출원번호 15/253,221 출원인 Tesla Motors, Inc., 공개/등록번호(일자) US10,393,864(2019.08.27) 발명의 명칭 HIDDEN ULTRASONIC SENSORASSEMBLY “자동차 5대 중 1대는 주차장이다. 주차장에서 차량의 속도는 매우 느린 속도이며 카메라와 같은 장치가 있음에도 불구하고 근거리에 위치한 주변 환경을 완전히 인식하지 못하기 때문에 발생한다.주행은 주차위치에서 시작해 주차기동으로 끝나기 때문에 자율주행차는 근거리 환경을 안정적으로 인식하는 것이 중요하다. 센서 기술(카메라, 라이더) 등)은 거의 거리에 초점을 두고 있지만, 자동차 주변으로부터 0~5 m의 거리 환경에 대한 인식이 부족하다. 초음파센서는 박쥐와 같이 주변 환경을 실시간으로 인식하기 위한 원리를 이용하여 0~5m까지의 근접 환경에 중점을 둔 자율주행 및 자동주차에 목적을 두고 사용되어 오고 있다.
그림 1. 초음파 센서를 이용한 근접 환경 인식 본 특허는 외부의 근접한 물체나 장소를 인식하지 못함으로써 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 차량 표면에 각기 다른 방향의 25개의 초음파 센서를 설치하여 인식하는 시스템 및 기술에 관한 내용이다.그림2는 패널 내부(200)에 설치된 초음파 센서의 단면적인 부분을 나타낸다. 패널 내부(200)는 외부표면(200A)과 내부표면(200B)을 포함한 바디패널로 구성되어 있다. 센서(108)는 기계부품을 덮는 덮개 안에 장착되어 있으며 물체탐색을 위한 신호로 사용되는 초음파 파장을 생성하기 위해 환경을 설정한다. 센서(108)는 충격완화재(204)내에 구축된 시작부분(404)을 통하여 진동을 내부표면(200B)으로 내보낸다. 충격완화제(204)는 초음파의 주파수에 패널 진동을 완화시켜 -40도에서 90도까지의 온도 범위에서 견딜 수 있다. 물질(208)과 결합성분(206)은 하나 이상의 필터(212)를 포함한 매트릭스(210)에서 도식적으로 볼 수 있다. 이 물질(208)은 정해진 온도의 범위와 습한 환경에 견딜 수 있으므로 사용된다.
그림 2. 초음파 센서의 부분적인 단면도 3은 음향방식(408)의 충격완화재(204)로부터 센서를 개방(404)하기 위한 구조(400)를 나타낸다. 충격 완화제(204)의 일부는 매우 간단하다(그림 2). 결합성분(206)은 초음파센서 개방영역(404)내에 존재하며, 영역면적(410)은 결합성분(206)과 음향방식(408)사이의 크기이다. 이 크기의 차이는 센서를 설치하기 위한 공간으로 사용하기 위한 영역이다. 그림 2의 센서 (108)는 외부와 내부에서 방열하면 내부의 방열은 일부 구조에 의해 돌아온다. 남아 있는 음향 파장은 돌아가며 센서 장비에 의해 신호(원신호 또는 잡음)가 확인된다. 음향 파장이 남으면 센서 기기에서는 잡음을 얻을 수 있다. 잡음을 줄이기 위해 음향방식(408)은 음향파장을 감소 또는 흡수한다.
그림 3. 센서의 잡음을 방지하는 방법 그림 4는 차량(620)내의 숨은 초음파 센서(600)를 나타낸다. 지붕에 설치된 초음파 센서(600)는 숨겨진 초음파 센서와 마찬가지로 하나 이상의 다른 센서와 함께 작동한다. 예를 들어 하나 이상의 센서는 차량의 프론트엔드(608)와 후미(610)에 설치되어 있다. 차량문에 설치된 초음파 센서(604)는 차량 후방의 문에 설치되어 있다. 차량 하부 문 부분에 설치된 센서는 차량 도어의 낮은 부분이 닫히는 것을 포착하는 반면 상부 문 부분은 차량 문이 닫힐 때 차량 지붕 일부가 작동해 포착한다.
그림4. 차량내에 숨겨져 설치된 초음파 센서들 테슬라 모터스의 본 특허는 차량에 설치된 기존의 초음파 센서를 이용한 기술이 낮은 인식성능을 보이고 있기 때문에 충격완화제, 음향방식 및 초음파 센서의 협업 등을 통한 인식성능 향상을 위한 방법을 제안했다. 이에 따라 근거리(0m에서 5m까지)에서 주변 환경을 인식할 수 있는 방안을 제시하며, 향후 자율주행과 자율주차를 위해 사용될 것으로 예상된다.
특허법인 ECM변리사 김시우 [email protected] 02-568-2670
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