[論文レビュー] Digital Radar for Collision Avoidance and Automatic Cruise Control in Transportation

Rabindranath Bera, Sourav Dhar+1 more|ArXiv.org|Mar 9, 2009

Radar Systems and Signal Processing参考文献 3被引用数 10

ひとこと要約

本稿では、衝突回避および自動クルーズコントロールを可能にする、ソフトウェア定義型直接拡スペクトラム（DSSS）レーダーを、インテリジェント交通システム（ITS）向けに提案する。SDRを用いて実装された本システムは、単一ターゲットの検出に成功し、複数ターゲットを解像する1次元レーダー画像化を実行する。これは、リアルタイム車両安全応用への実現可能性を示している。

ABSTRACT

A proper remote sensing device is required for automatic cruise control (ACC) to avoid collision in transportation system. In this paper we proposed a direct sequence spread spectrum (DSSS) radar for remote sensing in intelligent transporation system(ITS). We have successfully detected single target and through 1D radar imaging we are capable to separate multiple targets. We have also implemented DSSS radar using software defined radio (SDR) and successfully detected a single target.

研究の動機と目的

• インテリジェント交通システム（ITS）における自動クルーズコントロール（ACC）のための信頼性の高いリモートセンシングソリューションを開発すること。
• 正確でリアルタイムのターゲット検出により、車両システムにおける衝突リスクに対処すること。
• 柔軟で低コストな展開を可能にするために、ソフトウェア定義レディオ（SDR）を用いたDSSSレーダーを実装すること。
• 1次元レーダー画像化を用いて単一および複数ターゲットの検出を実証すること。

提案手法

• 信号の耐障害性と干渉耐性を向上させるために、直接拡スペクトラム（DSSS）変調を採用する。
• レーダー送信機および受信機をソフトウェアで実装するため、ソフトウェア定義レディオ（SDR）プラットフォームを用いる。
• 送信信号と受信信号の相互相関を用いて距離推定を実現する。
• 複数ターゲットを、振幅および距離プロファイルの分析により分離するため、1次元レーダー画像化を適用する。
• ベースバンド信号を処理することで、ターゲットの距離および振幅情報を抽出する。
• 標準的なSDRハードウェアプラットフォームを用いたリアルタイム信号処理により、実装の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DSSSベースのレーダーシステムは、車両環境において単一ターゲットを効果的に検出できるか？
• RQ2 提案されたレーダーは、1次元画像化を用いて複数ターゲットをどの程度正確に解像できるか？
• RQ3 ソフトウェア定義レディオプラットフォームは、ACCおよび衝突回避用の機能的なDSSSレーダーを成功裏に実装できるか？
• RQ4 ターゲット検出距離および解像度の観点から、レーダーシステムの性能はいかほどか？
• RQ5 DSSS技術は、動的交通状況下で信号整合性と干渉耐性をどのように向上させるか？

主な発見

• SDRプラットフォームを用いたDSSSレーダーは、単一ターゲットの検出に成功し、コア信号処理チェーンの妥当性が検証された。
• 1次元レーダー画像化により、距離および振幅プロファイルに基づいて複数ターゲットが明確に分離された。
• リアルタイム処理制約下でも、本システムは頑健な性能を示した。
• SDR実装は、自動車アプリケーションにおけるリアルタイムレーダー信号処理に実現可能であることが示された。
• DSSSの使用により、信号対雑音比が向上し、干渉が低減され、検出の信頼性が向上した。
• 結果から、SDRベースのDSSSレーダーが、ACCおよび衝突回避のためのインテリジェント交通システムへの統合の可能性を確認した。