KR101591163B1 - Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법 - Google Patents

Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101591163B1
KR101591163B1 KR1020140033337A KR20140033337A KR101591163B1 KR 101591163 B1 KR101591163 B1 KR 101591163B1 KR 1020140033337 A KR1020140033337 A KR 1020140033337A KR 20140033337 A KR20140033337 A KR 20140033337A KR 101591163 B1 KR101591163 B1 KR 101591163B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
detection signal
peak pulse
previous
peak
pulse
Prior art date
Application number
KR1020140033337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150109871A (ko
Inventor
조성호
최정우
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020140033337A priority Critical patent/KR101591163B1/ko
Publication of KR20150109871A publication Critical patent/KR20150109871A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101591163B1 publication Critical patent/KR101591163B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/292Extracting wanted echo-signals
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband

Abstract

UWB 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법이 개시된다. 개시된 장치는, 레이더의 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치로서, 상기 수신 신호에 대한 현재 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하는 피크펄스 검출부; 이전 검출 신호로부터 상기 목표물에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하고 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하는 피크 딜레이 획득부; 상기 피크 딜레이 획득부를 통해 산출되는 딜레이에 기초하여 상기 이전 검출 신호를 변환하는 이전 검출 신호 변환부; 및 상기 변환된 이전 검출 신호 및 상기 현재 검출 신호에 대한 가중치 평균을 수행하는 평균 필터부를 포함한다. 개시된 장치 및 방법에 의하면, 목표물이 움직이는 환경에서 효율적으로 노이즈를 억제할 수 있으며, 노이즈 억제 시 목표물에 의한 펄스가 왜곡되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Description

UWB 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법{Method and Device for Suppressing Noise in UWB Radar}
본 발명은 UWB 레이더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 UWB 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법에 관한 것이다.
실외에서의 위치 추적 분야는 GPS로 대변되는 위성항법 시스템으로 매우 정밀한 단위의 성능을 보이는 반면 실내에서의 위치 추적 및 사물 인식에 있어서는 확실한 솔루션의 부재로 인해 다양한 방법으로 연구되고 있다.
대표적인 실내 위치 인식 및 사물 인식 방법은 비전 기반의 카메라의 영상을 이용해 위치를 파악하는 것이나 충분한 조명이 제공되지 않는 환경이거나 화재 등으로 인해 장애물이 존재하는 경우에는 정확한 인식이 어려운 문제점이 있었다.
근래에 들어 UWB 레이더 시스템이 실내에서의 위치 측정 및 사물 인식 기술로 주목받고 있다. UWB 레이더는 수십 나노/피코 단위 너비의 짧은 임펄스 신호를 빛의 속도로 송신하여 물체에 반소되어 수신되는 신호와 송신 신호의 시간적 차이를 활용하여 물체의 존재와 거리를 판단하는 방식으로 동작한다.
송신 파워가 매우 작기 때문에 저전력, 저가격 소형으로 구현이 가능하며, 광대역을 사용하여 협대역 간섭에 강하며 신호의 스펙트럼이 유사 잡음 형태를 보이므로 보안성 또한 향상된다.
이러한 UWB 레이더에서 수신 신호의 노이즈를 억제하기 위해 평균 필터를 주로 이용한다. 그러나, 평균 필터는 목표물이 움직이지 않을 경우 양호한 노이즈 억제 성능을 제공하나 목표물이 움직일 경우 노이즈뿐만 아니라 목표물에 의한 펄스 신호까지 억제하여 신호를 왜곡시키는 문제점이 있었다.
본 발명에서는 목표물이 움직이는 환경에서 효율적으로 노이즈를 억제할 수 있는 UWB 레이더 시스템에서 노이즈 억제 장치 및 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 목표물에 의한 펄스가 왜곡되는 것을 방지할 수 있는 UWB 레이더 시스템에서 노이즈 억제 장치 및 방법을 제안한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이더의 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치로서, 상기 수신 신호에 대한 현재 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하는 피크펄스 검출부; 이전 검출 신호로부터 상기 목표물에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하고 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하는 피크 딜레이 획득부; 상기 피크 딜레이 획득부를 통해 산출되는 딜레이에 기초하여 상기 이전 검출 신호를 변환하는 이전 검출 신호 변환부; 및 상기 변환된 이전 검출 신호 및 상기 현재 검출 신호에 대한 가중치 평균을 수행하는 평균 필터부를 포함하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치가 제공된다.
상기 피크 딜레이 획득부는 코럴레이션을 이용하여 상기 제1 피크 펄스에 상응하는 상기 제2 피크 펄스를 검출한다.
상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 이전 검출 신호에서 상기 제2 피크 펄스가 제거되도록 상기 이전 검출 신호를 변환한다.
상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 제2 피크 펄스가 위치한 지점으로부터 상기 딜레이에 상응하는 지점에 새로운 피크 펄스가 생성되도록 상기 이전 검출 신호를 변환한다.
상기 피크 검출부는 미리 설정되거나 또는 적응적으로 설정된 임계치 이상의 크기를 갖는 펄스를 피크 펄스로 검출한다.
상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 제1 피크 펄스를 정규화한 펄스를 상기 제2 피크 펄스에 상응하는 위치에서 차감하여 상기 제2 피크 펄스를 제거한다.
상기 새로운 피크 펄스는 상기 제1 피크 펄스를 정규화한 펄스이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 레이더 수신 장치로서, 수신 신호를 검출하여 제1 검출 신호를 생성하는 신호 검출부; 상기 제1 검출 신호로부터 클러터 성분을 제거하여 제2 검출 신호를 생성하는 클러터 제거부; 및 상기 제2 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하고 이전 제2 검출 신호로부터 상기 제1 피크 펄스에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하며 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하고, 상기 딜레이에 기초하여 상기 이전 제2 검출 신호의 상기 제2 피크 펄스가 이동되도록 상기 이전 제2 검출 신호를 변환하며, 상기 변환된 이전 제2 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호의 가중치 평균을 수행하는 노이즈 억제부를 포함하는 레이더 수신 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 레이더의 수신 신호에 대한 노이즈 억제 방법으로서, 상기 수신 신호에 대한 현재 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하는 단계(a); 이전 검출 신호로부터 상기 목표물에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하고 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하는 단계(b); 상기 단계(b)에서 산출되는 딜레이에 기초하여 상기 이전 검출 신호를 변환하는 단계(c); 및 상기 변환된 이전 검출 신호 및 상기 현재 검출 신호에 대한 가중치 평균을 수행하는 단계(d)를 포함하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 목표물이 움직이는 환경에서 효율적으로 노이즈를 억제할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 목표물에 의한 펄스가 왜곡되는 것을 방지하면서 노이즈를 억제할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법이 적용되는 UWB 레이더 시스템의 전체적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 수신 장치의 신호처리부의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 목표물이 움직이지 않을 경우 제2 검출 신호의 노이즈 억제부에서 노이즈를 억제하는 원리를 도시한 도면.
도 4는 목표물이 움직일 경우 일반적인 평균 필터를 이용할 때 발생하는 현상을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 장치의 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 장치에 의해 노이즈가 억제되는 과정을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 방법의 흐름을 도시한 순서도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 및 방법이 적용되는 UWB 레이더 시스템의 전체적인 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 UWB 송신 장치(100) 및 UWB 수신 장치(110)를 포함한다.
UWB 송신 장치(100)는 임펄스 발생기(102), 송신 안테나(104) 및 제어부(106)를 포함한다. UWB 송신 장치(100)는 감지를 위한 임펄스 신호를 외부에 방사하는 기능을 하는 장치로서, 제어부(104)는 임펄스 발생을 위한 데이터를 임펄스 발생기(102)에 제공하고, 임펄스 발생기(102)는 제어부(104)의 제어에 기초하여 임펄스를 발생시킨다.
UWB 레이더에서 펄스의 주기가 짧을수록 많은 정보를 포함할 수 있게 된다. FCC의 정의에 따르면 펄스폭이 수ns에 불과한펄스 신호를 발생시켜 그 대역폭이 500MHz를 넘거나 중심 주파수 대비 대역폭이 20%를 넘는 경우 UWB 레이더에 포함되도록 하며, 임펄스 발생기(102)는 이러한 정의에 맞는 임펄스를 발생시킨다
송신 안테나(104)는 임펄스 발생기(102)에 의해 발생된 펄스 신호를 외부에 방사하는 기능을 하며, 미리 설정된 영역으로 펄스 신호가 발생된다. 송신 안테나(104)는 고지향성을 가지는 초광대역 안테나인 것이 바람직하다.
UWB 수신 장치(110)는 수신 안테나(112) 및 신호처리부(114)를 포함한다. 수신 안테나(112)는 UWB 송신 장치에 의해 방사된 펄스의 반사 신호를 수신하는 기능을 하며, 수신 안테나(112) 역시 고지향성을 가지는 초광대역 안테나가 사용될 수 있다.
신호처리부(114)는 수신 안테나(112)에 의해 수신된 신호를 분석하는 기능을 한다. 수신 안테나(112)를 통해 수신되는 신호는 목표물에 해당되는 신호 외에 배경, 노이즈 등의 신호가 포함되어 있으며 수신 신호만으로는 실제 목표물의 위치를 구분할 수 없다.
따라서, 신호처리부(114)는 수신 신호로부터 목표물이 아닌 물체로부터 반사되는 배경이나 클러터 신호를 제거하고 노이즈를 억제하여 목표물에 해당되는 신호만 검출될 수 있도록 한다.
추후 설명하는 본 발명의 노이즈 억제 장치 및 방법은 UWB 수신 장치(110)의 신호처리부(114)에 포함되는 구성이며 목표물을 정확히 검출하고 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있는 방법 및 장치가 설명된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 수신 장치의 신호처리부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 수신 장치의 신호처리부(114)는 신호 검출부(200), 클러터 제거부(202), 노이즈 억제부(204) 및 분석부(206)를 포함한다.
신호 검출부(200)는 수신 안테나(112)로부터 수신되는 신호를 검출하는 기능을 한다. 본 명세서에서는 수신 안테나로부터 수신되는 비가공 상태(Raw)의 신호를 제1 검출 신호로 정의한다. 제1 검출 신호는 특정 공간에 포함된 목표물(객체)에 대한 신호, 배경 신호 및 클러터가 모두 포함된 신호이다.
클러터 제거부(202)는 제1 검출 신호로부터 배경 및 클러터를 제거하는 기능을 한다. 일례로, 클러터 제거부(202)는 과거에 검출된 신호를 이용하여 생성되는 클러터 맵을 이용하여 클러터 및 배경에 해당되는 성분을 제거할 수 있다. 클러터 제거는 공지된 기술이며 본 발명과 밀접한 관계가 있지 않기에 클러터 제거를 위한 상세한 동작에 대한 설명은 생략한다.
제1 검출 신호는 클러터 제거부(202)에 의해 변환되며, 클러터 제거부(202)에 의해 변환된 신호를 본 명세서에서는 제2 검출 신호로 정의한다. 제2 검출 신호는 배경 및 클러터 성분이 제거되고 목표물에 대한 성분만이 존재하는 신호이다.
노이즈 억제부(204)는 제2 검출 신호의 노이즈를 억제하는 기능을 한다. 노이즈는 다양한 원인에 의해 발생하며 노이즈 억제는 현재 검출되는 제2 검출 신호의 이전 타임 슬롯에서 검출된 이전 제2 검출 신호를 이용하여 이루어진다.
일반적으로 노이즈 제거는 평균 필터(Averaging Filter)를 이용하여 이루어지며, 평균 필터는 현재 검출된 제2 검출 신호와 이전 제2 검출 신호들의 평균을 취하여 노이즈를 억제시킨다. 노이즈는 그 성분이 지속되지 않고 특정 시기에만 존재하는 특성을 가지기에 이전 제2 검출 신호들과의 평균을 취하게 되면 그 크기가 억제된다. 이때, 가중치가 미리 설정되고 평균 필터는 이전 제2 검출 신호와 제2 검출 신호에 대한 가중치 평균을 구해 노이즈를 제거한다.
분석부(206)는 노이즈가 억제된 제2 검출 신호를 분석하여 목표물의 위치를 감지하는 기능을 한다.
도 3은 목표물이 움직이지 않을 경우 제2 검출 신호의 노이즈 억제부에서 노이즈를 억제하는 원리를 도시한 도면이다.
도 3에서, s'(t)는 현재의 제2 검출 신호이고 s(t-1)은 이전 제2 검출 신호이다.
현재 제2 검출 신호에서 목표물에 해당되는 제1 피크 펄스(300)가 존재하며, 노이즈에 해당되는 제2 피크 펄스(302)가 존재한다. 한편, 이전 제2 검출 신호에는 목표물에 해당되는 제3 피크 펄스(304)가 존재한다.
노이즈 억제부(204)는 이전 제2 검출 신호와 현재 제2 검출 신호에 소정의 가중치 β를 적용하여 가중치 평균을 수행한다. 노이즈는 특정 시기에만 존재하고 지속성이 있지 않기에 현재 제2 검출 신호와 이전 제2 검출 신호의 가중치 평균을 구하게 되면 노이즈 성분이 억제되는 것을 도 3을 통해 확인될 수 있다.
한편, 목표물은 이동하지 않는 한 목표물에 해당되는 현재 제2 검출 신호의 제1 피크 펄스(300)와 이전 제2 검출 신호의 제3 피크 펄스(304)의 위치는 동일하며 목표물에 의한 피크 펄스 성분은 억제되지 않으며, 따라서 노이즈는 억제하면서 목표물에 해당되는 성분을 검출할 수 있게 된다.
도 3을 통해 확인되는 바와 같이, 목표물이 움직이지 않는다면 기존의 평균 필터를 이용한 가중치 평균을 통해 노이즈 제거가 가능하다.
그런데, 목표물이 움직일 경우 현재 제2 검출 신호와 이전 제2 검출 신호의 목표물에 의한 피크 펄스 위치가 바뀌게 되며, 이로 인해 기존의 평균 필터에 의한 노이즈 억제 방식을 그대로 적용할 경우 목표물에 의한 펄스도 억제되는 문제점이 발생한다.
도 4는 목표물이 움직일 경우 일반적인 평균 필터를 이용할 때 발생하는 현상을 도시한 도면이다.
도 4에서, s'(t)는 현재 제2 검출 신호이고 s(t-1)은 이전 제2 검출 신호이다. 현재 제2 검출 신호에서 목표물에 해당되는 제1 피크 펄스(400)가 존재하고 노이즈에 해당되는 제2 피크 펄스(402)가 존재한다. 이전 제2 검출 신호에는 목표물에 해당되는 제3 피크 펄스(400)가 존재한다.
목표물이 이동할 경우, 현재 제2 검출 신호의 제1 피크 펄스(400)의 위치와 이전 제2 검출 신호의 제3 피크 펄스(404)의 위치는 서로 다르다.
이와 같이 목표뮬이 이동하여 제1 피크 펄스(400)와 제3 피크 펄스(404)의 위치가 상이할 경우 기존의 평균 필터를 이용한 가중치 평균을 구하게 될 경우 목표물에 의한 피크 펄스의 크기도 억제되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 목표물이 이동하는 경우에도 목표물에 의한 피크 펄스는 왜곡시키지 않으면서 노이즈를 억제하는 노이즈 억제 방법 및 장치가 제안된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 장치는 피크 펄스 검출부(500), 피크 딜레이 획득부(502), 이전 제2 검출 신호 변환부(504) 및 평균 필터부(506)를 포함한다.
피크 펄스 검출부(500)는 현재 검출된 제2 검출 신호 및 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스를 감지하는 기능을 한다. 특정 펄스가 피크 펄스인지 여부는 미리 설정된 임계값 또는 반사 신호의 평균 신호 크기를 이용하여 적응적으로 설정되는 임계값을 이용하여 판단할 수 있다. 피크 펄스 검출부(500)는 미리 또는 적응적으로 설정되는 임계값보다 큰 펄스를 피크 펄스로 검출하게 된다.
현재 제2 검출 신호의 피크 펄스가 검출되면, 이전 제2 검출 신호에서 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스에 대응되는 피크 펄스는 코럴레이션 또는 다양한 비교 연산을 이용하여 검출할 수 있을 것이다.
피크 딜레이 획득부(502)는 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스와 이전 제2 검츨 신호의 피크 펄스 사이의 딜레이를 연산하여 획득한다. 레이더의 감지 영역 내에 목표물이 복수개일 경우 각 목표물에 상응하는 피크 펄스간의 딜레이가 획득된다.
현재 제2 검출 신호와 이전 제2 검출 신호의 서로 대응되는 피크 펄스들이 피크 펄스 검출부(500)에 의해 검출되면 해당 펄스들간의 시간 딜레이를 획득한다. 만약 목표물이 움직이지 않을 경우 피크 펄스들간 딜레이는 0이 되지만 목표물이 움직일 경우 목표물의 속도에 비레하는 피크 딜레이가 발생하게 된다.
이전 제2 검출 신호 변환부(504)는 피크 딜레이 획득부(502)에서 획득하는 피크 딜레이 정보를 이용하여 이전 제2 검출 신호를 변환한다. 이전 제2 검출 신호 변환부(504)는 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치가 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치와 동일하도록 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치를 이동시키는 변환을 수행한다.
이전 제2 검출 신호 변환부(504)는 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치를 피크 딜레이 획득부(502)에서 획득하는 딜레이에 상응하여 이동시켜 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치와 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치가 동일하도록 변환시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이전 제2 검출 신호 변환부(504)는 이전 제2 검출 신호에 존재하는 피크 펄스를 삭제하고 딜레이에 상응하여 새로운 피크 펄스를 생성하는 방식으로 이전 제2 검출 신호를 변환할 수 있을 것이다.
평균 필터부(506)는 변환된 이전 제2 검출 신호와 현재 제2 검출 신호에 대한 가중치 평균을 통해 노이즈를 억제하는 기능을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 장치에 의해 노이즈가 억제되는 과정을 도시한 도면이다.
도 3에서, s'(t)는 현재의 제2 검출 신호이고 s(t-1)은 이전 제2 검출 신호이다.
현재 제2 검출 신호에서 목표물에 해당되는 제1 피크 펄스(604)가 존재하며, 노이즈에 해당되는 제2 피크 펄스(602)가 존재한다. 한편, 이전 제2 검출 신호에는 목표물에 해당되는 제3 피크 펄스(600)가 존재한다.
도 6에서, 제1 피크 펄스(604)와 제3 피크 펄스(600)는 동일한 목표물에 의한 피크 펄스이며 목표물의 이동으로 인해 피크 펄스의 위치는 서로 상이하다.
피크 딜레이 획득부(502)는 제1 피크 펄스(604)와 제3 피크 펄스(600) 사이의 딜레이를 연산한다.
피크 딜레이가 획득되면, 현재 제2 검출 신호 s'(t)와 이전 제2 검출 신호 s(t-1)의 서로 대응되는 피크 펄스의 위치가 동일해지도록 이전 제2 검출 신호를 변환하며, 도 6에 도시된 바와 같이 제3 피크 펄스만이 피크 딜레이에 상응하여 이동되는 것을 확인할 수 있다.
피크 딜레이에 상응하여 제1 피크 펄스(604)와 제3 피크 펄스(600)의 시간 영역에서의 위치를 일치시킨 후 양 신호에 대한 가중치 평균을 통해 노이즈를 억제한다.
도 6을 참조하면, 목표물이 이동하여 피크 펄스의 위치가 변화되더라도 피크 펄스는 억제되지 않으면서 노이즈에 해당되는 제2 피크 펄스(602)의 크기가 억제되는 것을 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈 억제 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 우선 현재 제2 검출 신호의 피크 펄수를 검출한다(단계 700). 앞서 설명한 바와 같이, 미리 설정된 임계치 또는 적응적으로 설정되는 임계치보다 큰 값을 가지는 펄스를 피크 펄스로 검출할 수 있다.
또한, 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스를 검출한다(단계 702). 현재 제2 검출 신호에 대응되는 이전 제1 검출 신호의 피크 펄스는 코럴레이션 및 기타의 비교 연산을 통해 검출할 수 있다. 일례로, 크로스 코럴레이션이 이용될 수 있다.
현재 제2 검출 신호의 피크 펄스 및 이에 대응되는 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스가 검출되면 양 펄스간 딜레이를 연산한다(단계 704).
양 펄스간 딜레이를 연산을 통해 획득하면, 획득한 딜레이에 기초하여 이전 제2 검출 신호를 변환한다(단계 706). 이전 제2 검출 신호 변환 시 이전 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치에서 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스를 정규화한 후 차감한다. 이를 통해 이전 제2 검출 신호에서 본래 위치에 있었던 피크 펄스는 제거된다. 또한, 현재 제2 검출 신호의 피크 펄스의 위치에 상응하는 부분에 정규화된 피크 펄스를 더하는 변환을 수행한다.
이전 제2 검출 신호가 변환되면, 평균 필터를 이용하여 현재 검출 신호와 변환된 이전 제2 검출 신호에 대한 가중치 평균을 구하며, 이를 통해 노이즈를 억제한다. 예를 들어, 가중치 평균을 구할 때 현재 제2 검출 신호에 (1-β)의 가중치를 부여하고 변환된 이전 제2 검출 신호에 β의 가중치를 부여하여 평균을 구할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 레이더의 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치로서,
    상기 수신 신호에 대한 현재 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하는 피크펄스 검출부;
    이전 검출 신호로부터 상기 목표물에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하고 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하는 피크 딜레이 획득부;
    상기 피크 딜레이 획득부를 통해 산출되는 딜레이에 기초하여 상기 이전 검출 신호를 변환하는 이전 검출 신호 변환부; 및
    상기 변환된 이전 검출 신호 및 상기 현재 검출 신호에 대한 가중치 평균을 수행하는 평균 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피크 딜레이 획득부는 코럴레이션을 이용하여 상기 제1 피크 펄스에 상응하는 상기 제2 피크 펄스를 검출하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 이전 검출 신호에서 상기 제2 피크 펄스가 제거되도록 상기 이전 검출 신호를 변환하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 제2 피크 펄스가 위치한 지점으로부터 상기 딜레이에 상응하는 지점에 새로운 피크 펄스가 생성되도록 상기 이전 검출 신호를 변환하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피크펄스 검출부는 미리 설정되거나 또는 적응적으로 설정된 임계치 이상의 크기를 갖는 펄스를 피크 펄스로 검출하는 것을 특징을 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 이전 검출 신호 변환부는 상기 제1 피크 펄스를 정규화한 펄스를 상기 제2 피크 펄스에 상응하는 위치에서 차감하여 상기 제2 피크 펄스를 제거하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 새로운 피크 펄스는 상기 제1 피크 펄스를 정규화한 펄스인 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 장치.
  8. 레이더 수신 장치로서,
    수신 신호를 검출하여 제1 검출 신호를 생성하는 신호 검출부;
    상기 제1 검출 신호로부터 클러터 성분을 제거하여 제2 검출 신호를 생성하는 클러터 제거부; 및
    상기 제2 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하고 이전 제2 검출 신호로부터 상기 제1 피크 펄스에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하며 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하고, 상기 딜레이에 기초하여 상기 이전 제2 검출 신호의 상기 제2 피크 펄스가 이동되도록 상기 이전 제2 검출 신호를 변환하며, 상기 변환된 이전 제2 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호의 가중치 평균을 수행하는 노이즈 억제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 장치.
  9. 레이더의 수신 신호에 대한 노이즈 억제 방법으로서,
    상기 수신 신호에 대한 현재 검출 신호로부터 목표물에 상응하는 제1 피크 펄스를 검출하는 단계(a);
    이전 검출 신호로부터 상기 목표물에 상응하는 제2 피크 펄스를 검출하고 상기 제1 피크 펄스 및 상기 제2 피크 펄스간 딜레이를 획득하는 단계(b);
    상기 단계(b)에서 산출되는 딜레이에 기초하여 상기 이전 검출 신호를 변환하는 단계(c); 및
    상기 변환된 이전 검출 신호 및 상기 현재 검출 신호에 대한 가중치 평균을 수행하는 단계(d)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 수신 신호에 대한 노이즈 억제 방법.
KR1020140033337A 2014-03-21 2014-03-21 Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법 KR101591163B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140033337A KR101591163B1 (ko) 2014-03-21 2014-03-21 Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140033337A KR101591163B1 (ko) 2014-03-21 2014-03-21 Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150109871A KR20150109871A (ko) 2015-10-02
KR101591163B1 true KR101591163B1 (ko) 2016-02-03

Family

ID=54341122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140033337A KR101591163B1 (ko) 2014-03-21 2014-03-21 Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101591163B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10784706B2 (en) 2017-08-11 2020-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Wireless power transmitter and method for controlling the same
RU198837U1 (ru) * 2019-12-04 2020-07-30 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны" Министерства обороны Российской Федерации Корреляционно-фильтровой обнаружитель пачки радиоимпульсов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131419A (ja) 2000-10-18 2002-05-09 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置及び目標散乱点数推定方法
JP2009074917A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Panasonic Corp スペクトル拡散型レーダ装置、虚像判定方法及び虚像抑圧方法
JP2009192516A (ja) 2008-01-16 2009-08-27 Mitsubishi Electric Corp 伝搬遅延時間測定装置及びレーダ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1138120A (ja) * 1997-07-22 1999-02-12 Mitsubishi Electric Corp 不要信号抑圧方法及び装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131419A (ja) 2000-10-18 2002-05-09 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置及び目標散乱点数推定方法
JP2009074917A (ja) 2007-09-20 2009-04-09 Panasonic Corp スペクトル拡散型レーダ装置、虚像判定方法及び虚像抑圧方法
JP2009192516A (ja) 2008-01-16 2009-08-27 Mitsubishi Electric Corp 伝搬遅延時間測定装置及びレーダ装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150109871A (ko) 2015-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013069253A1 (ja) 周波数拡散型レーダ装置及びその制御方法
JP5543061B2 (ja) 対象物体の高さ評価法及びレーダーシステム
JP6406601B2 (ja) レーダ装置および物体検知方法
US20130201054A1 (en) Knowledge Aided Detector
JP6744478B2 (ja) レーダ装置
KR102144668B1 (ko) 가변 파형을 이용하여 허위 타켓 판별하는 차량용 레이더 및 이를 이용한 허위 타겟 판별 방법
KR20090125283A (ko) 위치결정을 위한 시스템 및 방법
JP2008122391A5 (ko)
US20200408878A1 (en) A radar transceiver with reduced false alarm rate
EP3510421B1 (en) Time-dependent filtering for lidar signals
KR102162284B1 (ko) 클라우드 데이터 처리 gnss 재밍 감시 방법 및 시스템
JP2015180858A (ja) レーダ装置
KR101591164B1 (ko) Uwb 레이더의 객체 검출 방법 및 장치
US11529064B2 (en) Method and device for measuring biometric signal by using radar
KR101908455B1 (ko) 저전력 주파수 변조 연속파 레이더 시스템 및 그 제어 방법
KR101591163B1 (ko) Uwb 레이더의 노이즈 억제 장치 및 방법
KR101582404B1 (ko) Uwb 레이더를 이용하여 목표물의 수를 카운팅 방법 및 장치
KR102011959B1 (ko) 펄스 압축 과정에서 간섭신호를 탐지하는 레이더 수신신호 처리 방법 및 그를 위한 장치
KR20150051695A (ko) 차량용 레이더의 고유값의 상대 비교를 통한 신호 개수 추정 방법 및 이를 이용한 차량용 레이더
KR102158740B1 (ko) 레이다 DoA 추정 시스템 및 방법
KR101652193B1 (ko) 레이더를 이용한 타겟 검출 방법 및 그 장치
KR102132296B1 (ko) Fmcw 레이더를 이용한 타겟 탐지 장치 및 방법
KR102171535B1 (ko) Uwb 레이더의 수신 장치 및 수신 신호 처리 방법
KR20200114467A (ko) 레이다 표적 검출 연산량 감소 방법 및 장치
CN114814734A (zh) 一种低信噪比条件下雷达天线扫描类型识别方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 5