KR20230114932A - 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법 - Google Patents

차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230114932A
KR20230114932A KR1020220011283A KR20220011283A KR20230114932A KR 20230114932 A KR20230114932 A KR 20230114932A KR 1020220011283 A KR1020220011283 A KR 1020220011283A KR 20220011283 A KR20220011283 A KR 20220011283A KR 20230114932 A KR20230114932 A KR 20230114932A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radar
angle
vehicle
signal
test
Prior art date
Application number
KR1020220011283A
Other languages
English (en)
Inventor
호종운
Original Assignee
주식회사 에이치엘클레무브
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에이치엘클레무브 filed Critical 주식회사 에이치엘클레무브
Priority to KR1020220011283A priority Critical patent/KR20230114932A/ko
Publication of KR20230114932A publication Critical patent/KR20230114932A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4026—Antenna boresight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Landscapes

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

Abstract

차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량에 장착된 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 0˚인 테스트 타겟에서 반사되어 되돌아오는 신호들을 수신하는 단계; 상기 수신된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 스티어링 벡터를 구성하고, 상기 스티어링 벡터를 기초로 상기 레이더의 수평 각도를 추정하는 단계; 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제1 테스트 신호를 수신하는 단계; 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제2테스트 신호를 수신하는 단계; 및 레이더의 수직 각도 변화에 따른 수신 신호 세기의 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴, 상기 제1테스트 신호의 세기 및 상기 제2테스트 신호의 세기를 기초로 상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법을 제공할 수 있다.

Description

차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법{RADAR ALIGNMENT APPARATUS FOR VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 실시예들은 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근, 안전과 운전자 편의에 대한 관심이 높아지면서 차량용 레이더를 이용한 다양한 차량 안전 및 편의 기술이 개발되고 있다. 일 예로, 전방 차량을 감지하고 감지된 전방 차량을 자동으로 추종하여 주행하도록 하는 스마트 크루즈 기술, 자동 주행 기술 및 자동 긴급 정지 기술 등의 다양한 기술이 개발되고 있다.
차량용 레이더는 신호를 송신한 후 물체에 의해 반사되는 신호를 이용하여 주변을 감지하는 장치로, 차량용 레이더의 성능 확보를 위해서는 차량용 레이더가 적절한 각도로 장착되어야 한다.
따라서, 차량 생산 공정 단계에서 차량에 레이더를 장착한 후에 레이더의 수직 방향 및 수평 방향에 대한 얼라인먼트(alignment)를 수행하며, 차량 출고 후에 외부 물체와의 접촉 또는 충돌로 인해 레이더의 미스 얼라인먼트(misalignment)가 발생했을 경우에도 레이더의 얼라인먼트가 수행된다.
이와 같은 레이더의 얼라인먼트를 위해서는 레이더의 장착 각도, 특히 차량의 진행 방향에 대한 레이더 장착 각도의 신뢰성 있는 측정이 필요하다.
본 실시예들은 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
일 측면에서, 본 실시예들은 차량에 장착된 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 0˚인 테스트 타겟에서 반사된 신호들을 수신하는 단계; 상기 반사된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 스티어링 벡터를 구성하고 상기 스티어링 벡터를 기초로 상기 레이더의 수평 각도를 추정하는 단계; 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제1 테스트 신호를 수신하는 단계; 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제2테스트 신호를 수신하는 단계; 및 레이더의 수직 각도 변화에 따른 수신 신호 세기의 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴, 상기 제1테스트 신호의 세기 및 상기 제2테스트 신호의 세기를 기초로 상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 본 실시예들은 차량에 장착된 레이더에서 송신된 신호를 반사하는 테스트 타겟; 및 상기 레이더의 장착 각도를 추정하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 0˚인 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 스티어링 벡터를 구성하고 상기 스티어링 벡터를 기초로 상기 레이더의 수평 각도를 추정하고, 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 상기 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 제1 테스트 신호의 세기, 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 제2테스트 신호의 세기, 그리고 레이더의 수직 각도 변화에 따른 레이더 수신 신호 세기의 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴을 이용하여 상기 레이더의 수직 각도를 추정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치를 제공할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 레이더 장착 각도를 보다 정확하게 검출할 수 있는 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량용 레이더 정렬 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량용 레이더 장착 각도 검출을 위한 테스트 환경을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 일 실시예에 따른 레이더 장착 각도 검출 과정을 나타낸 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 레이더 수직 각도 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량용 레이더 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 차량용 레이더 정렬 장치의 블록도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 차량용 레이더 장착 각도 검출을 위한 테스트 환경을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량용 레이더 정렬 장치는 차량(40)에 장착된 레이더(10)에서 송신된 신호를 반사하는 테스트 타겟(20)과, 레이더(10)의 장착 각도를 검출하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 레이더(10)는 레이더 신호를 생성하여 생성한 레이더 신호를 외부로 송신할 수 있고, 레이더 신호가 임의의 타겟에서 반사된 신호를 수신할 수 있다. 레이더(10)는 송신된 레이더 신호가 타겟에 맞고 되돌아오는 시간(Time of Flight)과 신호 파형의 변화를 분석하여 타겟까지의 거리를 측정할 수 있다. 예를 들어, 레이더(10)는 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave radio detection and ranging) 레이더로 구현될 수 있다.
더 나아가, 레이더(10)는 거리 검출 외에도 주변 맵을 생성할 수 있다. 주변 맵은 주변에 존재하는 타겟들의 위치를 나타내는 맵으로서, 타겟은 차량 및 사람과 같은 동적 객체일 수도 있고, 가드레일 및 신호등과 같은 정적 객체일 수도 있다.
레이더(10)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이더(10)는 적어도 하나의 송신 안테나와, 복수의 수신 채널들에 대응하는 복수의 수신 안테나들을 포함할 수 있다. 각 수신 채널을 통해 수신되는 신호들은 수신 방향에 따라 서로 다른 위상을 가질 수 있고, 수신 안테나들은 서로 다른 지향 각도를 가질 수 있다.
제어부(30)는 레이더(10)의 수평 장착 각도 및 수직 장착 각도를 검출할 수 있다. 또한, 제어부(30)는 검출한 장착 각도를 이용하여 레이더(10)의 얼라인먼트를 수행할 수 있다. 제어부(30)는 레이더(10)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.
레이더 각도 검출에 수직 각도가 가변되도록 틸트 가능한 테스트 타겟(20)이 이용된다. 여기서, 테스트 타겟(20)의 수직 각도는 지면에 수직한 법선과 테스트 타겟(20)의 반사면이 이루는 각도를 의미한다.
본 명세서에서, 테스트 타겟(20)의 반사면이 지면에 수직한 법선과 나란한 경우 수직 각도가 0˚인 것으로 정의하고, 테스트 타겟(20)의 반사면이 지면에 수직한 법선에 대해 시계 방향으로 틸트된 경우 수직 각도가 양(+)의 값을 갖는 것으로 정의하고, 테스트 타겟(20)의 반사면이 지면에 수직한 법선에 대해 반시계 방향으로 틸트된 경우 수직 각도가 음(-)의 값을 갖는 것으로 정의할 것이다.
테스트 타겟(20)은 평판 리플렉터(flat reflector)일 수 있다. 평판 리플렉터는 입사된 신호를 입사 각도와 동일한 각도의 반대 방향으로 반사하므로, 평판 리플렉터에 수직으로 입사된 신호를 제외하고는 반사 신호의 방향이 레이더(10)를 향하지 않으며, 평판 리플렉터에 수직으로 입사되지 않은 신호는 레이더(10)에 포착되지 않는다. 따라서, 레이더(10)에는 평판 리플렉터에 수직으로 입사된 신호가 반사된 신호만 수신된다.
레이더(10) 장착 각도 검출을 위하여, 차량(40)은 레이더(10)가 테스트 타겟(20)과 미리 설정된 거리만큼 떨어진 위치에서 테스트 타겟(20)에 대향하게 배치되도록, 위치된다.
제어부(30)는 수직 각도 0˚로 셋팅된 테스트 타겟(20)에 레이더 신호를 송신하여 테스트 타겟(20)을 맞고 반사되어 레이더(10)의 수신 안테나들에 수신되는 신호들을 이용하여 스티어링 벡터를 생성하고, 스티어링 벡터를 기준 스티어링 정보에 매칭시키어 레이더(10)의 수평 장착 각도를 검출할 수 있다.
스티어링 벡터는 레이더(10)의 수신 안테나들을 통해 수신된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상 간의 위상 차이(phase difference)를 나타낼 수 있다. 기준 위상은 임의의 위상일 수도 있고, 복수의 수신 안테나들 중 하나를 통해 수신되는 신호의 위상으로 설정될 수도 있다.
기준 스티어링 정보는 레이더 수평 각도 별 스티어링 벡터를 저장한 것으로, 스티어링 벡터들의 집합일 수 있다. 기준 스티어링 정보에 포함된 스티어링 벡터들은 후보 스티어링 벡터라고 정의될 수 있다. 후보 스티어링 벡터는 레이더가 수평 방향 0˚를 기준으로 특정 각도로 틸트되었다고 가정하였을 때, 레이더에 수신되는 신호들이 가지는 것으로 계산된 위상 정보를 포함할 수 있다.
레이더(10)의 수신 안테나들을 통해 센싱된 신호들의 위상 정보를 포함하는 스티어링 벡터를 센싱 스티어링 벡터라고 하면, 기준 스티어링 정보에 포함된 후보 스티어링 벡터들 중에서 센싱 스티어링 벡터에 매칭되는 것으로 판단되는 후보 스티어링 벡터는 대상 스티어링 벡터(target steering vector)라고 정의할 수 있다.
제어부(30)는 복수의 후보 스티어링 벡터들 중에서 센싱 스티어링 벡터와 가장 유사한 위상값을 가지는 대상 스티어링 벡터를 식별하고, 식별한 대상 스티어링 벡터에 대응하는 수평 각도를 레이더(10)의 수평 각도로 추정할 수 있다.
제어부(30)는 레이더 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 테스트 타겟(20)에서 반사되어 레이더(10)에 포착된 제1테스트 신호의 세기(amplitude)와, 레이더 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟(20)에서 반사되어 레이더(10)에 포착된 제2테스트 신호의 세기, 그리고 레이더 수직 각도 변화에 따른 레이더 수신 신호의 세기 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴을 기초로 레이더(10)의 수직 장착 각도를 추정할 수 있다.
캘리브레이션 수직빔 패턴은 레이더(10)에 포착되는 신호의 세기를 수직 방향 방위 별로 나타낸 것으로, 캘리브레이션 수직빔 패턴에 대해서는 도 4를 참조로 보다 구체적으로 설명할 것이다.
이하, 도 3 내지 6을 참조하여 레이더의 수직 각도 검출 과정 및 그 원리에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 3 내지 도 5는 일 실시예에 따른 레이더 수직 각도 검출 과정을 나타낸 도면들이고, 도 6은 일 실시예에 따른 레이더 수직 각도 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3 내지 도 6은 예시적으로 레이더(10)의 수직 각도가 α˚인 경우를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 테스트 타겟(20)으로 평판 리플렉터를 사용하므로 레이더(10)에는 테스트 타겟(20)에 수직으로 입사된 신호가 반사된 신호만 포착된다. 따라서, 도 3 내지 도 5에 도시된 같이 테스트 타겟(20)의 수직 각도가 달라지면, 수직으로 입사되는 신호를 반사하는 테스트 타겟(20)의 부분과 레이더(10) 사이의 각도가 변화되고, 이에 따라 레이더(10)에서 송신된 신호가 테스트 타겟(20)에 맞고 되돌아오는 동안에 안테나 게인(gain) 패턴의 감쇄에 따라 신호의 세기가 달라지게 되어 레이더(10)에 포착되는 신호의 세기가 달라지게 된다. 각도가 커지면 신호의 세기가 감소하고, 각도가 작아지면 신호의 세기는 증가한다.
도 6의 그래프는 캘리브레이션 수직빔 패턴을 나타낸 것으로, 캘리브레이션 수직빔 패턴(y)은 하기 수학식 1의 이차 함수로 근사화될 수 있다.
Figure pat00001
수직 각도가 +θ˚인 테스트 타겟에서 반사되어 레이더로 되돌아오는 제1테스트 신호의 세기를 측정한 값이
Figure pat00002
이고, 수직 각도가 -θ˚인 테스트 타겟에서 반사되어 레이더로 되돌아오는 제2테스트 신호의 세기를 측정한 값이
Figure pat00003
라면, 이를 상기 수학식 1에 대입하여 다음 수학식 2 및 수학식 3을 얻을 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005
그리고, 수학식 2 및 수학식 3으로부터 레이더 수직 각도(
Figure pat00006
)를 나타내는 수학식 4를 획득할 수 있다.
Figure pat00007
본 개시에서는 레이더(10)의 차량 장착 전에 무반향실에서 코너 리플렉터(corner reflector)에 레이더 신호를 송신하여 코너 리플렉터에서 반사되어 레이더로 되돌아오는 신호의 메인 빔 영역을 추출하여 캘리브레이션 수직빔 패턴을 구성하였다.
레이더 수신 신호의 메인 빔 영역은, 예시적으로 레이더(10)에 수신되는 신호의 크기와 임계값을 비교하여 임계값보다 크면 메인 빔 영역인 것으로 판단하고 임계값과 같거나 작은 경우에는 메인 빔 영역을 벗어난 것으로 판단하는 방법으로 추출할 수 있다.
코너 리플렉터는 점 타겟으로 볼 수 있는데, 평판은 점 타겟이 아닌 면 타겟이라는 데에서 차이가 있을 수 있다. 이에, 코너 리플렉터의 캘리브레이션 데이터를 사용하여도 무방한지 검토를 실시하였다.
코너 리플렉터의 경우 입사된 신호를 그 방향 그대로 반사해 주며, 평판 리플렉터의 경우 입사된 신호를 수직 방향으로 반사시킨다. 레이더에 포착되는 신호가 반사되는 평판 리플렉터의 부분은 코너 리플렉터의 위치에 해당하는 것으로 볼 수 있다. 평판 리플렉터의 기울기를 +θ도 틸트한 것은 평판 리플렉터를 0도로 두고 레이더의 방향을 위로 +θ도 틸트한 것과 실질적으로 동일하고, 코너 리플렉터를 레이더 대비 +θ도 틸트한 것은 코너 리플렉터는 0도에 두고 레이더의 방향을 위로 +θ도 틸트한 것과 실질적으로 동일하다.
수 회의 실험에서 수득된 데이터를 통해서, 코너 리플렉터의 빔 패턴 개형이 평판 리플렉터의 빔 패턴 개형과 거의 유사하며, 단지 반사 전력 차이에 따른 세기의 차이만 존재함을 확인할 수 있었다. 즉, 코너 리플렉터 빔 패턴과 평판 리플렉터의 빔 패턴은 위 수학식 1의 C값만 다르고 나머지는 동일하다.
본 개시에서 레이더 수직 각도 오프셋(
Figure pat00008
)을 구하는데 사용하는 수학식 4에 C값이 포함되어 있지 않으므로, 평판 리플렉터와 코너 리플렉터의 반사 전력 차이는 고려하지 않아도 무방하며, 따라서 코너 리플렉터의 캘리브레이션 데이터를 사용하여도 무방하다는 것을 알 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량용 레이더 정렬 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 레이더 정렬 방법은, 레이더(10)의 수평 각도를 검출하는 과정(S501 내지 S503), 레이더(10)의 수직 각도를 검출하는 과정(S504 내지 S505), 검출된 수평 각도 및 수직 각도에 근거하여 레이더 조정 각도를 결정하는 과정(S507)을 포함할 수 있다.
먼저, 레이더(10)의 수평 각도를 검출하는 과정(S501 내지 S503)을 살펴보면 다음과 같다.
테스트 타겟(20)의 수직 각도를 0˚로 셋팅한 다음, 레이더(10)에서 송신된 신호가 테스트 타겟(20)에서 반사되어 레이더(10)의 수신 안테나들에 수신되는 신호들을 획득한다(S501).
상기 획득한 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 센싱 스티어링 벡터를 구성한다(S502).
기준 위상은 임의의 위상일 수도 있고, 레이더(10)의 수신 안테나들 중 하나를 통해 수신되는 신호의 위상일 수도 있다. 센싱 스티어링 벡터는 레이더(10)에 포함된 수신 안테나들에 대응하는 위상값들로 구성될 수 있다. 각 수신 안테나에 대응하는 위상값은 전술한 위상 차이를 나타내는 수치일 수 있다.
그 다음, 기준 스티어링 정보에 포함된 후보 스티어링 벡터들 중에서 센싱 스티어링 벡터와 매칭되는 대상 스티어링 벡터를 특정하고, 대상 스티어링 벡터에 대응하는 수평 각도를 레이더(10)의 수평 각도로 추정한다(S503).
다음으로, 레이더(10)의 수직 각도를 검출하는 과정(S504 내지 S506)을 살펴볼 것이다.
테스트 타겟(20)의 수직 각도를 +θ˚로 틸트한 다음, 레이더(10)에서 송신된 신호가 테스트 타겟(20)에서 반사되어 레이더(10)로 되돌아오는 제1테스트 신호를 수신하고, 테스트 타겟(20)의 수직 각도를 -θ˚로 틸트한 다음 레이더(10)에서 송신된 신호가 테스트 타겟(20)에서 반사되어 레이더(10)로 되돌아오는 제2테스트 신호를 수신한다(S504).
테스트 신호 수신이 완료되면, 제1테스트 신호의 세기(
Figure pat00009
)와 제2 테스트 신호의 세기(
Figure pat00010
)를 추출한다(S505).
그 다음, 제1테스트 신호의 세기(
Figure pat00011
), 제2테스트 신호의 세기(
Figure pat00012
), 그리고 캘리브레이션 수직빔 패턴을 이용하여 레이더(10)의 수직 각도(
Figure pat00013
)를 추정한다(S506).
구체적으로, 캘리브레이션 수직빔 패턴의 2차항의 계수(상기 수학식 1의 a), 제1테스트 신호의 세기(
Figure pat00014
), 제2테스트 신호의 세기(
Figure pat00015
), 테스트 타겟(20)의 수직 각도의 절대값(θ)을 상기 수학식 4에 대입하여 레이더(10)의 수직 각도(
Figure pat00016
)를 획득할 수 있다.
레이더(10)의 수평 각도 및 수직 각도의 검출이 완료되면, 검출된 수평 각도 및 수직 각도를 토대로 장착 각도를 추정하고, 추정한 장착 각도에 근거하여 레이더(10) 조정 각도를 결정하고, 조정 각도를 이용하여 레이더의 위치를 영점으로 맞춘 후 정렬 과정을 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면 특별한 기계적 구성 또는 전자적인 구성의 추가 없이 수신 신호의 세기를 이용하여 레이더의 수직 각도를 검출할 수 있다.
레이더에 포함된 수평 배열 수신 안테나의 개수는 다수인 반면에 수직 배열 수신 안테나의 개수는 소수이다. 레이더 수평 각도 추정시 다수의 수평 배열 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들의 위상차를 이용하여 추정에 사용되는 데이터가 많으므로 수평 배열 수신 안테나들 간에 수직 각도 오프셋이 존재하더라도 추정 오차가 작다. 그러나, 레이더 수직 각도 추정시 소수의 수직 배열 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들의 위상차를 이용하게 되면 추정에 사용되는 데이터가 적으므로 수직 배열 수신 안테나들 간에 수평 각도 오프셋이 발생시 추정 오차가 큰 단점이 있었다. 본 실시예에 의하면, 신호의 세기를 토대로 레이더 수직 각도를 추정하므로 수직 각도 추정의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 레이더
20: 테스트 타겟
30: 제어부
40: 차량

Claims (11)

  1. 차량에 장착된 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 0˚인 테스트 타겟에서 반사되어 되돌아오는 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 스티어링 벡터를 구성하고, 상기 스티어링 벡터를 기초로 상기 레이더의 수평 각도를 추정하는 단계; 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제1 테스트 신호를 수신하는 단계;
    상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 제2테스트 신호를 수신하는 단계; 및레이더의 수직 각도 변화에 따른 수신 신호 세기의 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴, 상기 제1테스트 신호의 세기 및 상기 제2테스트 신호의 세기를 기초로 상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 단계는 하기 수식을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 각도 추정 방법.



    여기서,
    Figure pat00019
    는 레이더의 수직 각도
    Figure pat00020
    는 제1테스트 신호의 세기
    Figure pat00021
    는 제2테스트 신호의 세기
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 타겟은 평판 리플렉터인 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 각도 추정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이션 수직빔 패턴은 상기 레이더의 차량 장착 전에 상기 레이더에서 송신된 신호가 코너 리플렉터에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 신호의 메인 빔 영역인 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이더의 수평 각도를 추정하는 단계는, 레이더의 수평 각도 별 스티어링 벡터들을 저장한 기준 스티어링 정보에서 상기 산출한 스티어링 벡터와 매칭되는 대상 스티어링 벡터를 특정하고, 상기 대상 스티어링 벡터에 대응되는 수평 각도를 상기 레이더의 수평 각도로 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 레이더의 수직 각도 및 수평 각도의 추정 결과를 토대로 상기 레이더의 장착 각도를 판단하고 상기 장착 각도에 근거하여 상기 레이더의 조정 각도를 결정하는 단계; 및
    상기 조정 각도를 이용하여 레이더의 위치를 영점에 맞추는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 방법.
  7. 차량에 장착된 레이더에서 송신된 신호를 반사하는 테스트 타겟; 및
    상기 레이더의 장착 각도를 추정하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 0˚인 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 신호들이 갖는 위상과 기준 위상간 차이를 산출하여 스티어링 벡터를 구성하고 상기 스티어링 벡터를 기초로 상기 레이더의 수평 각도를 추정하고, 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 +θ˚로 틸트된 상기 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 제1 테스트 신호의 세기, 상기 레이더에서 송신된 신호가 수직 각도 -θ˚로 틸트된 테스트 타겟에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 제2테스트 신호의 세기, 그리고 레이더의 수직 각도 변화에 따른 레이더 수신 신호 세기의 변화를 나타내는 캘리브레이션 수직빔 패턴을 기초로 상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 하기 수식을 이용하여 상기 레이더의 수직 각도를 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치.


    여기서,
    Figure pat00024
    는 레이더의 수직 각도
    Figure pat00025
    는 제1테스트 신호의 세기
    Figure pat00026
    는 제2테스트 신호의 세기
  9. 제7항에 있어서,
    상기 테스트 타겟은 평판 리플렉터인 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 레이더의 차량 장착 전에 상기 레이더에서 송신된 신호가 코너 리플렉터에서 반사된 후 상기 레이더에 수신된 신호에서 메인 빔 영역을 추출하여 상기 캘리브레이션 수직빔 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    레이더 수평 각도 별 스티어링 벡터를 저장한 기준 스티어링 정보에서 상기 산출한 스티어링 벡터와 매칭되는 대상 스티어링 벡터를 특정하고,
    상기 대상 스티어링 벡터에 대응하는 수평 각도를 상기 레이더의 수평 각도로 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 정렬 장치.
KR1020220011283A 2022-01-26 2022-01-26 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법 KR20230114932A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220011283A KR20230114932A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220011283A KR20230114932A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230114932A true KR20230114932A (ko) 2023-08-02

Family

ID=87566972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220011283A KR20230114932A (ko) 2022-01-26 2022-01-26 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230114932A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5930590B2 (ja) レーダ装置
US10852422B2 (en) Method for calibrating a sensor of a motor vehicle for measuring angles, computing device, driver assistance system and motor vehicle
US10126410B2 (en) Determination of an elevation misalignment angle of a radar sensor of a motor vehicle
US7924215B2 (en) Radar apparatus and mobile object
US8593333B2 (en) Radar sensor with frontal and lateral emission
KR101868600B1 (ko) 장거리 레이더를 이용하는 표적 탐지각 산출 장치와 방법 및 이 장치를 구비하는 장거리 레이더 시스템
US7545311B2 (en) Method and system for predicting air-to-surface target missile
US6476760B1 (en) Device for detecting angle of elevation error in a multiple beam radar sensor
JPH044557B2 (ko)
KR20180132853A (ko) 자동차용 레이더 센서 장치, 운전자 보조 시스템, 자동차, 및 물체 감지 방법
CN103472439A (zh) 校准距离测量装置的方法和系统
US11520029B2 (en) Method for ascertaining misalignment of a radar sensor
US10191148B2 (en) Radar system for vehicle and method for measuring azimuth therein
US10996315B2 (en) Radar apparatus for vehicle and method for estimating angle using same
JPH1062551A (ja) 自動相対位置検出用センサシステム
KR20210011585A (ko) 확장 칼만필터를 이용한 차량 위치 추적 방법 및 장치
US11644564B2 (en) Method for signal evaluation in a locating system that includes multiple radar sensors
US20110205121A1 (en) Method of determining real time location of reflecting objects and system thereof
KR20230114932A (ko) 차량용 레이더 정렬 장치 및 그 방법
US20210349183A1 (en) Device and method for detecting vertical mounting misalignment of radar device, and radar device with the same
KR20220052160A (ko) 레이더 장치 및 제어 방법
JP2003215237A (ja) 測角レーダ装置
JP2001027670A (ja) 探知方法及び探知装置
KR101919059B1 (ko) 반사판 기반 침입 탐지 레이더에서 침입자 위치 측정 방법 및 이를 위한 노이즈 정의 방법
CN112763998A (zh) 用于确定雷达目标列表的设备、传感器系统及方法