KR20000063959A

KR20000063959A - Motion Information Record System using Acceleration Sensor

Info

Publication number: KR20000063959A
Application number: KR1020000046821A
Authority: KR
Inventors: 김관식
Original assignee: 신현모; 주식회사 이앤아이
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2000-11-06

Abstract

PURPOSE: A motion information recording system using an accelerometer is provided to display the accurate position of a vehicle by extracting distance data from a speed sensor. CONSTITUTION: Signals corresponding to the speed, the size, and the motion direction of a vehicle are detected by forming the direction of X, Y, and Z to a piezoelectric accelerometer. The piezoelectric accelerometer generates a positive or negative current according to the inertia in a circuit in the sensor. The motion direction of the vehicle is checked by analyzing the current signal. Since the magnitude and the acceleration of the force is proportional of the current generated by the piezoelectric accelerometer, the motion information of the vehicle can be checked. A recording section(15) records the motion information of the vehicle.

Description

Motion Information Record System using Acceleration Sensor

본 발명은 자동차의 가속도 센서를 이용한 운동정보 기록시스템에 관한 것으로서, 복잡한 별도의 장치 없이 자동차의 움직임을 시간대 별로 저장하고, 분리시킬수 있으며, 주행 상태의 가속도 및 감속도를 시간적으로 계산하여 기록함으로서, 사고발생시에 차량의 운행 속도와 방향 상태를 알 수 있도록 되는 가속도 센서를 이용한 운동정보 기록시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a motion information recording system using an acceleration sensor of a vehicle, and can store and separate the movement of a vehicle by time zones without complicated separate devices, by calculating and recording the acceleration and deceleration of a driving state in time, The present invention relates to a motion information recording system using an acceleration sensor that can know the driving speed and the direction of the vehicle in the event of an accident.

종래에는 차량 충돌사고시 잘못을 구분하기 위해 가해자 및 피해자간에 많은 트러블이 발생하였는데, 이는 가해자가 되면 형사적인 책임은 물론 민사적 책임과 행정상의 책임까지 젊어져야 하기 때문이다.In the past, a lot of troubles occurred between the assailant and the victim in order to distinguish the fault during the vehicle crash, because the offender must be rejuvenated not only in criminal but also in civil and administrative responsibilities.

대부분의 교통사고는 돌발적으로 발생하기 때문에 사고 발생 당시의 상황을 설명하는 운전자, 피해자, 목격자 등의 진술이 각각 다를 수 있고, 게다가 서로의 이해관계가 얽혀 있으므로 본인에게 유리한 진술을 하는 등 서로 상반된 주장이 난무하게 되고, 급기야는 피해자가 가해자로 되는 최악의 상황까지 발생될 수 있었다.Since most traffic accidents occur unexpectedly, the statements of drivers, victims, witnesses, etc., which describe the situation at the time of the accident may be different, and because their interests are intertwined, they are in conflict with each other. This fuss, and the rush could occur to the worst of the victim's assault.

따라서 요즈음은 사고당시 차량의 운행상태를 기록하거나 상대방의 차량 운행상태를 기록하는 여러 형태의 장치가 개발되어 사용에 이르고 있으며, 그 대표적으로는 자이로스코프식에 의한 방법이 많이 사용되고 있다.Therefore, these days, various types of devices for recording the driving state of the vehicle at the time of an accident or the vehicle driving state of the other party have been developed and used, and the representative gyroscope method has been widely used.

일반적으로 상기의 자이로스코프는 회전의(回轉儀)라고도 하며, 응용장치를 이용하여 여러 형태의 자동차 블랙박스로 사용되고 있다.In general, the gyroscope is also referred to as a rotary (,), it is used as an automobile black box of various forms using an application device.

상기의 자이로스코프(gyroscope)를 더 자세히 설명을 하면, 임의의 축을 중심으로 자유로이 회전할 수 있는 틀 속에서 빠르게 회전하는 바퀴로 이루어진 장치를 말하는 것으로, 바퀴의 속도가 감소하면 자이로스코프 관성이 점점 사라져, 회전자축이 흔들리기 시작하며 결국에는 임의의 위치에서 정지하게 된다.In more detail, the gyroscope refers to a device consisting of fast rotating wheels in a frame that can freely rotate about an axis, and as the speed of the wheel decreases, the gyroscope inertia gradually disappears. The rotor shaft starts to shake and eventually stops at an arbitrary position.

또한 속도가 빠르고 바퀴의 가장자리에 질량이 집중될수록 자이로스코프 관성이 크게 된다.In addition, the faster the speed and the more concentrated the mass on the edge of the wheel, the greater the gyroscope inertia.

따라서 자이로스코프 관성은 회전자의 각속도와 관성 모멘트, 또는 회전자의 각 운동량에 의존하게 되고, 회전자 바퀴는 자유롭게 회전하는 물체가 공간에서 일정한 방향을 유지하려는 회전운동법칙과 외력이 적용하지 않는다면 자신의 각운동량이나 회전작용을 보존하려는 관성의 법칙을 따르게 되는 것이다.Therefore, the gyroscope inertia depends on the angular velocity and moment of inertia of the rotor, or the angular momentum of the rotor. It follows the law of inertia to preserve the angular momentum or rotation of

이러한 바퀴의 운동량에 의해 틀이 기울어져도 자신의 위치는 항상 유지되는 상기의 자이로스코프를 이용한 내용으로 특허출원(제97-008570호)된 "자이로스코프 데이타와 스피드센서 데이타를 이용한 상대위치 측정장치 및 그 제어방법"은 자이로스코프와 스피드센서를 부장착하여, 상기 자이로스코프에서는 변화한 방향각 만큼의 데이타를 검출하고, 상기 스피드센서에서는 거리데이타를 추출하여 상대위치를 검출할 수 있도록 함으로써, GPS 위성에서 송신되는 좌표데이타를 수신할 수 없는 지역에서나, GPS 오차가 심할 때에도 상대위치를 통해 차량의 위치를 보정할 수 있어 차량의 정확한 위치를 디스플레이할 수 있는데 그 목적을 두고 있다.Relative position measuring device using gyroscope data and speed sensor data, patented (97-008570), the contents of using the gyroscope that the position is always maintained even if the frame is tilted by the momentum of the wheel and The control method " is equipped with a gyroscope and a speed sensor, and the gyroscope detects data corresponding to the changed direction angle, and the speed sensor extracts distance data to detect a relative position. The purpose is to display the exact position of the vehicle by correcting the position of the vehicle through the relative position even in the region where the coordinate data transmitted from the receiver cannot be received or even when the GPS error is severe.

이러한 구성으로 이루어진 종래의 장치는 차량의 주행 정보를 기록하는 장치가 디지털 정보로 저장되는 수단과 저장매체로 사용되는 메모리 소자 등의 새로운 고가 장비를 구입하여 차량에 설치하여야 하므로 사용자에게는 경제적으로 부담이 되는 단점 있다.The conventional device having such a configuration is economically burdensome for the user because the device for recording the driving information of the vehicle has to purchase new expensive equipment such as a means for storing digital information and a memory element used as a storage medium and install it in the vehicle. There are disadvantages of being.

그리고 종래의 차량용 블랙박스는 기능에 비해 그 설치비용이 높아 비경제적인 문제점이 있었다.In addition, the conventional vehicle black box has an uneconomical problem due to its high installation cost.

또한 교통사고에 수반되는 상황판단을 명확하게 규명할 수 없어서 객관적인 사고상황에 대한 규정을 명확하게 내리기 어려운 단점이 있었다.In addition, it was difficult to clarify the objective accident situation because it was impossible to clearly identify the situation judgment accompanying the traffic accident.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 복잡한 별도의 장치 없이 자동차의 움직임을 시간대 별로 기록, 저장, 분리시키고, 주행 상태의 가속도 및 감속도를 시간적으로 계산하여 기억함으로서, 사고 발생시 차량의 운행 속도와 방향 상태를 알 수 있도록 구성하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, by recording, storing, and separating the movement of the vehicle by time zone without complicated separate device, and by calculating and storing the acceleration and deceleration of the driving state in time, Its purpose is to configure the vehicle's driving speed and direction in the event of an accident.

상기의 목적을 달성하기 위하여 가속도 센서를 이용하여 소형의 차이로 스코프를 구성하는 수단으로 상기 가속도 센서는 센서자체 내의 관성에 따라 + 또는 -방향의 전류가 가속도에 비례하여 출력되고, 상기 전류의 신호를 분석하여 운동방향과 운동량을 파악하는 수단을 제공하고자 하는 것이다.In order to achieve the above object, the acceleration sensor is a means for constructing the scope with a small difference. The acceleration sensor outputs a current in the + or-direction in proportion to the acceleration according to the inertia in the sensor itself, and the signal of the current. The purpose of the analysis is to provide a means to grasp the direction and amount of exercise.

도 1은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 운동정보 기록시스템의 작동상태를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing an operating state of an exercise information recording system using an acceleration sensor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 기록시스템의 실시례를 나타내는 블록도이다2 is a block diagram showing an embodiment of a recording system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 기록시스템의 실시례를 나타내는 흐름도이다3 is a flowchart showing an embodiment of a recording system according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10. 증폭기 Z 11. 증폭기 Y10. Amplifier Z 11. Amplifier Y

12. 증폭기 X 13. 가속도센서12. Amplifier X 13. Accelerometer

14. 변환기 15. 기록부14. Converter 15. Register

16, 각축(Z, Y, X)16, each axis (Z, Y, X)

이하, 첨부된 도면에 관련하여 본 발명의 실시례에 의해서 이루어진 그 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration made by the embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 운동정보 기록시스템의 작동상태를 나타내기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 기록시스템의 실시례를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 기록시스템의 실시례를 나타내는 흐름도이다.Figure 1 is a schematic configuration diagram for showing the operating state of the motion information recording system using the acceleration sensor according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing an embodiment of the recording system according to the present invention, Figure 3 A flowchart showing an embodiment of a recording system according to the invention.

상기의 도 1과 같이 자동차의 움직임을 시간적으로 분해하면 가속도와 감속도로 이루어져 있다.As shown in FIG. 1, when the motion of the vehicle is decomposed in time, acceleration and deceleration are performed.

그리고 상기의 가속도를 시간적으로 계산하게 되면 현재의 자동차의 속도와 방향을 알 수 있다.When the acceleration is calculated in time, the current vehicle speed and direction can be known.

이러한 방법은 정밀도가 부족하지만 연속적이 아닌 짧은 시간내의 운동정보를 해석 해낼 수 있다.This method can solve the motion information in a short time which is not accurate but continuous.

또한 압전형 가속도센서(13)는 센서 자체내의 회로에서 관성에 따라 + 또는 - 방향의 전류가 가속도에 비례하여 출력되게 된다.In addition, the piezoelectric acceleration sensor 13 outputs a current in the + or-direction in proportion to the acceleration in accordance with the inertia in the circuit in the sensor itself.

상기의 전류 신호를 분석하여 운동방향을 파악할 수 있고 운동량을 계산하게된다.The current signal can be analyzed to determine the direction of movement and the momentum is calculated.

상기의 압전형 가속도센서(13)는 방향성이 있으므로 X, Y, Z 방향으로 결합하여 사용하면 자동차의 속도, 크기, 방향의 움직임에 대응한 신호를 검출할 수 있게 된다.Since the piezoelectric acceleration sensor 13 is directional, when used in the X, Y, and Z directions, the piezoelectric acceleration sensor 13 can detect a signal corresponding to the movement of the speed, magnitude, and direction of the vehicle.

상기에서 속도는 크기와 방향을 가지므로 벡터량이다. 가속도 역시 벡터량이므로 속도와 방향변화를 모두 나타내야 하고, 일직선 위에서 움직이는 점이나 물체의 속도는 오직 크기만 변하지만, 곡선 위에서 움직이는 경우 크기가 변하든 변하지 않든 방향이 항상 변하게 된다.In the above, velocity is a vector quantity because it has a magnitude and a direction. Since acceleration is also a vector quantity, it must represent both velocity and direction change. The velocity of a point or object moving on a straight line changes only in magnitude, but when moving on a curve, the direction always changes, regardless of size.

이와 같이 곡선 위에서 움직이는 점의 가속도는 절대로 0 이 되지 않게 되고, 직선 위에서 움직이는 점의 속도가 증가하면(속도의 크기인 속력이 증가하면) 가속도벡터의 방향은 속도벡터와 같은 방향으로 향하지만, 속도가 감소하면 가속도벡터는 반대 방향으로 향한다.In this way, the acceleration of the point moving on the curve never becomes zero, and if the speed of the moving point on the straight line increases (as speed increases, which is the magnitude of the speed), the direction of the acceleration vector is in the same direction as the velocity vector, but When decreases, the acceleration vector is directed in the opposite direction.

따라서 주어진 시간 동안의 평균가속도는 그 시간 동안의 속도변환 전체를 그 시간의 길이로 나눈 것과 같으며, 순간가속도는 시간 간격을 0 으로 접근시킬 때 속도변화와 시간 간격비율의 극한값과 같아진다.Therefore, the average acceleration for a given time is equal to the total speed conversion over that time divided by the length of time, and the instantaneous acceleration is equal to the extreme value of the speed change and time interval ratio when the time interval approaches zero.

도 2는 본 발명에 따른 기록장치의 실시례를 나타내는 블록도를 설명하고 있는 것으로, 각축(16)은 증폭기 Z(10), 증폭기 Y(11), 증폭기 X(12) 로 분리되어 각각의 A-D 변환기(14)로 연결되어 데이터 기록부(15)에 입력되어 최종적으로 컴퓨터에 전송되게 되는 것이다.Fig. 2 illustrates a block diagram showing an embodiment of a recording apparatus according to the present invention, in which each axis 16 is divided into an amplifier Z (10), an amplifier Y (11), and an amplifier X (12), and each AD is separated. The converter 14 is connected to the data recorder 15 and finally transferred to the computer.

도 3은 본 발명에 따른 기록장치의 실시례를 나타내는 흐름도를 설명하고 있는 것으로, 상기와 같이 센서, 증폭기, A - D 변환기, 테이터 기록부, 전송부는 각축(Z, Y, X)에 구성되어야 한다.3 is a flowchart illustrating an embodiment of a recording apparatus according to the present invention. As described above, a sensor, an amplifier, an A-D converter, a data recording unit, and a transmitting unit must be configured on each axis (Z, Y, X). .

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시례에 따라 작동과 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and the effect according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

압전형 재료에 전극을 부착하고, 상기 재료에 압력을 가하면 전극에서 전기가 나오게 되고, 반대로 전기를 공급하게 되면 압력이 작용하게 된다.When the electrode is attached to the piezoelectric material and pressure is applied to the material, electricity is emitted from the electrode, and when the electricity is supplied, the pressure is applied.

상기와 같은 종류의 센서(13)는 기계적 압력(가속도로 일반적인 압력의 변화이다)을 가하여 압력의 크기를 판단하는 용도로 사용될 수 있도록 하였다.The sensor 13 of the kind described above can be used for the purpose of determining the magnitude of the pressure by applying mechanical pressure (which is a change in general pressure by acceleration).

상기와 같은 기능이 있는 센서(13)를 각축(16)X, Y, Z의 3방향으로 배열하여 각 방향에 가해지는 힘을 측정하게 되면서, 운동체(자동차)의 움직임을 측정하게 된다.The sensor 13 having the above function is arranged in three directions of each of the axes 16, X, Y, and Z, and the force applied to each direction is measured, thereby measuring the movement of the moving object (car).

여기에서 그 힘의 크기와 가속도는 비례하므로 각 방향마다 센서배열과 증폭기, 디지털 변환기(14)등을 설치하고, 상기의 자료를 수집하는 기록부(15)가 형성된다.Since the magnitude of the force and the acceleration are proportional to each other, a sensor array, an amplifier, a digital converter 14, and the like are provided in each direction, and a recording unit 15 for collecting the data is formed.

상기의 기록부(15)는 통상적인 테이터베이스에 의해 가능하게 된다.The recording section 15 is made possible by a normal database.

또한 상기의 테이터는 자동차의 움직임을 의미하며 시뮬레이션이 가능한 데이터가 된다.In addition, the data refers to the movement of the vehicle and becomes data that can be simulated.

상기와 같이 본 발명은 별도의 장치 없이 자동차의 움직임을 시간대로 별로기록, 저장, 분리시켜 주행상태의 가속도 및 감속도를 시간적으로 계산하여 기억함으로서, 사고 발생시 차량의 운행 속도와 방향 상태를 알 수 있는 특징이 있다.As described above, the present invention records, stores, and separates the movement of the vehicle by time zone without calculating a device, and calculates and stores the acceleration and deceleration of the driving state in time, so that the driving speed and the direction state of the vehicle can be known when an accident occurs. There is a characteristic.

이상에서 살펴본 바와 같이 가속도센서를 이용한 운동정보 기록시스템은 소형의 자이로스코프에서 변화한 방향각 만큼의 데이타를 출력하고, 스피드센서에서 거리데이타를 추출하여 상대위치를 측정함으로써 차량의 정확한 위치를 디스플레이 되는 효과가 있다.As described above, the motion information recording system using the acceleration sensor outputs the data corresponding to the changed direction angle in the small gyroscope, extracts the distance data from the speed sensor, and measures the relative position to display the exact position of the vehicle. It works.

Claims

In constructing a compact gyroscope,

Means for detecting a signal corresponding to the movement of the speed, magnitude, and direction of the vehicle when the piezoelectric acceleration sensor is coupled to form a directionality of X, Y, and Z; The piezoelectric acceleration sensor may include means for outputting a current in the + and − directions in proportion to the acceleration according to inertia in a circuit in the sensor itself; The motion information recording system using the acceleration sensor, characterized in that to analyze the current signal to determine the direction of movement, to calculate the amount of exercise