클러터 환경에서의 강건한 다중표적감지 차량용 전방레이더 설계 연구

Abstract

현재 및 미래의 자율주행의 핵심센서인 차량용 전방레이더는 가드레일 및 터널, 건물, 다수 차량, 보행자등의 복잡한 환경에서 다중표적감지 정보 획득을 요구하고 있으며, 이러한 다수 표적감지 대상은 감지 표적별로 거리, 속도, 각도 정보를 구분할 수 있어야 한다. 차량용 전방레이더는 차에 장착되어 장시간 사용 및 외부 충격에 의하여 수평정렬의 틀어짐으로 인해 방위각 방향의 오프셋(offset)이 발생할 수 있다. 이로 인하여 주행차로의 선행차량에 대한 각도 정보를 올바르게 인지하기가 어렵다. 이러한 수평정렬의 각도 오프셋(offset)을 보정하기 위해서 가드레일과 같은 클러터 환경을 이용해서 자동 수평정렬기능이 필요로 하게 된다. 또한, 클러터 환경 및 복잡한 도심 조건의 운용환경 조건에서 올바르게 다수 표적 정보획득하기 위한 다중표적 감지방법이 요구된다. 본 논문에서는 클러터 환경에서의 다중표적 감지를 위한 FMCW레이더 파형 적용 시 표적을 놓치거나 오 표적을 발생할 가능성을 극복하기 위해 펄스 도플러 레이더방식에서 사용하는 방법을 사용하는 FAST FMCW레이더를 제안한다. FAST FMCW레이더 파형은 속도 분해능이 우수한 성질을 가지고 있고, 거리와 도플러(속도) 영역의 2차원적 특성을 이용하여 클러터와 감지 대상표적을 명확히 구분할 수 있다 . 또한 클러터를 감지하여 차량용 전방레이더의 자동 수평 정렬의 수행 가능성 여부를 확인 할 수 있다. 제안된 FAST FMCW레이더 파형 특징을 검증하기 위하여 가드레일과 같은 연속된 클러터 환경신호와 다양한 모의 표적신호를 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 생성하고 클러터 존재 유무에 따른 모사된 모의 표적에 대한 감지 성능 입증을 통하여 제안된 방안의 효율성을 검증하였다.