Initial ARSS. Need to improve and add functions.
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,140 @@
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function [det_mask, threshold_map, detections] = detect_targets_cfar(rd_map, RadarParams)
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% CFAR target detection for range-doppler map
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% - method: 'CA' or 'OS'
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% - dimension: '1D' or '2D'
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% - axis (for 1D): 'range' or 'doppler'
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%
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% Input:
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% rd_map : [Ndoppler x Nrange] complex or real map
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% RadarParams : struct containing SP.CFAR options
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%
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% Output:
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% det_mask : logical detection mask [Ndoppler x Nrange]
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% threshold_map : threshold map [Ndoppler x Nrange]
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% detections : [Ndet x 2] = [doppler_bin, range_bin]
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cfg = RadarParams.SP.CFAR;
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method = upper(string(cfg.method));
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dim_mode = upper(string(cfg.dimension));
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axis_mode = lower(string(cfg.axis));
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pfa = cfg.pfa;
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train = cfg.train;
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guard = cfg.guard;
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if numel(train) == 1
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train = [train, train];
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end
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if numel(guard) == 1
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guard = [guard, guard];
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end
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os_rank_ratio = cfg.rank;
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os_scale = cfg.os_scale;
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rd_power = abs(rd_map).^2;
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[n_dop, n_rng] = size(rd_power);
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det_mask = false(n_dop, n_rng);
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threshold_map = nan(n_dop, n_rng);
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switch dim_mode
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case "2D"
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td = train(1); tr = train(2);
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gd = guard(1); gr = guard(2);
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for d = (td+gd+1):(n_dop-(td+gd))
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for r = (tr+gr+1):(n_rng-(tr+gr))
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d_idx = (d-(td+gd)):(d+(td+gd));
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r_idx = (r-(tr+gr)):(r+(tr+gr));
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win = rd_power(d_idx, r_idx);
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cut_d = td+gd+1;
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cut_r = tr+gr+1;
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guard_mask = false(size(win));
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guard_mask((cut_d-gd):(cut_d+gd), (cut_r-gr):(cut_r+gr)) = true;
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train_cells = win(~guard_mask);
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th = local_cfar_threshold(train_cells, method, pfa, os_rank_ratio, os_scale);
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threshold_map(d, r) = th;
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det_mask(d, r) = rd_power(d, r) > th;
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end
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||||
end
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case "1D"
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switch axis_mode
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case "range"
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tr = train(2); gr = guard(2);
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for d = 1:n_dop
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[det_row, th_row] = cfar_1d_line(rd_power(d, :), tr, gr, method, pfa, os_rank_ratio, os_scale);
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||||
det_mask(d, :) = det_row;
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||||
threshold_map(d, :) = th_row;
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||||
end
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case "doppler"
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td = train(1); gd = guard(1);
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for r = 1:n_rng
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[det_col, th_col] = cfar_1d_line(rd_power(:, r).', td, gd, method, pfa, os_rank_ratio, os_scale);
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||||
det_mask(:, r) = det_col.';
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||||
threshold_map(:, r) = th_col.';
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end
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||||
otherwise
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error('CFAR axis must be ''range'' or ''doppler'' when dimension is 1D.');
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||||
end
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||||
otherwise
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||||
error('CFAR dimension must be ''1D'' or ''2D''.');
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||||
end
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[d_idx, r_idx] = find(det_mask);
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||||
detections = [d_idx, r_idx];
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||||
end
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||||
function [det_line, th_line] = cfar_1d_line(x, t, g, method, pfa, rank_ratio, os_scale)
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n = numel(x);
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det_line = false(1, n);
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th_line = nan(1, n);
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left = t + g;
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right = t + g;
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for i = (left+1):(n-right)
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l_train = x((i-g-t):(i-g-1));
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r_train = x((i+g+1):(i+g+t));
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||||
train_cells = [l_train, r_train];
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||||
th = local_cfar_threshold(train_cells, method, pfa, rank_ratio, os_scale);
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||||
th_line(i) = th;
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||||
det_line(i) = x(i) > th;
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||||
end
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||||
end
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||||
function th = local_cfar_threshold(train_cells, method, pfa, rank_ratio, os_scale)
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train_cells = train_cells(:);
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||||
n_train = numel(train_cells);
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if n_train == 0
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th = inf;
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return;
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end
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switch method
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case "CA"
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noise_hat = mean(train_cells);
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alpha = n_train * (pfa^(-1/n_train) - 1);
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||||
th = alpha * noise_hat;
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case "OS"
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sorted_cells = sort(train_cells, 'ascend');
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||||
k = max(1, min(n_train, round(rank_ratio * n_train)));
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||||
noise_hat = sorted_cells(k);
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||||
th = os_scale * noise_hat;
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||||
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||||
otherwise
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||||
error('CFAR method must be ''CA'' or ''OS''.');
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||||
end
|
||||
end
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||||
@@ -0,0 +1,18 @@
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||||
function target_rd_map = integrate_nci_rdm(rd_cube, RadarParams)
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% NCI (Noncoherent Integration)로 2D RDM 생성
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% 입력:
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% rd_cube: [RX, TX, Doppler, Range]
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% RadarParams.Waveform.mimoMode: 'TDM' 또는 기타
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% 출력:
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% target_rd_map: [Doppler, Range]
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%
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% 규칙:
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% - TDM 모드: TX-RX 전체 전력(|.|^2) 합산
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% - 그 외 모드: TX=1 기준 RX 축 전력 합산
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||||
if strcmpi(RadarParams.Waveform.mimoMode, 'TDM')
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||||
target_rd_map = squeeze(sum(sum(abs(rd_cube).^2, 1), 2));
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||||
else
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||||
target_rd_map = squeeze(sum(abs(rd_cube(:, 1, :, :)).^2, 1));
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||||
end
|
||||
end
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||||
@@ -0,0 +1,45 @@
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||||
function [rd_map, doppler_axis] = process_doppler_fft(range_profile, RadarParams)
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% 입력:
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% - range_profile: [NumRx, NumTx, NumChirps, NumRangeBins]
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||||
% - RadarParams: 메인 파라미터 구조체
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NumChirps = RadarParams.Waveform.NumChirps;
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window_type = RadarParams.SP.RDM.window_type_doppler;
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||||
[~, ~, ~, ~] = size(range_profile);
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||||
% 중심 주파수에서의 파장
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lambda = RadarParams.Waveform.lambda_c; % = c/fc
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% 1. 처프 간 반복 주기 (PRI, Pulse Repetition Interval)
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T_pri = RadarParams.Waveform.PRI;
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||||
% 2. Doppler-FFT용 윈도우 함수 (사용자 선택 가능)
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% 도플러 방향(3번째 차원)으로 사이드로브를 억제합니다.
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||||
if strcmpi(window_type, 'none')
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||||
win_doppler = ones(1, NumChirps);
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||||
elseif strcmpi(window_type, 'hamming')
|
||||
win_doppler = hamming(NumChirps)';
|
||||
elseif strcmpi(window_type, 'blackman')
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||||
win_doppler = blackman(NumChirps)';
|
||||
elseif strcmpi(window_type, 'hann')
|
||||
win_doppler = hann(NumChirps)';
|
||||
else % default: 'chebwin'
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||||
win_doppler = chebwin(NumChirps, 60)'; % 60dB 사이드로브 억제
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||||
end
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||||
win_data = range_profile .* reshape(win_doppler, [1, 1, NumChirps, 1]);
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||||
% 3. Doppler-FFT 수행 (3번째 차원: Chirp)
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% 해상도를 위해 NFFT를 NumChirps보다 크게 잡을 수도 있습니다.
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rd_fft = fft(win_data, NumChirps, 3);
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||||
% 4. fftshift 적용 (속도 0을 중심으로 정렬)
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||||
% [-, 0, +] 순서로 속도 축이 정렬됩니다.
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||||
rd_map = fftshift(rd_fft, 3);
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||||
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||||
% 5. 속도 축(Velocity Axis) 계산
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% 최대 탐지 속도 Vmax = lambda / (4 * T_pri)
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||||
v_max = lambda / (4 * T_pri);
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||||
% 속도 해상도 dv = lambda / (2 * NumChirps * T_pri)
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||||
doppler_axis = linspace(-v_max, v_max, NumChirps);
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||||
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||||
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||||
end
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||||
@@ -0,0 +1,48 @@
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||||
function [range_profile, range_axis] = process_range_fft_lpf(adc_raw_data, RadarParams)
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% 입력:
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% - adc_raw_data: [NumRx, NumTx, NumChirps, N_samples]
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||||
% - RadarParams: 메인 파라미터 구조체
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fs_adc = RadarParams.Waveform.fs_adc;
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||||
Slope = RadarParams.Waveform.Slope;
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||||
fc_lpf_Hz = RadarParams.Rxpath.fc_lpf;
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||||
window_type = RadarParams.SP.RDM.window_type_range;
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||||
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||||
[~, ~, ~, N_samples] = size(adc_raw_data);
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||||
c = RadarParams.Basic.c;
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||||
% 1. 윈도우 함수 적용
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||||
if strcmpi(window_type, 'none')
|
||||
win = ones(1, N_samples);
|
||||
elseif strcmpi(window_type, 'hamming')
|
||||
win = hamming(N_samples)';
|
||||
elseif strcmpi(window_type, 'blackman')
|
||||
win = blackman(N_samples)';
|
||||
elseif strcmpi(window_type, 'chebwin')
|
||||
win = chebwin(N_samples, 60)';
|
||||
else % default: 'hann'
|
||||
win = hann(N_samples)';
|
||||
end
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||||
win_data = adc_raw_data .* reshape(win, [1, 1, 1, N_samples]);
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||||
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||||
% 2. Range-FFT 수행
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||||
range_fft = fft(win_data, N_samples, 4);
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||||
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||||
% 3. 주파수 및 거리 축 계산
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df = fs_adc / N_samples;
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freq_axis = (0 : N_samples-1) * df;
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full_range_axis = (freq_axis * c) / (2 * Slope);
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||||
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||||
% 4. Ideal LPF 컷오프 인덱스 산출
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cutoff_idx = floor(fc_lpf_Hz / df);
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||||
% 인덱스가 유효 범위를 넘지 않도록 방어 코드
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half_idx = floor(N_samples/2);
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final_idx = min(cutoff_idx, half_idx);
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||||
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||||
% 5. [핵심 수정] 데이터 잘라내기 (Truncation)
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% 1번 인덱스부터 final_idx까지만 추출하여 메모리 점유율을 줄임
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range_profile = range_fft(:, :, :, 1:final_idx);
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||||
range_axis = full_range_axis(1:final_idx);
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||||
|
||||
|
||||
end
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||||
@@ -0,0 +1,159 @@
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||||
function fig = visualize_rd_map_with_spurs(target_rd_map, r_axis, v_axis, Target, SpurParams, RadarParams, Slope)
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||||
% 2D Range-Doppler 맵을 시각화하고 스퍼 및 타겟 위치를 표시합니다.
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%
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% 입력:
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% - target_rd_map: 2D RD 맵 데이터 [Doppler x Range]
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% - r_axis: 거리 축 벡터
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% - v_axis: 속도 축 벡터
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||||
% - Target: 타겟 정보 구조체 (R, v, NumTargets 필드 포함)
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||||
% - SpurParams: 스퍼 파라미터 구조체 (lo, adc, mixer, pulse, lo_leak, clip 등)
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||||
% - RadarParams: 레이더 파라미터 구조체
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||||
% - Slope: 스윕 속도 (Hz/s)
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||||
%
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||||
% 출력:
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||||
% - fig: 생성된 figure 핸들
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||||
fig = figure('Name', '2D Range-Doppler Map');
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||||
imagesc(r_axis, v_axis, 20*log10(abs(target_rd_map)));
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||||
axis xy; % y축 방향(속도)을 위로 정렬
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colorbar;
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||||
xlabel('Range (m)');
|
||||
ylabel('Velocity (m/s)');
|
||||
title('Range-Doppler Map (Single Channel)');
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||||
colormap(jet);
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||||
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||||
% 범례용 핸들 및 레이블 수집
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||||
hLines = gobjects(0);
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hLabels = {};
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||||
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||||
% --- 1. 실제 타겟 위치 표시 ---
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hold on;
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||||
hTarget = gobjects(0);
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||||
if exist('Target','var') && isstruct(Target)
|
||||
for k = 1:Target.NumTargets
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||||
% 범위/속도 축 내에 있는지 확인
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||||
if Target.R(k) < min(r_axis) || Target.R(k) > max(r_axis) || ...
|
||||
Target.v(k) < min(v_axis) || Target.v(k) > max(v_axis)
|
||||
continue; % 지도 밖이면 생략
|
||||
end
|
||||
[~, ix] = min(abs(r_axis - Target.R(k)));
|
||||
[~, iy] = min(abs(v_axis - Target.v(k)));
|
||||
hTarget(end+1) = plot(r_axis(ix), v_axis(iy), 'ro', 'MarkerSize',8, 'LineWidth',1.5);
|
||||
text(r_axis(ix), v_axis(iy), sprintf(' T%d', k), 'Color','r','FontSize',8);
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
hold off;
|
||||
|
||||
% 범례에 타겟 추가
|
||||
if exist('hTarget','var') && ~isempty(hTarget)
|
||||
hLines(end+1) = hTarget(1);
|
||||
hLabels{end+1} = 'actual target';
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- nonideal/spur 오버레이 표시 여부 판단 ---
|
||||
show_nonideal_overlay = true;
|
||||
if exist('SpurParams','var') && isstruct(SpurParams) && isfield(SpurParams,'enabled')
|
||||
show_nonideal_overlay = logical(SpurParams.enabled);
|
||||
end
|
||||
|
||||
if exist('RadarParams','var') && isstruct(RadarParams) && ...
|
||||
isfield(RadarParams,'Waveform') && isfield(RadarParams.Waveform,'nonideal')
|
||||
ni = RadarParams.Waveform.nonideal;
|
||||
enable_phase_noise = false;
|
||||
enable_nonlinearity = false;
|
||||
enable_datasheet_phase_noise = false;
|
||||
|
||||
if isfield(ni,'enable_phase_noise')
|
||||
enable_phase_noise = logical(ni.enable_phase_noise);
|
||||
end
|
||||
if isfield(ni,'enable_nonlinearity')
|
||||
enable_nonlinearity = logical(ni.enable_nonlinearity);
|
||||
end
|
||||
if isfield(ni,'phaseNoise') && isstruct(ni.phaseNoise) && isfield(ni.phaseNoise,'enabled')
|
||||
enable_datasheet_phase_noise = logical(ni.phaseNoise.enabled);
|
||||
end
|
||||
|
||||
show_nonideal_overlay = show_nonideal_overlay && ...
|
||||
(enable_phase_noise || enable_nonlinearity || enable_datasheet_phase_noise);
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 2. LO/ADC 톤 스퍼 표시 ---
|
||||
if show_nonideal_overlay && exist('SpurParams','var') && isstruct(SpurParams)
|
||||
spur_freqs = [];
|
||||
spur_names = {};
|
||||
|
||||
if isfield(SpurParams,'lo') && ~isempty(SpurParams.lo)
|
||||
spur_freqs(end+1) = SpurParams.lo.freq;
|
||||
spur_names{end+1} = 'LO spur';
|
||||
end
|
||||
if isfield(SpurParams,'adc') && ~isempty(SpurParams.adc)
|
||||
spur_freqs(end+1) = SpurParams.adc.freq;
|
||||
spur_names{end+1} = 'ADC spur';
|
||||
end
|
||||
|
||||
hold on;
|
||||
for idx = 1:length(spur_freqs)
|
||||
f = spur_freqs(idx);
|
||||
name = sprintf('%s @ %.2f MHz', spur_names{idx}, f/1e6);
|
||||
r_spur = (RadarParams.Basic.c * f) / (2 * Slope);
|
||||
hLines(end+1) = xline(r_spur, '--m', name);
|
||||
hLabels{end+1} = name;
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 3. Pulse comb 스퍼 표시 ---
|
||||
if isfield(SpurParams,'pulse') && ~isempty(SpurParams.pulse)
|
||||
p = SpurParams.pulse;
|
||||
num_harm = 5;
|
||||
for n = 1:num_harm
|
||||
f_n = n * p.freq;
|
||||
r_n = (RadarParams.Basic.c * f_n) / (2 * Slope);
|
||||
if r_n <= max(r_axis)
|
||||
lbl = sprintf('pulse comb %d', n);
|
||||
hLines(end+1) = xline(r_n, '--g', lbl);
|
||||
hLabels{end+1} = lbl;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 4. Mixer 비선형 스퍼 표시 ---
|
||||
if isfield(SpurParams,'mixer') && ~isempty(SpurParams.mixer) && exist('Target','var')
|
||||
base_ranges = Target.R;
|
||||
harmonics = [2,3];
|
||||
colors = {'--c','--y'};
|
||||
for hi = 1:length(harmonics)
|
||||
mul = harmonics(hi);
|
||||
for r0 = base_ranges
|
||||
r_spur2 = r0 * mul;
|
||||
if r_spur2 <= max(r_axis)
|
||||
lbl = sprintf('mixer x%d', mul);
|
||||
hLines(end+1) = xline(r_spur2, colors{hi}, lbl);
|
||||
hLabels{end+1} = lbl;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 5. DC offset / LO leakage 표시 ---
|
||||
if isfield(SpurParams,'lo_leak') && ~isempty(SpurParams.lo_leak)
|
||||
hLines(end+1) = line([min(r_axis), max(r_axis)], [0, 0], 'Color','r','LineStyle',':', 'LineWidth',1.5);
|
||||
hLabels{end+1} = 'DC offset/LO leak';
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 6. Clipping spur 표시 ---
|
||||
if isfield(SpurParams,'clip') && ~isempty(SpurParams.clip)
|
||||
r_clip = SpurParams.clip.range;
|
||||
if r_clip >= min(r_axis) && r_clip <= max(r_axis)
|
||||
hLines(end+1) = line([r_clip, r_clip], [min(v_axis), max(v_axis)], 'Color', 'r', 'LineStyle', ':', 'LineWidth', 1.2);
|
||||
hLabels{end+1} = sprintf('clipping @ %.1f m', r_clip);
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
hold off;
|
||||
end
|
||||
|
||||
% --- 7. 범례 추가 ---
|
||||
if ~isempty(hLines)
|
||||
legend(hLines, hLabels, 'Location', 'northeastoutside');
|
||||
end
|
||||
|
||||
end
|
||||
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