KR0150925B1 - 자동차의 충돌방지 경보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것으로, 특히 자차의 전방을 향하여 레이져빔을 발사하고 반사되는 레이져빔을 수신 및 신호처리하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산하고 자차의 현재속도에 따른 정지거리를 상기 차간거리와 비교하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 경보를 발하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 수신된 레이져빔의 피크치를 검출하는 피크검출기(21), 상기 피크검출기(21)로부터 검출된 피크치를 A/D 변환시켜 소정의 기준값과 비교하여 두 값의 차를 산출하고, 산출된 차에 의거하여 상기 차간거리를 보정하는 마이크로프로세서(10)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 충돌방지 경보장치

제1도는 종래 자동차의 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 제어블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 자동차의 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 제어블럭도.

제3도는 제2도의 비교기 및 피크검출기의 입력파형을 보인 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 레이져 다이오드 16 : 포토다이오드

21 : 피크검출기 22 : A/D 변환기

본 발명은 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것으로, 특히 동일거리에서 수신되는 레이져빔의 피크치의 차이에 따라 발생되는 차간거리의 오차를 보정할 수 있도록 된 자동차의 충돌방지 겨옵장치에 관한 것이다.

근래들어, 차량운행중에 발생하는 각종 사고로부터 운전자의 피해를 최소화하는 안전벨트나 에어백(air bag)과 같은 사후안전수단에서 벗어나 운전중에 잠재한 사고를 예측하여 운전자에게 경보함으로써 사고를 미연에 방지하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 시도중의 하나로 자차의 전방에 대하여 발사된 레이져빔이나 전파가 선행차량의 후미등 주위에 부착된 반사판에 의하여 반사된 후에 되돌아 오기까지의 시간을 측정하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 산출하고, 상기 산출된 차간거리, 정지거리 및 자차와 선행차량의 상대속도를 종합적으로 고려하여 충돌가능성이 있다고 판단될 때 경보를 발하는 시스템이 개발되어 있다.

제1도는 종래의 레이져빔을 사용한 자동차의 충돌방지 경보장치의 제어블럭도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 자차의 주행중인 동안에 마이크로프로세서(10)는 LD구동부회로(14)에 일정한 시간주기마다 매우 짧은 시간주기, 예를들어 수 nsec의 시간주기를 가지는 펄스신호를 출력하여 레이져다이오드(15)를 온시킴으로써 레이져빔을 자차의 전방을 향하여 발사시킨다. 상기 펄스신호는 동시에 비교기(18) 및 충전기(20)에도 인가되어 비교기(18)의 동작 및 충전기(20)의 충전동작을 개시시킨다.

한편, 상기 발사된 레이져빔은 자차의 전방을 주행중인 선행차량에 의하여 반사되어 포토다이오드(16)에 수신되며, 이렇게 수신된 레이져 빔은 증폭부(17)를 경유하여 적절한 크기로 증폭된 후에 비교기(18)에 입력되어 소정의 기준전압과 비교된다. 비교기(18)에서는 기준전압보다 높은 신호가 입력된 경우에 고전위신호를 출력하여 충전기(20)의 충전동작을 중지시킨다. 다음, A/D 변환기(19)에서는 충전기(20)에 충전된 전압을 A/D 변환하여 마이크로프로세서(10)에 제공하며, 마이크로프로세서(10)는 상기 전압의 크기에 의거하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산한다.

마이크로프로세서(10)는 또한 차속센서(13)로부터 제공된 자차의 절대속도에 따른 정지거리를 산출한 후에 찻간거리가 정지거리보다 적어지는 시점을 전후하여 경보부(12)를 제어하여 충돌가능성을 경보하게 된다.

상기한 구성을 가지는 종래의 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 자차의 전방으로 발사된 레이져빔이 선행차량의 반사판에 의해 반사되어 포토다이오드(16)로 수신되게 되는데, 이 때 반사판의 재질 및 외부기상의 변화에 따라 수신되는 레이져빔 신호의 크기에 차이가 생기게 된다.

따라서, 동일거리의 선행차량에 대하여 각각 다른 크기를 나타내는 수신신호는 각각 소정의 기준전압과 비교되어, 각각 기준전압이상이 되는 지점에서 충전기(20)의 충전동작을 정지시키게 되어 충전전압에 의거하여 차간거리를 산출하게 된다. 그러나, 크기가 다른 두 수신신호는 기준전압이상이 되는 시점이 다르고 결과적으로 충전기(20)의 충전동작을 정지시키는 시점이 다르므로 차간거리의 측정에 오차가 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 수신신호의 크기에 따라 발생되는 거리측정의 오차를 보정하여 찻간거리를 정확하게 측정함으로써 거리측정에 의한 오동작을 최소화할 수 있도록 된 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 자동차의 충돌방지 경보장치는 자차의 전방을 향하여 레이져빔을 발사하고 반사되는 레이져빔을 수신 및 신호처리하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산하고 자차의 현재속도에 따른 정지거리를 상기 찻간거리와 비교하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 경보를 발하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 수신된 레이져빔의 피크치를 검출하는 피크검출기, 상기 피크검출기로부터 검출된 피크치를 A/D 변환시켜 소정의 기준값과 비교하여 두 값의 차를 산출하고, 산출된 차에 의거하여 상기 차간거리를 보정하는 마이크로프로세서를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 제어블럭도이다. 종래와 동일 도면에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하여 이하를 설명한다. 제2도에 도시한 바와 같이 본 발명의 자동차의 충돌방지 경보장치는 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(10)와, 차량의 프론트그릴(front frill)의 중앙에 장착되며 차량의 전방에 대하여 레이져빔을 발사하는 레이져다이오드(15)와, 마이크로프로세서(10)의 제어에 따라 소정의 시간주기마다 레이져다이오드(15)를 온 또는 오프시키는 LD 구동부(14)와, 레이져다이오드(15)에 인접하여 장착되며 레이져빔을 수신하여 대응되는 전기신호로 변환하는 포토다이오드(16)와, 포토다이오드(16)로부터 출력된 전기신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭부(17)와, 증폭부(17)로부터 출력된 신호를 소정의 기준신호와 비교하는 비교기(18)와, 레이져다이오드(15)와 동기되어 충전을 개시하며 비교기(18)의 출력결과에 따라 충전을 중지하는 충전기(20)와, 충전중지시점의 충전기(20)의 충전값을 A/D 변환하여 마이크로프로세서(10)에 제공하는 A/D 변환기(19)와, 마이크로프로세서(10)의 제어에 따라 찻간거리, 자차속도, 상대속도 또는 충돌가능성여부를 시각적으로 표시하는 표시부(11)와, 마이크로프로세서(10)의 제어에 따라 충돌방지용 경보를 발하는 경보부(12)와, 자차의 절대감속을 감지하여 마이크로프로세서(10)에 제공하는 차속센서(13)와, 상기 증폭부(17)로부터 소정 크기로 증폭된 신호의 피크치를 검출하는 피크검출기(21) 및 피크검출기(21)로부터 검출된 수신신호의 피크치를 A/D 변환하여 마이크로프로세서(10)에 제공하는 A/D 변환기(22)를 구비한다.

이하에는 본 발명의 자동차의 충돌방지 경보장치의 동작을 상세하게 설명한다.

제3도는 제2도의 비교기 및 피크검출기의 입력파형도이다. 자차가 주행중인 동안에 마이크로프로세서(10)는 해당단자를 통하여 일정한 시간주기로 매우 짧은 시간주기를 가지는 구동펄스를 출력한다. LD 구동회로(14)에서는 상기 구동펄스를 입력받은 후에 매우 짧은 시간주기, 예를 들어 수 ns의 시간주기를 가지는 LD 구동신호를 만들어 레이져다이오드(15)를 온시킨다. 레이져다이오드(15)가 온됨에 따라 자차의 전방을 향하여 레이져빔이 발사되는데, 이렇게 발사된 레이져빔은 자차의 전방을 주행중인 선행차량이 있는 경우에 선행차량의 양측의 후미등주위에 부착된 반사판에 의하여 반사된 후에 포토다이오드(16)에 의하여 수신된다.

충전기(20)는 도시하지 않은 충전용콘덴서에 의하여 상기 레이져다이오드(15)가 온된 시점에 동기하여 충전을 개시하며, 반사된 레이져빔이 포토다이오드(16)에 의하여 수신될 때까지 충전동작을 계속한다. 즉, 포토다이오드(16)에 의하여 수신된 반사 레이져빔은 그 크기에 대응되는 전기신호로 변환된 후에 증폭부(17)에서 적절한 크기로 증폭되어 비교기(18)에 입력되며, 비교기(18)에서는 상기 증폭된 신호가 소정의 기준신호보다 커지는 시점에서 충전기(20)에 고전위신호를 출력하여 충전동작을 중지시킨다.

다음, A/D 변환기(19)는 상기 충전기(20)의 현재의 충전전압을 A/D 변환하여 마이크로프로세서(10)의 일입력단자(IP1)에 제공하며, 마이크로프로세서(10)는 상기 전압의 크기에 의거하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 산출한다. 또한, 증폭부(17)에서 적절한 크기로 증폭되어 비교기(18)에 입력되는 신호는 동시에 피크검출기(21)에 입력되어 피크치가 검출되게 되며, 이 때 검출된 피크치는 A/D 변환기(22)에 의하여 소정의 크기로 변환되어 마이크로프로세서(10)의 타입력단자(IP2)에 제공되게 된다.

A/D 변환된 두 신호를 입력받은 마이크로프로세서(10)에서는 타입력단자(IP2)에 입력된 수신신호의 피크치에 상응하는 값이 제3도에 도시한 바와 같이 V2인 경우 소정의 기준이되는 피크치인 V1과의 차를 산출하여, 산출된 차에 의거하여 발생되는 시간지연 Td를 예측한다. 따라서, 일입력단자(IP1)에 제공된 A/D 변환된 값에 의거하여 산출된 찻간거리로부터 상기 시간지연에 준하여 산출되는 거리를 감산함으로써 반사 레이져빔의 피크치의 차이에 따라 발생되는 찻간거리 측정의 오차를 보정할 수 있게 되는 것이다.

이를 상세히 설명하면 예를 들어 반사되어 돌아온 수신신호의 피크값이 일예로 0.5V이고 소정의 기준 피크값이 3V이면, 두 값의 차이값이 2.5V에 대해 발생되는 시간지연 Td는 약 10(nsec)정도가 된다. 마이크로프로세서(10)에서는 일입력단자(IP1)에 제공된 전압치에 준하여 산출된 찻간거리가 일예로 51.5M이면, 상기 시간지연 10ns에 레이져빔이 이동하는 거리가 약 1.5M이므로 이를 상기 51.5M에서 감하여 수신된 레이져빔의 피크값의 차이에 따른 거리보정을 수행함으로써 결과적으로 약 50M의 차간거리를 산출하게 된다. 따라서, 반사판의 재질 및 외부 기상변화에 의한 수신신호의 차이에 따라 발생되는 거리측정의 오차를 보정할 수 있게 된다.

마이크로프로세서(10)는 또한 차속센서(13)로부터 제공된 신호를 처리하여 자차의 현재속도, 선행차량과의 상대속도 및 현재속도에 따른 정지거리를 산출한 후에 표시부(11)를 통하여 표시하는 한편, 자차의 정지거리가 차간거리보다 적어지는 시점을 전후하여 경보부(12)를 통하여 경보를 발생함으로써 운전자의 주의를 환기시킨다.

한편, 이상에서는 레이져빔을 사용한 충돌방지 경보장치에 있어서의 거리보정을 설명하였으나, 밀리미터파(Millimeter wave)를 사용한 충돌방지 경보장치에서도 마찬가지로 본 발명에 따른 피크검출기 및 A/D 변환기를 사용하여 수신되는 레이져빔의 피크치의 차이에 따라 발생되는 거리측정의 오차를 보정할 수 있음은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 충돌방지 경보장치에 의하여 레이져빔의 수신신호의 피크치를 검출하여 피크치의 차이에 따른 시간지연을 산출하고, 시간지연에 상응하는 거리치에 의거하여 수신신호의 크기에 따른 거리측정의 오차를 보정함으로써 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (1)

1. 자차의 전방을 향하여 레이져빔을 발사하고 반사되는 레이져빔을 수신 및 신호처리하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산하고 자차의 현재속도에 따른 정지거리를 상기 찻간거리와 비교하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 경보를 발하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 수신된 레이져빔의 피크치를 검출하는 피크검출기(21), 상기 피크검출기(21)로부터 검출된 피크치를 A/D 변환시켜 소정의 기준값과 비교하여 두 값의 차를 산출하고, 산출된 차에 의거하여 상기 차간거리를 보정하는 마이크로프로세서(10)를 구비한 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌방지경보장치.