KR100426928B1 - 표적예측및충돌경보시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량에 근접한 영역에 있는 대상물을 추적하기 위한 표적예측 및 충돌경보시스템(2)에 관한 것이다. 시스템(2)은 제1 및 제2검출신호를 발생시키기 위한 신호송신기(4), 제1 및 제2파라메터신호에 상응하는 반사된 검출신호를 수신하기 위한 신호수신기(12), 제1 및 제2파라메터신호를 수신하고 또한 추적되는 표적의 상대범위와 속도에 상응하는 제1 및 제2푸우리에 변환대상물 파라메터신호를 발생시키기 위한 푸우리에 변환회로(20)를 포함한다. 시스템(2)은 또한, 제1 및 제 2푸우리에 변환대상물 파라메터신호를 분류하여 이를, 추적되는 표적의 상대범위와 속도를 나타내는 2차 또는 더 높은 차수의 방정식의 회귀계수를 나타내는 출력신호를 발생시키는 표적추적회로(30)에 제공하는 확률적 신경망(28)을 포함하는 것이 바람직하다.

Description

표적예측 및 충돌경보 시스템
국도를 주행하는 차량의 수가 꾸준히 증가하고 있다는 것이 보고되었다. 따라서, 이들 보고서들은, 정지된 물체뿐만 아니라 이동하는 물체와 차량의 충돌 가능성이 증가하고 있다는 것을 보고하였다. 수년간, 자동차는 차량의 탑승객이 충돌시에 생존할 수 있도록 도와주게끔 설계된 안전장치가 부착되어 판매되었다. 이들 안전장치들은 고충격 범퍼, 높은 정지마찰 타이어, 좌석벨트, 에어백, 구김영역(crumple-zone) 및 측면 충돌방지 시스템을 포함한다. 이들 안전장치 외에도, 충돌을 피하는데 도움을 주는, 안티-록 브레이크(anti-lock brake)와 같은 다른 장치들이 상업적으로 사용되고 있다. 안전장치들은 자동차 제조회사에서는 중요한 판매항목이 되었고, 또한 소비자에게는 중요한 고려사항이 되었다. 이들 안전 기능들이 중요한 만큼, 충돌생존장치의 필요성을 실질적으로 제거할 수 있는 신뢰성이 있는 충돌경보시스템이 개발되어야 한다.
메르세데스-벤즈에서 발표한 최근의 연구에서, 후미충돌의 최소 60퍼센트, 정면충돌의 최소 30퍼센트 및 교차사고의 최소 50퍼센트는, 만일 충돌 전에 차량의 운전자에게 적어도 0.5초 이상의 "리드-타임(read-time)"이 제공되었다면 회피할 수 있었다고 판명하였다. 부가적인 리드-타임을 제공하기 위하여, 차량에 사용하기 위한 충돌경보 레이더시스템이 개발되었다. 일반적인 충돌경보 시스템은 차량에 인접한 표적의 상대위치, 속도 및 방향을 측정하여 작동한다. 현재의 시스템들은 상대적으로 신뢰성이 없고 또한 종종 너무 일찍 작동하거나 또는 충돌을 피할 수 없는 시간(즉, 충돌직전)에 작동한다. 이외에도, 현재의 충돌경보시스템은, 이들이 인접하게 위치된 수 많은 물체(즉, 자동차, 고속도로 분리대, 나무, 벽등)들을 동시에, 신뢰성 있게 추적할 수 없고 또한 물체가 상당히 위험한지 또는 덜 위험한지를 신뢰성 있게 판단할 수 없기 때문에 상업적으로 이용할 수 없다.
미국특허 제5,302,956호에 기재된 것과 같은, 현재의 최신식 충돌경보 시스템은 두 개의 다른 신호간의 주파수와 위상차이를 토대로 표적의 상대 속도와 범위를 모니터하기 위하여 스캐닝과 디지털 신호처리(DSP)기술을 사용한다. 시스템의 시야 내에 있는 각 표적에 관련되는 정보들이 음성 경보유닛을 포함하는 마이크로 콘트롤러에 제공된다. 마이크로 콘트롤러는 운전자의 행동을 필요로 하는 상태가 존재하는지를 (즉, 표적이 운전자의 차량에 근접해 있는지를) 판단하기 위하여 주파수와 위상정보를 처리한다. 만일 위협적인 상태가 존재한다면, 음성 경보유닛이 활성화되어 차량의 운전자에게 경보를 발한다. 음성경보의 크기는 위험도(즉 차량에 대한 표적의 속도와 근접도)에 비례한다.
최신식 충돌경보 시스템의 주된 단점은, 차량의 시야영역을 벗어나는 표적의 진로변경으로 인한 표적의 사라짐, 측정에러 및 신호잡음이 고려되지 않는다는 것이다. 특히, 선행기술 시스템은 새로운 속도와 범위판독을 매치시키기 위해 각 표적의 상대 속도와 범위의 동향을 모니터하지 않는다. 따라서, 모니터되는 표적이 레이더의 시야를 벗어나 이동하거나 또는 작은 시간주기 동안에 잘못된 측정이 발생한다면, 어떤 새로운 표적데이터와 관련되지 않는 앞서 저장된 데이터는 삭제되게 된다. 이후, 만일 동일한 표적이 시야 내에 다시 나타난다면, 새로운 표적데이터가 실질적으로 앞서 저장된 데이터와 상이하기 때문에 새로운 표적데이터는 앞서 기록된 어떠한 데이터와도 관련되지 않게 된다. 그러므로, 시스템은 운전자에게 각 표적이 차량에 대해 크게 위협적으로 되게 되는지 또는 되지 않는지의 지시를 제공할 수 없다. 따라서, 현재 시스템은 새로운 데이터를 이전에 취급하지 않은 새로운 데이터로서 식별하게 된다.
선행기술 충돌경보 시스템은 또한, 만일 표적이 차량의 경보범위 내에 있을 때에 측정에러가 발생한다면, 시스템은 충돌을 피하기 위해 필요한 경보를 차량의 운전자에게 제공할 수 없게 된다는 결함이 있다. 게다가, 선행기술 충돌 경보 시스템은 한정된 데이터 저장용량을 가지기 때문에, 사고 재구성 시스템으로서 사용하는데 제한적이다. 따라서, 차량의 사고가 발생하고 또한 운전자가 데이터 기록장치를 끄는 것을 망각하게 된다면, "오프-라인(off-line)" 사고 재구성을 위한 관련데이터가 상실되게 된다. 마지막으로, 통상적인 충돌경보 시스템은 각 표적의 또 다른 이동을 예측할 수 없어서, 위험한 상황이 발생하게 될 때를 더 정확히 예측할 수 없다. 기타, 통상적인 충돌경보 시스템의 다른 단점은 본 기술분야의 당업자라면 잘 알 것이다.
관련출원의 상호 참조
본 발명은 1994년 1월 4일에 허여된 미국특허 제5,276,772호인, 1991년 1월 31일에 출원된 미국 특허출원 제07/648,194호의 일부 계속출원인, 1994년 1월 3일에 출원되어 계류중인 미국특허출원 제08/177,359호의 일부 계속출원이다.
본 발명은 물체의 상대 이동을 추적하고 또한 차량의 운전자에게 차량에 대한 물체의 근접을 지시하는, 개선된 차량충돌방지를 위한 방법과 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 표적예측 및 충돌경보용 장치의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 2는 푸리에변환 회로에 연결된 도 1의 속도 및 범위 검출회로의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명에서 사용되는 적응 확률 신경망 시스템의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 4는 도 3에 도시된 적응 확률 신경망에 사용되는 클러스터(cluster) 프로세서의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 5는 적응 확률 신경망에 연결된, 본 발명에 따라 구성된 직접 최소제곱 결정회로의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 6은 적응 확률 신경망과 직접 최소제곱 결정회로에 연결되는, 본 발명에 따라 구성된 칼만 필터(kalman filter)회로(귀납 최소제곱 결정회로)의 한 형태를 보여주는 블록도.
도 7은 표적 추적회로의 칼만 필터회로(귀납 최소제곱 결정회로)에서 사용을 위해 본 발명에 따라 구성된 프로세싱회로의 한 형태를 보여주는 블럭도.
따라서, 본 발명의 목적은 시스템의 시야를 주기적으로 벗어나는 표적을 추적할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표적 속도와 범위에 상응하는 데이터가 신호잡음으로 변하게 되더라도 표적을 추적할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표적추적 동안에 놓친 데이터를 보간(interpolation) 할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 교통사고의 발생 이전에 교통사고를 피하기 위하여 추후 표적의 이동을 예측할 수 있는 표적예측 및 충돌경보시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 선행기술 시스템에 비해 사고 예측에러를 감소시킬 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 표적 속도와 범위에 관한 데이터를 압축 저장할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 저장된 표적 속도 및 범위데이터를 토대로 사고 재구성을 위해 사용할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공지된 표적예측 및 충돌경보 시스템의 고유 단점을 극복할 수 있는 표적예측 및 충돌경보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 형태에 따라, 표적예측 및 충돌경보 시스템은 적어도 하나의 신호송신기와, 신호수신기, 및 시스템이 부착된 차량과 비교해서 추적되는 물체의 상대범위와 속도에서의 변화를 기술하는 이차 또는 더 높은 차수의 다항식의 회귀계수(regression coefficient)를 나타내는 출력신호를 발생시키기 위한 표적 추적회로를 포함한다.
신호송신기는 신호발생기에 의해 생성된 제1 및 제2 검출신호를 수신하기 위한 입력포트, 및 차량에 인접한 공간영역에 대해 제1 및 제2검출신호를 송신하기 위한 출력포트를 포함한다. 상기 공간영역 내에서 물체와 상호작용 시에, 적어도 부분적으로 반사된 제1 및 제2검출신호가 발생하여 최소한 부분적으로 신호수신기를 향해 반사된다.
신호수신기는 신호송신기에 기능적으로 연결되고 또한 입력포트와 출력포트를 포함한다. 신호수신기의 입력포트는 제1 및 제2 물체 파라미터 신호(object parameter signal)에 각각 상응하는, 적어도 부분적으로 반사된 제1 및 제2검출신호에 반응한다. 제1 및 제2 물체 파라미터신호 또는 이의 수정된 신호들은 이후에, 제1 및 제2 물체 파라미터신호에 감응하고 또한 제1 및 제2 푸리에변환 물체파라미터신호를 각각 발생시키는 푸리에 변환회로에 제공된다.
푸리에 변환회로는 소정의 시간 간격으로, 반사된 제1 및 제2 검출신호의 강도에 대한 스펙트럼을 제공하기 위하여 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 시간영역에서 주파수영역으로 변환시킨다. 제1 및 제2푸리에변환 물체 파라미터신호들은, 소정의 시간 간격에서 제1 및 제2 푸리에변환 물체 파라미터신호들 간의 차이와 그리고 제1 푸리에변환 물체 파라미터신호의 피크값을 토대로, 모니터하고 있는 물체의 상대 속도와 범위를 결정하는 속도 및 범위 탐지회로에 제공된다. 상대속도와 범위정보는 확률밀도 함수값을 사용하여 상대범위와 속도정보를 분류하는(즉, 동일한 물체에 관련된 상대범위와 속도데이터를 묶어서 분류하는) 적응 확률 신경망(adaptive probabilistic neural network : APNN)에 제공되는 것이 바람직하다.
추적하는 표적의 상대범위와 속도의 관계를 설명하는 2차 또는 더 높은 차수의 다항식에 맞는 회귀계수를 결정하기 위하여, 디지털신호처리와 귀납추정(recursive estimation)을 사용하는 표적 추적회로가 적응 확률 신경망에 기능적으로 연결된다. 회귀계수를 토대로, 또한 데이터 외삽법(data extrapolation)으로, 표적 추적회로는 레이더의 시야 내외로 표적의 진로이동으로 인한, 놓친(missing) 범위와 속도를 추정할 수 있고 또한 충돌을 방지하기 위하여 미래의 시간주기 동안에 표적의 상대범위와 속도 데이터를 예측할 수 있다.
본 발명의 표적 추적회로는 다수의 직접 최소제곱 결정(direct least square determination) 회로와 다수의 귀납 최소제곱 결정(recursive least square determination) 회로를 포함하는데, 다수의 직접 최소제곱 결정회로 각각은 다수의귀납 최소제곱 결정회로 중 하나에 각각에 연결된다. 귀납 및 직접 최소제곱 결정 회로쌍 각각은 APNN으로부터 추적하는 다수의 표적들 중 하나의 상대영역과 속도데이터에 관련되는 신호를 수신한다. 본 발명의 한 실시예에서, 다수의 직접 최소제곱 결정회로는, 표적에 관련되는 적어도 세 개의 데이터샘플이 APNN에 의해 분류된 후에만 표적에 관련되는 데이터를 수신한다. 상기 적어도 세 개의 데이터샘플에 응해, 직접 최소제곱 결정회로는 2차 또는 더 높은 차수 방정식의 회귀파라미터의 초기 추정을 나타내는 신호를 발생시킨다.
귀납 최소제곱 결정회로는 직접 최소제곱 결정회로의 출력단과 APNN 모두에 기능적으로 연결된다. 귀납 최소제곱 결정회로는 직접 최소제곱 출력신호와 APNN으로부터의 적어도 네 개의 데이터샘플 신호를 수신한다. 귀납 최소제곱 결정회로는 새로운 속도와 범위데이터 샘플이 제공되는 시간마다 직접 최소제곱 결정회로에 의해 발생된 회귀 파라미터의 초기 추정을 반복적으로 갱신한다. 회귀파라미터는 추적하는 표적의 상대범위와 속도에 대한 과거, 현재 및 미래의 관계를 규정한다. 표적추적기는 동시에 추적하는 각 표적에 대한 회귀 파라미터를 개별적으로 계산한다. 따라서, 시스템은 실시간으로 작동할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예, 목적, 특징 및 장점들뿐만 아니라 표적예측 및 충돌 경보시스템의 바람직한 형태는 첨부도면과 함께 서술되는 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 명확히 알 수 있게 될 것이다.
충돌 방지 시스템은 일반적으로 소정의 주파수로 변조된 연속적인 무선파를 방출하고 또한 신호송신의 범위내에 위치된 물체로부터 반사된 신호들을 검출한다. 반사된 무선 주파수 신호들은 일반적으로, 만일 반사하는 물체가 신호 송신기에 대해 이동한다면 주파수영역내에서 변위된다. 모니터되는 물체(즉, 표적)가 빠르게 이동하면 할수록 반사된 신호의 주파수는 더 많이 변위된다. 시스템을 향해 이동하는 표적은 송신된 무선신호 주파수에 비해 반사된 신호주파수를 증가시키게 되는 한편, 시스템으로부터 멀어지도록 이동하는 표적은 반사된 신호주파수를 감소시키게 된다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따라 구성된, 공간범위 내 물체들의 검출을 위한 표적예측 및 충돌경보 시스템을 설명한다. 표적예측 및 충돌경보 장치(2)는 차량의 전면, 측면 또는 후면과 같은 차량의 다양한 위치에 설치할 수 있다. 그러나, 본 발명의 바람직한 형태에서 장치는 차량의 전방에 설치된다.
표적예측 및 충돌경보를 위한 장치(2)는 제1 및 제2신호발생기(6, 8)에 기능적으로 연결된 신호송신기(4)를 포함한다. 신호송신기(4)는 제1 및 제2 신호발생기에 의해 제공된 제1 및 제2 검출신호를 수신하는 제1 및 제2 입력포트와 적어도 하나의 출력포트를 포함한다. 신호발생기에 의해 발생된 제1 및 제2 검출신호는 실질적으로 두 개의 개별 신호주파수를 가진다. 한 실시예에서 제1 및 제2 검출신호의 주파수는 대략 250kHz에서 분리된다.
본 발명에 사용하는 신호발생기는 영국의 GEC 플레시 반도체회사에서 제조한 제품번호 ED2011과 같은 건 발진기(Gunn oscillator) 또는 유전체 공진 발진기(dielectric resonant oscillator)일 수 있다. 신호발생기는 또한 송신 전에 제1 및 제2 검출신호의 출력을 증가시키기 위하여 증폭기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 신호송신기(4)는 증폭기를 포함할 수 있거나, 또는 증폭기가 제 1 신호발생기(6)와 신호송신기(4) 사이에, 또는 제2 신호발생기(8)와 신호송신기(4) 사이에 연결될 수 있다. 기술분야에서 공지된 바와 같이, 신호송신기(4)는신호발생기(6, 8)에 의해 발생된 신호들을 합성시킴과 동시에 제1 및 제2 검출신호를 합성된 무선주파수(radio frequency:RF)신호로서 송신한다.
표적예측 및 충돌경보시스템(2)은 또한 합성된 RF신호를 제공하기 위해 신호 송신기(4)에 기능적으로 연결된 안테나(10)를 포함하는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 및 제2검출신호를 포함하는 개별 신호성분으로 구성된, 안테나에 의해 제공되는 결합된 RF신호는 안테나에 인접한 공간영역에 제공된다. 합성 RF신호들은 안테나에 의해 송신된 후에, 합성 RF신호와 조우하는 물체로부터 신호가 적어도 부분적으로 반사되도록 특별히 선택된다. 본 발명의 바람직한 형태에서 안테나는 영국의 GEC플레시 반도체사에서 제조한 제품번호 DE2006과 같은, 식각 위상 배열 안테나(etched phased array antenna)이다. 선택적으로, GEC플레시 반도체 사에서 제조한 제품번호 제DE2001호도 사용할 수 있는데, 신호송신기 및 수신기, 및 건 또는 유전체 공진 발진기회로는 식각 위상배열 안테나에 일체로 형성된다.
충돌방지 장치(2)는 또한 적어도 하나의 입력포트와 하나의 출력포트를 가지는 신호수신기(12)를 포함하는 것이 바람직한데, 입력포트는 안테나(10)에 기능적으로 연결된다. 도 1에 도시한 바와 같은 바람직한 실시예에서, 안테나는 신호송신기 출력포트와 신호수신기 입력포트 둘 다에 기능적으로 결합되어, 안테나는 제1 및 제2 검출신호를 송신 및 수신하게 된다. 대안으로, 독립된 개별 안테나가 송신과 수신에 사용될 수 있다. 특히, 제1안테나는 합성된 RF신호를 송신하기 위해 신호송신기에 기능적으로 연결될 수 있고, 또한 제2 안테나는 반사된 합성 RF신호를 수신하기 위하여 신호수신기에 기능적으로 연결될 수 있다. 안테나가 공간영역에합성 RF신호를 송신한 후에, 합성 RF신호는 공간영역 내에 위치된 물체들로부터 적어도 부분적으로 반사되는 것이 바람직하다. 따라서, 적어도 합성된 RF신호의 일부가 신호수신기를 향해 반사되어, 신호수신기가 부분적으로 반사된 합성 RF신호에 감응하게 된다. 안테나는 적어도 부분적으로 반사된 합성 RF신호(반사된 제1 및 제 2 검출신호를 포함함)를 수신하고 또한 신호수신기에 수신한 반사신호를 제공하도록 설계된다. 신호수신기(12)는 또한 제1 및 제2검출신호의 강도를 증폭시키기 위해 증폭기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 독립된 증폭기가 신호수신기의 출력포트에 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 적어도 부분적으로 반사된 합성 RF신호(제1 및 제 2검출신호)를 신호수신기(12)가 수신한 후에, 신호수신기는 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 발생시킨다. 제1 및 제2 물체 파라미터신호는 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 분리하는 스위칭장치도 신호수신기 출력포트에서 제공된다. 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 분리시키기 위한 적절한 스위칭장치는 내쇼날 반도체회사에서 제조한 제품번호 제LF13331과 같은 JFET아날로그 스위치이다. 스위칭장치(14)는 신호수신기로부터 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 수신하는 입력포트와 제1출력포트에 제1 물체 파라미터신호를 제공하고 또한 제2 출력포트에 제2 물체 파라미터신호를 제공하는 제1및 제2 출력포트를 포함한다.
스위칭장치(14)의 제1 및 제2출력포트들은 원치 않은 잡음과 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 왜곡성분을 제거하기 위해 저주파수통과 필터(16)에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 동작주파수가 거의 24GHz인 본 발명의 바람직한 실시예에서, 저주파 통과필터(low pass filter)는 24kHz필터인 것이 바람직하다. 저주파수 통과필터에 의해 발생된, 필터링된 제1 및 제2 물체 파라미터신호들은 제1 및 제2 입력포트와 제1 및 제2 출력포트를 가지는 아날로그-디지털(A/D)변환기(18)에 제공된다. A/D변환기는 필터링된 제1 및 제2 물체 파라미터신호 각각을 아날로그에서 디지털로 변환시킨다. 상업적으로 입수할 수 있는 적절한 A/D변환기는 크리스탈 반도체회사에서 제조한 제품번호 제CS5339이다.
A/D변환기(18)는 A/D변환기 제1 및 제2 출력포트에 필터링된 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 디지털신호로 제공한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 충돌방지장치(2)는 또한 A/D변환기에 의해 제공된 디지털신호의 강화를 위해 제2 저주파 통과 필터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 형태에서, 제2 저주파 통과 필터는 A/D변환기(18)의 각 출력에 연결되고 또한 신호잡음, 신호왜곡 및 다른 원치 않은 신호성분을 제거하는 7.3kHz 저주파수통과 필터이다. 다른 적절한 필터들을 요구사항에 따라 사용할 수 있다.
본 발명의 표적예측 및 충돌경보시스템은 또한 A/D변환기(18)의 제1 및 제2 출력포트에 기능적으로 연결되는 푸리에 변환회로(fourier transform circuit)(20)를 포함할 수 있다. 푸리에 변환회로(20)는 제1 및 제2 푸리에 변환회로 입력포트에서 A/D변환기로부터 디지털의 제1 및 제2 물체 파라미터신호(도 2에 F1, F2로 도시됨)를 수신한다. 푸리에 변환회로는 제1 및 제2 디지털 물체 파라미터신호를 이산 시간영역 신호(discrete time domain signal)에서 이산 주파수영역신호(discrete frequency domain signal)로 변환시킨다. 푸리에 변환회로(20)는 또한 각각이 제1 및 제2 디지털 물체 파라미터신호의 스펙트럼 파형을 나타내는 제1 및 제2 푸리에변환 물체 파라미터신호를 제공하기 위한 제1 및 제2출력포트를 포함한다. 상업적으로 입수할 수 있는 적절한 푸리에 변환회로는 영국의 GEC플레시 반도체사에서 제조한 제품번호 제PDSP16510호이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2푸리에변환 물체 파라미터신호는 소정의 간격으로, 적어도 부분적으로 반사된 제1 및 제2검출신호의 강도에 대한 스펙트럼을 제공한다. 푸리에 변환회로의 출력은 도 1에 도시되고 또한 도 2에 보다 상세히 도시된 속도 및 범위 검출회로(22)에 제공된다. 속도 및 범위 검출회로는 제1 푸리에변환 물체 파라미터신호를 수신하기 위해 푸리에 변환회로 제1 출력포트에 기능적으로 연결된 입력포트를 가지는 피크검출회로(24)를 포함한다. 속도 및 범위 검출회로(22)는 또한 적어도 제1 및 제2 입력포트를 가지는 결합회로(26)를 포함한다. 결합회로의 제1 입력포트는 피크검출회로 출력포트에 기능적으로 연결되고, 또한 결합회로의 제2 입력포트는 푸리에 변환회로의 제2 출력포트에 기능적으로 연결된다. 상업적으로 입수할 수 있는 적절한 피크 검출회로는 필립스사의 자회사인 시그네틱스사에서 제조한 제품번호 제74F524이고, 그리고 적절한 결합기는 시그네틱스사에서 제조된 제품번호 제74F283이다.
피크검출회로(24)가 수신한 제1푸리에변환 물체 파라미터신호를 토대로, 피크검출회로는 모니터되는 표적의 속도를 나타내는 출력신호를 제공한다. 반대로, 결합회로(26)는 제1 및 제2 푸리에변환 물체 파라미터신호를 수신하고 또한 차량에서부터 표적의 범위(거리)까지에 상응하는 제1 및 제2 물체 파라미터신호 간의 차이를 나타내는 결합회로 출력신호를 제공한다.
속도 및 범위 검출회로(22)의 출력포트들(각각 피크검출회로(24)와 결합회로(26)의 출력포트에 대응한다)은 적응 확률 신경망(APNN) 프로세서(28)에 기능적으로 연결되는 것이 바람직하다. 적응 확률 신경망 프로세서는 1994년 1월 3일에 출원된 미국특허출원 제08/177,359호의 도면 1-5와 1994년 1월 4일에 허여된 미국특허 제5,276,772호에 기술된 바와 같이 구성되고 동작한다. 특히, 적응 확률 신경망 프로세서는 입력신호로서 속도 및 범위 파인더(finder) 출력신호를 수신하고, 또한 이전의 속도 및 범위검출기 출력신호를 토대로 확률 밀도함수를 사용하여 현재의 속도 및 범위검출기 출력신호를 분류한다.
확률 신경망(28)에 표적 추적회로(30)가 연결된다. 표적 추적회로는 모니터되는 표적의 범위와 속도데이터를 나타내는 APNN으로부터의 신호를 수신하고 개선된 표적 추적, 표적예측 및 데이터압축을 달성하기 위하여 각 표적의 측정 범위와 속도데이터를 2차 또는 더 높은 다항식에 일치시킨다. 특히, 표적 추적기는 모니터되는 각 표적에 대한 상대 속도와 범위의 관계를 효과적으로 기술하는 2차 또는 더 높은 차수의 회귀의 계수를 결정한다. 본 발명의 바람직한 형태에 있어서, 가공되지 않은 범위 및 속도데이터와 표적 추적회로에 의해 발생된 회귀계수를 저장하기 위해 데이터 기록기(31)가 표적 추적회로(30)의 출력에 연결된다.
본 발명의 표적 추적회로(30)는 2차 또는 더 높은 차수의 다항식에 맞는 회귀계수를 결정하기 위하여 측정된 데이터를 토대로 표적 추적회로(30)의 출력에서제곱합 에러를 최소화하기 위해 순환 신호처리(recursive signal processing)를 사용한다. 회귀계수를 토대로 또한 데이터 외삽법으로, 표적 추적회로는 레이더의 시야 내외로 표적의 이동으로 인한 또는 낮은 신호-대-잡음(S/N)비로 인한 "누락된(missing)"범위와 속도데이터를 추정할 수 있다. 부가적으로, 표적의 경로가 측정한 표적의 범위와 속도데이터를 토대로 회귀계수로 기술될 수 있기 때문에, 현재의 시스템은 측정한 범위와 속도데이터 전부 보다는 회귀계수만을 저장할 필요가 있다. 이는 오프-라인 사고 재구성을 하기 위하여 필요한 메모리의 상당한 절약이 이루어지게 한다.
도 3을 참조하여, 본 발명에서의 사용에 적절한 바람직한 실시간 데이터 분류 적응 확률 신경망(APNN)(28)을 설명한다. APNN은 클러스터 프로세서회로(cluster processor circuit)(32)로 불리우는 다수의 동일한 서브유닛을 포함한다. 각 클러스터 프로세서회로는 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로, 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로 또는 동작하지 않는 클러스터 프로세서회로로서 분류할 수 있다. 다수의 클러스터 프로세서회로(32) 각각은 결정 논리회로(decision logic circuit)(34)와 스위칭회로(36)에 기능적으로 연결된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 결정 논리회로 또한 스위칭회로에 연결된다. 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로는 수신한 범위와 속도데이터를 토대로 확률밀도함수 추정값 신호를 발생시켜 결정 논리회로에 제공한다. 결정 논리회로는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호(새로운 상대범위와 속도데이터에 상응하는)(38)를 현재 할당되지 않은 입력 파라미터 신호에 가장 밀접하게 매칭되는 상대 범위와 속도데이터를 포함하는 클러스터 프로세서회로로 보내는 스위칭회로에 결정 어드레스신호를 발생시켜 제공한다.
바람직한 형태의 클러스터 프로세서회로(32)가 도 4에 설명된다. 클러스터 프로세서회로는 직렬로 연결된 다수의 레지스터(40)(즉, 버퍼메모리회로)를 포함한다. 직렬로 연결된 레지스터는 스위칭회로(36)에 의해 각 클러스터 프로세서회로에 할당된 입력 파라미터신호(38)를 저장하는 역할을 한다. 클러스터 프로세서회로 내에서 직렬로 연결된 레지스터의 조합은 펄스 버퍼 메모리회로(42)를 형성한다.
각 클러스터 프로세서회로(32)는 또한 펄스 버퍼메모리회로(42)의 각 레지스터(40)와 APNN에 연결되는 다수의 프로세싱소자(44)를 포함한다. 이러한 구성의 결과로, 각 프로세싱소자는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호(38)와 펄스 버퍼 메모리회로의 각 레지스터에 저장된 할당된 입력 파라미터신호를 수신한다. 각 프로세싱소자는 각 프로세싱소자에 기능적으로 연결되는 각 지수함수회로(46)에 신호를 발생시켜 전송하도록 설계된다. 각 지수함수회로는 각 프로세싱소자의 출력신호를 수신하고, 여기서 지수함수를 실행하고 그리고 지수함수회로 출력신호를 제공한다.
클러스터 프로세서회로(32)는 또한 각 지수함수회로 출력신호를 수신하기 위해 다수의 지수함수회로(46) 각각에 기능적으로 연결되는 가산회로(48)를 포함한다. 응답시, 가산회로는 각 클러스터 프로세서회로의 출력신호에 상응하는 출력신호를 발생시킨다. 가산회로 출력신호는 특정 표적의 확률밀도함수 추정값과 클러스터 프로세서에 저장된 관련 범위와 속도데이터에 해당한다. 확률밀도함수 추정값은현재 작동하는 APNN의 클러스터 프로세서회로 각각에 대해 동시에 계산된다. 확률 밀도함수 추정값 신호는, 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 각 클러스터 프로세서회로의 펄스 버퍼메모리회로(42)의 레지스터(40)에 현재 저장된, 할당된 입력 파라미터신호의 그룹에 매치되거나 또는 속하는 확률의 표시를 제공한다.
APNN의 클러스터 프로세서회로(32)는 트랜스퓨터(transputer)를 사용하여 병렬처리를 행할 수 있다. 사용할 수 있는 적절한 트랜스퓨터는 인모스사에서 제조한, 재구성 가능한 다중-트랜스퓨터인 제품번호 MTM-PC이다.
다수의 비교기를 포함하는 APNN의 결정 논리회로(34)는 각 클러스터 프로세서회로(32)의 가산회로(48)에 기능적으로 결합된다. 결정 논리회로는 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로의 확률밀도함수 추정값 신호를 적어도 제1임계값 신호와 비교하도록 설계된다. 비교프로세스는 현재 작동하는 모든 클러스터 프로세서회로에 대해 동시에(즉, 병렬로) 이루어진다. 비교의 결과에 따라, 결정 어드레스신호가 발생되어 결정 논리회로에 의해 결정 논리회로(34)에 기능적으로 연결되는 스위칭회로(36)에 전송된다.
결정 어드레스신호는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호에 가장 밀접하게 매치되는 할당된 입력 파라미터신호를 현재 저장하고 있는 클러스터 프로세서회로에 대응한다. 결정 어드레스신호는 현재 작동하는 어떠한 클러스터 프로세서회로를 나타낼 수 있거나 또는 만일 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로가 밀접하게 매치되지 않는다면 현재 작동중이지 않은 클러스터 프로세서회로를 활성화시킬 수 있다. 현재 작동중인 클러스터 프로세서회로 중 어떤한 것도 밀접하게 매치되지 않으면, 작동중이지 않은 클러스터 프로세서회로 중 하나가 활성화되어, 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로의 펄스 버퍼메모리회로(42)가 현재 입력 파라미터신호를 저장하게 된다. 스위칭회로(36)는 또한 각 클러스터 프로세서회로의 펄스 버퍼메모리회로(42)에 기능적으로 연결된다. 작동 시에, 스위칭회로(36)는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호(38)를 수신하고, 결정 논리회로(34)로부터 결정 어드레스신호를 수신하면, 수신한 결정 어드레스신호에 의해 확인된 펄스 버퍼메모리회로(42)에 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를 전송한다.
바람직한 형태의 APNN은 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를 수신하기 위해 스위칭회로(36)에 기능적으로 연결되는 저장 레지스터회로(50)를 포함한다. 스위칭회로는 APNN에 의해 채용되는 현재 분류방법에 의해 적절히 분류될 수 없는 입력 파라미터신호를 저장 레지스터회로로 전송한다. 저장 레지스터회로에 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호의 할당은 제1임계값 신호보다 작고 또한 제2임계값 신호보다 큰, 각 클러스터 프로세서회로의 확률밀도함수 추정값 신호에 해당한다. 입력 파라미터신호는 있을 수 있는 미래의 분석, 처리 및 분류를 위하여 저장 레지스터회로에 유지된다.
표적예측 및 충돌경보시스템에 사용하기 위한 실시간 적응 확률 신경망(APNN)의 동작을 설명한다. 초기에, 각 클러스터 프로세서회로(32)의 펄스 버퍼메모리회로(42)의 레지스터(40)는 비워져 아무런 입력 파라미터신호를 포함하지 않는다. APNN시스템은, 분류를 효율적으로 하기 위하여 시스템작동의 시초에, 이전에 다루어진 데이터가 레지스터에 제공되지 않도록 설계된다. APNN시스템은 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호(38)가 시스템에 도입될 때 그 자신의 분류그룹을 전개하도록 작동한다. 분류그룹은 클러스터 프로세서회로들 간의 내부 경합으로 결정된다. 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로 각각은 상이한 유형의 수신 입력 파라미터신호에 대응하는 상이한 분류그룹을 나타낸다. 만일, 현재 작동하는 클러스터 프로세서 각각의 계산된 확률밀도함수 추정값 신호가 적어도 제1임계값 신호보다 작다면, 현재 작동하는 클러스터 프로세서회로 각각에 저장된 할당된 입력 파라미터신호와 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호 간에 매칭이 이루어지지 않는다. 따라서, 현재 입력 파라미터신호를 저장하기 위해 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로를 만들기 위해서, 이전에 작동하지 않은 클러스터 프로세서회로가 활성화되게 된다.
APNN시스템에 도입되는 입력 파라미터신호(38)는 측정한 데이터의 어떤 취합을 나타낼 수 있다. 바람직한 실시예에서, 입력 파라미터신호는 일련의 신호 파라미터(x)로 표현된다. 이때
x = [상대 표적범위, 상대 표적속도]
초기에 시스템이 활성화되면, 다수의 클러스터 프로세서회로 중 제1클러스터 프로세서회로만이 "현재 작동중이다". APNN시스템 내 모든 다른 클러스터 프로세서 회로는 "작동중이지 않다". APNN시스템은 제1입력 파라미터신호를 수신하여 이를 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 제공함으로써 초기화된다. 제1입력 파라미터신호가 APNN시스템에 도입되면, 이는 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로의 각 프로세싱소자(44)에 제공된다. 그런 다음, 프로세싱소자, 지수함수회로 및가산회로의 결합의 결과로, 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에서 확률밀도함수 추정값 신호가 발생된다. 제1입력 파라미터신호에 대응하는 확률밀도함수 추정값 신호는 이후, 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로의 가산회로에 의해 제공된다.
확률밀도함수 추정값 신호는 다음 식에 따라 발생된다.
여기서, Pr=확률밀도함수 추정값
X=현재 입력 파라미터신호
W=펄스 버퍼의 레지스터에 현재 저장되어 있는 이전 입력 파라미터
신호
i=에미터그룹(emitter group) 또는 빈 번호(bin number)에 상응하는
클러스터 프로세서수
j=분석하고 있는 현재 입력 파라미터신호
SIGMA=확률밀도함수의 표준편차를 나타내는 평활인수(smoothing
factor) (시스템운영자애 의해 설정된 상수)
M=입력 데이터신호에 포함된 전체 파라미터의 수(즉, 범위, 속도)
EXP=지수함수
확률밀도함수 추정값 신호는 하기의 방식으로 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 의해 발생된다. 분류되게 되는, 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 수신되어 제1클러스터 프로세서회로의 각 프로세싱소자(44)에 제공된다. 각 프로세싱소자는 다음 식에 대한 값을 결정한다:
상기 식은 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호로부터, 펄스 버퍼메모리회로(42)의 레지스터(40)에 저장된 할당된 입력 파라미터신호의 각 파라미터를 감산하는 것에 상호관련이 있다. 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 APNN시스템에 제공된 제1데이터신호이기 때문에, 직렬로 연결된 펄스 버퍼메모리회로의 레지스터에 저장된 신호가 없다. 펄스 버퍼메모리회로에 데이터가 저장되어 있지 않기 때문에, 논리 0이 직렬로 연결된 각 레지스터에서 각 프로세싱소자로 전송되어 상기 식에 대한 값이 발생될 수 있다. 그런 다음, 레지스터에 저장된 입력 파라미터 신호(여기서는 논리 0)와 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호 간의 차이가 제곱되어 sigma2로 나뉘어진다. 여기서 sigma는 상수값이다. 최종값은 지수함수를 실행하고 가산회로(48)에 제공되는 신호를 발생시키는 지수함수회로(46)에 제공된다.
가산회로(48)는 각 지수함수회로(46)의 출력신호들을 합성시킨다. 각 클러스터 프로세서회로의 출력신호에 해당하는 가산회로의 출력신호는, 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 각 클러스터 프로세서회로의 펄스 버퍼메모리회로에 저장된 할당된 입력 파라미터신호와 매치하는 확률 또는 가능성의 척도이다. 예컨대, 80% 의 확률밀도함수 추정값 신호는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호와 정확히 매칭하는 높은 확률을 나타낸다. 그러나, 10% 의 확률밀도함수 추정값 신호는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호와 상응하는 클러스터 프로세서회로에 대한 결정적인 미스매치를 나타낸다.
결정 논리회로(34)는 적어도 제1임계값 신호를 포함한다. 결정 논리회로는 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로의 확률밀도함수 추정값 신호를 수신하여 이를 적어도 제1임계값 신호와 비교한다. 결정 논리회로의 비교는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 저장되어야 하는지 또는 작동하지 않는 클러스터 프로세서회로가 활성화되어 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를 저장하여야만 하는지를 결정한다. 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로는 수신한 입력 파라미터신호의 새로운 분류를 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 두 개의 임계값 신호가 사용된다. 이들은 70% 와 10% 임계값 신호이다. 만일 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 대한 확률밀도함수 추정값 신호가 적어도 70% 임계값 신호와 동일하다고 가정하면, 그러면 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 저장되게 된다. 따라서, 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로의 확률밀도함수 추정값 신호를 70% 및 10% 임계값 신호와 비교한 후에, 결정 논리회로는 결정 어드레스신호를 발생시켜, 이를 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 대응하는 스위칭회로(36)에 제공한다. 결정 어드레스신호는 스위칭회로가 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를 펄스 버퍼메모리회로(42)의 제1레지스터로 일시적인 저장을 위해 전송하도록 명령한다.
만일, 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로의 확률밀도함수 추정값 신호가 기껏해야 10%의 임계값 신호와 동일하다면, 그러면 결정 어드레스신호는 이전에 작동하지 않는 클러스터 프로세서회로를 활성화시키기 위하여 스위칭회로(36)에 명령을 전송한다. 이전에 작동하지 않은 클러스터 프로세서회로는 지금부터 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로로서 언급된다. 그런 다음, 스위칭회로는 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를, 일시적인 저장을 위해 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로의 펄스 버퍼메모리회로의 제1레지스터에 전송한다. 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로의 활성화는 APNN시스템에 의해 수신된 새로운 유형의 입력 파라미터신호에 대응한다.
만일 현재 작동하는 제1클러스터 프로세서회로에 의해 발생된 확률밀도함수 추정값 신호가 10%의 임계값 신호보다 크고 또한 70%의 임계값 신호보다 작다면, 다른 결정 어드레스신호가 결정 논리회로(34)에 의해 스위칭회로(36)로 전송된다. 이 결정 어드레스신호는 스위칭회로가 현재 할당되지 않은 입력 파라미터신호를 저장 레지스터회로(50)에 할당하도록 지시한다. 저장 레지스터회로에 저장된 입력 파라미터신호는, 후에 APNN시스템이 저장된 입력 파라미터신호를 상세히 분석할 수 있도록 하기 위해 저장된다. 저장 레지스터회로에 저장된 입력 파라미터신호는 확률밀도함수 추정값 신호의 다음 계산에 사용되지 않는다. 필요하다면, 저장 레지스터회로에 저장된 할당되지 않은 입력 파라미터신호가 역 인터리빙(deinterleaving)으로 불리는 제2레벨의 분석을 할 수가 있다. 데이터가 역 인터리빙 된 후에, 이는 분류되어 현재 작동하는 어떠한 클러스터 프로세서회로 또는 새롭게 작동하는 클러스터 프로세서회로에 저장될 수 있다.
실시간 적응 확률신경망은 10million/sec를 넘는 속도로 신호를 분류할 수 있다는 점에서 장점이 있다. 이것은 APNN시스템이 실시간 응답을 가능하게 하는 병렬처리를 이용하여 출력신호를 발생하기 때문에 가능하다.
도 1, 5, 6 및 7을 참고하여, 본 발명의 표적 추적회로(30)를 설명한다. 위에서 언급했듯이, 표적 추적회로(30)는 APNN(28)에 연결되어서 각 표적의 상대범위와 속도에 관한 데이터를 나타내는 신호를 APNN으로부터 수신한다. 그러나 표적 추적회로는 속도 및 범위 검출회로(22)와, 푸리에 변환회로(20), 신호수신기(12) 또는 상기 회로 수신기 사이의 기타 부품에 직접 연결되어 있다. 표적 추적회로는 다수의 직접 최소제곱 결정회로(52)와 다수의 칼만필터회로(54)(즉, 순환 최소제곱 결정회로)를 포함하고, 다수의 직접 최소제곱회로 중 하나와 다수의 칼만필터회로 중 하나가 APNN의 각 클러스터 프로세서회로에 연결되어 있다. 간단히 하기 위해 단지 하나의 표적 추적회로를 도면들에 도시하였다.
도 5를 참조하여, 표적 추적회로(30)의 직접 최소제곱 결정회로(52)의 바람직한 형태를 지금 설명한다. 직접 최소제곱회로는 최소한 추적하는 표적의 첫 번째 세 개의 데이터샘플을 나타내는 신호들을 APNN(28)으로부터 수신하여, 다음의 선형 회귀방정식을 푸는 파라미터(회귀계수 a, b, c)를 나타내는 출력신호를 생성한다.
여기서, y는 표적의 상대속도이고 x는 표적의 상대범위이고 v는 시스템측정에러이다.
선형 회귀방정식은 다음과 같이 행렬로 나타낼 수 있다.
여기서, X는 N행 3열 범위행렬
Y는 N행 1열의 속도벡터
V는 N행 1열의 에러벡터
B는 알려지지 않은 계수(a, b, c)의 집합
N은 데이터샘플의 수
용어 X, Y, V, B는 다음 행렬로 표현할 수 있다.
위에서 설명한 행렬식을 고려하면, 본 발명의 시스템 및 방법은 제곱된 에러들의 합이 최소가 되도록 B, 즉 알려지지 않은 계수(a, b,c)의 집합을 찾도록 디자인된다. 이것은 다음 식을 사용하여 이루어진다.
여기서 V'는 V의 전치행렬이다. 직접 최소제곱 해법은 B의 각 성분에 대한 J의 도함수를 제로에 설정함으로써 알 수 있다.
∂ J/∂ B=0로 설정하고 및 B에 대해 해결한다.
이것은 행렬곱으로 주어지는 회귀계수(a, b, c)의 최적 추정이 이루어지게 한다.
여기서,
X는 상대범위행렬
X'는 X의 전치행렬
Y는 상대속도벡터
inv(X'X)는 행렬곱 X'X의 역행렬
B는 회귀계수의 전치행렬
위에서 언급한 신호 및 행렬처리를 실행하고 또한 상기에서 확인된 회귀파라미터를 결정하기 위하여, 직접 최소제곱회로(52)는 벡터결정회로(56)와 행렬결정회로(58)를 포함한다. 벡터결정회로는 추적하는 표적의, 적어도 세 개의 상대속도 데이터샘플(y)을 나타내는 신호를 APNN로부터 수신하기 위해 APNN에 연결되는 것이 바람직하다. 응답 시, 벡터결정회로는 다음과 같이 세 개의 상대속도 데이터로 구성된 벡터 Y(N x 1행렬)에 해당하는 출력신호를 발생한다.
APNN에는, APNN이 추적하고 있는 표적의, 적어도 세 개의 상대범위 데이터샘플(X)을 나타내는 신호를 APNN으로부터 수신하기 위하여 행렬결정회로(58)가 기능적으로 연결된다.
행렬결정회로는 수신한 신호를 처리하여 3 x N 행렬(X)을 나타내는 신호를 생성하는데, 행렬의 제1열은 모두 "1"을 포함하고 행렬의 제2열은 개별적으로 측정한 범위샘플 데이터(표적의 x1, x2... xn)에 해당하고 그리고 최종 열은 각 개별 범위 샘플데이터의 제곱에 해당한다. 이는 N=3에 대해 다음과 같다.
직접 최소제곱 결정회로는 또한 행렬결정회로(58)의 출력포트에 기능적으로 연결되는 행렬전치회로(60)를 포함한다. 행렬전치회로는 행렬결정회로의 출력신호를 수신하여, 다음과 같이 3x 3 범위 행렬 X의 전치행렬함수(X')에 해당하는 신호를 생성한다.
행렬전치회로의 출력에는, 행렬전치회로의 출력신호(X')를 수신하는 제1믹서회로(62)가 기능적으로 연결된다. 제1믹서회로는 또한 행렬결정회로의 출력신호(X)를 수신하기 위해 행렬결정회로의 출력포트에 연결되어 있다. 제1믹서회로는 행렬결정회로의 출력신호와 행렬전치회로의 출력신호를 효과적으로 결합하여 제1믹서출력신호를 제공한다. 제1 믹서출력신호(X'X)는 다음과 같이 되도록 행렬전치회로에 의해 생성된 3×3행렬(X')과 행렬결정회로에 의해 생성된 3×3 범위행렬(X')의 행렬 곱을 나타낸다.
또한 전치회로(60)는 제2믹서회로(64)에 기능적으로 연결된다. 제2믹서회로는 벡터결정회로(56)의 출력포트에 연결된다. 벡터결정회로 출력신호(Y)는 행렬전치회로의 출력신호(X')와 함께 각각 제1 및 제2 입력신호로서 제2믹서회로에 제공된다. 제2믹서회로는 제1 및 제2 신호들을 합성하여, 벡터결정회로에 의해 제공된 상대 속도벡터(Y)와 행렬전치회로에 의해 제공된 상대 범위행렬의 전치행렬(X')과 행렬곱을 나타내는 제2 믹서회로의 출력신호를 제공한다. 특히 제2 믹서출력신호(X',Y)는 다음과 같이 3X1벡터로 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 직접 최소제곱 결정회로(52)는 또한 제1믹서회로(62)에 기능적으로 연결되는 역행렬 결정회로(66)를 포함한다. 역행렬 결정회로는 제1믹서회로 출력신호(X',X)를 수신하여, 제1믹서회로에 의해 제공된 역행렬 함수에 대응하는 역행렬 결정회로 출력신호(inv(X', X)를 제공한다. 역행렬 결정회로에는, 역행렬 결정회로의 출력신호를 수신하는 제3믹서회로(68)가 기능적으로 연결된다. 또한, 제3믹서회로는 제2믹서회로 출력신호(X',Y)를 수신하기 위해 제2믹서회로(64)에 연결되어 있다. 제2믹서회로에 의해 제공된 두 개의 신호에 응하여, (직접 최소제곱회로의 출력신호에 해당하는) 초기 회귀계수신호(B0)가 제3믹서회로(68)에 의해 제공된다. 직접 최소제곱회로 출력신호는 계수 a, b, c에 해당하는 초기 회귀계수 벡터 B를 나타낸다. 직접 최소제곱 결정회로에 의해 발생된 회귀계수신호는 추적하는 표적의 상대 범위와 속도에 대한 2차 또는 더 높은 차수의 관계에 해당한다.
또한 도 6을 참조하여 보면, 본 발명의 표적 추적기회로는 APNN(28)과 직접 최소제곱결정회로(52) 둘 다에 연결되는 칼만필터회로(54)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 칼만필터회로는 모니터할 표적의, 적어도 네 개의 상대속도와 범위 데이터 샘플을 나타내는 신호들을 APNN으로부터 초기에 수신한다. 또한 칼만필터회로는 입력신호로서 (초기 회귀계수신호 B0에 해당하는) 직접 최소제곱 결정회로 출력신호를 수신한다. 응답시, 칼만필터회로는 제4 상대범위와 속도데이터 샘플들을 기초로 하여 초기 회귀계수신호(B0)를 갱신하여 현재 회귀계수신호(Bn)를 제공한다. 특히, 연속적인 각각의 상대범위와 속도데이터 샘플이 측정되어 칼만필터 회로에 제공된 후에 칼만필터회로는 회귀계수신호를 반복적으로 갱신한다. 갱신된 회귀계수(a, b, c)Bn를 계산하기 위한 방법은 다음 방정식으로 정의된다.
여기서, Bn-1은 선행 회귀계수신호
Kn은 현재 필터이득신호
Yn은 현재 상대속도 샘플데이터의 행렬신호
Hn은 현재 상대범위 샘플데이터의 벡터신호
Ht n은 H의 전치행렬
그리고, 여기서
그리고, 여기서
Cn은 스칼라 량(scaler quantity)
Pn은 공분산 행렬신호
도 6을 참조하여, 본 발명에 따라 이용되는 칼만필터회로(54)의 바람직한 형태를 설명한다. 칼만필터회로는 모니터하는 표적의 적어도 네 개의 상대범위 데이터 샘플들(x)에 해당하는 신호를 APNN으로부터 수신하기 위해 APNN(28)에 연결된 입력포트를 가지는 순환벡터(recursive vector) 결정회로(70)를 포함한다. 또한, 순환벡터 결정회로는 최소한 두 개 이상의 출력포트를 지닌다.
APNN으로부터 수신한 신호에 응하여, 순환벡터 결정회로는 다음 식과 같은, 모니터하는 표적의, 적어도 네 개의 상대 범위데이터 샘플들로 구성된 벡터를 나타내는 제1 출력신호(HN)를 발생한다.
또한, 순환벡터 결정회로는 다음과 같이 제1출력신호의 전치행렬함수를 나타내는 제2출력신호(Ht N)를 발생한다.
순환벡터 결정회로(70)의 출력포트에는, 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 가지는 제1 순환 믹서회로(72)가 연결되어 있다. 제1 순환 믹서회로는 한 입력포트에서, 순환벡터 결정회로의 제2 출력신호(HN t)를 수신한다. 제1 순환 믹서회로의 제2 입력포트는 스위치(74)를 통해 칼만필터회로(54)의 출력포트와 직접최소제곱회로(52)의 출력포트에 모두 연결된다. 스위치(74)를 통한 연결의 결과로, 제1 순환 믹서회로(72)는 직접 최소제곱 결정회로에 의해 발생된 초기 회귀계수신호(B0) 또는 칼만필터 회로출력신호(BN) 중 하나일수 있는, 직전에 계산된 회귀계수(BN-1)의 집합을 수신한다. 제1 순환 믹서회로(72)는 제1 순환 믹서회로의 제2 출력신호(Ht N)와 회귀계수신호(BN-1)와의 행렬곱에 해당하는 출력신호(Ht NBN-1)를 제공한다. 회귀계수신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
그리고, 제1 순환행렬 출력신호는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
본 발명의 바람직한 형태에서, 스위치(74)는 칼만필터회로의 제1반복 동안에, 초기회귀계수 B를 수신하기 위해 제1 순환 믹서회로를 직접 최소제곱 결정회로의 출력에 연결시키는 단극-쌍투(single pole-double throw: SPDT)스위치인 것이 바람직하다. 그러나 각 연속반복 동안에, SPDT스위치(74)는 제1믹서회로(72)를 칼만필터회로의 출력포트에 기능적으로 연결하여, 새롭게 측정한 상대속도와 범위데이터 샘플을 기초로 한 수정을 위해 직전의 회귀계수신호(BN-1)가 제공된다.
칼만필터회로(54)는 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 가지는제1 순환결합회로(75)를 포함한다. 제1 순환결합회로는 다음과 같이, 추적하는 표적의, 적어도 네 개의 상대속도 데이터 샘플(y)에 해당하는 신호를 수신하기 위해 APNN(28)에 기능적으로 연결된다.
제1 순환결합회로(75)는 제1 순환믹서회로(72)에 기능적으로 연결되어, 제2 입력포트에서 제1 순환믹서회로의 출력신호(Ht NBN-1)를 수신한다. 두 개의 입력신호에 응하여, 제1순환결합회로는 상대속도 데이터 신호로부터 제1 순환믹서회로 출력신호를 효과적으로 감산하여, 다음과 같이 나타나는 제1 순환결합기 출력신호(YN-Ht NBN-1)를 그의 출력포트에 제공한다.
벡터결정회로(70)의 제2 출력포트에는 처리(프로세싱)회로(76)가 기능적으로 연결된다. 처리회로는 벡터 결정회로의 제1 출력신호(HN)를 수신하여, 감시하는 표적의 이전 위치와 현재 위치 간의 차이를 나타내는 이득(스케일링) 인자인 처리회로신호(KN)를 발생한다. 도 7에 도시되어 있듯이, 처리회로(76)는 순환 스칼라 결정회로(78), 순환 이득결정회로(80), 순환 공분산행렬 결정회로(82) 및 지연회로(84)를 포함한다.
도 7을 참조하여, 처리회로(76)의 바람직한 형태를 설명한다.
처리회로는 순환벡터 결정회로(70)에 기능적으로 연결된 순환 스칼라 결정회로(78)를 포함하는 것이 바람직하다. 순환 스칼라 결정회로는 세 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 가지는 스칼라 믹서회로(86)를 포함한다. 스칼라 믹서회로는 제 1입력포트에서 벡터결정회로의 출력신호(HN)를 수신한다. 또한 벡터결정회로(70)의 출력에는, 벡터결정회로 출력신호(HN)를 수신하여, 벡터결정회로 출력신호의 전치행렬함수를 나타내는 스칼라 전치회로 출력신호(Ht N)를 발생하는 스칼라 전치회로(88)가 기능적으로 연결된다. 선택적으로, 순환 스칼라 믹서회로는 순환 행렬 결정회로로부터 순환 벡터결정회로 출력신호(HN t)의 전치행렬을 직접 수신할 수 있다.
스칼라 믹서회로(86)는 또한 단극-쌍투(SPDT) 스위치(89)를 통해 역결정회로(52)와 순환 공분산행렬 결정회로(82)의 출력포트에 기능적으로 연결된다. 공분산행렬 결정회로에 대한 연결에 의하여, 시스템에 제공된 새로운 상대범위(x)와 속도(y) 데이터를 기초로 하여 처리회로에서 발생된 신호를 갱신하는 피드백 루우프가 효과적으로 제공된다. 스칼라 믹서회로(86)는 제1반복 동안에직접 최소제곱 결정회로(52)의 역결정회로(66)로부터 신호(PN-1)를 수신한다. 이후 각각의 연속 반복 동안에, 스칼라 믹서회로는 제3 입력포트에서 공분산행렬 생성회로의 출력을 수신하여, 스칼라 믹서회로 출럭신호(C-1 N)를 생성한다. 스칼라 믹서회로에는 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 지닌 스칼라 합성회로(90)가 연결된다. 스칼라 합성회로는 제1 입력포트에서는 스칼라 믹서회로 출력신호를, 제2입력포트에서 전원(91)에 의해 바람직하게 생성되는 "1"에 해당하는 신호를 수신한다. 이에 응해, 스칼라 합성회로는 스칼라 믹서회로 출력신호와 전원 출력신호를 합성하여 출력신호를 생성한다.
스칼라 결합회로(90)에는 스칼라 역 결정회로(92)가 연결된다. 스칼라 역 결정회로는 스칼라 합성회로의 출력신호를 수신하여, 스칼라 결정회로의 출력신호(CN)에 해당하는 역 결정회로 출력신호를 생성한다.
도 7에 도시되어 있듯이, 처리회로(76)는 또한 스칼라 결정회로(78)의 출력포트에 기능적으로 연결된 순환이득 결정회로(80)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 순환이득 결정회로는 적어도 세 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 지닌 믹서회로(94)를 포함한다. 바람직하게, 믹서회로의 제1 입력포트는 공분산행렬 생성회로 출력신호(PN-1)를 수신하기 위해 SPDT 스위치(89)에 연결되어 있고, 믹서회로의 제2 입력포트는 이득결정회로의 출력신호(CN)를 수신하기 위해 역 결정회로에 연결되어 있고, 믹서회로의 제3 입력포트는 벡터결정회로의 출력신호(HN)를 수신하기 위해 순환벡터 결정회로(70)에 연결된다. 이들의 입력신호들에 응하여, 이득믹서회로(94)는 모니터하는 표적의 이전 위치와 현재 위치 간의 차이를 나타내는 이득결정회로 출력신호(KN)에 해당하는 출력신호를 발생한다.
이득결정회로(80)의 출력포트에는 공분산행렬 생성회로(82)가 기능적으로 연결된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 공분산행렬 생성회로는 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 지닌 제1 공분산 믹서회로(96)를 포함한다. 바람직하게, 제1 공분산 믹서회로의 제1 입력포트는 이득결정회로(80)의 출력포트에 연결되고, 제2 입력포트는 스칼라 전치회로 출력신호(Ht N)를 수신하기 위해 스칼라 전치회로(88)에 연결되어 있다. 수신한 입력신호들에 응하여, 제1 공분산 믹서회로(96)는 두 개의 입력신호를 합성하여 출력포트에 제1 공분산 믹서회로 출력신호(KNHN t)를 제공한다.
제1공분산 믹서회로의 출력포트에는 제1 및 제2 입력포트들과 하나의 출력포트를 지닌 공분산 결합회로(98)가 연결되어 있다. 공분산 결합회로의 제1 입력포트는 제1 공분산 믹서회로 출력신호(KNHN t)를 수신하는 반면 제2입력포트는 "1"에 해당하는 전원(91) 출력신호를 수신한다. 이에 응하여, 공분산 결합회로는 제2 입력포트에서 수신한 신호를 음의 값을 갖는 공분산 믹서회로의 출력신호와 결합하여 공분산 결합회로 출력신호(1-KNHN t)를 제공한다.
공분산 결합회로(98)의 출력포트에는 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 지닌 제2 공분산 믹서회로(100)가 기능적으로 연결된다. 바람직하게, 제2 공분산 믹서회로의 제1 입력포트는 공분산 결합회로 출력신호(1-KNHN t)를 수신하기 위해 공분산 결합회로의 출력포트에 연결되어 있고, 제2 공분산 믹서회로의 제2 입력포트는 공분산행렬 생성회로 출력신호(PN-1)를 수신하기 위해 SPDT스위치(89)에 연결되어 있다. 제2 공분산 믹서회로는 믹서회로에 제공된 두 개의 신호를 결합하여, 공분산행렬 결정회로 출력신호(PN)에 해당하는 제2 공분산 믹서회로 출력신호를 제공한다. 이때,
본 발명의 바람직한 실시예에서, 처리회로(76)는 또한 공분산행렬 생성회로 출력신호(PN)를 수신하기 위해 제2공분산 믹서회로의 출력에 기능적으로 연결된 지연회로(84)를 포함한다. 지연회로는 공분산행렬 생성회로 출력신호(PN)가 스칼라 생성회로(78), 이득결정회로(80) 및 공분산행렬 생성회로 출력회로(82)에 나타내는 것을 효과적으로 지연시켜서, 직전의 반복에서의 공분산행렬 생성회로 출력신호(PN-1)가 다음 반복 동안에 사용될 수 있도록 해준다.
다시 도 6을 참조하여 보면, 칼만필터회로는 제2 순환믹서회로(102)를 더 포함한다. 제2 순환믹서회로는 적어도 두 개의 입력포트와 하나의 출력포트를 가지는 것이 바람직하다. 제2 순환믹서회로의 제1 및 제2 입력포트는 제1 순환 결합회로(75)의 출력포트와 처리회로(76)의 출력포트에 각각 기능적으로 연결된다. 제2 순환믹서회로는 제1 순환믹서회로 출력신호(YN-HN tBN-1)와 이득결정회로 출력신호(KN)를 수신하는 것이 바람직하다. 응답시, 제2 순환믹서회로는 이에 제공된 신호를 합성하여, 가장 최근의 현재 속도와 범위 샘플값 신호를 기반으로 이전 회귀계수(BN-1)의 집합의 조정이나 보정을 나타내는 제2 순환믹서회로 출력신호[kN(YN-HN tBN-1)]를 발생한다.
칼만필터는 또한 적어도 두 개의 입력포트를 지닌 제2 순환결합회로(104)를 포함하는 것이 바람직하다. 제2 순환결합회로의 제1입력포트는 제2 순환믹서회로(102)에 연결되어 있는 반면, 제2 입력포트는 지연회로(106)를 통하여 제2 순환결합 출력포트와 스위치(74)에 연결되어서 지연된 신호(BN-1)를 제1 순환믹서회로(72)에 공급한다. 제2 순환결합회로의 출력포트는 감시하는 표적의 상대 범위와 속도의 관계를 특정하는 이차 또는 고차 다항식의 회귀계수의 예측을 나타내는 신호(BN)를 제공한다. 이후에, 제2 순환결합회로 출력신호는 훗날에 해당 표적의 이동을 재구성하기 위하여 데이터 기록기(31)에 제공될 수 있다.
충돌방지를 위해 소정의 영역에서 물체의 이동검출 및 추적용 장치의 작동을 설명한다. 제1 및 제2검출신호는 제1 및 제2 신호발생기(6, 8)에서 발생하여 신호송신기(4)에 제공된다. 신호송신기는, 차량부근의 공간영역으로의 전송을 위하여 안테나(10)에 신호를 제공하기 전에 제1 및 제2 검출신호를 증폭, 처리 및 합성한다. 바람직하게는, 신호송신기(4)는 변조 및 다중화하여 제1 및 제2 검출신호를 합성한다. 일반적으로, 안테나로 송신하는 검출신호는 방위각이 약 4도이고 고각이 약 5도인 시야를 가진다.
송신 후, 상기에서 설명했듯이 실질적으로 상이한 주파수를 갖는 제1 및 제2 검출신호는 시야 내의 물체(표적)로부터 부분적으로 반사된다. 이들 물체들은 다른 차량, 동물, 도로장애물 및 교대(橋臺)등일 수 있다. 물체가 본 시스템의 시야 내에 있으면, 적어도 신호의 일부분이 안테나(10)로 다시 반사되고, 안테나는 수신한 검출신호를 신호수신기(12)에 제공한다. 신호수신기는 수신한 검출신호를 (증폭을 포함한) 처리하여, 스위치(14)에 제1 및 제2검출신호를 제공한다. 이 스위치는 제1 검출신호를 제2검출신호로부터 분리하여 스위치의 각 출력포트에 검출신호를 각각 제공하도록 설계하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2검출신호에 해당하는 두 개의 스위치 출력신호(즉, 제1 및 제2 물체 파라미터신호)가 스위치(14)에 의해 저주파 통과필터(16)로 제공되어 잡음과 원하지 않는 신호성분이 제거된다. 저주파 통과필터에 의해 제공된 신호는, 연속적인 무선주파수(rf) 신호를 디지털신호(즉, 연속 rf신호의 디지털화된 형태)로 변환하는 아날로그/디지털변환기(A/D)(18)에 전달된다. 이후, 제1 및 제2 디지탈 A/D 변환 출력신호는 푸리에 변환회로(20)에 제공되는데, 이 푸리에 변환회로는 시간영역의 신호(제1 및 제2 물체 파라미터신호에 해당하는 수신된 제1 및 제 2검출신호)를 각각 주파수영역의 신호로 변환시킨다. 주파수영역 신호로부터, 감시하는 물체의 속도와 범위가, 제1 및 제2 물체 파라미터 신호들 중 하나의 피크 진폭을 식별하여 제1 및 제2 물체 파라미터신호들 간의 차이를 결정하는 속도 및 범위 파인더회로(22)에 의해 각각 결정된다.
이후에, 속도 및 범위 파인더회로의 출력신호는 적응 확률 신경망(APNN)(28)에 제공된다. APNN은 새로운 데이터샘플(속도 및 범위데이터)이 이전의 데이터샘플과 적절히 관련될 수 있는지 또는 새로운 데이터샘플이 시스템의 시야 내 새로운 물체에 해당하는지를 결정한다. APNN을 사용함으로써, 표적의 속도와 범위의 추세를 추적하기 위해, 안테나의 시야 내의 물체에 해당하는 새로운 데이터샘플(속도와 범위데이터)을 이전 속도와 범위를 토대로 관련시킬 수 있다. 따라서, 물체가 증가하는 비율로 차량으로부터 멀어져 충돌위험이 감소하는지, 물체가 증가하는 비율로 차량쪽으로 이동하여 충돌위험이 증가하는지, 또는 상대속도가 제로이기 때문에 차량과 표적 사이의 범위가 고정적이어서 충돌위험도가 변하지 않는지를 결정할 수 있다.
APNN은 현재 데이터 샘플들을 분류하는데, 이는 현재 데이터 샘플들은 시스템의 시야 내 표적들의 이전 위치를 기초로 한 표적예측 및 충돌경보시스템에 제공되기 때문이다. 특히, APNN은 샘플데이터를 분석하고, 소정의 표적과 관련될 수 있는 샘플데이터(상대범위와 속도데이터)를 그룹화하고 그리고 상대 범위와 속도데이터를 APNN의 해당 클러스터 프로세서에 할당한다.
각 클러스터 프로세서의 출력은 다수의 표적추적회로(30)들 중 하나에 연결되는 것이 바람직하다. 각 표적 추적회로는 APNN에 의해 해당 클러스터 프로세서로 분류된 각 표적의 상대 속도와 상대 범위 데이터를 수신한다. 이 표적 추적기는 해당 표적의 새로운 샘플 데이터와 그리고 이전에 수신한 샘플 데이터를 기초로 하여 추적하고 있는 각 표적의 회귀계수에 상응하는 회귀계수신호를 발생한다. 회귀계수 신호는 시스템이 추적하는 표적의 상대 범위와 속도 간의 관계를 정의하는 다항식의 계수들에 해당한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 표적추적회로(30)는 APNN의 각 클러스터 프로세서의 출력포트에 연결되는 직접 최소제곱 결정회로(52)와 칼만필터회로(54)를 포함한다. 표적 추적회로는 적어도 한 표적에 대한 최소한 세 개의 데이터 샘플이 APNN에 의해 분류될 때까지는 작동하지 않는다. 일단 APNN이 소정의 표적에 해당하는 세 개의 데이터샘플을 수신하여 분류하면, 세 개의 데이터샘플들은 표적 추적회로의 직접 최소제곱 결정회로(52)에 제공된다. 직접 최소제곱회로는 세 개의 데이터샘플과 상기에서 언급한 선형 회귀방정식(y = a + bx + cx2+ v)을 이용하여, 세개의 데이터샘플에 대해 가장 적합한 회귀계수의 집합(a, b, c)을 결정한다. 일단 직접 최소제곱 결정회로의 출력신호(즉, 회귀계수신호)에 해당하는 회귀계수가 결정되면, 회귀계수는 각각의 표적에 대해 수신한 연속 샘플데이터 각각에 대해 칼만필터회로(순환 최소제곱 결정회로)에 의해 갱신된다.
소정의 표적에 상응하는 제4 데이터샘플이 APNN에 의해 수신되어 분류되면, 분류된 데이터 샘플의 집합이 순환 최소제곱 결정회로에 제공되는데, 여기서 새로운 회귀계수(순환 최소제곱 결정회로 출력신호)들의 집합이 상기에서 언급한 방법을 사용하여 결정된다. 이 새로운 회귀계수의 집합의 결정은 각각의 새로운 데이터 샘플에 대하여 이루어진다. 따라서, 회귀계수는 표적의 이전 범위와 속도를 설명하는 매우 정확한 계수와 표적의 미래의 이동에 대한 양호한 추정이 얻어지도록 연속적으로 재규정되고 재추정된다. 회귀계수의 발생의 관점에서 보면, 시스템은 소정의 시간주기 동안에 표적의 상대 이동을 도표화하기 위해 각 데이터샘플을 기억할 필요가 없다. 대신에, 상대속도 대 상대범위를 챠트에 플로팅하기 위해 또는 컴퓨터 시뮬레이션에 의한 재구성을 위해 회귀계수만을 저장할 필요가 있다. 이들 계수들은 이후에 표적들의 이동들을 "오프-라인" 재구성하기 위해 데이터 기록기(31)에 저장되고 직접 최소제곱 결정회로에 제공된다.
본 발명의 표적예측 및 충돌경보 시스템 및 방법은 선행기술의 시스템보다 시스템의 시야 내에 있는 물체들을 보다 잘 추적할 수 있는 시스템을 제공한다. 이는, 본 시스템이 표적의 상대범위와 속도의 관계를 설명하는 이차 다항식의 회귀계수를 계산하고, 갱신하고 유지할 수 있기 때문이다. 따라서 데이터샘플이 처리 중에 (잡음 또는 오측정으로 인해) 상실되면, 시스템은 과거의 데이터샘플로 산출한 계수를 사용하는 보간을 이용하여 표적의 현재와 미래의 특성 범위 및 속도를 예측하여 차량의 운전자에게 마지막 샘플 주기 중 보다 사고가 일어날 가망성이 더 있는지에 대한 표시를 제공한다.
본 발명의 시스템은 표적들을 연속적으로 추적하기 위해 연속적으로 상대범위와 속도를 수신할 필요가 없기 때문에 선행 기술 시스템보다 월등히 우수하다. 만일 추적하고 있는 표적이 시스템의 시야에서 일시적으로 벗어나면, 시스템은 소정의 시간주기 동안 특정 표적의 상대범위와 속도를 설명하는 계수들을 연속적으로 저장한다. 표적이 시야 내에 복귀하면, 시스템은 복귀하는 표적을 표적의 이전 범위와 속도 측정치를 결합시킬 수 있게 되는데, 이는 본 발명의 시스템이, 회귀계수들을 사용하여 이차 다항식을 플로팅함으로써 미래 시간주기 동안 표적의 범위와 속도를 외삽법으로 추정할 수 있기 때문이다. 따라서 표적의 범위와 속도데이터는 선행기술의 시스템에서처럼 쉽게 상실되지 않는다. 이것은 오프-라인 사고 재구성에 매우 유리하다.
본 발명의 표적예측 및 충돌경보 시스템은 선행기술 시스템들 보다 월등히 우수한데, 이는 개별적인 데이터를 덮어쓰는 동안 표적 범위와 속도 데이터를 효율적으로 유지할 수 있기 때문이다. 이는, 회귀계수들이 모든 선행 표적 데이터들을 통합하여 실제 표적 범위와 속도 데이터에 매우 근사한 근사치를 제공한다는 사실에 기인한다. 이러한 방식은, 선행기술 시스템들에서 필요로 한, 각 엔트리를 저장하기 위한 방대한 량의 메모리없이 이루어질 수 있다. 회귀계수들의 사용은, 저장,조작 및 오프라인 재구성의 경우를 위해 범위와 속도데이터를 압축한다.
본 발명의 실시예를 수반한 도면을 참고로 하면서 설명했을지라도 청구범위 내에서 여러 수정과 변경이 가능하다.

Claims (33)

  1. 차량 주위의 공간영역에 있는 표적들을 검출하는 표적예측 및 충돌경보시스템에 있어서,
    상기 공간영역에 적어도 제1 및 제2 검출신호를 송신하여, 상기 제1 및 제2 검출신호가 상기 공간영역내에 있는 적어도 하나의 물체로부터 적어도 부분적으로 반사되어, 상기 부분적으로 반사된 제1 및 제 2검출신호들이 상기 공간영역내의 적어도 한 물체의 최소 하나의 특성을 나타내도록 구성된 신호송신기와;
    상기 신호송신기에 기능적으로 연결되어, 제1 및 제2 물체 파라미터 신호들에 해당하는 상기 부분적으로 반사된 제1 및 제2 검출신호를 각각 수신하는 신호수신기; 및
    상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 물체 파라미터 신호들 중 적어도 하나에 응답하여 상기 공간영역 내에 있는 최소 하나의 물체에 대한 적어도 한 특성의 과거, 현재, 미래 값들 중 적어도 하나의 값을 나타내는 회귀파라미터(regression parameter)신호를 제공하므로써, 상기 공간영역내의 표적의 현재 및 미래의 위치가 예측되고 차량과의 촉박한 충돌이 지시되도록 하며, 상기 회귀파라미터신호가 이차 또는 더 높은 차수의 다항식에 맞는 회귀계수를 포함하여, 데이터 외삽법을 통해 최소한 상기 하나의 특성에 대한 과거, 현재 및 미래의 값이 재 생성되도록 하는 표적추적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호송신기에 기능적으로 연결되어 신호송신기에 적어도 제1 및 제2 검출신호를 제공하는 신호발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출신호들 각각은 각각의 주파수를 가지며, 제1 검출신호의 주파수는 제2 검출신호의 주파수와는 다른 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 신호송신기와 신호수신기 중 적어도 하나에 기능적으로 연결되어, 적어도 제1 및 제2 검출신호들을 송신하는 것과 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 수신하는 것 중에서 적어도 하나를 수행하는 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표적추적회로는 칼만필터회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 칼만필터회로는 순환 최소제곱 결정회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 칼만필터회로는,
    상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 제2 물체 파라미터신호에 응답하여 순환벡터 결정회로 출력신호를 발생하는 순환벡터 결정회로와;
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 순환벡터 결정회로의 출력 신호와 회귀 파라미터신호에 응답하고, 순환벡터 결정회로 출력신호와 초기 회귀파라미터신호를 효과적으로 합성하여 제1 순환 믹서회로 출력신호를 제공하는 제1 순환 믹서회로와;
    상기 제1 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되어 제1 순환 믹서회로 출력신호에 응답하며, 또한 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되어 제1 물체 파라미터 신호에 응답하며, 상기 제1 순환 믹서회로 출력신호와 제1 물체 파라미터 신호를 효과적으로 합성하여 제1 순환 결합회로 출력신호를 제공하는 제1 순환 결합회로와;
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 상기 순환벡터 결정회로 출력신호에 응답하여 처리회로 출력신호를 제공하는 처리회로와;
    상기 제1 순환 결합회로와 처리회로에 기능적으로 연결되고, 상기 제1 순환결합회로의 출력신호와 처리회로의 출력신호들에 응답하여 이 신호들을 합성하여 출력신호를 제공하는 제2 순환 믹서회로; 및
    상기 제2 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되고, 상기 제2 순환 믹서회로의 출력신호와 회귀 파라미터 신호에 응답하여 이 신호들을 합성시키며, 상기 칼만필터회로의 출력신호에 해당하는 갱신된 회귀 파라미터 신호를 나타내는 출력신호를 제공하는 제2 순환 결합회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 순환 결합회로의 출력포트에 기능적으로 연결되고, 갱신된 회귀 파라미터 신호를 수신하여 회귀 파라미터 신호를 발생하며, 상기 제1 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되어 제1 순환 믹서회로와 제2 순환 결합회로에 상기 회귀 파라미터 신호를 제공하는 지연회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 처리회로는,
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 상기 순환벡터 결정회로 출력신호와 지연된 공분산 행렬신호(covariance matrix signal)에 응하여 이들 신호를 합성시켜 순환 스칼라 결정회로 출력신호를 제공하는 순환 스칼라 결정회로와;
    상기 순환 스칼라 결정회로에 기능적으로 연결되고, 상기 순환 스칼라 결정회로의 출력신호에 응답하여 상기 처리회로 출력신호에 해당하는 순환 이득결정회로 출력신호를 제공하는 순환 이득결정회로와;
    상기 순환 이득결정회로에 기능적으로 연결되고, 상기 순환 이득결정회로 출력신호에 응답하여 공분산행렬 결정회로 출력신호를 제공하는 공분산행렬 결정회로; 및
    상기 공분산행렬 결정회로에 기능적으로 연결되어 상기 공분산행렬 결정회로 출력신호에 응답하며, 상기 순환 스칼라 결정회로에 기능적으로 연결되고, 순환스칼라 결정회로에 지연된 공분산 행렬신호를 제공하는 지연회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 순환스칼라 결정회로는,
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 이 순환 벡터 결정회로의 출력신호에 응답하여 전치벡터회로 출력신호를 발생하는 전치벡터회로와;
    상기 전치벡터회로에 기능적으로 연결되어 상기 전치벡터회로의 출력신호에 응답하고, 또한 상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되어 상기 순환벡터 결정회로의 출력신호에 응답하고, 또한 상기 지연회로에 연결되어 지연된 공분산 행렬신호에 응답하며, 상기 전치벡터회로 출력신호와 순환벡터 결정회로 출력신호 및 지연된 공분산 행렬신호를 합성하여 스칼라 믹서회로 출력신호를 제공하는 스칼라 믹서회로와;
    상기 스칼라 믹서회로에 기능적으로 연결되어 상기 스칼라 믹서회로의 출력신호에 응답하고, 또한 입력신호로서 제2 신호에 응답하며, 상기 스칼라 믹서회로 출력신호와 제2 신호를 합성하여 스칼라 합성회로 출력신호를 제공하는 스칼라 합성회로; 및
    상기 스칼라 합성회로에 연결되고, 이 스칼라 합성회로의 출력신호에 응답하여 순환 스칼라 결정회로 출력신호에 상당하는 역 결정회로 출력신호를 제공하는 역 결정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 충돌경보시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 순환이득 결정회로는,
    상기 전치벡터회로에 기능적으로 연결되어 전치벡터회로 출력신호에 응답하고, 또한 상기 역 결정회로에 기능적으로 연결되어 순환 스칼라 결정회로 출력신호에 응답하고, 또한 상기 지연회로에 기능적으로 연결되어 지연된 공분산 행렬신호에 응답하며, 전치벡터회로 출력신호, 역 결정회로 출력신호 및 지연된 공분산 행렬신호를 혼합하여 신호 이득인자를 나타내는 이득믹서회로 출력신호를 제공하는 순환이득 믹서회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 공분산행렬 결정회로는,
    출력포트와;
    상기 이득믹서회로에 기능적으로 연결되어 이득믹서회로 출력신호에 응답하고, 또한 상기 전치벡터회로에 기능적으로 연결되어 전치벡터회로 출력신호에 응답하고, 이득믹서회로 출력신호 및 전치벡터회로 출력신호를 효과적으로 혼합하여 제 1 공분산 믹서회로 출력신호를 제공하는 제1 공분산 믹서회로와;
    상기 제1 공분산 믹서회로에 기능적으로 연결되어 이 회로의 출력신호에 응답하고, 또한 입력신호로서 제2 신호에 응답하고, 상기 제1 공분산 믹서회로 출력신호와 제2 신호를 효과적으로 혼합하여 공분산 결합회로 출력신호를 제공하는 공분산 결합회로; 및
    상기 공분산 결합회로에 기능적으로 연결되어 이 회로의 출력신호에 응답하고, 또한 상기 지연회로에 기능적으로 연결되어 지연된 공분산 행렬신호에 응답하고, 상기 공분산 결합회로 출력신호와 지연된 공분산 행렬신호를 효과적으로 합성하여 공분산행렬 결정 출력신호를 발생하는 제2 공분산 믹서회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되어, 제1 주파수 보다 낮은 제1 및 제2 물체 파라미터신호들의 최소한 일부를 통과시키고, 상기 수신기로부터 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 수신하여 저주파 통과필터 출력신호를 제공하는 저주파 통과필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호에 응답하여 제1 및 제2물체 파라미터 디지탈신호를 제공하는 아날로그/디지털 변환기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되어 제1 및 제2 물체 파라미터신호들에 응답하며, 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 스펙트럼 파형을 각각 나타내는 제1 및 제2 푸리에변환 물체 파라미터신호를 제공하는 푸리에 변환회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 푸리에 변환회로에 기능적으로 연결되고, 제1푸리에 변환 물체 파라미터신호에 응답하고, 공간영역 내에서 검출된 물체의 속도에 상응하고 제1 푸리에변환 물체 파라미터신호의 피크치에 상응하는 출력신호를 제공하는 피크검출회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 푸리에 변환회로와 피크검출회로에 기능적으로 연결되고, 상기 피크검출회로 출력신호와 제2 푸리에변환 물체 파라미터 검출신호에 응답하여, 피크검출회로 출력신호와 제2 푸리에변환 물체 파라미터신호 간의 차이에 상응하고 공간범위 내에서 검출된 물체의 차량으로부터의 거리를 나타내는 출력신호를 제공하는 감산회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 출력포트를 갖고 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호에 응답하여, 제1 출력포트로 제1 물체 파라미터신호를 제공하고, 제2 출력포트로는 제2 물체 파라미터신호를 제공하도록 구성된 스위칭회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 표적추적회로는 직접 최소제곱 결정회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 직접 최소제곱 결정회로는,
    상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 제2 물체 파라미터신호들 중 적어도 하나에 응답하여 직접 벡터결정회로 출력신호를 발생하는 직접 벡터결정회로와;
    상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 제1 물체 파라미터신호들 중 적어도 하나에 응답하여 행렬결정회로 출력신호를 발생하는 행렬결정회로와;
    상기 행렬결정회로에 기능적으로 연결되어 이 회로의 출력신호를 수신하며, 상기 행렬결정회로 출력신호의 전치함수에 상응하는 전치행렬회로 출력신호를 발생하는 전치행렬회로와;
    상기 행렬결정회로와 전치행렬회로에 기능적으로 연결되고, 행렬결정회로 출력신호와 전치행렬회로 출력신호를 효과적으로 합성하여 제1 직접 믹서회로 출력신호를 제공하는 제1 직접 믹서회로와;
    상기 직접 벡터결정회로와 전치행렬회로에 기능적으로 연결되고, 직접 벡터결정회로 출력신호와 전치행렬회로 출력신호에 응하여 이들 두 신호를 합성하여 제 2 직접 믹서회로 출력신호를 제공하는 제2 직접 믹서회로와;
    상기 제1 직접 믹서회로에 기능적으로 연결되어 이 회로의 출력신호에 응답하고, 제1 직접 믹서회로 출력신호의 역행렬 함수에 상응하는 출력신호를 발생하여 제공하는 역 결정회로; 및
    상기 역 결정회로와 제2 직접 믹서회로에 기능적으로 연결되고, 제2 직접 믹서회로 출력신호와 역 결정회로 출력신호에 응하여 이들 두 신호를 합성하여 초기회귀 파라미터신호를 나타내는 직접 최소제곱 결정회로 신호에 상응하는 제3 직접 믹서회로 출력신호를 제공하는 제3 직접 믹서회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 표적추적회로는, 상기 직접 최소제곱 결정회로에 연결되고 직접 최소제곱 결정회로신호와 제1, 제2 물체 파라미터신호에 응답하여 현재 회귀파라미터신호를 제공하는 순환 최소제곱 결정회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 순환 최소제곱 결정회로는
    상기 신호수신기에 기능적으로 연결되고, 제2 물체 파라미터신호에 응답하여 순환벡터 결정회로 출력신호를 발생하는 순환벡터 결정회로와;
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 순환벡터 결정회로의 출력 신호와 회귀 파라미터신호에 응답하여 순환벡터 결정회로 출력신호와 초기 회귀 파라미터신호를 합성시켜, 제1 순환 믹서회로 출력신호를 제공하는 제1 순환 믹서회로와;
    상기 제1 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되어 제1 순환 믹서회로 출력신호에 응답하고, 또한 상기 신호수신기에 기능적으로 연결되어 제1 물체 파라미터신호에 응답하며, 상기 제1 순환 믹서회로 출력신호와 제1 물체 파라미터신호를 효과적으로 합성하여 제1 순환 결합회로 출력신호를 제공하는 제1 순환 결합회로와;
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되어 순환벡터 결정회로 출력신호에 응하여 처리회로 출력신호를 제공하는 처리회로와;
    상기 제1 순환 결합회로와 처리회로에 기능적으로 연결되고, 제1 순환 결합회로 출력신호와 처리회로 출력신호에 응하여 이들 두 신호를 합성시켜 출력신호를 제공하는 제2 순환 믹서회로; 및
    상기 제2 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되고, 상기 순환 최소제곱 결정회로의 출력포트와 대응하는 출력포트를 가지며, 제2 순환 믹서회로 출력신호와 회귀파라미터신호에 응하여 이들 두 신호를 합성시켜 갱신된 회귀 파라미터신호를 나타내는 출력신호를 제공하는 제2 순환 결합회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적 예측 및 충돌경보시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 순환 최소제곱 결정회로는,
    상기 제2 순환 결합회로 출력포트에 기능적으로 연결되어 갱신된 회귀 파라미터신호에 응하여 회귀 파라미터신호를 발생하고, 또한 상기 제1 순환 믹서회로에 기능적으로 연결되어 제1 순환 믹서회로와 제2 순환 결합회로에 상기 회귀 파라미터신호를 제공하는 지연회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 처리회로는,
    상기 순환벡터 결정회로에 기능적으로 연결되고, 순환벡터 결정회로 출력신호와 지연된 공분산 행렬신호에 응하여 이들 두 신호를 합성시켜 순환스칼라 결정회로 출력신호를 제공하는 순환스칼라 결정회로와;
    상기 순환스칼라 결정회로에 기능적으로 연결되고, 이 회로의 출력신호에 응하여 처리회로 출력신호에 상응하는 순환이득 결정회로 출력신호를 제공하는 순환이득 결정회로와;
    상기 순환이득 결정회로에 기능적으로 연결되고, 이 회로의 출력신호에 응하여 공분산행렬 결정회로 출력신호를 제공하는 공분산행렬 결정회로; 및
    상기 공분산행렬 결정회로에 기능적으로 연결되어 이 회로의 출력신호에 응답하고, 또한 순환스칼라 결정회로에 기능적으로 연결되어, 상기 순환스칼라 결정회로에 지연된 공분산 행렬신호를 제공하는 지연회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 직접 최소제곱 결정회로와 공분산행렬 결정회로에 기능적으로 연결되고, 또한 순환스칼라 결정회로, 이득결정회로 및 공분산행렬 결정회로 중 적어도 하나에 연결되어, 상기 순환스칼라 결정회로, 이득결정회로 및 공분산행렬 결정회로 중 적어도 하나를 직접 최소제곱 결정회로와 공분산행렬 결정회로 중 하나에 결합시키는 스위칭회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 신호수신기와 표적추적회로 사이에 기능적으로 연결되어, 제1 및 제2물체 파라미터신호를 수신하고, 공간영역 내에 있는 적어도 한 물체의 적어도 한 특성을 나타내는 확률 신경망 출력신호를 제공하는 확률 신경망을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 확률 신경망은,
    a) 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 수신하고, 제1 및 제2 물체 파라미터신호들에 상응하는 확률밀도함수 추정값을 나타내는 출력신호를 각각 발생시키는 다수의 클러스터 처리회로로서,
    (1) 상기 각 클러스터 처리회로에 할당된 제1 및 제2물체 파라미터신호들을 저장하기 위해 직렬로 연결된 다수의 레지스터들을 갖는 입력버퍼 메모리회로와,
    (2) 상기 입력버퍼 메모리회로의 각 레지스터에 기능적으로 각각 연결되어, 상기 입력버퍼 메모리회로에 저장된 할당된 제1 및 제2물체 파라미터신호에 응답하고, 현재 미할당된 제1 및 제2물체 파라미터신호에 응답하여 처리소자 출력신호를 제공하는 다수의 처리소자들과,
    (3) 대응하는 처리소자에 각각 연결되고, 처리소자 출력신호에 지수함수를 수행하여 지수함수회로 출력신호를 제공하는 다수의 지수함수회로들, 및
    (4) 각 클러스터 처리회로의 지수함수회로들 각각에 연결되고, 지수함수회로 출력신호들에 응답하고, 지수함수회로 출력신호들에 부가함수를 실행하여, 할당되지 않은 제1 및 제2물체 파라미터신호 각각에 대한 확률밀도함수 추정값을 나타내는 출력신호를 제공하는 결합회로를 각각 구비하는 상기 다수의 클러스터 처리회로와;
    b) 상기 각 클러스터 처리회로의 결합회로에 기능적으로 연결되고, 대응하는 클러스터 처리회로의 결합회로 출력신호와 적어도 제1임계값 신호를 비교하여 결정 어드레스신호를 제공하는 결정논리회로; 및
    c) 상기 결정논리회로와 클러스터 처리회로의 각각에 기능적으로 연결되고, 현재 미할당된 제1 및 제2물체 파라미터신호에 추가로 응하며 현재 미할당된 제1 및 제2물체 파라미터신호를 결정논리회로에 제공된 결정 어드레스신호에 응하여 각 클러스터 처리회로의 입력버터 메모리회로에 할당하는 스위치회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 표적예측 및 충돌경보시스템.
  28. 충돌회피를 위해 차량에 인접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법에 있어서,
    a) 상기 공간범위 내에 있는 적어도 한 물체에 의한 최소한 부분 반사를 위해 적어도 제1 및 제2 검출신호를 송신하여 적어도 부분적으로 반사된 제1 및 제2 검출신호를 발생하는 단계와;
    b) 제1 및 제2물체 파라미터신호에 상응하는, 적어도 부분적으로 반사된 제1 및 제2검출신호를 검출하는 단계; 및
    c) 제1 및 제2 물체 파라미터신호를 결합해서 적어도 한 물체의 과거, 현재 및 미래 특성 중 적어도 한 특성을 나타내는 회귀 파라미터신호를 생성하므로써,상기 공간영역내의 표적의 현재 및 미래의 위치가 예측되고 차량과의 촉박한 충돌이 지시되도록 하며, 상기 회귀파라미터신호가 이차 또는 더 높은 차수의 다항식에 맞는 회귀계수를 포함하므로써, 데이터 외삽법을 통한 최소한 상기 하나의 특성에 대한 과거, 현재 및 미래의 값이 재 생성되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 상기 c)단계는,
    1) 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호 각각에 대해 적어도 세 개의 샘플값 신호를 구하는 단계와;
    2) 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호들 각각에 대한 적어도 세 개의 샘플 값 신호를 이용하여, 상기 회귀 파라미터신호의 초기 추정치에 상응하는 직접 최소제곱신호를 생성하는 단계와;
    3) 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 각각에 대해 적어도 제4의 샘플값을 구하는 단계; 및
    4) 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 각각에 대한 직접 최소제곱신호와 적어도 세 개의 샘플값 신호 및 제4의 샘플값 신호를 이용하여, 상기 회귀 파라미터신호에 상응하는 순환 최소제곱 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제 4) 단계는
    A) 상기 제1 물체 파라미터신호에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호와 적어도 제4의 샘플값 신호를 이용하는 제1 물체 파라미터 벡터신호를 발생하는 단계와;
    B) 제1 믹스신호를 제공하기 위해 상기 제1 물체 파라미터 벡터신호와 직접 최소제곱 신호를 믹싱시키는 단계와;
    C) 상기 제1 물체 파라미터 신호에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호와 적어도 제4의 샘플값 신호를 이용하여 제2 물체 파라미터 벡터신호를 발생하는 단계와;
    D) 제1 결합신호를 제공하기 위해 상기 제1 믹스신호와 제2 물체 파라미터 벡터신호를 합성하는 단계와;
    E) 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 적어도 세 샘플값 신호와 제4의 샘플값 신호간의 차이를 나타내는 차신호를 발생하는 단계와;
    F) 제2 믹스신호를 제공하기 위해 상기 차신호와 제1 결합회로 출력신호를 믹싱하는 단계; 및
    G) 상기 순환 최소제곱 신호를 제공하기 위해 상기 제2 믹스신호와 직접 최소제곱 신호를 합성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호와 적어도 제4의 샘플값 신호 및 적어도 제5의 샘플값 신호를 근거로 하여 갱신된 순환 최소제곱 신호를 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    적어도 제2 파라미터신호들에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호와, 적어도 제4의 샘플값 신호 및 적어도 제5의 샘플값 신호에 근거하여 갱신된 제2 물체 파라미터신호를 발생하는 단계와;
    갱신된 제1 믹스신호를 제공하기 위해 상기 갱신된 제2 물체 파라미터신호와 순환 최소제곱 신호를 믹싱하는 단계와;
    적어도 제1 파라미터신호들에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호와, 적어도 제4의 샘플값 및 제5의 샘플값 신호를 이용하여 갱신된 제1 물체 파라미터신호를 발생하는 단계와;
    갱신된 제1 결합신호를 제공하기 위해 상기 갱신된 제1 믹스신호와 갱신된 제1 물체 파라미터신호를 합성하는 단계와;
    상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 적어도 세 개의 샘플값 신호와 제4의 샘플값 신호 및 상기 제1 및 제2 물체 파라미터신호의 적어도 제5의 샘플값 신호 사이의 차이를 나타내는 갱신된 신호를 발생하는 단계와;
    갱신된 제2 믹스신호를 제공하기 위해 상기 갱신된 신호와 갱신된 제1 결합회로 출력신호를 믹싱하는 단계; 및
    갱신된 순환 최소제곱 신호에 상응하는 갱신된 제2 결합신호를 제공하기 위해 상기 갱신된 제2 믹스신호와 순환 최소제곱 신호를 합성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
  33. 제29항에 있어서, 상기 2) 단계는
    상기 제2 물체 파라미터신호에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호를 이용하여 제2 물체 파라미터 벡터신호를 발생하는 단계와;
    상기 제1 물체 파라미터신호에 대한 적어도 세 개의 샘플값 신호를 이용하여 제1 물체 파라미터 행렬신호를 발생하는 단계와;
    상기 제1 물체 파라미터 행렬신호의 전치행렬함수를 나타내는 제1 물체 파라미터 행렬신호를 이용하여 제1 물체 파라미터 전치행렬신호를 발생하는 단계와;
    제1 믹스신호를 제공하기 위해 상기 제1 물체 파라미터 행렬신호와 제1 물체파라미터 전치행렬신호를 합성하는 단계와;
    제2 믹스신호를 제공하기 위해 상기 제1 물체 파라미터 전치행렬신호와 제1 물체 파라미터 행렬신호를 합성하는 단계와;
    상기 제1 믹스신호를 이용하여 역행렬신호를 발생하는 단계; 및
    상기 직접 최소제곱신호에 대응하는 제3 믹스신호를 제공하기 위해 상기 역 행렬신호와 제2 믹스신호를 합성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충돌회피를 위해 차량에 근접한 공간범위 내에 있는 물체의 움직임을 검출 및 추적하는 방법.
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