KR101312420B1 - Apparatus and method for determining of target using radar - Google Patents

Apparatus and method for determining of target using radar Download PDF

Info

Publication number
KR101312420B1
KR101312420B1 KR1020120034015A KR20120034015A KR101312420B1 KR 101312420 B1 KR101312420 B1 KR 101312420B1 KR 1020120034015 A KR1020120034015 A KR 1020120034015A KR 20120034015 A KR20120034015 A KR 20120034015A KR 101312420 B1 KR101312420 B1 KR 101312420B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
bit
target
radar
signal
Prior art date
Application number
KR1020120034015A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이종훈
현유진
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020120034015A priority Critical patent/KR101312420B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101312420B1 publication Critical patent/KR101312420B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE: A target decision device using radar and a method thereof are provided to accurately determine multiple targets. CONSTITUTION: A target decision device (100) using radar comprises a bit signal generator (110), a bit frequency extractor (120), and a determining unit (140). The bit signal generator produces a bit signal using a radar transmission signal and a radar reception signal for one or more targets. The bit frequency extractor extracts up-bit frequency and down-bit frequency from the produced bit signal. A power spectral density calculation unit calculates power spectrum density in every predetermined frequency cell sections for the extracted up-bit frequency and down-bit frequency. The determining unit determines whether the target is the same target or not using the similarity between power spectrum densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency. A target position calculation unit calculates the position of the target in a frequency cell section in which the similarity between power spectrum densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is higher than a reference similarity value. [Reference numerals] (110) Bit signal generator; (120) Bit frequency extractor; (130) Electricity spectrum density calculator; (140) Determining unit; (AA) Radar signal

Description

레이더를 이용한 타겟 판단 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING OF TARGET USING RADAR}Target determination apparatus using radar and method thereof {APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING OF TARGET USING RADAR}

본 발명은 레이더를 이용한 타겟 판단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더의 송신 및 수신 신호를 비교하여 타겟이 동일한지 여부를 판단하는 기술이 개시된다.The present invention relates to an apparatus and method for determining a target using a radar, and more particularly, a technique for determining whether a target is the same by comparing the transmission and reception signals of the radar is disclosed.

오늘날 레이더 기반의 운전자 안전 시스템의 활용 범위는 계속 넓어지고 있다. 특히, 적응 순항 제어(ACC : Adaptive Cruise Control) 시스템 등은 24 GHz와 77 GHz 레이더를 이용하여 이미 시장에서 상용화되었다. 이러한 운전자 안전 시스템에서는 복수 개의 타겟이 존재하는 상황에서도 각 타겟의 거리 및 속도는 높은 정확도로 동시에 측정될 수 있어야 한다.Today, the application of radar-based driver safety systems continues to expand. In particular, Adaptive Cruise Control (ACC) systems are already commercially available on the market using 24 GHz and 77 GHz radar. In such driver safety systems, even in the presence of multiple targets, the distance and speed of each target must be able to be measured simultaneously with high accuracy.

타겟의 거리 및 속도를 측정하기 위한 레이더로서는 주파수 변조 연속파형(FMCW : Frequency Modulation Continuous Wave) 방식의 레이더가 가장 널리 사용되고 있다. 하지만, 복수 개의 타겟이 존재하는 경우, 두 가지의 관점에서 거리와속도를 검출하는 데 모호성(Ambiguities)이 나타난다. 첫 번째 관점은 검출된 비트주파수(Beat Frequency)로부터 상대적인 속도와 거리를 얼마나 정확하게 분리할 수 있는지에 대한 문제이고, 두 번째 관점은 비트 주파수들을 정확하게 조합하여 복수 개의 타겟을 검출할 수 있는지에 대한 문제이다.As a radar for measuring a distance and a speed of a target, a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar is most widely used. However, when there are a plurality of targets, ambiguities appear in detecting distance and velocity from two viewpoints. The first aspect is a question of how accurately the relative speed and distance can be separated from the detected beat frequency, and the second aspect is a problem of detecting multiple targets by accurately combining the bit frequencies. to be.

FMCW 레이더는 동일한 장애물에 대해서 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수인 2개의 비트 주파수가 존재한다. 따라서, FMCW 레이더에서 다중 장애물을 동시에 탐지하는 경우 장애물 수의 2배 만큼 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수가 존재하며, 정확한 레이더 탐지를 위해서는 동일한 타겟에 해당하는 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 찾아내는 것이 무엇보다도 중요하다.The FMCW radar has two bit frequencies for the same obstacle, the up bit frequency and the down bit frequency. Therefore, when multiple obstacles are simultaneously detected by the FMCW radar, there are upbeat frequencies and downbeat frequencies twice as many as the number of obstacles. For accurate radar detection, what is the finding of the upbit frequency and the downbit frequency corresponding to the same target? More important than that.

기존의 페어링 신호처리기법은 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 특성만을 비교함으로써 전압 제어 발전기(VCO : voltage controlled oscillator)의 비선형성 등에 의해서 여러 가지 오류가 발생하는 문제점이 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1125276호(2012. 03. 02)에 기재되어 있다.The conventional pairing signal processing technique has a problem in that various errors occur due to nonlinearity of a voltage controlled oscillator (VCO) by comparing only power characteristics of an up bit frequency and a down bit frequency. The background technology of the present invention is described in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1125276 (2012.03.02).

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 분포를 이용하여 타겟의 유사도를 판단하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to determine the similarity of a target by using the power distribution of the up bit frequency and the down bit frequency using the radar transmission signal and the radar reception signal to the target.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 장치는, 적어도 하나의 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 비트 신호 생성부와, 상기 생성된 비트 신호로부터 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수를 추출하는 비트 주파수 추출부와, 상기 추출된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수에 대해 기 설정된 주파수 셀 구간마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산하는 전력 스펙트럼 밀도 연산부와, 상기 연산된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 유사도를 이용하여 상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.An apparatus for determining a target using a radar according to an exemplary embodiment of the present invention includes a bit signal generator configured to generate a bit signal using a radar transmission signal and a radar reception signal for at least one target, and up from the generated bit signal. A bit frequency extracting unit for extracting a bit frequency and a down bit frequency, a power spectral density calculating unit for calculating a power spectral density for each preset frequency cell section with respect to the extracted up bit frequency and the down bit frequency, and the calculated up bit And a determination unit for determining whether the target is the same object by using the similarity between the power spectral density of the frequency and the down bit frequency.

또한, 상기 레이더 송신신호 및 레이더 수신신호는, 주파수 변조된 연속파형 신호이며, 업 첩 신호 및 다운 첩 신호를 포함할 수 있다.The radar transmission signal and the radar reception signal may be frequency-modulated continuous waveform signals, and may include an up and down chirp signal.

또한, 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도의 간의 유사도가 기준 유사도 값보다 큰 주파수 셀 구간에서, 상기 타겟의 위치를 연산하는 타겟 위치 연산부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a target position calculator configured to calculate a position of the target in a frequency cell section in which a similarity between the power spectral density of the upbit frequency and the downbit frequency is greater than a reference similarity value.

또한, 상기 판단부는, 기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 절대값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다.The determination unit may determine the similarity in a cell section in which an absolute value of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections.

또한, 상기 판단부는, 기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 제곱값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다.The determination unit may determine the similarity in a cell section in which a square value of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections.

또한, 상기 판단부는, 기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 상관값이 최대가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다.The determination unit may determine the similarity in a cell section in which a correlation value between power spectrum densities of the up-bit frequency and down-bit frequency is maximum among preset frequency cell sections.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법은, 레이더를 이용한 타겟 판단 장치를 이용한 타겟 판단 방법에 있어서, 적어도 하나의 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 단계와, 상기 생성된 비트 신호로부터 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수를 추출하는 단계와, 상기 추출된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수에 대해 기 설정된 주파수 셀 구간마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산하는 단계와, 상기 연산된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 유사도를 이용하여 상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.In a target determination method using a radar according to another embodiment of the present invention, in a target determination method using a target determination apparatus using a radar, a bit signal is generated by using a radar transmission signal and a radar reception signal for at least one target. Generating an extract, extracting an up bit frequency and a down bit frequency from the generated bit signal, calculating a power spectral density for each of the predetermined frequency cell sections with respect to the extracted up bit frequency and down bit frequency; And determining whether the target is the same object using a similarity between the calculated power spectral densities of the up bit frequency and the down bit frequency.

이와 같이 본 발명에 따르면, 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 분포를 이용하여 타겟의 유사도를 판단함으로써 복수의 타겟을 정확하게 판별할 수 있다.As described above, according to the present invention, the plurality of targets can be accurately determined by determining the similarity of the targets using the power distribution of the upbit frequency and the downbit frequency using the radar transmission signal and the radar reception signal for the target.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 장치의 구성도,
도 2는 도 1에 따른 타겟 판단 장치를 이용한 레이더를 이용한 타겟 판단 방법의 흐름도,
도 3은 도 2에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 설명하기 위한 예시도,
도 4는 도 2에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수 간의 유사도를 판단하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram of a target determination apparatus using a radar according to an embodiment of the present invention,
2 is a flowchart of a target determination method using a radar using the target determination apparatus according to FIG. 1;
3 is an exemplary diagram for describing a radar transmission signal and a radar reception signal in the target determination method using the radar according to FIG. 2;
FIG. 4 is an exemplary diagram for describing determining a similarity between an up bit frequency and a down bit frequency in the target determination method using the radar of FIG. 2.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of the functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the user, the intention or the precedent of the operator, and the like. Therefore, the meaning of the terms used in the following embodiments is defined according to the definition when specifically defined in this specification, and unless otherwise defined, it should be interpreted in a sense generally recognized by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 타겟 판단 장치를 이용한 레이더를 이용한 타겟 판단 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a target determination apparatus using a radar according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flowchart of a target determination method using a radar using the target determination apparatus according to FIG.

이하, 도 1 및 도 2를 통해 레이더를 이용한 타겟 판단 장치 및 이를 이용한 타겟 판단 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a target determination apparatus using a radar and a target determination method using the same will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 장치(100)는, 비트 신호 생성부(110), 비트 주파수 추출부(120), 비트 주파수 추출부(120), 판단부(140)를 포함한다.1 and 2, the apparatus 100 for determining a target using a radar according to an embodiment of the present invention may include a bit signal generator 110, a bit frequency extractor 120, and a bit frequency extractor 120. And a determination unit 140.

먼저, 비트 신호 생성부(110)는 적어도 하나의 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성한다(S210). 여기서, 타겟(target)은 레이더 신호를 수신하여 이를 반사하는 대상체를 의미하며 건물 구조물과 같은 정지 대상체 또는 차량과 같은 이동 대상체를 포함한다. 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더에서 주파수 변조된 신호를 타겟에 대해 연속적으로 송신 또는 수신하는 신호일 수 있다. 이러한 주파수 변조된 연속파형 신호는 업 첩(up chirp) 신호 및 다운 첩(down chirp) 신호를 포함하게 된다.First, the bit signal generator 110 generates a bit signal using a radar transmission signal and a radar reception signal for at least one target (S210). Here, the target refers to an object that receives the radar signal and reflects it, and includes a stationary object such as a building structure or a moving object such as a vehicle. The radar transmission signal and the radar reception signal may be signals for continuously transmitting or receiving a frequency modulated signal to a target in a frequency modulated continuous wave (FMCW) radar. The frequency modulated continuous wave signal includes an up chirp signal and a down chirp signal.

또한, 비트 신호 생성부(110)는 레이더 송신 신호와 레이더 수신 신호 간의 주파수 차이를 기초로 하여 비트(beat) 신호를 생성한다. 비트 신호는 업 비트 주파수를 가지는 업 비트 신호와 다운 비트 주파수를 가지는 다운 비트 신호를 포함한다. 타겟이 복수 개인 경우, 타겟에 대한 레이더 송신 신호와 레이더 수신 신호의 개수도 그에 따라 증가하므로, 복수의 타겟에 서로 다른 주파수를 가지는 레이더 송신 신호를 전송할 수 있으며, 그에 따라 수신되는 레이더 수신 신호도 서로 다른 주파수를 가지게 된다.In addition, the bit signal generator 110 generates a beat signal based on the frequency difference between the radar transmission signal and the radar reception signal. The bit signal includes an up bit signal having an up bit frequency and a down bit signal having a down bit frequency. When there are a plurality of targets, the number of radar transmission signals and radar reception signals for the target also increases accordingly, so that radar transmission signals having different frequencies can be transmitted to the plurality of targets, and the radar reception signals received accordingly are also different. Will have a different frequency.

다음으로, 비트 주파수 추출부(120)는 비트 신호 생성부(110)에서 생성된 비트 신호를 입력받아, 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수를 추출한다(S220). 앞서 설명한 바와 같이, 비트 신호는 주파수가 근접한 두 개의 업 비트 신호와 다운 비트 신호 간의 주파수의 진동이 겹칠 때 양 주파수의 차로 진동하는 신호이다. 비트 주파수 추출부(120)는 비트 신호에 대한 진동수를 분석하여 업 비트 주파수를 가지는 업 비트 신호와 다운 비트 주파수를 가지는 다운 비트 신호를 추출한다.Next, the bit frequency extractor 120 receives the bit signal generated by the bit signal generator 110 and extracts the up bit frequency and the down bit frequency (S220). As described above, the bit signal is a signal that vibrates with the difference of both frequencies when the vibration of the frequency between the two up-bit signals and the down-bit signal in close proximity to each other overlap. The bit frequency extractor 120 analyzes the frequency of the bit signal to extract the up bit signal having the up bit frequency and the down bit signal having the down bit frequency.

다음으로, 전력 스펙트럼 밀도 연산부(130)는 비트 주파수 추출부(120)에서 추출된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수에 대해 기 설정된 주파수 셀 구간마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산한다(S230). 전력 스펙트럼 밀도 연산부(130)는 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수 각각에 대해 사용자가 설정한 윈도윙 크기(windowing size)로 주파수 구간을 나눈 복수의 주파수 셀마다 전력 스펙트럼 밀도(PSD : Power Spectral Density)를 연산한다. 이에 따라, 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수 각각에 대한 전체 주파수 중 셀 주파수 구간에 따른 전력 스펙트럼 밀도 분포를 획득할 수 있다.Next, the power spectral density calculator 130 calculates the power spectral density for each preset frequency cell section with respect to the up bit frequency and the down bit frequency extracted by the bit frequency extractor 120 (S230). The power spectral density calculator 130 calculates a power spectral density (PSD) for each of a plurality of frequency cells divided into frequency sections by a windowing size set by a user for each of the up bit frequency and the down bit frequency. Calculate Accordingly, it is possible to obtain the power spectral density distribution according to the cell frequency interval among the total frequencies for each of the up bit frequency and the down bit frequency.

다음으로, 판단부(140)는 전력 스펙트럼 밀도 연산부(130)에서 연산된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수 각각의 전력 스펙트럼 밀도 간의 유사도를 이용하여 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단한다(S240). 동일한 타겟의 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 분포는 동일하게 나타나고, 서로 다른 타겟 간의 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 분포는 상이하게 나타난다.Next, the determination unit 140 determines whether the target is the same object by using the similarity between the power spectral densities of each of the up bit frequency and the down bit frequency calculated by the power spectral density calculator 130 (S240). The power spectral density distributions of the up bit frequency and the down bit frequency of the same target appear the same, and the power spectral density distributions of the up bit frequency and the down bit frequency between different targets appear differently.

또한, 판단부(140)는 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 분포에 대해 주파수 셀 간의 유사도를 분석하여 기 설정된 기준 유사도 내에 포함되는 경우에는, 해당 레이더 수신 신호가 동일한 타겟에 대한 신호임을 판단할 수 있다. 이는 복수의 타겟에 대한 레이더 수신 신호가 수신되는 경우 보다 정확하게 동일 타겟에 대한 레이더 수신 신호인지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the determination unit 140 analyzes the similarity between the frequency cells with respect to the power spectral density distribution of the upbit frequency and the downbit frequency and is included in the preset reference similarity, indicating that the radar received signal is a signal for the same target. You can judge. This may determine whether the radar reception signals for the same target are more accurately when the radar reception signals for the plurality of targets are received.

또한, 판단부(140)는 기 설정된 주파수 셀 구간 중 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 절대값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다. 각 주파수 셀 구간에서 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수 각각의 전력 스펙트럼 밀도값의 차이가 최소가 되면, 전체적인 전력 스펙트럼 밀도의 분포 형태가 동일한 것으로 되고, 유사도가 높은 전력 스펙트럼 밀도의 분포를 가지는 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수는 동일한 객체로 판단한다.In addition, the determination unit 140 may determine the similarity in the cell section in which the absolute value of the difference between the power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among the preset frequency cell sections. When the difference between the power spectral density values of each of the upbit frequency and the downbit frequency is minimum in each frequency cell section, the distribution form of the overall power spectral density becomes the same, and the upbit frequency having a high similarity distribution of power spectral density. The down bit frequency is determined to be the same object.

또한, 판단부(140)는 기 설정된 주파수 셀 구간 중 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 제곱값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다. 이는 특히 복수의 객체에 대한 업 비트 주파수 또는 다운 비트 주파수가 서로 비슷한 주파수를 가지는 경우에 판단을 용이하게 하기 위하여 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 제곱값을 연산하게 된다.In addition, the determination unit 140 may determine the similarity in the cell section in which the square of the difference between the power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is the minimum among the preset frequency cell sections. This calculates the square of the difference between the power spectral densities of the up bit frequency and the down bit frequency in order to facilitate the determination especially when the up bit frequency or the down bit frequency of the plurality of objects has a similar frequency.

또한, 판단부(140)는 기 설정된 주파수 셀 구간 중 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 상관값이 최대가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단할 수 있다. 이 경우, 각 주파수 셀 간의 교차 상관(cross correlation)을 연산하거나, 각 주파수 셀 간의 콘볼루션(convolution)을 연산하여 상관값을 구할 수 있다. 상관값이 최대가 되는 주파수 셀들은 서로 동일한 객체에 대한 레이더 송신 신호 또는 레이더 수신 신호의 주파수 구간을 나타낸다.In addition, the determination unit 140 may determine the similarity in the cell section in which the correlation value between the power spectrum density of the up-bit frequency and the down-bit frequency is the maximum among the preset frequency cell sections. In this case, a correlation value may be obtained by calculating cross correlation between each frequency cell or by calculating a convolution between each frequency cell. Frequency cells having a maximum correlation value represent frequency sections of a radar transmission signal or a radar reception signal for the same object.

이와 같이, 판단부(140)는 복수의 객체에 대한 레이더 송신 신호에 대응하는 레이더 수신 신호로부터 추출된 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 주파수 셀마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산하여, 그 중 유사도가 높은 주파수 셀들에 포함되는 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수는 동일 객체에 의한 레이더 수신 신호임을 판단하게 된다.As such, the determination unit 140 calculates a power spectral density for each frequency cell of the up bit frequency and the down bit frequency extracted from the radar reception signal corresponding to the radar transmission signal for the plurality of objects, and among them, a frequency having high similarity. The upbit frequency and the downbit frequency included in the cells are determined to be a radar reception signal by the same object.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 장치(100)는 위치 연산부(도시하지 않음)를 더 포함하며, 위치 연산부는 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도의 간의 유사도가 기준 유사도 값보다 큰 주파수 셀 구간에서 타겟의 위치를 연산할 수 있다. 이 경우, 타겟의 위치는 레이더와 타겟 사이의 거리, 타겟이 이동 물체인 경우에는 이동 속도 등을 포함하는 정보를 의미한다.
Meanwhile, the apparatus 100 for determining a target using the radar according to the embodiment of the present invention further includes a position calculator (not shown), and the position calculator is based on the similarity between the power spectral densities of the upbit frequency and the downbit frequency. The position of the target may be calculated in the frequency cell section larger than the similarity value. In this case, the position of the target means information including a distance between the radar and the target, and a moving speed when the target is a moving object.

도 3은 도 2에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary diagram for describing a radar transmission signal and a radar reception signal in the target determination method using the radar of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 삼각파(triangular wave) 형태로 송수신되는 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 시간에 따른 주파수 변화를 나타낸다. 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호는 시간에 따라 주파수가 증가하는 업 첩 신호와 시간에 따라 주파수가 감소하는 다운 첩 신호를 가지고 있다. 레이더 송신 신호와 레이더 수신 신호 간에는 시간에 따른 주파수의 차이가 발생한다. 이러한 주파수 차이를 기초로 하여 비트 신호가 생성된다.
Referring to FIG. 3, a frequency change of a radar transmission signal and a radar reception signal transmitted and received in the form of a triangular wave is shown with time. The radar transmission signal and the radar reception signal have an up-up signal whose frequency increases with time and a down-champ signal whose frequency decreases with time. The time difference occurs between the radar transmission signal and the radar reception signal. The bit signal is generated based on this frequency difference.

도 4는 도 2에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수 간의 유사도를 판단하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 4 is an exemplary diagram for describing determining a similarity between an up bit frequency and a down bit frequency in the target determination method using the radar of FIG. 2.

도 4를 참조하면, 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 주파수 셀에 따른 전력 스펙트럼 밀도의 분포를 나타낸다. 주파수 셀은 사용자가 설정한 윈도윙 크기(windowing size)로 나뉜다. 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도는 각 주파수 셀 간의 페이링(pairing)을 통해 서로 유사한 주파수셀을 탐색한다. 앞서 설명한 바와 같이 동일한 객체에 대한 업 비트 주파수의 전력 스펙트럼 분포와 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 분포는 동일한 형태를 나타낸다.Referring to FIG. 4, a distribution of power spectral densities according to frequency cells of upbit frequency and downbit frequency is shown. The frequency cell is divided into a windowing size set by the user. The power spectral densities of the up and down bit frequencies search for similar frequency cells through pairing between each frequency cell. As described above, the power spectrum distribution of the upbit frequency and the power spectrum distribution of the downbit frequency for the same object have the same shape.

도 4에서, 업 비트 주파수의 주파수 셀 6에서 주파수 셀 11까지의 전력 스펙트럼 밀도의 분포는 다운 비트 주파수의 주파수 셀 3에서 주파수 셀 8까지의 전력 스펙트럼 밀도의 분포와 동일한 형태를 나타내므로, 이는 동일한 타겟에 대한 레이더 수신 신호임을 판별할 수 있다. 이와 같이, 전력 스펙트럼 밀도의 분포를 이용하여 타겟의 동일성 여부를 판단함으로써 보다 정확하게 타겟을 식별할 수 있다.
In FIG. 4, the distribution of power spectral densities from frequency cell 6 to frequency cell 11 at upbit frequency shows the same form as the distribution of power spectral densities from frequency cell 3 to frequency cell 8 at downbit frequency, which is the same. It may be determined that the signal is a radar reception signal for the target. In this way, the target can be identified more accurately by determining whether the targets are identical using the distribution of the power spectral densities.

이와 같이 본 발명의 실시예 따르면, 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수의 전력 분포를 이용하여 타겟의 유사도를 판단함으로써 복수의 타겟을 정확하게 판별할 수 있다.
As described above, according to an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of targets can be accurately determined by determining similarity between the targets using the power distribution of the upbit frequency and the downbit frequency using the radar transmission signal and the radar reception signal for the target. .

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, Therefore, the present invention should be construed as a description of the claims which are intended to cover obvious variations that can be derived from the described embodiments.

100 : 타겟 판단 장치
110 : 비트 신호 생성부
120 : 비트 주파수 추출부
130 : 전력 스펙트럼 밀도 연산부
140 : 판단부100: target determination device
110: bit signal generator
120: beat frequency extraction unit
130: power spectral density calculator
140: judgment unit

Claims (12)

적어도 하나의 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 비트 신호 생성부;
상기 생성된 비트 신호로부터 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수를 추출하는 비트 주파수 추출부;
상기 추출된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수에 대해 기 설정된 주파수 셀 구간마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산하는 전력 스펙트럼 밀도 연산부; 및
상기 연산된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 유사도를 이용하여 상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도의 간의 유사도가 기준 유사도 값보다 큰 주파수 셀 구간에서, 상기 타겟의 위치를 연산하는 타겟 위치 연산부를 포함하는 레이더를 이용한 타겟 판단 장치.A bit signal generator configured to generate a bit signal using a radar transmission signal and a radar reception signal for at least one target;
A bit frequency extracting unit extracting an up bit frequency and a down bit frequency from the generated bit signal;
A power spectral density calculator configured to calculate a power spectral density for each of predetermined frequency cell sections with respect to the extracted up-bit frequency and down-bit frequency; And
A determination unit that determines whether the target is the same object by using a similarity between the calculated power bit density of the up bit frequency and the down bit frequency; And
And a target position calculator for calculating a position of the target in a frequency cell section in which a similarity between the power spectral density of the upbit frequency and the downbit frequency is greater than a reference similarity value. 제1항에 있어서,
상기 레이더 송신신호 및 레이더 수신신호는,
주파수 변조된 연속파형 신호이며, 업 첩 신호 및 다운 첩 신호를 포함하는 레이더를 이용한 타겟 판단 장치.The method of claim 1,
The radar transmission signal and the radar reception signal,
A target determination device using a radar, which is a frequency-modulated continuous wave signal and includes an up and down chirp signal. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 판단부는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 절대값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 장치.The method of claim 1,
The determination unit,
The apparatus of claim 1, wherein the degree of similarity is determined in a cell section in which an absolute value of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections. 제1항에 있어서,
상기 판단부는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 제곱값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 장치.The method of claim 1,
The determination unit,
The apparatus of claim 1, wherein the degree of similarity is determined in a cell section in which a square of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections. 제1항에 있어서,
상기 판단부는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 상관값이 최대가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 장치.The method of claim 1,
The determination unit,
A target determination device using a radar to determine the degree of similarity in the cell section in which the correlation value between the power spectral density of the up-bit frequency and the down-bit frequency is the maximum among the preset frequency cell section. 레이더를 이용한 타겟 판단 장치를 이용한 타겟 판단 방법에 있어서,
적어도 하나의 타겟에 대한 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 이용하여 비트 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 비트 신호로부터 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수를 추출하는 단계;
상기 추출된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수에 대해 기 설정된 주파수 셀 구간마다 전력 스펙트럼 밀도를 연산하는 단계;
상기 연산된 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 유사도를 이용하여 상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도의 간의 유사도가 기준 유사도 값보다 큰 주파수 셀 구간에서, 상기 타겟의 위치를 연산하는 단계를 포함하는 레이더를 이용한 타겟 판단 방법.In the target determination method using a target determination apparatus using a radar,
Generating a bit signal using the radar transmission signal and the radar reception signal for at least one target;
Extracting an up bit frequency and a down bit frequency from the generated bit signal;
Calculating a power spectral density for each of predetermined frequency cell sections with respect to the extracted up-bit frequency and down-bit frequency;
Determining whether the target is the same object using the similarity between the calculated power bit density of the up bit frequency and the down bit frequency; And
And calculating a position of the target in a frequency cell section in which a similarity between the power spectrum density of the upbit frequency and the downbit frequency is greater than a reference similarity value. 제7항에 있어서,
상기 레이더 송신신호 및 레이더 수신신호는,
주파수 변조된 연속파형 신호이며, 업 첩 신호 및 다운 첩 신호를 포함하는 레이더를 이용한 타겟 판단 방법.The method of claim 7, wherein
The radar transmission signal and the radar reception signal,
A target determination method using a radar, which is a frequency-modulated continuous wave signal and includes an up and down chirp signal. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 단계는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 절대값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 방법.The method of claim 7, wherein
Determining whether the target is the same target,
A method of determining a target using a radar for determining similarity in a cell section in which an absolute value of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections. 제7항에 있어서,
상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 단계는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 차이의 제곱값이 최소가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 방법.The method of claim 7, wherein
Determining whether the target is the same target,
A method of determining a target using a radar for determining similarity in a cell section in which a square of a difference between power spectral densities of the up-bit frequency and the down-bit frequency is minimum among preset frequency cell sections. 제7항에 있어서,
상기 타겟이 동일 대상인지 여부를 판단하는 단계는,
기 설정된 주파수 셀 구간 중 상기 업 비트 주파수 및 다운 비트 주파수의 전력 스펙트럼 밀도 간의 상관값이 최대가 되는 셀 구간에서 유사도를 판단하는 레이더를 이용한 타겟 판단 방법.The method of claim 7, wherein
Determining whether the target is the same target,
A method of determining a target using a radar for determining similarity in a cell section in which a correlation value between power spectrum densities of the up-bit frequency and down-bit frequency is maximum among preset frequency cell sections.
KR1020120034015A 2012-04-02 2012-04-02 Apparatus and method for determining of target using radar KR101312420B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120034015A KR101312420B1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Apparatus and method for determining of target using radar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120034015A KR101312420B1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Apparatus and method for determining of target using radar

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101312420B1 true KR101312420B1 (en) 2013-09-27

Family

ID=49456885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120034015A KR101312420B1 (en) 2012-04-02 2012-04-02 Apparatus and method for determining of target using radar

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101312420B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584449B1 (en) * 2014-08-12 2016-01-11 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for processing radar signal
KR20160019803A (en) * 2014-08-12 2016-02-22 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for processing radar signal
KR101814290B1 (en) 2016-09-29 2018-01-02 재단법인대구경북과학기술원 A location information determination apparatus and method of a target using an impulse radar
KR102219087B1 (en) * 2020-09-02 2021-02-23 세종대학교산학협력단 Indoor situation recognition system and method using FMCW radar
US11598846B2 (en) 2019-05-09 2023-03-07 Hl Klemove Corp. FMCW radar system and method using up and down chirp similarity to determine length of target

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207979A (en) * 1993-01-11 1994-07-26 Toyota Motor Corp Frequency modulation radar device
JPH0749378A (en) * 1993-08-05 1995-02-21 Toyota Motor Corp Intermittent frequency modulation radar system
JP2003329767A (en) * 2002-05-13 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Radar apparatus
JP2004205279A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Denso Corp Radar device and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207979A (en) * 1993-01-11 1994-07-26 Toyota Motor Corp Frequency modulation radar device
JPH0749378A (en) * 1993-08-05 1995-02-21 Toyota Motor Corp Intermittent frequency modulation radar system
JP2003329767A (en) * 2002-05-13 2003-11-19 Mitsubishi Electric Corp Radar apparatus
JP2004205279A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Denso Corp Radar device and program

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101584449B1 (en) * 2014-08-12 2016-01-11 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for processing radar signal
KR20160019803A (en) * 2014-08-12 2016-02-22 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for processing radar signal
KR101674254B1 (en) 2014-08-12 2016-11-08 재단법인대구경북과학기술원 Method and apparatus for processing radar signal
KR101814290B1 (en) 2016-09-29 2018-01-02 재단법인대구경북과학기술원 A location information determination apparatus and method of a target using an impulse radar
US11598846B2 (en) 2019-05-09 2023-03-07 Hl Klemove Corp. FMCW radar system and method using up and down chirp similarity to determine length of target
KR102219087B1 (en) * 2020-09-02 2021-02-23 세종대학교산학협력단 Indoor situation recognition system and method using FMCW radar

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9709674B2 (en) Radar device and signal processing method
JP6270901B2 (en) FMCW radar equipment
US9933518B2 (en) FMCW radar having distance range graduation
US11099269B2 (en) Radar device for vehicle and target determination method therefor
KR101312420B1 (en) Apparatus and method for determining of target using radar
JP2015141109A (en) Radar device and signal processing method
US10001560B2 (en) Radar apparatus
US10983195B2 (en) Object detection apparatus
US8115668B2 (en) Object detecting apparatus for vehicle
JP2008082956A (en) Obstacle detecting apparatus and method for vehicle
JP6231803B2 (en) Radar apparatus and signal processing method
US20150102954A1 (en) 4-dimensional continuous wave radar system for traffic safety enforcement
JP5992574B1 (en) Object detection device
KR20140088240A (en) Method for recognizing the stopped and moving object of vehicle mounted fmcw radar
JP2014115137A (en) Radar apparatus and signal processing method
JP2019039686A (en) Radar device and target detection method
JP7045648B2 (en) Vehicle object detector
WO2011158082A1 (en) Radar system and detection method
JP2018115930A (en) Radar device and method for detecting target
US20070153255A1 (en) Radar
US10451721B2 (en) Radar device and signal processing method
JP2019027979A (en) Radar device and target detection method
JP2012168119A (en) Radar device
KR20160066413A (en) Operating method of FMCW radar
US10534069B2 (en) Radar device and signal processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160628

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170628

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190701

Year of fee payment: 7