DE4226543A1

DE4226543A1 - Acoustic alarm system for motor vehicles using echo signals - generated by applying signal to internal passenger compartment with each subjected to spectral analysis and comparison with reference

Info

Publication number: DE4226543A1
Application number: DE4226543A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Kolb; Ludger Buchmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1992-08-11
Publication date: 1994-02-17

Abstract

A security system for cars generates defined signals within the passenger and driver compartments that result in the generation of an echo signal. The echo signal is digitised and stored in a memory. The frequency and phase of the signal are examined using spectral analysis. A reference signal is established for the signal pattern generated and this is stored as a reference in a memory. The reference is compared with the measured echo signal and, if a defined difference level is obtained, an alarm is triggered. The generation and comparison process occurs continuously at intervals when the system is active. ADVANTAGE - Prevents generation of false alarms leading to nonchalance when real break-in occurs, i.e. "cry wolf" situation.

Description

Die Sicherung von Innenräumen von Fahrzeugen gegen Diebstahl ist ein altbekanntes Thema. Hierfür gibt es eine ganze Reihe von Standard-Verfahren, über die versucht wird, mehr oder weniger perfekt das Eindringen von Dieben in Fahrzeuge zu verhindern.Securing the interior of vehicles against theft is a well-known topic. There are quite a number of Standard procedures through which attempts are made, more or less perfect to prevent thieves from entering vehicles.

Die allermeisten Verfahren arbeiten so, daß in dem zu überwa chenden und zu schützenden Innenraum ein Feld aufgebaut wird, und dann eine charakteristische Feldgröße zeitlich auf Änderun gen überwacht wird. Diese Felder können mechanische Felder (Druckfelder), können elektromagnetische Felder (HF-Wellen, Mikrowellen), können optische Felder (Licht, Infrarot), können statisch elektrische oder können magnetische Felder sein.Most of the processes work in such a way that the a field is created and protected, and then a characteristic field size temporally on change gene is monitored. These fields can be mechanical fields (Pressure fields), electromagnetic fields (RF waves, Microwaves), can optical fields (light, infrared), can static electric or can be magnetic fields.

Die zur Überwachung herangezogene Feldgröße ist, je nachdem welcher der oben angeführten Fälle vorliegt, ganz verschieden. Für Druckfelder (Ultraschall) ist dies im allgemeinen der momen tane Druck an einem bestimmten Ort im Innenraum und sein zeitli cher Verlauf, bei Infrarotfeldern ist dies z. B. die Lichtinten sität und deren zeitlicher Verlauf.The field size used for monitoring depends on which of the above cases is different. For pressure fields (ultrasound) this is generally the moment tane pressure at a certain place in the interior and its time cher course, for infrared fields this is e.g. B. the light inks sity and its course over time.

Die eigentliche Schwierigkeit bei allen diesen Verfahren ist, daß wiederum spezifische Störungen, Störmechanismen oder Manipu lationen von außen möglich sind, die dem Überwachungssystem einen Einbruchsfall vortäuschen, wobei aber tatsächlich nichts passiert ist bzw. passiert. Da solche Innenraumüberwachungssy steme üblicherweise den Einbruchsfall in nicht überhörbarer Weise akustisch melden, bedeutet dies, daß mit diesen "Fehlalar mierungen" eine nicht unerhebliche Belästigung der Allgemeinheit verbunden ist und auf solche Signale schließendlich niemand mehr reagiert, auch dann nicht, wenn tatsächlich ein Einbruch in ein Fahrzeug im Gang ist.The real difficulty with all of these procedures is that in turn specific disturbances, disturbance mechanisms or manipulation lations from the outside are possible, the monitoring system pretend a break-in, but actually nothing happened or happened. Because such interior surveillance systems steme usually the break-in in not to be heard Acoustically, this means that with this "false alarm "a not inconsiderable annoyance to the general public no one is connected to such signals does not respond, even if a break-in actually occurs Vehicle is in motion.

Der Meßvorgang für fast alle der oben genannten aktiven Verfah ren zur Überwachung von Innenräumen läuft zyklisch ab, d. h. es wird für eine bestimmte Zeit eine Feldgröße oder deren zeitli cher Verlauf gemessen. Diese stellt entweder ein "Echo" aus dem Innenraum dar, das zuvor durch Einstrahlung von Feldenergie aktiviert wurde, oder aber es wird eine Feldgröße gemessen, die sich aus der Überlagerung eines direkt eingestrahlten Anteils mit einer von den Begrenzungen des Raumes oder der darin befind lichen Gegenstände reflektierten Komponente ergibt.The measurement process for almost all of the above-mentioned active procedures indoor monitoring is cyclical, i. H. it is a field size or its temporal for a certain time measured course. This either represents an "echo" from the Interior, which was previously exposed to field energy was activated, or a field size is measured that results from the superposition of a directly irradiated portion with one of the boundaries of the room or within it Lichen objects reflected component results.

Dem hier vorgeschlagenen Verfahren liegt nun die Lösung der Aufgabe zugrunde, derartige "Fehlalarme" bei allen oben genann ten Systemen gänzlich zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die spezifischen, aus den Feldern abgelei teten Signale in ihrem zeitlichen Verlauf aufgenommen und dann einer Fourier-Bewertung unterzogen werden. The method proposed here is now the solution of Task based on such "false alarms" in all of the above systems to be avoided entirely. This is according to the invention thereby achieved that the specific, strayed from the fields signals recorded in their temporal course and then be subjected to a Fourier assessment.

Für alle zyklisch arbeitenden Verfahren ergibt sich die der Fourier-Bewertung zugrundezulegende Periodizität aus der Zyklus zeit oder ganzen Vielfachen davon; bei kontinuierlichen Verfah ren muß zur Durchführung der Fourier-Bewertung von außen eine Periode vorgegeben werden.For all cyclically operating processes, this results in the Fourier rating periodicity from the cycle time or whole multiples thereof; with continuous process ren must carry out a Fourier evaluation from the outside Period.

Im folgenden sollen nun für konkrete Fälle mögliche, typische Störungen der aufgenommenen Feldgrößen in ihrem Zustandekommen erläutert und die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt werden.In the following, possible typical ones for concrete cases are now to be seen Disturbances of the recorded field sizes occur explained and the implementation of the method according to the invention being represented.

A) Active ultrasound systems

Nach dem Doppler-Verfahren arbeitende Anlagen sind weit verbrei tet. Sie haben den Vorteil, von der Schaltungstechnik und von der Auswertung der Signale her sehr wenig aufwendig zu sein. Der Nachteil dieser Anlagen ist auf der anderen Seite, daß sehr oft Fehlalarme ausgelöst werden, weil eine ganze Reihe von Störef fekten existieren, die von den Anlagen nicht von wirklichen Alarmsituationen unterschieden werden können.Systems operating according to the Doppler method are widely used tet. You have the advantage of the circuit technology and of the evaluation of the signals forth to be very inexpensive. Of the On the other hand, the disadvantage of these systems is that very often False alarms are triggered because of a whole range of interference there exist effects that are not real Alarm situations can be distinguished.

Anlagen, die nach dem Impuls-Echoverfahren arbeiten sind zwar weniger anfällig gegen Fehlalarme, diese treten jedoch trotz aufwendiger Auswertung der zurückkommenden Echosignale trotzdem noch auf.Systems that work according to the pulse echo method are indeed less susceptible to false alarms, but they occur despite complex evaluation of the returning echo signals anyway still on.

Dies hat verschiedene Ursachen:There are several reasons for this:

- once the sound wave is a longitudinal, mechanical cal wave, as such by external noise, in part deliberately brought about, is influenced.
- on the other hand is the reflected wave as it is in space mean is received by the recipient, an overlay from shaft parts, especially in narrowly limited Rooms, as represented by a vehicle, from several parts len is composed of the most diverse outside surfaces have been reflected. Small changes these reflective surfaces then lead to a phase Change of individual parts in the reflection and result in unfavorable cases a completely changed amplitude image. If you only monitor this amplitude image, it is due of the previously stated very difficult, an insignificant small change in the reflective areas of one distinguish between real break-ins.
- another reason for repeated mistakes functions is the fact that the sound wave is in Air spreads. From a physical point of view, air is not ideal gas in which, regardless of the spread the sound wave, a flow, d. H. a mass transport can train. This then means that the energy of the Sound wave that is in the medium of propagation with the Current is carried away. This means on the inside space of a vehicle related to the destination reflected energy from the flow direction and the Air flow velocity in the interior of the vehicle Stuff must be dependent, it because of the multiple Reflection on the outer walls definitely periodic and deceleration of the energy level at the recipient site can.
- are yet another reason for these malfunctions locally effective heating of the air. This effect can be caused by external sun exposure energy entering. The consequence of this is that due to the non-homogeneous heating of the interior is a flow of previously still air enters, but at the same time through the inhomogeneous density of air the propagation of the sound wave will be different locally. By overlaying the received signal from many parts, this means one periodic shift of the phase relations of this part le with each other and thus a swelling up and down of the Amplitude of the received signal at the receiver location.

Bisher hat man versucht, durch spezielle Korrelationen innerhalb eines empfangenen Echosignals und zwischen zeitlich nacheinander empfangenen Signalen diese Effekte so zu dämpfen, daß trotzdem eine einigermaßen zuverlässige Aussage über den eintretenden Alarmfall möglich war. Dies bedingte aber im allgemeinen eine deutliche Herabminderung der Empfindlichkeit der Anlage für den Fall, daß entweder der Innenraum von außen aufgeheizt wurde oder aber Winddruck auf den geöffneten Lüftungsschächten stand.So far, attempts have been made to use special correlations within a received echo signal and between one after the other received signals to dampen these effects so that anyway a reasonably reliable statement about the entering Alarm case was possible. However, this generally required one significant reduction in the sensitivity of the system for the Case that either the interior was heated from the outside or but there was wind pressure on the open ventilation shafts.

Mit dem hier vorgestellten erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, bei gleichbleibender Empfindlichkeit einer solchen Anlage auch im Falle einer Aufheizung des Innenraumes eines Fahrzeugs von außen oder aber im Falle einer von außen im Innen raum erzwungenen Strömung der Luft zuverlässig zwischen einem eintretenden Alarmfall und Signalveränderungen durch die oben dargelegten Störeffekte unterscheiden zu können.With the method according to the invention presented here, it is possible, with the same sensitivity of such System also in the event of the interior heating up Vehicle from the outside or in the case of one from the outside inside space-forced flow of air reliably between one occurring alarm case and signal changes by the above to be able to distinguish the disruptive effects described.

Analysiert man diese Störungen, so zeigt sich, daß diese sich als mehr oder weniger periodische Veränderungen der Amplitude bzw. der Intensität der akustischen Welle manifestieren, wie sie am Ort des Empfängers aufgenommen wird.If one analyzes these disturbances, it shows that these are as more or less periodic changes in amplitude or the intensity of the acoustic wave as they manifest is recorded at the location of the recipient.

Ein Einbruch in ein Fahrzeug führt ebenfalls zu Veränderungen der zu empfangenden Signalamplituden. Diese Veränderungen sind aber weniger periodisch, zumindest aber erfolgen sie mit anderen typischen Periodendauern als die Störungen und hinterlassen im allgemeinen stationäre Veränderungen, z. B. zerbrochene Scheiben. D.h. über die im Echosignal einer derartigen Anlage vorhandenen typischen Frequenzanteile ist eine Unterscheidung nach der Ursa che der Signalveränderungen möglich. Damit ist aber der Alarm fall vom Störungsfall, dargestellt durch Strömen der Luft bzw. durch inhomogenes Aufheizen der Luft im Innenraum des Fahrzeugs unterscheidbar. A break-in into a vehicle also leads to changes the signal amplitudes to be received. These changes are but less periodically, or at least they are done with others typical periods than the disturbances and leave in general stationary changes, e.g. B. broken panes. I.e. about the existing in the echo signal of such a system A typical frequency component is a distinction based on the Ursa surface of the signal changes possible. But that's the alarm case of malfunction, represented by air flow or due to inhomogeneous heating of the air inside the vehicle distinguishable.

Die Überwachung eines Innenraumes durch ein Ultraschall-Meßsy stem erfolgt in der Regel immer so, daß in bestimmten zeitlichen Abständen wird ein möglichst kurzer aber energiereicher Schall impuls ausgelöst wird. Der Empfänger "hört" dann anschließend für eine bestimmte Zeit, die sich im allgemeinen aus der Lauf zeit des Schallsignals bis zur reflektierenden Raumbegrenzung und zurück ergibt, in den Raum hinein und zeichnet die Einhül lende des reflektierten Signals über der Zeit auf. Üblich ist, den Empfänger während des Sendesignals eingangsseitig abzuschal ten, damit er nicht zu sehr übersteuert wird.The monitoring of an interior by an ultrasonic measuring system stem usually takes place in such a way that in certain temporal Distances become as short as possible but high-energy sound pulse is triggered. The recipient then "hears" for a certain period of time, which is generally out of the run time of the sound signal up to the reflective space limitation and back results in the space and draws the envelope the reflected signal over time. It is common switch off the receiver on the input side during the transmission signal so that it is not overdriven too much.

Nach einer bestimmten Pausenzeit, die variabel und von verschie denen Systemparametern abhängig sein kann, wird dann der nächste Sendeimpuls ausgelöst.After a certain pause time that varies and varies which can depend on system parameters, then becomes the next one Transmit pulse triggered.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nun nach zwei verschiedenen Basisstrategien vorgehen:The method according to the invention can now be carried out in two different ways Proceed basic strategies:

1. Dem Innenraum-Überwachungssystem wird eine bestimmte, nicht zu kurze Reaktionszeit auf eine Veränderung im überwachten Raum zugebilligt.1. The interior surveillance system is a specific one, not reaction time too short to a change in the monitored room approved.

Dann kann die Messung wie oben dargelegt erfolgen, d. h. jeweils nach einem Ultraschallimpuls wird ein Echoverlauf über der Zeit aufgenommen und abgespeichert (siehe Fig. 1). Sinnvollerweise wird der Sendeimpuls unterdrückt (siehe Fig. 2). Es werden nacheinander mehrere derartige Echover läufe mit zeitlichen Abständen aufgenommen und abgespei chert. Diese Echoverläufe werden dann vom Rechner, der die gesamte Meßapparatur steuert, unter Herausnahme des jewei ligen Sendeimpulses unmittelbar aneinandergereiht zu einem einheitlichen Block von Meßwerten.The measurement can then be carried out as set out above, ie an echo curve is recorded over time and stored after each ultrasound pulse (see FIG. 1). The transmission pulse is expediently suppressed (see FIG. 2). Several such echo runs with time intervals are recorded and stored. These echo curves are then immediately strung together by the computer which controls the entire measuring apparatus, taking out the respective transmission pulse, to form a uniform block of measured values.

Nun wird dieser Block von Meßwerten als ein zeitlich peri odisches Signal im Sinne der Fourieranalyse betrachtet und über eine solche Analyse das Frequenz- und Phasenspektrum dieses Signalblocks ermittelt.Now this block of measured values is peri considered a signal in terms of Fourier analysis and the frequency and phase spectrum through such an analysis this signal block determined.

Mittelt man zu Beginn einer Überwachung die ersten gemesse nen Frequenz- und Phasenspektren und speichert diese als Referenzgrößen ab, so können Frequenz- und Phasenspektren aus späteren Messungen mit diesen Referenzgrößen verglichen werden und bei einer Abweichung von mehr als einem vorgege benen Betrag wird dann ein Alarmsignal ausgelöst.At the beginning of a surveillance, you average the first measurements NEN frequency and phase spectra and stores them as Frequency and phase spectra can be used for reference quantities compared with these reference values from later measurements be specified and if there is a deviation of more than one an alarm signal is then triggered.

Diese Abweichung kann sich auf eine oder mehrere Frequenz- oder Phasenlinien beziehen, sie kann auch die Summe oder die Differenz oder das Verhältnis zweier oder mehrerer Linien darstellen.This deviation can affect one or more frequency or refer to phase lines, it can also be the sum or the difference or the ratio of two or more Show lines.

Bei einer Reihe von praktisch ausgeführten Messungen dieser Art hat sich gezeigt, daß das Frequenzspektrum, gemessen im nicht gestörten Innenraum eines Fahrzeugs sehr scharfe Linien zeigt (siehe Fig. 3). Genauer müßte man sagen, sehr scharfe Einhüllende von Linien zeigt, denn der in Fig. 3 dargestellte Verlauf ist die Einhüllende mehrerer Fourier linien.A number of measurements of this type carried out in practice have shown that the frequency spectrum, measured in the undisturbed interior of a vehicle, shows very sharp lines (see FIG. 3). More precisely, one would have to say that very sharp envelope of lines shows, because the course shown in Fig. 3 is the envelope of several Fourier lines.

Treten nun Störungen im Innenraum des Fahrzeugs entweder durch punktuelles Aufheizen oder aber durch Luftströmungen hinzu, so verbreitern sich prinzipiell die Einhüllenden der Linien und es treten Nebenlinien auf (siehe Fig. 4). Von dieser Verbreiterung sind, wiederum nach den praktisch durchgeführten Messungen, fast alle Einhüllenden von Linien im unteren Frequenzbereich gleichermaßen betroffen, so daß es ausreicht, das Verhalten einer oder einiger weniger Einhüllender zu betrachten.If faults occur in the interior of the vehicle either due to selective heating or due to air currents, the envelopes of the lines widen in principle and secondary lines appear (see FIG. 4). Almost all envelopes of lines in the lower frequency range are affected equally by this broadening, again after the measurements carried out in practice, so that it is sufficient to consider the behavior of one or a few envelopes.

Auch ein Eindringen einer Person in das Fahrzeug stellt sich im Frequenzspektrum als eine Änderung der Linienbreite der Einhüllenden gegenüber der entsprechenden Linie im ungestörten Innenraum dar, wobei jedoch die Verbreiterung anders aussieht (siehe Fig. 5).A penetration of a person into the vehicle also appears in the frequency spectrum as a change in the line width of the envelope compared to the corresponding line in the undisturbed interior, although the widening looks different (see FIG. 5).

Im ersteren Fall ist die Einhüllende schmaler und die Höhe der Anteile unmittelbar um das Einhüllendenmaximum herum ist geringer als im zweiten Fall.In the former case, the envelope is narrower and the height of the shares immediately around the envelope maximum is less than in the second case.

Berechnet man nun einmal die Fläche unter der gemessenen Einhüllenden, beschränkt auf den Bereich unmittelbar um deren Maximum herum und zum anderen die Fläche unter der gesamten Einhüllenden und normiert diese beiden Werte in derselben Weise, so kann zwischen Störungen und Alarmereig nissen unterschieden werden.Now calculate the area under the measured Envelope, limited to the area immediately around whose maximum around and secondly the area under the entire envelope and normalizes these two values in same way, so can between malfunction and alarm be distinguished.

Auch im Phasenspektrum ist eine ähnliche Unterscheidung möglich.A similar distinction is also made in the phase spectrum possible.

Aus dem oben Dargelegten folgt, daß für ein solches Innen raumüberwachungssystem im Grunde einfacher vorgegangen werden kann:
Da sich alle Einhüllenden in etwa gleich verhalten, ist es nicht notwendig, über einen FFT - Algorithmus eine voll ständige Fouriertransformation des empfangenen Signals durchzuführen. Es reicht vielmehr aus, die Fourier-Koeffi zienten für eine Linie mit maximaler Amplitude und eine oder mehrere Linien, die frequenzmäßig in unmittelbarer Umgebung liegen, aus dem zeitlichen Verlauf des empfangenen Echosignals heraus zu berechnen. Mit diesen Linienkoeffi zienten läßt sich die Einhüllende bilden und zum Zwecke der Unterscheidung hieraus die Flächen unter der Einhüllen den berechnen, wie dies oben bereits dargestellt ist.It follows from the above that it is basically easier to proceed for such an interior surveillance system:
Since all envelopes behave roughly the same, it is not necessary to perform a full Fourier transformation of the received signal using an FFT algorithm. Rather, it is sufficient to calculate the Fourier coefficients for a line with maximum amplitude and one or more lines that are in frequency in the immediate vicinity from the time profile of the received echo signal. With these line coefficients, the envelope can be formed and, for the purpose of differentiation, the areas under the envelope can be calculated, as already shown above.

2. Die Reaktion des Innenraum - Überwachungssystems soll so schnell als möglich erfolgen.2. The response of the interior surveillance system is said to be done as quickly as possible.

Im Prinzip erfolgt dann die Messung genauso, wie dies oben dargelegt wurde, allerdings mit dem Unterschied, daß eine geringere Zahl gemessener Echoverläufe zu einem Block zu sammengefügt werden. Im Grenzfall enthält ein Block gerade einen nach Ausstrahlung eines Sendeimpulses gemessenen zeitlichen Echoverlauf.In principle, the measurement is then carried out in exactly the same way as above was set out, with the difference that a less number of measured echo curves to a block be put together. In the borderline case, a block contains just one measured after the transmission of a transmission pulse temporal echo curve.

Jeweils in der Pausenzeit nach Abschluß der Aufnahme eines Blocks wird die Fourieranalyse für diesen Block als zeit lich periodisches Ereignis durchgeführt.Each time in the break time after completing the recording of a Blocks is the Fourier analysis for this block as time Lich periodic event carried out.

Mittelt man wiederum die ersten Fourieranalysenergebnisse nach Linienhöhen und Phasenbeziehungen, so ergeben diese Bezugswerte, mit denen Ergebnisse aus späteren Messungen zu vergleichen sind. The first Fourier analysis results are again averaged line heights and phase relationships, they result Reference values with which results from later measurements are comparing.

Die Bewertung erfolgt ganz analog, wie im vorigen Abschnitt unter 1. dargestellt wurde.The evaluation is done in the same way as in the previous section was shown under 1.

In praktisch durchgeführten Messungen zeigt Fig. 6 das Frequenz linienspektrum für den durch Aufheizen bzw. durch Luftströmungen gestörten Innenraum und Fig. 7 dasjenige für den Fall des Ein dringens einer Person.In practical measurements, FIG. 6 shows the frequency line spectrum for the interior, which is disturbed by heating or air currents, and FIG. 7 shows the one in the event that a person penetrates.

Es zeigt sich aufgrund dieser Messungen weiter, daß sich alle Änderungen zwischen zeitlich nacheinander aufgenommenen Spektren im untersten Frequenzbereich abspielen, d. h. typischerweise bei Frequenzen zwischen 0 und einigen hundert Hertz.Based on these measurements, it is further shown that all Changes between spectra recorded one after the other play in the lowest frequency range, d. H. typically at Frequencies between 0 and several hundred hertz.

Die Störung des Innenraums manifestiert sich hier bei fortlau fender Messung in der Änderung der Linienhöhe der vierten bis sechsten Oberwelle, während sich beim Eindringen einer Person oder eines Gegenstandes in den Innenraum eines Fahrzeugs vor allem der Anteil der ersten bis dritten Oberwelle ändert.The disturbance of the interior manifests itself here at fortlau fender measurement in the change in the line height of the fourth to sixth harmonic while penetrating a person or an object in the interior of a vehicle all the proportion of the first to third harmonic changes.

Noch gravierender sind die Änderungen im zugehörigen Phasenspek trum. Bei im zu überwachenden Innenraum auftretenden Störungen springen vor allem die Phasen der Linien im Bereich der vierten bis sechsten Oberwelle deutlich zwischen +180 Grad und -180 Grad (siehe Fig. 8 ), während im Falle eines Eindringens in den In nenraum die Linien der ersten bis dritten Oberwelle von diesen Phasensprüngen betroffen sind (siehe Fig. 9 ).The changes in the associated phase spectrum are even more serious. In the case of interferences occurring in the interior to be monitored, the phases of the lines in the area of the fourth to sixth harmonic waves jump significantly between +180 degrees and -180 degrees (see FIG. 8), while in the case of intrusion into the interior the lines of the first one to the third harmonic are affected by these phase jumps (see FIG. 9).

Diese Phasensprünge treten, wie bereits oben dargestellt, zwi schen zeitlich aufeinander folgenden Messungen (und Bewertungen) des Echoverlaufs auf.As already shown above, these phase jumps occur between successive measurements (and evaluations) of the echo curve.

Fig. 10 stellt den Phasenverlauf (Betrag der Phasen) der beim Herausziehen einer Hand aus einem Innenraum aufgenommenen Pha senspektren dar. Deutlich ist zu erkennen, daß zunächst Phasen sprünge in der beschriebenen Art auftreten und danach, nämlich dann, denn die Hand aus dem Erfassungsbereich der Meßanlage herausbewegt wurde, diese Phasensprünge nicht mehr auftreten. Fig. 10 shows the phase progression (amount of phases) of the Pha spectra recorded when a hand is pulled out of an interior. It can clearly be seen that first phase jumps occur in the manner described and then, namely, because the hand from the detection range the measuring system was moved out, these phase jumps no longer occur.

B) Passive ultrasound systems

Eine Überwachung eines mehr oder weniger abgeschlossenen Innen raumes, wie er bei einem Fahrzeug vorliegt, ist auch durch ein passives System möglich. Ein derartiges System arbeitet so, daß es in den zu überwachenden Raum ständig hineinhört und Geräu sche, die aus dem Raum kommen, aufnimmt. Dies kann zeitlich kontinuierlich oder aber in von außen vorgegebenen Zeitinter vallen geschehen.Monitoring a more or less closed interior space as it is in a vehicle is also defined by a passive system possible. Such a system works in such a way that it constantly listens to the room to be monitored and noise that comes out of the room. This can be timed continuously or in an externally specified time interval vallen happen.

Bewertet man nun den direkt nach dem Verschließen des zu über wachenden Innenraumes gemessenen Signalverlauf in ganz analoger Weise nach Fourier, so ergibt sich ein bestimmtes Frequenz- und Phasenspektrum (Referenzspektrum).If you evaluate the immediately after closing the over waking interior measured signal curve in a completely analog Fourier way, there is a certain frequency and Phase spectrum (reference spectrum).

Setzt man dann die Messungen fort, so bekommt man ständig neue Frequenz- und Phasenspektren, die mit den Referenzspektren ver glichen werden müssen. If you then continue the measurements, you will always get new ones Frequency and phase spectra ver with the reference spectra must be compared.

Auch hier ist es so, daß sich die denkbaren "Störungen" wie Schlagen auf das Wagendach, Geräusche von außerhalb des Fahr zeugs, Schlüsselklirren u. a. ganz anders im Frequenz- bzw. Pha senspektrum des nach Fourier zerlegten Signals bemerkbar machen als stattfindende Einbrüche.It is also the case here that the conceivable "disturbances" like Banging on the roof of the car, noises from outside the driver stuff, clinking keys, etc. a. completely different in frequency or pha Make the spectrum of the signal decomposed according to Fourier noticeable as burglaries taking place.

Ist daher die Abweichung einzelner, ausgewählter Frequenz- oder Phasenlinien größer als ein vorgegebener Wert, so ist dies ein Indiz für einen stattfindenden Einbruch und es muß ein Alarmsignal ausgelöst werden. Dasselbe gilt sinngemäß für Sum men, Differenzen oder Verhältnisse aus zwei oder mehr Linien. Auch ist es möglich, den vorgegebenen Wert aus dem unmittelbar zuvor gemessenen Referenzspektrum heraus zu berechnen und mit periodischen Zeitabständen zu aktualisieren.Is therefore the deviation of individual, selected frequency or Phase lines larger than a given value, this is a Indication of a burglary taking place and it must be Alarm signal are triggered. The same applies analogously to sum men, differences or relationships from two or more lines. It is also possible to get the specified value directly from the calculate the previously measured reference spectrum and use update periodic intervals.

C) Active infrared interior protection systems

Auch Infrarot-Innenraumschutzsysteme arbeiten nach ähnlichen Prinzipien:
Ein Infrarot-Sendeimpuls kurzer Dauer und hoher Energie leuchtet den Innenraum eines Fahrzeugs oder zumindest Teile dieses Innenraumes aus. Das Licht wird reflektiert und von einer Empfängereinrichtung erfaßt, wobei die Laufzeiten des Signals wegen der sehr hohen Ausbreitungsgeschwindigkeit so kurz sind, daß ein Echo als solches in der Regel nicht mehr aufgelöst wer den kann.Infrared interior protection systems also work according to similar principles:
An infrared transmission pulse of short duration and high energy illuminates the interior of a vehicle or at least parts of this interior. The light is reflected and detected by a receiver device, the transit times of the signal are so short because of the very high propagation speed that an echo as such can usually no longer be resolved.

Deshalb wird bei diesen Infrarot-Systemen so vorgegangen, daß das während des Sendeimpulses am Empfänger anstehende Signal aufgezeichnet und beobachtet wird. Wegen der sehr kurzen Lauf zeiten des Lichtimpulses muß dieses Empfängersignal merkliche Anteile im Innenraum mehrfach reflektierten Lichtes enthalten genauso wie der zeitliche Verlauf dieses Signals auch wesentlich von den Eigenschaften der elektrischen Schaltkreise im Empfangs teil des Systems abhängen wird.For this reason, these infrared systems are operated in such a way that the signal present at the receiver during the transmission pulse is recorded and observed. Because of the very short barrel times of the light pulse, this receiver signal must be noticeable Parts in the interior of multi-reflected light included just as essential as the temporal course of this signal on the characteristics of the electrical circuits in the receiver part of the system will depend.

Dadurch ergibt sich ein empfangenes Signal, dessen zeitlicher Verlauf nach einem Sendeimpuls von mehreren, verschiedenen Fak toren abhängt, unter anderem aber auch von den Eigenschaften des zu überwachenden Innenraumes.This results in a received signal, the temporal Course after a transmission pulse of several, different fac depends on, among other things, the properties of the interior to be monitored.

Löst man die am Aufbau dieses reflektierten Signals beteiligten Frequenzkomponenten nach Betrag und Phase auf und speichert man diese ab, wobei wiederum in der Einschaltphase eine Mittelung über eine ausreichende Anzahl dieser Ereignisse vorgenommen werden und diese als Referenzgrößen abgespeichert werden soll ten, so können alle zu späteren Zeitpunkten aufgenommenen und entsprechend analysierten Signalverläufe mit den Referenzgrößen verglichen werden. Stellen sich dann Abweichungen ein, die be stimmte, vorgegebene Toleranzgrößen überschreiten, dann muß ein Alarmsignal ausgelöst werden.Solve those involved in building this reflected signal Frequency components according to amount and phase and saved this, with averaging again in the switch-on phase over a sufficient number of these events and these should be saved as reference values ten, so all recorded at later times and Correspondingly analyzed waveforms with the reference quantities be compared. Then deviations occur, which be agreed, exceed predetermined tolerance values, then must Alarm signal are triggered.

Eine Veränderung des zu überwachenden Innenraumes im Sinne eines Einbruchs wird immer zu einer gravierenden Änderung im zeitli chen Verlauf des empfangenen Signals und damit auch zu einer Änderung der am Aufbau des Signals beteiligten Frequenzkomponen ten bzw. deren Phasen führen und kann so über die Überwachung dieser Frequenzkomponenten über der Zeit detektiert werden.A change in the interior to be monitored in the sense of a Burglary is always a serious change in time Chen course of the received signal and thus to a Change of the frequency components involved in the construction of the signal or their phases and can be monitored of these frequency components can be detected over time.

Claims

1.Interior protection system with energy-rich impulses that occur at intervals defined by the system or from outside, detection of the temporal course of the transmission signal reflected from the room during and after the transmission impulse, digitization and storage of this reflected signal, or interior protection system with time intervals Recording signals from the interior or its limitation, digitization and storage of this signal, characterized in that either each time course of the reflected signal (echo signal) following a transmission pulse or each signal recorded in a time interval is analyzed for its frequency and phase components, at the beginning of the monitoring by multiple averaging, a reference curve of the frequency lines of this signal and a reference curve of the phases of this signal are formed, all subsequent signal curves with regard to their frequency and phase curve with the ent speaking references are compared and then an alarm signal is triggered when certain, predetermined or determined from the calculated frequency or phase profiles maximum deviation limits who the.

2. Ultrasonic interior protection system according to claim 1, wherein fade out the signal received during the transmission pulse det and set to zero or another constant becomes.

3. Device according to claim 1, wherein the during the Sen deimpulses received signal hidden and for this A certain period of time, the same for every measurement predefined time course of the received echo signal becomes.

4. Device according to claim 1 and 2 or 3, in the mind at least two echo signals recorded at intervals courses taking out their time interval to a signal block put together, the frequency and phases spectrum of this signal block determined and with an ent speaking reference at the beginning of the surveillance by Averaging over several measurements was compared becomes.

5. Device according to claims 1 and / or 2 to 4, in which which during a first time interval with constant time intervals measured course of the incoming Signal by a second time interval with a constant signal extended, and then the evaluation of the signal from the first and the second time interval according to Fourier.

6. Device according to claims 1 and / or 2 to 4, in which not the entire frequency and phase spectrum with the Reference course is compared, but only narrowly limited Parts.

7. Device according to claims 1 to 5, in which from the Comparison of a first part of the frequency or phase spectrum a statement about the presence of a disorder, from the comparison of a second part a statement about a body penetrating into the interior to be monitored by being hit.

8. Device according to claims 1 to 6, in which the parts of the spectra used for comparison from the lower Frequency range (0 to 1 kHz) are taken.

9. Device according to claims 1 to 4, in which several Echo signals are combined to form a signal block after the system has been commissioned from the time The envelope of the signal in this signal block one of the low-frequency lines determines this from several averaged measurements, saved as a reference and then coefficients for from time-following signal blocks certain frequency lines determined, according to certain algo rithmen rated these ratings with the appropriate ones of the reference curve and then an alarm signal is triggered when specified tolerance limits exceed or be undercut.

10. The device of claim 1, wherein the after a Sen deimpuls received echo signal or that of several echoes signals combined signal block or one or more signals received in time intervals with one or more and preferably filtered and recursive digital filters then the signal or phase amplitudes in the same way are compared at corresponding points.