KR100674733B1 - 측방 감시 레이다 시스템과, 물체 감지 방법 및 컴퓨터 독출 가능 매체 - Google Patents

측방 감시 레이다 시스템과, 물체 감지 방법 및 컴퓨터 독출 가능 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 운전자의 사각 지대에 있는 물체의 존재를 감지하는 방법과 장치를 제공한다. 본 장치는 주파수 변조 스위칭 기법(frequency modulation switching technique)에 의해 주파수 변조(frequency modulation: FM)된 연속파(continuous wave: CW)를 송신하는 측방 감시 레이다 시스템을 포함한다. 레이다 시스템은 감지된 표적의 존재, 범위, 접근 속도를 결정한다. 레이다 시스템은 악천후에서 동작되더라도 물체를 감지하고, 젖은 도로 및 다른 젖은 환경에 의해 생기는 빗방울 산란 현상(rain clutter)에 기인하는 잘못된 경고를 생성하지 않을 것이다. 레이다 시스템은 사전 설정된 표적 감지 영역의 바깥쪽에서 감지된 거짓 표적을 배제하기 위해 범위 설정(ranging) 기법을 사용한다. 본 발명에 따라 레이다 시스템은, 표적의 임의 부분이 감지 영역 내에 존재하며, 그 임의 부분이 (1) 적어도 TH1 초 동안 안테나 전방에 잔류하고, (2) 최소 범위(Rangemin)와 최대 범위(Rangemax) 사이의 범위에 있으며, (3) 안테나에 대한 최소 접근 속도보다 빠르게 움직이는 경우에만 표적이 감지됨을 표시한다. 안테나로부터 최소 범위보다 가까운 표적을 배제함으로써, 빗방울 산란 현상에 의한 잘못된 경보가 아주 많이 줄어든다. 또한 안테나로부터 최대 범위(Rangemax) 피트보다 더 멀리 있는 표적을 배제함으로써, 레이다 시스템은 젖은 잎과 다른 젖은 "비도로(non-road)" 환경에 의해 발생하는 잘못된 경보를 줄인다. 한 실시예에서, 레이다 시스템은 다이아몬드 형상 구조로 배열되는 패치 어레이 안테나를 사용하여 젖은 도로 표면에 의해 발생하는 산란(clutter)을 배제하는 것을 돕는 자연적 선형 진폭 감쇄기(natural linear amplitude taper)를 효과적으로 생성한다.

Description

측방 감시 레이다 시스템과, 물체 감지 방법 및 컴퓨터 독출 가능 매체{METHOD AND APPARATUS FOR REJECTING RAIN CLUTTER IN A RADAR SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 측방 도플러 레이다 시스템의 바람직한 실시예에 대한 블럭 다이어그램,
도 2는 본 발명의 측방 레이다 시스템에 의해 사용되는 전형적인 감지 영역을 도시한 도면으로, 도 2a는 자체 내에 도 1의 레이다 시스템을 구비하는 호스트 차량의 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시한 호스트 차량의 후면도,
도 3은 본 발명의 안테나 수신기에 사용되는 샘플링 회로의 단순화된 블럭 다이어그램,
도 4는 도 3의 샘플링 회로를 제어하는 데 사용되는 스위치 타이밍 제어 신호를 도시한 타이밍 다이어그램,
도 5는 표적의 존재를 표시하는지 여부를 결정하기 위해 사용하는 방법에 대한 고차원 흐름도,
도 6은 젖은 도로 표면에 의해 생성된 빗방울 산란 현상의 효과를 줄이기 위해 다이아몬드 형상으로 배열되는 안테나 패치 요소를 갖는 도 1에 도시한 레이다 시스템의 일 실시예에 대한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100: 측방 도플러 레이다 시스템 102: 안테나
104: PM 106: 디스플레이 수단
108, 110: 영상 경고 표시기 112: 음성 경고 표시기
114: 안테나 구동기 116: 안테나 수신기
118: A/D 변환기 120: PM ASIC
122: DSP 124: RAM
126: 플래시 RAM 128: 전원
본 발명은 레이다 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 호스트 차량 운전자가 관측하기 어려운 영역에 존재하는 장애물을 감지하는 데 사용되는 레이다 시스템에서 빗방울 산란(rain clutter)의 영향을 배제하는 방법과 장치에 관한 것이다.
자동차 운전자를 계속해서 성가시게 하는 문제는 운전자의 차량에 가까이 있지만 차량 내의 운전석에서 관측하기 어려운 위치나 영역 내에 있는 장애물 또는 다른 차량을 관측하기 곤란하다는 것이다. 차량 가까이 있지만 운전석에서 직접 관측할 수 없는 이러한 위치와 영역을 통상적으로 "사각 지대(blind spot)"이라 지칭한다. 예를 들어, 차량의 전방에 대하여 시계 방향으로 각도가 90도 내지 170도 사이인 영역(일반적으로 차량의 우측 내지 운전석의 약간 뒤쪽)이 전형적으로 사각 지대가 되는데, 버스나 트럭과 같은 대형 차량에 대해서 특히 그러하다. 우회전하거나 우측으로 차선 변경을 할 때 오른쪽 사각 지대에 물체(전형적으로 다른 차량)가 존재하는 것을 운전자가 깨닫지 못하게 되면, 여러 가지 사고가 발생하게 된다. 흔히 있는 또다른 사각 지대는 차량의 뒤에 인접한 영역이다. 이러한 영역은 차량이 후진 기어 상태인 경우에(즉, "후진"하는 경우에) 특히 중요하게 된다. 그러므로, 차량의 운전자가 운전자의 사각 지대에 위치하는 장애물(특히, 다른 차량)을 감지할 수 있는지 여부는 차량의 안전 운행에 중요하다.
사각 지대에 있는 장애물을 감지하는 문제를 해결하기 위한 종래의 시도는 차량 운전자가 위험을 야기할 수 있는 장애물의 존재를 감지하는데 도움을 주기 위해 거울을 사용하는 것이다. 이러한 거울은 다양한 형상으로 만들어지고 다양한 렌즈를 갖도록 제작되었다. 또한 이러한 거울은 특정 사각 지대에 있는 장애물의 존재에 대한 운전자의 감지 능력을 극대화하기 위해 다양한 위치에 장착되었다. 예를 들어, 오목 거울이 오른쪽 사각 지대를 향해 통상적으로 차량의 오른쪽에 장착되었었다.
거울은 운전자에게 차량의 사각 지대에 있는 장애물의 존재에 대한 정보를 제공한다. 그러나, 거울은 밤과 악천후에서 유용하지 않은 단점이 있다. 최상의 조건일지라도 운전자가 오른쪽 후방 사각 지대를 관측하게 하도록 반사를 왜곡시키는 거울이 전형적으로 필요하게 된다. 종종 (통상적으로 우측 거울로 사용되는 볼록 거울과 같은) 거울에 존재하는 영상을 올바르게 이해하지 못하는 운전자도 있다. 또한, 거울은 후방에서 접근하는 차량의 전조등 빛을 반사시키는 경향이 있어서 거울이 고정된 차량의 운전자 시야를 방해하게 된다. 그러므로, 보다 완전하고 만족할 만한 해결책이 필요하게 된다.
거울을 사용하여 차량의 사각 지대에 있는 장애물을 감지하는 방법에 대한 대안으로서 차량 상부에 카메라를 장착하여 차량의 사각 지대에 있는 장애물에 대한 영상을 운전자에게 제공하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 해결책은 비디오 카메라와 비디오 모니터를 필요로 하기 때문에 복잡하고 비용이 많이 든다. 또한, 비디오 모니터는 복잡한 영상을 제공할 수 있는데, 이 복잡한 영상은 비록 왜곡되지는 않더라도 교통 체증 동안에 발생하는 스트레스성 조건에서 빠르게 해석되기 곤란하다. 또한, 모니터가 주위를 산만하게 할 수도 있다. 또한, 이러한 카메라 장치는 거울과 똑같이 비, 진눈개비, 또는 눈과 같은 악천후 및 밤중에 유용성이 떨어진다.
거울을 사용하는 방법에 대한 또다른 대안으로 각 사각 지대쪽으로 레이다 송신을 지향시키는 방법이 있다. 그 다음 레이더 송신의 반사파를 검출하여 각각의 사각 지대에 있는 장애물의 존재를 결정할 수 있다. 이러한 시스템 중 하나는 1994년 6월 28일에 등록 허여되고 본 발명의 소유자에게 양도되며 본 명세서에 참조로서 인용되는 미국 특허 제 5,325,096호에 개시되어 있다. 이들 시스템은 무선 주파수(radio frequency: RF) 신호를 차량의 사각 지대 쪽으로 송신하는 통상적인 레이더 송수신기를 사용한다. 송신 신호는 그 사각 지대에 존재하는 장애물에 의해 반사된다. 송신 신호의 주파수는 레이다 시스템에 수신되는 송신 신호 반사파의 주파수와 비교되어 반사 신호가 도플러 편이되었는지의 여부를 결정한다. 주파수의 도플러 편이 현상에 의해 일반적으로 사각 지대에 장애물이 존재함을 알 수 있다.
이러한 도플러 레이다 사각 지대 감지기를 악천후에 사용하는 경우에, 특히 비가 내리는 동안에 사용하는 경우에 종종 잘못된 경보를 발령한다(즉, 거짓 표적을 감지한다). 잘못된 경보를 발령하는 두 가지 중요한 원인에는 (1) 레이다 감지기의 근접 영역 내에 떨어지는 비에 의해 생성된 빗방울 산란(rain clutter) 현상과 (2) 젖은 도로 표면, 젖은 "비도로(non-road)" 표면, 도로 좌우의 젖은 잎으로부터 발생하는 반사파가 있다. 종래의 차량 레이다 시스템은 빗방울 산란, 젖은 도로 표면, 젖은 잎을 위험한 표적 물체로 잘못 해석하는 단점이 있다. 결과적으로, 종래의 레이다 시스템은 운전자에게 운전자의 사각 지대에 있는 물체의 존재를 잘못 경고한다. 이것은 운전자를 짜증나게 한다. 호스트 차량(즉, 레이다 시스템이 장착된 차량)이 통과하는 곳에 빗방울 산란 현상, 젖은 도로 표면, 젖은 잎이 있는 경우 비록 실질적인 위험이 존재하지 않는 경우에도 레이다 시스템은 호스트 차량의 사각 지대에 물체가 존재한다고 잘못 표시한다. 이에 따라 호스트 차량의 운전자가 레이다 시스템을 신뢰하지 않게 되고, 그 시스템이 운전자에게 실제 위험을 경고하는 데 적당하지 않게 된다. 또한, 이러한 표시는 운전자를 산만하게 하고 불안하게 한다.
따라서, 차량의 사각 지대에 위험한 장애물을 감지하는 문제에 대한 단순하고 값싼 해결책이 필요하게 된다. 또한, 이러한 해결책은 밤과 악천후에서도 유용해야하며, 빗방울 산란 현상, 젖은 도로 표면, 호스트 차량이 통과하는 좌우측 상의 젖은 잎에 의해 방해받지 않아야 한다. 본 발명은 이러한 해결책을 제공한다.
본 발명은 호스트 차량의 사각 지대에 있는 표적을 감지하고 이러한 표적이 존재할 경우에만 호스트 차량의 운전자에게 이를 표시하는 신규한 방법과 장치이다. 레이다 시스템은 악천후에서 동작하는 경우에도 표적을 감지하고, 젖은 도로및 다른 젖은 환경에 의해 야기된 빗방울 산란 현상으로 인한 잘못된 경보를 생성하지 않을 것이다. 본 레이다 시스템은 범위 설정(ranging) 기법을 사용하여 사전 설정된 표적 감지 영역 바깥쪽에서 감지된 빗방울 산란 현상에 의한 거짓 표적을 배제한다. 본 발명은 주파수 변조(frequency modulation: FM) 스위칭 기법에 의해 주파수 변조된 연속파(continuous wave: CW)를 송신하는 도플러 레이다 시스템이다. 레이다 시스템은 다수의 감지된 표적에 대한 범위와 접근 속도를 독립적으로 그리고 동시에 측정한다. 바람직한 일 실시예에서 주파수 변조 스위칭 기법은 FSK(frequency shift keying)를 포함한다. 고정 빔 안테나 송수신기는 하나의 선택된 중심 주파수와 적어도 두 개의 편향 주파수(f1 및 f2)를 갖는 하나의 무선 주파수(radio frequency: RF) 신호를 송신한다. 바람직한 일 실시예에서, 송신 RF 신호의 중심 주파수는 24.725 GHz이고 편향 주파수는 선택된 중심 주파수 주위에서 약 1.25 MHz 만큼 서로 떨어져 있다.
송신 RF 신호는 안테나 시야에 있는 물체에 의해 반사된다. 두 개의 송신 주파수 f1 및 f2가 표적에 의해 반사되는 경우, 송신 주파수에 대응하는 두 개의 도플러 신호가 생성된다. 반사 신호는 f1 및 f2 송신 신호에 따라 두 개의 기저 대역 차분 신호, 즉, 채널 0 및 채널 1 신호로 하향 변환(down-converting)된다. 기저 대역 신호는 안테나 시야에 있는 물체에 대한 도플러 편이 주파수를 포함한다. 레이다 시스템은 귀환된 신호를 증폭하고, 필터링(filtering)하며, 디멀티플렉싱(demultiplexing)하고, 디지털화하여 디지털 데이터 스트림을 생성한다. 디지털 데이터 스트림을 조절하여 채널 0 및 채널 1 차분 신호와 관련된 순환형 버퍼에 저장한다. 각 버퍼를 4 개의 256 워드 블럭으로 분할한다. 이러한 저장 방안을 사용함으로써 두 개의 연속 충진되는 데이터 블럭으로부터 512 샘플 포인트 블럭(sample point block)이 생성된다. 디지털 신호 처리기(digital signal processor: DSP)는 512 샘플 포인트 블럭에 대한 FFT(fast Fourier Transform) 연산을 수행하여 신호 데이터를 시간 도메인(domain)에서 주파수 도메인으로 변환한다. DSP는 변환 데이터를 사용하여 안테나 시야에 있는 표적의 존재 여부, 범위, 접근 속도를 계산한다.
안테나에 의해 송신된 신호의 전력 크기가 일정하므로, DSP는 반사 신호의 전력 변화량을 이용하여 표적의 존재를 감지한다. 채널 0 및 채널 1 데이터에 있어서, 동일 도플러 주파수에서 사전 설정된 전력량보다 많은 전력이 존재하는 경우에 표적이 존재한다고 추정된다. DSP는 채널 0 및 채널 1 신호 사이의 정확한 위상 관계를 결정한다. 표적의 범위는 두 신호 사이의 위상 차이를 분석함으로써 결정된다. DSP는 또한 안테나에 대한 상대적인 움직임도 계산한다. DSP는 표적에서 반사되어 귀환된 신호 내의 도플러 편이를 사용하여 안테나에 대한 상대적인 움직임을 계산한다. DSP는 다수의 표적을 식별하고 추적할 수 있다.
일단 표적의 범위가 결정되면, 본 발명은 사전 설정된 감지 영역 내에 일정한 시간동안 잔류하지 않는 표적을 배제한다. 본 발명에 따라 표적의 임의 부분이 감지 영역 내에 존재하고, 그 임의 부분이, (1) 적어도 TH1 초 동안 안테나의 전방에 잔류하고, (2) 최소 범위(Rangemin) 내지 최대 범위(Rangemax) 사이의 범위에 있으며, (3) 안테나에 대해 최소 접근 속도(Closing-Speedmin)보다 빠르게 움직이는 경우에 레이다 시스템은 표적이 감지되었음을 표시한다. 바람직한 일 실시예에서 최소 범위와 최대 범위는 각각 2 및 12 피트를 포함한다. 안테나에 2 피트보다 가까운 표적을 배제함으로써, 빗방울 산란 현상에 의한 잘못된 경보가 상당히 줄어든다. 또한 안테나로부터 12 피트 이상 떨어져 있는 표적을 배제함으로써, 레이다 시스템은 젖은 잎 및 다른 젖은 "비도로" 환경에 의해 생기는 잘못된 경보를 줄인다. 또한, 안테나로부터 12 피트 이상 떨어져 있는 표적을 배제함으로써, 표적이 호스트 차량으로부터 1 차선 이상 떨어져 있어서 호스트 차량에 대한 충돌 위험을 주지 않는 경우에 레이다 시스템이 경고하지 않게 될 것이다. 더군다나, 정사각형 N×N 패치 어레이 안테나(square N×N patch array antenna)를 다이아몬드 형상 구조로 배열함으로써, 젖은 도로 표면에 의해 생성되는 산란(clutter)을 배제하는 데 기여하는 자연적 선형 진폭 감쇄기(natural linear amplitude taper)가 효과적으로 생성된다.
여러 도면에서 유사한 참조 번호와 지시어는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
상세한 설명에서 바람직한 실시예와 도시된 예는 본 발명을 제한하기 보다는 예시로서 고려되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 호스트 차량의 사각 지대에 있는 물체를 감지하고 이러한 물체가 존재하는 경우에만 호스트 차량의 운전자에게 이를 표시하는 방법과 장치이다. 본 발명에 따라 비가 오거나 다른 악천후에서 동작되는 경우에도 운전자에게 잘못된 경보를 생성하지 않을 것이다.
개관
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측방 도플러 레이다 시스템을 사용하여 운전자의 사각 지대에 있는 물체를 감지한다. 도 1은 본 발명에 따른 측방 도플러 레이다 시스템의 바람직한 일 실시예에 대한 블럭 다이어그램을 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 안테나(102), 처리기 모듈(processor module: PM)(104), 디스플레이 수단(106)을 포함하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서, 안테나(102)와 PM(104)은 바람직하게는 호스트 차량의 측면에 장착된 동일한 기계적 하우징 내에 포함된다(도 2). 일 실시예에서, 측방 레이다 시스템(100)은 전방 레이다 시스템(도시되지 않음)과 함께 협조적으로 사용하는데 적합하다. 전방 레이다 시스템을 사용하여 호스트 차량 운전자에게 호스트 차량의 전방 이동 경로에 있으면서 잠재적으로 위험한 물체(즉, 호스트 차량의 전방에 위험할 만큼 가까이 있는 물체)를 감지하고 경고하는데 이용된다. 이러한 전방 레이다 시스템의 일 예는 1994년 4월 12일자로 애즈베리(Asbury) 등에 허여되고, 본 발명의 소유자에게 양도되며, 본 명세서에 참조로서 인용되는 미국 특허 제 5,302,956호에 개시되어 있다.
본 발명의 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 호스트 차량의 운전자에게 호스트 차량의 측면 방향을 따라 존재하는, 잠재적으로 위험한 표적에 대해 경고한다. 레이다 시스템(100)은 감지된 표적의 범위를 측정하는 것이 바람직하다. 레이다 시스템(100)은 호스트 차량의 한 차선 범위 내에 표적이 있다고 결정하는 경우에, "표적 존재" 신호를 전방 레이다 시스템에게 송신한다. 전형적으로 전방 레이다 시스템은 표시기를 발광하거나 경보음을 발생함으로써 적절하게 경고할 것이다. 이 실시예에서, PM(104)은 전방 레이다 시스템을 통해 디스플레이 수단(106)과 통신한다. 이와는 달리, 처리기 모듈이 디스플레이 수단(106)을 통해 운전자와 직접 통신할 수 있다(즉, 측방 레이다 시스템(100)이 전방 레이다 시스템과 별개로 동작한다).
디스플레이 수단(106)은 운전자 주위(예를 들어, 호스트 차량이 트럭인 경우에 운전자의 운전대 상)에 장착될 수 있거나, 운전자에게 편리한 임의의 시야 위치에 위치할 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 디스플레이 수단(106)은 적어도 두 개의 영상 경고 표시기(108, 110)와, (스피커와 같은) 하나의 음성 경고 표시기(112)를 포함하는 것이 바람직하다. 영상 경고 표시기(108, 110)는 전형적으로 호스트 차량에서 안테나(102)와 같은 측면 상에 있는 거울과 접하거나 가까이 인접하여 위치하는 매우 광도가 큰 발광 다이오드(light emitting diode: LED)이다. 결과적으로, 호스트 차량의 운전자가 거울을 잠시 들여다 보면 경보 표시기(108, 110)가 운전자의 눈에 쉽게 띌 수 있다. 기존의 거울에 경보 표시기(108, 110)를 부착시킴으로써, 운전자가 얼굴을 정상적이고 습관적으로 움직이더라도 경보 표시기를 볼 수 있게 된다. 그러나, 차량이 장애물과 충돌하도록 하는 조작을 하지 않는 한, 정상적인 교통 상황에서 발생할 수 있고 운전자의 관심을 거의 끌지 않거나 전혀 끌지 못하는 장애물의 잦은 표시에 의해 운전자가 산만해지거나 불안해지는 일은 없다. 도 1에 도시한 바와 같이, 장애물이 존재하면서 호스트 차량의 회전 신호가 활성 상태인 경우에, 음성 톤(audible tone), 경적(whistle), 또는 경보음(buzz)를 생성하는 강제 음성 표시기(112)가 경보 표시기(108, 110)와 함께 제공된다.
도 2는 본 발명의 측방 레이다 시스템(100)에 의해 제공되는 전형적인 표적 감지 영역을 도시한다. 도 2a는 도 1에 도시한 레이다 시스템을 자체 내부에 구비한 호스트 차량의 평면도를 도시한다. 도 2b는 도 1에 도시한 호스트 차량의 후면도를 도시한다. 안테나(102)와 PM(104)은 동일한 기계적 하우징 내에 포함되고 호스트 차량(200)의 측면 적당한 곳에 장착되는 것이 바람직하다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 안테나(102)와 PM(104)은 호스트 차량(200)의 오른쪽 뒷 부분에 장착된다. 도시한 예에서, 호스트 차량의 운전석은 호스트 차량(200)의 왼쪽 전방부에 위치한다. 그러므로, 안테나(102)는 호스트 운전자의 사각 지대에 있는 표적을 감지하도록 장착된다. 전형적으로, 표적은 오토바이, 버스, 트럭을 포함하는 원동기 차량이다. 안테나(102)로부터의 사전 설정된 거리 내에 위치하는 난간, 터널 벽과 같은 정지 물체와 광범위하게 흩어져 있는 다른 물체들도 또한 유효한 표적으로 고려되어야 하고 레이다 시스템(100)에 의해 감지될 것이다. 일단 감지가 되면, 레이다 시스템(100)에 의해 "표적 존재" 신호가 생성되어 전방 레이다 시스템 또는 디스플레이(106)로 출력된다. 일 실시예에서, 표적이 감지되는 동안은 물론 감지가 종료된 후 추가로 1.5초 동안 표적 존재 신호가 활성 상태를 유지한다.
도 2는 본 발명의 측방 레이다 시스템(100)에 의해 제공되는 전형적인 유효 영역을 도시한다. 일반적으로 표적의 임의 부분이 "감지 영역"(202) 내에 있고, 그 임의 부분이 (1) 적어도 TH1 초동안 안테나(102)의 전방에 계속하여 위치하고, (2) 최소 범위(Rangemin) 내지 최대 범위(Rangemax) 사이의 범위에 있으며, (3) 안테나(102)에 대하여 (방사선 방향으로) 최소 접근 속도(Closing-speedmin)보다 빠르게 움직이고 있는 경우에, 레이다 시스템이 표적을 감지한다. 바람직한 일 실시예에서 TH1은 대략 0.30 초이고, 최소 범위는 대략 2 피트이며, 최대 범위는 대략 12 피트이고, 최소 접근 속도는 시간 당 대략 0.07 마일이다. 그러므로, 바람직한 실시예에서 표적의 임의 부분이 감지 영역(202) 내에 있고, 그 임의 부분이 안테나(102)의 전방에 적어도 0.30 초 동안 잔류하고, 2 피트 내지 12 피트 사이의 범위에 있으며, 안테나(102)에 대해 시간 당 0.07 마일보다 빠르게 움직이는 경우에, 레이다 시스템(100)이 표적을 감지할 것이다. 최소 범위 컷 오프(cutoff)와 최대 범위 컷 오프는 PM(104)(도 1)이 실행하는 소프트웨어 내에서 구현된다. 도 2a 및 도 2b에 도시한 감지 영역(202)은 표적에 따라 달라진다. 매우 낮은 반사 에너지를 갖는 표적(즉, 매우 적은 에너지를 반사시켜 안테나(102)로 되돌려 보내는 표적)은 작은 감지 영역(202)을 갖는다. 이와 대조적으로 높은 반사 에너지를 갖는 표적은 큰 감지 영역(202)을 갖는다.
측방 도플러 레이다 시스템 - 상세한 설명
도 1을 다시 참조하면, PM(104)은 본 발명에 따른 측방 레이다 시스템(100)의 많은 중요한 기능을 수행한다. 예를 들어, PM(104)은 안테나(102)에 타이밍 신호를 생성하고, 안테나(102)로 부터 귀환하는 아날로그 신호를 수신하며, 아날로그 신호를 조절하고, 아날로그 디지털(analog-to-digital: A/D) 변환을 수행하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. PM(104)은 PM 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit: PM ASIC)(120)와 디지털 신호 처리기(digital signal processor: DSP)(122)를 사용하여 디지털 안테나 데이터를 처리한다. PM(104)은 경보를 표시하고 빌트인 테스트(built-in-test) 고장 상태를 표시하기 위해 디스플레이 수단(106)(또는 대안적으로 전방 레이다 시스템)과 통신한다. PM(104)은 또한 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 플래시(flash) RAM 회로도 포함한다.
도 1에 도시한 바와 같이, PM(104)은 안테나 구동기(114), 안테나 수신기(116), A/D 변환기(118), PM ASIC(120), DSP(122), RAM(124), 플래시 RAM(126), 전원(128)을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시예에서, DSP(122)는 텍사스 인스트루먼트가 제조한 TMS320C203 디지털 신호 처리 집적 회로를 포함한다. 구동 전원(128)은 6.0V 내지 32.0V로 설계된다. 안테나 구동기(114), 안테나(102), 안테나 수신기(116)는 밀리미터파 송수신기와 함께 동작하고 작용한다. 송수신기는 무선 주파수(radio frequency: RF) 신호를 방사하고 안테나(102) 시야에 있는 물체에서 반사된 무선 주파수 신호를 수신한다. 반사 신호는 안테나(102)로 귀환하며, 안테나(102)에서 안테나 수신기(116)가 그 신호를 기저 대역 신호로 "하향 변환(down converting)"한다. 기저 대역 신호는 안테나(102) 시야에 있는 물체에 대한 "도플러(Doppler)" 편이 주파수를 포함한다. 레이다 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 반사된 수신 신호의 주파수는 "도플러" 효과로 인해 귀환시에 송신 신호의 주파수로 부터 편이될 수 있다. 송수신기에 대하여 상대적으로 움직이는 표적에 의해 송신 신호가 반사되는 경우에는 항상 도플러 효과가 발생한다. 이렇게 발생하는 주파수 편이를 "도플러 편이(Doppler shift)"라고 한다. 본 발명에 따르면, 안테나 수신기(116)에 의해 생성된 기저 대역 신호는 안테나 시야에 있는 물체에 대한 도플러 편이 주파수를 포함한다.
안테나 수신기(116)는 기저 대역 신호를 증폭하고, 필터링하며, 디멀티플렉싱하는 아날로그 회로를 포함한다. 디멀티플렉싱된 신호가 A/D 변환기(118)의 입력으로 출력된다. 바람직한 실시예에서, A/D 변환기(118)는 18 비트 스테레오 아날로그 디지털 변환기를 포함한다. A/D 변환기(118)에 의해 생성된 디지털 데이터는 PM ASIC(120) 및 DSP(122)에 의해 조절되고 처리되며, 그에 따라 표적의 존재와 표적의 범위가 결정된다. 안테나(102)에 의해 송신된 신호의 전력 크기가 일정하기 때문에, A/D 변환기(118)에 인가된 신호의 전력 변화량이 수신 신호의 전력 변화량과 관련된다. DSP(122)는 이러한 사실을 사용하여 안테나(102) 시야에 있는 표적의 존재를 감지한다. A/D 변환기(118)에 의한 신호 출력의 전력 크기가 사전 설정된 문턱값(Pth)보다 큰 경우에 DSP(122)는 표적이 존재한다고 결정한다. 또한, 범위 정보에 의해 호스트 차량의 1 차선 내에 표적이 존재함을 안 경우에(즉, 범위가 사전 설정된 최소 범위와 최대 범위 사이에 있는 경우에), "표적 존재" 신호가 출력 전송 라인(130)에 생성된다.
바람직하게도, 비록 본 발명의 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 악천후에서 동작하고 있는 경우에도 호스트 차량의 1 차선 내에 있는 표적을 정확하게 감지한다. 본 발명은 (종래의 사각 지대 감지기와 같이) 단순히 안테나 시야에 있는 표적 또는 물체의 움직임만을 감지하기보다는, 범위 설정 정보를 사용하여 빗방울 산란과 유효한 표적을 구별한다. 본 발명의 방법과 장치에 따르면, 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 안테나(102)의 최소 범위 내에 있는 모든 표적을 배제한다. 일 실시예에서, 최소 범위는 대략 2 피트이다. 본 발명의 발명자는 빗방울 산란 현상에 의해 발생하는 잘못된 경보 대부분이 안테나로부터 2 피트 내에서 발생하는 빗방울 산란 현상에 기인한다는 것을 관측했다. 그러므로, 안테나(102)로부터 2 피트 이내에 감지되는 모든 표적을 배제함으로써, 본 발명의 측방 레이다 시스템(100)은 바람직하게도 빗방울 산란 현상에 의한 잘못된 경보를 제거한다. 결과적으로, 본 발명의 측방 레이다 시스템(100)은 비가 오는 상태에서 종래의 사각 지대 감지기보다 우수하게 동작한다.
본 발명에 따른 측방 도플러 레이다 시스템(100)의 송수신기부(즉, 안테나(102), 안테나 구동기(114), 안테나 수신기(116))는 미국 특허 5,302,956호에 개시된 종래의 전방 범위 설정 도플러 레이다 시스템의 송수신기부와 유사하게 신호를 처리한다. 예를 들어, 바람직한 일 실시예에서 송수신기부는 송신 신호를 생성하기 위해 갈륨 아세나이드(GaAs) GUNN 다이오드 오실레이터와 같은 오실레이터를 포함한다. GUNN 다이오드 오실레이터는 마이크로파 집적 회로(microwave integrated circuit: MIC)상의 쇼츠키 다이오드 믹서 수신기(schottky diode mixer receiver) 및 관련 회로에 접속된다.
송신 신호의 주파수는 PM ASIC(120)으로부터 오실레이터에 접속된 (도 4를 참조하여 상세하게 후술된) 주파수 제어 전압 신호(406)의 함수로써 변화한다. 전압 크기는 PM ASIC(120)에 의해 제어된다. 오실레이터에 인가되는 전압 크기는 두 전압 크기 (F1/F2) 사이에서 변화하므로, 송신 주파수가 두 개의 편향 주파수 (f1 및 f2) 사이에서 변화하게 된다. 바람직한 실시예에서, 안테나(102)에 의해 송신된 신호의 중심 주파수는 대략 24.725 GHz이다. (이하에서는 채널 0 송신 주파수두 편향 주파수(이하에서는 채널 0 송신 주파수 f1 및 채널 1 송신 주파수 f2라 함)가 약 2.5 MHz만큼 서로 떨어져 있고 단일 출력으로 시 다중화되는 것이 바람직하다. 채널 0 송신 주파수 f1은 24.725 GHz - 1.25 MHz, 또는 24.72375 GHz이다. 채널 1 송신 주파수 f2는 24.725 GHz + 1.25 MHz, 또는 24.72625 GHz이다. 보다 상세하게 후술하는 바와 같이, 송신 주파수 f1 및 f2가 대략 10 kHz의 시 분할 절환 속도(time-shared switched rate)로 송신된다.
바람직한 일 실시예에서, 안테나 구동기(114)는 전압 조절기를 포함한다. 전압 조절기는 F1/F2 변조 전압 크기를 오실레이터에 인가한다. 일 실시예에서, F1 및 F2 전압 크기가 PM(104) 내에서 실행되는 소프트웨어를 통해 변화된다. 결과적으로 송신 신호 주파수가 수동 조정할 필요없이 편향될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 안테나(102)는 송신 신호를 송신하고 안테나(102) 시야에 있는 물체에서 반사된 신호를 수신한다. 쇼츠키 다이오드 믹서(도시되지 않음)는 송신 신호와 수신 신호에 접속된다. 그에 따라, 수신 RF 신호는 송신 신호와 비교된다. 믹서의 출력은 송신 신호와 수신 신호의 주파수 차이에 해당하는 주파수를 갖는 "차분" 또는 "하향 변환된(down-converted)" 신호이다. 도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이, 신호 절환은 하향 변환된 차분 신호를 시간적으로 역다중화하고 샘플링한다.
도 3은 안테나 수신기(116) 내에 있는 샘플링 회로(300)의 단순화된 블럭 다이어그램을 도시한다. 샘플링 회로(300)는 안테나(102)에 의해 수신되고 믹서에 의해 생성된 차분 신호의 디멀티플렉싱을 제어한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 샘플링 회로는 사전 증폭기(pre-amplifier)(302), 두 개의 아날로그 신호 스위치(304a, 304b), 두 개의 저역 통과 필터 캐패시터(low pass filter capacitor)(306, 308), 두 개의 출력 증폭기(310, 312)를 포함한다. 차분 신호가 입력 라인(301)을 통해 샘플링 회로(300)에 입력되어 사전 증폭기(302)에 입력으로 제공된다. 사전 증폭기(302)의 출력은 신호 스위치(304a, 304b)에 제공된다. 일 실시예에서, 신호 스위치(304a, 304b)는 모토롤라사에서 제조되는 MC14053BD 아날로그 스위치를 포함한다. 신호 스위치(304a, 304b)를 사용하여 안테나 수신기(116) 내에 있는 믹서에 의해 생성된 차분 신호를 시간적 역 다중화한다.
사전 증폭기(302)는 믹서로 부터의 차분 신호를 증폭한다. 사전 증폭기(302)에 제공되는 신호는, 수신되어 송신 신호와 혼합된 여러 신호들이 복합된 신호이다. 전형적으로 송신 신호가 송신되는 경우에, 다수의 표적에 의해 신호의 일부가 안테나(102) 쪽으로 반사된다. 이들 표적 중 일부는 안테나(102)에 대하여 정지 상태일 수 있는 반면, 다른 표적들은 안테나(102)에 대해 상대적인 움직임을 가질 수 있다. 무선파(radio wave)가 송신기 또는 수신기에 대해 상대적으로 움직이는 표적에 의해 반사되는 경우에, 발생하는 도플러 편이 때문에, 송신 신호와 수신 신호 사이의 주파수 차분을 사용하여 표적의 상대적인 속도를 결정하고, 표적들의 상대적인 속도가 다른 경우에 하나의 표적을 다른 표적과 구별할 수 있게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이 사전 증폭기(302)의 출력은 두 신호 스위치(304a, 304b)에 접속된다. 신호 스위치(304a, 304b)는 사전 증폭기(302)를 채널 0 음성 증폭기(310)와 저역 통과 필터 캐패시터(306)에 또는 채널 1 음성 증폭기(312)와 저역 통과 필터 캐패시터(308)에 교대로 접속함으로써 사전 증폭기(302)로부터의 신호를 시간적 역 다중화한다.
PM ASIC(120)으로부터, 각각 쌍으로 이루어진 신호 스위치(304a, 304b)에 제공되는, 각 스위치 타이밍 제어 라인(322, 324)상의, 쌍으로 이루어진 스위치 타이밍 제어 신호 CH0DM(402) 및 CH1DM(404)는, 사전 증폭기(302) 출력이 어느 저역 통과 필터 캐패시터(306, 308)에 접속되는지와 그 접속 타이밍이 언제인지를 결정한다. 도 4는 PM ASIC(120)으로부터 주파수 제어 전압 신호 라인을 통해 오실레이터에 접속되는 주파수 제어 전압 신호(406)에 대한 스위치 타이밍 제어 신호 CH0DM(402) 및 CH1DM(404)의 타이밍을 도시하는 타이밍 다이어그램이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 주파수 제어 전압 신호(406)는 비교적 높은 전압과 비교적 낮은 전압 사이에서 51.2μs의 간격을 두고 변화한다. 주파수 제어 전압 신호(406)는 1 주기가 102.4μs와 같거나 대략 9.7656 kHz의 주파수를 갖는다. 그러므로, 송신 오실레이터의 출력 주파수는 비교적 낮은 주파수(f1, 채널 0 송신 주파수)와 비교적 높은 주파수(f2, 채널 1 송신 주파수) 사이에서 주파수 제어 전압 F1/F2(406)의 함수로서 51.2μs의 간격을 두고 변화한다.
도 3 및 도 4를 동시에 참조하면, 채널 0 선택 신호 CH0DM(402)가 하이(high) 상태인 경우, 사전 증폭기(302) 출력은 신호 스위치(304a)를 통해 채널 0 저역 통과 필터 캐패시터(306)에 접속된다. 채널 1 선택 신호 CH1DM(404)가 하이(high) 상태인 경우, 사전 증폭기(302) 출력은 신호 스위치(304b)를 통해 채널 1 저역 통과 필터 캐패시터(308)에 접속된다. PM ASIC(120)이 주파수 제어 전압 신호(F1/F2)(406)와 채널 선택 신호 CH0DM(402) 및 CH1DM(404)를 제어하므로, 신호 스위치(304a, 304b)가 주파수 제어 전압 신호 F1/F2에 시간적으로 동기된다. 그러므로, 신호 스위치(304a)는, 송신 신호가 채널 0 주파수 f1에 존재하는 시간에 동기되게(그 이유는 주파수 제어 전압 신호(406)가 이 시간동안 "하이"이기 때문임), 1 주기(38.4 μs)의 1/3보다 약간 긴 시간 동안, 사전 증폭기(302)를 채널 0 저역 통과 필터 캐패시터(306)에 접속한다. 이와 유사하게, 신호 스위치(304b)는, 송신 신호가 채널 1 주파수 f2에 존재하는 시간에 동기되게(그 이유는 주파수 제어 전압 신호(406)가 이 시간동안 "로우"이기 때문임), 1 주기의 1/3보다 약간 긴 시간 동안, 사전 증폭기(302)를 채널 1 저역 통과 필터 캐패시터(308)에 접속한다. 그러므로, 신호 스위치(304a, 304b)는 하향 변환된 채널 0 및 채널 1 차분 신호를 시 다중화한다. 채널 0 및 채널 1 선택 신호(402, 404) 펄스의 길이가 더 길거나 더 짧아지는 또다른 실시예도 본 발명의 범위 내에 해당한다.
도 4의 타이밍 다이어그램은, 채널 0 및 채널 1 선택 신호(402, 404)가 활성 상태인 경우에, 송신 신호 시간을 안정화시키고 수신 및 송신 신호들이 동일한 캐리어 주파수에 있도록 보장하기 위해(즉, 수신 및 송신 신호가 채널 0 또는 채널 1 주파수에 있게 한다), 주파수 제어 신호(406)의 각 에지로부터 오프셋된 채널 0 선택 신호(402) 펄스와 채널 1 선택 신호(404) 펄스를 도시한다 그러나, 본 발명의 또다른 실시예에서 이들 신호(402, 404)가 주파수 제어 전압 신호의 상승 에지, 하강 에지, 상승 에지와 하강 에지의 사이 중 임의 부분에서 발생할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
저역 통과 필터(306, 308)는 포락선 감지기(envelope detector)로서 작용함으로써 신호 스위치(304a, 304b)의 출력을 유지한다. 채널 0 저역 통과 필터(306)는 시간적 역 다중화되고 하향 변환된 채널 0 차분 신호를 유지시키고(또는 "평활화하고"), 채널 1 저역 통과 필터(308)는 시간적 역 다중화되고 하향 변환된 채널 1 차분 신호를 유지시킨다. 각 필터(306, 308)의 출력은, 필터와 관련된 채널에 대응하는 송신 신호의 주파수와, 채널이 송신되는 시간동안 수신되는 각 신호의 주파수간 차이에 해당하는 주파수 성분을 갖는 평활 신호이다. 예를 들어, 마치 채널 0 송신 주파수가 연속파 형태로 송신되는 것처럼, 채널 0 저역 통과 필터(306)는, 채널 0 송신 주파수와 수많은 표적으로부터 반사된 채널 0 수신 주파수 사이의 차이에 해당하는 주파수를 갖는 평활 신호를 출력한다.
샘플링 회로(300)의 출력은 스테레오 A/D 변환기(118)에 접속된다(도 1). A/D 변환기(118)는 샘플링 회로(300)에 의해 출력된 각 출력 신호 라인(328, 330)상의 출력된 채널 0 및 채널 1 신호에 대응하는 두 개의 이산 채널을 포함한다. A/D 변환기(118)의 각 채널은 대응하는 하향 변환된 주파수 채널의 아날로그 입력을 디지털 데이터 워드 스트림으로 변환한다. 바람직한 실시예에서 A/D 변환기(118)는 크리스탈 로직사(Crystal Logic, Inc.)로 부터 입수할 수 있는 부품 번호 CS5330A의 시그마 델타 A/D 변환기를 포함한다. A/D 변환기(118)는 일련의 18 비트 데이터 워드를 출력하는 것이 바람직하다. 첫 번째 16 비트는 특정 주기에 걸친 아날로그 신호의 진폭을 (즉, 16 비트 해상도로) 나타낸다.
그러므로, 잠재적인 표적에 의해 반사되고 안테나(102)에 의해 수신된 신호는 샘플링되고, 시 다중화되며, 디지털 데이터 스트림으로 디지털화된다. 디지털 데이터 스트림은 수신 신호를 송신 신호의 시 다중화 함수로써 표시한다. 디지털 데이터는 PM ASIC(120)에 접속된다. PM ASIC(120)은 타이밍 정보를 제공하고, A/D 변환기(118)에 의해 생성된 디지털 데이터 스트림을 수집하며, DSP(100)에 의해 처리될 수 있도록 데이터를 조절한다. 보다 구체적으로, PM ASIC(120)은 A/D 변환기(118)로부터 데이터를 판독하고, 적당한 채널과 관련된 RAM(124) 내의 메모리에 그 데이터를 기록한다(즉, 채널 0 데이터는 채널 0 차분 신호와 관련된 메모리 블럭에 기록되고, 채널 1 데이터는 채널 1 차분 신호와 관련된 메모리 블럭에 기록된다.) 바람직한 실시예에서, RAM(124)에 기록되는 각 데이터 샘플은 (18 비트 A/D 변환기(118)로부터의 하드웨어에 의해 절단되어) 그 폭이 16 비트이다. (각각 f1 및 f2 송신 주파수와 관련된) 채널 0 데이터 및 채널 1 데이터는 RAM(124) 내의 두 개의 순환형 버퍼 내에 별도로 저장되는 것이 바람직하며, 각 버퍼는 1,024 데이터 워드를 저장할 수 있다. 각 버퍼는 4 개의 256 워드 블럭으로 나뉘어진다. 이러한 저장 방안을 사용하여 (채널 0으로부터의 256 샘플 포인트와 채널 1로부터의 256 샘플 포인트를 포함하는) 두 개의 연속적으로 충진되는 데이터 블럭으로부터 512 샘플 포인트 블럭을 생성한다.
DSP(122)는 PM ASIC(120), RAM(124), 플래시 RAM(126)에 접속된다. DSP(122)는 RAM(124)에 저장된 데이타를 사용하여 감지된 표적의 범위를 계산한다. DSP(122)는 미국 특허 제 5,302,956호에 개시된 기법과 유사한 기법을 사용하여 이 계산을 수행한다. 안테나에서 송신된 신호의 전력 크기가 일정하므로 A/D 변환기(118)에 의해 생성된 신호에서의 전력 변화량은 수신 신호에서의 전력 변화에 상관한다. 채널 0 및 채널 1 신호에 있어서 동일한 도플러 주파수에 대해 사전 설정된 전력량보다 커지면 표적이 있다고 추측된다. 또한 DSP는 채널 0 및 채널 1 신호 사이의 정확한 위상 관계를 결정한다. DSP(122)는 두 신호 사이의 위상차를 기반으로 표적의 범위를 결정한다. DSP(122)는 또한 안테나(102)에 대한 상대적인 움직임도 계산한다. DSP(122)는 표적으로부터 귀환된 신호의 도플러 편이를 사용하여 안테나(102)에 대한 상대적인 움직임을 계산한다. 일 실시예에서, DSP(122)는 다수의 표적을 식별하고 추적할 수 있다. 표적은 그들의 주파수(즉, 도플러 편이의 크기)에 의해 구별된다.
RAM(124) 내에 저장된 512 샘플 포인트에 대한 윈도우잉(windowing)과 FFT 연산을 수행하기 전에, 샘플 포인트는 최대 진폭 포인트/빈(bin)으로 스케일링(scaling)되어 FET 동작의 고정 포인트(fixed-point) 정확도를 극대화한다. 그 다음에 512 포인트 "블랙맨(blackman)" 윈도우 함수가 스케일링된 데이터 버퍼에 인가된다. 충분한 데이터가 RAM(124) 내에 존재하는 경우에, DSP(122)는 시간적 역 다중화된 수신 신호의 디지털 표현을 시간 도메인에서 주파수 도메인으로 매핑(mapping)하는 512 포인트 복소(complex) FFT 연산을 수행한다. 이러한 방식으로 DSP(122)는 RAM(124) 내에 저장된 데이터에 대한 구체적인 분석을 수행하고, 주파수, 위상 관계 및 각 주파수에서의 상대적인 전력을 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 사용되는 TMS320C203 DSP와 같은 디지털 신호 처리기를 사용하여 FFT 연산을 수행하는 것은 당업계에서 잘 알려져 있다. 그러므로, FFT 연산의 결과는 그 주파수들과, 그러한 각 주파수에 관련된 전력 크기의 목록이다. 특정 주파수에서의 전력이 선택된 문턱값 Pth보다 큰 경우에, DSP(122)는 표적이 존재한다고 결정한다.
주파수 스펙트럼 데이터가 생성된 후에는 단지 스펙트럼의 오른쪽만을 고려할 필요가 있다. 포지티브(positive) 주파수 스펙트럼의 데이터 포인트 대다수를 포함하면서, 폭이 가변하는 8 개 대역에 대한 잡음 플로어 추산값(noise floor estimate)이 계산된다. DSP(122)는 (잡음 대역의 주어진 한계 내에서) 주파수 스펙트럼을 스캔하여 하나의 최고 주파수 피크를 검색한다. 이 피크가 주어진 잡음 대역에 대한 계산된 "감지 문턱값"보다 큰 경우에, 이 피크는 잠재적인 표적인 것으로 고려된다. 본 발명의 일 실시예에서 DSP(122)는 단지 하나의 표적에 대한 존재 여부만을 감지한다(즉, 하나 초과의 피크를 조사할 필요가 없다). 그러나, 대안적인 실시예에서 하나 초과의 피크가 감지된다. 전력이 선택된 문턱값 Pth보다 크게 감지되는 주파수 피크의 수를 카운트함으로써, DSP(122)는 존재하는 표적의 개수(즉, 안테나(102)에 대해 상이한 속도로 움직이는 표적의 개수)를 결정한다. 동일한 상대 속도로 움직이는 표적은 동일한 주파수를 갖는 신호를 반사한다.
DSP(122)는 또한 채널 0 신호 데이터와 채널 1 신호 데이터의 위상 관계를 결정한다. 이 정보로부터 DSP는 표적의 범위와 상대 속도를 계산할 수 있다. 수학식 1에 따르면 위상은 표적의 범위에 선형적으로 비례하고,
Figure 111999008351333-pat00001
아래의 수학식 2에 따르면 주파수는 표적의 상대적인 속도에 선형적으로 비례하므 로,
Figure 111999008351333-pat00002
주파수와 위상차를 소정 계수와 곱함으로써, 범위와 상대적인 속도 결정을 직접 계산한다. 범위에 대한 수학식 1에서, R은 표적의 범위를 피트 단위로 표시한 값이고, C는 빛의 속도를 피트/초 단위로 표시한 값이며, f1은 송신 채널 0 신호의 주파수이고, f2는 송신 채널 1 신호의 주파수이다. 상대적인 속도를 구하는 수학식 2에서, fd는 도플러 현상에 의한 주파수 편이이고, V는 송수신기에 대한 표적의 상대 속도이다. 그러나, 대안적인 실시예에서 주파수를 상대 속도에 매핑하고 위상 관련성을 범위로 매핑하는 다른 수단이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 표를 사용하여 상대 속도 및 거리에 대해 각각 주파수와 위상을 상호 참조할 수 있다.
선택된 사전 설정 한계 내에 데이터가 존재하지 않으면, 그 데이터를 무효로 하고 무시한다. 데이터가 사전 설정 한계 내에 존재하면, DSP(122)는 추적 소프트웨어 모듈을 사용하여, 표적의 범위 및 상대 속도 정보에 대한 필터링된 시간 추적 또는 기록을 생성한다. DSP(122)는 신규 표적의 범위 및 상대 속도를 이미 기록되어 있는 범위 및 상대 속도와 비교한다. 표적의 범위와 상대 속도가 이미 기록되어 있는 표적의 범위 및 속도와 같은 경우에(즉, 신규 표적의 범위 및 속도와 이미 기록된 표적의 범위 및 상대 속도 사이의 차분이 사전 설정된 값 내에 있는 경우에), DSP(122)는 이미 기록되어 있는 범위 및 상대 속도를 신규 수신된 범위 및 상대 속도로 갱신한다. 신규 표적이 현존하는 표적에 대응하지 않는 경우에 그 범위와 상대 속도가 저장되고 그에 따라 신규 표적이 규정된다. DSP(122)가 이미 기록되어 있는 표적과 밀접하게 매칭되는 데이터를 수신하지 못한 경우에, 이미 기록되어 있는 표적이 그 주변을 벗어난 것으로 추정하고, 그 범위와 상대 속도를 기록에서 삭제한다. 그러므로 대안적인 실시예에서, 시스템은 다수의 표적을 동시에 식별하고 추적할 수 있다.
DSP(122)는 매 처리 주기를 마칠 때마다 경보를 생성한다. 본 발명의 레이다 시스템에 의해 생성된 경보 신호는 "표적 없음"(추적중인 표적이 없음), "감지 영역 내에 표적 있음"(202)(도 2), "시스템 오작동"(전원 인가 또는 온라인 조사 과정 중에 하드웨어 장애 감지), "작동 불가능한 조건 존재"(예를 들어, 소정의 문턱값을 넘는 잡음 플로어(noise floor)을 생성하는 폭우, 안테나(102)를 덮는 얼음 또는 진흙 덩어리, 너무 낮은 신호 대 잡음비 크기, 또는 소정 문턱값을 넘는 시간동안 감지되는 피크가 없음)를 포함한다. DSP(122)에 의해 생성된 경보 신호는 출력 송신 라인(130)으로 제공된다.
도 5는 DSP(122)가 표적의 존재를 표시하는지 여부를 결정하는 본 발명의 방법에 따른 고차원 흐름도를 도시한다. 먼저, DSP(122)는 RAM(124)에 저장되어 있는 데이터(채널 0 데이터에 대한 256 샘플 포인트 및 채널 1 데이터에 대한 256 샘플 포인트)에 대해 512 포인트 FFT 연산을 수행한 후에 단계 500으로 간다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 모든 256 신규 샘플 포인트에 대한 신규 FFT를 계산하여 신규 및 이미 계산된 샘플 포인트에 대해 50％ 중첩된 FFT를 생성한다. 방법은 단계 502로 진행되어 안테나(102) 앞에 잠재적인 표적이 존재하는지 여부를 결정한다(도 1). 전술한 바와 같이, 송신 신호의 전력이 일정하므로, 반사 신호의 전력 변화량을 사용하여 표적의 존재를 감지한다. 단계 502에서 본 방법은 A/D 변환기(118)에 의해 출력된 신호의 전력 크기("Pwr")가 사전 설정된 문턱값(Pth)보다 큰 지 여부를 결정한다. 문턱값보다 크다면, 방법은 단계 504로 진행되어 안테나(102) 앞에 있는 표적의 길이를 결정한다. 문턱값보다 작다면, 방법은 단계 512로 진행되어 후속하는 FFT 연산을 위한 다음 256 샘플 포인트를 취득한다.
단계 504에서, DSP(122)는 소정 시간 동안 안테나 앞에 표적이 존재하는지 여부를 결정한다. 전술한 바와 같이, DSP(122)가 표적이 존재한다고 결정하기 위해서는 표적이 안테나(102)의 전방에 적어도 TH1 초동안 잔류하고 있어야 한다. 바람직한 실시예에서, TH1은 대략 0.30초이다. 대안적인 실시예에서, 시스템 파라미터에 필요한 민감도 특성에 따라 TH1이 다르게 부여될 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 표적이 적어도 TH1의 시간동안 안테나(102)의 전방에 잔류한다면, 방법은 단계 506으로 진행되어 감지 영역 내에 표적이 있는지 여부를 결정한다. 그렇지 않으면, 방법은 단계 512로 진행된다.
도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 본 발명의 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 사전 설정된 시간동안 사전 설정된 감지 영역 내에 표적이 잔류하는 경우에만 표적에 대해 보고한다. 본 발명의 방법과 장치에 따라, 측방 도플러 레이다 시스템(100)은 안테나(102)의 최소 범위 내에 있는 모든 표적을 배제한다. 일 실시예에서 최소 범위는 대략 2 피트이다. 비가 오는 경우에 대다수의 잘못된 경보는 안테나로부터 2 피트 내에서 발생하는 빗방울 산란 현상에 의해 발생하므로, 본 방법은 단계 506에서 안테나로부터 2 피트 이내에 있는 모든 표적을 배제한다. 안테나(102)로부터의 특정된 범위인 최소 범위 내에 감지된 모든 표적을 배제함으로써, 본 발명에 따른 감지 방법은 빗방울 산란 현상에 의한 잘못된 경보를 상당히 줄인다. 또한, 안테나(102)로부터의 특정된 범위인 최대 범위 너머에 있는 표적을 배제함으로써, 본 감지 방법은 안테나(102) 주위에 있는 젖은 잎 및 다른 젖은 상태에 기인하는 산란에 의한 잘못된 경보를 줄인다. 도 5에 도시한 바와 같이, 표적이 감지 영역 내에 존재하지 않으면, 방법은 단계 512로 진행되어 다음 샘플 포인트 블럭을 얻는다. 그러나, 표적이 최소 범위와 최대 범위 사이의 범위에(즉, 감지 영역 내에) 존재하는 경우에, 본 방법은 단계 508로 진행한다.
단계 508에서 본 표적 감지 방법은 표적의 접근 속도가 특정값을 초과하는지 판정한다. 전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 안테나(102)에 대하여 최소 접근 속력 문턱값(Closing-speedmin)을 초과하는 속도로 움직이지 않는 표적은 표시하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 안테나에 대하여 적어도 시간 당 0.07 마일 이상으로 움직이지 않는 표적은 표시되지 않는다. 대안적인 실시예에서, 시스템의 요건을 만족시키기 위해 이러한 속도 해상도를 변화시킬 수 있다. 표적의 속도가 최소 접근 속도보다 작으면, 본 방법은 단계 512로 진행되어 다음 샘플 포인트 블럭을 얻는다. 그러나, 표적이 최소 접근 속도보다 빠르게 움직이면, 본 방법은 단계 510에서 감지 영역 내에 표적이 있다는 경보를 발령한다.
도 5에 도시한 표적 감지 방법은 PM(104) 내에 있는 DSP(122)에 의해 수행되는 소프트웨어를 포함하는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 본 발명의 방법과 장치가 상태 머신, 현존 상태 및 다음 상태 이산 로직, 또는 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이 디바이스(field programmable gate array device)와 같은 편리하거나 바람직한 임의의 순차화 디바이스(sequencing device)를 사용하여 구현될 수 있다. 도 5에 도시한 표적 감지 방법은 하드웨어(즉, "하드와이어형(hardwired)" 로 구현될 수 있고 또한 이와는 달리 다른 유형의 프로그램 가능한 소자를 사용하여 구현될 수 있다.
빗방울 산란 현상에 기인한 오보를 줄이는 데 있어서 안테나 형상과 안테나 빔폭(beamwidth)의 효과
본 발명자는 실험을 통해 비에 의해 발생하는 오보의 주요 원인이 안테나 주위에 있는 젖은 잎 및 다른 젖은 "비도로" 상태에 기인함을 관측했다. 젖은 도로 상태는 보통 온화한 산란 현상을 "밝게" 하고, 종래의 레이다 시스템이 제대로 작동하지 못하게 한다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 범위 설정 방법 및 장치는 시스템(100)이 우천시에 사용되는 경우에 생성되는 대부분의 산란을 배제한다. 그러나, 본 발명자는 안테나의 빔폭을 줄이고 최적의 형상을 갖는 안테나를 형성함으로써 빗방울 산란 현상을 더욱 배제시킬 수 있음을 관측하였다. 안테나 빔폭을 줄임으로써 젖은 도로 표면과 젖은 비도로 표면에 의해 생성되는 반사파가 줄어들게 된다. 안테나 크기와 감지 영역 한계 요건에 비추어 안테나 빔폭이 충분히 작아야 할 것이다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서 안테나 빔폭은 방위각 및 앙각에 있어서 +/- 7.5도이다.
좁은 빔폭 안테나를 생성하면서 안테나에 의해 방사되는 신호의 "사이드 로브(side lobe)"를 낮추는 효과적인 수단은 도로 표면에 대하여 대각선으로 장착된 정사각형 패치 안테나 어레이(즉, "다이아몬드형" 안테나 어레이)를 사용하는 것이다. 도 6은 빗방울 산란 현상의 효과를 줄이기 위해 다이아몬드 형상으로 배열되는 안테나 패치 요소(예를 들어, 요소 (606,608))를 갖는 안테나(102)의 일 실시예를 도시한다. 도 6에 도시한 안테나(102)는 대각축(602)에 대하여 경사진 6×6 직사각형 요소 어레이를 포함한다. 안테나(102)는 정사각형 어레이의 나머지 다른 대각 축(604)이 도로 표면과 평행하도록 호스트 차량에 장착된다. 안테나(102)가 호스트 차량에 장착된 후에 대각축(602)은 정사각형 어레이의 "대각" 축이고 안테나(102)의 "수직" 축임을 주목해야 한다. 유사하게, 안테나(102)가 호스트 차량에 장착된 후의 대각축(604)은 정사각형 어레이의 대각축과 안테나(102)의 "수평" 축이다. 그러므로, 안테나의 주평면은 수직축 및 수평축에 대하여 45도만큼 기울어져 있다.
안테나(102)의 대각 방위(diagonal orientation)는 레이다 시스템(100)의 표적 감지 가능성에 악영향을 미치지 않는다. 그러나, 대각 방위는 젖은 도로 및 비도로 환경에 의한 잘못된 경보를 줄이는 데 도움을 준다. 안테나 어레이의 중심으로부터 떨어진 수직축(602)을 따라 이동함에 따라 수평 열 내에서 패치 요소(예를 들어, 요소(606, 608))의 개수가 선형적으로 감소하므로, 대각 방위는 수직면 내에서 자연적 선형 진폭 감쇄기를 효과적으로 생성한다. 도 6에 도시한 예에서, 수평축(604)에 있는 패치 요소의 개수가 수직축(602)을 따라 (어레이 중심에서의) 6에서 (어레이 바닥에서의) 1로 감소하기 때문에, 안테나(102)에 의해 방사되는 신호의 사이드 로브가 낮아진다. 일 실시예에서, 본 발명의 제 1 사이드 로브는 정사각형 안테나(즉, 도로 표면에 대하여 45도 각도만큼 기울어지지 않은 안테나) 방사 패턴의 제 1 사이드 로브에 비해 대략 13 dB만큼 낮아진다. 모든 다른 사이드 로브가 훨씬 더 낮은 수준으로 감소된다. 사이드 로브를 감소시킴으로써 본 레이다 시스템(100)은 젖은 도로 및 다른 젖은 주위 환경으로부터 안테나로 반사되는 에너지를 무시할 수 있게 된다.
대각 방위는 방사된 신호 내에 사이드 로브를 줄이고, 교차 편광되는 귀환 신호(cross-polarized return signal)를 생성한다. 안테나(102)를 도 6에 도시한 방위로 기울임으로써 젖은 도로 표면에 의해 반사된 귀환 전기장 벡터가 안테나(102)에 의해 송신된 전기장 벡터와 수직이 된다. 귀환 벡터의 직교성은 젖은 도로 상태에 기인하는 빗방울 산란 현상을 배제하는 데 아주 효과적이다.
몇 가지 대안적인 안테나 배열이 가능하다. 예를 들어, 안테나 요소가 대각 편광 효과를 생성하도록 배열될 필요는 없다. 수직축(602)에 대하여 임의의 바람직한 방식으로 패치 요소가 경사질 수 있다. 전체 어레이 형상은 사이드 로브에 대한 하방 효과를 결정한다(즉, 패치 요소 형상은 도 6에 도시한 바와 같이 배열되는 경우에 자연적 선형 진폭 감쇄기를 생성하지만 패치 요소의 방위에는 영향을 미치지 않음). 대안적인 실시예에서, 안테나 어레이는 빗방울 산란 현상을 줄이기 위해 다이아몬드 형상 구조로 배열되는 16 열*16 행의 패치 요소를 포함한다. 이러한 배열에 대한 몇 가지 변형도 본 발명의 범위 내에 있다.
요약하면, 본 방법과 장치는 호스트 차량 운전자의 사각 지대에 있는 물체를 정확하고 신뢰성 있게 감지하는 수단을 포함한다. 본 발명의 방법과 장치는 호스트 차량의 측면에 장착된 도플러 레이다 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 안테나 송수신기는 RF 신호를 송신하고 잠재적인 표적으로부터 반사되는 신호를 수신한다. 레이다 시스템은 디지털 신호 처리 기법을 사용하여 잠재적인 표적의 존재, 범위, 접근 속도를 결정한다. 본 발명은 선택된 시간 동안 사전 설정된 감지 영역 내에 감지되는 표적이 있는지 여부를 결정한다. 감지 영역 내에 있는 이들 표적들만 운전자에게 보고된다. 유리하게는, 본 방법은 안테나의 소정 범위 내에 있는 모든 표적을 배제함으로써 빗방울 산란 현상에 기인하는 잘못된 경보를 줄인다. 본 발명은 범위 정보를 사용하여 안테나로부터 1 차선 이상 멀리 떨어져 있는 표적을 배제함으로써 젖은 잎에 의한 잘못된 경보를 줄인다. 안테나를 다이아몬드 형상 구조로 배열함으로써 젖은 도로 상태로 인한 산란을 더 줄인다.
본 발명에 따른 많은 실시예를 기술하였다. 그럼에도 불구하고 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 다양하게 변형시킬 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 채널 0 송신 신호와 채널 1 송신 신호 사이의 관계는 그들의 주파수가 약 2.5 MHz 정도 만큼 달라질 수 있는 것이다. 또한, 주파수 제어 전압(406)(도 4)의 주기가 102.4μs 정도일 수 있고, 50 ％ 정도의 효율을 가질 수 있다. 또다른 예에서는 FSK와 다른 방안으로 주파수 변조를 할 수 있다. 또한 본 발명은 512 샘플 포인트 FFT 연산을 사용하는 것에 제한되지 않는다. 거의 모든 크기의 FFT를 사용하여 본 발명을 실행할 수 있다. 또한, 송신 신호의 중심 주파수가 24.725 GHz 정도일 수 있다. 예를 들어, 현재 구현되는 일 실시예에서 송신 신호의 중심 주파수는 대략 76.5 GHz이다. 또한 도 6을 참조하여 도시한 바와 같이, 몇 가지 대안적인 패치 어레이 안테나를 본 발명 내에서 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 구체적으로 기술한 실시예에 의해 제한되는 것은 아니며 첨부된 청구항의 범위에 의해 제한되어야 함을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면 레이다 시스템을 사용하여 차량 운전자의 사각 지대에 있는 표적의 존재, 범위, 접근 속도를 결정함으로써, 악천후에서도 물체를 감지하면서, 젖은 도로 및 다른 젖은 환경에 의해 생기는 빗방울 산란 현상(rain clutter)에 기인하는 잘못된 경고를 줄일 수 있다.

Claims (13)

  1. 호스트 차량 상에 장착되어, 상기 호스트 차량의 사각 지대(blind spot)에 있는 물체의 존재를 감지하는 측방 감시 레이다 시스템에 있어서,
    ① 레이다 신호를 송신하고 상기 송신된 레이다 신호가 물체에 의해 반사된 반사 신호를 감지하는 레이다 송수신기와,
    ② 상기 송수신기에 접속되어, 상기 송수신기에 의해 송신된 상기 신호의 타이밍을 제어하고, 상기 송수신기에 의해 수신된 상기 반사 신호를 처리함으로써, 상기 반사 신호를 반사시킨 상기 물체의 존재, 범위, 접근 속도를 결정하고, 상기 물체가 사전 설정된 감지 영역 내에 있는지 여부를 결정해서, 선택된 최소 범위보다 더 가까운 표적은 배제하는 처리 블럭과 - 상기 사전 설정된 감지 영역은 상기 송수신기로부터 사전 설정된 최소 범위와 사전 설정된 최대 범위 사이임 - ,
    ③ 상기 처리 블럭에 접속되어, 상기 물체가 상기 감지 영역 내에 있다는 표시를 상기 처리 블럭으로부터 수신하고, 상기 호스트 차량의 운전자에게 상기 물체가 상기 사전 설정된 감지 영역 내에 존재함을 경고하는 표시기
    를 포함하는 측방 감시 레이다 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이다 송수신기는,
    ① 안테나와,
    ② 상기 안테나에 동작 가능하게 접속되어, 상기 안테나로부터의 송신을 제어하는 안테나 구동기와,
    ③ 상기 안테나에 접속되어, 상기 반사 신호를 처리하고, 상기 처리 블럭에 의한 추가 처리를 위해 상기 반사 신호를 기저 대역 신호로 하향 변환(down-converting)하는 안테나 수신기
    를 포함하는 측방 감시 레이다 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 블럭은,
    ① 상기 레이다 송수신기에 접속되어, 상기 레이다 송수신기에 의해 수신된 상기 반사 신호를 디지털 데이터 스트림으로 변환할 수 있는 아날로그 디지털(analog-to-digital: A/D) 변환기와,
    ② 상기 A/D 변환기와 상기 레이다 송수신기에 접속되어, 타이밍 정보를 상기 송수신기에 제공할 수 있고, 상기 디지털 데이터 스트림을 조절하여 샘플 포인트 블럭을 생성하는 처리기 모듈 응용 주문형 집적 회로(processor module application specific integrated circuit: PM ASIC)와,
    ③ 상기 PM ASIC에 접속되어, 상기 PM ASIC으로부터 수신한 상기 샘플 포인트 블럭을 저장하는 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM)와,
    ④ 상기 PM ASIC과 상기 RAM에 접속되어, 상기 RAM에 저장된 상기 샘플 포인트 블럭 상의 디지털 신호 처리 연산을 수행하는 디지털 신호 처리기(digital signal processor: DSP)
    를 포함하는 측방 감시 레이다 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 A/D 변환기는 18 비트 스테레오 A/D 변환기 집적 회로를 포함하는 측방 감시 레이다 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 PM ASIC은 상기 전송 레이다 신호가 두 주파수 f1 및 f2로 송신되도록 상기 전송 레이다 신호를 변조하는 측방 감시 레이다 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 PM ASIC은 제 1 샘플 포인트 블럭을 상기 송신 레이다 신호의 주파수 f1로 상관시킴으로써 상기 디지털 데이터 스트림을 조절하며,
    상기 PM ASIC은 제 2 샘플 포인트 블럭을 상기 송신 레이다 신호 주파수 f2로 상관시키는 측방 감시 레이다 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 PM ASIC이 상기 RAM 내의 제 1 원형 버퍼 내에 상기 제 1 샘플 포인트 블럭을 저장하고, 상기 RAM 내의 제 2 원형 버퍼 내에 상기 제 2 샘플 포인트 블럭을 저장하는 측방 감시 레이다 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 DSP가 RAM에 저장되어 있는 상기 제 1 및 제 2 샘플 블럭에 대해 FFT(fast Fourier transform) 연산을 수행함으로써, 상기 샘플 포인트 데이터를 시간 도메인(domain)에서 주파수 도메인으로 변환하는 측방 감시 레이다 시스템.
  9. 호스트 차량 상부에 장착되어, 상기 호스트 차량의 사각 지대에 위치한 물체를 감지하는 측방 감시 레이다 시스템에 있어서,
    (a1) 제 1 및 제 2 송신 주파수를 갖는 변조 레이다 신호를 송신하고,
    (a2) 상기 호스트 차량에 근접한 물체로부터 반사되는 상기 송신 레이다 신호의 반사파를 수신하며,
    (a3) 상기 송신 레이다 신호와 상기 반사 레이다 신호 사이에 발생하는 도플러 주파수 편이를 감지하고,
    (a4) 수신된 반사파의 각 도플러 주파수에서의 전력량을 결정하는
    (a) 도플러 레이다 회로와,
    상기 도플러 레이다 회로에 접속되어,
    (b1) 반사에 의해 상기 수신된 반사파를 생성하는 상기 물체가 상기 호스트 차량에 근접한 사전 설정 감지 영역 내에 존재하는지를 결정하고 - 상기 사전 설정 감지 영역은 사전 설정 최소 범위와 사전 설정 최대 범위 사이임 - ,
    (b2) 상기 물체가 상기 사전 설정 감지 영역 내에서 감지되는 경우에만 상기 호스트 차량의 운전자에게 경보를 발령하는
    (b) 제어기
    를 포함하는 측방 감시 레이다 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 물체의 범위를 조사하고, 상기 호스트 차량으로부터의 사전 설정된 최소 범위와 사전 설정된 최대 범위 사이에 상기 물체가 존재하는지를 결정함으로써, 상기 물체가 상기 감지 영역 내에 존재하는지를 결정하는 측방 감시 레이다 시스템.
  11. 호스트 차량의 상부에 장착된 상기 측방 감시 레이다 시스템에 의해 감지된 물체가 상기 호스트 차량의 사각 지대에 있는 사전 설정된 감지 영역 내에 존재하는지 여부를 결정하는 방법에 있어서,
    (a) 제 1 및 제 2 송신 주파수를 갖는 변조 레이다 신호를 송신하는 단계와,
    (b) 상기 호스트 차량에 근접한 물체로부터 반사된 상기 송신 레이다 신호의 반사파를 수신하는 단계와,
    (c) 단계 (b)에서 수신된 상기 반사 레이다 신호의 주파수 특성을 기반으로 상기 물체의 범위를 결정하는 단계와,
    (d) 상기 호스트 차량에 근접한 사전 설정된 감지 영역 내에 상기 물체가 존재하는지 여부를 결정하는 단계와 - 상기 사전 설정된 감지 영역은 사전 설정된 최소 범위와 사전 설정된 최대 범위 사이임 - ,
    (e) 상기 물체가 상기 사전 설정된 감지 영역 내에 감지되는 경우에만 상기 호스트 차량의 운전자에게 경보를 제공하는 단계
    를 포함하는 물체 감지 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 물체가 상기 감지 영역 내에 존재하는지를 결정하는 단계 (d)는,
    (d1) 선택 주파수에서 상기 반사 신호 내에 존재하는 전력량이 사전 설정된 문턱 전력 크기를 초과하는지를 결정하는 단계와,
    (d2) 사전 설정된 시간보다 긴 시간동안 상기 물체가 감지되는지를 결정하는 단계와,
    (d3) 상기 호스트 차량으로부터의 상기 사전 설정된 최소 범위와 최대 범위 사이에 상기 물체가 존재하는지를 결정하는 단계와,
    (d4) 상기 물체가 상기 호스트 차량에 대해 사전 설정된 최소 접근 속도보다 빠르게 움직이는지를 결정하는 단계
    를 포함하는 물체 감지 방법.
  13. 범용 컴퓨터 디바이스상에서 실행 가능하며, 호스트 차량 상에 장착된 측방 감시 레이다 시스템에 의해 감지되는 물체가 상기 호스트 차량의 사각 지대에 있는 사전 설정된 감지 영역 내에 존재하는지 여부를 결정할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 독출 가능 매체에 있어서 - 상기 사전 설정된 감지 영역은 사전 설정된 최소 범위와 사전 설정된 최대 범위 사이임 - ,
    ① 제 1 및 제 2 송신 주파수를 갖는 변조 레이다 신호를 송신하는 제 1 인스트럭션 세트와,
    ② 상기 호스트 차량에 근접한 물체에 의해 반사된 상기 송신 레이다 신호의 반사파를 수신하는 제 2 인스트럭션 세트와,
    ③ 상기 반사 레이다 신호의 주파수 특성을 기반으로 상기 물체의 범위를 결정하는 제 2 인스트럭션 세트와,
    ④ 상기 호스트 차량에 근접한 상기 사전 설정된 감지 영역 내에 상기 물체가 존재하는지 여부를 결정하는 제 4 인스트럭션 세트와,
    ⑤ 상기 물체가 상기 감지 영역 내에서 감지되는 경우에만 상기 호스트 차량의 운전자에게 경보를 제공하는 제 5 인스트럭션 세트
    를 포함하는 컴퓨터 독출 가능 매체.
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