KR102371275B1 - Efficient Algorithm to Model Time-domain Signal Based on Physical Optics and Scenario-based Simulation Method and Apparatus for Automotive Vehicle Radar - Google Patents

Efficient Algorithm to Model Time-domain Signal Based on Physical Optics and Scenario-based Simulation Method and Apparatus for Automotive Vehicle Radar Download PDF

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Abstract

물리 광학 기반 효율적 시영역 신호 생성 알고리즘 및 시나리오 기반 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법은, 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 단계; 계산된 상기 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계; 및 계산된 상기 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. A physics-optical-based efficient time-domain signal generation algorithm and a scenario-based autonomous vehicle radar simulation method and apparatus are presented. An autonomous vehicle radar simulation method according to an embodiment may include calculating electromagnetic scattering with vehicle model data; calculating a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering; and generating a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal.

Description

물리 광학 기반 효율적 시영역 신호 생성 알고리즘 및 시나리오 기반 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치{Efficient Algorithm to Model Time-domain Signal Based on Physical Optics and Scenario-based Simulation Method and Apparatus for Automotive Vehicle Radar}Efficient Algorithm to Model Time-domain Signal Based on Physical Optics and Scenario-based Simulation Method and Apparatus for Automotive Vehicle Radar}

아래의 실시예들은 차량과 같은 움직이는 물체의 시간영역(time domain) 신호의 생성을 위한 알고리즘에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물리 광학 기반 효율적 시영역 신호 생성 알고리즘 및 시나리오 기반 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to an algorithm for generating a time domain signal of a moving object such as a vehicle, and more particularly, an efficient time domain signal generation algorithm based on physics optics and a scenario-based autonomous vehicle radar simulation method and devices.

자율 주행이 발달하면서 최근 자율 주행 관련 사고가 빈번히 발생하는 가운데 더 정확한 차량용 시뮬레이터 개발의 필요성이 대두되고 있다. 차량용 레이더의 신호처리 방식은 일반적으로 FMCW(Frequency modulated continuous wave) 신호를 사용하며 정합 필터와 도플러(Doppler) 처리를 통해 표적의 거리와 속도를 추정한다. 자율 주행 차량 및 레이더가 이동하는 동적 환경에서 레이더의 RF 제원과 차량의 이동방향, 속도 등 다양한 시나리오를 고려하여 자율 주행 차량 모의실험을 하는 것은 매우 중요하다.With the development of autonomous driving, the need for more accurate vehicle simulator development is emerging amid frequent autonomous driving-related accidents. The signal processing method of vehicle radar generally uses a frequency modulated continuous wave (FMCW) signal and estimates the target distance and speed through matched filter and Doppler processing. In a dynamic environment in which autonomous vehicles and radars move, it is very important to simulate autonomous vehicles by considering various scenarios such as RF specifications of the radar and the moving direction and speed of the vehicle.

Gibson, W. C., The method of moments in electromagnetics. CRC press, 2014. Gibson, W. C., The method of moments in electromagnetics. CRC press, 2014.

실시예들은 물리 광학 기반 효율적 시영역 신호 생성 알고리즘 및 시나리오 기반 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 실제 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하고, 이를 기반으로 시간영역 응답을 계산하는 기술을 제공한다. Embodiments describe a physics-optical-based efficient time-domain signal generation algorithm and a scenario-based autonomous vehicle radar simulation method and apparatus, and more specifically, calculate electromagnetic scattering with real vehicle model data, and time based on this It provides a technique for calculating the domain response.

실시예들은 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려해 표적 차량의 지역 좌표계에서 입사각도를 계산한 후 해당 각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적의 전자장 수치해석을 수행하며, 레이더 방정식을 기반으로 레이더 수신 신호의 크기를 계산하는 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치를 제공하는데 있다. Embodiments calculate the incident angle in the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle whenever the vehicle moves, and then perform a numerical analysis of the electromagnetic field of the target using physical optics at the corresponding angle. An object of the present invention is to provide an autonomous vehicle radar simulation method and apparatus for calculating the magnitude of a radar reception signal based on an equation.

일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법은, 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 단계; 계산된 상기 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계; 및 계산된 상기 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. An autonomous vehicle radar simulation method according to an embodiment may include calculating electromagnetic scattering with vehicle model data; calculating a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering; and generating a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal.

상기 차량 모델 데이터로 전자기 산란을 계산하는 단계는, 차량이 움직일 때마다 상기 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려하여 표적 차량의 지역 좌표계를 기준으로 입사각도를 계산한 후, 상기 입사각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적 차량의 전자장 수치해석을 수행하여 산란 행렬을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The step of calculating electromagnetic scattering with the vehicle model data includes calculating an incident angle based on the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle whenever the vehicle moves, and then using the incident angle as a physical optical ( and calculating a scattering matrix by performing numerical analysis of the electromagnetic field of the target vehicle using physical optics.

상기 차량 모델 데이터로 전자기 산란을 계산하는 단계는, 상기 산란 행렬을 이용하여 레이더 방정식을 기반으로 편파가 고려된 시간영역 레이더 수신 신호의 크기를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. The calculating of electromagnetic scattering with the vehicle model data may further include calculating a magnitude of a time-domain radar reception signal in which polarization is considered based on a radar equation using the scattering matrix.

상기 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계는, 상기 차량의 메시(mesh)들과 상기 레이더 사이의 거리들이 각각 다르므로 거리 빈(range bin)을 소정의 크기로 형성한 후, 빈(bin) 내에 들어오는 메시(mesh)들을 찾아 각 메시(mesh)들의 신호 크기를 더하여 하나의 임펄스 함수를 만들고, 상기 임펄스 함수의 위치와 실제 메시(mesh)의 위치와의 차이만큼 위상 보정할 수 있다. In the calculating of the time domain response signal, since distances between the meshes of the vehicle and the radar are different, a range bin is formed to a predetermined size, and then a range bin is entered into the bin. An impulse function may be created by finding meshes and adding the signal magnitudes of the meshes, and the phase may be corrected by the difference between the position of the impulse function and the position of the actual mesh.

다른 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치는, 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 전자기 산란 산정부; 계산된 상기 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 시간영역 응답 신호 산정부; 및 계산된 상기 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 RD 맵 생성부를 포함하여 이루어질 수 있다. An autonomous vehicle radar simulation apparatus according to another embodiment includes: an electromagnetic scattering calculator configured to calculate electromagnetic scattering from vehicle model data; a time-domain response signal calculator for calculating a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering; and an RD map generator that generates a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal.

실시예들에 따르면 실제 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하고, 이를 기반으로 시간영역 응답을 계산하는 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치를 제공할 수 있다.According to embodiments, it is possible to provide an autonomous vehicle radar simulation method and apparatus for calculating electromagnetic scattering with actual vehicle model data and calculating a time-domain response based thereon.

실시예들에 따르면 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려해 표적 차량의 지역 좌표계에서 입사각도를 계산한 후 해당 각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적의 전자장 수치해석을 수행하며, 레이더 방정식을 기반으로 레이더 수신 신호의 크기를 계산하는 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments, every time the vehicle moves, the angle of incidence is calculated in the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle, and then the numerical analysis of the electromagnetic field of the target using physical optics is performed at the corresponding angle. , it is possible to provide an autonomous vehicle radar simulation method and apparatus for calculating the magnitude of a radar reception signal based on a radar equation.

도 1은 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법의 시뮬레이션의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 2D RD 맵의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호 계산 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7 b는 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호 계산 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 2D 신호의 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 시나리오 맵의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1 차량의 RCS 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 시나리오에 해당하는 1D 신호를 나타내는 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 방법의 검증을 나타낸다.
도 13은 일 실시예에 따른 생성된 RD 맵의 예를 나타낸다.
1 is a flowchart illustrating a method for simulating an autonomous vehicle radar according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram illustrating an autonomous driving vehicle radar simulation apparatus according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram for explaining a simulation method of a radar simulation method for an autonomous driving vehicle according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram for explaining a method of calculating a radar reception signal according to an embodiment.
5 is a diagram illustrating an example of a 2D RD map according to an embodiment.
6 is a diagram for explaining a principle of calculating a radar reception signal according to an embodiment.
7A and 7B are diagrams for explaining a radar reception signal calculation algorithm according to an embodiment.
8 is a diagram for explaining generation of a 2D signal according to an embodiment.
9 is a diagram illustrating an example of a scenario map according to an embodiment.
10 is a diagram illustrating an RCS distribution of a first vehicle according to an exemplary embodiment.
11 is a diagram illustrating a 1D signal corresponding to a scenario according to an embodiment.
12 shows a validation of a method according to an embodiment.
13 shows an example of a generated RD map according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. The shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

아래의 실시예들은 차량과 같은 움직이는 물체의 시간영역(time domain) 신호의 생성을 위한 알고리즘에 관한 것으로, 실제 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하고, 이를 기반으로 시간영역 응답을 계산하는 효율적인 방법을 제안하며 제안한 방법을 수치적으로 검증한다. 이렇게 계산된 시간영역 신호를 기반으로 차량과 레이더가 움직이는 운용 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 계산하고 타당성을 제안한다.The following embodiments relate to an algorithm for generating a time domain signal of a moving object such as a vehicle, which calculates electromagnetic scattering with actual vehicle model data, and calculates a time domain response based on this. We propose an efficient method and numerically verify the proposed method. Based on the time-domain signal calculated in this way, the RD (Range-Doppler) map of the vehicle is calculated in the operation scenario where the vehicle and the radar are moving, and the feasibility is proposed.

도 1은 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method for simulating an autonomous vehicle radar according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법은, 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 단계(S110), 계산된 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계(S120), 및 계산된 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 단계(S130)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1 , the autonomous driving vehicle radar simulation method according to an embodiment includes calculating electromagnetic scattering with vehicle model data ( S110 ), and calculating a time domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering. and generating a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal ( S130 ).

여기서, 차량 모델 데이터로 전자기 산란을 계산하는 단계(S110)는, 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려하여 표적 차량의 지역 좌표계를 기준으로 입사각도를 계산한 후, 입사각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적 차량의 전자장 수치해석을 수행하여 산란 행렬을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 산란 행렬을 이용하여 레이더 방정식을 기반으로 편파가 고려된 시간영역 레이더 수신 신호의 크기를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. Here, the step of calculating the electromagnetic scattering with the vehicle model data ( S110 ) includes calculating the incident angle based on the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle whenever the vehicle moves, and then physically using the incident angle. The method may include calculating a scattering matrix by performing numerical analysis of the electromagnetic field of the target vehicle using physical optics. The method may further include calculating a magnitude of a time-domain radar reception signal in which polarization is considered based on a radar equation using a scattering matrix.

아래에서 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method for simulating an autonomous vehicle radar according to an embodiment will be described in more detail.

일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법은 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치를 예를 들어 설명할 수 있다.The autonomous driving vehicle radar simulation method according to an embodiment may be described using the autonomous driving vehicle radar simulation apparatus according to the embodiment.

도 2는 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an autonomous driving vehicle radar simulation apparatus according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치(200)는 전자기 산란 산정부(210), 시간영역 응답 신호 산정부(220) 및 RD 맵 생성부(230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법/장치는 차량과 같은 움직이는 물체의 시영역 신호 생성을 위한 효율적인 알고리즘이다. 자율 주행 차량 레이더 모의 실험을 위해 차량 메시(mesh), 레이더 위치속도, 차량 위치속도, RF 제원, 편파 등을 입력 값으로 사용할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the autonomous driving vehicle radar simulation apparatus 200 according to an embodiment includes an electromagnetic scattering calculator 210 , a time domain response signal calculator 220 , and an RD map generator 230 . can be done An autonomous vehicle radar simulation method/apparatus according to an embodiment is an efficient algorithm for generating a time-domain signal of a moving object such as a vehicle. For the autonomous driving vehicle radar simulation, vehicle mesh, radar position velocity, vehicle position velocity, RF specification, polarization, etc. can be used as input values.

단계(S110)에서, 전자기 산란 산정부(210)는 차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산할 수 있다. In step S110 , the electromagnetic scattering calculator 210 may calculate electromagnetic scattering from vehicle model data.

전자기 산란 산정부(210)는 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려하여 표적 차량의 지역 좌표계를 기준으로 입사각도를 계산한 후, 입사각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적 차량의 전자장 수치해석을 수행하여 산란 행렬을 계산할 수 있다. The electromagnetic scattering calculator 210 calculates the incident angle based on the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle whenever the vehicle moves, and then uses physical optics as the incident angle for the target vehicle. The scattering matrix can be calculated by performing the electromagnetic field numerical analysis of

또한, 전자기 산란 산정부(210)는 산란 행렬을 이용하여 레이더 방정식(radar equation)을 기반으로 편파가 고려된 시간영역 레이더 수신 신호의 크기를 계산할 수 있다. 다시 말하면, 전자기 산란 산정부(210)는 물리 광학 차량 해석 후, 레이더 방정식을 기반으로 신호의 크기를 계산할 수 있으며, 이때 RCS, 거리감쇄, 레이더 빔 패턴 고려할 수 있다. Also, the electromagnetic scattering calculator 210 may calculate the magnitude of the time-domain radar reception signal in which the polarization is considered based on a radar equation by using the scattering matrix. In other words, the electromagnetic scattering calculator 210 may calculate the signal size based on the radar equation after analyzing the physical and optical vehicle, and in this case, RCS, distance attenuation, and radar beam pattern may be considered.

단계(S120)에서, 시간영역 응답 신호 산정부(220)는 계산된 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산할 수 있다. In operation S120 , the time-domain response signal calculator 220 may calculate a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering.

시간영역 응답 신호 산정부(220)는 차량의 메시(mesh)들과 레이더 사이의 거리들이 각각 다르므로 거리 빈(range bin)을 소정의 크기로 형성한 후, 빈(bin) 내에 들어오는 메시(mesh)들을 찾아 각 메시(mesh)들의 신호 크기를 더하여 하나의 임펄스 함수를 만들고, 임펄스 함수의 위치와 실제 메시(mesh)의 위치와의 차이만큼 위상 보정할 수 있다. Since the distances between the vehicle meshes and the radar are different, the time domain response signal calculating unit 220 forms a range bin with a predetermined size, and then, after forming a range bin with a predetermined size, a mesh entering the bin ) and adding the signal magnitudes of each mesh to create one impulse function, and to correct the phase by the difference between the position of the impulse function and the position of the actual mesh.

단계(S130)에서, RD 맵 생성부(230)는 계산된 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵을 생성할 수 있다. RD 맵 생성부(230)는 매치트 필터링(matched filtering)을 통한 거리 추정 및 도플러 프로세싱(Doppler processing)을 통한 표적과 레이더의 상대 속도 추정 알고리즘을 포함하고, 이를 통해 RD(Range-Doppler) 맵을 생성할 수 있다. In step S130 , the RD map generator 230 may generate a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal. The RD map generator 230 includes an algorithm for estimating the distance between the target and the radar through distance estimation and Doppler processing through matched filtering, and through this, a Range-Doppler (RD) map is generated. can create

도 3은 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법의 시뮬레이션의 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of simulating a radar simulation method of an autonomous driving vehicle according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법은 대규모 물체를 구성하는 다량의 메시(mesh)에 의한 시영역(time domain signal) 근사 신호를 계산하는 알고리즘을 제공할 수 있다. 다른 임의의 시나리오 상에 배치된 동적인 차량 모델에 의한 시영역 응답을 계산할 수 있으며 고려하는 차량 모델의 기하학적 구조(geometry)에 제한이 없다. 제안하는 시뮬레이션 방법은 시나리오 상 고려하는 차량 레이더의 주파수, 대역폭(bandwidth), 편파(polarization), 안테나 이득(antenna gain), 안테나 패턴(antenna pattern) 등 RF specification에 제한 없이 확장 가능하다.Referring to FIG. 3 , the autonomous driving vehicle radar simulation method according to an embodiment may provide an algorithm for calculating a time domain signal approximation signal by a large amount of mesh constituting a large-scale object. . It is possible to calculate the time domain response by a dynamic vehicle model placed on any other arbitrary scenario and there is no limit to the geometry of the vehicle model under consideration. The proposed simulation method can be extended without restrictions on RF specifications such as the frequency, bandwidth, polarization, antenna gain, and antenna pattern of the vehicle radar considered in the scenario.

본 실시예에서 제안하는 레이더 시영역 응답 계산 알고리즘은 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려해 표적 차량의 지역 좌표계에서 입사각도를 계산한 후에 해당 각도로 물리 광학(Physical Optics)을 이용한 표적의 전자장 수치해석을 수행하며 레이더 방정식을 기반으로 레이더 수신 신호의 크기를 계산할 수 있다.The radar visual domain response calculation algorithm proposed in this embodiment calculates the incident angle in the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle whenever the vehicle moves. It performs numerical analysis of the target's electromagnetic field and can calculate the magnitude of the radar reception signal based on the radar equation.

먼저, 시뮬레이션에 필요한 레이더와 표적의 파라미터들을 설정할 수 있다. 레이더 관련 파라미터는 주파수, 대역폭, 송신 전력, 안테나 이득, 편파, 위치, 속도 등을 포함할 수 있다. 또한 표적 관련 파라미터는 위치, 속도, 방향 등이 포함될 수 있다.First, it is possible to set the parameters of the radar and target required for the simulation. Radar-related parameters may include frequency, bandwidth, transmit power, antenna gain, polarization, position, speed, and the like. In addition, the target-related parameters may include position, speed, direction, and the like.

시나리오에서 레이더 및 차량의 위치를 고려하며 차량의 지역 좌표계를 기준으로 입사 각도를 계산한 후, 모노스테틱(monostatic) 산란 행렬을 계산할 수 있다. 여기에서는, 예를 들어 테슬라 차량 모델의 기하학 구조를 고려하며, 77만개로 이산화된 삼각형 메시(mesh)를 고려한다.After taking the radar and vehicle positions into account in the scenario and calculating the incident angle based on the vehicle's local coordinate system, a monostatic scattering matrix can be calculated. Here, for example, the geometry of a Tesla vehicle model is considered, and a triangular mesh discretized by 770,000 is considered.

차량 산란 행렬을 고주파 근사 방법인 물리 광학(Physical Optics, PO) 방법(비특허문헌 1)을 사용하여 계산할 수 있다. 레이더 방정식을 기반으로 편파가 고려된 시간 영역 레이더 수신 신호는 다음과 같이 계산될 수 있다.The vehicle scattering matrix can be calculated using a physical optics (PO) method (Non-Patent Document 1) that is a high-frequency approximation method. Based on the radar equation, the time domain radar reception signal in which the polarization is considered can be calculated as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020087338049-pat00001
Figure 112020087338049-pat00001

여기서,

Figure 112020087338049-pat00002
이며, G는 안테나 이득, R은 표적과 레이더 사이의 거리, Pt는 송신전력,
Figure 112020087338049-pat00003
는 파장, fc는 반송 주파수를 나타낸다. 안테나 패턴은 Gaussian 빔을 가정한다.
Figure 112020087338049-pat00004
는 레이더의 송신파의 편파를 나타낸다. Shh와 Svv는 각각 수평/수직 편파에 대한 동일 편파 산란 행렬을 나타낸다.
Figure 112020087338049-pat00005
Figure 112020087338049-pat00006
는 각 입사파에 대한 수평/수직 편파를 나타낸다. 또한
Figure 112020087338049-pat00007
Figure 112020087338049-pat00008
는 반사파에 대한 수평/수직 편파를 나타낸다. [수학식 1]에서 교차 편파 산란 행렬 Shv와 Svh는 Shh와 Svv에 비해 크기가 매우 작으므로 무시되었다. 수신 신호는 IF(Intermediate Frequency) 대역에서 기준 신호와 정합 필터를 통과한 후 펄스 압축을 통해 표적의 거리를 추정할 수 있다. 차량의 모든 메시(mesh)에 의한 시간 응답의 펄스 압축 신호는 해석적으로 다음 식과 같이 표현된다.here,
Figure 112020087338049-pat00002
where G is the antenna gain, R is the distance between the target and the radar, P t is the transmit power,
Figure 112020087338049-pat00003
is the wavelength and f c is the carrier frequency. The antenna pattern assumes a Gaussian beam.
Figure 112020087338049-pat00004
represents the polarization of the radar's transmit wave. S hh and S vv represent co-polarization scattering matrices for horizontal/vertical polarization, respectively.
Figure 112020087338049-pat00005
and
Figure 112020087338049-pat00006
denotes the horizontal/vertical polarization for each incident wave. also
Figure 112020087338049-pat00007
and
Figure 112020087338049-pat00008
represents the horizontal/vertical polarization for the reflected wave. In [Equation 1], the cross-polarization scattering matrices S hv and S vh were ignored because they were very small compared to S hh and S vv . After the received signal passes through a reference signal and a matched filter in an intermediate frequency (IF) band, the distance to the target may be estimated through pulse compression. The pulse compression signal of the time response by all meshes of the vehicle is analytically expressed as the following equation.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112020087338049-pat00009
Figure 112020087338049-pat00009

여기서,

Figure 112020087338049-pat00010
이며, fIF는 IF 주파수이다. N은 차량 메시(mesh) 개수이며,
Figure 112020087338049-pat00011
는 i 번째 차량 메시(mesh)의 시간지연으로
Figure 112020087338049-pat00012
이며, 여기서 Ri와 c는 거리 및 빛의 속도이다. BW는 대역폭이며, T는 chirp 신호의 주기이다.
Figure 112020087338049-pat00013
Figure 112020087338049-pat00014
를 입력으로 갖는 삼각 함수이며, [수학식 2]의 계산 복잡도는
Figure 112020087338049-pat00015
이다. 여기서 N과 M은 차량의 메시(mesh) 개수와 거리 샘플링 개수이다. IF 대역에서 나이퀴스트 샘플링 조건을 만족하기 위해 요구되는 거리 샘플링 수는 매우 많으며, 차량의 메시(mesh) 개수 또한 매우 많기 때문에 [수학식 2]를 기반으로 레이더 수신 신호를 계산하는 것은 비효율적이다. 따라서 본 실시예에서 제안하는 방법은 다음과 같다.here,
Figure 112020087338049-pat00010
and f IF is the IF frequency. N is the number of vehicle meshes,
Figure 112020087338049-pat00011
is the time delay of the i-th vehicle mesh.
Figure 112020087338049-pat00012
where R i and c are distance and speed of light. BW is the bandwidth and T is the period of the chirp signal.
Figure 112020087338049-pat00013
Is
Figure 112020087338049-pat00014
is a trigonometric function having as an input, and the computational complexity of [Equation 2] is
Figure 112020087338049-pat00015
am. Here, N and M are the number of meshes of the vehicle and the number of distance sampling. Since the number of distance sampling required to satisfy the Nyquist sampling condition in the IF band is very large, and the number of meshes of the vehicle is also very large, it is inefficient to calculate the radar reception signal based on [Equation 2]. Therefore, the method proposed in this embodiment is as follows.

도 4는 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a method of calculating a radar reception signal according to an embodiment.

도 4에 도시된 바와 같이, [수학식 1]을 기반으로 계산된 임펄스 응답을 시간 지연에 따라 순차적으로 나열하고 거리 빈(range bin) 안에 해당되는 임펄스들을 코히런트하게 통합한다. 샘플링 기준 시간을

Figure 112020087338049-pat00016
라고 할 때
Figure 112020087338049-pat00017
만큼 위상을 곱하여 보정한다. 위상 보정을 통해 거리 빈 안에서 통합된 신호를
Figure 112020087338049-pat00018
라 하고 펄스 압축된 기준 신호를
Figure 112020087338049-pat00019
라 할 때 차량에 의해 반사된 레이더 수신 신호는 다음과 같이 표현된다.As shown in FIG. 4 , impulse responses calculated based on Equation 1 are sequentially arranged according to a time delay, and impulses corresponding to a range bin are coherently integrated. sampling time
Figure 112020087338049-pat00016
when you say
Figure 112020087338049-pat00017
It is corrected by multiplying the phase by The integrated signal within the distance bin with phase correction
Figure 112020087338049-pat00018
and the pulse-compressed reference signal
Figure 112020087338049-pat00019
The radar received signal reflected by the vehicle is expressed as follows.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112020087338049-pat00020
Figure 112020087338049-pat00020

여기서, *는 컨볼루션을 나타낸다.Here, * denotes convolution.

표 1은 시뮬레이션을 위해 고려하는 파라미터를 나타낸다.Table 1 shows the parameters to be considered for the simulation.

[표 1][Table 1]

Figure 112020087338049-pat00021
Figure 112020087338049-pat00021

모든 거리 영역에서 [수학식 2]를 통해 계산한 해석적인 결과와 본 실시예에서 제안한 근사화 방법이 모든 거리 빈에 대해 매우 잘 일치한다.In all distance domains, the analytical results calculated through [Equation 2] and the approximation method proposed in this embodiment agree very well for all distance bins.

표 2는 제안한 근사화 방법과 해석적 방법의 시뮬레이션 시간을 비교하여 나타낸 것이다.Table 2 compares the simulation times of the proposed approximation method and the analytical method.

Figure 112020087338049-pat00022
Figure 112020087338049-pat00022

제안한 근사화 방법과 해석적 방법의 시뮬레이션 시간을 비교하면 제안한 방법이 1,260배 효율적이다. Comparing the simulation time of the proposed approximation method and the analytical method, the proposed method is 1,260 times more efficient.

도 5는 일 실시예에 따른 2D RD 맵의 예를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of a 2D RD map according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 여러 주기의 신호를 송수신 시 레이더와 차량의 움직임에 의한 도플러 효과를 고려하여 2D RD 맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 30 m의 거리와 3 m/s의 시선 속도에서 표적의 신호가 발생하는 것을 알 수 있다. 레이더와 표적의 상대속도를 고려할 때 추정 속도가 상대 속도 차이와 잘 일치하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a 2D RD map may be generated in consideration of the Doppler effect due to the movement of the radar and the vehicle when transmitting and receiving signals of multiple periods. For example, it can be seen that the target signal is generated at a distance of 30 m and a gaze velocity of 3 m/s. When considering the relative speed of the radar and the target, it can be seen that the estimated speed agrees well with the relative speed difference.

이와 같이, 실시예들은 물리 광학 방법을 사용하여 차량의 산란을 해석하고 이를 기반으로 레이더의 시간 영역 수신 신호를 계산하기 위한 수치적 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 해석적인 기법의 결과와 비교를 통해 수치적으로 검증하였으며 제안된 방법의 시간 효율성을 정량적으로 제시하였다. 또한 자율 주행 시나리오에서 도플러 효과를 고려한 RD 맵을 도출하였고 결과에 대한 수치적 타당성을 제시하였다.As such, the embodiments propose a numerical method for analyzing the scattering of a vehicle using a physical-optical method and calculating a time-domain received signal of the radar based thereon. The proposed method was numerically verified through comparison with the results of the analytical technique, and the time efficiency of the proposed method was quantitatively presented. In addition, an RD map considering the Doppler effect was derived in the autonomous driving scenario, and the numerical validity of the results was presented.

도 6은 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호 계산 원리를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a principle of calculating a radar reception signal according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 차량용 레이더는 FMCW(Frequency modulated continuous wave)를 이용하는데 원래의 exact한 신호 계산은 차량의 RCS, 레이더의 빔 패턴 등을 고려한 신호 크기에 주파수가 시간에 따라 변하는 chirp 신호를 곱해서 신호를 생성할 수 있다. 이때 chirp는 한 주기를 이용한다. Referring to FIG. 6 , the vehicle radar uses a frequency modulated continuous wave (FMCW), and the original exact signal calculation is performed by multiplying the signal size in consideration of the vehicle RCS and the radar beam pattern by a chirp signal whose frequency changes with time. signal can be generated. In this case, chirp uses one cycle.

그러면 메시(mesh) 1개당 신호 1개로 메시(mesh) 수와 동일한 신호 수가 생기고, 이 신호들을 합쳐서 백과 매치트 필터링(matched filtering)하면 펄스 압축(pulse compression)된 1D 신호가 생성되어 표적 차량과 레이더 사이의 거리 정보를 포함할 수 있다. 이때 해당 시뮬레이션의 메시(mesh) 수가 77만개로 매우 많아 신호를 이 방식대로 처리하는 데에 시간이 오래 걸린다.Then, the number of signals equal to the number of meshes is generated with one signal per mesh, and when these signals are combined and bag-matched filtered, a pulse-compressed 1D signal is generated to generate a target vehicle and radar. It may include distance information between them. At this time, the number of meshes in the simulation is very large with 770,000, so it takes a long time to process the signal in this way.

도 7a 및 도 7 b는 일 실시예에 따른 레이더 수신 신호 계산 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for explaining a radar reception signal calculation algorithm according to an embodiment.

도 7 a 에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면 계산 시간을 줄이기 위해 임펄스 함수를 이용한 새로운 알고리즘을 사용할 수 있다. 차량(710)의 메시(mesh)들과 레이더(720) 사이의 거리들이 제각기 다른데 거리 빈(730)을 사이즈를 정해서 만들고, 해당 빈 안에 들어오는 메시(mesh)들을 찾아서 각 메시(mesh)들의 신호 크기를 더해서 하나의 임펄스 함수로 만들 수 있다. 이때 생성하는 임펄스 함수의 위치가 실제 메시(mesh)의 위치와 차이가 발생하는데 이 차이만큼을 위상 보정할 수 있다.7A , according to an embodiment, a new algorithm using an impulse function may be used to reduce the calculation time. Although the distances between the meshes of the vehicle 710 and the radar 720 are different, the distance bin 730 is made by determining the size, and the meshes entering the bin are found and the signal size of each mesh. can be added to make one impulse function. At this time, the position of the generated impulse function is different from the position of the actual mesh, and this difference can be compensated for in phase.

도 7 b에 도시된 바와 같이, 각 빈마다 한 개의 임펄스를 생성한 후, exact에서 매치트 필터(matched filter)를 통과한 다음 수학식을 컨볼루션할 수 있다.As shown in FIG. 7B , after generating one impulse for each bin, it can pass through a matched filter in exact and then convolve the equation.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112020087338049-pat00023
Figure 112020087338049-pat00023

컨볼루션은 다음과 같이 나타낼 수 있다. Convolution can be expressed as

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112020087338049-pat00024
Figure 112020087338049-pat00024

Figure 112020087338049-pat00025
Figure 112020087338049-pat00025

도 8은 일 실시예에 따른 2D 신호의 생성을 설명하기 위한 도면이다. 8 is a diagram for explaining generation of a 2D signal according to an embodiment.

도 8에 도시된 바와 같이, 이 후 도플러(Doppler) 주파수와 여러 주기의 chirp 신호들을 이용해서 2D 신호를 만드는데 아래 그림과 같이 주기 수만큼 쌓게 된다. 여기서, FFT(Fast Fourier Transform)를 이용해서 도플러 프로세싱(Doppler processing) 하면 속도 정보를 얻게 되고 RD 맵을 생성할 수 있다.As shown in FIG. 8 , thereafter, a 2D signal is created using a Doppler frequency and several cycles of chirp signals, and the number of cycles is stacked as shown in the figure below. Here, by performing Doppler processing using a Fast Fourier Transform (FFT), speed information is obtained and an RD map can be generated.

도 9는 일 실시예에 따른 시나리오 맵의 예를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating an example of a scenario map according to an embodiment.

도 9를 참조하면, 레이더와 제1 차량(910), 제2 차량(920) 및 제3 차량(930)이 존재하는 시나리오 맵을 가정한다. 여기서, 제2 차량(920) 및 제3 차량(930)은 정지되어 있고, 제1 차량(910)은 15m/s로 이동하는데 레이더의 왼쪽 차선에서 레이더 차량의 차선으로 들어오고 레이더의 오른쪽 차선으로 이동한다.Referring to FIG. 9 , a scenario map in which a radar and a first vehicle 910 , a second vehicle 920 , and a third vehicle 930 exist is assumed. Here, the second vehicle 920 and the third vehicle 930 are stopped, and the first vehicle 910 moves at 15 m/s. Move.

도 10은 일 실시예에 따른 제1 차량의 RCS 분포를 나타내는 도면이다.10 is a diagram illustrating an RCS distribution of a first vehicle according to an exemplary embodiment.

도 10에 도시된 바와 같이, 레이더 차량이 제1 차량의 후면에 위치하므로 후면에서 입사되는 전자파를 이용한 산란파와 RCS를 계산하게 되고, 계산된 RCS를 차량 메시(mesh)에 입혀 RCS 분포를 표현할 수 있다. As shown in FIG. 10 , since the radar vehicle is located at the rear of the first vehicle, the scattered wave and RCS using electromagnetic waves incident from the rear are calculated, and the RCS distribution can be expressed by applying the calculated RCS to the vehicle mesh. there is.

도 11은 일 실시예에 따른 시나리오에 해당하는 1D 신호를 나타내는 도면이다. 11 is a diagram illustrating a 1D signal corresponding to a scenario according to an embodiment.

도 11에 도시된 바와 같이, 시나리오에 해당하는 매치트 필터(matched filter) 통과 후 1D 신호를 나타내며, 시나리오 초반의 RD 맵으로 제2 차량이 제1 차량에 가려진 경우를 나타낸다.11 , a 1D signal is displayed after passing through a matched filter corresponding to a scenario, and a case in which the second vehicle is obscured by the first vehicle is illustrated by the RD map at the beginning of the scenario.

도 12는 일 실시예에 따른 방법의 검증을 나타낸다. 12 shows a validation of a method according to an embodiment.

도 12에 도시된 바와 같이, 원래의 신호처리 방법으로 펄스 압축(pulse compression)된 신호와 임펄스 함수 생성으로 컨볼루션한 신호를 비교함으로 검증할 수 있다. As shown in FIG. 12 , it can be verified by comparing a signal that has been pulse compressed by the original signal processing method and a signal convolved by generating an impulse function.

원래의 신호처리 방법인 펄스 압축된 신호의 처리 시간은 2513sec이고, 임펄스 함수 생성으로 컨볼루션한 신호의 처리 시간은 2sec이다. 따라서, 실시예들에 따른 방법이 대략 1260배 빨라지며 효율적임을 보여준다.The processing time of the pulse-compressed signal, which is the original signal processing method, is 2513 sec, and the processing time of the signal convolved by the impulse function generation is 2 sec. Thus, it is shown that the method according to the embodiments is approximately 1260 times faster and efficient.

도 13은 일 실시예에 따른 생성된 RD 맵의 예를 나타낸다. 13 shows an example of a generated RD map according to an embodiment.

도 13에 도시된 바와 같이, 표적 차량의 위치와 속도 정보를 읽는 데에 가독성을 향상시킬 수 있다. 이는, 시나리오 초반의 RD 맵으로 제2 차량이 제1 차량에 가려진 경우를 나타낸다.As shown in FIG. 13 , it is possible to improve readability in reading the position and speed information of the target vehicle. This indicates a case in which the second vehicle is obscured by the first vehicle by the RD map at the beginning of the scenario.

실시예들에 따르면 차량이 움직일 때마다 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려해 표적 차량의 지역 좌표계에서 입사각도를 계산한 후, 해당 각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적의 전자장 수치해석을 수행하며, 레이더 방정식을 기반으로 레이더 수신 신호의 크기를 계산함으로써 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법 및 장치를 제공할 수 있다. According to the embodiments, every time the vehicle moves, the angle of incidence is calculated in the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle, and then numerical analysis of the electromagnetic field of the target using physical optics is performed at the angle. In addition, it is possible to provide a method and apparatus for simulating the radar of an autonomous vehicle by calculating the magnitude of the radar reception signal based on the radar equation.

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, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable 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 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), 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. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

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 장치에 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.Software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or apparatus, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in 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. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions 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, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

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.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

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.

Claims (5)

차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 단계;
계산된 상기 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 단계
를 포함하는, 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법.
calculating electromagnetic scattering with vehicle model data;
calculating a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering; and
Generating a Range-Doppler (RD) map of the vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time-domain response signal
Including, autonomous vehicle radar simulation method.
제1항에 있어서,
상기 차량 모델 데이터로 전자기 산란을 계산하는 단계는,
차량이 움직일 때마다 상기 레이더가 표적 차량을 향하는 각도를 고려하여 표적 차량의 지역 좌표계를 기준으로 입사각도를 계산한 후, 상기 입사각도로 물리 광학(physical optics)을 이용한 표적 차량의 전자장 수치해석을 수행하여 산란 행렬을 계산하는 단계
를 포함하는, 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법.
According to claim 1,
Calculating electromagnetic scattering with the vehicle model data comprises:
Every time the vehicle moves, the angle of incidence is calculated based on the local coordinate system of the target vehicle in consideration of the angle at which the radar faces the target vehicle, and then numerical analysis of the electromagnetic field of the target vehicle is performed using physical optics as the angle of incidence. to calculate the scattering matrix
Including, autonomous vehicle radar simulation method.
제2항에 있어서,
상기 차량 모델 데이터로 전자기 산란을 계산하는 단계는,
상기 산란 행렬을 이용하여 레이더 방정식을 기반으로 편파가 고려된 시간영역 레이더 수신 신호의 크기를 계산하는 단계
를 더 포함하는, 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법.
3. The method of claim 2,
Calculating electromagnetic scattering with the vehicle model data comprises:
Calculating the magnitude of a time-domain radar reception signal in which polarization is considered based on a radar equation using the scattering matrix
Further comprising a, autonomous vehicle radar simulation method.
제1항에 있어서,
상기 시간영역 응답 신호를 계산하는 단계는,
상기 차량의 메시(mesh)들과 상기 레이더 사이의 거리들이 각각 다르므로 거리 빈(range bin)을 소정의 크기로 형성한 후, 빈(bin) 내에 들어오는 메시(mesh)들을 찾아 각 메시(mesh)들의 신호 크기를 더하여 하나의 임펄스 함수를 만들고, 상기 임펄스 함수의 위치와 실제 메시(mesh)의 위치와의 차이만큼 위상 보정하는 것
을 특징으로 하는, 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 방법.
According to claim 1,
Calculating the time domain response signal comprises:
Since the distances between the meshes of the vehicle and the radar are different, a range bin is formed to a predetermined size, and then meshes entering the bin are searched for each mesh. To create one impulse function by adding the signal magnitudes of the signals, and to correct the phase by the difference between the position of the impulse function and the position of the actual mesh
A method for simulating an autonomous vehicle radar, characterized in that.
차량 모델 데이터로 전자기 산란(scattering)을 계산하는 전자기 산란 산정부;
계산된 상기 전자기 산란을 기반으로 시간영역 응답 신호를 계산하는 시간영역 응답 신호 산정부; 및
계산된 상기 시간영역 응답 신호를 기반으로 레이더와 차량이 움직이는 시나리오에서 차량의 RD(Range-Doppler) 맵(map)을 생성하는 RD 맵 생성부
를 포함하는, 자율 주행 차량 레이더 모의 실험 장치.
an electromagnetic scattering calculator that calculates electromagnetic scattering from vehicle model data;
a time-domain response signal calculator for calculating a time-domain response signal based on the calculated electromagnetic scattering; and
An RD map generator that generates a Range-Doppler (RD) map of a vehicle in a scenario in which the radar and the vehicle move based on the calculated time domain response signal
Including, autonomous vehicle radar simulator.
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