KR20000062430A - 물체와 위치 가변성 장치 사이의 직각 위치를 특정하는 방법 - Google Patents

물체와 위치 가변성 장치 사이의 직각 위치를 특정하는 방법 Download PDF

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노베르트 플라이슈하우어
그레고 하슬러
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요한 요트너,헤르베르트 코네감프
만네스만 파우데오 아게
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Abstract

본 발명은 물체와 위치 가변성 장치, 특히 모터 차량 사이의 직각 위치를 측정하는 방법에 관한 것이고, 이 방법의 경우에, 이 장치 상에 배열된 제 1 센서는 물체에 의하여 반사되는 신호를 방사하고, 반사된 신호는 제 1 센서에 의하여 수신되며, 전송으로부터 수신까지의 신호의 지연 시간은 제 1 센서에 의하여 제 1 센서와 물체 사이의 거리를 측정하도록 사용된다.
물체에 대한 직각 거리를 측정하기 위하여, 거리는 제 1 센서에 대한 물체의 가능한 모든 위치를 측정하는데 사용되며, 물체에 의해 반사된 신호는 추가적으로 또한 위치 가변성 장치에 배열되는 제 2 센서에 의하여 수신되며, 제 1 센서로부터 제 2 센서로의 신호 지연 시간은 제 1 센서로부터 물체로 그리고 물체로부터 제 2 센서로의 경로를 측정하도록 사용되며, 경로로부터 제 2 센서에 대한 물체의 가능한 모든 위치들이 측정되며, 그런 다음 동일한 거리를 가진 제 1 센서 및 제 2 센서에 의하여 측정된 위치들은 서로 비교되며, 위치 가변성 장치에 대한 직각 거리는 제 1 센서 및 상기 제 2 센서에 의하여 검출되는 물체의 위치들을 위하여 측정된다.

Description

물체와 위치 가변성 장치 사이의 직각 위치를 특정하는 방법{METHOD FOR DETERMINING THE VERTICAL DISTANCE BETWEEN AN OBJECT AND A DEVICE WITH A VARIABLE POSITION}
후진을 보다 용이하게 하고 주차중인 차량들 또는 도로에 있는 다른 물체들과의 충돌을 방지하기 위하여, 센서들이 모터 차량의 후단에 제공되는 것은 널리 공지되어 있으며, 센서들은 초음파 또는 레이더를 전송하며 장애물에 의하여 반사된 방사물을 수신한다. 이러한 경우에, 모터 차량에 배열된 센서와 장애물 사이의 거리는 센서로부터 장애물로 그리고 다시 되돌아온 신호의 지연 시간으로부터 측정된다.
이러한 방법은 단지 하나의 제시(statement)가 센서와 물체 사이와 같은 거리에 대하여 만들어질 수 있다는 결점을 가진다. 그러나, 이러한 것은 동일한 센서-장애물 거리에 대해 발생할 수 있는 장애물의 가능한 위치들로부터 따르는 모호함 때문에 장애물과 모터 차량 사이의 직각거리(모터 차량에 배열된 센서들에 근거하여)를 정의하는 것은 불가능하다.
본 발명은 물체와 위치 가변성 장치, 특히 모터 차량 사이의 직각 위치를 측정하는 방법에 관한 것이고, 이 방법의 경우에, 이 장치 상에 배열된 제 1 센서는 물체에 의하여 반사되는 신호를 방사하고, 반사된 신호는 제 1 센서에 의하여 수신되며, 전송으로부터 수신까지의 신호의 지연 시간은 제 1 센서에 의하여 제 1 센서와 물체 사이의 거리를 측정하도록 사용된다.
도 1은 장애물과 모터 차량 사이의 거리를 측정하기 위한 장치를 도시한 것,
도 2는 도 1에 따른 장치가 작동하는 방식에 관계한 방법을 도시한 것,
도 3은 2개의 센서들을 이용한 직접 및 간접 측정을 도시한 것,
도 4은 간접 측정을 위한 경로의 측정법을 도시한 것,
도 5은 센서 회랑을 도시한 것,
도 6은 차량의 측면-가장자리 영역의 분석을 도시한 것,
도 7은 측면-가장자리 영역에서의 직접 및 간접 측정을 도시한 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 모터 차량으로부터 물체까지의 직각 거리를 측정하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따라서, 이러한 목적은, 이러한 거리가 제 1 센서에 대하여 물체의 가능한 모든 거리를 측정하도록 사용되고, 물체에 의하여 반사된 신호가 위치 가변성 물체에 배열되는 제 2 센서에 의하여 추가적으로 수신되고, 제 1 센서로부터 제 2 센서로의 신호의 지연시간이 제 1 센서로부터 제 2 센서로 그리고 이러한 물체로부터 제 2 센서로의 경로를 측정하도록 사용되고, 이 경로로부터 제 2 센서에 대한 물체의 모든 가능한 위치가 측정되고, 그런 다음 제 1 및 제 2 센서의 가능한 위치들이 서로 비교되고, 위치 가변성 장치까지의 직각 거리가 제 1 및 제 2 센서에 의하여 측정되는 물체의 위치들에 대하여 계산되는 것으로 달성된다.
본 발명의 이점은 직각 거리의 확실한 측정에 더하여 간접적인 측정으로부터 추가적인 정보에 근거하여 가상 장애물과 실제 장애물 사이를 확실하게 구별하는 것이 가능하다는 것이다.
전개에 있어서, 제 2 센서는 물체에 의하여 반사되는 신호를 전송하고 이러한 반사된 신호를 수신하며(직접 측정), 이러한 경우에 이러한 신호의 지연 시간은 제 2 센서로부터 동일한 거리에 있는 물체의 가능한 위치를 측정하도록 사용된다.
실제 장애물은 단지 직접 및 간접 측정 모두가 물체의 위치를 지시하는 경우에 존재한다.
세밀하게, 제 2 센서에 대한 물체의 모든 가능한 위치들은 먼저 직접 측정으로 측정되고, 그런 다음 제 1 센서, 물체 및 제 2 센서 사이의 경로가 간접 측정으로 측정된다.
애매함을 억제하기 위하여, 물체와 위치 가변성 장치 사이의 직각 거리는 제 1 센서에 의한 간접 측정과 제 2 센서에 의한 간접 및 직접 측정에 의하여 검출된 물체의 그 위치 때문에 측정된다.
환경 영향을 제거하기 위하여, 물체와 위치 가변성 장치 사이의 거리는 단지 물체가 제 1 센서와 제 2 센서 사이로 연장하는 센서 회랑(corridor)에 위치될 때에만 측정된다.
전개에 있어서, 위치 가변성 장치가 다수의 센서들을 가질 때, 직접 및 간접 측정은 항상 2개의 센서들에 의하여 수행되고, 이러한 방식으로 측정된 물체의 가능한 위치들은 서로 비교된다. 이러한 경우에 센서 회랑은 현재의 측정을 수행하는 센서들 사이로 연장한다.
위치 가변성 장치로부터 상이한 거리에 있는 다수의 물체들이 검출되면, 최소 거리에 있는 물체가 측정되고, 최소 직각 거리가 계산되어 저장된다.
전개에 있어서, 물체에 대한 최소 거리는 측면-가장자리 센서에 의하여 검출된 물체에 대한 최소 직접 거리와 비교되고, 이러한 두 거리의 보다 작은 것은 가장 인접한 물체에 대한 최소 거리로서 정의된다. 이러한 것은 센서 회랑에 의하여 커버되지 않는 측면-가장자리 센서 이상의 면적을 커버한다.
실제적으로 존재하는 장애물만을 검출하기 위하여, 각 지연 시간 측정은 한번 이상 수행되며, 검출된 물체는 이것이 모든 측정에서 검출되는 경우에만 고려된다. 모든 센서들은 각각의 제 1 간접 측정 전에 신호를 한번 전송해야만 한다.
본 발명은 많은 실시예를 허용한다. 이러한 것 중 하나는 다음과 같은 도면에 예시된 특징들에 대하여 보다 상세하게 설명된다
도 1에 따라서, 4개의 초음파 발신기 1, 2, 3, 4들이 모터 차량 K의 후방 팬더 상에 균일한 간격으로 배열되며, 이러한 센서들은 후진 및 주차 보조기구들로서 사용된다.
그러므로, 사용되는 압전 초음파 발신기 1, 2, 3, 4들은 발신기 및 수신기로서 작용한다. 바람직하게 마이크로 프로세서인 제어 유니트 7는 전송 라인 5 및 수신 라인 6을 경유하여 각각의 초음파 발신기 1, 2, 3, 4에 연결된다. 이러한 경우에 있어서 마이크로 프로세서는 입력 및 출력 유니트 8, 중앙 산수 유니트 9 뿐만 아니라 랜덤 액세스 메모리 10 및 롬 11을 가진다.
마이크로 프로세서 7는 대략 40㎑의 주파수의 전기 펄스를 만들고, 이러한 주파수는 라인 5을 경유하여 각각의 초음파 발신기 1, 2, 3, 4로 진행하여, 대응하는 초음파 펄스로 변환된다. 물체 A에 의하여 반사된 초음파 신호(에코)들은 초음파 수신기 1, 2, 3, 4에 의하여 수신되어, 전기적 신호로서 라인 6을 경유하여 제어 유니트 7로 진행된다. 제어 유니트 7는 전기 펄스의 전송과 초음파 발신기에 의한 전기 펄스의 수신 사이의 지연 시간을 측정하도록 보다 상세하게 예시되지 않은 내부 클럭을 사용하고, 랜덤 액세스 메모리 11에 이러한 지연 시간을 저장한다.
정상적으로, 초음파 신호의 지연 시간 t은 다음의 공지된 방정식을 사용하여 모터 차량(센서)과 장애물 A 사이의 거리 s를 측정하도록 사용된다.
s = ½x c x t
여기에서 c는 소리의 속도를 나타낸다.
이러한 직접 측정은 하나의 제시가 센서와 물체 사이의 거리에 관계하여 만들어질 수 있게 한다. 새로운 제시는 물체의 가능한 위치들에 의하여 유발되는 애매함 때문에 센서가 위치되는 차량 K과 물체 사이의 직각 거리에 관계하여 만들어질 수 있는 것은 아니다. 이러한 센서-물체 거리는 또한 원의 반경으로서 간주될 수도 있으며, 이러한 원은 하나 또는 그밖에 수의 물체들이 배열되는 곡선이다. 그러므로, 이러한 반원은 실재 곡선 DA 1A 및 DA 1B 또는 DA 2A 및 DA 2B로서 기술된다(도 3 참조).
본 발명에 따른 방법은 도 2 및 도 3을 참조하여 2개의 센서들에 대하여 보다 상세하게 설명된다.
실제의 측정을 시작하기 전에, 각 초음파 센서는 적어도 하나의 신호가 전송되었어만 한다. 이러한 것은 초기화 위상 0에서 행해진다.
실제의 측정 위상 1에서, 직접 및 간접 측정을 위한 센서 1, 2, 3, 4는 제어 유니트 7에 의하여 주기적으로 에너지가 인가되고 샘플링된다. 이러한 것은 센서 1가 물체 A 및 물체 B에 의하여 하나의 대역으로 반사되는 초음파 신호를 방사하는 것을 의미한다. 에코들은 센서 1에 의하여 수신된다. -센서 1로부터 물체 A까지 및 센서 1로부터 물체 B까지 그리고 되돌아온- 신호들에 대한 상이한 지연 시간들에 근거하여, 제어 유니트 7는 각 물체 A 및 B에 대한 센서 1에 대한 거리를 계산하고, 이러한 것은 메모리 10에 저장된다. 이러한 거리로 가능한 물체 A의 모든 위치들은 실재 곡선 DA 1A으로 표시된다. 센서 1에 관계한 물체 B에 대한 모든 가능한 위치들은 실재 곡선 DA 1B에 일치한다.
하나 이상의 센서에 의한 신호의 전송 및 수신은 다음의 기술에서 직접 측정으로서 기술된다.
동일한 직접 측정이 센서 2로 수행되며, 이러한 경우에, 센서 2는 신호를 전송할 뿐만 아니라 반사된 신호를 수신한다. 이러한 측정은 물체 A에 대하여 직접적인 실재 곡선 DA 2A상에 놓인 센서 2에 관계하는 위치들이 따른다. 물체 B들의 위치들은 봉입 곡선 DA 2B상에 놓인다. 이러한 곡선들은 컨트롤러 7의 메모리 11에 저장된다.
간접 측정들은 직접 측정과 동일한 시간에 수행된다.
신호가 센서 1에 의하여 전송될 때에만 반사된 신호를 수신하는 센서 2에 대하여, 간접 측정은 다음의 기술에서 설명되는 실재 곡선 IAA 및 IAB이 따른다.
간접 측정을 위하여, 하나의 센서가 신호를 전송하는 한편, 제 2 센서는 물체에 의한 반사 후에 초음파 신호를 수신한다. 그러므로, 이러한 측정은 거리 측정이 아니며, 센서 1로부터 물체까지 그리고 센서 2로의 초음파 신호에 의하여 주행되는 경로를 측정하도록 사용된다(도 4 참조). 경로는 다음의 방정식
s = c x t
에 의하여 주어지며, 여기에서, c는 다시 초음파 속도를 나타내며, 여기에서는 20℃의 온도에서 343 ㎧이다.
그러므로, 센서 1로부터 물체 A로 그리고 물체 A로부터 센서 2로의 초음파 신호에 의하여 주행되는 경로가 측정된다. 이러한 모든 위치들이 계획되면, 이러한 것은 타원형 곡선이 따르게 되고 도 3에서 IAA 및 IAB로서 도시된다.
도 2에서의 단계 2후에, 실재 곡선 DA 1A 및 DA 1B 또는 DA 2A 및 DA 2B들은 각각 센서 1 및 2들에 의한 직접 측정에 의하여 측정되어 공통의 물체 위치를 정의하기 위하여 비교된다. 이러한 것은 실재 곡선들의 교점들을 측정하는 것에 의하여 행해진다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 그러나, 이러한 경우에 가상의 물체 D 및 C가 실제 물체 A 및 B에 더하여 얻어진다. 단계 3에서, 이러한 교점들은 각각 센서 2 또는 1에 의한 간접 측정에 의하여 얻어지는 곡선 IAA 또는 IAB에 의하여 증명된다. 간접 측정을 위한 실재 곡선 IAA 또는 IAB은 직접 측정의 교점만을 통과하며, 교점들에는 실제 물체들이 또한 배치된다.
단계 4후에, 교점을 형성하는 것으로 수반된 센서들 사이의 센서 회랑에 위치되는 방식으로 물체 A 또는 B들이 발견되는지 아닌지에 대한 결정이 만들어진다. 이러한 센서 회랑은 센서들 사이의 분리의 전체 폭 위에서 직각으로, 장애물의 방향으로 연장한다. 이러한 것은 사용되는 4개의 센서 1, 2, 3, 4에 대하여 도 5에 도시되어 있다. 도 3과 관련하여 설명된 이러한 측정 방법은 기술된 직접 및 간접 측정이 항상 짝으로 수행되도록 항상 4개의 센서 1, 2, 3, 4에 대하여 수행된다. 각 센서에 의한 직접 측정이 그 밖의 모든 것에 의하여 교차되기 때문에, 이러한 결과는 6개의 가능한 센서 조합들이 따른다:
센서 1 - 센서 2
센서 1 - 센서 3
센서 1 - 센서 4
센서 2 - 센서 3
센서 2 - 센서 4
센서 3 - 센서 4
각각의 경우에 이는 주어진 센서 짝에 대하여 간접 측정이 좌측으로부터 우측으로 그리고 우측으로부터 좌측으로 진행할 수도 있다는 사실을 고려한다. 회랑은 이러한 것에 관계없이 항상 동일하다. 그러므로, 이러한 것은 또한 그 폭을 달리할 수도 있는 6개의 가능한 회랑이 따른다.
제어 유니트 7는 최대 측정 시간에 수신된 펄스들을 모두 저장한다. 이러한 최대 측정 시간은 발신기에 의하여 검출될 수 있는 최대 거리에 의하여 주어지며, 통상 2m이다.
기술된 측정 방법을 사용하여 측정된 물체는 단계 5(도 2)에서 이것들의 안정성에 관하여 필터링된다. 다중 측정에서 항상 검출되는 물체들만이 추가적으로 처리된다. 검출된 물체들은 2차원 좌표 시스템에 저장되며, 2차원 좌표 시스템에서, X-축은 실제 차량의 외형과 평행하게 진행하고, Y-축은 이러한 것에 직각으로 진행하여 물체와 차량 사이의 거리를 특징화한다. 단계 6에서, 가장 짧은 거리에 있는 물체는 실제 검출된 모든 물체로부터 보여지고, 그 거리가 계산된다.
단계 7에 따라서, 차량의 측면 가장자리에 배열된 센서 1,4들의 영역이 각각의 경우에 고려된다. 가장자리 이상의 영역은 센서 회랑 때문에 커버되지 않는다. 가장자리 센서들, 예를 들어 센서 1에 대한 직접 측정을 위한 실재 곡선들이 고려되며, 이는 이것들이 차량의 외형을 정확하게 따른다는 것을 알 수 있다. 이로부터 외부 영역들이 측면-가장자리 센서들의 직접 측정에 의하여 완전하게 커버될 수 있다는 것이 따른다. 그러므로, 행해질 필요성이 있는 모든 것들은 계산된 최소 거리와 측면-가장자리 센서 1 또는 4에 가장 인접한 물체에 대한 거리를 비교하는 것이다. 이러한 값들의 보다 작은 것은 적절한 최소 거리이다. 더욱이 이러한 경우에, 가장자리 센서 1 또는 4의 도움에 의한 직접 측정은 단지 물체가 어떻게 멀리 떨어져 위치되는지에 대한 제시가 만들어지게 한다. 물체의 위치에 대한 제시는 간접 측정 IA가 가장자리 센서 1에 바로 인접하여 배열된 센서 2의 수단에 의하여 수행되지 않으면 가능하지 않다(도 7).
최소 거리는 평균선을 활주시키는 것에 의하여 필터링되며(단계 8), 이러한 것은 단계 9에서 도 1에 도시된 지시 장치 12로 출력된다. 이러한 지시 장치는 통상적으로 확성기이며, 이러한 확성기는 모터 차량이 장애물에 접근할 때 경적을 울린다.

Claims (11)

  1. 장치 상에 배열된 제 1 센서는 물체에 의하여 반사되는 신호를 방사하고, 반사된 신호는 제 1 센서에 의하여 수신되며, 전송으로부터 수신까지의 신호의 지연 시간은 제 1 센서에 의하여 제 1 센서와 물체 사이의 거리를 측정하도록 사용되는 물체와 위치 가변성 장치, 특히 모터 차량 사이의 직각 위치를 측정하는 방법에 있어서, 상기 거리는 상기 제 1 센서에 대한 물체의 가능한 모든 위치를 측정하는데 사용되며, 상기 물체에 의해 반사된 신호는 추가적으로 또한 위치 가변성 장치에 배열되는 제 2 센서에 의하여 수신되며, 상기 제 1 센서로부터 상기 제 2 센서로의 신호 지연 시간은 상기 제 1 센서로부터 상기 물체로 그리고 상기 물체로부터 상기 제 2 센서로의 경로를 측정하도록 사용되며, 상기 경로로부터 상기 제 2 센서에 대한 상기 물체의 가능한 모든 위치들이 측정되며, 그런 다음 동일한 거리를 가진 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서에 의하여 측정된 위치들은 서로 비교되며, 상기 위치 가변성 장치에 대한 직각 거리는 상기 제 1 센서 및 상기 제 2 센서에 의하여 검출되는 상기 물체의 위치들을 위하여 측정되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 센서는 신호를 전송하며 상기 물체에 의하여 반사된 상기 신호를 수신하여, 상기 신호로부터 상기 제 2 센서에 대한 상기 물체의 가능한 위치들이 측정되는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 발신기가 신호를 전송하며, 존재하는 모든 발신기들은 상기 물체에 의하여 반사된 상기 신호를 수신하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 물체와 상기 위치 가변성 장치 사이의 상기 직각 거리는 상기 제 1 센서의 직접 측정과, 상기 제 2 센서의 직접 및 간접 측정, 및/또는 그 역에 의하여 검출되는 상기 물체의 모든 위치를 위하여 측정되는 방법.
  5. 선행의 항들중 어느 한 항에 있어서, 상기 물체와 상기 위치 가변성 장치 사이의 상기 거리는 물체가 상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서 사이로 연장하는 센서 회랑에 위치될 때에만 측정되는 방법.
  6. 선행의 항들중 어느 한 항에 있어서, 다수의 센서들이 상기 위치 가변성 장치에 존재할 때, 상기 직접 및 간접 측정들은 2개의 센서들에 의하여 항상 수행되며, 측정된 위치들은 서로 비교되는 방법.
  7. 제 5 항 및 제 6 항에 있어서, 상기 센서 회랑은 현재의 측정을 수행하는 센서들 사이로 연장하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 다수의 물체들이 상기 위치 가변성 장치로부터 상이한 거리에서 검출되면, 최소 거리에 있는 물체가 검출되는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 물체에 대한 최대 거리는 측면-가장자리 센서에 의하여 검출된 물체에 대한 최소 직접 거리와 비교되며, 2개의 거리들중 보다 작업 것은 가장 인접한 물체에 대한 최소 거리로서 정의되는 방법.
  10. 선행의 항들중 어느 한 항에 있어서, 각 지연 시간 측정은 1회 이상 수행되며, 검출된 물체는 모든 측정에서 검출될 경우에만 고려되는 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 모든 센서들은 간접 실재 위치들의 제 1 측정 전에 적어도 한번 신호를 전송하는 방법.
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