KR20050036348A - 진단/보상 기능을 갖는 차량의 장애물 감지 장치 및 방법 - Google Patents

진단/보상 기능을 갖는 차량의 장애물 감지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 장애물 감지 장치의 오동작 및 기능저하를 사전에 진단하고 감지 기능을 보상하는 차량의 장애물 감지 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 상기 초음파 센서에 의해 송출되고 물체로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호에서 여진파 신호의 여진 시간을 측정하는 단계와, 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 기준 여진 시간에 대한 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 산출하는 단계와, 상기 여진파 신호의 여진 신호 감쇄량이 기설정 기준 내에 속할 때, 상기 초음파 센서의 감지성능 저하라고 판단하는 단계 및 상기 초음파 센서의 감지성능 저하의 판단에 따라 상기 여진시간 감쇄량을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 여진시간 감쇄량을 보상하는 단계는 상기 여진시간 감쇄에 대응하는 상기 초음파 신호의 수신파에 대한 기준 전압을 보정하는 단계를 포함한다.

Description

진단/보상 기능을 갖는 차량의 장애물 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING OBSTACLE FOR USE IN A VEHICLE CAPABLE OF SELF-DIAGNOSIS/COMPENSATION}
본 발명은 차량의 운행 또는 주차 상황에서 후진/회전할 경우 차량의 후방이나 측면에 위치하는 사각지대의 장애물과 차량간 거리를 감지하여 위험 상황을 경보하는 차량의 장애물 감지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 장애물 감지 장치의 오동작 및 기능저하를 사전에 진단하고 보상하는 기능을 갖는 차량의 장애물 감지 장치에 관한 것이다.
차량의 전방, 후방, 측면은 운전자의 시야를 벗어나는 사각지역으로 형성되므로 차량의 외면에 초음파 센서를 장착한 장애물 감지 장치가 널리 사용되고 있다. 장애물 감지 장치는 차량이 후진할 때, 회전할 때 또는 전진할 때 차량 근방에 물체의 유ㆍ무 및 물체와의 이격거리를 감지하여 운전자에게 경보함으로써 운전자에게 차량의 주변정보를 제공하는 안전운전을 위한 보조 장치이다. 이러한 장애물 감지 장치는 차량의 전방, 후방, 측면에 위치하는 범퍼나 차체에 수평으로 설치되며, 콘트롤 박스(control box), 초음파 센서, 표시부 등으로 구성된다. 콘트롤 박스는 대개의 경우 차량의 화물칸(trunk)이나 차량 실내에 설치되고, 초음파 센서는 차량 외면에 부착 또는 삽입된 형태로 설치되고, 경보부 및 표시부는 운전자의 시야에 가까운 차량 실내에 설치된다.
도 1에 예시된 장애물 감지 장치에서, 차량에 설치된 초음파 센서는 사람이 들을 수 없는 초음파 대역의 음파를 사용하여 송신된 초음파가 물체로부터 반사되어 되돌아오는 수신파의 파형을 분석하여 물체나 장애물의 존재여부를 감지한다.
그러나, 장애물 감지 장치는 초음파 센서의 감지 기능을 이용하여 차량의 안전운행을 도모하지만, 차량이 장기간 운행되면서 지속적으로 발생하는 차체의 진동으로 인하여 장애물 감지 장치 내 회로의 오동작이나 고장을 일으키게 되거나 장애물 감지 장치의 회로 부분에서 오동작이나 불량이 상존하는 잠재 고장 발생 가능한 상태에 놓이게 된다. 또한 차량의 외부에 장착된 초음파 센서가 외부의 기후 조건, 예컨대, 눈, 비, 온도, 습도에 장기간 노출되어 있기 때문에 내환경성 저하 및 동작 기능 열화로 초음파 센서의 감지 능력 변화나 오감지 등을 유발할 수 있다. 부가적으로, 초음파 센서의 고정 수단인 차량의 범퍼 또는 차체가 금속인 경우 초음파 센서로부터 발생된 초음파가 금속 물체의 간섭이나 공진에 의해 감도 저하나 오동작을 일으키게 되고, 초음파 센서에 이물질이 부착되는 경우에는 초음파 센서의 감지 성능의 급격한 변화를 가져올 수 있다. 따라서, 장애물 감지 장치 내 회로의 오동작이나 오감지 뿐만 아니라 초음파 센서의 감도 저하인 경우에는 장애물 감지 장치의 정상 동작 여부를 신뢰하거나 확인할 수 없으므로, 운전자는 차량 운행시 위험을 수반하게 된다. 또한, 차량 장애물 감지 장치의 오동작이나 고장이 발생하는 경우 운전자가 이러한 상황을 제대로 인식하지 못한 채 운행함으로써 미래에 발생가능한 잠재적 위험이나 사고 요인에 직면할 수 있게된다.
또한 운전자의 차량 운행 중 복잡한 경보장치로 운행능력을 저하시킬 수 있으므로 운행능력의 집중도를 떨어뜨리지 않는 시각 표시 기능이 요구된다.
그러므로, 본 발명은 그러므로, 본 발명은 차량의 장애물 감지 장치의 이상상태를 진단하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치의 감지기능저하를 진단하고 보상하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치의 이상 상태를 진단하는 방법은, (a) 상기 초음파 센서에 의해 송출되고 물체로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호에서 여진파 신호의 여진 시간을 측정하는 단계; (b) 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 기준 여진 시간에 대한 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄 정도를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄 정도가 기설정 기준을 초과할 때 상기 장애물 감지 장치의 이상 상태로 진단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 장애물 감지 장치에서 사용되는 초음파 센서의 감지성능 저하를 진단하고 보상하는 방법, (a) 상기 초음파 센서에 의해 송출되고 물체로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호에서 여진파 신호의 여진 시간을 측정하는 단계; (b) 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 기준 여진 시간에 대한 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 산출하는 단계; (c) 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 기설정 기준 내에 속할 때, 상기 초음파 센서의 감지성능 저하라고 판단하는 단계; 및 (d) 상기 초음파 센서의 감지성능 저하의 판단에 따라 상기 여진시간 감쇄량을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치는, 상기 차량의 부근에 존재하는 물체에 대하여 초음파 신호를 송출하고 상기 물체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 초음파 센서로서, 상기 초음파 신호는 초음파 펄스, 여진파 신호 및 수신파를 포함하는 상기 초음파 센서; 상기 초음파 센서에 의해 수신되는 상기 수신파 신호의 감도를 향상시키기 위하여 상기 수신파 신호에 대응하는 직류 전압에 대한 기준 전압을 설정하는 신호 비교부; 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 계산하고, 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 기설정된 기준 내에 속할 때 상기 여진 신호 감쇄량에 따라 상기 기준 전압을 갱신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따라서 구성된 차량의 장애물 감지 장치의 블록 구성도를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이 장애물 감지 장치는 전원부(202), 리셋부(204), RAM(206), ROM(207), 발진부(208), 송신부(210), 초음파 센서(212), 수신부(214), 증폭부(216), 여진 시간 계산부(218), 신호 비교부(220), 경보부(222), 표시부(224) 및 제어부(230)를 포함한다.
전원부(202)는 제어부(230)를 포함한 장애물 감지 장치의 각 구성요소에 전원을 공급하며, 리셋부(204)는 차량의 후진기어가 조작됨에 따라 제어부(230)의 데이터 메모리인 RAM(206)을 초기화시키는 동작을 수행한다. 프로그램 메모리인 ROM(207)에는 제어부(230)의 제어 하에 장애물 감지 장치의 구동을 위한 구동 프로그램 등이 저장되어 있다.
발진부(208)는 장애물 감지 장치가 구동될 때, 제어부(230)에서 제공되는 초음파 펄스 신호를 증폭하여 송신부(210)로 제공하며, 송신부(210)는 발진부(208)에 의해 발진된 초음파 펄스 신호를 초음파 센서(212)를 통하여 송출 방사한다. 초음파 센서(212)는 차량 주변에 존재하는 장애물, 물체 또는 사람을 감지하고 이들로부터 반사되는 초음파를 수신한다.
수신부(214)는 초음파 센서(212)에서 수신된 초음파 신호로부터 잡음을 제거하고, 증폭하는 기능을 수행한다. 수신부(214)에 의해 증폭된 초음파 신호는 직류변환부(216)로 제공된다. 도 4를 참조하면, 초음파 센서(212)를 통하여 차량 주변으로 송출되고 수신부(214)에 의해 수신된 초음파 수신 신호가 도시된다. 도 4에서 좌측부터 차례로 첫번째 펄스 파형은 초음파 센서(212)로부터 송출되는 초음파 신호(즉, 송출파)를 나타내고, 그 다음 파형은 초음파 신호에 뒤이은 링잉(또는 여진) 파형(즉, 여진파)을 나타내며, 후속하는 마지막 파형은 물체에 반사되어 돌아오는 수신 신호 파형(즉, 수신파)을 나타낸다. 여진파는 송출된 초음파 신호가 센서를 통과할 때 센서표면 기구물에 따른 반사파로서 발생하며, 그 진폭에 있어서는 수신파의 피크치와 비례관계를 갖는다.
직류 변환부(216)는 로우패스필터로 구성되어, 초음파 신호에 포함된 여진파 및 수신파를 각기 직류(DC) 전압으로 변환하여 여진 시간 계산부(218) 및 신호 비교부(220)로 입력된다.
여진 시간 계산부(218)는 증폭부(216)로부터 입력된 여진파의 직류 전압을 이용하여 여진파 신호의 여진 시간을 계산한다. 이러한 여진 시간 계산부(230)는 여진파 신호의 직류 전압이 변동하는 기간을 계수하는 타이머 등으로 구성될 수도 있다. 여진 시간 계산부(218)는 계산된 여진파 신호의 여진 시간을 제어부(230)로 제공한다.
신호 비교부(220)는 직류 변환부(216)에서 제공된 수신파 신호의 직류 전압을 조절가능한 기준 전압(Vref)와 비교한다. 통상적으로, 초음파 센서(212)의 노후로 인한 감지성능의 저하 시에는 수신파 신호가 미약하여 (수신파의 기준 레벨 또는) 기준 전압(Vref) 보다 낮을 수도 있다. 따라서, 초음파 센서(212)의 감지성능 저하 시에는 기준 전압(Vref)을 보다 낮게 설정하여 주면 수신파 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있을 것이다. 차량 주변에 존재하는 물체를 보다 정확히 검출하도록 기준 전압(Vref)을 조절해주는 절차는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
신호 비교부(218)에서는 수신파 신호의 직류 전압이 기준 전압(Vref)보다 큰경우에 기준 전압 이상의 수신파 신호를 검출하여 제어부(230)로 제공한다. 신호 비교부(218)에서 제어부(230)로 제공된 수신파 신호를 이용하여 제어부(230)는 차량과 초음파 센서(212)에 의해 감지된 물체와의 거리를 계산한다.
제어부(230)는 여진 시간 계산부(218)로부터 제공된 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여, 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일한 경우에는 곧바로 차량과 물체와의 거리를 계산하는 프로세스를 진행한다. 이때, 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일하다는 것은 초음파 센서(212)가 정상 동작하여 초음파 센서(212)에서 수신파 신호를 정상적으로 검출할 수 있음을 의미한다. 다시 말해서, 초음파 신호에 포함된 여진파 신호가 감소된다는 것은 초음파 센서(212)의 성능저하 또는 고장을 의미한다. 따라서, 본 발명에서는 여진파 신호의 여진 시간을 참조하여 센서의 성능 감소를 확인하는 것이다.
그러나, 제어부(230)는 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일하지 않은 경우에는 초음파 센서(212)가 노후로 인한 감지성능 저하나 고장이 발생한 것이라고 판단하고 그에 대응하여 수신파 신호의 여진 시간의 감쇄 정도를 계산하고, 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 보상하는 프로세스를 진행한다.
본 발명에 있어서, 기준 여진 시간은 정상 동작하는 초음파 센서(212)에서 발생하는 여진파 신호의 여진 시간을 참조하여 설정된다. 이와 달리 정상 동작하는 복수개의 초음파 센서들에서 발생하는 복수개의 여진파 신호들의 평균 여진 시간을 기준 여진 시간으로서 설정할 수도 있을 것이다.
따라서, 제어부(230)는 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일하지 않은 경우에 기준 여진 시간에 대한 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 계산한다. 이때, 여진파 신호의 여진 시간이 기준 여진 시간보다 기설정된 감쇄, 예컨대 35 % 이상 감쇄된 것으로 판단되면, 장애물 감지 장치의 고장 또는 초음파 센서(212)에 이물질이 부착되어 초음파 센서(212)가 정상으로 동작하는 것이 불가능하다고 판단한다. 이 경우, 제어부(230)는 경보부(222) 및 표시부(224)를 통하여 장애물 감지 장치가 고장 또는 동작 불능 상태에 있음을 청각 및 시각적으로 차량에 탑승한 운전자에게 알려준다. 그러나, 여진파 신호의 여진 시간이 기준 여진 시간보다 35 % 미만으로 감쇄되었다면, 초음파 센서(212)가 고장은 아니지만 노후화 또는 감지 동작의 부정확으로 인한 감지 기능이 저하된 것이라고 판단한다. 따라서, 제어부(230)는 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 보상한다. 이러한 감쇄량 보상은 감쇄량에 해당하는 만큼의 기준 전압(Vref)을 조절하는 것이다. 즉, 여진파 신호의 여진 시간의 감소는 수신파 신호의 직류 전압과 상관관계가 있으므로 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량에 따라 기준 전압(Vref)를 조절해줌으로써 초음파 센서(212)의 감지기능 저하를 정상적으로 유지시키는 것이다. 다시 말해서, 기준전압은 수신 신호의 직류 변환된 값이므로 물체의 감지 여부를 판단하는 기준이 되는 값이다. 이는 센서의 감지 성능 저하가 여진 시간 감쇄와 수신 직류값의 감쇄로 나타나는 상관관계에 기인한 것이다.
제어부(230)에서 수행되는 기준 전압(Vref)의 조절은 다음과 같이 이루어진다. 통상적으로 장애물 감지 장치 또는 장애물 감지 장치의 초음파 센서(212)는 차량의 운행에 따른 진동 등의 동작 여건이나 외부의 기후 조건에 노출되어 있고 아무런 보수나 조처 없이 장기간 사용되기도 한다. 따라서, 이러한 여건 및 조건에 의해 장애물 감지 장치나 초음파 센서(212)는 노후화 되거나 감지 동작의 부정확을 유발할 수 있다. 이러한 상황에 대비하여, 장애물 감지 장치나 초음파 센서(212)의 사용 년한, 기후 여건, 동작 조건 등에 따른 여진파 신호의 여진 시간의 감쇄 정도나 감쇄 비율을 사전에 실험을 통하여 확인하고, 그 감쇄 정도나 감쇄 비율에 따라 그에 대응하여 변동되는 기준 전압(Vref)을 룩업테이블 또는 ROM(207)에 저장한다. 따라서, 제어부(230)는 여진파 신호의 여진 시간의 감쇄량이 전술한 기설정된 감쇄정도에 지나지 않는 경우, 룩업 테이블 또는 ROM(207)에 저장된 감쇄 비율에 대응하는 기준 전압(Vref)을 룩업테이블 또는 ROM(207)로부터 추출하여 신호 비교부(220)로 제공함으로써, 신호 비교부(220)에서 사용하는 기준 전압(Vref)을 조절할 수 있다. 전술한 방식에 따라 본 발명은 여진파 신호의 여진 시간의 감쇄량에 따라 기준 전압(Vref)을 조절해 줌으로써 초음파 센서(212)의 성능을 최적하게 유지할 수 있다.
전술한 제어부(230)는 마이크로프로세서 또는 전자제어유니트(Electronic Control Unit: ECU)로 구현될 수 있으며, 여진 시간 계산부(218) 및 신호 비교부(220)는 특정한 하드웨어 구성뿐만 아니라 제어부(230)에서 구동되는 프로그램으로 구성될 수도 있다.
제어부(230)에 의해 조절된 기준 전압(Vref)은 디지털-아날로그 변환 과정을 통하여 아날로그 전압으로 변환되어 새로이 조절된 기준 전압(Vref)으로서 신호 비교부(220)로 제공된다. 신호 비교부(220)는 기준 전압을 새로이 조절된 기준 전압(Vref)으로 갱신하고, 갱신된 기준 전압(Vref)과 직류 변환부(216)를 통하여 입력된 수신파 신호의 직류 전압을 비교하여 그 결과를 제어부(230)로 제공한다. 이때, 제어부(230)에 의해 기준 전압(Vref)이 조절되었으므로 신호 비교부(220)에서 비교된 수신 신호의 직류 전압은 기준 전압(Vref)과 동일하거나 높을 것이고, 수신 감도가 높은 수신파 신호를 검출할 수 있을 것이다.
이후, 제어부(230)는 초음파 센서(212)에 의해 수신된 수신파 신호를 이용하여 차량과 초음파 센서(212)에 의해 감지된 물체와의 거리를 계산한다. 제어부(230)에 의해 차량과 물체와의 거리를 계산하는 과정은 다음과 같다.
초음파 센서(212)에서 송출 방사되는 초음파 신호의 속도는 약 340 m/s이다. 이 속도를 초음파 센서(212)가 송출 방사되고 반사되어 수신된 시점까지의 측정 시간으로 1/2로 나눔으로써 차량과 물체와의 거리가 계산될 수 있다.
경보부(222) 및 표시부(224)는 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 계산된 거리에 따라 경보부(222) 및/또는 표시부(224)에서 청각적으로 및/또는 시각적으로 차량의 운전자에게 경보음을 울리거나 표시로서 운전자에게 알려준다. 본 발명에 있어서, 표시부(224)는 차량의 전면 또는 후면 유리에 부착된 청색, 황색, 녹색 및 적색 발광용 LED로 구성되어 있으며, 차량과 물체와의 계산된 거리에 따라 하나 내지 네 개의 LED를 순차적으로 또는 조합하여 발광하도록 구성된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 장애물 감지 장치의 동작은 도 3a 및 도 3b에 도시된 흐름도를 참조하여 다음과 같이 설명된다.
차량의 운전자가 예컨대 차량의 시동을 거는 순간이나 운행 중인 차량을 후진 변속하면, 리셋부(204)가 동작되어 RAM(206)이 초기화된다(단계 310).
이때, 도 4에 예시된 바와 같이 발진부(208)에 의해 발진된 초음파 펄스 신호가 송신부(210)의 제어 하에 초음파 센서(212)를 통하여 초당 약 40,000 번의 주기로 일정 시간동안 차량 주변으로 송출된다(단계 320).
차량 주변에 물체가 있는 경우, 물체에서 반사된 초음파 신호는 다시 차량에 장착된 초음파 센서(212)에서 수신되고(단계 S330), 수신부(214)와 직류 변환부(216)를 경유하여 증폭되고 직류 전압으로 변환된 다음, 여진 시간 계산부(218) 및 신호 비교부(220)로 제공된다.
여진 시간 계산부(218)에서는 직류 변환부(216)로부터 제공된 여진파 신호의 직류 전압을 이용하여 여진 시간을 계산하며(단계 S340), 제어부(230)에서는 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일한 지를 판단한다(단계 S350).
단계(S350)의 판단결과, 여진파 신호의 여진 시간과 기준 여진 시간이 동일하면 단계(S400)으로 진행하고, 그렇지 않다면 단계(S360)로 진행한다.
단계(S360)에서, 기준 여진 시간에 대한 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 계산된다(단계 S370).
그 다음 단계(S370)에서, 제어부(230)는 기준 여진 시간에 대한 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 기설정된 조건을 만족하는지를 판단한다(단계 S370). 만일 판단결과, 여진파 신호의 여진 시간이 기설정된 조건, 즉 기준 여진 시간보다 35 %미만으로 감쇄되었다고 판단되면, 제어부(230)는 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량에 따라 기준 전압(Vref)을 조절한다(S380). 제어부(230)에 의해 조절된 기준 전압(Vref)은 디지털-아날로그 변환을 통해 아날로그 전압으로 변환되고 신호 비교부(220)에 새로운 기준 전압(Vref)으로서 제공된다.
그러나, 단계(S370)에서 여진파 신호의 여진 시간이 기설정 조건을 벗어나 감쇄되었다면, 장애물 감지 장치의 고장 또는 초음파 센서(212)에 이물질이 부착되어 장애물 감지 장치의 정상 동작 불능 또는 초음파 센서(212)의 노후화로 인한 감지 기능 저하 등으로 진단하여 경보부(222)를 통하여 그 상태를 경보음으로 차량에 탑승한 운전자에게 알려줌으로써 운전자로 하여금 적절한 조치, 예를 들면, 장애물 감지 장치의 동작을 정지시키는 조치를 취하도록 할 수 있다(단계 S390).
한편, 단계(S400)에서, 제어부(230)는 차량과 초음파 센서(212)에 의해 감지된 물체와의 거리, 예컨대, 0.3 m, 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, . . .를 계산한다.
만일, 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 거리가 기설정된 거리, 예컨대, 1.5 m를 초과하는 경우에는 표시부(224)를 통한 아무런 시각적인 표시를 하지 않는다(단계 S410 ~ S420).
만일, 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 거리가 1.0 m 이상으로 1.5 m 미만인 경우에는 경보부(222)를 통하여 차량 운전자에게 주의를 요하도록 1차 경고음이 발생되고, 차량 유리창에 부착된 표시부(224)에는 청색 LED가 발광 표시된다(단계 S430 ~ 단계 S450).
만일, 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 거리가 0.5 m 이상으로 1.0 m 미만인 경우에는 경보부(222)를 통하여 차량 운전자에게 재차 주의를 요하도록 2차 경고음이 발생되고, 차량 유리창에 부착된 표시부(224)에는 청색 및 황색 LED가 발광 표시된다(단계 S460 ~ 단계 S480).
만일, 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 거리가 0.3m 이상으로 0.5 m 미만인 경우에는 차량 운전자에게 상당한 주의를 요하도록 경보부(222)를 통하여 3차 경고음이 발생되고, 차량 유리창에 부착된 표시부(224)에는 청색, 황색 및 녹색 LED가 발광 표시된다(단계 S490 ~ 단계 S510).
만일, 제어부(230)에 의해 계산된 차량과 물체와의 거리가 0.3m 이내인 경우에는 차량 운전자에게 강력한 주의를 요하도록 경보부(222)를 통하여 4차 경고음이 발생되고, 차량 유리창에 부착된 표시부(224)에는 청색, 황색, 녹색 및 적색 LED가 모두 점등된다(단계 S520 ~ 단계 S530).
전술한 본 발명은 초음파 센서로부터 송출되고 물체로부터 반사된 신호, 즉 여진 파형의 여진 시간을 이용하여 차량 장애물 감지 장치의 이상 상태를 진단하는 것으로 예시되고 설명되었지만, 이와 달리 수신파형 대신에 여진 파형의 피크치를 이용하여 차량 장애물 감지 장치의 이상 상태를 진단하는 것도 가능하다. 물론, 여진 파형과 함께 수신 파형을 함께 이용하여 차량 장애물 감지 장치의 이상 상태를 진단하는 것도 가능할 것이다.
그러므로, 전술한 본 발명의 장애물 감지 장치에 따르면, 장애물 감지 장치가 정상으로 동작하는 경우에는 차량 주변의 장애물을 감지하여 운전자에게 차량 주변의 상황을 인식하도록 해주며, 장애물 감지 장치가 비정상으로 동작하는 경우에는 차량의 운전자에게 비정상 동작 중임을 시각 표시와 청각 표시를 통해 알려줌으로서 안전 운전에 만전을 기해줄 수 있다.
또한, 본 발명의 장애물 감지 장치는 초음파 센서로부터 송출되고 수신된 신호의 진폭 변화를 감지하여 장애물 감지 장치의 오동작을 진단하며, 장애물 감지 장치 내 초음파 센서의 일시적인 감지 감도 저하가 발생하는 경우에도 항시 감지 감도가 일정하도록 보상해주는 기능을 제공할 수 있다.
전술한 설명을 통하여 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 전형적인 장애물 감지 장치에서 사용되는 초음파 센서의 작동 원리를 설명하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 장애물 감지 장치의 블록 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 장애물 감지 장치의 동작을 설명하는 흐름도,
도 4는 도 2에 도시된 초음파 센서에서 송신되고 수신되는 송출파, 여진파 및 수신파를 포함하는 초음파 신호의 파형도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
202 : 전원부 204 : 리셋부
206 : RAM 207 : ROM
208 : 발진부 210 : 송신부
212 : 초음파 센서 214 : 수신부
216 : 직류변환부 218 : 여진시간 계산부
220 : 신호비교부 220 : 경보부

Claims (10)

  1. 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치의 이상 상태를 진단하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 초음파 센서에 의해 송출되고 물체로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호에서 여진파 신호의 여진 시간을 측정하는 단계;
    (b) 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 기준 여진 시간에 대한 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄 정도를 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄 정도가 기설정 기준을 초과할 때 상기 장애물 감지 장치의 이상 상태로 진단하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 이상 상태 진단 방법.
  2. 장애물 감지 장치에서 사용되는 초음파 센서의 감지성능 저하를 진단하고 보상하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 초음파 센서에 의해 송출되고 물체로부터 반사되어 수신되는 초음파 신호에서 여진파 신호의 여진 시간을 측정하는 단계;
    (b) 상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 기준 여진 시간에 대한 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 산출하는 단계;
    (c) 상기 여진파 신호의 여진 신호 감쇄량이 기설정 기준 내에 속할 때, 상기 초음파 센서의 감지성능 저하라고 판단하는 단계; 및
    (d) 상기 초음파 센서의 감지성능 저하의 판단에 따라 상기 여진 신호 감쇄량을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 초음파 센서의 기능 저하 보상 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    (d-1) 상기 수신 신호 여진 시간의 감쇄량에 따라 상기 초음파 신호에서 수신파 신호의 기준 레벨을 조절하여 상기 수신파 신호의 감도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 초음파 센서의 기능 저하 보상 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단계 (d-1)는 상기 수신파 신호에 대응하는 직류 전압에 대한 기준 전압을 조절하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 초음파 센서의 기능 저하 보상 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (f) 감도가 향상된 상기 수신파를 이용하여 상기 차량과 상기 물체와의 거리를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 초음파 센서의 기능 저하 보상 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (g) 상기 계산된 거리에 따라 경보부를 통하여 서로 상이한 경보음을 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 이상 상태 진단 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 방법은,
    (g) 상기 계산된 거리에 따라 시각적으로 LED를 이용하여 서로 상이한 경고를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 장치의 이상 상태 진단 방법.
  8. 초음파 센서를 이용한 장애물 감지 장치에 있어서,
    상기 차량의 부근에 존재하는 물체에 대하여 초음파 신호를 송출하고 상기 물체로부터 반사되는 초음파 신호를 수신하는 초음파 센서로서, 상기 초음파 신호는 초음파 펄스, 여진파 신호 및 수신파를 포함하는 상기 초음파 센서;
    상기 초음파 센서에 의해 수신되는 상기 수신파 신호의 감도를 향상시키기 위하여 상기 수신파 신호에 대응하는 직류 전압에 대한 기준 전압을 설정하는 신호 비교부;
    상기 여진파 신호의 여진 시간을 기준 여진 시간과 비교하여 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량을 계산하고, 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 기설정된 기준 내에 속할 때 상기 여진 신호 감쇄량에 따라 상기 기준 전압을 갱신하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 장애물 감지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 여진파 신호의 여진 시간 감쇄량이 상기 기설정 기준을 초과할 때 상기 장애물 감지 장치의 고장으로 진단하는 것을 특징으로 하는 차량의 장애물 감지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 장애물 감지 장치는,
    상기 차량에 부착되는 복수개의 발광 다이오드로 구성되어 상기 제어부에서 계산된 거리에 따라 상기 복수개의 발광 다이오드를 순차적으로 발광 표시하는 표시부; 및
    상기 차량에 부착되어 상기 제어부에서 계산된 거리에 따라 청각적으로 서로 상이한 경보음을 발생하는 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 장애물 감지 장치.
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