KR20150085028A - 고속 처프 fmcw 레이더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 FMCW 레이더를 이용하여 동시에 위치 추적되는 복수의 객체의 거리 및 상대 속도를 측정하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법에서는 송출 신호의 주파수가 주기적으로 반복되는 램프들(24, 30)의 형태로 변조되고, 상기 송출 신호는 수신되는 신호와 혼합되어 중간 주파수 신호를 형성하며, 상기 객체들의 거리 및/또는 상대 속도의 측정을 위해 램프마다 중간 주파수 신호의 위상의 변화가 평가되며, 상기 방법은, 변조 패턴이 고정 주파수 오프셋(fs)만큼만 서로 차이가 나고 특정 시간 간격(T'C)으로 연속되는 2개 이상의 램프(24, 30)를 포함하며, 상기 두 램프에 대한 중간 주파수 신호들의 위상 차(
Figure pct00045
)에 따라 객체 거리에 대한 명확한 근사값(RO)이 계산되는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 처프 FMCW 레이더{RAPID-CHIRPS-FMCW-RADAR}
본 발명은 FMCW 레이더를 이용하여 동시에 위치 추적되는 복수의 객체의 거리 및 상대 속도를 결정하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 방법에서는 송출 신호의 주파수가 주기적으로 반복되는 램프들(ramp)의 형태로 변조되고, 상기 송출 신호는 수신되는 신호와 혼합되어 중간 주파수 신호를 형성하며, 객체들의 거리 및/또는 상대 속도의 결정을 위해 램프마다 중간 주파수 신호의 위상 변화가 평가된다.
그 밖에도, 본 발명은 상기 방법을 수행하도록 형성된, 특히 자동차를 위한 레이더 센서에 관한 것이다.
자동차의 경우, FMCW 레이더 센서들은 교통 환경의 검출을 위해, 특히 다른 차량들의 위치 추적을 위해 이용된다. 위치 추적 결과들은 다양한 보조 기능들을 위해, 예컨대 차간 거리 자동 조정, 자동 충돌 경고, 또는 충돌 위험 임박 시 비상 제동 과정의 자동 트리거링을 위해 이용될 수 있다.
중간 주파수 신호의 주파수는 정해진 시점에 송출되는 신호와 동일한 시점에 수신되는 신호 사이의 주파수 차에 상응한다. 송출 신호의 주파수 변조로 인해, 상기 주파수 차는 레이더 센서에서 객체까지 왕복하는 신호의 전파 시간 및 그에 따른 객체의 거리에 좌우된다. 그러나 도플러 효과로 인해, 주파수 차는 객체의 상대 속도로 인해 야기되는 성분도 포함한다. 그러므로 단일 램프 상에서의 주파수 차의 측정은 여전히 거리 및 상대 속도의 결정을 허용하지 않으며, 상기 변수들 사이의 선형 관계만을 제공할 뿐이다. 이러한 관계는 거리/속도 그래프(R/v 그래프)에서 직선으로 도시된다.
거리 및 상대 속도에 대한 명확한 값들을 획득하기 위해, 통용되는 유형의 FMCW 레이더에서는 상호 교대로 상승하고 하강하는 주파수 램프들을 이용하여 처리된다. 이 경우, R/v 그래프에서 대개 각각의 램프에 대해 또 다른 직선이 확보되며, 객체의 거리 및 상대 속도는 상기 두 직선의 교차점을 통해 제공된다.
그러나 복수의 객체가 동시에 위치 추적된다면, 각각의 램프에서 중간 주파수 신호의 주파수 스펙트럼은 복수의 피크, 즉 각각의 객체에 대해 하나씩의 피크를 포함하고, 상이한 램프들에서의 피크들의 비교 시 어느 피크가 어느 객체에 속하는지는 더 이상 명확하게 확인될 수 없다. 예컨대 대개 2개의 객체를 동시에 위치 추적할 때 상호 교차하는 4개의 직선을 포함하는 R/v 그래프가 획득된다. 4개의 교차점 중 2개만이 두 객체의 거리 및 상대 속도를 지시하며, 다른 2개의 교차점은 이른바 "모의 표적(phantom target)"을 표현한다.
이러한 다의성을 제거하기 위해, 대개, 또 다른 기울기를 가지면서 R/v 그래프에서 추가의 직선 군(family of straight line)을 제공하는 하나 이상의 제3 주파수 램프를 이용하여 처리된다. 이 경우, 참의 객체는 3개의 직선이 모두 동일한 지점을 통과하는 점으로 식별할 수 있다.
그러나 동시에 위치 추적되는 객체들의 개수가 증가할 경우, 3개의 직선이 우연히 거의 동일한 지점에서 교차할 확률이 높아져서, 다의성을 분해하는 번거로움도 증가한다. 다의성을 더 간단히 분해하기 위해 주로 추가 주파수 램프들이 이용된다.
도입 단락에서 설명한 방법은 상기 문제의 해결을 위한 대안적 접근법이다. 여기서는, 그 기간에 비해 높은 주파수 편이를 가짐으로써 중간 주파수 신호에서는 거리 의존적 성분이 우세한 데 반해 도플러 성분은 작은 보정만을 나타낼 정도로 급경사를 갖는 비교적 짧은 동일한 주파수 램프들, 이른바 "고속 처프들(rapid chirps)"의 시퀀스를 이용하여 처리된다. 상기 보정은, 대개 램프마다 중간 주파수 신호의 위상 변화를 추적하는 것을 통해 결정된다. 이 경우, 중간 주파수 신호의 위상은 하나의 주파수 램프에서 다음 주파수 램프까지 짧은 시간 간격 동안 객체의 상대 이동의 결과로 발생하는 객체 거리의 미세한 변화에 상대적으로 민감하게 반응하는 상황이 이용된다.
그러나 상기 위상 변화는 상대 속도의 주기 함수(periodic function)이므로, 상대 속도는, 위상 변화가 절반 주기 미만(다시 말하면 π 미만)일 정도로 상기 상대 속도가 낮을 때에만 명확하게 결정된다.
그러나 자동차에서 FMCW 레이더를 이용할 경우, 상대 속도는, 상기 조건에 위배될 정도로 클 수 있다. 그럼에도 명확한 결과를 얻기 위해, 처프들의 기간과 그에 따른 반복 주파수를 더욱 단축시켜야 할 수도 있다. 그러나 이는 더 많은 계산 용량을 요구할 수도 있을 뿐만 아니라, 그에 상응하게 더 짧아진 "관측 기간"으로 인해 거리 측정 시 더욱 큰 불선명도(unsharpness)도 초래할 수 있으며, 결국에는 레이더 신호가 객체까지의 트래블을 위해 필요로 하는 시간보다 램프 기간이 더 짧을 경우 측정이 더 이상 불가능할 수도 있다.
그러므로 본 발명의 과제는, 높은 정밀도로 명확하게 거리 및 상대 속도를 측정할 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 변조 패턴이, 고정 주파수 오프셋만큼만 서로 차이가 나고 특정 시간 간격으로 연속되는 2개 이상의 램프를 포함하며, 상기 두 램프에 대한 중간 주파수 신호들의 위상 차에 따라 객체 거리에 대한 명확한 근사값이 계산됨으로써 해결된다.
본 발명은, 두 램프의 시간 간격이 짧은 조건에서 주파수 편이된 두 램프에 대한 중간 주파수 신호들의 위상 차는 객체의 상대 속도와 거의 무관하며, 그렇기 때문에 객체 거리에 대한 양호한 근사값을 제공한다는 상황을 이용한다. 이러한 경우, 객체 거리에 대한 더욱 정확한 값은 다의성 결과들을 제공하는 공지된 방법들 중 한 방법에 따라 결정될 수 있다. 이러한 경우, 위상 차에 따라서 결정되는 근사값은, 객체 거리에 대한 복수의 정확한 해당 값들 중에서 참의 값을 선택할 수 있게 해 준다.
본 발명의 바람직한 구성들은 종속항들에 명시되어 있다.
하기에서는 일 실시예가 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 FMCW 레이더 시스템의 블록선도이다.
도 2는 주파수 변조 방식의 예시이다.
도 3은 중간 주파수-시간 신호들 및 이 신호들의 푸리에 변환 버전의 시퀀스를 나타낸 그래프들이다.
도 4는 도 3에 따른 시간 신호들의 세로 구간과 이 종단면(longitudinal section)의 푸리에 변환 버전을 나타낸 그래프들이다.
도 5는 2차원 푸리에 변환의 결과를 도해한 그래프이다.
도 6은 또 다른 상대 속도에 대한, 도 4와 유사한 종단면을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 1에는, 예컨대 자동차 내에서 전방에 장착되어 객체들(12, 14), 예컨대 선행 차량들의 거리(R) 및 상대 속도(v)를 측정하는 데 이용되는 FMCW 레이더 센서(10)의 간소화된 블록선도가 도시되어 있다. 레이더 센서(10)는, 주파수 변조 송출 신호를 혼합기(18)를 통해 송/수신 장치(20)로 공급하는 전압 제어형 발진기(16)를 가지며, 상기 송/수신 장치에 의해 신호가 객체들(12, 14)을 향해 송출된다. 객체들에서 반사된 신호는 송/수신 장치(20)에 의해 수신되어 혼합기(18)에서 송출 신호의 성분과 혼합된다. 이러한 방식으로 중간 주파수 신호(s)가 획득되고, 이 중간 주파수 신호는 전자 평가/제어 장치(22)에서 추가로 평가된다.
도 2에는, 발진기(16)로부터 공급되는 송출 신호의 변조 방식에 대한 예시가 도시되어 있다. 여기서 송출 신호의 주파수(f)는 시간(t)의 함수로서 기입되어 있다. 상기 주파수는 연속하는 동일한 램프들(24)의 형태로 변조된다. 램프들(24)은 도 2에서 계속해서 지수(j)로 번호 지정된다. 송출 신호의 평균 주파수는 76GHz의 크기이며, 각각의 램프의 진행 중에 변동되는 주파수의 주파수 편이(fh)는 수 MHz의 크기이다. 램프들(24)이 연속되는 시간 간격(TC)은 수 마이크로 초 내지 수 밀리 초의 크기이다. 도시된 예시에서 램프들(24)은 휴지기 없이 연속되기 때문에, TC는 동시에 램프 기간이기도 하다.
중간 주파수 신호(s)의 주파수는, 혼합기(18)에 의해 송/수신 장치(20)로 전송되는 송출 신호와, 객체들(12, 14)에서 반사된 후에 송/수신 장치(20)에 의해 수신되어 다시 혼합기(18)에 도달하는 신호 사이의 주파수 차에 상응한다. 이러한 주파수 차는, 거리 의존적 성분(fR)과 속도 의존적 성분(fv)이 합쳐져서 형성된다. 거리 의존적 성분(fR)은 주파수 변조의 결과로 발생하며, 여기에 도시된 예시에서는 하기의 공식으로 표현된다.
Figure pct00001
위의 식에서, c는 광속이다. 속도 의존적 성분은 도플러 효과의 결과로 발생하며 근사 방식으로 하기 공식으로 표현된다.
Figure pct00002
도 3(a)에는, 단일 객체만 위치 추적된다는 가정 하에, 최초 3개의 램프(j = 1 내지 j = 3)에 대한 중간 주파수 신호들(s)이 시간(t)(시간 신호들)의 함수로서 도시되어 있다. 평가/제어 장치(22)에서는, 아날로그 신호로서 혼합기(18)에 의해 공급되는 시간 신호가 주기적으로, 샘플링 시점들(t1, t2, ...)에서 샘플링되고, 디지털화되어 저장된다. 샘플링 시점들은 송출 신호의 변조 램프들과 동기화되어 각각의 램프 이내에서 지수(k)로 번호 지정된다. 샘플링 기간, 다시 말해 개별 샘플링 시점들 사이의 시간 간격은 T로 표시되어 있다.
고속 푸리에 변환(FFT)을 통해, 각각의 램프에 대한 시간 신호는, 주파수(f)의 함수로서 중간 주파수 신호의 (복합) 진폭을 지시하는 스펙트럼으로 변환된다. 도 3(b) 및 3(c)에는, 3개의 램프 각각에 대해 주파수(f)의 함수로서 절대값(A) 및 위상(
Figure pct00003
)를 지시하는 2개의 소형 그래프가 도시되어 있다.
단일 객체만이 존재한다는 가정하에, 단일 램프 상에 기록되는 스펙트럼은
Figure pct00004
의 주파수 조건에서 뾰족한 피크(26)를 갖는다. 램프들의 짧은 시간 간격(TC)으로 인해, 주파수들(
Figure pct00005
)이 실제로 변함없이 유지됨에 따라, 도 3(b)에 도시된 3개의 스펙트럼 모두에서 피크(26)는 동일한 위치에 있다.
그러나 객체의 상대 속도가 0이 아니라면, 램프 기간(Tc) 이내에서 발생하는 객체의 극미한 거리 변화가 도 3에 도시된 것처럼 중간 주파수 신호의 위상 편이를 초래한다. 램프마다 위상은 각각 정해진 절대값(x)만큼 증가한다. 제1 램프(j = 1) 상의 위상을
Figure pct00006
라 하면, 제2 램프(j = 2) 상의 위상은
Figure pct00007
의 값을 가지며, 제3 램프(j = 3) 상의 위상은
Figure pct00008
의 값을 갖는다.
일반적으로 중간 주파수 신호(s)는 샘플링 지수(k) 및 램프 지수(j)의 함수로서 하기와 같이 설명된다.
Figure pct00009
Figure pct00010
항은 단일 램프 이내에서의 전파 시간 효과 및 도플러 효과를 나타낸다.
Figure pct00011
항은 램프마다 객체 거리의 경미한 변화의 효과를 나타내며, (도플러 주파수의) 속도 의존적 성분(fD)에만 좌우된다. 값(
Figure pct00012
)은 하기 공식으로 표현되는 위상 오프셋이다.
Figure pct00013
위의 식에서, f0은 주파수 램프들의 중심 주파수이다.
도 3에서처럼, [j가 고정된 조건에서 지수(k)에 걸쳐] 각각 단일의 램프 이내에서만 푸리에 변환을 실행한다면, 방정식 (3)에서
Figure pct00014
항은 각각 위상에 대한 기여도(x, 2x, ...)만을 제공한다.
그러나 샘플링 지수(k)를 그대로 유지하고, 연속하는 램프 지수(j)에 걸쳐 고속 푸리에 변환을 실행함으로써, 시간 신호들의 "종단면"에 걸친 푸리에 변환도 실행할 수 있다. 이는, 도 3 및 도 4에서, 샘플링 지수 k = 1인 경우에 대해 상징적으로 도시되어 있다. 도 3에서 샘플링 시점(t1)의 함수값들은 굵은 막대로 표시되어 있다. 동일한 막대들이 도 4(a)에도 도시되어 있다. 그런데 여기서는 굵은 막대들이 램프 지수(j) 쪽에 표시되어 있다. 램프마다 위상 오프셋으로 인해, 다시 푸리에 변환으로 처리할 수 있는 주기 함수가 획득된다. 그 결과는 도 4(b) 및 도 4(c)에 다시 복소 진폭의 절대값(A) 및 위상(
Figure pct00015
)에 대한 그래프로서 도시되어 있다. 각각의 k에 대해 실행할 수 있는 이러한 푸리에 변환들은 단일 객체의 경우 도플러 주파수(fD)에서 뾰족한 피크를 제공한다. 위상은 위상 오프셋(
Figure pct00016
)과 성분
Figure pct00017
로 구성된다.
객체의 거리(R) 및 상대 속도(v)의 계산을 위해서는 주파수 성분들(fR 및 fD)만 필요하다. 도 4에 도시된 것처럼, 램프 지수(j)에 걸쳐 푸리에 변환을 통해 획득되는 스펙트럼들은 주파수 성분(fD)을 제공하는 한편, 각각 개별 램프 이내에서의 푸리에 변환은 도 3에 따라 주파수 성분들의 합(
Figure pct00018
)을 제공한다. 그런 다음, 상기 두 변수로부터 함께, 주파수 성분(fR)과 그에 따른 거리(R)가 계산된다.
특히 명쾌한 평가 방법은, 앞서 설명한 푸리에 변환들이 이른바 2차원 푸리에 변환으로 합쳐지는 것이다. 이 경우, 복수의 연속되는 램프 상에서 획득되는 시간 신호들은 2차원 주파수 공간으로 변환되며, 이 주파수 공간의 좌표들은, 도 5에 도시된 것처럼, 도플러 주파수(fD)와 합(
Figure pct00019
)이다. 이러한 경우, 상기 2차원 주파수 공간에서 피크(26)는, 도플러 주파수와 그에 따른 객체의 상대 속도(v)에 상응하는 수평축 상의 위치(fD,1)에 위치되며, 수직축 상에서 상기 피크의 위치는
Figure pct00020
이다. 이러한 그래프에서, 거리는 동일하나(fR 상수) 상대 속도는 상이한(fD 변수) 객체들의 피크들은 45°직선들 상에 위치한다. 피크(26)를 통과하는 45°직선들이 수직축과 교차하는 위치에서, 거리 의존적 주파수 성분(fR,1)이 즉각 판독되어 대응하는 거리(R1)로 환산된다.
그러나 지금까지 설명한 방법은, 도플러 주파수(fD)에 대해 명료성(unambiguity) 조건,
Figure pct00021
이 샤논(Shannon)의 표본화 정리에 따라 충족되는 것을 전제 조건으로 한다. 요컨대 상대 속도들이 상대적으로 높고, 그에 상응하게 도플러 주파수들(fD)도 상대적으로 큰 경우, 도 4(a)에서 j = 1, j = 2 등일 때 이산 함수값들로 주어진 주기 함수는 더 이상 명확하게 결정될 수 없다. 예시로서 도 6에 도시된 주기 함수는, j = 1, j = 2 및 j = 3일 때 도 4(a)에서와 동일한 함수값들을 갖지만 훨씬 더 큰 주파수를 가지며, 그로 인해 훨씬 더 높은 상대 속도를 갖는 객체를 표현할 수도 있다. 그러므로 객체의 참의 상대 속도를 모를 때, 객체는 도 5에서의 피크(26)로 표현되는 것이 아니라, 명료성 경로(unambiguity corridor)에서 벗어나는 상대적으로 더 큰 도플러 주파수(fD,2)에서의 피크(28)로 표현될 가능성이 고려되어야 한다. 이 경우, 상기 피크에는, 도 5에서 주파수(fR,2)에 의해 결정되는 다른 객체 거리(R2)도 포함될 수 있다.
마찬가지로 중간 주파수 신호의 종단면은, 객체의 또 다른, 훨씬 더 높은 가능 상대 속도를 지시하는, 도 6에 도시된 함수의 각각 더 높은 고조파 성분일 수도 있다.
객체의 상대 속도가 음수라면, 도 3에서 중간 주파수 신호들은 다른 쪽으로 편이되며, 이는 푸리에 변환의 경우 음의 도플러 주파수(fD)로 표현될 수도 있다. 이 경우, 객체는 도 5에서
Figure pct00022
-축의 좌측에서 상응하는 위치들에 놓인 피크들로 표현될 수도 있다. 어느 경우든, 해당 상대 속도들의 범위가 충분히 제한될 수 없는 한, 측정은 가능한 피크 위치들과 그에 상응하는 값 쌍들(
Figure pct00023
)의 군을 제공하며, 상기 값 쌍들의 값들은 정확하게 계산되긴 하나 그 값들에 의해서는 어느 값 쌍이 참의 객체를 표현하는지는 알지 못한다.
그러므로 참의 값 쌍의 선택을 가능케 하는 방법이 필요하다.
이를 위해, 도 2에 도시된 변조 방식 대신 도 7에 도시된 변조 방식이 이용된다. 이 변조 방식에서는, 램프들(24, 30)의 두 시퀀스가, 시간 간격(T'C)을 갖는 램프(24)에 이어 주파수 편이된 램프(30)가 뒤따르고, 그 다음에는 주파수 편이 없이 후속 램프(24)가 뒤따르는 방식으로 상호 얽혀 배치된다. 램프들(24 및 30)은 동일한 기간 및 동일한 주파수 편이를 갖지만, 고정 주파수 간격(fs)만큼 서로에 대해 변위된다. 선택에 따라, 개별 램프들 또는 램프 쌍들(24, 30)도 각각 휴지기에 의해 분리될 수 있다. 도시된 예시에서는 램프들이 휴지기 없이 연속됨으로써, 시간 간격(
Figure pct00024
)은 다시 램프 기간(
Figure pct00025
)과 동일해진다.
도 1 내지 도 6에 따라 설명한 평가 절차는 램프들(24)의 군에 대해 한 번 실행될 수 있고, 램프들(30)의 군에 대해 한 번 더 실행될 수 있다. 이 경우 획득되는 중간 주파수 신호들(s)은 특히 자신들의 위상 오프셋에서 서로 구별된다. 제1 램프(24)의 경우 방정식 (4)에 따른 위상 오프셋은 하기 방정식으로 표현된다.
Figure pct00026
이 경우, R0은 제1 램프의 신호가 수신되는 시점에서의 객체의 거리이며, f1은 램프(24)의 중심 주파수이다.
제1 오프셋 램프(30)의 경우, 그에 상응하게 하기 위상 오프셋이 획득된다.
Figure pct00027
여기서, f2는 램프(30)의 중심 주파수이다.
Figure pct00028
항은 제1 램프(24)의 시작에서부터 제1 램프(30)의 시작 시까지의 시간 간격(
Figure pct00029
) 내에서 객체 거리의 증가를 나타낸다. 이때, 위상 차에 대해 하기 공식이 획득된다.
Figure pct00030
Figure pct00031
는 매우 작기 때문에, R0을 포함하는 항이 우세하며,
Figure pct00032
를 포함하는 항들은 무시될 수 있다.
Figure pct00033
이 관계식은 상대 속도(v)에 좌우되지 않는 객체 거리에 대한 근사값(R0)을 제공한다.
도 7에 상징적으로 도시된 것처럼, 램프들(24)의 군에 대해 포함되는 시간 신호들은, 개별 램프들에 걸친 푸리에 변환들 및 그에 상응하는, 상이한 램프들에서 유래하는 시간 신호들의 종단면들에 걸친 푸리에 변환들에 등가인 2차원 고속 푸리에 변환(2D FFT)을 거친다. 이러한 방식으로, 도 5에서의 피크(26)와, [피크(26)의 위치에서의 복소 진폭으로부터] 중간 주파수 신호의 위상(
Figure pct00034
)도 획득된다. 램프들(30)의 군을 이용하여 이에 상응하게 처리되며, 이러한 방식으로 위상(
Figure pct00035
)이 획득된다.
그런 다음, 위상 차(
Figure pct00036
)로부터 앞서 명시한 방정식 (9)에 따라 근사값(R0)이 계산된다.
이 경우, 상기 근사값(R0)은 도 5에 도시된 주파수 값들(
Figure pct00037
등)에 속하는 가능한 거리 값들(R1, R2)과 비교된다. 그런 다음, 상기 가능한 거리들(
Figure pct00038
) 중에서 근사값(R0)에 가장 가까운 거리가 객체의 참의 거리에 대한 값으로서 간주된다. 그런 다음, 도 5에서 대응하는 피크(26 또는 28)의 위치에서 도플러 주파수(fD)가 결정되고, 그로부터 객체의 참의 상대 속도(v)가 결정된다.
이러한 방식으로, 램프들(24, 30)의 군들 중 단 하나만의 평가 시 존재할 수 있는 다의성이 제거된다.
복수의 객체가 동시에 위치 추적된다면, 각각의 객체에 대해
Figure pct00039
내지
Figure pct00040
의 명료성 간격 이내에서 정확히 하나의 피크(26)가 획득되며, 그럼으로써 객체들로의 피크 할당으로 인한 다의성도 방지된다.
그러나 전술한 근사값(R0)의 결정을 위한 방법은, 위상 차(
Figure pct00041
)가 2π보다 더 커지도록 객체 거리가 멀어지면 그 자체가 다의성을 야기한다. 이러한 점에서 최대로 측정 가능한 거리에 대한 한계가 제시된다.
Figure pct00042
그러므로 주파수 오프셋(fs)은, 원하는 거리 범위가 충족될 정도로 (작게) 선택되어야 한다.
실제로 객체들의 해당 상대 속도들은 제한되는 간격 이내에 위치하게 된다. 이는 도 5에 따라, 해당 객체 거리들이 위치해야 하는 간격도 제한한다. 결과적으로 fs의 크기는, 실제로 필요한 거리 범위 이내의 거리에 대해서만 근사값이 명료한 정도로 선택될 수 있다.
선택적으로, 명료성 범위를 시간에 따라 (경우에 따라서는 필요한 만큼) 변동시키기 위해, 그리고/또는 상이한 주파수 오프셋들에 대한 위상차들의 평가를 통해 추가 정보를 획득하기 위해, 연속되는 측정 주기들의 진행 중에 주파수 오프셋(fs)을 변동시킬 수도 있다.

Claims (5)

  1. FMCW 레이더를 이용하여 동시에 위치 추적되는 복수의 객체(12, 14)의 거리(R) 및 상대 속도(v)를 측정하기 위한 방법이며, 일 송출 신호의 주파수가 주기적으로 반복되는 램프들(24, 30)의 형태로 변조되고, 상기 송출 신호는 수신되는 신호와 혼합되어 중간 주파수 신호(s)를 형성하며, 상기 객체들의 거리(R) 및/또는 상대 속도(V)의 측정을 위해, 램프마다 중간 주파수 신호(s)의 위상(
    Figure pct00043
    )의 변화가 평가되는, 복수의 객체의 거리 및 상대 속도 측정 방법에 있어서,
    변조 패턴은, 고정 주파수 오프셋(fs)만큼만 서로 차이가 나고 특정 시간 간격(T'C)으로 연속되는 2개 이상의 램프(24, 30)를 포함하며, 상기 두 램프에 대한 중간 주파수 신호들의 위상 차(
    Figure pct00044
    )에 따라 객체 거리에 대한 명확한 근사값(R0)이 계산되는 것을 특징으로 하는, 복수의 객체의 거리 및 상대 속도 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 연속되는 동일한 램프(24)의 중간 주파수 신호들(s)의 평가를 통해, 복수의 해당 객체 거리가 계산되며, 상기 계산된 거리들 중에서 근사값(R0)에 가장 가까운 거리가 최종 객체 거리로서 선택되는, 복수의 객체의 거리 및 상대 속도 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 변조 패턴은 상호 동일한 램프들(24, 30)의 2개의 군을 포함하며, 이들 군은, 주파수 오프셋을 갖지 않는 램프(24)와 주파수 오프셋을 갖는 램프(30)가 각각 상호 교대로 나타나도록 서로 교차 배치되는, 복수의 객체의 거리 및 상대 속도 측정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 연속되는 동일한 램프들에서 획득된 중간 주파수 신호들(s)은, 발생하는 주파수들 및 관련 위상들의 결정을 위한 2차원 푸리에 변환을 거치는, 복수의 객체의 거리 및 상대 속도 측정 방법.
  5. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법이 구현되는 제어/평가 장치(22)를 구비한 FMCW 레이더 센서.
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