CN103460071A - 侵入检测设备 - Google Patents

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    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/04—Mechanical actuation by breaking of glass

Abstract

在实施例的侵入检测设备中，确定单元允许发送单元停止发送超声波，直到多普勒信号的电平超过预定阈值(用于检测窗玻璃的损坏的阈值)为止，并且当多普勒信号的电平超过所述阈值时，允许发送单元发送超声波。因此，如果未检测到窗玻璃的损坏，则可以通过允许发送单元停止发送来减少功耗。此外，由于在检测到窗玻璃的损坏之后执行用于检测侵入的处理，因此可以减小由于除了人以外的物体的移动(例如，依靠着内壁的纸张或遮阳伞等的掉落)而引起的对侵入者的错误检测。

Description

侵入检测设备
技术领域
本发明大体上涉及侵浸入检测设备，更具体地，涉及检测可疑人员侵入汽车内部的侵入检测设备。
背景技术
最近，偷车的次数和车内盗窃的次数增加。因此，用于车辆的防盗报警设备已经传播开，如果可疑人员侵入停放的汽车，则防盗报警设备将发出警报声音。用于车辆的这种防盗报警设备配备有侵入检测设备，其检测可疑人员(人)侵入到(存在于)监控的空间(汽车的内部)中。这种类型的侵入检测设备被配置为向内部发出具有指定频率的超声波，并且被配置为检测由于多普勒效应引起的、所产生的反射波的频移，其与存在于内部的人的移动相关联(参见日本专利申请公开No.2007-183828)。
在这里，需要在汽车停放期间(在使引擎熄火的情况下)操作上述侵入检测设备。然后，由于侵入检测设备由汽车配备的电池供电，因此需要侵入检测设备能够以低功耗来操作，以便防止耗尽电池。因此，按照惯例已经通过间歇地对超声波进行发送和接收来实现低功耗。
然而，在如上所述的间歇地对超声波进行发送和接收的情况下，可能存在这样的担忧，即，如果为了减少功耗而延长间歇时间，则降低了检测准确度。此外，存在这样的担忧，即，超声波是由于除了存在于内部的人以外的物体的移动(例如，依靠着内壁的纸张或遮阳伞等的掉落)而反射的，因此传统的侵入检测设备会将除了人以外的移动物体错误地检测为侵入者(人)。
发明内容
本发明的目的是提供一种侵入检测设备，其可以在实现低功耗的同时减小对除了人以外的移动物体的错误检测。
本发明的一种侵入检测设备检测人侵入汽车的内部，并且包括：发送单元，被配置为当接收到具有指定频率的振荡信号时，向所述内部发送具有所述指定频率的超声波；接收单元，被配置为当接收到在所述内部传播的超声波时，将所接收的超声波转换为电信号；混频单元，被配置为将从所述接收单元输出的所述电信号与所述振荡信号进行混频；以及确定单元，被配置为基于从所述混频单元输出的多普勒信号来确定人是否存在于所述内部。所述确定单元被配置为：允许所述发送单元停止发送所述超声波，直到所述多普勒信号的电平超过预定阈值为止，所述确定单元被配置为：当所述电平超过所述预定阈值时，允许所述发送单元发送所述超声波。
在该配置中，可以在实现低功耗的同时减小对除了人以外的移动物体的错误检测。
优选地，在侵入检测设备中，所述确定单元被配置为存储：基于通过损坏窗玻璃而产生的声波被设置的第一阈值，作为所述预定阈值；以及被设置用于检测浸入的第二阈值。所述确定单元被配置为：当在所述发送单元停止发送所述超声波的同时所述多普勒信号的所述电平超过所述第一阈值时，确定窗玻璃已经被损坏并且允许所述发送单元发送所述超声波。所述确定单元被配置为：当在所述发送单元发送所述超声波的同时所述多普勒信号的所述电平超过所述第二阈值时，确定人已经侵入所述内部。
优选地，在侵入检测设备中，在即使所述确定单元已经允许所述发送单元在规定时间期间发送所述超声波而仍然确定没有人存在于所述内部的情况下，所述确定单元被配置为：在允许所述发送单元停止发送所述超声波的同时确定所述多普勒信号的所述电平是否超过所述预定阈值。
附图说明
现在将更详细地描述本发明的优选实施例。参照下面的详细描述和附图，将更好地理解本发明的其它特征和优点，在附图中：
图1是示出了根据本发明的侵入检测设备的实施例的框图；
图2是用于解释根据本发明的侵入检测设备的操作的流程图；
图3是示出了当窗玻璃被损坏时产生的声音的频率特性的示意图；
图4A是当窗玻璃被损坏时产生的声音沿着时间轴的波形图；以及
图4B是由于当窗玻璃被损坏时产生的声音引起的多普勒信号的波形图。
具体实施方式
如图1所示，根据本实施例的侵入检测设备包括发送单元1、接收单元2、接收信号放大器3、混频单元4、多普勒信号放大器5、确定单元6、开关7等。侵入检测设备被安装在汽车的内部。
确定单元6包括微型计算机(在下文中，简称为“micon”)、存储器等作为主要组件。然后，micon执行专用软件(程序)以执行下文所描述的诸如确定处理等的各种处理。此外，确定单元6配备有时钟电路(振荡器)，并且能够输出具有指定频率(例如，40±αkHz)的振荡信号。
发送单元1包括利用压电元件的超声波麦克风，并且发送超声波，该超声波具有与通过开关7输入的振荡信号的频率相同的频率。开关7被配置为在以下状态之间交替切换：用于向发送单元1输入从确定单元6输出的振荡信号的状态(导通状态)；以及用于不向发送单元1输入振荡信号的状态(断开状态)。在该情况下，开关7响应于从确定单元6输出的控制信号在导通状态与断开状态之间切换。
与发送单元1类似，接收单元2包括利用压电元件的超声波麦克风。当接收到在内部传播的超声波时，接收单元2将所接收的超声波转换为电信号，并且输出电信号。接收信号放大器3关于由接收单元2转换的电信号仅选择性地放大规定的频带(例如，40±βkHz的频带，其中，β＞α)的频率分量。在下文中，由接收信号放大器3放大和输出的信号被称作“接收信号”。
混频单元4被配置为将接收信号放大器3放大的接收信号与从确定单元6输出的振荡信号进行混频(混频处理)，并且输出具有与其两个信号的频率之差相等的频率分量的信号(多普勒信号)。然后，已经从混频单元4输出的多普勒信号被多普勒信号放大器5放大，并且然后被输入到确定单元6。
当由确定单元6导通开关7时，由发送单元1发送的超声波被存在于内部的物体(例如，座椅、门、门的窗玻璃等)反射，并且经反射的超声波由接收单元2接收。此时，如果所述物体是静止物体(例如，座椅或门)，则输入到混频单元4的接收信号和振荡信号的频率彼此一致，因此混频单元4输出电平为零的多普勒信号。另一方面，在超声波由已经侵入内部的可疑人员(人)反射的情况下，当接收单元2接收到经反射的超声波时，接收信号具有与振荡信号的频率相比更高的(更低的)频率，这取决于人的移动速度。因此，混频单元4输出电平不为零并且与人的移动速度成正比的多普勒信号。确定单元6将多普勒信号的电平与预定阈值(“用于检测侵入的阈值”，“第二阈值”)进行比较。如果该电平超过用于检测侵入的阈值(第二阈值)，则确定单元6确定人已经侵入内部，并且向外部(例如，用于车辆的防盗报警设备)输出侵入检测信号。
最近已经增强了用于汽车的门锁设备，因此即使侵入者使用他们之前使用的工具也不能容易地开锁。因此，最近侵入者通过损坏门的窗玻璃侵入内部的次数增加。因此，发明人进行以下实验。发明人在门的窗玻璃被损坏时使用麦克风采集在汽车的内部传播的声波，并且然后通过针对声波执行快速傅里叶变换来计算最大值和最小值。图3示出了在20Hz至80kHz的范围处计算出的针对每一个频带的信号功率的最大值(max)和最小值(min)。根据该实验结果可以确定，通过损坏窗玻璃产生的声音包括具有特定的信号功率电平的频率分量，该频率分量也处于从发送单元1发送的超声波的包括指定频率的频带(其中心在40kHz处)中。
接下来，发明人进行实验以检查当根据本实施例的侵入检测设备中的接收单元2接收到通过损坏窗玻璃产生的声音时，从多普勒信号放大器5输出了哪些信号。在该实验中，接收单元2输出具有如图4A中所示的波形的电信号。另一方面，多普勒信号放大器5输出具有如图4B中所示的波形的多普勒信号(在该情况下，图4B示出了两个频率分量(即，频率之和和频率之差)的波形)。根据该实验的结果可以考虑，当发送单元1停止发送超声波并且接收单元2处于可接收状态时，如果从多普勒信号放大器5输出的多普勒信号的电平超过预定阈值(“用于检测窗玻璃的损坏的阈值”，“第一阈值”)，则可以确定窗玻璃已经被损坏。
因此，基于该实验的所述结果，根据本实施例的确定单元6执行如图2的流程图中所示的处理。
在这里，汽车配备的ECU(电子控制单元)向确定单元6报告门锁设备(门锁)的状态(上锁或开锁)。因此，确定单元6可以基于ECU的报告来确定门锁是上锁还是开锁。因此，(当门处于开锁状态时)确定单元6处于待命状态，并且侵入检测设备的操作停止，直到门被上锁为止(步骤1)。
然后，当汽车的门锁设备被上锁时，确定单元6从待命状态返回，侵入检测设备被激活，并且确定单元6开始用于检测侵入的操作(步骤2)。此时，开关7仍然处于断开状态，并且发送单元1停止发送超声波。在激活以后，确定单元6操作除了发送单元1以外的每一个单元，并且确定从多普勒信号放大器5输出的多普勒信号的电平是否超过用于检测窗玻璃的损坏的阈值(第一阈值)(步骤3)。如果多普勒信号的电平超过第一阈值，则确定单元6确定存在门的窗玻璃已经被损坏的可能性。然后，确定单元6输出控制信号以导通开关7，从而允许发送单元1开始发送超声波(步骤5)。另一方面，如果多普勒信号的电平未超过第一阈值，则确定单元6确定门锁是否处于开锁状态(步骤4)。然后，如果门锁未处于开锁状态，则确定单元6重复步骤3的处理。如果门锁处于开锁状态，则确定单元6移至待命状态，并且在侵入检测设备的操作停止(步骤9)以后，处理返回步骤1。
在发送单元1开始发送超声波以后，确定单元6将从多普勒信号放大器5输出的多普勒信号的电平与用于检测侵入的阈值(第二阈值)进行比较，以检测侵入者(步骤6)。然后，如果多普勒信号的电平超过用于检测侵入的第二阈值，则确定单元6确定侵入者已经侵入内部，然后向外部(例如，用于车辆的防盗报警设备)输出侵入检测信号(步骤7)。在这里，在步骤7以后，如果门锁未处于开锁状态，则处理返回步骤6。如果门锁处于开锁状态，则确定单元移至待命状态，并且在侵入检测设备的操作停止(步骤9)以后，处理返回步骤1。
在这里，在可疑人员在损坏窗玻璃以后还未侵入内部的情况下，或者在已经错误地检测到窗玻璃的损坏的情况下，如果发送单元1保持发送超声波，则浪费了电功率。由于该原因，在允许发送单元1开始发送超声波以后，确定单元6在门锁未被开锁的情况下继续步骤6的处理，直到经过了规定的时间(例如，几分钟)为止(步骤10和步骤11)。另一方面，当在门锁未被开锁的情况下即使经过了规定的时间也未检测到侵入者(步骤11)时，确定单元6断开开关7以允许发送单元1停止发送超声波(步骤12)，然后处理返回步骤3并且重新开始用于检测窗玻璃的损坏的操作。因此，可以避免发送单元1不必要地保持发送超声波从而浪费电功率的情形。在这里，还考虑侵入者有意在损坏窗玻璃以后一段时间内不采取行动。因此，优选地，在经过所述规定时间以后，发送单元1不立即停止发送超声波，而是间歇地发送超声波，直到例如又经过了1个或2个小时为止，并且处理逐渐前进至步骤12(停止发送)。
如上所述，在本实施例的侵入检测设备中，确定单元6被配置为允许发送单元1停止发送超声波，直到多普勒信号的电平超过预定阈值(“用于检测窗玻璃的损坏的阈值”，“第一阈值”)为止，并且被配置为当多普勒信号的电平超过所述第一阈值时，允许发送单元1发送超声波。因此，如果未检测到窗玻璃的损坏，则可以通过允许发送单元1停止发送超声波来减少功耗。此外，因为用于检测侵入的处理是在已经检测到窗玻璃的损坏之后执行的，因此可以减小由于除了人以外的对象的移动(例如，依靠着内壁的纸张或遮阳伞等的掉落)引起的对侵入者的错误检测。此外，因为不需要添加用于检测窗玻璃的损坏的新的组成元件，因此还可以防止成本增加。
虽然已经参照特定的优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员可以在不偏离本发明(即，权利要求)的真实精神和范围的情况下进行大量修改和变化。

Claims (3)

1.一种侵入检测设备，检测人侵入汽车的内部，并且包括：
发送单元，被配置为当接收到具有指定频率的振荡信号时，向所述内部发送具有所述指定频率的超声波；
接收单元，被配置为当接收到在所述内部传播的超声波时，将所接收的超声波转换为电信号；
混频单元，被配置为将从所述接收单元输出的所述电信号与所述振荡信号进行混频；以及
确定单元，被配置为基于从所述混频单元输出的多普勒信号来确定人是否存在于所述内部，
其中，所述确定单元被配置为：允许所述发送单元停止发送所述超声波，直到所述多普勒信号的电平超过预定阈值为止，
所述确定单元被配置为：当所述电平超过所述预定阈值时，允许所述发送单元发送所述超声波。
2.根据权利要求1所述的侵入检测设备，
其中，所述确定单元被配置为存储：基于通过损坏窗玻璃而产生的声波被设置的第一阈值，作为所述预定阈值；以及被设置用于检测浸入的第二阈值，以及
其中，所述确定单元被配置为：当在所述发送单元停止发送所述超声波的同时所述多普勒信号的所述电平超过所述第一阈值时，确定窗玻璃已经损坏并且允许所述发送单元发送所述超声波，
所述确定单元被配置为：当在所述发送单元发送所述超声波的同时所述多普勒信号的所述电平超过所述第二阈值时，确定人已经侵入所述内部。
3.根据权利要求1或2所述的侵入检测设备，
其中，在即使所述确定单元已经允许所述发送单元在规定时间期间发送所述超声波而仍然确定没有人存在于所述内部的情况下，所述确定单元被配置为：在允许所述发送单元停止发送所述超声波的同时确定所述多普勒信号的所述电平是否超过所述预定阈值。
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