KR20010093503A - 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행중인 차량의 속도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 차량 내부의 속도계에 적용하기 위한 차량 속도 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 시간에 따른 차량의 바퀴 회전수를 감안한 회전율을 이용하여 차량의 속도를 계산해낸다.

본 발명에서는 노면상태에 따른 파형을 검출하기 위하여 차량의 전방과 후방 저면에 소정의 간격을 두고 설치되는 노면파형 검출수단(S1,S2)과, 전방과 후방에 각 설치된 노면파형 검출수단(S1,S2)으로 입력되는 노면 파형에 대한 패턴을 비교하는 패턴비교수단(21)과, 노면파형 검출수단(S1,S2)간의 설치간격(A) 대 패턴비교수단(21)의 패턴 비교결과에 따라 동일 파형이 입력되기까지의 시간(T)을 고려하여 차량 속도를 계산하는 차량속도연산수단(22)과, 노면파형을 감지하고, 감지된 그 결과로부터 차량의 속도를 계산하여 출력하기 위한 일련의 과정을 제어하는 제어수단(30)을 포함하여 구성되어, 기계적인 회전율을 이용하는 방법이 아닌, 노면 상태에 따른 파형을 분석하여, 동일한 노면파형의 입력에 대한 시차에 따라 차량의 정확한 속도를 계산해낼 수 있도록 하는 것이다.

Description

노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치{Speed sensor for application an autometer}

본 발명은 주행중인 차량의 속도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 차량 내부의 속도계에 적용하기 위한 차량 속도 감지 장치에 관한 것이다.

차량에는 자동차의 속도를 측정하여 운전자에게 지시하기 위하여 차량의 속도를 감지하기 위한 수단과, 이들 수단으로 부터의 감지 결과로부터 운전자에게 아날로그 또는 디지털 형식에 따라 현재 차량의 속도를 표시하여 주기 위한 표시수단으로 구성되어져 있다.

이와 같은 현재 차량의 속도감지 장치는 일반적으로 시간에 따른 차량의 바퀴 회전수를 감안한 회전율을 이용하여 차량의 속도를 계산해내고, 이로부터 속도계에 나타내 주게 된다.

이와 같은 기계적인 회전율을 이용하는 방법은 여러 가지 조건에 따라 정확한 차량의 속도를 계산해내기 어렵다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 기계적인 회전율을 이용하는 방법이 아닌, 광센서를 이용하여 노면으로부터 반향되어 오는 파형에 따라 노면 상태를 분석하여, 동일한 노면파형의 입력에 대한 시차에 따라 차량의 정확한 속도를 계산해낼 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치의 일실시예 구성을 보인 블록도.

도 2a는 본 발명에 있어서, 노면 파형을 읽어들이기 위한 광센서의 설치 위치를 보이기 위한 차량의 저면을 개략적으로 나타낸 도면.

도 2b는 본 발명에 있어서, 노면 파형을 읽어들이기 위한 광센서의 설치 위치를 보이기 위한 차량의 측면을 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 있어서, 각 광센서로부터 읽어들인 노면 파형의 일예를 나타낸 도면.

본 발명은, 노면상태에 따른 파형을 검출하기 위하여 차량의 전방과 후방 저면에 소정의 간격을 두고 설치되는 노면파형 검출수단과, 전방과 후방에 각 설치된 노면파형 검출수단으로 입력되는 노면 파형에 대한 패턴을 비교하는 패턴비교수단과, 노면파형 검출수단간의 설치간격 대 패턴비교수단의 패턴 비교결과에 따라 동일 파형이 입력되기까지의 시간을 고려하여 차량 속도를 계산하는 차량속도연산수단과, 노면파형을 감지하고, 감지된 그 결과로부터 차량의 속도를 계산하여 출력하기 위한 일련의 과정을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 이와 같은 구성을 특징으로 하는 본 발명에 대한 일 실시예를 나타낸 것이다.

이를 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 차량의 전방 및 후방 저면으로 소정의 거리(A) 간격을 두고 설치되어 노면의 상태에 따른 파형을 검출하기 위한 제 1광센서(S1),제 2광센서(S2)와, 광센서(S1,S2)로부터 입력되는 아날로그 파형을 연산가능한 디지털 파형신호로 변환하는 A/D변환부(11)를 포함하는 광센서제어부(10)와,

광센서제어부(10)의 광센서(S1,S2)로부터 각 입력되는 노면의 상태에 따른 파형을 패턴분석하여 동일파형의 입력에 따른 시간차를 검출해내는 패턴비교부(21)와, 패턴비교부(21)에서 검출된 시간차와 광센서(S1,S2)의 설치 간격(A)를 이용하여 속도를 계산해내는 연산부(22)를 포함하는 패턴분석부(20)와,

노면파형을 읽어들여, 차량의 속도를 계산해내기 위한 일련의 과정을 제어하며, 계산된 차량의 속도를 소정의 속도 표시수단으로 출력하기 위하여 상기 각 부를 제어하는 제어부(30)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치는,

도 2a,2b에 도시된 바와 같이, 노면의 상태를 읽어들이기 위한 제 1광센서(S1)와 제 2광센서(S2)가 차량의 전방과 후방 저면에 소정의 거리 간격(A)을 두고, 설치 구성된다.

이때, 광센서(S1,S2)의 설치위치는 노면의 상태변화에 따라 비교적 영향이 적은 위치에 설치를 하게 되는 데, 도면에 도시된 바와 같이, 주행중 진동의 영향이 제일 적은 부분에 설치된다.

차량이 주행하게 되면, 차량의 저면에 설치된 제 1광센서(S1) 및 제 2광센서(S2)는 차량의 저면에 대향되는 노면으로부터 반향되어 입력되는 광의 파형을 읽어들일 수 있게 된다.

이와 같은 노면 파형은 A/D 변환부(11)를 통해 신호 연산이 가능한 디지털 신호로 변환되고, 제어부(30)에서는 이러한 노면 파형신호를 패턴분석부(20)로 전달하게 된다.

패턴분석부(20)의 패턴비교부(21)에서는 실시간(real time)으로 입력되는 제 1광센서(S1) 및 제 2광센서(S2)의 노면 파형을 비교하게 된다.

패턴비교부(21)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 단위시간(예; 5㎜ sec)마다의 파형 블록으로 제 1광센서(S1)의 파형과 제 2광센서(S2)의 파형을 리플 매칭(ripple matching)하여 제 1광센서(S1)의 파형과 동일한 파형 블록을 제 2광센서(S2)로부터 찾아 낸다.

이후, 연산부(22)에서는 찾아낸 제 1광센서(S1)의 파형블록과 제 2광센서(S2)의 파형블록간의 샘플링 타임갭(sampleling time gap)(T) 즉, 동일한 노면파형에 대한 제 1광센서(S1)와 제 2광센서(S2)의 파형 입력시간 차이와 제 1광센서(S1)와 제 2광센서(S2)의 설치 간격(A)을 이용하여 차량의 속도를 연산하게 된다.

이를 식으로 표현하면 다음의 수학식 1과 같다.

즉, A 는 제 1광센서(S1)와 제 2광센서(S2)의 설치 간격이므로, 이를 샘플링 타임 간격(T)으로 나누어주면 속도를 산출할 수 있게 되는 것이다.

차량이 도로면을 주행하게 되면, 차량의 전방과 후방은 계속하여 동일한 노면을 주행할 수 뿐이 없게 되므로, 당연히 제 1광센서(S1)와 제 2광센서(S2)의 노면 파형은 시간차를 두고 계속하여 동일한 파형이 입력되므로써, 상기와 같이 속도를 연산할 수 있게 된다.

이와 같이 구해진 속도는 제어부(30)에서 속도 신호로 출력하여 운전자에게 제공되는 일정한 속도 표시수단을 통해 알려질 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 광센서를 이용하여 반향되어 오는 노면의 상태를 분석하여 패턴 매칭을 이용한 정확한 위치의 분석과 이를 토대로 시차에 따른 지점 주행속도를 계산할 수 있으므로, 정확한 속도의 산출이 가능하게 된다.

또한, 이후 디지털 신호를 이용하는 다른 장치와의 호환, 적용이 가능하게 되는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 노면상태에 따른 파형을 검출하기 위하여 차량의 전방과 후방 저면에 소정의 간격을 두고 설치되는 노면파형 검출수단과, 전방과 후방에 각 설치된 노면파형 검출수단으로 입력되는 노면 파형에 대한 패턴을 비교하는 패턴비교수단과, 노면파형 검출수단간의 설치간격 대 패턴비교수단의 패턴 비교결과에 따라 동일 파형이 입력되기까지의 시간을 고려하여 차량 속도를 계산하는 차량속도연산수단과, 노면파형을 감지하고, 감지된 그 결과로부터 차량의 속도를 계산하여 출력하기 위한 일련의 과정을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 노면파형 검출수단은 전방과 후방의 각각 설치되는 두 개의 광센서로 이루어짐을 특징으로 하는 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 노면파형 검출수단간의 설치 위치는 주행중 차량의 진동이 최소가는 지점으로 차량의 저면에 설치되는 것임을 특징으로 하는 노면파형 분석을 이용한 속도 감지장치.