KR20010091126A - 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤론의 공식을 이용하여 연산을 수행하도록 함으로써 차량 범퍼와 장애물 간의 수직거리가 용이하게 구해질 수 있도록 하고, 일반적인 차량 부착용 마이크로 프로세서를 이용하되 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하도록 함으로써 연산에 필요한 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법에 관한 것으로서,

차량의 범퍼에 제1 거리(a)를 사이에 두고 설치된 제1,2 초음파 센서를 이용하여, 각 초음파 센서로부터 장애물까지의 사선거리(b,c)를 구하는 제1 과정; 및

상기 제1 과정에서 구해진 각 거리(a,b,c)를 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 제2 과정;을 포함하되,

상기 제2 과정에서는 각 거리의 합(a+b+c)을 s라고 정의하고,

"

Description

장애물 감지 시스템의 거리측정 방법{A distance measurement method for obstacle detective system}

본 발명은 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진행하고 있는 차량에서 앞 범퍼와 장애물 사이의 수직거리를 정확하게 구할 수 있도록 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법에 관한 것이다.

최근, 차량의 증가에 따라 교통사고가 빈번하게 발생하고 있는데, 특히 앞차량의 급정거 또는 급작스런 장애물 출현 등과 같은 돌발사고시 안전거리를 충분히 지키지 않고 있는 경우에 충돌사고가 많이 발생되고 있기 때문에 충돌사고를 방지할 수 있도록 하는 부가장치들이 차량에 장착되고 있다.

상기와 같은 부가장치에는 장애물 감지 시스템이 대표적이다. 상기 장애물 감지 시스템은 기준거리 이내에 장애물이 나타나면 자동으로 브레이크 장치를 동작시켜 급제동이 이루어지도록 함으로써 충돌을 방지하게 된다.

종래 기술에 의한 장애물 감지 시스템에서는 차량의 앞 범퍼의 소정위치에 거리감지를 위한 1개 이상의 초음파 센서를 부착하고 있다. 이때, 그 동작을 간략히 살펴보면, 상기 초음파 센서의 발광부에서 전방으로 초음파를 발생시키고 그후 장애물로부터 반사되어 오는 초음파를 초음파 센서의 수광부에서 수신하여 마이크로 프로세서 등으로 출력하면, 상기 마이크로 프로세서에서 연산을 수행하여 장애물과의 거리를 측정하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 차량의 범퍼와 장애물과의 거리를 초음파를 이용한 단순 계산을 통해 구함으로써 정확한 실거리의 측정이 어렵게 되는 문제점이 발생한다. 즉, 초음파 센서의 부착 위치에 따라 차량 범퍼와 장애물 간의 수직거리가 구해지지 않고 상기 초음파 센서와 장애물 간의 사선거리가 구해지기 때문에 차량이 장애물까지 도달하는 시간을 정확히 예측할 수 없어서 충돌사고를 방지하기 어렵게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 일반적인 차량 부착용 마이크로 프로세서는 적은 비트(bit)의 수를 갖고 있기 때문에 곱셈 또는 나눗셈을 수행할 경우 연산오차가 발생되고, SQRT 계산 또는 복잡한 알고리즘의 구현시 연산의 수행시간이 너무 길어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 헤론의 공식을 이용하여 연산을 수행하도록 함으로써 차량 범퍼와 장애물 간의 수직거리가 용이하게 구해질 수 있도록 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 일반적인 차량 부착용 마이크로 프로세서를 이용하되 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하도록 함으로써 연산에 필요한 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 거리측정 과정을 설명하기 위한 도면,

도 2는 본 발명에 의한 거리측정 알고리즘을 나타내는 플로우차트

도 3은 본 발명에 의한 거리측정 알고리즘에서 사용되는 자릿수 이동방식을 나타내는 플로우차트

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 차량의 범퍼에 제1 거리(cx)를 사이에 두고 설치된 제1,2 초음파 센서를 이용하여, 각 초음파 센서로부터 장애물까지의 사선거리(ax,bx)를 구하는 제1 과정; 및 상기 제1 과정에서 구해진 각 거리(ax,bx,cx)를 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 제2 과정;을 포함하여 이루어지는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법에 있어서,

상기 제2 과정에서는 각 거리의 합(ax+bx+cx)을 s라고 정의하고,

""의 식을 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제2 과정에서는 저가의 마이크로 프로세서를 이용하여 고속으로 연산을 수행하기 위하여 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 거리측정 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 거리측정 알고리즘을 나타내는 플로우차트이다.

먼저, 본 발명은 장애물까지의 거리를 측정하는 초음파 센서의 출력이 장애물의 위치에 따라 실제 수직거리에 비하여 더 큰 사선거리를 측정하게 되어 차량제어 시스템을 늦게 동작시킴으로 인하여 차량 충돌 등의 사고가 발생할 수 있다는 데에 착안한 것으로서, 정확한 차량 범퍼와 장애물 사이의 수직거리를 구할 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명에서는 상기의 목적이 달성될 수 있도록 하기 위하여 널리 알려진 헤론의 공식을 적용하였다. 상기 헤론의 공식은 삼각형에서 각 변의 길이를 알고 있을때 그 높이를 구할 수 있도록 하는 식으로 널리 알려져 있는데, 하기의 수학식 1로 표현된다.

이때, 상기 h는 삼각형의 높이, a,b, 및 c는 각 변의 길이, s는 각 변 길이의 합(a+b+c)을 나타낸다.

결국, 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 범퍼(B)에 제1 거리(cx)를 사이에 두고 제1,2 초음파 센서(S1,S2)가 설치되고, 상기 각 초음파 센서(S1,S2)로부터 구해진 장애물(A)까지의 사선거리(ax,bx)를 이용하여 상기 헤론의 공식에 따라 차량의 범퍼(B)와 장애물(A) 사이의 수직거리(h)를 구하게 된다.

한편, 도 2를 참조하여 헤론의 공식을 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 과정을 상세히 설명하고자 한다. 이 과정은 하기의 수학식 2를 계산하는 과정이 된다.

먼저, 제1 초음파 센서(S1)의 출력신호를 이용하여 제1 초음파 센서(S1)와 장애물 사이의 제1 사선거리(ax)를 구하여 제1 변수(op1)에 저장하고, 제2 초음파 센서(S2)의 출력신호를 이용하여 제2 초음파 센서(S2)와 장애물 사이의 제2 사선거리(bx)를 구하여 제2 변수(op2)에 저장한다.

그후, 상기 제1 및 제2 변수(op1,op2)에 저장된 값을 더하여 제2 변수(op2)에 저장하고, 이미 설정되어 있는 제1,2 초음파 센서(S1,S2) 사이의 직선거리(cx)를 제1 변수(op1)에 저장한다. 이때, 상기 제1 및 제2 변수(op1,op2)에 저장된 값을 더하여 제2 변수(op2)에 다시 저장하고, 상기 제2 변수(op2)에 저장된 값을 s라 정의하면, 이 과정에 의하여 각 거리의 합(ax+bx+cx) 즉, s가 구해진다.

상기와 같은 과정으로 분해의 방식을 사용하여 "s-2ax", "s-2bx", "s-2cx", "2cx"를 각각 구한다. 이때에는 연산에러의 최소화를 위하여 도 3에 도시된 바와 같은 자릿수 이동방식을 사용한다. 그후, 서로를 각각 곱하고 SQRT 계산을 수행하게 되면 원하는 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하게 된다.

결국, 상기 본 발명에 의한 연산과정에서는 저가의 마이크로 프로세서를 이용하여 고속으로 연산을 수행하기 위하여 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하게 된다. 예를 들어, 마이크로 프로세서에서 " C = A * 2^B "로 표현되는 숫자를 연산하는 경우에 " SQRT(C) = SQRT(A*2^B) = SQRT(A) * 2^(B/2) "로 표현할 수 있으므로 "A"와 "2^B"를 나누어 계산하면 효과적으로 연산할 수 있게 된다.

이상에서, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법은 헤론의 공식을 이용하여 차량범퍼와 장애물 간의 수직거리를 정확하게 구할 수 있기 때문에 차량의 내부에 포함된 전자제어 유니트로 제어신호를 출력하여 차량 충돌 등의 사고를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하기 때문에 라운드 오프 에러(round off error)를 최소화할 수 있게 되며, 저가의 마이크로 프로세서를 이용해서도 구현이 가능하게 되어 시스템의 가격을 낮출 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 차량의 범퍼에 제1 거리(a)를 사이에 두고 설치된 제1,2 초음파 센서를 이용하여, 각 초음파 센서로부터 장애물까지의 사선거리(b,c)를 구하는 제1 과정; 및

   상기 제1 과정에서 구해진 각 거리(a,b,c)를 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 제2 과정;을 포함하여 이루어지는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법에 있어서,

   상기 제2 과정에서는 각 거리의 합(a+b+c)을 s라고 정의하고,

   ""의 식을 이용하여 차량의 범퍼와 장애물 사이의 수직거리(h)를 구하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 과정에서는 자릿수 이동 및 분해를 이용한 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 시스템의 거리측정 방법.