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Faculté des Sciences appliquées
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Mémoire

Evaluation of Spiking Neural Network (SNN) Models for Detection & Classification Using FMCW Radar Data

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Weber, Tom ULiège
Promoteur(s) : Louppe, Gilles ULiège
Date de soutenance : 8-sep-2025/9-sep-2025 • URL permanente : http://hdl.handle.net/2268.2/24951
Détails
Titre : Evaluation of Spiking Neural Network (SNN) Models for Detection & Classification Using FMCW Radar Data
Titre traduit : [fr] Évaluation des modèles de réseaux neuronaux à pics (SNN) pour la détection et la classification à l'aide de données radar FMCW
Auteur : Weber, Tom ULiège
Date de soutenance  : 8-sep-2025/9-sep-2025
Promoteur(s) : Louppe, Gilles ULiège
Membre(s) du jury : Raymackers, François 
Geurts, Pierre ULiège
Drion, Guillaume ULiège
Langue : Anglais
Nombre de pages : 68
Discipline(s) : Ingénierie, informatique & technologie > Ingénierie électrique & électronique
Ingénierie, informatique & technologie > Sciences informatiques
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Diplôme : Master : ingénieur civil électricien, à finalité spécialisée en Neuromorphic Engineering
Faculté : Mémoires de la Faculté des Sciences appliquées

Résumé

[en] Processing radar data presents significant challenges due to its high dimensionality, noise, and temporal complexity,
which make extracting robust and efficient features difficult. Spiking neural networks (SNNs) offer a biologically inspired alternative to conventional artificial neural networks (ANNs), with the promise of energy efficiency and temporal
information processing. This work aims to evaluate the feasibility of SNN models for classification and detection tasks
on frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar data, particularly in the industrial context of BEA.
To address this, a complete dataset of FMCW radar signals was created and automatically annotated using a dedicated tool developed for this project. The dataset was then analyzed to characterize the signals and their variability.
Several SNN models were trained and evaluated on the tasks, alongside standard ANN baselines for comparison.
The experimental protocol included various neural encoding strategies, rigorous training, and consistent evaluation
to ensure fair benchmarking. Performance was assessed in terms of classification accuracy, energy consumption (both
theoretical and practical), and suitability for embedded deployment.
Results demonstrate that while ANNs slightly outperform SNNs in accuracy, SNNs offer substantial gains in energy
efficiency, making them highly suitable for low-power applications. Furthermore, deployment tests confirm that SNNs
can be effectively implemented on classical embedded hardware, offering a promising pathway for low-power radar based sensing.
This thesis contributes :
i An automatic annotation tool for FMCW radar data.
ii A ready-to-use FMCW dataset for BEA applications.
iii An empirical and conceptual understanding of SNN behavior on radar data.
iv A detailed evaluation of SNN viability in terms of accuracy and energy consumption.
v A proof-of-concept embedded implementation that demonstrates integration into existing BEA products.


Fichier(s)

Document(s)

File
Access tfe_snn_bea_final.pdf
Description:
Taille: 20.89 MB
Format: Adobe PDF
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Access tfe_snn_bea_sum_final.pdf
Description: summary
Taille: 114 kB
Format: Adobe PDF
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Access snn_zoom.pdf
Description: draw
Taille: 57.09 kB
Format: Adobe PDF

Auteur

  • Weber, Tom ULiège Université de Liège > Master ing. civ. électr. fin. spéc. neur. engi.

Promoteur(s)

Membre(s) du jury

  • Raymackers, François ea Sensors
  • Geurts, Pierre ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Algorith. des syst. en interaction avec le monde physique
    ORBi Voir ses publications sur ORBi
  • Drion, Guillaume ULiège Université de Liège - ULiège > Dép. d'électric., électron. et informat. (Inst.Montefiore) > Systèmes et modélisation
    ORBi Voir ses publications sur ORBi








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