KR101835909B1 - 차량 주변의 검출 방법 - Google Patents

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마티아스 칼
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 복수의 센서(14)에 의해 차량의 주변을 검출하는 방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 에코 사이클 동안 주변에 대한 하나 이상의 에코 정보가 하나 이상의 센서(14)에 의해 검출되어, 알고리즘으로 압축되고, 압축된 하나 이상의 에코 정보가 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 전송된다.

Description

차량 주변의 검출 방법{METHOD FOR DETECTING THE SURROUNDINGS OF A VEHICLE}
본 발명은 차량의 주변을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
차량의 주변을 검출하기 위해 주변을 비접촉 방식으로 검출하는 센서들이 차량에 배치될 수 있다. 이러한 센서들을 이용하면, 주변에 있는 다른 물체들로부터 운동학적 변수들, 즉 위치, 속도 및/또는 가속도에 대한 값들을 결정하는 것이 가능하다. 이를 위해, 예를 들어 초음파로 주변 검출을 가능하게 하는 음향 측정 장치가 센서들로서 사용된다. 이러한 음향 측정 장치들에 의해 차량과 관련한 물체의 공간적 위치 및 일반적으로 운동이 측정될 수 있다. 이러한 유형의 물체들이란 예를 들어 차량들, 건축물들, 일반적으로 연석 또는 건물, 초목, 사람들 및 동물들이 될 수 있다. 그러므로 운전자에게 주변에 관한 정보를 제공하고 그리고/또는 차량의 운동을 자동으로 제어하며 이 경우 예를 들어 조향, 가속 및/또는 제동에 개입하는 것이 가능하다. 또한, 사고 예방을 위한 또는 사고의 강도를 낮추기 위한 장치들, 예를 들어 에어백, 안전띠 조임 장치, 윈도우 리프터, 루프 드라이브 및/또는 높이 조정가능한 엔진 후드가 활성화될 수 있다. 이와 같은 장치의 기능들은 작동 변수들의 제어에 의해 영향을 받으므로 자동으로 이들 장치들이 작동한다.
하나의 제어 장치에 모든 센서들을 연결하는 것이 현재 일반적이다. 그 결과 차량마다 센서들의 배선에 수미터의 케이블이 필요하다. 그외에도 제조시에 많은 플러그 접속 및 조립 단계들이 필요하다. 그로 인한 중량 증가 때문에 연료 소비가 증가하고, 그런 점에서 추가 비용이 발생하고 CO2-배출이 증가한다.
또한, 차량 내 센서들의 배치를 구현하기 위해, 클러스터 제어 장치로 설계된 전자 분배기를 이용해 복잡한 배선 및 메커니즘의 일부를 줄이는 것은 공지되어 있다.
DE 10 2007 045 561 A1호에는 운전자 보조 시스템 및 이의 작동을 위한 방법이 기술되어 있다. 운전자 보조 시스템은 복수의 거리 센서들을 포함하며, 거리 센서들이 공간적으로 분산되어 있으며 데이터 버스에 의해 서로 통신한다. 센서들은 구조적으로 동일하고 제어 장치가 없을지라도 이러한 공보에 소개된 방법에 의해 초기화되고 주변에 있는 물체들의 거리 검출을 서로 동기화할 수 있다.
이러한 배경에서 본 발명은 독립항들의 특징들을 갖는 방법 및 장치를 제안하는 것이다. 본 발명의 다른 실시예들은 종속항들 및 상세한 설명에 제시된다.
본 발명에 있어서, 차량 안에 분산 배치되고 일반적으로 은폐되어 있는 센서들의 에코 정보에 관한 데이터 압축된, 견고한 전송이 구현될 수 있다. 이러한 형태의 에코 정보들은 차량의 주변을 검출할 때, 일반적으로는 차량 주변에 있는 물체들을 검출할 때 예를 들어 초음파 신호를 송신하는 센서들에 의해 발생된다.
본 발명에 따른 장치는 운전자 보조 장치 및 운전자 보조 시스템과 함께 작동하며, 또한 본 발명에 따른 방법은 운전자 보조 장치의 보조에 사용될 수 있다.
주변에 있는 물체들에 관한 오늘날 공지된 거리 정보들외에 에코 진폭 및/또는 위치, 상대 운동, 경우에 따라서는 가속도와 이에 따라 일반적으로 물체들의 운동학적 변수들에 관한 정보들이 전송될 수 있다. 보충적으로 물체 종류에 관한 정보들 및 하나 이상의 거리 정보를 전송하는 것이 가능하다. 전송은 하나 이상의 분산 배치된 센서를 이용해 공통 매체, 예를 들어 전기 또는 광 선로에 의해 또는 전자기 헤르츠파에 의해 일반적으로 중앙에 배치된 처리 장치로 이루어진다. 전송하려는, 이 경우 일반적으로 에코 정보로서 형성된 정보들은 사전에 합의된 알고리즘에 따라 상기 장치의 부품들 사이의 전송 전에 압축된다.
그 후 주변은 상기 장치로 검출되고 그리고/또는 상기 방법에 의해 검출될 수 있다. 정보들, 일반적으로 주변에 관한 에코 정보들은 운전자 보조 장치 또는 운전자 보조 시스템에도 전송될 수 있으므로, 운전자 보조 장치에 의해 운전자에게 교통 상황을 표시하고 경우에 따라서는 이를 경고하는 것이 가능할 수 있다. 운전자 보조 장치에 의해 차량의 제어 장치가 자동으로 제어되어 차량이 조향되고 그리고/또는 가속되거나 제동되는 것이 가능할 수도 있다.
일반적으로 처리 장치는 하나 이상의 동기화 정보를 송신하여 에코 정보를 포함하는 하나 이상의 에코 사이클을 도입할 수 있으며 이어 센서들에 시간 순서대로 또는 각각의 경우에 블록 단위로 에코 사이클의 모든 정보를 일회 전송할 수 있거나 한 에코 사이클 내 복수의 송신 패스들에서 하나 이상의 정보를 전송할 수 있다.
라인에 의한 전송의 경우에 정보 전송을 위한 매체는 링형 버스로서 형성될 수 있다. 이 경우 구성시에 스위칭 센서로서 형성된 하나 이상의 센서가 링형 버스를 의도한 대로 폐쇄 또는 개방하는 구조를 가질 수 있다. 하나 이상의 처리 장치는 버스에 대한 하나 이상의 인터페이스와 이에 따라 하나 이상의 연결 해제부를 가질 수 있다. 만약 대안으로서 또는 보충적으로 예를 들어 전자기파에 의한 무선의, 라인에 의한 전송이 제공되면, 이 경우 전송하려는 신호들에 대한 주파수 분할 또는 코드 분할이 구현될 수 있다.
라인에 의한 전기 전송 시에 에너지 공급은 일반적으로 링형태를 갖는 버스에 의해서 이루어질 수도 있으므로, 예를 들어 3개의 인터페이스 또는 연결핀인 경우 선로가 고장일지라도 에너지의 공급 및 상기 장치의 부품들 사이의 정보 흐름이 가능하다. 센서들의 에너지 공급은 각각의 경우에 다른 로컬 소비장치의 에너지 공급과 함께 이루어질 수 있다.
라인에 의한 전송에서 에너지 공급 및/또는 정보 전송을 위한 적어도 몇몇의 선로들이 한 구조 유닛 안에서 서로 기계적으로 연결될 수 있으며 이 경우 예를 들어 리본 케이블 안에 통합될 수 있으며, 하나 이상의 플러그 커넥션이 가압에 의해 리본 케이블에 결합될 수 있다.
상기 장치는 구성 시에 부품들로서 분산 배치되는 센서들, 일반적으로는 중앙에 배치되는 하나 이상의 처리 장치 및 정보들의 전송을 위한 매체를 포함한다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는, 분산 배치된 센서들과 하나 이상의 중앙 처리 장치 사이에서 일반적으로 에코 정보로서 형성된 정보들을 제어하는데, 일반적으로는 교환하는데 이용된다. 특히 이 경우 센서들에 의해 분산 기록되는 에코 정보들 및/또는 제어 정보들이 중앙 처리 장치에 전송된다. 상기 정보들의 교환은 한 에코 사이클의 초기에 이루어질 수 있다. 구성에 따라 필요 정보들만이 전송될 수 있으므로, 이들 정보가 단 하나의 버스 라인 또는 약간 수의 라인에 의해 전송될 수 있다. 상기 장치는, 하나 이상의 부품이 고장나는 경우 비상 작동 기능을 구현하는데 적합할 수 있다. 그외에도 상기 장치는 통신을 자동으로 조직할 수 있다. 하나 이상의 처리 장치는 제어 장치로서 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 본 발명에 따른 방법의 전체 단계를 실시하도록 형성되어 있다. 이 경우 상기 방법의 개별 단계들은 상기 장치의 개별 요소들에 의해서 실시될 수도 있다. 또한, 상기 장치의 기능들 또는 상기 장치의 개별 부품들의 기능들이 상기 방법의 단계들로서 변환될 수 있다. 그외에도 상기 방법의 단계들이 상기 장치의 하나 이상의 부품 또는 상기 전체 장치의 기능들로서 구현될 수 있다.
본 발명의 그외 장점들 및 실시예들은 첨부 도면들 및 상세한 설명에서 나온다.
물론 앞에서 언급하고 하기에서 설명하려는 특징들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 각각의 경우에 제시된 조합 형태뿐만 아니라 다른 조합 형태로도 또는 단독으로도 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제1 실시예에 관한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예에 관한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 제공되는 데이터에 대한 예를 포함하는 제1 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 제공되는 데이터에 대한 예를 포함하는 제2 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 제공되는 데이터에 대한 예를 포함하는 제3 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 제공되는 데이터에 대한 예를 포함하는 제4 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 제공되는 데이터에 대한 예를 포함하는 제5 그래프이다.
도 8은 데이터 패킷을 주변 센서에 송신하기 위한 제1 그래프이다.
도 9는 데이터 패킷을 주변 센서에 송신하기 위한 제2 그래프이다.
도 10은 본 발명에 따른 방법의 실시예의 범위에서 사용되는 데이터 패킷의 송신을 위한 제3 그래프이다.
본 발명은 실시예들을 이용하여 도면에 개략적으로 도시되어 있으며 하기에서 도면들을 참고하여 상술한다.
도면들은 연관성 있게 그리고 포괄적으로 설명되며, 같은 부호는 같은 부품들을 표시한다.
도 1에는 본 발명에 따른 장치(4)의 제1 실시예의 차량(2)이 개략적으로 도시되어 있으며, 장치는 차량(2)의 주변을 검출하기 위한 20개의 센서들(6)을 가지며, 센서들은 이 경우 차량(2)의 외벽에 배치되어 있다. 이들 센서(6)를 사용하여 주변의 전방 영역, 측면 영역들 및 후방 영역과 그 안에 있는 물체들이 검출될 수 있다. 또한, 장치(4)는 이 경우 중앙에 배치된 하나 이상의 처리 장치(8)를 갖는다.
하나 이상의 센서(6)는, 하나 이상의 에코 사이클 동안 주변에 대한 하나 이상의 에코 정보를 검출하고, 알고리즘으로 압축하며, 하나 이상의 압축된 에코 정보를 제어 장치로서 형성된 하나 이상의 처리 장치(8)에 송신하도록 형성되어 있다. 차량(2)에 배치된 하나 이상의 센서(6)는 신호로서 초음파 신호를 차량(2) 주변에 송신한다. 주변의 어느 위치에라도 물체가 있으면, 송신 신호가 반사되고, 일반적으로는 에코 신호로 불리는 신호로서 다시 하나 이상의 센서(6)에 의해 수신된다. 대안으로서 시스템은 경우에 따라서는 차량 주변에 있는 물체들에 반사될 수 있는, 차량(2) 외부에 있는 음원, 예를 들어 다른 차량 또는 거리에 고정되어 위치한 소스로부터 초음파 신호들을 수신할 수도 있다. 설명의 편의를 위해 이들 신호를 이하에서 줄여서 에코라 부른다. 이와 같은 에코 신호로부터 하나 이상의 에코 정보, 예를 들어 송신 신호의 송신 시점 후 전파 시간, 진폭 또는 송신기의 상대 운동에 관한 정보가 제공된다. 경우에 따라서는 수신기에 대한 송신기의 상대 운동에 관한 정보 및/또는 송신기와 수신기 사이에 있는 반사 물체의 상대 운동에 관한 정보 역시 제공될 수 있다. 대안으로서 또는 보충적으로 송신기 및/또는 수신기와 관련하여 운동할 수 있는 반사 물체의 표면 형태에 관한 정보들 그리고/또는 송신된 신호 형상에 관한 정보들이 제공될 수 있다. 일반적으로 상기 정보들 및/또는 에코 진폭을 포함하는 하나 이상의 에코 정보가 하나 이상의 데이터 패킷 안에서 하나 이상의 처리 장치(8)에 전송된다.
하나 이상의 처리 장치(8)와 센서들(6) 사이에 정보를 라인에 의해 전송하기 위한 매체로서 장치(4)는 바람직하게는 링으로서 형성된 버스(10)를 가지며, 버스에 의해 센서들(6)이 서로 연결되고 처리 장치(8)에 연결되어 있다.
3차원으로서 높이 정보의 추가적 이용에서 그리고/또는 더 긴 차량에서, 예를 들어 특히 세미트레일러를 갖는 트럭에서 그리고/또는 요트에서, 추가로 필요한 센서 노드들의 수가 증가한다.
도 2에는 분산 배치된 복수의 센서들(14)과, 스위칭 센서(15)로서 형성되어 분산 배치된 센서를 버스(16)로서 형성된 네트워크에 의해 하나 이상의 중앙 처리 장치(18, 20)에 연결하기 위한 본 발명에 따른 장치(12) 또는 상응하는 시스템의 제2 실시예, 이 경우 라인에 의한 실시예의 가능한 아키텍처가 개략적으로 도시되어 있다.
도면에 도시된 예에서, 이 경우 링으로서 형성된 버스(16)가 2개의 링 부분(22, 24)을 포함하고, 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)의 제어를 위한 제1 중앙 처리 장치(18)가 2개의 인터페이스(23, 25)에 의해 링 부분에 연결되어 있다. 센서들(14)은 예를 들어 연결 부품에 의해 버스(16)에 방사방향으로 연결되어 있다.
스위칭 센서(15)로서 형성된 그외 센서는 링 부분(22, 24)에서 2개의 접속부들에 의해 단일 루프를 형성하고, 이에 따라 링 부분(22, 24)에 통합되거나 결합되므로, 스위칭 센서(15)는 시간에 따라 그리고/또는 버스(16)에 의해 교환되는 일반적으로는 에코 정보인 정보들에 따라 양 링 부분(22, 24)과 이에 따라 버스(16)를 분리 장치(26)에 의해 서로 분리하거나 서로 연결할 수 있으며, 교환되는 정보들은 리시버들(28, 30)을 포함하는 스위칭 센서(15)에서 교환된다. 또한, 스위칭 센서(15)로서 형성된 센서 안에 처리 장치(20)가 통합되어 있다.
그외 실시예로서 각각의 센서(14) 또는 스위칭 센서(15) 모두는 별 형상으로 버스(16)에 연결될 수 있거나 버스(16) 안에 루프 형태로 통합될 수 있다. 버스(16)는 한 쪽이 개방된 케이블만을 포함할 수 있고 그리고/또는 복수의 처리 장치들(18, 20) 역시 버스(16)에 또는 하나 이상의 링 부분(22, 24)에 연결될 수 있다. 대안으로서 또는 보충적으로 센서(14) 및/또는 스위칭 센서(15)는 동시에 하나 이상의 처리 장치(18, 20)의 기능을 맡을 수 있다. 하나 이상의 처리 유닛(18, 20)은 버스(16)의 몇몇 섹션들과 관련하여 그외의 직접적인 인터페이스들(23, 25) 및/또는 접속부들을 가질 수 있다.
특히 버스(16)의 부하가 너무 큰 경우 스위칭 센서(15)로서 형성되는 센서를 통해 실시예에서 링으로서 형성된 버스(16)가 분리되므로, 제공된 추가적인 케이블들을 통해 더 큰 정보 흐름이 달성될 수 있다. 버스(16)의 한 섹션에서 통신 고장이 생기는 경우 분리가 이루어질 수도 있으므로, 이러한 고장에도 불구하고 하나 이상의 제2 경로를 통해 정보가 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 송신될 수 있다. 이러한 분리는 경우에 따라서는 주소 할당에서 가능하므로, 선택된 세그먼트들에서 섹션별 작동 개시를 통해 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)에 각각의 경우 시스템 내부 주소들이, 일반적으로는 짧은 주소들이 배분되거나 할당될 수 있다.
정보들의 전송을 위해 일반적으로 동기 프로토콜이 사용되고, 이러한 프로토콜에서 하나 이상의 처리 장치(18, 20)는 동기화 정보를 포함하는 하나 이상의 메시지를 송신하며, 언제 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)가 신호들 및/또는 펄스들을 송신하여야 하는지 또는 언제 에코 사이클들이 시작하는지 그리고 어느 프로세스 후에 이들이 수신될 수 있는지가 분산된 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)에 통지된다. 대안으로서 또는 보충적으로 주변으로부터 물체들의 에코에 관한 정보들과, 이에 따라 주변에 배치된 물체들과 관련하여 차량 주변으로부터 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)에 의해 검출되는 에코 정보들이 어떻게 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 전달되는지가 결정될 수 있다. 경우에 따라서는 분리 센서라고도 할 수 있는 스위칭 센서(15)가 링으로서 형성된 버스(16)를 에코 수신 사이클 동안 폐쇄 또는 개방 상태로 유지할 수 있다.
대안으로서 정보들의 전송을 위한 매체로서 전자기파가, 예를 들어 블루투스 프로토콜 또는 WLAN 프로토콜의 이용하에서 사용될 수도 있다.
선택에 따라서는 각 에코 사이클에서 데이터 패킷으로서 얼마의 데이터량이 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 송신될 수 있을지가 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 의해 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)에 통지된다. 대안으로서 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)가 데이터 및 정보들을 사전 합의된 프로토콜에 따라, 예를 들어 사전에 송신되는 양 요청을 통해 송신할 수 있다. 이어서 데이터 수신 후에 사전 설정된 양 확인이 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 의해 송신될 수 있다. 데이터의 전송을 위해, CAN으로서 형성된 버스(16)에서 일반적인 우선 순위 제어가 송신될 수 있으며, 우선 순위 제어에 따라 어느 센서(14) 및/또는 스위칭 센서(15)가 정보량들을 전송해도 되는지가 결정된다.
가능한 실시예로서, 사전 설정된 키에 따라 각각의 센서(14) 및/또는 스위칭 센서(15)에 전송량이 에코 사이클마다 할당된다. 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)가 압축 방법의 독립적 선택에 의해 자기 재량에 따라 일반적으로 전송량을 최대한 이용할 수 있다. 이 경우 한 에코 사이클에서 에코 정보들은 알고리즘으로 압축될 수 있으며 데이터 패킷으로서 전송될 수 있다.
분산된 센서들(14) 및/또는 스위칭 센서(15)가 하나 이상의 처리 장치(18, 20)의 동기화 정보의 이용하에 에코마다 각각의 경우에 에코 전파 시간, 에코 세기 또는 에코 진폭 및 각각의 상대 운동 및/또는 경우에 따라 존재하는 물체의 물체 종류 및/또는 송신된 신호의 형태를 결정할 수 있다. 한 에코 사이클 동안 에코 정보들은 적절한 압축 방법을 이용해 버스(16)에 의해 하나 이상의 처리 장치(18, 20)에 전송될 수 있다.
압축 방법으로서 연속적인 비선형 변환들이 제공될 수 있다. 이에 대한 예들이 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7의 그래프에 표시되어 있다.
도 3의 그래프에서 수평축(32)을 따라 2진값들이 기입되어 있다. 제1 수직축(34)(좌측)을 따라 거리 영상의 제공을 위해 센서와 물체의 거리에 대한 거리값들(36)이 센티미터로 기입되어 있다. 제2의 수직축(38)(우측)을 따라 상대적인 영상 에러(40)에 대한 값들이 백분률로 기입되어 있다. 거리 값들(36) 및 상대적인 영상 에러(40)에 대한 값들이 섹션별로 상대적인 계산을 통해 나온다.
도 4에 도시된 그래프에서 수평축(32)을 따라서 2진값들이 기입되어 있으며 센서에 대한 거리 영상의 제공을 위한 제1 수직축(34)을 따라 물체의 거리에 대한 거리값들(42)이 센티미터 단위로 기입되어 있다. 제2 수직축(38)을 따라 여기에서 상대적인 영상 에러(42)에 대한 백분률 값들이 기입되어 있다. 도 4의 그래프에 도시된 곡선들은 거리 값들(42) 및 상대적인 거리 에러(44)에 대한 값들을 보여준다. 상대적인 거리 에러(44)에 대한 값들은 단편적 직선 근사에 의해 나온다.
도 5의 그래프에서 수평축(46)을 따라 개별 에코 사이클들의 숫자들이 기입되어 있다. 수직축(48)을 따라 거리값들이 센티미터로 기입되어 있다. 도 5의 그래프에서 제1 곡선(50)은 4%의 백분률 거리값들을, 제2 곡선(52)은 5%의 백분률 거리값들을 그리고 제3 곡선(54)은 6%의 백분률 거리값들을 나타낸다.
그러므로 도 5의 그래프에서 상대적인 백분률 거리값들의 사전 설정을 통해 예를 들어 거리 해상도에 대한 거리 정보들이 제공되어 있다.
이와 같이 일반적으로 최고 10m의 범위에서 초음파로 차량 주변을 검출하기 위해 7 내지 8비트의 데이터량이 상당한 정보 손실 없이 제1 알고리즘으로 압축될 수 있다.
도 6의 그래프에서 수평축(56)을 따라 에코 사이클들의 숫자들이 기입되어 있다. 실시예에서 에코 진폭은 전압으로 표시되어 있다. 수직축(58)을 따라 상기 전압의 값들이 밀리볼트 단위로 기입되어 있으며, 이들 값으로부터 진폭의 높이가 데시벨로 도출될 수 있다. 도 6의 그래프 내에서 제1 곡선(60)은 41%의 에코 진폭에 대한 값들을, 제2 곡선(62)은 50%의 에코 진폭에 대한 값들을 그리고 제3 곡선(64)은 100%의 에코 진폭에 대한 값들을 보여준다. 에코 진폭의 신호 세기에 대한 값들은 알고리즘으로 3 내지 4 비트의 정보량으로 압축되어 감소될 수 있다.
도 7의 그래프에서 수평축(66)을 따라 에코 사이클들의 숫자들이 기입되어 있다. 수직축(68)을 따라 에코 진폭에 대한 값들이 상대 운동에 대해 km/h로 기입되어 있다. 도 7의 그래프 내 제1 곡선(70)에서 25%에 대한 에코 진폭들의 상응하는 값들이, 제2 곡선(72)에서 30%에 대한 에코 진폭들의 값들이 그리고 제3 곡선(74)에서 51%에 대한 에코 진폭들의 값들이 제공된다.
도 7의 그래프에 도시된, 상대 운동에 대한 상대적인 에코 진폭들이 이 경우 예를 들어 속도로서 제공되어 있다. 알고리즘에 의한 압축 후 부호 표시의 경우 4 내지 5 비트의 정보량이 요구된다.
도 8에서 에코 정보들의 데이터 흐름의 제1 전송을 위한 제1 타이밍 그래프가 도시되어 있다. 이것은 특히 분명하게 제한될 수 없는 전송 매체, 예를 들어 무선 시스템에서 적합하다. 이러한 프로토콜에서 처리 장치는 경우에 따라서는 사용하려는 센서-송신-요소(763)에 관한 정보와 결합하여 및/또는 경우에 따라서는 센서들의 사용하려는 응답-요소(764)에 관한 정보와 결합하여 메시지-동기-정보(76)의 송신에 의해 초기화된다. 특히 개방 매체에서, 예를 들어 무선 전송에서, 차량 식별(762)에 의한 메시지-동기-정보(76)의 보충을 통해 차량에 대한 명확한 할당이 보장된다. 메시지 동기-정보(76)는 도시된 예에서 사전 설정 길이의 송신 휴지(761), 예를 들어 16비트의 길이를 갖는 차량 식별 번호(762)의 송신 및 예를 들어 8비트의 길이를 갖는 사용하려는 송신 요소(762 또는 763)로 이루어진다.
사전에 예를 들어 에코 응답 요소(764)에 의해 결정되는 형태에 따라 각각의 센서가 메시지 동기 정보에 응답한다. 도시된 예에서 센서들에 의해 송신되는 개별 응답 메시지들(79, 99) 사이의 동기 정보(78)는 공지된 길이의 송신 휴지이다. 센서의 응답 메시지들(79, 99)은, 송신 요소(762 또는 763)에 의해 분명하게 사전 설정되지 않은 경우, 하나 이상의 센서 식별(82) 및/또는 응답 메시지 안에 포함된, 센서에 의해 송신된 에코 정보(84)의 구조에 관한 정보 및 에코들(86, 88, 90, 92, 94, 96)의 정보를 포함한다. 바람직하게는 개방 매체 "무선"의 이용에 적합한 도시된 예에서, 동기 정보(78) 후 센서의 응답 메시지는, 예를 들어 16비트 길이를 갖는 차량 식별(80)의 송신을 시작하고, 이어 예를 들어 4비트의 길이를 갖는 센서 식별(82)이 온다. 도시된 바람직한 예에서 응답 메시지의 구조 정보는 이후 응답 메시지 안에 포함되는 에코 정보의 수(N)를 포함한다. 대안으로서 상응하는 프로토콜 합의의 경우 구조 정보가 전부 없어질 수 있으며 그리고/또는 그외 표현에서 센서에 도달하는 에코들의 형태에 따라 이후 전송되는 에코 정보들의 구조가 식별된다. 한 에코 사이클 내에서 단지 몇몇 에코, 특히 단지 한 에코가 센서에 부딪히면, 에코 진폭의 시간 곡선이 자세하게 전송될 수 있다. 그에 반해 한 에코 사이클 내에서 복수의 에코들이 센서에 부딪히면, 복수의 에코들이 예를 들어 시간 근접 때문에 그리고/또는 상대 운동에 관한 동종 정보 때문에 그룹 정보로 요약될 수 있다. 도시된 바람직한 예에서 구조 정보(84)는 이후 응답 메시지 안에 들어 있는 에코들의 수를 제공하고 각각의 에코에 대해 예를 들어 7비트 해상도의 에코 전파 시간(86, 92), 예를 들어 4비트 해상도의 에코 진폭들(88, 94), 및 예를 들어 5비트 해상도의 상대 운동(90, 96)이 전송된다. 제1 응답 메시지(79) 다음의 제2 응답 메시지(99)는 차량 식별(98)을 시작하고 이어 센서 식별(100)이 온다.
전송하려는 데이터 패킷에 대한 제2 예가 도 9에 도시되어 있다. 예는 차량 식별을 사용하지 않으면서 특히 폐쇄 매체, 예를 들어 선로들에 의한 전송에 적합하다. 메시지 시작에 전형적인 더 긴 송신 휴지 후에, 에코 사이클은 예를 들어 8비트 길이를 갖는 센서 송신 요소(102)의 송신에 의해 시작된다. 개별 센서들의 응답 메시지들의 전송은 각각의 경우에 공지된 최소 길이의 에코 동기화 휴지(104)를 시작한다. 이어서 응답 메시지 안에서는 각 응답 메시지를 송신하는 센서를 표시하는, 예를 들어 4비트를 갖는 센서 식별(106)을 위한 데이터 패킷과, 어느 에코 정보가 어느 압축에서 응답 메시지에 포함되어 있는지를 설명하는, 예를 들어 2비트의, 경우에 따라 사용되는 전송 방식(108)과, 예를 들어 2비트를 갖는 에코들에 대한 수(110)와, 예를 들어 8비트를 갖는 제1 거리값(112)과, 예를 들어 4비트를 갖는 제1 에코 진폭(114)과, 예를 들어 5비트를 갖는 제1 상대 운동(116)과, 예를 들어 3비트를 갖는 제1 물체 종류(118)가 전송된다.
이 경우에도 각각의 시퀀스 모두의 데이터 패킷들은 적절한 수로 반복될 수 있으므로, 이어 n번째 거리값(120)에 대한 데이터 패킷과, 4비트를 갖는 n번째 에코 진폭(122)에 대한 데이터 패킷과, 5비트를 갖는 n번째 상대 운동(124)에 대한 데이터 패킷과, 3비트를 갖는 n번째 물체 종류(126)가 전송된다. 그 후 다른 센서들의 응답 메시지들의 동기화를 위한 동기화 정보(128)가 전송된다.
도 8에 도시된 전송 프로토콜에 대한 대안으로서 도 9에 도시된 프로토콜에서 물체 종류는 에코마다 함께 전송된다. 마찬가지로 에코마다 다른 송신 신호 형상이 나타나면 에코의 최초 신호 형상이 추론되고 각각의 경우 함께 전송될 수 있다.
센서들의 응답 메시지들이 충분히 짧으면, 한 에코 사이클 내에서 복수의 응답 메시지들이 한 센서에 의해 전송될 수 있도록, 바람직하게는 먼저 에코를 수신한 센서는 버스에 에코 정보의 직접적인 전송을 통해 전송 매체를 점유하고, 전송하려는 다른 모든 센서들에게 동시에 매체 사용을 통지한다. 그러므로 센서들 안에 저장되는 에코 정보량은 도 8에 도시된 해법에 비해 작으며 처리 장치는 각 센서로부터 실시간 에코 정보들을 받으며 이에 상응하게 예를 들어 송신 요소의 적절한 설계를 통해, 다음 에코 사이클에서 신속하게 반응할 수 있다. 전송 매체로의 시행 오류 접근법에서 단점으로는 피할 수 없는 충돌로 인해 효과적으로 전달되는 데이터량이 감소한다는 것이다. 더 나아가 특히 에코가 수신되는 않는 상황들에서 센서들의 응답이 순수하게 이벤트 구동되는 경우 단점은 낮은 품질의 시간 베이스를 갖는 수신기들을 이용할 때 센서들의 시간 기준들이 서로 현저히 분리될 수 있는 것이며, 이는 다시 충돌을 야기할 수도 있다.
도 10a에는 본 발명에 따른 방법의 실시예의 범위에서 케이블에 의한 버스 라인을 위해 및/또는 무선 전송을 위해 실시될 수 있는 시간축(130)을 따라서 전송하려는 데이터 패킷을 위한 타이밍 그래프에 대한 예가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우 사용하려는 센서 송신 요소 및 경우에 따라서는 한 에코 사이클 내 에코 전송 요소와 결합하여 메시지 동기 정보로서 형성된 하나 이상의 동기화 정보(132, 134, 136)의 초기 송신 후에, 하나 이상의 에코 정보의 송신을 위한 기회가 각 센서 모두에게 각각의 경우에 단시간에 여러 번 제공되므로, 에코 정보들은, 단지 단시간이기 때문에, 단지 적은 양으로 센서들 안에 저장될 수 있고, 에코의 수신과 처리 장치로의 에코 정보들의 전송 사이에 지연 시간이 종래 기술에 비해 현저하게 단축된다. 센서들은 단지 메시지 동기 정보 때문에 송신하므로, 도 9에 소개된 해법과 비교해 충돌이 배제된다.
각각의 센서 모두의 송신 시간 그래프 또는 타이밍 그래프가 처리 장치의 사전 설정에 의해 고정적으로 사전 설정될 수 있다. 전송의 정확한 시간 결정은 각각의 센서 모두의 응답 시점에 의해 한 편으로 메시지 동기 정보 또는 동기화 정보(132, 134, 136)를 통해 그리고 다른 한 편으로 그 전에 송신하는 센서들의 송신 시점들을 통해 결정될 수 있으므로, 이미 센서마다 질적으로 부정확한 시간축이 충분하여, 예를 들어 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 및 디지털 직렬 인터페이스의 구현을 위한 유닛에 의해 프로토콜이 변환될 수 있다.
세부적으로 먼저 제1 동기화 정보(132)가 송신된다. 이로 인해 제1 센서의 제1 응답(138) 및 제2 센서의 제1 응답(140)이 실행된다. 휴지 후 제2 동기화 정보(134)가 전송되며, 그 다음에 제3 센서의 제1 응답(142) 및 제4 센서의 제1 응답(144)이 온다. 그외 휴지 후에 제3 동기화 정보(136)가 전송되고, 이어 제5 센서의 제1 응답(146) 및 제6 센서의 제1 응답(148)이 전송된다.
도 10a에서 데이터 패킷으로서 제공된 제1 응답들(138, 140, 142, 144, 146, 148)은 이 경우 괄호로 제한하여 표시된 것처럼, 에코 사이클(150)의 제1 부분의 에코 정보들을 포함한다. 그 후 하나 이상의 그외 전송 사이클 내에 에코 정보의 그외 n개 부분들이, 각각의 경우 동일 그래프 및/또는 응답들(138, 140, 142, 144, 146, 148)의 상응하는 시간적 순서를 포함하는 같은 에코 사이클 동안 데이터 패킷으로서 전송 또는 전달될 수 있다. 도시된 변형예로서 예를 들어 6개의 센서들의 에코 정보들의 송신은 한 에코 사이클 내에서 동기화 정보들(132, 134, 136)을 통해 구조화된다. 도시된 실시예에서 2개의 동기화 정보들(132, 134, 136) 사이에 센서들의 일부만이 확실히 합의된 시간 그래프에 따른 에코 정보들을 전송한다. 대안으로서 각각의 센서 모두는 2개의 동기화 정보들(132, 134, 136) 사이에서 에코 사이클의 에코 정보들의 일부를 전송할 수 있다. 그외 실시예로서 시간 그래프는 동기화 정보들(132, 134, 136) 사이에서 변하고, 가변성의 방식은 고정 법칙에 따라서 일반적으로 센서들을 통해 수신되는 에코 양 또는 에코 의미에 좌우되어 또는 센서들을 통한 양 요청 및 중앙 처리 장치에 의한 후속 양 확인에 의해 조정된다.
도 10b에는 도 10a에 도시된 응답들 또는 응답 메시지들(138, 140, 142, 144, 146, 148)의 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 이 경우 각각의 응답 메시지들(138, 140, 142, 144, 146, 148) 모두는 센서들을 통해 알고리즘에 의해 압축되는 데이터 에코 정보로서 복수의 데이터 패킷을 포함한다. 제1 데이터 패킷은 에코로부터 도출되는 제1 거리값(152)을 포함하며 5비트의 길이를 갖는다. 1비트의 길이를 갖는 제2 데이터 패킷은 제1 에코 진폭(154)을 포함한다. 그 다음에, 제1 상대 속도(156)를 포함하며 4비트의 길이를 가지는 데이터 패킷이 온다. 이후 각각의 경우에 5비트를 갖는 제2 거리값(158), 1비트를 갖는 제2 에코 진폭(160), 및 4비트를 갖는 제2 상대 속도(162)를 포함하는 데이터 패킷이 전송된다. 이에 상응하게 3개의 그외 데이터 패킷들에서 에코 정보들, 즉 제3 거리값(163)(5비트), 제3 에코 진폭(164)(1비트) 및 제3 상대 속도(166)(4비트)가 전송된다. 끝으로 2비트의 체크 데이터 또는 테스트 데이터가 전송된다. 전송의 보호를 위해 각각의 모든 응답(138, 140, 142, 144, 146, 148)은 예를 들어 체크섬의 계산을 통해 형성되는 테스트 정보를 제공받을 수 있다. 전송의 보호를 위해 동기화 정보(132, 134, 136)는 미리 전송된 데이터 패킷의 확인을 위한 정보 및/또는 곧 센서들을 통해 전송될 데이터 패킷에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
데이터 압축의 제1 실시예에서, 동기화 정보(132, 134, 136)의 공지된 기준에 의해 에코 사이클의 초기에 동기화 정보(132, 134, 136)와 관련한 에코 정보의 편차가, 일반적으로는 에코 전파 시간에 걸쳐 제공되는 거리 정보 및/또는 에코 진폭 정보가 전송된다.
데이터 압축 또는 정보 압축의 제2 실시예가 포함하는 측면은 전송 시간의 초기에 각각의 모든 센서가 정밀하지 않게 래스터화된 데이터 정보들을 전송하고 이어 필요하면 추가적인 정밀하게 래스터화된 정보들을 전송한다는 것이다. 예를 들어 몇몇 제1 센서들에서 곧 차례로 복수의 큰소리 에코들이 들어오지만, 다른 제2 센서들에서 에코가 전혀 들어오지 않으면, 복수의 에코들을 수신한 제1 센서들이 동기화 정보(132, 134, 136)의 수령 후 예를 들어 가장 가까운 에코들의 거리 정보를 전송하는 반면, 에코를 수신하지 않은 제2 센서들은 동일 또는 등가의 동기화 정보(132, 134, 136)에 이들이 에코를 수신하지 않았음을 통지한다. 다음 동기화 정보(132, 134, 136)에서 중앙 처리 장치는 에코를 보고한 제1 센서들에게 그외 에코 정보들을 전송할 것을 요청하고 이 경우 제1 센서들은 제2 센서들을 위해 평균적으로 유지되는 전송 시간 섹션들을 함께 이용할 것을 요청한다.
거의 동일한 상대 운동 정보를 갖는, 서로의 거리가 작은 복수의 에코들에서 에코 정보를 개별적으로 전송하는 대신에, 데이터 압축의 제3 실시예에서 에코 정보들은 한 블록으로서 통합하는 에코 시간의 제공하에 전송된다.
데이터 압축의 제4 실시예 역시 가능하며, 이 경우 일반적으로, 예를 들어 주변에 있는 물체와의 거리 및/또는 상대 운동 정보 및/또는 에코 진폭의 현저한 변경처럼, 선행 에코 사이클들에 비해 현저하게 변경된 에코 정보들만이 전송된다.
데이터 압축의 상기 실시예들은 본 발명에 따른 방법의 실시예에서 임의로 결합 및/또는 보충될 수 있다.
본 발명에 따른 장치 또는 본 발명에 따른 시스템의 실시예는 예를 들어 한 버스에서 16개의 센서들을 가질 수 있으며, 이와 같은 센서들은 일반적으로 각각 8개 센서의 2개의 링 절반부를 포함한다. 제1의 8개 센서들이 연결되어 있는 양 링 절반부들 중 어느 하나에 대한 통신 프로토콜은 각각의 경우 26ms의 길이를 갖는 복수의 연속적인 에코 사이클들(150)을 포함할 수 있다. 예를 들어 3개의 에코 사이클들(150)에서 에코 사이클(150)마다 처리 장치에 8비트가 그리고 2개 센서들 각각에 각각 32비트가 송신된다. 전송 매체로서 예를 들어 링 절반부마다 19.2kbaud의 보행 속도 또는 심볼 레이트의 UART 프로토콜을 갖는 케이블이 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 복수의 초음파 센서(6, 14)를 사용하여 차량(2)의 주변을 검출하기 위한 방법이며,
    적어도 하나의 초음파 센서(6, 14)로부터 적어도 하나의 에코 사이클(150) 동안에 주변에 대한 적어도 하나의 에코 정보를 검출하고,
    소정의 알고리즘을 이용하여 압축하고,
    압축된 적어도 하나의 에코 정보를 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)에 전송하도록 하고,
    스위칭 센서(15)로서 구성된 상기 적어도 하나의 초음파 센서(6, 14)에 의하여, 상기 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)과 상기 복수의 초음파 센서(6, 14) 사이에서 복수의 정보를 유선 접속에 의하여 전송하기 위한 매체로서의 링으로서 구성된 버스를 의도한 대로 폐쇄 및/또는 개방하고,
    상기 적어도 하나의 에코 정보는, 송신기와 수신기 사이의 상대 운동에 관한 적어도 하나의 정보, 송신기와 수신기 사이에 임의로 존재하는 대상물의 상대 운동에 관한 적어도 하나의 정보, 및/또는 송신기와 수신기 사이에 임의로 존재하는 대상물의 표면 형태 및/또는 에코 진폭에 관한 복수의 정보를 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는, 복수의 센서에 의해 차량의 주변을 검출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 에코 정보의 전송을 위하여, 적어도 하나의 에코 사이클(150)이, 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)에 의한 적어도 하나의 동기화 정보(132, 134, 136)의 송신에 의하여 개시되고, 계속하여 적어도 하나의 에코 정보가 적어도 하나의 초음파 센서(6, 14)로부터 전송되는, 복수의 센서에 의해 차량의 주변을 검출하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에코 사이클(150) 기간 중에, 소정의 송신 시간 요소 후에 차례로 각각 적어도 하나의 에코 정보가 상기 복수의 초음파 센서(6, 14)로부터 교대로 전송되는, 복수의 센서에 의해 차량의 주변을 검출하는 방법.
  4. 차량(2)의 주변을 검출하기 위한 장치(4, 12)이며,
    복수의 초음파 센서(6, 14)와 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)을 갖고 있고,
    적어도 하나의 초음파 센서(6, 14)가,
    적어도 하나의 에코 사이클(150) 중에 주변에 대한 적어도 하나의 에코 정보를 검출하고, 소정의 알고리즘을 이용하여 압축하고, 압축된 적어도 하나의 에코 정보를 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)에 전송하도록 구성되어 있고,
    상기 장치(4, 12)는, 상기 적어도 하나의 처리 유닛(8, 18, 20)과 상기 복수의 초음파 센서(6, 14) 사이에서 복수의 정보를 유선 접속에 의하여 전송하기 위한 매체로서, 링으로서 구성된 버스를 갖고 있고,
    상기 적어도 하나의 초음파 센서(6, 14)는, 스위칭 센서(15)로서 구성되고, 상기 링을 의도한 대로 폐쇄 및/또는 개방하도록 구성되어 있고,
    상기 적어도 하나의 에코 정보는, 송신기와 수신기 사이의 상대 운동에 관한 적어도 하나의 정보, 송신기와 수신기 사이에 임의로 존재하는 대상물의 상대 운동에 관한 적어도 하나의 정보, 및/또는 송신기와 수신기 사이에 임의로 존재하는 대상물의 표면 형태 및/또는 에코 진폭에 관한 복수의 정보를 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 주변을 검출하기 위한 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 링은 상기 장치(4, 12) 중 적어도 하나의 부품에 에너지를 공급할 수 있도록 구성되어 있는, 차량의 주변을 검출하기 위한 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 장치(4, 12)의 적어도 2개의 부품들이 복수의 정보의 무선 전송을 위하여 구성되고, 복수의 정보를 전송하는 신호에 대하여 주파수 분할 또는 코드 분할이 사용되는, 차량의 주변을 검출하기 위한 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 링의 적어도 2개의 라인이 서로 기계적으로 연결되어 있는, 차량의 주변을 검출하기 위한 장치.






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  9. 삭제
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