KR20220064110A - Radar system for vehicle and method for operating the same - Google Patents

Radar system for vehicle and method for operating the same Download PDF

Info

Publication number
KR20220064110A
KR20220064110A KR1020200150276A KR20200150276A KR20220064110A KR 20220064110 A KR20220064110 A KR 20220064110A KR 1020200150276 A KR1020200150276 A KR 1020200150276A KR 20200150276 A KR20200150276 A KR 20200150276A KR 20220064110 A KR20220064110 A KR 20220064110A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
radar
chirp
radar system
period
Prior art date
Application number
KR1020200150276A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
서승환
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020200150276A priority Critical patent/KR20220064110A/en
Priority to US17/523,252 priority patent/US12091022B2/en
Publication of KR20220064110A publication Critical patent/KR20220064110A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/282—Transmitters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar
    • B60W2420/52—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Disclosed is a radar system for a vehicle, which includes: an antenna for outputting a radar signal and receiving the radar signal reflected by a target; a radio frequency (RF) module which generates the radar signal and provides the radar signal to the antenna; and a radar micro control unit (MCU) configured to determine a waveform of the radar signal based on driving information of a vehicle.

Description

차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법{RADAR SYSTEM FOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}RADAR SYSTEM FOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THE SAME

본 발명은 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출력 파형을 변경함으로써 차량의 주행 환경에 따라 적절한 레이더 성능을 확보할 수 있는 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle radar system and a method for operating the same, and more particularly, to a vehicle radar system capable of securing appropriate radar performance according to a vehicle driving environment by changing an output waveform, and a method for operating the same.

최근 차량의 자율 주행 기술에 대한 관심이 높아지면서 차량 주변의 타겟을 인식하고 인식된 타겟의 까지의 거리 및 인식된 타겟의 속도 등을 측정하는데 사용되는 레이더(Radar) 시스템에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Recently, as interest in autonomous driving technology of vehicles increases, research and development on radar systems used to recognize targets around the vehicle and measure the distance to the recognized target and the speed of the recognized target are actively researching and developing. is being done

일반적으로, 레이더란 전파를 방사하고 물체에서 반사되는 반사파를 이용하여 타겟의 존재와 그 거리를 탐지하는 무선 감시장치이다. 레이더의 동작원리는 타겟에서 반사된 반사파를 포착하여 목표물의 존재를 알아내는 것이다. In general, radar is a wireless monitoring device that emits radio waves and detects the presence and distance of a target using a reflected wave reflected from an object. The principle of operation of radar is to detect the presence of the target by capturing the reflected wave reflected from the target.

레이더 기술을 이용하여 이동 타겟에 대한 정보를 구하는 알고리즘은 보편적으로 각각의 처프(chirp) 형태의 파형을 갖는 출력 신호 및 반사 신호를 여러 도메인에서 각각 FFT(Fast Fourier Transform)을 수행하여 타겟과 관련된 거리, 속도 및 각도 등의 파라미터를 추출하는 방식이 적용되고 있다.Algorithms for obtaining information on a moving target using radar technology generally perform FFT (Fast Fourier Transform) on the output signal and the reflected signal each having a chirp-shaped waveform in several domains to obtain the target-related distance. , a method of extracting parameters such as speed and angle is applied.

여기서 처프 형태의 출력 파형의 대역폭, 주기 등은 검출하고자 하는 타겟의 거리 분해능이나 속도 분해능 및 최대 탐지 거리 등과 같은 레이더 시스템의 성능에 영향을 미친다.Here, the bandwidth, period, etc. of the output waveform of the chirp type affect the performance of the radar system, such as the distance resolution, velocity resolution, and maximum detection distance of the target to be detected.

차량의 주행이 이루어질 때에는 주행 중 차량의 주변 환경이나 차량의 상태에 따라, 레이더 시스템에 요구되는 성능이 상이할 수 있다. 예를 들어, 특정 상황에서는 타겟의 속도 보다는 거리를 더 정확하게 측정하는 것이 차량 주행 안전에 더 도움이 되는 경우가 발생할 수 있다.When the vehicle is driven, the performance required for the radar system may be different depending on the surrounding environment of the vehicle or the state of the vehicle during driving. For example, in certain circumstances, it may occur that more accurately measuring the distance rather than the speed of the target is more beneficial to vehicle driving safety.

종래의 레이더 시스템은 사전 설정된 하나의 출력 파형 만을 사용하므로 거리 분해능이나 속도 분해능 등이 항상 일정하다. 따라서, 종래의 레이더 시스템은 차량이 주변 환경이나 차량의 상태 등에 부합하는 적절한 레이더 성능을 확보할 수 없는 단점이 있다.Since the conventional radar system uses only one preset output waveform, the distance resolution or the speed resolution is always constant. Therefore, the conventional radar system has a disadvantage in that the vehicle cannot secure proper radar performance that matches the surrounding environment or the state of the vehicle.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

KR 10-2015-0010288 AKR 10-2015-0010288 A KR 10-2015-0051697 AKR 10-2015-0051697 A

이에 본 발명은, 레이더 출력 파형을 변경함으로써 차량의 주행 환경에 따라 적절한 레이더 성능을 확보할 수 있는 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle radar system capable of securing appropriate radar performance according to a vehicle driving environment by changing a radar output waveform, and a method for operating the same.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above technical problem,

레이더 신호를 출력하고 타겟에 반사된 레이더 신호를 수신하는 안테나;An antenna for outputting a radar signal and receiving the radar signal reflected by the target;

상기 레이더 신호를 생성하여 상기 안테나로 제공하는 RF(Radio Frequency) 모듈; 및a radio frequency (RF) module that generates the radar signal and provides it to the antenna; and

차량의 주행 정보를 기반으로 상기 레이더 신호의 파형을 결정하는 레이더 MCU(Micro Control Unit)를 포함하는 차량용 레이더 시스템을 제공한다.Provided is a vehicle radar system including a radar micro control unit (MCU) that determines a waveform of the radar signal based on vehicle driving information.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 신호는 주파수 대역폭 및 주기를 갖는 처프가 반복되는 파형을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the radar signal may have a waveform in which a chirp having a frequency bandwidth and a period is repeated.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 MCU는 상기 차량의 주행 정보를 기반으로 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the radar MCU may change the frequency bandwidth and period of the chirp based on the driving information of the vehicle.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 내 또는 건물 밖에 있는 지의 여부 또는 상기 차량의 속도를 사전 설정된 기준 속도와 비교한 결과에 기반하여 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the radar MCU may change the frequency bandwidth and period of the chirp based on whether the vehicle is inside or outside a building or a result of comparing the speed of the vehicle with a preset reference speed. there is.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 내에 있는 것으로 판단된 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the radar MCU may increase the frequency bandwidth and period of the chirp when it is determined that the vehicle is in a building.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 밖에 있는 것으로 판단된 경우 상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교한 결과에 기반하여 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when it is determined that the vehicle is outside the building, the radar MCU may change the frequency bandwidth and period of the chirp based on a result of comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 MCU는 상기 차량의 차속이 사전 설정된 기준 속도보다 작은 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the radar MCU may increase the frequency bandwidth and period of the chirp when the vehicle speed of the vehicle is less than a preset reference speed.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은, The present invention as another means for solving the above technical problem,

차량의 주행이 개시되면, 차량에 설치된 레이더 시스템이 사전 설정된 디폴트 파형을 갖는 레이더 신호를 출력하는 단계;outputting, by a radar system installed in the vehicle, a radar signal having a preset default waveform when driving of the vehicle is started;

상기 레이더 시스템이 차량의 내비게이션으로부터 입력 받은 위치 정보를 기반으로 차량이 건물 내 또는 건물 밖에 위치하는지 판단하는 단계; 및determining, by the radar system, whether the vehicle is located inside or outside the building based on location information received from the vehicle's navigation system; and

상기 차량이 건물 내에 위치하는 것으로 판단한 경우, 상기 레이더 시스템이 상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계;outputting, by the radar system, a radar signal by changing the default waveform when it is determined that the vehicle is located in a building;

를 포함하는 레이더 시스템의 운용 방법을 제공한다.It provides a method of operating a radar system comprising a.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 레이더 신호는 주파수 대역폭 및 주기를 갖는 처프가 반복되는 파형을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the radar signal may have a waveform in which a chirp having a frequency bandwidth and a period is repeated.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계는, 상기 레이더 시스템이 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경하여 상기 디폴트 파형을 변경할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the outputting of the radar signal by changing the default waveform, the radar system may change the default waveform by changing the frequency bandwidth and period of the chirp.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계는, 상기 레이더 시스템이 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시켜 상기 디폴트 파형을 변경할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the outputting of the radar signal by changing the default waveform, the radar system may change the default waveform by increasing the frequency bandwidth and period of the chirp.

본 발명의 일 실시형태는, 상기 차량이 건물 밖에 위치한 것으로 판단된 경우, 상기 레이더 시스템이 상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교하고 그 결과에 기반하여 상기 디폴트 파형을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when it is determined that the vehicle is located outside the building, the radar system further includes the step of comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed and changing the default waveform based on the result can do.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교하고 그 결과에 기반하여 상기 디폴트 파형을 변경하는 단계는, 상기 차량의 차속이 상기 기준 속도 미만인 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시켜 상기 디폴트 파형을 변경할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed and changing the default waveform based on the result comprises: a frequency bandwidth of the chirp when the vehicle speed of the vehicle is less than the reference speed and The default waveform can be changed by increasing the period.

상기 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법에 따르면, 차량의 주행 상태를 고려하여 적절하게 레이더 시스템의 성능을 조정할 수 있다.According to the vehicle radar system and its operating method, it is possible to appropriately adjust the performance of the radar system in consideration of the driving state of the vehicle.

더욱 상세하게는, 상기 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법에 따르면, 차량의 속도가 저속일 때, 처프의 주파수 대역폭과 주기를 함께 증가시킴으로써 최대 탐지 거리의 감소 없이 거리 분해능을 향상시킬 수 있다. More specifically, according to the vehicle radar system and its operating method, when the vehicle speed is low, the distance resolution can be improved without reducing the maximum detection distance by increasing the frequency bandwidth and period of the chirp together.

특히, 상기 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법에 따르면, 차량의 속도 감소로 인한 탐지 성능 열화가 발생할 수 있는 경우에 처프의 주기를 증가시켜 시간당 처프의 개수 감소에 의한 속도 탐지 정확도를 저하시키는 대신 거리 분해능을 향상시켜 속도 저하로 인한 탐지 성능 열화를 상쇄시킬 수 있다.In particular, according to the vehicle radar system and its operating method, when the detection performance deterioration due to the reduction in the vehicle speed may occur, the distance resolution is increased instead of decreasing the speed detection accuracy due to the decrease in the number of chirps per hour by increasing the period of the chirp. By improving the speed, it is possible to offset the deterioration of detection performance due to the decrease in speed.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에 사용되는 레이더 신호의 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에 변경된 레이더 신호의 파형을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a waveform of a radar signal used in a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a waveform of a radar signal changed in a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of operating a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템 및 그 운용 방법을 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a vehicle radar system and an operating method thereof according to various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템을 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템(10)은, 레이더 신호를 출력하고 타겟에 반사된 신호를 수신하는 안테나(11), 특정 신호를 변조하여 안테나를 통해 전파를 방사하거나 수신된 전파의 신호를 복조하는 RF(Radio Frequency) 모듈(12), 복조된 신호를 소정의 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하고 변환된 데이터를 처리하여 그 처리한 결과로 타겟의 거리 및 속도를 연산하는 레이더 MCU(Micro Control Unit)(13)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a vehicle radar system 10 according to an embodiment of the present invention includes an antenna 11 that outputs a radar signal and receives a signal reflected by a target, and modulates a specific signal to transmit radio waves through the antenna A radio frequency (RF) module 12 that demodulates a signal of a radio wave emitted or received, samples the demodulated signal at a predetermined sampling frequency, converts it into digital data, processes the converted data, and as a result of the processing, the distance of the target And it may be configured to include a radar MCU (Micro Control Unit) 13 for calculating the speed.

본 발명의 일 실시형태에 적용되는 레이더는 FMCW(Frequency modulated Continuous waveform) 레이더 일 수 있다.The radar applied to the embodiment of the present invention may be a frequency modulated continuous waveform (FMCW) radar.

일반적으로, 레이더는 사용하는 신호 파형의 형태에 따라 펄스(Pulse) 레이더, CW(Continuous waveform) 레이더, FMCW 레이더 등으로 구분될 수 있다.In general, a radar may be classified into a pulse radar, a continuous waveform (CW) radar, an FMCW radar, etc. according to the type of signal waveform used.

FMCW 레이다는 시간에 따라 주파수가 변조되는 신호를 사용하며, 송신 신호와 수신 신호 간 차이인 비트 주파수(beat frequency) 성분에 따라 표적의 거리를 추정하며, 도플러 주파수(Doppler frequency) 성분에 따라 표적의 이동 속도를 도출한다. 이동객체를 탐지하기 위한 응용분야에서는 도플러 주파수 변화량이 비트 주파수에 미치는 영향을 낮추도록 하는 고속-처프열(fast-chirp train) 변조방식이 주로 이용된다.The FMCW radar uses a signal whose frequency is modulated with time, and estimates the distance of the target according to the beat frequency component, which is the difference between the transmitted signal and the received signal, and the target's distance according to the Doppler frequency component. Deduce the movement speed. In the application field for detecting a moving object, a fast-chirp train modulation method that reduces the effect of the Doppler frequency change on the beat frequency is mainly used.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에 사용되는 레이더 신호의 파형을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a waveform of a radar signal used in a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 적용되는 레이더는 FMCW 레이더로서 도 2에 도시된 것과 같이 일정 주기와 주파수 대역폭을 갖는 처프가 연속된 형태의 레이더 신호를 사용할 수 있다. 도 2에서 실선은 레이더 시스템(10)의 안테나(11)에서 타겟을 향해 출력되는 출력 신호(TS)이고, 점선은 타겟에 반사되어 레이더 시스템(10)의 안테나(11)에 의해 수신되는 되는 수신 신호(RS)이다.As described above, the radar applied to the embodiment of the present invention is an FMCW radar, and as shown in FIG. 2 , a radar signal in which a chirp having a predetermined period and a frequency bandwidth is continuous may be used. In FIG. 2 , the solid line is the output signal TS output from the antenna 11 of the radar system 10 toward the target, and the dotted line is the reception received by the antenna 11 of the radar system 10 after being reflected by the target. signal (RS).

도 2에 도시된 것과 같은 레이더 신호의 파형에서, 시간당 처프의 개수가 많을 수록 레이더 시스템의 속도 분해능이 높아질 수 있다. 그리고, 처프의 주기가 일정한 경우, 처프의 주파수 대역폭이 넓을수록 레이더 시스템의 거리 분해능이 높아질 수 있다. 또한, 처프의 대역폭이 일정한 경우, 처프의 주기가 길수록 레이더 시스템의 탐지거리가 증가할 수 있다. In the waveform of the radar signal as shown in FIG. 2 , as the number of chirps per hour increases, the speed resolution of the radar system may increase. In addition, when the period of the chirp is constant, as the frequency bandwidth of the chirp is wide, the distance resolution of the radar system may be increased. In addition, when the bandwidth of the chirp is constant, the detection range of the radar system may increase as the period of the chirp is longer.

본 발명의 여러 실시형태에서는, 레이더 MCU(13) 레이더 시스템 외부의 차량 내 센서나 타 제어기들로부터 차량 속도 정보 또는 차량 위치 정보를 수신할 수 있고, 수신한 정보에 따라 도 2에 도시된 것과 같은 시간-주파수 영역에서의 레이더 신호 파형을 변경하여 레이더 성능을 조정할 수 있다. In various embodiments of the present invention, the radar MCU 13 may receive vehicle speed information or vehicle location information from an in-vehicle sensor or other controllers outside the radar system, and according to the received information, as shown in FIG. The radar performance can be tuned by changing the radar signal waveform in the time-frequency domain.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 레이더 시스템(10)은 차량의 차속 센서(21)로부터 차량의 주행 속도 정보를 입력 받을 수 있고 차량의 내비게이션(22)으로부터 차량의 위치 정보를 입력 받을 수 있다.For example, as shown in FIG. 1 , the radar system 10 according to an embodiment of the present invention may receive vehicle traveling speed information from the vehicle vehicle speed sensor 21 of the vehicle, and the vehicle navigation system 22 . You can receive vehicle location information from

레이더 MCU(13)는 차속 센서(21)나 내비게이션(22) 등에서 입력되는 정보를 기반으로 레이더 신호의 파형, 즉 처프의 주기나 처프의 대역폭을 변경할 수 있다.The radar MCU 13 may change the waveform of the radar signal, that is, the period of the chirp or the bandwidth of the chirp based on information input from the vehicle speed sensor 21 or the navigation unit 22 .

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에 변경된 레이더 신호의 파형을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a waveform of a radar signal changed in a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.

더욱 상세하게, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에서, 레이더 MCU(13)는 내비게이션(22)로부터 차량의 위치 정보를 입력 받고 차량이 건물 내에 있는지 건물 밖에 있는지 판단할 수 있다. 차량이 건물 내에 있는 경우에는 차량의 속도가 매우 낮게 된다. 차량이 정지한 상태이거나 차량의 속도가 매우 낮은 경우 차량의 속도 정보가 소실되어 레이더 시스템의 탐지 성능이 열화될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 레이더 MCU(13)는 차량이 건물 내에 있는 것으로 판단된 경우에는 도 3에 도시된 것과 같이, 처프의 주기를 증가 시키고(Tchirp -> Tchirp') 처프의 주파수 대역폭을 증가시킨(fsw -> fsw') 레이더 신호의 파형을 생성하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같은 레이더 신호의 파형이 디폴트 파형이라고 한 경우, 차량이 건물 내에 있는 것으로 판단되면, 도 3에 도시된 것과 같이 처프의 주기를 두 배로 증가 시키고 처프의 주파수 대역폭을 두 배로 증가 시킬 수 있다.More specifically, in the vehicle radar system according to the embodiment of the present invention, the radar MCU 13 may receive vehicle location information from the navigation device 22 and determine whether the vehicle is inside the building or outside the building. If the vehicle is inside a building, the vehicle's speed will be very low. When the vehicle is stopped or the vehicle speed is very low, speed information of the vehicle is lost, and the detection performance of the radar system may be deteriorated. In one embodiment of the present invention, when it is determined that the vehicle is in the building, the radar MCU 13 increases the period of the chirp as shown in FIG. 3 (T chirp -> T chirp ') and the frequency of the chirp. It is possible to generate a waveform of the radar signal with increased bandwidth (f sw -> f sw '). For example, if the waveform of the radar signal as shown in FIG. 2 is the default waveform, if it is determined that the vehicle is in a building, the period of the chirp is doubled as shown in FIG. 3 and the frequency bandwidth of the chirp is can be doubled.

통상 레이더 시스템은 디폴트 파형의 처프 하나당 일정한 샘플링 주기로 디지털 변환이 이루어지므로, 처프의 주기가 두 배가 되는 경우 하나의 처프 당 샘플링 회수는 디폴트 파형의 두 배가 된다. 즉, 처프의 주파수 대역이 두 배가 됨과 동시에 처프 주기를 두배로 증가시켜 샘플링 회수 역시 두배가 되게 함으로써, 최대 탐지 거리의 감소 없이 거리 분해능을 향상 시킬 수 있다.In general, since digital conversion is performed at a constant sampling period per chirp of the default waveform in a radar system, when the period of the chirp is doubled, the number of samplings per chirp is double that of the default waveform. That is, by doubling the frequency band of the chirp and doubling the chirp period to double the number of sampling times, the distance resolution can be improved without reducing the maximum detection distance.

만약, 처프의 주파수 대역만 두배가 되게 변경하고 처프의 주기를 변경하지 않는 경우 넓어진 주파수 대역에 비해 샘플링 회수가 그대로 이므로 최대 탐지 거리가 감소하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시형태는 처프의 주파수 대역폭과 주기를 함께 증가시킴으로써 최대 탐지 거리의 감소 없이 거리 분해능을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시형태에 따른 레이더 시스템은 차량의 속도 감소로 인한 탐지 성능 열화가 발생할 수 있는 경우에 처프의 주기를 증가시켜 시간당 처프의 개수 감소에 의한 속도 탐지 정확도를 저하시키는 대신 거리 분해능을 향상시켜 속도 저하로 인한 탐지 성능 열화를 상쇄시킬 수 있다.If only the frequency band of the chirp is changed to double and the period of the chirp is not changed, the maximum detection distance is reduced because the number of samplings remains the same as compared to the expanded frequency band. However, an embodiment of the present invention may improve the distance resolution without reducing the maximum detection distance by increasing the frequency bandwidth and period of the chirp together. In particular, the radar system according to an embodiment of the present invention increases the period of the chirp when detection performance degradation due to a decrease in the vehicle speed may occur, thereby reducing the speed detection accuracy due to a decrease in the number of chirps per hour, instead of reducing the distance resolution By improving the speed, it is possible to offset the deterioration of detection performance due to the decrease in speed.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템에서, 레이더 MCU(13)는 내비게이션(22)로부터 차량의 위치 정보에 의해 차량이 건물 밖에 있는 것으로 판단하면, 차속 센서(21)로부터 차량의 속도를 입력 받고 차량의 속도가 정지 상태이거나 정지 상태에 가까운 사전 설정된 기준 속도 미만인 경우에 도 3에 도시된 것과 같이 처프의 주기 및 처프의 주파수 대역을 모두 증가시킨 형태로 레이더 신호의 파형을 변경할 수 있다.Meanwhile, in the vehicle radar system according to the embodiment of the present invention, when the radar MCU 13 determines that the vehicle is outside the building based on the vehicle location information from the navigation device 22 , the vehicle speed sensor 21 determines the vehicle speed. When the vehicle speed is stationary or is less than a preset reference speed close to a stationary state, the waveform of the radar signal can be changed in a form in which both the period of the chirp and the frequency band of the chirp are increased as shown in FIG. .

반면, 레이더 MCU(13)는 내비게이션(22)로부터 차량의 위치 정보에 의해 차량이 건물 밖에 있는 것으로 판단되고 차속 센서(21)로부터 입력된 차량의 속도가 기준 속도 이상인 경우에는 도 2에 도시된 것과 같이, 디폴트로 설정된 주기 및 대역폭을 갖는 처프를 나타내는 레이더 신호를 출력할 수 있다.On the other hand, when the radar MCU 13 determines that the vehicle is outside the building based on the location information of the vehicle from the navigation 22 and the vehicle speed input from the vehicle speed sensor 21 is greater than or equal to the reference speed, Likewise, a radar signal indicating a chirp having a period and a bandwidth set by default may be output.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of operating a vehicle radar system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 레이더 시스템의 운용 방법은, 차량의 운행이 개시되면, 레이더 시스템(10)의 레이더 MCU(13)는 도 2에 도시된 것과 같이 사전 설정된 주파수 대역 및 주기를 갖는 처프를 포함하는 파형을 레이더 신호로 출력하여 작동할 수 있다(S11).Referring to FIG. 4 , in the operating method of the vehicle radar system according to the embodiment of the present invention, when the vehicle starts operating, the radar MCU 13 of the radar system 10 is preset as shown in FIG. 2 . It can operate by outputting a waveform including a chirp having a frequency band and a period as a radar signal (S11).

이어, 레이더 MCU(13)는 차량의 네비게이션(22)으로부터 입력 받은 차량의 위치 정보를 이용하여 차량이 건물 내에 있는 상태인지 판단할 수 있다(S12).Next, the radar MCU 13 may determine whether the vehicle is in a building state by using the vehicle location information received from the vehicle navigation device 22 ( S12 ).

레이더 MCU(13)가 차량이 건물 내에 있는 것으로 판단한 경우, 레이더 MCU(13)는 레이더 신호의 파형을 변경할 수 있다(S13). 전술한 바와 같이, 레이더 MCU(13)는 레이더 신호에 포함된 처프의 주파수 대역폭을 증가시키고 처프의 주기를 증가시킬 수 있다. 이를 통해, 실내에서 활용도가 떨어지는 속도 탐지 정확도를 감소시키는 대신 최대 탐지 거리를 유지하면서 거리 탐지 정확도, 즉 거리 분해능을 향상시킬 수 있다.When the radar MCU 13 determines that the vehicle is in the building, the radar MCU 13 may change the waveform of the radar signal (S13). As described above, the radar MCU 13 may increase the frequency bandwidth of the chirp included in the radar signal and increase the period of the chirp. Through this, it is possible to improve the distance detection accuracy, that is, the distance resolution, while maintaining the maximum detection distance instead of reducing the speed detection accuracy, which is not used indoors.

단계(S12)에서, 차량이 건물 밖에 있는 것으로 판단한 경우, 레이더 MCU(13)는 차속 센서(21)에서 차량의 속도 정보를 제공 받고 제공받은 차량의 속도를 사전 설정된 기준 속도(A)과 비교할 수 있다(S14). 차량의 속도가 사전 설정된 기준 속도 미만인 경우, 레이더 MCU(13)는 단계(S13)과 같이 레이더 신호에 포함된 처프의 주파수 대역폭을 증가시키고 처프의 주기를 증가시킬 수 있다.In step S12, if it is determined that the vehicle is outside the building, the radar MCU 13 receives the vehicle speed information from the vehicle speed sensor 21 and compares the received vehicle speed with the preset reference speed A. There is (S14). When the speed of the vehicle is less than the preset reference speed, the radar MCU 13 may increase the frequency bandwidth of the chirp included in the radar signal as in step S13 and increase the period of the chirp.

단계(S14)에서, 차량의 속도가 기준 속도(A) 이상인 경우에는 계속 디폴트 파형으로 레이더 신호를 출력하여 레이더 시스템은 운용할 수 있다(S11).In step S14, when the vehicle speed is equal to or greater than the reference speed A, the radar system may be operated by continuously outputting a radar signal as a default waveform (S11).

이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although shown and described in relation to specific embodiments of the present invention in the above, it is understood that the present invention can be variously improved and changed without departing from the technical spirit of the present invention provided by the following claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

10: 레이더 시스템 11: 안테나
12: RF 모듈 13: 레이더 MCU
21: 차속 센서 22: 내비게이션10: radar system 11: antenna
12: RF module 13: radar MCU
21: vehicle speed sensor 22: navigation

Claims (13)

레이더 신호를 출력하고 타겟에 반사된 레이더 신호를 수신하는 안테나;
상기 레이더 신호를 생성하여 상기 안테나로 제공하는 RF(Radio Frequency) 모듈; 및
차량의 주행 정보를 기반으로 상기 레이더 신호의 파형을 결정하는 레이더 MCU(Micro Control Unit)를 포함하는 차량용 레이더 시스템.An antenna for outputting a radar signal and receiving the radar signal reflected by the target;
a radio frequency (RF) module that generates the radar signal and provides it to the antenna; and
A radar system for a vehicle comprising a radar micro control unit (MCU) that determines a waveform of the radar signal based on driving information of the vehicle. 청구항 1에 있어서,
상기 레이더 신호는 주파수 대역폭 및 주기를 갖는 처프가 반복되는 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.The method according to claim 1,
The radar signal is a vehicle radar system, characterized in that it has a waveform in which a chirp having a frequency bandwidth and a period is repeated. 청구항 2에 있어서,
상기 레이더 MCU는 상기 차량의 주행 정보를 기반으로 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.3. The method according to claim 2,
The radar MCU is a vehicle radar system, characterized in that it changes the frequency bandwidth and period of the chirp based on the driving information of the vehicle. 청구항 2에 있어서,
상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 내 또는 건물 밖에 있는 지의 여부 또는 상기 차량의 속도를 사전 설정된 기준 속도와 비교한 결과에 기반하여 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.3. The method according to claim 2,
The radar MCU is a vehicle radar system, characterized in that it changes the frequency bandwidth and period of the chirp based on whether the vehicle is inside or outside the building or a result of comparing the speed of the vehicle with a preset reference speed. 청구항 4에 있어서,
상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 내에 있는 것으로 판단된 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.5. The method according to claim 4,
The radar MCU for a vehicle, characterized in that when it is determined that the vehicle is in a building, increases the frequency bandwidth and period of the chirp. 청구항 4에 있어서,
상기 레이더 MCU는 상기 차량이 건물 밖에 있는 것으로 판단된 경우 상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교한 결과에 기반하여 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.5. The method according to claim 4,
When it is determined that the vehicle is outside the building, the radar MCU changes the frequency bandwidth and period of the chirp based on a result of comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed. 청구항 6에 있어서,
상기 레이더 MCU는 상기 차량의 차속이 사전 설정된 기준 속도보다 작은 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템.7. The method of claim 6,
Wherein the radar MCU increases the frequency bandwidth and period of the chirp when the vehicle speed of the vehicle is less than a preset reference speed. 차량의 주행이 개시되면, 차량에 설치된 레이더 시스템이 사전 설정된 디폴트 파형을 갖는 레이더 신호를 출력하는 단계;
상기 레이더 시스템이 차량의 내비게이션으로부터 입력 받은 위치 정보를 기반으로 차량이 건물 내 또는 건물 밖에 위치하는지 판단하는 단계; 및
상기 차량이 건물 내에 위치하는 것으로 판단한 경우, 상기 레이더 시스템이 상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계;
를 포함하는 레이더 시스템의 운용 방법.outputting, by a radar system installed in the vehicle, a radar signal having a preset default waveform when driving of the vehicle is started;
determining, by the radar system, whether the vehicle is located inside or outside the building based on location information input from the vehicle's navigation system; and
outputting, by the radar system, a radar signal by changing the default waveform when it is determined that the vehicle is located in a building;
A method of operating a radar system comprising a. 청구항 8에 있어서,
상기 레이더 신호는 주파수 대역폭 및 주기를 갖는 처프가 반복되는 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.9. The method of claim 8,
The radar signal is an operating method of a vehicle radar system, characterized in that it has a waveform in which a chirp having a frequency bandwidth and a period is repeated. 청구항 9에 있어서,
상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계는, 상기 레이더 시스템이 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 변경하여 상기 디폴트 파형을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.10. The method of claim 9,
The outputting of the radar signal by changing the default waveform comprises changing the default waveform by changing the frequency bandwidth and period of the chirp by the radar system. 청구항 10에 있어서,
상기 디폴트 파형을 변경하여 레이더 신호를 출력하는 단계는, 상기 레이더 시스템이 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시켜 상기 디폴트 파형을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.11. The method of claim 10,
In the outputting of the radar signal by changing the default waveform, the radar system increases the frequency bandwidth and period of the chirp to change the default waveform. 청구항 9에 있어서,
상기 차량이 건물 밖에 위치한 것으로 판단된 경우, 상기 레이더 시스템이 상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교하고 그 결과에 기반하여 상기 디폴트 파형을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.10. The method of claim 9,
When it is determined that the vehicle is located outside the building, the radar system further comprises the step of comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed and changing the default waveform based on the result operation method. 청구항 12에 있어서,
상기 차량의 차속을 사전 설정된 기준 속도와 비교하고 그 결과에 기반하여 상기 디폴트 파형을 변경하는 단계는, 상기 차량의 차속이 상기 기준 속도 미만인 경우 상기 처프의 주파수 대역폭 및 주기를 증가시켜 상기 디폴트 파형을 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 시스템의 운용 방법.
13. The method of claim 12,
Comparing the vehicle speed of the vehicle with a preset reference speed and changing the default waveform based on the result may include increasing the frequency bandwidth and period of the chirp when the vehicle speed of the vehicle is less than the reference speed to obtain the default waveform A method of operating a radar system for a vehicle, characterized in that it changes.
KR1020200150276A 2020-11-11 2020-11-11 Radar system for vehicle and method for operating the same KR20220064110A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200150276A KR20220064110A (en) 2020-11-11 2020-11-11 Radar system for vehicle and method for operating the same
US17/523,252 US12091022B2 (en) 2020-11-11 2021-11-10 Radar system for vehicles and method for operating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200150276A KR20220064110A (en) 2020-11-11 2020-11-11 Radar system for vehicle and method for operating the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220064110A true KR20220064110A (en) 2022-05-18

Family

ID=81800736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200150276A KR20220064110A (en) 2020-11-11 2020-11-11 Radar system for vehicle and method for operating the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220064110A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150010288A (en) 2013-07-19 2015-01-28 현대모비스 주식회사 Radar system of vehicle and operating method thereof
KR20150051697A (en) 2013-11-05 2015-05-13 현대모비스 주식회사 Apparatus for providing lane keeping function using radar and method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150010288A (en) 2013-07-19 2015-01-28 현대모비스 주식회사 Radar system of vehicle and operating method thereof
KR20150051697A (en) 2013-11-05 2015-05-13 현대모비스 주식회사 Apparatus for providing lane keeping function using radar and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11747435B2 (en) Techniques for angle resolution in radar
US6888494B2 (en) FMCW radar system
JP4492628B2 (en) Interference judgment method, FMCW radar
US11099269B2 (en) Radar device for vehicle and target determination method therefor
CN111077514A (en) FMCW radar with interference signal suppression
KR20190096291A (en) Rader sensing with phase correction
US6320531B1 (en) FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of target
US9140783B2 (en) Radar device
US20060079749A1 (en) Frequency shift keying radar with ambiguity detection
JP2004163340A (en) Onboard radar system
JP5645928B2 (en) Environmental evaluation in wireless communication systems
JP6892600B2 (en) Object detection method and object detection device
JP2007271559A (en) Apparatus for detecting mobile object
JP3664671B2 (en) Millimeter wave radar equipment
US20080068251A1 (en) Measuring Device For A Motor Vehicle
JP2008170323A (en) Radar device
JP2008089505A (en) Radar device
KR20160127372A (en) Moving target detecting apparatus and method thereof
US6683533B1 (en) Inter-vehicle distance measuring system and apparatus measuring time difference between each detection time of same road surface condition
US12091022B2 (en) Radar system for vehicles and method for operating the same
KR101534027B1 (en) Sonar system and method for precisly performing target detection under circumstance without being known of target speed
KR20220064110A (en) Radar system for vehicle and method for operating the same
US7439900B2 (en) Radar system with resampling features
US20190346551A1 (en) Maximum doppler extension via recursive chirp decimation
JP2004286537A (en) Vehicle-mounted radar equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination