KR19990058188A - 자동차 충돌 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저빔을 이용하여 차량간의 충돌 및 추돌사고 발생 상황을 경보하는 장치에 관한 것으로 차량간의 거리오차를 크게 감소시켜 주어 차량충돌 및 추돌사고 위험을 방지하는 것이다.

이러한 본 발명은 레이저빔 발사신호에 의해 레이저빔을 발사시키는 레이저발광수단과, 레이저 발광수단에서 발사되어 장애물에서 반사된 레이저빔을 수신하여 카운트 정지신호를 발생시키는 레이저 수광수단과, 상기 레이저 발광수단에 레이저빔 발사신호를 인가시킬 때 카운트 시작하고 레이저 수광수단의 카운트 정지신호에 의해 카운트 정지하여 장애물과의 거리를 산출하며 차량속도에 따른 위험거리를 판정하는 제어 및 연산수단과, 제어 및 연산수단의 위험상황을 외부로 표시시키는 표시수단과, 제어 및 연산수단의 카운터 클럭 주파수를 공급하는 발진수단을 구비시킴으로써 이루어지는 것으로 발진수단의 발진주파수는 150MHz로 하고 빛이 1m를 왕복하는 시간인 6.6ns주기로 카운트하여 허용오차범위를 최대 ±1m 이내로 줄이게 된다.

Description

자동차 충돌 방지장치

본 발명은 레이저빔을 이용하여 차량간의 충돌 및 추돌사고 발생 상황을 경보하는 장치에 관한 것으로 차량간의 거리오차를 크게 감소시켜 주어 차량충돌 및 추돌사고 위험을 방지하는 것이다.

주행중인 자동차간의 충돌 및 추돌사고를 경보해주기 위해서는 레이저빔을 이용한 차간거리측정, 자차속도측정, 안전거리 계산 및 충돌위험 판단과 경보과정을 수행하여야 하며 그 중 가장 기본이되는 차간거리측정은 오차를 줄일수록 사고발생 위험을 감소시킬 수 있으나 현재의 차간거리 측정방식에서는 약 ±3∼5m의 오차를 보이고 있다.

기존의 차간거리 측정방식은 아나로그적인 펄스적분법과 디지탈적인 펄스계수법을 사용하고 있으나 두가지 방식 모두 기본적인 오차범위가 커서 차량충돌 및 추돌사고를 방지하기 위한 안전거리 계산에 큰 영향을 주게 된다.

아나로그적인 펄스적분법은 레이저빔의 발사와 동시에 램프(ramp)회로를 동작시키고 장애물에서 반사된 레이저빔의 수광과 동시에 피크홀드(peak holded)한 후 램프회로에서 적분된 량을 아나로그디지탈 컨버터로 읽어내어 적분량에 따른 거리를 산출해 내게 된다.

이 경우 비교적 짧은시간 적분에 유리한 램프회로를 사용하였다 할지라도 최대 0.6㎲에서 최소 6.6ns를 오차없이 동작할 수가 없으며 피크홀드회로와 아나로그디지탈 콘버터의 동작에서도 오차를 가지고 있어 ±3∼5m의 오차가 발생하고 있는 실정이다.

디지탈 펄스 계수법 또한 레이저빔 발사와 동시에 쌍안정 멀티 바이브레이터를 동작시키고 레이저빔 수광시 리셋트시켜 그 펄스를 카운터로 계수함으로써 레이저빔의 왕복시간을 계산하는 방식을 사용하고 있으나 이 경우 카운터의 클럭주파수가 정밀도를 좌우하는데 대부분 10MHz 이내를 사용하는 관계로 오차가 크지 않을 수 없다.

따라서 차간거리 측정시 거리오차가 크기 처리속도가 늦으면 지연시간이 길게되므로 차량주행시 제때에 경고를 해주지 못하여 충돌 및 추돌사고의 위험이 따르게 된다.

즉 차간거리 측정시 1초의 지연이 발생하면 시속 100k/h 주행시 약 27m정도가 진행되므로 측정지연이 발생할수록 충돌 및 추돌사고를 방지할 여유가 줄어들게 된다.

그리고 충돌 및 추돌거리 도달시 경고음을 발생시켜 운전자에게 위험산황을 인식시키고 있으나 경고음만으로는 위험상황 인식도가 낮은 것이었다.

본 발명은 빠른시간에 오차가 적은 차간거리를 측정하므로써 충돌 및 추돌사고의 위험을 빠르게 알릴 수 있으며 경고음과 함께 음성신호로도 알려주어 위험상황을 확실하게 인식시키도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 레이저빔 발사신호에 의해 레이저빔을 발사시키는 레이저발광수단과,

레이저 발광수단에서 발사되어 장애물에서 반사된 레이저빔을 수신하여 카운트 정지신호를 발생시키는 레이저 수광수단과,

상기 레이저 발광수단에 레이저빔 발사신호를 인가시킬 때 카운트 시작하고 레이저 수광수단의 카운트 정지신호에 의해 카운트 정지하여 장애물과의 거리를 산출하며 차량속도에 따른 위험거리를 판정하는 제어 및 연산수단과,

제어 및 연산수단의 위험상황을 외부로 표시시키는 표시수단과,

제어 및 연산수단의 카운터 클럭 주파수를 공급하는 발진수단을 구비시킴으로써 이루어지는 것으로

발진수단의 발진주파수는 150MHz로 하고 빛이 1m를 왕복하는 시간인 6.6ns주기로 카운트하여 허용오차범위를 최대 ±1m 이내로 줄이게 된다.

도 1 은 본 발명의 회로도

도 2 는 본 발명의 일실시예 회로도

도 3 은 본 발명의 파형도

<도면의주요부분에대한부호의설명>

1 : 장애물 10 : 레이저발광부 20 : 레이저수광부

30 : 제어및연산부 40 : 표시부 50 : 발진부

도 1 은 본 발명의 회로도로써

제어 및 연산부(30)의 레이저 발사신호를 받아 레이저빔을 발시시키는 레이저 발광부(10)와,

레어저 발광부(10)에서 발사되고 장애물(1)에서 반사된 레이저빔을 수광하여 카운트 정지신호를 발생시키는 레이저 수광부(20)와,

레이저 발광부(10)로 레이저 발사신호를 발생시킨 순간부터 레이저 수광부(20)에서 카운트 정지신호가 인가될때까지 카운트하여 장애물(1)과의 거리를 계산하고 자동차 주행속도에 따른 위험거리를 판정하는 제어 및 연산부(30)와,

제어 및 연산부(30)의 위험거리 도달시 이를 외부로 표시시키는 표시부(40)와,

상기 제어 및 연산부(30)에 카운터 클럭 주파수를 공급하는 발진부(50)로 구성된다.

여기서 발진부(50)의 발진주파수는 150MHz를 사용하여 제어 및 연산부(30)의 카운터에서 상기 150MHz를 클럭 주파수로 사용하되 빛이 1m 진행시간이 3.3ns이므로 왕복시간을 계산하기 위하여 6.6ns 주기로 카운트 한다.

본 발명의 일실시예를 도 2에 의거 살펴본다.

제어부(31)로 부터의 레이저 발사신호를 받아 레이저빔을 발사시키는 레이저발광부(10)와,

장애물(1)에서 반사된 레이저빔을 수광하여 카운트 정지신호를 발생시키는 레이저 수광부(20)는 자동차 전원을 사용하는 전원부(4)로부터 전원을 공급받게 구성된다.

제어부(31)는 150MHz의 발진부(50)출력을 클럭 주파수로 하여 6.6ns 주기로 카운트하되 레이저 발사신호 발생시부터 카운트를 시작하여 카운트 정지신호인가시까지 카운트되어지게 하여 카운트된 펄스값은 거리연산을 위하여 연산부(32)로 인가시킨다.

연산부(32)는 제어부(31)로부터 펄스값을 받아 장애물(1)과의 거리를 계산하고 차량주행 특성 입력부(2)로부터 자차주행속도 등의 데이터를 받아 충돌 및 추돌사고가 발생할 수 있는 위험상황인가를 판단한다.

연산부(32)에서 위험상황으로 판단된면 경고등(41)을 점등시키는 한편 보이스램(42)에 메모리된 경고음성을 읽어내어 스피커(43)로 출력시켜 사용자에게 위험상황을 인식시킨다.

그리고 연산부(32)는 장애물(1)과의 거리 및 속도 등을 디스플레이 드라이버(44)를 거쳐 7-세그먼트 표시부(45)에 표시시킴으로써 주행 중 위험상황 발생 이전이라도 주의 안전운행에 힘쓰게 한다.

연산부(32)에는 동작 및 표시를 선택하는 키입력부(3)가 구비되고 연산동작을 위한 발진부(51)가 구비되는 한편 연산결과를 외부기기와 접속시켜 표시할 수 있는 외부터미널(5)이 구비된다.

이러한 구성이 본 발명에서 레이저 발광부(10)와 레이저 수광부(20)의 구동을 위한 전원부(4)는 자동차용 DC 12V 전원을 이용하여 DC 140V와 DC 20V로 변환공급해 주는 것으로 이에 대한 상세설명은 생략한다.

본 발명은 레이저 발광부(10)에서 레이저빔을 발사한때부터 카운트하여 레이저 수광부(20)에서 레이저빔을 수광할때까지 카운트하는 것으로 레이저 발광부(10)에서 반사된 레이저빔은 장애물(1)에서 반사되어 레이저 수광부(20)로 수광된다.

상기된 레이저빔의 발사명령은 제어부(31)에서 인가시키게 되고 제어부(31)는 레이저빔 발사명령을 내림과 동시에 발진부(50)의 150MHz 클럭 주파수를 이용하여 6.6ns 주기로 카운트를 시작한다.

여기서 카운트 주기를 6.6ns로 정한 이유는 레이저빔이 1m 진행할 때 걸리는 시간이 3.3ns이므로 레이저 발광부(10)에서 발새되어 장애물(1)에서 반사된 후 레이저 수광부(20)에 수광되기까지는 상기보다 2배의 시간인 6.6ns 필요하기 때문이며 특히 측정오차를 ±1m 내로 줄이기 위하여 카운트 주기를 6.6ns로 정한 것이다.

따라서 도 3과 같이 레이저빔 발사 후 레이저빔 수광까지의 펄스를 6.6ns 주기로 카운트하면 펄스갯수가 바로 차간거리가 되는 것이다.

즉 도 3과 같이 레이저빔의 발광에서 수광까지 6개의 펄스가 카운트되면 장애물(1)과의 거리가 6m가 되는 것이다.

제어부(31)에서 카운트된 펄스값은 마이콤인 연산부(32)에서 읽어내어 장애물(1)과의 거리를 계산하고 아울러 차량주행 특성 입력부(2)로부터 자차 주행속도 데이터를 입력받아 주행속도에 따른 거리를 연산하여 충돌 및 추돌사고가 발생할 수 있는 상황인가를 체크한다.

여기서 사고발생 위험이 있는 것으로 판단되면 경고등(41)을 점등시켜 운전자에게 시각적으로 경고해 주는 한편 보이스램(42)에 메모리된 경고음성신호를 읽어내어 스피커(43)로 출력시킴으로써 운전자에게 청각적으로 경고해 준다.

따라서 운전자는 시청각적인 경고에 의해 위험상황이 도래하고 있음을 확실하게 인식할 수 있고 이에 따른 방어운전을 하여 충돌 및 추돌사고 위험으로부터 벗어날 수 있는 것이다.

상기된 연산부(32)의 동작은 키입력부(3)의 파우어키 입력에 의하여 선택되고 또한 경고등(41)과 스피커(43)의 구동 또한 키입력부(3)의 모우드키 입력에 의하여 선택되어 진다.

한편 연산부(32)는 디스플레이 드라이버(44)를 통하여 7-세그먼트 표시부(45)에서 장애물(1)과의 거리와 속도 등을 표시시켜 주도록 하므로써 위험상황이 발생되기 이전에라도 방어운전을 할 수 있도록 한다.

본 발명에서 연산부(32)는 한 번에 장애물(1)과의 거리를 구할 경우 ±1m의 오차가 발생할 수 있으므로 수회에 걸쳐 반복측정하여 평균값을 얻어 내도록 하여 거리오차를 크게 줄일 수 있다.

본 발명은 장애물과의 거리측정을 빠르고 정확하게 계산해주어 위험상황 발생의 경보신뢰도를 향상시키는 한편 경고를 시청각적으로 해주어 운전자의 인지도를 향상시키게 된다.

Claims (3)

1. 레이저빔 발사신호에 의해 레이저빔을 발사시키는 레이저 발광수단과,

   레이저 발광수단에서 발사되어 장애물에서 반사된 레이저빔을 수신하여 카운트 정지신호를 발생시키는 레이저 수광수단과,

   상기 레이저 발광수단에 레이저빔 발사신호를 인가시킬 때 카운트 시작하고 레이저 수광수단의 카운트 정지신호에 의해 카운트 정지하여 장애물과의 거리를 산출하며 차량속도에 따른 위험거리를 판정하는 제어 및 연산수단과,

   제어 및 연산수단의 위험상황을 외부로 표시시키는 표시수단과,

   제어 및 연산수단의 카운터 클럭 주파수를 공급하는 발진수단을 구비시킨 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 발진수단의 발진주파수는 150MHz이고 상기 발진주파수를 클럭주파수로 하는 제어 및 연산수단의 카운트 주기는 6.6ns로 설정한 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 방지장치.
3. 제 1 항에 있어서, 표시수단은 제어 및 연산수단의 위험상황을 경고등으로 표시시키는 한편 보이스램에 메모리된 음성신호를 읽어내어 스피커로 출력시키는 것을 특징으로 하는 자동차 충돌 방지장치.