KR20220095734A - Radar apparatus and method for detecting dynamic object in vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량 내 동적 객체를 검출하는 레이더 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a radar device and method for detecting a dynamic object in a vehicle.
최근의 차량들은 차량 내에 남겨진 유아나 애완동물이 질식사하는 경우가 많아지면서 사회 문제로 대두되고 있다. 이러한 차량 내 질식사 문제를 막기 위해, 자동차 충돌 테스트 기관인 유로 NCAP(New Car Assessment Program)은 차량의 시동이 꺼진 후, 생체 신호를 감지하여 생명체가 있는 경우 알림을 주는 기능을 5 등급(5 star)을 받기 위한 필수 사항으로 지정하였다. Recent vehicles are emerging as a social problem as infants or pets left in the vehicle are more likely to suffocate. In order to prevent this problem of suffocation in vehicles, the Euro NCAP (New Car Assessment Program), a car crash testing agency, gave a 5 star rating to a function that detects a biosignal and notifies if there is a living organism after the vehicle is turned off. It was designated as mandatory for receiving.
이를 위해, 자동차 제조사들은 초음파 센서 등을 이용한 후석 승객 알림(ROA, Rear Occupant Alert) 기능을 차량에 탑재하기 시작하였다. To this end, automobile manufacturers have begun to mount a Rear Occupant Alert (ROA) function using an ultrasonic sensor or the like in the vehicle.
후석 승객 알림이란 운전자가 차량으로부터 하차 시, 유아의 차량 탑승 여부를 감지하여 경보음과 메시지를 발송함으로써, 사고가 발생하는 것을 예방하는 기술을 의미하며, 이와 관련하여, 선행기술인 한국공개특허 제 2020-0031410호는 후석 동승자 알림 방법 및 이를 이용한 차량용 포브 장치를 개시하고 있다. Rear seat passenger notification refers to a technology that prevents accidents from occurring by detecting whether a child is in the vehicle and sending an alarm sound and message when the driver gets off the vehicle. -0031410 discloses a method for notifying a rear-seat passenger and a vehicle fob device using the same.
그러나 종래의 후석 승객 알림은 차량의 후석에서 생명체의 움직임이 있어야 감지되므로, 만약, 유아가 수면 상태일 경우, 생명체의 움직임을 감지할 수 없어 유아의 존재를 검출할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 또한, 후석 승객 알림을 위한 센서는 차량의 후석의 천장에 각각의 후석 좌석을 지향하도록 각각 장착됨으로써, 센서의 크기가 크고 차량의 미관상에도 좋지 않다는 단점을 가지고 있다. 또한, 생명체 감지를 위한 센서 외에 압력 센서를 이용하여 승객의 좌석의 착석 여부를 감지할 수는 있으나, 차량의 후석 영역에 생명체가 아닌 무거운 물체가 차량의 좌석에 올려진 경우, 오경보가 발생된다는 불편함이 존재한다. However, since the conventional rear seat passenger notification is detected only when there is a movement of a living organism in the rear seat of the vehicle, if the infant is sleeping, the movement of the living organism cannot be detected and thus the presence of the infant cannot be detected. In addition, the sensors for the rear seat passenger notification are respectively mounted on the ceiling of the rear seat of the vehicle to face each rear seat, so that the size of the sensor is large and the aesthetics of the vehicle is not good. In addition, in addition to the sensor for detecting living things, it is possible to detect whether a passenger is seated in the seat by using a pressure sensor, but it is inconvenient that a false alarm is generated when a heavy object, not a living thing, is placed on the seat of the vehicle in the rear seat area of the vehicle. ham exists
차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하고, 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신하는 동적 객체 검출 장치 및 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a dynamic object detection apparatus and method for transmitting a radar signal toward a rear seat area of a vehicle using a radar sensor installed in a vehicle and receiving a radar signal reflected by an object within the rear seat area.
레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하고, 추출된 생체 신호에 기초하여 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for extracting a biosignal for each seat in the rear seat area based on a radar signal and detecting a dynamic object located in the rear seat area based on the extracted biosignal.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. However, the technical problems to be achieved by the present embodiment are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하는 송출부, 상기 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신한 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하는 생체 신호 추출부 및 상기 추출된 생체 신호에 기초하여 상기 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 객체 검출부를 포함하는 동적 객체 검출 레이더 장치를 제공할 수 있다. As a means for achieving the above-described technical problem, an embodiment of the present invention provides a transmitter that transmits a radar signal toward the rear seat area of the vehicle using a radar sensor installed in the vehicle, and is reflected by an object in the rear seat area A receiver for receiving a radar signal, a biosignal extractor for extracting biosignals for each seat in the rear seat area based on the received radar signal, and a dynamic object located in the rear seat area based on the extracted biosignal to detect It is possible to provide a dynamic object detection radar device including an object detection unit.
본 발명의 다른 실시예는, 차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하는 단계, 상기 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신하는 단계, 상기 수신한 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하는 단계 및 상기 추출된 생체 신호에 기초하여 상기 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 단계를 포함하는 동적 객체 검출 방법을 제공할 수 있다. Another embodiment of the present invention includes the steps of transmitting a radar signal toward a rear seat area of a vehicle using a radar sensor installed in the vehicle, receiving a radar signal reflected by an object in the rear seat area, and the received radar It is possible to provide a dynamic object detection method comprising extracting a biosignal for each seat of the rear seat area based on a signal and detecting a dynamic object located in the rear seat area based on the extracted biosignal.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하고, 후석 영역 내에 위치한 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신함으로써, 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하여 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 동적 객체 검출 장치 및 방법을 제공할 수 있다. According to any one of the means for solving the problems of the present invention described above, by using a radar sensor installed in the vehicle to transmit a radar signal toward the rear seat area of the vehicle and receive a radar signal reflected by an object located in the rear seat area, the radar A dynamic object detection apparatus and method for detecting a dynamic object located in the rear seat region by extracting a biosignal for each seat in the rear seat region based on the signal may be provided.
레이더 센서가 차량의 내부 전방 도어 및 내부 후방 도어 사이에 위치한 측면 필러 또는 차량의 내부 후방 도어 및 내부 후방 창문 사이에 위치한 후면 필러 중 어느 한 곳에 설치됨으로써, 거리분해능에 의해 객체의 구분이 용이하고, 생체 신호의 추출에 안정성을 높일 수 있는 동적 객체 검출 장치 및 방법을 제공할 수 있다. Since the radar sensor is installed in either the side pillar located between the interior front door and the interior rear door of the vehicle or the rear pillar located between the interior rear door and the interior rear window of the vehicle, it is easy to distinguish objects by distance resolution, It is possible to provide an apparatus and method for detecting a dynamic object capable of increasing stability in extraction of biosignals.
고해상도 레이더 센서를 이용함으로써, 후석 영역 내에 위치한 객체의 움직임이 없는 경우에도, 레이더 신호에 기초하여 차량의 후석 영역 내에 동적 객체가 존재하는지를 검출하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.By using the high-resolution radar sensor, it is possible to provide an apparatus and method for detecting whether a dynamic object exists in the rear seat area of a vehicle based on a radar signal even when there is no movement of the object located in the rear seat area.
종래의 차량 내 객체 검출을 위한 레이더 센서는 후석 영역의 각각의 좌석을 지향하도록 차량 내의 천장 영역 중 중앙 영역에 설치되었으며, 이로 인해, 생체 신호를 다수의 채널을 통해 수신하게 됨에 따라 연산이 복잡해지고, 센서의 크기가 커져 미관상 좋지 않다는 단점이 존재하였으나, 본원의 레이더 센서는 차량 내의 측면 필러 또는 후면 필러에 해당하는 위치(구체적으로, 각 필러 및 해당 필러의 커버 사이의 공간에 해당하는 위치) 또는 차량 내의 천장 영역 중 중앙 영역 외 측면으로 치우친 주변 영역(구체적으로, 해당 주변 영역의 천장 및 천장의 커버 사이의 공간에 해당하는 위치)에 설치됨으로써, 차량의 내부 인테리어의 미관을 해치지 않도록 하는 동적 객체 검출 장치 및 방법을 제공할 수 있다. The conventional radar sensor for object detection in the vehicle is installed in the center area of the ceiling area in the vehicle to direct each seat in the rear seat area, and as a result, the calculation becomes complicated as biosignals are received through a plurality of channels. , but there was a disadvantage that the size of the sensor was large and it was not aesthetically good, but the radar sensor of the present application is located at a position corresponding to a side pillar or a rear pillar in the vehicle (specifically, a position corresponding to the space between each pillar and the cover of the corresponding pillar) or A dynamic object that does not impair the aesthetics of the interior of the vehicle by being installed in the peripheral region (specifically, the position corresponding to the space between the ceiling and the ceiling cover of the peripheral region) that is biased to the side outside the central region among the ceiling regions in the vehicle A detection apparatus and method may be provided.
후석 영역 내에 위치한 유아를 재우고자 유아에게 담요를 덮은 경우, 카메라 등의 다른 센서는 담요 등을 투과할 수 없어 아기를 검출할 수 없었지만, 본원은 레이더 센서를 이용함으로써, 담요를 투과하여 유아를 검출할 수 있도록 하는 동적 객체 검출 장치 및 방법을 제공할 수 있다. When a blanket is placed on an infant to put an infant located in the back seat area to sleep, other sensors such as a camera cannot penetrate the blanket and the like, so the baby cannot be detected. It is possible to provide an apparatus and method for detecting a dynamic object that can do this.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 객체 검출 장치의 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 센서의 설치 위치에 기초하여 차량의 후석 영역의 좌석별로 레이더 신호를 송출하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호에 기초하여 생체 신호를 추출하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후석 영역의 좌석별로 동적 객체의 검출 유무에 따른 생체 신호의 변화를 도시한 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 객체 검출 장치에서 차량 내 동적 객체를 검출하는 방법의 순서도이다. 1 is a block diagram of an apparatus for detecting a dynamic object according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are exemplary views for explaining a process of transmitting a radar signal to each seat in the rear seat area of a vehicle based on an installation position of a radar sensor according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are exemplary views for explaining a process of setting a frequency range for each seat in the rear seat area according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are exemplary views for explaining a process of extracting a biosignal based on a radar signal according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view illustrating a change in a biosignal according to whether a dynamic object is detected for each seat in the rear seat area of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart of a method for detecting a dynamic object in a vehicle in the apparatus for detecting a dynamic object according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other features However, it is to be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In this specification, a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. In addition, one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.Some of the operations or functions described as being performed by the terminal or device in this specification may be instead performed by a server connected to the terminal or device. Similarly, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed in a terminal or device connected to the server.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 객체 검출 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 동적 객체 검출 장치(100)는 송출부(110), 수신부(120), 생체 신호 추출부(130), 객체 검출부(140) 및 검출 정보 전송부(150)를 포함할 수 있다. 1 is a block diagram of an apparatus for detecting a dynamic object according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the dynamic
송출부(110)는 차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출할 수 있다. 예를 들어, 레이더 센서는 60GHz의 광대역의 주파수 대역폭을 갖는 FMCW 레이더(Frequency Modulated Continuous Wave Radar)일 수 있다. FMCW 레이더는 주파수를 변조시켜 거리측정 능력을 향상시킨 레이더일 수 있다. 다른 예를 들어, 레이더 센서는 6GHz의 주파수 대역폭을 가질 수 있으며, 이 경우, 2.5cm의 거리분해능(Range Resolution)을 가지게 될 수 있다. The
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 센서의 설치 위치에 기초하여 차량의 후석 영역의 좌석별로 레이더 신호를 송출하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 2A and 2B are exemplary views for explaining a process of transmitting a radar signal to each seat in the rear seat area of a vehicle based on an installation position of a radar sensor according to an embodiment of the present invention.
일반적으로 차량(200)은 다수의 필러(pillar)를 포함한다. 필러는 차체의 기둥을 의미하며, 필러는 차량의 도어와 천장의 중간에 위치됨으로써, 차량의 강도를 높이는 역할을 한다. In general,
차량(200)은 전방 창문과 측면 창문의 사이에 위치한 정면 필러, 전방 도어 및 후방 도어의 사이에 위치한 측면 필러, 후방 도어와 후방 창문 사이의 후방 필러를 포함한다. The
도 2a를 참조하면, 레이더 센서(210)는 차량(200)의 내부 전방 도어 및 내부 후방 도어 사이에 위치한 측면 필러(201)에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 2A , the
송출부(110)는 차량(200)의 측면 필러(201)에 설치된 레이더 센서(210)를 이용하여 차량(200)의 후석 영역(220)의 좌석별로 레이더 신호를 송출할 수 있다. 예를 들어, 송출부(110)는 차량(200)의 측면 필러(201)에 설치된 레이더 센서(210)를 이용하여 차량(200)의 후석 영역(220) 중 제 1 후석 좌석(221), 제 2 후석 좌석(222) 및 제 3 후석 좌석(223)으로 레이더 신호를 송출할 수 있다. The
도 2b를 참조하면, 레이더 센서(210)는 차량(200)의 내부 후방 도어 및 내부 후방 창문 사이에 위치한 후면 필러(202)에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 2B , the
송출부(110)는 차량(200)의 후면 필러(202)에 설치된 레이더 센서(210)를 이용하여 차량(200)의 후석 영역(220)의 좌석별로 레이더 신호를 송출할 수 있다. 예를 들어, 송출부(110)는 차량(200)의 후면 필러(202)에 설치된 레이더 센서(210)를 이용하여 차량(200)의 후석 영역(220) 중 제 1 후석 좌석(221), 제 2 후석 좌석(222) 및 제 3 후석 좌석(223)으로 레이더 신호를 송출할 수 있다.The
종래의 차량 내 객체 감지를 위한 레이더 센서는 주로 차량 내의 천장 영역 중 후석 영역과 가까운 중앙 영역에 설치되었다. 종래의 레이더 센서는 후석 영역의 복수의 좌석을 지향하도록 각각 설치되었으며, 레이더 센서의 크기가 커 미관상으로 좋지 않다는 단점을 가지고 있었다. A conventional radar sensor for detecting objects in a vehicle is mainly installed in a central area close to a rear seat area among a ceiling area in a vehicle. The conventional radar sensor was installed to face a plurality of seats in the rear seat area, and had a disadvantage in that the size of the radar sensor was large and not good in appearance.
그러나 본원은 레이더 센서(210)가 차량(200)의 정중앙이 아닌 측면에 설치됨으로써, 레이더 센서(210)의 설치 위치가 차량(200)의 정중앙이 아닌 측면쪽으로 치우치게 됨에 따라, 거리분해능에 의한 객체의 감지가 용이하고, 생체 신호를 추출하는 경우, 높은 안정성을 갖는다는 장점을 제공할 수 있다. 즉, 본원 발명에서는 측면 필러(201) 또는 후면 필러(202)에 설치된 레이더 센서(210)(구체적으로, 각 필러 및 해당 필러의 커버 사이의 공간에 해당하는 위치)와 각 후석 영역(220) 간 거리가 다름으로써, 거리에 따라 각 좌석에 해당하는 레이더 신호를 분류할 수 있고, 이는 객체의 존재여부를 각 좌석별로 판단할 수 있도록 한다. However, in the present application, as the
만약, 차량(200)의 측면 필러(201) 또는 후면 필러(202)에 에어백이 내장된 경우, 레이더 센서(210)는 차량(200)의 후석 영역의 차량 내의 천장 영역 중 중앙 영역 외 측면으로 치우친 주변 영역(구체적으로, 해당 주변 영역의 천장 및 천장의 커버 사이의 공간에 해당하는 위치)에 설치될 수 있다. 여기서, 레이더 센서(210)는 차량(200)의 측면 필러(201) 또는 후면 필러(202)의 커버의 재질 또는 천장의 커버의 재질을 투과할 수 있으므로, 외관상 이질감 없이 설치될 수 있다는 장점을 제공할 수 있다. 또한, 본원 발명에서는 차량 내의 천장 영역 중 중앙 영역 외 측면으로 치우친 주변 영역에 설치된 레이더 센서(210)와 각 후석 영역(220) 간 거리가 다름으로써, 거리에 따라 각 좌석에 해당하는 레이더 신호를 분류할 수 있고, 이는 객체의 존재여부를 각 좌석별로 판단할 수 있도록 한다.If the airbag is built in the side pillar 201 or the
다시 도 1로 돌아와서, 수신부(120)는 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. Returning to FIG. 1 again, the
수신부(120)는 후석 영역의 좌석별로 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(120)는 후석 영역이 3개의 좌석으로 구성된 경우, 제 1 후석 좌석, 제 2 후석 좌석 및 제 3 후석 좌석 각각으로부터 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. The
생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 각각 다른 거리값을 도출할 수 있다. The
생체 신호 추출부(130)는 도출된 거리값에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정할 수 있다. 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정하는 과정에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 통해 상세히 설명하도록 한다. The
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 3A and 3B are exemplary views for explaining a process of setting a frequency range for each seat in the rear seat area according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 수신부(120)는 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호(300)를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the
도 3b를 참조하면, 생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 각각 다른 거리값을 도출하고, 도출된 거리값에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정할 수 있다.Referring to FIG. 3B , the
예를 들어, 레이더 센서가 차량의 측면 필러에 설치되고, 후석 영역이 2개의 좌석으로 구성된 경우, 생체 신호 추출부(130)는 후석 영역 중 측면 필러로부터 최단거리에 해당하는 예를 들어, 0~0.5m 거리(310)에 위치한 제 1 후석 좌석의 거리값을 '1'로 도출하고, 제 1 후석 좌석의 거리값에 기초하여 주파수 범위를 설정할 수 있다. 또한, 생체 신호 추출부(130)는 후석 영역 중 측면 필러로부터 제 1 후석 좌석의 다음 좌석에 해당하는 예를 들어, 0.5~1m(320) 거리에 위치한 제 2 후석 영역의 거리 값을 '2'로 도출하고, 제 2 후석 좌석의 거리값에 기초하여 주파수 범위를 설정할 수 있다. For example, if the radar sensor is installed on the side pillar of the vehicle and the rear seat area is composed of two seats, the
다시 도 1로 돌아와서, 객체 검출부(140)는 레이더 신호의 신호 크기 변화에 기초하여 객체를 정적 객체 또는 동적 객체 중 어느 하나로 판단할 수 있다. 예를 들어, 객체 검출부(140)는 레이더 신호의 신호 크기 변화에 기초하여 객체가 가방, 우산, 짐 등의 정적 객체인지, 또는 성인, 아기, 강아지 등의 동적 객체인지를 판단할 수 있다. Returning to FIG. 1 , the
생체 신호 추출부(130)는 수신한 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 생체 신호(Vital Signs)를 추출할 수 있다. 생체 신호가 추출되는 과정에 대해서는 예를 들어 다음의 수학식1 내지 수학식 7을 통해 설명하도록 한다. The
수학식 1을 참조하면, 생체 신호 추출부(130)는 송출 및 수신된 레이더 신호를 혼합하여 로우패스 필터(low-pass filter)를 적용하는 경우, 순간 주파수(IF, Instantaneous Frequency) 신호인 x(t, n)을 도출할 수 있다. x(t, n)은 크게 비트 주파수(beat frequency)인 fr, 크기(magnitude)인 M(t, r) 및 위상(phase)인 P(t, r)로 구성될 수 있으며, t는 스캔 지수(scan index), n은 chirp의 표본 지수(sample index of the chirp), r은 감지범위(range), S는 chirp이 증가하는 비율을 의미하는 chirp의 기울기, c는 빛의 속도, Fs는 샘플링 주파수를 나타낼 수 있다. 구체적으로, fr은 객체의 거리에 해당하며, M(t, r)은 r에 위치한 객체의 반사 신호 출력이며, P(t, r)은 r에서 반사된 레이더 신호의 시간 지연을 의미한다. Referring to
수학식 2를 참조하면, 생체 신호 추출부(130)는 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform)을 적용할 수 있다. Referring to
수학식 3을 참조하면, 생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호의 분석을 위해 크기 M(t, r)에 초점을 맞춤으로써, M(t, rk)를 x(t, n)으로부터 도출할 수 있다. 여기서, ,()에서, BW(Bandwidth)는 대역폭이고, N은 단일 칩의 총 샘플 수를 의미할 수 있다. Referring to
수학식 4를 참조하면, M(t, rk)은 레이더 방정식이 적용됨으로써, 모델링될 수 있다. 여기서, M0은 송출된 레이더 신호의 전력을 의미할 수 있다. Referring to
수학식 5를 참조하면, rk 범위의 객체가 작은 변위 △(t)로 진동한다고 가정할 경우, 수학식 4에서 M(t, rk)은 rk 대신 Rk(t)가 적용됨으로써 수정될 수 있다. Referring to
수학식 6을 참조하면, △(t)가 rk보다 매우 작으므로, (), 는 테일러 급수 전개(the Taylor series expansion)에 의해 근사될 수 있다. Referring to Equation 6, since Δ(t) is very smaller than r k , ( ), can be approximated by the Taylor series expansion.
수학식 7을 참조하면, 은 DC항이 M(t, rk)에서 감산된 결과로, △(t)의 평균이 0이라고 가정하면, (mean(△(t)) = 0), 의 관계가 도출될 수 있다. Referring to Equation 7, is the result of subtracting the DC term from M(t, rk). Assuming that the mean of Δ(t) is 0, (mean(Δ(t)) = 0), relationship can be derived.
생체 신호의 측정의 경우, △(t)는 호흡과 심장 박동에 의한 작은 변위로, 는 작은 변위 △(t)에 비례하므로, 를 통해 생체 신호를 추출할 수 있다.For the measurement of vital signs, Δ(t) is a small displacement caused by respiration and heartbeat, is proportional to the small displacement Δ(t), so biosignals can be extracted through
생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 설정된 주파수 범위에 해당하는 생체 신호를 추출할 수 있다. 여기서, 생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호 및 거리값에 기초하여 적어도 하나의 생체 후보 신호를 추출하고, 적어도 하나의 생체 후보 신호에 대한 위상(phase) 분석을 통해 최종 생체 신호를 추출할 수 있다.The
예를 들어, 생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 설정된 주파수 범위로부터 호흡 주파수 범위(예를 들어, 0.1~0.4Hz)에 해당하는 생체 신호를 추출할 수 있다. For example, the
다른 예를 들어, 생체 신호 추출부(130)는 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 설정된 박동 주파수 범위(예를 들어, 0.8~1.7Hz)로부터 박동 주파수 범위에 해당하는 생체 신호를 추출할 수 있다. 레이더 신호에 기초하여 생체 신호를 추출하는 과정에 대해서는 도 4a 및 도 4b를 통해 상세히 설명하도록 한다. As another example, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 신호에 기초하여 생체 신호를 추출하는 과정을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.4A and 4B are exemplary views for explaining a process of extracting a biosignal based on a radar signal according to an embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 차량의 후석 영역 내에 동적 객체가 존재하지 않은 경우, 레이더 신호(400)는 시간 도메인(time domain, 401) 및 주파수 도메인(frequency domain, 402)에서 크기(magnitude)가 크게 변하지 않고, 평탄한 빈도로 표시되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4A , when a dynamic object does not exist in the rear seat region of the vehicle, the magnitude of the
도 4b를 참조하면, 차량의 후석 영역 내에 동적 객체가 존재하는 경우, 레이더 신호(410)는 시간 도메인(time domain, 411) 및 주파수 도메인(frequency domain, 412)에서 시간에 따라 0.8~1.2m 범위에서 달라지고, 1.05m에서는 주기적인 크기 변동이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 주기적인 크기 변동은 호흡 신호(예를 들어, 0.2Hz의 피크)와 박동 범위(예를 들어, 1.3Hz의 피크)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4B , when a dynamic object exists in the rear seat region of the vehicle, the
여기서, 시간 도메인 및 주파수 도메인에서의 크기 변화는 동적 객체의 생리학적 움직임에 의해 발생할 수 있다. Here, the size change in the time domain and the frequency domain may be caused by the physiological movement of the dynamic object.
다시 도 1로 돌아와서, 객체 검출부(140)는 추출된 생체 신호에 기초하여 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출할 수 있다.Returning to FIG. 1 again, the
검출 정보 전송부(150)는 후석 영역 내에서 동적 객체가 검출된 경우, 동적 객체에 대한 검출 정보를 동적 객체 검출 장치(100)와 연동하는 차량 제어 장치(미도시)로 전송할 수 있다. 이 때, 차량 제어 장치(미도시)에 의해 동적 객체에 대한 검출 정보에 기초하여 음성 알림이 출력될 수 있다. When a dynamic object is detected in the rear seat area, the
예를 들어, 후석 영역 내에서 '아기'가 동적 객체로 검출된 경우, 검출 정보 전송부(150)는 검출 정보를 차량 제어 장치(미도시)로 전송함으로써, 차량 제어 장치(미도시)를 통해 ''뒷자리를 확인해주세요", "아기가 뒷자리에 있어요" 등과 같은 음성 알림이 출력될 수 있다. For example, when a 'baby' is detected as a dynamic object in the rear seat area, the detection
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 후석 영역의 좌석별로 동적 객체의 검출 유무에 따른 생체 신호의 변화를 도시한 예시적인 도면이다. 5 is an exemplary view illustrating a change in a biosignal according to whether a dynamic object is detected for each seat in the rear seat area of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 차량에 승객이 아무도 없는 상태(500), 제 1 승객이 30초에 차량에 탑승한 상태(501), 제 1 승객에 이어서 제 2승객이 60초에 차량에 탑승한 상태(502), 제 2 승객이 240초에 차량에서 하차하여 제 1 승객만 남은 상태(503), 제 1 승객이 270초에 하차하여 아무도 차량에 남아있지 않은 상태(504)의 순으로 승객의 승하차가 진행된다고 가정하자. Referring to FIG. 5 , there is no passenger in the
도 5의 (a) 및 (b)는 500에서 504로 진행되는 시간 순서에 따라 검출되는 거리값에 대응하는 레이더 신호값을 나타낸 그래프이며, 구체적으로 호흡 주파수 범위에 해당하는 그래프(510) 및 박동 주파수 범위에 해당하는 그래프(511)를 나타내며, 호흡 주파수 범위에 해당하는 그래프(510) 및 박동 주파수 범위에 해당하는 그래프(511)가 승객의 승하차에 따라 변하는 것을 확인할 수 있다. 5 (a) and (b) are graphs showing radar signal values corresponding to distance values detected according to a time sequence from 500 to 504, specifically a graph 510 corresponding to a breathing frequency range and a beat It can be seen that the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동적 객체 검출 장치에서 차량 내 동적 객체를 검출하는 방법의 순서도이다. 도 6에 도시된 동적 객체 검출 장치(100)에서 차량 내 동적 객체를 검출하는 방법은 도 1 내지 도 5b에 도시된 실시예에 따라 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 5b에 도시된 실시예에 따라 동적 객체 검출 장치(100)에도 적용된다. 6 is a flowchart of a method for detecting a dynamic object in a vehicle in the apparatus for detecting a dynamic object according to an embodiment of the present invention. The method of detecting a dynamic object in a vehicle by the dynamic
단계 S610에서 동적 객체 검출 장치(100)는 차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출할 수 있다. In operation S610, the dynamic
단계 S620에서 동적 객체 검출 장치(100)는 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신할 수 있다. In operation S620, the dynamic
단계 S630에서 동적 객체 검출 장치(100)는 수신한 레이더 신호에 기초하여 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출할 수 있다. In operation S630 , the dynamic
단계 S640에서 동적 객체 검출 장치(100)는 추출된 생체 신호에 기초하여 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출할 수 있다. In operation S640 , the dynamic
상술한 설명에서, 단계 S610 내지 S640은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 전환될 수도 있다.In the above description, steps S610 to S640 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. In addition, some steps may be omitted as needed, and the order between the steps may be switched.
도 1 내지 도 6을 통해 설명된 동적 객체 검출 장치에서 차량 내 동적 객체를 검출하는 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 6을 통해 설명된 동적 객체 검출 장치에서 차량 내 동적 객체를 검출하는 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램의 형태로도 구현될 수 있다. The method for detecting a dynamic object in a vehicle in the dynamic object detection apparatus described with reference to FIGS. 1 to 6 is also implemented in the form of a computer program stored in a medium executed by a computer or a recording medium including instructions executable by the computer. can be In addition, the method of detecting a dynamic object in a vehicle in the dynamic object detection apparatus described with reference to FIGS. 1 to 6 may be implemented in the form of a computer program stored in a medium executed by a computer.
컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Also, computer-readable media may include computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100: 동적 객체 검출 장치
110: 송출부
120: 수신부
130: 생체 신호 추출부
140: 객체 검출부
150: 검출 정보 전송부100: dynamic object detection device
110: transmitter
120: receiver
130: biosignal extraction unit
140: object detection unit
150: detection information transmission unit
Claims (13)
차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하는 송출부;
상기 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신하는 수신부;
상기 수신한 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하는 생체 신호 추출부; 및
상기 추출된 생체 신호에 기초하여 상기 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 객체 검출부
를 포함하는, 동적 객체 검출 레이더 장치.
A radar device for detecting a dynamic object in a vehicle, comprising:
a transmitter configured to transmit a radar signal toward a rear seat area of the vehicle using a radar sensor installed in the vehicle;
a receiver for receiving a radar signal reflected by an object in the rear seat area;
a biosignal extraction unit for extracting biosignals for each seat in the rear seat area based on the received radar signal; and
An object detection unit that detects a dynamic object located in the rear seat area based on the extracted bio-signal
Including, a dynamic object detection radar device.
상기 레이더 센서는 상기 차량의 내부 전방 도어 및 내부 후방 도어 사이에 위치한 측면 필러(pillar) 또는 상기 차량의 내부 후방 도어 및 내부 후방 창문 사이에 위치한 후면 필러 중 어느 한 곳에 설치되는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
The method of claim 1,
wherein the radar sensor is installed in either a side pillar located between the interior front door and interior rear door of the vehicle or a rear pillar located between the interior rear door and interior rear window of the vehicle. radar device.
상기 송출부는 상기 차량의 측면 필러 또는 후면 필러 중 어느 한 곳에 설치된 상기 레이더 센서를 이용하여 상기 차량의 후석 영역의 좌석별로 레이더 신호를 송출하고,
상기 수신부는 상기 후석 영역의 좌석별로 반사되는 상기 레이더 신호를 수신하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
3. The method of claim 2,
The transmitting unit transmits a radar signal for each seat in the rear seat area of the vehicle using the radar sensor installed in any one of a side pillar or a rear pillar of the vehicle,
The receiving unit will receive the radar signal reflected for each seat in the rear seat area, a dynamic object detection radar device.
상기 생체 신호 추출부는 상기 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 각각 다른 거리값을 도출하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
4. The method of claim 3,
The biosignal extractor is to derive a different distance value for each seat in the rear seat area based on the radar signal, a dynamic object detection radar device.
상기 생체 신호 추출부는 상기 도출된 거리값에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 주파수 범위를 설정하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
5. The method of claim 4,
The biosignal extractor sets a frequency range for each seat in the rear seat area based on the derived distance value.
상기 생체 신호 추출부는 상기 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 설정된 주파수 범위에 해당하는 상기 생체 신호를 추출하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
6. The method of claim 5,
The biosignal extracting unit extracts the biosignal corresponding to a frequency range set for each seat in the rear seat area based on the radar signal.
상기 생체 신호 추출부는 상기 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 설정된 주파수 범위로부터 호흡 주파수 범위에 해당하는 상기 생체 신호를 추출하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
7. The method of claim 6,
The biosignal extraction unit extracts the biosignal corresponding to the breathing frequency range from a frequency range set for each seat in the rear seat area based on the radar signal.
상기 생체 신호 추출부는 상기 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 설정된 주파수 범위로부터 심장 박동 주파수 범위에 해당하는 상기 생체 신호를 추출하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
7. The method of claim 6,
The biosignal extracting unit extracts the biosignal corresponding to the heartbeat frequency range from a frequency range set for each seat in the rear seat area based on the radar signal.
상기 생체 신호 추출부는 상기 레이더 신호 및 상기 거리값에 기초하여 적어도 하나의 생체 후보 신호를 추출하고,
상기 적어도 하나의 생체 후보 신호에 대한 위상(phase) 분석을 통해 최종 생체 신호를 추출하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
5. The method of claim 4,
The biosignal extractor extracts at least one biometric candidate signal based on the radar signal and the distance value;
and extracting a final bio-signal through phase analysis of the at least one bio-candidate signal.
상기 객체 검출부는 상기 레이더 신호의 신호 크기 변화에 기초하여 상기 객체를 정적 객체 또는 상기 동적 객체 중 어느 하나로 판단하는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
The method of claim 1,
Wherein the object detection unit determines the object as either a static object or the dynamic object based on a change in the signal amplitude of the radar signal, a dynamic object detection radar device.
상기 후석 영역 내에서 상기 동적 객체가 검출된 경우, 상기 동적 객체에 대한 검출 정보를 상기 동적 객체 검출 레이더 장치와 연동하는 차량 제어 장치로 전송하는 검출 정보 전송부를 더 포함하고,
상기 차량 제어 장치에 의해 상기 동적 객체에 대한 검출 정보에 기초하여 음성 알림이 출력되는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
The method of claim 1,
When the dynamic object is detected in the rear seat area, further comprising a detection information transmission unit for transmitting detection information on the dynamic object to a vehicle control device interworking with the dynamic object detection radar device,
The dynamic object detection radar device of claim 1 , wherein a voice notification is output based on the detection information on the dynamic object by the vehicle control device.
상기 레이더 센서는 상기 차량 내의 천장 영역 중 중앙 영역 외 측면으로 치우친 주변 영역에 설치되는 것인, 동적 객체 검출 레이더 장치.
The method of claim 1,
Wherein the radar sensor is installed in a peripheral area that is biased toward the side outside the central area among the ceiling area in the vehicle, the dynamic object detection radar device.
차량 내에 설치된 레이더 센서를 이용하여 차량의 후석 영역을 향해 레이더 신호를 송출하는 단계;
상기 후석 영역 내에서 객체에 의해 반사되는 레이더 신호를 수신하는 단계;
상기 수신한 레이더 신호에 기초하여 상기 후석 영역의 좌석별로 생체 신호를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 생체 신호에 기초하여 상기 후석 영역 내에 위치한 동적 객체를 검출하는 단계
를 포함하는, 동적 객체 검출 방법.A method for detecting a dynamic object in a vehicle in a dynamic object detection radar device, the method comprising:
transmitting a radar signal toward a rear seat area of the vehicle using a radar sensor installed in the vehicle;
receiving a radar signal reflected by an object in the rear seat area;
extracting biosignals for each seat in the rear seat area based on the received radar signal; and
detecting a dynamic object located in the rear seat area based on the extracted biosignal
Including, a dynamic object detection method.
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KR1020200187537A KR20220095734A (en) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | Radar apparatus and method for detecting dynamic object in vehicle |
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2020
- 2020-12-30 KR KR1020200187537A patent/KR20220095734A/en not_active IP Right Cessation
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