KR102427165B1 - 객체 스캐닝 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차로부터의 객체 스캐닝을 위한 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은, 이격 거리, 제1 객체 각도 및 제1 상대 속도를 포함하는 객체의 제1 정보들을 스캐닝하기 위한 제1 레이더 장치와; 제2 상대 속도 및 제2 객체 각도를 포함하는 객체의 제2 정보들을 스캐닝하기 위한 주기적 연속파 레이더 장치와; 동일 객체와 관련하여 제1 및 제2 정보들을 할당하고 제2 상대 속도의 특성을 기반으로 객체를 분류하기 위한 처리 장치;를 포함한다.

Description

객체 스캐닝 방법 및 그 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR SCANNING AN OBJECT}
본 발명은 레이더 신호들을 이용한 객체의 스캐닝에 관한 것이다. 특히 본 발명은 자동차의 주변 환경에 존재하는 객체의 더 정확한 결정에 관한 것이다.
레이더 시스템은, 레이더 신호를 송출하여 객체에서 반사되는 레이더 신호를 상기 송출된 레이더 신호와 비교하도록 구성된다. 이 경우, 객체에 대한 상이한 정보들을 수집하는데 이용할 수 있는 여러가지 다양한 방식이 공지되어 있다. 공지된 한 예는, 송출된 레이더 신호가 톱니파 함수로 변조되는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더이다. 이 경우, 레이더 시스템으로부터의 객체의 이격 간격은 우수한 정확도로 결정될 수 있다. 레이더 센서에서부터 어느 방향에서 객체가 발견되는지를 지시하는 객체 각도는, 신호들이 기결정 방향들로 방사되도록 복수의 안테나를 이용하거나 하나의 안테나를 제어함으로써 달성될 수 있다.
송출된 레이더 신호에 대한, 상대적으로 반사된 레이더 신호의 도플러 편이(Doppler shift)는 레이더 시스템에 대한 객체의 상대 속도를 지시할 수 있다. 스스로 움직이는 객체, 예컨대 그 팔과 다리를 앞뒤로 움직이고 있는 보행자는, 측정 가능한 도플러 주파수들의 특징적이고, 주로 주기적인 진동을 보인다. 객체를 더 세부적으로 분류할 수 있도록 하기 위해, 상기 진동들의 주파수가 분석될 수 있다.
DE 10 2015 109 759 A1호는, 자동차 차내에서 마이크로 도플러 분석이 실행될 수 있도록 레이더 시스템을 제어하는 구성을 제안하고 있다.
예컨대 자동차 차내에서, 스스로 움직일 수 있는 객체를 레이더 시스템을 이용하여 분류하기 위해, 예컨대 처프 시퀀스(chirp sequence)를 갖는 복합 변조(complex modulation)가 이용될 수 있다. 그러나 이런 경우 처리가 매우 복잡할 수 있다. 예컨대 송신 신호와 수신 신호 간의 차 신호(difference signal)의 2차원 푸리에 분석이 필요할 수 있으며, 그런 까닭에 고성능 처리 장치가 절대적으로 필요하게 된다.
본 발명의 과제는, 자동차로부터 객체를 스캐닝하기 위한 간단한 기술을 제시하는 것이다.
본 발명은 독립 청구항들의 대상들을 이용하여 상기 과제를 해결한다. 종속 청구항들에는 바람직한 실시예들이 설명되어 있다.
자동차로부터의 객체 스캐닝을 위한 시스템은, 이격 거리, 제1 객체 각도 및 제1 상대 속도를 포함하는 객체의 제1 정보들을 스캐닝하기 위한 제1 레이더 장치와; 제2 상대 속도 및 제2 객체 각도를 포함하는 객체의 제2 정보들을 스캐닝하기 위한 연속파 레이더 장치와; 동일 객체와 관련하여 제1 및 제2 정보들을 할당하고 제2 상대 속도의 특성을 기반으로 객체를 분류하기 위한 처리 장치;를 포함한다.
상기 분류는 특히 기결정 특성과 제2 상대 속도의 특성의 비교를 포함할 수 있다. 이 특성은 객체의 운동 패턴을 지시할 수 있다. 또한, 상기 특성은 상이한 상대 속도들의 스펙트럼, 또는 스펙트럼의 시간별 변화를 포함할 수 있으며, 그럼으로써 상이한 위치들에서 제2 레이더 장치에 대해 상이한 상대 속도들을 갖는 객체가 더 잘 검출될 수 있다. 매우 바람직한 한 실시예에서 객체는 보행자이다. 이 경우, 보행자는 움직이고 있으며 상이한 신체 부위들이 레이더 장치들과 관련하여 서로 상이한 속도로 움직인다. 시간에 걸친 객체의 속도 분포는 보행자에 대한 특성을 나타낼 수 있다.
본 발명은, (제2) 연속파 레이더 장치를 이용하여 상대 속도들의 스펙트럼을 결정하고, 이 정보들을 제1 레이더 장치에 의해 스캐닝될 개별 객체들과 상관시킨다는 사상을 기초로 한다. 이렇게 서로 상이한 간격으로 이격되어 있거나, 서로 상이한 속도를 갖는 다수의 객체를 포함하는 복잡한 시나리오에서도 개별 객체들의 정확한 분석이 달성될 수 있다.
본원의 시스템은, 객체의 운동의 유형에 대한 정확한 정보뿐만 아니라 객체의 위치 및 그 위치의 변동에 대한 정확한 정보도 분석하기 위해, 여러 레이더 장치의 장점들의 조합을 가능케 할 수 있다. 특히, 레이더 장치들을 장착한 자동차가 주변에 대해 상대 운동을 할 때에도, 객체의 정확한 속도 정보들의 분석이 달성될 수 있다.
이로써 객체의 분류가 명백히 개선될 수 있다. 특히 보행자로서의 객체의 결정이 개선될 수 있음으로써, 예컨대 자동차 차내에서 주행 보조 장치, 액티브 또는 패시브 안전 장치가 더 잘 제어될 수 있다. 가령, 보행자가 자동차와의 충돌 진로(collision course)에 있는 것으로 검출되면, 운전자 또는 보행자에게 경고 신호가 송출될 수 있다. 또 다른 실시예에서는 자동 제동이 트리거될 수도 있다.
제1 레이더 장치는 임의의 측정 원리를 추구할 수 있으며, 이는 한 바람직한 실시예에서, 통상 연속 레이더 신호의 주파수 램프들을 이용하는 FMCW 방법(frequency modulated continuous wave: 주파수 변조 연속파 레이더)이다. 다른 실시예들도 마찬가지로 가능하며, 예컨대 객체 각도의 결정을 위해 개별 입체각(solid angle)이 연속해서 기계적으로 또는 전자식으로 스캐닝되는 레이더 장치가 이용될 수 있다. 다른 경우로는, 이용되는 변조 방법과 무관하게, 상기 3차원 스캐닝 시에도, 원하는 속도 분해능(speed resolution)에 상응하게 각각의 개별적인 스캐닝된 입체각에 대한 측정 기간이 연장될 수도 있다.
처리 장치는 바람직하게 연속파 레이더 장치의 신호들의 마이크로 도플러 분석을 수행하도록 구성된다. 마이크로 도플러 분석을 통해, 객체의 운동 패턴이 보행자의 기지의 운동 패턴과 일치하는지의 여부가 더 정확하게 결정될 수 있다. 심지어, 보행자가 어떠한 행동을 하고 있는 지도 결정될 수 있다.
제1 레이더 장치의 개별 FMCW 램프들의 신호들은 바람직하게 서로 분리되어 처리된다. 이를 위해, FMCW 램프들은 바람직하게 공지된 1차원 푸리에 변환에 의해 분석된다. 이는, 처프 시퀀스들에서의 2차원 푸리에 분석보다 계산 복잡도가 훨씬 덜할 수 있다. 다양한 객체들의 분리를 위해, 푸리에 분석 이후 상이한 램프들을 초과하는 검출된 주파수 피크들은 서로 조합될 수 있다.
두 레이더 장치는 추가로 바람직하게 교호적으로 작동된다. 그 결과, 스캐닝들은 동일한 주파수 범위 내에서 더 용이하게 수행될 수 있다.
두 레이더 장치는 하나로 통합될 수 있으며, 통합된 레이더 장치는 연속해서 상이한 신호들로 작동된다. 어느 한 시점에, 상기 통합된 레이더 장치는 예컨대 FMCW 신호로 또는 연속파 신호로 작동될 수 있다. 특히 작동 모드들은 교호적으로 활성화될 수 있다. 하나의 레이더 장치의 절약을 통해 비용이 절감될 수 있다. 공지된 레이더 장치는 합리적인 비용으로 전술한 시스템으로 확장될 수 있다.
연속파 모드는 바람직하게 FMCW 모드의 주파수 램프보다 더 길게 작동한다. 연속파 모드는 예컨대 약 15 내지 25㎳의 주기에 걸쳐서, 또 다른 변형예들에서는 약 10 내지 15㎳ 또는 25 내지 30㎳의 주기에 걸쳐서 작동될 수 있다. 그 결과, 도플러 주파수를 이용한 속도 결정의 정확도가 상당히 상승할 수 있다.
마이크로 도플러 분석을 이용한 전술한 실시예에서, 송출된 연속파 레이더 신호와 객체에서 반사된 연속파 레이더 신호 간의 차 신호가 그 주파수 분포와 관련하여 분석될 수 있다. 분석은 특히 푸리에 변환에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 신호 에너지들은 기결정 주파수 범위들 내에서 계산될 수 있다. 또한, 주파수 분포는 그 시간 곡선과 관련해서도 분석될 수 있으며, 그럼으로써 예컨대 걸어가고 있거나 달리고 있는 보행자의 운동 패턴이 더 잘 식별될 수 있다.
바람직하게는 기결정 한계 주파수를 하회하는 주파수들만 고려되어야 하며, 상기 한계 주파수는 주변에 대한 레이더 장치들의 상대 속도를 기반으로 결정된다. 그 결과, 바람직하게는, 레이더 장치가 주변에 대해 상대 운동을 하는 것보다 더 빠르게 레이더 장치로 향해 접근하는 객체들, 즉, 주변에 대해 자체적으로 상대 운동을 하는 객체들에 할당된 신호 성분들만 고려된다. 상기 객체들의 도플러 주파수는, 그에 상응하게, 음의 자기 속도(ego-velocity)에 상응하는 도플러 주파수보다 더 작다(또는 절대값이 더 크다). 추가로, 상기 신호 성분들은 잡음 레벨보다도 높아야 한다.
자동차로부터 객체를 스캐닝하기 위한 방법은, FMCW 레이더 스캐닝을 이용하여 이격 거리, 제1 객체 각도 및 제1 상대 속도를 포함하는 객체의 제1 정보들을 스캐닝하는 단계; 연속파 레이더 스캐닝을 이용하여 제2 상대 속도 및 제2 객체 각도를 포함하는 객체의 제2 정보들을 스캐닝하는 단계; 및 객체의 제2 상대 속도의 시간별 변화량이 객체의 기결정 운동 패턴을 지시하는 경우, 객체는 보행자를 포함하는 것으로 결정하는 단계;를 포함한다.
본원의 방법 및 시스템의 특징들 또는 실시예들은 서로 대응되므로, 상기 특징들 또는 실시예들은 상기 두 카테고리 간에 각각 전용되거나 교체될 수 있다.
이제 본 발명은 첨부한 도면들을 참조하여 더 정확하게 기술된다.
도 1은 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 방법의 순서도이다.
도 3은 예시적인 신호를 나타낸 그래프이다.
도 1에는, 자동차(105), 제1 레이더 장치(110), 제2 레이더 장치(115) 및 처리 장치(120)를 포함하는 시스템(100)이 도시되어 있다. 또한, 두 레이더 장치(110, 115)는 통합되어 하나의 레이더 장치(110, 115)로서도 형성될 수 있으며, 이 경우, 제1 레이더 장치(110)로서 그리고 제2 레이더 장치(115)로서 교호적으로 작동되는 것이 바람직하다. 레이더 장치들(110, 115) 및 처리 장치(120)는 주변(125)에 대해 상대 운동이 가능한 자동차(105) 상에 장착된다. 주변(125)에는, 여기서는 보행자로 대표되는 객체(130)가 위치해 있다. 시스템(100)의 임무는, 레이더 신호들을 이용하여 객체(130)를 스캐닝하고 객체(130)의 위치 정보, 이동 정보 및 분류 정보를 결정하는 것이다. 결정된 정보들은 인터페이스(135)에 의해 공급될 수 있다. 인터페이스(135)는 자동차(105) 상의 경고 또는 제어 장치와 연결될 수 있다.
객체(130)도 마찬가지로 주변(125)에 대해 상대 운동을 할 수 있다. 또한, 객체(130) 자체가 움직일 수 있거나, 미세 운동(micro movement)을 나타낼 수 있다. 이때, 객체(130)의 부분들이 주변(125)과 관련하여 객체(130)와 다른 속도로 움직일 수 있다. 이 경우, 레이더 장치(115, 120)에 의해 도플러 주파수뿐만 아니라 도플러 주파수들의 전체 범위도 측정될 수 있다.
예컨대 보행자(130)는 주변(125)과 관련하여 5㎞/h의 속도로 움직일 수 있다. 보행자(130)의 다리의 주기적인 움직임에 (그리고 대개는 팔의 주기적 움직임에도) 기반해서, 보행자의 도플러 주파수 확산도 주기적으로 변동된다. 두 발이 지면에 정지해 있다면, 최대 속도는 몸통(torso)을 통해 주어진다. 상기 속도는 다리를 따라 발에서 영(0)이 될 때까지 감소한다. 그러므로 잠재적으로 영(0)과 몸통의 속도 사이의 속도들에 상응하는 도플러 주파수들이 측정될 수 있다. 이는 최소 도플러 주파수 확산의 시점이기도 하다. 그에 반해, 전방 요동 시에는 한 쪽 발이 몸통 속도의 3배 내지 4배까지 달한다.
레이더 신호들의 복잡한 평가 및 복잡한 변조의 필요 없이, 객체(130)의 속도들의 스펙트럼을 충분히 정확하게 결정하기 위해, 통상적인 FMCW 신호를 이용하는 제1 레이더 장치(110)에 의해 객체(130)의 위치 및/또는 거친 운동(rough movement)을 결정하는 점이 제안된다. 추가로, 객체(130)의 미세 운동은 제2 레이더 장치(115)에 의해 결정되며, 바람직하게는 마이크로 도플러 분석에 의해 분석된다. 이 경우, 제2 레이더 장치는 바람직하게 연속파 신호를 이용하며, 다시 말해 송출된 레이더 신호를 시간에 걸쳐 변조하지 않는다. 연속파 신호를 이용한 결정은, 충분한 속도 분해능을 달성하기 위해, FMCW 방법의 통상적인 램프보다 더 오래, 예컨대 약 20㎳간 수행될 수 있다.
연속파 신호의 경우, 도플러 효과만이 수신 신호에 영향을 미친다. 그에 반해 객체(130)의 이격 거리는 중요하지 않다. 차 주파수(difference frequency) 및 그에 따른 도플러 주파수는 바로 자동차(105)에 대한 객체(130)의 물리적 상대 속도에 상응한다. 연속파 신호의 경우 거리가 결정될 수 없기 때문에, 개별 객체들(130)로의 장면(scene) 분리는 계속해서 종래의 FMCW 방법을 통해 수행되어야 한다. 그러나 두 레이더 장치(110, 115)는 레이더 장치들(110, 115)에 대한 객체(130)의 상대 속도 및 상대 각도를 결정할 수 있으므로, 대개 검출된 객체들(130) 중 하나에 명백히 마이크로 도플러 효과를 할당할 수 있다.
유감스럽게도 보행자(130)는 그 속도가 느리기 때문에, 정지해 있는 객체(130)와 구별하기가 쉽지 않다. 그러므로 움직이는 것으로서 식별될 가능성이 있는 객체들(130) 중 하나로 측정된 마이크로 도플러 효과를 할당하는 것은 주로 각도 정보를 통해, 특히 마이크로 도플러 각도의 시간 곡선과 객체 각도의 시간 곡선 간의 비교를 통해, 가능하다. 마이크로 도플러를 내포하지 않는 움직이는 강성체(rigid body)에서조차도, 연속파 신호의 높은 속도 분해능은, 오로지 FMCW 램프들에 기반해서만 최초의 속도 추정의 개선을 가능하게 한다. 이런 경우, 속도를 통한 할당은 매우 단순한데, 그 이유는 장면 내에 존재하는 비교적 적은 수의 객체가 통상 그 속도들에 있어서 상당히 차이가 나기 때문이다.
마지막으로, 연속파 신호는 종래 FMCW 램프들로부터 거의 완전하게 분리되어 분석될 수 있다. 그에 따라, 시스템(100)을 형성하기 위해서는 확장을 통해, 공지된 레이더 장치의 처리 공정에서의 최소의 변경만이 필요하게 된다.
도 2에는, 객체(130)에 대한 정보들을 결정하기 위한 방법의 순서도(200)가 도시되어 있으며, 상기 정보들은 특히 객체(130)의 위치 또는 운동, 그리고 미세 운동들의 주파수 분포를 포함해야 한다.
단계 "205"에서, 객체(130)는 제1 레이더 장치(110)에 의해 바람직하게 FMCW 신호를 기반으로 스캐닝된다. 그 대안으로 다른 레이더 방법들도 가능하다. 송출된 신호와 반사된 신호는 단계 "205" 상부에 시간 그래프 내에 정성적으로 표시되어 있다. 상기 결정은 레이더 기술에서 잘 알려져 있으며, 임의의 공지된 유형으로 수행될 수 있다. 스캐닝의 결과들로서 바람직하게는 제1 이격간격[d(t)], 제1 속도[v1(t)] 및 제1 각도[
Figure 112021145366394-pat00001
]가 결정된다.
단계 "205"와 교호적으로 수행될 수 있는 단계 "210"에서, 객체(130)는 제2 레이더 장치(115)에 의해 일정한 주파수를 갖는 레이더 신호(연속파 신호)를 기반으로 스캐닝된다. 단계 "210" 상부에 표시된 그래프에는 송출된 신호 및 반사된 신호가 개략적으로 표시되어 있다. 스캐닝의 결과들로서 바람직하게 제2 속도[v2(t)] 및 제2 각도[
Figure 112021145366394-pat00002
]가 결정된다. 이 경우, 제2 속도는 바람직하게 매우 높게 분해되어 마이크로 도플러 분석(MDA)을 허용한다.
단계 "215"에서는, 단계 "205" 및 "210"에서 결정된 정보들이 상호 간에 할당된다. 각각 동일한 각도 및 추가로 바람직하게는 그 각도들의 동일한 시간에 따른 진행을 포함하는 제1 정보 및 제2 정보는 동일한 객체(130)에 관련되며, 상호 간에 할당될 수 있다. 단계 "215"는 제1 정보와 제2 정보의 조합으로서 바람직하게 이격 거리[d(t)], 속도[v(t)] 및 각도[
Figure 112021145366394-pat00003
]를 제공한다.
단계 "220"에서는 결과로서 도출되는 패턴이 보행자를 지시하는지의 여부를 결정하기 위해, 제2 속도들의 주파수 분포가 분석될 수 있다. 상응하는 패턴들 또는 상기 패턴들의 특성들은 사전 결정될 수 있다. 그에 이어서, 상기 결정들의 결과가 출력될 수 있다.
신호 처리
제2 레이더 장치(115)의 연속파 신호의 처리는 예컨대 제1 레이더 장치(110)의 FMCW 램프들의 처리와 기본적으로 동일하다. 모든 수신 채널에 걸친 비동조 적분(noncoherent integration)에 뒤이어 푸리에 변환을 이용한 스펙트럼 분석이 수행된다. 이 경우, 신호는 이 신호를 구성하는 주파수들로 분해된다. 그런 다음, 주파수 성분들의 출력이 각각의 주파수 빈(frequency bin)에서 결정된다.
그러나 FMCW 램프들과 달리, 여기서는 주파수 피크들이 검출되지 않아야 (그리고 상호 간에 할당되지도 않아야) 한다. 잡음 임계값을 초과하는 출력을 갖는 각각의 주파수 빈은 바로 (반경 방향 또는 방사 방향으로의) 상응하는 속도를 갖는 물리적 객체(130)의 존재를 가리킨다. 이는, 마이크로 도플러 효과를 갖는 객체(130)의 경우, 자연히 전체 주파수 스펙트럼에 대해서도 발생한다. 각도 추정도 실제로 FMCW 램프들의 경우에서와 동일한 각도 추정이다. 여기서도 역시 개별 주파수 피크들의 검출만 생략된다. 더 나아가, 각도가 결정될 수 있는 단일 연속파 신호만이 존재하며, 그럼으로써 램프당 각도의 계산도 생략된다. 그러나 마이크로 도플러가 존재하는 경우 개별 주파수 빈들이 여러 램프를 대신한다.
평가 범위에 대한 물리적 고려사항
이미 명시한 것처럼, 자동차 분야에서 제2 레이더 장치(115)의 고유 운동은 보행자(130)의 마이크로 도플러 분석을 어렵게 한다. 이동성 레이더 장치(115)의 경우, 마치 정지해 있는 객체(130)가 자체 고유 속도로 바로 앞으로 레이더 장치를 향해 접근하는 것처럼 보인다. 측면 오프셋이 있는 경우, 상기 겉보기 속도(apparent speed)는 관찰각의 코사인만큼 감소한다. 객체(130)가 옆을 지나치는 순간에(즉, 90°에서), 객체가 제2 레이더 장치(115)로부터 뒤로 멀어지기 전에, 상기 객체는 잠시 정지해 있는 것처럼 보인다. 그러므로 정지해 있는 객체(130)의 반사된 출력은 스펙트럼과 관련하여, 영(0)과 음의 자기 속도 사이의 속도들에 상응하는 주파수들로 제한된다. 자기 속도라고 지칭되는 속도는 주변(125)에 대한 자동차(105)의 상대 속도이다.
상기 관계는 도 3에서 그래프(300)로 도시되어 있다. 수평 방향에는 시간이 표시되어 있고, 수직 방향에는 도플러 주파수에 따른 속도가 표시되어 있다. 기본 신호(305)는, 제2 레이더 장치(115)에 대해 상대적으로 음의 자기 속도보다 더 낮은 속도로 움직임에 따라 정지된 것으로서 간주되는 객체들(130)을 나타낸다. 개별 피크들(310)은 보행자(130)처럼 움직이는 객체들(130)에 대응한다.
상기 범위를 벗어나는 모든 다른 주파수는 정지된 객체(130)에 의해서는 간섭받지 않는다. 이와 달리, 다른 FMCW 램프들에서 배경 클러터(background clutter)는 명백히 더 큰 주파수 범위에 걸쳐 분포된다.
주행 보조 장치 영역에서의 보행자 보호를 위해, 횡단하는 보행자들(130)이 매우 중요하다. 전방에서 다가오는 보행자들(130)에 비해, 이들 보행자의 운동의 반경방향 또는 방사방향 성분이 제2 레이더 장치(115)의 방향으로 분명히 감소하기는 하지만, 영(0)은 아니다. 보행자(130)가 자동차(105)가 이동하는 도로를 수직 방향으로 횡단한다 하더라도, 보행자는 제2 레이더 장치(115)에 대해 수직으로 이동하지는 않는다. 그럼에도 횡단하는 보행자(130)의 경우 전형적으로 앞으로 움직이는 다리의 상대 속도만이 주행 방향으로 바로 전방에 정지해 있는 객체(130)의 다리의 상대 속도보다 더 높다. 그러므로 상응하는 주파수 성분들만이 역시 간섭 없이 스펙트럼 분석될 수 있다. 제2 레이더 장치(115)의 방향으로 느리지만 능동적인 보행자(130)의 이동을 통해, 분석될 마이크로 도플러 효과는 음의 자기 속도에 상응하는 도플러 주파수 바로 아래의 주파수 범위로 분류된다. 자기 속도에 대해, 자동차(105) 차내에서 통상 고품질의 추정이 이루어진다. 그러므로 주파수 스펙트럼에서 보행자(130)와 관련된 범위가 직접 선택될 수 있다.
곡선들에서 회전 운동을 기반으로 자동차(105)의 개별 지점들은 서로 상이한 속도들을 갖는다. 자동차(105)의 자기 속도는 통상적으로 차량 리어 액슬과 관련하여 결정된다. 통상 마찬가지로 기지의 자동차(105) 요레이트(yaw rate)를 통해 간단하게, 전방에 장착된 제2 레이더 장치(115)의 상응하는 속도가 유도된다.
보행자(130)는 측면으로부터 차도에 접근하기 때문에, 측정 가능한 속도는 레이더 장치(110, 115)의 이동 방향에 대한 측면 오프셋을 통해서도 감소한다. 보행자(130)는 동일한 관찰 각도 하에서 정지해 있는 객체들(130)과 동일한 겉보기 속도의 감소를 겪게 된다. 다른 한편, 보행자(130)의 이동 방향이 동일할 때 상대적으로 더 큰 관찰 각도에 의해 실제 보행자 이동의 반경 방향 또는 방사 방향 성분이 증가한다.
마이크로 도플러 분석
마이크로 도플러의 본질적인 분석을 위해, 일정한 송신 주파수를 이용하는 고정 RADAR 시스템들의 경우와 원칙적으로 유사한 방법들이 적합하다. 그러나 마이크로 도플러 확산의 대부분의 은폐에 기반하여, 주로 마이크로 도플러 출력의 세기; 은폐되지 않은 확산의 폭; 시간에 걸친 상기 폭의 변동 진폭; 및 2개의 최대 확산 사이의 시간별 이격간격/주기[및 그에 따른 보행자(130)의 측정된 걸음 빈도(step frequency)]가 결정적이다.
추가로, 상기 분석 시, 보행자(130)는 정의에 따라 정지해 있는 부위(정지해 있는 발)를 보유하며 출력 최댓값은 몸통을 통해 제공된다는 점에 유념해야 한다. 그에 상응하게, 음의 자기 속도에 속하는 도플러 주파수와 보행자(130)의 마이크로 도플러 확산 사이에 [신호 출력이 없는] 갭(gap)이 존재하지 않는다. 그에 상응하게, 스펙트럼 최댓값이 음의 자기 속도에 속하는 상기 도플러 주파수로부터 상당히 이격되는 것도, 객체(130)를 보행자(130)로서 분류하는 것을 방해한다.

Claims (10)

  1. 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100)으로서,
    상기 시스템(100)은
    이격 거리, 제1 객체 각도(130) 및 제1 상대 속도를 포함하는 객체(130)의 제1 정보들을 스캐닝하기 위한 제1 레이더 장치(110);
    제2 상대 속도 및 제2 객체 각도(130)를 포함하는 객체(130)의 제2 정보들을 스캐닝하기 위한 연속파 레이더 장치(115); 및
    동일 객체(130)와 관련하여 제1 및 제2 정보들을 할당하고, 제2 상대 속도의 특성을 기반으로 상기 객체(130)를 분류하기 위한 처리 장치(120);를 포함하고,
    상기 처리 장치(120)는 연속파 레이더 장치(115)의 신호들의 마이크로 도플러 분석을 수행하도록 구성되고,
    상기 객체(130)는 주변(125)에 대해 상대 운동을 할 수 있고, 상기 객체(130)는 미세 운동을 나타낼 수 있고,
    상기 객체(130)의 한 지점의 도플러 주파수들은 0의 속도에 상응하고, 상기 객체(130)의 다른 지점의 도플러 주파수들은 0이 아닌 속도에 상응하고, 0의 속도와 0이 아닌 속도 사이의 확산은 변동하고,
    상기 객체(130)의 속도들의 스펙트럼을 결정하기 위해, FMCW 신호를 이용하는 제1 레이더 장치(110)에 의해 상기 객체(130)의 위치 및 저해상도 운동이 결정되고, 마이크로 도플러 분석을 이용하는 제2 레이더 장치(115)에 의해 상기 객체(130)의 미세 운동이 결정 및 분석되고, 제2 레이더 장치(115)는 연속파 신호를 이용함으로써, 송출된 레이더 신호를 시간에 걸쳐 변조하지 않고,
    상기 객체(130)는 상기 자동차 외부에 있고, 상기 레이더 장치들은 상기 자동차 상에 장착되고,
    상기 연속파 신호를 이용한 결정은 특정한 속도 분해능을 달성하기 위해, FMCW 방법의 램프의 지속기간보다 더 오래 수행되고,
    상기 제2 레이더 장치(115)의 연속파 신호의 처리 및 상기 제1 레이더 장치(110)의 FMCW 램프들의 처리와 관련하여, 수신 채널에 걸친 비동조 적분(noncoherent integration)에 뒤이어 푸리에 변환을 이용한 스펙트럼 분석이 수행되고, 이 경우, 신호는 이 신호를 구성하는 주파수들로 분해되고, 주파수 성분들의 출력이 각각의 주파수 빈(frequency bin)에서 결정되고,
    상기 제1 레이더 장치(110)의 FMCW 램프들의 처리와 달리, 잡음 임계값을 초과하는 출력을 갖는 각각의 주파수 빈은 바로 방사 방향으로의 상응하는 속도를 갖는 물리적 객체(130)의 존재를 가리키나, 상기 제2 레이더 장치(115)의 연속파 신호의 처리와 관련하여, 주파수 피크들이 검출되거나 할당되지 않음으로써 주파수 피크들의 검출이 생략되고, 각도가 결정될 수 있는 단일 연속파 신호만이 존재하고, 그럼으로써 램프당 각도의 계산이 생략되고, 마이크로 도플러가 존재하는 경우 상기 주파수 빈들이 FMCW 램프들을 대신하는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  2. 제1항에 있어서, 객체(130)는 보행자인, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  3. 제1항에 있어서, 제1 레이더 장치(110)가 FMCW 레이더 장치를 포함하는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  4. 제1항에 있어서, 두 레이더 장치(110, 115)가 교호적으로 작동되는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  5. 제4항에 있어서, 두 레이더 장치(110, 115)는, 상이한 신호들에 의해 연속으로 작동되는 하나의 레이더 장치 내에 통합되는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  6. 제3항에 있어서, 연속파 모드는 FMCW 모드의 주파수 램프의 지속기간보다 더 길게 작동하는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  7. 제1항에 있어서, 송출된 연속파 레이더 신호와 객체(130)에서 반사된 연속파 레이더 신호 간의 차 신호가 그 주파수 분포와 관련하여 분석되는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  8. 제7항에 있어서, 상기 주파수 분포의 시간 곡선이 분석되는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  9. 제8항에 있어서, 주변(125)에 대한 레이더 장치들(110, 115)의 상대 속도를 기반으로 결정되는 한계 주파수를 하회하는 주파수들만 고려되는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 시스템(100).
  10. 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 방법(200)에 있어서,
    상기 방법은
    - 레이더 스캐닝을 이용하여, 이격 거리, 제1 객체 각도(130) 및 제1 상대 속도를 포함하는 객체(130)의 제1 정보들을 스캐닝하는 단계(205);
    - 연속파 레이더 스캐닝을 이용하여, 제2 상대 속도 및 제2 객체 각도(130)를 포함하는 객체(130)의 제2 정보들을 스캐닝하는 단계(210);
    - 동일 객체(130)와 관련하여 제1 및 제2 정보들을 할당하는 단계(215); 및
    - 제2 상대 속도의 특성을 기반으로 객체(130)를 분류하는 단계(215);를 포함하고,
    처리 장치(120)는 연속파 레이더 장치(115)의 신호들의 마이크로 도플러 분석을 수행하도록 구성되고,
    상기 객체(130)는 주변(125)에 대해 상대 운동을 할 수 있고, 상기 객체(130)는 미세 운동을 나타낼 수 있고,
    상기 객체(130)의 한 지점의 도플러 주파수들은 0의 속도에 상응하고, 상기 객체(130)의 다른 지점의 도플러 주파수들은 0이 아닌 속도에 상응하고, 0의 속도와 0이 아닌 속도 사이의 확산은 변동하고,
    상기 객체(130)의 속도들의 스펙트럼을 결정하기 위해, FMCW 신호를 이용하는 제1 레이더 장치(110)에 의해 상기 객체(130)의 위치 및 저해상도 운동이 결정되고, 마이크로 도플러 분석을 이용하는 제2 레이더 장치(115)에 의해 상기 객체(130)의 미세 운동이 결정 및 분석되고, 제2 레이더 장치(115)는 연속파 신호를 이용함으로써, 송출된 레이더 신호를 시간에 걸쳐 변조하지 않고,
    상기 객체(130)는 상기 자동차 외부에 있고, 상기 레이더 장치들은 상기 자동차 상에 장착되고,
    상기 연속파 신호를 이용한 결정은 특정한 속도 분해능을 달성하기 위해, FMCW 방법의 램프의 지속기간보다 더 오래 수행되고,
    상기 제2 레이더 장치(115)의 연속파 신호의 처리 및 상기 제1 레이더 장치(110)의 FMCW 램프들의 처리와 관련하여, 수신 채널에 걸친 비동조 적분(noncoherent integration)에 뒤이어 푸리에 변환을 이용한 스펙트럼 분석이 수행되고, 이 경우, 신호는 이 신호를 구성하는 주파수들로 분해되고, 주파수 성분들의 출력이 각각의 주파수 빈(frequency bin)에서 결정되고,
    상기 제1 레이더 장치(110)의 FMCW 램프들의 처리와 달리, 잡음 임계값을 초과하는 출력을 갖는 각각의 주파수 빈은 바로 방사 방향으로의 상응하는 속도를 갖는 물리적 객체(130)의 존재를 가리키나, 상기 제2 레이더 장치(115)의 연속파 신호의 처리와 관련하여, 주파수 피크들이 검출되거나 할당되지 않음으로써 주파수 피크들의 검출이 생략되고, 각도가 결정될 수 있는 단일 연속파 신호만이 존재하고, 그럼으로써 램프당 각도의 계산이 생략되고, 마이크로 도플러가 존재하는 경우 상기 주파수 빈들이 FMCW 램프들을 대신하는, 자동차의 방향으로부터 객체(130)를 스캐닝하기 위한 방법(200).
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