KR102106976B1 - Apparatus for detecting rear or dead-zone of vehicle using doppler information and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 도플러 정보를 이용한 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도플러 레이더를 이용하여 차량 후방 또는 사각지대의 위험 상황을 효과적으로 탐지할 수 있는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle rear or blind spot detection apparatus and method using Doppler information, and more specifically, to a rear or blind spot of a vehicle that can effectively detect a dangerous situation in the rear or blind spot of a vehicle using a Doppler radar. Zone detection apparatus and method.
현재 지능형 자동차에서 가장 중요한 요소 중 하나는 외부환경을 인식하는 센서이다. 그 중 차량의 사각지대를 탐지해서 운전자에 경보하는 기능은 최근 차량에 많이 장착되고 있는 시스템이다. One of the most important elements in the current intelligent vehicle is a sensor that recognizes the external environment. Among them, a function that detects a blind spot of a vehicle and alerts a driver is a system that has been recently installed in vehicles.
사각지대를 탐지하는 센서는 양쪽 사이드 밀러에 카메라를 장착하는 방법과 양쪽 뒷 범퍼 모서리에 레이더 센서를 장착하는 방법이 있다. 그 중 레이더 센서는 외부 환경에 강인하다는 장점과, 타겟의 거리와 속도를 정확하게 탐지할 수 있는 장점이 있어 사각지대 탐지에 주로 활용되고 있다.Sensors for detecting blind spots include mounting a camera on both side mirrors and mounting a radar sensor on both rear bumper corners. Among them, the radar sensor is mainly used for blind spot detection because it has the advantage of being robust against the external environment and the ability to accurately detect the distance and speed of the target.
도 1은 일반적인 레이더 센서 기반 사각지대 탐지 개념을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a general radar sensor-based blind spot detection concept.
현재의 레이더 센서 기반의 사각지대 탐지 시스템은 FMCW(Frequency Modulated Continuos Wave) 레이더를 포함하여 구현되며 레이더 센서는 뒷 범퍼 모서리에 도로와 수평방향으로 장착된다.The current radar sensor-based blind spot detection system includes FMCW (Frequency Modulated Continuos Wave) radar, and the radar sensor is mounted horizontally on the road at the corner of the rear bumper.
기존의 레이더 센서 기반의 사각지대 탐지 시스템은 자기 차량의 좌우측 차선의 차량으로부터 반사된 레이더 신호로부터, 타겟의 거리, 속도, 각도 위치를 탐지한 후 정보를 분석하여 운전자에게 경보하는 방식으로 운용된다. 이때, 레이더 센서에 광각 안테나를 장착하여 빗금 영역과 같이 측후방의 사각지대 영역을 모두 탐지하는 구조를 가진다. The existing radar sensor-based blind spot detection system is operated by detecting the distance, speed, and angle of the target from the radar signals reflected from the vehicles in the left and right lanes of the own vehicle, and analyzing the information to alert the driver. At this time, the radar sensor is equipped with a wide-angle antenna to detect all the blind spots in the rear side, such as hatched areas.
하지만, FMCW 레이더는 여전히 안테나 및 송수신 모듈 하드웨어 설계가 어렵고, 소형화 및 저전력 설계가 매우 어려우며, 거리 및 속도 추출을 위한 알고리즘이 필요하므로 애프터 마켓을 겨냥한 제품 제작에 상당한 어려움이 따른다.However, FMCW radar is still difficult to design the antenna and transmit / receive module hardware, miniaturization and low-power design are very difficult, and algorithms for distance and speed extraction are required, so there are significant difficulties in manufacturing products for aftermarket.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제0696392호(2017.03.19.공고)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 0696392 (Announcement on March 19, 2017).
본 발명은 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 타겟의 속도를 분석하여 차량 주변의 후방이나 사각지대를 효과적으로 탐지할 수 있고 저전력 및 소형화 설계가 용이한 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for detecting a vehicle's rear or blind spot and a method for detecting a vehicle's rear or blind spot effectively by analyzing the speed of a target from a Doppler radar installed in the vehicle and enabling low power and compact design. There is this.
본 발명은, 차량의 후방 또는 사각지대를 탐지하는 장치를 이용한 탐지 방법에 있어서, 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 레이더의 탐지 영역에 대한 도플러 레이더 신호를 수신하여 주파수 스펙트럼을 매 프레임마다 생성하는 단계와, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 상기 타겟의 속도 값을 추정하는 단계와, 상기 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 상기 차량의 위치를 기준으로 상기 타겟이 위치한 가상 거리를 매 프레임 별로 연산하는 단계와, 상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어나 미탐지되면, 과거에 기 추정된 상기 타겟의 속도 값과 상기 가상 거리를 기초로 미래 시간 구간에서의 상기 타겟의 가상 이동 궤적을 예측하는 단계, 및 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 탐지 영역 밖의 기 설정된 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 차량의 외측에 설치된 경보 수단을 통해 상대측 차량에게 위험 신호를 출력하는 단계를 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법을 제공한다.The present invention, in a detection method using a device for detecting the rear or blind spot of a vehicle, receiving a Doppler radar signal for the detection area of the radar from the Doppler radar installed in the vehicle and generating a frequency spectrum every frame, Estimating a speed value of the target when a target entered into the detection area is detected from the frequency spectrum; and based on the estimated target speed value and the inter-frame spacing, the target is located Calculating a virtual distance every frame, and if the target is not detected outside the detection area, virtually moves the target in a future time interval based on the estimated speed value of the target and the virtual distance previously Predicting a trajectory, and outputting a danger signal to an opposite vehicle through an alarm means installed outside the vehicle when the virtual movement trajectory of the target is predicted to exist in a predetermined danger zone outside the detection area It provides a method for detecting a rear or blind spot of a vehicle.
또한, 상기 도플러 레이더는 상기 차량의 왼쪽 측후방, 오른쪽 측후방 및 후방 정면 중 적어도 하나의 부위에 설치될 수 있다.In addition, the Doppler radar may be installed on at least one of the left side rear side, the right side rear side, and the rear front side of the vehicle.
또한, 상기 탐지 방법은, 상기 도플러 레이더가 차량의 측후방에 설치된 경우, 상기 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 측후방 탐지 영역을 포함하여 측후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 측후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역이고, 상기 도플러 레이더가 차량의 후방 정면에 설치된 경우, 상기 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 후방 탐지 영역을 포함하여 후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역일 수 있다.In addition, in the detection method, when the Doppler radar is installed at the rear side of the vehicle, the preset danger area is an area extending a set distance forward from the rear-side detection area including the rear-side detection area for the vehicle. The danger zone is an area corresponding to the front of the rear detection area among the danger areas, and when the Doppler radar is installed at the rear front of the vehicle, the preset danger area includes a rear detection area for the vehicle from the rear detection area. The set distance is extended forward, and the dangerous zone may be an area corresponding to the front of the rear detection area among the dangerous areas.
또한, 상기 탐지 방법은, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 상기 경보 수단을 통해 위험 신호를 출력하는 단계를 더 포함하며, 상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어난 이후에 예측된 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지할 수 있다.In addition, the detection method further includes the step of outputting a danger signal through the alert means when a target entered into the detection area is detected from the frequency spectrum, and the predicted after the target leaves the detection area When it is predicted that the virtual movement trajectory of the target exists in the danger zone, the output state of the danger signal may be maintained.
또한, 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래할 때까지 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지할 수 있다.In addition, when the virtual movement trajectory of the target is predicted to exist in the danger zone, the output state of the danger signal may be maintained until a time point predicted to exit the danger zone arrives.
또한, 상기 위험 신호를 출력하는 단계는, 상기 차량의 측후방에 설치된 LED 조명에 대한 점등 색상, 점멸 기능, 표출 정보 중 적어도 하나를 제어하여 상기 위험 신호를 출력할 수 있다.In addition, in the step of outputting the danger signal, the danger signal may be output by controlling at least one of a lighting color, a blinking function, and display information for an LED light installed on the rear side of the vehicle.
또한, 상기 탐지 방법은, 상기 위험 신호의 출력 시, 상기 차량의 실내에 장착된 운전자 경보 수단을 통하여 차량 운전자에게 상기 위험 신호를 더 출력할 수 있다.In addition, in the detection method, when the danger signal is output, the danger signal may be further output to the vehicle driver through a driver warning means mounted in the vehicle interior.
또한, 상기 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법은, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 지표 클러터 성분을 제거한 다음, 상기 지표 클러터의 도플러를 이용하여 상기 차량의 속도인 자차 속도를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method for detecting the rear or blind spot of the vehicle may further include removing an indicator clutter component from the frequency spectrum and then estimating the own vehicle speed, which is the speed of the vehicle, using a Doppler of the indicator clutter. have.
또한, 상기 탐지 방법은, 상기 자차 속도를 기 설정된 임계 값과 비교하여 상기 자차 속도가 상기 임계 값 미만인 경우, 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 상에 존재하더라도 상기 위험 신호를 출력하지 않을 수 있다.In addition, the detection method may not output the danger signal even if a virtual movement trajectory of the target exists on the danger zone when the host vehicle speed is less than the threshold value by comparing the vehicle speed with a preset threshold value. have.
그리고, 본 발명은, 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 레이더의 탐지 영역에 대한 도플러 레이더 신호를 수신하여 주파수 스펙트럼을 매 프레임마다 생성하는 생성부와, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 상기 타겟의 속도 값을 추정하는 제1 추정부와, 상기 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 상기 차량의 위치를 기준으로 상기 타겟이 위치한 가상 거리를 매 프레임 별로 연산하는 연산부와, 상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어나 미탐지되면, 과거에 기 추정된 상기 타겟의 속도 값과 상기 가상 거리를 기초로 미래 시간 구간에서의 상기 타겟의 가상 이동 궤적을 예측하는 예측부, 및 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 탐지 영역 밖의 기 설정된 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 차량의 외측에 설치된 경보 수단을 통해 상대측 차량에게 위험 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치를 제공한다.In addition, the present invention, when receiving a Doppler radar signal for the detection area of the radar from the Doppler radar installed in the vehicle to generate a frequency spectrum every frame, and when the target detected in the detection area is detected from the frequency spectrum A first estimator for estimating the speed value of the target, and a calculation unit for calculating the virtual distance at which the target is located for each frame based on the position of the vehicle based on the estimated target speed value and the inter-frame interval, If the target is not detected outside the detection area, a prediction unit predicting a virtual movement trajectory of the target in a future time interval based on the estimated speed value of the target and the virtual distance in the past, and the target When it is predicted that the virtual movement trajectory exists in a predetermined danger zone outside the detection area, a vehicle rear or blind spot detection device including a control unit that outputs a danger signal to the other vehicle through an alarm means installed outside the vehicle Provides
또한, 상기 제어부는, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 상기 경보 수단을 통해 위험 신호를 출력하며, 상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어난 이후 예측된 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우에, 상기 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 될 때까지 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지할 수 있다.In addition, when the target entering the detection area is detected from the frequency spectrum, the controller outputs a danger signal through the alarm means, and the virtual movement trajectory of the target predicted after the target leaves the detection area is the When it is predicted to exist in the danger zone, the output state of the danger signal may be maintained until a time point is predicted to exit the danger zone.
또한, 상기 제어부는, 상기 차량의 측후방에 설치된 LED 조명에 대한 점등 색상, 점멸 기능, 표출 정보 중 적어도 하나를 제어하여 상기 위험 신호를 출력할 수 있다.In addition, the control unit may output the danger signal by controlling at least one of a lighting color, a blinking function, and display information for an LED light installed on the rear side of the vehicle.
또한, 상기 제어부는, 상기 위험 신호의 출력 시, 상기 차량의 실내에 장착된 운전자 경보 수단을 통하여 차량 운전자에게 상기 위험 신호를 더 출력할 수 있다.In addition, when the danger signal is output, the controller may further output the danger signal to the vehicle driver through a driver warning means mounted in the vehicle interior.
또한, 상기 탐지 장치는, 상기 주파수 스펙트럼으로부터 지표 클러터 성분을 제거한 다음, 상기 지표 클러터의 도플러를 이용하여 상기 차량의 속도인 자차 속도를 추정하는 제2 추정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the detection device may further include a second estimating unit that removes an indicator clutter component from the frequency spectrum and then estimates the own vehicle speed, which is the speed of the vehicle, using a Doppler of the indicator clutter.
또한, 상기 제어부는, 상기 자차 속도를 기 설정된 임계 값과 비교하여 상기 자차 속도가 상기 임계 값 미만인 경우, 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 상에 존재하더라도 상기 위험 신호를 출력하지 않을 수 있다.In addition, when the host vehicle speed is less than the threshold value by comparing the host vehicle speed with a preset threshold value, the controller may not output the danger signal even if a virtual movement trajectory of the target exists on the danger zone. .
본 발명에 따르면, 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 오직 타겟의 속도를 분석하는 것만으로 차량 측방에 있는 사각지대나 차량 후방을 매우 효과적으로 탐지하고 위험 상황을 경보할 수 있으며, 도플러 레이더를 사용하므로 FMCW 레이더와 달리 저전력 및 소형화 설계가 용이함은 물론 저가 구현이 가능하며 소형 차량에도 적용될 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, only by analyzing the speed of the target from the Doppler radar installed in the vehicle, it is possible to detect blind spots on the side of the vehicle or the rear of the vehicle very effectively, and to warn of dangerous situations. Since the Doppler radar is used, the FMCW radar and Unlike the low-power and compact design, it is possible to implement a low-cost and has the advantage of being applicable to a small vehicle.
도 1은 일반적인 레이더 센서 기반 사각지대 탐지 개념을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도플러 정보를 이용한 탐지 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도플러 정보를 이용한 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3을 더욱 구체적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 차량에 설치된 도플러 레이더의 탐지 영역 및 위험 영역을 설명하는 도면이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 상황별 탐지 시나리오 예제를 설명한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법을 설명하는 도면이다.1 is a view showing a general radar sensor-based blind spot detection concept.
2 is a diagram illustrating the concept of a detection system using Doppler information according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a configuration of a vehicle rear or blind spot detection apparatus using Doppler information according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining FIG. 3 in more detail.
5 is a view illustrating a detection area and a danger area of a Doppler radar installed in a vehicle in an embodiment of the present invention.
6 to 11 are diagrams illustrating examples of various scenario detection scenarios according to embodiments of the present invention.
12 is a view for explaining a method of detecting a vehicle's rear or blind spot according to an embodiment of the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도플러 정보를 이용한 차량의 사각지대 탐지 시스템의 개념을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a concept of a blind spot detection system of a vehicle using Doppler information according to an embodiment of the present invention.
도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 시스템은 도플러 레이더를 이용한 탐지 장치(100), 외부 차량 경보 수단(200) 및 운전자 경보 수단(300)을 포함한다.As shown in Figure 2, the vehicle rear or blind spot detection system according to an embodiment of the present invention includes a
탐지 장치(100)는 차량 외측에 설치된 도플러 레이더를 통하여 차량 주변 즉, 차량 후방이나 차량 측방의 사각 지대의 타겟 존재 여부를 확인하고 그에 대한 위험 상황을 각각의 경보 수단(200,300)을 통해 경보할 수 있다. The
이러한 탐지 장치(100)는 도플러 레이더 센서 회로, 그리고 신호처리 및 후처리 모듈을 포함한다. 도플러 레이더 센서 회로는 안테나와 송수신단으로 구성되며 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하여 전달한다.The
도 2의 경우 도플러 레이더 센서가 차량의 좌우에 각각 하나씩 설치된 것을 예시하지만, 응용에 따라 오른쪽이나 왼쪽에 한 개씩 장착되어 운용될 수도 있다. 또한, 도플러 레이더 센서는 차량의 후방 정면(예를 들어, 후방 중심) 부위에도 설치되어 차량 후방 부분을 추가적으로 탐지할 수도 있다. 그 밖에도 안테나의 각도를 보다 넓게 구현하여 차량 뒷 부분 영역을 좌/우 레이더 센서에 의해 중복되게 설계할 수도 있다.2 illustrates that the Doppler radar sensors are installed one on each side of the vehicle, but may be mounted and operated one on the right or left depending on the application. In addition, the Doppler radar sensor may be installed in a rear front (eg, rear center) portion of the vehicle to additionally detect the rear portion of the vehicle. In addition, the antenna may be designed to be overlapped with the left / right radar sensor by implementing a wider angle of the antenna.
이처럼, 본 발명의 실시예는 레이더의 장착 위치에 따라, 차량 양쪽 사각지대뿐만 아니라 차량 후방에도 적용 가능하다. 즉, 제품을 구성함에 있어, 후방 단독으로 할 수도 있고, 양쪽 사각지대만 할 수도 있고, 후방 및 사각지대까지 모두 포함할 수 있도록 선택 가능하다.As such, the embodiment of the present invention is applicable to both the blind spots of the vehicle as well as the rear of the vehicle, depending on the mounting position of the radar. That is, in constructing the product, the rear may be used alone, or both of the blind spots may be selected so as to include both the rear and blind spots.
신호처리 및 후처리 모듈은 도플러 레이더 센서 회로로부터 수신한 각각의 레이더 신호를 처리하여 타겟 존재 여부를 감지한다. 도 2의 경우 저가 구현을 위해 여러 대의 레이더 센서에 대해 하나의 신호처리 및 후처리 모듈이 구비된 형태이지만, 응용 분야에 따라 좌우 레이더 각각에 대응하여 좌우에 각각 하나씩 구비될 수도 있다. 물론, 차량 후방에 레이더가 부가된 경우 처리를 도 2에 도시된 신호처리 및 후처리 모듈에서 그에 대한 레이더 신호 처리를 수행할 수도 있고 별도의 신호처리 및 후처리 모듈에서 수행할 수도 있다.The signal processing and post-processing module detects the presence of a target by processing each radar signal received from the Doppler radar sensor circuit. In the case of FIG. 2, one signal processing and post-processing module is provided for several radar sensors for low-cost implementation, but may be provided for each of the left and right radars according to the application field. Of course, when a radar is added to the rear of the vehicle, processing may be performed by the signal processing and post-processing module illustrated in FIG. 2, or may be performed by separate signal processing and post-processing modules.
신호처리 및 후처리 모듈은 위험 영역 내에 타겟이 존재하는 것으로 탐지되거나 예측되면 외부 차량 경보 수단(200) 및 운전자 경보 수단(300) 중 적어도 하나를 제어하여 위험 신호를 출력한다.The signal processing and post-processing module controls at least one of the external vehicle warning means 200 and the driver warning means 300 to output a danger signal when it is detected or predicted that a target exists in the danger area.
외부 차량 경보 수단(300)은 차량 외부에 설치되어, 타겟이 위험 영역 내에 존재할 경우에 위험 신호를 출력하여 주변의 외부 차량의 운전자에게 경보한다. 예를 들어, 좌측의 레이더 센서에 의해 위험 상황이 감지된 경우 그에 대응되어 차량 좌측 후방 모서리에 장착된 LED 조명을 점등시켜 외부 차량의 운전자에게 경고한다. 여기서, LED 조명은 점등 색상, LED 매트릭스를 깜빡이는 점멸 기능, LED 매트릭스의 표출 정보 중 적어도 하나를 조절하여 제어 가능하며, 조명 제어에는 매우 다양한 실시예가 존재할 수 있다. 후방 레이더 센서에 의해 위험 상황이 감지된 경우는 후방 모서리 두 군데의 LED 조명을 모두 점등시킬 수도 있고, 후방 정면에 위치한 별도의 LED 조명을 점등시킬 수 있다.The external vehicle warning means 300 is installed outside the vehicle, and outputs a danger signal when the target is in the danger zone to alert the driver of the surrounding external vehicle. For example, when a dangerous situation is detected by the radar sensor on the left side, the LED light mounted on the left rear corner of the vehicle is turned on to warn the driver of the external vehicle. Here, the LED lighting can be controlled by adjusting at least one of a lighting color, a blinking function for blinking the LED matrix, and display information of the LED matrix, and there can be a wide variety of embodiments in lighting control. When a dangerous situation is detected by the rear radar sensor, both LED lights at both rear corners may be turned on, or separate LED lights located at the rear front may be turned on.
운전자 경보 수단(300)은 위험 영역 내에 타겟이 존재할 경우에 차량 내부의 운전자에게 알리는 위험 신호를 출력한다. 이때, 운전자 경보 수단(300)은 스마트 폰에 연동하는 애플리케이션, 사이드 밀러에 탑재된 LED 조명, 실내 장착된 디스플레이 등으로 구현될 수 있다. The driver warning means 300 outputs a danger signal informing the driver inside the vehicle when a target is present in the danger zone. At this time, the driver warning means 300 may be implemented as an application interworking with a smart phone, an LED light mounted on a side mirror, an indoor mounted display, and the like.
본 발명의 실시예는 이러한 각각의 경보 수단(200,300)을 통하여 차량의 운전자는 물론, 상대 차량의 운전자에게도 정서적 환기를 통해 운전 주의를 유도할 수 있는 이점을 제공한다.The embodiment of the present invention provides the advantage of inducing driving attention through emotional ventilation to the driver of the vehicle as well as the driver of the vehicle through each of the warning means 200 and 300.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도플러 정보를 이용한 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3을 더욱 구체적으로 설명하는 도면이다. 3 is a view showing a configuration of a vehicle rear or blind spot detection apparatus using Doppler information according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining FIG. 3 in more detail.
도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도플러 정보를 이용한 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치(100)는 생성부(110), 제1 추정부(120), 연산부(130), 예측부(140), 제어부(150), 제2 추정부(160)를 포함한다.3 and 4, the rear or blind
생성부(110)는 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 레이더의 탐지 영역에 대한 도플러 레이더 신호를 수신하고 주파수 스펙트럼을 매 프레임마다 생성한다. 도플러 레이더 신호를 푸리에 변환하면 주파수 스펙트럼을 얻을 수 있다.The
도플러 레이더는 차량의 왼쪽 측후방, 오른쪽 측후방 및 후방 정면 중 적어도 하나의 부위에 설치될 수 있다. 여기서, 차량의 측후방 부위는 좌우측 후방 모서리 부분을 의미할 수 있다. 이하에서는 도플러 레이더가 차량의 측후방에 설치된 것을 대표 예시로 하여 설명한다. The Doppler radar may be installed on at least one of the left side rear side, the right side rear side, and the rear front side of the vehicle. Here, the side rear portion of the vehicle may mean the left and right rear edge portions. Hereinafter, a description will be given as a representative example that the Doppler radar is installed on the rear side of the vehicle.
도 5는 본 발명의 실시예에서 차량에 설치된 도플러 레이더의 탐지 영역 및 위험 영역을 설명하는 도면이다. 도 5는 설명의 편의를 위해 차량의 오른쪽 영역만 예시하고 있지만 왼쪽 영역에도 동일한 원리가 적용된다.5 is a view illustrating a detection area and a danger area of a Doppler radar installed in a vehicle in an embodiment of the present invention. 5 illustrates only the right area of the vehicle for convenience of explanation, but the same principle is applied to the left area.
레이더의 탐지 영역은 음영 표시되어 있으며, 이는 레이더의 탐지 커버리지 이내의 구간이며 실제 타겟이 탐지되는 영역을 의미한다. 탐지 영역의 크기, 형태 등은 도플러 레이더가 차량에 장착된 위치, 각도, 그리고 안테나의 각도에 따라 달라진다.The detection area of the radar is shaded, and this is an area within the detection coverage of the radar and means the area where the actual target is detected. The size and shape of the detection area depends on the position, angle, and angle of the antenna where the Doppler radar is mounted on the vehicle.
도 5에는 차량의 측후방에 설치된 레이더 센서에 대응하여 측후방의 탐지 영역(R1-1)과 이를 포함한 위험 영역(R2-1)을 도시하고 있다. 위험 영역(R2-1)은 탐지 영역(R1-1)을 포함하여 점선 표시되어 있으며 탐지 영역(R1-1)으로부터 전방으로 설정 거리 확장되어 설정된다. 이러한 위험 영역(R2-1)은 운전자에게 잘 보이지 않는 사각 지대에 해당하며, 이곳에 들어온 타겟은 현재 차량에게 위협 또는 사고 요인이 될 수도 있다. 따라서 위험 영역(R2-1) 내에서 타겟이 존재할 경우에는 운전자 또는 외부 차량에게 위험 상태를 경고하여 알릴 필요가 있다.5 illustrates a detection area R1-1 of the rear side and a dangerous area R2-1 including the detection region R1-1 corresponding to the radar sensor installed at the rear side of the vehicle. The dangerous area R2-1 is marked with a dotted line including the detection area R1-1, and is set by extending a set distance forward from the detection area R1-1. The danger zone (R2-1) corresponds to a blind spot invisible to the driver, and the target entering the vehicle may be a threat or an accident factor to the current vehicle. Therefore, when a target exists in the danger area R2-1, it is necessary to notify the driver or an external vehicle by warning the danger condition.
마찬가지로, 도 5에는 차량의 후방에 설치된 레이더 센서에 대응하여 후방의 탐지 영역(R1-2)과 이를 포함한 위험 영역(R2-2)을 도시하고 있다. 이 역시 위험 영역(R2-2)은 후방 탐지 영역(R1-2)을 포함하며 후방 탐지 영역(R1-2)으로부터 전방으로 설정 거리 확장되어 설정된다. 후방 탐지 영역(R1-2)으로 타겟이 접근하여 들어온 이후부터는 현재 차량에게 위협 또는 충돌 요인이 될 수 있다. 따라서, 이를 포함한 위험 영역(R2-2) 내에서 타겟이 존재할 경우 운전자 또는 외부 차량에게 위험 상태를 경고하여 알릴 필요가 있다.Similarly, FIG. 5 shows a rear detection area R1-2 corresponding to a radar sensor installed at the rear of the vehicle and a dangerous area R2-2 including the rear detection area R1-2. The dangerous area R2-2 also includes a rear detection area R1-2, and is set by extending a set distance forward from the rear detection area R1-2. After the target approaches and enters the rear detection area R1-2, it may become a threat or a collision factor to the current vehicle. Therefore, it is necessary to alert the driver or the external vehicle to a dangerous state when a target exists in the dangerous area R2-2 including the same.
여기서, 각각의 위험 영역(R2) 중 탐지 영역(R1)을 제외한 영역(이하, 위험 구역)의 경우 레이더 커버리지 영역 밖에 해당하므로 직접적인 타겟 탐지가 불가능하다. 하지만, 본 발명의 실시예는 타겟이 탐지 영역을 벗어난 이후에도 타겟이 위험 구역 내 존재하는지 여부를 예측함으로써 이를 토대로 위험 경보의 출력을 지속할 수 있다. Here, in each of the dangerous areas R2, the area excluding the detection area R1 (hereinafter, the dangerous area) is outside the radar coverage area, so direct target detection is impossible. However, the embodiment of the present invention can continue to output the danger alert based on this by predicting whether the target exists in the danger zone even after the target leaves the detection area.
물론, 해당 타겟이 감속 또는 정지하거나 현재 차량이 가속하는 등의 이유로 타겟이 탐지 영역의 뒷쪽으로 벗어난 경우, 타겟이 위험 영역 자체를 벗어난 상황에 해당하기 때문에 위험 신호를 출력할 필요가 없을 것이다.Of course, if the target is moved to the rear of the detection area due to the target being decelerated or stopped or the current vehicle is accelerated, there is no need to output a danger signal because the target corresponds to a situation outside the danger area itself.
이와 같이 본 발명의 실시예는 탐지 영역에 들어온 타겟을 추적 중에 타겟이 탐지 영역 밖을 벗어나 추적이 어려운 경우에 타겟에 대한 이동 궤적 예측을 통해 상황에 따라 위험 경보를 지속하거나 중단할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when the target is outside the detection area and is difficult to track while tracking the target entering the detection area, the danger warning may be continued or stopped according to a situation through prediction of a movement trajectory for the target.
특히, 본 발명의 실시예는 도플러 레이더를 통해 관측되는 타겟의 속도 정보만으로 실제 레이더의 탐지 영역보다 넓은 부위의 위험 영역 전체를 탐지하는 효과를 얻을 수 있으므로, 설계와 구현이 복잡한 FMCW 레이더 없이도 차량 후방이나 사각지대의 효율적인 탐지가 가능함은 물론 저전력 및 소형화 설계가 용이하다는 이점이 있다. 이하에서는 구체적인 탐지 기법을 설명한다.In particular, the embodiment of the present invention can obtain the effect of detecting the entire danger area of a wider area than the detection area of the actual radar only with the speed information of the target observed through the Doppler radar, so that the design and implementation of the vehicle rear without a complicated FMCW radar In addition, it has the advantage of being capable of efficient detection of blind spots, as well as low power and compact design. Hereinafter, a specific detection technique will be described.
제1 추정부(120)는 앞서 생성부(110)에서 제공한 주파수 스펙트럼를 분석하여 탐지 영역 내 타겟이 진입하여 타겟이 탐지되면, 탐지된 해당 타겟의 속도 값을 추정한다. 또한, 탐지 영역 내에 타겟이 탐지되면 제어부(150)는 경보 수단(200,300)을 통하여 위험 신호를 출력하여, 위험 영역 내에 타겟이 진입한 상황을 운전자 및 외부 차량에게 알리도록 한다.The
제1 추정부(120)는 지표 클러터가 제거된 상태의 주파수 스펙트럼에서 타겟을 탐지하고 속도 값을 결정할 수 있다. 레이더가 지표를 바라보도록 장착되면 지표 클러터가 탐지될 수 있는데, 차량 속도가 급격히 변하지 않는 이상 계속하여 비슷한 값으로 나타나므로 이러한 패턴을 이용하면 지표 클러터 성분을 구분할 수 있다.The
여기서, 본 발명의 실시예의 경우, 도플러 레이더를 이용한 것이므로, 탐지된 타겟의 속도 값은 현재 차량을 기준으로 하는 타겟 차량의 상대 속도를 의미할 수 있다. 타겟 탐지 시에는 현재 자기 차량으로 다가오는 차량과 자기 차량과 가까이 있지만 속도 차가 크지 않은 차량은 위험군으로 볼 수 있다. 주파수 스펙트럼으로부터 반사 신호의 크기가 일정 이상인 도플러 산란점들을 얻은 다음, 위험하다고 간주하는 상대 속도 범위 이내에 존재하는 것 중 가장 큰 값을 택할 수 있다.Here, in the case of the embodiment of the present invention, since the Doppler radar is used, the detected speed value of the target may mean the relative speed of the target vehicle based on the current vehicle. At the time of target detection, vehicles approaching their own vehicles and vehicles that are close to their own vehicles, but whose speed difference is not large, can be regarded as a dangerous group. From the frequency spectrum, Doppler scattering points of which the magnitude of the reflected signal is greater than or equal to a certain value can be obtained, and then the largest value that is within the relative speed range considered dangerous can be selected.
주파수 스펙트럼으로부터 타겟의 속도를 탐지하고 탐지 오차를 보상하여 속도를 추정하는 것은 기존에 공지되어 있다. 레이더 신호의 주파수 스트트럼에서 탐지된 타겟의 속도 값에는 탐지 에러값이 존재하는데, 추적 필터(Tracking filter)를 적용하여 탐지 에러를 최소화하면 오차가 최소화된 추정 속도 값을 얻을 수 있다. 이를 기초로 타겟의 추정된 속도 값을 시간에 따라 추적한다. 이때, 추적 필터 적용 시에는 여러 프레임에서 탐지된 값을 이용하여 추적 필터를 동작시켜 에러를 최소화한다. 여기서 탐지 에러란 레이더의 장착 오차 및 측정 오차를 포함한다.It is known in the art to detect the speed of a target from the frequency spectrum and compensate for the detection error to estimate the speed. There is a detection error value in the speed value of the target detected in the frequency spectrum of the radar signal, and if the detection error is minimized by applying a tracking filter, the estimated speed value with the minimum error can be obtained. Based on this, the estimated velocity value of the target is tracked over time. At this time, when applying a tracking filter, errors are minimized by operating the tracking filter using the values detected in several frames. Here, the detection error includes a radar mounting error and a measurement error.
레이더의 수신 신호로부터 타겟의 속도 값을 탐지하고 추적 필터를 적용하여 탐지 속도의 오차를 보상한 속도 추정 값을 얻는 것은 기 공지된 기법에 해당하므로 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.Detecting the speed value of the target from the received signal of the radar and applying the tracking filter to obtain the speed estimation value that compensates for the error of the detection speed is a well-known technique, so detailed description thereof will be omitted.
연산부(130)는 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 차량의 위치를 기준으로 타겟이 위치한 가상 거리를 매 프레임 별로 연산한다.The calculating
추정된 타겟의 속도 값과 프레임 간 간격을 이용하면, 현재 차량으로부터 타겟이 상대적으로 떨어진 거리를 가상으로 예측할 수 있다. 이때, 프레임 간 간격이란, 예를 들어 레이더 센서에 대한 sec 단위의 데이터 갱신 주기(예를 들어, 1 ms)를 의미할 수 있다. Using the estimated target speed value and the inter-frame spacing, it is possible to virtually predict a distance from the current vehicle relative to the target. In this case, the interval between frames may mean, for example, a data update period (eg, 1 ms) in units of sec for a radar sensor.
이와 같이, 타겟이 레이더의 탐지 영역 내로 들어와 탐지된 이후부터 타겟 영역을 벗어나기 전까지는 현재 차량으로부터 해당 타겟이 떨어진 가상 거리를 매 프레임별 획득할 수 있다. As described above, the virtual distance from the current vehicle to the target vehicle can be acquired every frame from the time the target enters the radar detection area until it is detected and leaves the target area.
예측부(140)는 탐지 영역에 있던 타겟이 탐지 영역을 벗어나 미탐지되는 경우 과거의 타겟의 속도 값과 가상 거리를 기초로 미래 시간 구간에서의 타겟의 가상 이동 궤적을 미리 예측한다. 예를 들어, 설정 개수의 과거 프레임들에서 획득된 해당 타겟의 속도 및 거리의 추이 또는 궤적을 분석하여, 현재 시점부터의 타겟의 가상 이동 궤적을 예측할 수 있다.The
그 결과, 타겟의 가상 이동 궤적이 탐지 영역 밖의 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측되면, 제어부(150)는 외부 차량 경보 수단(200)을 통해 상대측 차량으로 위험 신호를 출력한다. 이때, 제어부(150)는 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래할 때까지 위험 신호의 출력 상태를 유지하도록 하며, 그 이후부터는 위험 신호의 출력을 중단한다. 즉, 타겟의 가상 이동 궤적이 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래하면 위험 상황을 벗어난 것으로 가정하여 위험 신호의 출력을 중지한다.As a result, when it is predicted that the virtual movement trajectory of the target exists in the danger zone outside the detection area, the
여기서 제어부(150)는 운전자 경보 수단(300)을 통해 운전자에게도 위험 신호를 출력할 수 있다. 이에 따르면, 타겟이 탐지 영역을 벗어났다 하더라도 일정 시간 위험 구역에 머무르는 상황을 사전에 예측하여, 위험 상황을 즉시 경보할 수 있다.Here, the
제2 추정부(160)는 생성부(110)에서 출력된 주파수 스펙트럼으로부터 지표 클러터 성분을 제거한 다음, 지표 클러터의 도플러를 이용하여 자기 차량의 속도인 자차 속도를 추정한다. 일반적으로 자기 차량 속도의 (-) 값으로 지표 클러터의 도플러가 측정되므로 이를 이용하면 자기 차량 속도를 추정할 수 있다. 다만, 레이더의 장착 각도에 따른 속도 보상이 필요할 수 있다. 이처럼 도플러 레이더 센서만으로도 자차 속도의 추정이 가능한 경우에는 별도의 차량 속도 센서가 불필요하다.The
또한, 제어부(150)는 자차 속도를 기 설정된 임계 값과 비교하여 자차 속도가 임계 값 미만인 경우, 타겟의 가상 이동 궤적이 위험 구역 상에 존재하더라도 위험 신호를 출력하지 않을 수 있다. 이러한 기능은 경우에 따라 부가되거나 생략될 수 있는데, 예를 들어 자기 차량의 속도가 일정 이상인 경우에만 경고 시스템을 동작시키고 싶을 때 이용될 수 있다.In addition, when the host vehicle speed is less than the threshold value by comparing the host vehicle speed with a preset threshold value, the
이하에서는 상술한 내용을 토대로 본 발명의 실시예에서 발생 가능한 다양한 상황별 탐지 예제를 구체적으로 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위해 도 5에서와 같이 현재 차량이 주행 중인 차로에 대해 우측 차로를 지나는 타겟 차량이 탐지 영역 내 들어오는 상황을 가정하여 설명한다.Hereinafter, examples of various context-specific detections that may occur in the embodiments of the present invention will be described in detail based on the foregoing. In addition, for convenience of description, it will be described on the assumption that the target vehicle passing through the right lane enters the detection area for the lane in which the current vehicle is driving, as shown in FIG. 5.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 상황별 탐지 시나리오 예제를 설명한 도면이다. 6 to 11 are diagrams illustrating examples of various scenario detection scenarios according to embodiments of the present invention.
먼저, 도 6의 상단 그림은 시간 별 탐지 및 추정된 타겟의 속도 값을 도시한 것으로, 가로축은 시간, 세로축은 속도값을 나타낸다. 표시된 점들 중에서 별표(*)는 도플러 레이더에 의한 타겟의 속도 탐지 값이고, 동그라미(●)는 추적 필터를 적용 후 레이더 장착 오차 및 측정 오차가 보상된 속도 추정 값을 나타낸다. 에러 보상 이후의 추정 값은 탐지 값과 비교하여 볼 때 데이터 요동이 감소된 것을 알 수 있다. 또한, 타겟이 탐지 영역에 진입한 시점부터 탐지 영역을 다시 벗어난 시점까지는 타겟의 속도 값이 추적되고 탐지 영역을 벗어난 이후부터 탐지 및 추적 값이 끊긴 것을 알 수 있다.First, the upper figure of FIG. 6 shows the speed values of the detected and estimated targets by time, with the horizontal axis indicating time and the vertical axis indicating speed. Among the displayed points, an asterisk (*) is a speed detection value of a target by a Doppler radar, and a circle (●) represents a speed estimation value that is compensated for radar mounting errors and measurement errors after applying a tracking filter. It can be seen that the data fluctuation is reduced when the estimated value after error compensation is compared with the detected value. In addition, it can be seen that the speed value of the target is tracked from the time the target enters the detection area to the time it leaves the detection area again, and the detection and tracking values are cut off after leaving the detection area.
도 6의 하단 그림은 시간별로 연산된 타겟의 가상 거리를 나타낸 것으로, 가로축은 시간, 세로축은 가상 거리를 나타낸다. 이때, 세로축이 가로축과 만나는 지점 즉, 세로축의 최상단 지점은 현재 차량의 위치(기준점)에 해당하므로, 그래프 상의 동그라미(●)는 현재 차량의 위치를 기준으로 상대적으로 떨어진 타겟의 가상 거리를 나타낸다. 예를 들어 도 6은 시간에 따라 타겟이 점점 가까워지는 상황에 해당한다The lower figure of FIG. 6 shows the virtual distance of the target calculated by time, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents virtual distance. At this time, since the vertical axis meets the horizontal axis, that is, the uppermost point of the vertical axis corresponds to the current vehicle position (reference point), the circle (●) on the graph represents the virtual distance of the target relative to the current vehicle position. For example, FIG. 6 corresponds to a situation where the target is gradually getting closer with time.
사각형(■)은 타겟이 탐지 영역을 벗어난 이후부터 존재하는데, 이는 예측에 의해 획득한 시간에 따른 가상 거리 값들이며 이들을 결합하면 가상 이동 궤적이 된다. 이와 같이, 타겟이 탐지 영역을 벗어난 이후부터는 실제 속도 탐지 값이 없음에도 불구하고 타겟의 과거 속도 값들의 궤적(추이)과 센서 갱신 주기를 이용하여 거리나 이동 궤적을 가상으로 예측할 수 있다.The square (■) exists after the target leaves the detection area, which are virtual distance values over time obtained by prediction, and when combined, become a virtual movement trajectory. As described above, even after the target leaves the detection area, although there is no actual speed detection value, the distance or the movement trajectory can be predicted virtually using the trajectory (trend) of the target's past velocity values and the sensor update cycle.
또한, 도 6에 도시된 경보 영역 구간을 보면, 타겟이 레이더에서 탐지된 시점부터 경보를 출력하는 것을 알 수 있으며, 탐지 영역을 벗어난 이후에도 타겟이 위험 구역에 있다고 예측된 경우라면 경보 출력 상태를 유지하게 된다. In addition, looking at the alarm region section shown in FIG. 6, it can be seen that the target outputs an alarm from the time the radar is detected, and if it is predicted that the target is in the danger zone even after the detection region is out, the alarm output state is maintained. Is done.
도 7은 현재 차량의 옆 차로에서 타겟이 뒤에서부터 빠르게 다가와 탐지 영역에 진입한 다음 탐지 영역을 다시 벗어난 상황을 나타낸다. 이때, 도 7의 상단 그림을 보면 타겟이 최초 탐지된 1번째 시간부터 5번째 시간까지 계속하여 10 m/s의 상대 속도를 유지하였고, 하단 그림을 보면 가상 거리가 점차 좁아져 현재 차량에 거의 근접하게 접근했던 상황임을 알 수 있다.7 shows a situation in which a target approaches a detection area quickly from behind and enters the detection area in the next lane of the current vehicle, and then leaves the detection area again. At this time, looking at the upper figure of FIG. 7, the target continued to maintain a relative speed of 10 m / s from the first time to the fifth time, and when the lower figure was seen, the virtual distance gradually became narrower and closer to the current vehicle. It can be seen that the situation has been approached.
5번째 시간까지의 과거 속도 및 거리 추이를 기초로, 5번째 시간 이후부터는 타겟이 탐지 영역의 전방으로 벗어날 것으로 예측할 수 있다. 도 7의 경우 7번째 시간까지 위험 경고가 출력된 것을 알 수 있는데, 이는 탐지 영역 전방의 위험 구역에서 2개의 시간 동안 짧게 머무른 후 7번째 시간에서 위험 구역을 완전히 벗어난 상황을 나타낸다.Based on the past speed and distance trend up to the 5th time, it can be predicted that from the 5th time onwards, the target will deviate forward of the detection area. In the case of FIG. 7, it can be seen that the danger warning was output by the 7th time, which represents a situation where the danger zone was completely out of the 7th time after briefly staying for 2 hours in the danger zone in front of the detection area.
도 8은 도 7과 거의 유사하나, 타겟의 상대 속도가 시간에 따라 조금씩 줄어든 것을 알 수 있다. 이 경우 도 7의 경우 보다는 거리가 좀 더 천천히 좁혀지게 되고 이에 따라 타겟이 탐지 영역에 머무르는 시간과 위험 구역에 머무르는 시간이 1개의 시간 씩 길어져, 위험 경고 시간이 2개 시간 만큼 늘어난 것을 알 수 있다.FIG. 8 is almost similar to FIG. 7, but it can be seen that the relative speed of the target is gradually decreased with time. In this case, it can be seen that the distance is narrowed more slowly than in the case of FIG. 7, and accordingly, the time for the target to stay in the detection area and the time for staying in the danger zone is increased by one hour, and the danger warning time is increased by two hours. .
도 9는 도 8보다 상대 속도가 더 급격히 줄어드는 상황으로 타겟이 탐지 영역을 벗어나기 직전인 6번째와 7번째 시간에서는 상대 속도가 0에 가까워진 알 수 있다. 상대 속도가 0에 가깝다는 것은 옆 차로에서 타겟 차량이 현재 차량에 대해 거의 평행하게 주행하는 것을 의미한다. 즉, 탐지 영역을 벗어나기 직전에 상대 속도가 0에 거의 가까워졌기 때문에, 타겟이 위험 구역 상에서 평행하게 주행하면서 계속하여 위험 구역에 머무를 가능성이 높게 된다. 그에 따라 위험 경고 시간도 길어진다.9 is a situation in which the relative speed decreases more rapidly than in FIG. 8, and it can be seen that the relative speed approaches 0 in the 6th and 7th time just before the target leaves the detection area. Relative speed close to zero means that the target vehicle in the next lane is driving substantially parallel to the current vehicle. That is, since the relative speed is almost close to zero just before leaving the detection area, there is a high possibility that the target continues to stay in the danger zone while traveling in parallel on the danger zone. This also increases the risk warning time.
도 10은 타겟 차량이 속도를 줄이며 탐지 영역에 진입한 후 현재 차량보다 속도를 더 줄이면서 멀어지는 경우에 해당한다. 즉, 타겟이 1번째 시간에 탐지 영역 내에 진입하여 거리가 조금씩 가까진 후 다시 4번째 시간부터 거리가 멀어졌다가 7번째 시간 이후로 탐지 영역을 벗어난 것을 알 수 있는데, 4번째 시간부터 상대 속도도 마이너스 값으로 전환된 것으로부터 차량이 뒤로 멀어지는 상황임을 알 수 있다. 따라서, 7번째 시간 이후부터는 위험을 경고할 필요가 없게 된다.FIG. 10 corresponds to a case in which the target vehicle decreases speed and enters the detection area and then further decreases and speeds up compared to the current vehicle. That is, it can be seen that the target enters the detection area at the first time, and the distance is gradually increased from the 4th time, and then the detection area is out of the detection area after the 7th time. It can be seen that the vehicle is moving away from the negative value. Therefore, there is no need to warn of the danger from the 7th time onwards.
도 11은 타겟 차량이 현재 차량보다 느린 속도로 탐지 영역에 진입 후 갑자기 속도를 높여서 현채 차량 옆을 지나가는 상황을 나타낸다. 탐지 영역을 벗어난 7번째 시간 이후부터는 더 이상 타겟 속도 값은 탐지되지 않는데, 9번째 시간까지는 여전히 위험 영역 내 차량이 존재함을 궤적 분석을 통해 확인하여, 해당 시간까지 위험을 경고할 수 있다.11 shows a situation in which the target vehicle enters the detection area at a slower speed than the current vehicle and then suddenly increases the speed and passes by the current vehicle. After the 7th time outside the detection area, the target speed value is no longer detected. Until the 9th time, it is possible to confirm the presence of a vehicle in the danger area through trajectory analysis, and warn of the danger until the corresponding time.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법을 설명하는 도면이다.12 is a view for explaining a method of detecting a vehicle's rear or blind spot according to an embodiment of the present invention.
먼저, 생성부(110)는 도플러 레이더로부터 레이더의 탐지 영역에 대한 도플러 레이더 신호를 수신하고(S1201), 수신된 도플러 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 스펙트럼을 매 프레임마다 생성한다(S1202).First, the
제1 추정부(120)는 주파수 스펙트럼으로부터 탐지 영역 내 타겟이 탐지되면 타겟의 속도 값을 추정하고, 제어부(150)는 차량에 설치된 경보 수단(200,300)을 통해 위험 신호를 출력하여 위험 사실을 알린다(S1230). When the target in the detection area is detected from the frequency spectrum, the
타겟이 탐지된 이후부터, 연산부(130)는 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 차량의 위치를 기준으로 타겟이 위치한 가상 거리를 매 프레임 별로 연산한다(S1240).After the target is detected, the calculating
이후, 시간이 지나 타겟이 탐지 영역을 벗어나 미탐지되는 시점이 오면, 예측부(140)는 과거 추정된 타겟의 속도 값과 가상 거리를 추정부(120) 및 연산부(130)를 통해 수신하고 이를 기초로 미래 시간 구간에서의 타겟의 가상 이동 궤적을 예측한다(S1250).Subsequently, when a time comes when the target leaves the detection area and is not detected, the
여기서, 예측된 타겟의 가상 이동 궤적이 탐지 영역 밖의 기 설정된 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측되면, 제어부(150)는 해당 타겟이 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래할 때까지 현재의 위험 신호의 출력 상태를 유지하며, 해당 시간이 지나면 위험 신호의 출력을 중단한다(S1260).Here, if it is predicted that the virtual movement trajectory of the predicted target exists within the preset danger zone outside the detection area, the
이상과 같은 본 발명에 따르면, 차량에 설치된 도플러 레이더로부터 오직 타겟의 속도를 분석하는 것만으로 차량 측방이나 후방의 사각 지대를 매우 효과적으로 탐지하고 경보할 수 있으며, 도플러 레이더를 사용하므로 FMCW 레이더와 달리 저전력 및 소형화 설계가 용이함은 물론 저가 구현이 가능하며 소형 차량, 전기 차량, 로봇 등에도 적용될 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, only by analyzing the speed of the target from the Doppler radar installed in the vehicle can detect and alarm the blind spots on the side or rear of the vehicle very effectively, and using the Doppler radar, unlike the FMCW radar, low power And it is possible to implement a compact design as well as low cost, and has the advantage of being applicable to small vehicles, electric vehicles, robots, and the like.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
100: 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치
110: 생성부 120: 제1 추정부
130: 연산부 140: 예측부
150: 제어부 160: 제2 추정부100: vehicle rear or blind spot detection device
110: generating unit 120: first estimation unit
130: operation unit 140: prediction unit
150: control unit 160: second estimation unit
Claims (18)
차량의 왼쪽 측후방, 오른쪽 측후방 및 후방 정면 중 적어도 하나의 부위에 설치된 도플러 레이더로부터 레이더의 탐지 영역에 대한 도플러 레이더 신호를 수신하여 주파수 스펙트럼을 매 프레임마다 생성하는 단계;
상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 차량의 외측에 설치된 경보 수단을 통해 상대측 차량에게 위험 신호를 출력하고 상기 타겟의 속도 값을 추정하는 단계;
상기 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 상기 차량의 위치를 기준으로 전후 방향에 대해 상대적으로 떨어진 상기 타겟의 가상 거리를 매 프레임 별로 연산하는 단계;
상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어나 미탐지되면, 현재까지 기 추정된 상기 타겟의 속도 값과 상기 가상 거리를 기초로 미래 시간 구간에서의 상기 타겟의 가상 이동 궤적을 예측하는 단계; 및
상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 탐지 영역을 벗어난 탐지 영역 전방의 기 설정된 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지하되, 상기 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래할 때까지 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지하는 단계를 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.In the detection method using a device for detecting the rear or blind spot of the vehicle,
Generating a frequency spectrum every frame by receiving a Doppler radar signal for a detection area of a radar from a Doppler radar installed in at least one of a left rear side, a right rear side, and a rear front side of a vehicle;
Outputting a danger signal to an opposite vehicle through an alarm means installed outside the vehicle and estimating a speed value of the target when a target entering the detection area is detected from the frequency spectrum;
Calculating a virtual distance of each target relative to the front-rear direction based on the position of the vehicle, based on the estimated speed value of the target and the inter-frame spacing, for each frame;
Predicting a virtual movement trajectory of the target in a future time interval based on the estimated speed value of the target and the virtual distance if the target is not detected outside the detection area; And
When it is predicted that the virtual movement trajectory of the target is within the preset danger zone in front of the detection zone outside the detection zone, the output state of the danger signal is maintained, but a time point predicted to exit the danger zone arrives. And maintaining the output state of the danger signal until the vehicle is detected.
상기 도플러 레이더가 차량의 측후방에 설치된 경우, 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 측후방 탐지 영역을 포함하여 측후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 측후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역이고,
상기 도플러 레이더가 차량의 후방 정면에 설치된 경우, 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 후방 탐지 영역을 포함하여 후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역인 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.The method according to claim 1,
When the Doppler radar is installed on the rear side of the vehicle, the preset dangerous area is an area extending a set distance forward from the rear-side detection area including the rear-side detection area for the vehicle, and the dangerous area is a side of the dangerous area. The area corresponding to the front of the rear detection area,
When the Doppler radar is installed in the rear front of the vehicle, the preset danger zone is an area extending a predetermined distance forward from the rear detection zone including the rear detection zone for the vehicle, and the danger zone is the rear detection zone among the danger zones. A method for detecting a vehicle's rear or blind spot, which is the area corresponding to the front of the
상기 위험 신호를 출력하는 것은,
상기 차량의 측후방에 설치된 LED 조명에 대한 점등 색상, 점멸 기능, 표출 정보 중 적어도 하나를 제어하여 상기 위험 신호를 출력하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.The method according to claim 1 or claim 3,
Outputting the danger signal,
A method of detecting a rear or blind spot of a vehicle that outputs the danger signal by controlling at least one of a lighting color, a blinking function, and display information for an LED light installed on the rear side of the vehicle.
상기 위험 신호의 출력 시, 상기 차량의 실내에 장착된 운전자 경보 수단을 통하여 차량 운전자에게 상기 위험 신호를 더 출력하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.The method according to claim 1,
When outputting the danger signal, the vehicle rear or blind spot detection method for further outputting the danger signal to the vehicle driver through the driver warning means mounted in the interior of the vehicle.
상기 주파수 스펙트럼으로부터 지표 클러터 성분을 제거한 다음, 상기 지표 클러터의 도플러를 이용하여 상기 차량의 속도인 자차 속도를 추정하는 단계를 더 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.The method according to claim 1,
And removing the ground clutter component from the frequency spectrum, and then estimating the own vehicle speed, which is the speed of the vehicle, using the Doppler of the ground clutter.
상기 자차 속도를 기 설정된 임계 값과 비교하여 상기 자차 속도가 상기 임계 값 미만인 경우, 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 상에 존재하더라도 상기 위험 신호를 출력하지 않는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 방법.The method according to claim 8,
When the own vehicle speed is compared to a preset threshold value, when the own vehicle speed is less than the threshold value, a method of detecting a rear or blind spot of a vehicle that does not output the danger signal even if a virtual movement trajectory of the target exists on the danger zone .
상기 주파수 스펙트럼으로부터 상기 탐지 영역 내 진입된 타겟이 탐지되면 차량의 외측에 설치된 경보 수단을 통해 상대측 차량에게 위험 신호를 출력하고 상기 타겟의 속도 값을 추정하는 제1 추정부;
상기 추정한 타겟의 속도 값 및 프레임 간 간격을 기초로 상기 차량의 위치를 기준으로 전후 방향에 대해 상대적으로 떨어진 상기 타겟의 가상 거리를 매 프레임 별로 연산하는 연산부;
상기 타겟이 상기 탐지 영역을 벗어나 미탐지되면, 현재까지 기 추정된 상기 타겟의 속도 값과 상기 가상 거리를 기초로 미래 시간 구간에서의 상기 타겟의 가상 이동 궤적을 예측하는 예측부; 및
상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 탐지 영역을 벗어난 탐지 영역 전방의 기 설정된 위험 구역 내에 존재하는 것으로 예측된 경우, 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지하되, 상기 위험 구역을 벗어날 것으로 예측된 시점이 도래할 때까지 상기 위험 신호의 출력 상태를 유지하는 제어부를 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.A generator configured to receive a Doppler radar signal for a detection area of a radar from a Doppler radar installed in at least one of the left side rear side, the right side rear side, and the rear front side of the vehicle to generate a frequency spectrum every frame;
A first estimator configured to output a danger signal to an opposite vehicle through an alarm means installed outside the vehicle and estimate the speed value of the target when a target entering the detection area is detected from the frequency spectrum;
A calculation unit for calculating the virtual distance of the target relative to the front-rear direction based on the position of the vehicle based on the estimated speed value of the target and the inter-frame spacing for each frame;
A prediction unit predicting a virtual movement trajectory of the target in a future time interval based on the estimated speed value of the target and the virtual distance if the target is not detected outside the detection area; And
When it is predicted that the virtual movement trajectory of the target is within the preset danger zone in front of the detection zone outside the detection zone, the output state of the danger signal is maintained, but a time point predicted to exit the danger zone arrives. A vehicle rear or blind spot detection device including a control unit that maintains the output state of the danger signal until.
상기 도플러 레이더가 차량의 측후방에 설치된 경우, 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 측후방 탐지 영역을 포함하여 측후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 측후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역이고,
상기 도플러 레이더가 차량의 후방 정면에 설치된 경우, 기 설정된 위험 영역은 차량에 대한 후방 탐지 영역을 포함하여 후방 탐지 영역으로부터 전방으로 설정 거리 확장된 영역이며, 상기 위험 구역은 상기 위험 영역 중 후방 탐지 영역의 전방에 해당한 영역인 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.The method according to claim 10,
When the Doppler radar is installed on the rear side of the vehicle, the preset dangerous area is an area extending a set distance forward from the rear-side detection area including the rear-side detection area for the vehicle, and the dangerous area is a side of the dangerous area. The area corresponding to the front of the rear detection area,
When the Doppler radar is installed in the rear front of the vehicle, the preset danger zone is an area extending a predetermined distance forward from the rear detection zone including the rear detection zone for the vehicle, and the danger zone is the rear detection zone among the danger zones. The vehicle's rear or blind spot detection device, which is the area corresponding to the front of the vehicle.
상기 제어부는,
상기 차량의 측후방에 설치된 LED 조명에 대한 점등 색상, 점멸 기능, 표출 정보 중 적어도 하나를 제어하여 상기 위험 신호를 출력하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.The method according to claim 10 or claim 12,
The control unit,
A rear or blind spot detection device for a vehicle that outputs the danger signal by controlling at least one of a lighting color, a blinking function, and display information for an LED light installed on the rear side of the vehicle.
상기 위험 신호의 출력 시, 상기 차량의 실내에 장착된 운전자 경보 수단을 통하여 차량 운전자에게 상기 위험 신호를 더 출력하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.The method according to claim 10,
When outputting the danger signal, the vehicle rear or blind spot detection device for outputting the danger signal to the vehicle driver through the driver warning means mounted in the interior of the vehicle.
상기 주파수 스펙트럼으로부터 지표 클러터 성분을 제거한 다음, 상기 지표 클러터의 도플러를 이용하여 상기 차량의 속도인 자차 속도를 추정하는 제2 추정부를 더 포함하는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.The method according to claim 10,
After removing the indicator clutter component from the frequency spectrum, the vehicle further includes a second estimator for estimating the vehicle's own vehicle speed using the Doppler of the indicator clutter.
상기 제어부는,
상기 자차 속도를 기 설정된 임계 값과 비교하여 상기 자차 속도가 상기 임계 값 미만인 경우, 상기 타겟의 가상 이동 궤적이 상기 위험 구역 상에 존재하더라도 상기 위험 신호를 출력하지 않는 차량의 후방 또는 사각지대 탐지 장치.The method according to claim 17,
The control unit,
When the own vehicle speed is compared to a preset threshold value, when the own vehicle speed is less than the threshold value, a rear or blind spot detection device for a vehicle that does not output the danger signal even if a virtual movement trajectory of the target exists on the dangerous zone .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |