Les systèmes RADAR (CFAR)

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Les systèmes RADAR (CFAR)

  1. 1. بسم الله الرحمن الرحيم
  2. 2. REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE MOHAMED KHIDER- BISKRA FACULTE DES SCIENCES ET SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT D’AUTOMATIQUE THEME DES DETECTEURS CA, OS et ML-CFAR DANS UN CLUTTER DE DISTRIBUTION WEIBULL ANALYSE DES PERFORMANCES Proposé et dirigé par : Latifa Abdou Présenté par : Achbi Med Said Abadli A/Moutaleb
  3. 3. Plan du travail Introduction La détection Radar La détection CFAR Analyse des détecteurs CA, OS et ML-CFAR Résultats et interprétation Conclusion
  4. 4. Introduction <ul><li>Le radar est un dispositif opérationnel d'émission et de réception d'ondes électromagnétiques qui présente de nos jours un grand nombre d'applications. </li></ul><ul><li>Dans les systèmes radar le signal de la cible est séparé du clutter inutile qui provient de la réflexion d’objets indésirables . </li></ul><ul><li>Dans ce travail le clutter est supposé comme un clutter de mer représenté par une distribution Weibull et le paramètre de forme sera supposé soit connu à priori soit inconnu. </li></ul><ul><li>La détection dans un environnement non homogène avec présence de clutter distribué de façon homogène pour trois types de détecteurs le CA, l’OS et le ML-CFAR. </li></ul>
  5. 5. La détection Radar <ul><li>Définition : </li></ul><ul><li>Le mot radar est une abréviation de l’expression anglaise </li></ul><ul><li>&quot; RAdio Detection And Ranging &quot;, qui signifie « détection </li></ul><ul><li>et télémétrie par ondes radio ». </li></ul><ul><li>Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions, bateaux…etc. </li></ul><ul><li>Application du Radar : </li></ul><ul><li>Domaine civile : </li></ul><ul><li>- en météorologie. </li></ul><ul><li>- contrôle de la navigation aérienne. </li></ul><ul><li>Domaine militaire : </li></ul><ul><li>- système de sécurité. </li></ul>
  6. 6. Cible détectée La détection Radar <ul><li>Principe de fonctionnement : </li></ul>
  7. 7. La détection Radar <ul><li>La cible du Radar : </li></ul><ul><li>Les caractéristiques principales des cibles sont : </li></ul><ul><li>La coupe radar ( SER : Surface Équivalent Radar). </li></ul><ul><li>Paramètre de fluctuation. </li></ul><ul><li>Paramètre de trajectoire. </li></ul><ul><li>L’environnement Radar : </li></ul><ul><li>Le Clutter. </li></ul><ul><li>Les cibles interférentes. </li></ul>
  8. 8. La détection CFAR <ul><li>Définition : </li></ul><ul><li>Le mot CFAR est un acronyme de l’anglais &quot; Constant False Alarm Rate &quot; qui signifie: taux de fausse alarme constant (TFAC). </li></ul><ul><li>Le CFAR est un modèle qui se place dans la partie traitement du signal du récepteur radar. </li></ul>Signal reçu Détecteur quadratique U q 0 V 1 …… N/2 N/2+1..… N Processus CFAR Q T T.Q Comparateur Filtre Décision
  9. 9. La détection CFAR <ul><li>Types des détecteurs CFAR: </li></ul><ul><li>CA-CFAR ( Cell Averging ) : </li></ul><ul><ul><ul><li>GO-CFAR ( Greatest of ). </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>SO-CFAR ( Smallest of ). </li></ul></ul></ul><ul><li>OS-CFAR ( Order Static's ). </li></ul><ul><li>ML-CFAR ( Maximum Likelihood). </li></ul>Q CA-CFAR = 1/N∑ q i Q OS-CFAR = Q( K ) Maximum de Vraisemblance
  10. 10. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>La distribution Weibull : </li></ul>x  : La variable aléatoire B  : Le paramètre d'échelle. C  : Le paramètre de forme. Fonction densité de probabilité Weibull
  11. 11. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul><ul><li>La probabilité de fausse alarme : </li></ul><ul><li>Le seuil de détection : </li></ul>
  12. 12. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>La probabilité de fausse alarme : </li></ul><ul><li>L’estimateur OW-CFAR : </li></ul><ul><li>Le seuil de détection : </li></ul>
  13. 13. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>Le détecteur OS-CFAR : </li></ul><ul><li>La probabilité de fausse alarme : </li></ul><ul><li>La probabilité de détection : </li></ul><ul><li>Le seuil de détection : </li></ul>
  14. 14. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>Le détecteur OS-CFAR estimé : </li></ul>L’estimateur propose deux échantillons ordonnés X i et X j , tel que : <ul><li>Le seuil de détection : </li></ul>
  15. 15. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>Le détecteur ML-CFAR : </li></ul><ul><li>La probabilité de fausse alarme : </li></ul><ul><li>Le seuil de détection : </li></ul><ul><li>La probabilité de détection : </li></ul>
  16. 16. Analyse des détecteurs CA,OS et ML-CFAR <ul><li>L’estimateur de ML-CFAR : </li></ul><ul><li>Le seuil de détection : </li></ul>
  17. 17. Résultats et interprétation La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur CA-CFAR pour C=1 et Pfa= 10 -2 . <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul>
  18. 18. Résultats et interprétation La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur CA-CFAR pour C=1 et Pfa= 10 -4 . <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul>
  19. 19. Résultats et interprétation La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur CA-CFAR pour C=1 et Pfa= 10 -6 . <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul>
  20. 20. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur CA-CFAR pour N=16 et Pfa= 10 -5 .
  21. 21. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur CA-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur CA-CFAR pour N=16 et C=2.
  22. 22. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OW-CFAR pour C=1 et Pfa= 10 -4 .
  23. 23. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OW-CFAR pour C=2 et Pfa= 10 -4 .
  24. 24. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OW-CFAR pour C=3 et Pfa= 10 -4 .
  25. 25. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OW-CFAR pour N=16 et Pfa= 10 -5 .
  26. 26. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OW-CFAR pour N=16 et C=2 .
  27. 27. Résultats et interprétation <ul><li>Comparaison entre le CA et l’OW-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Comparaison entre les détecteurs CA-CFAR et OW-CFAR .
  28. 28. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OS-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OS-CFAR pour Pfa= 10 -4 . C=1 C=3 C=2
  29. 29. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OS-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR. N=16 et Pfa= 10 -5 N=16 et C=2
  30. 30. Résultats et interprétation La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OS-CFAR. C estimé pour Pfa= 10 -4 . C=1 C=3 C=2 <ul><li>Le détecteur OS-CFAR estimé : </li></ul>
  31. 31. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur OS-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR. N=16 et Pfa= 10 -5 N=16 et C=2
  32. 32. Résultats et interprétation <ul><li>Comparaison entre l’OS-CFAR et l’OS-CFAR estimé: </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OS-CFAR dans le cas C connu et inconnu. N=16, Pfa= 10 -5 et C=2 .
  33. 33. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur ML-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du détecteur OS-CFAR pour Pfa= 10 -4 . C=1 C=3 C=2
  34. 34. Résultats et interprétation <ul><li>Le détecteur ML-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR. N=16 et Pfa= 10 -5 N=16 et C=2
  35. 35. Résultats et interprétation <ul><li>L’estimateur de ML-CFAR : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR. N=16 et Pfa= 10 -4 N=16 et C=2
  36. 36. Résultats et interprétation <ul><li>Comparaison entre le ML-CFAR et l’estimateur ML : </li></ul>La probabilité de détection en fonction du SCR Cas du l’estimateur ML-CFAR pour N=16 , C=2 et Pfa= 10 -4 .
  37. 37. Résultats et interprétation <ul><li>Comparaison entre le CA, OS et ML-CFAR : </li></ul>- La probabilité de détection en fonction du SCR Cas des détecteur CA,OS et ML-CFAR pour N=16 , C=2 et Pfa= 10 -4
  38. 38. Conclusion <ul><li>Ce travail propose d’étudier et de traiter le problème de la détection CFAR dans un clutter de mer représenté par une distribution Weibull. </li></ul><ul><li>Pour cela nous avons choisi d’utiliser plusieurs types de détecteurs, le CA, l’OS et le ML-CFAR, afin de déterminer la performance de chacun d’entre eux dans différentes situations. </li></ul><ul><li>Ces situations ont été présentées suivant la variation du nombre de cellules, la variation de la Pfa et la variation du paramètre de forme C. </li></ul>
  39. 39. Conclusion <ul><li>Cette étude nous a permis en premier lieu de constater que le modèle de distribution Weibull qui est le plus adapté pour la représentation du clutter de mer. </li></ul><ul><li>Aussi le paramètre de forme C peut présenter deux situations différentes suivant que C est connu ou inconnu. </li></ul><ul><li>L'estimateur du Maximum de vraisemblance a montré une amélioration de la performance par rapport l'estimateur d’OS-CFAR et OW-CFAR. </li></ul><ul><li>Tous les détecteurs présentent une meilleure performance pour une Pfa égale 10 -5 et un paramètre de forme C égale 2 représentant la distribution de Rayleigh. </li></ul>
  40. 40. MERCI POUR VOTRE AIMABLE ATTENTION
  41. 41. Questions ?

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