KR20200055357A - 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치에 관한 것으로, 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능해 신뢰성을 향상할 수 있고, 고장이 발생하더라도 감지 기능의 계속적인 유지가 가능해 가용성을 향상할 수 있도록 한 것이다.

Description

이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치{Obstacle detection apparatus with a dualized optical sensor}
본 발명은 장애물 감지 기술에 관련한 것으로, 특히 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치에 관한 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1186999호(2012.09.24)에서 기 설정된 감시영역을 레이저 센서부를 통해 스캔하고, 장애물 판단부가 레이저 센서부의 스캔결과에 따라 감시영역에 장애물이 존재하는지 여부를 판단하고, 장애물 존재 여부 판단결과에 따라, 제어부가 스크린도어 제어신호를 출력하는 스크린도어의 장애물 감지 시스템을 제안하고 있다.
이와 같은 스크린도어 시스템이나, 침입 감지 시스템 등의 다양한 분야에서 광센서를 가진 장애물 감지장치가 널리 사용되고 있다. 광센서를 가진 장애물 감지장치는 발광부의 발광 소자에서 적외선 등과 같은 광을 발광하고, 수광부의 수광 소자로 발광부의 발광 소자에서 출력되는 광이 수광되지 않으면 발광 소자와 수광 소자 사이에 장애물이 존재하는 것으로 인식하고, 광이 수광되면 장애물이 존재하지 않는 것으로 인식한다.
지하철 등과 같은 열차와 스크린 도어 사이의 공간을 감시하도록 설치되는 스크린 도어용 장애물 감지장치의 경우, 발광부 또는 수광부가 고장나면 승객이 열차와 스크린 도어 사이의 공간에 존재하는지 감지할 수 없어 인명 사고를 발생할 우려가 있고, 이의 정상화를 위해 열차 운전을 지연시키거나 중지시켜야 하므로, 장애물 감지장치의 신뢰성과 가용성을 높이는 것은 매우 중요한 문제이다.
따라서, 본 발명자는 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능해 신뢰성을 향상할 수 있고, 고장이 발생하더라도 감지 기능의 계속적인 유지가 가능해 가용성을 향상할 수 있는 장애물 감지장치에 대한 연구를 하였다.
대한민국 등록특허 제10-1186999호(2012.09.24)
본 발명은 상기한 취지하에 발명된 것으로, 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능해 신뢰성을 향상할 수 있고, 고장이 발생하더라도 감지 기능의 계속적인 유지가 가능해 가용성을 향상할 수 있는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따르면, 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치가 발광 범위가 서로 겹치도록 두개의 발광 소자가 근접 배치되는 이중화된 발광부와; 수광 범위가 서로 겹치도록 두개의 수광 소자가 근접 배치되는 이중화된 수광부와; 이중화된 발광부의 두 발광 소자에 의해 발광된 두 광신호들을 이중화된 수광부의 두 수광 소자를 통해 수광하여 장애물 인식을 수행하고, 발광 소자들 및 수광 소자들의 고장 유무에 대한 자체 진단을 수행하며, 두 발광 소자들 및 두 수광 소자들 중 어느 하나에 고장이 발생하더라도 고장이 발생하지 않은 다른 하나의 발광 소자 또는 수광 소자를 통해 감지 기능이 계속 유지되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 발광부의 두 발광 소자들을 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 발광부의 두 발광 소자들을 서로 다른 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 발광부의 두 발광 소자들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 제어한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 발광부의 두 발광 소자들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 제어한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 장애물 없음으로 인식한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 경우, 장애물 존재로 인식한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 수광부의 두 수광 소자들 중 어느 하나의 수광 소자에서만 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 다른 하나의 수광 소자를 고장으로 진단한다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 제어부가 이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 이중화된 발광부의 두 발광 소자들 중 어느 하나의 발광 소자에서 발생되는 정해진 주기의 발광 신호만 감지되는 경우, 다른 하나의 발광 소자를 고장으로 진단한다.
본 발명은 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능해 신뢰성을 향상할 수 있고, 고장이 발생하더라도 감지 기능의 계속적인 유지가 가능해 가용성을 향상할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 장애물이 감지되지 않는 경우를 예시한 도면이다.
도 3 은 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 장애물이 감지되는 경우를 예시한 도면이다.
도 4 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 이중화된 수광부의 두 수광 소자 중 어느 하나가 고장난 경우를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 이중화된 발광부의 두 발광 소자 중 어느 하나가 고장난 경우를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있으나, 이는 본 발명의 다양한 실시예들을 특정한 형태로 한정하려는 것은 아니다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명 실시예들의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 1 에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치(100)는 이중화된 발광부(110)와, 이중화된 수광부(120)와, 제어부(130)를 포함한다.
이중화된 발광부(110)는 발광 범위가 서로 겹치도록 두개의 발광 소자(111)(112)가 근접 배치된다. 예컨대, 발광 소자(111)(112)가 적외선 광을 출광하도록 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
두개의 발광 소자(111)(112)를 발광 범위가 서로 겹치도록 근접 배치하는 이유는 이중화된 수광부(120)의 두개의 수광 소자(121)(122)들 각각이 두개의 발광 소자(111)(112) 각각에서 출력되는 광들을 모두 수신할 수 있도록 하기 위함이다.
이중화된 수광부(120)는 수광 범위가 서로 겹치도록 두개의 수광 소자(121)(122)가 근접 배치된다. 예컨대, 수광 소자(121)(122)가 적외선 광을 수광하도록 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
두개의 수광 소자(121)(122)를 수광 범위가 서로 겹치도록 근접 배치하는 이유는 이중화된 발광부(110)의 두개의 발광 소자(111)(112) 각각에서 출력되는 광들을 두개의 수광 소자(121)(122) 모두가 수신할 수 있도록 하기 위함이다.
제어부(130)는 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)에 의해 발광된 두 광신호들을 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)를 통해 수광하여 장애물 인식을 수행하고, 발광 소자들 및 수광 소자들의 고장 유무에 대한 자체 진단을 수행하며, 두 발광 소자들 및 두 수광 소자들 중 어느 하나에 고장이 발생하더라도 고장이 발생하지 않은 다른 하나의 발광 소자 또는 수광 소자를 통해 감지 기능이 계속 유지되도록 제어한다.
예컨대, 제어부(130)가 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들을 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어할 수 있다. 이 때, 제어부(130)가 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들을 서로 다른 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)가 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)는 제1주기, 예컨대 1초 주기로, 다른 하나의 발광 소자(112)는 제2주기, 예컨대 2초 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(130)가 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(130)가 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)가 온되면, 다른 하나의 발광 소자(112)가 오프되고, 반대로 발광 소자(111)가 오프되면, 다른 하나의 발광 소자(112)가 온되도록 제어할 수 있다.
이 때, 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들이 상이한 주기 및 간격으로, 예컨대, 하나의 발광 소자는 2초 주기로 1초 동안, 다른 하나의 1초 주기로 2초 동안 교대로 발광 신호들을 생성하도록 구현될 수도 있다.
이를 위해, 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치(100)가 스위치(140)를 더 포함할 수 있다. 스위치(140)는 제어부(130)의 스위칭 제어신호에 따라 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 스위칭하는 역할을 수행한다.
이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들에 의해 생성되는 발광 신호들을 이용해 장애물 인식을 수행하고, 발광 소자들 및 수광 소자들의 고장 유무에 대한 자체 진단을 수행하는 동작을 도 2 및 도 5 를 통해 알아본다.
도 2 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 장애물이 감지되지 않는 경우를 예시한 도면이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 제어부(130)가 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 장애물 없음으로 인식한다.
예를 들면, 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)는 2초 주기로 1초 동안, 다른 하나의 발광 소자(112)는 1초 주기로 2초 동안 교대로 발광 신호들을 생성하도록 구현되고, 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들과 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 사이에 장애물이 존재하지 않고, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두가 고장이 아니라면, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 2초 주기로 1초 동안 발광되는 신호와, 1초 주기로 2초 동안 발광되는 신호가 연속적으로 계속 감지될 것이다.
따라서, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 제어부(130)가 장애물 없음으로 판단하도룩 구현될 수 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 장애물이 감지되는 경우를 예시한 도면이다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 제어부(130)가 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 경우, 장애물 존재로 인식한다.
예를 들면, 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)는 2초 주기로 1초 동안, 다른 하나의 발광 소자(112)는 1초 주기로 2초 동안 교대로 발광 신호들을 생성하도록 구현되고, 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들과 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 사이에 장애물이 존재한다면, 이 장애물에 의해 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들에서 출력되는 발광 신호들이 방해를 받아, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 어디에도 발광 신호들이 도달하지 않을 것이다.
따라서, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 경우, 제어부(130)가 장애물 존재로 판단하도룩 구현될 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 이중화된 수광부의 두 수광 소자 중 어느 하나가 고장난 경우를 도시한 도면이다. 도 4 에 도시한 바와 같이, 제어부(130)가 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 중 어느 하나의 수광 소자에서만 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 다른 하나의 수광 소자를 고장으로 진단한다.
예를 들면, 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)는 2초 주기로 1초 동안, 다른 하나의 발광 소자(112)는 1초 주기로 2초 동안 교대로 발광 신호들을 생성하도록 구현되고, 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들과 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 사이에 장애물이 존재하지 않고, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122) 중 하나의 수광 소자(121)는 고장이고, 다른 하나의 수광 소자(122)는 고장이 아니라면, 고장이 난 수광 소자(121)는 아무런 신호도 감지하지 못하고, 고장이 아닌 수광 소자(122)에서는 2초 주기로 1초 동안 발광되는 신호와, 1초 주기로 2초 동안 발광되는 신호가 연속적으로 계속 감지될 것이다.
따라서, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 중 어느 하나의 수광 소자에서만 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 제어부(130)가 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 수광 소자를 고장으로 진단하도룩 구현될 수 있다.
도 5 는 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치의 이중화된 발광부의 두 발광 소자 중 어느 하나가 고장난 경우를 도시한 도면이다. 도 5 에 도시한 바와 같이, 제어부(130)가 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들 중 어느 하나의 발광 소자에서 발생되는 정해진 주기의 발광 신호만 감지되는 경우, 다른 하나의 발광 소자를 고장으로 진단한다.
예를 들면, 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)는 2초 주기로 1초 동안, 다른 하나의 발광 소자(112)는 1초 주기로 2초 동안 교대로 발광 신호들을 생성하도록 구현되고, 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들과 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 사이에 장애물이 존재하지 않고, 이중화된 발광부(110)의 하나의 발광 소자(111)가 고장이고, 다른 하나의 발광 소자(112)는 고장이 아니라면, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)에는 고장이 발생하지 않은 발광 소자(112)에서 생성된 1초 주기로 2초 동안 발광되는 신호만 계속 감지될 것이다.
따라서, 이중화된 수광부(120)의 두 수광 소자(121)(122)들 모두에서 이중화된 발광부(110)의 두 발광 소자(111)(112)들 중 어느 하나의 발광 소자에서 발생되는 정해진 주기의 발광 신호만 감지되는 경우, 제어부(130)가 정해진 주기의 발광 신호를 감지하지 못하는 다른 하나의 발광 소자를 고장으로 진단하도록 구현될 수 있다.
위와 같이 구현함에 의해, 본 발명은 발광 범위가 서로 겹치도록 두개의 발광 소자가 근접 배치되는 이중화된 발광부와, 수광 범위가 서로 겹치도록 두개의 수광 소자가 근접 배치되는 이중화된 수광부를 이용해 장애물을 검출할 수 있는 동시에, 두개의 발광 소자들 및 두개의 수광 소자들의 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능하므로, 신뢰성을 향상할 수 있다.
또한, 본 발명은 발광 범위가 서로 겹치도록 두개의 발광 소자가 근접 배치되는 이중화된 발광부와, 수광 범위가 서로 겹치도록 두개의 수광 소자가 근접 배치되는 이중화된 수광부의 두개의 발광 소자들 및 두개의 수광 소자들 중 어느 하나에 고장이 발생하더라도 장애물 감지 기능이 중지되지 않고 계속적인 유지가 가능하므로, 가용성을 향상할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치는 고장 유무에 대한 자체 진단이 가능해 신뢰성을 향상할 수 있고, 고장이 발생하더라도 감지 기능의 계속적인 유지가 가능해 가용성을 향상할 수 있으므로, 상기에서 제시한 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
본 명세서 및 도면에 개시된 다양한 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들의 범위는 여기에서 설명된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예들의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예들의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 장애물 감지 관련 기술분야 및 이의 응용 기술분야에서 산업상으로 이용 가능하다.
100 : 장애물 감지장치
110 : 이중화된 발광부
111, 112 : 발광 소자
120 : 이중화된 수광부
121, 122 : 수광 소자
130 : 제어부
140 : 스위치

Claims (9)

  1. 발광 범위가 서로 겹치도록 두개의 발광 소자가 근접 배치되는 이중화된 발광부와;
    수광 범위가 서로 겹치도록 두개의 수광 소자가 근접 배치되는 이중화된 수광부와;
    이중화된 발광부의 두 발광 소자에 의해 발광된 두 광신호들을 이중화된 수광부의 두 수광 소자를 통해 수광하여 장애물 인식을 수행하고, 발광 소자들 및 수광 소자들의 고장 유무에 대한 자체 진단을 수행하며, 두 발광 소자들 및 두 수광 소자들 중 어느 하나에 고장이 발생하더라도 고장이 발생하지 않은 다른 하나의 발광 소자 또는 수광 소자를 통해 감지 기능이 계속 유지되도록 제어하는 제어부를;
    포함하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 발광부의 두 발광 소자들을 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 발광부의 두 발광 소자들을 서로 다른 정해진 주기로 온/오프시키면서 발광 신호들이 생성되도록 제어하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 발광부의 두 발광 소자들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 제어하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 발광부의 두 발광 소자들이 교대로 발광 신호들을 생성하도록 제어하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 장애물 없음으로 인식하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 경우, 장애물 존재로 인식하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 수광부의 두 수광 소자들 중 어느 하나의 수광 소자에서만 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되는 경우, 정해진 주기의 발광 신호들이 감지되지 않는 다른 하나의 수광 소자를 고장으로 진단하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
  9. 제 2 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    제어부가:
    이중화된 수광부의 두 수광 소자들 모두에서 이중화된 발광부의 두 발광 소자들 중 어느 하나의 발광 소자에서 발생되는 정해진 주기의 발광 신호만 감지되는 경우, 다른 하나의 발광 소자를 고장으로 진단하는 이중화된 광센서를 가진 장애물 감지장치.
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