밀리미터파를 이용한 PCM 방식의 레이다 차량검지 방식에 관한 연구
An Experimental Study on the PCM Radar Vehicle Detector Using Millimeter-Wave
- 주제(키워드) 밀리미터파 , PCM 방식 , 레이다 차량검지 방식
- 발행기관 아주대학교 ITS대학원
- 지도교수 김용득
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 ITS대학원 ITS학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
이 논문은 PCM 방식을 사용한 ITS교통정보 수집을 위한 레이다 차량 검지기에 관한 것이다. 일반적으로 차량검지기는 도로에 매설하는 루프검지기나 비매설형으로 렌즈를 사용하는 영상검지기가 대부분의 시장을 점유하고 있다. 최근들어, 유럽이나 북미등에서는 레이다 방식을 사용한 차량검지기가 개발 상용화되고 있는데, 이들 대부분은 FMCW방식으로서 도로의 차선폭이 일정하지 않고, 교통상황이 일정하지 않은 곳에서는 검지 신뢰도가 많이 떨어지는 결과를 보이고 있다. 본 논문에서는 FMCW 방식의 레이다 검지기에 비해 향상된 차량검지의 신뢰성과 다차선 교통정보를 수집할 수 있는 PCM 방식의 레이다 검지 시스템을 제시하였다. 본 논문에서 고안된 레이다 검지기는 밀리미터파 대역의 주파수를 사용하기 위하여 정교한 기술을 요구하는 MMIC 기법으로 제작되었으며, 보다 정밀한 신호 취득을 위해 3º의 예리한 빔폭을 갖는 패치 어레이 안테나를 적용하였다. PCM 방식의 레이다 차량 검지기는 기존 FMCW 방식과는 달리, 차선폭에 해당하는 해상도를 가진 일련의 코드를 가지고 위상변조한 레이다 신호를 사용하는 시스템으로서, 각 코드를 생성하는 주파수를 조정하여 차선폭을 3~6m 범위에 맞게 레이다 해상도를 가변할 수 있으며, 차선 구분을 각각 독립적으로 가능하기 때문에 교통정보 수집에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다.. 차량으로 부터 반사되어 수신된 신호는 도플러 천이가 생겨 도플러 주파수가 발생하는데, 5단에 걸친 디지탈 필터를 통해서 노이즈를 제거한 양질의 도플러 주파수를 처리하도록 하여 속도 검지의 정확도를 높였으며, 자기상관기를 갖는 Matched Filter통하여 동시에 다차선 정보수집을 가능케 하였다. 측정된 결과는, 비디오 분석을 통한 성능평가에서 차량속도는 96.1%, 점유율은 92.2%, 교통량에 대해서는 100%의 정확성을 나타내어 높은 수준의 신뢰도를 보였으며, 특히 저속 주행중인 차랑에 대해서 연속검지 및 다차선검지가 높은 성능을 나타냄을 보였다.
more초록/요약
This thesis is on a PCM(Phase coded Modulation) radar vehicle detection system which can be utilized to gather traffic information such as speed, voluime and occupancy in multiple lanes. Generally most vehicle detectors have been installed are invasive loop detectors or non-invasive image cameras. Recently, radar vehicle detection technology has been developed and installed in Europe and North America. Most of This system is FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) radar system. But it has less reliabiblity in irregular lane width road and severe traffic situation. This thesis proposes PCM technology radar detection system which shows a reliable multi-lane detection and traffic information. The new radar detection system applies precise MMIC technique transceiver to transmit and receive millimeter-wave and patched array antenna with 3º of azimuth beam pattern in order to acquire presice signals. On differenting from FMCW radar, the new system carrys on phase modulation with a series of code that inform each lanes on the road. And this code can be adjusted the range between 3 and 6 meters for irregular lane width road. The vehicle speed can be produced using Doppler frequency which is acquired by 5 stage digital filers. The test result shows 96.1% of vehicle speed, 92.2% of occupancy and 100% of volume. Especially for the lower speed (i,e, 10km/h), it has a reliable detection performance on muti-lane. Since the proposed radar detection system is reliable and economical than other systems, it may be good solution for ITS vehicle detection field.
more목차
1장. 서론 = 1
2장. 60GHz 주파수 사용동향 = 4
1절. 국내 주파수 이용 동향 = 4
2절. 레이다 차량검지기 응용 = 5
3장. 기존 차량검지기 시스템 = 8
1절. 루프 검지기 = 8
2절. 영상 검지기 = 10
4장. 밀리미터파 PCM 레이다 차량검지 시스템 설계 = 15
1절. PCM 변조 방식 = 15
2절. PCM 레이다 시스템 설계 = 16
5장. 시뮬레이션 측정 = 27
1절. 측정 실험 방법 = 27
2절. 실험 장소 구성 = 27
3절. 실험 장비 = 29
4절. 자료수집 방법 = 31
5절. 자료분석 방법 = 35
6장. 측정결과 및 성능평가 = 38
1절. 실험의 개요 = 38
2절. 자료분석 및 결과 = 38
3절. 측정결과 분석 및 고찰 = 50
7장. 결론 = 52
