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A Methodology for Verifying and Validating the Functional Performance Evaluation of High-Fidelity RADAR Sensor Models at Raw Data and Detection Levels

Haider, Arsalan und Haas, Lukas und Eryildirim, Abduelkadir und Zeh, Thomas und Thomas, Zeh und Shotaro, Koyama und Müllner, Nils Henning und Jakobi, Martin und Koch, Alexander W. (2024) A Methodology for Verifying and Validating the Functional Performance Evaluation of High-Fidelity RADAR Sensor Models at Raw Data and Detection Levels. 2024 IEEE 8th International Conference on Vision, Image and Signal Processing (ICVISP), 2024-12-26 - 2024-12-28, Kunming, China. doi: 10.1109/ICVISP64524.2024.10959585.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
5MB

Kurzfassung

This paper outlines a comprehensive methodology for verifying and validating the functional performance evaluation of high-fidelity radio detection and ranging (RADAR) sensor models at both the raw data level, specifically the range map (RM) and range-Doppler map (RDM), and the detection level. Three key performance parameters (KPPs) are defined at the raw data level: the target's received power, signal-to-noise ratio (SNR), and twoway beam pattern. Four KPPs are identified at the detection level: distance, relative radial velocity, azimuth angle, and elevation angle. This study also introduces three dynamic test scenarios directly applicable to the functional evaluation assessment of RADAR sensor models. Furthermore, a toolchain is presented to integrate real-world test scenarios into the virtual environment, allowing for frame-by-frame validation of the RADAR sensor models' functional evaluation. Quantitative analysis successfully assesses differences between simulations and real measurements, employing the mean absolute percentage error (MAPE) metric. This methodology has been successfully applied to a high-fidelity RADAR sensor model featuring a multiple input and multiple output (MIMO) 2D linear spacing virtual antenna and a complete signal processing toolchain that mimics real RADAR sensors. Results show a strong correlation between the simulation and real measurements, with MAPE values below 7 % for all defined KPPs at raw data and detection levels. Using this methodology, developers can assess whether virtual RADAR sensors are ready for environmental perception during scenario-based automated driving system (ADS) testing.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213782/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:A Methodology for Verifying and Validating the Functional Performance Evaluation of High-Fidelity RADAR Sensor Models at Raw Data and Detection Levels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Haider, ArsalanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haas, LukasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Eryildirim, AbduelkadirNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zeh, ThomasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomas, ZehNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shotaro, KoyamaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müllner, Nils HenningNils.Muellner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6468-4996NICHT SPEZIFIZIERT
Jakobi, MartinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koch, Alexander W.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICVISP64524.2024.10959585
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Performance evaluation;Correlation;Radar detection;Radar;Radar antennas;Data models;Radar signal processing;Distance measurement;Signal to noise ratio;Testing;automated driving systems;radio detection and ranging;verification;validation
Veranstaltungstitel:2024 IEEE 8th International Conference on Vision, Image and Signal Processing (ICVISP)
Veranstaltungsort:Kunming, China
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:26 Dezember 2024
Veranstaltungsende:28 Dezember 2024
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - INTRA - Infrastruktur und Transformation
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Verkehrssystemtechnik > Schienensysteme und -technologien
Hinterlegt von: Müllner, Nils Henning
Hinterlegt am:19 Dez 2025 07:49
Letzte Änderung:19 Dez 2025 07:49

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