KR101348512B1 - 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법 - Google Patents

레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법은, 적어도 하나의 타겟에 대하여 펄스 반복 주기(PRI) 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는 단계, 각각의 상기 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 연산하는 단계, 상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계, 상기 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성하는 단계, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계, 그리고 상기 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, FMCW 레이더에서 이동 타겟을 탐지할 때 하드웨어 복잡도 및 계산량을 줄일 수 있다. 또한, 타겟의 다중 산란에 의해 발생하는 오류를 방지함으로써, 정지 타겟과 이동 타겟을 정확하게 구별할 수 있다.

Description

레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING OF MOVING TARGET USING RADAR}
본 발명은 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 타겟과 정지 타겟을 정확하게 판단하기 위한 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
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.
타겟의 거리 및 속도를 측정하기 위한 레이더로서는 주파수 변조 연속파형(FMCW: Frequency Modulation Continuous Wave) 방식의 레이더가 가장 널리 사용되고 있다.
FMCW 레이더는 선형적 주파수 변조 신호를 송신한 후 수신된 신호와 주파수 차이를 통해 타겟의 거리 및 속도를 탐지하는 방법이다. 즉, 수신 비트 주파수가 거리 비트 주파수와 도플러 주파수의 조합으로 나타나는데(수신 비트 주파수 = 거리 비트 주파수 + 도플러 주파수), 이와 같은 조합을 수학적으로 연산함으로써 타겟의 거리와 속도를 동시에 탐지 할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 FMCW 레이더를 이용한 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 따르면 삼각파(triangular wave) 형태로 송수신되는 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 시간에 따른 주파수 변화를 나타낸다. 도 1에 나타낸 것과 방법은 비교적 빠른 펄스 반복 주기(Pulse Repetition Interval, 이하 "PRI"하 함)를 가지는 레이더 신호를 전송한 후, 2단계 FFT를 통해 거리 및 속도를 탐지하는 방법으로, 이동 타겟의 거리와 속도를 측정할 수 있는 비교적 효과적인 방법이다. 이때 전체 N * PRI 구간에 해당하는 시간은 매우 짧은 시간이므로, 이동 타겟이라고 하더라도 움직임이 파악되지 않을 정도이므로, 이 구간 동안의 비트 주파수 변화는 무시할 수 있다.
또한 FMCW 레이더에서는 거리 비트 주파수가 PRI에 반비례하므로, PRI가 아주 짧은 경우에는 상대적으로 거리 비트 주파수가 매우 높은 값이 된다. 따라서, 수신 비트 주파수에서 도플러 천이 역시 거의 무시될 수 있다.
이러한 원리를 이용하여, 수신되는 각 PRI의 비트 신호는 첫번째 푸리에 변환(1st FFT)을 통해 거리 정보를 얻게 된다. 각 PRI 별로 저장된 1st FFT의 결과는 다시 두번째 푸리에 변환(2nd FFT)을 통해 속도 정보를 획득하게 되고, 2nd FFT를 통해 동일한 거리로 탐지된 타겟의 위상 변화를 탐지함으로써 속도 정보를 얻는다.
R(m,n)는 1st FFT의 결과 값으로 수신 신호의 파워 값과 위상이 복소수 형태로 나타나며, m번째 거리 인덱스의 n번째 PRI에 해당하는 데이터를 의미한다. 여기서 m은 0 ~ M-1에 해당하는 값으로 1st FFT 결과에 의한 거리 주파수 인덱스를 나타내고, n은 0 ~ N-1에 해당하는 값으로 도플러 주파수 인덱스를 나타낸다.
또한 RV(m,n)는 2nd FFT의 결과 값으로, 거리 인덱스에 따른 속도를 각각의 거리 인덱스에 따라 나타낼 수 있다. 이와 같이 종래 기술에 따르면 두 번의 FFT를 통해 다중 타겟의 거리 및 속도를 탐지하는데 효과적일 수 있으나, 각 PRI 별로 1st FFT를 수행해야 하고, 다시 각 거리별로 2nd FFT를 해야 하므로 계산 량이 매우 많다. 또한 소모되는 메모리 리소스 역시 거리 비트 주파수 개수(M) × 도플러 주파수 개수(N)에 해당하는 수만큼 존재해야 하므로, 계산 량과 메모리 리소스가 매우 방대하다는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1125276호(2012. 03. 02)에 기재되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 이동 타겟과 정지 타겟을 정확하게 판단하기 위한 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법은, 적어도 하나의 타겟에 대하여 펄스 반복 주기(PRI) 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는 단계, 각각의 상기 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 연산하는 단계, 상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계, 상기 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성하는 단계, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계, 그리고 상기 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계는, 상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 스위칭시켜 순차적으로 상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득할 수 있다.
상기 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계는, 상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 상기 주파수 스펙트럼을 제곱하는 단계, 멀티플렉서를 이용하여 상기 주파수 스펙트럼의 제곱 값을 거리 인덱스에 대응하는 복수의 덧셈 연산기에 각각 분배시키는 단계, 이후에 입력되는 모든 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 상기 주파수 스펙트럼을 제곱하여, 거리 인덱스에 대응하는 상기 복수의 덧셈 연산기에 각각 누적시키는 단계, 그리고 상기 거리 인덱스 별로 넌코히어런트 방식으로 적분된 누적 제곱 값을 기준값과 비교하여, 기준값보다 큰 누적 제곱 값에 대응하는 거리 인덱스에 타겟이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 계수(C-1(n)), 제2 계수(C0(n)), 제3 계수(C+1(n))는 상기 레이더가 움직이는 경우를 보상하기 위한 도플러 관련 계수이며, 정지된 상태에서 상기 레이더 송신 신호가 발사되는 경우에는 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112012092013631-pat00001
여기서, △f는 측정하고자 하는 도플러 주파수 간격을 나타내고, T는 PRI의 크기를 나타낸다.
이동 중인 상태에서 상기 레이더 송신 신호가 발사되는 경우에는 다음과 같이 연산될 수 있다.
Figure 112012092013631-pat00002
여기서, fD는 레이더의 이동 속도에 해당하는 도플러 주파수이다.
상기 누적 성분 값을 생성하는 단계는, 상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 상기 주파수 스펙트럼을 제1 검출 모듈, 제2 검출 모듈, 제3 검출 모듈로 입력시키는 단계, 상기 제1 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제1 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제1 누적 성분 값을 생성하는 단계, 상기 제2 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제2 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제2 누적 성분 값을 생성하는 단계, 그리고 상기 제3 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제3 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제3 누적 성분 값을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계는, 동일한 거리 인덱스를 가지는 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 추출하여 그룹핑하는 단계, 상기 그룹핑된 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 임계 값과 비교하는 단계, 그리고 상기 제2 누적 성분 값이 상기 제1 및 제3 누적 성분 값보다 크고, 상기 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 정지 타겟이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 모두 상기 임계 값보다 작으면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 이동 타겟으로 판단하며, 상기 제2 누적 성분 값이 상기 제1 또는 제3 누적 성분 값보다 작고, 상기 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 저속으로 이동하는 이동 타겟으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치는, 적어도 하나의 타겟에 대하여 펄스 반복 주기(PRI) 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는 레이더 송수신부, 각각의 상기 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하는 ADC부, 상기 변환된 값을 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 푸리에 변환부, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 전체 타겟 검출부, 상기 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성하고, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 정지 타겟 검출부, 그리고 상기 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 검출하는 이동 타겟 검출부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, FMCW 레이더에서 이동 타겟을 탐지할 때 하드웨어 복잡도 및 계산량을 줄일 수 있다. 또한, 타겟의 다중 산란에 의해 발생하는 오류를 방지함으로써, 정지 타겟과 이동 타겟을 정확하게 구별할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 FMCW 레이더를 이용한 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치의 이동 타겟 판단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도3에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 3에 따른 이동 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6는 도 3에 따른 이동 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 다른 개념도이다.
도 7은 도 6에 따른 전체 타겟 검출부, 정지 타겟 검출부 및 이동 타겟 검출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정지 타겟의 거리 프로파일을 구하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
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.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치의 구성도이다.
도 2에 나타낸 것처럼 이동 타겟 판단 장치(200)는 레이더 송수신부(210), ADC 부(220), 푸리에 변환부(230), 전체 타겟 검출부(240), 정지 타겟 검출부(250), 이동 타켓 검출부(260)를 포함한다.
먼저, 레이더 송수신부(210)는 적어도 하나의 타겟에 대하여 PRI 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는다.
ADC부(220)는 각각의 PRI에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환한다. 그리고, 푸리에 변환부(230)는 변환된 값을 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득한다.
전체 타겟 검출부(240)는 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성한다.
정지 타겟 검출부(250)는 제1 검출 모듈(251), 제2 검출 모듈(252), 제3 검출 모듈(253) 및 그룹핑 및 판별부(254)를 포함하며, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성한다. 그리고, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성한다. 그리고 이동 타켓 검출부(260)는 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 검출한다.
한편, 이동 타겟 판단 장치(200)는 차량에 장착되어, 차량의 운전에 따라 정지 또는 이동 상태에 있을 수 있다.
도 3은 도 2에 따른 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치의 이동 타겟 판단 방법을 나타내는 순서도이고, 도 4는 도3에 따른 레이더를 이용한 타겟 판단 방법 중 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호를 설명하기 위한 예시도이다. 또한 도 5는 도 3에 따른 이동 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6는 도 3에 따른 이동 타겟 판단 방법을 설명하기 위한 다른 개념도이다.
먼저 레이더 송수신부(210)가 삼각파(triangular wave) 형태의 레이더 신호를 타겟을 향하여 발사하면, 타겟으로부터 반사되는 신호는 다시 레이더 송수신부(210)로 입사된다(S310). 도 4를 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 형태를 가진다. 레이더 송신 신호와 레이더 수신 신호 간에는 시간에 따른 주파수의 차이가 발생하며, 이러한 주파수 차이를 기초로 하여 비트 신호가 생성된다.
도 5과 같이 레이더 송수신부(210)는 N개의 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더 신호를 각각 N개의 PRI 주기(PRI #0, PRI #1, …, PRI #n, …, PRI #N-1)에 대응하여 발사하고, 각각의 송신신호에 대응하여 반사된 신호를 수신한다. 또한 타겟(target)은 레이더 신호를 수신하여 이를 반사하는 대상체를 의미하며 건물 구조물과 같은 정지 대상체 또는 차량과 같은 이동 대상체를 포함한다.
다음으로, 레이더 송신 신호와 레이더 수신 신호의 주파수 차이 값이 ADC부(220)로 입력되고, ADC부(220)는 아날로그 형태의 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환한다(S320).
그리고, 푸리에 변환부(230)는 각각의 PRI #0부터 PRI #N-1에 있어서, 거리 인덱스(m)에 따른 주파수 차이값에 대하여 푸리에 변환(1st FFT)을 수행하며, 시간 영역에서의 신호를 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)으로 변환시킨다. 푸리에 변환부(230)는 PRI 개수에 대응하는 N개 만큼 존재하는데, 도 5와 같이 각 PRI에 대응하여 개별적으로 ADC 동작과 푸리에 변환(1st FFT)을 수행할 수도 있고, 하드웨어 리소스를 줄이기 위해 도 6와 같이 ADC 동작과 푸리에 변환(1st FFT)을 PRI별로 스위칭 시켜 순차적으로 처리할 수도 있다.
이와 같이 생성된 주파수 스펙트럼 값R(m,n)은 해당 PRI에 대응하는 거리 프로파일(range profile)에 저장된다. 각각의 거리 프로파일(range profile)은 M개의 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)로 이루어져 있는데, m은 거리 인덱스(range index)로서, 0에서 M-1까지의 값을 가진다. 또한 n은 PRI 번호로서 0 에서 N-1까지의 값을 가진다.
여기서, 각 PRI의 거리 프로파일(range profile) 중에서 가장 큰 주파수 스펙트럼 값을 가지는 R(m,n)이 정지 타겟으로 추정되는 타겟에 관한 거리 정보가 된다.
그리고 주파수 스펙트럼 값R(m,n)들은 전체 타겟 검출부(240)와 정지 타겟 검출부(250)로 전달된다(S330). 즉, 도 5에 나타낸 것처럼, 동일한 거리 인덱스(m)에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)들은 순차적으로 전체 타겟 검출부(240)의 전체 타겟 검출 모듈(ATD)과 정지 타겟 검출부(250)의 정지 타겟 검출 모듈(STD)로 입력될 수 있다. 여기서, 전체 타겟 검출부(240)는 거리 주파수 인덱스(range index)와 동일한 개수인 M개의 전체 타겟 검출 모듈(ATD0, …, ATDm, …, ATDM-1)를 포함하고 있으며, 정지 타겟 검출부(250) 역시 M개의 정지 타겟 검출 모듈(STD0, …, STDm, …, STDM-1)를 포함하고 있다. 전체 타겟 검출 모듈(ATD0)은 거리 인덱스 0에 타겟이 있는지 여부를 판단하고, 마찬가지로 전체 타겟 검출 모듈(ATDm)은 거리 인덱스 m에 타겟이 있는지 여부를 판단한다. 이는 M-1 번째 거리 인덱스에도 동일하게 적용된다.
또한, 정지 타겟 검출 모듈(STD0)은 거리 인덱스 0에 정지 타겟이 있는지 여부를 판단하고, 마찬가지로 정지 타겟 검출 모듈(STDm)은 거리 인덱스 m에 정지 타겟이 있는지 여부를 판단한다. 이는 M-1 번째 거리 인덱스에도 동일하게 적용된다.
한편, 도 5와 달리 도 6처럼 스위칭 동작에 의하여 각 PRI에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)들이 전체 타겟 검출부(240)와 정지 타겟 검출부(250)로 입력될 수도 있다.
도 6에 따르면, 하드웨어 리소스를 줄이기 위해 해당 PRI에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)들이 전체 타겟 검출부(240)와 정지 타겟 검출부(250)로 입력되고, 다음 PRI에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)들이 전체 타겟 검출부(240)와 정지 타겟 검출부(250)로 입력되는 것을 나타낸다.
도 7은 도 6에 따른 전체 타겟 검출부, 정지 타겟 검출부 및 이동 타겟 검출부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 전체 타겟 검출부(240)는 PRI 별로 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)을 입력받아 제곱 연산기(241)를 통하여 제곱하여 멀티플렉서(Multiplexer)(242)를 통해 거리 인덱스(m)에 대응하는 M-1개의 덧셈 연산기(243)로 분배시킨다. 마찬가지로, 이후에 입력되는 PRI의 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)을 제곱하여 대응하는 거리 인덱스(m)에 따라 M-1개의 덧셈(+) 연산기로 분배시켜, 이전에 저장된 값(Ra(m))과 합산시킨다. 이와 같은 방식으로 PRI #0부터 PRI #N-1에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)이 모두 입력되면, M-1 개 각각의 거리 인덱스(m)에 대하여 누적 제곱 값(Ra(m))을 생성한다(S340).
즉, 전체 타겟 검출부(240)는 입력되는 주파수 스펙트럼 값을 제곱하여 넌코히어런트 방식으로 적분(Non-coherent integration) 시켜 거리 인덱스(m)에 대한 누적 제곱 값(Ra(m))을 생성한다. 상기와 같은 동작 결과, 누적 제곱 값(Ra(m))을 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112012092013631-pat00003
다음으로, 전체 타겟 검출부(240)의 판별부(244)는 M개의 누적 제곱 값(Ra(0), Ra(1), … ,Ra(M-2), Ra(M-1))을 기준값과 각각 비교하여(Thresholding), 전체 타겟의 거리 프로파일 RAT(i)을 구한다(S350). 여기서 i = 1 ~ I 이며, I는 M개의 누적 제곱 값 중에서 임계값보다 큰 누적 제곱 값의 개수이며, 탐지된 전체 타겟의 개수이기도 하다. 또한, 탐지된 전체 타겟은 탐지된 정지 타겟과 이동 타겟을 포함한다.
따라서, 전체 타겟 검출부(240)는 기준값보다 큰 누적 제곱 값에 대응하는 거리 인덱스(m)에 이동 타겟 또는 정지 타겟이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 정지 타겟 검출부(250)는 제1 검출 모듈(251), 제2 검출 모듈(252), 제3 검출 모듈(253) 및 그룹핑 및 판별부(254)을 포함한다. 제1 검출 모듈(251)은 R-1(m)을 포함하는 제1 누적 성분 값(R-1(0), … , R-1(m), …, R-1(M-1))을 출력하는데, R-1(m)은 가장 느린 (-) 방향(후퇴 방향)의 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 성분을 나타낸다.
제2 검출 모듈(252)은 R0(m)을 포함하는 제2 누적 성분 값(R0(0), … , R0(m), …, R0(M-1))을 출력하는데, R0(m)은 절대 속도가 zero인, 즉 정지 타겟으로 추정되는 타겟의 성분을 나타낸다. 그리고, 제3 검출 모듈(253)은 R+1(m)을 포함하는 제3 누적 성분 값(R+1(0), … , R+1(m), …, R+1(M-1))을 출력하는데, R+1(m)은 가장 느린 (+) 방향(접근 방향)의 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 성분을 나타낸다.
이와 같이 제1 검출 모듈(251), 제2 검출 모듈(252) 및 제3 검출 모듈(253)에 PRI 별로 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)이 입력되면, 제1 모듈(251), 제2 모듈(252), 제3 모듈(253)은 주파수 스펙트럼 값R(m,n)에 C-1(n), C0(n), C+1(n) 계수를 각각 곱셈하여 멀티플렉서(Multiplexer)를 통해 거리 인덱스(m)에 대응하는 M-1개의 덧셈 연산기로 각각 분배시킨다. 마찬가지로, 제1 모듈(251), 제2 모듈(252), 제3 모듈(253)은 이후에 입력되는 PRI의 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)에 C-1(n), C0(n), C+1(n) 계수를 각각 곱셈하여 대응하는 거리 인덱스(m)에 따라 M-1개의 덧셈(+) 연산기로 분배시켜, 이전에 저장된 값(R-1(m), R0(m), R+1(m))과 합산시킨다. 이와 같은 방식으로 PRI #0부터 PRI #N-1에 대응하는 주파수 스펙트럼 값 R(m,n)이 모두 입력되면, M-1 개 각각의 거리 인덱스(m)에 대하여 누적 성분 값을 생성한다(S360).
즉, 제1 검출 모듈(251)은 C-1(n)가 적용된 M-1 개의 제1 누적 성분 값(R-1(0), … , R-1(m), …, R-1(M-1))을 출력하고, 제2 검출 모듈(252)는 C0(n)가 적용된 M-1 개의 제2 누적 성분 값(R0(0), … , R0(m), …, R0(M-1))을 출력하며, 제3 검출 모듈(253)은 C+1(n)가 적용된 제3 누적 성분 값(R+1(0), … , R+1(m), …, R+1(M-1))을 출력한다.
여기서, C-1(n), C0(n), C+ 1(n)는 자기 속도 도플러 주파수에 해당하는 신호 성분을 추출하기 위한 계수로서, DFT(Discrete Fourier Transform)를 이용하여 획득한다.
즉, C0(n)는 레이더가 정지한 상태일 때의 계수로서 1의 값을 가진다. C- 1(n)는 레이더가 표적에서 멀어지는 방향으로 이동할 경우를 보상하기 위한 계수이고, C+1(n)는 레이더가 표적에 가까워지는 방향으로 이동할 경우를 보상하기 위한 계수이다.
여기서, C-1(n), C0(n), C+1(n)는 타겟 판단 장치(200)에 포함된 레이더 송수신부(210)의 이동/정지 상태 및 PRI의 크기에 따라 달라진다. 레이더 송수신부(210)가 정지 상태인 경우에는, C-1(n), C0(n), C+1(n)는 다음의 수학식 2와 같으며, △f는 측정하고자 하는 도플러 주파수 간격을 나타내고, T는 PRI의 크기를 나타낸다.
Figure 112012092013631-pat00004
한편, 레이더 송수신부(210)가 이동 상태인 경우에는, C-1(n), C0(n), C+ 1(n)는 다음의 수학식 3와 같으며, fD는 레이더의 이동 속도에 해당하는 도플러 주파수이다.
Figure 112012092013631-pat00005
이와 같이, 정지 타겟 검출부(250)는 정지 타겟으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R0(m), 가장 느린 (-) 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R-1(m), 가장 느린 (+) 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R+1(m)이 획득하는데, 누적 성분 값(R-1(m), R0(m), R+1(m))을 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013102459032-pat00006
다음으로 정지 타겟 검출부(250)에 포함된 그룹핑 및 판별부(254)는 제1 누적 성분 값(R-1(0), … , R-1(m), …, R-1(M-1)), 제2 누적 성분 값(R0(0), … , R0(m), …, R0(M-1)), 제3 누적 성분 값(R+1(0), … , R+1(m), …, R+1(M-1)) 으로부터, 동일한 거리 인덱스(m)에 해당하는 누적 성분 값을 1개씩 추출하여 그룹핑을 하고, 그룹핑된 누적 성분 값을 임계값과 비교하여(Thresholding), 정지 타겟의 거리 프로파일 RST(j)을 구한다(S370). 여기서, j = 1 ~ J 이며, J는 M개의 누적 성분 값 중에서 임계값보다 큰 누적 성분 값의 개수이며, 탐지된 정지 타겟의 개수이기도 하다.
한편, 타겟의 다중 산란에 의하여 매우 낮은 속도로 이동하는 이동 타겟이 정지 타겟으로 검출될 수 있다. 즉, R0(m)으로 표현되는 정지 타겟의 성분이 실제 정지 타겟에서 발생한 것인지, 아니면 아주 느린 속도의 이동 타겟의 다중 산란에 의해 발생한 것인지를 확인해야 할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 정지 타겟 검출부(250)가 그룹핑된 누적 성분 값(R-1(m), R0(m), R+1(m))을 기준값과 비교하여 정지 타겟과 매우 낮은 속도로 이동하는 이동 타겟을 구분하도록 한다.
이하에서는 도 8을 통하여 그룹핑 및 판별부(254)가 그룹핑된 누적 성분 값으로부터 정지 타겟의 거리 프로파일 RST(j)을 구하는 과정에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 정지 타겟의 거리 프로파일을 구하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
설명의 편의상, 전체 타겟 검출부(240)를 이용하여 거리 인덱스가 55인 타겟이 탐지되었다고 가정한다. 거리 인덱스 55의 타겟이 이동 타겟인지 정지 타겟인지 판단하기 위하여, 그룹핑 및 판별부(254)는 제1 검출 모듈(251), 제2 검출 모듈(252), 제3 검출 모듈(253)로부터 추출된 누적 성분 값(R-1(m), R0(m), R+1(m))을 그룹핑하고, 그룹핑된 값들을 임계 값과 비교한다.
도 8의 (a)는 정지 타겟으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R0(55)가 R-1(55) 및 R+1(55)보다 높은 경우를 나타낸 것이다. 그리고, 도 8의 (b)는 가장 느린 (+) 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R+1(55)이 R0(55)보다 크고, R0(55)는 R-1(55)보다 큰 경우를 나타낸 것이다. 또한 도 8의 (c)는 가장 느린 (-) 절대 속도를 가지는 것으로 추정되는 타겟의 누적 성분값인 R-1(55)이 R0(55)보다 크고, R0(55)는 R+1(55)보다 큰 경우를 나타낸 것이다. 마지막으로, 도 8의 (d)는 R-1(55), R0(55) 및 R+1(55)가 모두 임계 값(threshold)보다 작은 경우를 나타낸 예이다.
여기서, 도 8의 (a)와 같이 R-1(55), R0(55), R+1(55)이 모두 임계 값(threshold)보다 높고, R0(55)가 R-1(55) 및 R+1(55)보다 높은 경우에는 그룹핑 및 판별부(254)는 거리 인덱스 55에 대응하는 타겟을 정지 타겟으로 판단한다.
또한 도 8의 (b)와 같이 R-1(55), R0(55), R+1(55)이 모두 임계 값(threshold)보다 높고, R-1(55) < R0(55) < R+1(55)인 경우, 그룹핑 및 판별부(254)는 거리 인덱스 55에 대응하는 타겟을 이동 타겟으로 판단한다. 즉, 그룹핑 및 판별부(254)는 해당 타겟에 대하여 아주 느린 속도로 레이더로부터 멀어지는 방향으로 이동 중인 타겟으로 판단한다.
또한 도 8의 (c)와 같이 R-1(55), R0(55), R+1(55)이 모두 임계 값(threshold)보다 높고, R-1(55) > R0(55) > R+1(55)인 경우, 그룹핑 및 판별부(254)는 거리 인덱스 55에 대응하는 타겟을 이동 타겟으로 판단한다. 즉, 그룹핑 및 판별부(254)는 해당 타겟에 대하여 아주 느린 속도로 레이더에 다가오는 방향으로 이동 중인 타겟으로 판단한다.
이와 같은 그룹핑 및 판별부(254)의 판단 과정을 정리하면 다음의 표 1과 같다.
Case 거리 인덱스 55의 타겟의 상태 판단 결과
도 8의 (a) R-1(55) < R0(55) > R+1(55) 정지 타겟으로 판단
도 8의 (b) R-1(55) < R0(55) < R+1(55) 이동 타겟으로 판단(아주 느린 (+) 속도로 이동)
도 8의 (c) R-1(55) > R0(55) > R+1(55) 이동 타겟으로 판단(아주 느린 (-) 속도로 이동)
도 8의 (d) R-1(55), R0(55), R+1(55) 모두 임계 값 이하 이동 타겟으로 판단
따라서, 정지 타겟 검출부(250)는 그룹핑된 누적 성분 값과 임계 값을 비교하여 이동 중인 타겟인지 여부를 판단하고, 그룹핑된 누적 성분 값의 크기를 상호 비교하여, 해당 거리 인덱스의 타겟이 정지 타겟인지, 아주 느린 속도로 이동 중인 타겟인지를 정확하게 판단할 수 있다.
마지막으로, 이동 타겟 검출부(260)는 전체 타겟의 거리 프로파일 RAT(i)와 정지 타겟의 거리 프로파일 RST(j)의 결과를 이용하여, 이동 타겟의 거리 프로파일 RMT(k)을 획득한다(S380). 여기서 k = 1 ~ K 이며, K는 최종 탐지된 이동 타겟의 개수이다. 이동 타겟 검출부(260)는 전체 타겟 검출부(240)에서 탐지된 전체 타겟 정보에서 정지 타겟 검출부(250)에서 탐지된 정지 타겟 정보를 제거하여, 이동 타겟 성분만을 추출할 수 있다.
이와 같이 종래 기술에 따르면 메모리의 개수가 M × N 개 만큼 소모되는데 비해, 본 발명의 실시예에 따르면 M × 4개만큼 소모되므로 계산량을 매우 감소시킬 수 있다. 즉, 전체 타겟 검출부(240)에서 M × 3개만큼의 메모리가 필요하고, 정지 타겟 검출부(240)에서 M × 1개만큼의 메모리가 필요하므로, 메모리의 양 및 계산량을 크게 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 정지 타겟 검출부는 R-1(m), R0(m), R+1(m) 이외에도 R-2(m)와 R+2(m)를 추가하여 연산할 수도 있다. 이 경우, 정지 타겟과 매우 천천히 이동하는 이동 타겟의 구별은 더욱 정확해질 수 있으나, 다만 소모되는 메모리는 M × 6개로 늘어난다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 사용자는 정지 타겟과 이동 타겟의 구별 능력과 소모되는 메모리의 양을 적절히 조절해가면서 타겟을 검출 할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, FMCW 레이더에서 이동 타겟을 탐지할 때 하드웨어 복잡도 및 계산량을 줄일 수 있다. 또한, 타겟의 다중 산란에 의해 발생하는 오류를 방지함으로써, 정지 타겟과 이동 타겟을 정확하게 구별할 수 있다.
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.
200 : 이동 타겟 판단 장치, 210 : 레이더 송수신부,
220 : ADC 부, 230 : 푸리에 변환부,
240 : 전체 타겟 검출부, 241 : 제곱 연산기,
242 : 멀티플렉서, 243 : 덧셈 연산기,
244 : 판별부, 250 : 정지 타겟 검출부,
251 : 제1 검출 모듈, 252 : 제2 검출 모듈,
253 : 제3 검출 모듈, 254 : 그룹핑 및 판별부

Claims (14)

  1. 이동 타겟 장치의 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법에 있어서,
    적어도 하나의 타겟에 대하여 펄스 반복 주기(PRI) 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는 단계,
    각각의 상기 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 연산하는 단계,
    상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계,
    동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계,
    상기 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성하는 단계,
    동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계, 그리고
    상기 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계는,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 스위칭시켜 순차적으로 상기 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하고 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계는,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 상기 주파수 스펙트럼을 제곱하는 단계,
    멀티플렉서를 이용하여 상기 주파수 스펙트럼의 제곱 값을 거리 인덱스에 대응하는 복수의 덧셈 연산기에 각각 분배시키는 단계,
    이후에 입력되는 모든 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 상기 주파수 스펙트럼을 제곱하여, 거리 인덱스에 대응하는 상기 복수의 덧셈 연산기에 각각 누적시키는 단계, 그리고
    상기 거리 인덱스 별로 넌코히어런트 방식으로 적분된 누적 제곱 값을 기준값과 비교하여, 기준값보다 큰 누적 제곱 값에 대응하는 거리 인덱스에 타겟이 존재하는 것으로 판단하는 단계로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수는 상기 레이더가 움직이는 경우를 보상하기 위한 도플러 관련 계수이며,
    정지된 상태에서 상기 레이더 송신 신호가 발사되는 경우에는 다음과 같이 연산되는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법:
    Figure 112013102459032-pat00007

    여기서, C-1(n)는 상기 제1 계수를 나타내며, C0(n)는 상기 제2 계수를 나타내고, C+1(n)는 상기 제3 계수를 나타나며, △f는 측정하고자 하는 도플러 주파수 간격을 나타내고, T는 PRI의 크기를 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서,
    이동 중인 상태에서 상기 레이더 송신 신호가 발사되는 경우에는 다음과 같이 연산되는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법:
    Figure 112012092013631-pat00008

    여기서, fD는 레이더의 이동 속도에 해당하는 도플러 주파수이다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 누적 성분 값을 생성하는 단계는,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 상기 주파수 스펙트럼을 제1 검출 모듈, 제2 검출 모듈, 제3 검출 모듈로 입력시키는 단계,
    상기 제1 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제1 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제1 누적 성분 값을 생성하는 단계,
    상기 제2 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제2 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제2 누적 성분 값을 생성하는 단계, 그리고
    상기 제3 검출 모듈은 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제3 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제3 누적 성분 값을 생성하는 단계로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 단계는,
    동일한 거리 인덱스를 가지는 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 추출하여 그룹핑하는 단계,
    상기 그룹핑된 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 임계 값과 비교하는 단계, 그리고
    상기 그룹핑된 제2 누적 성분 값이 상기 그룹핑된 제1 및 제3 누적 성분 값보다 크고, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 정지 타겟이 존재하는 것으로 판단하고, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 모두 상기 임계 값보다 작으면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 이동 타겟으로 판단하며, 상기 그룹핑된 제2 누적 성분 값이 상기 그룹핑된 제1 또는 제3 누적 성분 값보다 작고, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 저속으로 이동하는 이동 타겟으로 판단하는 단계로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 방법.
  8. 적어도 하나의 타겟에 대하여 펄스 반복 주기(PRI) 간격으로 레이더 송신 신호를 발사하고, 상기 타겟에 대하여 레이저 수신 신호를 입력받는 레이더 송수신부,
    각각의 상기 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 거리 인덱스 별로 상기 레이더 송신 신호 및 레이더 수신 신호의 주파수 차이값을 디지털 형태로 변환하는 ADC부,
    상기 변환된 값을 푸리에 변환시켜 주파수 스펙트럼을 획득하는 푸리에 변환부,
    동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼들을 제곱하여 누적시킨 후, 누적된 제곱 값을 기준 값과 비교하여 전체 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 전체 타겟 검출부,
    상기 동일한 거리 인덱스에 해당하는 복수의 주파수 스펙트럼에 각각 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수를 곱셈한 후 누적시켜 누적 성분 값을 생성하고, 동일한 거리 인덱스에 해당하는 상기 누적 성분 값들을 그룹핑하고, 임계 값과 비교하여 정지 타겟의 거리 프로파일을 생성하는 정지 타겟 검출부, 그리고
    상기 전체 타겟의 거리 프로파일과 상기 정지 타겟의 거리 프로파일을 이용하여 이동 타겟의 거리 프로파일을 검출하는 이동 타겟 검출부로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전체 타겟 검출부는,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 상기 주파수 스펙트럼을 제곱하는 제곱 연산기,
    상기 주파수 스펙트럼의 제곱 값을 거리 인덱스에 대응하는 복수의 덧셈 연산기에 각각 분배시키는 멀티플렉서, 그리고
    이후에 입력되는 모든 펄스 반복 주기(PRI)에 대하여 상기 주파수 스펙트럼의 제곱 값을 거리 인덱스에 대응하여 각각 누적시키는 상기 복수의 덧셈 연산기, 그리고
    상기 거리 인덱스 별로 넌코히어런트 방식으로 적분된 누적 제곱 값을 기준값과 비교하여, 기준값보다 큰 누적 제곱 값에 대응하는 거리 인덱스에 타겟이 존재하는 것으로 판단하는 판별부로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 계수, 제2 계수, 제3 계수는 상기 레이더가 움직이는 경우를 보상하기 위한 도플러 관련 계수이며,
    상기 레이더 송수신부가 정지된 상태에서 상기 레이더 송신 신호를 발사하는 경우에는 다음과 같이 연산되는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치:
    Figure 112013102459032-pat00009

    여기서, C-1(n)는 상기 제1 계수를 나타내며, C0(n)는 상기 제2 계수를 나타내고, C+1(n)는 상기 제3 계수를 나타나며, △f는 측정하고자 하는 도플러 주파수 간격을 나타내고, T는 PRI의 크기를 나타낸다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레이더 송수신부가 이동 중인 상태에서 상기 레이더 송신 신호를 발사하는 경우에는 다음과 같이 연산되는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치:
    Figure 112012092013631-pat00010

    여기서, fD는 레이더의 이동 속도에 해당하는 도플러 주파수이다.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 정지 타겟 검출부는,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제1 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제1 누적 성분 값을 생성하는 제1 검출 모듈,
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제2 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제2 누적 성분 값을 생성하는 제2 검출 모듈, 그리고
    상기 펄스 반복 주기(PRI) 별로 입력된 상기 주파수 스펙트럼에 상기 제3 계수를 곱셈하고, 동일한 거리 인덱스를 가진 곱셈 결과값끼리 누적시켜 제3 누적 성분 값을 생성하는 제3 검출 모듈로 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정지 타겟 검출부는,
    동일한 거리 인덱스를 가지는 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 추출하여 그룹핑하고, 상기 그룹핑된 제1 누적 성분 값, 제2 누적 성분 값 및 제3 누적 성분 값을 임계 값과 비교하며, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 모두 상기 임계 값보다 작으면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 이동 타겟으로 판단하는 그룹핑 및 판별부를 더 포함하여 이루어지는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 그룹핑 및 판별부는,
    상기 그룹핑된 제2 누적 성분 값이 상기 그룹핑된 제1 및 제3 누적 성분 값보다 크고, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 정지 타겟이 존재하는 것으로 판단하고,
    상기 그룹핑된 제2 누적 성분 값이 상기 그룹핑된 제1 또는 제3 누적 성분 값보다 작고, 상기 그룹핑된 제1, 제2 및 제3 누적 성분 값이 상기 임계 값보다 크면, 해당되는 거리 인덱스에 존재하는 타겟은 저속으로 이동하는 이동 타겟으로 판단하는 레이더를 이용한 이동 타겟 판단 장치.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140159947A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Yao-Hwa Wen Processing method for fmcw radar signal with dual pulse repetition frequency
KR101851079B1 (ko) * 2016-12-23 2018-04-20 재단법인대구경북과학기술원 Fmcw 레이더를 이용한 이동 타겟 탐지 장치 및 방법
KR101851635B1 (ko) * 2016-05-27 2018-04-24 국방과학연구소 고해상도 거리 프로파일을 이용한 다중 물체 판단 장치 및 방법
KR20180064127A (ko) * 2016-12-05 2018-06-14 주식회사 만도 타켓 물체 감지 방법 및 그 장치
KR20180113238A (ko) * 2017-04-05 2018-10-16 주식회사화신 Ｆｍｃｗ 레이더 시스템의 파라미터 추정 장치 및 방법
KR20190056071A (ko) * 2017-11-16 2019-05-24 재단법인대구경북과학기술원 저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법
CN112166341A (zh) * 2019-08-23 2021-01-01 深圳市大疆创新科技有限公司 速度确定方法、设备和存储介质
CN112386237A (zh) * 2019-08-16 2021-02-23 富士通株式会社 生命体的检测装置、方法及***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242895A (ja) 2005-03-07 2006-09-14 Toshiba Corp 電波誘導装置
JP2009257907A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Toshiba Corp 目標検出装置
JP2012042214A (ja) 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006242895A (ja) 2005-03-07 2006-09-14 Toshiba Corp 電波誘導装置
JP2009257907A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Toshiba Corp 目標検出装置
JP2012042214A (ja) 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140159947A1 (en) * 2012-12-06 2014-06-12 Yao-Hwa Wen Processing method for fmcw radar signal with dual pulse repetition frequency
US8884814B2 (en) * 2012-12-06 2014-11-11 Chung Shan Institute Of Science And Technology, Armaments Bureau, M. N.D. Processing method for FMCW radar signal with dual pulse repetition frequency
KR101851635B1 (ko) * 2016-05-27 2018-04-24 국방과학연구소 고해상도 거리 프로파일을 이용한 다중 물체 판단 장치 및 방법
KR20180064127A (ko) * 2016-12-05 2018-06-14 주식회사 만도 타켓 물체 감지 방법 및 그 장치
KR102662229B1 (ko) 2016-12-05 2024-05-02 주식회사 에이치엘클레무브 타켓 물체 감지 방법 및 그 장치
KR101851079B1 (ko) * 2016-12-23 2018-04-20 재단법인대구경북과학기술원 Fmcw 레이더를 이용한 이동 타겟 탐지 장치 및 방법
KR101939614B1 (ko) * 2017-04-05 2019-01-21 (주)화신 Ｆｍｃｗ 레이더 시스템의 파라미터 추정 장치 및 방법
KR20180113238A (ko) * 2017-04-05 2018-10-16 주식회사화신 Ｆｍｃｗ 레이더 시스템의 파라미터 추정 장치 및 방법
KR20190056071A (ko) * 2017-11-16 2019-05-24 재단법인대구경북과학기술원 저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법
KR102400235B1 (ko) 2017-11-16 2022-05-19 재단법인대구경북과학기술원 저 복잡도의 스펙트럼을 이용한 타겟 위치 결정 방법
CN112386237A (zh) * 2019-08-16 2021-02-23 富士通株式会社 生命体的检测装置、方法及***
CN112386237B (zh) * 2019-08-16 2024-04-16 富士通株式会社 生命体的检测装置、方法及***
CN112166341A (zh) * 2019-08-23 2021-01-01 深圳市大疆创新科技有限公司 速度确定方法、设备和存储介质
CN112166341B (zh) * 2019-08-23 2024-04-05 深圳市大疆创新科技有限公司 速度确定方法、设备和存储介质

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