KR970002451B1 - 자동차 충돌방지장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 본 발명의 전체 구성도.
제2도는 본 발명의 동작영역도.
제3도는 본 발명의 전방센서장치 상세구성도.
제4도는 본 발명의 측방센서장치 및 후방센서장치 상세구성도.
제5도는 본 발명의 정보처리부 및 차량구동부 상세구성도.
제6도는 본 발명의 제어부 동작순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 전방센서부 20 : 측후방센서부
30 : 정보처리부 40 : 표시부
50 : 차량구동장치 11 : 삼각파 신호발생기
12 : 고주파 신호발생기 13 : 삼각파 보정기
14-1,14-2 : 방향성 결합기 15 : 스캐닝부
16 : 송신안테나 17 : 수신안테나
18 : 증폭부 19 : 믹서부
21 : 측후방센서 제어부 22-1,22-2 : 좌우측방센서
23-1,23-2 : 후방센서 24 : 이득제어부
25 : 밴드패스 필터 26 : 증폭부
27 : 아날로그 디지탈 변환부 28 : 정보처리부 인터페이스
31 : 신호처리부 32 : 측후방 인터페이스
33 : 중앙처리부 34 : 유저 인터페이스
35 : 카 인터페이스 51 : 가속제어장치
52 : 감속제어장치 53 : 조향제어장치
본 발명은 자동차의 전,측,후방에 각각의 영역을 감시할 수 있는 센서장치를 부착하여 자동차 운행중 각각의 영역을 해당센서장치를 통하여 감시하고, 차량이나 사람 또는 기후등 차량운행과 관련된 각종 정보를 종합분석하고 각 상태별 주행위험 여부를 판단하여 위험상황이라고 판단되면 운전자에게 해당위험상황을 경보해줌과 동시에 필요한 각종 제어장치를 구동하여 해당 위험요소를 해제토록 함을 특징으로 하는 자동차 충돌방지장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차에 있어서 사고는 운전자 및 탑승자의 생명과 직접적인 연관이 있으므로 자동차의 편리성 이면에 자동차 신고는 심각한 문제로 존재한다. 따라서 자동차 사고에 대비한 각종 안전장비들이 개발되고 있는데 이는 사고 발생시에 인명을 구하는데 목적을 두고 있기 때문에, 사고 발생시 위험 정도는 감소할 수 있지만 사고를 예방할 수 있는 기능은 없었다.
또한, 종래의 자동차에는 차량의 측방 및 후방의 상황을 판단하기 위해 차량의 좌/우측에 사이드 백 미러를 사용하였는데, 일반적으로 차량의 사이드 백 미러는 운전석에서 볼 경우 사이드 백 미러로는 확인이 되지 않는 사각지대가 있기 때문에 차선 변경 등의 경우에 이러한 사각지대를 보기 위해서는 운전작 고개를 돌려 확인하여야 함으로써, 전방의 위험 상황을 감지하지 못하여 사고가 발생할 수 있고, 또한 악천후시에는 사이드 백 미러가 잘 보이지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결코자 하는 것으로, 차량의 전,후,측면에 각종 센서장치를 부착하고 여기서 측정된 데이터를 종합분석하여 운전자에게 위험여부를 통고하거나, 필요한 경우 각종 구동장치를 직접구동하여 사고를 사전에 예방토록 함을 특징으로 한다.
즉, 차량전방의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정할 수 있는 레이저센서장치를 설치하고, 차량측방에는 초음파를 이용하여 백 미러의 사각지대를 검지하고 물체와의 거리를 측정할 수 있는 초음파센서장치를 설치하며, 또한 차량후방에는 초음파를 이용하여 후진시 차량후방의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정할 수 있는 초음파센서장치를 설치하여, 차량 운행중 운전자의 부주의로 인해 발생할 수 있는 각종 사고를 미연에 방지할 수 있도록 각 부분을 센서장치들을 통하여 감시하고, 위험 발생시 운전자에게 경보하여 운전자에게 조치를 유도하거나 장치 스스로 차량의 각종 구동장치를 구동하여 사고를 사전에 예방할 수 있도록 한 것이다.
이하 도면을 참조로 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 전체 구성도로써, 전방차량의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정하는 전방센서부(10)와; 측면 및 후방차량의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정하는 측후방센서부(20)와; 상기 전방센서부(10) 및 측후방센서부(20)로부터 각종 정보를 입력받아 자차의 전방 또는 측후방의 장애물 유무를 판단하고 장애물이 있을 경우 장애물과의 거리, 상대속도를 계산하며, 기후상태 및 자차속도, 공주거리, 제동거리등의 정보를 종합하여 가가 상태벼려 최적 안전거리를 계산하고, 계산된 최적안전거리를 기준으로 하여 각 주행상태별 위험여부를 판단하여 경보음을 발생시키거나 가감속장치 구동명령을 내려 적절한 조치를 행하도록 하는 정보처리부(30)와; 측정된 거리데이타에 따른 각종 관련정보를 운전자에게 표시해주는 표시부(40)와; 측정된 데이터에 따른 장치 스스로 위험요소를 해결토록 가감속장치 및 제동장치를 구동하는 차량구동장치(50)로 구성한다.
제2도는 본 발명의 센서장치가 부착된 차량의 거리측정 동작영역을 나타낸 것이다.
즉, 전방물체를 측정하는 전방센서부와, 백 미러 사각지대 및 후방지역을 측정하는 측후방센서부의 동작영역이다.
제3도는 본 발명의 전방센서부(10)의 상세구성도로써, 일정주기를 가지는 삼각파를 발생시키는 삼각파발생기(11)와; 상기 삼각파 발생기(11)의 주기에 맞추어 변조된 주파수 신호를 발생시키는 고주파 신호발생기(12)와; 상기 고주파 신호발생기(12)에서 출력된 신호를 삼각파 보정기(13)로 파형보정을 한 다음 일부는 믹서부로 보내고, 나머지는 스캐닝부로 보내는 방향성 결합기(14-1,14-2)와; 상기 방향성 결합기(14-2)를 통한 신호를 입력하여 정보처리부(30)에서 출력된 스캐닝 제어신호에 따라 변조된 주파수신호를 송신안테나(16)에서 일정각도로 스캐닝하면서 출력토록 하는 스캐닝부(15)와 ; 상기 송신안테나(16)에서 출력되어 물체에 맞고 반사된 신호의 일부를 입력하는 수신안테나부(17)와 ; 반사된 신호를 증폭하는 증폭부(18)와 ; 신호발생기의 일부신호와 수신된 반사신호를 믹싱하여 중간주파신호를 만드는 믹서부(19)로 구성한다.
상기와 같이 구성하는 전방센서부(10)에서 신호발생기(12)에서는 입력되는 제어신호에 비례하는 고주파신호가 발생되고, 이 신호는 방향성 결합기(14-2)에서 일부는 믹서부(19)로 보내어지고 나머지는 스캐닝부(15)로 입력되며, 스캐닝부(15)에서는 정보처리부(30)로부터의 스캐인 콘트롤 제어신호에 따라 변조된 고주파 신호가 송신안테나(16)에서 일정각도로 스캐인하면서 출력되도록 하고, 송신안테나(16)는 고주파 신호를 차량전방에 일정각도로 방사한다. 또한 전방물체에 맞고 반사된 고주파 신호를 믹서부(19)로 보낸다. 그러면 믹서부(15)에서는 신호발생기의 일부 신호와 수신된 반사신호를 믹싱하여 중간주파신호를 만들어 정보처리부(30)로 전송한다.
제4도는 측후방센서부(20)의 상세구성도로써, 정보처리부(30)로부터 제어신호를 입력받아 좌추측방센서(22-1,22-2) 및 후방센서(23-1,23-2)를 선택하는 신호를 센서선택 스위치(29)에 출력하는 측후방센서 제어부(21)와; 상기 측후방센서 제어부(21)에서 출력되는 컨트롤 신호에 의한 이득 제어부(24)의 작동으로 증폭된 데이터값을 일정대역만 통과시키는 밴드패스 필터부(25)와 ; 이를 다시 증폭하는 증폭부(26)와 ; 중폭된 신호를 디지털 로 변환하여 측후방센서 제어부(21)로 입력하는 아날로그 디지털 변환부(27) 및 정보처리부(30)로 거리데이타를 전달하는 정보처리부 인터페이스(28)로 구성한다.
상기와 같이 구성되는 측후방센서부(20)에서 측후방센서 제어부(21)는 정보처리부(30)로부터 제어신호를 인가받아 좌우측방센서(22-1,22-2) 및 후방센서(23-1,23-2)를 선택하는데, 측방센서(22-1,22-2)는 정보처리부(30)로부터의 좌우회전신호를 받아 해당방향의 센서를 선택하고, 후방센서(23-1,23-2)의 선택은 후진기어신호를 전달받아 동시에 선택하며, 선택한 초음파센서의 펄스를 송신하고 반사된 신호를 검출하여 장애물의 유무를 혹인하고 장애물이 검출되면 정보처리부(30)로 해당정보를 전송한다.
제5도는 본발명의 정보처리부(30) 및 차량구동부(50)의 상세구성도로써, 전방센서부(10)에 각종 제어신호를 인가하여 전방차량과의 거리데이타를 구하는 신호처리부(31)와 ; 초음파센서를 이용하여 측후방의 거리데이타를 구하는 축후방센서 제어부(21)를 연결하는 측후방 인터페이스(32)와 ; 상기 신호처리부(31)에 의한 전압거리데이타와, 측후방 인터페이스를 통한 측후방 거리데이타를 조합하여 차량안전운행에 필요한 적절한 명령을 내리는 중앙처리부(33)와 ; 거리데이타 및 경보등의 상황을 통보함으로써 사용자가 위험여부를 알 수 있도록 상기 중앙처리부(33)의 제어신호를 받아 표시부(40)에 전달하는 유저 인터페이스(34)와 ; 가감속장치의 구동이 필요한 상황과 조향장치의 구동이 필요한 상황이 발생하였을시에 상기 중앙처리부(33)로부터 가감속 제어장치(51,52) 및 조향제어장치(53)를 구동토록 하는 제어신호를 차량구동부(50)에 전달하는 카 인터페이스(35)로 구성한다.
상기와 같이 구성하는정보처리부(30)에서는 신호처리부(31)로부터 전방 거리데이타를 전달받아 중간주파신호를 통해 펄스신호의 이동시간을 계산하고, 측후방 인터페이스(32)로부터 측후방 거리데이타를 전달받아 이동시간을 계산하여, 계산된 이동시간에 의해 물체와의 거리, 상대속도를 계산하며 자차와 전방차량과의 거리 및 속도정보를 이용하여 위험여부를 판단하고 위험상황으로 판단되면 유저 인터페이스(34)를 통하여 운전자에게 위험상황임을 경보해줌과 동시에 카 인터페이스(35)를 통하여 감속 및 가속제어장치(51,52), 조향제어장치(53)에 명령을 내려 위험상황에 적합하게 가속 및 감속장치, 조향장치등을 구동하여 위험상황으로부터 보호해준다. 또한 정보처리부(30)는 상기의 속도정보 및 거리정보를 이용하여 전방차량과의 주행 최적안전거리를 계산하고 계산된 최적안전거리를 이용하여 주행시 운전자의 별도 조작없이 차량 스스로 카 인터페이스(35)를 통하여 가속 또는 감속제어장치(51,52), 조향제어장치(53)등을 구동하여 앞차와 최적안전거리를 유지하며 주행하는 정보순항제어 기능을 수행한다.
제6도는 본 발명의 동작순서도로써, 전원을 온시키고 시스템을 초기화시킨 후 자차속도를 측정하여 설정치 이상인가를 판단하여 설정치 이하이면 처음상태를 반복하고, 설정치 이상이면 외부기후상태를 측정하여 광투과율을 조정하는 제1단계(S1)와 ; 후방모드인가를 판단하여 후진모드인 경우 측후방센서를 구동하여 센서에 이상이 있으면 작동을 중지하고, 이상이 없을시에는 후방영역을 감시하여 위험상황이면 정보 및 제동을 하는 제2단계(S2)와 ; 상기 제2단계(S2)에서 후진모드가 아닐 경우 다시 측방모드인가를 판단하여 측방모드일 경우 측방센서를 구동하여 센서에 이상이 있으면 작동을 중지시키고, 이상이 없을시에는 측방영역을 감시하여 위험상황시 좌우회전을 금지시키는 제3단계(S3)와 ; 상기 제3단계(S3)에서 측방모드가 아닌 경우 주행모드인가를 판단하여 주행모드일 경우 전방센서를 구동하여 센서에 이상이 있을 경우에는 센서 작동을 중단하고, 센서에 이상이 없을 경우 레이저 빔을 스캐닝하여 전방차의 위치를 판독하여 찻간거리를 계산하는 제4단계(S4)와 ; 상대속도 및 최적안전거리를 계산하고 위험상황이면 측방모드를 확인하여 위험 회피방법을 결정하는 제5단계(S5)와 ; 제동장치를 구동할 상황이면 제동장치를 구동하고, 가속장치를 구동할 상황이면 가속장치를 구동하며, 조향장치를 구동할 상황이면 조향장치를 구동하고, 제동 및 조향장치를 동시에 구동할 상황이면 제동 및 조향장치를 구동하며, 가속 및 조향장치를 동시에 구동할 상황이면 가속 및 조향장치를 구동하는 제6단계(S6)로 이루어져 순차 동작한다.
상기에서 상세히 설명한 바와같이, 본발명은, 전,측,후방에 각각의 영역을 감시할 수 있는 센서장치를 부착하여 자동차 운행중 각각의 영역을 해당센서장치를 통하여 감시하고, 위험발생시 운전자에게 경보하여 운전자에게 조치를 유도하거나 장치 스스로 차량의 각종 구동장치를 구동하여 사고를 사전에 방지할 수 있다.
Claims (5)
- 전방차량의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정하는 전방센서부(10)와 ; 측면 및 후방차량의 물체를 검지하고 물체와의 거리를 측정하는 측후방센서부(20)와 ; 상기 전방센서부(10) 및 측후방센서부(20)로부터 각종 정보를 입력받아 자차의 전방 또는 측후방의 장애물 유무를 판단하고 장애물이 있을 경우 장애물과의 거리, 상대속도를 계산하며, 기후상태 및 자차속도, 공주거리, 제동거리등의 정보를 종합하여 각 상태별 최적안전거리를 계산하고, 계산된 최적안전거리를 기준으로 하여 각 주행상태별 위험여부를 판단하여 경보음을 발생시키거나 가감속 장치 구동명려을 내려 적절한 조치를 행하도록 하는 정보처리부(30)와 ; 측정된 거리데이타에 따른 각종 관련정보를 운전자에게 표시해주는 표시부(40)와 ; 측정된 데이터에 따라 장치 스스로 위험요소를 해결토록 가감속장치 및 제동장치를 구동하는 차량구동장치(50)로 구성함을 특징으로 하는 차량충돌 방지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전방센서부(10)는 일정주기를 가지는 삼각파를 발생시키는 삼각파 발생기(11)와 ; 상기 삼각파 발생기(11)의 주기에 맞추어 변조된 주파수신호를 발생시키는 고주파 신호발생기(12)와 ; 상기 고주파 신호발생기(12)에서 출력된 신호를 삼각파 보정기(13)로 파형보정을 한 다음 일부는 믹서부로 보내고, 나머지는 스캐닝부로 보내는 방향성 결합기(14-1,14-2)와 ; 상기 방향성 결합기(14-2)를 통한 신호를 입력하여 정보처리부(30)에서 출력된 스캐닝 제어신호에 따라 변조된 주파수신호를 송신안테나(16)에서 일각도로 스캐닝하면서 출력토록 하는 스캐닝부(15)와 ; 상기 송신안테나(16)에서 출력되어 물체에 맞고 반사된 신호의 일부를 입력하는 수신안테나부(17)와 ; 반사된 신호를 증폭하는 증폭부(18)와 ; 신호발생기의 일부신호와 수신된 반사신호를 믹싱하여 중간주파신호를 만드는 믹서부(19)로 구성함을 특징으로 하는 차량충돌 방지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 측후방센서부(20)는 정보처리부(30)로부터 제어신호를 입력받아 좌우측방센서(22-1,22-2) 및 후방센서(23-1,23-2)를 선택하는 신호를 센서선택 스위치(29)에 출력하는 측후방센서 제어부(21)와 ; 상기 측후방센서 제어부(21)에서 출력되는 컨트롤 신호에 의한 이득 제어부(24)의 작동으로 증폭된 데이터값을 일정대역만 통과시키는 밴드 패스 필터부(25)와 ; 이를 다시 증폭하는 증폭부(26)와 ; 증폭된 신호를 디지털로 변환하여 측후방센서 제어부(21)로 입력하는 아날로그 디지털 변환부(27) 및 정보처리부(30)로 거리데이타를 전달하는 정보처리부 인터페이스(28)로 구성함을 특징으로 하는 차량충돌 방지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 정보처리부(30) 및 차량구동부(50)는 전방센서부(10)에 각종 제어신호를 인가하여 전방차량과의 거리데이타를 구하는 신호처리부(31)와 ; 초음파센서를 이용하여 측후방의 거리데이타를 구하는 측후방센서 제어부(21)를 연결하는 측후방 인터페이스(32)와 ; 상기 신호처리부(31)에 의한 전방 거리데이타와, 측후방 인터페이스를 통한 측후방 거리데이타를 조합하여 차량언전운행에 필요한 적절한 명령을 내리는 중앙처리부(33)와 ; 거리데이타 및 경보등의 상황을 통보함으로써 사용자가 위험여부를 알 수 있도록 상기 중앙처리부(33)의 제어신호를 받아 표시부(40)에 전달하는 유저 인터페이스(34)와 ; 가감속장치의 구동이 필요한 상황과 조향장치의 구동이 필요한 상황이 발생하였을시에 상기 중앙처리부(33)로부터 가감속 제어장치(51,52) 및 조향제어장치(53)를 구동토록 하는 제어신호를 차량구동부(50)에 전달하는 카 인터페이스(35)로 구성함을 특징으로 하는 차량충돌 방지장치.
- 전원을 온시키고 시스템을 초기화시킨 후 자차속도를 측정하여 설정치 이상인가를 판단하여 설정치 이하이면 처음상태를 반복하고, 설정치 이상이면 외부기후상태를 측정하여 광투과율을 조정하는 제1단계(S1)와, 후진모드인가를 판단하여 후진모드인 경우 측후방센서를 구동하여 센서에 이상이 있으면 작동을 중지하고, 이상이 없을시에는 후방영역을 감시하여 위험상황이면 경보 및 제동을 하는 제2단계(S2)와 ; 상기 제2단계(S2)에서 후진모드가 아닐 경우 다시 측방모드인가를 판단하여 측방모드일 경우 측방센서를 구동하여 센서에 이상이 있으면 작동을 중지시키고, 이상이 없을시에는 측방영역을 감시하여 위험상황시 좌우회전을 금지시키는 제3단계(S3)와 ; 상기 제3단계(S3)에서 측방모드가 아닌 경우 주행모드인가를 판단하여 주행모드일 경우 전방센서를 구동하여 센서에 이상이 있을 경우에는 센서작동을 중단하고, 센서에 이상이 없을 경우 레이저빔을 스캐닝하여 전방차의 위치를 판독하여 차간거리를 계산하는 제4단계(S4)와 ; 상대속도 및 최적안전거리를 계산하고 위험상황이면 측방모드를 확인하여 위험회피방법을 결정하는 제5단계(S5)와 ; 제동장치를 구동할 상황이면 제동장치를 구동하고, 가속장치를 구동할 상황이면 가속장치를 구동하며, 조향장치를 구동할 상황이면 조향장치를 구동하고, 제동 및 조향장치를 동시에 구동할 상황이면 제동 및 조향장치를 구동하며, 가속 및 조향장치를 동시에 구동할 상황이면 가속 및 조향장치를 구동하는 제6단계(S6)로 이루어져 순차동작함을 특징으로 하는 차량충돌 방지방법.
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| US9368034B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-06-14 | Hyundai Motor Company | Rear warning control method and system for vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR960033858A (ko) | 1996-10-22 |
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