KR19990011526A - 충돌방지 경보장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수신된 초음파 신호의 유형을 판단하여 불필요한 지면 장애물에 의한 경보를 최소화 할 수 있는 충돌방지경보장치의 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법에 의하여, 초음파를 이용하여 계산된 거리가 임계거리값의 범위안에 있으면 일단 자차와 장애물이 충돌할 위험이 있다고 판단하고, 반사파의 신호형태를 판단하여 신호의 형태가 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 상태를 유지되는지, 혹은 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 상태와 작은 상태가 반복되는지, 즉 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값의 위,아랫값으로 진동을 하는지를 판단하여 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값의 위,아랫값으로 진동을 하면 반사파가 불규칙 노면에 의한 반사파라고 판단하여 운전자 경보를 억제한다.

본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법에 의하여 장애물이 감지되었을 때, 초음파 수신신호에 의하여 전술하였듯이 로우와 하이를 반복하면 수신신호가 자차에 피해를 주지않는 장애물에 의한 신호라고 판단하여 경보를 억제함으로서 자갈길등과 같은 불규칙적인 노면에 의한 과다경보현상을 최소화하며 제품의 신뢰도를 향상시킬수 있다.

Description

충돌방지 경보장치의 제어방법

본 발명은 충돌방지 경보장치의 제어방법에 관한 것으로 상세하게는 불규칙한 지면에 의하여 발생하는 이상 경보를 최소화하는 충돌방지 경보장치의 제어방법에 관한 것이다.

근래들어, 차량의 주행중에 발생할 수 있는 각종 안전사고를 미연에 방지하기 위한 시스템이 개발되어 차량에 탑재되고 있는 바, 그 예들로서 자차와 선행차량과의 충돌 위험성을 경보하는 전방충돌 방지 경보장치와 자차와 측방물체와의 충돌위험성을 경보하는 측방충돌 방지 경보장치가 있다.

이러한 충돌방지 경보장치는 차량의 주행차선 변경시나 주차시 또는 주행시에 운전자의 시야가 미치지 못하는 사각지대에서의 차량 및 운전자의 안전성을 확보하기 위한 장치로서 초음파 센서 혹은 레이져 레이다등을 사용하여 충돌 가능성이 있는 장애물의 유무를 감지하게 된다.

도 1은 종래의 초음파 센서를 사용한 충돌방지 경보장치의 구성을 보인 블럭도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 충돌방지경보장치는 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발생하는 초음파센서(11), 초음파센서를 구동시키는 센서구동부(12), 센서구동부(12)에 접속되어 40KHz의 공진주파수를 발생시키는 발진부(13), 초음파 센서(11)의 수신단에 접속되어 출력신호를 증폭시키는 전치증폭기(14), 전치증폭기(14)와 접속되어 증폭된 신호중 일부만을 통과 시키는 대역필터(15), 대역필터(15)에 접속되어 대역필터(15)의 출력신호를 검파하는 검파기(16), 검파기(16)의 출력과 비교하여 장애물의 유,무를 판단하게 하는 기준전압을 발생시키는 기준전압 발생기(17), 검파기(16)의 출력신호와 기준전압 발생기(17)의 전압신호를 비교하는 비교기(18), 비교기(18)의 출력신호를 입력받아 장애물의 유,무를 감지하는 이외에 초음파센서(11)의 단선 및 기타 부품의 이상동작을 판단하고, 발진부(13)에 구동신호를 출력하여 초음파센서(11)를 동작시키는 마이컴(20), 장애물의 감지시 및 초음파센서(11)의 에러 발생시에 경보음을 발생시키는 부저(21) 및 경보램프(22), 마이컴(20)의 제어에 따라 부저(21) 및 경보램프(22)를 구동시키는 경보구동부(19)로 이루어진다.

전체동작을 살펴보면 다음과 같다.

발진부(13)는 센서구동부(12)에 약 40KHz의 공진 주파수를 출력하여 초음파센서(11)를 구동시켜 40KHz의 주파수를 갖는 초음파신호를 발생시키게 된다. 한편, 일반적으로 음파의 전달속도(V)는 V = 331 + 0.6T [m/s]에 의하여 산출되어 지며, 이 때 T는 주위의 온도를 나타낸다. 즉, 주위의 온도가 섭씨 0도이면 전달속도(V)는 331[m/s]이고, 주위온도가 섭씨 30도이면 음파의 전달속도(V)는 349[m/s]이다. 초음파센서(11)에서 발생된 초음파신호는 물체에 의하여 반사되어 다시 초음파센서(11)에 수신된다.

초음파센서(11)에 수신된 수신신호는 전치증폭기(14)를 통하여 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호와 검파기(16)에서 검파된 신호를 비교하여 출력을 마이컴(20)으로 입력한다. 마이컴(20)은 비교기로부터의 입력에 따라 자차와 장애물체까지의 거리를 계산한다.

자차와 장애물체까지의 거리계산은 초음파센서(11)로부터 발생된 초음파가 장애물에 반사되어 수신될 때 까지의 시간에 의하여 계산되는데 마이컴(20)에 의하여 왕복시간(t)=21(거리)/V(전달속도)으로 산출되어진다. 마이컴(20)은 자차와 장애물체와의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 일정거리이내이면 자차와 장애물과의 충돌가능성이 있는 것으로 판단하여 경보를 발생시키게 된다. 경보의 발생은 마이컴(20)이 경보구동부(19)를 구동하여 부저(21)와 경보램프(22)를 구동한다.

그런데, 차량의 후진시 차량의 범퍼의 높이보다 높은 보도블럭과 같은 장애물에 의한 차량의 손상을 피하기 위하여는 센서를 가능한 낮은 위치에 장착하여야 한다. 그럴경우, 차량이 자갈길에 있을 때, 차량에 소상을 입히지 않는 자갈도 감지하여 경보를 하는 과다경보가 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 수신된 초음파 신호의 유형을 판단하여 불필요한 지면 장애물에 의한 경보를 최소화 할 수 있는 충돌방지 경보장치의 제어방법를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 충돌방지 경보장치의 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 따른 초음파 센서의 동작 상세도이다.

도 3은 본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법의 흐름도이다.

도 4는 본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 각 부분의 출력파형이다.

11:초음파 센서 17:기준전압 발생기

18:비교기 20:마이컴

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 충돌방지경보장치의 제어방법은 장애물을 감지하기 위한 초음파 발사단계, 초음파 발사단계에서 발사한 초음파가 장애물에 반사되는 반사파를 수신하는 반사파 수신단계, 반사파의 신호 형태를 판단하는 신호판단단계, 신호판단단계의 판단에서 경보조건에 따라 경보를 하것을 특징으로 하는 충돌방지경보장치의 제어방법이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 양호한 실시예를 상세하게 설명하겠다.

먼저, 장애물을 감지하기 위하여 초음파를 발사한다(S10). 초음파의 발사는 발진부(13)가 센서구동부(12)에 약 40KHz의 공진 주파수를 출력하여 초음파센서(11)를 구동시켜 40KHz의 주파수를 갖는 초음파신호를 발사하는 것이다.

초음파센서(11)에서 발생된 초음파신호는 물체에 의하여 반사된 반사파는 다시 초음파센서(11)에 수신된다(S20). 초음파센서(11)에 수신된 반사파는 전치증폭기(14)를 통하여 적절한 크기로 증폭된후 대역필터(15)를 거쳐 필터링(filtering)된다. 대역필터(15)는 증폭된 반사파의 소정 주파수대의 신호만을 통과 시킨다. 대역필터(15)에 의하여 필터링된 신호는 검파기(16)를 거치고, 검파기(16)에서 검파된다. 비교기(18)는 기준전압 발생기(17)에 의하여 발생된 신호를 +입력으로 받고 검파기(16)에서 검파된 신호를 -입력으로 받아 비교하여 출력한다.

마이컴(20)은 비교기(18)의 출력을 입력으로 받아 초음파가 발사되어 장애물에 반사된 반사파가 수신되기 까지의 시간에 의하여 장애물과의 거리를 계산한다(S30). 일반적으로 음파의 전달속도(V)는 V = 331 + 0.6T [m/s]에 의하여 산출되어 지며, 이 때 T는 주위의 온도를 나타낸다. 주위의 온도가 섭씨 0도이면 전달속도(V)는 331[m/s]이고, 주위온도가 섭씨 30도이면 음파의 전달속도(V)는 349[m/s]이다. 즉, 마이컴(20)은 거리의 계산은 속도에 시간(초)를 곱하여 계산한다.

거리의 계산이 끝나면 계산된 거리가 임계거리값의 범위안에 있는지를 판단한다(S40). 임계거리값은 미리 설정된 자차와 장애물이 충돌할 위험이 있는 거리값이다.

판단(S40)에서 계산된 거리가 임계거리값의 범위안에 있으면 일단 자차와 장애물이 충돌할 위험이 있다고 판단하고, 반사파의 신호형태를 판단한다(S50). 신호형태의 판단은 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 상태가 유지되는지(도 4의 (ㄴ)의 (나)구간), 혹은 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 상태와 작은 상태가 반복되는지 다시말해 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값의 위,아랫값으로 진동을 하는지(도 4의 (ㄴ)의 (나)구간)를 판단하는 것이다. 임계신호값은 기준전압발생기(17)의 출력신호값이다.

판단(S50)에서 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 상태가 유지되면 마이컴(20)은 운전자에게 경보(S51)를 하는데 설명은 다음과 같다. 자차의 높이(도 2a의 a)보다 높은 높이(도 2a의 b)를 가지는 보도블럭의 턱과 같은 장애물에서 반사된 초음파가 전술한 과정을 거쳐 비교기(18)로 입력될 경우의 각 부분에 대한 출력파형(도 4a)을 살펴보면 다음과 같다. (가)부분은 장애물이 감지되지 않을 때의 구간이다. 이 때는 검파기(16)의 출력(ㄴ)이 기준전압(ㄱ)보다 낮으므로 비교기(18)의 출력(ㄷ)은 하이를 유지한다. 그러나 자차의 범퍼의 높이보다 높은 보도블럭의 턱과 같은 장애물이 감지 되었을 때는 검파기(16)의 출력이 기준전압보다 높게된다((나)구간). 그때, 비교기(18)의 출력(ㄷ)이 하이에서 로우로 떨어지게 된다. 이 때의 로우신호는 장애물에 따라 로우신호가 지속되는 시간이 변화될뿐이지 로우와 하이가 번갈아 가면서 변화 하지는 않는다. 그 때, 마이컴(20)은 운전자에게 경보를 하는 것이다.

판단(S50)에서 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값의 위,아랫값으로 진동을 하면 운전자경보를 억제(S60)하는데 설명은 다음과 같다. 자갈길(도 2b)에서 반사된 초음파가 전술한 과정을 거쳐 비교기(18)로 입력될 경우의 각 부분에 대한 출력파형(도 4b)을 살펴보면 다음과 같다. (다)부분은 장애물이 감지되지 않을 때의 구간이다. 이 때는 검파기(16)의 출력(ㄱ)이 기준전압(ㄴ)보다 낮으므로 비교기(18)의 출력(ㄷ)은 하이를 유지한다. 그러나 자갈길과 같은 불규칙한 노면이 감지 되었을 때는 검파기(16)의 출력(ㄱ)이 기준전압(ㄴ)보다 높게된다((라)구간). 그때, 비교기(18)의 출력(ㄷ)이 하이에서 로우로 떨어지게 된다. 이 때에는 불규칙한 노면상태이므로 비교기(18)의 출력(ㄷ)은 로우와 하이가 번갈아 가면서 변화하게 된다. 그 때, 마이컴(20)은 수신된 초음파를 불규칙노면에 의한 반사신호로 간주하여 경보를 억제한다.

본 발명에 따른 충돌방지 경보장치의 제어방법에 의하여 장애물이 감지되었을 때, 초음파 수신신호에 의하여 전술하였듯이 로우와 하이를 반복하면 수신신호가 자차에 피해를 주지않는 장애물에 의한 신호라고 판단하여 경보를 억제함으로서 자갈길등과 같은 불규칙적인 노면에 의한 과다경보현상을 최소화하며 제품의 신뢰도를 향상시킬수 있다.

Claims (3)

1. 장애물을 감지하기 위한 초음파 발사단계,

   상기 초음파 발사단계에서 발사한 상기 초음파가 상기 장애물에 반사되는 반사파를 수신하는 반사파 수신단계,

   상기 반사파의 신호 형태를 판단하는 신호판단단계,

   상기 신호판단단계의 판단에 따라 경보를 하는 것을 특징으로 하는 충돌방지경보장치의 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 신호판단단계에서 상기 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값보다 큰 값을 가질 경우는 상기 자차와 충돌할 수 있는 장애물에 의한 신호라 판단하여 상기 경보를 하는 것을 특징으로 하는 충돌방지경보장치의 제어방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 신호판단단계에서 상기 반사파의 신호값이 미리 설정된 임계신호값의 위,아랫값으로 진동할 경우는 상기 자차와 충돌하지 않는 장애물에 의한 신호라고 판단하여 상기 경보를 하지않는 것을 특징으로 하는 충돌방지경보장치의 제어방법.