KR101752651B1 - Clutter elimination and multi target trace method of radar system - Google Patents
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Abstract
레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법에 관한 것으로, (a) 레이더 시스템의 송수신부에서 주변으로 레이더 신호를 송신하고, 표적에서 반사되는 신호를 수신하는 단계, (b) 제어부에서 수신된 레이더 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하는 단계, (c) 상기 레이더 검지정보에서 클러터 정보를 제거하는 단계, (d) 상기 클러터 정보가 제거된 레이더 검지정보를 이용한 표적 추적 예측 정보와 실제 검출정보가 매칭되는지 검사하는 단계 및 (e) 상기 (d)단계의 검사결과 매칭 및 언매칭된 모든 추적 정보를 이용해서 추적 히스토리를 갱신하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터를 제거하고, 동일 표적을 추적하며, 미탐지 표적 추정을 통하여 표적 오경보율을 감소시키고, 표적 탐지율과 측정정보의 정확도를 향상시킬 수 있다. (A) transmitting a radar signal to a periphery of a transmitting and receiving unit of a radar system and receiving a signal reflected from the target, (b) (C) removing the clutter information from the radar detection information; (d) comparing the target tracking prediction information using the radar detection information from which the clutter information is removed and the actual tracking information And (e) updating the tracking history by using all tracking information matched and unmatched as a result of the checking in the step (d), so that the multi-target detection information is used The same target is tracked, the target false alarm rate is reduced through non-detection target estimation, and the target detection rate and measurement information Accuracy can be improved to.
Description
본 발명은 레이더 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터(clutter)를 제거하고, 동일 표적을 추적하며, 미탐지 표적을 추정하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법에 관한 것이다. The present invention relates to a radar system, and more particularly, to a radar system for removing clutter using multiple target detection information, tracking the same target, removing a clutter of a radar system estimating a non- Tracking method.
레이더 센서는 마이크로파(microwave)를 이용하여 전파를 송신하고 표적에서 반사된 일부 반사(reflection) 신호를 수신하여 거리, 속도, 각도 정보를 측정하는 감지수단이다. A radar sensor is a sensing means for measuring the distance, velocity, and angle information by transmitting a radio wave using a microwave and receiving a reflection signal reflected from the target.
이러한 레이더 센서는 펄스 도플러 레이더(Pulsed Doppler Radar), 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, 이하 'FMCW'라 함), 계단형 주파수 연속파(Stepped-Frequency Continous Wave, 이하 'SFCW'라 함), 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying, 이하 'FSK'라 함) 레이더 등의 다양한 레이더 파형(Radar Waveform)을 사용하여 표적정보를 측정한다. The radar sensor may be a pulse radar, a frequency modulated continuous wave (FMCW), a stepped-frequency continuous wave (SFCW) And a frequency shift keying (FSK) radar. The radar waveform is used to measure target information.
본 출원인은 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 레이더 센서 기술을 개시해서 특허 출원하여 등록받은 바 있다. The applicant of the present invention has disclosed a radar sensor technology to many of the following
특허문헌 1에는 주행 도중에 주변으로 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 송수신부, 상기 송수신부를 통해 수신된 신호의 레이더 검지정보에 기초해서 표적과의 충돌 발생 여부를 판단하는 제어부 및 충돌 발생 이전에 충돌 위험 경고를 발생하는 경고부를 포함하고, 상기 레이더 검지정보는 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도 정보를 포함하는 구성을 마련하여, 레이더 검지정보를 이용해서 주변의 표적을 검지하고, 검지된 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도 정보에 따라 충돌 위험을 경고하는 레이더 단말의 충돌 경고 및 사고 기록 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는 주행 도중에 주변으로 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하고, 수신된 검지신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하며, 검지신호에 포함된 근거리 간섭신호를 제거해서 비트 주파수의 스펙트럼을 추출하여 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도 정보를 포함하는 레이더 검지정보를 생성함으로써, 디지털 신호처리 방식으로 근거리 탐지 레이더의 음영지역을 해결하여 근거리 표적에 대한 탐지확률과 표적의 검출 신뢰성을 향상시키는 레이더 장치의 근거리 음영지역 제거방법이 개시되어 있다. In
한편, 차량용 레이더 시스템에서 검출된 표적은 실제 표적인 상대 차량뿐만 아니라, 가드레일 또는 전신주 등 원하지 않는 클러터 정보들도 같이 탐지된다.On the other hand, a target detected in a radar system for a vehicle is detected not only as an actual target vehicle but also as unwanted clutter information such as a guard rail or a telephone pole.
또한, 상대차량 등 표적의 레이더 유효 반사 면적(Radar Cross Section, RCS)의 변화 또는 도로 표면으로부터 반사되는 신호 등과 같은 다중경로 반사신호에 의한 상쇄 간섭으로 인하여 표적이 검출되지 않는 경우도 발생한다. In addition, a target may not be detected due to destructive interference caused by a multipath reflection signal such as a change in the radar cross section (RCS) of a target such as a relative vehicle or a signal reflected from the road surface.
예를 들어, 하기의 특허문헌 3 내지 특허문헌 5에는 종래기술에 따른 차량용 레이더 시스템에서 클러터를 제거하는 기술이 개시되어 있다. For example,
특허문헌 3에는 도로 데이터베이스를 이용하여 경계를 인지하는 주행 도로의 측면 경계 인지 방법 구성이 기재되어 있고, 특허문헌 4에는 집화를 통해 크기 및 형태로 클러터를 판단하는 가드레일 인식방법과 자율주행시스템의 가드레일 정보 생성방법 및 장치 구성이 기재되어 있으며, 특허문헌 5에는 안테나 엘리먼트의 수직방향 배열 성분을 추가하여 표적 미탐지를 방지하는 구성이 기재되어 있다.
그러나 종래기술에 따른 차량용 레이더 시스템에 적용되는 클러터 제거 방법은 외부데이터를 이용하거나 측정데이터의 군집특성을 이용하여 가드레일이나 도로 측면을 인지하여 제거함에 따라, 플랫폼의 위치정보와 외부데이터에 대한 정확도가 추가로 요구될 뿐만 아니라, 실시간으로 변화하는 다양하고 복잡한 환경에 대해서는 적용이 어려운 문제점이 있었다 However, the clutter removal method applied to the vehicle radar system according to the related art detects and removes the guard rail or the road side by using the external data or the cluster characteristics of the measurement data, Not only accuracy is required but also it is difficult to apply to various complex environments that change in real time
또한, 종래기술에 따른 차량용 레이더 시스템에 적용되는 클러터 제거 방법은 레이더의 응시방향이 전방으로 한정되어 있는 문제점이 있었다.Also, the clutter removing method applied to the conventional radar system has a problem that the gazing direction of the radar is limited to the forward direction.
또한, 종래기술에 따른 차량용 레이더 시스템에는 수신채널을 추가하여 표적을 탐지함으로써 표적 미탐지 문제를 해결하는 방법이 적용되었으나, 이는 안테나 추가로 인한 하드웨어의 크기가 증가하고, 신호처리 계산용량 및 처리 시간이 증가하는 문제점이 있었다. In addition, in the conventional radar system for a vehicle, a method of solving a target non-detection problem by detecting a target by adding a receiving channel is applied, but the size of the hardware due to the antenna addition increases, There has been a problem of increasing.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터를 제거하고, 동일표적을 추적하며 미탐지표적을 추정할 수 있는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to eliminate clutter using multi-target detection information, to eliminate the clutter of a radar system capable of tracking the same target, Target tracking method.
본 발명의 다른 목적은 클러터 및 미탐지 표적으로 인한 표적 오경보율을 감소시키고, 측정정보의 정확도를 향상시킬 수 있는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a method and a method for tracking multiple targets in a radar system that can reduce the target false alarm rate due to clutter and undetected targets and improve the accuracy of measurement information.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법은 (a) 레이더 시스템의 송수신부에서 주변으로 레이더 신호를 송신하고, 표적에서 반사되는 신호를 수신하는 단계, (b) 제어부에서 수신된 레이더 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하는 단계, (c) 상기 레이더 검지정보에서 클러터 정보를 제거하는 단계, (d) 상기 클러터 정보가 제거된 레이더 검지정보를 이용한 표적 추적 예측 정보와 실제 검출정보가 매칭되는지 검사하는 단계 및 (e) 상기 (d)단계의 검사결과 매칭 및 언매칭된 모든 추적 정보를 이용해서 추적 히스토리를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a clutter removal method and a multi-target tracking method of a radar system according to the present invention are characterized in that (a) a radar system transmits a radar signal to a periphery of a transmission / reception unit of a radar system, (B) generating radar detection information using the radar signal received at the control unit, (c) removing clutter information from the radar detection information, (d) Checking whether the target tracking prediction information using the detection information matches the actual detection information, and (e) updating the tracking history by using all tracking information matched and unmatched as a result of the inspection in the step (d) .
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법에 의하면, 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터를 제거하고, 동일 표적을 추적하며, 미탐지 표적 추정을 통하여 표적 오경보율을 감소시키고, 표적 탐지율과 측정정보의 정확도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the clutter removal and multi-target tracking method of the radar system according to the present invention, the clutter is removed using the multi-target detection information, the same target is tracked, and the target false alarm It is possible to reduce the rate and improve the accuracy of the target detection rate and the measurement information.
즉, 본 발명에 의하면, 클러터 제거를 통해 오경보율을 감소시키고, 미탐지 표적을 추정함과 동시에 과거 추적정보들을 이용한 매칭 표적의 통합 및 분류를 수행하여 표적정보의 정확도를 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.That is, according to the present invention, it is possible to reduce the false alarm rate by removing the clutter, to estimate the undetected target, and to improve the accuracy of the target information by performing the integration and classification of the matching target using the past tracking information Is obtained.
또한, 본 발명에 의하면, 차량용 레이더 시스템뿐만 아니라 고정용, 함정용, 항공기용 레이더 시스템 등 레이더 검출 표적을 추적하는 모든 레이더 시스템에 적용할 수 있다는 효과가 얻어진다.Further, according to the present invention, it is possible to apply not only to a radar system for a vehicle but also to all radar systems for tracking radar detection targets such as a fixed system, a naval system, and an aircraft radar system.
도 1은 차량용 레이더 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 단계별로 설명하는 흐름도,
도 3은 레이더 Iso-Range, Doppler를 보인 도면,
도 4는 미탐지 표적의 정보를 추정하는 방법을 설명하는 도면,
도 5는 추적 히스토리 갱신방법을 설명하는 도면. 1 is a configuration diagram of a radar system for a vehicle,
FIG. 2 is a flowchart for explaining steps of removing a clutter and tracking a multi-target in a radar system for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a view showing a radar Iso-Range, a Doppler,
4 is a diagram for explaining a method for estimating information of an undetected target,
5 is a diagram for explaining a tracking history update method;
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 레이더 시스템 및 그의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle radar system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시 예에서는 차량의 충돌방지 및 사고기록 기능을 갖는 차량용 레이더 시스템을 이용해서 설명하기로 한다. In the present embodiment, a vehicle radar system having a vehicle collision prevention and an accident recording function will be described.
그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, ITS 교통량 측정용 레이더, 레이더 레벨미터, 근거리 변위측정 레이더, 근거리 감응제어 레이더 등 다양한 용도로 사용되는 근거리 탐지 및 검출용 레이더 시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. However, it should be noted that the present invention can be applied to a radar system for short range detection and detection, which is used for various purposes such as an ITS traffic measurement radar, a radar level meter, a near displacement measurement radar, do.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하여 차량용 레이더 시스템의 구성을 설명한다. First, before describing a clutter removal and a multi-target tracking method of a radar system according to a preferred embodiment of the present invention, the configuration of a radar system for a vehicle will be described with reference to FIG.
도 1은 차량용 레이더 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a radar system for a vehicle.
차량용 레이더 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량 주변에 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 송수신부(10) 및 송수신부(10)를 통해 수신된 신호의 레이더 검지정보에 기초해서 해당 차량과 타 차량의 충돌 발생 여부를 판단하는 제어부(20)를 포함할 수 있다. As shown in Fig. 1, a radar system for a vehicle includes a transmission / reception unit 10 that transmits a radar signal around a vehicle and receives signals reflected from a target, and a radar system 10 that is based on radar detection information of signals received through the transmission / reception unit 10 And a
이와 함께, 차량용 레이더 시스템은 충돌 발생 이전에 충돌 위험 경고를 발생하는 경고부(30)와 충돌 발생 시 레이더 검지정보와 레이더 검지정보를 누적해서 생성된 추적 정보를 저장하는 저장부(40)를 더 포함할 수 있다. In addition, the vehicle radar system includes a
송수신부(10)는 레이더 신호를 미리 설정된 방향으로 송신하는 송신 안테나(11)와 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 수신 안테나(12)가 각각 하나씩 독립적으로 마련되고, LF(low frequency) 형태의 레이더 신호를 RF(radio frequency) 신호로 변환하는 제1 신호 변환기(13), RF 신호의 전력을 증폭하는 전력 증폭기(14), 수신 안테나(12)에서 수신된 신호를 증폭하고 노이즈를 감쇠하는 저잡음 증폭기(15) 및 저잡음 증폭기(15)에서 출력되는 RF 신호를 다시 LF 신호 형태로 변환하여 비트 주파수(beat frequency) 신호를 출력하는 제2 신호 변환기(16)를 포함할 수 있다. The transmission and reception unit 10 is provided with a
제어부(20)는 FMCW, SFCW, FSK 등의 연속파 형태의 레이더 신호를 발생하는 신호 발생부(21), 송수신부(10)에서 수신된 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성 가능하도록 신호 처리하는 신호 처리부(22), 신호 처리부(22)의 출력 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하는 컨트롤러(23) 및 송수신부(10)의 제2 신호 변환기(16)에서 출력되는 아날로그 형태의 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터(24)를 포함할 수 있다. The
컨트롤러(23)는 신호 처리부(22)의 출력 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하고, 생성된 레이더 검지정보를 누적해서 추적 정보를 생성하는 기능을 할 수 있다. The
여기서, 상기 레이더 검지정보는 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도정보를 포함하고, 상기 추적 정보는 표적과의 위치 정보(x,y), 표적의 속도 정보(x,y), 가속도 정보(x,y) 및 주행 방향 정보를 포함할 수 있다.The tracking information includes position information (x, y) with the target, velocity information (x, y) of the target, acceleration information (x, y) x, y) and travel direction information.
다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 상세하게 설명한다. Next, referring to FIG. 2, a clutter removal and a multi-target tracking method of a vehicular radar system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating steps of removing a clutter and tracking a multi-target in a radar system for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2의 S10단계에서 차량용 레이더 시스템의 송수신부(10)는 차량 주변으로 레이더 신호를 송신하고 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하며, 제어부(20)는 수신된 신호를 신호처리해서 레이더 검지정보를 검출한다. 2, the transmission / reception unit 10 of the vehicle radar system transmits a radar signal to the vicinity of the vehicle and receives a signal reflected from the target. The
S12단계에서 제어부(20)는 검출된 레이더 검지정보에서 클러터 정보를 제거한다. In step S12, the
상기 클러터 정보는 가드레일 같은 고정표적과 반대편 차량과 같이 차량용 레이더 시스템에서 차량 충돌 여부를 판단하기에 불필요한 검출정보로서, 레이더 검출 목표마다 변화한다. The clutter information is detected information that is unnecessary for determining whether or not the vehicle collides with the vehicle radar system such as a fixed target such as a guard rail and a vehicle opposite to the target.
도 3은 레이더 Iso-Range, Doppler를 보인 도면이다. 3 shows a radar Iso-Range, Doppler.
도 3에 도시된 바와 같이, 레이더 Iso-Range는 레이더 시스템으로부터 동일 거리를 갖는 지점들을 연결한 원 형태로 표시되고, Iso-Doppler는 레이더 시스템을 중심으로 코사인 곡선 형상으로 표시될 수 있다. As shown in FIG. 3, the radar Iso-Range is displayed in a circular shape connecting points having the same distance from the radar system, and the Iso-Doppler can be displayed in a cosine curve shape around the radar system.
이러한 레이더 Iso-Doppler 특성으로 인하여, 검출되는 표적의 속도 정보는 레이더와 표적과의 상대 속도와 각도에 따라 변화한다. Due to this radar Iso-Doppler characteristic, the velocity information of the detected target changes with the relative speed and angle of the radar and the target.
따라서 본 실시 예에서 제어부(20)는 레이더 Iso-Doppler 특성을 이용하여 레이더 검지정보로 검출된 속도 정보를 검출된 각도 정보와 레이더의 설치 각도로 보상해서 상대 속도를 추정할 수 있다. Therefore, in this embodiment, the
즉, 고정 표적의 경우, 자차 속도가 Vt이면 고정 표적의 상대속도는 -Vt이므로, 가드레일과 같은 고정 클러터를 제거할 수 있다.That is, in the case of a fixed target, since the relative speed of the fixed target is -Vt when the vehicle speed is Vt, the fixed clutter such as the guard rail can be removed.
여기서, 검출 속도(Vm)와 표적의 상대 속도(Vt)는 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.Here, the detection speed Vm and the relative speed Vt of the target can be expressed by Equation (1).
이를 정리하면, 표적의 상대 속도(Vt)는 수학식 2와 같이 정리할 수 있다. In summary, the relative velocity (Vt) of the target can be summarized as shown in Equation (2).
또한, 제어부(20)는 중앙차선 반대차량, 상대속도 차이가 큰 차량 등 운용 모드에 따라 보상된 상대속도 정보를 이용하여 클러터로 분류되는 검출정보를 제거할 수 있다.In addition, the
S14단계에서 제어부(20)는 레이더 검지정보를 이용한 표적 추적 예측 정보와 실제 검출정보가 매칭되는지를 검사한다. In step S14, the
여기서, 제어부(20)는 n-1번째 추적 정보를 이용하여 예측된 n번째 검출정보와 실제 n번째 검출정보와의 거리와 속도 정보를 이용하여 표적 매칭 여부를 판단할 수 있다. Here, the
만약, S14단계의 검사결과 표적 추적 예측 정보와 실제 검출 정보가 매칭되면, S16단계에서 제어부(20)는 α-β 필터, α-β-γ 필터, 칼만(Kalman) 필터 등의 추적필터를 이용해서 추적 정보를 갱신한다(S16). If the target tracking prediction information matches the actual detection information at step S14, the
여기서, 제어부(20)는 동일 표적에서 다수의 반사신호가 수신됨에 따라 한 개의 트랙정보에 여러 개의 검출정보가 매칭될 경우, 각각 신규 ID로 할당하여 분리하거나 최근접 거리에 대한 정보를 표적 정보로 판단할 수 있다. Here, when a plurality of pieces of detection information are matched to one piece of track information as a plurality of reflection signals are received on the same target, the
그리고 제어부(20)는 한 개의 실제 검출정보에 여러 개의 표적 추적 예측정보가 매칭될 경우, 실제 검출정보를 매칭되는 모든 표적 추적 예측정보에 입력으로 적용할 수 있다.When a plurality of pieces of target tracking prediction information are matched with one piece of actual detection information, the
한편, S14단계의 검사결과 표적 추적 예측정보와 검출결과가 언매칭되면, 제어부(20)는 표적 미탐지 상태로 판단하고, 표적 추적 히스토리를 이용해서 표적의 정보, 즉 표적과의 거리, 표적의 각도 및 속도를 추정할 수 있다. On the other hand, if it is determined in step S14 that the target tracking prediction information and the detection result are unmatching, the
이어서, 제어부(20)는 S22단계로 진행한다. Subsequently, the
도 4는 미탐지 표적의 정보를 추정하는 방법을 설명하는 도면이다. Fig. 4 is a diagram for explaining a method of estimating information of a non-detection target.
S18단계에서 제어부(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, n-1번째 추적결과를 이용한 예측정보 중에서 n번째 실제 검출정보와 매칭되지 않은 예측정보에 대해 추적 히스토리를 이용하여 n번째 표적의 위치, 속도 및 가속도 정보를 추정한다.In step S18, as shown in FIG. 4, the
여기서, 추정되는 표적의 현재 위치정보는 M개의 과거추적정보 중 1sigma, 2sigma, 3sigma 등 분포 범위 내의 추적정보를 이용하여 속도와 가속도를 평균을 계산한 후, n-1번째 위치정보에서 계산된 속도 정보를 이용하여 추정될 수 있다. Here, the current position information of the estimated target is calculated by averaging the speed and acceleration using the tracking information within the distribution range of 1sigma, 2sigma, 3sigma, etc. among the M pieces of the past tracking information, Information can be estimated.
S20단계에서 제어부(20)는 n번째 실제 검출정보 중 n-1번째 표적 추적 예측정보와 매칭되지 않는 검출결과에 대해 신규 ID를 할당하고 검출정보를 저장한다.In step S20, the
S22단계에서 제어부(20)는 모든 추적 정보에 대해 추적 히스토리를 이용하여 동일 표적 여부를 판단하고, 판단결과 동일 표적이면 클러스터링을 수행한다(S24).In step S22, the
이와 같이, 본 발명은 모든 추적 정보에 대해 동일 표적인지 여부를 판단하여 클러스터링함에 따라, 계산해야 할 추적 정보의 수를 최소화할 수 있다. As described above, the present invention minimizes the number of tracking information to be calculated by determining whether all the tracking information is the same target and clustering it.
반면, S22단계의 판단결과 동일 표적이 아닌 경우, 제어부(20)는 동일 표적이 아닌 추적 정보를 새로운 표적으로 분리한다(S26). On the other hand, if it is determined in step S22 that the target is not the same target, the
상기 추적 히스토리에는 동일 표적으로 판단되어 ID를 부여받은 검출된 표적의 추적 정보가 주기적인 시간별로 저장될 수 있다. In the tracking history, the tracking information of the detected target, which is judged to be the same target and given an ID, may be stored in a periodical time basis.
그리고 상기 추적정보는 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도뿐만 아니라, X-Y 좌표상에 표기하기 위한 X 방향 거리, Y 방향 거리, X 방향 속도, Y 방향 속도, X 방향 가속도 및 Y 방향 가속도를 모두 포함할 수 있다.The tracking information includes not only the distance to the target, the speed and angle of the target but also the X-direction distance, Y-direction distance, X-direction speed, Y-direction speed, X-direction acceleration and Y- .
S28단계에서 제어부(20)는 추적 히스토리에 n번째 추적정보를 갱신한다.In step S28, the
도 5는 추적 히스토리 갱신방법을 설명하는 도면이다. 5 is a diagram for explaining a tracking history update method.
즉, 제어부(20)는 i번째 n시간에서 추적 히스토리의 첫 번째 열에 n번째 추적정보를 추가해서 추가 히스토리를 갱신하고, 갱신된 정보를 S18단계에 제공할 수 있다. That is, the
이어서, S30단계에서 제어부(20)는 추적 결과를 이용해서 표적의 위치를 예측하고, S14단계를 반복 수행한다. Subsequently, in step S30, the
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터를 제거하고, 동일 표적을 추적하며, 미탐지 표적 추정을 통하여 표적 오경보율을 감소시키고, 표적 탐지율과 측정정보의 정확도를 향상시킬 수 있다. Through the process as described above, the present invention can eliminate the clutter using the multi-target detection information, track the same target, reduce the target false alarm rate through the non-target detection, detect the target detection rate and the accuracy Can be improved.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been described concretely with the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
상기의 실시 예에서는 차량의 충돌방지 및 사고기록 기능을 갖는 차량용 레이더 시스템을 이용해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, ITS 교통량 측정용 레이더, 레이더 레벨미터, 근거리 변위측정 레이더, 근거리 감응제어 레이더, 함정용 및 항공기용 레이더 시스템 등 다양한 용도로 사용되는 근거리 탐지 및 검출용 레이더 시스템에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다. Although the present invention has been described using the vehicle radar system having the vehicle collision prevention and accident recording function in the above embodiment, the present invention is not limited to this, but the present invention can be applied to an ITS traffic measurement radar, a radar level meter, It should be noted that the present invention can be applied to a radar system for short range detection and detection, which is used for various purposes such as control radar, naval and aircraft radar systems.
본 발명은 다중 표적 검출정보를 이용해서 클러터를 제거하고, 동일 표적을 추적하며, 미탐지 표적 추정을 통하여 표적 오경보율을 감소시키고, 표적 탐지율과 측정정보의 정확도를 향상시키는 레이더 시스템 기술에 적용된다.The present invention is applied to a radar system technology that removes clutter using multiple target detection information, tracks the same target, reduces target false alarm rate through non-target detection, and improves target detection rate and accuracy of measurement information do.
10: 송수신부 11: 송신 안테나
12: 수신 안테나 13: 제1 신호 변환기
14: 전력 증폭기 15: 저잡음 증폭기
16: 제2 신호 변환기 20: 제어부
21: 신호 발생부 22: 신호 처리부
23: 컨트롤러 24: AD 컨버터
25: 저장유닛 26: 필터유닛
27: 비교유닛 28: 알람발생유닛
30: 경고부 40: 저장부10: transmitting / receiving unit 11: transmitting antenna
12: receiving antenna 13: first signal converter
14: power amplifier 15: low noise amplifier
16: second signal converter 20:
21: Signal generator 22: Signal processor
23: controller 24: AD converter
25: storage unit 26: filter unit
27: comparison unit 28: alarm generating unit
30: warning section 40: storage section
Claims (8)
(a) 레이더 시스템의 송수신부에서 주변으로 레이더 신호를 송신하고, 표적에서 반사되는 신호를 수신하는 단계,
(b) 제어부에서 수신된 레이더 신호를 이용해서 레이더 검지정보를 생성하는 단계,
(c) 상기 레이더 검지정보에서 클러터 정보를 제거하는 단계,
(d) 상기 클러터 정보가 제거된 레이더 검지정보를 이용한 표적 추적 예측 정보와 실제 검출정보가 매칭되는지 검사하는 단계 및
(e) 상기 (d)단계의 검사결과 매칭 및 언매칭된 모든 추적 정보를 이용해서 추적 히스토리를 갱신하는 단계를 포함하며,
상기 (b)단계에서 제어부는 레이더 Iso-Doppler 특성을 이용하여 상기 레이더 검지정보로 검출된 속도 정보를 표적의 각도 정보와 레이더의 설치 각도로 보상해서 상대 속도를 추정하고, 추정된 상대 속도를 기준으로 상기 클러터 정보를 제거하며,
상기 (d)단계에서 제어부는 표적 추적 예측 정보와 실제 검출 정보가 매칭되면 추적필터를 이용해서 실제 검출 정보를 추적 정보로 갱신하고, 상기 표적 추적 예측 정보와 검출결과가 언매칭되면 표적 미탐지 상태로 판단하며, 표적 추적 히스토리를 이용해서 표적과의 거리, 표적의 각도 및 속도를 포함하는 표적의 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법. CLAIMS 1. A method of tracking and tracking multiple targets in a radar system for transmitting radar signals around and tracking targets by receiving signals reflected from the target,
(a) transmitting a radar signal to the surroundings at a transmitting and receiving portion of the radar system and receiving a signal reflected from the target,
(b) generating radar detection information using the radar signal received by the control unit,
(c) removing clutter information from the radar detection information,
(d) checking whether the target tracking prediction information using the radar detection information from which the clutter information is removed matches the actual detection information; and
(e) updating the tracking history using all tracking information matched and unmatched as a result of the checking in the step (d)
In the step (b), the control unit estimates the relative speed by compensating the speed information detected by the radar detection information with the angle information of the target and the installation angle of the radar using the radar Iso-Doppler characteristic, To remove the clutter information,
In step (d), if the target tracking prediction information matches the actual detection information, the controller updates actual detection information to tracking information using a tracking filter. If the target tracking prediction information and the detection result are unmatching, And estimating information of a target including the distance from the target, the angle of the target, and the velocity using the target tracking history.
(d1) n-1번째 추적결과를 이용한 예측정보 중에서 n번째 실제 검출정보와 언매칭된 예측정보에 대해 추적 히스토리를 이용하여 n번째 표적의 위치, 속도 및 가속도 정보를 추정하는 단계 및
(d2) n번째 실제 검출정보 중 n-1번째 표적 추적 예측정보와 언매칭된 검출결과에 대해 신규 ID를 할당하고 검출정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법. 2. The method of claim 1, wherein step (d)
(d1) estimating the position, velocity and acceleration information of the n-th target using the tracking history for the n-th actual detection information and the unmatching prediction information among the prediction information using the (n-1)
(d2) allocating a new ID to a detection result unmapped with the (n-1) th target tracking prediction information among nth actual detection information, and storing detection information. Multiple target tracking method.
상기 (d1)단계에서 추정되는 표적의 현재 위치정보는 M개의 과거 추적정보 중 분포 범위 내의 추적정보를 이용하여 속도와 가속도를 평균을 계산한 후, n-1번째 위치정보에서 계산된 속도 정보를 이용하여 추정되는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법. 6. The method of claim 5,
The current position information of the target estimated in the step (d1) is calculated by averaging the velocity and the acceleration using the tracking information within the distribution range among the M pieces of the past tracking information, and then the velocity information calculated from the (n-1) Wherein the clutter removal and multi-target tracking method of the radar system is estimated using the method.
(e1) 모든 추적 정보에 대해 추적 히스토리를 이용하여 동일 표적 여부를 판단하고, 판단결과 동일 표적이면 클러스터링을 수행하는 단계,
(e2) 상기 (e1)단계의 판단결과 서로 다른 표적인 경우, 각 추적 정보를 새로운 표적에 대한 추적정보로 분리하는 단계,
(e3) 상기 추적 히스토리에 새로운 추적정보를 갱신하는 단계 및
(e4) 갱신된 추적 히스토리를 이용해서 표적의 위치를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법. 2. The method of claim 1, wherein step (e)
(e1) judging whether or not the same tracking target is used for all tracking information by using a tracking history, and performing clustering if the same target is determined,
(e2) separating each tracking information into tracking information for a new target, when the target is different from the determination result in the step (e1)
(e3) updating new tracking information in the tracking history and
(e4) estimating the location of the target using the updated tracking history. < Desc / Clms Page number 19 >
상기 추적 히스토리에는 동일 표적으로 판단되어 ID를 부여받은 검출된 표적의 추적 정보가 주기적인 시간별로 저장되고,
상기 추적정보는 표적과의 거리, 표적의 속도 및 각도, X-Y 좌표상에 표기하기 위한 X 방향 거리, Y 방향 거리, X 방향 속도, Y 방향 속도, X 방향 가속도 및 Y 방향 가속도를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 클러터 제거 및 다중 표적 추적방법. 8. The method according to any one of claims 1 and 5 to 7,
In the tracking history, the tracking information of the detected target, which is determined to be the same target and given an ID, is stored periodically.
The tracking information includes all of the distance to the target, the velocity and angle of the target, the X-direction distance, the Y-direction distance, the X-direction speed, the Y-direction speed, the X-direction acceleration and the Y- A clutter removal and multiple target tracking method in a radar system.
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