KR20080112462A - 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법은 차량의 범퍼 내부에 구비되어 상기 차량의 충돌 가속도를 감지하는 가속도센서 및 상기 가속도센서를 통해 인가된 데이터로부터 상기 차량의 충돌 여부를 감지하는 제어부를 포함하며, 제어부는 차량이 충돌된 것으로 감지되면 가속도센서의 신호를 동기화하고, 동기화된 가속도센서의 신호에 대한 변위값에 따라 차량의 충돌 위치를 판별하도록 한다. 본 발명에 따르면, 다수의 가속도센서를 이용하여 신호 왜곡에 따른 보행자 충돌 에러가 발생되는 것을 해소하여 보다 정확한 보행자 충돌 여부를 확인할 수 있는 이점이 있으며, 또한 차량의 충돌 위치를 판별함으로써 보행자의 충돌 위치를 정확히 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.
제1 가속도센서, 제2 가속도센서, 변위값, 충돌위치

Description

차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법 { Impect sensing system for vehicle and its operating method thereof }
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템에 대한 구성이 도시된 블록도,
도 2 및 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템에 대한 동작을 설명하기 위해 참조되는 도, 그리고,
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템에 대한 동작 흐름이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 제1 가속도센서 20: 제2 가속도센서
30: 제어부 40: 데이터베이스
본 발명은 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로, 특히 가속도센서를 이용하여 차량의 충돌 위치를 판별하도록 하는 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 충돌 감지 시스템은 보행자의 충돌 상황을 인식하기 위해 가속도센서를 이용한다. 이때, 가속도센서를 충돌 부위 근처에 장착함으로써 보행자의 충돌 여부를 판별하게 된다.
그러나, 종래의 차량 충돌 감지 시스템은 하나의 가속도센서를 통해 충돌 여부를 감지함에 따라, 그 신호가 약한 경우에는 충돌에 따른 응답이 신속하게 이루어지지 않음으로 보행자의 충돌을 감지하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 종래에는 차량의 충돌 여부만 판별할 뿐, 차량의 정확한 충돌 위치를 판별하는 시스템은 적용되지 않았었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 다수의 가속도센서를 이용하여 신호 왜곡에 따른 보행자 충돌 에러가 발생되는 것을 해소하고, 차량의 충돌 위치를 판별하도록 하는 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량의 충돌 감지 시스템은 차량의 범퍼 내부에 구비되어 상기 차량의 충돌 가속도를 감지하는 가속도센서 및 상기 가속도센서를 통해 인가된 데이터로부터 상기 차량의 충돌 여부를 감지하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 차량이 충돌된 것으로 감지되면 상기 가속도센서의 신호를 동기화하고, 동기화된 상기 가속도센서의 신호에 대한 변위값에 따라 상기 차량의 충돌 위치를 판별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량의 충돌 감지 시스템의 동작방법은 제1 가속도센 서 및 제2 가속도센서 중 적어도 하나로부터 측정된 데이터에 기초하여 차량의 충돌 여부를 감지하는 단계, 상기 차량이 충돌된 것으로 감지되면, 상기 제1 가속도센서 및 제2 가속도센서를 통해 각각 측정된 데이터에 대한 변위값(D1, D2)을 각각 산출하는 단계, 및 상기 산출된 변위값(D1, D2)에 기초하여, 상기 차량의 충돌위치를 판별하는 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템에 대한 구성이 도시된 사시도이다.
본 발명에 따른 차량의 충돌 감지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 범퍼 내부에 구비되어 차량의 충돌 가속도를 감지하는 가속도센서 및 가속도센서를 통해 인가된 데이터로부터 차량의 충돌 여부를 감지하는 제어부(30)를 포함한다. 이때, 제어부(30)는 차량이 충돌된 것으로 감지되면 가속도센서의 신호를 동기화하고, 동기화된 가속도센서의 신호에 대한 변위값에 따라 상기 차량의 충돌 위치를 판별한다. 또한, 가속도센서를 통해 감지된 데이터 및 차량의 설정 데이터가 저장되는 데이터베이스(40)를 더 포함한다.
가속도센서는 차량의 범퍼 내부에 구비된다. 이때, 가속도센서는 범퍼 내부의 우측 및 좌측 중 어느 한쪽에 구비되어, 차량의 충돌 가속도를 측정하는 제1 가속도센서(10) 및 범퍼 내부의 우측 및 좌측 중 다른 한쪽에 구비되어 차량이 가속도를 측정하는 제2 가속도센서(20)를 포함한다. 단, 본 발명의 일실시예에서는 제1 가속도센서(10)가 좌측에 구비된 센서이며, 제2 가속도센서(20)가 우측에 구비된 센서인 것으로 하여 본 발명의 실시예를 설명하고자 한다.
제어부(30)는 차량 주행 중 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도 센서를 통해 측정된 데이터를 실시간으로 모니터링 한다. 만일, 제어부(30)는 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20) 중 적어도 하나로부터 측정된 데이터에 의한 가속도 값이 기 설정치를 초과하면, 차량이 충돌된 것으로 판단한다. 여기서, 기 설정치는 초기 트리거링 레벨(start triggering level, F_th)로서, 그 수치는 'F_th=0.5g' 정도로 설정한다. 단, 그 수치는 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제어부(30)는 차량이 충돌된 것으로 판단되면, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)를 통해 입력되는 두 신호를 동기화시키고, 동기화 된 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)의 신호를 필터링(filtering) 한다. 여기서, 필터링 작업은 저역 통과 필터링(Lowpass Filtering) 작업을 수행하는 것으로 한다. 이때, 제어부(30)는 필터링 된 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20) 신호로부터 감지된 가속도 값에 대해 이중적분을 수행함으로써, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20) 신호의 순간 변위값(D1, D2)을 추출한다.
제어부(30)는 산출된 제1 가속도센서(10)의 변위값(D1) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값(D2)을 기 설정된 최대설정치(UP_th) 및 최소설정치(LW_th)와 비교하여, 그 결과에 따라 차량의 충돌 위치를 판별한다.
이에, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 충돌 감지 시스템을 좀 더 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충돌 위치 시스템에 대한 동작을 설명하기 위해 참조되는 예시도이다.
차량을 하나의 탄성체로 봤을 때, 특정 물체가 차량의 범퍼에 충돌하게 되면, 그 충돌부분의 순간 변위값이 변화하게 되는 원리는 이용하여 보행자 또는 특정 물체의 충돌 위치를 판별하는 것이다.
다시 말해, 도 2의 (a)와 같이 범퍼의 우측에 충돌이 가해진 경우, 우측에 구비된 제2 가속도센서(20)에서는 '-' 변위가 발생, 즉, 제1 가속도센서(10)의 변위값은 '+([D1]>0)', 제2 가속도센서(20)의 변위값은 '-([D2]<0)'가 되어, 제1 가속도 센서 및 제2 가속도센서(20)의 변위값 그래프는 (a)와 같은 형상을 갖게 된다. 이때, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값의 크기가 '｜D1｜<｜D2｜'가 되므로, 제어부(30)는 충돌위치가 범퍼의 우측인 것으로 판별한다.
한편, 도 2의 (b)와 같이 범퍼의 좌측에 충돌이 가해진 경우에는, 도 2의 (a)와 반대로 좌측에 구비된 제1 가속도센서(10)에서 '-' 변위가 발생함에 따라 (b)에서와 같은 그래프 형상을 갖게 된다. 이때, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값의 크기가 '｜D1｜>｜D2｜'가 되므로, 제어부(30)는 충돌위치가 범퍼의 좌측인 것으로 판별한다.
또한, 도 2의 (c)와 같이 범퍼의 중앙부에 충돌이 가해진 경우, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값이 모두 '+'가 됨에 따라, (c)와 같이 변위값 그래프가 거의 나란히 상승하는 그래프 형상을 갖게된다. 따라서, 제어부(30)는 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값으로부터 충돌위치가 범퍼의 중앙부인 것으로 판별한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템에 대한 동작을 설명하기 위해 참조되는 도로서, 도 2와 달리 수식을 통해 충돌위치를 확인하도록 하는 도표를 도시한 도이다.
즉, 도 3은 제1 가속도센서(10)의 변위값(D1) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값(D2)과 최대설정치(UP_th) 및 최소설정치(LW_th)와의 관계에 따른 충돌위치를 도시한 도표이다.
다시 말해, '1:D1>=UP_th, D2>=UP_th', '2:D1<=LW_th, D2<=LW_th', '3:D1<UP_th, D2<UP_th', '4:D1>LW_th, D2>LW_th'와 같이, 1,2,3,4의 조건 중 적어도 하나의 조건을 만족하는 경우, 제어부(30)는 충돌위치가 중앙부인 것으로 판별한다.
한편, 5,6과 같이, 'D1>=UP_th, D2<=LW_th'의 조건을 만족하면서, 동시에 'D1_UP_T<=D2_LW_T' 혹은 'D1_LW_T<=D2_UP_T'의 조건을 만족하는 경우, 제어부(30)는 충돌위치가 좌측인 것으로 판별한다. 또한, 9,10과 같이, 'D1<=LW_th, D2>=UP_th'의 조건을 만족하면서, 동시에 'D1_UP_T<=D2_LW_T' 혹은 'D1_LW_T<=D2_UP_T'의 조건을 만족하는 경우, 제어부(30)는 충돌위치가 좌측인 것으로 판별한다.
반대로, 5,6,9,10의 조건을 만족하지 않는 경우, 즉, 7,8과 같이, 'D1>=UP_th, D2<=LW_th'의 조건을 만족하면서, 동시에 'D1_UP_T>D2_LW_T' 혹은 'D1_LW_T>D2_UP_T'의 조건을 만족하는 경우, 제어부(30)는 충돌위치가 우측인 것으로 판별한다. 또한, 11,12와 같이, 'D1<=LW_th, D2>=UP_th'의 조건을 만족하면서, 동시에 'D1_UP_T>D2_LW_T' 혹은 'D1_LW_T>D2_UP_T'의 조건을 만족하는 경우, 제어 부(30)는 충돌위치가 우측인 것으로 판별한다.
여기서, 'D1_UP_T'는 제1 가속도센서(10)의 신호가 최고 설정치를 넘는 순간의 시간을 나타내며, 'D1_LW_T'는 제1 가속도센서(10)의 신호가 최저 설정치를 넘는 순간의 시간을 나타낸다. 또한, 'D2_UP_T'는 제2 가속도센서(20)의 신호가 최고 설정치를 넘는 순간의 시간을 나타내며, 'D2_LW_T'는 제2 가속도센서(20)의 신호가 최저 설정치를 넘는 순간의 시간을 나타낸다.
물론, 범퍼의 충돌위치를 판별하는 조건식은 이에 한정되는 것이 아니라, 제1 가속도센서(10)의 변위값(D1) 및 제2 가속도센서(20)의 변위값(D2)에 대해 다양하게 적용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 충돌 감지 시스템의 동작방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차량에 구비된 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)가 온(on) 동작되는 상태에서(S100), 제어부(30)는 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)를 통해 입력되는 데이터를 필터링한다(S110). 이때, 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20) 중 적어도 하나로부터 입력된 데이터의 초기 트리거링 레벨이 기 설정치(F_th)를 초과하는 경우(S120), 제어부(30)는 차량이 충돌된 것으로 판단한다(S130).
한편, 제어부(30)는 제1 가속도센서(10) 및 제2 가속도센서(20)로부터 입력되는 데이터에 기초하여 변위값(D1, D2)을 산출한다(S140). 여기서, 산출된 변위 값(D1, D2)에 대해, {(D1>=UP_th)｜(D1<=LW_th)]&[(D2>=UP_th)｜(D2<=LW_th)]의 조건을 만족하지 않으면(S150), 제어부(30)는 충돌위치가 범퍼의 중앙부(middle) 인것으로 판단한다(S170).
반면, 상기한 조건을 만족하지 않는 경우, [D1>=UP_th)&(D2>=UP_th)]｜[D1<=LW_th)&(D2<=LW_th)]의 조건을 만족하면(S150), 제어부(30)는 상기와 마찬가지로 충돌위치가 범퍼의 중앙부(middle) 인것으로 판단한다(S170).
반면, 'S150'의 조건을 만족하지 않는 경우에 있어서, [(D1>=UP_th)&(D2<=LW_th)] ｜[(D1<=LW_th)&(D2>=UP_th)]의 조건을 만족함과 동시에(S180), (D1_UP_T<=D2_LW_T)｜(D1_LW_T<=D2_UP_T)의 조건을 만족하면(S190), 제어부(30)는 충돌위치가 범퍼의 좌측(left)인 것으로 판단하며(S220), 그렇지 않은 경우에는 충돌위치가 범퍼의 우측(right)인 것으로 판단한다(S200).
한편, 'S180'의 조건을 만족하지 않는 경우, [D1>=UP_th)&(D2>=LW_th)｜[D1<=LW_th)&(D2<=UP_th)]의 조건을 만족하면(S210), 제어부(30)는 충돌위치가 범퍼의 좌측(left)인 것으로 판단하며(S220), 그렇지 않은 경우에는 충돌위치가 범퍼의 우측(right)인 것으로 판단한다(S200).
이상과 같이 본 발명에 의한 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법은 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 차량의 충돌 감지 시스템 및 그 동작방법은 다수의 가속도센서를 이용하여 신호 왜곡에 따른 보행자 충돌 에러가 발생되는 것을 해소하여 보다 정확한 보행자 충돌 여부를 확인할 수 있는 이점이 있으며, 또한 차량의 충돌 위치를 판별함으로써 보행자의 충돌 위치를 정확히 판단할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 차량의 범퍼 내부에 구비되어 상기 차량의 충돌 가속도를 감지하는 가속도센서; 및 상기 가속도센서를 통해 인가된 데이터로부터 상기 차량의 충돌 여부를 감지하는 제어부;를 포함하는 차량의 충돌 감지 시스템에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량이 충돌된 것으로 감지되면 상기 가속도센서의 신호를 동기화하고, 동기화된 상기 가속도센서의 신호에 대한 변위값에 따라 상기 차량의 충돌 위치를 판별하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도센서는,
    상기 범퍼 내부의 좌측 및 우측 방향 중 어느 한 방향에 구비되어 상기 차량의 충동 가속도를 측정하는 제1 가속도센서; 및
    상기 범퍼 내부의 좌측 및 우측 방향 중 다른 한 방향에 구비되어 사익 차량의 충돌 가속도를 측정하는 제2 가속도센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 감지 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 가속도센서 및 제2 가속도센서로부터 감지된 신호의 세기가 기준치 이상이면, 상기 차량이 충돌된 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 감지 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 가속도센서 및 제2 가속도센서의 신호로부터 감지된 가속도 값에 대해 이중적분을 수행하고, 그에 대한 변위값(D1, D2)을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 감지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 기 설정된 최대설정치(UP_th) 및 최소설정치(LW_th)와, 상기 변위값(D1, D2)의 관계에 따라 상기 차량의 충돌위치를 판별하는 것을 특징으로 하는 차량의 충돌 감지 시스템.
  6. 제1 가속도센서 및 제2 가속도센서 중 적어도 하나로부터 측정된 데이터에 기초하여 차량의 충돌 여부를 감지하는 단계;
    상기 차량이 충돌된 것으로 감지되면, 상기 제1 가속도센서 및 제2 가속도센서를 통해 각각 측정된 데이터에 대한 변위값(D1, D2)을 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 변위값(D1, D2)에 기초하여, 상기 차량의 충돌위치를 판별하는 단계;를 포함하는 차량의 충돌 감지 시스템의 동작방법.
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