The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Development and Performance Test of Ka-Band Pulsed Doppler Radar System for Road Obstacle Warning

도로 장애물 경보를 위한 Ka-대역 펄스 도플러 레이다 시스템 개발 및 성능시험

  • 정정수 (한국항공대학교 항공전자공학과) ;
  • 서영호 (한국항공대학교 항공전자공학과) ;
  • 곽영길 (한국항공대학교 항공전자공학과)
  • Received : 2013.08.23
  • Accepted : 2013.11.25
  • Published : 2014.01.31
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Abstract

Abruptly occurred obstacles on highway threaten driving safety. Radar draws the attention to the collision avoidance system because it can be fully operational in all weather, and day and night condition. This paper presents the design, implementation and performance test results of pulsed Doppler radar system for detection and warning of road obstacles. The system is designed to consider highway environment and detection capability about various fixed and moving obstacles. The system consists of 4 subsystems, which include antenna unit, transmitter and receiver unit, radar signal & data processing unit, and controller & display unit. The core technologies include clutter map based change detection for fixed obstacles detection, Doppler estimation for velocity detection of moving targets, and azimuth angle estimation method using monopulse for lane estimation and tracking. The design performance of the developed radar system is verified through experiments using a fixed reference target and moving vehicles in test highway.

돌발적으로 발생하는 도로 장애물은 고속으로 주행하는 차량의 안전운행을 위협한다. 따라서, 악천후 시에도 도로상의 돌발 장애물을 탐지하고, 충돌을 방지할 수 있는 전천후 레이다 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 도로 장애물 탐지 및 경보를 위한 Ka-대역 펄스 도플러 레이다 시험모델의 설계 제작 및 성능시험 결과를 제시한다. 레이다 센서는 도로 환경조건에 적합하고, 다양한 고정 및 이동 장애물에 대하여 탐지, 추적 및 차선 식별 기능이 요구된다. 개발된 레이다는 안테나, 송수신기, 신호처리기 및 제어기로 구성된다. 주요 적용 기술은 고정 장애물 탐지를 위한 클러터 맵 기반 변화 탐지 기법, 이동 장애물 속도 탐지를 위한 도플러 추정 기법, 그리고 차선 식별을 위한 3-horn 모노펄스 방위각 추정 및 추적 기법이 포함된다. 개발된 레이다 시스템의 장애물 탐지와 차량 감시 성능은 성능시험과 환경시험을 통하여 설계 요구 조건을 만족하는 것으로 확인되었다.

Keywords

References

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