KR100507090B1 - The collision alarming system of vehicle and method thereof - Google Patents
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Abstract
차량의 추돌 경보장치로 전방으로부터 반사되는 레이더 신호 중에서 경보에 필요한 신호만을 추출하여 추돌 경보를 출력하도록 하는 것으로,By extracting only the signals necessary for the alarm from the radar signals reflected from the front to the collision warning device of the vehicle to output a collision warning,
밀리파 측정용 레이더 빔을 발진 변조하여 소정의 각도로 전방에 출력하는 과정과; 전방 목표물(장애물)로부터의 반사파를 수신하여 필터링한 후 디지털 신호로 변환하는 과정과; 상기 수신 반사파를 FFT변환하여 신호의 피크 포인트를 검출하는 과정과; 상기 검출되는 피크 포인트의 분석으로 전방 목표물의 개수, 물체와의 거리, 각도 및 상대속도를 연산 추출하는 과정과; 상기 추출된 거리와 상대속도에 따라 추돌 여부를 판단 경보 송출 및 추돌 방지 제어하는 과정을 포함한다.Oscillating and modulating the millimeter wave radar beam to a front at a predetermined angle; Receiving, filtering, and converting a reflected wave from a front target (obstacle) into a digital signal; FFT transforming the received reflected wave to detect peak points of the signal; Calculating and extracting a number of forward targets, a distance from an object, an angle, and a relative speed by analyzing the detected peak points; Determining whether the collision is based on the extracted distance and the relative speed;
또한, 본 발명은 밀리파 측정용 레이더 빔을 설정된 소정의 각도로 방사하여 전방 목표물로부터 수신되는 반사파로부터 전방 목표물과의 거리, 상대속도, 각도 및 반사파의 파워로 구성되는 데이터를 취득하는 과정과; 상기 취득한 데이터중에서 차량과 다른 장애물을 구분하는 파워 데이터를 각 거리별로 설정되는 임계값을 적용하여 거리별 데이터를 추출하는 과정과; 상기 추출된 거리별 데이터에 대하여 하나의 대표값 데이터로 묶어 그룹화하는 과정과; 상기 그룹화한 데이터에 대하여 상대속도와 자차 속도의 절대값을 비교하여 정지 물체 및 반대 차선의 차량에 대하여 경보 대상에서 제외하는 과정과; 이전 프레임 데이터와 비교하여 랜덤하게 검출되는 데이터를 삭제하여 경보 적용을 위한 순수 데이터만을 추출하는 과정과; 상기 추출된 경보 대상의 데이터에 대하여 거리 및 상대속도를 기반으로 하는 안전거리의 연산을 통해 경보 발생 여부를 판단 제어하는 과정을 포함한다.In addition, the present invention comprises the steps of emitting a millimeter wave measuring radar beam at a predetermined angle to obtain data consisting of the distance, the relative speed, the angle and the power of the reflected wave from the reflected wave received from the front target; Extracting data for each distance by applying a threshold value set for each distance from power data that distinguishes the vehicle and other obstacles from the acquired data; Grouping the extracted distance-specific data into one representative value data; Comparing absolute values of the relative speed and the own vehicle speed with respect to the grouped data and excluding the target object and the vehicle in the opposite lane from the alarm target; Extracting only pure data for applying an alert by deleting data randomly detected in comparison with previous frame data; And determining and controlling an alarm occurrence by calculating a safety distance based on a distance and a relative speed with respect to the extracted alarm target data.
Description
본 발명은 차량의 추돌 경보장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전방으로부터 반사되는 레이더(Radar) 신호 중에서 경보에 필요한 신호만을 추출하여 추돌 경보를 출력하도록 하는 차량의 추돌 경보장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a collision warning apparatus of a vehicle, and more particularly, to a collision warning apparatus and a method of a vehicle for outputting a collision warning by extracting only a signal necessary for an alarm from a radar signal reflected from the front.
자동차 관련 산업의 발전과 폭발적인 자동차의 보급에 따라 보다 안정되고 지능적인 자동차를 원하는 소비자의 욕구를 만족시키기 위하여 주행안내장치, 차선 이탈 및 졸음 방지장치 및 추돌 방지장치 등이 장착되고 있으며, 이러한 안전장치 및 운행 보조장치 등은 향후 자동차 시장을 주도하는 중요 기술로 부상하고 있다.In order to satisfy consumers' desire for a more stable and intelligent car in accordance with the development of the automobile industry and the explosive spread of automobiles, driving guidance devices, lane departure and drowsiness prevention devices, and collision prevention devices are installed. And driving aids are emerging as important technologies that will lead the automotive market in the future.
이는 운전자에게 편의성을 제공하는 방향으로 개발되고 있으나, 이보다 더 교통사고로 인해 늘어가는 부상자 및 사망자를 최소화하는 방향으로 개발되고 있으며, 눈이나 안개, 폭우, 등의 기타 악천우의 기상 및 도로 조건에서의 동작시 안정된 동작이 가능하도록 하는 지능형 시스템이 요구되고 있다.It is being developed to provide convenience to the driver, but is further developed to minimize the injuries and fatalities caused by traffic accidents, and in the weather and road conditions of other bad weather such as snow, fog, heavy rain, etc. There is a demand for an intelligent system that enables stable operation during operation.
이들 지능형 시스템에 적용되고 있는 전방 장애물 감지수단으로는 전방의 영상을 감지하는 영상 입력수단과, 초음파 센서, 레이저 센서 등이 적용되고 있다.As the front obstacle detecting means applied to these intelligent systems, an image input means for detecting a front image, an ultrasonic sensor, a laser sensor, and the like are applied.
그러나, 자동차가 도로를 달릴 때 비나 눈, 안개 등의 기상장애로 시야가 확보되지 않을 경우 기존의 영상 입력수단이나 초음파 및 레이져 센서는 전방에 대한 감지 범위의 한계와 오작동에 대한 신뢰성이 결여되어 전방의 상황을 측정 및 분석하는데 많은 문제점이 있다. However, if the vehicle cannot be secured due to weather obstacles such as rain, snow, and fog while running on the road, existing image input means, ultrasonic waves, and laser sensors lack the limit of detection range for the front and reliability of malfunction. There are many problems in measuring and analyzing the situation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량의 추돌 경보장치를 구현하는데 있어 전방의 상황을 측정하기 위하여 기상 환경의 영향에 대응력이 강한 레이더를 사용하여 전방감지수단으로 구성하였으며, 계측하는 장애물이 자동차나 오토바이, 사람 등으로 비교적 소형인 관계로 측정용 빔이 매우 좁아야 장애물의 판독 및 분리가 가능한 바, 이러한 요구에 부합할 수 있는 측정 매체로서 고주파의 밀리파 레이더를 적용하여 전방 장애물의 검출에 안정성 및 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the purpose of which is to implement a collision warning device of the vehicle to the front sensing means using a radar strong response to the influence of the weather environment in order to measure the situation in the front. As the obstacle to be measured is relatively small, such as a car, a motorcycle, or a person, the measurement beam must be very narrow, so that the obstacle can be read and separated. It is applied to provide stability and reliability in the detection of forward obstacles.
또한, 본 발명은 도로 주행중 자차선에 주행하고 있는 선행 차량과의 상대속도 검출을 통해 추돌 위험이 발생하는 경우 경보가 송출되도록 하고, 전방의 주행중인 차량을 연속적으로 추적하여 차속에 따라 산출된 안전거리 이내로 좁혀질 때 운전자에게 경보가 송출되도록 한 것이다.In addition, the present invention is to send an alarm when the risk of collision occurs by detecting the relative speed with the preceding vehicle running on the own lane while driving on the road, and continuously track the vehicle running in front of the safety calculated by the vehicle speed It alerts the driver when it is narrowed within range.
또한, 전방의 장애물로부터 반사되어 검출되는 신호 중에서 경보에 필요한 신호만을 추출하기 위하여 반사신호를 거리별 수신파워로 데이터화하였으며, 이를 근거로 난반사 신호 및 시스템 자체 노이즈, 기타 공기중의 빗물, 안개, 눈 등의 노이즈 신호를 필터링하고, 필터링된 신호에 대해 그룹핑과 2차 필터링과정을 통해 경보가 요구되는 차량에 대해서만 추적이 이루어질 수 있도록 한 것이다.In addition, in order to extract only the signals needed for the alarm from the signals reflected from the obstacles in front of the signal, the reflected signals were converted into reception power for each distance. Based on this, the diffuse reflection signal and the system itself noise, other rainwater, fog, snow in the air By filtering the noise signal, and the like, the filtering is performed so that only the vehicle requiring the alarm can be traced through grouping and the second filtering process.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 밀리파 측정용 레이더 빔을 발진 변조하여 소정의 각도로 전방에 출력하는 과정과; 전방 목표물(장애물)로부터의 반사파를 수신하여 필터링한 후 디지털 신호로 변환하는 과정과; 상기 수신 반사파를 FFT변환하여 신호의 피크 포인트를 검출하는 과정과; 상기 검출되는 피크 포인트의 분석으로 장애물의 개수, 물체와의 거리, 각도 및 상대속도를 연산 추출하여 추돌 여부를 판단한 후 경보 송출 및 추돌 방지 제어하는 과정을 포함한다.The present invention for realizing the above object comprises the steps of oscillating and modulating the millimeter wave radar beam for output in a predetermined angle; Receiving, filtering, and converting a reflected wave from a front target (obstacle) into a digital signal; FFT transforming the received reflected wave to detect peak points of the signal; And calculating the number of obstacles, the distance from the object, the angle, and the relative speed by analyzing the detected peak points to determine whether a collision occurs, and then controlling alarm transmission and collision prevention.
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또한, 본 발명은 측정용 레이더 빔을 설정된 소정의 각도로 방사하여 목표물로부터 수신되는 반사파로부터 물체와의 거리, 상대속도, 각도 및 반사파의 파워로 구성되는 데이터를 취득하는 과정과; 상기 취득한 데이터중에서 차량과 다른 장애물을 구분하는 파워 데이터를 각 거리별로 설정되는 임계값을 적용하여 거리별 데이터를 추출하는 과정과; 상기 추출된 거리별 데이터에 대하여 하나의 대표값 데이터로 묶어 그룹화하는 과정과; 상기 그룹화한 데이터에 대하여 상대속도와 자차 속도의 절대값을 비교하여 정지 물체 및 반대 차선의 차량에 대하여 경보 대상에서 제외하는 과정과; 이전 프레임 데이터와 비교하여 랜덤하게 검출되는 데이터를 삭제하여 경보 적용을 위한 순수 데이터만을 추출하는 과정과; 상기 추출된 경보 대상의 데이터에 대하여 거리 및 상대속도를 기반으로 하는 안전거리의 연산을 통해 경보 발생 여부를 판단 제어하는 과정을 포함한다.In addition, the present invention comprises the steps of obtaining the data consisting of the distance, the relative speed, the angle and the power of the reflected wave from the reflected wave received from the target by radiating the measuring radar beam at a predetermined angle; Extracting data for each distance by applying a threshold value set for each distance from power data that distinguishes the vehicle and other obstacles from the acquired data; Grouping the extracted distance-specific data into one representative value data; Comparing absolute values of the relative speed and the own vehicle speed with respect to the grouped data and excluding the target object and the vehicle in the opposite lane from the alarm target; Extracting only pure data for applying an alert by deleting data randomly detected in comparison with previous frame data; And determining and controlling an alarm occurrence by calculating a safety distance based on a distance and a relative speed with respect to the extracted alarm target data.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치는 레이더(100)와, 추돌 경보 시스템(200), 디스플레이(300), ECU(400) 및 전원부(500)로 구성되는데, 레이더(100)는 NRD 가이드 방식을 이용한 밀리파 레이더로 전방측에 일정각도, 즉 ±10°이내의 범위로 측정용 빔을 발사한 다음 전방 차량이나 오토바이, 기타 장애물로부터 반사된 각도, 거리, 상대속도 및 파워 등의 정보를 포함하고 있는 반사파를 수신한다.As can be seen in Figure 1 the collision warning device of the vehicle according to the present invention comprises a radar 100, the collision warning system 200, the display 300, the ECU 400 and the power supply 500, radar The 100 is a millimeter wave radar using an NRD guide method, which emits a measuring beam at a predetermined angle, that is, within a range of ± 10 °, on the front side, and then reflects the angle, distance, and relative speed reflected from the front vehicle, motorcycle, or other obstacle. And a reflected wave including information such as power.
추돌 경보 시스템(200)은 상기 레이더(100)로부터 인가되는 반사파에 포함된 전방 차량이나 오토바이, 보행자 및 기타 장애물과의 각도, 거리, 상대속도 및 파워 등을 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 추돌 가능 여부를 판단하고, 추돌 가능 상황임에도 불구하고 운전자의 적절한 대응이 없는 것으로 판단되면 1차적으로 음성 경보를 송출하여 준다.The collision warning system 200 analyzes angles, distances, relative speeds, and powers of the front vehicle, the motorcycle, the pedestrian, and other obstacles included in the reflected wave applied from the radar 100 through a set algorithm to determine whether the collision is possible. If it is determined that the driver does not have a proper response despite the possibility of colliding, the voice alarm is first transmitted.
상기의 1차의 음성 경보 송출 이후에도 불구하고 운전자의 응답이 없을 경우 비상등 점등과 보조 브레이크 및 음성 경보를 동시에 발생하여 추돌 가능성이 최대한 방지되도록 제어하며, 운전자에 의해 구동되는 브레이크 신호가 입력되거나 운전자의 스티어링 휠 조정에 의해 차선이 변경되어 추돌 가능 상황이 해제되는 경우 상시 송출되는 음성 경보를 해제함과 동시에 점멸 상태의 비상등을 소등 상태로 제어하고 제동 제어중에 있는 보조 브레이크를 해제 제어한다.If the driver does not respond even after the first voice alarm is sent out, the emergency light turns on, the auxiliary brake and the voice alarm are generated at the same time to prevent the possibility of collision, and the brake signal driven by the driver is input or When the lane is changed by the steering wheel adjustment and the collision situation is canceled, the voice alarm which is always sent out is canceled, the emergency light in the blinking state is turned off and the auxiliary brake in braking control is released.
디스플레이(300)는 상기 추돌 경보 시스템(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 전방 차량이나 보행자, 오토바이 및 전방 장애물과의 추돌 가능성에 대한 상태 정보를 문자 혹은 설정된 소정 방법을 통해 운전자에게 지시하여 준다.The display 300 instructs the driver, via text or a predetermined method, status information on the possibility of collision with the front vehicle, the pedestrian, the motorcycle, and the front obstacle according to the control signal applied from the collision warning system 200.
또한, 운행중에 검출되는 각종 상태 정보를 디스플레이를 통해 운전자에게 지시하여 준다.In addition, various status information detected while driving is instructed to the driver through the display.
ECU(400)는 엔진 제어장치로 상기 추돌 경보 시스템(200)측에 차속, 브레이크 페달의 작동 여부, 턴 시그널 램프의 작동 여부에 대한 정보를 제공하고, 상기 추돌 경보 시스템(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 전방 차량이나 보행자, 오토바이 및 기타 장애물과의 추돌 방지를 위한 보조 브레이크의 작동 및 해제, 음성 경보의 송출 및 해제, 비상등의 점멸 및 해제, 엔진 토크 저감 제어 등을 제어한다.The ECU 400 provides an engine controller with information regarding the vehicle speed, whether the brake pedal is operated, and whether the turn signal lamp is operated to the collision warning system 200, and controls that is applied by the collision warning system 200. Signals control the operation and release of auxiliary brakes to prevent collisions with vehicles, pedestrians, motorcycles and other obstacles, the transmission and release of voice alarms, the flashing and release of emergency lights, and the control of engine torque reduction.
전원부(500)는 차량용 배터리에서 인가되는 12V 혹은 24V의 전원을 시스템을 구성하고 있는 각 부하요소에 필요한 전원으로 처리하여 각 부하측에 동작 전원으로 공급한다.The power supply unit 500 processes 12V or 24V power applied from the vehicle battery as a power required for each load element constituting the system and supplies the power to each load side as operating power.
상기에서 레이더(100)는 FM송신부(101)와 안테나(102) 및 수신부(103)로 구성되는데, FM송신부(101)는 전원부(500)에서 인가되는 동작 전원에 의해 활성화되며, 설정된 대역의 측정용 빔을 생성하여 출력한다.The radar 100 is composed of the FM transmitter 101, the antenna 102 and the receiver 103, the FM transmitter 101 is activated by the operating power applied from the power supply 500, the measurement of the set band Generate and output the beam for
안테나(102)는 상기 FM 송신부(101)에서 인가되는 측정용 빔을 전방측에 발사하고, 전방의 차량이나 오토바이, 보행자 및 기타 장애물로부터 반사된 반사파를 수신한다.The antenna 102 emits a measurement beam applied from the FM transmitter 101 to the front side and receives the reflected wave reflected from a vehicle, a motorcycle, a pedestrian, and other obstacles in front of the antenna 102.
수신부(103)는 상기 안테나(102)를 통해 수신되어 인가되는 반사파를 정합하여 추돌 방지 시스템(200)측에 인가하는 기능을 담당한다.The receiver 103 is responsible for matching the reflected wave received through the antenna 102 and applying it to the collision avoidance system 200.
또한, 추돌 경보 시스템(200)은 제1필터(201)와, A/D컨버터(202), FMCW선형펄스 발생회로(203), 전처리 프로세서(204), 후처리 프로세서(205), 제1메모리(206), 제2메모리(207), 제3메모리(208), 제4메모리(209), 인터페이스회로(210) 및 제2필터(211)로 구성되는데, 제1필터(201)는 저역 통과 필터로 이루어지며, 상기 레이더(100)에서 수신되어 인가되는 반사파를 설정된 대역으로 필터링, 바람직하게는 저역 통과 필터링을 통해 반사파에 포함되어 있는 잡음을 제거한다.In addition, the collision warning system 200 includes a first filter 201, an A / D converter 202, an FMCW linear pulse generating circuit 203, a preprocessor 204, a post processor 205, and a first memory. 206, a second memory 207, a third memory 208, a fourth memory 209, an interface circuit 210, and a second filter 211, the first filter 201 having a low pass. The filter is formed by filtering the reflected wave received and applied by the radar 100 to a predetermined band, preferably low pass filtering to remove noise included in the reflected wave.
A/D컨버터(202)는 상기 필터링된 아날로그 반사파 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.The A / D converter 202 converts the filtered analog echo signal into a digital signal and outputs the digital signal.
FMCW 선형펄스 발생회로(203)는 전방측에 일정각도 이내의 범위로 측정용 빔이 연속적이고 선형적으로 발사될 수 있도록 FM 송신 선형펄스를 발생시켜 상기 레이더(100)내의 FM 송신부(101)를 드라이브한다.The FMCW linear pulse generating circuit 203 generates the FM transmitting linear pulse so that the measuring beam can be continuously and linearly fired in a range within a predetermined angle on the front side, thereby operating the FM transmitting unit 101 in the radar 100. Drive.
상기의 FMCW 선형펄스 발생회로(203)는 연속한 송신파에 대하여 주파수 변조(일반적으로 삼각파로 조절)를 수행하고, 전방 차량이나 보행자, 기타 장애물 등의 목표물로부터의 반사파에서 목표물과의 상대속도 및 거리를 동시에 계측할 수 있게 하는 것이다.The FMCW linear pulse generator 203 performs frequency modulation (generally adjusted to a triangular wave) on a continuous transmission wave, and the relative velocity with the target in the reflected wave from a target such as a vehicle or a pedestrian or other obstacle. To measure the distance at the same time.
예를 들어, 바람직하게는 77GHz를 중심 주파수로 하여 주파수 변조할 때 삼각파에 대한 선형성이 유지될 수 있도록 한다.For example, it is preferable to maintain linearity with respect to the triangular wave when frequency modulation is performed using 77 GHz as the center frequency.
전처리 프로세서(204)는 상기 전방측에 측정용 빔을 발사하고, 반사파의 수신 분석을 실시간적으로 수행한다.The preprocessor 204 fires a measuring beam on the front side and performs reception analysis of the reflected wave in real time.
후처리 프로세서(205)는 상기 전처리 프로세서(204)에서 실시간적으로 분석되어 인가되는 반사파를 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 추돌 방지 기능 수행을 위한 전방 차량이나, 보행자, 오토바이 및 기타 장애물과의 거리, 상대속도 등을 추출하여 추돌 가능성 여부의 판단 및 경보 출력과 추돌 방지를 위한 도시되지 않은 주변장치, 예를 들어 비상등, 보조 브레이크, 음성 경보장치 등의 구동을 제어하고, 추돌 방지 기능 제어가 수행되는 과정에서 운전자의 차선 변경이나 그에 조치가 검출되면 추돌 방지 기능의 수행을 해제 제어한다.The post-processing processor 205 analyzes the reflected wave which is analyzed and applied in real time by the pre-processing processor 204 through a set algorithm, and the distance, relative to the front vehicle, pedestrian, motorcycle, and other obstacles to perform the collision prevention function. The process of extracting the speed and the like to determine whether the collision is possible, and to control the output of the alarm and the prevention of collision, such as emergency lights, auxiliary brakes, and voice alarm devices, and to control the collision prevention function. When the driver's lane change or action is detected, the collision prevention function is released.
제1메모리(206)는 상기 전처리 프로세서(204)의 알고리즘 수행을 위한 데이터가 설정되고, 제2메모리(207)는 상기 전처리 프로세서(204)에서 수신 분석되는 데이터가 저장된다.Data for performing the algorithm of the preprocessor 204 is set in the first memory 206, and data that is received and analyzed by the preprocessor 204 is stored in the second memory 207.
제3메모리(208)는 상기 후처리 프로세서(205)의 알고리즘 수행을 위한 데이터가 설정되고, 제4메모리(209)는 상기 후처리 프로세서(205)에서 분석되는 추돌 방지 기능 수행을 위한 데이터가 저장된다.The third memory 208 stores data for performing the algorithm of the post-processing processor 205 and the fourth memory 209 stores data for performing the collision avoidance function analyzed by the post-processing processor 205. do.
인터페이스회로(210)는 디코더 및 엔코더를 포함하며, 상기 후처리 프로세서(205)에서 최종적으로 연산된 전방 차량이나 보행자, 오토바이 및 기타 장애물과의 거리, 상대 속도 및 추돌 방지 기능 수행에 대한 각종 정보를 디스플레이한다.The interface circuit 210 may include a decoder and an encoder, and may provide various types of information on the distance, relative speed, and collision avoidance function of the front vehicle, pedestrian, motorcycle, and other obstacles, which are finally calculated by the post-processing processor 205. Display.
제2필터(211)는 ECU(400)로부터 수신되는 차량 상태 정보, 즉 비상등과 보조 브레이크, 차속 등의 정보를 설정된 대역으로 필터링하여 후처리 프로세서(205)측에 인가하고, 상기 후처리 프로세서(205)에서 추돌 방지 기능 수행을 위한 제어신호를 설정된 대역으로 필터링하여 ECU(400)측에 인가한다.The second filter 211 filters vehicle state information received from the ECU 400, that is, information such as an emergency light, an auxiliary brake, a vehicle speed, and the like into a predetermined band and applies it to the post-processing processor 205. In 205, the control signal for performing the collision prevention function is filtered to the set band and applied to the ECU 400.
상기에서 레이더(100)의 사양은 일 예를들어 하기의 표 1과 같이 설정한다.The specifications of the radar 100 is set as shown in Table 1 below, for example.
통상적으로, 금속은 전기를 잘 통과시키나 밀리파(mm)와 같이 주파수가 높을 때에는 전기를 잘 통과시키지 않으며, 마이크로파의 경우 스트립선로 1m에서 약 60dB정도의 손실이 발생하나 유전체로 선로를 만들면 3dB정도로 감쇄되어 약 백만분의 1로 손실이 감소된다.Typically, metals pass electricity well, but they do not pass electricity well at high frequencies, such as millimeters (mm), and microwaves produce about 60dB of loss in 1m of strip lines, but 3dB when making lines with dielectrics. The attenuation reduces losses to about one million.
그러나, 유전체 선로를 구부리면 선로의 연장선 방향으로 전파가 달아나 본질적으로는 저손실이나, 방사가 되어 결국 손실이 크게 되어 사용이 불가하다.However, when the dielectric line is bent, radio waves run toward the extension line of the line, which causes inherently low loss or radiation, and eventually causes a large loss, making it impossible to use.
전파를 전혀 통과시키지 않는 공간에 유전체를 넣어 통과시키면 선로 굴곡에 상관없이 전파가 도망갈 수 없다.If a dielectric is put in a space that does not pass radio waves at all, radio waves cannot escape regardless of the curve of the line.
즉, 상하에 금속판을 대고 반파장 이하로 하면 도파관은 절단되어 전파가 전혀 없게 되며, 여기에 선로를 넣게 되면 전파는 선로를 따라 흐르게 된다.In other words, if the upper and lower metal plate is less than half-wavelength, the waveguide is cut off and there is no radio wave. If a line is put there, the electric wave flows along the line.
보통은 전파가 선로의 연장선 방향으로 진행하나 절단영역에서 전자파가 존재하지 않는 영역에 다다르므로 전파는 구부러진 선로로 흐르게 된다. 이러한 방사가 발생하지 않는 선로를 비방사선 선로(Non-Radiative Dielectric waveguide)라 한다.Usually, the radio waves travel in the direction of the extension line of the track, but the radio waves flow in the curved line because the radio waves reach the area where no electromagnetic waves exist in the cutting area. The line where such radiation does not occur is called a non-radial dielectric waveguide.
이러한 원리를 적용하여 레이더(100)를 첨부된 도 2와 구성하는데, 그 구조는 도면에 도시된 바와 같이, 상부측과 하부측을 금속판(100A)(100B)으로 형성하고, 그 사이에 비금속 물질, 예를 들어 플라스틱 등과 같은 물질로 이루어지는 유전체(100C)를 설치하며, 상부측 금속판(100A)과 하부측 금속판(100B)은 소정의 공극이 형성되도록 하여 공기가 매질로 작용하도록 구성한다.Applying this principle, the radar 100 is constructed with the accompanying FIG. 2, the structure of which is shown in the figure, the upper side and the lower side are formed of metal plates 100A and 100B, and a nonmetallic material therebetween. For example, a dielectric 100C made of a material such as plastic is provided, and the upper side metal plate 100A and the lower side metal plate 100B are configured to allow air to act as a medium by forming predetermined voids.
상기한 구조를 갖는 레이더(100)의 내부 등가회로는 도 3과 같이 구성되고, 이에 대한 개념을 정리하면 도 4와 같이 구성되며 그 작동 원리는 다음과 같다.The internal equivalent circuit of the radar 100 having the above structure is configured as shown in FIG. 3, and the concept thereof is summarized as shown in FIG. 4, and the operation principle thereof is as follows.
FM 변조기(111)에서 출력을 위한 레이더 빔의 변조폭이 결정되면 건 다이오드로 구성되는 발진기(112)는 결정된 변조폭의 주파수를 발진시켜 서큘레이터(Circulator:115)끼고 안터나(116)를 통해 방사되며, 발진기(112)의 출력 일부는 터미네이터(113)의 영향을 받는 방향성 결합기(114)에 의해 저주파(Lo)신호가 믹서(117)로 전달된다.When the modulation width of the radar beam for the output from the FM modulator 111 is determined, the oscillator 112 composed of a gun diode oscillates the frequency of the determined modulation width and puts a circulator 115 and through the antenna 116. A portion of the output of the oscillator 112 is radiated, and the low frequency (Lo) signal is transmitted to the mixer 117 by the directional coupler 114 affected by the terminator 113.
이때, 안테나(116)로부터 입력되는 목표물로부터의 반사파(RF)가 믹서(117)에 입력되면, 믹서(117)는 방향성 결합기(114)에서 입력되는 저주파(Lo)와 안테나(116)에서 수신되는 반사파(RF)와 믹싱되어 중간 주파수(IF)로 형성되며, 이는 IF앰프(118)에 의해 증폭된 후 비트 신호로 수신된다.In this case, when the reflected wave RF from the target input from the antenna 116 is input to the mixer 117, the mixer 117 is received at the low frequency Lo and the antenna 116 input from the directional coupler 114. It is mixed with the reflected wave RF to form an intermediate frequency IF, which is amplified by the IF amplifier 118 and received as a bit signal.
따라서, 상기의 수신된 비트 신호의 분석을 통해 레이더 빔을 반사한 장애물과의 거리 및 상대속도를 추출할 수 있도록 하여 준다.Accordingly, the distance and relative speed of the obstacle reflecting the radar beam can be extracted by analyzing the received bit signal.
상기한 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 추돌 경보 및 방지 동작을 수행하는 동작은 다음과 같다.In the configuration of the present invention including the above function, the operation of performing the collision warning and prevention operation is as follows.
도 1의 추돌 경보 시스템(200)내의 FMCW 선형펄스 발생회로(203)에서의 선형성이 유지되는 삼각파 주파수의 변조를 위한 펄스가 발생되면(S701) 레이더(100)내의 FM 송신부(101)는 밀리파를 발진하여 안테나(102)를 통해 전방측으로 설정된 소정의 각도로 레이더 빔을 발사한다(S702).When a pulse for modulation of the triangular wave frequency in which the linearity is maintained in the FMCW linear pulse generation circuit 203 in the collision warning system 200 of FIG. 1 is generated (S701), the FM transmitter 101 in the radar 100 is millimeter wave. Oscillates to fire the radar beam at a predetermined angle set to the front side through the antenna 102 (S702).
이때, 주행 차량의 전방에는 도 6과 같이 차량, 가로등, 보행자 및 기타의 장애물이 존재하고 있는 상태이므로, 레이더(100)로부터 발사된 레이더 빔은 전방의 목표물과 충돌한 후 반사되어 안테나(102)에 수신된다(S703).At this time, since the vehicle, street light, pedestrians and other obstacles exist in front of the driving vehicle as shown in FIG. 6, the radar beam emitted from the radar 100 is reflected after colliding with the target in front of the antenna 102. Is received (S703).
상기와 같이 전방의 목표물에서 반사되는 밀리파가 수신되면 추돌 경보 시스템(200)내의 제1필터(201)는 이를 저역 통과 필터링하여 수신되는 밀리파(반사파)에 포함되어 있는 잡음 성분을 제거한 후 A/D컨버터(202)를 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전처리 프로세서(204)에 인가하면(S704), 전처리 프로세서(204)는 FIFO 메모리로 이루어지는 제2메모리(207)에 저장한다(S705).As described above, when the millimeter wave reflected from the target in front is received, the first filter 201 in the collision warning system 200 performs low pass filtering to remove the noise component included in the received millimeter wave (reflected wave), and then A When the / D converter 202 converts an analog signal into a digital signal and applies it to the preprocessor 204 (S704), the preprocessor 204 stores the preprocessing processor 204 in a second memory 207 made of a FIFO memory (S705).
이후, 전처리 프로세서(204)는 선입 선출 방식으로 제2메모리(207)에 저장된 데이터를 엑세스하여 후처리 프로세서(205)측에 인가하면, 후처리 프로세서(205)는 인가되는 각 반사파(밀리파)를 FFT(Fast Fourier Transform)변환을 통해 장애물로 인식하는 신호의 피크 포인트(Peak Point)를 검색한다(S706).Thereafter, when the preprocessing processor 204 accesses the data stored in the second memory 207 in the first-in-first-out manner and applies the data to the post-processing processor 205, the post-processing processor 205 applies each reflected wave (millimeter wave) applied. Search for a peak point of a signal recognized as an obstacle through a fast fourier transform (FFT) (S706).
이후, 상기 검출되는 피크 포인트에 대한 장애물의 개수, 주파수 등의 데이터를 설정된 알고리즘을 통해 분석하여 전방 장애물과의 거리와 위치 및 상대속도 등을 추출한다(S707).Thereafter, data such as the number of obstacles and the frequency of the detected peak point are analyzed through a set algorithm to extract a distance, a position, a relative speed, and the like from the front obstacle (S707).
상기와 같이 전방 장애물과의 거리와 위치 및 상대속도가 검출되면 ECU(400)로부터 수신되는 자동차의 주행 속도, 브레이크 페달의 구동 여부, 스티어링 휠의 정보 등을 확인한 후(S708) 추돌 가능성 여부를 분석하여 그에 대한 정보를 디스플레이(300)를 통해 출력하여 운전자에게 지시하여 준다(S709).As described above, when the distance, the position and the relative speed with the front obstacle are detected, after checking the driving speed of the vehicle, whether the brake pedal is driven, the information of the steering wheel, etc. received from the ECU 400 (S708), the possibility of collision is analyzed. It outputs the information on the display through the 300 to instruct the driver (S709).
상기에서 추돌 가능성이 있는 것으로 판단되면 1차적으로 음성 경보를 송출하고 경보하고, 경보 송출 이후에 일정시간 이내에 운전자의 반응이 검출되지 않으면 추동 방지를 위한 주변 장치, 예를들어 비상등, 보조 브레이크, 엔진 토크 제어, 조향 방향등의 제어를 수행하여 추돌 사고가 미연에 방지될 수 있도록 한다.If it is determined that there is a possibility of collision, a voice alarm is first issued and alarmed, and if a driver's response is not detected within a certain time after the alarm is issued, peripheral devices for preventing the driving, for example, emergency lights, auxiliary brakes, and engines. Torque control, steering direction, etc. are performed to prevent collision accidents.
상기한 동작을 좀더 구체화하여 설명하면 다음과 같다.The above operation will be described in more detail as follows.
레이더(100)에서 방사되는 삼각파로 주파수 변조된 송신파(밀리파)를 fb1, fb2라 하고, 반복 주파수를 라 하면 fb1, fb2는 하기의 수학식 1과 같이 표현된다.The transmission wave (millimeter wave) frequency modulated by the triangular wave emitted from the radar 100 is referred to as f b1 , f b2 , and the repetition frequency If f b1 , f b2 is expressed as in Equation 1 below.
상기의 수학식 1에서 fd 는 도플러 주파수이고, c는 광속이다.In Equation 1, f d is the Doppler frequency and c is the luminous flux.
따라서, 감소하는 구간에서 비트 주파수를 구하면 거리 R과 상대속도 V로 이동하는 목표물(장애물)로부터의 반사파는 도 8과 같이 변화하게 된다.Therefore, when the beat frequency is obtained in the decreasing period, the reflected wave from the target (obstacle) moving at the distance R and the relative speed V changes as shown in FIG. 8.
그러므로, 송신파와 반사파의 믹싱으로 얻을 수 있는 비트 주파수는 도플러 효과에 의해 동작됨을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the bit frequency obtained by mixing the transmission wave and the reflected wave is operated by the Doppler effect.
따라서, f0, f1, f2의 합과 차를 얻어서 목표물(장애물)까지의 거리R과 상대속도 v를 하기의 수학식 2를 통해 추출할 수 있다.Therefore, the distance R and the relative speed v to the target (obstacle) can be extracted by the following equation (2) by obtaining the sum and difference of f 0 , f 1 , f 2 .
또한, 레이더와 목표물(장애물)이 함께 정지해 있을 때 즉, 속도가 '0'으로 검출되는 경우에서의 비트 주파수는 fb = fb1 = fb2가 되고 거리는 하기의 수학식 3을 통해 추출된다.In addition, when the radar and the target (obstacle) are stopped together, that is, when the speed is detected as '0', the bit frequency becomes f b = f b1 = f b2 and the distance is extracted through Equation 3 below. .
상기한 바와 같은 데이터 추출을 통해 추돌 방지를 위한 구체적인 동작을 설명하면 다음과 같다.A detailed operation for preventing collision by extracting data as described above is as follows.
레이더(100)를 구동시키게 되면 설정된 각도, 예를들어 -10˚∼10˚사이의 각도를 기준으로 하여 -10˚에서부터 10˚쪽으로 연속적으로 삼각파로 주파수 변조된 밀리파를 방사한다(S901).When driving the radar 100 emits a millimeter wave frequency modulated by a triangular wave continuously from -10 ° to 10 ° based on the set angle, for example -10 ° to 10 ° (S901).
이때, 한번의 동작에 걸리는 시간은 100ms이며 동작이 반복되면서 목표물(장애물)로부터 반사된 반사파가 연속적으로 들어오며, 하나의 반사파에 포함되어 있는 목표물(장애물)과의 거리, 상대속도, 각도, 반사신호의 파워 등에 대한 데이터를 취득한다(S902).At this time, the time required for one operation is 100ms and the reflection is reflected from the target (obstacle) continuously while the operation is repeated, and the distance, relative speed, angle, and reflection from the target (obstacle) included in one reflected wave Data on the signal power and the like is acquired (S902).
상기 반사파에 포함된 데이터는 복잡한 도로 등 인식되는 물체가 많은 경우와 한적한 도로와 같이 인식될 수 있는 물체가 적은 경우 등의 도로 상황에 따라 데이터의 개수 또는 양은 가변된다.The number or amount of data included in the reflected wave varies depending on road conditions such as a case where there are many recognized objects such as a complicated road and there are few objects that can be recognized, such as a secluded road.
상기와 같이, 전방 목표물(장애물)로부터 반사되어 레이더(100)에 수신되는 반사파에 포함된 데이터는 첨부된 도 5와 같이 원하는 전방의 차량 데이터 이외에 가로등이나 이정표, 또는 공기중의 먼지 등이 포함되어 있다. As described above, the data included in the reflected wave reflected from the front target (obstacle) and received by the radar 100 includes street lights, milestones, dust in the air, etc. in addition to desired vehicle data as shown in FIG. 5. have.
따라서, 하나의 데이터를 구성하는 구성요소인 각도, 거리, 상대속도 및 파워를 고려하여 우선적으로 노이즈로 추정되는 요소를 제거한다.Therefore, in consideration of angles, distances, relative speeds, and powers that constitute one data element, elements that are presumed to be noises are first removed.
여기서는 네 가지 데이터만을 고려하고 있으므로 실제 차량 데이터와 유사한 특징을 가지는 다른 물체에 대한 고려는 이루어지지 않는다. Since only four data are considered here, no consideration is given to other objects having characteristics similar to actual vehicle data.
이 데이터로부터 차량에서부터 들어오는 신호와 다른 데이터 사이에 구별 가능한 조건인 파워값, 즉 차량에 의한 반사신호의 파워값을 측정한 후 필터링을 위한 임계값을 결정한다.From this data, a power value that is a condition distinguishable between a signal coming from the vehicle and other data is measured, that is, a power value of the reflected signal by the vehicle is measured, and then a threshold for filtering is determined.
이 파워값은 거리에 따라 같은 물체라도 다르게 나오며 140에서 160사이에 분포되며, 차량의 거리에 따른 반사신호의 파워를 데이터화 한 후 각 거리별 임계값을 결정하면 하기의 표 2와 같이 결정된다.This power value is different from the same object depending on the distance, and is distributed between 140 and 160, and after determining the threshold value for each distance after data of the power of the reflected signal according to the distance of the vehicle is determined as shown in Table 2 below.
상기에서 반사파로부터 추출되는 데이터를 상기한 조건으로 설정되는 임계값에 적용하여(S903) 차량으로 고려할 수 있는 물체에 대한 데이터만을 추출한다(S904).The data extracted from the reflected wave is applied to a threshold set under the above conditions (S903) to extract only data on an object that can be considered as a vehicle (S904).
상기에서 추출된 각 데이터는 거리에 따라 하나의 물체에서 반사되어 들어오는 데이터의 양이 달라진다. The amount of data reflected from one object varies depending on the distance.
즉, 가까운 거리에서는 하나의 물체에서도 여러개의 데이터로 인식이 되지만 먼거리에 있는 물체는 하나의 데이터로 표시되므로 이러한 각각의 데이터를 하나의 대표값으로 묶어 그룹의 형태로 데이터를 지정한다(S905).That is, although a single object is recognized as a plurality of data at a close distance, an object at a long distance is represented as one data, and each of these data is grouped into one representative value to designate data in the form of a group (S905).
이때, 하나의 물체를 하나의 그룹으로 지정한다.At this time, one object is designated as one group.
따라서, 가까운 거리의 물체는 여러개의 데이터가 하나의 그룹으로 묶여 대표값으로 표시되고, 먼 거리의 데이터는 하나의 데이터가 하나의 그룹으로 지정된다. Therefore, objects of close distance are represented by a representative value in which several pieces of data are grouped into one group, and one piece of data is designated by one group of long distance data.
상기의 데이터 그룹핑은 수평 임계값(Horizontal Threshold)과 수직 임계값(Vertical Threshold)를 적용한다.The data grouping applies a horizontal threshold and a vertical threshold.
즉, 연속된 물체가 수평 임계값과 수직 임계값의 범위안에 포함되면 이 데이터는 이전 데이터의 그룹으로 인식한다. That is, if a continuous object falls within the range of the horizontal and vertical thresholds, this data is recognized as a group of previous data.
상기와 같이 데이터의 그룹핑을 적용하면 데이터들간의 인식된 거리와 각도에 따라 여러개의 데이터가 하나 또는 여러개의 그룹으로 지정된다.When the grouping of data is applied as described above, several data are designated as one or several groups according to the recognized distance and angle between the data.
상기와 같이, 그룹으로 지정되는 데이터는 기본적으로 전방의 물체를 나타내고 있으나, 도로에서 전방의 차량 외에 데이터로 검출될 수 있는 물체들은 여러 가지가 있으며, 전방에서 주행하고 있는 차량을 제외한 나머지 물체들은 정지되어 있기 때문에 경보 조건에 만족되는 경우가 있다. As described above, data designated as a group basically represents an object in front of the vehicle, but there are various objects that can be detected as data other than the vehicle in front of the road, and all objects except the vehicle driving in front are stopped. As a result, alarm conditions may be satisfied.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 전방에 연속적으로 달리는 선행차와 정지되어 있는 가로등이 있다면 가로등의 경우 경보조건을 만족하게 된다.As can be seen in Figure 6, if there is a preceding vehicle running continuously and the street lamp is stopped in front of the street lamp will satisfy the alarm condition.
또한, 반대차선에서 달려오는 차량도 경보조건을 만족할 수 있다. In addition, the vehicle running in the opposite lane may satisfy the alarm condition.
이런 경우 상대속도와 자차의 차속을 비교하여 하기의 수학식 4의 조건을 만족할 경우 정지된 가로등이나 가로수 및 반대차선 차량이라 간주하여 경보대상에서 제외한다.
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또한, 레이더로부터 수신되는 데이터는 정해진 주기마다 연속적으로 들어오게 되고, 차량이 주행하고 있으면 전방의 정지된 물체는 아주 빠른 속도로 차량을 향해 접근하는 것으로 인식이 되므로, 아주 짧은 시간 인식되었다 사라지는 특성을 가진다.In addition, the data received from the radar is continuously entered at a predetermined cycle, and when the vehicle is running, the object in front of the vehicle is recognized as approaching the vehicle at a very high speed. Have
그러나 전방에서 주행하는 차량의 경우는 이전 프레임에 데이터가 존재하고 있으므로, 랜덤(Random)하게 발생하는 데이터는 전방의 차량이 아닌 경우이며 이들 데이터는 경보 적용 이전에 제거해야 한다.However, in the case of a vehicle driving ahead, data exists in a previous frame, so randomly occurring data is not a vehicle ahead and these data should be removed before the alarm is applied.
따라서, 검출되는 데이터를 이전 프레임의 데이터를 고려하여 데이터의 존재 여부를 판단하고 돌발적으로 발생하는 랜덤 데이터인 것으로 판단되면 랜덤 데이터를 제거하여(S907), 경보에 적용할 데이터 그룹만을 추출한다(S908).Therefore, when the detected data is determined in consideration of the data of the previous frame and the data is determined to be random data that is unexpectedly generated (S907), the random data is removed (S907), and only the data group to be applied to the alarm is extracted (S908). ).
이후, 상기의 데이터 그룹만을 이용하여 추돌 경보 조건을 판정한 다음(S909) 경보 조건을 만족하는 것을 판단되면 추돌 경보 로직을 작동시켜 1차적으로 경보 메시지를 송출하고, 설정된 시간 이내에 운전자의 조치가 취해지지 않는 경우 추돌 방지를 위한 주변장치를 작동시킨다(S910).Thereafter, the collision warning condition is determined using only the above data group (S909). When it is determined that the alarm condition is satisfied, the collision alarm logic is activated to send out the alarm message primarily, and the driver's action is taken within the set time. If not, operate the peripheral device for preventing the collision (S910).
상기에서 추돌 경보 조건의 판정은 다음과 같은 절차를 통해 수행한다.The determination of the collision warning condition is performed by the following procedure.
전방에 경보대상 차량이 주행할 때 경보 시점을 언제로 할까하는 문제는 신뢰성 면에서 민감한 문제이고, 추돌이 발생하지 않기 위해서는 안전거리를 유지하는 것이 제일 중요하며 이 안전거리 이내로 좁혀지는 시점에서 경보를 발생하면 추돌을 방지할 수 있다. The issue of when to place an alarm when a vehicle in front of an alarm is running ahead is a sensitive issue in terms of reliability.It is most important to maintain a safe distance to avoid collisions. If this occurs, collisions can be prevented.
안전거리는 선행차량이 언제든 급정차를 할 경우 주행차량도 브레이크를 밟아 선행차량과 추돌을 하지 않고 정지가 가능한 거리이면 된다.The safe distance may be a distance at which the vehicle can stop without crashing with the preceding vehicle when the preceding vehicle makes a sudden stop at any time.
따라서, 도 10을 참조하여 안전거리를 산출하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.Therefore, an operation of calculating the safety distance will be described with reference to FIG. 10.
D : t=0일때 차간거리(안전거리), Df : 정지후 차간거리, D1 : 자차가 제동하여 정지할 때까지 이동거리, D2 : 선행차가 제동하여 정지할 때까지 이동거리, T1 : 자차가 제동하여 정지할 때까지 걸린 시간, T2 : 선행차가 제동하여 정지할 때까지 걸린 시간, A1 : 자차의 가속도(가속시+,감속시-), A2 : 선행차의 가속도(가속시+,감속시-), TB : 공주시간, V1 : t=0일 때의 자차 속도, V2 : t=0일 때의 선행 차속이라 정의하면,D: Distance between cars (safety distance) when t = 0, D f : Distance between cars after stopping, D 1 : Traveling distance until the vehicle stops by braking, D 2 : Traveling distance until the vehicle stops by stopping, T 1 : Time taken for the vehicle to stop and stop, T 2 : Time taken for the vehicle to stop and stop, A 1 : Acceleration of the vehicle (Acceleration +, deceleration-), A 2 : Acceleration of the vehicle (Acceleration +, deceleration-), T B : princess time, V 1 : vehicle speed when t = 0, V 2 : preceding vehicle speed when t = 0,
D1 = V1TB + V1T1 + 0.5A1T1 2이고, D2 = V2T2 + 0.5A2T2 2이다.D 1 = V 1 T B + V 1 T 1 + 0.5 A 1 T 1 2 , and D 2 = V 2 T 2 + 0.5 A 2 T 2 2 .
또한, Df = D - D1 + D2,In addition, D f = D-D 1 + D 2 ,
= D - V1TB + V1T1 + 0.5A1T1 2 + V2T2 + 0.5A2T2 2이다.= D-V 1 T B + V 1 T 1 + 0.5 A 1 T 1 2 + V 2 T 2 + 0.5 A 2 T 2 2 .
이때, 추돌이 발생하지 않을 조건은 Df ≥0이다.At this time, the condition that collision does not occur is D f ?
또한, T1 = - V1/A1, T2 = - V2/A2이므로, 이 두식을 이용하여 안전거리 D를 구하면 D = V1TB + (V1-V2)2/V1 + V 2 2/2A2 - V1 2/2A1(Km)(Human Factor고려)이다.Also, since T 1 =-V 1 / A 1 , T 2 =-V 2 / A 2 , the safe distance D can be obtained using this expression: D = V 1 T B + (V 1 -V 2 ) 2 / V 1 + V 2 2 / 2A 2 -V 1 2 / 2A 1 (Km) (Human Factor considered).
여기서, TB = 1Sec, A1 = 90000Km/H2, A2 = 85000Km/H 2이다.Here, T B = 1Sec, A 1 = 90000 Km / H 2 , and A 2 = 85000 Km / H 2 .
따라서, 상대속도 R = V1 - V2 라 하면 안전거리 D = (10/36)V1 + 10R 2/36V1 + V1 2/180 - V2 2/170(m)로 추출된다.Therefore, the relative rate R = V 1 - V 2 Assuming that the safety distance D = (10/36) V 1 + 10R 2 / 36V 1 + V 1 2/180 - is taken as V 2 2/170 (m) .
상기한 바와 같이 추출되는 차속에 따른 안전거리는 하기의 표 3과 같이 정리된다.Safety distance according to the vehicle speed extracted as described above is summarized as shown in Table 3 below.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 밀리파 레이더를 이용하는 차량 추돌 경보 시스템의 구현을 통해 도로 주행중 자차선에 주행하고 있는 선행차량에 대해 추돌 위험이 발생시 경보의 송출로 운행에 안정성과 편리성 및 신뢰성을 제공된다.As described above, the present invention provides stability, convenience, and reliability in the operation of an alarm route when a collision risk occurs with respect to the preceding vehicle running on the own lane while driving on the road through the implementation of a vehicle collision warning system using millimeter wave radar. Is provided.
또한, 기존의 초음파 센서나 레이져 센싱 기술로 구현할 수 없었던 상대속도의 검출과 기상환경이나 도로 환경에 강한 시스템의 제공과 전방의 주행중인 차량을 연속적으로 추적하여 차속에 따라 산출된 안전거리 이내로 좁혀질 때 경보가 출력되도록 하여 추돌 방지 시스템의 기능에 신뢰성이 제공된다.In addition, the detection of relative speed, which could not be realized by the existing ultrasonic sensor or laser sensing technology, the provision of a strong system for weather or road environment, and the continuous tracking of vehicles in front of the vehicle, the vehicle will be narrowed within the safety distance calculated according to the vehicle speed. An alarm is output to provide the reliability of the collision avoidance system.
또한, 물체의 거리, 상대속도 등의 정확한 계측을 통해 영상센서를 이용한 차선이탈 경보장치와 함께 연동하여 동작할 수 있는 ICC(Intelligent Cruise Control) 차량에 적용하는 경우에 그 기능이 더욱 향상된다.In addition, the function is further improved when applied to an ICC (Intelligent Cruise Control) vehicle that can operate in conjunction with the lane departure warning device using an image sensor through accurate measurement of the object's distance, relative speed, and the like.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에 대한 구성 블록도.1 is a block diagram illustrating a collision warning device of a vehicle according to the present invention.
도 2는 본 발명에 적용되는 레이더의 일부 절결 단면 사시도.Figure 2 is a partially cutaway cross-sectional perspective view of the radar applied to the present invention.
도 3은 본 발명에 적용되는 도 2의 NRD 방식 레이더에 대한 송수신 등가 구성도.Figure 3 is an equivalent configuration of transmission and reception for the NRD radar of Figure 2 applied to the present invention.
도 4는 본 발명에 다른 예로서 적용되는 FMCW 방식 레이더의 개념도.4 is a conceptual diagram of an FMCW radar applied as another example to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 레이더 동작시 입력되는 대상에 대한 일시도.Figure 5 is a temporary view of the object input during the radar operation in the collision warning device of the vehicle according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 레이더 동작시 입력되는 대상의 정지 및 주행중 물체 인식에 대한 예시도.Figure 6 is an exemplary view of the object recognition during the stop and driving of the object input during the radar operation in the collision warning device of the vehicle according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 레이더에 입력되는 신호의 처리과정을 도시한 흐름도.7 is a flowchart illustrating a process of processing a signal input to a radar in a collision warning device of a vehicle according to the present invention;
도 8a는 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 레이더 빔의 입출력 관계를 도시한 파형도.Figure 8a is a waveform diagram showing the input and output relationship of the radar beam in the collision warning device of the vehicle according to the present invention.
도 8b는 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 비트 신호 검출에 대한 파형도.Figure 8b is a waveform diagram for the detection of the bit signal in the collision warning device of the vehicle according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에서 추돌 경보 처리 과정을 도시한 흐름도.9 is a flowchart illustrating a collision warning process in a collision warning apparatus of a vehicle according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 차량의 추돌 경보장치에 추돌 경보를 위한 안전거리 산출에 대한 도식도.10 is a schematic diagram for calculating the safety distance for the collision warning in the collision warning device of the vehicle according to the present invention.
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