KR0147146B1

KR0147146B1 - 탐지형 광학식 거리측정장치를 이용한 차량충돌방지장치 및 방법

Info

Publication number: KR0147146B1
Application number: KR1019950005149A
Authority: KR
Inventors: 조덕상
Original assignee: 김주용; 현대전자산업주식회사
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR960034982A

Abstract

본 발명은 수평 및 수직축으로 정형한 레이저빔을 수평축 및 수직축으로 스캐닝 하여 적은 레이저빔 출력으로도 거리 측정을 할 수 있고, 또한 레이저 발광각을 축정하여 노면반사, 공중물체 및 챠량에 의한 반사를 구분할 수 있도록 한 탐지형 광학식 거리측정장치를 이용한 차량 충돌 방지장치 및 방법에 관한 것으로, 현재 개발되고 있는 레이저를 이용한 거리측정장치는 레이저빔의 파워가 약해지며,따라서 먼거리의 대상물체를 반사한 수신신호는 더욱 작어지게 되는 단점이 있어, 본 발명은 적은 레이저빔 파워로도 거리 측정을 행함과 동시에 탐지영역을 일정하게 유지토록, 렌즈를 이용하여 레이저빔을 수평 및 수직축 방향으로 정형하고 미러를 이용하여 수직축 및 수평축으로 스캐닝토록 한 것이다.

Description

탐지형 광학식 거리측정장치를 이용한 차량충돌방지장치 및 방법

제1도는 종래 레이저빔의 송수신 예시도,

제2도는 본 발명의 전체 구성도,

제3도는 레이저 다이오드를 이용한 스캐닝 구동 예시도,

제4도(a,b)는 본 발명의 미러반사 예시도,

제5도는 본 발명의 동작 예시도,

제6도는 차량 이미지 측정에 따른 거리 측정도

제7도는 본 발명 제어부의 동작순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:렌즈 2:레이저다이오드

3:피에조필름 4:미러

5:적외선 발광다이오드 6:위치감지기

10:레이저 구동부 20:레이저 발광부

30:레이저 수신부 40:수신신호 처리부

50:발광각 측정부 60:가감속 제어부

70:경보장치 80:제어부

90:미러구동장치 구동부

본 발명은 레이저광을 이용한 차량충돌 방지장치에 관한 것으로, 특히 수평 및 수직축으로 정형한 레이저빔을 수평축 및 수직축으로 스캐닝하여 적은 레이저빔 출력으로도 거리측정을 할수 있고, 또한 레이저 발광각을 측정하여 노면반사 및 공중물체에 의한 반사를 구분할 수 있도록 한 탐지형 광학식 거리측정장치를 이용한 차량충돌 방지장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 개발되고 있는 레이저를 이용한 거리측정장치는 레이저빔을 제1도와 같이, 일정한 범위의 발사각을 유지토록 가공해야 하므로 거리에 따라 레이저빔의 파워가 약해지며, 따라서 먼거리의 대상물체를 반사한 수신신호는 더욱 작아지게 된다. 또한 렌즈를 이용하여 빔을 좁게 정형할 수 있지만 탐지 영역이 작아진다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결토자 하는 것으로, 레이저빔을 정형하여 스캐닝함으로써 적은 레이저빔 파워로도 거리측정을 행함과 동시에 탐지영역을 일정하게 유지토록함을 특징으로 한다.

즉, 렌지를 이용하여 레이저빔을 수평 및 수직축 방향으로 정형하고 미러를 이용하여 수평축 및 수직축으로 스캐닝 한 것이다.

이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 전체 구성도로써, 레이저를 구동시키는 신호를 발생시키는 레이저 구동부(10)와; 상기 레이저 구동부(10)의 신호에 의해 레이저를 대상물체로 출력하는 레이저 발광부(20)와; 상기 레이저 발광부(20)를 통해 출력된 레이저빔이 대상물체에 부딪힌 후 반사된 레이저빔을 수신하는 레이저 수신부(30)와; 상기 레이저 수신부(30)를 통해 레이저빔을 수신하여 거리데이터로 전환시키는 수신신호 처리부(40)와; 미러에 적외선을 발사하는 적외선 발광다이오드와, 이를 입사하여 발광각을 측정하는 위치감지기로 이루어진 발광각 측정부(50)와; 자차의 가감속을 제어하는 가감속 장치(60)와; 자차와 선행차와의 거리 등의 측정정보를 표시하고 위험상황시에 시각 및 청각적으로 경보를 행할 수 있도록 하는 경보장치(70)로 구성된 차량충돌 방지장치에 있어서, 시스템 전체를 컨트롤해 주고, 상기 수신신호 처리부(40)에서 출력된 거리데이터를 입력하여 한주기 파형중 두군데가 근거리로 나타나고 한군데가 중거리로 나타났을 경우 차량으로 인식하며, 발광각 데이터를 통해 노면, 공중물체 및 차량을 판단해 주는 제어부(80)와; 상기 제어부(80)의 제어신호에 따라 수평축 및 수직축으로 정형된 레이저빔을 수평측 및 수직축으로 스캐닝할 수 있도록 제1피에조 필름 및 제2피에조 필름 양측에 인가되는 전압을 조절하여 미러를 동작시키는 미러구동장치 구동부(90)로 구성한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 제어부(80)에서 레이저빔 발사전 미러구동장치 구동부(90)에 신호를 보내 일정각도와 속도로 미러를 구동시켜 레이저빔 발사시 수평 및 수직축으로 스캐닝한다. 제3도는 본 발명의 레이저 다이오드를 이용한 스캐닝 예시도로써, 렌즈(1)를 이용하여 수평 및 수직축으로 정형한 것을 미러를 이용하여 수평축 및 수직축으로 스캐닝한 것이다.

이를 제4도 및 제5도로써 상세히 설명하면, 제4도a는 렌즈(1)를 이용하여 레이저 다이오드(2)에서 출력되는 빔을 수평 및 수직축으로 정형하여 일정하게 유지시키는 상태를 나타낸 것이고, 제4도b는 반사예시도로써, 2개의 서로다른 피에조 필름상(3)에 위치한 미러(4)에 레이저빔을 출력하면 미러(4)가 결정하는 반사각(θ2)에 따라 일정한 범위를 갖고 레이저 빔이 스캐닝 되고, 반사각(θ2)을 측정하기 위해 설치한 적외선 발광다이오드(5)로 부터 발사된 광을 렌즈(1)을 통해 위치감지기(6)로 수신한 데이터에 의해 발광각(θ1)이 측정되는 상태를 나타낸 것이다. 제5도는 제4도의 부분상세도이며, 2개의 피에조 필름(3) 각양측에 일정전압을 인가했을때 미러(4)가 작동하는 범위를 설명하기 위해 도시한 것으로, 편의상 피에조 필름(3)을 2쌍으로 구분하여 설명하면, 제1피에조 필름(3-1)이 수직축으로 스캐닝하고, 제2피에조 필름(3-2)이 수평축으로 스캐닝하여 전체 스캐닝동작을 완료한다. 구체적으로 살펴보면 제1피에조 필름(3-1)에 가해지는 전압에 따라 상측에 전압(V3)이 가해지면 맨위쪽부터 중간지점까지 스캐닝되고, 하측에 전압(V4)이 가해지면 중간지점부터 맨 아래쪽 까지 스캐닝 동작이 이루어진다. 이렇게 수지축으로 한 번의 동작이 끝나면 제1피에조 필름(3-1)에 가해지는 전압(V1, V2)에 의해 좌측 내지 우측으로 이동하여 다음 수직축 방향 스캐닝동작이 이루어지도록 한다.

따라서, 피에조 필름(3)의 특성상 인가하는 전압과 필름자체의 길이에 의해 움직이는 주파수가 결정되는 것을 알 수 있다.

한편, 상기와 같은 방법으로 출력된 레이저빔은 레이저 수신부(30)에 입력되고 이를 수신신호 처리부(40)에서 거리데이터로 전환하며, 상기 위치감지기(6)에 상이 맺히는 위치에 따라서 발광각을 구하여, 취득한 거리정보와 발광각을 비교분석하는 게산을 행한다.

또한, 물체와의 거리를 판단하여 선행물체의 이미지를 판단하게 되는데, 이때 제6도와 같이 한주기 파형중 2군데가 근거리로 나타나고 한 군데가 약간 먼 거리로 나타나면 차량으로 인식한다. 이러한 이유는 차량에서 리플렉터는 반사가 강하게 이루어져 다른 부분에 비해 거리가 짧게 인식되기 때문이며, 실제거리는 짧은거리로 인식된 거리값이 정확하므로 리플렉터를 반사한 거리데이터를 이용한다.

그리고 이러한 거리정보에의해 선행차가 없으면 시스템의 처음부터 시작하고, 선행차가 있는 경우 가속영역이면 가속장치를 구동하고, 감속영역이면 감속장치를 구동하며, 위험영역인 경우에는 경보장치를 구동한다.

제7도는 본 발명의 동작순서도로써, 시스템을 초기화한 후 미러구동장치내에 장착된 제1피에조 필름 및 제2피에조 필름을 구동하며 미러를 수평축 및 수직축 방향으로 유동토록 하고, 미러가 유동하는 상태에서 레이저빔과 적외선을 발사하여 레이저빔이 수직축으로 스캐닝된 후 수직축으로 스캐닝되도록 함으로써 발광각 및 거리정보를 얻는 제1단계(S1)와; 상기 제1단계(S1)에서 구한 거리데이터를 입력하여 한주기 파형중 두군데가 근거리로 나타나고 한군데가 중거리로 나타나면 차량으로 판단하고, 방광각 데이터를 이용하여 노면, 공중물체 및 차량을 판단하며, 차량으로 판단된 경우 다시 가속영역인가를 파단하여 가속영역이면 가속장치를 구동하는 제2단계(S2)와; 상기 제2단계에서 차량으로 판단되었을 경우 감속영역이면 감속장치를 구동하는 제3단계(S3)와; 위험영역인 경우 경보장치를 구동하는 제4단계(S4)로 이루어져 순차동작한다.

상기에서 설명한 바와같이, 레이저빔을 렌즈를 통해 수평축 및 수직축으로 정형하고, 미러의 움직임을 통해 수평축 및 수직축으로 스캐닝하므로써 적은 양의 파워로 동일한 효과를 얻을 수있으며, 또한 빔의 발광각을 측정하여 노면물체, 공중물체 및 차량을 구분할 수 있다.

Claims

레이저를 구동시키는 신호를 발생시키는 레이저 구동부(10)와; 상기 레이저 구동부(10)의 신호에 의해 레이저를 대상물체로 출력하는 레이저 발광부(20)와; 상기 레이저 발광부(20)를 통해 출력된 레이저빔이 대상물체에 부딪힌 후 반사된 레이저빔을 수신하는 레이저 수신부(30)와; 상기 레이저 수신부(30)을 통해 레이저빔을 수신하여 거리데이터로 전환시키는 수신신호 처리부(40)와; 미러에 적외선을 발사하는 적외선 발광다이오드와, 이를 입사하여 발광각을 측정하는 위치감지기로 이루어진 발광각 측정부(50)와; 자차의 가감속을 제어하는 가감속 장치(60)와; 자차와 선행차와의 거리 등의 측정정보를 표시하고 위험상황시에 시각 및 청각적으로 경보를 행할 수 있도록 하는 경보장치(70)로 구성된 차량충돌 방지장치에 있어서, 시스템 전체를 컨트롤해 주고, 상기 수신신호 처리부(40)에서 출력된 거리데이터를 입력하여 한주기 파형중 두군데가 근거리로 나타나고 한군데가 중거리로 나타났을 경우 차량을 인식하며, 발광각 데이터를 통해 노면, 공중물체 및 차량을 판단해 주는 제어부(80)와; 상기 제어부(800의 제어신호에 따라 수평축 및 수직축으로 정형된 레이저빔을 수평축 및 수직축으로 스캐닝할 수 있도록 제1피에조 필름 및 제2피에조 필름 양측에 인가되는 전압을 조절하여 미러를 동작시키는 미러구동장치 구동부(90)로 구성함을 특징으로 하는 탐지형 광학식 거리 측정장치를 이용한 차량충돌방지장치.
시스템을 초기화한 후 미러구동장치내에 장착된 제1피에조 필름 및 제2피에조 필름을 구동하여 미러를 수평축 및 수직축 방향으로 유동토록하고, 미러가 유동하는 상태에서 레이저빔과 적외선을 발사하여 레이저빔이 수직축으로 스캐닝된후 수직축으로 스캐닝되도록 함으로써 발광각 및 거리 정보를 얻는 제1단계(S1)와; 상기 제1단계(S1)에서 구한 거리데이트를 입력하여 한주기 파형중 두군데가 근거리로 나타나고 한군데가 중거리로 나타나면 차량으로 판단하고, 방광각 데이터를 이용하여 노면, 공중물체 및 차량을 판단하며, 차량으로 판단된 경우 다시 가속영역인가를 파단하여 가속영역이면 가속장치를 구동하는 제2단계(S2)와; 상기 제2단계에서 차량으로 판단되었을 경우 감속영역이면 감속 장치를 구동하는 제3단계(S3)와; 위험영역인 경우 경보장치를 구동하는 제4단계(S4)로 이루어져 순차동작함을 특징으로 하는 탐지형 광학식 거리측정장치를 이용한 차량충돌방지방법.