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KR101360572B1 - Method for multi target detecting fmcw radar and apparatus thereof - Google Patents

Method for multi target detecting fmcw radar and apparatus thereof Download PDF

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Publication number
KR101360572B1
KR101360572B1 KR1020120105744A KR20120105744A KR101360572B1 KR 101360572 B1 KR101360572 B1 KR 101360572B1 KR 1020120105744 A KR1020120105744 A KR 1020120105744A KR 20120105744 A KR20120105744 A KR 20120105744A KR 101360572 B1 KR101360572 B1 KR 101360572B1
Authority
KR
South Korea
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target
bit frequency
distance
fmcw radar
intersection
Prior art date
Application number
KR1020120105744A
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Korean (ko)
Inventor
현유진
이종훈
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to a method and an apparatus for detecting multi targets of an FMCW radar. According to the present invention, in a method for detecting multi targets of an FMCW radar using a multi target detecting apparatus of the FMCW radar, provided are a method for detecting multi targets of an FMCW radar including the steps of: transmitting a transmission signal including a first and a second triangular wave signal with different periods to a plurality of targets and acquiring a receiving signal reflected from the target; acquiring an up bit frequency and a down bit frequency from the difference between the transmission signal and the receiving signal according to the triangular wave signal; acquiring a first crossover coordinate by mapping the first up bit frequency and the first down bit frequency corresponding to the first triangular wave signal to a distance-speed diagram; acquiring a second crossover coordinate by mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangular wave signal to the distance-speed diagram; and extracting a distance and a speed of the target from a synthesis coordinate calculated by using the first crossover coordinate and the second crossover coordinate. According to the method and the apparatus for detecting multi targets of the FMCW radar, detection efficiency and accuracy of multi targets can be increased by using a method of combining the detection result obtained as to two triangular wave signals with different periods over two steps, and generation of a ghost target can be minimized.

Description

ＦＭＣＷ 레이더의 다중 타겟 탐지방법 및 장치{Method for multi target detecting FMCW radar and apparatus theReof}Method for multi target detecting FMCW radar and apparatus theReof}

본 발명은 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 이동 타겟에 대한 탐지 효율을 높일 수 있는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for detecting multiple targets of an FMCW radar, and more particularly, to a method and apparatus for detecting multiple targets of an FMCW radar capable of increasing the detection efficiency of a plurality of moving targets.

일반적으로 FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave) 레이더는 주파수 변조된 연속 파형을 전송한다. 이러한 FMCW 레이더는 타겟으로 보내어진 송신 신호와 타겟으로부터 반사된 수신 신호의 주파수 차이인 비트 주파수 신호를 이용하여 타겟을 탐지하는 것으로서, 비트 신호의 주파수 스펙트럼을 이용하여 타겟의 거리와 속도를 탐지한다. FMCW 레이더에 관한 배경기술은 국내공개특허 제2011-0060702호에 개시되어 있다.In general, frequency modulation continuous wave (FMCW) radar transmits a frequency-modulated continuous wave. The FMCW radar detects a target using a bit frequency signal, which is a frequency difference between a transmission signal sent to a target and a received signal reflected from the target. The FMCW radar detects the distance and speed of the target using a frequency spectrum of the bit signal. Background art regarding the FMCW radar is disclosed in Korean Patent Publication No. 2011-0060702.

FMCW 레이더는 삼각파 형태로 시간에 따라 주파수 변조를 수행한다. 도 1은 종래의 삼각파 형태로 변조된 FMCW 레이더 파형을 나타낸다. 이는 단일 타겟에 대한 레이더 송수신 예를 나타낸다.The FMCW radar performs frequency modulation over time in the form of a triangular wave. 1 shows an FMCW radar waveform modulated in a conventional triangular wave form. This shows an example of radar transmission and reception for a single target.

도 1의 (a)는 주파수-시간 도메인에서의 송신 신호 및 수신 신호의 주파수 변화를 나타낸다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 상응하는 업 및 다운 비트 주파수를 나타낸다. 여기서, B는 대역폭, T는 변조 주기, td는 타겟과의 거리에 의한 수신 지연 시간, fd는 타겟의 속도에 의한 도플러 주파수, fr은 타겟의 거리를 나타내는 거리 비트 주파수를 나타낸다. 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수는 각각 fbu 및 fbd로서, fbu = fr + fd, fbd = fr - fd로 표현된다. 타겟의 거리와 속도는 fr과 fd를 이용하여 구할 수 있다.FIG. 1A illustrates frequency variation of a transmission signal and a reception signal in the frequency-time domain. (B) of FIG. 1 shows up and down bit frequencies corresponding to (a) of FIG. Here, B denotes a bandwidth, T denotes a modulation period, t d denotes a reception delay time based on a distance from a target, f d denotes a Doppler frequency according to the speed of the target, and f r denotes a distance bit frequency indicating the distance of the target. The up beat frequency and down beat frequency are each f bu And f bd , f bu = f r + f d , f bd = f r -is expressed as f d . The distance and velocity of the target can be found using f r and f d .

그런데 다중 타겟 환경에서는 여러 개의 업 및 다운 비트 주파수가 탐지되기 때문에, 비트 주파수의 조합으로 다중 타겟의 거리와 속도를 동시 탐지할 경우 고스트 타겟(ghost target)이 발생하여 레이더의 탐지 성능을 떨어뜨리게 된다.However, since multiple up and down bit frequencies are detected in a multi-target environment, when the distance and speed of multiple targets are simultaneously detected by the combination of bit frequencies, a ghost target is generated, which reduces the radar detection performance. .

도 2는 도 1의 삼각파 형태의 FMCW 레이더를 사용하여 추출된 업 및 다운 비트 주파수 조합에 따라 타겟의 거리-속도(fr-fd)를 탐지한 다이어그램을 나타낸다. 이러한 다이어그램은 fbu 및 fbd의 수식 조합을 통해 나타내어 지며, 가로축은 fd, 세로축은 fr로 구성된다. 도 2는 이동 타겟이 2개인 경우로서 비트 주파수의 조합 결과 고스트 타겟이 2개가 발생한 것을 알 수 있다.FIG. 2 shows a diagram of detecting a distance-speed (f r -f d ) of a target according to a combination of up and down bit frequencies extracted using the triangular wave form FMCW radar of FIG. 1. This diagram is represented by a mathematical combination of f bu and f bd , where the horizontal axis is f d and the vertical axis is f r . FIG. 2 shows that two ghost targets are generated as a result of a combination of bit frequencies as two mobile targets.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 기존에는 두 개의 다른 주기인 T1과 T2로 구성된 삼각파 변조를 이용한 FMCW 레이더 방식을 사용하고 있다. 도 3은 기울기가 다른 다중 삼각파 형태로 변조된 FMCW 레이더 파형을 나타낸다. 이러한 도 3은 설명의 편의를 위해 단일 타겟에 대한 레이더 송수신 예를 나타낸다.In order to solve this problem, the conventional FMCW radar method using a triangular wave modulation consisting of two different periods, T1 and T2. 3 shows an FMCW radar waveform modulated in the form of multiple triangular waves with different slopes. 3 illustrates an example of radar transmission and reception for a single target for convenience of description.

도 3의 (a)는 주파수-시간 도메인에서의 송신 신호 및 수신 신호의 주파수 변화를 보여준다. 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 상응하는 업 및 다운 비트 주파수를 각각 나타낸다. 도 3의 경우, 두 개의 T1과 T2 주기를 갖는 삼각파 변조를 사용함으로써 하나의 타겟에 대하여 업 비트 주파수(fbu1, fbu2) 및 다운 비트 주파수(fbd1, fbd2)를 각각 2개씩 추출한다.3 (a) shows the frequency change of the transmission signal and the reception signal in the frequency-time domain. FIG. 3B shows the up and down bit frequencies corresponding to FIG. 3A, respectively. In the case of FIG. 3, two up bit frequencies f bu1 and f bu2 and two down bit frequencies f bd1 and f bd2 are extracted for one target by using triangular wave modulation having two T1 and T2 periods. .

도 4는 도 3의 다중 삼각파 형태의 FMCW 레이더를 사용하여 추출된 업 및 다운 비트 주파수 조합에 따라 타겟의 거리-속도(fr-fd)를 탐지한 다이어그램을 나타낸다. 이러한 도 4는 도 3에서 추출된 비트 주파수들을 거리 속도 다이어그램에 매핑시킨 결과에 해당된다. 이렇게 다중 삼각파 형태의 FMCW를 사용한 경우는 단순 삼각파 형태를 사용한 도 2의 경우에 비해 고스트 타겟을 줄일 수 있다.FIG. 4 shows a diagram of detecting a distance-speed (f r -f d ) of a target according to a combination of up and down bit frequencies extracted by using the FMCW radar in the form of the multi-triangular wave of FIG. 3. 4 corresponds to a result of mapping the bit frequencies extracted in FIG. 3 to a distance velocity diagram. When the FMCW in the form of a multi-triangle wave is used as described above, the ghost target can be reduced compared to the case of FIG. 2 using the simple triangular wave form.

도 5는 기존의 FMCW 레이더의 신호 처리 순서 블럭도를 나타낸다. 비트 주파수는 window(윈도우), FFT(Fast FourieR Transform), CFAR(Constant false alarm rate) 검파를 통해 추출된다. 추출된 4개의 비트 주파수(fbu1, fbu2, fbd1, fbd2)를 이용하여 비트 주파수 조합(combination) 과정을 거치면 타겟의 거리와 속도가 탐지된다. 그런데, 실제 레이더 시스템에서는 RF 모듈 내의 VCO(Voltage Controlled Oscillator)의 비선형 문제 등으로 인하여, 실제 수식과 같은 비트 주파수가 발생하지 않는다. 5 shows a signal processing sequence block diagram of a conventional FMCW radar. The beat frequency is extracted by window detection, fast fourier transform (FFT), and constant false alarm rate (CFAR) detection. When the bit frequencies are combined using the extracted four bit frequencies f bu1 , f bu2 , f bd1 and f bd2 , the distance and speed of the target are detected. However, in a real radar system, due to a nonlinear problem of a voltage controlled oscillator (VCO) in an RF module, a bit frequency like an actual equation does not occur.

도 6은 도 5의 방법을 이용한 경우 비정합 문제가 발생한 예를 나타낸다. 즉, 도 5의 방식을 이용할 경우, 비트 주파수 조합 과정에서 도 6의 (a)와 같은 비트 주파수 비정합(mismatch) 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제는 FFT를 통한 비트 주파수 계산 과정에서도 발생할 수 있다. 즉, 비트 주파수는 이산 주파수 값인 대표값으로 매핑되기 때문에 양자화 오차에 의해 발생할 수 있다. 또한 다중 이동 타겟 환경에서는 도 6의 (b)와 같이 여전히 고스트 타겟이 발생할 수 있다. 따라서 보다 효과적인 비트 주파수 조합 방법이 필요하다.6 illustrates an example in which a mismatch problem occurs when the method of FIG. 5 is used. That is, when using the scheme of FIG. 5, a bit frequency mismatch problem as shown in FIG. 6A may occur in the bit frequency combining process. This problem can also occur during bit frequency calculation through FFT. That is, since the bit frequency is mapped to a representative value which is a discrete frequency value, it may be caused by a quantization error. In addition, in the multi-mobile target environment, a ghost target may still occur as shown in FIG. Therefore, a more effective bit frequency combination method is needed.

본 발명은, 주기가 다른 두 삼각파 신호에 대해 얻어진 탐지 결과를 서로 조합하여 다중 타겟의 탐지 효율을 높일 수 있는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법 및 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting multiple targets of an FMCW radar that can increase detection efficiency of multiple targets by combining detection results obtained for two triangle wave signals having different periods.

본 발명은, FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치를 이용한 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법에 있어서, 주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송하고 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득하는 단계와, 상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득하는 단계와, 상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수 및 제1 다운 비트 주파수를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표를 획득하는 단계와, 상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수 및 제2 다운 비트 주파수를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표를 획득하는 단계, 및 상기 제1 교점 좌표 및 상기 제2 교점 좌표를 이용하여 연산되는 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 단계를 포함하는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법을 제공한다.The present invention provides a multi-target detection method of an FMCW radar using a multi-target detection apparatus of an FMCW radar, wherein a transmission signal including first and second triangular wave signals having different periods is transmitted to a plurality of targets and is reflected from the target. Acquiring a received signal, acquiring an upbit frequency and a downbit frequency for each of the triangle wave signals from a difference between the transmission signal and the received signal, and a first upbit frequency and a first corresponding to the first triangle wave signal Mapping a down bit frequency to a distance-speed diagram to obtain a first intersection coordinate; and mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangle wave signal to the distance-speed diagram to obtain a first intersection coordinate. Acquiring two intersection coordinates; and a composite coordinate calculated using the first intersection coordinates and the second intersection coordinates. It provides a multi-target detection method of the FMCW radar comprising the step of extracting the distance and the speed value of the target.

또한, 상기 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1), 그리고 상기 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)는 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.In addition, the first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 , and the second up bit frequency f bu2 and the second down bit frequency f bd2 are represented by the following equation. Can be defined.

fbui = fri + fdi , fbdi = fri - fdi ; i=1,2f bui = f ri + f di , f bdi = f ri -f di ; i = 1,2

여기서, fr은 상기 타겟의 거리에 따른 거리 비트 주파수, fd는 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수이다.Here, f r is a distance bit frequency according to the distance of the target, f d is a Doppler frequency according to the speed of the target.

그리고, 상기 거리-속도 다이어그램은, 상기 fr에 대응하는 세로축과 상기 fd에 대응하는 가로축으로 구성된 그래프일 수 있다.The distance-velocity diagram may be a graph composed of a vertical axis corresponding to f r and a horizontal axis corresponding to f d .

또한, 상기 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 단계는, eR×eV 크기를 갖는 윈도우 내에 들어오는 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 쌍을 탐색하는 단계, 및 상기 탐색된 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 평균을 이용하여 상기 합성 좌표(R,V)를 연산하는 단계를 포함하며, 상기 eR과 eV는 각각 이상적 레이더와 상기 FMCW 레이더 간의 거리 오차 값과 속도 오차 값을 나타낼 수 있다.In addition, the step of extracting the distance and velocity values of the target from the composite coordinates, e R × e V Searching for a pair of first intersection coordinates R 1 , V 1 and second intersection coordinates R 2 , V 2 coming into a window having a size, and the searched first intersection coordinates R 1 , V 1. Calculating the composite coordinates (R, V) using the average of the second intersection coordinates (R 2 , V 2 ), wherein e R and e V are distances between the ideal radar and the FMCW radar, respectively. Error value and speed error value can be displayed.

또한, 상기 합성 좌표(R,V)는 아래의 수학식으로 연산될 수 있다.In addition, the composite coordinates (R, V) can be calculated by the following equation.

Figure 112012077271584-pat00001
Figure 112012077271584-pat00001

그리고, 본 발명은 주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송하고 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득하는 신호 송수신부와, 상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득하는 비트주파수 획득부와, 상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수 및 제1 다운 비트 주파수를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표를 획득하는 제1 교점 획득부와, 상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수 및 제2 다운 비트 주파수를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표를 획득하는 제2 교점 획득부, 및 상기 제1 교점 좌표 및 상기 제2 교점 좌표를 이용하여 연산되는 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 타겟 탐지부를 포함하는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치를 제공한다.In addition, the present invention is a signal transmitting and receiving unit for transmitting a transmission signal including the first and second triangular wave signal having a different period to a plurality of targets and obtains a received signal reflected from the target, and the difference between the transmission signal and the received signal A bit frequency acquiring unit for acquiring an up bit frequency and a down bit frequency for each of the triangle wave signals, and mapping a first up bit frequency and a first down bit frequency corresponding to the first triangle wave signal to a distance-velocity diagram A first intersection acquiring unit for acquiring intersection coordinates, and a second intersection point for mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangle wave signal to the distance-speed diagram to obtain a second intersection coordinate; Obtaining a distance and velocity value of the target from an acquisition unit and a composite coordinate calculated using the first intersection coordinate and the second intersection coordinate; Provided is a multi-target detection apparatus of an FMCW radar including a target detection unit to extract.

여기서, 상기 타겟 탐지부는, eR×eV 크기를 갖는 윈도우 내에 들어오는 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 쌍을 탐색한 다음, 상기 탐색된 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 평균을 이용하여 상기 합성 좌표(R,V)를 연산하며, 상기 eR과 eV는 각각 이상적 레이더와 상기 FMCW 레이더 간의 거리 오차 값과 속도 오차 값을 나타낼 수 있다.Here, the target detection unit, e R × e V Search for a pair of first intersection coordinates R 1 , V 1 and second intersection coordinates R 2 , V 2 coming into a window having a size, and then search for the first intersection coordinates R 1 , V 1 . And the composite coordinates (R, V) are calculated using the average of the second intersection coordinates (R 2 , V 2 ), and e R and e V are distance error values and speed errors between the ideal radar and the FMCW radar, respectively. It can represent a value.

본 발명에 따른 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법 및 장치에 따르면, 주기가 다른 두 삼각파 신호에 대해 얻어진 탐지 결과를 두 단계에 거쳐 조합하는 방식을 이용하여 다중 타겟의 탐지 효율 및 정확도를 높일 수 있으며, 고스트 타겟의 발생을 최소화하는 이점이 있다.According to the multi-target detection method and apparatus of the FMCW radar according to the present invention, it is possible to increase the detection efficiency and accuracy of the multi-target by using a method of combining the detection results obtained for two triangle wave signals of different periods in two steps, There is an advantage of minimizing the occurrence of ghost targets.

도 1은 종래의 삼각파 형태로 변조된 FMCW 레이더 파형을 나타낸다.
도 2는 도 1의 삼각파 형태의 FMCW 레이더를 사용하여 추출된 업 및 다운 비트 주파수 조합에 따라 타겟의 거리-속도(fr-fd)를 탐지한 다이어그램을 나타낸다.
도 3은 종래의 다중 삼각파 형태로 변조된 FMCW 레이더 파형을 나타낸다.
도 4는 도 3의 다중 삼각파 형태의 FMCW 레이더를 사용하여 추출된 업 및 다운 비트 주파수 조합에 따라 타겟의 거리-속도(fr-fd)를 탐지한 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 기존의 FMCW 레이더의 신호 처리 순서 블럭도를 나타낸다.
도 6은 도 5의 방법을 이용한 경우 비정합 문제가 발생한 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치의 구성도이다.
도 8은 도 7을 이용한 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법의 흐름도이다.
도 9는 도 8의 S830 내지 S850 단계를 설명하는 거리-속도 다이어그램을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 처리 순서 블럭도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예를 이용하여 이동 타겟들을 탐지하기 위한 측정 시나리오를 나타낸다.
도 12는 도 11의 시나리오 상에 종래의 도 5의 방식을 적용하여 탐지된 거리 및 속도 프로파일을 나타낸다.
도 13은 도 11의 시나리오 상에 본 실시예의 방식을 적용하여 탐지된 거리 및 속도 프로파일을 나타낸다.1 shows an FMCW radar waveform modulated in a conventional triangular wave form.
FIG. 2 shows a diagram of detecting a distance-speed (f r -f d ) of a target according to a combination of up and down bit frequencies extracted using the triangular wave form FMCW radar of FIG. 1.
Figure 3 shows a conventional FMCW radar waveform modulated in the form of multiple triangle wave.
FIG. 4 shows a diagram of detecting a distance-speed (f r -f d ) of a target according to a combination of up and down bit frequencies extracted by using the FMCW radar in the form of the multi-triangular wave of FIG. 3.
5 shows a signal processing sequence block diagram of a conventional FMCW radar.
6 illustrates an example in which a mismatch problem occurs when the method of FIG. 5 is used.
7 is a block diagram of a multi-target detection apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a method for detecting multiple targets of an FMCW radar using FIG. 7.
FIG. 9 shows a distance-velocity diagram illustrating steps S830 to S850 of FIG. 8.
10 shows a signal processing sequence block diagram of an FMCW radar according to an embodiment of the present invention.
11 illustrates a measurement scenario for detecting moving targets using an embodiment of the present invention.
12 illustrates the detected distance and velocity profiles by applying the conventional scheme of FIG. 5 to the scenario of FIG.
FIG. 13 shows the detected distance and velocity profiles by applying the scheme of this embodiment on the scenario of FIG. 11.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치의 구성도이다. 상기 탐지장치(100)는 신호 송수신부(110), 비트주파수 획득부(120), 제1 교점 획득부(130), 제2 교점 획득부(140), 타겟 탐지부(150)를 포함한다.7 is a block diagram of a multi-target detection apparatus of the FMCW radar according to an embodiment of the present invention. The detection apparatus 100 includes a signal transceiver 110, a bit frequency acquirer 120, a first intersection acquirer 130, a second intersection acquirer 140, and a target detector 150.

상기 신호 송수신부(110)는 주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송하고 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득한다. The signal transceiver 110 transmits a transmission signal including first and second triangle wave signals having different periods to a plurality of targets and obtains a received signal reflected from the target.

상기 비트주파수 획득부(120)는 상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득한다. The bit frequency obtaining unit 120 obtains an up bit frequency and a down bit frequency for each triangle wave signal from the difference between the transmission signal and the reception signal.

상기 제1 교점 획득부(130)는 상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수 및 제1 다운 비트 주파수를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표를 획득한다. The first intersection acquirer 130 maps a first up-bit frequency and a first down-bit frequency corresponding to the first triangle wave signal to a distance-speed diagram to obtain a first intersection coordinate.

상기 제2 교점 획득부(140)는 상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수 및 제2 다운 비트 주파수를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표를 획득한다.The second intersection acquirer 140 obtains a second intersection coordinate by mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangle wave signal to the distance-speed diagram.

상기 타겟 탐지부(150)는 상기 제1 교점 좌표 및 상기 제2 교점 좌표를 이용하여 연산되는 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출한다.The target detector 150 extracts the distance and velocity values of the target from the composite coordinates calculated by using the first intersection coordinates and the second intersection coordinates.

도 8은 도 7을 이용한 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법의 흐름도이다. 이하에서는 도 7 및 도 8을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법에 관하여 상세히 설명한다.FIG. 8 is a flowchart of a method for detecting multiple targets of an FMCW radar using FIG. 7. Hereinafter, a multi-target detection method of an FMCW radar according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.

먼저, 상기 신호 송수신부(110)는 주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송한 다음, 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득한다(S810). First, the signal transceiver 110 transmits a transmission signal including first and second triangle wave signals having different periods to a plurality of targets, and then acquires a received signal reflected from the targets (S810).

상기 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호(Tx signal) 및 수신 신호(Rx signal)의 예는 도 3의 (a)를 참조한다. 첫 번째 전송 시간(1st peRiod)에는 T1 주기를 갖는 제1 삼각파 신호를 전송하고, 두 번째 전송 시간(2st peRiod)에는 T2 주기를 갖는 제2 삼각파 신호를 전송한다. 타겟으로부터 반사되어 돌아온 수신 신호는 송신 신호에 비해 시간 지연되어 수신된다.An example of a transmission signal (Tx signal) and a reception signal (Rx signal) including the first and second triangle wave signals is described with reference to FIG. 3A. A first triangular wave signal having a T1 period is transmitted at a first transmission time (1st peRiod), and a second triangular wave signal having a T2 period is transmitted at a second transmission time (2st peRiod). The received signal reflected back from the target is received with a time delay compared to the transmitted signal.

상기 S810 단계 이후, 상기 비트주파수 획득부(120)는 상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득한다(S820).After the step S810, the bit frequency acquisition unit 120 obtains the up-bit frequency and down-bit frequency for each of the triangular wave signal from the difference between the transmission signal and the received signal (S820).

이러한 S820 단계에서는 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1), 그리고 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)를 각각 획득한다(도 3의 (b) 참조).In this step S820, the first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 corresponding to the first triangle wave signal, and the second up bit frequency f bu2 and the second corresponding to the second triangle wave signal Acquire two down bit frequencies f bd2 , respectively (see FIG. 3B).

이때, 상기 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1), 그리고 상기 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)는 아래의 수학식 1로 정의된다.In this case, the first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 , and the second up bit frequency f bu2 and the second down bit frequency f bd2 are represented by Equation 1 below. Is defined as

Figure 112012077271584-pat00002
Figure 112012077271584-pat00002

상기 수학식 1에 따라, fbu1 = fr1 + fd1, fbd1 = fr1 - fd1이고, fbu2 = fr2 + fd2, fbd2 = fr2 - fd2 이다. 여기서, fr은 상기 타겟과의 거리에 따른 거리 비트 주파수, fd는 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수를 나타낸다.According to Equation 1, f bu1 = f r1 + f d1 , f bd1 = f r1 -f d1 , f bu2 = f r2 + f d2 , f bd2 = f r2 -f d2 . Here, f r is a distance bit frequency according to the distance to the target, f d is a Doppler frequency according to the speed of the target.

이와 같이 획득된 비트 주파수를 조합하면, 상기 fr에 대응하는 세로축과 상기 fd에 대응하는 가로축으로 구성된 거리-속도 다이어그램에 대한 매핑이 가능해진다. Combining the obtained bit frequencies enables mapping to a distance-velocity diagram consisting of a vertical axis corresponding to f r and a horizontal axis corresponding to f d .

즉, S820 단계 이후, 상기 제1 교점 획득부(130)는 상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1)를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표(R1, V1)를 획득한다(S830).That is, after step S820, the first intersection acquirer 130 maps the first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 corresponding to the first triangle wave signal to a distance-speed diagram. In operation S830, first intersection coordinates R1 and V1 are obtained.

동일한 원리로, 상기 제2 교점 획득부(140)는 상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표(R2, V2)를 획득한다(S840). In the same principle, the second intersection acquirer 140 maps a second up bit frequency f bu2 and a second down bit frequency f bd2 corresponding to the second triangle wave signal to the distance-velocity diagram. The second intersection coordinates R2 and V2 are obtained (S840).

도 9는 도 8의 S830 내지 S850 단계를 설명하는 거리-속도 다이어그램을 나타낸다. 이러한 도 9는 설명의 편의를 고려하여 단일 타겟을 예시로 하고 있다.FIG. 9 shows a distance-velocity diagram illustrating steps S830 to S850 of FIG. 8. 9 illustrates a single target for convenience of description.

도 9의 (a)를 참조하면, fbu1 = fr1 + fd1 식과, fbd1 = fr1 - fd1 식을 조합하면, fr과 fd를 두 축으로 하는 거리-속도(fr-fd) 다이어그램에 대한 매핑이 가능해 진다. 즉, fbu1과 fbd1을 이용하여 두 직선의 교점 부분인 제1 교점 좌표(R1, V1)를 획득한다.Referring to FIG. 9A, f bu1 = f r1 + f d1 and f bd1 = f r1 -f d1 Combining the equations, it is possible to map a distance-velocity (f r -f d ) diagram with two axes f r and f d . That is, the first intersection coordinates R1 and V1 which are the intersection portions of the two straight lines are obtained using f bu1 and f bd1 .

도 9의 (b)를 참조하면, fbu2 = fr2 + fd2 식과, fbd2 = fr2 - fd2 식을 조합하면, fr과 fd를 두 축으로 하는 거리-속도(fr-fd) 다이어그램에 대한 매핑이 가능해 진다. 즉, fbu2와 fbd2를 이용하여 두 직선의 교점 부분인 제2 교점 좌표(R2, V2)를 획득한다. Referring to Figure 9 (b), fbu2 = fr2 + fd2 Expression, fbd2 = fr2 -fd2 When you combine expressions, frAnd fdDistance-speed with two axes (fr-fdMapping to diagrams is possible. That is, fbu2And fbd2The second intersection coordinates R2 and V2 which are the intersection portions of the two straight lines are obtained by using.

이상과 같은 도 9의 (a)와 (b) 과정은 본 발명의 실시예에서 1 단계 비트 주파수 조합 과정에 해당된다. 1 단계 비트 주파수 조합 단계에서는 fbu1과 fbd1을 이용하여 (R1,V1)을 생성하고, fbu2와 fbd2를 이용하여 (R2,V2)를 생성한다.9 (a) and (b) as described above correspond to the one-step bit frequency combining process in the embodiment of the present invention. In the step 1 bit frequency combining step, (R1, V1) is generated using f bu1 and f bd1 , and (R2, V2) is generated using f bu2 and f bd2 .

상기 S840 단계 이후, 상기 타겟 탐지부(150)는 상기 제1 교점 좌표(R1,V1) 및 상기 제2 교점 좌표(R2,V2)를 이용하여 합성 좌표(R,V)를 연산하고 이 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하게 된다(S850). After the step S840, the target detection unit 150 calculates a composite coordinate (R, V) using the first intersection coordinates (R1, V1) and the second intersection coordinates (R2, V2) and this composite coordinate. The distance and velocity values of the target are extracted from the target (S850).

이러한 S850 단계는 2 단계 비트 주파수 조합 단계로서 앞서 1단계 비트 주파수 조합 단계 시에 생성된 (R1,V1)과 (R2,V2)를 이용한다.This step S850 is a two-step bit frequency combining step using (R1, V1) and (R2, V2) generated in the first step bit frequency combining step.

이상적인 레이더 시스템인 경우, 하나의 타겟으로부터 탐지된 (R1,V1)과 (R2,V2)는 서로 동일할 것이다. 그러나 실제 상황에서는 노이즈 등의 각종 에러로 인해 동일 타겟에 대해 반사된 신호가 모두 동일한 파워 값을 갖지 못한다. 이에 따라, 타겟에 대해 획득되는 모든 비트 주파수에는 이상적인 경우와는 달리 에러를 지니고 있다. 이러한 에러는 RF 모듈의 비선형적 특성에 관계한 것이다.In an ideal radar system, (R1, V1) and (R2, V2) detected from one target will be the same. However, in reality, due to various errors such as noise, the signals reflected on the same target do not all have the same power value. Accordingly, every bit frequency obtained for the target has an error, unlike the ideal case. This error is related to the nonlinear nature of the RF module.

본 실시예는 이러한 에러를 고려하여 도 9의 (c)와 같은 방법을 이용한다. 즉, S850 단계는 아래와 같이 세분화된다. This embodiment uses the method as shown in FIG. 9C in consideration of such an error. That is, the step S850 is subdivided as follows.

먼저, 타겟 탐지부(150)는 eR×eV 크기를 갖는 윈도우(Window) 내에 들어오는 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 쌍을 탐색한다. 여기서, eR과 eV는 각각 이상적 레이더와 상기 FMCW 레이더 사이에 발생하는 거리 오차 값과 속도 오차 값을 나타낸다. First, the target detection unit 150 is e R × e V A pair of first intersection coordinates R 1 , V 1 and second intersection coordinates R 2 , V 2 coming into the window having a size is searched for. Here, e R and e V represent distance error values and speed error values generated between the ideal radar and the FMCW radar, respectively.

즉, 본 실시예에서는 거리 오차(eR)와 속도 오차(eV)를 포함하는 오차 정보를 고려한다. 상기 eR×eV 사이즈의 윈도우는 거리-속도 윈도우를 나타낸다. 여기서, eR과 eV의 크기는 레이더마다 다르기 때문에 실제 실험이나 시뮬레이션을 통해 결정될 값이다.That is, the present embodiment considers error information including a distance error e R and a speed error e V. The e R xe V sized window represents a distance-velocity window. Here, since the size of e R and e V varies from radar to radar, it is a value to be determined through actual experiment or simulation.

상기 eR×eV 크기를 가지는 윈도우를 이용하여 주어진 윈도우 범위 내에 들어오는 (R1,V1)과 (R2,V2) 쌍을 찾아낸 다음에는, (R1,V1)과 (R2,V2)의 평균을 취하여 상기 합성 좌표(R,V)를 연산한다. 이렇게 연산된 (R,V) 값으로부터 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하게 된다. E R × e V Find a pair of (R 1 , V 1 ) and (R 2 , V 2 ) that come within a given window range using a window with size, and then average the (R 1 , V 1 ) and (R 2 , V 2 ) Is calculated to calculate the composite coordinates (R, V). The distance and velocity values of the target are extracted from the calculated (R, V) values.

상기 합성 좌표(R,V)는 아래의 수학식 2로 연산된다.The composite coordinates R and V are calculated by Equation 2 below.

Figure 112012077271584-pat00003
Figure 112012077271584-pat00003

상술한 타겟 탐지 원리는 설명의 편의를 위해 단일 타겟에 대하여 설명하고 있으나, 본 실시예의 경우 이러한 원리를 다중 타겟에 대해 적용하여 타중 타겟에 대한 탐지 효율을 높이고 고스트 타겟의 발생을 억제하도록 한다. 즉, 타겟 당 4개의 비트 주파수를 각각 획득한 다음 상술한 S830~S850 단계를 수행하면 모든 타겟에 대한 거리 및 속도를 효과적으로 탐지할 수 있다.The above-described target detection principle has been described with respect to a single target for convenience of description, but in the present embodiment, this principle is applied to multiple targets to increase the detection efficiency for the other targets and suppress the generation of ghost targets. In other words, by acquiring four bit frequencies per target, respectively, and then performing the above-described steps S830 to S850, distances and speeds for all targets can be effectively detected.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 레이더의 신호 처리 순서 블럭도를 나타낸다. 이는 종래의 도 5의 방식과는 상이한 구성으로서, 2 단계 비트 주파수 조합 과정을 통해 고스트 타겟의 탐지를 방지하고 다중 타겟에 대한 탐지 효율을 높인다. 10 shows a signal processing sequence block diagram of an FMCW radar according to an embodiment of the present invention. This is a different configuration from the conventional scheme of FIG. 5, and prevents the detection of the ghost target through the two-step bit frequency combining process and increases the detection efficiency for the multiple targets.

우선, 4 개의 비트 주파수(fbu1, fbu2, fbd1, fbd2)는 window(윈도우), FFT(Fast FourieR Transform), CFAR(Constant false alarm rate) 검파를 통해 추출된다. 이후, fbu1과 fbd1를 조합하여 (R1,V1)를 얻고 fbu1과 fbd1를 조합하여 (R2,V2)를 얻는 제1 비트 주파수 조합(1st combination) 과정을 수행한다. 이후, 해당 오차 윈도우 내에 들어오는 (R1,V1)과 (R2,V2)의 쌍에 대한 평균 값을 이용하여 타겟의 거리와 속도를 최종적으로 탐지하는 제2 비트 주파수 조합(2st combination) 과정을 수행한다.First, four bit frequencies f bu1 , f bu2 , f bd1 and f bd2 are extracted through window (window), fast fourier transform (FFT), and constant false alarm rate (CFAR) detection. Then, it performs bu1 f and f in combination bd1 (R1, V1) to obtain f bu1 and a combination of bd1 f (R2, V2) to obtain a first bit frequency combination (1st combination) process. Thereafter, a second bit frequency combination process of finally detecting a distance and a speed of the target is performed by using an average value of a pair of (R1, V1) and (R2, V2) coming into the corresponding error window. .

이하에서는 본 발명의 실시예를 실제 도로상의 차량에 적용하여 성능 테스트한 결과를 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예를 이용하여 이동 타겟들을 탐지하기 위한 측정 시나리오를 나타낸다. 테스트를 위해 송신 및 수신 안테나가 서로 분리된 77GHz FMCW 레이더를 사용하였다. 중심 주파수(center frequency), 밴드폭(bandwidth), 1st 기간(T1), 2nd 기간(T2)은 각각 76.5GHz, 300MHz, 0.5ms, 1ms를 적용하였다. 탐지 알고리즘(detection algorithm)은 최소 거리(minimum range) 1m, 최대 거리(maximum range) 150m, 최소 속도 3m/s, 최대 속도 28m/s 조건으로 최적화되어 있다.Hereinafter, the results of the performance test by applying an embodiment of the present invention to a vehicle on an actual road will be described. 11 illustrates a measurement scenario for detecting moving targets using an embodiment of the present invention. For the test, a 77 GHz FMCW radar with separate transmit and receive antennas was used. The center frequency, the bandwidth, the 1st period T1, and the 2nd period T2 were 76.5 GHz, 300 MHz, 0.5 ms, and 1 ms, respectively. The detection algorithm is optimized for a minimum range of 1m, a maximum range of 150m, a minimum speed of 3m / s, and a maximum speed of 28m / s.

도 12는 도 11의 시나리오 상에 종래의 도 5의 방식을 적용하여 탐지된 거리 및 속도 프로파일을 나타낸다. 거리(range)와 속도(velocity) 커브에서 x 축은 시간, y 축은 거리와 속도를 각각 나타낸다. 이 경우는 페어링 비정합(pairing mismatch)으로 인해 이동 타겟이 많지 않은 개수로 탐지되고 있다.12 illustrates the detected distance and velocity profiles by applying the conventional scheme of FIG. 5 to the scenario of FIG. In the range and velocity curves, the x-axis represents time and the y-axis represents distance and velocity, respectively. In this case, a small number of moving targets are detected due to pairing mismatch.

도 13은 도 11의 시나리오 상에 본 실시예의 방식을 적용하여 탐지된 거리 및 속도 프로파일을 나타낸다. 이러한 도 13의 결과에 따르면, 모든 시간 구간에 대해 거의 모든 이동 타겟들이 감지되며 고스트 타겟들의 발생이 억압된다. 이에 따라 이동 타겟들의 탐지 확률을 향상시키고 오경보율(false alarm rate)을 줄인다.FIG. 13 shows the detected distance and velocity profiles by applying the scheme of this embodiment on the scenario of FIG. 11. According to the result of FIG. 13, almost all moving targets are sensed for all time intervals, and generation of ghost targets is suppressed. This improves the detection probability of moving targets and reduces the false alarm rate.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 주기가 다른 두 삼각파 신호에 대해 얻어진 탐지 결과를 두 단계에 거쳐 조합하는 방식을 이용하여 다중 타겟의 탐지 효율 및 정확도를 높일 수 있으며, 고스트 타겟의 발생을 최소화하는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 FMCW 레이더의 다중 타겟, 특히 이동 타겟을 탐지하기 위한 것으로서 자동차, 로봇, 조선 등의 다양한 민군 수용에 활용될 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to increase the detection efficiency and accuracy of the multiple targets by using a combination of the detection results obtained for two triangle wave signals of different periods in two steps, the advantage of minimizing the generation of ghost targets There is this. In addition, the present invention is to detect a multi-target, in particular a moving target of the FMCW radar can be used for accommodating various civil forces, such as automobiles, robots, shipbuilding.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, 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 appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치
110: 신호 송수신부 120: 비트주파수 획득부
130: 제1 교점 획득부 140: 제2 교점 획득부
150: 타겟 탐지부100: FMCW radar multi-target detector
110: signal transceiver 120: bit frequency acquisition unit
130: first intersection acquirer 140: second intersection acquirer
150: target detection unit

Claims (10)

FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치를 이용한 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법에 있어서,
주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송하고 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득하는 단계;
상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득하는 단계;
상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수 및 제1 다운 비트 주파수를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표를 획득하는 단계;
상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수 및 제2 다운 비트 주파수를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표를 획득하는 단계; 및
상기 제1 교점 좌표 및 상기 제2 교점 좌표를 이용하여 연산되는 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 단계를 포함하며,
상기 거리-속도 다이어그램은,
상기 타겟의 거리에 따른 거리 비트 주파수에 대응하는 세로축과 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수에 대응하는 가로축으로 구성된 그래프인 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법.In the multi-target detection method of the FMCW radar using the multi-target detection device of the FMCW radar,
Transmitting a transmission signal including first and second triangular wave signals having different periods to a plurality of targets, and obtaining a received signal reflected from the target;
Obtaining an up bit frequency and a down bit frequency for each of the triangular wave signals from the difference between the transmission signal and the reception signal;
Mapping a first up bit frequency and a first down bit frequency corresponding to the first triangle wave signal to a distance-velocity diagram to obtain a first intersection coordinate;
Mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangle wave signal to the distance-velocity diagram to obtain a second intersection coordinate; And
Extracting distance and velocity values of the target from the composite coordinates calculated using the first intersection coordinates and the second intersection coordinates,
The distance-speed diagram is
And a vertical axis corresponding to the distance bit frequency according to the distance of the target and a horizontal axis corresponding to the Doppler frequency according to the speed of the target. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1), 그리고 상기 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)는 아래의 수학식으로 정의되는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법:
fbui = fri + fdi , fbdi = fri - fdi ; i=1,2
여기서, fr은 상기 타겟의 거리에 따른 거리 비트 주파수, fd는 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수이다.The method according to claim 1,
The first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 , and the second up bit frequency f bu2 and the second down bit frequency f bd2 are defined by the following equations. Multiple target detection method of FMCW radar:
f bui = f ri + f di , f bdi = f ri -f di ; i = 1,2
Here, f r is a distance bit frequency according to the distance of the target, f d is a Doppler frequency according to the speed of the target. 삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 단계는,
eR×eV 크기를 갖는 윈도우 내에 들어오는 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 쌍을 탐색하는 단계; 및
상기 탐색된 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 평균을 이용하여 상기 합성 좌표(R,V)를 연산하는 단계를 포함하며,
상기 eR과 eV는 각각 이상적 레이더와 상기 FMCW 레이더 간의 거리 오차 값과 속도 오차 값을 나타내는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법.The method according to claim 2,
Extracting distance and velocity values of the target from the composite coordinates,
searching for a pair of first intersection coordinates (R 1 , V 1 ) and second intersection coordinates (R 2 , V 2 ) entering a window having an e R × e V size; And
Calculating the composite coordinates R and V using an average of the searched first intersection coordinates R 1 and V 1 and the second intersection coordinates R 2 and V 2 ;
The e R and e V is a multi-target detection method of the FMCW radar each represent a distance error value and a speed error value between the ideal radar and the FMCW radar. 청구항 4에 있어서,
상기 합성 좌표(R,V)는 아래의 수학식으로 연산되는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지방법:
Figure 112012077271584-pat00004
.The method of claim 4,
The composite coordinates (R, V) is a multi-target detection method of the FMCW radar calculated by the following equation:
Figure 112012077271584-pat00004
. 주기가 다른 제1 및 제2 삼각파 신호를 포함하는 송신 신호를 복수의 타겟으로 전송하고 상기 타겟으로부터 반사된 수신 신호를 획득하는 신호 송수신부;
상기 송신 신호 및 수신 신호의 차이로부터 업 비트 주파수와 다운 비트 주파수를 상기 삼각파 신호 별로 획득하는 비트주파수 획득부;
상기 제1 삼각파 신호에 대응되는 제1 업 비트 주파수 및 제1 다운 비트 주파수를 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제1 교점 좌표를 획득하는 제1 교점 획득부;
상기 제2 삼각파 신호에 대응되는 제2 업 비트 주파수 및 제2 다운 비트 주파수를 상기 거리-속도 다이어그램에 매핑시켜 제2 교점 좌표를 획득하는 제2 교점 획득부; 및
상기 제1 교점 좌표 및 상기 제2 교점 좌표를 이용하여 연산되는 합성 좌표로부터 상기 타겟의 거리 및 속도 값을 추출하는 타겟 탐지부를 포함하며,
상기 거리-속도 다이어그램은,
상기 타겟의 거리에 따른 거리 비트 주파수에 대응하는 세로축과 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수에 대응하는 가로축으로 구성된 그래프인 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치.A signal transmitting / receiving unit which transmits a transmission signal including first and second triangle wave signals having different periods to a plurality of targets and obtains a received signal reflected from the target;
A bit frequency obtaining unit obtaining an up bit frequency and a down bit frequency for each of the triangle wave signals from the difference between the transmission signal and the reception signal;
A first intersection acquiring unit for mapping a first up bit frequency and a first down bit frequency corresponding to the first triangle wave signal to a distance-speed diagram to obtain a first intersection coordinate;
A second intersection acquiring unit for mapping a second up bit frequency and a second down bit frequency corresponding to the second triangle wave signal to the distance-velocity diagram to obtain a second intersection coordinate; And
And a target detector extracting distance and velocity values of the target from the composite coordinates calculated using the first and second intersection coordinates.
The distance-speed diagram is
And a vertical axis corresponding to the distance bit frequency according to the distance of the target and a horizontal axis corresponding to the Doppler frequency according to the speed of the target. 청구항 6에 있어서,
상기 제1 업 비트 주파수(fbu1) 및 제1 다운 비트 주파수(fbd1), 그리고 상기 제2 업 비트 주파수(fbu2) 및 제2 다운 비트 주파수(fbd2)는 아래의 수학식으로 정의되는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치:
fbui = fri + fdi , fbdi = fri - fdi ; i=1,2
여기서, fr은 상기 타겟의 거리에 따른 거리 비트 주파수, fd는 상기 타겟의 속도에 따른 도플러 주파수이다.The method of claim 6,
The first up bit frequency f bu1 and the first down bit frequency f bd1 , and the second up bit frequency f bu2 and the second down bit frequency f bd2 are defined by the following equations. Multi-target detectors on FMCW radar:
f bui = f ri + f di , f bdi = f ri -f di ; i = 1,2
Here, f r is a distance bit frequency according to the distance of the target, f d is a Doppler frequency according to the speed of the target. 삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 타겟 탐지부는,
eR×eV 크기를 갖는 윈도우 내에 들어오는 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 쌍을 탐색한 다음, 상기 탐색된 제1 교점 좌표(R1,V1)와 제2 교점 좌표(R2,V2)의 평균을 이용하여 상기 합성 좌표(R,V)를 연산하며,
상기 eR과 eV는 각각 이상적 레이더와 상기 FMCW 레이더 간의 거리 오차 값과 속도 오차 값을 나타내는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치.The method of claim 7,
The target detection unit,
e Search for a pair of first intersection coordinates R 1 , V 1 and second intersection coordinates R 2 , V 2 coming into a window having a size R × e V , and then search for the first intersection coordinates R The composite coordinates (R, V) are calculated using the average of 1 , V 1 ) and the second intersection coordinates (R 2 , V 2 ),
The e R and e V are FMCW radar multi-target detection apparatus that represents the distance error value and the speed error value between the ideal radar and the FMCW radar, respectively. 청구항 9에 있어서,
상기 합성 좌표(R,V)는 아래의 수학식으로 연산되는 FMCW 레이더의 다중 타겟 탐지장치:
Figure 112012077271584-pat00005
.The method of claim 9,
The composite coordinates (R, V) is a multi-target detection device of the FMCW radar calculated by the following equation:
Figure 112012077271584-pat00005
.
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