KR102547936B1 - 초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 전자 장치 - Google Patents

초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 전자 장치 Download PDF

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Abstract

초음파를 이용하여, 대상체에 관한 정보를 획득하는 전자 장치는, 소정 부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하는 송신부, 출력된 초음파가 대상체로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신하는 수신부, 및 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하고, 수신 신호와 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이에 기초하여, 대상체에 대한 정보를 검출하는 제어부를 포함한다.

Description

초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 전자 장치 {Method of detecting information of target object by using ultrasound and electronic apparatus thereof}
본 발명은 초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 전자 장치에 관한 것이다.
초음파 센서 장치는 초음파 송신부로부터 생성되는 초음파 신호를 대상체로 조사하고, 대상체로부터 반사된 초음파 반사 신호의 정보를 수신하여 대상체의 위치 및 움직임 등에 대한 정보를 얻는다.
예를 들면, 초음파 센서 장치는, 송신 신호를 출력한 후 반사 신호를 검출하기까지 소요된 시간에 기초하여, 초음파 센서 장치와 대상체 간의 거리를 측정할 수 있다. 상술한 방식에 따라 거리를 측정하는 방식을 ToF(Time　of　Flight) 방식이라 한다.
그러나, 초음파 센서 장치와 대상체 간 거리가 길어, 초음파 신호의 감쇠가 크거나, 대상체 표면에서의 초음파 신호의 반사율이 작은 경우에는, 반사 신호의 강도가 작아질 수 있다. 반사 신호의 강도가 작아지게 되면, 반사 신호에 포함된 노이즈로 인해 대상체에 관한 신호를 정확히 측정하기 어렵다.
따라서, 반사 신호의 강도가 작은 경우에도, 초음파 신호를 이용하여 정확하게 대상체에 관한 정보를 검출할 수 있는 기술이 요구된다.
일부 실시예는, 초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법 및 이를 위한 전자 장치를 제공할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제1 측면은, 소정 부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하는 송신부; 상기 출력된 초음파가 대상체로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하고, 상기 수신 신호와 상기 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이에 기초하여, 상기 대상체에 대한 정보를 검출하는 제어부를 포함하는, 전자 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 제2 측면은, 소정 부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하는 단계; 상기 출력된 초음파가 대상체로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하는 단계; 및 상기 수신 신호와 상기 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이에 기초하여, 상기 대상체에 대한 정보를 검출하는 단계를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 제 3 측면은, 제 2 측면의 방법을 수행하도록 하는 프로그램이 저장된 기록매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공할 수 있다.
일부 실시예에 의하면, 초음파 신호의 반사 신호의 강도가 작은 경우에도, 높은 정확도로 대상체에 관한 정보를 검출할 수 있다.
도 1은 일부 실시 예에 따른 전자 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 일부 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 일부 실시 예에 따른 초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 일부 실시예에 따른 전자 장치에 의해 처리되는 신호의 예시를 나타내는 도면이다.
도 6은 일부 실시예에 따른 상관 값의 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 복수 개의 프레임들간 상관 값의 차이값의 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 대상체가 존재하는지 여부에 대한 판정 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 9는 일부 실시예에 따른 프레임들 간 상관 값의 차이값들의 평균값에 기초한 대상체 유무에 대한 판정 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 일부 실시예에 따른 상관 값의 프레임간 차이값에 기초한 대상체의 위치를 구하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 11은 일부 실시예에 따른 프레임간 상관 값의 차이값에 대한 문턱 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 12는 일부 실시예에 따른 프레임간 상관값의 차이값 Xi 및 차이값들의 분산값 U의 예시를 나타내는 도면이다.
도 13는 일부 실시예에 따른 프레임간 상관값의 차이값 Xi 및 환경 프레임 차분 E의 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 일부 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 15은 일부 실시예에 따른 상관 값에서 분할된 시간 구간 별 프레임간 상관값의 차이값의 예시를 나타내는 도면이다.
도 16은 일부 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17은 일부 실시예에 따른 대상체의 위치를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일부 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 19는 일부 실시예에 따른 캔슬용 신호를 이용하여 상관값을 구하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 20은 일부 실시예에 따른 전자 장치를 나타내는 블록도이다.
도 21은 일부 실시예에 따른 전자 장치에서 처리되는 신호들을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일부 실시예에 따른 송신 신호와 직접파 및 반사 신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 일부 실시예에 따른 송신 신호와 직접파 및 반사 신호와의 관계를 설명하기 위한 별도의 도면이다.
도 24는 일부 실시예에 따른 전력 절약 모드로 동작하는 전자 장치의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)의 일 예를 나타낸 도면이다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 초음파 센서(100)를 구비하고, 초음파를 이용하여 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는, 초음파를 이용하여 대상체(130)의 위치 정보, 대상체(130)의 움직임에 관한 정보 및 대상체(130)의 개수 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 초음파 센서(100)는 전자 장치(1)에 유기적으로 결합될 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않고, 상기 초음파 센서(100)는 전자 장치(1)와 결합하지 않고 독자적으로 대상체(130)에 관한 정보를 검출하여, 전자 장치(1)로 전달할 수도 있다.
일부 실시 예에 따른 대상체(130)는 초음파 센서(100)가 감지하고자 하는 물체로, 움직이는 사람, 생물체, 자동차와 같은 이동하는 물체나 그 일부분일 수 있다. 일부 실시 예에 따른 비대상체(미도시)는 대상체(130) 이외의 물체로서, 움직이지 않는 고정 물체일 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 소정 부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하고, 출력된 초음파가 대상체(130)로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신할 수 있다. 또한, 전자 장치(1)는 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하고, 수신 신호와 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이를 구할 수 있다. 상관 값은 두 값 간 상호 관련된 정도를 나타낸다. 전자 장치(1)는 상관 값들간 차이에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 초음파를 이용하여 검출된 대상체(130)에 관한 정보에 기초하여, 사용자에게 다양한 기능을 제공할 수 있다.
예를 들면, 사용자인 대상체(130)의 위치 정보에 기초하여, 전자 장치(1)는 자동으로 전자 장치(1)의 전원을 온(on) 하거나 오프(off)할 수 있다.
또 다른 예로, 전자 장치(1)는, 대상체(130)의 위치 정보에 기초하여, 전자 장치(1)의 디스플레이 밝기를 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 대상체(130)의 위치 정보에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리내에 존재하는 것으로 판단되면, 전자 장치(1)는 전자 장치(1)의 내부 또는 외부의 카메라를 동작시킬 수 있다. 카메라는 전자 장치(1)의 제어에 따라 대상체(130)를 촬영할 수 있다. 카메라에 의해 촬영된 정지 화면상 또는 동화상은, 메모리에 기록되거나, 사용자의 모니터에 표시될 수 있다.
또 다른 예로, 대상체(130)의 위치 정보에 기초하여, 대상체가 존재하는 것으로 추정되는 위치의 조명이 켜질 수 있다.
이하에서, 대상체(130)의 유무 또는 존재 여부를 판단함은, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리내에 존재하는지 여부를 판단함을 의미할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 고정된 위치에서 초음파를 이용하여 대상체(130)에 관한 정보를 검출하고, 검출된 정보에 기초하여 사용자에게 다양한 기능을 제공할 수 있는 장치일 수 있다. 또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 이에 한하지 않고, 이동 가능한 장치일 수도 있다. 예를 들어, 전자 장치(1)는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, PDA, MP3 플레이어, 손목 시계(Wrist watch) 또는 HMD(Head-Mounted Display)와 같은 웨어러블 기기(Wearable device) 등과 같은 이동 가능한 장치이거나, 네비게이션 장치, 키오스크, 전자 액자, 디지털 TV, 가전 제품 등과 같은 위치가 고정된 장치일 수 있다. 상술한 예에 한하지 않고, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 대상체(130)에 관한 정보를 활용하여 사용자에게 소정의 기능을 제공할 수 있는 다양한 유형의 장치일 수 있다.
도 2는 일부 실시예에 따른 전자 장치(1)의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(1)는 송신부(110), 수신부(120) 및 제어부(6)를 포함한다.
송신부(110)는 소정의 부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력할 수 있다. 일부 실시 예에 의한 부호 신호는 주기적인 패턴을 갖는 코드 시퀀스일 수 있고, 예를 들면, 부호 신호는 PN 신호(pseudo noise sequence)일 수 있다.
수신부(120)는 송신부(110)로부터 출력된 초음파가 대상체(130)로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신할 수 있다.
일부 실시 예에 의한, 수신부(120)는, 대상체(130)부터 반사된 반사 신호뿐만 아니라, 비대상체(미도시)로부터 초음파가 반사되어 나온 반사 신호와, 송신부(110)에서 출력된 초음파의 일부인 직접파를 더 수신할 수 있다. 일부 실시 예에 따르면, 비대상체(미도시)로부터 초음파가 반사되어 나온 반사 신호 및 직접파는 대상체에 관한 정보를 검출하는데 필요하지 않은 신호이므로, 노이즈로 처리될 수 있다.
제어부(6)는 수신부(120)에 의해 수신된 반사 신호를 이용하여 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다. 제어부(6)는 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하고, 수신 신호와 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이에 기초하여, 대상체에 대한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 제어부(6)는 소정 주기에 대응하는 상관 값과 상기 소정 주기에 연속하는 주기에 대응하는 상관 값의 차이(difference)에 기초하여 상기 대상체에 대한 정보를 검출할 수 있다. 상술한 수신 신호는 상기 수신된 반사 신호를 복조함으로써 획득될 수 있다.
일부 실시 예에 의한, 제어부(6)는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(6)는 송신부(110) 및 수신부(120)를 제어할 수 있다.
일부 실시 예에 의한, 제어부(6)는 전자 장치(1)가 장착되는 전자 장치(1)와 통신하는 통신 인터페이스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부(6)는 통신 인터페이스를 통한 전자 장치(1)의 제어에 따라 대상체(130)에 관한 정보를 검출하고, 검출된 정보를 전자 장치(1)로 전송할 수 있다.
도 3은 일부 실시예에 따른 전자 장치(1)의 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는, 제어부(6), 송신부(110) 및 수신부(120)를 포함할 수 있다.
송신부(110)는 드라이버(Driｖer) 회로(14) 및 초음파 송신부(15)를 포함할 수 있고, 수신부(120)는 초음파 수신부(21), 증폭부(22) 및 로우 패스 필터(23)를 포함할 수 있다.
제어부(6)는 송신 신호를 출력하기 위한 구성요소로서, PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12), 및 혼합부(13)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(6)는 반사 신호를 수신하여 대상체(130)에 관한 정보를 획득하기 위한 구성 요소로서, AD 컨버터(24), AM 검파부(25), 상관값 산출부(31), 차분 산출부(33), 및 대상체 검출부(34)를 포함할 수 있다.
상술한 도 3의 제어부(6), 송신부(110) 및 수신부(120)는 도 2의 제어부(6), 송신부(110) 및 수신부(120)와 대응되며, 중복되는 설명은 생략한다.
PN 부호 발생부(11)는 정해진 패턴 및 주기를 갖는 PN 부호(A)를 정해진 주파수로 발생시킨다. PN 부호란, 주기적인 부호로, 1주기의 각 순간에서의 값이 임의 분포에 준하는 분포를 가지는 부호이다. PN 부호는, 백색 잡음으로 볼 수 있는 스펙트럼을 가지므로, 의사 잡음 부호로 지칭될 수 있다.
예를 들면, PN 부호 발생부(11)는, PN 부호를 생성하기 위한 다항식인 X7＋X3＋1에 따라 주기 127 비트의 M계열 (Maximum length shift register sequence; 최대 길이 쉬프트 레지스터 계열) 부호를 생성할 수 있다. PN 부호의 미리 정해진 주파수가 1kHz 이면, PN 부호 발생부(11)는, 1ms 단위로 "0" 또는 "1"의 값을 가지는, 1주기가 127ms인 PN 부호(A)를 발생시킬 수 있다. 그리고, PN 부호 발생부(11)는 PN 부호(A)를 혼합부(13)와 상관값 산출부(31)로 출력할 수 있다.
캐리어 신호 발생부(12)는 미리 정해진 주파수(예컨대, 40kHz)를 가진 캐리어 신호를 발생시키고, 혼합부(13)로 출력할 수 있다. 초음파 신호는 캐리어 신호에 따라 변환되어 외부로 출력될 수 있다.
혼합부(13)는 PN 부호(A)를 이용하여 캐리어 신호를 AM(Amplitude　Modulation; 진폭 변조) 변조하고, 생성된 변조 신호(B)를 드라이버 회로(14)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 혼합부(13)는 AM 변조 방식 중, 온오프 변조(on-off keying) 방식에 따라 캐리어 신호를 변조할 수 있다.
드라이버 회로(14)는 변조 신호(B)를 미리 정해진 값만큼 증폭하고, 증폭된 변조 신호(B)를 초음파 송신부(15)로 출력할 수 있다.
초음파 송신부(15)는 증폭된 변조 신호(B)를 초음파로 변환하여 송신 신호로서 출력할 수 있다.
초음파 수신부(21)는 초음파 송신부(15)에 의해 출력된 초음파가 대상체(130) 및 비대상체 중 적어도 하나로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신할 수 있다. 초음파 수신부(21)는 반사 신호를 전기 신호로 변환하여 증폭부(22)로 출력할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 초음파 수신부(21)는 불필요한 주파수 대역의 반사 신호를 필터링하는 밴드 패스 필터와 같이 동작할 수 있다. 예를 들면, 초음파 수신부(21)는 초음파 송신부(15)를 통해 출력된 초음파의 주파수(ex. 40kHz)에 기초하여, 수신된 반사 신호 중 40kHz 전후 대역의 신호가 통과되도록 대역 필터링할 수 있다.
증폭부(22)는 초음파 수신부(21)부터 수신한 전기 신호를 증폭시키고, 증폭된 전기 신호인 수신(receiving) 신호(C)를 AD 컨버터(24)로 출력할 수 있다. 수신 신호(C)는, 초음파 수신부(21)가 대역 필터링된 신호를 출력함에 따라, 제한된 주파수 대역을 가질 수 있다.
AD 컨버터(24)는 수신 신호(C)를 디지털 신호로 변환하여 AM 검파부(25)로 출력한다. AD 컨버터(24)의 샘플링 주파수는, 예를 들면, 표본화 이론(sampling theorem)에 따라, 캐리어 주파수의 2배 이상(ex. 40kHz의 두 배 이상인 100kHz)으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, AD 컨버터(24)의 앞단에 로우 패스 필터(23)가 구비될 수 있다. 로우 패스 필터(23)는 고주파수 성분으로 인한 간섭 현상을 방지하기 위한 앤티 에일리어싱 필터(anti-aliasing filter)와 같은 기능을 제공할 수 있다.
AM 검파부(25)는 디지털화된 수신 신호(C)를 복조함으로써, 원 신호를 구할 수 있다. 예를 들면, AM 검파부(25)는 디지털화된 수신 신호(C)의 절대값을 구하고 필터를 통과시킴으로써, 수신 신호(C)의 포락선을 구하고, 포락선으로부터 복조 수신 신호(D)를 구할 수 있다. AM 검파부(25)는 복조 수신 신호(D)를 상관값 산출부(31)로 출력한다.
상관값 산출부(31)는 복조 수신 신호(D)와 PN 부호(A)와의 상관 동작(correlation)을 수행하여, 상관값을 구할 수 있다. 예를 들면, 상관값 산출부(31)는 복조 수신 신호(D)의 샘플마다(예컨대, AD 컨버터(24)의 샘플링 주파수가 100kHz였을 때는 0.01ms 마다), 복조 수신 신호(D)의 과거 1주기(127ms) 만큼의 신호와, PN 부호(A)의 1주기만큼의 신호간의 상관값을 구할 수 있다. 상관 값은 차분 산출부(33)로 출력될 수 있다.
상관값 산출부(31)는 샘플 번호 i, AM 검파 후의 신호 샘플열 r(i), 신호 샘플열과 동일한 샘플링 주파수를 가지는 PN 부호(송신측의 PN 부호와 동일) PN(p), PN 부호의 주기(샘플링 주기와 동일) NPN에 기초하여, 수학식 1에 의해, 상관 값 Corr(i)를 구할 수 있다.
Figure 112017097149574-pat00001
상관값 산출부(31)는 1초당 미리 정해진 샘플링 주파수만큼의 개수의 상관 값을 구할 수 있다. 상관 값을 구할 때의 샘플링 주파수는 AD 컨버터(24)의 샘플링 주파수 보다 작게 설정될 수 있으나 이에 한하지 않고, 전자 장치(1)의 시간 분해 능력을 고려하여, 1~100kHz의 범위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 상관값 산출부(31)는 상관 값을 구할 때의 샘플링 주파수가 10kHz인 경우, 0.1ms 마다 신호 샘플열 r(i)의 1270 샘플과 PN 부호 PN(i)의 1270 샘플을 곱하여 상관값 Corr(i)를 구할 수 있다.
차분 산출부(33)는 상관 값 Corr(i)에서 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간 차이값을 구할 수 있다. 일 예로, 차분 산출부(33)는 소정 주기에 대응하는 상관 값과 소정 주기에 연속하는 주기에 대응하는 상관 값 간의 차이값을 구할 수 있다. 예를 들면, 차분 산출부(33)는 이하 수학식 2와 같이, 2승 오차 방식((A-B)2)을 이용하여, 상관값에서, 프레임간 차이값인, FrameDifference(i)을 구할 수 있다. 상술한 상관값의 "프레임"은 PN 부호의 1주기만큼의 시간 구간과 대응될 수 있다. FrameDifference(i) 값은 대상체 검출부(34)로 출력된다.
Figure 112017097149574-pat00002
차분 산출부(33)는 프레임간 상관값의 차이값인 FrameDifference(i)를 1 프레임마다(예를 들면, 127ms) 구할 수 있다. 이에 한하지 않고, 차분 산출부(33)는, 1/2 프레임(63.5ms) 또는 2 프레임(254ms) 마다 차이값을 구할 수도 있다.
또한, 차분 산출부(33)는 프레임간 상관값의 차이값을 구하기 위한 수학식으로서 상기 수학식 2를 대신하여, 2승 오차 방식을 제외한, 상관값들 간의 차이값을 정량화하는 다른 수학식을 이용하여, 차이값을 구할 수 있다. 예를 들면, 차분 산출부(33)는 RMS(Root　Mean　Square:　2승 평균 평방근) 방식을 이용하여 차이값을 구할 수 있다.
또한, 차분 산출부(33)는, 상술한 2승 오차 방식 및 RMS 방식 외에, 수학식 3에 따라 차이값을 구할 수 있다. 수학식 3에 의하면, 2개의 프레임간의 상관값의 차이의 절대값에 기초하여, 차이값이 결정될 수 있다. 절대값을 이용하는 수학식 3에 의하면, 상술한 2승 오차 방식 및 RMS 방식보다, 차분 산출부(33)의 연산량이 줄어들 수 있다.
Figure 112017097149574-pat00003
대상체 검출부(34)는 상관값들 간 차이값에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 대상체 검출부(34)는 차이값이 미리 정해진 문턱값을 넘었는지 여부에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 내에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
일부 실시 예에 의한, 수신 신호와 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관 값들 간의 차이값은 상관 값의 변동 정도를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 대상체(130)가 움직이는 정도만큼 반사 신호의 변동 정도가 커지므로, 상관 값의 변동 정도도 커질 수 있다. 반면, 고정된 비대상체는 움직이지 않으므로, 상관 값은 거의 변동되지 않을 수 있다. 따라서, 대상체 검출부(34)는 상술한 특징을 이용하여, 프레임 간 상관값의 차이값이 미리 정해진 문턱값을 넘었는지에 따라, 대상체(130)의 존재 여부를 판단할 수 있다.
일부 실시 예에 의하면, 문턱값은, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 내에 존재하지 않을 때의 프레임 간 상관값의 차이값에 기초하여 미리 설정될 수 있다. 예를 들면, 문턱값은, 대상체(130)가 존재하지 않을 때의 프레임 간 상관값의 차이값보다 큰 값으로 미리 설정될 수 있다.
또한, 대상체 검출부(34)는 반사 신호의 강도에 따른 영향을 받지 않는 프레임 간 상관값들의 차이값을 이용함에 따라, 반사 신호의 강도가 낮은 경우에도, 대상체(130)의 유무에 대해 높은 정밀도로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(6)에 포함된 각 구성 요소들은, 제어부(6)가 구비하는 연산 장치(미도시)의 제어에 의해 프로그램이 실행됨으로써 구현될 수 있다.
예를 들면, 제어부(6)는 기억부(미도시)에 격납된 프로그램을 주기억 장치(미도시)에 로딩하고, 연산 장치의 제어에 의해 프로그램을 실행할 수 있다. 제어부(6)의 각 구성 요소는 프로그램에 의한 소프트웨어로 실현되는 것에 한정되지 않고, 하드웨어, 펌 웨어 및 소프트웨어 중 어떠한 조합 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 AM 검파부(25)를 아날로그 회로로 구성하고, AM 검파 후의 복조 수신 신호(D)를 AD 컨버터(24)로 디지털 변환시킬 수 있다. AD 컨버터(24)의 샘플링 주파수는, 예컨대, 10kHz 정도로까지 내릴 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 송신 신호에 대한 변조 방식을 수신 신호에 대한 복조 방식에 따라 변경할 수 있고, 변조 방식으로 상술된 AM 변조 이외의 방식들, 예컨대, FM 변조, BPSK 변조 등도 이용될 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 초음파 송신부(15) 또는 초음파 수신부(21) 중 적어도 하나를 복수 개 구비할 수 있다. 전자 장치(1)는 복수의 초음파 송신부(15) 또는 초음파 수신부(21) 사이의 복수의 거리 측정 정보를 이용하여 삼각측량의 계산을 수행할 수 있다. 따라서, 복수의 초음파 송신부(15) 또는 초음파 수신부(21)를 구비한 전자 장치(1)는 대상물까지의 거리뿐만 아니라, 대상물의 방위 및 위치, 대상물의 3차원 좌표를 구할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는, 전파, 광선 등 초음파 이외 다른 종류의 신호를 이용하여 대상체 정보를 검출하는 센서로 구성될 수 있다.
도 4는 일부 실시 예에 따른 초음파를 이용하여 대상체(130)에 관한 정보를 검출하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4의 단계 410을 참조하면, 전자 장치(1)는 소정의 부호 신호를 이용하여 초음파를 변조하고, 변조된 초음파를 출력할 수 있다. 소정의 부호 신호는, 예를 들면, PN 부호 일 수 있으며, PN 부호에 따라 초음파가 AM 변조될 수 있다. PN 부호에 따라 AM 변조된 초음파는 대상체(130)에 관한 정보를 검출하기 위하여, 외부로 출력될 수 있다.
단계 420을 참조하면, 전자 장치(1)는 단계 410에서 출력된 초음파가 대상체(130)로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신할 수 있다.
단계 430을 참조하면, 전자 장치(1)는 단계 420에서 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득할 수 있다. 일부 실시 예에 의하면, 수신 신호는 상기 수신된 반사 신호를 복조함으로써 획득될 수 있다.
단계 440을 참조하면, 전자 장치(1)는 단계 430에서 수신된 수신 신호와 소정 부호 신호의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이를 구할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는 소정 주기에 대응하는 상관 값과 소정 주기에 연속하는 주기에 대응하는 상관 값의 차이값을 구할 수 있다.
단계 450을 참조하면, 전자 장치(1)는 단계 440에서 구한 차이값에 기초하여 대상체에 관한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는 차이값이 미리 정해진 문턱값을 넘었는지 여부에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보로서, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하는지 판단하고, 판단 결과를 출력할 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치(1)에 의하면, 반사 신호의 강도에 따른 영향을 받지 않는 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이값을 이용함에 따라, 반사 신호의 강도가 낮은 경우에도, 움직이는 대상체(130)가 존재하는지를 높은 정밀도로 판단 가능하다.
도 5는 일부 실시예에 따른 전자 장치(1)에 의해 처리되는 신호의 예시를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, PN 부호(A), 송신 신호(B), 수신 신호(C), 복조 수신 신호(D)의 그래프가 각각 도시되어 있다.
그래프 510에 도시된, PN 부호(A)는, PN 부호 발생부(11)에 의해 발생될 수 있는 부호로, 0 또는 1의 값을 가질 수 있다.
그래프 520에 도시된, 송신 신호(B)는, PN 부호(A)에 의해 캐리어 신호가 AM 변조된 신호이다. 송신 신호(B)에 따라 초음파 신호가 외부로 출력될 수 있다.
그래프 530에 도시된, 수신 신호(C)는, 반사 신호가 증폭된 신호이다. 수신 신호(C)는 송신 신호(B)와는 달리 외부 환경에서 에너지를 일부 잃음에 따라 다소 완만한 신호 형태를 보일 수 있다.
그래프 540에 도시된, 복조 수신 신호(D)는 수신 신호(C)가 AM 복조된 결과, 획득된 신호이다. 복조 수신 신호(D)와 PN 부호(A)와의 상관 값에 따라 대상체(130)에 관한 정보가 검출될 수 있다. 일부 실시 예에 의하면, 복조 수신 신호(D)와 PN 부호(A)의 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간 차이값에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보가 검출될 수 있다.
그래프 540에 도시된, 복조 수신 신호(D)는, 물체가 근거리에 있어 강한 반사 신호가 수신됨에 따라, 노이즈로 인한 영향이 적다. 그러나, 복조 수신 신호(D)의 상당수는 물체가 먼 거리에 있거나 방해 물체가 존재함으로 인해 노이즈가 심하여, 신호를 판별하기 어렵다.
그러나, 일부 실시예에 따르면, 복조 수신 신호(D)의 PN 부호 간 상관 값 대신 상관 값들간 차이 값에 따라, 대상체(130)가 존재하는지 여부를 판단하므로, 노이즈로 인한 영향을 최소화할 수 있다.
도 6은 일부 실시예에 따른 상관 값의 예시를 나타내는 도면이다.
가로축은 PN 부호 1주기만큼의 시간(TPN) 마다 하나씩 존재하는 샘플 번호(샘플수는 NPN)를 나타낸다. 세로축은 상관값 Corr(i)을 나타낸다.
도 6에 도시된 예에서, 전자 장치(1)가 1kHz에서 127비트의 주기를 갖는 PN 부호에 대해 상관 값을 구하는 경우, 각 상관값을 구할 때의 샘플링 주파수가 100kHz이면, 0.01ms 마다 상관값을 구할 수 있다. 따라서, 127ms 의 1 프레임의 구간 동안 12700개의 상관값이 산출될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상관 값은 샘플 번호가 작은 구간에서, 최대 값을 가지고 있다. 상관 값이 최대일 때의 샘플 번호에서, 복조 수신 신호(D)와 PN 부호(A)가 크게 상관되고 있다.
만약 이동하지 않는 물체에 의해 반사된 초음파가 수신된 경우, 초음파 반사 상황은 불변이 되고, 상관 값은 각 프레임마다 동일한 상관값을 반복적으로 가질 수 있다. 반대로, 사람과 같은 움직이는 대상체(130)가 존재한다면, 상관값은 프레임마다 변동될 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는, 시간적으로 연속되는 복수 개의 프레임 간 상관값의 차이값을 구하고, 차이값에 기초하여 움직이는 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 내에 존재하는지에 대해 판정할 수 있다.
도 7은 일부 실시예에 따른 복수 개의 프레임들간 상관 값의 차이값의 예시를 나타내는 도면이다.
가로축은 시간(0~10s)을 나타내고, 세로축은 차분 산출부(33)에 의해 획득될 수 있는 프레임간 상관값의 차이값 FrameDifference(i)를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 프레임간 상관값의 차이값은 전자 장치(1)에 의해 반사 신호가 수신된 직후부터 상승하여 약 1초 후에 피크가 된 후 완만하게 저하되고 있다.
도 8은 일부 실시예에 따른 대상체가 존재하는지 여부에 대한 판정 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 프레임간 상관값의 차이값 FrameDifference(i)을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 프레임간 상관값의 차이값은, 6초 근방에서 문턱값을 넘고 있다. 대상체 검출부(34)는 6초 근방까지는 "대상체 없음"으로 판정하고, 그 이후는 "대상체 있음"으로 판정할 수 있다. "대상체 없음"은, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 없는 경우를 나타낼 수 있다. "대상체 있음"은 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하는 경우를 나타낼 수 있다.
대상체 검출부(34)는 상관 값에서 연속된 프레임 간의 상관 값의 차분 값을 이용하여, 대상체(130)를 높은 감도로 검출할 수 있다.
일부 실시 예에 의한, 전자 장치(1)는 대상체(130)로부터 반사된 수신 신호를 복조한 신호인 복조 수신 신호(D)와 PN 부호(A) 사이의 상관 값 Corr(i)를 구할 수 있다. 전자 장치(1)는 상관 값에서 시간적으로 연속된 프레임 간 차이 값에 기초하여, 대상체가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 내에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들면, 전자 장치(1)는, PN 부호(A)의 1주기만큼을 상관 값 Corr(i)에서의 1 프레임으로 설정하고, 상관 값에서 시간적으로 연속되는 2개 프레임간 차이값인 FrameDifference(i)를 구할 수 있다. 그리고, 전자 장치(1)는, 차이값이 소정의 문턱값을 넘었을 때, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 내에 존재함을 판정할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 의하면, 반사 신호의 강도가 낮거나, 다른 고정된 비대상체가 전자 장치(1) 근처에 존재하는 경우에도, 전자 장치(1)는 상관 값의 시간적으로 연속되는 2개 프레임간 차이값을 이용함으로써, 대상체(130)의 존재 유무를 높은 정확도로 검출할 수 있다.
도 9는 일부 실시예에 따른 프레임들 간 상관 값의 차이값들의 평균값에 기초한 대상체 유무에 대한 판정 결과의 예시를 나타내는 도면이다.
전자 장치(1)는 대상체(130)가 이동 및 정지를 반복하여 프레임간 상관값의 차이값이 문턱값을 상회하거나 하회하는 경우, 대상체(130)가 존재함에도 불구하고, 검출 판정 또는 비검출 판정이 뒤바뀌는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따른, 대상체 검출부(34)는 현재 및 과거의 복수의 프레임에 대한 프레임간 상관값의 차이값의 평균을 구하고, 현재의 평균값과 문턱값을 비교하여 대상체의 유무를 판정할 수 있다. 프레임간 상관값의 차이값의 평균값을 이용하여 대상체를 검출하는 방법에 의하면, 대상체를 안정적으로 정확히 검출할 수 있다.
도 9의 그래프 900에 도시된 예와 같이, 대상체 검출부(34)는 현재의 프레임 및 과거의 6개 프레임, 합계 7개 프레임의 프레임간 상관값의 차이값의 평균값을 이용하여 현재의 프레임에서 대상체(130)가 존재한다고 판정할 수 있다. 도 9의 예에서는, 7개 프레임의 평균값이 이용되고 있으나, 대상체 검출부(34)는 디지털 필터(예를 들면, 로우 패스 필터)를 이용하여 차이값의 순간 변동을 억제함으로써, 7개 프레임의 평균값이 이용되는 경우와 동일한 효과가 구현될 수 있다.
도 10은 일부 실시예에 따른 상관 값의 프레임간 차이값에 기초한 대상체의 위치를 구하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는, 대상체의 유무 판정뿐만 아니라, 프레임간 상관 값의 차이값에 기초하여, 전자 장치(1)에서 대상체까지의 거리를 추정할 수 있다.
예컨대, 동일한 대상체(130)가 움직이는 경우, 대상체(130)가 전자 장치(1) 가까이에 있을 수록, 반사 신호의 변화가 커지고, 상관값이 크게 변동하므로, 프레임간 상관값의 차이값도 커질 수 있다.
따라서, 대상체 검출부(34)가 프레임간 상관 값의 차이값이 문턱값보다 커져 대상체(130)를 검출하면, 전자 장치(1)는 미리 구비된 프레임간 상관 값의 차이값의 크기와 대상체(130)까지의 거리를 대응지어 두고, 현재 프레임간 상관 값의 차이값의 크기로부터 전자 장치(1)에서 대상체(130)까지의 거리를 추정할 수 있다.
도 10의 그래프 1010을 참조하면, 프레임간 상관 값의 차이값은 크기에 따라 대상체의 위치로서, 전자 장치(1)에서 대상체(130)까지의 거리와 각각 대응될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는 프레임간 상관 값의 차이값의 크기에 기초하여 대상체(130)까지의 거리를 각각 가까움(1020), 근처(1021), 멈(1022)으로 추정할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예에 의하면, 전자 장치(1)에서 대상체(130)까지의 거리가 간편하게 추정될 수 있다.
도 11은 일부 실시예에 따른 프레임간 상관 값의 차이값에 대한 문턱 값을 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는 대상체의 유무를 판단하기 위한 문턱값을 캘리브레이션(calibration) 방식을 통해 정할 수 있다. 캘리브레이션 방식에 의하면, 문턱값이 프레임간 상관 값의 차이값에 따라 소정 시간마다 자동으로 설정될 수 있다.
예컨대, 전자 장치(1)는 캘리브레이션 시간 T 및 검출 정도 조정치α를 미리 정의해 두고, 수학식 4에 따라, 시간 T 내의 프레임 차이값 중 "최소의 값"＋α의 값을 문턱값으로 설정할 수 있다.
Figure 112017097149574-pat00004
도 11의 그래프 1100을 참조하면, 프레임 간 상관 값의 차이값이 점점 감소함에 따라 캘리브레이션 종료 시점(T=10초)에서는 문턱값이 거의 0에 가까운 값으로 설정될 수 있다.
캘리브레이션 방식에 의하면, 전자 장치(1)는 프레임간 상관 값의 차이값에 따라 문턱값을 자동으로 간편하게 설정할 수 있다.
도 12는 일부 실시예에 따른 프레임간 상관 값의 차이값 Xi 및 프레임간 상관 값의 차이값의 분산값 U의 예시를 나타내는 도면이다.
가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 프레임간 상관 값의 차이값 Xi 또는 분산 U를 나타낸다.
도 12에 도시된 예는 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내로 대상체(130)가 이동해 들어와서(시각 t1~t2), 작게 움직이거나 움직이지 않다가(시각 t2~t3), 소정 거리 밖으로 나간(시각 t3~t4) 경우, 전자 장치(1)에 의해 획득된 상관 값에서의 프레임 간 상관 값의 차이값 및 차이값의 분산 값을 나타낸 것이다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는 소정 시간 구간 동안 상관 값에서 연속된 프레임간 상관 값의 차이값의 변동(예를 들면, 차이값의 분산)에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하는지에 대해 판정할 수 있다.
전자 장치(1)의 차분 산출부(33)는 상관 값에서 시간적으로 연속되는 2 프레임 사이의 차이값 FrameDifference(i)(또는, “차분 Xi”라 함)를 구할 수 있다. 그리고, 차분 산출부(33)는, N초 동안의 구간(N은 1 이상의 정수)에서, 이하 수학식 5와 같은 차이값 Xi의 평균값을 구할 수 있다.
Figure 112017097149574-pat00005
또한, 차분 산출부(33)는, N초 동안의 구간에서, 프레임수 n을 이용하여 수학식 6 따라 N초 동안의 구간의 차이값의 분산 U를 구할 수 있다.
Figure 112017097149574-pat00006
차분 산출부(33)는 차분 Xi, Xi의 평균값 및 Xi의 분산 U를 대상체 검출부(34)로 출력할 수 있다.
대상체 검출부(34)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi와 차이값에 대한 문턱값 ThXi을 비교한 결과와, 분산값 U와 분산값에 대한 문턱값 ThU을 비교한 결과 중 적어도 하나에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하는지에 대해 판정하고, 판정 결과를 외부로 출력할 수 있다.
도 12의 그래프 1200을 참조하면, 시각 t1~t2, 시각 t3~t4에서는, 대상체(130)의 움직임이 크기 때문에, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 검출 문턱값 ThXi를 크게 넘고 있다. 따라서, 대상체 검출부(34)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi에 기초하여 시각 t1~t2, 시각 t3~t4에서는, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재한다고 판정할 수 있다.
시각 t2~t3에서는 대상체의 움직임이 작기 때문에, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi는 문턱값을 거의 넘지 못한다. 따라서, 대상체 검출부(34)는 분산 U를 고려하지 않고 프레임간 상관 값의 차이값 Xi만 고려하는 경우, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 것으로 판정할 수 있다.
시각 t1~t5에서는, 대상체의 움직임이 작을 때인, 시각 t2~t3를 포함하나, 시각 t1~t5 구간에서, 프레임간 상관 값의 차이값의 분산 U가 문턱값 ThU를 넘고 있다. 따라서, 대상체 검출부(34)는 시각 t1~t5 구간에서의 분산 U에 따라 대상체가 존재한다고 판정할 수 있다.
전자 장치(1)는 시각 t1에 있어서, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi에 따라 짧은 시간에 고감도로 대상체의 존재를 검출할 수 있으나, 비교적 장시간인 시각 t1~t5 구간에서는, 분산 U에 기초하여 보다 더 정확하게 대상체의 유무를 검출할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 시각 t1~t5 구간에 대하여, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi 및 분산 U에 기초하여 고감도로, 그리고 비교적 장시간의 분석에 의해 정확하게 대상체의 존재여부를 판정할 수 있다.
시각 t1~t2, 시각 t3~t4에서, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi에 기초한 대상체(130) 검출 결과에 의하면, 동일한 대상체를 2회 검출하였는지, 다른 대상체를 각각 검출하였는지도 알 수 없다. 그러나, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 차이값 Xi 뿐만 아니라 분산 U에 기초한 시각 t1~t5의 검출 결과를 함께 고려함으로써, 시각 t1~t5에서 동일한 대상체가 연속적으로 검출됨을 판단할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 상관 값에서의 프레임 간 상관 값의 차이값뿐만 아니라, 차이값의 분산값을 더 고려함으로써, 대상체(130)에 관한 정보를 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따라 대상체의 존재여부에 대한 판정 결과에 기초하여 카메라가 동작되는 경우, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 문턱값 ThXi 보다 커졌을 때(시각 t1)에 카메라가 기동되고, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 문턱값 ThXi 보다 작아도, 분산 U가 문턱값 ThU 보다 클 때(시각 t1~t5)는 카메라가 계속 동작될 수 있다. 그리고, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 문턱값 ThXi 보다 작아지고, 또한 분산 U가 문턱값 ThU 보다 작아졌을 때(시각 t5)에는, 카메라는 정지될 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi를 이용하지 않고, 프레임간 상관 값의 차이값의 분산 U만을 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는 대상체 검출부(34)가 소정 기간에서의 연속되는 프레임간 상관 값의 차이값의 분산 U가 소정의 문턱값 ThU를 넘었을 때, 대상체가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재함을 결정할 수 있다.
도 13는 일부 실시예에 따른 프레임간 상관값의 차이값 Xi 및 환경 프레임 차분 E의 예를 나타내는 도면이다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 대상체(130)가 존재하지 않는 경우에 획득한 상관 값과 대상체(130)에 관한 정보를 검출하기 위한 상관 값간의 차이에 기초하여 대상체의 유무를 판정할 수 있다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(1)는, 대상체(130)에 관한 정보에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 시간 구간을 결정할 수 있다. 그리고, 전자 장치(1)는 결정된 시간 구간과 대응되는 상관값들을 환경 프레임으로 검출하고, 검출된 환경 프레임을 이용하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는, 소정 시간 구간에 대한 상관값에서 환경 프레임을 감산한 차분 값을 구하고, 상기 소정 시간 구간에서, 복수 개의 소정 주기에 대응하는, 차분 값들 간 차이에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다.
일부 실시 예에 의한 전자 장치(1)의 차분 산출부(33)는 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관값들 간의 차이를 구할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)의 차분 산출부(33)는 상관 값에서 시간적으로 연속되는 2개 프레임 사이의 차이값 Xi를 산출할 수 있다. 또한, 차분 산출부(33)는 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 것으로 판단된 구간과 대응되는 상관 값을 이용하여, 환경 프레임 차분 E를 구하고, 대상체 검출부(34)로 출력할 수 있다. 차분 산출부(33)는 상기 구간과 대응되는 상관 값 중 PN 부호의 1주기 구간만큼의 상관 값을 "환경 프레임"으로 설정할 수 있다. 그리고, 차분 산출부(33)는 환경 프레임과 현재 시간 구간에 대한 상관 값과의 차분을 환경 프레임 차분 E로서 획득할 수 있다.
대상체 검출부(34)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi와 문턱값 ThXi를 비교한 결과 및 환경 프레임 차분 E와 소정의 문턱값 ThE를 비교한 결과 중 적어도 하나에 기초하여, 대상체의 유무를 판정할 수 있다.
도 13에 도시된 그래프 1300의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 프레임간 차분 Xi 또는 환경 프레임 차분 E의 크기를 나타낸다.
도 13에 도시된 예는, 전자 장치(1)의 소정 거리 내로 대상체(130)가 이동해 들어와서(시각 t11~t12), 작게 움직이거나 움직이지 않다가(시각 t12~t13), 소정 거리 밖으로 나간 경우(시각 t13~t14), 전자 장치(1)가 구한 상관 값의 프레임 간 차이값 및 차이값의 분산 값을 나타낸 것이다.
대상체 검출부(34)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi에 기초하여 시각 t11~t12, 시각 t13~t14에서는 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재한다고 판정하고, 시각 t12~t13에서는 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 것으로 판정할 수 있다.
그러나, 시각 t11~t14 구간에서는, 환경 프레임 차분 E가 문턱값 ThE를 넘고 있으므로, 대상체 검출부(34)는 환경 프레임 차분 E에 기초하여 시각 t11~t14에 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재한다고 판정할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 시각 t11에서, 프레임간 차분 Xi에 기초하여 짧은 시간에 고감도로 대상체의 존재를 검출하고, 시각 t11~t14에서, 환경 프레임 차분 E에 기초하여 정확하게 대상체의 존재를 검출할 수 있다. 또한, 전자 장치(1)는 시각 t14에서, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi 및 환경 프레임 차분 E에 기초하여 짧은 시간에 고감도로, 대상체의 유무를 검출할 수 있다.
전자 장치(1)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi에 기초한 시각 t11~t12, 시각 t13~t14의 대상체 유무에 대한 검출 결과와, 환경 프레임 차분 E에 기초한 시각 t11~t14의 대상체 유무에 대한 검출 결과를 함께 고려함으로써, 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하고 있는 것으로 판정할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 의해, 전자 장치(1)의 판정 결과에 기초하여 카메라가 동작되는 경우, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 문턱값 ThXi 보다 커졌을 때(시각 t11) 카메라가 기동될 수 있다. 또한, 프레임간 상관 값의 차이값 Xi가 문턱값 ThXi 보다 작아지고, 환경 프레임 차분 E가 문턱값 ThE 보다 작아졌을 때(시각 t14), 카메라는 정지될 수 있다.
일부 실시 예에 의하면, 상술한 환경 프레임은 대상체(130)가 전자 장치(1)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 것으로 판단된 복수개의 구간과 대응되는 복수 개의 상관 값들의 평균값일 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 의하면, 전자 장치(1)는 프레임간 상관 값의 차이값 Xi를 이용하지 않고, 환경 프레임 차분 E만을 이용하여 대상체(130)의 존재를 검출할 수 있다.
도 14는 일부 실시예에 따른 전자 장치(101)를 나타내는 블록도이다.
도 14에 도시된 전자 장치(101)에 의하면, 도 1의 전자 장치(1)과는 달리, 상관 값을 복수의 시간 구간으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)는 상관 값의 1 프레임 구간을 복수의 구간으로 분할할 수 있다. 상관 값의 1 프레임 구간은, 소정의 부호 신호의 1주기와 크기가 동일할 수 있다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(101)는, 소정 주기를 복수 개의 시간 구간으로 분할하고, 분할된 각각의 시간 구간에서, 복수 개의 소정 주기에 대응하는 상관 값들 간의 차이에 기초하여, 대상체(130)의 개수 및 대상체(130)의 위치에 관한 정보 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
전자 장치(101)는 1프레임 구간이 분할된 각 구간을 전자 장치(101)에서 대상체까지의 거리와 대응지을 수 있다. 분할된 각 구간이 세밀해질수록, 각 구간과 대응되는, 전자 장치(101) 대상체까지의 거리 범위가 좁아지므로, 구간 분할이 세밀해질수록 전자 장치(101)에 의해 검출된 대상체(130)의 위치 정보는 정확해질 수 있다.
또한, 전자 장치(101)는 연속되는 복수 개의 프레임간의 상관값의 차이값을 구하는 대신, 연속되는 2개 프레임 간의 구간마다의 차이값을 구함으로써, 대응되는 거리마다 대상체의 유무를 판정할 수 있다.
전자 장치(101)는 도 1의 전자 장치(1)에 포함된 구성요소들과 대응되는 PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12), 혼합부(13), 드라이버 회로(14), 초음파 송신부(15), 초음파 수신부(21), 증폭부(22), 로우 패스 필터(23), AD 컨버터(24), AM 검파부(25), 상관값 산출부(31)을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 전자 장치(101)는 구간 분할부(132), 차분 산출부(133a~133m), 대상체 검출부(134a~134m), 대상체수 및 거리 판정부(135)를 더 포함할 수 있다.
전자 장치(101)에 포함된 구성요소들 중 상술한 도 1의 전자 장치(1)에 포함된 구성요소들과 대응되는 구성요소들에 대해 중복되는 설명은 생략한다.
상관값 산출부(31)는, AM 복조 후의 복조 수신 신호(D)와, PN 부호(A)와의 상관 값을 구하여, 구간 분할부(132)로 출력할 수 있다.
구간 분할부(132)는 상관 값을 복수의 시간 구간으로 분할하고, 분할된 구간의 상관 값은 각각 대응되는 차분 산출부(133a~133m)로 출력될 수 있다.
차분 산출부(133a~133m)는 분할된 구간마다의 프레임간 상관값의 차이값을 구하고, 각각의 차이값은 대응되는 대상체 검출부(134a~134m)로 출력된다.
대상체 검출부(134a~134m)는 분할된 구간에 대한 프레임간 상관값의 차이값이 검출 문턱값을 넘으면, 대상체(130)의 존재여부를 판정할 수 있다. 대상체 검출부(134a~134m)는 판정 결과를 대상체수 및 거리 판정부(135)로 출력할 수 있다.
대상체수 및 거리 판정부(135)는 대상체 검출부(134a~134m)가 대상체를 검출하였다고 판정한 구간 및 시간에 기초하여, 대상체(130)와의 거리 및 대상체(130)의 수 중 적어도 하나를 판정할 수 있다. 대상체(130)와의 거리는 후술될 수학식 7에 따라 결정될 수 있다. 대상체(130)의 수는, 동일한 시점(timepoint)에서, 위치가 다른 대상체(130)가 검출됨에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(101)는 거리가 다른 복수의 대상체(130)를 동시에 검출할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 차분 산출부(133)는 상관 값에서 시간적으로 연속되는 2개 프레임의 차이 값을 구하고, 대상체 검출부(134)는 차이값이 검출 문턱값 보다 클 때, 대상체(130)가 전자 장치(101)로부터 소정 거리 이내에 존재함을 판정할 수 있다.
도 15는 일부 실시예에 따른 상관 값에서 분할된 시간 구간 별 프레임간 상관값의 차이값의 예시를 나타내는 도면이다.
도 15의 그래프 1510를 참조하면, 구간 분할부(132)는, 상관 값에서, 1 프레임의 전반 부분을 4개의 시간 구간(구간 1~4)으로 분할할 수 있다. 일부 실시 예에 의하면, 아래 수학식 7에 따라 시간 구간 1~4는 각각 전자 장치(101)로부터 대상체까지의 거리 0~3m, 3~6m, 6~9m, 9~12m에 대응될 수 있다. 각 구간과 대응되는 거리는, 수학식 7에 따라 PN 부호(A)의 시간 주기 TPN, PN 부호(A)의 샘플 주기 NPN, 음속 Vs, 대상체에 의한 최대 거리값이 검출된 샘플 위치 pi를 이용하여 구해질 수 있다.
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도 15의 그래프 1550을 참조하면, 대상체수 및 거리 판정부(135)는 시각 1초 전후일 때 거리 0~3m에 적어도 1명의 사람이 존재한다고 판정할 수 있다. 또한, 도 15의 그래프 1520 및 1530을 참조하면, 대상체수 및 거리 판정부(135)는 시각 4초 전후일 때 거리 6~9m 및 거리 9~12m에 적어도 1명씩 사람이 존재한다고 판정할 수 있다. 도 15의 그래프 1540을 참조하면, 대상체수 및 거리 판정부(135)는 시각 9초 전후일 때 거리 3~6m에 적어도 1명의 사람이 존재한다고 판정할 수 있다.
도 16은 일부 실시예에 따른 전자 장치(201)를 나타내는 블록도이다.
일부 실시 예에 따른, 전자 장치(201)는 상관 값들 간 차이에 기초하여 구한 대상체(130)에 관한 정보에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(201)로부터 소정 거리 내에 존재하는 시간 구간을 결정할 수 있다. 대상체(130)에 관한 정보는, 대상체(130)가 전자 장치(201)로부터 소정 거리 내에 존재하는지 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)는 결정된 시간 구간에서, 상관 값의 최대값을 구하고, 최대값의 시점(timepoint)에 기초하여, 대상체의 위치 정보를 보다 명확하게 검출할 수 있다.
도 16에 도시된 전자 장치(201)는 도 1의 전자 장치(1)와는 달리 상관 피크 검출부(236) 및 거리 산출부(237)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 도 16의 전자 장치(201)는 대상체가 검출된 시간 구간에서, 상관값의 최대값인 상관 피크에 따라 전자 장치(201)를 기준으로 한 대상체(130)의 위치를 구할 수 있다.
도 16에 도시된 전자 장치(201)에 포함된, PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12), 혼합부(13), 드라이버 회로(14), 초음파 송신부(15), 초음파 수신부(21), 증폭부(22), 로우 패스 필터(23), AD 컨버터(24), AM 검파부(25), 상관값 산출부(31)는, 도 1의 전자 장치(1)에 포함된 구성요소들과 대응되며, 중복되는 설명은 생략한다.
상관값 산출부(31)는 AM 복조 후의 복조 수신 신호(D)와, PN 부호(A)와의 상관 값을 구하여 차분 산출부(33)와 상관 피크 검출부(236)로 출력할 수 있다.
차분 산출부(33)는 상관 값에서 시간적으로 연속된 2개의 프레임간 차이값을 구하고, 프레임간 차이값을 대상체 검출부(34)로 출력할 수 있다.
대상체 검출부(34)는 프레임간 차이값이 문턱값을 넘었을 때의 시간 구간에 대해, 대상체가 검출되었다고 판정할 수 있다. 대상체 검출부(34)는 대상체 검출 여부에 대한 판정 결과를 외부 및 상관 피크 검출부(236)로 출력할 수 있다.
상관 피크 검출부(236)는 대상체 검출부(34)에 의해 대상체가 검출된 시간 구간에서, 상관값들 중 최대값인 상관 피크를 검출할 수 있다. 상관 피크 검출부(236)에 의해 검출된 상관 피크의 위치에 대한 정보는 거리 산출부(237)로 출력될 수 있다.
거리 산출부(237)는 상관 피크에 기초하여, 대상체(130)와 전자 장치(201) 간의 최대 거리값을 구할 수 있다. 거리 산출부(237)는 PN 부호(A)의 시간 주기 TPN, PN 부호(A)의 샘플 주기 NPN, 음속 Vs, 대상체에 의한 최대 거리값이 검출된 샘플 위치 pi를 이용하여, 상술된 수학식 7에 따라, 전자 장치(201)에서 대상체(130)까지의 거리 D를 구하고 출력할 수 있다.
도 17은 일부 실시예에 따른 대상체의 위치를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17의 그래프 1710은 제1 프레임의 상관 값을 도시하며, 그래프 1720은 제18 프레임의 상관 값을 도시한다. 각 그래프의 가로축은 샘플 번호, 세로축은 상관값을 나타낸다.
거리 산출부(237)는 상관 피크(1711, 1721)에 기초하여, 전자 장치(201)에서 대상체(130)까지의 거리 D를 구할 수 있다. 거리값에 대한 예(1730)는 상술한 수학식 7에 따라 거리 D가 계산된 결과를 미리 계산하여 나타낸 것이다. 거리 D는 도시된 예(1730)와 같이 상관 피크의 시점(timepoint)에 따라 결정될 수 있다.
따라서, 그래프 1710 및 거리 예(1730)을 참조하면, 제1 프레임에서 거리 D는 상관 피크(1511)의 시점과 대응되는 1m 이내의 값으로 구해질 수 있다. 또한, 그래프 1520 및 거리 예(1730)을 참조하면, 제18 프레임에서 거리 D는 상관 피크(1721)의 시점과 대응되는 1~2m 범위 내의 값으로 구해질 수 있다.
일부 실시 예에 의한 전자 장치(201)는 대상체가 검출된 시간 구간에서, 상관 피크를 검출하는 상관 피크 검출부(236)를 더 포함할 수 있다. 또한, 전자 장치(201)는 상관 피크 검출부(236)에 의해 검출된 상관 피크의 시점에 따라 전자 장치(201)와 대상체 간의 거리를 구하는 거리 산출부(237)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른, 도 17에 도시된 전자 장치(201)에 의하면, 대상체(130)와 전자 장치(201) 간의 거리를 고정밀도로 구할 수 있다.
도 18은 일부 실시예에 따른 전자 장치(301)를 나타내는 블록도이다.
도 18에 도시된 전자 장치(301)는 송신부와 수신부 사이의 직접파와 근거리에 위치한 검출 대상이 아닌 고정물체인 근접 비대상물(140)로 인한 근접 반사파의 영향을 배제하기 위한 처리를 수행할 수 있다. 도 18의 전자 장치(301)는 송신 신호의 초음파 신호 레벨 및 지연 시간에 대한 직접파 및 근접 반사파에 의한 영향을 수신 신호로부터 감산함으로써, 더욱 정밀한 대상체 검출, 및 거리 산출이 가능할 수 있다.
일부 실시 예에 따른, 도 18에 도시된 전자 장치(301)에 의하면, 수신 신호에 포함된 신호 중 소정 문턱값보다 진폭이 큰 신호를 이용하여 캔슬용 신호를 생성할 수 있다. 전자 장치(301)는 수신 신호에서 상기 캔슬용 신호가 감산된 신호에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른, 전자 장치(301)는 검출된 대상체(130)에 관한 정보에 기초하여, 캔슬용 신호의 게인을 조정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(301)는, 대상체(130)에 관한 정보에 기초하여, 대상체(130)가 전자 장치(301)로부터 소정 거리 이내에 존재하지 않는 시간 구간을 결정할 수 있다. 전자 장치(301)는, 결정된 시간 구간에서, 상관 값의 최대값을 검출하고, 검출된 최대값에 기초하여, 캔슬용 신호의 게인을 조정할 수 있다.
도 18에 도시된 전자 장치(301)는 도 14에 도시된 전자 장치(201)에 포함된 PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12)와 동일한 구성 요소를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 전자 장치(301)는 연산 증폭기(341), 히스테리시스 콤퍼레이터(Comp)(342), 밴드 패스 필터(BPF)(343), 전압 제어 가변 게인 앰프(VGA)(344), VGA 게인 조정부(345), DA 컨버터(DAC)(346)를 더 포함할 수 있다.
전자 장치(301)에 포함된 PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12)의 구성 및 동작은 전자 장치(201)에 포함된 PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12)의 구성 및 동작과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
증폭부(22)는 전기 신호로 변환된 수신 신호(반사 신호)를 증폭하고, 증폭된 수신 신호(C)를 연산 증폭기(341)와 히스테리시스 콤퍼레이터(342)로 출력할 수 있다.
히스테리시스 콤퍼레이터(342)는 수신 신호(C)로부터 캔슬용 신호를 생성할 수 있다. 일부 실시 예에 의하면, 히스테리시스 콤퍼레이터(342)는 수신 신호에 포함된 신호 중 소정 문턱값보다 진폭이 큰 신호를 이용하여 캔슬용 신호를 생성할 수 있다.
예를 들면, 히스테리시스 콤퍼레이터(342)는 문턱값 V＋ 및 V－을 이용하여, 수신 신호(C)로부터 문턱값보다 진폭이 큰 직접파 또는 근접 반사 신호를 분리함으로써, 캔슬용 신호를 생성할 수 있다. 직접파 또는 근접 반사 신호는 대상체(130)보다 가까운 거리에서 반사되거나 출력된 신호이므로, 대상체(130)로부터 반사된 반사 신호보다 진폭이 클 수 있다. 따라서, 상기 문턱값 V＋와 V－의 절대값은, 반사 신호의 진폭 보다 크고, 직접파 또는 근접 반사 신호의 진폭 보다 작게 설정될 수 있다. 히스테리시스 콤퍼레이터(342)는 문턱값을 이용하여 분리된 직접파 또는 근접 반사 신호로부터, 위상(지연) 정보를 갖는 캔슬용 신호를 생성하여 밴드 패스 필터(343)로 출력할 수 있다.
밴드 패스 필터(343)는 캔슬용 신호를 송신부(15)에서 출력되는 초음파 및 수신부(21)에서 수신되는 반사 신호의 주파수 대역과 동일한 주파수 대역으로 제한하여 출력할 수 있다. 밴드 패스 필터(343)는 주파수 대역이 제한된 캔슬용 신호를 전압 제어 가변 게인 앰프(344)로 출력할 수 있다.
전압 제어 가변 게인 앰프(344)는 대역 제한된 캔슬용 신호의 레벨을 조정하여 연산 증폭기(341)로 출력한다.
연산 증폭기(341)는 수신 신호(C)로부터 레벨 조정된 캔슬용 신호를 감산함으로써, 수신 신호(C)에서, 직접파 또는 근접 반사파가 제거될 수 있다. 연산 증폭기(341)에 의해, 수신 신호(C) 중 직접파 또는 근접 반사 신호에 의한 피크(이하, "비대상 피크"라 함) 레벨이 감소될 수 있다.
상관 피크 검출부(236)는 상관 값의 각 프레임의 미리 설정된 거리(예컨대, 0.5m 이내)범위와 대응되는 시간적 구간(샘플 번호)에서 소정의 문턱값 보다 큰 상관 피크를 검출할 수 있다. 상술한 미리 설정된 거리 범위는, 예를 들면, 대상체(130)가 존재하지 않을 가능성이 높은 거리 범위로 미리 설정되거나, 사용자의 입력에 따라 설정될 수 있다. 상관 피크 검출부(236)는 상관 피크를 비대상 피크로서 검출하고, 비대상 피크의 위치 및 크기를 VGA 게인 조정부(345)로 출력한다.
VGA 게인 조정부(345)는 상관 피크 검출부(236)에 의해 검출된 비대상 피크의 크기가 감소하도록 DA 컨버터(346)를 통해 전압 제어 가변 게인 앰프(344)의 게인을 조정할 수 있다. VGA 게인 조정부(345)는 비대상 피크의 위치 및 크기에 기초하여, 비대상 피크의 크기가 감소하도록 전압 제어 가변 게인 앰프(344)의 게인을 조정할 수 있다.
도 19는 일부 실시예에 따른 캔슬용 신호를 이용하여 상관값을 구하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 19의 그래프 1910은 캔슬용 신호를 이용하지 않는 경우의 상관 값을 도시한 것이고, 그래프 1920은 캔슬용 신호를 이용한 경우의 상관 값을 도시한 것이다.
도 19의 그래프 1910을 참조하면, 비검출 대상으로 인한 상관 피크인 비대상 피크가 나타나고, 비대상 피크에 의해 아날로그 회로나 AD 컨버터(24)가 포화되어 있으므로, 검출 대상인 대상체(130)에 대한 상관 피크가 관측되기 힘들다.
도 19의 그래프 1920을 참조하면, 캔슬용 신호를 이용하여, 비검출 대상으로 인한 성분이 제거됨에 따라, 대상체(130)에 대한 상관 피크가 분명하게 관측될 수 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(301)는 캔슬용 신호를 이용하여, 대상체(130) 검출 및 피크 위치의 위상차(지연 시간Δt)를 이용한 대상체(130)와 전자 장치(301) 간의 거리 검출에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(301)는, 초음파 송수신 장치, 전파, 광선 등의 초음파 이외의 직접파 또는 근접 반사 신호를 캔슬하기 위한 장치로도 구성될 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(301)는 히스테리시스 콤퍼레이터(342), 상관 피크 검출부(236) 및 연산 증폭기(341)를 더 포함함으로써, 직접파 또는 근접 반사 신호의 영향을 배제하고, 고정밀도로 대상체를 검출할 수 있다.
도 20은 일부 실시예에 따른 전자 장치(401)를 나타내는 블록도이다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(401)는 초음파를 송신하지 않는 시간 구간인 송신 휴지 기간을 주기적으로 설정하여 출력할 수 있다. 또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(401)는 송신 휴지 기간 및 대상체(130)에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 수신 기간을 설정하고, 수신 기간에 기초하여 수신 신호를 획득할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(401)는 송신 신호에 주기적으로 송신 휴지 기간을 부여할 수 있다. 전자 장치(401)는 송신 휴지 기간 및 수신 기간을 설정하여 송신 신호 및 수신 신호에 적용함으로써, 근접 비대상물(140)로 인한 근접 반사파 및 직접파 중 적어도 하나의 영향을 줄일 수 있다. 직접파는 어디에도 반사되지 않고, 초음파 송신부(15)로부터 직접 조사되는 초음파 신호를 의미한다.
전자 장치(401)는 도 1에 도시된 전자 장치(1)에 포함된 PN 부호 발생부(11) 및 캐리어 신호 발생부(12)와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 전자 장치(401)는, 송신 휴지 기간 설정부(451), 수신 기간 설정부(452), 및 상관 피크 타이밍 검출부(453)를 더 포함할 수 있다.
전자 장치(401)에 포함된 PN 부호 발생부(11), 캐리어 신호 발생부(12)의 구성 및 동작은 도 1의 전자 장치(1) 에 포함된 PN 부호 발생부(11) 및 캐리어 신호 발생부(12)의 구성 및 동작과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 전자 장치(401)에 포함된 PN 부호 발생부(11)는 도 1에 도시된 PN 부호 발생부(11)와는 달리, 주기 127비트의 PN 부호를, 1ms 단위가 아닌, 1.5ms 단위로(즉, 1주기가 190.5ms) 0" 또는 "1"의 값을 가지도록, PN 부호(A)를 발생시킬 수 있다.
혼합부(13)는 PN 부호(A)를 이용하여 캐리어 신호를 AM 변조하여 송신 신호(B)를 생성할 수 있다. 또한, 혼합부(13)는 송신 신호(B)의 각 요소가 간극 없이 연속되도록(듀티비(duty ratio)가 100%) 송신 신호(B)를 생성하여, 송신 휴지 기간 설정부(451)로 출력할 수 있다.
송신 휴지 기간 설정부(451)는 송신 신호(B)로부터, 송신 신호(B)의 각 요소 사이에 간극이 생기도록, 듀티비를 20~50% 정도로 한, 간헐 송신 신호(H)를 생성하여 출력할 수 있다. 예를 들면, 송신 휴지 기간 설정부(451)는 송신 신호(B)로부터 0.5ms의 송신 기간과 1.0ms의 송신 휴지 기간을 교대로 갖는 간헐 송신 신호(H)를 생성하여 드라이버 회로(14)로 출력한다.
드라이버 회로(14)는 간헐 송신 신호(H)를 미리 정해진 전압으로 증폭하고, 초음파 송신부(15)는 증폭된 간헐 송신 신호(H)를 초음파 신호로 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
초음파 수신부(21)는 간헐 송신 신호(H)가 대상체에 의해 반사된 신호인 반사 신호(J)를 수신하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 예를 들면, 초음파 수신부(21)는 0.6~0.8ms 지연 도착한, 근접 비대상물(140)에 의한 근접 반사 신호(I)와 검출 대상물인 대상체(130)에 의한 연속적인 약한 반사 신호(J)를 수신하여 전기 신호로 변환한다.
증폭부(22)는 전기 신호로 변환된 근접 반사 신호(I)와 반사 신호(J)를 증폭하여 출력할 수 있다. AD 컨버터(24)는 증폭부(22)에 의해 증폭된 근접 반사 신호(I)와 반사 신호(J)를 디지털 신호로 변환하여 수신 기간 설정부(452)로 출력한다.
수신 기간 설정부(452)는 근접 반사 신호(I) 또는 직접파에 대응되는 신호가 작거나, 존재하지 않는 시간 구간에 대하여 수신 기간(W)으로 설정할 수 있다. 근접 반사 신호(I) 또는 직접파에 대응되는 신호가 작거나, 존재하지 않는 시간 구간은 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 수신 기간(W)이 설정됨에 따라, 수신 기간(W) 외의 구간에서 수신될 수 있는 근접 반사 신호(I) 또는 직접파는 차단될 수 있다. 또한, 수신 기간 설정부(452)는 반사 신호(J)에 대응되는 신호 중 수신 기간(W)에 포함된 신호를 간헐 수신 신호(K)로 검출하여, AM 검파부(25)로 출력할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 수신 기간 설정부(452)는 직접파 또는 근접 반사 신호에 대응되는 신호를 차단하기 위해 수신 기간(W)의 길이를 송신 휴지 기간의 길이 이하(예컨대, 0.95ms)로 설정할 수 있다. 또한, 수신 기간 설정부(452)는 수신 기간(W)의 주기는 송신 휴지 기간의 주기와 동일하게(예를 들면, 1.5ms) 설정할 수 있다.
수신 기간 설정부(452)는 상관 피크 타이밍 검출부(453)에 의해 검출된 비대상 피크에 기초하여, 수신 기간을 설정할 수도 있다.
예를 들면, 상관 값에서 피크의 크기가 소정값 보다 크고, 또한 피크에 대응되는 물체까지의 거리가 소정값 보다 작은 비대상 피크의 크기가 감소하도록 수신 기간(W)이 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 상관 값에서 피크의 크기가 소정값 보다 크고, 또한 피크에 대응되는 물체까지 거리가 소정값 보다 작은 비대상 피크의 시간적인 위치에 따라 수신 기간(W)의 시간적 위치가 결정될 수 있다.
상관 피크 타이밍 검출부(453)는 상관 값에서 근접 비대상물(140)으로 인한 비대상 피크를 검출하고, 검출된 피크의 위치 및 크기를 수신 기간 설정부(452)로 출력한다.
수신 기간 설정부(452)는 비대상 피크의 크기가 감소하도록 수신 기간(W)을 설정할 수 있다. 예를 들면, 수신 기간 설정부(452)는 수신 기간(W)을 0.1ms 전후로 변경하여, 비대상 피크가 가장 작아지는 수신 기간(W)의 위치를 적응적으로 설정할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 의하면, 송신 휴지 기간 설정부(451)가 송신 신호(B)에 송신 휴지 기간을 설정할 수 있으나, PN 부호 발생부(11)가 0.5ms 송신 기간과 1.0ms의 송신 휴지 기간을 갖는 간헐 PN 부호를 출력할 수도 있다. 따라서, 송신 휴지 기간 설정부(451)는 불필요해지며, 상관값 산출부(31)는 복조한 간헐 수신 신호(K)와, 간헐 PN 부호와의 상관 동작을 수행하여, 상관 값을 출력할 수 있다.
일부 실시 예에 의한 송신 신호(B)는 부호의 요소 "0" "1"마다 제1 송신 휴지 기간을 가지고, 수신부(21~25)는 제1 송신 휴지 기간 이하의 길이의 기간으로서 제1 송신 휴지 기간과 동일한 주기를 갖는 수신 기간(W) 동안 반사 신호를 수신할 수 있다.
AM 검파부(25)는 간헐 수신 신호(K)를 AM 복조하여 상관값 산출부(31)로 출력할 수 있다.
상관값 산출부(31)는 AM 복조된 간헐 수신 신호(K)에 대해 PN 부호(A)와 상관 동작을 수행하여, 상관 값을 차분 산출부(33)와 상관 피크 타이밍 검출부(453)로 출력할 수 있다.
상관값 산출부(31)에 의해 생성된 상관 값은, 수신 기간(W) 설정에 따라, 직접파 또는 근접 반사파에 의한 영향을 적게 받을 수 있다. 예를 들면, 상관 값에서, 직접파 또는 근접 반사파에 의한 피크(비대상 피크)의 크기는 작아지거나 소멸될 수 있고, 대상체(130)로 인한 피크는 더 명확해질 수 있다.
차분 산출부(33)는 상관 값에서 시간적으로 연속되는 2개 프레임 간 차이값을 구하여 대상체 검출부(34)로 출력할 수 있다. 대상체 검출부(34)는 차이값에 기초하여 대상체의 유무를 검출할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 의한 전자 장치(401)는 직접파 또는 근접 반사 신호의 영향을 경감하여 고정밀도로 대상체를 검출할 수 있다.
도 21은 일부 실시예에 따른 전자 장치(401)에서 처리되는 신호들을 설명하기 위한 도면이다.
위로부터 차례로, 송신 신호(B), 간헐 송신 신호(H), 근접 반사 신호(I), 검출 대상물로부터의 반사 신호(J), 수신 기간(W), 간헐 수신 신호(K)를 나타낸다. 가로축은 시간을 나타내고, 각 신호에 대한 세로축은 신호의 크기를 나타낸다.
도 21에 도시된 전자 장치(401)의 간헐 송신 신호(H)는 0.5ms의 송신 기간과 1.0ms의 송신 휴지 기간을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않고, 송신 기간 및 송신 휴지 기간의 길이는 직접파 및 근접 반사파의 예상되는 시간상 위치나, 전자 장치(401)의 구성에 따라 변경될 수 있다.
도 21의 2150 및 2160을 참조하면, 수신 기간(W)에 중합한 화살표가 수신 기간(W)을 취할 수 있는 위치를 나타낸다. 도 21의 2130 및 2160을 참조하면, 수신 기간(W)은 근접 반사신호(I)가 수신되지 않는 구간으로 설정될 수 있다.
도 22는 일부 실시예에 따른 송신 신호와 직접파 및 반사 신호와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
일부 실시예에 따른 전자 장치(1)는 부호 계열 신호의 주기마다 송신 휴지 기간을 마련하여 직접파 및 근접 반사파의 영향을 경감할 수 있다.
일부 실시예에 따른 전자 장치(1)의 PN 부호 발생부(11)는 1ms 단위로 “0” 또는 “1”의 값을 가지는 주기 15비트의 PN 부호를 60ms 마다 생성할 수 있다.
2210은 비교예로서의 일부 실시 예에 따라 송신 휴지 기간이 설정되지 않은 송신 신호, 직접파 및 반사 신호를 나타낸다. 2220은 일부 실시예에 따라 송신 휴지 기간이 설정된 송신 신호, 직접파 및 반사 신호를 나타낸다. 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 각 신호의 크기를 나타낸다.
2210을 참조하면, PN 부호 발생부(11)는 127비트로 주기 127ms의 PN 부호를 연속적으로 발생시킬 수 있다. 초음파 송신부(15)는 연속적으로 발생된 PN 부호에 따라 연속적으로 초음파 신호(송신 신호)를 출력할 수 있다. 초음파 수신부(21)는 거의 지연되지 않는 강한 직접파, 근접 반사 신호, 또는 다소 지연되는 대상체(130)로부터의 약한 반사 신호로서 연속적으로 수신할 수 있다. 따라서, 대상체(130)로부터의 반사 신호가 직접파나 근접 반사파에 파묻혀 명확히 판별되지 못하는 경우가 발생될 수 있다.
2220을 참조하면, PN 부호 발생부(11)는 15비트로 주기 15ms의 PN 부호를 발생시키고, 45ms의 송신 휴지 기간을 설정할 수 있다. PN 부호 발생부(11)에 의해 생성된 PN 부호는 송신 기간과 송신 휴지 기간이 교대로 반복된 신호를 포함할 수 있다. 초음파 송신부(15)는, PN 부호에 따라, 15ms의 송신 기간과 45ms의 송신 휴지 기간이 반복된 초음파를 외부로 출력할 수 있다.
초음파 수신부(21)는 송신 기간에 대응되는 길이의 기간(약 15ms)만 수신할 수 있다. 도 22의 2220에 도시한 예에 있어서, 초음파 수신부(21)는 직접파 또는 근접 반사파로 인한 영향을 받지 않기 위하여, 5m 떨어진 사람으로부터의 반사 신호를, 송신 기간에 대응되는 길이의 기간(약 15ms) 동안만 수신할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)의 상관값 산출부(31)는 AM 검파부(25)로부터 출력된 복조 수신 신호(D)의 샘플마다 (예컨대, AD 컨버터(24)의 샘플링 주파수가 100kHz였을 때는 0.01ms 마다), 복조 수신 신호(D)의 과거 1주기만큼(15ms)의 신호와 PN 부호의 1주기만큼(15ms)의 신호 간의 상관값을 구할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(401)는 직접파 또는 근접 반사파가 수신될 것으로 예상되는 구간에서 수신 신호를 차단함에 따라, 전자 장치(401)에서 대상체(130)까지의 거리에 관계없이 대상체(130)의 존재 여부를 높은 정확도로 검출할 수 있다.
도 23은 일부 실시예에 따른 송신 신호와 직접파 및 반사 신호와의 관계를 설명하기 위한 별도의 도면이다.
도 23에서, 2310은 송신 신호를 도시한 것이고, 2320 내지 2360은 대상체(130)까지의 거리가 1~5m일 때의 직접파 및 반사 신호를 도시한 것이다. 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 각 신호의 크기를 나타낸다.
도 23의 2310에 도시된 송신 신호는 상술한 도 22의 2221에 도시된 송신 신호와 대응될 수 있다. 도 23의 2310에 도시된 송신 신호는, 1ms 단위로 “0” 또는 “1”의 값을 가지는, 60ms 마다 생성된, 주기 15비트의 PN 부호에 따라 생성될 수 있다.
대상체(130)까지의 거리가 1~2m일 때는 직접파와 반사 신호와의 중복이 크지만 반사 신호의 강도가 상대적으로 크다. 그러나, 대상체(130)까지의 거리가 3~5m일 때는 반사 신호의 강도는 작지만 직접파와 반사 신호와의 중복이 없으므로, 전자 장치(401)는 반사 신호로부터 높은 정확도로 대상체(130)를 검출할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 의하면, 대상체(130)까지의 거리가 멀고, 대상체(130)에 의한 반사파가 약할수록, 직접파 및 근접 반사파에 의한 영향이 줄어들 수 있다.
도 24는 일부 실시예에 따른 전력 절약 모드로 동작하는 전자 장치(1)의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
일부 실시 예에 의한 전자 장치(1)는 전력 절약 모드에서, 미리 설정된 수신 기간에 기초하여, 반사 신호를 수신할 수 있고, 수신된 반사 신호에 의해 검출된 대상체에 대한 정보에 기초하여, 수신 기간을 재설정할 수 있다. 전자 장치(1)는 전력 절약 모드에서 통상 모드로 전환하여, 재설정된 수신 기간에 따라, 반사 신호를 수신할 수 있다.
도 24의 2410은, 전력 절약 모드일 때, 도 24의 2420은, 통상 모드일 때, 송신 신호, 직접파 및 반사 신호를 각각 도시한 것이다. 가로축은 시간을, 세로축은 각 신호의 크기를 나타낸다. 또한, 가로축 아래의 굵은 선은 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)가 동작하는 시간 구간을 나타낸다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 전력 절약 모드와 통상 모드로 동작할 수 있다.
도 24의 2411 및 2412를 참조하면, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 전력 절약 모드에서 수신 기간을 설정할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는 전력 절약 모드에서, 전자 장치(1)로부터의 미리 설정된 거리(예를 들면, 6m)에 위치한 대상체(130)를 검출할 수 있도록, 초음파의 송신으로부터 35~50ms 지연된 위치에 15ms의 수신 기간을 설정할 수 있다. 그리고, 송신 기간이나 수신 기간 모두 15ms로 설정됨에 따라 전력이 절약될 수 있다.
상기 미리 설정된 거리는, 예를 들면, 사용자에 의해 미리 설정되거나, 다른 방식으로 대상체(130)의 위치가 측정된 결과에 기초하여 설정될 수 있다. 또 다른 예로, 미리 설정된 거리는, 전자 장치(1)가 대상체(130)의 존재 여부를 검출할 수 있는 최대 거리로 설정될 수 있다. 이에 한하지 않고, 미리 설정된 거리는 다양한 방법에 따라 미리 설정될 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 전력 절약 모드에서 동작할 때 대상체(130)를 검출하면, 동작 모드를 통상 모드로 변경하고, 수신 기간을 연속되는 기간으로 재설정하여 반사 신호를 수신할 수 있다. 일부 실시 예에 의하면, 통상 모드에서는, 미리 설정된 거리보다 전자 장치(1)에 근접한 대상체(130)의 위치에 관한 정보가 검출될 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 도 14에 도시된 전자 장치(101)의 복수의 차분 산출부(133a~133m), 복수의 대상체 검출부(134a~134m), 및 대상체수 및 거리 판정부(135)를 포함하여, 대상체(130)까지의 거리 및 대상체(130)의 개수 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1)는, 복수의 수신 기간(수신 구간)과 대상체(130)까지의 거리(예컨대, 1~5m)를 대응지어 두고, 대상체(130)까지의 거리 및 대상체(130)의 개수 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.
일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)에서 출력되는 송신 신호는 특정 부호(예를 들면, PN 부호)의 1주기만큼의 송신 기간과 제2 송신 휴지 기간을 교대로 가질 수 있다. 제2 송신 휴지 기간을 가지는 송신 신호를 이용하여, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 제2 송신 휴지 기간에 해당하는 기간을 사이에 둔 연속되는 2개 프레임간의 상관값의 차이값을 구할 수 있다. 전자 장치(1)는 상관값의 차이값에 기초하여, 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다.
따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 직접파 또는 근접 반사파의 영향을 경감하고, 고정밀도로 대상체(130)에 관한 정보를 검출할 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)의 수신부(21~25)는 송신 기간과 대략 동일한 길이의 수신 기간을 가짐에 따라 소비 전력이 절약될 수 있다.
또한, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 복수의 수신 기간과 대상체까지의 거리를 대응지어 기억하는 거리 산출부(미도시)와, 복수의 수신 기간을 가지는 수신부(21~25)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)의 대상체 검출부(34)는 수신 기간마다 대상체(130)에 관한 정보를 검출하고, 거리 산출부(미도시)는 수신 기간에 기초하여 대상체(130)까지의 거리를 구할 수 있다. 따라서, 일부 실시 예에 따른 전자 장치(1)는 거리가 다른 복수 개의 대상체(130)를 동시에 검출할 수 있다.
일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 또는 프로그램 모듈을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
또한, 본 명세서에서, “부”는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 초음파를 이용하여 대상체에 관한 정보를 검출하는 전자 장치에 있어서,
    부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하는 송신부;
    상기 출력된 초음파가 상기 대상체로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신하는 수신부; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하고, 제1 시간 구간에 대한 제1 상관 차이값 및 상기 제1 시간 구간에 인접한 제2 시간 구간에 대한 제2 상관 차이값을 획득하고,
    상기 제1 상관 차이값과 상기 제2 상관 차이값 간의 분산값을 획득하고,
    상기 제1 상관 차이값이 기 결정된 제1 문턱값을 초과했는지 여부 및 상기 제1 상관 차이값과 상기 제2 상관 차이값 간의 분산값이 기 결정된 제2 문턱값을 초과했는지 여부에 기초하여, 상기 대상체가, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 식별하고,
    상기 제1 시간 구간에 대한 상기 제1 상관 차이값은 제1 상관값과 제2 상관값 간의 차이이고,
    상기 제2 시간 구간에 대한 상기 제2 상관 차이값은 상기 제2 상관값과 제3 상관값 간의 차이이며,
    상기 제1 상관값은, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내고,
    상기 제2 상관값은, 상기 제2 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내고,
    상기 제3 상관값은, 상기 제2 시간 구간에 인접한 제3 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내며,
    상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간과 상기 제3 시간 구간 사이에 위치하는, 전자 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호는 상기 수신된 반사 신호를 복조함으로써 획득되는, 전자 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 대상체에 관한 정보에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 상기 미리 결정된 거리 이내에 존재하지 않는 적어도 하나의 시간 구간을 결정하고,
    상기 결정된 시간 구간에 대한 적어도 하나의 상관값을 환경 프레임으로 검출하고,
    복수 개의 시간 구간에 대한 복수 개의 상관값에서 상기 환경 프레임을 감산한 복수 개의 차분 값들을 구하고,
    상기 복수 개의 시간 구간 중 인접한 시간 구간들 간 차분 값들의 차이에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 상기 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 결정하는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 제1 시간 구간에 대한 상기 제1 상관 차이값에 기초하여, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 대상체의 개수 및 상기 대상체의 위치에 관한 정보 중 적어도 하나를 검출하는, 전자 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 수신 신호에 포함된 신호 중 소정 문턱값보다 진폭이 큰 신호를 이용하여 캔슬용 신호를 생성하고,
    상기 수신 신호에서 상기 캔슬용 신호가 감산된 신호에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 판단하는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 송신부는, 상기 초음파에 대해, 상기 초음파를 송신하지 않는 시간 구간인 송신 휴지 기간을 주기적으로 설정하여 출력하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 송신 휴지 기간 및 상기 대상체에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 수신 기간을 설정하고, 상기 수신 기간에 기초하여 상기 수신 신호를 획득하는, 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 수신부는, 미리 설정된 수신 기간에 기초하여, 상기 반사 신호를 수신하고,
    상기 수신된 반사 신호에 기초하여 검출된 대상체에 대한 정보에 기초하여, 상기 수신 기간을 재설정하고, 상기 재설정된 수신 기간에 따라, 상기 반사 신호를 수신하는, 전자 장치.
  11. 전자 장치에서, 초음파를 이용하여 대상체에 대한 정보를 검출하는 방법에 있어서,
    부호 신호에 기초하여 변조된 초음파를 출력하는 단계;
    상기 출력된 초음파가 상기 대상체로부터 반사되어 나온 반사 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 반사 신호로부터 수신 신호를 획득하는 단계; 및
    제1 시간 구간에 대한 제1 상관 차이값 및 상기 제1 시간 구간에 인접한 제2 시간 구간에 대한 제2 상관 차이값을 획득하는 단계;
    상기 제1 상관 차이값과 상기 제2 상관 차이값 간의 분산값을 획득하는 단계;
    상기 제1 상관 차이값이 기 결정된 제1 문턱값을 초과했는지 여부 및 상기 제1 상관 차이값과 상기 제2 상관 차이값 간의 분산값이 기 결정된 제2 문턱값을 초과했는지 여부에 기초하여, 상기 대상체가, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 식별하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 시간 구간에 대한 상기 제1 상관 차이값은 제1 상관값과 제2 상관값 간의 차이이고,
    상기 제2 시간 구간에 대한 상기 제2 상관 차이값은 상기 제2 상관값과 제3 상관값 간의 차이이며,
    상기 제1 상관값은, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내고,
    상기 제2 상관값은, 상기 제2 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내고,
    상기 제3 상관값은, 상기 제2 시간 구간에 인접한 제3 시간 구간에서, 상기 수신 신호 및 상기 부호 신호 간 관련된 정도를 나타내며,
    상기 제2 시간 구간은 상기 제1 시간 구간과 상기 제3 시간 구간 사이에 위치하는, 방법.
  12. 삭제
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 수신 신호는 상기 수신된 반사 신호를 복조함으로써 획득되는, 방법.
  14. 삭제
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 대상체가, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 식별하는 단계는,
    상기 대상체에 관한 정보에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 상기 미리 결정된 거리 이내에 존재하지 않는 적어도 하나의 시간 구간을 결정하는 단계;
    상기 결정된 시간 구간에 대한 적어도 하나의 상관값을 환경 프레임으로 검출하는 단계;
    복수 개의 시간 구간에 대한 복수 개의 상관 값에서 상기 환경 프레임을 감산한 복수 개의 차분 값들을 구하는 단계; 및
    상기 복수 개의 시간 구간 중 인접한 시간 구간들 간 차분 값들의 차이에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 상기 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 대상체가, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 식별하는 단계는,
    상기 제1 시간 구간에 대한 상기 제1 상관 차이값에 기초하여, 상기 제1 시간 구간에서의 상기 대상체의 개수 및 상기 대상체의 위치에 관한 정보 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 삭제
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제11항에 있어서, 상기 대상체가, 상기 제1 시간 구간에서, 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 식별하는 단계는,
    상기 수신 신호에 포함된 신호 중 소정 문턱값보다 진폭이 큰 신호를 이용하여 캔슬용 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 수신 신호에서 상기 캔슬용 신호가 감산된 신호에 기초하여, 상기 대상체가 상기 전자 장치로부터 미리 결정된 거리 이내에 존재하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 초음파를 출력하는 단계는
    상기 초음파를 송신하지 않는 시간 구간인 송신 휴지 기간을 주기적으로 설정하여 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 신호를 획득하는 단계는, 상기 송신 휴지 기간 및 상기 대상체에 관한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 수신 기간을 설정하고, 상기 수신 기간에 기초하여 상기 수신 신호를 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 삭제
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