ロバスト目標識別を利用したUWBレーダによる地雷検知

使用 UWB 雷达进行地雷探测，并使用强大的目标识别功能

• 批准号: 16760324
• 负责人: ティモフェイ サバリエフ
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760324/
• 关键词: 地中レーダ(GPR); ウルトラワイドバンド(UWB); 地雷検知; 目標識別; デコンボリューション; 時間-周波数表示; 特異値分解(SVD); クラッタ除去

本研究の目的は、埋設された地雷モデルを識別するにあたり、誤認を減らすためUWB GPRによる方法を見つけることにある。そのため、標的インパルス応答のウィグナ分布を基礎とする時間周波数目標識別法を発展させた。目標物上に獲得されたAスキャンを表示し、クラッタを取り除いた。その方法は、デコンボリューション、時間-周波数分解、特異値分解特徴抽出を含む。プラスチック地雷を石やその他の地雷に似た目標と識別できる目標特徴を見いだした。その特徴は、目標物の深さにも対応でき、GPRアンテナは目標イメージの中心から相殺できる。特徴は強力な2つのユニークなウィグナ分布要素から抽出され、リアルタイムの目標分類用の一覧を作るために使用された。特徴抽出に先立ち、クラッタ除去を行った。効果的実際的なアルゴリズムの開発に成功し、それにより、自動的にAスキャンによる地表の反射を除去、Bスキャンによるクラッタの抑制が可能になった。明確なインパルス応答を得るために、要求されたデータからのGPR土壌反射のデコンボリューションを行い、速く安定し正確なアルゴリズムを開発することができた。また、よりよい特徴を発見するため、ウイグナ変換をウエーブレット変換と比較し、前者の方がより細かく識別することを見出した。時間周波数について、GPR周波数帯域の影響を調査し、最適の高周波数が4.2GHzである一方、低GPR周波数は0.3GHzを超えるべきではないことが判明した。そのような通過域は地雷PMN-2とType72を石から最良に識別することができる。これらの結果は系統的なGPR実験によりデータが得られた。設備は、対蹠的なヴィバルディアンテナとベクトルネットワークアナライザHP8753Eに基づく。実験の土壌は、地雷除去システムが適用されるであろうアフガニスタンにおける土壌と同じ8%湿気を含む砂の状態とした。

本研究的目的是找到一种使用 UWB GPR 来减少识别埋地雷模型时的误识别的方法。因此，我们开发了一种基于目标脉冲响应Wigna分布的时频目标识别方法。显示在目标上采集的 A 扫描并消除杂波。方法包括反卷积、时频分解、奇异值分解特征提取。他们发现了将塑料地雷与石头和其他类似地雷的目标区分开来的目标特征。其功能还可以适应目标的深度，允许探地雷达天线偏离目标图像的中心。从两个强大的独特维格纳分布元素中提取特征，并用于创建实时目标分类列表。在特征提取之前，先进行杂波去除。我们成功开发了一种有效且实用的算法，可以自动消除 A 扫描中的地面反射并抑制 B 扫描中的杂波。为了获得清晰的脉冲响应，我们对所需数据中的探地雷达土壤反射进行了去卷积，并能够开发出快速、稳定且准确的算法。此外，为了发现更好的特征，我们将Wigna变换与小波变换进行了比较，发现前者提供了更详细的区分。在时频方面，我们考察了GPR频段的影响，发现最佳高频为4.2GHz，而低GPR频率不应超过0.3GHz。这样的通行区可以最好地将 PMN-2 和 72 型地雷与石头区分开来。这些结果是通过系统探地雷达实验获得的。该设备基于对映 Vivaldi 天线和矢量网络分析仪 HP8753E。实验土壤为沙质，湿度为8%，与排雷系统应用地阿富汗的土壤相似。

项目成果

UWB GPR target identification for landmine detection

用于地雷探测的 UWB GPR 目标识别

• 发表时间: 2004
• 作者: T.Savelyev; M.Sato
• 通讯作者: M.Sato