Hedef takibi uygulamalarında tespit öncesi izleme yöntemi için yeni yaklaşımlar geliştirilmesi
Development of novel approaches for track-before-detect techniques in target tracking applications
Yazar: SERDAR TUĞAÇ
Danışman: DOÇ. DR. MURAT EFE
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Askeri savunma = Military defense ; Otomatik hedef tanıyıcı = Automatic target detector

Özet:
Tipik bir hedef takip süzgeci radarın sinyal işleme katı çıkışını bir eşik değeriyle karşılaştırarak tespitleri üretir. Bunun sonucunda düşük sinyal gürültü oranına sahip hedefler, eğer sinyal gücü tanımlanmış olan eşik değerinden düşük ise tespit edilemeyebilir. Tespit Öncesi İzleme (TÖİ)  teknikleri tespit eşik değeri ihtiyacını ortadan kaldırarak düşük sinyal gürültü oranına sahip hedeflerin tespit ve izlenmesine olanak sağlayan bir yaklaşımdır. TÖİ yaklaşımları radar sinyal işleme katında eşik değeri kullanım ihtiyacını ortadan kaldırmakla birlikte, süzgeç katında ayarlama eşik değerlerini sıkça kullanmaktadır. Bu tezde TÖİ, yaklaşımlarında kullanılabilecek ve herhangi bir eşik değeri kullanımını ortadan kaldıran Saklı Markov Modeli (SMM) tabanlı 3 adet hedef tespit yöntemi önerilmektedir. Önerilen ilk yöntem sinyal güç seviyesinin en büyük olduğu menzil ve kerteriz değerlerinin değişimini kullanmaktadır. Bu yöntemin en büyük dezavantajı hedefin sinyal güç seviyesinin parazit yankıdan büyük olması gerekliliğidir. Bu dezavantajı ortadan kaldırabilmek için sürekli dalgacık dönüşümü ve SMM'yi birlikte kullanan ikinci bir yöntem önerilmektedir. Gerçek radar ölçümleri kullanıldığında önerilen yöntem hedef tespiti yapabilmektedir. İkinci yöntemin en büyük dezavantajı olarak da sistem performansının kullanılan ana dalgacığa bağımlı olmasıdır. Bu dezavantajı ortadan kaldırabilmek için de çoklu-fraktal ve SMM'yi birlikte kullanan bir hedef tespit yöntemi önerilmektedir. Önerilen yöntem deniz parazit yankısı içeren gerçek radar ölçümlerinde hedef tespiti yapabileceğini göstermektedir.

Abstract:
A tracking filter using conventional methods perform target detection by setting a threshold at the output of the sensor?s signal processor. Thresholding may result in not detecting targets with low signal-to-noise ratio (SNR) if the signal power is below the predetermined threshold. Track-before-detect (TBD) techniques avoid the usage of a detection threshold and provide detecting and tracking targets with lower signal-to-noise ratios. Although TBD techniques eliminate the need for detection threshold at sensor?s signal processing stage, they often use tuning thresholds at the output of the filtering stage. This thesis presents three different Hidden Markov Model (HMM) based target detection methods for employing with TBD techniques which does not employ any thresholding. The first proposed method uses the range and bearing changes corresponding to the measurement which has the maximum signal level. The major disadvantage of this method is the requirement of the target signal level to be higher than the clutter level. To overcome this problem a HMM based detection method which employs continious wavelet transform is proposed. Using real radar measurements the second proposed method shows that it can be used for target detection. The major disadvantage of the second proposed method is the dependency on the choice of mother wavelet. To overcome this dependancy another HMM based target detection which employs multi-fractal formalism is proposed. Using real radar measurements under sea clutter, the proposed method shows that it can be used for target detection