KR102415969B1 - Denoising method and apparatus for fmcw radar signal based on deep-learning - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법은 안테나를 통해 수신된 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하는 단계, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하는 단계, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하는 단계 및 적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. A method of removing noise from a received signal of a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes generating a frequency domain radar signal by Fourier transforming a radar signal received through an antenna, frequency domain radar Detecting a target region in which a target exists from a signal, converting a signal of a frequency domain other than the target region in a frequency domain radar signal to a zero value, and a frequency domain in which at least a partial frequency region is converted to a zero value The method may include generating a time domain radar signal by inverse Fourier transforming the radar signal.

Description

딥러닝에 기반한 FMCW 레이더 신호의 노이즈 제거 방법 및 장치{DENOISING METHOD AND APPARATUS FOR FMCW RADAR SIGNAL BASED ON DEEP-LEARNING}DENOISING METHOD AND APPARATUS FOR FMCW RADAR SIGNAL BASED ON DEEP-LEARNING

본 개시는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 신호에서 노이즈를 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method and apparatus for removing noise from a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar signal.

레이다 센서는 보안 및 국방의 분야를 넘어 교통 및 우주 등의 분야에 까지 활용되고 있고, 카메라 센서와 같이 빛을 이용하는 센서가 특정 환경에서 안정적으로 동작하지 못하는 것에 반하여, 레이다 센서는 전파를 이용하는 특성으로 인해 광 기반 센서의 단점을 극복할 수 있는 장점을 가지고 있다.Radar sensors are being used not only in security and national defense, but also in transportation and space. In contrast to light sensors such as camera sensors that do not operate stably in a specific environment, radar sensors use radio waves. Due to this, it has the advantage of overcoming the disadvantages of the light-based sensor.

레이더 센서의 탐지 가능한 최대거리는 송신 펄스 간의 주기나 송신 전력과 같은 다양한 파라 미터들에 의해 결정된다. 탐지 가능한 거리를 확장하기 위한 방법으로 신호대잡음비(Signal to noise ratio: SNR)를 증가시킬 수 있는데, 신호대잡음비는 송신 전력의 세기를 높이거나, 수신 신호에 더해진 잡음 성분의 세기를 감소시키거나, 프로세싱 이득을 증가시키는 등의 방법이 존재한다The maximum detectable distance of a radar sensor is determined by various parameters such as the period between transmit pulses and transmit power. Signal to noise ratio (SNR) can be increased as a method to extend the detectable distance. Signal to noise ratio increases the intensity of transmit power, reduces the intensity of noise components added to the received signal, or processes There are ways to increase the gain, etc.

다만, 송신 전력의 세기를 높이는 것은 하드웨어적인 특성의 변경과 전파 규정상 한계로 인해 모든 장비에 도입하는 것은 어려운 문제점이 있다.However, increasing the intensity of transmission power has a problem in that it is difficult to introduce it to all equipment due to changes in hardware characteristics and limitations in radio wave regulations.

선행기술 1: 한국 등록특허공보 제10-2132296호(2020.08.5. 공고)Prior art 1: Korean Patent Publication No. 10-2132296 (Notice on Aug. 8, 2020) 선행기술 2: 한국 공개특허공보 제10-2016-0083947호(2016.07.12. 공개)Prior art 2: Korean Patent Publication No. 10-2016-0083947 (published on July 12, 2016)

본 개시의 일 실시 예는 FMCW 레이더 수신 신호의 잡음을 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.An embodiment of the present disclosure provides a method and apparatus for reducing noise of an FMCW radar reception signal.

본 개시의 다른 실시 예는 오토인코더(auto-encoder)에 기반하여 FMCW 레이더 수신 신호의 잡음을 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.Another embodiment of the present disclosure provides a method and apparatus for reducing noise of an FMCW radar reception signal based on an auto-encoder.

본 개시의 일 실시 예는 타겟으로부터 반사된 FMCW 레이더 신호의 노이즈를 제거하는 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present disclosure provides an apparatus and method for removing noise of an FMCW radar signal reflected from a target.

본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법은 안테나를 통해 수신된 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하는 단계, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하는 단계, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하는 단계 및 적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 상기 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.A method of removing noise from a received signal of an FMCW radar device according to an embodiment of the present disclosure includes generating a frequency domain radar signal by Fourier transforming a radar signal received through an antenna, wherein a target exists in the frequency domain radar signal Detecting a target region, converting a signal of a frequency domain other than the target region in a frequency domain radar signal to a zero value, and converting the frequency domain radar signal obtained by converting at least some frequency domain into a zero value inverse Fourier converting to generate a time domain radar signal.

본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법은 시간 영역 레이더 신호를 오토 인코더(autoencoder)에 입력하여 최종 레이더 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 오토 인코더는 시간 영역의 제1 레이더 신호에 노이즈가 추가된 제2 레이더 신호를 입력으로 하여 출력한 제3 레이더 신호와 제1 레이더 신호의 차이를 감소시키도록 훈련된 것일 수 있다.The method of removing noise from a received signal of an FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure further includes generating a final radar signal by inputting a time domain radar signal to an autoencoder, wherein the autoencoder is It may be trained to reduce the difference between the output third radar signal and the first radar signal by inputting a second radar signal in which noise is added to the first radar signal in the region.

FMCW 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법에서 타겟 영역을 검출하는 단계는, 주파수 영역 레이더 신호에서 제1 문턱값 이상인 신호들이 존재하는 영역을 타겟 영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The detecting of the target area in the method for removing noise of the received signal of the FMCW radar apparatus may include setting a frequency domain radar signal, where signals greater than or equal to a first threshold value exist, as the target area.

FMCW 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법에서 타겟 영역을 검출하는 단계는, 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우를 주파수에 따라 이동시키는 단계, 주파수에 따라 이동된 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하는 단계 및 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값의 변화에 기반하여 타겟 영역을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting the target area in the method for removing noise of the received signal of the FMCW radar device includes: moving a window having a preset frequency interval in the frequency domain radar signal according to the frequency; The method may include calculating a dispersion value of the magnitude of the radar signal and setting the target area based on a change in the dispersion value of the magnitude of the frequency domain radar signal.

제1 레이더 신호를 송신하고, 상기 제1 레이더 신호가 반사된 제2 레이더 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나;at least one antenna for transmitting a first radar signal and receiving a second radar signal on which the first radar signal is reflected;

본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 신호 처리 장치는 적어도 하나의 프로세서, 프로세서와 전기적으로 연결되고, 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(code)가 저장되는 메모리를 포함하고, 메모리는 프로세서를 통해 실행될 때 프로세서가 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제2 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하고, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하고, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하고, 적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하도록 야기하는 코드를 저장할 수 있다.The FMCW radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes at least one processor, a memory electrically connected to the processor and storing at least one code executed by the processor, and the memory is provided through the processor. When executed, the processor Fourier transforms the second radar signal received through the antenna to generate a frequency domain radar signal, detects a target area in which a target exists in the frequency domain radar signal, and other than the target area in the frequency domain radar signal It is possible to store a code causing the frequency domain signal to be converted to a zero value and the frequency domain radar signal obtained by converting at least a partial frequency domain to a zero value to be inverse Fourier transformed to generate a time domain radar signal.

본 개시의 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법 및 장치는 주파수 영역에서 감지된 타겟 영역 이외 영역의 신호들을 제로 변환함으로써, FMCW 수신 레이더 신호의 전체 노이즈 파워를 줄일 수 있다.The noise removal method and apparatus of the FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure may reduce the total noise power of the FMCW reception radar signal by zero-converting signals in a region other than the target region sensed in the frequency domain.

본 개시의 다른 실시 예는 오토 인코더 기반의 딥러닝(deep learning)을 이용하여 FMCW 수신 레이더 신호의 노이즈 파워를 더욱 감소시킬 수 있다.Another embodiment of the present disclosure may further reduce the noise power of the FMCW received radar signal by using auto-encoder-based deep learning.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 수행하거나 FMCW 레이더 신호 처리 장치가 구동하기 위한 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 신호 처리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 윈도우에 기반한 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법의 오토 인코더의 훈련 방법을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a diagram illustrating an environment for performing a noise removal method of an FMCW radar apparatus or driving an FMCW radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an FMCW radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating a method for removing noise of an FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a flowchart illustrating a method for removing noise of an FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a view for explaining a noise removal method of the FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram for explaining a method of removing noise of a window-based FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a view for explaining a training method of an auto-encoder of a noise removal method of an FMCW radar apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

도 1을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 수행하거나 FMCW 레이더 신호 처리 장치를 구동하기 위한 환경을 설명한다.An environment for performing the noise removal method of the FMCW radar apparatus or driving the FMCW radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 1 .

도 1 (a)를 참조하면, 본 개시의 실시 예에 따른 FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법을 수행하거나 FMCW 레이더 신호 처리 장치를 구동하기 위한 환경은 송신(143) 및 수신 안테나(144)를 포함하는 안테나가 구비된 레이더 신호 처리 장치(100)를 포함할 수 있다.1 (a), the environment for performing the noise removal method of the FMCW radar apparatus or driving the FMCW radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes a transmission 143 and a reception antenna 144 It may include a radar signal processing apparatus 100 equipped with an antenna.

레이더 신호 처리 장치(100)는 타겟(200)이 존재하는 것으로 추정되는 영역으로 레이더 신호를 송신(Tx)하고, 타겟(200)에서 반사된 레이더 신호를 수신(Rx)할 수 있다. The radar signal processing apparatus 100 may transmit (Tx) a radar signal to an area where the target 200 is estimated to exist, and may receive (Rx) a radar signal reflected from the target 200 .

레이더 신호 처리 장치(100)는 수신된 레이더 신호의 노이즈의 파워를 감소시킬 수 있으며, 이를 위해서 수신된 레이더 신호의 ADC 등의 전처리, FFT(Fast Fourier Transform) 변환 등의 신호처리를 수행할 수 있다. The radar signal processing apparatus 100 may reduce the power of noise of the received radar signal, and for this purpose, pre-processing of the received radar signal, such as ADC, and signal processing such as FFT (Fast Fourier Transform) conversion may be performed. .

전처리 및 신호처리는 이들 모두를 적어도 하나의 프로세서에서 처리하도록 구성할 수도 있으며, 각각 별개의 프로세서에서 처리하도록 구성할 수도 있다.Preprocessing and signal processing may be configured to process all of them in at least one processor, or may be configured to be processed in each separate processor.

다른 실시 예에서, 레이더 신호의 노이즈 제거 방법은 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 장치와 별개의 장치에서 수행 가능하다. 이 경우, 수신된 레이더 신호는 ADC 등의 전 처리를 수행한 후 별개의 장치로 네트워크를 통해 전송할 수 있으며 해당 장치를 레이더 신호 처리 장치(100)로 명명할 수 있다. In another embodiment, the method of removing noise from the radar signal may be performed in an apparatus separate from the apparatus for receiving the radar signal reflected from the target. In this case, the received radar signal may be transmitted through a network to a separate device after pre-processing such as ADC, and the device may be referred to as the radar signal processing device 100 .

레이더 신호 처리 장치(100)는 노이즈 감소를 위해 딥러닝 기반의 오토 인코더(auto-encoder)를 시간 영역의 레이더 신호에 적용할 수 있으며, 신호처리를 수행하는 프로세서 또는 별개의 머신 러닝 전송 프로세서에서 수행할 수 있다. 아래에서, 도 7을 참조하여 FMCW 레이더 신호의 노이즈 감소를 위한 오토 인코더의 훈련 방법을 자세히 설명한다.The radar signal processing apparatus 100 may apply a deep learning-based auto-encoder to a radar signal in the time domain for noise reduction, and is performed by a processor performing signal processing or a separate machine learning transmission processor can do. Hereinafter, a training method of the auto encoder for noise reduction of the FMCW radar signal will be described in detail with reference to FIG. 7 .

도 2를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 레이더 신호 처리 장치(100)의 구성을 설명한다.A configuration of the radar signal processing apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 2 .

일 실시 예에서, 레이더 신호 처리 장치(100)는 레이더 신호 수신 장치가 별도로 구현되는 경우 레이더 신호 수신 장치로부터 디지털 변환된 FMCW 레이더 신호를 전송 받기 위한 통신부(110)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the radar signal processing apparatus 100 may include the communication unit 110 for receiving the digitally converted FMCW radar signal from the radar signal receiving apparatus when the radar signal receiving apparatus is separately implemented.

통신부(110)는 외부 장치와 데이터를 송수신하기 위한 통신 모듈(111)을 포함할 수 있고, 통신 모듈(111)은 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication unit 110 may include a communication module 111 for transmitting and receiving data with an external device, and the communication module 111 includes at least one of a mobile communication module, a wireless Internet module, a short-range communication module, and a location information module. can do.

이동통신 모듈은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. The mobile communication module includes technical standards or communication methods for mobile communication (eg, GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), CDMA2000 (Code Division Multi Access 2000)), EV-DO ( Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), Wideband CDMA (WCDMA), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), Long Term (LTE-A) Evolution-Advanced), etc.), transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.

무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 레이더 신호 처리 장치(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.The wireless Internet module refers to a module for wireless Internet access, and may be built-in or external to the radar signal processing apparatus 100 . The wireless Internet module is configured to transmit and receive wireless signals in a communication network according to wireless Internet technologies.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있다.As wireless Internet technology, for example, WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi (Wireless Fidelity) Direct, DLNA (Digital Living Network Alliance), WiBro (Wireless Broadband), WiMAX (World Interoperability for Microwave Access), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), and the like.

근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.The short-range communication module is for short-range communication, and includes Bluetooth™, Radio Frequency Identification (RFID), Infrared Data Association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Near Field (NFC). Communication), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, and Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus) technology may be used to support short-distance communication.

레이더 신호 처리 장치(100)는 서버 장치 형태로 구현되거나 랩탑 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등 프로세서 및 메모리를 포함한 형태로 구현될 수 있고, 자동차 등의 하나의 모듈로서 구현될 수 있으며, 프로세서를 구동하여 신호 처리가 가능한 컴퓨팅 장치이면 특별히 그 종류를 한정하지 않는다.The radar signal processing device 100 may be implemented in the form of a server device or may be implemented in a form including a processor and memory such as a laptop computer, a personal computer, a tablet computer, etc., may be implemented as one module such as a vehicle, and drive the processor Therefore, if it is a computing device capable of signal processing, the type is not particularly limited.

레이더 신호 처리 장치(100)는 사용자 또는 제어 장치에(예를 들어, 자동차의 중앙 처리 장치) 데이터 처리 과정 또는 동작을 인식한 결과를 표시 또는 전송하거나 사용자로부터 입력을 받거나 사용자가 제어할 수 있는 인터페이스부(120)를 포함할 수 있다. 인터페이스부(120)는 터치식 또는 기계식 버튼(121), 디스플레이(122) 또는 광 출력이 가능한 LED 또는 음성 출력이 가능한 스피커(123)를 포함할 수 있다.The radar signal processing device 100 displays or transmits a result of recognizing a data processing process or operation to a user or a control device (eg, a central processing unit of a vehicle), or receives an input from a user or an interface that the user can control The unit 120 may be included. The interface unit 120 may include a touch type or mechanical button 121 , a display 122 , an LED capable of outputting light, or a speaker 123 capable of outputting a voice.

레이더 신호 처리 장치(100)는 도 1을 참조하여 설명한 것처럼, 레이더 신호를 송신 또는 수신하는 안테나(142)를 포함하여 구현될 수 있고, 이 경우 레이더 신호를 송신(Tx) 또는 수신(Rx)하기 위한 적어도 하나 이상의 안테나(143, 144)를 포함할 수 있고, 레이더 신호를 송신하기 위한 앰프(amplifier), 믹서(mixer) 등의 구성 요소와 수신된 레이더 신호를 처리하기 위한 신호 처리부(141)를 포함할 수 있다. 레이더 신호를 송신 또는 수신하기 위한 하드웨어 또는 소프트웨어 구성은 통상의 기술자에게 알려진 사항이므로 본 명세서에서는 자세한 설명을 생략한다.As described with reference to FIG. 1 , the radar signal processing apparatus 100 may be implemented to include an antenna 142 for transmitting or receiving a radar signal, and in this case, to transmit (Tx) or receive (Rx) a radar signal It may include at least one or more antennas 143 and 144 for may include Since the configuration of hardware or software for transmitting or receiving a radar signal is known to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted herein.

레이더 신호 처리 장치(100)는 수신한 레이더 신호 및 주파수 영역으로 변환된 레이더 신호 등의 중간 또는 최종 데이터들을 저장하거나 시간 영역의 레이더 신호에 적용하여 노이즈를 제거 가능한 머신 러닝 기반의 훈련된 학습 모델을 저장하는 메모리(130)를 포함할 수 있다.The radar signal processing apparatus 100 stores intermediate or final data, such as a received radar signal and a radar signal converted to a frequency domain, or a machine learning-based trained learning model capable of removing noise by applying it to a radar signal in a time domain. It may include a memory 130 for storing.

레이더 신호 처리 장치(100)는 도 2에 도시되지 않았지만, 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행하는 별개의 인터페이스로서 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Although not shown in FIG. 2 , the radar signal processing apparatus 100 is a separate interface that serves as a passage with various types of external devices, and includes a wired/wireless data port, a memory card port, and an identification module. At least one of a port for connecting a device equipped with this device, an audio I/O (Input/Output) port, a video I/O (Input/Output) port, and an earphone port can do.

레이더 신호 처리 장치(100)의 신호 처리부(141) 또는 프로세서(180)는 수신된 레이더 신호의 푸리에 변환(FFT) 또는 역 푸리에 변환(IFFT)을 수행할 수 있다.The signal processing unit 141 or the processor 180 of the radar signal processing apparatus 100 may perform a Fourier transform (FFT) or an inverse Fourier transform (IFFT) on the received radar signal.

도 3을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 레이더 신호 처리 장치의 노이즈 제거 방법을 설명한다. A method of removing noise of a radar signal processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 3 .

레이더 신호 처리 장치는 서로 다른 시간에 타겟이 존재하는 것으로 추정되는 복수의 영역으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하거나 입력 받을 수 있다.The radar signal processing apparatus may receive or receive a radar signal reflected from a plurality of regions in which the target is estimated to exist at different times.

레이더 신호 처리 장치는 수신된 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성할 수 있다(S110).The radar signal processing apparatus may generate a frequency domain radar signal by Fourier transforming the received radar signal ( S110 ).

이후 레이더 신호 처리 장치는 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하고(S120), 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환할 수 있다(S130). Thereafter, the radar signal processing apparatus may detect a target region in which a target exists in the frequency domain radar signal (S120), and convert a signal in a frequency domain other than the target region in the frequency domain radar signal into a zero value (S130). ).

도 4 내지 5를 참조하여, 자세히 설명한다.It will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 5 .

도 4를 참조하면, 레이더 신호 처리 장치는 일 실시 예로 주파수 영역 레이더 신호에서 제1 문턱값 이상인 신호들이 존재하는 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로 값으로 변환할 수 있다. Referring to FIG. 4 , according to an embodiment, the radar signal processing apparatus sets an area in which signals greater than or equal to a first threshold value exist in a frequency domain radar signal as a target area, and converts a signal in a frequency domain other than the target area into a zero value. can

상기 제1 문턱값은 실험에 의해서 미리 설정되거나 주파수 영역 레이더 신호의 신호의 크기의 변화에 기반하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 신호의 크기가 높은 피크를 검출하고 각 피크 주변의 일정 크기 주파수 영역의 신호 값의 평균의 차이가 미리 설정된 범위 이상인 피크들을 제외한 피크들 중 가장 높은 피크값을 제1 문턱값으로 설정할 수 있다.The first threshold value may be preset by an experiment or may be set based on a change in the magnitude of a signal of a frequency domain radar signal. For example, a peak having a high signal is detected, and the highest peak value among peaks except for peaks in which the difference between the averages of the signal values in a frequency region of a certain magnitude around each peak is greater than or equal to a preset range is set as the first threshold. can

도 5를 참조하면, 레이더 신호 처리 장치는 일 실시 예로 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우(S121)를 주파수에 따라 이동시키고(S123), 주파수에 따라 이동된 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하고(S125), 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값의 변화에 기반하여 타겟 영역으로 설정(S127)할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in an embodiment, the radar signal processing apparatus moves a window S121 having a preset frequency interval in a frequency domain radar signal according to a frequency ( S123 ), and a frequency domain radar signal within the window moved according to the frequency It is possible to calculate a dispersion value of the magnitude of ( S125 ) and set it as a target region based on a change in the dispersion value of the magnitude of the frequency domain radar signal ( S127 ).

예를 들어, 도 6을 참조하면 동일한 주파수 영역의 폭을 갖는 윈도우(610, 620, 630)를 주파수에 따라 이동시키면서(640) 해당 윈도우의 위치에서 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호(650)의 분산 값을 계산할 수 있다.For example, referring to FIG. 6 , while moving windows 610 , 620 , and 630 having the same frequency domain width according to the frequency ( 640 ), the dispersion value of the frequency domain radar signal 650 within the window at the location of the window can be calculated.

이후, 레이더 신호 처리 장치는 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값이 미리 설정된 기준 분산 값 이상인 주파수 영역을 타겟 영역으로 설정하거나, 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값과 이전 윈도우 내의 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값의 변화가 미리 설정된 기준 이상인 경우 해당 윈도우 내의 주파수 영역을 타겟 영역으로 설정할 수 있다.Thereafter, the radar signal processing apparatus sets a frequency domain in which the dispersion value of the magnitude of the frequency domain radar signal within the window is equal to or greater than a preset reference dispersion value as the target domain, or the dispersion value of the magnitude of the frequency domain radar signal within the window and the frequency within the previous window. When the change in the variance value of the size of the area radar signal is equal to or greater than a preset reference, the frequency area within the corresponding window may be set as the target area.

레이더 신호 처리 장치는, 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로 값으로 변환한 후, 다시 주파수 영역의 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성(S140)할 수 있다.The radar signal processing apparatus may generate a time-domain radar signal by converting a signal in a frequency domain other than the target domain into a zero value in the frequency domain radar signal, and then inverse Fourier transforming the signal in the frequency domain again ( S140 ).

도 7을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 FMCW 레이더 신호의 노이즈를 감소시키는 오토 인코더의 훈련 방법을 설명한다.A training method of an auto-encoder for reducing noise of an FMCW radar signal according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 7 .

레이더 신호 처리 장치는 주파수 영역 레이더 신호에서 노이즈를 감소시킨 후 다시 시간 영역으로 변환된 레이더 신호를 오토 인코더에 입력하여 노이즈가 추가로 제거된 최종 레이더 신호를 생성할 수 있다.The radar signal processing apparatus may generate a final radar signal from which noise is additionally removed by reducing noise in the frequency domain radar signal and then inputting the time domain converted radar signal to the auto encoder.

오토 인코더는 시간 영역의 제1 레이더 신호에 노이즈가 추가된 제2 레이더 신호를 입력으로 하여 출력한 제3 레이더 신호와 제1 레이더 신호의 차이를 감소시키도록 훈련된 오토 인코더일 수 있다.The auto-encoder may be an auto-encoder trained to reduce a difference between the output third radar signal and the first radar signal by inputting a second radar signal in which noise is added to the first radar signal in the time domain.

오토 인코더는 입력 자체를 출력으로 재현하는 것을 목표로 하는 신경망으로서, 오토 인코더는 입력층, 적어도 하나의 은닉층 및 출력층을 포함한다. An autoencoder is a neural network that aims to reproduce an input itself as an output. The autoencoder includes an input layer, at least one hidden layer, and an output layer.

이 경우 은닉 계층의 노드 수가 입력 계층의 노드 수보다 적으므로 데이터의 차원이 줄어들게 되며, 이에 따라 압축 또는 인코딩이 수행되게 된다.In this case, since the number of nodes in the hidden layer is smaller than the number of nodes in the input layer, the dimension of data is reduced, and thus compression or encoding is performed.

또한 은닉 계층에서 출력한 데이터는 출력 계층으로 입력된다. 이 경우 출력 계층의 노드 수는 은닉 계층의 노드 수보다 많으므로, 데이터의 차원이 늘어나게 되며, 이에 따라 압축 해제 또는 디코딩이 수행되게 된다.Also, the data output from the hidden layer is input to the output layer. In this case, since the number of nodes of the output layer is greater than the number of nodes of the hidden layer, the dimension of data is increased, and decompression or decoding is performed accordingly.

한편 오토 인코더는 학습을 통해 뉴런의 연결 강도를 조절함으로써 입력 데이터가 은닉층 데이터(latent feature)로 표현된다. 은닉층에서는 입력층보다 적은 수의 뉴런으로 정보를 표현하는데 입력 데이터를 출력으로 재현할 수 있다는 것은, 은닉층이 입력 데이터로부터 숨은 패턴을 발견하여 표현했다는 것을 의미할 수 있다.Meanwhile, the auto-encoder controls the neuron's connection strength through learning, so that the input data is expressed as latent feature data. The hidden layer expresses information with fewer neurons than the input layer, and being able to reproduce the input data as an output may mean that the hidden layer found and expressed hidden patterns from the input data.

도 7을 참조하면, 시간 영역의 제1 레이더 신호(

Figure 112020126612239-pat00001
)(710)에 노이즈를 추가(
Figure 112020126612239-pat00002
)하여 입력층에 입력(720)할 수 있고, 입력층과 은닉층 사이에서 노이즈가 추가된 제2 레이더 신호가 인코딩 되고(
Figure 112020126612239-pat00003
), 다시 출력층(740)으로 입력되면서 제3 레이더 신호로 디코딩(
Figure 112020126612239-pat00004
) 된다. 이후, 미리 결정된 손실 함수에 기반하여 제1 레이더 신호와 제3 레이더 신호의 차이를 감소시키도록 오토 인코더를 훈련시킬 수 있다. Referring to FIG. 7 , the first radar signal in the time domain (
Figure 112020126612239-pat00001
) add noise to (710)
Figure 112020126612239-pat00002
) and input 720 to the input layer, the second radar signal with noise added between the input layer and the hidden layer is encoded (
Figure 112020126612239-pat00003
), while being input to the output layer 740 again, decoded into a third radar signal (
Figure 112020126612239-pat00004
) do. Thereafter, the auto-encoder may be trained to reduce the difference between the first radar signal and the third radar signal based on the predetermined loss function.

은닉층은 복수로 존재할 수 있고, 손실 함수는 주로 평균 제곱 오차(MSE: Mean Squared Error) 또는 교차 엔트로피 오차(CEE, Cross Entropy Error)를 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 손실 함수를 최소화하기 위하여 학습 최적화 알고리즘을 이용할 수 있으며, 학습 최적화 알고리즘으로 경사 하강법(GD: Gradient Descent), 확률적 경사 하강법(SGD: Stochastic Gradient Descent), 모멘텀(Momentum), NAG(Nesterov Accelerate Gradient), Adagrad, AdaDelta, RMSProp, Adam, Nadam 등을 사용할 수 있다.A plurality of hidden layers may exist, and the loss function may mainly use a mean squared error (MSE) or a cross entropy error (CEE), but the present invention is not limited thereto. A learning optimization algorithm can be used to minimize the loss function, and the learning optimization algorithms include Gradient Descent (GD), Stochastic Gradient Descent (SGD), Momentum, and Nesterov Accelerate (NAG). Gradient), Adagrad, AdaDelta, RMSProp, Adam, Nadam, etc. can be used.

전술한 본 개시는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 레이더 신호 처리 장치의 프로세서(180)를 포함할 수도 있다.The present disclosure described above can be implemented as computer-readable code on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this. In addition, the computer may include the processor 180 of the radar signal processing apparatus.

한편, 상기 프로그램은 본 개시를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the program may be specially designed and configured for the present disclosure, or may be known and used by those skilled in the art of computer software. Examples of the program may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

본 개시의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 개시에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification of the present disclosure (especially in the claims), the use of the term “above” and similar referential terms may be used in both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present disclosure, each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention as including the invention to which individual values within the range are applied (unless there is a description to the contrary). same as

본 개시에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 본 개시에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 개시를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 개시의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 인자(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The steps constituting the method according to the present disclosure may be performed in an appropriate order unless the order is explicitly stated or there is no description to the contrary. The present disclosure is not necessarily limited to the order in which the steps are described. The use of all examples or exemplary terminology (eg, etc.) in the present disclosure is merely for the purpose of describing the present disclosure in detail, and the scope of the present disclosure is limited by the examples or exemplary terms unless defined by the claims. it is not going to be In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations and changes can be made according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

따라서, 본 개시의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 개시의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present disclosure should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present disclosure as well as the claims to be described later are equivalent to or equivalently changed therefrom. will be said to belong to

100: 레이더 신호 처리 장치
200: 타겟
610, 620, 630: 윈도우
640: 주파수에 따른 이동
650: 주파수 영역 레이더 신호
100: radar signal processing unit
200: target
610, 620, 630: Windows
640: shift according to frequency
650: frequency domain radar signal

Claims (10)

FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법으로서,
안테나를 통해 수신된 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하는 단계;
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하는 단계;
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 상기 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하는 단계; 및
적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 상기 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 타겟 영역을 검출하는 단계는,
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우를 주파수 축을 따라서 이동시키는 단계;
상기 주파수 축을 따라서 이동된 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하는 단계; 및
상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값이 미리 설정된 기준 분산 값 이상인 주파수 영역을 상기 타겟 영역으로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 영역은 송신한 레이더 신호를 반사한 상기 타겟이 존재하는 영역인,
FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법.
A method of removing noise from a received signal of a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar device, the method comprising:
generating a frequency domain radar signal by Fourier transforming the radar signal received through the antenna;
detecting a target area in which a target exists from the frequency domain radar signal;
converting a signal of a frequency domain other than the target domain from the frequency domain radar signal into a zero value; and
generating a time domain radar signal by inverse Fourier transforming the frequency domain radar signal obtained by converting at least a partial frequency domain into a zero value;
The step of detecting the target area comprises:
moving a window having a preset frequency interval in the frequency domain radar signal along a frequency axis;
calculating a variance value of the magnitude of the frequency domain radar signal within the window moved along the frequency axis; and
and setting, as the target region, a frequency region in which a dispersion value of the magnitude of the frequency-domain radar signal within the window is equal to or greater than a preset reference dispersion value, wherein the target region is the target region that reflects the transmitted radar signal. area,
A method of denoising the FMCW radar device.
제1 항에 있어서,
상기 시간 영역 레이더 신호를 오토 인코더(autoencoder)에 입력하여 최종 레이더 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 오토 인코더는 시간 영역의 제1 레이더 신호에 노이즈가 추가된 제2 레이더 신호를 입력으로 하여 출력한 제3 레이더 신호와 상기 제1 레이더 신호의 차이를 감소시키도록 훈련된,
FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법.
According to claim 1,
The method further comprising the step of inputting the time domain radar signal to an autoencoder to generate a final radar signal,
The auto-encoder is trained to reduce a difference between a third radar signal outputted by inputting a second radar signal in which noise is added to a first radar signal in the time domain and the first radar signal,
A method of denoising the FMCW radar device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 장치의 수신 신호의 노이즈를 제거하는 방법으로서,
안테나를 통해 수신된 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하는 단계;
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하는 단계;
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 상기 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하는 단계; 및
적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 상기 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 타겟 영역을 검출하는 단계는,
상기 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우를 주파수 축을 따라서 이동시키는 단계;
상기 주파수 축을 따라서 이동된 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하는 단계; 및
상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값과 이전 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값의 변화에 기반하여 상기 타겟 영역으로 설정하는 단계를 포함하고, 상기 타겟 영역은 송신한 레이더 신호를 반사한 상기 타겟이 존재하는 영역인,
FMCW 레이더 장치의 노이즈 제거 방법.
A method of removing noise from a received signal of a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) radar device, the method comprising:
generating a frequency domain radar signal by Fourier transforming the radar signal received through the antenna;
detecting a target area in which a target exists from the frequency domain radar signal;
converting a signal of a frequency domain other than the target domain from the frequency domain radar signal into a zero value; and
generating a time domain radar signal by inverse Fourier transforming the frequency domain radar signal obtained by converting at least a partial frequency domain into a zero value;
The step of detecting the target area comprises:
moving a window having a preset frequency interval in the frequency domain radar signal along a frequency axis;
calculating a variance value of the magnitude of the frequency domain radar signal within the window moved along the frequency axis; and
and setting the target area as the target area based on a change in the variance value of the size of the frequency domain radar signal within the window and the variance value of the size of the frequency domain radar signal within the previous window, wherein the target area is the transmitted radar. The area where the target that reflects the signal is present,
A method of denoising the FMCW radar device.
제1 레이더 신호를 송신하고, 상기 제1 레이더 신호가 반사된 제2 레이더 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나;
적어도 하나의 프로세서;
상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(code)가 저장되는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서가 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제2 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하고, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하고, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 상기 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하고, 적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 상기 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하도록 야기하는 코드를 저장하고,
상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 상기 타겟 영역으로 설정하기 전에, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우를 주파수 축을 따라서 이동시키고, 상기 주파수 축을 따라서 이동된 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하고, 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값이 미리 설정된 기준 분산 값 이상인 주파수 영역을 상기 타겟 영역으로 설정하도록 야기하는 코드를 더 저장하고, 상기 타겟 영역은 송신한 레이더 신호를 반사한 상기 타겟이 존재하는 영역인,
FMCW 레이더 신호 처리 장치.
at least one antenna for transmitting a first radar signal and receiving a second radar signal on which the first radar signal is reflected;
at least one processor;
It is electrically connected to the processor and includes a memory in which at least one code (code) executed by the processor is stored,
When the memory is executed through the processor, the processor performs a Fourier transform on the second radar signal received through the antenna to generate a frequency domain radar signal, and detects a target area in which a target exists in the frequency domain radar signal, , In the frequency domain radar signal, a signal in a frequency domain other than the target domain is converted to a zero value, and the frequency domain radar signal obtained by converting at least a partial frequency domain into a zero value is inversely Fourier transformed to perform a time domain radar store the code causing the signal to be generated;
The memory moves a window having a preset frequency interval in the frequency domain radar signal along a frequency axis before the processor sets the target area as the target area, and the frequency domain radar signal within the window moved along the frequency axis. a code for calculating a magnitude dispersion value, and causing a frequency domain in which a magnitude dispersion value of the frequency domain radar signal within the window to be equal to or greater than a preset reference dispersion value is set as the target zone, wherein the target zone transmits The area in which the target that reflects one radar signal is present,
FMCW radar signal processing unit.
제7 항에 있어서,
상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 상기 시간 영역 레이더 신호를 오토 인코더(autoencoder)에 입력하여 최종 레이더 신호를 생성하고, 상기 오토 인코더는 시간 영역의 제1 레이더 신호에 노이즈가 추가된 제2 레이더 신호를 입력으로 하여 출력한 제3 레이더 신호와 상기 제1 레이더 신호의 차이를 감소시키도록 훈련된 코드를 더 저장하는,
FMCW 레이더 신호 처리 장치.
8. The method of claim 7,
The memory causes the processor to input the time domain radar signal to an autoencoder to generate a final radar signal, and the autoencoder inputs a second radar signal in which noise is added to the first radar signal in the time domain Further storing a code trained to reduce the difference between the output of the third radar signal and the first radar signal as
FMCW radar signal processing unit.
삭제delete 제1 레이더 신호를 송신하고, 상기 제1 레이더 신호가 반사된 제2 레이더 신호를 수신하는 적어도 하나의 안테나;
적어도 하나의 프로세서;
상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에서 수행되는 적어도 하나의 코드(code)가 저장되는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는 상기 프로세서를 통해 실행될 때 상기 프로세서가 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제2 레이더 신호를 푸리에 변환하여 주파수 영역 레이더 신호를 생성하고, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 타겟이 존재하는 타겟 영역을 검출하고, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 상기 타겟 영역 이외의 주파수 영역의 신호를 제로(zero) 값으로 변환하고, 적어도 일부 주파수의 영역을 제로 값으로 변환한 상기 주파수 영역 레이더 신호를 역 푸리에 변환하여 시간 영역 레이더 신호를 생성하도록 야기하는 코드를 저장하고,
상기 메모리는 상기 프로세서로 하여금 상기 타겟 영역으로 설정하기 전에, 상기 주파수 영역 레이더 신호에서 미리 설정된 주파수 간격을 갖는 윈도우를 주파수 축을 따라서 이동시키고, 상기 주파수 축을 따라서 이동된 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값을 계산하고, 상기 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값과 이전 윈도우 내의 상기 주파수 영역 레이더 신호의 크기의 분산 값의 변화에 기반하여 상기 타겟 영역으로 설정하도록 하도록 야기하는 코드를 더 저장하고, 상기 타겟 영역은 송신한 레이더 신호를 반사한 상기 타겟이 존재하는 영역인,
FMCW 레이더 신호 처리 장치.
at least one antenna for transmitting a first radar signal and receiving a second radar signal on which the first radar signal is reflected;
at least one processor;
It is electrically connected to the processor and includes a memory in which at least one code (code) executed by the processor is stored,
When the memory is executed through the processor, the processor performs a Fourier transform on the second radar signal received through the antenna to generate a frequency domain radar signal, and detects a target area in which a target exists in the frequency domain radar signal, , In the frequency domain radar signal, a signal in a frequency domain other than the target domain is converted to a zero value, and the frequency domain radar signal obtained by converting at least a partial frequency domain into a zero value is inversely Fourier transformed to perform a time domain radar store the code causing the signal to be generated;
The memory moves a window having a preset frequency interval in the frequency domain radar signal along a frequency axis before the processor sets the target area as the target area, and the frequency domain radar signal within the window moved along the frequency axis. A code for calculating a magnitude variance value, and setting it as the target area based on a change in a variance value of the magnitude of the frequency domain radar signal within the window and a variance value of the magnitude of the frequency domain radar signal within a previous window further storing, wherein the target area is an area in which the target that reflects the transmitted radar signal exists,
FMCW radar signal processing unit.
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