KR20150068126A - 타겟 정보를 기초로 다중 모드 레이더를 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성기, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 수신기, 수신한 레이더 신호를 이용하여 타겟을 검출하고, 타겟의 정보를 획득하는 타겟 검출기, 현재 위치에서의 교통 정보를 수집하는 교통 정보 수집기, 및 타겟의 정보 및 교통 정보를 기초로, 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호 중 어느 하나의 신호를 생성하기 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어기를 포함하는 레이터 신호 제어 장치를 제공할 수 있다.

Description

타겟 정보를 기초로 다중 모드 레이더를 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어 장치 및 그 제어 방법{RADAR SIGNAL CONTROL APPARATUS OF GENERATING CONTROL SIGNAL FOR MULTI-MODE RADAR BASED ON TARGET INFORMATION AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 타겟의 속도, 거리, 각도와 같은 타겟 정보 및 교통 정보를 기초로 다중 모드 레이더를 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자동차 레이더 시스템은 짧은 거리를 감지하는 SRR(Short Range Radar)와 긴 거리를 감지하는 LRR(Long Range Radar)을 통합한 하나의 레이더 시스템으로 구현될 수 있으며, 자동차 레이더 시스템은 자동차 안전 장비의 핵심 구성 요소에 해당한다. 넓은 방위각 범위를 갖는 SRR과 좁은 방위각 범위를 갖는 LRR을 동시 지원하는 경우, 저속의 근거리 구간에서 차간 거리뿐만 아니라 고속의 원거리 구간에서의 차간 거리 또한 용이하게 파악할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 타겟의 속도, 거리, 각도 및 타겟의 현재 위치에서의 교통 정보에 따라 적응적으로 다중 모드 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더의 제어 신호를 생성하여 정밀하게 차량 운행을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레이더 신호 제어 장치는 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성기; 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 수신기; 상기 수신한 레이더 신호를 이용하여 상기 타겟을 검출하고, 상기 타겟의 정보를 획득하는 타겟 검출기; 현재 위치에서의 교통 정보를 수집하는 교통 정보 수집기; 및 상기 타겟의 정보 및 상기 교통 정보를 기초로, 상기 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호 중 어느 하나의 신호를 생성하기 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어기를 포함한다.
상기 타겟의 정보는 상기 타겟까지의 거리, 상기 타겟의 속도, 및 상기 타겟의 각도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레이터 신호 제어 장치의 레이더 신호 제어기는 미리 설정된 기준 거리와 타겟의 거리 간의 차이를 판별하는 거리 판별기; 미리 설정된 기준 속도와 상기 타겟의 속도 간의 차이를 판별하는 속도 판별기; 미리 설정된 기준 각도와 상기 타겟의 각도 간의 차이를 판별하는 각도 판별기; 및 상기 거리 판별기의 출력, 상기 속도 판별기의 출력, 및 상기 각도 판별기의 출력 및 교통 정보를 수신하여 상기 타겟을 위한 레이터 신호를 생성하도록 하는 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성기를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 레이터 신호 제어 장치에서 레이더 신호를 제어하는 방법은 레이더 신호로부터 타겟(target)의 정보를 획득하는 단계; 교통 정보 수집기로부터 상기 타겟의 위치에서의 교통 정보를 수신하는 단계; 상기 타겟의 정보 및 상기 교통 정보를 분석하는 단계; 상기 분석 결과를 기초로, 다중 모드 레이더에서의 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호의 생성 여부를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 타겟의 정보는 상기 타겟까지의 거리, 상기 타겟의 속도, 및 상기 타겟의 각도 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 분석 결과, 교통 상황의 복잡도가 미리 설정된 값보다 같거나 크고, 상기 타겟의 속도가 미리 설정된 속도보다 작으며, 상기 타겟까지의 거리가 미리 설정된 거리보다 작다고 판단되면, 상기 근거리를 위한 레이더 신호를 생성하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제어하는 단계는 상기 분석 결과, 교통 상황의 복잡도가 미리 설정된 값보다 작고, 상기 타겟의 속도가 미리 설정된 속도보다 같거나 크며, 상기 타겟까지의 거리가 미리 설정된 거리보다 같거나 크다고 판단되면, 상기 원거리를 위한 레이더 신호를 생성하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따르면, 교통 정보와 타겟의 속도, 거리 및 각도 판별을 통하여 현재 차량의 주변 상황에서의 정확한 타겟 정보를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측에 따르면, 타겟 정보를 기초로 적응적으로 레이더 제어 신호를 생성하여 근거리 또는 원거리의 상황에 맞는 차량 운행 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더에 포함된 SSR(Short-Range Radar) 및 LRR(Long-Range Radar)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더의 주파수 신호를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 다중 레이더 신호 제어 장치의 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어 신호 생성기의 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더 신호 제어 장치에서 레이더 신호를 제어하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더에 포함된 SRR(Short-Range Radar) 및 LRR(Long-Range Radar)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, SRR(Short-Range Radar)과 LRR(Long-Range Radar)이 통합된 다중 모드 레이더 시스템에서 각 레이더의 검출 거리 및 검출 각도를 살펴볼 수 있다.
SRR(Short-Range Radar)은 검출 거리가 60m 이고, 검출 각도가 ±45°로서 넓은 방위각 범위를 가지나 LRR에 비해 검출 거리가 짧다. LRR(Long-Range Radar)는 검출 거리가 200m이고, 검출 각도가 ±10°로서 좁은 방위각 범위를 가지나, SRR에 비해 검출 거리가 길다.
따라서, SRR(Short-Range Radar)은 근거리의 넓은 방위각 범위 내에 타겟이 분포하는 경우에 주로 이용될 수 있고, LRR(Long-Range Radar)는 원거리의 좁은 방위각 범위 내에 타겟이 분포하는 경우에 주로 이용될 수 있다.
다중 모드 레이더 시스템은 SRR의 신호와 LRR의 신호를 동시에 송신하고, 타겟에 반사되어 돌아오는 신호를 분석하여 타겟의 정보를 획득할 수 있다. 획득된 타겟의 정보는 차량 제어에 이용될 수 있다. 이때, 타겟의 정보로는 타겟까지의 거리, 타겟의 속도, 및 타겟의 각도 등을 예로 들 수 있다.
타겟은 상황에 따라서 근거리 영역에 많이 분포할 수도 있고, 원거리 영역에 많이 분포할 수도 있으므로 타겟 정보에 따라 레이더를 적절하게 선택함으로써 근거리 또는 원거리의 상황에 맞는 차량 운행 정보를 할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더의 주파수 신호를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에서 다중 모드 레이더로 이용되는 다중 모드 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더에서 SRR은 300MHz의 주파수 신호를 이용하고, LRR은 200MHz의 주파수 신호를 이용하는 것을 볼 수 있다.
다중 모드 FMCW 레이더는 고주파수 및 저주파수를 모두 가지고 있으며, 측정이 이루어지는 동안 주파수가 선형적으로 증가하는 특징을 가지고 있다.
레이더로부터 신호가 나와 반사를 하고 다시 돌아가는 데에 걸리는 시간은 t라고 하면, 이 시간을 이용해 t = 2d/c (d: 거리/ c: 신호의 속도(speed of signal))를 통해 거리(d)를 구할 수 있다.
신호의 속도(c)는 주파수의 차이(△f)에 의해 구할 수 있다. 이때, c와 △f와의 관계는 푸리에 변환(Fourier Transformation)에 의해 구할 수 있는데, f의 차이가 클수록 그만큼 거리(distance)도 커지게 된다.
도 3은 일 실시예에 따른 다중 레이더 신호 제어 장치의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 다중 레이더 신호 제어 장치는 수신된 레이더 신호로부터 얻어진 타겟의 정보 및 현재 차량이 운행되고 있는 위치에서의 교통 상황과 관련된 교통 정보를 바탕으로 근거리 레이더인 SRR과 원거리 레이더인 LRR을 선택적으로 사용하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
다중 레이더 신호 제어 장치는 레이더 신호 생성기(310), 수신기(320), 타겟 검출기(330), 교통 정보 수집기(340) 및 레이더 신호 제어기(350)를 포함할 수 있다.
레이더 신호 생성기(310)는 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호를 생성한다. 레이더 신호 생성기(310)는 SRR(Short-Range Radar)과 LRR(Long-Range Radar)이 통합된 다중 모드 FMCW 레이더일 수 있으며, SRR(Short-Range Radar)는 근거리를 위한 레이더 신호를 생성하고, LRR(Long-Range Radar)는 원거리를 위한 레이더 신호를 생성할 수 있다.
수신기(320)는 레이더 신호 생성기(310)에 의해 생성된 레이더 신호가 타겟에 도달한 후, 타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신할 수 있다.
타겟 검출기(330)는 수신기(320)가 수신한 레이더 신호를 이용하여 타겟을 검출하고, 타겟의 정보를 획득할 수 있다.
교통 정보 수집기(340)는 방송 및 이동 통신을 통하여 현재 위치에서의 교통 상황과 관련된 교통 정보를 수집할 수 있다. 또한, 교통 정보 수집기(340)는 현재 위치를 측정할 수 있는 GPS(Global Positioning System)를 포함하여 현재 위치를 파악할 수 있다. 여기서, 교통 정보는 예를 들어, 교통 상황의 복잡도 등과 같이 교통 상황과 관련된 다양한 정보를 포함할 수 있다.
교통 정보 수집기(340)에서 수집된 교통 정보는 현재 위치에서 타겟이 되는 차량이 많고 적음을 판별하기 기준값이 된다. 교통 정보는 타겟에 대한 계속적인 측정 정보를 얻기 위하여 교통 정보 수집기(340)에 의해 주기적으로 업데이트될 수 있다.
레이더 신호 제어기(350)는 타겟의 정보 및 교통 정보를 기초로, 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호 중 어느 하나의 신호를 생성하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 레이더 신호 제어기(350)에서 생성된 제어 신호는 레이더 신호 생성기(310)로 전달되어 레이더 신호 생성기(310)가 근거리를 위한 레이더 신호 또는 원거리를 위한 레이더 신호 중 어느 하나를 생성하도록 할 수 있다.
일반적으로 레이더 신호 장치는 SRR의 신호와 LRR의 신호를 동시에 전송함으로써 근거리 및 원거리의 타겟 정보를 얻을 수 있지만, 근거리와 원거리 중 어느 한 곳에 타겟이 몰려 있는 경우에는 레이더 신호를 충분히 활용하지 못하여 타겟의 정보를 충분히 얻을 수 없다.
일 실시예에 따른 다중 레이더 신호 제어 장치는 타겟의 정보 및 현재 위치에서의 교통 정보를 분석한 결과에 따라 SRR 신호 또는 LRR 신호 중 선택된 레이더 신호를 이용하여 차량 근처의 타겟에 대한 정확한 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 레이더 신호 제어기(350)는 교통이 복잡하고, 타겟의 속도가 저속이며, 근거리인 경우에는 SRR 신호를 생성하도록 레이더 신호 생성기(310)를 제어하여 차량 근처의 타겟에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.
또한, 레이더 신호 제어기(350)는 교통이 복잡하지 않고, 타겟의 속도가 고속이며, 원거리인 경우에는 LRR 신호를 생성하도록 레이더 신호 생성기(310)를 제어하여 원거리에 있는 타겟에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.
일 실시예에서는 이와 같이 레이더 신호를 선택적으로 생성함으로써 타겟이 있는 위치에 대한 정확한 정보를 확보할 수 있어 더욱 효율적으로 차량의 운행을 제어할 수 있다.
이 밖에도, 일 실시예에 따른 레이더 신호 제어 장치는 타겟의 거리, 속도 및 각도 등과 같은 타겟의 정보 및 현재 차량의 위치에서의 교통 정보를 이용하여 근거리를 위한 레이더 센서 신호를 사용할지, 원거리를 위한 레이더 센서 신호를 사용할지 또는 빔-포밍(beam-forming)을 제어하여 특정 방향의 정보를 얻을지 아니면 기존의 설정대로 레이더 센서 신호를 사용할지를 결정할 수 있다.
도 3에서 레이더 신호 제어기(350)로 인가되는 Rref는 타겟에서 측정된 거리값을 판별하기 위한 기준 거리 값이며, Vref는 타겟에서 측정된 속도값을 판별하기 위한 기준 속도 값이며, Aref는 타겟에서 측정된 각도값을 판별하기 위한 기준 각도 값을 나타낸다. 또한, R, V, A는 각각 타겟 검출기(330)에서 검출된 타겟의 거리, 타겟의 속도 및 타겟의 각도를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 제어 신호 생성기의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 제어 신호 생성기는 거리 판별기(410), 속도 판별기(420), 각도 판별기(430) 및 제어 신호 생성기(440)를 포함할 수 있다.
거리 판별기(410)는 미리 설정된 기준 거리(Rref)와 타겟의 거리(R) 간의 차이를 판별할 수 있다.
속도 판별기(420)는 미리 설정된 기준 속도(Vref)와 타겟의 속도(V) 간의 차이를 판별할 수 있다.
각도 판별기(430)는 미리 설정된 기준 각도(Aref)와 타겟의 각도(A) 간의 차이를 판별할 수 있다.
제어 신호 생성기(440)는 거리 판별기(410)의 출력, 속도 판별기(420)의 출력, 및 각도 판별기(430)의 출력 및 교통 정보를 수신하여 타겟을 위한 레이더 신호를 생성하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더 신호 제어 장치에서 레이더 신호를 제어하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 다중 모드 레이더 신호 제어 장치(이하, '제어 장치')는 레이더 신호로부터 타겟(target)의 정보를 획득하고(510), 교통 정보 수집기로부터 타겟의 위치에서의 교통 정보를 수신할 수 있다(520).
제어 장치는 510 및 520에서 얻은 타겟의 정보 및 교통 정보를 분석할 수 있다(530).
제어 장치는 530의 분석 결과를 기초로, 다중 모드 레이더에서의 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호의 생성 여부를 제어할 수 있다(540).
분석 결과, 교통 상황의 복잡도가 미리 설정된 값보다 같거나 크고, 타겟의 속도가 미리 설정된 속도보다 작으며, 타겟까지의 거리가 미리 설정된 거리보다 작다고 판단되면, 제어 장치는 근거리를 위한 레이더 신호를 생성하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 분석 결과, 교통 상황의 복잡도가 미리 설정된 값보다 작고, 타겟의 속도가 미리 설정된 속도보다 같거나 크며, 타겟까지의 거리가 미리 설정된 거리보다 같거나 크다고 판단되면, 제어 장치는 원거리를 위한 레이더 신호를 생성하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 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 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
310: 레이더 신호 생성기
320: 수신기
330: 타겟 검출기
340: 교통 정보 수집기
350: 레이더 신호 제어기

Claims (1)

  1. 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호를 생성하는 레이더 신호 생성기;
    타겟으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 수신기;
    상기 수신한 레이더 신호를 이용하여 상기 타겟을 검출하고, 상기 타겟의 정보를 획득하는 타겟 검출기;
    현재 위치에서의 교통 정보를 수집하는 교통 정보 수집기; 및
    상기 타겟의 정보 및 상기 교통 정보를 기초로, 상기 근거리를 위한 레이더 신호 및 원거리를 위한 레이더 신호 중 어느 하나의 신호를 생성하기 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어기
    를 포함하는, 레이터 신호 제어 장치.
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