KR100254143B1 - 스마트 블라인드 스폿 센서 - Google Patents

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지이. 패케트 알란
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존 리 올즈
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Abstract

본 발명은 자동차 블라인드 스폿내의 장애물의 존재를 감지하여 자동차 운전자에게 장애물의 존재를 지시하는 신호(41)를 발생시키기 위한 레이다 시스템이다. 본 시스템은 자동차의 블라인드 스폿을 향해 라디오 주파수 신호를 전달하는 일반적인 레이다 송수신기(7)를 사용한다. 수신된 반사 주파수의 도플러 시프트는 일반적으로 물체가 블라인드 스폿 안으로 이동하고 있다는 것을 지시한다. 정지 물체등과 같은 관심밖의 물체에 기인한 도플러 주파수들은 제거된다. 자동차와 거의 같은 속도 및 방향으로 이동하는 장애물들만이 관심의 대상이 되며, 블라인드 스폿 센서가 장애물이 블라인드 스폿내에 존재한다는 것을 지시하도록 한다. 지시는 자동차의 거울중 하나에 부착된 현저하지 않은 조명지시기에 의해 이루어진다. 장애물이 존재하며 자동차의 회전신호가 작동중일때 현저한 가청 지시기가 가청음, 경적 등과 같은 신호를 제공한다.

Description

스마트 블라인드 스폿 센서
제 1 도는 본 발명의 간략화된 블록 다이어그램이다.
제 2 도는 본 발명의 신호처리 부분의 상세한 블록 다이아그램이다.
제 3 도는 본 발명의 우선 실시예에 의한 장애물 탐지과정의 플로우 챠트이다.
제 4 도는 본 발명의 우선 실시예의 지시회로의 간략화된 배선도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 군(Gunn) 다이오드 2 : 타이밍 제어회로
5 : RF 연결회로 7 : 안테나
9 : RF 믹서 다이오드 11 : 신호 처리부
21 : 예비 증폭기 23 : 샘플 및 유지회로
25 : 펄스 발생기 27 : 저역필터
29 : 사각파 발생기 31 : 중앙처리장치(CPU)
33 : 가상 접지회로 35 : 전압 조절기
39 : 오동작 탐지회로 41 : 지시기 회로
본 발명은 자동차 레이다 시스템, 특히 자동차의 "블라인드 스폿(사각지대)"에 위치한 장애물을 감지하기 위한 레이다 시스템에 관한 것이다.
자동차 운전자에게는 자동차에 가깝지만 운전석에서 관찰하기 어려운 위치에 있는 장애물 관측에 관한 어려움이 계속 문제가 되고 있다. 이러한 지역은 대개 "블라인드 스폿"이라 불려진다. 예를 들면, 자동차의 전방 90°에서 170°사이의 각도가(즉, 자동차 오른쪽, 운전자의 약간 뒤쪽까지) 특히, 버스 및 트럭같은 대형차들에 대한 일반적인 블라인드 스폿이 된다. 이러한 오른쪽 블라인드 스폿은 우회전 또는 우측 차선 변경시 블라인드 스폿에 있는 다른 자동차를 보지 못할때 많은 사고의 원인이 된다. 또하나의 일반적인 블라인드 스폿은 후진시의 자동차 후방 지역이 된다.
블라인드 스폿 문제의 가장 일반적인 해결책으로서 거울들을 사용하여 운전자가 블라인드 스폿에 있는 장애물을 관측하는 것을 돕는 방법이 사용되어 왔다. 이러한 거울들은 운전자에게 특정 블라인드 스폿에 있는 장애물을 탐지하는 최대 능력을 제공할 수 있도록 여러 형태로 만들어져 여러 위치에 배치되어 왔다. 예를 들면, 오늘날 오른쪽 블라인드 스폿을 겨냥하여 자동차의 오른쪽에 설치된 오목 거울을 발견할 수 있는 것이 일반적이다. 거울들이 운전자에게 자동차의 블라인드 스폿에 있는 장애물의 존재에 관한 정보를 제공하는 반면, 이들은 야간 및 나쁜 날씨 상태에서는 거의 쓸모가 없게 된다. 따라서, 더욱 완벽하고 만족할만한 해결책이 계속 연구되어 있다.
자동차의 블라인드 스폿에 있는 장애물을 탐지하기 위한 거울의 사용에 대한 공지의 대안은 운전자에게 블라인드 스폿에 있는 장애물에 대한 선명한 영상을 제공하는 카메라를 자동차에 설치하는 것이다. 그러나, 이러한 해결책은 복잡하고 비용이 많이 들며 비디오 카메라 및 비디오 모니터를 필요로 한다. 또한, 비디오 모니터는 드라이버에 의해 해석되어야 하는 허상을 제공할 수 있으며, 이러한 모니터들은 혼란을 초래할 수 있다. 더우기, 이러한 카메라 시스템도 거울처럼 야간 및 나쁜 날씨 상태에서는 거의 쓸모가 없게 된다.
따라서, 현재 자동차의 블라인드 스폿에 있는 위험한 장애물을 탐지하는 문제에 대한 간단하고 비용이 적게 드는 해결책이 필요하다. 이러한 해결책은 또한 야간 및 나쁜 날씨 상태에서도 유용해야 한다. 본 발명은 이러한 해결책을 제공한다.
본 발명은 자동차의 블라인드 스폿에 있는 장애물의 존재를 탐지하여 자동차 운전자에게 장애물의 존재를 알리는 신호를 발생시키는 간단하고 소형이며 경제적인 레이다 탐지장치이다.
본 장치는 일반적인 레이다 송수신기를 사용하여 자동차의 블라인드 스폿으로 라디오 주파수(RF) 신호를 전달한다. 이 신호는 블라인드 스폿에 있는 모든 장애물에서 반사된다. 전달된 신호의 주파수는 반사신호의 주파수와 비교되어 반사신호의 도플러시프트가 발생했는지의 여부를 결정하게 된다. 주파수의 도플러시프트는 일반적으로 장애물이 스폿안으로 이동하고 있다는 것을 지시한다.
정지 물체들(예를 들면, 주차된 차들, 도로 표지판들, 및 도로 가로수들)과 같이, 관심 밖의 물체들에 기인한 도플러 주파수들을 제거하기 위하여 아날로그 필터들 및 디지탈 회로들이 사용된다. 자동차와 거의 같은 속도 및 방향으로 이동하는 장애물들만이 관심의 대상으로 고려된다. 따라서, 이러한 장애물들만이 블라인드 스폿 센서로 하여금 장애물이 블라인드 스폿에 있다는 것을 지시하도록 원인을 제공한다.
본 발명의 우선 실시예에서 운전자에 전달되는 지시는 바람직하게도 자동차의 거울들중 하나의 근처에 설치된 돌출되지 않은 조명 지시기이다. 이러한 방법으로 지시기를 설치하게 되면 운전자의 보통의 숙련된 머리운동에 의해 장애물을 볼 수 있게 된다.
그러나, 운전자는 일반적인 교통 상황에서 발생할 수 있는 장애물의 빈번한 지시에 의해 교란되지 않으며, 이러한 빈번한 지시는 자동차가 장애물과 접촉하도록 조작되지 않는다면 운전자에게 관심의 대상이 되지 않는다. 측면 거울 근처에 설치된 조명 지시기에 더하여, 하나의 돌출한 청각 지시기가 본 발명의 우선 실시예에 제공되어 장애물이 존재하고 자동차 회전신호가 동작할때 가청음을 발생시킨다.
또한, 본 발명의 블라인드 스폿 센서에는 오동작 탐지기가 설치된다. 오동작 탐지기는 샘플 및 유지회로의 출력을 관측하여 이 출력전압이 예상한계내에 있고, 따라서 전체 시스템이 적절히 동작하고 있는지를 결정할 수 있도록 한다.
본 발명의 우선 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참고하여 아래에 기술된다. 본 발명의 상세한 설명은 공지되면 동종 기술자들은 많은 추가적인 개발 및 변경이 가능할 것이다.
이 명세서의 전반에 걸쳐 보여지는 우선 실시예는 본 발명의 한계가 아니라 예시의 목적으로 고려되어야 한다.
제 1 도는 본 발명의 우선 실시예의 블록 다이어그램이다. 제 1 도에 도시된 우선 실시예는 물체의 존재 유무를 결정하는 레이다 송수신기를 포함한다. 그러나, 본 발명의 대체 실시예에서는 송수신기가 다른 주파수의 전자기 신호들 또는 전자기파와는 다른 초음파 같은 신호들을 송수신할 수 있다. 이러한 초음파 송수신기들은 공지의 기술이며, 예를 들면 정보 시스템과 관련하여 물체의 탐지를 위해 사용된다.
제 1 도에서, 군 다이오드(1)는 타이밍 제어회로(3)로부터 군 다이오드(1)까지 제공된 입력을 토대로 라디오 주파수 전달신호를 발생시킨다. 타이밍 제어회로(3)는 10KHz의 속도로 10μs 동안 펄스를 제공한다(즉, 타이밍 제어신호, 결과적으로 군 다이오드에 의한 RF 전달 신호출력은 10% 의 듀티 싸이클을 갖는다). 시스템의 에너지 효율을 최적화하기 위하여 10% 듀티 싸이클이 선택되었다. RF 전달신호는 RF 에너지가 군 다이오드(1)로부터 안테나(7) 및 RF 믹서 다이오드(9)까지 연결되도록 하는 RF 연결회로(5)에 연결된다.
안테나(7)는 레이다 시스템이 설치되어 있는 자동차의 측면을 따라 RF 전달신호를 전달한다. 도시된 본 발명의 실시예에서는 하나의 안테나가 하나의 RF 신호를 전달하기 위하여 사용되며, 특정 자동차의 블라인드 스폿을 가장 효과적으로 처리하도록 설치된다. 그러나, 대형 자동차와 함께 사용되도록 의도된 본 발명의 대체 실시예에서는 자동차의 블라인드 스폿들 내의 모든 장소에 존재하는 장애물들이 탐지될 수 있도록 다수의 안테나들이 사용될 수 있다. RF 전달신호는 신호의 전달경로에 있는 장애물들에 의해 반사된다. 안테나(7)는 반사신호의 일부를 수신하게 된다. 전달신호를 반사하는 장애물이 안테나에(7)에 상대적으로 운동중이라면 전달신호 및 수신신호 사이에 도플러 주파수 시프트가 발생하게 된다. 도플러 시프트는 공지의 현상으로서, 신호의 반사체에 접근하는 물체에 의해 반사된 신호는 압축되므로써 신호의 주파수가 증가하도록 한다. 또한, 신호 반사체로부터 멀어지는 물체에 의해 반사된 신호의 주파수는 감소하게 된다.
안테나(7)에 의해 수신된 RF 전달신호의 반사신호는 RF 연결회로(5)로 전달되며, 이어서 RF 연결회로(5)는 수신된 반사신호를 RF 믹서 다이오드(9)로 전달한다. 믹서 다이오드(9)는 RF 전달신호의 주파수 및 수신된 RF 전달신호의 반사신호의 주파수 차이와 같은 주파수를 가진 출력신호를 발생시킨다. 본 발명의 우선 실시예에서, 알파산업에 의해 판매되는 부품번호 DR02980 과 같은 도플러 탐지 모듈은 단일 하우징안에 RF 안테나(7), RF 연결회로(5), 군 다이오드(1), 및 믹서 다이오드(9)를 포함하고 있다.
믹서 다이오드(9)의 출력은 신호처리부(11)에 전달된다. 신호처리부(11)는 믹서 다이오드(9)의 출력을 증폭시키고, 시간 분리송신하며 또한 여과 작업을 수행한다. 신호 처리부(11)는 신호 처리부(11)의 출력이 블라인드 스폿내에서 관심대상의 장애물을 나타내는지의 여부를 결정하는 중앙처리장치(CPU, 31)에 연결된다. CPU(31)는 운전자에게 경고를 주는 지시기 회로(41)에 연결된다.
제 2 도는 본 발명의 우선 실시예의 신호처리부(11)의 상세한 블록 다이어그램이다. 조절가능한 예비증폭기(21)가 믹서 다이오드(9)의 출력을 수신한다. 예비증폭기(21)는 약 0.5Hz 의 매우 낮은 주파수 응답을 갖고 있기 때문에 매우 낮은 주파수를 증폭할 수 있다. 예비증폭기(21)의 이득을 조절하므로써 자동차 인접위치에 있는 장애물들만이 탐지되도록 시스템의 감도가 조절된다. 반사신호의 세기가 거리의 제곱에 비례하여 감소하기 때문에 (즉, P = 1 / d2), 블라인드 스폿 센서의 범위를 제한하는데 있어서 예비증폭기(21)의 적절한 조절이 매우 효과적이다. 예를 들면, 본 발명의 센서를 장착한 자동차에 인접한 차선에 있는 모터싸이클은 약 3 피트의 거리에서 감지되는 반면, 보통크기의 자동차는 자동차 및 레이다 설치 자동차 사이에 빈 차선이 있게 되면 그 존재가 탐지되지 않는다는 것이 실험에 의해 나타난다.
본 발명의 대체 실시예에서는 장애물까지의 거리가 측정될 수 있으며, 특정범위 밖의 장애물들은 고려되지 않을 수 있다. 따라서, 블라인드 스폿 밖(즉, 자동차로부터 두 차선 거리)에 있으나 반사력이 큰 장애물들은 블라인드 스폿 센서가 블라인드 스폿내의 장애물의 존재를 잘못 지시하도록 하지 못할 것이다. 이러한 대체 실시예에서는 하나의 연속파(CW) 주파수 변조(FM) 램프(ramp) 변조신호가 군 다이오드(9)의 입력에 적용되어 군 다이오드(9)가 제 1 주기동안의 시간에 선형 비례관계로 주파수를 변화시키도록 한다. 제 1 주기후, CW FM 램프 변조신호는 군 다이오드(9)가 제 1 주기와 같을 수 있는 제 2 주기동안 시간에 선형 역비례 관계로 주파수를 변화시키도록 한다.
신호의 전달 및 장애물로부터의 반사신호의 수신사이에는 송수신기로부터 장애물까지의 거리에 비례하는 시간 지연이 있기 때문에, 수신된 반사신호의 주파수는 신호가 장애물까지 왕래하는데 필요한 시간에 비례하는 양만큼 전달 주파수와 차이가 생긴다. 따라서, 주파수는 또한 안테나(7) 및 장애물 사이의 거리에 비례한다. CW FM 램프 변조신호는 전달신호의 주파수를 한주기동안 증가시키고, 다음 한 주기동안 감소시키기 때문에 도플러 현상에 의해 생긴 주파수 시프트는 장애물의 범위에 의해 생긴 주파수 시프트와 구별될 수 있다. 여기에 기술된 바와 같은 CW FM 램프 변조범위 탐지방식은 널리 공지되어 있다.
본 발명의 또다른 대체 실시예에 있어서, 수신회로는 전달펄스의 시작후 특정시간 양만큼 떨어져서 게이트에 의해 제어된다. 특정시간양이 전달신호가 관심범위 바깥 한계에 도달하는데 필요한 시간양과 동일하다면 관심범위 안에 있는 장애물들만이 탐지된다.
본 발명의 우선 실시예에 있어서, 예비증폭기(21)의 출력은 샘플 및 유지회로(23)로 전달된다. 샘플 및 유지회로(23)는 전달신호가 군 다이오드(1)에 의해 펄스화되는 속도 및 시간(즉, 10KHz, 10μs)과 동일한 속도 및 시간동안 예비증폭기(21)의 출력을 샘플링하게 된다. 샘플링은 펄스 발생기회로(25)로부터 군 다이오드(1) 및 샘플 및 유지회로(23)까지 동일한 동기신호를 적용하므로써 전달신호의 전달에 동기화된다. 동기신호는 상대적으로 높은 전압의 상태에 있을때 군 다이오드(1)가 전달신호를 발생시키도록 하며, 또한 같은 주기동안 예비증폭기(21)의 출력을 샘플링하기 위해 샘플 및 유지회로(23)를 게이트로 제어한다. 샘플 및 유지회로(23)가 예비증폭기(21)의 출력을 샘플링할 때마다 전압크기가 기록된다. 따라서, 샘플 및 유지회로(23)의 출력은 100μs 마다 증가하거나 감소하는 일련의 전압 크기들이다. 전압 크기들은 각 샘플링 시간동안 믹서 다이오드(9)에 적용된 전달신호 및 수신신호 사이의 위상차(즉, 도플러 시프트)를 나타낸다.
샘플 및 유지회로(23)의 출력은 저역 필터(27)에 전달된다. 본 발명의 우선 실시예의 저역 필터(27)는 약 100Hz 의 3dB 차단주파수를 갖고 있다. 저역 필터(27)는 세가지 목적으로 사용된다. 첫째, 출력 파형의 고주파수 성분을 제거하므로써 샘플 및 유지 회로(23)에 의한 신호출력을 매끄럽게 하며, 둘째, 잡음을 감소 시켜 RF 출력의 증가 없이도 감도를 향상시키며, 셋째 정지 물체를 포함하여 자동차에 상대적으로 빠르게 움직이는 물체를 나타내는 신호들을 제거하는데 사용된다. 본 발명의 목적은 본 발명의 센서가 없을때 운전자에 의해 감지되지 않는 장애물이 자동차의 블라인드 스폿내에 존재하는지의 여부를 결정하는 것이기 때문에 블라인드 스폿을 빠르게 통과하는 장애물들은 관심대상이 아니다. 자동차의 블라인드 스폿들중 한 곳을 빠르게 통과하는 장애물들은 블라인드 스폿에 들어가기 전에 볼 수 있거나, 운전자가 그 장애물의 존재로 인해 위험하게 자동차의 운전을 하게 되기 전에 블라인드 스폿을 통과할 것이다.
저역필터(27)는 0 볼트 및 5 볼트 사이에서 교대하는 사각파신호를 발생시키는 사각파 발생기(29)에 연결된다. 사각파 발생기(29)에 의한 신호출력의 주파수는 저역필터(27)로부터 사각파 발생기(29)로의 입력 주파수에 의해 결정된다. 사각파의 변화는 장애물이 탐지될 때마다 사각파 발생기(29)에 의해 수행된다.
본 발명의 우선 실시예에 있어서, 사각파 발생기(29)는 이력현상(hysteresis)을 가진 비교기 회로이다. 이력현상은 잡음을 억제하고 비교기가 요동하는 것을 방지하며, 또한 탐지범위를 정해진 거리로 제한한다. 따라서, 사각파 발생기(29)로의 입력이 상대적으로 높은 제 1 문턱값(threshold)을 넘어갈때 사각파 발생기(29)의 출력은 5볼트 높이로 변한다. 사각파 발생기(29)로의 입력이 상대적으로 낮은 제 2 문턱값 아래로 떨어질때 사각파 발생기(29)의 출력은 0 볼트로 변한다. 사각파 출력의 발생은 잡음을 억제하며, 출력이 CPU(31)에 의해 더욱 가공되도록 한다.
본 발명에서 사용되는 회로중 일부는 동력의 양극 동력공급기(즉, 양전압 및 음전압 모두)로부터 공급될때 더욱 효율적으로 작동하기 때문에 가상 접지회로(33)가 도시된 본 발명의 실시예에 포함되어 있다. 가상 접지회로(33)는 도시된 본 발명의 실시예에 동력을 공급하기 위하여 전압 조절기(35)와 함께 작동한다. 오늘날 대부분의 자동차는 자동차의 엔진이 작동하지 않을때 시동모터 및 전기 시스템에 동력을 공급하는 12 볼트 축전기를 포함하며, 또한 엔진이 작동할때 축전기를 재충전시키고 전기시스템에 전류를 공급하는 전압 발생기 또는 교류 발생기를 포함한다. 본 발명의 전압조절기(35)는 12 볼트 자동차 동력원으로부터 동력을 받아 안정된 5볼트의 출력을 발생시킨다. 전압 조절기(35)의 5볼트 출력은 +5 볼트 동력원에 의해 작동하는 부품들 및 가상 접지회로(33)에 적용된다. 가상 접지회로(33)는 양 및 음 전압공급을 필요로 하는 부품들을 위한 가상 접지 참고치로서 작용하는 2.5 볼트 출력을 발생시킨다. 따라서, 전압 조절기(35)의 5볼트 출력은 가상 접지 참고치에 대해 +2.5 볼트이며, 실제 접지(0 볼트)는 가상 접지 참고치에 대해 -2.5 볼트이다. 이러한 가상 접지회로는 공지되어 있다.
오동작 탐지회로(39)가 샘플 및 유지회로(23) 및 사각파 발생기(29)에 연결된다. 오동작 탐지회로(39)는 본 발명에 적절히 작동하는지의 여부를 지시하는 출력을 발생시킨다. 본 발명이 적절히 작동하고 있을때 직류(DC) 오프셋이 샘플 및 유지회로(23)의 아날로그 출력에 존재하게 된다. DC 오프셋은 아날로그 출력을 샘플 및 유지회로(23)로부터 저역필터(27)까지 축전기식으로 전달시키므로써 아날로그 출력으로부터 제거된다. 그러나, 샘플 및 유지회로(23)의 출력의 DC 부분은 오동작 탐지회로(35)에 전달되는 출력에 존재한다. 본 발명의 우선 실시예에서, DC 오프셋이 특정 전압위에 있지 않으면, 오동작 탐지회로(39)는 게이트 제어신호를 발생시켜 사각파 발생기(29)로 보내어 신호처리부(11)의 출력회로로부터 사각파 발생기(29)를 분리시킨다. 신호처리부(11)의 출력에 연결된 전압분리 회로가 신호처리부(11)의 출력을 2.5볼트가 되도록 한다. 정상상태에서 사각파 발생기(29)는 오직 0 볼트 또는 5 볼트만을 출력하기 때문에 사각파 발생기(29)로부터의 2.5 볼트 출력의 존재는 하나의 문제를 지시하게 된다.
사각파 발생기(29)의 출력은 아래에 기술되는 바와 같이 하나의 "지속기간"을 확보하기 위해 사용되는 이중 에지-트리거 메모리 레지스터(플립-플롭)에 전달된다. "지속기간"은 우선 실시예에서 레이다 시스템이 설치된 자동차가 15 피트를 이동하는데 걸리는 시간의 양을 나타낸다. 사각파 발생기(29)의 출력의 변화에 의해 결정되는 바와 같이, 장애물이 최초 탐지되었을때, CPU(31)는 추가적인 변화에 응답하기 전에 지속 기간동안 기다린다. 지속 기간 동안에는 운전자 지시기에 어떠한 경고도 보내지지 않는다. 지속기간이 끝난후, 마지막 지속기간의 종료후 1초 또는 전의 경고후 2초내에 변화가 발생하게 되면 각각의 변화후에 하나의 경고가 보내진다. 그렇지 않으면 새로운 지속기간 싸이클이 시작된다.
블라인드 스폿안에 지속하는 물체의 존재가 결정되면 하나의 지시가 운전자에게 전달된다. 본 발명의 우선 실시예에서, 세가지 형태의 지시가 사용된다. 자동차의 회전신호가 작동하면(CPU(31)의 입력부에 연결된 위치센서에 의해 탐지됨), 또한 블라인드 스폿내에서 장애물이 탐지되면, 가청 경보가 발생하며(예를 들면, 가청음, 경적 등), 적색 광선 지시기가 빛을 낸다. 회전신호가 작동하지 않고 블라인드 스폿내에서 장애물이 탐지되면, 가청경보는 발생하지 않지만 적색 광선 지시기는 빛을 발한다. 장애물이 탐지되지 않으면 황색 광선 지시기가 작동하며, 적색 지시기는 동작하지 않는다(황색 지시기의 발광은 블라인드 스폿 센서 및 회로가 동작중이라는 것을 나타낸다).
본 발명의 대체 실시예에서 조정휠 위치 및 회전 신호 위치를 탐지하기 위한 센서들이 운전자가 차선을 바꾸거나 회전하려는 것을 지시하기 위해 사용된다. 운전자가 언제 자동차를 블라인드 스폿 지역으로 들어가려고 시도할 것인가를 결정하는데 도움을 주기 위하여 다른 센서들도 사용될 수 있다. 바람직하다면, 시스템은 회전신호의 위치에 의해 또는 조정휠의 위치 및 이동을 감지하므로써 지시된 회전을 탐지하도록, 또한 하나의 회전이 장애물이 존재하는 블라인드 스폿의 방향으로 지시될 때만 가청경보를 발생시키도록 구성될 수 있다.
제 3 도는 관측된 블라인드 스폿내의 장애물의 존재를 운전자에게 경고할 것인지의 여부를 결정하기 위해 본 발명의 우선 실시예에 의해 수행되는 절차를 나타내는 플로우 차트이다. 0 볼트로부터 5볼트 또는 5 볼트로부터 0 볼트로의 변환이 발생할때, 레지스터(37)안의 플랙이 설정된다. 도시된 본 발명의 실시예에서, CPU(31)는 레지스터(37)가 설정되었는지(301 단계)의 여부를 결정하기 위해 표준간격으로 레지스터(37)를 폴링(polling)한다(본 발명의 대체 실시예에서는 레지스터(37)안의 플랙이 설정될때 CPU(31)가 개입 중단(interruption)된다). CPU(31)가 레지스터(37)안의 플랙이 설정되었다는 것을 탐지하게 되면, CPU(31)는 플랙을 리셋시키고(302 단계) 레지스터(37)의 폴링을 중단한다. CPU(31)는 자동차의 지면 속도를 측정하는 속도계에 연결된다. CPU(31)는 자동차가 15 피트(즉, 지속기간)를 이동하는데 걸리는 시간을 계산하기 위해 자동차 속도를 이용하며(303 단계), 계산된 시간량의 끝에 타이머를 "타임-아웃"으로 맞춘다(304 단계). 타이머가 타임-아웃되면(305 단계), CPU(31)는 1초 및 2초 플랙 타이머를 설정하며(306 단계), 레지스터(37)안의 플랙을 리셋하여 지속기간동안 발생했을 수 있는 모든 새로운 변화를 제거하게 된다(307 단계).
본 발명의 대체 실시예에서는 레지스터(37)내의 플랙이 리셋된후 경과된 시간을 지시하기 위하여 하나의 타이머가 사용된다. 따라서, 지속기간이 언제 경과되었는지를 결정하기 위해 사용된 동일 타이머는 리셋되며, 레지스터(37)내의 플랙이 리셋되었기 때문에 경과된 시간을 결정하기 위해 언제라도 읽혀질 수 있게된다.
본 발명의 우선 실시예의 타이머들은 CPU(31)에 합체되어 있다. 그러나, 하나이상의 타이머들이 외부회로에 설치될 수 있다.
도시된 본 발명의 실시예에서, CPU(31)는 지속 타이머가 타임아웃된 후에 다시한번 레지스터(37)내의 플랙을 폴링한다. 지속기간동안 레지스터(37)의 폴링을 연기하므로써, 또한 지속기간의 끝에 레지스터(37)를 리셋하므로써, 시스템은 지속기간보다 짧은 시간동안 블라인드 스폿내에 존재하는 주차된 차들 및 도로 표시판들과 같은 정지 물체들로부터의 RF 전달 신호의 반사에 의해 야기된 사각파 발생기(29)의 출력의 변화를 효과적으로 무시한다.
CPU(31)는 레지스터(37)내의 플랙이 설정되기를 기다리고 있는 동안 경고가 현재 발행되었는지(즉, 우선 실시예에서는 적색 지시기가 발광했는지)의 여부를 검사한다(317 단계). 경고가 현재 발행되었다면, CPU(31)는 경고가 마지막으로 발행된 이후 경과한 시간을 결정한다. 경고가 다시 발행되지 않고 1초이상 발행중에 있다면(318 단계), CPU(31)는 경고의 발행을 중지시킨다(319 단계). CPU(31)는 또한 재작동없이 일초이상 가청 경보가 울렸는지의 여부를 결정하며(320 단계), 경보의 재발생이 지난 1초동안 발생하지 않았다면 가청 경보를 중지시킨다(321 단계).
CPU(31)가 레지스터(37)내의 플랙의 설정 여부를 결정하게 되면(308 단계), CPU(31)는 플랙을 리셋하며(309 단계), 지속 타이머가 타임아웃된 후 경과된 시간을 측정한다(310 단계). 지속 타이머가 타임아웃된 후 2초이상 경과되었다면, 303 단계로 되돌아가서 다시한번 레지스터(37)의 폴링을 연기한다. 따라서, 장애물이 RF 전달신호를 안테나(7)로 반사하여, 사각파 발생기(29)의 출력을 변화시키면, 그러나 2초이상동안 더이상의 반사가 탐지되지 않으면, 시스템은 사각파 발생기(29)의 다음 변화가 지난번의 변화와 무과한 것처럼,즉 폴링이 연기되어 변화를 일으킨 장애물이 15 피트를 이동하는데 필요한 시간이상 지속되는 것처럼 거동하게 된다.
그러나, 지속 타이머의 타임아웃후 2초내에 변화가 발생하면(즉, 2초 지속 타이머가 타임아웃되지 않으면), CPU(31)는 지속기간의 끝과 마지막 변화사이에 1초가 경과했는지의 여부를 검사한다(311 단계). 1초이상이 경과했다면, CPU(31)는 마지막 경고가 재발행된 이후 2초이상이 경과했는지를 검사한다(312 단계). 2초이상이 경과했다면, 시스템은 303 단계로 되돌아가며, 새로 계산된 지속 기간동안 레지스터(37)내의 플랙의 폴링을 지연시킨다. 그렇지 않으면, 1초경고 타이머 및 2초 경고 타이머가 설정되며(313 단계), 경고가 재발행된다(314 단계, 즉, 본 발명의 우선 실시예에서는 황색지시기가 꺼지고 적색 지시기가 켜진다). 306 단계의 플랙 타이머들처럼 경고 타이머들은 하나의 타이머로써 수행될 수 있으며, 개별 타이머들일 수 있거나 CPU(31)안에 합체될 수 있다.
본 발명의 우선 실시예에서, CPU(31)는 자동차 회전 신호가 작동중인지를 결정한다(315 단계). 작동중이라면, 장애물이 블라인드 스폿내에 존재하고 자동차의 회전이 위험하다는 것을 지시하기 위해 가청 경보가 발행된다(316 단계). 경고를 재발행하고 경고 타이머를 리셋한 후에 시스템은 308 단계로 되돌아가서 레지스트(37)내의 플랙의 다음번 설정을 기다리게 된다.
경고가 지난 2초안에 발행되었는가를 결정하므로써, 발행되었다면 시스템이 지속 타이머를 리셋한 후의 기간을 연장하므로써 자동차에 상대적으로 매우 낮은 속도로 이동하는 블라인드 스폿내의 장애물이 사각파 발생기(29)의 출력 변화들 사이의 장기간에 기인하여 시스템 밖으로 제거되지 않는다. 예를 들면, 0.5Hz 이하의 도플러 주파수를 발생시키는 상대속도로 움직이는 블라인드 스폿내의 장애물은 사각파 발생기(29)의 출력의 변화를 2배의 도플러 주파수로 즉, 1Hz 이하로 발생시킨다. 따라서, 변화들 사이의 기간은 1초보다 크게 된다. 305 단계의 지속 타이머의 타임아웃 및 변화의 다음번 발생 사이에 허용된 시간을 증가시키면 시스템의 저주파수 응답이 증가하게 된다. 장애물이 매우 최근에 존재했다면(즉, 경고 타이머가 아직 타임아웃되지 않았다면), 장애물이 변화를 일으킨 가능성을 더욱 커지게 된다.
제 4 도는 두개의 경고 지시기들(407, 408)의 발광을 조절하기 위한 선호된 지시기 회로(41)의 간략화된 배선도인데, 이 지시기들중 하나는 황색 지시기이고 다른 하나는 적색 지시기이다. 동력공급원은 두개의 레지스터들(401, 402) 및 광 스위치(403)에 연결된다. CPU(31)의 제어출력부에 연결된 경고 제어입력(404)은 양극 트랜지스터(405)의 전도성을 제어하며, 이 트랜지스터(405)는 다시 전계 효과 트랜지스터(FET, 406)의 전도성을 제어한다. 양극 트랜지스터(405) 및 FET(406)를 제어하므로써, 경고 제어 입력(404)은 두개의 경고 지시기들(407, 408)을 통해 전류의 흐름을 제어한다. 광스위치(403)는 전류 제한 레지스터들(401, 402)을 우회할 수 있으며, 따라서 경고 지시기들(407, 408) 각각의 조도를 증가시킬 수 있다. 주변 빛이 예정된 문턱값보다 더 밝을때 광스위치(403)가 켜진다(즉, 전류를 통과시킨다). 따라서, 조도는 주변광의 함수로써 자동 제어되며 경고 지시기들(407, 408)은 완전한 태양광에서도 볼 수 있으며, 야간 상태에서는 조도가 약해진다. 다이오드들(409, 410)은 광스위치가 전류를 통할때 광스위치(403)를 통과하는 전류를 분리하는 반면, 광스위치가 전류를 통하지 않을때는 레지스터들(401, 402) 및 지시기들(407, 408)을 통해 흐르는 전류를 격리시킨다.
본 발명의 우선 실시예에서, 가시 경고 지시기들(407, 408)은 블라인드 스폿 센서와 같은 쪽에 있는 거울에 거의 근접하게 위치한 매우 높은 조도의 발광 다이오드들(LEDs)인데, 운전자가 거울안을 볼때 경고 지시기들(407, 408)은 눈에 잘 뛴다. 경고 지시기들(407, 408)이 거울에 부착되므로써 이 지시기들은 운전자 머리의 일반적인 숙련된 운동에 의해 보여질 수 있다. 그러나, 운전자는 정상적인 교통 상태에서 발생할 수 있으며, 자동차가 장애물과 접촉하도록 계획된 운전이 아니라면 운전자에게 거의 관심의 대상이 되지 않는 빈번한 장애물의 지시에 의해 교란되지 않는다.
따라서, 본 발명은 자동차의 블라인드 스폿들내의 위험 장애물들을 탐지하는 문제에 대한 간단하고 경제적이며 완전한 해결책을 제공해준다. 더우기, 이 시스템은 자체적으로 전자기파를 발생시켜 감지하기 때문에, 본 발명은 야간중이나 최악의 날씨 상태에서도 작동을 하게 된다. 정지물체와 같은 관심밖의 물체, 또는 최소시간동안 지속되지 않는 물체들에 기인한 반사 신호들은 무시된다. 자동차와 거의 같은 속도 및 방향으로이동하는 지속적인 장애물만이 관심의 대상이 되면, 블라인드 스폿센서로 하여금 블라인드 스폿내의 장애물의 존재를 지시하게 될 것이다. 우선 실시예에서, 지시기들은 처음에 블라인드 스폿 센서가 작동중인 것을 지시하기 위하여 현저하지 않은 지시를 주며, 둘째로 블라인드 스폿내에 지속적인 장애물이 존재한다는 것을 지시하기 위하여 다소 현저한 지시를 주며, 셋째로 운전자가 회전 지시기를 작동시킬때 블라인드 스폿내에 지속적인 장애물이 존재한다는 것을 지시하기 위해 더욱 현저한 지시를 주게 된다.
본 발명의 여러 실시예가 기술되고 있는 동안 본 발명의 의도 및 영역을 벗어남이 없이 여러 수정이 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 송수신기는 초음파를 전달하고 수신할 수 있다. 또한, RF 전달 주파수는 다수의 주파수들을 갖는 다중 주파수 신호가 될 수 있는데, 각 주파수는 다른 주파수들과 다중 송신된 시분할이다. 더우기, RF 전달 주파수는 연속적인 파동 신호일 수 있다. 또한, RF 전달신호는 가상 펄스 신호가 될 수 있는데, 여기서 군 다이오드(9)는 완전히 꺼지지 않지만 두개의 개별 출력 높이들 사이에서 교호된다. 또한, 장애물의 존재를 운전자에게 경고하기 위하여 벨, 물리적 진동, 계기판 또는 전면유지위에 설치된 가시적인 지시장치, 및 스마트 블라인드 스폿 센서가 장애물을 탐지했을때 색깔을 바꾸거나(즉, 적색으로) 광학적 성질을 바꾸는 물질(예컨대, PLZT)을 포함한 거울 등과 같은 다수의 메카니즘 또는 방법들이 사용될 수 있다. 더우기, 스마트 블라인드 스폿 센서는 다수의 블라인드 스폿들을 처리하기 위하여 다수의 도플러 탐지 모듈을 사용할 수 있다. 이러한 구조에서 단일 CPU(31)는 모듈들 모두를 폴링하고 제어할 수 있으며, 따라서 다중 모듈들 사이에서 CPU(31)를 시분할 하므로써 시스템의 비용을 절약할 수 있게 된다. 또한, 지속기간, 타임아웃기간, 튜티 싸이클 등 위에 명시된 값들은 원하는대로 바뀔 수 있으며, 명시된 특정값들로 제한되지 않는다.
따라서, 본 발명은 도시된 특정 실시예에 의해 제한되지 않으며, 오직 첨부된 청구범위의 영역에 의해서만 제한된다.

Claims (5)

  1. 자동차에 상대적으로 느린 속도로 움직이는 물체들의 존재를 탐지하기 위한 시스템에 있어서, 이 시스템이 자동차에 인접하게 적어도 한쪽에 설치되어 있으며,
    (a) 시스템이 설치되어 있는 방향을 따라 신호를 발사하고 반사 신호를 수신하기 위한 송수신기,
    (b) 발사된 신호 및 수신된 반사 신호 사이의 차이와 동일한 주파수를 가진 도플러 신호를 발생시키기 위해 송수신기에 연결된 도플러 회로,
    (c) (1) 송수신기의 15 피트 범위안의 물체들만이 탐지되도록 도플러 신호를 증폭하기 위해 도플러 회로에 연결된 증폭기,
    (2)발사된 신호들의 반사와 동일한 시간동안 증폭기의 출력을 샘플링하며 발사된 신호 및 수신된 반사 신호들 사이의 위상 차이에 비례하는 전압크기를 갖는 신호를 발생시키기 위해 증폭기에 연결된 샘플 및 유지회로,
    (3) 신호출력으로부터 시스템이 설치된 자동차에 상대적으로 빠르게 움직이는 물체들을 샘플 및 유지회로에 의해 표시하는 고주파 성분들 및 신호들을 여과하기 위해 샘플 및 유지회로의 출력에 연결된 저역필터,
    (4) 여과된 신호와 같은 주파수를 가진 사각파 출력을 발생시키기 위해 저역필터에 연결된 사각파 발생기,
    (5) 시스템이 특정한계치내에서 작동하고 있을때를 결정하기 위해 샘플 및 유지회로에 의해 발생한 신호의 직류 오프셋의 크기를 감지하고, 시스템이 특정 한계치내에서 작동하고 있지 않을때 탐지 시스템의 오동작을 지시하기 위해 사각파 발생기의 출력부, 및 샘플 및 유지회로의 출력부에 연결된 오동작 탐지회로, 및
    (6) 물체가 예정된 최소 지속 기간동안 존재할때 사각파의 출력과 동일한 출력을 발생시키기 위해 사각파 발생기에 연결된 지속기간 회로를 포함하는 신호처리부, 및
    (d) 지속회로의 출력을 받아 시스템이 설치된 자동차의 운전자에게 지속기간보다 긴 기간동안 탐지되는 물체의 존재를 지시하기 위해 지속 기간 회로에 연결된 지시기 회로를 포함하는 물체 탐지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 오동작 탐지회로가 시스템이 특정 한계치내에서 동작하고 있을때 시스템이 설치된 자동차의 운전자에게 지시하기 위한 지시기 회로에 연결된 물체 탐지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    (a) 지시기 회로가 적어도 하나의 자동 회전신호에 연결되며,
    (b) 물체의 존재에 대한 지시가 가시 지시기에 의해 이루어지며,
    (c) 물체가 회전신호기가 회전신호를 보내는 자동차의 측부에서 탐지될때 운전자에게 가시적 지시외에 가청 경보를 보내도록 되어 있는 물체 탐지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 저역필터가 100Hz 에서 3dB 컷오프를 가진 물체 탐지 시스템.
  5. 자동차에 상대적으로 느린 속도로 움직이는 물체들의 존재를 탐지하기 위한 시스템에 있어서, 이 시스템이 자동차에 인접하게 적어도 한쪽에 설치되어 있으며,
    (a) 시스템이 설치되어 있는 방향을 따라 신호를 발사하고 반사 신호를 수신하기 위한 송수신기,
    (b) 발사된 신호 및 수신된 반사 신호 사이의 차이와 동일한 주파수를 가진 도플러 신호를 발생시키기 위해 송수신기에 연결된 도플러 회로,
    (c) (1) 송수신기의 15 피트의 범위안에 있는 물체만이 탐지되도록 도플러 신호의 이득을 조정하며,
    (2) 발사된 신호들의 반사와 동일한 시간동안 도플러 신호를 샘플링하며 발사 및 수신된 신호들 사이의 위상 차이에 비례하는 전압크기를 발생시키며,
    (3) 샘플링된 도플러 신호로부터 시스템이 설치된 자동차에 상대적으로 빠르게 움직이는 물체들을 표시하는 고주파 성분들 및 신호들을 제거하며,
    (4) 시스템이 언제 특정 한계치내에서 작동하는가를 결정하기 위하여 신호 샘플링된 도플러 신호의 직류 오프셋의 크기를 감지하며,
    (5) 사각파 발생기의 출력이 물체가 예정된 최소 지속 기간동안 존재한다는 지시를 발생시키는 것을 방지하기 위한 신호 처리부, 및
    (d) 시스템이 특정 한계치내에서 작동한다는 것을 운전자에게 지시하고 지속기간보다 긴 시간동안 탐지된 물체의 존재를 지시하기 위해 지속 기간 회로 및 신호 조절회로에 연결된 지시기 회로를 포함하는 물체 탐지장치.
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