KR20220163185A - 외삽을 이용한 타켓 위치 결정 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

타켓 위치 결정 장치가 개시된다. 본 타겟 위치 결정 장치는 레이더 신호를 방출하고, 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 레이더 장치, 및 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하고, 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 프로세서를 포함한다.

Description

외삽을 이용한 타켓 위치 결정 장치 및 그 방법{TARGET LOCATION DETERMINE APPARATUS USING EXTRAPOLATION AND METHOD THEREOF}
본 개시는 외삽을 이용한 외삽을 이용한 타켓 위치 결정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 짧은 탐지 시간에서도 정확도 및 해상도가 향상된 레이더 탐지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
레이더를 이용한 도플러 탐지는 차량 레이더뿐 아니라 생체 신호 탐지 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 레이더 시스템에서는 타켓의 이동 속도를 추정하기 위하여, 타켓의 이동 속도에 의해 발생하는 도플러를 추정한다.
높은 정확도 또는 높은 해상도로의 도플러 추정을 위해서는 많은 개수의 심볼이 요구된다. 이와 같이 레이더 시스템에서의 도플러 탐지 성능은 탐지 시간과 정확도/해상도 간의 트레이오프를 갖는다.
만약 탐지 시간이 부족한 경우, 유사한 이동 속도를 갖거나 유사한 생체 정보를 갖는 다수의 타켓이 하나의 타켓으로 탐지될 수 있다. 그러나 하나의 타겟으로 탐지된 이후에 탐지 시간의 증가에 따라 복수의 타켓을 구분하게 되는 경우, 타켓 변경에 따른 오류가 발생할 수 있었다.
따라서 탐지 시간이 부족한 경우라도 도플러 추정의 해상도 및 정확도를 향상할 수 있는 방법이 요구되었다.
따라서, 본 개시의 목적은 짧은 탐지 시간에도 정확도 및 해상도가 향상된 외삽을 이용한 타켓 위치 결정 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따른 타켓 위치 결정 장치는 레이더 신호를 방출하고, 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 레이더 장치, 및 상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하고, 상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 상기 프로세서는 복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 심볼 간의 연산은 곱 연산일 수 있다.
한편, 상기 레이더 장치는 생체 FMCW 레이더일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법은 레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하는 단계, 및 상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 확장된 수신 신호를 생성하는 단계는 복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다.
이 경우, 상기 심볼 간의 연산은 곱 연산일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서, 상기 타켓 위치 결정 방법은, 레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하는 단계, 및 상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 심볼 간의 곱을 통하여 수신 신호를 확장하고 이를 통하여 도플러 추정의 해상도를 증가할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 프로세서의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 생체 레이더가 발신한 레이더 신호 및 수신한 반사 신호의 일 예에 대한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도플러 추정 방식을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 외삽 방식을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타겟 위치 결정 방법을 설명하기 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
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.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
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.
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.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 타켓 위치 결정 장치(100)는 레이더 장치(110) 및 프로세서(120)를 포함한다. 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 자동차이거나, 생체 신호(예를 들어, 호흡 신호 또는 심박 신호)를 측정하기 위한 장치일 수 있다.
레이더 장치(110)는 레이더 신호를 방출하고, 타겟에 반사된 수신 신호를 수신한다. 이러한 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. 특히, 이러한 레이더 장치는 FMCW(Frequency Modulation Continuos Wave) 레이더(예를 들어, 생체용 FMCW 또는 차량용 FMCW) 방식으로 동작하는 장치일 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
그리고 프로세서(120)는 타겟의 위치를 예측할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 타겟과의 거리 그리고, 타겟의 각도를 각각 예측하고, 예측된 거리 및 각도를 이용하여 타겟의 위치를 예측할 수 있다.
이하에서는 타겟과의 거리를 예측하는 동작에 대해서 설명한다.
먼저, 프로세서(120)는 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리한다.
그리고 프로세서(120)는 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성한다. 구체적으로 프로세서(120)는 복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다. 여기서 심볼 간의 연산은 곱 연산일 수 있다. 이러한 외삽 방법에 대한 구체적인 내용은 도 5에서 후술한다.
그리고 프로세서(120)는 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성한다.
그리고 프로세서(120)는 복수의 채널을 통하여 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)하여 타켓의 각도를 예측할 수 있다. 이때 프로세서(120)는 레이더 채널의 레이더 신호를 고해상도 알고리즘에 적용하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다.
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.
이상과 같이 본 개시에 따른 타겟 위치 결정 장치는 외삽법을 이용하여 복수의 첩 신호 각각을 확장하여 거리를 탐지하는바 탐지 시간이 짧은 경우에도 높은 해상도로 도플러 추정이 가능하다.
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.
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.
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, 구현시에는 레이더 신호에 대한 전처리 등을 선행적으로 수행한 이후에 거리를 예측하는 것도 가능하다.
도 2는 도 1의 프로세서의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 프로세서(120)는 신호 처리부(121), 심볼 생성부(123) 및 거리 산출부(125)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 1의 레이더 장치가 생체 FMCW 레이더인 경우를 가정하여 설명한다.
신호 처리부(121)는 레이더 장치(110)에서 획득된 수신 신호(또는 반사 신호)를 수신할 수 있다.
그리고 신호 처리부(121)는 수신한 수신 신호에서 호흡 신호와 심박 신호를 분리할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(121)는 저역 통과 필터(LPF)와 고역 통과 필터(HPF)를 포함하는 호흡 및 심장 박동 필터를 이용하여 호흡 신호와 심박 신호를 분리할 수 있다. 또한, 신호 처리부(121)는 일반적인 레이더 장치의 전처리 동작을 수행할 수도 있다.
그리고 신호 처리부(121)는 수신한 수신 신호를 복수의 첩 신호로 분리할 수 있다. 이와 같은 첩 신호 분리는 후술하는 심볼 생성부(123)에서 수행할 수도 있다.
심볼 생성부(123)는 필터링된 수신 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성한다. 구체적으로, 심볼 생성부(123)는 수신된 수신 신호를 복수의 첩 신호로 분리하고, 분리된 첩 신호 각각에 대해서 확장을 수행할 수 있다. 예를 들어, 심볼 생성부(123)는 하나의 첩 신호에 대해서 일정 구간의 심볼을 해당 첩 신호의 후단에 붙여넣기 하는 방식으로 첩 신호를 확장할 수 있다.
첩 신호가 확장되면, 심볼 생성부(123)는 확장된 첩 신호 내의 동일한 위치에 대응되는 심볼 간의 연산을 통하여 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다. 이와 같은 연산은 곱 연산일 수 있으나, 단순 곱셈 형태가 아니라 가중치를 반영하는 등은 다양한 연산 방식이 이용될 수도 있다. 심볼 생성부(123)의 구체적인 동작은 도 5를 참조하여 설명한다.
거리 산출부(125)는 확장된 수신 신호를 이용하여 거리 정보를 생성한다. 구체적으로, 확장된 수신 신호에 1차원 FFT(Fast Fourier Transform)을 수행하여 피크를 산출하고, 산출된 피크를 이용하여 타겟과 레이더 장치(110) 간의 거리를 추정할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 생체 레이더가 발신한 레이더 신호 및 수신한 반사 신호의 일 예에 대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 레이더 장치(110)는 일정한 주기를 갖는 레이더 신호(210)를 생성하여 출력할 수 있다. 이러한 레이더 신호(210)는 다음과 같은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, s(t)는 레이더 신호(210), ωs는 초기 주파수, μ는 처프 심볼의 순간 주파수의 변화율이고,. 그리고, ωBW는 레이더 신호의 대역폭, TSYM은 레이더 심볼의 신호 주기이다. 여기서, μ는 ωBT/Tsys일 수 있다.
이와 같이 일정한 주기 내의 신호를 첩 신호라고 지칭하며, 레이더 장치는 첩 신호를 첩 신호 단위(또는 기설정된 주기)로 결합시켜 송출할 수 있다.
이러한 경우, 생체 레이더와 타겟 간의 거리(dm(t))는 d0,m + Xm(t)일 수 있다. 여기서, xm(t)는 타겟의 움직임에 의한 시변 변위이고, d0,m은 해당 시변 변위 을 가지는 M 표적의 공칭 거리이다. 이러한 시변 변위는 다음과 같은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
여기서, xm(t)는 시변 변위, xm,h(t)는 진폭 am,h이고, 각 주파수(angular grequency) ωm,h를 갖는 사인 곡선으로 표현될 수 있는 m 번째 타겟의 신호이다.
레이더 신호가 수신한 반사 신호(220)는 비선형 위상 변조 및 움직임에 의한 고조파를 포함할 수 있다.
이러한 반사 신호(220)를 이용하여 타겟과의 거리를 추정 방법에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도플러 추정 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 하나의 첩 신호(401)는 복수의 심볼을 포함한다. 이러한 복수의 심볼을 갖는 수신 신호(401)를 수신하면, 수신된 수신 신호를 FFT(402)를 수행하여 피크를 검출하고(403), 검출된 피크 간의 간격을 이용하여 타겟의 거리를 산출할 수 있다.
한편, 하나의 첩 신호에 포함된 심볼 수가 작은 경우, 검출되는 피크는 일정하지 않을 수 있게 된다. 피크가 일정하지 않으면 거리 산출에 부정확함을 발생할 수 있다.
이러한 점에서, 본 개시에서는 외삽법을 이용하여 수신된 반사 신호(또는 수신 신호)를 확장하고, 확장된 반사 신호를 이용하여 피크 검출한다. 이러한 동작에 대해서는 도 5를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 외삽 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 먼저 하나의 첩 신호(401)에 대해서 설명한다. 하나의 첩 신호는 복수의 심볼을 포함한다. 이때, 첩 신호 내의 일정 구간을 해당 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 할 수 있다. 예를 들어, 첩 신호 내의 의미 있는 두 심볼(예를 들어, 위상 값이 가장 작은 영역 또는 가장 큰 영역)을 검출하고, 해당 심볼 사이의 복수의 심볼을 해당 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 해당 첩 신호를 확장할 수 있다. 이와 같은 심볼 검색은 복수의 첩 신호 중 하나에 대해서 수행될 수 있으며, 결정된 심볼 구간은 다른 첩 신호에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 구현시에는 심볼 검출을 수행하지 않고, 마지막 심볼부터 기설정된 개수만큼의 심볼이 첩 신호의 후단에 붙여넣기 될 수도 있다.
이와 같이 복수의 첩 신호 각각이 확장된 경우, 복수의 첩 신호 간의 대응되는 심볼 간에 곱을 수행하여, 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 첫번째 심볼 위치에서 제1 첩 신호의 제1 심볼이 y1[n]이고, 해당 제1 심볼에 대응되는 제2 첩 신호의 제1 심볼이 y2[n]이면 확장된 수신 신호의 제1 심볼의 값은 y1[n]y2[n]이 될 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 두개의 첩 신호만을 이용하는 것에 대해서 설명하였지만, 구현시에는 세개 이상의 첩 신호를 이용할 수도 있다. 또한, 본 개시에서는 심볼 간의 곱을 이용한 연산을 이용하였지만, 구현시에는 곱 연산 이외에 다양한 수학적 연산 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어, 두 심볼의 곱에 추가적으로 가중치를 곱하거나, 각 심볼에 가중치를 곱하고, 가중치가 곱해진 두 값을 더하는 등 다양한 연산 방식이 이용될 수 있다. 또한, 한가지 연산 방식뿐만 아니라 복수의 연산 방식이 혼합되어 적용될 수도 있다.
이와 같이 확장된 수신 신호 내의 복수의 심볼 각각은 첩 신호 간의 곱 값을 갖는다는 점에서, 확장된 수신 신호 내의 값의 변동은 각각의 첩 신호보다 크게 되어 후술하는 단계에서 피크 검출이 보다 용이해 진다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타겟 위치 결정 방법을 설명하기 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 수신 신호를 수신한다(S610). 여기서 레이더 신호는 생체 FMCW 레이더가 송출한 신호일 수 있다.
그리고 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성한다(S620). 구체적으로, 복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성할 수 있다.
그리고 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성한다(S630). 구체적으로, 확장된 수신 신호에 FFT(fast Fourier transform)을 수행하여 타겟과의 거리를 산출할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 타겟 위치 결정 방법은 외삽법을 이용하여 수신된 신호를 확장하여 거리를 추정하는바 관측 시간이 짧은 경우에도 도플러 추정의 해상도를 증가시킬 수 있다. 또한, 첩 신호를 확장하고, 각 첩 신호 내의 심볼 간의 곱을 이용하여 외삽법을 수행하는바 낮은 리소스를 갖는 하드웨어에서도 수행이 가능하다. 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.
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.
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.
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.
100: 타켓 위치 결정 장치 110: 레이더 장치
120: 프로세서

Claims (8)

  1. 타켓 위치 결정 장치에 있어서,
    레이더 신호를 방출하고, 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 레이더 장치; 및
    상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하고, 상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 프로세서;를 포함하는 타켓 위치 결정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성하는 타켓 위치 결정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 심볼 간의 연산은 곱 연산인 타켓 위치 결정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이더 장치는,
    생체 FMCW 레이더인 타켓 위치 결정 장치.
  5. 타켓 위치 결정 방법에 있어서,
    레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 타켓 위치 결정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확장된 수신 신호를 생성하는 단계는,
    복수의 심볼로 구성된 첩 신호 각각에 대해서 일정 구간의 심볼을 첩 신호의 후단에 붙여 넣기 하여 첩 신호를 확장하고, 확장된 복수의 첩 신호 각각에 대해서 대응되는 심볼 간의 연산을 수행하여 확장된 수신 신호를 생성하는 타겟 위치 결정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 심볼 간의 연산은 곱 연산인 타켓 위치 결정 방법.
  8. 타켓 위치 결정 방법을 실행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체에 있어서,
    상기 타켓 위치 결정 방법은,
    레이더가 출력한 레이더 신호가 타겟에 반사된 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 수신 신호에 포함된 복수의 첩(chirp) 신호를 분리하고, 상기 복수의 첩 신호를 이용하여 확장된 수신 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 확장된 수신 신호를 이용하여 타겟과 레이더 간의 거리 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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