KR102108341B1 - 차량용 레이더 고장 진단 방법 및 이를 위한 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 레이더 시스템에 관한 것으로, 특히 레이더 성능에 영향을 주는 기상 조건과 레이더의 고장 진단이 동시에 가능하도록 차량용 레이더 시스템의 고장 진단 방법 및 이를 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 차량용 레이더 고장 진단 시스템은 송신 신호를 생성하는 신호 송신부, 상기 생성된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나, 레이더 시스템을 보호하며, 내부에 반투과체 부분을 포함하며, 상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 레이돔, 외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나를 통해 전달된 반사 송신 신호와 외부로부터의 수신 신호를 합성하는 신호 합성기, 상기 합성된 외부 수신 신호와 반사 송신 신호를 분리하여 신호 처리부로 전달하는 신호 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 차량용 레이더 고장 진단 시스템은 송신 신호를 생성하는 신호 송신부, 상기 생성된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나, 레이더 시스템을 보호하며, 내부에 반투과체 부분을 포함하며, 상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 레이돔, 외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나를 통해 전달된 반사 송신 신호와 외부로부터의 수신 신호를 합성하는 신호 합성기, 상기 합성된 외부 수신 신호와 반사 송신 신호를 분리하여 신호 처리부로 전달하는 신호 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 차량용 레이더 시스템에 관한 것으로, 특히 레이더 성능에 영향을 주는 기상 조건과 레이더의 고장 진단이 동시에 가능하도록 차량용 레이더 시스템의 고장 진단 방법 및 이를 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.
일반적으로, 안테나(antenna)로부터 지향성이 있는 전파를 송신하고, 이것이 물체에 반사되고 그 안테나(antenna)에 돌아오기까지의 시간을 측정하는 것에 의해, 안테나(antenna)로부터 그 물체까지의 거리를 검출하는 레이더(radar) 기술은 오래 전부터 알려져 있다. 선박 또는 항공기에는 불가결한 장치가 됐다. 이러한 장치를 자동차에 탑재하는 것이 시도되고, 많은 제안이 이루어지고 있다.
따라서, 자동차 주행의 안전성을 높이기 위해 레이더 시스템의 성능을 정확히 판단할 필요가 있고, 비나 눈과 같은 기상 악조건 속에서도 레이더 시스템이 정상적으로 동작이 되는지를 판단할 필요가 있게 되었다.
본 발명은 차량용 레이더에 관한 것으로, 특히 레이더 성능에 영향을 주는 기상 조건과 레이더의 고장 진단이 가능하도록 피드백 신호를 추가하여 기상 악조건으로 인한 성능 저하인지, 자체 성능 저하 문제인지를 감별할 수 있고 그에 따른 스마트 컨트롤 크루즈 기능을 안정적으로 제공하고자 한다.
이를 위해 본 발명에 따른 차량용 레이더 고장 진단 시스템은 송신 신호를 생성하는 신호 송신부, 상기 생성된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나, 레이더 시스템을 보호하며, 내부에 반투과체 부분을 포함하며, 상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 레이돔, 외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나, 상기 수신 안테나를 통해 전달된 반사 송신 신호와 외부로부터의 수신 신호를 합성하는 신호 합성기, 상기 합성된 외부 수신 신호와 반사 송신 신호를 분리하여 신호 처리부로 전달하는 신호 수신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법 및 구성에 근거하여, 레이더 시스템의 고장 여부와 레이더 전파를 방해하는 요소의 존재 여부를 동시에 판단할 수 있어 각 상황에 따른 레이더 고장 진단을 행할 수 있다.
또한, 이러한 레이더 시스템의 성능에 근거하여 차량 간 거리 유지 제어 시스템을 적절히 운용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 레이더 고장 진단 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 고장 진단 시스템을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템이 정상으로 판단될 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 센싱 회로가 정상적으로 동작할 때 충/방전 제어 및 냉각 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템에 이물질이 있다고 판단될 때 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 송신 부품 또는 수신 부품에 이상이 있음을 판단할 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 성능 열화가 발생했다고 판단될 때의 C12의 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 이용하여 차량 간 거리 유지 제어 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 고장 진단 시스템을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템이 정상으로 판단될 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 셀 센싱 회로가 정상적으로 동작할 때 충/방전 제어 및 냉각 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템에 이물질이 있다고 판단될 때 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 송신 부품 또는 수신 부품에 이상이 있음을 판단할 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 성능 열화가 발생했다고 판단될 때의 C12의 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 이용하여 차량 간 거리 유지 제어 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 레이더 고장 진단 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 송신 신호를 방사하는 안테나(13)와, 이 안테나(13)와 레이돔(14) 사이에서 상기 송신 신호의 일부가 피드백 루틴을 이용하여 RF 송수신부(12)로 바로 입력되고, 상기 피드백된 송신 신호의 일부의 신호 세기가 목표물에 맞고 반사되어 돌아오는 수신 신호의 세기가 비교된다. 이러한 비교치를 이용하여 레이더 시스템에 이물질(15)의 여부와, 상기 레이더 시스템의 성능 저하 정도를 판단할 수 있다.
또한, 이러한 피드백 루틴이 상기 레이돔(14) 내부에 존재함으로써 송신 신호가 전송되지 않는 고장과, 이물질에 의한 성능 저하를 구분할 수 있고, 이 피드백 루틴에 신호 감쇠율을 적용하여 외부로부터 들어오는 수신 신호와 비교함으로써 레이더 시스템 자체 성능 열화로 인한 성능 저하인지, 이물질에 의한 성능 열화인지를 기상 감지 센서(10)로 기상 정보를 파악하고, 운전자에게 정확한 정보를 전달 및 적절한 조치를 취할 수 있게 되는 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 고장 진단 시스템을 상세하게 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 송신 신호를 생성하는 신호 송신부(12-2), 상기 생성된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나(13-2), 레이더 시스템을 보호하며, 내부에 반투과체 부분을 포함하며, 상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 레이돔(14), 외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나(13-1), 상기 수신 안테나(13-1)를 통해 전달된 반사 송신 신호(C12)와 외부로부터의 수신 신호(C14)를 합성하는 신호 합성기(17)와, 상기 합성된 외부 수신 신호(C14)와 반사 송신 신호(C12)를 분리하여 신호 처리부(11)로 전달하는 신호 수신부(신호 분리기, 12-1)를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게는, 제어부(미도시)는 상시 신호 처리부(11)로부터 제공된 상기 방사된 송신 신호의 일부에 신호 감쇠율을 적용하고, 상기 감쇠율이 적용된 신호의 세기와 상기 외부 수신 신호의 세기를 비교하고, 그 결과에 따라 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 제어한다. 예를 들어, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 큰 경우 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 제어한다.
그러나, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작거나 같고, 그 신호 세기가 임계치 이상인 경우, 예를 들어, 0이상인 경우, 기상 감지 센서(10)로부터 제공된 정보로부터 기상의 큰 변화가(눈이나 비) 있는지를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 제어한다. 만일, 기상의 큰 변화가 있는 경우 사용자에게 악천후를 경고하고, 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다. 그러나, 기상의 큰 변화가 있지 않는 경우는 레이더 시스템의 이상을 인지하고, 사용자에게 레이더 시스템을 점검할 것을 알리고, 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다.
또한, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작고, 그 신호 세기가 임계치, 예를 들어, 노이즈에 가까운 0, 보다 작은 경우, 상기 신호 송신부(12-2) 및/또는 상기 송신 안테나(13-2)에 이상이 있음을 경고하고, 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템이 정상으로 판단될 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 3을 참조하면, C12는 피드백 루틴으로 레이더가 신호를 송신하자 마자 바로 수신하는 신호이다. 이 C12 신호는 레이더로부터 송신된 신호가 타겟을 맞고 반사되어 C14 신호와 비교된다. 만일, 레이더 시스템이 정상적인 경우는 C12 신호가 C14 신호보다 위에 있는 형태로 나타난다. 이는 C14 신호가 레이돔(14)을 투과하여 실제 타겟을 맞고 반사되어 돌아오는 과정에서 상당한 양의 에너지를 잃어버리기 때문에 그 차이만큼 타겟 신호는 대체적으로 에너지 손실이 된 상태에서 레이더의 수신 안테나에 수신되게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템에 이물질이 있다고 판단될 때 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 만일, 레이돔(14)에 비와 눈과 같이 이물질이 붙어 있어 안테나(13)를 통해 전송된 신호가 레이돔(14)을 투과하여 타겟까지 전송되지 못하는 경우이다. 이때, C12 신호와 C14 신호는 신호 세기 차이가 거의 없으며, 이전의 C14 신호의 세기와 많은 차이점을 갖게 된다. 이러한 원리로 이 경우 도 4과 같은 패턴의 신호가 수신되면 레이돔(14)에 이물질이 붙어 있는 경우로 판별 가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 송신 부품 또는 수신 부품에 이상이 있음을 판단할 때의 C12 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 이 경우는 레이더(16)의 신호를 발생/전송하는 부분이 고장이 났을 수도 있고, 신호를 수신하는 부분이 고장일 수도 있다. 만일, 신호를 전송하는 쪽의 부품이 고장난 경우 레이더(16)로부터 신호가 발생/전송하지 못하여 C12 신호의 세기가 노이즈 레벨로 낮아졌을 수도 있고, 정상적으로 신호를 발생시켰지만, 신호를 수신하는 부품에 이상이 생겨 신호를 전혀 수신하지 못하는 경우일 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이더 시스템의 성능 열화가 발생했다고 판단될 때의 C12의 신호의 세기와 C14 신호 세기를 비교한 그래프이다.
도 6을 참조하면, C12 신호와 C14 신호의 통상적 신호 세기의 갭(Δf)이 증가하였을 경우이다. 이러한 경우는 레이더 시스템의 성능 열화(악천후 조건 또는 자체 성능 열화 고장)가 예상되는 상황으로 시스템 동작은 가능하나 성능이 저하되어 있을 가능성이 큰 상황이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 이용하여 차량 간 거리 유지 제어 시스템의 운용 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 레이더 시스템의 점검이 시작되면(S20), 도2의 피드백 루틴에 의해 송신 안테나(13-2)로부터 방사된 송신 신호의 일부에 신호 감쇠율을 적용하고, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기(TX1)와 상기 외부 수신 신호의 세기(RX)를 비교하고(S21), 그 결과에 따라 차량 간 거리 유지 시스템을 제어한다. (S22) 즉, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기(TX1)가 상기 외부 수신 신호의 세기(RX)보다 큰 경우, 상기 차량 간 거리 유지 시스템은 운용되도록 제어되고, 고장 진단 점검은 종료된다. (S22, S23)
그러나, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작거나 같고, 그 신호 세기가 임계치 이상인 경우(S24), 기상의 변화가 있는지를 감지하고(S26), 그 감지 결과에 따라 차량 간 거리 유지 시스템을 제어한다. 만일, 기상의 큰 변화가 있는 경우 사용자에게 악천후를 경고하고(S28), 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다. 그러나, 기상의 큰 변화가 있지 않는 경우는 레이더 시스템의 이상을 인지하고, 사용자에게 레이더 시스템을 점검할 것을 알리고(S27), 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다.
한편, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작고, 그 신호 세기가 임계치보다 작은 경우, 예를 들어, 0보다 작은 경우, 상기 신호를 송신하는 또는 수신하는 부품(송신 안테나, 수신 안테나, 신호 수신부, 신호 송신부 등)동작에 이상이 있음을 경고하고, 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
신호 처리부 : 11
RF 송수신부 : 12
안테나 : 13
레이돔 : 14
이물질 : 15
RF 송수신부 : 12
안테나 : 13
레이돔 : 14
이물질 : 15
Claims (13)
- 송신 신호를 생성하는 신호 송신부;
상기 생성된 송신 신호를 방사하는 송신 안테나;
레이더 시스템을 보호하며, 내부에 반투과체 부분을 포함하며, 상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 레이돔;
외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 수신 안테나;
상기 수신 안테나를 통해 전달된 반사 송신 신호와 외부로부터의 수신 신호를 합성하는 신호 합성기;
상기 합성된 외부 수신 신호와 반사 송신 신호를 분리하여 신호 처리부로 전달하는 신호 수신부를 포함하고,
상기 방사된 송신 신호의 일부에 신호 감쇠율을 적용하고, 상기 감쇠율이 적용된 신호의 세기와 상기 외부 수신 신호의 세기를 비교하고, 그 결과에 따라 차량 간 거리가 제어되도록 하는 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템. - 제 1항에 있어서, 차량 간 거리를 제어하는 차량 간 거리 유지 시스템;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 큰 경우 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 운용하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 제 2 항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작거나 같고, 그 신호 세기가 임계치 이상인 경우, 기상의 변화가 있는지를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 운용하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 제 4항에 있어서, 기상의 큰 변화가 있는 경우 사용자에게 악천후를 경고하고, 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 제 4항에 있어서, 기상의 큰 변화가 있지 않는 경우는 레이더 시스템의 이상을 인지하고, 사용자에게 레이더 시스템을 점검할 것을 알리고, 상기 차량 간 거리 유지 시스템을 종료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 제 2 항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작고, 그 신호 세기가 임계치보다 작은 경우, 상기 신호 송신부 또는 상기 송신 안테나에 이상이 있음을 경고하고, 상기 차량 간 거리 유지 시스템의 운용을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 시스템.
- 송신 신호를 생성하는 단계;
상기 생성된 송신 신호를 방사하는 단계;
상기 방사된 송신 신호의 일부를 반사하는 단계;
외부로부터의 수신 신호 또는 상기 반사된 송신 신호를 수신하는 단계;
상기 반사된 송신 신호와 외부로부터의 수신 신호를 합성하는 단계;
상기 합성된 외부 수신 신호와 반사 송신 신호를 분리하여 신호 처리하는 단계를 포함하고,
상기 방사된 송신 신호의 일부에 신호 감쇠율을 적용하고, 상기 감쇠율이 적용된 신호의 세기와 상기 외부 수신 신호의 세기를 비교하고, 그 결과에 따라 차량 간 거리를 제어하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 방법. - 삭제
- 제 8 항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 큰 경우 상기 차량 간 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작거나 같고, 그 신호 세기가 임계치 이상인 경우, 기상의 변화가 있는지를 감지하고, 그 감지 결과에 따라 상기 차량 간 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 방법.
- 제 11항에 있어서, 기상의 큰 변화가 있는 경우 사용자에게 악천후를 경고하고, 차량 간 거리 제어를 종료하도록 제어하고, 기상의 큰 변화가 있지 않는 경우는 레이더 시스템의 이상을 인지하고, 사용자에게 레이더 시스템을 점검할 것을 알리고, 차량 간 거리 제어를 종료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 감쇠율이 적용된 방사 송신 신호의 세기가 상기 외부 수신 신호의 세기보다 작고, 그 신호 세기가 임계치보다 작은 경우, 상기 신호를 송신하는 동작에 이상이 있음을 경고하고, 상기 차량 간 거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 레이더 고장 진단 방법.
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