L'I.N.S.A. DE RENNES
Author: YANN.. LE HELLOCO Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 266
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DANS UN CONTEXTE DE COURSE PERMANENTE A L'ACCROISSEMENT DES PERFORMANCES DES SYSTEMES RADAR, LES PROGRES TECHNOLOGIQUES ONT ENGENDRE UNE EXPLOITATION ACCRUE DE LA POLARISATION DES ONDES. UN NOUVEAU DOMAINE DE LA SCIENCE CONTEMPORAINE, LA POLARIMETRIE RADAR, A AINSI VU LE JOUR. NOUS PRESENTONS DE MANIERE APPROFONDIE LES FONDEMENTS THEORIQUES DE LA POLARIMETRIE, EN INCLUANT LE CAS DES ONDES PARTIELLEMENT POLARISEES ET DES CIBLES DISTRIBUEES. EN OUTRE, LES METHODES CLASSIQUES DE RESOLUTION DU PROBLEME DIRECT DE LA DIFFRACTION SONT PRESENTEES ET RELIEES A LA DETERMINATION DES CARACTERISTIQUES POLARIMETRIQUES D'UNE SCENE. NOUS DEVELOPPONS ALORS LES APPORTS DE LA POLARIMETRIE DANS LES DOMAINES DE LA DETECTION ET DE L'IMAGERIE SAR. A LA SUITE D'UNE PRESENTATION ORIGINALE DE LA NOTION DE FILTRAGE POLARIMETRIQUE, NOUS MONTRONS COMBIEN LES PERFORMANCES DES RECEPTEURS PEUVENT ETRE ACCRUES, EN PRESENCE D'UN ENVIRONNEMENT HOSTILE. DANS LE DOMAINE DE L'IMAGERIE, LA POLARIMETRIE PERMET UN ACCROISSEMENT DE LA QUALITE DES IMAGES (REDUCTION DE L'EFFET DE GRANULARITE, AMELIORATION DES CONTRASTES) ET LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE CLASSIFICATION ET DE RECONNAISSANCE DES CIBLES, BASES SUR DIFFERENTS THEOREMES DE DECOMPOSITION. EN METTANT L'ACCENT SUR LA THEORIE PHENOMENOLOGIQUE DES CIBLES RADAR, NOUS PROPOSONS UNE ETUDE CRITIQUE DE LA SENSIBILITE DES PARAMETRES DE HUYNEN. FINALEMENT, NOUS ETUDIONS L'INFLUENCE DES PHENOMENES DE PROPAGATION SUR L'EMPLOI DES OUTILS POLARIMETRIQUES. NOUS PROPOSONS UN NOUVEAU FORMALISME DE REPRESENTATION DES MILIEUX DE PROPAGATION, DEDIE AUX SITUATIONS RADAR. NOUS L'APPLIQUONS A L'ETUDE DU COMPORTEMENT POLARIMETRIQUE DE L'IONOSPHERE ET DE LA TROPOSPHERE, PUIS A L'ANALYSE DE L'INFLUENCE DE CES MILIEUX SUR LES APPLICATIONS RADAR. CETTE ETUDE TROUVE DIVERSES APPLICATIONS DANS LES DOMAINES DE L'IMAGERIE SAR ET DE LA RADARMETEOROLOGIE, AVEC COMME PERSPECTIVES L'EXTENSION A DES MILIEUX DE PROPAGATION COMPLEXES (GLACE, SOUS-SOL), LE DEVELOPPEMENT D'ALGORITHMES DE PREDICTION ET DE CORRECTION DES ALTERATIONS ET L'APPLICATION A L'IMAGERIE INTERFEROMETRIQUE ET/OU ULTRA LARGE BANDE
Author: Patrick Crémona Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 201
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LA SECURITE ROUTIERE RESTE UNE DES PREOCCUPATIONS MAJEURES DE NOTRE SOCIETE, ET A L'AUBE DU XXI SIECLE ON ESPERE BEAUCOUP DE L'ELECTRONIQUE EMBARQUEE. CES TRAVAUX DE RECHERCHE MONTRENT QU'AVEC UN RADAR ANTICOLLISION, DONT LA FONCTION PRINCIPALE EST LA DETECTION D'OBSTACLES PRESENTANT UN DANGER IMMINENT, ON PEUT AUSSI ENVISAGER UNE CARACTERISATION DE LA CIBLE ROUTE, CE QUI RENFORCERAIT CONSIDERABLEMENT LA SECURITE AUTOMOBILE. LE BUT DE CETTE THESE EST DONC LA MESURE DE LA VITESSE ABSOLUE DU VEHICULE SUR SOL ET LA RECONNAISSANCE AUTOMATIQUE DE L'ETAT DE LA ROUTE (ROUTE SECHE / ROUTE MOUILLEE) POUR UNE MEILLEURE APPRECIATION DE LA DISTANCE DE SECURITE A CONSERVER ENTRE DEUX VEHICULES. LE MANUSCRIT DECRIVANT CETTE ETUDE DEBUTE PAR UNE DESCRIPTION DES PARTICULARITES REQUISES POUR UN RADAR ANTICOLLISION AUTOMOBILE, AFIN DE JUSTIFIER NOTRE CHOIX DE DEVELOPPER UN RADAR A ONDES CONTINUES ET A MODULATION LINEAIRE DE FREQUENCE (FMCW). DANS LA SECONDE PARTIE, ON S'INTERESSE A LA CIBLE ROUTE POUR MIEUX CERNER LES MECANISMES DE REFLEXIONS QUI INTERVIENNENT DANS LE SIGNAL RADAR. ON MONTRE QUE LA FORME DE LA DENSITE SPECTRALE DE PUISSANCE DE L'ECHO RADAR CHANGE AVEC LE TYPE DE REVETEMENT. LA TROISIEME PARTIE SE CONSACRE A LA MESURE VITESSE SUR SOL DU VEHICULE. ON S'EST ATTACHE A ETUDIER DIVERSES TECHNIQUES D'ANALYSE SPECTRALE PARAMETRIQUE AFIN DE METTRE EN EVIDENCE LES METHODES QUI ASSURENT UNE MESURE VITESSE FIABLE. ENFIN DANS LA QUATRIEME ET DERNIERE PARTIE, AVEC L'AIDE DES METHODES CLASSIQUES DE CLASSIFICATION BAYESIENNE ET NON BAYESIENNE ASSOCIEES A UN PRETRAITEMENT DE COMPRESSION OU DE DILATATION SPECTRALE POUR COMPENSER L'EFFET DOPPLER, ON REUSSIT A RECONNAITRE DIVERS REVETEMENTS DE ROUTES
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APRES DESCRIPTION D'UN RADAR COHERENT DECAMETRIQUE A IMPULSIONS, PILOTE PAR MINICALCULATEUR, ON MONTRE QUE L'EXPLOITATION DU SPECTRE DOPPLER PAR UNE PORTION DE MER PERMET L'EVALUATION DE L'ETAT DE SURFACE ASSOCIE. CE SYSTEME A ETE ELABORE POUR L'ANALYSE SPECTRALE EN TEMPS REEL DU SIGNAL CORRESPONDANT A PLUSIEURS DISTANCES DE RETRODIFFUSION ET PLUSIEURS FREQUENCES D'EMISSION, DE FACON SIMULTANEE, PARALLELEMENT A L'ENREGISTREMENT CONTINU POUR UNE ETUDE EN DIFFERE. DANS UNE 2EME PARTIE, ON DECRIT LE PRINCIPE DU TRAITEMENT DOPPLER ASSOCIE A UN RADAR A MODULATION LINEAIRE DE FREQUENCE A ONDE ENTRETENUE (FM-CW) APPLIQUE A L'OBSERVATION DE LA SURFACE MARINE EN ONDES DE SOL, AFIN DE PALLIER LES INCONVENIENTS DU RADAR A IMPULSIONS. L'ACCENT A ETE MIS SUR LE TRAITEMENT DOPPLER DE CIBLES DISTRIBUEES ET LA GENERATION DE LA RAMPE DE FREQUENCE AFIN DE DEMONTRER LA FAISABILITE A CES DEUX NIVEAUX D'UN RADAR FM-CW DOPPLER POUR L'APPLICATION ENVISAGEE
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Dans le cadre de la robotique mobile extérieure, les notions de perception et de localisation sont essentielles au fonctionnement autonome d'un véhicule. Les objectifs de ce travail de thèse sont multiples et mènent vers un but de localisation et de cartographie simultanée d'un environnement extérieur dynamique avec détection et suivi d'objet mobiles (SLAMMOT) à l'aide d'un unique capteur extéroceptif tournant de type radar dans des conditions de circulation dites "réalistes", c'est-à-dire à haute vitesse soit environ 30 km/h. Il est à noter qu'à de telles vitesses, les données acquises par un capteur tournant son corrompues par le déplacement propre du véhicule. Cette distorsion, habituellement considérée comme une perturbation, est analysée ici comme une source d'information. Cette étude vise également à évaluer les potentialités d'un capteur radar de type FMCW (onde continue modulée en fréquence) pour le fonctionnement d'un véhicule robotique autonome. Nous avons ainsi proposé différentes contributions : - une correction de la distorsion à la volée par capteurs proprioceptifs qui a conduit à une application de localisation et de cartographie simultanées (SLAM), - une méthode d'évaluation de résultats de SLAM basées segment, - une considération de la distorsion des données dans un but proprioceptif menant à une application SLAM, - un principe d'odométrie fondée sur les données Doppler propres au capteur radar, - une méthode de détection et de pistage d'objets mobiles : DATMO avec un unique radar.
Author: JACQUES.. DUSI
Author: JACQUES.. DUSI
Author: Frédéric Gallais
Author: Abdelmalek Toumi
Author: Mohamed Tria
Author: LAURENT.. DESCLOS
Author: Jabir Salmam Aziz
Author: YANN.. LE HELLOCO
Author: Patrick Crémona
Author: Norbert Godard
Author: Damien Vivet