KR20170051359A - 음향 거리 측정용 회로 - Google Patents

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Abstract

일 형태에서, 음향 변환기를 위한 음향 신호가 생성되는데, 여기서 음향 변환기는 인접한 근방 표시 영역을 정의하는 반향에 민감하다. 제 1 시간에 음향 신호가 생성된 후, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작이 정의된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우 동안, 음향 변환기로부터 신호가 수신된다. 신호가 수신됐을 때, 제 2 시간에 음향 변환기로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크면, 인접한 근방 표시 영역 내에서 장애물이 검출된다. 추가로, 제 3 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 음향 변환기로부터 수신된 제 2 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 커야 한다. 이 형태에서, 제 3 시간은 제 1 시간과, 제 2 시간과 제 1 시간 간의 차의 2배를 더한 것과 같다.

Description

음향 거리 측정용 회로{CIRCUIT FOR ACOUSTIC DISTANCE MEASURING}
본 발명은 일반적으로 전기 및 전자 회로들에 관한 것으로, 특히 음향 거리 측정 시스템들에 관한 것이다.
음향 측정 시스템들 및 거리 측정 시스템들이 다양한 애플리케이션들에서 활용되고 있다. 예를 들어, 음향 측정 시스템들은 차량 시스템들에서부터 화석 발견까지에 이르는 애플리케이션들에서 장애물 거리를 측정하기 위해 활용된다. 음향 측정 시스템들은 일반적으로 우선 음향 에너지 펄스를 전송하고 음파를 생성함으로써 동작한다. 그후 음파 비행 시간 측정이 기록된다. 음파가 전송될 때부터 음파가 반사될 때까지의 시간인 비행 시간이 기록되고, 장애물의 거리가 결정된다. 음향 측정 시스템들을 활용하는 차량 애플리케이션들은 장애물의 존재를 신뢰적으로 검출할 것을 필요로 한다. 현재, 신뢰적인 장애물 검출은 잘못된 장애물 검출을 유발하는 심한 전기 잡음뿐만 아니라 검출 장치의 보이지 않는 곳에 위치된 장애물들에 의해 방해를 받을 수 있다.
음향 측정 시스템들은 종종 생성된 음파를 전송하고 반사된 신호 또는 에코 신호(echo signal)를 수신하기 위해 음향 변환기(acoustic transducer)들을 활용한다. 이들 시스템들은 장애물을 검출하지 못하는 특정한 거리를 가질 수 있다. 장애물 검출을 위해 요구되는 최소 거리가 보다 짧아지면, 객체들을 보다 정확하게 검출할 수 있게 되고, 그에 따라 차량 안정성이 더욱 높아진다. 현재의 음향 측정 시스템들은 또한 잘못된 객체 검출 신호들을 생성하는 하나의 요소인 심한 전기 잡음에 매우 민감하다. 전자파 적합성(electromagnetic compatibility; EMC) 요구들이 변하면서, 허용된 주파수들 내의 보다 높은 수준의 전기 잡음이 불가피해지고 정확한 음향 거리 검출을 방해할 수 있다. 잘못된 객체 검출 또는 놓친 객체 검출은 차량 및 다른 음향 측정 애플리케이션들에 유해할 수 있다. 따라서, 적합한 음향 측정 시스템 기능성 및 신뢰성을 확실히 하기 위해, 잘못된-포지티브(positive) 객체 검출 및 잘못된-네거티브(negative) 객체 검출을 피하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은 일반적으로 전기 및 전자 회로들을 제공하는 것이고, 특히 음향 거리 측정 시스템들을 제공하는 것이다.
첨부된 도면들을 참조함으로써, 본 발명이 더욱 잘 이해될 수 있으며, 그것의 수많은 특징들 및 이점들이 당업자들에게 명확해질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템을 나타내는 블럭도.
도 2는 도 1의 음향 거리 측정 시스템에서 사용되는 음향 거리 측정 회로를 나타내는 블럭도.
도 3은 도 2의 감지 회로를 나타내는 블럭도.
도 4는 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템에 의해 수신되는 음향 신호들을 나타내는 타이밍도.
도 5는 일 실시예에 따른 장애물 검출에 기초하여 수신된 음향 신호들을 나타내는 타이밍도.
도 6은 일 실시예에 따른 장애물 검출에 기초하여 수신된 음향 신호들을 나타내는 타이밍도.
도 7은 일 실시예에 따른 장애물 검출에 기초하여 수신된 음향 신호들을 나타내는 타이밍도.
도 8은 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템에 의해 수신된 음향 신호를 나타내는 타이밍도.
도 9는 일 실시예에 따른 제 1 및 제 2 근방 표시 영역(proximity indication zone) 내에서 장애물을 검출하는 방법의 흐름도.
상이한 도면들 내에서 같은 도면 참조 부호들이 사용된 것은 유사하거나 동일한 아이템들을 나타낸다. 다르게 언급되지 않는 한, "연결된다"는 용어 및 그에 연관된 동사 형태들은 본 기술 분야에서 알려진 수단에 의한 직접 접속 및 간접 전기 접속 모두를 포함하며, 다르게 언급되지 않는 한, 직접 접속에 대한 어떠한 설명도 간접 전기 접속의 적합한 형태를 사용하는 대안적인 실시예들을 또한 암시한다.
간략하고 명확하게 나타내기 위해, 도면들 내의 구성요소들은 반드시 크기에 맞춰 그려진 것은 아니고, 단지 개략적인 것이며, 본 발명을 제약하는 것은 아니다. 추가로, 잘 알려진 단계들 및 구성요소들에 대한 설명 및 세부사항들은 설명을 간략하게 하기 위해 생략되었다. 회로 동작에 관련하여 여기서 사용된 "~하는 동안", "~하면서", "~하는 때"란 용어는 동작이 개시 동작 즉시 발생하는 것을 의미하는 정밀한 용어는 아니고, 개시 동작에 의해 개시된 반응 사이에 전파 지연과 같은 다소 작지만 합당한 지연이 있을 수 있다는 것을 의미하는 용어일 수 있다는 것이 당업자들에 의해 명확해질 것이다. 추가로, "~하면서"란 용어는 어떠한 동작이 개시 동작이 지속되는 시간 중 적어도 다소 일부에 일어난다는 것을 의미한다. "대략" 또는 "주로"란 용어의 사용은 구성요소의 값이 언급된 값 또는 위치에 근접할 것으로 예상되는 매개변수를 갖는다는 것을 의미한다. 그러나, 본 기술 분야에 잘 알려진 바와 같이, 값들 또는 위치들이 정확히 언급된 바와 같지 않게 할 수 있는 최소한의 변동들이 있을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템(100)을 블럭도 형태로 나타낸다. 도 1의 음향 거리 측정 시스템(100)은 차량 장치(102), 몸체 제어기 모듈(body controller module; BCM)(104)(또는 전자 제어 회로), 확성기(164), 한 세트의 전송선들(112), 한 세트의 감지기들(110), 및 장애물(120)을 포함한다. BCM(104)과 같은 시스템 제어기는 차량 장치(102) 상에 또는 그것 내에 위치되어, 가청 출력에 대응하는 전기 신호를 확성기(164)에 제공한다.
차량 장치(102)는 BCM(104)에 통신가능하게 접속된다. BCM(104)은 감지기들(110)과 같은 하나 이상의 음향 변환기들에 접속하기 위한 출력부를 갖는다. BCM(104)은 또한 감지기들(110) 각각에 접속되기 위한 입력부도 갖는다. 추가로, BCM(104)은 확성기(164)에 출력 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 감지기들(110) 각각은 음향 신호를 생성하고, 장애물(120)을 마주치면, 제 1 및 제 2 반사 가청 신호를 감지할 수 있다.
나타낸 실시예에서, BCM(104)은 우선 감지기들(110)에 대한 음향 신호를 생성한다. 감지기들(110)은 근방 표시 영역(132)으로 나타낸 것과 같은 인접한 근방 표시 영역을 정의하는 반향들에 민감하다. BCM(104)은 전송선들(112)을 통해 감지기들(110)에 신호들을 전송하고, 이에 응답하여, 감지기들(110)은 음향 신호들을 출력한다. 감지기(110)에 의해 생성된 음향 신호는 감지기(110)에서부터 멀어지면서 여행을 시작하여 대기 중으로 전파된다. BCM(104)이 신호의 전송을 멈추면, 감지기들(110)은 반향을 일으키기 시작한다. 반향은 크기가 기하급수적으로 감쇠한다. BCM(104)은 전파되는 음향 신호를 방해함으로써 유발될 수 있는 에코 신호들을 위해 감지기들(110)을 모니터한다. 장애물(120)이 근접 표시 영역 내에 있으면, BCM(104)은 적어도 하나의 감지기(110)로부터 에코를 수신하고, 근접 표시 영역 내의 장애물의 존재를 나타내는 가청 신호를 확성기(164)에 출력하기 위한 요청을 전달한다. 극심한 잡음 상황들 하에서 근방 표시 영역들 뿐만 아니라 보이지 않는 영역들로 들어오는 및 그로부터 나가는 장애물들에 대한 신뢰적인 검출이 필요하다. 전기 잡음의 존재로 인한 잘못된 근접 표시 영역 검출을 피하는 것이 중요한 특징이다. 음향 거리 측정 시스템(100)은 이들 문제점들을 다음에 설명된 바와 같이 보상한다.
도 2는 도 1의 음향 거리 측정 시스템에서 사용되는 음향 거리 측정 회로(200)를 블럭도 형태로 나타낸다. 음향 거리 측정 회로(200)는 제어기(204), 주파수 생성기(단), 전송기 증폭기(212), 음향 변환기(214), 수신기 증폭기(216), 및 감지 회로(220)를 포함한다.
BCM(104)과 유사한 제어기(204)는 주파수 제어기(208)에 접속된다. 제어 신호는 제어기(204)에서 주파수 생성기(208)로 출력된다. 추가로, 제어기(204)는 링 타임 신호(ring time signal), 근방 표시 영역 임계(232)를 위한 값, 근방 표시 영역 디바운스(debounce) 시간(234), 및 근방 알고리즘(236)을 출력하기 위한 출력단들을 갖는다. 제어기(204)는 인접한 근방 표시 영역 플래그 신호, 유효한 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호에 대한 신호를 수신하기 위한 입력단들을 갖는다. 예를 들어, 제어기(204)는 도 1의 음향 거리 측정 시스템을 동작시키는 몸체 제어기 모듈, 전자 제어 모듈, 또는 제어 시스템일 수 있다. 제어기(204)는 도 1의 음향 거리 측정 시스템(100)에 의해 수신되는 에코 신호들을 처리하는데 활용될 알고리즘들 및 변수들에 대한 실시간 및 미리 결정된 신호들을 수신할 뿐만 아니라 제어 신호를 주파수 생성기(208)에 출력함으로써 도 1의 음향 거리 측정 시스템을 동작시킨다.
주파수 생성기(208)는 제어 신호를 수신하기 위한 입력단, 및 전송기 증폭기(212)에 접속되어 생성된 음향 신호를 전송하기 위한 출력단을 갖는다. 생성된 음향 신호는 초음파 주파수 신호일 수 있다.
전송기 증폭기(212)는 주파수 생성기(208)로부터 음향 신호를 수신하기 위한 입력부를 갖는다. 음향 변환기(214)에 접속된 전송기 증폭기(212)의 출력부는 증폭된 음향 신호를 음향 변환기(214)에 제공하기 위한 것이다.
음향 변환기(214)는 음향 신호를 수신하기 위한 입력단을 갖는다. 추가로, 음향 변환기(214)는 수신된 에코 신호를 전송하도록 적응된 출력단을 갖는다. 예를 들어, 음향 변환기(214)는 압전 감지기(piezoelectric sensor)일 수 있다.
수신기 증폭기(216)는 음향 변환기(214)에 접속하기 위한 입력부, 및 출력부를 갖는다. 감지 회로(220)에 접속된 수신기 증폭기(216)의 출력부는 수신된 신호를 전송한다. 일 실시예에서, 감지 회로(220)는 온도 추적 및 음향 변환기 링 타임 룩 업(look up)을 지원하고, 수신기 증폭기(216)의 출력부에 접속된 입력부와, 현재 온도의 링 타임 신호 및 음향 변환기(214)의 반향 시간 상의 현재 온도를 측정하는 추정된 영향에 응답하여 가변하는 링 타임 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
감지 회로(220)는 수신기 증폭기(216)의 출력부에 접속된 입력부와, 인접한 근방 표시 플래그 신호, 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 감지 회로(220)는 추가로 인접한 근방 표시 플래그 신호에 대한 피드백을 수신할 뿐만 아니라 링 타임 신호, 근방 표시 영역 임계(232)를 위한 값, 근방 표시 영역 디바운스 시간(234), 근방 알고리즘(236)을 수신하기 위한 입력부들을 갖는다. 인접한 근방 표시 플래그 신호는 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의한다. 이 표시 영역 플래그 신호는 링 타임 신호를 수신한 것에 응답하여 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의하기 위한 것이고, 제공된 매개변수들에 관련하여 근방 표시 영역 내의 장애물을 검출한다. 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호는 정의된 근방 표시 영역 윈도우의 거리의 대략 2배까지 위치된 장애물을 검출한 것에 응답하여 출력된다. 일 실시예에서, 반사된 신호가 유효한 거리 측정 영역 내에서 검출되면, 인접한 근방 표시 플래그 신호는 인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호를 제공한다. (도 4와 함께 더욱 설명됨)
동작시에, 제어기(204)는 주파수 생성기(208)에 제어 신호를 제공한다. 주파수 생성기(208)는 음향 주파수 신호를 생성하고, 제 1 시간에 전기 신호인 생성된 신호를 전송기 증폭기(212)에 제공한다. 음향 신호가 생성된 후, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작이 정의된다. 전송기 증폭기(212)는 음향 생성기(208)에 의해 생성된 신호의 전력을 증폭시키고, 음향 주파수 신호를 음향 변환기(214)에 제공한다. 전송기 증폭기(212)가 사용불가능하면, 신호가 음향 변환기(214)에 제공된다. 음향 변환기(214)는 제공된 입력 신호에 대응하는 신호를 진동 및 생성한다. 음향 변환기(214)는 인접한 근방 표시 영역을 정의하는 반향에 민감하다. 음향 변환기(214)에 의해 생성된 음향 신호는 진동하여 음향 변환기(214)에서부터 멀어지면서 여행한다. 수신기 증폭기(216)는 에코 신호들을 위해 음향 변환기(214)를 모니터하고, 수신된 에코 신호들을 증폭시킨 후, 에코 신호들을 감지 회로(220)에 전송한다. 감지 회로(220)는 링 타임 신호, 근방 표시 영역 임계(232)를 위한 값, 근방 표시 영역 디바운스 시간(234), 및 장애물의 존재를 검출하기 위한 근방 알고리즘(236)의 입력들 이외에, 상기 수신된 신호를 활용한다. 인접한 근방 표시 영역 플래그 신호, 유효한 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호는 제어기(204)에 제공된다. 인접한 근방 표시 영역 플래그 신호, 유효한 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호는 근방 표시 영역 윈도우 내의 객체 및/또는 장애물 근방을 상관시키기 위해 제어기(204)에 의해 활용된다.
일 실시예에서, 근방 표시 영역 플래그 신호는 제 1 근방 표시 영역 알고리즘을 활용하여 근방 표시 영역 내에서 장애물을 검출할 수 있게 한다. 근방 표시 영역 플래그 신호는 링 타임 신호의 수신에 응답하여, 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의한다. 근방 표시 영역 윈도우 내에서 수신기 증폭기(216)로부터 수신된 펄스의 크기가 정의된 근방 표시 영역 디바운스 시간(234) 동안 근방 표시 영역 임계(232)에 대한 미리 결정된 값보다 크면, 장애물이 검출된다.
또 다른 실시예에서, 감지 회로(220)는 장애물의 검출에 연관하여 출력되는 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위해 제 2 근방 알고리즘을 활용한다. 하나 이상의 조건들이 주어지면 제 1 시간에 장애물이 인접한 근방 표시 영역 내에서 검출된다. 제 1 조건은, 제 2 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서, 음향 변환기(214)로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 연관된 근방 표시 영역 디바운스 시간(234) 동안 제 1 근방 표시 영역 임계보다는 작지만 제 2 근방 표시 영역 임계보다는 크다는 것을 제공한다. 추가로, 제 3 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 외부에서, 음향 변환기(214)로부터 수신된 제 2 펄스의 크기는 연관된 근방 표시 영역 디바운스 시간(234) 동안 제 2 근방 표시 영역 임계보다는 작지만 제 3 근방 암시 영역 임계 보다는 크다. 조건으로 제공된 제 3 시간은 제 2 시간과 제 1 시간 간의 차의
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이다. 이들 조건들이 검출되면, 인접한 근방 표시 영역 내의 장애물의 검출에 응답하여, 인접한 근방 표시 플래그 신호가 출력된다.
음향 거리 측정 회로(200)의 감지 회로(220)는 추가의 근방 표시 출력을 제공한다. 일 실시예에서, 인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호가 감지 회로(220)에서 수신되면, 감지 회로(220)는 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호를 출력한다. 인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호는, 인접한 근방에서 장애물이 처음으로 검출되었는지를 검증한다. 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호는 음향 변환기(214)의 반향 시간의 2배이고 그것의 끝에 있는 제 4 시간에 장애물을 검출한 것에 응답하여 출력된다. 추가로, 제 4 시간의 제 3 펄스의 크기는 근방 표시 영역 디바운스 시간(234)에 의해 결정된 것과 같은, 제 2 디바운스 시간 동안 근방 표시 영역 임계(232)보다 커야하므로, 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호를 출력하게 한다.
도 3은 도 2의 감지 회로(220)로 사용될 수 있는 감지 회로(300)를 블럭도 형태로 나타낸다. 감지 회로(300)는 일반적으로 근방 신호 필터 회로(340), 온도 추적 측정(temperature tracking measurement; TTM) 회로(352), 링 타임 룩 업 테이블(ring time look up table; RT LUT)(354), 잡음 억제기 회로(360), 및 근방 표시 영역 검출기(380)를 포함한다.
근방 신호 필터 회로(340)는 아날로그-대-디지털 컨버터(analog-to-digital convertor; ADC)(342)와, 대역 통과 필터 및 포락선 검파기(bandpass filter 및 envelope detector; BPF/ENV)(344)와, 제 1 저역 통과 필터(first low pass filter; LPF)(350)를 포함한다. 아날로그-대-디지털 컨버터(340)는 입력 신호를 수신하기 위한 수신기 증폭기(예를 들어, 도 2의 수신기 증폭기(216))의 출력부에 접속된 입력부, 및 출력부를 갖는다. BPF/ENV(344)는 아날로그 대 디지털 컨버터(342)의 출력부에 접속된 입력부 및 수신된 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 저역 통과 필터(350)는 BPF/ENV(344)의 출력부에 접속된 입력부 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. BPF/ENV(344)는 수신된 입력 신호의 포락선인 출력을 생성하는 포락선 검파기와 조합된, 수신된 입력 신호의 좁은 통과 대역 처리를 위한 하이-큐(high-Q) 디지털 신호 처리 필터이다.
온도 추적 측정 회로(352)는 링 타임 룩 업 테이블(354)과 함께 동작한다. 온도 추적 측정 회로(352)는 (도 2의) 수신기 증폭기(216)의 출력부에 접속된 입력부 및 링 타임 룩 업 테이블(354)을 통해 링 타임 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 온도 추적 측정 회로(352)는 현재 온도를 추적할 수 있게 하고, (도 2의) 음향 변환기(214)의 반향 시간 상의 현재 온도의 추정된 영향에 응답하여 링 타임 룩 업 테이블(354)에 의해 제공되는 링 타임 신호를 가변시킨다.
잡음 억제기 회로(360)는 잡음 배경 검출기(362), 저역 통과 필터(364), 및 잡음 제거기(366)를 포함한다. 잡음 억제기 회로(360)는 근방 신호 필터 회로(340)의 제 1 및 제 2 출력부들에 각각 접속된 제 1 및 제 2 입력부들과, 입력 신호의 필터링되고 잡음 억제된 포락선 또는 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 잡음 배경 검출기(362)는 BPF/ENV(344)의 출력부에 접속된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 제 2 저역 통과 필터(저역 통과 필터(364))는 잡음 배경 검출기(362)의 출력부에 접속된 입력부, 및 평균 잡음 수준 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 잡음 제거기(366)는 저역 통과 필터(364)의 출력부에 접속된 제 1 입력부, BPF/ENV(344)의 출력부에 접속된 제 2 입력부, 저역 통과 필터(350)의 출력부에 접속된 제 3 입력부, 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
근방 표시 영역 검출기(380)는 잡음 억제기 회로(360)의 잡음 제거기(366)의 출력부에 접속된 입력부와, 인접한 근방 표시 플래그 신호, 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 포함한다. 추가로, 근방 표시 영역 검출기(380)는 링 타임 룩 업 테이블(354)로부터의 링 타임 신호, 인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호, 근방 표시 영역 임계(232), 근방 표시 영역 디바운스 시간(234), 및 장애물의 존재를 검출하기 위한 근방 알고리즘(236)의 입력들을 수신하기 위한 입력부들을 갖는다.
동작시에, 감지 회로(300)는 입력 신호를 수신하는데, 여기서 입력 신호는 물리적인 객체들로 인한 반사들에 의해 생성된 에코들 뿐만 아니라, (도 2의) 음향 변환기(214)에 의해 제공되는 반향들의 결과인, (도 2의) 수신기 증폭기(216)로부터 수신된 펄스를 포함한다. 감지 회로(300)는 음향 변환기(214)로부터 수신된 신호를 필터링하게 하고, 음향 변환기에 대한 장애물의 거리에 대응하는 출력을 가능하게 한다. 온도 추적 측정 회로(352)는 입력 신호를 수신하고, (도 2의) 음향 변환기(214)의 반향 시간 기간 상의 현재 온도의 추정된 영향에 응답하여 링 타임 신호를 가변시키기 위해 현재 온도 측정에 따라 입력 신호를 활용한다. 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝은 링 타임 신호의 입력 응답에 기초하여 정의된다. 아날로그-대-디지털 컨버터(342)는 수신된 입력 신호를 디지털화한다. BPF/ENV(344)는 디지털화된 입력 신호를 수신하고, 입력 신호의 포락선을 저역 통과 필터(350), 잡음 배경 검출기(362), 및 잡음 제거기(366)에 제공한다. 저역 통과 필터(350)는 입력 신호의 포락선의 부동의 평균 신호를 잡음 제거기(366)에 제공한다.
잡음 배경 검출기(362)는 수신된 입력 신호의 포락선 내의 배경 잡음을 검출한다. 그후 수신된 입력 신호의 포락선은 저역 통과 필터(364)를 통해 처리된다. 저역 통과 필터(364)는 평균 잡음 수준 신호를 잡음 제거기(366)에 제공한다. 잡음 제거기(366)는 입력 신호의 잡음 억제된 포락선 또는 필터링된 포락선 신호를 근방 표시 영역 검출기(380)에 제공하기 위해, 부동의 평균 신호, 입력 신호의 포락선, 및 평균 잡음 수준 신호를 처리한다.
근방 표시 영역 검출기(380)는 근방 윈도우의 시작 및 끝을 정의하기 위한 링 타임 신호를 수신한다. 근방 표시 영역 임계(232)는 근방 표시 영역 디바운스 시간(234)에 대한 검출 매개변수들을 정의하기 위한 미리 결정된 값으로서 근방 표시 영역 검출기(380)에 제공된다. 근방 알고리즘(236)은 제 1 알고리즘 및 제 2 알고리즘 중 하나 또는 그 둘 모두를 사용하여 장애물을 검출하는 능력을 제공한다. 제 1 알고리즘은, 정의된 디바운스 기간 후에, 입력 신호의 크기가 근방 표시 영역 임계(232)보다 크면, 장애물이 존재한다고 결정한다. 제 2 알고리즘은, 입력 신호가 정의된 기간 동안 근방 표시 영역 임계(232)보다 높고 인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호가 인접한 근방 내의 장애물을 보고하지 않을 때, 장애물이 존재한다고 결정한다(인접한 근방 표시 영역 널 피드백 플래그 신호가 1일 때, 장애물이 인접한 근방에 있다고 보고됨). 근방 표시 영역 검출기(380)는 필터링된 포락선 신호에 따라 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출한 것에 응답하여 출력되는 인접한 근방 표시 플래그 신호, 근방 표시 영역 플래그 신호, 및 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호 중 하나 이상을 출력한다.
예를 들어, 음향 변환기(214)로부터 주어진 거리의 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에 장애물이 있다고 가정하자. 제 1 에코가 음향 변환기(214)의 반향을 간섭하기 때문에, 감지 회로(220)는 장애물을 직접 검출하지 못한다. 그러나, 방출된 음향 신호에 응답하여, 장애물은 음향 변환기(214)에서 장애물까지의 정수배의 거리에서 음향 신호의 감쇠하는 일련의 에코들을 생성할 것이다. 수신된 신호의 크기가 디바운스 시간보다 오랫동안 제 1 임계(인접한 근방 표시 영역 윈도우의 외부에서 장애물을 직접 검출하기 위해 사용됨)보다는 작지만 제 2 임계보다는 크면, 감지 회로(220)는 인접한 근방 표시 영역 윈도우 외부에서 가능한 제 2 에코를 검출한다. 음향 변환기(214)와 이 제 2 에코 간의 거리는 잠재적인 제 3 에코가 예상될 때를 결정하는데, 즉, 음향 변환기(214)에서 제 2 에코까지의 거리의
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이다(제 1 에코의 거리의 3배임). 수신된 신호의 크기가 디바운스 시간 이후에 이 거리에서 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 크면, 감지 회로(200)는 제 1 에코의 거리의 1/2인 거리에서 장애물의 존재를 검출한다.
도 4는 도 2의 음향 거리 측정 회로(200)에 의해 수신된 음향 신호들을 나타내는 타이밍도(430)를 나타낸다. 타이밍도(430)에서, 시간은 시간축(412) 상에 나타내지고, 신호 크기는 수직축(414) 상에 나타내졌다. 거리들(416, 418, 및 420)은 시간축(412) 상의 각각의 시간들에 대응한다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422), 근방 표시 영역 윈도우(424), 및 잠재적인 근방 표시 영역 윈도우(426)는 잠재적인 객체 거리 측정들을 나타낸다. 타이밍도(430)는 또한 반향(404), 반사(406), 반사(408), 및 반사(410)를 포함한다. 음향 변환기(214)와 같은 감지기는 감지기(402)로 나타내진다.
타이밍도(430)에서는, 반사(406), 반사(408), 및 반사(410)의 3개의 잠재적인 객체 거리들이 나타나있다. 잠재적인 객체 거리들 내에서의 객체의 존재를 검출하기 위해, 제 1 근방 영역 알고리즘 또는 제 2 근방 영역 알고리즘 중 하나가 근방 표시 영역 검출기(380)(도 3)에 의해 신호들에 적용된다. 제 1 알고리즘은, 입력 신호의 크기가 정의된 디바운스 기간 이후에 미리 결정된 근방 임계보다 클 때 객체가 존재한다고 결정한다. 제 2 알고리즘은, 입력 신호가 정의된 디바운스 기간 동안 미리 결정된 근방 임계보다 크고 인접한 근방 영역 널 피드백 플래그 신호가 인접한 근방 내의 객체를 보고하지 않으면, 객체가 존재한다고 결정한다(인접한 근방 영역 널 피드백 플래그 신호가 1이면, 객체가 인접한 근방에 있다고 음향 변환기에 보고됨).
인접한 근방 표시 영역 윈도우(422)의 시작은 거리 영(zero)(d0)에서의 반향(404)의 시작으로 정의된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422)의 끝은 링 타임 룩 업 테이블(354)(도 3)에 의해 제공되는 입력된 링 타임 신호의 응답으로 정의된다. 반사(406)는 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내의 반향(404)에 의해 부분적으로 가려진다. 이 실시예에서, 인접한 근방 널 피드백 플래그 신호는 1이고, 이는 인접한 근방에 장애물이 위치되어 있다는 것을 감지기(402)에 나타낸다. 인접한 근방 영역 플래그가 1이면, 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내의 장애물 존재를 검출하도록 제 1 근방 알고리즘이 적용된다. 객체가 제 2 시간에 거리(418)에서 검출되었다는 것은 나타내는 반사(408)가 수신된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내에서 반사가 검출되지 않으면, 인접한 근방 널 피드백 플래그 신호는 영이고, 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 외부에, 예를 들어, 근방 표시 영역 윈도우(424) 내에 장애물의 존재를 결정하기 위해 제 2 근방 알고리즘이 적용된다. 제 3 시간에 반사(410)가 거리(420)에서 검출된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내에서 검출된 반사들이 없으면, 인접한 근방 널 피드백 플래그 신호는 영이고, 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 외부의 추가 영역에, 예를 들어, 잠재적인 근방 표시 영역 윈도우(426) 내에 장애물의 존재를 결정하기 위해 제 2 근방 알고리즘이 적용된다.
일 실시예에서, 인접한 근방 영역 윈도우의 시작 및 끝이 정의된다. 반사(406)가 감지기(402)에 의해 수신되고, 대응하는 신호가 (도 1의) BCM(104)과 같은 제어기에 전송된다. BCM(104)은 감지기에 대한 장애물 존재에 대응하는 신호를 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내에서 감지기(402)로부터 수신한다. 이 실시예에서, 신호는 장애물의 존재를 나타낸다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내의 장애물(120)(도 1)과 같은 객체의 검출에 응답하여, BCM(104)은 인접한 근방 표시 영역 윈도우(422) 내의 장애물의 존재를 나타내는 신호를 출력할 수 있다. BCM(104)은 (도 1의) 확성기(164)에 가청 신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 도 1의 차량 장치(102)가 객체에 더욱 가까이 움직이거나 객체가 차량 장치(102)에 더욱 가까이 움직이면, 반사(408) 및 반사(410)의 도착 시간은 감소한다. BCM(104)은, 근방 표시 영역 윈도우(424) 및 잠재적인 근방 표시 영역 윈도우(426) 내에서 하나 이상의 객체들을 검출한 것에 응답하여, 감지기(402)로부터 신호들을 수신한다. 이 실시예에서는, 근방 표시 플래그 신호 및 잠재적인 근방 표시 플래그 신호가 제어기에 의해 출력된다.
도 5-8은 장애물 검출에 기초하여 수신한 음향 신호들을 각각 나타내는 타이밍도들(500, 600, 700, 및 800)을 나타낸다. 타이밍도들(500, 530, 550, 및 570)은 시뮬레이션된 음향 신호들을 나타낸다. 시간에 대한 거리가 x-축(528) 상에 나타나있고, 신호 크기가 y-축(512) 상에 나타나있다. 거리들(514, 516, 및 518)은 x-축(528) 상의 각각의 시간들에 대응한다. 추가로, 임계(520), 임계(522), 및 임계(524)는 x-축(528)을 따라 나타나있다.
임계(520)는, 반향 시간 기간의 끝 이후에, 인접한 근방 표시 영역의 외부에서의 장애물의 존재를 나타내기에 충분한 크기를 나타낸다. 임계(522)는, 반향 시간 기간의 끝 이후에, 인접한 근방 표시 영역 내부에 장애물의 제 2 에코의 존재를 나타내기에 충분한 크기를 나타낸다. 임계(524)는, 반향 시간 기간의 끝 이후에, 인접한 근방 표시 영역 내부에 장애물의 제 3 에코의 존재를 나타내기에 충분한 크기를 나타낸다. 임계(520, 522, 및 524)는 미리 결정되고/되거나 프로그래밍가능한 값들이다.
거리(514)는 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작에 대응한다. 근방 표시 영역 윈도우(526)의 시작 및 끝은 링 타임 신호의 입력 응답에 기초하여 정의된다. 거리(516)는 거리(514)의 거리의 2배에 대응하고, 거리(518)는 거리(514)의 거리의 3배에 대응한다.
도 5는 반향(502), 반사(504), 반사(506), 반사(508), 및 반사(510)를 포함한다. 반향(502)은 음향 신호의 전송의 끝에서 위상 변이를 시뮬레이션한다. 근방 표시 영역 윈도우(526)는 거리(516)에서 시작한다. 반사(506)는 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에 위치된다. 반사(508)는 근방 표시 영역 윈도우(526) 내에 위치된다. 반사(510)는 거리(518)에 위치된다.
일 실시예에서, 음향 신호는 감지기에 의해 생성되어 대기 중으로 전파된다. 신호의 전송이 멈추면, 감지기는 반향을 일으키기 시작한다. 제어기는 반향 신호들을 수신하고, 근방 표시 영역 내의 및/또는 그 근처의 장애물들로부터의 음향 신호 전파 방해들로 인해 유발될 수 있는 에코 신호들을 위해 감지기들을 모니터한다. 반향 신호들 및 검출된 에코들 각각은 감지 회로(300)의 신호 분석에 활용된다. 시뮬레이션된 바와 같이, 반향(502)은 음향 신호 전송의 끝에서 위상 변이를 나타내고, 반사(504)는 미리 결정된 디바운스 시간 이전에 반향(502)에 의해 부분적으로 가려진다. 이 실시예에서, 거리(516)에서 수신기 증폭기에 의해 수신된 반사(506)의 크기는 미리 결정된 디바운스 시간 동안 임계(522)보다 크다. 수신기 증폭기에 의해 수신된 반사(508)의 크기는 미리 결정된 디바운스 시간 동안 임계(520)보다 크다. 인접한 근방 널 피드백 플래그 신호는 1이고, 이는 장애물이 인접한 근방에 위치될 가능성이 있다는 것을 감지기에게 나타낸다. 인접한 근방 표시 영역 플래그 신호가 0이면, 제 1 근방 알고리즘이 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내의 장애물 존재를 검출하기 위해 적용된다. 장애물이 제 2 거리(거리(516))에서 검출되었다는 것을 나타내는 반사(808)가 또한 수신된다. 거리(518)에 위치된 반사(510)는 인접한 근방 표시 영역 내의 장애물의 제 3 반사이다. 반사(506)의 검출에 응답하여, (도 3의) 감지 회로(300)는 인접한 근방 표시 플래그 신호를 출력한다. 장애물이 근방 표시 영역 윈도우(526) 내에서 검출된 것에 대응하는 반사(508)에 응답하여, 감지 회로(300)는 또한 근방 표시 영역 플래그 신호를 출력할 수 있다.
도 6은 타이밍도(600)에 반향(502), 반사(534), 반사(508), 반사(636), 반사(610), 및 반사(612)를 포함한다. 타이밍도(600)는 추가로 거리(516)의 거리의 2배에 대응하는 거리(626)를 포함한다. 반사(506)는 음향 신호의 전송의 끝에서 위상 변이를 시뮬레이션한다. 반사(508)는 감지 회로 내에 제 1 알고리즘을 직접 활용하여 반사될 수 있는 장애물에 대응한다. 반사(534)는 반향(502)을 간섭하는 에코를 시뮬레이션한다. 이 예에서, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내부의, 음향 변환기로부터의 주어진 거리에 장애물이 있으므로, 제 1 에코가 음향 변환기의 반향 신호를 간섭하기 때문에, 감지 회로는 장애물을 직접 검출하지 못한다. 그러나, 방출된 음향 신호에 응답하여, 거리(514)의 장애물은 거리(514)의 장애물의 존재에 의해 생성되는 음향 신호의 감쇠하는 일련의 에코들을 거리(516) 및 거리(518)에서 생성한다. 반사(534)가 반향(502)에 의해 부분적으로 가려져, 장애물이 인접한 근방 표시 영역 내에서 검출되지 않았기 때문에, 제 2 알고리즘이 감지 회로에 의해 적용된다. 수신된 신호의 크기가 디바운스 시간보다 오랫동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크면, 감지 회로가 거리(516)에서 가능한 제 2 에코(반사(636))를 검출하지만, 반사(636)는 거리(516)의 제 2 장애물의 반사로 가려진다는 것이 타이밍도에 나타나있다. 따라서, 제 3 에코(반사(610))는 음향 변환기에서부터 제 1 에코까지 거리의 3배의 거리에서 수신된다. 알고리즘에 의해 결정된 바와 같이, 거리(518)에서 검출된 에코의 크기는 디바운스 시간보다 오랫동안 임계(522)보다는 작지만 임계(524)보다는 크므로, 감지 회로는 거리(514)의 1/2의 거리에 장애물이 존재한다고 결정한다. 추가로, 거리(516)의 거리의 2배에 위치된 반사(612)는 거리(518)에 위치된 장애물의 제 2 반사이다. 반사(610) 및 반사(508)의 검출에 응답하여, 감지 회로(300)는 인접한 근방 표시 플래그 신호 및 근방 표시 영역 플래그 신호를 출력한다.
도 7은 반향(752), 반사(734), 반사(756), 및 반사(710)를 나타낸다. 반사(734)는 반향을 간섭하는 에코를 시뮬레이션한다. 반사(756)는 거리(516)에서 임계(522) 이상으로 검출된 제 2 반사이다. 반사(710)는 장애물로부터의 제 3 반사이고, 거리(518)에서 임계(524) 이상으로 검출된다.
타이밍도(700)의 예에서는, 시뮬레이션된 바와 같이, 반향(752)인 제 1 반향이 수신된다. 반사(734)는 반향(752)을 간섭하는 에코를 시뮬레이션한다. 크기가 임계(520)보다 작고, 거리(516)에서 검출된 반사(756)는 그 반사가 인접한 근방 표시 영역 내에서 검출된 장애물의 제 2 펄스라는 것을 나타낸다. 거리(518)에 위치하고, 크기가 임계(524)보다는 크지만 임계(522)보다는 작은 반사(710)는 인접한 근방 표시 영역 내에 위치된 장애물의 제 3 반사이고, 장애물이 거리(514)에서 검출되었다는 것을 나타낸다. 장애물이 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 검출된 것에 응답하여, 근방 표시 영역 검출기는 인접한 근방 표시 플래그 신호를 출력한다.
도 8은 반향(502) 및 반사(808)를 포함한다. 일 실시예에서, 반향(502)은 음향 신호의 전송의 끝에서 위상 변이를 시뮬레이션한다. 인접한 근방 표시 영역 내에는 어떠한 반사도 검출되지 않았다. 반사(808)의 크기는 임계(520)보다 크다. 이 예에서, 제 1 알고리즘이 적용된다. 근방 표시 영역 윈도우(526) 내에서, 수신기 증폭기(216)로부터 수신된 펄스(반사(808))의 크기가 디바운스 시간 동안 미리 결정된 임계(임계(520))보다 크므로, 장애물이 근방 표시 영역 내에서 검출된다.
도 9는 제 1 및 제 2 근방 표시 영역 내에서 장애물을 검출하는 방법(900)의 흐름도를 나타낸다. 블록(902)에서, 제 1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호가 생성된다. 블록(904)에서, 음향 신호가 생성된 후, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작이 정의된다. 블록(906)에서, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 끝이 정의된다. 블록(908)에서, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 동안 음향 변환기로부터 신호가 수신된다. 음향 변환기로부터 신호를 수신한 것에 응답하여, 블록(910)에서, 제 3 시간이 제 2 시간과 제 3 시간 간의 차의 2배일 때, 제 2 시간에 수신된 펄스가 제 2 임계보다는 크지만 제 1 임계보다는 작고, 제 3 시간에 수신된 제 2 펄스가 제 2 임계보다는 크지만 제 3 임계보다는 작으면, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물이 검출된다. 블록(912)에서, 제 2 시간에의 제 3 펄스가 제 1 임계보다 크면, 근방 표시 영역 내에서 장애물이 검출된다. 처리는 끝 블록에서 종료된다.
본 발명의 주제가 구체적이고 바람직한 실시예들 및 예시적인 실시예들로 설명되었지만, 앞의 도면들 및 그에 대한 설명들은 그 주제에 대한 단지 전형적인 실시예들을 나타낼 뿐, 그것의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 않되며, 많은 대안들 및 변형들이 당업자들에게 명확해질 것이다. 본 발명의 발명 양태들은 앞에 게시된 하나의 실시예에 대한 모든 특징들 내에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 음향 거리 측정 회로는 전송기 증폭기, 수신기 증폭기, 온도 추적 회로, 및 감지 회로를 포함한다. 전송기 증폭기는 음향 변환기에 음향 신호를 제공하기 위해 음향 변환기에 연결되도록 적응된 출력부를 갖는다. 수신기 증폭기는 음향 변환기에 연결되도록 적응된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 온도 추적 회로는 아날로그-대-디지털 컨버터에 연결되도록 적응된 입력부 및 링 타임 신호를 제공하기 위한 출력부를 가지며, 현재 온도를 측정하고 음향 변환기의 반향 시간 상의 현재 온도의 추정된 영향에 응답하여 링 타임 신호를 가변시키기 위한 것이다. 감지 회로는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부, 및 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 가지며, 링 타임 신호에 응답하여 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의하고, 근방 표시 영역 윈도우 내에서 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 미리 결정된 임계보다 크면 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출하기 위한 것이다.
이 실시예의 일 양태에 따르면, 감지 회로는 필터 및 근방 표시 영역 검출기를 포함한다. 필터는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 근방 표시 영역 검출기는 필터의 출력부에 연결된 입력부 및 필터링된 포락선 신호에 따라 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출한 것에 응답하여 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
이 양태에 따르면, 필터는 근방 신호 필터 회로 및 잡음 억제기 회로를 포함할 수 있다. 근방 신호 필터 회로는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부, 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 제 1 출력부, 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 제 2 출력부를 갖는다. 잡음 억제기 회로는 근방 신호 필터 회로의 제 1 출력부 및 제 2 출력부에 각각 연결된 제 1 및 제 2 입력부들과, 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
게다가, 근방 신호 필터는 아날로그-대-디지털 컨버터와, 대역 통과 필터 및 포락선 검파기와, 제 1 저역 통과 필터를 포함할 수 있다. 아날로그-대-디지털 컨버터는 펄스를 수신하기 위해 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 대역 통과 필터 및 포락선 검파기는 입력 신호를 수신하기 위해 아날로그-대-디지털 컨버터의 출력부에 연결된 입력부, 및 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 제 1 저역 통과 필터는 아날로그-대-디지털 컨버터의 출력부에 연결된 입력부, 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
또한, 잡음 억제기 회로는 잡음 배경 검출기, 제 2 저역 통과 필터, 및 잡음 제거기를 포함할 수 있다. 잡음 배경 검출기는 대역 통과 필터 및 포락선 검파기의 출력부에 연결된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 제 2 저역 통과 필터는 잡음 배경 검출기의 출력부에 연결된 입력부 및 평균 잡음 수준 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 잡음 제거기는 제 2 저역 통과 필터의 출력부에 연결된 제 1 입력부, 대역 통과 필터 및 포락선 검파기의 출력부에 연결된 제 2 입력부, 제 1 저역 통과 필터의 출력부에 연결된 제 3 입력부, 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
또 다른 실시예에서, 음향 거리 측정 회로는 전송기 증폭기, 수신기 증폭기, 및 감지 회로를 포함한다. 전송기 증폭기는 음향 변환기에 음향 신호를 제공하기 위해 음향 변환기에 연결되도록 적응된 출력부를 갖는다. 수신기 증폭기는 음향 변환기에 연결되도록 적응된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 감지 회로는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부 및 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 감지 회로는 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의하고, 제 3 시간이 제 2 시간과 제 1 시간 간의 차의
Figure pat00003
일 때, 제 2 시간에 근방 표시 영역 윈도우 내에서 음향 변환기로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크고, 제 3 시간에 근방 표시 영역 윈도우 내에서 음향 변환기로부터 수신된 제 2 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 크면, 제 1 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출하고, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출한 것에 응답하여 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위한 것이다.
이 실시예의 일 양태에 따르면, 감지 회로는 필터 및 근방 표시 영역 검출기를 포함한다. 필터는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 근방 표시 영역 검출기는 필터의 출력부에 연결된 입력부 및 필터링된 포락선 신호에 따라 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출한 것에 응답하여 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
이 양태에 따르면, 필터는 근방 신호 필터 회로 및 잡음 억제기 회로를 포함할 수 있다. 근방 신호 필터 회로는 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부, 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 제 1 출력부, 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 제 2 출력부를 갖는다. 잡음 억제기 회로는 근방 신호 필터 회로의 제 1 출력부 및 제 2 출력부에 각각 연결된 제 1 및 제 2 입력부들과, 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
게다가, 근방 신호 필터 회로는 아날로그-대-디지털 컨버터와, 대역 통과 필터 및 포락선 검파기와, 제 1 저역 통과 필터를 포함할 수 있다. 아날로그-대-디지털 컨버터는 펄스를 수신하기 위해 수신기 증폭기의 출력부에 연결된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 대역 통과 필터 및 포락선 검파기는 입력 신호를 수신하기 위해 아날로그-대-디지털 컨버터의 출력부에 연결된 입력부, 및 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 제 1 저역 통과 필터는 대역 통과 필터 및 포락선 검파기의 출력부에 연결된 입력부, 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
또한, 잡음 억제기 회로는 잡음 배경 검출기, 제 2 저역 통과 필터, 및 잡음 제거기를 포함할 수 있다. 잡음 배경 검출기는 대역 통과 필터 및 포락선 검파기의 출력부에 연결된 입력부, 및 출력부를 갖는다. 제 2 저역 통과 필터는 잡음 배경 검출기의 출력부에 연결된 입력부 및 평균 잡음 수준 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다. 잡음 제거기는 제 2 저역 통과 필터의 출력부에 연결된 제 1 입력부, 대역 통과 필터 및 포락선 검파기의 출력부에 연결된 제 2 입력부, 제 1 저역 통과 필터의 출력부에 연결된 제 3 입력부, 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는다.
이 실시예의 또 다른 양태에 따르면, 근방 표시 영역 검출기는, 제 4 시간에서의 제 3 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다 크면, 음향 변환기의 반향 시간의 끝의 2배인 제 4 시간에 장애물을 검출한 것에 응답하여 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 제 2 출력부를 더욱 포함한다. 이 양태에 따르면, 음향 거리 측정 회로는 온도 추적 회로를 더 포함할 수 있다. 온도 추적 회로는 아날로그-대-디지털 컨버터의 출력부에 연결된 입력부 및 링 타임 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는데, 여기서 근방 표시 영역 검출기는 링 타임 신호를 수신하기 위해 온도 추적 회로의 출력부에 연결된 제 2 입력부를 더 갖는다.
또 다른 실시예에서, 방법은 제 1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호를 생성하는 단계를 포함하는데, 여기서, 음향 변환기는 인접한 근방 표시 영역을 정의하는 반향에 민감하다. 음향 신호를 생성한 후, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작이 정의된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 끝이 정의된다. 인접한 근방 표시 영역 윈도우 동안 음향 변환기로부터 신호가 수신된다. 제 3 시간이 제 1 시간과, 제 2 시간과 제 1 시간 간의 차의 2배를 더한 것과 같을 때, 제 2 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 외부에서 음향 변환기로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크고, 제 3 시간에 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 음향 변환기로부터 수신된 제 2 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 크면, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물이 검출된다.
이 실시예의 일 양태에 따르면, 근방 표시 영역 윈도우 내에서 음향 변환기로부터 수신된 제 3 펄스의 크기가 제 2 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다 크면, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 이후의 근방 표시 영역 윈도우에서 장애물이 검출된다.
또 다른 양태에 따르면, 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서의 장애물의 거리는 제 2 시간의 1/2에 비례한다고 추정된다.
또 다른 양태에 따르면, 반향 시간의 끝은 온도에 응답하여 추정되고, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작은 그 추정에 응답하여 정의되고, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 끝도 그 추정에 응답하여 정의된다.
이 양태에 따르면, 반향 시간이 검출될 수 있고, 제 3 펄스가 반향 시간 기간의 2배에서 수신될 수 있고, 제 3 펄스의 크기는 제 1 임계에 비교될 수 있고, 제 3 펄스의 크기가 제 1 임계보다 크면, 잠재적인 근방 표시 영역 플래그 신호가 생성될 수 있다.
또한, 반향 시간 기간을 검출하는 단계는 현재 온도를 측정하고, 음향 변환기의 반향 시간 상의 현재 온도의 추정된 영향에 응답하여 반향 시간 기간을 가변시키는 단계를 포함할 수 있다.
게다가, 프로그램가능한 값들이 제 1 임계, 제 2 임계, 제 3 임계, 및 디바운스 시간에 대응하여 수신될 수 있다. 또한, 음향 변환기로부터의 신호는 필터링된 신호를 제공하기 위해 필터링될 수 있고, 필터링된 신호에 응답하여 인접한 근방 표시 영역 내에 장애물이 존재한다.
또한, 여기서 설명된 몇몇의 실시예들은 몇몇의 특징들을 포함하지만, 다른 실시예들에 포함되는 다른 특징들은 포함하지 않으므로, 당업자들에 의해 이해될 바로서, 상이한 실시예들의 특징들의 조합들은 본 발명의 범위 내에 있다고 의미된다.
100: 음향 거리 측정 시스템 102: 차량 장치
104: 몸체 제어기 모듈(BCM) 110: 감지기
112: 전송선

Claims (5)

  1. 음향 거리 측정 회로에 있어서:
    음향 변환기에 음향 신호를 제공하기 위해 음향 변환기에 연결되도록 적응된 출력부를 갖는 전송기 증폭기;
    상기 음향 변환기에 연결되도록 적응된 입력부, 및 출력부를 갖는 수신기 증폭기;
    상기 수신기 증폭기의 상기 출력부에 연결되도록 적응된 입력부 및 링 타임 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖고, 현재 온도를 측정하고 상기 음향 변환기의 반향 시간 상의 상기 현재 온도의 추정된 영향에 응답하여 상기 링 타임 신호를 가변시키기 위한, 온도 추적 회로; 및
    상기 수신기 증폭기의 상기 출력부에 연결된 입력부 및 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는 감지 회로로서, 상기 링 타임 신호에 응답하여 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의하고, 상기 근방 표시 영역 윈도우 내에서 상기 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 미리 결정된 임계보다 크면 상기 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출하기 위한 것인, 상기 감지 회로를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지 회로는:
    상기 수신기 증폭기의 상기 출력부에 연결된 입력부 및 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는 필터; 및
    상기 필터의 상기 출력부에 연결된 입력부 및 상기 필터링된 포락선 신호에 따라 상기 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출한 것에 응답하여 상기 근방 표시 영역 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는 근방 표시 영역 검출기를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필터는:
    상기 수신기 증폭기의 상기 출력부에 연결된 입력부, 입력 신호의 포락선을 제공하기 위한 제 1 출력부, 및 부동의 평균 신호를 제공하기 위한 제 2 출력부를 갖는 근방 신호 필터 회로; 및
    상기 근방 신호 필터 회로의 상기 제 1 출력부 및 상기 제 2 출력부에 각각 연결된 제 1 및 제 2 입력부들과, 상기 필터링된 포락선 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는 잡음 억제기 회로를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
  4. 음향 거리 측정 회로에 있어서:
    음향 변환기에 음향 신호를 제공하기 위해 음향 변환기에 연결되도록 적응된 출력부를 갖는 전송기 증폭기;
    상기 음향 변환기에 연결되도록 적응된 입력부, 및 출력부를 갖는 수신기 증폭기; 및
    상기 수신기 증폭기의 상기 출력부에 연결된 입력부 및 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위한 출력부를 갖는 감지 회로로서, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작 및 끝을 정의하고, 제 3 시간이 제 2 시간과 제 1 시간 간의 차의
    Figure pat00004
    일 때, 상기 제 2 시간에 근방 표시 영역 윈도우 내에서 상기 음향 변환기로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크고, 상기 제 3 시간에 상기 근방 표시 영역 윈도우 내에서 상기 음향 변환기로부터 수신된 제 2 펄스의 크기가 상기 디바운스 시간 동안 상기 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 크면, 상기 제 1 시간에 상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출하고, 상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 상기 장애물을 검출한 것에 응답하여 상기 인접한 근방 표시 플래그 신호를 제공하기 위한 것인, 상기 감지 회로를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
  5. 제 1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호를 생성하는 단계로서, 상기 음향 변환기는 인접한 근방 표시 영역을 정의하는 반향에 민감한, 상기 음향 신호 생성 단계;
    상기 음향 신호를 생성한 후, 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 시작을 정의하는 단계;
    상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우의 끝을 정의하는 단계;
    상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 동안 상기 음향 변환기로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    제 3 시간이 제 1 시간과, 제 2 시간과 상기 제 1 시간 간의 차의 2배를 더한 것과 같을 때, 상기 제 2 시간에 상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 외부에서 상기 음향 변환기로부터 수신된 제 1 펄스의 크기가 디바운스 시간 동안 제 1 임계보다는 작지만 제 2 임계보다는 크고, 상기 제 3 시간에 상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 상기 음향 변환기로부터 수신된 제 2 펄스의 크기가 상기 디바운스 시간 동안 상기 제 2 임계보다는 작지만 제 3 임계보다는 크면, 상기 인접한 근방 표시 영역 윈도우 내에서 장애물을 검출하는 단계를 포함하는, 방법.
KR1020160144267A 2015-11-02 2016-11-01 음향 거리 측정용 회로 KR102157507B1 (ko)

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US15/212,537 2016-07-18
US15/212,537 US10345445B2 (en) 2015-11-02 2016-07-18 Circuit for acoustic distance measuring

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