KR100266821B1 - Collision protection device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An alarm device for prevention of collision is provided to include transceiver circuit for minimizing possible minimum sensing distance which is representative of minimum distance which ultrasonic sensor can sense. CONSTITUTION: The sensor driving part(12) has a transistor(TR1) which is supplied with output signal of the oscillator(11) through the resistor(R2) and is switched and a transformer(TRANS1). The transformer has a primary coil(L1) which is supplied with power from power supply(Vcc) through the resistor(R) by the switching operation of the transistor(TR1) and a secondary coil(L2) having predetermined turns ratio for the primary coil. The pre-amplifier(14) has a capacitor(C1) connected to input terminal and a resistor(R3) parallel to the capacitor.

Description

충돌방지경보장치Anti Collision Warning Device

본 발명은 충돌방지경보장치에 관한 것으로, 상세하게는 초음파 센서를 이용하는 자동차의 충돌방지경보장치에 있어서 초음파 센서의 여진시간을 짧게하여 최소감지거리를 줄일 수 있도록 하는 충돌방지경보장치에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-collision alarm device, and more particularly, to an anti-collision alarm device for reducing the minimum sensing distance by shortening the excitation time of an ultrasonic sensor in an anti-collision alarm device for an automobile using an ultrasonic sensor.

근래들어, 차량의 주행중에 발생할 수 있는 각종 안전사고를 미연에 방지하기 위한 시스템이 개발되어 차량에 탑재되고 있는 바, 그 예들로서 자차와 선행차량과의 충돌 위험성을 경보하는 전방충돌 방지 경보장치와 자차와 측방물체와의 충돌위험성을 경보하는 측방충돌 방지 경보장치가 있다.Recently, a system for preventing various safety accidents that may occur while driving a vehicle has been developed and mounted on a vehicle. For example, an anti-collision warning device that warns of a danger of collision between a host vehicle and a preceding vehicle is provided. There is a side collision warning system that alerts you of the risk of collision between the vehicle and side objects.

이러한 충돌방지 경보장치는 차량의 주행차선 변경시나 주차시 또는 주행시에 운전자의 시야가 미치지 못하는 사각지대에서의 차량 및 운전자의 안전성을 확보하기 위한 장치로서 초음파 센서 혹은 레이져 레이다등을 사용하여 충돌 가능성이 있는 장애물의 유무를 감지하게 된다.The anti-collision warning device is a device for securing the safety of the vehicle and the driver in a blind spot where the driver's vision does not reach when changing the driving lane of the vehicle or when parking or driving the vehicle. Detects the presence of obstacles.

도 1은 종래의 초음파 센서를 사용한 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an anti-collision warning apparatus using a conventional ultrasonic sensor.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 충돌방지경보장치는 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발생하는 초음파 센서(13), 초음파 센서를 구동시키는 센서구동부(12), 센서구동부(12)에 접속되어 40㎑의 공진주파수를 발생시키는 발진부(11), 초음파 센서(13)의 수신단에 접속되어 출력신호를 증폭시키는 전치증폭기(14), 전치증폭기(14)와 접속되어 증폭된 신호중 일부만을 통과 시키는 대역필터(15), 대역필터(15)에 접속되어 대역필터(15)의 출력신호를 검파하는 검파기(16), 검파기(16)의 출력과 비교하여 장애물의 유,무를 판단하게 하는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생기(17), 검파기(16)의 출력신호와 기준전압 발생기(17)의 전압 신호를 비교하는 비교기(18), 비교기(18)의 출력신호를 입력받아 장애물의 유,무를 감지하는 이외에 초음파 센서(13)의 단선 및 기타 부품의 이상동작을 판단하고, 발진부(11)에 구동신호를 출력하여 초음파 센서(13)를 동작시키는 마이컴(20), 장애물의 감지시 및 초음파 센서(11)의 에러 발생시에 경보음을 발생시키는 부저(21) 및 경보램프(22), 마이컴(20)의 제어에 따라 부저(21) 및 경보램프(22)를 구동시키는 경보구동부(19)로 이루어진다.First, as shown in Figure 1, the conventional anti-collision alarm device is connected to the ultrasonic sensor 13 for generating ultrasonic waves, the sensor driver 12 for driving the ultrasonic sensor, the sensor driver 12 for detecting an obstacle. The preamplifier 14, which is connected to the receiving end of the oscillation unit 11 and the ultrasonic sensor 13 to generate a resonant frequency of 40 kHz, and amplifies the output signal, passes through only a portion of the amplified signal. A reference voltage connected to the band filter 15 and the band filter 15 to compare the output of the detector 16 and the detector 16 to detect the output signal of the band filter 15 to determine the presence or absence of an obstacle. The output signal of the comparator 18 and the comparator 18 which compares the output signal of the reference voltage generator 17 and the detector 16 and the voltage signal of the reference voltage generator 17 to generate the signal is sensed. In addition to disconnection of the ultrasonic sensor 13 and The abnormal operation of the other parts is determined, and the alarm signal is generated when the microcomputer 20 operating the ultrasonic sensor 13 by outputting a driving signal to the oscillator 11, when an obstacle is detected, and when an error of the ultrasonic sensor 11 occurs. The buzzer 21, the alarm lamp 22, and the alarm driver 19 for driving the buzzer 21 and the alarm lamp 22 under the control of the microcomputer 20.

전체동작을 살펴보면 다음과 같다.The overall operation is as follows.

발진부(11)는 센서구동부(12)에 약 40㎑의 공진 주파수를 출력하여 초음파 센서(13)를 구동시켜 40㎑의 주파수를 갖는 초음파신호를 발생시키게 된다. 한편, 일반적으로 음파의 전달속도(V)는 V=331+0.6T[m/s]에 의하여 산출되어 지며, 이때 T는 주위의 온도를 나타낸다. 즉, 주위의 온도가 0℃이면 전달속도(V)는 331[m/s]이고, 주위온도가 30℃이면 음파의 전달속도(V)는 349[m/s]이다. 초음파 센서(13)에서 발생된 초음파신호는 물체에 의하여 반사되어 다시 초음파 센서(13)에 수신된다.The oscillator 11 outputs a resonance frequency of about 40 Hz to the sensor driver 12 to drive the ultrasonic sensor 13 to generate an ultrasonic signal having a frequency of 40 Hz. On the other hand, in general, the transmission speed (V) of the sound wave is calculated by V = 331 + 0.6T [m / s], where T represents the ambient temperature. That is, when the ambient temperature is 0 ° C., the transmission speed V is 331 [m / s]. When the ambient temperature is 30 ° C., the transmission speed V of the sound waves is 349 [m / s]. The ultrasonic signal generated by the ultrasonic sensor 13 is reflected by the object and received by the ultrasonic sensor 13 again.

초음파 센서(13)에 수신된 수신신호는 전치증폭기(14)를 통하여 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호(도 2(b)의 a)와 검파기(16)에서 검파된 신호(도 2 (b)의 b)를 비교하여 출력(도 2(다))을 마이컴(20)으로 입력한다. 마이컴(20)은 비교기로부터의 입력에 따라 자차와 장애물까지의 거리를 계산한다.The received signal received by the ultrasonic sensor 13 is filtered through the pre-amplifier 14 through the band pass filter 15. The filtered signal passes through detector 16 and is detected by detector 16. The comparator 18 compares the signal generated by the reference voltage generator 17 (a of FIG. 2 (b)) with the signal detected by the detector 16 (b of FIG. 2 (b)) and outputs the result (FIG. 2). (C)) is input to the microcomputer 20. The microcomputer 20 calculates the distance between the host vehicle and the obstacle according to the input from the comparator.

자차와 장애물체까지의 거리계산은 초음파 센서(13)로부터 발생된 초음파가 장애물에 반사되어 수신될 때(비교기(18)의 출력인 도 2 (c)파형이 로우로 떨어질때)까지의 시간에 의하여 계산되는데 마이컴(20)에 의하여 거리는 (시간×초음파의 속도)/2의 공식에 의하여 계산되어진다. 이때 물체에 반사된 도 2의 티4(T4)구간의 신호는 초음파 센서(13)와 물체까지의 거리가 가까울수록 도 2의 티3(T3)구간쪽으로 가까워진다.The distance calculation to the host vehicle and the obstacle body is performed until the time when the ultrasonic wave generated from the ultrasonic sensor 13 is reflected by the obstacle and received (when the waveform of FIG. 2 (c), which is the output of the comparator 18, falls low). The distance by the microcomputer 20 is calculated by the formula of (time x ultrasonic speed) / 2. At this time, the signal of the tee 4 (T4) section of FIG. 2 reflected by the object is closer to the tee 3 (T3) section of FIG. 2 as the distance between the ultrasonic sensor 13 and the object is closer.

마이컴(20)은 계산된 거리가 일정거리이내이면 자차와 장애물과의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하여 경보를 발생시키게 된다. 경보의 발생은 마이컴(20)이 경보구동부(19)를 구동하여 부저(21)와 경보램프(22)를 구동한다.If the calculated distance is within a certain distance, the microcomputer 20 determines that there is a possibility of collision between the host vehicle and the obstacle and generates an alarm. An alarm is generated by the microcomputer 20 driving the alarm driver 19 to drive the buzzer 21 and the alarm lamp 22.

그런데, 초음파 센서의 구동후에는 종이 타종되었을 때 생기는 종소리와 같이 잔향, 즉 진동에 의한 여진이 발생된다. 도 3을 참조하면, 도 3의 (a)의 티1(T1)~티2(T2)구간이 초음파 송신파형이고, 도 3의 (a)의 티2(T2)~티4(T4)구간의 초음파 센서(13)의 구동후에 나타나는 여진파형이다. 초음파 센서(13)를 구동시키는 시간(도 3 (a)의 T1~T2의 구간)이 500마이크로초(μsec)이고, 여진시간(도 3 (a)의 T2~T4의 구간)이 약 1.5밀리초(msec)라면 구간(T1~T4)의 시간은 약 2밀리초(msec)가 된다. 초음파 센서(13)와 물체까지의 거리가 약 30센ㄴ티미터(cm)정도라면 물체에서 반사된 반사파는 도 3 (b)의 (b) 파형에서처럼 구간 (T3~T5)에서 나타나게 되고, 그에따라 비교기 출력파형인 도 3 (c)처럼 실제 물체는 있으되 그 물체를 감지하지 못하는 경우가 발생하게 된다.However, after the ultrasonic sensor is driven, aftershocks such as reverberation, that is, vibrations, are generated like bells generated when paper is crushed. Referring to FIG. 3, the sections of T 1 (T 1) to T 2 (T 2) in FIG. 3A are ultrasonic transmission waveforms, and the sections of T 2 (T 2) to T 4 (T 4) of FIG. The excitation waveform appears after driving the ultrasonic sensor 13. The time for driving the ultrasonic sensor 13 (section T1 to T2 in Fig. 3 (a)) is 500 microseconds (μsec), and the excitation time (section T2 to T4 in Fig. 3 (a)) is about 1.5 millimeters. If it is seconds (msec), the time of the interval (T1 ~ T4) is about 2 milliseconds (msec). If the distance between the ultrasonic sensor 13 and the object is about 30 centimeters (cm), the reflected wave reflected from the object appears in the section T3 to T5 as shown in the waveform (b) of FIG. Therefore, as shown in FIG. 3 (c), which is a comparator output waveform, there is a case where there is a real object but the object is not detected.

그래서 가까이 있는 물체를 감지하려고 초음파를 송신할 때는, 송신한 초음파가 물체에 반사되어 되돌아 올때 송신할 때 발생한 여진에 의하여 제대로 수신이 되지 않는다. 즉, 초음파 송신시에 발생하는 여진에 의하여 최소탐지거리가 길어서 가까이 있는 물체는 제대로 감지가 되지않는 문제점이 있다.Therefore, when the ultrasonic wave is transmitted to detect an object that is near, the transmitted ultrasonic wave is reflected by the object and is not properly received by the excitation generated during the transmission. That is, due to the excitation generated during the transmission of the ultrasonic wave has a long minimum detection distance, there is a problem that the near object is not properly detected.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 초음파 센서가 감지 가능한 최소거리를 나타내는 최소탐지가능거리를 최소화하기 위한 초음파센서의 송수신 회로를 구성한 충돌방지경보장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an anti-collision alarm device comprising a transmitting and receiving circuit of the ultrasonic sensor for minimizing the minimum detectable distance indicating the minimum distance the ultrasonic sensor can detect. .

도 1은 종래의 충돌방지 경보장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a conventional collision avoidance warning device.

도 2는 초음파센서를 구동시켰을 때 발생되는 송수신 파형이다.2 is a transmission and reception waveform generated when the ultrasonic sensor is driven.

도 3은 물체가 가까이 있을 때의 초음파센서의 송수신 파형이다.3 is a transmission and reception waveform of an ultrasonic sensor when an object is near.

도 4는 본 발명에 따른 초음파센서의 송수신 회로의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a transmission and reception circuit of an ultrasonic sensor according to the present invention.

13:초음파 센서 17:기준전압 발생기13: Ultrasonic sensor 17: Reference voltage generator

18:비교기 20:마이컴18: Comparer 20: Microcomputer

상기한 목적을 실현하기 위여 본 발명에 따른 충돌방지경보장치는 초음파를 송신 및 수신하는 초음파센서, 상기 초음파센서를 구동하는 센서구동부, 상기 초음파센서가 수신한 수신신호를 증폭하는 전치증폭기를 구비한 충돌방지경보장치에 있어서, 센서구동부에 구비된 트랜스포머의 2차측의 인덕턴스값과 전치증폭기의 입력단에 있는 커패시터의 커패시턴스값은 초음파센서의 공진주파수에 맞도록 구비되는 것을 특징으로 하는 구성이다.In order to achieve the above object, an anti-collision alarm apparatus according to the present invention includes an ultrasonic sensor for transmitting and receiving ultrasonic waves, a sensor driver for driving the ultrasonic sensors, and a preamplifier for amplifying the received signal received by the ultrasonic sensors. In the anti-collision warning device, the inductance value of the secondary side of the transformer provided in the sensor driver and the capacitance value of the capacitor at the input terminal of the preamplifier are arranged to match the resonance frequency of the ultrasonic sensor.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예를 상세하게 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 초음파센서의 송수신 회로의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a transmission and reception circuit of an ultrasonic sensor according to the present invention.

장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발생하는 초음파센서(13), 초음파센서를 구동시키는 센서구동부(12), 센서구동부(12)에 접속되어 40㎑의 공진주파수를 발생시키는 발진부(11), 초음파 센서(13)의 수신단에 접속되어 출력신호를 증폭시키는 전치증폭기(14), 전치증폭기(14)와 접속되어 증폭된 신호중 일부만을 통과 시키는 대역필터(15), 대역필터(15)에 접속되어 대역필터(15)의 출력신호를 검파하는 검파기(16), 검파기(16)의 출력과 비교하여 장애물의 유·무를 판단하게 하는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생기(17), 검파기(16)의 출력신호와 기준전압 발생기(17)의 전압신호를 비교하는 비교기(18), 비교기(18)의 출력신호를 입력받아 장애물의 유·무를 감지하는 이외에 초음파센서(13)의 단선 및 기타 부품의 이상동작을 판단하고, 발진부(11)에 구동신호를 출력하여 초음파센서(13)를 동작시키는 마이컴(20), 장애물의 감지시 및 초음파센서(13)의 에러 발생시에 경보음을 발생시키는 부저(21) 및 경보램프(22), 마이컴(20)의 제어에 따라 부저(21) 및 경보램프(22)를 구동시키는 경보구동부(19)로 이루어진다.Ultrasonic sensor 13 for generating ultrasonic waves for detecting obstacles, sensor driver 12 for driving ultrasonic sensors, oscillator 11 for generating a resonance frequency of 40 kHz connected to sensor driver 12, ultrasonic sensor ( 13 is connected to the pre-amplifier 14 to amplify the output signal, a band filter 15 connected to the preamplifier 14, and a band filter 15 to pass only a part of the amplified signal, and a band filter 15 A detector 16 for detecting the output signal of 15), a reference voltage generator 17 for generating a reference voltage for judging the presence or absence of an obstacle, and an output signal of the detector 16 In addition to detecting the presence / absence of obstacles by receiving the output signals of the comparator 18 and the comparator 18 comparing the voltage signals of the reference voltage generator 17 and determining the disconnection of the ultrasonic sensor 13 and abnormal operation of other components. And driving signals to the oscillator 11 Of the buzzer 21 and the alarm lamp 22 and the microcomputer 20 that generate an alarm sound when an obstacle is detected and an error of the ultrasonic sensor 13 occurs. Alarm control unit 19 for driving the buzzer 21 and the alarm lamp 22 in accordance with the control.

먼저, 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발사한다(S10). 초음파의 발사는 발진부(11)가 센서구동부(12)에 약 40㎑의 공진 주파수를 출력하여 초음파센서(13)를 구동시켜 40㎑의 주파수를 갖는 초음파신호를 발사하는 것이다. 초음파센서(13)를 구동할 시에는 종이 타종되었을 때 생기는 종소리와 같이 진동에 의한 여진이 발생된다. 초음파센서(13)는 내부에 온도보상용 커패시터(용량 1500㎊)를 가지고 있다.First, to detect an obstacle to emit an ultrasonic wave (S10). The launch of the ultrasonic waves causes the oscillator 11 to output a resonant frequency of about 40 Hz to the sensor driver 12 to drive the ultrasonic sensor 13 to emit an ultrasonic signal having a frequency of 40 Hz. When driving the ultrasonic sensor 13, aftershocks such as a bell generated when the paper is crushed are generated by vibration. The ultrasonic sensor 13 has a temperature compensation capacitor (capacity 1500 kHz) therein.

발진부(11)에서는 40㎑의 공진주파수에 맞는 구형파를 센서구동부(12)에 인가한다. 센서구동부(12)에 인가된 40㎑의 구형파는 저항(R2)를 거쳐 트랜지스터(TR1)를 스위칭한다. 이때 전원(Vcc)에 연결된 저항(R1)을 통하여 전류가 트랜스포머의 1차측 코일(L1)을 통해 스위칭되며, 이로인해 트랜스포머의 2차측 코일(L2)에 트랜스포머의 1차측 코일(L1)과 2차측 코일(L2)의 권선비에 따른 전압이 유기되어 정현파로 변환된다. 트랜스포머의 2차측 코일(L2)에 유기된 정현파는 초음파센서(13)에 인가되어 초음파를 발생시키게 된다. 발사된 초음파는 물체에 반사되어 초음파센서(13)를 통하여 수신되며, 수신된 반사파는 전치증폭기(14)에서 증폭된다. 그런데 센서구동부(12)에 있는 트랜스포머 2차측 코일(L2)의 인덕턴스값과 전치증폭기(14)의 커패시터(C1)의 커패시턴스값을 초음파센서(13)의 공진주파수에 맞출 때 내부 커패시턴스가 4000피코패러드(㎊)(±20%)인 초음파센서(13)의 여진시간(Ringing time)을 최소화할 수 있다. 또한 센서구동부(12)의 저항(R1)과 전치증폭기(14)에서 저항(R3)을 구비함으로써 여진시간을 최소화할 수 있다. 그래서 초음파센서(13)의 여진시간(Ringing time)을 최소화하기 위하여 트랜스포머(TRANS1)의 2차측 코일(L2)의 인덕턴스값과 전치증폭기(14)의 커패시터1(C1)의 커패시턴스값을 초음파센서(13)의 공진주파수에 맞춘다. 초음파센서(13)의 공진주파수에 맞추기 위한 트랜스포머(TRANS1)의 2차측 코일(L2)의 인덕턴스값과 전치증폭기(14)의 커패시터1(C1)의 커패시턴스값의 관계는 표 1과 같다. 그리고 센서구동부(12)의 저항(R1)은 5에서 30옴(Ω)의 값을 가지며 전치증폭기(14)의 저항(R3)은 3에서 10㏀의 값을 가진다.The oscillation unit 11 applies a square wave suitable for a resonance frequency of 40 kHz to the sensor driver 12. The 40 kHz square wave applied to the sensor driver 12 switches the transistor TR1 via a resistor R2. At this time, the current is switched through the primary coil L1 of the transformer through the resistor R1 connected to the power supply Vcc, and thus the secondary coil L1 and the secondary coil of the transformer are connected to the secondary coil L2 of the transformer. The voltage according to the turns ratio of the coil L2 is induced and converted into a sine wave. The sine wave induced in the secondary coil L2 of the transformer is applied to the ultrasonic sensor 13 to generate ultrasonic waves. The emitted ultrasonic waves are reflected by the object and received through the ultrasonic sensor 13, and the received reflected waves are amplified by the preamplifier 14. However, when the inductance value of the transformer secondary coil L2 in the sensor driver 12 and the capacitance value of the capacitor C1 of the preamplifier 14 match the resonance frequency of the ultrasonic sensor 13, the internal capacitance is 4000 picoparameters. It is possible to minimize the ringing time of the ultrasonic sensor 13 which is de (± 20%). In addition, the excitation time may be minimized by providing the resistor R3 of the resistor R1 and the preamplifier 14 of the sensor driver 12. Therefore, in order to minimize the ringing time of the ultrasonic sensor 13, the inductance value of the secondary coil L2 of the transformer TRANS1 and the capacitance value of the capacitor 1 (C1) of the preamplifier 14 are converted to the ultrasonic sensor ( Adjust the resonance frequency of 13). Table 1 shows the relationship between the inductance value of the secondary coil L2 of the transformer TRANS1 and the capacitance value of the capacitor 1 (C1) of the preamplifier 14 to match the resonance frequency of the ultrasonic sensor 13. The resistance R1 of the sensor driver 12 has a value of 5 to 30 ohms, and the resistance R3 of the preamplifier 14 has a value of 3 to 10 에서.

트랜스포머(TRANS1)의 2차측 코일(L2)의 인덕턴스값과 전치증폭기(14)의 커패시터1(C1)의 커패시턴스값의 관계Relationship between inductance value of secondary coil L2 of transformer TRANS1 and capacitance value of capacitor 1 (C1) of preamplifier 14 트랜스포머 2차측의인덕턴스값(mH)Inductance value of transformer secondary (mH) 전치증폭기의 커패시터1의 커패시턴스값(nF)Capacitance value (nF) of capacitor 1 of preamplifier 2.55 - 2.752.55-2.75 22 2.75 - 32.75-3 1.51.5 3 - 3.53-3.5 1One 3.5 - 43.5-4 0.50.5

초음파센서(13)에서 발생된 초음파신호가 물체에 의하여 반사된 반사파는 다시 초음파센서(13)에 수신된다. 초음파센서(13)에 수신된 반사파는 전치증폭기(14)를 통하여 적절한 크기로 증폭된후 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 대역필터(15)는 증폭된 반사파의 소정 주파수대의 신호만을 통과 시킨다. 대역필터(15)에 의하여 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호(도 3의 (나)의 a파형)를 +입력으로 받고 검파기(16)에서 검파된 신호(도 3의 (나)의 b파형)를 -입력으로 받아 비교하여 출력한다.The reflected wave reflected by the ultrasonic signal generated by the ultrasonic sensor 13 is received by the ultrasonic sensor 13 again. The reflected wave received by the ultrasonic sensor 13 is amplified to an appropriate magnitude through the preamplifier 14 and then filtered through the band pass filter 15. The band pass filter 15 passes only signals of a predetermined frequency band of the amplified reflected wave. The signal filtered by the band pass filter 15 passes through the detector 16 and is detected by the detector 16. The comparator 18 receives the signal generated by the reference voltage generator 17 (a waveform of (b) of FIG. 3) as a + input and a signal detected by the detector 16 (b waveform of (b) of FIG. 3). ) Is output as-input.

마이컴(20)은 비교기(18)의 출력(도 2의 (다)의 파형)을 입력으로 받아 초음파가 발사되어 장애물에 반사된 반사파가 수신되기 까지의 시간에 의하여 장애물과의 거리를 계산한다. 마이컴(20)은 초음파가 발사되어 장애물에 반사된 반사파가 수신되기 까지의 시간을 이용하여 거리의 계산을 하는데, 거리는 (초음파의 속도×시간)/2의 식에 의하여 구할 수 있는데, 전술하였듯이 최소탐지거리를 줄일수 있다.The microcomputer 20 receives the output of the comparator 18 (waveform in FIG. 2 (c)) as an input and calculates the distance from the obstacle by the time until the ultrasonic wave is emitted and the reflected wave reflected by the obstacle is received. The microcomputer 20 calculates the distance by using the time until the ultrasonic wave is emitted and the reflected wave reflected by the obstacle is received. The distance can be obtained by the formula (speed of ultrasonic wave x time) / 2, as described above. It can reduce the detection distance.

본 발명에 따른 충돌방지경보장치에 의하여 초음파센서 구동부와 수신된 초음파를 증폭하는 전치증폭기의 각 소자의 값을 초음파센서의 공진주파수에 맞추어 초음파 센서의 구동시에 발생되는 여진(Ringing)을 최소화할 수 있으므로 최소탐지거리를 줄일수 있어 종래에 감지하지 못하였던 근접거리의 물체를 감지할 수 있다.The anti-collision alarm device according to the present invention can minimize the ringing generated when the ultrasonic sensor is driven by matching the values of the elements of the ultrasonic sensor driver and the preamplifier to amplify the received ultrasonic waves with the resonance frequency of the ultrasonic sensor. Therefore, the minimum detection distance can be reduced, so that an object of a close distance that has not been detected in the past can be detected.

Claims (6)

대략 40㎑의 공진주파수를 출력하는 발진부(11)와; 상기 발진부(11)의 출력신호를 입력받아 증폭한 다음 초음파를 발사하며 그 내부에 온도보상을 위한 대략 1500피코패러드(pF)의 커패시터를 갖는 초음파 센서(13)에 구동전원으로 공급하는 센서구동부(12)와, 상기 초음파 센서(13)의 수신단을 통해 입력되며 초음파 구동에 따른 여진파 및 상기 장애물 정보가 포함된 신호를 증폭하는 전치증폭기(14) 및, 상기 여진파가 발생하는 여진구간동안 상기 여진파에 의해 간섭받지않도록 소정전압을 유지한 채 지수함수적으로 감소하는 기준파형을 출력하는 기준전압발생기(17)를 구비한 충돌방지 경보장치에 있어서, 상기 초음파 센서(13) 구동시 상기 기준전압발생기(17)로부터 발생되는 기준파형의 여진구간을 통상의 경우보다 짧게 하여 상기 초음파 센서(13)의 최소감지거리를 단축시킬 수 있도록 상기 센서구동부(12)는 상기 발진부(11)의 출력신호를 저항(R2)을 통해 입력받아 스위칭동작되는 트랜지스터(TR1)와, 상기 트랜지스터(TR1)의 스위칭동작으로 저항(R1)을 통해 전원단(Vcc)으로부터 전원을 공급받는 1차코일(L1)과 상기 1차코일(L1)과 소정 권수비를 갖는 2차코일(L2)이 구비된 트랜스포머(TRANS1)를 포함하고; 상기 전치증폭기(14)는 그 입력단에 커패시터(C1)가 접속되고 상기 커패시터(C1)에 병렬로 접속된 저항을 (R3)포함하며; 상기 트랜스포머(TRANS1)의 2차측 인덕턴스값과 상기 전치증폭기 커패시터(C1)의 커패시턴스값이 상기 초음파 센서(13)의 공진주파수와 일치하도록 설정된 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.An oscillator 11 for outputting a resonant frequency of approximately 40 Hz; Sensor driving unit for amplifying the output signal of the oscillation unit 11 and then firing the ultrasonic wave and supplying it to the ultrasonic sensor 13 having a capacitor of approximately 1500 picofarad (pF) for temperature compensation therein as driving power. 12, a preamplifier 14 which is input through the receiving end of the ultrasonic sensor 13 and amplifies a signal including the excitation wave and the obstacle information according to the ultrasonic driving, and during the excitation section in which the excitation wave is generated. In the anti-collision alarm device having a reference voltage generator 17 for outputting a reference waveform that decreases exponentially while maintaining a predetermined voltage so as not to be interfered by the excitation wave, the ultrasonic sensor 13 is driven when the ultrasonic sensor 13 is driven. The sensor driver 1 to shorten the excitation section of the reference waveform generated from the reference voltage generator 17 to a shorter distance than usual, so as to shorten the minimum sensing distance of the ultrasonic sensor 13. 2) the transistor TR1 receives the output signal of the oscillation unit 11 through the resistor R2 and is switched from the power supply terminal Vcc through the resistor R1 through the switching operation of the transistor TR1. A transformer (TRANS1) having a primary coil (L1) supplied with power and a secondary coil (L2) having a predetermined turn ratio with the primary coil (L1); The preamplifier (14) comprises a resistor (R3) connected at its input to a capacitor (C1) and connected in parallel to the capacitor (C1); The secondary collision inductance value of the transformer (TRANS1) and the capacitance value of the preamplifier capacitor (C1) is set to match the resonance frequency of the ultrasonic sensor (13). 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머(TRANS1)의 2차측의 인덕턴스값이 2.55에서 2.75미리헨리(mH)일 때 상기 전치증폭기(14)의 입력단 커패시터(C1)의 커패시턴스값은 2나노패러드(nF)인 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.The capacitance of the input terminal capacitor C1 of the preamplifier 14 is 2 nanofarads (nF) when the inductance value of the secondary side of the transformer TRANS1 is 2.55 to 2.75 milliseconds (mH). Anti-collision alarm device, characterized in that). 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머(TRANS1)의 2차측의 인덕턴스값이 2.75에서 3미리헨리(mH)일 때 상기 전치증폭기 입력단 커패시터(C1)의 커패시턴스값은 1.5나노패러드(nF)인 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.The capacitance of the preamplifier input terminal capacitor (C1) is 1.5 nanofarads (nF) when the inductance value of the secondary side of the transformer (TRANS1) is 2.75 to 3 milliseconds (mH). Anti-collision alarm system. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머(TRANS1)의 2차측의 인덕턴스값이 3에서 3.5미리헨리(mH)일 때 상기 전치증폭기의 입력단의 커패시터(C1)의 커패시턴스값은 1나노패러드(nF)인 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.The capacitance value of the capacitor C1 of the input terminal of the preamplifier is 1 nanofarad nF when the inductance value of the secondary side of the transformer TRANS1 is 3 to 3.5 millimetres (mH). Anti-collision alarm device, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머(TRANS1)의 2차측의 인덕턴스값이 3.5에서 4미리헨리(mH)일 때 상기 전치증폭기 입력단의 커패시터(C1)의 커패시턴스값은 0.5나노패러드(nF)인 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.The method of claim 1, wherein the capacitance value of the capacitor (C1) of the preamplifier input terminal is 0.5 nanofarad (nF) when the inductance value of the secondary side of the transformer (TRANS1) is 3.5 to 4 millimetres (mH). Anti-collision alarm device characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 트랜스포머(TRANS1)의 1차코일에 접속된 저항은 5내지 30오옴(Ω)의 값을 가지며, 상기 전치증폭기의 저항(R3)은 3내지 10킬로오옴(Ω)의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 충돌방지 경보장치.The resistor connected to the primary coil of the transformer TRANS1 has a value of 5 to 30 ohms, and the resistance R3 of the preamplifier is 3 to 10 kilo ohms. Anti-collision alarm device having a value.
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