KR101144043B1 - control method for prevention of pedestrian accident using the bluetooth and zigbee - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 내에 2개의 마스터 안테나를 장착하여 차량 주행방향과 타 기기와의 수신 감도 및 안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하고, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동제어 과정에 활용하여 차량 선회시 선회각을 감소시킴으로써, 언더 스티어 경향을 나타내고, 제동제어를 통해 정지 거리를 감소시켜 슬레이브로 인식된 사람 또는 차량에 대해서 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pedestrian accident prevention control method using short-range portable mobile communication, and more particularly, by mounting two master antennas in a vehicle, the position is increased according to the driving direction of the vehicle, reception sensitivity with other devices, and an increase in antenna gain. By detecting the position and using the position information in the steering and braking control process of the vehicle to reduce the turning angle when turning the vehicle, the understeering tendency is shown, and the stopping distance is reduced by the braking control for the person or the vehicle recognized as the slave. The present invention relates to a pedestrian accident prevention control method using a near-field portable mobile communication to prevent accidents.
이를 위해, 본 발명은 블루투스 및 지그비를 이용하여 차량간 통신을 하여 주변의 기기(슬레이브)를 지속적으로 탐색하는 인콰이어리 및 페어링(Inquiry/Pairing) 과정을 일정 시간 동안 반복하는 단계와; 상기 단계에서 수신측의 감도와 안테나 이득 측정에 의해 2개의 마스터를 차량내 탑재하여, 차량내 거리를 기준으로 임의의 점에 위치한 타 기기의 위치를 정확하게 판단하는 단계와; 상기 단계에서 위치가 파악된 타 기기와의 PIN(Product ID)을 주고받는 페어링과정을 형성하고, 타 기기의 위치가 차량의 좌측/우측에 있는지 여부를 판단하는 단계와; 차량 주행 방향과 타 기기와의 수신 감도/안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하며, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동 제어를 통해 선회각을 감소시키고, 정지 거리를 감소시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법을 제공한다.To this end, the present invention comprises the steps of repeating the inquiries and pairing (Inquiry / Pairing) process for a predetermined time to continuously search the peripheral devices (slave) by the communication between the vehicle using Bluetooth and Zigbee for a predetermined time; Mounting two masters in the vehicle by measuring the sensitivity of the receiving side and antenna gain in the above step, and accurately determining the position of other devices located at arbitrary points based on the in-vehicle distance; Forming a pairing process of exchanging a PIN (Product ID) with another device whose location is determined in the step, and determining whether the location of the other device is on the left / right side of the vehicle; Detecting a position according to a vehicle driving direction and an increase in reception sensitivity / antenna gain with another device, and reducing the turning angle and reducing the stopping distance through steering and braking control of the position information; It provides a pedestrian accident prevention control method using a near-portable mobile communication, characterized in that made.
블루투스/지그비, 마스터, 슬레이브, 브레이크 페달, ABS, 스티어링 모터 Bluetooth / ZigBee, Master, Slave, Brake Pedal, ABS, Steering Motor
Description
도 1은 블루투스 및 지그비를 이용하여 마스터가 탑재된 차량과 주변기기 간의 통신기술의 작동원리를 설명하기 위한 도면이고,1 is a view for explaining the operation principle of the communication technology between the master-mounted vehicle and the peripheral device using Bluetooth and Zigbee,
도 2는 블루투스 및 지그비를 이용하여 주변기기를 탐색하고, 특정 주파수가 맞는 기기를 발견하고 접속하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,FIG. 2 is a diagram illustrating a process of searching for a peripheral device using Bluetooth and ZigBee, and finding and accessing a device having a specific frequency.
도 3a 및 도 3b는 블루투스 및 지그비를 이용한 종래의 주변기기와의 거리측정방법을 설명하기 위한 도면 및 순서도이고,3A and 3B are diagrams and a flowchart for explaining a distance measuring method with a conventional peripheral device using Bluetooth and ZigBee,
도 4는 수신기 감도변화에 따른 안테나 사이의 거리 변화를 나타내는 그래프이고,4 is a graph showing a change in distance between antennas according to a change in receiver sensitivity;
도 5는 안테나 이득을 설명하기 위한 등방성 빔패턴 및 실제 안테나의 빔패턴을 나타내는 도면이고,5 is a diagram illustrating an isotropic beam pattern and a beam pattern of an actual antenna for explaining antenna gain,
도 6은 본 발명에 따른 2개의 마스터가 장착된 차량의 주변기기 탐색방법을 설명하기 위한 도면이고,6 is a view for explaining a method for searching for a peripheral device of a vehicle equipped with two masters according to the present invention;
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 2개의 마스터가 장착된 차량에서 임의 지점에 위치한 주변기기 간의 거리측정을 설명하기 위한 도면이고,7A and 7B are diagrams for explaining a distance measurement between peripheral devices located at arbitrary points in a vehicle equipped with two masters according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 전동식 파워스티어링장치의 일실시예를 나타내는 개략도이고,8 is a schematic view showing an embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention,
도 9는 본 발명에 따른 브레이크 제어장치의 일실시예를 나타내는 개략도이고,9 is a schematic view showing an embodiment of a brake control apparatus according to the present invention;
도 10은 본 발명에 따른 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법을 나타내는 순서도이고,10 is a flowchart illustrating a pedestrian accident prevention control method using a short-range portable mobile communication according to the present invention,
도 11은 RSSI 측정가능한 블루투스 모듈의 일실시예를 나타내는 구성도이다.11 is a block diagram illustrating an embodiment of a RSSI-measurable Bluetooth module.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 마스터 11 : 마스터/슬레이브10: Master 11: Master / Slave
12~15 : 슬레이브 16 : 마스터 실린더12 ~ 15: Slave 16: Master Cylinder
17 : 브레이크 페달 18 : 유압제어시스템17
19 : 컨트롤러 20 : ABS19: controller 20: ABS
21 : 휠 22 : 스티어링 모터21: wheel 22: steering motor
본 발명은 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 내에 2개의 마스터 안테나를 장착하여 차량 주행방향과 타 기기와의 수신 감도 및 안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하고, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동제어 과정에 활용하여 차량 선회시 선회각을 감소시킴으로써, 언더 스티어 경향을 나타내고, 제동제어를 통해 정지 거리를 감소시켜 슬레이브로 인식된 사람 또는 차량에 대해서 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pedestrian accident prevention control method using short-range portable mobile communication, and more particularly, by mounting two master antennas in a vehicle, the position is increased according to the driving direction of the vehicle, reception sensitivity with other devices, and an increase in antenna gain. By detecting the position and using the position information in the steering and braking control process of the vehicle to reduce the turning angle when turning the vehicle, the understeering tendency is shown, and the stopping distance is reduced by the braking control for the person or the vehicle recognized as the slave. The present invention relates to a pedestrian accident prevention control method using a near-field portable mobile communication to prevent accidents.
현재 보행자를 감지하여 상해를 방지하는 보행자 보호기술로, 보행자를 사고로 충돌하여 충격으로부터 상해를 감소시키는 시스템이 차체 형성 기술로 개발되고 있으나, 충돌 자체를 회피할 수 있는 사고방지 시스템(Pre-Safety)의 적용이 시장과 소비자의 욕구 증가로 확대되고 있다. As a pedestrian protection technology that detects pedestrians and prevents injuries, a system that reduces injuries from impacts by colliding pedestrians with accidents is being developed as a body shaping technology. ) Is expanding with increasing market and consumer needs.
상기 충돌 후 상해 감소 기술로서, 속도 측정장치 및 후드 상승시스템(Velocity calculating device and hood raising system)이 미국특허 6,332,115호에 개시되어 있고, 아웃보드 에어백 시스템(Outboard airbag system)이 미국특허 6,880,666호에 개시되어 있고, 보행자 보호 안전장치(Safety device for the protection of pedestrians)가 미국특허 4,249,632호에 개시되어 있다.As the post-collision injury reduction technology, a velocity measuring device and a hood raising system are disclosed in US Pat. No. 6,332,115, and an outboard airbag system is disclosed in US Pat. No. 6,880,666. Safety device for the protection of pedestrians is disclosed in US Pat. No. 4,249,632.
이러한 소비자 의식의 증가로 인하여 보호 장치의 설계가 기존 충돌 후 에어백 작동과는 다른, 휴대형 이동통신 기기에 통신 주파수 모니터링을 통해서 보행자 충돌을 방지하는 샤시 제어 기술이 제안되고 있다.Due to the increased consumer awareness, a chassis control technology has been proposed that prevents pedestrian collisions by monitoring the frequency of communication in a portable mobile communication device, which is different from the conventional airbag operation after the design of the protection device.
최근에는 블루투스/지그비 장치를 이용한 전방 차량 감지 및 진입 물체를 감지하며, 주변 통신 기기의 작동을 감지하여 운전자에게 경고 및 제동 샤시 조향 보조 안전 기능을 부가하는 기술들이 개발되고 있다.Recently, technologies for detecting a vehicle in front of a vehicle using a Bluetooth / ZigBee device and an entry object, and detecting warnings of a peripheral communication device to add a warning and braking chassis steering assistance safety function to a driver are being developed.
상기 블루투스(Bluetooth)는 근거리 무선통신으로 가까운 거리에 있는 컴퓨 터?주변기기?핸드폰?PDA간 통신을 복잡한 전선없이 무선으로 연결하는 기술로서, 현재 에릭슨?IBM?노키아?도시바 등이 중심이 된 협력체(SIG)에서 표준규격을 제정하고 있으며, 국내에는 삼성전자?LG전자?SK텔 레콤 등 60여개 업체가 SIG에 참여하고 있다. The Bluetooth technology is a technology for wirelessly connecting communication between computers, peripheral devices, mobile phones, and PDAs in a short distance by short-range wireless communication without complicated wires, and currently, a collaboration between Ericsson, IBM, Nokia, Toshiba, etc. SIG) is enacting standard standards, and about 60 companies including Samsung Electronics, LG Electronics, and SK Telecom are participating in the SIG.
상기 블루투스는 하드웨어뿐만 아니라 소프트웨어 부분에서도 완성을 목전에 두고 있고, 많은 SIG 멤버들이 참여하고 있어, 사용자의 현재 욕구를 즉시 낮은 가격에 만족시킬 수 있다는 점이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 이때, 통신 거리는 Class(등급)에 따라 100m 까지 사용이 가능하다. The Bluetooth is not only hardware, but also in the software part, and many SIG members are participating, and the biggest advantage is that the user's current needs can be immediately satisfied at a low price. At this time, the communication distance can be used up to 100m according to the class.
실제적인 블루투스 기술은 핸즈프리로 차량에 적용되고 있으며, 점차 차량내 컴퓨터 기기, PMP 등 전자 제품간의 통신을 획기적으로 개선할 수 있는 기술로서, 근거리 기기의 발견을 이용하여 통신 제어를 한다.Practical Bluetooth technology is applied to a vehicle hands-free, and gradually improves communication between electronic products such as computer devices and PMPs in vehicles, and controls communication using discovery of short-range devices.
한편, 지그비(Zigbee)는 저속 전송 속도를 갖는 오토메이션 및 네트워크를 위한 표준 기술로서, 버튼 하나로 하나의 동작을 잡아 집안 어느 곳에서나 전등 제어 및 보안 시스템 VCR 온/오프 등을 할 수 있고, 주위의 기기와 접속하여 제어할 수 있으며, 인터넷을 통한 전화 접속으로 홈 오토메이션을 가능하게 해주는 기술이다.Zigbee, meanwhile, is a standard technology for automation and networks with a low transmission speed.It is possible to turn on / off the light control and security system VCR anywhere in the house with the push of a button at the touch of a button. It is a technology that enables home automation by dialing through the Internet.
또한, 상기 지그비는 IEEE 802.15.4에서 표준화가 진행되며, 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀 방식은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DS-SS)이며, 데이터 전송 속도는 20~250kbps이다. In addition, the Zigbee is standardized in IEEE 802.15.4, the frequency band is 2.4GHz, 868 / 915MHz in dual PHY form, the modem method is a direct sequence spread spectrum (DS-SS), the data transmission rate is 20 to 250 kbps.
그리고, 상기 지그비는 점차 센서와 기기간의 무선 인터페이스 기술로 주목 받고 있으며 저가, 저소비 전력이 제품 경쟁력을 높이는 통신 기술로서, 근거리 기기 발견을 이용하여 제어를 가능하게 한다.In addition, ZigBee is increasingly attracting attention as a wireless interface technology between a sensor and a device, and low-cost, low-power power communication technology enhances product competitiveness, and enables control using near field devices.
상기 근거리 무선 이동통신 기술로서 차량/전자제품간의 통신이 고객의 요구로 증가하고 있으며, 신규 개발되는 제품은 블루투스 및 지그비 기술을 지원하는 경향이 증가 되고 있다.As the short-range wireless mobile communication technology, communication between vehicles and electronic products is increasing as a demand of customers, and new products that are newly developed are increasing in support of Bluetooth and Zigbee technologies.
상기 블루투스 및 지그비 기술의 작동원리는 도 1에 도시한 바와 같이 주변의 기기를 찾는 단계, 주변 기기를 찾은 후 주변기기와 접속을 구축하는 단계, 접속을 확인하는 단계, 기능(서비스)를 제공하는 단계 및 접속을 해제하는 단계로 이루어진다.The principle of operation of the Bluetooth and ZigBee technology is to find a peripheral device as shown in FIG. 1, establish a connection with the peripheral device after finding the peripheral device, confirm the connection, and provide a function (service). And releasing the connection.
미설명 도면약어 LMP는 Link Management Protocol 이고, SDP는 Service Discovery Protocol이다.Unexplained abbreviation LMP is a Link Management Protocol, and SDP is a Service Discovery Protocol.
즉, 블루투스 및 지그비 기술은 도 2에 도시한 바와 같이 주위에 있는 주변기기를 탐색하고, 특정 주파수가 맞는 기기를 발견하고 접속하게 되는 과정을 갖는다.That is, the Bluetooth and ZigBee technologies have a process of searching for a peripheral device as shown in FIG. 2 and finding and connecting a device having a specific frequency.
우선 피코넷(PICONET)에 참여하기 위해 대기하는 스탠바이 상태에서, 인콰이어리(INQUIRY) 및 페이지(PAGE)를 거쳐 연결된 AMA(ACTIVE MEMBER ADDRESS)를 전송하는 활성화 상태로 이루어진다.First of all, the standby state for waiting to participate in the PICONET (PICONET), the inquiries (INQUIRY) and the PAGE (PAGE) is connected to the active state to send the AMA (ACTIVE MEMBER ADDRESS).
상기 AMA는 피코넷 내에서 마스터가 슬레이브에게 할당하는 주소로서, 슬레이브를 구분하기 위해 사용된다.The AMA is an address assigned to the slave by the master in the piconet and used to distinguish the slaves.
도 3a 및 도 3b는 블루투스 및 지그비 기술의 작동을 설명하기 위한 도면 및 제어순서도로서, 마스터와 슬레이브 간의 장치를 발견하는 단계, 마스터와 슬레이브 간의 장치를 1 대1로 매칭하는 단계, 상기 장치를 서로 연결하는 단계 및 상기 장치 간에 상호 통신하는 단계로 이루어진다.3A and 3B are diagrams and control flow diagrams for explaining the operation of Bluetooth and ZigBee technology, including: discovering a device between a master and a slave, matching a device between a master and a slave one-to-one, and matching the devices with each other. Connecting and communicating between the devices.
이때, 상기 마스터가 슬레이브 장치를 발견하는 경우에 주파수 게인(gain)을 측정하고, 이 게인 측정값을 통해 마스터 및 슬레이브 간의 상대적 거리정보를 제공한다.In this case, when the master discovers a slave device, a frequency gain is measured and relative distance information between the master and the slave is provided through the gain measurement.
그러나, 현재의 기술로 도 4에 도시한 그래프와 같이 수신기(RX 감도) 변화에 따른 안테나 사이의 거리변화를 이용하여 다른 기기와의 거리를 측정할 수 있으나, 각도의 측정은 불가능한 단점이 있다.However, with the current technology, as shown in the graph shown in FIG. 4, the distance from another device can be measured using the distance change between the antennas according to the change of the receiver (RX sensitivity), but the measurement of the angle is impossible.
도 5는 등방성 빔패턴과 실제 안테나 빔패턴을 설명하기 위한 개념도로서, 안테나 이득(Antenna Gain)은 수학식 1과 같이 방향성(directivity)으로 인해 파생되는 상대적 이득을 말하며, 최대 전계 방향을 기준으로 등방성 복사패턴에 대비한 실제 안테나 복사패턴의 비율을 의미한다.FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an isotropic beam pattern and an actual antenna beam pattern. Antenna gain refers to a relative gain derived due to directivity as shown in Equation 1, and isotropic based on a maximum electric field direction. The ratio of the actual antenna radiation pattern to the radiation pattern.
즉, 안테나로 인해 신호가 커지는게 아니라, 등방성 복사패턴과 실제 안테나 복사패턴이 갖는 에너지량(체적)은 동일하므로, 사방으로 고르게 퍼져나가야 할 에너지가 일정방향으로 몰리는 경우에 그 쏠리는 비율을 의미한다.That is, the signal is not increased due to the antenna, but the amount of energy (volume) of the isotropic radiation pattern and the actual antenna radiation pattern is the same, and thus the ratio of the energy when the energy to be spread evenly in all directions is concentrated in a certain direction. .
단위로는 dB를 사용하며, 등방성 안테나를 기준으로 하는 경우는 dBi, 반면 다이폴(diopole) 안테나를 기준으로 하여 이득을 계산할 때는 dBd 라는 단위를 쓰기도 한다.DB is used as the unit, and dBi is used when referring to an isotropic antenna, while dBd is also used when calculating gain based on a dipole antenna.
상기 안테나의 이득이 높다는 말은 전자파를 전달하기를 원하는 특정방향으로 더욱 강한 전자파를 보낼 수 있다는 의미이다.The higher gain of the antenna means that stronger electromagnetic waves can be sent in a specific direction in which electromagnetic waves are desired.
종래의 근거리 통신 (Bluetooth, Zigbee, Wireless Lan) 등을 통해 주변기기를 탐색하고, 서비스를 제공하는 부분의 기술이 다수 개발 진행 중에 있다.Many technologies for searching for peripheral devices and providing services through conventional short-range communication (Bluetooth, Zigbee, Wireless Lan) are being developed.
그러나, 1개의 통신 마스터로부터 주변의 슬레이브 기기를 찾는 방법에 의해 마스터와 슬레이브간의 거리는 안테나의 원리를 이용하여 측정가능하나, 방향성을 알기가 어렵다.However, the distance between the master and the slave can be measured using the principle of the antenna by a method of finding a peripheral slave device from one communication master, but it is difficult to know the direction.
왜냐하면, 1개의 마스터가 장착된 차량은 도 6의 a,b 지점의 차량 및 사람과, c,d 지점의 사람과 차량의 위치를 거의 동일하게 판단하기 때문이다. 따라서 위치를 정확하게 측정하기 위해서는 복수개의 센서를 이용하여 거리 측정을 할 필요가 있다.This is because the vehicle equipped with one master judges the positions of the vehicles and people at points a and b of FIG. 6 and the persons and vehicles at points c and d almost identically. Therefore, in order to measure the position accurately, it is necessary to measure distance using a plurality of sensors.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 내에 2개의 마스터 안테나를 장착하여 차량 주행방향과 타 기기와의 수신 감도 및 안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하고, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동제어 과정에 활용하여 차량 선회시 선회각을 감소시킴으로써, 언더 스티어 경향을 나타내고, 제동제어를 통해 정지 거리를 감소시켜 슬레이브로 인식된 사람 또는 차량에 대해서 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is conceived in view of the above, the vehicle is equipped with two master antennas to detect the position according to the vehicle driving direction, the reception sensitivity with other devices and the antenna gain increases, and the position information It can be used in steering and braking control of the vehicle to reduce the turning angle when turning the vehicle, to show understeer tendency, and to reduce the stopping distance through braking control to prevent accidents on people or vehicles recognized as slaves. An object of the present invention is to provide a pedestrian accident prevention control method using a short-range portable mobile communication.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object in the pedestrian accident prevention control method using a short-range portable mobile communication,
블루투스 및 지그비를 이용하여 차량간 통신을 하여 주변의 기기(슬레이브)를 지속적으로 탐색하는 인콰이어리 및 페어링(Inquiry/Pairing) 과정을 일정 시간 동안 반복하는 단계와; 상기 단계에서 수신측의 감도와 안테나 이득 측정에 의해 2개의 마스터를 차량내 탑재하여, 차량내 거리를 기준으로 임의의 점에 위치한 타 기기의 위치를 정확하게 판단하는 단계와; 상기 단계에서 위치가 파악된 타 기기와의 PIN(Product ID)을 주고받는 페어링과정을 형성하고, 타 기기의 위치가 차량의 좌측/우측에 있는지 여부를 판단하는 단계와; 차량 주행 방향과 타 기기와의 수신 감도/안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하며, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동 제어를 통해 선회각을 감소시키고, 정지 거리를 감소시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Repeating an inquiry and pairing process for continuously searching for a peripheral device (slave) by communicating between vehicles using Bluetooth and Zigbee for a predetermined time; Mounting two masters in the vehicle by measuring the sensitivity of the receiving side and antenna gain in the above step, and accurately determining the position of other devices located at arbitrary points based on the in-vehicle distance; Forming a pairing process of exchanging a PIN (Product ID) with another device whose location is determined in the step, and determining whether the location of the other device is on the left / right side of the vehicle; Detecting a position according to a vehicle driving direction and an increase in reception sensitivity / antenna gain with another device, and reducing the turning angle and reducing the stopping distance through steering and braking control of the position information; Characterized in that made.
바람직한 구현예로서, 상기 차량의 조향제어는 블루투스 및 지그비 통신을 통해 슬레이브를 감지하는 단계, 차량의 주행조건을 판단하여 상기 슬레이브가 사고가능경로 위치에 있는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 슬레이브가 사고가능경로 위치에 있는 경우에 슬레이브 보호신호를 입력받아 전동식 파워스티어링(EPS) 인가토크를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, steering control of the vehicle may include detecting a slave through Bluetooth and ZigBee communication, determining driving conditions of the vehicle to determine whether the slave is in an accident possible path position, and the slave is in an accident And controlling the electric power steering (EPS) applied torque by receiving the slave protection signal when the path is in the possible path position.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 차량의 제동제어는 블루투스 및 지그비 통신을 통해 슬레이브를 감지하는 단계, 차량의 주행조건을 판단하여 상기 슬레이브가 사고가능경로 위치에 있는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 슬레이브가 사고가능경로 위치에 있는 경우에 슬레이브 보호신호를 입력받아 브레이크 제동토크를 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the braking control of the vehicle may include detecting a slave through Bluetooth and Zigbee communication, determining driving conditions of the vehicle to determine whether the slave is in an accident path position, and And controlling the brake braking torque by receiving the slave protection signal when the accident path is located.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 2개의 마스터가 장착된 차량의 주변기기 탐색방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method for searching for peripheral devices of a vehicle equipped with two masters according to the present invention.
본 발명에 따른 마스터/슬레이브 기기(11)는 마스터와 슬레이브의 기능을 번갈아 가며 수행할 수 있는 기기로서, 망 확대시(Piconet 피코넷, Scatternet 스캐터넷)에 사용되며, 슬레이브에서 마스터로 전환시 1번째 넷의 제어를 받는다. The master /
본 발명은 2개의 통신 마스터(10,11)로부터 주변의 슬레이브 기기(12~15)를 정확히 찾을 수 있고, 이에 차량 운동방향과 주변 슬레이브 기기의 위치를 측정하여 위험 상황을 판단할 수 있다. The present invention can accurately locate the
추가적으로 방향 램프를 작동하는 경우에 대해서 한쪽의 마스터(10) 또는 마스터/슬레이브(11) 출력을 상대적으로 강화하여 운전자 의지와 일치하는 방향의 기기를 빠르게 찾도록 제어할 수 있다. In addition, when the direction lamp is operated, the output of one of the
상기 2개의 마스터(10,11)를 차량내 탑재하는 점이 기존 기술과의 차이점이 있다.Mounting the two
상기 복수개의 통신 안테나를 활용하여 2개 안테나로 감지하는 다른 통신기기에 대한 위치 정보를 파악하여 차량 진행방향 및 주행 조건에 위험한 상황이 발생할 경우 조향 및 제동 제어를 수행하여 차량 안전을 확보하게 된다.By using the plurality of communication antennas to grasp the position information of the other communication device detected by the two antennas to ensure the vehicle safety by performing steering and braking control when a dangerous situation occurs in the vehicle driving direction and driving conditions.
도 7a 및 도 7b는 양측의 안테나와 다른 통신기기 사이의 거리 측정을 설명하기 위한 도면으로서, A 지점 및 B 지점간의 거리는 차량내에서 알고있는 거리로서, 임의의 지점 C는 A, B 지점간의 거리와 A-C, B-C 직선 정보(안테나 파워 수신 감도)를 통하여 각도를 유추할 수 있으며 차량과의 거리를 최종적으로 구할 수 있게 된다. 7A and 7B are diagrams for explaining the distance measurement between the antennas of the two sides and the other communication device, the distance between point A and point B is a known distance in the vehicle, and any point C is the distance between point A and B. The angle can be inferred from the AC and BC linear information (antenna power reception sensitivity), and finally the distance from the vehicle can be obtained.
도 7b에 도시한 바와 같이, ∠ABC=180°-β+γAs shown in FIG. 7B,? ABC = 180 ° -β + γ
각 ∠ABC에 대해 사인 법칙을 취하면 수학식 2와 같고,Sine law for each 사인 ABC is equal to
차량내 실제 A-B 간의 거리, a는 다음 수학식3과 같다.The distance between the actual A-B in the vehicle, a is given by Equation 3 below.
따라서, 수직상의 거리 h는 식 3으로부터 다음 수학식 4와 같이 구할 수 있다.Therefore, the vertical distance h can be obtained from Equation 3 as shown in Equation 4 below.
본 발명은 상기 블루투스/지그비를 통해서, 인식된 슬레이브가 차량의 주행 경로사이에 위치하게 되면, 차량에 근접하는 속도에 따라 슬레이브 기기와의 충돌을 방지하기 위하여 차량의 브레이크 제어 시스템을 작동시킨다. According to the present invention, when the recognized slave is located between driving paths of the vehicle through the Bluetooth / ZigBee, the brake control system of the vehicle is operated to prevent collision with the slave device according to the speed approaching the vehicle.
상기 차량의 브레이크 제어 시스템은 브레이크 페달(17)의 답력에 따라 유압을 발생시키는 마스터 실린더(16)와, 마스터 실린더(16)의 유압을 제어하는 유압제어시스템(18) 및 컨트롤러(19), 유압제어시스템(18)과 연결되어 차량의 휠(21) 브레이크를 제어하는 ABS(20)를 포함하여 구성되어 있다.The brake control system of the vehicle includes a
상기 블루투스/지그비를 이용한 마스터와 슬레이브 사이에 충돌방지방법을 설명하면 다음과 같다.The collision avoidance method between the master and the slave using the Bluetooth / ZigBee is as follows.
도 10은 본 발명에 따른 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법을 나타내는 순서도이다.10 is a flowchart illustrating a pedestrian accident prevention control method using a short-range portable mobile communication according to the present invention.
1) 거리(class) 내 기기를 탐색(Inquiry)하여 기기 ID를 접속(Paging)하고 블루투스/지그비를 통해 통신 연결(Connected)함으로써, 마스터(10,11) 및 슬레이브(12~15) 페어링(Paring) 모드에 진입을 완료한다.1) Pairing the master (10, 11) and slaves (12-15) by searching for devices in the class (Inquiry) to connect the device ID and connected via Bluetooth / ZigBee. ) Enter the mode.
2) 마스터 및 슬레이브 간 거리 감도를 측정한다. 2) Measure the sensitivity of distance between master and slave.
상기 통신 가능 여부를 판단하기 위한 블루투스/지그비의 수신강도를 측정하기 위해 통신 가능 범위 내에서 수신된 신호강도 표시기(Received Signal Strength Indicator;이하RSSI라고함)의 측정을 통한 거리 감도를 파악할 수 있다.In order to measure the reception strength of the Bluetooth / ZigBee for determining whether the communication is possible, distance sensitivity may be determined by measuring a received signal strength indicator (hereinafter referred to as RSSI) within a communication range.
상기 RSSI는 수신기에 유입되는 신호의 강도를 표시하는 신호 또는 회로로서, 휴대 전화기의 신호강도 표시기가 흔한 예이다. 상기 RSSI는 흔히 IF 증폭기 앞에 IF 단계에서 이루어진다.The RSSI is a signal or a circuit indicating the strength of a signal flowing into a receiver, and a signal strength indicator of a mobile phone is a common example. The RSSI is often done in the IF stage before the IF amplifier.
한편, 0-IF 시스템에서는 베이스밴드 증폭기 앞 베이스밴드 신호체인에서 이루어진다. On the other hand, in the 0-IF system, it is performed in the baseband signal chain in front of the baseband amplifier.
상기 RSSI 출력은 흔히 DC 아날로그 레벨이다. 내부 ADC에 의해 샘플 추출이 가능하며, 결과 코드는 직접 또는 주변기기를 경유하거나 내부 프로세스 버스를 통해 이용가능하다.The RSSI output is often at the DC analog level. Sampling can be done by an internal ADC, and the result code is available directly or via a peripheral or via an internal process bus.
상기 블루투스 모듈에서는 RSSI의 통신강도를 조절하는 제어가 이루어지는데, 이 기준을 클래스 1(CLASS 1) 기준의 신호를 받으면 최고 출력 20dBm 사양을 확인할 수 있다.In the Bluetooth module, a control for adjusting the communication strength of RSSI is performed. When the standard class signal is received, the standard 20dBm specification can be confirmed.
실제 실험을 통하여 차량내 장착위치가 고정될 경우에 AP의 위치와 차량의 출력 dBm 정보를 취득할 경우 이로부터 rssi를 산출하고 거리를 간접적으로 측정할 수 있다.Through the actual experiments, when the position of the vehicle is fixed, and the position of the AP and the output dBm information of the vehicle are acquired, rssi can be calculated from this and the distance can be indirectly measured.
상기 블루투스 모듈에서 RSSI의 통신강도를 조절하는 제어를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the control for adjusting the communication strength of the RSSI in the Bluetooth module will be described in detail.
도 11은 RSSI 측정가능한 블루투스 모듈의 일실시예를 나타내는 구성도로서, 블루투스 통신에 있어서 RF 모듈의 수신기가 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 감시하고 RF 송신기에서는 LMP(Link Management Protocol) 제어 명령 을 보내어 RSSI 값이 링크가 제대로 되는데 필요한 값보다 크면 송신 전력이 줄일것을 수신기가 요구함으로써 이루어진다. 11 is a block diagram illustrating an embodiment of an RSSI-measureable Bluetooth module, in which a receiver of an RF module monitors a RSSI (Received Signal Strength Indicator) in a Bluetooth communication, and sends an LMP (Link Management Protocol) control command from an RF transmitter. If the RSSI value is greater than the value needed for proper linking, this is done by the receiver requesting a reduction in transmit power.
RSSI값이 너무 낮으면 수신기는 송신 전력을 증가시키도록 요구할 수 있다. 블루투스 규격은 방사전력을 2dB내지 8dB로 제한한다. If the RSSI value is too low, the receiver may request to increase the transmit power. The Bluetooth specification limits radiated power from 2dB to 8dB.
반면에 RSSI 측정은 -60dB에서 시작하여, 20±6dB의 최소 동작범위로 -60dBm에서 ±4dB로 정확해야 한다. 실제 Class 1의 기기에서 RSSI를 감시하면서, 수신기의 거리가 어느정도의 거리에 떨어져 있는지를 간접적으로 측정하여 알 수 있다. RSSI measurements, on the other hand, should be accurate from -60dBm to ± 4dB, starting at -60dB, with a minimum operating range of 20 ± 6dB. In practice, a Class 1 device monitors the RSSI and indirectly measures how far the receiver is from.
3) 차량의 주행 조건을 측정한다.3) Measure the driving conditions of the vehicle.
4) 마스터 및 슬레이브 사이에 충돌 가능성을 판단한다. 4) Determine the possibility of collision between master and slave.
5) 마스터 및 슬레이브 간의 충돌을 방지하기 위해 브레이크를 작동한다.5) Activate brake to prevent collision between master and slave.
상기 블루투스/지그비를 통해서 인식된 슬레이브가 탐지된 상태에서 차량의 주행 조건이 슬레이브에 접근하는 경우에 다음 수학식 5에 의해 구한 EPS(전동식 파워 스티어링)의 모터 보조 토크(Ta) 인가량을 낮추어, 조향력이 더 필요하게 하여 조향 의지와는 다른 약간의 언더 스티어(Under Steer) 경향을 발생하여 슬레이브로 인식된 사람/차량에 대해서 사고를 미연에 방지한다.When the driving condition of the vehicle approaches the slave in a state where the slave recognized through the Bluetooth / ZigBee is detected, the motor assist torque Ta of the EPS (electric power steering) obtained by Equation 5 is lowered. More steering power is needed, resulting in a slight understeer tendency that differs from steering intent, preventing accidents on people / vehicles identified as slaves.
이때, Θh : 조작 조향각, Θs:스티어링 조향각, Th:조작 토크, Ta:조향보조토크, Tm:모터 토크, Tre:반응토크, Gear:기어감속비, S:이동거리, Fs:이동축힘, Ktsen:토크센서강성상수, Ctsen:토크센서감쇄상수, Im:모터전류, Tf:마찰 토크, J:스티어링 관성모멘트이다.Where Θh: steering steering angle, Θs: steering steering angle, Th: operating torque, Ta: steering auxiliary torque, Tm: motor torque, Tre: reaction torque, Gear: gear reduction ratio, S: moving distance, Fs: moving shaft force, Ktsen: Torque sensor stiffness constant, Ctsen: torque sensor attenuation constant, Im: motor current, Tf: friction torque, J: steering inertia moment.
왼쪽 / 오른쪽 깜빡이 작동시 안테나 이득을 변경하여, 한쪽방향의 탐색을 강화하는 로직을 탑재하여 슬레이브 발견의 정확성과 마스터와의 거리를 보다 정확히 인식하여 차량 조향/제동 제어 조건에 본 기능을 활용할 수 있다. By changing the antenna gain during left / right blinking operation, it is equipped with logic that enhances the search in one direction so that the accuracy of the slave discovery and the distance to the master can be recognized more accurately, so this function can be used for vehicle steering / braking control conditions. .
일반적인 안테나의 작동원리는 지향성이 한 방향으로 고정되어 있으나, 2개의 마스터 역할을 하는 2개의 차량용 안테나가 한쪽으로 방향을 강하게 할 수 있다. The general principle of operation of the antenna is fixed in one direction, but two vehicle antennas acting as two masters can make the direction stronger.
예를 들어, 왼쪽 선회시 (좌측 깜빡이 작동시, 조타각 왼쪽시)에는 왼쪽 안테나 B의 안테나 이득이 증가(상대적 A의 안테나 이득 감소)하게 된다.For example, during a left turn (left flickering, steering angle left), the antenna gain of the left antenna B increases (the antenna gain of relative A decreases).
그리고, 오른쪽 선회시 (우측 깜빡이 작동시, 조타각 왼쪽시)에는 우측 안테나 A의 안테나 이득 증가(상대적 B의 안테나 이득 감소)하게 된다.In the right turn (when the right blink operation is performed, the steering angle is left), the antenna gain of the right antenna A is increased (the antenna gain of the relative B is decreased).
여기서, 본 기기가 GPS와 연동될 경우 차량의 위치를 보다 정확하게 찾아 낼 수 있다.Here, when the device is linked with the GPS, it is possible to more accurately find the location of the vehicle.
이와 같은 충돌방지방법에 의해 차량주행방향과 타 기기와의 수신 감도 및 안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하고, 상기 위치정보, 즉 차량과 타 기기와의 위치정보를 차량의 조향 및 제동제어 과정에 활용하여 차량 선회시 선회각을 감소시킴으로써, 언더 스티어 경향을 나타내고, 제동제어를 통해 정지 거리를 감소시켜 슬레이브로 인식된 사람 또는 차량에 대해서 사고를 미연에 방지할 수 있다.The collision detection method detects the location according to the driving direction of the vehicle, the reception sensitivity of the other device, and the increase of the antenna gain. By reducing the turning angle when turning the vehicle, it shows the tendency of understeer and reduces the stopping distance through braking control to prevent accidents on the person or vehicle recognized as a slave.
상기 통신수단으로 블루투스/지그비에 한정하여 설명되었으나, UWB(초광대역 통신,Ultra Wide Broadband), Wibro, CDMA 등 유사통신으로 구현가능하다.As described above, the communication means is limited to Bluetooth / ZigBee, but can be implemented by similar communication such as UWB (Ultra Wide Broadband), Wibro, CDMA.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 근거리 휴대형 이동통신을 이용한 보행자 사고방지제어방법에 의하면, 차량주행방향과 타 기기와의 수신 감도 및 안테나 이득의 증가에 따라 위치를 감지하고, 상기 위치정보를 차량의 조향 및 제동제어 과정에 활용하여 차량 선회시 선회각을 감소시킴으로써, 언더 스티어 경향을 나타내고, 제동제어를 통해 정지 거리를 감소시켜 슬레이브로 인식된 사람 또는 차량에 대해서 사고를 미연에 방지할 수 있다.As described above, according to the pedestrian accident prevention control method using a short-range portable mobile communication according to the present invention, the position is detected according to the driving direction and the reception sensitivity and other antenna gain of the other device, and the position information It can be used for steering and braking control of the vehicle to reduce the turning angle when turning the vehicle, showing understeer tendency, and reducing the stopping distance through braking control to prevent accidents on people or vehicles recognized as slaves. have.
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