KR20200111768A - 차량의 복수의 센서를 작동하는 방법 및 장치 - Google Patents

차량의 복수의 센서를 작동하는 방법 및 장치 Download PDF

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슈테판 엥에발트
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들(404) 및 하나의 공통 주파수 도메인(100)에서 차량(400)의 복수의 센서(402)를 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법은, 송신 시점(t)에 센서들(402) 중 적어도 2개의 센서가, 주파수 갭(102)에 의해 분리된 순간 주파수들(f1, f2)에서 동시에 송신하며, 이때 주파수 갭(102)은 센서들(402)의 적어도 하나의 순간 수신 대역폭(104)을 포함하며, 송신 시점(t)에 이어서 각각의 순간 주파수(f1, f2)는 센서들(402)에 의해 사용되기 위해 시간 갭(106)의 지속 동안 차단되며, 상기 시간 갭(106)은 센서들(402)의 수신 범위에 걸친 적어도 하나의 신호 전파 시간(108)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 복수의 센서를 작동하는 방법 및 장치
본 발명은 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들 및 하나의 공통 주파수 도메인에서 차량의 복수의 센서를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
센서가 외부 센서로부터 송신된 외부 신호 또는 자신의 외부 에코를 수신할 수 있다면, 상기 외부 신호 또는 외부 에코는 상기 센서의 신호 또는 에코에 중첩되고 간섭할 수 있다. 간섭을 방지하기 위해, 전자기파들의 주파수 스펙트럼이 주파수 대역들로 분할되고, 주파수 대역들은 채널들로 분할된다. 차량의 센서들은 상이한 채널들에서 동시에 작동될 수 있다. 차량의 복수의 센서를 동일한 채널 상에서 작동시키기 위해, 센서들은, 자신의 검출 영역들이 차량의 상이한 측들에 위치하거나 상이한 방향들로 배향되도록 정렬될 수 있다. 마찬가지로 센서들은 연이어 송신할 수 있다. 이 경우, 선행 센서가 변조를 완료하면, 어느 한 센서가 송신하기 시작한다.
이러한 배경에서, 본원에서 제안하는 접근법에 의해, 독립 청구항들에 따라 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들 및 하나의 공통 주파수 도메인에서 차량의 복수의 센서를 작동하기 위한 방법 및 장치뿐만 아니라, 최종적으로는 상응하는 컴퓨터 프로그램 제품도 제안된다. 본원에서 제안하는 접근법의 바람직한 개량 및 개선이 본원 명세서에 명시되고 종속 청구항들에 기술되어 있다.
본 발명의 실시예들은 바람직하게, 동일한 검출 영역에서 또는 중첩된 검출 영역들에서, 센서들 중 각각 하나만 동작해야 할 필요 없이, 복수의 센서를 동일한 주파수 대역에서 또는 동일한 주파수 도메인에서 작동할 수 있게 해 준다.
이 경우, 중첩되는 검출 영역들을 가진 복수의 센서가 교란 간섭 없이 동시에 작동될 수 있다. 센서 신호들은 인터리빙 방식으로 송신되고 수신된다. 이로써, 가능한 주파수 도메인이 활용될 수 있으며, 센서 신호들을 처리하기 위해 필요한, 변조 시간을 포함하는 주기 시간이 채워질 수 있다.
따라서, 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들 및 하나의 공통 주파수 도메인에서 차량의 복수의 센서를 작동하기 위한 방법이 제안되며, 이 방법은, 송신 시점에 센서들 중 적어도 2개의 센서가 주파수 갭(frequency gap)에 의해 분리된 순간 주파수들(momentary frequency)로 동시에 송신하고, 이때 주파수 갭은 센서들의 적어도 하나의 순간 수신 대역폭을 포함하며, 송신 시점에 이어서 각각의 순간 주파수는 센서들에 의해 사용되기 위해 시간 갭(time gap)의 지속 동안 차단되고, 상기 시간 갭은 센서들의 수신 범위에 걸친 적어도 하나의 신호 전파 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예들에 대한 사상들은 특히 하기에 기술되는 고찰들 및 지식들에 기인하는 것으로서 간주될 수 있다.
센서는, 신호를 송출하고 신호의 반사된 에코들을 수신하는 액티브 센서일 수 있다. 신호는 음향 신호, 또는 광신호나 무선 신호와 같은 전자기 신호일 수 있다. 특히 신호는 레이더 신호일 수 있다. 송출과 수신 간의 전파 시간을 통해, 반사되는 객체까지의 이격 거리가 결정될 수 있다. 신호에 상대적인 에코의 주파수 편이를 통해, 센서에 대한 객체의 상대 속도가 결정될 수 있다. 전파 시간 차를 통해, 객체로 향하는 방향이 결정될 수 있다. 센서들은 동일한 유형일 수 있다. 센서들은 동기화되어 작동된다. 센서들은 하나의 공통 주파수 도메인에서 신호들을 송출할 수 있다. 주파수 도메인은 센서들의 가능 동작 범위의 한 섹션이다. 주파수 도메인은 상한 주파수 및 하한 주파수에 의해 결정된다. 주파수 도메인은 이용을 위해 제공되는 주파수들의 대역폭을 포함한다. 순간 주파수는 순간적으로 센서에 의해 송출되거나 점유되는, 주파수 도메인의 주파수이다. 순간 주파수는 조정 가능하다. 주파수 갭은, 2개의 신호를 분리하기 위해 최소로 필요한, 2개의 순간 주파수 간의 주파수 간격(frequency interval)이다. 동시에 방출되는 2개의 순간 주파수 간에 최소한으로 준수되어야 할 주파수 갭은 동시에 방출하는 2개의 센서의 수신 특성들에 의해 결정된다. 센서가 순간 주파수에 매칭되어 있는 동안, 상기 센서는 수신 대역폭을 갖는 주파수들을 수신할 수 있다. 현재 순간 주파수는 양측파대 수신기(double-sideband receiver)의 경우 수신 대역폭에서 중앙에 위치할 수 있다. 이를 통해, 주파수 갭은 적어도 일측 센서의 수신 대역폭의 주파수들 중 일측 반부(half)와 타측 센서의 수신 대역폭의 주파수들 중 타측 반부를 포함한다. 그 대안으로, 단측파대 수신기(single-sideband receiver)의 경우에는 현재 순간 주파수가 수신 대역폭의 가장자리에 위치할 수 있다. 이로써, 주파수 갭은 적어도 일측 센서의 전체 수신 대역폭을 포함한다. 시간 갭은 동일한 주파수에서 2개의 송신 시점 간의 최소 시간 간격이다. 그에 따라, 시간 갭은, 하나의 주파수에서 다시 방출될 때까지 최소한으로 준수되는 시간 간격이다. 상기 시간 갭 동안 상기 주파수에서 에코들이 수신된다. 시간 갭은 적어도, 신호가 수신 범위 내에 있는 객체에 도달하여 다시 객체 상에서 반사된 신호의 에코가 센서에 도달할 수 있을 때까지의 길이이다. 즉, 시간 갭은 신호의 수신 범위와 전파 속도의 곱의 적어도 2배 길이이다. 수신 범위의 최대 가능 값은 센서의 최대 송신 출력과 수신 민감도에 의해 결정된다. 이용된 값은 최댓값보다 더 작을 수 있다.
센서들 중 하나는 하나의 부분 변조 기간 동안 주파수 도메인의 하나의 부분 주파수 대역에서 변조할 수 있다. 부분 변조 기간 이내에, 부분 주파수 대역의 모든 주파수는 적어도 한번 순간 주파수로서 송신될 수 있다. 주파수 도메인은 복수의 주파수 영역(frequency range), 즉, 소위 부분 주파수 대역으로 분할될 수 있다. 하나의 센서에는, 기결정된 시간 기간, 즉, 소위 부분 변조 기간 동안, 하나의 부분 주파수 대역이 할당될 수 있다. 부분 변조 기간 동안, 순간 주파수는 부분 주파수 대역 이내에서 각각 조정되고 변조될 수 있다.
센서는, 복수의 부분 변조 기간을 포함하는 하나의 전체 변조 기간에 걸쳐 상이한 부분 주파수 대역들로 순차적으로 송신할 수 있다. 하나의 전체 변조 기간의 부분 주파수 대역들은 적어도 주파수 도메인 내에 포함된 모든 주파수 대부분을 커버할 수 있다. 특히 부분 주파수 대역들이 전체 주파수 도메인을 커버할 수 있다. 이와 같이 주파수 도메인의 주파수들은 조금씩 처리될 수 있다. 이 경우, 다른 센서들은 동시에 각각 비점유 부분 주파수 대역들을 이용할 수 있다.
전체 변조 기간의 부분 주파수 대역들은 적어도 부분적으로 서로 중첩될 수 있다. 이 경우, 서로 중첩되는 주파수들은 하나의 전체 변조 기간 내에 여러 번 송신된다. 따라서 이런 주파수들은 더 자주 감지된다.
송신 시점에 송신하는 센서들은 서로 중첩 없는 상이한 부분 주파수 대역들에서 송신할 수 있다. 그 대안으로, 송신 시점에 송신하는 센서들 중 적어도 2개는 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 부분 주파수 대역들에서, 또는 동일한 부분 주파수 대역에서 송신할 수 있다. 즉, 부분 주파수 대역마다 하나의 센서가 송신할 수 있거나, 복수의 센서가 하나의 부분 주파수 대역 내에서 변조할 수 있다. 복수의 센서가 하나의 공통 부분 변조 기간 이내에 작동될 수 있다. 이 경우, 상기 센서들은 적어도 시간 갭만큼 오프셋되어 동일한 주파수를 송신한다. 동일한 부분 주파수 대역에서 복수의 센서를 이용하여 매우 밀접한 인터리빙이 달성될 수 있다. 여러 부분 주파수 대역의 동시 이용을 통해, 가용 주파수 도메인이 잘 활용될 수 있다.
2개의 인접한 부분 주파수 대역은 버퍼 주파수 대역을 통해 서로 이격될 수 있다. 2개의 부분 주파수 대역 사이의 버퍼 주파수 대역은 추가 주파수 간격을 제공한다. 이렇게 하여, 동시에 송신되는 신호들 및 에코들의 확실한 분리가 달성될 수 있다. 버퍼 주파수 대역의 주파수들은, 양측 인접 부분 주파수 대역에 중첩되며 시간상 후속하여 사용되는 하나의 부분 주파수 대역 내에 포함될 수 있다.
센서는, 하나의 부분 변조 기간 이내에 부분 주파수 대역을 포괄하는 적어도 하나의 주파수 램프(frequency ramp)를 송신할 수 있다. 주파수 램프는 기결정된 구배를 가질 수 있다. 주파수 램프는 상승 또는 하강 형태로 송신될 수 있다. 연속되는 주파수 램프들은 서로 상이한 구배를 가질 수 있다. 부분 주파수 대역의 주파수 범위에 의해, 순간 주파수의 최대로 가능한 송신 기간이 도출된다. 주파수 램프는 각각 상이한 순간 주파수를 갖는 다수의 연속 송신 시점들로 구성될 수 있다.
송신 시점에 송신하는 센서들의 부분 변조 기간들은 시간 오프셋 방식으로 시작될 수 있다. 오프셋을 통해 센서들의 인터리빙이 달성될 수 있다.
본원의 방법은 예컨대 소프트웨어 또는 하드웨어로, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 혼합 형태로, 예컨대 제어 장치에서 구현될 수 있다.
또한, 본원에서 제안하는 접근법은, 상응하는 유닛들 내에서 본원에서 제안하는 방법의 일 변형예의 단계들을 각각 수행하고, 제어하고, 구현하도록 형성된장치도 제공한다.
본원의 장치는, 신호들 또는 데이터를 처리하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 유닛; 신호들 또는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 유닛; 그리고 통신 프로토콜 내에 임베딩된 데이터를 판독 입력하거나 출력하기 위한 하나 이상의 인터페이스 및/또는 통신 인터페이스;를 포함하는 전기 장치일 수 있다. 컴퓨터 유닛은 예컨대, 센서 신호들을 처리하고, 그 센서 신호들에 따라 데이터 신호들을 출력하기 위한 신호 프로세서, 소위 시스템 ASIC, 또는 마이크로컨트롤러일 수 있다. 메모리 유닛은 예컨대 플래시 메모리, EPROM 또는 자기 메모리 유닛일 수 있다. 인터페이스는, 센서의 센서 신호들을 판독 입력하기 위한 센서 인터페이스로서, 그리고/또는 액추에이터로 데이터 신호들 및/또는 제어 신호들을 출력하기 위한 액추에이터 인터페이스로서 형성될 수 있다. 통신 인터페이스는, 데이터를 무선으로 그리고/또는 유선으로 판독 입력하거나 출력하도록 형성될 수 있다. 또한, 인터페이스들은, 예컨대 마이크로컨트롤러 상에 다른 소프트웨어 모듈들과 나란히 제공되는 소프트웨어 모듈들일 수도 있다.
또한, 반도체 메모리, 하드디스크 메모리 또는 광학 메모리와 같은 기계 판독 가능 매체 또는 저장 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터 또는 장치에서 실행될 경우 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법의 단계들의 수행, 구현 및/또는 제어를 위해 이용되는, 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 컴퓨터 프로그램도 바람직하다.
본 발명의 가능한 특징들 및 장점들 중 일부는 본원에서 상이한 실시예들과 관련하여 방법 및 장치로서 기술된다는 점을 주지한다. 통상의 기술자라면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 도달하기 위해 특징들을 적합한 방식으로 서로 조합하거나 조정하거나 교체할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
하기에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 기술되되, 도면들과 본문 설명 모두 본 발명을 한정하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
도 1은 일 실시예에 따라 복수의 센서가 각각 동시에 활성 상태에 있는 주파수 도메인의 시간에 따른 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따라 동일한 주파수 도메인에서 적어도 2개의 센서의 동기화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따라 복수의 센서의 동기화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 복수의 센서 및 서로 중첩되는 검출 영역들을 가진 차량을 도시한 도면이다.
도면들은 개략적인 것일 뿐이며, 정확한 축척으로 도시된 것이 아니다. 동일한 도면부호들은 도면들에서 동일하거나 동일하게 작용하는 특징들을 표시한다.
도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들의 세부사항을 설명하기 전에, 본원에서 제안하는 접근법 및 이 접근법의 가능한 변형예들에 대한 사상들은 부분적으로, 더 용이한 이해를 위해, 청구범위에 사용된 것과 다른 어휘 선택으로 설명되는 점이 고려어야 한다.
본원에서 제안하는 접근법은 센서 그룹 내의 복수의 레이더 센서의 동기화를 위한 방법을 제시하고 있다. 이를 통해, 차량 내에서 복수의 센서의 상호 간의 간섭의 감소가 달성된다.
복수의 레이더 센서를 포함하는 차량 설계가 점차 증가함에 따라, 개별 센서들 간의 간섭이 발생할 확률도 증가한다. 특히 센서들의 시정 영역이 서로 교차되고, 변조 시간은 처리 시간 내지 주기 시간에 비해 증가된다. 이 경우, 복수의 센서의 시정 영역 내에 위치하며, 개별 센서들의 반사된 출력이 중첩되는 객체들에서의 반사들에 의해 간섭이 발생한다.
이를 방지하기 위해, 센서들이 순서대로 변조될 수 있으며, 그럼으로써 변조 시간들이 서로 교차되지 않게 된다. 이 경우, 변조 시간의 수배가 주기 시간에 매칭될 정도의 센서 수만 동기화될 수 있다.
변조 시간과 주기 시간 간의 비는, 더 빠른 프로세서들 및 더 적은 열 발생을 기반으로 증가하기 때문에, 변조 시간들의 동기화를 통해, 단 소수의 센서만, 즉, 하나 내지 2개의 센서만 간섭 없이 동기화된다.
본원에서 제안하는 방법은, 간섭 없이 센서들을 동기화할 수 있는 가능성을 확장시킨다.
본원에서 제안하는 접근법은, 현재 자동차 분야에서 사용되고 있는 선형 변조의 경우, 언제나 전체 대역폭이 점유되지 않는다는 사실을 기반으로 한다. 이를 통해, 복수의 센서를 인터리빙 방식으로 동기화할 수 있다. 간섭 없이 동기화될 수 있는 센서들의 수는 변조 형태에 상응하게 명백히 증가할 수 있다.
전술한 방법은, 자동차 레이더 센서들의 변조의 특성들을 기반으로, 하나의 차량 내 복수의 센서를 간섭 없이 동기화하는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 간섭 없이 동기화될 수 있는 센서의 수가 증가할 수 있다.
하나의 측정 주기에서 동기화될 수 있는 센서들의 수를 증가시키기 위해, 송출되는 램프들의 교차가 발생하지 않도록 변조의 시작이 인터리빙될 수 있다.
도 1에는, 각각 일 실시예에 따라 복수의 센서가 동시에 활성 상태인 주파수 도메인(100)을 시간에 따라 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 여기서 센서들은 레이더 센서들이다. 그러므로 주파수 도메인(100)은 하나의 전자기 스펙트럼의 한 작은 섹션이다. 센서들이 음향 센서들이라면, 주파수 도메인(100)은 하나의 음향 스펙트럼의 작은 섹션이다.
주파수 도메인(100)은 주파수 대역으로서, 또는 하나의 주파수 대역의 섹션으로서 지칭될 수 있다. 센서들은 차량 내에 장착되어 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들을 가지며, 그럼으로써 센서들은 다른 센서들의 신호들 및/또는 에코들을 수신할 수 있게 된다. 센서들 중 하나가, 자신의 에코를 수신할 준비를 하는 도중에 외부 신호 또는 에코를 수신할 경우, 왜곡된 이격 거리값이 초래된다. 하나의 송신 시점(t)에, 센서들 중 적어도 2개는 하나의 주파수 갭(102)에 의해 분리된 순간 주파수들(f1, f2)에서 동시에 송신한다.
다시 말해, 주파수 갭(102)은 순간 주파수들(f1, f2) 사이에 위치하며, 센서들 중 적어도 하나의 센서의 적어도 하나의 순간 수신 대역폭(104)을 포함한다. 즉, 수신 대역폭(104)은 주파수 갭(102)보다 더 작거나 같다. 이 경우, 수신 대역폭(104)은, 제1 센서가 제1 순간 주파수(f1)에 매칭되는 동안 수신할 수 있는 주파수들의 상반부(upper half)를 포함할 수 있고, 제2 센서가 제2 순간 주파수(f2)에 매칭되는 동안 수신할 수 있는 주파수들의 하반부(lower half)를 포함할 수 있다. 그 대안으로, 주파수 갭(102)은, 센서들 중 하나의 센서가 단측파대 수신기라면, 상기 하나의 센서의 전체 수신 대역폭(104)을 포함할 수 있다. 주파수 갭(102)이 수신 대역폭(104)보다 더 크다면, 수신 가능한 주파수들은 이들 사이에 위치하는, 수신 불가능한 주파수들에 의해 서로 이격된다.
송신 시점(t)에 이어서, 각각의 사용된 순간 주파수(f1, f2)는 센서들에 의해 사용되기 위해 시간 갭(106)의 지속 동안 차단된다. 시간 갭(106)은, 센서들의 수신 범위에 걸친 적어도 하나의 신호 전파 시간(108)을 포함한다. 즉, 신호 전파 시간(108)은 시간 갭(106)보다 작거나 같다. 최대 신호 전파 시간(108)은 센서들을 통해 평가될 수 있는 가장 약한 신호 내지 에코를 통해 결정된다. 이 경우, 신호 전파 시간(108)은 센서들의 증가하는 송신 출력 및/또는 증가하는 감도와 더불어 더욱 커질 수 있다. 또한, 객체들이 검출 영역의 밖에서 검출되지 않아야 한다면, 신호 전파 시간(108)은 검출 영역의 바람직한 크기에 의해 제한될 수 있다. 마찬가지로, 신호들 및 에코들은 최소 신호 강도 미만으로 억제될 수 있다.
센서들은 주파수 도메인(100)의 안쪽에서 변조되는 방식으로 작동된다. 이 경우, 센서들은 시간 상 연속하는 송신 시점들에서 서로 상이한 순간 주파수에서 송신한다. 이 경우, 각각 적어도 위에서 기술한 규칙들이 고려된다.
도 2에는, 본원에서 제안하는 접근법에 따라 동일한 주파수 도메인(100) 내에서 2개 이상의 센서의 동기화를 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 동기화는 실질적으로 도 1에서처럼 수행된다. 도 1과 다른 점은, 여기서는 주파수 도메인(100)이 부분적으로 서로 중첩되는 적어도 4개의 부분 주파수 대역(200)으로 분할된다는 점이다. 본 실시예에서는, 부분 변조 기간(202) 동안, 각각 하나의 센서가 부분 주파수 대역들(200) 중 하나에서 자신의 신호를 송신한다. 부분 주파수 대역들(200) 중 적어도 2개에서는 동시에 송신된다. 이 경우, 하나의 송신 시점에 각각 적어도 2개의 센서가 적어도 주파수 갭에 의해 분리된 순간 주파수들에서 송신한다. 이 경우, 하나의 순간 주파수는 각각 부분 주파수 대역들(200) 중 하나의 구성성분이다. 순간 주파수에서 송신된 후에, 각각의 순간 주파수는 적어도 시간 갭의 지속 동안에는 이용되지 않는다.
이용된 부분 주파수 대역들(200)은 각각 하나의 버퍼 주파수 대역(204)에 의해 서로 이격된다. 연속하는 부분 변조 기간들(202) 내에서 센서들은 서로 상이한 부분 주파수 대역들(200)에서 송신한다. 하나의 전체 변조 기간(206) 이내에, 하나의 센서는 적어도 한번 모든 부분 주파수 대역(200)에서 송신한다. 그에 따라, 센서는, 전체 변조 기간(206) 이내에 적어도 한번, 주파수 도메인(100)의 모든 주파수의 적어도 대부분에서 송신한다. 여기에 도시된 예시에서, 전체 변조 기간(206)은 부분 변조 기간(202)보다 4배 더 길다.
여기서, 부분 변조 기간(202)은, 센서가 상기 부분 변조 기간(202) 이내에 바로 연속하는 5개의 주파수 램프(208)를 송신할 정도의 길이를 갖는다. 주파수 램프들(208)은 상승 형태로 그리고/또는 하강 형태로 송신될 수 있다. 하나의 부분 변조 기간(202) 이내에, 주파수 램프들(208)은 각각 시간 갭만큼 서로 오프셋된다. 여기서, 하나의 부분 주파수 대역(200)은 수신 대역폭과 같은 폭을 갖는다. 이로써, 다음 주파수 램프(208)는 선행 주파수 램프(208)의 종료 직후에 시작된다. 버퍼 주파수 대역(204)에 의해, 그리고 부분 주파수 대역의 주파수 범위에 의해, 2개의 순간 주파수 간의 주파수 갭은 수신 대역폭보다 더 크다.
일 실시예에서, 본원에서 제안하는 접근법을 이용하여, 3개의 센서가 인터리빙 방식으로 동기화되어 작동된다. 이 경우, 센서들 중 항상 2개는 버퍼 주파수 대역들(204)로 인해 서로 중첩되지 않는 2개의 상이한 부분 주파수 대역(200)에서 송신한다. 센서들 중 하나가 전체 변조 기간(206) 동안 실질적으로 주파수 도메인(100)의 모든 주파수에서 적어도 한번 송신한 후에, 상기 센서는 2개의 부분 변조 기간(202) 동안 송신하지 않는데, 그 이유는 하나의 주기 기간(210)이 6개의 부분 변조 기간(202)을 포함하기 때문이다. 3개의 센서는 각각 2개의 부분 변조 기간(202)만큼 오프셋되어 자신들의 전체 변조 기간들(206)을 시작한다. 그에 따라, 전체 변조 기간들(206) 중 2개는 각각 2개의 부분 변조 기간(202)만큼 서로 중첩된다.
가능한 변형 중 하나가 도 2에 도시되어 있다. 이 변조 변형예에서는, 램프들이 블록들로 분할되며, 하나의 블록은 사용된 대역폭 중 일부분만을 포괄한다. 변조 방식을 통해, 개별 램프들 내지 블록들이 주파수 영역 내에서 서로 교차하지 않으면서, 복수의 센서가 차례로 시작될 수 있다. 이 경우, 센서들의 수는 변조의 매개변수들에 따라 결정되기는 하지만, 제2 센서가 제1 센서의 변조의 종료 후에 비로소 시작될 때보다 더 많다. 도시된 변조 형태의 경우, 종래에는 주기 시간 대비 변조 시간의 비율(> 0.5)로 인해, 2개의 센서가 동기화될 수 없을 수도 있었다. 그러나 인터리빙을 통해, 3개의 센서가 간섭 없이 동기화될 수 있다.
도 3에는, 일 실시예에 따라 복수의 센서의 동기화를 나타낸 그래프가 도시되어 있다. 동기화는 실질적으로 도 1에서처럼 수행된다. 그와 달리, 여기서 센서들은 도 2에서처럼 주파수 램프들(208)을 송신한다. 여기서, 하나의 주기 기간(210) 이내에, 3개의 센서로 이루어진 그룹이 동기화된다. 그룹의 주파수 램프들(208)은 3개의 센서의 전체 변조 기간(206) 이내에 최대한 밀접하게 인터리빙 방식으로 송신된다.
여기서는, 센서들 중 제1 센서가, 전체 변조 기간(206)의 시작 시에, 첫 번째 제1 송신 시점(t1)에 제1 순간 주파수(f1)에서 첫 번째 제1 주파수 램프(208)를 송신하기 시작한다. 센서들 중 제2 센서가 시간 갭(106)만큼 오프셋된 첫 번째 제2 송신 시점(t2)에 마찬가지로 제1 순간 주파수(f1)로 첫 번째 제2 주파수 램프(208)를 송신하기 시작한다. 제1 센서는 자신의 첫 번째 제1 주파수 램프(208)에서 첫 번째 제2 송신 시점(t2)에 주파수 갭(102)만큼 오프셋된 제2 순간 주파수(f2)를 획득하였다. 첫 번째 제2 송신 시점(t2)에 대해 시간 갭(106)만큼 오프셋된 첫 번째 제3 송신 시점(t3)에, 센서들 중 제3 센서가 제1 순간 주파수(f1)에서 자신의 첫 번째 제3 주파수 램프(208)를 시작한다. 첫 번째 제3 송신 시점(t3)에, 제2 센서는 자신의 첫 번째 제2 주파수 램프(208)에서 제2 순간 주파수(f2)에 도달하였다. 제1 센서는, 첫 번째 제3 송신 시점(t3)에, 자신의 첫 번째 제1 주파수 램프(208)에서, 제2 순간 주파수(f2)에 대해 주파수 갭(102)만큼 이격된 제3 순간 주파수(f3)로 송신한다.
여기에 도시된 실시예에서, 첫 번째 제1 주파수 램프(208)는 제3 순간 주파수(f3)에 도달 시 종료된다. 그에 이어서, 제1 센서는, 두 번째 제1 송신 시점(t1)에 주파수 램프들(208)의 시퀀스를 다시 시작하기 위해, 시간 갭(106)의 지속 동안 송신을 잠시 중단한다. 전체 변조 기간(206) 이내에, 제1, 제2 및 제3 주파수 램프(208)의 시퀀스가 여기서는 4회 반복된다. 전체 변조 기간(206)의 경과 후에, 센서들은 주기 기간(210)의 종료 시까지 정지한다.
일 실시예에서, 전체 변조 기간(206)의 경과 후에, 추가 전체 변조 기간(300)이 시작된다. 추가 전체 변조 기간(300) 이내에서, 3개의 센서로 이루어진 추가 그룹이 동기화된다. 추가 전체 변조 기간(300)의 시작 시에, 센서들 중 제4 센서는, 첫 번째 제4 송신 시점(t4)에, 제1 순간 주파수(f1)에서 자신의 첫 번째 제4 주파수 램프(208)를 시작한다. 센서들 중 제5 센서는, 시간 갭(106)만큼 오프셋된 첫 번째 제5 송신 시점(t5)에 마찬가지로 제1 순간 주파수(f1)에서 첫 번째 제5 주파수 램프(208)를 시작한다. 시간 갭들(106)은 상이한 길이일 수 있다. 제4 센서는, 자신의 첫 번째 제4 주파수 램프(208)에서 첫 번째 제5 송신 시점(t5)에 제2 순간 주파수(f2)에 도달하였다. 첫 번째 제5 송신 시점(t5)에 대해 시간 갭(106)만큼 오프셋된 첫 번째 제6 송신 시점(t6)에, 센서들 중 제6 센서가 제1 순간 주파수(f1)에서 자신의 첫 번째 제6 주파수 램프(208)를 시작한다. 첫 번째 제6 송신 시점(t6)에, 제5 센서는 자신의 첫 번째 제5 주파수 램프(208)에서 제2 순간 주파수(f2)에 도달하였다. 제4 센서는, 첫 번째 제6 송신 시점(t6)에, 자신의 첫 번째 제4 주파수 램프(208)에서 제3 순간 주파수(f3)에 도달하였다.
첫 번째 제4 주파수 램프(208)는 여기서도 동일하게 제3 순간 주파수(f3)에 도달 시 종료된다. 그에 뒤이어, 제4 센서는, 두 번째 제4 송신 시점(t4)에 주파수 램프들(208)의 시퀀스를 다시 시작하기 위해, 시간 갭(106)의 지속 동안 잠시 멈춘다. 추가 전체 변조 기간(300) 이내에, 제4, 제5 및 제6 주파수 램프(208)의 시퀀스가 마찬가지로 4회 반복된다.
주기 기간(210)의 경과 후에, 시퀀스는 여기서 첫 번째 제1 송신 시점(t1)에 제1 센서의 첫 번째 제1 주파수 램프(208) 및 제1 순간 주파수(f1)로 시작한다.
일 실시예에서, 도 3에는, 도 2에서처럼, 변조의 한 섹션이 도시되어 있다. 이 경우, 주파수 램프들(208)의 주파수 범위는 부분 주파수 대역들(200) 중 하나의 부분 주파수 대역의 주파수 범위에 상응한다. 완전한 주파수 도메인은 도시되어 있지 않으며, 도 2에서처럼 상대적으로 더 높거나 더 낮은 주파수들을 갖는 적어도 하나의 추가 부분 주파수 대역을 포함한다. 추가 부분 주파수 대역은, 버퍼 주파수 대역에 의한 주파수 간격의 유무와 무관하게, 여기에 도시된 부분 주파수 대역(200)의 상부 또는 하부에 배치될 수 있다. 추가 부분 주파수 대역이 상대적으로 더 높거나 더 낮은 주파수들로 곧바로 이어진다면, 도 2에서처럼 추가 부분 주파수 대역들에 의한 중첩은 불필요하다.
이 경우, 제1, 제2 및 제3 주파수 램프(208)를 송신하기 위한 전체 변조 기간(206)은 도 2에서처럼 하나의 부분 변조 기간(202)에 상응한다. 제4, 제5 및 제6 주파수 램프(208)를 송신하기 위한 추가 전체 변조 기간(300)은 하나의 추가 부분 변조 기간(202)에 상응한다. 이 경우, 적어도 주파수 대역의 모든 주파수 대부분에서 적어도 한번 송신하기 위해, 적어도 2개의 주기 기간(210)이 필요하다.
달리 말하면, 도 2 및 도 3에는, 하나의 공통 주파수 도메인에서 작동되는 차량의 복수의 센서의 신호 특성곡선들이 도시되어 있다. 센서들은 주파수 램프들(208)에서 변조되는 방식으로 작동되며, 적어도 부분적으로 공간상 서로 중첩되는 검출 영역들을 갖는다. 본원에서 제안하는 접근법의 경우, 센서들 중 제1 센서는 제1 주파수 램프(208)의 제1 순간 주파수(f1)에서 송신하는 반면, 센서들 중 적어도 하나의 제2 센서는 제2 주파수 램프(208)의 제2 순간 주파수(f2)에서 송신한다. 제1 순간 주파수(f1)와 제2 순간 주파수(f2)는 적어도 주파수 갭(102)만큼 서로 이격된다. 2개의 연속되는 주파수 램프(208) 내에 포함된 동일한 순간 주파수(f1)는 적어도 시간 갭(106)만큼 시간 오프셋 방식으로 송신된다.
주파수 램프들(208) 중 적어도 2개는 동시에 변조된다. 주파수 램프들(208)의 순간 주파수들(f1, f2)은 적어도 주파수 갭(102)만큼 서로 이격된다. 2개의 연속되는 주파수 램프(208) 내에 포함된 순간 주파수(f1)는 적어도 시간 갭(106)만큼 시간 오프셋 방식으로 송신된다.
또 다른 가능한 한 변형이 도 3에 도시되어 있다. 본 변형예의 경우, 예컨대 전체 가용 대역폭을 점유하는 여러 센서의 개별 램프들의 인터리빙이 수행된다. 본 변형예에서, 센서들의 램프들은 서로 교차하지 않도록 인터리빙된다. 이 경우, 센서들 간의 시간은, 멀리 이격된 객체들의 반사가 다른 센서의 시정 영역 내에 들어가지 않도록 선택된다. 이 방법에서는, 추가 센서들이 변조의 종료와 신규 주기의 시작 사이의 휴지기에 인터리빙될 수 있다. 이런 유형의 동기화의 경우, 센서들은 앞에서 기술한 변형예에서보다 더 정교한 시간 프레임에서 서로 조정된다.
또한, 변조의 상이한 변형 가능성들을 통해, 두 변형예의 혼합 형태들도 동기화를 위해 사용될 수 있다. 결정적인 장점은, 본원에서 제안하는 접근법을 통해 간섭 없이 동기화될 수 있는 최대한 많은 수의 센서가 달성될 수 있다는 것이다. 센서들은 동기화된 센서들의 선형 램프들 및 동일한 변조에 의해 작동될 수 있다.
도 4에는, 복수의 센서(402) 및 서로 중첩되는 검출 영역들(404)을 가진 차량(400)의 도면이 도시되어 있다. 여기서, 차량(400)은 동일한 주파수 도메인에서 송신하는 7개의 액티브 센서(402)를 포함한다. 차량(400)은, 전자기 스펙트럼의 다른 주파수 영역들에서 송신하는 추가 액티브 센서들을 포함할 수 있다. 마찬가지로 차량(400)은 패시브 센서들도 포함할 수 있다.
차량(400)은 전방 영역에 3개의 센서(402), 측면들에 각각 하나의 센서, 그리고 후방 영역에 2개의 센서를 포함한다. 검출 영역들(404) 중 각각 적어도 2개는 적어도 부분적으로 서로 중첩된다. 서로 중첩되는 검출 영역들(404)을 가지며 바로 인접해 있는 2개의 센서(402)는, 본원에서 제안하는 접근법의 경우, 선행 도면들에서 기술한 것처럼, 적어도 시간 갭만큼 상호 오프셋되어 있는 서로 상이한 송신 시점들에서, 그리고/또는 적어도 주파수 갭만큼 서로 이격되어 있는 상이한 순간 주파수들에서 송신한다.
예컨대 전방 중앙 센서(402) 및 측면 센서들(402)처럼, 서로 중첩되지 않는 검출 영역들(404)을 가진 센서들(402)은 동일한 송신 시점에 동일한 순간 주파수로 송신할 수 있다. 예컨대 전방 우측 센서(402)와 후방 좌측 센서(402), 또는 전방 좌측 센서(402)와 후방 우측 센서(402)처럼 차량(400) 상에서 서로 반대 방향으로 배향된 센서들(402)도 마찬가지로 동일한 송신 시점에 동일한 순간 주파수로 송신할 수 있다.
나아가, 시정 영역이 없거나, 서로 중첩되는 매우 작은 시정 영역을 갖는 센서들(402), 즉, 예컨대 차량(400)의 전방 좌측 및 후방 우측에 장착된 센서들(402)은 서로 병행하여 작동될 수 있다.
달리 말하면, 도 4에는 예시로서, 하나의 차량(400) 내에서 센서들(402)이 본원에서 제안하는 방법에 의해 어떻게 동기화될 수 있는지가 도시되어 있다. 여기서는, 3개의 동기화 시점에 의해 7개의 센서(402)가 동기화된다. 도면에서 알 수 있는 것처럼, 동기화 가능성의 확장을 통해, 차량(400) 내에서 서로 교차하는 시정 영역들을 갖는 훨씬 더 많은 수의 센서(402)가 간섭 없이 작동될 수 있다.
마지막으로, "구비하는", "포함하는" 등과 같은 용어들이 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "하나"와 같은 용어들도 복수를 배제하지 않는다는 점을 주지한다. 청구범위 내 도면부호들은 한정으로서 간주되어서는 안된다.

Claims (12)

  1. 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들(404) 및 하나의 공통 주파수 도메인(100)에서 차량(400)의 복수의 센서(402)를 작동하기 위한 방법에 있어서,
    송신 시점(t)에 센서들(402) 중 적어도 2개의 센서가, 주파수 갭(102)에 의해 분리된 순간 주파수들(f1, f2)로 동시에 송신하고, 이때 주파수 갭(102)은 센서들(402)의 적어도 하나의 순간 수신 대역폭(104)을 포함하며, 송신 시점(t)에 이어서 각각의 순간 주파수(f1, f2)는 센서들(402)에 의해 사용되기 위해 시간 갭(106)의 지속 동안 차단되며, 상기 시간 갭(106)은 센서들(402)의 수신 범위에 걸친 적어도 하나의 신호 전파 시간(108)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 센서들(402) 중 하나는 하나의 부분 변조 기간(202) 동안 주파수 도메인(100)의 하나의 부분 주파수 대역(200)에서 변조하며, 부분 변조 기간(202) 이내에 부분 주파수 대역(200)의 모든 주파수가 적어도 한번 순간 주파수(f)로서 송신되는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 센서(402)는 복수의 부분 변조 기간(202)을 포함하는 하나의 전체 변조 기간(206)에 걸쳐 상이한 부분 주파수 대역들(200)에서 순차적으로 송신하며, 이때 하나의 전체 변조 기간(206)의 부분 주파수 대역들(200)은 적어도 주파수 도메인(100) 내에 포함된 모든 주파수 대부분을 커버하는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  4. 제3항에 있어서, 전체 변조 기간(206)의 부분 주파수 대역들(200)이 적어도 부분적으로 서로 중첩되는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 송신 시점(t)에 송신하는 센서들(402)은 서로 중첩 없는 상이한 부분 주파수 대역들(200)에서 송신하는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 송신 시점(t)에 송신하는 센서들(402) 중 적어도 2개는 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 부분 주파수 대역들(200)에서 송신하는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 인접한 부분 주파수 대역(200)은 버퍼 주파수 대역(204)에 의해 서로 이격되는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 센서(402)는 하나의 부분 변조 기간(202) 이내에 부분 주파수 대역(200)을 포괄하는 적어도 하나의 주파수 램프(208)를 송신하는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 송신 시점(t)에 송신하는 센서들(402)의 부분 변조 기간들(202)은 시간 오프셋 방식으로 시작되는, 차량의 복수의 센서의 작동 방법.
  10. 적어도 부분적으로 공간상 서로 일치하는 검출 영역들(404) 및 하나의 공통 주파수 도메인(100)에서 차량(400)의 복수의 센서(402)를 작동하기 위한 장치로서,
    상기 장치는, 상응하는 유닛들 내에서 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하고, 구현하고, 그리고/또는 제어하도록 형성되는, 차량의 복수의 센서의 작동 장치.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하고, 구현하고, 그리고/또는 제어하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 제품.
  12. 제11항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품이 저장되어 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
KR1020207024567A 2018-01-29 2018-11-30 차량의 복수의 센서를 작동하는 방법 및 장치 KR102682267B1 (ko)

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