KR970000546B1 - Vehicle backward tacket sensing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 따른 차량용 후방물체 감지장치 실시예 블록도.1 is a block diagram of an embodiment of a rear object detection apparatus for a vehicle according to the present invention.
제2도는 제1도의 각부를 구체적으로 나타낸 회로도.2 is a circuit diagram showing in detail the parts of FIG.
제3도는 본 발명에 실시예를 설명하기 위한 초음파 신호 파형도.3 is an ultrasonic signal waveform diagram for explaining an embodiment of the present invention.
제4도는 제2도의 리모콘 수신 감지기(U3)의 구체회로도.4 is a detailed circuit diagram of the remote control reception detector U3 of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 차량 후방물체 감지결과로부터 거리를 측정하여 이의 측정 결과에 따른 경보 및 표시 제어를 위한 처리 흐름도.5 is a flow chart for measuring the distance from the vehicle rear object detection result according to the present invention and the alarm and display control according to the measurement result.
제6도는 제5도의 각단계를 구체적으로 나타낸 실시흐름도.FIG. 6 is a flowchart showing concrete steps of FIG. 5.
제7도는 제5도의 각부구동을 위한 제1,2전원(Vcc1, Vcc2)발생을 위한 회로도.FIG. 7 is a circuit diagram for generating first and second power supplies Vcc1 and Vcc2 for driving each part of FIG.
제8도는 제1도의 후방 물체 감지장치를 내부에 내장시켜 차량의 뒤범버 또는 이와 비슷한 위치에 설치되어져 차량주변의 물체를 감지하기 위한 감지장치 외형도.FIG. 8 is a view illustrating a sensing device for detecting an object around a vehicle by installing the rear object detecting apparatus of FIG. 1 in a rear bumper or a similar position of the vehicle.
본 발명은 차량의 운행중 주변물체 감지결과에 따라 경보하는 장치에 관한 것으로, 특히 자동의 후방의 일정범위내에 나타나는 물체(고정물체 또는 유동물체)에 대해 이것이 위치하고 있는 거리를 자동으로 감지하여 사전에 운전자에게 주의를 경보할 수 있는 차량용 후방 물체 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for alarming according to the detection result of the surrounding objects during the operation of the vehicle, in particular for the object (fixed object or floating object) appearing within a certain range of the automatic rear automatically detects the distance in which the driver is located in advance The present invention relates to a rear object detection device for a vehicle capable of alerting a user to a warning.
일반적인 자동차의 후방 감지 방법에는 후시경인 반사거울이나 고가의 비디오 카메라 시스템이 사용된다. 그러나 이와같은 차량의 후방물체 감지방법은 차량후방에 있는 물체의 유·무밖에 파악 할 수 없다. 예를들어, 상기 감지된 물체는 차량으로부터 정확하게 얼마의 거리에 있는지 알 수 없어서 안전하게 주차할 수가 없었다. 그리고 후시경에 의한 운전자의 시각을 통한 확인방법은 전방 주시가 불안하여 사각지대에 대한 안전한 주차대책은 없었다. 그리고 상기 비디오 카메라에 의한 방법은 시스템이 고가이므로 폭넓게 적용할 수 없는 문제점이 있다.In general, the rear detection method of a vehicle uses a rearview mirror or an expensive video camera system. However, such a method of detecting the rear object of the vehicle can only detect the presence or absence of the object behind the vehicle. For example, the detected object could not know exactly how far it was from the vehicle and thus could not park safely. In addition, there was no safe parking countermeasure for blind spots due to anxiety in front of the driver. In addition, the video camera method has a problem in that the system is expensive and cannot be widely applied.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 종래방법은 적외선이나 초음파 특성을 응용한 방법이 있다. 상기 초음파 특성을 이용한 기술은 한국 특허청 발행 특허공보 제2041호의 공고번호 제90-7037호에서 더욱 상세히 이해되어질 것이다.Conventional methods for resolving the above problems have a method of applying infrared or ultrasonic properties. The technique using the ultrasonic characteristics will be understood in more detail in the publication No. 90-7037 of Patent Publication No. 2041 issued by the Korean Intellectual Property Office.
상기 적외선을 이용한 방법은 적외선이 갖고 있는 색에 대한 감응 특성을 이용하는데, 이 방법은 색에 대한 감응 특성이 떨어져 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 없어서 주차시의 정확한 거리측정이 안되는 문제점이 있다. 예를들어, 이 방법은 흰색과 검정색에 대한 적외선이 물체로부터 반사되었을때에 상당한 오차가 발생되어 정확한 거리측정을 기대할 수 없으며, 투명한 물체는 감지가 않된다. 상기 적외선에 의한 처리방법은 물체에서 발생하는 적외선과 다른 파장의 적외선을 사용해야 하는 문제점이 있다. 상기 공고 제90-7037호에 개시하고 있는 초음파를 사용하는 방법은 적외선 사용할 때 발생되는 문제점은 어느 정도 해결할 수 있으나 빔을 좁게 형성해야 하는 초음파 장치를 사용해야 하기 때문에 감지할 수 있는 영역이 좁아서 주차용도로밖에 사용할 수 없는 상용상의 제약이 뒤따른다. 이를 해결하기 위한 방법은 이용범위에 따라 신뢰도를 높이기 위해서 초음파 장치를 다수 사용해야하는 설치의 복잡화와 경제적인 부담이 있고, AGC(자동이득제어)특성의 문제로 원거리 및 근거리에서의 동시작동이 불가능해진다. 또한 이 방법은 회로도의 온도 보상이 이루어지지 않아 계절에 따라 회로 동작 상태가 안정되지 못하여 한겨울에는 동작불능 상태가 발생되고, 한여름에는 오동작을 일으키는 등 계절상 많은 제약조건이 있었다.The infrared method uses a color sensitive characteristic of infrared rays, and this method has a problem in that accurate distance measurement during parking cannot be accurately measured because the color sensitive characteristic is poor. . For example, this method produces a significant error when infrared rays for white and black are reflected from an object, so accurate distance measurements cannot be expected, and transparent objects are not detected. The infrared ray treatment method has a problem of using an infrared ray having a different wavelength from the infrared ray generated from the object. The method of using ultrasonic waves disclosed in the above-mentioned publication No. 90-7037 can solve some of the problems caused when using infrared rays, but because the ultrasonic device that needs to form a narrow beam must be used, the area that can be detected is narrow. This is followed by commercial restrictions that can only be used. In order to solve this problem, there are complicated installations and economic burdens that require the use of a large number of ultrasonic devices to increase reliability according to the range of use, and simultaneous operation at a long distance and at a short distance is impossible due to the problem of AGC (automatic gain control) characteristics. . In addition, this method has a lot of seasonal constraints such as temperature compensation in the circuit diagram, which makes the circuit operation state unstable according to the season, resulting in an inoperable state in the middle of winter, and a malfunction in the middle of summer.
또한 이 방식의 원리는 반사된 초음파의 반사율의 차이를 측정하는 방식이기 때문에 감지 범위가 매우 협소하고, 정확도에 있어 신뢰도를 떨어 뜨리는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.In addition, since the principle of this method is to measure the difference in reflectance of the reflected ultrasonic waves, there are various problems such as a very narrow detection range and a decrease in reliability.
따라서 본 발명의 목적은 차량 후미에 일정간격을 둔 특수한 초음파 송수신 모듈을 설치하여 초음파의 송신신호로부터 수신되는 왕복 시간을 측정함에 따라 광역 범위의 물체를 감지할 수 있는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device capable of detecting an object in a wide range by installing a special ultrasonic transceiving module with a predetermined interval at the rear of the vehicle to measure the round trip time received from the ultrasonic transmission signal.
본 발명의 다른 목적은 차량후진시 차량으로부터 위치하고 있는 물체와의 거리에 따라 경고 음색과 램프 표시색을 달리하여 운전자가 쉽고 정확하게 후방 장애물의 위치상태를 알 수 있어 안전한 주차를 할 수 있는 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a device for safe parking by allowing the driver to easily and accurately know the position of the rear obstacle by changing the warning tone and the lamp display color according to the distance to the object located from the vehicle when the vehicle is backed up. Is in.
본 발명의 또 다른 목적은 계절 및 온도변화에 따라 감지변화값을 자동으로 보상하여 차량후진 장애물 감지의 신뢰성을 높일 수 있는 장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus capable of automatically compensating a sensing change value according to a season and temperature change to increase the reliability of detecting a vehicle backward obstacle.
본 발명의 또 다른 목적은 시계가 불량한 악천후 또는 차량에 성애가 낄때도 안전하게 주차할 수 있는 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a device that can be safely parked even when the clock is bad weather or the car stricken.
상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 차량 후진시 초음파를 송신하는 송신부와, 상기 송신부로부터 송출된 초음파에 대해 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 수신부와, 상기 송신부로부터 송출된 초음파를 상기 수신부에서 수신하여 반사시간을 측정하고 상기 측정값으로부터 물체와의 거리를 판정한후 일정범위내에 있을시 운전자가 인식이 용이하도록 경고음 발생과 표시 즉, 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 전원을 투입시 초기화시키는 리세트회로와, 상기 제어부의 동작을 위한 기준클럭을 제공하는 기준클럭 발생회로와, 상기 제어부에 기능 테스트를 위한 변경신호를 제공하는 시험방법 변경부와, 상기 물체가 차량으로부터 일정범위내에 도달할시 상기 제어부로부터 발생되는 경보 발생 제어신호에 따라 경보음을 발생하는 경보회로와, 상기 물체가 차량으로부터 일정범위내에 도달할시 상기 제어부에서 처리한 측정 거리에 따라 물체와의 간격을 표시하는 표시부로 구성됨을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a transmitter for transmitting ultrasonic waves when the vehicle retracts, a receiver for receiving ultrasonic waves reflected from an object with respect to the ultrasonic waves transmitted from the transmitter, and receiving the ultrasonic waves transmitted from the transmitter. After measuring the reflection time and determining the distance to the object from the measured value, the control unit for generating and displaying a warning sound, i.e. controlling the driver to easily recognize when the driver is within a certain range, and the reset for initializing when the power is supplied to the control unit. A reference clock generation circuit for providing a reference clock for operation of the controller, a test method changer for providing a change signal for a functional test to the controller, and when the object reaches a certain range from the vehicle, An alarm circuit for generating an alarm sound according to an alarm generation control signal generated from a control unit; When the object reaches within a predetermined range from the vehicle, it characterized in that it comprises a display unit for displaying the distance to the object according to the measured distance processed by the controller.
본 발명은 차량을 후진시 제어부는 송신부에서 초음파를 방생토록 제어하고, 수신부에서 제어부의 제어에 의해 수신하여 물체와의 거리를 환산한다. 상기 환산한 거리가 일정범위에 도달할시 해당 환산한 거리에 따라 경보음을 달리 발생하고 표시부에서 표시를 달리하여 안전한 주차를 할 수 있도록 되어 있다.In the present invention, when reversing the vehicle, the control unit controls the ultrasonic wave to be emitted from the transmitter, and the receiver receives the control by the controller to convert the distance from the object. When the converted distance reaches a predetermined range, the alarm sound is generated differently according to the converted distance, and the display is changed on the display to allow safe parking.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명되어질 것이며, 도면중 동일기능을 가진 소자는 동일부호를 사용함을 유념하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and it should be noted that elements having the same function in the drawings use the same reference numerals.
제1도는 본 발명에 따른 블록도로서, 차량 주변 물체로 초음파를 송출하는 송신부(109)와, 기준클럭을 제공하는 기준클럭 발생회로(103)와, 상기 송신부(109)로부터 송출된 초음파를 물체를 통해 반사되어진 초음파를 수신하여 자동 이득제어하고 계절 및 주변상황의 온도 변화에 따라 신호의 온도보상을 하는 수신부(101)와, 운전전가 차량의 후진을 위하여 후진기어를 조작시 램프의 점등을 제어하고 감지 위한 구동 전원 투입을 제어하고 상기 기준클럭 발생회로(103)로부터 기준 클럭을 받아 1/n분주하여 초음파 신호를 발생시키고 상기 송신부(109)의 송출 초음파를 상기 수신부(101)에서 수신하여 반사시간의 측정으로부터 물체와의 거리를 판정한후 일정범위내에 있을시 운전자가 인식이 용이하도록 거리마다 구별되게 경고음 발생 및 표시토록 제어하는 마이콤(105)과, 상기 마이콤(105)에 전원 투입시 초기화시키는 리세트회로(104)와, 상기 마이콤(105)이 출력단(RA3)에 연결되어 기능 테스트를 위한 신호를 제공하는 시험방법변경부(108)와, 물체가 차량으로부터 정해진 일정범위에 도달할시 상기 마이콤(105)으로부터 발생되는 경보 발생 제어신호에 따라 물체와의 거리 간격마다 구별되는 경보음을 발생하는 경보회로(106)와, 상기 물체가 차량으로부터 정해진 일정범위 이내에 도달될시 상기 마이콤(105)으로부터 출력되는 거리에 해당되는 값에 따라 제어신호에 의해 물체와의 거리 간격과 구별토록 표시하는 LED부(110)와, 상기 마이콤(105)과 연결되어 상기 LED부(110)의 구동을 제어하는 램프구동회로(107)와, 상기 마이콤(105)과 연결되어 상기 수신부(101)의 출력으로부터 상기 마이콤(105)에 인터럽트신호를 제공하는 인터럽트 제어회로(102)로 구성된다.1 is a block diagram according to the present invention, which includes a transmitter 109 for transmitting ultrasonic waves to an object around a vehicle, a reference clock generation circuit 103 for providing a reference clock, and ultrasonic waves transmitted from the transmitter 109. Receives the ultrasonic waves reflected through the automatic gain control and receives the temperature compensation of the signal according to the temperature change of the season and ambient conditions, and controls the lighting of the lamp when operating the reverse gear to reverse the driving vehicle And control driving of the driving power for sensing, receive a reference clock from the reference clock generation circuit 103, divide 1 / n to generate an ultrasonic signal, and receive and reflect the transmitted ultrasound of the transmitter 109 from the receiver 101. After determining the distance to the object from the measurement of time, the alarm sound is generated and displayed for each distance so that the driver can easily recognize when it is within a certain range. ECOM 105, a reset circuit 104 for initializing the power supply to the microcomputer 105, and the test method changing unit for connecting the microcomputer 105 to the output terminal (RA3) to provide a signal for a functional test 108, an alarm circuit 106 for generating an alarm sound distinguished at every distance interval with the object according to the alarm generation control signal generated from the microcomputer 105 when the object reaches a predetermined range from the vehicle; LED unit 110 for distinguishing the distance between the object and the object by a control signal according to a value corresponding to the distance output from the micom 105 when the object reaches within a predetermined range from the vehicle, and the micom A lamp driving circuit 107 connected to the 105 to control driving of the LED unit 110, and an interrupt signal to the micom 105 from the output of the receiver 101 connected to the microcomputer 105; Provided An interrupt control circuit 102.
한편, 상기 송신부(109)는 차량 후진시 장애물이 되는 주변 물체로 초음파를 송출한다. 상기 수신부(101)는 상기 송신부(109)로부터 송출된 초음파가 물체를 통해 반사되어 수신한다. 또한 상기 수신부(101)는 상기 송신부(109)로부터 송출된 초음파가 물체로부터 반사됨에 따라 수신 효율을 높이도록 수평 일직선상에 소정간격으로 이격되어 설치되다. 상기 송수신부(101, 109)는 하나의 몸체로 하여 차량 후진 장애물 감지를 위해서 뒤범퍼에 설치되어있다. 상기 마이콤(105)은 운전자가 차량의 후진을 위하여 후진기어를 조작시 램프의 점등을 제어하고, 장애물 감지를 위한 전원의 투입을 제어한 후 상기 송신부(109)의 송출 초음파를 상기 수신부(101)에서 수신하여 물체로부터 반사되어 오는 시간을 측정함에 따라 물체와의 거리를 판정하되, 일정범위내에 있을시 운전자가 인식이 용이하도록 장애 물체와의 거리에 따라 구별되는 경고음 발생 및 표시를 하도록 제어한다. 상기 리세트회로(104)는 마이콤(105)에 전원투입시 전 시스템을 초기화시킨다. 상기 기준클럭발생회로(103)은 상기 마이콤(105)의 동작상 필요한 기준클럭을 제공한다. 상기 시험범위변경부(108)은 상기 마이콤(105)에 기능 테스트 변경을 위한 신호를 제공한다. 상기 경보회로(106)은 차량후진시 장애물체가 차량으로부터 일정범위에 도달할시 상기 마이콤(105)으로부터 발생되는 경보음 발생 제어신호에 따라 경보음을 발생한다. 상기 LED부(110)은 상기 장애물체가 차량으로부터 일정범위에 도달할시 상기 마이콤(105)에서 환산 처리되어진 거리값과 대응되는 제어신호에 의해 장애물체와의 간격을 표시한다. 상기 램프구동회로(107)는 상기 마이콤(105)과 연결되어 상기 LED부(110)의 구동을 제어한다. 상기 인터럽트제어회로(102)는 상기 마이콤(105)과 연결되어 상기 수신부(101)의 출력으로부터 상기 마이콤(105)에 인터럽트 신호를 제공한다. 상기 송수신부(101, 109)는 제외한 부분은 하나의 몸체로 하여 차량의 내부 운전자가 상태를 용이하게 확인할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.On the other hand, the transmitter 109 transmits the ultrasonic wave to the surrounding object which becomes an obstacle when the vehicle reverses. The receiver 101 receives the ultrasonic wave transmitted from the transmitter 109 through an object. In addition, the receiving unit 101 is spaced apart at predetermined intervals on a horizontal straight line to increase the receiving efficiency as the ultrasonic wave transmitted from the transmitting unit 109 is reflected from the object. The transceivers 101 and 109 are installed in the rear bumper to detect a vehicle backward obstacle as a body. The microcomputer 105 controls the lighting of the lamp when the driver operates the reverse gear to reverse the vehicle, and controls the input of the power for detecting the obstacle, and then transmits the ultrasonic wave of the transmitting unit 109 to the receiving unit 101. The distance from the object is determined by measuring the time reflected from the object after receiving from, and controls to generate and display a warning sound distinguished according to the distance from the obstacle object so that the driver can easily recognize the object within a certain range. The reset circuit 104 initializes the entire system when the power is supplied to the microcomputer 105. The reference clock generation circuit 103 provides a reference clock necessary for the operation of the microcomputer 105. The test range changing unit 108 provides a signal for changing a function test to the microcomputer 105. The alarm circuit 106 generates an alarm sound according to the alarm sound generation control signal generated from the microcomputer 105 when the obstacle reaches a predetermined range from the vehicle when the vehicle reverses. The LED unit 110 displays the distance from the obstacle by a control signal corresponding to the distance value converted by the microcomputer 105 when the obstacle reaches a predetermined range from the vehicle. The lamp driving circuit 107 is connected to the microcomputer 105 to control the driving of the LED unit 110. The interrupt control circuit 102 is connected to the microcomputer 105 to provide an interrupt signal to the microcomputer 105 from the output of the receiver 101. Except the transmission and reception unit 101, 109 as one body may be installed in a position where the internal driver of the vehicle can easily check the state.
즉, 본 발명의 실시를 위해서는 초음파에 대한 송수신부(101, 109)를 제8도(8A)와 같이 제작된 내부에 장착시켜 후진 장애물의 감지가 용이한 차량의 뒤범퍼에 설치되어 진다.That is, in order to implement the present invention, the transmitting / receiving units 101 and 109 for the ultrasonic waves are mounted inside the rear bumper of the vehicle in which the backward obstacle can be easily detected by being mounted inside the fabricated as shown in FIG. 8A.
제8도(8B)는 (8A)의 정면도로서, (802)가 상기 송신부(109)로부터 방사되는 초음파 송출부분이고, (803)이 장애물체로부터 반사된 초음파를 수신부(101)에서 수신하기 위한 초음파 수신부이다.8B is a front view of 8A, in which 802 is an ultrasonic wave emitting portion radiated from the transmitting unit 109, and 803 is for receiving the ultrasonic wave reflected from an obstacle in the receiving unit 101; Ultrasonic receiver.
(8C)는 (8B)의 B-B'단면도이고, (8D)는 (8B)의 A-A'단면도이다.(8C) is a cross-sectional view taken along line B-B 'of (8B), and (8D) is a cross-sectional view taken along line A-A' of (8B).
상기 (8C)에서 804는 중심부로부터 2-R20으로 라운딩으로 처리하고, 805는 일정각도로 직선으로 처리하며, (8D)는 중심으로부터 807, 809부분에서 각을 달리하여 직선으로 처리하여 장애물체로부터 초음파신호의 송수신에 따른 왕복을 도와 감지를 정확히 하도록 하는 반면, 차량주변의 광범위에서의 장애물체를 감지할 수 있도록 한다.In (8C), 804 is rounded to 2-R20 from the center, 805 is straightened at a certain angle, and (8D) is treated as a straight line at different angles at 807 and 809 from the center to prevent obstacles. It helps to detect the obstacles in a wide range of surroundings of the vehicle while helping to make accurate detection by reciprocating the ultrasonic signal.
제2도는 제1도의 구체회로도로서, 제2도의 초음파 송수신모듈을 포함하고 있는 감지기는 제8도와 같이 케이스에 실장되어 차량의 최 후단이 되는 뒤범퍼 또는 차량에서 운전자 물체 감지를 용이하도록 하는 일정위치에 설치된다. 상기 감지기는 주차시나 주행용 후진시 장애물체와의 접촉이나 갑작스런 충격을 방지하기 위해 일정한 위험한 거리에 다달을 시 거리에 따라 구별되게 표시토록함과 동시에 인식이 용이하도록 경보음이 발생되도록 하여 운전자의 안전한 주차 또는 운전에 직접적인 도움을 줄 수 있도록 한다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of FIG. 1, and the sensor including the ultrasonic transceiver module of FIG. 2 is mounted in a case as shown in FIG. 8 to facilitate the detection of a driver object in a rear bumper or a vehicle that becomes the rear end of the vehicle. Is installed on. In order to prevent contact with an obstacle or sudden shock when parking or driving backward, the detector may display a distinction according to the distance when reaching a certain dangerous distance and generate an alarm sound for easy recognition. Direct assistance with safe parking or driving.
이를 위해 마이콤(105)은 크리스탈발진기(X1)에서 발생되는 고안정 4MHz를 100분주한 40KHz의 초음파를 출력단(RA1)으로 저항(R7)을 통해 제3도와 같이 발생된다. 이 신호는 크리스탈발진기(X1)에서 발생되는 기본클럭(4KHz)을 받아 마이콤(105)의 내부에서 주변온도변화 및 전압변화를 고려하여 1/100분주된 초음파신호를 발생토록 한다. 상기 크리스탈발진기(X1)에 연결된 캐패시터(C1, C2)는 기생발진방지용으로 사용되고 있다. 상기 정해진 결과에 따라 발생된 신호는 초음파를 실어 저항(R5)을 통해 트랜지스터(Q2, Q3)의 베이스로 입력되며, 상기 입력신호는 트랜지스터(Q2, Q3)로 인가되어 푸시풀로 증폭된 후 직류저지 캐패시터(C5)를 통하고, 송신단(Tx)으로 송출된다. 여기서 저항(R6)은 출력안정화용 저항이며, 상기 송신된 초음파는 차량후방의 장애물체에서 반사된다. 상기 반사되어진 초음파는 수신부(101)에 수신된다. 상기 수신부(101)는 제4도와 같이 구성되어진다. 상기 물체로부터 반사된 초음파수신신호는 수신단(Rx)을 통해 입력되어 자동 이득제어용저항(R11) 및 캐패시터(C6)와 온도보상용 써미스터(TH1)으로 구성된 회로를 통해 자동이득제어(이하 AGC라 칭함)이 조절되고, 계절 및 주변온도변화에 따른 온도보상이 이루워진다. 즉, 수신부(101)의 수신증폭기(1)을 거친신호는 국내 금성사의 GL3274인 리모콘 감지증폭기(U3)에서 자동이득제어 및 온도보상을 겸하여 처리된 수신초음파신호가 감지증폭된다. 상기 증폭신호는 리미트증폭기(3)에서 다음단의 대역통과필터(4)에서 필요한 적정레벨로 만든다. 상기 리미트 증폭기(3)에서 처리된 신호는 대역통과필터(4)에서는 중심주파수조정용 저항(R12)에 의해서 원하는 신호 주파수로 설정하고, 그리고 상기 송신된 신호중 초음파신호만을 골라낸후 2차로 잡음 신호는 캐패시터(C7)에 의해 제거한다. 상기 잡음이 제거된 신호는 이미 설정된 기준전압과 전압비교기(5)에서 비교하여 기준전압 이상의 신호를 골라낸다. 상기 기준전압이상의 신호는 다시 적분기(6)의 적분용 캐패시터(C8)에 의해 적분되고, 다음단의 전압레벨정합회로(7)에서 필요한 전압레벨로 변환시킨다. 제4도의 전체 즉, 상기 수신증폭기(1)로부터 전압레벨정합회로(7)에 의한 전체구성은 1개의 집적회로에 몇 개의 저항 및 콘덴서가 주변에 구성되어지므로 종래의 개별부품에 의한 실시회로에 비하여 상대적으로 신뢰성이 우수하다. 상기 리모콘감지증폭기(U3)의 출력은 인터럽트제어회로(102)의 디플립플롭(U2)에 입력된다. 상기 인터럽트제어회로(102)는 디플립플롭(U2)으로 구성되어 상기 리모콘감지증폭기(U3)의 출력을 래치한다. 상기 리모콘 감지증폭기(U3)의 출력은 마이콘(105)의 RTCC단(3)에 인가시켜 인터럽트를 걸리게 한다.To this end, the microcomputer 105 generates a 40 KHz ultrasonic wave 100 MHz of the high-definition 4 MHz generated by the crystal oscillator X1 through the resistor R7 to the output terminal RA1 as shown in FIG. 3. This signal receives the basic clock (4KHz) generated from the crystal oscillator (X1) to generate an ultrasonic signal divided by 1/100 in consideration of the ambient temperature change and the voltage change inside the microcomputer 105. Capacitors C1 and C2 connected to the crystal oscillator X1 are used for parasitic oscillation prevention. The signal generated according to the predetermined result is inputted to the bases of the transistors Q2 and Q3 through the resistor R5 through the ultrasonic waves, and the input signal is applied to the transistors Q2 and Q3 and amplified by a push-pull, followed by direct current. Through the blocking capacitor C5, it is sent to the transmitting end Tx. Here, the resistor R6 is an output stabilizing resistor, and the transmitted ultrasonic waves are reflected from the obstacle behind the vehicle. The reflected ultrasonic waves are received by the receiver 101. The receiver 101 is configured as shown in FIG. Ultrasonic receiving signal reflected from the object is input through the receiving terminal (Rx) and automatic gain control (hereinafter referred to as AGC) through a circuit composed of an automatic gain control resistor (R11) and capacitor (C6) and temperature compensation thermistor (TH1) ) Is adjusted and temperature compensation is made by seasonal and ambient temperature changes. That is, the signal passing through the receiving amplifier 1 of the receiving unit 101 is detected and amplified by the received ultrasonic signal processed by the automatic gain control and temperature compensation in the remote control sensor amplifier U3 of GL3274 of Venus Korea. The amplified signal is made to the appropriate level required by the band pass filter 4 of the next stage in the limit amplifier 3. The signal processed by the limit amplifier 3 is set to a desired signal frequency by the center frequency adjusting resistor R12 in the band pass filter 4, and after selecting only an ultrasonic signal among the transmitted signals, the second noise signal is a capacitor. It removes by (C7). The noise-free signal is compared with a reference voltage already set in the voltage comparator 5 to select a signal having a reference voltage or more. The signal above the reference voltage is again integrated by the integrating capacitor C8 of the integrator 6 and converted to the required voltage level in the voltage level matching circuit 7 of the next stage. The overall configuration of FIG. 4, that is, the overall configuration by the voltage level matching circuit 7 from the receiving amplifier 1 is composed of several resistors and capacitors in one integrated circuit, so that it is possible to implement the conventional circuit by individual components. Relatively superior in reliability. The output of the remote control detection amplifier U3 is input to the de-flop U2 of the interrupt control circuit 102. The interrupt control circuit 102 consists of a de-flip flop U2 to latch the output of the remote control detection amplifier U3. The output of the remote control sense amplifier U3 is applied to the RTCC stage 3 of the micon 105 to cause an interrupt.
상기 인터럽트제어회로(102)의 동작은 우선 디플립플롭(U2)의 클럭단(CLK)으로 수신부(101)의 출력신호가 인가되면, 상기 디플립플롭(U2)의 출력단()의 상태가 하이에서 로우(H는 5V상당전압, L는 0.8V이하 GND상태)로 된다. 마이콤(105)은 상기 로우상태를 확인한후 내부에서 처리하여 출력단(RA2)으로 로우를 출력하여 디플립플롭(U2)를 클리어시키고, 다음 신호의 입력을 기다린다.When the output signal of the receiver 101 is applied to the clock terminal CLK of the flip-flop U2, the operation of the interrupt control circuit 102 is performed. ) Is from high to low (H is 5V equivalent voltage, L is 0.8V or less GND state). After checking the low state, the microcomputer 105 processes the internally and outputs a low to the output terminal RA2 to clear the deflip-flop U2 and wait for input of the next signal.
상기와 같이 마이콤(105)은 초음파 신호의 송신에 따른 장애물체로부터 반사된 수신 신호의 입력을 인터럽트동작에 의해 인식한다. 상기 마이콤(105)은 인터럽터가 걸리시 제5도의 흐름도와 같이 프로그램에 의해 후방물체를 감지한 결과로부터 시간 대 거리를 계산한다. 상기 마이콤(105)은 해당거리에 해당되는 경보음을 발생시키기 위해 제어신호를 경보회로(106)에 입력하여 경보음을 발생하고, 차량과 장애물체와의 거리상태를 알리기 위해 램프구동회로(107)를 제어하여 LED부(110)를 점등상태로 한다. 따라서 운전자는 물체와의 거리마다 구별되어 발생되는 경보음 및 표시에 따라 거리 및 상태를 확인하여 차량 후방의 장애물로부터 주차 또는 주행을 정확히 하도록 하고, 안전하게 운전할 수 있다.As described above, the microcomputer 105 recognizes the input of the received signal reflected from the obstacle according to the transmission of the ultrasonic signal by the interrupt operation. The microcomputer 105 calculates time versus distance from the result of detecting the rear object by a program as shown in the flowchart of FIG. 5 when the interrupter is caught. The microcomputer 105 inputs a control signal to the alarm circuit 106 to generate an alarm sound corresponding to the corresponding distance and generates an alarm sound, and the lamp driving circuit 107 to inform the distance between the vehicle and the obstacle. ) To turn on the LED unit 110. Therefore, the driver may check the distance and state according to the alarm sound and the indication generated by distance from the object so as to accurately park or drive from an obstacle behind the vehicle and drive safely.
제5도는 본 발명에서 차량후진시 장애물체와의 거리측정에 따른 경보음 발생 및 주의 표시를 위한 제어흐름도로서, 각 포트 입출력조건을 지정하고 제1-n레벨을 검색하는 제1단계와, 상기 제1단계의 제1-n레벨에 따라 제1-n레벨을 처리하고 거리측정을 위한 초음파를 송신하여 물체로부터 반사되는 초음파를 수신하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 차량후방 장애물체로부터 수신한 결과값에 의해 시간변수와 비교하여 거리를 환산하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 환산한 거리값을 상기 처리한 거리 레벨에 따라 기설정한 값과 비교하여 이에 해당될 때 차량후방 장애물체로부터 감지한 거리에 대한 표시 및 경보음을 발생하는 제4단계로 이루어진다.FIG. 5 is a control flow chart for generating an alarm sound and displaying a caution according to a distance measurement with an obstacle when driving a vehicle in the present invention. The first step of designating each port input / output condition and searching for the first-n level is described above. A second step of processing the first-n level according to the first-n level of the first step and transmitting ultrasonic waves for distance measurement to receive the ultrasonic waves reflected from the object; and in the second step, The third step of converting the distance by comparing the time variable with the received result value; and comparing the distance value converted in the third step with a preset value according to the processed distance level, and when it is applicable to the rear of the vehicle. And a fourth step of generating an indication of the detected distance from the obstacle and generating an alarm sound.
여기서 제5도의 과정을 좀 더 자세히 설명을 하면, 운전자가 차량의 후진을 위하여 후진기어를 조작하면 후진램프가 점등되고, 제2도 즉, 본 발명의 장치에 전원이 입력되어 저항(R1), 다이오드(D1), 캐패시터(C10)으로 수성된 리세트회로(104)에 의해 마이콤(105)이 리세트 되면 전원이 인가된후 0.5초 이내에 상기 제5도의 프로그램이 작동된다.Herein, the process of FIG. 5 will be described in more detail. When the driver operates the reverse gear for reversing the vehicle, the reverse lamp is turned on. In FIG. 2, power is inputted to the device of the present invention so that the resistor R1, When the microcomputer 105 is reset by the reset circuit 104 received by the diode D1 and the capacitor C10, the program of FIG. 5 is operated within 0.5 seconds after the power is applied.
상기 리세트회로(104)에서 다이오드(D1)는 캐패시터(10)의 고속방전용이고, 저항(R1)은 부하 저항이다.In the reset circuit 104, the diode D1 is for high speed discharge of the capacitor 10, and the resistor R1 is a load resistor.
(5a)과정에서 프로그램이 시작되면 마이콤(105)은 (5a)과정에서 A포트(RA0~RA3)의 출력포트로 세팅하고, B포트(RB0~RB7)를 입력포트로 세팅한다. 그리고 메모리를 초기화하면 타이머, 부져(PZ), LED표시부(107)의 LED1~LED9를 오프시키고, 송수신신호의 온/오프 타이머로서 40KHz(듀티 : 하이 : 10, 로우 : 70)의 유효방사 시간을 결정한다. 그리고, 후방물체 감지를 차량주변상태조건에 따라 자체진단후 각각의 상태변수를 마이콤(105)의 내부 주메모리에 옮긴후, (5b, 5c, 5d)과정에서 각 보조과정의 프로그램에 따라 배정 처리된다. 이어서 크리스탈발진기(X1)에 의해 발생된 기준 주파수(4MHz)를 1/100분주하여 40KHz의 초음파신호를 (5e)과정에서 출력단(RA1)으로 출력하고, 트랜지스터(Q2, Q3)에서 증폭한후 송출단(Tx)을 통해 (5e)과정에서 송출한다.When the program is started in step (5a), the microcomputer 105 sets the output port of port A (RA0 to RA3) and sets port B (RB0 to RB7) as the input port in step (5a). When the memory is initialized, LED1 to LED9 of the timer, buzzer (PZ) and LED display unit 107 are turned off, and the effective radiation time of 40KHz (duty: high: 10, low: 70) is used as the on / off timer of the transmission / reception signal. Decide Then, after detecting the rear object by self-diagnosis according to the surrounding condition of the vehicle, each state variable is transferred to the internal main memory of the microcomputer 105, and then assigned according to the program of each sub-process in (5b, 5c, 5d). do. Subsequently, the reference frequency (4 MHz) generated by the crystal oscillator (X1) is divided by 1/100 to output an ultrasonic signal of 40 KHz to the output terminal RA1 in the process (5e), amplified by the transistors Q2 and Q3, and then transmitted. It transmits in the process (5e) through stage (Tx).
본 발명의 실시예에서 적용하고 있는 초음파 주파수는 타장치에 사용된 초음파 발생회로인 타이머용 IC나 연산증폭기 또는 C-MOS로직 IC를 사용한 링오실레이터 발진회로를 사용하여 온도 변화 및 전원전압 변동에 의하여 발진주파수가 불안정하였으나 본 발명에서는 4MHz크리스탈 발진기에 의하여 고도의 안정된 기본주파수를 100분의 1로 분주하여 사용하므로 온도 및 전원전압변화에 대하여 초음파신호 주파수의 변화는 거의 없어진다. 그리고 (5f)과정에서 차량의 후방에 있는 물체에 발산되어 물체로부터 수신된 초음파 신호를 수신부(101)에서 수신한다. 상기 수신신호는 인터럽트 제어회로(102)에 인가하여 출력으로부터 마이콤(106)에 인터럽트를 걸면(5f)과정에서 마이콤(105)은 내부의 프로그램에 저장된 각종시간 변수와 비교거리를 (5g)과정에서 계산하고, (5h)과정에서 그 결과를 거리레벨에 따라 설정된 데이터와 비교하여 (5i)과정에서 경보회로(106) 및 램프구동회로(107)를 제어하여 LED램프 표시 및 경고음 발생한다. 상기와 같은 실행방법으로 제2-n레벨 까지 되풀이 한다.(이때 LED램프 표시 및 경고음은 상태변화 없는 한 계속 유지된다.) 즉, 측정할 수 있는 거리별 단계는 3단계부터 8단계까지의 프로그램에 의하여 임의로 설정할 수 있다.The ultrasonic frequency applied in the embodiment of the present invention is changed by the temperature change and the power supply voltage by using a ring oscillator oscillator circuit using a timer IC, an operational amplifier, or a C-MOS logic IC, which is an ultrasonic generator circuit used in another apparatus. Although the oscillation frequency is unstable, in the present invention, since a highly stable fundamental frequency is divided into one hundredth by a 4MHz crystal oscillator, the change of the ultrasonic signal frequency is hardly changed with respect to temperature and power voltage change. In operation 5f, the receiving unit 101 receives an ultrasonic signal emitted from an object emitted from an object behind the vehicle. When the received signal is applied to the interrupt control circuit 102 to interrupt the microcomputer 106 from the output (5f), the microcomputer 105 compares the various time variables and the comparison distance stored in the internal program in the process (5g). In operation 5h, the result is compared with the data set according to the distance level, and the alarm circuit 106 and the lamp driving circuit 107 are controlled in step 5i to generate the LED lamp display and the warning sound. Repeatedly up to the 2nd-n level by the above execution method. (In this case, the LED lamp display and warning sound are maintained as long as there is no change of state.) That is, the distance-specific steps that can be measured are the programs of steps 3 to 8 Can be set arbitrarily.
제5도는 상기 (5a)-(5i)과정을 구체적으로 살펴보면, 제6도는 제5도의 (5a) 및 (5b)과정을 상세히 나타낸 것인데, 마이콤(105)은 (6a)과정에서 각 포트를 입력포트로 할 것인지 출력포트로 할 것 인지는 결정하여 초기상태로 한다. 그리고 (6b)과정에서 후진기어를 가동시켰을 때 전원이 본 발명의 장치에 인가 되도록 0로 세트시켜서 기본 파라미터와 초기조건을 설정키 위한 초기화 글러벌 메모리를 초기화시킨다. 다음 (6c)과정에서 각 타이머를 클리어하고, 경보회로(106) 및 LED부(110)를 오프시킨다. 그리고 (6d)과정에서 본 발명을 실현키 위한 각 타이머(송신 온/오프, 수신감지, 40KHz, 비트 온/오프펄스, 타이머출력감지)를 소정치 결정하며, 초기조건을 만들고, 부져, LED를 오프시키며, 40KHz 송신주파수 유효발사시간을 결정한다. 그리고 40KHz 송신 온/오프를 결정짓는 타이머는 시간(T)와 거리(L)를 계산하는데 가장 기본적인 타임값을 만들도록 되어 있다. (5c), (5d)과정에서 제1-n레벨을 검색하여 차량 후진시 처리할 물체와의 감지거리를 체킹한다. 즉, (5c)과정에서 물체와의 거리가 1~50cm, 50~100cm 범위의 단위로 처리할 감지거리를 구분하여 실행토록 설정한다. 그리고 (5e)과정에서 40KHz(25㎲) 초음파신호를 발생한다.FIG. 5 illustrates the processes (5a)-(5i) in detail, and FIG. 6 shows the processes (5a) and (5b) of FIG. 5 in detail, and the microcomputer 105 inputs each port in process (6a). Determine whether it is a port or an output port, and set it as the initial state. When the reverse gear is operated in step (6b), the power supply is set to zero so as to be applied to the apparatus of the present invention to initialize the initialization global memory for setting basic parameters and initial conditions. In the following (6c) process, each timer is cleared, and the alarm circuit 106 and the LED unit 110 are turned off. In step (6d), each timer (transmission on / off, reception detection, 40KHz, bit on / off pulse, timer output detection) is determined to a predetermined value to realize the present invention, and an initial condition is made, a buzzer, and an LED are Off, and determines the effective firing time of the 40KHz transmission frequency. The timer that determines 40KHz transmission on / off is designed to produce the most basic time value for calculating time (T) and distance (L). In the process of (5c) and (5d), the first-n level is searched to detect the detection distance from the object to be processed when the vehicle reverses. That is, in step (5c), the distance to the object is set to be executed by dividing the sensing distance to be processed in units of 1 to 50 cm and 50 to 100 cm. In step 5e, a 40 KHz (25 Hz) ultrasonic signal is generated.
제6도 (6B)에서 제3도 같은 40KHz(25㎲) 초음파 발생과정을 구체적으로 설명하면, (6e)과정에서 송신온플랙은 0상태로 놓고, 수신체크포트 1로 마스크하여 40KHz [Duty 30(High), 70(Low) 주파수의 발사갯수(40KHz 주기의 주파수를 몇개 송신할 것인가를] 타이머와 펄스수로 세팅한다. 그리고 (6f)과정에서 송신주파수를 발생하되, 물체에 부딪혀서 되돌아오는 신호의 감도를 높이고, 정확도를 향상시키기 위해 초음파 특성을 고려하여 32개의 주파수를 송신하여 출력단(RA1)으로 송출하는데, 마이콤(105)에서 송신주파수 펄스수를 카운트하여 (6g)과정에서 32를 발생할 때까지를 체킹한다. 상기 (6g)과정에서 32를 카운팅했을 때 (6h)과정에서 마이콤(105)의 출력단(RA1)으로 리세트신호를 발생한다.Referring to FIG. 6B, the 40KHz (25Hz) ultrasonic wave generation process as shown in FIG. 3 is described in detail. In (6e), the transmit ON flag is set to 0 and masked with the reception check port 1 to 40KHz [Duty 30 Set the number of high (high) and 70 (low) frequencies (how many 40KHz periods are to be transmitted) by the timer and the number of pulses, and generate the transmit frequency in step (6f), but return the signal by hitting the object. In order to increase the sensitivity and improve the accuracy, 32 frequencies are transmitted and output to the output terminal RA1 in consideration of the ultrasonic characteristics. When the microcomputer 105 counts the number of transmit frequency pulses and generates 32 in the process (6g) When the count is 32 in the process (6g), the reset signal is generated to the output terminal RA1 of the microcomputer 105 in the process (6h).
상기 송출한 초음파는 물체에서 반사되어 수신단(Rx)를 통해 리모콘 감지증폭기(U3)에 입력된다. 상기 리모콘 감지증폭기(U3)에서 수신신호를 증폭하는데 있어서 계절 변화에 따른 온도를 보상하고, 자동으로 이득을 조절하면, 수신레벨의 과부하를 방지토록 하고, 이를 일정대역에서 필터링하여 입력전압레벨을 비교하고 적분하여 소정의 전압레벨로 만든후 인터럽트 제어회로(102)에 입력한다.The transmitted ultrasonic waves are reflected from an object and input to the remote control sensing amplifier U3 through the receiving end Rx. Compensating the temperature according to the seasonal change in amplifying the received signal in the remote control sense amplifier (U3), and automatically adjusts the gain, to prevent the overload of the reception level, and to filter it in a predetermined band to compare the input voltage level After integration, the voltage is integrated into the predetermined voltage level and input to the interrupt control circuit 102.
상기 인터럽트 제어회로(102)는 디플립플롭(U2)로서 물체로부터 반사되어 오는 초음파 감지결과신호를 래치하여 마이콤(105)에 인터럽트를 건다. 이때 마이콤(105)은 제6도(6c)를 실행하는 것으로 (6i)과정에서 S/W타이머를 세팅하고, (6j)과정에서 리얼타임 클럭을 호출한다.The interrupt control circuit 102 interrupts the microcomputer 105 by latching the ultrasonic sensing result signal reflected from the object as the deflip-flop U2. At this time, the microcomputer 105 executes FIG. 6C, sets the S / W timer in step 6i, and calls the real-time clock in step 6j.
(6k)과정에서 송신 온 인에이블 플랙의 한계값인 1.8~2.5ms에 도달하는 가를 체킹하여 상기 한계값에 도달되었을 때 (6l)과정에서 송신 온 인에이블 플랙을 클리어하고, (6m)과정에서 초음파 40KHz발사시간 조정타이머를 세트시킨후 (6n)과정에서 리얼타이머 클럭을 호출하고, 거리처리서비스 루틴으로 가서 계속적으로 타이머루틴과 함께 호출하여 물체신호검출과 물체와의 거리에 따른 처리를 한다. 여기서 시간적인 갭(Gap)을 줄이고 검출에 따른 오차를 줄이도록 한다. 이때 타이며 아웃시간(24×500us/MAX, 210cm)을 비교하여 세트된 값보다 작으면 (6D)과정에서 실행하고 클 경우에는 타임 아웃으로 재 세팅한다. 그리고 (5g)과정에서 시간을 호출하는데, 이는 (6o)과정에서 감지 플랙 레지스터에서 감지 플랙을 리드하여 (6p)과정에서 감지되었을 때 해당 레벨에서 경계범위를 벗어났는지를 체킹한다. 상기 해당 경계범위를 벗어났을 때 마이콤(105)은 경보회로(106) 및 LED부(110)를 오프시키고 해당 경계범위내에 있을 때 경계범위가 (6r, 5s, 6t)과정에서 0~50cm(타이머 값=6~7), 50~100cm(타이머 값=9~12), 100~210cm(타이머 값=13~23)내세 있는지를 체킹한다. 상기 해당범위내에 물체가 있을 때 (5h, 5i)과정의 실행으로 (6v, 6w, 6x)과정에서 LED부(110)를 구동하여 표시토록 제어하고, (6y, 6z,6a)과정에서 경보회로(106)를 제어하여 부져(PZ)를 울린다. 예를들어, 0~50cm일 경우 램프 #1을 온시키고 RA3를 로우하여 부져 #1을 온한다. 50~100cm일 경우 램프 #2을 온시키고(pinno=7(low0)), 부져 #2온으로 동작시키고, (7C)과정에서 송출초음파 주파수의 발사간격을 조정하며, 제6도(6E)에서와 같이 각 송신 타이머 및 부져카운터를 클리어시킨다. 즉, (7d)과정에서 송신시간 인터벌 지연시간을 수행하고, 송신시간을 세트하며, (7e)~(7g)과정에서 (40=TX 인에이블 기존 시간값)각종 타이머를 클리어시킨다.(송신타임 아웃 타이머), 송신 온/오프타이머, 수신감지타이머, 수신감지플랙레지스터, 부져카운터레지스터, 수신온레지스터, 부져온/오프 펄스타이머(1, 2, 3, 4)부져 제어감지 플랙 모든 LED를 오프시킨다.(LED1, 2, 3) 또한 옵션 레지스터의 RTCC값을 재로딩 시킨다. 상기 (6D)의 검출 거리 계산 및 처리범위에 대한 관계는 대상물체로부터 초음파의 반사, 산란을 이용한 기술로 쉽게 이해되어진다.In step 6k, check whether the limit value of the transmit on enable flag reaches 1.8 to 2.5ms, and when the limit value is reached, clear the transmit on enable flag in step 6l, and in step 6m. After setting the ultrasonic 40KHz firing time adjustment timer, call the real-time clock in step (6n), go to the distance processing service routine, and call it with a timer routine to process the object signal and process it according to the distance to the object. In this case, the temporal gap is reduced and the detection error is reduced. At this time, compare the out time (24 × 500us / MAX, 210cm), and if it is smaller than the set value, execute it in the process (6D). In step (5g), time is called, which reads the sense flag in the sense flag register in (6o) and checks whether the level is out of bounds when detected in (6p). When out of the corresponding boundary range, the microcomputer 105 turns off the alarm circuit 106 and the LED unit 110, and when the boundary range is within the corresponding boundary range, the boundary range is 0 to 50 cm (6r, 5s, 6t). Check if value = 6 ~ 7), 50 ~ 100cm (timer value = 9 ~ 12), and 100 ~ 210cm (timer value = 13 ~ 23). When there is an object within the corresponding range, the LED unit 110 is controlled to be displayed in the process of (6v, 6w, 6x) by the execution of the process (5h, 5i), and the alarm circuit is processed in the process (6y, 6z, 6a). Control 106 to ring the buzzer PZ. For example, if it is 0 ~ 50cm, turn on lamp # 1 and turn RA3 low to turn on buzzer # 1. In case of 50 ~ 100cm, turn on lamp # 2 (pinno = 7 (low0)), operate with buzzer # 2 on, adjust the firing interval of emission ultrasonic frequency in (7C), and Clear each transmission timer and buzzer counter as shown. That is, the transmission time interval delay time is set in step (7d), the transmission time is set, and (40 = TX enable existing time value) in the steps (7e) to (7g), various timers are cleared. Out timer), transmission on / off timer, reception detection timer, reception detection flag register, buzzer counter register, reception on register, buzzer on / off pulse timer (1, 2, 3, 4) (LED1, 2, 3) It also reloads the RTCC value of the option register. The relationship between the detection distance calculation and the processing range of (6D) is easily understood by a technique using reflection and scattering of ultrasonic waves from an object.
r : Reflection, Z1 : 임사측 매질의 음향임피던스, Z2 : 출사측 임피던스, θ1 : 입사각, θ2 : 출사각, 따라서 일반적으로 Z~=~OC, O : 매질의 빈도, C : 매질속의 음속, 거리측정 방법은 L : 물체의 거리(m), T : 측정된 시간(sec), V : 음속(m/sec), 초음파가 물체까지 왕복하는 시간을 측정하고 있는 것이 되므로 아래와 같은 관계식이 성립된다.r: Reflection, Z1: Acoustic impedance of near-side medium, Z2: Output impedance, θ1: Angle of incidence, θ2: Output angle, therefore Z ~ = ~ OC, O: Frequency of medium, C: Sound velocity, distance in medium The measuring method is L: distance of the object (m), T: measured time (sec), V: sound velocity (m / sec), and the time when the ultrasonic wave reciprocates to the object.
L=T.V/2(m)L = T.V / 2 (m)
공기중에서의 음속의 기온을 t(℃)라 하면 음속은 온도에 따라 변화되므로 V=33.15+0.6t(m/sec)(1기입중에서 공기중의 음파의 전날속도)If the temperature of sound velocity in air is t (℃), the sound velocity changes according to the temperature, so V = 33.15 + 0.6t (m / sec) (the previous day velocity of sound waves in the air in one plane)
* 기온변화에 대한 음속 기온이 15℃ : 340.5m/s, 기온이 20℃ : 340.5m/s, 기온이 25℃ : 340.5m/s, 측정거리 : 2%. [3m의 거리를 측정하는 경우 기온변화 ℃이면 이내 따른 에러는 +6cm~6cm가 (총 12cm)변화한다.]* Sonic speed for temperature change is 15 ℃: 340.5m / s, temperature is 20 ℃: 340.5m / s, temperature is 25 ℃: 340.5m / s, measuring distance: 2%. [When measuring a distance of 3m, if the temperature change is within ℃, the error within + 6cm ~ 6cm (total 12cm) changes.]
예 : 만약 15℃/25℃에서 초음파를 반사하고, 측정된 시간이 3ms가 걸렸다면Example: If you reflect ultrasound at 15 ° C / 25 ° C and the measured time takes 3ms
L1(15℃)=0.003×340.5×1/2(m/s)=0.51075m/s=51cm/sL1 (15 ℃) = 0.003 × 340.5 × 1/2 (m / s) = 0.51075m / s = 51cm / s
L2(25℃)=0.003×346.5×1/2(m/s)=0.51975m/s=52cm/sL2 (25 ℃) = 0.003 × 346.5 × 1/2 (m / s) = 0.51975m / s = 52cm / s
따라서 위에서 살펴본 바와같이 약 1cm정도의 오차가 생기나 실제로는 이보다 더 차이가 나므로 온도보상이 좋은 센서와 반도체 그리고 마이콤 탑재하여 하드웨어(hardware)적으로 안정화시키며, 또한 소프트웨어(software)적으로는 온도에 따른 보상 테이블을 만들어 오차를 최소한으로 줄여 특성이 안정된 상태로 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 그리고 경보회로(106)를 설명하면, 마이콤(105)에서 출력된 경고음데이타는 상기 제5도에서와 같이 설정된 단계(최소 3단계부터 최대 8단계)별로 음색을 달리해서 출력되어 저항(R3)와 직류 저지캐패시터(C3)를 거치고, 고주파 제거 및 필터용 캐패시터(C4)와 이상동작방지저항(R4)를 거쳐 트랜지스터(NPN)(Q1)의 베이스에 인가되면, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 에미터간의 저항의 변화에 따라 트랜지스터(Q1)의 콜렉터와 제1전원단(Vcc1) 사이에 접속된 피에조 부저(PZ)을 구동시킨다. 이때 피에조 부저(PZ)와 병렬 접속된 다이오드(D2)는 피에조 부저(PZ)의 동작시 발생되는 역기전력을 흡수하기 위한 트랜지스터(Q1)의 보호용이다. 상기 LED부(110)는 물체의 감지거리 표시부로서 발광다이오드(LED1~LED9)를 사용한다. 이는 X축 3개 라인, Y축 3개라인으로 구성 모두 9개의 발광다이오드를 사용하되, X x Y메트릭스로 구성되어 있다. 저항(R8~R10)으로 구성된 램프구동회로(107)는 마이콤(105)의 제어를 받는다. 상기 레스트회로(104)의 동작은 우선전압이 인가되면 충전 루트인 저항(R1)을 통하여 캐패시터(C10)에 전원이 충전되는 동안 마이콤(105)의 클리어단( )의 전압은 0.8V이하 GND에 가깝게 낮아지고, 상기 캐패시터(C10)에 충전이 완료되면 다시 제2전원단(Vcc2)의 전압에 가깝게 전압레벨이 변화되면서 마이콤(105)이 정상동작을 시작한다. 상기 제2전원단(Vcc2)에 연결된 저항(R1)과 병렬접속된 다이오드(D1)는 역기전력 방지용이다. 상기 기준클럭 발생회로(103)는 크리스탈발진기(X1)와 캐패시터(C1, C2)의 구성에 의해 마이콤(105)에서 필요로 하는 클럭주파수 및 초음파용 기준주파수, 그리고 경고음 발생용 기본 주파수를 발생하는 회로이다. 크리스탈 발진기(X1)의 양단과 GND간에 접속된 캐패시터(C1)과 (C2)는 기생발진방지 및 온도보상용이다.Therefore, as shown above, the error of about 1cm occurs, but it is actually more different than this, so it is stabilized by hardware equipped with sensor, semiconductor, and microcomputer with good temperature compensation. Compensation tables can be created to minimize errors and measure distances to objects with stable characteristics. In addition, when the alarm circuit 106 is described, the alarm sound data output from the microcomputer 105 is output by varying the tones for each of the set steps (minimum 3 to maximum 8) as shown in FIG. When applied to the base of the transistor (NPN) Q1 through the DC blocking capacitor (C3), and through the high-frequency rejection and filter capacitor (C4) and the abnormal operation prevention resistor (R4), the collector and emitter of the transistor (Q1) The piezo buzzer PZ connected between the collector of the transistor Q1 and the first power supply terminal Vcc1 is driven in accordance with the change in resistance therebetween. In this case, the diode D2 connected in parallel with the piezo buzzer PZ is for protecting the transistor Q1 for absorbing back EMF generated during the operation of the piezo buzzer PZ. The LED unit 110 uses light emitting diodes LED1 to LED9 as the sensing distance display unit of the object. It consists of 9 light emitting diodes consisting of 3 X-axis lines and 3 Y-axis lines, and consists of X x Y metrics. The lamp driving circuit 107 composed of the resistors R8 to R10 is controlled by the microcomputer 105. The operation of the rest circuit 104 is performed when the priority voltage is applied to the clear end of the microcomputer 105 while power is charged to the capacitor C10 through the resistor R1 which is the charge route. ) Is lowered to about 0.8V or less GND, and when the charge of the capacitor C10 is completed, the voltage level is changed to be close to the voltage of the second power supply terminal Vcc2, and the microcomputer 105 starts normal operation. . The diode D1 connected in parallel with the resistor R1 connected to the second power supply terminal Vcc2 is for preventing back EMF. The reference clock generating circuit 103 generates a clock frequency, a reference frequency for ultrasonic waves, and a fundamental frequency for generating a warning sound required by the microcomputer 105 by the configuration of the crystal oscillator X1 and the capacitors C1 and C2. Circuit. The capacitors C1 and C2 connected between both ends of the crystal oscillator X1 and GND are for parasitic oscillation prevention and temperature compensation.
제7도의 본 발명의 실시회로를 구동키 위한 전원회로는 과전류 방지용 FUSE와 전지극성 정합용 브리지 다이오드(BD1)과 스파크 잡음 제거용 코일(L1)과 캐패시터(C11, C12, C13), 그리고 본 발명의 주회로 공급전원인 제2전원단(Vcc2)용의 안정화 집적회로(U4)와 입력 전지전압 절체용 단자 그리고 트랜지스터(Q4)와 제너다이오드(D3), 저항(R14)로 구성되며, 회로동작은 다음과 같다. 전지 입력단자에 전원이 입력되면 브리지다이오드(BD1)에 의하여 전지의 극성이 서로 바뀌어도 쵸크코일(L1)과 캐패시터(C11)의 (+)접속점은 항상 정상적인 전압이 인가되며, 전지전압이 12이면 점퍼배선은 12V로 하고, 전지전압이 24V이면 24V로 한다. 이때 12V이면 바로 제2전원단(Vcc2)용 레귤레이터(IC)의 입력핀에 접속되어 5V로 변환되어 회로에 공급된다. 전지가 24V이면 제너다이오드(D3)와 저항(R14)에 의해 설정된 바이어스 전압에 의해 트랜지스터(Q4)의 에미터 전압이 12V로 바뀌어서 레귤레이터(U4)에 인가되면, 출력이 5V로 안정화되어 제2전원단(Vcc2)의 접속점으로 공급한다. 그리고 페이조 부저(PZ) 구동용 제1전원단(Vcc1)은 브리지 다이오드(BD1)의 (+)단자와 쵸크코일(L1)과의 접속점에서 공급된다. 본 발명의 실시예에서는 차량에서 적용예를 게시하고 있으나 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 고정 또는 움직이는 물체를 감지하는 다른 여러 분야에도 적용할 수 있음을 유념하여야 한다.The power supply circuit for driving the implementation circuit of the present invention of FIG. 7 includes an overcurrent prevention fuse, a battery polarity matching bridge diode BD1, a spark noise canceling coil L1, a capacitor C11, C12, and C13, and the present invention. It consists of a stabilized integrated circuit (U4) for the second power supply terminal (Vcc2), the input circuit voltage switching terminal, a transistor (Q4), a zener diode (D3), and a resistor (R14). Is as follows. When the power is input to the battery input terminal, even if the polarities of the batteries are changed by the bridge diode BD1, the normal voltage is always applied to the positive connection point of the choke coil L1 and the capacitor C11. The wiring is set to 12V and is set to 24V when the battery voltage is 24V. At this time, if it is 12V, it is directly connected to the input pin of the regulator IC for the second power supply terminal Vcc2, and is converted to 5V and supplied to the circuit. When the battery is 24V, when the emitter voltage of transistor Q4 is changed to 12V by the bias voltage set by zener diode D3 and resistor R14 and is applied to regulator U4, the output is stabilized at 5V and the second power source Supply to the connection point of stage Vcc2. The first power supply terminal Vcc1 for driving the pager buzzer PZ is supplied at a connection point between the positive terminal of the bridge diode BD1 and the choke coil L1. Although the embodiment of the present invention discloses an application example in a vehicle, it should be noted that the present invention may be applied to other various fields for detecting a fixed or moving object without departing from the basic idea of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명은 초음파 송,수신 장치를 설치하되, 송,수신모듈을 서로 일정간격을 갖도록 구조를 특수하게 설계 제작하여 한 개의 초음파 송,수신 장치로 광역범위의 감시가 이루어지도록 하고 초음파의 왕복 수신거리 측정을 시간 대 거리 개념으로 CPU프로그램 방식으로 처리하여 차량 후진시에 원거리 및 광역범위의 물체 감지 및 근접 주차시 안전거리를 정확하게 유지할 수 있는 주차 기능이 있으며, 또한 주요부분의 회로를 모두 반도체 집적회로를 채용하여 안정하고 신회성이 향상되어 오동작 요인을 줄일 수 있고, 수신단의 증폭회로 및 감지회로에 온도 변화에도 특성변화가 적은 반도체를 채용하므로 송신 초음파 주파수가 수정진동자에 의한 발진으로 온도 변동에 대한 특성의 안정화를 기할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention installs an ultrasonic transmitter and receiver, but specially designed and manufactured a structure so that the transmitter and receiver modules have a predetermined distance from each other so that one ultrasonic transmitter and receiver can monitor a wide range. It has a parking function that can detect the long-distance and wide range of objects when the vehicle is backed up and maintain the safety distance precisely when the vehicle is backed up by processing the round-trip receiving distance measurement by the concept of time-to-distance. All of them adopt a semiconductor integrated circuit, which improves stability and reliability, and reduces the malfunctioning factor.In addition, since the semiconductor has little characteristic change in temperature change in the amplification circuit and the sensing circuit of the receiver, the transmission ultrasonic frequency is generated by oscillation by the crystal oscillator. There is an advantage that can stabilize the characteristics against temperature fluctuations.
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