KR20120037946A

KR20120037946A - 초음파 측정 장치 및 초음파 신호의 평가 방법

Info

Publication number: KR20120037946A
Application number: KR1020127001521A
Authority: KR
Inventors: 마티아스 카를
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2010-07-14
Publication date: 2012-04-20
Also published as: CN102549451A; US20120176864A1; EP2457110A1; EP2457110B1; WO2011009786A1; KR101839157B1; US9297891B2; JP2012533741A; CN102549451B; DE102009027842A1

Abstract

본 발명은 차량 내부 및/또는 외부의 초음파 송신기(13)로부터 수신된 초음파 신호의 주기 지속의 시간 프로파일과 관련한 측정 시퀀스를 결정하는 수신 장치(14)와, 하나 이상의 기준 시퀀스와의 결정된 측정 시퀀스의 편차와 관련한 비교 정보를 결정하는 비교 장치와, 결정된 비교 정보를 고려하여 초음파 송신기(13)로부터 전송된 신호 형태, 수신 장치(14)와 초음파 송신기(13) 사이의 상대 속도, 수신 장치(14)와 초음파 송신기(13) 사이의 전송 경로 내에 위치하는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 상대 속도, 및/또는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 형태 특징과 관련한 정보를 결정하는 평가 장치를 포함하는 초음파 측정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 초음파 신호를 평가하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

초음파 측정 장치 및 초음파 신호의 평가 방법{ULTRASONIC MEASUREMENT APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING AN ULTRASONIC SIGNAL}

본 발명은 초음파 측정 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 초음파 신호를 평가하기 위한 방법에 관한 것이다.

차량은 흔히 차량 주변에 있는 물체의 위치를 검출하기 위한 초음파 시스템을 포함하고 있다. 상기 초음파 시스템은 DE 38 130 83 A1로부터 공지되었다. 상기 유형의 초음파 시스템은 차량에 장착되는 하나 이상의 송신 장치 및 수신 장치를 포함한다. 특히 초음파 시스템은 차량에 분포되어 배치된 복수의 송/수신 장치를 포함할 수도 있다. 송/수신 장치들은 대개 유닛 내에 내장되며, 하나의 동일한 전기 음향 변환기, 즉 멤브레인을 양방향 제어식 안테나 장치로서 이용한다. 이런 경우 안테나 장치는 초음파 신호를 위한 송신기로도 또는 수신기로도 이용될 수 있다. 흔히 복수의 안테나 장치를 포함하는 초음파 시스템의 제어는, 소수의 안테나 장치만이 임의의 시점에 송신 신호로서 초음파 신호를 송출할 수 있도록 이루어진다. 검출의 다의성(ambiguity)을 방지하기 위해, 대부분 펄스형인 송신 신호의 송출 후에는, 후속 송신 펄스의 송출 시점까지 에코 사이클이라 지칭되는 시간 간격 동안 대기된다. 초음파 시스템의 모든 안테나 장치가 1회 이상 송신 신호를 전송하게 될 때까지 필요한 시간 간격을 흔히 초음파 시스템의 송신 사이클이라 칭한다.

안테나 장치로부터 송출되는 송신 신호는 하나 이상의 반사 물체 지점에 부딪힐 수 있고, 이 반사 물체 지점에서 적어도 부분적으로 반사될 수 있다. 이어서 수신기의 안테나 장치는 반사된 초음파 신호를 수신하고 송신 신호의 송출과 반사된 초음파 신호의 수신 사이의 시간을 산출한다. 이어서 초음파 시스템의 평가 장치는 하나 이상의 산출된 시간에 따라 차량 주변에 있는 하나 이상의 반사 물체 지점의 위치를 결정할 수 있게 된다.

본 발명은 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 초음파 측정 장치와, 청구항 제8항의 특징들을 포함하는 초음파 신호의 평가 방법에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 개선 실시예들은 종속항들에 기재되어 있다. 또한, 초음파 측정 장치의 실시예들의 특징들을 통해 실현되는 장점은 대응하는 방법에서도 보장된다.

본 발명은 특히, 수신된 초음파 신호의 주기 지속(period duration)의 측정 시퀀스가 지문처럼 각각 송출된 송신 펄스 및 수신 장치로 향하는 전송 경로에 대한 특성이고, 전송 경로는 예컨대 송출 및/또는 수신 안테나의 방향 특성에 의해서뿐 아니라, 송출된 펄스가 자체 경로에서 수신 장치 쪽으로 반사되게 하는 물체에 의해서, 그리고 안테나와 물체 사이의 상호 간 상대 이동에 의해 결정되는 점을 기초로 한다. 만일 평가 장치가, 바람직하게는 기준 주기 지속의 시퀀스에 의해 재현되면서 전송 시나리오를 특성화하는 지문을 식별하면, 수신기 측에서는 수신된 초음파 신호에 어떤 시나리오가 존재했는지가 검출될 수 있다.

초음파 신호는 평균값이 없는 교번 신호이며, 그에 따라 시변 신호 세기(time-varying signal intensity)를 갖는 주기 지속 시퀀스로서 설명된다. 주기 지속은 흔히 반주기라고도 지칭되는 2개의 연속되는 영교차 사이의 초음파 신호의 시간 간격을 의미할 수 있거나, 음/양의 신호 상태로부터, 흔히 양/음의 주기 지속으로도 지칭되는 양/음의 신호 상태로 2회 연속 교번 사이의 지속 시간을 의미할 수 있다. 주기 지속 대신에 등가의 변수가 결정되어 평가될 수도 있다. 여기서 분명히 주지해야 하는 점은, 검출된 측정 시퀀스는 양의 주기 지속 시퀀스, 음의 주기 지속 시퀀스, 양의 기준 주기 지속 시퀀스와의 양의 주기 지속 시퀀스 편차, 음의 기준 주기 지속 시퀀스와의 음의 주기 지속 시퀀스 편차, 시변 주파수, 및/또는 시변 주파수의 기준 주파수와의 편차를 포함할 수 있다는 사실이다. 또한, 이에 대체되거나 보완되는 실시예로서, 정보는 수신 신호의 하나 이상의 주기 지속의 편차와 관련한 주기 지속 변수 또는 주파수 변수도 포함할 수 있다. 예컨대 정보는 수신 신호와 송신 신호 사이의 양 및/또는 음의 주기 지속 편차 및/또는 주파수 편차이다.

본원의 방법은 예컨대 측정 장치의 수신 신호 고유 특징을 획득하기 위한 방법을 포괄할 수 있다.

본 발명에 의해서는, 시간 및 작업량을 많이 들이지 않고, 주기 지속 시퀀스 및/또는 시변 주파수 변화를 검출할 수 있다. 상기 주기 지속 및/또는 주파수 변화는 이어서 반사 물체의 하나 이상의 형태 특징 및/또는 속도 특징을 산출하는 데 고려될 수 있다. 하나 이상의 식별된 형태 특징 및/또는 속도 특징을 이용하여 개선된 주변 탐색이 실행될 수 있다. 예컨대 검출된 상대 속도에 의해 수신 신호의 세기 변화가 더욱 높은 확률로 물체에 할당될 수 있다. 마찬가지로 물체의 입체적 형상의 검출을 통해 물체 유형이 더욱 잘 식별될 수 있다. 동일한 방식으로, 상이한 송신 신호를 사용하여, 송신 초음파 장치와 수신 초음파 장치 사이에 정보가 전송될 수 있다.

그에 따라 본 발명은, 상대 이동을 검출하고, 반사 물체의 물체 분류를 실행하고, 그리고/또는 송출된 다양한 신호 형태를 구분하기 위한 펄스 내 분석(intrapulse analysis)을 제공한다.

추가로 본 발명에 의해서 에코의 가능 수신 시간이 더욱 정확하게 예측될 수 있다. 이처럼 획득된 더욱 높은 측정 정밀도는 반응 시간의 단축 및/또는 측정 유효 범위(measuring coverage)의 확대를 위해 이용될 수 있다. 또한, 예컨대 물체 이격 간격처럼 초음파 시스템의 송신 사이클 이내에서 상이한 시점들에 획득된 물체 정보는 기준 시점으로 정규화될 수 있으며, 그럼으로써 차량 주변의 물체 장면(object scene)에 대해 더욱 정밀한 분석이 실행될 수 있다. 그 외에도 수신 장치로부터 구별 가능한 송신 신호가 송출될 때 측정 정밀도 및 반응 시간이 추가로 향상될 수 있다. 본 발명에 의해서 수신 장치는 수신 신호의 시간 프로파일에 따라서, 송출된 송신 신호가 가능한 신호 형태의 집합 중에서 어떤 신호 형태를 갖는지를 검출할 수 있다. 이와 관련하여 본 발명의 상기 실시예의 경우, 송신 펄스를 포함하는 수신 신호의 유사성이 종래 기술에서처럼 신호 세기에 기초해서(만) 검사되는 것이 아니다. 그 대신에 본원의 실시예는 송신 펄스를 포함하는 수신 신호의 주기 지속 및/또는 주파수의 시간 프로파일의 유사성을 확인할 수 있게 한다. 이는 예컨대 펄스 반복 기간이 더욱 짧은 송신, 및/또는 펄스 분리처럼 추가적인 시스템 향상을 보장한다. 또한, 이처럼 차량 간 통신에서 송신 초음파 장치와 수신 초음파 장치 사이의 향상된 정보 전송이 용이하게 실현될 수 있다.

순수하게 진폭 평가만을 지향하는 기존의 통상적인 초음파 시스템 구동 방법에서 단점은, 초음파 시스템에 대한 물체의 상대 이동이 단일의 에코에 따라 검출될 수 없다는 데 있다. 지금까지의 측정 방법의 경우 물체의 상대 속도는 연속되는 송신 사이클들에서 물체의 복수의 에코의 전파 시간 차이에 대한 평가에 따라 비로소 검출될 수 있다. 이때 측정 오류에 대한 주요 원인은 2개의 연속되는 송신 펄스 사이의 시간 간격 동안 이루어지는 상대 이동이다. 상대 이동으로 인해 물체에서 반사 지점들은 반사 지점들의 변위에 의해서만 야기되는, 상대 이동의 시퀀스가 아닌 전파 시간 차이가 발생하도록 공간적으로 변경될 수 있다. 이는 종종 특정 물체에 대한 수신 신호의 할당 시에 오류를 야기하기도 한다.

만일 각각 가능한 수신 펄스 형태마다 대응하는 유사 값(analogue value)과 수신 신호의 상호 상관(cross correlation)을 계산함으로써 개별 물체들 및/또는 송신 신호 형태들에 대한 수신 펄스의 할당을 해결하고자 한다면, 과도하게 높은 비용이 필요할 수도 있다. 상호 상관의 계산 비용은 높으며, 가능한 에코 신호의 개수에 의해 배가된다.

그러므로 종래의 제한 사항을 극복하기 위해, 추가의 측정 없이도 반사 시점들의 시간 전개 경향을 예측할 수 있게끔 하는 방법을 개발하는 것이 바람직하다. 특히 예컨대 차량에 고정 배치된 초음파 안테나 장치의 속도에 대한 반사 지점들의 상대 속도를 검출할 수 있도록 하는 가능성을 제공하는 것이 바람직하다. 이런 점은 본 발명을 통해 가능하다.

특히 본 발명은 양 및 음의 주기 지속의 동시/병행 평가를 가능하게 한다. 이처럼 상호 간 타당성 점검을 위해 이용될 수 있는 중복 평가 결과들을 얻게 된다. 타당성 점검(plausibility check)은, 양 및 음의 주기 지속에 대해 거의 오류 없이 실행된 측정 및 평가에서 음의 주기 지속으로부터 획득한 평가 결과가 음의 주기 지속으로부터 획득한 평가 결과에 상응한다는 점을 전제로 하여 실행할 수 있다. 이 경우 펄스 내 평가(intrapulse evaluation)로부터 획득한 평가 결과는 예컨대 평균값 계산에 의해 개선될 수 있다.

또한, 본 발명을 통해서는 서로 조밀하게 나란히 위치하는 반사 지점들에서의 반사들도 더욱 잘 분리될 수 있다.

예컨대 각각 1㎞/h의 상대 속도 변화마다 0.16%의 측정 분해능에 상당하는 초음파 측정의 높은 시간 정밀도 요건은 본 발명에 따른 방법의 경우 특히 측정 시간 축(time base)에 대한 요건이 상대적으로 낮은 조건에서 하나 이상의 주기 지속에 걸친 측정을 통해 실현된다.

본 발명에 따른 초음파 측정 장치와 대응하는 방법은 예컨대 안전 시스템, 운전자 지원 시스템 및/또는 정보 출력 및/또는 경고 장치를 위해 이용될 수 있다. 적합한 운전자 지원 시스템에 대한 실례로는 자동 제동, 조향 및/또는 가속 시스템이 있다. 본 발명에 대해 바람직한 안전 시스템은 예컨대 에어백 시스템, 가변 엔진 후드, 안전벨트 프리텐셔너, 윈도우 레귤레이터 및/또는 능동 헤드 레스트이다.

따라서 본 발명은 신호 형태 식별, 물체 검출 및/또는 상대 이동 추정을 이용한 차량 주변 환경의 초음파 검출을 제공한다. 측정 시퀀스의 평가에 추가로 동시에 순간 신호 세기의 시간 프로파일에 대한 평가가 이루어질 수 있다. 따라서 종래의 평가 방법들이 본 발명에 통합된다.

경우에 따라 이용되는 초음파 측정 장치의 임계값 스위치는 에코 전파 시간과 관련하여 가변적으로 조정될 수 있는 임계값을 출력할 수 있다. 또한, 측정 시퀀스의 결정에 대해 보완되는 실시예로서 복수의 측정 장치가 복수의 측정 시퀀스의 결정을 위해 동시에, 또는 거의 동시에 작동할 수 있다.

수신된 초음파 신호의 가능한 신호 형태로서는 본 발명을 통해 반송 주파수, 단일 펄스, 이중 펄스, 직접 시퀀스 펄스, 쳐프 변조(chirp modulation) 및/또는 주파수 도약 변조(frequency hopping modulation)가 결정될 수 있다.

본 발명의 추가 특징 및 장점은 하기에서 도들에 따라 설명된다.
도 1a 내지 1c는 펄스 내 분석을 위해 평가된 데이터를 설명하기 위한 좌표계이며, 도 1a에는 송신 신호가, 도 1b에는 양의 주기 지속이, 그리고 도 1b에는 음의 주기 지속이 도시되어 있다.
도 2a 내지 2c는 초음파 측정 장치의 적용 가능성에 대한 실시예이며, 도 2a에는 교통 상황이, 도 2b에는 수신된 초음파 신호의 시간별 세기 분포가, 그리고 도 2c에는 초음파 신호로부터 검출될 수 있는 또 다른 도로 사용자의 상대 속도가 도시되어 있다.
도 3은 초음파 측정 장치의 제1 실시예의 회로 장치를 도시한 블록 회로도이다.
도 4는 초음파 측정 장치의 제2 실시예의 회로 장치를 도시한 블록 회로도이다.
도 5는 초음파 측정 장치의 제3 실시예의 회로 장치를 도시한 블록 회로도이다.
도 6a 및 6b는 초음파 측정 장치의 제4 실시예의 회로 장치를 각각 도시한 블록 회로도와 좌표계이며, 도 7a에는 회로 장치가, 그리고 도 7b에는 회로 장치에 의해 실행되는 계산 단계가 도시되어 있다.
도 7a 내지 도 7c는 초음파 측정 장치의 제5 실시예의 회로 장치를 각각 도시한 블록 회로도와 2개의 좌표계이다.
도 8a와 8b는 초음파 측정 장치의 실시예의 제1 적용예를 나타낸 2개의 좌표계이며, 도 8a에는 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 8b에는 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다.
도 9a와 9b는 초음파 측정 장치의 실시예의 제2 적용예를 나타낸 2개의 좌표계이며, 도 9a에는 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 9b에는 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다.
도 10a와 10b는 초음파 측정 장치의 실시예의 제3 적용예를 나타낸 2개의 좌표계이며, 도 10a에는 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 10b에는 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다.
도 11은 초음파 측정 장치의 실시예의 제4 적용예에서 주기 지속의 평가 사항을 나타낸 좌표계이다.

도 1a 내지 1c에는 펄스 내 분석을 위해 평가된 데이터를 설명하기 위한 좌표계가 도시되어 있으며, 도 1a에는 송신 신호가, 도 1b에는 양의 주기 지속이, 그리고 도 1b에는 음의 주기 지속이 도시되어 있다.

도 1a 내지 1c의 좌표계에서 가로좌표는 시간 축(τ)이다. 도 1a의 좌표계에서 세로좌표는 초음파 측정 장치의 송신 장치로부터 송출된 송신 신호[s(τ)]를 재현한다. 그에 반해 도 1b 및 1c의 좌표계에는 세로좌표가 없다.

송신 신호[s(τ)]는 초음파 신호, 예컨대 평균값이 없는 대역 통과 신호이다. 송신 신호[s(τ)]의 주파수는 대개 수 kHz의 주파수 대역 이내에 놓인다. 송신 신호[s(τ)]의 송출은 0과 Ts 사이의 시간 간격 내에서 이루어진다. 그에 따라 송신 신호[s(τ)]의 펄스 폭은 값 "Ts"이다. 송신 신호[s(τ)]의 포락선[S(τ)]도 마찬가지로 도 1a의 좌표계에 표시되어 있다.

송신 신호[s(τ)]의 주파수 응답 곡선은 양의 주기 지속(PP1 - PP6)의 시퀀스로서, 그리고/또는 음의 주기 지속(PN1 - PN6)의 시퀀스로서 도시될 수 있다. 도 1b에 재현된 양의 주기 지속(PP1 내지 PP6)과 도 1c에 도시된 음의 주기 지속(PN1 내지 PN6)은 상호 간에 거의 독립적으로, 초음파 측정 장치의 송신 장치로부터 송출된 송신 신호[s(τ)]에 대한 정보를 포함하며, 송신 신호[s(τ)]의 송신 주파수의 시간 프로파일에 의해 사전 결정된다.

이용되는 양의 주기 지속(PP1 - PP6) 개념은 기준 값(SB)과 관련하여 송신 신호[s(τ)]의 "더 작은 값"으로부터 그의 "더 큰 값"으로 이루어지는 2회의 연속적인 통과 사이의 시간 간격을 의미한다. 그에 상응하게 음의 주기 지속(PN1 - PN6)은 "SB보다 큰 값"으로부터 "SB보다 작은 값"으로 이루어지는 2회의 연속적인 통과 사이의 시간 간격을 의미한다.

송신 신호[s(τ)]의 순간 주파수의 시간 프로파일에 대한 추가의 가능한 설명 방법은 양의 기준 주기 지속과의 양의 주기 지속 편차들의 시퀀스 및/또는 음의 기준 주기 지속과 음의 주기 지속 편차들의 시퀀스이다. 예를 들면 양의 기준 주기 지속, 또는 음의 기준 주기 지속, 양의 주기 지속들(PP1 - PP6)의 평균값, 또는 음의 주기 지속들(PN1 - PN6)의 평균값이 있다. 대체되는 실시예로서, 양/음의 주기 지속 개념은 예컨대 양/음의 반주기 지속에 대해, 다시 말하면 SB보다 작고/큰 신호 값으로부터 SB보다 크고/작은 신호 값으로 이루어지는 전환 사이의 시간 간격에 대해서도 동등하게 이용될 수 있다.

송신 신호[s(τ)]의 주파수 응답 곡선은, 예컨대 대응하는 역수 값(reciprocal value)의 계산을 통해, 주파수의 시퀀스로서, 그리고/또는 기준 주파수와의 주파수 편차들의 시퀀스로서도 재현될 수 있다. 그러므로 본 발명에 대해 하기에서 설명되는 실시예의 경우, 양의 주기 지속(PP1 - PP6), 음의 주기 지속(PN1 - PN6), 양의 기준 주기 지속과의 양의 주기 지속 편차들, 및/또는 음의 기준 주기 지속과의 음의 주기 지속 편차들 대신에, 또한 주파수 및/또는 기준 주파수와 다른 주파수 편차가 분석될 수도 있다. 자명한 사실로서 주파수들 및/또는 기준 주파수와의 주파수 편차들도 나열된 값들에 추가로 평가될 수 있다. 그러나 주기 지속과 주파수 사이의 연관성은 당업자에게는 자명한 사실이기 때문에, 여기서는 상기 실시예에 대해서는 다루지 않는다.

하기에서는 더욱 명료한 표현을 위해 주기 지속 편차들의 산출 및 평가에 대해서만 다루어진다. 이 경우 양의 주기 지속(PP1 내지 PP6)과 음의 주기 지속(PN1 내지 PN6) 간 구분, 또는 이들의 편차들 간 구분은 이루어지지 않는다. 그러나 여기서 주지할 점은, 상기 주기 지속은 양의 주기 지속(PP1 내지 PP6), 음의 주기 지속(PN1 내지 PN6), 양의 기준 주기 지속과의 양의 주기 지속 편차, 및/또는 음의 기준 주기 지속과의 음의 주기 지속 편차를 의미할 수 있다는 사실이다. 그러므로 주기 지속 편차의 개념은 다양한 설명 형태에 대한 동의어를 형성하고 동일한 효과를 나타낸다.

초음파 측정 장치의 송신 장치로부터 송출된 송신 신호[s(τ)]의 주기 지속은, 초음파 측정 장치에 대해 영(0)이 아닌 상대 속도로 이동되는 단일의 물체 지점에서 반사가 이루어지는 경우에, 그리고/또는 차량 자체의 송신기와, 물체 지점과, 차량 자체의 수신기 사이의 상대 속도가 영(0)이 아닌 경우에 변경된다. 또한, 물체의 다양한 반사 지점들에서 반사들의 중첩을 통해, 그리고/또는 안테나들 및/또는 전파 매체의 전송 특성을 바탕으로, 신호는 송신기와 수신기 사이의 경로에서 변경될 수 있다. 또한, 특히 송신 신호의 주기 지속/순간 주기 지속의 시간 프로파일이 서로 다른 복수의 송신 신호가 이용될 수 있다. 그럼으로써 초음파 측정 장치의 수신 장치에 의해 수신된 수신 신호의 주기 지속은 송신 신호[s(τ)]의 송출된 주기 지속과 다른 값을 취할 수 있다. 이에 추가로 본 실시예에서 주지할 점은, 반사 물체의 물체 형태도 반사된 초음파 신호의 변경된 주기 지속을 야기할 수 있다는 사실이다. 그에 따라 수신된 초음파 신호의 주기 지속의 평가를 통해서 하나 이상의 상대 속도에 추가로 물체 형태에 대한, 그에 따라 물체 유형에 대한 정보가 획득된다. 마찬가지로 또 다른 정보도 송신 장치로부터 수신 장치로 전송된다.

하기에서 설명되는, 바람직하게는 신호 세기 가중형 펄스 내 분석으로서 실행되는 펄스 내 분석 방법에 의해서는, 상기 효과들이 비교적 적은 추가 비용으로 수신 신호로부터 필터링되어, 운전자에게 정보를 제공하고, 조향, 가속 및/또는 제동 시 운전자를 지원하고, 매개변수화하고, 그리고/또는 사고 피해를 줄이기 위한 장치를 작동하기 위한 정보로서 이용된다.

예컨대 수신 신호에서, 바람직하게는 높은 신호 세기를 갖는 수신 신호의 섹션에서 하나 이상의 기준에 대한 주기 지속 편차들의 시퀀스가 분석된다. 펄스 내 평가의 더욱 정확한 절차는 하기에서 추가로 실시예들에 따라 설명된다.

도 2a 내지 도 2c에는 초음파 측정 장치의 적용 가능성에 대한 실시예가 도시되어 있으며, 도 2a에는 교통 상황이, 도 2b에는 수신된 초음파 신호의 시간별 세기 분포가, 그리고 도 2c에는 초음파 신호로부터 검출될 수 있는, 다른 도로 사용자의 상대 속도가 도시되어 있다.

도 2a에 개략적으로 재현되어 있는 교통 상황에서 차량(10)은 속도(v0)로 주행 방향(12)으로 주행하고 있다. 차량(10)에는 예시에 따라 송신 및 수신 장치(13 및 14)를 포함하는 초음파 측정 장치가 장착되어 있다. 송신 및 수신 장치(13 및 14)는, 송신 장치(13)로부터 송출되는 초음파 신호가 주행 방향(12)으로 차량(10) 전방에 위치하는 부분 환경에 부딪히도록 차량(10)에 고정된다. 여기서 하나 이상의 송신 장치(13)는 초음파 신호의 송출 시에 주행 방향(12)으로 차량(10) 전방에 위치하는 부분 환경을 양호하게 커버할 수 있을 만큼 충분히 큰 방사각을 가질 수 있다.

도 2a에 도시된 송신기(13) 및 수신기(14)의 배치 구조는 간단한 원리 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 실시예에서 분명하게 주지할 점은, 오늘날 동일한 위치에 위치하는 통상적인 초음파 변환기는 송신기(13) 및 수신기(14)의 기능을 교호적으로 수행할 수 있고, 통상적으로 2개 이상의 초음파 변환기가 차량(10)에 장착되어 있다는 공지된 사실이다.

상기 유형의 초음파 기반 측정 장치는 비교적 경제적으로 제조된다. 상기 측정 장치는 비교적 오염에 강하다. 추가로, 초음파 측정 장치의 기능성은 어둠, 안개, 비 및 눈과 같은 기후 영향에 대한 민감도가 낮다.

도시된 교통 상황에서는 주행 방향(12)으로 차량(10)의 전방에 차량들(16a, 16b 및 16c)이 위치한다. 그럼으로써 차량(16a, 16b 및 16c)은 송신 및 수신 장치(13 및 14)의 측정 영역 이내에 위치한다. 차량(16a 내지 16c) 각각은 차량(10)에 대해 다른 상대 속도(va, vb 또는 vc)를 갖는다. 차량(16b)은 상대 속도(vb)로 마찬가지로 주행 방향(12)으로 주행하고 있는 반면에, 차량(16a 및 16c)은 각자의 상대 속도(va 또는 vc)로 주행 방향(12)의 반대 방향으로 주행하고 있다.

차량(16a, 16b 및 16c) 각각은 하나 이상의 송신 장치(13)로부터 송출된 초음파 신호 중 일부분을 다시 차량(10)으로 반사한다. 하기에서 계속해서 더욱 정확하게 설명되는 것처럼, 도 2a에서 차량(16a 및 16b)은 자체에서의 반사가 세기 분포에 따라 분할될 수 없는 총 반사에 중첩될 정도로 서로 가깝게 위치해 있다. 이는 흔히 복수의 물체가 차량(10)에 대해 대략 동일한 거리로 이격되어 위치해 있는 경우이다.

차량(10)이 주행하는 도로에서도 송출된 초음파 신호의 일부분이 반사된다. 이는 차량(10)과 차량들(16a 내지 16c) 사이에 위치하는 노면 장애물(18)을 통해 개략적으로 재현되어 있다.

하기에서는, 반사된 초음파 신호의 평가를 통해 도시된 교통 상황이 초음파 측정 장치에 의해 검출될 수 있는 방법에 대한 설명이 이루어진다.

도 2b에 도시된 좌표계는 가로좌표로서 시간 축(τ)과, 세로좌표로서 하나 이상의 송신 장치로부터 송출된 초음파 신호의 수신된 에코의 세기 프로파일[R(τ)]을 포함한다. 시간 축(τ)에 걸쳐서 도시된 총 기간은 예컨대 18㎳이다. 검출된 에코의 시간별 세기 분포[R(τ)]에 추가로 좌표계에는 또한 (시변) 유의적 임계값[RLim(τ)](significance threshold)도 표시되어 있으며, 이 유의적 임계값은 예컨대 시점(τ = 0)에 초음파 신호의 송출 후 지수형(exponential)으로 감소한다. 세기 분포[R(τ)] 중에서 바람직하게는 유의적 임계값[RLim(τ)]을 넘어서는 초과 영역(20 내지 30)만이 평가를 위해 고려된다. 더욱 바람직하게는 시변 유의적 임계값[R(τ)]이 이용된다. 그러나 시변 유의적 임계값[RLim(τ)]에 대체되는 실시예로서 시상수 임계값(time-constant threshold)도 이용될 수 있다.

바람직하게는 초음파 운전자 지원 시스템의 펄스 내 분석 시에 기준 시간 프로파일에 대해 수신된 펄스의 주기 지속의 시간 프로파일의 변경은 특히 수신 신호의 신호 세기가 높을 경우에만 실행된다. 이와 같은 신호 세기 가중형 순간 주기 지속 평가의 경우, 각각의 초과 영역(20 내지 30)에 대해 해당하는 주기 지속(p)은하기에서 추가로 설명되는 절차에 의해 결정된다. 도 2c의 좌표계에서 세로좌표는 초과 영역(20 내지 30)의 검출된 순간 주기 지속(p)의 값들을 나타낸다. 도 2c의 좌표계에서 가로좌표는 시간 축(τ)이다. 도 2c에는 예컨대 도플러 효과의 결과로서 물체들(16a 내지 16c 및 18)에서 반사된 초음파 신호들의 주기 지속(p)이 변경되는 방법이 도시되어 있다. 검출된 주기 지속(p)은 도시된 실시예의 경우 19.2㎲와 20.2㎲ 사이의 값 영역에 위치한다.

여기서 설명되는 실시예의 경우, 초음파 측정 장치는, 20㎲의 거의 일정한 순간 주기 지속(p)을 갖는 초음파 신호를 송출할 수 있도록 구성된다. 그러나 하기에서 추가로 설명되는 것처럼, 특히 다양한 신호 형태를 구분하기 위해, 송신 신호의 순간 주기 지속의 또 다른 시간 프로파일도 생각해볼 수 있다. 또한, 초음파 측정 장치는, 도로에 대해 차량(10)의 속도(v0)를 계속해서 검출하여 속도(v0)에 상응하는 기준 신호(32)를 계산하도록 구성되는 평가 장치를 포함한다. 여기서 기준 신호(32)는 속도(v0)로 이동하는 물체에서 이루어지는 반사의 도플러 변위에 상응한다. 도 2c에서 기준 신호(32)는 약 19.7㎲이다. 본 실시예에서 기준 신호의 값은 노면 위 차량의 상대 속도에 의해 사전 결정된다.

시점(τ1)부터는 시간 지속(Δ1) 동안 누화(20)가 초과 영역(20)으로서 수신된다. 초과 영역(20)은, 송출된 초음파 신호와 동일한 순간 주기 지속(p)을 나타내며, 그 때문에 초과 영역 자체의 에코 전파 시간(τ1)이 실제 음속에서 두 센서(13 및 14)의 이격 간격에 상응하는 점에 한해, 분명하게 상대 속도(v0)로 이동하는 두 센서(13 및 14) 사이의 누화로서 감지될 수 있다.

시간(τ2 내지 τ4)의 시점에서는 기간(Δ2 내지 Δ4) 동안 노면 장애물들(18)에서 반사되는 노면 에코들(22)이 초과 영역(22)으로서 수신된다. 노면 에코들(22)은 송출된 초음파 신호의 주기 지속(p)과 차량의 속도(v0)에 상응하는 기준 신호(32) 사이의 대기 영역 내에 위치하는 순간 주기 지속(p)을 포함한다. 노면 에코들(22)의 주기 지속들(p) 사이의 편차는 노면으로 향하는 초음파 측정 장치의 "경사진 시계(slope view)"를 바탕으로 발생한다. 노면 에코들(22)은 상기 특징에 따라서 순간 주기 지속의 프로파일에 대한 펄스 내 분석 시에 더욱 용이하게 감지되고 필터링될 수 있다.

시점(τ5)부터는 기간(Δ5) 이내에 차량(16a)의 반사 신호(26)와 차량(16b)의 반사 신호(28)로 구성되는 중첩된 수신 신호(24)가 수신된다. 본 실시예에서 설명되는 초음파 측정 장치의 큰 장점은, 초음파 측정 장치가 수신 신호의 순간 주기 지속의 시간 프로파일에 따라서 수신 신호(24)가 2개의 개별 신호(26 및 28)로 구성되어 있음을 감지할 수 있다는 점에 있다. 이는 초음파 측정 장치가 송출된 신호에 대한 변경과 관련하여 수신 신호(24)의 순간 주기 지속(p)의 시간 프로파일을 분석하고, 이때 수신 신호(24)의 순간 주기 지속(p)의 시간 프로파일에 두 상대 속도(va 및 vb)가 할당될 수 있음을 감지하면서 이루어진다(도 2c 참조). 그에 따라 초음파 측정 장치는, 수신 신호(24)에 서로 다른 상대 속도(va 및 vb)를 갖는 2가지 물체가 할당될 수 있음을 감지한다. 예컨대 수신 신호(24)가 콤팩트한 단일 물체의 위치가 아니라 서로 다른 상대 속도(va 및 vb)를 갖는 2가지 물체의 위치들을 지시하고 있음을 감지하는 것을 통해, 사고 시나리오(accident scenario)가 감지되고 적시에 방지될 수 있다.

이는 종래의 초음파 시스템에 비해 본 실시예에서 설명되는 초음파 측정 장치의 실질적인 장점이다. 수신된 에코의 하나 이상의 순간 주기 지속(p)(또는 하나 이상의 순간 주파수)을 분석하는 것을 통해, 상기 유형과 같은 물체들의 공간 중첩이 감지되고 수신된 신호의 평가를 위해 상쇄될 수 있다. 이 경우 물체들은 관찰자 쪽을 향해 상호 간에 서로 다른 상대 이동을 나타낼 때 특히 용이하게 구분된다. 예컨대 차량(16a 및 16b)은 자체의 서로 다른 상대 이동을 바탕으로 순간 주기 지속(p)의 평가에 의해 분명하게 구분될 수 있다. 그에 따라 순간 주기 지속(p)의 평가에 의해서는 에코로부터 실제 교통 상황에 대해 훨씬 더 정확한 정보가 획득된다.

종래의 초음파 시스템은 검출된 초과 영역(20 내지 30)의 시간만을 고려하여 차량의 주변 한경에서 물체들을 검출한다. 종래의 초음파 시스템은, 판별 임계값[RLim(τ)]의 초과에 따라 에코의 수신된 초과 영역(20 내지 30)이 물체에 할당되는지 여부를 확인할 수 있도록만 구성되어 있다. 그에 따라 종래의 초음파 시스템에서 물체 분류는 에코 세기(세기 분포[R(τ)])의 분석으로만 국한된다. 그러므로 차량(10)에 대해 물체의 상대 이동을 감지하기 위해 다수의 에코 사이클이 필요하게 된다. 유효범위가 높은 조건에서 에코의 다의성을 방지하고자 한다면, 오랜 에코 감쇠 시간이 필요하다. 그러나 그에 따라 특히 상대 속도가 더욱 높은 경우 시스템의 송신 사이클이 상기의 빠른 상대 속도를 확실하게 결정하기 위해 너무 오래 지속될 가능성도 증가한다.

그 외에도 종래 기술에 따른 초음파 시스템은 종종 에코의 세기 분포[R(τ)]에 따라 서로 조밀하게 위치하는 물체들[차량(16a 및 16b)]을 구분하지 못한다. 그에 따라 소정의 물체에 대한 에코의 초과 영역의 확실한 할당은 불가능해진다. 또한, 다수의 임계값을 이용하더라도 상기 문제를 종종 해결하지 못한다. 그러므로 종래 기술에 따라서는 서로 조밀하게 위치하는 물체들은 예컨대 직접 에코(direct echo)의 이용, 추가 센서들의 에코의 평가와 같은 추가적인 에코 정보에 의해서만, 그리고/또는 (바람직하게는 또 다른 차량 위치에 배치된 센서들에 의한) 반복적인 송신에 의해서만 분리될 수 있다. 그러나 특히 물체 거리가 더욱 먼 경우 구분은 대개 불가능하다.

차량(16c)에서 반사된 초음파 신호는 시간(τ6)부터 기간(Δ6) 동안 수신 신호(30)로서 검출된다. 또한, 초과 영역(30)에 대해서도 상대 속도가 검출될 수 있다. 검출된 상대 속도(va, vb 또는 vc)는 보행자 및/또는 자전거 운전자의 표준 속도와 분명히 다른 영역에 위치할 수 있다. 따라서 검출된 상대 속도(va, vb 또는 vc)에 따라 대응하는 물체들에 거의 빈번하게 물체 유형이 할당될 수 있다. 예컨대 초음파 측정 장치는 본 실시예의 경우 수신 신호들(26, 28 및 30)이 높은 확률로 차량(16a, 16b 및 16c)의 위치, 형태 및/또는 속도를 재현하는지를 결정하도록 구성된다.

특히 복잡한 상황에서 물체의 상대 이동에 대해 알고 있는 점에 따라 물체의 추정되는 정지 위치가 후속하는 에코 사이클에서 더욱 정확하게 결정될 수 있으며, 후속하는 에코 사이클에서 발생하는 실제의 에코 전파 시간과 상기 예측 사항의 비교를 통해 이동 모델을 포함하여 물체 모델에 대한 타당성 점검이 이루어질 수 있다.

또한, 공간상 상이한 센서 콘스텔레이션(sensor constellation)에서 상이한 시점에 결정되는 에코 전파 시간 및 상대 이동에 따라서, 이후 공동의 기준에서 물체 장면의 전체 이미지를 확보하기 위해, 각각의 반사 지점이 공간 기준 좌표계의 기준 시점으로 환산될 수 있다.

상기 시스템의 송신 센서들에 의해 다양한 유형의 송신 신호 펄스가 이용된다면, 송신 센서와 수신 센서 사이에서 예컨대 송신 시점, 송신 위치, 센서 식별과 같은 정보, 자기 차량(own vehicles)의 작동 모드와 관련한 정보, 및/또는 주변 환경 정보가 전송될 수 있다.

도 2b에 예시로서 도시된 세기 분포[R(τ)]와 도 2c에 도시된 수신 신호 세기 가중형 주기 지속(p)은 송신 장치(13)로부터 송출되고 이어서 수신 장치(14)에 의해 수신되는 교통 장면(traffic scene) 신호에 상응한다.

초음파 신호들은 비교적 낮은 전파 속도를 갖는다. 그럼으로써 복수의 안테나 장치를 포함하는 종래의 초음파 시스템의 송신 사이클은 비교적 길다. 그 외에도 송신 사이클은 측정 거리가 멀어질수록 물체 장면의 확실한 관찰을 위해 연장된다. 이로 인해 차량의 주변 환경 이내에서 반사 물체 지점들의 위치에 대한 정보는 종래의 초음파 시스템을 이용하는 경우 개별 측정 간의 상대적으로 큰 간격 길이로만 결정된다. 그러므로 종래의 초음파 시스템에서 물체 장면의 확실한 갱신 정보를 결정할 수 있게끔 하는 빈도는 강하게 제한된다.

반사 물체 지점들은 흔히 차량에 상대적으로 이동하기 때문에, 개별 측정 간 큰 간격 길이는 종래의 초음파 시스템을 이용하여 개별 물체에 대해 다양한 시점에 검출된 특징을 할당하는 것을 어렵게 한다. 그에 따라 종래의 초음파 시스템의 경우 할당 시에 명료성 조건은 불충분하게만 충족된다. 특히 종래의 초음파 시스템은, 반사 물체 지점의 실제 위치를 검출할 시 제한된 빈도로 인해서, 변하는 이격 간격 정보에 따라 차량의 주변 환경 이내에서 반사 물체의 속도를 결정하는 경우에 대해 제한적으로만 적합하다. 이런 점은 특히 자동 차량 제어 시스템을 위한 종래 초음파 시스템의 이용 가능성을 강하게 제한한다.

또한, 종래의 초음파 시스템을 이용하는 경우, 종종 전파 시간에 따라 오프셋 되는 복수의 물체 지점의 개별 반사들이 전체 반사 신호에서 중첩을 초래하는 문제가 발생한다. 개별 반사들의 대응하는 중첩은 예컨대 송신 신호가 복수의 물체에서, 그리고/또는 단일 물체의 비평면 표면에서 반사될 때 발생한다. 전파 시간 차이로부터 발생하는 개별 반사들의 상호 간 위상 위치에 따라서 중첩은 전체 반사 신호의 증폭, 감소 또는 소멸을 야기할 수 있다. 그에 따라 개별 반사들의 중첩은 종래의 초음파 시스템을 이용한 물체 형태의 검출 또는 확실한 위치 및 속도 데이터의 결정을 어렵게 한다.

그러나 본원에서 설명되는 초음파 측정 장치를 통해서는 상기와 같은 기능 저하 문제가 해결될 수 있다.

도 3에는 초음파 측정 장치의 제1 실시예의 회로 장치를 설명하기 위한 블록 회로도가 도시되어 있다.

송신기의 설명에 대해서는 도 3에 개략적으로 재현된 회로 장치(98)의 경우 배제되는데, 그 이유는 송신 펄스/송신 펄스들의 형태에 대해 알고 있다는 점 이외에도 도 1에 따라 설명된 것처럼 하기에서 설명되는 펄스 내 분석은 수신 경로에서만 개시되기 때문이다.

개략적으로 재현된 회로 장치(98)는 음향-전기 변환기(100)를 포함하며, 이 변환기에 의해 수신된 초음파 신호가 수신 신호로, 예컨대 전기 신호로 변환된다. 이어서 수신 신호는 신호 처리 유닛(102)으로 출력된다. 예컨대 신호 처리 유닛(102)은 바람직하지 못한 신호 성분의 필터링 및/또는 주파수 응답 보정을 위한 대역 통과 필터 및/또는 증폭기를 포함한다. 신호 처리 유닛(102)은 자체의 출력단에서 (처리된) 수신 신호[r(τ)]를 제공한다.

펄스 내 분석은 각각의 측정 시간 영역마다 순간 주기 지속 편차(Δp) 또는 대응하는 동치 값(equivalent value)을 측정하기 위한 하나 이상의 측정 장치(61)를 포함하고, 선택에 따라 뒤이어 각각 기준 주기 지속 편차(PG)(105)마다, 또는 예컨대 순간 주파수 편차와 같은 대응하는 등가의 기준 시퀀스에 따라 순간 주기 지속 편차를 평가하기 위한 하나 이상의 장치(106)를 포함하고, 각각 선택에 따라 뒤이어 품질 기준 기반의 신호 처리를 위한 장치(108)뿐 아니라 뒤이어 최종적인 신호 판별을 위한 하나 이상의 장치(112)를 포함한다.

도 3에 개략적으로 재현된 회로 장치(61)는 사전 결정된 기준 주기 지속과 다른 수신 신호[r(τ)]의 순간 주기 지속 편차(Δp)을 산출하도록 구성된다. 또한, 회로 장치(61)는, 순간 주기 지속 편차(Δp) 대신에 주기 지속, 주파수, 및/또는 사전 결정된 기준 주파수와 다른 주파수 편차가 산출되도록 변경될 수도 있다. 마찬가지로 회로 장치(61)에 의해 산출된 순간 주기 지속 편차(Δp)는 주기 지속, 주파수, 및/또는 주파수 편차로도 변환될 수 있다.

또한, 복수의 측정 장치(61)가 시간 변이 방식으로 작동 개시될 수 있고, 각각 다수의 (반-) 주기에 걸쳐서 평균 주기 지속 편차를 측정할 수 있다. 이어서 각각 후방에 배치되는 하나 이상의 평가 유닛에서 주기 지속 편차들의 제한적으로 긴 기준 시퀀스는, 각각 측정된 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스로 이루어지고 그에 상응하게 동일하게 긴 섹션들과 비교될 수 있다. 이 경우 예컨대 우선은 각각의 값 쌍들의 편차에 대한 평균값이 결정된다. 또한, 선택에 따라, 시퀀스들의 각각의 값 쌍들의 편차의 산란 범위에 대한 대략적 기준도 결정될 수 있다. 마찬가지로, 각각 서로 비교되는 시퀀스들의 값 쌍들 중 어떤 값 쌍들이 특히 강하게 서로 차이를 보이는지를 설명하는 기준이 생성되고 평가될 수 있다.

각각의 측정 장치(61-1, 61-2, ...)에 의해서는 처리된 수신 신호[r(τ)]로부터, 각각 시간 변이된 측정 시간 영역(-1, -2, ..)마다, 그리고 각각 레벨 전환 방향이 양 및 음의 순간 주기 지속 편차로서 별도로 측정되는지 여부에 따라서, 순간 주기 지속 편차(Δp)(104)에 대한 각각의 기준이 결정되어 후속하는 유닛으로 전송되며, 이때 전송은 바람직하게는 클럭 신호(CLK)에 의해 동기화된다. 각각의 측정의 측정 시간 영역은 각각 시작 신호(59-1, 59-2, ...)로 시작된다. 시간 변이된 복수의 측정 시간 영역에서 동시에 측정할 경우 시작 신호들(59-1, 59-2, ...)은 클럭 시간 축(56)과 적합한 신호 지연(57)에 의해, 또는 등가의 클럭 발생기에 의해 상호 간에 지연된다.

각각 하나 이상의 주기 지속에 걸쳐서 상호 간에 시간 변이된 측정 영역들에서 동시 측정은 비록 동시에 작동하는 복수의 측정 장치를 필요로 하긴 하지만, 다른 한편으로 초음파 신호의 단 하나의 주기 또는 단 하나의 반주기에 걸친 측정에서보다 순간 주기 지속 편차를 결정하기 위한 기준 시간 축에 대해 더 낮은 요건을 허용한다.

시간 지연된 시작 신호(59-2, 59-3, ...)에 이르기까지 시간 변이식 측정을 위한 단계들은 동일한 유형으로 구성되기 때문에, 상기 단계들은 도 3의 아랫부분에 예시로서만 61-2에 따라 도시되어 있다.

블록 61-1은, 도시된 사례의 경우, 양의 순간 주기 지속 편차(104a-1)와 음의 순간 주기 지속 편차(104b-1)를 시간 변이식으로 측정하기 위한 2개의 측정 장치(a와 b)로 구성되고, 도시된 특별한 사례의 경우, 모든 측정 장치(62a-1, 62a-2,...62-b1, 62-b2, ...)는 하나의 임계값 스위치(60)를 공유하며, 그럼으로써 추가 비용이 절감될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라, 측정 장치들의 동기화는 이진 신호[b(τ)]로부터 직접 생성되며, 그에 따라 이진 신호는 또한 동기 신호(59)의 과제를 수행한다.

추가의 바람직한 간소화된 실시예에 따라, 각각의 수신 단계마다, 양의 순간 주기 지속 편차(104a)를 측정하고 음의 순간 주기 지속 편차(104b)를 측정하기 위한 측정 장치는 각각에 대해 하나만이 제공되며, 그럼으로써 추가의 지연 단계(57)는 요구되지 않게 된다. 예컨대 상기 장치는 양 및 음의 반주기의 순간 주기 지속 편차를 연속해서 측정하고, 후속하는 장치(들)(106a-1, 106a-2, ..., 106b-1, 106b-2, ...)는 아래 더욱 상세하게 설명되는 것처럼 상기 시퀀스들을 평가한다.

펄스 내 분석의 매우 간단한 실시예에 따라, 각각 순간 주기 지속 편차(104)의 실제 값은 판별 단계(112)로부터 직접 전달된다.

수신 신호[r(τ)]는 이진 신호[b(τ)]로 수신 신호[r(τ)]를 변환하기 위한 임계값 스위치(60)에서 출력된다. 임계값 스위치(60)는 수신 신호[r(τ)]의 어떤 진폭 조건에서 2개의 레벨(Low 및 High)을 갖는 이진 신호[b(τ)]가 출력될 것인지를 결정한다. 바람직하게는 임계값 스위치의 임계값은, 특히 수신기 회로 내 다른 기능들과 비용 최소화를 위한 시너지를 달성하기 위해, 임계값[RLim(τ)]과 동일해야 한다. 이진 신호[b(τ)]는 제1 평가 경로 및 제2 평가 경로로 제공된다.

두 평가 경로 각각은 자체의 전치(front end)에 회로 소자(62a 또는 62b)를 포함한다. 회로 소자(62a)는, 이진 신호[b(τ)]에 따라서, 사전 결정된 양의 기준 주기 지속과 다른 양의 순간 주기 지속 편차(104a)를 산출하도록 구성된다. 그에 상응하게 회로 소자(62b)는, 이진 신호[b(τ)]에 따라서, 음의 기준 주기 지속과의 음의 순간 주기 지속 편차(104b)를 결정하도록 구성된다. 양 및 음의 순간 주기 지속 편차를 결정하기 위한 시간 측정은 바람직하게는 Low-High 레벨 전환 또는 High-Low 레벨 전환의 평가를 통해 이루어진다. 이때 극단의 차이를 보이는 순간 주기 지속 편차들은, 예컨대 사전에 유효 측정값들의 범위가 결정되고 이것이 준수되지 않을 경우 회로 소자들(62)에 의해 인지됨으로써, 두 회로 소자(62a 및 62b)에 의해 이미 필터링될 수 있다.

만일 수신 신호가 펄스 내 분석에 따라서, 가능한 여러 송신 신호 중 어떤 송신 신호 및/또는 어떤 물체가 수신 신호를 야기했는지와 관련하여 분석되고, 이는 경우에 따라 복수의 측정 장치(61a-1, 61a-2,..., 61b-1, 61b-2,...)가 이용되는 조건에서 이루어진다면, 순간 주기 지속들(104...) 각각은 각각의 블록(106...) 내에서 가능한 여러 송신 신호 및/또는 물체를 대표하는 기준(PG ...)(105)과 각각 비교된다. 각각 상기 비교의 결과에 따라, 각각 기준 시퀀스(PG ...)와 관련한 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스의 대략적인 평균 주기 지속 편차(Δprr)가 후속 단계로 전송된다.

대략적인 평균 주기 지속 편차(Δprr) 이외에도, 장치(106)는 각각의 클럭 사이클마다 선택에 따라, 어떤 방식으로 실제 분석된 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스가 기준 시퀀스(PG)(105)와 차이가 있는지를 설명하는 패턴 벡터(

)뿐 아니라, 평균값의 산란에 대한 대략적 기준(σr)을 생성한다. 3개의 변수(Δprr,

및 σr) 모두는 데이터 라인들(104, 110)에 의해 후속 장치로 전송된다.

선택에 따라 각각 품질 기준 기반의 신호 처리를 위한 후속하는 단계(108)에서는 바람직하게는 각각의 클럭 신호 공급 단계마다 중간 변수들(Δprr, ε 및 σr)에 따른 결과 평가가 이루어진다. 이상적인 방식으로 수신 시점에서는, 일정 값(Δprr)에 이르기까지 측정된 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스가 기준 주기 지속 편차(PG)의 시퀀스와 다르지 않으며, 그리고 또한 평균 편차에 대한 기준(σr)이 상기 수신 시점에 두 시퀀스의 높은 유사성을 증명함으로써 상기 수신 시점에 품질 기준 기반의 신호 보정을 위한 단계가 보정을 실행할 필요가 없고, 후속하는 판별 장치(112)는, 상기 수신 시점에 기준(PG)과 유사하고 주기 지속 편차(Δprr)에 상응하는 상대 이동을 포함하는 신호 펄스가 수신되었다는 점에서, 신호 세기(123)가 충분히 높고 신호 기간(122)이 충분히 긴 조건에서 전송할 수 있다는 점이 편차 벡터(ε)에 의해 증명된다. 만일 112에서 다수의 기준(PG ...)과의 비교의 평가를 통해 판별이 개시된다면, 기준은 하나 이상의 신호 형태 및/또는 물체를 재현하며, 그럼으로써 124에서 상대 이동 외에도 검출된 신호 형태 및/또는 물체 유형에 대한 정보가 전송된다.

상기 이상적인 경우와 상이한 또 다른 모든 상황에서 품질 기준 기반의 신호 처리를 위한 단계(108)는 예컨대 하기에서 추가로 설명되는 것처럼 대략적인 중간값들을 보정 처리한다.

만일 앞서 설명한 이상적인 경우가 발생하지 않고, 에코 세기가 높은 조건에서, 기준(PG ...)과 순간 주기 지속 편차에 대해 연속해서 진행하는 비교를 재현하는 편차 기준들(σ) 중 어느 기준도 충분히 작지 않다면, 판별기(112)는, 실제 높은 수신 세기가 기준들 중 어느 것에도 상응하지 않거나, 또는 실제 높은 수신 세기가 기준(PG)에 가장 가깝지만, 이 기준의 편차 기준(σ)은 다른 편차 기준에 비해 가장 낮다는 사실을 전송할 수 있다. 상기 두 정보 유형 중 어느 쪽이냐의 여부는 예컨대 부분 분석의 편차 기준(σ)의 변수에 따라 판별될 수 있다.

회로 소자(62a)에 의해 산출된 양의 순간 주기 지속 편차들은 데이터 신호(104)로서 클럭 신호[CLK(τ)]와 함께 계산 장치(106a)로 제공된다. 계산 장치(106a)는 각각 기준 주기 지속 편차들(PG)에 따라서 측정된 순간 주기 지속 편차들의 입력 시퀀스를 정규화하며, 평균 양의 순간 주기 지속 편차, 개별 순간 주기 지속 편차들, 및/또는 순간 주기 지속 편차들의 산란의 합을 산출하도록 구성된다. 이어서 계산 장치(106a)로부터 계산된 값들은 데이터 신호(110)로서 평가 장치(108a)로 출력된다.

신호 처리를 위한 장치(108a)는 자체의 입력단에 인가되는 대략적 값들에 따라 신호 처리를 실행하며, 이런 실행은, 상기 신호 처리용 장치가 전송된 품질 기준들에 따라 상기 클럭 신호 공급 단계에서 계산된 기준 시퀀스에 대한 최종 값들로 정규화된 평균 주기 지속 편차(Δpr) 또는 이로부터 계산되는 예컨대 상대 속도와 같은 동치 값, 및/또는 측정된 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스이면서 각각의 부분 분석에서 각각의 기준 시퀀스와 비교되는 상기 시퀀스가 어느 정도의 확률로 동일한지를 설명하는 처리된 기준(σ)을 결정하면서 이루어진다. 이런 경우 평가 장치(108a)는, 자체 평균 양의 순간 주기 지속 편차 및/또는 산란이 사전 결정된 비교 값으로부터 매우 강하게 차이를 보이는 양의 순간 길이 주기 편차들의 필터링을 통해, 최적화된 평균 양의 순간 주기 편차 및/또는 양의 순간 주기 지속 편차들의 최적화된 시퀀스를 결정하여 데이터 신호(110)로서 판별 장치(112)로 출력하도록 구성될 수 있다.

회로 소자(62b)에 의해 결정된 음의 순간 주기 지속 편차들은 데이터 신호(104b)로서 클럭 신호[CLK(τ)]와 함께 계산 장치(106b)로 출력된다. 계산 장치(106b)의 기능은 이미 설명한 계산 장치(106a)의 기능에 상응한다. 또한, 계산 장치(106b)의 후방에는 평가 장치(108a)의 기능을 갖는 평가 장치(108b)가 배치된다. 계산 장치(106b)에 의해 계산된 값들은 데이터 신호(110b, 111b 및 114b)로서 평가 장치(108b)로 출력되며, 음의 순간 주기 지속 편차들이 사전 결정된 추정 품질에 상응하는 점에 한해서, 경우에 따라서는 품질 기준 기반의 신호 처리를 위한 단계(108b)에서의 처리 후에, 판별 장치(112)로 전송된다.

주기 지속 편차들을 산출 및 평가하기 위한 컴포넌트들에 추가로 회로 장치(98)는 또한 추가 컴포넌트들(118 및 120)을 포함할 수 있다. 이는 도 3의 파선을 통해 도시되어 있다. 컴포넌트들(118 및 120)은 예컨대 정류기(118)와 적분 필터(120)이고, 순간적인 신호 세기(123)에 대한 정보를 생성한다. 컴포넌트들(118 및 120)은, 에코의 시간별 세기 분포와 관련하여 종래 기술로부터 공지된 방식으로 제공된 수신 신호[r(τ)]를 평가하도록 구성될 수 있다(도 2b 참조). 이처럼 초음파 측정 장치와 관련하여 반사 물체 지점의 위치가 대략 결정될 수 있다. 또한, 컴포넌트들(118 및 120)에 의해 산출된 신호들(122 및 123)은 판별 장치(112)로 출력될 수 있다.

앞서 이미 설명한 것처럼 가능한 송신 신호의 유형, 전송 경로의 유형 및 반사 물체의 유형으로 이루어진 각각의 조합은 각각 가능한 순간 주기 지속 편차들(PG ...)(105)의 자체 기준 시퀀스를 필요로 할 수 있으며, 그럼으로써 각각의 기준 시퀀스들 각각에 대해 비교 유닛(106)과 선택에 따라 품질 값 기반의 신호 처리용 유닛(108)으로 구성되는 부분 분석이 필요할 수 있게 된다. 요구되는 비용은 도 3에 도시된 경우에서처럼, 수신 신호가 양 및 음의 주기 지속에 따라 분리되고, 그리고/또는 각각 다수의 주기 지속에 걸쳐서 분석되어야 한다고 하면, 병행하여 작동하는 측정 장치(61)의 개수만큼 배가될 수 있다. 이에 후속하여, 이처럼 획득되고 각각의 기준 시퀀스들(PG ...)을 기반으로 하는 다양한 부분 분석의 개별 가정들(individual hypothesis)은 송신된 신호, 전송 경로 내 기초적인 변화, 그에 따라 선택에 따라 반사 물체의 유형을 통해 각각의 시점에서 각각 가능성이 가장 높은 수신 가정(reception hypothesis)을 설명하기 위한 신호 판별기(112)로 제공된다.

그에 따라 판별 장치(112)는 예컨대 각각의 위치와 관련하여 초음파 측정 장치의 주변 환경에서 상대 속도와 선택에 따른 물체 유형을 각각 결정하도록 구성된다. 판별 장치는 또한 어떤 신호 형태가 각각의 수신 신호의 기초가 되는지를 식별할 수도 있다.

마찬가지로 판별 장치(112)는 하나 이상의 물체의 형태를 검출하도록 구성될 수 있다. 특히 판별 장치는 하나 이상의 반사 물체의 표면 구조를 검출하도록 구성될 수 있다. 검출된 형태/표면 구조와 상대 이동에 따라 판별 장치(112)는 어떤 유형의 물체들이 초음파 측정 장치의 주변 환경에 위치하는지를 식별할 수도 있다. 예컨대 판별 장치(112)는 성인, 어린이, 동물, 또는 벽과 같은 고정된 구조 및/또는 자전거처럼 유연하고 이동하는 대상을 구분한다.

이에 대해 대체되거나 보완되는 실시예에 따라, 판별 장치(112)는 또한 가능한 신호 형태의 집합 중 어떠한 신호 형태가 초음파 측정 장치의 송신 장치로부터 송신되고 이어서 초음파 측정 장치의 주변 환경에 위치하는 물체에 의해 반사되었는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 이런 과정의 상세한 설명은 하기에서 실시예에 따라 제시된다.

또한, 판별 장치(112)는 추정된 물체 형태 및/또는 추정된 이동 방향을 기반으로 송신 사이클의 모든 에코의 전파 시간을 각각의 관찰 시점으로 정규화하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로 반사 물체로부터 에코 전파 시간의 기대 영역은 물체 형태 및 이동 방향의 검출을 통해 후속하는 송신 사이클들을 위해 더욱 잘 예측될 수 있다. 따라서 차량의 주변 환경 내 물체는 목표에 더욱 부합하게 검출될 수 있고 물체 자체의 속도 및/또는 물체 형태와 관련하여 평가될 수 있다.

판별 장치(112)에 의해 산출된 위치 데이터, 속도 데이터, 물체 형태 데이터, 물체 표면 데이터, 물체 유형 데이터, 물체 할당 데이터 및/또는 송신 신호 형태 데이터는 정보 신호(124, 126 및 128)로서 예컨대 자동 제동, 조향 및/또는 가속 시스템과 같은 자동 차량 제어 시스템으로 전송될 수 있다.

도시된 회로 장치(98)에 대체되는 실시예에 따라, 회로 소자들(62a 및/또는 62b)은 예컨대 주기 지속 및/또는 (주파수-전압 변환기에 의한) 주파수 및/또는 주파수 편차와 같은, 주기 지속 편차에 등가인 변수를 측정하는 시간 측정 장치일 수도 있다. 신호 형태로서는 예컨대 단일 펄스 방법, 직접 시퀀스 펄스 방법, 쳐프 방법, 및 주파수 도약 방법과 같은 변조 방법들이 적용될 수 있다.

여기서 한번 더 주지할 점은, 단 2개의 시간 측정 장치 대신에, 더 많은 시간 측정 장치가 시간 변이 방식으로 작동 개시될 수 있고, 그에 따라 다수의 (반)주기에 걸쳐서 평균 주기 지속 편차를 병행 측정한다는 사실이다. 이어서 후속하여 배치되는 하나 이상의 평가 유닛 내에서 주기 지속 편차들의 제한적으로 긴 기준 시퀀스가, 각각 측정된 주기 지속 편차들의 시퀀스로 이루어지고 그에 상응하게 동일하게 긴 섹션들과 비교될 수 있다. 이 경우 예컨대 우선은 각각의 값 쌍들의 편차에 대한 평균값이 결정된다. 또한, 선택에 따라, 시퀀스들의 각각의 값 쌍들의 편차의 산란 범위에 대한 대략적인 기준이 결정될 수도 있다. 마찬가지로 각각 서로 비교된 시퀀스들의 값 쌍들 중 어느 값 쌍들이 특히 강하게 서로 차이를 보이는지를 설명하는 기준이 생성되고 평가될 수도 있다.

도 4에는 초음파 측정 장치의 제2 실시예의 회로 장치를 설명하기 위한 블록 회로도가 도시되어 있다.

도시된 회로 장치(58)는 정확히 단 1개의 측정 장치(61)와, 정확히 단 1개의 기준(PG)만을 이용하는 비교기(106)와, 경제적으로 실현되는 신호 평가부(108)와, 신호 판별부(112)를 이용하는 전술한 회로 장치에서 설명한 신호 분석의 구체적인 구현 형태를 도시하고 있다. 회로 장치(58)는 전술한 회로 장치에 비해 수신된 수신 신호[r(τ)]의 주기 지속 편차들(Δp)을 산출할 뿐 아니라 산출된 주기 지속 편차들(Δp)의 측정 품질을 결정하도록 구성된다.

회로 장치(58)는 측정 장치의 서브 유닛으로서 임계값 스위치(60)를 포함하며, 이 임계값 스위치는 초음파 측정 장치의 수신 장치로부터 제공되고 예컨대 물체에서 초음파 측정 장치로부터 송출된 초음파 신호의 반사로 반송되는 수신 신호[r(τ)]를 이진 신호[b(τ)]로 변환한다. 예컨대 임계값 스위치(60)는 수신 신호[r(τ)]의 양의 값에 대해 1의 값을 나타내고 수신 신호[r(τ)]의 음의 값에 대해 0의 값을 나타내는 이진 신호[b(τ)]를 생성한다. 바람직하게는 임계값 스위치(60)는 앞서 설명한 것처럼 시변 유의적 임계값으로 수신 신호[r(τ)]를 평가한다.

이어서, 이진 신호[b(τ)]는 순간 주기 지속 편차들(Δp)(순간 주기 지속 편차)을 산출하기 위한 회로 소자(62)로 출력된다. 회로 소자(62)는 예컨대 하기에서 설명되는 컴포넌트들(50 및 52)을 포함할 수 있다.

비교 회로(106)는, 도시된 경우 비교기 유닛(101)과, 편차 패턴을 결정하기 위한 유닛(103)으로 구성된 추정 품질 결정용 유닛들과, 대략적인 평균 편차 품질을 결정하기 위한 계산 유닛(107)으로 구성된다.

본 실시예에서 품질 기준 기반의 신호 처리를 위한 도시된 유닛(108)은 예시로서 추정 품질의 대략적 기준으로부터 처리된 추정 품질(σ)을 생성하는 하나의 임계값 스위치(80)로만 구성된다. 이처럼 단순한 실시예에서, 오류 벡터(ε)에 속하는 정보는 신호 처리부(108)에서 이용되지 않는다.

도 4에 도시된 단순한 판별기(112)는 신호 세기에 따라, 그리고 처리된 추정 품질(σ)에 따라, 추가 처리를 위해 제공된 속도 정보(v)가 유효한 값을 취하는지, 또는 무효한 것으로서 식별되는지 여부를 판별한다.

비교기 회로(106)의 더욱 정확한 이해를 위해 여기서 주지할 점은, 수신된 초음파 펄스는 신호 세기의 시간 프로파일과 관련할 뿐 아니라, 펄스 내 순간 주기 또는 순간 주파수의 시간 프로파일과 관련하여서도 분석된다는 사실이다. 그에 따라 수신된 펄스의 주기 지속들(순간 주기 지속들)의 시퀀스는 지문과 동일하고, 송출된 송신 펄스뿐 아니라 수신기로 향하는 전송 경로에 대한 특성을 분명하게 제공한다. 전송 경로는 예컨대 송신 및/또는 수신 안테나의 방향 특성에 의해, 그리고/또는 송출된 펄스가 수신기로 향하는 자체 경로에서 반사되는 물체들과 이 물체들의 상호 간 상대 이동에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 만일 수신기가 전송 시나리오에 대한 특징을 나타내고 본 실시예에서는 기준 주기 지속들의 시퀀스에 의해 재현되는 지문을 인지하고 있다면, 수신기 측에서 수신된 펄스에 어떠한 시나리오가 존재했는지가 검출될 수 있다.

편의상, 상대 이동 시에 속도에 비례하는 기준 시퀀스의 일시적 수축 또는 확장이 발생한 것으로 가정할 수 있다. 도 4에 도시된 회로에 의해서는, 정확히 하나의 지문의 실시예, 다시 말하면 N개의 요소로 구성된 기준 시퀀스의 실시예를 이용하여, 상기 분석이 간단한 수단들에 의해 구현될 수 있는 방법이 도시된다.

상기 분석의 경우, 상기 구체적인 실시예에 따라, 클럭[CLK(τ)]에 의해, 측정 유닛(62)을 통해 획득된 순간 주기 지속 편차들(Δp)이 시간상 연속해서 비교기 유닛(101) 내로 전송되고, 이 비교기 유닛 내에서는 기준 시퀀스(105)의 N개의 기준 요소와 측정된 순간 주기 지속 편차들의 시퀀스 사이의 차이가 각각 산출된다.

101에 도시된 블록에서는 연속되는 N개의 감산 단계(66)와 각각 후속하는 결과 레지스터(64)를 이용한 비교가 이루어지며, 이때 상기 감산 방법에서 이용되는 기준 시퀀스(105)는 예컨대 상기 전송 상황에 대해 좋은 예가 되는 수신 신호의 주기 지속들의 시퀀스로부터 유도하는 것을 통해 형성될 수 있다.

이런 유형의 비교에서 바람직하게는, 차이 산출 시 기대되는 수신 신호의 대역 제한에 의한 조건에 따라 큰 값 차이가 발생하지 않으며, 그럼으로써 레지스터는 작은 메모리 크기만을 필요로 하고, 차이 산출은 1회 또는 수 회의 감분 또는 증분 단계를 통해, 다시 말하면 예컨대 값들의 감분 또는 증분과 각각 후속하는 결과 레지스터에 의해 실현될 수 있게 된다. 복잡한 감산기는 배제할 수 있다.

회로 소자(62)를 통해 N회의 클럭 신호 공급을 실행한 후에 레지스터(64)의 N개의 출력단[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]에서는, 정규화된 주기 지속 편차들의 시퀀스로서도 지칭되는 N 단계의 기준 시퀀스에 대해 측정된 N개의 순간 주기 지속 편차의 차이가 준비된다. 가산 단계(68)와 인수(1/N)를 이용하여 처리하는 비례 소자(70)에 의해 구해지는 편차 시퀀스로 이루어지는 평균값은 대략적인 평균 주기 지속 편차(Δpr)를 생성한다.

정규화된 주기 지속 편차들[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]의 산란을 계산하기 위해 평균값(ΔpM)이 각각의 정규화된 주기 지속 편차들[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]로부터 추출된다. 이는 N개의 계산 소자(72)를 통해 이루어진다. 이어서 계산 소자들(72)에 의해 계산된 차이[D(N) 내지 D(1)]는, 각각 제공된 차이[D(N) 내지 D(1)]를 제곱하도록 구성된 각각의 계산 유닛(74)으로 제공된다. 이는 N개의 산란[σ(N) 내지 σ(1)]을 생성한다.

추정 품질을 평가하기 위한 유닛(103) 내에서는 각각의 요소[ΔpK(...)]에 대해 그 요소가 평균값(Δpr)으로부터 얼마만큼 차이를 나타내는지가 검사된다. 이를 위해, 도 4에 도시된 실시예의 경우, 각각의 클럭 신호 공급 단계마다, 76에서는, 요소들[ΔpK(...)] 각각이 각각의 클럭 사이클마다 구해지는 평균값(Δpr)으로부터 얼마만큼 차이가 나는지를 명시하는 N개 요소의 편차 벡터(ε)가 결정된다. 72와 뒤이은 평가 곡선(74)을 이용한 차이 산출을 통해, 상기 편차 각각이 결정된다. 바람직하게는 상기 평가 곡선은 앞서 72에서 계산된 Δpr에 대한 ΔpK(...)의 편차의 제곱으로 구해진 절댓값에 상응한다. 그러나 제곱 함수에 대체되는 실시예에 따라 상기 크기 또는 또 다른 함수가 편차의 변수에 대한 기준으로서 이용될 수 있다.

대략적 평균 편차 품질(σr)을 결정하기 위한 도 4에 도시된 계산 유닛(107)에서는, 각각의 클럭 신호 공급 단계마다 각각의 편차 벡터(ε)의 모든 요소에 대한 합이 구해져서 후속 유닛(108)으로 제공된다. N개의 편차[ε(N) 내지 ε(1)]로부터는 평가 유닛(76)에 의해 각각의 클럭 사이클마다 N개 값의 개수를 포함하는 시퀀스(ε)가 생성될 수 있다. 이어서 상기 시퀀스는 하나 이상의 비교 시퀀스와 비교될 수 있다.

여기서 한번 더 주지할 점은, 도 4에 따라 설명한 회로 소자는, 추정 품질, 다시 말하면 산란에 대한 기준을 결정하도록 구성될 수 있다는 사실이다. 추정 품질에 의해서는, 정규화된 주기 지속 편차들[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]이 추가로 처리되어 평가되는지 여부에 대한 타당성 판별이 이루어질 수 있다. 너무 많은 산란을 보이는 정규화된 개별 주기 지속 편차들[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]은 필터링되어 오류 메모리에 기록될 수 있다. 이와 같은 방식으로 오류가 있는 개별 측정들이 식별될 수 있다. 이어서 필터를 통해 유효한 것으로 결정되는 나머지 정규화된 주기 지속 편차들[ΔpK(N) 내지 ΔpK(1)]은 충분한 추정 품질을 나타내는 최적화된 평균 주기 지속 편차의 계산을 위해 이용될 수 있다.

그러나 오류 벡터(ε)의 분석에 따라 각각의 클럭 사이클의 측정값들의 품질 평가도 실행할 수 있다. 만일 편차 벡터의 요소에서, 도 9에 설명되는 순간 주기 지속에서와 유사하게, 값들[ΔpK(...)]로 표현되고 비교 시에 고려되는 순간 주기 지속 편차와 대응하는 기준 주기 지속 편차의 쌍 형성의 기이한 이상값들(outlier)이 존재한다면, 상기 쌍 형성은 최종적인 평균 주기 지속 편차(Δpr)의 결정 시에 더 이상 고려되지 않도록 "무효한 것"으로서 정의되며, 이런 점은 또한 상기 단계에서 보정된 값들에 따라 새로 계산되는 평균 편차 기준(σ)의 감소를 제공한다. 또한, 클럭 사이클에서 제공되는 값들의 집합도, 대응하는 편차 벡터(ε)에서 이상값으로서 검출되는 요소들의 개수가 너무 많다면, 무효한 것으로 정의된다.

또한, 도 4에서 설명되는 회로 소자는 도 3에 따라 설명되는 원리에 의거하여 다수의 기준 시퀀스로 확대될 수 있고, 그리고/또는 시간 변이 방식으로 작동하는 측정 장치들(61)에 의해 획득된 다수의 값의 처리를 위해 확대될 수 있다.

도 5에는 초음파 측정 장치의 제4 실시예의 회로 장치를 설명하기 위한 블록 회로도가 도시되어 있다.

도 5에 따라 설명되는 회로 장치(148)는 평균 주기 지속 편차를 산출하는데 특히 양호하게 적합하다. 이와 관련하여 바람직하게는 초음파 측정 장치의 송신 장치는 거의 일정한 신호 주파수를 갖는[다시 말하면 거의 일정한 주기 지속(P0)을 갖는] 송신 신호를 송출한다. 이처럼 비교기는 보상될 수 있다.

아날로그 수신 신호[r(τ)]는 제1 평가 경로 및 제2 평가 경로에서 제공된다. 여기서 제1 평가 경로는 자체의 전치에 LH 비교기(150a)를 포함하고 제2 평가 경로는 자체 전치에 HL 비교기(150b)를 포함한다. 두 비교기(150a 및 150b) 각각은 아날로그 수신 신호[r(τ)]를 이진 신호[b1(τ) 또는 b2(τ)]로 변환하도록 구성된다. 이와 관련하여 비교기 중 하나 이상(150a 및/또는 150b)은 시변 유의적 임계값을 갖는 임계값 스위치의 기능을 충족할 수 있다. 선택에 따라 비교기들(150a 및/또는 150b)의 후방에는 이진 신호들[b1(τ) 및 b2(τ)]을 평활화하기 위한 평활화 유닛들(152a 및/또는 152b)이 배치될 수 있다. 그러나 도 5에 따라 설명되는 수신 신호[r(τ)]를 평가하기 위한 절차는 이진 신호들[b1(τ) 및 b2(τ)]의 평활화 없이도 이루어질 수 있다.

클럭 신호[CLK(τ)]의 제공은 평활화된 (디바운싱 된) 이진 신호[b1(τ) 또는 b2(τ)]를 통해 이루어질 수 있다. 만일 주기 지속 측정 장치(154a 또는 154b)가 예컨대 주기 지속에 걸쳐서 작동한다면, 클럭 신호[CLK(τ)]는 바람직하게는 평활화된 이진 신호[b1(τ) 또는 b2(τ)]와 동일하다. 주기 지속 측정 장치(154a 또는 154b)가 Nm의 주기에 걸쳐서 평균화하는 점에 한해서, 클럭 신호[CLK(τ)]는 그에 상응하게 Nm으로 나눠지는 것을 통해 언더클럭(underclock) 제어될 수 있다.

평활화되거나 평활화되지 않은 이진 신호[b1(τ)]는 주기 지속 측정 장치(154a)로 제공된다. 주기 지속 측정은 다수의 주기에 걸쳐서, 그리고/또는 영교차 방향으로만 이루어질 수 있다. 바람직하게는 주기 지속 측정 장치(154a)는, 이진 신호[b1(τ)]에 따라서, 양의 주기 지속(순간 주기 지속)에 대한 시간 이산 8비트 주기 길잇값을 산출하도록 구성된다.

주기 지속 측정 장치(154a)의 후방에는 계산 소자(156a)가 배치된다. 계산 소자(156a)에 의해서는, 양의 주기 지속에 대해 주기 지속 측정 장치(154a)에 의해 측정된 값들이 주기 지속 편차들(순간 주기 지속 편차들)로 변환될 수 있다. 이를 위해 주기 지속으로부터 상수가, 예컨대 송신 신호의 (평균) 주기 지속(P0)이 추출된다.

또한, 제2 평가 경로는 주기 지속 측정 장치(154b)와 계산 소자(156b)를 포함할 수 있다. 제2 평가 경로의 주기 지속 측정 장치(154b)는 예컨대 평활화되거나 평활화되지 않은 이진 신호[b2(τ)]에 따라서, 음의 주기 지속에 대한 시간 이산 8비트 주기 지속 값들을 결정하도록 구성된다. 이어서 계산 소자에 의해서는, 음의 주기 지속(순간 주기 지속)에 대한 각각의 값을 구하기 위해, 송신 신호의 주기 지속(P0)가 주기 지속의 측정된 값들로부터 추출된다.

주기 지속 측정 유닛(154a) 및 계산 소자(156a)에 의해 계산된 양의 주기 지속 편차들은 계산 소자(158a)로뿐 아니라 N배 (지연) 시프트 레지스터(160a)로 출력된다. 시프트 레지스터(160a)는 클럭 신호[CLK(τ)]에 의해 클럭 제어된다. 시프트 레지스터(160a)의 출력단은 계산 소자(158a)의 마이너스 입력단에 연결된다. 그에 따라 산출된 양의 주기 지속 편차들은 계산 소자(158a)에 의해 합산되고, 각각 N의 최종 주기 지속 편차가 추출된다. 그에 따라 계산 소자(158a)로부터 출력된 값은 산출된 N의 최종 양의 주기 지속 편차들의 합에 상응한다. 계산 소자(158a)에 의해 출력된 값은 계산 소자(162)로 전송된다.

또한, 제2 평가 경로는 클럭 신호[CLK(τ)]에 의해 클럭 제어되는 N배 (지연) 시프트 레지스터(160b)를 포함하고, 이 시프트 레지스터는 출력단 측에서 계산 소자(156b)의 마이너스 입력단에 연결된다. 이에 추가로 계산 소자(156b)의 출력단은 계산 소자(158b)의 플러스 입력단에 연결된다. 그에 따라 계산 소자(158b)로부터 출력되는 값은 산출된 N의 최종 음의 주기 지속 편차들의 합에 상응한다. 또한, 계산 소자(158b)의 출력단은 계산 소자(162)에 연결된다.

계산 소자(162)는, 음 및 양의 주기 지속 편차들에 포함된 정보의 평균값을 결정하기 위해, 계산 소자들(158a 및 158b)에 의해 제공된 합들을 가산한다. 출력단 측에서 계산 소자(162)는 제산기(164)(divider)에 연결되고, 이 제산기는 계산 소자(162)에 의해 계산된 합을 2N의 값으로 나눈다. 제산기(164)에 의해 실행된 나눗셈은, a가 자연수인 조건에서 값(N)이 2^a와 동일한 점에 한해서 특히 바람직하다. 그러나 도 5에 따라 설명된 평가 방법은 또 다른 값(N)에 대해서도 실행될 수 있다.

이어서 제산기(164)에 의해 계산된 값은 출력 메모리(166)로 출력될 수 있다. 또한, 출력 메모리(166)는 클럭 신호[CLK(τ)]에 의해 클럭 제어될 수 있다. 바람직하게는 N회 주기에 걸쳐서 산출된 주기 지속 편차는 측정 품질이 충분할 때에만 후속 처리 유닛으로 전달된다. 측정 품질의 결정, 및/또는 N회 주기에 걸쳐서 산출되어 출력 메모리(166)에 저장된 주기 지속 편차의 추가 처리 및 평가는, 예컨대 시프트 레지스터들(160) 내에 저장된 값들이 자체 값 산란과 관련하여 분석된다고 하면, 앞서 이미 설명한 실시예들과 유사하게 실행될 수 있다. 그러므로 여기서는 상기 결정, 추가 처리 및 평가에 대해 더 이상 다루지 않는다.

회로 장치(148)의 개선 실시예에 따라서는 물체 분류 또는 결과의 캐스케이딩(cascading)을 위해 서로 다른 N을 포함하는 복수의 추정기(estimator)가 이용될 수 있다.

도 6a와 도 6b에는 초음파 측정 장치의 제4 실시예의 회로 장치를 설명하기 위한 블록 회로도와 좌표계가 각각 도시되어 있으며, 도 6a에는 회로 장치가, 그리고 도 6b에는 회로 장치에 의해 실행되는 계산 단계가 도시된다.

도 6a에 개략적으로 도시된 회로 장치(198)는 하한 주파수(f0 - Δfmax)와 상한 주파수(f0 + Δfmax) 사이의 영역 이내에서 우세한 반송파 신호(dominant carrier signal)의 신호 주파수를 검출하기 위한 FM 복조기로서 구성된다. 여기서 도 6a에는 특히 주파수-전압 변환기의 회로 아키텍처가 도시되어 있다. 생성된 주파수(f₀ + Δfmax)를 갖는 수신 신호[r(τ)]의 스펙트럼 성분뿐 아니라, 추가의 생성된 주파수(f0 - Δfmax)를 갖는 수신 신호[r(τ)]의 스펙트럼 성분이 결정된다. 이어서 두 스펙트럼 성분의 절댓값의 차이가 주기 지속 편차 또는 주파수 편차에 대한 기준으로서 생성된다.

회로 장치(198)의 신호 입력단에서는 수신 신호[r(τ)]가 제공된다. 수신 신호[r(τ)]는 자체 주파수와 관련하여 회로 장치(198)에 의해 분석되어야 한다.

회로 소자는 제1 및 제2 기준 발생기(200a 및 200b)를 포함한다. 제1 기준 발생기(200a)는 주파수(f₀ + Δfmax)를 갖는 신호를 생성하여 자체의 신호 출력단으로 제공하도록 구성된다. 그에 반해서 제2 기준 발생기(200b)는 자체의 출력단에서 주파수(f₀ - Δfmax)를 갖는 신호를 출력하도록 구성된다. 그에 따라 값(2Δfmax)은 수신 신호[r(τ)]의 관련 주파수가 검출되어야 하는 범위에 해당하는 값 영역의 대역 폭을 재현한다. 바람직하게는 주파수(f0)는 평균 주파수이며, 이 평균 주파수와 함께 송신 신호가 출력된다. 특히 송신 신호는 거의 일정한 주파수(f0)를 포함하는 신호일 수 있다.

기준 발생기(200a)에 의해 생성된 신호(f₀ + Δfmax)는 혼합기(202a)에 의해 수신 신호[r(τ)]와 혼합된다. 이때 생성된 신호는 이하에서 신호(rl+)로서 지칭된다. 이에 추가로 주파수(f₀ + Δfmax)를 갖는 신호는 위상 회전기(204a)로 출력되어 90°만큼 회전된다. 이어서 회전된 신호는 혼합기(206a)에 의해 수신 신호[r(τ)]와 혼합되어 신호(rQ+)를 생성한다.

그에 상응하게 기준 발생기(200b)로부터 생성되는 주파수(f₀ - Δfmax)를 갖는 신호는 혼합기(202b)에 의해 수신 신호[r(τ)]와 혼합되어 신호(rl-)를 생성한다. 마찬가지로 주파수(f₀ - Δfmax)를 갖는 신호는 위상 회전기(204b)로 출력되고 이 위상 회전기에 의해 90°만큼 회전된다. 회전된 신호는 혼합기(206b)에 의해 수신 신호[r(τ)]와 혼합된다. 이와 같이 신호(rQ-)를 생성한다.

신호 rl+, rQ+, rl- 및 rQ-는 각각 저역 통과 필터(208a, 210a, 208b 또는 210b)로 출력된다. 신호 필터링을 위한 공식은 아래와 같다.

[저역 통과 필터(208a)]

[저역 통과 필터(210a)]

[저역 통과 필터(208b)]

[저역 통과 필터(210b)]

이때 TF는 바람직하게는 2Δfmax의 반비례 값이며, 다시 말하면 아래 공식이 적용된다.

필터링된 신호들(rl+, rQ+, rl- 및 rQ-)은 각각 제곱기(212a, 214a, 212b 및 214b)(squaring device)로 출력된다. 이어서 제곱기들(212a 및 214a)의 신호들은 가산기(216a)에 의해 가산된다. 또한, 그에 상응하게 제곱기들(212b 및 214b)의 신호들은 가산기(216b)에 의해 가산된다. 이때 신호들(r²+ 및 r²-)을 얻게 된다. 전달 함수들(

및

)뿐 아니라 그 차이(r_+-)의 도식은 도 6b에 도시되어 있다.

이어서 신호(r²+)는 루프 결정 유닛(218a)(root determination unit)으로 출력된다. 신호(r²-)도 루트 결정 유닛(218b)으로 제공된다. 이어서, 가산기(220)에 의해서는, 루트 결정 유닛(218a)으로부터 제공된 신호가 루트 결정 유닛(218b)으로부터 제공된 신호로부터 추출된다.

가산기(220)의 출력단에서 제공되는 신호는 주기 지속 편차에 대해(또는 주파수 편차의 반비례 값에 대해) 거의 비례한다. 따라서 가산기(220)의 신호에 따라 스캐닝 장치(226)와 클럭 발생기(228)를 통해서 수신 신호[r(τ)]의 순간 주파수가 주파수(f0)로부터 어느 정도의 값만큼 차이가 있는지가 간단하게 결정될 수 있다.

또한, 선택에 따라, 신호들(r²+ 및 r²-)은 단순화되어 가산기(222)에 의해 신호(r²+)가 신호(r²-)로부터 추출되는 방식으로 혼합된다. 이어서 인자 생성 유닛(224)(factor generation unit), 스캐닝 장치(226) 및 클럭 발생기(228)를 통해서 주파수 편차에 거의 비례하는 신호가 생성될 수 있다.

회로 장치(198)의 상대적으로 높은 계산 요건에도 불구하고 상기 회로 장치는 주기 이내에 다수의 스캐닝을 통해 곡선 정보 전체가 고려된다는 장점이 있다. 이는 우수한 노이즈 억제를 보장한다.

도 7a 내지 7c에는 초음파 측정 장치의 제5 실시예의 회로 장치를 설명하기 위한 블록 회로도와 2개의 좌표계가 도시되어 있다.

수신 신호[r(τ)]가 이진 신호[b(τ)]로 변환되는 방법에 대해서는 이미 훨씬 앞에서 설명하였다. 또한, 이진 신호[b(τ)]는 1-0 신호(10 신호)로서도 지칭될 수 있는데, 그 이유는 상기 이진 신호가 수신 신호[r(τ)]의 정 위상(positive phase)에 대해 제1 값을 포함하고 수신 신호[r(τ)]의 역 위상(negative phase)에 대해서는 제2 값을 포함하기 때문이다. 여기서 제1 및 제2 값은 각각 "1" 및 "0"의 값이다[가로좌표로서 시간 축(τ)을 갖는 도 7b 참조].

이진 신호[b(τ)]는 모노플롭 유닛(50)(monoflop unit)으로 공급된다. 모노플롭 유닛(50)은, 이진 신호[b(τ)]의 0에서 1로의 상승 에지가 감지될 때마다 펄스 지속 시간(TM)을 갖는 클럭 신호[CLK(τ)]의 펄스를 (펄스 신호로서) 시작하게끔 구성된다. 모노플롭 유닛(50)으로부터 생성된 클럭 신호[CLK(τ)]는 도 7b에 마찬가지로 도시되어 있다.

클럭 신호[CLK(τ)]는 이진 신호[b(τ)]와 함께 프리셋 타이머 캡쳐 유닛(PTC 유닛)(52)으로 공급된다. PTC 유닛(52)은 타이머(53)와 캡쳐 레지스터(54)로 구성되고, 값(Na)으로 사전 설정된 타이머의 계수기 값(counter value)은 클럭 시간(Tc)을 갖는 클럭 신호[CLK(τ)]의 하강 에지에서부터 계수기 값(Ne)에 도달할 때까지 감분되며, 캡처 레지스터(54)는 이진 신호[b(τ)]의 상승 에지에서 타이머(53)의 실제 계수기 값을 전달받는다.

지연-캡쳐 아키텍처(48), 다시 말하면 서로 연결된 컴포넌트들(50 내지 54)의 작동 원리는 도 7b 및 7c의 좌표계에 따라 파악될 수 있다. 이 경우 좌표계에서 가로좌표는 시간 축(τ)을 나타낸다.

그에 따라 이진 신호[b(τ)]의 레벨 전환 후에, 측정은 지연 기간[펄스 지속 시간(TM)] 동안 이진 신호[b(τ)]의 추가적인 레벨 전환에 대해 반응이 이루어지지 않는 것과 더불어 개시된다. 그에 따라 달성된 디바운싱은 저역 통과 필터처럼 작용한다. 여기서 지연 기간은 상대적으로 길게 결정될 수 있다. 지연 기간의 경과 후에 곧바로 PTC 유닛(52)의 계수기가 작동 개시되고, 이 계수기는 바람직하게는 서로 다른 속도 절댓값의 개수에 상응하는 값(Na)으로 로딩(loading)되며, 클럭 주파수는 바람직하게는 모노플롭의 지연 기간(TM)을 시작한 후에 정확히 기준 주기 지속이 경과되었을 때 계수기가 0의 값을 취하도록 조절된다. 이런 구성의 경우 주기 지속 편차의 각각의 값은 직접 속도 값에 상응하며, 이때 추가의 환상은 요구되지 않을 수도 있다. 상승 에지와 더불어 타이머의 실제 계수기 값은 기준으로서 캡쳐 레지스터(54) 내로 전달된다.

도 7c에는 PTC 유닛(52)으로부터 산출된 주기 지속 편차들(Δp)(순간 주기 지속 편차들)에 대해 3가지 실시예[Δp(1) 및 Δp(2)]가 도시되어 있다. 첫 번째의 경우 측정할 주기 지속은 정확히 기준 주기 지속이며, 따라서 Δp(1) = 0이 적용된다. 두 번째의 경우 측정할 주기 지속은 기준 주기 지속보다 더 크며, 그에 따라 본 실시예에서 도시된 회로 장치에 의해서 Δp(2) > 0이 제공된다.

만일, 앞서 이진 신호[b(τ)]의 상승 에지가 감지된 점을 바탕으로 중지되지 않고, 계수기가 사전 결정된 최종 계수기 값(Ne)에 도달하면, 주기 지속 편차(Δp)에 대한 값이 "무효한 것"으로 설정되면서 계수 과정이 중단된다. 따라서 거의 주기 지속 편차들(Δp)의 산출 시에 가능성이 없는 값들의 필터링이 이루어지게 된다(도 7c의 마지막 실시예 참조).

계수기의 실제 계수기 값은 이진 신호[b(τ)]의 후속하는 상승 레벨 전환이 감지되는 순간에 주기 지속 편차(Δp)에 대한 기준으로서 판독되고, 상기 시점은 동시에 모노플롭(50)의 트리거링에 의한 주기 지속 편차(Δp)의 후속 측정의 개시를 위한 새로운 시작점이 된다.

도 7a 내지 7c에 따라 설명된 회로 소자는 양의 주기 지속 편차들을 산출할 뿐 아니라 음의 주기 지속 편차들을 산출하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 회로 소자는 타이머의 또 다른 계수 방향 및/또는 계수기 값 또는 제어 신호의 또 다른 연산 부호로도 판독될 수 있다.

펄스 지속 시간(TM)이 길어질수록, 요건이 동일한 조건에서, 클럭 시간(Tc)은 더욱 길어져야 한다. 요건들은 예컨대 구별 가능한 상대 속도의 값들에 의해 결정된다.

도 8a와 8b에는 초음파 측정 장치의 실시예의 제1 적용예를 설명하기 위한 2개의 좌표계가 도시되어 있고, 도 8a에는 순간 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 8b에는 순간 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다.

도 8a와 8b의 좌표계에서 가로좌표는 시간 축(τ)이다. 도 8a의 좌표계에서 왼쪽에 도시된 세로좌표는 순간 주기 지속[p(τ)]이다. 그에 반해 도 8b의 좌표계에서 왼쪽에 도시된 세로좌표는 순간 주파수[f(τ)]에 상응한다. 오른쪽의 세로좌표들은 각각 예시로서, 어느 정도의 상대 속도 조건에서 약 20㎲의 주기 지속에 상응하게 약 50kHz의 신호 주파수를 갖는 신호 펄스의 약 2㎲의 등가의 주기 지속 변화와 약 5KHz의 주파수 이동이 각각 제공될 수 있는지를 나타내고 있다.

좌표계들에는 각각의 초음파 측정 장치로부터 송출된 송신 신호의 순간 주기 지속(250a)(도 8a)과 송신 신호의 대응하는 순간 주파수(250b)(도 8b)가 표시되어 있다. 순간 주기 지속들(250a)과 순간 주파수들(250b)에 따라서 그래프들(251a 및 251b)이 각각 도시된다. 여기서 주목할 점은, 펄스 내 분석으로 수 ㎞/h의 상대 속도로 인한 신호 변화가 검출된다면, (미도시한) 평균 주기 지속과의 순간 주기 지속들(250a)의 편차들과 (미도시한) 평균 주파수와의 순간 주파수들(250b)의 편차들이 비교적 크다는 사실이다. 예컨대 송신 신호 내 주기 지속 차이는 예컨대 상대 속도의 시퀀스 내 에코의 주기 지속 편차일 수 있는 검색된 정보의 최소 분해능보다 훨씬 더 크다. 다시 말하면 송신 신호는 예컨대 쳐프 변조의 경우에서처럼 의도적으로, 또는 예컨대 초음파 송신기의 천이 효과를 바탕으로 하는 것처럼 의도와 다르게 변동(variation)이 이루어지게 된다.

또한, 도 8a와 8b에는, 예컨대 초음파 송신기와 수신 장치 사이에서 직접 전송이 이루어질 시에 발생할 수 있는 것과 같은 값으로서, 전송 전파 시간만큼 변위된 (교란되지 않은) 수신 신호의 순간 주기 지속들(252a) 및 순간 주파수들(252b)에 대한 검출된 값들이 표시되어 있다. 상기 값들은 간단히 평가되고 그래프(253a 및 253b)로서 도시되어 있다. 여기서 확인할 수 있는 점은, 교란되지 않는 전송의 경우, 모든 주기 지속(252a) 및 주파수(252b)가 그래프들(253a 및 253b) 상에 각각 위치해 있다는 사실이다.

그래프들(251a 및 253a)의 비교 또는 그래프들(251b 및 253b)의 비교에 따라서, 초음파 송신기와 수신 장치 사이에서 예컨대 평가할 수신 신호가 반사되는 반사 물체의 상대 속도가 도플러 변위의 고려하에 산출된다. 도시한 실시예에서 상대 속도는 8m/s(약 30㎞/h)이다.

또한, 도 8a와 8b에는, 측정 오류가 2% 미만인 점이 도시되어 있다. 추가로 어느 정도의 상대 속도에서 약 20㎲의 주기 지속에 상응하게 약 50kHz의 신호 주파수를 갖는 송신 펄스의 약 2㎲의 등가의 주기 지속 변화와 약 5KHz의 주파수 이동이 각각 제공되는지도 도시되어 있다.

도플러 변위의 평가를 통해 상대 이동을 산출하는 경우 바람직하게는 평가를 위한 송신 신호의 신호 형태가 기준으로서 존재한다. 상대 이동의 결정은 예컨대 기준 주기 지속 및/또는 기준 주파수와 수신 신호의 검출된 순간 주기 지속(252a) 및/또는 순간 주파수(252b) 사이의 차이가 계산됨으로써 이루어질 수 있다. 이처럼 수신 신호의 주기 지속들의 시퀀스는 차이 산출을 통해 기준 시퀀스로 정규화될 수 있다. 이는 예컨대 앞서 도 4에 따라 설명하였다.

그에 따라 용이하게 하는 소정의 한계 조건 하에서, 차이들의 평균값은 산출할 상대 속도에 상응한다. 수신기 측에서 가변하는 송신 신호 형태들을 송출한 후에 다양한 수신 신호 형태가 고려되는 점에 한해서, 다양한 기준에서 비교가 실행될 수 있다. 이때 검출된 순간 주기 지속들(252a) 및/또는 순간 주파수들(252b)로부터 기준 주기 지속들 및/또는 기준 주파수들의 다양한 시퀀스가 병행하여 추출될 수 있다. 기준 주기 지속들 및/또는 기준 주파수들의 시퀀스들은 각각 다양한 신호 형태의 집합 및/또는 다양한 물체 형태의 반사 패턴으로부터 발생할 수 있는 송신 신호의 가능한 신호 형태에 상응할 수 있다.

다수의 기준에 따라 수신 신호들의 펄스 내 프로파일 내에서 차이를 찾는 점이 바람직한 점에 한해서, 평가 시에 평균값, 개별 산란, 및/또는 정규화된 순간 주기 지속들(252a) 및/또는 정규화된 순간 주파수들(252b)의 평균 산란의 계산을 통해서 송출된 송신 신호가 가능한 신호 형태들 중 어느 신호 형태에 상응하는지, 그리고/또는 어떤 물체 형태가 에코를 야기했는지가 결정될 수 있다.

수신 신호의 펄스 내 평가를 이용하여 앞서서 가능한 송신 신호들의 집합 중에서 어떤 송신 신호가 송출된 것인지를 결정하도록 구성되는 초음파 측정 장치에 의해서는, 긴 신호 억제 및/또는 일시적 병행 작동과 같은 추가적인 시스템 향상이 달성될 수 있다.

또한, 유사하게, 수신 신호의 검출된 개별 순간 주기 지속들(252a) 및/또는 순간 주파수들(252b) 사이의 큰 차이가 강하게 변하는 순간 주기 지속들(250a) 및/또는 순간 주파수들(250b)을 갖는 송신 펄스가 아니라, 반사 물체 지점들의 소정의 패턴에서 기인할 때에도, 초음파 측정 장치에 대한 대응하는 요건이 제공된다. 이런 경우에도, 비교 주기 지속들 및/또는 비교 주파수들의 소정의 시퀀스들을 이용하여 수신 신호의 검출된 순간 주기 지속들(252a) 및/또는 순간 주파수들(252b)을 거의 동시적으로 정규화하는 것을 통해서, 검출된 순간 주기 지속들(252a) 및/또는 순간 주파수들(252b)과 그에 따라 반사 물체 지점들에 소정의 패턴을 할당할 수 있다.

도 9a와 9b에는 초음파 측정 장치의 실시예의 제2 적용예를 설명하기 위한 2개의 좌표계가 도시되어 있고, 도 9a에는 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 9b에는 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다. 도 9a 및 9b의 가로좌표 및 세로좌표는 도 8a와 8b의 가로좌표 및 세로좌표에 각각 상응한다.

도 9a 및 9b에는 앞서 이미 설명한 송신 신호의 순간 주기 지속들(250a)과 순간 주파수들(250b)이 송신 신호의 순간 주기 지속들(250a) 및 순간 주파수들(250b)에 따라 도시된 그래프들(251a 및 251b)과 함께 표시되어 있다. 이에 추가로 수신 신호로부터 검출되고 전송 전파 시간만큼 변위된 순간 주기 지속들(256a)(도 9a)과, 수신 신호로부터 검출되고 전송 전파 시간만큼 변위된 순간 주파수들(256b)(도 9b)도 도시되어 있다.

한계 곡선들(258a 및 260a) 및 (258b 및 260b)에 의해 각각 연장되어 있는 값 영역 외부에 위치하고 교란 없는 전송 시에는 대개 발생하지 않는 극단 값들(254a 및 254b)은 설명한 회로 소자들에 의해 간단하게 극단 값들(254a 및 254b)로서 식별될 수 있고, 예컨대 순간 주기 지속 편차를 측정하기 위한 적합하게 구성된 회로 소자들에 의해 필터링될 수 있다.

필터링을 통해 획득된 순간 주기 지속들(256a) 및/또는 순간 주파수들(256b)은 설명한 방법으로 한계 곡선들(258a 및 260a) 및 (258b 및 260b) 각각에 의해 "무효한 것"으로서 필터링되고 최종적인 계산 시에 고려되지 않는다. 그에 따라 극단 값들(254a 및 254b)은 결과의 왜곡에 기여하지 않으며, 그럼으로써 또한 2% 미만의 측정 오류 조건에서 상대 속도가 8m/s(약 30㎞/h)이다는 사실이 결정될 수 있게 된다.

마찬가지로 극단 값들은 평균값에 대한 자체 산란에 따라서 식별되어 "무효한 것"으로서 필터링되며, 그에 따라 후속하는 계산 시에 고려되지 않는 상태로 유지될 수 있다.

한계 곡선들(258a 및 260a) 및 (258b 및 260b) 각각에 의해 연장되는 값 영역들 대신에, 각각의 기준으로 정규화된 주기 지속들(256a) 및/또는 주파수들(256b)의 산란 역시도 극단 값들(254a 및 254b)의 필터링을 위해 평가될 수 있다.

도 10a 및 10b에는 초음파 측정 장치의 실시예의 제3 적용예를 설명하기 위한 2개의 좌표계가 도시되어 있고, 도 10a에는 순간 주기 지속의 평가 사항이, 그리고 도 10b에는 순간 주파수의 평가 사항이 도시되어 있다. 도 10a 및 10b의 가로좌표 및 세로좌표는 도 8a 및 8b의 가로좌표 및 세로좌표에 각각 상응한다.

또한, 도 10a 및 10b에는 앞서 이미 설명한 송신 신호의 순간 주기 지속들(250a) 및 순간 주파수들(250b)이 그래프들(251a 및 251b)과 함께 표시되어 있다. 마찬가지로 수신 신호로부터 검출되고 전송 전파 시간만큼 변위된 순간 주기 지속들(260a)은 도 9a에 도시되어 있고, 수신 신호로부터 검출되고 마찬가지로 전송 전파 시간만큼 변위된 순간 주파수들(260b)은 도 9b에 도시되어 있다.

여기서 도 10a 및 10b의 관찰자가 주목할 점은, 수신 신호의 검출된 순간 주기 지속들(260a) 및 순간 주파수들(260b)은 전술한 실시예들에 비해 강한 산란을 나타낸다는 사실이다. 그러나 수신 신호의 순간 주기 지속들(260a) 및 순간 주파수들(260b)의 상기한 강력한 산란은 주기 지속들(260a) 및/또는 주파수들(260b)에 대한 최적화된 평균값들의 계산을 통해 보상될 수 있다. 그러므로 수신 신호의 순간 주기 지속들(260a) 및 순간 주파수들(260b)의 비교적 큰 산란에도 불구하고 15% 미만의 측정 오류를 갖는 8m/s(약 30㎞/h)의 상대 속도가 산출된다.

도 11에는 초음파 측정 장치의 실시예의 제4 적용예에서 순간 주기 지속의 평가를 설명하기 위한 좌표계가 도시되어 있다. 여기서 좌표계의 가로좌표는 시간 축(τ)이다. 좌표계의 세로좌표는 주기 지속(p)을 지시한다.

도시된 적용예의 경우, 그래프(266)를 형성하는 순간 주기 지속들(264)을 갖는 송출된 송신 신호는 2개의 물체 지점에서 반사된다. (미도시한) 두 물체 지점은 상호 간에 약 28㎜의 거리 차이만큼 오프셋 되어 위치한다. 두 물체 사이의 비교적 적은 거리 차이를 바탕으로 개별 물체들의 개별 반사 사이에 중첩이 발생할 수 있다. 그러므로 수신 신호에 따라 검출되고 전파 시간만큼 변위된 순간 주기 지속들(268)은 상대적으로 큰 산란을 나타낸다.

상기 중첩 경우의 독특한 특징은 예컨대 수신된 펄스의 펄스 지속 시간이 송출된 펄스의 펄스 지속 시간보다 훨씬 더 길다는 점에 있다. 그러므로 상기 수신 신호의 순간 주기 지속들(268)은 바람직하게는 에코의 시작 및 종료 시에 주기 지속의 시간 프로파일만이 고려되는 평가 방법에 의해 평가되고, 바람직하게는 에코의 시작은 수신 신호의 신호 세기의 유의적 임계값을 앞서 더욱 오래 하회하는 시간 이후에 상기 유의적 임계값을 최초로 상회하는 것에 의해 제한되며, 에코의 종료는 수신 신호의 신호 세기의 유의적 임계값을 더욱 오래 하회하는 시간 이전에 상기 유의적 임계값을 최종적으로 상회하는 것에 의해 제한된다. 이처럼 개별 반사들의 중첩은 그 자체로서 식별될 수 있다. 이용되는 초음파 측정 장치는, 수신 신호의 검출된 주기 지속들(268)에 대해 2개의 그래프(270 및 272)의 형성이 바람직한 것인지를 식별하도록 구성된다. 이에 추가로 초음파 측정 장치는 두 물체 사이의 거리를 검출할 수 있다.

또한, 초음파 측정 장치는 도플러 변위에 따라 물체들의 상대 속도를 검출할 수 있다. 여기서 초음파 측정 장치는, 두 물체가 8m/s(약 30㎞/h)의 동일한 상대 속도로 이동하고 있는 것으로 식별한다. 이때 측정 오류는 12% 미만이다.

위의 단락들에서는 펄스 내 평가를 이용하여 주기 지속 및/또는 주파수의 획득에 대해서만 더 정확하게 다루었다. 주기 지속들 및/또는 주파수들에 따라 획득된, 예컨대 상대 속도, 물체 표면 및/또는 송신된 신호 형태와 같은 기본 정보를 환경 장면 이미지(environement scene image) 및/또는 환경 장면 영상(environment scene picture)으로 추가 처리하는 점은 당업자라면 간단하게 알 수 있다. 그러므로 여기서는 그에 대해 다루지 않는다.

추가 실시예에서, 차량간 이동 관계(movement relation)의 전송에도 동시에 적합한 차량간 통신도 가능할 수 있다.

이를 위해 바람직하게는 각각의 차량 모서리 부분에 각각의 안테나가 장착된다. 전방의 두 안테나[FL(전방 좌측) 및 FR(전방 우측)]는 특히 주로 주행 방향으로 배향된다. 이런 경우 후방의 두 안테나[RL(후방 좌측) 및 RR(후방 우측)]는 주행 방향의 반대 방향으로 배향된다. 차량의 이동 관계는 특히 펄스 변조에 의해 전송될 수 있고, 안테나들로부터 각각 송출되는 펄스들은 서로 다른 반송파 주파수[f(VL), f(VR), f(RL) 및 f(RR)]로 변조된다. 상기 주파수 집합의 주파수들(주파수 차이들)의 상호 간 관계는 고정되고 모든 수신기에 기지의 정보(known information)로 제공되어 있으며, 그리고 펄스들이 더 이상 분명하게 차량의 송신 위치에 할당될 수 없을 정도로 차량의 실제 이동이 예컨대 도플러 변위에 의해 변위되지 않거나 거의 변위되지 않게끔 선택된다.

상기 주파수 집합의 중심 주파수(또는 기본 또는 기준 주파수)는 바람직하게는, 펄스들의 수신기가 송신 차량의 속도를 검출할 수 있도록 하기 위해, 차량의 속도에 비례하게끔 선택된다. 차량으로부터 전방 방향 및 후방 방향으로 송출되는 펄스의 시간 폭, 다시 말해 펄스 지속 시간은 바람직하게는 선행 차량 또는 후행 차량에 대해 펄스를 송출한 상기 차량에 의해 추정되는 이격 간격에 비례한다. 이격 간격이 큰 경우 긴 펄스 지속 시간이 송출되고 이격 간격이 작은 경우 짧은 펄스 지속 시간이 송출된다. 바람직하게는 전방의 펄스 지속 시간과 후방의 펄스 지속 시간은 완전히 서로 독립된다. 또한, 그 외에도, 송신 차량이 주행 방향의 우측에서 좌측에서와는 다른 장애물 이격 간격을 검출한다면, 좌측 안테나와 우측 안테나에서의 펄스 지속 시간도 서로 다를 수 있다. 상기 펄스를 수신하는 도로 사용자들은 펄스 지속 시간에 따라 송신 차량에 의해 가정되는 시나리오를 검출할 수 있다.

주행 방향별로 안테나들의 기본 이격 간격은 모든 차량에서 가능한 균일해야 하며 바람직하게는 130㎝와 150㎝ 사이이어야 한다.

펄스의 송출은 바람직하게는 양방향(전방 및 후방)에 대해 동일한 시점에 개시된다. 이처럼 수신하는 차량은 송신하는 차량의 안테나들의 기본 이격 간격을 측정할 수 있다. 또한, 대체되는 실시예에 따라 반송파 주파수로 변조된 펄스의 송출은 동일한 시점에 종료될 수도 있다. 이런 경우 안테나에서 변조된 펄스를 수신하는 수신기는 펄스들의 경우에 따른 전파 시간 차이로부터 수신 안테나와 송신 차량 사이의 공간 관계를 검출할 수 있다. 이동 관계의 결정은 추가 안테나에서의 동시 수신에 의해 확인 및 향상된다. 따라서 경우에 따른 송신기와 수신기 사이의 부분적인 음영 효과(shadowing effect)가 결정될 수 있다.

펄스 간 시간상 이격 간격은 통신에서의 통상적인 랜덤 컴포넌트(random component) 이외에도 자기 속도 및/또는 주변 차량들에 대한 상대 속도에 따라 결정될 수 있다. 이런 경우 자기 속도가 상대적으로 더욱 높고, 그리고/또는 인접 물체/차량에 대한 상대 속도가 높을 때 펄스 이격 간격은 정지해 있는 차량/물체들에 의해 둘러싸여 있는 고정된 차량에서보다 더 작다. 수신기가 다중 경로 전파로 인한 신호 변화를 더욱 잘 분석할 수 있도록 하기 위해, 연계된 펄스 대신에 시간상 매우 가깝게 연계된 이중 펄스 또는 시간상 매우 가깝게 연속되는 펄스 시퀀스가 송출될 수 있다.

차량간 통신의 변형 형태에서 주행 방향의 안테나들의 좌측 펄스와 우측 펄스는 또한 수신기에 기지 정보로서 제공되어 있는 상호 간 시간 관계를 가질 수 있다. 이는 가장 간단한 경우에 수신기에 대한 요건을 감소시킬 수 있는데, 그 이유는 수신기가 소수의 반송파 주파수로 동시에 수신해야만 하기 때문이다. 마찬가지로 펄스들의 상호 간 가변 시간 관계 및/또는 반송파 주파수들의 가변 관계는 차량 간 정보 전송을 위해 이용될 수 있다. 수신된 펄스의 진폭과 이 펄스들의 상호 간 시간 관계에 따라 수신기는 송신 차량과 수신 차량 사이의 이격 간격을 추정할 수 있다.

전송 수단으로서 초음파를 이용하는 경우, 저속의 전파 속도는 오늘날의 수단으로 쉽게 처리될 수 있다. 그 외에도 수많은 최신 자동차는 외부 모서리 부분에 초음파 주차 지원 센서의 형태로 대응하는 안테나를 4개 이상 포함하고 있다. 주파수 분할 다중화를 통해 신호 부호화(signal coding)가 실행될 수 있다. 상관 방법에 의해서는 실현 가능한 유효 범위가 추가로 확장될 수 있다. 시스템을 적합하게 구성한 경우 상기 유형의 차량간 통신은 최대 30m의 개방 공간에서도 가능하다. 특히 상기 주파수 반송파 집합은 고정 주파수 대신에 주파수 칩의 집합을 이용할 수 있다. 이는 동일한 속도를 갖는 복수의 차량이 상호 간에 교란하는 점을 방지할 수도 있다.

앞서 설명한 시스템의 정밀 레이아웃에서는 오늘날 통상적인 안테나들의 송신 타이밍 및 반송파 주파수도 함께 고려될 수 있다. 예컨대 안테나, 송신 및 수신 경로에서 각각 가용한 대역 폭에 따라 추가 안테나가 또 다른 반송파 주파수로 추가적인 정보 전송을 위해 이용될 수 있다. 이처럼 전송될 수 있는 정보는 예컨대 고정 물체, 사고 상황 및/또는 추가의 도로 사용자의 위치이다. 물론 상기 방식으로 멀티미디어 데이터, 엔터테인먼트 데이터 및/또는 도로 사용료에 대한 정보도 교통 흐름에 직접 관계하지 않는 데이터로서 전송될 수 있다.

또한, 예컨대 주행 방향으로, 2개의 안테나 대신에 하나만의 안테나를 장착하면서 단순화도 가능하다. 또한, 이런 경우에, 선행 차량으로부터 후행 차량으로의 통신도 양호하게 이루어질 수 있다.

속도가 상대적으로 더욱 높은 경우 통상적인 초음파 신호의 드리프트는 상기 시스템에서 중요하지 않은데, 그 이유는 소음이 선행 차량으로부터 후행 차량 쪽으로, 다시 말하면 정보 흐름 경로를 따라 날리기 때문이다.

앞의 단락들에서 설명한 방법의 경우 바람직하게는 합성 주파수가 반송파 주파수에 대해 큰 간격으로 이격되어 송출된다. 또한, 이런 경우 무선 지원식 차량간 프로젝트로 측정의 단순화가 구현될 수도 있다.

특히 앞의 단락들에서 설명한 기술에 의해서 도로 사용자들의 상호 간 위치 검출도 간단하게 구현될 수 있다.

Claims

차량(10)용 초음파 측정 장치이며,
차량 자체 및/또는 외부의 초음파 송신기(13)로부터 송출되는 초음파 신호[r(τ)]를 수신하고, 이 수신된 초음파 신호[r(τ)]의 주기 지속(PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6)의 시간 프로파일과 관련한 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]를 결정 및 제공하도록 구성되는 수신 장치(14)와,
하나 이상의 기준 시퀀스[Δp0(1) 내지 Δp0(N)]가 저장되어 있으며, 이 하나 이상의 기준 시퀀스[Δp0(1) 내지 Δp0(N)]와 상기 결정된 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]를 비교하여 상기 하나 이상의 기준 시퀀스[Δp0(1) 내지 Δp0(N)]와 상기 결정된 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]의 편차와 관련한 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]를 결정하도록 구성되는 비교 장치(101)와,
상기 결정된 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]를 고려하여, 상기 초음파 송신기(13)로부터 송신된 신호 형태, 상기 수신 장치(14)와 상기 외부 초음파 송신기(13) 사이의 상대 속도, 상기 수신 장치(14)와 상기 차량 자체 및/또는 외부 초음파 송신기(13) 사이의 전송 경로에 위치하는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 상대 속도, 및/또는 상기 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 형태 특징과 관련한 정보를 결정하도록 구성되는 평가 장치(112)를 포함하는, 차량용 초음파 측정 장치.
제1항에 있어서, 수신 장치(14)로부터 결정된 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]는, 초음파 신호[r(τ)]의 양의 주기 지속들(PP1 내지 PP6)의 시퀀스와, 초음파 신호[r(τ)]의 음의 주기 지속들(PN1 내지 PN6)의 시퀀스와, 기준 주기 지속(P0)과의 초음파 신호[r(τ)]의 양의 주기 지속 편차들[Δp, Δp(1), Δp(2)]의 시퀀스와, 기준 주기 지속(P0)과의 초음파 신호[r(τ)]의 음의 주기 지속 편차들의 시퀀스와, 초음파 신호[r(τ)]의 주파수들(f)의 시퀀스와, 그리고/또는 기준 주파수(f0)와의 초음파 신호[r(τ)]의 주파수 편차들의 시퀀스를 포함하는, 차량용 초음파 측정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수신 장치(14)는 사전 결정된 유의적 임계값[R(τ)]을 갖는 임계값 스위치(60)를 포함하고, 이 임계값 스위치는, 상기 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]가 유의적 임계값[R(τ)] 이상의 세기[I(τ)]를 갖는 초음파 신호[r(τ)]의 신호 범위(Δ1 내지 Δ6)의 고려하에 결정되고, 상기 유의적 임계값[R(τ)] 미만의 세기[I(τ)]를 갖는 초음파 신호[r(τ)]의 신호 범위는 필터링되는 방식으로 상기 초음파 신호[r(τ)]를 필터링하도록 구성되는, 초음파 측정 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수신 장치(14)는 이진 신호 출력 장치를 포함하고, 이 출력 장치는, 적어도 수신된 초음파 신호[r(τ)]의 범위를 이진 신호[b(τ), b1(τ), b2(τ)]로 변환하도록 구성되며, 상기 수신 장치(14)는 하나 이상의 시간 측정 장치(62a, 62b, 154a, 154b)를 포함하고, 이 시간 측정 장치는 상기 제공된 이진 신호[b(τ), b1(τ), b2(τ)]를 고려하여, 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]로서, 양의 주기 지속 편차들[Δp, Δp(1), Δp(2)]의 시퀀스, 및/또는 기준 주기 지속(P0)과의 음의 주기 지속 편차들의 시퀀스를 결정하는, 차량용 초음파 측정 장치.
제4항에 있어서, 수신 장치(14)는 제1 시간 측정 유닛(62a, 154a)과 제2 시간 측정 유닛(62b, 154b)을 포함하며, 상기 제1 시간 측정 유닛(62a, 154a)은 상기 기준 주기 지속(P0)과의 양의 주기 지속 편차[Δp, Δp(1), Δp(2)]를 산출하도록 구성되고, 상기 제2 시간 측정 유닛(62b, 154b)은 상기 기준 주기 지속(P0)과의 음의 주기 지속 편차를 산출하도록 구성되는, 차량용 초음파 측정 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비교 장치(60)에는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 제1 비교 형태 특징과 관련한 제1 기준 시퀀스와, 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 제2 비교 형태 특징과 관련한 제2 기준 시퀀스가 저장되는, 차량용 초음파 측정 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 장치(112)는, 상기 결정된 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]의 부분 시퀀스를 고려하면서, 상기 하나 이상의 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 하나 이상의 제1 상대 속도(va) 및 상기 제1 상대 속도(va)와 상이한 제2 상대 속도(vb)를 결정하며, 그리고 추가로 상기 평가 장치(112)는, 제1 상대 속도(va) 및 이와 상이한 제2 상대 속도(vb)를 결정할 때, 상기 부분 시퀀스에 상응하는 시간 간격(Δ5) 동안 2개 이상의 물체(16a, 16b)에서 반사되는 초음파 신호[r(τ)]가 상기 수신 장치(14)에 의해 수신되는지를 인지하도록 구성되는, 차량용 초음파 측정 장치.
차량 자체 및/또는 외부의 초음파 송신기(13)로부터 송출된 초음파 신호[r(τ)]를 평가하기 위한 방법이며,
수신된 초음파 신호[r(τ)]의 주기 지속들(PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6)의 시간 프로파일과 관련한 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]를 결정하는 단계와,
상기 결정된 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]를 하나 이상의 기준 시퀀스[Δp0(1) 내지 Δp0(N)]와 비교하며, 상기 하나 이상의 기준 시퀀스[Δp0(1) 내지 Δp0(N)]와의 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]의 편차와 관련한 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]가 결정되는 단계와,
상기 결정된 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]를 고려하여, 초음파 송신기(13)로부터 송신된 신호 형태, 수신 장치(14)와 상기 차량 자체 및/또는 외부의 초음파 송신기(13) 사이의 상대 속도, 상기 수신 장치(14)와 상기 차량 자체 및/또는 외부 초음파 송신기(13) 사이의 전송 경로 내에 위치하는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 상대 속도, 및/또는 하나 이상의 반사 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 형태 특징을 결정하는 단계를 포함하는, 초음파 신호의 평가 방법.
제8항에 있어서, 측정 시퀀스[Δp, Δp(1), Δp(2), f, PN1 내지 PN6, PP1 내지 PP6]로서, 초음파 신호[r(τ)]의 양의 주기 지속들(PP1 내지 PP6)의 시퀀스, 상기 초음파 신호[r(τ)]의 음의 주기 지속들(PN1 내지 PN6)의 시퀀스, 기준 주기 지속(P0)과의 초음파 신호[r(τ)]의 양의 주기 지속 편차들[Δp, Δp(1), Δp(2)]의 시퀀스, 기준 주기 지속(P0)과의 초음파 신호[r(τ)]의 음의 주기 지속 편차들의 시퀀스, 초음파 신호[r(τ)]의 주파수들(f)의 시퀀스, 및/또는 기준 주파수(f0)와의 초음파 신호[r(τ)]의 주파수 편차들의 시퀀스가 결정되는, 초음파 신호의 평가 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 결정된 비교 정보[Δpn(1) 내지 Δpn(N)]의 부분 시퀀스의 고려하에 하나 이상의 물체(16a, 16b, 16c, 18)의 하나 이상의 제1 상대 속도(va)와, 이 제1 상대 속도(va)와 상이한 제2 상대 속도(vb)가 결정되는 경우에 한해서, 상기 부분 시퀀스에 상응하는 시간 간격(Δ5) 동안 2개 이상의 상이한 외부 물체(16a, 16b)에서 반사된 초음파 신호[r(τ)]가 수신되는, 평가 방법.