KR20100021719A - 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 후면에 장애물이 있는지 그 유무를 감지하는 차량의 후방장애물감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 펄스를 연속적으로 발사하여 장애물에서 반사되는 반사파가 연속성을 가지면 장애물이 있는 것으로 판단하는 차량 후방장애물감지 장치 및 방법에 관한 것으로,

본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치는 일정주기로 초음파 펄스를 발생하는 초음파펄스 송신부와; 장애물에서 반사된 초음파를 수신하는 초음파펄스 수신부와; 상기 초음파펄스 수신부에서 수신된 펄스의 수를 세는 펄스수신카운터와; 사전에 설정된 일정시간 동안만 상기 펄스수신카운터가 활성화 되도록 하는 타이머와; 전체적인 제어 및 계산을 하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 방법은 장애물에 연속된 초음파 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 반사파 펄스가 연속성을 가지면 장애물이 있는 것으로 판단하므로, 잡음(Noise)신호와 장애물 감지 신호의 구분에 신뢰성이 높아 경보 오류를 줄일 수 있고, 잘못된 경보 발생으로 인한 운전자의 불편을 해소하는효과가 있으며, 또한, 반복해서 측정을 하지 않으므로, 경보 발생 시간이 단축되어 경보 발생 지연으로 인한 접촉사고의 가능성이 줄어들며, 구조를 간단하고 단순하게 하여 생산원가를 절감하는 효과가 있다.

센서, 후방감지센서, 차량후방감지센서, 차량후방장애물감지

Description

초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 그 방법{A Rear Obstacle Detection Apparatus for Vihicle Using Ultrasonic Wave and Method thereof}

본 발명은 차량의 후면에 장애물이 있는지 그 유무를 감지하는 차량의 후방장애물감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 펄스를 연속적으로 발사하여 장애물에서 반사되는 반사파가 연속성을 가지면 장애물이 있는 것으로 판단하는 차량 후방장애물감지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량은 주행시 또는 주차시, 후방이나 측방에 위치한 다른 차량이나 물체의 움직임을 운전자가 인지하기 위해서 차량의 후방이나 측면을 볼 수 있는 백미러를 설치하여 사용하고 있다. 그러나 백미러 만으로는 차량의 사각지대에 속한 후방 상황을 운전자가 상세히 알 수 없으므로, 차량의 후방에 장애물 감지를 위한 초음파 후방 장애물 감지장치가 장착되어 사용되고 있다.

종래의 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 방법은 차량의 후방에 초음파 송수신기로 구성된 초음파 센서를 부착하고, 초음파 송신부로부터 발사된 초음파가 장애물에 반사되어 되돌아 오는 수신된 초음파 반사파의 유무를 통해서 장애물의 유무를 판단하고 있어, 잡음이 발생하는 경우에는 잘못된 경보를 발생할 확률이 높았다.

이러한, 초음파 수신기가 잘못된 잡음(Noise) 신호 수신으로 인한 경보 오류를 자주 발생하는 문제점을 해결하기 위해, 다수 회 반복 측정하여 이를 비교하여 판단하거나, 주파수가 다른 초음파 센서를 다수 개 함께 사용하여 각각의 출력을 비교하는 방법이 사용되었다. 그러나 이러한 방법은 다수 회 반복 측정으로 인해 경보 출력시간이 지연되거나, 다른 종류의 초음파 센서를 함께 사용함으로 해서 생산 원가가 상승하는 또 다른 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 잡음(Noise)으로 인한 후방장애물감지 장치가 오작동하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 신속한 경보가 가능하게 하고, 오류 및 오작동에 의한 잦은 경보를 제거함으로써 운전자에게 사용의 편의성을 제공하여 제품의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 하고, 구조를 간단하고 단순화시켜 생산원가를 최소화할 수 있는 차량용 후방장애물감지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방 장애물 감지 방법은 펄스수신카운터와 타이머를 초기화하는 제1단계와; 초음파펄스 송신부가 연속된 초음파 펄스의 발사를 시작하는 제2단계와; 반사된 초음파 펄스가 수신되면 상기 타이머가 동작을 시작하고 상기 펄스수신카운터가 카운터 동작을 시작하는 제3단계와; 일정시간 후 상기 타이머가 종료되면 상기 펄스수신카운터의 카운터 동작을 정지시키는 제4단계와; 상기 펄스수신카운터의 카운터 값이 일정 값 이상이면 후방 장애물이 존재하는 것으로 판단하여 장애물 경보를 발생하는 제5단계를 포함하여 이루어지며,

또한, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방 장애물 감지 방법은 펄스수신카운터를 초기화하고, 타이머를 초기화하고, 거리측정카운터를 초기화하는 제1단계와; 초음파펄스 송신부가 연속된 초음파 펄스의 발사를 시작하고, 상기 초음파펄스 송신부가 연속된 초음파 펄스의 발사를 시작과 동시에 상기 거리측정카운터가 카운터 동작을 시작하는 제2단계와; 반사된 초음파 펄스가 수신되면 상기 타이머가 동작을 시작하고 상기 펄스수신카운터가 카운터 동작을 시작하며, 상기 거리측정카운터가 카운터 동작을 정지하는 제3단계와; 일정시간 후 상기 타이머가 종료되면 상기 펄스수신카운터의 카운터 동작을 정지시키는 제4단계와; 측정된 상기 거리측정카운터의 카운터 값이 일정 값 이하이고, 상기 펄스수신카운터의 카운터 값이 일정 값 이상이면 후방 장애물이 존재하는 것으로 판단하여 장애물 경보를 발생하는 제5단계를 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치는 일정주기로 초음파 펄스를 발생하는 초음파펄스 송신부와; 장애물에서 반사된 초음파를 수신하는 초음파펄스 수신부와; 상기 초음파펄스 수신부에서 수신된 펄스의 수를 세는 펄스수신카운터와; 사전에 설정된 일정시간 동안만 상기 펄스수신카운터가 활성화 되도록 하는 타이머와; 전체적인 제어 및 계산을 하는 제어부를 포함하여 이루어지며,

또한, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치는 일정주기로 초음파 펄스를 발생하는 초음파펄스 송신부와; 장애물에서 반사된 초음파를 수신하는 초음파펄스 수신부와; 상기 초음파펄스 송신부에서 발사된 초음파가 반사되어 초음파펄스 수신부에서 수신될 때까지의 시간을 측정하는 거리측정카운터와; 상기 초음파펄스 수신부에서 수신된 펄스의 수를 세는 펄스수신카운터와; 사전에 설정된 일정시간 동안만 상기 펄스수신카운터가 활성화 되도록 하는 타이머와; 전체적인 제어 및 계산을 하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 방법은 장애물에 연속된 초음파 펄스를 발사하여 반사되어 돌아오는 반사파 초음파의 펄스가 연속성을 가지면 장애물이 있는 것으로 판단하므로, 잡음(Noise)신호와 장애물 감지 신호의 구분에 신뢰성이 높아 경보오류를 줄일 수 있고, 잘못된 경보 발생으로 인한 운전자의 불편을 해소하는효과가 있다.

또한, 반복해서 측정을 하지 않으므로 해서, 경보 발생 시간을 단축할 수 있어, 경보 발생 시간이 단축되어 이로 인한 접촉사고 가능성이 줄어들며, 구조를 간단하고 단순하게 하여 생산원가를 절감하는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 의한 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치 및 방법의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 종래 기술이나 공지 기술과 동일하면서 본 발명이 잘못 이해될 소지가 있는 구성에 대해서는 이하 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 차량의 후방에 장애물 감지 장치가 설치되어 장애물 혹은 사람이 있 을 때에는 경보음을 발생하는 것을 나타낸 장애물 감지 개념도이며, 도 2는 장애물 감지 장치의 송신부에서 연속적인 초음파 펄스를 발생하여 장애물에서 반사되어 돌아오는 초음파 펄스를 수신하여 장애물의 존재 여부를 판단하는 것을 나타낸 장애물 감지 원리도이며, 도 3a는 초음파 펄스 송신도이며, 도 3b는 정상적으로 수신된 초음파 반사파 펄스 수신도이며, 도 3c는 펄스의 세기가 약해 중간에 펄스가 1개 빠진 펄스 수신도이며, 도 3d는 잡음(Noise)과 정상 수신된 펄스가 함께 표시된 펄스 수신도이며, 도 4는 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치의 구성도이며, 도 5는 수신된 초음파 초음파가 장애물에서 정상적으로 반사된 것인지 잡음인지를 판단하는 장애물 감지 방법에 대한 절차를 나타낸 절차도 이다.

도 1을 참조하면, 장애물 감지 장치(101)는 차량의 후방에 설치되어 장애물(103) 혹은 사람(103)이 있을 때에는 경보음을 발생하도록 설치된다. 도 2를 참조하면, 장애물 감지 장치(101)의 초음파펄스 송신부(201)에서는 초음파 펄스를 발사하여 장애물(103)에서 반사되어 돌아오는 반사파가 초음파펄스 수신부(203)에서 감지되면 장애물(103)이 존재하는 것으로 판단한다.

도 3을 참조하면, 도 3a는 초음파펄스 송신부(201)에서 연속적으로 발사되는 초음파 펄스를 나타낸 것으로, 장애물에서 반사된 반사파를 정상적으로 수신한 경우에는 도 3b와 같이 되나, 펄스의 세기가 약할 경우에는 도 3c와 같이 일부 펄스가 빠진 상태로 수신되기도 한다. 통상 잡음으로 인해 발생하는 펄스는 비교적 짧고, 지속성이 없으며, 비주기적이다. 상기 초음파펄스 송신부(201)에서 발사된 펄스는 특정주기를 가지고 연속적으로 발사되므로, 수신된 반사파도 송신파와 동일한 특성을 가진다. 도 3d는 이렇게 잡음으로 인해 발생한 펄스와 정상 수신된 펄스가 같이 존재하는 경우를 나타낸 것이다.

도 4는 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치의 구성도를 나타낸 것으로, 초음파펄스 송신부(201)는 일정한 주기로 도 3a와 같은 초음파 펄스를 장애물(103)에 발사하고 반사된 초음파를 초음파펄스 수신부(203)에서 수신하여 수신된 반사파가 도 3b와 같은 반사파가 수신되면 장애물이 존재하는 것으로 판단한다. 그러나, 잡음이 있는 경우에는 도 3c 혹은 도 3d의 앞 부분과 같은 파형이 수신되어 잡음으로 인해 발생한 펄스와 장애물에 의해 반사되어 발생한 펄스를 구분할 수 있어야 한다. 초음파펄스 송신부(201)에서 연속적인 일련의 펄스를 발사하여, 장애물에서 반사된 반사파가 초기화시에 타이머(411)에 설정된 일정시간 동안에 일정 개수 이상이 수신되었는지를 판단하여 잡음에 의한 펄스인지 장애물에서 반사된 펄스인지를 판단한다. 제어부(CPU:401)의 제어에 따라 초음파펄스 송신부(201)에서 초음파가 펄스 발사를 시작하면, 초음파펄스 송신부(201)는 초음파의 송신과 동시에 장애물(103)과의 거리측정을 위한 거리측정카운터(407)를 트리거시켜 카운터가 시작되게 한다. 그리고, 초음파펄스 수신부(203)에서는 반사된 초음파가 수신되면 거리측정카운터(407)를 정지시키며, 제어부(CPU:401)에서는 거리측정카운터(407)의 카운터 값으로 장애물과의 거리를 계산한다. 초음파펄스 수신부(203)에서는 반사파가 수신되면 거리측정카운터(407)를 정지시킴과 동시에 펄스수신카운터(409)에서 카운터를 시작하고, 타이머(411)의 동작이 시작되게 한다. 펄스수신카운터(409)에서는 펄스가 수신될 때마다 카운터 값이 증가하며, 타이머(411)가 종료되어 펄스수 신카운터(409)를 정지시킬 때까지 펄스수신카운터(409)의 카운터 값이 증가한다. 제어부(401)에서는 메모리(413)에 저장된 제어프로그램에 의해 펄스수신카운터(409)의 값이 일정 값 이상이면 정상적인 반사파의 수신으로 인식하고, 경보발생기(415)를 통하여 장애물 경보를 발생시킨다.

도 5는 이상에서 기술한 연속된 초음파 펄스를 발사하여 수신된 반사파가 일정 기간 이상 지속되는 경우에, 장애물이 존재하는 것으로 판단하는 장애물 감지절차를 순서 흐름으로 표현한 것이다. 잡음과 반사파를 보다 용이하게 구분하기 위하여 초음파펄스 송신부에 발사한 초음파가 일정시간을 초과하여 수신된 경우와 측정된 거리가 송수신 오차 범위 이내로 수신된 경우에는 정상적인 반사파의 수신으로 간주하지 아니한다.

또한, 이상에서, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 잡음에 의한 오동작 확률을 더욱 줄이기 위하여 첫번째 펄스 수신후, 연속된 일정개수 이상의 펄스가 수신된 경우에만 타이머(411)와 펄스카운터를 기동시키는 변형도 가능하다. 뿐만아니라, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1는 장애물 감지 개념도이며,

도 2는 장애물 감지 장치의 장애물 감지 원리도이며,

도 3a는 초음파 펄스 송신도이며,

도 3b는 정상적으로 초음파 반사파 펄스가 수신된 정상 수신도이며,

도 3c는 펄스의 세기가 약해 펄스가 1개 빠진 펄스 수신도이며,

도 3d는 잡음(Noise)과 정상 수신된 펄스가 함께 표시된 펄스 수신도이며,

도 4는 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치의 구성도이며,

도 5는 장애물 감지 방법에 대한 절차도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 장애물감지장치, 103 : 장애물

201 : 송신부, 203 : 수신부

401 : 제어부, 403 : 초음파발생혼

405 : 초음파수신혼, 407 : 거리측정카운터

409 : 펄스수신카운터, 411 : 타이머

413 : 메모리, 415 : 경보발생기

Claims (4)

1. 초음파를 이용한 차량 후방 장애물 감지 방법에 있어서, 펄스수신카운터와 타이머를 초기화하는 제1단계와;

   초음파펄스 송신부가 연속된 초음파 펄스의 발사를 시작하는 제2단계와;

   반사된 초음파 펄스가 수신되면 상기 타이머가 동작을 시작하고 상기 펄스수신카운터가 카운터 동작을 시작하는 제3단계와;

   일정시간 후 상기 타이머가 종료되면 상기 펄스수신카운터의 카운터 동작을 정지시키는 제4단계와;

   상기 펄스수신카운터의 카운터 값이 일정 값 이상이면 후방 장애물이 존재하는 것으로 판단하여 장애물 경보를 발생하는 제5단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 차량 후방 장애물 감지 방법.
2. 제1항에 있어서,

   제1단계는 거리측정카운터의 초기화를 포함하여 이루어지고,

   제2단계는 초음파펄스 송신부가 연속된 초음파 펄스의 발사를 시작과 동시에 상기 거리측정카운터가 카운터 동작을 시작하는 것을 포함하여 이루어지고,

   제3단계는 반사된 초음파 펄스가 수신되면 상기 거리측정카운터가 카운터 동작을 정지하는 것을 포함하여 이루어지고,

   제5단계는 측정된 상기 거리측정카운터의 카운터 값이 일정 값 이하이고, 펄스수신카운터의 카운터 값이 일정 값 이상이면 후방 장애물이 존재하는 것으로 판단하여 장애물 경보를 발생하는 것을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 차량 후방 장애물 감지 방법
3. 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치에 있어서, 일정주기로 초음파 펄스를 발생하는 초음파펄스 송신부와; 장애물에서 반사된 초음파를 수신하는 초음파펄스 수신부와; 상기 초음파펄스 수신부에서 수신된 펄스의 수를 세는 펄스수신카운터와; 사전에 설정된 일정시간 동안만 상기 펄스수신카운터가 활성화 되도록 하는 타이머와; 전체적인 제어 및 계산을 하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치.
4. 제3항에 있어서, 초음파펄스 송신부에서 발사된 초음파가 반사되어 초음파펄스 수신부에서 수신될 때까지의 시간을 측정하는 거리측정카운터와; 제어부의 제어에 따라 경보를 발생하는 경보발생기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 차량 후방장애물감지 장치.

Images