KR101513198B1 - 주차 보조 장치 및 차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성주파수를 생성하는 주파수 생성부, 압전효과를 이용하여, 상기 합성주파수를 갖는 초음파를 발신하거나 상기 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 압전변환부 및 상기 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출하는 필터부;를 포함하는 주차 보조 장치에 관한 것이다.

Description

주차 보조 장치 및 차량 {Parking Asist Apparatus and vehicle}
본 발명은 주차 보조 장치 및 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 니어 필드(near field) 및 파 필드(far field)에서 물체 감지가 가능한 초음파 센서를 포함하는 주차 보조 장치 및 상기 주차 보조 장치를 포함하는 차량에 관한 것이다.
주차 보조 장치는 일반적으로 주차 할 때, 장애물을 감지하여 차량과의 간격을 운전자에게 알려주거나, 감지된 장애물을 기반으로 자동으로 주차를 하는 장치를 말한다. 이러한 주차 보조 장치에는 장애물 감지를 위한 초음파 센서가 포함된다.
초음파 센서는 반사파-음향(echo sounding)원리에 따라 작동한다. 초음파 센서는 주로 장애물과의 거리 및 공간을 감시하는데 사용된다. 초음파 센서는 초음파를 발신하고, 물체에 의해 반사되는 반사파를 다시 수신하는 송/수신 유닛을 포함한다.
그러나, 이러한 초음파의 물체 감지 가능 거리는 3m 정도에 불과하다. 이러한 초음파의 감지 가능 거리는 자동차의 수직 주차시에 주차 공간에 장애물이 있는지 검출하는데는 미흡하다. 공지된 기술에 따르면, 주차 보조 장치에 사용되는 초음파 센서는 40~50KHz 주파수 대역을 이용하는데, 40~50KHz의 단일 주파수는, 전파 거리에 따른 감쇠 특성상, 물체가 감지되는 거리에 한계가 있기 때문에 초음파의 감지 가능 거리가 3m 정도에 불과한 것이다.
주차 보조 장치에 있어서, 수평 주차는 물론 수직 주차의 경우에도 장애물 감지를 위해서는 초음파의 감지 가능 거리가 길어야 유리하고, 이에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 니어 필드(near field) 및 파 필드(far field)에서 물체 감지가 가능한 초음파 센서를 포함하는 주차 보조 장치 및 상기 주차 보조 장치를 포함하는 차량을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 주차 보조 장치는 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성주파수를 생성하는 주파수 생성부, 압전효과를 이용하여, 상기 합성주파수를 갖는 초음파를 발신하거나 상기 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 압전변환부 및 상기 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출하는 필터부를 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 주차 보조 장치는 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성주파수를 생성하는 주파수 생성부, 압전효과를 이용하여, 상기 합성주파수를 갖는 초음파를 발신하는 압전변환부, 상기 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 마이크 및 상기 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출하는 필터부를 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 주차 보조 장치는 압전효과를 이용하여, 제1 주파수를 갖는 제1 초음파를 생성하는 제1 압전변환부, 압전효과를 이용하여, 제2 주파수를 갖는 제2 초음파를 생성하는 제2 압전변환부, 상기 제1 초음파 및 상기 제2 초음파가 합성된 합성 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 마이크, 상기 에코 초음파로부터 니어 필드(near field)에서 물체 감지를 위한 제3 주파수를 검출하는 제1 필터부 및 상기 에코 초음파로부터 파 필드(far field)에서 물체 감지를 위한 제4 주파수를 검출하는 제2 필터부를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 의한 효과는 다음과 같다.
첫째, 합성 주파수의 초음파 신호를 발신하고, 그에 따른 에코 초음파를 수신하여 필터링 되는 주파수를 통해 니어 필드(near field) 및 파 필드(far field)에 위치하는 장애물을 검출하는 효과가 있다.
둘째, 주차 보조 장치에 파 필드(far field)까지 검출 가능한 초음파를 이용할 수 있으므로 수직 주차의 경우에도 주차 구역 내 장애물이 있는지 검출할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 저가의 초음파 센서로 고가의 레이더 센서를 대체할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 초음파 및 초음파를 포함하는 차량을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다.
도 2b은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다.
도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다.
도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 주파수 및 제2 주파수의 합성 주파수를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 흐름도이다.
도 8a 내지 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치를 구비한 차량이 주차하는 동작을 예시하는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는 차량에 대해 자동차를 위주로 설명한다.
도 1은 초음파 및 초음파를 포함하는 차량을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량(10)은 엔진을 구비하는 내연 기관 차량, 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 전기 모터를 구비하는 전기 차량을 포함하는 개념일 수 있다.
차량(10)은 각종 센서를 포함한다. 예를 들면, 차량(10)은 조도 센서, 가속도 센서, 중력 센서, 자이고스코프 센서, 모션 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 배터리 게이지, 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 열 감지 센서, 가스 감지 센서) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 개시되는 차량(10)은 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
차량(10)에 포함되는 각종 센서들 중, 초음파 센서(200a 내지 200j)는 차량 전방, 후방, 측방에 구비되어, 차량(10)에 근접하는 물체를 감지할 수 있다. 이러한 초음파 센서(200a 내지 200j)는 주차 보조 장치에 이용될 수 있다. 예를 들어, 차량(10)의 운전자가 주차 하는 경우, 초음파 센서(200a 내지 200j)는, 차량 주변에 장애물이 감지되는 경우, 알람을 출력하는 방식으로 주차 보조 장치에 이용될 수 있다. 또는, 자동 주차 시스템의 경우, 초음파 센서(200a 내지 200j)는, 차량 주변 장애물이 감지되는 경우, 스티어링 휠 제어를 통해 차량(10)의 진행 방향을 바꾸거나, 브레이크 구동부 제어를 통해 차량(10)을 멈추거나, 동력원 구동부 제어를 통해 차량(10)을 움직이게 할 수 있다.
한편, 초음파 센서(200a 내지 200j)는 다른 물체 감지 센서에 비해 저가에 공급된다. 그러나, 초음파 센서(200a 내지 200j)는 근거리 물체 감지에는 적합하나 중,장거리 물체 감지에는 적합하지 않다. 일반적으로, 차량(10)에 포함되는 초음파의 감지 가능 거리는 3m이내이다.
차량 1대가 주차될 수 있는 주차 공간은 너비가 약 2.3m 정도이고 길이가 약 5m 정도이다. 따라서, 수직 주차(전방 또는 후방 주차, T형 주차)의 경우, 주차 공간의 길이 방향에 위치하는 물체를 감지하기 위해서는 적어도 5m 이상 감지가 가능한 초음파 센서가 필요하다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다. 도 2b은 본 발명의 제1 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 초음파 센서(200)는 주파수 생성부(210), 압전 변환부(220), 필터부(230) 및 확산부(240)를 포함할 수 있다.
주파수 생성부(210)는 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성 주파수를 생성한다. 이경우, 합성 주파수는 제3 주파수 성분 및 제4 주파수 성분을 갖는다.
종래 기술에 따른 초음파 센서는 하나의 주파수의 초음파를 생성하여 발신한다. 또한, 초음파 센서는 발신된 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코(echo) 초음파를 수신할 수 있다. 일반적으로, 차량(10)에 이용되는 초음파 센서를 통해, 발신되는 초음파의 주파수는 40~50kHz이다. 이러한 종래 기술에 따른 초음파 센서는 초음파가 전파되는 거리에 따라 감쇠특성이 커지므로 파 필드(far field)에 위치한 물체까지 검출할 수는 없었다.
그러나, 본 발명에 따른 초음파 센서(200)는 제3 주파수 성분 및 제4 주파수 성분이 포함된 합성 주파수를 갖는 초음파를 발신한다. 초음파 센서(200)는 발신된 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신한다. 초음파 센서(200)는 수신된 에코 초음파에서 제3 주파수 성분 및 제4 주파수 성분을 필터링하여 물체를 감지한다. 여기서 저주파 성분인 제3 주파수는 비교적 먼 거리인 파 필드(far field)까지 소실되지 않고 도달할 수 있기 때문에, 중거리 또는 원거리에 위치한 물체까지 검출할 수 있다.
압전 변환부(220)는 압전 소자, 발신부 및 수신부를 포함할 수 있다. 압전 변환부(220)는 압전 소자를 이용해 주파수 생성부(210)에서 생성된 합성 주파수를 갖는 초음파를 생성한다. 이때, 압전 변환부(220)는 압전 효과를 이용할 수 있다. 압전 변환부(220)는 생성된 초음파를 발신부를 통해 발신한다.
압전 변환부(220)는 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신부를 통해 수신할 수 있다.
상술한 바와 같이, 압전 변환부(220)는 초음파를 발신하고, 에코 초음파를 수신하는 역할을 모두 수행할 수 있다. 이경우, 압전 변환부(220)는 시간을 분할하여, 초음파를 발신하거나 에코 초음파를 수신할 수 있다. 예를 들어, 0부터 t1까지의 시간에, 압전 변환부(220)는 초음파를 발신하고, t1 부터 t2까지의 시간에, 압전 변환부(220)는 에코 초음파를 수신한다. 이어서, t3부터 t4까지의 시간에, 압전 변환부(220)는 초음파를 발신하고, t4부터 t5까지의 시간에, 압전 변환부는 에코 초음파를 수신한다. 압전 변환부(220)는 이와 같은 과정을 반복하여 수행할 수 있다.
압전 소자는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 압전 직접효과(piezoelectric direct effect)와 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 압전 역효과(piezoelectric converse effect)를 갖는 기능성 세라믹스일 수 있다.
압전 직접효과는 전압발생 기능으로 압전 소자에 외부응력, 진동 변위 등을 주면 그 출력단에 전기 신호가 발생하는 현상을 말하며 착화용 압전소자나 각종 센서에 응용된다. 압전 역효과란 변위발생 기능으로 압전 소자에 외부로부터 전압을 걸어주어 소자가 기계적 변위를 일으키게 되는 현상을 말하고 주로 액츄에이터 등에 적용된다.
압전 변환부(220)는 압전 소자의 압전 역효과를 이용하여 초음파를 생성할 수 있다. 또한, 압전 변환부(220)는 압전 소자의 압전 효과를 이용하여 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신할 수 있다.
필터부(230)는 수신되는 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출한다. 여기서, 필터부(230)는 적어도 하나의 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)로 구성될 수 있다.
필터부(230)는 제1 필터부(232) 및 제2 필터부(234)를 포함할 수 있다. 합성 주파수를 갖는 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파는, 합성 주파수와 마찬가지로 제3 주파수 성분 및 제4 주파수 성분을 포함한다.
제1 필터부(232)는 제3 주파수 성분을 검출한다. 제3 주파수의 크기는 제1 주파수 크기 및 제2 주파수 크기의 산술 평균에 해당한다. 즉, 제1 주파수가 f1이고 제2 주파수가 f2인 경우, 제3 주파수는 (f1+f2)/2에 해당한다. 따라서, 제3 주파수는 종래 기술의 초음파 센서에서와 마찬가지로 니어 필드(near field) 영역에서의 물체를 감지하는데 이용될 수 있다. 여기서, 니어 필드는, 종래 기술에 따른 초음파를 통해서도 물체가 감지될 수 있는 거리를 의미할 수 있다. 예를 들어, 니어 필드는 초음파센서(200)의 위치로부터 3m이내의 거리를 의미할 수 있다.
제2 필터부(234)는 제4 주파수 성분을 검출한다. 제4 주파수의 크기는 제1 주파수 크기 및 제2 주파수 크기의 차이에 해당한다. 즉, 제1 주파수가 f1이고 제2 주파수가 f2인 경우, 제4 주파수는 │f1-f2│에 해당한다. 제4 주파수는 저주파에 해당하고, 전파 거리에 따른 감쇠 특성이 거의 없으므로, 파 필드(far field) 영역에서의 물체를 감지하는데 이용될 수 있다. 여기서, 파 필드는 종래 기술에 따른 초음파를 통해서 물체가 감지될 수 없는 거리를 의미할 수 있다. 예를 들어, 파 필드는 초음파센서(200)의 위치로부터 3m에서 10m까지의 거리를 의미할 수 있다.
확산부(240)는 어쿠스틱 렌즈(acoustic lens)를 포함할 수 있다. 확산부(240)는 어쿠스틱 렌즈를 통해 발신되는 초음파를 소정 각도로 확산시킬 수 있다.
한편, 제어부(150)는 초음파 센서(200)의 동작을 제어한다. 제어부(150)는 주파수 생성부(210), 압전 변환부(220) 및 필터부(230)와 제어신호를 포함한 데이터를 송수신한다.
도 3a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다. 도 3b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 초음파 센서(200)는 주파수 생성부(210), 압전 변환부(220), 필터부(230), 확산부(240) 및 마이크(250)를 포함한다.
제2 실시예는 제1 실시예와 다른 압전 변환부(220) 및 마이크(250)를 중심으로 설명한다.
주파수 생성부(210)는 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성 주파수를 생성한다.
압전 변환부(220)는 압전 소자, 발신부를 포함할 수 있다. 압전 변환부(220)는 압전 소자를 이용해 주파수 생성부(210)에서 생성된 합성 주파수를 갖는 초음파를 생성한다. 압전 변환부(220)는 생성된 초음파를 발신부를 통해 발신한다. 이때, 압전 변환부(220)는 압전 효과를 이용할 수 있다.
마이크(250)는 압전 변환부(220)에서 발신되는 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신한다. 마이크(250)는 에코 초음파를 수신할 수 있는 수신부를 포함할 수 있다. 마이크(250)는 에코 초음파를 증폭하는 증폭부 및 필요한 신호만 추출하는 신호처리부를 포함할 수 있다.
마이크(250)는 수신된 에코 초음파를 필터부(230)로 전송한다.
필터부(230)는 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출한다. 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 필터부(230)는 에코 초음파로부터 니어 필드에서 물체 감지를 위한 제3 주파수를 검출하는 제1 필터부 및 에코 초음파로부터 파 필드에서 물체 감지를 위한 제4 주파수를 검출하는 제2 필터부를 포함한다.
확산부(240)는 어쿠스틱 렌즈(acoustic lens)를 포함할 수 있다. 확산부(240)는 어쿠스틱 렌즈를 통해 발신되는 초음파를 소정 각도로 확산시킬 수 있다.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 개념도이다. 도 4b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 초음파 센서를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제3 실시예에 따른 초음파센서(200)는 제1 압전 변환부(222), 제2 압전 변환부(224), 필터부(230), 제1 확산부(242), 제2 확산부(244) 및 마이크(250)를 포함한다.
제1 압전 변환부(222)는 압전 소자 및 발신부를 포함할 수 있다. 제1 압전 변환부(222)는 압전 소자를 이용해 제1 주파수를 갖는 초음파를 생성한다. 이때, 제1 압전 변환부(222)는 압전 효과를 이용할 수 있다. 제1 압전 변환부(222)는 생성된 초음파를 발신부를 통해 발신한다.
제2 압전 변환부(224)는 압전 소자 및 발신부를 포함할 수 있다. 제2 압전 변환부(224)는 압전 소자를 이용해 제2 주파수를 갖는 초음파를 생성한다. 이때, 제2 압전 변환부(224)는 압전 효과를 이용할 수 있다. 제2 압전 변환부(224)는 생성된 초음파를 발신부를 통해 발신한다.
마이크(250)는 제1 압전 변환부(222)에서 발신되는 제1 초음파 및 제2 압전 변환부(224)에서 발신되는 제2 초음파가 합성된 합성 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신한다. 마이크(250)는 에코 초음파를 수신할 수 있는 수신부를 포함할 수 있다. 마이크(250)는 에코 초음파를 증폭하는 증폭부 및 필요한 신호만 추출하는 신호처리부를 포함할 수 있다.
필터부(230)는 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출한다. 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 필터부(230)는 에코 초음파로부터 니어 필드에서 물체 감지를 위한 제3 주파수를 검출하는 제1 필터부 및 에코 초음파로부터 파 필드에서 물체 감지를 위한 제4 주파수를 검출하는 제2 필터부를 포함한다.
제1 확산부(242)는 어쿠스틱 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 확산부(242)는 어쿠스틱 렌즈를 통해, 제1 압전 변환부(222)에서 발신되는 제1 초음파를 소정 각도로 확산시킬 수 있다.
제2 확산부(244)는 어쿠스틱 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 확산부(244)는 어쿠스틱 렌즈를 통해, 제2 압전 변환부(224)에서 발신되는 제2 초음파를 소정 각도로 확산시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 주파수 및 제2 주파수의 합성 주파수를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 5a는 주파수별로 전파거리에 따른 감쇠특성을 나타낸 그래프이다.
도 5a를 참조하면, 20kHz, 50kHz 및 200kHz의 주파수는 모두 전파 거리가 증가하는 경위 감쇠 특성이 증가한다. 특히, 주파수의 크기가 커질 수록 전파 거리에 따른 감쇠 특성 증가 현상이 커진다. 예를 들어, 20kHz 대역의 주파수는 5m의 전파 거리에서 약 20dB의 감쇠 특성을 보이는 반면, 200kHz 대역의 주파수는 5m의 전파 거리에서 약 60dB의 감쇠 특성을 보인다.
종래 기술에 따른 초음파 센서는 40~50kHz 대역의 주파수를 이용하는데, 도 5a에서 확인할 수 있는 바와 같이, 3m 이상의 거리에서는 감쇠 특성이 급격하게 높아져 파 필드에서의 물체 검출에 적합하지 않다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라, 제1 주파수 및 제2 주파수의 합성 주파수를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, f1[hz] 대역의 제1 주파수와 f2[hz] 대역의 제2 주파수는 서로 근접한 값을 갖는다고 가정한다. 제1 주파수와 제2 주파수를 합성하는 경우, 제1 주파수 및 제2 주파수와 다른 형태의 주파수가 생성된다. 즉, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 두 주파수의 차인 │f1-f2│에 대역의 주파수(제4 주파수)로 진동하면서, (f1+f2)/2 대역의 주파수(제3 주파수)가 생성된다. 즉, │f1-f2│의 엔벨로프(envelopr) 주파수를 갖는 (f1+f2)/2 주파수가 생성된다.
예를 들어, 50,000Hz 및 50,010Hz의 주파수를 합성하는 경우, 10Hz의 엔벨로프 주파수(제3 주파수)를 갖는 50005Hz의 주파수(제4 주파수)가 생성된다.
도 5c 는 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 센서를 통하여 니어 필드 및 파 필드에 위치한 물체에 대한 검출을 설명하는데 참조되는 도면이다.
제1 실시예 내지 제3 실시예에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 센서(200)는 에코 초음파에서, 밴드 패스 필터를 통해, 제3 주파수 및 제4 주파수를 필터링한다.
제3 주파수는 제1 주파수 및 제2 주파수와 거의 같은 대역의 주파수 이므로, 니어 필드 영역에 위치한 물체를 검출하는데 이용될 수 있다. 본 도에 도시된 바와 같이, 제3 주파수는 파 필드 영역에서는 감쇠되어, 파 필드 영역에 위치한 물체를 감지하는데 적합하지 않다.
제4 주파수는 초저주파대역의 주파수이다. 따라서, 제4 주파수는 도 5의 (a)에서 설명한 바와 같이, 전파 거리에 따라 감쇠 특성이 급격하게 증가하지 않으므로, 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 센서(200)는 제4 주파수를 이용하여 파 필드에 영역에 위치한 물체를 감지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치(100)는 초음파 센서(200), 속도 감지부(310), 메모리(160), 스티어링 휠 구동부(410), 브레이크 구동부(420), 동력원 구동부(430) 및 주차 보조 장치의 각 유닛을 제어하는 제어부(150)를 포함한다.
초음파 센서(200)는 상술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 초음파 센서(200)일 수 있다.
속도 감지부(310)는 차량(10)이 주행 중인 상태에서, 주행 속도를 감지한다.
속도 감지부(310)는 차량의 바퀴의 회전속도를 감지하거나 차량의 엔진과 연결된 변속기의 출력축의 회전속도를 감지하여 차량의 현재 속도를 산출한다. 속도 감지부(310)는 회전속도를 감지하는 속도 센서와 차량의 현재 속도값을 산출하는 프로세서 등을 포함할 수 있다. 속도 감지부(310)는 감지된 차량의 속도값을 제어부(150)에 출력한다.
메모리(160)는 각종 프로그램, 제어 명령 및 데이터를 저장한다. 제어부(150)는 메모리(160)에 데이터를 저장하거나 메모리(160)에 저장된 프로그램, 명령 또는 데이터를 호출할 수 있다. 메모리(160)는 차량(10)의 외형을 구성하는 차체의 전폭 및 전장에 대한 정보를 저장한다. 여기서, 전폭은 차체의 가로폭이 가장 넓은 수평폭을 의미한다. 전장은 차체의 앞쪽 끝에서 뒤쪽 끝부분까지의 수평길이를 의미한다.
스티어링 휠 구동부(410)는, 제어부(150)로부터 제어 신호를 수신하여, 복수의 바퀴를 움직여 차량(10)의 진행 방향을 바꾸는 스티어링 휠에 구동력을 제공한다.
브레이크 구동부(420)는, 제어부(150)로부터 제어 신호를 수신하여, 바퀴에 연결되는 브레이크의 동작을 제어한다. 실시예에 따라, 브레이크 구동부(420)는 차량(10) 엔진의 회전을 직접 감소시키거나 리타더(retarder)와 같은 감속장치를 작동시킬 수도 있다. 브레이크 구동부(420)는 브레이크를 제어하여, 차량(10)을 감속시키거나 정지시킬 수 있다.
동력원 구동부(430)는, 제어부(150)로부터 제어 신호를 수신하여, 차량(10)의 동력원을 제어한다. 동력원 구동부(430)는 차량(10)의 동력원을 제어하여, 차량(10)에 동력을 제공하여, 가속시킬 수 있다. 여기서, 동력원은 엔진 또는 모터를 포함하는 개념일 수 있다.
제어부(150)는, 초음파 센서(200)로부터 수신된 신호를 기초로 물체를 감지할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 제3 주파수를 기초로, 니어 필드에 위치한 물체를 감지할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 제4 주파수를 기초로, 파 필드에 위치한 물체를 감지할 수 있다.
제어부(150)는 물체 감지 여부에 기초하여, 스티어링 휠을 제어하도록 스티어링 휠 구동부(410)에 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 주차 수행 시, 차량(10) 주변에 물체가 감지되는 경우, 제어부(150)는 물체가 없는 방향으로 차량(10)이 움직일 수 있도록 스티어링 휠 구동부(410)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부(150)는 물체 감지 여부에 기초하여, 브레이크를 제어하도록 브레이크 구동부(420)에 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 주차 수행 시, 차량(10) 주변에 물체가 감지되는 경우, 제어부(150)는 감속하거나 정지하도록 브레이크 구동부(420)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부(150)는 물체 감지 여부에 기초하여, 동력원을 제어하도록 동력원 구동부(430)에 제어 신호를 출력한다. 예를 들어, 주차 수행 시, 차량(10) 주변에 물체가 감지되지 않는 경우, 제어부(150)는 차량(10)이 움직일 수 있도록 동력원 구동부(430)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부(150)는 차량(10)이 주차할 수 있는 주차 가능 공간을 판단할 수 있다. 예를 들어, 차량(10)의 우측면에 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 센서(200)가 구비될 수 있다. 차량(10) 주행 방향의 오른쪽에 주차장이 위치하고, 복수의 타 차량이 주차장에 주차되어 있을 수 있다. 초음파 센서(200)를 통해 물체(예를 들어, 주차장에 주차된 타 차량)를 감지하면서, 차량(10)은 운행된다. 이때, 제어부(150)는 연속적으로 물체가 감지되지 않는 시간 및 속도 감지부(310)에서 수신되는 주행 속도를 기반으로 물체가 검출되지 않는 공간의 너비 또는 길이를 산정할 수 있다. 이때, 주행 속도는 물체가 감지되지 않는 시간 구간에서의 평균 속도일 수 있다.
제어부(150)는, 물체가 감지되지 않는 공간의 너비 또는 길이가 차체의 전폭 또는 전장과 비교하여, 주차가 가능한지 판단할 수 있다. 주차가 가능한 것으로 판단되는 경우, 제어부(150)는 물체가 감지되지 않은 공간을 주차 가능 공간으로 판단할 수 있다.
한편, 주차 방식에는 수평 주차(예를 들면, 평행 주차) 또는 수직 주차(예를 들면, 전진 주차, 후진 주차, T형 주차)가 있다. 제어부(150)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 초음파 센서(200)에서 수신되는 신호를 기초로 주차 방식을 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 상술한 바와 같이, 산정된 주차 가능 공간의 너비 또는 길이와, 메모리(160)에 저장된 차체의 전폭 및 전장을 비교하여 주차 가능 공간이 수평 주차 가능 공간인지 수직 주차 가능 공간인지 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는 초음파 센서(200)를 통해, 연속적으로 물체가 감지되는 시간 및 속도 감지부에서 수신되는 차량(10)의 주행 속도에 기초하여 감지되는 물체의 너비 또는 길이를 산정할 수 있다. 여기서, 물체는 주차장에 주차되어 있는 차량일 수 있다. 여기서, 초음파 센서(200)는 차량의 측면에 구비될 수 있다. 제어부(180)는 감지되는 물체의 너비 또는 길이가 주차된 차량의 전폭 및 전장 중 어디에 해당하는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 물체의 길이가 주차된 차량의 전폭에 해당되는 경우, 주차 방식은 수직 주차에 해당된다. 판단 결과, 물체의 길이가 주차된 차량의 전장에 해당되는 경우, 주차 방식은 수평 주차에 해당된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치의 동작을 설명하는데 참조되는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제어부(150)는 초음파 센서(200)를 통해, 니어 필드 및 파 필드에 위치하는 물체를 감지한다(S710). 구체적으로, 제어부(150)는 제3 주파수를 기초로, 니어 필드에 위치한 물체를 감지할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 제4 주파수를 기초로, 파 필드에 위치한 물체를 감지할 수 있다.
물체 감지 여부를 통해, 제어부(150)는 주차 공간이 존재하는지 판단한다(S720).
차량(10)의 측면에 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 센서(200)가 구비될 수 있다. 초음파 센서(200)를 통해 주차장에 주차된 타 차량들을 감지하면서 차량(10)이 운행된다. 이때, 주차장은 초음파 센서(200)가 구비된 방향에 위치할 수 있다. 제어부(150)는 연속적으로 물체가 감지되지 않는 시간 및 속도 감지부(310)에서 수신되는 주행 속도를 기반으로 타 차량이 검출되지 않는 공간의 너비 또는 길이를 산정할 수 있다.
제어부(150)는, 물체가 검출되지 않는 공간의 너비 또는 길이가 메모리(160)에 저장된 전폭 및 전장의 길이와 비교하여, 주차가 가능한지 판단할 수 있다. 주차가 가능한 것으로 판단되는 경우, 제어부(150)는 물체가 검출되지 않은 공간을 주차 가능 공간으로 판단할 수 있다.
주차 공간이 존재 하는 것으로 판단되는 경우, 제어부(180)는 주차 방식을 결정한다(S730). 주차 방식에는 수평 주차(예를 들면, 평행 주차) 또는 수직 주차(예를 들먼, 전진 주차, 후진 주차, T형 주차)가 있다. 제어부(150)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 초음파 센서(200)에서 수신되는 신호를 기초로 주차 방식을 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(150)는 상술한 바와 같이, 산정된 주차 가능 공간의 너비 또는 길이와, 메모리(160)에 저장된 차체의 전폭 및 전장을 비교하여 주차 가능 공간이 수평 주차 가능 공간인지 수직 주차 가능 공간인지 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)는 초음파 센서(200)를 통해, 연속적으로 물체가 감지되는 시간 및 속도 감지부에서 수신되는 차량(10)의 주행 속도에 기초하여 감지되는 물체의 너비 또는 길이를 산정할 수 있다. 이때, 주행 속도는, 물체가 감지되는 시간동안의 차량(10)의 평균 주행 속도일 수 있다. 여기서, 물체는 주차장에 주차되어 있는 차량일 수 있다. 여기서, 초음파 센서(200)는 차량의 측면에 구비될 수 있다. 제어부(180)는 감지되는 물체의 너비 또는 길이가 주차된 차량의 전폭 및 전장 중 어디에 해당하는지 판단할 수 있다. 판단 결과, 물체의 길이가 주차된 차량의 전폭에 해당되는 경우, 주차 방식은 수직 주차에 해당된다. 판단 결과, 물체의 길이가 주차된 차량의 전장에 해당되는 경우, 주차 방식은 수평 주차에 해당된다.
결정된 주차 방식이 수직 주차 방식인 경우(S740), 제어부(150)는 수직 주차 방식에 대응하여 스티어링 휠 구동부(410), 브레이크 구동부(420) 및 동력원 구동부(430)에 각각 제어 신호를 전송하여 주차 동작을 수행한다(S750).
만약, 결정된 주차 방식이 수직 주차 방식이 아닌 경우, 즉 수평 주차 방식인 경우(S740), 제어부(150)는 수평 주차 방식에 대응하여 스티어링 휠 구동부(410), 브레이크 구동부(420) 및 동력원 구동부(430)에 각각 제어 신호를 전송하여 주차 동작을 수행한다(S760).
도 8a 내지 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 주차 보조 장치를 구비한 차량이 주차하는 동작을 예시하는 예시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시 예에 따라, 수직 주차 방식에 따른 주차 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 차량(10)의 전진방향의 우측면에 제1 실시예 내지 제3 실시예예 따른 초음파 센서(200a)가 구비된다. 차량(10)의 전진 진행 방향의 우측에 주차장이 위치한다. 초음파 센서(200a)는 차량(10) 전진 진행 방향의 우측에 물체가 존재하는지 판단한다. 여기서, 물체는 주차장에 주차되어 있는 타 차량(811, 813, 815)이다.
상술한 바와 같이, 초음파 센서(200a)는 합성 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파에서 제1 필터부(232)를 통해, 제3 주파수를 검출하고, 제2 필터부(234)를 통해 제4 주파수를 검출한다.
차량(100)이 제1 타 차량(811) 및 제2 타 차량(813)을 지나치는 경우, 초음파 센서(200a)는 제1 타 차량(811) 및 제2 타 차량(813)에 초음파를 발신하고 반사되는 에코 초음파를 수신한다. 이때, 제1 타차량(811) 및 제2 타 차량(813)이 니어 필드에 위치하므로, 제어부(150)는 제1 필터부(232)에 의해 검출된는 제3 주파수를 통해, 제1 타 차량(811) 및 제2 타 차량(813)의 존재를 감지할 수 있다. 이경우, 제어부(150)는 제1 타 차량(811) 및 제2 타 차량(813)이 위치한 영역에는 주차 공간이 없다고 판단할 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 차량(10) 전진되어 빈 주차 공간(820)을 지나 치는 경우, 초음파 센서(200)는 빈 주차 공간(820)에 초음파를 발신한다. 이경우, 빈 주차 공간(820)에는 물체가 위치하고 있지 않으므로, 에코 초음파가 수신되지 않는다. 따라서, 제어부(150)는 빈 주차 공간(820)에 니어 필드 및 파 필드에 물체가 위치하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
차량(10)이 전진 운행 되면서, 제어부(150)는 빈 주차 공간(820)에서 연속적으로 물체가 감지되지 않는 시간 및 속도 감지부(310)에서 수신되는 주행 속도를 기반으로 물체가 감지되지 않는 공간의 너비를 산정할 수 있다.
제어부(150)는 산정된 공간의 너비(830)를 차체의 전폭과 비교하여, 주차가 가능한지 판단한다. 주차가 가능한 것으로 판단되는 경우, 제어부(150)는 빈 주차 공간(820)을 주차 가능 공간으로 판단하고, 주차 동작을 수행한다.
이후에, 제어부(150)는 주차 가능 공간에 적합한 주차 방식이, 수직 주차인지 수평 주차인지 판단한다. 제어부(150)는 산정된 공간의 너비(830) 및 전폭 또는 전장과 비교하여, 주차 방식을 판단할 수 있다. 본 실시예에서 산정된, 공간의 너비(830)가 전폭 보다는 크고 전장 보다는 작으므로, 주차 방식을 수직 주차로 판단할 수 있다.
도 8c 및 도 8d에 도시된 바와 같이, 주차 가능 공간, 주차 방식이 판단되면, 제어부(150)는 수직 주차 방식에 대응하여 스티어링 휠 구동부(410), 브레이크 구동부(420), 동력원 구동부(430)에 제어 신호를 전달하여, 주차 동작을 수행한다.
이때, 제어부(150)는 지속적으로 차량(10)에 구비된 복수의 초음파 센서(200a, 200b, 200c, 200d)를 통해, 주변 물체를 감지하고, 감지 신호에 대응하여, 휠 구동부(410), 브레이크 구동부(420), 동력원 구동부(430)에 유기적으로 제어 신호를 전달함으로써, 주차 동작을 수행한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따라, 주차 방식을 결정하는 동작을 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 차량(10)의 전진방향의 우측면에 제1 실시예 내지 제3 실시예예 따른 초음파 센서(200a)가 구비된다. 차량(10)의 전진 진행 방향의 우측에 주차장이 위치한다. 초음파 센서(200a)는 차량(10) 전진 진행 방향의 우측에 물체가 존재하는지 판단한다. 여기서, 물체는 주차장에 주차되어 있는 타 차량(911, 913, 915)이다.
제어부(150)는 초음파 센서(200a)를 통해, 연속적으로 물체(911)가 감지되는 시간 및 속도 감지부(310)에서 수신되는 차량(10)의 주행 속도에 기초하여, 감지되는 물체(911)의 길이(930)를 산정할 수 있다.
제어부(150)는 물체(911)의 길이(930)가 차량(10)의 전폭 또는 전장 중 어디에 가까운지 판단할 수 있다. 예를 들어, 일반적인 차량의 전폭은 2m 내외인 반면, 전장은 4-5m 이므로, 제어부(150)는 산정된 물체(910)의 길이(930)와 차량(10)의 전폭 및 전장을 비교하여, 전폭인지 전장인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정된 물체(911)의 길이(930)가 1.8m 인경우, 이는 차량(10)의 전폭에 해당된다.
판단 결과, 물체(911)의 길이(930)가 차량(10)의 전폭에 가까운 경우, 제어부(150)는 주차 방식을 수직 주차 방식으로 판단한다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 초음파 센서(200a)를 통해, 연속적으로 물체(911)가 감지되는 시간 및 속도 감지부(310)에서 수신되는 차량(10)의 주행 속도에 기초하여, 감지되는 물체(917)의 길이(940)를 산정할 수 있다.
제어부(150)는 물체(917)의 길이(940)가 차량(10)의 전폭 또는 전장 중 어디에 가까운지 판단할 수 있다. 예를 들어, 측정된 물체(917)의 길이(940)가 4m인 경우, 이는 차량(10)의 전장에 해당된다.
판단 결과, 물체(917)의 길이(940)가 차량(10)의 전장에 가까운 경우, 제어부(150)는 주차 방식을 수평 주차 방식으로 판단한다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10 : 차량
100 : 주차 보조 장치
150 : 제어부
160 : 메모리
200 : 초음파 센서
310 : 속도 감지부
410 : 스티어링 휠
420 : 브레이크 구동부
430 : 동력원 구동부

Claims (20)

  1. 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성주파수를 생성하는 주파수 생성부;
    압전효과를 이용하여, 상기 합성주파수를 갖는 초음파를 발신하거나 상기 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 압전변환부; 및
    상기 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출하는 필터부;를 포함하는 주차 보조 장치.
  2. 제1 주파수 및 제2 주파수를 합성하여 합성주파수를 생성하는 주파수 생성부;
    압전효과를 이용하여, 상기 합성주파수를 갖는 초음파를 발신하는 압전변환부;
    상기 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 마이크; 및
    상기 에코 초음파로부터 소정 주파수 성분을 검출하는 필터부;를 포함하는 주차 보조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 압전변환부는, 시간을 분할하여, 상기 초음파를 발신하거나 상기 에코 초음파를 수신하는 주차 보조 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 필터부는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)인 주차 보조 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 초음파를 소정 범위 이상으로 확산시키는 확산부;를 더 포함하는 주차 보조 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 에코 초음파로부터 니어 필드(near field)에서 물체 감지를 위한 제3 주파수를 검출하는 제1 필터부; 및
    상기 에코 초음파로부터 파 필드(far field)에서 물체 감지를 위한 제4 주파수를 검출하는 제2 필터부;를 포함하는 주차 보조 장치.
  7. 압전효과를 이용하여, 제1 주파수를 갖는 제1 초음파를 생성하는 제1 압전변환부;
    압전효과를 이용하여, 제2 주파수를 갖는 제2 초음파를 생성하는 제2 압전변환부;
    상기 제1 초음파 및 상기 제2 초음파가 합성된 합성 초음파가 물체에 의해 반사되는 에코 초음파를 수신하는 마이크;
    상기 에코 초음파로부터 니어 필드(near field)에서 물체 감지를 위한 제3 주파수를 필터링하는 제1 필터부; 및
    상기 에코 초음파로부터 파 필드(far field)에서 물체 감지를 위한 제4 주파수를 필터링하는 제2 필터부;를 포함하는 주차 보조 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 필터부는 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)인 주차 보조 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 초음파를 소정 범위 이상으로 확산시키는 확산부;를 더 포함하는 주차 보조 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    복수의 바퀴를 움직여 진행 방향을 바꾸는 스티어링 휠; 및
    주차 수행 시, 상기 제3 주파수 및 상기 제4 주파수를 기초로 물체의 감지여부를 판단하고, 상기 물체의 감지 여부에 기초하여 상기 스티어링 휠을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 주차 보조 장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    바퀴에 연결되는 브레이크의 동작을 제어하는 브레이크 구동부;
    동력원의 동작을 제어하는 동력원 구동부; 및
    주차 수행 시, 상기 제3 주파수 및 상기 제4 주파수를 기초로 물체의 감지여부를 판단하고, 상기 물체의 감지 여부에 기초하여 상기 브레이크 구동부 및 상기 동력원 구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 주차 보조 장치.
  12. 제 6항에 있어서,
    주행 속도를 감지하는 속도 감지부;
    상기 제3 주파수 및 상기 제4 주파수를 기초로 물체의 감지여부를 판단하고,
    연속적으로 물체가 감지되지 않는 시간 및 상기 속도 감지부에서 감지된 주행 속도를 바탕으로, 주차 가능 공간을 판단하는 제어부;를 더 포함하는 주차 보조 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    차체의 전폭 및 전장에 대한 정보를 저장하는 메모리;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 주차 가능 공간의 너비 또는 길이를 산정하고, 상기 주차 가능 공간의 너비 또는 길이와 상기 차체의 전폭 및 전장을 비교하여 주차 방식을 판단하는 주차 보조 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    연속적으로 물체가 감지되는 시간 및 상기 속도 감지부에서 감지된 주행 속도에 기초하여 감지되는 물체의 너비 또는 길이를 산정하고, 상기 산정된 너비 또는 길이를 기초로 주차 방식을 판단하는 주차 보조 장치.
  15. 제1항, 제2항, 제3항, 제7항, 제8항 및 제9항 중 어느 하나의 항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
  16. 제 6항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
  17. 제 10항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
  18. 제 11항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
  19. 제 12항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
  20. 제 13항의 주차 보조 장치를 포함하는 차량.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190048022A (ko) * 2017-10-30 2019-05-09 현대자동차주식회사 주차 공간 안내 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018075036A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-26 Ford Global Technologies, Llp A system and methods for identifying unoccupied parking positions
EP3579020B1 (de) * 2018-06-05 2021-03-31 Elmos Semiconductor SE Verfahren zur erkennung eines hindernisses mit hilfe von reflektierten ultraschallwellen
JP7271952B2 (ja) * 2019-01-08 2023-05-12 株式会社アイシン 物体検出システムおよび物体検出装置
US20200258385A1 (en) * 2019-02-11 2020-08-13 Byton North America Corporation Advanced detection of parking spot for vehicle
JP7244398B2 (ja) * 2019-10-14 2023-03-22 株式会社デンソー 移動物体判定装置
CN113050099A (zh) * 2019-12-27 2021-06-29 广州汽车集团股份有限公司 一种自动泊车障碍物距离检测方法及其系统、检测设备
KR20230099334A (ko) * 2021-12-27 2023-07-04 현대모비스 주식회사 차량용 이중대역 초음파 감지장치 및 그 제어방법
CN114578365A (zh) * 2022-03-04 2022-06-03 苏州优达斯汽车科技有限公司 一种超声波检测系统和方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040042420A (ko) * 2002-11-14 2004-05-20 한국전자통신연구원 주파수 응답 분리 방식을 이용한 비접촉식 측정 장치 및그 측정 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241360A (en) * 1992-02-06 1993-08-31 Cubic Automatic Reveneu Collection Group Distance measuring device utilizing semiconductor laser
JP3956252B2 (ja) * 1998-04-16 2007-08-08 マツダ株式会社 障害物検出装置及び障害物の検出方法
JP3923201B2 (ja) * 1998-10-23 2007-05-30 本田技研工業株式会社 車両の物体検知装置
JP2005088656A (ja) * 2003-09-12 2005-04-07 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 傾斜センサ付き車両
JP4020128B2 (ja) * 2005-04-22 2007-12-12 トヨタ自動車株式会社 目標位置設定装置およびそれを備えた駐車支援装置
JP4799631B2 (ja) * 2009-02-27 2011-10-26 株式会社日本自動車部品総合研究所 物体検出装置
CN101890947A (zh) * 2010-07-05 2010-11-24 邹崇毓 汽车助驾系统
DE102010062235A1 (de) * 2010-12-01 2012-06-06 Robert Bosch Gmbh Fahrerassistenzsystem zur Detektion eines Objekts in einer Fahrzeugumgebung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040042420A (ko) * 2002-11-14 2004-05-20 한국전자통신연구원 주파수 응답 분리 방식을 이용한 비접촉식 측정 장치 및그 측정 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190048022A (ko) * 2017-10-30 2019-05-09 현대자동차주식회사 주차 공간 안내 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
KR102474805B1 (ko) 2017-10-30 2022-12-06 현대자동차주식회사 주차 공간 안내 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법

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