KR20190093637A - 초음파 센서를 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

초음파 센서를 작동시키기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서는 복수의 측정 사이클이 순차적으로 수행된다. 각각의 측정 사이클에서는, 초음파 센서의 전기 음향 변환기가 여기 펄스에 의해 기계 진동에 여기되고, 이로 인해 측정 신호(11)가 변환기에 의해 송신되며; 에코 신호(12)가 변환기에 의해 수신되며; 상기 에코 신호로부터 물체 정보가 결정된다. 이 경우, 여기 펄스의 주파수 응답 곡선은, 본 발명에 따라 적어도 주파수 응답 곡선의 마지막에, 시간상 순차적으로 실시되는 2회의 측정 사이클이 서로 상이하다. 본 발명에 따라, 2회 이상의 측정 사이클로부터 결정된 물체 정보들이 서로 비교되고, 그 비교 결과에 따라 간섭이 확인된다. 이 경우, 간섭이란, 특히 기생 진동에 의해 야기되는 측정 오류이고, 상기 기생 진동은 다시 제조 공차 및/또는 홀더 내로의 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 설치에 기인할 수 있다.

Description

초음파 센서를 작동시키기 위한 방법
본 발명은, 초음파 센서를 작동시키기 위한 방법, 및 본 발명에 따른 방법에 따라 작동되는 하나 이상의 초음파 센서를 갖는 거리 측정 장치에 관한 것이다.
초음파 기반의 측정 시스템은, 초음파 센서 전방에 있는 물체까지의 거리를 측정하기 위해서 사용된다. 사용된 센서는 펄스/에코 방법을 기반으로 한다. 이와 같은 작동에서, 초음파 센서는 초음파 펄스를 송출하고, 물체에 의해서 야기되는 초음파 펄스의 반사(에코)를 측정한다. 초음파 센서와 물체 사이의 거리는 측정된 에코 전파 시간 및 음속을 통해 계산된다. 이 경우, 초음파 센서는 송수신기 로서 기능한다. 공지된 적용예로서 예를 들어 자동차용 거리 경보 시스템, 주차 공간 검출기 및 주차 보조 장치가 있다.
DE 10 2007 029 959 A1호는 주변 환경을 검출하기 위한 상기와 같은 초음파 기반 측정 시스템을 개시한다. 이 문헌에서는 초음파를 이용해서 거리 측정을 수행할 수 있다고 기술되어 있다. 2개의 연속 펄스를 구별할 수 있도록 하기 위해 이들 펄스는 주파수 변조된다.
송신 모드에서는, 초음파 센서의 변환기 요소가 기계 진동에 여기된다. 여기 후에는, 공진 변환기, 다시 말해 자체 공진 주파수로써 작동되는 변환기에서 기계 진동의 진폭의 지수적 감쇠 단계가 나타난다. 수신된 에코 진폭에 비해 훨씬 더 큰 감쇠 진폭으로 인해, 상기 시간 범위에서는 에코가 검출될 수 없다. 그렇기 때문에, 상기 감쇠 시간을 "데드 타임"이라고도 한다.
실제로, 초음파 센서 내에서는, 제조에 기인해서 또는 예를 들어 자동차에서의 보유를 위한 보유 장치 내로의 장착에 의해서, 기생 진동 및 이로써 데드 타임의 연장도 발생할 수 있다. 이로 인해, 근거리 측정 한계, 다시 말해 초음파 센서 전방에서 가급적 가깝게 물체를 측정할 수 있는 능력이 저하될 수 있다.
복수의 기생 진동이 동시에 발생하면 간섭으로 인해 울림 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 현상은 에코로서 잘못 해석되어 근거리 내 물체 검출을 야기할 수 있다(false positive).
여기서 근거리는 특히, 반사 작용을 하는 물체가 변환기 멤브레인의 여기 후에 에코 펄스를 검출할 때 기계 진동이 아직 완전히 감쇠되지 않았을 정도로, 즉, 감쇠 단계가 아직 종료되지 않았을 정도로 짧은 에코 펄스 전파 시간을 야기하는, 센서 주변의 영역으로서 정의된다.
따라서, 본 발명의 과제는, 기생 진동의 영향을 감소시킴으로써 초음파 센서의 개선된 근거리 측정 가능성이 성취되고, 특히 근거리에서의 ("false positive"라고도 지칭되는) 오측정의 발생이 감소하는, 초음파 센서 작동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 기생 진동의 발현이 여기의 유형, 특히 송신 펄스 종료의 발현에 좌우되며, 기생 진동이 특정 주파수 범위 내의 주파수를 갖는다는 관찰에 기반한다.
그렇기 때문에, 본 발명은, 여기의 종료 시 주파수 범위, 바람직하게는 여기 펄스의 마지막 400㎲가 변하는 방식으로 ("코드"라고도 지칭되는) 여기 패턴이 장면마다 변동하도록 초음파 센서를 작동시키는 것을 제안한다.
그에 따라, 초음파 센서를 작동시키기 위한 방법이 제안되며, 이 경우 복수의 측정 사이클이 순차적으로 수행된다. 각각의 측정 사이클에서는,
- 초음파 센서의 전기 음향 변환기가 주파수 변조된 여기 펄스에 의해 기계 진동에 여기되고, 이로 인해 측정 신호가 변환기에 의해 송신되고,
- 상기 변환기에 의해 에코 신호가 수신되며, 그리고
- 에코 신호로부터 물체 정보가 결정된다.
이 경우, 여기 펄스의 주파수 응답 곡선은, 본 발명에 따라 적어도 주파수 응답 곡선의 마지막에 시간상 순차적으로 실시되는 측정 사이클들에서 서로 상이하다. 2회 이상의 측정 사이클이 수행되며, 바람직하게는 적어도 4회 수행된다.
본 발명에 따라, 2회 이상의 측정 사이클로부터 결정된 물체 정보들이 서로 비교되고, 그 비교 결과에 따라 간섭이 확인된다. 이 경우, 간섭이란, 특히 기생 진동에 의해 야기되며, 제조 공차 및/또는 홀더 내로의 센서 설치에 기인할 수 있는 오측정으로 이해된다.
그에 따라, 달리 말하면, 본 발명에 따라 거리를 측정하기 위한 초음파 센서를 특수 코드로써 작동시키는 것이 제안된다. 각각의 코드는 특정한 여기 패턴에 상응하며, 이 경우 각각의 여기 후에 새로운 여기를 위해 또 다른 여기 패턴 또는 또 다른 코드가 사용된다.
이와 같은 방식으로, 감쇠 현상으로 인한 데드 타임이 줄어들 수 있다. 그래서 상이한 여기 펄스(코드)로 인한 잠재적 간섭은 각각 상이한 강도로 발현되어 나타난다. 그와 동시에, 실제 물체는 모든 여기 펄스(코드)에서 안정적인 에코를 유도하고, 이로써 일치하는 물체 정보를 유도한다. 따라서, 간섭은 실제 물체와 신뢰성 있게 구별될 수 있다.
바람직하게, 여기 펄스들은 개별 여기 펄스의 마지막 400㎲ 이내에서 서로 상이하며, 이 경우 2회 측정 사이클의, 특히 바로 연속되는 2회 측정 사이클의 여기 펄스의 주파수 응답 곡선은 적어도 개별 여기 펄스의 지속 시간의 마지막 400㎲ 동안에는 서로 상이하다. 이 경우, 여기 펄스는 바람직하게 100㎲ 내지 3000㎲, 바람직하게는 1600㎲의 총 지속 시간을 갖는다. 하나의 완전한 측정 사이클은 예를 들어 40ms의 총 지속 시간을 가질 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제1 측정 사이클의 제1 여기 펄스의 지속 시간은 제2 측정 사이클의 제2 여기 펄스의 지속 시간과 상이하며, 이 경우 제2 측정 사이클은 시간상 제1 측정 사이클에 후속한다. 이 경우, 제2 측정 사이클은 제1 측정 사이클에 바로 후속한다. 다시 말해, 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 추가 신호는 송출되지 않지만, 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 여기가 전혀 이루어지지 않는 일시 중지 상태가 존재할 수 있다. 대안적으로, 제2 측정 사이클이 제1 측정 사이클에 바로 후속할 수 없고, 오히려 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 또 다른 여기가 실시될 수 있다.
대안적으로 또는 추가로, 제1 측정 사이클의 제1 여기 펄스의 진폭은 제2 측정 사이클의 제2 여기 펄스의 진폭과 상이할 수 있다. 이로써, 송출된 개별 신호들의 음압이 차이가 날 수 있다. 이 경우, 제2 측정 사이클은 제1 측정 사이클에 바로 후속할 수 있다. 다시 말해, 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 추가 신호는 송출되지 않지만, 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 여기가 전혀 이루어지지 않는 일시 중지 상태가 존재할 수 있다. 대안적으로, 제2 측정 사이클은 제1 측정 사이클에 바로 후속할 수 없고, 오히려 제1 측정 사이클과 제2 측정 사이클 사이에 또 다른 여기가 실시될 수 있다.
여기 펄스는 바람직하게 주파수 변조된 펄스로서 구현된다. 본 발명의 범주에서는, 펄스 지속 시간 동안 그 주파수가 변하는 모든 여기 펄스가 주파수 변조 여기 펄스로서 이해될 수 있다. 이 경우, 주파수의 일정한 또는 일정하지 않은 변동이 제공될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 연속적으로 일정한 여기 주파수를 갖는 펄스도 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 개별 여기 펄스가 특히 선형의 주파수 응답 곡선에 의해, 특히 40kHz 내지 60kHz의 주파수 범위 내에서 변조된다. 이는, 개별 여기 펄스의 주파수가 시작 주파에서 출발하여 일정하게 그리고 특히 선형으로 상승하거나, 종료 주파수에 도달할 때까지 하강함을 의미한다. 이와 같은 여기를 "처프(chirp)"라고도 한다. 이 경우, 시작 주파수 및 종료 주파수는 바람직하게 40kHz 내지 60kHz의 주파수 범위로부터 선택된다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서는, 수신된 에코 신호가 정합 필터(최적 필터 또는 상관 필터라고도 지칭됨)에 의해 필터링된다. 이로 인해, 바람직한 방식으로는, 필터를 선택할 때 여기 펄스의 공지된 신호 형태가 사용되고, 필터링 결과에 따라 더 높은 정확도를 갖는 물체 정보가 결정됨으로써, 신호 대 잡음 비가 개선될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시예에서는, 2회 이상의 측정 사이클로부터 얻어진 물체 정보들의 비교 결과에 따라, 검출된 물체가 실제로 존재할 수 있는 확률 또는 오측정이 존재할 수 있는 확률이 계산된다. 따라서, 특히 근거리 영역에서 센서의 제조 및/또는 고정 방식에서 기인하는 오측정("false positives")의 범주에서의 간섭의 억제가 특히 효율적으로 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 초음파 센서의 작동 중에 4회 이상의 측정 사이클이 제공되며, 이 경우 측정 사이클들 중 하나는 일정한 주파수의 여기 펄스를 갖는다.
본 발명의 제2 양태에서는, 전술한 방법들 중 하나에 따라 작동되는 하나 이상의 초음파 센서를 포함하는, 특히 자동차용의 거리 측정 장치가 제공된다.
특히, 전술한 바와 같이 구현된 일 방법에 따라 작동되는 복수의 초음파 센서를 포함하는 거리 측정 장치가 제공되며, 이 경우 초음파 센서들은 자동차의 차체 부분에 일렬로 배열된다. 이 경우, 초음파 센서들은, 서로 인접하여 배열된 초음파 센서들이 시간상 중첩되지 않는 측정 사이클을 갖도록 작동된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 초음파 센서를 갖는 거리 측정 장치의 개략도이다.
도 2는 여기 펄스에 대해 가능한 주파수 응답 곡선의 4개의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 초음파 센서를 갖는 거리 측정 장치의 상이한 초음파 센서들에 대한 일련의 측정 사이클을 기재한 표이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이하의 설명에서, 동일한 요소들은 동일한 참조 부호로 지시되며, 이들 요소들의 반복된 설명은 상황에 따라 생략된다. 각각의 도면은 본 발명의 대상을 다만 개략적으로만 도시한다.
도 1은, 초음파 센서들(1, 2, 3, 4, 5, 6)이 일렬로 배열되어 있는 범퍼(7)를 구비한 자동차(8)의 후미를 평면도로 개략적으로 보여준다. 초음파 센서들(1, 2, 3, 4, 5, 6)은 자동차(8)의 주변을 검출하기 위한 거리 측정 장치의 부분이다. 또한, 초음파 센서에 의해서 검출될, 자동차(8) 주변의 물체(9)가 도시되어 있다. 상기 물체는 예를 들어 버킷(bucket), 도로 표지판 또는 랜턴과 같은 교통 방해물일 수도 있고, 다른 차량일 수도 있다.
각각의 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)는, 주파수 변조된 여기 펄스에 의해 기계 진동에 여기되는 전기 음향 변환기를 구비하며, 이로 인해 측정 신호(10)가 변환기에 의해 송신된다. 본 발명은, 초음파 센서가 자동차(8)의 후미에 배치되는 구성으로 한정되지 않는다. 대안적으로 또는 추가로, 예를 들어 차량의 전방 영역에 그리고/또는 자동차(8)의 측면에 추가 초음파 센서가 배열될 수 있다.
초음파 센서(3)와 관련하여, 송신된 측정 신호(10)의 송신 콘(transmission cone) 및 송신 방향을 지시하는 방향 화살표(11)가 예로서 도시되어 있다. 송신 콘이 물체(9)에 충돌함으로써, 측정 신호(10)가 제2 송신 콘(에코)(12) 내에서 초음파 센서(3)의 방향으로 물체(9)에 의해 부분 반사됨을 알 수 있다.
초음파 센서(3)가 반사를 등록하고, 송신 펄스의 송신과 반사의 수신 사이에서 경과된 총 시간이 결정된다. 경과된 시간을 토대로, 예를 들어 대략 343m/s의 공기중 음속과 같은 신호 속도를 알고 있을 때, 초음파 센서(3)로부터 물체(9)까지의 거리가 계산될 수 있다.
동일한 측정 원리가 다른 초음파 센서(1, 2, 4, 5 및 6)에도 적용된다.
이제, 초음파 센서(3) 내에서는, 제조로부터 기인하거나 예를 들어 상응하는 홀더에 의해 범퍼(7)에 개별 초음파 센서가 장착됨으로 인해 기생 진동이 발생할 수 있다. 이와 같은 진동에 의해, 초음파 센서(3)에 매우 가깝게 있는 물체(9)가 상황에 따라 더 이상 신뢰성 있게 검출될 수 없는데, 그 이유는 반사된 측정 신호(12)가 초음파 센서(3)에 도달하는 시점에 전기 음향 변환기의 진동이 기생 진동으로 인해 아직 충분히 감쇠되지 않기 때문이다. 이로 인해, 근거리 측정 한계, 즉, 개별 초음파 센서 전방에 가급적 가까이에서 물체(9)를 측정할 수 있는 능력이 저하된다. 복수의 기생 진동이 동시에 발생할 수도 있고, 간섭 효과에 의해 이른바 울려 퍼지는 현상이 발생할 수 있으며, 이와 같은 현상은 물체(9)가 전혀 존재하지 않더라도 에코로서 잘못 해석될 수 있다("거짓 긍정"). 이와 같은 기생 진동이 거리 측정에 얼마나 많이 영향을 미치는가는, 초음파 센서의 전기 음향 변환기를 여기시키는 여기 펄스의 형태에 달려 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 초음파 센서(3)는, 복수의 측정 사이클이 순차적으로 수행되도록 작동된다. 각각의 측정 사이클에서는, 이전의 측정 사이클에서와 다른 여기 펄스가 전기 음향 변환기를 여기시키기 위해 사용된다. 특히, 각각 마지막 400㎲ 동안에는 여기 펄스들이 서로 상이하다.
특히, 주파수 변조된 여기 펄스(코드)는, 소위 "선형 FM 처프"로 형성된 여기 패턴으로서 선택된다. 이는, 여기 펄스 동안에는 여기 주파수가 시작 주파수로부터 목적 주파수까지 선형으로 변동됨을 의미한다. 하지만, 본 발명은 이와 같은 유형의 주파수 변조에 한정되지 않으며, 여기 펄스 동안 약간 상승한 다음 다시 하강하는 주파수와 같은 다른 여기 패턴도 생각할 수 있다. 더 나아가서는, 예를 들어 적어도 국소적으로 일정한 주파수 응답 곡선도 사용될 수 있다. 이에 대하여, 통상의 기술자에게 여러 가지 추가 실시 가능성들이 공지되어 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 이제는 각각의 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5 및 6)에 대해, 여기의 끝에서 주파수 변조의 주파수 범위가, 바람직하게는 여기 펄스의 마지막 400㎲가 변하는 방식으로, 여기 패턴(여기 펄스, 코드)이 샷마다(from shot to shot) 변하는 방식이 제안된다.
주파수 변조된 여기 펄스에 대한 예시적인 여기 패턴이 도 2a) 내지 도 2d)의 다이어그램들(20 내지 23)에 도시되어 있다. 이 경우, 주파수(kHz 단위)가 각각 시간(㎲ 단위)에 대해 도시되어 있다.
일 실시예에서,
- 제1 사이클에서는 여기 펄스가 1.6ms(=1600㎲)의 지속 시간을 갖는, 54kHz로부터 45kHz로의 선형 처프로서 구현되어 있다. 이는, 마지막 400㎲의 주파수 범위가 47.25kHz 내지 45kHz의 선형 주파수 응답 곡선에 상응함을 의미한다[도 2c)의 다이어그램 22 참조]. 이와 같은 여기 펄스의 형태는 이하에서 기호 "C3"으로 표시된다.
- 제2 사이클에서는 여기 펄스가 1.6ms의 지속 시간을 갖는, 43.5kHz로부터 52.5kHz로의 선형 처프로서 구현되어 있다. 이는, 마지막 400㎲의 주파수 범위가 50.25kHz 내지 52.5kHz의 선형 주파수 응답 곡선에 상응함을 의미한다[도 2d)의 다이어그램 23 참조]. 이와 같은 여기 펄스의 형태는 이하에서 기호 "C4"로 표시된다.
- 제3 사이클에서는 여기 펄스가 0.4ms의 지속 시간을 갖는, 60kHz로부터 52kHz로의 선형 처프로서 구현되어 있다. 이는, 마지막 400㎲의 주파수 범위가 60kHz 내지 52kHz의 선형 주파수 응답 곡선에 상응함을 의미한다[도 2b)의 다이어그램 21 참조]. 이와 같은 여기 펄스의 형태는 이하에서 기호 "C2"로 표시된다.
- 또 다른 일 사이클에서는, 170㎲의 지속 시간에서 48kHz의 여기 펄스의 일정한 주파수가 제공된다[도 2a)의 다이어그램 20 참조]. 이와 같은 여기 펄스의 형태는 이하에서 기호 "C1"으로 표시된다.
이들 사이클은 이제 각각의 초음파 센서에서 특정의 순서로 구현될 수 있으며, 이 경우 일 초음파 센서에서는 각각 시간상으로 연속하는 사이클들이 본 발명에 따라 서로 상이하다.
초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5 및 6)의 제어의 시간적 시퀀스에 대한 한 가지 가능한 예가 도 3에 표로 도시되어 있다. 이 경우, 표의 행은 일 측정 사이클을 위해 사용될 수 있는 시간 간격과 관련이 있다. 이와 같은 시간 간격에서는, 전기 음향 변환기의 여기뿐만 아니라 반사된 초음파 신호의 수신 및 물체 정보의 결정까지도 이루어진다. 이와 같은 시간 간격은 각각 동일한 길이를 가질 수 있지만, 상이한 길이도 제공될 수 있다.
표의 열들은 각각 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5 및 6)와 관련이 있다.
더 상세하게 말하자면, 상기 예에서, 초음파 센서(1)는 제1 시간 간격에서 거리 측정 장치의 동작의 시작 시, 자신의 제1 측정 사이클에 상응하게 형태 C3의 여기 펄스로써 구동되고, 즉, 초음파 센서(1)의 전기 음향 변환기에 상응하는 여기 펄스가 제공되며, 상기 전기 음향 변환기가 상응하는 측정 신호를 송신한다. 그와 동시에, 초음파 센서(5)는 형태 C4의 여기 펄스로써 구동된다. 초음파 센서(1 및 5)가 서로에 대해 상대적으로 큰 공간적 간격을 갖는다는 사실은 동시 작동을 가능하게 하는데, 그 이유는 초음파 센서(1 및 5)의 공간적 거리에 의해 상호 간섭의 가능성이 줄어들었기 때문이다. 특히, 초음파 센서들(1 및 5)은 서로 이웃하여 배열된다.
시간상 제1 시간 간격에 이어서 제2 시간 간격에는, 초음파 센서들(2 및 6)이 각각 형태 C1의 여기 펄스로써 구동된다. 초음파 센서(2 및 6)에 대해서도, 초음파 센서(2 및 6)의 서로에 대한 상대적으로 큰 공간적 간격으로 인해 동시 동작이 가능하다는 사실이 적용되는데, 그 이유는 상호 간섭의 가능성이 줄어들었기 때문이다.
시간상 이어지는 제3 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(4)만 형태 C3의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제4 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(3)만 형태 C1의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제5 시간 간격에서는, 초음파 센서들(1 및 5)이 각각 형태 C1의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제6 시간 간격에서는, 초음파 센서(2)가 형태 C4의 여기 펄스로써 구동되고, 초음파 센서(6)는 형태 C3의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제7 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(4)만 형태 C1의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제8 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(3)만 형태 C3의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제9 시간 간격에서는, 초음파 센서(1)는 형태 C4의 여기 펄스로써 구동되고, 초음파 센서(5)는 형태 C3의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제10 시간 간격에서는, 초음파 센서들(2 및 6)이 각각 형태 C2의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제11 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(4)만 형태 C4의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제12 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(3)만 형태 C2의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제13 시간 간격에서는, 초음파 센서들(1 및 5)이 각각 형태 C2의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제14 시간 간격에서는, 초음파 센서(2)가 형태 C3의 여기 펄스로써 구동되고, 초음파 센서(6)는 형태 C4의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제15 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(4)만 형태 C2의 여기 펄스로써 구동된다.
시간상 이어지는 제16 시간 간격에서는, 오로지 초음파 센서(3)만 형태 C4의 여기 펄스로써 구동된다.
그런 후에 측정 동작이 종료될 수 있거나, 도 3에 도시된 패턴이 반복될 수 있거나, 거리 측정 장치가 다른 패턴으로 작동될 수 있다.
초음파 센서들(1, 2, 3, 4 및 5) 하나의 개별 초음파 센서를 관찰할 때, 도 3의 표로부터 명확해지는 사실은, 각각의 초음파 센서가 샷마다(즉, 개별 센서의 시간상 연속하는 측정 사이클에서) 관찰할 때 자신의 여기 패턴을 바꾼다는 것이다. 따라서, 예를 들어 초음파 센서(1)에 의해 제1 시간 간격 내에서 1회의 측정이 수행된다. 즉, 제1 시간 간격은 초음파 센서(1)의 제1 측정 사이클에 상응한다. 상기 제1 측정 사이클에서는, 초음파 센서(1)의 전기 음향 변환기가 형태 C3를 갖는 주파수 변조된 여기 펄스로써 기계 진동에 여기된다. 측정 사이클이 종료된 후에는, 제5 시간 간격에서 초음파 센서(1)의 제2 측정 사이클이 수행될 때까지 초음파 센서(1)가 수동적으로 유지된다. 상기 제2 측정 사이클에서는, 초음파 센서(1)의 전기 음향 변환기가 형태 C1을 갖는 주파수 변조된 여기 펄스로써 기계 진동에 여기된다. 초음파 센서(1)의 제3 측정 사이클은 제9 시간 간격 내에서 실시된다. 초음파 센서(1)의 제4 측정 사이클은 제13 시간 간격 내에서 실시된다. 따라서, 각각의 측정 사이클에서, 주파수 변조된 여기 펄스의 주파수 응답 곡선이 서로 상이하게 된다. 이는 다른 모든 초음파 센서(2 내지 6)에도 적용된다.
또한, 인접하여 배열된 센서들이 동시에 작동되지 않는 점이 명백해진다.
각각의 측정 사이클로부터 예컨대 하나 또는 복수의 정합 필터에 의해 필터링된 수신 데이터에서, 잠재적 간섭이 이제 각각의 측정 사이클에서 상이한 강도로 두드러지게 나타나거나, 대부분의 여기 패턴의 경우 전혀 존재하지 않는다. 그와 달리, 실제 물체(9)는 사용된 모든 여기 패턴(코드)에서 안정적인 에코를 유도한다. 따라서, 실제 물체의 간섭("true positive")은, 예컨대 하위 알고리즘에 의해 하나씩 분리될 수 있으며, 상기 알고리즘에 의해, 사용된 각각의 코드 또는 사용된 복수의 코드가 물체의 식별을 유도하는지의 여부가 검사된다. 예를 들어 물체/에코 확률이 코드 확인의 수에 결합될 수 있는데, 즉, 예를 들어 얼마나 많은 그리고 어느 여기 패턴에서 물체가 식별되었는지가 결정됨으로써, 복수의 측정 사이클로부터 검출된 물체가 실제로 존재할 확률 또는 측정 오류가 존재할 확률이 계산된다.

Claims (13)

  1. 복수의 측정 사이클이 순차적으로 실행되는, 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)를 작동시키기 위한 방법으로서, 각각의 측정 사이클에서,
    - 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)의 전기 음향 변환기가 여기 펄스에 의해 기계 진동에 여기되고, 이로 인해 측정 신호(11)가 상기 변환기에 의해 송신되며,
    - 에코 신호(12)가 상기 변환기에 의해 수신되며,
    - 상기 에코 신호로부터 물체 정보가 결정되며,
    상기 여기 펄스의 주파수 응답 곡선(20, 21, 22, 23)은, 적어도 여기 펄스의 마지막에, 시간상 순차적으로 실시되는 2회의 측정 사이클 간에 서로 상이한, 초음파 센서의 작동 방법에 있어서,
    2회 이상의 측정 사이클로부터 결정된 물체 정보들이 서로 비교되고, 그 비교 결과에 따라 간섭이 확인되는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 2회 측정 사이클, 특히 곧바로 연속되는 2회 측정 사이클의 여기 펄스의 주파수 응답 곡선(20, 21, 22, 23)이, 적어도 개별 여기 펄스의 지속 시간의 마지막 400㎲ 동안에는 서로 상이한 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 여기 펄스가 100㎲ 내지 3000㎲, 바람직하게는 1600㎲의 총 지속 시간을 갖는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 측정 사이클의 제1 여기 펄스의 지속 시간이 제2 측정 사이클의 제2 여기 펄스의 지속 시간과 상이한 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 측정 사이클의 제1 여기 펄스의 진폭이 제2 측정 사이클의 제2 여기 펄스의 진폭과 상이한 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 여기 펄스가 주파수 변조된 여기 펄스로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 하나 이상의 여기 펄스가 특히 선형의 주파수 응답 곡선(20, 21, 22, 23)에 의해, 시작 주파수와 종료 주파수 사이에서 변조되며, 시작 주파수 및 종료 주파수는 40kHz 내지 60kHz의 주파수 범위로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 에코 신호가 정합 필터에 의해 필터링되고, 필터링 결과에 따라 물체 정보가 결정되는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 2회 이상의 측정 사이클로부터 물체 정보들의 비교 결과에 따라, 검출된 물체(9)가 실제로 존재하는지 또는 측정 오류가 있는지가 계산되는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 2회 이상의 측정 사이클이 수행되는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  11. 제10항에 있어서, 4회 이상의 측정 사이클이 제공되며, 이들 측정 사이클 중 하나 이상이 주파수가 일정한 여기 펄스를 갖는 것을 특징으로 하는, 초음파 센서의 작동 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 작동되는 하나 이상의 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)를 포함하는, 특히 자동차(8)용 거리 측정 장치.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 작동되는 복수의 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)를 포함하며, 상기 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)가 자동차(8)의 몸체 부분(7)에 일렬로 배열되는, 거리 측정 장치에 있어서,
    상기 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)는, 서로 인접하여 배열된 초음파 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6)가 시간상으로 중첩되지 않는 측정 사이클을 갖도록 작동되는 것을 특징으로 하는, 거리 측정 장치.
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