KR102583330B1 - 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치 - Google Patents

다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법은 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치가 동적 물체와 정적 물체를 판별함에 있어서, 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출하는 단계, 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되는지 확인하는 단계, 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되면, 동적 물체의 동적 물체 위치를 유지하는 단계, 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되지 않으면, 동적 물체 위치에서 레인지 프로파일을 수신하는 단계, 레인지 프로파일을 이용하여 정적 물체의 물체에너지를 산출하는 단계, 물체에너지를 이용하여 물체에너지 변화량을 산출하는 단계, 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.

Description

다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치{METHOD AND APPARARUS OF DISTINGUISHING OF DYNAMIC OBJECT AND STATIC OBJECT USING MULTICHANNEL RADAR}
본 발명은 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치에 관한 것이다.
레이더는 전파를 사용하여 목표물의 거리, 방향, 각도 및 속도를 측정하는 감지 시스템(detection system)이다.
레이더는 강한 전자기파를 발사하고 그것이 물체에 맞고 반사되어 되돌아 오는 전자파를 분석하여 대상물과의 거리를 측정한다. 특히, 레이더에 파장이 긴 저주파를 사용하면 전파의 감쇄가 작고 먼 곳까지 탐지할 수가 있지만 정밀한 측정이 되지 않아 해상도는 나빠진다. 반대로 파장이 짧은 고주파는 공기중에 포함되는 수증기, 눈, 비 등에 흡수 또는 반사되기 쉽기 때문에 감쇄가 커서 먼 곳까지 탐지하지 못하지만 높은 해상도를 얻을 수가 있다.
종래의 레이더는 CW(Continuous wave) 레이더를 이용한 속도 검출을 하거나 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더를 이용하여 단순히 거리 및 속도만을 검출하고 있고 사람이나 차량 등의 구분을 반사된 신호의 크기 등으로만 판단하고 있어 오인하는 문제가 있었다,
또한, 종래의 레이더는 움직이는 동적 물체와 움직이지 않은 정적 물체를 동시에고 차량 검출하는데 어려운 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-2236863호(2021년03월31일 등록)
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 움직이는 사람과 같이 동적 물체를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 움직이지 않는 사람과 같이 정적 물체도 검출할 수 있는 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법은 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치가 동적 물체와 정적 물체를 판별함에 있어서, 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출하는 단계, 상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되는지 확인하는 단계, 상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되면, 상기 동적 물체의 상기 동적 물체 위치를 유지하는 단계, 상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되지 않으면, 상기 동적 물체 위치에서 레인지 프로파일을 수신하는 단계, 상기 레인지 프로파일을 이용하여 상기 정적 물체의 물체에너지를 산출하는 단계, 상기 물체에너지를 이용하여 물체에너지 변화량을 산출하는 단계, 상기 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법은 상기 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인하는 단계, 상기 누적 물체에너지 변화랑이 상기 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 상기 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 검출하는 단계를 더 포함한다.
상기 물체에너지는 아래 수학식으로 구하되,
여기서, 는 상기 물체에너지로, 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호 값이고, 는 안테나 별 n번째 레인지 프로파일 값이고, 는 상기 안테나 별 상대적 거리이고, 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 레이더 간의 각도인 것을 특징으로 한다.
상기 물체에너지는 아래 수학식으로 구하되,
여기서, 는 상기 물체에너지로, 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호 값이고, 는 가중행렬이며, 은 상기 임의의 n번째 x,y,z 지점과 안테나 간의 거리에 해당하는 레인지 프로파일 값으로, 상기 는 의 1차 행렬인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치는 로우 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나를 포함하는 레이더, 레인지 프로파일을 이용하여 동적 물체의 위치를 검출하는 동적 물체 위치 검출장치, 상기 레인지 프로파일을 이용하여 정적 물체의 위치를 검출하는 정적 물체 위치 검출장치를 포함하되, 상기 동적 물체 위치 검출장치는 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되는지 확인하는 동적 물체 위치 검출부를 포함하고, 상기 정적 물체 위치 검출장치는, 정적 물체의 물체에너지를 산출하는 물체에너지 산출부, 상기 물체에너지를 이용하여 물체에너지 변화량을 산출하는 물체에너지 변화량 산출부, 상기 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출하는 물체에너지 변화량 누적부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법 및 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 움직이는 사람과 같이 동적 물체를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 움직이지 않는 사람과 같이 정적 물체도 검출할 수 있다.
둘째, 본 발명은 2중 레이더 신호처리 구조를 제안하여 움직임이 큰 동적 물체과 매우 적거나 없는 정적 물체 모두 검출 가능하다.
셋째, 본 발명은 다채널 레이더를 이용하여 3차원 공간에서 특정물체의 움직임을 효율적으로 검출할 수 있다.
넷째, 본 발명은 정적 물체의 물체에너지, 물체에너지 변화량, 누적 물체에너지 변화량을 효율적으로 산출하고, 이를 이용하여 정적 물체 위치를 효율적으로 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에서 동적 물체는 사람 등의 물체가 걷거나 뛰는 정도의 움직임이 있는 상태의 물체를 의미하고, 정적 물체는 사람 등의 물체가 한자리에 가만히 있거나 한자리에서 미약하게 움직이는 정도인 상태의 물체를 의미한다.
본 발명에서 x,y,z는 레이더가 감시하려는 영역 또는 위치로, 레이더와 상대적인 3차공간의 위치를 의미한다. 또한, 3차공간의 x,y,z에서 임의의 n번째 특정 한점을 n번째 x,y,z 지점이라 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치(이하, “장치”라 한다.)는 동적 물체 위치 검출장치(1)와 정적 물체 위치 검출장치(2)를 포함한다. 또한, 장치는 로우 데이터를 수신하는 적어도 하나 이상의 안테나를 포함하는 레이더를 더 포함할 수 있다.
동적 물체 위치 검출장치(1)는 클러터 제거부(11), 제1도플러맵 생성부(12), 포인트 클라우드 생성부(13), 동적 물체 위치 검출부(14)를 포함한다.
동적 물체 위치 검출장치(1)는 사람 등의 물체가 걷거나 뛰는 정도의 움직임이 있는 상태의 물체를 의미하는 동적 물체를 검출하는 장치이다.
클러터 제거부(Clutter Removal Part)(11)는 수신한 데이터인 레인지 프로파일(Range Profile)에서 움직이지 않는 정적 물체에 대한 데이터를 제거하는 부분이다. 클러터 제거부(11)를 통과한 안테나별 레인지 프로파일 값을 패스트 데이터(Fast Data)라 할 수 있다.
여기서, 레인지 프로파일(Range Profile)은 적어도 하나 이상의 안테나를 포함하는 레이더에서 수신한 로우 데이터(Raw data)에서 펄스레이더 같은가 경우는 ADC(Analog to Digital Converter)를 통한 데이터가 거리 대 수신 복소신호인 레인지 프로파일이며, FMCW 같은 경우는 1차 FFT(Fast Fourier Transform)한 값이 레인지 프로파일이 될 수 있다.
클러터 제거부(11)는 아래 수학식 1, 수학식 2를 이용하여 수신한 데이터인 레인지 프로파일에서 움직이지 않는 정적 물체에 대한 데이터를 제거할 수 있다.
안테나(ANT) 별 복소 변화량은 아래 수학식 1로 구할 수 있다.
여기서, 는 움직이지 않는 정적 물체에 대한 데이터를 제거한 복소 변화량을 의미하고, 는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값이며, 는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값인 의 프레임당 샘플 수만큼 평균을 구한 값이다.
안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값인 의 프레임당 샘플 수만큼 평균을 구한 값은 아래 수학식 2로 구할 수 있다.
여기서,는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값인 의 프레임당 샘플 수만큼 평균을 구한 값이고, 는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값이다.
제1도플러맵 생성부(12)는 클러터 제거부(11)를 통과한 안테나별 레인지 프로파일 값인 패스트 데이터(Fast Data)를 시간순으로 쌓아서 각 n번째 레인지 프로파일 별로 FFT하여 제1도플러맵(또는 도플러맵)을 생성하는 부분이다.
포인트 클라우드 생성부(13)는 제1도플러맵부에서에서 생성된 제1도플러맵에서 데이터의 피크를 검출하고, 검출된 데이터 피크점에 대하여 각 샘플별 페이즈 차이를 이용하여 데이터 피크점 각도를 구하고, 데이터 피크점과 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성하는 부분이다.
예를 들어, 포인트 클라우드 생성부(13)는 CFAR(Constant False Alarm Rate) 방법을 이용하여 제1도플러맵부에서에서 생성된 제1도플러맵에서 데이터 피크점을 검출할 수 있다.
동적 물체 위치 검출부(14)는 포인트 클라우드 생성부(13)에서 생성한 포인트 클라우드를 이용하여 움직이는 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출하는 부분이다.
또한, 동적 물체 위치 검출부(14)는 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되는지 확인하고, 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되면, 동적 물체의 동적 물체 위치를 유지하도록 한다.
동적 물체 위치 검출장치(1)는 사람 등의 물체가 걷거나 뛰는 정도의 움직임이 있는 상태의 물체를 의미하는 동적 물체를 검출하는 장치이다.
정적 물체 위치 검출장치(2)는 제2도플러맵 생성부(21), 저주파수 영역 선택부(22), 물체에너지 산출부(23), 물체에너지 변화량 산출부(24), 물체에너지 변화량 누적부(25), 정적 물체 위치 검출부(26)를 포함한다.
정적 물체 위치 검출장치(2)는 사람 등의 물체가 한자리에 가만히 있거나 한자리에서 미약하게 움직이는 정도인 상태의 물체인 정적 물체를 검출하는 장치이다.
제2도플러맵 생성부(21)는 수신한 데이터인 레인지 프로파일에서 제2도플러맵(또는도플러맵)을 생성하는 부분이다.
저주파수 영역 선택부(22)는 제2도플러맵 생성부(21)에서 생성한 제2도플러맵에서 저주파수 영역을 선택하는 부분이다. 저주파수 영역 선택부(22)는 사용자의 설정에 따라 다양한 저주파수 영역을 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 설계에 따라 0.5 ~ 4Hz 사이의 범위에서 저주파수 영역을 설정할 수 있다.
물체에너지 산출부(23)는 저주파수 영역 선택부(22)에서 선택된 저주파수 영역의 신호에서 물체에너지를 산출하는 부분이다.
본 발명에서 물체에너지는 특정 지점에 해당하는 레이더 반사값을 의미한다.
물체에너지는 일 실시예로 아래 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.
여기서, 는 물체에너지로, 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호 값이다. 이때, 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 복소신호 값으로 크기(gain)과 페이즈(phase)를 모두 포함한다. 는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값이고, 는 안테나 별 상대적 거리이고, 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 레이더 간의 각도이다. 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 안테나 간의 각도도 가능하다.
이하, 물체에너지를 산출하는 다른 실시예를 설명하도록 한다.
아래 수학식 4는 안테나(ANT) 별 n번째 레인지 프로파일 값인 를 이용하여 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호를 구할 수 있다.
여기서, 은 의 공분산 복소 행렬이며, 은 임의의 n번째 x,y,z 지점과 안테나 간의 거리에 해당하는 레인지 프로파일 값이다. 는 의 1차 행렬이다.
물체에너지는 다른 실시예로 아래 수학식 5를 이용하여 구할 수 있다.
여기서, 는 물체에너지로, 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호 값이다. 이때, 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 복소신호 값으로 크기(gain)과 페이즈(phase)를 모두 포함한다. 는 가중행렬이며 아래 수학식 6으로 구할 수 있고, 은 임의의 n번째 x,y,z 지점과 안테나 간의 거리에 해당하는 레인지 프로파일 값이다. 는 의 1차 행렬로, 상기 수학식 4로 구할 수 있다.
여기서, 는 가중행렬이고, 은 n번째 지점에 안테나 별로 페이즈 차이를 표현한 벡터이고, d는 안테나간 거리, λ는 레이더 주파수에 해당하는 파장 길이이고, 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 레이더 간의 각도이다. 는 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 안테나 간의 각도도 가능하다.
또한, 은 아래 수학식 7을 이용하여 구할 수 있다.
여기서, 는 공분산 행렬 에 을 대각행렬 성분에 더해서 구한다.
물체에너지 변화량 산출부(24)는 물체에너지 변화량을 산출하는 부분이다.
물체에너지 변화량은 아래 수학식 8을 이용하여 산출할 수 있다.
여기서, 는 물체에너지 변화량이고, 는 현재 물체에너지 값이며, 는 이전 물체에너지 값이다.
즉, 물체에너지 변화량 산출부(24)는 현재 물체에너지 값에서 이전 물체에너지 값을 뺀 후, 절대값을 취하여 구한다.
물체에너지 변화량 누적부(25)는 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출하는 부분이다.
누적 물체에너지 변화량은 아래 수학식 9를 이용하여 산출할 수 있다.
여기서, 는 누적 물체에너지 변화량이며, 는 이전 시간을 의미하며, NF는 누적의 수를 의미한다.
정적 물체 위치 검출부(26)는 누적 물체에너지 변화랑을 이용하여 정적 물체의 정적 물체 위치를 검출한다.
즉, 정적 물체 위치 검출부(26)는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인하여, 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 검출한다.
예를 들어, 정적 물체 위치 검출부(26)는 특정 위치에서 기 설정된 누적 물체에너지 변화량을 검출하면, 더 이상 누적 물체어너지 변화량을 산출하지 않고, 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 판단하고, 정적 물체 위치를 검출한다.
이와 같이, 본 발명은 움직이는 사람과 같이 동적 물체를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 움직이지 않는 사람과 같이 정적 물체도 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 장치는 레인지 프로파일을 수신한다(S210).
장치는 레인지 프로파일을 이용하여 동적 물체의 위치를 검출하는 단계(S220)와 정적 물체의 위치를 검출하는 단계(S230)를 수행한다. S220단계와 S230단계는 동시에 수행하거나, 설정에 따라서 순차적으로 수행하는 등 다양한 실시예가 가능하다.
먼저, 동적 물체 위치 검출하는 단계(S220)를 설명한다.
장치는 정적 물체에 대한 데이터를 제거한다(S221). 예를 들어, 장치는 클러터 제거부(11)(Clutter Removal Part)를 이용하여 수신한 데이터인 레인지 프로파일에서 움직이지 않는 정적 물체에 대한 데이터를 제거할 수 있다.
장치는 정적 물체에 대한 데이터가 제거된 동적 물체에 대한 데이터에서 제1도플러맵을 생성한다(S222). 예를 들어, 장치는 제1도플러맵 생성부(12)를 이용하여 클러터 제거부(11)를 통과한 안테나별 레인지 프로파일 값인 패스트 데이터(Fast Data)를 시간순으로 쌓아서 각 n번째 레인지 프로파일별로 FFT하여 제1도플러맵(또는 도플러맵)을 생성할 수 있다.
장치는 데이터 피크점과 데이터 피크점의 데이터 피크점 각도를 구하고, 데이터 피크점과 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성한다(S223). 예를 들어, 장치는 포인트 클라우드 생성부(13)를 이용하여 제1도플러맵부에서에서 생성된 제1도플러맵에서 데이터의 피크를 검출하고, 검출된 데이터 피크점에 대하여 각 샘플별 페이즈 차이를 이용하여 데이터 피크점 각도를 구하고, 데이터 피크점과 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.
장치는 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출한다(S224). 예를 들어, 장치는 동적 물체 위치 검출부(14)를 이용하여 포인트 클라우드 생성부(13)에서 생성한 포인트 클라우드를 이용하여 움직이는 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출할 수 있다.
이하, 정적 물체 위치 검출하는 단계(S230)를 설명한다.
장치는 제2도플러맵을 생성한다(S231). 예를 들어, 장치는 제2도플러맵 생성부(21)를는 이용하여 수신 데이터인 레인지 프로파일에서 제2도플러맵(또는 도플러맵)을 생성할 수 있다.
장치는 제2도플러맵에서 저주파수 영역을 선택한다(S232). 예를 들어, 장치는 저주파수 영역 선택부(22)를 이용하여 제2도플러맵 생성부(21)에서 생성한 제2도플러맵에서 저주파수 영역을 선택할 수 있다.
장치는 정적 물체의 물체에너지를 산출한다(S233). 예를 들어, 장치는 물체에너지 산출부(23)를 이용하여 저주파수 영역 선택부(22)에서 선택된 저주파수 영역의 신호에서 물체에너지를 산출할 수 있다.
장치는 물체에너지 변화량을 산출한다(S234). 예를 들어, 장치는 물체에너지 변화량 산출부(24)를 이용하여 물체에너지의 변화량을 산출할 수 있다.
장치는 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출한다(S235). 예를 들어, 장치는 물체에너지 변화량 누적부(25)를 이용하여 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출할 수 있다.
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인한다(S236).
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 검출한다(S237). 즉, 장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 더 이상 누적 물체어너지 변화량을 산출하지 않고, 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 판단하고, 정적 물체 위치를 검출한다.
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이 아니면, S236을 수행한다.
물체에너지 산출방법, 물체에너지 변화량 산출방법, 누적 물체에너지 변화량 산출방법에 대해서는 상기 도 1의 설명에서 상세히 설명한 바, 이하에서는 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 장치는 레인지 프로파일(또는 제1레인지 프로파일)을 수신한다(S301).
장치는 정적 물체에 대한 데이터를 제거한다(S302). 예를 들어, 장치는 클러터 제거부(11)(Clutter Removal Part)를 이용하여 수신한 데이터인 레인지 프로파일에서 움직이지 않는 정적 물체에 대한 데이터를 제거할 수 있다.
장치는 정적 물체에 대한 데이터가 제거된 동적 물체에 대한 데이터에서 제1도플러맵을 생성한다(S303). 예를 들어, 장치는 제1도플러맵 생성부(12)를 이용하여 클러터 제거부(11)를 통과한 안테나별 레인지 프로파일 값인 패스트 데이터(Fast Data)를 시간순으로 쌓아서 각 n번째 레인지 프로파일별로 FFT하여 제1도플러맵(또는 도플러맵)을 생성할 수 있다.
장치는 데이터 피크점과 데이터 피크점의 데이터 피크점 각도를 구하고, 데이터 피크점과 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성한다(S304). 예를 들어, 장치는 포인트 클라우드 생성부(13)를 이용하여 제1도플러맵부에서에서 생성된 제1도플러맵에서 데이터의 피크를 검출하고, 검출된 데이터 피크점에 대하여 각 샘플별 페이즈 차이를 이용하여 데이터 피크점 각도를 구하고, 데이터 피크점과 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.
장치는 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출한다(S305). 예를 들어, 장치는 동적 물체 위치 검출부(14)를 이용하여 포인트 클라우드 생성부(13)에서 생성한 포인트 클라우드를 이용하여 움직이는 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출할 수 있다.
장치는 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되는지 확인한다(S306).
장치는 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되면, 동적 물체의 동적 물체 위치를 유지한다(S307).
장치는 동적 물체 위치에서 계속적으로 동적 물체가 감지되지 않으면, 동적 물체 위치에서 레인지 프로파일(또는 제2레인지 프로파일)을 수신한다(S308).
장치는 제2도플러맵을 생성한다(S309). 예를 들어, 장치는 제2도플러맵 생성부(21)를는 이용하여 수신 데이터인 레인지 프로파일에서 제2도플러맵(또는 도플러맵)을 생성할 수 있다.
장치는 제2도플러맵에서 저주파수 영역을 선택한다(S310). 예를 들어, 장치는 저주파수 영역 선택부(22)를 이용하여 제2도플러맵 생성부(21)에서 생성한 제2도플러맵에서 저주파수 영역을 선택할 수 있다.
장치는 정적 물체의 물체에너지를 산출한다(S311). 예를 들어, 장치는 물체에너지 산출부(23)를 이용하여 저주파수 영역 선택부(22)에서 선택된 저주파수 영역의 신호에서 물체에너지를 산출할 수 있다.
장치는 물체에너지 변화량을 산출한다(S312). 예를 들어, 장치는 물체에너지 변화량 산출부(24)를 이용하여 물체에너지의 변화량을 산출할 수 있다.
장치는 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출한다(S313). 예를 들어, 장치는 물체에너지 변화량 누적부(25)를 이용하여 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출할 수 있다.
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인한다(S314).
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인하여, 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 검출한다(S315). 즉, 장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 더 이상 누적 물체어너지 변화량을 산출하지 않고, 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 판단하고, 정적 물체 위치를 검출한다.
장치는 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이 아니면, S314을 수행한다.
물체에너지 산출방법, 물체에너지 변화량 산출방법, 누적 물체에너지 변화량 산출방법에 대해서는 상기 도 1의 설명에서 상세히 설명한 바, 이하에서는 생략하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램(프로그램 명령)은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical media), 플롭티컬 디스크(Floptical disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-optical media), 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
11: 클러터 제거부
12: 제1도플러맵 생성부
13: 포인트 클라우드 생성부
14: 동적 물체 위치 검출부
21: 제2도플러맵 생성부
22: 저주파수 영역 선택부
23: 물체에너지 산출부
24: 물체에너지 변화량 산출부
25: 물체에너지 변화량 누적부
26: 정적 물체 위치 검출부

Claims (5)

  1. 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별장치가 동적 물체와 정적 물체를 판별함에 있어서,
    제1레인지 프로파일을 수신하는 단계,
    상기 제1레인지 프로파일에서 움직이지 않는 상기 정적 물체에 대한 데이터를 제거하는 단계,
    상기 정적 물체에 대한 데이터가 제거된 상기 동적 물체에 대한 데이터에서 제1도플러맵을 생성하는 단계,
    상기 제1도플러맵에서 데이터 피크점을 검출하고, 상기 데이터 피크점과 상기 데이터 피크점의 데이터 피크점 각도를 구하고, 상기 데이터 피크점과 상기 데이터 피크점 각도를 이용하여 포인트 클라우드를 생성하는 단계,
    상기 포인트 클라우드를 이용하여 움직이는 상기 동적 물체의 동적 물체 위치를 검출하는 단계,
    상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되는지 확인하는 단계,
    상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되면, 상기 동적 물체의 상기 동적 물체 위치를 유지하는 단계,
    상기 동적 물체 위치에서 계속적으로 상기 동적 물체가 감지되지 않으면, 상기 동적 물체 위치에서 제2레인지 프로파일을 수신하는 단계,
    상기 제2레인지 프로파일을 이용하여 상기 정적 물체의 물체에너지를 산출하는 단계,
    상기 물체에너지를 이용하여 물체에너지 변화량을 산출하는 단계,
    상기 물체에너지 변화량을 누적하여 누적 물체에너지 변화량을 산출하는 단계, 상기 누적 물체에너지 변화랑이 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인지 확인하는 단계,
    상기 누적 물체에너지 변화랑이 상기 기 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상이면, 상기 기 설정된 설정된 누적 물체에너지 변화량 이상인 위치를 정적 물체의 정적 물체 위치로 검출하는 단계를 포함하되,
    상기 물체에너지는 아래 수학식(a) 또는 수학식(b) 중 어느 하나를 이용하여 구하되,

    (a)

    (b)

    여기서, 는 상기 물체에너지로, 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 복소신호 값이고, 는 안테나 별 n번째 레인지 프로파일 값이고, 는 상기 안테나 별 상대적 거리이고, 는 상기 임의의 n번째 x,y,z 지점에 해당하는 n번째 지점과 레이더 간의 각도이고, 는 가중행렬이며, 은 상기 임의의 n번째 x,y,z 지점과 안테나 간의 거리에 해당하는 레인지 프로파일 값으로, 상기 는 의 1차 행렬인 것을 특징인 것을 특징으로 하고,
    상기 물체에너지 변화량은 아래 수학식으로 구하되,



    여기서, 는 상기 물체에너지 변화량이고, 는 현재 물체에너지 값이며, 는 이전 물체에너지 값인 것을 특징으로 하고,
    상기 누적 물체에너지 변화량은 아래 수학식으로 구하되,



    여기서, 는 상기 누적 물체에너지 변화량이며, 는 이전 시간을 의미하며, NF는 누적의 수를 의미하는 것을 특징으로 하는 다채널 레이더를 이용하여 동적 물체와 정적 물체 판별방법.
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