KR20190117929A - 차량 레이더 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 레이더에 관한 것으로서, 구체적으로는 레이더의 수신 신호에 포함된 간섭 신호를 제거하여 신호를 복원하는 기술이 개시된다. 일 실시예에 다른 레이더는 펄스 신호를 송신하는 송신 안테나, 상기 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나, 간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호 각각의 분포 정보를 기반으로 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하는 신호 복원부 및 복원된 신호를 기반으로 타겟 정보를 추출하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.

Description

차량 레이더 및 그 방법{VEHICLE RADAR AND METHOD THERE OF}
본 발명은 차량 레이더에 관한 것으로서, 구체적으로는 레이더의 수신 신호에 포함된 간섭 신호를 제거하여 신호를 복원하는 기술에 관한 것이다.
레이더(RADAR)는 전자파를 사용하여 목표물까지의 거리, 속도, 및 방향을 탐지하는 무선 센서를 일컫는다. 일반적인 레이더는 군사적 탐지, 항공, 선박 등의 용도로 주로 고가의 장비로서 사용되고 있고, 최근에는 차량에 장착되어 차량의 충돌을 방지하기 위한 용도로도 사용되고 있다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 레이더의 종류로는 펄스 도플러 레이더, CW(continuous wave) 레이더, FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더, 다중 주파수 CW 레이더, 및 펄스 압축 레이더 등이 있다. 이 중에서, FMCW 레이더(주파수 변조 연속 파형 레이더)는 선형적 주파수 변조 [0004] 신호를 송신한 후 수신된 신호와 주파수 차이를 통해 표적(target)의 거리 및 속도를 탐지하는 장치이다. 즉, 수신 비트 주파수(beat frequency)는 거리 비트 주파수와 도플러 주파수의 조합으로 나타나는데(수신 비트 주파수 = 거리 비트 주파수 + 도플러 주파수), 이와 같은 조합을 수학적으로 연산하여 표적의 거리와 속도를 동시에 탐지할 수 있다. 이와 같은 레이더들은 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호에 잡음에 의한 간섭이 발생하는 경우, 오감지 등의 문제를 일으킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 레이더의 수신 신호에 포함된 간섭 신호를 제어하는 기술을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 간선 신호의 분포를 기반으로 간섭을 제거하는 기술에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 펄스 신호를 송신하는 송신 안테나, 상기 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나, 간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호 각각의 분포 정보를 기반으로 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하는 신호 복원부 및 복원된 신호를 기반으로 타겟 정보를 추출하는 신호 처리부를 포함하는 차량 레이더가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량 레이더에 의해 수행되는 방법에 있어서,
송신 안테나를 이용하여 펄스 신호를 송신하는 단계, 수신 안테나를 이용하여 상기 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신하는 단계, 간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호 각각의 분포 정보를 기반으로 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하는 단계 및 복원된 신호를 기반으로 타겟 정보를 추출하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레이더의 수신 신호에 포함된 간섭 신호를 제거하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 간섭 신호의 분포를 기반으로 간섭을 제거하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 레이더 장치에 의해 수행되는 방법의 흐름도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 복원의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더의 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이더(100)는 송신 안테나(110), 수신 안테나(120), 신호 복원부(130), 분포 정보 생성부(140) 및 신호 처리부(150)를 포함할 수 있다.
송신 안테나(110)는 타겟을 감지하기 위한 펄스 신호를 송신할 수 있다.
수신 안테나(120)는 송신 안테나(110)에서 송신된 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신할 수 있다. 이때, 반사 신호는 다른 전자 기기 등에 의한 노이즈인 간섭 신호가 포함될 수 있다.
신호 복원부(130)는 반사 신호를 복원할 수 있다. 구체적으로, 신호 복원부(130)는 수신 안테나(120)를 통해 수신된 반사 신호에서 간섭 신호를 제거함으로써, 신호를 복원할 수 있다. 구체적으로 신호 복원부(130)는 반사 신호를 기반으로 간섭 신호가 포함되지 않은 반사 신호인 간섭 미발생 신호와 간섭 신호가 포함된 반사 신호인 간섭 발생 신호의 분포 정보를 기반으로 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하여 신호를 복원할 수 있다. 여기서, 분포 정보는 평균 및/또는 표준 편차를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 복원부(130)는 아래 수학식 1을 이용하여 신호를 복원할 수 있다.
Figure pat00001
분포 정보 생성부(140)는 분포 정보를 생성할 수 있다. 구체적으로, 분포 정보 생성부(140)는 수신 안테나(120)를 통해 수신된 반사 신호를 분석하여, 간섭 미발생 신호의 분포 정보 및 간섭 발생 신호의 분포 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 분포 정보 생성부(140)는 다수의 반사 신호와 타겟 정보를 기반으로 간섭 발생 신호 및 간섭 발생 신호의 분포 정보를 생성할 수 있다. 구체적으로, 분포 정보 생성부(140)는 카메라 센서 등으로부터 타겟 정보를 수신하고, 수신된 타겟 정보와 반사 신호를 비교하여 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호를 분서하고, 각각에 대한 분포 정보를 생성할 수 있다.
신호 처리부(150)는 펄스 신호 생성할 수 있다. 구체적으로 신호 처리부(150)는 타겟을 감지하기 위해 변조된 펄스 신호를 생성하고, 생성된 펄스 신호를 송신 안테나(110)를 통해 주변 공간으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(150)는 FMCW 펄스를 생성하고, 생성된 FMCW 신호를 송신 안테나(110)를 통해 송신할 수 있다.
또한, 신호 처리부(150)는 타겟을 검출할 수 있다. 구체적으로, 신호 처리부(150)는 신호 복원부(130)를 통해 복원된 반사 신호를 기반으로 타겟을 추출할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(150)는 복원된 반사 신호의 업 첩 구간 및 다운 첩 구간을 이용하여 타겟을 추출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 레이더 장치에 의해 수행되는 방법의 흐름도이다.
단계 S210에서, 신호가 송수신된다. 구체적으로 레이더(100)는 타겟을 검출하기 위해 변조된 펄스 신호를 주변 공간으로 송신할 수 있다. 레이더(100)는 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 신호를 수신할 수 있다.
단계 S210에서, 분포 정보가 생성된다. 구체적으로, 레이더(100)는 수시된 반사 신호를 분석하여 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호 각각의 평균 및 표준 편차를 포함하는 분포 정보를 생성할 수 있다.
단계 S230에서, 신호가 복원되다. 구체적으로, 레이더(100)는 수신된 반사 신호에 포함된 간섭 신호를 제거하여 신호를 복원할 수 있다.
일 실시예에서, 레이더(100)는 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호의 평균 및 표준 편차를 기반으로 반사 신호에서 간섭 신호를 제거할 수 있다.
단계 S240에서, 타겟이 추출된다. 구체적으로, 레이더(100)는 간섭 신호가 제거된 반사 신호를 기반으로 타겟을 추출할 수 있다. 예를 들어, 레이더(100)는 간섭 신호가 제거된 반사 신호의 업 첩 구간 및 다운 첩 구간을 기반으로 타겟을 추출할 수 있다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 복원의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 FMCW의 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아온 반사 신호, 도 4는 간섭 미발생 신호, 도 5는 간섭 발생 신호, 도 6은 간섭 미발생 신호의 히스토그램, 도 7은 간섭 발생 신호의 히스토그램, 도 8은 복원된 반사 신호 및 도 9는 복원된 반사 신호의 히스토그램을 도시한 것이다.
레이더(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 간섭 신호가 포함된 반사 신호가 수신할 수 있다. 레이더(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호를 추출할 수 있다. 이때, 추출된 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호의 히스토그램은 도 6 및 도 7과 같다. 레이더(100)는 도 8에 도시된 바와 같이, 간섭 발생 신호 및 간섭 미발생 신호를 기반으로 반사 신호에서 간섭 신호를 제거할 수 있다. 이때, 간섭 신호가 제거된 반사 신호의 히스토그램은 도 9에 도시된 바와 같다.
도 10는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더의 블록도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 레이더(100) 등의 컴퓨터 시스템(1000)은 하나 이상의 프로세서(1010), 메모리(1020), 저장부(1030), 사용자 인터페이스 입력부(1040) 및 사용자 인터페이스 출력부(1050) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(1060)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(1070)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(1010)는 메모리(1020) 및/또는 저장소(1030)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(1020) 및 저장부(1030)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(1024) 및 RAM(1025)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 레이더
110 : 송신 안테나
120 : 수신 안테나
130 : 신호 복원부
140 : 분포 정보 생성부
150 : 신호 처리부

Claims (10)

  1. 펄스 신호를 송신하는 송신 안테나;
    상기 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나;
    간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호 각각의 분포 정보를 기반으로 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하는 신호 복원부; 및
    복원된 신호를 기반으로 타겟 정보를 추출하는 신호 처리부
    를 포함하는 차량 레이더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분포 정보는,
    평균 및 표준 편차 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 레이더.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신 안테나를 통해 수신되는 반사 신호를 분석하여, 상기 간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호를 각각의 분포 정보를 생성하는 분포 정보 생성부를 더 포함하는 차량 레이더.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 신호는 FMCW 펄스인 것을 특징으로 하는 차량 레이더.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 신호 복원부는,
    하기 수학식 1을 이용하여 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 레이더.
    [수학식 1]
    Figure pat00002

  6. 차량 레이더에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    송신 안테나를 이용하여 펄스 신호를 송신하는 단계;
    수신 안테나를 이용하여 상기 펄스 신호가 물체에 반사되어 되돌아 오는 반사 신호를 수신하는 단계;
    간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호 각각의 분포 정보를 기반으로 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제거하는 단계; 및
    복원된 신호를 기반으로 타겟 정보를 추출하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 분포 정보는,
    평균 및 표준 편차 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신 안테나를 통해 수신되는 반사 신호를 분석하여, 상기 간섭 미발생 신호 및 간섭 발생 신호를 각각의 분포 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 펄스 신호는 FMCW 펄스인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 간섭 신호를 제거하는 단계는,
    하기 수학식 1을 이용하여 상기 반사 신호에서 간섭 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
    [수학식 1]
    Figure pat00003



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