KR20230160076A - Target location determine apparatus and method thereof - Google Patents

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KR20230160076A
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Abstract

타켓 위치 결정 장치가 개시된다. 본 타켓 위치 결정 장치는 레이더 신호를 방출하고, 타켓으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 레이더 장치, 및 수신된 레이더 신호에 기초하여 타켓의 위치를 결정하는 프로세서를 포함하며, 프로세서는 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하고, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하고, 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하고, 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면, 부공간 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정한다. A target positioning device is disclosed. The target positioning device includes a radar device that emits a radar signal and receives a radar signal reflected from the target, and a processor that determines the position of the target based on the received radar signal, and the processor determines the location of the target based on the received radar signal. Apply the Discrete Fourier Transform (DFT), estimate the signal-to-noise ratio (SNR) based on the radar signal to which the Discrete Fourier Transform has been applied, and if the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, use the RELAX algorithm. The location of the target is determined, and if the estimated signal-to-noise ratio is greater than a preset value, the location of the target is determined using a subspace algorithm.

Description

타켓 위치 결정 장치 및 방법{TARGET LOCATION DETERMINE APPARATUS AND METHOD THEREOF}Target location determination device and method {TARGET LOCATION DETERMINE APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 개시는 타켓 위치 결정 장치 및 방법에 관한 것으로, 타겟 검출 환경에 대응되는 고해상도 알고리즘을 이용하여 최적의 성능을 가지면서도 낮은 복잡도로 타켓 위치를 결정할 수 있는 타켓 위치 결정 방법 및 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a target position determination device and method, and to a target position determination method and method that can determine the target position with optimal performance and low complexity using a high-resolution algorithm corresponding to the target detection environment.

레이더 센서는 타겟의 거리, 속도, 각도를 추정하는 센서로, 추정할 수 있는 거리가 타 센서들에 비하여 길 뿐만 아니라, 환경에 강인한 특성을 갖는다. A radar sensor is a sensor that estimates the distance, speed, and angle of a target. Not only does it have a longer estimable distance than other sensors, but it also has characteristics that are robust to the environment.

다양한 레이더 시스템 중 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더 방식은 송신 파형과 수신 파향 간의 차이 정보만을 디지털 신호로 샘플링하여 저장하면 되기 때문에, 복잡도 감소 및 비용 절감이 가능하여 많은 분야에서 적용되고 있다. Among various radar systems, the FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) radar method only needs to sample and store the difference information between the transmitted and received waveforms as a digital signal, thereby reducing complexity and reducing costs, so it is applied in many fields.

FMCW 레이더 시스템에서는 주파수 파라미터 성분을 정확히 추정하는 것이 중요하다. 이러한 FMCW 레이더 시스템에서는 주파수 성분 추정을 위해 FFT 기반의 방식을 사용하나, FFT 기반의 방식은 해상도가 높지 않아 다수의 타겟이 인접한 경우 단일 타겟으로 인식할 확률이 높았다. In FMCW radar systems, it is important to accurately estimate frequency parameter components. This FMCW radar system uses an FFT-based method to estimate frequency components, but the FFT-based method does not have high resolution, so there is a high probability that it will be recognized as a single target when multiple targets are adjacent.

이러한 점을 극복하기 위하여, 다양한 고해상도 알고리즘이 이용되고 있다. 그러나 고해상도 알고리즘별로 복잡도 및 성능이 상이하며, 특히 적용 환경별로도 성능 차이가 있다는 점에서, 다양한 환경에서 최적의 성능을 가지면서도 낮은 복잡도를 갖는 타겟 위치 결정 방법이 요구되었다. To overcome this problem, various high-resolution algorithms are used. However, since the complexity and performance of each high-resolution algorithm are different, and in particular, there are performance differences depending on the application environment, a target positioning method with low complexity while having optimal performance in various environments was required.

따라서, 본 개시의 목적은 타겟 검출 환경에 대응되는 고해상도 알고리즘을 이용하여 최적의 성능을 가지면서도 낮은 복잡도로 타켓 위치를 결정할 수 있는 타켓 위치 결정 방법 및 방법을 제공하는 데 있다. Therefore, the purpose of the present disclosure is to provide a target position determination method and method that can determine the target position with low complexity while having optimal performance using a high-resolution algorithm corresponding to the target detection environment.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시에 따른 타켓 위치 결정 장치는 레이더 신호를 방출하고, 타켓으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 레이더 장치, 및 상기 수신된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하고, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하고, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하고, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면, 부공간 알고리즘을 이용하여 상기 타겟의 위치를 결정한다. A target positioning device according to the present disclosure for achieving the above object is a radar device that emits a radar signal and receives a radar signal reflected from the target, and determines the position of the target based on the received radar signal. It includes a processor, wherein the processor applies a Discrete Fourier Transform (DFT) to the received radar signal, and estimates a signal-to-noise ratio (SNR) based on the radar signal to which the Discrete Fourier Transform is applied. , if the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, the location of the target is determined using the RELAX algorithm, and if the estimated signal-to-noise ratio is more than the preset value, the location of the target is determined using the subspace algorithm. decide

이 경우, 상기 프로세서는, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호의 평균 전력과 피크 값에 기초하여 신호 대 잡음비를 추정할 수 있다. In this case, the processor may estimate the signal-to-noise ratio based on the average power and peak value of the radar signal to which the discrete Fourier transform has been applied.

한편, 상기 프로세서는, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에서 산란점의 위치와 크기를 산출하고, 상기 산출된 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성하고, 상기 생성된 특성 백터와 기저장된 벡터 정보를 비교하여 상기 타겟의 위치를 결정할 수 있다. Meanwhile, if the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, the processor calculates the location and size of the scattering point in the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, and generates a characteristic vector based on the calculated location and size. The location of the target can be determined by comparing the generated characteristic vector with previously stored vector information.

한편, 상기 부공간 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm) 또는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) 알고리즘일 수 있다. Meanwhile, the subspace algorithm may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC) or an estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) algorithm.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법은 수신된 레이더 신호에 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하는 단계, 및 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면 RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하고, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면 부공간 알고리즘을 이용하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정하는 단계를 포함한다. Meanwhile, the target position determination method according to an embodiment of the present disclosure includes the steps of applying a Discrete Fourier Transform (DFT) to a received radar signal, and a signal-to-noise ratio based on the radar signal to which the Discrete Fourier Transform is applied ( Estimating the SNR), and if the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, determining the location of the target using the RELAX algorithm, and if the estimated signal-to-noise ratio is more than the preset value, using a subspace algorithm It includes the step of determining a target position to determine the position of the target.

이 경우, 상기 신호 대 잡음을 추정하는 단계는 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호의 평균 전력과 피크 값에 기초하여 신호 대 잡음비를 추정할 수 있다. In this case, the step of estimating the signal to noise may estimate the signal to noise ratio based on the average power and peak value of the radar signal to which the discrete Fourier transform has been applied.

한편, 상기 타겟 위치 결정하는 단계는, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에서 산란점의 위치와 크기를 산출하고, 상기 산출된 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성하고, 상기 생성된 특성 벡터와 기저장된 벡터 정보를 비교하여 상기 타겟의 위치를 결정할 수 있다. Meanwhile, in the step of determining the target position, if the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, the position and size of the scattering point are calculated from the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, and based on the calculated position and size, A feature vector can be generated, and the location of the target can be determined by comparing the generated feature vector with previously stored vector information.

한편, 상기 부공간 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm) 또는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) 알고리즘일 수 있다. Meanwhile, the subspace algorithm may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC) or an estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) algorithm.

상술한 바와 같이 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, SNR이 낮은 환경에서는 RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟을 정확하게 검출하고, SNR이 높은 환경에서는 부공간 기반 알고리즘을 이용함으로써 성능 및 낮은 복잡도로 타겟을 검출할 수 있다. As described above, according to various embodiments of the present disclosure, a target can be accurately detected using the RELAX algorithm in a low SNR environment, and a target can be detected with high performance and low complexity by using a subspace-based algorithm in a high SNR environment. You can.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 SNR 별 고해상도 알고리즘의 적용 동작을 설명하기 위한 도면,
도 3은 SNR 별 스펙트럼 예를 도시한 도면, 및
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram illustrating a specific configuration of a target positioning device according to an embodiment of the present disclosure;
Figure 2 is a diagram for explaining the application operation of a high-resolution algorithm for each SNR according to an embodiment of the present disclosure;
Figure 3 is a diagram showing an example spectrum for each SNR, and
Figure 4 is a flowchart illustrating a method for determining a target location according to an embodiment of the present disclosure.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present disclosure will be described in detail.

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.The terms used in the embodiments of the present disclosure have selected general terms that are currently widely used as much as possible while considering the functions in the present disclosure, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the art, the emergence of new technology, etc. . In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description part of the relevant disclosure. Therefore, the terms used in this disclosure should be defined based on the meaning of the term and the overall content of this disclosure, rather than simply the name of the term.

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.Embodiments of the present disclosure may be subject to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the disclosed spirit and technical scope. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of related known technology may obscure the point, the detailed description will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another.

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.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, “comprises.” Or “made up.” Terms such as are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or It should be understood that the existence or addition possibility of combinations of these is not excluded in advance.

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.In an embodiment of the present disclosure, a 'module' or 'unit' performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. Additionally, a plurality of 'modules' or a plurality of 'units' may be integrated into at least one module and implemented with at least one processor, except for 'modules' or 'units' that need to be implemented with specific hardware.

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.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present disclosure will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice them. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 장치의 구체적인 구성을 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a specific configuration of a target positioning device according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 타켓 위치 결정 장치(100)는 레이더 장치(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 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 자동차일 수 있다. Referring to FIG. 1, the target location determination device 100 may include a radar device 110 and a processor 120. Here, the target positioning device 100 may be a radar capable of emitting radar signals, a navigation device for autonomous driving, a hazard detection device that detects hazards while driving the vehicle, or a vehicle including these.

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 주사하는 안테나이다. 본 개시에서 이용하는 위상 배열 안테나는 레이더 신호의 λ/2 간격으로 복수의 안테나가 배치되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 위상 배열 안테나는 다양한 개수의 안테나(예를 들어, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32)로 구성될 수 있다. 본 개시에서의 레이더 장치(110)는 차량용 FMCW(Frequency Modulation Continuos Wave) 레이더 방식으로 동작할 수 있다. The radar device 110 may use a phased array antenna. Here, a phased array antenna (or phased array system) is an antenna that scans a radiation beam by electronically changing the phase fed to each element of the array antenna. The phased array antenna used in the present disclosure may have a structure in which a plurality of antennas are arranged at intervals of λ/2 of the radar signal. At this time, the phased array antenna may be composed of various numbers of antennas (eg, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32). The radar device 110 in the present disclosure may operate in a vehicle FMCW (Frequency Modulation Continuos Wave) radar method.

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. Here, FMCW is a radar signal that is transmitted by modulating the frequency of a sine wave and reflected from the front. It is a system that can simultaneously measure the distance and speed of the target by using the time-frequency domain simultaneously. The FMCW radar method has very high bandwidth efficiency and low complexity, so it is widely used in automotive radar systems.

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. 여기서 주파수는 24 GHz, 77 GHz 등일 수 있으며, 이에 제한 되지는 않는다. When operating in the FMCW radar method, the radar device 110 can generate and transmit a regular wave frequency-modulated with time through a waveform generator and a voltage-controlled oscillator. For example, the radar device 110 may create and transmit a transmission signal by modulating the preceding frequency by the frequency BW (Bandwidth) during △t. Here, the frequency may be 24 GHz, 77 GHz, etc., but is not limited thereto.

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. The propagated signal is reflected by an object in front and can be received by the radar device 110 with a time delay depending on the distance and a Doppler frequency due to the speed difference. Here, the received radar signal can be multiplied by the received signal and the transmitted signal using a mixer, and the distance can be estimated based on the frequency difference between them. The received radar signal described later may be the radar signal itself received through an antenna, or may be a signal obtained by multiplying the received signal and the transmitted signal by a mixer as described above.

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. Additionally, the radar device 110 may perform analog-to-digital conversion on the received radar signal and provide the digitally converted radar signal to the processor 120. That is, the radar signal described later can be expressed as a digital value.

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. The processor 120 controls each component within the target position detection device 100. Specifically, the processor 120 controls the radar device 110 to emit a radar signal to detect objects in front of (or around) the device in real time, and uses the radar signal received from the radar device 110 to The target location can be detected through analysis.

그리고 프로세서(120)는 타겟이 위치하는 환경 또는 현재 타겟 위치 결정 장치가 위치하는 환경에서의 SNR 환경을 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)하고, 이산 푸리에 변환된 레이더 신호를 이용하여 PAPR(Peak to average power ratio)를 산출하고, 산출된 PAPR을 이용하여 낮은 SNR인지, 높은 SNR인지를 추정할 수 있다. Additionally, the processor 120 may estimate the SNR environment in the environment where the target is located or the environment where the target positioning device is currently located. For example, the processor 120 performs a Discrete Fourier Transform (DFT) on the radar signal, calculates a peak to average power ratio (PAPR) using the discrete Fourier transformed radar signal, and uses the calculated PAPR. Thus, it is possible to estimate whether it is a low SNR or a high SNR.

여기서, 이산 푸리에 변환은 주파수 성분을 추정하는 기술로, 해상도가 높지 않다. 이에 따라 다수의 타겟을 인접한 경우 단일 타겟으로 인식할 확률이 높다. 이에 따라 RELAX 알고리즘, MUSIC 알고리즘, ESPRIT 알고리즘 등과 같은 고해상도 알고리즘을 이용하고 있다. Here, the discrete Fourier transform is a technique for estimating frequency components, and the resolution is not high. Accordingly, when multiple targets are adjacent, there is a high probability that they will be recognized as a single target. Accordingly, high-resolution algorithms such as the RELAX algorithm, MUSIC algorithm, and ESPRIT algorithm are used.

그런데 이러한 고해상도 알고리즘은 각각 복잡도가 상이하며, SNR 환경에 따라서도 그 성능도 차이가 있다. 예를 들어, RELAX 알고리즘은 신호의 극점(pole)을 예측하는 기법인 CLEAN 기법의 한 종류로, 신호의 극 값이 높은 순서대로 PSF(point spread function)을 재구성하여 원래의 신호에서 차례대로 빼줌으로 클린한 신호를 얻는 기법이다. 이와 같이 RELAX 알고리즘은 적은 수의 산란 점으로 타겟 식별이 가능하나, 다른 고해상도 알고리즘과 비교하였을때 복잡도가 높다. However, these high-resolution algorithms each have different complexity, and their performance also varies depending on the SNR environment. For example, the RELAX algorithm is a type of CLEAN technique, which is a technique for predicting the poles of a signal. It reconstructs the PSF (point spread function) in the order of the highest pole values of the signal and subtracts them from the original signal in order. This is a technique to obtain a clean signal. In this way, the RELAX algorithm can identify targets with a small number of scattering points, but its complexity is high compared to other high-resolution algorithms.

한편, 부공간 기반 알고리즘은 안테나 개수를 증가하지 않고, 신호 처리만으로 각도 해상도를 개선하는 방법으로, 안테나 또는 센서에 측정된 데이터들로 이루어진 공간을 신호 공간과 잡음 공간으로 분리하여 신호원들의 위치에 대한 벡터가 잡음 공간과 직교함을 이용하여 위치를 추적하는 방법이다. 이러한 부공간 기반 알고리즘은 RELAX 알고리즘과 비교하였을 때 상대적으로 복잡도가 낮으며, 높은 SNR 환경에서는 RELAX 알고리즘보다 성능이 우수하다. Meanwhile, the subspace-based algorithm is a method of improving angular resolution only through signal processing without increasing the number of antennas. It separates the space consisting of data measured by antennas or sensors into signal space and noise space to determine the locations of signal sources. This is a method of tracking position using the fact that the vector is orthogonal to the noise space. This subspace-based algorithm has relatively low complexity compared to the RELAX algorithm, and performs better than the RELAX algorithm in a high SNR environment.

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. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, MUSIC으로 지칭되는 다중 신호 분류 기법을 적용하는 경우를 가정하여 설명한다. Here, the high-resolution algorithm (or super-resolution algorithm) may be a multiple signal classification algorithm (MUSIC), and when implemented, ESPRIT (estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) or other high-resolution frequency detection algorithms may be used. It may be possible. Hereinafter, for ease of explanation, the description will be made assuming the case of applying a multi-signal classification technique called MUSIC.

이와 같이 SNR 환경별로 고해상도 알고리즘의 성능이 상이하며, 각 고해상도 알고리즘의 복잡도도 다르다는 점에서, 본 개시에서는 SNR 환경을 추정하고, 추정된 SNR 환경에 적합한 고해상도 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 검출한다. As the performance of high-resolution algorithms is different for each SNR environment, and the complexity of each high-resolution algorithm is also different, in this disclosure, the SNR environment is estimated and the target location is detected using a high-resolution algorithm suitable for the estimated SNR environment.

한편, 이상에서는 PAPR를 이용하여, SNR 환경을 추정하는 것으로 설명하였지만, PAPR 이외에 다른 정보를 이용하여 SNR 환경을 추정할 수도 있다. 구체적으로, 이산 푸리에 변환을 통하여 얻어진 신호만을 이용하여 타겟의 거리 및 타겟의 각도를 예측하고, 예측된 거리 및 각도에 기초하여 SNR 환경을 추정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 타겟의 거리가 가깝고, 예측된 타겟의 위치가 30도 이내라면 높은 SNR 환경이라고 추정하고, 타겟의 거리가 기설정된 값 이상이거나, 30도를 벗어난 각도라고 예측되면 낮은 SNR 환경이라고 추정하는 것도 가능하다. Meanwhile, in the above description, the SNR environment is estimated using PAPR, but the SNR environment can also be estimated using other information in addition to PAPR. Specifically, it is possible to predict the target distance and target angle using only signals obtained through discrete Fourier transform, and to estimate the SNR environment based on the predicted distance and angle. For example, if the target distance is close and the predicted target position is within 30 degrees, it is assumed to be a high SNR environment. If the target distance is greater than a preset value or the angle is predicted to be outside of 30 degrees, it is assumed to be a low SNR environment. It is also possible to do so.

이상에서는 거리와 각도를 모두 고려하여 SNR 환경을 추정하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 두 정도 중 어느 하나만으로 이용하여 SNR 환경을 추정하는 것도 가능하며, 거리, 각도, PAPR 중 적어도 2개를 조합하여 SNR 환경을 추정하거나, 이산 푸리에 변환된 신호를 통하여 파악할 수 있는 다른 정보를 이용하여 SNR 환경을 추정하는 것도 가능하다. In the above, it was explained that the SNR environment is estimated by considering both distance and angle, but when implementing, it is also possible to estimate the SNR environment using only one of the two degrees, and at least two of the distance, angle, and PAPR can be combined to estimate the SNR environment. It is also possible to estimate the SNR environment or use other information that can be obtained through a discrete Fourier transformed signal.

이와 같이 SNR 환경이 추정되면, 프로세서(120)는 추정된 환경에 대응되는 고해상도 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 낮은 SNR 환경이 추정되면, 레이더 신호를 RELAX 알고리즘에 적용하여 타겟의 위치를 결정할 수 있다. When the SNR environment is estimated in this way, the processor 120 can determine the location of the target using a high-resolution algorithm corresponding to the estimated environment. For example, if a low SNR environment is estimated, the processor 120 may determine the location of the target by applying the radar signal to the RELAX algorithm.

구체적으로, 복수의 채널 각각에 대해서 산란점의 위치 및 크기를 산출하고, 각 채널에 대한 산란점의 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 신란점의 크기를 큰 값부터 차례대로 배치하고, 가장 큰 산란점 기준으로 다른 산란점 간의 상대 거리를 각각 계산하여 특성 벡터를 생성할 수 있다. 한편, 구현시에는 해당 특성 벡터의 생성만으로 타겟의 검출을 완료할 수도 있으며, 해당 특성 벡터와 기저장된 벡터와의 비교를 통하여, 해당 특성 벡터가 어떠한 객체에 대한 것인지를 식별하는 것도 가능하며, 요구하는 객체에 대응되는 특성 벡터만을 객체 검출에 활용할 수 있다. Specifically, the position and size of the scattering point can be calculated for each of a plurality of channels, and a characteristic vector can be generated based on the position and size of the scattering point for each channel. For example, the size of the scattering points can be arranged in order from the largest value, and the relative distances between different scattering points are calculated based on the largest scattering point, respectively, to generate a characteristic vector. Meanwhile, during implementation, detection of the target can be completed only by generating the corresponding feature vector, and it is also possible to identify which object the feature vector is for through comparison with the feature vector and the previously stored vector. Only feature vectors corresponding to the object can be used for object detection.

한편, 높은 SNR 환경이면, 프로세서(120)는 복수의 채널을 통하여 수신한 레이더 신호를 부공간 기반 고해상도 알고리즘에 입력하여 타켓의 위치를 결정할 수 있다. 이하에서는 다중 신호 분류 기법의 동작을 용이하게 하기 위하여, 균일한 간격 d를 가지고 M개의 안테나로 이루어진 선형 배열 안테나를 이용하는 경우를 가정하여 설명한다. Meanwhile, in a high SNR environment, the processor 120 can determine the location of the target by inputting radar signals received through a plurality of channels into a subspace-based high-resolution algorithm. Hereinafter, in order to facilitate the operation of the multi-signal classification technique, the description will be made assuming that a linear array antenna consisting of M antennas with uniform spacing d is used.

M개의 안테나에서 송출된 레이더 신호가 D 개의 서로 다른 타켓에 반사되어 돌아오는 평면파는 타켓의 위치한 각도에 따라 각기 다른 각도로 입사한다. Radar signals transmitted from M antennas are reflected by D different targets, and the returning plane waves are incident at different angles depending on the angles at which the targets are located.

이때, 배열 안테나에 수신되는 신호 x[n]는 다음과 같은 수학식 1로 표현될 수 있다. At this time, the signal x[n] received by the array antenna can be expressed by Equation 1 below.

<수학식 1><Equation 1>

여기서, [n]은 n번째 시간 표본을 의미하고, a(θi)는 평면파의 입사 각도(θi)와 배열 안테나의 간격 d에 의해 발생하는 위상차(dsin(θ))를 나타내는 벡터, si[n]는 i번재 타켓에 반사되어 돌아오는 입사 신호의 n번째 시간 표면이다. Here, [n] refers to the nth time sample, and a(θ i ) is a vector representing the phase difference (dsin(θ)) caused by the incident angle of the plane wave (θ i ) and the spacing d of the array antenna, s. i [n] is the nth time surface of the incident signal reflected and returned to the ith target.

위와 같은 수신 신호로 레이더 신호가 수신되면, MUSIC 알고리즘을 이용하면 시간 영역에서의 도래각을 추정할 수 있다. When a radar signal is received using the above reception signal, the angle of arrival in the time domain can be estimated using the MUSIC algorithm.

또한, 주파수 영역에 대해서도 MUSIC 알고리즘을 적용하여 주파수 영역에서의 도래각을 추정할 수 있다. 구체적으로, CFAR(Constant false alarm rate) 알고리즘을 통해 미리 검출한 비트 주파수에 해당하는 스펙트럼 값들에 적용함으로써 원하는 각도만을 추정할 수 있다. Additionally, the angle of arrival in the frequency domain can be estimated by applying the MUSIC algorithm to the frequency domain. Specifically, only the desired angle can be estimated by applying the spectrum values corresponding to the beat frequency detected in advance through the CFAR (Constant false alarm rate) algorithm.

그리고 시간 영역에서 산출된 도래각 및 주파수 영역에서 산출된 도래각을 이용하여 최종적으로 타켓의 위치를 산출할 수 있다. And the final location of the target can be calculated using the angle of arrival calculated in the time domain and the angle of arrival calculated in the frequency domain.

이상과 같이 본 개시에 따른 타켓 위치 결정 장치는 SNR 환경을 예측하고, 낮은 SNR 환경이라고 추정되는 경우에는 RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 검출하는바 높은 정밀도로 타겟을 검출할 수 있다. 또한, 높은 SNR 환경이라고 추정되는 경우에는 높은 SNR 환경에서 낮은 복잡도로 높은 성능으로 타겟을 검출할 수 있는 부공간 기반 알고리즘을 이용하여 타겟을 검출할 수 있다. 이와 같이 SNR 환경별로 고해상도 알고리즘을 변경하여 타겟을 검출하는바, 다양한 SNR 환경에 대해서 적응적인 타겟 검출이 가능하다. As described above, the target positioning device according to the present disclosure predicts the SNR environment and detects the target's position using the RELAX algorithm when it is estimated to be a low SNR environment, so that the target can be detected with high precision. Additionally, if it is assumed to be a high SNR environment, the target can be detected using a subspace-based algorithm that can detect the target with low complexity and high performance in a high SNR environment. In this way, by changing the high-resolution algorithm for each SNR environment to detect the target, adaptive target detection is possible for various SNR environments.

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. In showing and describing FIG. 1, the target detection device is shown and described as including only two components, but may further include other components when implemented. For example, it may further include a communication device for transmitting the detected target location to another device or a display for displaying the detected target location.

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. In addition, in showing and describing FIG. 1, the processor 120 is shown and described as calculating the target location, but when implemented, the radar device 110 performs an operation of calculating the target location, and the processor 120 may only perform control operations for the radar device 110. Additionally, the target detection device 100 may be mounted on a vehicle and operate as an autonomous driving or danger detection device.

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, 상술한 과정에서 프로세서(120)가 복수의 채널의 신호를 그대로 MUSIC 알고리즘에 적용하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 복수의 채널에 대한 레이더 신호에 대해 전처리 등을 선행적으로 수행한 이후에 MUSIC 알고리즘에 적용하는 것도 가능하다. Meanwhile, in describing FIG. 1 , the target detection device 100 is described as detecting one target, but the target detection device 100 can determine the positions of a plurality of targets in the above-described process. In addition, in the above-described process, it was explained that the processor 120 applies the signals of the plurality of channels to the MUSIC algorithm as is, but in the implementation, preprocessing, etc. for the radar signals for the plurality of channels is performed in advance and then the MUSIC algorithm is applied. It is also possible to apply it to an algorithm.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따라 SNR 별 고해상도 알고리즘의 적용 동작을 설명하기 위한 도면이다. Figure 2 is a diagram for explaining the operation of applying a high-resolution algorithm for each SNR according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 먼저 수신된 레이더 신호에 대한 디지털 신호를 수신하고, 수신된 디지털화된 레이더 신호에 대한 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용할 수 있다(S210). Referring to FIG. 2, first, a digital signal for the received radar signal may be received, and Discrete Fourier Transform (DFT) may be applied to the received digitized radar signal (S210).

그리고 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 PAPR(Peak to average power ration)을 계산할 수 있다(S220). And, PAPR (Peak to average power ratio) can be calculated based on the radar signal to which the discrete Fourier transform has been applied (S220).

그리고 계산된 PAPR에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정한다(S420. 예를 들어, 계산된 PAPR과 기설정된 값을 비교하여, 기설정된 값(예를 들어, 100) 이하라면, 낮은 SNR 환경인 것으로 추정하고, 기설정된 값을 초과하면, 높은 SNR 환경인 것으로 추정할 수 있다. 여기서 기설정된 값은 실험에 의하여 최적화된 값이 이용될 수 있으며, 적용 환경에 따라 다양한 값 중 현재 환경에 맞는 특정 값이 이용될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 구현시에는 PAPR 값 이외에 다른 정보를 이용하거나, PAPR에 다른 정보와의 조합을 통하여 SNR 환경을 추정하는 것도 가능하다. Then, estimate the signal-to-noise ratio (SNR) based on the calculated PAPR (S420. For example, by comparing the calculated PAPR with a preset value, if it is less than the preset value (e.g., 100), low SNR environment It is assumed that it is, and if it exceeds the preset value, it can be assumed that it is a high SNR environment. Here, the preset value can be a value optimized by experiment, and depending on the application environment, select one of various values that suits the current environment. A specific value may be used. As explained above, when implementing, it is also possible to use information other than the PAPR value or to estimate the SNR environment by combining the PAPR with other information.

낮은 SNR 환경이면(240-Low), RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정한다(250). 한편, 구현시에는 선행적으로 타겟과의 거리 정보, 각도 정보를 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 산출하고, 산출된 거리 및 각도 정보를 RELAX 알고리즘에 적용하여 타겟의 위치를 결정할 수 있다. If it is a low SNR environment (240-Low), the location of the target is determined using the RELAX algorithm (250). Meanwhile, during implementation, distance information and angle information with the target can be proactively calculated based on a radar signal to which a discrete Fourier transform has been applied, and the calculated distance and angle information can be applied to the RELAX algorithm to determine the target's location.

높은 SNR 환경이면(240-High), 부공간 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정한다(260). 한편, 구현시에는 부공간 알고리즘을 적용하기 전에 선행적으로, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 타겟의 각도를 예측하고, 예측된 타겟의 각도에 따라 적합한 부공간 알고리즘을 이용하거나, 예측된 타겟의 각도에 따라 복수의 채널 중 일부 채널만을 이용하여 타겟을 검출함으로써 더욱 낮은 복잡도로 타겟을 검출하는 것도 가능하다. If it is a high SNR environment (240-High), the target location is determined using a subspace algorithm (260). Meanwhile, when implementing, before applying the subspace algorithm, the angle of the target is predicted based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, and an appropriate subspace algorithm is used according to the predicted angle of the target, or the predicted angle is used. It is also possible to detect the target with lower complexity by detecting the target using only some of the plurality of channels depending on the angle of the target.

도 3은 SNR 별 스펙트럼 예를 도시한 도면이다.Figure 3 is a diagram showing an example spectrum for each SNR.

도 3을 참조하면, 먼저 제1 스펙트럼(310)은 낮은 SNR 환경에서의 스펙트럼이고, 제2 스펙트럼(320)은 높은 SNR 환경에서의 스펙트럼이다. 두 경우 모두 150-200 사이에 피크 값이 위치하지만, 해당 피크에서의 PAPR 값은 다르다. 예를 들어, 제1 스펙트럼(310)에서의 PAPR은 12.25인데 반해, 제2 스펙트럼에서의 PAPR은 200.64이다. Referring to FIG. 3, the first spectrum 310 is a spectrum in a low SNR environment, and the second spectrum 320 is a spectrum in a high SNR environment. In both cases, the peak values are located between 150 and 200, but the PAPR values at those peaks are different. For example, the PAPR in the first spectrum 310 is 12.25, while the PAPR in the second spectrum is 200.64.

이와 같이 서로 다른 SNR 환경에서 검출되는 PAPR 값은 차이가 있다는 점에서, PAPR 값을 기초로 현재 타겟의 검출 환경이 높은 SNR 환경인지, 낮은 SNR 환경인지를 구분하는데 이용할 수 있다. 예를 들어, 주변에 특정 물체가 존재하는 개활지 환경이라면, 높은 SNR 환경일 것이고, 제2 스펙트럼(320)과 같이 특정 객체에서 반사되는 레이더 신호의 값이 가장 클 것이다. 이러한 환경에서는 MUSIC 알고리즘과 같은 부공간 기반 알고리즘일 이용하여 RELAX 알고리즘보다 상대적으로 낮은 복잡도로 타겟을 수행할 수 있다. Since the PAPR values detected in different SNR environments are different, the PAPR value can be used to distinguish whether the current target detection environment is a high SNR environment or a low SNR environment. For example, if it is an open area environment where a specific object exists nearby, it will be a high SNR environment, and the value of the radar signal reflected from the specific object, as shown in the second spectrum 320, will be the highest. In this environment, a subspace-based algorithm such as the MUSIC algorithm can be used to perform the target with relatively lower complexity than the RELAX algorithm.

한편, 주변에 여러 물체가 존재하는 환경이라면, 낮은 SNR 환경일 것이고, 제1 스펙트럼(310)과 같이 특정 객체에서 반사되는 레이더 신호의 값 말고도 다양한 물체에 의한 레이더 신호등도 존재한다. 이러한 환경에서는 높은 성능을 갖는 RELAX 알고리즘을 이용함으로써 높은 해상도록 타겟을 검출할 수 있다. Meanwhile, in an environment where several objects exist around, it will be a low SNR environment, and in addition to the value of the radar signal reflected from a specific object, such as the first spectrum 310, there are also radar signal lights caused by various objects. In this environment, targets can be detected at high resolution by using the high-performance RELAX algorithm.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 타켓 위치 결정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method for determining a target location according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 먼저 수신된 레이더 신호에 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용한다. Referring to FIG. 4, first, Discrete Fourier Transform (DFT) is applied to the received radar signal.

그리고 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정한다(S420. 구체적으로, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호의 평균 전력과 피크 값에 기초하여 신호 대 잡음비를 추정할 수 있다. Then, the signal-to-noise ratio (SNR) is estimated based on the radar signal to which the discrete Fourier transform has been applied (S420. Specifically, the signal-to-noise ratio can be estimated based on the average power and peak value of the radar signal to which the discrete Fourier transform has been applied. .

추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면(S430-Y), RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정한다(S440). 구체적으로, 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에서 산란점의 위치와 크기를 산출하고, 산출된 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성하고, 생성된 특성 벡터와 기저장된 벡터 정보를 비교하여 타겟의 위치를 결정할 수 있다. If the estimated signal-to-noise ratio is less than the preset value (S430-Y), the location of the target is determined using the RELAX algorithm (S440). Specifically, the location and size of the scattering point are calculated from the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, a feature vector is generated based on the calculated position and size, and the target location is compared with the generated feature vector and previously stored vector information. can be decided.

추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면(S430-N) 부공간 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정한다(S450). 구체적으로, 신호 대 잡음비가 높은 환경이라고 판단되면, RELAX 알고리즘보다 낮은 복잡도를 갖는 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm) 또는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정할 수 있다. If the estimated signal-to-noise ratio is greater than the preset value (S430-N), the target location is determined using a subspace algorithm (S450). Specifically, if it is determined that the signal-to-noise ratio environment is high, the target is identified using the Multiple signal classification algorithm (MUSIC) or ESPRIT (estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) algorithm, which has lower complexity than the RELAX algorithm. You can decide the location.

따라서, 본 실시 예에 따른 타겟 위치 결정 방법은 PAPR를 이용하여 SNR 환경을 예측하고, 낮은 SNR 환경이라고 추정되는 경우에는 RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 검출하는바 높은 정밀도로 타겟을 검출할 수 있다. 또한, 높은 SNR 환경이라고 추정되는 경우에는 높은 SNR 환경에서 낮은 복잡도로 높은 성능으로 타겟을 검출할 수 있는 부공간 기반 알고리즘을 이용하여 타겟을 검출한다. 이와 같이 SNR 환경별로 고해상도 알고리즘을 변경하여 타겟을 검출하는바, 다양한 SNR 환경에 대해서 적응적인 타겟 검출이 가능하다. 도 4와 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.Therefore, the target location determination method according to this embodiment predicts the SNR environment using PAPR, and when it is estimated to be a low SNR environment, the target position is detected using the RELAX algorithm, so the target can be detected with high precision. there is. Additionally, if it is assumed to be a high SNR environment, the target is detected using a subspace-based algorithm that can detect the target with low complexity and high performance in a high SNR environment. In this way, by changing the high-resolution algorithm for each SNR environment to detect the target, adaptive target detection is possible for various SNR environments. The target positioning method as shown in FIG. 4 can be executed on a target positioning device having the configuration of FIG. 1 and can also be executed on a target positioning device having another configuration.

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.In addition, the target position determination method as described above can be implemented as a program including an executable algorithm that can be executed on a computer, and the above-described program is stored and provided in a non-transitory computer readable medium. It can be.

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.A non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, rather than a medium that stores data for a short period of time, such as registers, caches, and memories. Specifically, programs for performing the various methods described above include magnetic media, CD (Compact Disk), DVD (Digital Video Disk), hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM (Read Only Memory), etc. It may be stored and provided in a non-transitory readable medium.

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.In addition, although the preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described above, the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the disclosure pertains without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical ideas or perspectives of the present disclosure.

100: 타켓 위치 결정 장치 110: 레이더 장치
120: 프로세서
100: target positioning device 110: radar device
120: processor

Claims (8)

타켓 위치 결정 장치에 있어서,
레이더 신호를 방출하고, 타켓으로부터 반사된 레이더 신호를 수신하는 레이더 장치; 및
상기 수신된 레이더 신호에 기초하여 상기 타켓의 위치를 결정하는 프로세서;를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 수신된 레이더 신호를 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하고,
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하고,
상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하고,
상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면, 부공간 알고리즘을 이용하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 타겟 위치 결정 장치.
In the target positioning device,
A radar device that emits a radar signal and receives a radar signal reflected from the target; and
It includes a processor that determines the location of the target based on the received radar signal,
The processor,
Applying Discrete Fourier Transform (DFT) to the received radar signal,
Estimate the signal-to-noise ratio (SNR) based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied,
If the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, the location of the target is determined using the RELAX algorithm,
A target positioning device that determines the position of the target using a subspace algorithm if the estimated signal-to-noise ratio is greater than a preset value.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호의 평균 전력과 피크 값에 기초하여 신호 대 잡음비를 추정하는 타겟 위치 결정 장치.
According to paragraph 1,
The processor,
A target positioning device that estimates the signal-to-noise ratio based on the average power and peak value of the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에서 산란점의 위치와 크기를 산출하고, 상기 산출된 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성하고, 상기 생성된 특성 벡터와 기저장된 벡터 정보를 비교하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 타겟 위치 결정 장치.
According to paragraph 1,
The processor,
If the estimated signal-to-noise ratio is less than the preset value, the position and size of the scattering point are calculated from the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, a characteristic vector is generated based on the calculated position and size, and the generated A target positioning device that determines the position of the target by comparing characteristic vectors with previously stored vector information.
제1항에 있어서,
상기 부공간 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm) 또는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) 알고리즘인 타겟 위치 결정 장치.
According to paragraph 1,
The subspace algorithm is a multiple signal classification algorithm (MUSIC) or an estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) algorithm.
타켓 위치 결정 방법에 있어서,
수신된 레이더 신호에 이산 푸리에 변환(DFT : Discrete Fourier Transform)을 적용하는 단계;
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에 기초하여 신호 대 잡음비(SNR)를 추정하는 단계; 및
상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면 RELAX 알고리즘을 이용하여 타겟의 위치를 결정하고, 상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 이상이면 부공간 알고리즘을 이용하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정하는 단계;를 포함하는 타겟 위치 결정 방법.
In the target location determination method,
Applying Discrete Fourier Transform (DFT) to the received radar signal;
estimating a signal-to-noise ratio (SNR) based on the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied; and
If the estimated signal-to-noise ratio is less than a preset value, the location of the target is determined using the RELAX algorithm, and if the estimated signal-to-noise ratio is more than the preset value, the target is determined using a subspace algorithm. A method for determining a target position, including determining a position.
제5항에 있어서,
상기 신호 대 잡음을 추정하는 단계는,
상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호의 평균 전력과 피크 값에 기초하여 신호 대 잡음비를 추정하는 타켓 위치 결정 방법.
According to clause 5,
The step of estimating the signal to noise is,
A target position determination method for estimating a signal-to-noise ratio based on the average power and peak value of the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied.
제5항에 있어서,
상기 타겟 위치 결정하는 단계는,
상기 추정된 신호 대 잡음비가 기설정된 값 미만이면, 상기 이산 푸리에 변환이 적용된 레이더 신호에서 산란점의 위치와 크기를 산출하고, 상기 산출된 위치 및 크기에 기초하여 특성 벡터를 생성하고, 상기 생성된 특성 벡터와 기저장된 벡터 정보를 비교하여 상기 타겟의 위치를 결정하는 타켓 위치 결정 방법.
According to clause 5,
The step of determining the target location is,
If the estimated signal-to-noise ratio is less than the preset value, the position and size of the scattering point are calculated from the radar signal to which the discrete Fourier transform is applied, a characteristic vector is generated based on the calculated position and size, and the generated A target location determination method that determines the location of the target by comparing characteristic vectors with previously stored vector information.
제5항에 있어서,
상기 부공간 알고리즘은 다중 신호 분류 기법(MUSIC : Multiple signal classification algorithm) 또는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques) 알고리즘인 타켓 위치 결정 방법.
According to clause 5,
The subspace algorithm is a multiple signal classification algorithm (MUSIC) or an estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (ESPRIT) algorithm.
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