KR20230018914A - 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents

감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법 Download PDF

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권혁경
우정우
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법은 제1 동작 모드로 안테나부를 구동하는 단계; 상기 제1 동작 모드에서 제1 수신 신호를 획득하는 단계; 상기 제1 동작 모드와 다른 제2 동작 모드로 상기 안테나부를 구동하는 단계; 상기 제2 동작 모드에서 제2 수신 신호를 획득하는 단계; 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신신호를 합성한 합성 신호를 획득하는 단계; 및 상기 획득한 합성 신호를 이용하여 객체 검출 정보를 획득하는 단계를 포함한다.

Description

감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법{DETECTING DEVICE, DETECTING SYSTEM FOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THEROF}
실시 예는 감지 장치에 관한 것으로, 특히 레이더 모듈을 포함하는 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
레이더 장치가 다양한 기술분야에 적용되고 있고, 최근에는 차량에 탑재되어 차량의 이동성을 향상시키고 있다. 이러한 레이더 장치는 전자기파를 이용하여, 차량의 주변환경에 대한 정보를 탐지한다. 그리고, 해당 정보가 차량의 이동에 이용됨에 따라 차량 이동성의 효율이 향상될 수 있다. 이를 위해, 레이더 장치는 안테나를 구비하여 전자기파를 송수신한다.
한편, 차량용 레이더는 장거리용 레이더 장치(LRR; long range radar)와 근거리용 레이더 장치(SRR; short range radar)로 분류될 수 있으며, 장거리용 레이더 장치의 경우 77GHz 대역의 주파수를 주로 사용하고, 근거리용 레이더 장치의 경우 24GHz 대역을 주로 사용하고 있다.
장거리용 레이더 장치와 근거리용 레이더 장치를 모두 포함하는 차량용 레이더가 동시에 장거리와 근거리에 배치되는 물체를 탐지하기 위한 FOV(Field Of View)와 탐지거리를 확보하기 위해, 최적의 안테나 채널 간의 간격 배치 및 안테나 이득 확보가 필요하다.
한편, 종래의 레이더 장치는 신호 처리를 위해, 목표 거리나 애플리케이션에 따라 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드 및 빔 포밍(beam forming) 모드 중 어느 하나의 모드를 사용하고 있다. 예를 들어, 종래의 레이더 장치는 안테나부가 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드 및 빔 포밍(beam forming) 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 하고, 해당 모드에 따라 수신되는 수신 신호의 처리를 통해 감지 정보를 획득하고 있다.
그러나, 종래에서는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에 의해 획득된 수신 신호 및 빔 포밍(beam forming) 모드에 의해 획득된 수신 신호 중 어느 하나의 수신 신호만을 이용하여 감지 정보를 획득하고 있다.
이때, 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 수신된 신호는 높은 각도 분해능(high angle resolution)를 가지는 반면, 낮은 게인(low gain)으로 인해 신호 세기가 약한 문제가 있으며, 빔 포밍(beam forming) 모드에서 수신된 신호는 높은 게인(high gain)으로 인해 신호 세기가 강한 반면, 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 수신된 신호 대비 낮은 각도 분해능(low angle resolution)를 가진다.
이에 따라, 종래의 레이더 장치를 이용해서는 차량 내부에서 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 효율적으로 제공하기 어려운 문제가 있다.
예를 들어, 상기 후석 승객 알림 기능은 차량 내부에서, 후석의 움직임 객체(예를 들어, 승객이나 애완 동물)을 감지하고, 이에 대한 알림 기능을 제공하는 것이 일반적이다.
이때, MIMO(Multi Input Multi Output) 모드를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 상기 후석 승객 알림 기능을 제공하는 경우, 낮은 게인으로 인해 수신 신호의 세기가 약하고, 이에 따라 크기가 작은 움직임 객체(예를 들어, 유아)가 정상적으로 검출되지 못하는 문제가 있다.
나아가, 빔 포밍(beam forming) 모드를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 상기 후석 승객 알림 기능을 제공하는 경우, 높은 게인으로 인해 작은 크기의 움직임 객체의 검출이 가능하나, 이에 따라 노이즈 신호의 세기도 증가하여, 노이즈 신호를 움직임 객체로 인식하여 알람을 발생하는 오알람(False Alarm) 문제가 있다. 나아가, 상기 빔 포밍(beam forming) 모드를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 상기 후석 승객 알림 기능을 제공하는 경우, 낮은 각도 분해능으로 인해, 크기가 큰 움직임 객체의 신호가 퍼져보이는 문제가 있으나, 이에 따라 움직임 객체의 정확한 위치를 감지하지 못하는 문제가 있다.
이에 따라, 크기에 상관없이 모든 움직임 객체의 검출이 가능하면서, 신호대잡음비(SNR: signal to noise ration)를 향상시키면서, 검출된 움직임 객체의 위치를 정확하게 감지할 수 있는 방안이 요구되고 있는 실정이다.
실시 예에서는 새로운 방식으로 수신 신호를 처리하여 움직임 객체를 감지할 수 있는 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예에서는 MIMO(Multi Input Multi Output) 방식 및 빔 포밍(beam forming) 방식을 조합하여 얻은 합성 신호를 이용하여 움직임 객체를 감지할 수 있는 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예에서는 움직임 객체를 감지한 수신 신호의 게인 및 각도 분해능을 높일 수 있는 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
또한, 실시 예에서는 움직임 객체의 검출 정확도를 높일 수 있는 감지 장치, 차량용 감지 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하도록 한다.
제안되는 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 제안되는 실시 예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법은 제1 동작 모드로 안테나부를 구동하는 단계; 상기 제1 동작 모드에서 제1 수신 신호를 획득하는 단계; 상기 제1 동작 모드와 다른 제2 동작 모드로 상기 안테나부를 구동하는 단계; 상기 제2 동작 모드에서 제2 수신 신호를 획득하는 단계; 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신신호를 합성한 합성 신호를 획득하는 단계; 및 상기 획득한 합성 신호를 이용하여 객체 검출 정보를 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드이고, 상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드이다.
또한, 상기 제1 수신 신호는 제1 히트맵을 포함하고, 상기 제2 수신 신호는 제2 히트맵을 포함한다.
또한, 상기 안테나부는 복수의 송신 안테나를 포함하고, 상기 제1 동작 모드로 안테나부를 구동하는 단계는, 상기 복수의 송신 안테나에서 일정 시간을 두고 송신 신호가 각각 송신되도록 하는 단계를 포함하고, 상기 제2 동작 모드로 상기 안테나부를 구동하는 단계는, 상기 복수의 송신 안테나가 동시에 동작되어 하나의 송신 신호가 송신되도록 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 합성 신호를 획득하는 단계는, 상기 제1 수신 신호 및 상기 제2 수신 신호를 정규화하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 정규화하는 단계는, 상기 제1 수신 신호의 스케일링을 위한 제1 배율을 결정하는 단계와, 상기 제2 수신 신호의 스케일링을 위한 제2 배율을 결정하는 단계와, 상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호를 스케일링하는 단계와, 상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호를 스케일링하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 배율은 1보다 크고, 상기 제2 배율은 1보다 작으며, 상기 제1 수신 신호를 스케일링하는 단계는, 상기 결정된 제1 배율을 기준으로, 상기 제1 수신 신호를 스케일 업하는 단계를 포함하고, 상기 제2 수신 신호를 스케일링하는 단계는, 상기 결정된 제2 배율을 기준으로, 상기 제2 수신 신호를 스케일 다운하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 합성 신호를 획득하는 단계는, 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 곱 연산하여 상기 합성 신호를 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 객체 검출 정보를 획득하는 단계는, 상기 객체의 존재 여부, 객체의 수 및 객체의 위치 정보를 획득하는 단계를 포함한다.
한편, 실시 예에 따른 감지 장치는 복수의 송신 안테나를 포함하는 송신 안테나부; 복수의 수신 안테나를 포함하는 수신 안테나부; 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호를 처리하는 수신 신호 처리부; 및 상기 수신 신호 처리부를 통해 처리된 신호를 이용하여 객체를 검출하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 제1 동작 모드에서, 상기 송신 안테나부 및 상기 수신 안테나부가 동작하도록 하고, 상기 제1 동작 모드에서, 상기 수신 신호 처리부를 통해 제1 수신 신호가 생성되도록 하고, 상기 제1 동작 모드와 다른 제2 동작 모드에서, 상기 송신 안테나부 및 상기 수신 안테나부가 동작하도록 하고, 상기 제2 동작 모드에서, 상기 수신 신호 처리부를 통해 제2 수신 신호가 생성되도록 하고, 상기 신호 처리부를 통해 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호가 합성된 합성 신호가 생성되도록 하며, 상기 생성된 합성 신호를 이용하여 상기 객체를 검출한다.
또한, 상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드이고, 상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드이며, 상기 제어부는, 상기 제1 동작 모드에서, 복수의 송신 안테나를 통해 일정 시간을 두고 송신 신호가 송신되도록 하고, 상기 제2 동작 모드에서, 상기 복수의 송신 안테나가 동시에 동작하여 하나의 송신 신호가 송신되도록 한다.
또한, 상기 수신 신호 처리부는, 상기 제1 수신 신호를 생성하는 제1 수신 신호 생성부와, 상기 제2 수신 신호를 생성하는 제2 수신 신호 생성부와, 상기 생성된 제1 및 제2 수신 신호를 정규화하는 정규화부를 포함한다.
또한, 상기 정규화부는, 상기 제1 수신 신호에 대한 제1 배율 및 상기 제2 수신 신호에 대한 제2 배율을 결정하고, 상기 결정된 제1 배율 및 제2 배율을 기준으로 상기 제1 및 제2 수신 신호를 스케일링하여 정규화한다.
또한, 상기 제1 배율은 1보다 크고, 상기 제2 배율은 1보다 작으며, 상기 정규화부는 상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호의 레벨을 증가시키고, 상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호의 레벨을 감소시킨다.
또한, 상기 수신 신호 처리부는, 상기 정규화부를 통해 정규화된 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 곱 연산하여 상기 합성 신호를 생성하는 합성부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 합성부를 통해 생성된 합성 신호를 이용하여, 객체의 존재 여부, 객체의 수 및 객체의 위치를 검출한다.
실시 예에서는 감지 장치의 감지 정확도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서는 감지 장치를 통해 획득되는 감지 신호의 각도 분해능을 향상시킬 수 있고, 이에 따른 신호 레벨을 높일 수 있으며, 나아가 노이즈를 제거할 수 있다.
구체적으로, 실시 예에서의 감지 장치는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드로 안테나부가 동작하고, 이에 따른 제1 수신 신호를 획득할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 신호는 각도 분해능은 높지만, 신호 레벨은 낮은 특성을 가진다. 이후, 실시 예에서의 감지 장치는 빔 포밍(beam forming) 모드로 안테나부가 동작하고, 이에 따른 제2 수신 신호를 획득할 수 있다. 이때, 상기 제2 수신 신호는 신호 레벨은 높지만, 각도 분해능은 낮은 특성을 가진다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 제1 수신 신호의 레벨과 제2 수신 신호의 레벨을 서로 매칭시키는 정규화를 진행하고, 상기 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 합성한 합성신호를 생성한다. 이때, 상기 합성 신호는 상기 제1 수신 신호 대비 각도 분해능이 높으며, 상기 제2 수신 신호 대비 신호 레벨이 높은 특성을 가진다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 이용하여 객체 감지 동작을 수행함으로써, 상기 객체 감지 정확도를 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 합성 신호는 상기 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 요소간의 곱 연산을 통해 획득될 수 있다. 이에 따라 상기 곱 연산을 통해 노이즈는 제거될 수 있고, 나아가 실제 객체 검출 신호는 증가할 수 있다.
따라서, 실시 예에서는 상기 합성 신호의 노이즈 값을 감소시킴에 따라 노이즈로 인해 오알람(false alarm)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시 예에서는 상기 곱연산을 통해 합성 신호를 생성함으로써, 작은 크기의 객체까지 검출이 가능하도록 하며, 이에 따른 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에서는 상기 곱 연산을 통해 합성 신호를 생성함으로써, 합성 신호의 각도 분해능을 향상시킬 수 있고, 이에 따른 검출 객체의 수 및 객체의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 차량용 감지 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 실시 예에 따른 감지 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 실시 예에 따른 차량용 레이더 장치의 레이돔 및 제2 기판을 나타내는 사시도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 송신 안테나를 나타낸 평면도이다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 송신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 제1 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 7은 제2 실시 예에 따른 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 8 내지 도 10은 실시 예에 따른 안테나부의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 수신 신호 처리부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 12는 실시 예에 따른 제1 수신 신호를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 에에 따른 제2 수신 신호를 나타낸 도면이다.
도 14는 실시 예에 따른 합성 신호를 나타낸 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 도 15의 합성 신호 생성 과정에 대한 상세 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 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.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 실시 예에 따른 차량용 감지 장치의 분해 사시도이다.
실시 예에서의 차량용 감지 장치는 In-Cabin Radar일 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서의 차량용 감지 장치는 차량 내부에 설치되고, 그에 따라 상기 차량 내부에서 사용자에게 다양한 검출 알림 정보를 제공할 수 있다. 일례로, 실시 예에서의 차량용 감지 장치는 차량 내부에 설치되고, 그에 따라 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 제공할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 실시 예의 차량용 감지 장치는 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능 이외에 다른 기능을 제공하기 위해 구비될 수 있을 것이다.
도 1을 참조하면, 차량용 레이더 장치(100)는 케이스(110), 커넥터(120), 제1 기판(130), 브라켓(bracket; 140), 제2 기판(150), 차폐부(160), 레이돔(170) 및 방수링(waterproof ring; 180)을 포함한다.
케이스(110)는 커넥터(120), 제1 기판(130), 브라켓(140), 제2 기판(150) 및 차폐부(160)를 수용할 수 있다.
커넥터(120)는 차량용 레이더 장치(100)와 외부 장치 간 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 커넥터(120)는 캔(controller area network; CAN) 커넥터일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
제1 기판(130)은 전원 및 신호 처리를 위한 회로가 실장될 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
브라켓(140)은 제1 기판(130)의 신호 처리 과정 중에 발생하는 노이즈(noise)를 차단할 수 있다.
제2 기판(150)은 복수의 안테나 어레이 및 상기 복수의 안테나 어레이와 연결되는 IC(integrated circuit) 칩이 실장될 수 있다. 상기 복수의 안테나 어레이는 일렬로 배열된 복수의 광각 안테나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다. 상기 IC 칩은 밀리미터파 RFIC(radio frequency IC) 일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
상기 IC 칩은 송신용 안테나와 연결되는 통신 소자 및 수신 소자와 연결되는 수신 소자를 포함할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 IC 칩은 송신용 안테나 및 수신용 안테나와 공통 연결되고, 그에 따라 송신 신호 및 수신 신호를 모두 처리하는 통합 소자일 수도 있을 것이다.
실시 예에 따라, 제1 기판(130)은 상기 복수의 안테나 어레이 및 상기 복수의 안테나 어레이와 연결되는 IC 칩이 실장될 수 있다. 제1 기판(130)과 제2 기판(150)은 브라켓(140)을 사이에 두고 이격되어 배치될 수 있다.
차폐부(160)는 제2 기판(150)의 상기 IC 칩으로부터 발생하는 RF 신호를 차폐할 수 있다. 이를 위해, 차폐부(160)는 제2 기판(150)의 상기 IC 칩과 대응하는 영역에 형성될 수 있다.
레이돔(170)은 제2 기판(150)을 보호하기 위해 제2 기판(150)을 수용할 수 있고, 레이돔(170)은 케이스(110)와 체결될 수 있다. 레이돔(170)은 전파의 감쇠가 적은 물질로 이루어질 수 있고, 전기 절연체일 수 있다.
방수링(180)은 레이돔(170)과 케이스(110) 사이에 배치되어 차량용 레이더 장치(100)의 침수를 방지할 수 있다. 예컨대, 방수링(180)은 탄성 소재로 형성될 수 있다.
도 2는 실시 예에 따른 감지 장치의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 감지 장치는 안테나부, 신호처리부 및 제어부를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 감지 장치는 현재 위치의 주변 영역에서 움직임 객체를 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 상기 감지 장치는 전자기파를 통해 주변 환경에 대한 정보를 탐지하고, 이에 따라 움직임 객체의 움직임에 따른 상기 움직임 객체의 이동을 감지할 수 있다.
안테나부는 송신 안테나부(210)와 수신 안테나부(240)를 포함할 수 있다. 송신 안테나부(210)는 복수의 송신 안테나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나부(210)는 제1 송신 안테나(220) 및 제2 송신 안테나(230)를 포함할 수 있다. 이때, 실시 예에서는 상기 송신 안테나부(210)가 2개의 송신 안테나를 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 송신 안테나부(210)는 3개 이상의 송신 안테나를 포함할 수도 있을 것이다.
이때, 안테나부는 감지 장치의 무선 신호의 송수신 기능을 수행할 수 있다. 즉, 안테나부는 공중으로 송신 신호를 송신하고, 이에 따라 공중으로부터 수신신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 송신 신호는 감지 장치에서 송출되는 무선 신호를 의미할 수 있다. 그리고, 수신 신호는 감지 장치에서 송신된 송신 신호가 타겟(예를 들어, 객체)에 의해 반사됨에 따라 상기 감지 장치로 유입되는 무선 신호를 의미할 수 있다.
상기 송신 안테나부(210)는 송신 신호를 공중으로 송신할 수 있다. 송신 안테나부(210)는 제1 송신 안테나(220) 및 제2 송신 안테나(230)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 송신 안테나(220) 및 제2 송신 안테나(230)는 서로 동일한 안테나 배열 구조를 가질 수 있고, 이와 다르게 서로 다른 안테나 배열 구조를 가질 수도 있을 것이다.
상기 수신 안테나부(240)는 상기 송신 안테나부(210)를 통해 송신된 송신 신호에 대한 수신 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 안테나부(240)는 상기 송신 안테나부(210)를 통해 송신된 송신 신호가 객체에 의해 반사됨에 따라, 상기 반사되는 신호를 수신할 수 있다.
상기 수신 안테나부(240)는 복수의 수신 안테나를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 수신 안테나부(240)는, 제1 수신 안테나(250), 제2 수신 안테나(260) 및 제N 수신 안테나(270)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 안테나부(240)는 N개의 수신 안테나를 포함할 수 있다. 상기 N은 '2'보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 N은 '4'보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 N은 '8'보다 클 수 있다.
한편, 상기 감지 장치는 신호 처리부를 포함한다.
예를 들어, 상기 신호 처리부는 송신신호 처리부(310) 및 수신 신호 처리부(320)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 송신신호 처리부(310) 및 수신 신호 처리부(320)는 감지 장치의 무선 신호를 처리하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 상기 송신 신호 및 수신 신호를 각각 처리할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 신호 처리부는 송신 신호 및 수신 신호를 모두 처리하는 1개의 신호 처리 소자만을 포함할 수도 있을 것이다.
상기 송신신호 처리부(310)는 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 상기 송신신호 처리부(310)는 상기 송신 안테나(210)로 송신 신호를 출력할 수 있다. 이를 위해, 상기 송신 신호 처리부(310)는 발진부(미도시)를 구비할 수 있고, 예컨대 상기 발진부는 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator; VCO) 및 발진기(oscillator)를 포함할 수 있다.
상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 수신 안테나부(240)로부터 수신 신호를 수신할 수 있다.
상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 수신 신호로부터 합성 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 수신 신호 처리부(320)는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA; 도시되지 않음) 및 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter; ADC; 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 상기 저잡음 증폭기는 수신 신호를 저잡음 증폭할 수 있고, 상기 아날로그-디지털 변환기는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지털 데이터로 변환하여 수신 신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 안테나부가 제1 동작 모드로 동작함에 따라 수신되는 신호를 이용하여 제1 수신 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 안테나부가 상기 제1 동작모드와는 다른 제2 동작 모드로 동작함에 따라 수신되는 신호를 이용하여 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드일 수 있고, 상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드일 수 있다. 이때, 상기에서는 상기 안테나부가 상기 제1 동작 모드인 MIMO(Multi Input Multi Output)로 우선 동작하고, 그 이후에 제2 동작 모드인 빔 포밍(beam forming) 모드로 동작하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 안테나부는 제2동작 모드인 빔 포밍(beam forming) 모드로 우선 동작하고, 그 이후에 상기 제1 동작 모드인 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드로 동작할 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 생성된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 정규화(Normalization)할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 수신 신호의 게인은 상기 제2 수신 신호의 게인과 다르다. 예를 들어, 상기 제1 수신 신호의 신호 레벨은 상기 제2 수신 신호의 신호 레벨과 다르다. 예를 들어, 상기 제1 수신 신호가 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 수신된 신호이고, 상기 제2 수신 신호가 빔 포밍(beam forming) 모드에서 수신된 신호인 경우, 상기 제1 수신 신호의 신호 레벨은 상기 제2 수신 신호의 신호 레벨보다 월등히 클 수 있다.
이에 따라, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 제1 수신 신호의 신호 레벨과 상기 제2 수신 신호의 신호 레벨을 맞추기 위한 정규화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 제1 수신 신호의 신호 레벨을 제1 배율을 통해 처리하고, 상기 제2 수신 신호의 신호 레벨을 제2 배율을 통해 처리할 수 있다. 이때, 상기 제1 배율은 1보다 큰 값이고, 상기 제2 배율은 1보다 작은 값일 수 있다. 이에 따라, 수신 신호 처리부(320)는 상기 제1 수신 신호를 상기 제1 배율에 따라 스케일 업(scale up)하고, 상기 제2 수신 신호를 상기 제2 배율에 따라 스케일 다운(scale down)하는 동작을 수행할 수 있다.
이후, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 정규화된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 정규화된 제1 수신 신호와 상기 정류화된 제2 수신 신호를 요소별로 곱 연산하여 상기 합성 신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 수신 신호 처리부(320)의 동작에 따른 제1 수신 신호의 생성, 제2 수신 신호의 생성, 정규화 및 합성 신호 생성과 관련된 동작은 하기에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
한편, 제어부(330)는 감지 장치를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 상기 감지 장치의 안테나부를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 상기 안테나부의 구동을 통해 획득된 수신 신호를 이용하여 객체 감지를 진행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(330)는 차량 주행 중 상기 감지 장치를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 차량 정지 중 상기 감지 장치를 구동시킬 수 있다. 그리고, 상기 제어부(330)는 안테나부를 제어하여 현재 위치의 주변 영역에서의 객체의 감지 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 제어부(330)는 송신 데이터 및 수신 신호의 처리 및 분석할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 상기 송신 신호 처리부(310)를 제어하여 송신 데이터로부터 송신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 상기 수신 신호 처리부(320)의 수신 신호의 처리를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 수신 신호 처리부(320)로부터 전달되는 합성 신호와 상기 송신 신호를 동기화할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 상기 합성 신호에 대한 CFAR 연산, 트래킹 연산, 타겟 선택 연산 등을 수행할 수 있다. 예를 들어 제어부(330)는 객체에 대한 각도 정보, 거리 정보 및 속도 정보 등을 추출할 수 있다. 바람직하게, 제어부(330)는 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 제공하기 위해, 상기 합성 신호로부터 객체의 존재 여부, 객체의 각도 정보 및 거리 정보 등을 포함한 객체 정보를 획득할 수 있다. 이후, 제어부(330)는 상기 획득한 객체 정보를 이용하여 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 객체의 존재 여부, 객체의 수, 객체의 위치 정보를 포함하는 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 실시 예에 따른 차량용 레이더 장치의 레이돔 및 제2 기판을 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 레이돔(170)은 제2 기판(150)에 대향하게 배치되는 덮개부(171)와, 케이스(110)와 체결되는 테두리부(173)를 포함할 수 있다. 제2 기판(150)은 레이돔(170)의 덮개부(171)와 테두리부(173)의 높이 차이로 형성되는 공간에 배치될 수 있다.
레이돔(170)은 상기 복수의 안테나 어레이가 순차로 배치되는 방향을 Y축 방향으로 정의할 수 있고, 상기 복수의 안테나 어레이가 순차로 배치되는 방향과 수직방향을 Y축 방향으로 정의할 수 있고, 상기 복수의 안테나 어레이와 수직방향을 Z축 방향으로 정의할 수 있다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 송신 안테나를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제1 송신 안테나(220)는 단일 채널로서, 복수의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 어레이는 4개의 어레이를 포함할 수 있고, 예컨대 제1어레이(a1), 제2어레이(a2), 제3어레이(a3) 및 제4어레이(a4)일 수 있다.
제1 송신 안테나(220)는 복수의 급전선로, 분배부 및 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1어레이(a1)는 급전선로(221), 분배부(222), 복수의 방사체를 포함할 수 있다.
급전선로(221)는 복수의 방사체에 신호를 공급하기 위해 분배부(222)로부터 연장되어 배치될 수 있다. 급전선로(221)는 일 방향으로 연장되고 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 급전선로(221)는 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 급전 선로(221)의 일 단부로부터 타 단부로 신호가 전달될 수 있다.
분배부(222)는 송신 신호 처리부(310)와 급전선로(221) 사이에 배치되고, 급전선로(221)에 신호를 공급할 수 있다. 분배부(222)는 복수의 급전선로에 신호를 분배할 수 있다.
복수의 방사체들은 제1 송신 안테나(220)에서 신호를 방사한다. 상기 복수의 방사체들은 제1 송신 안테나(220)의 방사 패턴(radiation pattern)을 형성한다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(221)에 분산되어 배치된다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(221)들을 따라 배열된다. 이를 통해, 급전선로(221)로부터 방사체(220)들로 신호가 공급된다. 상기 복수의 방사체들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 복수의 방사체들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(223)는 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(225)보다 분배부(222)와 이격될 수 있다. 즉, 복수의 어레이의 위상을 동일하게 조정하기 위해 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(223)를 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(225)보다 분배부(222)와 이격되게 배치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 어레이 중 분배부(222)와 가장 인접한 방사체들(223, 225)은 급전선로(221)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체들(223, 225)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 복수의 어레이 중 분배부(222)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(224)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
제3어레이(a3)와 제4어레이(a4)의 간격(w1)은 1.6mm 이상 1.8mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.8mm일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 제1어레이(a1)의 길이(h3)는 40mm 이상 42mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 41.6mm일 수 있고, 제2어레이(a2)의 제1방사체(225)와 제2방사체(226)의 간격(h2)은 제3방사체(227)와 제4방사체(228)의 간격(h1)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 5는 제2 실시 예에 따른 송신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 제2 송신 안테나(230)는 단일 채널로서, 1개의 어레이를 포함할 수 있다. 제2 송신 안테나(230)는 급전선로(231), 분배부(232), 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 도 4와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
실시예에서, 어레이 중 분배부(232)와 가장 인접한 방사체(233)는 급전선로(231)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체는(233)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 어레이 중 분배부(232)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(237)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
실시예에서, 상기 어레이의 길이(h4)는 29mm 이상 31mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 29.7mm일 수 있고, 상기 어레이의 제1방사체(233)와 제2방사체(234)의 간격(h5)은 제3방사체(235)와 제4방사체(236)의 간격(h6)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 제1 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 수신 안테나(250)는 복수 채널로 구성되고, 상기 복수의 채널 각각은 복수의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 채널은 4개의 채널을 포함할 수 있고, 예컨대, 제1채널(CH1), 제2채널(CH2), 제3채널(CH3) 및 제4채널(CH4)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 채널 각각은 4개의 어레이를 포함할 수 있고, 예컨대 제1어레이(a1), 제2어레이(a2), 제3어레이(a3) 및 제4어레이(a4)일 수 있다.
제1 수신 안테나(250)는 복수의 급전선로, 분배부, 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1어레이(a1)는 급전선로(251), 분배부(252), 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 급전선로(251)는 상기 복수의 방사체에 신호를 공급하기 위해 분배부(252)로부터 연장되어 배치될 수 있다. 급전선로(251)는 일 방향으로 연장되고 타 방향으로 상호 나란하게 배열된다. 급전선로(251)는 상호로부터 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 급전 선로(251)의 일 단부로부터 타 단부로 신호가 전달될 수 있다.
분배부(252)는 신호처리부(300)와 급전선로(251) 사이에 배치되고, 급전선로(251)에 신호를 공급할 수 있다. 분배부(252)는 복수의 급전선로에 신호를 분배할 수 있다. 복수의 방사체들은 제1 수신 안테나(250)에서 신호를 수신한다. 상기 복수의 방사체들은 제1 수신 안테나(250)의 방사 패턴(radiation pattern)을 형성한다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(251)에 분산되어 배치된다. 상기 복수의 방사체들은 급전선로(251)들을 따라 배열된다. 상기 복수의 방사체들은 도전성 물질로 이루어진다. 여기서, 복수의 방사체들은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 구리(Gu), 금(Au), 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
실시예에서, 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(253)는 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(255)보다 분배부(252)와 이격될 수 있다. 즉, 복수의 어레이의 위상을 동일하게 조정하기 위해 복수의 어레이 중 가장 자리에 배치되는 어레이(a1)의 방사체(253)를 중간에 배치되는 어레이(a2)의 방사체(255)보다 분배부(252)와 이격되게 배치할 수 있다.
또한, 상기 복수의 어레이 중 분배부(252)와 가장 인접한 방사체들(253, 255)은 급전선로(251)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체들(253, 255)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 복수의 어레이 중 분배부(252)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(254)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다.
실시예에서, 제1 수신 안테나(250)는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 2λ보다 작을 수 있다.
실시예에서, 제1어레이(a1)의 길이(h7)는 40mm 이상 42mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 41.6mm일 수 있고, 제2어레이(a2)의 제1방사체(255)와 제2방사체(256)의 간격(h9)은 제3방사체(257)와 제4방사체(258)의 간격(h8)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
실시예에서, 제1채널과 제2채널의 간격(W2)은 7.0mm 이상 8.0mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 7.5mm일 수 있으나 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 7은 제2 실시 예에 따른 수신 안테나를 도시하는 평면도이다.
도 7을 참조하면, 제2 수신 안테나(260)는 복수 채널로 구성되고, 상기 복수의 채널 각각은 하나의 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에서, 복수의 채널은 4개의 채널을 포함할 수 있고, 예컨대, 제1채널(CH1), 제2채널(CH2), 제3채널(CH3) 및 제4채널(CH4)을 포함할 수 있다.
제2 수신 안테나(260)는 급전선로(261), 분배부(262), 복수의 방사체를 포함할 수 있다. 실시예에서, 어레이 중 분배부(262)와 가장 인접한 방사체(263)는 급전선로(261)와 이격되어 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 방사체는(263)은 방사량을 줄이기 위해 갭 커플드(gap coupled) 패치 안테나로 구현될 수 있다.
상기 어레이 중 분배부(262)와 가장 이격되어 배치되는 방사체(267)의 패치는 전파의 사이드 로브(side lobe)를 줄이기 위해 복수의 방사체들의 패치 중 크기가 가장 클 수 있다. 실시예에서, 제2 수신 안테나(260)는 4개의 채널들을 포함하고, 상기 채널들 간의 간격은 λ/2보다 작을 수 있다. 실시예에서, 상기 어레이의 길이(h8)는 29mm 이상 31mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 29.7mm일 수 있고, 상기 어레이의 제1방사체(263)와 제2방사체(264)의 간격(h10)은 제3방사체(265)와 제4방사체(266)의 간격(h9)보다 좁을 수 있으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
도 8 내지 도 10은 실시 예에 따른 안테나부의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 안테나부가 SIMO(Single Input Multi Output) 모드로 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 안테나부가 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드로 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이며, 도 10은 안테나부가 빔 포밍(beam forming) 모드로 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 다중 배열 안테나(array antenna)를 사용하는 주파수 변조 연속파(FMCW : Frequency Modulated Continuous Wave)에서, 안테나 동작 모드는 크게 3가지로 구분될 수 있다.
SIMO(Single Input Multi Output)는 1개의 송신 안테나에서 1개의 송신 신호가 발생하고, 그에 따라 복수의 수신 안테나에서 상기 송신 신호에 대응하는 수신 신호를 각각 수신하는 방식이다. 여기에서, 상기 SIMO(Single Input Multi Output) 모드의 경우, 8개의 수신 신호를 획득하기 위해서는 1개의 송신 안테나와, 8개의 수신 안테나가 필요한다.
그리고, MIMO(Multi Input Multi Output) 모드의 경우, 한정된 수의 복수의 안테나를 포함하고, 상기 복수의 안테나 사이의 거리와 위상 차리를 이용하여 복수의 가상 안테나(virtual antenna)를 만들어, 이에 따른 안테나 개수를 늘려 사용하는 모드로, 상기 SIMO(Single Input Multi Output) 방식 대비 적은 안테나 수로 같은 성능을 낼 수 있는 모드이다. 예를 들어, MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서, 8개의 수신 신호를 획득하기 위해서는 2개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나가 필요하다. 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드의 경우, 다수의 가상 안테나를 포함하기 때문에, 각도 분해능이 우수한 효과를 가진다.
빔 포밍(beam forming) 모드는 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드와는 다르게, 2개 이상의 송신 안테나를 동시에 동작시켜, 이에 따른 안테나 방사 패턴을 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드 대비 좁고 샤프하게 만들어 사용하는 방식이다. 상기 빔 포밍(beam forming)은 LRR(Long Range Radar)에서 주로 쓰는 안테나 기술로 다수의 안테나를 이용하여 높은 게인의 수신 신호를 획득할 수 있고, 이를 토대로 먼 거리에 위치한 객체까지 감지가 가능한 효과가 있다. 다만, 빔 포밍(beam forming) 모드의 경우, 객체 감지 신호와 함께 노이즈도 높아지며, 이에 따른 신호대잡음비가 나쁜 문제가 있다.
한편, 차량 내에서 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 제공하기 위해, 비교 예에서는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드로 안테나를 동작시키고, 이에 따른 수신 신호를 이용하여 객체 감지를 수행하였다.
이때, 상기 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 수신된 신호는 높은 각도 분해능(high angle resolution)를 가지는 반면, 낮은 게인(low gain)으로 인해 신호 세기가 약한 문제가 있다.
이에 따라, 차량 내의 후석에 작은 크기의 객체(예를 들어, 유아)가 존재하는 경우, 상기 낮은 게인으로 인해 상기 작은 크기의 객체가 미검출되는 문제가 있다. 이때, 상기 MIMO(Multi Input Multi Output)를 통해 획득한 수신 신호를 일정 배율로 스케일 업하고, 상기 스케일 업한 신호를 가지고 객체 감지를 진행할 수도 있겠으나, 이와 같은 경우 노이즈 신호도 함께 스케일 업되며, 이에 따른 감지 정확도가 감소한다.
또한, 빔 포밍(beam forming) 모드를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 상기 후석 승객 알림 기능을 제공하는 경우, 높은 게인으로 인해 작은 크기의 움직임 객체의 검출이 가능하나, 이에 따라 노이즈 신호의 세기도 증가하여, 노이즈 신호를 움직임 객체로 인식하여 알람을 발생하는 오알람(False Alarm) 문제가 있다. 나아가, 상기 빔 포밍(beam forming) 모드를 통해 수신된 수신 신호를 이용하여 상기 후석 승객 알림 기능을 제공하는 경우, 낮은 각도 분해능으로 인해, 크기가 큰 움직임 객체의 신호가 퍼져보이는 문제가 있으나, 이에 따라 움직임 객체의 정확한 위치를 감지하지 못하는 문제가 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 크기에 상관없이 모든 움직임 객체의 검출이 가능하면서, 신호대잡음비(SNR: signal to noise ration)를 향상시키면서, 검출된 움직임 객체의 위치를 정확하게 감지할 수 있도록 한다.
이를 위해, 실시 예에서의 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 획득한 제1 수신 신호와, 상기 빔 포밍(beam forming) 모드에서 획득한 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 생성하고, 상기 생성한 합성 신호를 이용하여 객체 검출 동작을 수행하도록 한다.
이를 위해, 제어부(330)는 상기 감지 장치가 장착된 차량의 주행 상태에 따라 상기 감지 장치의 동작이 개시되도록 할 수 있다. 일 예로, 실시 예의 감지 장치는 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 제공하는데 사용할 수 있다. 그리고, 상기 감지 장치가 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 기능을 제공하는데 사용되는 경우, 상기 제어부(330)는 차량의 주행이 중지되고, 시동이 오프(off)된 시점에서, 상기 감지 장치의 동작이 개시되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 차량의 시동이 오프된 이후에, 후석 승객의 존재 여부를 감지하고, 이에 따른 알림 기능이 제공되도록 할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어부(330)는 상기 감지 장치에서 제공하는 기능에 따라, 상기 차량의 주행 중에도 상기 감지 장치가 동작하도록 할 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 감지 장치에 의해 객체를 감지하는 동작에 대해 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 11은 실시 예에 따른 수신 신호 처리부의 상세 구성을 나타낸 블록도이고, 도 12는 실시 예에 따른 제1 수신 신호를 나타낸 도면이고, 도 13은 실시 에에 따른 제2 수신 신호를 나타낸 도면이며, 도 14는 실시 예에 따른 합성 신호를 나타낸 도면이다.
이하에서는, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 감지 장치의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
제어부(330)는 상기 감지 장치의 동작 개시 조건이 감지되면, 상기 송신 안테나부(210) 및 수신 안테나부(240)의 동작을 제어한다.
예를 들어, 제어부(330)는 상기 동작 개시 조건이 감지되면, 제1 동작 모드로 상기 송신 안테나부(210)가 동작하도록 한다. 이때, 상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드일 수 있고, 이와 다르게 빔 포밍(beam forming) 모드일 수 있다.
상기 수신 안테나부(240)는 상기 송신 안테나부(210)가 제1 동작 모드로 동작함에 따라, 상기 송신 안테나부(210)에서 송신된 1 송신 신호에 따른 신호를 수신할 수 있다.
이때, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 수신 안테나부(240)에서, 상기 제1 동작 모드에 대한 신호가 수신되는 경우, 이에 대응하는 제1 수신 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어부(330)는 상기 수신 신호 처리부(320)에서, 상기 제1 수신 신호의 생성이 완료되면, 상기 송신 안테나부(210)가 제2 동작 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드일 수 있고, 이와 다르게 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드일 수 있다.
그리고, 수신 안테나부(240)는 상기 송신 안테나부(210)가 제2 동작 모드로 동작함에 따라, 상기 송신 안테나부(210)에서 송신된 제2 송신 신호에 대한 신호를 수신할 수 있다.
이때, 수신 신호 처리부(320)는 상기 수신 안테나부(240)에서, 상기 제2 동작 모드에 대한 신호가 수신되는 경우, 이에 대응하는 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.
이를 위해, 수신 신호 처리부(320)를 수신 신호 생성부를 포함한다. 예를 들어, 수신 신호 처리부(320)는 상기 제1 동작 모드에서, 상기 수신 안테나부(240)에서 수신되는 신호를 이용하여 제1 수신 신호를 생성하는 제1 수신 신호 생성부(321)를 포함할 수 있다. 또한, 수신 신호 처리부(320)는 제2 동작 모드에서, 상기 수신 안테나부(240)에서 수신되는 신호를 이용하여 제2 수신 신호를 생성하는 제2 수신 신호 생성부(322)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 제1 수신 신호 생성부(321) 및 제2 수신 신호 생성부(322)는 생성되는 신호의 구분을 위해 구분한 것일 뿐, 하나의 수신 신호 생성부에서 각각의 모드에 따라 상기 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 각각 생성할 수도 있을 것이다.
상기 제1 수신 신호 생성부(321) 및 제2 수신 신호 생성부(322)는 레인지 고속 푸리에 변환(range fast fourier transform), 도플러 고속 푸리에 변환(doppler FFT) 처리를 하고, 이에 따른 히트맵(heat map)을 생성하여 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 각각 생성할 수 있다.
도 12의 (a)는 제1 동작 모드에서 생성된 히트맵을 나타낸 것이고, 도 12의 (b)는 제1 동작 모드에서 생성된 제1 수신 신호를 나타낸 것이다. 도 12의 (b)에서 x축은 각도(예를 들어, 객체의 위치)를 의미하고, y축은 게인(예를 들어, 신호 세기 레벨)을 의미할 수 있다.
도 13의 (a)는 제2 동작 모드에서 생성된 히트맵을 나타낸 것이고, 도 13의 (b)는 제2 동작 모드에서 생성된 제2 수신 신호를 나타낸 것이다. 도 13의 (b)에서 x축은 각도(예를 들어, 객체의 위치)를 의미하고, y축은 게인(예를 들어, 신호 세기 레벨)을 의미할 수 있다.
결론적으로, 상기 제1 수신 신호 생성부(321)는 제1 동작 모드에서 수신되는 프레임을 수신하고, 이를 FFT 변환한 후 히트맵 생성을 통해, 제1 동작 모드에 대한 제1 수신 신호를 생성할 수 있다.
또한, 제2 수신 신호 생성부(322)는 제2 동작 모드에서 제공되는 프레임을 수신하고, 이를 FFT 변환한 후 히트맵 생성을 통해 제2 동작 모드에 대한 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.
이후, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 수신 신호 생성부에서 생성된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 생성할 수 있다.
이때, 상기 제1 수신 신호는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드에서 획득한 신호이고, 상기 제2 수신 신호는 빔 포밍(beam forming) 모드에서 획득한 신호이다. 이에 따라, 상기 제1 수신 신호의 레벨은 상기 제2 수신 신호의 레벨과 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 수신 신호의 신호 레벨은 빔 포밍 모드가 가지는 하이 게인(high gain) 특징으로 인해, 상기 제1 수신 신호의 신호 레벨보다 크다.
이에 따라, 수신 신호 처리부(320)는 상기 제1 수신 신호 생성부(321) 및 제2 수신 신호 생성부(322)에서 생성된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 정규화(Normalization)하는 정규화부(323)를 포함할 수 있다.
상기 정규화부(323)는 상기 제1 수신 신호 생성부(321) 및 제2 수신 신호 생성부(322)에서 획득한 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호(예를 들어, 제1 히트맵 및 제2 히트맵)에 대한 레벨을 0 내지 1의 값으로 스케일링하는 정규화를 진행할 수 있다.
예를 들어, 정규화부(323)는 상기 정규화를 위해, 상기 제1 수신 신호에 대한 제1 배율을 결정할 수 있다. 또한, 정규화부(323)는 상기 정규화를 위해, 상기 제2 수신 신호에 대한 제2 배율을 결정할 수 있다.
그리고, 정규화부(323)는 상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호를 스케일링하고, 상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호를 스케일링할 수 있다.
예를 들어, 상기 정규화부(323)는 상기 제1 배율 및 제2 배율을 결정하기 위한 기준 값을 결정할 수 있다. 상기 기준 값은 상기 제1 수신 신호의 제1 피크값과, 제2 수신 신호의 제2 피크 값을 기준으로 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 기준 값은 상기 제1 피크 값과 상기 제2 피크 값 사이의 중간 값으로 설정될 수 있다. 다른 일 예로, 상기 기준 값은 상기 제2 피크 값으로 설정될 수 있다. 이하에서는 상기 기준 값이 상기 제1 피크 값과 제2 피크 값 사이의 중간 값으로 설정되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
도 12의 (b)를 참조하면, 제1 수신 신호에서의 제1 피크 값은 0.5(*104) 정도이다.
또한, 도 13의 (b)를 참조하면, 제2 수신 신호에서의 제2 피크 값은 2(*104) 정도이다.
이에 따라, 상기 정규화부(323)는 상기 정규화 진행을 위해, 상기 기준 값은 1.25(*104) 값으로 설정될 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 기준 값은 상기 0.5(*104) 내지 2(*104) 사이의 값 중 어느 하나의 값으로 설정될 수 있다.
상기 정규화부(323)는 상기 기준 값을 토대로 상기 제1 피크 값과 상기 기준 값 사이의 차이에 따른 제1 배율을 결정할 수 있다. 이때, 상기 제1 피크 값은 상기 기준 값보다 작으며, 이에 따라 상기 제1 배율은 1보다 큰 값을 가질 수 있다. 그리고, 상기 정규화부(323)는 상기 결정된 제1 배율을 토대로 상기 제1 수신 신호를 스케일 업할 수 있다.
또한, 상기 정규화부(323)는 상기 기준 값을 토대로 상기 제2 피크 값과 상기 기준 값 사이의 차이에 따른 제2 배율을 결정할 수 있다. 이때, 상기 제2 피크 값은 상기 제2 기준 값보다 크지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 배율은 0을 초과하면서, 1 이하인 값을 가질 수 있다. 그리고, 상기 정규화부(323)는 상기 결정된 제2 배율을 토대로 상기 제2 수신 신호를 스케일 다운할 수 있다.
상기 정규화부(323)는 상기 제1 수신 신호의 레벨과 상기 제2 수신 신호의 레벨이 서로 다르기 때문에, 상기 제1 수신 신호의 레벨과 상기 제2 수신 신호의 레벨을 서로 일치시키기 위한 상기 제1 수신 신호의 스케일 업 및/또는 제2 수신 신호의 스케일 다운을 할 수 있다.
상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 정규화부(323)를 통해 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 수신 신호 처리부(320)는 상기 정규화부(323)를 통해 상기 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 수신하고, 이를 합성하는 합성부(324)를 포함할 수 있다.
상기 합성부(324)는 상기 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 각 요소간의 곱 연산을 통해 합성 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 각 요소는 제1 수신 신호와 제2 수신 신호에서의 x축에 대응하는 각도를 의미할 수 있다. 그리고, 상기 곱 연산은 제1 수신 신호와 제2 수신 신호에서 서로 동일한 각도에 대한 게인 값을 서로 곱셈하는 것을 의미할 수 있다. 이때, 상기 합성부(324)는 곱 연산이 아닌 다른 연산(예를 들어, 덧셈 연산)을 통해 상기 합성 신호를 생성할 수도 있다. 그러나, 실시 예에서는 객체 검출 신호에 대해서는 이의 신호 레벨을 더욱 증키면서, 노이즈 신호에 대해서는 이의 신호 레벨을 더욱 감소시킬 수 있도록 곱 연산을 통해 상기 합성 신호를 생성하도록 한다.
상기 합성 신호의 생성은 다음과 같이 진행될 수 있다.
상기 합성 신호의 x축은 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호와 같이 0 단계에서 50 단계의 값을 가질 수 있다. 그리고, 상기 x축은 각도를 의미할 수 있다. 예를 들어, x축은 객체의 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 감지 장치의 검출 범위가 180도인 경우, 도 14에서의 x축의 1단계는 실질적으로 '3.6도'를 의미할 수 있다. 일예로, 이와 같은 경우, x축의 30단계는 108도를 의미할 수 있다.
도 14에서와 같이, 제1 수신 신호(401)는 높은 신호 레벨(예를 들어, 게인 값)을 가지는 반면에, 각도 분해능이 낮은 특성을 가진다. 이에 따라, x축 값을 기준으로 실질적으로 객체가 25 내지 32 사이에 위치하여도, 상기 객체가 20 내지 40에 위치한 것과 같은 특성을 가질 수 있다.
또한, 제2 수신 신호(402)는 각도 분해능은 높으나, 신호 레벨이 낮음에 따라 실제 객체가 검출되어도, 해당 객체 검출 신호의 레벨이 낮은 특성을 가진다.
이에 따라, 실시 예에서는 합성부(324)를 이용하여 상기 제1 수신 신호(401) 및 제2 수신 신호(402)를 합성한 합성 신호(403)를 생성한다. 상기 합성 신호(403)는 정규화된 제1 수신 신호(401)와 정규화된 제2 수신 신호(402)의 각 요소간의 레벨을 곱 연산하여 생성할 수 있다.
예를 들어, x축의 '20'에서, 제1 수신 신호(401)의 레벨이 '2'이고, 제2 수신 신호(402)의 레벨이 '0'인 경우, 상기 합성 신호(403)의 x축의 '20'에서의 신호 레벨은 0이 된다. 예를 들어, x축의 '25'에서, 제1 수신 신호(401)의 레벨이 '2'이고, 제2 수신 신호(402)의 레벨이 '1.5'인 경우, 상기 합성 신호(403)의 x축의 '25'에서의 신호 레벨은 '3'이 된다.
그리고, 실시 예에서는 상기와 같은 곱 연산을 통해 합성 신호(403)를 생성함에 따라, 노이즈의 신호 레벨은 감소시키면서, 실제 객체 검출 신호의 레벨은 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 합성 신호(403)를 생성하기 위한 곱 연산에서의 케이스는 다음과 같이 구분될 수 있다.
(1) 제1 케이스: 제1 수신 신호의 노이즈 부분과 제2 수신 신호의 노이즈 부분의 곱 연산
상기와 같이, 제1 수신 신호에는 노이즈 부분이 존재할 수 있고, 제2 수신 신호에도 노이즈 부분이 존재할 수 있다. 이때, 상기 제1 수신 신호의 노이즈 부분과 제2 수신 신호의 노이즈 부분의 곱 연산이 진행되는 경우(노이즈 신호레벨끼리 곱해질 경우), 이의 결과 값은 더욱 낮아지게 되며, 이에 따른 신호대잡음비를 향상시킬 수 있다.
(2) 제2 케이스: 제1 수신 신호의 노이즈 부분과 제2 수신신호의 객체 검출신호 부분의 곱 연산
이때, 제1 동작 모드와 제2 동작 모드의 각도 분해능의 차이로 인해, 상기 제1 수신 신호에는 노이즈이지만, 제2 수신 신호에서는 객체 검출 신호인 부분이 존재할 수 있다. 그리고, 이와 같은 부분의 곱 연산이 진행되는 경우, 이는 노이즈로 처리되어, 상기 제2 동작모드에서의 단점인 각도 분해능을 개선할 수 있다.
(3) 제3 케이스: 제1 수신 신호의 객체 검출 신호와 제2 수신 신호의 객체 검출 신호 부분의 곱 연산
상기와 같이 제1 수신 신호의 객체 검출 신호의 레벨과 제2 수신 신호의 객체 검출 신호 부분이 곱 연산되는 경우, 상기 제1 수신 신호의 객체 검출 신호의 단점인 낮은 게인으로 인한 낮은 신호 값이 높은 신호 값으로 개선될 수 있다.
결론적으로, 실시 예에서는 상기와 같이 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 곱 연산하여 합성 신호를 생성하는 경우, 노이즈 부분에서는 이의 신호 레벨이 더욱 낮게 되어 신호 대 잡음비를 향상시킬 수 있다. 그리고 상기 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호에서 노이즈와 객체 검출 신호가 모두 존재하는 부분에서는, 이의 신호 레벨이 낮은 값으로 곱 연산되어, 이에 따른 해당 부분이 노이즈로 처리되고, 이에 따른 각도 분해능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호에서 모두 객체 검출 신호가 존재하는 부분에서는 이들의 곱 연산을 통해 해당 부분의 신호 레벨이 더욱 증가하게 되고, 이에 따른 작은 크기의 객체도 검출 가능한 게인 값을 가지게 된다. 이에 따라 실시 예에서는 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 수신 신호(401)에는 노이즈에 대응하는 제1 부분(A, B)이 존재한다. 이때, 제2 수신 신호(402)에는 상기 제1 부분(A, B)에 대응하는 부분의 신호 레벨은 실질적으로 0의 값을 가진다. 이에 따라, 실시 예의 합성 신호(403)는 상기 제1 수신 신호(401)에 포함된 노이즈가 제거될 수 있다.
또한, 실시 예의 합성 신호(403)는 상기 제2 케이스에 대응하는 부분에서 신호 레벨이 낮아(C)짐에 따라 합성부(324)에 대한 각도 분해능을 향상시킬 수 있다.
나아가, 실시 예의 합성 신호(403)는 상기 제3 케이스에 대응하는 부분에서 신호 레벨이 더욱 높아(D)짐에 따라 이에 따른 객체 검출 정확도를 높일 수 있다.
이하에서는 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 설명하기로 한다.
도 15는 실시 예에 따른 감지 장치의 동작 방법을 단계별로 설명하기 위한 흐름도이고, 도 16은 도 15의 합성 신호 생성 과정에 대한 상세 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 실시 예에서의 제어부(330)는 송신 안테나부(210)를 제1 동작 모드로 동작시킨다(S110).
예를 들어, 제어부(330)는 상기 송신 안테나부(210)를 구성하는 복수의 송신 안테나가 일정 시간을 가지고 각각 송신 신호를 송신하도록 한다. 예를 들어, 상기 송신 안테나부(210)가 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나를 포함하는 경우, 상기 제1 제어부는 제1 시점에 상기 제1 송신 안테나를 통해 제1 송신 신호가 송신되도록 하고, 상기 제1 시점 이후인 제2 시점에 상기 제2 송신 안테나를 통해 제2 송신 신호가 송신되도록 한다. 예를 들어, 제어부(330)는 제1 동작 모드에 대응하는 MIMO(Multi Input Multi Output)로 상기 송신 안테나부(210)가 동작하도록 한다.
이후, 제어부(330)는 상기 수신 안테나부(120)를 통해 상기 송신된 신호에 대한 신호가 수신되도록 한다(S120). 그리고, 제어부(330)는 수신 신호 처리부(320)를 통해 상기 수신된 신호에 대한 제1 수신 신호가 획득되도록 한다.
이후, 제어부(330)는 상기 송신 안테나부(210)를 제2 동작 모드로 동작시킨다(S120).
예를 들어, 제어부(330)는 상기 송신 안테나부(210)를 구성하는 복수의 송신 안테나가 동시에 송신 신호를 송신하도록 한다. 예를 들어, 상기 송신 안테나부(210)는 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 송신 안테나 및 제2 송신 안테나는 동일 시점에 각각 동작하여 하나의 송신 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(330)는 제2 동작 모드에 대응하는 빔 포밍(beam forming) 모드로 상기 송신 안테나부(210)가 동작하도록 한다.
이후, 제어부(330)는 상기 수신 안테나부(120)를 통해 상기 송신된 신호에 대한 신호가 수신되도록 한다(S140). 이후, 제어부(330)는 수신 신호 처리부(320)를 통해 상기 수신된 신호에 대한 제2 수신 신호가 획득되도록 한다.
이후, 상기 수신 신호 처리부(320)는 상기 획득한 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 합성한 합성 신호를 생성한다(S150).
이후, 상기 제어부(330)는 상기 수신 신호 처리부(320)를 통해 생성된 합성 신호를 수신하고, 상기 수신한 합성 신호를 이용하여 객체 정보를 획득할 수 있다(S160). 이후, 상기 제어부(330)는 상기 합성 신호를 이용하여 획득한 객체 정보를 이용하여 후석 승객 알림(ROA: Rear Occupancy Alert) 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어부(330)는 차량 내의 후석에 객체가 존재하는지 여부, 그리고 상기 후석에 객체가 존재하는 경우, 객체의 수 및 상기 객체의 위치와 같은 정보를 제공할 수 있다.
한편, 도 16을 참조하면, 수신 신호 처리부(320)의 수신 신호 생성부는 상기 각각의 모드에서 상기 수신 안테나부를 통해 수신된 신호를 이용하여 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 신호 생성부(321)는 상기 제1 동작 모드에서 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호를 이용하여 제1 수신 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 수신 신호 생성부(322)는 상기 제2 동작 모드에서 상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호를 이용하여 제2 수신 신호를 생성할 수 있다.
이후, 수신 신호 처리부(320)의 정규화부(323)는 상기 수신된 제1 수신 신호의 제1 피크 값과 상기 제2 수신 신호의 제2 피크 값을 이용하여 상기 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 레벨을 맞추기 위한 정규화를 진행할 수 있다.
이를 위해, 정규화부(323)는 상기 정규화를 위한 상기 제1 수신 신호의 제1 배율을 결정할 수 있다(S210).
이때, 상기 제1 배율은 1보다 큰 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서의 상기 정규화부(323)는 상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호를 스케일 업할 수 있다(S220).
또한, 상기 정규화부(323)는 상기 정규화를 위한 상기 제2 수신 신호의 제2 배율을 결정할 수 있다(SS230).
이때, 상기 제2 배율은 1보다 작은 값을 가질 수 있다. 이에 따라 실시 예에서의 상기 정규화부(323)는 상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호를 스케일 다운할 수 있다(S240).
이후, 합성부(324)는 상기 정규화된 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 각 요소간의 곱 연산을 통해 합성 신호를 생성할 수 있다(S250).
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 제1 동작 모드로 안테나부를 구동하는 단계;
    상기 제1 동작 모드에서 제1 수신 신호를 획득하는 단계;
    상기 제1 동작 모드와 다른 제2 동작 모드로 상기 안테나부를 구동하는 단계;
    상기 제2 동작 모드에서 제2 수신 신호를 획득하는 단계;
    상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신신호를 합성한 합성 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 획득한 합성 신호를 이용하여 객체 검출 정보를 획득하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드이고,
    상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드인,
    감지 장치의 동작 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 수신 신호는 제1 히트맵을 포함하고,
    상기 제2 수신 신호는 제2 히트맵을 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안테나부는 복수의 송신 안테나를 포함하고,
    상기 제1 동작 모드로 안테나부를 구동하는 단계는,
    상기 복수의 송신 안테나에서 일정 시간을 두고 송신 신호가 각각 송신되도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 동작 모드로 상기 안테나부를 구동하는 단계는,
    상기 복수의 송신 안테나가 동시에 동작되어 하나의 송신 신호가 송신되도록 하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 합성 신호를 획득하는 단계는,
    상기 제1 수신 신호 및 상기 제2 수신 신호를 정규화하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정규화하는 단계는,
    상기 제1 수신 신호의 스케일링을 위한 제1 배율을 결정하는 단계와,
    상기 제2 수신 신호의 스케일링을 위한 제2 배율을 결정하는 단계와,
    상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호를 스케일링하는 단계와,
    상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호를 스케일링하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 배율은 1보다 크고, 상기 제2 배율은 1보다 작으며,
    상기 제1 수신 신호를 스케일링하는 단계는,
    상기 결정된 제1 배율을 기준으로, 상기 제1 수신 신호를 스케일 업하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 수신 신호를 스케일링하는 단계는,
    상기 결정된 제2 배율을 기준으로, 상기 제2 수신 신호를 스케일 다운하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 신호를 획득하는 단계는,
    상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 곱 연산하여 상기 합성 신호를 획득하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 객체 검출 정보를 획득하는 단계는,
    상기 객체의 존재 여부, 객체의 수 및 객체의 위치 정보를 획득하는 단계를 포함하는,
    감지 장치의 동작 방법.
  10. 복수의 송신 안테나를 포함하는 송신 안테나부;
    복수의 수신 안테나를 포함하는 수신 안테나부;
    상기 수신 안테나부를 통해 수신되는 신호를 처리하는 수신 신호 처리부; 및
    상기 수신 신호 처리부를 통해 처리된 신호를 이용하여 객체를 검출하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    제1 동작 모드에서, 상기 송신 안테나부 및 상기 수신 안테나부가 동작하도록 하고,
    상기 제1 동작 모드에서, 상기 수신 신호 처리부를 통해 제1 수신 신호가 생성되도록 하고,
    상기 제1 동작 모드와 다른 제2 동작 모드에서, 상기 송신 안테나부 및 상기 수신 안테나부가 동작하도록 하고,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 수신 신호 처리부를 통해 제2 수신 신호가 생성되도록 하고,
    상기 신호 처리부를 통해 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호가 합성된 합성 신호가 생성되도록 하며,
    상기 생성된 합성 신호를 이용하여 상기 객체를 검출하는,
    감지 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드는 MIMO(Multi Input Multi Output) 모드이고,
    상기 제2 동작 모드는 빔 포밍(beam forming) 모드이며,
    상기 제어부는,
    상기 제1 동작 모드에서, 복수의 송신 안테나를 통해 일정 시간을 두고 송신 신호가 송신되도록 하고,
    상기 제2 동작 모드에서, 상기 복수의 송신 안테나가 동시에 동작하여 하나의 송신 신호가 송신되도록 하는,
    감지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수신 신호 처리부는,
    상기 제1 수신 신호를 생성하는 제1 수신 신호 생성부와,
    상기 제2 수신 신호를 생성하는 제2 수신 신호 생성부와,
    상기 생성된 제1 및 제2 수신 신호를 정규화하는 정규화부를 포함하는,
    감지 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정규화부는,
    상기 제1 수신 신호에 대한 제1 배율 및 상기 제2 수신 신호에 대한 제2 배율을 결정하고,
    상기 결정된 제1 배율 및 제2 배율을 기준으로 상기 제1 및 제2 수신 신호를 스케일링하여 정규화하는
    감지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 배율은 1보다 크고, 상기 제2 배율은 1보다 작으며,
    상기 정규화부는
    상기 제1 배율을 기준으로 상기 제1 수신 신호의 레벨을 증가시키고,
    상기 제2 배율을 기준으로 상기 제2 수신 신호의 레벨을 감소시키는,
    감지 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 수신 신호 처리부는,
    상기 정규화부를 통해 정규화된 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 곱 연산하여 상기 합성 신호를 생성하는 합성부를 포함하는,
    감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 합성부를 통해 생성된 합성 신호를 이용하여, 객체의 존재 여부, 객체의 수 및 객체의 위치를 검출하는,
    감지 장치.
  17. 차량 내부에 배치되는 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 감지 장치를 포함하고,
    상기 감지 장치를 이용하여 후석에 존재하는 객체의 알림 정보를 제공하며,
    상기 알림 정보는,
    객체의 존재 여부, 객체의 수 및 객체의 위치를 포함하는,
    차량용 감지 시스템.
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