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KR20130127059A - 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법 - Google Patents

차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법 Download PDF

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KR20130127059A
KR20130127059A KR1020120050651A KR20120050651A KR20130127059A KR 20130127059 A KR20130127059 A KR 20130127059A KR 1020120050651 A KR1020120050651 A KR 1020120050651A KR 20120050651 A KR20120050651 A KR 20120050651A KR 20130127059 A KR20130127059 A KR 20130127059A
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KR
South Korea
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vehicle
light
light receiving
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distance
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강양기
타케미 아리타
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주식회사 아이디로
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Abstract

본 발명은 차량과 그 전방에 위치하는 검지대상차량의 주행 간격을 검지하는 장치로서, 차량에서 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열되고, 검지대상차량으로부터 조사되는 광을 수신하도록 제 1 및 제 2 수광부가 각각 마련되며, 제 1 및 제 2 수광부에 수신되는 광의 세기에 대응하는 전압을 출력하는 제 1 및 제 2 PSD; 및 제 1 및 제 2 PSD로부터 출력되는 전압을 각각 수신받아 아래의 수학식 1에 의하여 주행 간격을 산출하는 제어부를 포함하도록 한 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법에 관한 것이다.
[수학식 1]
Figure pat00009

본 발명에 따르면, 자신의 차량과 전방에 위치한 검지대상차량간의 주행 간격을 실시간으로 정확하게 검지하고, 이를 운전자 등에게 알려줌으로써 안전 운전을 도모하도록 하며, 이러한 주행 간격의 측정값에 대한 신뢰성을 높이도록 한다.

Description

차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법{Apparatus for detecting drive distance of vehicles and method for detecting thereof}
본 발명은 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자신의 차량과 전방에 위치한 검지대상차량간의 주행 간격을 실시간으로 정확하게 검지하고, 이를 운전자 등에게 알려줌으로써 안전 운전을 도모하도록 하며, 이러한 주행 간격의 측정값에 대한 신뢰성을 높이도록 하는 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 간의 주행 간격 측정은 주행 안전과 차량간 거리 제어를 위하여 필요한 절차로서, 교통 체증이 심한 상황에서 도로를 주행시 운전자는 이러한 차량 간의 주행 간격을 살펴서 브레이크를 동작 내지 해제함으로써 운전자의 피로도 증가의 원인이 되고, 고속의 경우 전방 차량과의 주행 간격은 안전에 매우 중요한 요인이 된다.
또한, 최근에는 차량간의 주행 간격 제어시스템이 개발됨으로써 안전 운행 장치 내지는 무인 운전 장치로서 사용되고 있는데, 이 경우에도 차량간 주행 간격의 정확한 검출이 필요하게 되었다.
종래에서 차량 주행 간격의 측정을 위하여 레이더나 스테레오 카메라 등이 사용되고 있다.
그러나, 레이더는 매우 고가로서 차량 장착시 차량 가격 상승의 큰 원인이 되는 문제점이 있으며, 스테레오 카메라의 경우 고가이며, 튜닝(tunning) 작업에 매우 정밀한 기술이 필요하여 차량 양산에 적용하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 자신의 차량과 전방에 위치한 검지대상차량간의 주행 간격을 실시간으로 정확하게 검지하고, 이를 운전자 등에게 알려줌으로써 안전 운전을 도모하도록 하며, 이러한 주행 간격의 측정값에 대한 신뢰성을 높이도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 차량과 그 전방에 위치하는 검지대상차량의 주행 간격을 검지하는 장치로서, 상기 차량에서 상기 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열되고, 상기 검지대상차량으로부터 조사되는 광을 수신하도록 제 1 및 제 2 수광부가 각각 마련되며, 상기 제 1 및 제 2 수광부에 수신되는 광의 세기에 대응하는 전압을 출력하는 제 1 및 제 2 PSD; 및 상기 제 1 및 제 2 PSD로부터 출력되는 전압을 각각 수신받아 아래의 수학식 1에 의하여 상기 주행 간격을 산출하는 제어부를 포함하는 차량 주행 간격 검지장치가 제공된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서, L은 주행 간격이고, v1은 상기 제 1 PSD로부터 출력되는 전압이고, v2는 상기 제 2 PSD로부터 출력되는 전압이고, K는 상수로서 L1×v1 또는 L2×v2(L1은 상기 제 1 PSD 상에서 상기 제 1 수광부로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 1 가상발광부로부터 상기 제 1 수광부에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리, L2는 상기 제 2 PSD 상에서 상기 제 2 수광부로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 2 가상발광부로부터 상기 제 2 수광부에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리)이고, D는 상기 제 1 수광부와 상기 제 2 수광부의 거리이고, d는 상기 제 1 가상발광부와 상기 제 1 수광부의 거리이거나, 상기 제 2 가상발광부와 상기 제 2수광부의 거리임.
상기 제 1 및 제 2 PSD는, 상기 제 1 및 제 2 수광부가 상기 검지대상차량의 테일램프에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 각각 출력하도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량과 그 전방에 위치하는 검지대상차량의 주행 간격을 검지하는 방법으로서, 상기 차량에서 상기 주행 간격에 직교하는 방향으로 제 1 및 제 2 PSD를 설치하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 PSD가 각각 마련된 제 1 및 제 2 수광부에 의해 상기 검지대상차량의 테일램프로부터 조사되는 광을 수신하고, 상기 광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하도록 하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 PSD의 출력에 대해서 상기 검지대상차량의 좌측 테일램프와 우측 테일램프의 신호를 구분하기 위하여 전기적 필터링을 수행하는 단계; 및 상기 제 1 및 제 2 PSD로부터 출력되어 전기적 필터링을 수행한 전압을 각각 수신받아 제 1 항에 기재된 수학식 1에 의하여 상기 주행 간격을 산출하는 단계를 포함하는 차량 주행 간격 검지방법이 제공된다.
상기 광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하도록 하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 PSD가 상기 제 1 및 제 2 수광부에 의해 상기 검지대상차량의 테일램프에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 각각 출력하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법에 의하면, 자신의 차량과 전방에 위치한 검지대상차량간의 주행 간격을 실시간으로 정확하게 검지하고, 이를 운전자 등에게 알려줌으로써 안전 운전을 도모하도록 하며, 이러한 주행 간격의 측정값에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지장치를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지장치를 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지장치를 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지장치(100)는 차량(1)과 그 전방에 위치하는 검지대상차량(2)의 주행 간격을 검지하는 장치로서, 제 1 및 제 2 PSD(Position Sensitive Device; 110,120)과, 제어부(130)를 포함할 수 있다.
한편, 검지대상차량(2)은 테일램프(20)를 이용하여 특정 주파수로 변조된 신호를 송출하고, 이를 위해 신호발생부(11), 변조부(12) 그리고 가시광송신부(13)를 포함하는 송신부(10)를 가질 수 있다. 여기서, 신호발생부(11)는 가시광의 변조를 위하여 발생시키는 100 ~ 50MHz 범위의 정현파 신호를 발생시킨다. 또한, 변조부(12)는 테라헤르츠 범위의 가시광을 변조시키기 위한 것으로서, 신호발생부(11)의 신호를 순수 캐리어 신호로 변조한다. 또한, 가시광송신부(13)는 LED 구동을 위한 드라이버의 역할을 수행한다. 도 2에 도시한 송신부(10)는 검지대상차량(2) 후미의 좌측과 우측 중 어느 한 쪽만을 예로 들어 표시한 것이다.
제 1 및 제 2 PSD(110,120)는 반도체 표면저항을 이용해서 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출하는 반도체 소자로 이루어진 소자 내지 장치로서, 차량(1)에서 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열되고, 검지대상차량(2)으로부터 조사되는 광을 수신하도록 제 1 및 제 2 수광부(111,121)가 각각 마련되며, 일례로서 구체적으로 제 1 및 제 2 수광부(111,121)가 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열될 수 있으며, 제 1 및 제 2 수광부(111,121)에 수신되는 광의 세기에 대응하는 전압을 출력하도록 한다.
제 1 및 제 2 수광부(111,121)는 일례로 수신되는 광을 광학적으로 모아주기 위한 광학렌즈(111a,121a)와, 광학렌즈(111a,121a)로부터 타광원에 의한 노이즈(noise)를 제거하기 위한 광학필터부(111b,121b)를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 PSD(110,120)는 제 1 및 제 2 수광부(111,121)가 검지대상차량(2)의 테일램프(20)에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 출력하도록 할 수 있다.
제 1 및 제 2 PSD(110, 120)의 출력은 타 광원의 노이즈를 제거하기 위하여 변조부(12)에서 변조되는 주파수를 중심으로 하는 전기적 필터(151,152)가 사용될 수 있는데, 이러한 전기적 필터부(151,152)는 일례로 대역통과필터의 형태가 적용될 수 있다. 검지대상차량(2)의 좌측 및 우측의 테일램프(20)에서 변조되는 변조 주파수는 f1, f2로 구분될 수 있다. 따라서 전기적 필터부(151,152)의 중심주파수 또한 f1, f2로 구성될 수 있다.
제어부(130)는 제 1 및 제 2 PSD(110,120)로부터 출력되는 전압을 각각 수신받아 아래의 수학식 1에 의하여 주행 간격을 산출하도록 한다.
[수학식 1]
Figure pat00002
여기서, 도 3을 참고로 하면, L은 주행 간격이고, v1은 제 1 PSD(110)로부터 출력되는 전압이고, v2는 제 2 PSD(120)로부터 출력되는 전압이고, K는 상수로서 L1×v1 또는 L2×v2(L1은 제 1 PSD(110) 상에서 제 1 수광부(111)로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 1 가상발광부(112)로부터 제 1 수광부(111)에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리, L2는 제 2 PSD(120) 상에서 제 2 수광부(121)로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 2 가상발광부(122)로부터 제 2 수광부(121)에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리)이고, D는 제 1 수광부(111)와 제 2 수광부(121)의 거리이고, d는 제 1 가상발광부(112)와 제 1 수광부(111)의 거리이거나, 제 2 가상발광부(122)와 제 2 수광부(112)의 거리이다.
L1과 L2는 주행 간격(L)에 나란한 가상의 직선으로서, 아래의 수학식 2 및 수학식 3에서 얻어질 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00003
[수학식 3]
Figure pat00004
수학식 2 및 수학식 3에서 K는 상수로서, L1과 v1 또는 L2와 v2간의 관계로부터 실험적으로 획득될 수 있다.
또한, 도 3에 따르면, 아래의 수학식 4와 수학식 5를 구할 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00005
[수학식 5]
Figure pat00006
여기서, d는 제 1 수광부(111)와 제 1 가상발광부(112)의 거리이자, 제 2 수광부(121)와 제 2 가상발광부(122)의 거리이며, 상수이다.
수학식 2 내지 수학식 5에 의하면, 아래의 수학식 6을 얻을 수 있고, 이러한 수학식 6에 의하여, 수학식 1을 획득하게 된다.
[수학식 6]
Figure pat00007
제어부(130)는 검지대상차량(2)과 제 1 및 제 2 PSD(110,120)가 설치된 차량(1) 간의 주행 간격(L)이 산출되면, 이를 디스플레이부(140), 예컨대 차량(1)의 대시보드나 그 밖에 다양한 위치에 설치된 디스플레이부(140)를 통해서 표시할 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2 PSD(110,120)는 광의 입사면에 포토다이오드의 어레이가 마련될 수 있고, 이러한 포토다이오드 어레이 중의 어느 하나의 포토다이오드가 제 1 및 제 2 수광부(111,121)가 될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 주행 간격 검지방법은 제 1 및 제 2 PSD를 설치하는 단계, 광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하도록 하는 단계, 전기적 필터링을 수행하는 단계, 및 주행 간격을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 PSD를 설치하는 단계에 의하면, 차량(1)에서 주행 간격(L)에 직교하는 방향으로 제 1 및 제 2 PSD(110,120)가 배열되도록 설치하게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2 PSD(110,120), 구체적으로는 제 1 및 제 2 수광부(111,121)가 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열되도록 설치됨으로써, 이러한 배열 방향에 따라 측정하고자 하는 주행 간격(L)의 방향이 정해질 수 있다.
광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하는 단계에 의하면, 제 1 및 제 2 PSD(110,120)가 각각 마련된 제 1 및 제 2 수광부(111,121)에 의해 검지대상차량(2)의 테일램프(20)로부터 조사되는 광을 각각 수신하고, 수신되는 광의 세기에 대응하는 전압(v1,v2)을 각각 출력하도록 한다. 여기서, 제 1 및 제 2 PSD(110,120)는 제 1 및 제 2 수광부(111,121)에 의해 검지대상차량(2)의 테일램프(20)에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 각각 출력하도록 한다.
전기적 필터링을 수행하는 단계에 의하면, 제 1 및 제 2 PSD(110,120)의 출력에 대해서 검지대상차량(2)의 좌측 테일램프와 우측 테일램프의 신호를 구분하기 위하여 전기적 필터부(151,152)에 의하여 전기적 필터링을 수행하도록 한다.
주행 간격을 산출하는 단계에 의하면, 제 1 및 제 2 PSD(110,120)로부터 출력되어 전기적 필터링을 수행한 전압(v1,v2)을 각각 수신받아 본 발명에 따른 차량 주행 간격 검지장치(100)에서 설명한 수학식 1에 의하여 주행 간격(L)을 산출하도록 하며, 수학식 은 이미 상술한 바와 같으며, 이는 제어부(130)에 의해 수행될 수 있고, 제어부(130)에 의해 산출된 주행 간격(L)은 디스플레이부(140)를 통해서 외부로 디스플레이될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법에 따르면, 자신의 차량과 전방에 위치한 검지대상차량간의 주행 간격을 실시간으로 정확하게 검지하고, 이를 운전자 등에게 알려줌으로써 안전 운전을 도모하도록 하며, 이러한 주행 간격의 측정값에 대한 신뢰성을 높이도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 주행 간격 검지장치 및 검지방법은 1D PSD를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것일 뿐 이로 인해 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명을 참조하여 동일한 원리로서 2D PSD에도 적용 및 포함된다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 차량 2 : 검지대상차량
10 : 송신부 11 : 신호발생부
12 : 변조부 13 : 가시광송신부
20 : 테일램프 110 : 제 1 PSD
111 : 제 1 수광부 111a : 광학렌즈
111b : 광학필터부 112 : 제 1 가상발광부
120 : 제 2 PSD 121 : 제 2 수광부
121a : 광학렌즈 121b : 광학필터부
122 : 제 2 가상발광부 130 : 제어부
140 : 디스플레이부 151,152 : 전기적 필터부

Claims (4)

  1. 차량과 그 전방에 위치하는 검지대상차량의 주행 간격을 검지하는 장치로서,
    상기 차량에서 상기 주행 간격에 직교하는 방향으로 배열되고, 상기 검지대상차량으로부터 조사되는 광을 수신하도록 제 1 및 제 2 수광부가 각각 마련되며, 상기 제 1 및 제 2 수광부에 수신되는 광의 세기에 대응하는 전압을 출력하는 제 1 및 제 2 PSD; 및
    상기 제 1 및 제 2 PSD로부터 출력되는 전압을 각각 수신받아 아래의 수학식 1에 의하여 상기 주행 간격을 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 간격 검지장치.
    [수학식 1]
    Figure pat00008

    여기서, L은 주행 간격이고,
    v1은 상기 제 1 PSD로부터 출력되는 전압이고,
    v2는 상기 제 2 PSD로부터 출력되는 전압이고,
    K는 상수로서 L1×v1 또는 L2×v2(L1은 상기 제 1 PSD 상에서 상기 제 1 수광부로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 1 가상발광부로부터 상기 제 1 수광부에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리, L2는 상기 제 2 PSD 상에서 상기 제 2 수광부로부터 거리(d)만큼 이격되는 가상의 제 2 가상발광부로부터 상기 제 2 수광부에 수신되는 광에 교차하는 지점까지의 수직거리)이고,
    D는 상기 제 1 수광부와 상기 제 2 수광부의 거리이고,
    d는 상기 제 1 가상발광부와 상기 제 1 수광부의 거리이거나, 상기 제 2 가상발광부와 상기 제 2수광부의 거리임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 PSD는,
    상기 제 1 및 제 2 수광부가 상기 검지대상차량의 테일램프에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 각각 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 간격 검지장치.
  3. 차량과 그 전방에 위치하는 검지대상차량의 주행 간격을 검지하는 방법으로서,
    상기 차량에서 상기 주행 간격에 직교하는 방향으로 제 1 및 제 2 PSD를 설치하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 PSD가 각각 마련된 제 1 및 제 2 수광부에 의해 상기 검지대상차량의 테일램프로부터 조사되는 광을 수신하고, 상기 광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하도록 하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 PSD의 출력에 대해서 상기 검지대상차량의 좌측 테일램프와 우측 테일램프의 신호를 구분하기 위하여 전기적 필터링을 수행하는 단계; 및
    상기 제 1 및 제 2 PSD로부터 출력되어 전기적 필터링을 수행한 전압을 각각 수신받아 제 1 항에 기재된 수학식 1에 의하여 상기 주행 간격을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 간격 검지방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광의 세기에 대응하는 전압을 각각 출력하도록 하는 단계는,
    상기 제 1 및 제 2 PSD가 상기 제 1 및 제 2 수광부에 의해 상기 검지대상차량의 테일램프에 설치된 가시광발광부로부터 후방으로 출력되는 가시광선을 수신받아 전압을 각각 출력하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 주행 간격 검지방법.
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