KR20190054664A

KR20190054664A - 360˚ 전방위 20미터 내 탐지용 fmcw 레이다 기술을 활용한 멀티센서

Info

Publication number: KR20190054664A
Application number: KR1020170151499A
Authority: KR
Inventors: 박희석; 조준경; 김성량
Original assignee: 주식회사 포윈
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2019-05-22

Abstract

본 발명은 24㎓ 주파수 대역을 사용하는 FMCW RADAR 모듈을 각 방위별 ±45° 탐지영역을 구분할 수 있는 간격으로 배열하고 각 모듈별 순차적으로 FMCW의 변조주파수 대역별 송신전력을 누설하고 수신전력과 억제전력의 제한으로 클리터된 전력의 차이를 이용하여 탐지영역내의 탐색대상에 대한 위치 거리 속도에 대한 FFT, 비트정보를 획득한다.
획득한 탐색정보를 다중센서의 배열에 따라 탐색대상의 이동경로를 추적하여 360° 전방위에서 근접하는 이동체나 고정체에 대한 탐색용 다중센서의 획득정보를 다중센서 운용상의 오정보 정정기술과 탐색대상의 이동경로를 추적하는 알고리즘으로 구성하여 전방위 탐지영역에서 탐색대상에 대한 탐색추적의 연속적인 정보를 수집하고 관련 경보를 통보하는 통합형 감시시스템의 운용정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

360˚ 전방위 20미터 내 탐지용 FMCW 레이다 기술을 활용한 멀티센서{360°full directional 24GHz multi-sensor at range of under 20 meter using FMCW RADAR technology}

본 발명은 24㎓ FMCW RADAR 기술을 활용한 360°전방위 20미터 이내 탐지용 멀티센서에 관한 것이다.

24㎓ 주파수 대역을 사용하는 FMCW RADAR 기술을 이용한 다중센서를 이용하여 360° 전방위에서 근접하는 이동체 고정체에 대한 탐색용 다중센서의 개발과 운용상의 오정보 정정기술과 탐색대상의 이동경로를 추적하는 알고리즘을 채택하여 전방위 탐지영역에서 탐색대상에 대한 탐색추적의 연속적인 정보를 수집하고 관련 경보를 통보하는 통합형 감시시스템을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 실시예는 레이더 기술을 이용한 전방위 탐색을 위한 새로운 기법을 제공하기 위한 것이다.

개시되는 일 실시예에 따른 기법은, 24㎓ 주파수 대역을 사용하는 FMCW RADAR 모듈을 각 방위별 ±45° 탐지영역을 구분할 수 있는 간격으로 배열하고 각 모듈별 순차적으로 FMCW의 변조주파수 대역별 송신전력을 누설하고 수신전력과 억제전력의 제한으로 클리터된 전력의 차이를 이용하여 탐지영역내의 탐색대상에 대한 위치 거리 속도에 대한 FFT, 비트정보를 획득한다.

획득한 탐색정보를 다중센서의 배열에 따라 탐색대상의 이동경로를 추적하여 360° 전방위에서 근접하는 이동체나 고정체에 대한 탐색용 다중센서의 획득정보를 다중센서 운용상의 오정보 정정기술과 탐색대상의 이동경로를 추적하는 알고리즘으로 구성하여 전방위 탐지영역에서 탐색대상에 대한 탐색추적의 연속적인 정보를 수집하고 관련 경보를 통보하는 통합형 감시시스템의 운용정보를 제공한다.

개시되는 실시예에 의하면, 전방위 탐지영역에서 탐색대상에 대한 탐색추적의 연속적인 정보를 수집하고 관련 경보를 통보하는 통합형 감시시스템의 운용정보를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FMCW RADAR 모듈을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.

이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다.

개시되는 실시예에서는, 24㎓ 주파수 대역을 사용하는 FMCW RADAR 모듈을 각 방위별 ±45° 탐지영역별로 배열할 수 있다. 즉, 제1 레이더 모듈, 제2 레이더 모듈, 제3 레이더 모듈, 및 제4 레이더 모듈을 각 동서남북 방향에 배치시킬 수 있다. 각 레이더 모듈은 ±45°의 탐지 영역을 탐지할 수 있다. 그리고, 각 레이더 모듈을 제1 레이더 모듈, 제2 레이더 모듈, 제3 레이더 모듈, 및 제4 레이더 모듈의 순서로 순차적으로 동작시킬 수 있다.

제1 레이더 모듈, 제2 레이더 모듈, 제3 레이더 모듈, 및 제4 레이더 모듈의 순서로 각각의 네 모듈이 순차적으로 송신전력을 누설할 수 있다. 또는 제1 레이더 모듈 및 제3 레이더 모듈과 제2 레이터 모듈 및 제4 레이더 모듈을 동시에 송신전력을 누설하는 순서로 FMCW의 변조주파수 대역별 송신전력을 누설할 수 있다. 각각의 수신전력과 송신전력의 능동적인 억제전력의 제한으로 클리터된 전력의 차이를 이용하여 탐지영역내의 탐색대상에 대한 위치 거리 속도에 대한 FFT, 비트정보를 획득하는 과정을 수행한다.

획득한 탐색정보를 다중센서의 배열에 송신전력과 수신전력의 능동적인 억제를 통한 획득정보를 주파수 간섭을 배제할 수 있도록 순차적으로 주파수 가변대역을 조정하여 각 방위에 군지연(Group Delay)이나 다중경로지연(Multi path delay)에 따른 오정보정정기술을 적용하여 탐색대상에 대한 정확한 위치, 거리, 속도 정보를 획득하여 시간격으로 정보를 재배열하여 탐색대상의 이동경로를 추적하는 알고리즘을 완성한다.

360° 전방위에서 근접하는 이동체나 고정체에 대한 탐색용 다중센서의 획득정보를 다중센서의 송신전력의 시간차 주파수가변을 이용하여 전방위에서 획득되는 탐색대상에 대한 획득정보에 대한 운용상의 오정보 정정기술과 탐색대상의 이동경로를 추적하는 알고리즘으로 구성하여 전방위 탐지영역에서 탐색대상에 대한 탐색추적의 연속적인 정보를 수집하고 관련 경보를 통보하는 통합형 감시시스템의 운용정보를 제공하는 유용한 발명이다.

도 2는 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.

도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 FMCW 레이다 기술을 활용한 멀티센서 장치일 수 있다.

컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.

통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.

컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : FMCW 레이다 기술을 활용한 멀티센서

Claims

제1 방향에 배열되는 제1 레이더 센서;
상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향에 배열되는 제2 레이더 센서;
상기 제1 방향과 수직한 방양인 제3 방향에 배열되는 제3 레이더 센서;
상기 제3 방향과 반대 방향인 제4 방향에 배열되는 제4 레이더 센서;
상기 제1 레이더 센서 내지 상기 제4 레이더 센서를 기 설정된 시간 차이로 순차적으로 동작시키는 구동 제어부; 및
상기 제1 레이더 센서 내지 상기 제4 레이더 센서에서 수신되는 신호를 신호 처리하는 신호 처리부를 포함하는, 레이터 멀티 센서.