WO2018111011A1 - 이동 객체 탐지 시스템 및 방법 - Google Patents

이동 객체 탐지 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018111011A1
WO2018111011A1 PCT/KR2017/014756 KR2017014756W WO2018111011A1 WO 2018111011 A1 WO2018111011 A1 WO 2018111011A1 KR 2017014756 W KR2017014756 W KR 2017014756W WO 2018111011 A1 WO2018111011 A1 WO 2018111011A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
signal group
distance information
signals
radar
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/014756
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
조성호
최정우
Original Assignee
(주)더블유알티랩
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 (주)더블유알티랩 filed Critical (주)더블유알티랩
Priority to US16/469,902 priority Critical patent/US11435469B2/en
Publication of WO2018111011A1 publication Critical patent/WO2018111011A1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/87Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G01S13/872Combinations of primary radar and secondary radar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/66Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G01S13/70Radar-tracking systems; Analogous systems for range tracking only
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/87Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/87Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/46Indirect determination of position data
    • G01S2013/466Indirect determination of position data by Trilateration, i.e. two antennas or two sensors determine separately the distance to a target, whereby with the knowledge of the baseline length, i.e. the distance between the antennas or sensors, the position data of the target is determined

Definitions

  • the present invention relates to a moving object detection system and method.
  • the moving object detection system can be applied in a building where security is required, or in a department store or a museum where a customer's movement is required.
  • Moving object detection system has been mainly used to detect the location of the object by assigning an ID to each object and to identify the ID assigned to the object, this method can not guarantee the privacy of the individual, and identify the ID
  • This disadvantage was that the location of the object could not be identified unless a separate device could be used.
  • 1 is a view for explaining a problem that occurs when detecting a moving object using a radar.
  • the moving object detection system calculates the positions of the first object 21 and the second object 22 using the first radar 11 and the second radar 12. If it is possible to identify which target signal is detected by each radar, the distance information d 11 of the first object 21 detected by the first radar 11 and the first object detected by the second radar 12 The position information of the first object 21 is detected by using the distance information d 21 of the 21 , and the distance information d 12 of the second object 22 detected by the first radar 11 and the second radar 12 are detected. The location of the second object 22 may be detected using the distance information d 22 of the second object 22 detected by.
  • the distance information of the first object 21 detected by the first radar 11 If d 11 and the distance information d 22 of the second object 22 detected by the second radar 12 are combined, an incorrect position 23 different from the actual position of the first object 21 is detected, and the second object is detected.
  • the distance information d 12 of the second object 22 detected by the first radar 11 and the distance information d 21 of the first object 22 detected by the second radar 12 may be combined to form a real object. There is a problem that an incorrect position 24 different from the position of the two objects 22 can be detected.
  • the present invention provides a moving object detection system and method that can accurately detect the position of a plurality of moving objects using a radar.
  • two or more radar devices for detecting a signal of a plurality of objects;
  • An input unit for receiving a signal detected from the two or more radar devices;
  • a distance information calculator for calculating distance information of the object from the received signal;
  • Grouping for generating a plurality of signal group combinations by randomly selecting the input signal one by one for each radar device to generate a plurality of signal groups, and by generating a signal group combination of the selected signal group of the generated plurality of signal groups part;
  • An operation unit which calculates a cross-correlation value for every signal group in the same signal group combination and sums the calculated cross-correlation values;
  • a combination selector for selecting a signal group combination in which the sum of the cross-correlation values is maximum;
  • a position calculating unit for calculating the position of each object by mapping the signal groups in the selected signal group combination to an object, wherein the grouping unit belongs to any one of a plurality of signal groups belonging to one signal group combination.
  • the operation unit calculates the cross-correlation value by collecting the strength and distance information of the signals belonging to the one signal group for each frame within a predetermined time.
  • the distance information calculator may be configured to calculate the distance information by using a time required for the signal emitted from the radar device to be reflected by each object and detected by the radar device.
  • the radar device is characterized in that it has a directionality.
  • the radar device is characterized in that the IR-UWB radar.
  • the location calculator may calculate a location of each object using distance information of signals in a signal group corresponding to the object.
  • step (a) receiving a signal of a plurality of objects using two or more radar devices; (b) calculating distance information of the object from the received signal; (c) randomly selecting the input signal for each radar device to generate a plurality of signal groups, and generating a plurality of signal group combinations by generating selected signal groups among the generated signal groups as one signal group combination; Generating; (d) calculating a cross-correlation value for every signal group in the same signal group combination and summing the calculated cross-correlation values; (e) selecting a signal group combination in which the sum of the cross-correlation values is maximum; And (f) calculating a position of each object by mapping the signal groups in the selected signal group combination to an object, wherein step (c) includes a plurality of signal groups in which all signals belong to one signal group combination.
  • a moving object detection method is provided which generates a plurality of signal groups and a plurality of signal group combinations to belong to any one.
  • step (d) the strength and distance information of signals belonging to the one signal group may be collected for each frame within a predetermined time period to calculate the cross-correlation value.
  • the step (b) is characterized in that the distance information is calculated using the time taken before the signals emitted from the two or more radar devices are reflected by each object and detected by the two or more radar devices.
  • the radar device is characterized in that it has a directionality.
  • the radar device is characterized in that the IR-UWB radar.
  • step (d) the location of each object may be calculated using distance information of signals in the signal group corresponding to the object.
  • the present invention has an advantage of accurately detecting a location without violating the privacy of a plurality of moving objects using a radar.
  • 1 is a view for explaining a problem that occurs when detecting a moving object using a radar.
  • FIG. 2 is a structural diagram of a moving object detection system 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining the calculation of the position calculation unit 180 of the moving object detection system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a graph showing the strength of the signals of the two objects detected by the radar device over time.
  • FIG. 5 is a graph showing distance information of signals of two objects detected by the radar device of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a moving object detection method according to an embodiment of the present invention over time.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 2 is a structural diagram of a moving object detection system 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the moving object detection system 100 may include a first radar device 110, a second radar device 120, an input unit 130, and a distance information calculator 140. ), A grouping unit 150, a calculator 160, a combination selector 170, and a position calculator 180.
  • the first radar device 110 and the second radar device 120 detect a signal of an object.
  • the object may be a moving object or may be a stationary object.
  • the first radar device 110 and the second radar device 120 may be an IR-UWB radar.
  • the IR-UWB radar has excellent resolution, making it easy to see small changes in objects.
  • the first radar device 110 and the second radar device 120 may have a direction to detect the position of the object in a specific direction.
  • the input unit 130 receives the detected signals from the first radar device 110 and the second radar device 120.
  • the input unit 130 may distinguish which of the first radar device 110 and the second radar device 120 are detected by the radar device.
  • the distance information calculator 140 may calculate distance information from signals detected by the first radar device 110 and the second radar device 120.
  • the first radar device 110 and the second radar device 120 detects a signal of each object, the signal emitted from the first radar device 110 and the second radar device 120 reaches each object,
  • the distance information calculation unit may include the objects, the first radar device 110, and the second radar.
  • Distance information which is the distance between the devices 120, can be calculated.
  • the distance information of the signal may be used to calculate the position of each object, and may also be used to calculate the cross-correlation value described later.
  • the grouping unit 150 may generate a plurality of signal groups by arbitrarily selecting input signals, one for each radar device, and may generate a selected signal group among the generated signal groups as one signal group combination. .
  • the grouping unit 150 may generate a plurality of signal groups and a plurality of signal group combinations such that all signals belong to any one of a plurality of signal groups belonging to one signal group combination.
  • two signal group combinations may be generated when two moving objects are detected by two radar devices, and two signal groups may be generated in each signal group combination.
  • the grouping unit 150 may generate the signal groups and the signal group combinations as many as possible.
  • the calculation unit 160 calculates a cross-correlation value of all signal groups in the same signal group combination in order to determine whether the signal groups of the generated signal group combinations are the same as those of generating the signals for each moving object. Compute and sum the computed cross-correlation values. The detailed calculation process of the operation unit 160 will be described later.
  • the combination selector 170 may select a signal group combination in which the sum of the cross-correlation values calculated by the calculator 160 is maximum to select a signal group combination composed only of signal groups composed of signals of the same object.
  • the position calculator 180 may correspond to the signal groups in the signal group combination to the object through the following operation, and accurately calculate the positions of all objects by using the distance information of the signals in the signal group corresponding to the object.
  • FIG 3 is a view for explaining the calculation of the position calculation unit 180 of the moving object detection system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the signal detected by the first radar device 110 includes the distance information r0 of the object, and the signal detected by the second radar device 120 includes the distance information r1 of the object.
  • Equation 1 is solved with respect to a.
  • Equation 4 When the first radar device 110 and the second radar device 120 is omnidirectional, referring to FIG. 3, two positions of P 3 come out as shown in Equation 4, but a radar device having a directivity is used. Or, if you use an additional radar, you can calculate the position of one P 3 .
  • the grouping unit 150 randomly selects the signals received from the first radar device 110 and the signals received from the second radar device 120, one for each radar device, and generates a plurality of signal groups.
  • a plurality of signal group combinations are generated by generating the selected signal group among the signal groups of as one signal group combination.
  • a plurality of signal groups and signal group combinations are generated so that all signals belong to any one of a plurality of signal groups belonging to one signal group combination, and the signal group combinations can be generated as many as possible. .
  • the calculator 160 calculates a cross-correlation value of signals belonging to one signal group, and calculates a sum of cross-correlation values of all signal groups in one signal group combination.
  • the cross-correlation value is performed with respect to the signal strength, and is also performed with respect to the distance information of the signal calculated by the distance information calculator 140.
  • the cross-correlation value of a signal in a specific frame may be calculated by collecting each frame within a predetermined time. When the cross-correlation value is calculated by collecting the distance information of the signal according to the frame of each time, the object is moving. It can be easy to find the same object in.
  • (a) is a graph showing the strength of the signals of the two objects detected by the first radar device 110 over time
  • (b) is a signal of the signals of the two objects detected by the second radar device 120 A graph showing intensity over time.
  • the intensity information of the same object shows different values in the graph of each radar, but the shape that changes with time has a unique shape for each object. Therefore, if the radar device calculates the cross-correlation value by collecting the signal strength in a time frame, the cross-correlation values calculated between signals of the same object are the highest.
  • FIG. 5A is a graph showing distance information of signals of two objects detected by the first radar device 110 according to time, and (b) shows signals of two objects detected by the second radar device 120. This graph shows distance information over time.
  • each radar device calculates the cross-correlation value by collecting the distance information of the signal in a time frame, the cross-correlation value calculated between the signals of the same object is the highest.
  • the cross-correlation value of the signal intensity of the same object detected by each radar device is higher than the cross-correlation value of the signal intensity of different objects, and the mutual information of the distance information of the signal of the same object detected by each radar device
  • the correlation value is also higher than the cross-correlation value of the distance information of signals of different objects.
  • the calculation unit 160 calculates a cross-correlation value between the signals in all the signal groups generated by the grouping unit 150 to determine whether the signals in the signal group are the same object, and compares the sum for each signal group combination. do.
  • the strength and distance information of the signal received from the first radar device 110 to detect the position of the object is expressed by the following equation.
  • Equation 5 m 1ik is the strength of the k frame of the signal i detected by the first radar device 110, d 1ik is the distance information of the k frame of the signal i detected by the first radar device 110, W Is the number of frames to use.
  • the strength and distance information of the signal received from the second radar device 120 to detect the position of the object is as shown in the following equation.
  • Equation 6 m 2ik is the intensity of the k-th frame of the signal i detected by the second radar apparatus (120), d 2ik is the distance information of the k-th frame of the signal i detected by the second radar apparatus (120).
  • Equation 7 Is a cross-correlation value of the intensity of the signal i detected by the first radar device 110 and the intensity of the signal j detected by the second radar device 120, Is a cross-correlation value of the distance information of the signal i sensed by the first radar device 110 and the distance information of the signal j detected by the second radar device 120.
  • the first radar device 110 and the second radar device 120 detect the positions of the first object and the second object, the first radar device 110 may not determine which object it is.
  • the first signal and the second signal are sensed, and the second radar device 120 also detects a third signal and a fourth signal that are unknown to which object the signal is.
  • the pairing unit 150 may detect the first signal and the second signal, which are signals detected by the first radar device 110, and the third and fourth signals, which are signals detected by the second radar device 120, and in all cases.
  • the signal group is generated by combining the number.
  • the first signal group combination may be generated by generating the second signal group from the second signal and the fourth signal.
  • the second signal group may be generated by generating the second signal group using the second signal and the third signal.
  • Equation 8 P 11 is the sum of cross correlation values of the first signal group combination, and P 12 is the sum of cross correlation values of the second signal group combination.
  • the combination selector 170 may select the signal group combination having the largest sum of the cross-correlation values by comparing the sum of the cross-correlation values of all signal group combinations calculated by the operation unit 160.
  • the position calculator 180 may accurately calculate the position of each object according to the calculation of the position calculator 180 using the distance information of the signals of each signal group of the selected signal group combination. .
  • the moving object detection system provides a moving object detection system capable of detecting M objects including N radar devices.
  • the operations of the grouping unit 150, the operation unit 160, and the combination selection unit 170 are as follows. same.
  • the intensity information and distance information of the detected signal are as shown in the following equation.
  • Equation 9 Is information of the k-frame time point of the i-th signal detected by the i-th radar, Is distance information of the k-frame time point of the j-th signal detected by the i-th radar, Is the strength of the k-frame time point of the j-th signal detected by the i-th radar, W is the number of frames to use.
  • the grouping unit 150 may generate the signal group combination by the number Q in all cases.
  • the calculation unit 160 is the sum of the cross-correlation value for each signal group combination Will be calculated according to the following procedure.
  • v li1 is a number assigned to the first signal in the i th radar for the l th signal group combination.
  • the combination selector 170 can select a signal group combination whose sum of correlation values is the maximum.
  • the position calculator 170 may accurately calculate the position of each object by using the distance information of the signals in the signal group corresponding to the object by mapping the signal groups of the selected signal group combination to the object.
  • the moving object detection system can accurately detect the positions of the M moving objects using N radars.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a moving object detection method according to an embodiment of the present invention over time.
  • the moving object detection method (a) receiving a signal (S410); (b) calculating distance information (S420); (c) generating a signal group and a signal group combination (S430); (d) calculating cross correlation values (S440); (e) selecting a signal group combination (S450); (f) calculating the position (S460).
  • (A) receiving a signal is a step of receiving a signal of the moving object from two or more radar devices.
  • the radar device may have directivity, and may use an IR-UWB radar as an example.
  • (B) calculating the distance information (S420) is a step of calculating the distance information of each radar device and each object from the received signals. Considering the time until the signal emitted from each radar device reaches each object, and is reflected from each object and detected by each radar device, distance information, which is the distance between each object and each radar device, is calculated. It becomes possible.
  • (c) generating a signal group and a signal group combination (S430) randomly selects input signals, one for each radar device, to generate a plurality of signal groups, and selects one of the selected signal groups among the generated signal groups.
  • Generating a signal group combination of the step of generating a plurality of signal group combinations Multiple signal groups and signal group combinations can be generated such that all input signals belong to one of a plurality of signal groups belonging to one signal group combination.
  • Signal group combinations can be generated for any number of possible combinations.
  • (D) calculating the cross-correlation value calculates the sum of the cross-correlation value for each signal group in the signal group combination generated in step (c).
  • This cross-correlation value is performed on the signal strength, and is also performed on the distance information of the signal calculated in step (b).
  • the cross-correlation value of a signal in a specific frame may be calculated by collecting each frame within a predetermined time. When the cross-correlation value is calculated by collecting the distance information of the signal according to the frame of each time, the object is moving. It can be easy to find the same object in.
  • the cross-correlation value of the distance information of the signal of the same object detected by each radar device is higher than the cross-correlation value of the distance information of the signal of different objects, and the cross-correlation value of the signal of the same object detected by each radar device
  • the correlation value is also higher than the cross-correlation value of the signal strength information of different objects.
  • step (d) calculates the cross-correlation value for every signal group in the same signal group combination generated in step (c), and adds the calculated cross-correlation values.
  • the operation of calculating the sum of the detailed cross-correlation values is the same as the operation of the operation unit 160 described above.
  • Selecting a signal group combination includes selecting a signal group combination having the largest sum of cross correlation values by comparing the sum of cross correlation values of each signal group combination calculated in step (d). to be.
  • (F) calculating the position (S460) is to calculate the position of each object using the distance information of the signals in the signal group corresponding to the signal group of the signal group combination selected in the step (e) to the object to be. Distance information of each signal is calculated in step (b).
  • the process of calculating the position of the object is the same as the operation process of the position calculator 180 described above.

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

이동 객체 탐지 시스템 및 방법이 개시된다. 개시된 이동 객체 탐지 시스템은 다수의 객체의 신호를 감지하는 둘 이상의 레이더 장치; 상기 둘 이상의 레이더 장치로부터 감지된 신호를 입력받는 입력부; 상기 입력받은 신호로부터 객체의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출부; 상기 입력받은 신호를 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 그룹핑부; 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합하는 연산부; 상기 상호상관값들의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택하는 조합 선택부; 및 상기 선택된 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 각 객체의 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함하되, 상기 그룹핑부는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 다수의 신호그룹조합을 생성하는 것을 특징으로 한다. 개시된 시스템에 따르면, 레이더를 이용하여 다수의 이동 객체의 프라이버시를 침해하지 않으면서 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 장점이 있다.

Description

이동 객체 탐지 시스템 및 방법
본 발명은 이동 객체 탐지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이동 객체 탐지 시스템은 보안이 요구되는 건물 실내, 고객의 동선파악이 요구되는 백화점이나 박물관과 같은 곳에서 적용될 수 있다. 이동 객체 탐지 시스템은 각 객체에 ID를 부여하고 객체에 부여된 ID를 식별하는 방법으로 객체의 위치를 탐지하는 방법이 주로 사용되어 왔는데, 이러한 방법은 개인의 프라이버시를 보장할 수 없으며, ID를 식별할 수 있는 별도의 장치를 사용하지 않으면 객체의 위치를 식별할 수 없다는 단점이 있었다.
그러나 ID의 부여 없이 레이더만을 이용하여 다수의 객체의 위치를 탐지하는 경우, 객체로부터 반사되는 신호로 추정 가능한 거리정보만을 이용한다면 각 레이더에서 감지한 신호가 어느 객체의 신호인지 알 수가 없으므로 각 객체의 정확한 위치를 탐지하기가 어려워지게 된다.
도 1은 레이더를 이용하여 이동 객체를 감지할 때 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동 객체 탐지 시스템은 제1 레이더(11) 및 제2 레이더(12)를 이용하여 제1 객체(21) 및 제2 객체(22)의 위치를 산출해내게 된다. 각 레이더에서 감지한 신호가 어느 타겟의 신호인지 식별이 가능하다면, 제1 레이더(11)에서 감지한 제1 객체(21)의 거리정보 d11와 제2 레이더(12)에서 감지한 제1 객체(21)의 거리정보 d21를 이용하여 제1 객체(21)의 위치를 탐지하고, 제1 레이더(11)에서 감지한 제2 객체(22)의 거리정보 d12와 제2 레이더(12)에서 감지한 제2 객체(22)의 거리정보 d22를 이용하여 제2 객체(22)의 위치를 탐지해 낼 수 있다. 그러나, 종래 기술의 레이더를 이용한 이동 객체 탐지 시스템에서는, 각 레이더에서 감지한 신호가 어느 객체의 신호인지 구별할 방법이 없으므로, 제1 레이더(11)에서 감지한 제1 객체(21)의 거리정보 d11와 제2 레이더(12)에서 감지한 제2 객체(22)의 거리정보 d22가 조합된다면 실제 제1 객체(21)의 위치와는 다른 잘못된 위치(23)가 탐지되며, 제2 객체(22) 또한 제1 레이더(11)에서 감지한 제2 객체(22)의 거리정보 d12와 제2 레이더(12)에서 감지한 제1 객체(22)의 거리정보 d21이 조합되어 실제 제2 객체(22)의 위치와는 다른 잘못된 위치(24)가 탐지될 수 있는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 레이더를 이용하여 다수의 이동 객체의 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 이동 객체 탐지 시스템 및 방법을 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 다수의 객체의 신호를 감지하는 둘 이상의 레이더 장치; 상기 둘 이상의 레이더 장치로부터 감지된 신호를 입력받는 입력부; 상기 입력받은 신호로부터 객체의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출부; 상기 입력받은 신호를 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 그룹핑부; 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합하는 연산부; 상기 상호상관값들의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택하는 조합 선택부; 및 상기 선택된 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 각 객체의 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함하되, 상기 그룹핑부는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 다수의 신호그룹조합을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템이 제공된다.
상기 연산부는 상기 하나의 신호그룹에 속하는 신호들의 세기 및 거리정보를 일정 시간 내의 프레임별로 취합하여 상기 상호상관값을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 거리정보 산출부는 상기 레이더 장치로부터 방사된 신호가 각 객체에 반사되어 상기 레이더 장치에 감지되기까지 걸리는 시간을 이용하여 상기 거리정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 레이더 장치는 방향성을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 레이더 장치는 IR-UWB 레이더인 것을 특징으로 한다.
상기 위치 산출부는 상기 객체에 대응되는 신호그룹 내의 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, (a) 둘 이상의 레이더 장치를 이용하여 다수의 객체의 신호를 입력받는 단계; (b) 상기 입력받은 신호로부터 객체의 거리정보를 산출하는 단계; (c) 상기 입력받은 신호를 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹들을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 단계; (d) 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합하는 단계; (e) 상기 상호상관값들의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택하는 단계; 및 (f) 상기 선택된 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 각 객체의 위치를 산출하는 단계를 포함하되, 상기 단계(c)는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 다수의 신호그룹조합을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법이 제공된다.
상기 단계 (d)는 상기 하나의 신호그룹에 속하는 신호들의 세기 및 거리정보를 일정 시간 내의 프레임별로 취합하여 상기 상호상관값을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 단계 (b)는 상기 둘 이상의 레이더 장치로부터 방사된 신호가 각 객체에 반사되어 상기 둘 이상의 레이더 장치에 감지되기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 거리정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 레이더 장치는 방향성을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 레이더 장치는 IR-UWB 레이더인 것을 특징으로 한다.
상기 단계 (d)는 상기 객체에 대응되는 신호그룹 내의 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 레이더를 이용하여 다수의 이동 객체의 프라이버시를 침해하지 않으면서 위치를 정확하게 탐지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 레이더를 이용하여 이동 객체를 감지할 때 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템(100)의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템(100)의 위치 산출부(180)의 연산을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 레이더 장치에서 감지한 두 객체의 신호의 세기를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5의 레이더 장치에서 감지한 두 객체의 신호의 거리정보를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템(100)의 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템(100)은 제1 레이더 장치(110), 제2 레이더 장치(120), 입력부(130), 거리정보 산출부(140), 그룹핑부(150), 연산부(160), 조합 선택부(170) 및 위치 산출부(180)를 포함할 수 있다.
제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)는 객체의 신호를 감지한다. 상기 객체는 이동하는 객체일 수 있으며, 정지해 있는 객체일 수도 있을 것이다. 또한, 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)는 IR-UWB 레이더일 수도 있다. IR-UWB 레이더는 분해능이 뛰어나 객체의 미세한 변화를 파악하는데 용이하다. 또한, 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)는 특정 방향에 있는 객체의 위치를 탐지하기 위해 방향성을 가질 수도 있을 것이다.
입력부(130)는 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)로부터 감지된 신호를 입력받는다. 입력부(130)는 입력받는 신호가 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120) 중 어느 레이더 장치에서 감지되었는지 구분할 수 있다.
거리정보 산출부(140)는 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)로부터 감지된 신호들로부터 거리정보를 산출할 수 있다. 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)는 각 객체들의 신호를 감지하는데, 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)에서 방사된 신호가 각 객체에 도달하고, 각 객체로부터 반사되어 다시 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)에 감지될 때까지의 시간을 고려하면 거리정보 산출부는 각 객체들과 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120) 사이의 거리인 거리정보를 산출해 낼 수 있게 된다. 신호의 거리정보는 각 객체의 위치를 산출하기 위하여 사용될 수 있으며, 후술하는 상호상관값을 연산하기 위해서도 사용된다.
그룹핑부(150)는 입력된 신호들을 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성할 수 있으며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹을 하나의 신호그룹조합으로 생성할 수 있다. 특히, 그룹핑부(150)는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹과 다수의 신호그룹 조합을 생성할 수 있다. 일례로, 두 개의 레이더 장치로 두 개의 이동 객체를 탐지할 경우에는 두 개의 신호그룹조합이 생성되며, 각 신호그룹조합에는 두 개의 신호그룹이 생성될 수 있다. 이와 같이, 그룹핑부(150)는 신호그룹및 신호그룹조합을 가능한 모든 경우의 수만큼 생성할 수 있다.
연산부(160)는 생성된 신호그룹조합 중 어느 신호그룹조합의 신호그룹들이 실제 각 이동 객체별 신호를 신호그룹으로 생성한 것과 동일한 것인지 판단하기 위하여 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합할 수 있다. 이러한 연산부(160)의 자세한 연산 과정은 후술하기로 한다.
조합 선택부(170)는 동일한 객체의 신호로 구성된 신호그룹들로만 구성된 신호그룹조합을 선택하기 위해 연산부(160)에서 연산한 상호상관값의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택할 수 있다.
위치 산출부(180)는 다음과 같은 연산을 통하여 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시키고, 객체에 대응되는 신호그룹 내 신호들의 거리정보를 이용하여 모든 객체의 위치를 정확하게 산출해낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템(100)의 위치 산출부(180)의 연산을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 레이더 장치(110)는 P0=(x0,y0)에 위치하며, 제2 레이더 장치(120)는 P1=(x1,y1)에 위치하고, 객체는 P3=(x3,y3)에 위치한다. 제1 레이더 장치(110)에서 감지된 신호에는 객체의 거리정보 r0가 포함되며, 제2 레이더 장치(120)에서 감지된 신호에는 객체의 거리정보 r1이 포함된다.
도 3에서 직각삼각형 P0P2P3 및 P1P2P3을 정의하면 하기 수학식이 성립한다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000001
또한, 제1 레이더 장치(110)와 제2 레이더 장치(120)의 거리 d=a+b이므로 수학식 1을 a에 대하여 풀면 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000002
그러므로 하기 수학식이 성립한다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000003
이제 객체의 위치 P3=(x3,y3)의 좌표를 구하면 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000004
제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)가 전방향일 경우, 도 3을 참조하면 수학식 4에서와 같이 P3의 위치가 두 곳이 나오게 되지만, 방향성을 가진 레이더 장치를 사용하거나, 추가의 레이더를 사용한다면 하나의 P3의 위치를 산출할 수 있게 된다.
이제, 그룹핑부(150) 및 연산부(160)의 연산 과정에 대해 보다 자세히 설명하도록 하겠다. 그룹핑부(150)는 제1 레이더 장치(110)로부터 입력받은 신호들과 제2 레이더 장치(120)로부터 입력받은 신호들을 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하고, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹 조합을 생성한다. 특히, 전술하였듯이 모든 신호는 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 신호그룹조합이 생성되며, 신호그룹조합은 가능한 모든 경우의 수만큼 생성될 수 있다.
연산부(160)는 하나의 신호그룹에 속하는 신호들의 상호상관값을 연산하고, 하나의 신호그룹 조합 내의 모든 신호그룹의 상호상관값의 합을 연산한다. 이러한 상호상관값은 신호의 세기에 대해 수행되며, 거리정보 산출부(140)에서 산출된 신호의 거리정보에 대해서도 수행된다. 특히, 신호의 특정 프레임에서의 상호상관값은 일정 시간내의 각 프레임을 취합하여 연산될 수 있는데, 신호의 거리정보를 각 시간의 프레임에 따라 취합하여 상호상관값을 연산하면, 객체가 이동중인 경우에 동일한 객체를 찾아내기에 용이할 수 있다.
도 4의 (a)는 제1 레이더 장치(110)에서 감지한 두 객체의 신호의 세기를 시간에 따라 나타낸 그래프이며, (b)는 제2 레이더 장치(120)에서 감지한 두 객체의 신호의 세기를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, 동일한 객체의 세기정보가 각 레이더의 그래프에서 다른 값을 나타내지만, 시간에 따라 변화하는 모양은 객체마다 고유한 형태를 지니고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 각 레이더 장치에서 신호의 세기를 시간 프레임으로 취합하여 상호상관값을 계산한다면, 동일한 객체의 신호끼리 계산한 상호상관값이 가장 높게 나타나게 된다.
도 5의 (a)는 제1 레이더 장치(110)에서 감지한 두 객체의 신호의 거리정보를 시간에 따라 나타낸 그래프이며, (b)는 제2 레이더 장치(120)에서 감지한 두 객체의 신호의 거리정보를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 동일한 객체의 거리정보가 각 레이더의 그래프에서 다른 값을 나타내지만, 시간에 따라 변화하는 모양은 객체마다 고유한 형태를 지니고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 각 레이더 장치에서 신호의 거리정보를 시간 프레임으로 취합하여 상호상관값을 계산한다면, 동일한 객체의 신호끼리 계산한 상호상관값이 가장 높게 나타나게 된다.
그러므로, 각 레이더 장치에서 감지된 동일한 객체의 신호의 세기의 상호상관값은 서로 다른 객체의 신호의 세기의 상호상관값보다 높게 나타나게 되며, 각 레이더 장치에서 감지된 동일한 객체의 신호의 거리정보의 상호상관값 또한 서로 다른 객체의 신호의 거리정보의 상호상관값보다 높게 나타나게 된다.
따라서 연산부(160)는 신호그룹 내의 신호들이 동일한 객체의 것인지 판단하기 위해 그룹핑부(150)에서 생성된 모든 신호그룹내의 신호들간에 상호상관값을 연산하여, 그 합을 각 신호그룹조합별로 비교하게 된다.
객체의 위치를 탐지하기 위해 제1 레이더 장치(110)에서 입력받은 신호의 세기 및 거리정보는 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000005
수학식 5에서 m1ik는 제1 레이더 장치(110)에서 감지한 신호 i의 k프레임의 세기이며, d1ik는 제1 레이더 장치(110)에서 감지한 신호 i의 k프레임의 거리정보이고, W는 사용할 프레임의 개수이다.
한편, 객체의 위치를 탐지하기 위해 제2 레이더 장치(120)에서 입력받은 신호의 세기 및 거리정보는 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000006
수학식 6에서 m2ik는 제2 레이더 장치(120)에서 감지한 신호i의 k프레임의 세기이며, d2ik는 제2 레이더 장치(120)에서 감지한 신호 i의 k프레임의 거리정보이다.
따라서 각 신호그룹의 상호상관값은 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000007
수학식 7에서,
Figure PCTKR2017014756-appb-I000001
는 제1 레이더 장치(110)에서 감지된 신호 i의 세기와 제2 레이더 장치(120)에서 감지된 신호 j의 세기의 상호상관값이며,
Figure PCTKR2017014756-appb-I000002
는 제1 레이더 장치(110)에서 감지된 신호 i의 거리정보와 제2 레이더 장치(120)에서 감지된 신호 j의 거리정보의 상호상관값이다.
일례로, 제1 레이더 장치(110) 및 제2 레이더 장치(120)에서 제1 객체 및 제2 객체의 위치를 탐지하는 경우, 제1 레이더 장치(110)는 어느 객체의 것인지는 판단할 수 없으나 제1 신호 및 제2 신호를 감지하게 되며, 제2 레이더 장치(120) 또한 어느 객체의 신호인지 알 수 없는 제3 신호 및 제4 신호를 감지하게 된다.
페어링부(150)는 제1 레이더 장치(110)에서 감지한 신호인 제1 신호와 제2 신호를 제2 레이더 장치(120)에서 감지한 신호인 제3 신호와 제4 신호와 가능한 모든 경우의 수만큼 조합하여 신호그룹을 생성하게 된다.
두 개의 레이더 장치를 사용하며 두 개의 객체에서 반사되는 신호를 신호그룹조합으로 생성하는 경우 가능한 모든 조합의 수는 2가지일 것이다.
먼저, 제1 신호와 제3 신호로 제1 신호그룹을 생성한다면, 제2 신호와 제4 신호로 제2 신호그룹을 생성하여 제1 신호그룹조합을 생성할 수 있다.
그리고, 제1 신호와 제4 신호로 제1 신호그룹을 생성한다면, 제2신호와 제3 신호로 제2 신호그룹을 생성하여 제2 신호그룹조합을 생성할 수 있다.
각 신호그룹조합 내의 상호상관값의 합은 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000008
수학식 8에서 P11은 제1 신호그룹조합의 상호상관값의 합이고, P12는 제2 신호그룹조합의 상호상관값의 합이다.
조합 선택부(170)는 연산부(160)에서 연산한 모든 신호그룹조합의 상호상관값의 합을 비교하여 가장 큰 상호상관값의 합을 가지는 신호그룹조합을 선택할 수 있다.
그러므로, P11 > P12인 경우 조합 선택부(170)는 제1 신호그룹조합을 선택하며, P11 < P12인 경우에는 제2 신호그룹조합을 선택한다.
다음으로, 위치 산출부(180)는 선택된 신호그룹조합의 각 신호그룹별 신호들의 거리정보를 이용하여, 전술한 위치 산출부(180)의 연산에 따라 각 객체의 위치를 정확하게 산출해낼 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템은, N개의 레이더 장치를 포함하여 M개의 객체를 탐지할 수 있는 이동 객체 탐지 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 N개의 레이더 장치를 포함하는 이동 객체 탐지 시스템이 M개의 객체를 탐지하는 경우, 그룹핑부(150)와 연산부(160) 및 조합 선택부(170)의 연산은 다음과 같다.
감지된 신호의 세기정보 및 거리정보는 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000009
수학식 9에서,
Figure PCTKR2017014756-appb-I000003
는 i번째 레이더에서 감지한 i번째 신호의 k프레임 시점의 정보이며,
Figure PCTKR2017014756-appb-I000004
는 i번째 레이더에서 감지한 j번째 신호의 k프레임 시점의 거리정보이고,
Figure PCTKR2017014756-appb-I000005
는 i번째 레이더에서 감지한 j번째 신호의 k프레임 시점의 세기이며, W는 사용할 프레임의 개수이다.
한편, N개의 레이더에서 감지하는 M개의 신호의 모든 신호그룹조합의 수 Q는 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000010
따라서 그룹핑부(150)는 모든 경우의 수 Q만큼 신호그룹조합을 생성할 수 있다.
한편, 연산부(160)는 각각의 신호그룹조합에 대해 상호상관값의 합인
Figure PCTKR2017014756-appb-I000006
를 다음 과정에 따라 연산하게 된다.
l번째 신호그룹조합에 대하여 각 신호그룹의 상호상관값을 계산하면 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000011
수학식 11에서, vli1는 l번째 신호그룹조합에 대한 i번째 레이더에서의 1번째 신호에 할당된 번호이다.
그러므로, l번째 페어링에 대하여 각 신호그룹조합의 상호상관값의 합은 하기 수학식과 같다.
Figure PCTKR2017014756-appb-M000012
수학식 12를 이용하여 산출된 Q개의
Figure PCTKR2017014756-appb-I000007
값을 비교하여 최대값인
Figure PCTKR2017014756-appb-I000008
를 구하면 조합 선택부(170)는 상호상관값의 합이 최대인 신호그룹조합을 선택할 수 있게 된다.
따라서 위치 산출부(170)는 선택된 신호그룹조합의 신호그룹들을 객체에 대응시켜, 객체에 대응하는 신호그룹 내 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 정확하게 산출해낼 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 객체 탐지 시스템은 N개의 레이더를 이용하여 M개의 이동 객체의 위치를 정확하게 탐지해 낼 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 방법을 시간의 흐름에 따라 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 객체 탐지 방법은 (a)신호를 입력받는 단계(S410); (b)거리정보를 산출하는 단계(S420); (c)신호그룹 및 신호그룹조합을 생성하는 단계(S430); (d)상호상관값을 연산하는 단계(S440); (e)신호그룹조합을 선택하는 단계(S450); (f)위치를 산출하는 단계(S460)를 포함한다.
(a)신호를 입력받는 단계(S410)는 둘 이상의 레이더 장치로부터 이동 객체의 신호를 입력받는 단계이다. 레이더 장치는 방향성을 가질 수 있으며, 일례로 IR-UWB 레이더를 사용할 수도 있다.
(b)거리정보를 산출하는 단계(S420)는 입력받은 신호들로부터 각 레이더 장치와 각 객체들의 거리정보를 산출하는 단계이다. 각 레이더 장치에서 방사된 신호가 각 객체에 도달하고, 각 객체로부터 반사되어 다시 각 레이더 장치에 감지될 때까지의 시간을 고려하면 각 객체들과 각 레이더 장치 사이의 거리인 거리정보를 산출해 낼 수 있게 된다.
(c)신호그룹 및 신호그룹조합을 생성하는 단계(S430)는 입력된 신호들을 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹들을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 단계이다. 입력된 모든 신호는 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 신호그룹조합이 생성될 수 있다. 신호그룹조합은 조합이 가능한 모든 경우의 수만큼 생성될 수 있다.
(d)상호상관값을 연산하는 단계(S440)는 (c)단계에서 생성된 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별 상호상관값의 합을 연산한다. 이러한 상호상관값은 신호의 세기에 대해 수행되며, (b)단계에서 산출된 신호의 거리정보에 대해서도 수행된다. 특히, 신호의 특정 프레임에서의 상호상관값은 일정 시간내의 각 프레임을 취합하여 연산될 수 있는데, 신호의 거리정보를 각 시간의 프레임에 따라 취합하여 상호상관값을 연산하면, 객체가 이동중인 경우에 동일한 객체를 찾아내기에 용이할 수 있다.
각 레이더 장치에서 감지된 동일한 객체의 신호의 거리정보의 상호상관값은 서로 다른 객체의 신호의 거리정보의 상호상관값보다 높게 나타나게 되며, 각 레이더 장치에서 감지된 동일한 객체의 신호의 세기정보의 상호상관값 또한 서로 다른 객체의 신호의 세기정보의 상호상관값보다 높게 나타나게 된다.
따라서 (d)단계는 (c)단계에서 생성된 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고, 연산된 상호상관값들을 합하게 된다. 자세한 상호상관값의 합을 연산하는 과정을 전술한 연산부(160)의 연산 과정과 동일하다.
(e)신호그룹조합을 선택하는 단계(S450)는 (d)단계에서 연산한 각 신호그룹조합의 상호상관값의 합을 비교하여 가장 큰 상호상관값의 합을 가지는 신호그룹조합을 선택하는 단계이다.
(f)위치를 산출하는 단계(S460)는 (e)단계에서 선택된 신호그룹조합의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 대응하는 신호그룹 내의 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 산출해내는 단계이다. 각 신호의 거리정보는 (b)단계에서 산출된다. 객체의 위치를 산출하는 과정은 전술한 위치 산출부(180)의 연산 과정과 동일하다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 다수의 객체의 신호를 감지하는 둘 이상의 레이더 장치;
    상기 둘 이상의 레이더 장치로부터 감지된 신호를 입력받는 입력부;
    상기 입력받은 신호로부터 객체의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출부;
    상기 입력받은 신호를 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 그룹핑부;
    동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합하는 연산부;
    상기 상호상관값들의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택하는 조합 선택부; 및
    상기 선택된 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 각 객체의 위치를 산출하는 위치 산출부를 포함하되,
    상기 그룹핑부는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 다수의 신호그룹조합을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연산부는 상기 하나의 신호그룹에 속하는 신호들의 세기 및 거리정보를 일정 시간 내의 프레임별로 취합하여 상기 상호상관값을 연산하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 거리정보 산출부는 상기 레이더 장치로부터 방사된 신호가 각 객체에 반사되어 상기 레이더 장치에 감지되기까지 걸리는 시간을 이용하여 상기 거리정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레이더 장치는 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이더 장치는 IR-UWB 레이더인 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위치 산출부는 상기 객체에 대응되는 신호그룹 내의 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 시스템.
  7. (a) 둘 이상의 레이더 장치를 이용하여 다수의 객체의 신호를 입력받는 단계;
    (b) 상기 입력받은 신호로부터 객체의 거리정보를 산출하는 단계;
    (c) 상기 입력받은 신호를 각 레이더 장치별로 하나씩 임의로 선택하여 다수의 신호그룹으로 생성하며, 생성된 다수의 신호그룹들 중 선택된 신호그룹들을 하나의 신호그룹조합으로 생성하여 다수의 신호그룹조합을 생성하는 단계;
    (d) 동일한 신호그룹조합 내의 모든 신호그룹별로 상호상관값을 연산하고 연산된 상호상관값들을 합하는 단계;
    (e) 상기 상호상관값들의 합이 최대가 되는 신호그룹조합을 선택하는 단계; 및
    (f) 상기 선택된 신호그룹조합 내의 신호그룹들을 객체에 대응시켜 각 객체의 위치를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 단계(c)는 모든 신호가 하나의 신호그룹조합에 속하는 다수의 신호그룹 중 어느 하나에 속하도록 다수의 신호그룹 및 다수의 신호그룹조합을 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계 (d)는 상기 하나의 신호그룹에 속하는 신호들의 세기 및 거리정보를 일정 시간 내의 프레임별로 취합하여 상기 상호상관값을 연산하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단계 (b)는 상기 둘 이상의 레이더 장치로부터 방사된 신호가 각 객체에 반사되어 상기 둘 이상의 레이더 장치에 감지되기까지 걸린 시간을 이용하여 상기 거리정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 레이더 장치는 방향성을 갖는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 레이더 장치는 IR-UWB 레이더인 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
  12. 상기 단계 (d)는 상기 객체에 대응되는 신호그룹 내의 신호들의 거리정보를 이용하여 각 객체의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 객체 탐지 방법.
PCT/KR2017/014756 2016-12-15 2017-12-14 이동 객체 탐지 시스템 및 방법 WO2018111011A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/469,902 US11435469B2 (en) 2016-12-15 2017-12-14 Moving object detection system and method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160171230A KR101876809B1 (ko) 2016-12-15 2016-12-15 이동 객체 탐지 시스템 및 방법
KR10-2016-0171230 2016-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018111011A1 true WO2018111011A1 (ko) 2018-06-21

Family

ID=62558953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/014756 WO2018111011A1 (ko) 2016-12-15 2017-12-14 이동 객체 탐지 시스템 및 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11435469B2 (ko)
KR (1) KR101876809B1 (ko)
WO (1) WO2018111011A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102291884B1 (ko) 2018-08-03 2021-08-20 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법
KR102242714B1 (ko) 2018-08-03 2021-04-22 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템
KR102242713B1 (ko) * 2018-08-03 2021-04-22 엘지전자 주식회사 이동 로봇 및 그 제어방법, 및 단말기
KR102266713B1 (ko) 2018-08-03 2021-06-21 엘지전자 주식회사 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇 시스템의 제어 방법
WO2020032413A1 (en) 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
KR102238352B1 (ko) 2018-08-05 2021-04-09 엘지전자 주식회사 스테이션 장치 및 이동 로봇 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100089385A (ko) * 2009-02-03 2010-08-12 국방과학연구소 다중분리 레이더 시스템에서 이동 표적의 위치 추적 방법
KR20140073657A (ko) * 2012-12-05 2014-06-17 삼성테크윈 주식회사 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법
KR20140123270A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 메타빌드주식회사 레이더 장치 및 영상 맵핑을 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템
KR101591164B1 (ko) * 2014-03-21 2016-02-02 한양대학교 산학협력단 Uwb 레이더의 객체 검출 방법 및 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3349060B2 (ja) * 1997-04-04 2002-11-20 富士重工業株式会社 車外監視装置
JP2009025853A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Mitsubishi Electric Corp パターン認識装置
JP5163084B2 (ja) * 2007-12-06 2013-03-13 トヨタ自動車株式会社 物体検出装置
KR20120042138A (ko) * 2010-10-22 2012-05-03 한국전자통신연구원 이동통신 시스템에서의 셀 탐색 방법
US9753121B1 (en) * 2016-06-20 2017-09-05 Uhnder, Inc. Power control for improved near-far performance of radar systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100089385A (ko) * 2009-02-03 2010-08-12 국방과학연구소 다중분리 레이더 시스템에서 이동 표적의 위치 추적 방법
KR20140073657A (ko) * 2012-12-05 2014-06-17 삼성테크윈 주식회사 다중 목표물 위치 추정 시스템 및 방법
KR20140123270A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 메타빌드주식회사 레이더 장치 및 영상 맵핑을 이용한 물체 감지 장치, 방법 및 시스템
KR101591164B1 (ko) * 2014-03-21 2016-02-02 한양대학교 산학협력단 Uwb 레이더의 객체 검출 방법 및 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHOI, JEONG WOO ET AL.: "A Pairing Algorithm of Range Information between Multiple IR-UWB Radar Sensors.", CONSUMER COMMUNICATIONS & NETWORKING CONFERENCE (CCNC) , 2016 13TH IEEE ANNUAL, pages 1 - 5, XP032887048, ISSN: 2331-9860 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20200081116A1 (en) 2020-03-12
KR20180069237A (ko) 2018-06-25
KR101876809B1 (ko) 2018-08-07
US11435469B2 (en) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018111011A1 (ko) 이동 객체 탐지 시스템 및 방법
WO2015178540A1 (ko) 카메라간 핸드오버를 이용한 목표물 추적 장치 및 방법
WO2017142311A1 (ko) 다중 객체 추적 시스템 및 이를 이용한 다중 객체 추적 방법
WO2011065616A1 (ko) 객체 추적 장치 및 그 방법 및 센서의 위치 지정 방법
WO2021221334A1 (ko) Gps정보 및 라이다 신호를 기초로 형성되는 컬러 맵 생성 장치 및 그 제어방법
WO2021075772A1 (ko) 복수 영역 검출을 이용한 객체 탐지 방법 및 그 장치
WO2018151503A2 (ko) 제스처 인식 방법 및 장치
WO2016099084A1 (ko) 비콘신호를 이용한 안전 서비스 제공 시스템 및 방법
WO2021040287A1 (ko) 사람 재식별 장치 및 방법
WO2014133251A1 (ko) 엘에스에이치 알고리즘의 자료조회결과의 특징점을 이용한 매칭포인트 추출시스템 및 그 방법
WO2016143976A1 (ko) 작업 현장 영상 데이터 내의 작업자 인식 방법
WO2023022305A1 (ko) 보행자 실내 위치 측위 장치 및 방법
WO2020256517A2 (ko) 전방위 화상정보 기반의 자동위상 매핑 처리 방법 및 그 시스템
EP3987484A1 (en) Jointly learning visual motion and confidence from local patches in event cameras
WO2014107071A1 (ko) Gis 기반의 경로 이동에 따른 cctv 관제 시스템 및 그 방법
WO2016035924A1 (ko) 달리기 감지 방법 및 시스템
WO2018004081A1 (ko) 테스트 노드 기반의 무선 측위 방법 및 그 장치
WO2015108401A1 (ko) 복수개의 카메라를 이용한 휴대 장치 및 제어방법
WO2017030233A1 (ko) 모바일 컴퓨팅 장치의 위치 검출 방법 및 이를 수행하는 모바일 컴퓨팅 장치
WO2013187587A1 (ko) 데이터 샘플링 방법 및 장치
WO2015126058A1 (ko) 암 예후 예측 방법
WO2020222373A1 (ko) 실내 측위 장치 및 방법
WO2020111353A1 (ko) 사생활 침해장비 탐지방법, 장치 및 그 시스템
WO2022231316A1 (ko) 카메라 각도 변경을 자동 보정하는 무인 주차 관리 시스템 및 그 방법
WO2019194561A1 (ko) 이동형 단말기에서의 증강 현실을 제공하기 위한 위치 인식 방법 및 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17879901

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17879901

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1