KR100845951B1 - 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템에 관한 것으로, 상세하게는 차량의 방향지시등의 점등유무를 감지하는 방향지시등 검출수단과; 도로환경에 대한 화면을 촬영하여 도로환경 데이터로 출력하여 현재의 도로환경이 굴곡로인가를 판단하는 CCD 카메라 수단과; 차량의 조향각을 검출하여 조향각 신호로 출력하는 조향각 검출수단과; 상기 조향각 검출수단의 조향각 신호에 따라 차량의 사각지대 내의 장애물에 적외선을 송수신하여 감지신호를 출력하는 적외선 센서수단과; 장애물과 자차간의 충돌여부를 운전자에게 경보하도록 마련된 경보수단; 및 상기 방향지시등 검출수단에 의해 방향지시등이 작동된 상태 또는 상기 CCD 카메라 수단에 의해 도로환경 데이터와 상기 조향각 검출수단에서 측정되는 조향각 신호를 입력받아 차선을 변경하는 상태인 것으로 판단하여 상기 적외선 센서수단으로부터 사각지대의 장애물 감지신호가 인가되면 자동으로 상기 경보수단을 구동시키는 제어수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것으로서, 운전자가 방향지시등을 점등하지 않은 상황에서 차선 변경을 하더라도 차선 변경을 인식하여 사각지대에 존재하는 차량을 검출하여 운전자에 시각적/청각적 경보를 알리는 시스템이다.

사각지대, 충돌회피, 적외선센서, 방향지시등, CCD 카메라, 조향각

Description

차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템{COLLISION AVOIDANCE SYSTEM FOR DETECTING THE BLIND SPOT OF VEHICLE}

도 1은 종래의 사이드 미러에 의해 운전자가 파악할 수 있는 영역과 사이드 미러나 운전자의 시각적 한계로 인해 발생하는 사각지대 영역을 나타낸 도면.

도 2는 종래의 차량의 사각지대 감지시스템의 구성도.

도 3은 종래의 사각지대 감지시스템의 사각감지 과정을 나타내는 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템의 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 적외선 센서수단의 회로를 개략적으로 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템의 사각감지 과정을 나타내는 순서도.

*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명*

10. 방향지시등 검출수단 20. CCD 카메라 수단

30. 조향각 검출수단 40. 적외선 센서수단

50. 경보수단 60. 제어수단

210. 수광부 220. 영상센서

230. A/D 컨버터 240. 중앙처리장치

250. 메모리 410. IR 센서부

412. 발광 다이오드 412a. 정합렌즈

414. 수광 트랜지스터 420. 송신 제어부

422. AVR 430. 수신 제어부

432. 전치 증폭기 434. 톤 디코더

510. 경고등 520. 스피커

610. 마이크로프로세서

본 발명은 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방향지시등을 점등하지 않고 차선을 변경하는 상황에서도 사각지대를 감지하여 운전자에게 알려줌으로써 운행중 충돌사고를 미연에 예방하기 위한 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템에 관한 것이다.

자동차 산업 발달의 척도는 자동차의 심장이라고 할 수 있는 우수한 엔진 개발이 가장 뚜렷한 증거일 것이다. 물론 연비 증가, 환경 오염 방지 등 많은 요인들이 고려되지만, 가장 중요한 관심은 우수한 엔진을 탑재한 자동차를 빠른 속도로 다양한 환경 속에서 장시간 운행하는 것이라고 할 수 있다. 자동차 운행속도가 발달하는 엔진과 함께 빨라지며 동시에 소비자는 안전한 자동차 제작을 요구하게 됐다.

자동차 안전 장치는 에어백 설치 의무화, 안전띠 착용 의무화, 지붕 강도 증가 등 구조적인 인자와 충돌시 인명을 보호하는 보조장치의 활용화를 통해 많이 발달했다. 충돌과 직접 관련된 안전 장치 이외에도 회전하는 전조등, 야간 운전시 눈부심 방지 반사경, 적외선 카메라를 이용한 야간 투시경 등 다양한 안전 장치가 소개됐다.

자동차 주행중 운전자가 항상 주의를 게을리해서는 안 되는 사항 중 하나는 사각지대(blind spot)를 확인하는 것이다. 일반적으로 거울을 이용해 근접한 차량을 확인하지만 차선을 변경하거나 회전을 할 경우에는 거울로 확인할 수 없는 상태가 된다. 사각지대를 확인하지 못해서 발생하는 사고를 방지하기 위해 보조거울을 설치하거나 고개를 돌려 확인하지만 주행 방향으로부터 시선이 멀어지기 때문에 절대적으로 안전하다고는 할 수 없다. 아무리 능숙한 운전자라도 야간 운전, 안개, 비, 눈 등 시야가 불량한 조건에서 운전할 경우 사각지대 내에 있는 차량을 파악하지 못해 순간적으로 위험을 느낀 경우가 있다. 특히 최근 생산되는 차량은 방음 시설이 뛰어나 실내에서 느끼는 소음의 정도로는 근접한 차량을 감지할 수 없는 경우가 많다.

도로교통 안전공단 교통사고 통계에 따르면 전체 차대차 교통사고의 5.7%정도가 앞지르기와 차선변경 등에 의한 사고이다. 이는 치사율이 전체 사고에서 정면충돌 사고(10.7명/100건) 다음으로 높은 (6.8명/100건)사고로 좌/우측 후방 사각지대의 위험성을 파악하지 못한 것으로 되어있는데, 기존의 사이드 미러(Side-view mirror)는 차량의 측후방 시야 확보라는 측면에서 지난 70여 년간 자동차의 가장 기본적인 부품 중 하나로 사용되어졌다.

도 1은 기존의 사이드 미러에 의해 운전자가 파악할 수 있는 영역과 사이드 미러나 운전자의 시각적 한계로 인해 발생하는 사각지대 영역을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 사이드 미러는 미러의 크기와 각도의 한계로 인하여 일정 면적의 사각지대(A)를 가지게 된다. 일반적으로 사각지대(A)는 측면으로는 미러 하우징의 연장선부터 옆 차선까지, 하우징 연장선부터 8m 후면까지를 말한다. 사각지대(A)란 차량에 고정 설치된 사이드 미러나 리어 미러를 통해서 볼 수 없는 곳으로서, 통상적으로 차량의 앞, 뒤 바로 밑 부분과 약측면의 인접 지역이 이에 해당되며 차체가 클수록 사각지대가 넓어지게 마련이어서 대형차량이 증가함에 따라 불완전한 시야로 인한 교통사고도 계속 증가하는 추세에 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 운전자의 시야를 가능한 최대로 확보함으로써 사고를 예방할 수 있는 차량 사각지대 감시기술이 최근 들어 속속 개발되고 있다.

예를 들면, 차량의 사이드 미러에 볼록거울 등의 보조 미러를 조합하여 필요한 위치에 설치하는 거울이용기술, 차로 변경시 깜박이 등의 작동에 따라 진입하고자하는 차로 쪽의 지역이 자세히 보이도록 카메라 각도 및 모니터의 화면분할을 조정함으로써 차로 변경시 발생되는 후방 시야의 사각을 감소시키는 화면표시(CCTV) 관련 기술, 초음파 및 레이저 거리감지 센서를 이용하여 사람 또는 장애물에의 접근시 경고음을 발생시키거나 경보 아이콘을 비추는 기술 등이 있다.

또한, 차선 변경 중 사각지대로 인한 사고 발생률이 높아 이를 방지하기 위한 사각지대 장애물감지장치(BSD : Blind Spot Detection System)에 대해 완성차 업체들의 관심이 높아지고 있다. 1993년 11월의 U.S. Pat. No.5418359에서는 한 개의 Emitter와 두 개의 Detector, 즉 PD+(positive detector)와 PD-(Negative detector)를 이용하는 삼각 측정법에 의해 장애물의 유무를 판단하는 기법을 제안하였으며, 1991년 9월의 U.S. Pat. No.5112796는 사각지대 감지센서의 Emitter의 구동을 위한 LED 드라이버 설계회로이다. 1995년 7월의 U.S. Pat. No.5675326, 1994년 5월의 U.S. Pat. No.5463384(Auto-Sense Ltd)는 다수의 센서로 구성된 사각지대 감지용 적외선 어레이 구성 방안과 각각의 에미터(Emitter)와 감지센서(Detector)의 광학설계 방법, 그리고 이것을 이용하여 차량 감지를 수행한 실험방법과 결과에 대해 설명하였다. 2003년 5월의 U.S. Pat. No.0178892(TRICO)는 미러 하우징에 다수의 infrared 센서를 장착하여 사각지대의 차량을 감지하고 사이드 미러의 거울 전면에 경보아이콘을 설치한 시스템을 제안하였다.

도 2는 종래의 차량의 사각지대 감지시스템의 구성도이고, 도 3은 도 3은 종래의 사각지대 감지시스템의 사각감지 과정을 나타내는 순서도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 사각지대 감지시스템은 방향지시등의 작동을 검출하는 방향지시등 검출수단(1)과, 차량의 사각지대의 장애물을 감지하기 위한 적외선 센서수단(2)과, 장애물과 자차간의 충돌여부를 운전자에게 경보하도록 마련된 경보수단(3), 그리고 상기 방향지시등이 작동된 상태인지를 판단하여 방향지시등이 켜진 측의 사각지대에 장애물이 감지되면 자동으로 상기 경보수단(3)을 구동시키는 제어수단(4)로 구성된다.

상기의 구성을 지닌 종래의 사각지대 감시장치는 방향지시등의 점등(S101)에 의해 목표하는 방향의 적외선 센서수단(2)이 작동(S102)하여 사각지대 내의 장애물의 유무를 제어수단(4)에 의해 판단(S103)하여 물체를 인식(S104)하고, 그 결과를 운전자에게 경보수단(3)으로 시각적, 청각적 경보에 의해 정보를 제공(S105)하게 된다.

그러나, 위와 같은 동작 메커니즘은 운전자가 방향지시등을 작동시키지 않은 상태에서는 차선 변경을 하더라도 경보수단(3)이 동작하지 않게 되어 측방충돌 경보를 해야할 상황에서도 동작하지 않게 된다.

따라서, 차선 변경시 운전자가 확인하지 못하는 사각지대에서 장애물이 감지되더라도 이를 운전자에게 알릴 방법이 없어 사고의 예방 기능이 저하되며 이러한 이류로 인해 사고 위험을 줄이고자 하는 본래의 목적에 배치되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 차선변경시 운전자가 방향지시등을 조작하지 않더라도 사각지대 내의 장애물을 감지하여 운전자에게 알리는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 높은 효율의 적외선 센서를 사용하여 외부 잡음의 영향을 배제하고 원거리의 도로환경까지 감지하여 운전자에게 정보를 제공하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량 의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템에 따르면, 차량의 방향지시등의 점등유무를 감지하는 방향지시등 검출수단과; 도로환경에 대한 화면을 촬영하여 도로환경 데이터로 출력하여 현재의 도로환경이 굴곡로인가를 판단하는 CCD 카메라 수단과; 차량의 조향각을 검출하여 조향각 신호로 출력하는 조향각 검출수단과; 상기 조향각 검출수단의 조향각 신호에 따라 차량의 사각지대 내의 장애물에 적외선을 송수신하여 감지신호를 출력하는 적외선 센서수단과; 장애물과 자차간의 충돌여부를 운전자에게 경보하도록 마련된 경보수단; 및 상기 방향지시등 검출수단에 의해 방향지시등이 작동된 상태 또는 상기 CCD 카메라 수단에 의해 도로환경 데이터와 상기 조향각 검출수단에서 측정되는 조향각 신호를 입력받아 차선을 변경하는 상태인 것으로 판단하여 상기 적외선 센서수단으로부터 사각지대의 장애물 감지신호가 인가되면 자동으로 상기 경보수단을 구동시키는 제어수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 CCD 카메라 수단은, 장애물의 영상을 입력받는 수광부와; 상기 수광부를 통해 장애물의 영상신호를 수신하여, 상기 장애물의 아날로그 영상신호를 발생시키도록 동작하는 영상센서와; 상기 영상센서의 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 A/D 컨버터; 및 상기 A/D 컨버터의 디지털 영상신호를 입력받고 이를 제어수단으로 전송시키는 중앙처리장치;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 적외선 센서수단은, 하나 이상의 적외선 센서로 이루어지며, 각 적외선 센서의 구동신호를 사용하여 장애물을 감지하기 위한 적외선을 출력하는 발광 다이오드와 상기 발광 다이오드에서 출력되는 적외선의 발사각에 대하여 수신각이 일정한 각도를 가지도록 위치된 수광 트랜지스터로 구성된 IR 센서부와; 상기 IR 센서부를 제어하여 각 센서의 구동주파수에 캐리어 주파수로 펄스폭변조(PWM) 제어된 신호를 사용하여 적외선을 출력하도록 제어하는 송신 제어부; 및 상기 송신 제어부와 연동되어 각 적외선을 감지함으로써 장애물이 있는지를 읽어들이도록 제어하는 수신 제어부;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 여기서 상기 IR 센서부는, 발광 다이오드의 초점 거리를 맞추어 정합하기 위해 복합렌즈의 원리를 응용한 다수개의 평철렌즈(Plano ConveX Lens)로 구성된 정합렌즈;가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 수신 제어부는, 허용된 대역통과필터 내의 송신 제어부로부터 날아온 적외선에서 구동주파수를 제거하는 전치 증폭기; 및 상기 전치 증폭기의 캐리어 주파수를 상기 제어수단에서 판단 가능한 전기신호로 변화시키는 톤 디코더;를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 실시예 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따른 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템의 구성 도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템은, 방향지시등 검출수단(10), CCD 카메라 수단(20), 조향각 검출수단(30), 적외선 센서수단(40), 경보수단(50) 및 제어수단(60)을 포함한다.

먼저, 본 발명에 따른 방향지시등 검출수단(10)을 설명하기로 한다.

상기 방향지시등 검출수단(10)은 현재 차량의 방향지시등이 점등되었는가를 검출하는 것으로, 방향지시등에 인가된 전압을 검출하게 되는데, 이때 방향지시등이 점등된 상태에서는 방향지시등의 전력소모에 의한 전압강하가 이루어져 정격전압과의 차를 보이게 되어 방향지시등 검출수단(10)에서는 방향지시등의 점등상태를 양호하게 검출할 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 CCD 카메라 수단(20)을 설명하기로 한다.

상기 CCD 카메라 수단(20)은 렌즈와 같은 수광부(210)를 통해 들어온 도로환경의 영상은 영상센서(220)에 의해서 획득된다. 영상센서(220)는 전기적으로 영상을 획득할 수 있는 장치로 CCD(Charge Coupled Device)나 CID(Charge Injection Device) 등이 있다. 영상센서(220)의 출력은 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)(230)를 통해서 실시간으로 디지털 데이터로 변환된다. A/D 컨버터(230)를 통해서 디지털 데이터로 변환된 영상정보는 중앙처리장치(240)를 통해서 메모리(250)에 임시로 저장된다. 메모리(250)에 저장된 영상정보는 후술되는 제어수단(60)으로 전송되어 영상을 출력하거나 영상으로부터 주행에 필요한 정보를 추출한다. 즉, 제어수단(60)에서는 도로로부터 1차적으로 도로의 기울기 및 차선의 종 류, 색깔 등을 추출하고, 도로의 조도 변화 및 잡음의 영향을 제거한다. 이후 2차적으로 이들 정보를 분류하여 도로, 장애물, 장애물 등을 종합적으로 묘사하는 도로 환경 데이터의 검출을 완료하게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 조향각 검출수단(30)을 설명하기로 한다.

상기 조향각 검출수단(30)은 다양하게 구성될 수 있으며, 이중 본 발명에서는 일반적으로 알려진 스티어링 센서와 자이로 센서를 예로 들어 설명하고자 한다.

상기 스티어링 센서는 차량의 스티어링 샤프트에 설치되어 회전하는 슬릿 디스크와 발광 다이오드(LED) 및 포토트랜지스터로 이루어져 스티어링 칼럼에 설치되는 포토 인터럽트로 구성되는바, 슬릿 디스크의 외주면은 발광 다이오드와 포토트랜지스터의 사이에 마련된다. 따라서, 스티어링 샤프트가 회전하면 포토 인터럽터는 슬릿 디스크에 의해 발광 다이오드에서 발생된 빛의 투과, 차단에 따라 스티어링 조향각이 일정각도마다 온/오프 펄스파를 발생시켜 이를 카운터 함으로써 조향각을 체크할 수 있게 된다. 그리고, 상기 자이로 센서는 코리올리의 원리를 응용한 것으로 일 예를 들어 설명하자면, 진동자인 등변 삼각형의 프리즘으로 구성되는바, 일 측면에는 검출된 전압을 피드백하기 위한 압전 세라믹 소자가 구성되고 나머지 양측에는 검출자인 압전 세라믹 소자가 구성된다. 진동자에 교류 전압을 가하면 일정 진동수로 진동하게 되는데, 이 상태에서 자동차가 일정한 각속도로 선회하면 센서의 압전 세라믹 검출자는 코리올리의 힘에 의해 가진(加振) 방향과 직각으로 기울면서 교류 전압이 출력된다. 검출자에서 발생된 교류 파형의 가진(加振) 파형을 동기 검파함으로써 선회방향과 그 크기를 양호하게 검출할 수 있게 된다. 이 러한 자이로 센서는 자동차의 어느 곳에든 간단히 설치할 수 있어 스티어링 센서가 장착되지 않은 차량에 설치하여 쉽게 조향각을 측정할 수 있는 이점이 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 적외선 센서수단(IR-DETECTOR)(40)을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 적외선 센서수단의 회로를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 적외선 센서수단(40)은 IR 센서부(410)와, 적외선을 송신하는 송신 제어부(420) 및 반사된 적외선을 수신하는 수신 제어부(430)를 장착하여 장애물에 의해 반사되는 반사 광량의 유무에 따라서 장애물의 유무를 판단할 수 있다.

상기 IR 센서부(410)는 하나 이상의 적외선 센서에 대하여 각 적외선 센서의 구동신호를 사용하여 순차적으로 장애물을 감지하기 위한 적외선을 출력하는 발광 다이오드(412)와, 상기 발광 다이오드(412)에서 출력되는 적외선의 발사각에 대하여 수신각이 일정한 각도로 가지도록 위치된 수광 트랜지스터(414)를 구비한다. 센서의 구조는 예를 들어, 발광 다이오드(412)와 수광 트랜지스터(414)가 각각 나란히 앞을 보게 설치하되 장애물의 특성에 따라 감지할 수 있는 거리가 매우 많이 변화하기 때문에 발광 다이오드와 수광 트랜지스터 사이에 약간의 각도를 주는 것이 바람직하다. 각도와 두 센서 사이의 간격에 따라 장애물을 감지할 수 있는 거리가 변화하게 되며, 예를 들어 5°의 각도를 주고, 간격을 9mm로 하는 경우, 반사체의 재질에 따라 약간의 차이가 있지만 후방 약 8m, 측면 3.5m 내에 근접한 장애물에 대해서 운전자에게 신호를 보내준다. 감지 반경 및 기타 사양은 각 지역의 환경 및 법규에 알맞게 조정될 수 있다. 상기 IR 센서부(410)의 감지영역은 사이드 미러 및 백미러가 감지할 수 없는 측면 전방과 후방에 접근하는 사각지대의 차량을 감지하도록 되어 있으며, 이러한 IR 센서부(410)는 차량의 좌우측면 전방 및 후방 세 곳에 장착되는 것이 바람직하다. 이때, IR 센서부(410)의 하나 이상의 적외선 센서는 카운트되는 순서와 무관한 센서를 의미한다.

그리고, 상기 IR 센서부(410)는, 적외선 특성상 동작 영역이 매우 좁아서 차량에 장착할 경우 차량 둘레에 많은 수의 센서를 장착해야 하는 문제점이 있다. 따라서, IR 센서부(410)의 송수신 회로를 위해서 많은 수의 발진기, 드라이버, 증폭기 및 필터들이 요구되어 비용이 과다하게 소요되는 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 상기 IR 센서부(410)는 IR 센서로부터 방사되는 적외선이 퍼져가는 각도를 반사각(half angle)이라 하는데, 이러한 반사각으로 인하여 방사되는 적외선을 모아주는 광학시스템으로 구성하였다. 즉, 발광 다이오드(412)의 초점 거리를 맞추어 정합하기 위해 복합렌즈의 원리를 응용한 다수개의 평철렌즈(PCX;Plano ConveX Lens)로 구성된 정합렌즈(412a)를 구비하여 IR 센서부(410)의 발광 다이오드(412)에서 방사되는 적외선의 지름을 10mm으로 되게 하여 원거리로의 장애물에 대한 인식이 가능하게 하였다.

한편, 상기 송신 제어부(420)와 수신 제어부(430)에는 자동차의 전조등이나 태양광선 등과 같이 사용된 LED와 비슷한 파장 영역을 가지는 외부 잡음으로부터의 영향을 배제하기 위하여 후술되는 제어수단(60)에서 구동주파수에 캐리어 주파수를 실어 IR 센서부(410)를 구동시킴으로써 햇빛이나 자동차 전조등에 의한 오동작을 방지하도록 하였다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 송신 제어부(420)는 n개의 적외선 센서가 각각 채널별로 출력하도록 LED의 펄스폭 변조 신호를 AVR(Automatic Voltage Regulator;전압자동제어장치)(422)을 이용하여 구동주파수 57600Hz와 캐리어(carrier) 주파수를 각각 채널별로 100Hz만큼 달리하여 1800~2600Hz로 한다. 여기서 사용된 캐리어 주파수는 각각의 수신 제어부(430)에 영향을 주는 외부 잡음, 즉 차량의 조명과 낮 시간대의 태양광선 등에 존재하는 중적외선의 영향을 배제하고, 비교적 원거리인 8m 이상의 거리로 전파할 수 있도록 하는 역할을 한다.

또한, 상기 수신 제어부(430)는 미세한 신호를 받아들여 제어수단(60)에서 판단할 수 있도록 전치 증폭기(IR pre-amp)(432)와 톤 디코더(Tone Decoder)(434)로 구성된다.

방사된 적외선이 장애물에 부딪쳐 반사되면 수신 제어부(430)에 의해 수신되고, 이 신호는 적외선 전치 증폭기(432)로 전달된다. 상기 전치 증폭기(432)에서 사용된 구동주파수(56700Hz)을 제거하고, 각각의 캐리어 주파수(1800,1900,2000㎐)만을 출력하게 된다. 출력된 캐리어 주파수는 톤 디코더(434)에 의해 TTL 레벨 출력으로 제어수단(60)에 입력되고, 제어수단(60)는 장애물의 유무를 판단하여 경보수단(50)에 의해 시각적, 청각적 경보를 운전자에게 전달하게 된다.

이와 같은, 상기 적외선 센서수단(40)은 자동차와 거리상에 존재하는 장애물, 예를 들면 소화전과 같은 장애물을 식별하는 기능을 갖고 있고, 2차선 도로에서 맞은 편에서 접근하는 자동차를 식별할 수도 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 경보수단(50)을 설명하기로 한다.

상기 경보수단(50)은 경보신호에 따라 점등하는 경고등(510) 또는 경보음으로 알리는 스피커(520)가 장착되는데, 경고등(510)이 장착되는 위치는 좌우 사이드미러의 차량 안쪽 면과 백미러 일측단 중 한 곳 이상에 장착이 가능하고, 특히 후방 거울에 설치된 작은 아이콘(icon)에 나타나는 접근 차량 경보는 운전자가 시선을 거울에 고정한 채로 원거리와 사각지대 내의 차량을 한눈에 살필 수 있는 장점이 있다. 시각적인 경보 이외에도 차량 제조업체의 기호에 따라 경보음이나 계기판 내에 경보가 나타나도록 할 수 있을 것이다.

다음으로, 본 발명에 따른 제어수단(60)을 설명하기로 한다. 상기 제어수단(60)은 상술한 방향지시등 검출수단(10), CCD 카메라 수단(20) 및 조향각 검출수단(30)의 신호를 입력받아 마이크로프로세서(610)에 입력시킨다.

상기 마이크로프로세서(610)는 이러한 정보를 기초로 하여 방향지시등이 점등되거나 CCD 카메라 수단(20)의 도로환경 데이터와 조향각 검출수단(30)의 조향각 신호의 비교를 통해 차선을 변경하는 것으로 판단되는 상태에서만 적외선 센서수단(40)의 구동을 개시한다. 구동된 적외선 센서수단(40)에 의해 사각지대 내의 다른 차량이나 장애물의 유무를 제어수단(60)이 판단하고 사각지내 내에 차량이나 장애물이 있는 경우 감지신호를 경보수단(60)으로 전달하여 경보를 출력할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템의 사각감지 과정을 나타내는 순서도로서, 그 동작 과정에 대하여 설명한다.

본 발명에서는 적외선 센서수단(40)이 방향지시등이 점등(ON)(S201) 되거나 CCD 카메라 작동(S202)과 조향각 신호검출(S203)의 비교를 통해 차선을 변경하는 것으로 판단(S204)되는 상태에서 작동되기 시작한다.

먼저, 방향지시등이 점등되면(S201), 차량의 사각지대에 송신 범위를 갖도록 구비된 적외선 센서수단(40)은 차량의 사각지대에 적외선 신호를 송신하고(S205) 장애물에서 반사되는 적외선 신호를 수신하게 되며, 그 수신된 신호를 제어수단(60)에 전달한다. 위에서 신호를 받은 제어수단(60)은 적외선 센서수단(40)에서 보낸 신호를 받아들여 장애물이 감지되었는지를 판단하는데(S206), 장애물이 감지되지 않았다고 판단되면 적외선 신호를 다시 송수신하여 상기 과정을 반복하며, 장애물이 감지되었다고 판단되면 물체를 인식하여(S207) 경보수단(50)의 경고등(510)을 점등시키거나 스피커(520)로 경고음을 내보내어 운전자에게 사각지대에 장애물이 있음을 경고시켜 준다(S208). 여기서 상기 제어수단(60)은 운전자의 선택에 따라 장애물이 감지되면 경보수단(50)을 작동시켜 경고등(510)을 점등시키거나 스피커(520)를 작동시켜 경고음을 출력하거나, 둘 다를 복합적으로 작동시킬 수도 있다. 이러한 선택은 별도의 선택 스위치(미도시)를 구비하여 운전자가 선택하도록 하기도 하며, 다른 방법으로 무조건적으로 경고신호를 디스플레이해주고 음성으로 장애물이 감지됨을 경고할 수도 있다.

한편, 방향지시등을 켜지 않고 차선 변경을 하는 경우를 설명한다.

상기 방향지시등 검출수단(10)으로부터 방향지시등의 점등 상태가 검출되지 않은 상태에서는 계속해서 CCD 카메라 수단(20)을 이용하여 사각지대에서 장애물이 감지되는지를 감시한다(S202). 그리고 상기 조향각 검출수단(30)의 조향각 신호를 검출하여(S203) 일반적인 굴곡로 주행시 나타나는 미리 프로그램화된 조향각보다 더 크거나 작으면 차선변경으로 판단하여(S204) 적외선 센서수단(40)의 적외선을 방사하고(S205), 제어부(60)를 통해 사각지대에서 장애물이 감지되는지를 판단한다(S206). 사각지대에서 장애물이 감지되면(S207) 제어수단(60)은 경보수단(50)을 통해 장애물과의 충돌가능성을 운전자에게 시각적이나 청각적으로 경고등(510)이나 스피커(520)를 통해 전달한다(S208).

한편, 검출된 조향각 신호를 체크하여(S203) 일반적인 굴곡로 주행시 나타나는 미리 프로그램화된 조향각과 거의 같으면 차선변경이 아닌 것으로 판단하고 상기 조향각 검출수단(30)은 계속해서 조향각을 체크한다(S204). 이것은 짧은 시간동안 검출되는 조향각이나 그 각도의 크기가 수 도(°)이하, 즉 일반적인 주행시에 나타나는 조향각은 제외하여 경보수단(50)에 의한 과다한 경보를 억제하기 위한 것이다.

이와 같이 본 발명은 차선변경시 운전자가 방향지시등을 조작하지 않더라도 제어수단(60)에서 CCD 카메라 수단(20)과 조향각 검출수단(30)의 비교에 의해 차선 변경 여부의 판단에 의해서도 경보수단(50)이 작동될 수 있도록 작동 메커니즘의 개선한 유용한 발명인 것이다.

이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보 호범위는 첨부된 청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은 방향지시등의 미작동시에도 사각지대 감지장치의 동작을 가능하게 하여 차량의 사각지대 내의 차량의 유무를 운전자에게 경보하여, 차선 변경 과정에서 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있으며, 많은 초보 운전자와 여성운전자들에게 차선 변경의 어려움을 해소시키는데 큰 역할을 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 사각지대 감지센서의 외부 잡음의 영향을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 차량의 방향지시등의 점등유무를 감지하는 방향지시등 검출수단(10)과;

   도로환경에 대한 화면을 촬영하여 도로환경 데이터로 출력하여 현재의 도로환경이 굴곡로인가를 판단하는 CCD 카메라 수단(20)과;

   차량의 조향각을 검출하여 조향각 신호로 출력하는 조향각 검출수단(30)과;

   상기 조향각 검출수단(30)의 조향각 신호에 따라 차량의 사각지대 내의 장애물에 적외선을 송수신하여 감지신호를 출력하는 적외선 센서수단(40)과;

   장애물과 자차간의 충돌여부를 운전자에게 경보하도록 마련된 경보수단(50); 및

   상기 방향지시등 검출수단(10)에 의해 방향지시등이 작동된 상태 또는 상기 CCD 카메라 수단(20)에 의해 도로환경 데이터와 상기 조향각 검출수단에서 측정되는 조향각 신호를 입력받아 차선을 변경하는 상태인 것으로 판단하여 상기 적외선 센서수단(40)으로부터 사각지대의 장애물 감지신호가 인가되면 자동으로 상기 경보수단(50)을 구동시키는 제어수단(60);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 CCD 카메라 수단(20)은,

   장애물의 영상을 입력받는 수광부(210);

   상기 수광부(210)를 통해 장애물의 영상신호를 수신하여, 상기 장애물의 아날로그 영상신호를 발생시키도록 동작하는 영상센서(220);

   상기 영상센서(220)의 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 A/D 컨버터(230); 및

   상기 A/D 컨버터(230)의 디지털 영상신호를 입력받고 이를 제어수단(60)으로 전송시키는 중앙처리장치(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 적외선 센서수단(40)은,

   하나 이상의 센서로 이루어지며, 각 센서의 구동신호를 사용하여 장애물을 감지하기 위한 적외선을 출력하는 발광 다이오드(412)와 상기 발광 다이오드(412)에서 출력되는 적외선의 발사각에 대하여 수신각이 일정한 각도를 가지도록 위치된 수광 트랜지스터(414)로 구성된 IR 센서부(410);

   상기 IR 센서부(410)를 제어하여 각 센서의 구동주파수에 캐리어 주파수로 펄스폭변조(PWM) 제어된 신호를 사용하여 적외선을 출력하도록 제어하는 송신 제어부(420); 및

   상기 송신 제어부(420)와 연동되어 각 적외선을 감지함으로써 장애물이 있는지를 읽어들이도록 제어하는 수신 제어부(430);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 IR 센서부(410)는,

   발광 다이오드(412)의 초점 거리를 맞추어 정합하기 위해 복합렌즈의 원리를 응용한 다수개의 평철렌즈(Plano ConveX Lens)로 구성된 정합렌즈(412a);가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 수신 제어부(430)는,

   허용된 대역통과필터 내의 송신 제어부(420)로부터 날아온 적외선에서 구동주파수를 제거하는 전치 증폭기(432); 및

   상기 전치 증폭기(432)의 캐리어 주파수를 상기 제어수단(60)에서 판단 가능한 전기신호로 변화시키는 톤 디코더(434);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 사각지대 감지를 통한 충돌회피시스템.

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