본 논문에서는 기상 제약이 많은 CCTV 보완을 위해 CW도플러 레이더를 사용하는 감시 시스템에서 두 개 이상의 물체 접근 또는 이탈 정보를 감지하기 위한 모니터링 프로그램을 개발하였으며, 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 감지하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 알고리즘은 CW 도플러 레이더에서 수신한 신호를 FFT 처리하여 실수부와 허수부로 분리 후 각 동일 주파수 마다 진폭을 합산하여 이들의 위치를 통해 접근 또는 이탈을 판단하는 방식이다. 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였으며, 두 개 물체의 접근 또는 이탈을 감지한 결과 정상적으로 감지하는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 기상 제약이 많은 CCTV 보완을 위해 CW 도플러 레이더를 사용하는 감시 시스템에서 두 개 이상의 물체 접근 또는 이탈 정보를 감지하기 위한 모니터링 프로그램을 개발하였으며, 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 감지하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 제안하는 알고리즘은 CW 도플러 레이더에서 수신한 신호를 FFT 처리하여 실수부와 허수부로 분리 후 각 동일 주파수 마다 진폭을 합산하여 이들의 위치를 통해 접근 또는 이탈을 판단하는 방식이다. 이를 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였으며, 두 개 물체의 접근 또는 이탈을 감지한 결과 정상적으로 감지하는 것을 확인할 수 있었다.
The CCTV is limited by weather conditions. To overcome this limitation, we develop a monitoring program that can sense the approach or recede of two or more objects within a surveillance system that uses a continuous-wave (CW) Doppler radar, and we proposed an algorithm to efficiently detect the app...
The CCTV is limited by weather conditions. To overcome this limitation, we develop a monitoring program that can sense the approach or recede of two or more objects within a surveillance system that uses a continuous-wave (CW) Doppler radar, and we proposed an algorithm to efficiently detect the approach or recede information of the object. The proposed algorithm separates the signal received by the CW Doppler radar into the real and imaginary parts using Fast Fourier Transform (FFT), and sums the amplitudes for each frequency to determine whether the objects are approaching or receding, using their locations. The algorithm is verified by simulations and experiments, which confirms that it successfully detects the approach or recede of two objects.
The CCTV is limited by weather conditions. To overcome this limitation, we develop a monitoring program that can sense the approach or recede of two or more objects within a surveillance system that uses a continuous-wave (CW) Doppler radar, and we proposed an algorithm to efficiently detect the approach or recede information of the object. The proposed algorithm separates the signal received by the CW Doppler radar into the real and imaginary parts using Fast Fourier Transform (FFT), and sums the amplitudes for each frequency to determine whether the objects are approaching or receding, using their locations. The algorithm is verified by simulations and experiments, which confirms that it successfully detects the approach or recede of two objects.
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문제 정의
본 논문에서는 두 개 이상의 물체를 탐지하기 위해 FFT 처리할 경우 주파수 영역에서 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 판단하기 위한 알고리즘을 제안하며, 이를 이용한 CW 도플러 레이더 모니터링 시스템을 구현하였다.
본 논문에서는 두 개 이상의 물체의 접근 또는 이탈 정보를 감지하기 위한 CW 도플러 레이더 모니터링 프로그램을 구현하였으며, 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 감지하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 성능평가를 위해 시뮬레이션 및 실험을 하였으며, 실험 결과 두 개 이상의 물체에 대해 접근 또는 이탈 정보를 감지하는 것을 확인할 수 있었다.
본 장에서는 CW 도플러 레이더에서 수신된 I/Q 신호를 이용해 두 개 이상의 물체의 접근 또는 이탈 정보를 판단하는 알고리즘을 제안한다.
본 장에서는 본 논문에서 구현한 모니터링 프로그램이 제안한 알고리즘에 의해 전방 물체들이 접근 또는 이탈하는지를 정상적으로 판단하는지 평가하였다.
제안 방법
접근하는 물체는 +cos(200Hz) - sin(200Hz)의 A파형이며, 이탈하는 물체는 +cos(100Hz) + sin(100Hz)의 B파형이다. A파형과 B파형을 함께 FFT 처리 후 실수부와 허수부에서 두 파형을 살펴본다.
그림 8은 본 논문에서 개발한 CW 도플러를 이용한 모니터링 프로그램이다. CW 도플러 레이더에서 수신한 신호를 제안한 알고리즘을 통해 전방 물체의 접근 또는 이탈 정보를 판단한다. 전방 물체들의 FFT 결과 정보 및 주파수가 가장 높은 물체의 이동 속도를 실시간으로 표기한다.
그림 4는 제안하는 알고리즘의 흐름도이다. 수신된 I/Q 신호를 FFT 처리 후 주파수 영역에서 실수부와 허수부로 분리 후 각 동일한 주파수 마다 진폭을 합산한다. 그 후 합산한 진폭 값 중 0이 아닌 값이 센터 주파수의 좌측에 있다면 접근으로 판단하며, 우측에 있다면 이탈로 판단한다.
제안한 알고리즘을 검증하기 위해 두 물체가 각각 이탈과 접근을 하는 것을 매트랩으로 시뮬레이션 하였다. 접근하는 물체는 +cos(200Hz) - sin(200Hz)의 A파형이며, 이탈하는 물체는 +cos(100Hz) + sin(100Hz)의 B파형이다.
성능/효과
본 논문에서는 두 개 이상의 물체의 접근 또는 이탈 정보를 감지하기 위한 CW 도플러 레이더 모니터링 프로그램을 구현하였으며, 물체의 접근 또는 이탈 정보를 효율적으로 감지하기 위한 알고리즘을 제안하였다. 성능평가를 위해 시뮬레이션 및 실험을 하였으며, 실험 결과 두 개 이상의 물체에 대해 접근 또는 이탈 정보를 감지하는 것을 확인할 수 있었다.
즉, CW 도플러 레이더로 물체의 접근 또는 이탈 정보를 검측한 결과를 기반 한다면 두 파형을 합산했을 때 진폭의 결과가 f0 > 0이라면 이탈, f0 < 0이라면 접근이라는 사실을 얻을 수 있다.
첫 째, CW 도플러 레이더의 특성 상 cos파와 sin파인 I/Q 신호가 정확히 90°의 위상차를 갖기 때문에 진폭의 합산 결과 중 한 주파수는 상쇄된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
일반 CCTV 운용의 단점과, 이를 해소할 수 있는 대안은 무엇인가?
CCTV는 각종 범죄 예방을 위한 공공부문에서의 사용과 도난 방지를 위한 민간부문에서의 사용으로 쓰이고 있으며, 공공기관이 범죄예방, 시설안전, 교통단속, 교통정보 수집 등을 위하여 공개된 장소에 설치한 CCTV 대수는 2013년에 56만 대에서 2014년 65만 대로 그 수는 지속적으로 늘어나고 있다[1]. 하지만 일반 CCTV는 비, 눈, 특히 안개가 심할 경우 육안으로 감시하기에 어려움이 발생하며, 어두운 밤에는 보이지 않는 단점이 있어, 4계절 날씨와 상관없이 감시가 가능한 CW(Continuous Wave) 도플러 레이더를 이용한 감시 시스템이 각광 받고 있다[2].
CW(Continuous Wave) 도플러 레이더를 이용한 감시 시스템의 단점은?
CW 도플러 레이더 감시 시스템이 두 개 이상의 물체를 탐지하기 위해서는 FFT(Fast Fourier Transform) 처리하여 주파수 영역에서 분석해야하나, 주파수 영역에서는 물체들의 주파수 정보만을 얻을 수 있기 때문에 물체들의 접근 또는 이탈 정보를 판단할 수 없는 단점이 존재한다.
공공기관이 범죄예방, 시설안전, 교통단속, 교통정보 수집 등을 위하여 공개된 장소에 설치한 CCTV 대수는 2013,14년에 각각 몇 대인가?
CCTV는 각종 범죄 예방을 위한 공공부문에서의 사용과 도난 방지를 위한 민간부문에서의 사용으로 쓰이고 있으며, 공공기관이 범죄예방, 시설안전, 교통단속, 교통정보 수집 등을 위하여 공개된 장소에 설치한 CCTV 대수는 2013년에 56만 대에서 2014년 65만 대로 그 수는 지속적으로 늘어나고 있다[1]. 하지만 일반 CCTV는 비, 눈, 특히 안개가 심할 경우 육안으로 감시하기에 어려움이 발생하며, 어두운 밤에는 보이지 않는 단점이 있어, 4계절 날씨와 상관없이 감시가 가능한 CW(Continuous Wave) 도플러 레이더를 이용한 감시 시스템이 각광 받고 있다[2].
참고문헌 (6)
MINISTRY OF THE INTERIOR, "Public institutions CCTV installation Current Status", www.moi.go.kr/frt/sub/a05/statistics/screen.do, (2015).
J. Y. Taek, "Present and Future of the Sensor of Security", The jorunal of Korea Institute of Electronics Engineers, Vol. 36, No. 10, pp. 49-59, Oct., 2009.
C. H. Ryu, Y. S. Jang, I. H. Choi, "The Relation of Time Resolution and Radial Velocity Accuracy of a CW Doppler Radar," THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE, Vol. 23, No. 7, pp.815-821, Jul. 2012.
D. S. Banks, "Continuous Wave Radar," Electronic Progress, Vol. 18, No. 11, pp. 34-41, Aug., 1975.
T. J. Kim, Y. C. Rhee, S. H. Kim, " Implementation of a Microwave Doppler Sensor," The Jounal of The Korea Institute of Electronic Communication Sciences, Vol. 4, No. 2, pp.75-81, Jun, 2009.
WT. Cochran, JW. Cooley, DL. Favin, HD. Helms, RA. Kaenel, WW. Lang, GC. Maling, DE. Nelson, CM. Rader, PD. Welch, "What is the Fast Fourier Transform?," Proceedings of the IEEE, Vol. 55, No. 10, Oct., 1967.
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