Brevet FR2681141A1 — publié le 19930312

PROCEDE POUR REDUIRE DES ERREURS DE PISTAGE DANS UN TERRITOIRE COMPRENANT DES REGIONS DE SURVEILLANCE t CONTIGUES, NOTAMMENT DANS LE CAS DES RADARS A PORTEE DEPASSANT L'HORIZON La présente invention se rapporte à la remise ou passation automatique de piste pour des systèmes automatiques de repérage et de poursuite d'objectifs mobiles à des détecteurs de surveillance qui suivent tout en balayant dans les cas o le territoire de surveillance est divisé en régions qui se touchent. Au sens le plus général, l'invention peut être appliquée à n'importe quel système automatique de repérage et de poursuite dont le territoire de surveillance est divisé en régions contiguës o chaque région correspond à un temps séparé de saisie de données L'invention s'applique aussi aux détecteurs de surveillance auxquels sont attribués des territoires de surveillance multiples o chaque territoire se compose de régions seules ou multiples qui se touchent Une région est définie comme étant l'étendue du champ visuel d'un détecteur de surveillance pendant le temps durant lequel ce détecteur saisit des données pour un traitement, soit cohérent, soit incohérent. La surveillance d'un territoire de grande étendue se fait en disposant les régions de sorte qu'une région soit contiguë à une autre. Dans le contexte de la remise ou passation de piste, on se référera au cas o les régions sont divisées en se basant sur l'azimut et l'opération de pistage est basée sur une estimation récurrente Il est également possible de diviser les régions en se basant sur la portée. L'exemple de division sur la base de l'azimut s'applique particulièrement à l'opération d'un système radar dépassant l'horizon, qui effectue la surveillance d'un territoire très large en aboutant un nombre de régions, chaque région étant formée par plusieurs faisceaux. La présence d'un objectif est déterminée par des considérations signalbruit après traitement des signaux afin de rehausser la caractéristique de l'objectif Pour un modèle particulier d'objectif, un filtre de pistage calcule la position prédite de l'objectif par exemple en portée et en relèvement Le calcul de la position est associé alors aux données régionales du détecteur La position prédite pour chaque objectif est utilisée pour rechercher les mesures d'un objectif candidat dans les données du détecteur Une fois que les mesures ont été sélectionnées, elles sont utilisées pour mettre à jour l'estimation de l'état de l'objectif du filtre de pistage. Les estimations de l'état de l'objectif sont maintenues dans des blocs ou cellules d'une mémoire à semi- conducteurs Les blocs de mémoire sont arrangés de façon à minimiser la capacité de mémoire à accéder lors de la mise à jour des estimations de l'état de l'objectif. L'estimation de l'état de l'objectif est un vecteur qui se compose d'estimations de composantes dérivées de paramètres mesurés, soit directement, soit indirectement, d'un objet distinct Par exemple, un radar peut effectuer des mesures sur la base de la portée et du relèvement et l'estimation de l'état peut contenir comme composantes la portée, le taux de portée, le relèvement et le taux de relèvement A tout moment la position estimée d'un objectif est fonction du dernier mesurage et de l'effet pondéré des mesurages précédents. Lorsque la position de la piste s'approche de la limite d'une région qui touche une autre région, l'effet de scintillation du mesurage du détecteur entraîne le détecteur à produire des mesures de l'objectif dans la région contiguë Si on ne tient pas compte du fait que le même objectif puisse donner des mesures de différentes régions, il peut en résulter des piste doubles du même objectif et les erreurs de pistage risquent d'augmenter quand l'objectif s'approche de la limite Cela est particulièrement évident pour les objectifs qui se déplacent le long de la bordure de régions contiguës. Une autre complication associée aux systèmes de repérage et de poursuite pour des territoires de surveillance divisés en régions contiguës est le temps système nécessaire pour le triage et la sélection des pistes Cette invention comprend une approche qui minimise ce temps système pour des détecteurs de surveillance ayant de grandes capacités de pistage, c'est-à-dire plus grandes que 1000. La présente invention a pour but d'alléger un ou plusieurs des problèmes ci-dessus ou de fournir au moins une alternative utile. C'est pourquoi, la présente invention a pour objet un procédé de réduction d'erreurs de pistage dans un territoire composé de régions de surveillance contiguës, ce procédé comprenant les étapes suivantes: transmission d'une pluralité de signaux à une région; réception de signaux dispersés de la région; analyse des signaux reçus au moyen d'un dispositif de traitement pour fournir des mesures de l'objectif; division de chaque région en un -nombre de zones comprenant au minimum une zone limitrophe aux bordures de ladite région et au minimum une zone centrale; attribution de pistes de l'objectif par blocs ou cellules sur un support de données; - association des mesures de l'objectif aux pistes appropriées de l'objectif; mise à jour des pistes de l'objectif dans chaque bloc en utilisant lesdites mesures de l'objectif; attribution des pistes de l'objectif de chaque bloc à la zone correcte; et affichage des pistes sur un dispositif indicateur. Un aspect-clé de cette invention réside dans une liste séparée de pistes pour les objectifs compris dans la zone limitrophe de pistage de régions contiguës De cette façon, une seule piste sera maintenue pour un objectif se déplaçant dans les zones limitrophes, ce qui réduit la probabilité d'erreurs de pistage. De préférence, chaque zone a une superficie qui varie par rapport à une région, depuis une valeur égale à la région jusqu'à zéro Il est seulement nécessaire de maintenir des zones limitrophes adjacentes à la limite entre des régions Une région aboutée en azimut ou portée peut ainsi contenir une zone limitrophe et une zone centrale, deux zones limitrophes et une zone centrale ou pas de zone centrale Une région aboutée à la fois en azimut et portée peut contenir jusqu'à quatre zones limitrophes. De préférence, la superficie de chaque zone w limitrophe est une combinaison d'une tolérance pour la dispersion des mesures, par exemple trois fois l'écart-type de la dispersion de la mesure de l'objectif plus un facteur pour éviter que les objectifs à vélocité maximum passe la zone de pistage limitrophe Une zone limitrophe d'azimut typique couvre de 1 à 2 faisceaux de réception pour un radar dépassant l'horizon. De préférence, un nombre fixe de pistes est associé à chaque région Ce nombre peut être le même ou différent de zone à zone et est basé sur le nombre maximum de pistes que l'on prévoit dans la zone plus une marge pour compenser des erreurs dans l'estimation de la capacité des pistes En définissant un nombre fixe de pistes par zone, la charge de calcul pour le triage des pistes sur le système de pistage est limité. De préférence, l'étape de la mise à jour des pistes de l'objectif comprend l'étape de la mise à jour d'une estimation de l'état de l'objectif afin d'inclure la probabilité que la mesure de l'objectif n'est pas sélectionnée à cause de l'effet de bordure de la région. Un dispositif d'affichage possible est le dispositif d'affichage "Azimuth Range Velocity Display" décrit dans la demande de brevet australienne PK 6000. Sous une autre forme, l'invention réside dans un procédé pour la réduction d'erreurs de pistage dans un territoire comprenant des régions de surveillance contiguës, ce procédé comprenant les étapes suivantes: transmission d'une pluralité de signaux à une région; réception de signaux dispersés d'une région; analyse des signaux reçus en utilisant un dispositif de traitement pour obtenir des mesures de l'objectif; division de chaque région en un nombre de zones comprenant au minimum une zone limitrophe aux bordures de ladite région et au minimum une zone centrale; dans le cas d'absence d'attribution antérieure, alors attribution de filtres pour le pistage de l'objectif dans des zones appropriées basées sur la position de la piste; sélection de mesures pour la mise à jour de chaque piste de l'objectif en utilisant une méthode de filtrage dite "Probabilistic Data Association"; calcul d'un terme de probabilité qui représente la probabilité selon laquelle la mesure de l'objectif tombe dans les mesures sélectionnées d'une fonction de la densité de probabilité pour des mesures de l'objectif centrées sur la position prédite de la piste de l'objectif et intégré sur le volume contenant les mesures; mise à jour de pistes de l'objectif dans chaque zone en utilisant lesdites mesures et le terme de probabilité pour une mesure de l'objectif sélectionnée; et allocation de pistes de l'objectif à la zone correcte; et affichage des pistes sur un dispositif indicateur. Un filtre du type basé sur la méthode dite "Probabilistic Data Association" est décrit dans l'ouvrage "Track Initiation and Nearest Neighbours Incorporated into Probabilistic Data Association", Journal of Electrical and Electronics Engineering, Australia, Vol 6, NO 3, sept. 1985. Pour une meilleure compréhension de l'invention, on va décrire ci-après un exemple de réalisation préféré en se référant aux dessins cijoints dans lesquels: la figure 1 montre le cas de trois régions qui se touchent en azimut, et la figure 2 montre une organisation de la mémoire des données de piste associées à ces régions. La figure 1 représente un exemple d'un territoire de surveillance divisé en un nombre de régions dont trois sont montrées Chaque région est divisée en zones centrales, gauches et droites Dans cet exemple de réalisation, les zones limitrophes couvrent chacune 10 % environ de la région. En figure 2, l'organisation de la mémoire est divisée d'une façon semblable à la disposition géographique sauf que les pistes associées à des zones limitrophes de régions contiguës sont combinées dans un territoire composé avec la Piste de la Bordure Gauche de la Région 'n' et les Pistes de la Bordure Droite de la Région 'n+ 1 ' D'autres organisations de la mémoire sont possibles Par exemple les pistes centrales et les pistes de la bordure pourraient être disposées différemment avec une autre possibilité d'arrangement. Avant la réception de nouvelles données de mesurage du détecteur, les données de piste associées à chaque zone sont triées selon un chiffre de mérite ou fiabilité de la mise à jour précédente des estimations de piste Quand des données d'une région sont disponibles pour la mise à Jour des estimations de piste, les pistes centrales et les pistes de la bordure sont utilisées pour la sélection des mesures du détecteur Par exemple, quand des données du détecteur sont disponibles de la Région 2, les pistes sélectionnées pour la mise à jour sont: les Pistes de la Bordure Droite de la Région 1 et les Pistes de la Bordure Gauche de la Région 2; les Pistes Centrales de la Région 2 et les Pistes de la Bordure Droite de la Région 2 et les Pistes de la Bordure Gauche de la Région 3. Une fois que les mesures obtenues des données de mesurage du détecteur ont été associées aux pistes respectives, l'estimation de l'état de l'objectif est mis à jour Pour un filtre pour le pistage de l'objectif basé sur "Probabilistic Data Association" on peut tenir compte du cas o la position de l'objectif prédite n'est pas entièrement contenue dans les données de mesurage du détecteur Ici, le terme indiquant la probabilité de sélection d'une mesure de l'objectif est réduit par l'intégrale de-la fonction de la densité de probabilité de la mesure de l'objectif sur le territoire des mesures sélectionnées Il est également possible d'ajuster les valeurs de la covariance d'erreurs pour le filtre dans le cas o les mesures du détecteur se détériorent près de la bordure d'une région. Après cette opération, la position des pistes change et il est par conséquent nécessaire de vérifier la position des pistes pour transférer celles-ci aux dispositions ou matrices correctes des pistes centrales et l'angle des bordures gauche et droite de la Région 2 En se basant sur l'azimut de chaque piste, on les transfère d'abord à des emplacements de pistes centrales et de pistes de bordure dans une disposition de piste provisoire Après cette étape, elles sont triées selon la fiabilité et copiées sur la structure des données de piste illustrée par la figure 2 Ainsi, un objectif se déplaçant dans le sens des aiguilles d'une montre en azimut se déplacera par exemple du centre de la région 1 jusqu'à la bordure droite de la région 1 et jusqu'à la bordure gauche de la région 2. De là, il se déplace jusqu'au centre de la région 2, et ainsi de suite. Cette approche empêche que des pistes doubles ne commencent lorsque des objectifs se trouvent dans la zone limitrophe de la région parce que toutes -les pistes dans cette zone sont utilisées pour la mise à jour de la piste à partir de données de mesurage de toutes les deux régions dans la zone limitrophe Cette approche limite également la grandeur des dispositions à trier en triant seulement celles qui sont associées aux zones du centre ou de la bordure En maintenant une grandeur fixe de la disposition de piste avec triage des pistes selon la fiabilité, les pistes de la plus basse fiabilité sont écrites par dessus lorsque de nouvelles pistes entrent dans une zone régionale Cela n'a d'effet sur les performances que si la grandeur de la disposition n'est pas adéquate Non seulement la grandeur fixe de la disposition réduit le travail de triage des pistes, mais elle permet également une meilleure utilisation d'ordinateurs qui incorporent des processeurs matriciels. Le dispositif pour le support de données peut être une quelconque mémoire à semi-conducteurs adressable, bien qu'une mémoire à accès multiples offre des avantages dans le traitement de grands blocs De plus, une mémoire à accès multiples se prête bien à la mise en interface avec des processeurs matriciels. On comprendra que l'invention décrite ici est susceptible de se présenter sous forme de nombreux autres exemples de réalisation, ce qui sera évident à l'homme de l'art Par exemple, la région pourrait être divisée tant à base d'azimut que de portée Il en résulterait une situation o des données du détecteur de la Région 2 seraient utilisées pour mettre à jour des pistes dans: la Bordure Droite de la Région 1 et la Bordure Gauche de la Région 2; le Centre de la Région 2; la Bordure Droite de la Région 2 et la Bordure Gauche de la Région 3; la Bordure Supérieure de la Région 2 et la Bordure Inférieure de la Région au-dessus; la Bordure Inférieure de la Région 2 ainsi que le dessus de la Région au-dessous Les pistes dans les quatre régions cornières sont placées dans la zone limitrophe azimut pour simplifier le traitement et parce que la priorité est donnée à des objectifs avec une composante radiale Par conséquent les données du détecteur de la Région 2 mettront à jour des pistes dans jusqu'à quatre régions entourantes ainsi que dans la Région 2. Il est évident, d'après ce qui précède, que l'invention pourrait fournir un moyen pour alléger un ou plusieurs des désavantages associés à la poursuite d'objectifs à travers la jonction de régions contiguës. Elle permet aussi de réduite la taille des dispositions de piste à trier après la mise à jour de la piste. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif. REVENDICATIONS 1 Procédé pour réduire des erreurs de pistage dans un territoire comprenant des régions de surveillance contiguës, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: transmission d'une pluralité de signaux à une région; réception de signaux dispersés de la région; analyse des signaux reçus à l'aide d'un dispositif de traitement pour obtenir des mesures de l'objectif; division de chaque région en un nombre de zones comprenant au minimum une zone limitrophe aux bordures de ladite région et au minimum une zone centrale; attribution de pistes de l'objectif à des blocs sur un support de données; association de mesures de l'objectif à des pistes de l'objectif appropriées; mise à jour de pistes de l'objectif dans chaque bloc en utilisant lesdites mesures de l'objectif; attribution de pistes de l'objectif de chaque bloc à la zone correcte; et affichage des pistes sur un dispositif indicateur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de l'analyse des signaux reçus à l'aide d'un dispositif de traitement pour produire des mesures de l'objectif comprend la production d'une estimation de l'état de l'objectif, ladite estimation comprenant la position estimée de l'objectif. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la position estimée d'un objectif est fonction de la plus récente mesure et de l'effet pondéré de mesures antérieures. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la superficie de chaque zone est comprise entre O % et 100 % de la superficie de la région. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la région est divisée en deux zones limitrophes et une zone centrale. 6 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la région est divisée en quatre zones limitrophes et une zone centrale. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque région est divisée à base d'azimut en un nombre de zones. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque région est divisée à base de portée en un nombre de zones. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque région est divisée à base d'azimut et de portée en un nombre de zones. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de données est une mémoire solide adressable. 11 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de la mise à jour de pistes de l'objectif comprend l'étape de la mise à jour d'une estimation de l'état de l'objectif. 12 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif indicateur est un affichage de la vélocité de la portée azimut. 13 Procédé pour réduire des erreurs de pistage dans un territoire comprenant des régions de surveillance contiguës, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes; transmission d'une pluralité de signaux à une région; réception de signaux dispersés de la région; analyse des signaux reçus à l'aide d'un dispositif de traitement pour obtenir des mesures de l'objectif; division de chaque région en un nombre de zones comprenant au minimum une zone limitrophe aux bordures de ladite région et au minimum une zone centrale; dans le cas d'absence d'attribution antérieure, attribution de filtres pour le pistage de l'objectif à des zones appropriées à base de la position de la piste; sélection de mesures pour la mise à jour de chaque piste de l'objectif en utilisant une méthode de filtrage "Probabilistic Data Association"; - calcul d'un terme de probabilité qui est la probabilité que la mesure de l'objectif tombe dans les mesures sélectionnées d'une fonction de la densité de probabilité pour des mesures de l'objectif centrées sur la position prédite de la piste de l'objectif et intégré sur le volume contenant les mesures; mise à jour de pistes de l'objectif dans chaque bloc en utilisant lesdites mesures et le terme de probabilité pour une mesure de l'objectif sélectionnée; attribution de pistes de l'objectif à la zone correcte; et affichage des pistes sur un dispositif indicateur. 14 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape de l'analyse des signaux reçus en utilisant un dispositif de traitement pour produire des mesures de l'objectif comprend une estimation de l'état de l'objectif, ladite estimation comprenant la position estimée de l'objectif. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la position estimée d'un objectif est fonction de la plus récente mesure et de l'effet pondéré de mesures précédentes. 16 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le support de données est une mémoire adressable à semi-conducteurs. 17 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de la mise à jour de pistes de l'objectif comprend l'étape de la mise à jour d'une estimation de l'état de l'objectif. 18 Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif indicateur est un affichage de la vélocité de la portée azimut.