KR900007037B1

KR900007037B1 - 초음파를 이용한 자동차 사각지대 탐지장치

Info

Publication number: KR900007037B1
Application number: KR1019870008375A
Authority: KR
Inventors: 최인집
Original assignee: 최인집
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1990-09-27
Also published as: KR890001801A

Abstract

내용 없음.

Description

초음파를 이용한 자동차 사각지대 탐지장치

제 1 도는 본 발명의 블럭도.

제 2 도는 본 발명의 회로도.

제 3 도의 (a) 내지 (g)도는 각단의 입출력파형도.

제 4 도의 (a)(b)도는 감지거리에 따른 송수파완료시의 시간측정을 예시한 파형 도.

제 5 도의 (a)(b)도는 본 발명의 감지범위를 나타낸 예시도.

제 6 도는 본 발명에 사용되는 송수파기의 사시도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 13, 14 : 타이머 2 : 바이너리 카운터

3 : 지연회로 4 : 디코더

5, 20 : 발진회로 6 : 송파부

7 : 수파부 8 : 증폭회로

9 : 버퍼회로 10 : 시간측정회로

11, 12 : 낸드게이트 15, 16 : 경보구동회로

17, 18 : 경보기 19 : 송수파기

21 : 초음파출력회로 22 : 시간발생회로

23 : 거리측정회로 24 : 송파회로

Q₁-Q₃: 트랜지스터 LED₁-LED₂: 발광 다이오드

INV₁-INV₆: 인버터

본 발명은 백미러에 의해 포착되지 않는 차량 후미의 사각지대를 초음파로 탐지하여 물체의 유무에 따라 정보장치를 동작케하는 자동차 사각지대 탐지장치에 관한 것이다.

종래에는 후진할때 경보장치의 일종으로서 멜로디음이 장애물에 관계없이 발산되어 주위사람에게 차량이 후진됨을 알리도록 되어 있으나 운전자는 백미러에 나타날 수 없는 사각 지점에는 물체의 유무를 파악할 수 없어 미처 피하지 못한 어린이 및 노약자 그리고 고정물체등과 충돌하여 얘기치 않는 사고가 발생함으로서 귀중한 인명과 재산을 잃어 버리는등 많은 문제점이 야기되었던 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 백미러에 나타나지 않는 사각지대부분을 초음파를 이용하여 일정한 거리이내에 물체가 확인되면 운전자에게 경보등과 경보음을 발산함으로서 귀중한 인명과 재산을 보호할 수 있도록하는 초음파를 이용한 자동차 사각지대 탐지장치를 제공하고자 하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도에서와 같이 10^-4sec의 주기로 주파수를 출력하는 타이머(1)와 저항(R_l)(R₂) 및 콘덴서(C)로 이루어진 발진회로(20)를 구성하고 바이너리카운터(2)의 출력단(A₀-A₃)을 디코더(4)로 접속하되 디코더(4)의 S₁₅출력단을 지연회로(3)를 거쳐 바이너리카운터(2)에 연결하여 리세트 시키도록한 초음파 출력회로(21)를 구성하는 한편 상기 초음파 출력회로(2l)의 바이너리카운터에는 발진회로(20)를 그리고 디코더(4)의 출력(S₅-S₁₁)단은 송파회로(24)의 트랜지스터(Q₁)베이스와 시간발생회로(22)의 낸드게이트(11)(12)를 각각 연결하고 또한 시간발생회로(22)의 낸드게이트(11)(12) 출력신호는 인버터(INV₁)(INV₂)를 거쳐 시간측정회로(10)에 인가하는 한편 트랜지스터(Q₁)와 발진회로(5)로 이루어진 송파회로(24)의 출력단에 송파부(6)를 접속하며, 시간측정회로(10)의 출력단은 인버터(INV₃)(INV₄) 및 타이머(13)(14)로 구성된 거리측정회로(22)를 거쳐 경보기(17)(18)가 매개된 경보구동회로(15)(16)에 연결하되 거리측정회로(22)의 타이머(13)(14)의 출력신호로서 인버터(INV₅)(INV₆)에 의해 타이머(13)(14)를 상호 리세트시키도록 하는 한편 수파부(7)를 통해 입력되는 반사파는 증폭회로(8)와 버퍼회로(9)를 거쳐 시간측정회로(10)에 인가하여서된 초음파를 이용한 자동차 사각지대 탐지장치인 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. 먼저 제 1 도는 본 발명의 블럭도로서 전체적인 개요를 살펴보기로 한다. 발진회로(1)로부터 10^-4sec의 주기로 주파수를 출력함에 따라 초음파 출력회로(21)인 바이너리카운터(2)에서 10^-4sec 한 클럭을 16단계로 분주하여 4개의 출력단으로 디코더(4)에 신호를 보내게 된다.

이때 디코더(4)는 바아터리카운터(2)의 분주된 클럭을 카운터하게 되는데 이의 클럭카운터가 "1"일 경우에는 송파회로(24)의 트랜지스터(Q₁) 베이스에 "로우"를 인가하여 발진회로(5)에서 발생되는 40KHZ의 초음파를 송파부(6)로 출력시키고, 클럭카운터가 "5"와 "6"일때는 시간발생회로(12)인 낸드게이트(11)에 "로우"를 또한 클럭카운터가 "7-10"일때는 낸드게이트(12)에 "로우"신호를 각각 전송한다.

따라서 낸드게이트(11)(12)의 출력은 모두 "하이"로 되어 이의 신호가 인버터(INV₁)(INV₂)에 의해 "로우"로 반전하여 전원(Vcc)으로 계속 카운터를 수행하는 바이너리카운터가 2개 복합구성된 시간측정회로(10)를 주기적으로 리세트시키게 된다.

한편 송파부(6)를 통해 출력되는 초음파가 물체와 충돌하여 되돌아오는 반사파는 수파부(7)와 중폭회로(8) 및 버퍼회로(9)를 거쳐 시간측정회로(10)에 전송되는데 이때 시간발생회로(22)인 낸드게이트(11)(12)출력신호에 의해 리세트되기전에 반사파가 입력되면 시간측정회로(10)로부터 "로우"신호를 출력하여 인버터(INV₃)(INV₄)에서 "하이"로 반전되어 거리측정회로(23)인 타이머(13)(14)에 인가함으로서 경보구동회로(15)(16)를 동작시켜 발광다이오드(LED_l)(LED₂)의 점등 및 경보기(17)(l8)를 울리게 된다.

이때 물체가 존재하는 거리(1m,2m)에 따라 시간측정회로(10)에서 타이머(13)(14)를 선택적으로 구동시키게 된다.

본 발명에 사용되는 바이너리카운터(2)와 시간측정회로(10)는 2진 계수기가 2개 복합구성되어 있는 집적회로이다.

제 2 도의 회로도에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 저항(R_l)(R₂)과 콘덴서(C₁) 및 타이머(1)로서 시정수에 의해 발진회로(20)에서 제 3 도의 (a)도와 같은 10^-4sec 주기를 갖는 주파수를 발생시켜 초음파를 출력회로(21)의 바이너리카운터(2)로 전송하는데 이때 바이너리카운터(2)는 10^-4sec의 한클럭을 0-15까지 분주하며 4비트(A₀-A₃) 신호로 ((b)도) 출력되어 디코더(4)에서 바이너리카운터(2)로부터 출력되는 신호를 판독하게 된다.

즉, 0-15까지 분주된 10^-4sec의 클럭을 카운터하되 클럭카운터가 "1"일 경우 A₀출력은 "하이"로 디어 디코드(4)인 S₁단에서 "로우"레벨의 신호를 발생((c)도)시켜 송파회로(24)인 트랜지스터(Q₁)를 차단시킴에 따라 발진회로(5)에서 출력되는 40KHZ의 초음파가 송파부(6)를 통해 방사하게 되며 그외의 시간은 트랜지스터(Q₁)를 턴온상태로 만들어 발진회로(5)에서 출력되는 초음파가 방사되지 않도록 한다. 그러므로 바이너리카운터(2)의 클럭카운터가 "1"일때만 초음파가 출력되는 것이다.

또한 바이너리카운터(2)의 클럭카운터가 "5"와 "6"일때 디코더(4) S₄, S₅단에 "로우"신호를 ((d)도), 그리고 클럭카운터 "7-10"일 경우 S₁-S₁₀단에서 "로우"신호를 ((e)도) 각각 시간발생회로(22)인 낸드게이트(11)(12)로 인가한다. 그러므로 낸드게이트(11)(12)에는 모두 "로우"가 인가됨으로 출력신호는 "하이"상태로 반전되고 ((f) 및 (g)도) 인버터(INV₁)(INV₂)에서 다시 "로우"로 반전되어 전원(Vcc)에 의해 항시 이네이블상태를 유지하는 2진계수기 2개가 복합 구성된 시간측정회로(10)를 각각 리세트시키게 된다.

이러한 시간측정회로(10)의 리세트시간은 발진회로(1)에서 출력되는 10^-4sec의 주파수를 "0-15"까지 분주하여 이의 출력카운터가 "5"와 "6" 및 "7-10"일때 결정되어 진다. 또한 초음파출력회로(21)의 바이너리카운터(2)에서 클럭 카운터가 "15"가 되면 A₀-A₃는 모두 "하이"가 되며 이의 신호에 의해 디코더(4) S₁₅단으로부터 지연회로(3)에 "로우"신호를 인가하여 0.1sec 지난후 바이너리카운터(2)를 리세트시킴으로서 발진회로(1)의 클럭을 처음부터 다시 카운터하는 동작을 반복하게 됨에 따라 시간측정회로(10)를 주기적으로 리세트시키게 된다.

여기에서 0.1sec동안 지연시킨 이유는 디코더(4)에서 낸드게이트(11)(12)에 신호를 전송하기 전에 바어너리카운터(2)를 리세트시키지 않도록 하기 위한 것이다.

한편 송파회로(24)인 트랜지스터(Q₁)의 오프시간동안 송파부(6)를 통해 방사되는 발진회로(5)의 40KHZ 초음파가 1m, 또는 2m 이내에 존재하는 물체에 부딪혀 되돌아오는 반사파가 수파부(7)에 수신되며 이의 주파수는 증폭회로(8)에서 일정레벨로 증폭과정을 거친다음 버퍼회로(9)를 통하여 시간측정회로(10)에 인가되어 클럭으로 사용되어 진다.

이때 시간발생회로(22)의 낸드게이트(11)(12)에 의해 시간측정회로(10)가 리세트되기전에 반사파 즉 클럭이 시간측정회로(10)로 입력되면 출력단(O₁)(O₂)에서 "로우"신호를 발생하여 인버터(INV₃)(INV₄)로서 "하이"로 반전한후 거리측정회로(23)인 타이머(13)(14)가 동작할 수 있는 트리거신호를 전달하게 되면 감지거리에 따라 선택적으로 타이머(13)(14)에서 경보구동회로(15)(16)를 동작시킬 수 있는 신호가 출력된다.

즉, 시간측정회로(10)의 반사파감지시간은 제 4 도 (가)(나)도에서 도시된 바와 같이 2m이내의 거리에 장애물이 존재할 경우 초음파가 검출되는 시간(t₁)을 산출하면 거리(S)는 4m(2m 왕복거리)이고 음속(V)은 340m/s(음속 : 공기중의 기온 15℃에서 340m/s)이므로

가 된다. 따라서 초음파의 송신부터 수식완료까지의 시간이

내에 있게 되면(즉 낸드게이트(11)에서 시간측정회로(10)로 리세트신호를 인가하기까지의 시간과 동일함) 시간측정회로(10)로부터 타이머(13)에 트리거 신호를 인가함에 따라 "하이" 신호를 발생시켜 발광다이오드(IED₁)를 점등함과 동시에 트랜지스터(Q₂)를 턴온상태로 만들어 경보기(17)가 구동되어 2m내에 물체가 존재함을 알리게 된다. 또한 1m 이내 거리에 장애물이 존재할때의 초음파검출시간(t₂)은 거리(S₂) 2m(lm 왕복거리) 음속 340m/s이므로

가 되어 초음파의 송신에서 수신완료될때까지의 시간이

내에 있게 되면(즉 낸드게이트(12)에서 시간측정회로(10)로 리세트신호를 인가하기까지의 시간과 동일함) 시간측정회로(10)에서 타이머(14)로 트리거신호를 전송함으로서 상기 타이머(14)는 "하이"출력을 내어 발광다이오드(LED₂)를 점등시킴과 동시에 트랜지스터(Q₃)가 턴온되어 경보기(18)가 동작하여 2차 경보를 울림으로서 1m 범위에 물체가 존재함을 알리게 되는 것이다.

여기에서 인버터(INV₅)(INV₆)의 기능은 각 타이머(13)(14)가 동시 동작되지 않고 상황에 따라 반드시 하나만 구동되도록 타이머(13)(14)를 상호 리세트시켜 주도록 되어 있다.

제 5 도의 (가)(나)도는 본 발명의 사각지대 감지범위를 나타낸 것으로 제 6 도와 같은 송수파기(19)를 차량의 뒤범퍼의 좌우측에 설치하면 감지폭은 좌우측으로 120°가 되어 감지범위를 확대하고 상하로는 20°의 각도를 유지하여 2m 이내의 지면에 반사되어 발생되는 오동작을 없애도록 함으로서 2m 범위의 물체만을 모두 감지할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 작용하는 본 발명은 차량이 후진시 백미러에 의해 관측되지 않는 차량 후미의 사각지대를 초음파로 탐지하여 2m내에 물체가 존재할때 1차 경보를 하고, 물체가 1m 내에 있을때 2차 경보를 동작케 함으로서 운전자는 이의 경보신호에 의해 적절한 조치를 취하게 되어 귀중한 인명과 재산을 보호할 수 있을 뿐만 아니라 차량이 주행중일때 경보음이 울리면 다른 차량이 후면에 접근하는 것이므로 즉시방어운전을 하여 충돌에 의한 사고를 미연에 방지할 수 있는 유용한 장치인 것이다.

Claims

10^-4sec의 주기로 주파수를 출력하는 타이머(1)와 저항(R₁)(R₂) 및 콘덴서(C₁)로 이루어진 발진회로(20)를 구성하고 바이너리카운터(2)의 출력단(A₀-A₃)을 디코더(4)로 접속하되 디코더(4)의 S₁₅출력단을 지연회로(3)를 거쳐 바이너리카운터(2)에 연결하여 리세트시키도록한 초음파 출력회로(21)를 구성하는 한편 상기 초음파출력회로(21)의 바이너리카운터에는 발진회로(20)를 그리고 디코더(4)의 출력(S₅-S₁₅)단은 송파회로(24)의 트랜지스터(Q₁)베이스와 시간발생회로(22)의 낸드게이트(11)(12)를 각각 연결하고 또한 시간발생회로(22)의 낸드게이트(11)(12) 출력신호는 인버터(INV₁)(INV₂)를 거쳐 시간측정회로(10)에 인가하는 한편 트랜지스터(Q₁)와 발진회로(5)로 이루어진 송파회로(24)의 출력단에 송파부(6)를 접속하며, 시간측정회로(10)의 출력단은 인버터(INV₃)(INV₄) 및 타이머(13)(14)로 구성된 거리측정회로(22)를 거쳐 경보기(17)(18)가 매개된 경보구동회로(15)(16)에 연결하되 거리측정회로(22)인 타이머(13)(14)의 출력신호로서 인버터(INV₅)(INV₆)에 의해 타이머(13)(14)를 상호 리세트시키도록 하는 한편 수파부(7)를 통해 입력되는 반사파는 증폭회로(8)와 버퍼회로(9)를 거쳐 시간측정회로(10)에 인가하여서된 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 자동차 사각지대 탐지장치.