ارائه يك روش حسگري فشرده بلوكي تنظيم شده و كاربرد آن در رادار روزنه مصنوعي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

يكي از پيشرفته‌ترين و پركاربردترين سيستم‌هاي تصويربرداري سنجش از راه دور، رادار روزنه مصنوعي (SAR) است. رادارهاي SAR با حركت سكوي خود و استفاده از آنتني كوچك، روزنه‌اي مصنوعي و طويل تشكيل داده و با استخراج نمودار سطح مقطع راداري اهداف به صورت سطوح خاكستري در سطح يا حجم، تصوير هدف را تشكيل مي‌دهند. علي رغم وجود مزاياي زياد اين نوع تصويربرداري، زياد بودن تعداد نمونه‌ها و حجم بالاي اطلاعات را مي‌توان به عنوان يكي از اصلي‌ترين مشكلات تصويربرداري SAR معرفي كرد، زيرا براي تشكيل تصوير نهايي به پردازش‌هاي سنگيني نياز دارد. بنابراين هر نوآوري و روشي كه منجر به كاهش قابل ملاحظه حجم حافظه و پيچيدگي محاسباتي شود ارزشمند خواهد بود. با معرفي تئوري حسگري فشرده (CS) و امكان بازسازي سيگنال‌هاي تنك با تعداد نمونه‌اي بسيار كمتر از نرخ نايكوئيست، امكان رفع بسياري از اين مشكلات فراهم شد و استفاده از CS در SAR بسيار مورد توجه قرار گرفت. در واقع به دليل اينكه بسياري از ضرايب در سيگنال SAR در يك حوزه خاص نزديك به صفر هستند، مي‌توانيم سيگنال SAR را تنك يا فشرده‌پذير در نظر بگيريم. همچنين به دليل اينكه سيگنال دريافتي شامل بازتاب‌دهنده‌هاي قوي مانند وسايل ساخته شده توسط انسان است و اين بازتاب‌دهنده‌هاي قوي در چندين سلول كنار هم قرار مي‌گيرند و سلول‌هاي مجاور را نيز تحت تاثير قرار مي‌دهند، بنابراين سيگنال SAR با تعريف تنك بلوكي بيشتر مطابقت دارد. از اين‌رو مي‌توانيم از روش‌هاي بلوكي معروف به حسگري فشرده بلوكي (BCS) براي بازسازي تصاوير SAR استفاده نماييم. در اين پايان‌نامه، ضمن بررسي روش‌هاي مختلف حسگري فشرده مورد استفاده در رادار SAR، ابتدا الگوريتمي جديد بر اساس مفهوم BCS با نام پيگيري منطبق متعامد تنظيم شده بلوكي مبتني بر نرم (BNROMP)، كه تعميم روش ROMP با در نظر گرفتن مفهوم تنك بلوكي است، پيشنهاد مي‌شود. در ادامه نيز از الگوريتم پيشنهادي براي تشكيل تصاوير SAR مبتني بر شكل موج‌ مدوله شده فركانس خطي و شكل موج فركانس پله‌اي استفاده مي‌كنيم تا عملكرد اين الگوريتم را در عمل و به صورت واقعي بررسي نماييم. خواهيم ديد كه با استفاده از الگوريتم BNROMP، مي‌توان به تصاويري با قدرت تفكيك بالاتر نسبت به الگوريتم‌هاي استاندارد تشكيل تصوير و ساير روش‌هاي CS-SAR يا BCS-SAR دست يافت. به علاوه براي بررسي بهتر عملكرد الگوريتم از داده واقعي نيز استفاده مي‌كنيم تا توانايي الگوريتم را در دنياي واقعي نيز مشاهده نماييم. در اين مورد نيز با اختلاف زياد الگوريتم BNROMP موفق‌تر از ساير الگوريتم‌ها عمل مي‌كند.

213796

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

احسان يزديان، مجتبي بهشتي

محمود مدرس هاشمي