KR101699307B1 - 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법 - Google Patents

자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법 Download PDF

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Abstract

다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있는 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템은 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서를 포함하며, 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사하는 초음파 송신부; 상기 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 수신하는 초음파 수신부; 및 상기 초음파 반사신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단하는 자기신호 판단부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법{SELF IDENTIFICATION ULTRASONIC SENSOR SYSTEM AND SELF SIGNAL DETECTING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있는 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 전·후방 감지 시스템은 자동차의 전진 또는 후진 시에 장애물이 있다는 것을 미리 알려줌으로써 충돌 사고가 방지되도록 자동차에 장착되는 장치를 말한다. 이러한 전·후방감지 시스템은 전방경보, 후방경보, 측 후방 시스템이라고도 불린다. 또한, 주차보조 시스템 및 주차지원 시스템도 같은 개념의 시스템이다.
이러한 전·후방 감지 시스템은 주차 또는 다른 이유로 차량을 전진, 후진할 경우, 자동차의 전·후방에 있는 장애물을 감지하는 장치를 말한다.
도 1은 종래에 따른 초음파 센서가 장착된 자동차를 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 자동차용 초음파 센서에 대한 초음파 신호를 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 3은 초음파 신호 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4및 도 5는 초음파 송신신호 파형을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 자동차(10)는 앞, 뒷 범퍼에 2 ~ 4개의 초음파 센서가 장착되어 운용되고 있으며, 일부 차량에서 추가로 주차지원이 가능한 별도의 센서를 운용하고 있다. 1개의 초음파 센서에서 발생된 신호를 동일한 초음파 센서에서 수신하거나, 또는 인접한 위치에 배치된 다른 초음파 센서에서 수신하는 등 다양한 방식으로 운영 중이다.
이때, 자동차용 후방센서로 사용되는 초음파 센서는 주로 40 ~ 60kHz의 대역에서 특정 단일 주파수의 초음파 송신신호(Tx)를 방사한 후, 사람 또는 사물에 의해 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호(Rx)를 감지하고 있다.
즉, 종래에는 초음파 송수신으로 단일 초음파 센서 또는 동일 초음파 센서를 사용하여 물체에 의해 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호의 송수신 시간을 검출하여 거리를 탐지하고 있다.
이를 위해, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 송신신호(Tx)는 x개의 버스트 신호(burst signal)로 구성될 수 있으며, 1 버스트 신호는 fr 주파수 yr번 주기를 가질 수 있다.
일 예로, 단일 버스트 신호가 40kHz 6개 주기, 10개의 버스트 신호가 1 초음파 송신신호(Tx)를 이루게 된다. 이에 따라, 1 초음파 송신신호(Tx)는 fr 주파수 성분으로 60 주기의 신호를 송신하게 된다.
현재, 전 세계의 자동차 대부분이 40 ~ 60kHz 대역을 사용 중이며, 동일한 특성을 갖는 초음파 센서를 장착하여 운영 중으로 이러한 초음파 센서는 후진, 주차지원, 사각지대 등의 감지센서로 사용 중에 있다.
그러나, 종래에 따른 초음파 센서는 단일 주파수의 초음파 송신신호(Tx)를 방사한 후, 물체에 의해 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호(Rx) 유무를 감지하고 있으므로, 초음파 센서를 장착된 자동차의 주위에 동일 초음파 센서를 장착한 다른 자동차가 인접하게 운행할 시, 자기신호 구분 기능이 없어 초음파 센서의 기능을 상실하는 문제가 있다. 이로 인하여, 자율주행이나 자동 주차시 큰 애로 사항으로 대두되고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1255024호(2013.04.17. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 초음파 센서를 이용한 상대적 위치 추정 시스템 및 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있는 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 자기신호 판별 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템은 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서를 포함하며, 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사하는 초음파 송신부; 상기 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 수신하는 초음파 수신부; 및 상기 초음파 반사신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단하는 자기신호 판단부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자기신호 판별 방법은 (a) 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서의 초음파 송신부로부터 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사하는 단계; (b) 상기 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 수신하는 단계; 및 (c) 상기 초음파 수신부에 의해 수신된 초음파 반사신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법은 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법은 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등의 자율주행 이동체에 장착할 시, 주위 환경의 초음파 신호를 먼저 스캔하여 주파수 혼선이 가장 낮은 최적의 주파수 대역을 선정하고, 다중 주파수의 주파수 성분 수를 최소화함으로써 이동체들 간에 인접한 위치를 이동하더라도 초음파 신호들 간의 혼신을 없앨 수 있으므로 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래에 따른 초음파 센서가 장착된 자동차를 나타낸 모식도.
도 2는 도 1의 자동차용 초음파 센서에 대한 초음파 신호를 설명하기 위한 모식도.
도 3은 초음파 신호 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 초음파 송신신호 파형을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템을 나타낸 블록도.
도 7은 초음파 송신신호 파형을 설명하기 위한 도면.
도 8은 초음파 송신신호 및 초음파 수신신호를 나타낸 도면.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 자기신호 판별 방법을 나타낸 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템 및 이를 이용한 자기신호 판별 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 7은 초음파 송신신호 파형을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 초음파 송신신호 및 초음파 수신신호를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템(100)은 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서(120)를 포함한다. 이때, 이동체는 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 복수의 초음파 센서(120)는 각각 초음파 송신부(122), 초음파 수신부(124) 및 자기신호 판단부(126)를 갖는다. 이때, 초음파 송신부(122)와 초음파 수신부(124)는 단일의 음향진동 소자를 사용하거나, 또는 별도의 음향진동 소자로 구성할 수 있다. 즉, 초음파 송신부(122) 및 초음파 수신부(124) 각각은 1개의 음향진동 소자를 이용하되, 상호 간이 동일한 단일의 음향진동 소자를 이용하거나, 또는 상호 간이 상이한 음향진동 소자를 이용할 수 있다. 이 경우, 음향진동 소자로는 압전소자가 이용된다.
또한, 자기신호 판단부(126)는 초음파 수신신호를 변환, 분석 및 판단할 수 있는 기능이 포함된 회로부를 의미한다. 이때, 회로부는 초음파를 송ㆍ수신하는 구동 및 검출 회로와 일체형으로도 구성할 수 있다.
초음파 송신부(122)는 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사한다.
이때, 초음파 송신신호의 중심주파수(fr)는 30 ~ 60kHz에서 선택된 특정 단일 주파수이며, 다중 주파수는 fr ± xHz 범위에서 선택된 n개의 주파수 성분(여기서, n은 자연수임.)을 선정할 수 있다. 여기서, x는 10 ~ 10,000일 수 있다.
도 7에서는, x = 100이고, n = 3일 경우를 일 예로 나타내었다.
이와 같이, 다중 주파수의 중심주파수 대역 39.9kHz ~ 40.1kHz에서 3개의 주파수 성분을 선정할 시, 제1 버스트 신호(burst 1)는 f1 주파수 y1개 주기(39.9kHz, 6개 주기)를 갖고, 제2 버스트 신호(burst 2)는 f2 주파수 y2개 주기(40.0kHz, 6개 주기)를 가지며, 제3 버스트 신호(burst 3)는 f3 주파수 y3개 주기(40.1kHz, 6개 주기)를 가질 수 있다. 이에 따라, 10개의 버스트 신호가 초음파 송신신호(Tx)를 이루게 되므로, 310 조합의 수를 가질 수 있다.
이와 같이, 다중 주파수의 주파수 대역, 버스트 신호 및 초음파 송신신호(Tx)의 파형 개수는 여러 주위 상황을 고려하여 가변적으로 적용하는 것이 가능하다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템(100)을 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기 등의 자율주행 이동체에 적용할 시에는 주위 환경의 초음파 신호를 먼저 스캔하여 주파수 혼선이 가장 낮은 최적의 주파수 대역을 선정하고, 다중 주파수의 주파수 성분 수를 최소화함으로써 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
초음파 수신부(124)는 초음파 송신부(122)로부터 방사된 초음파 송신신호(Tx)가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호(Rx)를 수신한다. 이때, 초음파 수신부(124)는 초음파 송신부(122)와 동일한 음향진동 소자를 사용할 수 있으며, 또한 별도로 구성하여 인접한 위치에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
자기신호 판단부(126)는 초음파 수신부(124)에 의해 수신된 초음파 반사신호(Rx)의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단한다. 이때, 자기신호 판단부(126)는 일반적으로 초음파 수신신호를 변환, 분석 및 판단할 수 있는 기능이 포함된 회로부를 의미한다. 이때, 회로부는 초음파를 송ㆍ수신하는 구동 및 검출 회로와 일체형으로도 구성할 수 있다.
이러한 자기신호 판단부(126)는 초음파 송신신호(Tx)와 초음파 반사신호(Rx)의 주파수 성분을 비교 판별하여 자기신호를 검출하게 된다. 즉, 자기신호 판단부(126)는 초음파 송신신호(Tx)와 초음파 반사신호(Rx)의 주파수 순서를 검출하여 자기신호를 판별하게 된다. 이에 따라, 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템은 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템은 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등의 자율주행 이동체에 장착할 시, 주위 환경의 초음파 신호를 먼저 스캔하여 주파수 혼선이 가장 낮은 최적의 주파수 대역을 선정하고, 다중 주파수의 주파수 성분 수를 최소화함으로써 이동체들 간에 인접한 위치를 이동하더라도 초음파 신호들 간의 혼신을 없앨 수 있으므로 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템을 이용한 자기신호 판별 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 자기신호 판별 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기신호 판별 방법은 초음파 송신신호 방사 단계(S110), 초음파 반사신호 수신 단계(S120) 및 자기신호 판단 단계(S130)를 포함한다.
초음파 송신신호 방사
초음파 송신신호 방사 단계(S110)에서는 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서의 초음파 송신부로부터 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사한다.
이때, 초음파 송신신호의 중심주파수(fr)는 30 ~ 60kHz에서 선택된 특정 단일 주파수이며, 다중 주파수는 fr ± xHz 범위에서 선택된 n개의 주파수 성분(여기서, n은 자연수임.)을 선정할 수 있다. 여기서, x는 10 ~ 10,000일 수 있다.
이러한 다중 주파수의 주파수 대역, 버스트 신호 및 초음파 송신신호의 파형 개수는 여러 상황을 고려하여 가변적으로 적용하는 것이 가능하다.
특히, 자기식별 초음파 센서 시스템을 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등의 자율주행 이동체에 적용할 시에는 주위 환경의 초음파 신호를 먼저 스캔하여 주파수 혼선이 가장 낮은 최적의 주파수 대역을 선정하고, 다중 주파수의 주파수 성분 수를 최소화함으로써 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
초음파 반사신호 수신
초음파 반사신호 수신 단계(S120)에서는 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 초음파 수신부를 이용하여 수신한다.
자기신호 판단
자기신호 판단 단계(S130)에서는 초음파 수신부에 의해 수신된 초음파 반사신호의 주파수 성분을 자기신호 판단부를 이용하여 검출하여 자기신호를 판단한다.
이러한 자기신호 판단부는 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 성분을 비교 판별하여 자기신호를 검출하게 된다. 즉, 자기신호 판단부는 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 순서를 검출하여 자기신호를 판별하게 된다. 이에 따라, 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자기식별 초음파 센서 시스템을 이용한 자기신호 판별 방법은 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합하여 방사한 후, 수신된 신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단함으로써, 자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이, 골프카트 등에 적용시 자기신호에 대한 구분이 가능하여 동작 안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 자기식별 초음파 센서 시스템
120 : 초음파 센서
122 : 초음파 송신부
124 : 초음파 수신부
126 : 자기신호 판단부
S110 : 초음파 송신신호 방사 단계
S120 : 초음파 반사신호 수신 단계
S130 : 자기신호 판단 단계

Claims (11)

  1. 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서를 포함하며,
    다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사하는 초음파 송신부;
    상기 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 수신하는 초음파 수신부; 및
    상기 초음파 반사신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단하는 자기신호 판단부;를 포함하며,
    상기 자기신호 판단부는 상기 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 성분을 비교 판별하여 자기신호를 검출하되, 상기 자기신호 판단부는 상기 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 순서를 검출하여 자기신호를 판별하며,
    상기 다중 주파수를 갖는 초음파 신호들 간의 혼신을 없애기 위해, 상기 이동체의 주위 환경에 대하여 초음파 신호를 스캔하여 주파수 혼선이 없는 주파수 대역을 선정하여, 상기 다중 주파수의 주파수 성분 수를 감소시킨 것을 특징으로 하는 자기식별 초음파 센서 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 송신부 및 초음파 수신부 각각은
    1개의 음향진동 소자를 이용하되, 상호 간이 동일한 단일의 음향진동 소자를 이용하거나, 또는 상호 간이 상이한 음향진동 소자를 이용하는 것을 특징으로 하는 자기식별 초음파 센서 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 송신신호의 중심주파수(fr)는 30 ~ 60kHz에서 선택된 특정 단일 주파수이며,
    상기 다중 주파수는 fr ± xHz 범위에서 선택된 n개의 주파수 성분(여기서, n은 자연수임.)인 것을 특징으로 하는 자기식별 초음파 센서 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 x는
    10 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 자기식별 초음파 센서 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동체는
    자동차, 이동로봇, 로봇 청소기, 경운기, 자전거, 오토바이 및 골프카트 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기식별 초음파 센서 시스템.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항 및 제7항 중 어느 한 항에 기재된 자기식별 초음파 센서 시스템을 이용한 자기신호 판별 방법으로서,
    (a) 이동체에 장착된 적어도 하나 이상의 초음파 센서의 초음파 송신부로부터 다중 주파수를 갖는 초음파 신호를 조합시킨 초음파 송신신호를 방사하는 단계;
    (b) 상기 초음파 송신부로부터 방사된 초음파 송신신호가 물체에 반사되어 돌아오는 초음파 반사신호를 수신하는 단계; 및
    (c) 상기 초음파 수신부에 의해 수신된 초음파 반사신호의 주파수 성분을 검출하여 자기신호를 판단하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 자기신호 판단부는 상기 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 성분을 비교 판별하여 자기신호를 검출하되, 상기 초음파 송신신호와 초음파 반사신호의 주파수 순서를 검출하여 자기신호를 판별하며,
    상기 (a) 단계에서, 상기 다중 주파수를 갖는 초음파 신호들 간의 혼신을 없애기 위해, 상기 이동체의 주위 환경에 대하여 초음파 신호를 스캔하여 주파수 혼선이 없는 주파수 대역을 선정하여, 상기 다중 주파수의 주파수 성분 수를 감소시킨 것을 특징으로 하는 자기신호 판별 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초음파 송신신호의 중심주파수(fr)는 30 ~ 60kHz에서 선택된 특정 단일 주파수이며,
    상기 다중 주파수는 fr ± xHz 범위에서 선택된 n개의 주파수 성분(여기서, n은 자연수임.)인 것을 특징으로 하는 자기신호 판별 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 x는
    10 ~ 10,000인 것을 특징으로 하는 자기신호 판별 방법.
  11. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002208A (ko) * 2017-06-29 2019-01-08 엘지전자 주식회사 청소기
WO2019135613A1 (ko) * 2018-01-04 2019-07-11 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 송수신 가능한 초음파 시스템 및 그 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184883A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Nissan Motor Co Ltd 超音波変位計測方法および変位計測装置
JPH1152055A (ja) * 1997-08-05 1999-02-26 Oki Electric Ind Co Ltd 超音波近接センサの制御方式
KR20010109650A (ko) * 2000-06-01 2001-12-12 김형벽ㅂ 굴삭기의 장해물 감지방법 및 그 장치
KR20130034876A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 삼성전기주식회사 다중 감지 장치 및 그 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09184883A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Nissan Motor Co Ltd 超音波変位計測方法および変位計測装置
JPH1152055A (ja) * 1997-08-05 1999-02-26 Oki Electric Ind Co Ltd 超音波近接センサの制御方式
KR20010109650A (ko) * 2000-06-01 2001-12-12 김형벽ㅂ 굴삭기의 장해물 감지방법 및 그 장치
KR20130034876A (ko) * 2011-09-29 2013-04-08 삼성전기주식회사 다중 감지 장치 및 그 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190002208A (ko) * 2017-06-29 2019-01-08 엘지전자 주식회사 청소기
KR102365395B1 (ko) * 2017-06-29 2022-02-21 엘지전자 주식회사 청소기
WO2019135613A1 (ko) * 2018-01-04 2019-07-11 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 송수신 가능한 초음파 시스템 및 그 방법

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