KR20190054273A - Apparatus for operating radar system for vehicle and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 레이더 시스템의 운용 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시분할방식의 MIMO(Multi-Input Multi-Output)와 위상변조방식의 MIMO를 혼합 사용하여 차량용 레이더 시스템을 운용하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for operating a radar system for a vehicle, and more particularly, to a radar system for a vehicle that uses a multi-input multi-output (MIMO) And to a method and apparatus for operating the same.
최근에는 밀리미터파 대역이나 서브 밀리미터파 대역을 이용하여 수십 미터 이내의 물체를 탐지하는 고해상도 레이더에 대한 수요가 증대되면서 이에 대한 연구가 계속되고 있다.Recently, the demand for high-resolution radar that detects objects within a few tens of meters using millimeter-wave or sub-millimeter-wave bandwidth has been increasing, and research is continuing.
이중, 차량용 레이더는 지능형 교통시스템을 구현하기 위한 필수 기술로서, 움직이거나 정지해있는 다른 차량이나 물체의 움직임을 감지하여 열악한 기상 조건 또는 운전자의 부주의로 인해 발생 가능한 사고를 미연에 방지할 목적으로 개발되었다.Vehicle radar is an essential technology for realizing intelligent transportation system. It is designed to detect movement of other moving or stationary objects and to prevent accidents caused by bad weather condition or driver's carelessness. .
종래의 차량용 레이더 시스템은 MIMO(Multi-Input Multi-Output) 신호처리 기법에 의한 다중빔을 이용하여 물체의 거리와 각도를 검출하는 경우, 시분할 MIMO 방식과 위상변조 MIMO 방식을 이용하였다. A conventional vehicle radar system uses a time division MIMO method and a phase-shifted MIMO method when detecting distances and angles of an object using multiple beams by a multi-input multi-output (MIMO) signal processing technique.
시분할 MIMO 방식은 복수의 송신 안테나를 운용할 때, 송신 안테나의 송신 시점을 시간적으로 분할하여 파형을 송신하고 각각의 송신 파형에 대해 레이더 신호처리를 수행한다.In the time division MIMO scheme, when a plurality of transmission antennas are operated, the transmission time point of the transmission antenna is temporally divided to transmit a waveform, and radar signal processing is performed on each transmission waveform.
위상변조 MIMO 방식은 2개의 송신 안테나를 운용할 때, 하나의 송신 안테나는 그 위상을 변조하지 않고, 다른 하나의 송신 안테나는 그 위상을 0도, 180도 변조시켜 Fs/2에 해당하는 만큼 주파수를 이동시켜 신호를 분리한다. In the phase-shifted MIMO scheme, when two transmission antennas are used, one transmission antenna does not modulate its phase, and the other transmission antenna modulates its phase by 0 degrees and 180 degrees so that Fs / To separate the signals.
그러나, 시분할 MIMO 방식은 여러 개의 송신 안테나를 운용하였을 경우, 시분할한 만큼 볼 수 있는 속도 범위가 줄어들고, 신호가 갖는 SNR도 떨어지게 되며, 시간 차이에 대한 보상이 필요한 문제점이 있다.However, in the time division MIMO scheme, when a plurality of transmit antennas are operated, the speed range that can be seen by the time division is reduced, the SNR of the signal is also reduced, and compensation for the time difference is required.
또한, 위상변조 MIMO 방식은 하나의 스펙트럼에 송신 안테나의 개수만큼의 신호가 수신되는데, 타겟이 어떤 송신 안테나를 통해 얻어진 신호인지 알 수 없기 때문에, 위상변조를 한 신호와 하지 않은 신호를 분리하여 타겟을 검출한 송신 안테나를 특정하기 위한 추가적인 알고리즘이 필요하다는 문제점이 있다.In the phase-shifted MIMO scheme, since the number of transmission antennas is equal to the number of transmission antennas in a spectrum, it is impossible to know which signal is obtained through which transmission antenna, so that the phase- There is a problem in that an additional algorithm is required to specify the transmission antenna that detects the transmission antenna.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1052041호(2011.07.26. 공고)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1052041 (issued on July 26, 2011).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 종래의 시분할 MIMO 방식 및 위상변조 MIMO 방식이 적용된 차량의 레이더 시스템에 존재하였던 한계를 극복하여 복수 개의 안테나로부터 송신되어 오브젝트에 반사된 수신 신호를 명확하게 분리하기 위한 차량용 레이더 시스템의 운용 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of one aspect of the present invention to overcome the limitations of a radar system of a vehicle to which a conventional time division MIMO scheme and phase modulation MIMO scheme are applied, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for operating a vehicle radar system for clearly separating a received signal reflected by an object.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치는 제1 송신 안테나를 통해 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 과정, 및 위상변조방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 안테나를 통해 각각 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하는 송신부, 상기 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하는 수신부, 및 상기 제1 수신 신호로부터 획득된 상기 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 상기 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 상기 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 수신 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an aspect of the present invention includes a first transmission process of transmitting a first transmission signal through a first transmission antenna and a second transmission process of transmitting a first transmission signal through a second transmission antenna and a second transmission antenna using a phase modulation method, 2, and a third transmission signal; a receiver for receiving the first through third reception signals reflected from the object by the first through third transmission signals; A first spectrum reflecting the first detection information of the object obtained from the reception signal and a second spectrum reflecting the second detection information and the second detection information of the object respectively obtained from the second and third reception signals, And a received signal processing unit for identifying the first to third received signals.
본 발명에 있어 상기 송신부는, 시분할 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 이용하여 상기 제1 및 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하고, 상기 제2 송신 과정에서 위상변조 MIMO 방식을 이용하여 상기 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the transmitter periodically performs the first and second transmission processes using a time division multiple input multiple output (MIMO) scheme, and in the second transmission process, And a third transmission signal.
본 발명에 있어 상기 송신부는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 위상변조방식을 이용하여 상기 제2 송신 과정을 수행하되, 상기 제2 송신 신호의 위상을 상기 제1 송신 신호의 위상과 일치시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the transmitter may perform the second transmission process using a phase shift keying (BPSK) phase modulation scheme, and may be configured to match the phase of the second transmission signal with the phase of the first transmission signal .
본 발명에 있어 상기 수신 신호 처리부는, 상기 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 토대로 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보를 추출하는 방식을 이용하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the received signal processing section identifies the first to third received signals using a method of extracting the second detected information from the second spectrum based on the velocity parameter and the distance parameter of the first detected information .
본 발명에 있어 상기 수신 신호 처리부는, 상기 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈(Doppler Bin) 값으로부터 미리 설정된 제1 임계범위 내의 도플러 빈 값을 갖고, 상기 제1 검출 정보의 레인지 빈(Range Bin) 값으로부터 미리 설정된 제2 임계범위 내의 레인지 빈 값을 갖는 검출 정보를 상기 제2 검출 정보로서 추출하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the received signal processing section may have a Doppler bin value within a first threshold range set in advance from a Doppler Bin value of the first detected information among detection information reflected in the second spectrum, Extracting detection information having a range bin value within a second threshold range that is set in advance from a range bin value of the detection information as the second detection information to identify the first to third reception signals.
본 발명에 있어 상기 수신 신호 처리부는, 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 결정되는 상기 제3 검출 정보의 도플러 빈 값, 및 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈 값과 설정 도플러 빈 크기의 절반에 해당하는 값을 합산한 값 간의 차이가 미리 설정된 제3 임계범위 이내인지 여부를 확인하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과를 검증하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the received signal processing section may further include a Doppler bin value of the third detected information determined as the second detected information is extracted from the second spectrum, and a Doppler bin value of the first detected information, And verifies whether or not the difference between the values obtained by summing the values corresponding to the half of the size is within a third threshold range that is set in advance and verifies the identification result for the first to third received signals.
본 발명의 일 측면에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법은 송신부가, 제1 송신 안테나를 통해 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 과정, 및 위상변조방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 안테나를 통해 각각 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하는 단계, 수신부가, 상기 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하는 단계, 및 수신 신호 처리부가, 상기 제1 수신 신호로부터 획득된 상기 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 상기 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 상기 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a radar system for a vehicle according to an aspect of the present invention includes a first transmission process of transmitting a first transmission signal through a first transmission antenna and a second transmission process of transmitting second and third transmission antennas using a phase modulation scheme, Periodically performing a second transmission process of transmitting the second and third transmission signals through the first and second transmission signals, respectively, and the receiving unit is configured to receive the first to third reception signals reflected from the object by the first to third transmission signals And a reception signal processing unit configured to receive a first spectrum reflected from the first detection information of the object obtained from the first reception signal and a second spectrum reflected from the second and third reception signals obtained from the second reception signal and the third reception signal, And discriminating the first to third received signals by comparing the second spectrum in which the detected information is reflected.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 하나의 송신 안테나에 대한 스펙트럼 분석을 통해 복수의 수신 신호를 분리함으로써 안테나 모호성을 제거할 수 있고, 복수의 송신 안테나를 통해 송신 신호를 동시에 방사하지 않고 교번하여 주기적으로 송신하는 구성을 통해 송신 파워를 감소시킬 수 있다.In accordance with one aspect of the present invention, the present invention can eliminate antenna ambiguity by separating a plurality of received signals through spectrum analysis for one transmit antenna, So that transmission power can be reduced through a configuration in which transmission is periodically performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치에서 송신부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치에서 제1 및 제2 스펙트럼을 도시한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view for explaining the operation of the transmitting unit in an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating first and second spectra in an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an apparatus and method for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, the intention or custom of the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치를 설명하기 위한 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치에서 송신부의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치에서 제1 및 제2 스펙트럼을 도시한 예시도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a transmitter in an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating first and second spectra in an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 장치는 송신부(10), 수신부(20), 수신 신호 처리부(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus for operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention may include a
송신부(10)는 제1 내지 제3 송신 신호를 송신하기 위한 제1 내지 제3 송신 안테나(Tx<1:3>)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 제1 송신 안테나(Tx<1>)를 통해 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 과정, 및 위상변조방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 안테나(Tx<2:3>)를 통해 각각 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 제2 송신 과정을 주기적으로 수행할 수 있다.The
본 실시예에서 송신부(10)는 시분할 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 이용하여 제1 및 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하고, 제2 송신 과정에서는 위상변조 MIMO 방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 신호를 송신할 수 있다. 즉, 본 실시예는 후술할 것과 같이 제1 내지 제3 수신 신호를 명확하게 식별하기 위해 시분할 MIMO 방식과 위상변조 MIMO 방식을 혼합하여 레이더 시스템에 적용한 구성을 채용한다. 이때, 송신부(10)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 위상변조방식을 이용하여 제2 송신 과정을 수행할 수 있고, 제2 송신 신호의 위상은 제1 송신 신호의 위상과 일치시킬 수 있다.In the present exemplary embodiment, the
도 2를 참조하여 송신부(10)의 동작을 구체적으로 설명하면, 송신부(10)는 제어부(40)로부터 제어신호를 입력받고 도 2에 도시된 처프 프로파일(Chirp Profile)에 따라 상기한 제1 송신 과정 및 제2 송신 과정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 송신 과정에서는 위상이 변조되지 않은 제1 송신 신호가 제1 송신 안테나(Tx<1>)를 통해 송신될 수 있다. 그리고, 제2 송신 과정에서는 위상이 변조되지 않은 제2 송신 신호, 및 BPSK에 따라 제2 송신 신호 대비 180°위상 천이되어 위상이 변조된 제3 송신 신호가 각각 제2 송신 안테나(Tx<2>) 및 제3 송신 안테나(Tx<3>)를 통해 송신될 수 있다. 제1 송신 과정 및 제2 송신 과정은 교번하여 주기적으로 수행된다.2, the
수신부(20)는 제1 및 제2 송신 과정에서 제1 내지 제3 송신 안테나(Tx<1:3>)를 통해 각각 송신된 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하여 후술할 수신 신호 처리부(30)로 전달할 수 있다. 수신부(20)는 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하는 제1 내지 제N 수신 안테나(Rx<1:N>)를 포함할 수 있으며, 본 실시예에 따를 때 수신부(20)가 N개의 수신 안테나를 포함하는 경우 3*N개의 수신 안테나를 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.The
수신 신호 처리부(30)는 제1 수신 신호로부터 획득된 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있다. 본 실시예에서 수신 신호의 스펙트럼은 거리 파라미터 및 속도 파라미터에 따른 R-V(Range-Velocity) 스펙트럼을 의미하는 것으로 하며, 오브젝트의 검출 정보는 스펙트럼에 대하여 Peak Detection을 통해 획득되는 거리 파라미터(레인지 빈, Range Bin) 및 속도 파라미터(도플러 빈, Doppler Bin)를 의미하는 것으로 한다.The reception
수신 신호 처리부(30)의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면, 수신 신호 처리부(30)는 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 토대로 제2 스펙트럼으로부터 제2 검출 정보를 추출하는 방식을 이용하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있다.Describing in detail the operation of the reception
즉, 제1 송신 과정에서는 제1 송신 신호만이 송신되어 수신부(20)는 제1 수신 신호만을 수신하므로 수신 신호 처리부(30)는 제1 수신 신호로부터 제1 검출 정보를 획득할 수 있다. 제2 송신 과정에서는 제2 및 제3 송신 신호가 함께 송신되어 수신부(20)는 제1 및 제2 수신 신호를 함께 수신하므로 제2 및 제3 수신 신호를 분리할 필요가 있으며, 이때 제1 송신 신호 및 제2 송신 신호는 위상이 동일하므로 수신 신호 처리부(30)는 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터와 설정 임계범위 내에 있는 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 갖는 검출 정보를 제2 검출 정보로서 추출할 수 있다.That is, in the first transmission process, only the first transmission signal is transmitted and the
이에 따라, 제1 수신 신호는 제1 검출 정보에 의해 식별되고, 제2 수신 신호는 제2 스펙트럼으로부터 추출된 제2 검출 정보에 의해 식별되며, 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 제2 스펙트럼에 반영된 제3 검출 정보는 필연적으로 결정될 수 있어 제3 수신 신호는 결정된 제3 검출 정보에 의해 식별될 수 있다.Thereby, the first received signal is identified by the first detected information, the second received signal is identified by the second detected information extracted from the second spectrum, and the second received information is reflected by the second spectrum The third detected information can inevitably be determined, and the third received signal can be identified by the determined third detected information.
전술한 내용을 보다 구체적으로 설명하면, 제1 및 제2 송신 신호는 그 위상이 일치되어 각각 제1 및 제2 송신 안테나(Tx<1:2>)를 통해 송신되며, 따라서 제1 및 제2 수신 신호에 따른 제1 및 제2 검출 정보의 각 도플러 빈 값 간의 차이는 설정 임계범위(제1 임계범위) 이내로 관측되고, 제1 및 제2 수신 신호에 따른 제1 및 제2 검출 정보의 각 레인지 빈 값 간의 차이 또한 설정 임계범위(제2 임계범위) 이내로 관측되게 된다.More specifically, the first and second transmission signals are transmitted through the first and second transmission antennas (Tx < 1: 2 >) in phase with each other, The difference between the Doppler bin values of the first and second detected information according to the received signal is observed within the set threshold range (first threshold range), and the difference between the first and second detected information The difference between the range bin values is also observed within the set threshold range (second threshold range).
즉, 수신 신호 처리부(30)는 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 제1 검출 정보의 도플러 빈(Doppler Bin) 값으로부터 미리 설정된 제1 임계범위 내의 도플러 빈 값을 갖고, 제1 검출 정보의 레인지 빈(Range Bin) 값으로부터 미리 설정된 제2 임계범위 내의 레인지 빈 값을 갖는 검출 정보를 제2 검출 정보로서 추출하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 임계범위는 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 선택되어 수신 신호 처리부(30)에 미리 설정되어 있을 수 있다.That is, the reception
한편, 수신 신호 처리부(30)는 제2 스펙트럼으로부터 제2 검출 정보가 추출되어 제1 내지 제3 수신 신호가 식별된 후, 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과를 검증할 수도 있다.On the other hand, the reception
즉, 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 필연적으로 결정되는 제3 검출 정보는 제3 송신 신호 및 제3 수신 신호에 따른 것이며, 제3 송신 신호는 제2 송신 과정에서 제2 송신 신호와의 BPSK 위상변조방식을 통해 송신되므로, 제3 검출 정보의 도플러 빈 값과, 제1 검출 정보(또는 제2 검출 정보)의 도플러 빈 값과 설정 도플러 빈 크기(본 실시예에서는 도 3에 도시된 것과 같이 256의 값으로 설정된다)의 절반에 해당하는 값을 합산한 값 간의 차이는 설정 임계범위(제3 임계범위) 이내여야 한다. 즉, 제3 검출 정보의 도플러 빈 값을 Dop3, 제1 검출 정보의 도플러 빈 값을 Dop1, 설정 도플러 빈 크기를 Dop_mag, 제3 임계범위를 TH3이라 하면 하기 수학식 1이 만족되어야 한다.That is, the third detected information that is inevitably determined as the second detected information is extracted is in accordance with the third transmission signal and the third reception signal, and the third transmission signal is the BPSK phase with the second transmission signal in the second transmission process Modulation scheme, the Doppler bin value of the third detected information, the Doppler bin value of the first detected information (or second detected information), and the set Doppler bin size (256 in this embodiment as shown in FIG. 3) ) Is less than the set threshold range (the third threshold range). That is, if the Doppler bin value of the third detected information is Dop3, the Doppler bin value of the first detected information is Dop1, the set Doppler bin size is Dop_mag, and the third threshold range is TH3, the following
한편, 제3 임계범위는 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 다양하게 선택되어 수신 신호 처리부(30)에 미리 설정되어 있을 수 있다.On the other hand, the third threshold range may be variously selected on the basis of the designer's intention and the experimental result and set in advance in the received
수신 신호 처리부(30)는 수학식 1에 따라 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과가 검증된 경우, 제1 내지 제3 검출 정보를 제어부(40)로 전달하여 제어부(40)가 제1 내지 제3 송신 안테나(Tx<1:3>)의 DOA(Direction Of Arrival)을 추정하도록 할 수 있으며, 수학식 1에 따라 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과가 검증되지 않은 경우, 전술한 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 전 과정을 다시 수행할 수 있다.When the identification result of the first to third reception signals is verified according to Equation (1), the reception
전술한 구성을 도 3을 참조하여 구체적인 예시로서 설명하면, 도 3(a)는 제1 스펙트럼을 도시하고 있고, 도 3(b)는 제2 스펙트럼을 도시하고 있다. R-V 스펙트럼은 레인지 빈의 크기가 128, 도플러 빈의 크기가 256인 스펙트럼이 도시되어 있다. 도 3(a)의 제1 스펙트럼에 따를 때, Peak Detection에 따른 제1 검출 정보는 약 (40, 170)으로 관측되고, 도 3(b)의 제2 스펙트럼에서 Peak Detection에 따라 도플러 빈 값 및 레인지 빈 값이 제1 검출 정보와 근접한 위치에 있는 Peak Point는 하단의 Peak Point이므로, 수신 신호 처리부(30)는 하단의 Peak Point를 제2 검출 정보로서 추출함으로써 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있다. 이어서, 상단의 Peak Poinit가 제3 검출 정보로 결정되고, 제3 검출 정보의 도플러 빈 값은 약 50이며, 이 값은 제1 검출 정보의 도플러 빈 값의 170과 설정 도플러 빈 크기의 절반인 128의 합산한 결과인 298(→298-256=42)과 제3 임계범위 이내(10으로 가정)이므로, 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과가 검증될 수 있다.3 (a) shows a first spectrum, and Fig. 3 (b) shows a second spectrum. The R-V spectrum shows a spectrum with a range bin size of 128 and a Doppler bin size of 256. According to the first spectrum of FIG. 3 (a), the first detection information according to the peak detection is observed at about (40, 170), and in the second spectrum of FIG. 3 (b) Since the peak point at which the range bin value is close to the first detection information is the peak point at the lower end, the reception
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법을 설명하면, 먼저 송신부(10)는 제1 송신 안테나(Tx<1>)를 통해 제1 송신 신호를 송신하는 제1 송신 과정, 및 위상변조방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 안테나(Tx<2:3>)를 통해 각각 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 제2 송신 과정을 주기적으로 수행한다(S10).Referring to FIG. 4, a method of operating a radar system for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. First, a
S10 단계에서, 송신부(10)는 시분할 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 이용하여 제1 및 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하고, 제2 송신 과정에서 위상변조 MIMO 방식을 이용하여 제2 및 제3 송신 신호를 송신할 수 있다. 또한, 송신부(10)는 BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 위상변조방식을 이용하여 제2 송신 과정을 수행할 수 있으며, 이때 제2 송신 신호의 위상을 제1 송신 신호의 위상과 일치시킬 수 있다.In step S10, the
이어서, 수신부(20)는 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신한다(S20).Next, the receiving
이어서, 수신 신호 처리부(30)는 제1 수신 신호로부터 획득된 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별한다(S30).Then, the reception
S30 단계에서, 수신 신호 처리부(30)는 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 토대로 제2 스펙트럼으로부터 제2 검출 정보를 추출하는 방식을 이용하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있으며, 구체적으로는 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 제1 검출 정보의 도플러 빈(Doppler Bin) 값으로부터 미리 설정된 제1 임계범위 내의 도플러 빈 값을 갖고, 제1 검출 정보의 레인지 빈(Range Bin) 값으로부터 미리 설정된 제2 임계범위 내의 레인지 빈 값을 갖는 검출 정보를 제2 검출 정보로서 추출하여 제1 내지 제3 수신 신호를 식별할 수 있다.In step S30, the received
이어서, 수신 신호 처리부(30)는 제2 스펙트럼으로부터 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 결정되는 제3 검출 정보의 도플러 빈 값, 및 제1 검출 정보의 도플러 빈 값과 설정 도플러 빈 크기의 절반에 해당하는 값을 합산한 값 간의 차이가 미리 설정된 제3 임계범위 이내인지 여부를 확인하여 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과를 검증한다(S40).Then, the reception
이와 같이 본 실시예는 하나의 송신 안테나에 대한 스펙트럼 분석을 통해 복수의 수신 신호를 분리함으로써 안테나 모호성을 제거할 수 있고, 복수의 송신 안테나를 통해 송신 신호를 동시에 방사하지 않고 교번하여 주기적으로 송신하는 구성을 통해 송신 파워를 감소시킬 수 있다.As described above, in the present embodiment, the antenna ambiguity can be eliminated by separating a plurality of received signals through spectral analysis for one transmit antenna, and the transmit signals are alternately and periodically transmitted without emitting simultaneously through a plurality of transmit antennas The transmission power can be reduced through the configuration.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 송신부
20: 수신부
30: 수신 신호 처리부
40: 제어부
Tx<1:3>: 제1 내지 제3 송신 안테나
Rx<1:N>: 제1 내지 제N 수신 안테나10:
20: Receiver
30: Receive signal processor
40:
Tx < 1: 3 >: first to third transmission antennas
Rx < 1: N >: First to Nth receiving antennas
Claims (12)
상기 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 제1 수신 신호로부터 획득된 상기 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 상기 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 상기 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 수신 신호 처리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
A first transmission process of transmitting a first transmission signal through a first transmission antenna and a second transmission process of transmitting second and third transmission signals through a second and a third transmission antenna using a phase modulation scheme, A transmission unit that periodically performs the transmission;
A receiving unit receiving first through third reception signals in which the first through third transmission signals are reflected with respect to an object; And
A first spectrum reflecting the first detection information of the object obtained from the first reception signal and a second spectrum reflecting the second detection information and the second detection information of the object respectively obtained from the second and third reception signals, A received signal processing unit for comparing the first to third received signals with each other;
Wherein the radar system includes a plurality of radar systems.
상기 송신부는, 시분할 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 이용하여 상기 제1 및 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하고, 상기 제2 송신 과정에서 위상변조 MIMO 방식을 이용하여 상기 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
The method according to claim 1,
The transmitter periodically performs the first and second transmission processes using a time division multiple input multiple output (MIMO) scheme, and the second and third transmission processes are performed using a phase modulation MIMO scheme in the second transmission process. And transmits a signal to the radar system.
상기 송신부는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 위상변조방식을 이용하여 상기 제2 송신 과정을 수행하되, 상기 제2 송신 신호의 위상을 상기 제1 송신 신호의 위상과 일치시키는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitter performs the second transmission process using a BPSK (Phase Shift Keying) phase modulation scheme, and the phase of the second transmission signal is matched with the phase of the first transmission signal An apparatus for operating a radar system for a vehicle.
상기 수신 신호 처리부는, 상기 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 토대로 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보를 추출하는 방식을 이용하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
The method of claim 3,
And the received signal processing section identifies the first to third received signals by a method of extracting the second detected information from the second spectrum based on the velocity parameter and the distance parameter of the first detected information A radar system for a vehicle.
상기 수신 신호 처리부는, 상기 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈(Doppler Bin) 값으로부터 미리 설정된 제1 임계범위 내의 도플러 빈 값을 갖고, 상기 제1 검출 정보의 레인지 빈(Range Bin) 값으로부터 미리 설정된 제2 임계범위 내의 레인지 빈 값을 갖는 검출 정보를 상기 제2 검출 정보로서 추출하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the received signal processing section has a Doppler bin value within a first threshold range set in advance from the Doppler Bin value of the first detected information among the detection information reflected in the second spectrum, And extracts, as the second detection information, detection information having a range bin value within a second threshold range set in advance from a range bin value, and identifies the first to third received signals. Device.
상기 수신 신호 처리부는, 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 결정되는 상기 제3 검출 정보의 도플러 빈 값, 및 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈 값과 설정 도플러 빈 크기의 절반에 해당하는 값을 합산한 값 간의 차이가 미리 설정된 제3 임계범위 이내인지 여부를 확인하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과를 검증하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the received signal processing section includes a Doppler bin value of the third detected information which is determined as the second detected information is extracted from the second spectrum and a Doppler bin value of the first detected information and a half of the set Doppler bin size And verifies whether or not the difference between the values obtained by adding the corresponding values is within a predetermined third threshold range to verify the identification result for the first to third received signals.
수신부가, 상기 제1 내지 제3 송신 신호가 오브젝트에 대하여 반사된 제1 내지 제3 수신 신호를 수신하는 단계; 및
수신 신호 처리부가, 상기 제1 수신 신호로부터 획득된 상기 오브젝트의 제1 검출 정보가 반영된 제1 스펙트럼과, 상기 제2 및 제3 수신 신호로부터 각각 획득된 상기 오브젝트의 제2 및 제3 검출 정보가 반영된 제2 스펙트럼을 비교하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
A first transmission process of transmitting a first transmission signal through a first transmission antenna and a second transmission process of transmitting a second transmission signal through a second transmission antenna and a second transmission signal using a phase modulation method, Periodically performing a transmission process;
Receiving a first to third received signals in which the first to third transmission signals are reflected with respect to an object; And
The reception signal processing unit may include a first spectrum reflecting the first detection information of the object obtained from the first reception signal and a second spectrum reflecting the second and third detection information of the object obtained from the second and third reception signals, Comparing the reflected second spectrum to identify the first to third received signals;
Wherein the radar system includes a plurality of radar systems.
상기 수행하는 단계에서, 상기 송신부는,
시분할 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식을 이용하여 상기 제1 및 제2 송신 과정을 주기적으로 수행하고, 상기 제2 송신 과정에서 위상변조 MIMO 방식을 이용하여 상기 제2 및 제3 송신 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
8. The method of claim 7,
In the performing step,
The first and second transmission processes are periodically performed using a time division multiple input multiple output (MIMO) scheme, and the second and third transmission signals are transmitted using the phase modulation MIMO scheme in the second transmission process Wherein the radar system is a radar system.
상기 수행하는 단계에서, 상기 송신부는,
BPSK(Binary Phase Shift Keying) 방식의 위상변조방식을 이용하여 상기 제2 송신 과정을 수행하되, 상기 제2 송신 신호의 위상을 상기 제1 송신 신호의 위상과 일치시키는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
8. The method of claim 7,
In the performing step,
Wherein the second transmission process is performed using a BPSK (Binary Phase Shift Keying) phase modulation scheme, and the phase of the second transmission signal is matched with the phase of the first transmission signal. How to operate.
상기 식별하는 단계에서, 상기 수신 신호 처리부는,
상기 제1 검출 정보의 속도 파라미터 및 거리 파라미터를 토대로 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보를 추출하는 방식을 이용하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
10. The method of claim 9,
In the discriminating step, the received signal processing section,
And the first to third received signals are identified using a method of extracting the second detected information from the second spectrum based on the velocity parameter and the distance parameter of the first detected information. Way.
상기 식별하는 단계에서, 상기 수신 신호 처리부는,
상기 제2 스펙트럼에 반영된 검출 정보 중, 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈(Doppler Bin) 값으로부터 미리 설정된 제1 임계범위 내의 도플러 빈 값을 갖고, 상기 제1 검출 정보의 레인지 빈(Range Bin) 값으로부터 미리 설정된 제2 임계범위 내의 레인지 빈 값을 갖는 검출 정보를 상기 제2 검출 정보로서 추출하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호를 식별하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
11. The method of claim 10,
In the discriminating step, the received signal processing section,
A Doppler bin value within a first threshold range set in advance from a Doppler Bin value of the first detected information among the detection information reflected in the second spectrum and a Range Bin value of the first detected information Extracts detection information having a range bin value within a second predetermined threshold range as the second detection information, and identifies the first to third received signals.
상기 수신 신호 처리부가, 상기 제2 스펙트럼으로부터 상기 제2 검출 정보가 추출됨에 따라 결정되는 상기 제3 검출 정보의 도플러 빈 값, 및 상기 제1 검출 정보의 도플러 빈 값과 설정 도플러 빈 크기의 절반에 해당하는 값을 합산한 값 간의 차이가 미리 설정된 제3 임계범위 이내인지 여부를 확인하여 상기 제1 내지 제3 수신 신호에 대한 식별 결과를 검증하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the received signal processing section is configured to calculate a Doppler bin value of the third detected information that is determined as the second detected information is extracted from the second spectrum and a Doppler bin value of the first detected information and a half of the set Doppler bin size And verifying whether or not the difference between the values obtained by summing the corresponding values is within a predetermined third threshold range and verifying the identification result for the first to third received signals. How to operate.
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