KR20220129930A - 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220129930A
KR20220129930A KR1020210034873A KR20210034873A KR20220129930A KR 20220129930 A KR20220129930 A KR 20220129930A KR 1020210034873 A KR1020210034873 A KR 1020210034873A KR 20210034873 A KR20210034873 A KR 20210034873A KR 20220129930 A KR20220129930 A KR 20220129930A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
ultrasonic
vehicle
filter
frequencies
Prior art date
Application number
KR1020210034873A
Other languages
English (en)
Inventor
이태호
김영훈
Original Assignee
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020210034873A priority Critical patent/KR20220129930A/ko
Priority to EP22158813.0A priority patent/EP4060378A1/en
Priority to US17/682,013 priority patent/US20220299615A1/en
Priority to CN202210266069.3A priority patent/CN115113186A/zh
Publication of KR20220129930A publication Critical patent/KR20220129930A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/523—Details of pulse systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/54—Audio sensitive means, e.g. ultrasound
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면 차량의 외측에 복수 개로 장착되고, 초음파를 발생시키는 초음파 변환기 및 초음파 변환기에서 송신되는 초음파의 구동주파수를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 초음파 센서; 및 가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하여 복수의 초음파 센서가 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어 모듈을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템이 소개된다.

Description

차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법 {VEHICLE ULTRASONIC SENSOR CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD}
본 발명은 복수개의 주파수를 사용하여 차량용 초음파 센서를 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 사고를 사전에 예방하기 위하여 개발되는 충돌 방지 장치들은 대부분 초음파, 전파 혹은 영상을 이용하여 비접촉으로 주변차량과의 거리를 인식함으로써, 자차와 주변차량과의 거리가 안전거리 이하로 되면 자동적으로 제동을 걸어 사고를 예방하거나 운전자에게 경보를 해주어 사고를 예방하도록 되어 있다.
이러한 장치에서는 자차의 속도와 주변 차량 또는 물체의 이동속도, 거리, 차의 제동거리, 사람의 반응시간 등을 고려하여 각 상황에 맞게 적합한 안전거리를 미리 설정하여 놓고 자동차 주행중 위의 각 상황을 분석하여 해당상황 하에서 자차와 전방차의 거리가 안전거리 이하로 되면 운전자에게 경보를 하거나 자동적으로 제동을 걸어준다.
특히 초음파센서의 경우 주행 시 운전 지원 용도로도 사용되지만 주차 시 주변 차량 혹은 물체를 감지하기 위해 많이 사용되며 기존 주차 거리 경고 용도에서 원격 주차, 주차 시 긴급제동 등의 용도로 사용 범위가 크게 확대되고 있다.
이를 실행하기 위해 차량에는 복수개의 초음파 센서가 차량의 마련되고 주파수 감도/특성에 따라 1개의 주파수가 사용됨에 따라 데이터의 응답 및 업데이트 속도가 증가되는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2005-0120473 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량에 마련된 복수개의 초음파 센서를 복수개의 주파수로 구동시키기 위함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서 제어 시스템은 차량의 외측에 복수 개로 장착되고, 초음파를 발생시키는 초음파 변환기 및 초음파 변환기에서 송신되는 초음파의 구동주파수를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 초음파 센서; 및 가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하여 복수의 초음파 센서가 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어 모듈을 제어하는 제어부;를 포함한다.
제어부는 복수개의 초음파 센서 중 인접한 초음파 센서를 그룹핑하고, 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서는 상호 다른 구동주파수로 설정될 수 있다.
제어 모듈에는 수신된 초음파를 필터링하기 위해 차단주파수가 설정된 필터가 포함되고, 제어부는 필터의 특성에 따라 가드 대역을 설정할 수 있다.
필터에는 기설정된 주파수 대역폭 내의 주파수만 입력되는 대역필터가 포함되고, 제어부는 대역필터에서 기설정된 주파수 대역폭보다 큰 값으로 가드대역을 설정할 수 있다.
대역필터에서 기설정된 주파수 대역은 전압이 반으로 감소하는 대역의 주파수로 기설정할 수 있다.
대역필터에서 기설정된 주파수 대역은 Q 인자 및 중심주파수에 의해 기설정될 수 있다.
필터에는 기설정된 기준주파수와 수신되는 구동주파수를 비교하여 연관성을 통해 유효한 주파수인지를 판단하는 정합필터가 포함되고, 제어부는 기설정된 기준주파수를 기반으로 가드대역을 설정할 수 있다.
제어부는 구동되는 주파수 지점에서 복수개의 주파수를 선택하여 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
제어부는 주파수 변조를 통해 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서 제어 방법은 가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하는 단계; 및 복수의 초음파 센서가 설정된 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어하는 단계;를 포함한다.
구동주파수를 설정하는 단계 이전에 복수개의 초음파 센서 중 인접한 초음파 센서를 그룹핑하는 단계;를 더 포함하고, 제어하는 단계는 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서를 상호 다른 구동주파수로 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서 제어 시스템은 차량에 마련된 복수개의 초음파 센서를 복수개의 주파수를 이용하여 구동함으로써 초음파 센서로부터 감지 데이터가 업데이트되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량의 인접한 초음파 센서끼리 그룹핑하여 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서를 서로 다른 주파수로 구동함으로써 복수개의 주파수를 단축시킴에 따라 상대적으로 대역이 넓지 않은 초음파 변환기를 사용함에 따라 원가를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서 제어 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 구동주파수의 주파수 특성을 도시한 그래프,
도 4는 대역필터의 주파수 특성을 도시한 그래프,
도 5는 정합필터의 주파수 특성을 도시한 그래프,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서의 장착 위치를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서 제어 방법의 순서도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어부(200)는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서(100)의 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 구동주파수의 주파수 특성을 도시한 그래프, 도 4는 대역필터(11)의 주파수 특성을 도시한 그래프, 도 5는 정합필터(11)의 주파수 특성을 도시한 그래프, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 초음파 센서(100)의 장착 위치를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 시스템의 바람직한 실시예에 대해 알아보도록 한다.
초음파 센서(100)에 사ŠE되는 초음파 변환기(20)는 알루미늄 케이스에 압전 소자(진동자)를 붙여 초음파를 송수신 하는 방법으로 구동될 수 있다. 이때 압전 소자의 주파수 특성에 따라 구동주파수 대역 내에 1개의 공진점이 존재하며 공진점에서의 감도가 가장 크게 감지된다. 따라서 종래의 초음파 센서(100)는 1개의 주파수만 사용되었다.
그러나 복수개의 초음파 센서(100)가 차량에 장착됨에 따라 1개의 주파수가 사용되면 측정 중 센서간의 신호 간섭을 피하기 위해 복수개의 초음파 센서(100)가 순차적으로 구동되어 측정을 마치고 데이터가 업데이트되는 시간이 길어지는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 시스템은 상기의 문제를 해결하기 위해 차량의 외측에 복수 개로 장착되고, 초음파를 발생시키는 초음파 변환기(20) 및 초음파 변환기(20)에서 송신되는 초음파의 구동주파수를 제어하는 제어 모듈(10)을 포함하는 초음파 센서(100); 및 가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하여 복수의 초음파 센서(100)가 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어 모듈(10)을 제어하는 제어부(200);를 포함한다.
초음파 센서(100)는 종래의 초음파 센서(100)와 동일한 구성으로 도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 초음파를 발생시키고 수신하는 초음파 변환기(20) 및 초음파 변환기(20)에서 발생되는 초음파의 주파수를 제어하는 제어 모듈(10)이 포함될 수 있다.
초음파 변환기(20)는 알루미늄 케이스 및 압전소자로 구성되어 공진점을 갖게 될 수 있다.
종래의 초음파 센서(100)는 구동시 감도가 가장 좋고 안정적인 직렬 공진점(Fc)을 선택해서 해장 주파수로 Burst pulse를 인가하여 초음파 센서(100)를 구동시킨다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 시스템의 제어부(200)는 직렬 공진점(Fc)에서 가드 대역을 설정하고 가드 대역만큼 떨어진 주파수를 선택하여 복수 개의 주파수를 설정한다. 이후 복수 개로 설정된 주파수를 복수 개의 초음파 센서(100)에 각각 적용하여 각각 다른 주파수로 초음파 센서(100)를 구동할 수 있다.
이를 통해 복수 개의 초음파 센서(100)는 각각 다른 주파수로 구동됨으로써 측정을 마치고 데이터가 업데이트 되는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제어부(200)는 공진점(Fc)를 포함하고 다수의 가드 대역(Guard-band)이 설정된 주파수(A, B, C)를 선택하여 초음파 센서(100)를 구동시킬 수 있다.
제어부(200)는 복수개의 초음파 센서(100) 중 인접한 초음파 센서(100)를 그룹핑하고, 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서(100)는 상호 다른 구동주파수로 설정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 차량에는 복수 개의 초음파 센서(100)가 차량의 전방, 측방 또는 후방에 장착될 수 있으며, 제어부(200)는 차량에 장착된 복수 개의 초음파 중 인접한 초음파 센서(100)를 복수 개로 그룹핑하고 그룹핑한 초음파 센서(100)를 각각 다른 주파수로 제어하여 작동시킬 수 있다.
일 예로 도 6에 도시된 차량의 전방 측의 6개의 센서 중 제어부(200)는 전방 초음파 센서(100) 2개 전측방에 각각 2개씩을 그룹핑한 이후 초음파 주파수를 2개로 설정하고, 그룹핑된 초음파 센서(100) 그룹을 각각 다른 주파수로 구동시킬 수 있다.
이를 통해 종래의 초음파 센서(100)의 작동시간을 절반으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
일 예로 그룹핑된 그룹의 초음파 센서(100)가 2개일 경우 주파수는 2개가 사용되며, 그룹핑된 그룹의 초음파 센서(100)가 3개일 경우 주파수는 3개가 사용될 수 있다. 주파수가 2개 사용될 경우 감지 주기는 1/2로 단축되며, 3개가 사용될 경우 1/3으로 단축될 수 있는 효과가 있다.
제어 모듈(10)에는 수신된 초음파를 필터링하기 위해 차단주파수가 설정된 필터(11)가 포함되고, 제어부(200)는 필터(11)의 특성에 따라 가드 대역을 설정할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 초음파 센서(100)의 제어 모듈(10)에는 초음파 변환기(20)에서 수신된 초음파를 제어 모듈(10)로 수신하기 위한 필터(11)가 포함될 수 있다.
필터(11)는 특정 대역의 초음파 주파수 성분만을 통과하도록 설정될 수 있으며, 제어부(200)에서 가드 대역의 설정은 초음파 센서(100)에 장착되어 있은 필터(11)의 특징에 따라 설정될 수 있다.
필터(11)의 종류는 하기와 같을 수 있다.
필터(11)에는 기설정된 주파수 대역폭 내의 주파수만 입력되는 대역필터(11)가 포함되고, 제어부(200)는 대역필터(11)에서 기설정된 주파수 대역폭보다 큰 값으로 가드대역을 설정할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 필터(11)의 제1실시예로서 대역필터(11)(Bandpass filter)가 적용될 수 있으며, 대역필터(11)는 원하는 주파수 성분만 통과시키는 필터(11)로서 도 4와 같이 통과대역 전, 후로 기설정된 주파수 대역인 컷오프 주파수(f1, f2)를 갖는다.
따라서, 대역필터(11)는 컷오프 주파수 이내에 들어오는 주파수만 통과될 수 있다.
대역필터(11)에서 기설정된 주파수 대역은 전압이 반으로 감소하는 대역의 주파수로 기설정할 수 있다.
대역필터(11)의 기설정된 주파수 대역은 초음파를 정확하게 수신하기 위해 전압이 반으로 감소하는 즉, -3dB 주파수를 컷오프 주파수로 설정할 수 있다.
대역필터(11)에서 기설정된 주파수 대역은 Q 인자 및 중심주파수에 의해 기설정될 수 있다.
q 인자는 공진 회로에서 그 공진의 예리함을 나타내는 값으로 이 회로가 갖는 리액턴스와 저항의 관계에서 공진 회로의 공진각 주파수를 w0, 인덕턴스를 L, 저항을 R라 할 때 Q = w0L/R 로 나타낸다. 여기서 w0＝2πf0이며 f0는 공진 주파수이다. 또한 도 4의 그래프에서 Q = Fc/(F2-F1)으로 연산될 수 있다.
일 예로 도 3에 도시된 바와 같이 Fc가 50kHz이고 Q=10을 갖는 대역필터(11)를 사용했다고 가정하면 구동신호의 대역폭은 5kHz(±2.5kHz)가 되며 만약 구동 주파수를 3개로 가정한다면 45kHz, 50KHz, 55kHz 3개를 선정해서 사용할 수 있으며 각각 구동 주파수에 대한 가드 대역의 대역폭은 5kHz가 된다.
필터(11)에는 기설정된 기준주파수와 수신되는 구동주파수를 비교하여 연관성을 통해 유효한 주파수인지를 판단하는 정합필터(11)가 포함되고, 제어부(200)는 기설정된 기준주파수를 기반으로 가드대역을 설정할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 필터(11)의 제2실시예로서 정합필터(11)가 사용될 수 있다. 정합필터(11)가 사용되는 경우 기준되는 신호(기준주파수)와 수신되는 신호(수신주파수)를 비교하여 그 연관성량을 통해 유효한 신호(주파수)인지 아닌지를 판단할 수 있다.
이를 통해 잡음이 많은 신호 중에서 극히 미약한 특정 신호를 찾아내 수신할 수 있는 장점이 있다.
제어부(200)는 구동되는 주파수 지점에서 복수개의 주파수를 선택하여 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
제어부(200)는 복수개의 주파수를 설정시 구동되는 지점 1개를 선택하여 진폭 변조(AM) 또는 버스트 펄스를 이용하여 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
또한, 다른 실시예로서 제어부(200)는 주파수 변조(FM)를 통해 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
제어부(200)는 반송파의 주파수를 신호파의 진폭에 따라 변화시키는 변조 방식으로 복수개의 주파수를 설정할 수 있다.
본 발명을 이용하여 초음파 센서를 구동 시 종래의 단일주파수 Burst Pulse 뿐만이 아니라 Frequency Chirp 형태로 센서를 구동하는 것도 가능하다. Frequency Chirp 형태로 초음파 센서를 구동 시 센서를 구동하는 주파수 대역이 단일 주파수 Burst Pulse 대비 넓어지는 관계로 Chirp 대역폭을 고려하여 가드 대역을 충분히 확보해야 한다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 방법의 순서도이다.
도 7을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 방법의 바람직한 실시예에 대해 알아보도록 한다.
본 발명에 따른 차량용 초음파 센서(100) 제어 방법은 가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하는 단계(S11); 및 복수의 초음파 센서(100)가 설정된 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어하는 단계(S12);를 포함한다.
구동주파수를 설정하는 단계 이전에 복수개의 초음파 센서(100) 중 인접한 초음파 센서(100)를 그룹핑하는 단계(S10);를 더 포함하고, 제어하는 단계는 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서(100)를 상호 다른 구동주파수로 설정할 수 있다.
발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 제어 모듈
11 : 필터
20 : 초음파 변환기
100 : 초음파 센서
200 : 제어부

Claims (11)

  1. 차량의 외측에 복수 개로 장착되고, 초음파를 발생시키는 초음파 변환기 및 초음파 변환기에서 송신되는 초음파의 구동주파수를 제어하는 제어 모듈을 포함하는 초음파 센서; 및
    가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하여 복수의 초음파 센서가 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어 모듈을 제어하는 제어부;를 포함하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어부는 복수개의 초음파 센서 중 인접한 초음파 센서를 그룹핑하고, 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서는 상호 다른 구동주파수로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제어 모듈에는 수신된 초음파를 필터링하기 위해 차단주파수가 설정된 필터가 포함되고,
    제어부는 필터의 특성에 따라 가드 대역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    필터에는 기설정된 주파수 대역폭 내의 주파수만 입력되는 대역필터가 포함되고,
    제어부는 대역필터에서 기설정된 주파수 대역폭보다 큰 값으로 가드대역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    대역필터에서 기설정된 주파수 대역은 전압이 반으로 감소하는 대역의 주파수로 기설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    대역필터에서 기설정된 주파수 대역은 Q 인자 및 중심주파수에 의해 기설정된 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    필터에는 기설정된 기준주파수와 수신되는 구동주파수를 비교하여 연관성을 통해 유효한 주파수인지를 판단하는 정합필터가 포함되고,
    제어부는 기설정된 기준주파수를 기반으로 가드대역을 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    제어부는 구동되는 주파수 지점에서 복수개의 주파수를 선택하여 복수개의 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제어부는 주파수 변조를 통해 복수개의 주파수를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 시스템.
  10. 청구항 1의 차량용 초음파 센서 제어 시스템의 제어 방법으로서,
    가드 대역이 형성된 복수 개의 구동주파수를 설정하는 단계; 및
    복수의 초음파 센서가 설정된 서로 다른 구동주파수의 초음파를 송수신하도록 제어 모듈을 제어하는 단계;를 포함하는 차량용 초음파 센서 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    구동주파수를 설정하는 단계 이전에 복수개의 초음파 센서 중 인접한 초음파 센서를 그룹핑하는 단계;를 더 포함하고,
    제어하는 단계는 그룹핑된 복수 개의 초음파 센서를 상호 다른 구동주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 초음파 센서 제어 방법.
KR1020210034873A 2021-03-17 2021-03-17 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법 KR20220129930A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210034873A KR20220129930A (ko) 2021-03-17 2021-03-17 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법
EP22158813.0A EP4060378A1 (en) 2021-03-17 2022-02-25 Vehicle ultrasonic sensor control system and control method
US17/682,013 US20220299615A1 (en) 2021-03-17 2022-02-28 Vehicle ultrasonic sensor control system and control method
CN202210266069.3A CN115113186A (zh) 2021-03-17 2022-03-17 用于控制车辆超声波传感器的系统和操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210034873A KR20220129930A (ko) 2021-03-17 2021-03-17 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220129930A true KR20220129930A (ko) 2022-09-26

Family

ID=83452601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210034873A KR20220129930A (ko) 2021-03-17 2021-03-17 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220129930A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050120473A (ko) 2004-06-19 2005-12-22 한국델파이주식회사 회전식 초음파 센서를 이용한 가변 지향성 차량 주차 보조장치 및 제어 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050120473A (ko) 2004-06-19 2005-12-22 한국델파이주식회사 회전식 초음파 센서를 이용한 가변 지향성 차량 주차 보조장치 및 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9632177B2 (en) Object detecting apparatus
US6304179B1 (en) Ultrasonic occupant position sensing system
JP2002522773A (ja) 例えば自動車の駐車支援装置として、対象物を検出するための方法および装置
US10921445B2 (en) Method for operating an ultrasonic sensor apparatus for a motor vehicle with adaptation of a temporal profile of an amplitude in frequency-modulated excitation signals
US20210156995A1 (en) Time-varying template for improved short-distance performance in coded ultrasonic ranging
KR20150059983A (ko) 차량용 초음파 센서의 감지 성능 향상 장치 및 방법
JP2020505603A (ja) 超音波センサ装置
KR20220129930A (ko) 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법
US11150343B2 (en) Object detection system and object detection apparatus
JPH06347537A (ja) 超音波変換器の減衰用回路装置
US20230336921A1 (en) Ultrasonic generator, transducer, and object detector
EP4060378A1 (en) Vehicle ultrasonic sensor control system and control method
JP2002372585A (ja) 車両用障害物検出装置
JP2021025942A (ja) 駆動装置および駆動方法
US11698456B2 (en) Object detection system
KR102513649B1 (ko) 초음파 ＴｏＦ 주기 최적화를 통한 초음파 측정 시스템 및 방법
JPH09257927A (ja) 車両用レーダ装置
CN110073241A (zh) 用于运行超声传感器的方法
JP2002350540A (ja) 超音波の伝播時間算出装置及び車両用障害物検知システム
EP4116734A1 (en) Object detection system and object detection device
KR20190037891A (ko) 온도 신뢰성을 향상시키기 위한 초음파 센서 구동 장치
KR20220129931A (ko) 차량용 초음파 센서 제어 시스템 및 제어 방법
JPH09230036A (ja) 車両用レーダ装置
EP4184205A1 (en) Method and device for detecting an object using an ultrasonic transducer
JPH1144758A (ja) 距離検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination