[자율주행 자동차공학] Radar: 레이더의 거리, 속도 측정 원리

 

<레이다의 거리 측정 방식>

1. Pulse Radar

전파 펄스가 물체를 맞고 돌아오는 시간을 계산한다. 발사하는 전파의 주파수를 일정하게 변화시켜 오는 주파수를 측정함

2. FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)

발사하는 전파의 주파수를 일정하게 변화시켜오는 주파수를 측정함. 최근의 모든 레이다가 사용하는 방식임.

 -> 신호처리: 주파수, 주파수 변위, 파장, 위상, 파장의 진폭

 

FT: 하나의 파장을 독립적인 주파수를 갖는 파장으로 분류하는 기능을 가짐..

                   time domain에서 frequency domain으로...!

 

안테나: 전파의 파형을 방출하는 모듈로 전파 방출의 범위는 Band Width에 의해 결정된다. 사방으로 퍼지는 경향이 있고 Side Lobes는 노이즈로 사용될 수 있어 신호처리 시 유의해야한다.

 

RCS(Radar Cross Section)

레이다의 전파를 반사할 수 있는 능력, 타깃의 모양, 전파받는 방향, 레이다의 주파수, 재료에 따라 달라진다.

스텔스기의 RCS값은 아주 작은 새와 같다.

<SNR(Signal to Noise Ratio)>

중요한 요소임. 노이즈랑 시그널의 비율을 의미함

Low SNR: 물체를 구별하기 힘듬

High SNR: 물체를 쉽게 구별가능

<Range Estimation>

Signal Trip Time= 다가오면 주파수가 높아지고 멀어지면 주파수가 낮아지는 도플러 효과를 이용해 물체를 인식가능

 

FMCW 레이다를 통한 물체의 방향 측정

 

두 물체가 같은 속도로 오고 있다면 레이더로 어떻게 구별할 수 있을까? FFT를 하더라도 velocity와 range가 같을 것이다. 두 물체의 각도가 다를 것이다. 여러 개의 수신 안테나를 통해서 구분한다. 각도 구분 방법 Single Object Phase Difference는 속도 측정 방법과는 다르게 한 방향의 거리만을 측정한다.

Phase difference(w)= 2pi*delta_d/파장

delta_d=d*sin_seta를 이용해서 방향 거리를 측정할 수 있다.

AoA(Angle of Arrival)의

Sensitivity(Accuracy)

물체가 놓인 위치가 0인 경우에 파장의 difference가 감소하고 sensitivity는 증가한다.