Hedef tespiti için yere nüfuz eden radar verisinde ön işleme algoritmalarının karşılaştırılması

Abstract

Yere nüfuz eden radar sistemleri yaklaşık yirmi senedir arkeoloji, jeoloji, inşaat mühendisliği alanlarında yaygın olarak kullanılan bir teknolojidir. Yere nüfuz eden radar önemli bir uzaktan algılama teknolojisi olup, yüzey altındaki nesne ve katmanların algılanmasını ve konumunun belirlenmesini elektromanyetik yöntemlerle sağlamaktadır. Tüm metalik nesneler bir metal detektörü tarafından tespit edilip tanımlanmış olsa da plastik veya düşük metal içerikli kara mayınlarını tespit etmek ve tanımlamak için başka teknolojilere ihtiyaç bulunmaktadır. Yerin altının görüntülenmesine ihtiyaç duyulan tüm sivil ve askeri alanlardaki ihtiyaçların karşılanması kapsamında teknolojik gelişmeler doğrultusunda sistem geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir. Bu çalışmada, radardan elde edilen verilerin işlenmesine yönelik görüntü ön işleme algoritma yapıları incelenmiştir. Aynı zamanda ön görüntüleme aşamasında yapılacak görüntü iyileştirmelerinin sistem başarımına etkisi irdelenmiştir. Önişleme aşamasındaki önerilen çapraz korelasyon yöntemi, yine önişleme yöntemi olarak kullanılan En Küçük Ortalama Kareler ve Kernel En Küçük Ortalama Kareler ile hız ve başarılı tespit açısından karşılaştırılmıştır. Sistemin gerçek zamanlı çalışmasına yönelik farklı yöntemler incelenmiş, çapraz korelasyon yöntemi ile daha hızlı ve başarılı tespitlerin yapılacağı gösterilmiştir.

The Ground Penetrating Radar (GPR) systems have been widely used in the fields of archaeology, geology, civil engineering for about twenty years. The GPR is an important remote sensing technology that allows objects and layers under the surface to be perceived and positioned using electromagnetic techniques. Although all metallic objects are detected and identified by a metal detector, other technologies are needed to detect and identify landmines with plastic or low metal content. System development studies are continuing in line with technological developments within the scope of meeting the needs of all civil and military areas required to display under the surface. In this study, image pre-processing algorithms for processing the data obtained from the radar are examined. The effects of system improvements on the image enhancements to be made during the pre-screening phase have been studied. The proposed cross-correlation method in the pre-processing phase was compared with the Least Mean Squares and Kernel Least Mean Squares, also used as the pre-processing method, in terms of speed and successful detection. To run the system in real-time operations, these methods have been examined and as a result very fast and improved results have been obtained with the cross-correlation method compared to other methods.