Klassificering av rörliga objekt baserat på radardetektioner med hjälp av maskininlärningsmetoder

In this MSc thesis, the possibility to classify moving objects based on radar detection data is investigated. The intention is a light-weight, low-level system that relies on cheap hardware and calculations of low complexity. Scania, the company that has commissioned this project, is interested in the usage potential of such a system in autonomous vehicle applications. Specifically, the class information is desired in order to enhance the moving object tracker, a subsystem that represents a crucial skillset of an autonomously driving truck. Objects are classified as belonging to one of four classes: Pedestrian, bicyclist, personal vehicle and truck. The major system input consists of sensor data from a set off our short-range mono-pulse Doppler radars operating at 77 GHz. Using a set of training and validation data gathered and labeled within this project, a classification system based on the machine learning method of Support vector machines is created. Several other supporting software structures are also created and evaluated. In the validation phase, the system is shown to discern well between the four classes. System simulations performed on logged radar data show promising performance also in situations not reflected within the labeled dataset.To further investigate the feasibility of the system, it has been implemented and tested on the prototype test vehicle Astator, and performance has been evaluated with regards to both real-time constraints and classification accuracy. Overall, the system shows promise in the scenarios for which it was intended, both with respect to real-time and classification performance. In more complex scenarios however, sensor noise is increasingly apparent and affects the system performance in a negative way. The noise is extra apparent in heavy traffic and high velocity scenarios.I detta examensarbete undersöks möjligheten att klassificera rörliga objekt baserat på data från Dopplerradardetektioner. Slutmålet är ett system som använder billig hårdvara och utför beräkningar av låg komplexitet. Scania, företaget som har beställt detta projekt, är intresserat av användningspotentialen för ett sådant system i applikationer för autonoma fordon. Specifikt vill Scania använda klassinformationen för att lättare kunna följa rörliga objekt, vilket är en väsentlig färdighet för en autonomt körande lastbil. Objekten delas in i fyra klasser: fotgängare, cyklist, bil och lastbil. Indatan till systemet består väsentligen av en plattform med fyra stycken monopulsdopplerradars som arbetar med en vågfrekvens på 77 GHz. Ett klassificeringssystem baserat på maskininlärningskonceptet Support vector machines har skapats. Detta system har tränats och validerats på ett dataset som insamlats för projektet, innehållandes datapunkter med klassetiketter. Ett antal stödfunktioner till detta system har också skapats och testats. Klassificeraren visas kunna skilja väl på de fyra klasserna i valideringssteget. Simuleringar av det kompletta systemet gjort på inspelade loggar med radardata visar lovande resultat, även i situationer som inte finns representerade i träningsdatan. För att vidare undersöka systemet har det implementerats och testats på prototyplastbilen Astator, och prestandan har utvärderats utifrån både realtidstidsperpsektiv och klassificeringsnoggranhet. Generellt uppvisar systemet lovande resultat i scenarier som liknar slutanvändningsområdet. I mer komplexa trafiksituationer och då lastbilen färdas i högre hastigheter leder dock en högre förekomst av sensorbrus till att systemets prestanda försämras