KR102608033B1 - 레이더 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 레이더 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 개시에 따른 레이더 제어 장치는 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신부, 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출부 및 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 제1 객체 위치를 중심에서 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정부를 포함한다.

Description

레이더 제어 장치 및 방법{RADAR CONTROL APPARATUS AND METHOD}
본 실시예들은 객체의 진행 방향을 추정하는 레이더 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 레이더가 장착된 차량이 증가하고 있다. 차량에 장착된 레이더로부터 출력된 정보를 바탕으로 차량의 전자제어유닛은 자차량 주변의 물체와 자차량 사이의 거리, 레인지 레이트 및 각도를 계산할 수 있다.
이와 같이 레이더를 장착한 차량은 자차량과 주변의 물체와 자차량 사이의 거리, 레인지 레이트 및 각도 등을 이용하여 다양한 안전 기능이나 편의 기능을 제공할 수 있다.
예를 들어, 주정차 중 충돌방지기능, 주행 중 스마트 크루즈 기능이나 자동주차기능은 차량에 장착된 레이더로부터 입력된 정보를 이용하여 자차량과 자차량 주변의 물체 사이의 거리, 각도 또는 레인지 레이트를 파악함으로써 이루어질 수 있다.
이와 같이 차량에 장착된 레이더가 다양한 기능을 수행하기 위하여 중요한 역할을 하므로 레이더로부터 입력되는 정보의 신뢰성 역시 중요하다.
특히, 자차량의 주변에서 감지되는 객체의 이동방향을 정확히 판단하는 것이 자차량의 주행 안정성을 유지하기 위해 중요한 부분이며, 이에 대한 연구의 필요성이 요구되고 있다.
이러한 배경에서, 본 개시는 산출된 복수의 예측 객체 위치 중 하나를 객체 이동 방향으로 추정하는 레이더 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신부, 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출부 및 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 제1 객체 위치를 중심에서 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정부를 포함하는 레이더 제어 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신 단계, 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출 단계 및 제1 객체 위치를 중심으로 제1 측정치 주변의 영역을 균일하게 분할하는 복수의 각도를 설정하고, 설정된 복수의 각도를 진행방향으로 갖는 예상 객체를 각각 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정 단계를 포함하는 레이더 제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 레이더 제어 장치 및 방법은 소수의 측정치 만으로도 객체의 진행방향을 추정할 수 있고, 이에 따라 먼 거리에 감지되는 객체에 대해서도 진행방향을 추정할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이더 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 제1 측정치를 기준으로 복수의 각도를 갖는 예상 객체를 설정하여 객체의 진행 방향을 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 객체 위치를 중심으로 하는 영역을 제1 직선으로 분할하여 객체 방향을 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 직선의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 객체의 진행 방향으로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이더 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 단계 S630을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이더 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 레이더 제어 장치는 송수신부, 객체 위치 산출부 및 객체 방향 산출부 등을 포함할 수 있다.
레이더 제어 장치는 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하고, 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하고, 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 제1 객체 위치를 중심에서 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정할 수 있다.
이를 위해, 레이더 제어 장치(10)는 CAN(Controller Area Network) 통신, Flexray 등을 통해 자차량에 탑재된 레이더와 데이터를 송수신할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 레이더 제어 장치(10)는 자차량의 주행에 도움을 주는 정보를 제공하거나, 운전자의 자차량 제어에 도움을 제공하는 ADAS(Advance Driver Assistance Systems)일 수 있다.
여기서, ADAS는 다양한 종류의 첨단 운전자 보조 시스템을 의미할 수 있으며, 운전자 보조 시스템으로는 예를 들면, 긴급 제동 시스템(Autonomous Emergency Braking), 스마트 주차 보조 시스템(SPAS: Smart Parking Assistance System), 사각 감지(BSD: Blind Spot Detection) 시스템, 적응형 크루즈 컨트롤(ACC: Adaptive Cruise Control) 시스템, 차선 이탈 경고 시스템(LDWS: Lane Departure Warning System), 차선 유지 보조 시스템(LKAS: Lane Keeping Assist System), 차선 변경 보조 시스템(LCAS: Lane Change Assist System) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
레이저 제어 장치는 자차량에 탑재되어 레이더를 통해 송신신호 및 수신신호를 송수신함으로써 산출된 측정치를 기초로 자차량의 주변에 차량 및 신호등과 같은 객체를 감지할 수 있다.
여기서 자차량은 원동기를 장착하여 그 동력으로 바퀴를 굴려서 철길이나 가설된 선에 의하지 아니하고 땅 위를 움직이도록 만든 차를 의미할 수 있다. 또한, 자차량은 전기를 동력으로 하는 자동차로, 화석 연료의 연소로부터 구동 에너지를 얻는 것이 아닌 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 구동에너지를 얻는 전기차일 수 있다.
레이더 제어 장치(10)는 운전자가 탑승하여 자차량의 제어하는 유인 자동차 및 자율주행차량에 탑재될 수 있다.
송수신부(110)는 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신할 수 있다.
여기서, 레이더는 안테나부, 송신부 및 수신부 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 안테나부는 1 이상의 송신안테나와 1 이상의 수신안테나를 포함하며, 각 송수신 안테나는 1 이상의 방사 소자가 급전선로에 의하여 직렬로 연결되는 어레이 안테나 일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니다.
이러한 안테나부는, 복수 개의 송신 안테나 및 복수 개의 수신 안테나를 포함하며, 그 배열 순서 및 배열 간격 등에 따라 여러 형태의 안테나 배열 구조를 가질 수 있다.
송신부는 레이더에 포함되는 복수 개의 송신 안테나 중 1개로 스위칭(Switching)하여 스위칭 된 송신 안테나를 통해 송신신호를 송신하거나 복수 개의 송신 안테나에 할당된 멀티 송신채널을 통해 송신신호를 송신하는 기능을 할 수 있다.
이러한 송신부는, 스위칭 된 송신 안테나에 할당된 한 개의 송신채널 또는 복수 개의 송신 안테나에 할당된 멀티 송신채널에 대한 송신신호를 생성하는 발진부를 포함한다. 이러한 발진부는, 일 예로서, 전압 제어 발진기(VCO: Voltage-Controlled Oscillator) 및 오실레이터(Oscillator) 등을 포함할 수 있다.
수신부는 객체에서 반사되어 수신되는 수신신호를 수신안테나를 통하여 수신할 수 있다.
또한, 수신부는 복수의 수신 안테나 중 한 개로 스위칭하여 스위칭 된 수신 안테나를 통해 송신된 송신신호가 타깃에 의해 반사된 반사신호인 수신신호를 수신하거나 복수 개의 수신 안테나에 할당된 멀티 수신채널을 통해 수신신호를 수신하는 기능을 할 수 있다.
이러한 수신부는, 스위칭 된 수신 안테나에 할당된 한 개의 수신채널을 통해 수신되거나 복수 개의 송신 안테나에 할당된 티 수신채널을 통해 수신된 수신신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭부(LNA: Low Noise Amplifier)와, 저잡음 증폭된 수신신호를 믹싱하는 믹싱부(Mixer)와, 믹싱된 수신신호를 증폭하는 증폭부(Amplifier)와, 증폭된 수신신호를 디지털 변환하여 수신데이터를 생성하는 변환부(ADC: Analog Digital Converter) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 레이더 제어 장치(10)의 송수신부(110)는 수신신호를 수신할 수 있고, 디지털 변환된 수신데이터를 수신할 수도 있다.
이러한 송수신부(110) 미리 정해진 주기마다 송신신호를 송신하고, 수신신호를 수신할 수 있다. 여기서 미리 정해진 주기는, 예를 들면, 송수신부(110)가 송신신호를 송신하고, 수신신호를 수신하여, 수신신호에 대해 측정치를 산출하는 등의 데이터를 산출한 이후 다시 송신신호를 송신하기 전까지의 시간을 의미할 수 있다. 그리고, 시간의 흐름에 따라 수신신호 간에 구별을 하기 위해, 송수신부의 주기에 대한 표현을 1st scan, 2nd scan, ... , nth scan 등으로 지칭할 수도 있다.
송수신부(110)는 전술한 송신신호 및 수신신호를 미리 정해진 주기마다 송신하고, 수신할 수 있다. 이에 따라, 자차량이 주행하는 경우, 감지범위 내에서 감지된 객체가 감지주기마다 감지된 위치가 달라질 수 있다.
객체 위치 산출부(120)는 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출할 수 있다.
객체 위치 산출부(120)는 수신신호에 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 객체로부터 반사된 측정치(Measurement)를 산출하고, 측정치에 대한 레인지 레이트(Range rate)를 산출할 수 있다.
구체적으로, 객체 위치 산출부(120)는 수신신호에 대해 FFT를 수행하여 측정치(Measurement)를 산출할 수 있다. 구체적으로, 1차 FFT를 수행하여 주파수에 대하여 거리(Range)-시간(Time) 인덱스(Index)로 변환하고, 시간에 대해서 2차 FFT를 수행하여 거리(Range)-속도(Doppler) 인덱스로 변환함으로써 측정치를 산출할 수 있다.
객체 위치 산출부(120)는 아래의 수학식 1을 활용하여 제1 측정치의 제1 객체 위치, 제2 측정치의 제2 객체 위치를 산출할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, xn+1은 n+1th scan에서 객체의 세로 위치, yn+1은 n+1th scan에서 객체의 가로 위치, 는 nth scan에서 n+1th scan 동안 변화된 자차량의 진행방향(heading angle), vx, h, n은 nth scan에서 자차량의 세로방향 속도, vy, h, n은 nth scan에서 자차량의 가로방향 속도를 의미할 수 있다.
전술한 FFT를 통해 산출된 측정치는 자차량을 기준으로 하는 속도와 거리이기 때문에, 객체 위치 산출부(120)는 자차량의 속도를 보상하여 객체의 상대적인 위치를 절대적인 위치로 변환할 수 있다.
그리고, 는 미리 정해진 주기 동안 요레이트(Yaw-rate) 변화량으로 산출될 수 있다. 이를 수학식으로 표현하면, 아래의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 2]
객체 위치 산출부(120)는 제1 측정치가 복수 개 산출된 경우, 산출된 복수의 제1 측정치의 평균 값을 기초로 제1 객체 위치를 산출할 수 있다. 측정치는 위치 성분을 포함할 수 있으므로, 측정치가 한 개로 산출된 경우 측정치의 위치가 객체 위치로 산출될 수 있다. 객체 위치 산출부(120)는 제2 측정치가 복수 개 산출된 경우, 제1 측정치의 경우와 마찬가지로 제2 측정치의 평균 값을 기초로 제2 객체 위치를 산출할 수 있다.
객체 위치 산출부(120)는 수신신호를 기초로 객체의 위치를 추정하는 트랙(Track)을 설정하고, 트랙에 포함되는 제1 측정치들로부터 평균값을 산출하여 제1 객체 위치를 산출할 수 있다. 이에 따라, 레이더 제어 장치(10)는 보다 정확한 객체의 위치를 기반으로 객체의 진행방향을 추정할 수 있다.
여기서, 제1 주기는 객체를 반사한 첫 번째 수신신호일 수 있다. 즉, 제1 측정치는 1st scan에 대한 수신신호에서 산출된 측정치일 수 있다. 그리고, 제2 주기는 객체를 반사한 다섯 번 째 수신신호일 수 있다. 즉, 제2 측정치는 5th scan에 대한 수신신호에서 산출된 측정치일 수 있다. 제2 주기는 제1 주기 이후를 의미할 수 있으며, 제1 주기가 3rd scan이라면, 제2 주기는 4th scan에서 수신된 수신신호일 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 제1 측정치를 기준으로 복수의 각도를 갖는 예상 객체를 설정하여 객체의 진행 방향을 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 객체 방향 추정부(130)는 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 제1 객체 위치를 중심에서 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정할 수 있다.
여기서, 미리 정해진 영역은, 예를 들면 제1 측정치를 중심으로 하는 원의 형태일 수 있다. 따라서, 제1 객체 위치를 지나면서 영역을 균일하게 분할하게 되면, 분할된 복수의 각도는 각각 균일하게 형성될 수 있다.
그리고, 복수의 각도는 특성 개수에 한정되지 않고, 주행 상황에 따라 유동적으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 보다 빠른 연산을 필요로 하는 경우, 도 2와 같이 5개의 각도로 분할할 수 있고, 보다 정확한 객체 방향 추정이 필요로 하는 경우, 11개의 각도로 분할할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 제1 객체 위치를 중심으로 하는 영역을 제1 직선(310)으로 분할하여 객체 방향을 추정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 객체 방향 추정부(130)는 제2 측정치에 대한 레인지 레이트를 산출하고, 영역을 제1 객체 위치를 지나는 제1 직선(310)으로 분할하고, 레인지 레이트를 기초로 분할된 영역 중 한 영역을 선택하여 선택된 영역을 균일하게 분할하는 복수의 각도를 설정할 수 있다. 여기서, 제2 측정치가 복수인 경우, 제2 측정치들의 평균 값을 기초로 전술한 레인지 레이트를 산출할 수 있다. 여기서, 레인지 레이트는 레이더에서 목표물(측정치)까지 연장된 선을 따르는 속도를 의미할 수 있다.
객체 방향 추정부(130)는 레인지 레이트가 음수인 경우, 분할된 영역 중 레이더와 가까운 영역을 선택할 수 있다. 즉, 도 3의 a 영역을 선택하여 객체 방향을 추정할 수 있다.
객체 방향 추정부(130)는 레인지 레이트가 양수인 경우, 분할된 영역 중 레이더와 먼 영역을 선택할 수 있다. 즉, 도 3의 b 영역을 선택하여 객체 방향을 추정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 직선(310)의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 직선(310)은 레이더와 제1 객체 위치가 이루는 방위각(Azimuth angle)을 지나는 제2 직선(410)과 수직을 이룰 수 있다. 구체적으로, 제2 직선(410)은 센서의 정면을 기준으로 제1 객체 위치가 형성하는 방위각을 지날 수 있고, 이에 따라, 제2 직선(410)은 제1 객체 위치를 지날 수 있다. 그리고, 제1 직선(310)은 전술한 제2 직선(410)과 수직이 되도록 설정될 수 있다.
이에 따라, 본 개시에 따른 레이더 제어 장치(10)는 객체의 레인지 레이트를 산출하여 보다 정확한 객체 방향을 추정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 객체의 진행 방향으로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 객체 방향 추정부(130)는 예상 객체의 위치를 산출하고, 복수의 예상 객체 중 제2 객체 위치가 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행 방향으로 추정할 수 있다.
구체적으로, 객체 방향 추정부(130)는 아래의 수학식 3을 활용하여 예상 객체의 속도를 산출할 수 있고, 제1 객체 위치를 적용하여 제2 주기에서의 예상 객체의 위치를 산출할 수 있다.
[수학식 3]
(i = 1, 2, …, 11)
여기서, 는 추정된 절대 속도, 는 보상된 레인지 레이트(Compensated range rate), 는 추정된 진행 방향, 는 방위각, vx, i는 추정된 세로 속도, vy, i는 추정된 가로 속도, (x1, y1)는 1st scan의 객체 위치, 즉, 제1 객체 위치, x(k+1), i는 kth scan 이후 추정된 세로 위치, y(k+1), i는 kth scan 이후 추정된 가로 위치를 의미할 수 있다.
보상된 레인지 레이트는 아래의 수학식 4를 통해 산출될 수 있다.
[수학식 4]
객체 방향 추정부(130)는 제1 주기가 1st scan인 경우, 예상 객체의 위치를 산출하기 위해, 전술한 수학식 2의 를 미리 정해진 주기가 아닌, 1st scan과 5th scan의 시간 간격만큼으로 설정하여 예상 객체의 위치를 산출할 수 있다.
또한, 객체 방향 추정부(130)는 제1 주기가 1st scan인 경우, 전술한 수학식 1을 통해 산출된 2nd, 3rd, 4th scan에서의 객체 위치를 적용하여 예상 객체의 위치를 산출할 수 있다.
또한, 객체 위치 산출부(120)가 제1 주기를 4th scan으로 설정하여 4th scan에 대한 제1 객체 위치를 산출하고, 객체 방향 추정부(130)가 4th scan에 대한 제1 객체 위치를 기준으로 예상 객체 위치를 산출할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 개시의 레이더 제어 장치(10)는 객체와의 레인지 레이트를 보상하여 산출된 예상 객체 중 하나를 객체의 진행 방향으로 추정함으로써, 보다 정확한 객체의 진행 방향 추정과 먼 거리에 위치하는 객체도 적용할 수 있다.
이러한 레이더 제어 장치(10)는 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU), 마이컴 등으로 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 레이더 제어 장치(10) 등의 컴퓨터 시스템(미도시됨)은 전자 제어 유닛으로 구현될 수 있다. 전자 제어 유닛은 하나 이상의 프로세서, 메모리, 저장부, 사용자 인터페이스 입력부 및 사용자 인터페이스 출력부 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스를 또한 포함할 수 있다. 프로세서는 메모리 및/또는 저장소에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리 및 저장부는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다.
이하에서는 전술한 본 개시를 모두 수행할 수 있는 레이더 제어 장치(10)를 이용하는 레이더 제어 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 레이더 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 따른 레이더 제어 방법은 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신 단계(S610), 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 제1 측정치를 기초로 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 제2 측정치를 기초로 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출 단계(S620) 및 제1 객체 위치를 중심으로 제1 측정치 주변의 영역을 균일하게 분할하는 복수의 각도를 설정하고, 설정된 복수의 각도를 진행방향으로 갖는 예상 객체를 각각 산출하여 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정 단계(S620)를 포함할 수 있다.
여기서, 객체 위치 산출 단계(S620)는 제1 측정치가 복수 개 산출된 경우, 산출된 복수의 제1 측정치의 평균 값을 기초로 제1 객체 위치를 산출할 수 있다. 이는 제2 측정치가 복수 개 산출된 경우에도 동일하게 적용되어, 객체 위치 산출 단계(S620)는 제2 측정치가 복수 개 산출된 경우, 제2 측정치의 평균 값을 기초로 제2 객체 위치를 산출할 수 있다.
객체 위치 산출 단계(S620)는 수신신호를 기초로 객체의 위치를 추정하는 트랙(Track)을 설정하고, 트랙에 포함되는 제1 측정치들로부터 평균값을 산출하여 제1 객체 위치를 산출할 수 있다.
객체 위치 산출 단계(S620)는 미리 설정된 주기에 따른 요레이트(Yaw-rate) 변화량을 기초로 제1 객체 위치 및 제2 객체 위치를 산출할 수 있다. 레이더 제어 장치(10)는 전술한 수학식 1 및 2를 활용하여 산출할 수 있다. 그리고, 수학식 2의는 제1 주기 및 제2 주기에 따라 값을 변화하여 예상 객체를 산출하는 데 적용될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 단계 S630을 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 레이더 제어 장치(10)는 제2 측정치에 대한 레인지 레이트를 산출할 수 있다(S710). 레이더 제어 장치(10)는 수신신호에 대해 FFT를 수행함으로써 제2 측정치에 대한 레인지 레이트를 산출할 수 있다. 그리고, 레이더 제어 장치(10)는 전술한 수학식 3 및 4를 활용하여 제2 측정치에 대한 보정된 레인지 레이트를 산출할 수 있다.
레이더 제어 장치(10)는 제1 객체 위치를 중심으로 하는 영역을 제1 객체 위치를 지나는 제1 직선(310)으로 분할하고, 레인지 레이트를 기초로 분할된 영역 중 한 영역을 선택하여 선택한 영역을 균일하게 분할하는 복수의 각도를 설정할 수 있다(S720).
예를 들면, 레이더 제어 장치(10)는 레인지 레이트가 음수인 경우, 분할된 영역 중 레이더와 가까운 영역을 선택할 수 있다. 다른 예를 들면, 레이더 제어 장치(10)는 레인지 레이트가 양수인 경우, 분할된 영역 중 레이더와 먼 영역을 선택할 수 있다.
여기서, 제1 직선(310)은 레이더와 상기 제1 객체 위치가 이루는 방위각(Azimuth angle)을 지나는 제2 직선(410)과 수직을 이룰 수 있다.
레이더 제어 장치(10)는 전술한 수학식 3 및 4를 활용하여 복수의 각도로 분할된 각 방향에 대한 속도를 산출하고, 예상 객체의 위치를 산출할 수 있다(S730). 도 5와 같이, 예상 객체의 위치는 복수의 각도로 분할된 각 방향 선상에 위치할 수 있다. 예상 객체의 위치는 제1 객체 위치를 시작점으로, 전술한 각 방향에 대한 속도를 적용하여 제2 주기에 산출되는 위치들을 의미할 수 있다.
레이더 제어 장치(10)는 분할된 각 방향 선상에 위치하는 예상 객체들의 위치 중 제2 객체 위치와 가장 가까운 예상 객체의 진행 방향을 제2 주기에서 객체의 진행방향이라고 추정할 수 있다(S740).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 레이더 제어 장치 및 방법은 소수의 측정치 만으로도 객체의 진행방향을 추정할 수 있고, 이에 따라 먼 거리에 감지되는 객체에 대해서도 진행방향을 추정할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 레이더 제어 장치 110: 송수신부
120: 객체 위치 산출부 130: 객체 방향 산출부

Claims (16)

  1. 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 상기 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신부;
    상기 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 상기 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 상기 제1 측정치를 기초로 상기 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 상기 제2 측정치를 기초로 상기 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출부; 및
    상기 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 상기 제1 객체 위치를 중심에서 상기 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 상기 제2 객체 위치와 가장 가까운 상기 예상 객체의 진행 방향을 상기 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정부를 포함하는 레이더 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정부는,
    상기 제2 측정치에 대한 레인지 레이트(Range rate)를 산출하고, 상기 영역을 상기 제1 객체 위치를 지나는 제1 직선으로 분할하고, 상기 레인지 레이트를 기초로 분할된 영역 중 한 영역을 선택하여 상기 선택된 영역을 균일하게 분할하는 상기 복수의 각도를 설정하는 레이더 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 직선은,
    상기 레이더와 상기 제1 객체 위치가 이루는 방위각(Azimuth angle)을 지나는 제2 직선과 수직을 이루는 레이더 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정부는,
    상기 레인지 레이트가 음수인 경우, 상기 분할된 영역 중 상기 레이더와 가까운 영역을 선택하는 레이더 제어 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정부는,
    상기 레인지 레이트가 양수인 경우, 상기 분할된 영역 중 상기 레이더와 먼 영역을 선택하는 레이더 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 객체 위치 산출부는,
    상기 제1 측정치가 복수 개 산출된 경우, 상기 산출된 복수의 제1 측정치의 평균 값을 기초로 상기 제1 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 객체 위치 산출부는,
    상기 수신신호를 기초로 상기 객체의 위치를 추정하는 트랙(Track)을 설정하고, 상기 트랙에 포함되는 제1 측정치들로부터 평균값을 산출하여 상기 제1 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 객체 위치 추정부는,
    상기 미리 설정된 주기에 따른 요레이트(Yaw-rate) 변화량을 기초로 상기 제1 객체 위치 및 상기 제2 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 장치.
  9. 자차량에 탑재된 레이더를 통해 미리 정해진 감지 주기마다 상기 자차량의 주변을 감지하기 위한 송신신호를 각각 송신하고, 반사되는 수신신호를 각각 수신하는 송수신 단계;
    상기 수신신호를 기초로 객체로부터 반사된 제1 주기의 제1 측정치(Measurement) 및 상기 제1 주기 이후의 제2 주기의 제2 측정치를 산출하고, 상기 제1 측정치를 기초로 상기 제1 주기의 제1 객체 위치를 산출하고, 상기 제2 측정치를 기초로 상기 제2 주기의 제2 객체 위치를 산출하는 객체 위치 산출 단계; 및
    상기 제1 객체 위치를 중심으로 미리 정해진 영역을 균일하게 분할하는 복수의 경계선을 설정하고, 상기 제1 객체 위치를 중심에서 상기 복수의 경계선이 연장되는 방향을 각각의 진행방향으로 갖는 복수의 예상 객체들을 산출하여 상기 제2 객체 위치와 가장 가까운 상기 예상 객체의 진행 방향을 상기 제2 주기의 객체의 진행방향으로 추정하는 객체 방향 추정 단계를 포함하는 레이더 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정 단계는,
    상기 제2 측정치에 대한 레인지 레이트(Range rate)를 산출하고, 상기 영역을 상기 제1 객체 위치를 지나는 제1 직선으로 분할하고, 상기 레인지 레이트를 기초로 분할된 영역 중 한 영역을 선택하여 상기 선택된 영역을 균일하게 분할하는 상기 복수의 각도를 설정하는 레이더 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 직선은,
    상기 레이더와 상기 제1 객체 위치가 이루는 방위각(Azimuth angle)을 지나는 제2 직선과 수직을 이루는 레이더 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정 단계는,
    상기 레인지 레이트가 음수인 경우, 상기 분할된 영역 중 상기 레이더와 가까운 영역을 선택하는 레이더 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정 단계는,
    상기 레인지 레이트가 양수인 경우, 상기 분할된 영역 중 상기 레이더와 먼 영역을 선택하는 레이더 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 객체 위치 산출 단계는,
    상기 제1 측정치가 복수 개 산출된 경우, 상기 산출된 복수의 제1 측정치의 평균 값을 기초로 상기 제1 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 객체 위치 산출 단계는,
    상기 수신신호를 기초로 상기 객체의 위치를 추정하는 트랙(Track)을 설정하고, 상기 트랙에 포함되는 제1 측정치들로부터 평균값을 산출하여 상기 제1 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 객체 방향 추정 단계는,
    상기 미리 설정된 주기에 따른 요레이트(Yaw-rate) 변화량을 기초로 상기 제1 객체 위치 및 상기 제2 객체 위치를 산출하는 레이더 제어 방법.
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