KR20210083147A - Object detection device and operating method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 객체 검출 장치 및 그 동작 방법에 관한다.The present disclosure relates to an object detection apparatus and an operating method thereof.
객체 검출 장치는 광의 비행 시간(Time of Flight: ToF)을 측정함으로써, 객체(object)에 대한 3D 영상을 생성할 수 있다. 구체적으로, 객체 검출 장치는 광원으로부터 방사된 광신호가 객체에 의해 반사되어 되돌아올 때까지의 시간을 측정함으로써 객체까지의 거리를 계산하고, 계산된 거리에 기초하여 객체에 대한 깊이 영상을 생성할 수 있다.The object detection apparatus may generate a 3D image of an object by measuring a time of flight (ToF) of light. Specifically, the object detection apparatus calculates the distance to the object by measuring the time until the light signal emitted from the light source is reflected by the object and returns, and generates a depth image of the object based on the calculated distance. have.
이러한 객체 검출 장치는 광 신호를 디지털 신호로 변환하여 광의 비행 시간(ToF)을 계산하나, 종래의 객체 검출 장치는 오직 아날로그 디지털 컨버터(Analog to Digital Converter: ADC)만을 사용하여 광 신호를 디지털 신호로 변환하므로 거리 해상도의 제약이 존재한다는 문제가 있다. 또한 종래의 객체 검출 장치는 저주파 노이즈를 제거하기 위한 해결책을 제시하지 못한다는 문제가 있다.Such an object detection device converts an optical signal into a digital signal to calculate the time-of-flight (ToF) of light, but the conventional object detection device converts the optical signal into a digital signal using only an analog-to-digital converter (ADC). Since it is converted, there is a problem that there is a constraint on the distance resolution. In addition, there is a problem in that the conventional object detection apparatus does not provide a solution for removing low frequency noise.
본 개시는 거리 해상도를 증가시키면서 오탐지 가능성을 감소시킬 수 있는 객체 검출 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.The present disclosure provides an object detection apparatus capable of reducing the possibility of false detection while increasing distance resolution and an operating method thereof.
본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.The technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the above technical problems, and other technical problems can be inferred from the following embodiments.
일 측면에 따른 객체 검출 장치는 송신 신호 및 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환하는 변환부와, 상기 샘플링 주기 사이를 보간(interpolation)하는 보간부와, 상기 보간된 송신 신호 및 상기 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거하는 필터부와, 상기 노이즈가 제거된 송신 신호 및 상기 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호(cross correlation signal)를 생성하고, 상기 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 제어부를 포함할 수 있다.An object detection apparatus according to one aspect includes a converter for converting each of a transmission signal and a reception signal into a digital signal according to a preset sampling period, an interpolator for interpolating between the sampling periods, the interpolated transmission signal and a filter unit that removes noise from each of the interpolated received signals, and generates a cross correlation signal between the noise-removed transmission signal and the noise-removed reception signal, and generates a peak of the cross-correlation signal The control unit may include a control unit for obtaining a 3D image of the object based on the value.
다른 측면에 따른 객체 검출 장치의 동작 방법은 객체를 향해 조사된 송신 신호 및 상기 객체로부터 반사된 수신 신호를 수신하는 단계와, 상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환하는 단계와, 상기 샘플링 주기 사이를 보간하는 단계와, 상기 보간된 송신 신호 및 상기 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거하는 단계와, 상기 노이즈가 제거된 송신 신호 및 상기 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호를 생성하는 단계와, 상기 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating an object detection apparatus according to another aspect includes receiving a transmission signal irradiated toward an object and a reception signal reflected from the object, and converting each of the transmission signal and the reception signal into a digital signal according to a preset sampling period. converting, interpolating between the sampling periods, removing noise from each of the interpolated transmission signal and the interpolated reception signal, and the noise-removed transmission signal and the noise-removed reception signal The method may include generating a cross-correlation signal therebetween, and obtaining a three-dimensional image of the object based on a peak value of the cross-correlation signal.
도 1은 일 실시예에 객체 검출 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 객체 검출 장치의 내부 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 송신 신호 및 수신 신호의 보간 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 송신 신호 및 수신 신호의 보간에 따른 거리 해상도 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 송신 신호 및 수신 신호의 보간에 따른 거리 해상도 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 송신 신호 및 수신 신호의 저주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제3 입력 데이터의 빈 영역에 제로를 삽입할 때 발생되는 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 송신 신호 및 수신 신호의 저주파 노이즈 제거에 따른 탐지 거리 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 송신 신호 및 수신 신호의 저주파 노이즈 제거에 따른 탐지 거리 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 교차 상관 신호의 품질 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 교차 상관 신호의 품질 계산에 따른 오탐지 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 객체 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 12의 고주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 도 12의 저주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 도 12의 3차원 이미지 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram for explaining an exemplary operation of an object detection apparatus according to an embodiment.
2 is an internal block diagram of an apparatus for detecting an object according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram for explaining a method of interpolating a transmission signal and a reception signal according to an embodiment.
4 is a diagram for explaining an effect of increasing distance resolution according to interpolation of a transmission signal and a reception signal.
5 is a diagram for explaining an effect of increasing distance resolution according to interpolation of a transmission signal and a reception signal.
6 is a view for explaining a method of removing low-frequency noise of a transmission signal and a reception signal according to an embodiment.
7 is a diagram for explaining an effect generated when a zero is inserted into a blank area of third input data.
8A to 8B are diagrams for explaining an effect of increasing a detection distance according to the removal of low-frequency noise of a transmission signal and a reception signal.
9 is a view for explaining an effect of increasing a detection distance according to the removal of low-frequency noise of a transmission signal and a reception signal.
10 is a diagram for explaining a method of calculating the quality of a cross-correlation signal according to an embodiment.
11 is a diagram for explaining an effect of preventing false detection according to a quality calculation of a cross-correlation signal.
12 is a flowchart illustrating an object detection method according to an embodiment.
13 is a flowchart for explaining the method of removing high-frequency noise of FIG. 12 .
14 is a flowchart for explaining the low-frequency noise removal method of FIG. 12 .
15 is a flowchart illustrating the 3D image acquisition method of FIG. 12 .
본 명세서에서 다양한 곳에 등장하는 "일부 실시예에서" 또는 "일 실시예에서" 등의 어구는 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.The appearances of the phrases "in some embodiments" or "in one embodiment" in various places in this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.
본 개시의 일부 실시예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는, 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단” 및 “구성”등과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다.Some embodiments of the present disclosure may be represented by functional block configurations and various processing steps. Some or all of these functional blocks may be implemented in various numbers of hardware and/or software configurations that perform specific functions. For example, the functional blocks of the present disclosure may be implemented by one or more microprocessors, or by circuit configurations for a given function. Also, for example, the functional blocks of the present disclosure may be implemented in various programming or scripting languages. The functional blocks may be implemented as an algorithm running on one or more processors. Also, the present disclosure may employ prior art for electronic configuration, signal processing, and/or data processing, and the like. Terms such as “mechanism”, “element”, “means” and “configuration” may be used broadly and are not limited to mechanical and physical components.
또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 연결 선 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것일 뿐이다. 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가된 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들에 의해 구성 요소들 간의 연결이 나타내어질 수 있다.In addition, the connecting lines or connecting members between the components shown in the drawings only exemplify functional connections and/or physical or circuit connections. In an actual device, a connection between components may be represented by various functional connections, physical connections, or circuit connections that are replaceable or added.
도 1은 일 실시예에 객체 검출 장치의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an exemplary operation of an object detection apparatus according to an embodiment.
도면을 참조하면, 객체 검출 장치(100)는 객체(OBJ)를 향해 송신 신호(S1)를 조사하는 송신부(110), 객체(OBJ)로부터 반사된 수신 신호(S2)를 수신하는 수신부(120) 및 송신부(110)와 수신부(120)를 제어하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the
객체 검출 장치(100)는 객체(OBJ)에 대한 3D 이미지를 생성하는 3D 센서일 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 장치(100)는 라이다(LiDAR), 레이더(radar) 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The
송신부(110)는 객체(OBJ)의 위치, 형상 등의 분석에 사용할 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 송신부(110)는 적외선 대역 파장의 광을 출력할 수 있다. 적외선 대역의 광을 사용하면, 태양광을 비롯한 가시광선 영역의 자연광과 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 그러나, 반드시 적외선 대역에 한정되는 것은 아니며 다양한 파장 대역의 빛을 방출할 수 있다.The
송신부(110)는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신부(110)는 LD(laser diode), 측면 발광 레이저 (Edge emitting laser), 수직 공진형 표면 발광 레이저 (Vertical-cavity surface emitting laser: VCSEL) 분포궤환형 레이저(Distributed feedback laser), LED(light emitting diode), SLD(super luminescent diode)등의 광원을 포함할 수 있다.The
송신부(110)는 복수의 서로 다른 파장 대역의 광을 생성하여 출력할 수도 있다. 또한, 송신부(110)는 펄스광 또는 연속광을 생성하여 출력할 수 있다. 송신부(110)에서 생성된 광은 송신 신호(S1)로서 객체(OBJ)를 향해 조사될 수 있다.The
실시예에 따라 송신부(110)는 송신 신호(S1)의 조사 각도를 변경하기 위한 빔 스티어링 소자를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔 스티어링 소자는 스캐닝 미러 또는 광학 위상 어레이(optical phased array)가 사용될 수 있다.According to an embodiment, the
제어부(130)는 송신부(110)를 제어하여 송신 신호(S1)의 조사 각도를 변경할 수 있다. 제어부(130)는 송신 신호(S1)가 객체(OBJ) 전체를 스캔하도록 송신부(110)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(130)는 복수의 광원들 각각에서 출력된 송신 신호(S1)가 서로 다른 조사 각도로 객체(OBJ)를 스캐닝하도록 송신부(110)를 제어할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(130)는 복수의 광원들 각각에서 출력된 송신 신호(S1)가 서로 동일한 조사 각도로 객체(OBJ)를 스캐닝하도록 송신부(110)를 제어할 수 있다.The
수신부(120)는 적어도 하나의 광 검출 요소를 포함하고, 광 검출 요소는 객체(OBJ)로부터 반사되는 수신 신호(S2)를 구분하여 검출할 수 있다. 실시예에 따라, 수신부(120)는 수신 신호를 소정 광 검출 요소에 모으기 위한 광학 요소를 더 포함할 수 있다.The
광 검출 요소는 광을 센싱할 수 있는 센서로서, 예를 들어, 광 에너지에 의해 전기 신호를 발생시키는 수광 소자일 수 있다. 수광 소자의 종류는 특별히 한정되지 않는다.The light detection element is a sensor capable of sensing light, and may be, for example, a light receiving element that generates an electrical signal by light energy. The kind of light receiving element is not specifically limited.
제어부(130)는 수신부(120)에서 검출된 수신 신호를 이용하여 객체(OBJ)에 대한 정보 획득을 위한 신호 처리를 수행할 수 있다. 제어부(130)는 송신부(110)가 출력한 광의 비행 시간에 기초하여 객체(OBJ)까지의 거리를 결정하고, 객체(OBJ)의 위치, 형상 분석을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 객체(OBJ)까지의 거리 정보에 기초하여 포인트 클라우드(point cloud)를 생성하고, 포인트 클라우드에 기초하여 객체(OBJ)에 대한 3차원 이미지를 획득할 수 있다.The
제어부(130)가 획득한 3차원 이미지는 다른 유닛으로 전송되어 활용될 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 장치(100)가 채용되는 무인 자동차, 드론 등과 같은 자율 구동 기기의 제어부에 이러한 정보가 전송될 수 있다. 이외에도, 스마트폰, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 랩톱(laptop), PC(Personal Computer), 웨어러블(wearable) 기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치에서 이러한 정보가 활용될 수도 있다.The 3D image obtained by the
또한, 제어부(130)는 송신부(110) 및 수신부(120)에 대한 제어를 포함하여, 객체 검출 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 송신부(110)에 대해 전원 공급 제어, 온/오프 제어, 펄스파(PW)나 연속파(CW) 발생 제어 등을 수행할 수 있다.In addition, the
한편, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 도 1의 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 객체 검출 장치(100)는 각종 데이터들을 저장하는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 메모리는 객체 검출 장치(100)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 객체 검출 장치에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다.For example, the
메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함하며, 나아가서, 객체 검출 장치(100)에 액세스될 수 있는 외부의 다른 스토리지 디바이스를 포함할 수 있다.Memory includes random access memory (RAM), such as dynamic random access memory (DRAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), CD-ROM, blue Ray or other optical disk storage, hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), or flash memory, and may further include other external storage devices that can be accessed by
도 2는 일 실시예에 따른 객체 검출 장치의 내부 블록도이다.2 is an internal block diagram of an apparatus for detecting an object according to an exemplary embodiment.
도면을 참조하면, 객체 검출 장치(100)는 송신부(110), 수신부(120), 변환부(140), 보간부(150), 필터부(160) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the
송신부(110)는 객체를 향해 송신 신호를 출력할 수 있다. 또한, 송신부(110)는 송신 신호의 일부를 변환부(140)에 출력할 수 있다. 송신 신호의 일부는 광의 비행 시간 연산에 사용될 수 있다. 수신부(120)는 객체로부터 반사된 수신 신호를 수신할 수 있다. 도 2의 송신부(110)는 도 1의 송신부(110)에 대응되고, 도 2의 수신부(120)는 도 1의 수신부(120)에 대응될 수 있다.The
변환부(140)는 송신 신호 및 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 주기는 100Hz 내지 10GHz 범위에서 설정될 수 있다. 변환부(140)는 디지털 신호를 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 벡터 데이터로 출력할 수 있다. 벡터 데이터는 엘리먼트의 집합으로 이루어진 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 배열을 의미할 수 있다. 각각의 엘리먼트에는 송신 신호 및 수신 신호의 양자화된 값이 저장될 수 있다.The
구체적으로, 변환부(140)는 제1 아날로그 디지털 컨버터(141) 및 제2 아날로그 디지털 컨버터(142)를 포함할 수 있다.Specifically, the
제1 아날로그 디지털 컨버터(141)는 기 설정된 샘플링 주기에 기초하여 송신 신호를 제1 디지털 신호로 변환할 수 있다. 다시 말해, 제1 디지털 신호는 변환된 송신 신호일 수 있다. 제1 아날로그 디지털 컨버터(141)는 제1 디지털 신호를 열 벡터 또는 행 벡터 형태로 출력할 수 있다. 각각의 엘리먼트에는 샘플링 주기에 따른 송신 신호의 양자화된 값이 저장될 수 있다.The first analog-to-
제2 아날로그 디지털 컨버터(142)는 기 설정된 샘플링 주기에 기초하여 수신 신호를 제2 디지털 신호로 변환할 수 있다. 다시 말해, 제2 디지털 신호는 변환된 수신 신호일 수 있다. 제2 아날로그 디지털 컨버터(142)는 제2 디지털 신호를 열 벡터 또는 행 벡터 형태로 출력할 수 있다. 각각의 엘리먼트에는 샘플링 주기에 따른 수신 신호의 양자화된 값이 저장될 수 있다.The second analog-to-
제1 아날로그 디지털 컨버터(141)는 제1 디지털 신호를 보간부(150)에 포함된 제1 리샘플링부(151)에 출력할 수 있다. 제2 아날로그 디지털 컨버터(142)는 제2 디지털 신호를 보간부(1510)에 포함된 제2 리샘플링부(152)에 출력할 수 있다.The first analog-to-
보간부(150)는 샘플링 주기 사이의 엘리먼트를 예측함으로써, 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 보간(interpolation)할 수 있다. 보간부(150)는 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간할 수 있다. 예를 들어, 보간부(150)는 선형 보간(linear interpolation) 방법, 다항식 보간(polynomial interpolation) 방법, 스플라인 보간(spline interpolation) 방법, 지수 보간(exponential interpolation) 방법, 로그-선형 보간(log-linear interpolation) 방법, 라그랑지 보간(lagrange interpolation) 방법, 뉴튼 보간(newton interpolation) 방법, 2차원 보간(bilinear interpolation) 방법 중 적어도 어느 하나의 보간 방법을 이용하여 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 보간할 수 있다. 다만 상술한 보간 방법은 보간 방법의 예시일 뿐 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 보간하기 위한 다양한 보간 방법이 사용될 수도 있다.The
보간부(150)는 기 설정된 보간 주기에 따라 샘플링 주기 사이를 보간할 수 있다. 기 설정된 보간 주기는 2 내지 20 범위에서 설정될 수 있다. 다시 말해, 보간부(150)는 샘플링 주기 사이를 2 내지 20 구간으로 나누어 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 보간할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 주기가 100Hz인 경우, 보간부(150)는 50Hz에 대응되는 엘리먼트를 예측함으로써, 제1 디지털 신호 및 제2 디지털 신호를 보간할 수 있다.The
보간부(150)는 제1 리샘플링부(151) 및 제2 리샘플링부(152)를 포함할 수 있다. 제1 리샘플링부(151)는 제1 디지털 신호를 보간하고, 제2 리샘플링부(152)는 제2 디지털 신호를 보간할 수 있다.The
제1 리샘플링부(151)는 보간된 제1 디지털 신호를 필터부(160)에 출력하고, 제2 리샘플링부(152)는 보간된 제2 디지털 신호를 필터부(160)에 출력할 수 있다. The
한편, 보간된 제1 디지털 신호를 보간된 송신 신호라고 명명하고, 보간된 제2 디지털 신호를 보간된 수신 신호라고 명명할 수 있다.Meanwhile, the interpolated first digital signal may be referred to as an interpolated transmission signal, and the interpolated second digital signal may be referred to as an interpolated reception signal.
본 개시의 객체 검출 장치(100)는 보간부(150)를 통해 샘플링 레이트(sampling rate)를 증가시키므로, 하드웨어의 설계 변경(예를 들어, 고 샘플링 레이트(high sampling rate)의 아날로그 디지털 컨버터 사용)없이도, 거리 해상도가 현저하게 증가되는 효과가 있다.Since the
필터부(160)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거할 수 있다. 필터부(160)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호의 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 필터부(160)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호의 저주파 노이즈를 제거할 수 있다. 이를 위하여, 필터부(160)는 제1 노이즈 제거부(161) 및 제2 노이즈 제거부(162)를 포함할 수 있다.The
제1 노이즈 제거부(161)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호의 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 노이즈 제거부(161)는 보간된 수신 신호의 고주파 노이즈만을 제거할 수도 있다.The first
구체적으로, 변환부(140)는 송신 신호 및 수신 신호를 벡터 데이터 형태로 출력하고, 보간부(150)는 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간하므로, 제1 노이즈 제거부(161)는 보간된 송신 신호를 벡터 데이터 형태로 수신할 수 있다.Specifically, since the converting
제1 노이즈 제거부(161)는 보간된 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 시간 동안 누적할 수 있다. 또한, 제1 노이즈 제거부(161)는 누적된 엘리먼트의 평균 값을 출력함으로써 고주파 노이즈를 제거할 수 있다. 이 때, 기 설정된 시간은 0.01ms일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.The first
예를 들어, 제1 노이즈 제거부(161)가 기 설정된 시간 동안 제1 행 벡터 데이터 및 제2 행 벡터 데이터를 수신하고, 제1 행 벡터 데이터에 포함된 엘리먼트가 각각 2, 4, 7, 9이고, 제2 행 벡터 데이터에 포함된 엘리먼트가 각각 3, 5, 4, 9인 경우, 제1 노이즈 제거부(161)는 5, 9, 11, 18을 엘리먼트로 갖는 누적 행 벡터 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 제1 노이즈 제거부(161)는 누적 행 벡터 데이터의 평균 값인 2.5, 4.5, 5.5, 9를 엘리먼트로 갖는 평균 행 벡터 데이터를 출력할 수 있다.For example, the first
제1 노이즈 제거부(161)가 기 설정된 시간 동안 벡터 데이터를 누적하고, 벡터 데이터의 평균 값을 출력함으로써, 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호의 고주파 노이즈가 제거될 수 있다.The high frequency noise of the interpolated transmission signal and the interpolated reception signal may be removed by the first
제2 노이즈 제거부(162)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호의 저주파 노이즈를 제거할 수 있다.The second
구체적으로, 제2 노이즈 제거부(162)는 고주파 노이즈가 제거된 벡터 데이터를 제1 입력 데이터로써 수신할 수 있다. 또한, 제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 방향 및 기 설정된 크기 만큼 엘리먼트 시프트하여 제2 입력 데이터를 생성할 수 있다.Specifically, the second
기 설정된 방향은 좌측, 우측, 상측, 하측 중 어느 하나의 방향일 수 있다. 벡터 데이터가 행 벡터인 경우, 기 설정된 방향은 좌측 또는 우측으로 설정될 수 있다. 이 때, 좌측은 벡터 데이터의 열 주소가 감소하는 방향을 의미하고, 우측은 벡터 데이터의 열 주소가 증가하는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 벡터 데이터가 열 벡터인 경우, 기 설정된 방향은 상측 또는 하측으로 설정될 수 있다. 이 때, 상측은 벡터 데이터의 행 주소가 감소하는 방향을 의미하고, 하측은 벡터 데이터의 행 주소가 증가하는 방향을 의미할 수 있다. 기 설정된 크기는 500엘리먼트로 설정될 수 있다.The preset direction may be any one of left, right, upper, and lower directions. When the vector data is a row vector, the preset direction may be set to the left or the right. In this case, the left side may mean a direction in which the column address of the vector data decreases, and the right side may indicate a direction in which the column address of the vector data increases. Also, when the vector data is a column vector, the preset direction may be set to the upper side or the lower side. In this case, the upper side may mean a direction in which the row address of the vector data decreases, and the lower side may indicate a direction in which the row address of the vector data increases. The preset size may be set to 500 elements.
제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트에서 제2 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 감산함으로써 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터를 출력할 수 있다.The second
한편, 제2 노이즈 제거부(162)는 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터를 생성하는 경우, 제1 입력 데이터의 시프트에 의해 생성된 빈 영역에 제로(zero)를 삽입할 수 있다. 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터는 노이즈가 제거된 제1 디지털 신호로써 교차 상관부(132)에 제공될 수 있다. 다시 말해, 제2 노이즈 제거부(162)는 보간된 제1 디지털 신호의 저주파 노이즈를 제거하고 노이즈가 제거된 제1 디지털 신호를 제어부(130) 내의 교차 상관부(132)에 출력할 수 있다. 또한, 제2 노이즈 제거부(162)는 보간된 제2 디지털 신호의 저주파 노이즈를 제거하고 노이즈가 제거된 제2 디지털 신호를 제어부(130) 내의 교차 상관부(132)에 출력할 수 있다.Meanwhile, when generating the third input data from which the low frequency noise is removed, the second
한편, 노이즈가 제거된 제1 디지털 신호를 노이즈가 제거된 송신 신호라고 명명하고, 노이즈가 제거된 제2 디지털 신호를 노이즈가 제거된 수신 신호라고 명명할 수 있다.Meanwhile, the noise-removed first digital signal may be referred to as a noise-removed transmission signal, and the noise-removed second digital signal may be referred to as a noise-removed reception signal.
본 개시의 객체 검출 장치(100)는 송신 신호 및 수신 신호의 고주파 노이즈뿐만 아니라, 저주파 노이즈까지 제거하므로, 탐지 거리가 현저하게 증가되는 효과가 있다.The
제어부(130)는 노이즈가 제거된 송신 신호 및 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호(cross correlation signal)을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 교차 상관 신호에서 적어도 하나의 피크 값을 검출할 수 있다. 또한 제어부(130)는 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 교차 상관 신호의 품질(quality)을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 교차 상관 신호의 품질에 기초하여 객체에 대한 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(130)는 교차 상관부(132), 피크 검출부(133), 품질 계산부(134) 및 포인트 클라우드 생성부(135)를 포함할 수 있다.The
교차 상관부(132)는 필터부(160)로부터 노이즈가 제거된 송신 신호 및 노이즈가 제거된 수신 신호를 수신할 수 있다.The cross-correlator 132 may receive a noise-removed transmission signal and a noise-removed reception signal from the
교차 상관부(132)는 노이즈가 제거된 송신 신호 및 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호를 생성할 수 있다. 이를 위하여 교차 상관부(132)는 상관기(correlator)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 교차 상관부(132)는 다음의 수학식 1에 의해 교차 상관 신호를 생성할 수 있다.The
수학식 1에서 S1은 송신 신호를 의미하고, S2는 수신 신호를 의미하고, S3은 교차 상관 신호를 의미할 수 있다.In
교차 상관부(132)는 교차 상관 신호를 피크 검출부(133)에 출력할 수 있다.The
피크 검출부(133)는 교차 상관 신호에서 적어도 하나의 피크 값을 검출할 수 있다. 피크 검출부(133)는 교차 상관 신호의 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제1 피크 값을 검출할 수 있다. 또한, 피크 검출부(133)는 제1 피크 값을 제외한 나머지 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제2 피크 값을 검출할 수 있다. 피크 검출부(133)는 제1 피크 값 및 제2 피크 값을 품질 계산부(134)로 출력할 수 있다.The
품질 계산부(134)는 제1 피크 값의 절대 값 및 제2 피크 값의 절대 값에 기초하여 교차 상관 신호의 품질을 계산할 수 있다. The
품질 계산부(134)는 교차 상관 신호의 품질 정보를 포인트 클라우드 생성부(135)에 제공할 수 있다.The
포인트 클라우드 생성부(135)는 교차 상관 신호의 품질 정보에 기초하여 포인트 클라우드(cloud)를 생성할 수 있다. 또한, 포인트 클라우드 생성부(135)는 포인트 클라우드에 기초하여 객체에 대한 3차원 이미지를 획득할 수 있다.The
구체적으로, 포인트 클라우드 생성부(135)는 기 설정된 기준 품질 이상의 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다. 예를 들어, 기준 품질은 2로 설정될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.Specifically, the
포인트 클라우드 생성부(135)는 기준 품질 이상의 교차 상관 신호의 제1 피크 값에 기초하여 송신 신호의 송신 시점 및 수신 신호의 수신 시점을 계산할 수 있다. 또한, 포인트 클라우드 생성부(135)는 송신 시점 및 수신 시점에 기초하여 송신부(110)에서 출력된 광의 비행 시간을 계산할 수 있다. 또한, 포인트 클라우드 생성부(135)는 광의 비행 시간에 기초하여 객체까지의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 포인트 클라우드 생성부(135)는 객체까지의 거리 정보에 기초하여 3차원의 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.The
한편, 포인트 클라우드 생성부(135)는 기준 품질 미만의 교차 상관 신호의 피크 값은 무시할 수 있다. 또한, 포인트 클라우드 생성부(135)는 기준 품질 미만의 교차 상관 신호에 대응되는 포인트 클라우드에는 최대 탐지 거리 정보를 맵핑할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 장치(100)의 최대 탐지 거리가 200m인 경우, 포인트 클라우드 생성부(135)는 기준 품질 미만의 교차 상관 신호에 대응되는 포인트 클라우드에는 일률적으로 200m의 거리 정보를 저장할 수 있다.On the other hand, the
본 개시의 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호의 품질까지 고려하여 포인트 클라우드를 생성하므로, 객체의 오탐지 가능성을 현저하게 감소시키는 효과가 있다.Since the
한편, 도 2에는 변환부(140), 보간부(150) 및 필터부(160)가 제어부(130)와 구분되는 별도 구성으로 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 변환부(140), 보간부(150) 및 필터부(160)는 제어부(130)의 일부 구성으로써 제어부(130)에 포함될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제어부(130) 내의 교차 상관부(132), 피크 검출부(133), 품질 계산부(134) 및 포인트 클라우드 생성부(135)는 제어부(130)와 구별되는 별도 구성으로 동작할 수도 있다.Meanwhile, in FIG. 2 , the
도 3은 일 실시예에 따른 송신 신호 및 수신 신호의 보간 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of interpolating a transmission signal and a reception signal according to an embodiment.
도면을 참조하면, 변환부(140)는 송신 신호 및 수신 신호를 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 벡터 데이터로 변환하여 출력할 수 있다. 도 3 이하에서는 변환부(140)가 송신 신호 및 수신 신호를 행 벡터 형태의 벡터 데이터(310)를 출력하는 것을 예시하나, 이하의 설명은 행 벡터 형태의 벡터 데이터에도 적용 가능하다. 이때, 행 벡터의 좌측 방향 및 우측 방향은 각각 열 벡터의 상측 방향 및 하측 방향에 대응될 수 있다.Referring to the drawings, the
보간부(150)는 샘플링 주기 사이의 엘리먼트를 예측함으로써, 벡터 데이터(310)를 보간할 수 있다. 벡터 데이터(310)의 각각의 엘리먼트에는 샘플링 주기에 기초한 송신 신호 및 수신 신호의 양자화된 값이 저장되므로, 보간부(150)가 샘플링 주기 사이를 보간한다는 의미는 보간부(150)가 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간한다는 의미와 동일한 의미일 수 있다.The
보간부(150)는 벡터 데이터(310)의 제1 엘리먼트(E1)와 제2 엘리먼트(E2) 사이를 보간할 수 있다.The
구체적으로, 보간부(150)는 제1 엘리먼트(E1) 값과 제2 엘리먼트(E2) 값의 평균 값을 계산할 수 있다. 보간부(150)는 제1 엘리먼트(E1) 값과 제2 엘리먼트(E2) 값의 평균 값을 제1 보간 엘리먼트(E1')로써, 제1 엘리먼트(E1) 및 제2 엘리먼트(E2) 사이에 삽입할 수 있다. 또한, 보간부(150)는 제2 엘리먼트(E2) 값과 제3 엘리먼트(E3) 값의 평균 값을 제2 보간 엘리먼트(E2')로써, 제2 엘리먼트(E2) 및 제3 엘리먼트(E3) 사이에 삽입할 수 있다.Specifically, the
보간부(150)는 상술한 방법을 통해 벡터 데이터(310)에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간할 수 있다. 다만 평균 값을 통해 각각의 엘리먼트 사이를 보간하는 것은 일 예일 뿐 이에 제한되지 않는다. 다시 말해, 벡터 데이터(310)를 보간하기 위한 다양한 보간 방법이 사용될 수도 있다.The
도 3에는 다양한 보간 방법 중 어느 하나의 보간 방법을 통해 보간된 벡터 데이터(320)가 도시되어 있다.3 shows
도 3에서와 같이, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 고 샘플링 레이트(high sampling rate)의 아날로그 디지털 컨버터의 사용 없이도, 송신 신호 및 수신 신호의 샘플링 레이트를 현저하게 증가시키는 효과가 있다.As shown in FIG. 3 , the
한편, 본 개시의 보간부(150)는 변환부(140)와 필터부(160) 사이에 배치되어, 고주파 노이즈가 제거되기 전의 송신 신호 및 고주파 노이즈가 제거되기 전의 수신 신호를 보간한다. Meanwhile, the
보간부(150)가 고주파 노이즈가 제거되기 전의 송신 신호 및 고주파 노이즈가 제거되기 전의 수신 신호를 보간하는 경우, 객체 검출 장치(100)의 거리 해상도가 현저하게 증가되는 효과가 있다. 송신 신호 및 수신 신호의 보간에 따른 거리 해상도 증가 효과는 도 4 내지 도 5에서 보다 상세하게 살펴본다.When the
도 4는 송신 신호 및 수신 신호의 보간에 따른 거리 해상도 증가 효과를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 송신 신호 및 수신 신호의 보간에 따른 거리 해상도 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining an effect of increasing distance resolution according to interpolation of a transmission signal and a reception signal, and FIG. 5 is a diagram for explaining an effect of increasing distance resolution according to interpolation of a transmission signal and a reception signal.
설명의 편의를 위하여 도 4 내지 도 5에서는 수신 신호를 중심으로 거리 해상도 증가 효과를 설명하나, 이하의 설명은 송신 신호에도 적용될 수 있다.For convenience of explanation, the effect of increasing the distance resolution is described with reference to the received signal in FIGS. 4 to 5 , but the following description may also be applied to the transmitted signal.
도면을 참조하면, 도 4에는 수신 신호들(410)이 도시되어 있다. 객체 검출 장치(100)가 고주파 노이즈 제거 후에 수신 신호를 보간하는 경우, 객체 검출 장치(100)는 수신 신호들(410)을 누적할 수 있다. 객체 검출 장치(100)에 의해 누적된 제1 누적 신호(420)는 보간될 수 있다. 객체 검출 장치(100)가 수신 신호들(410)을 누적한 상태에서 누적된 제1 누적 신호(420)를 보간하였으므로, 보간된 제1 누적 신호(430)에는 복수의 피크 값(Pk1, Pk2)이 포함될 수 있다.Referring to the drawings, the reception signals 410 are illustrated in FIG. 4 . When the
도 4에서와 같이, 객체 검출 장치(100)가 수신 신호들(410)을 누적한 후에 누적된 제1 누적 신호(420)를 보간하는 경우, 샘플링 레이트는 증가하였으나 거리 해상도는 증가하지 않는다. 반면에 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 고주파 노이즈 제거 전에 수신 신호를 보간함으로써, 거리 해상도를 증가시킬 수 있다.As shown in FIG. 4 , when the
구체적으로, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 보간된 각각의 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적할 수 있다. 객체 검출 장치(100)가 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간한 후, 보간된 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적하는 경우, 누적된 제2 누적 신호(440)에는 하나의 피크 값(Pk3)이 포함될 수 있다.Specifically, the
도 4에서와 같이, 객체 검출 장치(100)가 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간한 후, 보간된 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적하는 경우, 객체까지의 거리를 보다 세밀하게 구분할 수 있다. 다시 말해, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간한 후, 보간된 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적하므로 거리 해상도가 현저하게 증가될 수 있다.As shown in FIG. 4 , when the
도 5에는 객체 검출 장치(100)가 수신 신호들(410)을 누적한 후에 누적된 제1 누적 신호(420)를 보간하는 경우의 제1 거리 해상도 그래프(510)와 객체 검출 장치(100)가 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간한 후에, 보간된 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적하는 경우의 제2 거리 해상도 그래프(520)가 도시되어 있다.5 shows a first
도 5에서와 같이, 객체 검출 장치(100)가 수신 신호들(410)을 누적한 후에 누적된 제1 누적 신호(420)를 보간하는 경우, 8cm의 거리를 구분하지 못하는 반면, 객체 검출 장치(100)가 각각의 수신 신호들(411, 412, 413, 414)을 보간한 후에, 보간된 수신 신호들(415, 416, 417, 418)을 누적하는 경우 8cm의 거리도 구분하는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 거리 해상도를 현저하게 증가시킬 수 있다.As shown in FIG. 5 , when the
도 6은 일 실시예에 따른 송신 신호 및 수신 신호의 저주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method of removing low-frequency noise of a transmission signal and a reception signal according to an embodiment.
도면을 참조하면, 제2 노이즈 제거부(162)는 고주파 노이즈가 제거된 벡터 데이터를 제1 입력 데이터(610)로써 수신할 수 있다.Referring to the drawing, the second
제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터(610)에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 방향 및 기 설정된 크기만큼 엘리먼트를 시프트하여 제2 입력 데이터(620)를 생성할 수 있다. 제2 노이즈 제거부(162)는 엘리먼트를 시프트하는 경우, 열 주소 범위를 벗어나는 엘리먼트들을 삭제할 수 있다. 따라서, 제2 입력 데이터(620)의 길이는 제1 입력 데이터(610)의 길이보다 짧을 수 있다.The second
구체적으로, 제1 입력 데이터(610)가 행 벡터 형태인 경우, 제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터(610)를 좌측 또는 우측으로 엘리먼트 시프트할 수 있다. 이때, 좌측은 행 벡터의 열 주소가 감소하는 방향을 의미하고, 우측은 행 벡터의 열 주소가 증가하는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 제2 노이즈 제거부(162)는 1 내지 500 엘리먼트만큼 제1 입력 데이터(610)를 엘리먼트 시프트할 수 있다.Specifically, when the
예를 들어, 도 6에서와 같이, 제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터(610)를 좌측 방향으로 2 엘리먼트만큼 시프트시켜 제2 입력 데이터(620)를 생성할 수 있다. 이때, 제1 입력 데이터(610)에 포함된 제3 엘리먼트(E3)는 열주소가 2만큼 감소하여 제2 입력 데이터(620)의 1열에 배치될 수 있다. 또한, 열 주소 범위를 벗어나는 제1 엘리먼트(E1) 및 제2 엘리먼트(E2)는 삭제될 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the second
제2 노이즈 제거부(162)는 열 주소에 기초하여 제1 입력 데이터(610)에 포함된 각각의 엘리먼트에서 제2 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 감산함으로써 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터(630)를 생성할 수 있다.The second
한편, 제2 노이즈 제거부(162)는 제3 입력 데이터(630)의 생성 시, 제1 입력 데이터(610)의 시프트에 의해 생성된 제3 입력 데이터(630)의 빈 영역(631)에 제로(zero)를 삽입할 수 있다.Meanwhile, when the third input data 630 is generated, the second
구체적으로, 제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터(610) 및 제2 입력 데이터(620)에서 서로 대응되는 열 주소에 배치된 엘리먼트들끼리 감산할 수 있다.Specifically, the second
제2 노이즈 제거부(162)는 감산된 엘리먼트를 제3 입력 데이터(630)에 저장할 수 있다. 이 때, 제2 노이즈 제거부(162)는 감산된 엘리먼트를 제1 입력 데이터(610) 및 제2 입력 데이터(620)의 열 주소에 대응되는 제3 입력 데이터(630) 위치에 저장할 수 있다. 예를 들어, 제1 입력 데이터(610) 및 제2 입력 데이터(620)에 포함된 엘리먼트들 중에서 (1, 1)에 배치된 엘리먼트들끼리 감산된 경우, 제2 노이즈 제거부(162)는 감산된 엘리먼트를 제3 입력 데이터(630)의 (1, 1) 위치에 저장할 수 있다.The second
한편, 제1 입력 데이터(610)에서 선택된 엘리먼트에 대응되는 제2 입력 데이터(620)의 엘리먼트가 없는 경우, 제2 노이즈 제거부(162)는 제1 입력 데이터(610)의 열 주소에 대응되는 제3 입력 데이터(630)의 위치에 제로(zero)를 삽입할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 제1 입력 데이터(610)의 (1, 9) 및 (1, 10)에 대응되는 제2 입력 데이터가 없으므로, 제2 노이즈 제거부(162)는 제3 입력 데이터(630)의 (1, 9) 및 (1, 10) 위치에 제로(zero)를 삽입할 수 있다.On the other hand, when there is no element of the
도 7은 제3 입력 데이터의 빈 영역에 제로를 삽입할 때 발생되는 효과를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an effect generated when a zero is inserted into a blank area of third input data.
도면을 참조하면, 도 7에는 제3 입력 데이터의 빈 영역에 제로를 삽입하지 않은 경우, 생성되는 제1 수신 신호(711), 제1 수신 신호(711)와 송신 신호 사이의 제1 교차 상관 신호(712) 및 제1 교차 상관 신호(712)를 이용한 제1 탐지 거리 그래프(713)가 도시되어 있다. 또한, 도 7에는 제3 입력 데이터의 빈 영역에 제로를 삽입한 경우, 생성되는 제2 수신 신호(714), 제2 수신 신호(714)와 송신 신호 사이의 제2 교차 상관 신호(715) 및 제2 교차 상관 신호(715)를 이용한 제2 탐지 거리 그래프(716)가 도시되어 있다.Referring to the drawings, in FIG. 7 , when a zero is not inserted into the blank area of the third input data, a
도 7에서와 같이, 제3 입력 데이터의 빈 영역에 제로를 삽입함에 따라, 제2 수신 신호(714의 연산 불가능한 영역(714a)이 안정화되는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 제2 교차 상관 신호(715)의 연산 불가능한 영역(715a)도 안정화되는 것을 알 수 있다.As shown in Fig. 7, it can be seen that the
제1 탐지 거리 그래프(713) 및 제2 탐지 거리 그래프(716)에서와 같이, 제1 교차 상관 신호(712)는 불안정하므로, 탐지 거리가 0 내지 80m 사이에서 급격하게 변동되는 반면, 제2 교차 상관 신호(715)는 안정화되었으므로, 제2 탐지 거리 그래프(716)의 탐지 거리 변동은 제1 탐지 거리 그래프(713)의 탐지 거리 변동 보다 현저하게 작아진다.As in the first
도 8a, 8b 및 9는 송신 신호 및 수신 신호의 저주파 노이즈 제거에 따른 탐지 거리 증가 효과를 설명하기 위한 도면이다.8A, 8B, and 9 are diagrams for explaining an effect of increasing a detection distance according to the removal of low-frequency noise of a transmission signal and a reception signal.
보다 상세하게는 도 8a는 객체 검출 장치(100)가 수신 신호(812)에서 고주파 노이즈만을 제거한 후, 송신 신호(811)와 수신 신호(812) 사이의 교차 상관 신호(814)를 생성한 경우, 교차 상관 신호(814)의 형태와 노이즈의 영향을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 8b는 객체 검출 장치(100)가 수신 신호(816)에서 고주파 노이즈 및 저주파 노이즈를 제거한 후, 송신 신호(815)와 수신 신호(817) 사이의 교차 상관 신호(820)를 생성한 경우, 교차 상관 신호(820)의 형태와 노이즈의 영향을 설명하기 위한 도면이다.In more detail, FIG. 8A shows when the
도면을 참조하면, 도 8a에서 객체 검출 장치(100)는 송신 신호(811) 및 수신 신호(812)를 수신할 수 있다. 수신 신호(812)는 객체로부터 반사된 신호이므로, 수신 신호(812)의 크기는 송신 신호(811)의 크기 보다 작을 수 있다. 또한, 수신 신호(812)에는 노이즈(712a)가 포함될 수 있다.Referring to the drawings, in FIG. 8A , the
객체 검출 장치(100)는 수신 신호(812)를 기 설정된 시간 동안 누적하고, 누적된 수신 신호의 평균 값을 계산함으로써 고주파 노이즈가 제거된 수신 신호(813)를 출력할 수 있다. 수신 신호(812)에는 여전히 저주파 노이즈 성분이 포함될 수 있다.The
객체 검출 장치(100)는 송신 신호(811)와 고주파 노이즈가 제거된 수신 신호(813)의 사이의 교차 상관 신호(814)를 생성할 수 있다. 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호(814)의 피크에 기초하여 광의 비행 시간(ToF)을 계산하고, 광의 비행 시간에 기초하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.The
한편, 도 8a와 같이 객체 검출 장치(100)가 고주파 노이즈만을 제거한 후, 교차 상관 신호(814)를 생성하는 경우, 교차 상관 신호(814)에는 저주파 노이즈가 포함되어 있을 뿐만 아니라, 교차 상관 신호(814)의 첨예도(sharpness)가 낮으므로, 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호(814)에서 정확한 피크를 검출 할 수 없다. 또한, 부정확한 피크의 검출은 탐지 거리의 급격한 변동을 초래한다.Meanwhile, as shown in FIG. 8A , when the
반면, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 고주파 노이즈는 물론 저주파 노이즈까지 제거한 후 교차 상관 신호를 생성하므로, 탐지 거리 개선의 효과가 있다.On the other hand, since the
구체적으로, 도 8b에서, 본 개시의 객체 검출 장치(100)는 송신 신호(815) 및 수신 신호(816)를 수신할 수 있다. 도 8b의 송신 신호(815)는 도 8a의 송신 신호(811)에 대응되고, 도 8b의 수신 신호(816)는 도 8b의 수신 신호(812)에 대응될 수 있다.Specifically, in FIG. 8B , the
객체 검출 장치(100)는 수신 신호(817)를 기 설정된 시간 동안 누적하고, 누적된 수신 신호의 평균 값을 계산함으로써 고주파 노이즈가 제거된 수신 신호(818)를 출력할 수 있다.The
또한, 객체 검출 장치(100)는 송신 신호(815) 및 수신 신호(818) 각각을 엘리먼트 시프트 한 후, 서로 대응되는 엘리먼트들끼리 감산함으로써, 저주파 노이즈가 제거된 송신 신호(816) 및 저주파 노이즈가 제거된 수신 신호(819)를 출력할 수 있다.In addition, the
객체 검출 장치(100)는 저주파 노이즈가 제거된 송신 신호(816) 및 저주파 노이즈가 제거된 수신 신호(819) 사이의 교차 상관 신호(820)를 생성할 수 있다. 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호(820)의 피크게 기초하여 광의 비행 시간(ToF)을 계산하고, 광의 비행 시간에 기초하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.The
도 8b에서와 같이, 교차 상관 신호(820)의 노이즈는 대부분 제거되었음을 알 수 있다. 또한, 교차 상관 신호(820)는 저주파 노이즈가 제거된 송신 신호(816) 및 저주파 노이즈가 제거된 수신 신호(819)에 기초하여 생성되므로, 교차 상관 신호(820)의 첨예도가 높은 것을 수 있다. 따라서, 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호(820)로부터 피크 값을 보다 정확하게 검출할 수 있으며, 이에 따라, 객체 검출 장치(100)의 탐지 거리가 개선되는 효과가 있다.As shown in FIG. 8B , it can be seen that most of the noise of the
도 9에는 객체 검출 장치(100)가 고주파 노이즈만을 제거한 후에 교차 상관 신호(911)를 생성하는 경우의 제3 탐지 거리 그래프(911)와 객체 검출 장치(100)가 고주파 및 저주파 노이즈 모두를 제거한 후에 교차 상관 신호(913)를 생성하는 경우의 제4 탐지 거리 그래프(912)가 도시되어 있다. 도 9에서 송신 신호의 크기는 1V이고, 수신 신호는 100번 누적하였다.9 shows a third
도 9에서와 같이, 객체 검출 장치(100)가 고주파 노이즈만을 제거한 후에 교차 상관 신호(911)를 생성하는 경우, 교차 상관 신호(911)에서 정확한 피크 위치를 탐색할 수 없으므로, 탐지 거리가 0 내지 150m에서 급격하게 변동한다. 반면에 객체 검출 장치(100)가 고주파 노이즈 및 저주파 노이즈를 제거한 후에 교차 상관 신호(913)를 생성하는 경우, 교차 상관 신호(913)에서 정확한 피크 위치를 탐색할 수 있으므로, 탐지 거리의 변동이 현저하게 작아진다.As shown in FIG. 9 , when the
도 10은 일 실시예에 따른 교차 상관 신호의 품질 계산 방법을 설명하기 위한 도면이다.10 is a diagram for explaining a method of calculating the quality of a cross-correlation signal according to an embodiment.
도 10에서 x축은 시간을 나타내고, y축은 전압 또는 전류를 나타낸다.In FIG. 10 , the x-axis represents time, and the y-axis represents voltage or current.
도면을 참조하면, 피크 검출부(133)는 교차 상관 신호(S3)의 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제1 피크 값(P1)을 검출할 수 있다. 또한, 피크 검출부(133)는 제1 피크 값(P1)을 제외한 나머지 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제2 피크 값(P2)을 검출할 수 있다. 피크 검출부(133)는 제1 피크 값(P1) 및 제2 피크 값(P2)을 품질 계산부(134)로 출력할 수 있다.Referring to the drawing, the
품질 계산부(134)는 제1 피크 값(P1)의 절대 값 및 제2 피크 값(P2)의 절대 값에 기초하여 교차 상관 신호의 품질을 계산할 수 있다.The
일 실시예에서, 품질 계산부(134)는 다음의 수학식 2 내지 수학식 5 중 어느 하나를 이용하여 교차 상관 신호의 품질을 계산할 수 있다.In an embodiment, the
수학식 2 내지 5에서 SQoS는 교차 상관 신호의 품질이고, P1는 제1 피크 값이고, P2는 제2 피크 값일 수 있다.In
한편, 포인트 클라우드 생성부(135)는 기 설정된 기준 품질 이상의 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다. 다시 말해, 포인트 클라우드 생성부(135)는 제1 피크 값(P1) 및 제2 피크 값(P2)의 차이, 비율 등이 작은 교차 상관 신호는 무시할 수 있다.Meanwhile, the
포인트 클라우드 생성부(135)가 기 설정된 기준 품질 이상의 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드를 생성함에 따라, 객체의 오탐지 가능성이 현저하게 감소될 수 있다.As the
도 11은 교차 상관 신호의 품질 계산에 따른 오탐지 방지 효과를 설명하기 위한 도면이다.11 is a diagram for explaining an effect of preventing false detection according to a quality calculation of a cross-correlation signal.
도면을 참조하면, 도 11에는 원본 이미지, 기 설정된 품질 이상의 교차 상관 신호 및 노이즈가 제거된 객체 이미지가 도시되어 있다.Referring to the drawings, FIG. 11 shows an original image, a cross-correlation signal having a predetermined quality or higher, and an object image from which noise is removed.
도 11에서와 같이, 교차 상관 신호의 품질을 판단하고, 판단된 품질에 기초하여 3D 이미지를 생성함에 따라, 객체 검출 장치(100)는 원본과 동일한 3D 이미지를 획득할 수 있다.11 , as the quality of the cross-correlation signal is determined and a 3D image is generated based on the determined quality, the
도 12는 일 실시예에 따른 객체 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating an object detection method according to an embodiment.
도면을 참조하면, S1210 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 객체를 향해 조사된 송신 신호 및 객체로부터 반사된 수신 신호를 수신할 수 있다. 이때, 송신 신호는, 객체를 향해 송신된 송신 신호의 일부를 의미할 수 있다.Referring to the drawings, in step S1210 , the
S1220 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 송신 신호 및 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환할 수 있다.In operation S1220, the
객체 검출 장치(100)는 디지털 신호를 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 벡터 데이터로 출력할 수 있다. 벡터 데이터는 엘리먼트의 집합으로 이루어진 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 배열을 의미할 수 있다. 각각의 엘리먼트에는 송신 신호 및 수신 신호의 양자화된 값이 저장될 수 있다.The
S1230 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 샘플링 주기 사이를 보간할 수 있다.In operation S1230, the
객체 검출 장치(100)는 샘플링 주기 사이의 엘리먼트를 예측함으로써, 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출 장치(100)는 선형 보간(linear interpolation) 방법, 다항식 보간(polynomial interpolation) 방법, 스플라인 보간(spline interpolation) 방법, 지수 보간(exponential interpolation) 방법, 로그-선형 보간(log-linear interpolation) 방법, 라그랑지 보간(lagrange interpolation) 방법, 뉴튼 보간(newton interplation) 방법, 2차원 보간(bilinear interpolation) 방법 중 적어도 어느 하나의 보간 방법을 이용하여 송신 신호 및 수신 신호를 보간할 수 있다. 다만 상술한 보간 방법은 보간 방법의 예시일 뿐 송신 신호 및 수신 신호를 보간하기 위한 다양한 보간 방법이 사용될 수도 있다.The
S1240 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거할 수 있다.In operation S1240 , the
객체 검출 장치(100)는 보간된 송신 신호 및 보간된 수신 신호 각각의 고주파 노이즈를 제거한 후에 고주파 노이즈가 제거된 송신 신호 및 고주파 노이즈가 제거된 수신 신호 각각의 저주파 노이즈를 제거할 수 있다.After removing the high-frequency noise of the interpolated transmission signal and the interpolated reception signal, the
객체 검출 장치(100)의 노이즈 제거 방법에 대해서는 도 14 내지 도 15에서 보다 상세하게 살펴본다.The noise removal method of the
S1250 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 노이즈가 제거된 송신 신호 및 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호를 생성할 수 있다.In operation S1250 , the
객체 검출 장치(100)는 상술한 수학식 1을 이용하여 노이즈가 제거된 송신 신호 및 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호를 생성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The
S1260 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 객체에 대한 3차원 이미지를 획득할 수 있다.In operation S1260 , the
도 13은 도 12의 고주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.13 is a flowchart for explaining the method of removing high-frequency noise of FIG. 12 .
도면을 참조하면, S1310 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 보간된 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 값을 기 설정된 시간 동안 누적할 수 있다.Referring to the drawing, in operation S1310, the
S1320 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 누적된 엘리먼트의 평균 값을 출력함으로서 고주파 노이즈를 제거할 수 있다.In operation S1320 , the
실시예에 따라 도 13의 각 단계는 수신 신호에 대해서만 수행될 수도 있다.According to an embodiment, each step of FIG. 13 may be performed only for a received signal.
도 14는 도 12의 저주파 노이즈 제거 방법을 설명하기 위한 순서도이다.14 is a flowchart for explaining the low-frequency noise removal method of FIG. 12 .
도면을 참조하면, S1410 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 고주파 노이즈가 제거된 벡터 데이터를 제1 입력 데이터로써 수신할 수 있다.Referring to the drawings, in operation S1410 , the
S1420 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 방향 및 기 설정된 크기 만큼 시프트하여 제2 입력 데이터를 생성할 수 있다.In operation S1420 , the
기 설정된 방향은 좌측, 우측, 상측, 하측 중 어느 하나의 방향일 수 있다. 벡터 데이터가 행 벡터인 경우, 기 설정된 방향은 좌측 또는 우측으로 설정될 수 있다. 이 때, 좌측은 벡터 데이터의 열 주소가 감소하는 방향을 의미하고, 우측은 벡터 데이터의 열 주소가 증가하는 방향을 의미할 수 있다. 또한, 벡터 데이터가 열 벡터인 경우, 기 설정된 방향은 상측 또는 하측으로 설정될 수 있다. 이 때, 상측은 벡터 데이터의 행 주소가 감소하는 방향을 의미하고, 하측은 벡터 데이터의 행 주소가 증가하는 방향을 의미할 수 있다. 기 설정된 크기는 500엘리먼트로 설정될 수 있다.The preset direction may be any one of left, right, upper, and lower directions. When the vector data is a row vector, the preset direction may be set to the left or the right. In this case, the left side may mean a direction in which the column address of the vector data decreases, and the right side may indicate a direction in which the column address of the vector data increases. Also, when the vector data is a column vector, the preset direction may be set to the upper side or the lower side. In this case, the upper side may mean a direction in which the row address of the vector data decreases, and the lower side may indicate a direction in which the row address of the vector data increases. The preset size may be set to 500 elements.
객체 검출 장치(100)는 엘리먼트를 시프트하는 경우, 열 주소 범위를 벗어나는 엘리먼트들을 삭제할 수 있다. 따라서, 제2 입력 데이터의 길이는 제1 입력 데이터의 길이보다 짧을 수 있다.When shifting an element, the
S1430 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트에서 제2 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 감산함으로써 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터를 출력할 수 있다.In operation S1430 , the
객체 검출 장치(100)는 제1 입력 데이터 및 제2 입력 데이터에서 서로 대응되는 열 주소에 배치된 엘리먼트들끼리 감산할 수 있다.The
객체 검출 장치(100)는 감산된 엘리먼트를 제3 입력 데이터에 저장할 수 있다. 이 때, 객체 검출 장치(100)는 감산된 엘리먼트를 제1 입력 데이터 및 제2 입력 데이터의 열 주소에 대응되는 제3 입력 데이터의 위치에 저장할 수 있다.The
한편, 제1 입력 데이터에서 선택된 엘리먼트에 대응되는 제2 입력 데이터의 엘리먼트가 없는 경우, 객체 검출 장치(100)는 제1 입력 데이터의 열 주소에 대응되는 제3 입력 데이터의 위치에 제로(zero)를 삽입할 수 있다.On the other hand, when there is no element of the second input data corresponding to the element selected in the first input data, the
도 15는 도 12의 3차원 이미지 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.15 is a flowchart illustrating the 3D image acquisition method of FIG. 12 .
도면을 참조하면, S1510 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호에서 적어도 하나의 피크 값을 검출할 수 있다.Referring to the drawing, in operation S1510, the
객체 검출 장치(100)는 교차 상관 신호의 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제1 피크 값을 검출할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 제1 피크 값을 제외한 나머지 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제2 피크 값을 검출할 수 있다.The
S1520 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 피크 값에 기초하여 교차 상관 신호의 품질을 판단할 수 있다.In operation S1520, the
객체 검출 장치(100)는 제1 피크 값의 절대 값 및 제2 피크 값의 절대 값에 기초하여, 교차 상관 신호의 품질을 판단할 수 있다. 객체 검출 장치(100)는 수학식 2 내지 수학식 5에 의하여 교차 상관 신호의 품질을 판단할 수 있다.The
S1530 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 기 설정된 품질 이상의 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.In operation S1530 , the
객체 검출 장치(100)는 기준 품질 이상의 교차 상관 신호의 제1 피크 값에 기초하여 송신 신호의 송신 시점 및 수신 신호의 수신 시점을 계산할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 송신 시점 및 수신 시점에 기초하여 송신부(110)에서 출력된 광의 비행 시간을 계산할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 광의 비행 시간에 기초하여 객체까지의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 객체까지의 거리 정보에 기초하여 3차원의 포인트 클라우드를 생성할 수 있다.The
한편, 객체 검출 장치(100)는 기준 품질 미만의 교차 상관 신호의 피크 값은 무시할 수 있다. 또한, 객체 검출 장치(100)는 기준 품질 미만의 교차 상관 신호에 대응되는 포인트 클라우드에는 최대 탐지 거리 정보를 맵핑할 수 있다. Meanwhile, the
S1540 단계에서, 객체 검출 장치(100)는 생성된 포인트 클라우드에 기초하여 3차원 이미지를 획득할 수 있다.In operation S1540, the
한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 실시예들에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, the above-described embodiments can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium. In addition, the structure of data used in the above-described embodiments may be recorded in a computer-readable recording medium through various means. The computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 실시예가 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 권리 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 실시예에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art related to the present embodiment will understand that the embodiment may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the rights is indicated in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as included in the present embodiment.
100: 객체 검출 장치
110: 송신부
120: 수신부
130: 제어부
132: 교차 상관부
133: 피크 검출부
134: 품질 계산부
135: 포인트 클라우드 생성부
140: 변환부
150: 보간부
160: 필터부100: object detection device
110: transmitter
120: receiver
130: control unit
132: cross-correlation part
133: peak detection unit
134: quality calculator
135: point cloud generator
140: conversion unit
150: interpolation unit
160: filter unit
Claims (15)
상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환하는 변환부;
상기 샘플링 주기 사이를 보간(interpolation)하는 보간부;
상기 보간된 송신 신호 및 상기 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거하는 필터부; 및
상기 노이즈가 제거된 송신 신호 및 상기 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호(cross correlation signal)를 생성하고, 상기 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 제어부;를 포함하는 객체 검출 장치.In the object detection apparatus for irradiating a transmission signal toward an object and receiving a received signal reflected from the object,
a converter converting each of the transmission signal and the reception signal into a digital signal according to a preset sampling period;
an interpolation unit for interpolating between the sampling periods;
a filter unit for removing noise of the interpolated transmission signal and the interpolated reception signal; and
A controller for generating a cross correlation signal between the noise-removed transmission signal and the noise-removed reception signal, and obtaining a three-dimensional image of the object based on a peak value of the cross-correlation signal ; object detection device including.
상기 변환부는
상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 각각을 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 벡터 데이터로 변환하여 출력하는 객체 검출 장치.According to claim 1,
the conversion unit
The object detection apparatus converts each of the transmission signal and the reception signal into vector data in a column vector or row vector format and outputs the converted vector data.
상기 보간부는
상기 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간하는 객체 검출 장치.3. The method of claim 2,
The interpolation unit
An object detection apparatus for interpolating between each element included in the vector data.
상기 필터부는
보간된 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 시간 동안 누적하고, 상기 누적된 엘리먼트의 평균 값을 출력함으로써 고주파 노이즈를 제거하는 제1 노이즈 제거부를 포함하는 객체 검출 장치.According to claim 1,
the filter unit
and a first noise removing unit for accumulating each element included in the interpolated vector data for a preset time and outputting an average value of the accumulated elements to remove high-frequency noise.
상기 필터부는
상기 고주파 노이즈가 제거된 벡터 데이터를 제1 입력 데이터로써 수신하고,
상기 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 방향 및 기 설정된 크기 만큼 시프트하여 제2 입력 데이터를 생성하고,
상기 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트에서 상기 제2 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 감산함으로써 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터를 출력하는 제2 노이즈 제거부를 더 포함하는 객체 검출 장치.5. The method of claim 4,
the filter unit
receiving the vector data from which the high-frequency noise has been removed as first input data;
generating second input data by shifting each element included in the first input data by a preset direction and a preset size;
and a second noise remover configured to output third input data from which low-frequency noise is removed by subtracting each element included in the second input data from each element included in the first input data.
상기 제2 노이즈 제거부는
상기 제1 입력 데이터의 엘리먼트에 대응되는 상기 제2 입력 데이터의 엘리먼트가 없는 경우, 제로(zero)를 제3 입력 데이터에 삽입하는 객체 검출 장치.6. The method of claim 5,
The second noise removing unit
When there is no element of the second input data corresponding to the element of the first input data, a zero is inserted into the third input data.
상기 제어부는
상기 교차 상관 신호에서 적어도 하나의 피크 값을 검출하고,
상기 피크 값에 기초하여 상기 교차 상관 신호의 품질(quality)을 판단하고,
상기 교차 상관 신호의 품질에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 객체 검출 장치.According to claim 1,
the control unit
detecting at least one peak value in the cross-correlation signal;
determining the quality of the cross-correlation signal based on the peak value,
An object detecting apparatus for obtaining a three-dimensional image of the object based on the quality of the cross-correlation signal.
상기 제어부는
상기 교차 상관 신호의 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제1 피크 값을 검출하고,
상기 제1 피크 값을 제외한 나머지 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제2 피크 값을 검출하고,
상기 제1 피크 값의 절대 값 및 상기 제2 피크 값의 절대 값에 기초하여, 상기 교차 상관 신호의 품질을 판단하는 객체 검출 장치.8. The method of claim 7,
the control unit
detecting a first peak value having the largest absolute value among the peak values of the cross-correlation signal;
detecting a second peak value having the largest absolute value among the remaining peak values except for the first peak value;
The object detection apparatus is configured to determine the quality of the cross-correlation signal based on the absolute value of the first peak value and the absolute value of the second peak value.
상기 제어부는
기 설정된 기준 품질 이상의 상기 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드(point cloud)를 생성하고,
상기 생성된 포인트 클라우드에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 객체 검출 장치.9. The method of claim 8,
the control unit
generating a point cloud based on the cross-correlation signal equal to or greater than a preset reference quality;
An object detection apparatus for obtaining a three-dimensional image of the object based on the generated point cloud.
객체를 향해 조사된 송신 신호 및 상기 객체로부터 반사된 수신 신호를 수신하는 단계;
상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 각각을 기 설정된 샘플링 주기에 따라 디지털 신호로 변환하는 단계;
상기 샘플링 주기 사이를 보간하는 단계;
상기 보간된 송신 신호 및 상기 보간된 수신 신호 각각의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 송신 신호 및 상기 노이즈가 제거된 수신 신호 사이의 교차 상관 신호를 생성하는 단계; 및
상기 교차 상관 신호의 피크 값에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계;를 포함하는 객체 검출 방법.In the object detection method,
Receiving the transmitted signal irradiated toward the object and the received signal reflected from the object;
converting each of the transmission signal and the reception signal into a digital signal according to a preset sampling period;
interpolating between the sampling periods;
removing noise from each of the interpolated transmission signal and the interpolated reception signal;
generating a cross-correlation signal between the noise-removed transmission signal and the noise-removed reception signal; and
and obtaining a three-dimensional image of the object based on the peak value of the cross-correlation signal.
상기 변환하는 단계는
상기 송신 신호 및 상기 수신 신호 각각을 열 벡터 또는 행 벡터 형태의 벡터 데이터로 변환하여 출력하는 단계를 포함하고,
상기 보간하는 단계는
상기 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트 사이를 보간하는 단계를 포함하는 객체 검출 방법.11. The method of claim 10,
The converting step is
converting each of the transmission signal and the reception signal into vector data in the form of a column vector or a row vector and outputting,
The interpolation step is
and interpolating between each element included in the vector data.
상기 제거하는 단계는
보간된 벡터 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 시간 동안 누적하고, 상기 누적된 엘리먼트의 평균 값을 출력함으로써 고주파 노이즈를 제거하는 단계;
상기 고주파 노이즈가 제거된 벡터 데이터를 제1 입력 데이터로써 수신하는 단계;
상기 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 기 설정된 방향 및 기 설정된 크기 만큼 시프트하여 제2 입력 데이터를 생성하는 단계;
상기 제1 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트에서 상기 제2 입력 데이터에 포함된 각각의 엘리먼트를 감산함으로써 저주파 노이즈가 제거된 제3 입력 데이터를 출력하는 단계;를 포함하는 객체 검출 방법.11. The method of claim 10,
The removing step
removing high-frequency noise by accumulating each element included in the interpolated vector data for a preset time and outputting an average value of the accumulated elements;
receiving the vector data from which the high frequency noise has been removed as first input data;
generating second input data by shifting each element included in the first input data by a preset direction and a preset size;
and outputting third input data from which low-frequency noise is removed by subtracting each element included in the second input data from each element included in the first input data.
상기 제3 입력 데이터를 출력하는 단계는
제1 입력 데이터의 엘리먼트에 대응되는 제2 입력 데이터의 엘리먼트가 없는 경우, 제로(zero)를 제3 입력 데이터에 삽입하는 단계를 포함하는 객체 검출 방법.13. The method of claim 12,
The step of outputting the third input data is
and inserting a zero into third input data when there is no element of the second input data corresponding to the element of the first input data.
상기 획득하는 단계는
상기 교차 상관 신호에서 적어도 하나의 피크 값을 검출하는 단계;
상기 피크 값에 기초하여 상기 교차 상관 신호의 품질(quality)을 판단하는 단계; 및
상기 교차 상관 신호의 품질에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계;를 포함하는 객체 검출 방법.11. The method of claim 10,
The obtaining step is
detecting at least one peak value in the cross-correlation signal;
determining a quality of the cross-correlation signal based on the peak value; and
and obtaining a three-dimensional image of the object based on the quality of the cross-correlation signal.
상기 검출하는 단계는
상기 교차 상관 신호의 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제1 피크 값을 검출하는 단계; 및
상기 제1 피크 값을 제외한 나머지 피크 값들 중에서 절대 값의 크기가 가장 큰 제2 피크 값을 검출하는 단계;를 포함하고,
상기 판단하는 단계는
상기 제1 피크 값의 절대 값 및 상기 제2 피크 값의 절대 값에 기초하여, 상기 교차 상관 신호의 품질을 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 획득하는 단계는
기 설정된 기준 품질 이상의 상기 교차 상관 신호에 기초하여 포인트 클라우드(point cloud)를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 포인트 클라우드에 기초하여 상기 객체에 대한 3차원 이미지를 획득하는 단계를 포함하는 객체 검출 방법.15. The method of claim 14,
The detecting step
detecting a first peak value having the largest absolute value among the peak values of the cross-correlation signal; and
detecting a second peak value having the largest absolute value among the remaining peak values except for the first peak value;
The judging step
determining the quality of the cross-correlation signal based on the absolute value of the first peak value and the absolute value of the second peak value;
The obtaining step is
generating a point cloud based on the cross-correlation signal of a preset reference quality or higher; and
and obtaining a three-dimensional image of the object based on the generated point cloud.
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