KR20130099485A - Receiver of vehicle radar, and method for estimating direction of arrival thereof - Google Patents

Receiver of vehicle radar, and method for estimating direction of arrival thereof Download PDF

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KR20130099485A KR1020120021042A KR20120021042A KR20130099485A KR 20130099485 A KR20130099485 A KR 20130099485A KR 1020120021042 A KR1020120021042 A KR 1020120021042A KR 20120021042 A KR20120021042 A KR 20120021042A KR 20130099485 A KR20130099485 A KR 20130099485A
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Abstract

PURPOSE: A receiver of radar for a vehicle and a directional arrival angle estimation method thereof are provided to control the increase of calculation amount without increasing a correlation matrix. CONSTITUTION: A receiver receives multiple reception signals through a plurality of reception channels (S10). The signal path of each reception channel processes a downlink frequency, the reception of a digital signal, fast Fourier transformation, and calibration (S20). A signal processor of the receiver calculates a correlation matrix indicating the location of a target in a chirp pulse (S30). The signal processor of the receiver executes correlation matrix equalization in order to estimate a noise area in the calculated correlation matrix (S40). The signal processor of the receiver divides the equalized result of the correlation matrix into a signal area and a noise area (S50). The signal processor of the receiver selects the number of targets from a signal area excluding the noise area from an eigenvector (S60). The signal processor of the receiver estimates a directional arrival angle for the selected target (S70). [Reference numerals] (AA) End; (S10) Receive multiple reception signals; (S20) Perform a frequency downlink process, ADC, FFT, and a calibration process; (S30) Calculate a correlation matrix based on an up chirp and a down chirp; (S40) Equalize the correlation matrix; (S50) Divide the equalized correlation matrix; (S60) Select the number of targets; (S70) Estimate a directional arrival angle

Description

차량용 레이더의 수신기 및 그에서 방향도래각 추정 방법 {Receiver of vehicle RADAR, and method for estimating direction of arrival thereof}Receiver of vehicle radar, and method for estimating direction of arrival}

본 발명은 차량용 레이더에 관한 것으로, 특히 차량용 레이더의 수신기 및 그 수신기에서 방향도래각 추정 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle radar, and more particularly, to a receiver of a vehicle radar and a method of estimating direction of arrival in the receiver.

일반적으로 레이더의 방향도래각(Direction of Arrival)을 추정하는 데는 고유치 분해를 이용한다.In general, eigenvalue decomposition is used to estimate the direction of arrival of a radar.

레이더는 복수의 수신채널을 포함하는 수신기를 구비하며, 그를 위해 수신기를 다수 안테나 어레이(antenna array)를 구비한다.The radar has a receiver comprising a plurality of receiving channels, for which the receiver comprises a multiple antenna array.

이러한 수신기는 표적의 존재 유무를 검지하고, 그 결과로부터 상관행렬을 산출한다. 그리고, 상관행렬의 평균화를 거쳐 신호영역과 잡음영역을 구분하기 위한 고유치를 산출함으로써 방향도래각을 추정한다.The receiver detects the presence of a target and calculates a correlation matrix from the result. Then, the direction of arrival angle is estimated by calculating the eigenvalue for distinguishing the signal region and the noise region through averaging of the correlation matrix.

한편, 종래 기술에서는 아래 수학식 1과 같이 스냅샷(snapshot) 개수를 사용하여 상관행렬을 평균화하였다.Meanwhile, in the related art, the correlation matrix is averaged using the number of snapshots as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 1에서 K는 스냅샷 개수를 나타내며, K는 크면 클수록 표적의 위치를 보다 정확히 나타내는 평균화 결과를 산출할 수 있으나, 일반적으로 안테나 어레이 개수의 2배로 하고 있다. In Equation 1, K represents the number of snapshots, and the larger K is, the more averaging results indicating the position of the target can be calculated. However, in general, twice the number of antenna arrays.

그러나 상관행렬의 평균화에서 스냅샷의 개수를 늘리면 상관행렬의 크기가 커지고, 그에 따라 신호처리 과정에서 연산량이 증가하는 문제가 발생한다.However, increasing the number of snapshots in the averaging of the correlation matrix increases the size of the correlation matrix, thereby increasing the amount of computation during signal processing.

본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 유효샘플(Snapshot)의 개수는 늘리면서도 상관행렬이 커짐에 따른 연산량은 증가하지 않고, 또한 보다 정확한 표적의 위치와 방향도래각을 산출할 수 있도록 해주는 차량용 레이더의 수신기 및 그에서 방향도래각 추정 방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention was devised in view of the above, and in particular, the amount of calculation is not increased as the correlation matrix increases while the number of effective samples is increased, and a more accurate position and direction angle of the target are calculated. The present invention provides a receiver for a vehicle radar and a method of estimating a direction of arrival angle thereof.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 레이더의 방향도래각 추정 방법의 특징은, 복수 수신채널을 통해 다중 수신신호를 수신하는 단계와, 상기 다중 수신신호의 첩펄스(chirp pulse)에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출하는 단계와, 상기 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위해, 상기 첩펄스의 개수를 사용하여 상기 상관행렬을 평균화하는 단계와, 상기 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 상기 추정된 잡음영역을 나타내는 고유벡터를 산출하는 단계와, 상기 고유벡터의 상기 신호영역으로부터 상기 표적의 개수를 선정하는 단계와, 상기 선정된 표적에 대한 방향도래각을 추정하는 단계로 이루어지는 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a direction angle of arrival of a vehicle radar, including receiving a plurality of received signals through a plurality of received channels, and targeting a chirp pulse of the multiple received signals. Calculating a correlation matrix representing a position of the signal, averaging the correlation matrix using the number of the chirp pulses, and estimating the eigenvalue decomposition of the averaged result to estimate a noise region in the correlation matrix. Calculating an eigenvector representing a signal region and the estimated noise region, selecting the number of targets from the signal region of the eigenvector, and estimating a direction angle of arrival for the selected target; It is done.

바람직하게, 상기 상관행렬을 산출하는 단계는 상기 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirpe)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출할 수 있다.Preferably, the calculating of the correlation matrix may calculate a correlation matrix indicating the position of the target in each of the up-chirpe and down-chirp constituting the chirp pulse.

바람직하게, 상기 첩펄스 개수를 사용하여 상기 상관행렬을 평균화하는 단계는, 상기 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상기 상관행렬을 평균화할 수 있다.Preferably, the averaging of the correlation matrix using the number of chirp pulses may be performed by accumulating the calculated correlation matrix and dividing the accumulated result by the number of chirp pulses to average the correlation matrix.

본 발명에 따르면, 상관행렬의 평균화에 사용되는 스냅샷 개수를 고정하고, 각 첩에서 획득한 상관행렬에 대한 평균화에서 첩펄스 개수를 이용한다. 그 때문에, 상관행렬이 커지지 않아 연산량 증가를 배제할 수 있다. 그러면서도, 보다 정확한 표적의 위치와 방향도래각을 산출할 수 있는 장점을 갖는다.According to the present invention, the number of snapshots used for averaging correlation matrices is fixed, and the number of chirp pulses is used for averaging the correlation matrices obtained at each constellation. Therefore, the correlation matrix does not become large and it is possible to exclude the increase in the calculation amount. At the same time, it has the advantage of being able to calculate a more accurate position and direction of the target.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 레이더의 송신신호 및 수신신호에 대해 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 레이더의 연속파신호에 대해 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레이더의 수신기 구조를 나타낸 블록다이어그램.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 절차를 나타낸 플로유챠트.1 is a view for explaining the transmission signal and the reception signal of the vehicle radar according to the present invention.
2 is a view for explaining a continuous wave signal of a vehicle radar according to the present invention.
3 is a block diagram showing a receiver structure of a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a flow chart showing the direction of arrival angle estimation procedure in a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and an operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the configuration and operation of the present invention shown in and described by the drawings will be described as at least one embodiment, The technical idea of the present invention and its essential structure and action are not limited.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 레이더의 수신기 및 그에서 방향도래각 추정 방법의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the receiver of the vehicle radar according to the present invention and the direction angle of arrival estimation method therein.

본 발명에서는 다중 수신신호의 첩펄스에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출할 시에, 업첩에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출하고 또한 다운첩에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한 후에 그 산출된 상관행렬들에 대해 연속파신호의 첩펄스 개수를 사용하여 평균화를 수행한다. In the present invention, when calculating the correlation matrix indicating the position of the target in the chirp pulses of the multiple received signal, after calculating the correlation matrix indicating the position of the target in the upstrap and after calculating the correlation matrix indicating the position of the target in the down The calculated correlation matrices are averaged using the number of chirped pulses of the continuous wave signal.

결국, 본 발명에서는 상관행렬의 평균화에 사용되는 스냅샷 개수를 연속파신호의 첩펄스 개수로 제한하는 것이 핵심이다.As a result, in the present invention, it is essential to limit the number of snapshots used for averaging the correlation matrix to the number of chirp pulses of the continuous wave signal.

그에 따라, 유효샘플에 해당하는 스냅샷의 개수를 첩펄스 개수로 고정함으로서, 표적 위치를 정확히 나타내는 상관행렬의 평균화 결과를 산출할 수 있다. Accordingly, by fixing the number of snapshots corresponding to the effective sample to the number of chirp pulses, the averaging result of the correlation matrix accurately indicating the target position can be calculated.

이러한 본 발명에 따른 차량용 레이더 및 그 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.The vehicle radar and the method for estimating the direction of arrival in the vehicle radar according to the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 레이더의 송신신호 및 수신신호에 대해 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 레이더의 연속파신호에 대해 설명하기 위한 도면으로써, 도 1은 송신되는 연속파신호인 송신신호와 수신되는 연속파신호인 수신신호를 나타낸 것이며, 도 2는 송신신호 또는 수신신호를 나타낸 것이다.1 is a view for explaining the transmission signal and the reception signal of the vehicle radar according to the present invention, Figure 2 is a view for explaining the continuous wave signal of the vehicle radar according to the present invention, Figure 1 is a continuous wave signal transmitted 2 shows a transmission signal and a reception signal that is a continuous wave signal, and FIG. 2 shows a transmission signal or a reception signal.

송신신호나 수신신호는 파형의 한 주기가 업첩(up-chirp) 비트주파수와 다운첩(down-chirp) 비트주파수로 이루어지는 연속파신호로써, 도 1에서 ΔF는 송신신호나 수신신호의 최대 주파수 편이를 나타내며, 파형의 한 주기 Tm은 변조주파수 Fm로 나타낼 때 Tm=1/Fm이다. Δt 는 송신신호와 수신신호 간의 시간적 지연이며, fD는 송신신호와 수신신호 간의 주파수 편이이다.The transmission signal or the reception signal is a continuous wave signal in which one cycle of the waveform consists of an up-chirp bit frequency and a down-chirp bit frequency. In FIG. One period Tm of the waveform is Tm = 1 / Fm when represented by the modulation frequency Fm. Δt is the time delay between the transmission signal and the reception signal, and f D is the frequency shift between the transmission signal and the reception signal.

본 발명에서는 차량용 레이더가 시간에 따라 주파수가 선형적으로 변하는 연속파신호를 송신하고, 표적으로부터 반사된 연속파신호를 수신하며, 도시된 파라미터 중에서 송신신호와 수신신호 간의 지연시간인 Δt와 송신신호에 기준한 수신신호의 주파수 편이인 fD를 이용하여 표적과의 거리 및 속도를 산출한다. In the present invention, the vehicle radar transmits a continuous wave signal whose frequency varies linearly with time, receives a continuous wave signal reflected from a target, and is based on Δt, which is a delay time between the transmission signal and the received signal among the illustrated parameters, and a transmission signal. The distance and speed from the target are calculated using f D , the frequency shift of a received signal.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레이더의 수신기 구조를 나타낸 블록다이어그램이다.3 is a block diagram showing a receiver structure of a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 레이더의 수신기는 수신처리부(10), 상관행렬 산출부(20), 상관행렬 평균화부(30), 고유치 분해부(40), 표적 개수 선정부(50), 그리고 방향도래각 추정부(60)로 구성된다.1 to 3, the receiver of the vehicle radar according to the present invention includes a reception processor 10, a correlation matrix calculation unit 20, a correlation matrix averaging unit 30, an eigenvalue decomposition unit 40, and a target number selection unit. 50, and the direction angle of arrival estimation unit 60.

수신처리부(10)는 복수 수신채널을 통해 다중 수신신호를 수신하며, 각 수신채널의 신호경로에서 하향주파수 처리, 디지털신호로의 변환(ADC) 등의 수신처리를 수행하고, 고속퓨리에변환(FFT)과 보정처리(Calibration)를 수행한다. 또한, 수신기는 보정처리된 결과에 대해 DBF(Digital Beamforming)와 CFAR (Constant False Alarm Rate)와 같은 처리를 수행하는 블록을 더 구비할 수 있다.The reception processing unit 10 receives multiple reception signals through a plurality of reception channels, performs reception processing such as downlink frequency processing, conversion to digital signal (ADC) in the signal path of each reception channel, and fast Fourier transform (FFT). ) And calibration. In addition, the receiver may further include a block that performs processing such as digital beamforming (DBF) and constant false alarm rate (CFAR) on the corrected result.

본 발명에서는 연속파신호를 수신하는 구조에 대해서만 논의되므로, 도 3에는 차량용 레이더의 송신 구조에 대해서는 도시하지 않는다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 차량용 레이더가 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 송신신호를 송출한 후에 표적으로부터 반사되어 수신되는 수신신호에 기반하여 방향도래각을 추정한다.Since only the structure for receiving the continuous wave signal is discussed in the present invention, the transmission structure of the vehicle radar is not shown in FIG. 3. However, as shown in FIG. 1, after the vehicle radar transmits the transmission signal as shown in FIGS. 1 and 2, the direction of arrival angle is estimated based on the received signal reflected from the target.

상관행렬 산출부(20)는 다중 수신신호의 첩펄스(chirp pulse)에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬(Covariance matrix)을 산출한다. 여기서, 첩펄스는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)로 구성되며, 상관행렬 산출부(20)는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.The correlation matrix calculation unit 20 calculates a correlation matrix indicating the position of the target in the chirp pulses of the multiple reception signals. Here, the chirp pulse is composed of up-chirp and down-chirp, and the correlation matrix calculation unit 20 includes a target of the target at each of the up-chirp and down-chirp. Calculate the correlation matrix representing the position.

상관행렬 평균화부(30)는 상관행렬 산출부(20)의 출력에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다. 즉, 업첩(up-chirp)과 다운첩펄스(down-chirp)을 포함하는 첩펄스 개수를 사용하여 아래 수학식 2와 같이 상관행렬을 평균화한다.The correlation matrix averaging unit 30 performs correlation matrix averaging for estimating the noise region at the output of the correlation matrix calculation unit 20. That is, the correlation matrix is averaged as shown in Equation 2 below using the number of chirp pulses including up-chirp and down-chirp.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식 2에서 N는 스냅샷 개수를 나타내며, 구체적으로 N은 상관행렬을 산출하는데 사용된 첩펄스 개수에 해당하는 값이다.In Equation 2, N represents the number of snapshots, and specifically, N is a value corresponding to the number of chirp pulses used to calculate the correlation matrix.

상관행렬 평균화부(30)는, 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.As shown in equation (2), the correlation matrix averaging unit 30 accumulates the correlation matrix calculated at each chirp pulse and divides the accumulated result by the number of the chirp pulses to average the correlation matrix.

고유치 분해부(40)는 상관행렬 평균화부(30)에서 출력되는 상관행렬 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다. 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.The eigenvalue decomposition part 40 separates the signal area and the noise area through eigenvalue decomposition for the correlation matrix averaged result output from the correlation matrix averaging part 30. That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector representing the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

표적 개수 선정부(50)는 고유치 분해부(40)에서 출력되는 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 표적의 개수를 선정한다.The target number selecting unit 50 selects the number of targets from the signal region excluding the noise region from the eigenvectors output from the eigenvalue decomposition unit 40.

방향도래각 추정부(60)는 표적 개수 선정부(50)에 의해 선정된 표적에 대한 방향도래각을 추정한다.The direction angle of arrival estimator 60 estimates the direction of angle of arrival for the target selected by the target number selection unit 50.

본 발명에 따른 수신기는 신호를 연속적으로 송신하면서 표적으로부터 반사되어 들어오는 신호를 다수 안테나 어레이를 통해 동시에 수신하는 FMCW 레이더에 적합할 수 있으나 그 FMCW 레이더에만 한정하지 않으며 FMCW 레이더는 물론 그밖에 차량용 레이더도 적합하다.The receiver according to the present invention may be suitable for an FMCW radar that simultaneously receives signals reflected from a target while simultaneously transmitting signals through multiple antenna arrays, but is not limited to the FMCW radar, but is suitable for vehicle radar as well as FMCW radar. Do.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 절차를 나타낸 플로우챠트이다.4 is a flowchart illustrating a procedure for estimating a direction angle of arrival in a vehicle radar according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 수신기는 복수 수신채널을 통해 다중 수신신호를 수신한다(S10).Referring to FIG. 4, the receiver receives multiple reception signals through a plurality of reception channels (S10).

각 수신채널의 신호경로에서는 하향주파수 처리, 디지털신호로의 변환 등의 수신처리를 거치며, 고속퓨리에변환(FFT)과 보정처리(Calibration)를 거친다(S20). 또한, DBF(Digital Beamforming)와 CFAR (Constant False Alarm Rate)와 같은 처리를 거치는 것이 바람직하다.The signal path of each receiving channel undergoes receiving processing such as down-frequency processing and conversion into a digital signal, and undergoes a fast Fourier transform (FFT) and a calibration process (S20). In addition, it is desirable to go through such processes as Digital Beamforming (DBF) and Constant False Alarm Rate (CFAR).

수신기에 수신되는 다중 수신신호는 다수 첩펄스(chirp pulse)로 구성되는 연속파신호이며, 각 첩펄스는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)으로 구성되는 것이 바람직하다.The multiple reception signal received by the receiver is a continuous wave signal composed of multiple chirp pulses, and each chirp pulse is preferably composed of up-chirp and down-chirp.

이어, 수신기의 신호처리부에서는 첩펄스에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다(S30). 즉, 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirp)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출한다.Subsequently, the signal processing unit of the receiver calculates a correlation matrix indicating the position of the target in the chirp pulse (S30). That is, a correlation matrix indicating the position of the target is calculated in each of the up-chirp and down-chirp constituting the chirp pulse.

이어, 산출된 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위한 상관행렬 평균화를 수행한다(S40). 즉, 업첩(up-chirp pulse)과 다운첩(down-chirp)으로 이루어지는 첩펄스 개수를 사용하여 전술된 수학식 2와 같이 상관행렬을 평균화한다.Subsequently, a correlation matrix averaging is performed to estimate a noise region from the calculated correlation matrix (S40). That is, the correlation matrix is averaged as shown in Equation 2 using the number of chirp pulses consisting of up-chirp pulses and down-chirp.

한편, 상기 상관행렬의 평균화에서는, 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 각 첩펄스에서 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상관행렬을 평균화한다.On the other hand, in the averaging of the correlation matrix, as shown in Equation 2, the correlation matrix calculated at each chirp pulse is accumulated, and the cumulative result is divided by the number of the chirp pulses to average the correlation matrix.

이어, 상관행렬의 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 잡음영역을 분리한다(S50). 즉, 평균화된 결과로부터 신호영역과 상기에서 추정된 잡음영역을 구분하여 나타내는 고유벡터를 산출하는 고유치 분해를 수행한다.Subsequently, the signal region and the noise region are separated by eigen decomposition of the averaged result of the correlation matrix (S50). That is, eigenvalue decomposition is performed to calculate an eigenvector representing the signal region and the estimated noise region from the averaged result.

이어, 고유벡터에서 잡음영역을 제외한 신호영역으로부터 표적의 개수를 선정하며(S60), 또한 선정된 표적에 대한 방향도래각을 추정한다(S70).Subsequently, the number of targets is selected from the signal region excluding the noise region from the eigenvector (S60), and the direction of arrival angle for the selected target is estimated (S70).

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments of the invention described herein are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, Should be interpreted as being included in.

10: 수신처리부 20: 상관행렬 산출부
30: 상관행렬 평균화부 40: 고유치 분해부
50: 표적 개수 선정부 60: 방향도래각 추정부10: reception processor 20: correlation matrix calculation unit
30: correlation matrix averaging unit 40: eigenvalue decomposition unit
50: target number selection unit 60: direction angle of arrival estimation unit

Claims (3)

복수 수신채널을 통해 다중 수신신호를 수신하는 단계와;
상기 다중 수신신호의 첩펄스(chirp pulse)에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출하는 단계와;
상기 상관행렬에서 잡음영역을 추정하기 위해, 상기 첩펄스의 개수를 사용하여 상기 상관행렬을 평균화하는 단계와;
상기 평균화된 결과에 대한 고유치 분해를 통해 신호영역과 상기 추정된 잡음영역을 나타내는 고유벡터를 산출하는 단계와;
상기 고유벡터의 상기 신호영역으로부터 상기 표적의 개수를 선정하는 단계와;
상기 선정된 표적에 대한 방향도래각을 추정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 방법.Receiving a multiple reception signal through a plurality of reception channels;
Calculating a correlation matrix representing a position of a target in a chirp pulse of the multiple received signals;
Averaging the correlation matrix using the number of chirp pulses to estimate a noise region in the correlation matrix;
Calculating an eigenvector representing a signal region and the estimated noise region by eigen decomposition of the averaged result;
Selecting the number of targets from the signal region of the eigenvector;
And estimating a direction angle of arrival with respect to the selected target. 제 1 항에 있어서, 상기 상관행렬을 산출하는 단계는,
상기 첩펄스를 구성하는 업첩(up-chirpe)과 다운첩(down-chirp)의 각각에서 표적의 위치를 나타내는 상관행렬을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 방법.The method of claim 1, wherein the calculating of the correlation matrix comprises:
And calculating a correlation matrix indicating a position of a target in each of an up-chirpe and a down-chirp constituting the chirp pulse. 제 1 항에 있어서, 상기 첩펄스 개수를 사용하여 상기 상관행렬을 평균화하는 단계는,
상기 산출된 상관행렬을 누적하고, 그 누적 결과를 상기 첩펄스 개수로 나누어 상기 상관행렬을 평균화하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더에서 방향도래각 추정 방법.The method of claim 1, wherein the averaging of the correlation matrix using the number of chirp pulses comprises:
And accumulating the calculated correlation matrix and dividing the accumulated result by the number of chirp pulses to average the correlation matrix.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150142278A (en) * 2014-06-11 2015-12-22 국방과학연구소 Method for estimating angle of arrival target moving high speed
KR102030526B1 (en) * 2018-05-30 2019-10-10 국방과학연구소 Method for estimating direction of arrival based on continuous compressive sensing and apparatus therefor
WO2021196165A1 (en) * 2020-04-03 2021-10-07 华为技术有限公司 Frequency analysis method, device and radar
CN113561911A (en) * 2021-08-12 2021-10-29 森思泰克河北科技有限公司 Vehicle control method, vehicle control device, millimeter wave radar, and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131419A (en) * 2000-10-18 2002-05-09 Mitsubishi Electric Corp Radar device and method for estimating number of target scattering point
KR20090011595A (en) * 2007-07-26 2009-02-02 인하대학교 산학협력단 Method for ranging between transmitter and receiver based on wireless communication system
JP2010216940A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Tokyo Metropolitan Univ Signal processing method and signal processing device
KR20110068758A (en) * 2009-12-16 2011-06-22 한국전자통신연구원 Mimo radar apparatus and method for wireless communication using mimo radar apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131419A (en) * 2000-10-18 2002-05-09 Mitsubishi Electric Corp Radar device and method for estimating number of target scattering point
KR20090011595A (en) * 2007-07-26 2009-02-02 인하대학교 산학협력단 Method for ranging between transmitter and receiver based on wireless communication system
JP2010216940A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Tokyo Metropolitan Univ Signal processing method and signal processing device
KR20110068758A (en) * 2009-12-16 2011-06-22 한국전자통신연구원 Mimo radar apparatus and method for wireless communication using mimo radar apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150142278A (en) * 2014-06-11 2015-12-22 국방과학연구소 Method for estimating angle of arrival target moving high speed
KR102030526B1 (en) * 2018-05-30 2019-10-10 국방과학연구소 Method for estimating direction of arrival based on continuous compressive sensing and apparatus therefor
WO2021196165A1 (en) * 2020-04-03 2021-10-07 华为技术有限公司 Frequency analysis method, device and radar
CN113561911A (en) * 2021-08-12 2021-10-29 森思泰克河北科技有限公司 Vehicle control method, vehicle control device, millimeter wave radar, and storage medium

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