Focusing on the problem of Drone vs. Unknown classification based on radar frequency-amplitude spectra using Deep Learning (DL), especially 1-Dimensional Convolutional Neural Networks (1D-CNNs), this thesis aims at reducing the current gap in the research related to adequate pre-processing techniques for hardware deployment. The primary challenge tackled in this work is determining a pipeline that facilitates industrial deployment while maintaining high classification metrics. After presenting a comprehensive review of existing research on radar signal classification and the application of DL techniques in this domain, the technical background of signal processing is described to provide a practical scenario where the solutions could be implemented. A thorough description of technical constraints, such as Field Programmable Gate Array (FPGA) data type requirements, follows the entire project justifying the necessity of a learning-based pre-processing technique for highly skewed distributions. The results demonstrate that data-adaptive preprocessing eases hardware deployment and maintains high classification metrics, while other techniques contribute to noise and information loss. In conclusion, this thesis contributes to the field of radar frequency-amplitude spectra classification by identifying effective methods to support efficient hardware deployment of 1D-CNNs, without sacrificing performance. This work lays the foundation for future studies in the field of DL for real-world signal processing applications. / Med fokus på problemet med klassificering av drönare kontra okänt baserat på radarfrekvens-amplitudspektra med Deep Learning (DL), särskilt 1-Dimensional Convolutional Neural Networks (1D-CNNs), syftar denna avhandling till att minska det nuvarande gapet i forskningen relaterad till adekvata förbehandlingstekniker för hårdvarudistribution. Den främsta utmaningen i detta arbete är att fastställa en pipeline som underlättar industriell driftsättning samtidigt som höga klassificeringsmått bibehålls. Efter en omfattande genomgång av befintlig forskning om klassificering av radarsignaler och tillämpningen av DL-tekniker inom detta område, beskrivs den tekniska bakgrunden för signalbehandling för att ge ett praktiskt scenario där lösningarna kan implementeras. En grundlig beskrivning av tekniska begränsningar, såsom krav på datatyper för FPGA (Field Programmable Gate Array), följer hela projektet och motiverar nödvändigheten av en inlärningsbaserad förbehandlingsteknik för mycket skeva fördelningar. Resultaten visar att dataanpassad förbehandling underlättar hårdvaruimplementering och bibehåller höga klassificeringsmått, medan andra tekniker bidrar till brus och informationsförlust. Sammanfattningsvis bidrar denna avhandling till området klassificering av radarfrekvens-amplitudspektra genom att identifiera effektiva metoder för att stödja effektiv hårdvarudistribution av 1D-CNN, utan att offra prestanda. Detta arbete lägger grunden för framtida studier inom området DL för verkliga signalbehandlingstillämpningar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-346204 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Del Gaizo, Dario |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:556 |
Page generated in 0.0026 seconds