KR20200023189A - Method for detecting multi targets using radar and apparatus for the same - Google Patents

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KR20200023189A
KR20200023189A KR1020190096113A KR20190096113A KR20200023189A KR 20200023189 A KR20200023189 A KR 20200023189A KR 1020190096113 A KR1020190096113 A KR 1020190096113A KR 20190096113 A KR20190096113 A KR 20190096113A KR 20200023189 A KR20200023189 A KR 20200023189A
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Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for detecting multiple targets using a radar. The method for detecting multiple targets comprises the steps of: transmitting first signals using Mt number of transmission antennas included in the apparatus; receiving first signals reflected by the multiple targets through Mr number of reception antennas included in the apparatus; and generating a first function for estimating a speed and an azimuth angle of each of the multiple targets using the first signals and the reflected first signals.

Description

레이더를 사용하여 다중 목표물들을 검출하기 위한 방법 및 장치{METHOD FOR DETECTING MULTI TARGETS USING RADAR AND APPARATUS FOR THE SAME}METHODS FOR DETECTING MULTI TARGETS USING RADAR AND APPARATUS FOR THE SAME

본 발명은 다중 목표물들의 검출하기 위한 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 FMCW(frequency modulated continuous wave) MIMO(multiple input multiple output) 레이더를 사용하여 다중 목표물들의 거리, 방위각, 및 속도를 추정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for detecting multiple targets, and more particularly, to a technique for estimating distance, azimuth, and velocity of multiple targets using a frequency modulated continuous wave (FMCW) multiple input multiple output (MIMO) radar. It is about.

자율 주행 기능을 지원하는 차량에서 전방의 다중 목표물들을 검출하기 위해 레이더가 사용될 수 있다. 차량에 탑재된 레이더를 사용하여 다중 목표물들 각각의 거리, 방위각, 및 속도가 추정될 수 있다. 다중 목표물들을 검출하기 위해, 펄스(pulse) 레이더, 연속파(continuous wave) 레이더, FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더, FSK(frequency shift keying) 레이더 등이 사용될 수 있다.Radar may be used to detect multiple targets ahead in a vehicle that supports autonomous driving. Using the radar mounted on the vehicle, the distance, azimuth, and speed of each of the multiple targets can be estimated. To detect multiple targets, pulse radar, continuous wave radar, frequency modulated continuous wave (FMCW) radar, frequency shift keying (FSK) radar, and the like may be used.

레이더를 통해 획득된 정보와 MUSIC(multiple signal classification) 알고리즘을 사용하여, 다중 목표물들의 거리, 방위각, 및 속도가 추정될 수 있다. MUSIC 알고리즘은 높은 계산 복잡도를 가지며, 잡음에 많은 영향을 받는다. 이로 인해, MUSIC 알고리즘에 의해 추정된 결과는 많은 오차를 가질 수 있다. 따라서 현재 MUSIC 알고리즘을 자율 주행 기능을 지원하는 차량에 적용하는 것은 부적절할 수 있으므로, 자율 주행 기능을 지원하는 차량에서 사용 가능한 알고리즘(예를 들어, 다중 목표물들의 검출을 위해 사용되는 알고리즘)이 필요하다.Using the information obtained through the radar and the multiple signal classification (MUSIC) algorithm, the distance, azimuth, and speed of the multiple targets can be estimated. The MUSIC algorithm has a high computational complexity and is heavily influenced by noise. Because of this, the result estimated by the MUSIC algorithm may have a lot of errors. Therefore, it may be inappropriate to apply the current MUSIC algorithm to a vehicle supporting the autonomous driving function, and therefore, an algorithm usable in a vehicle supporting the autonomous driving function (for example, an algorithm used for detecting multiple targets) is needed. .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 FMCW(frequency modulated continuous wave) MIMO(multiple input multiple output) 레이더를 사용하여 다중 목표물들을 검출하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a method and apparatus for detecting multiple targets using a frequency modulated continuous wave (FMCW) multiple input multiple output (MIMO) radar.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 목표물들의 검출 방법은, 상기 장치에 포함된 Mt개의 송신 안테나들을 사용하여 제1 신호들을 전송하는 단계, 상기 다중 목표물들에 의해 반사된 제1 신호들을 상기 장치에 포함된 Mr개의 수신 안테나들을 통해 수신하는 단계, 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들을 사용하여 상기 다중 목표물들 각각의 속도와 방위각을 추정하기 위한 제1 함수를 생성하는 단계, 상기 제1 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에 상기 장치와 가장 가까운 제1 목표물의 속도와 방위각으로 추정하는 단계, 상기 제1 목표물에 의해 야기되는 간섭을 상기 제1 함수에서 제거함으로써 제2 함수를 생성하는 단계, 및 상기 제2 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에서 제2 목표물의 속도와 방위각으로 추정하는 단계를 포함하며, 상기 장치와 상기 제2 목표물 간의 거리는 상기 장치와 상기 제1 목표물 간의 거리 이상이고, 상기 Mt 및 상기 Mr 각각은 2 이상의 자연수이다.In accordance with a first aspect of the present invention, there is provided a method of detecting multiple targets, the method comprising: transmitting first signals using M t transmit antennas included in the apparatus, reflected by the multiple targets; Receiving the first signals through M r receiving antennas included in the apparatus, and using the first signals and the reflected first signals to estimate the velocity and azimuth angle of each of the multiple targets. Generating a first function, estimating a speed and azimuth angle maximizing the result of the first function as the speed and azimuth angle of the first target closest to the device among the multiple targets, Generating a second function by removing interference from the first function, and multiplying the velocity and azimuth angle to maximize the result of the second function. Estimating a velocity and azimuth angle of a second target from among targets, wherein the distance between the device and the second target is greater than or equal to the distance between the device and the first target, and each of M t and M r are two or more; It is a natural number.

여기서, 상기 Mt개의 송신 안테나들을 통해 전송되는 상기 제1 신호들은 서로 직교할 수 있다.Here, the first signals transmitted through the M t transmit antennas may be orthogonal to each other.

여기서, 제1 함수는 2D MUSIC 알고리즘에 기초하여 생성될 수 있다.Here, the first function may be generated based on the 2D MUSIC algorithm.

여기서, 상기 제1 함수는 상기 다중 목표물들의 속도와 방위각에 의해 형성되는 제1 행렬, 상기 제1 행렬에 대한 에르미트 행렬, 잡음 부공간에 의해 형성되는 제2 행렬, 및 상기 제2 행렬에 대한 에르미트 행렬으로 구성될 수 있다.Here, the first function is a first matrix formed by the velocity and azimuth of the multiple targets, an Hermit matrix for the first matrix, a second matrix formed by a noise subspace, and for the second matrix. It may consist of a Hermitian matrix.

여기서, 상기 Mt개의 송신 안테나들과 상기 Mr개의 수신 안테나들에 의해 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들이 구현될 수 있고, 상기 제1 함수는 상기 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들을 통해 송수신되는 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들에 기초하여 생성될 수 있다.Here, it can be implemented M t × M r of the virtual array elements by said M t of transmit antennas and the M r receive antennas, the first function of the M t × M r of the virtual array elements It may be generated based on the first signals and the reflected first signals transmitted and received through.

여기서, 상기 제2 함수를 생성하는 단계는 상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하는 단계, 상기 제1 행렬을 직교한 영역에 투영함으로써 투영된 행렬을 생성하는 단계, 및 상기 투영된 행렬의 샘플 공분산 행렬에 대한 고유 값 분해를 수행함으로써 상기 제2 함수를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The generating of the second function may include generating a first matrix based on a velocity and an azimuth of the first target, generating a projected matrix by projecting the first matrix to an orthogonal area, and The method may further include generating the second function by performing eigenvalue decomposition on a sample covariance matrix of the projected matrix.

여기서, 상기 동작 방법은 상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하는 단계, 상기 제1 행렬을 사용하여 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리를 지시하는 비트 주파수를 포함하는 제2 신호를 생성하는 단계, 및 상기 제2 신호에 대한 FFT의 결과를 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리로 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may include generating a first matrix based on a speed and an azimuth angle of the first target, and using a first matrix to include a bit frequency indicating a distance between the apparatus and the first target. Generating a second signal, and estimating a result of the FFT on the second signal as the distance between the apparatus and the first target.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 검출 장치는 프로세서, 상기 프로세서의 제어에 따라 제1 신호들을 전송하는 Mt개의 송신 안테나들, 상기 프로세서의 제어에 따라 상기 다중 목표물들에 의해 반사된 제1 신호들을 수신하는 Mr개의 수신 안테나들, 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들을 저장하는 메모리(memory)를 포함하며, 상기 하나 이상의 명령들은 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들을 사용하여 상기 다중 목표물들 각각의 속도와 방위각을 추정하기 위한 제1 함수를 생성하고, 상기 제1 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에 상기 장치와 가장 가까운 제1 목표물의 속도와 방위각으로 추정하고, 상기 제1 목표물에 의해 야기되는 간섭을 상기 제1 함수에서 제거함으로써 제2 함수를 생성하고, 그리고 상기 제2 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에서 제2 목표물의 속도와 방위각으로 추정하도록 실행되며, 상기 장치와 상기 제2 목표물 간의 거리는 상기 장치와 상기 제1 목표물 간의 거리 이상이고, 상기 Mt 및 상기 Mr 각각은 2 이상의 자연수이다.The detection apparatus according to the second embodiment of the present invention for achieving the above object is a processor, M t transmit antennas for transmitting the first signals under the control of the processor, to the multiple targets under the control of the processor M r receive antennas for receiving the first signals reflected by the memory, and a memory storing one or more instructions executed by the processor, wherein the one or more instructions include the first signals and the reflection. Generate a first function for estimating the velocity and azimuth of each of the multiple targets using the first signals, and the velocity and azimuth angle that maximizes the result of the first function closest to the device among the multiple targets. By estimating the velocity and azimuth of the first target and removing the interference caused by the first target from the first function Generating a second function and estimating a speed and azimuth angle maximizing the result of the second function as the speed and azimuth angle of a second target among the multiple targets, the distance between the device and the second target being Is greater than or equal to the distance between the first target and Mt and Mr are each two or more natural numbers.

여기서, 상기 제1 함수는 상기 다중 목표물들의 속도와 방위각에 의해 형성되는 제1 행렬, 상기 제1 행렬에 대한 에르미트 행렬, 잡음 부공간에 의해 형성되는 제2 행렬, 및 상기 제2 행렬에 대한 에르미트 행렬으로 구성될 수 있다.Here, the first function is a first matrix formed by the velocity and azimuth of the multiple targets, an Hermit matrix for the first matrix, a second matrix formed by a noise subspace, and for the second matrix. It may consist of a Hermitian matrix.

여기서, 상기 Mt개의 송신 안테나들과 상기 Mr개의 수신 안테나들에 의해 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들이 구현될 수 있고, 상기 제1 함수는 상기 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들을 통해 송수신되는 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들에 기초하여 생성될 수 있다.Here, it can be implemented M t × M r of the virtual array elements by said M t of transmit antennas and the M r receive antennas, the first function of the M t × M r of the virtual array elements It may be generated based on the first signals and the reflected first signals transmitted and received through.

여기서, 상기 제2 함수를 생성하는 경우에 상기 하나 이상의 명령들은 상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하고, 상기 제1 행렬을 직교한 영역에 투영함으로써 투영된 행렬을 생성하고, 그리고 상기 투영된 행렬의 샘플 공분산 행렬에 대한 고유 값 분해를 수행함으로써 상기 제2 함수를 생성하도록 더 실행될 수 있다.Here, when generating the second function, the one or more instructions generate a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target, and generate the projected matrix by projecting the first matrix to an orthogonal area. And perform the eigenvalue decomposition of the sample covariance matrix of the projected matrix to generate the second function.

여기서, 상기 하나 이상의 명령들은 상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하고, 상기 제1 행렬을 사용하여 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리를 지시하는 비트 주파수를 포함하는 제2 신호를 생성하고, 그리고 상기 제2 신호에 대한 FFT의 결과를 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리로 추정하도록 더 실행될 수 있다.Wherein the one or more instructions include a bit frequency for generating a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target and using the first matrix to indicate a distance between the device and the first target. Generating two signals, and estimating the result of the FFT on the second signal as the distance of the device and the first target.

본 발명에 의하면, 검출 장치는 다중 목표물들에 의해 반사된 신호에 기초하여 다중 목표물들의 파라미터들(예를 들어, 속도, 방위각, 거리)을 추정하기 위한 제1 함수를 생성할 수 있고, 제1 함수를 최대화하는 속도와 방위각을 검출 장치와 가장 가까운 제1 목표물의 속도와 방위각으로 추정할 수 있다. 검출 장치는 제1 목표물에 의해 야기되는 간섭을 제1 함수에서 제거함으로써 제2 함수를 생성할 수 있고, 제2 함수를 최대화하는 속도와 방위각을 제2 목표물의 속도와 방위각으로 추정할 수 있다. 목표물에 의해 야기되는 간섭이 순차적으로 제거됨으로써, 검출 장치는 다중 목표물들 각각의 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있다. 또한, 다중 목표물들의 파라미터들의 검출을 위한 계산 복잡도가 감소할 수 있다.According to the present invention, the detection apparatus may generate a first function for estimating the parameters (eg, speed, azimuth, distance) of the multiple targets based on the signal reflected by the multiple targets, The speed and azimuth angle maximizing the function can be estimated as the speed and azimuth angle of the first target closest to the detection device. The detection device may generate a second function by removing the interference caused by the first target from the first function, and estimate the speed and azimuth angle that maximizes the second function as the speed and azimuth angle of the second target. By sequentially eliminating the interference caused by the target, the detection apparatus can accurately estimate the parameters of each of the multiple targets. In addition, the computational complexity for the detection of parameters of multiple targets can be reduced.

도 1은 FMCW MIMO 레이더를 사용하는 검출 장치의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 검출 장치에 포함된 안테나들에 의해 형성되는 가상 안테나를 도시한 개념도이다.
도 3은 기존 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과를 도시한 그래프일 수 있다.
도 4는 직교 투영법에 기초한 간섭 제거 기법이 적용된 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과를 도시한 그래프일 수 있다.
도 5는 기존 2D MUSIC 알고리즘에 의해 발생하는 오류를 도시한 그래프이다.1 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a detection apparatus using an FMCW MIMO radar.
2 is a conceptual diagram illustrating a virtual antenna formed by antennas included in a detection apparatus.
3 may be a graph showing a result of performing a conventional 2D MUSIC algorithm.
4 may be a graph illustrating a result of performing a 2D MUSIC algorithm to which an interference cancellation method based on an orthogonal projection method is applied.
5 is a graph illustrating an error generated by the existing 2D MUSIC algorithm.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 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.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may be present in the middle. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In the following description of the present invention, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings and redundant descriptions of the same elements will be omitted.

도 1은 FMCW(frequency modulated continuous wave) MIMO(multiple input multiple output) 레이더를 사용하는 검출 장치의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of a detection apparatus using a frequency modulated continuous wave (FMCW) multiple input multiple output (MIMO) radar.

도 1을 참조하면, 검출 장치는 차량에 탑재될 수 있고, 프로세서(110), 메모리(120), 저장 장치(130), Mt개의 송신 안테나들, 및 Mr개의 수신 안테나들을 포함할 수 있다. Mt 및 Mr 각각은 자연수일 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120) 및 저장 장치(130) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(120) 및 저장 장치(130) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a detection device may be mounted in a vehicle and may include a processor 110, a memory 120, a storage device 130, M t transmit antennas, and M r receive antennas. . Each of M t and M r may be a natural number. The processor 110 may execute a program command stored in at least one of the memory 120 and the storage device 130. The processor 110 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 120 and the storage device 130 may be configured as at least one of a volatile storage medium and a nonvolatile storage medium. For example, the memory 120 may be configured as at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

검출 장치는 Mt개의 송신 안테나들을 사용하여 신호들을 전송할 수 있고, Mt개의 송신 안테나들에서 전송된 신호들은 K개의 목표물들에 의해 반사될 수 있다. K는 자연수일 수 있다. Mt개의 송신 안테나들은 서로 직교한 파형을 가지는 신호들을 전송할 수 있다. Mt개의 송신 안테나들로부터 전송되는 신호들의 주파수 오프셋(offset)이 조절됨으로써, 서로 직교한 파형을 가지는 신호들이 생성될 수 있다. 또는, 시분할 방식에 기초하여 직교성을 가지는 신호들이 생성될 수 있다. K개의 목표물들에서 반사된 신호들은 Mr개의 수신 안테나들에서 획득될 수 있다. Mr개의 수신 안테나들에서 획득된 신호들은 분리될 수 있다.The detection apparatus may transmit signals using the M t transmit antennas, and the signals transmitted at the M t transmit antennas may be reflected by the K targets. K may be a natural number. The M t transmit antennas may transmit signals having waveforms orthogonal to each other. By adjusting the frequency offset of the signals transmitted from the M t transmit antennas, signals having waveforms orthogonal to each other may be generated. Alternatively, orthogonal signals may be generated based on the time division scheme. The signals reflected at the K targets may be obtained at the M r receive antennas. The signals obtained at the M r receive antennas may be separated.

서로 다른 주파수 오프셋이 Mt개의 송신 안테나들에 적용되는 경우, Mt개의 송신 안테나들 중에서 mt번째 송신 안테나에서 전송되는 신호(예를 들어, FMCW 신호)는 아래 수학식 1과 같이 정의될 수 있다. 즉, 검출 장치는 송신 안테나를 사용하여

Figure pat00001
를 전송할 수 있다.If a different frequency offset applied to the M t transmit antennas, from among the M t transmit antennas signals transmitted from the m t th transmitting antenna (for example, FMCW signal) may be defined as shown in Equation 1 below have. That is, the detection device uses a transmission antenna
Figure pat00001
Can be transmitted.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
는 mt번째 송신 안테나에서 전송되는 신호일 수 있다.
Figure pat00004
는 반송파의 주파수일 수 있다.
Figure pat00005
는 주파수 오프셋일 수 있다.
Figure pat00006
은 시간 영역에서 하나의 펄스의 길이일 수 있다.
Figure pat00007
는 첩 레이트(chirp rate)일 수 있다.
Figure pat00008
는 K개의 목표물들에 의해 반사될 수 있고, K개의 목표물들에 의해 반사된 신호는 Mr개의 수신 안테나들 중에서 mr번째 수신 안테나에서 수신될 수 있다. mr번째 수신 안테나에서 수신된 신호(
Figure pat00009
)는 아래 수학식 2와 같이 정의될 수 있다. 즉, 검출 장치는 수신 안테나를 통해
Figure pat00010
를 수신할 수 있다.
Figure pat00003
May be a signal transmitted from the m t th transmit antenna.
Figure pat00004
May be the frequency of the carrier wave.
Figure pat00005
May be a frequency offset.
Figure pat00006
May be the length of one pulse in the time domain.
Figure pat00007
May be a chirp rate.
Figure pat00008
May be reflected by the K target, the signal is reflected by the K target may be received from the m r th receiving antenna from among the M r receive antennas. m The signal received at the r th receive antenna (
Figure pat00009
) May be defined as in Equation 2 below. In other words, the detection device through the receiving antenna
Figure pat00010
Can be received.

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
는 목표물의 반사 계수, 레인지(range)로 인한 경로 손실, 안테나 이득 등을 고려하여 결정될 수 있다. 수학식 2에서
Figure pat00013
는 아래 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00012
May be determined in consideration of a reflection coefficient of a target, a path loss due to a range, an antenna gain, and the like. In equation (2)
Figure pat00013
May be defined as in Equation 3 below.

Figure pat00014
Figure pat00014

Figure pat00015
는 mt번째 송신 안테나에서 k번째 목표물까지의 거리일 수 있다.
Figure pat00016
는 mr번째 수신 안테나에서 k번째 목표물까지의 거리일 수 있다. 여기서, mt번째 송신 안테나와 mr번째 수신 안테나의 가운데에 위치한 가상 안테나에서 신호가 송수신되는 것으로 가정될 수 있다. 즉, Mt개의 송신 안테나들과 Mr개의 수신 안테나들이 사용됨으로써, Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들(virtual array elements)을 포함하는 안테나가 구현될 수 있다.
Figure pat00015
May be the distance from the m t th transmit antenna to the k th target.
Figure pat00016
May be the distance from the m r th receive antenna to the k th target. Here, it may be assumed that signals are transmitted and received at a virtual antenna positioned in the middle of the m t th transmit antenna and the m r th receive antenna. That is, by using M t transmit antennas and M r receive antennas, an antenna including M t x M r virtual array elements may be implemented.

도 2는 검출 장치에 포함된 안테나들에 의해 형성되는 가상 안테나를 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a virtual antenna formed by antennas included in a detection apparatus.

도 2를 참조하면, 검출 장치는 4개의 송신 안테나들과 4개의 수신 안테나들을 포함할 수 있다. 이 경우, 16개의 가상 어레이 엘리먼트들을 포함하는 선형 어레이 안테나가 구현될 수 있다.Referring to FIG. 2, the detection apparatus may include four transmit antennas and four receive antennas. In this case, a linear array antenna including 16 virtual array elements can be implemented.

수학식 3에서

Figure pat00017
는 목표물의 속도일 수 있다. 예를 들어,
Figure pat00018
는 레이더(예를 들어, 안테나) 방향을 기준으로 목표물의 상대적인 속도일 수 있다. 수학식 3에서
Figure pat00019
에 의하면, 가상 어레이 엘리먼트들을 포함하는 선형 어레이 안테나에서 신호를 송수신하는 효과를 고려하여, 안테나로부터 목표물까지의 거리가 다시 표현될 수 있다.
Figure pat00020
는 선형 어레이 안테나에 포함된 가상 어레이 엘리먼트(예를 들어, 기준 엘리먼트)로부터 목표물까지의 거리일 수 있다.
Figure pat00021
는 mt번째 송신 안테나와 mr번째 수신 안테나에 의해 형성되는 가상 어레이 엘리먼트의 상대적인 위칠 수 있다.
Figure pat00022
는 목표물의 방위각일 수 있고, 선형 어레이 안테나에 포함된 가상 어레이 엘리먼트를 기준으로 결정될 수 있다. 선형 어레이 안테나에 포함된 가상 어레이 엘리먼트의 인덱스가 m이고, 가상 어레이 엘리먼트들 간의 간격이 d인 경우, 수학식 3에서
Figure pat00023
가 정의될 수 있다.In equation (3)
Figure pat00017
May be the speed of the target. For example,
Figure pat00018
May be the relative velocity of the target with respect to the radar (eg, antenna) direction. In equation (3)
Figure pat00019
According to the present invention, in consideration of the effect of transmitting and receiving signals in the linear array antenna including the virtual array elements, the distance from the antenna to the target can be represented again.
Figure pat00020
May be the distance from the virtual array element (eg, the reference element) included in the linear array antenna to the target.
Figure pat00021
Can be a relative position of the virtual array element formed by the m t th transmit antenna and the m r th receive antenna.
Figure pat00022
May be the azimuth angle of the target and may be determined based on the virtual array elements included in the linear array antenna. If the index of the virtual array element included in the linear array antenna is m and the spacing between the virtual array elements is d,
Figure pat00023
Can be defined.

FMCW MIMO 레이더의 신호를 처리하기 위해, 검출 장치는 송신 안테나들로부터 전송된 신호와 수신 안테나에서 수신된 신호에 대한 디컨볼루션(deconvolution) 및 로우-패스 필터링(low-pass filtering)을 수행함으로써 아래 수학식 4에서 정의된 신호(

Figure pat00024
)를 도출할 수 있다. 수학식
Figure pat00025
는 비트(beat) 주파수 정보를 포함할 수 있다.In order to process the signal of the FMCW MIMO radar, the detection apparatus performs the following by performing deconvolution and low-pass filtering on the signal transmitted from the transmitting antennas and the signal received at the receiving antenna. The signal defined in (4)
Figure pat00024
) Can be derived. Equation
Figure pat00025
May include beat frequency information.

Figure pat00026
Figure pat00026

Figure pat00027
는 TS마다 샘플링될 수 있고, 샘플링된 신호를 이산 신호로 변환함으로써 아래 수학식 5가 정의될 수 있다.
Figure pat00027
May be sampled every T S , and Equation 5 below may be defined by converting the sampled signal into a discrete signal.

Figure pat00028
Figure pat00028

다중 목표물들을 검출하기 위해 총 S개의 펄스가 사용되는 경우, S개의 펄스에 속한 s번째 펄스의 n번째 샘플 신호는 아래 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.When a total of S pulses are used to detect multiple targets, the n th sample signal of the s th pulse belonging to the S pulses may be defined as Equation 6 below.

Figure pat00029
Figure pat00029

수학식 6에서

Figure pat00030
가 정의될 수 있다. 가상 어레이 엘리먼트들에서 수신 신호들은 수학식 6에 기초하여 하나의 벡터 형태로 표현될 수 있다. 예를 들어, 가상 어레이 엘리먼트들에서 수신 신호들을 기초로 생성된 벡터는 아래 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.In equation (6)
Figure pat00030
Can be defined. The received signals in the virtual array elements may be represented in one vector form based on Equation 6. For example, the vector generated based on the received signals in the virtual array elements may be defined as in Equation 7 below.

Figure pat00031
Figure pat00031

Figure pat00032
는 어레이 응답 벡터(array response vector)일 수 있고,
Figure pat00033
가 정의될 수 있다.
Figure pat00034
는 아래 수학식 8과 같이 모든 펄스에 대한 벡터 형태로 표현될 수 있다.
Figure pat00032
May be an array response vector,
Figure pat00033
Can be defined.
Figure pat00034
May be expressed in a vector form for all pulses as shown in Equation 8 below.

Figure pat00035
Figure pat00035

수학식 8에서

Figure pat00036
는 아래 수학식 9와 같이 정의될 수 있다.In equation (8)
Figure pat00036
May be defined as in Equation 9 below.

Figure pat00037
Figure pat00037

Figure pat00038
는 아래 수학식 10과 같이 모든 n에 대한 컬럼(column) 형태로 표현될 수 있다.
Figure pat00038
May be expressed in the form of a column for all n as shown in Equation 10 below.

Figure pat00039
Figure pat00039

■ 2D MUSIC(multiple signal classification) 알고리즘■ 2D multiple signal classification (MUSIC) algorithm

검출 장치는

Figure pat00040
에 기초하여 샘플 공분산 행렬을 계산할 수 있고, 샘플 공분산 행렬에 대한 고유 값 분해(eigen-value decomposition)를 수행함으로써 아래 수학식 11을 생성할 수 있다.Detection device
Figure pat00040
The sample covariance matrix may be calculated based on the equation, and Equation 11 may be generated by performing eigen-value decomposition of the sample covariance matrix.

Figure pat00041
Figure pat00041

Figure pat00042
는 신호 부공간을 스팬(span)하는 고유 벡터를 기초로 생성된 행렬일 수 있다.
Figure pat00043
은 잡음 부공간을 스팬하는 고유 벡터를 기초로 생성된 행렬일 수 있다.
Figure pat00044
이 정의되는 경우, 신호 부공간은 잡음 부공간과 직교할 수 있다. 따라서 아래 수학식 12가 정의될 수 있다.
Figure pat00042
May be a matrix generated based on an eigenvector spanning a signal subspace.
Figure pat00043
May be a matrix generated based on the eigenvectors spanning the noise subspace.
Figure pat00044
If is defined, the signal subspace can be orthogonal to the noise subspace. Therefore, Equation 12 below may be defined.

Figure pat00045
Figure pat00045

검출 장치는 2차원 격자 탐색을 수행함으로써

Figure pat00046
을 최대화하는 속도(v)와 방위각(θ)을 추정할 수 있다.The detection device performs a two-dimensional grating search
Figure pat00046
We can estimate the speed (v) and the azimuth angle (θ) to maximize the.

■ 직교 투영법(orthogonal projection)에 기초한 간섭 제거 기법이 적용된 2D MUSIC 알고리즘■ 2D MUSIC Algorithm with Interference Cancellation Based on Orthogonal Projection

수학식 12에서

Figure pat00047
가 최댓값을 가지는 경우, 검출 장치는
Figure pat00048
가 최댓값을 가지도록 결정된 속도(v)와 방위각(θ)을 목표물의 속도(v)와 방위각(θ)으로 추정할 수 있다. 그러나 잡음 및
Figure pat00049
의 사이드-로브(side-lobe) 때문에, 검출 장치로부터 상대적으로 멀리 위치한 목표물에 의해 반사된 신호의 감쇄는 클 수 있다. 이 경우, 검출 장치로부터 상대적으로 멀리 위치한 목표물에 의해 반사된 신호의 크기는 검출 장치로부터 상대적으로 가까이 위치한 목표물에 대한 사이드-로브의 크기보다 작을 수 있다. 따라서 목표물에 대한 파라미터들(예를 들어, 거리, 방위각, 속도)을 추정하는 것은 어려울 수 있다.In equation (12)
Figure pat00047
Has a maximum value, the detection device
Figure pat00048
The velocity v and the azimuth angle θ determined to have the maximum value can be estimated as the velocity v and the azimuth angle θ of the target. But noise and
Figure pat00049
Because of the side-lobe of, the attenuation of the signal reflected by the target located relatively far from the detection device can be large. In this case, the magnitude of the signal reflected by the target located relatively far from the detection device may be smaller than the size of the side-lobe for the target located relatively close to the detection device. Thus it can be difficult to estimate the parameters (eg, distance, azimuth, speed) for the target.

이러한 문제를 해결하기 위해, 검출 장치는 원시(original) 수신 신호(예를 들어, 수학식 2에 정의된 신호)에 기초하여 목표물의 파라미터들을 추정하기 위해 사용되는 함수(예를 들어, 수학식 12에 정의된 함수)를 생성할 수 있다. 검출 장치는 수학식 12에 정의된

Figure pat00050
의 최댓값을 계산할 수 있고, 최댓값을 사용하여 목표물의 파라미터들을 추정할 수 있고, 추정된 파라미터들을 사용하여 직교 투영법을 수행함으로써 원시 수신 신호 내의 간섭을 제거할 수 있다. 예를 들어, 검출 장치는 검출 장치로부터 가장 가까운 목표물에 의해 야기되는 간섭을 원시 수신 신호에서 제거함으로써 제1 수신 신호를 생성할 수 있다.To solve this problem, the detection device is a function (e.g., Equation 12) used to estimate parameters of a target based on an original received signal (e.g., a signal defined in Equation 2). Function defined in) can be created. The detection device is defined in Equation 12
Figure pat00050
The maximum value of can be calculated, the maximum value can be used to estimate the parameters of the target, and the estimated parameters can be used to perform orthogonal projection to eliminate interference in the raw received signal. For example, the detection device may generate the first received signal by removing from the original received signal the interference caused by the closest target from the detection device.

그 후에, 검출 장치는 제1 수신 신호를 기초로

Figure pat00051
의 최댓값을 계산할 수 있고, 최댓값(예를 들어, 원시 수신 신호를 기초로 계산된 최댓값보다 작은 최댓값)을 사용하여 목표물의 파라미터들을 추정할 수 있고, 추정된 파라미터들을 사용하여 직교 투영법을 수행함으로써 제1 수신 신호 내의 간섭을 제거할 수 있다. 예를 들어, 검출 장치는 검출 장치로부터 두 번째로 가까운 목표물에 의해 야기되는 간섭을 제1 수신 신호에서 제거함으로써 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.Thereafter, the detection apparatus is based on the first received signal.
Figure pat00051
Can calculate the maximum value of, use the maximum value (e.g., the maximum value less than the maximum value calculated based on the raw received signal) to estimate the parameters of the target, and perform the orthogonal projection method using the estimated parameters 1 can eliminate interference in the received signal. For example, the detection device may generate a second received signal by removing from the first received signal interference caused by a second closest target from the detection device.

즉, 가장 큰

Figure pat00052
를 발생시키는 신호를 반사한 목표물에 대한 파라미터들(예를 들어, 속도 및 방위각)이 추정된 경우, 검출 장치는 추정된 파라미터들을 사용하여
Figure pat00053
를 계산할 수 있고,
Figure pat00054
와 직교한 영역에 투영된 행렬을 계산할 수 있다.
Figure pat00055
와 직교한 영역에 투영된 행렬은 아래 수학식 13과 같이 정의될 수 있다.That's the biggest
Figure pat00052
If parameters (eg, velocity and azimuth) for the target that reflected the signal that generates the signal are estimated, then the detection apparatus uses the estimated parameters.
Figure pat00053
Can be calculated,
Figure pat00054
We can compute the matrix projected onto the area orthogonal to.
Figure pat00055
The matrix projected onto the area orthogonal to may be defined as in Equation 13 below.

Figure pat00056
Figure pat00056

또한, 검출 장치는 샘플 공분산 행렬(예를 들어,

Figure pat00057
)에 기초하여 고유 값 분해를 수행함으로써 수학식 12를 계산할 수 있다. 이 경우, 검출 장치는 가장 큰 세기를 가지는 신호를 반사시키는 목표물의 파라미터들로 인한 간섭 효과를 제거할 수 있고, 간섭 효과가 제거된 상태에서 다음 목표물의 파라미터들을 정확하게 추정할 수 있다. 검출 장치는 앞서 설명된 동작을 K번 반복 수행함으로써 K개 목표물들(예를 들어, 도 1에 도시된 K개 목표물들)의 파라미터들을 추정할 수 있다. 가장 작은 수신 세기를 가지는 목표물(예를 들어, 검출 장치로부터 가장 멀리 떨어진 목표물)의 파라미터들도 정확하게 추정될 수 있다.In addition, the detection device may be a sample covariance matrix (e.g.,
Figure pat00057
Equation 12 may be calculated by performing eigenvalue decomposition based on. In this case, the detection apparatus can eliminate the interference effect due to the parameters of the target reflecting the signal having the greatest intensity, and can accurately estimate the parameters of the next target with the interference effect removed. The detection apparatus may estimate parameters of K targets (eg, K targets shown in FIG. 1) by repeatedly performing the above-described operation K times. The parameters of the target having the smallest reception strength (eg, the target farthest from the detection device) can also be estimated accurately.

■ 2D 루트(root) MUSIC 알고리즘■ 2D root MUSIC algorithm

2차원 격자 탐색의 계산량은 매우 많기 때문에, 검출 장치는 2차원 루트 MUSIC 알고리즘을 사용하여 목표물의 파라미터들을 추정할 수 있다. 검출 장치는 아래 수학식 14에 정의된 2개의 벡터들을 정의할 수 있다.Since the computation amount of the two-dimensional lattice search is very large, the detection apparatus can estimate the parameters of the target using the two-dimensional root MUSIC algorithm. The detection apparatus may define two vectors defined in Equation 14 below.

Figure pat00058
Figure pat00058

수학식 14에 정의된 2개의 벡터들을 사용하면, 수학식 12의 분모는 아래 수학식 15와 같이 정의될 수 있다.Using two vectors defined in Equation 14, the denominator of Equation 12 may be defined as Equation 15 below.

Figure pat00059
Figure pat00059

Figure pat00060
는 아래 수학식 16과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00060
May be defined as in Equation 16 below.

Figure pat00061
Figure pat00061

수학식 12의

Figure pat00062
를 최대화하는 파라미터들을 구하는 것은 수학식 15에서
Figure pat00063
에 대한 방정식의 근을 구하는 것과 동일할 수 있다. 수학식 15는 아래 수학식 17로 변환될 수 있다.Of Equation 12
Figure pat00062
Finding the parameters that maximize is given by
Figure pat00063
It can be the same as finding the root of the equation for. Equation 15 may be converted to Equation 17 below.

Figure pat00064
Figure pat00064

검출 장치는 아래 수학식 18을 만족하는

Figure pat00065
를 계산할 수 있다.The detection device satisfies Equation 18 below.
Figure pat00065
Can be calculated.

Figure pat00066
Figure pat00066

Figure pat00067
가 정의되는 경우, 수학식 18의 근들 중에서 속도에 관련된 근은 크기가 1인 단위 원(unit circle)상에 위치할 수 있다. 따라서 K개 목표물들의 속도를 추정하기 위해, 검출 장치는 단위 원에 가장 가까운 K개의 근들(예를 들어,
Figure pat00068
)을 선택할 수 있고, 아래 수학식 19에 기초하여 K개의 목표물들의 속도를 추정할 수 있다.
Figure pat00067
If is defined, the roots related to velocity among the roots of Equation 18 may be located on a unit circle having a size of 1. Thus, in order to estimate the velocity of the K targets, the detection apparatus uses the K roots closest to the unit circle (e.g.,
Figure pat00068
), And the velocity of the K targets can be estimated based on Equation 19 below.

Figure pat00069
Figure pat00069

검출 장치는

Figure pat00070
에 기초하여
Figure pat00071
를 계산할 수 있다. 검출 장치는
Figure pat00072
를 수학식 17에 대입함으로써 아래 수학식 20을 획득할 수 있다.Detection device
Figure pat00070
Based on
Figure pat00071
Can be calculated. Detection device
Figure pat00072
By substituting for Equation 17, Equation 20 below can be obtained.

Figure pat00073
Figure pat00073

Figure pat00074
가 정의되는 경우, 수학식 20의 근들 중에서 방위각에 관련된 근은 크기가 1인 단위 원상에 위치할 수 있다. 따라서 K개 목표물들의 방위각을 추정하기 위해, 검출 장치는 수학식 20의 근들 중에서 단위 원에 가장 가까운 K개의 근들을 선택할 수 있고, 아래 수학식 21에 기초하여 K개 목표물들의 방위각을 추정할 수 있다.
Figure pat00074
If is defined, the roots related to the azimuth angle among the roots of Equation 20 may be located on a unit circle having a size of 1. Therefore, in order to estimate the azimuth angles of the K targets, the detection apparatus may select the K roots closest to the unit circle among the roots of Equation 20, and estimate the azimuth angles of the K targets based on Equation 21 below. .

Figure pat00075
Figure pat00075

■ ■ 저복잡도Low complexity 근사화에 기초한 2D 루트 MUSIC 알고리즘 2D Root MUSIC Algorithm Based on Approximation

수학식 14는

Figure pat00076
에 대한 함수이고,
Figure pat00077
가 정의되는 경우,
Figure pat00078
는
Figure pat00079
로 표현될 수 있다. 즉,
Figure pat00080
는 2π 주기를 가지는 주기 함수일 수 있다. 검출 장치는 아래 수학식 22와 같이
Figure pat00081
를 푸리에 급수(Fourier series)로 표현할 수 있다.Equation 14 is
Figure pat00076
Is a function for,
Figure pat00077
Is defined,
Figure pat00078
Is
Figure pat00079
It can be expressed as. In other words,
Figure pat00080
May be a periodic function having a period of 2π. The detection device is expressed by Equation 22 below.
Figure pat00081
Can be expressed as a Fourier series.

Figure pat00082
Figure pat00082

Figure pat00083
는 아래 수학식 23과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00083
May be defined as in Equation 23 below.

Figure pat00084
Figure pat00084

검출 장치는 수학식 18의 디터미넌트(determinant)를 푸리에 급수를 통해 근사화함으로써 아래 수학식 24를 도출할 수 있다.The detection apparatus may derive Equation 24 by approximating a determinant of Equation 18 through a Fourier series.

Figure pat00085
Figure pat00085

수학식 24에서 z에 대한 다항식 차수는 "(S-1)×M"일 수 있다. 이 경우, S 또는 M이 커짐에 따라 다항식 차수가 증가할 수 있다. 수학식 24에서 z에 대한 다항식 차수가 "N<(S-1)×M"을 만족하도록 설정되는 경우, 검출 장치는 낮은 다항식 차수를 가지는 수학식 24의 근들을 효율적으로 찾을 수 있다. 검출 장치는 수학식 24의 근들과 수학식 19를 사용하여 K개의 목표물들의 속도를 추정할 수 있고, 수학식 24의 근들과 수학식 20 및 21을 사용하여 K개의 목표물들의 방위각을 추정할 수 있다. 방위각 추정을 위해 사용되는 방정식의 차수는 높지 않기 때문에, 검출 장치는 근사화 동작 없이 방위각을 정확하게 추정할 수 있다. 필요한 경우, 검출 장치는 근사화 동작을 수행함으로써 방위각을 추정할 수 있다.In Equation 24, the polynomial order for z may be "(S-1) x M". In this case, as S or M increases, the polynomial order may increase. When the polynomial order for z is set to satisfy "N <(S-1) x M" in Equation 24, the detection apparatus can efficiently find roots of Equation 24 having a low polynomial order. The detection apparatus may estimate the velocity of the K targets using the roots of Equation 24 and Equation 19, and estimate the azimuth angle of the K targets using the roots of Equation 24 and Equations 20 and 21. . Since the order of the equations used for azimuth estimation is not high, the detection apparatus can accurately estimate the azimuth without the approximation operation. If necessary, the detection apparatus may estimate the azimuth angle by performing an approximation operation.

■ 가중치를 고려한 ■ Considering weight 저복잡도Low complexity 근사화에 기초한 2D 루트 MUSIC 알고리즘 2D Root MUSIC Algorithm Based on Approximation

검출 장치는 수학식 24에 정의된

Figure pat00086
를 가중치(
Figure pat00087
)와 함께 근사화할 수 있다. 예를 들어, 검출 장치는 아래 수학식 25에 기초하여
Figure pat00088
를 근사화할 수 있다.The detection device is defined in equation (24).
Figure pat00086
Is weighted (
Figure pat00087
) Can be approximated. For example, the detection device is based on Equation 25 below.
Figure pat00088
Can be approximated.

Figure pat00089
Figure pat00089

Figure pat00090
가 만족되는 경우에, 검출 장치는 정확한 근사화를 위해
Figure pat00091
를 아래 수학식 26과 같이 정의할 수 있다.
Figure pat00090
If is satisfied, the detection device is used for accurate approximation.
Figure pat00091
May be defined as in Equation 26 below.

Figure pat00092
Figure pat00092

Figure pat00093
는 에르미트 대칭 행렬(Hermitian symmetric matrix)의 디터미넌트일 수 있다. 따라서
Figure pat00094
는 항상 실수 값을 가질 수 있으며, 수학식 25는 아래 수학식 27과 같이 재정의될 수 있다.
Figure pat00093
May be the determinant of the Hermitian symmetric matrix. therefore
Figure pat00094
May always have a real value, and Equation 25 may be redefined as in Equation 27 below.

Figure pat00095
Figure pat00095

수학식 27의 파라미터들은 아래 수학식 28과 같이 정의될 수 있다.Parameters of Equation 27 may be defined as in Equation 28 below.

Figure pat00096
Figure pat00096

검출 장치는 아래 수학식 29에 기초하여 수학식 27의 근들을 계산할 수 있다.The detection apparatus may calculate the roots of Equation 27 based on Equation 29 below.

Figure pat00097
Figure pat00097

따라서 검출 장치는 "

Figure pat00098
"을 만족하는 근들을 효율적으로 계산할 수 있다. 검출 장치는 수학식 27의 근들과 수학식 19를 사용하여 K개의 목표물들의 속도를 추정할 수 있고, 수학식 27의 근들과 수학식 20 및 21을 사용하여 K개의 목표물들의 방위각을 추정할 수 있다. 방위각 추정을 위해 사용되는 방정식의 차수는 높지 않기 때문에, 검출 장치는 근사화 동작 없이 방위각을 정확하게 추정할 수 있다. 필요한 경우, 검출 장치는 근사화 동작을 수행함으로써 방위각을 추정할 수 있다.So the detection device is "
Figure pat00098
The roots satisfying " can be efficiently calculated. The detection apparatus can estimate the speed of the K targets using the roots of Equation 27 and Equation 19, and calculate the roots of Equation 27 and Equations 20 and 21. The azimuth angles of the K targets can be estimated using the equations used for estimating the azimuth angle, since the order of the equations used for the azimuth angle estimation is not high. By performing the azimuth angle can be estimated.

검출 장치는 추정된 속도와 방위각을 사용하여 검출 장치(예를 들어, 안테나)와 목표물 간의 거리를 추정할 수 있다. 검출 장치는 추정된 속도와 방위각을 사용하여

Figure pat00099
를 계산할 수 있다.
Figure pat00100
는 아래 수학식 30과 같이 정의될 수 있다.The detection device may estimate the distance between the detection device (eg, antenna) and the target using the estimated speed and azimuth angle. The detection device uses the estimated velocity and azimuth
Figure pat00099
Can be calculated.
Figure pat00100
May be defined as in Equation 30 below.

Figure pat00101
Figure pat00101

검출 장치는

Figure pat00102
와 수학식 10에서 정의된
Figure pat00103
를 곱함으로써 아래 수학식 31에서 정의된
Figure pat00104
를 계산할 수 있다.Detection device
Figure pat00102
And defined in Equation 10
Figure pat00103
By multiplying by
Figure pat00104
Can be calculated.

Figure pat00105
Figure pat00105

목표물의 속도와 방위각에 의해 형성된 벡터(

Figure pat00106
)를 정합 필터(matched filter)에 통과시키는 효과가 발생하므로, 목표물 방향으로의 SNR(signal to noise ratio)이 최대가 되도록 수신 벡터가 결합될 수 있다. 따라서 다른 목표물로부터 반사되는 신호는 널링(nulling)될 수 있다.
Figure pat00107
는 k번째 목표물과 검출 장치(예를 들어, 안테나) 간의 거리에 해당하는 단일 비트 주파수(
Figure pat00108
)로 인하여 발생하는 단일 톤(tone) 신호를 Ts마다 샘플링한 신호에 잡음이 더해진 신호일 수 있다.
Figure pat00109
에 대한 FFT(fast Fourier transform)의 결과인 피크 주파수는 비트 주파수일 수 있고, 검출 장치는 아래 수학식 32를 사용하여 k번째 목표물과 검출 장치(예를 들어, 안테나) 간의 거리를 추정할 수 있다.Vector formed by the velocity and azimuth of the target
Figure pat00106
Since the effect of passing the N?) Through a matched filter occurs, the reception vector may be combined to maximize the signal to noise ratio (SNR) toward the target. Thus, signals reflected from other targets may be nulled.
Figure pat00107
Is the single bit frequency corresponding to the distance between the kth target and the detection device (e.
Figure pat00108
The noise may be added to a signal obtained by sampling a single tone signal generated every T s .
Figure pat00109
The peak frequency resulting from the fast Fourier transform (FFT) for may be a bit frequency, and the detection apparatus may estimate the distance between the kth target and the detection apparatus (eg, the antenna) using Equation 32 below. .

Figure pat00110
Figure pat00110

한편, 앞서 설명된 실시예들에 따른 성능은 다음과 같을 수 있다. 검출 장치의 동작 주파수(

Figure pat00111
), 송신 안테나, 및 수신 안테나는 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.Meanwhile, the performance according to the embodiments described above may be as follows. Operating frequency of the detection device (
Figure pat00111
), A transmit antenna, and a receive antenna may be defined as shown in Table 1 below.

Figure pat00112
Figure pat00112

검출 장치의 전방에 3개의 목표물들이 존재하는 것으로 가정될 수 있다. 3개의 목표물들의 파라미터들(예를 들어, 거리, 방위각, 속도)은 아래 표 2와 같이 정의될 수 있다.It can be assumed that there are three targets in front of the detection device. Parameters of the three targets (eg, distance, azimuth, speed) may be defined as shown in Table 2 below.

Figure pat00113
Figure pat00113

거리는 검출 장치(예를 들어, 안테나)와 목표물 간의 거리일 수 있다. 목표물의 방위각(

Figure pat00114
)은 검출 장치를 기준으로 결정될 수 있다. 목표물의 속도(
Figure pat00115
)는 검출 장치에 대한 상대 속도일 수 있다. k는 목표물의 인덱스일 수 있다.The distance may be the distance between the detection device (eg antenna) and the target. The azimuth of the target (
Figure pat00114
) May be determined based on the detection device. The speed of the target (
Figure pat00115
) May be a relative speed relative to the detection device. k may be an index of the target.

송신 안테나들로부터 전송된 신호들은 목표물들에 의해 반사될 수 있고, 수신 안테나들은 목표물들로부터 반사된 신호들을 수신할 수 있다. 수신 안테나들에서 수신된 신호들의 강도는 표 2에 정의된 거리의 네 제곱에 반비례하는 것으로 가정될 수 있다. 여기서, AWGN(additive white Gaussian noise)이 존재할 수 있으며, 분산값은 8.57×10-4로 설정될 수 있다.Signals transmitted from the transmit antennas can be reflected by the targets, and receive antennas can receive the signals reflected from the targets. The strength of the signals received at the receive antennas can be assumed to be inversely proportional to the four squares of the distances defined in Table 2. Here, the additive white Gaussian noise (AWGN) may be present, and the variance value may be set to 8.57 × 10 −4 .

표 1 및 표 2에 정의된 파라미터들에 기초한 기존 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과는 아래 도 3과 같을 수 있다. 2D MUSIC 알고리즘을 위한 탐색 간격은 "속도 그리드(speed grid)=40:0.5:100, 각도 그리드(angle grid)=-30:0.5:30"일 수 있다.Performance of the existing 2D MUSIC algorithm based on the parameters defined in Table 1 and Table 2 may be as shown in FIG. 3 below. The search interval for the 2D MUSIC algorithm may be "speed grid = 40: 0.5: 100, angle grid = -30: 0.5: 30".

도 3은 기존 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과를 도시한 그래프일 수 있다.3 may be a graph showing a result of performing a conventional 2D MUSIC algorithm.

도 3을 참조하면, 목표물 #1에 의해 반사된 신호의 크기는 목표물 #3에 의해 반사된 신호의 크기보다 크기 때문에, 목표물 #1에 의해 반사된 신호는 목표물 #3에 의해 반사된 신호에 대한 간섭으로 작용할 수 있다. 따라서 검출 장치는 목표물 #3의 파라미터들(예를 들어, 거리, 방위각, 속도)을 정확하게 추정하지 못할 수 있다.Referring to FIG. 3, since the magnitude of the signal reflected by the target # 1 is greater than the magnitude of the signal reflected by the target # 3, the signal reflected by the target # 1 may be compared to the signal reflected by the target # 3. May act as interference. Thus, the detection apparatus may not accurately estimate the parameters (eg, distance, azimuth, speed) of the target # 3.

반면, 직교 투영법에 기초한 간섭 제거 기법이 적용된 2D MUSIC 알고리즘이 사용되면, 검출 장치는 수신 신호에 기초하여 목표물 #1의 파라미터들을 추정할 수 있고, 수신 신호에서 목표물 #1에 의해 야기되는 간섭을 제거한 제1 신호를 도출할 수 있고, 제1 신호에 기초하여 목표물 #2의 파라미터들을 추정할 수 있고, 제1 신호에서 목표물 #2에 의해 야기되는 간섭을 제거한 제2 신호를 도출할 수 있고, 제2 신호에 기초하여 목표물 #3의 파라미터들을 추정할 수 있다. 직교 투영법에 기초한 간섭 제거 기법이 적용된 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과는 아래 도 4와 같을 수 있다.On the other hand, if the 2D MUSIC algorithm to which the interference cancellation method based on the orthogonal projection method is applied is used, the detection apparatus can estimate the parameters of the target # 1 based on the received signal and remove the interference caused by the target # 1 from the received signal. Derive a first signal, estimate parameters of target # 2 based on the first signal, derive a second signal that eliminates interference caused by target # 2 from the first signal, and The parameters of target # 3 can be estimated based on the two signals. An execution result of the 2D MUSIC algorithm to which the interference cancellation method based on the orthogonal projection method is applied may be as shown in FIG. 4.

도 4는 직교 투영법에 기초한 간섭 제거 기법이 적용된 2D MUSIC 알고리즘의 수행 결과를 도시한 그래프일 수 있다.4 may be a graph illustrating a result of performing a 2D MUSIC algorithm to which an interference cancellation method based on an orthogonal projection method is applied.

도 4를 참조하면, 검출 장치는 목표물 #1 내지 #3 각각의 속도 및 방위각을 정확하게 추정할 수 있고, 속도 및 방위각에 기초하여 목표물 #1 내지 #3 각각의 거리를 추정할 수 있다.Referring to FIG. 4, the detection apparatus may accurately estimate the speed and azimuth of each of the targets # 1 to # 3, and estimate the distance of each of the targets # 1 to # 3 based on the speed and the azimuth.

한편, 기존 2D MUSIC 알고리즘이 사용되는 경우, 120×120 그리드에 대하여 수학식 12의 근들을 도출하기 위해 복잡한 계산 과정이 필요할 수 있다. 또한, 기존 2D MUSIC 알고리즘이 사용되는 경우, 검출 장치는 FFT를 수행함으로써 목표물의 거리를 추정할 수 있다. 이 경우, 추정 오류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 거리 추정시에 다음과 같이 오류가 발생할 수 있다.On the other hand, when the existing 2D MUSIC algorithm is used, a complex calculation process may be required to derive roots of Equation 12 for a 120 × 120 grid. In addition, when the existing 2D MUSIC algorithm is used, the detection apparatus may estimate the distance of the target by performing the FFT. In this case, an estimation error may occur. For example, an error may occur when the distance is estimated as follows.

도 5는 기존 2D MUSIC 알고리즘에 의해 발생하는 오류를 도시한 그래프이다.5 is a graph illustrating an error generated by the existing 2D MUSIC algorithm.

도 5를 참조하면, 수학식 12에서

Figure pat00116
의 피크 값이 잘못 결정되는 경우, 검출 장치는 목표물 #1의 비트 주파수가 목표물 #3의 비트 주파수와 동일한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 검출 장치는 목표물 #1의 거리를 69.8679m로 판단할 수 있고, 목표물 #2의 거리를 80.0051m로 판단할 수 있고, 목표물 #3의 거리를 69.8679m로 판단할 수 있다. 즉, 검출 장치에 의해 추정된 목표물 #3의 거리는 표 2에 정의된 목표물 #3의 거리와 다를 수 있다.Referring to FIG. 5, in Equation 12
Figure pat00116
When the peak value of is incorrectly determined, the detection apparatus may determine that the bit frequency of the target # 1 is the same as the bit frequency of the target # 3. Accordingly, the detection apparatus may determine the distance of the target # 1 to 69.8679m, may determine the distance of the target # 2 to 80.0051m, and may determine the distance of the target # 3 to 69.8679m. That is, the distance of the target # 3 estimated by the detection apparatus may be different from the distance of the target # 3 defined in Table 2.

한편, 기존 2D MUSIC 알고리즘에 의해 추정된 속도에 대한 MSE(mean squared error)와 본 발명에서 제안된 2D MUSIC 알고리즘에 의해 추정된 속도에 대한 MSE는 아래 표 3과 같을 수 있다.Meanwhile, the mean squared error (MSE) for the speed estimated by the existing 2D MUSIC algorithm and the MSE for the speed estimated by the 2D MUSIC algorithm proposed in the present invention may be as shown in Table 3 below.

Figure pat00117
Figure pat00117

기존 2D MUSIC 알고리즘에 의해 추정된 방위각에 대한 MSE와 본 발명에서 제안된 2D MUSIC 알고리즘에 의해 추정된 방위각에 대한 MSE는 아래 표 4와 같을 수 있다.MSE for the azimuth estimated by the existing 2D MUSIC algorithm and MSE for the azimuth estimated by the 2D MUSIC algorithm proposed in the present invention may be as shown in Table 4 below.

Figure pat00118
Figure pat00118

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 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. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like. The program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer readable media include hardware devices that are specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code, such as produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. Could be.

Claims (12)

다중 목표물들을 검출하는 장치에서 수행되는 동작 방법으로서,
상기 장치에 포함된 Mt개의 송신 안테나들을 사용하여 제1 신호들을 전송하는 단계;
상기 다중 목표물들에 의해 반사된 제1 신호들을 상기 장치에 포함된 Mr개의 수신 안테나들을 통해 수신하는 단계;
상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들을 사용하여 상기 다중 목표물들 각각의 속도와 방위각을 추정하기 위한 제1 함수를 생성하는 단계;
상기 제1 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에 상기 장치와 가장 가까운 제1 목표물의 속도와 방위각으로 추정하는 단계;
상기 제1 목표물에 의해 야기되는 간섭을 상기 제1 함수에서 제거함으로써 제2 함수를 생성하는 단계; 및
상기 제2 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에서 제2 목표물의 속도와 방위각으로 추정하는 단계를 포함하며,
상기 장치와 상기 제2 목표물 간의 거리는 상기 장치와 상기 제1 목표물 간의 거리 이상이고, 상기 Mt 및 상기 Mr 각각은 2 이상의 자연수인, 동작 방법.An operation method performed in an apparatus for detecting multiple targets,
Transmitting first signals using M t transmit antennas included in the apparatus;
Receiving first signals reflected by the multiple targets through M r receive antennas included in the apparatus;
Generating a first function for estimating the velocity and azimuth of each of the multiple targets using the first signals and the reflected first signals;
Estimating the speed and azimuth angle maximizing the result of the first function as the speed and azimuth angle of the first target closest to the device among the multiple targets;
Generating a second function by removing interference from the first function caused by the first target; And
Estimating a velocity and azimuth angle maximizing the result of the second function as a velocity and azimuth angle of a second target among the multiple targets,
And the distance between the device and the second target is greater than or equal to the distance between the device and the first target, and each of the M t and M r are two or more natural numbers. 청구항 1에 있어서,
상기 Mt개의 송신 안테나들을 통해 전송되는 상기 제1 신호들은 서로 직교하는, 동작 방법.The method according to claim 1,
And the first signals transmitted through the M t transmit antennas are orthogonal to each other. 제1 함수는 2D MUSIC(multiple signal classification) 알고리즘에 기초하여 생성되는, 동작 방법.The first function is generated based on a 2D multiple signal classification (MUSIC) algorithm. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 함수는 상기 다중 목표물들의 속도와 방위각에 의해 형성되는 제1 행렬, 상기 제1 행렬에 대한 에르미트(Hermitian) 행렬, 잡음 부공간에 의해 형성되는 제2 행렬, 및 상기 제2 행렬에 대한 에르미트 행렬으로 구성되는, 동작 방법.The method according to claim 1,
The first function includes a first matrix formed by the velocity and azimuth of the multiple targets, a Hermitian matrix for the first matrix, a second matrix formed by a noise subspace, and the second matrix. Method of operation. 청구항 1에 있어서,
상기 Mt개의 송신 안테나들과 상기 Mr개의 수신 안테나들에 의해 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들이 구현되고, 상기 제1 함수는 상기 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들을 통해 송수신되는 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들에 기초하여 생성되는, 동작 방법.The method according to claim 1,
The M t a and the transmission antennas M r of receive M t × M r of the virtual array elements by the antennas are implemented, wherein the first function is the transmitted and received via the M t × M r of the virtual array elements Generated based on first signals and the reflected first signals. 청구항 1에 있어서,
상기 제2 함수를 생성하는 단계는,
상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하는 단계;
상기 제1 행렬을 직교한 영역에 투영함으로써 투영된 행렬을 생성하는 단계; 및
상기 투영된 행렬의 샘플 공분산 행렬에 대한 고유 값 분해(eigen-value decomposition)를 수행함으로써 상기 제2 함수를 생성하는 단계를 더 포함하는, 동작 방법.The method according to claim 1,
Generating the second function,
Generating a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target;
Generating a projected matrix by projecting the first matrix to an orthogonal area; And
Generating the second function by performing eigen-value decomposition on a sample covariance matrix of the projected matrix. 청구항 1에 있어서,
상기 동작 방법은,
상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하는 단계;
상기 제1 행렬을 사용하여 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리를 지시하는 비트(beat) 주파수를 포함하는 제2 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제2 신호에 대한 FFT(fast Fourier transform)의 결과를 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리로 추정하는 단계를 더 포함하는, 동작 방법.The method according to claim 1,
The operation method,
Generating a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target;
Generating a second signal using the first matrix comprising a beat frequency indicative of a distance of the device and the first target; And
Estimating a result of a fast Fourier transform (FFT) on the second signal as the distance between the device and the first target. 다중 목표물들을 검출하는 장치로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서의 제어에 따라 제1 신호들을 전송하는 Mt개의 송신 안테나들;
상기 프로세서의 제어에 따라 상기 다중 목표물들에 의해 반사된 제1 신호들을 수신하는 Mr개의 수신 안테나들; 및
상기 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 명령들을 저장하는 메모리(memory)를 포함하며,
상기 하나 이상의 명령들은,
상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들을 사용하여 상기 다중 목표물들 각각의 속도와 방위각을 추정하기 위한 제1 함수를 생성하고;
상기 제1 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에 상기 장치와 가장 가까운 제1 목표물의 속도와 방위각으로 추정하고;
상기 제1 목표물에 의해 야기되는 간섭을 상기 제1 함수에서 제거함으로써 제2 함수를 생성하고; 그리고
상기 제2 함수의 결과를 최대화하는 속도와 방위각을 상기 다중 목표물들 중에서 제2 목표물의 속도와 방위각으로 추정하도록 실행되며,
상기 장치와 상기 제2 목표물 간의 거리는 상기 장치와 상기 제1 목표물 간의 거리 이상이고, 상기 Mt 및 상기 Mr 각각은 2 이상의 자연수인, 장치.An apparatus for detecting multiple targets,
A processor;
M t transmit antennas for transmitting first signals under control of the processor;
M r receive antennas for receiving first signals reflected by the multiple targets under control of the processor; And
A memory storing one or more instructions executed by the processor,
The one or more instructions,
Generate a first function for estimating the velocity and azimuth of each of the multiple targets using the first signals and the reflected first signals;
Estimating the speed and azimuth angle maximizing the result of the first function as the speed and azimuth angle of the first target closest to the device among the multiple targets;
Generate a second function by removing interference from the first function caused by the first target; And
And estimating a velocity and azimuth angle maximizing the result of the second function as a velocity and azimuth angle of a second target among the multiple targets,
And the distance between the device and the second target is greater than or equal to the distance between the device and the first target, and each of the M t and M r are two or more natural numbers. 청구항 8에 있어서,
상기 제1 함수는 상기 다중 목표물들의 속도와 방위각에 의해 형성되는 제1 행렬, 상기 제1 행렬에 대한 에르미트(Hermitian) 행렬, 잡음 부공간에 의해 형성되는 제2 행렬, 및 상기 제2 행렬에 대한 에르미트 행렬으로 구성되는, 장치.The method according to claim 8,
The first function includes a first matrix formed by the velocity and azimuth of the multiple targets, a Hermitian matrix for the first matrix, a second matrix formed by a noise subspace, and the second matrix. And a Hermitian matrix for. 청구항 8에 있어서,
상기 Mt개의 송신 안테나들과 상기 Mr개의 수신 안테나들에 의해 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들이 구현되고, 상기 제1 함수는 상기 Mt×Mr개의 가상 어레이 엘리먼트들을 통해 송수신되는 상기 제1 신호들과 상기 반사된 제1 신호들에 기초하여 생성되는, 장치.The method according to claim 8,
The M t a and the transmission antennas M r of receive M t × M r of the virtual array elements by the antennas are implemented, wherein the first function is the transmitted and received via the M t × M r of the virtual array elements And generated based on first signals and the reflected first signals. 청구항 8에 있어서,
상기 제2 함수를 생성하는 경우, 상기 하나 이상의 명령들은,
상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하고;
상기 제1 행렬을 직교한 영역에 투영함으로써 투영된 행렬을 생성하고; 그리고
상기 투영된 행렬의 샘플 공분산 행렬에 대한 고유 값 분해(eigen-value decomposition)를 수행함으로써 상기 제2 함수를 생성하도록 더 실행되는, 장치.The method according to claim 8,
When generating the second function, the one or more instructions are:
Generate a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target;
Generate a projected matrix by projecting the first matrix into an orthogonal area; And
And generate the second function by performing eigen-value decomposition on a sample covariance matrix of the projected matrix. 청구항 8에 있어서,
상기 하나 이상의 명령들은,
상기 제1 목표물의 속도와 방위각에 기초하여 제1 행렬을 생성하고;
상기 제1 행렬을 사용하여 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리를 지시하는 비트(beat) 주파수를 포함하는 제2 신호를 생성하고; 그리고
상기 제2 신호에 대한 FFT(fast Fourier transform)의 결과를 상기 장치와 상기 제1 목표물의 거리로 추정하도록 더 실행되는, 장치.The method according to claim 8,
The one or more instructions,
Generate a first matrix based on the velocity and azimuth of the first target;
Generate a second signal comprising a beat frequency indicative of a distance of the device and the first target using the first matrix; And
And further estimates a result of a fast Fourier transform (FFT) for the second signal as the distance of the device and the first target.
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