KR910001236Y1 - 마이크로 프로세서를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로 - Google Patents

마이크로 프로세서를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

마이크로 프로세서를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로
제1도는 본 고안에 따른 블록도.
제2도는 상기 제1도의 일실시예에 구체회로도.
제3도는 제2도의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
제4도는 본 고안에 있어서 차선 이탈을 설명하기 위한 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 차선이탈 감지회로 20 : 증폭회로
30 : 아나로그/디지털 변환회로 40 : 스위칭회로
50 : 병렬 인터페이스회로 60 : 마이크로프로세서
70 : 경보회로
본 고안은 자동차의 차선이탈 경보회로에 관한 것으로, 특히 마이크로프로세서(Microprocessor)를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로에 관한 것이다.
자동차 운전중에 운전자의 졸음이나 속도감각의 둔화 또는 안일한 운전등에 의하여 발생되는 차선이탈 사고는 대형사고를 초래하는 문제가 있었다.
상기의 문제를 해소하기 위해 종래에는 아나로그 방식을 이용한 경보장치가 있었으나 모든 신호 처리를 아나로그 신호 상태로 처리함으로써 차선이탈의 판단이 늦은 동시에 차선이탈의 판단이 정확치 못한 문제가 있었다.
따라서 본 고안의 목적은 마이크로프로세서를 이용하여 차선이탈의 상황판단의 결정을 고속으로 판단하는 동시에 정확한 판단을 행하는 마이크로프로세서를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로를 제공함에 있다.
이하 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안에 따른 블록도로서, 자동차가 규정차선을 이탈시 이를 감지하여 차선 이탈 장치 신호를 출력하는 차선 이탈 감지회로(10)와, 상기 차선이탈 감지회로(10)에서 출력되는 소정신호를 입력하여 증폭출력하는 증폭회로(20)와, 상기 증폭회로(20)에서 증폭출력되는 차선이탈 감지신호를 입력하여 디지털비트 데이터로 변환출력하는 A/D변환회로(30)와, 자동차와 좌우방향전환 행위신호와 자동차의 가감속신호를 스위칭 신호로 출력하는 스위칭회로(40)와, 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40)로부터 각각 출력되는 디지털비트 데이터와 행위신호를 입력하여 내장된 프로그램에 의해 차선 이탈을 판단하고 그 결과를 소정의 데이터로 출력하는 마이크로프로세서(60)와, 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40) 및 마이크로프로세서(60) 사이에 접속되어 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40)에서 각각 출력되는 디지털 비트데이타와 운전자의 조작행위신호를 상기 마이크로프로세서(60)에서 출력되는 제어신호에 의해 상기 마이크로프로세서(60)로 인터페이스(Interface)시키는 동시에 상기 마이크로프로세서(60)로부터 출력되는 경보 데이터를 출력하는 병렬 인터페이스회로(50)와, 상기 병렬 인터페이스회로(50)으로부터 출력되는 경보 데이터에 응답하여 경보 신호를 발생하는 경보회로(70)로 구성된다.
상기의 제1도 구성중 차선 이탈 감지회로(10)는 적외선을 발광하는 적외선 송신 소자와 적외선을 수광하여 전기적 신호를 출력하는 적외선 센서로된 센서가 적어도 두 개의 쌍을 되어 있으며, 한쌍의 센서는 자동차 전면 범퍼의 좌측에는 위치되고, 또다른 한쌍의 센서는 자동차 전면 범퍼의 우측에 위치되어져 있다.
그리고 병렬 인터페이스회로(50)은 현재 범용적으로 사용되는 병렬 입력/출력제어기(parallel Input/output Controller) 또는 프로그램머블 패리패럴 인터페이스(programmable peripheral Interface)의 원칩(ONE chip)을 사용하여 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40) 및 마이크로프로세서(60) 상호간에의 병렬데이터의 입/출력을 인터페이싱 한다.
지금 자동차가 차선으로 주행하게 되면, 자동차의 전면 범퍼의 좌우에 각각 설치된 차선 이탈 감지회로(10) 내의 두쌍의 센서가 자동차의 차선 이탈을 감지하게 된다.
이때 차선 이탈 감지회로(10)내의 두쌍의 센서가 주행 차선 이탈을 감지하는 동작을 살피면 하기와 같다.
통상 자동차의 주행차선은 자동차의 주행 안전을 위하여 일정 폭을 가지고 주행하는 방향의 양측으로 차선이 끊어져 있는데, 자동차의 전면 범퍼의 좌,우측에 각각 설치된 한쌍의 센서들은 차선의 양측에 페인팅된 라인에 근접하였을 때 전기적 신호를 출력한다.
예를들면, 자동차가 왼쪽으로 치우쳐 이탈되면, 범퍼의 좌측에 설치된 적외선 발광다이오드의 적외선이 페인팅 라인에서 많이 반사되어 짐으로 적외선 센서의 출력이 증가되어 지며, 오른쪽으로 치우쳐 이탈되면 범퍼의 우측에 설치된 센서의 출력도 좌측센서와 같이 동일하게 증가된다.
따라서 차선이탈 감지회로(10)는 자동차가 차선을 좌측 또는 우측으로 이탈될 때 두쌍의 센서로 감지하고 상기 감지된 이탈감지 신호를 각각 증폭회로(20)로 출력하게 된다.
그러므로 증폭회로(20)은 상기 차선이탈 감지회로(10)내의 두쌍의 센서인 좌측차선 감지기와 우측차선 감지기에서 각각 출력하는 차선 이탈 감지신호를 입력한다.
이때 상기와 같이 감지된 이탈 감지신호는 매우 미약함으로 증폭회로(20)는 입력된 신호를 소정 레벨의 신호로 증폭하여 A/D변환회로(30)로 출력한다.
상기 증폭회로(20)에서 증폭 출력되는 아나로그 신호를 입력한 A/D변환회로(40)는 아나로그 신호를 디지탈비트 데이터로 변환하여 병렬 인터페이스(50)로 출력한다.
상기 병렬 인터페이스회로(50)는 상기 입력된 디지탈 비트 데이타와 스위칭회로(40)에서 출력되어 입려되는 행위신호를 마이크로프로세서(60)에서 출력되는 제어신호에 의해 상기 마이크로프로세서(60)의 데이터 단자(DI/O)(Date Input/output)로 출력한다.
이때 상기 스위칭회로(40)로부터 출력되는 행위 신호라 함은 좌우 방향 전환 스위칭신호 및 악셀레이터패달의 가감속 스위칭 신호이다.
상기 병렬 인터페이스회로(50)에서 출력되는 디지털비트 데이터와 소정의 행위신호를 입력한 마이크로프로세서(60)는 입력된 상기 디지털비트 데이터와 소정의 행위 신호로써 현재의 상황을 판단하여 그 상황의 결과데이터를 병렬 인터페이스회로(50)로 출력한다.
이때 상기 디지털 비트 데이터의 행위신호로써 마이크로프로세서(60)가 현재 상황을 판단하는 것은 하기와 같이 한다.
예를들어 디지털 비트 데이터가 차선을 이탈 하였다는 데이터이고, 행위신호가 없다면 자동차가 차선을 이탈하였다고 판단하여 논리 “하이”의 상황판단 데이터(경보데이터)를 출력한다.
상기 마이크로프로세서(60)에서 출력되는 논리 “하이”의 상황판단 데이터를 입력한 병렬 인터페이스회로(50)는 소정의 신호 즉, 차선이탈 감지신호를 경보회로(7)로 출력한다.
따라서 상기 병렬 인터페이스회로(50)에서 소정의 신호를 입력한 경보회로(70)는 자동차가 차선을 이탈하였다는 경보음을 울린다.
제2도는 제1의 블록도의 일실시예의 구체회로도로서, 적외선 발광다이오드(Infrared Light emitting diode : 이하 ILED라 칭함)(13)와 상기 적외선 발광다이오드(13)에서 발광되어 도로의 차선으로부터 반사되는 적외선을 센싱하는 적외선 센서(이하 IS라 함)(14)가 하나의 쌍으로 되어 구성된 좌측 차선감지기(11)와, ILED(15)와 IS(16)가 하나의 쌍으로 되어 구성된 우측차선 감지기(12)로 구성된 차선이탈 감지회로(10)와, 상기 좌측차선 감지기(11)에서 출력되는 소정신호를 증폭출력하는 제1증폭회로(21)와 상기 우측차선감지기(12)에서 출력되는 신호를 증폭출력하는 제2증폭회로(22)로 구성된 증폭회로(20)와, 좌,우 방향전환 스위치(SW1), (SW2)와 악셀레이터 패달스위치(Accelerator Padal Switch)(SW3)와 저항(R1-R3)로 구성된 스위칭회로(40)와, 증폭회로(20)에서 출력되는 소정신호를 디지털비트 데이터로 변환출력하는 A/D변환회로(30)와, 상기 A/D변환회로(30)와 상기 스위칭회로(40)로 부터 각각 출력되는 디지탈 비트 데이터와 행위 신호를 입력하여 내장된 프로그램에 의해 차선 이탈을 판단하고 그 결과를 소정의 데이터로 출력하는 마이크로프로세서(60)와, 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40) 및 상기 마이크로프로세서(60) 사이에 접속되어 있으며 상기 A/D변환회로(30) 및 상기 스위칭회로(40)에서 각각 출력되는 신호를 상기 마이크로프로세서(40)로 인터페이스시키는 병렬 인터페이스(50)와, 상기 병렬인터페이스회로(50)에서 출력되는 소정신호를 베이스로 입력하여 “턴온”되는 트랜지스터(Q1)와 스위치(SP)로 구성된 경보회로(70)로 구성된다.
제3도는 제2도의 마이크로프로세서(60)의 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
제4도는 본 고안으르 설명하기 위한 설명도로서, 자동자의 전면 범퍼(BP)의 좌우측에 좌우측 차선 감지기(11)(12)가 부착된 것으르 나타낸 것이다.
이때 방향(↓)은 자동차의 진방향이고, 4a는 중앙선으로 우측차선 4b,4c는 차간을 표시하는 경계선으로 좌측차선, 4d는 횡단보도등의 전에 표시되는 정지선이다.
이하 본 고안에 따른 제2도의 동작예를 제3도 및 제4도를 참조하여 상세히 설명한다.
지금 제4도와 같이, 자동차 전면 범퍼(Bumper)의 좌,우측에 각각 설치된 좌,우측 차선감지기(11)(12)내의 각 ILED(13)(15)가 적외선을 발광하면 ILED(13)과 ILED(15)의 발광에 의한 적외선은 도로 차선의 뒷면에 도달하게 된다. 따라서 자동차가 우측 또는 좌측으로 이동되어질 때 상기와 같이 발광되는 적외선은 상면상에 칠하여진 황색의 중앙선(4a) 흰색의 경계선(4b)에 반사된다.
이때 중앙선(4a)에서 반사되는 적외선 발광은 ILED(15)와 한쌍을 이룬 IS(10)가 수광하여 전기적 신호를 변환하여, 경계선(4b)에서 반사된 적외선 발광은 상기 ILED(13)와 한쌍을 이룬 IS(14)가 수광하여 전기적 신호로 변환한다.
상기 좌,우측 IS(14)(16)가 감지하여 출력하는 소정의 신호는 자동차가 얼마나 경계선(4b)과 중앙선(4a)에 얼마나 가까이 가느냐에 비례하는 신호가 출력된다.
따라서 자동차가 중앙선(4a) 차선에 가까이 접근하면 추측 IS(16)의 출력신호값은 점점 더 증가되어 출력되며, 좌측의 경계선(4b)로 접근하면 할수록 좌측 IS(14)의 출력신호값은 증가하며 제2 및 제2증폭회로(22)(21)에 각각 입력된다.
한편 상기 좌,우측 적외선센서 IS(14)(16)에서 각각 출력되는 차선 감지신호를 입력한 제1,2증폭회로(21)(22)는 상기 신호를 충분히 큰 신호로 증폭하여 A/D변환회로(30)로 출력한다. 상기 증폭회로(21)(22)에서 출력되는 신호를 입력단자(AIN1)과 (AIN2)로 각각 입력한 A/D변환회로(30) 입력된 차선이탈 감지신호 즉, 좌측 차선감지 센서(11)의 우측차선 감지센서(12)에서 각각 감지한 신호를 디지털비트 데이터로 변환한다.
상기와 같이 A/D변환회로(30)에서 디지털 비트 데이터로 변환된 데이터와 좌우 방향 전환스위치(SW1,SW2) 및 악셀레이터 페탈스위치(SW3)에 의한 행위 신호는 마이크로프로세서(60)가 제어버스(84)를 통해 출력하는 제어신호에 의해 병렬 인터페이스회로(50)의 입력단(PA0-PA7)과 (PB0-PB2)에 입력된다.
이때 상기 병렬 인터페이스회로(50)은 상기 입력 신호들은 제어버스(84)를 통해 마이크로프로세서(60)가 출력하는 라이트 제어신호에 의해 각각의 내부 레지스터에 저장한다.
상기와같이 제어버스(84)를 통해 병렬 인터페이스호로(50)에 라이트 신호를 출력한 마이크로프로세서(60)은 병렬 인터페이스회로(50)내의 레지스터에 저장된 디지털 비트 데이터와 행위신호를 리이드하기 위한 콘트롤워드 데이터와 제어신호를 데이터버스(82)와 상기 제어버스(84)로 출력한다.
상기 데이터버스(82)와 제어버스(84)를 통해 콘트롤워드 데이터와 리이드 제어신호를 입력한 병렬 인터페이스회로(50)은 내부레지스터에 저장된 디지털 비트 데이터와 행위신호의 데이터를 상기 데이터비스(82)를 통해 마이크로프로세서(60)로 출력한다.
따라서 상기 병렬 인터페이스회로(50)는 마이크로프로세서(60)의 제어에 의해 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40)를 통한 병렬데이터를 내부의 각 레지스터에 저장하고 이를 다시 마이크로프로세서(60)로 출력하여 병렬데이터를 인터페이싱하게 된다.
이와같은 병렬 인터페이스회로(50)은 현재 범용적으로 사용되는 PIO 혹은 PPI의 원칩을 사용하므로 가능하다.
한편 상기 병렬 인터페이스회로(50)에서 출력되는 디지털비트 데이터와 운전자 조작에 의한 조작행위 신호를 입력한 마이크로프로세서(60)은 제3도 3a내장에서 좌우측 차선 감지기(11) (12)의 센서출력이 있는가를 검색한다. 이때 자동차가 제4도와 같이 중앙선(4a)과 경계선(4b)의 중앙의 위치에서 화살표 방향으로 진행하여 센서의 출력이 없다면 마이크로프로세서(60)는 정상 주행이라고 판단하고 리턴한다.
그러나 상기 3a의 검색 판단과정에서 센서의 출력이 있다면, 마이크로프로세서(60)은 3b과정에서 좌우측 차선감지기(11) (12)의 출력이 모두 있는가를 검색한다. 상기 3b과정에서 좌우측 센서의 출력이 모두 있는 경우라면, 마이크로프로세서(60)은 자동차의 전면 범퍼(BP)에 설치된 좌우측 차선 감지기(11) (12)가 제4도에 도시된 바와같은 횡단보도의 정지선(4b)에 근접하였다고 판단하여 3c과정에서 악셀레이터 패달 스위치(SW3)가 “온”되었는가를 검색판단한다.
이때 병렬 인터페이스(50)를 통해 읽어들인 스위칭회로(40)의 악셀레이트 스위치(SW32)가 “오프”라면 정치 혹은 저속 주행이라고 판단하고 리턴하며, 상기 악셀레이터 스위치(SW3)가 “온”이라면 마이크로프로세서(60)의 횡단보도의 정지선(4b)의 일단정지를 무시한 것이라고 판단한다.
상기 3c과정에서 횡단보도의 정지선(4d)의 일단정지를 무시한 것이라고 판단한 마이크로프로세서(60)는 3d과정에서 데이터버스(82)와 제어버스(84)를 통해 병렬 인터페이스회로(50)로 급정지 요구신호인 경고음을 출력하는 상황판단 데이터를 출력함과 동시에 소정의 제어신호를 출력한다.
이때 상기 3d과정에서 마이크로프로세서(60)가 출력한 상황 판단데이터와 제어신호를 입력하는 병렬 인터페이스회로(50)로 출력단자(PB4)로 논리 “하이”신호를 출력한다.
따라서 상기 병렬 인터페이스회로(50)의 출력단자(PB4)에 접속된 트랜지스터(Q1)은 “턴온”되어지며, 이로인해 스피커(SP)가 구동되어 경고음을 가청음으로 출력한다.
한편 상기 3b의 검색과정에서 좌,우측차선 감지기(11) (12)의 센서 출력이 모두 있는 경우가 아니라고 판단하면, 마이크로프로세서(60)은 병렬 인터페이스회로(50)의 디지털 비트 데이터가 우측차선 감지기(12)의 센서 출력인지를 제3도 3c과정에서 판단한다.
이때 자동차가 중앙선(4a)으로 이탈하여 우측차선 감지기(12)의 센서의 출력만이 있은 경우라면, 마이크로프로세서(60)은 3c과정에서 우측센서라고 판단한다. 상기에서 우측센서 즉 우측차선 감지기(12)의 출력이라고 판단한 마이크로프로세서(60)은 우방향 전환스위치(SW2)가 “온”되었는가를 3f과정에서 검색한다.
상기 3f검색결과 우방향 전환스위치(SW2)가 “온”되지 않은 경우라 판단하면, 마이크로프로세서(60)은 현재 자동차가 중앙선(4a) 쪽으로 차선이 이탈되는 것이라고 상황을 판단하고 3g과정에서 차선 이탈 경고음을 출력하기 위한 경고음 데이터를 전술한 바와같이 데이터버스(82)와 제어버스(84)를 통해 병렬 인터페이스회로(50)로 출력한다.
이때 마이크로프로세서(60)가 출력한 경고음의 데이터를 입력한 병렬 인터페이스회로(50)은 출력단자(PB4)로 논리 “1”의 데이터를 하여 트랜지스터(Q1)을 구동함으로써 스피커(SP)로부터 경고음이 출력된다.
한편, 상기한 3c과정에서 검색한 결과 우측차선 감지기(12)의 센서출력이 아니라고 판단하면, 마이크로프로세서(60)을 입력된 센서의 디지털 비트 데이터가 좌측차선 감지기(11)의 센서 출력이라고 판단하고, 3h과정에서 좌방향 전환 스위치(SW1)가 “온”되었는가를 3h과정에서 검색 판단한다.
상기 3h검색 결과 우방향 전환 스위치(SW1)가 “온”이라면 마이크로프로세서(60)는 자동차가 좌회전하는 것이라고 판단하여 리턴한다. 만약 좌방향 전환스위치(SW1)가 “온”되지 않은 경우라고 판단하면, 마이크로프로세서(60)은 현재 자동차가 경계선(4b) 쪽으로 차선이 이탈되는 것으로 상황을 판단하고 3i과정에서 차선 이탈 경고음을 출력하기 위한 경고음인 데이터를 전술한 바와같이 데이터버스(82)와 제어버스(84)를 통해 병렬 인터페이스회로(50)로 출력한다.
이때 마이크로프로세서(60)가 출력한 경고음의 데이터를 입력한 병렬 인터페이스회로(50)는 출력단자(PB4)로 논리 “1”의 데이터를 출력하여 트랜지스터(Q1)을 구동함으로써 스피커(SP)로부터 경고음이 출력된다.
따라서 마이크로프로세서(60)는 A/D변환회로(30)와 운전자의 행위신호를 출력하는 스위칭회로(40)에서 각각 출력되는 신호로써 차선 이탈 상태를 상기 제3도와 같이 판단하여 출력하며, 상기 마이크로프로세서(60)로부터 출력되는 데이터를 입력하는 병렬 인터페이스회로(50)는 논리 “1”의 신호를 단자(PB4)로 출력하여 트랜지스터(Q1)을 “턴온”시킨다.
따라서 트랜지스터(Q1)은 콜렉터단자로 입력되는 신호전압(VCC)를 저항(R4)에 의해 스피커(SP)로 출력하여 경보음을 발생하게 된다.
상술한 바와 같이 본 고안을 두쌍의 적외선 센서와 마이크로프로세서를 이용하여 자동차의 차선이탈을 자동으로 감지하고, 차선 이탈시에 경보음을 울림으로써 자동차 운전중에 졸음이나 속도감각의 둔화로 인한 안일한 운전등을 미연에 방지할 수 있어 대형사고 예방을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

  1. 자동차의 차선이탈 경보회로에 있어서, 적외선 송신 소자와 적외선센서가 하나의 쌍으로된 2쌍의 차선 이탈 감지센서가 자동차 전면 범퍼의 좌,우측에 위치되어 구성되어 있으며 상기 자동차가 차선의 좌우측 차선에 근접시에 이를 감지하여 차선 이탈 감지신호를 출력하는 차선이탈 감지회로(10)와, 상기 차선이탈 감지회로(10)의 출력단자에 접속되어 있으며, 입력되는 차선 이탈 감지신호를 소정 증폭출력하는 증폭회로(20)와, 상기 증폭회로(20)의 출력단자에 접속하여 그로부터 증폭 출력되는 차선이탈 감지신호 신호를 디지털 비트 데이터로 변환출력하는 A/D변환회로(30)와, 좌우방향 전환스위치(SW1,SW2)와 악셀레이터 스위치(SW3)을 내장하고 있으며 상기 스위치들의 스위칭에 의한 좌, 우방향 전환 행위신호 및 주행 가감속신호를 출력하는 스위칭회로(40)와, 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40)로부터 각각 출력되는 디지털비트 데이터와 행위신호를 입력하여 차선 이탈을 판단하고 그 결과를 소정의 데이터로 출력하는 마이크로프로세서(60)와 상기 A/D변환회로(30)와 스위칭회로(40) 및 마이크로프로세서(60) 사이에 접속되어 상기 A/D 변환회로(30)의 출력과 스위칭회로(40)의 출력을 상기 마이크로프로세서(60)로 인터페이싱하며, 상기 마이크로프로세서(60)로부터 출력되는 소정의 데이터를 출력하는 병렬 인터페이스회로(50)와, 상기 병렬 인터페이스회로(50)의 출력단자에 접속되어 그로부터 출력되는 소정의 데이터 신호에 응답하여 경보 신호를 발생하는 경보회로(70)로 구성함을 특징으로 하는 마이크로프로세서를 이용한 자동차의 차선이탈 경보회로.
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