KR102400235B1 - Target location determine method with low-complexity of spectrum - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법에 관한 것으로 타겟 위치 결정 방법은 레이더를 이용하여 실시간으로 차량의 주의에 위치한 고정되거나 또는 이동하는 단일/복수의 타겟을 추적한다.The present invention relates to a target positioning method using a low-complexity spectrum, and the target positioning method tracks a fixed or moving single/plural target located in the attention of a vehicle in real time using radar.

Description

저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법{TARGET LOCATION DETERMINE METHOD WITH LOW-COMPLEXITY OF SPECTRUM}TARGET LOCATION DETERMINE METHOD WITH LOW-COMPLEXITY OF SPECTRUM

본 발명은 저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법에 관한 것으로 구체적으로는 레이더를 기반으로 주파수의 검출 성능을 개선하여 타겟의 위치를 결정하는 방법이다.The present invention relates to a method for determining a target location using a low-complexity spectrum, and more particularly, to a method for determining a location of a target by improving the detection performance of a frequency based on a radar.

FMCW 레이더 시스템은 시간-주파수 도메인을 동시에 사용함으로써 다수의 타겟에 대한 거리-속도정보를 추정하는 시스템이다. 또한, FMCW 레이더 시스템은 대역폭 효율이 매우 높으면서 복잡도가 낮아 차량용 레이더 시스템에 주요 기술로 손꼽힌다. FMCW 레이더 시스템은 각 타겟의 거리, 속도에 따라 비트 주파수가 결정되므로, 주파수 성분을 정확히 추정하는 것이 매우 중요한 이슈이다. 이때, FMCW 레이더 시스템은 주파수 성분 추정을 위해, FFT 방식이 가장 널리 쓰인다.The FMCW radar system is a system for estimating distance-velocity information for multiple targets by using the time-frequency domain at the same time. In addition, the FMCW radar system has very high bandwidth efficiency and low complexity, so it is considered as a major technology for automotive radar systems. In the FMCW radar system, since the beat frequency is determined according to the distance and speed of each target, it is a very important issue to accurately estimate the frequency component. In this case, in the FMCW radar system, the FFT method is most widely used for frequency component estimation.

하지만, FFT 기반 방식들은 해상도가 높지 않아, 다수의 타겟이 인접한 경우 단일 타겟으로 인식할 확률이 높다. 차량용 레이더 시스템에서는, 높은 분해능과 장거리의 탐지조건을 요구하므로, 기존의 24GHz ISM 대역 레이더의 경우 자동차 감지의 다양한 요구 사항을 충족시키기가 어려운 문제점이 있다.However, the FFT-based schemes do not have high resolution, so when a plurality of targets are adjacent to each other, the probability of recognition as a single target is high. Since the vehicle radar system requires high resolution and long-range detection conditions, there is a problem in that it is difficult to satisfy various requirements for vehicle detection in the case of the existing 24 GHz ISM band radar.

이를 개선하기 위해 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)이나 MUSIC(multiple signal classification)과 같은 초고해상도 주파수 검출 알고리즘이 제안되었다. 하지만, 제안된 기법들은 연산복잡도가 매우 높은 문제가 있어 실시간으로 주변의 물체를 추정하는 차량용으로 적합하지 않다. 또한, 제안된 방식들은 높은 SNR 조건에서 만 우수한 성능을 달성하며, 낮은 SNR 환경에서는 성능이 저하되는 단점이 존재한다.To improve this, an ultra-high-resolution frequency detection algorithm such as estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) or multiple signal classification (MUSIC) has been proposed. However, the proposed methods have a problem of very high computational complexity, so they are not suitable for vehicles that estimate surrounding objects in real time. In addition, the proposed schemes achieve excellent performance only in a high SNR condition, and there is a disadvantage in that the performance is degraded in a low SNR environment.

이에 따라, 낮은 SNR 조건에서의 추정 성능을 향상시키기 위해 SP(spectrum partitioning)를 이용하여 해상도를 증가시키는 알고리즘이 개발되었다. SP 기반의 고해상도 알고리즘은 스펙트럼을 다수의 부분 스펙트럼으로 분할하고, 각각의 서브 대역에 대해 고해상도 알고리즘을 적용한다. 하지만, SP 기반 고해상도 알고리즘의 복잡도가 매우 높아 실시간 구현이 어려우므로 차량용에 적합하지 않다.Accordingly, in order to improve the estimation performance in the low SNR condition, an algorithm for increasing the resolution using SP (spectrum partitioning) has been developed. The SP-based high-resolution algorithm divides the spectrum into multiple partial spectra, and applies the high-resolution algorithm to each subband. However, since the complexity of the SP-based high-resolution algorithm is very high and it is difficult to implement in real time, it is not suitable for vehicles.

따라서, 낮은 복잡도를 이용해 차량에서 실시간으로 타겟을 결정할 수 있는 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a method capable of determining a target in real time in a vehicle using low complexity.

본 발명은 저 복잡도의 스펙트럼 분할 기반의 고해상도 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 실시간으로 검출하는 타겟 위치 결정 방법을 제공한다.The present invention provides a method for determining a target position for detecting the position of a target in real time using a high-resolution algorithm based on low-complexity spectral division.

본 발명은 낮은 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 갖는 조건에서의 고해상도 알고리즘을 이용하여 인접 위치한 다수의 타겟의 위치를 결정하는 타겟 위치 결정 방법을 제공한다.The present invention provides a target positioning method for determining the positions of a plurality of adjacent targets using a high-resolution algorithm under a condition having a low signal to noise ratio (SNR).

일실시예에 따른 타겟 위치 결정 방법은 N개의 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계; S개의 윈도윙(Windowing)을 사용하여 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 S개의 서브 대역들로 분할하는 단계; 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호와 임계 신호를 비교하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정하는 단계; 인덱스에 해당하는 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장하는 단계; 메모리에 저장된 데이터에 대해 M개의 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계; 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터를 이용하여 스펙트럼을 생성하는 단계; 및 생성한 스펙트럼으로부터 상기 N개의 타겟에 대한 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.A method for determining a target location according to an embodiment includes: applying a discrete Fourier transform (DFT) to a radar signal reflected from N targets; dividing the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied into S subbands using S windowings; determining indices for M targets by comparing output signals of each of the subbands divided by windowing with a threshold signal; storing output signals of subbands corresponding to the index in a memory; applying M inverse Discrete Fourier Transforms (IDFTs) to data stored in a memory; generating a spectrum using data to which an inverse discrete Fourier transform is applied; and determining the positions of the N targets from the generated spectrum.

일실시예에 따른 인덱스를 결정하는 단계는, N개의 타겟에 대한 신호 기반의 스펙트럼 지수 벡터를 나타내는 인덱스를 결정할 수 있다.In the determining of the index according to an embodiment, an index indicating a signal-based spectral index vector for the N targets may be determined.

일실시예에 따른 인덱스를 결정하는 단계는, 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호의 크기가 임계 신호의 크기 값과 비교하는 단계; 및 상기 출력 신호의 크기가 높은 값을 나타내는 경우, 상기 높은 값을 나타내는 출력 신호를 타겟이라고 인지하는 단계를 포함할 수 있다.Determining the index according to an embodiment may include: comparing a magnitude of an output signal of each of the subbands divided by windowing with a magnitude value of a threshold signal; and when the magnitude of the output signal indicates a high value, recognizing the output signal indicating the high value as a target.

일실시예에 따른 메모리에 저장하는 단계는, N * N 상관 행렬의 신호 부분 공간에 포함된 고유 벡터를 기반으로 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장할 수 있다.The storing in the memory may include storing the output signals of the subbands in the memory based on the eigenvector included in the signal subspace of the N * N correlation matrix.

일실시예에 따른 스펙트럼을 생성하는 단계는, 고유 벡터의 고유치를 이용하여 서브 대역에 대한 잡음 감소 신호의 스펙트럼을 생성할 수 있다.The generating of the spectrum according to an embodiment may include generating a spectrum of a noise reduction signal for a subband by using an eigenvalue of an eigenvector.

일실시예에 따른 결정하는 단계는, 스펙트럼을 통해 N개의 타겟에 대한 피크 값을 검출하는 단계; 및 검출된 피크값에 따른 N개의 타겟의 지연 시간을 이용하여 N개의 타겟의 위치를 결정할 수 있다.The determining according to an embodiment may include: detecting peak values for N targets through a spectrum; And it is possible to determine the positions of the N targets by using the delay times of the N targets according to the detected peak values.

본 발명의 일실시예에 의하면, 타겟 위치 결정 방법은 저 복잡도의 스펙트럼 분할 기반의 고해상도 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 실시간으로 검출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the target location determination method can detect the target location in real time by using a low-complexity spectral division-based high-resolution algorithm.

본 발명의 일실시예에 의하면, 타겟 위치 결정 방법은 낮은 신호대잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)를 갖는 조건에서의 고해상도 알고리즘을 이용하여 인접 위치한 다수의 타겟의 위치를 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the target positioning method may determine the positions of a plurality of adjacent targets by using a high-resolution algorithm in a condition having a low signal to noise ratio (SNR).

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타겟의 위치를 결정하기 위한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 타겟에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 타겟에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타겟 위치 결정 방법에 관한 흐름도이다.
1 is an overall configuration diagram for determining the position of a target according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram for explaining a detailed configuration of a radar device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a spectrum range for a single target according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating spectral ranges for a plurality of targets according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method for determining a target location according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 타겟의 위치를 결정하기 위한 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram for determining the position of a target according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 레이더 장치(101)는 차량의 주위에 위치한 타겟을 추정하는 레이더를 위한 다중 신호 분류 기법(MUSIC: multiple signal classification algorithm)을 기반으로 낮은 복잡도를 갖는 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법을 제안할 수 있다. 여기서, 다중 신호 분류 기법은 배열 신호 처리 문제에서 널리 사용되는 방법으로, 안테나 또는 센서에 측정된 데이터들로 이루어진 공간을 신호 공간과 잡음 공간으로 분리하여 신호원들의 위치에 대한 벡터가 잡음 공간과 직교함을 이용하여 위치를 추적하는 방법이다. 이때에 신호 공간과 잡음 공간을 분리하기 위해서는 신호원들의 시간 축으로의 파형의 간섭이 서로 없어야 한다.Referring to FIG. 1 , a radar device 101 is a method for determining a target location using a spectrum having a low complexity based on a multiple signal classification algorithm (MUSIC) for radar that estimates a target located around a vehicle. can suggest Here, the multi-signal classification technique is a widely used method in the array signal processing problem. By dividing the space consisting of data measured by an antenna or sensor into a signal space and a noise space, vectors for the positions of signal sources are orthogonal to the noise space. A method of tracking a location using a At this time, in order to separate the signal space and the noise space, there should be no interference of the waveforms on the time axis of the signal sources.

또한, 본 발명에서의 레이더 장치(101)는 차량용 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더 방식으로 구현되는 장치로, 레이더 신호를 연속파로 내보내되, 레이더 신호가 시간에 따라 계속 변하는 레이더 장치일 수 있다.In addition, the radar device 101 in the present invention is a device implemented in a vehicle FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) radar method, and may be a radar device that emits a radar signal as a continuous wave, and the radar signal continuously changes with time.

레이더 장치(101)는 레이더의 추적 범위 및 분해능을 이용하여 차량의 주위에 고정되거나 또는 이동하는 N개의 타겟을 감지할 수 있다. 레이더 장치(101)는 레이더의 추적 범위를 향상시키기 위해, 다중 신호 분류 기법에 따른 타겟에 관한 신호 매개 변수를 추정할 수 있다. 이때, 종래에 신호 매개 변수를 추정함에 있어, 레이더 장치(101)는 고 해상도 기반의 알고리즘을 활용함에 따라 낮은 신호대 잡음비에서 성능이 저하된 신호 매개 변수를 추정하게 된다. 이에 본 발명의 레이더 장치(101)는 낮은 복잡도의 SP 기반의 다중 신호 분류 기법을 이용함으로써, 낮은 신호대 잡음비 환경에서 추정 범위의 정확도 및 해상도의 성능을 향상시킬 수 있다.The radar device 101 may detect N targets fixed or moving around the vehicle by using the tracking range and resolution of the radar. In order to improve the radar tracking range, the radar device 101 may estimate a signal parameter related to a target according to a multi-signal classification technique. In this case, in estimating signal parameters in the prior art, the radar apparatus 101 estimates the signal parameters with degraded performance at a low signal-to-noise ratio by using a high-resolution based algorithm. Accordingly, the radar apparatus 101 of the present invention can improve the accuracy of the estimation range and the resolution performance in a low signal-to-noise ratio environment by using a low-complexity SP-based multi-signal classification technique.

이를 위해, 레이더 장치(101)는 SP 기반의 고해상도 알고리즘을 기반으로 스펙트럼을 다중 스펙트럼의 서브 대역으로 분할하고, 고해상도 알고리즘이 각각의 서브 대역 신호를 사용할 수 있다. 그리고, 각각의 서브 대역 신호를 이용하여 복수의 타겟에 대한 위치를 추정할 수 있다.To this end, the radar device 101 may divide a spectrum into subbands of a multi-spectrum based on an SP-based high-resolution algorithm, and the high-resolution algorithm may use each subband signal. In addition, positions of a plurality of targets may be estimated using each subband signal.

차량(102)의 주위에 N개의 타겟이 존재하는 경우, 레이더 장치(101)는 N개의 타겟이 위치하는 공간으로 연속된 형태의 레이더 신호를 발생시킬 수 있다. 그리고, 레이더 장치(101)는 N개의 타겟에 의해 반사된 레이더 신호를 수신하고, 수신한 레이더 신호를 아날로그-디지털 변환(ADC: Analog-Digital Converter)을 수행할 수 있다. 여기서, 아날로그-디지털 변환이 적용된 레이더 신호의 n번째 성분을

Figure 112017114033217-pat00001
라 할 때,
Figure 112017114033217-pat00002
은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.When there are N targets around the vehicle 102 , the radar device 101 may generate a continuous radar signal in a space in which the N targets are located. In addition, the radar device 101 may receive the radar signal reflected by the N targets, and may perform analog-digital converter (ADC) on the received radar signal. Here, the nth component of the radar signal to which the analog-to-digital conversion is applied
Figure 112017114033217-pat00001
When you say
Figure 112017114033217-pat00002
can be expressed as in Equation 1 below.

Figure 112017114033217-pat00003
Figure 112017114033217-pat00003

여기서,

Figure 112017114033217-pat00004
Figure 112017114033217-pat00005
번째 타겟의 복소 진폭 성분을 나타내고,
Figure 112017114033217-pat00006
는 첩심볼의 변화율을 나타내며,
Figure 112017114033217-pat00007
는 레이더 신호의 샘플링 주기를 나타낼 수 있다. 그리고,
Figure 112017114033217-pat00008
는 FMCW 기반의 레이더 장치(101)의 초기 주파수를 나타내고,
Figure 112017114033217-pat00009
Figure 112017114033217-pat00010
번째 타겟의 거리에 따른 지연시간을 나타내며,
Figure 112017114033217-pat00011
은 부가 백색 가우스 잡음(AWGN: Additive white Gaussian noise)성분을 나타낼 수 있다. 또한, 레이더 신호에 대한
Figure 112017114033217-pat00012
의 N point DFT(Discrete Fourier Transform) 출력 가운데
Figure 112017114033217-pat00013
번째 성분을
Figure 112017114033217-pat00014
로 표기할 때,
Figure 112017114033217-pat00015
은 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. here,
Figure 112017114033217-pat00004
silver
Figure 112017114033217-pat00005
represents the complex amplitude component of the th target,
Figure 112017114033217-pat00006
represents the rate of change of the chirp symbol,
Figure 112017114033217-pat00007
may represent a sampling period of the radar signal. And,
Figure 112017114033217-pat00008
represents the initial frequency of the FMCW-based radar device 101,
Figure 112017114033217-pat00009
silver
Figure 112017114033217-pat00010
It represents the delay time according to the distance of the second target,
Figure 112017114033217-pat00011
may represent an additive white Gaussian noise (AWGN) component. In addition, for radar signals
Figure 112017114033217-pat00012
Center the N-point Discrete Fourier Transform (DFT) output of
Figure 112017114033217-pat00013
the second ingredient
Figure 112017114033217-pat00014
When denoted as
Figure 112017114033217-pat00015
can be expressed as in Equation 2 below.

Figure 112017114033217-pat00016
Figure 112017114033217-pat00016

즉, 레이더 장치(101)는 수학식 2를 이용하여 N개의 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환을 적용할 수 있다. 레이더 장치(101)는 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 S개의 서브 대역들로 분할할 수 있다. 여기서, 레이더 장치(101)는 S개의 윈도윙(windowing)을 사용하여 S개의 서브 대역들로 레이더 신호를 분할할 수 있다. 여기서, 윈도윙은 디지털 신호 x[n]의 특정 구간을 선택하는데 있어, w[n]을 고하는 연산을 윈도윙 연산이라고 할 수 있다. 즉, 레이더 장치는 신호 복원시, 불연속에 의한 스펙트럼의 왜곡을 막기 위한 방법으로써, 윈도윙을 이용해 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 S개의 서브 대역으로 분할할 수 있다.That is, the radar apparatus 101 may apply the discrete Fourier transform to the radar signals reflected from the N targets by using Equation (2). The radar device 101 may divide the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied into S subbands. Here, the radar device 101 may divide the radar signal into S subbands using S windowings. Here, in the windowing, in selecting a specific section of the digital signal x[n], an operation of increasing w[n] may be referred to as a windowing operation. That is, the radar device may divide the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied into S subbands using windowing as a method for preventing spectrum distortion due to discontinuity during signal restoration.

레이더 장치(101)는 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호와 임계 신호를 비교 하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정하고, 결정된 인덱스에 해당하는 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장할 수 있다.The radar device 101 compares the output signal of each of the subbands divided by windowing with the threshold signal to determine the indexes for the M targets, and stores the output signals of the subbands corresponding to the determined indexes in the memory. there is.

레이더 장치(101)는 메모리에 저장된 데이터에 대해 M개의 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)을 적용하고, 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터를 이용하여 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이때, 레이더 장치(101)는 M개의 IDFT 결과 즉, 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터에 다중 신호 분류 기법(MUSIC)을 적용한 후, 합을 수행함으로써, 최종적인 스펙트럼을 생성할 수 있다. 이후, 레이더 장치(101)는 스펙트럼으로부터 상기 N개의 타겟에 대한 위치를 결정할 수 있다.The radar apparatus 101 may apply M inverse discrete Fourier transforms (IDFTs) to data stored in the memory, and generate a spectrum using the data to which the inverse discrete Fourier transform is applied. In this case, the radar apparatus 101 may generate a final spectrum by applying a multi-signal classification technique (MUSIC) to the M IDFT results, that is, data to which the inverse discrete Fourier transform is applied, and then performing summing. Thereafter, the radar device 101 may determine the positions of the N targets from the spectrum.

결국, 레이더 장치는 자동차용 레이더를 위한 낮은 복잡도의 스펙트럼에 기초한 다중 신호 분류 기법을 이용하고, 이를 통해 레이더 신호에 포함된 잡음 효과를 줄임으로써, 복수의 타겟에 대한 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.As a result, the radar apparatus uses a low-complexity spectrum-based multi-signal classification technique for automotive radar, and through this, reduces the noise effect included in the radar signal, thereby improving positional accuracy for a plurality of targets.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이더 장치의 세부 구성을 설명하기 위한 구성도이다.2 is a configuration diagram for explaining a detailed configuration of a radar device according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 레이더 장치는 신호 변환기(203), 스펙트럼 분할부와 스펙트럼 발생부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the radar device may include a signal converter 203 , a spectrum divider, and a spectrum generator.

레이더 장치는 N개의 타겟이 위치하는 공간으로 연속된 형태의 레이더 신호를 발생시킬 수 있다. N개의 타겟에 의해 반사된 레이더 신호를 수신하면, 신호 변환기(203)는 수신한 레이더 신호를 아날로그 형태에서 디지털 형태로 신호의 형태를 변환시킬 수 있다.The radar device may generate a continuous type of radar signal in a space in which N targets are located. When receiving the radar signal reflected by the N targets, the signal converter 203 may convert the received radar signal from an analog form to a digital form.

보다 구체적으로, 본 발명의 레이더 장치에서 차량용 레이더로 전송된 FMCW 신호는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.More specifically, the FMCW signal transmitted from the radar device of the present invention to the vehicle radar may be expressed as in Equation 3 below.

Figure 112017114033217-pat00017
Figure 112017114033217-pat00017

여기서,

Figure 112017114033217-pat00018
는 레이더 장치의 초기 주파수를 나타내고,
Figure 112017114033217-pat00019
는 처프 심볼의 순간 주파수의 변화율을 나타내며,
Figure 112017114033217-pat00020
는 FMCW 기반의 레이더 신호의 대역폭이며,
Figure 112017114033217-pat00021
은 FMCW의 기호를 나타낼 수 있다. 자세하게, 차량이 이동하는 도로 환경에서 N 개의 표적을 고려하고, m 번째 표적의 왕복 시간 지연을 τ m이라 가정할 때,
Figure 112017114033217-pat00022
에 대한 시간 - 불변 채널의 신호는 수학식 4과 같이 나타날 수 있다..here,
Figure 112017114033217-pat00018
represents the initial frequency of the radar device,
Figure 112017114033217-pat00019
represents the rate of change of the instantaneous frequency of the chirp symbol,
Figure 112017114033217-pat00020
is the bandwidth of the FMCW-based radar signal,
Figure 112017114033217-pat00021
may represent the symbol of FMCW. In detail, considering N targets in the road environment on which the vehicle moves, and assuming that the round-trip time delay of the m-th target is τ m,
Figure 112017114033217-pat00022
The signal of the time-invariant channel with respect to can be expressed as Equation (4).

Figure 112017114033217-pat00023
Figure 112017114033217-pat00023

여기서

Figure 112017114033217-pat00024
은 m 번째 타겟에 대한 복소 진폭을 나타내고,
Figure 112017114033217-pat00025
는 부가 백색 가우스 잡음일 수 있다. 여기서, 수신한 레이더 신호에서의 디처링(dechirping)은 수신 된 FMCW의 레이더 신호
Figure 112017114033217-pat00026
의 곱과 송신된 FMCW의 레이더 신호
Figure 112017114033217-pat00027
의 공액으로 정의될 수 있다. 이는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 디처링은 주파수 변화율을 역으로 보상하는 선형 기법으로 시간에 따라 변화하는 신호를 일정한 주파수 특성을 유지할 수 있도록 변환하는 기법으로, 레이더 신호에 포함된 잔향 신호를 효율적으로 백색화할 수 있다.here
Figure 112017114033217-pat00024
denotes the complex amplitude for the m-th target,
Figure 112017114033217-pat00025
may be additive white Gaussian noise. Here, dechirping in the received radar signal is the received radar signal of the FMCW.
Figure 112017114033217-pat00026
The product of , and the radar signal of the transmitted FMCW
Figure 112017114033217-pat00027
can be defined as the conjugate of This can be expressed as Equation 5. Here, the decharging is a linear technique for inversely compensating for a frequency change rate, and is a technique for converting a time-varying signal to maintain a constant frequency characteristic, and it is possible to efficiently whiten the reverberation signal included in the radar signal.

Figure 112017114033217-pat00028
Figure 112017114033217-pat00028

여기서,

Figure 112017114033217-pat00029
Figure 112017114033217-pat00030
가 정현파 형태로 변환됨을 나타냅니다. 수학식 5를 통해 변환된 레이더 신호
Figure 112017114033217-pat00031
는 수학식 6에 따른 정현파 형태의 파형으로 나타날 수 있다.here,
Figure 112017114033217-pat00029
Is
Figure 112017114033217-pat00030
indicates that is converted to sinusoidal form. Radar signal converted through Equation 5
Figure 112017114033217-pat00031
may be expressed as a waveform in the form of a sinusoid according to Equation (6).

Figure 112017114033217-pat00032
Figure 112017114033217-pat00032

나이퀴스트 샘플링 주파수(Nyquist sampling frequency)로

Figure 112017114033217-pat00033
가 주어진다고 가정할 때, 신호 변환기(203)를 통해 수신되는
Figure 112017114033217-pat00034
의 이산 시간 모델
Figure 112017114033217-pat00035
은 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.with Nyquist sampling frequency
Figure 112017114033217-pat00033
Assuming that is given, the signal received through the converter 203 is
Figure 112017114033217-pat00034
The discrete-time model of
Figure 112017114033217-pat00035
can be expressed as in Equation 7 below.

Figure 112017114033217-pat00036
Figure 112017114033217-pat00036

레이더 장치는 신호 변환기(203)를 통과한 레이더 신호는 이산 푸리에 변환기(204)를 통해 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform)될 수 있다. In the radar device, the radar signal passing through the signal converter 203 may be subjected to discrete Fourier transform (DFT) through the discrete Fourier transform 204 .

신호는 이산 푸리에 변환기(204)는 N개의 타겟으로부터 반사된 복수의 레이더 신호를 탐지할 수 있으며, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호는 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.As for the signal, the discrete Fourier transform 204 may detect a plurality of radar signals reflected from N targets, and the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied may be expressed as Equation 8.

Figure 112017114033217-pat00037
Figure 112017114033217-pat00037

여기서,

Figure 112017114033217-pat00038
은 레이더 신호에 의한 타겟으로부터의 시간 지연을 추정하기 위한 이산 주파수의 인덱스를 나타낼 수 있다.here,
Figure 112017114033217-pat00038
may represent the index of the discrete frequency for estimating the time delay from the target by the radar signal.

이후, 본 발명은 스펙트럼에 따른 S개의 윈도윙(205)을 사용해, 크기

Figure 112017114033217-pat00039
스펙트럼 샘플에 대응하는 S 개의 서브 대역들로 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 분할할 수 있다. 여기서, 표기법 [x]는 x보다 큰 가장 작은 정수를 나타낼 수 있다.Then, the present invention uses S windowings 205 according to the spectrum,
Figure 112017114033217-pat00039
The radar signal to which the discrete Fourier transform is applied may be divided into S subbands corresponding to the spectral sample. Here, the notation [x] may represent the smallest integer greater than x.

본 발명은 S개의 비교기(206)를 사용하여 S개의 서브 대역들 각각의 출력 신호와 임계 신호(207)를 비교할 수 있다. 즉, 비교기(206)는 S개의 서브 대역들 각각의 출력 신호로써, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호와 임계 신호(207)를 비교하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정할 수 있다.The present invention can compare the output signal of each of the S subbands with the threshold signal 207 using the S comparators 206 . That is, the comparator 206 may determine indices for the M targets by comparing the threshold signal 207 with the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied as output signals of each of the S subbands.

본 발명은 신호 선택기(208)를 통해 인덱스를 포함하는 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장할 수 있다. 여기서, 본 발명은 신호 선택기(208)를 통해 N 개의 다중 타겟이 존재하는 경우, 신호 기반 스펙트럼 지수 벡터를 얻을 수 있다. 그리고, 이에 따른 관심영역으로의 s번째 서브 밴드(s = 0, 1, 2, . . . , S-1)에 대한 스텍트럼 파티션 매트릭스를 정의할 수 있다. 이는 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.In the present invention, the output signal of the subbands including the index can be stored in the memory through the signal selector 208 . Here, in the present invention, when there are N multiple targets through the signal selector 208, a signal-based spectral exponential vector can be obtained. Then, it is possible to define a spectrum partition matrix for the s-th subband (s = 0, 1, 2, . . . , S-1) of the region of interest. This can be expressed as Equation (9).

Figure 112017114033217-pat00040
Figure 112017114033217-pat00040

여기서, 대각선 요소는

Figure 112017114033217-pat00041
에 의해 획득할 수 있으며,
Figure 112017114033217-pat00042
는 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.Here, the diagonal element is
Figure 112017114033217-pat00041
can be obtained by
Figure 112017114033217-pat00042
can be expressed as in Equation (10).

Figure 112017114033217-pat00043
Figure 112017114033217-pat00043

여기서,

Figure 112017114033217-pat00044
은 전체 부대 역 중에서 선택된 윈도우 신호에 대한 인덱스의 집합을 나타낼 수 있다. 그리고,
Figure 112017114033217-pat00045
은 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.here,
Figure 112017114033217-pat00044
may represent a set of indices for a window signal selected from among all subbands. And,
Figure 112017114033217-pat00045
can be expressed as in Equation (11).

Figure 112017114033217-pat00046
Figure 112017114033217-pat00046

스텍트럼 파티션 매트릭스에 따른 신호 기반 윈도우 처리가 완료되면, 본 발명은 수학식 12와 같은 결과를 획득할 수 있다.When the signal-based window processing according to the spectrum partition matrix is completed, the present invention can obtain a result as in Equation 12.

Figure 112017114033217-pat00047
Figure 112017114033217-pat00047

여기서

Figure 112017114033217-pat00048
Figure 112017114033217-pat00049
는 s 번째 서브 밴드에 대한 윈도윙을 갖는 DFT 결과를 정의하고,
Figure 112017114033217-pat00050
는 DFT 결과에 대한 전치(transpose)이다. 신호 선택기(208)의 스위치에 따른 스펙트럼 결과는 크기
Figure 112017114033217-pat00051
의 메모리 블록에 저장될 수 있다.here
Figure 112017114033217-pat00048
and
Figure 112017114033217-pat00049
define the DFT result with windowing for the s-th subband,
Figure 112017114033217-pat00050
is the transpose for the DFT result. The spectral result according to the switch of the signal selector 208 is
Figure 112017114033217-pat00051
may be stored in a memory block of

본 발명은 메모리에 저장된 데이터에 대해 M개의 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)을 적용할 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 신호 선택기(208)에 의해 선택된 윈도윙을 갖는 DFT 결과를 사용하고 메모리 블록에 저장함으로써, s 번째 서브 대역에 대한 역 DFT(IDFT) 블록은 다음의 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.In the present invention, M inverse discrete Fourier transforms (IDFTs) may be applied to data stored in a memory. In other words, the present invention uses the DFT result with the windowing selected by the signal selector 208 and stores it in a memory block, so that the inverse DFT (IDFT) block for the s-th subband can be expressed as: can

Figure 112017114033217-pat00052
Figure 112017114033217-pat00052

여기서

Figure 112017114033217-pat00053
는 인덱스 s와 n을 가진 메모리에 저장될 수 있다. 예를 들어
Figure 112017114033217-pat00054
Figure 112017114033217-pat00055
는 각각 MEM00과 MEM11에 저장 될 수 있다. 다중 신호 분류 기법(MUSIC)은 감소된 잡음 전력 및
Figure 112017114033217-pat00056
샘플을 갖는 신호 D를 사용하여 처리할 수 있다. N × N의 자기 상관 행렬은 다음의 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.here
Figure 112017114033217-pat00053
can be stored in memory with indices s and n. for example
Figure 112017114033217-pat00054
Wow
Figure 112017114033217-pat00055
can be stored in MEM00 and MEM11, respectively. Multiple Signal Classification Technique (MUSIC) provides reduced noise power and
Figure 112017114033217-pat00056
It can be processed using signal D with samples. An N × N autocorrelation matrix can be expressed as in Equation 14 below.

Figure 112017114033217-pat00057
Figure 112017114033217-pat00057

여기서, 시퀀스는

Figure 112017114033217-pat00058
로 나타낼 수 있으며,
Figure 112017114033217-pat00059
의 고유치 분해(EVD: eigenvalue decomposition)는 다음의 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.Here, the sequence is
Figure 112017114033217-pat00058
can be expressed as
Figure 112017114033217-pat00059
The eigenvalue decomposition (EVD) of ? can be expressed as Equation 15 below.

Figure 112017114033217-pat00060
Figure 112017114033217-pat00060

여기서, 신호 고유 벡터 행렬

Figure 112017114033217-pat00061
은 상관 행렬의 신호 부분 공간에 걸쳐있는 M 개의 고유 벡터들을 포함하고, 잡음 고유 벡터 행렬
Figure 112017114033217-pat00062
은 상관 행렬의 잡음 부분 공간에 걸쳐있는 고유 벡터를 포함하며,
Figure 112017114033217-pat00063
Figure 112017114033217-pat00064
의 n 번째 고유 값을 나타낼 수 있다.where the signal eigenvector matrix
Figure 112017114033217-pat00061
contains M eigenvectors spanning the signal subspace of the correlation matrix, and the noise eigenvector matrix
Figure 112017114033217-pat00062
contains the eigenvectors spanning the noise subspace of the correlation matrix,
Figure 112017114033217-pat00063
silver
Figure 112017114033217-pat00064
can represent the nth eigenvalue of .

Figure 112017114033217-pat00065
의 가장 큰 M 개의 고유치는
Figure 112017114033217-pat00066
의 M 고유 벡터에 해당할 수 있다. 그리고, 다른 고유치
Figure 112017114033217-pat00067
Figure 112017114033217-pat00068
가 되도록 하는
Figure 112017114033217-pat00069
의 고유 벡터에 대응할 수 있다. 수학식 5에 기초한 s 번째 서브 밴드에 대한 잡음 감소 신호의 주파수 스펙트럼은 다음의 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112017114033217-pat00065
The largest M eigenvalues of
Figure 112017114033217-pat00066
may correspond to the M eigenvector of . and other eigenvalues
Figure 112017114033217-pat00067
silver
Figure 112017114033217-pat00068
to become
Figure 112017114033217-pat00069
can correspond to the eigenvector of . The frequency spectrum of the noise reduction signal for the s-th subband based on Equation 5 may be expressed as Equation 16 below.

Figure 112017114033217-pat00070
Figure 112017114033217-pat00070

여기서,

Figure 112017114033217-pat00071
Figure 112017114033217-pat00072
다음과 같이 정의될 수 있다. SP에 기반한 모든 MUSIC 결과가 합산 된 후에, 제안된 스펙트럼에서 피크 검출을 찾기 위해 N 개의 타겟의 시간 지연
Figure 112017114033217-pat00073
를 최종적으로 획득할 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 스펙트럼을 통해 N개의 타겟에 대한 피크 값을 검출하고, 검출된 피크값에 따른 N개의 타겟의 지연 시간을 획득함으로써, 지연 시간에 의한 N개의 타겟의 위치를 결정할 수 있다.here,
Figure 112017114033217-pat00071
Is
Figure 112017114033217-pat00072
It can be defined as After all MUSIC results based on SP are summed, time delay of N targets to find peak detection in the proposed spectrum.
Figure 112017114033217-pat00073
can finally be obtained. In other words, the present invention detects peak values for the N targets through a spectrum and obtains delay times of the N targets according to the detected peak values, thereby determining the positions of the N targets by the delay times.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단일의 타겟에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 그래프이다.3 is a graph illustrating a spectrum range for a single target according to an embodiment of the present invention.

도 3의 그래프는 중심 주파수 24GHz, 주파수 변화율 2.5×1012, 샘플링 간격 200 ns, 심볼 주기 80를 나타내는 AWGN 환경에서, DFT 방식, 종래의 다중 신호 분류 기법과 본 발명을 통해 제안하는 다중 신호 분류 기법에 대해 모의 실험을 수행한 결과일 수 있다. 여기서, 모의 실험의 조건은 낮은 신호 대 잡음비의 조건으로, SNR=-22 dB이고 단일 타겟인 경우에서의 검출 결과를 보인다.The graph of Figure 3 shows the DFT method, the conventional multi-signal classification method and the multi-signal classification method proposed through the present invention in an AWGN environment showing a center frequency of 24 GHz, a frequency change rate of 2.5 × 1012, a sampling interval of 200 ns, and a symbol period of 80. It may be the result of performing a simulation experiment. Here, the condition of the simulation is a condition of a low signal-to-noise ratio, SNR=-22 dB, and the detection result in the case of a single target is shown.

이때, DFT 방식과 본 발명을 통해 제안하는 다중 신호 분류 기법은 피크 값이 관찰 가능한 반면, 종래의 다중 신호 분류 기법은 SNR이 낮아 피크 값이 관찰 할 수 없음을 알 수 있다.At this time, it can be seen that the peak value can be observed in the DFT method and the multi-signal classification technique proposed by the present invention, whereas the peak value cannot be observed in the conventional multiple-signal classification technique because the SNR is low.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 타겟에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 그래프이다.4 is a graph illustrating spectral ranges for a plurality of targets according to an embodiment of the present invention.

도 4의 그래프는 도 3의 환경과 동일한 상태에서 신호 대 잡음비의 조건으로, SNR=10dB이고, 타겟의 개수가 2인 경우에서의 검출 결과를 보인다. 도 4에 따른 검출 결과의 경우, 낮은 SNR영역에서와 달리, 세 가지 방식 모두 두 개의 타겟에 대한 피크가 존재함을 알 수 있다. The graph of FIG. 4 shows the detection result in the case where SNR = 10 dB and the number of targets is 2 under the conditions of the signal-to-noise ratio in the same environment as that of FIG. 3 . In the case of the detection result according to FIG. 4, it can be seen that peaks for two targets exist in all three methods, unlike in the low SNR region.

하지만, DFT 방식과 종래의 다중 신호 분류 기법에 의해 탐지한 피크는 첨예하지 않으며, 실제 거리와의 차이가 존재함을 알 수 있다. 반면에 본 발명을 통해 제안하는 다중 신호 분류 기법에 의해 검출된 피크는 DFT 방식과 종래의 다중 신호 분류 기법의 피크보다 첨예할 뿐 아니라 실제 값에 근사함을 알 수 있다.However, it can be seen that the peak detected by the DFT method and the conventional multi-signal classification technique is not sharp, and there is a difference from the actual distance. On the other hand, it can be seen that the peak detected by the multi-signal classification method proposed by the present invention is not only sharper than the peak of the DFT method and the conventional multi-signal classification method, but also approximates the actual value.

결국, 본 발명을 통해 제안하는 다중 신호 분류 기법에 의해 검출된 피크는 다른 종래의 알고리즘의 피크보다 더 뚜렷하고 실제 값에 가장 가까우며 이러한 특성은 섹션 V에서 보여준 것처럼 측정된 결과에서도 발견된다.As a result, the peak detected by the multi-signal classification technique proposed through the present invention is more distinct than the peaks of other conventional algorithms and is closest to the actual value, and this characteristic is also found in the measured results as shown in section V.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 타겟 위치 결정 방법에 관한 흐름도이다.5 is a flowchart of a method for determining a target location according to an embodiment of the present invention.

단계(501)에서 레이더 장치는 N개의 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform)을 적용할 수 있다. 레이더 장치는 N개의 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 아날로그-디지털 변환을 수행하고, 아날로그-디지털 변환된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환할 수 있다.In step 501, the radar apparatus may apply a discrete Fourier transform (DFT) to the radar signal reflected from the N targets. The radar apparatus may perform analog-to-digital conversion on the radar signal reflected from the N targets, and discrete Fourier-transform the analog-to-digital converted radar signal.

단계(502)에서 레이더 장치는 S개의 윈도윙(Windowing)을 사용하여 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 S개의 서브 대역들로 분할할 수 있다.In step 502, the radar apparatus may divide the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied into S subbands using S windowings.

단계(503)에서 레이더 장치는 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호와 임계 신호를 비교하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정할 수 있다. 레이더 장치는 N개의 타겟에 대한 신호 기반의 스펙트럼 지수 벡터를 나타내는 인덱스를 결정할 수 있다.In step 503, the radar apparatus may determine the index for the M targets by comparing the output signal of each of the subbands divided by windowing with the threshold signal. The radar device may determine an index indicating a signal-based spectral index vector for the N targets.

또한, 레이더 장치는 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호의 크기가 임계 신호의 크기 값과 비교할 수 있다. 여기서, 레이더 장치는 출력 신호의 크기가 높은 값을 나타내는 경우, 높은 값을 나타내는 출력 신호를 타겟이라고 인지할 수 있다. 반대로, 레이더 장치는 출력 신호의 크기가 낮은 값을 나타내는 경우, 낮은 값을 나타내는 출력 신호를 타겟이 아니라고 인지할 수 있다.Also, the radar device may compare the magnitude of the output signal of each of the subbands divided by the windowing with the magnitude value of the threshold signal. Here, when the magnitude of the output signal indicates a high value, the radar device may recognize the output signal indicating the high value as the target. Conversely, when the magnitude of the output signal indicates a low value, the radar device may recognize that the output signal indicating the low value is not a target.

레이더 장치는 타겟으로 인지된 출력 신호에 대응하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정할 수 있다.The radar apparatus may determine indices for the M targets in response to an output signal recognized as a target.

단계(504)에서 레이더 장치는 인덱스에 해당하는 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장할 수 있다. 레이더 장치는 N * N 상관 행렬의 신호 부분 공간에 포함된 고유 벡터를 기반으로 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장할 수 있다.In step 504 , the radar device may store output signals of subbands corresponding to the index in the memory. The radar device may store the output signals of the subbands in the memory based on the eigenvector included in the signal subspace of the N*N correlation matrix.

단계(505)에서 레이더 장치는 메모리에 저장된 데이터에 대해 M개의 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)을 적용할 수 있다.In step 505 , the radar device may apply M inverse discrete Fourier transforms (IDFTs) to data stored in the memory.

단계(506)에서 레이더 장치는 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터를 이용하여 스펙트럼을 생성할 수 있다. 레이더 장치는 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터에 다중 신호 분류 기법(MUSIC)을 적용한 후, 합을 수행함으로써, 최종적인 스펙트럼을 생성할 수 있다.In step 506 , the radar device may generate a spectrum using data to which the inverse discrete Fourier transform is applied. The radar device may generate a final spectrum by applying a multi-signal classification technique (MUSIC) to data to which the inverse discrete Fourier transform is applied, and then performing summing.

단계(507)에서 레이더 장치는 스펙트럼으로부터 상기 N개의 타겟에 대한 위치를 결정할 수 있다. 레이더 장치는 스펙트럼을 통해 N개의 타겟에 대한 피크 값을 검출할 수 있다. 그리고, 레이더 장치는 검출된 피크값에 따른 N개의 타겟의 지연 시간을 이용하여 N개의 타겟의 위치를 결정할 수 있다.In step 507, the radar device may determine the positions of the N targets from the spectrum. The radar device may detect peak values for the N targets through the spectrum. In addition, the radar apparatus may determine the positions of the N targets by using the delay times of the N targets according to the detected peak values.

본 발명은 자동차용 레이더에 대한 잡음 효과를 줄이기 위한 타겟 위치 결정 방법에 관한 것으로 다중 스펙트럼의 서브 밴드들 중에서 신호 영역을 검출하는 낮은 복잡도의 스펙트럼을 이용한 알고리즘을 제안함으로써, 낮은 복잡도의 레이더 장치에서 낮은 신호 대 잡음비에 견고한 다중 신호 분류 기법의 결과를 얻을 수 있다. 이를 통해 다중의 타겟에 대한 위치를 정확하게 인지할 수 있다.The present invention relates to a method for determining a target location for reducing the noise effect on an automobile radar. By proposing an algorithm using a low-complexity spectrum for detecting a signal region among subbands of a multi-spectrum, a low-complexity radar device The result of a multi-signal classification technique that is robust to the signal-to-noise ratio can be obtained. In this way, it is possible to accurately recognize the positions of multiple targets.

본 발명은 낮은 SNR 환경에서 단일 타겟 및 다중 타겟의 위치를 검출하기 위한 MUSIC 알고리즘을 이용하는 것으로 차량용 레이더의 임베디드 시스템에 기존의 FFT 또는 MUSIC으로 구성된 제안 된 알고리즘을 구현함으로써 차량용 레이더의 파라미터 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention uses the MUSIC algorithm for detecting the positions of single and multiple targets in a low SNR environment. By implementing the proposed algorithm composed of the existing FFT or MUSIC in the embedded system of the vehicle radar, the parameter performance of the vehicle radar can be improved. can

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체)에 기록된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.Implementations of the various techniques described herein may be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. Implementations may be implemented for processing by, or controlling the operation of, a data processing device, eg, a programmable processor, computer, or number of computers, a computer program product, ie an information carrier, eg, a machine readable storage It may be implemented as a computer program recorded on an apparatus (computer-readable medium). A computer program, such as the computer program(s) described above, may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, as a standalone program or in a module, component, subroutine, or computing environment. It can be deployed in any form, including as other units suitable for use in A computer program may be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.Processors suitable for processing a computer program include, by way of example, both general and special purpose microprocessors, and any one or more processors of any kind of digital computer. In general, a processor will receive instructions and data from either read-only memory or random access memory or both. Elements of a computer may include at least one processor that executes instructions and one or more memory devices that store instructions and data. In general, a computer may include one or more mass storage devices for storing data, for example magnetic, magneto-optical disks, or optical disks, receiving data from, sending data to, or both. may be combined to become Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data are, for example, semiconductor memory devices, for example, magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, Compact Disk Read Only Memory (CD-ROM). ), optical recording media such as DVD (Digital Video Disk), magneto-optical media such as optical disk, ROM (Read Only Memory), RAM (RAM) , Random Access Memory), flash memory, EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and the like. Processors and memories may be supplemented by, or included in, special purpose logic circuitry.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.In addition, the computer-readable medium may be any available medium that can be accessed by a computer, and may include both computer storage media and transmission media.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While this specification contains numerous specific implementation details, they should not be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather as descriptions of features that may be specific to particular embodiments of particular inventions. should be understood Certain features that are described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination. Further, although features operate in a particular combination and may be initially depicted as claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be excluded from the combination, the claimed combination being a sub-combination. or a variant of a sub-combination.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although acts are depicted in the drawings in a particular order, it should not be construed that all acts shown must be performed or that such acts must be performed in the specific order or sequential order shown to obtain desirable results. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Further, the separation of the various device components of the above-described embodiments should not be construed as requiring such separation in all embodiments, and the program components and devices described may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. You have to understand that you can.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (6)

N개의 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT: Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계;
S개의 윈도윙(Windowing)을 사용하여 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호를 S개의 서브 대역들로 분할하는 단계;
윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호와 임계 신호를 비교하여 M개의 타겟에 대한 인덱스를 결정하는 단계;
상기 인덱스를 포함하는 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장하는 단계;
상기 메모리에 저장된 데이터에 대해 M개의 역 이산 푸리에 변환(IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계;
상기 역 이산 푸리에 변환이 적용된 데이터를 이용하여 스펙트럼을 생성하는 단계; 및
상기 생성한 스펙트럼으로부터 상기 N개의 타겟에 대한 위치를 결정하는 단계
를 포함하는 타켓 위치 결정 방법.
applying a Discrete Fourier Transform (DFT) to the radar signals reflected from the N targets;
dividing the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied into S subbands using S windowings;
determining indices for M targets by comparing output signals of each of the subbands partitioned by windowing with a threshold signal;
storing output signals of subbands including the index in a memory;
applying M inverse Discrete Fourier Transforms (IDFTs) to the data stored in the memory;
generating a spectrum using the data to which the inverse discrete Fourier transform is applied; and
Determining the positions of the N targets from the generated spectrum
A target positioning method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 인덱스를 결정하는 단계는,
N개의 타겟에 대한 신호 기반의 스펙트럼 지수 벡터를 나타내는 인덱스를 결정하는 타켓 위치 결정 방법.
According to claim 1,
The step of determining the index comprises:
A target positioning method for determining an index indicating a signal-based spectral exponential vector for N targets.
제1항에 있어서,
상기 인덱스를 결정하는 단계는,
상기 윈도윙에 의해 분할된 서브 대역들 각각의 출력 신호의 크기가 임계 신호의 크기 값과 비교하는 단계; 및
상기 출력 신호의 크기가 높은 값을 나타내는 경우, 상기 높은 값을 나타내는 출력 신호를 타겟이라고 인지하는 단계
를 포함하는 타켓 위치 결정 방법.
According to claim 1,
The step of determining the index comprises:
comparing the magnitude of the output signal of each of the subbands divided by the windowing with the magnitude value of the threshold signal; and
Recognizing the output signal indicating the high value as a target when the magnitude of the output signal indicates a high value
A target positioning method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 메모리에 저장하는 단계는,
N * N 상관 행렬의 신호 부분 공간에 포함된 고유 벡터를 기반으로 서브 대역들의 출력 신호를 메모리에 저장하는 타켓 위치 결정 방법.
According to claim 1,
Storing in the memory comprises:
A method for determining a target location for storing output signals of subbands in a memory based on an eigenvector included in a signal subspace of an N * N correlation matrix.
제4항에 있어서,
상기 스펙트럼을 생성하는 단계는,
상기 고유 벡터의 고유치를 이용하여 서브 대역에 대한 잡음 감소 신호의 스펙트럼을 생성하는 타켓 위치 결정 방법.
5. The method of claim 4,
The step of generating the spectrum comprises:
A method for determining a target location for generating a spectrum of a noise reduction signal for a subband by using the eigenvalue of the eigenvector.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 스펙트럼을 통해 N개의 타겟에 대한 피크 값을 검출하는 단계; 및
상기 검출된 피크값에 따른 N개의 타겟의 지연 시간을 이용하여 N개의 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정 방법.
According to claim 1,
The determining step is
detecting peak values for N targets through the spectrum; and
A target positioning method for determining the positions of the N targets by using the delay times of the N targets according to the detected peak values.
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