ロバスト目標識別を利用したUWBレーダによる地雷検知

Research Project

Project/Area Number	16760324
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Measurement engineering
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	ティモフェイサバリエフ東北大, 助手 (10372286)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000) Fiscal Year 2005: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords	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
Research Abstract	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。