KR19990072061A - 차량 항법 시스템 및 상기 항법 시스템용 신호 처리 방법 - Google Patents

차량 항법 시스템 및 상기 항법 시스템용 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더 장치 및 이미지 센서 장치를 포함하는 차량 항법 시스템에 관한 것이다. 두 장치의 수신 신호로부터 별도로 타깃 파라메터가 유도되어 데이터 병합 장치에 공급됨으로써, 별도로 유도된 파라메터가 링크된다. 링크는 디지탈 신호 처리의 상이한 레벨로 이루어질 수 있다.

Description

차량 항법 시스템 및 상기 항법 시스템용 신호 처리 방법
상이한 기술 및 적용예를 사용하는 차량 항법 시스템은 예컨대 "Kraftfahrzeugtechnik" 1993, Abschnitt Technik-Lexikon에 제시된다. Automobiltechnische Zeitschrift 90 (1988), 페이지 429-436에는 convoy-제어된 교통을 자동차-항법 시스템에 사용하는 것이 설명되어 있다.
관심 대상물의 형상, 색깔, 방향, 방위각 등 그리고 관찰되는 장면의 복잡성을 검출하고 분류하기 위해 이미지를 자동 평가하는 이미지 센서 장치, 예컨대 비디오 카메라를 사용하는 경우, 관련 이미지 평가 수단에서의 처리 비용이 높다.
본 발명은 차량 항법 시스템 및 상기 항법 시스템용 신호 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 높은 효율로 확실한 주변 정보를 제공하는 차량 항법 시스템, 및 상기 항법 시스템용 신호 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 청구항 1에 제시된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예를 제시한다. 상기 항법 시스템에 대한 신호 처리 방법은 청구항 7에 제시된다.
본 발명에 따른 시스템은 한편으로는 레이더 수신 신호로부터 제 1 타깃 파라메터를 유도하는 관련 레이더 평가 수단을 가진 레이더 장치를 포함하고, 다른 한편으로는 이미지 센서 수신 신호로부터 제 2 타깃 파라메터를 유도하는 관련 이미지 평가 수단을 가진 이미지 센서 장치를 포함한다. 부가의 센서장치가 보충적으로 부가될 수 있다.
레이더 장치 및 이미지 센서 장치는 공통의 입체각 범위를 모니터링한다. 레이더 장치는 방위각에 있어서 각각 ≥ 0.75도에 대해 예컨대 8-32 각 단계 및 앙각에 있어서 각각 ≥ 3도에 대해 1-8 각 단계의 제 1 입체각 분해도를 나타낸다. 동일한 각 범위가 일반적인 경우 보다 높은 제 2 입체각 분해도를 가진 이미지 센서 장치에서 512 x 512 화소의 화소 어레이에 이미지화된다. 따라서, 레이더 장치의 입체각-래스터 엘리먼트에는 각각 이미지 센서 장치의 다수의 화소가 할당된다. 데이터 병합 장치에서 타깃 파라메터의 후속 처리는 바람직하게는 이미지 센서 장치의 입체각 분해도로 이루어지고, 파라메터 값을 화소별로 팬인(fan-in)하기 위해 값이 레이더 래스터 엘리먼트로부터 각각 할당된 모든 화소로 이동된다. 신호 처리의 한 단계에서 이미지 센서 장치의 높은 제 2 입체각 분해도로부터 낮은 입체각 분해도로 바뀌는 경우에는 결합될 화소의 값이 바람직하게는 평균값 형성, 중수 등과 같은 통계학적 방법에 의해 새로운 값으로 바뀐다. 상이한 입체각 분해도의 할당을 위해 필요한 경우에는 예컨대 이미지 왜곡 및 평행 축 에러의 보상, 높이 보정, 그리드 보상 등과 같은 예비 처리가 수행된다.
레이더 장치 및 이미지 센서 장치로는 공지된 장치가 사용될 수 있다. 입체각 분해도는 레이더 장치에서 공지된 방식으로 방향 다이어그램의 변동에 의해 또는 센서 어레이를 이용해서 고정 다이어그램 평면으로 또는 중간 형상으로 얻어질 수 있다. 센서 어레이, 및 거울 또는 렌즈와 같은 포커싱 수단을 가진 장치가 바람직하다. 이러한 레이더 장치는 이미지 제공 레이더 장치라고도 한다. 이미지 센서 장치로는 경우에 따라 조명장치, 특히 적외선 레이저 조명장치를 포함하는 카메라가 사용된다.
수신 신호, 및 그것으로부터 평가의 여러 단계에서 유도되는 데이터의 처리는 바람직하게는 하나 이상의 프로세서를 사용해서 디지탈로 이루어진다.
수신 신호로부터 유도된 타깃 파라메터의 링크는 평가 공정의 여러 곳에서 이루어질 수 있고, 따라서 선택된 변형예에 따라 평가 목적이 레이더 평가 수단 및 이미지 평가 수단으로 상이하게 분포된다.
한 바람직한 실시예에서는, 예컨대 레이더 평가 수단이 레이더 수신 신호로부터 레이더 장치에 대해 제공된 입체각 분해도로 검출된 타킷의 상대 속도 및 거리 및 경우에 따라 감극률과 같은 다른 값을 결정하고, 이미지 평가 수단이 타깃 파라메터로서 화소별로 명도 및 경우에 따라 색을 결정하며, 이렇게 결정된 값이 데이터 병합 장치에서 후속 처리를 위해 제공된 입체각 분해도로 각 세그먼트별로 예컨대 상대 속도, 거리, 명도, 색의 성분을 가진 파라메터 벡터로서 결합되는 방식으로, 평가 수단에서 단지 적은 평가를 하는 낮은 처리 레벨로 링크가 이루어진다. 상기 파라메터 벡터는 후속 처리를 위해 링크된 베이스 데이터로서 사용된다. 상기 후속 처리는 예컨대 장해물, 선행 차량, 차도 가장자리, 교통 표지 등의 부류를 구별하는 타킷 분류를 포함한다. 분류시 결정되는 타킷 부류로부터 통상의 방식으로 부가의 조치가 유도될 수 있다. 별도의 평가 수단의 파라메터의 링크에 의해, 상이한 장치를 개별 파라메터로 특수화함으로써 정확하고 광범위한 데이터 레코드가 분류(또는 다른 평가)에 주어진다. 상기 데이터 레코드는 확실한 분류를 가능하게 한다. 바람직한 실시예에 따르면 데이터 병합 장치에서 이미지 평가 수단의 파라메터의 후속 처리가 레이더 장치에 의해 타깃 에코 신호가 검출되는 입체각 섹션으로 제한될 수 있다. 따라서, 일반적인 경우에 이미지 센서 장치의 수신신호 처리 비용이 현저히 감소될 수 있다. 상기 입체각 섹션에 인접한 입체각 주변이 고려될 수 있다. 이로 인해, 레이더 신호가 반사 영역과 이미지 분석을 위해 중요한 대상물의 영역을 정확히 커버할 수 없는 경우가 고려될 수 있다. 예컨대 차도 가장자리의 식별시 차도의 흰색 라인은 명확한 광학 신호로 나타나고 멀리 떨어져 놓인 차도 가장자리는 레이더 장치내에서 검출된 가장자리로 나타날 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상이한 장치의 수신 신호로부터 얻어진 측정값이 별도의 평가 수단에서 대상물에 링크되며, 이것을 위해 바람직하게는 측정값의 대략적인 동일성에 대한 근처 비교가 이루어지고 관련 구역이 형성된다. 별도의 평가 수단에 의해 바람직하게는 축소된 데이터 레코드, 예컨대 중심, 평균 상대속도, 관련 입체각 섹션 등이 대상물의 파라메터로서 데이터 병합 장치에 전달되고, 상기 데이터 병합 장치는 방향 선택적으로 대상물 파라메터를 링크시킨다. 이 경우, 링크는 하나의 평가 수단, 예컨대 레이더 평가 수단에 의해 결정된 대상물에 다른 평가 수단, 예컨대 이미지 평가 수단의 하나 이상의 대상물이 할당되지 않도록 이루어진다. 이 실시예에서도 계산 집약적 이미지 평가 수단에서의 대상물 형성은 레이터 평가 수단에서 타깃 검출에 따라 특정 입체각 섹션으로 제한될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서는 별도의 평가 수단에서 관련 장치의 수신 신호에 의해서만 타킷의 예비 분류가 이루어지고 예비 분류 결과가 데이터 병합 장치에서 재차 방향 선택적으로 링크된다. 바람직하게는 예비 분류 결과가 부류 할당을 위한 링크시 상이한 부류로의 평가의 신뢰도를 나타내는 값으로 웨이팅된다. 이로 인해, 예컨대 특정 타깃 부류가 레이더 장치에 의해 이미지 센서 장치에 의한 것 보다 훨씬 확실하게 검출될 수 있다. 이것을 위해 예컨대 예비 분류시 상이한 부류로 결정될 확률이 링크시 장치 스페시픽 및 부류 스페시픽하게 미리 주어진 팩터와 곱해질 수 있다. 다른 변형예에 따라, 각각의 평가 수단의 예비 분류 결과가 확률의 통계학적 분포에 따르면 그것의 신뢰도면에서 바람직하다. 예컨대, 상이한 타깃 부류에 대한 확률의 대략 균일한 분포시 전체적으로 낮은 신뢰도는 예컨대 낮은 승산 팩터의 형태로 예비 분류의 링크에 취해진다. 예비 분류의 신뢰도를 판단하기 위한 전술한 변형예는 조합되어 적용될 수도 있다.
전술한 설명에서 언급한 평가 수단 및 데이터 병합 장치는 반드시 별도의 유닛이어야 할 필요는 없으며, 충분한 출력을 가진 하나의 디지탈 신호 처리 유닛에서 서브 유닛 또는 프로그램된 제어 명령의 형태로 구현될 수 있다.
본 발명은 도로 교통 안내 분야에서 그리고 비행장의 활주로 가이드 분야에서 항법 시스템으로 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 후자의 경우에는 서비스 차량 및 활주로에서 이동되는 비행기에 상기 항법 시스템이 설치될 수 있다.

Claims (7)

  1. 레이더 평가 수단을 가진 레이더 장치, 이미지 평가 수단을 가진 이미지 센서 장치 및 데이터 병합 장치를 포함하고, 상기 레이더 장치 및 이미지 센서 장치가 예정된 입체각 분해도를 가진 동일한 입체각 범위를 모니터링하며, 상기 평가 수단은 관련 장치의 수신 신호로부터 타깃 파라메터를 유도하고, 상기 데이터 병합 장치는 서로 대응하는 입체각 섹션으로부터 얻어진 상이한 평가 수단의 타깃 파라메터를 링크하는, 차량 항법 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 데이터 병합 장치가 타킷 분류를 수행하는 분류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 평가 수단이 각각 별도로 타깃 예비 분류를 수행하고 데이터 병합 장치는 상이한 타깃 예비 분류를 링크하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 레이더 평가 수단 및 이미지 평가 수단이 각각 별도의 타깃 파라메터를 유도하고, 데이터 병합 장치는 별도로 유도된 타깃 파라메터를 하나의 공통 파라메터 벡터에 결합하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템.
  5. 제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 이미지 센서 장치가 레이더 장치 보다 높은 입체각 분해도를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 레이더 평가 수단이 타깃 메시지를 가진 입체각 섹션을 미리 제공하고 이미지 평가 수단이 상기 입체각 섹션으로부터 얻어진 이미지 센서 장치의 수신 신호만을 평가하는 것을 특징으로 하는 차량 항법 시스템.
  7. 동일한 입체각 범위를 모니터링을 하는 레이더 장치 및 이미지 센서 장치를 포함하며, 한편으로는 레이더 장치의 수신 신호 및 다른 한편으로는 이미지 센서 장치의 수신 신호로부터 각각 타깃 파라메터가 미리 주어진 입체각 분해도로 검출되고 서로 대응하는 입체각 범위로부터 별도로 검출된 타깃 파라메터가 링크되는, 차량 항법 시스템용 신호 처리 방법.
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