벽 투과 레이다 시스템을 위한 새로운 탐지 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 벽 투과 환경에서 IR-UWB(Impulse Radio Ultra-wideband) 레이다를 위한 새로운 탐지 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 멈춰 있거나 움직이는 표적을 탐지하기 위하여 다중 MTI(Moving Target Indicator)와 CFAR (Constant False Alarm Rate)이 결합된 탐지기를 사용한다. 각 탐지기는 표적의 상태에 맞게 설계되었으며, 특히 수정된 CFAR 방식을 적용하여 빠르게 움직이는 표적을 올바르게 탐지할 수 있도록 하였다. 다른 움직임을 가진 표적들에 대한 높은 탐지율을 달성하기 위하여, CFAR 탐지기의 출력들은 논리적 절차를 통하여 결합된다. 이 결합은 높은 탐지율을 얻을 수 있지만, 또한 오탐율을 상승시킨다. 증가된 오탐율을 억제하기 위하여, CFAR에서 탐지된 신호의 특성을 이용하여 실제 표적과 거짓 표적을 구분한다. 벽 투과 환경에서 다양한 움직임을 가진 다중 표적에 대한 시험을 수행하여, 제안하는 알고리즘이 기존의 방식인 CA(Cell Averaging)-CFAR과 OS(Ordered Statistics)-CFAR에 비하여 탐지율과 오탐율의 측면에서 성능이 향상되었음을 검증하였다. In this paper, we present a novel detection architecture in a through-wall environment using impulse radio ultra-wideband(IR-UWB) radar. In the proposed architecture, multiple moving target indicators and constant false alarm rate(CFAR) detectors are combined to detect both stationary and moving targets. Each detector is designed for the state of targets; in particular, the modified CFAR method is applied to detect fast-moving targets precisely. The outputs of the CFAR detectors are combined through a logical operation to achieve high detection rates for the targets in different movement. This fusion can be used not only to achieve a high detection rate but also increase the false alarm rate. The characteristics of the signals detected on the CFAR are analyzed to reduce the high false alarm rate by classifying the actual target and false target. Experiments were performed for different scenarios of multiple targets using various movements. It is verified that the proposed algorithm has improved performance in terms of both detection rate and false alarm rate compared with conventional approaches, such as cell averaging CFAR and ordered statistics CFAR.