KR102300646B1 - 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치 - Google Patents

흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치 Download PDF

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Abstract

초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치가 개시된다. 본 발명에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치는, 입력된 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도)에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산하는 기준음압 감소곡선 연산부; 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산하는 현재음압 감소곡선 연산부; 및 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율을 연산하는 음압 보정비율 연산부를 포함한다.

Description

흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치{METHOD FOR SIGNAL COMPENSATION USING ABSORPTION COEFFICIENT AND SIGNAL COMPENSATION APPARATUS USING THEREOF}
본 발명은 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡음계수를 이용하여 수신신호를 보상함으로써 다양한 대기조건에서 강건하게 수신신호를 감지할 수 있는 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치에 관한 것이다.
최근에 양산되고 있는 차량에는 별도의 셋톱 박스 없이 후방카메라와 센서만으로 후진 주차에 어려움을 겪는 운전자들에게 편리함을 제공하기 위해, 주차 보조 시스템(Dynamic Parking Assistant System: DPAS)이 탑재되고 있다.
이러한 DPAS는, 기어의 위치가 R단 또는 D단일 경우, 차체 제어 모듈(BCM: Body Control Module)로부터 동작명령을 받은 후, 차량에 설치된 전방 센서 또는 후방 센서의 ASIC과 통신을 시작한다.
상기 동작 명령에 따라 각 센서는 자신의 동작 순서에 동작을 시작하고, 각 센서에 포함된 센서 셀(예컨대, 초음파용 센서 셀)은 초음파 신호를 전후방 또는 측방으로 송신하고, 송신된 초음파 신호가 주변 장애물에 반사되어 되돌아오는 수신된 반사 신호를 분석하고, 분석 결과에 따라 1차 내지 3차에 걸쳐 경보음 및/또는 클러스터에 주변 상황을 표시한다.
한편, 초음파센서는 도 1에 도시된 바와 같이 펄스-에코(Pulse-echo) 방식을 사용하여 초음파센서로부터 장애물까지의 거리를 측정한다. 이는 한 개의 센서가 송신(TX), 수신(RX)를 통해 음파의 이동거리를 산출하는 방법이다.
즉, 송신된 초음파가 장애물에 반사되어 수신되기까지 걸린 시간(Time of Flight, TOF)을 이용하여 음파의 이동거리를 산출한다. 이때, 측정되는 거리 값은 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파의 크기가 차종 별로 설정된 레퍼런스 신호의 문턱값(Threshold level)보다 처음으로 크게 되는 시점까지의 시간(TOF)을 측정하여 계산된다.
한편, 실제 차량에서 사용되는 일반적인 초음파센서의 감지영역은 주로 1.2m까지이지만, 3m까지의 감지영역을 갖는 장거리 초음파센서도 개발 및 적용이 되고 있다. 이 경우, 기존 초음파센서에 비해 고지향각을 가질 수 있도록 중심주파수도 증가하게 되며(40kHz -> 50kHz), 실제 음파의 이동거리도 6m로 증가하게 된다.
일반적으로 대기 중에 음파가 전파될 때, 흡음에 의한 감쇄는 음파의 이동거리가 클수록 증가하게 된다. 특히, 흡음에 의한 감쇄는 대기 상태에 따라 달라지며, 또한 주파수가 높을수록 크게 증가하게 된다.
전술한 바와 같이, 초음파센서는 차종 별로 설정된 레퍼런스 신호의 크기보다 이하의 반사신호는 감지하지 못한다. 예컨대, 온도, 습도, 대기압 조건에 따라 흡음계수가 크게 증가하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우에는 반사신호의 크기가 작아져 초음파센서가 인식하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
이를 방지하기 위해, 대기 상태(온도,습도,대기압)에 따라 레퍼런스 신호를 달리 설정하게 되면, 각 조건에 맞는 레퍼런스를 찾는데 많은 노력이 필요하며 실제 실차 상태에서의 검증도 어렵다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 흡음계수를 이용하여 수신신호를 보상함으로써 다양한 대기조건에서 강건하게 수신신호를 감지할 수 있는 초음파센서의 신호 보상방법 및 이를 이용한 신호 보상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치는, 입력된 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도)에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산하는 기준음압 감소곡선 연산부; 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산하는 현재음압 감소곡선 연산부; 및 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율을 연산하는 음압 보정비율 연산부를 포함한다.
본 발명에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치는, 상기 기준 대기조건을 입력 받는 기준조건 설정부와; 입력된 기준조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정하는 레퍼런스 신호 설정부를 더 포함하되, 상기 레퍼런스 신호는 초음파 수신신호를 감지하는데 기준이 되는 신호로 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치는, 초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하는 초음파 송수신부와; 상기 음압 보정비율에 기초하여 상기 초음파 수신신호를 거리에 따라 보정하고, 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지하는 장애물 판단부를 더 포함한다.
상기 장애물 판단부는, 상기 초음파 수신신호에 거리에 따른 상기 음압 보정비율을 곱셈 연산하여, 상기 초음파 수신신호를 보정한다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법은, (a) 입력된 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도)에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산하는 단계; (b) 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산하는 단계; 및 (c) 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율을 연산하는 단계를 포함한다.
또한, (d) 송신된 초음파 신호가 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하고, 초음파 수신신호를 상기 음압 보정비율을 이용하여 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 초음파 수신신호에 거리에 따른 상기 음압 보정비율을 곱셈 연산하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 초음파 수신신호가 수신된 시간을 이용하여 초음파 신호가 이동한 거리를 연산하고, 상기 초음파 신호가 이동한 거리에 매핑되는 음압 보정비율을 상기 초음파 수신신호에 곱셈 연산하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 신호 보상방법은, (e) 입력된 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정하고, 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 흡음계수를 이용하여 수신신호를 보상함으로써 다양한 대기조건에서 강건하게 수신신호를 감지할 수 있다.
또한, 입력된 기준 대기조건에 기초하여 설정된 하나의 레퍼런스 신호만을 이용하여 초음파 수신신호를 감지할 수 있으므로, 대기 상태(온도,습도,대기압)의 각 조건에 따라 상이한 레퍼런스 신호를 찾아야 하는 수고를 줄일 수 있다.
도 1은 초음파센서를 이용한 거리측정 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치의 구성도.
도 3은 음파의 이동거리에 따른 음압 감소 특성을 도시한 도면.
도 4는 장거리 초음파센서의 경우, 3M 떨어진 장애물에 반사되어 수신된 수신신호의 크기를 상대습도 별로 비교하여 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법을 도시한 순서도.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따라 초음파센서의 수신신호가 보상되는 과정을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치는 기준조건 설정부(110), 레퍼런스 신호 설정부(120), 기준음압 감소곡선 연산부(130), 현재음압 감소곡선 연산부(140), 음압 보정비율 연산부(150), 초음파 송수신부(160), 및 장애물 판단부(170)를 포함하여 이루어진다.
기준조건 설정부(110)는 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도 등)에 대한 입력을 받아 레퍼런스 신호 설정 및 기준 흡음계수 산정을 위한 기준조건을 설정한다.
레퍼런스 신호 설정부(120)는 입력된 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정한다.
레퍼런스 신호는 초음파센서가 수신된 반사파 신호를 이용하여 거리를 측정하는데 사용된다.
즉, 초음파센서는 송신된 초음파가 장애물에 반사되어 수신되기까지 걸린 시간(Time of Flight, TOF)을 이용하여 음파의 이동거리를 산출한다. 이때, 측정되는 거리 값은 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파의 크기가 차종 별로 설정된 레퍼런스 신호의 문턱값(Threshold level)보다 처음으로 크게 되는 시점까지의 시간(TOF)을 측정하여 계산된다.
한편, 수신된 반사파 신호가 대기 중으로 전파될 때, 흡음에 의한 감쇄가 발생할 수 있다. 흡음에 의한 감쇄는 음파의 이동거리가 클수록 증가하게 된다. 특히, 흡음에 의한 감쇄는 대기 상태에 따라 달라지며, 또한 주파수가 높을수록 크게 증가하게 된다.
예컨대, 온도, 습도, 대기압 조건에 따라 흡음계수가 크게 증가하게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우에는 반사신호의 크기가 작아져 초음파센서가 인식하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
이를 방지하기 위해, 대기 상태에 따라 상이한 레퍼런스 신호가 설정될 수 있는데, 이는 대기 상태 조건에 맞게 다양한 레퍼런스 신호를 찾아야 하는 노력을 요구하게 된다.
본 발명에 따르면, 현재 대기조건에 따른 흡음계수를 이용하여 반사파 신호 자체를 보정함으로써, 하나의 레퍼런스 신호만의 사용을 가능하게 한다. 여기서 사용되는 레퍼런스 신호는 입력된 기준 대기조건에 매핑되는 것이고, 일반적으로 상온, 1기압, 20% 상대습도 조건에 해당하는 레퍼런스 신호가 사용된다.
기준음압 감소곡선 연산부(130)는 입력된 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도)에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산한다.
기준 흡음계수의 연산은 아래의 수학식 1을 이용하여 연산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014109374418-pat00001
위 수학식 1에서 1항은 질소완화 특성을, 2항은 산소완화 특성을, 3항은 기타요인(일반적으로 점성과 열전도 특성)을 반영한다. 한편, 위 수학식 1의 상수 및 변수는 아래와 같이 정의된다.
f : 주파수 (Hz)
fr,N : 질소 완화 주파수
fr,O 산소 완화 주파수
ps : 국부 대기압(* p here means total pressure, not acoustic pressure)
ps0 : 기준 대기압 (1 atm)
B1, B2, B3 : 온도에 따른 변수
T : 절대온도(T0 = 293.15 K is the reference value of T (20°C))
hr : 상대습도
h : 절대습도(molar concentration of water vapor) in percent
그리고, 기준음압 감소곡선 연산부(130)는 위 수학식 1을 이용하여 연산된 기준 흡음계수에 기초하여, 도 3에 도시된 바와 같은 기준음압 감소곡선을 연산한다.
도 3에 도시된 바와 같이 기준음압 감소곡선은 음파의 이동거리(distance)에 따라 점진적으로 감소하는 특성을 가진다. 또한, 대기의 상대습도와, 초음파의 주파수 특성에 따라 기준음압 곡선은 상이한 패턴을 가지고 감소하게 된다.
도 4는 장거리 초음파센서의 경우, 3M 떨어진 장애물에 반사되어 수신된 수신신호의 크기를 상대습도 별로 비교하여 도시한다.
도 4에는 상대습도가 10%인 경우의 시간에 따른 수신신호의 크기와, 상대습도가 60%인 경우의 시간에 따른 수신신호의 크기가 예시적으로 도시된다. 도 4를 참조하면, 상대습도가 60%인 경우의 수신신호의 크기가 상대습도가 10%인 경우에 비해 전 시간 영역에서 작은 것을 알 수 있는데, 이는 도 3에 도시된 바와 같은 흡음 감쇄가 반영된 결과이다.
현재음압 감소곡선 연산부(140)는 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산한다.
현재 흡음계수의 산정 및 이를 이용한 현재음압 감소곡선의 연산은 상기 기준음압 감소곡선 연산부(130)에서 기준 흡음계수를 산정 및 이를 이용하여 기준음압 감소곡선을 연산하는 과정과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
음압 보정비율 연산부(150)는 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율을 연산한다.
이때, 상기 음압 보정비율은 초음파센서 신호가 이동한 거리에 따른 하나의 함수로 연산되어 저장될 수 있으며, 혹은 거리 값마다 보정 값으로 저장이 가능하다.
초음파 송수신부(160)는 발생된 초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 장애물에 반사된 것을 수신한다.
초음파 송수신부(110)는 기계적인 진동에너지와 전기에너지를 호환시킬 수 있는 압전 세라믹스(piezo electric ceramic)로 구성될 수 있다. 압전 세라믹스는 높은 주파수의 전기에너지를 인가 받으면 상기 높은 주파수와 동일한 회수의 빠른 진동이 발생한다. 인가 주파수가 특정 주파수 이상일 경우에 압전 세라믹스는 진동(음압)에 의해 소밀파 즉, 인간이 들을 수 없는 초음파(Ultrasonic Wave)를 발생시킬 수 있다. 또한, 압전 세라믹스는 초음파를 수신하여 전기에너지로 변환할 수 있다.
장애물 판단부(170)는 상기 음압 보정비율에 기초하여 상기 초음파 수신신호를 거리에 따라 보정하고, 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지한다.
여기서, 음압 보정비율은 초음파 신호가 이동한 거리 별로 값이 정해져 있는데 초음파 수신신호가 이동한 거리에 해당하는 음압 보정비율을 곱셈 연산하여 초음파 수신신호는 보정된다.
이를 위해, 상기 장애물 판단부(170)는 초음파 수신신호가 수신된 시간에 기초하여 초음파 수신신호가 이동한 거리를 연산하고, 상기 초음파 신호가 이동한 거리에 매핑되는 음압 보정비율을 상기 초음파 수신신호에 곱셈 연산한다.
그리고, 장애물 판단부(170)는 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지한다. 예컨대, 보정된 초음파 수신신호의 크기가 설정된 레퍼런스 신호의 크기보다 크다면 장애물이 감지된 것으로 판단한다.
전술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 초음파센서의 신호 보상장치의 동작을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법을 도시한 순서도이고, 도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따라 초음파센서의 수신신호가 보상되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, S100 단계에서, 기준조건 설정부(110)에 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도 등)이 입력되면, 레퍼런스 신호 설정부(120)는 입력된 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정한다.
레퍼런스 신호는 초음파센서가 수신된 반사파 신호를 이용하여 거리를 측정하는데 사용된다.
다음으로, S200 단계에서, 기준음압 감소곡선 연산부(130)는 입력된 기준 대기조건(온도, 대기압, 습도)에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산한다.
도 6a에는 연산된 기준음압 감소곡선이 예시적으로 도시된다. 도 6a를 참조하면, 20℃, 1 기압, 10% 상대습도의 기준 대기조건에서 기준 흡음계수는 0.05로 연산되며, 아래 수학식 2에 따라 기준음압 감소곡선은 도 6a에 도시된 바와 같이 산출된다. 기준음압 감소곡선은 초음파 신호의 이동(전파)거리가 커질수록 감소하는 특성을 보인다.
[수학식 2]
Figure 112014109374418-pat00002
여기서, r은 음파 이동거리, 는 흡음계수, A는 초기음압, A'는 이동거리(r)에 따른 음압을 의미한다.
다음으로, S300 단계에서, 현재음압 감소곡선 연산부(140)는 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산한다.
도 6b에는 연산된 현재음압 감소곡선이 예시적으로 도시된다. 도 6b를 참조하면, 20℃, 1 기압, 60% 상대습도의 현재 대기조건에서 현재 흡음계수는 0.15로 연산되며, 위 수학식 2에 따라 현재음압 감소곡선은 도 6b에 도시된 바와 같이 산출된다. 현재음압 감소곡선은 초음파 신호의 이동(전파)거리가 커질수록 감소하는 특성을 보이고, 기준음압 감소곡선에 비해 이동 거리에 따른 감소 폭이 큰 것을 알 수 있다.
다음으로, S400 단계에서, 음압 보정비율 연산부(150)는 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율을 연산한다.
이때, 상기 음압 보정비율은 초음파센서 신호가 이동한 거리에 따른 하나의 함수로 연산되어 저장될 수 있으며, 혹은 거리 값마다 보정 값으로 저장이 가능하다.
도 6c에는 거리에 따른 음압 보정비율이 예시적으로 도시된다. 도 6을 참조하면, 초음파센서 신호가 이동한 거리가 증가할수록 음압 보정비율이 증가하는 특성을 보인다.
전술한 바와 같이, 흡음에 의한 신호 감쇄는 신호가 이동한 거리가 커질수록 증가하는 경향이 있는데, 본 발명의 실시예와 같이 이동거리에 따라 증가하는 특성을 가진 음압 보정비율을 사용함으로써, 흡음 감쇄에 의한 신호의 왜곡을 보정할 수 있다.
다음으로, S500 단계에서 상기 장애물 판단부(170)는 초음파 수신신호가 수신된 시간에 기초하여 초음파 수신신호가 이동한 거리를 연산한다.
다음으로, S600 단계에서 상기 장애물 판단부(170)는 상기 초음파 신호가 이동한 거리에 매핑되는 음압 보정비율을 상기 초음파 수신신호에 곱셈 연산한다.
여기서, 음압 보정비율은 초음파 신호가 이동한 거리 별로 값이 정해져 있는데 초음파 수신신호가 이동한 거리에 해당하는 음압 보정비율을 곱셈 연산하여 초음파 수신신호는 보정된다.
도 6d에는 음압 보정비율에 의해 원 초음파 수신신호가 보정된 결과가 예시적으로 도시된다. 일반적인 보정 방법으로는 보정상수를 취득데이터에 곱하여 전체 데이터 값을 증가하거나 감소시킨다. 하지만 예를 들어, 지면으로부터 반사된 신호의 경우에는 음파의 이동거리가 가까워 대기 상태에 따른 음압 크기 차이가 거의 없다(즉, 음압감소가 크지 않다).
따라서 일반적 방법인 보정상수를 전 시간 영역에 곱하게 되면 레퍼런스 신호 이상의 값을 가지게 됨으로 오작동을 일으키게 된다. 이에 본 발명에서는 온도/습도/대기압 정보로부터 흡음계수를 구하고 이를 이용하여 거리에 따른 음압 감소곡선을 얻게 된다. 이를 기준조건으로부터 얻은 음압 감소곡선과 비교하여 거리에 따른 보정비율 정보를 얻는다.
예를 들면, 도 6d에 도시된 바와 같이 특정 대기상태에서 측정된 원신호에 거리에 따른 보정비율을 곱하여 보정해 줌으로써, 이동거리가 길었던 신호 (시간영역에서는 우측으로 진행된 신호) 는 큰 보정비율을 가지고, 이동거리가 짧았던 신호 (시간영역에서는 0에 가까운 신호)는 작은 보정비율을 가짐으로써 최대한 기준조건 시와 근접한 결과를 산출하게 된다. 이를 통해 기준조건에서 설정한 레퍼런스 신호만을 이용해서도 판단 가능한 시스템이 구축될 수 있다.
다음으로, S700 단계에서, 장애물 판단부(170)는 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지한다. 예컨대, 보정된 초음파 수신신호의 크기가 설정된 레퍼런스 신호의 크기보다 크다면 장애물이 감지된 것으로 판단한다.
다음으로, S800 단계에서, 장애물 판단부(170)는 장애물이 감지된 것으로 판단되면, 이를 운전자에게 알려준다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 온도, 대기압 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 입력된 기준 대기조건에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산하는 기준음압 감소곡선 연산부;
    센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산하는 현재음압 감소곡선 연산부; 및
    상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율(신호가 이동한 이동 거리에 따라 증가하는 특성을 가짐)을 연산하는 음압 보정비율 연산부;
    상기 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정하는 레퍼런스 신호 설정부; 및
    상기 음압 보정비율에 기초하여 초음파 수신신호를 거리에 따라 보정하고, 보정된 초음파 수신신호가 상기 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 초과하는지 여부로 장애물을 감지하는 장애물 판단부
    를 포함하는 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 대기조건을 입력 받는 기준조건 설정부를 더 포함하는 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치.
  3. 제1항에 있어서,
    초음파를 송신하고, 송신된 초음파가 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하는 초음파 송수신부를 더 포함하는 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 장애물 판단부는,
    상기 초음파 수신신호에 거리에 따른 상기 음압 보정비율을 곱셈 연산하여, 상기 초음파 수신신호를 보정하는 것
    인 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상장치.
  5. (a) 온도, 대기압 및 습도 중 적어도 하나를 포함하는 입력된 기준 대기조건에 기초하여 기준 흡음계수를 산정하고, 상기 기준 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 기준음압 감소곡선을 연산하는 단계;
    (b) 센서에서 수집된 현재온도, 현재습도, 현재대기압에 기초하여 현재 흡음계수를 산정하고, 상기 현재 흡음계수를 이용하여 거리에 따른 현재음압 감소곡선을 연산하는 단계;
    (c) 상기 기준음압 감소곡선과 상기 현재음압 감소곡선의 비로 거리에 따른 음압 보정비율(신호가 이동한 이동 거리에 따라 증가하는 특성을 가짐)을 연산하는 단계;
    (d) 송신된 초음파 신호가 장애물에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신하고, 초음파 수신신호를 상기 음압 보정비율을 이용하여 보정하는 단계; 및
    (e) 상기 기준 대기조건에 매핑되는 레퍼런스 신호를 설정하고, 상기 보정된 초음파 수신신호와, 상기 설정된 레퍼런스 신호를 이용하여 장애물을 감지하는 단계
    를 포함하는 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 (d) 단계는,
    상기 초음파 수신신호에 거리에 따른 상기 음압 보정비율을 곱셈 연산하는 단계를 포함하는 것
    인 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 (d) 단계는,
    상기 초음파 수신신호가 수신된 시간을 이용하여 초음파 신호가 이동한 거리를 연산하고, 상기 초음파 신호가 이동한 거리에 매핑되는 음압 보정비율을 상기 초음파 수신신호에 곱셈 연산하는 단계를 포함하는 것
    인 흡음계수를 이용한 초음파센서의 신호 보상방법.
  9. 삭제
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