KR102337068B1 - 레이더 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 레이더 장치는, 탐지 신호를 송신하는 송신 안테나, 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나, 및 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다.
Description
본 발명은 레이더 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
레이더 장치가 다양한 기술분야에 적용되고 있고, 최근에는 차량에 탑재되어 차량의 이동성을 향상시키고 있다. 이러한 레이더 장치는 전자기파를 이용하여, 차량의 주변환경에 대한 정보를 탐지한다. 그리고, 해당 정보가 차량의 이동에 이용됨에 따라 차량 이동성의 효율이 향상될 수 있다. 이를 위해, 레이더 장치는 안테나를 구비하여 전자기파를 송수신한다.
선행기술문헌
(특허문헌 0001) 대한민국 공개특허 제10-2004-0025113호(2004.03.24. 공개)
선행기술문헌
(특허문헌 0001) 대한민국 공개특허 제10-2004-0025113호(2004.03.24. 공개)
실시예에 따른 레이더 장치는 추가적인 센서 없이 노이즈 신호를 제거할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치는 일정시간 동안 감지되는 타겟 감지 신호의 움직임에 기초하여 노이즈 신호를 제거할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치는 일정시간 동안 감지되는 타겟 감지 신호의 개수에 기초하여 노이즈 신호를 제거할 수 있다.
실시 예에 따른 레이더 장치는, 탐지 신호를 송신하는 송신 안테나, 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나, 및 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 탐지 신호를 송신하는 단계, 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 단계, 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 단계, 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정하는 단계, 및 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치를 적용하여 상기 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치는 추가적인 센서 없이 노이즈 신호를 제거함으로써 제조비용을 절감할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치는 일정시간 동안 감지되는 타겟 감지 신호의 움직임에 기초하여 노이즈 신호를 제거함으로써 추가적인 장비 또는 비용 없이 노이즈 신호를 필터링할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치는 일정시간 동안 감지되는 타겟 감지 신호의 개수에 기초하여 노이즈 신호를 제거함으로써 추가적인 장비 또는 비용 없이 노이즈 신호를 필터링할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 레이더 장치의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 레이더 장치의 장치도이다.
도 6은 실시예에 따른 레이더 장치가 임의의 타겟을 감지하는 다양한 예를 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
도 5는 실시예에 따른 레이더 장치의 장치도이다.
도 6은 실시예에 따른 레이더 장치가 임의의 타겟을 감지하는 다양한 예를 도시한다.
이하, 실시 예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", “전(앞) 또는 후(뒤)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, “상(위) 또는 하(아래)” 및“전(앞) 또는 후(뒤)”는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 설명의 레이더 장치는 차량용 레이더 장치일 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 레이더 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 레이더 장치(100)는, 레이돔(101), 방수링(waterproof ring, 102), 차폐부(103), 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB, 104), 브라켓(bracket, 105), 보조 인쇄 회로 기판(106), 케이스(107) 및 커넥터(108)를 포함할 수 있다.
레이돔(101)은 인쇄 회로 기판(104)을 보호하기 위해 인쇄 회로 기판(104)을 수용할 수 있다. 레이돔(101)은 케이스(107)와 결합될 수 있다. 레이돔(101)은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있다. 레이돔(101)은 전기절연체일 수 있다.
방수링(102)은 레이돔(101)과 케이스(107) 사이에 배치되어 레이더 장치(100)의 침수를 방지할 수 있다. 방수링(102)은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
차폐부(103)는 인쇄 회로 기판(104)의 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부(103)는 인쇄 회로 기판(104)의 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
인쇄 회로 기판(104)은 송신 안테나부, 송신 처리부, 수신 안테나부, 수신 처리부를 실장할 수 있다. 상기 송신 안테나부 및 수신 안테나부는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 송신 처리부 및 상기 수신 처리부는, 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓(105)은 인쇄 회로 기판(104)의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다. 보조 인쇄 회로 기판(106)은 전원 및 신호 처리를 위한 회로를 실장할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 케이스(107)는 커넥터(108), 보조 인쇄 회로 기판(106), 브라켓(105), 인쇄 회로 기판(106) 및 차폐부 (103)를 수용할 수 있다.
커넥터(108)는 레이더 장치(100)와 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 커넥터(108)는 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 2를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(200)는 제어부(201), 제1 송신 안테나(202), 제1 수신 안테나(203)를 포함할 수 있다. 실시에에 따른 상기 제어부(201)는 상기 레이더 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(201)는 상기 제1 송신 안테나(202) 및 상기 제1 수신 안테나(203)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(202)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(202)는 상기 제어부(201)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(202)는 미리 정해진 탐지 영역(204)으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(203)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(203)는 상기 제어부(201)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(203)는 미리 정해진 탐지 영역(205)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 인체 감지용 레이더 장치일 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(200)는 보안 및 안전을 위한 감지 센서 장치로 사용될 수 있다. 이때, 상기 레이더 장치(200)는 PIR(Passive InfraRed) 센서(미도시)에 비해 눈, 비, 바람, 낙엽 등의 환경 노이즈에 대한 오탐지가 발생할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서와 함께 사용되어 상기 환경 노이즈를 상기 PIR 센서로 제거함으로써 오탐지를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서가 오탐지하는 사항을 상기 레이더 장치(200)를 통해 제거함으로써 상기 PIR 센서와 상호 보완될 수 있다.
그러나, 상기 레이더 장치(200)와 상기 PIR 센서를 함께 사용할 경우 상기 PIR 센서 추가에 따른 추가 비용이 발생할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(200)를 실외에서 사용할 경우, 상기 PIR 센서의 낮은 탐지 거리로 인해 상기 환경 노이즈에 대한 제거 효과가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서 없이, 상기 환경 노이즈를 제거하기 위한 알고리즘을 통해 상기 환경 노이즈를 제거할 수 있다. 이에 따라 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서를 위한 추가 비용 없이 저비용으로 탐지 거리 개선 및 환경 노이즈 제거가 가능하다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 3의 (a)를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(300)는 제어부(301), 제1 수신 안테나(302), 제1 송신 안테나(303), 제2 수신 안테나(304)를 포함할 수 있다. 실시에에 따른 상기 제어부(301)는 상기 레이더 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(301)는 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(302)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(302)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(302)는 미리 정해진 좌측 탐지 영역(305)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(303)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(303)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(303)는 미리 정해진 중앙 탐지 영역(306)으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제2 수신 안테나(304)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제2 수신 안테나(304)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 안테나(304)는 미리 정해진 우측 탐지 영역(307)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
도 3의 (b)를 참고하면 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304)는 상기 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 수신 안테나(302)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 송신 안테나(303)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 수신 안테나(304)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 접지부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304) 각각의 일단은 상기 접지부에 접지될 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치(300)는 1개의 송신 안테나(303) 및 2개의 수신 안테나(302, 304)로 구성될 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302)로 상기 레이더 장치(300)의 좌측 전방을 감시할 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제2 수신 안테나(304)로 상기 레이더 장치(300)의 우측 전방을 감시할 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 감지된 신호에 기초하여 클러터(clutter) 신호를 제거할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 실외 환경에서는 특정 물체가 좌측 및 우측에서 동시에 상기 레이더 장치(300)를 통해 감지되지 않을 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 좌측을 탐지하는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 우측을 탐지하는 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 특정 물체가 동시에 감지될 경우, 상기 특정 물체에 대한 감지 신호를 눈, 비, 낙엽 등과 같이 동시 다발적인 물체에 대한 노이즈 신호로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 탐지되는 신호의 개수가 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우, 상기 탐지되는 신호를 노이즈 신호로 판단할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(300)는 상기 노이즈 신호를 판단하기 위한 미리 정해진 룩업 테이블을 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 룩업 테이블은 미리 정해진 시간 동안의 탐지 신호의 이동 거리 및 이동 각도에 따라 상기 노이즈 신호를 판단할 수 있는 임계 거리 및 임계 각도들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 룩업 테이블은 상기 미리 정해진 시간 동안의 탐지 신호의 개수에 따라 상기 노이즈 신호를 판단하기 위한 탐지 신호의 임계값을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치(300)는 탐지 신호를 송신하는 송신 안테나(303), 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나(302, 303), 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 제어부(301)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값을 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치를 적용하여 상기 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값 이하일 경우 상기 복수개의 반사 신호를 유효 신호로 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제2 가중치를 적용하여 상기 제2 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(300)는 적어도 하나의 타겟에 대한 반사 신호를 출력 장치(미도시)로 출력할 수 있다. 상기 출력 장치는 영상 출력 장치, 음향 출력 장치, 또는 상기 영상 및 음향을 동시에 출력할 수 있는 장치일 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대한 신호 대 노이즈(signal to noise ratio; SNR) 값을 측정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 SNR 값에 기초하여 상기 제1 가중치 또는 상기 제2 가중치를 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값을 가질 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 복수개의 반사 신호의 개수가 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 상기 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
도 4를 참고하면 레이더 장치는 상기 레이더 장치의 시스템을 초기화할 수 있다(S401 단계).
상기 레이더 장치는 시스템을 초기화한 후 상기 레이더 장치가 탐색 가능한 전 방향에 대하여 가중치를 적용하여 타겟(target)을 탐색할 수 있다(S402 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 특정 시간동안 탐지된 타겟에 대한 이동 거리 및 이동 각도를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 상기 특정 시간 동안 이동한 거리 및 이동한 각도에 따라 상기 가중치를 결정할 수 있다.
상기 레이더 장치는 수신되는 신호에 대하여 SNR(signal to noise ratio)을 기준으로 각 타겟의 위치에 대한 최적의 빔 각도를 추출할 수 있다(S403 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 특정 타겟에 반사되어 수신되는 반사 신호에 대한 SNR에 기초하여 상기 반사 신호에 대한 수신 감도를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 수신 감도에 기초하여 상기 최적의 빔 각도를 결정할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 각 타겟에 대한 초기의 위치 및 각도를 저장할 수 있다(S404 단계). 상기 레이더 장치는 상기 각 타겟이 특정 시간 동안의 이동한 거리 및 각도에 대한 기준 값으로서 상기 각 타겟에 대한 초기의 위치 및 각도를 저장할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 각 타겟에 대한 거리 정보를 추출할 수 있다(S405 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 FMCW(frequency modulated continuous wave) 방식으로 상기 각 타겟에 대한 거리 정보를 추출할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟 각각에 대한 초기 각도 및 거리 정보를 저장할 수 있다(S406 단계). 상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟 각각의 각도 및 거리에 대한 변화량을 확인할 수 있다(S407 단계).
상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟이 좌우에서 동시에 검출되는 임의의 타겟인지 여부를 결정할 수 있다(S408 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟이 좌우에서 동시에 검출되는 복수개의 타겟일 경우, 상기 타겟을 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟의 각도 및 거리 변화량이 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다(S409 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟의 특정 시간 동안의 이동 거리 및 이동 각도의 변화량이 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우, 상기 타겟을 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 가중치를 적용하여 상기 타겟의 각도 및 거리를 추적할 수 있다(S410 단계). 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 특정 시간 동안 이동한 거리 및 각도, 상기 타겟의 개수에 기초하여 상기 타겟이 노이즈인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 노이즈일 경우, 상기 타겟에 대한 반사 신호에 제1 가중치를 적용할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 유효 타겟일 경우, 상기 타겟에 대한 반사 신호에 제2 가중치를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값일 수 있다. 이에 따라, 상기 레이더 장치는 유효 타겟에 대한 반사 신호에 대하여 노이즈 신호 보다 큰 가중치를 부여함으로써, 유효 타겟에 대한 검출률을 증가시킬 수 있다.
상기 레이더 장치는 복수개의 타겟을 감지하고 상기 감지 결과를 출력할 수 있다(S411 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟의 특정 시간 동안의 움직인 거리 및 각도 또는 개수에 기초하여 상기 복수개의 타겟을 감지한 결과를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 탐지 신호를 송신하는 단계, 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 단계, 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 단계, 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값을 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정하는 단계, 및 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치를 적용하여 상기 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값 이하일 경우 상기 복수개의 반사 신호를 유효 신호로 결정하는 단계, 및 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제2 가중치를 적용하여 상기 제2 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 복수개의 반사 신호에 대한 신호 대 노이즈(signal to noise ratio; SNR) 값을 측정하는 단계, 및 상기 SNR 값에 기초하여 상기 제1 가중치 또는 상기 제2 가중치를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값을 가질 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계, 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 상기 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 레이더 장치의 장치도이다.
도 5를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(500)는 제1 수신 안테나(501), 제1 송신 안테나(502), 제2 수신 안테나(503), 송신 모듈(504), 수신 모듈(505), 수신 신호 처리부(506), 움직임 감지부(507) 및 위상 가중치 벡터 입력부(508)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(501)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(501)는 수신 모듈(505)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(501)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 좌측 영역으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(502)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(502)는 상기 송신 모듈(504)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(502)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 중앙 영역으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제2 수신 안테나(503)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제2 수신 안테나(503)는 상기 수신 모듈(505)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 안테나(505)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 우측 영역으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 송신 모듈(504)은 상기 제1 송신 안테나(502)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 모듈(504)는 상기 제1 송신 안테나(502)가 출력하기 위한 송신 신호를 생성할 수 있다.
상기 수신 모듈(505)은 상기 제1 수신 안테나(501) 및 상기 제2 수신 안테나(503)가 수신한 탐지 신호를 상기 수신 신호 처리부(506)로 전달할 수 있다.
상기 수신 신호 처리부(506)는 상기 수신 모듈(505)은 상기 제1 수신 안테나(501)가 수신한 제1 탐지 신호를 처리할 수 있다. 또한, 상기 수신 신호 처리부(506)는 상기 수신 모듈(505)은 상기 제2 수신 안테나(503)가 수신한 제2 탐지 신호를 처리할 수 있다.
상기 움직임 감지부(507)는 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 기초하여 상기 제1 탐지 신호에 대응하는 제1 타겟 및 상기 제2 탐지 신호에 대응하는 제2 타겟의 움직임에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임 감지부(507)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 시간에 따른 이동 거리, 이동 각도를 계산할 수 있다.
상기 위상 가중치 벡터 입력부(508)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 수신 신호에 대한 SNR에 따라 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 대한 가중치를 결정할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 레이더 장치가 임의의 타겟을 감지하는 다양한 예를 도시한다.
도 6의 (a)를 참고하면 레이더 장치(601)는 상기 레이더 장치(601)의 전방의 탐지 영역에 위치하는 제1 타겟(T1) 및 제2 타겟(T2)을 감지할 수 있다. 상기 레이더 장치(601)는 시간 변화에 따른 상기 제1 타겟(T1) 및 상기 제2 타겟(T2)의 이동 거리(D) 및 이동 각도(A)를 감지할 수 있다.
예를 들어, 상기 레이더 장치(601)는 탐지 개시시간(0초)에 탐지된 제1 타겟의 위치(602-1)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 1초 경과 후의 제1 타겟의 위치(602-2)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 2초 경과 후의 제1 타겟의 위치(602-3)를 검출할 수 있다.
마찬가지로, 상기 레이더 장치(601)는 탐지 개시시간(0초)에 탐지된 제2 타겟의 위치(603-1)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 1초 경과 후의 제2 타겟의 위치(603-2)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 2초 경과 후의 제2 타겟의 위치(603-3)를 검출할 수 있다.
상기 레이더 장치(601)는 미리 정해진 기준 시간에 따른 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 이동 거리 및 이동 각도가 미리 정해진 범위 이내라고 판단할 수 있다. 이때, 상기 레이더 장치(601)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟이 눈, 비, 낙엽 등의 환경 노이즈가 아니라고 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 레이더 장치(601)는 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호 및 상기 제2 타겟에 대한 탐지 신호에 제1 가중치를 부여할 수 있다. 상기 제1 가중치는 상기 환경 노이즈에 부여하는 제2 가중치보다 높은 값을 가질 수 있다.
도 6의 (b)를 참고하면 레이더 장치(604)는 탐지 개시 시간(예를 들어, 0초)에 탐지된 제1 타겟(T1)에 대한 제1 탐지 신호를 검출할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(604)는 상기 탐지 개시 시간으로부터 특정 시간(예를 들어, 1초)이 경과한 후의 제1 타겟(T1)에 대한 제2 탐지 신호를 검출할 수 있다. 이때, 레이더 장치(604)는 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 기초하여 상기 제1 타겟(T1)이 상기 특정 시간의 이동한 거리 및 이동한 각도를 계산할 수 있다.
이때, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과하였는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우, 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟을 눈, 비, 낙엽 등의 환경 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도 이하일 경우, 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호를 유효 신호로 결정할 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟을 탐지해야하는 물체라고 판단할 수 있다.
도 6의 (c)를 참고하면 상기 레이더 장치(606)는 우측의 제3 타겟(T3) 및 좌측의 제4 타겟(T4)을 동시에 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(606)는 상기 레이더 장치(606)의 탐지 가능 영역에서 미리 정해진 기준 값을 초과하는 복수개의 타겟을 검출할 수 있다. 상기 레이더 장치(606)는 검출되는 복수개의 타겟의 개수가 상기 기준 값을 초과할 경우, 상기 복수개의 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호라고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(606)는 눈, 비, 낙엽 등 복수개의 타겟이 검출될 경우, 상기 기준 값에 기초하여 상기 복수개의 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
이상에서, 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 실시 예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", “전(앞) 또는 후(뒤)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, “상(위) 또는 하(아래)” 및“전(앞) 또는 후(뒤)”는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 설명의 레이더 장치는 차량용 레이더 장치일 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 레이더 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 레이더 장치(100)는, 레이돔(101), 방수링(waterproof ring, 102), 차폐부(103), 인쇄 회로 기판(printed circuit board; PCB, 104), 브라켓(bracket, 105), 보조 인쇄 회로 기판(106), 케이스(107) 및 커넥터(108)를 포함할 수 있다.
레이돔(101)은 인쇄 회로 기판(104)을 보호하기 위해 인쇄 회로 기판(104)을 수용할 수 있다. 레이돔(101)은 케이스(107)와 결합될 수 있다. 레이돔(101)은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있다. 레이돔(101)은 전기절연체일 수 있다.
방수링(102)은 레이돔(101)과 케이스(107) 사이에 배치되어 레이더 장치(100)의 침수를 방지할 수 있다. 방수링(102)은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
차폐부(103)는 인쇄 회로 기판(104)의 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부(103)는 인쇄 회로 기판(104)의 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
인쇄 회로 기판(104)은 송신 안테나부, 송신 처리부, 수신 안테나부, 수신 처리부를 실장할 수 있다. 상기 송신 안테나부 및 수신 안테나부는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 송신 처리부 및 상기 수신 처리부는, 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓(105)은 인쇄 회로 기판(104)의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다. 보조 인쇄 회로 기판(106)은 전원 및 신호 처리를 위한 회로를 실장할 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 케이스(107)는 커넥터(108), 보조 인쇄 회로 기판(106), 브라켓(105), 인쇄 회로 기판(106) 및 차폐부 (103)를 수용할 수 있다.
커넥터(108)는 레이더 장치(100)와 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 커넥터(108)는 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 2를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(200)는 제어부(201), 제1 송신 안테나(202), 제1 수신 안테나(203)를 포함할 수 있다. 실시에에 따른 상기 제어부(201)는 상기 레이더 장치(200)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(201)는 상기 제1 송신 안테나(202) 및 상기 제1 수신 안테나(203)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(202)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(202)는 상기 제어부(201)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(202)는 미리 정해진 탐지 영역(204)으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(203)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(203)는 상기 제어부(201)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(203)는 미리 정해진 탐지 영역(205)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 인체 감지용 레이더 장치일 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(200)는 보안 및 안전을 위한 감지 센서 장치로 사용될 수 있다. 이때, 상기 레이더 장치(200)는 PIR(Passive InfraRed) 센서(미도시)에 비해 눈, 비, 바람, 낙엽 등의 환경 노이즈에 대한 오탐지가 발생할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서와 함께 사용되어 상기 환경 노이즈를 상기 PIR 센서로 제거함으로써 오탐지를 최소화할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서가 오탐지하는 사항을 상기 레이더 장치(200)를 통해 제거함으로써 상기 PIR 센서와 상호 보완될 수 있다.
그러나, 상기 레이더 장치(200)와 상기 PIR 센서를 함께 사용할 경우 상기 PIR 센서 추가에 따른 추가 비용이 발생할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(200)를 실외에서 사용할 경우, 상기 PIR 센서의 낮은 탐지 거리로 인해 상기 환경 노이즈에 대한 제거 효과가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서 없이, 상기 환경 노이즈를 제거하기 위한 알고리즘을 통해 상기 환경 노이즈를 제거할 수 있다. 이에 따라 상기 레이더 장치(200)는 상기 PIR 센서를 위한 추가 비용 없이 저비용으로 탐지 거리 개선 및 환경 노이즈 제거가 가능하다.
도 3은 다른 실시예에 따른 레이더 장치를 도시한다.
도 3의 (a)를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(300)는 제어부(301), 제1 수신 안테나(302), 제1 송신 안테나(303), 제2 수신 안테나(304)를 포함할 수 있다. 실시에에 따른 상기 제어부(301)는 상기 레이더 장치(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(301)는 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(302)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(302)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(302)는 미리 정해진 좌측 탐지 영역(305)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(303)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(303)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(303)는 미리 정해진 중앙 탐지 영역(306)으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제2 수신 안테나(304)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제2 수신 안테나(304)는 상기 제어부(301)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 안테나(304)는 미리 정해진 우측 탐지 영역(307)으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
도 3의 (b)를 참고하면 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304)는 상기 인쇄회로기판에 실장될 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 수신 안테나(302)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제1 송신 안테나(303)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 수신 안테나(304)는 복수개의 안테나 패턴을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 접지부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 안테나(302), 상기 제1 송신 안테나(303) 및 상기 제2 수신 안테나(304) 각각의 일단은 상기 접지부에 접지될 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치(300)는 1개의 송신 안테나(303) 및 2개의 수신 안테나(302, 304)로 구성될 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302)로 상기 레이더 장치(300)의 좌측 전방을 감시할 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제2 수신 안테나(304)로 상기 레이더 장치(300)의 우측 전방을 감시할 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 감지된 신호에 기초하여 클러터(clutter) 신호를 제거할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 실외 환경에서는 특정 물체가 좌측 및 우측에서 동시에 상기 레이더 장치(300)를 통해 감지되지 않을 수 있다. 상기 레이더 장치(300)는 좌측을 탐지하는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 우측을 탐지하는 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 특정 물체가 동시에 감지될 경우, 상기 특정 물체에 대한 감지 신호를 눈, 비, 낙엽 등과 같이 동시 다발적인 물체에 대한 노이즈 신호로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(300)는 상기 제1 수신 안테나(302) 및 상기 제2 수신 안테나(304)를 통해 탐지되는 신호의 개수가 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우, 상기 탐지되는 신호를 노이즈 신호로 판단할 수 있다.
실시예에 따른 상기 레이더 장치(300)는 상기 노이즈 신호를 판단하기 위한 미리 정해진 룩업 테이블을 저장하는 저장부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 룩업 테이블은 미리 정해진 시간 동안의 탐지 신호의 이동 거리 및 이동 각도에 따라 상기 노이즈 신호를 판단할 수 있는 임계 거리 및 임계 각도들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 룩업 테이블은 상기 미리 정해진 시간 동안의 탐지 신호의 개수에 따라 상기 노이즈 신호를 판단하기 위한 탐지 신호의 임계값을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치(300)는 탐지 신호를 송신하는 송신 안테나(303), 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 복수개의 수신 안테나(302, 303), 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 제어부(301)를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값을 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치를 적용하여 상기 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값 이하일 경우 상기 복수개의 반사 신호를 유효 신호로 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제2 가중치를 적용하여 상기 제2 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(300)는 적어도 하나의 타겟에 대한 반사 신호를 출력 장치(미도시)로 출력할 수 있다. 상기 출력 장치는 영상 출력 장치, 음향 출력 장치, 또는 상기 영상 및 음향을 동시에 출력할 수 있는 장치일 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호에 대한 신호 대 노이즈(signal to noise ratio; SNR) 값을 측정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 SNR 값에 기초하여 상기 제1 가중치 또는 상기 제2 가중치를 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값을 가질 수 있다.
실시예에 따른 상기 제어부(301)는 복수개의 반사 신호의 개수가 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제어부(301)는 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 상기 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 레이더 장치의 동작 순서도이다.
도 4를 참고하면 레이더 장치는 상기 레이더 장치의 시스템을 초기화할 수 있다(S401 단계).
상기 레이더 장치는 시스템을 초기화한 후 상기 레이더 장치가 탐색 가능한 전 방향에 대하여 가중치를 적용하여 타겟(target)을 탐색할 수 있다(S402 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 특정 시간동안 탐지된 타겟에 대한 이동 거리 및 이동 각도를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 상기 특정 시간 동안 이동한 거리 및 이동한 각도에 따라 상기 가중치를 결정할 수 있다.
상기 레이더 장치는 수신되는 신호에 대하여 SNR(signal to noise ratio)을 기준으로 각 타겟의 위치에 대한 최적의 빔 각도를 추출할 수 있다(S403 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 특정 타겟에 반사되어 수신되는 반사 신호에 대한 SNR에 기초하여 상기 반사 신호에 대한 수신 감도를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 수신 감도에 기초하여 상기 최적의 빔 각도를 결정할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 각 타겟에 대한 초기의 위치 및 각도를 저장할 수 있다(S404 단계). 상기 레이더 장치는 상기 각 타겟이 특정 시간 동안의 이동한 거리 및 각도에 대한 기준 값으로서 상기 각 타겟에 대한 초기의 위치 및 각도를 저장할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 각 타겟에 대한 거리 정보를 추출할 수 있다(S405 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 FMCW(frequency modulated continuous wave) 방식으로 상기 각 타겟에 대한 거리 정보를 추출할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟 각각에 대한 초기 각도 및 거리 정보를 저장할 수 있다(S406 단계). 상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟 각각의 각도 및 거리에 대한 변화량을 확인할 수 있다(S407 단계).
상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟이 좌우에서 동시에 검출되는 임의의 타겟인지 여부를 결정할 수 있다(S408 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟이 좌우에서 동시에 검출되는 복수개의 타겟일 경우, 상기 타겟을 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟의 각도 및 거리 변화량이 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정할 수 있다(S409 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 현재 검출되는 타겟의 특정 시간 동안의 이동 거리 및 이동 각도의 변화량이 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우, 상기 타겟을 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치는 상기 가중치를 적용하여 상기 타겟의 각도 및 거리를 추적할 수 있다(S410 단계). 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 특정 시간 동안 이동한 거리 및 각도, 상기 타겟의 개수에 기초하여 상기 타겟이 노이즈인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 노이즈일 경우, 상기 타겟에 대한 반사 신호에 제1 가중치를 적용할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치는 상기 타겟이 유효 타겟일 경우, 상기 타겟에 대한 반사 신호에 제2 가중치를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값일 수 있다. 이에 따라, 상기 레이더 장치는 유효 타겟에 대한 반사 신호에 대하여 노이즈 신호 보다 큰 가중치를 부여함으로써, 유효 타겟에 대한 검출률을 증가시킬 수 있다.
상기 레이더 장치는 복수개의 타겟을 감지하고 상기 감지 결과를 출력할 수 있다(S411 단계). 예를 들어, 상기 레이더 장치는 상기 복수개의 타겟의 특정 시간 동안의 움직인 거리 및 각도 또는 개수에 기초하여 상기 복수개의 타겟을 감지한 결과를 출력할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 탐지 신호를 송신하는 단계, 미리 정해진 시간 주기에 따라 상기 탐지 신호에 대한 복수개의 반사 신호를 수신하는 단계, 상기 미리 정해지 시간 주기에 따라 상기 복수개의 반사 신호의 이동 거리 및 이동 각도를 감지하는 단계, 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값을 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정하는 단계, 및 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제1 가중치를 적용하여 상기 제1 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 이동 거리 및 상기 이동 각도가 미리 정해진 임계값 이하일 경우 상기 복수개의 반사 신호를 유효 신호로 결정하는 단계, 및 상기 복수개의 반사 신호에 대하여 제2 가중치를 적용하여 상기 제2 가중치가 적용된 복수개의 반사 신호를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 복수개의 반사 신호에 대한 신호 대 노이즈(signal to noise ratio; SNR) 값을 측정하는 단계, 및 상기 SNR 값에 기초하여 상기 제1 가중치 또는 상기 제2 가중치를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따른 상기 제2 가중치는 상기 제1 가중치 보다 큰 값을 가질 수 있다.
실시예에 따른 레이더 장치의 동작 방법은, 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 결정하는 단계, 상기 복수개의 반사 신호의 개수가 상기 미리 정해진 임계 개수를 초과할 경우 상기 복수개의 반사 신호를 노이즈 신호로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 레이더 장치의 장치도이다.
도 5를 참고하면 실시예에 따른 레이더 장치(500)는 제1 수신 안테나(501), 제1 송신 안테나(502), 제2 수신 안테나(503), 송신 모듈(504), 수신 모듈(505), 수신 신호 처리부(506), 움직임 감지부(507) 및 위상 가중치 벡터 입력부(508)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수신 안테나(501)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제1 수신 안테나(501)는 수신 모듈(505)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 수신 안테나(501)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 좌측 영역으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 제1 송신 안테나(502)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 방사할 수 있다. 상기 제1 송신 안테나(502)는 상기 송신 모듈(504)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 송신 안테나(502)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 중앙 영역으로 상기 탐지 신호를 방사할 수 있다.
상기 제2 수신 안테나(503)는 물체를 탐지하기 위한 탐지 신호를 수신할 수 있다. 상기 제2 수신 안테나(503)는 상기 수신 모듈(505)의 제어 신호에 따라 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 안테나(505)는 상기 레이더 장치(500)의 전방의 우측 영역으로부터 상기 탐지 신호를 수신할 수 있다.
상기 송신 모듈(504)은 상기 제1 송신 안테나(502)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 송신 모듈(504)는 상기 제1 송신 안테나(502)가 출력하기 위한 송신 신호를 생성할 수 있다.
상기 수신 모듈(505)은 상기 제1 수신 안테나(501) 및 상기 제2 수신 안테나(503)가 수신한 탐지 신호를 상기 수신 신호 처리부(506)로 전달할 수 있다.
상기 수신 신호 처리부(506)는 상기 수신 모듈(505)은 상기 제1 수신 안테나(501)가 수신한 제1 탐지 신호를 처리할 수 있다. 또한, 상기 수신 신호 처리부(506)는 상기 수신 모듈(505)은 상기 제2 수신 안테나(503)가 수신한 제2 탐지 신호를 처리할 수 있다.
상기 움직임 감지부(507)는 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 기초하여 상기 제1 탐지 신호에 대응하는 제1 타겟 및 상기 제2 탐지 신호에 대응하는 제2 타겟의 움직임에 대한 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 움직임 감지부(507)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 시간에 따른 이동 거리, 이동 각도를 계산할 수 있다.
상기 위상 가중치 벡터 입력부(508)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 수신 신호에 대한 SNR에 따라 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 대한 가중치를 결정할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 레이더 장치가 임의의 타겟을 감지하는 다양한 예를 도시한다.
도 6의 (a)를 참고하면 레이더 장치(601)는 상기 레이더 장치(601)의 전방의 탐지 영역에 위치하는 제1 타겟(T1) 및 제2 타겟(T2)을 감지할 수 있다. 상기 레이더 장치(601)는 시간 변화에 따른 상기 제1 타겟(T1) 및 상기 제2 타겟(T2)의 이동 거리(D) 및 이동 각도(A)를 감지할 수 있다.
예를 들어, 상기 레이더 장치(601)는 탐지 개시시간(0초)에 탐지된 제1 타겟의 위치(602-1)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 1초 경과 후의 제1 타겟의 위치(602-2)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 2초 경과 후의 제1 타겟의 위치(602-3)를 검출할 수 있다.
마찬가지로, 상기 레이더 장치(601)는 탐지 개시시간(0초)에 탐지된 제2 타겟의 위치(603-1)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 1초 경과 후의 제2 타겟의 위치(603-2)를 감지할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(601)는 상기 탐지 개시시간으로부터 2초 경과 후의 제2 타겟의 위치(603-3)를 검출할 수 있다.
상기 레이더 장치(601)는 미리 정해진 기준 시간에 따른 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟 각각의 이동 거리 및 이동 각도가 미리 정해진 범위 이내라고 판단할 수 있다. 이때, 상기 레이더 장치(601)는 상기 제1 타겟 및 상기 제2 타겟이 눈, 비, 낙엽 등의 환경 노이즈가 아니라고 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 레이더 장치(601)는 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호 및 상기 제2 타겟에 대한 탐지 신호에 제1 가중치를 부여할 수 있다. 상기 제1 가중치는 상기 환경 노이즈에 부여하는 제2 가중치보다 높은 값을 가질 수 있다.
도 6의 (b)를 참고하면 레이더 장치(604)는 탐지 개시 시간(예를 들어, 0초)에 탐지된 제1 타겟(T1)에 대한 제1 탐지 신호를 검출할 수 있다. 또한, 상기 레이더 장치(604)는 상기 탐지 개시 시간으로부터 특정 시간(예를 들어, 1초)이 경과한 후의 제1 타겟(T1)에 대한 제2 탐지 신호를 검출할 수 있다. 이때, 레이더 장치(604)는 상기 제1 탐지 신호 및 상기 제2 탐지 신호에 기초하여 상기 제1 타겟(T1)이 상기 특정 시간의 이동한 거리 및 이동한 각도를 계산할 수 있다.
이때, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과하였는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도를 초과할 경우, 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟을 눈, 비, 낙엽 등의 환경 노이즈로 판단할 수 있다.
상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟이 상기 특정 시간 동안 움직인 거리 및 움직인 각도가 각각 미리 정해진 임계 거리 및 임계 각도 이하일 경우, 상기 제1 타겟에 대한 탐지 신호를 유효 신호로 결정할 수 있다. 즉, 상기 레이더 장치(604)는 상기 제1 타겟을 탐지해야하는 물체라고 판단할 수 있다.
도 6의 (c)를 참고하면 상기 레이더 장치(606)는 우측의 제3 타겟(T3) 및 좌측의 제4 타겟(T4)을 동시에 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(606)는 상기 레이더 장치(606)의 탐지 가능 영역에서 미리 정해진 기준 값을 초과하는 복수개의 타겟을 검출할 수 있다. 상기 레이더 장치(606)는 검출되는 복수개의 타겟의 개수가 상기 기준 값을 초과할 경우, 상기 복수개의 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호라고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 레이더 장치(606)는 눈, 비, 낙엽 등 복수개의 타겟이 검출될 경우, 상기 기준 값에 기초하여 상기 복수개의 타겟에 대한 탐지 신호를 노이즈 신호로 결정할 수 있다.
Claims (7)
- 레이더 장치에 있어서,
탐지 신호를 송신하는 송신 안테나;
제1 탐지 영역에서, 상기 탐지 신호에 대한 제1 반사 신호를 수신하는 제1 수신 안테나;
상기 제1 탐지 영역과 다른 제2 탐지 영역에서, 상기 탐지 신호에 대한 제2 반사 신호를 수신하는 제2 수신 안테나; 및
상기 제1 수신 안테나 및 상기 제2 수신 안테나를 통해 수신된 상기 제1 및 제2 반사 신호가 노이즈에 의한 노이즈 신호인지 유효 타겟에 의한 유효 신호인지를 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 반사 신호의 개수가 기설정된 임계 개수를 초과하는지 결정하고, 상기 제1 및 제2 반사 신호의 개수가 상기 임계 개수를 초과하는 경우, 상기 제1 및 제2 반사 신호를 노이즈 신호로 인식하고,
상기 제1 및 제2 반사 신호에 대한 이동 거리 및 이동 각도의 변화량을 감지하고, 상기 변화량이 기설정된 임계 거리 및 임계 각도를 초과하는 경우, 상기 제1 및 제2 반사 신호를 노이즈 신호로 인식하며,
상기 제1 및 제2 반사 신호의 개수가 임계 개수를 초과하지 않거나, 상기 이동 거리 및 이동 각도가 임계 거리 및 임계 각도를 초과하지 않는 경우, 상기 제1 및 제2 반사 신호를 유효 신호로 인식하며,
상기 제1 및 제2 반사 신호가 노이즈 신호로 인식된 경우, 상기 제1 및 제2 반사 신호에 제1 가중치를 적용하고,
상기 제1 및 제2 반사 신호가 유효 신호로 인식된 경우, 상기 제1 및 제2 반사 신호에 상기 제1 가중치보다 큰 제2 가중치를 적용하여 처리하는 레이더 장치. - 삭제
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