KR20210148348A - 차량에 장착된 초음파 센서에 의해 수신된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이를 평가하는 방법 및 장치 - Google Patents

차량에 장착된 초음파 센서에 의해 수신된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이를 평가하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량 주변에 있는 물체(30)의 물체 높이(H)를 평가하는 방법에 관한 것으로, 상기 평가는 차량에 배치된 초음파 센서(12)에 의해 검출되는 초음파 신호를 이용하여 수행된다. 측정 주기 내에서 제1 초음파 신호(13)가 물체의 에지 반사로서 또는 직접 전달 에코로서 검출된다. 그로부터 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산된다. 예상 윈도우 내에서 검출되는 제2 초음파 신호(14)는 제1 초음파 신호에 속하는 내부 코너 반사로 인식되고, 상기 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호가 결합되어 신호 그룹을 형성한다. 각각의 초음파 신호에 대해 이제 유의성(significance)이 결정된다. 유의성의 비교를 통해 신호 그룹이 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당된다. 제1 에코 그룹과 제2 에코 그룹에 대한 할당 비율은 특정 측정 주기 수에 의해 결정되며, 제1 비율 및 제2 비율에 따라 물체 높이(H)의 평가가 수행된다.

Description

차량에 장착된 초음파 센서에 의해 수신된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이를 평가하는 방법 및 장치
본 발명은, 복수의 연속하는 측정 주기 동안 차량에 장착된 초음파 센서에 의해 수신된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이를 평가하는 방법 및 상응하는 장치에 관한 것이다.
종래 기술로부터 각각 초음파 기반 운전자 지원 기능을 제공하는 차량용 운전자 지원 시스템이 공지되어 있다. 이러한 운전자 지원 시스템은 예컨대, 차량의 자율 주차 또는 자율 출차를 보장하는 주차 또는 출차 지원을 제공하는 운전자 지원 기능을 포함하며, 여기서는 해당 차량의 종방향 및 횡방향 제어에 대한 자동 개입이 수행된다.
앞서 언급한 운전자 지원 기능의 안전성 측면이 점차 증대됨에 따라, 차량의 초음파 센서에 의해 검출된 물체를 평가하여 그 높이가 얼마나 되는지, 그리고 차량이 상기 물체를 안전하게 넘어갈 수 있는지를 판단하는 것이 매우 중요하다.
도로면에 대해 수직인 방향으로 연장되는 물체, 특히 벽(wall) 유형의 물체의 경우, 송신된 초음파 신호로부터 일반적으로 복수의 에코 신호가 수신된다. 예를 들어, 전파 시간차로부터 원칙적으로 물체 높이가 추정될 수 있다. 그러나 바로 벽 유형의 물체의 경우, 벽의 상단 에지로부터 초음파 센서로 반사되는 초음파 신호는 상기 물체의 반사 특성으로 인해, 이른바 내부 코너, 즉, 물체와 지면의 접촉 영역으로부터 초음파 센서로 반사되는 초음파 신호보다 훨씬 더 약할 수 있다는 문제가 발생한다.
공보 DE 10 2012 211 293 A1호로부터 적어도 하나의 초음파 센서가 장착된 차량의 주변 검출 시스템을 작동하는 방법이 공지되어 있다. 여기서는 초음파 센서가 주파수 변조 초음파 신호를 송신한다. 또한, 상기 초음파 센서 및/또는 하나 이상의 추가 초음파 센서가 상기 송신된 초음파 신호를 수신한다. 이 방법에서는 초음파 신호가 필터링됨으로써 지면 초음파 신호 성분이 억제된다. 수신된 초음파 신호를 토대로 진폭 정보 및 위상 정보가 결정된다. 또한, 시간의 함수로서 지면 클러터 엔벨로프 곡선이 결정된다. 또한, 진폭 정보, 위상 정보 및 바람직하게는 지면 클러터 엔벨로프 곡선에 따라서도 변하는 신호 평가 함수가 결정된다. 동일한 문헌으로부터 상응하는 주변 검출 시스템도 공지되어 있다.
DE 10 2015 209 939 A1호로부터는 초음파 신호의 유의성(significance)을 평가하는 방법이 공지되어 있으며, 여기서는 차량에 장착된 초음파 센서에 의해 측정 주기 동안 초음파 신호가 수신된다. 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성은 수신 신호에 포함된 정보를 포함하는 하나 이상의 매개변수에 따라 평가된다. 수신 신호는 초음파 센서에 의해 측정 주기동안 수신된 초음파 신호로부터 생성된다. 수신된 초음파 신호의 유의성은, 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사되어 발생할 확률을 나타낸다.
본 발명은, 차량 주변에 있는 물체의 물체 높이를 평가하는 방법에 관한 것으로, 상기 평가는 차량에 배치된 초음파 센서에 의해 검출되는 초음파 신호를 이용하여 수행된다.
측정 주기 내에서 제1 초음파 신호가 물체의 에지 반사(edge reflection)로서 또는 직접 전달 에코(directly traveling echo)로서 검출된다. 그로부터 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산된다. 예상 윈도우 내에서 검출되는 제2 초음파 신호는 제1 초음파 신호에 속하는 내부 코너 반사로 인식되고, 상기 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호가 결합되어 신호 그룹을 형성한다. 각각의 초음파 신호에 대해 이제 유의성(significance)이 결정된다. 유의성의 비교를 통해 신호 그룹이 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당된다.
제1 에코 그룹과 제2 에코 그룹에 대한 할당 비율은 특정 측정 주기 수에 의해 결정되며, 제1 비율 및 제2 비율에 따라 물체 높이의 평가가 수행된다.
본 발명에 따른 방법은 하기의 단계를 갖는다:
하나의 측정 주기 내에서 하기 단계들이 수행된다:
a. 제1 초음파 신호가 물체의 에지 반사로서 또는 직접 전달 에코로서 검출되는 단계;
b. 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산되는 단계;
c. 제2 초음파 신호를 검출하는 단계;
d. 예상 윈도우 내에서 제2 초음파 신호가 검출되면, 제2 초음파 신호를 제1 초음파 신호에 속하는 내부 코너 반사로 식별하고, 상기 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호를 결합하여 신호 그룹을 형성하는 단계;
e. 제1 초음파 신호의 제1 유의성 및 제2 초음파 신호의 제2 유의성을 결정하는 단계로서, 검출된 각각의 초음파 신호의 유의성은 상기 검출된 초음파 신호가 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사된 것일 확률을 나타낸다.
f. 차량 주변에 있는 물체에 신호 그룹을 할당하는 단계;
g. 제1 유의성과 제2 유의성을 비교하고, 상기 비교를 토대로 상기 신호 그룹을 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당하는 단계로서, 특정 횟수의 측정 주기 이후 하기의 단계가 수행된다:
- 특정 횟수의 측정 주기에 걸쳐 제1 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제1 비율을 결정하는 단계;
- 특정 횟수의 측정 주기에 걸쳐 제2 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제2 비율을 결정하는 단계;
- 제1 비율 및 제2 비율에 따라 물체 높이를 평가하는 단계.
우선, 검출된 초음파 신호가 반사된 물체가 배리어(barrier) 유형의 물체라고 가정한다. 배리어 유형이란, 물체가 도로 표면에 대해 수직인 연장부 및 (예컨대 기둥과 대조적으로) 길이 방향으로도 소정의 연장부를 가짐을 의미한다. 배리어 유형의 물체에 대한 예로는 석벽, 건물 외벽 또는 높은 연석이 있다.
따라서 하나의 측정 주기 동안 먼저 제1 초음파 신호의 검출이 수행된다. 반사하는 물체의 높이가 센서의 설치 높이보다 낮은 경우, 상기 초음파 신호는 에지 반사를 나타내고, 센서의 설치 높이보다 더 높은 높이를 갖는 물체의 경우에는 상기 초음파 신호가 물체의 표면으로부터 직접 출사된 에코를 나타낸다. 두 가지 경우 모두, 시간상 첫 번째로 검출된 에코 신호에 해당하는데, 이는 상기 신호를 유발하는 음향파가 상기 두 경우 모두에서 센서까지 최단 경로를 이동하기 때문이다. 이어서 물체의 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산된다. 예상 윈도우란, 이전에 검출된 제1 초음파가 에지 반사이거나 이른바 직접 전달 에코라고 가정할 때, 내부 코너 반사, 즉, 물체가 지면에 서 있는 공간 영역으로부터 나오는 에코 신호가 예상되는 측정 주기 이내의 정의된 시간 간격을 말한다. 이 경우, 예상 윈도우의 한계는 예컨대 설치 높이와 같은 초음파 센서의 기하학적 조건 및 물체가 배리어 유형의 물체라는 가정을 토대로 계산될 수 있다. 이제, 앞서 계산된 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우 내에 있는 제2 초음파 신호가 검출되면, 상기 제2 초음파 신호는 제1 초음파 신호에 속하는 내부 코너 반사로 식별되고, 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호를 결합하여 신호 그룹이 형성된다.
계속해서, 제1 초음파 신호의 제1 유의성 및 제2 초음파 신호의 제2 유의성이 결정되며, 검출된 각각의 초음파 신호의 유의성은 상기 검출된 초음파 신호가 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사된 것일 확률을 나타낸다.
신호 그룹은 예를 들어 삼각 측량을 통해 차량 주변에 있는 물체에 할당된다. 계속해서 제1 유의성과 제2 유의성의 비교가 수행된다. 비교에 따라 신호 그룹이 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당된다. 이때, 제1 에코 그룹은 제1 유의성과 제2 유의성 사이의 비율 및/또는 차이가 특정 높이 임계값보다 더 높은 높이를 갖는 물체를 가리키도록 정의될 수 있다. 제2 에코 그룹은 제1 유의성과 제2 유의성 간의 비율 및/또는 차이가 특정 높이 임계값보다 더 낮은 높이를 갖는 물체를 가리키도록 정의될 수 있다.
전술한 단계 a 내지 g는 복수의 측정 주기동안 수행된다. 특정 횟수(x)의 측정 주기에 걸쳐 제1 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제1 비율 및 제2 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제2 비율이 결정된다. 예를 들어, 제1 및 제2 비율이 x=16회의 측정 주기에 걸쳐 결정될 수 있다. 특히 제1 비율 및 제2 비율은 마지막 x회의 측정 주기에 걸쳐 연속으로(단속 없이) 결정된다. 이제 제1 비율 및 제2 비율에 따라, 특히 차량이 물체를 안전하게 넘어갈 수 있는지의 여부와 관련하여, 물체 높이가 평가된다.
따라서, 검출된 초음파 신호들 상호 간의 유의성 비율 또는 유의성 편차를 고려하여, 검출된 제1 초음파 신호(에지 반사 또는 직접 에코)와 더 낮은 배리어에서 검출된 제2 초음파 신호(내부 코너) 사이의 기하학적 관계의 표적 사용이 수행된다.
바람직하게는, 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 제1 초음파 신호의 전파 시간, 도로면 위로 측정된, 초음파 센서의 차량 설치 높이, 및/또는 최저 물체 높이에 기반하여 계산되며, 최저 물체 높이는 특히 차종에 따라 결정되고, 특히 물체를 넘어갈 수 있는 가능성에 대한 상한값을 나타낸다. 최저 물체 높이는 예컨대 일반 승용차의 경우 30cm일 수 있다. 초음파 센서의 설치 높이는 예컨대 45cm일 수 있다. 이 경우, 제1 초음파 신호의 전파 시간은 물체로부터 초음파 센서의 거리, 특히 최단 거리를 나타낸다.
본 발명의 한 가능한 실시예에서 예상 윈도우는, 결정된 최저 물체 높이로부터 상기 예상 윈도우의 하한이 계산되고, 물체의 높이가 센서 설치 높이와 같거나 더 높다는 가정하에 예상 윈도우의 상한이 계산되도록 설계된다. 상기 2개의 값 모두, 공차를 갖는 잠재적인 측정 오류에 기초하여 계산되어야 한다. 물체의 높이가 센서 설치 높이보다 낮다면, 에코는 예상 윈도우 내에 놓인다.
종래 기술, 특히 DE 10 2015 209 939 A1호로부터, 해당 초음파 신호가 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사된 것일 확률을 나타내는 유의성을 초음파 신호에 할당하는 다양한 방법이 공지되어 있다.
바람직하게, 제1 초음파 신호의 유의성 및/또는 제2 초음파 신호의 유의성은 수신 신호에 포함된 정보를 포함하는 하나 이상의 매개변수, 특히 진폭 및/또는 상관 인자에 따라 결정된다. 이 경우, 수신 신호는 초음파 센서에 의해 측정 주기동안 수신된 초음파 신호로부터 생성된다.
유의성은 특히 하기의 방식으로 결정된다:
초음파 센서에서부터 상기 초음파 센서의 최대 도달 거리까지 연장되는 공간 영역을 연속적이며 서로 바로 이어지는 복수의 부분 영역으로 분할하고,
상응하는 초음파 신호가 생성된 부분 영역의 포지셔닝에 따라, 사전 정의된 매개변수 그룹으로부터, 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성을 평가하는 데 사용될 하나 이상의 매개변수를 선택한다.
특히 바람직하게는, 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성은 복수의 이산 유의성 레벨을 가진 유의성 척도(significance scale)를 이용하여 평가되며, 초음파 신호에 특정 유의성 레벨이 할당됨으로써, 제1 초음파 신호의 유의성 및/또는 제2 초음파 신호의 유의성이 결정된다.
이 경우, 특히 제1 유의성 레벨 "낮음", 제2 유의성 레벨 "보통", 제3 유의성 레벨 "높음", 그리고 제4 유의성 레벨 "매우 높음"을 포함하는 4개의 유의성 레벨이 제공되며, 유의성 레벨 "낮음"은, 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 낮다는 것을 나타내고, 유의성 레벨 "보통"은, 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 보통 수준임을 나타내며, 유의성 레벨 "높음"은, 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 높다는 것을 나타내고, 유의성 레벨 "매우 높음"은, 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 매우 높다는 것을 나타낸다.
예컨대 유의성 레벨은 하기의 확률에 대응될 수 있다:
낮음: 30 내지 50%
보통: 51 내지 70%
높음: 71 내지 90%
매우 높음: 91 내지 100%
검출된 초음파 신호의 유의성을 결정하고 평가하는 또 다른 가능성 및 실시예가 DE 10 2015 209 939 A1호에 명시되어 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 제1 유의성과 제2 유의성 간 차이가 작은 경우, 특히 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호가 동일한 유의성 레벨을 갖거나, 제1 초음파 신호가 매우 높은 유의성, 특히 유의성 레벨 "매우 높음"을 갖는 경우, 상기 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호를 포함하는 신호 그룹이 제1 에코 그룹에 할당된다. 제1 에코 그룹으로의 신호 그룹의 할당은 다소 높은 물체를 가리킨다.
더 바람직하게는, 제1 초음파 신호가 낮은 유의성, 특히 유의성 레벨 "낮음"을 가지고, 제2 초음파 신호가 제1 초음파 신호에 비해 높은 유의성, 특히 유의성 레벨 "높음" 또는 "매우 높음"을 갖는 경우, 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호를 포함하는 신호 그룹이 제2 에코 그룹에 할당된다. 제2 에코 그룹으로의 신호 그룹의 할당은 다소 낮은 물체를 가리킨다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 제1 에코 그룹으로 신호 그룹을 할당하는, 결정된 제1 비율을 제1 임계값과 비교함으로써, 물체 높이가 평가된다. 추가로 또는 대안적으로, 제2 에코 그룹으로 신호 그룹을 할당하는, 결정된 제2 비율을 제2 임계값과 비교한다. 추가로 또는 대안적으로, 제1 비율과 제2 비율의 합을 제3 임계값과 비교할 수도 있다. 이 경우, 바람직하게는 제3 임계값이 제1 임계값보다 더 크고, 제2 임계값보다 더 크다. 그럼으로써, 모든 측정이 동일한 물체와 관련되는 빈번한 경우에도 두 에코 그룹 모두에 대해 0보다 큰 비율이 측정된다는 사실이 고려되며, 이는 시야각에 따라 에코 진폭 및 그와 더불어 유의성이 변할 수 있다는 데 기인한다. 개별 신호 그룹의 에코 그룹을 변경하면 이제 상기 신호 그룹은 상응하는 다른 에코 그룹에서 배제되고, 임계값을 초과하는 데 필요한 비율이 경우에 따라 달성되지 않는다. 이러한 이유로, 바람직하게는 상기 두 비율의 합도 계산되며, 이때, 잘못된 평가 결과(False Positives)가 도출되는 것을 피하기 위해, 상응하는 제3 임계값이 제1 및 제2 임계값보다 더 높게 선택된다.
특히, 석벽과 같이 강하게 구조화된 배리어 유형의 물체는 2개 이상의 에코 신호를 제공할 수도 있다. 이 경우, 하나 이상의 제2 초음파 신호가 제1 초음파 신호와 결합되어 신호 그룹을 형성하고, 적어도 시간상 마지막으로 검출된, 그룹의 제2 초음파 신호가 예상 윈도우 내에 있는 것이 유리하다. 이러한 신호 그룹을 에코 그룹들 중 하나에 할당하면, 신호 그룹에 포함된 모든 초음파 신호의 유의성이 평가되고 비교될 수 있다.
물체가 예컨대 30cm의 정해진 최저 물체 높이보다 더 높은 물체로 평가되면, 경고가 트리거될 수 있다.
바람직하게는, 제1 비율 및 제2 비율에 따른 물체 높이의 평가는 차량이 움직이고 있을 때에만 수행된다. 대안적으로, 차량이 정지해 있을 때 측정되는 경우, 평가 시 제1 임계값 및/또는 제2 임계값 및/또는 제3 임계값에 대해 더 높은 평가 임계값이 설정될 수 있다. 이로써 물체 높이의 잘못된 평가가 방지된다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 초음파 신호를 송신하고, 송신된 초음파 신호가 물체에서 반사되어 발생한 초음파 신호를 검출하도록 형성된 하나 이상의 초음파 센서와; 전술한 것처럼 구성된, 초음파 센서에 의해 검출된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이를 평가하기 위한 방법을 수행하도록 형성된 컴퓨터 유닛;을 포함하는 차량용 초음파 센서 시스템이 제안된다.
본 발명의 제3 양태에 따라, 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 경우 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제안된다.
본 발명은, 특히 센서 설치 높이보다 높이가 낮은 작은 옹벽 또는 배리어와 같이, 넘어갈 수 없게 지면에 서 있는 물체의 강건한 분류를 허용하고, 그에 따라 차량의 손상을 방지하는 데 확실하게 도움이 된다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예들을 더 상세히 설명한다.
도 1에는, 각각 초음파 센서로부터의 거리의 함수로서, 측정 주기 동안 발생하는 초음파 신호의 수신 신호 및 이 수신 신호에 포함된 위상 정보의 프로파일이 도시되어 있다.
도 2에는 초음파 센서가 배치된 차량이 배리어 유형의 물체에 접근할 때의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 3은 상이한 측정 주기의 제1 및 제2 초음파 신호를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 설명하는 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 대한 이하의 설명에서, 동일한 구성요소는 동일한 참조부호로 표시되며, 이들 구성요소에 대한 중복 설명은 생략한다. 도면들은 본 발명의 대상을 개략적으로만 도시한 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따라 수행될, 측정 주기 동안 차량에 장착된 초음파 센서에 의해 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성의 평가를 도 1과 관련하여 설명한다. 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성은, 상기 초음파 신호가 측정 주기의 시작 시 초음파 센서에 의해 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사되어 발생한 것일 확률을 나타낸다. 상기 하나 이상의 물체는 차량 주변에 존재한다. 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사되어 발생하는 각각의 수신된 초음파 신호를 이하 물체 에코 신호라고도 한다.
도 1은, 초음파 센서까지의 거리의 함수로서, 측정 주기 동안 발생하는 초음파 센서의 수신 신호(ES)의 신호 강도의 프로파일을 도시한 다이어그램(10)을 포함한다. 여기서, 초음파 센서까지의 거리의 거리값 범위는 0의 최소 거리값부터 최대 거리값(dmax)까지 연장된다. 최대 거리값(dmax)은 초음파 센서의 최대 도달 거리의 값(dmax)과 일치한다. 수신 신호(ES)는 초음파 센서에 의해 측정 주기동안 수신된 초음파 신호로부터 생성된다. 수신 신호(ES)를 이용하여, 초음파 센서까지의 거리의 함수로서 수신 신호의 진폭(A)이 결정된다.
또한, 도 1은 초음파 센서까지의 거리의 함수로서 수신 신호(ES)에 포함된 위상 정보(R)의 프로파일을 도시한 다이어그램(20)을 포함한다. 상관 신호의(correlation signal) 생성을 위해, 수신 신호(ES)를 정합 필터(matched filter)의 필터 함수와 상관시킨다. 위상 정보(R)는, 상관 신호를 이용하여 초음파 센서까지의 거리의 함수로서 결정되는 상관 인자(R)와 일치한다. 상관 인자(R)는 수신된 초음파 신호와 송신된 초음파 신호 간의 위상 상관을 나타내며, 0과 1 사이의 값을 갖는다. 달리 표현하면, 상관 인자(R)는 수신된 각각의 초음파 신호와 정합 필터의 필터 함수 사이의 유사성에 대한 척도이다.
도 1에서, 미리 정의된 정규화 변수에 의해 정규화된 수신 신호(ES)의 신호 강도가 가질 수 있는, 단위 없는 값을 나타내는 제1 축이 "S"로 표시되어 있다. 도 1에서, 위상 정보(R)가 가질 수 있는 위상 정보 값을 나타내는 제2 축이 "RW"로 표시되어 있다. 도 1에서, 초음파 센서까지의 거리가 가질 수 있는, 센티미터로 기재된 거리값을 나타내는 제3 축이 "d"로 표시되어 있다.
도 1에는, 초음파 센서의 최소 도달 거리의 값(dmin) 및 초음파 센서의 최대 도달 거리의 값(dmax)도 기입되어 있다.
제1 실시예에 따라, 초음파 센서에서부터 초음파 센서의 최대 도달 거리까지 연장되는 공간 영역이 제1 부분 영역(T1), 제2 부분 영역(T2) 및 제3 부분 영역(T3)으로 분할된다. 3개의 부분 영역(T1, T2, T3)은 각각 연속적이며 서로 바로 이어진다. 이때, 제1 부분 영역(T1)은 초음파 센서에 바로 인접한다. 나아가 제3 부분 영역(T3)은 초음파 센서의 최대 도달 거리까지 연장된다.
제1 실시예에 따라, 3개의 매개변수(A, R, A/BP)를 가진 미리 정의된 매개변수 그룹이 사용된다. 여기서, 미리 정의된 매개변수 그룹의 제1 매개변수(A)는 초음파 센서까지의 거리에 따른 수신 신호(ES)의 진폭(A)과 일치한다. 미리 정의된 매개변수 그룹의 제2 매개변수(R)는 초음파 센서까지의 거리에 따른 위상 정보(R)와 일치한다. 또한, 미리 정의된 매개변수 그룹의 제3 매개변수(A/BP)는 제1 매개변수(A)와 수신 신호(ES)의 지면 클러터 레벨(BP) 사이의 비와 일치한다. 지면 클러터 레벨(BP)은 측정 주기 동안 변하지 않으며, 수신 신호(ES)의 미리 정의된 섹션 내에서 발생하는 수신 신호(ES)의 신호 강도 또는 진폭에 따라 결정된다. 상기 미리 정의된 섹션은, 송신된 초음파 신호가 차량이 위치한 지면에서 반사되어 발생하는 초음파 신호의 수신 결과로서 도출된다.
제1 실시예에 따라, 공간 영역의 3개의 부분 영역(T1, T2, T3) 중 각각 하나의 부분 영역(T1, T2, T3)에 대해, 상기 공간 영역의 해당 부분 영역(T1, T2, T3)에서 발생하는 각각의 수신된 초음파 신호의 유의성을 평가하기 위한, 미리 정의된 매개변수 그룹의 하나 이상의 매개변수(A, R, A/BP)가 선택된다. 또한, 제1 실시예에 따라, 공간 영역의 3개의 부분 영역(T1, T2, T3) 중 각각 하나의 부분 영역(T1, T2, T3)에 대해, 해당 부분 영역을 위해 선택된, 미리 정의된 매개변수 그룹의 각각의 매개변수(A, R, A/BP)의 유효 매개변수 값 범위가 제1, 제2, 제3 및 제4 부분 범위로 분할된다. 이는 3개의 부분 영역 중 각각의 부분 영역(T1, T2, T3)에 대해 수행된다. 각 매개변수 값 범위의 4개의 부분 범위는 각각 연속적이며 서로 바로 이어진다. 또한, 각각의 매개변수 값 범위의 매개변수 값은 제1, 제2, 제3 및 제4 매개변수 값 레벨을 갖는 하나의 동일한 매개변수 값 척도를 이용하여 평가된다. 이때, 제1 매개변수 값 레벨은 각각의 매개변수 값 범위의 제1 부분 범위의 매개변수 값에 할당된다. 그럼으로써 각 매개변수 값 범위의 제1 부분 범위의 매개변수 값은 각각 "낮음"으로 분류된다. 또한, 제2 매개변수 값 레벨은 각 매개변수 값 범위의 제2 부분 범위의 매개변수 값에 할당된다. 그럼으로써 각 매개변수 값 범위의 제2 부분 범위의 매개변수 값은 각각 "보통"으로 분류된다. 또한, 제3 매개변수 값 레벨은 각각의 매개변수 값 범위의 제3 부분 범위의 매개변수 값에 할당된다. 그럼으로써 각 매개변수 값 범위의 제3 부분 범위의 매개변수 값은 각각 "높음"으로 분류된다. 또한, 제4 매개변수 값 레벨은 각 매개변수 값 범위의 제4 부분 범위의 매개변수 값에 할당된다. 그럼으로써 각 매개변수 값 범위의 제4 부분 범위의 매개변수 값은 각각 "매우 높음"으로 분류된다.
또한, 제1 실시예에 따라, 각각의 수신된 초음파 신호의 유의성이 제1, 제2, 제3 및 제4 유의성 레벨의 유의성 척도를 이용하여 평가된다. 이때, 제1 유의성 레벨의 유의성은 "낮음"으로 분류된다. 또한, 제2 유의성 레벨의 유의성은 "보통"으로 분류된다. 이때, 제3 유의성 레벨의 유의성은 "높음"으로 분류된다. 나아가 제4 유의성 레벨의 유의성은 "매우 높음"으로 분류된다.
제1 실시예에 따라, 공간 영역의 제1 부분 영역(T1)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호의 유의성을 평가하기 위한 제1 매개변수(A) 및/또는 제2 매개변수(R)가 선택된다. 이하, 공간 영역의 제1 부분 영역(T1)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호를 각각 제1 초음파 신호라고도 한다. 제1 초음파 신호의 수신 시 제1 매개변수(A) 또는 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "매우 높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제1 초음파 신호의 유의성은 "매우 높음"으로 분류된다. 또한, 제1 초음파 신호의 수신 시 제1 매개변수(A) 및 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제1 초음파 신호의 유의성은 "높음"으로 분류된다. 또한, 제1 초음파 신호의 수신 시 제1 매개변수(A)의 매개변수 값이 "보통"으로 분류되고 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "높음", "보통" 또는 "낮음"으로 분류되면, 상기 각각의 제1 초음파 신호의 유의성은 "보통"으로 분류된다. 나아가, 제1 초음파 신호의 수신 시 제1 매개변수(A)의 매개변수 값이 "낮음"으로 분류되고 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "높음" 또는 "보통" 또는 "낮음"으로 분류되면, 상기 각각의 수신된 제1 초음파 신호의 유의성은 "낮음"으로 분류된다.
제1 실시예에 따라, 공간 영역의 제2 부분 영역(T2)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호의 유의성을 평가하기 위한 제2 매개변수(R) 및/또는 제3 매개변수(A/BP)가 선택된다. 이하, 공간 영역의 제2 부분 영역(T2)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호를 각각 제2 초음파 신호라고도 한다. 제2 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R) 또는 제3 매개변수(A/BP)의 매개변수 값이 "매우 높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제2 초음파 신호의 유의성은 "매우 높음"으로 분류된다. 또한, 제2 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "높음" 또는 "보통"으로 분류되고 제3 매개변수(A/BP)의 매개변수 값이 "높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제2 초음파 신호의 유의성은 "높음"으로 분류된다. 또한, 제2 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "보통"으로 분류되고 제3 매개변수(A/BP)의 매개변수 값이 "보통" 또는 "낮음"으로 분류되면, 상기 각각의 제2 초음파 신호의 유의성은 "보통"으로 분류된다. 나아가, 제2 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "낮음"으로 분류되고 제3 매개변수(A/BP)의 매개변수 값이 "높음" 또는 "보통" 또는 "낮음"으로 분류되면, 상기 각각의 수신된 제2 초음파 신호의 유의성은 "낮음"으로 분류된다.
제1 실시예에 따라, 공간 영역의 제3 부분 영역(T3)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호의 유의성을 평가하기 위한 제2 매개변수(R)가 선택된다. 이하, 공간 영역의 제3 부분 영역(T3)에서 발생한 각각의 수신된 초음파 신호를 각각 제3 초음파 신호라고도 한다. 제3 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "매우 높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제3 초음파 신호의 유의성은 "매우 높음"으로 분류된다. 또한, 제3 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "높음"으로 분류되면, 상기 각각의 제3 초음파 신호의 유의성은 "높음"으로 분류된다. 또한, 제3 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "보통"으로 분류되면, 상기 각각의 제3 초음파 신호의 유의성은 "보통"으로 분류된다. 나아가, 제3 초음파 신호의 수신 시 제2 매개변수(R)의 매개변수 값이 "낮음"으로 분류되면, 상기 각각의 제3 초음파 신호의 유의성은 "낮음"으로 분류된다.
도 1에는 추가로 제1 임계값(SW1)의 프로파일 및 제2 임계값(SW2)의 프로파일도 도시되어 있다. 여기서 제1 임계값(SW1)은 각각의 물체 에코 신호의 수신 시 수신 신호(ES)에 의해 초과된다. 또한, 제2 임계값(SW2)은 각각의 물체 에코 신호의 수신 시 위상 정보(R)에 의해 초과된다. 도 1로부터, 측정 주기 동안 공간 영역의 제2 부분 영역(T2)에서 발생한 제1 물체 에코 신호가 수신되는 점이 확인된다. 도 1로부터는 제1 물체 에코 신호의 발생 지점이 초음파 센서로부터 약 100cm의 제1 거리값(d1)을 갖는 거리 이내에 있는 점도 확인된다. 도 1로부터는 제1 거리값(d1)에서의 수신 신호(ES)의 진폭(A)에 의해 가정되는 제1 진폭값이 제1 임계값(SW1) 위에 놓이고, 지면 클러터 레벨(BP)보다 훨씬 더 크다는 것도 알 수 있다. 이때, 제1 거리값(d1)에서 제3 매개변수(A/BP)에 의해 가정되는 매개변수 값은 제1 진폭값과 지면 클러터 레벨(BP) 사이의 비로서 계산되고 "높음"으로 분류된다. 도 1로부터는 또한, 제1 거리값(d1)에서의 제2 매개변수(R)의 진폭(AR)에 의해 가정되는 제1 위상 정보 값이 제2 임계값(SW2) 위에 놓이고 0.9보다 크다는 것을 알 수 있다. 제1 위상 정보 값은 "높음"으로 분류된다. 이는, 제1 실시예에 따라 제1 물체 에코 신호의 유의성이 "높음"으로 분류됨을 의미한다.
도 2a)에는 초음파 센서(12)가 개략적으로 도시되어 있다. 초음파 센서(12)는 도로면(17) 위로 설치 높이(h)에, 예컨대 (도시되지 않은) 차량의 후미에 배치되어 있다. 차량 주변에 배리어 유형의 물체(30), 예컨대 낮은 석벽이 존재한다. 이 물체는 본 실시예에서 센서(12)의 설치 높이(h)보다 더 높은 높이(H)를 갖는다.
측정 주기의 시작 시 초음파 센서(12)가 초음파 신호를 송신한다. 상기 초음파 신호는 물체(30)에서 반사되고, 반사된 초음파 신호는 초음파 센서(12)에 의해 검출된다. 시간상 가장 먼저 검출된 초음파 신호는 물체(30)의 표면에서 초음파 센서(12)의 바로 맞은편 지점(32)으로부터의 반사에 상응한다. 상기 지점(32)은 초음파 센서(12)로부터 최단 거리(d2)를 갖는다. 그 결과, 상기 지점에서 송신되는 반사된 초음파 신호가 최단 전파 시간을 갖는다. 이 초음파 신호를 직접 전달 신호 또는 직접 에코라고도 한다.
이른바 내부 코너 반사는, 내부 코너 영역(33), 즉, 지면상에 배리어형 구조의 물체(30)가 서 있고 실질적으로 직사각형으로 형성된 반사 영역을 형성하는 영역에서 수행된다. 내부 코너 반사는 시간상 직접 에코보다 더 늦게 수신되는데, 그 이유는 초음파 센서(12)와 내부 코너 영역(33) 간 거리(d1)가 초음파 센서(12)와 초음파 센서(12)의 바로 맞은편 지점(32) 간 거리(d2)보다 더 멀기 때문이다.
초음파 센서(12)의 설치 높이(h)는 기지의 값(known value)이다. 또한, 물체를 더 이상 넘어갈 수 없는 것으로 평가되기 시작하는 최저 물체 높이(S)도 기지의 값이다. 기하학적 고찰을 토대로, 직접 전달 에코의 검출 시점에서 시작하여 내부 코너 반사의 검출에 대한 예상 윈도우가 계산될 수 있다. 상기 예상 윈도우 내에서 실제로 제2 초음파 신호가 수신되면, 상기 제2 초음파 신호는 제1 초음파 신호와 결합하여 신호 그룹을 형성할 수 있다.
도 2b)에는 초음파 센서(12)가 개략적으로 도시되어 있다. 초음파 센서(12)는 마찬가지로 도로면(17) 위로 설치 높이(h)에, 예컨대 (도시되지 않은) 차량의 후미에 배치되어 있다. 차량 주변에 배리어 유형의 물체(30'), 예컨대 낮은 석벽이 존재한다. 이 물체는 본 실시예에서 센서(12)의 설치 높이보다는 더 낮고, 물체를 더 이상 넘어갈 수 없는 것으로 평가되는 물체 높이를 나타내는 높이 임계값(s)보다는 더 높은 높이(H')를 갖는다.
측정 주기의 시작 시 초음파 센서(12)가 초음파 신호를 송신한다. 상기 초음파 신호는 물체(30)에서 반사되고, 반사된 초음파 신호는 초음파 센서(12)에 의해 검출된다. 시간상 가장 먼저 검출된 초음파 신호는 물체(30')의 상단 에지(34)로부터의 반사에 상응한다. 상기 지점(34)은 도 2a)에 따른 실시예에서처럼 초음파 센서(12)의 바로 맞은편에 놓여 있지는 않지만, 여기서는 초음파 센서(12)로부터 최단 거리(d2)를 갖는다. 그 결과, 상기 지점(34)에서 송신되는 반사된 초음파 신호가 검출된 반사 초음파 신호의 최단 전파 시간을 갖는다. 이 초음파 신호를 에지 반사라고도 한다.
여기서도 마찬가지로 기하학적 고찰을 토대로, 에지 반사(15)의 검출 시점에서 시작하여 거리(d1) 이내에서 내부 코너 영역(33)으로부터의 내부 코너 반사의 검출에 대한 예상 윈도우가 계산될 수 있다. 상기 예상 윈도우 내에서 실제로 제2 초음파 신호가 수신되면, 상기 제2 초음파 신호는 제1 초음파 신호와 결합하여 신호 그룹을 형성할 수 있다.
도 3에는 연속하는 5개의 측정 주기(21, 22, 23, 24 및 25)에서 검출된 제1 초음파 신호(13) 및 제2 초음파 신호(14)가 개략적으로 도시되어 있다. 여기서 x축에는 시간이 기입되어 있고, y축에는 개별 에코 전파 시간을 토대로 계산된 거리(d)가 기입되어 있다. 각각의 측정 주기(21, 22, 23, 24 및 25)에서 제1 초음파 신호(13) 및 제2 초음파 신호(14)가 수신되었다. 초음파 신호(13, 14)에 상응하는 거리는 연속적인 측정 주기동안 감소하는데, 이는 검출하는 초음파 센서(12)가 측정 동안 반사하는 물체(30)를 향해 이동했음을 의미한다. 또한, 각각의 측정 주기(21, 22, 23, 24 및 25)에 대해 검출된 제1 초음파 신호(13)를 토대로 계산된 예상 윈도우(41, 42, 43, 44 및 45)가 도시되어 있다. 예상 윈도우(41, 42, 43, 44 및 45)의 개별 거리 하한값(40')은 최저 물체 높이(s)로부터 계산되고, 각각의 예상 윈도우의 거리 상한값(40")은 물체의 높이(H)가 센서 설치 높이(h)보다 더 높다는 가정에서 계산된다. 상기 두 한계값은 모두, 거리 상한값(40")에 대한 공차(tolmax) 및 거리 하한값(40')에 대한 공차(tolmin)를 갖는 잠재적인 측정 오류에 기초하여 계산된다.
차량에서 실제 센서 설치 높이(h)는 차량 적재 상태에 따라 달라진다. 차량이 비어 있다면("unloaded") 적재 상태(loaded")의 경우에 비해 더 높은 센서 설치 높이(hunloaded)가 도출되며, 상기 적재 상태에서는 더 낮은 센서 설치 높이(hloaded)가 도출된다. 일반적으로 센서 설치 높이(h)는 차종에 따라 약 5 내지 10cm 정도 변경된다. 이 효과는 거리 상한값 및 하한값(40" 및 40')의 계산 시, 예컨대 두 가지 높이, 즉, 더 큰 값을 얻기 위해서는 거리 상한값(40")에 대해 "hunloaded"가 사용되고 더 작은 값을 얻기 위해 거리 하한값(40')에 대해 "hloaded"가 사용되는 방식으로 고려될 수 있다.
따라서 거리 상한값(40")의 계산은 예컨대 하기의 규칙을 사용하여 수행될 수 있다:
Figure pct00001
거리 상한값 =
Figure pct00002
거리 하한값(40')의 계산은 예컨대 하기의 규칙을 사용하여 수행될 수 있다:
Figure pct00003
거리 하한값 =
Figure pct00004
여기서 "d2,ref"는 각각 직접 에코 거리, 즉, 초음파 센서(12)의 바로 맞은편 지점(32)까지의 거리에 상응한다.
각각의 측정 주기(21, 22, 23, 24 및 25)에서 제2 초음파 신호(14)가 각각의 측정 윈도우(41, 42, 43, 44 및 45) 내에서 검출된다. 따라서, 각각의 측정 주기(21, 22, 23, 24 및 25)에 대해, 검출된 초음파 신호(13 및 14)로 구성된 신호 그룹이 형성될 수 있다. 도 1과 관련하여 도시한 것처럼 각각의 초음파 신호(13 및 14)에 대한 유의성을 결정하고, 이어서 상기 유의성을 비교함으로써, 각각의 신호 그룹이 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당될 수 있다. 이제, 측정 주기들에 걸쳐 각각 제1 에코 그룹 및 제2 에코 그룹에 대한 비율이 계산될 수 있다. 물체(30)의 높이를 평가하기 위해, 상기 비율을 정해진 제1 및 제2 임계값과 비교할 수 있다. 추가로, 제1 비율과 제2 비율의 합을 제3 임계값과 비교할 수도 있다. 본 발명의 한 가능한 실시예에서, 예컨대 (제1 에코 그룹의 제1 비율에 대한) 제1 임계값(s1)이 s1 = 40%로 정해진다. 본 실시예에서 (제2 에코 그룹의 제2 비율에 대한) 제2 임계값(s2)은 마찬가지로 s2 = 40%로 정해진다. 제1 비율과 제2 비율의 합에 대한 제3 임계값(s3)은 s3 = 60%로 정해진다.
측정 결과 35%의 제1 비율 및 30%의 제2 비율이 도출되면, 제1 임계값(s1)과 제2 임계값(s2)이 일치하지는 않으나, 비율의 합(65%)이 제3 임계값(s3)을 초과하므로, 물체(30)의 높이는 넘어갈 수 없는 것으로 평가된다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 흐름도의 형태로 도시되어 있다.
단계(90)에서 측정 주기가 시작된다. 여기서는 예컨대 차량에 배치된 초음파 센서에 의해 차량 주변으로 초음파 신호가 송출된다.
단계(100)에서, 높은 물체의 에지 반사로서 또는 직접 전달 에코로서 제1 초음파 신호가 검출된다.
단계(200)에서, 상기 검출된 제1 초음파 신호에 기반하여 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산된다.
단계(300)에서 제2 초음파 신호가 검출된다.
단계(400)에서, 상기 제2 초음파 신호가 예상 윈도우 내에서 검출되었는지의 여부가 검사된다. 제2 초음파 신호가 예상 윈도우 내에서 검출되었다면, 상기 제2 초음파 신호는 제1 초음파 신호에 속하는 내부 코너 반사로 식별되고, 상기 제1 초음파 신호와 제2 초음파 신호가 결합되어 하나의 신호 그룹을 형성한다. 그렇지 않은 경우라면 그 결과가 출력된다.
단계(500)에서 제1 초음파 신호의 제1 유의성 및 제2 초음파 신호의 제2 유의성이 결정되며, 검출된 각각의 초음파 신호의 유의성은 상기 검출된 초음파 신호가 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사된 것일 확률을 나타낸다.
단계(600)에서 상기 신호 그룹이 차량 주변에 있는 물체에 할당된다.
단계(700)에서 제1 유의성과 제2 유의성의 비교가 수행된다. 그 비교 결과에 따라, 신호 그룹이 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당된다. 할당 결과가 출력된다. 그런 다음 새로운 측정 주기가 시작된다.
인식된 신호 그룹의 할당 결과가 여러 측정 주기에 걸쳐 검출된다.
단계(800)에서, 각각 마지막 16회의 측정 주기동안, 인식된 신호 그룹이 제1 에코 그룹에 할당되는 제1 비율 및 인식된 신호 그룹에 제2 에코 그룹에 할당되는 제2 비율이 결정된다. 이 경우, 예컨대 제2 초음파 신호가 예상 윈도우 내에서 검출되지 않았거나, 초음파 신호의 유효한 유의성이 결정될 수 없었던 경우도 포함하여 모든 측정 주기가 계산된다.
단계(900)에서, 제1 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제1 비율이 제1 임계값(s1)과 비교되고, 제2 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제2 비율이 제2 임계값(s2)과 비교된다. 또한, 제1 비율과 제2 비율의 합이 제3 임계값(s3)과 비교되며, 이때 제3 임계값(s3)은 특히 상기 두 임계값(s1 및 s2)보다 더 크다.
단계(1000)에서, 상기 비교에 기반하여 물체 높이의 평가가 수행된다. 특히, 상기 임계값 중 적어도 하나(s1, s2 또는 s3)가 초과되었다면, 물체는 넘어갈 수 없는 것으로 평가될 수 있다.

Claims (14)

  1. 차량에 배치된 초음파 센서(12)에 의해 검출된 초음파 신호를 이용하여 물체 높이(H)를 평가하는 방법에 있어서,
    하나의 측정 주기 내에서 하기의 단계:
    a. 제1 초음파 신호(13)가 물체(30)의 에지 반사로서 또는 직접 전달 에코로서 검출되는 단계;
    b. 관련 내부 코너 반사에 대한 예상 윈도우가 계산되는 단계;
    c. 제2 초음파 신호를 검출하는 단계;
    d. 제2 초음파 신호(14)가 예상 윈도우 내에서 검출되면, 제2 초음파 신호(14)를 제1 초음파 신호(13)에 속하는 내부 코너 반사로 식별하고, 상기 제1 초음파 신호(13)와 제2 초음파 신호(14)를 결합하여 신호 그룹을 형성하는 단계;
    e. 제1 초음파 신호(13)의 제1 유의성 및 제2 초음파 신호(14)의 제2 유의성을 결정하는 단계; -검출된 각각의 초음파 신호(13, 14)의 유의성은 상기 검출된 초음파 신호(13, 14)가 송신된 초음파 신호가 하나 이상의 물체에서 반사된 것일 확률을 나타냄-
    f. 상기 신호 그룹을 차량 주변에 있는 물체(30)에 할당하는 단계;
    g. 제1 유의성과 제2 유의성을 비교하고, 상기 비교를 토대로 상기 신호 그룹을 제1 에코 그룹 또는 제2 에코 그룹에 할당하는 단계로서,
    - 특정 횟수의 측정 주기 (21, 22, 23, 24, 25)에 걸쳐 제1 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제1 비율을 결정하고,
    - 특정 횟수의 측정 주기(21, 22, 23, 24, 25)에 걸쳐 제2 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 제2 비율을 결정하고,
    - 제1 비율 및 제2 비율에 따라 물체 높이(H)를 평가하는, 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예상 윈도우의 계산은 제1 초음파 신호(13)의 전파 시간, 초음파 센서의 설치 높이(h) 및/또는 높이 임계값(S)에 기반하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 초음파 신호(13)의 유의성 및/또는 제2 초음파 신호(14)의 유의성은, 수신 신호(ES)에 포함된 정보를 포함하는 하나 이상의 매개변수(A, R), 특히 진폭(A) 및/또는 상관 인자(R)에 따라 결정되며,
    상기 수신 신호는 초음파 센서(12)에 의해 측정 주기동안 수신된 초음파 신호로부터 생성되고, 상기 유의성은 하기의 방식:
    초음파 센서에서부터 상기 초음파 센서의 최대 도달 거리까지 연장되는 공간 영역을 연속적이며 서로 바로 이어지는 복수의 부분 영역(T1, T2, T3)으로 분할하고,
    상응하는 초음파 신호가 생성된 부분 영역(T1, T2, T3)의 포지셔닝에 따라, 사전 정의된 매개변수 그룹으로부터, 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성을 평가하는 데 사용될 하나 이상의 매개변수(A, R)를 선택하는
    방식으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수신된 각각의 초음파 신호의 유의성은 복수의 이산 유의성 레벨을 가진 유의성 척도를 이용하여 평가되며, 제1 초음파 신호의 유의성 및/또는 제2 초음파 신호의 유의성은 상기 초음파 신호에 특정 유의성 레벨이 할당됨으로써 결정되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  5. 제4항에 있어서, 제1 유의성 레벨 "낮음", 제2 유의성 레벨 "보통", 제3 유의성 레벨 "높음", 그리고 제4 유의성 레벨 "매우 높음"을 포함하는 4개의 유의성 레벨이 제공되며,
    유의성 레벨 "낮음"은, 초음파 신호(13, 14)가 하나 이상의 물체(30)에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 낮다는 것을 나타내고,
    유의성 레벨 "보통"은, 초음파 신호(13, 14)가 하나 이상의 물체(30)에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 보통 수준임을 나타내며,
    유의성 레벨 "높음"은, 초음파 신호(13, 14)가 하나 이상의 물체(30)에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 높다는 것을 나타내고,
    유의성 레벨 "매우 높음"은, 초음파 신호(13, 14)가 하나 이상의 물체(30)에서의 송신된 초음파 신호의 반사로부터 발생할 확률이 매우 높다는 것을 나타내는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 유의성과 제2 유의성 간 차이가 작은 경우, 특히 제1 초음파 신호(13)와 제2 초음파 신호(14)가 동일한 유의성 레벨을 갖거나, 제1 초음파 신호가 매우 높은 유의성, 특히 유의성 레벨 "매우 높음"을 갖는 경우, 상기 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호를 포함하는 신호 그룹이 제1 에코 그룹에 할당되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 초음파 신호(13)가 낮은 유의성, 특히 유의성 레벨 "낮음"을 가지고, 제2 초음파 신호(14)가 제1 초음파 신호에 비해 높은 유의성, 특히 유의성 레벨 "높음" 또는 "매우 높음"을 갖는 경우, 상기 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호를 포함하는 신호 그룹이 제2 에코 그룹에 할당되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 그룹을 차량 주변에 있는 물체(30)에 할당하는 단계가 삼각 측량을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 물체 높이(H)의 평가는, 제1 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 결정된 제1 비율을 제1 임계값과 비교하고, 그리고/또는 제2 에코 그룹에 신호 그룹을 할당하는 결정된 제2 비율을 제2 임계값과 비교하며, 그리고/또는 제1 비율과 제2 비율의 합을 제3 임계값과 비교함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제3 임계값이 제1 임계값보다 더 크고, 상기 제3 임계값이 제2 임계값보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물체 높이는, 물체를 차량이 안전하게 넘어갈 수 있는지의 여부와 관련하여 평가되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 비율 및 제2 비율에 따른 물체 높이(H)의 평가는 차량이 움직이고 있을 때에만 수행되거나, 차량이 정지해 있을 때에는 평가 시 더 높은 평가 임계값이 설정되는 것을 특징으로 하는, 물체 높이의 평가 방법.
  13. 차량용 초음파 센서 시스템으로서,
    초음파 신호를 송신하고, 상기 송신된 초음파 신호가 물체(30)에서 반사되어 발생한 초음파 신호(13, 14)를 검출하도록 형성된 하나 이상의 초음파 센서(12)와;
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따라 초음파 센서(12)에 의해 검출된 초음파 신호를 이용하여 물체(30)의 물체 높이(H)를 평가하기 위한 방법을 수행하도록 형성된 컴퓨터 유닛;
    을 포함하는 차량용 초음파 센서 시스템.
  14. 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 경우 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020215255A1 (de) * 2020-12-03 2022-06-09 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Höhenklassifikation von Objekten mittels Ultraschallsensorik
WO2023032474A1 (ja) * 2021-09-06 2023-03-09 ローム株式会社 音波処理装置、および超音波システム
DE102021210849A1 (de) 2021-09-28 2023-03-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Adaption der Bodenfreiheit eines Fahrzeugs
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Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514910A1 (fr) * 1981-10-19 1983-04-22 Labo Electronique Physique Dispositif de traitement des echos dans un appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore et appareil d'exploration de milieux comprenant un tel dispositif de traitement
US20040183661A1 (en) * 2002-12-18 2004-09-23 Bowman Timothy D. Overhead obstacle detector for vehicles carrying roof top articles
DE10343331A1 (de) 2003-09-12 2005-04-07 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren und Computerprogramm zum Erfassen der Kontur eines Hindernisses in der Umgebung eines Fahrzeugs
DE102005044050A1 (de) * 2005-09-15 2007-03-22 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Parklückenbestimmung für Kraftfahrzeuge
DE102012211293A1 (de) 2012-06-29 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs und Umfelderfassungssystem
JP6030398B2 (ja) 2012-10-04 2016-11-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 物体検知装置
JP6340713B2 (ja) 2014-03-04 2018-06-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 障害物検知装置
DE102015209939A1 (de) 2015-05-29 2016-12-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten einer Signifikanz von mittels eines an einem Fahrzeug angebrachten Ultraschallsensors empfangenen Ultraschallsignalen
DE102017202964A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von Ultraschallsignalinformationen
JP6750567B2 (ja) 2017-05-30 2020-09-02 株式会社Ｓｏｋｅｎ 物体検出装置
DE102018204996A1 (de) * 2018-04-04 2019-10-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur verbesserten Detektion eines Bodenechosignals bei einem Ultraschallsensor eines Fahrzeugs
CN117881283A (zh) * 2021-09-14 2024-04-12 拓普康定位系统公司 超声波树木测量系统

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