KR101503125B1 - 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법 및 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 잡음(noise)에 의한 오경보를 방지하기 위한 방법 및 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예는 보조 주파수를 이용하거나, 기준 주파수의 진폭 및 주기 중 적어도 하나를 이용하여 차량 근처의 물체 감지시 잡음에 의한 영향을 판단할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 일 실시예는 기준 주파수와 동일한 잡음에 의해 초음파 물체 감지 장치가 차량과 물체가 근접한 것으로 인식하는 경우, 경보 발생 전에 잡음에 의한 영향임을 판단함으로써, 오경보 발생 현상을 제거할 수 있다.

Description

차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법 및 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치{Method for protecting alarm errors in ultrasonic obstacle detection for a vehicle and Ultrasonic Obstacle Detection Device for protecting alarm errors in a vehicle}

본 발명의 실시예들은 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법 및 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 주차 보조 장치 및 방법에 있어, 잡음(noise)에 의한 오경보를 방지하기 위한 방법 및 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치에 관한 것이다.

최근 들어, 후진 주차시 운전자 편의를 위해 차량과 외부 물체와의 거리 정보를 제공하거나 각종 안내를 수행하는 주차 보조 장치를 차량에 적용하는 비율이 점차 높아지고 있다.

이러한 차량과 외부 물체와의 거리 인식 원리 중 하나는 초음파 센서를 이용하는 것으로서, 구체적으로, 초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 임의의 물체에 부딪혀 반사되어 돌아오는 것을 수신하여, 송수신된 초음파의 시간 간격을 측정하여 차량과 물체와의 거리를 산출하는 것이다. 산출된 거리가 미리 설정된 거리값 이내인 경우, 물체와 차량과의 접촉을 방지하기 위해 경보를 울림으로써 사용자에게 알리는 기능이 포함되어 있다.

이때, 종래기술에 이용되는 초음파의 주파수로서 물체에 대한 민감성이 좋은 특정 주파수 대역이 이용된다. 예를 들어, 특정 주파수 대역은 40kHz 대역이 이용될 수 있다.

그러나, 주차시 주변 환경에 의한 잡음이 상기 초음파를 통한 거리 측정에 문제를 일으킬 수 있다. 구체적으로, 잡음은 물체의 고유진동에 의해서 발생하며, 고유진동은 특정 주파수에서 발생되는 특성이 있다. 잡음의 주파수가 주차 보조 장치에서 이용하는 초음파의 주파수와 동일한 경우, 주차 보조 장치에서 측정된 초음파의 송수신 시간 간격이 매우 짧게 측정되기 때문에, 물체와의 실제 거리가 가깝지 않음에도 불구하고 경보가 지속적으로 울리게되는 오류가 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 오류를 방지하기 위하여 경보를 잠시 금지시키는 스위치가 별도로 제공되는 경우도 있다. 그러나, 이러한 스위치는 오경보가 발생된 후의 조치를 위한 장치이며, 오경보 방지에 대한 근본적인 대책이 될 수 없다.

따라서 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 종래에 주차 보조 장치에서 이용되던 기준 주파수 이외에 보조 주파수를 이용하여 물체와의 거리를 재검출하거나, 송수신된 기준 주파수의 초음파의 진폭 및 주기에 대한 패턴을 비교함으로써 물체와의 거리 산출시 잡음에 의한 요소를 제거하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명을 실시하기 위한 구체적 내용 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법은 기준 주파수를 가진 초음파를 송신하고 상기 송신된 초음파의 반사파를 수신하여 송수신 시간 간격을 측정함으로써 차량과 물체의 거리를 측정하는 단계; 상기 송수신 시간 간격과 기설정된 시간 간격을 비교하여 측정된 거리가 경보 발생 거리인지 판단하는 단계; 및 상기 송수신 시간 간격이 상기 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 보조 주파수를 가진 초음파에 의한 송수신을 이용하거나 상기 송수신된 기준 주파수의 초음파의 진폭 및 주기 중 적어도 하나를 비교하여, 상기 측정된 송수신 시간 간격이 잡음(noise)에 의한 것인지 판단하고, 경보 발생여부를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 경보 발생여부를 결정하는 단계는, 상기 송수신 시간 간격이 상기 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 보조 주파수를 가진 초음파를 송신하는 단계; 및 상기 송신된 보조 주파수의 초음파의 반사파가 수신되지 않는 경우, 경보를 발생시키지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경보를 발생시키지 않는 단계는, 수신한 신호를 상기 보조 주파수 대역에서 필터링하여 상기 송신된 보조 주파수의 초음파의 감지여부를 판단함으로써, 상기 보조 주파수의 초음파의 반사파 수신여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경보를 발생시키지 않는 단계는, 수신한 신호를 상기 보조 주파수 대역에서 필터링하는 단계; 상기 필터링된 신호가 상기 송신된 보조 주파수의 초음파를 포함하는지 판단하는 단계; 및 일정시간 동안 상기 필터링된 신호에 상기 송신된 보조 주파수의 초음파가 감지되지 않는 경우, 경보를 발생시키지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는, 상기 기준 주파수에서 서로 다른 주기 동안 서로 다른 진폭을 갖는 초음파를 송신하며, 상기 경보 발생여부를 결정하는 단계는, 상기 송수신 시간 간격이 상기 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하지 않는 때, 경보를 발생시키지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는 제 1 시간 동안 제 1 진폭을 가지며 상기 제 1 시간에 연이은 제 2 시간 동안 제 2 진폭을 갖는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는 일정한 진폭을 갖는 신호를 상기 제 1 및 제 2 시간동안 서로 다른 증폭기를 통해 증폭하여, 상기 제 1 시간 동안 상기 제 1 진폭을 가지며 상기 제 1 시간에 연이은 상기 제 2 시간 동안 상기 제 2 진폭을 갖는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는 차량의 후진시 상기 차량의 뒷부분과 상기 차량의 뒷공간에 있는 물체와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치는 기준 주파수를 갖는 신호를 발생시키는 기준 주파수 발생부; 보조 주파수를 갖는 신호를 발생시키는 보조 주파수 발생부; 상기 기준 주파수와 상기 보조 주파수를 갖는 초음파를 송신하고, 상기 송신된 초음파의 반사파를 수신하는 초음파 송수신부; 상기 초음파의 송수신 시간 간격을 측정함으로써 차량과 물체와의 거리를 측정하는 제어부; 및 상기 측정된 거리가 기설정된 거리보다 작은 경우, 경보를 발생시키는 알람부; 상기 제어부는 상기 초음파의 송수신 시간 간격이 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 보조 주파수 발생부를 동작시켜 상기 보조 주파수를 갖는 초음파를 송신하며, 상기 송신된 보조 주파수의 초음파의 반사파가 수신되는지 여부에 따라, 상기 알람부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 일정시간 동안 상기 송신된 보조 주파수의 초음파의 반사파가 수신되지 않는 경우, 상기 알람부가 동작하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 송수신부가 수신한 신호를 상기 보조 주파수 대역에서 필터링하는 주파수 필터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 주파수 필터에 의해 필터링된 신호에 상기 송신된 보조 주파수의 초음파가 감지되는지를 판단함으로써, 상기 보조 주파수의 초음파의 반사파 수신여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량의 동작 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출부를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 차량이 후진할 때 상기 기준 주파수 발생부, 상기 초음파 송수신부 및 상기 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치는 기준 주파수를 갖는 신호를 발생시키는 기준 주파수 발생부; 상기 기준 주파수의 신호를 서로 다른 주기 동안 서로 다른 진폭을 갖는 신호로 증폭시키는 신호 증폭부; 상기 기준 주파수에서 증폭된 신호에 대응하는 초음파를 송신하고, 상기 송신된 초음파의 반사파를 수신하는 초음파 송수신부; 상기 초음파의 송수신 시간 간격을 측정함으로써 차량과 물체와의 거리를 측정하는 제어부; 및 상기 측정된 거리가 기설정된 거리보다 작은 경우, 경보를 발생시키는 알람부; 상기 제어부는 상기 초음파의 송수신 시간 간격이 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하는지 여부에 따라, 상기 알람부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭과 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 비교하고, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하지 않는 경우, 상기 알람부가 동작하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호 증폭부는, 제 1 진폭으로 입력 신호를 증폭하는 제 1 증폭기; 제 2 진폭으로 입력 신호를 증폭하는 제 2 증폭기; 및 서로 다른 시간 동안 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기와 연결되는 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 발생부가 수신한 반사파의 진폭을 측정하는 진폭 측정부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 차량의 동작 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출부를 추가로 포함하며, 상기 제어부는 상기 차량이 후진할 때 상기 기준 주파수 발생부, 상기 신호 증폭부, 상기 초음파 송수신부 및 상기 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 일 실시예는 경보를 발생시키기 전에 보조 주파수를 이용하여 잡음에 의한 요소를 제거함으로써, 차량 주차 보조를 위한 물체 감지시 오경보를 방지할 수 있다. 또한, 종래에 해결방안으로 제시되던 경보 금지 스위치와 달리 오경보가 발생하기 전에 미리 잡음의 영향을 판단하기 때문에 운전자의 편의와 안전을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 송신시에 기준 주파수의 진폭과 주기를 변경하여, 수신한 신호와 송신한 신호 간에 진폭과 주기를 매칭함으로써, 한번의 초음파 송수신만으로 잡음에 의한 요소를 제거하기 때문에 더욱 빠른 프로세스로 잡음에 의한 요소를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법의 순서도이다.
도 3a 및 도 3b는 각 주파수 대역에 대한 민감도와 음압에 대한 그래프이다.
도 4a는 잡음이 없는 경우 본 발명의 제 1 실시예에 따라 기준 주파수를 이용하여 정상적으로 차량과 물체와의 거리를 산출할 경우의 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 경우에 있어서, 송수신한 신호의 시간과 진폭에 대한 그래프이다.
도 5a는 잡음이 있는 경우 본 발명의 제 1 실시예에 따라 보조 주파수를 이용하여 잡음에 의한 요소를 제거하기 위해 동작하는 경우의 개략도이다.
도 5b는 도 5a의 경우에 있어서, 기준 주파수의 보조 주파수 별로 송수신한 신호의 시간과 진폭에 대한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치의 구조도이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법의 순서도이다.
도 8a는 잡음이 없는 경우, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 송수신한 신호의 시간과 진폭에 대한 그래프이다.
도 8b는 잡음이 있는 경우, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 송수신한 신호의 시간과 진폭에 대한 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치 및 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 · 유사한 구성에 대해서는 동일 · 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위해 확대 또는 축소되어 도시될 수 있음이 고려되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있으나 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되므로 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치(100)는 기준 주파수 발생부(110), 보조 주파수 발생부(120), 초음파 송수신부(130), 주파수 필터(140), 알람부(150), 표시부(160), 차량 동작 상태 검출부(170), 제어부(180)를 포함한다.

기준 주파수 발생부(110)는 물체 감지를 위해 기준 주파수를 갖는 신호를 발생시킨다. 기준 주파수는 물체 감지를 위한 민감도가 좋은 주파수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 기준 주파수는 40kHz 부근의 주파수로 선택될 수 있다.

보조 주파수 발생부(120)는 잡음(noise)에 의한 요소를 제거하기 위해 보조 주파수를 갖는 신호를 발생시킨다. 보조 주파수는 기준 주파수와 다른 대역의 임의의 주파수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 보조 주파수는 40kHz와 떨어진 50kHz의 주파수로 선택될 수 있다.

초음파 송수신부(130)는 기준 주파수를 갖는 초음파 또는 보조 주파수를 갖는 초음파를 생성하여 송신하며, 외부에서 발생한 초음파를 수신할 수 있다. 즉, 초음파 송수신부(130)는 발생된 초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 물체에 반사된 것을 수신할 수 있다. 또한, 초음파 송수신부(130)는 기계적인 진동에너지와 전기에너지를 호환시킬 수 있는 압전 세라믹스(piezo electric ceramic)로 구성될 수 있다. 압전 세라믹스는 높은 주파수의 전기에너지를 인가받으면 상기 높은 주파수와 동일한 회수의 빠른 진동이 발생한다. 인가 주파수가 특정 주파수 이상일 경우에 압전 세라믹스는 진동(음압)에 의해 소밀파 즉, 인간이 들을 수 없는 초음파(Ultrasonic Wave)를 발생시킬 수 있다. 또한, 압전 세라믹스는 초음파를 수신하여 전기에너지로 변환할 수 있다.

주파수 필터(140)는 초음파 송수신부(130)에서 수신한 신호 중 필요한 정보만을 필터링하기 위해서 특정 주파수 대역에 대해서만 필터링을 진행한다. 필터링되는 주파수 대역은 기준 주파수와 보조 주파수 대역이 될 수 있다. 따라서, 도 1과 같이 주파수 필터에 의해 필터링된 신호는 기준 주파수 대역과 보조 주파수 대역에 대해서 필터링되어 각각 제어부에 제공될 수 있다.

알람부(150)는 송수신된 초음파의 시간 간격을 통해 차량과 물체와의 거리가 특정 거리 이하기 되는 경우 경보를 발생시키도록 동작한다. 경보를 울리게 됨으로써 사용자에게 경각심을 불러일으킬 수 있으며, 이로 인해 물체와 차량과의 접촉을 방지시킬 수 있다.

표시부(160)는 차량 후방에 배치된 물체와의 접촉을 방지하기 위해 사용자에게 차량의 후방 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 후방 카메라를 통해 실시간으로 촬영된 후방 영상이 표시부(160)를 통해 표시될 수 있다.

차량 동작 상태 검출부(170)는 차량의 동작 상태를 검출하는 것으로서 차량 동작 상태를 후술하는 제어부(180)에 전달하여 제어부(180)가 주파수 발생부(110, 120)를 작동시키는 것을 보조 할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 차량 동작 상태 검출부(170)를 통해 차량의 후진 동작이 검출되었을 때 주파수 발생부(110, 120)를 제어하도록 동작할 수 있다.

제어부(180)는 전술한 기준 주파수 발생부 내지 차량 동작 상태 검출부(110 ~ 170)을 제어하여 차량의 주차 및 잡음에 의한 오경보 방지를 위한 기능을 제어한다.

일반적으로, 운전자는 주차시에 차량의 뒷부분과 주변 물체와의 거리를 인지할 수 없기 때문에, 제어부(180)는 차량 동작 상태 검출부(170)로부터 차량의 후진여부를 감지하고, 차량의 후진시에 주파수 발생부(110, 120)를 동작시키도록 제어할 수 있다. 또한, 주파수를 가진 초음파가 발생된 시간과 물체에 반사된 초음파가 수신된 시간 간의 송수신 간격을 측정하여, 송수신 시간 간격과 초음파의 속도와의 곱을 통해 물체와 차량 간의 거리를 산출할 수 있다. 여기서, 측정된 송수신 시간 간격이 기 설정된 시간 간격 이내인 경우, 즉, 차량과 물체와의 거리가 매우 좁은 것으로 측정된 경우에만 보조 주파수 발생부(120)를 동작시키도록 제어한다. 그리고 보조 주파수 발생부(120)가 동작한 후에는 반사된 보조 주파수의 초음파가 수신되는지 여부를 판단하여, 잡음에 의한 요소를 판단한다.

도 2를 통해 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치(100)를 이용한 오경보 방지 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 제 1 실시예에 따르는 차량용 초음파 물체 감지 장치(100)는 차량과 물체와의 거리 측정을 위해 기준 주파수를 갖는 초음파를 송신하고, 물체에 반사되어 되돌아오는 초음파를 수신한다(S100). 수신된 초음파는 주파수 필터(140)를 통해 기준 주파수 대역에서 필터링되어, 제어부(180)가 차량용 초음파 물체 감지 장치(100)에서 송신된 초음파가 반사된 것인지 여부를 판단한다.

기준 주파수는 민감도와 음압 레벨이 높은 수준의 주파수 대역으로 결정되는데, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 40kHz 부근의 주파수가 민감도와 음압 레벨이 가장 뛰어나다. 도 3a는 주파수 민감도와 관련된 그래프로서, 40kHz가 가장 높은 민감도를 가진다는 것이 나타난다. 도 3b는 주파수의 음압 레벨과 관련된 그래프로서, 초음파 송수신부(130)는 음압(진동)을 통해 초음파를 발생시키는 것으로서, 음압 레벨이 높은 주파수가 선택되는 것이 물체 감지에 유리하게 작용될 수 있다. 도 3b에서도 40kHz가 가장 높은 음압 레벨을 가진다는 것이 나타난다. 따라서, 기준 주파수는 40kHz로 선택되는 것이 바람직하다.

그리고 제어부(180)는 초음파의 송수신 시간 간격을 측정한다(S110).

이때, 제어부(180)는 측정된 시간 간격과 기 설정된 시간 간격을 비교하여 차량과 물체와의 거리가 접촉우려가 있을 만큼 가깝게 되었는지 판단한다(S120). 기 설정된 시간 간격은 차량과 물체와의 거리가 가까운 때의 초음파 송수신 시간 간격으로 사용자에 의해 설정될 수 있다.

예를 들어, 도 4a를 참고하면, 차량의 근처에 물체(A)가 존재하는 경우, 초음파 송수신부(130)는 기준 주파수(Ua)의 초음파를 송신하고, 물체(A)에서 반사된 초음파를 수신한다. 그에 따라, 도 4b을 참고하면, 초음파 송신 시각과 초음파 수신 시각 간에는 일정한 시간 간격(T1)이 존재하게 되며, 제어부(180)는 상기 시간 간격(T1)이 기 설정된 시간 간격과 비교하여 차량과 물체(A)와의 거리가 경보를 울릴만큼 가깝게 되었는지 판단한다.

그러나, 도 5a와 같이, 물체가 존재하지 않으나 기준 주파수(Ua)를 갖는 잡음만이 존재하는 경우, 초음파 송수신부(130)에서 송신된 초음파는 반사될 물체가 감지될 때까지 진행하나, 초음파 송수신부(130)에서 수신된 신호는 송신된 기준 주파수(Ua)의 초음파가 아닌 잡음에 의한 신호가 된다. 잡음은 초음파 송수신부(130)가 송신 모드로 동작하기 이전부터 존재하는 것이므로, 도 5b의 기준 주파수(Ua) 송신과 수신 그래프를 참조하면, 초음파 송수신부(130)가 초음파를 송신한 뒤 수신 모드로 동작하는 순간 기준 주파수(Ua)의 신호를 수신하게 된다. 이러한 경우, 기준 주파수(Ua)를 갖는 초음파의 송수신 시간(T1)이 매우 짧게 되어 종래기술에서는 제어부(180)가 차량과 물체가 접촉한 것으로 인식하기 때문에 경보를 울리게 된다. 그러나, 본 발명의 제 1 실시예는 다음과 같은 단계를 포함함으로써 잡음에 의한 오경보를 방지할 수 있다.

다시 도 2를 참고하면, 측정된 송수신 시간 간격이 기 설정된 시간 간격보다 작은 것으로 측정된 경우, 제어부(180)는 보조 주파수 발생부(120)를 제어하여 보조 주파수를 갖는 초음파를 송신하도록 제어한다(S130).

보조 주파수의 초음파를 이용하는 목적은 잡음이 기준 주파수와 동일한 주파수를 가질 때 잡음에 의한 요소를 제거하기 위한 것이므로, 보조 주파수는 기준 주파수와 다른 주파수 대역의 임의의 주파수가 될 수 있다. 따라서, 보조 주파수는 기준 주파수만큼 높은 주파수 민감도와 음압 레벨을 갖지 않는 주파수로 선택될 수 있으나, 적정한 수준의 주파수 민감도와 음압 레벨을 갖는 주파수로 선택되는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 도 3a와 도 3b의 그래프를 참고로 하여 고려해볼 때, 보조 주파수는 50kHz로 선택될 수 있다.

그리고, 초음파 송수신부(130)는 외부로부터 발생된 초음파를 지속적으로 수신하며, 수신된 초음파는 주파수 필터(140)에 의하여 보조 주파수 대역에서 필터링된다.

제어부(180)는 송신된 보조 주파수의 초음파의 반사파가 수신되는지 판단한다(S140). 이를 위해, 제어부(180)는 필터링된 초음파에서 송신된 보조 주파수가 검출되는지 판단하며, 검출되는 경우 반사파가 수신된 것으로 결정하고, 검출되지 않은 경우 반사파가 수신되지 않은 것으로 결정한다. 여기서, 제어부(180)는 신속한 판단을 위해 일정시간 내에 상기 보조 주파수를 갖는 반사파가 수신되는지 판단하도록 설계될 수 있으며, 상기 일정시간은 초음파가 물체에 반사되어 수신될 수 있는 충분한 시간으로 지정될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 잡음이 존재하는 경우, 보조 주파수(Ub)를 갖는 초음파가 송신되었으나, 그에 대한 반사파가 수신되지 않게 된다. 이때, 보조 주파수(Ub)에 대한 초음파의 송수신 시간(T2)는 무한대가 된다. 따라서, 제어부(180)에 설정된 보조 주파수(Ub)가 수신되어야 할 일정시간을 초과하게 되므로, 이러한 경우는 물체는 없으나 잡음만이 존재하는 경우로 판단될 수 있다.

보조 주파수를 갖는 초음파의 반사파가 수신되지 않은 경우, 제어부(180)는 송수신 시간 간격이 짧게 측정된 것은 잡음에 의한 것으로 결정하여, 경보를 발생하지 않도록 알람부(150)를 제어한다(S150).

이와 같이 본 발명의 제 1 실시예는 경보를 발생시키기 전에 보조 주파수를 이용하여 잡음에 의한 요소를 제거함으로써, 차량 주차 보조를 위한 물체 감지시 오경보를 방지할 수 있다. 또한, 종래에 해결방안으로 제시되던 경보 금지 스위치와 달리 오경보가 발생하기 전에 미리 잡음의 영향을 판단하기 때문에 운전자의 편의와 안전을 더욱 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치 및 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 제 1 실시예가 보조 주파수를 이용하여 잡음에 의한 요소를 제거한 것과 달리, 본 발명의 제 2 실시예는 기준 주파수의 주기와 진폭을 이용하여 잡음에 의한 요소를 제거하는 것을 특징으로 한다. 이하의 설명에서 “주기”란 특정 신호 내에서 특정한 진폭이 유지되는 구간으로 정의한다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 차량용 초음파 물체 감지 장치(200)는 기준 주파수 발생부(210), 신호 증폭부(220), 초음파 송수신부(230), 주파수 필터(240), 진폭 측정부(250), 알람부(260), 표시부(270), 차량 동작 상태 검출부(280) 및 제어부(290)를 포함한다. 여기서, 신호 증폭부(220)와 진폭 측정부(250)를 제외한 나머지 구성은 제 1 실시예의 대응하는 구성과 동일한 것으로서 그에 대한 설명은 제 1 실시예의 것으로 갈음하도록 한다.

신호 증폭부(220)는 기준 주파수 발생부(210)에서 발생된 신호의 진폭을 동일하거나 다른 주기 동안 증폭한다.

신호 증폭부(220)는 제 1 진폭으로 신호를 증폭하는 제 1 증폭기(221), 제 2 진폭으로 신호를 증폭하는 제 2 증폭기(222) 및 제 1 증폭기(221), 제 2 증폭기(222)와 기준 주파수 발생부(210) 간을 선택적으로 연결하는 스위치(223)를 포함한다. 구체적으로, 스위치(223)가 제 1 증폭기(221)와 제 2 증폭기(222) 중 하나에 선택적으로 연결되어 있는 동안 기준 주파수의 신호는 제 1 진폭 또는 제 2 진폭으로 선택적으로 증폭된다. 이때, 스위치(223)가 각 증폭기에 연결되어 있는 시간에 따라 제 1 진폭 또는 제 2 진폭을 갖는 주기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 8a의 기준 주파수 송신 그래프와 같이, 송신되는 초음파는 높은 진폭을 갖는 구간과 낮은 진폭을 갖는 구간을 포함하도록 형성될 수 있다. 그리고, 높은 진폭을 갖는 구간과 낮은 진폭을 갖는 구간은 동일하거나 다르게 설정될 수 있으며, 이러한 설정은 스위치(223)의 동작에 따라 결정될 수 있다.

진폭 측정부(250)는 초음파 송수신부(230)에서 수신한 신호의 진폭을 측정한다. 측정된 진폭값은 송신된 신호의 진폭과의 매칭에 이용될 수 있다.

이어서, 도 7을 통해 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치(200)를 이용한 오경보 방지 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 기준 주파수 발생부(210)와 신호 증폭부(220)에 의해 서로 다른 주기 동안 서로 다른 진폭을 갖는 기준 주파수의 초음파가 송신된다(S200). 신호 증폭부(220)는 제 1 증폭기(221)와 제 2 증폭기(222)에 스위치(223)가 연결되는 시간을 달리하여 상기와 같은 초음파를 송신할 수 있다. 예를 들어, 제 1 시간 동안 제 1 진폭을 가지며, 상기 제 1 시간에 연이은 제 2 시간 동안 제 2 진폭을 갖는 초음파를 송신할 수 있다. 한편, 신호 증폭부(220)는 서로 다른 진폭을 갖되 동일한 주기를 가지는 초음파를 송신할 수도 있다.

초음파 송수신부(230)는 송신된 초음파의 반사파를 수신한다(S210). 초음파 송수신부(230)를 통해 수신된 신호는 진폭 측정부(250)에 의해 진폭값이 측정되며, 진폭값은 제어부(290)로 제공된다. 이때, 제어부(290)가 수신된 신호를 판단하는 값은 수신된 신호의 수신 시간 및 진폭값이 된다.

그리고, 제어부(290)는 초음파 송신 시간과 수신된 신호의 수신 시간을 통해 초음파의 송수신 시간 간격을 측정하여(S220), 측정된 송수신 시간 간격과 기 설정된 시간 간격을 비교한다(S230). 제 2 실시예의 S220단계와 S230단계는 제 1 실시예의 S110단계와 S120단계와 대응하는 단계이다.

측정된 송수신 시간 간격이 기 설정된 시간 간격보다 작은 경우, 제어부(290)는 송신된 초음파와 수신된 신호 간의 주기 및 진폭이 매칭되는지 판단한다(S240).

차량 부근에 물체가 존재하는 경우, 도 8a와 같이, 송신된 초음파와 수신된 신호의 진폭값 및 각 진폭값의 주기는 동일한 것으로 매칭된다.

반면, 차량 부근에 물체가 존재하지 않으나 잡음만이 존재하는 경우, 수신하는 신호의 형태는 도 8b와 같다. 즉, 잡음은 초음파 송수신부(230)가 수신모드로 동작하기 이전부터 존재하였으며, 일반적으로 잡음은 고유진동에서 일정한 진폭으로 발생하기 때문에, 초음파 송수신부(230)가 송신 모드에서 수신 모드로 변경되자마자 일정한 진폭의 신호가 수신된다. 이때, 측정된 초음파 송수신 시간 간격(T1)은 매우 짧기 때문에 기 설정된 시간 간격보다 작게 되며, 제어부(290)는 송신된 초음파와 수신된 신호간의 진폭값과 각 진폭값에 대한 주기를 매칭하게 된다. 그러나, 송신된 초음파의 각 진폭값과 각 주기는 서로 다른 데에 반해, 수신된 신호는 항상 일정한 진폭으로 유지되는 형태가 되어 있으므로, 진폭과 주기 중 어느 것도 매칭되지 않는다.

제어부(290)는 송신된 초음파와 수신된 신호 간의 진폭 및 주기 중 적어도 하나가 매칭되지 않는 경우, 송수신 시간 간격이 짧게 측정된 것은 잡음에 의한 것으로 결정하여, 경보를 발생하지 않도록 알람부(260)를 제어한다(S250).

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예는 송신시에 기준 주파수의 진폭과 주기를 변경하여, 수신한 신호와 송신한 신호 간에 진폭과 주기를 매칭 판단 요소로 함으로써, 잡음에 의한 요소를 제거할 수 있다. 제 2 실시예는 제 1 실시예와는 달리 한번의 초음파 송수신만으로 잡음에 의한 요소를 제거하기 때문에 제 1 실시예보다 더욱 빠른 프로세스로 잡음에 의한 요소를 판단할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100, 200 : 차량용 초음파 물체 감지 장치
110, 210 : 기준 주파수 발생부 120 : 보조 주파수 발생부
130, 230 : 초음파 송수신부 140, 240 : 주파수 필터
150, 260 : 알람부 160, 270 : 표시부
170, 280 : 차량 동작 상태 검출부 220 : 신호 증폭부
250 : 진폭 측정부

Claims (18)

1. 기준 주파수를 가진 초음파를 송신하고 상기 송신된 초음파의 반사파를 수신하여 송수신 시간 간격을 측정함으로써 차량과 물체의 거리를 측정하는 단계;
   상기 송수신 시간 간격과 기설정된 시간 간격을 비교하여 측정된 거리가 경보 발생 거리인지 판단하는 단계; 및
   상기 송수신 시간 간격이 상기 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 송수신된 기준 주파수의 초음파의 진폭 및 주기 중 적어도 하나를 비교하여, 상기 측정된 송수신 시간 간격이 잡음(noise)에 의한 것인지 판단하고, 경보 발생여부를 결정하는 단계;
   를 포함하되,
   상기 차량과 물체의 거리를 측정하는 단계는, 제 1 시간 동안 제 1 진폭을 가지며 제 2 시간 동안 제 2 진폭을 갖는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는,
   상기 기준 주파수에서 서로 다른 주기 동안 서로 다른 진폭을 갖는 초음파를 송신하며,
   상기 경보 발생여부를 결정하는 단계는,
   상기 송수신 시간 간격이 상기 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하지 않는 때, 경보를 발생시키지 않는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 시간은 상기 제 1 시간에 연이은 시간인 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는 일정한 진폭을 갖는 신호를 상기 제 1 및 제 2 시간동안 서로 다른 증폭기를 통해 증폭하여, 상기 제 1 시간 동안 상기 제 1 진폭을 가지며 상기 제 1 시간에 연이은 상기 제 2 시간 동안 상기 제 2 진폭을 갖는 초음파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 물체와의 거리를 측정하는 단계는 차량의 후진시 상기 차량의 뒷부분과 상기 차량의 뒷공간에 있는 물체와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 물체 감지시 오경보 방지 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 기준 주파수를 갖는 신호를 발생시키는 기준 주파수 발생부;
    상기 기준 주파수의 신호를 서로 다른 주기 동안 서로 다른 진폭을 갖는 신호로 증폭시키는 신호 증폭부;
    상기 기준 주파수에서 증폭된 신호에 대응하는 초음파를 송신하고, 상기 송신된 초음파의 반사파를 수신하는 초음파 송수신부;
    상기 초음파의 송수신 시간 간격을 측정함으로써 차량과 물체와의 거리를 측정하는 제어부; 및
    상기 측정된 거리가 기설정된 거리보다 작은 경우, 경보를 발생시키는 알람부;
    상기 제어부는 상기 초음파의 송수신 시간 간격이 기설정된 시간 간격보다 작은 경우, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하는지 여부에 따라, 상기 알람부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭과 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 비교하고, 상기 수신한 반사파의 주기 및 진폭 중 적어도 하나가 상기 송신한 초음파의 주기 및 진폭과 매칭하지 않는 경우, 상기 알람부가 동작하지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치.
16. 제 14 항에 있어서,
    상기 신호 증폭부는,
    제 1 진폭으로 입력 신호를 증폭하는 제 1 증폭기;
    제 2 진폭으로 입력 신호를 증폭하는 제 2 증폭기; 및
    서로 다른 시간 동안 상기 제 1 증폭기 및 상기 제 2 증폭기와 연결되는 스위치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 초음파 발생부가 수신한 반사파의 진폭을 측정하는 진폭 측정부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치.
18. 제 14 항에 있어서,
    차량의 동작 상태를 검출하는 차량 동작 상태 검출부를 추가로 포함하며,
    상기 제어부는 상기 차량이 후진할 때 상기 기준 주파수 발생부, 상기 신호 증폭부, 상기 초음파 송수신부 및 상기 알람부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 오경보 방지를 위한 차량용 초음파 물체 감지 장치.

Images