KR20130068679A

KR20130068679A - 차량의 보행자 경고장치

Info

Publication number: KR20130068679A
Application number: KR1020110135998A
Authority: KR
Inventors: 김기환; 문유성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-26
Also published as: KR101316467B1; US20130154852A1; US8854229B2; CN103158615A; CN103158615B

Abstract

차량 주변의 보행자 위치를 감지하는 감지센서; 차량에 일정거리 이격되어 설치된 한 쌍의 다이폴 스피커; 및 상기 다이폴 스피커로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서를 통해 파악된 보행자의 위치정보를 이용하여 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량의 보행자 경고장치가 소개된다.

Description

차량의 보행자 경고장치 {APPARATUS FOR WARNING PEDESTRIAN FOR VEHICLE}

본 발명은 음향학의 다이폴(Dipole) 사운드 소스의 방향성을 이용한 차량의 보행자 경고장치에 관한 것이다.

최근 전기자동차가 시장에 선보이면서 그에 따른 다양한 기술들이 개발되고 있다. 그 중 하나로는 전기자동차의 경우 내연기관의 소음이 없기 때문에 차량의 실내에서는 정숙한 분위기를 유지할 수 있으나 실외에서의 보행자들은 차량의 근접정도를 알기 어려울 정도여서 오히려 안전에 문제가 되고 있는 것이다.

따라서 이러한 문제에 대응하고자 전기자동차의 접근 경보 장치는 차량의 속도, 보행자와의 거리 및 주위의 광량을 고려하여 적절한 접근음을 발생시켜 보행자의 접촉사고를 사전에 방지하도록 한 장치이다.

적절한 접근음 발생을 위해 일부 소개된 기술들의 구성 성분은 1) 차량속도 및 거리 검출부 2) 발음부 3) 광검출기, 광량연산부 및 구동회로부를 거쳐 스피커로 연결되는 구성을 갖는다.

또 다른 기술의 경우는 엔진 소음이 없는 전기자동차 운행에 있어서 보행자가에게 차량이 접근함을 사전에 엔진의 각종 음향 데이터를 저장하여 구동모터 RPM에 따라 스피커를 통해 엔진소리를 출력하여 안전사고를 예방하기 위한 장치로 구성된다. 구체적인 구성 성분은 1) 차량속도센서, 인체감응센서, 조작 스위치 및 표시장치 2) 전기자동차 RPM, 전압,전류,가변저항 및 구동모터 RPM 검출부가 4) 마이컴 제어부를 통해 5)음향발생기 및 앰프를 거쳐 6) 스피커로 연결되도록 구성된다.

그러나 이러한 종래의 기술은 일반적인 스피커를 사용하는 경우로 접근음이 효과적으로 보행자에게 전달될 수가 없다. 그 이유로는 스피커에서 발생되는 소리는 모노폴(Monopole) 형태의 사운드 소스로 회절과 간섭이 일어나 방향성을 설정할 수 없기 때문이다. 또한, 방향성이 없으므로 보행자에게 접근음을 전달하도록 스피커 볼륨을 늘이는 경우 역효과로 실내소음이 악화되는 문제점이 있었던 것이다.

따라서, 이러한 문제점이 없이 보행자에게 효과적으로 경고음이 전달되도록 함으로써 보행자를 충분히 보호하면서도 차량 내부의 정숙성을 해치지 않는 경보장치가 필요하였던 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 보행자에게 효과적으로 경고음이 전달되도록 함으로써 보행자를 충분히 보호하면서도 차량 내부의 정숙성을 해치지 않는 차량의 보행자 경고장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 보행자 경고장치는, 차량 주변의 보행자 위치를 감지하는 감지센서; 차량에 일정거리 이격되어 설치된 한 쌍의 다이폴 스피커; 및 상기 다이폴 스피커로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서를 통해 파악된 보행자의 위치정보를 이용하여 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 제어부;를 포함한다.

상기 감지센서는 보행자와 차량간의 거리와 각도를 측정할 수 있다.

상기 제어부는 보행자와 차량간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하도록 할 수 있다.

차속을 감지하는 차속센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 감지센서를 통해 보행자를 감지한 경우 차속센서의 차속을 이용하여 보행자의 위치를 예측계산하며 계산된 위치정보를 이용하여 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하도록 할 수 있다.

상기 제어부는 감지센서를 통하여 파악된 보행자와 차량간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 음량을 제어하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 차량의 보행자 경고장치는, 차량 주변의 보행자 위치를 감지하는 감지센서; 차량에 일정거리 이격되어 설치되며 지향 각도가 조절되는 한 쌍의 다이폴 스피커; 및 상기 다이폴 스피커로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서를 통해 파악된 보행자의 위치정보를 이용하여 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하고 각 스피커의 지향 각도를 조절하는 제어부;를 포함한다.

상기 제어부는 감지센서를 통하여 파악된 보행자와 차량간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 음량 또는 각 스피커의 지향 각도를 제어하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 보행자 경고장치에 따르면, 엔진 소음이 없는 전기자동차 차량의 접근음을 보행자에게 효과적으로 전달할 수 있다

또한, 다이폴 사운드 소스를 이용하여 보행자 위치에 따른 거리 및 작동각도를 정확히 산출할 수 있다.

그리고, 보행자 위치가 변할 경우에도 능동적으로 작동 위치를 설정할 수 있으며, 효과적인 접근음 발생으로 종래기술 대비 차량 주행 시 실내소음이 악화되는 단점을 보완할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 보행자 경고장치의 구성도.
도 2는 도 1에 도시된 차량의 보행자 경고장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 보행자 경고장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 보행자 경고장치의 구성도로서, 본 발명의 차량의 보행자 경고장치는, 차량(V) 주변의 보행자(P) 위치를 감지하는 감지센서(100); 차량(V)에 일정거리 이격되어 설치된 한 쌍의 다이폴 스피커(500); 및 상기 다이폴 스피커(500)로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서(100)를 통해 파악된 보행자(P)의 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 제어부(300);를 포함한다.

도 2는 도 1에 도시된 차량의 보행자 경고장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면으로서, 이를 참고하여 본 발명의 개념을 설명하면, 본 기술의 이론적 배경은 다이폴(Dipole) 사운드 소스의 방향성을 이용한 기술로서, 도 2에서 사운드 소스 Q가 좌우 하나씩 배치되어 서로 상반되는 위상(180도 차이)으로 작동하는 경우 거리 r과 작동 방향 각도 θ를 결정하여 보행자가 위치하는 지점의 음압 p를 효과적으로 설정할 수 있는 것이다. 이러한 원리는 하기의 식으로 표현될 수도 있다.

상기 식에서 볼 수 있듯이, 보행자의 위치에서의 음압은 p(r,θ)로 표현되는데, 이는 주파수 ω, 공기밀도 ρ0, 사운드소스의 음량 Q, 스피커간의 거리 d, ω/c0(주파수/공기에서의 사운드 스피드)인 k에 관한 식으로 나타낼 수 있게 된다.

따라서, 보행자의 위치인 r과 θ를 알게 된다면 이를 통하여 음량 Q를 조절할 경우 음압이 달라지게 되는 것이다. 다이폴 사운드 효과의 경우 두 스피커에서 토출되는 음간의 상쇄나 간섭이 아니라 보강이 일어나는바, 효과적인 음의 전달이 가능하고 더욱이, 두 스피커가 이루는 지향각을 변화시킬 경우 원하는 방향으로 경보사운드를 보낼 수 있어 효과적인 것이다.

이를 위해 본 발명의 구성은 보행자의 위치를 파악하는 보행자 감지센서(100) 및 차량 상태를 감지하는 차량 속도센서(200)의 정보를 제어부(300)로 전달하여 연산기(320)와 신호 발생기(340) 및 앰프(360)로 연결된다. 앰프(360)에서 나온 신호는 한 쌍의 다이폴 사운드 소스로 작동하는 각각의 스피커의 음량 및 위상 조절을 위한 스피커 음량 조절기(380) 및 스피커 위상 조절기(390)로 구성된다. 일련의 신호처리를 거친 입력 신호는 각각의 스피커가 다이폴 사운드 소스의 특성을 띄게 하여 보행자 위치에 따라 θ1, θ2의 스피커 지향각도를 능동적으로 설정할 수 있도록 하는 것이다.

구체적으로, 보행자 감지센서(적외선 센서,100) 및 차량 속도센서(200)는 전기자동차 차량이 진행시 차량 전방부에 장착된 적외선 센서를 이용하여 측방/전방의 보행자를 감지하고 차량 속도 정보를 이용하기 위함이다.

제어부(300)에서는 보행자 위치와 차량 속도를 계산하고 두 스피커(500)의 사운드 소스 Q의 크기 및 위상을 결정하도록 한다.

신호발생기(차량 오디오,340)에서는 크기가 결정된 사운드 소스 Q를 보행자가 잘 감지할 수 있도록 주파수를 결정하여 앰프(360)로 신호를 발생 한다(예: 경고음 또는 사전에 저장된 차량 주행 외부소음).

그리고 앰프(차량 오디오,360)에서는 신호발생기(340)에서 출력된 신호를 (전류, 전압)증폭하고, 스피커 위상 조절기(390) 및 스피커 음량 조절기(차량 오디오,380)는 차량 엔진룸 전방에 장착된 두 스피커의 위상이 180도 차이가 나면서 작동하도록 증폭된 신호를 조절하여 각각의 스피커(500)에 분배토록 하여 보행자 위치에 따라 효과적인 전기자동차 차량의 접근음을 발생시키는 것이다.

한편, 상기 감지센서(100)는 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도를 측정하도록 하여 제어부에 제공할 수 있고, 상기 제어부(300)는 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하도록 할 수 있다. 이러한 제어는 상기 다이폴 사운드에 관한 수학식 1에서 정해질 수 있다.

그리고, 본 발명의 차량의 보행자 경고장치는, 차속을 감지하는 차속센서(200)를 더 포함하고, 상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통해 보행자(P)를 감지한 경우 차속센서(200)의 차속을 이용하여 보행자(P)의 위치를 예측계산하며 계산된 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하도록 할 수 있다.

또는, 상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통하여 파악된 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 음량을 제어하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 차량의 보행자 경고장치는, 차량(V) 주변의 보행자(P) 위치를 감지하는 감지센서(100); 차량(V)에 일정거리 이격되어 설치되며 지향 각도가 조절되는 한 쌍의 다이폴 스피커(500); 및 상기 다이폴 스피커(500)로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서(100)를 통해 파악된 보행자(P)의 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하고 각 스피커(500)의 지향 각도를 조절하는 제어부(300);를 포함할 수 있다. 이 경우는 스피커의 지향각을 변화시킴으로써 좀 더 효과적인 다이폴 사운드의 생성을 통해 작은 소스로도 큰 소리를 만들기 위함이다.

그리고, 상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통하여 파악된 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 음량 또는 각 스피커(500)의 지향 각도를 제어하도록 하는 것도 가능하다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 감지센서 200 : 차속센서
300 : 제어부 500 : 스피커

Claims

차량(V) 주변의 보행자(P) 위치를 감지하는 감지센서(100);
차량(V)에 일정거리 이격되어 설치된 한 쌍의 다이폴 스피커(500); 및
상기 다이폴 스피커(500)로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서(100)를 통해 파악된 보행자(P)의 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 제어부(300);를 포함하는 차량의 보행자 경고장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감지센서(100)는 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량의 보행자 경고장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(300)는 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 보행자 경고장치.
청구항 1에 있어서,
차속을 감지하는 차속센서(200)를 더 포함하고, 상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통해 보행자(P)를 감지한 경우 차속센서(200)의 차속을 이용하여 보행자(P)의 위치를 예측계산하며 계산된 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 보행자 경고장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통하여 파악된 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 음량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 보행자 경고장치.
차량(V) 주변의 보행자(P) 위치를 감지하는 감지센서(100);
차량(V)에 일정거리 이격되어 설치되며 지향 각도가 조절되는 한 쌍의 다이폴 스피커(500); 및
상기 다이폴 스피커(500)로 경고사운드 신호를 전송하되, 감지센서(100)를 통해 파악된 보행자(P)의 위치정보를 이용하여 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 위상, 주파수 또는 음량을 제어하고 각 스피커(500)의 지향 각도를 조절하는 제어부(300);를 포함하는 차량의 보행자 경고장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부(300)는 감지센서(100)를 통하여 파악된 보행자(P)와 차량(V)간의 거리와 각도 정보에 따라 각 스피커(500)에 전송하는 사운드 신호의 음량 또는 각 스피커(500)의 지향 각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 보행자 경고장치.