KR0151786B1

KR0151786B1 - 자동차의 충돌방지 경보장치

Info

Publication number: KR0151786B1
Application number: KR1019950016747A
Authority: KR
Inventors: 김채수; 김승남
Original assignee: 정몽원; 만도기계주식회사
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR970001353A

Abstract

본 발명은 레이저빔을 이용하는 충돌방지 경보장치에서 레이저빔의 발사시에 수반되는 노이즈에 의하여 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있도록 한 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것이다. 본 발명은 자차의 전방을 향하여 레이저빔을 발사하고, 반사레이저빔을 수신 및 신호처리하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산하고, 자차의 현재속도에 따른 정지거리를 상기 산출된 차간거리를 비교하여 충돌가능성이 있다고 판단될 때 경보를 발하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 레이저빔을 발사시에 수반되는 발사노이즈(LN1)가 발생될 수 있는 소정이 시간(td)이 경과한 후에 상기 반사레이저빔의 신호처리동작이 개시되도록 하는 시간지연부(12)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 충돌방지 경보장치

제1도는 종래의 자동차의 충돌방지 경보장치의 제어블록도.

제2도는 본발명의 자동차의 충돌방지 경보장치의 제어블록도.

제3도의 (a) 내지 (b)는 제2도의 각부의 출력파형을 보인 타이밍챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로프로세서 2 : LD 구동부

3 : 레이저다이오드 4 : A/D 변환기

5 : 증폭부 6 : 비교기

7 : 충전기 8 : 포토다이오드

9 : 표시부 10 : 경보부

11 : 차속센서 12 : 시간지연부

본 발명은 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것으로, 특히 레이저빔을 이용하는 방식에서 레이저빔의 발사시에 수반되는 노이즈에 의하여 장치가 오동작하는 것을 방지할 수 있도록 한 자동차의 충돌방지 경보장치에 관한 것이다.

근래들어, 차량운행중에 발생하는 각종 사고로 부터 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 레이저빔이 선행 차량의 후미등주위에 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 자동차의 충돌방지 경보장치의 제어블록도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 자차가 주행중인 동안에 마이크로프로세서(1)는 LD구동부 회로(2)에 일정한 시간주기마다 매우 짧은 시간주기, 예를 들어 수nsec의 시간주기를 가지는 펄스신호를 출력하여 레이저다이오드(3)를 온시킴으로써 레이저빔을 자차의 전방을 향하여 발사시킨다. 상기 펄스신호는 동시에 비교기(6) 및 충전기(7)에도 인가되어 비교기(6)의 동작 및 충전기(7)의 충전동작을 개시시킨다. 한편, 상기 발사된 레이저빔은 자차의 전방을 주행중인 선행 차량에 의하여 반사되어 포토다이오드(8)에 수신되며, 이렇게 수신된 레이저빔은 증폭부(5)를 경유하여 적절한 크기로 증폭된 후에 비교기(6)에 입력되어 소정이 기준전압과 비교된다. 비교기(6)에서는 기준전압보다 높은 신호가 입력된 경우에 고전위신호를 출력하여 충전기(7)의 충전동작을 중지시킨다.

다음 A/D변환기(4)에서는 충전기(7)에 충전된 전압을 A/D 변환하여 마이크로프로세서(1)에 제공하며, 마이크로프로세서(1)는 상기 전압의 크기에 의거하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산한다. 마이크로프로세서(1)는 또한 차속센서(11)로부터 제공된 자차의 절대속도에 따른 정지거리를 산출한 후에 차간거리가 정지거리보다 적어지는 시점을 전후하여 경보부(10)를 제어하여 충돌가능성을 경보하게 된다.

상기한 구성을 가지는 종래의 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 레이저다이오드를 온시키기 위해서는 순간적으로 큰 전류를 흘려야 하는데, 이로 인하여 발생된 노이즈(이하, 발사노이즈라고 한다)가 인접하여 설치된 포토다이오드에 영향을 미쳐서 장치가 오동작하는 문제점이 있었다. 즉, 발사 노이즈가 마치 선행차량에 의하여 반사된 후에 수신된 레이저빔인 것처럼 인식됨으로써 그릇된 경보를 발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저빔이 발사되고 소정의 시간이 경과한 후에야 비로소 수신신호 처리동작이 가능하게 함으로써 발사노이즈에 의한 오동작을 최소화시킬 수 있도록 한 자동차의 충돌방지 경보장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자차의 전방을 향하여 레이저빔을 발사하고 반사레이저빔을 수신 및 신호처리하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 연산하고 자차의 현재속도에 따른 정지거리를 상기 산출한 차간 거리를 비교하여 충돌가능성이 있다고 판단될 때 경보를 발하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 상기 레이저빔의 발사시에 수반되는 발사노이즈가 발생될 수 있는 소정의 시간이 경과한 후에 상기 반사레이저빔의 신호처리동작이 개시되도록 하는 시간지연부를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본발명에 따른 자동차의 충돌방지 경보장치의 양호한 구성에 대해서 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 자동차의 충돌방지 경보장치의 제어블록도로서, 제1도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 부여한다. 제2도에 도시한 바와 같이, 본발명의 자동차의 충돌방지 경보장치는 시스템의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(1)와, 차량의 프론트그릴(front grill)의 중앙에 장착되며 차량의 전방에 대하여 레이저빔을 발사하는 레이저다이오드(3)와, 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 소정의 시간주기마다 레이저다이오드(3)를 온 또는 오프시키는 LD구동부(2)와, 레이저다이오드(3)에 인접하여 장착되며 레이저빔을 수신하여 대응되는 크기의 전기신호로 변환하는 포토다이오드(8)와, 포토다이오드(8)로부터 출력된 전기신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭부(5)와, 증폭부(5)로부터 출력된 신호를 소정의 기준신호와 비교하는 비교기(6)와, 레이저다이오드(3)와 동기되어 충전을 개시하며 비교기(6)의 출력결과에 따라 충전을 중지하는 충전기(7)와, 충전중지시점의 충전기(7)의 충전값을 A/D 변환하여 마이크로프로세서(1)에 제공하는 A/D변환기(4)와, 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 차간거리, 차간속도, 상대속도 또는 충돌가능성 여부를 시각적으로 표시하는 표시부(9)와, 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 동작하며 충돌방지용 경보를 발하는 경보부(10)와, 자차의 절대속도를 감지하여 마이크로프로세서(1)에 제공하는 차속센서(11) 및 비교기(6)의 동작개시점을 상기 레이저다이오드(3)의 온시점부터 소정시간 동안 지연시키는 시간지연부(12)를 구비하여 이루어진다. 상기 시간지연부(12)는 지연시간의 크기에 따라 반전논리소자(invertor gate)를 적정갯수 직렬로 연결하여 구현하거나 또는 소정의 시정수를 가지는 RC 회로와 논리게이트를 적절하게 조합하여 구현할 수가 있다.

이하에는 본 발명의 자동차의 충돌방지 경보장치의 동작을 상세하게 설명한다.

제3도의 (a) 내지 (f)는 제2도의 각부의 출력파형을 보인 타이밍챠트이다. 자차가 주행중인 동안에 마이크로프로세서(1)는 해당단자를 통하여 제3도의 (a)에 도시한 바와 같이 일정한 시간주기(T)로 매우 짧은 시간주기를 가지는 구동펄스(본실시예에서는 저전위펄스)를 출력한다. LD구동회로(2)에서는 상기 구동펄스를 입력받은 후에 제3도의 (b)에 도시한 바와 같은 매우 짧은 시간주기(Ld1), 예를 들어 수ns의 시간주기를 가지는 LD 구동신호(L1)를 만들어 레이저다이오드(3)를 온시킨다. 레이저다이오드(3)가 온됨에 따라 자차의 전방을 향하여 레이저빔이 발사되는데, 이렇게 발사된 레이저빔은 자차의 전방을 주행중인 선행차량이 있는 경우에 선행차량의 양측의 후미등주위에 부착된 반사판에 의하여 반사된 후에 포토다이오드(8)에 의하여 수신된다.

충전기(7)는 도시하지 않은 충전용콘덴서에 의하여 제3도의 (d)에 도시한 바와 같이 상기 레이저다이오드(3)의 온시점(t1)에 동기하여 충전을 개시한다. 한편, 레이저다이오드(3)를 온시킬 때에는 순간적으로 큰전류를 흘려야 하는데, 이에 따라 인접한 시간대에 제3도의 (e)에 도시한 바와 같은 발사노이즈(LN1)가 발생하여 레이저다이오드(3)에 인접하여 설치되는 포토다이오드(8)에 수신된다.

따라서, 종래기술에서와 같이 비교기(6)의 동작을 레이저다이오드(3)의 온시점(t1)에 동기하여 개시시키면 발사노이즈(LN1)가 포토다이오드(8)에 의하여 수신된 후에 증폭부(5), 비교기(6), 충전기(7) 및 A/D변환기(4)를 순차적으로 경유하여 마이크로프로세서(1)에 정상적인 수신신호인 것처럼 입력되기 때문에 마이크로프로세서(1)는 지근거리에 선행차량이 있는 것으로 판단하여 오경보를 발생시키게 된다. 이를 방지하기 위하여 본발명에서는 시간지연부(12)에 의하여 비교기(6)의 동작개시시점을 제3도의 (c)에 도시한 바와 같이 레이저다이오드(3)가 온되는 시점(t1)부터 소정시간(td)동안 지연시키고 있다. 한편, 충전기(7)는 제3도의 (f)에 도시한 바와 같이 전술한 동작개시시점(t1)부터 충전을 계속하여 전압을 상승시키다가, 반사 레이저빔(P1)이 포토다이오드(8)에 수신될 때까지 충전동작을 계속한다. 즉, 포토다이오드(8)에 의하여 수신된 반사 레이저빔(P1)은 대응되는 전기신호로 변환된 후에 증폭부(5)에서 적절한 크기로 증폭되어 비교기(6)에 입력되며, 비교기(6)에서는 상기 증폭된 신호가 소정의 기준신호보다 커지는 시점에서 충전기(7)에 고전위신호를 출력하여 충전동작을 중지시킨다. 다음, A/D변환기(4)는 상기 충전기(7)의 현재의 충전전압(V_Q)을 A/D변환하여 마이크로프로세서(1)에 제공하며, 마이크로프로세서(1)는 상기 전압의 크기에 의거하여 자차와 선행차량과의 차간거리를 산출한다. 한편, 비교기(6)는 비교신호(P1)가 입력된 후에는 다음의 동작개시신호(S2)가 제공될 때까지는 비록 다른 비교신호(P2)가 입력되더라도 비교동작을 수행하지 않는다. 마이크로프로세서(1)는 또한 차속센서(11)로부터 제공된 신호를 처리하여 자차의 현재속도, 선행차량과의 상대속도 및 현재속도에 따른 정지거리를 산출한 후에 표시부(9)를 통하여 표시하는 한편, 자차의 정지거리가 차간거리보다 적어지는 시점을 전후하여 경보부(10)를 통하여 경보를 발생함으로써 운전자의 주의를 환기시킨다. 한편, 레이저빔은 10ns 동안에 1.5m 를 왕복할 수가 있는데, 자동차의 충돌방지 경보와 관련하여 상기 1.5m 정도의 근접거리감지는 별 의미가 없으며 더우기 소프트웨어적인 방법으로도 충분히 보상하여 처리할 수가 있다. 이러한 점을 감안할 때, 상기 지연시간(td)은 수ns에서 수십ns의 범위에서 결정할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본발명의 자동차의 충돌방지 경보장치에 따르면, 레이저빔이 발사되고 소정의 시간이 경과한 후에야 비로소 수신신호 처리동작이 가능하게 함으로써 레이저빔의 발사시에 수반되는 발사노이즈에 의한 오동작을 최소화시켜서 장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

시스템의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서(1)와, 차량의 프론트 그릴의 중앙에 장착되며 차량의 전방에 대하여 레이저빔을 발사하는 레이저다이오드(3)와, 마이크로프로세서(1)의 LD 구동신호에 따라 소정의 시간주기마다 레이저다이오드(3)를 온 또는 오프시키는 LD구동부(2)와, 레이저다이오드(3)에 인접하여 장착되며 레이저빔을 수신하여 대응되는 크기의 전기신호로 변환하는 포토다이오드(8)와, 포토다이오드(8)로부터 출력된 전기신호를 적절한 크기로 증폭하는 증폭부(5)와, 증폭부(5)로부터 출력된 신호를 소정의 기준신호와 비교하는 비교기(6)와, 레이저다이오드(3)와 동기되어 충전을 개시하며 반사 레이저빔(P1)의 출력결과에 따라 충전을 중지하는 충전기(7)와, 충전중지시점의 충전기(7)의 충전값을 A/D변환하여 마이크로프로세서(1)에 제공하는 A/D변환기(4)와, 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 차간거리, 자차속도, 상대속도 또는 충돌가능성여부를 시각적으로 표시하는 표시부(9)와, 마이크로프로세서(1)의 제어에 따라 동작하며 충돌방지용 경보를 발하는 경보부(10), 및 자차의 절대속도를 감지하여 마이크로프로세서(1)에 제공되는 차속센서(11)를 구비하는 자동차의 충돌방지 경보장치에 있어서, 상기 레이저다이오드(3)를 통해 레이저빔을 발사하기 위해 상기 마이크로프로세서(1)에서 상기 LD구동부(2)로 출력하는 LD구동신호에 응답하여 상기 비교기(6)를 동작시키기 위한 동작개시신호(S1)를 상기 비교기(6)로 출력하되, 상기 레이저다이오드(3)가 동작을 개시하는 시점(T1) 보다 소정의 지연시간(td)만큼 지연시켜 상기 비교기(6)를 동작시키는 동작개시신호(S1)를 출력하는 시간지연부(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충돌방지 경보장치.