KR102019846B1 - 초음파 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파를 이용하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있는 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 차량용 초음파 시스템에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가부; 상기 구동 신호별 여진 시간을 측정하는 여진 시간 측정부; 및 상기 여진 시간들 중 가장 긴 여진 시간을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 판별부;를 포함할 수 있다.

Description

초음파 처리 장치 및 방법{Ultrasonic processing device and method}
본 발명은 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초음파를 이용하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있는 초음파 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 업체들은 차량 안전 관련 기술 개발을 통해 보다 진보한 안전 기술들을 시장에 출시하고 있다. 이 중 대표적인 것은, 운전자지원시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)으로 주로 주차와 연관되어 사용되고 있다. 특히, 주차 시에 차량과 물체의 거리를 소리로 알려주는 주차 보조 시스템(Parking Assistance System), 자동주차지원시스템(Automatic Parking Assistance System) 등이 많이 사용되고 있는데, 이러한 시스템에서 핵심적인 기술은 초음파 시스템을 통하여 차량 주변 물체들의 위치나 차량과의 거리를 측정하는 기술이다.
초음파 시스템은 외부 물체와의 거리를 측정하기 위하여 비가청 대역인 20Khz대 이상의 주파수를 가지는 초음파를 송신한 후, 외부 물체로부터 반사되어 나오는 초음파 반향(echo)을 센싱하는 센서이다. 자동차에서는 이러한 초음파 시스템에서 센싱된 초음파 반향을 활용하여, 자동차 주변의 물체와의 거리를 측정하고, 경고음, 차량 디스플레이에 표시하는 등 다양한 방식으로 운전자에게 알려주게 된다.
공진 주파수는 R, L, C로 구성된 회로에서 L, C의 임피던스가 0이 되는 주파수로 전력전달 효율이 최대가 되는 주파수를 말한다. 마찬가지로 초음파 시스템의 트랜스듀서(Transducer)는 L, C 성분으로 인해 전달되는 전압 혹은 전류의 측정이 최대가 되는 공진 주파수가 존재한다.
이러한 공진 주파수를 사용하여 초음파로 물체를 검출하는 것은 같은 전력을 사용하여 최대의 감도를 얻어내기 위한 방법으로 최대한 공진 주파수를 맞추어 사용하는 것이 매우 중요하다.
그러나, 이러한 공진 주파수는 트랜스듀서 제조시 공정 편차에 따라서 차이가 나게 되고, 이로 인하여 일률적으로 공진 주파스를 적용하여 사용할 수 없었다.
물론, 고가의 초음파를 이용한 의료장비의 경우 부가적인 공진주파수 검출 회로를 이용하여 공진주파수를 찾아내어 설정하기도 한다. 하지만 이는 이러한 경우, 부가적인 부품의 추가나 복잡하고 비대한 회로 설계 및 설치가 필요하다는 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 복잡하고 추가적인 회로가 없이도 간단한 소프트웨어의 업데이트나 알고리즘을 통해서 최적의 감도를 나타내는 트랜스듀서 고유의 공진 주파수를 스스로 찾아내서 실시간으로 설정할 수 있어서 제품의 단가를 낮추면서 제품의 기능을 향상시킬 수 있고, 제조 비용과 시간을 절약할 수 있게 하는 초음파 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 초음파 처리 장치는, 차량용 초음파 시스템에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가부; 상기 구동 신호별 여진 시간을 측정하는 여진 시간 측정부; 및 상기 여진 시간들 중 가장 긴 여진 시간을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 판별부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 처리 장치는, 상기 공진 주파수로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템을 구동하는 센서 구동부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별부는, 제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)을 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 도출부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별부는, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별부는, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 초음파 처리 방법은, 차량용 초음파 시스템에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가 단계; 상기 구동 신호별 여진 시간을 측정하는 여진 시간 측정 단계; 및 상기 여진 시간들 중 가장 긴 여진 시간을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 판별 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 초음파 처리 방법은, 상기 공진 주파수로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템을 구동하는 센서 구동 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별 단계에서, 제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)을 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 도출 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별 단계에서, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 공진 주파수 판별 단계에서, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 간단한 소프트웨어의 업데이트나 알고리즘을 통해서 최적의 감도를 나타내는 트랜스듀서 고유의 공진 주파수를 스스로 찾아내서 실시간으로 설정할 수 있어서 제품의 단가를 낮추면서 제품의 기능을 향상시킬 수 있고, 제조 비용과 시간을 절약할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치 및 초음파 시스템을 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 초음파 처리 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 공진 주파수 판별부를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 초음파 처리 장치에서 판별된 공진 주파수를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 4의 공진 주파수에 따른 여진 시간을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 6의 공진 주파수 판별 단계를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 초음파 처리 장치 및 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100) 및 초음파 시스템(1000)을 개략적으로 나타내는 개략도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 초음파 처리 장치(100)를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 1의 공진 주파수 판별부(130)를 나타내는 블록도이고, 도 4는 도 1의 초음파 처리 장치(100)에서 판별된 공진 주파수(f0)를 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 4의 공진 주파수(f0)에 따른 엔빌로프 측정 신호의 여진 시간(RT_env)을 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 시스템(1000)은, 송신 모드에서 대상물에 초음파를 송신하고, 수신 모드에서 상기 초음파에 대한 반사파를 수신할 수 있는 트랜스듀서(1)(transducer) 및 초음파 처리 장치(100)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 트랜스듀서(1)는 초음파 송수신을 모두 수행할 수 있는 것으로서, 상기 대상물에서 반사되어 나오는 상기 초음파의 반사파 즉, 반향(echo)이 다시 상기 트랜스듀서(1)를 진동시키면, 상기 트랜스듀서(1)가 진동을 전기적 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이때, 상기 초음파의 송수신은 시간적으로 송신 모드 및 수신 모드로 분리되고, 송신 모드 및 수신 모드가 순차적, 반복적으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 트랜스듀서(1)와 연결된 송신 회로부(미도시)를 이용하여 송신 모드를 수행할 수 있고, 상기 송신 회로부(1100)와 연결된 수신 회로부(미도시)를 이용하여 수신 모드를 수행할 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 송신 회로부는 각종 전원 장치와 초음파 발생 회로들로 이루어질 수 있고, 상기 수신 회로부는 수신된 신호를 증폭시킬 수 있는 엠프나 아날로그 신호를 디지털 신호를 변환시킬 수 있는 아날로그디지탈변환부 등으로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 매우 다양한 전자 부품들과 회로들로 구성될 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100)는, 차량용 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가부(110)와, 상기 구동 신호별 여진 시간(RT)을 측정하는 여진 시간 측정부(120)와, 상기 여진 시간(RT)들 중 가장 긴 여진 시간(RT)을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별하는 공진 주파수 판별부(130) 및 상기 공진 주파수(f0)로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템(1000)을 구동하는 센서 구동부(140)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 공진 주파수 판별부(130)는, 제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호(Burst1)에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호(Burst2)에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호(Burst3)에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)을 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별하는 공진 주파수 도출부(131)를 포함할 수 있다.
따라서, 예컨대, 주파수의 크기 순서대로 상기 제 2 구동 신호(Burst2), 상기 제 1 구동 신호(Burst1) 및 상기 제 3 구동 신호(Burst3)로 구동시켰을 때, 이에 해당하는 제 2 여진 시간(rt0), 상기 제 1 여진 시간(rt1) 및 상기 제 3 여진 시간(rt2) 중 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 가장 길면 상기 제 1 구동 신호(Burst1)의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별할 수 있고, 이러한 상기 제 1 구동 신호(Burst1)로 상기 차량용 초음파 시스템(1000)을 구동할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 공진 주파수 판별부(130)는, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어부(132)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 예컨대, 주파수의 크기 순서대로 상기 제 2 구동 신호(Burst2), 상기 제 1 구동 신호(Burst1) 및 상기 제 3 구동 신호(Burst3)로 구동시켰을 때, 이에 해당하는 제 2 여진 시간(rt0), 상기 제 1 여진 시간(rt1) 및 상기 제 3 여진 시간(rt2) 중 상기 제 2 여진 시간(rt0)이 가장 길다면 그래프의 특성상 상기 제 2 구동 신호(Burst2)의 상기 제 2 주파수를 보다 낮은 주파수에 공진 주파수(f0)가 있다고 예상할 수 있고, 이러한 공진 주파수(f0)를 찾기 위해서 상기 제 2 구동 신호(Burst1)의 주파수 보다 낮은 주파수로 재설정하여 공진 주파수(f0)를 찾아 반복 수행할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 공진 주파수 판별부(130)는, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어부(133)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 예컨대, 주파수의 크기 순서대로 상기 제 2 구동 신호(Burst2), 상기 제 1 구동 신호(Burst1) 및 상기 제 3 구동 신호(Burst3)로 구동시켰을 때, 이에 해당하는 제 2 여진 시간(rt0), 상기 제 1 여진 시간(rt1) 및 상기 제 3 여진 시간(rt2) 중 상기 제 3 여진 시간(rt2)이 가장 길다면 그래프의 특성상 상기 제 3 구동 신호(Burst3)의 상기 제 3 주파수를 보다 높은 주파수에 공진 주파수(f0)가 있다고 예상할 수 있고, 이러한 공진 주파수(f0)를 찾기 위해서 상기 제 3 구동 신호(Burst1)의 주파수 보다 높은 주파수로 재설정하여 공진 주파수(f0)를 찾아 반복 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 장치(100)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 차량용 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하고, 이어서, 상기 구동 신호별 여진 시간(RT)을 측정하고, 이어서, 상기 여진 시간(RT)들 중 가장 긴 여진 시간(RT)을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별하고, 이어서, 상기 공진 주파수(f0)로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템(1000)을 구동하는 순서로 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 여진 시간(RT)들 중 가장 긴 여진 시간(RT)을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별하기 위해서 주파수를 변환하여 반복적으로 결과를 판별할 수 있다.
그러므로, 간단한 소프트웨어의 업데이트나 알고리즘을 통해서 최적의 감도를 나타내는 트랜스듀서(1) 고유의 공진 주파수(f0)를 스스로 찾아내서 실시간으로 설정할 수 있어서 제품의 단가를 낮추면서 제품의 기능을 향상시킬 수 있고, 제조 비용과 시간을 절약할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법은, 차량용 초음파 시스템(1000)의 트랜스듀서(1)에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가 단계(S1)와, 상기 구동 신호별 여진 시간(RT)을 측정하는 여진 시간 측정 단계(S2)와, 상기 여진 시간(RT)들 중 가장 긴 여진 시간(RT)을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별하는 공진 주파수 판별 단계(S3) 및 상기 공진 주파수(f0)로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템(1000)을 구동하는 센서 구동 단계(S4)를 포함할 수 있다.
도 7은 도 6의 공진 주파수 판별 단계(S3)를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 공진 주파수 판별 단계(S3)는, 제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)을 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 도출 단계(S31)와, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어 단계(S32) 및 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어 단계(S33)를 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 초음파 처리 방법의 일례는, 먼저, 주파수를 초기화(Fdrv=Finit)하고(S51), 일반적으로 기준이 되는 기준 주파수를 제 1 주파수로 설정(Fdrv-Fr)하여(S52), 상기 제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호(Burst1)를 트랜스듀서에 인가하고(S53), 상기 제 1 구동 신호에 따라 발생한 여진의 제 1 여진 시간(rt1)을 측정한다(S54).
이 때, 상기 제 1 여진 시간(rt1)은 여진의 파형이 끝나거나 기준치 이하로 떨어질 때까지 걸린 시간을 말하는 것으로서, 여진의 파형을 직접 측정하거나, 아니면 여진의 엔빌로프(Envelope) 파형이 끝나거나 기준치 이하로 떨어질 때까지 걸린 시간으로 간접 측정할 수 있다.
여기서, 상기 엔빌로프(Envelope)란 일반적으로 파형의 정점을 연결하여 얻어지는 형태의 포락선으로서, 여진의 엔빌로프 신호 특성은 미세한 지연이 있다 하더라도 비교적 정확하게 파형의 특성을 나타낼 수 있는 것으로서, 파형의 시간 경과 곡선이라고도 하고, 일반화된 포락선 발생기(Envelope generator)로부터 얻어질 수 있다.
이어서, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 설정하고(S55), 설정된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호(Burst2)를 상기 트랜스듀서에 인가하고(S56), 상기 제 2 구동 신호에 따라 발생한 여진의 제 2 여진 시간(rt0)을 측정한다(S57).
이어서, 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 설정하고(S58), 설정된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호(Burst3)에 상기 트랜스듀서에 인가하고(S59), 상기 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)을 측정한다(S60).
이어서, 이들을 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고(S61), 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면(S62), 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수(f0)로 판별할 수 있다(S63).
만약, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면(S61), 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 재설정하여 상술된 과정을 반복하면서, 공진 주파수(f0)를 찾을 때까지 수행할 수 있다(S64).
또한, 만약, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면(S62), 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 재설정하여 상술된 과정을 반복하면서, 공진 주파수(f0)를 찾을 때까지 수행할 수 있다(S65). 이러한 수행 과정은 도면에 반드시 국한되지 않고 매우 다양한 순서와 형태로 적용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 트랜스듀서
100: 초음파 처리 장치
110: 주파수 인가부
120: 여진 시간 측정부
130: 공진 주파수 판별부
1000: 차량용 초음파 시스템
140: 센서 구동부
131: 공진 주파수 도출부
132: 주파수 감소 제어부
133: 주파수 증가 제어부
1000: 차량용 초음파 시스템

Claims (10)

  1. 차량용 초음파 시스템에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가부;
    상기 구동 신호별 여진 시간을 측정하는 여진 시간 측정부; 및
    상기 여진 시간들 중 가장 긴 여진 시간을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 판별부;를 포함하고,
    상기 공진 주파수 판별부는,
    제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)를 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 도출부;
    상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어부; 및
    상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어부;
    를 포함하는, 초음파 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공진 주파수로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템을 구동하는 센서 구동부;
    를 더 포함하는, 초음파 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 차량용 초음파 시스템에 다양한 주파수의 구동 신호를 인가하는 주파수 인가 단계;
    상기 구동 신호별 여진 시간을 측정하는 여진 시간 측정 단계; 및
    상기 여진 시간들 중 가장 긴 여진 시간을 갖는 상기 구동 신호의 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 판별 단계;를 포함하고,
    상기 공진 주파수 판별 단계에서,
    제 1 주파수를 갖는 제 1 구동 신호에 따라 측정된 제 1 여진 시간(rt1)과, 상기 제 1 주파수에서 f델타값만큼 감소된 제 2 주파수를 갖는 제 2 구동 신호에 따라 측정된 제 2 여진 시간(rt0) 및 상기 제 2 주파수에서 2f델타값만큼 증가된 제 3 주파수를 갖는 제 3 구동 신호에 따라 측정된 제 3 여진 시간(rt2)를 비교하여, 상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 이상이고, 상기 제 3 여진 시간(rt2) 보다 크면, 상기 제 1 구동 신호의 상기 제 1 주파수를 공진 주파수로 판별하는 공진 주파수 도출 단계;
    상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 2 여진 시간(rt0) 미만이면, 상기 제 1 주파수에서 2f델타값만큼 감소된 제 4 주파수를 갖는 제 4 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 주파수 인가부에 주파수 감소 제어 신호를 인가하는 주파수 감소 제어 단계; 및
    상기 제 1 여진 시간(rt1)이 상기 제 3 여진 시간(rt2) 미만이면, 상기 제 3 주파수에서 f델타값만큼 증가된 제 5 주파수를 갖는 제 5 구동 신호를 새로운 제 1 구동 신호로 인가할 수 있도록 상기 주파수 인가부에 주파수 증가 제어 신호를 인가하는 주파수 증가 제어 단계;
    를 포함하는, 초음파 처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 공진 주파수로 판별된 상기 구동 신호로 상기 차량용 초음파 시스템을 구동하는 센서 구동 단계;
    를 더 포함하는, 초음파 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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