- 레이더 센서의 종류 : 주파수 대역에 따라 24GHz, 77GHz로 구분, 신호 송신 방식에 따라 펄스 레이더, 연속파 레이더로 구분
- 펄스 레이더 : 짧은 펄스 신호 수신, 송수신 신호 간의 전파지연 시간을 측정하여 상대 차량과의 거리 추정
- FMCW 레이더 : 주파수가 선형적으로 변하는 연속파 신호 송신, 송신 신호와 수신 신호를 곱하여(디처핑) 비트 신호를 추출하여 목표와의 거리 및 상대 속도 측정
- 레이저 신호 특성 : 주로 24GHz, 77GHz를 사용, 물체와 관계없는 장애물에 의한 클러터 방해 신호 존재
- 클러터 문제 : 물체가 없는 위치에 신호가 검출되어 오탐률을 높이는 문제로 실제 물체와 클러터를 구분할 수 있도록 고성능 신호처리 알고리즘 필요
- 레이더 신호를 이용한 물체 검출 : 수신된 레이더 신호에 고속 푸리에 변환(FFT) 적용으로 주파수 분석 수행, CFAR 검출 방법을 적용하여 일관된 오탐률 유지
- 배열 안테나를 이용한 각도 측정 : 수신된 신호의 위상 차이를 이용하여 수신 신호의 각도 추정, 안테나 원소의 수가 늘어날 수록 각도 해상도 향상
- 디처핑 과정 : 송신신호와 수신신호를 곱한 후 저대역 필터를 통과, 주파수의 차에 해당하는 비트 신호 생성
- 고속 푸리에 변환 : 비트신호를 디지털 신호로 변환한 후 고속 푸리에 변환 적용, 비트 신호의 주파수 성분 분석
- CFAR 검출 : 주파수 성분을 임계값과 비교하여 물체 검출, 임계값(Threshold)를 주변 잡음에 따라 적응적으로 조절
믹서 : 송신신호와 수신신호를 곱하여 두 신호의 주파수와 합과 차의 주파수를 발생시킴
저대역 필(LPF) : 고주파 신호를 걸러내고 저주파 신호만 그대로 통과시키는 필터
아날로그 디지털 컨버터(ADC) : 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해주는 시스템
- 송신 신호 웨이브폼 : 펄스 레이더 송신 신호 파형, FMCW 레이더 송신 신호 주파수의 파형
- 셀-평균 CFAR 검출기 : 잡음의 세기를 주변 셀에서의 신호 에너지의 평균을 취해서 계산
- 배열 안테나를 이용한 방향 측정 : 위상 차이를 분석하여 신호의 입사 방향 측정
- 레이더 기반 물체 검출 기술 개요(타켓 물체 검출 과정)
수신신호 X 윈도우 >> 주파수 분석에 적용
윈도우를 시간축으로 움직이면서 주파수 성분 변환을 수행하여 시간-주파수 영역으로 신호 영상을 얻음
이를 거리-도플러 영역으로 환산할 수 있으며 2차원 영상에서의 하나의 원소를 셀이라 부름
거리 도플러 영역에서 하나의 셀 = 차량에서 물체까지의 거리와 상대 속도
각 셀에서 신호의 세기를 임계값과 비교하여 수신 신호의 에너지가 임계값보다 높으면 물체가 검출된 것으로 판단 - 레이더 기반 물체 검출의 원리
정해진 오탐률 달성을 위해 임계값 설정
CFAR 검출기를 통해 임계값을 환경에 따라 조절
CFAR 검출기의 원리 : 주어진 셀에서의 신호의 세기를 임계값과 비교하는 경우 주변셀들의 잡음의 에너지를 예측하여 임계값을 결정하는 방법
배열 안테나를 이용한 방향 측정 : 위상 차이를 분석하여 신호의 입사 방향 측정
