KR20090028460A

KR20090028460A - Ｒｆ 근접 센서 및 센서 시스템

Info

Publication number: KR20090028460A
Application number: KR1020080090246A
Authority: KR
Inventors: 시아오동 우; 데이비드 씨 배컨티; 쿠아 반 르
Original assignee: 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-03-18
Also published as: JP2009109484A; US20090072957A1

Abstract

근접 센서는 차량 사각 지대 검출 시스템의 일부로 이용될 수 있다. 상기 센서는 서로 다른 주파수를 갖는 다수의 RF 신호를 전송하고 반사된 RF 신호를 수신하며 IF 신호를 공급하도록 구성된다. 각 IF 신호는 반사된 RF 신호 중 하나는 나타내며, 각 반사된 RF 신호는 센서 검출 영역 내에서 객체에 의해 반사된 전송된 RF 신호에 대응한다. 상기 센서는 객체가 검출 영역에 있는지 여부와 그 이동 방향을 판단하는데 상기 IF 신호를 이용한다.

사각 지대, 근접 센서, 안테나, RF 신호, 차량

Description

ＲＦ 근접 센서 및 센서 시스템{RADIO FREQUENCY PROXIMITY SENSOR AND SENSOR SYSTEM}

[관련 출원에 대한 교차 참조]

본 출원은 2007년 9월 14일 출원된 미국 가출원 제60/972,485호의 우선권을 주장한다.

[기술분야]

본 발명은 일반적으로 근접(proximity) 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 사각 지대에서 객체를 감지하는데 이용될 수 있는 무선 주파수(radio frequency, RF) 근접 센서에 관한 것이다.

많은 차량들이 그 차량 주위에서 그 차량에 가까이 있을 수 있는 객체가 자동차 운전자가 보기에 어려울 수 있는 영역이 있도록 구성될 수 있다. 이러한 영역은 일반적으로 "사각 지대(blind spot)"로 불린다. 차량의 사각 지대의 특정 위치는, 예를 들어, 자동차 모델이나 자동차 운전자에 따라 바뀔 수 있다. 그러나, 일반적인 사각 지대 위치는 자동차 후방으로 연장하는 자동차 운전자의 왼쪽 또는 오른쪽 영역과 자동차의 후방이다. 특정 차량의 사각 지대의 특정 위치 및 크기에 관계없이, 사각 지대는 차량의 사각 지대에 있는 객체로 차량이 침입할 가능성을 증가시킬 수 있다.

많은 해결책들이 차량의 사각 지대의 크기를 줄이거나 또는 차량의 사각 지대 내의 객체를 검출하는 능력을 증가시키도록 제안되었다. 한 해결책은 차량의 다양한 위치에 배치되는 오목 거울과 같은 다양한 형상의 거울을 차량에 제공하는 것을 포함한다. 다른 해결책은 하나 또는 그 이상의 카메라를 차량에 장착하는 것을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 카메라는 자동차 운전자에게 차량의 사각 지대에 있는 장애물의 시각적 이미지를 제공한다. 제안된 또 다른 해결책은 차량의 사각 지대에 있는 장애물을 검출하고, 경고 신호와 같은 정보를 차량 운전자에게 공급하는 차량에 장착된 레이더 검출 시스템을 사용하는 것이다. 이러한 시스템은 차량의 사각 지대에 있는 객체의 존재 여부 및 그 객체까지의 거리를 검출하기 위하여 서로 다른 주파수 신호 사이의 상대 위상 변이를 이용한다.

차량의 사각 지대 내에서 객체를 관찰하고 그리고/또는 검출하는데 운전자에게 도움을 주는 것으로서 통상 유용하지만, 상술한 해결책 각각은 소정의 단점을 나타낸다. 예를 들어, 거울은 야간 및 불리한 기후 조건에서 효율이 떨어지는 것을 나타낼 수 있다. 비디오 카메라와 비디오 모니터의 이용에 의존하기 때문에, 카메라 기반의 시스템은 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 든다. 또한, 비디오 모니터는 운전자를 어지럽게 하고 그리고/또는 차량 운전자가 판단하기에 어려울 수 있는 상대적으로 복잡한 이미지를 제공할 수 있다. 더하여, 카메라 기반의 시스템도 야간 및 불리한 기후 조건에서 효율이 떨어지는 것을 나타낼 수 있다. 종래의 기술을 이용한 레이더 기반 시스템은 상대적으로 복잡하고 비용이 많이 든다. 또한, 전술한 레이더 기반의 위상 검출 시스템은 180도 이상의 위상 차이에 대하여는 모호성(ambiguity)을 나타내며, 다른 차량에 있는 레이더 기반 시스템과 상호 간섭을 야기할 수 있으며, 이에 의해 효율과 신뢰성을 떨어뜨린다.

따라서, 야간 및 불리한 기후 조건에서 충분한 효율을 보이며 상대적으로 간단하고 그리고/또는 저렴하며, 모호성 그리고/또는 다른 검출 시스템과의 간섭을 나타내지 않는 차량 사각 지대 검출기에 대한 필요성이 있다. 본 발명은 이러한 필요성들 중 하나 또는 그 이상을 해결한다.

단순히 예로서, 일 실시예에서, 차량 사각 지대 감지 시스템은 차량에 장착된 복수의 사각 지대 검출기 및 프로세서를 포함한다. 상기 복수의 사각 지대 검출기 각각은, 상기 차량 주위에 있는 검출 영역을 가지며, 서로 다른 주파수를 갖는 3개 이상의 RF 신호를 전송하고, 반사된 RF 신호를 수신하고, IF(intermediate frequency) 신호를 공급도록 동작한다. 각 상기 IF 신호는 상기 반사된 RF 신호 중 하나를 나타내며, 각 상기 반사된 신호는 상기 검출 영역 내에 위치한 이동하는 객체에 의해 반사된 전송된 RF 신호에 대응한다. 상기 프로세서는 적어도 하나의 사각 지대 검출기로부터 공급된 상기 IF 신호를 수신하도록 연결되며, 상기 IF 신호를 수신하는 경우 상기 적어도 하나의 사각 지대 검출기의 상기 검출 영역 내에 이동하는 객체가 있는지 여부를 판단하도록 동작한다.

다른 예시적인 실시예에서, 근접 센서는 RF 센서, 펄스 생성기, 복수의 검출 채널 및 프로세서를 포함한다. 상기 RF 센서는 주파수 제어 신호에 연결되며, 주파수 제어 신호에 응답하여 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 RF 신호를 생성하여 전송하도록 동작한다. 또한, 상기 RF 신호는 반사된 RF 신호를 수신하고 IF 신호를 공급하도록 동작한다. 각 IF 신호는 상기 반사된 RF 신호 중 하나를 나타내며, 각 반사된 RF 신호는 한 방향으로 이동하는 객체에 의해 반사된 전송된 RF 신호에 대응한다. 상기 펄스 생성기는 상기 RF 센서에 연결되며 상기 주파수 제어 신호를 공급하도록 동작한다. 상기 검출 채널 각각은 상기 RF 센서에 의해 공급된 상기 IF 신호 중 하나를 수신하도록 연결되고 상기 IF 신호를 나타내는 디지털 신호를 공급하도록 동작한다. 상기 프로세서는 상기 검출 채널 각각으로부터 공급된 상기 디지털 신호를 수신하도록 연결되고 상기 디지털 신호를 수신하는 경우 상기 전송된 RF 신호를 반사하는 상기 이동하는 객체까지의 거리 및 상기 이동하는 객체의 이동 방향을 판단한다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 이동 방향으로 이동하는 객체의 존재 여부 및 객체까지의 거리를 검출하는 방법은 서로 다른 주파수를 갖는 3개 이상의 RF 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 이동하는 객체에 의해 반사된 상기 전송된 RF 신호에 대응하는 반사된 RF 신호가 수신된다. 반사된 RF 신호의 2 이상의 집합 사이에서 상대 위상각이 판단되고, 상기 판단된 상대 위상각으로부터 상기 객체까지의 거리 및 상기 객체의 이동 방향이 판단된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 야간 및 불리한 기후 조건에서 충분한 효율을 보이며 상대적으로 간단하고 그리고/또는 저렴하며, 모호성 그리고/또는 다른 검출 시스템과의 간섭을 나타내지 않으면서 차량 사각 지대를 검출할 수 있는 효과 가 있다.

다음의 상세한 설명은 단지 본질적으로 예시적이며, 본 발명 또는 본 발명에 대한 애플리케이션 및 실시를 한정하고자 의도되지 않는다. 또한, 상기 배경기술 또는 다음의 상세한 설명에서 제공된 어떠한 이론에 의해서도 구속되려는 의도는 없다. 이러한 점에 있어서, 발명 센서에 대한 실시예가 차량 사각 지대 검출 시스템에서 구현되는 것으로 설명되지만, 이 센서가 다양한 다른 시스템 및 환경에서 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 센서는 주거용, 상업용, 정부용, 또는 군사용 건물 또는 다른 시설 근처의 객체 존재 여부를 검출하는데 이용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 "객체(object)" 또는 "객체들(objects)"은 생물체 및 무생물체 모두를 지칭할 수 있다.

도 1을 참조하면, 예시적인 차량(102)이 운전 표면(104)상에 도시된다. 또한 다양한 영역이 도 1에 그림으로 도시된다. 이러한 영역은 복수의 운전자 경고 영역(106, 예를 들어, 106-L, 106-R), 복수의 잠재 운전자 경고 영역(108, 예를 들어, 108-L, 108-R), 및 복수의 검출 영역(112, 예를 들어, 112-L, 112-R)을 표시한다. 운전자 경고 영역(106)은 이동하는 객체가 영역(106-L)과 영역(106-R) 중 어느 한 영역 내에서 검출되는 경우에 경고가 차량 운전자에게 공급되는 것이 바람직한 영역을 나타낸다. 잠재 운전자 경고 영역(108)은 이동하는 객체가 영역(108-L)과 영역(108-R) 중 어느 한 영역 내에서 검출되는 경우에, 원한다면 경고가 차량 운전자에게 공급될 수 있는 영역을 나타낸다. 검출 영역(112)은 차량 사각 지대 검출기(110)의 검출 능력을 나타낸다. 도시된 실시예에서, 차량(102)은 검출 영역(112) 내에서 객체를 검출하기 위한 복수의 사각 지대 검출기(110)를 포함한다. 더욱 구체적으로는, 차량(102)은 바람직하게는 왼쪽 사각 지대 검출기(110-L)와 오른쪽 사각 지대 검출기(110-R)가 설치된다. 한쪽당 하나의 사각 지대 검출기(110)가 도시되었지만, 차량(102)은 복수의 왼쪽 및 오른쪽 사각 지대 검출기(110-L, 110-R)가 설치될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

더 진행하기 전에, 잠재 운전자 경고 영역(108)은 도 1에 도시된 것보다 더 크거나 더 작을 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 사실, 일부 실시예에서, 경고 영역은 도 1의 경계(105)까지 연장될 수 있다. 잠재 경고 영역(108)의 범위도 물론 차량 사각 지대 검출기(110)의 검출 범위에 의해 제한되는 검출 영역(112)의 범위에 의해 제한되며, 이들의 실시예들이 아래에서 설명된다.

도 2를 참조하면, 사각 지대 검출기(110) 중 하나에 대한 예시적인 실시예의 기능 블록도가 도시된다. 도시된 사각 지대 검출기(110)는 RF 센서(202), 펄스 생성기(204), 복수의 검출 채널(206, 예를 들어, 206-1, 206-2, 206-3), 및 프로세서(208)를 포함하는 RF(radio frequency) 근접 센서이다. 사각 지대 검출기/RF 근접 센서(110)를 더욱 상세히 설명하기 전에, 다시 한번 센서(110)가 차량 사각 지대 검출 시스템과 연계하여 설명되더라도 다양한 시스템 및 환경에서 다양한 기능을 위하여 이용될 수 있다는 것을 다시 한번 유의하여야 한다.

RF 센서(202)는 하나 또는 그 이상의 안테나(205)를 통해 RF(radio frequency) 신호를 전송하고 검출 영역(112) 내에서 이동하는 객체에 의해 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성된다. RF 센서(202)는 다양한 주파수를 갖는 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, RF 센서(202)는 극초단파(microwave) 주파수 스펙트럼에 있는 RF 주파수를 송수신하도록 구성된다. 또한, 바람직하게는 RF 센서(202)는 다중 주파수 RF 신호를 송수신하도록 구성된다. 즉, RF 센서(202)는 단지 동일한 주파수를 갖는 RF 신호만을 송수신하지 않는다. 오히려, RF 센서(202)는 서로 다른 주파수를 갖는, 도플러 효과를 포함하는 RF 신호를 송수신한다. 반사된 RF 신호를 수신하면, RF 센서(202)는 송신된 RF 신호와 반사된 RF 신호를 결합하여 검출 채널(206)로 서로 다른 주파수를 갖는 도플러 IF(intermediate frequency)를 생성하여 공급한다. 도시된 실시예에서, RF 센서(202)는 3개의 서로 다른 주파수(F1, F2, F3)를 갖는 RF 신호를 송수신하도록 구성된다. 이에 대한 이유는 아래에서 논의된다. RF 센서(202)가 이러한 개수 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 바람직하게는, 서로 다른 주파수의 개수는 검출 채널(206)의 개수와 동일하다.

RF 센서(202)가 송수신하는 신호의 RF 주파수는 적어도 부분적으로는 펄스 생성기(204)에 의해 제어된다. 펄스 생성기(204)는 RF 센서(202)에 연결되어 RF 센서(202)에 복수의 제어 신호를 공급한다. 제어 신호는 RF 신호를 생성하는 RF 센서(202) 내에서 도시되지 않은 오실레이터(이에 대하여는 후술된다)의 동작 및 주파수를 제어한다. 따라서, 도시된 실시예에서, 제어 신호는 오실레이터 제어 신호(212) 및 주파수 제어 신호(214)를 포함한다. 오실레이터 제어 신호(212)는 RF 센서 오실레이터를 턴온 및 턴오프 하고, 주파수 제어 신호(214)는 오실레이터의 주파수를 제어한다. 또한, 펄스 생성기(204)는 각 검출 채널(206)에 채널 이네이블 신호(216, 예를 들어, 216-1, 216-2, 216-3)를 공급한다. 채널 이네이블 신호(216)는 검출 채널(206)을 선택정으로 이네이블 또는 디스에이블한다.

검출 채널(206)을 설명하기 전에, RF 센서(202)는 다양한 적합한 장치들와 회로 구성들 중에서 임의의 하나를 이용하여 구현될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 도 3에 도시된 하나의 특정 회로 구성은 전압 제어 오실레이터(voltage controlled oscillator, VCO, 302), 서큘레이터(304) 및 믹서(306)를 포함한다. 도 4에 도시된 다른 예시적인 구성은 VCO(402), 선택적인 증폭기(404), 커플러(406) 및 믹서(408)를 포함한다. 도 4의 구성에서 RF 센서(202)가 2개의 안테나 - 송신 안테나(205-1) 및 수신 안테나(205-2) - 를 포함하는 반면, 도 3의 구성으로 RF 센서(202)는 단지 하나의 안테나(205)만을 포함한다는 것을 알 수 있다.

검출 채널(206)은 RF 센서(202)로부터 공급된 IF 신호를 처리하도록 각각 구성된다. 더욱 구체적으로는, 각 검출 채널(206)은 서로 다른 RF 주파수에 대응하는 도플러 IF 신호를 처리하도록 구성된다. 따라서, 사각 지대 검출기(110)는 3개의 검출 채널(206-1, 206-2, 206-3)을 포함한다. 그러나, RF 센서(202) 및 펄스 생성기(204)가 3개보다 많은 서로 다른 RF 주파수를 송수신하는 것이 가능하도록 구성된다면, 사각 지대 검출기(110)는 이 개수보다 많은 수의 검출 채널(206)을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 어떠한 경우에도, 각 검출 채널(206)은 스위치 회로(215), S/H(sample-and-hold) 회로(218), 증폭기 회로(222), 및 아날로그- 디지털 컨버터(A/D) 회로(224)를 포함한다. 스위치 회로(215)는 S/H 회로(218)로 고유의 RF 주파수에 대응하는 IF 신호를 선택적으로 공급하도록 펄스 생성기(204)로부터 공급되는 채널 이네이블 신호(216)에 응답한다.

S/H 회로(218)는 스위치 회로(215)로부터 선택적으로 공급되고, 알려진 기능을 구현하면서 IF 신호를 수신하고, 샘플링된 IF 신호를 증폭기 회로(222)로 공급한다. 증폭기 회로(222)는 샘플링된 IF 신호의 적합한 신호 조절을 구현하도록 구성되며, 샘플링되고 조절된 IF 신호를 A/D 회로(224)로 공급한다. A/D 회로(224)는 수신한 샘플링되고 조절된 IF 신호를 디지털 신호로 변환하고, IF 신호를 나타내는 디지털 신호를 프로세서(208)로 공급한다. 일부 실시예에서, 증폭기 회로(222)는 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC) 회로로 대체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

프로세서(208)는 각 검출 채널(206)로부터 디지털 신호를 수신하도록 연결되며, 그 신호를 적절하게 처리한다. 무엇보다도, 프로세서(208)는 이동하는 객체가 검출 영역 내에 있는지 여부를 판단하고, 검출 영역 내에 있다면, 객체의 이동 방향과 검출된 객체가 운전자 경고 영역(106) 중 하나 또는 잠재 운전자 경고 영역(108) 중 하나 내에 있는지 여부를 판단한다. 후자의 판단에 바탕을 두고, 프로세서(208)는 적절한 경고를 생성하고 발행하기 위하여 하나 또는 그 이상의 고유 신호를 외부 장치에 공급할 수 있다. 도시되지 않은 외부 장치에 의해 발행된 경고는, 예를 들어, 등을 밝게 하기, 들을 수 있는 소리 또는 그 둘 모두를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서(208)는 운전자에게 잠재적으로 원하지 않는 차량 이동을 경고하기 위하여 다양한 다른 도시되지 않은 차량 시스템과 유효하게 통신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(208)는 적합한 차량 조향 센서, 방향 전환 신호 또는 이와 유사한 것과 유효하게 통신할 수 있다.

도 2가 도시하는 바와 같이, 바람직하게는, 프로세서는 펄스 생성기(204)의 전반적인 동작을 제어한다. 이러한 점에서, 펄스 생성기(204)의 기능은 필요하거나 원한다면 프로세서(208)에 의해 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 프로세서(208)가 몇 가지 예를 들자면, 다양한 범용 마이크로프로세서, ASIC(application specific integrated circuit), 이산 논리 부품, 또는 DSP(digital signal processor)중 임의의 하나를 포함하는 다양한 적합한 장치 또는 그 장치들의 조합 중 하나를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 5를 참조하면, 펄스 생성기(204)에 의해 공급된 다양한 신호의 예시적인 타이밍도가 도시된다. 도 5가 분명히 도시하는 바와 같이, 바람직하게는 신호들은 모두 동기화되며, 주파수 제어 신호(214)의 전압 크기는 로우에서 하이로 증분식으로 증가한다. 주파수 제어 신호(214)가 다른 펄스 형태를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더하여, 도 5에는 도시되지 않았지만, 바람직한 실시예에서, 오실레이터 제어 신호(212)의 듀티 사이클(T)은 기설정된 범위 내에서 임의로 가변된다. 이것은 다른 차량의 다른 사각 지대 검출기(110)가 동시에 턴온될 가능성을 현저하게 감소시킨다.

종래의 레이더 기반 사각 지대 검출 시스템이 위상각 모호성을 보이며 다른 차량의 유사한 레이더 기반 시스템과 간섭할 수 있다는 것이 앞에서 지적되었다. 여기에서 설명된 사각 지대 검출기(110)는 다중 주파수 범위 능력을 구현함으로써 모호성을 해소하며, 전술한 임의 펄스 생성에 더하여 하나 또는 그 이상의 안테나(205)의 구성에 의해 간섭 문제점을 해소한다. 하나 또는 그 이상의 안테나(205)의 구성은 아래에서 더욱 상세히 설명된다. 그러나, 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 위상각 모호성은 3개의 상이한 주파수를 송수신하기 위하여 RF 센서(202)를 구성함으로써 제거될 수 있다.

바람직한 실시예에서, RF 센서(202)에 의해 전송된 3개의 주파수(F1, F2, F3)는 약간만 다르다. 즉, F2=F1+Δ1 및 F3=F1+Δ2이며, 여기에서, Δ1<<F1이고 Δ2<<F1이다. 그 결과, 이동하는 타겟에 의한 반사로부터 발생하는 관련된 도플러 주파수 변이(shift)는 약간만 다르며, RF 센서(202)로부터 이동하는 타겟까지의 거리(R)는 3개의 관련된 도플러 IF 신호 사이의 위상 차이로부터 다음과 같이 결정될 수 있다.

여기에서, R은 m 단위의 RF 센서(202)로부터의 타겟 거리이며, c는 m/s 단위의 빛의 속도(3×10⁸)이며, ΔN 은 F1과 F2 또는 F1과 F3의 주파수 차이이며, Δφ는 radian 단위의 해당하는 도플러 IF 신호 사이(예를 들어, IF1과 IF2 또는 IF1과 IF3)의 위상차이다. 위상차(Δφ)의 크기가 수학식 1에서 이용되지만, 위상차(Δ φ)의 부호(+/-)가 전송된 신호를 반사하는 이동하는 타겟의 이동 방향을 판단하는데 이용될 수 있다는 것을 유의하여야 한다.

전술한 수학식 1을 이용하는 예로서, RF 센서(202)는 전송하는 제1 및 제2 주파수가 3 MHz만큼 상이하고(예를 들어, Δ1=F2-F1=3 MHz), 제1 및 제3 주파수가 5 MHz만큼 상이하도록(예를 들어, Δ2=F3-F1=5 MHz) 구성될 수 있다고 가정한다. 또한, 제1 검출 채널(206-1)을 기준으로서 이용하여, 이동하는 타켓에 의한 반사로 발생하는 도플러 IF 신호의 위상은 φ1=0°, φ2=36° 및 φ3=60°이다. 이 값들이 전술한 수학식 1에 대입될 때, 타켓까지의 범위(R)는 5미터가 되는 것으로 계산된다. 위상차가 양이기 때문에, 이것은 타겟이 존재하며 RF 센서(202)를 향하여 이동한다는 것을 나타낸다. 결과에 따른 3개의 도플러 IF 신호 위상이 φ1=0°, φ2=-36° 및 φ3=-60°이라도, 계산된 범위(R)는 역시 5미터가 될 것이라는 것을 유의하여야만 한다. 그러나, 위상차가 음이기 때문에, 이것은 타겟이 존재하며, RF 센서(202)로부터 멀어지면서 이동하고 있다는 것을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 시스템이 위상의 모호성에 의해 발생한 범위 모호성을 방지하는 방식이 도면으로 도시된다. 특히, 시스템이 제1 및 제2 주파수(F1, F2)에서만 신호를 전송한다면, 단일 타겟에 의한 반사는 3MHz 주파수 차이를 가지면서 발생될 것이다. 또한, 관련된 도플러 IF 신호(IF1, IF2)의 위상차는 35도 지상 또는 324도 진상이 될 수 있다. 그 결과, 계산된 범위는 5미터(36도 위상차에 대하여) 또는 45미터(324도 위상차에 대하여)가 될 수 있어 범위 모호성을 야기한다. 그러나, 시스템이 5MHz의 차이를 발생하는 제3 주파수(F3)를 전송하기 때문에, 관 련된 도플러 IF 신호(IF1, IF3)의 위상차는 60도 지상 또는 300도 진상이 될 수 있다. 이 2개의 위상각은, 5MHz 주파수 차이에 대하여 5미터(60도 위상차에 대하여) 또는 25미터(300도 위상차에 대하여)의 계산 범위에 대응한다. 주파수 쌍(예를 들어, F1, F2 및 F1, F3) 사이의 공통 범위가 5미터이기 때문에, 25미터 및 45미터의 모호한 값들은 제거될 수 있다.

각 사각 지대 검출기(110)와 관련된 하나 또는 그 이상의 안테나(205)는 다양하게 구성되거나 구현될 수 있다. 그러나, 도 7이 도시하는 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 안테나(205)는 바람직하게는 45도의 선형 분극 안테나로서 구성될 수 있다. 또한, 도시된 실시예에서의 하나 또는 그 이상의 안테나(205)가 2 X 4 패치 어레이이더라도, 각 안테나(205)가 1 X 4 패치 어레이, 2 X 2 패치 어레이, 또는 다양한 차원의 패치 어레이를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 하나 또는 그 이상의 안테나(205)는 예를 들어 몇 가지 예를 들자면 슬롯(slot) 어레이 또는 혼(horn) 어레이를 포함하는 다른 안테나 종류 중 임의의 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 사각 지대 검출기(110)는 적어도 부분적으로는 하나 또는 그 이상의 안테나(205)의 전술한 구성 때문에 앞에서 언급된 간섭 문제를 겪지 않는다. 특히, 도 8 및 9에서 더욱 분명하게 도시된 바와 같이, 동일 방향(도 8) 또는 반대 방향(도 9) 중 하나로 이동하는 차량(102)의 사각 지대 검출기(110)에 의해 방사된 전계(E-field)(702-1, 702-2)는 서로 직교한다. 그 결과, 사각 지대 검출기(110) 사이의 RF 간섭은 제거되거나 적어도 실질적으로 감소한다. 이해 를 분명하고 용이하게 하기 위하여, 도 8은 2대의 차량(102-1, 102-2)의 측면도를 도시하며, 양 차량은 동일한 방향(802)으로 이동한다. 또한, 도 9는 한 방향(902)으로 이동하는 한 차량(102-1)과 반대 방향(904)으로 이동하는 다른 차량(102-2)의 측면도를 도시한다.

적어도 하나의 예시적인 실시예가 전술한 상세한 설명에서 제공되었지만, 다양한 수의 변형물이 존재한다는 것이 이해되어야만 한다. 또한, 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예시에 불과하며, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위, 적용가능성 또는 구성을 제한하려고 의도된 것은 아니라는 것이 이해되어야만 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하기 위한 편리한 로드맵을 제공한다. 첨부된 특허청구범위에 설명된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 예시적인 실시예에 설명된 구성요소의 기능 및 배치에 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명은 유사한 도면 부호가 유사한 구성요소를 나타내는 다음의 도면과 연계하여 전술되었다:

도 1은 운전 표면에 있는 예시적인 차량 및 그 차량 주위의 다양한 영역을 나타내는 도면이다;

도 2는 도 1의 차량에 장착될 수 있는 예시적인 일 실시예에 따른 RF 근접 센서의 기능 블록도를 도시한다;

도 3은 도 2의 근접 센서를 구현하는데 이용될 수 있는 RF 근접 센서의 예시적인 일 실시예에 대한 기능 블록도이다;

도 4는 도 2의 근접 센서를 구현하는데 이용될 수 있는 RF 근접 센서의 예시적인 다른 실시예에 대한 기능 블록도이다;

도 5는 도 2의 사각 지대 내에서 생성된 다양한 신호의 예시적인 타이밍도를 도시한다;

도 6은 도 2의 예시적인 사각 지대 검출기의 다중 주파수 범위 검출 능력을 그래프적으로 도시한다;

도 7은 도 2의 사각 지대 검출기에 의해 방사된 예시적인 전계를 간략화된 형태로 도시한다; 그리고,

도 8 및 9는 각각 동일 방향 및 반대 방향으로 이동하는 차량에 있는 사각 지대 검출기에 의해 방사된 예시적인 전계를 간략화된 형태로 도시한다.

Claims

차량(102)에 장착된 복수의 사각 지대 검출기(110); 및

프로세서(208);

를 포함하며,

상기 복수의 사각 지대 검출기(110) 각각은, 상기 차량(102) 주위에 있는 검출 영역(112)을 가지며, (i) 서로 다른 주파수를 갖는 3개 이상의 RF 신호를 전송하고, (ii) 반사된 RF 신호를 수신하고, (iii) IF 신호를 공급도록 동작하며,

각 상기 IF 신호는 상기 반사된 RF 신호 중 하나를 나타내며,

각 상기 반사된 신호는 상기 검출 영역(112) 내에 위치한 이동하는 객체에 의해 반사된 전송된 RF 신호에 대응하며,

상기 프로세서(208)는, 적어도 하나의 사각 지대 검출기(110)로부터 공급된 상기 IF 신호를수신하도록 연결되며, 상기 IF 신호를 수신하는 경우 상기 적어도 하나의 사각 지대 검출기(110)의 상기 검출 영역(112) 내에 이동하는 객체가 있는지 여부를 판단하도록 동작하는,

차량 사각 지대 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 프로세서(208)에 공급된 상기 IF 신호는 디지털 IF 신호이며,

상기 사각 지대 검출기(110) 각각은,

주파수 제어 신호(214)를 수신하도록 연결되며, 상기 주파수 제어 신호(214)에 응답하여 상기 서로 다른 주파수를 갖는 3개 이상의 RF 신호를 생성하여 전송하도록 동작하며, 상기 반사된 RF 신호를 수신하고 각각이 상기 반사된 RF 신호 중 하나를 나타내는 아날로그 IF 신호를 공급하는 RF 센서(202);

상기 RF 센서(202)에 연결되어 상기 주파수 제어 신호(214)를 공급하도록 동작하는 펄스 생성기(204); 및

각각이 상기 RF 센서(202)에 의해 공급된 상기 아날로그 IF 신호 중 하나를 수신하도록 연결되고 상기 디지털 IF 신호 중 하나를 공급하도록 동작하는 복수의 검출 채널(206);

을 포함하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 펄스 생성기(204)는 상기 RF 센서(202)에 오실레이터 제어 신호(212)를 공급하도록 동작하며, 상기 RF 센서(202)는 상기 오실레이터 제어 신호(212)에 응답하여 상기 3개 이상의 RF 신호를 생성하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제3항에 있어서,

상기 오실레이터 제어 신호(212)는 듀티 사이클을 가지며, 상기 펄스 생성기(204)는 상기 오실레이터 제어 신호(212)의 튜티 사이클을 임의로 가변하도록 동작하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제1항에 있어서,

각각이 상기 사각 지대 검출기(110) 중 하나에 연결된 복수의 45도 분극 안테나를 더 포함하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제1항에 있어서,

상기 프로세서(208)는 상기 IF 신호를 수신하는 경우 적어도 하나의 상기 사각 지대 검출기로부터 상기 객체까지의 거리를 판단하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제6항에 있어서,

상기 프로세서(208)는 상기 IF 신호의 상대 위상각으로부터 상기 객체의 거리 및 이동 방향을 판단하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
제7항에 있어서,

상기 프로세서(208)는 상기 판단된 상기 객체까지의 거리에 따라 하나 이상의 경고 신호를 선택적으로 생성하도록 동작하는 차량 사각 지대 감지 시스템.
주파수 제어 신호(214)를 수신하도록 연결되며, 상기 주파수 제어 신호(214)에 응답하여 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 RF 신호를 생성하여 전송하도록 동작 하며, 각각이 이동하는 객체에 의해 반사된 상기 전송된 RF신호에 대응하는 반사된 RF 신호를 수신하고, 각각이 상기 반사된 RF 신호 중 하나를 나타내는 IF 신호를 공급하는 RF 센서(202);

상기 RF 센서(202)에 연결되어 상기 주파수 제어 신호(214)를 공급하도록 동작하는 펄스 생성기(204);

각각이 상기 RF 센서(202)에 의해 공급된 상기 IF 신호 중 하나를 수신하도록 연결되고 상기 IF 신호를 나타내는 디지털 신호를 공급하도록 동작하는 복수의 검출 채널(206); 및

상기 검출 채널(206) 각각으로부터 공급된 상기 디지털 신호를 수신하도록 연결되고 상기 디지털 신호를 수신하는 경우 상기 전송된 RF 신호를 반사하는 상기 이동하는 객체까지의 거리 및 상기 이동하는 객체의 이동 방향을 판단하는 프로세서(208);

을 포함하는 근접 센서(110).
서로 다른 주파수를 갖는 3개 이상의 RF 신호를 전송하는 단계;

각각이 객체에 의해 반사된 전송된 RF 신호에 대응하는 반사된 RF 신호를 수신하는 단계;

반사된 RF 신호의 2 이상의 집합 사이에서 상대 위상각을 판단하는 단계; 및

상기 판단된 상대 위상각으로부터 상기 객체까지의 거리 및 상기 객체의 이동 방향을 판단하는 단계;

를 포함하는 객체의 존재 여부 및 객체까지의 거리를 검출하는 방법.