KR20210042367A

KR20210042367A - 초음파 센서에서 디지털 센서 신호를 제공하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210042367A
Application number: KR1020217007112A
Authority: KR
Inventors: 찰스 씬; 장-프랑수아 바리안트; 안토 미카엘
Original assignee: 발레오 샬터 운트 센소렌 게엠베아
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2021-04-19
Also published as: US20210231785A1; US11852755B2; JP7332681B2; WO2020030328A1; DE102018119533A1; CN112714878A; JP2021533379A; EP3834006A1; KR102559722B1

Abstract

본 발명은 신호 전송을 위해 초음파 센서(16)로부터 신호 수신기(28)로 디지털 센서 신호(DS)를 제공하는 방법에 관한 것으로, 초음파 센서(16)의 바람직하게는 디지털인 출력 신호(OS)를 처리하여 신호 전송을 위한 디지털 센서 신호를 형성한다. 처리는 다음의 단계들을 포함한다: (i) 연속하는 출력 신호(OS)값의 신호 변화량(SC)를 결정하는 단계, (ii) 초음파 센서(16)과 신호 수신기(28)이 알고 있는스케일링 체계에 의해 지정된 가변 스케일링 인자(SF)를 이용하여 상기 신호 변화량(SC)을 스케일링하는 단계, (iii) 스케일링된 신호 변화량을 디지털 센서 신호로서 출력하는 단계.
본 발명은 또한 신호 전송을 위해 초음파 센서(16)로부터 신호 수신기(28)로 디지털 센서 신호(DS)를 생성하기 위한 대응되는 장치(32), 초음파 센서(16) 및 그러한 장치(32)를 포함하는 초음파 센서 기기 및 상응하는 초음파 센서 시스템(14)에 관한 것이다.

Description

초음파 센서에서 디지털 센서 신호를 제공하는 장치 및 방법

본 발명은 신호 수신기로의 신호 전송을 위해 초음파 센서로부터 신호 수신기로 디지털 센서 신호를 제공하는 방법에 관한 것으로, 초음파 센서의 바람직하게는 디지털인 출력 신호를 처리하여 신호 전송용 디지털 센서 신호를 형성한다.

본 발명은 또한 신호 수신기로의 신호 전송을 위해 초음파 센서로부터 디지털 센서 신호를 제공하기 위한 상응하는 장치, 초음파 센서 및 그러한 장치를 포함하는 상응하는 초음파 센서 디바이스, 상응하는 초음파 센서 시스템에 관한 것이다.

독일 특허 DE 10 2008 044 058 B4호는 신호 전송을 위해 초음파 센서로부터의 디지털 센서 신호를 LIN(Local Interconnect Network) 통신을 통해 센서의 제어 유닛으로 제공하기 위한 방법과 시스템을 설명한다. 이 경우에서, 시스템은 센서의 출력신호를 처리하여 LIN 통신을 통한 신호 전송을 위한 디지털 센서 신호를 만들어 낸다.

신호 전송이라는 용어는 일반적으로 정보 및 데이터 전송을 의미한다. 초음파 센서와 이 센서를 담당하는 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit) 사이의 데이터 전송은 현재 표준화된 전송 프로토콜을 사용하여 수행되며, 예를 들어 LIN을 이용한 버스 프로토콜(bus protocol)이 있다.

이를 위해 사용되는 전송 시스템은 시스템의 데이터 전송 속도(data rate)에 따라 제한된다. 초음파 센서 자체는, 높은 샘플링 레이트(sampling rate) 및 높은 양자화(quantization)를 가진 ADC 컨버터(Analogue-to-digital converter)의 도움으로 초음파 신호를 측정 신호로 수신하여 멤브레인 진동(membrane vibration)에 대한 상세한 정보를 가지고 있지만, 오늘날의 시스템에서 제어 유닛에서는 실제 측정 데이터의 손실이 큰 이미지를 사용할 수 있을 뿐이다.

초음파 센서와 제어 유닛 사이의 데이터 전송 속도는 언제나 양자화 및 이용된 샘플링 속도(sampling rate)에 의해 결정된다. 만약 측정 신호(이하에서는 원신호(raw signal) 또는 초음파 센서의 출력 신호로 지칭됨)의 샘플링 레이트가 매우 낮으면(샘플링 레이트가 감소하면 그 결과 필요한 데이터 전송 속도가 감소하는 경우), 정보의 손실로 인해 에일리어싱(aliasing) 또는 해상도가 크게 감소하는 오류가 발생한다. 일반적으로 5개 미만의 적은 비트 수를 사용하는 기존 양자화에서는 높은 양자화 노이즈가 발생하며, 최악의 경우 데이터를 의미 있게 사용할 수 없게 된다. 양자화 노이즈는 특정한 상황들 하에서, 비선형 특성에 의해 개선할 수 있다. 그러나, 이러한 접근은 양자화 비트에 따라 결정되는, 가능한 양자화 상태의 수에 의해 엄격하게 제한된다.

이러한 선행기술을 바탕으로, 본 발명의 목적은 제한된 전송 대역폭으로도 가능한 한 정확하게 센서 신호를 전송할 수 있는 방법을 구체화하는 것이다.

상기 목적은 독립항에 기재된 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 이로운 개선점들은 종속항에서 구체화된다.

본 발명은 신호 수신기로 신호를 전송하기 위해 초음파 센서로부터 디지털 센서 신호를 제공하는 방법으로서, 초음파 센서의 바람직하게는 디지털인 출력 신호를 처리하여 신호 전송을 위한 디지털 센서 신호를 형성하며, 그 처리는 다음 단계를 포함한다. (i) 출력 신호의 연속하는 값의 신호 변화량(signal change)을 결정하는 단계, (ii) 초음파 센서와 신호 수신기가 알고 있는 스케일링 체계에 의해 지정된 가변 스케일링 인자(variable scaling factor)를 이용하여 신호 변화량을 스케일링하는 단계, (iii)스케일링된 신호 변화량을 디지털 센서 신호로 출력하는 단계. 다시 말해, 출력 신호 값, 즉 신호 크기를 (재)스케일링하는 대신, 연속되는(successive) 출력 신호 값의 신호 변화량을 결정하고 스케일링하는 것이다.

만약 신호 전송에 사용할 수 있는 대역폭이 충분히 높고, 결과적인 신호 변화량의 동적 범위(dynamic range)를 미리 알고 있으면, 스케일링은 오직 한 번만 정의되면 된다. 그러나 그러한 상황은 일반적으로 존재하지 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 신호 수신기로의 신호 전송은 사전 정의(predefined)된 대역폭(비트의 수) 및 이 사전 정의된 대역폭에 따라 스케일링 인자의 크기를 조정하는 스케일링 체계를 갖는다. 전송하는 동안의 대역폭이 신호 변화량의 동적 특성(dynamics)에 비해 너무나 명확히 작기 때문에, 통상 반복된 (재)스케일링이 필요하다. 앞서 언급했듯이, 비트의 수는 일반적으로 5 미만이다. 3 비트의 경우 오직 대역폭의 1/8의 해상도만을 달성할 수 있다. 여기서 전송되는 신호 변화량이 상대적으로 높은 동적 특성을 가지고 있다는 사실을 스케일링 인자를 조정함에 있어, 즉 스케일링 인자를 조정함에 있어 반드시 고려해야 한다.

신호를 전송하는 동안 신호 수신기로 스케일링 인자를 부수적으로 추가 전송할 필요가 없도록, 초음파 센서 및 신호 수신기 모두 동일하게 알고 있는 스케일링 체계에 따라 가변 스케일링 인자가 정의된다.

스케일링 인자는 신호 변화량이 사전 정의된 대역폭 상에서 정확하게 전송될 수 있는 방식으로 조정된다. 여기서 다음의 두 인자가 특히 중요하다. (i)언제 조정(adaptation)이 필요하다고 간주되는지에 대한 기준 및 (ii) 이 조정의 "스텝 사이즈(step size)".

본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따르면, 연속적인(continuous) 값들의 시퀀스 내에서 두개의 연속된(successive) 값을 위한 스케일링 인자의 크기는, 연속적인 값들의 시퀀스 내에서 이전에 고려된 마지막 두 신호 변화량의 스케일링된 값이 적어도 사전 정의된 범위 내에서 대역폭 일부를 사용한다면, 그 스케일링 체계에 따라 사전 정의된 대역폭에 맞게 조정된다. 일반적으로 두 가지 범위가 제공된다. 만약 스케일링된 신호 변화량이 첫 번째 범위 내라면, 스케일 업(scale up)될 것이고, 즉 이전에 사용된 것보다 높은 스케일링 인자가 된다. 만약 스케일링된 신호 변화량이 두 번째 범위 내라면, 스케일 다운(scale down)될 것이고, 즉 이전에 사용된 것보다 낮은 스케일링 인자가 된다. 이 첫 번째 범위는 대역폭의 0배부터 x배 사이의 범위이고, 두 번째 범위는 상기 대역폭의 y배부터 1배 사이의 범위이며, x는 0.1<x<0.33, y는 0.66<y<0.9이다. 예를 들어, 만약 대역폭을 20% 미만(x=0.2)으로 사용한다면 스케일링 인자를 증가시켜 스케일 업을 수행하며, 대역폭을 80% 보다 많이(y=0.8) 사용한다면 스케일링 인자를 감소시켜 스케일 다운을 수행하도록 한다.

이제 스케일링 체계에 따른 스케일링 인자의 조정은 오직 마지막으로 스케일링된 신호 변화량(SC)에 따라 좌우되고, 이 말은 마지막 신호 변화량이 결정되고 나서 이 체계에 따라 스케일링된다는 것이다. 디지털 센서 신호를 만들어 내는 장치 및 신호 수신기 모두 스케일링 체계를 알고 있기 때문에, 이들 장치는 스케일링 체계 그 자체 이외에는 신호를 부호화/복호화하기 위해 어떠한 추가 정보도 필요로 하지 않는다.

그러므로, 이 스케일링 체계는 스케일링 인자가 오로지 가장 마지막으로 처리된 스케일링된 신호 변화량 값에 의해서만 결정되는 스케일링 체계이다.

특히, 스케일링 인자의 크기는 조정 도중 최소한 두 배 이상 증가하거나 감소한다. 조정 도중 스케일링 인자의 크기는 바람직하게는 10배의 크기 범위 전체(entire order of magnitude), 즉 10배의 범위 내에서 증가하거나 감소한다. 다시 말해, 조정은 매우 동적이기 때문에, 초음파 센서로부터의 출력 신호가 매우 낮은 대역폭에서도 정확하게 전송될 수 있다.

본 발명의 바람직한 추가 실시예에 따르면, 출력 신호의 신호 변화량은 감산(subtraction)에 의해 결정된다. 이 감산은 감산기 모듈(subtractor module)을 이용하여 간단하게 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 신호 전송은 버스 시스템(BUS system), 특히 LIN 버스 시스템을 통한 데이터 전송(data transmission)이다. LIN 버스로 알려져 있는 Local Interconnect Network(LIN)은 센서와 액츄에이터(actuator) 간의 네트워크를 위한 직렬 통신 시스템, 즉 필드 버스이다. 특히, LIN 버스는 CAN(Controller Area Network) 버스 시스템의 대역폭과 다기능성을 요구하지 않는 경우에 사용된다. 일반적인 적용례는 자동차 부문에서의 네트워킹이다.

데이터 전송은 DSI3 버스 프로토콜에 따른 데이터 전송인 것이 유리하다. 분산 시스템 인터페이스(Distributed Systems Interface, DSI)는 다수의 분산 시스템, 센서 및 액츄에이터를 중앙 제어 유닛에 연결하는 데 사용되는 버스 프로토콜이다. 이것이 유일한 것은 아닐지라도, 이러한 적용례를 위한 프로토콜이다.

본 발명에 따른, 신호 수신기로의 신호 전송을 위해 초음파 센서로부터 디지털 센서 신호를 제공하는 장치는, 초음파 센서의 바람직하게는 디지털인 출력 신호를 처리하여 신호 전송용 디지털 센서 신호를 형성하기 위해 구성되며, (i) 출력 신호의 연속하는 값의 신호 변화량을 결정하고, (ii) 초음파 센서와 신호 수신기가 알고 있는 스케일링 체계에 의해 지정된 가변 스케일링 인자를 이용하여 신호 변화량을 스케일링하며, (iii) 스케일링된 신호 변화량을 디지털 센서 신호로서 출력하도록 구성된다.

위 방법의 설명에 관해 전술한 실시예는 이 장치에도 따라서 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예 중 하나에 따르면, 이 장치가 전술한 방법을 수행하도록 구성된다.

초음파 센서를 포함하는 본 발명에 따른 초음파 센서 디바이스는 또한 초음파 센서에서 디지털 센서 신호를 생성하기 위한 전술한 장치를 구비하며, 이 디바이스는 신호 전송 측면에서 초음파 센서의 다운스트림(downstream)에 연결되어 있다.

본 발명에 따른 적어도 하나의 초음파 센서, 신호 수신기, 특히 제어 유닛을 갖는 자동차를 위한 초음파 센서 시스템은 또한 초음파 센서에서 디지털 센서 신호를 생성하기 위한 전술한 장치를 적어도 하나 구비한다.

본 발명은 바람직한 실시예를 사용하고, 첨부 도면을 참조하여, 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 센서 장치를 갖는 운전자 지원 시스템(driver assistance system)을 구비한 자동차를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 초음파 센서에서 디지털 센서 신호를 생성하는 장치의 등가 회로도를 도시한다.
도 3은 원래의 센서 출력 신호와 전송 후 재구성된(reconstructed) 신호의 비교를 시간에 따른 표현으로 도시한다.

도 1은 본 명세서에서는 승용차(passenger vehicle)로 구현된 자동차(10)의 평면도를 도시한다. 자동차(10)는 자동차를 운전할 때 운전자를 보조하는 역할을 하는 운전자 지원 시스템(12)을 포함한다. 특히, 운전자 지원 시스템(12)는 주차 지원 시스템(parking assistance system)으로 구체화될 수 있으며, 이에 의해 운전자는 자동차(10)를 주차 공간에 주차할 때 및/또는 주차 공간에서 벗어날 때 도움을 받을 수 있다.

운전자 지원 시스템(12)은 초음파 센서 시스템(14)을 포함한다. 초음파 센서 시스템(14)는 적어도 하나의 초음파 센서(16)을 구비한다. 본 예시적인 실시예에서, 초음파 센서 시스템(14)은 12개의 초음파 센서(16)을 포함한다. 이와 관련해서, 6개의 초음파 센서(16)는 자동차(10)의 전방 영역(18)에 배치되고, 6개의 초음파 센서(16)는 자동차(10)의 후방 영역(20)에 배치된다. 특히, 초음파 센서(16)는 자동차(10)의 범퍼에 탑재될 수 있다. 이와 관련해서, 상기 초음파 센서(16)는 적어도 범퍼의 홈 또는 관통 개구부(through-opening)들 중 대응하는 것의 특정 영역에 배치될 수 있다. 또한, 초음파 센서(16)가 범퍼 뒤에 감추어지는 방식으로 배치되어 제공될 수도 있다. 기본적으로, 초음파 센서(16)는 또한 자동차(10)의 추가 패널링 구성요소에도 배치될 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(16)는 자동차(10)의 문에 배치되거나, 문 뒤편에 숨겨질 수도 있다.

자동차(10) 주변 영역(24)에 있는 적어도 하나의 물체(22)를 표현하는 센서 신호는 각각의 초음파 센서(16)을 사용하여 만들어 질 수 있다. 물체(22)는 주변 영역(24) 안에 개략적으로 도시된다. 센서 신호를 결정하기 위해, 각각의 초음파 센서(16)에서 초음파 신호를 방출할 수 있다. 그 후에, 물체(22)에서 반사된 초음파 신호를 재차 수신할 수 있다. 초음파 센서와 물체 사이 거리는 초음파 신호의 방출 및 물체(22)에서 반사된 초음파 신호의 수신 사이에 소요된 시간을 기초로 하여 결정될 수 있다. 또한 서로 다른 초음파 센서(16)에 의해 결정되는 각각의 거리가 고려될 수 있다. 그러므로 자동차(10)와 물체(22) 사이의 상대적인 위치는 삼변 측량(trilateration)에 의해 결정될 수 있다. 또한 초음파 센서(16) 중 하나에 의해 방출된 초음파 신호를 다른 초음파 센서(16)가 수신할 수도 있다. 이것을 교차 측정(cross measurement)이라고 한다.

게다가, 초음파 센서 시스템(14)는 신호 수신기(28)로서 전자 제어 유닛(26)을 포함하며, 이 제어 유닛은 데이터 라인(data line)(30) 또는 버스 시스템(라인(30)은 도 2에 도시됨)을 통한 데이터 전송을 위해 초음파 센서(16)와 연결된다. 각각의 초음파 센서(16)에 의해 결정되는 센서 신호는 데이터 라인(30)을 통해 신호 수신기(28)인 제어 유닛(26)에 전송된다. 센서 신호에 기초하여, 제어 유닛(26)은 물체(22)가 주변 영역(24)에 위치하고 있는지 확인할 수 있고, 물체(22)가 주변 영역 내 어디에 위치하고 있는지도 확인할 수 있다. 그러면 운전자 지원 시스템(12)은 자동차(10)의 운전자에게 결과를 출력하기 위해 그 정보를 사용할 수 있다. 게다가 운전자 지원 시스템(12)은, 적어도 하나의 감지된 물체(22)에 따라, 자동차(10)를 자율적으로 또는 적어도 반자율적으로(semi-autonomously) 조종하기 위해 조향 시스템(steering system), 제동 시스템(brake system) 및/또는 구동 엔진(drive engine)에 개입할 수 있다.

도 2는 출력 신호(OS)(또는 원신호)로 지칭되는, 초음파 센서(16)의 본래 측정 신호로부터 디지털 센서 신호(DS)를 제공하기 위한 장치(32)를 도시한다. 그러면 디지털 센서 신호(DS)는 예를 들어 LIN 버스(LIN : Local Interconnect Network) 데이터 라인(30)을 통해 신호 수신기(28)로서의 제어 유닛(26)에 전송된다. 이를 위해, 이 장치(32)는 초음파 센서(16)로부터의 출력 신호(OS)를 처리하여 제한된 전송 속도(transmission rate)로 신호를 전송하기 위한 디지털 센서 신호(DS)를 형성한다. 이러한 경우, 출력 신호(OS)의 연속된 값(진폭)의 신호 변화량(SC)은 감산기(34)와 이전 출력 신호값을 고정하는 고정 요소(holding element)(여기엔 도시되어 있지 않음)를 이용하여 결정되고, 감산기(34)는 그 결과를 이용하여 출력 신호(OS)의 이전 값과 현재 값 사이의 차이, 즉 출력 신호(OS)의 신호 변화량(SC)을 결정한다. 그러면 이 신호 변화량(SC)은 스케일러(36)에 의해 그에 따라 스케일링 되고, 디지털 센서 신호(DS)로서 전송이 가능하게 된다. 스케일러(36)는 양자화 스텝 사이즈(quantization step size)를 스케일링/조절할 수 있는 양자화기(quantizer)의 한 종류이다.

이 신호(OS)의 스케일링 진폭값(여기서 신호 변화량의 스케일링을 수행하는 대신)은, 특히 초음파 반향(echo)의 경우 전송 중 멤브레인(membrane)이 진동할 때 높은 진폭 편위(excursion)가 발생하면서, 주변 반향의 출력 신호(RS)는 일반적으로 훨씬 낮다는 단점이 있다.

신호 변화량(SC)는 초음파 센서(16)과 신호 수신기(28)가 알고 있는 스케일링 체계에 의해 지정된 가변 스케일링 인자(SF)를 통해 스케일링된다. 이 스케일링 체계는 디지털 센서 신호(DS)를 생성하기 위한 장치(32)의 데이터 메모리(38) 및 제어 유닛(26)의 데이터 메모리(40) 양쪽에 스케일링 조정(adaptation) 프로토콜로 저장되어 있다.

이 스케일링 체계에 따르면, 연속적인 시퀀스에서 가장 마지막으로 고려된 두 값의 신호 변화량을 스케일링한 것이 대역폭 상한 또는 하한에서 최소 하나의 사전 정의된 범위 내에 있는 대역폭의 일부를 사용하는 경우, 연속적인 값들의 시퀀스 내에서 두 개의 연속되는 값을 위한 스케일링 인자(SF)의 크기는 사전 정의된 대역폭으로 조정된다. 대역폭의 적은 부분, 예를 들어 20% 미만을 사용하는 경우는 스케일링 업이 수행되고, 대역폭의 많은 부분, 예를 들어 80% 이상을 사용하는 경우는 스케일링 다운이 수행된다.

도 3은 센서의 원래 출력 신호(OS)와 전송된 디지털 센서 신호(DS)로부터 다시 만들어진 신호(RS)와의 비교를 시간에 따른 표현으로 도시한다. 다시 말해, 센서의 원래 출력 신호(OS)와 전송된 디지털 센서 신호(DS)로부터 재구성 신호(RS)는 여기서 시간 t에 따라 각각의 신호 진폭 A가 표시된 그래프로서 도시된다. 여기서 도시된 재구성 신호(RS)는 DSI 버스 동작을 통해 전송된 디지털 센서 신호(DS)로부터 비롯된 것이며, 샘플링 주파수가 먼저 나뉜 다음 전술한 방법에 따라 DSI3로 부호화 및 복호화된다.

이 비교는 이러한 방법으로 재구성된 신호(RS)가 3 비트만으로도 원래 신호를 얼마나 잘 추종하는지 도시한다.

여기서 설명된 본 방법의 특성 및 이로운 효과를 아래에 다시 간략하게 약술한다.

본 전자 센서 장치는 특정 주파수에서 진동 진폭(vibration amplitude)을 샘플링한다(도 3의 OS 그래프). 진동 진폭의 샘플 대신, 진동 진폭의 연속된 두 샘플의 차이, 즉 신호 변화량(SC)이 (디지털 센서 신호(DS)로서) 전송되는 것이다.

모든 차이값, 즉 모든 신호 변화량(SC)는 고정된 비트 수(예 : 3비트)로 부호화된다.

그러나 차이값(신호 변화량(SC))을 3 비트로 스케일링하는 것은 고정적이지 않으며, 양 쪽(신호 전송기로서의 초음파 센서 디바이스(16, 32) 및 수신기로서 제어 유닛(26))이 알고 있는 프로토콜, 즉 스케일링 체계를 따른다.

스케일링 조정 프로토콜 또는 스케일링 체계에 따른 조정은 오직 마지막으로 전송된 3 비트의 스케일링된 신호 변화량(SC)에만 종속된다. 스케일링 조정 프로토콜 또는 스케일링 체계는 수신기도 알고 있기 때문에, 또 다른 정보를 전송할 필요가 없다.

스케일링 조정 프로토콜은 마지막 3 비트의 차이값과 마지막 스케일링 인자(SF)("스케일링 레벨", 아래에서 간단하게 n이라고 지칭하며, 이 경우 스케일링 조정 프로토콜 또는 스케일링 체계는 전송기와 수신기에 로컬(local)로 저장되어 있음)를 입력값으로 취하고, 새로운 조정된 스케일링 인자(SF)를 출력값으로 제공한다. 전술한 3 비트에 따른 결과는 예를 들어 다음과 같다.

● 값 0 및 7(가장 심한 증가/가장 심한 감소): n = n + step_up(예를 들어 step_up = 4);

● 값 3, 4 및 5(거의 없는 증가/거의 없는 감소) : n = n - step_down(예를 들어 step_down = 2);

● n은 1과 max_scaling_level 사이로 제한된다(예를 들어 max_scaling_level = 12);

● 각각의 스케일링 수준은 여기서 f(n)이라고 불리는 진폭값을 포함한다(n은 스케일링 인자이다);

● 이 차이값을 3 비트로 선형 변환하는 것이 주 인자(main factor)인 f(n)과 함께 사용된다. 예를 들면,

● 값 3의 3비트 값(011)은 -f(n)/2부터 +f(n)/2 사이의 차이값을 제공한다(즉, 전혀 또는 거의 차이가 없음);

● 값 7은 4*f(n)-f(n)/2보다 많은 차이값을 제공한다(표현될 수 있는 가장 큰 차이로서, 3 비트 값은 포화(saturation)에 이를 것이다.);

● 값 0은 -3*f(n)+f(n)/2보다 적은 차이값을 제공한다(표현될 수 잇는 가장 작은 차이로서, 3 비트 값은 포화에 이를 것이다.); 등등.

●f의 예시 : f(n)=scaling_factor*n3/2(예를 들어 scaling_factor=4)

1과 max_scaling_level 사이에 있는 모든 n에 대한 f(n)값은 부호화/복호화를 하는 동안 구동 시간을 단축하기 위해 사전에(예를 들어 초기화 과정 중) 계산된다. f에 대한 이 예시적 변형은 또한 스케일링 시 n이 증가하는 경우 빠른 증가를 허용한다.

●부호화를 하는 동안, 수신기(28)에 의해 복호화되는 값은 병렬 방식으로(parallel manner) 계산되고, 그에 따라 상기 차이는 다음 샘플을 이용하여 계산된다. 이것은 전체 부호화/복호화 과정의 일반적인 정확도를 개선하고, 복호화를 하는 도중에 슬로우 드리프팅(slow drifting)를 가능하게 한다.

● 복호화를 하는 도중, 첫 번째 값은 0인 것으로 가정한다. 대부분의 경우, 그러한 가정은 실제로 타당하다. 이것은, 처음에 시작값을 보내지 않아도 된다는 것을 의미한다. 전송된 디지털 신호의 처음 전송값은 바로 첫 번째 차이값, 즉 0과 진폭값의 두 번째 샘플과의 차이값이 될 수 있다.

10 자동차
12 운전자 지원 시스템
14 초음파 센서 시스템
16 초음파 센서
18 전방 영역
20 후방 영역
22 물체
24 주변 영역
26 제어 유닛
28 신호 수신기
30 데이터 라인
32 디지털 센서 신호를 생성하기 위한 장치
34 감산기
36 스케일러
38 데이터 메모리
40 데이터 메모리
A 진폭
DS 전송을 위한 디지털 센서 신호
OS 센서의 출력 신호
RS 신호 수신기에서 재구성된 신호
SC 신호 변화량(출력 신호)
SF 스케일링 인자
t 시간

Claims

신호 수신기(28)로의 신호 전송을 위해 초음파 센서(16)로부터 디지털 센서 신호(DS)를 제공하는 방법 - 상기 방법은 초음파 센서(16)의 바람직하게는 디지털인 출력 신호(OS)를 처리하여 신호 전송용 디지털 센서 신호를 형성함- 으로서,
상기 출력 신호(OS)의 연속된 값의 신호 변화량(SC)을 결정하는 단계와,
상기 초음파 센서(16) 및 상기 신호 수신기(28)가 알고 있는 스케일링 체계(scaling scheme)에 의해 지정된 가변 스케일링 인자(SF)를 이용하여 상기 신호 변화량(SC)을 스케일링하는 단계와,
상기 스케일링된 신호 변화량(SC)를 상기 디지털 센서 신호(DS)로서 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
방법.
제 1항에 있어서,
상기 신호 수신기로의 상기 신호 전송은 사전 정의된 대역폭을 가지며,
상기 스케일링 인자(SF)의 크기가 상기 스케일링 체계에 의해 상기 사전 정의된 대역폭에 맞게 조정되는 것을 특징으로 하는
방법.
제 2항에 있어서,
상기 출력 신호(OS)의 연속적인 값의 시퀀스에서의 두 연속된 값을 위한 상기 스케일링 인자(SF)의 크기는,
상기 연속적인 시퀀스에서 가장 마지막으로 고려된 두 값의 상기 스케일링된 신호 변화량이, 적어도 사전 정의된 범위 내에서 상기의 대역폭 일부를 사용하는 경우, 상기 스케일링 체계에 따라 상기 사전 정의된 대역폭에 맞게 조정되는 것을 특징으로 하는
방법.
제 1 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스케일링 인자(SF)의 크기는 상기 조정 동안 최소한 두 배 이상 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는
방법.
제 1 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력 신호(OS)의 상기 신호 변화량(SC)은 감산에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는
방법.
제 1 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호 전송은 특히 LIN 버스 시스템과 같은 버스 시스템을 통한 데이터 전송인 것을 특징으로 하는
방법.
제 6항에 있어서,
상기 데이터 전송은 DSI3 버스 프로토콜에 따른 데이터 전송인 것을 특징으로 하는
방법.
신호 수신기(28)로의 신호 전송을 위해 초음파 센서(16)로부터 디지털 센서 신호(DS)를 제공하는 장치(32) - 상기 장치는 초음파 센서(16)의 바람직하게는 디지털인 출력 신호(OS)를 처리하여 신호 전송용 디지털 센서 신호(DS)를 형성하기 위해 구성됨 - 로서,
상기 출력 신호(RS)의 연속된 값의 신호 변화량(SC)을 결정하고;
상기 초음파 센서(16) 및 상기 신호 수신기(28)가 알고 있는 스케일링 체계에 의해 지정된 가변 스케일링 인자(SF)를 이용하여 상기 신호 변화량을 스케일링하며;
상기 스케일링된 신호 변화량(SC)을 상기 디지털 센서 신호(DS)로서 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
장치.
초음파 센서 디바이스로서,
초음파 센서(16)와,
상기 초음파 센서(16)와 신호 전송을 위해 다운스트림에 연결된 제 8항에 따른 장치(32)를 포함하는
초음파 센서 디바이스.
차량(10)용 초음파 센서 시스템(14)로서,
적어도 하나 이상의 초음파 센서(16)와,
신호 수신기(28)와,
특히 제어 유닛(26)과,
제 8항에 따른 장치(32)를 적어도 하나 포함하는
초음파 센서 시스템.