A compressive measurement matrix design for detection and tracking of direction of arrival using sensor arrays
Algılayıcı dizilimi kullanarak varış açısı sezimi ve takibi için sıkıştırma matrisi dizaynı
- Tez No: 426854
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ARIKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Electrical and Electronics Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 81
Özet
Varış açısı (VA) kestirimi, radar, sonar, tıbbi teşhis veya radyo astronomisi gibi birçok dizi sinyal işleme uygulamasında sıklıkla çalışılmış bir konudur. Sıkıştırmalı algılama (SA) yöntemleri, seyrek sahneler için klasik VA teknikleri ile kıyaslandığında benzer bir performansı daha az sayıda algılayıcı çıktısı kullanarak gösterebildiğinden, literatürde VA sezim (gözetleme) ve kestirimini (takibini) SA kullanarak yapan birçok çalışma yer almaktadır. Bu çalışmaların büyük bir bölümü daha çok geri çatım kısmına odaklanmakta ve ölçüm matrisi olarak Gaussian ve Bernoulli gibi rastgele matrisleri kullanmaktadır. Rastgele matrisler geri çatım için gerekli olan kısıtlanmış izometri özelliğini sağlasa da, gözetleme ve takip performansı ölçüm matrislerinin uygun bir şekilde seçilmesiyle artırılabilir. Bu tezde, geliştirilen yeni bir teknik ile ölçüm matrisleri VA gözetleme ve takip performansını artıracak sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Ölçüm matrisleri VA kestiriminde yapılan hataya bir alt sınır veren Cramer-Rao -Rao Alt Sınırı'nı (CRAS) en azaltacak şekilde dizayn edilmiştir. Sağlaması zor olmayan çeşitli şartlar altında, önerilen tekniğin CRAS'a ulaştığı analitik olarak gösterilmiştir. Önerilen ölçüm matrisi dizayn tekniğini ile girişim giderimi kullanarak ardışık gözetleme yapan yeni bir teknik önerilmiştir. Minmax tipindeki bir eniyileme problemine Greedy tipinde bir çözüm sağlayan yeni geliştirilen bir teknik ile, parametre uzayı gürbüz bir gözetleme performansı sağlayacak şekilde parçalara ayrılmıştır. Ayrıca, ölçüm matrislerini hedeflerinin bir sonraki pozisyonlarını tahmin ederek güncelleyen, uyarlamalı bir hedef takip algoritması geliştirilmiştir. Yapılan birçok simülasyon ile, önerilen ölçüm matrisi dizayn tekniğinin literatürde sıklıkla kullanılan Gaussian matrislere göre çok daha iyi bir gözetleme ve takip performansı sunduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Direction of Arrival (DoA) estimation is extensively studied in the array signal processing with many applications areas including radar, sonar, medical diagnosis and radio astronomy. Since, in sparse target environments, Compressive Sensing (CS) provides comparable performance with the classical DoA estimation techniques by using fewer number of sensor outputs, there are a multitude of proposed techniques in the literature that focus on surveillance (detection) and tracking (estimation) of DoA in CS framework. Many of such works elaborate on recovery of compressed signal and employ random measurement matrices, such as Bernoulli or Gaussian matrices. Although random matrices satisfy Restricted Isometry Property (RIP) for reconstruction, the measurement matrices can be designed to provide improved performance in search sectors that they are designed for. In this thesis, a novel technique to design compressive measurement matrices is proposed in order to achieve enhanced DoA surveillance and tracking performance using sensor arrays. Measurement matrices are designed in order to minimize the Cramer-Rao Lower Bound (CRLB), which provides a lower bound for DoA estimation error. It is analytically shown that the proposed design technique attains the CRLB under mild conditions. Built upon the characteristics of proposed measurement design approach, a sequential surveillance technique using interference cancellation is introduced. A novel partitioning technique, which provides a greedy type solution to a minmax optimization problem, is also developed to ensure robust surveillance performance. In addition, an adaptive target tracking algorithm, which adaptively updates measurement matrices based on the available information of targets, is proposed. Via a comprehensive set of simulations, it is demonstrated that the proposed measurement design technique facilities significantly enhanced surveillance and tracking performance over the widely used random matrices in the compressive sensing literature.
Benzer Tezler
- Eş zamanlı sıkıştırıcı algılama ve kriptografi
Simultaneous compressive sensing and cryptography
ERTAN ATAR
Doktora
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LALE ÖZYILMAZ
PROF. DR. OKAN K. ERSOY
- Joint calibration and reconstruction for focal plane array imaging
Odak düzlemi dizisi görüntüleme için birleşik kalibrasyon ve geriçatım
MUHAMMET UMUT BAHÇECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU
- Düşen yükten etkilenen malzemenin şekil değiştirmesinin deneysel ve sayısal analiz metoduyla incelenmesi
Investigation of the deformation of the material affected by the drop load by experimental and numerical analysis method
GÜRKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
- Bazı ağaç türlerinin kesme modüllerinin ultrasonik ve statik yöntemlerle belirlenmesi
Determination of shear modulus of some wood species using ultrasonic and static test methods
MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2018
Ağaç İşleriDüzce ÜniversitesiKompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN HÜSEYİN CİRİTCİOĞLU
- Kobalt esaslı alaşımların bağlayıcı matris olarak kullanıldığı doğal taş kesiminde kullanılan elmas kesici uçların karakterizasyonu
Characterization of diamond cutting tools using cobalt base alloys as the binding matrices
FERİT TOPALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI