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DE19642607A1 - Automobile passenger space surveillance method for anti-theft alarm - Google Patents

Automobile passenger space surveillance method for anti-theft alarm

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DE19642607A1
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DE
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ultrasonic
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alarm
passenger
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DE1996142607
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Andreas Dipl Ing Schuerrlein
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Daimler AG
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    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R25/10Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
    • B60R25/1004Alarm systems characterised by the type of sensor, e.g. current sensing means
    • B60R25/1009Sonic sensors; Signal treatment therefor
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/16Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid
    • G08B13/1609Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using active vibration detection systems
    • G08B13/1618Actuation by interference with mechanical vibrations in air or other fluid using active vibration detection systems using ultrasonic detection means

Abstract

The passenger space surveillance method uses an ultrasonic module (2), which evaluates the frequency shift between a received ultrasonic signal (222) and a transmitted ultrasonic signal (213). The transmitter of the ultrasonic module provides a signal of given frequency, with the received ultrasonic signal mixed with a reference frequency having a defined frequency difference from, the transmitted ultrasonic signal. The mixed signal is evaluated by transformation into the frequency range and comparison of the line spectrum with stored alarm criteria patterns, to activate the alarm signal.

Description

Zum Schutz vor Einbrüchen, Diebstählen oder dem Eindringen unbefugter Personen wer den im wesentlichen geschlossene Räume (insbesondere deren Öffnungen und Innen räume) durch Alarmanlagen überwacht. To protect against burglary, theft, or unauthorized persons who the substantially closed space (in particular the openings and interior space) monitored by alarm systems.

Neben IR-Alarmanlagen unter Verwendung von Reflex-Lichtschranken (Retro-Reflekto ren) sind auch mittels Ultraschall (Frequenzbereich bsp. 10 kHz bis 100 kHz) betriebene Ultraschall-Alarmanlagen gebräuchlich, bei denen die signifikante Änderung eines von ei nem Ultraschall-Sender emittierten Ultraschall-Sendesignals zum Erkennen von Einbrü chen, Einbruchsversuchen oder unbefugtem Eindringen herangezogen wird: In addition to IR-theft systems using reflective light barriers (Retro-reflectometer ren) by means of ultrasound (frequency domain Ex. 10 kHz to 100 kHz) powered ultrasonic alarm systems are used in which the significant change of a light emitted from egg nem ultrasound transmitting ultrasonic -Sendesignals chen for detecting Einbrü intrusions or unauthorized intrusion is used:

  • - beim (statischen) Impulsechoverfahren werden vom Ultraschall-Sender als Ultra schall-Sendesignal in kurzen Zeitabständen Ultraschall-Pulse emittiert, von einem Ultraschall-Empfänger die nach Reflexion entstehenden Pulsprofile als Ultraschall- Empfangssignal detektiert, und diese von einer Auswerteeinheit ausgewertet; - in the (static) pulse-echo method are emitted from the ultrasonic transmitter and ultrasound transmission signal at short time intervals ultrasonic pulses, the pulse profile generated by reflection detected by an ultrasonic receiver and ultrasonic reception signal, and these are evaluated by an evaluation unit; pro blematisch ist hierbei das Auftreten von Interferenzerscheinungen und die Abhän gigkeit des Übertragungsmediums Luft von der Temperatur oder von Bewegun gen, wodurch das Ultraschall-Empfangssignal und damit dessen Auswertung oft mals verfälscht wird. per problematic occurrence of interference phenomena and the depen dependence of the transmission medium air on the temperature or Bewegun is this gen, causing the ultrasonic reception signal and thus its evaluation is often adulterated times.
  • - beim auf Bewegungen ansprechenden (dynamischen) Dopplerverfahren ("Bewe gungsmelder") wird vom Ultraschall-Sender ein kontinuierliches Ultraschall-Sen designal mit bestimmter Sendefrequenz emittiert, vom Ultraschall-Empfänger wird das nach Reflexion entstehende Ultraschall-Empfangssignal detektiert und von ei ner Auswerteeinheit die Frequenzverschiebung (Dopplerverschiebung) zwischen Ultraschall-Sendesignal und Ultraschall-Empfangssignal nach einer Frequenz transformation (Mischung des Ultraschall-Empfangssignals mit einem Referenzsi gnal bestimmter Referenzfrequenz) ausgewertet; - in responsive to movements (dynamic) Doppler method ( "BEWE supply detector") is Designal emitted from the ultrasound transmitting a continuous ultrasonic Sen with certain transmission frequency from the ultrasonic receiver, the resulting after reflection ultrasonic receiving signal is detected, and ei ner evaluation unit frequency shift (Doppler shift) between the ultrasonic transmission signal and ultrasonic reception signal after frequency transformation (mixture of the ultrasonic reception signal with a certain reference frequency Referenzsi gnal) evaluated; üblicherweise wird hierbei das Ultraschall-Empfangssignal mit einem die Sendefrequenz als Referenzfrequenz aufweisenden Referenzsignal auf die Trägerfrequenz Null heruntergemischt. usually the ultrasonic receiving signal will be mixed down with a transmission frequency having as a reference frequency reference signal to the carrier frequency zero. Pro blematisch ist hierbei das Auftreten von Luftbewegungen, die eine nicht vorhan dene Bewegung im zu überwachenden Raum vortäuschen. Pro problematic here is the occurrence of air movements that mimic a non-EXISTING dene movement in the monitored area. Da durch den Misch vorgang auf die Trägerfrequenz Null eine eventuell auftretende Frequenzverschie bung (Frequenzänderung) nur betragsmäßig erfaßt werden kann, ist eine Zuord nung zwischen der Frequenzverschiebung (Frequenzänderung) und der Bewe gungsrichtung nicht möglich, dh es kann nicht zwischen der zu einer Frequenz erhöhung führenden Herbewegung und der zu einer Frequenzerniedrigung füh renden Wegbewegung unterschieden werden); Since operation by the mixer to the carrier frequency zero a possibly occurring frequency shift bung (frequency change) can be detected only in terms of magnitude, is an Alloc voltage between the frequency shift (frequency change), and the BEWE supply direction is not possible, ie, it can not distinguish between the increase in a frequency be distinguished leading movement and a rate decrease in power füh moving away); demzufolge haben Luftturbulen zen, Temperaturdrifts oder auch Erschütterungen oftmals Fehlalarme zur Folge. Accordingly Luftturbulen have zen, temperature drift or vibration often false result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Überwachen eines im wesentlichen geschlossenen Raumes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das gleichzeitig mit einer hohen Fehlalarmsicherheit verbunden ist. The invention has for its object to provide a simple and inexpensive method for monitoring a substantially closed space according to the preamble of claim 1, which is also associated with a high security against false alarms.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentan spruchs 1 gelöst. This object is achieved by the characterizing features of patent applica claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous further developments and embodiments of the method result from the subclaims.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zum sicheren Erkennen eines Alarmfalls (Ein bruchsversuch, Eindringversuch) bei gleichzeitiger Vermeidung von Fehlalarmen das sog. Zweiseitenband-Dopplerverfahren herangezogen, bei dem eine Mischung des Ultraschall- Empfangssignals mit einem Referenzsignal, das eine um eine bestimmte Fre quenzdifferenz von der Sendefrequenz differierende Referenzfrequenz aufweist, vorge nommen wird; In process (A fracture test, intrusion) double-sideband Doppler method for the safe detection of an alarm event, while avoiding false alarms, the so-called. Used, in which a mixture of the ultrasonic reception signal with a reference signal which is a by a certain Fre quenzdifferenz of the transmission frequency having differing reference frequency is easily taken; das entstandene Mischsignal wird digital weiterverarbeitet und hinsichtlich der positiven und negativen Frequenzabweichung des Mischsignals bezüglich der Sende frequenz ausgewertet. the resulting mixed signal is digitally processed and evaluated with respect to the positive and negative frequency deviation of the mixing signal with respect to the transmission frequency.

Hierzu werden mittels eines Ultraschall-Moduls aus Sendeeinheit, Empfangseinheit, Ver arbeitungseinheit und Auswerteeinheit sukzessive Meßvorgänge generiert, bei denen For this purpose, by means of an ultrasonic module of the transmitting unit, receiving unit, processing unit and evaluation unit successively generates Ver measuring operations, in which

  • - von der Sendeeinheit (bsp. ein Ultraschall-Wandler) Ultraschallwellen als Ultraschall- Sendesignal (Wechselsignal) bestimmter Sendefrequenz entweder kontinuierlich (cw) oder pulsförmig (Energieeinsparung) in den zu überwachenden Raum emittiert wer den, - emitted from the transmitter unit (. Bsp an ultrasonic transducer) ultrasonic waves as the ultrasonic transmission signal (modulated signal) of certain transmission frequency, either continuously (cw) or pulsed (energy saving) in the space to be monitored, the who,
  • - von der Empfangseinheit die an den Begrenzungen/Öffnungen des Raums und an den im Raum befindlichen Gegenständen reflektierten Ultraschallwellen als Ultraschall- Empfangssignal detektiert und in ein elektrisches Empfangssignal zurückgewandelt werden, - are detected by the receiving unit, the light reflected at the boundaries / openings of the space and to the located in the space objects ultrasonic waves as ultrasonic reception signal and converted back into an electrical reception signal,
  • - von der Verarbeitungseinheit das elektrische Empfangssignal verstärkt wird, das ver stärkte Empfangssignal mit dem Referenzsignal gemischt wird, das den Betrag der (geringfügigen) Frequenzdifferenz zwischen Sendefrequenz und Referenzfrequenz als Trägerfrequenz aufweisende Mischsignal einer Tiefpaßfilterung unterzogen wird, das tiefpaßgefilterte Mischsignal (Zeitsignal) digitalisiert wird, indem es unter Einhaltung des Abtasttheorems über eine vorgegebene Meßzeit abgetastet wird und die hierdurch erhaltenen Meßpunkte analog-/digital-gewandelt werden und die digitalisierten Meß punkte durch eine Fourier-Transformation, bsp. - the electrical reception signal is mixed ver strengthened reception signal with the reference signal, the frequency difference between transmission frequency and reference frequency is subjected to as a carrier frequency having mixed signal low-pass filtering the magnitude of the (slight) is from the processing unit amplified, low-pass filtered mixed signal (time signal) is digitized, by scanning it in compliance with the sampling theorem for a predetermined measuring time and the measuring points obtained thereby analog / digitally converted, and the digitalized measurement points by a Fourier transform, Ex. durch eine FFT ("Fast Fourier Trans formation"), in den Frequenzbereich (Spektralbereich) transformiert werden, by an FFT ( "Fast Fourier Transform formation"), in the frequency domain (spectral) are transformed,
  • - von der Auswerteeinheit die hierdurch gewonnenen einzelnen Frequenzstützstellen (Spektrallinien) hinsichtlich Lage (Frequenz) und Betrag (Amplitude) ausgewertet wer den: ist im zu überwachenden Raum keine Bewegung vorhanden, enthält das Fre quenzspektrum nur die Spektrallinie der "heruntergemischten" Sendefrequenz (Träger frequenz); - by the evaluation unit, the obtained thereby single frequency interpolation points (spectral lines) evaluated with regard to position (frequency) and magnitude (amplitude) who the: is to be monitored space no motion exists, quenzspektrum containing Fre only the spectral line of the "down-converted" transmission frequency (carrier frequency ); Bewegungen im zu überwachenden Raum (bsp. der Luft oder von beliebi gen Objekten) führen zu weiteren Spektrallinien, die je nach Art der Bewegung ober halb, unterhalb oder beiderseits der Sendefrequenz (Trägerfrequenz) liegen. Movements in the room to be monitored (ex. Air or beliebi gen objects) lead to further spectral lines which, depending on the type of movement of the upper half, below or on both sides of the transmission frequency (carrier frequency). Von der Auswerteeinheit werden die Spektrallinien durch Vergleich mit Alarmkriterien bewertet (die Spektrallinien werden - beispielsweise mittels Mustererkennung - mit den im zu überwachenden Raum auftretenden Alarmmustern und Fehlalarmmustern verglichen); By the evaluation unit, the spectral lines are compared with alarm criteria (the spectral lines - for example, by pattern recognition - compared with the occurring in the monitored space alarm patterns and false alarm patterns); anhand dieser Bewertung wird von der Auswerteeinheit ein Ausgangssignal ausgege ben: bei einer Übereinstimmung des Frequenzspektrums, dh der Spektrallinien mit einem der Alarmmuster (Alarmfall) wird als Ausgangssignal ein Alarmsignal abgege ben, andernfalls ein vom Alarmsignal abweichendes Ausgangssignal oder kein Aus gangssignal. of this evaluation, an output signal from the evaluation unit ben ausgege: upon a match of the frequency spectrum, ie, the spectral lines with one of the alert patterns (alarm) is as an output an alarm signal abgege ben, otherwise a different from the alarm signal output or not from input signal. Anzahl und Art der möglichen Alarmfälle sowie die Alarmkriterien (Alarm muster, Fehlalarmmuster) zur Charakterisierung dieser Alarmfälle können flexibel vor gegeben und an die unterschiedlichen Gegebenheiten (Öffnungen, Innenräume) der zu überwachenden Räume und an unterschiedliche Einbruchsszenarien angepaßt werden. Number and type of possible alarm occurrence and alarm criteria (alarm patterns, false alarm patterns) for the characterization of these thefts may optionally and flexible before are supplied to the different conditions (openings interiors) of the monitored areas and adapted to different intrusion scenarios. Die Mustererkennung zum Vergleich mit den Alarmkriterien kann für die un terschiedlichen zu überwachenden Räume beispielsweise mittels einer selbstlernen den Auswerteeinheit durchgeführt werden, beispielsweise auf der Basis eines neuro nalen Netzes. The pattern recognition for comparison with the alarm criteria can be performed for the un terschiedlichen to be monitored rooms for example by means of a self-learn the evaluation unit, for example on the basis of a neuro-dimensional network.

Das Ultraschallmodul wird vorzugsweise zentral im zu überwachenden Raum angeordnet, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen am Dach (-himmel) oder in der Mittelkonsole. The ultrasonic module is preferably arranged centrally in the monitored space, for example in motor vehicles, the roof (sky) or in the center console.

Von der Auswerteeinheit kann das Ausgangssignal entweder an eine Basis-Alarmanlage abgegeben werden, die im Alarmfall die Ansteuerung von akustischen und optischen Warnsignalen übernimmt, oder direkt zur Ansteuerung der Warnsignale verwendet wer den. By the evaluation unit, the output signal may be delivered to a base alarm, either, which takes over in case of alarm the activation of acoustic and visual warning signals, or who used directly to drive the warning signals the.

Das Verfahren kann entweder in einem kontinuierlichen Betrieb oder aus Gründen der Stromersparnis in einem Pulsbetrieb mit Meßzeiten und Pausenzeiten durchgeführt wer den, wobei im Pulsbetrieb in den Pausenzeiten das Ultraschallmodul abgeschaltet wird (die Aktivierung des Ultraschallmoduls nach der Pausenzeit erfolgt beispielsweise mittels eines Timers). The process can be carried out either in a continuous operation or for the sake of power saving in a pulsed mode with measurement times and break times who to, wherein in pulse mode in the pause times the ultrasonic module is turned off (the activation of the ultrasonic module according to the pause time for example by means of a timer). Weiterhin kann das Verfahren im Pulsbetrieb aus Gründen der weiteren Stromersparnis mittels eines Zwei-Modus-Betriebs ("Normal-Modus", "Alarm-Modus") mit einer betriebsmodusabhängigen Wiederholrate der Meßvorgänge durchgeführt werden: im "Normal-Modus" wird in größeren Zeitabständen (Pausenzeit beispielsweise 50 ms) ein Meßvorgang generiert, nur wenn ein Alarmverdacht besteht (beispielsweise bei Über schreiten eines Schwellwerts), wird in den "Alarm-Modus" übergegangen und eine Folge von (beispielsweise 100) Meßvorgängen in wesentlich kürzeren Zeitabständen (Pausen zeit beispielsweise 1 ms) generiert. Furthermore, the method can be performed with an operation mode-dependent repetition rate of the measurement operations in pulsed operation, for reasons of further power saving by means of a two-mode operation ( "normal mode", "alarm mode") in the "normal mode" at longer intervals (pause time for example, 50 ms) generates a measurement process only when an alarm is suspected (for example, above a threshold value) is entered in the "alarm mode" and a sequence of (e.g., 100) measuring operations in much shorter time intervals (pause time, for example, 1 ms) generated.

Das vorgestellte Verfahren vereinigt mehrere Vorteile in sich: The presented method combines several advantages:

  • - es wird auf einfache Weise ein Frequenzspektrum mit charakteristischen Fre quenzanteilen (Dopplerfrequenzen) bezüglich der Sendefrequenz (Trägerfre quenz) generiert und bewertet; - it is easily a frequency spectrum with characteristic Fri quenzanteilen (Doppler frequencies) with respect to the transmission frequency (Trägerfre frequency) generated and evaluated; zur Bewertung der Frequenzanteile des Frequenz spektrums werden keine aufwendigen und hohe Kosten verursachende analoge Schaltungen oder Bauelemente (bsp. Filter hoher Ordnung oder Phasenrota tionsdiskriminatoren) benötigt so daß das Verfahren mit geringem Schaltungs aufwand und mit geringen Kosten realisiert werden kann, for evaluation of the frequency components of the frequency spectrum causing no elaborate and high cost analog circuits or components are (ex. high order or Phasenrota filter tionsdiskriminatoren) so that the process with little effort circuit and can be realized at low cost needed
  • - ein Alarm wird nur bei Übereinstimmung des verarbeiteten und bewerteten Ultra schall-Empfangssignals mit einem der Alarmmuster ausgelöst, so daß eine hohe Sicherheit gegenüber Fehlalarmen (große Störsicherheit) erreicht wird, - an alarm is triggered only if they match the processed and rated ultrasound receive signal with one of the alarm pattern, so that a high security against false alarms (high level of interference) is achieved,
  • - durch die Mustererkennung ist eine Lernfähigkeit vorhanden, so daß das Verfah ren bei jedem zu überwachenden Raum eingesetzt bzw. an jeden zu überwa chenden Raum angepaßt werden kann; - by the pattern recognition is a learning capability exists, so that the procedural ren used in each space to be monitored or to be monitored to each sponding space can be adjusted; Einflüsse auf das Empfangssignal infolge von Temperaturschwankungen, Änderung der Luftfeuchte, Alterung und Serien streuung der Bauelemente des Ultraschallmoduls sowie Interferenzerscheinun gen können berücksichtigt und somit auf einfache Weise eliminiert werden, Influences on the received signal due to temperature variations, changes in humidity, aging and series scattering of the components of the ultrasonic module and Interferenzerscheinun gen can be taken into account and thus eliminated in a simple way,
  • - bei einer zentralen Anordnung des Ultraschall-Moduls im zu überwachenden Raum ist die Emission des Ultraschall-Sendesignals weitgehend isotrop, wo durch die Erfassung und Auswertung des Ultraschall-Empfangssignals verein facht wird, - at a central location of the ultrasonic module in the monitored space, the emission of the ultrasonic transmission signal is substantially isotropic, where it is fanned by simplifying the detection and evaluation of the ultrasonic reception signal,
  • - im Pulsbetrieb, insbesondere im Zwei-Modus-Betrieb, ist eine hohe Überwa chungssicherheit bei geringem Stromverbrauch (Kostenreduzierung) gegeben, so daß auch die mögliche Betriebszeit der Alarmanlage bei Speisung aus einer Bat terie signifikant verlängert wird. - in pulsed operation, in particular in the two-mode operation, a high surveil is given monitoring security and low power consumption (reducing costs), so that the possible operating time of the alarm system when powered from a bat tery significantly prolonged.

Anhand der Zeichnung ( Fig. 1 und 2) wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel be schrieben - ein Verfahren zum Überwachen der Seitenfensterscheiben und des Innen raums eines Kraftfahrzeugs. Reference to the drawing (Fig. 1 and 2) will hereinafter be written one embodiment - a method for monitoring the side window panes and the interior of a motor vehicle.

Dabei zeigt die Fig. 1 die Seitenansicht des Kraftfahrzeugs mit den beiden Seitenfen sterscheiben und die Fig. 2 ein Blockschaltbild mit den Komponenten des zur Durchfüh rung des Verfahrens eingesetzten Ultraschall-Moduls der Ultraschall-Warnanlage. The Figure 1. 2 shows the side view of the motor vehicle with the two side fender sterscheiben and Fig. Is a block diagram showing the components of the employed for imple out the method ultrasound module of ultrasonic alarm system.

Gemäß der Fig. 1 dient die bsp. According to FIG. 1, the BSP is used. durch den Schließvorgang (Betätigung des Schließzy linders an der Fahrertüre oder Betätigung einer Fernbedienung für die Zentralverriege lung) aktivierbare und deaktivierbare Ultraschall-Alarmanlage zur Überwachung der Sei tenfensterscheiben 11 , 12 (Öffnungen) und des Innenraums 10 des Kraftfahrzeugs 1 . by the closing operation (actuation of the Schließzy Linders on the driver's door or operation of a remote control for the Zentralverriege lung) activatable and deactivatable ultrasonic alarm system for monitoring the Be tenfensterscheiben 11, 12 (openings) and the interior space 10 of the motor vehicle. 1 Die Überwachung des gesamten Innenraums 10 des Kraftfahrzeugs 1 und der Seitenfenster scheiben 11 , 12 wird mittels von einem zentral im Innenraum 10 des Kraftfahrzeugs 1 (bsp. im Dachhimmel) angeordneten Ultraschall-Modul 2 der Ultraschall-Alarmanlage ge nerierten Meßvorgängen realisiert; The monitoring of the entire inner space 10 of the motor vehicle 1 and the side windows 11, 12 is realized ge nerierten measuring processes by means of a centrally in the interior space 10 of the motor vehicle 1 (eg in the headliner.) Located ultrasound module 2 of the ultrasonic alarm system; hierdurch ist ein Schutz vor Einbruch in den Innenraum 10 des Kraftfahrzeugs 1 durch die Seitenfensterscheiben 11 , 12 und ein Schutz vor der Entwendung von Gegenständen aus dem Innenraum 10 des Kraftfahrzeugs 1 durch die Seitenfensterscheiben 11 , 12 gegeben. This provides a protection against burglary in the interior 10 of the motor vehicle 1 through the side windows 11, 12 and a protection against the theft of objects from the interior 10 of the motor vehicle 1 through the side windows 11, 12 is provided. In jedem Meßvorgang wird vom Ultraschall-Modul 2 ein Ultraschall-Sendesignal 213 mit der Sendefrequenz f S als Wechselsignal isotrop in alle Richtungen des Innenraums 10 des Kraftfahrzeugs 1 emittiert (Sendefrequenz f S bsp. 40 kHz) und das nach Reflexion an den Seitenfensterscheiben 11 , 12 , den Begrenzungen 13 , 14 , 15 (Karosserie, Seitenteile etc.) des Kraftfahrzeugs 1 oder an den sich im Innen raum 10 des Kraftfahrzeugs 1 befindlichen Gegenständen erhaltene Ultraschall-Emp fangssignal 222 detektiert, verarbeitet und ausgewertet. In each measurement, an ultrasonic transmission signal is 213 f at the transmission frequency S isotropically alternating signal in all directions of the inner space 10 of the motor vehicle 1 by the ultrasonic module 2 emits (transmission frequency f S Ex. 40 kHz) and, after reflection at the side window panes 11 detected 12, the boundaries 13, 14, 15 (car body, side panels, etc.) of the motor vehicle 1 or on the up located in the inner space 10 of the motor vehicle 1. objects obtained ultrasonic signal Emp catch 222, processed and evaluated.

Gemäß der Fig. 2 besteht das Ultraschall-Modul 2 aus der Sendeeinheit 21 , der Emp fangseinheit 22 , der Signalverarbeitungseinheit 23 und der Auswerteeinheit 24 . According to FIG. 2, the ultrasonic module 2 from the transmission unit 21, the Emp capturing unit 22, the signal processing unit 23 and the evaluation unit 24.

Die von einem Signalgenerator 211 der Sendeeinheit 21 generierten Ultraschallwellen der Sendefrequenz f S (bsp. 40 kHz) werden als Ultraschall-Sendesignal 213 von einem bsp. The generated by a signal generator 211 of the transmitting unit 21 of the ultrasonic waves transmission frequency f S (Ex. 40 kHz) are used as ultrasonic transmission signal 213 from a BSP. als Mikrofon ausgebildeten Ultraschall-Sender 212 der Sendeeinheit 21 in den Innenraum 10 des Kraftfahrzeugs 1 isotrop abgestrahlt; designed as a microphone ultrasonic transmitter 212 of the transmitting unit isotropic radiated 21 in the interior 10 of the motor vehicle 1; die Abstrahlung der Ultraschallwellen erfolgt dabei aus Energiespargründen im Pulsbetrieb, beispielsweise mit einer Pulsdauer (Meß zeit) von 100 ms und einer Pulspause (Pausenzeit) von 400 ms. the radiation of the ultrasound waves takes place to save energy in the pulsed mode, for example, with a pulse duration (measurement time) of 100 ms and a pulse interval (pause time) of 400 ms.

Die reflektierten Ultraschallwellen werden von einem Ultraschall-Empfänger 221 (bsp. ein Elektrolyt-Mikrofon) der Empfangseinheit 22 als Ultraschall-Empfangssignal 222 (Fre quenz f S ) empfangen, und in ein elektrisches Empfangssignal zurückgewandelt, das der Signalverarbeitungseinheit 23 zugeführt wird. The reflected ultrasonic waves are by an ultrasonic receiver 221 (ex. An electrolyte microphone) of the receiving unit 22 as an ultrasonic reception signal 222 (Fre frequency f S) received and converted back into an electrical reception signal which is supplied to the signal processing unit 23.

Von der Signalverarbeitungseinheit 23 wird das elektrische Empfangssignal mittels der Verstärkerstufe 231 verstärkt, das verstärkte Empfangssignal (Frequenz f s ) mittels des Mischers 232 mit einem von der Referenzquelle 233 (bsp. ein Lokal-Oszillator) generier ten, eine Referenzfrequenz f R aufweisenden Referenzsignal gemischt (die Referenzfre quenz f R differiert hierbei um einen bestimmten Frequenzbetrag, bsp. um 400 Hz, gering fügig von der Sendefrequenz f S ), das Mischsignal mit der Trägerfrequenz f T (f T = f S ± f R ; beispielsweise f T = 39,6 kHz) mittels des Tiefpasses 234 gefiltert (diese Filterung erfolgt zur Vermeidung von Aliasing-Effekten bei der weiteren Signalverarbeitung), das gefilterte Mischsignal digitalisiert (durch die Abtaststufe 235 unter Einhaltung des Abtasttheorems über eine vorgegebene Meßzeit, bsp. 40 ms bis 100 ms, abgetastet und in einzelne dis krete Meßpunkte umgewandelt, die mittels des Analog-/Digital-Wandlers 236 digitalisiert werden) und di From the signal processing unit 23, the reception electric signal is amplified by the amplifier stage 231, th the amplified receiving signal (frequency f s) by means of the mixer 232 with one of the reference source 233 (eg. A local oscillator) Generier, a reference frequency mixed f R having reference signal (the Referenzfre frequency f R differs in this case by a predetermined frequency amount bsp 400 Hz, grow slightly on the transmission frequency f S.), the mixed signal (having carrier frequency f T f T = f s ± f R; for example, f T = 39 , 6 kHz) filtered by the low-pass filter 234 (this filtering is to prevent aliasing effects during the further signal processing), the filtered composite signal digitized (by the sampling stage 235 in compliance with the sampling theorem for a predetermined measuring time, Ex. 40 ms to 100 ms , sampled and converted into individual dis concrete measurement points, which are digitized by the analog / digital converter 236), and di e digitalisierten Meßpunkte mittels der Transformationsstufe 237 fourier transformiert (bsp. e digitized measuring points by means of the transformation stage 237 Fourier transformed (Ex. mittels einer Fast Fourier Transformation, FFT), wodurch man - in Ab hängigkeit der Meßzeit der Meßvorgänge - im Frequenzbereich (Frequenzspektrum) ein zelne Frequenzstützstellen (Spektrallinien) erhält (beispielsweise erhält man bei einer Meßzeit von 100 ms Frequenzstützstellen im Abstand von jeweils 10 Hz). by means of a Fast Fourier Transformation, FFT) to give N - dependence in from the measurement time of the measurement operations - (in the frequency domain frequency spectrum) is indi vidual frequency control points (spectral lines) (for example obtained in a measurement time of 100 ms measurement frequencies at intervals of 10 Hz) ,

Dieses Frequenzspektrum wird der Auswerteeinheit 24 zugeführt und von dieser hinsicht lich Lage (Frequenz) und Betrag (Amplitude) der vorhandenen Spektrallinien bewertet; This frequency spectrum is supplied to the evaluation unit 24 and Lich by this regard location (frequency) and magnitude (amplitude) of the existing spectral evaluated; in Abhängigkeit dieser Bewertung wird von der Auswerteeinheit 24 ein bestimmtes Aus gangssignal AS ausgegeben. depending on this evaluation a specific From output signal AS is output by the evaluation 24th Durch Vergleich mit in der Auswerteeinheit 24 gespeicher ten, für verschiedene Alarmfälle charakteristischen Alarmmustern und für Störungen etc. charakteristischen Fehlalarmmustern, wird geprüft, ob ein Alarmfall vorliegt stimmt das Frequenzspektrum mit einem für einen bestimmten Alarmfall charakteristischen Alarm muster überein, wird als Ausgangssignal AS ein Alarmsignal ausgegeben. By comparison with gespeicher in the evaluation unit 24 th, for different alarm events characteristic alarm patterns and for disturbances etc. characteristic false alarm patterns, it is checked whether there is an alarm is true, the frequency spectrum with a characteristic for a particular alarm event alarm pattern match, it is as an output signal AS, an alarm signal output. Beispielsweise werden bei einem Kraftfahrzeug 1 Alarmmuster für zwei unterschiedliche Alarmfälle ge speichert und zur Bewertung der Spektrallinien des Frequenzspektrums herangezogen: ein Alarmfall "Einbruch", bei dem das durch eine Zersplitterung des Glases der Seiten fensterscheiben 11 , 12 hervorgerufene Frequenzspektrum als Alarmmuster dient und ein Alarmfall "Einsteigen", bei dem das durch die rasche Hinbewegung einer Person hervor gerufene Frequenzspektrum als Alarmmuster herangezogen wird. For example, one alarm pattern for two different alarm cases in a motor vehicle ge stores and used to evaluate the spectral lines of the frequency spectrum: a case of an alarm "intrusion", in which the windows 11 by a fragmentation of the glass of the sides 12 caused frequency spectrum serves as alarming pattern and an alarm event wherein the is used by the rapid forward movement of a person induced frequency spectrum as an alarm pattern "boarding".

Bei der Vorgabe der Meßzeiten für die einzelnen Meßvorgänge ist hierbei zu beachten, daß beispielsweise durch einen schnellen Griff durch die Seitenfensterscheiben 11 , 12 keine Gegenstände aus dem Innenraum 10 des Kraftfahrzeugs 1 ohne Alarmauslösung entfernt werden können. When specifying the measurement times for each measurement operations is to be noted here that may be removed for example, by a quick handle through the side windows 11, 12 no objects in the interior 10 of the motor vehicle 1 without triggering an alarm.

Claims (6)

1. Verfahren zum Überwachen eines im wesentlichen geschlossenen Raums ( 1 ) mittels einer ein Ultraschall-Modul ( 2 ) aufweisenden Ultraschall-Alarmanlage, wobei bei einem vom Ultraschall-Modul ( 2 ) durchgeführten Meßvorgang die Frequenzverschiebung eines Ultraschall-Empfangssignals ( 222 ) bezüglich eines Ultraschall-Sendesignals ( 213 ) bewer tet wird, indem 1. A method for monitoring a substantially closed space (1) having means of an ultrasonic module (2) ultrasonic alarm system, wherein carried out in a from the ultrasonic module (2) measuring the frequency shift of an ultrasonic reception signal (222) with respect to a ultrasonic transmission signal (213) is evaluated tet by
  • - von einer Sendeeinheit ( 21 ) des Ultraschall-Moduls ( 2 ) das Ultraschall-Sendesi gnal ( 213 ) mit einer bestimmten Sendefrequenz (f S ) emittiert wird, - from a transmitting unit (21) of the ultrasonic module (2) the ultrasonic Sendesi gnal (213) with a given transmission frequency (f S) is emitted,
  • - von einer Empfangseinheit ( 22 ) des Ultraschall-Moduls ( 2 ) die reflektierte Strah lung als Ultraschall-Empfangssignal ( 222 ) detektiert wird, - a receiving unit (22) of the ultrasonic module (2), the reflected radia tion is detected as an ultrasonic reception signal (222)
  • - durch eine Verarbeitungseinheit ( 23 ) des Ultraschall-Moduls ( 2 ) das detektierte Ultraschall-Empfangssignal ( 223 ) mit einem Referenzsignal vorgegebener Refe renzfrequenz (f R ) gemischt und so ein Mischsignal generiert wird, - by a processing unit (23) of the ultrasonic module (2) the detected ultrasonic reception signal (223) with a reference signal of predetermined Refe rence frequency (f R) and mixed as a mixed signal is generated,
  • - durch eine Auswerteeinheit ( 24 ) des Ultraschall-Moduls ( 2 ) das Mischsignal be wertet wird, - by an evaluation unit (24) of the ultrasonic module (2) evaluates the mixed signal BE,
    dadurch gekennzeichnet , daß characterized in that
  • - die Referenzfrequenz (f R ) des Referenzsignals mit einer bestimmten Frequenzdif ferenz (Δf) bezüglich der Sendefrequenz (f S ) des Ultraschall-Sendesignals ( 213 ) vorgegeben wird, so daß dem Mischsignal als Trägerfrequenz (f T ) der Betrag der Frequenzdifferenz (Δf) zugeordnet wird, - the reference frequency (f R) of the reference signal with a specific Frequenzdif Conference (.DELTA.f) with respect to the transmission frequency (f S) of the ultrasonic transmission signal (213) is set so that the mixed signal as a carrier frequency (f T) of the amount of the frequency difference (.DELTA.f is assigned)
  • - von der Verarbeitungseinheit ( 23 ) eine digitale Verarbeitung des Mischsignals vor genommen wird, indem das Mischsignal abgetastet wird, das abgetastete Misch signal digitalisiert wird, und das digitalisierte Mischsignal in den Frequenzbereich transformiert wird, - the processing unit (23) comprises a digital processing of the mixed signal by the mixed signal is sampled is taken before, mixing the sampled signal is digitized and the digitized mixed signal is transformed into the frequency domain,
  • - durch die Auswerteeinheit ( 24 ) das Linienspektrum im Frequenzbereich durch Vergleich mit abgespeicherten als Alarmkriterium dienenden Alarmmustern und Fehlalarmmustern bewertet wird und anhand dieser Bewertung ein Ausgangssi gnal (AS) ausgegeben wird. - by the evaluation unit (24), the line spectrum in the frequency range by comparison with stored alarm criterion serving as alarm patterns, and false patterns is evaluated and based on this evaluation, a Ausgangssi gnal (AS) is output.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpassung der Alarm muster und Fehlalarmmuster an unterschiedliche Öffnungen ( 12 , 13 ) und/oder unter schiedliche Innenräume ( 10 ) eines zu überwachenden Raums ( 1 ) oder an unterschiedli che zu überwachende Räume ( 1 ) mittels Mustererkennung durchgeführt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that an adjustment of the alarm pattern, and false patterns to different openings (12, 13) and / or under schiedliche interior (10) of the monitored space (1) or on differing surface to be monitored spaces ( 1) is carried out by means of pattern recognition.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall- Alarmanlage im Pulsbetrieb mit Meßvorgängen aus Meßzeit und Pausenzeit betrieben wird, und daß während der Pausenzeiten das Ultraschall-Modul ( 2 ) abgeschaltet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the ultrasonic alarm system is operated in pulsed operation with measurement operations of measuring time and pause time, and in that the ultrasonic module (2) is switched off during the pause times.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschall-Alarmanlage im Pulsbetrieb derart betrieben wird, daß in einem Normal-Modus für die Meßvorgänge eine lange Pausenzeit vorgegeben wird, und daß bei Alarmverdacht in einem Alarm- Modus für die Meßvorgänge eine kurze Pausenzeit vorgegeben wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the ultrasonic alarm system is operated in the pulsed mode so that a long interval time is set in a normal mode for the measuring operations, and in that a short on alarm suspected in an alarm mode for the measuring operations break time is specified.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultra schall-Modul ( 2 ) zentral im zu überwachenden Raum ( 10 ) angeordnet wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the ultrasound module (2) centrally in the monitored space (10) is arranged.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Überwachung der Seitenfensterschei ben ( 11 , 12 ) und/oder des Innenraums ( 10 ) eines Kraftfahrzeugs ( 1 ). 6. A method according to any one of claims 1 to 5 for monitoring the side window ben ticket (11, 12) and / or of the interior (10) of a motor vehicle (1).
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