KR20140062316A

KR20140062316A - 물체검출시스템

Info

Publication number: KR20140062316A
Application number: KR1020120128882A
Authority: KR
Inventors: 김성운
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-23

Abstract

차체에 마련되어 상대 물체와의 거리 변화에 따라 임피던스가 변화되는 근접센서; 상기 근접센서에 전압 또는 전류의 펄스를 인가하는 펄스인가회로; 상기 근접센서로부터 전압 또는 전류의 펄스를 측정하는 펄스검출회로; 및 상기 펄스인가회로에서 인가하는 펄스와 펄스검출회로에서 측정하는 펄스를 이용하여 근접센서의 임피던스 변화를 파악하고, 그에 따라 상대 물체가 차량으로 접근하는 것으로 판단하는 경우 접근신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 물체검출시스템이 소개된다.

Description

물체검출시스템 {OBJECT DETECTION SYSTEM}

본 발명은 차량에 근접하거나 접촉하는 물체를 센서를 통해 검출하여 차량의 손상이나 위해로부터 차량을 보호하기 위한 물체검출시스템에 관한 것이다.

차량의 주차나 정차 시 옆 차와의 간격이 좁은 경우 문을 열다가 상대 차량에 손상을 입히는 경우가 발생한다. 혹은 차량이 주차되어 있을 때 실수 또는 고의로 차량에 손상이나 위해가 가해지는 경우가 빈번히 발생한다. 이런 것을 방지하기 위해서 블랙박스 등을 이용하여 촬영을 하지만 저장할 수 있는 용량의 한계가 있으며 촬영하는 범위에는 한계가 있게 된다.

기존 특허 (특허문헌 1) KR20-1990-0017683 Y 에서는 컴퓨터를 사용하여 콘덴서의 정전용량을 측정하는 것에 관한 내용으로 교류 신호를 발생하여 신호를 증폭한 후 위상검출기에서 변화된 위상을 검출하여 정전용량을 측정한다.

기존 특허 (특허문헌 2) KR10-2010-7008782 A 에서는 차량이 주행 중 특히 후진할 때 정전용량 센서를 사용하여 차량 후방의 장애물을 검출하는 근접검출기로 사용한다. 그러나 차량이 운행될 때 뿐만 아니라 주차되어 있을 때도 실수 혹은 고의로 여러가지 손상이나 위해가 가해질 수 있기 때문에 차량 내외부에 경고 시스템을 마련하여 미연에 차량의 손상을 방지하는 시스템이 필요한 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.

KR

20-1990-0017683

Y

KR

10-2010-7008782

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량이 주차를 하거나 주차 중일 경우 상대 물체의 실수 또는 고의에 의해 차량에 손상이나 위해를 가하는 것을 방지하기 위한 물체검출시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 물체검출시스템은 차체에 마련되어 상대 물체와의 거리 변화에 따라 임피던스가 변화되는 근접센서; 상기 근접센서에 전압 또는 전류의 펄스를 인가하는 펄스인가회로; 상기 근접센서로부터 전압 또는 전류의 펄스를 측정하는 펄스검출회로; 및 상기 펄스인가회로에서 인가하는 펄스와 펄스검출회로에서 측정하는 펄스를 이용하여 근접센서의 임피던스 변화를 파악하고, 그에 따라 상대 물체가 차량으로 접근하는 것으로 판단하는 경우 접근신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.

상기 펄스는 교류 신호이고, 상기 제어부는 입력 펄스와 출력 펄스의 위상차에 따라 임피던스 변화를 파악할 수 있다.

상기 교류 신호는 입력과 출력이 모두 전압 신호이거나 입력과 출력이 모두 전류 신호일 수 있다.

상기 제어부는 위상차가 제1기준값 이상이면 상대 물체의 접근 상태로 파악하여 접근신호를 출력하고, 위상차가 제2기준값 이하이면 상대 물체의 비접근 상태로 파악하여 접근신호의 출력을 중지하되, 제2기준값은 제1기준값 보다 작을 수 있다.

상기 펄스인가회로의 펄스가 전압 신호인 경우 상기 펄스검출회로의 펄스는 전류 신호이고, 상기 펄스인가회로의 펄스가 전류 신호인 경우 상기 펄스검출회로의 펄스는 전압 신호일 수 있다.

상기 근접센서는 패널 형상의 전극판으로써, 차체의 외측면부에 설치될 수 있다.

상기 제어부의 접근신호에 따라 차량 내부 또는 외부에 경고신호를 발생하는 경고부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 임피던스 변화의 정도에 따라 접근신호를 단계적으로 나누어 출력하고, 상기 경고부는 접근신호의 단계에 따라 경고신호의 세기나 종류를 달리하여 발생할 수 있다.

상기 제어부는 임피던스 변화의 정도에 따라 접근신호를 단계적으로 나누어 출력하고, 단계에 따라 차량의 문을 로킹 또는 언로킹하도록 제어하는 도어로킹부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부에서 출력되는 접근신호에 따라 차량 내부 또는 외부에 장착된 영상촬영장치를 통하여 촬영하는 촬영부;를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 물체검출시스템에 따르면 본 발명에서 사용하는 근접센서는 비용이 저렴하고 구조 및 센싱 원리가 간단하고 응답속도도 수십 ms이하로 매우 빠르기 때문에 일정량의 충격이 있어야 감지되는 충격감지센서, 고가이며 외관상 좋지 않은 초음파센서, 태양광에 의한 오인식이 발생하는 적외선센서 등 기존에 사용하던 센서들의 센싱 방법의 단점을 극복할 수 있다. 또한, 접촉 방식이 아니라 비접촉 방식으로 센싱하므로 열이나 외란광 또는 비나 오염 등에 의해 영향을 받지 않아 보다 정확한 센싱을 할 수 있고 내구성 또한 좋아진다.

또한, 근접센서가 패널 형상의 전극판으로 형성되기 때문에 차체의 외측면부에 설치 가능하며, 기존보다 저렴한 비용으로 구현이 가능하며 개별 전극을 구성하여 설치할 수 있기 때문에 차량의 앞뒤의 문, 휀다, 범퍼, 본넷 및 트렁크 등의 여러 군데에 설치할 수 있어 상대 물체가 근접이나 접근할만한 모든 곳에 설치할 수 있어 기존보다 정확하게 검출을 하고, 접촉 위치와 근접 내용을 보다 더 정확하고 정밀하게 검출하여 상대 물체의 위치를 파악하여 차량의 손상이나 도난 등으로부터 차량을 보다 안전하게 보호할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체검출시스템의 블록구성도.
도 2는 본 발명의 물체검출시스템의 검출구간을 도시한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 근접센서의 장착 예를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 물체검출시스템에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체검출시스템의 블록구성도를 도시한 것으로 차체(10)에 마련되어 상대 물체와의 거리 변화에 따라 임피던스가 변화되는 근접센서(100); 상기 근접센서(100)에 전압 또는 전류의 펄스를 인가하는 펄스인가회로(200); 상기 근접센서(100)로부터 전압 또는 전류의 펄스를 측정하는 펄스검출회로(300); 및 상기 펄스인가회로(200)에서 인가하는 펄스와 펄스검출회로(300)에서 측정하는 펄스를 이용하여 근접센서의 임피던스 변화를 파악하고, 그에 따라 상대 물체가 차량으로 접근하는 것으로 판단하는 경우 접근신호를 출력하는 제어부(400);를 포함한다.

상기 펄스는 직류신호와 임의의 교류 신호를 모두 포함 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 상기 펄스는 교류 신호이고, 상기 제어부(400)는 입력 펄스와 출력 펄스의 위상차에 따라 임피던스 변화를 파악한다. 상기 교류 신호는 입력과 출력이 모두 전압 신호이거나 입력과 출력이 모두 전류 신호일 수 있고, 혹은 상기 펄스인가회로(200)의 펄스가 전압 신호인 경우 상기 펄스검출회로(300)의 펄스는 전류 신호이고, 상기 펄스인가회로(200)의 펄스가 전류 신호인 경우 상기 펄스검출회로(300)의 펄스는 전압 신호이다. 즉, 입력 신호와 출력 신호와의 관계에 있어서 입출력 모두 전압 신호 또는 전류 신호 이거나, 입력 신호가 전류이면 출력 신호는 전압 혹은 입력 신호가 전압이면 출력 신호가 전류인 경우 모두 가능하다는 것이다.

펄스인가회로(200)에서는 차체에 마련된 근접센서(100)에 연속적으로 펄스를 인가한다. 펄스인가회로(200)에서 인가하는 펄스는 상기 근접센서(100)를 거치면서 상대 물체가 접근하는 경우 정전용량의 변화에 의해 그 위상이 변하게 되며 이 펄스는 제어부(400)에서 펄스검출회로(300)에서 출력되는 펄스와 펄스인가회로(200)에서 인가한 원래 펄스를 비교하여 일정 이상 위상차가 발생하면 위상차에 따른 임피던스의 변화에 따라 제어부(400)가 상대 물체가 접근한 것으로 판단하고 접근신호를 단계적으로 출력하게 된다. 상기 제어부(400)로부터 접근신호가 출력되면 차량은 상대 물체로부터의 접촉 및 손상을 방지하기 위해 제어를 실시하게 된다.

운전자가 차량을 주차할 때 옆 차와의 간격에 대한 인식이 부족한 상태에서 문을 열다보면 의도하지 않게 옆 차에 손상을 가하는 경우가 발생한다. 이런 경우 본 발명에 따른 물체검출시스템에 의하면 상대 차량과 내 차량과의 거리에 따른 정전용량이 변하게 되고 그에 따라 임피던스가 변화하여 입력 신호와 출력 신호 간에 발생한 위상차에 따라 일정 이상의 위상차가 발생하면 제어부(400)에서 접근신호를 출력하게 된다. 접근 거리에 따라 위상차가 달라지게 되므로, 단계적으로 접근신호를 출력하게 된다.

상기 제어부(400)에서 출력되는 단계별 접근신호를 바탕으로 경고부(500)에서는 차량의 내부 또는 외부 즉 운전자 및 상대 물체에게 경고신호를 발생하는데 경고신호는 빛, 소리 및 진동 등을 발생하는 햅틱 등을 각각 별도로 또는 조합하여 사용할 수 있으며 접근 거리에 따른 각각의 단계마다 그 강도나 종류를 달리하여 적용할 수도 있다.

특히 내 차량을 주차하는 경우에는 상대 차량이나 물체와의 거리가 일정 이하라는 단계의 출력신호가 상기 제어부(400)에서 출력되면, 제어부(400)는 도어로킹부(600)를 제어하여 상대 물체와의 거리에 따라 차량의 문이 일정 범위 이상 열리지 않도록 차량의 문을 로킹하여 상대 차량 또는 물체에 상해를 입히는 것을 방지한다.

상기 제어부(400)에서 상대 물체가 접근 또는 접촉하였다는 접근신호가 출력되면 촬영부(700)는 차량 내부 또는 외부에 장착된 영상촬영장치를 통해 영상을 촬영하고, 촬영된 내용을 별도의 외부 서버로 전송하여 저장하여 피해가 발생하는 경우를 대비하도록 한다.

또한, 반대로 내 차량은 주차된 상태이고, 상대 차량이 주차를 시도하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있으며 이 밖에도 차량을 절도하기 위해 또는 주차된 차량에 의도적으로 손상을 주거나 위해를 가하기 위해 상대 물체가 접근하거나 접촉하는 경우에도 적용될 수 있는데, 이런 경우 상대 물체에게 경고를 주는 시스템이므로 피해를 방지하거나 줄일 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 물체검출시스템의 검출구간을 도시한 그래프이다. 상기 제어부(400)는 위상차가 제1기준값 이상이면 상대 물체의 접근 상태로 파악하여 접근신호를 출력하고, 위상차가 제2기준값 이하이면 상대 물체의 비접근 상태로 파악하여 접근신호의 출력을 중지한다. 제2기준값을 제1기준값 보다 작게하는 히스테리시스 구간을 두게 되는데, 이렇게하면 상대 물체가 차량에 접근 또는 접촉하였다는 것을 감지하게 되는 제1기준값보다 물체가 멀어지는 제2기준값이 더 작게되어 상대 물체가 차량으로부터 멀어지는 것을 더 오랫동안 센싱하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 근접센서의 장착 예를 나타낸 도면으로 상기 근접센서(100)는 패널 형상의 전극판이기 때문에 차체(10)의 외측면부에 설치되며 차량의 앞뒤의 문, 휀다, 범퍼, 본넷 및 트렁크 등에 설치할 수 있어 상대 물체가 접촉한 위치와 근접한 내용을 보다 정확하고 정밀하게 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 물체검출시스템에 의하면 본 발명에서 사용하는 근접센서는 비용이 저렴하고 구조 및 센싱 원리가 간단하고 응답속도도 수십 ms이하로 매우 빠르기 때문에 일정량의 충격이 있어야 감지되는 충격감지센서, 고가이며 외관상 좋지 않은 초음파센서, 태양광에 의한 오인식이 발생하는 적외선센서 등 기존에 사용하던 센서들의 센싱 방법의 단점을 극복할 수 있다. 또한, 근접센서가 접촉 방식이 아니라 비접촉 방식으로 센싱하므로 열이나 외란광 또는 비나 오염 등에 의해 영향을 받지 않아 보다 정확한 센싱을 할 수 있고 내구성 또한 좋아진다.

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.

10 : 차체 100 : 근접센서
200 : 펄스인가회로 300 : 펄스검출회로
400 : 제어부 500 : 경고부
600 : 도어로킹부 700 : 촬영부

Claims

차체(10)에 마련되어 상대 물체와의 거리 변화에 따라 임피던스가 변화되는 근접센서(100);
상기 근접센서(100)에 전압 또는 전류의 펄스를 인가하는 펄스인가회로(200);
상기 근접센서(100)로부터 전압 또는 전류의 펄스를 측정하는 펄스검출회로(300); 및
상기 펄스인가회로(200)에서 인가하는 펄스와 펄스검출회로(300)에서 측정하는 펄스를 이용하여 근접센서의 임피던스 변화를 파악하고, 그에 따라 상대 물체가 차량으로 접근하는 것으로 판단하는 경우 접근신호를 출력하는 제어부(400);를 포함하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 펄스는 교류 신호이고, 상기 제어부(400)는 입력 펄스와 출력 펄스의 위상차에 따라 임피던스 변화를 파악하는 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 교류 신호는 입력과 출력이 모두 전압 신호이거나 입력과 출력이 모두 전류 신호인 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 제어부(400)는 위상차가 제1기준값 이상이면 상대 물체의 접근 상태로 파악하여 접근신호를 출력하고, 위상차가 제2기준값 이하이면 상대 물체의 비접근 상태로 파악하여 접근신호의 출력을 중지하되, 제2기준값은 제1기준값 보다 작은 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 펄스인가회로(200)의 펄스가 전압 신호인 경우 상기 펄스검출회로(300)의 펄스는 전류 신호이고, 상기 펄스인가회로(200)의 펄스가 전류 신호인 경우 상기 펄스검출회로(300)의 펄스는 전압 신호인 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 근접센서(100)는 패널 형상의 전극판으로써, 차체(10)의 외측면부에 설치된 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)의 접근신호에 따라 차량 내부 또는 외부에 경고신호를 발생하는 경고부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 제어부(400)는 임피던스 변화의 정도에 따라 접근신호를 단계적으로 나누어 출력하고, 상기 경고부(500)는 접근신호의 단계에 따라 경고신호의 세기나 종류를 달리하여 발생하는 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)는 임피던스 변화의 정도에 따라 접근신호를 단계적으로 나누어 출력하고, 단계에 따라 차량의 문을 로킹 또는 언로킹하도록 제어하는 도어로킹부(600);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)에서 출력되는 접근신호에 따라 차량 내부 또는 외부에 장착된 영상촬영장치를 통하여 촬영하는 촬영부(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물체검출시스템.