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KR101964135B1 - 레이더 장치 및 그를 이용한 후석 승객 감지방법 - Google Patents

레이더 장치 및 그를 이용한 후석 승객 감지방법 Download PDF

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KR101964135B1
KR101964135B1 KR1020180163914A KR20180163914A KR101964135B1 KR 101964135 B1 KR101964135 B1 KR 101964135B1 KR 1020180163914 A KR1020180163914 A KR 1020180163914A KR 20180163914 A KR20180163914 A KR 20180163914A KR 101964135 B1 KR101964135 B1 KR 101964135B1
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KR
South Korea
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passenger
signal
detecting
speed
target
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최수호
양희진
이상민
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(주)디지탈엣지
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Abstract

레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법에 관한 것으로, (a) 송수신부에서 다중 채널 고속 FMCW 형태의 레이더 신호를 후석 시트 주변으로 송신하고, 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계, (b) 신호 처리부에서 매크로 속도 검출 방식으로 승객의 움직임을 감지하는 단계, (c) 마이크로 속도 검출 방식으로 승객의 특성에 따른 변화를 감지하는 단계 및 (d) 승객 검출부에서 상기 (b)단계 또는 (c)단계에서 움직임 또는 변화가 감지되면 후석 승객이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 구성을 마련하여, 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 매크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 움직임과 마이크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 호흡에 의한 변화를 동시에 검출해서 후석 승객을 정확하게 감지할 수 있다.

Description

레이더 장치 및 그를 이용한 후석 승객 감지방법{RADAR APPARATUS AND REAR OCCUAPANT SENSING METHOD THEREOF}
본 발명은 레이더 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더를 이용해서 차량의 후석에 탑승한 승객을 감지하여 안내하는 레이더 장치 및 그를 이용한 후석 승객 감지방법에 관한 것이다.
레이더는 전파를 이용하여 신호를 송신하고 표적에서 반사된 일부 반사(reflection) 신호를 수신하여 표적을 탐지하며, 탐지된 표적신호의 지연시간과 도플러 효과를 이용해서 표적의 거리, 속도를 측정한다.
그리고 탐지된 표적의 각도는 협대역 빔폭을 가지는 한 개의 안테나를 회전시키거나, 여러 개의 안테나의 채널들을 이용해서 진폭 모노펄스(Amplitude Monopulse), 위상 모노펄스(Phase Monopulse), 간섭계(Interferometry) 그리고 디지털 빔포밍(Digital Beamforming) 방법 등을 적용하여 측정된다.
본 출원인은 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 레이더 장치 기술을 개시해서 특허 출원하여 등록받은 바 있다.
일반적으로, 레이더 센서는 펄스 도플러 레이더(Pulsed Doppler Radar), 주파수 변조 연속파(Frequency Modulated Continuous Wave, 이하 'FMCW'라 함), 계단형 주파수 연속파(Stepped-Frequency Continuous Wave, 이하 'SFCW'라 함), 주파수 편이 방식(Frequency Shift Keying, 이하 'FSK'라 함) 레이더 등의 다양한 레이더 파형(Radar Waveform)을 사용하여 표적정보를 측정한다.
일반적으로, 펄스 도플러 레이더는 장거리 탐지용 레이더로 사용되고, FMCW/SFCW/FSK Radar는 근거리 탐지용으로 사용된다.
이러한 레이더 센서는 주행 중 충돌을 방지하고, 안전운전을 지원하기 위해 차량용 레이더 장치에 적용되고 있다.
한편, 최근에는 운전자가 차량에서 내릴 때, 후석의 승객, 특히 영유아가 차량 실내에 남아 있는지 여부를 감지해서 안내하는 후석 승객 알림장치가 개발되고 있다.
상기 후석 승객 알림장치는 운전자가 차량에서 내릴 때, 후석의 승객이 감지되면, 운전석 클러스터 경고 및 경고음을 발생한다.
만약, 운전자가 후석의 영유아를 인지하지 못하고 완전히 하차한 후 도어를 감그면, 상기 후석 승객 알림장치는 차량 천장에 장착된 초음파 센서를 가동해서 차량 실내 움직임을 감지한다.
그래서 후석 승객 알림장치는 후석 승객의 움직임이 감지되면 경적음을 발생하고, 헤드램프를 점멸하며, 문자메시지를 발송해서 영유아 방치 사고를 예방한다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1513878호(2015년 4월 22일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1505044호(2015년 3월 24일 공고)
그러나 종래기술에 따른 후석 승객 알림장치는 거리 정보만을 측정하는 초음파 센서를 이용해서 후석 승객을 감지함에 따라, 후석에서 감지된 대상이 사람(또는 동물)인지, 사물인지 구별하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 후석 승객 알림장치는 차량 주변에서 움직임이 감지되거나, 차량 정차시 대형 차량이 지나 가는 경우 오경보 알람을 발생하는 문제점이 있었다.
따라서 목표물과의 거리 및 각도와 목표물의 이동속도를 감지할 수 있는 고정밀 고해상도의 레이더 센서를 적용하여 차량 주변 움직이는 간섭 신호가 존재 하더라도 영향을 받지 않고 후석의 승객을 정확하게 감지하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량 후석에 남아있는 승객과 사물을 구별하여 감지하고, 승객이 탑승한 경우에만 경보하는 레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량 주변의 움직임으로 인한 간섭신호와 무관하게, 후석 승객을 정확하게 감지할 수 있는 레이더 장치 및 그의 후석 감지방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량 후석에 남아있는 승객의 위치를 구분해서 감지할 수 있는 레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이더 장치는 다중 채널을 통해 신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하는 송수신부, 상기 송수신부의 각 채널을 통해 수신된 신호를 처리하는 신호 처리부 및 신호 처리된 신호를 기반으로 표적과의 거리 및 속도를 검출하고 다중 채널에서 각각 검출된 표적과의 거리와 속도를 비교하여 후석 승객을 검출하는 승객 검출부를 포함하고, 상기 신호 처리부는 매크로 속도 검출 방식으로 승객의 움직임을 감지하며, 마이크로 속도 검출 방식으로 승객의 특성에 따른 변화를 감지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레이더 장치 후석 승객 감지방법은 (a) 송수신부에서 다중 채널 고속 FMCW 형태의 레이더 신호를 후석 시트 주변으로 송신하고, 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계, (b) 신호 처리부에서 매크로 속도 검출 방식으로 승객의 움직임을 감지하는 단계, (c) 마이크로 속도 검출 방식으로 승객의 특성에 따른 변화를 감지하는 단계 및 (d) 승객 검출부에서 상기 (b)단계 또는 (c)단계에서 움직임 또는 변화가 감지되면 후석 승객이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법에 의하면, 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 매크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 움직임과 마이크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 호흡에 의한 변화를 동시에 검출해서 후석 승객을 정확하게 감지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 종래의 CW 레이더 방식 대신에, 거리 탐지가 가능한 다중 채널 고속 FMCW 레이더를 적용함에 따라, 차량 주변의 움직임에 따른 외부 간섭 신호에 의한 영향을 제거해서 차량의 실내 특정 범위 이내에서만 승객을 검출할 수 있다.
즉, 본 발명에 의하면, 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 이용함에 따라, 차량 외부의 간섭 신호를 효과적으로 제거할 수 있고, 매크로 및 마이크로 속도 검출 방식을 통해 탐지된 표적이 승객인지 사물인지를 판단하여 물건에 대한 오경보를 제거할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 승객이 움직임 없이 수면 상태인 경우에도 승객의 특성, 예컨대 호흡에 의한 미세한 변화를 측정해서 후석 승객의 존재 여부를 감지하여 경보할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치의 블록 구성도,
도 2는 고속(fast) FMCW 레이더 장치의 표적 탐지과정을 보인 순서도,
도 3은 고속 FMCW 레이더 파형을 예시한 도면,
도 4는 다중 채널 고속 FMCW 레이더 장치의 신호처리 과정을 설명하는 순서도,
도 5는 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치의 후석 승객 감지방법을 단계별로 설명하는 흐름도,
도 7과 도 8은 각각 매크로 및 마이크로 속도 검출 데이터를 예시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치의 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 다중 채널을 통해 신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하는 송수신부(20), 송수신부의 각 채널을 통해 수신된 신호를 처리하는 신호 처리부(30) 및 신호 처리된 신호를 기반으로 표적과의 거리 및 속도를 검출하고 다중 채널에서 각각 검출된 표적과의 거리와 속도를 비교하여 후석 승객을 검출하는 승객 검출부(40)를 포함한다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치(10)는 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(50)를 더 포함하고, 제어부(50)는 후석 승객이 검출되면, 차량의 클러스터와 경보기, 헤드램드 중에서 하나 이상을 작동시켜 후석 승객 검출 결과를 통보하도록 제어하고, 통신망을 통해 미리 저장된 전화번호로 문자메시지를 전송하도록 제어할 수도 있다.
이러한 레이더 장치(10)는 차량의 천정 중앙부 또는 측부에 후석 시트와 근접하게 설치되어 후석에 탑승한 승객을 감지할 수 있다.
본 발명은 차량에 탑승한 승객이 팔, 다리, 상체 등을 움직임에 따라, 승객의 움직임을 탐지하는 매크로 속도 검출 방식과, 승객이 잠을 자거나 팔, 다리, 상체의 움직임이 없는 승객의 특성, 예컨대 호흡에 의한 상체의 변화를 탐지하는 마이크로 속도 검출 방식을 이용해서 후석 승객을 감지한다.
예를 들어, 수면 상태인 승객의 움직임과 호흡을 측정하기 위한 움직임, 특히 속도 성분에 대한 주파수는 약 1 Hz 내지 수 MHz 주파수 범위에서 속도가 탐지된다.
이와 같은 매크로 및 마이크로 속도 검출을 위해서는 CW(Continuous Wave) 방식의 레이더가 적합하나, 차량 내부만을 측정하는 거리를 제한해야 함에 따라, 거리 정보도 함께 검출되어야 한다.
그러나 CW 레이더는 표적의 속도만 탐지되고, 거리 정보를 탐지할 수 없으므로, 차량 주변에서 움직이는 간섭 신호에 민감하게 영향을 받는다.
따라서, 본 발명은 기존 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 레이더의 파형을 변형하여 승객 호흡의 주기성을 측정해서 후석 승객의 존재 여부를 감지하고, 후석 승객이 감지되면 운전자에게 감지정보를 경보할 수 있다.
예를 들어, 도 2는 고속(fast) FMCW 레이더 장치의 표적 탐지과정을 보인 공정도이고, 도 3은 고속 FMCW 레이더 파형을 예시한 도면이다.
도 2의 S10단계에서 차량용 레이더 장치(10)에 전원이 공급되면, 제어부(20)는 레이더 신호를 송신하도록 제어신호를 발생한다.
제어부(50)는 다중 채널 고속 FMCW 형태의 레이더 신호를 발생하고, 송수신부(20)는 RF 신호 형태로 변환해서 송신 안테나를 통해 후석 시트 주변으로 송신하며, 수신 안테나(12)를 통해 표적으로부터 반사되는 신호를 수신해서 증폭하고 잡음을 제거한 후, 다시 IF 형태의 신호로 변환해서 신호 처리부(30)로 전달한다.
그러면, 신호 처리부(30)에 마련된 AD 컨버터(도면 미도시)는 아날로그 신호 형태의 검지신호를 디지털 신호로 변환하고(S12), 신호처리부(30)는 디지털 신호로 변환된 검지신호를 1차원(dimension, 이하 'D'라 함) 윈도윙(windowing) 및 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 함) 수행(S14) 후, 차량 내부의 고정 표적을 제거한다(S16).
S18단계에서 신호처리부(30)는 고정 표적이 제거된 신호를 2D 윈도윙 및 FFT해서(S20) 승객의 움직임 속도를 탐지하고, 탐지 거리를 차량 주변의 움직임을 제거하도록 미리 설정된 거리로 제한해서(S20) 차량 내부 승객의 움직임을 탐지한다(S22).
이와 같은 S10단계 내지 S22단계를 '매크로 속도 검출 방식'이라 한다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 고속 FMCW 레이더 파형은 표적의 거리와 속도를 동시에 검출하는 레이더 파형이다.
본 실시 예에서는 이와 같은 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 1D FFT로 검출된 거리 정보를 바탕으로 특정 거리 영역 이내에서 검출되는 표적만 관심있는 표적으로 판단한다.
도 3에 도시된 고속 FMCW 레이더 파형에서 최대 탐지 속도(Vmax)와 첩(chirp) 신호의 반복 주기를 나타내는 펄스 반복 주기(Pulse Repetition Interval, 이하 'PRI'라 함)의 관계는 아래의 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018127109362-pat00001
여기서, PRI는 첩(chirp) 신호의 반복 주기를 나타내고, λ는 첩 신호의 파장이다.
수학식 1에서 PRI가 작아지면, 표적을 탐지하는 최대 탐지 속도가 커진다.
그리고 탐지 속도 해상도(resolution)(ΔV)와 동기 처리 주기(Coherence Processing Interval, 이하 'CPI'라 함)의 관계는 아래의 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018127109362-pat00002
여기서, CPI는 전체 첩 신호의 시간 길이로서, CPI가 커지면 표적 탐지 속도 해상도는 더욱 정밀해진다.
상기한 바와 같이, 매크로 속도 검출 방식은 후석 승객의 움직임을 감지해서 후석 승객의 존재 여부를 검출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 기본적으로 매크로 속도 검출 방식으로 탐지된 속도를 기반으로, 속도가 검출되지 않는 경우에는 사물로 판단하고, 속도가 검출되는 경우 후석 승객이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
반면, 매크로 속도 검출 방식은 후석 승객이 수면 상태와 같이 움직임이 없는 경우에는 후석 승객을 감지할 수 없다.
그래서 상기한 매크로 속도 검출 방식만을 기반으로 승객을 감지하는 경우, 수면 상태와 같이 움직임이 없는 승객을 감지하기 어렵고, 차량 주변의 움직임에 의한 오경보가 발생할 수 있다.
따라서 본 발명은 다중 채널 고속 FMCW 기법을 이용해서 승객의 특성, 예컨대 호흡에 의한 후석 승객의 팔, 다리, 몸통 등이 미세하게 움직이는 속도를 마이크로 속도 검출 방식으로 측정한다.
도 4는 다중 채널 고속 FMCW 레이더 장치의 신호처리 과정을 설명하는 공정도이고, 도 5는 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 보인 도면이다.
도 4에서 S10단계 내지 S22단계는 도 2에서 설명한 매크로 속도 검출 과정과 동일함에 따라, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
S30단계에서 신호 처리부(30)는 S14단계에서 1D 윈도윙 및 FFT를 수행한 데이터를 동기 누적(coherence integration)하여 승객의 움직임에 대응되는 매크로 속도를 제거하고, 해당 데이터를 아래에서 설명할 후(post) PRI로 저장한다(S32).
그리고 신호 처리부(30)는 후 PRI로 저장한 데이터를 이용해서 차량 실내의 고정 표적을 제거한다(S34).
S36단계에서 신호 처리부(30)는 고정 표적이 제거된 신호를 2D 윈도윙 및 FFT해서 승객의 호흡 속도를 탐지하고, 탐지 거리를 미리 설정된 거리로 제한해서(S38) 호흡에 따른 상체의 변화를 탐지하여 후석 승객의 호흡을 검출한다(S40).
이와 같은 S30단계 내지 S40단계를 '마이크로 속도 검출 방식'이라 한다.
도 5에서 전(pre) PRI는 첫번째 첩 신호와 대응되고, 후(post) PRI는 M개의 첩 신호와 매크로 처리 시간(Macro Processing Time) 및 지연 시간(delay time)에 대응되는 가드 타임(Guard Time)을 포함할 수 있다.
그리고 후 CPI는 K개의 후 PRI의 합이다(Post CPI = Post PRI#1 + Post PRI#2 + … + Post PRI#K). 여기서, K = 후 PRI의 데이터 버퍼 크기이다.
전 PRI와 후 PRI 사이의 최대 속도 특성은 아래의 수학식 3 내지 수학식 5에 따라 정의될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112018127109362-pat00003
[수학식 4]
Figure 112018127109362-pat00004
[수학식 5]
Figure 112018127109362-pat00005
즉, 매크로 최대 속도(Vmax,pre)는 마이크로 최대 속도(Vmax,post)에 비해 매우 크다.
따라서 상기의 S38단계에서 신호 처리부(30)는 최대 탐지 속도를 이용해서 승객의 호흡에 의한 변화, 즉 미세한 움직임을 탐지할 수 있다.
그리고 전 CPI와 후 CPI 사이에서 최대 탐지 속도 해상도는 수학식 6 내지 수학식 8에 따라 정의될 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112018127109362-pat00006
[수학식 7]
Figure 112018127109362-pat00007
[수학식 8]
Figure 112018127109362-pat00008
즉, 매크로 속도 해상도(ΔVpre)는 마이크로 속도 해상도(ΔVpost)에 비해 매우 작다.
따라서 신호 처리부(30)는 마이크로 속도 검출 방식을 적용하여 속도 탐지 정밀도를 향상시켜 후석 승객의 호흡을 탐지할 수 있다.
다음, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 레이더 장치의 후석 승객 감지방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 6에서 S10단계 내지 S22단계와 S30단계 내지 S40단계는 도 2에서 설명한 S10단계 내지 S22단계와 도 4에서 설명한 S30단계 내지 S40단계와 동일함에 따라, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
승객 검출부(40)는 S22단계를 수행한 후, S52단계에서 매크로 속도 검출 방식에 의해 후석 승객의 움직임이 감지되는지를 검사한다.
만약, S52단계의 검사결과 후석 승객의 움직임이 미감지된 상태이면, 제어부(50)는 S10단계로 진행해서 이후 단계를 반복 수행한다.
그리고 승객 검출부(40)는 S40단계를 수행한 후, S54단계에서 마이크로 속도 검출 방식에 의해 후석 승객의 움직임이 감지되는지를 검사한다.
만약, S54단계의 검사결과 후석 승객의 움직임이 미감지된 상태이면, 제어부(50)는 S10단계로 진행해서 이후 단계를 반복 수행한다.
반면, S52단계 또는 S54단계에서 후석 승객의 움직임이 감지된 상태이면, 승객 검출부(40)는 OR 연산을 통해 후석 승객이 존재하는 것으로 판단한다(S56).
따라서 제어부(50)는 후석 승객 알람을 온(on) 시켜 차량의 클러스터와 경보기, 헤드램드 중에서 하나 이상을 작동시켜 후석 승객 검출 결과를 통보하도록 제어하고, 통신망을 통해 미리 저장된 전화번호로 문자메시지를 전송하도록 제어한다(S58).
도 7과 도 8은 각각 매크로 및 마이크로 속도 검출 데이터를 예시한 도면이다.
도 7에는 승객의 움직임에 의한 속도 검출 결과가 예시되어 있고, 도 8에는 승객의 호흡에 의한 속도 검출 결과가 예시되어 있다.
도 7에서 매크로 속도는 매크로 도플러 주파수이고, 도 8에서 마이크로 속도는 마이크로 도플러 주파수이다.
여기서, 움직임 속도 검출 거리는 약 1m로 제한될 수 있다. 물론, 본 발명은 차량 및 승객의 특성에 따라 움직임 속도 검출 거리를 다양하게 변경 설정할 수 있다.
매크로 속도 검출 방식을 사용하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 붉은 색 원으로 표시된 부분에서 차량 실내 승객의 움직임이 감지된다.
그러나 움직임이 없고 호흡만 하는 경우에는 매크로 속도 검출이 되지 않는다.
따라서, 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 움직임이 없는 상태에서 마이크로 속도 검출 방식으로 움직임을 검출하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 붉은 색 원으로 표시된 부분에서 차량 실내 승객의 호흡에 따른 마이크로 도플러 신호가 발생함에 따라, 수면 중인 승객도 탐지할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 매크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 움직임과 마이크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 호흡에 의한 변화를 동시에 검출한다.
그리고 본 발명은 종래의 CW 레이더 방식 대신에, 거리 탐지가 가능한 다중 채널 고속 FMCW 레이더를 적용함에 따라, 차량 주변의 움직임에 따른 외부 간섭 신호에 의한 영향을 제거해서 차량의 실내 특정 범위 이내에서만 승객을 검출할 수 있다.
즉, 본 발명은 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 이용함에 따라, 차량 외부의 간섭 신호에도 영향을 받지 않고, 매크로 및 마이크로 속도 검출 방식을 통해 탐지된 표적이 승객인지 사물인지를 판단하여 물건에 대한 오경보를 제거할 수 있다.
또한, 본 발명은 승객이 움직임 없이 수면 상태인 경우에도 승객의 특성, 예컨대 호흡에 의한 미세한 변화를 측정해서 후석 승객의 존래 여부를 감지하여 경보할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 다중 채널 고속 FMCW 레이더 파형을 적용해서 매크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 움직임과 마이크로 속도 검출 방식에 의해 검출되는 승객의 호흡에 의한 변화를 동시에 검출해서 후석 승객을 정확하게 감지하는 레이더 장치 및 그의 후석 승객 감지방법 기술에 적용된다.
10: 차량용 레이더 장치
20: 송수신부
30: 신호 처리부
40: 승객 검출부
50: 제어부

Claims (6)

  1. (a) 송수신부에서 다중 채널 고속 FMCW 형태의 레이더 신호를 후석 시트 주변으로 송신하고, 표적으로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계,
    (b) 신호 처리부에서 매크로 속도 검출 방식으로 승객의 움직임을 감지하는 단계,
    (c) 마이크로 속도 검출 방식으로 승객의 특성에 따른 변화를 감지하는 단계 및
    (d) 승객 검출부에서 상기 (b)단계 또는 (c)단계에서 움직임 또는 변화가 감지되면 후석 승객이 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 마이크로 속도 검출 방식은 매크로 속도 검출 방식에서 탐지에 사용되는 첩 신호 복수 개의 반복주기에 대응되는 반복주기를 이용해서 승객의 호흡에 의한 변화를 탐지하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치의 후석 승객 감지방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b)단계는
    (b1) 상기 신호 처리부에 마련된 AD 컨버터에서 아날로그 신호 형태의 검지신호를 디지털 신호로 변환하는 단계,
    (b2) 디지털 신호로 변환된 검지신호를 1차원 윈도윙 및 FFT 수행 후, 고정 표적을 제거하는 단계 및
    (b3) 상기 고정 표적이 제거된 신호를 2차원 윈도윙 및 FFT해서 승객의 움직임 속도를 탐지하고, 탐지 거리를 설정된 거리로 제한해서 승객의 움직임을 탐지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치의 후석 승객 감지방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (c)단계는
    (c1) 상기 (b2)단계에서 1차원 윈도윙 및 FFT를 수행한 데이터를 동기 누적하여 움직임 신호를 제거하고, 해당 데이터를 후 펄스 반복 주기로 저장하는 단계,
    (c2) 상기 펄스 반복 주기로 저장된 데이터를 이용해서 고정 표적을 제거하는 단계 및
    (c3) 상기 고정 표적이 제거된 신호를 2차원 윈도윙 및 FFT해서 승객의 호흡에 의한 변화를 탐지하고, 탐지 거리를 설정된 거리로 제한해서 승객의 호흡을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치의 후석 승객 감지방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (e) 제어부에서 후석 승객 알람을 온 시켜 차량의 클러스터와 경보기, 헤드램드 중에서 하나 이상을 작동시켜 후석 승객 검출 결과를 통보하도록 제어하고, 통신망을 통해 미리 저장된 전화번호로 문자 메시지를 전송하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치의 후석 승객 감지방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 후석 승객 감지방법에 의해 후석 승객을 감지하는 레이더 장치에 있어서,
    다중 채널을 통해 고속 FMCW 형태의 레이더 신호를 송신하고 반사되는 신호를 수신하는 송수신부,
    상기 송수신부로 수신된 신호를 처리하는 신호 처리부 및
    신호 처리된 신호를 기반으로 표적과의 거리 및 승객의 움직임과 승객의 특성에 따른 변화 속도를 검출하고, 검출된 표적과의 거리를 제한하여 차량 주변 간섭을 제거하며, 움직임과 변화 속도를 비교하여 후석 승객을 검출하는 승객 검출부를 포함하고,
    상기 신호 처리부는 매크로 속도 검출 방식으로 승객의 움직임을 감지하며, 마이크로 속도 검출 방식으로 승객의 특성에 따른 변화를 감지하고,
    상기 마이크로 속도 검출 방식은 상기 매크로 속도 검출 방식에서 탐지에 사용되는 첩 신호 복수 개의 반복주기에 대응되는 반복주기를 이용해서 수면 중인 승객의 호흡에 의한 변화를 탐지하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    각 장치의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 후석 승객이 검출되면, 차량의 클러스터와 경보기, 헤드램드 중에서 하나 이상을 작동시켜 후석 승객 검출 결과를 통보하며, 통신망을 통해 미리 저장된 전화번호로 문자 메시지를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레이더 장치.
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