KR0155908B1 - 적외선 물체검출의 시뮬레이션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 검출장치를 에어컨디셔너에 장착하기 전에 감지 대상인 인체의 원근영역에 대한 위치정보를 검출하여 최적의 동작을 실행하도록 시뮬레이션 할 수 있는 장치에 관한 것으로서,

위치에 대한 원거리, 중거리 및 근거리를 판별하는 마이크로프로세서; 물체의 원근을 감지하는 적외선 감지기; 상기 적외선 감지기로부터 출력된 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 출력된 물체의 위치 신호와 상기 마이크로프로세서 내에 저장된 원거리, 중거리, 근거리 신호를 비교하여 출력하는 비교기; 상기 비교기로부터 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환하여 출력하는 디지탈 입력보드; 상기 마이크로프로세서로부터 수행된 프로그램의 결과를 보여주는 표시장치; 상기 마이크로프로세서로부터 출력된 신호를 출력하는 디지탈 출력보드; 상기 디지탈 출력보드로부터 출력된 선택된 감지기 신호의 결과를 LED을 통해 출력하는 LED표시장치 보드를 포함한다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 물체 검출의 시뮬레이션 장치는 검출장치를 직접 에어컨디너에 장착하지 않고도 상황변화에 따라 이 검출장치가 동작하는 상황을 미연에 볼 수 있는 잇점이 있다.

Description

적외선 물체검출의 시뮬레이션 장치

제1도는 검출영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제2도는 에어컨디셔너용 적외선 물체검출장치 및 그 검출영역을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

제3도는 제2도에 도시된 에어컨디셔너용 적외선 물체검출장치의 신호처리회로부의 상세한 구성을 나타낸 블럭도이다.

제4도는 에어컨디셔너용 적외선 물체 검출장치의 검출영역에 따른 파형을 보이는 것으로서,

(a)는 증폭기의 출력파형도.

(b)는 A/D변환 함수의 그래프.

(c)는 거리영역에 대한 기준값 설정범위를 나타낸 그래프.

(d)는 검출영역에 따른 전압레벨을 나타낸 도면이다.

제5도는 본 발명에 의한 적외선 감지 시뮬레이션 장치의 구성을 보이는 블럭도이다.

제6도는 제5도에 나타낸 검출 장치의 시뮬레이터를 보이는 플로우차트도이다.

제7a도 내지 제7c도는 제5도에 나타낸 모니터 표시장치(550)의 상세한 도면이다.

제8도는 제5도에 도시된 LED 표시장치의 상세한 도면이다.

본 발명은 적외선 검출용 초전소자 등을 이용한 물체검출의 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적외선 검출장치를 에어컨디셔너에 장착하기 전에 감지 대상인 인체의 원근영역에 대한 위치정보를 검출하여 최적의 동작을 실행하도록 시뮬레이션 할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동도어의 개폐를 위한 제어장치나 침입경보장치 등에서는 적외선 검출장치를 사용하고 있다. 이러한 적외선 검출장치에서는 특정하게 지정되어 있는 검출영역에 사람 등의 피검출물체가 들어오는 것을 감지하게 된다.

첨부한 제1도는 검출영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1도에 도시된 바와 같이 적외선 검출장치(1)를 도어 등이 설치된 입구의 벽의 상부 또는 천정(2)에 설치하고, 그 부근의 플로어(3)에 검지 가능한 영역을 설정한다. 이 방법에 의하면 제1도에 도시된 사선영역에 들어서는 사람(4) 등의 피검출물체를 검출할 수 있게 된다. 또 다른 일예로서 적외선 검출장치의 감도(感度)를 컨트롤함으로써 감지할 수 있는 범위를 적외선 검출장치로부터 소정 거리로 제한할 수 있게 된다 즉, 감도를 높임으로써 검출영역을 원거리 영역까지 확장시킬 수 있고, 감도를 낮춤으로써 검출영역을 근거리 영역으로 제한시킬 수 있다.

제2도는 에어컨디셔너용 적외선 물체검출장치 및 그 검출영역을 설명하기 위해 나타낸 도면으로서, 이 에어컨디셔너용 인체정보 검출장치는 크게 수광부(100)와 신호처리회로부(200) 및 마이컴(300)으로 구성된다.

상기 수광부(100)는 일정한 광 입사각을 가지도록 광 입사측 형상이 반구형으로 형성된 2개의 프레즈넬 렌즈(101)(101')를 인쇄회로기판(102)상에 서로 일정한 간격으로 유지시킨 채 나란하게 배치하고, 상기 프레즈넬 렌즈(101)(101')사이에 차광수단으로서 부분적 마스킹이나 차광테이프(103)를 부착하여 소정 검출영역에서 수광시야가 교차하도록 되어 있다.

따라서, 실질적으로 3개의 검출영역, 즉 제2도에 도시된 바와 같이 제1검출영역(A)과 제2검출영역(B) 및 제3검출영역(C)으로 구분되는 3개의 검출영역을 가지는 동시에 검출부로부터의 검출직선거리를 원거리, 중거리, 근거리의 3등분으로 구분할 수 있도록 되어 있으며, 상기 프레즈넬 렌즈(101)(101')에 각각 초전검출소자(104)(104')로 구성된 칩을 실장하여 형성한 구조를 이루고 있다.

제3도는 제2도에 도시된 에어컨디셔너용 적외선 물체검출장치의 신호처리회로부(200)의 상세한 구성을 나타낸 블럭도로서, 이 신호처리회로부(200)는 제2도에 도시된 바와 같이 각 초전검출소자(104)(104')에 증폭기(201)와 비교기(202)가 순차적으로 연결되고, 이 비교기 (202)는 마이크로 프로세서(300)과 연결되며, 상기 증폭기(201)와 상기 비교기(202) 사이에 A/D변환기(203)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 적외선 물체검출장치를 에어컨디셔너에 적용한 경우의 예를 들어 그 작용을 설명하면 다음과 같다.

만일 제1검출영역(A)에서 인체가 검출되었다면 초전검출소자(104)를 통하여 감지된 온도의 변화가 신호처리부(200)에서 요구하는 전기적 신호로 변환되는데, 초전검출소자(104)에서 전하가 발생하여 임피던스 변환소자의 게이트에 전압이 형성되어 출력전압이 증폭된다. 이때 증폭기(201)를 지나면서 설정된 주파수 대역을 제외한 모든 신호는 필터링되고, 필터링된 미소신호는 증폭게인에 해당되는 만큼 제4도(a)에 도시된 바와 같이 증폭된 출력파형의 아날로그 신호로 변환되며, 3단계로 구분된 거리영역에 따라 제3도에 도시된 (d)와 같은 전압레벨을 가지는 원거리, 중거리 및 근거리에 해당되는 신호레벨에 대응하는 신호가 발생하게 된다. 이 신호는 A/D변환기(203)에 입력되어 디지탈값으로 변환된 후, 마이크로프로세서에서 제1검출영역(A)과 제2검출영역(B) 및 제3검출영역(C) 중 어느 검출영역에서 발생된 것인지를 판별하게 된다. 이와 같은 판별 결과에 따라 에어컨디셔너의 팬회전수를 3단계로 설정하여 사람수, 이동 활동량에 따른 에어컨디셔너의 작동을 제어할 수 있는 지령을 출력하게 된다.

제4도에 도시된 (b)는 A/D변환함수를 나타낸 그래프이고, (c)는 거리영역에 대한 기준값 설정범위를 나타낸 도면이다.

이상과 같이 설명한 적외선에 의한 검출장치에서 적외선 검출소자를 통해 물체의 원근영역에 대한 위치영역의 정보에 따라, 에어컨디셔너를 최적의 출력상태로 가동할 수 있는가를 실험하기 위해서는 실제의 에어컨디셔너에 장착해야만 하는 번거러움이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 에어컨디셔너에 적외선 검출기를 장착하기 전에, 감지 대상인 인체의 원근영역에 대한 위치정보를 검출하는 동작을 실제의 상황으로 시뮬레이션 할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 적외선을 이용하여 물체의 존재유무를 검출하는 장치를 시뮬레이션하는 장치는

위치에 대한 원거리, 중거리 및 근거리를 판별하는 마이크로프로세서;

물체의 원근을 감지하는 적외선 감지기;

상기 적외선 감지기로부터 출력된 신호를 증폭하는 증폭기;

상기 증폭기로부터 출력된 물체의 위치 신호와 상기 마이크로프로세서 내에 저장된 원거리, 중거리, 근거리 신호를 비교하여 출력하는 비교기;

상기 비교기로부터 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환하여 출력하는 디지탈 입력보드;

상기 마이크로프로세서로부터 수행된 프로그램의 결과를 보여주는 표시장치;

상기 마이크로프로세서로부터 출력된 신호를 출력하는 디지탈 출력 보드; 및

상기 디지탈 출력보드로부터 출력된 선택된 감지기 신호의 결과를 LED을 통해 출력하는 LED표시장치 보드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제5도는 본 발명에 의한 적외선 감지 시뮬레이션 장치의 구성을 보이는 블럭도로서, 물체의 원근을 감지하는 적외선 감지기(Sb, Sc, Sd), 이 적외선 감지기(Sb, Sc, Sd)로부터 출력된 신호를 증폭하는 증폭기(500), 증폭기(500)로부터 출력된 물체의 위치 신호와 마이크로프로세서 내에 저장된 원거리, 중거리, 근거리 신호를 비교하여 출력하는 비교기(510), 비교기(510)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환하여 출력하는 디지탈 입력보드(530), 퍼스널 컴퓨터(540), 퍼스널 컴퓨터(540)로부터 수행된 프로그램의 결과를 보여주는 표시장치(550), 퍼스널 컴퓨터(550)로부터 출력된 신호를 출력하는 디지탈 출력보드(560), 디지탈 출력보드(560)로부터 출력된 신호의 결과를 LED을 통해 출력하는 LED표시장치 보드(570)로 구성된다.

제6도는 제5도에 나타낸 검출장치의 시뮬레이터를 보이는 플로우차트도이다.

제7a도 내지 제7c도는 제5도에 나타낸 모니터 표시장치(550)의 상세한 도면으로서, 제7a도는 풍향을 나타내고, 제7b도는 상하로 동작되는 루버를 나타내고, 제7c도는 좌우로 동작하는 루버를 나타낸다.

제8도는 제5도에 도시된 LED표시장치(570)의 상세한 도면으로서, ○표시는 인체의 위치가 원거리에 있을 때 점등하는 LED이고, ●표시는 인체의 위치가 중거리에 있을 때 점등하는 LED이며, ㉧표시는 인체의 위치가 근거리에 있을 때 점등하는 LED를 나타낸다.

이 표시 방법은 각 LED의 색깔로 구분할 수도 있다.

제5도 내지 제8도를 참조하여 동작을 설명하면 다음과 같다.

제5도에 도시된 물체 감지 시뮬레이션 장치는 감지기에 의해 인체를 감지한 신호가 증폭기(510)를 통해 증폭되고, 퍼스널 컴퓨터(540)의 마이크로프로세서에 미리 설전된 기준 전압에 의해 비교기(520)에서 인체의 원거리, 중거리 및 근거리의 위치를 판단하게 된다. 이 판단된 신호는 구형파로서 디지탈 입력보드에 입력신호로 입력되어 퍼스널 컴퓨터 (540)에 입력된다.

이 퍼스널 컴퓨터(540)에서는 제6도에 도시된 플로우차트에 의해 어느 비교기에서 온되었는가를 판별하여 Sb, Sc 및 Sd 중에서 감지된 감지기를 감지부분에 감지된 결과를 구분할 수 있는 색깔로 표시하게 된다.

또한 감지된 감지기를 표시함과 동시에 어느 비교기에서 온되었는가에 따라, 예를 들면, Sb, Sc의 감지가 감지되면 좌우 루버와 상하 루버를 인체의 위치에 맞도록 움직이고, 바람의 방향 및 세기를 화살표로 표시하여 모니터 표시장치(550)에 나타낸다.

다시 퍼스널 컴퓨터(540)에 저장된 프로그램에 의해 디지털 출력보드(560)에 Sb, Sc부분에 해당되는 출력보드의 LCD 표시장치에 온시킨다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 물체 검출의 시뮬레이션 장치는 검출장치를 직접 에어컨디너에 장착하지 않고도 상황변화에 따라 이 검출장치가 동작하는 상황을 미연에 볼수 있는 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 적외선을 이용하여 물체의 존재유무를 검출하는 장치를 시뮬레이션하는 장치에 있어서, 위치에 대한 원거리, 중거리 및 근거리를 판별하는 마이크로프로세서; 물체의 원근을 감지하는 적외선 감지기; 상기 적외선 감지기로부터 출력된 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기로부터 출력된 물체의 위치 신호와 상기 마이크로프로세서 내에 저장된 원거리, 중거리, 근거리 신호를 비교하여 출력하는 비교기; 상기 비교기로부터 출력된 아날로그 신호를 디지탈 신호를 변환하여 출력하는 디지탈 입력보드; 상기 마이크로프로세서로부터 수행된 프로그램의 결과를 보여주는 표시장치; 상기 마이크로프로세서로부터 출력된 신호를 출력하는 디지탈 출력보드; 및 상기 디지탈 출력보드로부터 출력된 선택된 감지기 신호의 결과를 LED을 통해 출력하는 LED표시장치 보드를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출하는 장치를 시뮬레이션하는 장치.