KR101851079B1 - A moving target detection apparatus and method using the fmcw radar - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 FMCW 레이더를 이용한 이동 타겟 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 연속적으로 송신되는 첩 형태의 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신되었을 때의 위상 변화를 이용하여 타겟의 이동유무를 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a moving target using an FMCW radar, and more particularly, to an apparatus and method for detecting a moving target by using a phase change when a continuously transmitted transmitted radar signal is reflected by a target and received And methods.
레이더 기술을 이용하여 이동 타겟에 대한 정보를 구하는 알고리즘은 보편적으로 각각의 첩 형태의 레이더 신호를 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)하고 그 결과를 다시 한번 시간 축 방향으로 고속푸리에변환 변환하여 이동 타겟에 대한 정보를 추출하는 2D 고속푸리에변환 방법을 사용한다. 이와 같이 2D 고속푸리에변환 방법을 사용한 레이더 기술을 이용하여 이동 타겟에 대한 거리 값과 속도 값을 구해 낼 수 있다.An algorithm for obtaining information on a moving target using radar technology is generally a Fast Fourier Transform (FFT) of radar signals of each concavity type, and the result is subjected to fast Fourier transform A 2D fast Fourier transform method is used to extract information about the target. Thus, the distance value and velocity value for the moving target can be obtained by using the radar technique using the 2D fast Fourier transform method.
이때, 만약 60개의 첩 형태의 레이더 신호를 첫 번째 FFT에 512포인트, 두 번째 FFT에 64 포인트로 연산을 진행하면 연산량은 (60 * 512 point FFT 연산량) + ( 256[첫 번째 FFT의 positive 부분만 사용] * 64 point FFT 연산량)이 된다.In this case, if 60 radix signals of the concordance type are computed as 512 points for the first FFT and 64 points for the second FFT, the computation amount (60 * 512 point FFT computation amount) + (256 [ Use] * 64 point FFT calculation amount).
따라서, 이와 같이 복잡한 연산량을 포함하는 알고리즘은 많은 연산을 빠르게 처리할 수 있는 하드웨어 시스템을 사용해야 된다.Therefore, an algorithm including such a complex calculation amount must use a hardware system capable of processing a large number of operations quickly.
하지만 특정한 감시 레이더와 같이 타겟의 움직임 여부와 그 타겟의 거리 값만 필요한 경우에는 기존의 2D 고속푸리에변환 알고리즘은 너무 많은 연산량을 소모하게 된다. However, if a target surveillance radar or a target surveillance radar is needed, the 2D fast Fourier transform algorithm consumes too much computation amount.
이에 본 발명에서는 연속적으로 송신되는 첩 형태의 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신되었을 때의 위상 변화를 이용하여 이동 타겟의 유무를 판단할 수 있는 새로운 알고리즘을 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a new algorithm that can determine the presence or absence of a moving target by using a phase change when a continuously transmitted transmitted radar signal is reflected and received by a target.
본 발명은 FMCW 레이더를 이용한 이동 타겟 탐지 장치 및 방법에 관한 것으로, 연속적으로 송신되는 첩 형태의 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신되었을 때의 위상 변화를 이용하여 타겟의 이동유무를 판단하는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a moving target using an FMCW radar, and more particularly, to an apparatus and method for detecting a moving target by using a phase change when a continuously transmitted transmitted radar signal is reflected by a target and received And methods.
본 발명의 일실시예에 따른 이동 타겟 탐지 방법은 안테나를 통해 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호를 추출하는 단계; 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density, PSD)를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 파워 스펙트럼 밀도에 기초하여 상기 타겟의 이동유무를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 송신 레이더 신호 및 수신 레이더 신호는 시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 첩(Chirp) 형태를 가질 수 있다.A moving target detection method according to an embodiment of the present invention includes a step of extracting two receiving radar signals having a specific time interval among received radar signals reflected from a target by a transmission radar signal continuously transmitted through an antenna ; Calculating a power spectral density (PSD) indicating whether the phase difference between the two received radar signals is changed; And determining whether the target is moved based on the calculated power spectral density, wherein the transmitting radar signal and the receiving radar signal may have a chirp shape in which the frequency varies linearly with time .
상기 파워 스펙트럼 밀도를 계산하는 단계는 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 각각의 비트(Beat) 신호를 생성하는 단계; 상기 생성된 각각의 비트 신호를 특정 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링 함으로써 각각의 비트 신호에 대한 ADC(Analog Digital Converter) 데이터를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터에 주파수 변환을 수행하여 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of calculating the power spectral density comprises: generating each beat signal using the extracted two received radar signals; Determining ADC (Analog Digital Converter) data for each bit signal by sampling each of the generated bit signals using a specific sampling frequency; And performing frequency conversion on the ADC data for each of the determined bit signals to calculate a power spectral density indicating whether the phase difference between the two received radar signals is changed.
상기 파워 스펙트럼 밀도를 계산하는 단계는 상기 주파수 변환이 수행된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터의 I/Q 위상 정보를 이용할 수 있다.The step of calculating the power spectral density may use the I / Q phase information of the ADC data for each bit signal subjected to the frequency conversion.
상기 타겟이 이동 중이라고 판단된 경우, 상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 단계는 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 생성된 각각의 비트 신호의 주파수를 이용할 수 있다.Further comprising the step of outputting the position of the moving target when it is determined that the target is moving, wherein the step of outputting the position of the moving target comprises the steps of: The frequency of the bit signal can be used.
본 발명의 일실시예에 따른 이동 타겟 탐지 장치는 안테나를 통해 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호를 추출하는 추출부; 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density, PSD)를 계산하는 계산부; 및 상기 계산된 파워 스펙트럼 밀도에 기초하여 상기 타겟의 이동유무를 판단하는 판단부를 포함하고, 상기 송신 레이더 신호 및 수신 레이더 신호는 시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 첩(Chirp) 형태를 가질 수 있다.A moving target detection apparatus according to an embodiment of the present invention includes an extraction unit that extracts two received radar signals having a specific time interval among received radar signals reflected from a target by a transmission radar signal continuously transmitted through an antenna, part; A calculation unit for calculating a power spectral density (PSD) indicating whether the phase difference between the two received radar signals is changed; And a determination unit determining whether the target is moved based on the calculated power spectral density, and the transmission radar signal and the reception radar signal may have a chirp shape in which the frequency varies linearly with time .
상기 계산부는 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 각각의 비트(Beat) 신호를 생성하고, 상기 생성된 각각의 비트 신호를 특정 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링 함으로써 각각의 비트 신호에 대한 ADC(Analog Digital Converter) 데이터를 결정하며, 상기 결정된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터에 주파수 변환을 수행하여 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도를 계산할 수 있다.The calculation unit generates each beat signal using the extracted two received radar signals and samples each of the generated bit signals using a specific sampling frequency to obtain an ADC Digital converter) data, and performs frequency conversion on the ADC data of each of the determined bit signals to calculate a power spectral density indicating whether the phase difference between the two received radar signals is changed.
상기 계산부는 상기 주파수 변환이 수행된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터의 I/Q 위상 정보를 이용할 수 있다.The calculator may use the I / Q phase information of the ADC data for each bit signal subjected to the frequency conversion.
상기 타겟이 이동 중이라고 판단된 경우, 상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 출력부를 더 포함하고, 상기 출력부는 상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 생성된 각각의 비트 신호의 주파수를 이용할 수 있다.And an output unit outputting the position of the moving target when it is determined that the target is moving, and the output unit may use the frequency of each bit signal generated using the extracted two receiving radar signals .
본 발명의 일실시예에 의하면, 연속적으로 송신되는 첩 형태의 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신되었을 때의 위상 변화를 이용함으로써 타겟의 이동유무를 판단할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to judge whether or not the target is moved by using the phase change when the concatenated transmission radar signal transmitted continuously is reflected and received by the target.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 타겟 탐지 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 이동 타겟 탐지 장치가 이동 타겟을 탐지하는 알고리즘의 배경을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이동 타겟 탐지 장치가 사용하는 레이더 신호의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 타겟 탐지 장치가 수행하는 이동 타겟 탐지 방법을 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a moving target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a background of an algorithm for a moving target detection apparatus to detect a moving target according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a radar signal used by a moving target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a moving target detection method performed by the moving target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", and the like, are used to specify one or more of the features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 타겟 탐지 장치를 도시한 도면이다.1 is a view illustrating a moving target detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이동 타겟 탐지 장치(100)는 FMCW 레이더를 이용하여 타겟의 이동 유무를 판단하는 방법을 제공한다. 이때, 이동 타겟 탐지 장치(100)의 안테나를 통해 송수신되는 레이더 신호는 시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 첩(chirp) 형태를 가질 수 있다. The moving
구체적으로 이동 타겟 탐지 장치(100)는 도 3과 같이 첩 형태의 송신 레이더 신호를 일정한 주기를 가지고 연속적으로 송신할 수 있다. 그리고, 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호는 타겟에 의해 반사되어 이동 타겟 탐지 장치(100)로 통해 수신될 수 있다.Specifically, the moving
기존의 FMCW 레이더를 이용한 이동 타겟 탐지 방법은 도 3과 같이 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 모든 수신 레이더 신호들을 이용하였다. 그로 인해 처리해야 할 연산이 복잡하여 많은 리소스가 필요하였다. In the moving target detection method using the conventional FMCW radar, as shown in FIG. 3, a continuously transmitted transmission radar signal is reflected by the target and all received radar signals are used. Therefore, the computation to be processed is complicated and a lot of resources are required.
이와는 달리 본 발명의 이동 타겟 탐지 장치(100)는 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호만을 이용하여 타겟의 이동유무를 판단하는 새로운 알고리즘을 제공한다. 이때, 이러한 새로운 알고리즘은 다음의 두 가지 조건을 배경으로 이루어질 수 있다. In contrast, the moving
(1) 만약 타겟이 정지해 있는 상태일 경우, 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 수신 레이더 신호들의 위상은 변화 없이 일정한 값을 가진다. (1) If the target is stationary, the continuously transmitted transmitted radar signals are reflected by the target, and the received radar signals have a constant value without change in phase.
예를 들어, 이동 타겟 탐지 장치(100)가 정지해 있는 타겟을 향해 송신 레이더 신호를 연속적으로 L개 송신하였다고 가정하자. 그러면 이동 타겟 탐지 장치(100)는 L개의 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사된 L개의 수신 레이더 신호를 수신할 수 있다. 이때, 이동 타겟 탐지 장치(100)로 수신되는 수신 레이더 신호는 타겟이 정지해 있으므로 위상의 변화가 없이 일정한 값을 가지게 된다.For example, assume that the mobile
따라서, 이 경우에는 제1 송신 레이더 신호와 제1 수신 레이더 신호가 믹싱된 제1 비트(Beat) 신호부터 제L 송신 레이더 신호와 제L 수신 레이더 신호가 믹싱된 제L 비트 신호까지 모든 비트 신호가 동일한 위상을 가질 수 있다.Therefore, in this case, all of the bit signals from the first beat signal, in which the first transmission radar signal and the first reception radar signal are mixed, to the L th bit signal where the L th transmission radar signal and the L reception radar signal are mixed, And can have the same phase.
도 2의 (a)는 타겟이 정지해 있는 경우 복수의 비트 신호 중 제1 비트 신호와 제L 비트 신호를 선택하여 겹쳐 그린 그래프를 보여준다. 타겟이 정지해 있어 모든 비트 신호가 동일한 위상을 가지므로 제1 비트 신호와 제L 비트 신호는 도 2의 (a)와 같이 하나로 포개질 수 있다. 2 (a) shows a graph in which the first bit signal and the L-bit signal of the plurality of bit signals are selected and overlapped when the target is stopped. Since the target is stationary and all bit signals have the same phase, the first bit signal and the L bit signal can be combined into one as shown in FIG. 2A.
도 2의 (b)는 타겟이 정지해 있는 경우 제1 비트 신호부터 제L 비트 신호 중 특정 인덱스 부분에 대한 위상 변화를 그래프로 보여준다. 타겟이 정지해 있어 모든 비트 신호가 동일한 위상을 가지므로 정지 타겟의 위상 변화는 없는 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 (b) is a graph showing a phase change with respect to a specific index part of the first bit signal to the L-bit signal when the target is stopped. Since the target is stationary and all bit signals have the same phase, it can be seen that there is no phase change of the stationary target.
(2) 이와는 달리 만약 타겟이 이동하는 상태일 경우, 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사된 수신 레이더 신호들은 수신되는 시간이 서로 달라 위상의 변화가 발생하게 된다.(2) Otherwise, if the target is in a moving state, the received radar signals reflected from the target by the continuously transmitted transmission radar signals are received at different times, and a phase change occurs.
따라서, 이 경우에는 제1 송신 레이더 신호와 제1 수신 레이더 신호가 믹싱된 제1 비트(Beat) 신호부터 제L 송신 레이더 신호와 제L 수신 레이더 신호가 믹싱된 제L 비트 신호까지 모든 비트 신호의 위상이 달라질 수 있다.Therefore, in this case, a first beat signal in which the first transmission radar signal and the first reception radar signal are mixed, and a L th bit signal in which the L th transmission radar signal and the L th reception radar signal are mixed, The phase can be changed.
도 2의 (c)는 타겟이 이동하는 경우 복수의 비트 신호 중 제1 비트 신호와 제L 비트 신호를 선택하여 겹쳐 그린 그래프를 보여준다. 타겟이 이동하고 있어 모든 비트 신호의 위상이 다르므로 제1 비트 신호와 제L 비트 신호는 도 2의 (c)와 같이 하나로 포개지지 않고 위상 차이만큼의 차이가 날 수 있다.2C shows a graph in which the first bit signal and the L bit signal of the plurality of bit signals are selected and overlapped when the target moves. Since the phases of all the bit signals are different due to the movement of the target, the first bit signal and the L th bit signal may not overlap with each other as shown in (c) of FIG.
도 2의 (d)는 타겟이 이동하는 경우 제1 비트 신호부터 제L 비트 신호 중 특정 인덱스 부분에 대한 위상 변화를 그래프로 표현 보여준다. 타겟이 이동하고 있어 모든 비트 신호의 위상이 달라지므로 이동 타겟의 위상 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 (d) shows a graph of the phase change with respect to a specific index part of the first bit signal to the L-bit signal when the target moves. Since the phase of all the bit signals is changed due to the movement of the target, it can be confirmed that the phase change of the moving target occurs.
이와 같이 본 발명의 이동 타겟 탐지 장치(100)는 수신 레이더 신호들의 위상 변화를 이용하여 타겟의 이동유무를 판단할 수 있다. 이때, 이동 타겟 탐지 장치(100)는 기존의 방법과는 달리 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 타겟의 이동유무를 판단함으로써 필요한 메모리 공간 및 연산량을 줄일 수 있다.In this way, the moving
구체적으로 도 1을 참고하면 이동 타겟 탐지 장치(100)는 추출부(110), 계산부(120), 판단부(130) 및 출력부(140)로 구성될 수 있다. 추출부(110)는 안테나를 통해 연속적으로 송신된 송신 레이더 신호가 타겟에 의해 반사되어 수신된 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호를 추출할 수 있다. 예를 들어, 추출부(110)는 복수의 수신 레이더 신호들 중 첫 번째 송신 레이더 신호와 사용자가 미리 정의한 지연시간 이후에 송신된 N 번째 송신 레이더 신호에 대응하는 수신 레이더 신호들을 선택하여 추출할 수 있다. More specifically, referring to FIG. 1, the moving
계산부(120)는 추출된 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectrum Density, PSD)를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로 계산된 파워 스펙트럼 밀도는 타겟이 정지해 있는 경우 보다, 이동하는 경우 큰 값을 가질 수 있다. The
구체적으로 계산부(120)는 생성부(121), 결정부(122), 변환부(123) 및 처리부(124)의 구성을 포함할 수 있다. 생성부(121)는 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 각각의 비트(Beat) 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 추출부(110)를 통해 복수의 수신 레이더 신호들 중 첫 번째 송신 레이더 신호와 사용자가 미리 정의한 지연시간 이후에 송신된 N 번째 송신 레이더 신호에 대응하는 수신 레이더 신호들이 추출되었다고 가장하자. 그러면 생성부(121)는 각각의 첫 번째 송신 레이더 신호와 첫 번째 수신 레이더 신호를 곱하여 첫 번째 비트 신호를 생성하고, N 번째 송신 레이더 신호와 N 번째 수신 레이더 신호를 곱하여 N 번째 비트 신호를 생성할 수 있다. 이때, 생성된 비트 신호는 타겟의 거리 정보를 포함하고 있다.Specifically, the
결정부(122)는 생성부(121)를 통해 생성된 각각의 비트 신호를 특정 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링 함으로써 각각의 비트 신호에 대한 ADC(Analog Digital Converter) 데이터를 결정할 수 있다. The
변환부(123)는 결정된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터에 주파수 변환을 수행할 수 있다. 구체적으로 변환부(123)는 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터에 고속푸리에변환을 수행할 수 있다. 이때, 고속푸리에변환이 수행된 각각의 비트 신호에 대한 ADC 데이터는 I 채널 및 Q 채널의 위상 정보를 포함할 수 있다.The
처리부(124)는 변환부(123)를 통해 획득한 I 채널 위상 정보의 차이 및 Q 채널 위상 정보의 차이를 구한 후 루트 스퀘어 제곱을 적용함으로써 두 개의 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화 여부를 나타내는 파워 스펙트럼 밀도를 계산할 수 있다.The
판단부(130)는 계산된 파워 스펙트럼 밀도에 기초하여 상기 타겟의 이동유무를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 판단부(130)는 계산된 파워 스펙트럼 밀도가 사용자가 지정한 임계치 보다 크면 타겟이 이동 중이라고 판단하고, 임계치 보다 작으면 타겟이 정지한 상태라고 판단할 수 있다.The
출력부(140)는 타겟이 이동 중이라고 판단된 경우, 이동 중인 타겟의 위치를 출력할 수 있다. 구체적으로 출력부(140)는 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 생성된 각각의 비트 신호의 주파수를 이용하여 이동 중인 타겟의 위치를 출력할 수 있다.The
이와 같이 본 발명의 이동 타겟 탐지 장치(100)는 수신 레이더 신호들 중 특정 시간 간격을 가지는 두 개의 수신 레이더 신호만을 이용하여 타겟의 이동유무를 판단함으로써 필요한 메모리 공간 및 연산량을 줄일 수 있는 장점이 있다.As described above, the moving
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100 : 이동 타겟 탐지 장치
110 : 추출부
120 : 계산부
121 : 생성부
122 : 결정부
123 : 변환부
124 : 처리부
130 : 판단부
140 : 출력부100: Moving target detection device
110:
120:
121:
122:
123:
124:
130:
140:
Claims (8)
상기 제1 송신 레이더 신호와 제1 수신 레이더 신호를 믹싱하여 제1 비트 신호를 생성하고, 상기 제2 송신 레이더 신호와 제2 수신 레이더 신호를 믹싱하여 제2 비트 신호를 생성하는 단계;
상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호를 특정 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링하여 상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 ADC(Analog Digital Converter) 데이터를 결정하는 단계;
상기 결정된 ADC 데이터를 주파수 변환함으로써 상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 I 채널 위상 및 Q 채널 위상을 각각 식별하는 단계;
상기 식별된 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 I 채널 위상의 차이와 상기 식별된 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 Q 채널 위상의 차이를 이용하여 상기 제1 수신 레이더 신호 및 제2 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 제1 수신 레이더 신호 및 제2 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화가 미리 설정된 임계치 보다 크면 상기 타겟이 이동 중이라고 판단하고, 작으면 상기 타겟이 정지 중이라고 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 송신 레이더 신호 및 수신 레이더 신호는,
시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 첩(Chirp) 형태를 가지는 이동 타겟 탐지 방법A transmission radar signal continuously transmitted through the antenna is reflected by the target, and a first reception radar signal corresponding to a first transmission radar signal of the received reception radar signals and a second reception radar signal corresponding to a predefined delay Extracting a second received radar signal corresponding to a second transmitted radar signal transmitted after the second received radar signal;
Mixing the first transmission radar signal and the first reception radar signal to generate a first bit signal and mixing the second transmission radar signal and the second reception radar signal to generate a second bit signal;
Sampling the first bit signal and the second bit signal using a specific sampling frequency to determine ADC (Analog Digital Converter) data for the first bit signal and the second bit signal;
Identifying an I-channel phase and a Q-channel phase for the first bit signal and the second bit signal, respectively, by frequency-converting the determined ADC data;
And a difference between I channel phase differences for the identified first bit signal and the second bit signal and Q channel phase for the identified first bit signal and the second bit signal, Calculating a phase change between two received radar signals; And
Determining that the target is in motion if the calculated phase difference between the first received radar signal and the second received radar signal is greater than a preset threshold value and determining that the target is in motion if it is smaller
Lt; / RTI >
The transmission radar signal and the reception radar signal are transmitted,
A moving target detection method having a chirp type in which the frequency varies linearly with time
상기 타겟이 이동 중이라고 판단된 경우, 상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 단계
를 더 포함하고,
상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 단계는,
상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 생성된 각각의 비트 신호의 주파수를 이용하는 이동 타겟 탐지 방법.The method according to claim 1,
If it is determined that the target is moving, outputting the position of the moving target
Further comprising:
Wherein the step of outputting the position of the moving target comprises:
Wherein the frequency of each bit signal generated using the extracted two received radar signals is used.
상기 제1 송신 레이더 신호와 제1 수신 레이더 신호를 믹싱하여 제1 비트 신호를 생성하고, 상기 제2 송신 레이더 신호와 제2 수신 레이더 신호를 믹싱하여 제2 비트 신호를 생성하고, 상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호를 특정 샘플링 주파수를 이용하여 샘플링하여 상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 ADC(Analog Digital Converter) 데이터를 결정하며, 상기 결정된 ADC 데이터를 주파수 변환함으로써 상기 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 I 채널 위상 및 Q 채널 위상을 각각 식별한 후, 상기 식별된 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 I 채널 위상의 차이와 상기 식별된 제1 비트 신호 및 제2 비트 신호에 대한 Q 채널 위상의 차이를 이용하여 상기 제1 수신 레이더 신호 및 제2 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화를 계산하는 계산부; 및
상기 계산된 제1 수신 레이더 신호 및 제2 수신 레이더 신호 사이의 위상 변화가 미리 설정된 임계치 보다 크면 상기 타겟이 이동 중이라고 판단하고, 작으면 상기 타겟이 정지 중이라고 판단하는 판단부
를 포함하고,
상기 송신 레이더 신호 및 수신 레이더 신호는,
시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 첩(Chirp) 형태를 가지는 이동 타겟 탐지 장치.A transmission radar signal continuously transmitted through the antenna is reflected by the target, and a first reception radar signal corresponding to a first transmission radar signal of the received reception radar signals and a second reception radar signal corresponding to a predefined delay An extracting unit for extracting a second received radar signal corresponding to a second transmitted radar signal transmitted after a predetermined time;
Mixes the first transmission radar signal and the first reception radar signal to generate a first bit signal, mixes the second transmission radar signal and the second reception radar signal to generate a second bit signal, Signal and a second bit signal using a specific sampling frequency to determine ADC (Analog Digital Converter) data for the first bit signal and the second bit signal, and frequency-converts the determined ADC data, Channel phase and a Q-channel phase for the first bit signal and the second bit signal, respectively, and for identifying the difference between the I-channel phase for the identified first bit signal and the identified first bit signal, A calculation unit for calculating a phase change between the first reception radar signal and the second reception radar signal by using a difference of a Q channel phase with respect to a 2-bit signal; And
Determining that the target is moving if the phase change between the calculated first received radar signal and the second received radar signal is greater than a preset threshold value,
Lt; / RTI >
The transmission radar signal and the reception radar signal are transmitted,
A mobile target detection device having a chirp shape in which the frequency varies linearly with time.
상기 타겟이 이동 중이라고 판단된 경우, 상기 이동 중인 타겟의 위치를 출력하는 출력부
를 더 포함하고,
상기 출력부는,
상기 추출된 두 개의 수신 레이더 신호를 이용하여 생성된 각각의 비트 신호의 주파수를 이용하는 이동 타겟 탐지 장치.
6. The method of claim 5,
When it is determined that the target is moving,
Further comprising:
The output unit includes:
And the frequency of each bit signal generated using the extracted two received radar signals is used.
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KR1020160178123A KR101851079B1 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | A moving target detection apparatus and method using the fmcw radar |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200053883A (en) | 2018-11-09 | 2020-05-19 | 재단법인대구경북과학기술원 | System and Method for calculating parameters for target detection in FMCW radar system |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JP2001242240A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Aisin Seiki Co Ltd | Obstruction detecting method, radar device and on- vehicle radar device |
KR101348512B1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-01-10 | 재단법인대구경북과학기술원 | Apparatus and method for determining of moving target using radar |
-
2016
- 2016-12-23 KR KR1020160178123A patent/KR101851079B1/en active IP Right Grant
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