DE19524782A1 - Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels zumindest eines Schallempfängers Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt werden, wobei das elektrische Meßsignal mit einem Verstärker verstärkt und in eine Rechnereinheit eingespeist wird und wobei eine Alarmvorrichtung von der Rechnereinheit aktiviert wird nach Maßgabe einer von der Rechnereinheit durchgeführten Bewertung des Meßsignals. - Als Schallempfänger sind elektroakustische Elemente bezeichnet, die auf das Element auftreffende Schallwellen im hörbaren und/oder im Ultraschall-Bereich in elektrische Schwingungen umwandeln. Schallwellen können grundsätzlich über alle gasförmigen Medien, hier Luft, übertragen werden, aber auch als Körperschall, d. h. über Festkörper. Die elektrischen Schwingungen werden als Meßsignal weiterverarbeitet, zunächst in einem in der Regel analog arbeitenden Verstärker. Eine Alarmvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug arbeitet üblicherweise als akustischer und/oder optischer Signalgeber. Hierfür können die im Kraftfahrzeug ohnehin vorhandenen Hupen und/oder die Beleuchtungselemente genutzt werden, es können aber auch von der Kraftfahrzeug-Elektrik unabhängige Signalgeber eingesetzt werden. Eine Alarmvorrichtung kann auch per Funksignal ein Alarmsignal zu einem Funkempfänger abstrahlen. Mittels solcher Verfahren kann ein Eingriff in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges über die Alarmvorrichtung gemeldet werden. Ein Eingriff in den Innenraum kann beispielsweise durch Zerschlagen eines Kraftfahrzeug-Fensters durch Einführen einer mechanischen Sonde zum unbefugten Betätigen von Verriegelungs- und/oder Auslöseelementen eines Kraftfahrzeug-Türverschlusses oder durch Eindringen einer unbefugten Person, beispielsweise durch Hineingreifen oder Einsteigen, erfolgen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der Literaturstelle DE-G-90 03 065.6 U1 bekannt. Bei dem inso­ fern bekannten Verfahren erfolgt die Bewertung des Meßsig­ nals durch Auswertung nach Amplitude, Zeit sowie Frequenz und Vergleich mit abgespeicherten zugeordneten Amplituden­ schwellenwerten. Werden die zugeordneten Amplitudenschwel­ lenwerte über- bzw. unterschritten, so erfolgt die Aktivie­ rung der Alarmvorrichtung. Das insofern bekannte Verfahren hat sich in der Praxis jedoch als nicht ausreichend fehl­ alarmsicher erwiesen, daß die verschiedensten in der Praxis auftretenden besonderen Bedingungen bei den in Laborversu­ chen bestimmten Amplitudenschwellenwerten nicht ausreichend berücksichtigt werden können. Solche besonderen Bedingungen sind beispielsweise: Schläge auf die Karosserie des Kraft­ fahrzeuges; Temperaturschwankungen und Luftströmungen im Kraftfahrzeug, welche das Meßsignal beeinflussen; Dämpfung und/oder Reflektion und/oder Brechung der Schallwellen durch von einem Fahrzeughalter im Kraftfahrzeug gelassene Gegenstände.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahrzeug anzugeben, welches zuverlässig jeden Eingriff in den Kraftfahrzeug-Innenraum erfaßt und eine hohe Fehlalarmsicherheit aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahrzeug wobei mittels zumindest eines Schallempfängers Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt werden, wobei das elektrische Meßsignal mit einem Verstärker verstärkt und in eine Rechnereinheit eingespeist wird und wobei eine Alarmvorrichtung von der Rechnereinheit aktiviert wird nach Maßgabe einer von der Rechnereinheit unter Verwendung des DTW-Algorithmus durchgeführten Ähnlichkeitsprüfung des Meßsignals mit einem oder mehreren in der Rechnereinheit gespeicherten Muster­ signalen. - Bei dem Einsatz von mehreren Schallempfängern können selbstverständlich auch mehrere, verschiedene Meßsignale entstehen. Als Mustersignale sind solche Signale bezeichnet, die theoretisch oder experimentell für den Kraftfahrzeug-Innenraum ermittelt wurden. Mittels der Ähnlichkeitsprüfung zwischen Meßsignal und Mustersignal wird festgestellt, ob dem Meßsignal ein Eingriff in das Innere des Kraftfahrzeuges zugrundeliegt. Die Ähnlichkeits­ prüfung kann sich dabei auf die Amplitudenwertfolgen von Meßsignal und Mustersignal an sich oder auch zusätzlich auf den zeitlichen Verlauf der Amplitudenwertfolgen dieser Signale beziehen. Insbesondere kann mit den Amplituden­ und/oder Energietransienten der Signale gearbeitet werden. Mittels der Ähnlichkeitsprüfung zwischen Meßsignal und Mustersignal wird festgestellt, ob dem Meßsignal ein Eingriff in den Innenraum des Kraftfahrzeuges zugrundeliegt. Mittels mehrerer Mustersignale kann z. B. zusätzlich zwischen verschiedenen Eingriffen differenziert werden. Übliche Rechnereinheiten arbeiten auf der Basis der von-Neumann-Architektur. Es versteht sich, daß bei Verwendung einer solchen Rechnereinheit das analoge Meßsignal von der Rechnereinheit zunächst in ein digitales Meßsignal umgewandelt werden muß. Die Ähnlichkeitsprüfung erfolgt erfindungsgemäß durch den Dynamic Time Warping (DTW) Algorithmus. Beim DTW Algorithmus werden die zeitlichen Verläufe von Meßsignal und Mustersignal als jeweils ein Vektorsatz behandelt und die Abbildungsmatrix (Warping Function) hierzu berechnet. Dabei wird die Abbildungsmatrix grundsätzlich sowohl hinsichtlich des zeitlichen Verlaufs als auch hinsichtlich der Amplitudenwertfolgen gebildet. Dann wird eine Verzerrungs­ matrix gebildet, deren Elemente ein Maß der Ähnlichkeit der aufeinander abgebildeten Vektorsätze sind. Verknüpfungen von Amplitudenvektoren zur unmittelbaren Bildung der Ver­ zerrungsmatrix sind beispielsweise der quadrierte eukli­ dische Abstand oder der Differenz-Absolutbetragsabstand. Im Ergebnis erhält man ein nicht lineares Optimierungsproblem in diskreter Mathematik, welches sich mit Hilfe einer Recursionsgleichung lösen läßt. Aus der Lösung dieses Problems läßt sich schließlich ein Ähnlichkeitsparameter definieren, der ein Maß für die Ähnlichkeit von Meßsignal und Mustersignal ist. Der Ähnlichkeitsparameter ist zweck­ mäßigerweise so definiert, daß er bei Identität Null ist. Beim DTW Algorithmus erfolgt hinsichtlich der zeitlichen Verläufe der Amplitudenwertfolgen gleichsam eine Nor­ mierung, d. h. ähnliche Amplitudenwertfolgen werden auch dann als ähnlich erkannt, wenn die Abfolge der Amplitu­ denwerte unterschiedlich schnell ist. Dadurch können beispielsweise Temperatureffekte, die auf die Schallwellen und somit auf die Meßsignale wirken, kompensiert werden. Dadurch, daß nicht mit einem starren, direkt meßsignalbezogenen Amplitudenschwellenwert, sondern mit einem Ähnlichkeitsparameter und einem Schwellenwert hierfür gearbeitet wird, ist das erfindungsgemäße Verfahren hoch selektiv für Meßsignale, die durch einen tatsächlichen Eingriff entstehen, gleichzeitig aber unempfindlich gegen Meßsignale aufgrund besonderer Bedingungen und ohne Eingriff in das Kraftfahrzeug. Der DTW Algorithmus ist im Rahmen der maschinellen Spracherkennung in verschiedenen Varianten entwickelt worden (s. z. B. Eppinger/E. Herter, "Sprachverarbeitung", Karl Hanser-Verlag, München, 1993).
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet mit einer Rechnereinheit, die zumindest zum Teil als neuronales Netz programmiert oder imple­ mentiert ist. Neuronale Netze lassen sich grundsätzlich auch als Programm in von-Neumann-Rechnern einrichten. Wesentlich schneller arbeitet ein neuronales Netz jedoch, wenn es hardwaremäßig implementiert wird, da dann ein echter paralleler Betrieb der Neuronen - synchron oder asynchron - möglich ist. Für die Ähnlichkeitsprüfung zwi­ schen Meßsignal und Mustersignal eignen sich besonders heteroassoziative Netze oder Hopfieldnetze. Bezüglich des Aufbaus dieser Netzarten wird im einzelnen auf R. Rojas, Theorie der neuronalen Netze, Springer-Verlag, 1993, verwiesen. Auch in der Ausführungsform mit einem neuronalen Netz wird grundsätzlich das Problem der unbekannten Abbildungsmatrix zwischen den Vektoren des Meßsignals und des Mustersignals gelöst. Im übrigen können neuronale Netze "trainiert" werden oder "lernen", d. h. daß (als Gewichte) gespeicherte Mustersignale automatisch gleichsam einem Update bei sich ändernden Bedingungen unterworfen sind.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausführungsform arbeitet die Rechnereinheit zumindest zum Teil mit Fuzzy-Logic Bausteinen und/oder Programmen. Fuzzy-Logic basiert auf der zahlentheoretischen Lehre der unscharfen Mengen und arbei­ tet mit sogenannten Zugehörigkeitsvektoren, bei welchen die Beschränkung auf binäre Vektorelemente aufgehoben ist. Die Zugehörigkeit eines Arguments zu einer Menge kann also nicht nur Null (nicht zugehörig) und Eins (zugehörig) sein, sondern auch Zwischenwerte annehmen. Mit Fuzzy-Logic kann also gleichsam der Grad der Zugehörigkeit eines Meßsignals zu einem Mustersignal berechnet werden. Die Alarmvorrich­ tung wird dann aktiviert, wenn die Zugehörigkeit einen vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet. Dieses Krite­ rium kann aber auch mit einem Nicht-Zugehörigkeits­ kriterium, welches korrespondierend aber nicht komplementär ist, verknüpft sein.
Die Ähnlichkeitsprüfung kann anhand verschiedener Eigen­ schaften der Meß- bzw. Mustersignale erfolgen. Hinsichtlich der Bandbreitenanforderung vorteilhaft ist es, wenn das elektrische Meßsignal vor der Einspeisung in die Rech­ nereinheit zunächst mittels eines Gleichrichters und eines Filters in ein Hüllkurven-Meßsignal umgewandelt wird und die Ähnlichkeitsprüfung mit einem oder mehreren in der Rechnereinheit gespeicherten Hüllkurven-Mustersignalen er­ folgt. Es kann bei ausreichender Fehlalarmsicherheit mit erheblich reduziertem Datenvolumen gearbeitet werden. Dadurch arbeitet das Verfahren entweder sehr schnell oder es kann hinsichtlich der Rechnereinheit mit geringerem Auf­ wand betrieben werden. Eine besonders hohe Fehlalarmsicher­ heit ist einrichtbar, wenn das Meßsignal in der Rechnerein­ heit zunächst spektral analysiert wird, vorzugsweise mit­ tels des Fast-Fourier-Transform-Algorithmus, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit einem oder mehreren in der Rechner­ einheit gespeicherten spektral analysierten Mustersignalen erfolgt. Spektral analysiert meint die Transformation des Meß- bzw. Mustersignals aus dem Zeit-Raum, wie gemessen, in den Frequenz-Raum. Dies erfolgt üblicherweise mittels der diskreten Fourier-Transformation.
Bei einer besondere einfachen und hinsichtlich des Ener­ gieverbrauchs vorteilhaften Ausführungsform wird die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug- Scheibe entsprechen. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, daß ein Schlag auf eine Kraftfahrzeug-Scheibe mit Bruch derselben ein Meßsignal ergibt, welches sich charakteristisch von einem Schlag ohne Bruch unterscheidet. Im letzten Falle schwingt die Kraftfahrzeug-Scheibe erheb­ liche Zeit nach mit der Folge korrespondierender, länger anhaltender Schallwellen. Auch ist die maximale Amplitude niedriger. Bei dieser Ausführungsform werden also Eingriffe in die Fahrzeughaut überwacht. Vorzugsweise wird mit jenem Teil des Meßsignals gearbeitet, dessen Frequenzen oberhalb 5 kilo-Hertz liegen.
In einer anderen Ausführungsform wird eine Überwachung des Fahrzeuginnenraumvolumens eingerichtet. Hierfür werden Primär-Schallwellen-Impulse mittels zumindest eines Schall­ senders erzeugt und abgestrahlt, wobei die daraufhin im Fahrzeuginnenraum reflektierten und einander überlagerten Schallwellen mittels des Schallempfängers in ein elektri­ sches Meßsignal umgewandelt werden, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welchen den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen. Diese Ausführungsform arbeitet mit Meß- und Mustersignalen, deren Signalverlauf durch die Laufzeiten der "Echos" von Fahr­ zeuginnenwänden und von Einbauten im Fahrzeuginnenraum bestimmt ist. Dabei empfiehlt es sich, daß nach jedem Verlassen des Kraftfahrzeuges und nach Schärfung der Alarmanlage zunächst ein oder mehrere Primär-Schall­ wellen-Impulse abgestrahlt werden zum Zwecke der Messung und Speicherung von Mustersignalen, und daß erst dann die weiteren Meßsignale mit diesen Mustersignalen auf Ähn­ lichkeit geprüft werden. Dadurch ist gewährleistet, daß kein Fehlalarm durch Veränderungen im Fahrzeuginnenraum entstehen kann.
Eine besonders überwachungssichere, aber auch fehlalarm­ sichere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch charakterisiert, daß in vorgegebenen zeitlichen Intervallen abwechselnd entweder die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen oder Primär-Schallwellen-Impulsen mittels zumindest eines Schallsenders erzeugt und abgestrahlt werden, wobei die daraufhin im Fahrzeuginnenraum reflek­ tierten und einander überlagerten Schallwellen mittels des Schallempfängers in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt werden, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Muster­ signalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen und wobei bei Ähnlichkeit des Meßsignals mit Mustersignalen, welche den Schallwellen bei einem Bruch der Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen, unmittelbar folgend Primär-Schallwellen-Impulse abgestrahlt werden und die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen. Dadurch ist sowohl eine Glasbruchüberwachung als auch eine Innenraumüberwachung eingerichtet. Der Energiebedarf ist aber dennoch gering, da ohne tatsächlichen Eingriff die Innenraumüberwachung gleichsam stichprobenartig erfolgt und somit die Schallsender den größten Teil der Zeit inaktiv sein können. Lediglich bei Empfang eines Meßsignales, welches einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entspricht, wird die Innenraumüberwachung umgehend aktiviert.
Da Schallempfänger (und Schallsender) Richtungscharakte­ ristiken aufweisen, kann es sich empfehlen, mit mehreren Schallempfängern und/oder Sendern zu arbeiten. Hierfür empfiehlt eine Ausführungsform der Erfindung, daß mittels der mehreren Schallempfänger die Schallwellen in mehrere elektrische Meßsignale umgewandelt werden und daß die mehreren elektrischen Meßsignale zunächst einem Multiplexer zugeführt und dann in die Rechnereinheit eingespeist werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit zumindest einem Schallempfänger zum Empfang und zur Umwandlung von Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal, mit zumindest einem Verstärker zur Verstärkung des elektrischen Meßsignals, mit einer Alarmvorrichtung zur Abgabe eines Alarmsignals und mit einer Stromversorgungseinrichtung, sowie mit einer Rechner­ einheit, welche zumindest einen Prozessor und einen Speicher aufweist, wobei in dem Speicher Mustersignale eingespeichert sind, wobei in der Rechnereinheit eine Ähnlichkeitsprüfung zwischen Meßsignalen und Mustersignalen unter Verwendung des DTW-Algorithmus durchführbar ist und wobei die Alarmvorrichtung nach Maßgabe der Ähnlichkeits­ prüfung aktivierbar ist. Vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Patentansprüchen 11 bis 14 angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Innenraumüberwachung mit gemeinsamer Nutzung zumindest eines der Schallempfänger für die Aufnahme von Schallwellen verschiedenen Ursprungs,
Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Innenraumüberwachung mit getrennten Schallempfängern für die Aufnahme von Schallwellen verschiedenen Ursprungs.
In der Fig. 1 erkennt man mehrere Schallempfänger 1 zum Empfang und zur Umwandlung von Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal. An die Schallempfänger 1 angeschlossen sind jeweils ein Verstärker 2 zur Verstärkung der elektrischen Meßsignale. Die Ausgänge der Verstärker 2 sind an die Eingänge des Multiplexers 11 angeschlossen. Der Ausgang des Multiplexers 11 ist mit einer Rechnereinheit 3 über einen Gleichrichter 8 und ein Filter 9 verbunden. Alternativ kann der Multiplexer 11 auch über ein Filter 16 mit der Rechnereinheit 3 verbunden sein. Die Rechnereinheit weist unter anderem einen Prozessor 4, einen Speicher 5 und einen Analog-Digital-Wandler 12 zur Umwandlung des Meßsignals in binäre Datensätze auf. An die Rechnereinheit angeschlossen sind eine Alarmvorrichtung 6 und eine Stromversorgung 7. Die Alarmvorrichtung 6 und/oder die Stromversorgung 7 können ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandene Einrichtungen nutzen, sie können jedoch auch fahrzeugunabhängig eingerichtet sein. Man erkennt wei­ terhin, daß Schallsender 10 zur Abstrahlung von Primär-Schallwellen-Impulse über Treiber 17 an die Rechnereinheit 3 angeschlossen und von dieser ansteuerbar sind.
Im folgenden wird die Funktionsweise einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 erläutert. Zunächst werden die von den Schallempfängern 1 aufgenommenen Schallwellen in elektrische Meßsignale umgewandelt und mittels der Verstärker 2 verstärkt. In der Ausführungsform mit einem Gleichrichter 8 und einem Filter 9 werden die elektrischen Meßsignale in Hüllkurven-Meßsignale umgewandelt. In der Ausführungsform mit einem Filter 16 werden die Meßsignale unmittelbar, jedoch befreit von störenden Frequenzanteilen, der Rechnereinheit 3, z. B. zur Spektralanalyse, zugeführt. Die Rechnereinheit 3 ist weiterhin dazu eingerichtet, Schallsender 10 über Treiber 17 anzusteuern zur Erzeugung von Primär-Schallwellen-Impulse. Die Rechnereinheit 3 ist so programmiert, daß in vorgegebenen zeitlichen Intervallen abwechselnd entweder eine Ähnlichkeitsprüfung der Meß­ signale mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen oder Primär-Schallwellen-Impulsen mittels der Schallsender 10 erzeugt und abgestrahlt werden, wobei die daraufhin im Fahrzeuginnenraum reflektierten und einander überlagerten Schallwellen mittels der Schallempfänger 1 in elektrische Meßsignale umgewandelt werden und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welchen den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen, und daß bei einer durch einen Ähnlichkeitsschwellenwert vorgegebenen kritischen Ähnlichkeit des Meßsignals mit Mustersignalen, welche dem Schallwellen bei einem Bruch der Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen, unmittelbar folgend Primär-Schallwellen-Impulse abgestrahlt werden und die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen. Bei dieser Betriebsweise sind gleichsam zwei Betriebsarten eingerichtet, welche beide die bzw. den gleichen Schallempfänger 1 nutzen. In der ersten Betriebsart werden die Kraftfahrzeug-Scheiben auf Bruch überwacht. Die Stromaufnahme in dieser ersten Betriebsart ist vergleichsweise gering. Gleichsam stichprobenartig wird in seitlichen Intervallen auf eine zweite Betriebsart, nämlich auf eine Innenraumüberwachung durch Echo-Laufzeit-Messung umgeschaltet. Diese zweite Betriebsart wird jedoch augenblicklich aktiviert, wenn in der ersten Betriebsart ein Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe festgestellt wird. Dies ist dann die Notfall-Überwachung in der zweiten Betriebsart. Bei der lediglich stichprobenartigen Über­ wachung in der zweiten Betriebsart kann hinsichtlich des Algorithmus der Ähnlichkeitsprüfung mit reduziertem Aufwand gearbeitet werden. Die Notfall-Überwachung läuft demge­ genüber mit vollem Aufwand. Zur Durchführung der jeweiligen Ähnlichkeitsprüfungen sind in dem Speicher 5 sowohl Mustersignale, welchen den Schallwellen bei einem Bruch einer Kfz-Scheibe entsprechen als auch Mustersignale, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum nach Aussendung eines Primär-Schallwellen-Impulses entsprechen, gespeichert. In dem Ausführungsbeispiel mit einem Gleichrichter 8 und einem Filter 9 handelt es sich bei diesem Mustersignalen um Hüllkurven-Mustersignale. Die Rechnereinheit 3 ist als von-Neumann-Rechner aufgebaut. Daher werden die Meßsignale mittels des Analog-Digital-Wandlers 12 in binäre Datensätze umgewandelt und in dem Prozessor 4 der Ähnlichkeitsprüfung zugeführt. Sobald eine vorgegebene Ähnlichkeit über- bzw. unterschritten wird, wird die Alarmvorrichtung 6 von der Rechnereinheit 3 aktiviert. Die Ähnlichkeitsprüfung wird mit dem DTW-Algorithmus durchgeführt. Es kann auch vorge­ sehen sein, daß die Alarmvorrichtung 6 nur nach Maßgabe einer von der Rechnereinheit durchgeführten Ähnlichkeitsprüfung der Meßsignale mit einem Mustersignal, welches den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum nach der Abstrahlung von Primär-Schallwellen-Impulsen entsprechen, aktiviert wird.
In der Fig. 2 erkennt man einen zusätzlichen Schall­ empfänger 13, welcher über einen Verstärker 14 und einen Komparator 15 mit dem Prozessor 4 verbunden ist. Die grundsätzliche Funktionsweise der Vorrichtung in Fig. 2 entspricht jener der Vorrichtung in Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß für die erste Betriebsart (Aufnahme von Schallwellen, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen) ein getrennter Schallempfänger 13 eingerichtet ist. Dieser Schallempfänger 13 ist hinsichtlich seines Frequenzganges speziell auf die erste Betriebsart abgestimmt. Mit dem Schallempfänger 13 kann die erste Betriebsart in allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden. Sie kann aber auch hinsichtlich des Aufwandes besonders einfach durchgeführt werden, indem so gearbeitet wird, daß die Rechnereinheit augenblicklich auf die zweite Betriebsart umgestellt wird, wenn die Amplitude der mit dem Schallempfänger 13 aufgenommenen Meßsignale einen vorgege­ benen Musterwert überschreitet.

Claims (14)

1. Verfahren zur Innenraumüberwachung in einem Kraftfahr­ zeug
wobei mittels zumindest eines Schallempfängers (1) Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt werden,
wobei das elektrische Meßsignal mit einem Verstärker (2) verstärkt, in eine Rechnereinheit (3) eingespeist wird und
wobei eine Alarmvorrichtung (6) von der Rechnereinheit (3) aktiviert wird nach Maßgabe einer von der Rechnereinheit (3) unter Verwendung des DTW-Algorithmus durchgeführten Ähnlichkeitsprüfung des Meßsignals mit einem oder mehreren in der Rechnereinheit (3) gespeicherten Mustersignalen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Rechnereinheit (3) verwendet wird, die zumindest zum Teil als neuronales Netz programmiert oder implementiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rechnereinheit (3) zumindest zum Teil mit Fuzzy-Logic Bausteinen und/oder Programmen arbeitet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das elektrische Meßsignal vor der Einspeisung in die Rechner­ einheit (3) zunächst mittels eines Gleichrichters (8) und eines Filters (9) in ein Hüllkurven-Meßsignal umgewandelt wird und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit einem oder mehreren in der Rechnereinheit (3) gespeicherten Hüllkurven-Mustersignalen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Meßsignal in der Rechnereinheit (3) zunächst spektralana­ lysiert wird, vorzugsweise mittels des Fast-Fourier- Transform-Algorithmus, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit einem oder mehreren in der Rechnereinheit gespeicherten spektralanalysierten Mustersignalen erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Primär-Schallwellen-Impulse mittels zumindest eines Schallsenders (10) erzeugt und abgestrahlt werden, wobei die daraufhin im Fahrzeuginnenraum reflektierten und einander überlagerten Schallwellen mittels des Schallempfängers (1) in ein elektrisches Meßsignal umgewan­ delt werden, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in vorgegebenen zeitlichen Intervallen abwechselnd entweder
die Ähnlichkeitsprüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den Schallwellen bei einem Bruch einer Kraftfahrzeug-Scheibe entsprechen oder
Primär-Schallwellen-Impulsen mittels zumindest eines Schallsenders (10) erzeugt und abgestrahlt werden, wobei die daraufhin im Fahrzeuginnenraum reflektierten und einander überlagerten Schallwellen mittels des Schall­ empfängers (1) in ein elektrisches Meßsignal umgewandelt werden, und wobei die Ähnlichkeitsprüfung mit Muster­ signalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen und
wobei bei Ähnlichkeit des Meßsignals mit Mustersignalen, welche den Schallwellen bei einem Bruch der Kraftfahrzeug- Scheibe entsprechen, unmittelbar folgend Primär-Schall­ wellen-Impulse abgestrahlt werden und die Ähnlichkeits­ prüfung mit Mustersignalen durchgeführt wird, welche den reflektierten und einander überlagerten Schallwellen in dem Fahrzeuginnenraum entsprechen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mittels mehrerer Schallempfänger (1) die Schallwellen in mehrere elektrische Meßsignale umgewandelt werden und wobei die mehreren elektrischen Meßsignale zunächst einem Multiplexer (11) zugeführt und dann in die Rechnereinheit (3) eingespeist werden.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einem Schallempfänger (1) zum Empfang und zur Umwandlung von Schallwellen im Innenraum des Kraftfahrzeuges in ein elektrisches Meßsignal,
mit zumindest einem Verstärker (2) zur Verstärkung des elektrischen Meßsignals,
mit einer Alarmvorrichtung (6) zur Abgabe eines Alarmsig­ nals und mit einer Stromversorgungseinrichtung (7), sowie
mit einer Rechnereinheit (3), welche zumindest einen Prozessor (4) und einen Speicher (5) aufweist, wobei in dem Speicher (5) Mustersignale eingespeichert sind, wobei in der Rechnereinheit (3) eine Ähnlichkeitsprüfung zwischen Meßsignalen und Mustersignalen unter Verwendung des DTW- Algorithmus durchführbar ist und wobei die Alarmvorrichtung (6) nach Maßgabe der Ähnlichkeitsprüfung aktivierbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10. mit zumindest einem Schallsender (10) zur Abstrahlung von Primär-Schall­ wellen-Impulsen, der von der Rechnereinheit (3) ansteuerbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, mit einem Gleichrichter (8) und einem Filter (9) zur Umwandlung des Meßsignals in ein Hüllkurven-Meßsignal, wobei der Gleichrichter (8) und der Filter (9) zwischen dem Verstärker (2) und die Rechnereinheit (3) geschaltet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Rechnereinheit (3) einen Analog-Digital-Wandler (12) zur Umwandlung des Meßsignals in binäre Datensätze aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, mit einer Mehrzahl von Schallempfängern (1) und diesen zugeord­ neten Verstärkern (2) und mit einem Multiplexer (11), wobei die Verstärker (2) an die Eingänge des Multiplexers (11) angeschlossen sind und wobei der Ausgang des Multiplexers (11) mit der Rechnereinheit (3) verbunden ist.
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