감지거리를 늘린 초음파 센서

전문가 제언

○ 자동차의 기능들이 지능화되고 있다. 이미 압력, 온도, 속도, 가속도, 각속도와 같은 물리적 기능들이 센서로 감지되어 운전자에게 정보를 전하거나 자동차 자체를 지능적으로 제어할 수 있게 한다. 이러한 경향은 더욱 발전할 것으로 전망되고 있다.

○ 현재 차량 주변에 대한 감지 시스템은, 전방의 물체를 감지하는 ACC(Adaptive Cruise Control)의 경우 레이더(밀리파 또는 레이저) 레이가 이용되고, 주변 장애물을 감지하는 시스템에는 초음파센서를 쓰는 경우가 많다. 그런데 초음파센서는 근거리 감지가 쉽고 센서의 가격도 비교적 저렴하지만 밀리파 레이더나 레이저 레이더에 비해 감지거리가 짧고 눈비의 영향을 받기 쉬운 특징이 있다.

○ 이 보고서에서는 초음파센서가 갖는 장점을 이용하기 위해 그 단점인 감지거리를 늘리는 기술적 대안을 모색하였다. 저자들은 이를 위해 Wigner 분포인 시간-주파수해석을 써서 초음파센서의 감지거리를 향상시키는 방법을 설명했다.

○ 초음파센서로부터 발생하는 초음파는 거리의 2승에 반비례하여 감쇄하기 때문에, 거리가 멀면 S/N비는 급락하여 거리가 멀면 반사파는 노이즈에 매몰되어 감지가 어렵다. 저자들은 Wigner 분포함수를 적용하여 관측 데이터에 매몰된 반사파를 검출하고, 시간지연(거리)과 도플러 주파수(속도)를 추정하였다. 이들은 시험을 통해 초음파 감지거리를 최대 2.4배까지 늘릴 수 있고, 또한 센서 자체의 S/N비에 따라 이 방법의 효과에 차이가 나타나고 있음을 확인했다.

○ 초음파센서를 통한 거리측정에 이용되는 TOF 회절방식은 초음파 비파괴검사에도 응용되는 유망기술임이 최근 ReSEAT 프로그램의 기술동향분석에서도 밝혀졌다. 아직 자동차 감지나 비파괴검사를 위한 현장적용에 해결해야 할 과제들이 있는 기술로서 국내 연구원들의 관심과 도전이 기대된다.

저자

Kamemura Takafumi , Takagi Hideo, Pal Chinmoy

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정밀기계

연도

2010

권(호)

64(2)

잡지명

自動車技術

과학기술
표준분류

정밀기계

페이지

68~73

분석자

박*선

분석물

• 감지거리를 늘린 초음파 센서.pdf [377,602 byte]

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