KR101502094B1 - Apparatus for preventing vehicles from deviating - Google Patents

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이기홍
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Abstract

Disclosed is an apparatus for preventing deviation of a vehicle. According to the present invention, the apparatus for preventing deviation of a vehicle includes a transmitter-receiver unit generating a radar signal to transmit the signal by an antenna, and receiving the radar signal reflected by an external object by the antenna; a signal processing unit which generates speed and distance information regarding at least one vehicle and image data besides the at least one vehicle from the reflected radar signal using a pulse wave method; and a control unit which determines whether a collision with at least one vehicle has occurred using the generated speed and distance information regarding at least one vehicle, generates lane information using the image data, and determines whether a vehicle is deviated from a lane using the generated lane information.

Description

차량 이탈 방지 장치{Apparatus for preventing vehicles from deviating}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 차량 이탈 방지에 대한 것으로, 상세하게는 차량용 레이더를 이용하여 거리, 속도뿐만 아니라 도로 상의 차선을 인식하고, 이를 통해 차량의 차선 이탈을 방지할 수 있는 차량 이탈 방지 장치에 대한 것이다.The present invention relates to prevention of departure of a vehicle, and more particularly, to a vehicle departure prevention apparatus capable of recognizing a distance, a speed, and a lane on a road by using a vehicle radar, thereby preventing a lane departure of the vehicle.

종래 차량에서는 사용자의 시야에 의존해서 사용자(운전자)가 차량의 진행 방향을 예측하고 운전하였다. 그러나, 이와 같은 방법에서 사용자가 운행 경험이 풍부하지 못하거나, 혹은 사용자가 일시적으로 차량의 진행 방향을 잘못 판단하는 경우 사고가 발생할 수 있다.In the conventional vehicle, the user (driver) predicts and drives the traveling direction of the vehicle depending on the view of the user. However, in such a method, an accident may occur when the user is not abundant in operating experience, or the user temporarily determines the direction of the vehicle in a wrong direction.

요즘에는 사용자들이 위와 같은 사고를 대비하기 위해서 초광대역 레이더 시스템이나 비전 시스템을 이용하여 주변상황 인식을 사용 있다. 특히, 초광대역 레이더 시스템은 레이더 전송 펄스를 송신하고 레이더 반사 펄스를 검출하여, 반복 펄스를 통해 검출된 펄스를 평균하여 평균적 변화를 측정하는 방법을 사용하여, 오브젝트와의 이격 거리를 연산하게 된다.Nowadays, users are using the surroundings recognition system by using ultra-wideband radar system or vision system to prepare for such an accident. In particular, the ultra-wideband radar system computes the separation distance from the object by transmitting radar transmission pulses, detecting radar reflection pulses, and averaging the pulses detected through the repetitive pulses to measure the average change.

이와 같이, 차량용 레이더는 차량 충돌방지용 목적으로 개발되고 있으며, 구현 방식은 펄스파 방식과 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식이 있다. 현재 주로 개발되는 방식은 소형화를 위해 주로 FMCW 방식을 채택하고 있는데, 이것은 거리 속도에 대해 국한된 정보를 제공하고 있다. As described above, the vehicle radar has been developed for the purpose of preventing a vehicle collision, and the implementation methods include a pulse wave method and a frequency modulated continuous wave (FMCW) method. Currently, mainly developed method, FMCW is adopted mainly for miniaturization, which provides limited information about distance speed.

이런 종래 차량용 레이더는 오브젝트 예를 들어, 다른 차량과의 거리와 속도에 대한 정보만을 제공함으로써, 충돌방지용으로 사용되고 있을 뿐 차량용 레이더를 이용하여 차량의 차선 이탈 정보를 제공하는데 사용되고 있지 않다.Such a conventional vehicle radar is used for preventing an object, for example, by providing only information on distance and speed with respect to another vehicle, and is not used to provide lane departure information of a vehicle using a vehicle radar.

따라서, 차량용 레이더를 이용하여 차량의 차선 이탈을 방지할 수 있는 방법 및 장치의 필요성이 대두된다.Therefore, there is a need for a method and an apparatus that can prevent a lane departure of a vehicle using a vehicle radar.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 도출된 것으로서, 펄스파 방식을 이용한 차량용 레이더를 이용하여 차량의 차선 이탈을 방지할 수 있는 차량 이탈 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle departure prevention apparatus which can prevent a lane departure of a vehicle by using a vehicle radar using a pulse-wave method.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 차량 이탈 방지 장치는 레이더 신호를 생성하여 안테나를 통해 전송하고, 외부 물체에 의해 반사된 반사 레이더 신호를 상기 안테나를 통해 수신하는 송수신부; 펄스파 기법을 이용하여 상기 반사 레이더 신호로부터 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 적어도 하나의 차량을 제외한 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및 상기 생성된 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터를 이용하여 차선 정보를 생성하며, 상기 생성된 차선 정보를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단하는 통제부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for preventing departure of a vehicle, comprising: a transmission / reception section for generating a radar signal and transmitting the generated radar signal through an antenna and receiving a reflected radar signal reflected by an external object through the antenna; ; A signal processing unit for generating speed and distance information for at least one vehicle from the reflected radar signal using the pulse-wave technique, and image data excluding the at least one vehicle; And generating the lane information by using the image data to determine whether to collide with the at least one vehicle by using the generated speed and distance information for the at least one vehicle, And a control unit for determining whether or not the vehicle departs from the lane.

바람직하게, 상기 신호 처리부는 상기 반사 레이더 신호에 대해 미리 결정된 기준 신호와 제1 윈도우를 이용하여 거리 방향 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 수행하고, 상기 거리 방향 FFT가 수행된 제1 신호에 대해 미리 결정된 펄스 신호와 제2 윈도우를 이용한 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 상기 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.Preferably, the signal processing unit performs distance direction fast Fourier transform (FFT) using a predetermined reference signal and a first window with respect to the reflected radar signal, and outputs the first signal And the speed and distance information for the at least one vehicle through execution of a Doppler direction FFT using a predetermined pulse signal and a second window.

바람직하게, 상기 신호 처리부는 상기 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 생성된 거리 및 도플러 맵에 MTI(Moving Target Indicator) 제거 알고리즘을 적용하여 상기 영상 데이터를 생성할 수 있다.The signal processing unit may generate the image data by applying a moving target indicator (MTI) removal algorithm to the distance and the Doppler map generated through the Doppler direction FFT.

바람직하게, 상기 통제부는 아스팔트와 차선에 대한 상이한 유전상수를 이용하여 상기 영상 데이터로부터 상기 차선 정보를 생성할 수 있다.Advantageously, the control unit can generate the lane information from the image data using asphalt and different dielectric constants for the lane.

바람직하게, 상기 송수신부는 레이더 신호 파형을 생성하고, 상기 생성된 레이더 신호 파형을 증폭한 후 미리 결정된 제1 주파수로 상향 변환하여 상기 안테나를 통해 전송하는 송신부; 및 상기 안테나를 통해 수신된 상기 반사 레이더 신호를 미리 결정된 제2 주파수로 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 출력하는 수신부를 포함할 수 있다.Preferably, the transmitting and receiving unit generates a radar signal waveform, amplifies the generated radar signal waveform, up-converts the generated radar signal waveform to a predetermined first frequency, and transmits the amplified signal through the antenna. And a receiver for down-converting the reflected radar signal received through the antenna to a predetermined second frequency, converting the down-converted signal to a digital signal, and outputting the converted digital signal.

바람직하게, 상기 송신부는 초광대역 구동 증폭기를 이용하여 상기 생성된 레이더 신호 파형을 증폭할 수 있다.Preferably, the transmitter may amplify the generated radar signal waveform using an ultra-wideband driving amplifier.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 차량 이탈 방지 장치는 외부 물체에 의해 반사된 반사 레이더 신호로부터 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 적어도 하나의 차량을 제외한 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및 상기 생성된 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터를 이용하여 차선 정보를 생성하며, 상기 생성된 차선 정보를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단하는 통제부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an anti-deviation device comprising: a signal processing unit for generating speed and distance information for at least one vehicle from a reflected radar signal reflected by an external object; image data excluding the at least one vehicle; And generating the lane information by using the image data to determine whether to collide with the at least one vehicle by using the generated speed and distance information for the at least one vehicle, And a control unit for determining whether or not the vehicle departs from the lane.

본 발명에 따르면, 차량용 레이더를 이용하여 다른 차량과의 거리와 속도 정보를 제공하여 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 차선 정보를 제공하여 차량의 차선 이탈을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to prevent collision by providing distance and speed information with respect to other vehicles by using a vehicle radar, and to prevent lane departure of the vehicle by providing lane information.

따라서, 본 발명은 차량 운전자에게 차선 이탈에 대한 정보를 제공함으로써, 차선 이탈에 의해 발생될 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the present invention provides the information for the lane departure to the driver of the vehicle, so that it is possible to prevent an accident that may be caused by lane departure in advance.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 송수신부에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 구동 증폭기에 대한 일 실시예 구조를 나타낸 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 신호 처리부와 통제부에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.Fig. 1 shows an example for explaining an apparatus according to the present invention.
2 shows a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 shows a configuration of an embodiment of the transceiver shown in FIG.
4 shows a structure of an embodiment of the driving amplifier shown in FIG.
FIG. 5 shows a configuration of an embodiment of the signal processing unit and the control unit shown in FIG.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 차량 이탈 방지 장치를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle departure prevention apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention will be described in detail with reference to the portions necessary for understanding the operation and operation according to the present invention.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.

본 발명은 차량용 레이더를 이용하여 다른 차량과의 거리와 속도 뿐만 아니라 차량의 차선 이탈 정보를 제공함으로써, 종래 거리와 속도 정보만을 제공하는 기능 이외에 추가적으로 차선 이탈 정보를 제공할 수 있는 기능을 제공함으로써, 차량의 차선 이탈에 의해 발생될 수 있는 사고를 사전에 방지할 수 있는 것을 그 요지로 한다.The present invention provides a function of providing additional lane departure information in addition to a function of providing only the distance and speed information of the conventional vehicle by providing lane departure information of the vehicle as well as the distance and speed with other vehicles by using the vehicle radar, It is possible to prevent an accident that may be caused by the departure of the lane of the vehicle in advance.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.Fig. 1 shows an example for explaining an apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, A는 본 발명의 장치가 장착된 차량을 의미하고, B는 A 차량의 앞 차량으로 일반차량 또는 본 발명의 장치가 장착된 차량을 모두 포함할 수 있으며, C는 중앙선을 의미하고, D는 차도 구분선을 의미한다.1, A denotes a vehicle equipped with the apparatus of the present invention, B denotes a front vehicle of the A vehicle, and may include both a general vehicle or a vehicle equipped with the apparatus of the present invention, and C denotes Center line ", and" D "means a line dividing line.

즉, A 차량에 탑재된 본 발명에 따른 장치는 B 차량과의 거리와 속도에 대한 정보뿐만 아니라 A 차량이 현재 진행하고 있는 차선에 대한 이탈 정보를 제공한다.That is, the apparatus according to the present invention mounted on the A vehicle provides information on the distance and speed with respect to the B vehicle, as well as deviation information on the lane on which the A vehicle is currently proceeding.

이 때, 본 발명에 따른 장치는 아스팔트와 차선에 대한 상이한 유전상수를 이용하여 경계면에서 레이더 신호의 반사 특성으로 차선을 인식할 수 있으며, 이렇게 인식된 차선 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈 여부를 판단할 수 있다.At this time, the apparatus according to the present invention can recognize the lane by the reflection characteristic of the radar signal at the interface using the different dielectric constants for the asphalt and the lane, and judge whether or not the lane departure of the vehicle is caused by using the lane information thus recognized can do.

이런 본 발명에 따른 장치를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The apparatus according to the present invention will now be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 대한 구성을 나타낸 것이다.2 shows a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 장치는 송수신부(200), 신호 처리부(300) 및 통제부(400)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the apparatus includes a transceiver 200, a signal processor 300, and a controller 400.

송수신부(200)는 레이더 신호를 생성하여 안테나(100)를 통해 외부로 전송하고, 외부 물체 예를 들어, 오브젝트, 다른 차량, 아스팔트, 차선 등에 의해 반사된 반사 레이더 신호를 안테나(100)를 통해 수신한다.The transceiver unit 200 generates and transmits a radar signal to the outside through the antenna 100 and transmits a reflected radar signal reflected by an external object such as an object, another vehicle, an asphalt, a lane, .

이 때, 송수신부(200)는 도 3에 도시된 일 예와 같이, 송신부와 수신부로 구성되며, 송신부는 안테나(100)를 통해 전송되는 송신 신호와 안테나(100)를 통해 수신된 수신 신호의 경로를 제공하는 써큘레이터 또는 트랜시버(101), 레이더 신호 파형을 생성하는 파형 발생기(106), 파형 발생기(106)에 의해 생성된 레이더 신호 파형을 증폭시키는 구동 증폭기(105), 구동 증폭기(105)의 출력 신호 중 일정 대역의 신호만을 통과 시키는 대역통과 필터(104), 주파수 발생기(107)에 의해 생성된 신호를 이용하여 대역통과 필터(104)를 통해 출력되는 신호를 제1 주파수로 상향 변환하여 출력하는 상향변환기(up-converter)(103), 상향변환기(103)로부터 출력된 신호의 크기 즉, 송신 신호의 크기를 증폭하여 써큘레이터(101)로 출력하는 전력증폭기(102)를 포함하고, 수신부는 안테나(100)로부터 수신된 미약한 신호 즉, 반사 레이더 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(110), 저잡음증폭기(110)의 출력 신호를 주파수 발생기(107)에 의해 생성된 신호를 이용하여 제2 주파수로 하향 변환하여 출력하는 하향변환기(down-converter)(111), 하향변환기(111)의 출력 신호 중 일정 대역의 신호만을 통과시키는 대역통과 필터(112), 대역통과 필터(112)를 통해 출력되는 신호를 증폭시키는 증폭기(113), 증폭기(113)의 출력 신호인 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 A/D컨버터(114)를 포함한다.3, the transmitter includes a transmitter and a receiver, and the transmitter transmits the transmission signal transmitted through the antenna 100 and the reception signal received through the antenna 100, A waveform generator 106 for generating a radar signal waveform, a drive amplifier 105 for amplifying the radar signal waveform generated by the waveform generator 106 , a drive amplifier 105, A band pass filter 104 for passing only a signal of a predetermined band among the output signals of the band pass filter 104 and a signal generated by the frequency generator 107 to convert the signal output through the band pass filter 104 to a first frequency And a power amplifier 102 for amplifying the magnitude of a signal output from the up-converter 103 and the magnitude of a transmission signal and outputting the amplified signal to the circulator 101, The receiving unit includes an antenna 100, A low noise amplifier 110 for amplifying a weak signal received from the low noise amplifier 110, that is, a low-noise amplifier 110 for amplifying a reflected radar signal, and a low noise amplifier 110 for down-converting the output signal of the low noise amplifier 110 to a second frequency using a signal generated by the frequency generator 107 A band pass filter 112 for passing only a signal of a predetermined band among output signals of the down-converter 111, an amplifier for amplifying a signal output through the band pass filter 112, And an A / D converter 114 for converting an analog signal, which is an output signal of the amplifier 113, into a digital signal.

본 발명에 따른 장치는 차선 이탈 여부를 판단하기 위해서, 아스팔트와 차선을 명확하게 구분하는 것이 중요하며, 아스팔트와 차선의 구분에 대한 정확도를 높이기 위해서는 영상의 품질이 중요하다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 특성을 만족하기 위해 광대역 특성을 갖는 송수신부 하드웨어가 필요하다.In order to judge whether or not a lane departure occurs, it is important to clearly distinguish between the asphalt and the lane, and the quality of the image is important in order to improve the accuracy of the distinction between the asphalt and the lane. Therefore, in the present invention, a transmission / reception unit hardware having a wideband characteristic is required to satisfy such a characteristic.

도 4는 파형 발생기(106)에 의해 생성된 레이더 신호 파형을 초광대역 특성을 갖는 신호로 만들기 위한 구동 증폭기(105)에 대한 일 실시예를 나타낸 것으로, 초광대역 구동 증폭기에 대한 것이다.FIG. 4 shows an embodiment of a driving amplifier 105 for converting a radar signal waveform generated by the waveform generator 106 into a signal having an ultra-wideband characteristic, which corresponds to an ultra-wideband driving amplifier.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이더 신호 파형을 구성하는 일정 주기를 가지는 레이더 펄스 신호 각각(1~N)에 대해 각각의 구동 증폭기를 이용함으로써, 초광대역의 레이더 신호 파형을 생성할 수 있다. 즉, 송신부의 구동 증폭기(105)로부터 출력되는 신호는 초광대역 또는 광대역의 레이더 신호 파형이다.As shown in Fig. 4, by using the respective drive amplifiers for each of the radar pulse signals (1 to N) having a constant period constituting the radar signal waveform, it is possible to generate an ultra wideband radar signal waveform. That is, the signal output from the drive amplifier 105 of the transmitter is an ultra-wideband or broadband radar signal waveform.

이와 같이, 송신부는 제1 주파수로 상향 변환된 초광대역의 레이더 신호를 안테나를 통해 외부로 전송하고, 수신부는 신호 처리부에서 안테나를 통해 수신된 초광대역의 반사 레이더 신호를 처리할 수 있도록, 안테나를 통해 수신된 반사 레이더 신호를 제2 주파수로 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 출력한다.In this way, the transmitter transmits the ultra-wideband radar signal up-converted to the first frequency to the outside via the antenna, and the receiver processes the ultra-wideband radar signal received through the antenna in the signal processor, Converts the received reflection radar signal into a digital signal after down-converting it to a second frequency, and outputs the digital signal.

신호 처리부(300)는 펄스파 기법을 이용하여 송수신부(200)로 수신된 반사 레이더 신호로부터 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 그리고 적어도 하나의 차량을 제외한 영상 데이터를 생성한다.The signal processing unit 300 generates speed and distance information for at least one vehicle from the reflected radar signal received by the transmission / reception unit 200 using the pulse-wave technique, and image data excluding at least one vehicle.

구체적으로, 신호 처리부(300)는 송수신부(200)를 통해 수신된 반사 레이더 신호가 변환된 디지털 신호를 신호 처리함으로써, 적어도 하나의 차량 예를 들어, 도 1에 도시된 B 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 생성하고, B 차량을 제외한 영상 데이터 즉 중앙선(C)과 차도 구분선(D)을 포함하는 영상 데이터를 생성한다.Specifically, the signal processing unit 300 processes the digital signal converted by the reflected radar signal received through the transmitting / receiving unit 200, thereby generating at least one vehicle, for example, And generates image data including the center line C and the road dividing line D except for the B vehicle.

통제부(400)는 신호 처리부(300)에서 생성된 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 이용하여 적어도 하나의 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 또한 영상 데이터를 이용하여 차선 정보를 생성한 후 생성된 차선 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈 여부를 판단한다.The control unit 400 determines whether the vehicle collides with at least one vehicle using the speed and distance information of at least one vehicle generated by the signal processing unit 300 and generates lane information using the image data And determines whether or not the vehicle leaves the lane using the generated lane information.

이런 신호 처리부와 통제부에 대해 도 5를 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다. The signal processing unit and the control unit will be described in detail with reference to FIG.

도 5는 도 2에 도시된 신호 처리부와 통제부에 대한 일 실시예 구성을 나타낸 것이다.FIG. 5 shows a configuration of an embodiment of the signal processing unit and the control unit shown in FIG.

도 5를 참조하면, 신호 처리부(300)는 송수신부(200)를 통해 수신된 신호 즉, 디지털 신호로 변환된 반사 레이더 신호를 빔포밍(beamforming)(301)을 통해 원하는 방향으로 수신하고, 거리방향 압축을 위해서 미리 결정된 기준신호와 윈도우(302)를 사용하여 기준신호에 부엽억제(sidelobe)를 위한 제1 윈도우를 곱한 후 빔포밍(301)을 통해 수신된 신호에 대해 거리방향 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)(303)을 사용하여 거리 압축을 수행한다.5, the signal processing unit 300 receives a signal received through the transceiver 200, that is, a reflected radar signal converted into a digital signal, through a beamforming unit 301 in a desired direction, The reference signal is multiplied by a first window for sidelobe using a predetermined reference signal and window 302 for directional compression and then a distance-direction fast Fourier transform (< RTI ID = 0.0 > FFT (Fast Fourier Transform) 303 to perform distance compression.

그리고, 신호 처리부(300)는 미리 결정된 펄스와 윈도우(304)를 이용하여 각 펄스에 부엽억제를 위한 제2 윈도우를 곱한 후 거리방향 FFT(303)를 통해 출력된 신호에 대해 도플러 방향 FFT(305)를 수행함으로써, 반사 레이더 신호에 대한 거리 및 도플러 맵을 형성하며, 이렇게 형성된 거리 및 도플러 맵을 이용하여 표적탐지(306)에서 전방의 표적 즉, 적어도 하나 이상의 차량을 탐지함으로써, 적어도 하나 이상의 차량에 대한 거리와 속도 정보를 추출 또는 생성한다.The signal processing unit 300 multiplies each pulse by a second window for suppressing side lobes using a predetermined pulse and the window 304 and then multiplies the signal output through the distance direction FFT 303 by a Doppler direction FFT 305 ), Thereby forming a distance to the reflected radar signal and a Doppler map, and by detecting the target in front of the target detection 306, i.e., at least one or more vehicles, using the thus formed distance and Doppler map, And extracts or generates distance information and speed information for the vehicle.

여기서, 제1 윈도우와 제2 윈도우는 동일한 값일 수도 있고, 상이한 값일 수도 있으며, 이에 대한 값은 본 발명을 제공하는 사업자에 의해 결정될 수 있다.Here, the first window and the second window may be the same value or different values, and the values thereof may be determined by the provider providing the present invention.

도플러 맵은 움직이는 표적의 속도성분을 추출하기 위해서 사용되는 것으로 저속표적 또는 고속표적의 속도를 추출하여 속도별 표적에 대한 제거 및 식별에 사용한다.The Doppler map is used to extract the velocity component of a moving target and extracts the velocities of the slow or fast targets and uses them for elimination and identification of velocity-specific targets.

나아가, 신호 처리부(300)는 도플러 방향 FFT(305)를 수행하여 형성된 반사 레이더 신호에 대한 거리 및 도플러 맵에 MTI(Moving Target Indicator) 제거 알고리즘(307)을 적용하여 속도 성분이 있는 표적 즉, 차량을 제거함으로써, 차선 정보를 생성하기 위한 영상 데이터(SAR image)를 생성한다.In addition, the signal processing unit 300 applies a moving target indicator (MTI) removal algorithm 307 to the Doppler map and the distance to the reflected radar signal formed by performing the Doppler direction FFT 305, Thereby generating image data (SAR image) for generating lane information.

통제부(400)는 신호 처리부(300)의 신호 처리에 의한 결과물 즉, 적어도 하나 이상의 차량에 대한 거리 및 속도 정보, 차선 정보를 생성하기 위한 영상 데이터를 신호 처리부(300)로부터 수신되면, 표적추적 및 관리(401)에서 거리 및 속도 정보를 이용하여 추출된 표적 예를 들어, 도 1의 B 차량을 관리하고 추적을 유지한다. 그리고, 충돌방지처리(402)에서 추적 중인 표적에 대해 거리 및 속도 성분을 비교하여 충돌여부를 판단하여 그 판단 결과를 영상처리장치(404)와 저장장치(405)로 동시에 전송한다.When the control unit 400 receives the result of the signal processing of the signal processing unit 300, that is, the image data for generating the distance, speed, and lane information for at least one or more vehicles from the signal processing unit 300, And maintains tracking and tracking of the extracted target, e.g., vehicle B in Figure 1, using the distance and velocity information in management 401. In the collision avoidance process 402, the distance and velocity components are compared with respect to the target being tracked, and the collision is determined, and the result of the collision is simultaneously transmitted to the image processor 404 and the storage 405.

나아가, 통제부(400)는 영상 데이터 예를 들어, SAR 이미지 정보를 사용하여 표적 matching(403)에서 영상에서 도로의 라인과의 일치 여부를 확인하여 차량의 차선 이탈 여부를 판단하고, 판단된 이탈 여부 정보를 영상처리장치(404)와 저장장치(405)로 동시에 전송한다.In addition, the control unit 400 determines whether or not the vehicle is deviated from the lane by checking whether the image matches the line of the road in the image in the target matching 403 using the image data, for example, SAR image information, Information to the image processing device 404 and the storage device 405 at the same time.

이 때, 통제부(400)는 아스팔트와 차선에 대한 상이한 유전상수를 이용하여 영상 데이터로부터 차선 정보를 생성하고, 생성된 차선 정보를 이용하여 차량의 차선 이탈 여부를 판단할 수도 있다.At this time, the control unit 400 may generate lane information from the image data using different dielectric constants for the asphalt and the lane, and may determine whether the vehicle is leaving the lane by using the generated lane information.

영상처리장치(404)에서는 영상을 전시하고 표적정보를 제공하며, 저장장치(405)는 실시간으로 표적정보 및 영상정보를 저장한다. The image processing apparatus 404 displays the image and provides the target information, and the storage device 405 stores the target information and the image information in real time.

제어장치(406)는 송수신부(200), 신호 처리부(300)에 제어명령을 전송하고 장치를 구성하는 각 구성의 상태 및 고장정보를 수신하여 처리한다.The control device 406 transmits a control command to the transceiver 200 and the signal processor 300 and receives and processes the status and failure information of each configuration of the apparatus.

나아가, 통제부(400)는 차량의 차선 이탈 여부 판단 결과, 차선 이탈로 판단되면 차선 이탈에 대한 정보를 운전자에게 제공할 수 있으며, 화면 상에 차선 이탈에 대한 정보를 영상처리장치(404)에 디스플레이할 수도 있고, 차선 이탈에 대한 경보음을 스피커 등을 통해 운전자에게 제공할 수도 있다.If it is determined that the vehicle is lane departure, the control unit 400 may provide information on the lane departure to the driver. If it is determined that the lane departure is on the screen, Or may provide an alarm to the driver through a speaker or the like for the lane departure.

한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.It is to be understood that the present invention is not limited to these embodiments, and all of the elements constituting the embodiments of the present invention described above may be combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 안테나
200: 송수신부
300: 신호 처리부
400: 통제부100: Antenna
200: Transmitting /
300: Signal processor
400:

Claims (10)

레이더 신호를 생성하여 안테나를 통해 전송하고, 외부 물체에 의해 반사된 반사 레이더 신호를 상기 안테나를 통해 수신하는 송수신부;
펄스파 기법을 이용하여 상기 반사 레이더 신호로부터 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 적어도 하나의 차량을 제외한 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및
상기 생성된 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터를 이용하여 차선 정보를 생성하며, 상기 생성된 차선 정보를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단하는 통제부;
를 포함하는 차량 이탈 방지 장치.A transmitting and receiving unit for generating a radar signal, transmitting the radar signal through an antenna, and receiving a reflected radar signal reflected by an external object through the antenna;
A signal processing unit for generating speed and distance information for at least one vehicle from the reflected radar signal using the pulse-wave technique, and image data excluding the at least one vehicle; And
Determining whether the vehicle collides with the at least one vehicle using the generated speed and distance information for the at least one vehicle, generating lane information using the image data, A control unit for judging whether or not to depart;
And a controller for controlling the vehicle. 제1항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 반사 레이더 신호에 대해 미리 결정된 기준 신호와 제1 윈도우를 이용하여 거리 방향 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 수행하고, 상기 거리 방향 FFT가 수행된 제1 신호에 대해 미리 결정된 펄스 신호와 제2 윈도우를 이용한 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 상기 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.The method according to claim 1,
The signal processing unit
Performing a distance direction fast Fourier transform (FFT) on the reflected radar signal using a predetermined reference signal and a first window, and performing a distance FFT on the reflected signal based on a predetermined pulse signal And the speed and distance information for the at least one vehicle through the execution of the Doppler direction FFT using the second window. 제2항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 생성된 거리 및 도플러 맵에 MTI(Moving Target Indicator) 제거 알고리즘을 적용하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.3. The method of claim 2,
The signal processing unit
Wherein the image data is generated by applying a Moving Target Indicator (MTI) removal algorithm to a distance and a Doppler map generated by performing the Doppler direction FFT. 제1항에 있어서,
상기 통제부는
아스팔트와 차선에 대한 상이한 유전상수를 이용하여 상기 영상 데이터로부터 상기 차선 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.The method according to claim 1,
The control unit
And said lane information is generated from said image data by using different dielectric constants for asphalt and lane. 제1항에 있어서,
상기 송수신부는
레이더 신호 파형을 생성하고, 상기 생성된 레이더 신호 파형을 증폭한 후 미리 결정된 제1 주파수로 상향 변환하여 상기 안테나를 통해 전송하는 송신부; 및
상기 안테나를 통해 수신된 상기 반사 레이더 신호를 미리 결정된 제2 주파수로 하향 변환한 후 디지털 신호로 변환하여 출력하는 수신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.The method according to claim 1,
The transmitting /
A transmitter for generating a radar signal waveform, amplifying the generated radar signal waveform, up-converting the generated radar signal waveform to a predetermined first frequency and transmitting the amplified signal through the antenna; And
A receiver for converting the reflected radar signal received through the antenna to a predetermined second frequency, converting the received signal into a digital signal,
And a control unit for controlling the operation of the vehicle. 제5항에 있어서,
상기 송신부는
초광대역 구동 증폭기를 이용하여 상기 생성된 레이더 신호 파형을 증폭하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.6. The method of claim 5,
The transmitting unit
And the generated radar signal waveform is amplified using an ultra-wideband drive amplifier. 외부 물체에 의해 반사된 반사 레이더 신호로부터 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 적어도 하나의 차량을 제외한 영상 데이터를 생성하는 신호 처리부; 및
상기 생성된 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보를 이용하여 상기 적어도 하나의 차량과의 충돌 여부를 판단하고, 상기 영상 데이터를 이용하여 차선 정보를 생성하며, 상기 생성된 차선 정보를 이용하여 차선 이탈 여부를 판단하는 통제부;
를 포함하는 차량 이탈 방지 장치.A signal processing unit for generating speed and distance information for at least one vehicle from a reflected radar signal reflected by an external object, and image data excluding the at least one vehicle; And
Determining whether the vehicle collides with the at least one vehicle using the generated speed and distance information for the at least one vehicle, generating lane information using the image data, A control unit for judging whether or not to depart;
And a controller for controlling the vehicle. 제7항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 반사 레이더 신호에 대해 미리 결정된 기준 신호와 제1 윈도우를 이용하여 거리 방향 고속 푸리에 변환(FFT; Fast Fourier Transform)을 수행하고, 상기 거리 방향 FFT가 수행된 제1 신호에 대해 미리 결정된 펄스 신호와 제2 윈도우를 이용한 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 상기 적어도 하나의 차량에 대한 속도 및 거리 정보, 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.8. The method of claim 7,
The signal processing unit
Performing a distance direction fast Fourier transform (FFT) on the reflected radar signal using a predetermined reference signal and a first window, and performing a distance FFT on the reflected signal based on a predetermined pulse signal And the speed and distance information for the at least one vehicle through the execution of the Doppler direction FFT using the second window. 제8항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 도플러 방향 FFT의 수행을 통해 생성된 거리 및 도플러 맵에 MTI(Moving Target Indicator) 제거 알고리즘을 적용하여 상기 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.9. The method of claim 8,
The signal processing unit
Wherein the image data is generated by applying a Moving Target Indicator (MTI) removal algorithm to a distance and a Doppler map generated by performing the Doppler direction FFT. 제7항에 있어서,
상기 통제부는
아스팔트와 차선에 대한 상이한 유전상수를 이용하여 상기 영상 데이터로부터 상기 차선 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 이탈 방지 장치.8. The method of claim 7,
The control unit
And said lane information is generated from said image data by using different dielectric constants for asphalt and lane.
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