KR100994152B1 - 차량용 블랙박스 및 그 제어방법 - Google Patents

차량용 블랙박스 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이더센서 SoC에 대한 것으로, 특히 레이더를 이용함으로써 전파와 반사파의 시간차이 및 도플러 주파수를 이용하여 주행 중 앞차 및 뒤차와의 거리 및 속도를 측정할 수 있는 차량용 블랙박스 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 블랙박스는, 차량 자체의 속도, 가속도, 가속도 변화, 방향, 브레이크 작동 및 안전띠 착용 유무 중 적어도 하나의 차량에 대한 정보를 감지하는 감지수단; 상기 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라; 및 상기 차량의 주변에 근접하는 물체에 대해, 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 레이더 센서 SoC를 포함하고, 상기 차량에 대한 정보와, 상기 근접하는 물체에 대한 정보를 연관지어 기록하는 블랙박스 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 주행 중 앞차 및 뒤차와의 거리, 속도 및 가속도를 저장할 수 있으며, 또한 주행 중 갑자기 끼어든 차량 또는 사람에 대한 속도 및 거리에 대한 정보를 기록할 수 있으므로, 좀더 정확한 사고분석을 가능하게 한다.
차량용 블랙박스, 레이더 센서 SoC

Description

차량용 블랙박스 및 그 제어방법 {Vehichle Blackbox And the controlling Method Thereof}
본 발명은 레이더센서 SoC에 대한 것으로, 특히 레이더를 이용함으로써 전파와 반사파의 시간차이 및 도플러 주파수를 이용하여, 주행 중 앞차 및 뒤차와의 거리 및 속도를 측정할 수 있는 차량용 블랙박스 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량용 블랙박스는 차량의 속도, 방향, 브레이크 작동, 안전띠 착용 유무 등 관련 데이터를 분석하여 교통사고의 원인을 정확히 파악해주는 시스템이다. 현재까지의 차량용 블랙박스는 블랙박스가 장착된 차량에 대한 주행정보만을 기록하고 있다. 그러나, 교통사고의 원인을 정확히 분석하기 위해서는 자기 차량뿐만 아니라 상대 차량 (주행 중 앞,뒤 차량)에 대한 주행정보가 필요하다.
종래의 차량용 블랙박스는 블랙박스가 장착된 차량 자체에 대한 속도 및 가속도, 방향, 브레이크 작동, 안전띠 착용 유무 등 관련 데이터를 저장하여, 사고시 에 저장된 데이터를 분석하여 원인을 분석하고 있다. 최근에는 카메라 기술을 이용하여, 사고시에 자동으로 사고 상황의 영상 정보를 획득하는 블랙박스 시스템이 발표되고 있다. 도 1은 종래 기술에 의한 단순 구조의 카메라가 장착된 차량용 블랙박스의 구조를 나타낸 구성도이다.
이러한 종래 기술에 의한 차량용 블랙박스는 자기차량에 대한 속도나 가속도 및 차량운행정보를 측정하기 위해 고안된 센서 기술이나, 사고 영상을 담기 위한 카메라 기술이 접목되었으나, 주행 중의 앞차나 뒤차와의 거리 및 속도에 대한 측정은 불가능하며, 더욱이 갑자기 끼어든 차량이나 사람에 대한 정보를 추출해 내지는 못하는 한계점이 존재한다.
본 발명은 레이더 센서를 이용함으로써 현재 차량의 전방 또는 후방에 존재하는 목표물의 이동속도 및 목표물까지의 거리를 확인할 수 있는 차량용 블랙박스 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스는, 차량 자체의 속도, 가속도, 가속도 변화, 방향, 브레이크 작동 및 안전띠 착용 유무 중 적어도 하나의 차량에 대한 정보를 감지하는 감지수단; 상기 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라; 및 상기 차량의 주변에 근접하는 물체에 대해, 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 레이더 센서 SoC를 포함하고, 상기 차량에 대한 정보와, 상기 근접하는 물체에 대한 정보를 연관지어 기록하는 블랙박스 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 다른 면에 따라, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스 제어 방법은, 차량의 속도, 가속도, 가속도 변화, 방향, 브레이크 작동 및 안전띠 착용 유무 중 적어도 하나의 차량에 대한 정보를 감지하는 단계; 상기 차량 주변의 영상을 촬영하는 단계; 레이더 센서 SoC를 이용하여 상기 차량의 주변에 근접하는 물체에 대해, 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 단계; 및 상기 차량에 대한 정보와, 상기 근접하는 물체에 대한 정보를 연관지어 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 차량용 블랙박스를 위한 레이더센서 SoC에 따르면, 본 레이더가 함께 장착된 차량용 블랙박스는 주행 중 앞차 및 뒤차와의 거리, 속도, 가속도 및 갑자기 끼어든 차량과의 거리 및 속도에 대한 정보를 기록할 수 있으므로, 좀더 정확한 사고분석을 가능하게 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
레이더(RADAR)는 RAdio Detecting And Ranging의 약자로서, 전자파를 송신한 후 물체에 의해 반사된 수신파를 이용하여 물체의 이동 속도 및 물체까지의 거리를 측정할 수 있는 장치이다.
본 발명은 이러한 레이더 센서를 단일 칩 SoC로 구현하며, 하나의 칩 안에 안테나, RF송신기, RF수신기, 제어부, 신호처리부를 모두 포함하여 구성되도록 구현한다.
또한 본 발명은 이러한 단일 칩 레이더 센서 SoC를 차량용으로 구현하여, 차량의 전방 및 후방에 본 단일 칩 레이더 센서 SoC를 이용하여 전방 및 후방 차량과의 거리 및 전후방 차량의 속도를 연산하여 이를 차량용 블랙박스에 전달하여, 보다 정확하고 정밀한 사고 분석이 가능케 한다.
도 2는 본 발명에 의한 레이더 센서가 차량에 부착된 것을 나타내는 개략도이며, 도3은 본 발명에 따른 차량용 블랙박스를 위한 레이더센서 SoC의 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 레이더 센서 SoC(100)는, 전파를 송출 및 상기 전파가 목표물에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하는 안테나부(110)와, 전파를 생성하여 상기 안테나부(110)를 통하여 송출하도록 하는 RF 송신부(120)와, 상기 반사파를 증폭 및 검파하는 RF 수신부(140)와, 상기 RF 수신부(140)로부터 검파된 반사파를 수 신받아 이를 기초로 상기 목표물의 거리 및 속도를 연산하는 신호처리부(150)와, 상기 RF 송신부(120)에 전파를 송출하라는 제어신호를 보내고, 상기 신호처리부(150)로부터 상기 목표물의 거리 및 속도를 수신하는 제어부(130) 및 상기 제어부(130)로부터 상기 목표물의 거리 및 속도를 받아 이를 기록하는 기록장치(160)를 포함하여 구성되며, 이를 원-칩 형태의 SoC로서 구현되도록 하는 것에 그 특징이 있다.
이러한 본 발명에 의한 레이더 센서 SoC(100)는, 상기 제어부(130)로부터 제어신호를 받아 차량용 블랙박스와 상기 목표물의 속도 및 거리에 대한 데이터를 통신하는 통신부(170)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 각 구성요소에 대하여 상세한 설명을 기재한다.
안테나부(110)는 RF 송신부(120)와 RF 수신부(140)와 통신을 이루며, RF 송신부(120)의 신호를 받아 전파를 송출한다. 또한 전방에 존재하는 목표물에 상기 전파가 반사되어 되돌아오는 반사파를 감지하여 수신하고 이를 RF 수신부(140)에 전달한다.
RF 송신부(120)는 제어부(130)의 제어신호를 받아 마이크로 전파를 송출하도록 안테나부(110)에 신호를 전달한다. 이러한 RF 송신부(120)의 구조 및 동작원리는 당업자에게 자명한 사항이며, 본 발명의 주요한 기술적 사상의 요소는 아니므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
RF 수신부(140)는 상기 안테나부(110)가 수신한 반사파를 전달받아 이를 증폭, 검파한다. 상기 송출 전파의 반사파는 그 강도가 미약한 것이 일반적이므로 이 를 증폭하고 노이즈를 제거하는 등의 검파 과정을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 전파의 증폭 및 검파는 슈퍼헤테로다인 방식이 사용되는 것이 일반적이나 이는 일 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 반드시 이러한 방식에 한정하지 않으며 다양한 방식의 증폭/검파 방법을 사용하여 구현하도록 할 수 있다.
신호처리부(150)는 상기 RF 수신부(140)에서 검파된 반사파를 전달받아 이를 기초로 목표물과의 거리 및 목표물의 속도를 연산한다.
즉, 송신 전파의 속도 특성(예컨대 파장 또는 주파수)을 기초로 송신 전파와 수신 반사파의 시간 차이를 이용하여 상기 목표물과의 거리를 연산하여 신호처리부(150)가 목표물과의 거리를 연산한다.
또한 이러한 목표물의 이동 속도를 구하기 위하여, 상기 신호처리부(150)는 차량의 속도계(300)와 통신 연결되어 상기 차량의 속도계(300)로부터 현재 차량의 운행 속도를 전달받는 것이 바람직하고, 이를 통하여 도플러 주파수를 측정하여 상기 목표물의 상대속도를 추정하고 상기 현재 차량에서 전달받은 현재 차량의 속도를 기초로 상기 상대속도를 가산함으로써 상기 목표물의 절대속도를 측정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구해진 목표물의 거리 및 속도에 대한 정보는 제어부(130)로 전달된다.
제어부(130)는 RF 송신부(120)에 안테나부(110)를 통하여 전파를 송출하도록 하는 제어 신호를 보낸다. 또한 상기 신호처리부(150)에서 전달되는 목표물과의 속도 및 거리에 대한 정보를 수집하고 이를 기록장치(160)에 기록한다.
또한 제어부(130)는 차량용 블랙박스와 상기 기록장치(160)에 저장된 목표물의 속도 및 거리에 대한 데이터를 통신부(170)를 통하여 차량용 블랙박스에 전달하는 것이 바람직하다.
기록장치(160)는 상기 제어부(130)로부터 목표물의 속도 및 거리에 대한 데이터를 받아 이를 저장하는 역할을 하며, 독립된 저장매체(예컨데 플래시 메모리나 RAM) 등으로 구현될 수 있으나, 또한 본 SoC 내의 시스템 메모리 등의 일부 구간 또는 논리적 저장공간으로서 구현될 수도 있음은 당업자에게 자명한 사실일 것이다.
이러한 기록장치(160)의 데이터는 통신부(170)를 통하여 차량용 블랙박스에 전달되도록 본 발명을 구현할 수도 있으나, 이와는 다소 다르게 본 기록장치(160)의 데이터를 보존하여 이러한 데이터 자체를 블랙박스의 데이터와 같이 취급하여 본 장치만으로 하나의 간소한 블랙박스로서 이용되도록 구현하는 것도 하나의 실시예가 될 것이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스를 위한 레이더센서 SoC의 일실시예를 도시한 개략도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 레이더 센서 SoC(100)를 차량의 전후방에 장착하여 전방과 후방을 감시하고, 레이더의 전자파를 이용함으로써 본 장치를 장착하고 있는 차량의 전방과 후방에서 주행하고 있는 차들량의 속도와 거리를 측정할 수 있으며, 이를 기록함으로써 차량용 블랙박스로서 이용되도록 할 수 있다.
또한 도3b에 도시된 바와 같이, 사람이나 차량이 전후방에 돌연 출연한 경우에도, 이러한 돌발적인 출연의 시점, 속도 및 거리의 정보를 기록할 수 있으므로 레이더를 이용한 차량용 블랙박스를 사용할 경우 자기 차량에 대한 정보뿐만 아니라 상대 차량 및 돌연 출연한 사람에 대한 정보도 함께 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 SoC의 운용 방법에 대한 순서도 이다.
본 발명에 따르면, 최초 일정 시간마다 펄스 전파를 송출한다 (S510). 일정 시간마다 전파를 송출함으로써 목표물에 대한 데이터를 목표물 별로 유지하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 전파가 목표물에 부딪혀 반사되어 돌아오는 반사파를 수신 및 검출하며 (S520), 상기 검출된 반사파로부터 상기 목표물과의 거리 및 상기 목표물의 이동 속도를 측정한다 (S530).
또한, 이렇게 측정된 상기 목표물과의 거리 및 상기 목표물의 이동 속도에 대한 데이터를 저장하는 단계(S540) 및 상기 측정된 목표물의 거리 및 속도를 차량용 블랙박스에 전송하는 단계(S550)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 6는 도 5의 S530 단계에 대한 세부 순서를 나타내는 순서도이다.
목표물의 이동 속도를 구하기 위하여, 우선 차량의 현재 속도를 속도계(300) 로부터 전달받아 이를 유지하는 것이 필요하다 (S531). 이는 현재 본 발명에 의한 장치를 부착한 차량의 속도를 이용하여 목표물의 이동 속도를 측정하도록 하기 위함이다.
즉, 목표물의 이동 속도를 구하기 위하여, 도플러 주파수를 측정하여 상기 목표물의 상대속도를 추정한다 (S532). 상대 속도란 본 장치를 장착한 차량에 대한 목표물의 이동 속도를 나타내는 것으로 도플러 효과를 이용하여 이를 측정할 수 있다.
이러한 상기 상대속도에 대하여, 현재 차량의 속도를 기초로 상기 상대속도를 가산하여 상기 목표물의 절대속도를 측정함으로써 목표물의 이동속도, 즉 절대속도를 측정할 수 있다 (S533). 예컨대, 현재 본 차량의 이동속도가 80Km/H로 측정되고 전방의 목표물에 대한 상대속도가 -30Km/H로 측정된다면, 현 이동속도에서 상대속도를 가산한 50Km/H가 목표물의 이동속도(절대속도)로서 측정되는 것이다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 의한 레이더 SoC는 일정 시간마다 전파를 송출함으로써 목표물의 속도 및 거리에 대한 정보를 유지할 수 있다.
또한 본 발명은 각 목표물 별로 데이터를 유지하도록 구현하는 것도 바람직하다. 이를 위하여, 최초의 새로운 반사파가 입력된 경우 상기 반사파에 대응하는 목표물에 대하여 각각 최초 반사파 입력 시간, 목표물까지의 거리 및 목표물의 속도에 대한 데이터를 유지 및 관리하도록 구현할 수 있다.
이를 통하여 갑자기 등장하는 목표물에 대한 출현 시각 및 출현 목표물의 속 도 및 거리를 측정함으로써, 사고 등이 발생한 경우 이러한 데이터를 추적하여 사고 당시의 정보를 보다 명확하게 얻을 수 있다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 실시 예를 설명하였다. 이러한 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지, 발명의 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
따라서, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 단순 구조의 카메라가 장착된 차량용 블랙박스의 구조를 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 레이더 센서가 차량에 부착된 것을 나타내는 개략도
도 3는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스를 위한 레이더센서 SoC의 구성을 나타내는 구성도.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 차량용 블랙박스를 위한 레이더센서 SoC의 일실시예를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 레이더 센서 SoC의 운용 방법에 대한 순서도.
도 6는 도 5의 S530 단계에 대한 세부 순서를 나타내는 순서도.

Claims (16)

  1. 차량 자체의 속도, 가속도, 가속도 변화, 방향, 브레이크 작동 및 안전띠 착용 유무 중 적어도 하나의 차량에 대한 정보를 감지하는 감지수단;
    상기 차량 주변의 영상을 촬영하는 카메라; 및
    상기 차량의 주변에 근접하는 물체에 대해, 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 레이더 센서 SoC를 포함하고,
    상기 차량에 대한 정보와, 상기 근접하는 물체에 대한 정보를 연관지어 기록하는 블랙박스 장치
    를 포함하는 차량용 블랙박스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이더 센서 SoC는,
    전파를 송출하고, 상기 물체에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하는 안테나부와,
    전파를 생성하여 상기 안테나부를 통하여 송출하도록 하는 RF 송신부와,
    상기 반사파를 증폭 및 검파하는 RF 수신부와,
    상기 RF 수신부로부터 검파된 반사파를 수신받아, 이를 기초로 상기 물체의 거리 및 속도를 연산하는 신호처리부와,
    일정 시간마다 상기 RF 송신부에 상기 전파를 송출하라는 제어신호를 보내고, 상기 신호처리부에 의해 파악된 상기 물체의 거리 및 속도를 확인하는 제어부
    를 포함하는 것인 차량용 블랙박스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레이더 센서 SoC는,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 저장하는 기록장치
    를 더 포함하는 것인 차량용 블랙박스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는,
    상기 전파의 속도 특성을 기초로, 상기 전파와 상기 반사파의 시간 차이를 이용하여 상기 물체와의 거리를 연산하는 것인 차량용 블랙박스.
  5. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는,
    차량의 속도계와 통신 연결되어, 상기 차량의 속도계로부터 현재 차량의 운행 속도를 전달받는 것인 차량용 블랙박스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호처리부는,
    도플러 주파수를 측정하여 상기 물체의 상대속도를 추정하고, 상기 차량에서 전달받은 상기 현재 차량의 운행 속도를 기초로 상기 상대속도를 가산하여 상기 물체의 절대속도를 산출하여 상기 이동 속도로 결정하는 것인 차량용 블랙박스.
  7. 제3항에 있어서, 상기 레이더 센서 SoC는,
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 기록 장치에 저장된 상기 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 상기 블랙박스 장치에 송신하는 통신부
    를 더 포함하는 것인 차량용 블랙박스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 통신부는,
    상기 물체의 상기 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 일정 시간마다 상기 블랙박스 장치에 송신하는 것인 차량용 블랙박스.
  9. 차량의 속도, 가속도, 가속도 변화, 방향, 브레이크 작동 및 안전띠 착용 유무 중 적어도 하나의 차량에 대한 정보를 감지하는 단계;
    상기 차량 주변의 영상을 촬영하는 단계;
    레이더 센서 SoC를 이용하여 상기 차량의 주변에 근접하는 물체에 대해, 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 단계; 및
    상기 차량에 대한 정보와, 상기 근접하는 물체에 대한 정보를 연관지어 저장하는 단계
    를 포함하는 차량용 블랙박스 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 파악하는 단계는,
    상기 차량의 현재 속도를 속도계로부터 전달받아, 상기 현재 속도를 이용하여 상기 물체의 이동 속도를 파악하는 단계
    를 포함하는 것인 차량용 블랙박스 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 물체의 이동속도를 파악하는 단계는,
    도플러 주파수를 측정하여 상기 물체의 상대속도를 추정하는 단계와,
    상기 차량의 현재 속도를 기초로 상기 상대속도를 가산하여 상기 물체의 절대속도를 측정하여 상기 이동 속도로 결정하는 단계
    를 포함하는 것인 차량용 블랙박스 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 물체의 이동속도를 파악하는 단계는,
    상기 물체의 속도의 변화값을 일정 시간마다 연산하여, 상기 물체의 가속도를 추정하는 단계
    를 더 포함하는 것인 차량용 블랙박스 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    기록 매체에 상기 파악된 근접 시점, 근접 거리 및 이동 속도를 기록하는 단계
    를 더 포함하는 차량용 블랙박스 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    최초의 반사파가 수신된 경우, 상기 최초의 반사파에 대응하는 물체에 대하여 각각 최초 반사파 수신 시간, 상기 대응하는 물체의 근접 거리 및 상기 대응하는 물체의 이동 속도에 대한 데이터를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 차량용 블랙박스 제어 방법.
  16. 삭제
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