Synthetic Aperture Radar for Automated Guided Carts

Abstract

The rise of autonomous guided carts (AGCs), such as robot vacuum cleaners and lawnmowers, and their increasingly sophisticated navigation systems have led to an increased demand for effective perception of their surroundings. The synthetic aperture radar (SAR) imaging method, which has been successfully employed in airborne and spaceborne applications, is now being introduced to the automotive sector as well as robotics. In light of the recent developments, it seems that synthetic aperture radar (SAR) for automated guided carts (AGCs) may prove to be a valuable asset for imaging. This thesis proposes, simulates, and tests a low-speed and short-range, side-looking (SL) synthetic aperture radar (SAR) procedure for use in automated guided carts (AGCs). In order to potentially increase miniaturization, a single-input single-output (SISO) frequency modulated continuous wave (FMCW) radar system with a transmitter frequency of 60 GHz is employed. The proposed procedure is capable of producing sufficiently resolute images in both freefield and high-clutter conditions.

Die aktuellen Fortschritte im Bereich autonomer Kleinfahrzeuge (AGCs) wie Saugroboter und Rasenmähroboter mit zunehmend komplexeren Navigationssystemen erfordern effektive bildgebende Verfahren zur Erfassung ihrer Umgebung. Das üblicherweise in Raum- und Luftfahrt eingesetzte Synthetic Aperture Radar (SAR) verspricht hochauflösende Bilder und ist Gegenstand aktueller Forschung im Bereich der Automobil-entwicklung sowie der Robotik. Die Anwendung von Synthetic Aperture Radar (SAR) auf autonome Kleinfahrzeuge (AGCs) könnte sich als eine wertvolle Ergänzung zur bildgebenden Sensorik dieser herausstellen. In dieser Thesis wird ein auf autonome Kleinfahrzeuge zugeschnittener Synthetic Aperture Radar (SAR) Algorithmus für geringe Geschwindigkeit und Reichweite vorgestellt, simuliert und getestet. Aus Gründen der Miniaturisierbarkeit wird ein 60 GHz Radar, das lediglich einen Transmitter und einen Empfänger (SISO) nutzt, verwendet. Der vorgestellte Algorithmus ist in der Lage, ausreichend aufgelöste Bilder bei Freifeld- und durch Clutter gestörten Bedingungen zu produzieren.