KR0129839B1 - 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치 및 방법 - Google Patents

2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치 및 방법

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KR0129839B1 KR1019940033084A KR19940033084A KR0129839B1 KR 0129839 B1 KR0129839 B1 KR 0129839B1 KR 1019940033084 A KR1019940033084 A KR 1019940033084A KR 19940033084 A KR19940033084 A KR 19940033084A KR 0129839 B1 KR0129839 B1 KR 0129839B1
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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 광학식 거리측정장치에 있어서, 특히 반사된 신호를 처리하는 과정에서 시간 전압 변환을 2개의 적분기를 사용하여 거리값을 구함으로써 낮은 전압으로 거리측정의 정밀도를 향상시키도록 함을 특징으로 하는 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치 및 방법에 관한것으로, 레이저를 이용한 광학식 거리측정장치를 구현함에 있어 1개의 적분기를 사용하여 수신신호를 처리할 경우 같은 시간에서 거리측정값의 정밀도를 높이기 위해 높은 전압이 필요하나, 본 발명은 2개의 적분기를 설치하여 클럭의 포지티브와 네가티브에서 동시에 적분을 시행함으로써, 낮은전압에서 이동시간을 환산함을 물론 거리정밀도도 그만큼 향상되도록 한 것이다.

Description

2개의 적분기를 이용한 광학적 거리측정장치 및 방법
제1도는 본 발명의 전체 구성도.
제2도는 본 발명 수광신호 처리부 구성도.
제3도는 본 발명 수광신호 처리부의 타이밍도.
제4도는 본 발명 제어부 동작순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제어부 20 : 레이저 구동부
30 : 레이저 발광부 40 : 레이저 수광부
50 : 수광신호 처리부 51 : 포지티브 적분기
52 : 제 1 샘플앤 홀드부 53 : 네가티브 적분기
54 : 제 2 샘플앤 홀드부 55 : 아날로그 먹스
56 : 카운터부 57 : A/D 변환부
60 : 가속장치 70 : 감속장치
80 : 경보장치
본 발명은 레이저를 이용한 광학식 거리측정장치에 관한 것으로서, 특히 반사된 신호를 처리하는 과정에서 시간 전압 변환을 2개의 적분기를 사용하여 거리값을 구함으로써 낮은 전압으로 거리측정의 정밀도를 향상시키도록 함을 특징으로 하는 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 사고를 사전에 예방하기 위하여 현재 개발되는 충돌 방지 장치들은 대부분 광을 이용하여 비접촉으로 전방차와의 거리를 인식함으로써, 자차와 전방차와의 거리가 안전거리 이하로 되면 자동적으로 제동을 걸어 사고를 예방하거나 운전자에게 경보를 해주어 사고를 예방하도록 되어있다.
이러한 장치에서는 자차의 속도와 전방차의속도, 전방차와의 거리, 차의 제동거리, 사람의 반응시간등을 고려하여 각 상황에 맞게 적합한 안전거리를 미리 설정하여 놓고 자동차 주행중 위의 각 상황을 분석하여 해당상황 하에서 자차와 전방차의 거리가 안전거리 이하로 되면 운전자에게 경보를 하거나 자동적으로 제동을 걸어준다.
본 발명은 이러한 광학적 거리측정장치를 구현함에 있어, 전압을 시간으로 환산하여 자차와 상대차량의 거리를 계산하는 수광신호처리부가 낮은 전압으로도 시간 전압 변환방식을 사용할 수 있고, 동시에 거리정밀도를 향상시키기 위해 2개의 적분기를 설치하여 적분을 교대로 수행하도록함을 특징으로 한다.
즉, 1개의 적분기를 사용할 시에는 같은 시간에서 정밀도를 높이기 위해 놓은 전압이 필요하나 2개의 적분기를 사용함으로써 클럭의 포지티브와 네가티브에서 동시에 적분을 시행함으로 낮은전압에서 이동시간을 환산함을 물론 거리정밀도도 그만큼 향상시키도록 한 것이다.
이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 전체 구성도로서, 전체 시스템을 제어하는 제어부(10)와; 제어부(10)의 제어신호에 따라 레이저를 구동시키는 신호를 발생시키는 레이저 구동부(20)와; 레이저 구동부(20)로 부터 신호를 인가받아 레이저를 대상물체에 입사하는 레이저 발광부(30)와; 대상물체에 반사된 신호를 수신하는 레이저 수신부(40)와; 수신된 신호를 2개의 적분기를 이용하여 처리하는 수광신호 처리부(50)와; 현 입력신호와 전단계 입력신호를 비교하여 상황을 판단하는 제어부(10)의 제어신호에 따라 가속상황일때 구동하는 가속장치(60)와; 감속상황일때 구동하는 감속장치(70) 및 위험상황일때 구동하는 경보장치(80)로 구성된다.
제2도는 수광신호 처리부(50)의 구성도로써, 레이저 발광신호와 동기된 기준클럭의 논리곱에 의해 클럭의 하이영역에서 작동하는 포지티브 입력적분기(51)와; 동기된 기준클럭이 로우영역으로 전환시 상기 포지티브 입력적분기에 의해 적분된 값을 샘플하고 레이저 수광신호에 따라 상기 적분값을 홀드 하는 제 1 샘플앤 홀드부(52)와; 레이저 발광신호와 동기된 기준클럭의 논리곱에 의해 클럭의 로우영역에서 작동하는 네가티브 입력적분기(53)와; 동기된 기준클럭의 하이영역으로 전환시 상기 네가티브 입력적분기에 의해 적분된 값을 샘플하고 레이저 수광신호에 따라 상기 적분값을 홀드하는 제 2 샘플앤 홀드부(54)와; 기준클럭에 따라서 채널변환을 변경하여 제 1 샘플앤 홀드부와 제 2 샘플앤 홀드부에서 클리어된 적분값을 합성하는 아날로그 먹스부(55)와; 레이저 발광신호를 입력하여 기준클럭을 양방햐으로 검지하고 적분값을 카운트하여 레이저 수광신호에 의해 래치되는 카운터부(56)와; 레이저 수광신호가 있는 시점에서 해당적분기의 샘플앤 클리어하지 않고 값을 보관하여 제어부의 A/D 변환신호에 의해 상기 값을 A/D변환하는 A/D변환부(57)로 구성되며, 제어부(10)에 의해 컨트롤된다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제3도에 도시한 수광신호 처리부의 타이밍도를 참고로 상세히 설명한다.
상기 제어부(10)에서 레이저를 구동하는 제어신호를 내 보내면 레이저 구동부(20)에서 레이저를 구동할 수 있도록 레이저 발광부(30)에 신호를 출력하여 레이저 발광부(30)에서 레이저를 대상물체에 발신토록 하고, 반사된 레이저를 레이저 수신부(40)로 받아들이는 상기 수광신호 처리부(50)는 기본적으로 레이저 다이오드가 발광되고 난후에 물체에 맞고 반사된 레이저 신호간의 시간을 측정하도록 되어 있으며, 본 발명에서는 일정전압을 2개의 적분기로 적분하여 이 전압값으로 시간을 측정하도록 하고 있다.
따라서 제3도에 도시한 바와 같이, 수광신호 처리부(50)는 레이저 발광신호(A)와 동기된 기준클럭(B)의 논리곱에 의해 처음에 클럭의 하이영역(C)에서 포지티브 입력적분기(51)가 동작을 시작한다. 이 적분기(51)가 동작을 완료하는 시간은 적분기의 R, C 값에 의존한다. 또한 클럭의 로우 영역(D)에서는 로우 입력적분기(53)가 동작을 수행하고 동시에 포지티브 입력적분기(51)와 그의 샘플앤 홀드(52)는 클리어된다.
다음의 기준클럭 하이영역(C)체서 포지티브 입력적분기(51)가 다시 동작되고 네가티브 입력적분기(53)와 그의 샘플앤 홀드(54)는 클리어 된다.
또한 아날로그 먹스(55, E)는 기준클럭에 따라서 채널변환이 변경되고, 레이저 수광신호가 있는 시점에서 해당 적분기(51 또는 53)의 샘플앤 홀드(52 또는 54)는 클리어 되지않고 값이 보관된다.
이 수광신호는 제어브(10)에 입력되어 제어부(10)에서 A/D변환 시작신호가 A/D변환부(57)로 출력되어 A/D변환이 시작된다.
또한 기준클럭(B)은 레이저 다이오드 발광신호(A)에서 카운터(56)에 입력되고 카운터(56)는 기준클럭(B)을 양방향으로 검지하여 값을 카운팅하며 이 카운터(56)는 레이저 수광신호에 의해 래치된다. 이 카운터의 클리어는 제어부(10)가 행한다.
따라서 본 발명에서 거리값은 A/D변환값과 카운터값을 취득하여 하기식으로 구해진다.
거리 = 카운터값 × 적분기 1개의 거리 + A/D 변환기
그리고 여기서 구해진 거리값에 의하여 가속상황이면 자차의 가속장치(60)를 구동하고 감속상황이면자차의 감속장치(70)를 구동하며 위험상황이면경보장치(80)를 구동한다.
이를 동작순서도로 나타내면 제4도에 도시한 바와 같이, 시스템을 초기화한 후 레이저를 대상물체에 발사하여 물체가 있는가를 수광신호를 통해확인 하는 제 1 단계(S1)와; 물체가 있는경우 A/D변환값과 카운터값을 취득하여 거리계산을 행하고 카운터를 클리어하는 제 2 단계(S2)와; 이 거리값에 의하여 가속상솽이면 가속장치를 구동하는 제 3 단계(S3)와; 이 거리값에 의하여 감속상황이면 감속장치를 구동하는 제 4 단계(S4)와; 이 거리값에 의하여 위험상황이면 경보를 행하는 제 5 단계(S5)로 순차동작한다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 레이저를 이용하여 차간거리를 측정하되, 2개의 적분기르 수신신호의 적분을 교대로 수행하므로 낮은 전압으로도 시간전압 변환방식을 사용할 수 있고, 또한 거리정밀도를 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 제어부(10)와, 레이저 구동부(20)와, 레이저 발광부(30)와, 레이저 수광부(40)로 이루어진 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치에 있어서, 레이저 발광신호와 기준클럭의 논리곱에 의해 클럭의 하이(HIGH) 영역에서 작동하는 포지티브 적분기(51)와, 동기된 기준클럭의 로우영역으로 전환시에 상기 포지티브 적분기(51)에 의해 적분된 값을 샘플하고, 레이저 수광신호에 따라 상기 적분값을 홀드하는 제1샘플앤 홀드부(52)와, 레이저 발광신호와 동기된 기준클럭의 논리곱에 의해 클럭의 로우(LOW) 영역에서 작동하는 네가티브 적분기(53)와, 동기된 기준클럭의 하이영역으로 전환시에 상기 네가티브 적분기(53)에 의해 적분된 값을 샘플하고, 레이저 수광신호에 따라 상기 적분값을 홀드하는 제2샘플앤 홀드부(54)와, 기준클럭에 따라서 채널변환을 변경하여 상기 제1샘플앤 홀드부(52)와 상기 제2샘플앤 홀드부(54)에서 클리어된 적분값을 합성하는 아날로그 먹스(55)와, 레이저 발광신호를 입력하여 기준클럭을 양방향으로 검지하여 적분값을 카운트하고 레이저 수광신호에 의해 래치되는 카운터부(56)와, 레이저 수광신호가 있는 시점에서 해당 적분기의 샘플앤 홀드를 클리어하지 않고 값을 보관하여 제어부(10)의 A/D변환신호에 의해 상기 값을 A/D변환하는 A/D변환부(57)로 이루어져 수신된 신호를 처리하는 수광신호처리부(50)와; 현 입력신호와 전단계 입력신호를 비교하여 상황을 판단하는 상기 제어부(10)의 제어신호에 따라 가속상황일때 구동하는 가속장치(60)와; 감속상황일때 구동하는 감속장치(70) 및 위험상황일때 구동하는 경보장치(80)로 구성함을 특징으로 하는 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치.
  2. 시스템을 초기화한 후 레이저를 대상물체에 발사하여 물체가 있는가를 수광신호를 통해 확인하는 제1단계(S1)와; 물체가 있는 경우 A/D 변환값과 카운터값을 취득하여 거리계산을 행하고 카운터를 클리어하는 제2단계(S2)와; 이 거리값에 의하여 가속상황이면 가속장치를 구동하는 제3단계(S3)와; 이 거리값에 의하여 감속상황이면 감속장치를 구동하는 제4단계(S4)와; 이 거리값에 의하여 위험상황이면 경보를 행하는 제5단계(S5)로 순차동작함을 특징으로 하는 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치.
KR1019940033084A 1994-12-07 1994-12-07 2개의 적분기를 이용한 광학식 거리측정장치 및 방법 KR0129839B1 (ko)

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