KR20130053701A - Apparatus and method for detecting road surface condition - Google Patents

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KR20130053701A
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Abstract

PURPOSE: A road surface status sensing apparatus and a method thereof are provided to be easily installed on a vehicle by using a microtype dual polarization radar of a semiconductor type and to secure driving safety by providing a sensed road surface status to a driver. CONSTITUTION: A road surface status sensing apparatus(100) is comprised of a radar transmitting unit(110), a controlling unit(130), and an outputting unit(120). The radar transmitting and receiving unit transmits a dual polarization signal on a road surface on which a vehicle is driving. The radar transmitting and receiving unit receives the dual polarization signal which is reflected from the road surface among the transmitted dual polarization signals. The radar transmitting and receiving unit comprises a transmit patch antenna, a receive patch antenna, and a 2-channel wireless chip. The controlling unit analyzes the size of the received dual polarization signal and senses a road surface status. The outputting unit provides sensed road surface status information to a driver of the vehicle. [Reference numerals] (110) Radar transmitting and receiving unit; (120) Outputting unit; (130) Controlling unit

Description

노면 상태 감지 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ROAD SURFACE CONDITION}Road Condition Detection Device and Method {APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ROAD SURFACE CONDITION}

본 발명은 노면 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량이 주행하는 노면의 상태를 감지하고 감지한 노면 상태 정보를 운전자에게 제공하는 노면 상태 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a road surface state detection apparatus and method, and more particularly to a road surface state detection device and method for detecting the state of the road surface driving the vehicle and providing the detected road state information to the driver.

일반적으로 차량의 안전성 제어 시스템은 차량의 주행 안정성을 확보하기 위해서, 선회하는 차량이 원하는 주행 경로 밖으로 밀려나가는 오버스티어 현상이나 원하지 않는 선회 속도 증가로 인해 선회 반경이 급격히 작아지는 언더스티어 현상을 방지한다.In general, the safety control system of the vehicle prevents the oversteering phenomenon of the turning vehicle being pushed out of the desired driving path or the understeering phenomenon of the turning radius drastically decreasing due to the undesired increase of the turning speed in order to ensure the driving stability of the vehicle. .

특히, 차량이 주행하는 노면의 상태는 차량의 주행 안정성에 큰 영향을 미치며, 차량의 차륜과 노면간 마찰계수는 노면의 상태에 따라 변화한다. 즉 노면의 상태가 정상(dry) 상태, 수막(wet) 상태, 결빙(ice) 상태, 적설(snow) 상태인지에 따라 마찰계수의 크기가 달라지고, 마찰계수가 작은 노면에서는 작은 제동력에 의해서도 차륜의 미끄럼 현상이 쉽게 발생하여 차량의 충돌 사고 발생 위험이 증가한다.In particular, the state of the road surface on which the vehicle travels greatly affects the driving stability of the vehicle, and the friction coefficient between the wheels and the road surface of the vehicle changes according to the state of the road surface. In other words, the magnitude of the friction coefficient varies depending on whether the road surface is dry, wet, ice, and snow, and the wheel is driven by a small braking force on the road. Slips easily occur, increasing the risk of a car crash.

이와 같이 노면의 상태가 차량의 주행 안정성에 미치는 영향을 고려하여, 차량에는 노면 상태 감지 장치가 마련되는데, 종래의 노면 상태 감지 장치는 차량에 설치된 카메라로부터 획득한 영상을 이용하였다. 하지만, 카메라가 획득한 영상을 이용하는 방법은 날씨, 조명, 햇빛 등의 영향으로 노면의 상태를 정확하게 파악하는 것이 어려웠다. 특히, 야간의 경우 또는 우천 시에 카메라가 획득한 영상을 잘못 분석하여 차량이 주행하는 노면의 상태가 정상인 것으로 잘못 감지하는 문제점이 있었다.In consideration of the effect of the road surface condition on the driving stability of the vehicle, the vehicle is provided with a road surface state detection device, the conventional road surface state detection device used an image obtained from a camera installed in the vehicle. However, the method of using the image acquired by the camera was difficult to accurately determine the state of the road surface under the influence of weather, lighting, sunlight, and the like. In particular, there is a problem in that it is wrong to analyze the image obtained by the camera in the case of the night or in the rain, and incorrectly detect that the road surface in which the vehicle is running is normal.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이중 편파 레이더를 이용하여 차량이 주행하는 노면 상태를 감지하는 노면 상태 감지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a road surface condition detecting apparatus and method for detecting a road surface state on which a vehicle travels using a dual polarized radar.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 장치는 차량이 주행하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 상기 송신한 이중 편파 신호 중 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신하는 레이더 송수신부 및 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the road surface condition detection apparatus according to an embodiment of the present invention transmits a dual polarized signal to the road surface on which the vehicle is traveling and the dual polarized signal reflected from the road surface of the transmitted double polarized signal And a controller configured to detect the road surface state by analyzing a radar transceiver and a magnitude of the received dual polarized signal.

또한, 상기 감지한 노면 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 출력부를 더 포함한다.The apparatus may further include an output unit configured to provide the detected road surface information to the driver of the vehicle.

또한, 상기 레이더 송수신부는 송신 패치 안테나, 수신 패치 안테나 및 2-채널 무선 칩을 포함한다.In addition, the radar transceiver includes a transmit patch antenna, a receive patch antenna and a two-channel radio chip.

또한, 상기 제어부는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터와 비교 분석하여 상기 노면 상태를 감지한다.The controller detects the road condition by comparing and analyzing the magnitude of the received dual polarized signal with look-up data previously learned.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 방법은 차량이 주행하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 상기 송신한 이중 편파 신호 중 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신하는 단계 및 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 단계를 포함한다.On the other hand, the road surface state detection method according to an embodiment of the present invention transmits a dual polarized signal to the road surface on which the vehicle is traveling and receiving the dual polarized signal reflected from the road surface of the transmitted dual polarized signal and the reception And analyzing the magnitude of the double polarized signal to detect the road surface condition.

또한, 상기 감지한 노면 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 단계를 더 포함한다.The method may further include providing the detected road surface information to the driver of the vehicle.

또한, 상기 노면 상태를 감지하는 단계는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터와 비교 분석하여 상기 노면 상태를 감지한다.In the detecting of the road surface state, the magnitude of the received dual polarized signal is analyzed by comparing and analyzing the magnitude of the received dual polarized signal with look-up data previously learned.

본 발명에 따르면, 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 분석하여 노면 상태를 감지하므로 날씨, 조명, 햇빛 등 주변 환경요소의 영향을 받지 않고, 야간의 경우 또는 우천시에도 차량이 주행하는 노면 상태를 정확하게 감지할 수 있다.According to the present invention, the road surface is detected by analyzing the dual polarized signal reflected from the road surface, so that the road surface is driven by the vehicle even at night or during rainy weather without being affected by the surrounding environmental factors such as weather, lighting, and sunlight. It can be detected accurately.

또한, 반도체 타입의 초소형 이중 편파 레이더를 이용하여 차량에 용이하게 설치할 수 있고, 감지한 노면 상태를 차량의 운전자에게 제공하므로 운전자는 노면의 상태를 미리 파악하여 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있다.In addition, the semiconductor type can be easily installed in a vehicle using a small dual polarized radar, and the driver can determine the road surface in advance so as to secure driving safety of the vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 장치의 개략적인 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 편파 신호 형태를 개략적으로 나타내는 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 편파 신호의 송수신을 개략적으로 나타내는 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 원리를 개략적으로 나타내는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 송수신부의 개략적인 블록도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2-채널 무선칩의 개략적인 블록도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 방법의 개략적인 흐름도이다.1 is a schematic block diagram of a road surface condition detection apparatus according to an embodiment of the present invention
2 schematically illustrates a dual polarized signal shape according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically illustrating transmission and reception of a dual polarized signal according to an embodiment of the present invention.
4 schematically illustrates a road surface detection principle according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic block diagram of a radar transceiver according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic block diagram of a two-channel radio chip according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic flowchart of a road surface detection method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 장치의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a road surface condition detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 노면 상태 감지 장치는 레이더 송수신부(110), 제어부(130), 출력부(120)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the road surface condition detecting apparatus includes a radar transceiver 110, a controller 130, and an output unit 120.

레이더 송수신부(110)는 차량이 주행하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 상기 송신한 이중 편파 신호 중 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신한다. 레이더 송수신부(110)는 이중 편파 신호를 차량이 주행하고자 하는 노면에 선형으로 송신한다The radar transceiver 110 transmits a dual polarized signal to a road surface on which the vehicle travels, and receives a dual polarized signal reflected from the road surface among the transmitted dual polarized signals. The radar transceiver 110 linearly transmits the dual polarized signal to the road surface on which the vehicle intends to travel.

여기서 이중 편파 신호는 시간 또는 기후에 따라 주파수 대역, 파장을 달리 하여 송신할 수 있다. 이와 같이 각 시간 또는 기후에 따라 달라지는 주파수 대역, 파장은 사전에 제어부(130)에 저장해두고, 제어부(130)가 시간 또는 기후에 따라 레이더 송수신부(110)를 제어하여 변경하도록 하는 것이 바람직하다. The dual polarized signal may be transmitted by varying the frequency band and the wavelength according to time or climate. As such, it is preferable to store the frequency band and wavelength that vary according to each time or climate in advance in the controller 130, and the controller 130 controls and changes the radar transceiver 110 according to time or climate.

제어부(130)는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 노면 상태를 감지한다.The controller 130 detects a road surface state by analyzing the magnitude of the received dual polarized signal.

구체적으로 제어부(130)는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터과 비교하여 노면 상태를 감지한다. 룩업 데이터는 노면의 상태를 정상 상태, 수막 상태, 결빙 상태, 적설 상태 등으로 구분하고, 사전에 이중 편파 신호를 송신하고 노면으로부터 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호의 크기를 수신하여 학습한 결과를 저장하고 있다.In detail, the controller 130 detects a road surface state by comparing the magnitude of the received dual polarization signal with look-up data previously learned. The lookup data classifies the road surface into a normal state, a water film state, a icing state, a snow state, etc., and transmits a dual polarization signal in advance, and stores the result of learning by receiving the magnitude of the dual polarization signal reflected from the road surface. Doing.

수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 노면 상태를 감지하는 과정의 구체적인 내용은 도 4에서 보다 상세하게 설명한다.Details of the process of detecting the road surface condition by analyzing the magnitude of the received dual polarized signal will be described in more detail with reference to FIG. 4.

출력부(120)는 감지한 노면 상태 정보를 차량의 운전자에게 제공한다. 출력부(120)는 노면 상태 정보를 차량의 운전자에게 시각 정보 형태로 디스플레이 모듈을 이용하여 전달할 수 있으며, 또는 스피커 모듈을 이용하여 차량의 운전자에게 청각 형태의 노면 상태 정보를 전달할 수 있다.The output unit 120 provides the detected road surface information to the driver of the vehicle. The output unit 120 may transmit the road surface state information to the driver of the vehicle in the form of visual information using the display module, or may transmit the road surface state information in the auditory form to the driver of the vehicle using the speaker module.

디스플레이 모듈은 노면의 상태 정보를 색 또는 글자 등을 이용하여 출력할 수 있으며, 스피커 모듈은 단속음 또는 연속음을 이용하여 노면의 상태 정보를 각각 다르게 출력할 수 있다.The display module may output state information of the road surface by using color or text, and the speaker module may output state information of the road surface differently using intermittent sound or continuous sound.

여기서, 출력부(120)는 노면 상태 정보를 정상 상태, 수막 상태, 결빙 상태, 적설 상태 등의 직접적인 상태로 제공할 수 있다. 또한, 출력부(120)는 각 상태마다 소정의 비율과 함께 각 비율에 대응하는 위험도를 함께 제공할 수 있다. 즉, 일정한 비율을 임계값으로 사전에 저장하고, 노면의 상태에 관한 비율이 사전에 저장한 임계값 이상인 경우 차량의 운전자에게 경고하게 할 수 있다.Here, the output unit 120 may provide road surface state information in a direct state such as a normal state, a water film state, a icing state, and a snow state. In addition, the output unit 120 may provide a risk corresponding to each ratio together with a predetermined ratio for each state. That is, a predetermined ratio may be stored in advance as a threshold value, and the driver of the vehicle may be alerted when the ratio of the road surface condition is equal to or greater than the previously stored threshold value.

한편, 차량이 별도의 결빙 제거 장치, 적설 제거 장치 등을 구비하여, 제어부(130)는 감지한 노면 상태에 따라 상기 장치가 구동하여 차량이 주행하는 노면의 결빙을 제거하거나 적설을 제거하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 적설 제거 장치는 노면에 제설제를 분사하여 노면의 적설을 제거하거나, 결빙 제거 장치는 노면에 열을 방출하여 노면의 결빙을 녹일 수 있다.On the other hand, the vehicle is provided with a separate ice removal device, snow removal device, etc., the control unit 130 is to drive the device in accordance with the detected road surface state to control to remove the freezing of the road on which the vehicle is running or to remove the snow. Can be. For example, the snow removal apparatus may spray snow remover on the road surface to remove snow from the road surface, or the ice removal device may release heat to the road surface to melt the freezing of the road surface.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 편파 신호 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a diagram schematically illustrating a dual polarized signal form according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 이중 편파 신호는 수직 편파 신호와 수평 편파 신호를 포함하여 구성된다. 이와 같이 이중 편파 신호를 이용하는 경우 물체의 특성을 파악할 수 있다.Referring to FIG. 2, the dual polarized signal includes a vertical polarized signal and a horizontal polarized signal. As such, when the dual polarized signal is used, the characteristics of the object can be grasped.

일반적으로 레이더 신호의 전자기파는 횡파(Transverse Wave)를 이용하며, 여기서 횡파란 전자기파의 진행방향과 진동방향이 수직을 이루는 전자기파를 의미한다. 전자기파의 특성은 주파수, 진폭, 위상, 편파로 나타낼 수 있는데, 여기서 편파란 전자기파의 진행방향에 대한 전기장의 극성 방향을 의미한다.In general, the electromagnetic wave of the radar signal uses a transverse wave, and the transverse wave refers to an electromagnetic wave in which the traveling direction and the vibration direction of the electromagnetic wave are perpendicular to each other. The characteristics of electromagnetic waves can be expressed by frequency, amplitude, phase, and polarization, where polarization means the direction of polarity of the electric field with respect to the traveling direction of the electromagnetic wave.

한편, 편파에는 선형 편파(linear polarization)와 원형 편파(circular polarization)가 있으나, 이중 편파 신호는 선형 편파를 이용한다. 즉, 이중 편파 신호란 수직 편파 신호와 수평 편파 신호가 직교 관계에 있어, 양 편파 신호간 서로 간섭이 일어나지 않도록 한 편파 신호를 말한다.On the other hand, polarization includes linear polarization and circular polarization, but the dual polarization signal uses linear polarization. That is, the dual polarized signal is a polarized signal in which the vertically polarized signal and the horizontal polarized signal are orthogonal to each other so that interference between the two polarized signals does not occur.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 편파 신호의 송수신을 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating transmission and reception of a dual polarized signal according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 레이더 송수신부(110)는 차량에 설치되어 차량이 주해하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 노면에서 반사되는 이중 편파 신호를 수신한다. 레이더 송수신부(110)는 차량이 주행하고자 하는 노면의 상태를 미리 파악하기 위해서 차량의 전면에 설치되는 것이 바람직하다. 한편, 레이더 송수신부(110)와 차량이 주행하는 노면이 이루는 각도는 안테나의 성능, 차량의 차속, 차체의 높이 등에 따라 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3, the radar transceiver 110 is installed in a vehicle to transmit a dual polarized signal to a road surface that the vehicle is annotated and receives a dual polarized signal reflected from the road surface. The radar transceiver 110 may be installed at the front of the vehicle in order to grasp the state of the road surface on which the vehicle is to travel in advance. Meanwhile, the angle formed by the radar transceiver 110 and the road surface on which the vehicle travels may vary depending on the performance of the antenna, the vehicle speed of the vehicle, and the height of the vehicle body.

한편, 하나의 레이더 송수신부(110)를 차량에 설치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 정확한 측정을 위해 차량의 전면의 양측에 각각 레이더 송수신부(110)를 설치할 수도 있다.Meanwhile, although one radar transceiver 110 may be installed in a vehicle, the present invention is not limited thereto, and the radar transceiver 110 may be installed at both sides of the front of the vehicle for accurate measurement.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 원리를 개략적으로 나타내는 도면이다. 4 is a diagram schematically illustrating a road surface detection principle according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 일반적으로 이중 편파 신호를 이용하여 물체의 특성을 파악하는 원리는 다음과 같다. 먼저 물체에 이중 편파 신호를 송신하고, 상기 송신한 이중 편파 신호 중 물체의 표면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신한다.Referring to FIG. 4, in general, the principle of grasping the characteristics of an object using a dual polarized signal is as follows. First, a dual polarized signal is transmitted to an object, and a dual polarized signal received from the surface of the object is returned from the transmitted dual polarized signal.

물체의 형태가 횡축으로 퍼져 있는 경우에는 수신하는 수평 편파의 크기가 수신하는 수직 편파의 크기보다 크다. 따라서, 수평 편파의 크기가 큰 경우에는 물체의 형태가 횡축으로 퍼져 있다고 추정할 수 있다. 이와 달리 물체의 형태가 종축으로 세워져 있는 경우에는 수신하는 수평 편파의 크기보다 수신하는 수직 편파의 크기가 크다. 따라서, 수직 편파의 크기가 큰 경우에는 물체의 형태가 종축으로 세워져 있다고 추정할 수 있다.If the shape of the object is spread along the horizontal axis, the magnitude of the received horizontal polarization is larger than the magnitude of the received vertical polarization. Therefore, when the magnitude of the horizontal polarization is large, it can be estimated that the shape of the object is spread along the horizontal axis. On the other hand, when the shape of the object is erected on the vertical axis, the size of the received vertical polarization is larger than that of the received horizontal polarization. Therefore, when the magnitude of the vertical polarization is large, it can be estimated that the shape of the object is set in the vertical axis.

제어부(130)는 이와 같은 이중 편파 신호의 원리를 이용하여 차량이 주행하는 노면의 상태를 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 노면의 상태가 정상 상태로서 건조한 아스팔트 표면이라고 가정하면, 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 분석한 결과 수직 편파 신호의 크기가 수평 편파 신호의 크기보다 크다. 반면, 도 4에 도시된 바와 같이 노면의 상태가 결빙 상태로 결빙된 아스팔트 표면이라고 가정하면, 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호 중 수평 편파 신호의 크기가 수직 편파 신호의 크기보다 크다.The controller 130 may detect the state of the road surface on which the vehicle travels using the principle of the dual polarized signal. For example, assuming that the road surface is a dry asphalt surface as a normal state, as shown in FIG. 4, as a result of analyzing a double polarized signal reflected from the road surface, the magnitude of the vertical polarized signal is greater than that of the horizontal polarized signal. Big. On the other hand, if the state of the road surface as shown in Figure 4 is a frozen asphalt surface, the size of the horizontally polarized signal of the dual polarized signals reflected from the road surface is larger than the size of the vertical polarized signal.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 송수신부의 개략적인 블록도이다. 5 is a schematic block diagram of a radar transceiver according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 레이더 송수신부(110)는 송신 안테나(111), 수신 안테나(112), 2-채널 무선칩(113)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the radar transceiver 110 includes a transmit antenna 111, a receive antenna 112, and a two-channel radio chip 113.

송신 안테나(111) 및 수신 안테나(112)로는 마이크로스트림 패치 안테나를 사용하는 것이 바람직하다. 패치 안테나는 작고 가벼워 집적화에 적합하며, 편파 조절이 용이하기 때문이다.As the transmit antenna 111 and the receive antenna 112, it is preferable to use a microstream patch antenna. Patch antennas are small and light, making them suitable for integration and easy to control polarization.

송신 안테나(111)는 2-채널 무선칩(113)으로부터 전달된 이중 편파 신호를 송신하고, 수신 안테나(112)는 노면에서 반사되어 수신한 이중 편파 신호를 2-채널 무선칩(113)에 전달한다. 구체적으로, 송신 안테나(111)는 2-채널 무선칩(113)의 송신부의 출력 측과 연결되어 수직 편파 신호 및 수평 편파 신호를 전달받아 송신한다. 수신 안테나(112)는 노면에서 반사되어 돌아오는 수직 편파 신호 및 수평 편파 신호를 수신하여, 2-채널 무선칩(113)의 수신부의 입력 측에 전달한다.The transmitting antenna 111 transmits the dual polarized signal transmitted from the two-channel radio chip 113, and the receiving antenna 112 transmits the received dual polarized signal reflected from the road surface to the two-channel radio chip 113. do. Specifically, the transmitting antenna 111 is connected to the output side of the transmitting unit of the two-channel radio chip 113 receives and transmits a vertical polarization signal and a horizontal polarization signal. The receiving antenna 112 receives the vertical polarization signal and the horizontal polarization signal reflected from the road surface and transmits the received signal to the input side of the receiver of the two-channel radio chip 113.

한편, 송신 안테나(111) 및 수신 안테나(112)는 마이크로스트림 패치 안테나이므로 공진 주파수에 의해 길이가 결정되고, 입력 임피던스에 따라 너비가 결정된다.Meanwhile, since the transmitting antenna 111 and the receiving antenna 112 are microstream patch antennas, the length is determined by the resonance frequency, and the width is determined according to the input impedance.

2-채널 무선칩(113)은 능동 소자와 수동 소자를 하나의 반도체 기판 위에 제작한 고주파 집적회로이다. 2-채널 무선칩(113)에 관한 구체적인 내용은 도 6에서 보다 상세하게 설명한다.The two-channel radio chip 113 is a high frequency integrated circuit in which an active device and a passive device are fabricated on one semiconductor substrate. Details of the 2-channel wireless chip 113 will be described in more detail with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2-채널 무선칩의 개략적인 블록도이다.6 is a schematic block diagram of a two-channel radio chip according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 2-채널 무선칩(113)은 2-채널의 송신부 및 수신부를 포함하여 구성된다. 송신부는 3-스테이지 드라이버 증폭기(Driver Amp), 파워 분배기(Power Divider), 2-스테이지 드라이버 증폭기를 포함하여 구성되고, 수신부는 3-스테이지 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier), 하향 변환 혼합기(mixer), 발룬(balun), 가변 드라이버 증폭기(Variable Driver Amplifier), 저역 통과 필터(LPF: Low Pass Filter)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the two-channel radio chip 113 includes a two-channel transmitter and receiver. The transmitter comprises a three-stage driver amplifier, a power divider, and a two-stage driver amplifier, and the receiver includes a three-stage low noise amplifier (LNA) and a down-converting mixer. ), A balun, a variable driver amplifier, and a low pass filter (LPF).

송신부와 수신부는 파워 분배기에 의해서 연결된다. 송신부의 입력 측에 전달된 파워는 파워 분배기에 의해서 송신부의 출력 측과 수신부의 혼합기로 나뉘어 전달된다. 드라이버 증폭기는 전달된 파워를 완화시키고 파워 분배기에 의한 손실을 보충한다.The transmitter and receiver are connected by a power divider. The power delivered to the input side of the transmitter is divided by the power divider into the output side of the transmitter and the mixer of the receiver. Driver amplifiers relax the delivered power and compensate for the losses caused by the power divider.

수신부는 저잡음 증폭기를 통해 수신된 전자기파 신호의 잡음 특성을 축소시키고, 저역 통과 필터를 통해 수신된 전자기파 신호에서 잡음 대역을 감소시킨다. 발룬은 광대역 동작에서 인덕터의 양호도를 감소시키기 위해 이용되며, 가변 드라이버 증폭기는 수신부의 이득을 조절하기 위해서 이용된다.The receiver reduces the noise characteristic of the electromagnetic signal received through the low noise amplifier and reduces the noise band in the electromagnetic signal received through the low pass filter. The balun is used to reduce the goodness of the inductor in wideband operation, and the variable driver amplifier is used to adjust the gain of the receiver.

저역 통과 필터를 통과한 전자기파 신호는 아날로그 디지털 변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환되며, 제어부(130)는 레이더 송수신부(110)로부터 변환된 디지털 신호를 수신한다.The electromagnetic wave signal passing through the low pass filter is converted into a digital signal using an analog-digital converter, and the controller 130 receives the converted digital signal from the radar transceiver 110.

한편, 이와 같은 2-채널 무선칩(113)은 반도체 기술에 따라 적은 비용으로 소형으로 생산할 수 있으며, 이에 따라 주행 차량의 전면에 이중 편파 신호를 송수신하는 레이더 송수신부(110)를 설치하는 것이 가능하다.On the other hand, such a two-channel wireless chip 113 can be produced at a small cost according to the semiconductor technology, and thus it is possible to install a radar transceiver 110 for transmitting and receiving dual polarized signals on the front of the driving vehicle. Do.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면 상태 감지 방법의 개략적인 흐름도이다.7 is a schematic flowchart of a road surface detection method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 먼저 차량이 주행하는 노면에 레이더를 이용하여 이중 편파 신호를 송신한다(S710). 이중 편파 신호는 선형 편파로서 수직 편파 신호 및 수평 편파 신호로 이루어진다.Referring to FIG. 7, first, a dual polarization signal is transmitted to a road surface on which a vehicle travels using a radar (S710). The dual polarized signal is a linear polarized wave and consists of a vertical polarized signal and a horizontal polarized signal.

이중 편파 신호는 노면에서 반사되므로 돌아오는 이중 편파 신호를 수신한다(S720). 이중 편파 신호의 원리에 따라 수신되는 수직 편파 신호의 크기와 수평 편파 신호의 크기가 상이하다.Since the dual polarized signal is reflected from the road surface, the dual polarized signal is received (S720). The magnitude of the vertically polarized signal and the horizontally polarized signal are different according to the principle of the dual polarized signal.

따라서, 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 수직 편파 신호의 크기가 수평 편파의 신호보다 큰지, 또는 수직 편파 신호의 크기보다 수평 편파 신호의 크기가 큰지를 판단한다(S730).Accordingly, the magnitude of the received dual polarized signal is analyzed to determine whether the size of the vertical polarized signal is larger than the horizontal polarized signal or whether the size of the horizontal polarized signal is larger than the size of the vertical polarized signal (S730).

판단 결과에 따라 노면 상태를 정상 상태, 수막 상태, 결빙 상태, 적설 상태 등으로 구별하여 감지한다(S740). 특히, 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터와 비교 분석하면 노면 상태를 구별하여 정확하게 감지할 수 있다.According to the determination result, the road surface state is detected by being classified into a normal state, a water film state, an ice state, a snow state, and the like (S740). In particular, if the magnitude of the received dual polarized signal is compared with the previously learned look-up data, the road surface state can be distinguished and accurately detected.

감지한 노면 상태 정보를 운전자에게 제공하여(S750) 운전자가 노면의 상태에 따라 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있도록 한다. 여기서, 노면 상태 정보의 제공은 디스플레이 모듈 또는 스피커 모듈을 통해 시각적인 정보 또는 청각적인 정보로 제공될 수 있으며, 또한 시청각적인 정보 형태로 제공될 수도 있다.The detected road surface state information is provided to the driver (S750) so that the driver can secure driving safety of the vehicle according to the road surface state. Here, the road surface state information may be provided as visual information or audio information through the display module or the speaker module, and may also be provided in the form of audiovisual information.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 송수신부(110)는 차량의 주변에 위치하는 물체의 감지를 위해서도 사용될 수 있다.On the other hand, the radar transceiver 110 according to an embodiment of the present invention can also be used for the detection of objects located in the vicinity of the vehicle.

110: 레이더 송수신부 111: 송신 안테나
112: 수신 안테나 113: 2-채널 무선칩
120: 출력부 130: 제어부110: radar transceiver 111: transmit antenna
112: receiving antenna 113: 2-channel radio chip
120: output unit 130: control unit

Claims (7)

차량이 주행하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 상기 송신한 이중 편파 신호 중 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신하는 레이더 송수신부; 및
상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 제어부; 를 포함하는 노면 상태 감지 장치.A radar transceiver for transmitting a dual polarized signal to a road surface on which the vehicle travels and receiving a dual polarized signal reflected from the road surface among the transmitted dual polarized signals; And
A controller configured to detect the road surface state by analyzing the magnitude of the received dual polarized signal; Road state detection device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 감지한 노면 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 출력부; 를 더 포함하는 노면 상태 감지 장치.The method of claim 1,
An output unit configured to provide the detected road surface state information to a driver of the vehicle; Road state detection device further comprising. 제1항에 있어서,
상기 레이더 송수신부는 송신 패치 안테나; 수신 패치 안테나; 및 2-채널 무선 칩; 을 포함하는 노면 상태 감지 장치.The method of claim 1,
The radar transceiver unit transmits a patch antenna; Receiving patch antenna; And a two channel radio chip; Road surface detection apparatus comprising a. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터와 비교 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 노면 상태 감지 장치.The method of claim 1,
The controller detects the road surface condition by comparing and analyzing the magnitude of the received dual polarized signal with look-up data previously learned. 차량이 주행하는 노면에 이중 편파 신호를 송신하고 상기 송신한 이중 편파 신호 중 노면에서 반사되어 돌아오는 이중 편파 신호를 수신하는 단계; 및
상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 단계; 를 포함하는 노면 상태 감지 방법.Transmitting a dual polarized signal to a road surface on which the vehicle is traveling and receiving a dual polarized signal reflected from the road surface among the transmitted dual polarized signals; And
Analyzing the magnitude of the received dual polarized signal to detect the road surface condition; Road state detection method comprising a. 제5항에 있어서,
상기 감지한 노면 상태 정보를 상기 차량의 운전자에게 제공하는 단계; 를 더 포함하는 노면 상태 감지 방법.The method of claim 5,
Providing the detected road surface condition information to a driver of the vehicle; Road surface detection method further comprising. 제5항에 있어서,
상기 노면 상태를 감지하는 단계는 상기 수신한 이중 편파 신호의 크기를 사전에 학습한 룩업 데이터와 비교 분석하여 상기 노면 상태를 감지하는 노면 상태 감지 방법.The method of claim 5,
The detecting of the road surface state may detect the road surface state by comparing and analyzing the magnitude of the received dual polarized signal with look-up data previously learned.
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