KR102445285B1 - 환경 적응형 레이다 교정 방법 - Google Patents

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Abstract

주변 환경의 영향으로 인해 발생될 수 있는 레이다의 물체 오식별, 물체 위치와 이동 속도의 오차를 최소화 하기 위한 방안으로, 환경 적응형 레이다 교정 방법 및 이를 적용한 물체 탐지 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 레이다 교정 방법은 환경 데이터를 측정하는 제1 측정단계; 기지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 제2 측정단계; 제1 측정 단계에서 측정되는 환경 데이터와 제2 측정 단계에서 레이다 반사 신호를 수집하는 단계; 수집단계에서 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 정의하는 단계;를 포함한다.
이에 의해, 환경 적응형 레이다 교정 및 이를 적용한 물체 탐지를 통해, 주변 환경의 영향으로 인해 발생될 수 있는 레이다의 물체 오식별, 물체 위치와 이동 속도의 오차를 최소화 할 수 있게 된다.

Description

환경 적응형 레이다 교정 방법{Environment adaptive radar calibration method}
본 발명은 레이다 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주변 환경의 변화에 의해 변하는 레이다 신호를 환경 적응적으로 교정하고 최적화 하기 위한 방법에 관한 것이다.
레이다(RADAR : RAdio Detection And Ranging)는 탐지 물체로부터 반사된 신호를 감지하여, 물체를 식별하고 물체의 위치(거리,방향)와 이동 속도까지 파악하기 위한 시스템이다.
레이다 신호는 환경(온도, 습도)의 변화에 따라 왜곡이 발생할 수 있는데, 이는 물체의 오탐지의 원인이 될 수 있다.
따라서, 환경 변화에도 물체 탐지의 정확도를 향상시키기 위한 방안으로, 레이다 신호를 환경 적응형으로 교정하기 위한 방안이 필요하다. 뿐만 아니라, 환경 적응적인 레이다 측정 방안 역시 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 주변 환경의 영향으로 인해 발생될 수 있는 레이다의 물체 오식별, 물체 위치와 이동 속도의 오차를 최소화 하기 위한 방안으로, 환경 적응형 레이다 교정 방법 및 이를 적용한 물체 탐지 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 레이다 교정 방법은 환경 데이터를 측정하는 제1 측정단계; 기지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 제2 측정단계; 제1 측정 단계에서 측정되는 환경 데이터와 제2 측정 단계에서 레이다 반사 신호를 수집하는 단계; 수집단계에서 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 정의하는 단계;를 포함한다.
환경 데이터는, 온도 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 환경 데이터는, 습도 데이터를 포함할 수 있다.
파라미터는, 측정되는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 파워 레벨일 수 있다.
파라미터는, 측정되는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 주파수일수 있다.
본 발명에 따른 레이다 교정 방법은, 환경 데이터를 측정하는 제3 측정단계; 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 제4 측정단계; 제3 측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로, 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하는 단계; 교정된 레이다 반사 신호를 기초로, 객체를 탐지하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레이다 교정 방법은, 수집단계에서 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 측정 횟수를 정의하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
제4 측정 단계는, 제3 측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 측정 횟수 만큼 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 레이다 교정 방법은, 탐지된 객체에 대한 정보를 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 환경 데이터를 측정하는 환경 센서; 기지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 레이다; 환경 데이터와 레이다 반사 신호를 수집하여 저장하는 메모리; 메모리에 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 정의하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 시스템이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 환경 데이터를 측정하는 단계; 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 단계; 측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로, 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하는 단계; 교정된 레이다 반사 신호를 기초로, 객체를 탐지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 탐지 방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 측면에 따르면, 환경 데이터를 측정하는 환경 센서; 및 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하고, 환경 센서에 의해 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하며, 교정된 레이다 반사 신호를 기초로 객체를 탐지하는 레이다;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 시스템이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 환경 적응형 레이다 교정 및 이를 적용한 물체 탐지를 통해, 주변 환경의 영향으로 인해 발생될 수 있는 레이다의 물체 오식별, 물체 위치와 이동 속도의 오차를 최소화 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이다 시스템의 블럭도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 환경 적응형 레이다 교정 방법을 제시한다. 본 발명의 실시예에 따른 레이다 교정 방법은 주변 환경의 변화에 의해 변하는 레이다 신호를 환경 적응적으로 교정하고 최적화 하여 준다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이다 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 레이다 시스템은, 레이다(110), 환경 센서(120), 제어기(130), 메모리(140) 및 디스플레이(150)를 포함하여 구축된다.
레이다(110)는 탐지 물체로 레이다 신호를 방사하고 물체에서 반사되는 신호를 수신하여, 물체를 인식하고, 위치와 속도를 계산한다.
환경 센서(120)는 온도 센서와 습도 센서를 포함하여 구성되며, 이를 통해 온도 데이터와 습도 데이터를 생성한다.
제어기(130)는 환경 센서(120)에 의해 생성된 환경 데이터와 레이다(110)가 수신한 레이다 반사 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 교정을 위한 정보를 생성하여 메모리(140)에 저장한다.
디스플레이(150)는 레이다(110)에 의한 객체 탐지/식별 결과와 위치 정보(거리, 방향) 및 속도 정보를 표시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경(온도, 습도) 데이터를 생성하고(S205), 레이다(110)는 기지(旣知)의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정한다(S210).
다음, 제어기(130)는 S205단계에서 측정되는 환경 데이터와 S210단계에서 측정되는 레이다 반사 신호를 수집하여, 메모리(140)에 저장한다(S215). 그리고, 제어기(130)는 S215단계에서 수집&저장된 환경 데이터와 레이다 반사 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 테이블로 정의한다(S220).
S220단계에서 정의되는 교정 파라미터 테이블은 (온도, 습도) → (임계 파워 레벨, 임계 주파수)로 표현되는 테이블이다. 이는, (온도, 습도)가 주어졌을 때, 측정되는 레이다 반사 신호들에 대해, 임계 파워 레벨에 미치지 못하는 신호를 컷-오프하고, 임계 주파수를 벗어나는 신호를 컷-오프함을 의미한다.
그리고, 제어기(130)는 S220단계에서 정의한 테이블들을 메모리(140)에 저장한다(S225).
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 객체 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 3에 도시된 방법은, 도 2의 S225단계에서 저장한 교정 테이블을 이용하여 객체를 탐지하는 방법이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경(온도, 습도) 데이터를 생성한다(S255).
다음, 제어기(130)는 S255단계에서 측정되는 환경 데이터(온도, 습도)를 토대로 레이다 반사 신호를 교정하기 위한 파라미터(임계 파워 레벨, 임계 주파수)를 설정한다(S260).
레이다(110)는 미지(未知)의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정하고(S265), S260단계에서 설정된 교정 파라미터에 따라 레이다 반사 신호를 교정하며(S270), 교정된 레이다 반사 신호를 수집하여 객체를 탐지하고 정보를 파악한다(S275).
그러면, 제어기(130)는 S275단계에서 탐지하고 파악한 객체 정보를 디스플레이(150)에 표시한다(S280).
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경(온도, 습도) 데이터를 생성하고(S305), 레이다(110)는 기지의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정한다(S310).
다음, 제어기(130)는 S305단계에서 측정되는 환경 데이터와 S310단계에서 측정되는 레이다 반사 신호를 수집하여, 메모리(140)에 저장한다(S315). 그리고, 제어기(130)는 S315단계에서 수집&저장된 환경 데이터와 레이다 반사 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반복 측정 횟수를 테이블로 정의한다(S320).
S320단계에서 정의되는 반복 측정 횟수 테이블은 (온도, 습도) → (반복 측정 횟수)로 표현되는 테이블이다. 이는, (온도, 습도)가 주어졌을 때, 레이다 측정 횟수를 몇 회에 걸쳐 반복하여 객체 분석에 이용할 레이다 반사 신호들을 수집할 것인지를 의미한다.
그리고, 제어기(130)는 S320단계에서 정의한 테이블들을 메모리(140)에 저장한다(S325).
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 5에 도시된 방법은, 도 4의 S325단계에서 저장한 교정 테이블을 이용하여 물체를 탐지하는 방법이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경(온도, 습도) 데이터를 생성한다(S355).
다음, 제어기(130)는 S355단계에서 측정되는 환경 데이터(온도, 습도)를 토대로 레이다 반복 측정 횟수를 설정한다(S360).
이에 따라, 레이다(110)는 S360단계에서 설정된 반복 측정 횟수에 따라 미지의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정하고(S365), 측정된 레이다 반사 신호를 수집하여 객체를 탐지하고 정보를 파악한다(S370).
그러면, 제어기(130)는 S370단계에서 탐지하고 파악한 객체 정보를 디스플레이(150)에 표시한다(S375).
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 교정 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경 데이터를 생성하고(S405), 레이다(110)는 기지의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정한다(S410).
다음, 제어기(130)는 S405단계에서 측정되는 환경 데이터와 S410단계에서 측정되는 레이다 반사 신호를 수집하여, 메모리(140)에 저장한다(S415). 그리고, 제어기(130)는 S415단계에서 수집&저장된 환경 데이터와 레이다 반사 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 테이블로 정의한다(S420).
또한, 제어기(130)는 S415단계에서 수집&저장된 환경 데이터와 레이다 반사 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반복 측정 횟수를 테이블로 정의한다(S425).
그리고, 제어기(130)는 S420단계와 S425단계에서 정의한 테이블들을 메모리(140)에 저장한다(S430).
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이다 탐지 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 7에 도시된 방법은, 도 6의 S430단계에서 저장한 교정 테이블을 이용하여 물체를 탐지하는 방법이다.
도시된 바와 같이, 먼저 레이다 시스템의 환경 센서(120)는 주변 환경을 측정하여 환경 데이터를 생성한다(S455).
다음, 제어기(130)는 S455단계에서 측정되는 환경 데이터를 토대로 레이다 반복 측정 횟수와 레이다 반사 신호를 교정하기 위한 파라미터(임계 파워 레벨, 임계 주파수)를 설정한다(S460).
이에 따라, 레이다(110)는 S460단계에서 설정된 반복 측정 횟수에 따라 미지(未知)의 물체에 레이다 신호를 방사하고 반사되는 신호를 측정한다(S465).
그리고, 레이다(110)는 S460단계에서 설정된 교정 파라미터에 따라 레이다 반사 신호를 교정하며(S470), 교정된 레이다 반사 신호를 수집하여 객체를 탐지하고 정보를 파악한다(S475).
그러면, 제어기(130)는 S475단계에서 탐지하고 파악한 객체 정보를 디스플레이(150)에 표시한다(S480).
지금까지, 환경 적응형 레이다 교정 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서는, 주변 환경에 의한 영향에 의해 발생될 수 있는 레이다 오탐지율 즉, 인식거리, 방향, 속도 등의 결과값에 대한 오차를 최소화하고자, 환경 요인(온도, 습도)에 따른 탐지 물체로부터 반사되어 수신된 레이다 신호의 변화값을 감안하여 정확도를 높이기 위한 보정 알고리즘을 제시하였다.
이에 의해, 기존 레이다의 환경적 요인에 의한 오탐지율을 줄일 수 있게 되고, 현재 레이다에서 사용되고 있는 밀리미터파 주파수에 따른 외부 환경 요인에 의한 신호 감쇄 등을 보정하여 정확한 탐지 성능을 갖는 효과를 얻을 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 레이다
120 : 환경 센서
130 : 제어기
140 : 메모리
150 : 디스플레이

Claims (12)

  1. 환경 데이터를 측정하는 제1 측정단계;
    기지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 제2 측정단계;
    제1 측정 단계에서 측정되는 환경 데이터와 제2 측정 단계에서 레이다 반사 신호를 수집하는 단계;
    수집단계에서 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 정의하는 단계;
    수집단계에서 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 측정 횟수를 정의하는 단계;를 포함하고,
    교정 파라미터는,
    측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 파워 레벨에 미치지 못하는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 파워 레벨과 측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 주파수를 벗어나는 레이다 신호를 컷-오프하기 위한 임계 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    환경 데이터는,
    온도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    환경 데이터는,
    습도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    환경 데이터를 측정하는 제3 측정단계;
    미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 제4 측정단계;
    제3 측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로, 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하는 단계;
    교정된 레이다 반사 신호를 기초로, 객체를 탐지하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    제4 측정 단계는,
    제3 측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 측정 횟수 만큼 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    탐지된 객체에 대한 정보를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 교정 방법.
  10. 환경 데이터를 측정하는 환경 센서;
    기지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 레이다;
    환경 데이터와 레이다 반사 신호를 수집하여 저장하는 메모리;
    메모리에 수집된 데이터와 신호를 분석하여, 측정 환경에 따른 레이다 반사 신호의 교정 파라미터를 정의하고, 측정 환경에 따른 레이다 측정 횟수를 정의하는 제어기;를 포함하고,
    교정 파라미터는,
    측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 파워 레벨에 미치지 못하는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 파워 레벨과 측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 주파수를 벗어나는 레이다 신호를 컷-오프하기 위한 임계 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 시스템.
  11. 환경 데이터를 측정하는 단계;
    측정되는 환경에 정의된 레이다 측정 횟수 만큼 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하는 단계;
    측정 단계에서 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로, 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하는 단계;
    교정된 레이다 반사 신호를 기초로, 객체를 탐지하는 단계;를 포함하고,
    교정 파라미터는,
    측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 파워 레벨에 미치지 못하는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 파워 레벨과 측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 주파수를 벗어나는 레이다 신호를 컷-오프하기 위한 임계 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 탐지 방법.
  12. 환경 데이터를 측정하는 환경 센서; 및
    환경 센서에 의해 측정되는 환경에 정의된 레이다 측정 횟수 만큼 미지의 물체에 대한 레이다 반사 신호를 측정하고, 환경 센서에 의해 측정되는 환경에 정의된 레이다 반사 신호 교정 파라미터로 측정되는 레이다 반사 신호를 교정하며, 교정된 레이다 반사 신호를 기초로 객체를 탐지하는 레이다;를 포함하고,
    교정 파라미터는,
    측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 파워 레벨에 미치지 못하는 레이다 반사 신호를 컷-오프하기 위한 임계 파워 레벨과 측정되는 레이다 반사 신호 중 임계 주파수를 벗어나는 레이다 신호를 컷-오프하기 위한 임계 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이다 시스템.
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