KR100245711B1 - 소형 3축 가속도 자동 기록장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 주행중인 자동차가 충돌이 발생되면 설정된 일정 시간마다 3방향 가속도(X,Y,Z방향)를 감지하여 해당하는 전기적 신호를 출력하는 감지부와, 상기 감지부에서 인가된 신호를 일정 시간마다 판독하고, 상기에서 판독된 데이타를 가속도를 계산하는 설정된 산술식에 의해 계산하여 그에 해당하는 제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부에서 출력된 제어신호에 따라, 산출된 데이타들을 저장하는 데이타저장부로 이루어져 있어, 단축의 가속도센서 3개를 이용하여, 차량의 운행 상태에 따른 3방향 가속도를 정확하게 파악할 수 있으며, 별도의 메모리 장치를 이용하여 재사용이 가능하고, 퍼스널 컴퓨터와의 시리얼 통신에 따라 누구든지 용이하게 데이타를 분석할 수 있고, 자동차에 장착하기 용의 하도록 하기 위해 소형화를 이루어 무엇보다도 가격이 저렴하여 기존에 운행중인 차량에도 쉽게 장착할 수 있다.

Description

소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 제어 방법

제 1도는 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록 장치의 구성도이고,

제 2도는 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록 제어 방법의 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:감지부11:가속도(X방향) 감지부12:가속도(Y방향) 감지부

13:가속도(Z방향) 감지부20:필터부30:제어부

40:데이타 저장부41:롬42:램

50:시간 출력부60:램프 표시부

61:회로 정상 동작 표시 램프62:데이타 기록 표시 램프

63;램에 저장영역 없음 표시램프70:데이타 통신부

이 발명은 소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 자동차 및 선박등 여러 움직이는 사물의 가속도를 측정하고자 할 때나, 자동차의 에어백 개발 연구 및 실험을 하고자 할 때, 차량 사고 발생시의 차량의 상태를 나타내는 운전거리, 속도, 가속도 등을 기록하는 소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

종래에는 1축 가속도 센서를 사용하여 가속도를 기록하는 장치가 개발되어 사용되었다.

그러나, 상기한 종래의 가속도 기록장치는 1축의 센서를 사용함으로써, 자료가 1차원에 한정되는 문제점이 있다.

또한, 상기 장치에 기록되어 있는 데이타를 분석하기 위해서는 특정 장비를 사용하여 데이타를 분석하여야 하기 때문에, 특정 장비를 별도로 구입해야 하며, 그에 따른 부가 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 기 개발된 제품은 외부 충격에 약하여 다수를 사용하지 못하고, 단지 1회밖에 사용할 수 없어, 기록된 내용을 검색후, 기 장치를 재활용할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가속도 센서 3개를 이용하여, 차량의 운행 상태에 따른 3방향 가속도를 기록함으로써, 정확하게 차량의 운행 상태를 파악할 수 있으며, 별도의 메모리 장치를 이용하여 재사용이 가능하고, 퍼스널 컴퓨터와의 시리얼(serial) 통신에 따라 누구든지 용이하게 데이타를 분석할 수 있는 소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

이 발명에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록장치는 저가이고, 운행중인 차량에 쉽게 장착하여 사용할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 발명의 구성은, 일정 시간마다 자동차의 주행 상태에 따른 3방향 가속도를 감지하여 해당하는 전기적 출력하는 감지부와; 상기 감지부에서 인가된 신호를 일정 시간마다 판독하고, 일정시간 판독된 가속도의 평균값이 설정값 이상이고, 그 값이 설정 시간 동안 유지되면 자동차 충돌이 발생한 것으로 판단하여, 데이타를 저장하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 출력된 제어신호에 따라, 판독되는 데이타를 저장하는 데이타 저장부를 포함하여 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 발명의 다른 구성은, 일정 주기마다 자동차 주행 상태에 따른 3방향 가속도를 판독하는 단계와; 상기에서 판독된 가속도 데이타를 설정 시간 동안 누적하여, 평균값을 산출하는 단계와; 외부 전원 공급 여부를 확인하는 단계와; 상기에서 외부 전원이 공급되는 경우에, 산출된 가속도 평균값과 설정된 가속도를 비교하는 단계와; 상기에서 가속도 평균값이 설정 가속도 값보다 크고, 설정시간 이상 그 값을 유지하면, 임의 설정 시간 범위에서 일정 주기마다 상기에서 판독된 데이타를 램에 저장하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제 1도는 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록 장치의 구성도이고, 제 2도는 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록 제어 방법의 순서도이다.

제 1도에 도시 되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록장치의 구성은, 주행중인 자동차가 충돌이 발생되면 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)을 설정된 일정 시간 마다 감지하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 감지부(10)와; 상기 감지부(10)의 출력단에 연결되어 인가되는 아날로그 신호의 잡음 및 불필요한 주파수 영역을 제거하여 출력하는 필터부(20)와; 상기 필터부(20)의 출력단에 연결되어 인가되는 신호를 판독하고, 판독된 데이타를 설정된 산술식에 따라 계산하여 그에 해당하는 제어신호를 출력하는 제어부(30)와; 상기 제어부(30)의 출력단에 연결되어 인가되는 산출된 데이타를 제어신호에 따라 저장하는 데이타 저장부(40)와; 상기 제어부(30)에 현재의 날짜와 시간을 출력하는 시간 출력부(50)와; 회로의 정상 동작 상태와 데이타 저장 완료 상태, 데이타 저장부의 저장 공간 상태를 표시하여 주는 램프표시부(60)와; 외부의 통신 요구 신호에 따라 데이타 통신을 수행하는 데이타 통신부(70)로 이루어진다.

상기 감지부(10)는, 자동차의 가속도를 측정하여 해당하는 아날로그 신호를 출력하는 가속도(X방향) 감지부(11)와, 가속도(Y방향) 감지부(12)와, 가속도(Z방향) 감지부(11)로 이루어진다.

상기의 데이타 저장부(40)는, 상기 제어부(30)의 실행 프로그램을 내장하고 있는 롬(ROM)(41)과; 상기 제어부(30)의 제어 신호에 따라 데이타를 저장하고 출력하는 램(RAM)(42)로 이루어져 있다.

상기 램프 표시부(60)는, 회로의 정상 동작 상태 여부를 표시하여 주는 회로 정상 동작 표시 램프(61)와; 데이타 저장 완료를 표시하는 데이타 저장 완료 표시 램프(62)와; 상기 램(52)의 저장 공간을 확인하는 램에 저장영역 없음 표시 램프(63)로 이루어져 있다.

이 발병의 실시예에 따른 가속도 자동 기록 방법은, 전원이 인가되면, 사용하는 모든 변수를 초기화하고, 회로의 동작 상태를 점검하는 단계와(S100,S110,S120); 자동차 운행 상태에 따른 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)를 일정 주기마다 판독하는 단계와(S140); 상기 단계(S140)에서 판독된 가속도(X방향) 값을 임의 설정 시간 동안 누적하는 단계와(S160); 상기 단계(S160)에서 누적된 가속도(X방향)의 평균값을 산출하는 단계와(S170); 외부 전원 공급 여부를 확인하는 단계와(S180); 외부 전원이 공급되는 경우에, 상기 단계(S170)에서 산출된 가속도(X)의 평균값과 설정된 가속도를 비교하는 단계와(S190); 상기 비교 단계(S190)에서 산출된 가속도(X방향)의 평균값이 설정값 이상인 경우, 산출된 가속도(X방향)의 평균값이 설정 시간 이상 유지되는지 판단하는 단계와(S200); 상기 단계(S200)에서 산출된 가속도(X방향)의 평균값이 설정 시간 동안 유지되는 경우에, 설정 시간 범위에서 일정 주기 마다 데이타 저장부(40)의 램(42)에 상기 단계(S140)에서 판독된 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)의 데이타을 저장하고, 램프 표시부(60)의 데이타 저장 완료 표시 램프(62)를 1회 점멸시키는 단계(S210, S220)와; 외부의 데이타 통신 요구 신호를 확인하는 단계(S230)와; 상기 단계(S230)에서 외부의 데이타 통신 요구가 있으면, 상기 데이타 저장부(40)의 램(42)에 저장된 데이타를 외부로 전송하고, 외부 통신 장치에서 인가되는 신호에 따라 데이타 저장부(40)의 램(42)를 리셋시키고 리턴하는 단계(S240, S250, S260)와; 상기 단계(S130)에서 회로가 정상 동작을 수행하지 못하는 경우에 램프 표시부(60)의 회로 이상 발생 램프(61)을 점멸하고 리턴하는 단계(S131)와; 상기 단계(S180)에서 외부 전원이 공급되지 않는 경우에 데이타 저장부(40)의 램(42)에 외부 전원이 입력될 때까지 내부 전원을 공급하고 리턴하는 단계(S181, S182)와; 상기 단계(S190)에서 산출된 가속도(X방향)의 평균값 이 설정값 이하이거나, 상기 단계(S200)에서 설정 시간동안 평균값을 유지하지 못하는 경우에 가속도(X방향)의 값을 보정값에 따라 보정하고 리턴하는 단계(S191)와; 상기 단계(S230)에서 외부의 데이타 통신 요구 신호가 없으면, 데이타 저장부(40)의 램(42)이 데이타 풀(full) 상태인지 판단하는 단계(S231)와; 상기 단계(S231)에서 데이타 저장부(40)의 램(42)이 데이터 풀(full) 상태이면, 램프 표시부(60)의 램에 저장영역 없음 표시 램프(63)를 점등시키고 리턴하는 단계로 이루어져 있다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 소형 3축 가속도 자동 기록 장치의 작동은 다음과 같다.

운전자가 자동차 주행을 위해 전원을 인가하면, 제어부(30)는 사용하는 모든 변수를 초기화시키고, 회로의 동작 상태를 점검한다(S100, S110, S120).

구성 회로의 동작에 이상이 발생되면 램프 표시부(60)의 회로 이상 발생 램프(61)을 점멸(S131)시켜 운전자에게 이상 발생 여부를 알려준다.

구성 회로가 정상 동작하여 자동차가 구동되면, 감지부(10)는 자동차의 주행상태에 따른 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)를 감지하여 해당하는 각각의 신호를 제어부(30)로 출력한다.

상기 가속도 감지부(11)는 차량이 주행상태에 발생되는 3방향 가속도를 감지하고 그에 해당하는 아날로그 신호를 각각 출력한다.

상기 필터부(20)는 저역 통과 필터로서, 상기 감지부(10)에서 출력되는 아날로그 신호에 섞여 있는 잡음 및 불필요한 주파수영역을 제거하여 제어부(30)로 출력한다.

상기 감지부(10)에서 출력되는 신호에 따라 상기 제어부(30)는 첨부된 제 2도에 도시되어 있는 바와 같이 동작한다.

상기 제어부(30)는 상기 필터부(20)에서 출력되는 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)를 1msec 주기로 판독한다(S140).

상기에서 판독한 데이타중 가속도(X방향)의 값을 임의 설정 시간인 256msec 동안 누적하고(S160), 누적된 데이타 가속도(X방향)를 설정된 산술식에 의해 계산하여 평균값을 산출한다(S170).

상기에서 가속도의 평균값을 산출한 다음 자동차 전원에서 공급되는 외부 전원의 공급 여부를 확인하고(S180), 외부 전원이 공급되는 경우에 상기에서 산출된 가속도(X방향)의 평균값과 설정된 가속도값 1.7G을 비교한다(S190).

상기에서 가속도(X방향)의 평균값이 설정값 1.7G 값보다 큰 경우에는 충돌여부를 판단하기 위하여, 상기 가속도(X방향)의 평균값이 설정시간인 5msec 이상 유지되는지의 여부를 판단한다(S200).

상기에서 가속도(X방향)의 평균값이 설정값 1.7G 보다 크고 설정 시간 동안 그 값을 유지하면, 자동차 충돌이 발생될 상황으로 판단하여, 상기에서 판독된 데이타 가속도(X방향), 가속도(Y방향), 가속도(Z방향)의 데이타를 충돌전 150msec에서 충돌후 150msec의 설정 범위 내에서 1msec의 일정 주기마다 데이타 저장부(40)의 램(42)에 저장하고(S210), 램프 표시부(60) 데이타 저장 완료 표시 램프(62)를 1회 점멸시켜 데이타 저장 동작이 수행되었음을 표시한다(S220).

또한, 상기 제어부(30)은 데이타 통신부(70)에 외부 통신 장치로부터 데이타 통신 요구 신호가 있는지의 여부를 판단한다(S230).

외부에서 데이타 통신 요구 신호가 입력되면, 데이타 저장부(40)의 램(42)에 저장되어 있는 데이타를 RS-232C 통신 프로토콜(Protocol)에 따라 외부 통신 장치로 전송하고(S240), 외부 통신 장치로부터 통신 완료에 해당하는 신호가 전송되며, 램(42)를 리셋시키고 초기 상태로 리턴한다(S250).

하지만, 외부에서 데이타 통신 요구가 없으면, 데이타 저장부(40) 램(42)에 데이타 저장 가능한 공간이 있는지를 판단하고(S231), 데이타가 풀 상태이면 램프 표시부(60)의 램에 저장영역 없음 표시 램프(63)를 점등하고 프로그램 처음으로 리턴한다.(S232).

하지만, 상기 외부 전원 공급여부를 판단하는 단계(S180)에서 자동차의 충돌로 인해 외부 전원이 공급되지 않는 경우에, 제어부(30)는 내부에 내장되어 있는 충전 밧데리 전원을 램(42)으로 공급하여 저장되어 있는 데이타 손실을 방지한 다음(S181), 외부 전원이 공급되는지 재 확인하여, 외부 전원이 공급되면 리턴한다(S182).

또한, 상기 (S190, S200)에서 가속도 평균값이 임의 설정값보다 작거나, 임의 설정시간을 유지하지 못하면, 자동차의 충돌이 아닌 일시적인 급정지 또는 이상 도로 주행 현상으로 판단하여, 상기 (S160)에서 누적된 가속도(X방향)의 평균값을 0G로 보정한다(S191).

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 센서를 3축으로 사용하여 3방향 가속도를 정확하게 기록함으로써, 차량의 운행상태를 정확하게 파악할 수 있으며, 메모리 장치를 활용하여 한번 사용후 재사용이 가능하다.

또한, 메모리에 기억 되어 있는 데이타를 특정 장치가 아닌, 퍼스널 컴퓨터로도 시리얼(serial) 통신을 이용하여 데이타를 분석할 수 있기 때문에 누구든지 쉽게 데이타를 분석할 수 있으며, 무엇보다도 가격이 저렴하여 기존에 운행중인 차량에도 쉽게 장착할 수 있는 효과를 가진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

이 발명의 이러한 효과는 운송기계, 선반, 항공기 등 여러분야에 이용될 수 있다.

특히 자동차의 에어백 개발시 필수 장비이다.

Claims (16)

1. 주행 중인 자동차가 충돌이 발생되면 X방향 가속도와 Y방향 가속도와 Z방향 가속도를 설정된 소정의 시간마다 감지하여 그에 해당하는 전기적 신호를 출력하는 감지 수단과;

   상기 감지수단에서 인가된 신호를 일정 시간마다 판독하고, 일정시간 판독된 가속도의 평균값이 설정값 이상이고, 그 값이 설정 시간동안 유지되면 자동차 충돌이 발생한 것으로 판단하여, 데이타를 저장하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어수단과;

   상기 제어수단에서 출력된 제어신호에 따라, 판독되는 데이타를 저장하는 데이타 저장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
2. 제 1항에 있어서, 감지수단은,

   상기 감지 수단은 자동차의 가속도를 측정하여 해당하는 아날로그 신호를 출력하는 X방향 가속도 감지부와 Y방향 가속도 감지부와 Z방향 가속도 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
3. 제 1항 및 2항에 있어서,

   상기 가속도 감지 수단에서 출력되는 신호의 잡음을 제거하기 위한 필터 수단을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   회로의 동작 상태와 데이타 저장 완료 상태, 데이타 저장 공간 상태를 표시하여 주는 램프 표시 수단을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 램프 표시 수단은,

   회로의 정상 동작 상태 여부를 표시하여 주는 회로 정상 동작 표시 수단과;

   데이타 저장 완료를 표시하는 데이타 저장 완료 표시 수단과;

   상기 램의 저장 공간을 확인하는 램에 저장영역 없음 표시 수단을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   외부의 데이타 통신 요구 신호에 따라 데이타 통신을 수행하는 데이타 통신 수단을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
7. 제 1항에 있어서, 제어 수단은,

   일정 시간을 주기로 인가되는 감지수단의 신호를 판독하여, 설정 시간 동안 누적된 가속도를 설정된 산술식에 의해 평균값을 산출한 다음, 산출된 평균값을 임의로 설정한 가속도와 비교하여, 상기에서 산출된 가속도 평균값이 임의로 설정한 가속도 보다 크거나, 임의 설정시간 이상 그 값을 유지하면 주행중인 자동차가 충돌된 것으로 판단하여, 임의로 설정한 시간 동안 일정시간 마다 상기에서 판독한 데이타를 저장하는 것을 특징으로 하는 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
8. 제 1항에 있어서, 상기의 데이타 저장 수단은,

   상기 제어 수단의 실행 프로그램을 내장하고 있는 롬과;

   상기 제어 수단의 제어 신호에 따라 데이타를 저장하고, 출력하는 램을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 제어 수단에 현재의 정확한 시간을 출력하는 시간 출력 수단을 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 장치.
10. 소정 시간을 주기마다 자동차 주행 상태에 따른 X방향 가속도와 Y방향 가속도와, Z방향 가속도를 단계와;

    상기에서 판독된 가속도 데이타를 설정 시간 동안 누적하여, 평균값을 산출하는 단계와;

    외부 전원 공급 여부를 확인하는 단계와;

    상기에서 외부 전원이 공급되는 경우 산출된 가속도 평균값과 설정된 가속도를 비교하는 단계와;

    상기에서 산출된 가속도 평균값이 설정 가속도 값보다 크고, 설정시간 이상 그 값을 유지 하면, 임의 설정 시간 범위에서 일정 주기마다 상기 단계에서 판독된 데이타를 램에 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    데이타 저장을 완료하면 데이타 저장 표시 램프를 점멸시켜 데이타 저장 동작 완료 상태를 표시하는 단계를 더 포함하는 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
12. 제 10항에 있어서,

    외부로부터 데이타 통신 신호가 인가되는지 판단하는 단계와;

    상기에서 데이타 통신 신호가 인가되면, 상기 램에 저장된 데이타를 외부 장치로 전송하고, 상기의 램을 리셋 시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    외부로부터 데이타 통신 신호가 인가되지 않으면, 램 저장 공간에 데이터 저장 가능한 상태인지 비교하는 단계와,

    상기 단계에서 램 저장 공간이 풀 상태이면 램에 저장영역 없음 표시 램프를 점등시켜, 데이타 저장 상태를 표시하는 단계를 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
14. 제 10항에 있어서,

    전원이 인가되면 회로의 동작 상태를 파악하는 단계와;

    상기 단계에서 회로가 정상 동작을 하지 않으면 회로 이상 램프를 점멸시키고 리턴하는 단계를 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
15. 제 10항에 있어서,

    외부 전원이 공급 되는지 비교하는 단계와;

    상기 단계에서 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 램에 내부 전원을 공급하는 단계와;

    외부 전원이 공급되는지 다시 비교하여, 외부 전원이 공급되면 리턴하는 단계를 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.
16. 제 10항에 있어서,

    가속도 평균값이 설정된 가속도 값보다 작거나, 임의 설정 시간 이상을 유지하지 못할 때, 상기 가속도 평균값을 0G로 보정 시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 소형 3축 가속도 자동 기록 방법.