KR20230071458A - 차량 레이다 시스템 및 이의 타겟 감지 방법 - Google Patents

차량 레이다 시스템 및 이의 타겟 감지 방법 Download PDF

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이길하
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Abstract

차량 레이다 시스템이 이동 타겟을 감지하는 방법이 개시될 수 있다. 상기 방법은 차량에 설치된 레이다 센서를 이용하여, 레이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 레이다 데이터를 이용하여, 벽면을 검출하는 단계, 상기 검출한 벽면을 이용하여, 기준 분류선을 설정하는 단계, 그리고 상기 기준 분류선을 기초로 하여, 상기 이동 타겟이 LOS(Line of Sight) 영역에 있는지 또는 NLOS(Non Line of Sight) 영역에 있는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

차량 레이다 시스템 및 이의 타겟 감지 방법{VEHICLE RADAR SYSTEM AND TARGET DETECTION METHOD THEREOF}
본 기재는 차량 레이다 시스템 및 이의 타겟 감지 방법에 관한 것이다.
차량 및 보행자의 안전을 위해, 차량에는 주변 환경을 인식하는 초음파, 카메라, 레이다, 라이다 등 다양한 센서가 탑재되어 있다. 이러한 센서들은 가시(Line of Sight, LOS) 영역내에 있는 사람, 차량, 동물, 움직이는 객체 등을 감지할 수 있다. 이에 반해, 이러한 센서들은 건물, 벽, 인접 차량에 의해 가려진 사람 또는 차량을 감지 못할 수 있으며, 이로 인해 충돌 사고가 발생할 가능성이 높다. 즉, 차량에 탑재된 센서들은 가시 영역내의 타겟을 감지할 수 있으나 비가시(Non Line of Sight, NLOS) 영역내의 타겟을 감지할 수 없다.
한편, 차량에서 사용되고 있는 전방 카메라는 협각과 광각의 FOV(Field of View)을 가지는 다수의 카메라를 사용하여, 원거리와 근거리의 주변 환경을 감지할 수 있다. 그러나 이러한 카메라도 건물, 벽, 차량에 의해 가려진 타겟을 감지하지 못할 수 있다.
레이다가 탑재된 차량에서도, 감지 범위를 넓이기 위해 차량의 앞쪽 범퍼에 코너(Corner) 레이다가 탑재되고 있는 추세이다. 차량 범퍼 우측에 장착된 코너 레이다는 우측 차선이나 교차로의 우측에서 접근하는 타겟을 주로 감지하고, 차량 범퍼 좌측에 장착된 코너 레이다는 좌측 차선이나 교차로의 좌측에서 접근하는 타겟을 주로 감지한다. 이러한 코너 레이다도 차량의 좌우에 위치하는 건물, 담장, 방음벽 또는 주차된 차량에 가려진 타겟에 대해서는 감지하지 못한다.
실시예들 중 적어도 하나의 실시예는 타겟이 비가시 영역(NLOS)에 있는지 여부를 감지하는 차량 레이다 시스템 및 이의 동작 방법을 제공할 수 있다.
한 측면에 따르면, 차량 레이다 시스템이 이동 타겟을 감지하는 방법이 제공될 수 있다. 상기 방법은, 차량에 설치된 레이다 센서를 이용하여, 레이다 데이터를 획득하는 단계, 상기 레이다 데이터를 이용하여, 고정된 구조물의 평면을 검출하는 단계, 상기 검출한 평면을 이용하여, 기준 분류선을 설정하는 단계, 그리고 상기 기준 분류선을 기초로 하여, 상기 이동 타겟이 LOS(Line of Sight) 영역에 있는지 또는 NLOS(Non Line of Sight) 영역에 있는지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 가까운 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 LOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 설정하는 단계는, 상기 검출한 평면을 이용하여 평면 기준선을 계산하는 단계, 그리고 상기 평면 기준선 중 상기 차량의 진행 방향과 평행한 것에 대응되는 평면 기준선을 상기 기준 분류선으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 계산하는 단계는, 상기 차량의 우측에 있는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제1 평면 기준선을 계산하는 단계, 그리고 상기 차량의 좌측에 있는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제2 평면 기준선을 계산하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 기준 분류선을 설정하는 단계는, 상기 제1 평면 기준선을 제1 기준 분류선으로 설정하는 단계, 그리고 상기 제2 평면 기준선을 제2 기준 분류선으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 레이다 데이터를 상기 차량의 중심으로 하여, 우측 영역과 좌측 영역으로 구분하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 우측 영역이며 상기 제1 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계, 그리고 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 좌측 영역이며 상기 제2 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터 중 상기 평면 기준선을 기준으로 차량에서 먼 쪽에 위치하는 레이다 데이터에 대해서, 상기 평면 기준선을 기준으로 미러링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 획득하는 단계는, 상기 레이다 센서가 설치된 위치에 대응하는 상대 좌표계를 절대 좌표계로 변환하여, 상기 레이다 데이터를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고정된 구조물의 평면은 건물의 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면 중 적어도 하나일 수 있다.
다른 측면에 따르면, 차량 레이더 시스템이 제공될 수 있다. 상기 차량 레이더 시스템은, 차량에 설치되며 레이다 데이터를 획득하는 레이다 센서, 그리고 상기 레이다 데이터를 통해 고정된 구조물의 평면을 검출하여 기준 분류선을 설정하며, 상기 기준 분류선을 기초하여 이동 타겟이 NLOS(Non Line of Sight) 영역에 있는지 여부를 판단하는 타겟 판단 장치를 포함할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응되는 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응되는 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 가까운 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 LOS(Line of Sight) 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 검출한 평면을 이용하여 평면 기준선을 계산하며, 상기 평면 기준선 중 상기 차량이 진행하는 방향과 평행한 것에 대응되는 평면 기준선을 상기 기준 분류선으로 설정할 수 있다.
상기 평면 기준선은 상기 차량의 우측에 위치하는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제1 평면 기준선과 상기 차량의 좌측에 위치하는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제2 평면 기준선을 포함할 수 있으며, 상기 타겟 판단 장치는 상기 제1 평면 기준선을 제1 기준 분류선으로 설정하며 상기 제2 평면 기준선을 제2 기준 분류선으로 설정할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터가 상기 차량의 중심에서 우측 영역이며 상기 제1 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단할 수 있으며, 상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터가 상기 차량의 중심에서 좌측 영역이며 상기 제2 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터 중 상기 평면 기준선을 기준으로 차량에서 먼 쪽에 위치하는 레이다 데이터에 대해서, 상기 평면 기준선을 기준으로 미러링할 수 있다.
상기 타겟 판단 장치는, 상기 레이다 센서가 설치된 위치에 대응하는 상대 좌표계를 소정의 절대 좌표계로 변환하여, 상기 레이다 데이터를 상기 절대 좌표계에 대한 레이다 데이터로 변환할 수 있다.
상기 고정된 구조물의 평면은 건물의 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면 중 적어도 하나일 수 있다.
실시예들 중 적어도 한 실시예에 따르면, 검출한 벽면을 이용하여 기준 분류선을 설정하고, 설정한 기준 분류선을 기준으로 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는지 여부를 판단할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다.
도 2는 레이다 센서의 탑재 위치에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 상대 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는 방법에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템의 타겟 감지 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 한 실시예에 따른 평면 기준선 계산 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 차량 레이다 시스템의 타겟 감지 방법에 대한 하나의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 경우에 대한 LOS 영역 및 NLOS 영역 분류 결과를 나타내는 표이다.
도 8은 한 실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.
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 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "커플링(coupling)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 커플링"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 커플링"되어 있는 경우를 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 또는 물리적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 또는 비접촉 연결"되어 있는 경우, 또는 "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 의미한다.
도 1은 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)은 레이다 센서(100) 및 타겟 판단 장치(200)를 포함할 수 있다.
레이다 센서(100)는 차량의 소정의 위치에 설치될 수 있다. 하나의 예로, 레이다 센서(100)는 차량의 앞쪽 범퍼와 앞쪽 백미러 근처에 설치될 수 있다. 레이다 센서(100)는 적어도 하나의 레이다 센서를 포함할 수 있다. 레이다 센서(100)는 설치된 위치에서 소정의 범위로 송신 빔을 발사하고 물체에 반사된 반사 빔을 수신할 수 있다. 레이다 센서(100)는 송신 빔과 반사 빔에 대한 정보인 레이다 데이터를 타겟 판단 장치(200)로 전송한다. 레이다 센서(100)의 구체적인 구성 및 동작은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.
타겟 판단 장치(200)는 레이다 센서(100)로부터 레이다 데이터를 수신하며, 수신한 레이다 데이터를 이용하여 이동 타겟이 가시(Line of Sight, LOS) 영역에 있는지 또는 비가시(Non Line of Sight, NLOS)) 영역에 있는지 여부를 판별할 수 있다. 이동 타겟은 사람, 자전거, 차량 등 이동하는 물체일 수 있다. 먼저, 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터를 이용하여 고정된 구조물의 평면(예를 들면, 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량 측면 등)을 검출하고 검출한 평면을 이용하여 기준 분류선을 설정할 수 있다. 타겟 판단 장치(200)는 기준 분류선을 기초로 하여 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 또는 NLOS 영역이 있는지를 판단할 수 있다. 타겟 판단 장치(200)는 이동 타겟에 대해 판단한 정보를 차량에 설치된 자율 주행 시스템에 제공할 수 있다. 한편, 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)은 자율 주행 시스템 내에 포함될 수 있다. 타겟 판단 장치(200)의 구체적인 동작에 대해서는 아래에서 좀 더 상세히 설명한다.
도 2는 레이다 센서(100)의 탑재 위치에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 레이다 센서(100)는 하나의 예로서 4개의 레이다 센서(100a ~ 100d)를 포함할 수 있다. 레이다 센서(100a)는 차량(10)의 좌측 코너에 설치될 있으며, 레이다 센서(100d)는 차량(10)의 우측 코너에 설치될 수 있다. 즉, 레이다 센서(100a, 100d)는 코너(corner) 레이다 센서일 수 있다. 레이다 센서(100b)는 차량(10)의 전방 좌측(범퍼 좌측)에 설치될 수 있으며, 레이다 센서(100c)는 차량(10)의 전방 우측(범퍼 좌측)에 설치될 수 있다. 이하의 설명에서는 편의상 레이다 센서(100)가 복수 개(예를 들면, 4개의 레이다 센서)인 경우를 가정하여 설명하지만 레이다 센서(100)가 하나인 경우에도 아래의 설명이 적용될 수 있음은 당연하다.
레이다 센서(100a ~ 100d)는 각각의 설치 위치에 따라 상대 좌표계를 가질 수 있다. 도 2를 참조하면, 레이다 센서(100a ~ 100d) 각각은 설치된 중심 위치를 기준으로 상대 좌표계(RC1 ~ RC4)를 가질 수 있다. 각 레이다 센서(100a ~ 100d)로부터 획득된 레이다 데이터는 각 상대 좌표계를 기준으로 한 데이터이므로, 절대 좌표계로 변환될 필요가 있다. 이에 따라, 타겟 판단 장치(200)는 레이다 센서(100a ~ 100d)로부터 획득된 레이다 데이터를 절대 좌표계로 변환하여 통합할 수 있다. 하나의 예로서, 절대 좌표계는 차량의 범퍼 중앙 지점(O)의 기준으로 하는 절대 좌표계(AC)일 수 있다. 다른 하나의 예로서, 절대 좌표계는 상대 좌표계(RC1 ~ RC4) 중 어느 하나로 설정될 수 있다.
도 3은 상대 좌표계를 절대 좌표계로 변환하는 방법에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 3의 300a에 나타낸 바와 같이, 레이다 센서(100a)는 상대 좌표계(RC1)을 기준으로 타겟에 대한 레이다 데이터(X, Y, 각도)를 획득할 수 있다. 먼저, 도 3의 300b와 같이, 타겟 판단 장치(200)는 상대 각도를 절대 각도로 변환한다. 그리고 도 300c와 같이, 타겟 판단 장치(200)는 상대 좌표를 절대 좌표로 변환한다. 타겟 판단 장치(200)는 각 레이다 센서(100a ~ 100d)의 설치 위치를 미리 알고 있으므로, 타겟 판단 장치(200)는 옵셋 등을 고려하여, 상대 좌표계를 기준으로 한 데이터를 절대 좌표계를 기준으로 한 데이터로 변환하여, 레이다 데이터를 통합할 수 있다.
이하에서는 차량 레이다 시스템(1000)이 이동 타겟이 LOS 영역에 위치하는 지 또는 NLOS 영역에 있는지를 감지하는 방법에 대해서 상세히 설명한다.
도 4는 한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)의 타겟 감지 방법을 나타내는 플로우차트이다.
차량 레이다 시스템(1000)은 레이다 센서(100)를 통해 레이다 데이터를 획득할 수 있다(S410). 레이다 센서(100a ~ 100d)는 각각 소정의 범위로 송신 빔을 발사하고 수신 빔을 수신하여 레이다 데이터를 획득한다. 레이다 센서(100a ~100d)는 레이다 데이터를 타겟 판단 장치(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터를 절대 좌표계를 기준으로 한 데이터로 변환할 수 있다. 즉, 타겟 판단 장치(200)는 상기 도 3에서 설명한 바와 같이, 각 레이다 센서(100a ~ 100d)에 의해 획득한 상대 좌표계의 레이다 데이터를 절대 좌표계의 레이다 데이터로 변환할 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)은 S410 단계에서 획득한 레이다 데이터를 이용하여 고정된 구조물의 평면을 검출하고 검출한 평면을 이용하여 평면 기준선을 계산할 수 있다(S420). 여기서, 고정된 구조물의 평면은 건물의 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면일 수 있다. 차량 레이다 시스템(1000)이 고정된 구조물의 평면을 검출하고 평면 기준선을 계산하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에서는 구정된 구조물의 평면이 건물의 벽면인 경우에 대해서 설명하지만 가드 레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면 등에도 적용될 수 있다.
도 5는 한 실시예에 따른 평면 기준선 계산 방법을 나타내는 도면이다.
도 5에서, 차량(10)의 진행 방향에서 우측에 벽면 1이 위치하고 앞쪽에 벽면 2가 위치한다고 가정한다.
레이다 센서(100d)는 벽면 1에 의해 반사된 레이다 데이터를 획득할 수 있는데, 이 레이다 데이터는 차량(10)의 위치로부터 거리가 일정하고 각도도 일정하다. 이에 따라, 타겟 판단 장치(200)는 벽면 1을 검출할 수 있으며 벽면 1을 따라 형성되는 평면 기준선(510)을 계산할 수 있다. 타겟 판단 장치(200)가 벽면을 검출하고 벽면 기준을 계산하는 구체적인 방법은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.
레이다 센서(100b)는 벽면 2에 의해 반사된 레이다 데이터를 획득할 수 있는데, 이 레이다 데이터도 차량(10)의 위치로부터 거리가 일정하고 각도도 일정하다. 이에 따라, 타겟 판단 장치(200)는 벽면 2를 검출할 수 있으며 벽면 2를 따라 형성되는 평면 기준선(520)을 계산할 수 있다.
한편, 도 5와 같이, 이동 타겟이 접근하는 경우, 레이다 센서(100b)는 레이다 빔(530)에 의해 이동 타겟에 대한 레이다 데이터를 획득할 수 있다. 레이다 센서(100b)에 의해 획득된 레이다 데이터는 다이렉트(direct) 레이다 빔에 의한 데이터가 아니라 반사 레이다 빔에 의한 데이터이다. 즉, 레이다 센서(100b)가 획득한 레이다 데이터는 이동 타겟의 실제 위치에 대한 데이터가 아니라 반사 이동 타겟에 대한 데이터이다. 이에 따라, 반사 이동 타겟에 데이터를 실제 이동 타겟에 대한 데이터로 변환이 필요하다. 타겟 판단 장치(200)는 평면 기준선(520)을 기준으로 차량(10)에서 먼 쪽에 위치하는 레이다 데이터에 대해서는 반사된 신호에 의해 획득한 데이터로 판단한다. 이에 따라, 타겟 판단 장치(200)는 반사 이동 타겟에 데이터를 평면 기준선(520)을 기준으로 미러링(mirroring)하여, 실제 이동 타겟에 대한 데이터로 변환할 수 있다.
도 4를 참조하면, 차량 레이다 시스템(1000)은 S420 단계에서 계산한 평면 기준선 중에서 기준 분류선을 설정할 수 있다(S430). 상기 도 5의 경우와 같이, 평면 기준선이 복수 개 계산될 수 있다. 차량 레이다 시스템(1000)은 복수의 평면 기준선 중에서 소정의 기준에 따라 기준 분류선을 설정할 수 있다. 하나의 예로서, 차량 레이다 시스템(1000)은 평면 기준선 중에서 차량의 진행 방향과 평행한 평면 기준선을 기준 분류선으로 설정할 수 있다. 또 다른 예로서, 차량 레이다 시스템(1000)은 평면 기준선 중에서 차량의 진행 방향과 일정 각도를 유지하는 평면 기준선을 기준 분류선으로 설정할 수 있다. 즉, 도 5의 경우에서, 차량 레이다 시스템(1000)은 평면 기준선(510)과 평면 기준선(520) 중에서 차량의 진행 방향과 평행한 평면 기준선(510)을 기준 분류선으로 설정할 수 있다.
다음으로, 차량 레이다 시스템(1000)은 S430 단계에서 설정한 기준 분류선을 기준으로 LOS 영역 및 NLOS 영역을 설정할 수 있다(S440). 차량 레이다 시스템(1000)은 기준 분류선을 기준으로 차량(10)에서 가까운 영역을 LOS 영역으로 설정하고 기준 분류선을 기준으로 차량(10)에서 먼 영역을 NLOS 영역으로 설정할 수 있다. 도 5를 참조하면, 차량 레이다 시스템(1000)은 기준 분류선(510)의 좌측 영역을 LOS 영역으로 설정하고 기준 분류선(510)의 우측 영역을 NLOS 영역으로 설정할 수 있다.
마지막으로, 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 또는 NLOS 영역에 있는지를 판단한다(S450). 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟의 레이다 데이터가 LOS 영역에 있는 경우에는 이동 타겟이 LOS 영역에 있는 것으로 판단할 수 있다. 그리고 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟의 레이다 데이터가 NLOS 영역에 있는 경우에는 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것을 판단할 수 있다. 도 5를 참조하면, 타겟 판단 장치(200)는 실제 이동 타겟에 대한 레이다 데이터로부터 이동 타겟의 실제 위치를 계산할 수 있다. 그리고, 이동 타겟의 실제 위치가 NLOS 영역에 위치하므로, 타겟 판단 장치(200)는 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 최종적으로 판단할 수 있다.
아래의 도 6을 참조하여, 교차로의 환경과 비슷하게 벽면이 4개인 경우, 차량 레이다 시스템(1000)의 타겟 감지 방법에 대해서 알아본다.
도 6은 차량 레이다 시스템(1000)의 타겟 감지 방법에 대한 하나의 예를 나타내는 도면이다.
도 6에서, ①~⑩은 이동 타겟의 실제 위치를 나타내며, ①', ②', ③', ⑧', ⑨', ⑩'는 이동 타겟의 반사 위치를 나타낸다. 예를 들어, ①'는 ① 위치에 대응되는 반사 위치를 나타낸다. 그리고 도 6에서, 차량(10)의 진행 방향에서 우측에 벽면 1이 위치하고 좌측에 벽면 2가 위치하며, 차량(10)의 앞쪽에 벽면 3, 4가 위치한다고 가정한다.
차량 레이다 시스템(1000)는 상기 도 4 및 5에서 설명한 방법과 같이, 평면 기준선을 검출할 수 있다. 즉, 차량 레이다 시스템(1000)은 도 6에서 표시한 평면 기준선(610_R, 610_L, 620_R, 620_L)을 검출할 수 있다. 평면 기준선(610_R)은 차량(10)의 우측에 있는 벽면 1에 대한 평면 기준선이며, 평면 기준선(610_R)은 차량(10)의 좌측에 있는 벽면 2에 대한 평면 기준선이다. 그리고, 평면 기준선(620_R)은 벽면 3에 대한 평면 기준선이며, 평면 기준선(620_L)은 벽면 4에 대한 평면 기준선이다. 여기서, 레이다 센서(100d)가 벽면 1을 주로 검출할 수 있으므로, 레이다 센서(100d)가 평면 기준선(610_R)을 검출하는데 사용될 수 있다. 그리고 레이다 센서(100a)가 벽면 2를 주로 검출할 수 있으므로, 레이다 센서(100a)가 평면 기준선(610_L)을 검출하는데 사용될 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)은 상기 도 4 및 도 5에서 설명한 방법과 같이, 검출한 복수의 평면 기준선 중에서 기준 분류선을 설정할 수 있다. 평면 기준선(610_R, 610_L)이 차량(10)의 진행 방향과 평행에 대응되므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 평면 기준선(610_R, 610_L)을 각각 기준 분류선으로 설정할 수 있다. 한편, 차량 레이다 시스템(1000)은 절대 좌표계의 중심(O)를 기준으로 우측 영역과 좌측 영역으로 구분할 수 있다. 그리고, 차량 레이다 시스템(1000)은 우측 영역에 위치하는 기준 분류선(610_R)을 우측 영역의 레이다 데이터를 분류하는 기준 분류선인 '우측 기준 분류선(610_R)'으로 설정할 수 있다. 차량 레이다 시스템(1000)은 좌측 영역에 위치하는 기준 분류선(610_L)을 좌측 영역의 레이다 데이터를 분류하는 기준 분류선인 '좌측 기준 분류선(610_L)'으로 설정할 수 있다.
한편, ①', ②', ③', ⑧', ⑨', ⑩' 위치에 대한 신호는 벽면에 의해 반사된 반사 신호에 의해 획득한 데이터이므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 상기 도 5에서 설명한 바와 같이, 평면 기준선을 기준으로 미러링하여, 실제 이동 타겟에 대한 데이터로 변환할 수 있다. 차량 레이다 시스템(1000)는 ①', ②', ③' 위치에 대응되는 레이다 데이터에 대해서는 평면 기준선(620_R)을 기준으로 미러링하여, 실제 이동 타겟에 대한 레이다 데이터로 변환한다. 그리고, 차량 레이다 시스템(1000)는 ⑧', ⑨', ⑩' 위치에 대응되는 레이다 데이터에 대해서는 평면 기준선(620_L)을 기준으로 미러링하여, 실제 이동 타겟에 대한 레이다 데이터로 변환한다.
차량 레이다 시스템(1000)은 상기 도 4 및 도 5에서 설명한 방법과 같이, 기준 분류선을 기준으로 하여, 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 또는 NLOS 영역에 있는지를 판단할 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)은 우측 기준 분류선(610_R)을 기준으로 하여, 우측 영역에 위치하는 이동 타겟을 판단할 수 있다. 이동 타겟이 ①, ②, ③ 위치에 있는 경우, 우측 기준 분류선(610_R)을 기준으로 차량(10)에서 먼 곳에 위치하므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟이 NLOS 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 이동 타겟이 ④, ⑤ 위치에 있는 경우, 우측 기준 분류선(610_R)을 기준으로 차량(10)에 가까운 곳에 위치하므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟이 LOS 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)은 좌측 기준 분류선(610_L)을 기준으로 하여, 좌측 영역에 위치하는 이동 타겟을 판단할 수 있다. 이동 타겟이 ⑧, ⑨, ⑩ 위치에 있는 경우, 좌측 기준 분류선(610_L)을 기준으로 차량(10)에 먼 곳에 위치하므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟이 NLOS 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 이동 타겟이 ⑥, ⑦ 위치에 있는 경우, 좌측 기준 분류선(610_L)을 기준으로 차량(10)에 가까운 곳에 위치하므로, 차량 레이다 시스템(1000)은 이동 타겟이 LOS 영역에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 상기에서 설명한 부분과 다른 측면에서, 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 NLOS 영역에 있는지를 판단하는 방법을 설명한다.
도 7은 도 6의 경우에 대한 LOS 영역 및 NLOS 영역 분류 결과를 나타내는 표이다.
도 7에서, Loc-1은 이동 타겟이 ① 위치에 있다는 것을 의미한다. 1_3R은 이동 타겟이 ① 위치에 있는 경우, 벽면 3의 반사에 의해 검출된 신호를 의미한다. 2_2R은 이동 타겟이 ② 위치에 있는 경우, 벽면 2의 반사에 의해 검출된 신호를 의미한다. 그리고, 5는 이동 타겟이 ⑤ 위치에 있는 경우, 다이렉트(direct)로 검출된 신호를 의미한다.
한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)은 상기 도 7과 같은 행렬(표)을 이용하여, 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 또는 NLOS 영역에 있는지를 판단할 수 있다.
먼저, 차량 레이다 시스템(1000)(특히, 차량 레이다 시스템의 타겟 판단 장치(200))은 각 레이다 센서(100a ~ 100d)를 통해 획득한 레이다 데이터에 대해서 도 7과 같은 행렬(표)을 구축할 수 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 차량 레이다 시스템(1000)은 절대 좌표계의 원점(O)을 기준으로 우측 영역과 좌측 영역으로 구분할 수 있다.
그리고 차량 레이다 시스템(1000)은 레이다 센서들(100a ~ 100d) 중에서 기준 레이다 센서를 선정할 수 있다. 하나의 예로, 차량 레이다 시스템(1000)은 기준 분류선에 대응되는 고정된 구조물의 평면을 검출한데 주로 사용된 레이다 센서를 기준 레이다 센서로 선정할 수 있다. 도 6에서, 차량 레이다 시스템(1000)은 우측 영역에서는 레이다 센서(100d)를 우측 영역에 대한 기준 레이다 센서로 선정할 수 있다. 그리고, 차량 레이다 시스템(1000)은 좌측 영역에서는 레이다 센서(100a)를 좌측 영역에 대한 기준 레이다 센서로 선정할 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)는 기준 레이다 센서(100d)의 레이다 데이터를 기준으로 하여, 우측 영역에 위치하는 이동 타겟이 NLOS 영역인지 LOS 영역인지를 판단할 수 있다. 타겟 판단 장치(200)는 기준 레이다 센서(100d)의 레이다 데이터 중에서, 다이렉트(direct) 레이다 신호에 의해 획득한 레이다 데이터를 검출한다. 즉, 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터(710)를 검출한다. 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터(710)에 대응하는 이동 타겟의 위치(④, ⑤)에 대해서 LOS 영역으로 판단할 수 있다. 그리고 타겟 판단 장치(200)는 이동 타겟의 위치(④, ⑤)를 제외한 나머지 이동 타겟의 위치(①, ②, ③)에 대해서는 NLOS 영역으로 판단할 수 있다.
차량 레이다 시스템(1000)는 기준 레이다 센서(100a)의 레이다 데이터를 기준으로 하여, 좌측 영역에 위치하는 이동 타겟이 NLOS 영역인지 LOS 영역인지를 판단할 수 있다. 타겟 판단 장치(200)는 기준 레이다 센서(100a)의 레이다 데이터 중에서, 다이렉트(direct) 레이다 신호에 의해 획득한 레이다 데이터를 검출한다. 즉, 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터(720)를 검출한다. 타겟 판단 장치(200)는 레이다 데이터(720)에 대응하는 이동 타겟의 위치(⑥, ⑦)에 대해서 LOS 영역으로 판단할 수 있다. 그리고 타겟 판단 장치(200)는 이동 타겟의 위치(⑥, ⑦)를 제외한 나머지 이동 타겟의 위치(⑧, ⑨, ⑩)에 대해서는 NLOS 영역으로 판단할 수 있다.
한편, 도 7에서, 우측 기준 분류선(610_R)과 좌측 기준 분류선(610_L)을 표시할 수 있다. 우측 영역에서, 우측 기준 분류선(610_R)의 좌측에 위치하는 이동 타겟(④, ⑤)은 LOS 영역에 위치하는 것으로 판단될 수 있고, 우측 기준 분류선(610_R)의 우측에 위치하는 이동 타겟(①, ②, ③)은 NLOS 영역에 위치하는 것으로 판단될 수 있다. 그리고 좌측 영역에서, 좌측 기준 분류선(610_L)의 우측에 위치하는 이동 타겟(⑥, ⑦)이 LOS 영역에 위치하는 것으로 판단될 수 있고, 좌측 기준 분류선(610_L)의 좌측에 위치하는 이동 타겟(⑧, ⑨, ⑩)이 NLOS 영역에 위치하는 것으로 판단될 수 있다.
상기에서 레이다 센서가 복수 개인 경우에 대해서 설명하였지만, 레이다 센서가 하나로 구성된 경우에도 상기의 방법이 적용되어, 이동 타겟이 LOS 영역에 있는지 NLOS 영역에 있는지를 판단할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)은 고정된 구조물의 평면을 이용하여 기준 분류선을 설정함으로써, 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는지 또는 LOS 영역에 있는지를 판단할 수 있다. 이에 따라, 차량 레이다 시스템(1000) NLOS 영역에 있는 이동 타겟에 대한 정보를 운전자에게 미리 알려줌으로써 사고를 미리 예방할 수 있다.
도 8은 한 실시예에 따른 컴퓨터 시스템(800)을 나타내는 도면이다.
한 실시예에 따른 차량 레이다 시스템(1000)은 도 8과 같은 컴퓨터 시스템(800)으로 구현될 수 있다. 그리고 차량 레이다 시스템(1000)의 각 구성 요소 즉, 타겟 판단 장치(200) 및 레이다 센서(100)도 도 8과 같은 컴퓨터 시스템(800)으로 구현될 수 있다.
컴퓨터 시스템(800)은 버스(820)를 통해 통신하는 프로세서(810), 메모리(830), 사용자 인터페이스 입력 장치(840), 사용자 인터페이스 출력 장치(850), 그리고 저장 장치(860) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
프로세서(810)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)이거나, 또는 메모리(830) 또는 저장 장치(860)에 저장된 명령을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 프로세서(810)는 상기 도 1 내지 도 7에서 설명한 기능들 및 방법을 구현하도록 구성될 수 있다.
메모리(830) 및 저장 장치(860)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(830)는 ROM(read only memory)(831) 및 RAM(random access memory)(832)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서 메모리(830)는 프로세서(810)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리(830)는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서(810)와 연결될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1000: 차량 레이다 시스템
100: 레이다 센서
100a, 100b, 100c, 100d: 레이다 센서
200: 타겟 판단 장치

Claims (19)

  1. 차량 레이다 시스템이 이동 타겟을 감지하는 방법으로서,
    차량에 설치된 레이다 센서를 이용하여, 레이다 데이터를 획득하는 단계,
    상기 레이다 데이터를 이용하여, 고정된 구조물의 평면을 검출하는 단계,
    상기 검출한 평면을 이용하여, 기준 분류선을 설정하는 단계, 그리고
    상기 기준 분류선을 기초로 하여, 상기 이동 타겟이 LOS(Line of Sight) 영역에 있는지 또는 NLOS(Non Line of Sight) 영역에 있는지를 판단하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 가까운 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 LOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정하는 단계는,
    상기 검출한 평면을 이용하여 평면 기준선을 계산하는 단계, 그리고
    상기 평면 기준선 중 상기 차량의 진행 방향과 평행한 것에 대응되는 평면 기준선을 상기 기준 분류선으로 설정하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 계산하는 단계는, 상기 차량의 우측에 있는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제1 평면 기준선을 계산하는 단계, 그리고 상기 차량의 좌측에 있는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제2 평면 기준선을 계산하는 단계를 포함하며,
    상기 기준 분류선을 설정하는 단계는, 상기 제1 평면 기준선을 제1 기준 분류선으로 설정하는 단계, 그리고 상기 제2 평면 기준선을 제2 기준 분류선으로 설정하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레이다 데이터를 상기 차량의 중심으로 하여, 우측 영역과 좌측 영역으로 구분하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 우측 영역이며 상기 제1 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계, 그리고
    상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터가 상기 좌측 영역이며 상기 제2 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 이동 타겟에 대한 레이다 데이터 중 상기 평면 기준선을 기준으로 차량에서 먼 쪽에 위치하는 레이다 데이터에 대해서, 상기 평면 기준선을 기준으로 미러링하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 획득하는 단계는, 상기 레이다 센서가 설치된 위치에 대응하는 상대 좌표계를 절대 좌표계로 변환하여, 상기 레이다 데이터를 획득하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고정된 구조물의 평면은 건물의 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면 중 적어도 하나인 방법.
  11. 차량에 설치되며 레이다 데이터를 획득하는 레이다 센서, 그리고
    상기 레이다 데이터를 통해 고정된 구조물의 평면을 검출하여 기준 분류선을 설정하며, 상기 기준 분류선을 기초하여 이동 타겟이 NLOS(Non Line of Sight) 영역에 있는지 여부를 판단하는 타겟 판단 장치를 포함하는 차량 레이다 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응되는 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 차량 레이다 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응되는 레이다 데이터가 상기 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 가까운 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 LOS(Line of Sight) 영역에 있는 것으로 판단하는 차량 레이다 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 검출한 평면을 이용하여 평면 기준선을 계산하며, 상기 평면 기준선 중 상기 차량이 진행하는 방향과 평행한 것에 대응되는 평면 기준선을 상기 기준 분류선으로 설정하는 차량 레이다 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 평면 기준선은 상기 차량의 우측에 위치하는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제1 평면 기준선과 상기 차량의 좌측에 위치하는 고정된 구조물의 평면에 대응하는 제2 평면 기준선을 포함하며,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 제1 평면 기준선을 제1 기준 분류선으로 설정하며 상기 제2 평면 기준선을 제2 기준 분류선으로 설정하는 차량 레이다 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터가 상기 차량의 중심에서 우측 영역이며 상기 제1 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하며,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터가 상기 차량의 중심에서 좌측 영역이며 상기 제2 기준 분류선을 기준으로 상기 차량에서 먼 쪽에 위치하는 경우, 상기 이동 타겟이 NLOS 영역에 있는 것으로 판단하는 차량 레이다 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 이동 타겟에 대응하는 레이다 데이터 중 상기 평면 기준선을 기준으로 차량에서 먼 쪽에 위치하는 레이다 데이터에 대해서, 상기 평면 기준선을 기준으로 미러링하는 차량 레이다 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 타겟 판단 장치는, 상기 레이다 센서가 설치된 위치에 대응하는 상대 좌표계를 소정의 절대 좌표계로 변환하여, 상기 레이다 데이터를 상기 절대 좌표계에 대한 레이다 데이터로 변환하는 차량 레이다 시스템.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 고정된 구조물의 평면은 건물의 벽면, 가드레일, 광고판, 주차 또는 정차된 차량의 측면 중 적어도 하나인 차량 레이다 시스템.
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