Caractérisation multidimensionnelle à très large bande des réflecteurs électromagnétiques en environnement radar non-gaussien

Broadband multidimensional characterization of electromagnetic reflectors in non-Gaussian radar environment

• Auteur / Autrice : Félix Totir
• Direction : André Quinquis, Stefan Demeter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique. Traitement du signal
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Académie Technique Militaire (Bucarest)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, de l'information et de la santé (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire E3I2 - Extraction et exploitation de l'information en environnements incertains (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École nationale supérieure des ingénieurs des études et techniques d'armement (1971-2010)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie (technique)

Traitement d'images -- Techniques numériques

Radar à antenne synthétique

Résumé

La thèse est structurée autour de la problématique de la caractérisation des cibles navales vues par un radar de surveillance côtière à large bande. Deux aspects essentiels de cette problématique sont abordés : la modélisation des échos radar des cibles navales dans leur environnement (problème direct) et la représentation/identification des cibles présentes dans le cadre d’un scénario naval à partir des échos radar enregistrés (problème inverse). Pour chaque représentation de la cible, son écho électromagnétique est calculé à partir d’un modèle de type Ensemble de Points Brillants (EPB), extrait en utilisant la technique CLEAN. Pour l’ensemble d’orientations possibles de la cible, les modèles EPB sont réunis à travers une Représentation Unifiée (EPB-RU). La dynamique de la cible est simulée à partir de modèles de réalité virtuelle correspondant à de petits objets flottant sur la surface de la mer. Le masquage introduit par les vagues ainsi que le fouillis de mer sont également prise en compte. L’identification des cibles est effectuée à partir des images ISAR 2D et 3D, reconstruites en utilisant un signal émis à large bande et la méthode d’imagerie superrésolution. Plusieurs ensembles d’attributs sont extraits à partir des images reconstruites en utilisant essentiellement les Contours Actifs Déformables. Différents classifieurs (KNN, PMC, SART ou SVM) sont ensuite mis en œuvre afin d’identifier la cible observée. L’application des outils de simulation développés est illustrée à la fin de la thèse au travers de la modélisation / représentation de plusieurs cibles radar dans un scénario naval simplifié.

The thesis is devoted to the problem of the naval target characterization when seen by a broadband, surveillance costal radar. Two essential aspects of this problematic are considered: the realistic modeling of naval targets radar echo in marine environment (direct problem) and the representation/identification of the targets in a naval scenario using echoed radar signal (inverse problem). For each target orientation, the electromagnetic echo is computed using a Scattering Center Model (SCM), extracting using CLEAN technique For all target orientations, SCMs are combined in a Global SCM model. Target dynamics is simulated using virtual reality models of small-sized objects floating on the sea surface. Wave-introduced target masking and sea clutter are also accounted for. Target identification is performed using 2D and 3D ISAR images, constructed using broadband scanning signals and superresolution methods. Different kinds of descriptive targets features are issued from ISAR images essentially using Active Deformable Contours. KNN, MLP, SART or SVM classifiers are used to identify scanned targets. Finally, the joint application of all developed simulation tools illustrates modeling and representation of a few radar targets in a simplified naval scenario.