자율주행 시스템은 주변 환경에 대한 탐지 정보를 활용한 판단 및 제어 기능을 정밀하게 수행하기 위하여 신뢰성 있는 센서 시스템의 탑재를 요구하며, 그중에서도 레이더 센서는 악천후나 ...
자율주행 시스템은 주변 환경에 대한 탐지 정보를 활용한 판단 및 제어 기능을 정밀하게 수행하기 위하여 신뢰성 있는 센서 시스템의 탑재를 요구하며, 그중에서도 레이더 센서는 악천후나 조도 변화에 강인한 핵심 인지 수단으로 주목받고 있다. 하지만, 레이더 센서는 라이다 혹은 카메라 센서 대비 낮은 각도 분해능을 주요한 한계점으로 갖는다. 본 학위 논문에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 다양한 신호파를 기반으로 한 영상 레이더 시스템을 설계하며, 대규모 다중-입출력 배열을 기반으로 최적의 타겟 파라미터를 추정하는 기법들을 제안한다.
먼저, 다수의 송수신 안테나 요소를 효과적으로 운용하기 위해, 시간 분할과 도플러 분할 다중화를 결합한 하이브리드 방식을 제안하며, 위상 변조 연속파 레이더 시스템에서 시간-주파수 자원을 효율적으로 활용하는 코드 분할 다중화 전략을 제시한다. 추가적으로 해당 다중-입출력 안테나 전략을 활용하여 넓은 안테나 면적을 확보하였을 때, 높은 대역폭을 사용하면서 발생하는 광대역-공간 효과가 레이더 시스템에 미치는 영향을 분석하고, 이를 보상하는 제안 기법을 실측 결과를 통해 검증한다. 마지막으로, 주변 차량과의 센서 기반 센싱 결과를 공유하는 통신 신호파 기반 레이더 센싱 성능을 향상시키기 위하여, 직교 시간-주파수 다중 분할 방식을 활용하는 레이더 시스템에서 낮은 연산량 기반으로 보다 정확한 타겟 파라미터를 추정하는 기법을 제안한다. 해당 제안 기법들은 차세대 레이더 시스템에서 고려되는 신호파별 필수적인 신호처리 알고리즘들로, 타겟의 센싱 성능을 높이고 레이더 시스템의 안정성을 높이는데 기여할 것으로 기대된다.