KR20220017777A - Target location determine apparatus and method thereof - Google Patents

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KR20220017777A KR1020200098199A KR20200098199A KR20220017777A KR 20220017777 A KR20220017777 A KR 20220017777A KR 1020200098199 A KR1020200098199 A KR 1020200098199A KR 20200098199 A KR20200098199 A KR 20200098199A KR 20220017777 A KR20220017777 A KR 20220017777A
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Abstract

Disclosed is a target positioning device, which comprises: a radar device for emitting a radar signal, and receiving the radar signal reflected from a target through a plurality of channels; and a processor for determining a position of the target on the basis of the received radar signal. The processor applies discrete fourier transform (DFT) to the radar signal received through the channels, predicts an angle of the target on the basis of the radar signal to which the DFT is applied, determines the position of the target using the radar signal received through an odd- or even-numbered channel among the channels and a preset high-resolution algorithm when the predicted angle of the target is within a preset angle range, and determines the position of the target using the radar signal received through the channels and a high-resolution algorithm when the predicted angle of the target is out of the preset angle range. Accordingly, the position of the target can be detected with a small amount of calculation.

Description

타켓 위치 결정 장치 및 방법{TARGET LOCATION DETERMINE APPARATUS AND METHOD THEREOF}Target positioning device and method

본 개시는 타켓 위치 결정 장치 및 방법에 관한 것으로, 각도 분해능을 개선하면서 낮은 복잡도로 타켓 위치를 결정할 수 있는 타켓 위치 결정 방법 및 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to an apparatus and method for determining a target position, and to a method and method for determining a target position capable of determining a target position with low complexity while improving angular resolution.

레이더 시스템에서 각도 추정 방식은 기계적으로 스캔하는 방법과 위상 배열 시스템을 이용하는 방법이 있다. 위상 배열 시스템에서, 각도 해상도는 안테나 개수가 증가함에 따라 증가한다. The angle estimation method in the radar system includes a mechanical scanning method and a method using a phased array system. In a phased array system, the angular resolution increases as the number of antennas increases.

하지만, 비용과 공간적 제약으로 인해 안테나 개수를 증가시키는 데는 제약이 따른다. 이러한 점에서, 종래에는 안테나 개수를 유지한 상태에서 고해상도 알고리즘을 이용하여 해상도를 향상하는 방법을 이용하였다. However, there are limitations in increasing the number of antennas due to cost and space constraints. In this regard, conventionally, a method of improving the resolution using a high-resolution algorithm while maintaining the number of antennas has been used.

하지만, 고해상도 알고리즘을 이용하는 경우 복잡도가 높아진다는 점에서, 복잡도가 감소된 각도 추정 방법이 요구되었다. However, since complexity increases when a high-resolution algorithm is used, a method for estimating angles with reduced complexity is required.

따라서, 본 개시의 목적은 각도 분해능을 개선하면서 낮은 복잡도로 타켓 위치를 결정할 수 있는 타켓 위치 결정 방법 및 방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present disclosure is to provide a target positioning method and method capable of determining a target position with low complexity while improving angular resolution.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따른 타켓 위치 결정 장치는 레이더 신호를 방출하고, 복수의 채널을 통하여 타켓으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 레이더 장치, 및 상기 수신된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하고, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 각도를 예측하고 상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 상기 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하고, 상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어나면, 상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 상기 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정한다. A target positioning device according to the present disclosure for achieving the above object is a radar device that emits a radar signal and receives a radar signal reflected from a target through a plurality of channels, and based on the received radar signal, the a processor for determining a position of a target, wherein the processor applies a Discrete Fourier Transform (DFT) to the radar signal received through the plurality of channels, and based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied If the angle of the target is predicted and the predicted angle of the target is within a preset angle range, the position of the target is determined using a radar signal received through an odd channel or an even channel among the plurality of channels and a preset high-resolution algorithm. and, when the predicted angle of the target is out of the preset angle range, the location of the target is determined using the radar signal received through the plurality of channels and the high-resolution algorithm.

이 경우, 상기 복수의 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널이고, 상기 프로세서는, 상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 위상 배열 안테나 중 λ 간격으로 배치된 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정할 수 있다. In this case, the plurality of channels are channels for receiving a radar signal received from each of the phased array antennas arranged at an interval of λ/2, and the processor is configured to, when the predicted angle of the target is within a preset angle range, The position of the target may be determined using a radar signal received through a channel arranged at intervals of λ among antennas and a preset high-resolution algorithm.

한편, 상기 고해상도 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)일 수 있다. Meanwhile, the high-resolution algorithm may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC).

한편, 상기 기설정된 각도는 30도일 수 있다. Meanwhile, the preset angle may be 30 degrees.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법은 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 각도를 예측하는 단계, 상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내인지를 판단하는 단계, 및 상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위이면 상기 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호와 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정하거나, 상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어나면 상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 상기 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 단계를 포함한다. Meanwhile, the method for determining a target position according to an embodiment of the present disclosure includes applying a discrete Fourier transform (DFT) to a radar signal received through a plurality of channels, based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied. predicting the angle of the target, determining whether the predicted angle of the target is within a preset angular range, and if the predicted angle of the target is within the preset angular range, an odd channel among the plurality of channels or When the target position is determined using a radar signal received through an even channel and a high-resolution algorithm, or when the predicted angle of the target is out of the preset angle range, the radar signal received through the plurality of channels and the high-resolution algorithm and determining the position of the target using

이 경우, 상기 복수의 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널이고, 상기 타켓의 위치를 결정하는 단계는 상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 위상 배열 안테나 중 λ 간격으로 배치된 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정할 수 있다. In this case, the plurality of channels are channels for receiving a radar signal received from each of the phased array antennas arranged at intervals of λ/2, and the determining of the position of the target includes the predicted angle of the target within a preset angular range. If it is inside, the position of the target may be determined using a radar signal received through a channel arranged at intervals of λ among the phased array antennas and a preset high-resolution algorithm.

한편, 상기 고해상도 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)일 수 있다. Meanwhile, the high-resolution algorithm may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC).

한편, 상기 기설정된 각도는 30도일 수 있다. Meanwhile, the preset angle may be 30 degrees.

상술한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 타켓의 위치가 전면 방향인 30도 이내에 있는 것으로 예측하고, 예측 결과에 기초하여 적응적으로 홀수 채널 또는 짝수 채널의 레이더 신호만을 이용하여 고해상도 주파수 검출 알고리즘에 적용하는바, 낮은 연상량으로 타켓의 위치를 검출할 수 있다. As described above, according to various embodiments of the present disclosure, it is predicted that the position of the target is within 30 degrees in the front direction, and based on the prediction result, high-resolution frequency detection is adaptively using only the radar signal of the odd channel or the even channel. As applied to the algorithm, the target position can be detected with a low amount of association.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 타켓의 각도별 고해상도 알고리즘의 적용 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면,
도 5는 본 개시의 일시 예에 따른 타켓에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a view showing a specific configuration of a target positioning device according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a view for explaining an operation of applying a high-resolution algorithm for each angle of a target according to an embodiment of the present disclosure;
3 and 4 are views showing simulation results according to an embodiment of the present disclosure;
5 is a view showing a spectrum range for a target according to a temporary example of the present disclosure;
6 is a flowchart illustrating a method for determining a target position according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.

본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the embodiments of the present disclosure are selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, which may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, etc. . In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding disclosure. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Embodiments of the present disclosure may be subjected to various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiments, and it should be understood to include all transformations, equivalents and substitutions included in the spirit and scope of the disclosure. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "구성되다." 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 singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this application, "includes." Or "consistent." The term such as is intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features or number, step, operation, component, part or It should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of combinations thereof.

본 개시의 실시 예에서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, a 'module' or 'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of 'modules' or a plurality of 'units' may be integrated into at least one module and implemented with at least one processor, except for 'modules' or 'units' that need to be implemented with specific hardware.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily implement them. However, the present disclosure may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a specific configuration of a target positioning apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 타켓 위치 결정 장치(100)는 레이더 장치(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 여기서 타켓 위치 결정 장치(100)는 레이더 신호 방출이 가능한 레이더나, 자율 주행을 위한 항법 장치 또는 차량 운행 중에 위험 사항을 감지하는 위험 감지 장치 또는 이들을 포함하는 자동차일 수 있다. Referring to FIG. 1 , the target positioning apparatus 100 may include a radar apparatus 110 and a processor 120 . Here, the target positioning device 100 may be a radar capable of emitting a radar signal, a navigation device for autonomous driving, a risk detection device for detecting a danger while driving a vehicle, or a vehicle including them.

레이더 장치(110)는 위상 배열 안테나를 사용할 수 있다. 여기서, 위상 배열 안테나(또는 위상 배열 시스템)는 배열 안테나의 각 소자에 급전하는 위상을 전자적으로 변화시켜 방사빔을 주사시 큰 안테나이다. 본 개시에서 이용하는 위상 배열 안테나는 레이더 신호의 λ/2 간격으로 복수의 안테나가 배치되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 위상 배열 안테나는 다양한 개수의 안테나(예를 들어, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32)로 구성될 수 있다. The radar device 110 may use a phased array antenna. Here, the phased array antenna (or phased array system) is a large antenna when scanning a radiation beam by electronically changing a phase fed to each element of the array antenna. The phased array antenna used in the present disclosure may have a structure in which a plurality of antennas are disposed at an interval of λ/2 of a radar signal. In this case, the phased array antenna may be composed of various numbers of antennas (eg, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32).

그리고 레이더 장치(110)는 차량용 FMCW(Frequency Modulation Continuos Wave) 레이더 방식으로 동작하는 장치일 수 있다. In addition, the radar device 110 may be a device operating in a vehicle frequency modulation continuos wave (FMCW) radar method.

여기서 FMCW는 정현파의 주파수를 변조하여 송신하고 전방에서 반사되는 레이더 신호로, 시간-주파수 도메인을 동시에 사용함으로써 타켓의 거리와 속도를 동시에 측정 가능한 시스템이다. FMCW 레이더 방식은 대역폭 효율이 매우 높으면서 복잡도가 낮아 차량용 레이더 시스템에 많이 사용된다. Here, the FMCW is a radar signal that modulates and transmits the frequency of a sine wave and is reflected from the front. It is a system capable of simultaneously measuring the distance and speed of a target by using the time-frequency domain at the same time. The FMCW radar method is widely used in automotive radar systems because of its high bandwidth efficiency and low complexity.

FMCW 레이더 방식으로 동작하는 경우, 레이더 장치(110)는 파형 발생기와 전압 제어 발진기를 통해 시간에 따라 주파수 변조된 정형파를 생성하여 송신할 수 있다. 예를 들어, 레이더 장치(110)는 △t 동안 주파수 BW(Bandwidth) 만큼 선행 주파수 변조하여 송신 신호를 만들어 송신할 수 있다. 여기서 주파수는 24 GHz, 77 GHz 등일 수 있으며, 이에 제한 되지는 않는다. When operating in the FMCW radar method, the radar device 110 may generate and transmit a frequency-modulated square wave according to time through a waveform generator and a voltage-controlled oscillator. For example, the radar device 110 may generate and transmit a transmission signal by performing a preceding frequency modulation as much as a frequency BW (Bandwidth) during Δt. Here, the frequency may be 24 GHz, 77 GHz, etc., but is not limited thereto.

전파된 신호는 전방의 물체에 반사되어 거리에 따른 시간 지연과 속도 차이에 의한 도플러 주파수를 가지고 레이더 장치(110)에서 수신될 수 있다. 여기서 수신되는 레이더 신호에 대해서 믹서를 이용하여 수신 신호와 송신 신호를 곱할 수 있으며, 서로 간의 주파수 차이에 기초하여 거리가 추정될 수 있다. 후술하는 수신된 레이더 신호는 안테나를 통하여 수신된 레이더 신호 그 자체일 수 있으며, 상술한 바와 같이 믹서에 의하여 수신 신호와 송신 신호가 곱해진 신호일 수도 있다. The propagated signal is reflected by an object in front and may be received by the radar device 110 with a Doppler frequency due to a time delay according to a distance and a speed difference. Here, a received radar signal may be multiplied by a received signal and a transmitted signal using a mixer, and a distance may be estimated based on a frequency difference between them. A received radar signal to be described later may be a radar signal itself received through an antenna, or may be a signal obtained by multiplying a received signal and a transmitted signal by a mixer as described above.

그리고 레이더 장치(110)는 수신된 레이더 신호에 대한 아날로그-디지털 변환을 수행하고, 디지털 변환된 레이더 신호를 프로세서(120)에 제공할 수 있다. 즉, 후술하는 레이더 신호는 디지털 값으로 표현될 수 있다. In addition, the radar device 110 may perform analog-to-digital conversion on the received radar signal, and may provide the digitally converted radar signal to the processor 120 . That is, a radar signal to be described later may be expressed as a digital value.

프로세서(120)는 타켓 위치 검출 장치(100) 내의 각 구성에 대한 제어를 수행한다. 구체적으로, 프로세서(120)는 실시간으로 장치의 전방(또는 주변)의 물체를 감지할 수 있도록, 레이더 신호를 방출하도록 레이더 장치(110)를 제어하고, 레이더 장치(110)로부터 수신한 레이더 신호를 분석하여 타켓 위치를 검출할 수 있다. The processor 120 controls each component in the target position detection apparatus 100 . Specifically, the processor 120 controls the radar device 110 to emit a radar signal so as to detect an object in front (or around) of the device in real time, and receives the radar signal received from the radar device 110 in real time. The target position can be detected by analysis.

그리고 프로세서(120)는 타켓의 각도를 예측할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)하여 타켓의 각도를 예측할 수 있다. And the processor 120 may predict the angle of the target. For example, the processor 120 may predict the angle of the target by performing a discrete Fourier transform (DFT) on a radar signal received through a plurality of channels.

여기서 이산 푸리에 변환은 주파수 성분을 추정하는 기술로 해상도가 높지 않다. 이에 따라, 다수의 타켓이 인접한 경우 단일 타켓으로 인식할 확률이 높다. 본 개시에서 이상 푸리에 변환은 타켓의 정확한 위치를 감지하기 위하여 사용하는 것이 아니라, 후술하는 고해상도 알고리즘에 입력할 레이더 신호의 채널을 판단하기 위하여 이산 푸리에 변환을 수행한다. Here, the discrete Fourier transform is a technique for estimating frequency components, and the resolution is not high. Accordingly, when a plurality of targets are adjacent to each other, the probability of recognition as a single target is high. In the present disclosure, the abnormal Fourier transform is not used to detect the exact position of the target, but the discrete Fourier transform is performed to determine the channel of the radar signal to be input to a high-resolution algorithm to be described later.

그리고 프로세서(120)는 예측된 타켓의 각도에 기초하여 타켓의 위치 결정에 이용할 레이더 채널을 전체를 사용할 것인지, 홀수 채널 또는 짝수 채널을 사용할 것인지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 기설정된 범위 내에 타켓이 위치하는 것으로 예측되면 낮은 연산량으로 타켓 위치 검출이 가능한 방식으로 타켓의 위치를 감지하는 것으로 결정하고, 기설정된 범위 외에 타켓이 위치하는 것으로 예측되면 일반적인 방식으로 타켓의 위치를 감지하는 것으로 결정할 수 있다.In addition, the processor 120 may determine whether to use all of the radar channels to be used for determining the position of the target, odd-numbered channels, or even-numbered channels based on the predicted target angle. For example, when it is predicted that the target is located within the preset range, the processor 120 determines to detect the target position in a way that enables detection of the target position with a low computational amount, and predicts that the target is located outside the preset range Then, it can be decided by detecting the position of the target in a normal way.

여기서 홀수 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널 중 홀수번째 위치한 채널로, 복수의 채널이 λ/2 간격으로 배치되는바, 홀수 채널은 λ 간격으로 배치된 안테나로부터 레이더 신호를 수신하는 채널이다. 예를 들어, 8채널의 위상 배열 안테나를 이용하는 경우, 홀수 채널은 1, 3, 5, 7 채널일 수 있다. Here, the odd channel is an odd-numbered channel among channels receiving radar signals received from each of the phased array antennas arranged at λ/2 intervals. A plurality of channels are arranged at intervals of λ/2. It is a channel for receiving radar signals from the deployed antenna. For example, when using an 8-channel phased array antenna, odd channels may be 1, 3, 5, or 7 channels.

그리고 짝수 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널 중 짝수번째 위치한 채널로, 복수의 채널이 λ/2 간격으로 배치되는바, 짝수 채널은 λ 간격으로 배치된 안테나로부터 레이더 신호를 수신하는 채널이다. 예를 들어, 8채널의 위상 배열 안테나를 이용하는 경우, 짝수 채널은 2, 4, 6, 8 채널일 수 있다. The even channel is an even-numbered channel among channels receiving radar signals received from each of the phased array antennas arranged at λ/2 intervals. A plurality of channels are arranged at intervals of λ/2, and the even channels are at intervals of λ It is a channel for receiving radar signals from the deployed antenna. For example, when an 8-channel phased array antenna is used, even channels may be 2, 4, 6, or 8 channels.

그리고 프로세서(120)는 결정된 레이더 채널의 레이더 신호를 고해상도 알고리즘에 적용하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 예측된 타켓의 각도가 30도 이내(즉, 0 ~ 30 도)이면, 프로세서(120)는 복수의 채널 중 λ 간격의 채널, 예를 들어, 홀수 채널들 또는 짝수 채널들만을 고해상도 알고리즘에 입력하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. 반대로, 프로세서(120)는 예측된 타켓의 각도가 30도를 이상이면 복수의 채널 전체를 고해상도 알고리즘에 입력하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. In addition, the processor 120 may determine the position of the target by applying the determined radar signal of the radar channel to the high-resolution algorithm. For example, if the predicted target angle is within 30 degrees (ie, 0 to 30 degrees), the processor 120 selects only channels with a λ interval among the plurality of channels, for example, odd channels or even channels with high resolution. The target position can be determined by input into the algorithm. Conversely, if the predicted angle of the target is greater than or equal to 30 degrees, the processor 120 may determine the location of the target by inputting all of the plurality of channels to the high-resolution algorithm.

여기서, 고해상도 알고리즘(또는 초고해상도 알고리즘)은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)일 수 있으며, 구현시에는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)이나 다른 고해상도 주파수 검출 알고리즘이 이용될 수도 있다. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, MUSIC으로 지칭되는 다중 신호 분류 기법을 적용하는 경우를 가정하여 설명한다. Here, the high-resolution algorithm (or ultra-high-resolution algorithm) may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC), and in implementation, estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) or other high-resolution frequency detection algorithms may be used. may be Hereinafter, for ease of description, it is assumed that a multi-signal classification technique referred to as MUSIC is applied.

다중 신호 분류 기법(MUSIC)은 안테나 개수를 증가하지 않고, 신호 처리만으로 각도 해상도를 개선하는 방법으로, 안테나 또는 센서에 측정된 데이터들로 이루어진 공간을 신호 공간과 잡음 공간으로 분리하여 신호원들의 위치에 대한 벡터가 잡음 공간과 직교함을 이용하여 위치를 추적하는 방법이다. Multi-signal classification technique (MUSIC) is a method of improving angular resolution only by signal processing without increasing the number of antennas. This is a method for tracking the position by using the vector for is orthogonal to the noise space.

이하에서는 다중 신호 분류 기법의 동작을 용이하게 하기 위하여, 균일한 간격 d를 가지고 M개의 안테나로 이루어진 선형 배열 안테나를 이용하는 경우를 가정하여 설명한다. Hereinafter, in order to facilitate the operation of the multi-signal classification scheme, it is assumed that a linear array antenna including M antennas with a uniform spacing d is used.

M개의 안테나에서 송출된 레이더 신호가 D 개의 서로 다른 타켓에 반사되어 돌아오는 평면파는 타켓의 위치한 각도에 따라 각기 다른 각도로 입사한다. The radar signal transmitted from the M antennas is reflected by the D different targets and the return plane wave is incident at different angles depending on the position of the target.

이때, 배열 안테나에 수신되는 신호 x[n]는 다음과 같은 수학식 1로 표현될 수 있다. In this case, the signal x[n] received by the array antenna may be expressed by the following Equation (1).

<수학식 1><Equation 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, [n]은 n번째 시간 표본을 의미하고, a(θi)는 평면파의 입사 각도(θi)와 배열 안테나의 간격 d에 의해 발생하는 위상차(dsin(θ))를 나타내는 벡터, si[n]는 i번재 타켓에 반사되어 돌아오는 입사 신호의 n번째 시간 표면이다. Here, [n] means the nth time sample, and a(θ i ) is a vector representing the phase difference (dsin(θ)) caused by the plane wave incident angle (θ i ) and the distance d between the array antennas, s i [n] is the nth time surface of the incident signal that is reflected back to the ith target.

위와 같은 수신 신호로 레이더 신호가 수신되면, MUSIC 알고리즘을 이용하면 시간 영역에서의 도래각을 추정할 수 있다. When a radar signal is received as the above received signal, the angle of arrival in the time domain can be estimated using the MUSIC algorithm.

또한, 주파수 영역에 대해서도 MUSIC 알고리즘을 적용하여 주파수 영역에서의 도래각을 추정할 수 있다. 구체적으로, CFAR(Constant false alarm rate) 알고리즘을 통해 미리 검출한 비트 주파수에 해당하는 스펙트럼 값들에 적용함으로써 원하는 각도만을 추정할 수 있다. Also, the angle of arrival in the frequency domain can be estimated by applying the MUSIC algorithm to the frequency domain. Specifically, only a desired angle can be estimated by applying to spectral values corresponding to a bit frequency previously detected through a constant false alarm rate (CFAR) algorithm.

그리고 시간 영역에서 산출된 도래각 및 주파수 영역에서 산출된 도래각을 이용하여 최종적으로 타켓의 위치를 산출할 수 있다. In addition, the target position may be finally calculated using the angle of arrival calculated in the time domain and the angle of arrival calculated in the frequency domain.

이와 같은 MUSIC 알고리즘에 사용되는 주요 연산들에 소요되는 곱셈량은 아래와 같다. The amount of multiplication required for the major operations used in the MUSIC algorithm is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

이와 같은 주요 연산을 이용하여 전체 채널로부터 수신되는 레이더 신호를 이용하여 타켓 위치를 계산하는 경우, 최종 위치 검출에 필요한 연산량은 아래의 수학식 2와 같다. When the target position is calculated using the radar signals received from all channels using such a main operation, the amount of calculation required for the final position detection is as shown in Equation 2 below.

<수학식 2><Equation 2>

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, Cconventional은 모든 채널의 레이더 신호를 이용하는 경우의 MUSIC 알고리즘의 곱셈량, L은 심볼개수, K는 안테나 개수, M은 타켓의 개수이다. Here, C conventional is the multiplication amount of the MUSIC algorithm when using radar signals of all channels, L is the number of symbols, K is the number of antennas, and M is the number of targets.

한편, 타켓의 위치가 기설정된 각도 범위(예를 들어, 30 도) 보다 작은 경우, 타켓은 FOV 내에 존재하는 것이므로 안테나 간격을 λ로 설정하여 해상도를 증가할 수 있다. 즉, 안테나 간격은 이미 λ/2로 설정되어 배치되어 있는바, 복수의 안테나 중 λ 간격의 안테나에서 수신된 레이더 신호만을 MUSIC 알고리즘을 수행할 수 있다. 즉, 홀수 채널 또는 짝수 채널에서의 수신된 레이더 신호만을 이용하여 타켓의 위치를 검출할 수 있다. 한편, 홀수 채널을 이용할지 짝수 채널을 이용할지는 랜덤하게 선택되거나, 어느 하나만을 사용하는 것으로 고정하거나, 교번적으로 이용하는 등 시스템 특성에 맞게 적용될 수 있다. On the other hand, when the position of the target is smaller than a preset angular range (eg, 30 degrees), since the target is within the FOV, the resolution may be increased by setting the antenna spacing to λ. That is, since the antenna spacing is already set to λ/2, the MUSIC algorithm can be performed only on the radar signal received from the λ spacing antenna among the plurality of antennas. That is, the position of the target may be detected using only the radar signal received in the odd channel or the even channel. On the other hand, whether to use an odd channel or an even channel is randomly selected, fixed to use only one, or may be applied in accordance with system characteristics such as alternately used.

여기서 기설정된 각도는 객체가 FOV(field of view) 내에 위치하는지를 판단하기 위한 것으로, FOV가 30도인 경우 상술한 기설정된 각도 범위는 30도가 될 수 있다. 하지만, FOV가 30도 다른 각도를 갖는다면 상술한 기설정된 각도 범위는 FOV에 대응되는 각도 값이 이용될 수 있다. Here, the preset angle is for determining whether the object is located within a field of view (FOV). When the FOV is 30 degrees, the preset angle range may be 30 degrees. However, if the FOV has an angle different by 30 degrees, an angle value corresponding to the FOV may be used as the preset angle range.

이와 같이 안테나 간격이 λ 간격으로 가정한 경우의 연산량은 아래의 수학식 3과 같다. In this way, when the antenna spacing is assumed to be the λ spacing, the amount of computation is as shown in Equation 3 below.

<수학식 3><Equation 3>

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서

Figure pat00005
는 초기 검출에 사용되는 FFT의 크기,
Figure pat00006
은 타겟이
Figure pat00007
이내에 존재하는 경우 1-
Figure pat00008
Figure pat00009
밖에 존재하는 경우이다. here
Figure pat00005
is the size of the FFT used for initial detection,
Figure pat00006
is the target
Figure pat00007
1- if present within
Figure pat00008
silver
Figure pat00009
if it exists outside.

이와 같이 타켓의 위치가 기설정된 각도 범위 내인 경우에 이용하는 안테나의 수를 절반으로 이용하더라도, 낮은 복잡도로 높은 해상도를 유지할 수 있다. 구체적인 효과는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다. As described above, even when the number of antennas used when the target position is within a preset angular range is half used, high resolution can be maintained with low complexity. Specific effects will be described later with reference to FIGS. 3 and 4 .

따라서, 본 개시에서는 우선적으로 FFT를 이용하여 타켓의 대략적인 각도를 예측하고, 예측된 각도에 따라 선택적으로 λ/2 간격의 안테나의 레이더 신호를 이용하거나, λ 간격의 안테나에서 수신된 레이더 신호를 이용한다. Therefore, in the present disclosure, the approximate angle of the target is predicted using FFT, and the radar signal of the antenna at the λ/2 interval is selectively used according to the predicted angle, or the radar signal received from the antenna at the λ interval is used. use it

이상과 같이 본 개시에 따른 타켓 위치 결정 장치는 타켓의 위치가 전면 방향인 30도 이내에 있는 것으로 예측하고, 예측 결과에 기초하여 적응적으로 홀수 채널 또는 짝수 채널의 레이더 신호만을 이용하여 고해상도 주파수 검출 알고리즘에 적용하는바, 낮은 연산량으로 타켓의 위치를 검출할 수 있다. As described above, the device for determining the target position according to the present disclosure predicts that the position of the target is within 30 degrees of the front direction, and adaptively uses only the radar signal of the odd channel or the even channel based on the prediction result to obtain a high-resolution frequency detection algorithm When applied to , the target position can be detected with a low amount of computation.

도 1을 도시하고 설명함에 있어서, 타켓 검출 장치가 두 개의 구성만을 포함하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 감지된 타켓 위치를 다른 장치에 전송하기 위한 통신 장치 또는 감지된 타켓의 위치를 표시하기 위한 디스플레이 등을 더 포함할 수 있다. In the illustration and description of FIG. 1 , although the target detection apparatus has been illustrated and described as including only two components, other components may be further included in implementation. For example, the display device may further include a communication device for transmitting the sensed target location to another device or a display for displaying the detected target location.

또한, 도 1을 도시하고 설명함에 있어서, 프로세서(120)가 타켓 위치를 산출하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 레이더 장치(110)가 타켓 위치를 산출하는 동작을 수행하고, 프로세서(120)는 레이더 장치(110)에 대한 제어 동작만을 수행할 수도 있다. 또한, 타켓 검출 장치(100)는 차량에 탑체되어 자율 주행 또는 위험 감지 장치로서 동작할 수도 있다. In addition, in the illustration and description of FIG. 1 , the processor 120 has been illustrated and described as calculating the target position, but in implementation, the radar device 110 performs the operation of calculating the target position, and the processor 120 may perform only a control operation for the radar device 110 . In addition, the target detection apparatus 100 may be mounted on a vehicle to operate as an autonomous driving or risk detection apparatus.

한편, 도 1을 설명함에 있어서, 타켓 검출 장치(100)가 하나의 타켓을 검출하는 것으로 설명하였지만, 타켓 검출 장치(100)는 상술한 과정에서 복수의 타켓의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 상술한 과정에서 프로세서(120)가 복수의 채널의 신호를 그대로 MUSIC 알고리즘에 적용하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 복수의 채널에 대한 레이더 신호에 대한 전처리 등을 선행적으로 수행한 이후에 MUSIC 알고리즘에 적용하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the description of FIG. 1 , it has been described that the target detection apparatus 100 detects one target, but the target detection apparatus 100 may determine the positions of a plurality of targets in the above-described process. In addition, although it has been described that the processor 120 applies the signals of the plurality of channels to the MUSIC algorithm as it is in the above process, in implementation, the MUSIC algorithm is performed after preprocessing the radar signals for the plurality of channels in advance. It is also possible to apply it to the algorithm.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 타켓의 각도별 고해상도 알고리즘의 적용 동작을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a diagram for explaining an operation of applying a high-resolution algorithm for each angle of a target according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 프로세서(120)는 타켓 각도 산출 모듈(121), 각도 판단 모듈(122), 전 채널 처리 모듈(123), 홀수 채널 처리 모듈(124), 짝수 채널 처리 모듈(125), 덧셈기(126) 및 알고리즘 처리 모듈(127)을 포함할 수 있다. 2, the processor 120 includes a target angle calculation module 121, an angle determination module 122, an all-channel processing module 123, an odd-numbered channel processing module 124, an even-numbered channel processing module 125, It may include an adder 126 and an algorithm processing module 127 .

타켓 각도 산출 모듈(121)은 입력된 레이더 신호에 대한 이산 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier transform)을 수행하여, 타켓의 각도를 예측할 수 있다. 구체적으로, 타켓 각도 산출 모듈(121)은 복수의 채널 전체로부터 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환 방식으로 타켓의 각도를 예측할 수 있다. The target angle calculation module 121 may predict the target angle by performing a discrete Fourier transform (FFT) on the input radar signal. Specifically, the target angle calculation module 121 may predict the angle of the target by using the discrete Fourier transform method on the radar signal received from all of the plurality of channels.

각도 판단 모듈(122)은 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 예측된 각도가 30도인지 30도를 벗어난 각도인지를 판단할 수 있다. The angle determination module 122 may determine whether the predicted angle of the target is within a preset angle range. For example, it may be determined whether the predicted angle is 30 degrees or an angle out of 30 degrees.

전 채널 처리 모듈(123)은 레이더 신호의 전체 채널을 고해상도 알고리즘에 제공하는 모듈이다. 구체적으로, 전 채널 처리 모듈(123)은 예측된 타켓의 각도가 30도를 벗어난 경우, 전체 채널의 레이더 신호를 후술하는 알고리즘 처리 모듈(127)에 제공할 수 있다. The all-channel processing module 123 is a module that provides all channels of a radar signal to a high-resolution algorithm. Specifically, when the predicted target angle is out of 30 degrees, the all-channel processing module 123 may provide the radar signal of all channels to the algorithm processing module 127 to be described later.

홀수 채널 처리 모듈(124)은 레이더 신호 중 홀수 채널을 고해상도 알고리즘에 제공하는 모듈이다. 예를 들어, 레이더가 λ/2 간격 단위로 배치되는 8개 채널을 이용하는 경우, 1, 3, 5, 7 채널의 레이더 신호를 후술하는 알고리즘 처리 모듈(127)에 제공할 수 있다. 구현시에 홀수 채널 처리 모듈(124)은 홀수 채널의 레이더 신호에 대한 전처리 동작을 수행할 수 있다. The odd channel processing module 124 is a module that provides an odd channel among radar signals to a high-resolution algorithm. For example, when the radar uses 8 channels arranged at intervals of λ/2, the radar signals of channels 1, 3, 5, and 7 may be provided to the algorithm processing module 127 to be described later. In implementation, the odd channel processing module 124 may perform a preprocessing operation on the odd channel radar signal.

짝수 채널 처리 모듈(125)은 레이더 신호 중 짝수 채널을 고해상도 알고리즘에 제공하는 모듈이다. 예를 들어, 레이더가 λ/2 간격 단위로 배치되는 8개 채널을 이용하는 경우, 2, 4, 6, 8 채널의 레이더 신호를 후술하는 알고리즘 처리 모듈(127)에 제공할 수 있다. 구현시에 짝수 채널 처리 모듈(125)은 짝수 채널의 레이더 신호에 대한 전처리 동작을 수행할 수 있다. The even-numbered channel processing module 125 is a module that provides an even-numbered channel among radar signals to a high-resolution algorithm. For example, when the radar uses 8 channels arranged at intervals of λ/2, radar signals of 2, 4, 6, and 8 channels may be provided to the algorithm processing module 127 to be described later. When implemented, the even channel processing module 125 may perform a preprocessing operation on the radar signal of the even channel.

덧셈기(126)는 선택적으로 전 채널 처리 모듈(123), 홀수 채널 처리 모듈(124), 짝수 채널 처리 모듈(125)의 레이더 신호를 선택적으로 알고리즘 처리 모듈(127)에 제공할 수 있다.The adder 126 may selectively provide the radar signals of the all channel processing module 123 , the odd channel processing module 124 , and the even channel processing module 125 to the algorithm processing module 127 .

알고리즘 처리 모듈(127)은 앞선 모듈로부터 레이더 신호를 수신하고, 수신된 레이더 신호를 MUSIC 알고리즘의 입력값에 넣어 타켓의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, 알고리즘 처리 모듈(127)은 각 타겟의 거리, 각도 등의 위치를 산출할 수 있다. The algorithm processing module 127 may receive a radar signal from the previous module, and insert the received radar signal into an input value of the MUSIC algorithm to detect the position of the target. For example, the algorithm processing module 127 may calculate a position such as a distance, an angle, etc. of each target.

도 3 및 도 4는 본 개시의 실시 예에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 SNR(Signal to Noise Ratio)에 따른 RMSE(Root mean square error)를 보인 것으로 매 SNR 마다 총 10,000회의 실험 결과를 나타낸 도면이다. 3 and 4 are diagrams illustrating simulation results according to an embodiment of the present disclosure. Specifically, FIG. 3 is a diagram showing a root mean square error (RMSE) according to a signal to noise ratio (SNR), showing the results of a total of 10,000 experiments for every SNR.

도 3을 참조하면, 안테나 개수가 12개인 기존 방식과 안테나의 개수를 6개로, 즉 절반으로 사용한 경우에도 두 성능은 거의 일치함을 알 수 있다. Referring to FIG. 3 , it can be seen that the two performances are almost identical even when the conventional method with 12 antennas and the number of antennas are used with 6, that is, half.

도 4를 참조하면, 타켓의 위치에 따라 적응적으로 다중 신호 분류 기법에 적용할 안테나 채널의 수를 변경한 경우와 그렇지 않은 경우의 실험 결과가 개시되어 있다. Referring to FIG. 4 , experimental results in the case where the number of antenna channels to be applied to the multi-signal classification technique are adaptively changed according to the location of the target and in the case where the number of antenna channels is not changed are disclosed.

먼저, 도 4(a)를 참조하면, 본 개시와 같이 적응적으로 다중 신호 분류 기법에 입력되는 레이더 신호의 일부만을 제공하는 경우(이하, 본 개시에 따른 방식), Pr이 1에 가까울수록 연산량이 작아짐을 확인할 수 있다. First, referring to FIG. 4( a ), in the case where only a part of the radar signal input to the multi-signal classification technique is adaptively provided as in the present disclosure (hereinafter, the method according to the present disclosure), the closer Pr is to 1, the more the amount of computation. It can be seen that this decrease

그리고 도 4(b)를 참조하면, 안테나 개수가 8개 내지 32개의 범위 내에서의 연산량이 도시되어 있는데, 두 방식 모두 안테나 개수가 증가함에 따라 연산량은 증가하나, 전체 범위에서 본 개시에 따른 방식이 기존 방식보다 낮은 연산량을 가짐을 확인할 수 있다. And, referring to FIG. 4(b) , the amount of computation within the range of 8 to 32 antennas is shown. In both schemes, the amount of computation increases as the number of antennas increases, but the method according to the present disclosure in the entire range It can be seen that this method has a lower computational amount than the existing method.

그리고 도 4(c)를 참조하면, 심볼 개수가 16개에서 256개로 변화하는 경우, 두 방식 모두 심볼 개수가 증가함에 따라 연산량은 증가하나, 전체 범위에서 본 개시에 따른 방식이 기존 방식보다 낮은 연산량이 가짐을 확인할 수 있다. And, referring to FIG. 4(c), when the number of symbols is changed from 16 to 256, in both schemes, the amount of computation increases as the number of symbols increases. You can verify that you have this.

도 5는 본 개시의 일시 예에 따른 타켓에 대한 스펙트럼의 범위를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 타켓의 개수가 2개인 경우의 FFT 방식, 전체 채널을 이용한 방식, 홀수 채널(또는 짝수 채널)을 이용한 방식의 스펙트럼 범위를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a spectrum range for a target according to a temporary example of the present disclosure. Specifically, it is a diagram showing the spectral ranges of the FFT method, the method using all channels, and the method using odd channels (or even channels) when the number of targets is two.

도 5를 참조하면, FFT 방식을 이용하는 경우, 두 개의 타켓을 하나로 탐지하여 해상도가 낮음을 알 수 있다. 그리고 전체 채널을 이용한 방식을 고해상도 알고리즘을 이용하는 경우, 두 타켓을 정확하게 탐지하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5 , when the FFT method is used, it can be seen that the resolution is low by detecting two targets as one. And when the high-resolution algorithm is used for the method using all channels, it can be confirmed that the two targets are accurately detected.

한편, 본 개시에 따른 방식, 즉 홀수 채널(또는 짝수 채널)만을 이용한 다중 신호 분류 기법에 의해 탐지 결과 역시, 전 채널을 이용하는 방식과 유사하게 두 타켓에 대한 피크도 첨예하며, 실제 거리와의 차이가 거의 없음을 확인할 수 있다. On the other hand, the detection result by the method according to the present disclosure, that is, the multi-signal classification method using only odd channels (or even channels), also has sharp peaks for both targets, similar to the method using all channels, and the difference from the actual distance It can be seen that there is almost no

이와 같이 타켓이 기설정된 영역에 위치하는 경우에는 레이더 신호 전체를 이용하지 않고 λ 간격으로 배치된 채널의 신호만을 이용하여도 기존과 같이 모든 채널의 신호를 이용하여 타켓의 위치를 결정하는 것과 동일한 성능을 가짐을 확인할 수 있다. In this way, when the target is located in a preset area, the same performance as in determining the position of the target using signals of all channels as in the past, even if only the signals of the channels arranged at λ intervals are used without using the entire radar signal. It can be confirmed that it has

특히, 상술한 연산 과정에서 λ 간격으로 배치된 채널의 신호만을 이용하여 고해상도 알고리즘을 처리하는바, 낮은 연산도로 타켓 위치 결정이 가능하다. In particular, in the above-described operation process, a high-resolution algorithm is processed using only the signals of the channels arranged at intervals of λ, so that the target position can be determined with a low operation rate.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method for determining a target position according to an embodiment of the present disclosure.

도 6을 참조하면, 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용한다(S610). Referring to FIG. 6 , a Discrete Fourier Transform (DFT) is applied to a radar signal received through a plurality of channels (S610).

그리고 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 타켓의 각도를 예측한다(S620). Then, the angle of the target is predicted based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied ( S620 ).

그리고 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내인지를 판단한다(S630). 여기서 기설정된 각도는 30도일 수 있다. And it is determined whether the predicted angle of the target is within a preset angle range (S630). Here, the preset angle may be 30 degrees.

판단 결과 예측된 타겟의 각도가 기설정된 각도 범위이면 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호와 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정하거나 예측된 타겟의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어나면 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정한다. 여기서 고해상도 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. As a result of the determination, if the predicted target angle is within a preset angular range, the target position is determined using a radar signal received through an odd or even channel among a plurality of channels and a high-resolution algorithm, or the predicted target angle is within a preset angular range If it deviates from , the target position is determined using a radar signal received through a plurality of channels and a high-resolution algorithm. Here, the high-resolution algorithm may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC), but is not limited thereto.

구체적으로, 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다(S640). 구체적으로, 복수의 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널이면, 위상 배열 안테나 중 λ 간격으로 배치된 홀수 채널(또는 짝수 채널)을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 채널이 λ/2 간격으로 배치된 8 채널이면, 8 채널 중 λ 간격으로 배치된 채널인 1, 3, 5, 7 채널 또는 2, 5, 6, 8 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 다중 신호 분류 기법에 입력하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. Specifically, if the predicted angle of the target is within the preset angle range, the target position may be determined using a radar signal received through an odd channel or an even channel among a plurality of channels and a preset high-resolution algorithm (S640). Specifically, if the plurality of channels are channels for receiving radar signals received from each of the phased array antennas arranged at λ/2 intervals, radar received through odd channels (or even channels) arranged at intervals of λ among the phased array antennas. The position of the target may be determined using a signal and a preset high-resolution algorithm. For example, if the plurality of channels is 8 channels arranged at intervals of λ/2, channels 1, 3, 5, 7, or channels 2, 5, 6, 8, which are channels arranged at intervals of λ among 8 channels, are received By inputting the radar signal into the multi-signal classification technique, the position of the target can be determined.

그리고 예측된 타겟의 각도가 기설정된 각도 범위를 벗어나면, 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다(S650). 예를 들어, 다중 신호 분류 기법에 복수의 채널에서 입력된 레이더 신호 모두를 입력하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. And, when the predicted angle of the target is out of the preset angle range, the position of the target may be determined using a radar signal received through a plurality of channels and a high-resolution algorithm (S650). For example, the location of the target may be determined by inputting all radar signals input from a plurality of channels to the multi-signal classification technique.

따라서, 본 실시 예에 따른 타켓의 위치가 전면 방향인 30 도 이내에 있는 것으로 예측하고, 예측 결과에 기초하여 적응적으로 홀수 채널 또는 짝수 채널의 레이더 신호만을 이용하여 고해상도 주파수 검출 알고리즘에 적용하는바, 낮은 연상량으로 타켓의 위치를 검출할 수 있다. 도 6과 같은 타켓 위치 결정 방법은 도 1의 구성을 가지는 타켓 위치 결정 장치 상에서 실행될 수 있으며, 그 밖의 다른 구성을 가지는 타켓 위치 결정 장치 상에서도 실행될 수 있다.Therefore, it is predicted that the position of the target according to the present embodiment is within 30 degrees of the front direction, and based on the prediction result, it is adaptively applied to the high-resolution frequency detection algorithm using only the radar signals of odd or even channels, The position of the target can be detected with a low amount of association. The target positioning method as shown in FIG. 6 may be executed on the target positioning device having the configuration of FIG. 1 , and may also be executed on the target positioning device having other configurations.

또한, 상술한 바와 같은 타켓 위치 결정 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행 가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램으로 구현될 수 있고, 상술한 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.In addition, the method for determining the target location as described above may be implemented as a program including an executable algorithm that can be executed on a computer, and the above-described program is stored in a non-transitory computer readable medium and provided can be

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 방법을 수행하기 위한 프로그램들은 자기매체, CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk), 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM(Read Only Memory) 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.The non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, and the like, and can be read by a device. Specifically, the programs for performing the above-described various methods include a magnetic medium, a compact disk (CD), a digital video disk (DVD), a hard disk, a Blu-ray disk, a USB, a memory card, a read only memory (ROM), etc. It may be provided by being stored in a non-transitory readable medium.

또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the disclosure belongs without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present disclosure.

100: 타켓 위치 결정 장치 110: 레이더 장치
120: 프로세서
100: target positioning device 110: radar device
120: processor

Claims (8)

타켓 위치 결정 장치에 있어서,
레이더 신호를 방출하고, 복수의 채널을 통하여 타켓으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 레이더 장치; 및
상기 수신된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하고,
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 각도를 예측하고,
상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 상기 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하고,
상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어나면, 상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 상기 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정 장치.
In the target positioning device,
a radar device that emits a radar signal and receives a radar signal reflected from a target through a plurality of channels; and
It includes; a processor for determining the position of the target based on the received radar signal,
The processor is
Applying a Discrete Fourier Transform (DFT) to the radar signal received through the plurality of channels,
Predict the angle of the target based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied,
If the predicted angle of the target is within a preset angle range, the position of the target is determined using a radar signal received through an odd channel or an even channel among the plurality of channels and a preset high-resolution algorithm,
When the predicted angle of the target is out of the preset angle range, the target positioning apparatus determines the position of the target by using the radar signal received through the plurality of channels and the high-resolution algorithm.
제1항에 있어서,
상기 복수의 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널이고,
상기 프로세서는,
상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 위상 배열 안테나 중 λ 간격으로 배치된 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정 장치.
According to claim 1,
The plurality of channels is a channel for receiving a radar signal received from each of the phased array antennas arranged at intervals of λ/2,
The processor is
When the predicted angle of the target is within a preset angle range, the target positioning apparatus determines the position of the target by using a preset high-resolution algorithm and a radar signal received through a channel arranged at intervals of λ among the phased array antennas.
제1항에 있어서,
상기 고해상도 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)인 타켓 위치 결정 장치.
According to claim 1,
The high-resolution algorithm is a multiple signal classification technique (MUSIC: Multiple signal classification algorithm) target positioning device.
제1항에 있어서,
상기 기설정된 각도는 30도인 타켓 위치 결정 장치.
According to claim 1,
The preset angle is a target positioning device of 30 degrees.
타켓 위치 결정 방법에 있어서,
복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계;
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 각도를 예측하는 단계;
상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내인지를 판단하는 단계; 및
상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위이면 상기 복수의 채널 중 홀수 채널 또는 짝수 채널을 통하여 수신된 레이더 신호와 고해상도 알고리즘을 이용하여 타켓의 위치를 결정하거나, 상기 예측된 타겟의 각도가 상기 기설정된 각도 범위를 벗어나면 상기 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 상기 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 단계;를 포함하는 타켓 위치 결정 방법.
In the target positioning method,
applying a Discrete Fourier Transform (DFT) to a radar signal received through a plurality of channels;
predicting the angle of the target based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied;
determining whether the predicted angle of the target is within a preset angle range; and
If the angle of the predicted target is within the preset angle range, the target position is determined using a radar signal received through an odd channel or an even channel among the plurality of channels and a high-resolution algorithm, or the predicted target angle is the When the angle is out of a preset angle range, determining the position of the target using the radar signal received through the plurality of channels and the high-resolution algorithm.
제5항에 있어서,
상기 복수의 채널은 λ/2 간격으로 배치된 위상 배열 안테나 각각으로부터 수신되는 레이더 신호를 수신하는 채널이고,
상기 타켓의 위치를 결정하는 단계는,
상기 예측된 타켓의 각도가 기설정된 각도 범위 내이면, 위상 배열 안테나 중 λ 간격으로 배치된 채널을 통하여 수신된 레이더 신호 및 기설정된 고해상도 알고리즘을 이용하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정 방법.
6. The method of claim 5,
The plurality of channels is a channel for receiving a radar signal received from each of the phased array antennas arranged at intervals of λ/2,
The step of determining the position of the target is
When the predicted angle of the target is within a preset angle range, a method for determining the position of the target by using a radar signal received through a channel arranged at intervals of λ among the phased array antennas and a preset high-resolution algorithm.
제5항에 있어서,
상기 고해상도 알고리즘은, 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm)인 타켓 위치 결정 방법.
6. The method of claim 5,
The high-resolution algorithm is a method for determining a target location that is a multiple signal classification algorithm (MUSIC).
제5항에 있어서,
상기 기설정된 각도는 30도인 타켓 위치 결정 방법.

6. The method of claim 5,
The predetermined angle is a target positioning method of 30 degrees.

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