EP4497017A1 - SYSTEM ZUR ERKENNUNG UNBERECHTIGTER PERSONEN IN EINEM AUßENRAUM EINES FAHRZEUGS SOWIE ZUGEHÖRIGES VERFAHREN - Google Patents

SYSTEM ZUR ERKENNUNG UNBERECHTIGTER PERSONEN IN EINEM AUßENRAUM EINES FAHRZEUGS SOWIE ZUGEHÖRIGES VERFAHREN

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EP4497017A1
EP4497017A1 EP24712169.2A EP24712169A EP4497017A1 EP 4497017 A1 EP4497017 A1 EP 4497017A1 EP 24712169 A EP24712169 A EP 24712169A EP 4497017 A1 EP4497017 A1 EP 4497017A1
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EP
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vehicle
key unit
module
distance
designed
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Application number
EP24712169.2A
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Andreas Becher
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Marquardt GmbH
Original Assignee
Marquardt GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a system for detecting unauthorized persons in an outdoor area, i.e. in the environment or surroundings of a vehicle, and to an associated method.
  • radio modules provided in the vehicle, in particular UWB modules and BLE modules, for To communicate with a key unit and to determine the distance of the key unit from the vehicle in order to provide keyless entry or keyless go functionalities.
  • the invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and providing a cost-effective and reliable system for detecting unauthorized persons in an exterior area of a vehicle and an associated method.
  • a system for detecting unauthorized persons in an exterior area of a vehicle has a key unit and a vehicle unit.
  • the key unit is preferably movable relative to the vehicle, i.e. mobile, and the vehicle unit is in particular firmly integrated into the vehicle, i.e. immobile relative to it.
  • a key unit is to be understood as all units which can serve as a key, i.e. for authentication and/or identification of the key holder as an authorized user.
  • a smartphone, a smart fob or even a mechanical key can be a key unit in the sense of the invention, provided that they have at least one radio module for communication with the vehicle unit.
  • the at least one radio module of the key unit is designed in particular for communication with the vehicle unit and further in particular for sending and/or receiving preferably encrypted signals for controlling vehicle functions and authentication and/or identification of the key unit with respect to the vehicle unit and for sending and/or receiving signals for determining the distance and position of the key unit relative to the vehicle unit.
  • the at least one radio module of the key unit can be, for example, a UWB module and/or a BLE module, which are explained in more detail below with reference to the vehicle unit.
  • the distance is determined by means of the signal travel time from the radio module of the vehicle unit (transmitter) to the radio module of the key unit (receiver) and/or the signal travel time from the radio module of the key unit (transmitter) to the radio module of the vehicle unit (receiver).
  • the at least one radio module of the vehicle unit can have several and in particular exactly two receiving channels, for example designed as antennas, and the phase difference of a signal received by both receiving channels can be measured in order to determine the direction from which the signal was received. The determined signal travel time, together with the direction or the phase difference, can then be used to determine the position of the Key unit relative to the vehicle unit.
  • UWB modules use so-called ultra-broadband technology (UWB), which uses a frequency range with a bandwidth of at least 500 MHz or of at least 20% of the arithmetic mean of the lower and upper limit frequency of the frequency band used to send and/or receive signals.
  • UWB module is designed according to the invention to send and/or receive first signals for communication with the key unit and/or position determination of the key unit and/or distance determination of the key unit into the outside area.
  • the distance measurement can be determined using RTT or ToF, for example.
  • the position of the key unit can also be determined as explained above by additional determination of the phase difference or, for example, by triangulation. It is essential to the invention that the UWB module is designed to send and/or receive second signals as radar pulses in addition to and in particular between the sending and/or receiving of the first signals and to detect objects in the outside space by means of the radar pulses and to determine their position and/or their movement relative to the UWB module.
  • the UWB module can be used both for communication with the key unit and as a radar sensor, which enables a correspondingly cost-effective design, since the UWB module for communication with the key unit is already arranged to send signals to the outside area, i.e. to the environment of the vehicle.
  • a cost advantage arises in particular if the key unit for communication with the vehicle unit and/or the vehicle unit or the key unit for localization, i.e. for determining the position of the key unit relative to the vehicle, uses a UWB radio module anyway.
  • Such a system makes it possible to monitor the area around a vehicle for approaching objects, to identify the objects as living beings or people, and to distinguish between an authorized user or several authorized users and unauthorized people by comparing the position of the living beings/people with the position of the key unit.
  • the system can take further preventive measures to prevent, for example, damage to the vehicle or unauthorized entry into the vehicle.
  • the UWB module is designed to alternately send and/or receive the first signals and the second signals.
  • the UWB module is preferably designed to send and/or receive the first signals within first time intervals and the second signals within second time intervals, wherein the second time intervals each lie between two first time intervals.
  • the UWB module is designed to send and/or receive the first signals and/or the second signals depending on the distance of the key unit. For example, if the key unit is so far away for a period of time that no communication via the first signals is possible anyway or so close that communication via another radio module (e.g. a BLE module) is possible or is established, the UWB module can only send and/or receive second signals within this time period. In order to be able to further determine the distance of the key unit to the vehicle unit, however, it is preferably provided that, optionally to communication via another, for example the BLE radio module, communication via the UWB module takes place to determine the distance, ie ranging of the key unit.
  • a radio module e.g. a BLE module
  • the UWB module in its function as a radar sensor is preferably intended to detect living beings or persons, it can be provided that the UWB module is designed to send and/or receive the second signals as radar pulses with a predetermined correlation pattern for detecting living beings as objects.
  • the vehicle unit is provided with at least two radio modules, with at least one of the radio modules being a BLE module. Accordingly, the at least two radio modules are provided as the UWB module and a BLE module.
  • the BLE module works according to a special form of the Bluetooth standard, which is referred to as Bluetooth Low Energy (BLE).
  • BLE Bluetooth Low Energy
  • the BLE module is designed to communicate with the key unit, in particular for the identification/authentication of the key unit carrier and/or to determine the position of the key unit and/or to determine a distance of the key unit from the BLE module.
  • the distance can in turn be determined using the ToF or RTT method, for example, and the position can be determined by additional direction determination, i.e. measuring the phase difference between two receiving channels.
  • Bluetooth modules can generally be used instead of BLE modules, according to the Car Connectivity Consortium (CCC), only BLE modules are used in key and vehicle units of vehicles at the time of registration, which are also used exclusively for communication for authentication and control of the vehicle and key unit, so that no distance or position determination via BLE is planned at the time of registration.
  • CCC Car Connectivity Consortium
  • the UWB module and the BLE module are used for communication or identification/authentication depending on the distance of the key unit from the vehicle unit. If the BLE module is used for communication or identification/authentication with the key unit, the UWB module can be used more as a radar sensor and accordingly fewer first signals can be sent or shorter first time intervals can be used to send the first signals.
  • the key unit in particular also has both a UWB module and a BLE module.
  • the UWB module of the vehicle unit can have at least two receiving channels, preferably spaced apart from one another, and is designed to determine a direction in which a detected object is located from a phase difference and/or propagation time difference between a second signal received by both receiving channels. If the direction and the distance are known, the position of the object relative to the UBW module or the vehicle unit can be determined from this.
  • the vehicle unit can have a control module which is connected in terms of signal technology to the at least one radio module, e.g. to the at least one UWB module and, if present, to the at least one BLE module.
  • control module is designed to determine from a change in the position and/or movement of objects detected in the outside space whether a detected object is a living being. For this purpose, for example, a movement or a change in position can be recorded or captured over time and stored. Movement patterns can be determined from the movements and/or the changes in position, which correspond, for example, to the breathing of a living being. If a movement pattern is therefore determined which corresponds to a breathing movement, e.g. of a human, it is concluded that the object is a living being. In order to compare the determined movement patterns with known (breathing) patterns (reference patterns), such known breathing patterns can be stored in the control module.
  • known breathing patterns reference patterns
  • an object size can also be used, which can be determined by the UWB module operating as a radar sensor. Determining the object size using the UWB module is particularly possible if the UWB module has a large number of reception channels, i.e. a large number of antennas arranged in an array, for example.
  • an advantageous variant provides a UWB module with exactly two reception channels, i.e. exactly two antennas spaced apart from each other, on the vehicle unit.
  • this can be designed to compare the position and/or distance of the key unit with positions of objects identified as living beings. compare. If the positions match within a predetermined tolerance and/or if the distance of the key unit and the position of the object or living being correlate within a predetermined tolerance, the living being is identified by the control unit as an authorized user. However, if the positions deviate from one another by more than a predetermined tolerance or if the distance of the key unit and the position of the object or living being do not correlate with one another by more than a predetermined tolerance, the object or living being is identified as an unauthorized person.
  • the correlation of the distance to the position is understood here to mean that the determined position of the object in relation to the vehicle unit or the UWB module must lie on an imaginary circle which has a radius around the vehicle unit or the UWB module that corresponds to the distance of the key unit to the vehicle unit or the UWB module.
  • control module can be designed to trigger an alarm and/or send a message and/or control a vehicle component when certain parameters are met.
  • the parameters can be that a. the vehicle is locked and/or not moving b. and/or no authorized user or an authorized user is identified in a predetermined long-distance area of the vehicle, ie with a distance from the vehicle unit greater than a predetermined distance limit of, for example, 10 meters c. and/or at least one unauthorized person or at least one unauthorized person is identified in a predetermined close area of the vehicle, ie with a distance from the vehicle unit less than a predetermined distance limit of, for example, 1 meter d. and/or at least one unauthorized person is identified for a predetermined period of time, e.g. 60 seconds.
  • a radio module determines a distance and/or a position, this can always refer to a common coordinate origin in the vehicle or be transformed to this.
  • the coordinate origin does not necessarily have to be in the radio module, but can, for example, correspond to a geometric center of the vehicle. If a transformation of the position or distance is desired, a relative positioning of the radio module to the coordinate origin is stored in the control module, for example.
  • a further aspect of the invention also relates to a method for detecting unauthorized persons in an exterior space of a vehicle using a system according to the invention.
  • the method comprises at least the following steps: a. Determining a position and/or distance of the key unit from the at least one radio module; b. Detecting objects by sending and/or receiving radar pulses with the UWB module and determining a position and/or movement of the objects from the UWB module; c. Categorizing the objects into living beings and inanimate objects, for example as previously explained based on an evaluation of position changes and movement patterns determined therefrom; d.
  • Fig. 1 is a plan view of a system for detecting unauthorized persons
  • Fig. 2 Method for detecting unauthorized persons in an exterior area of a vehicle with input and output variants
  • Fig. 3 Method for detecting unauthorized persons in an exterior area of a vehicle.
  • a system 1 according to the invention is shown in a schematic plan view.
  • a vehicle unit 10 of the system 1 is integrated into a vehicle 2.
  • An authorized user 30 carries a key unit 20 of the system 1 and, in the situation shown, is outside the vehicle 2 but within a close range of the vehicle, in which the authorized user 30 is a distance from the vehicle unit 10 or to the vehicle 2, is smaller than a predetermined distance limit 3 of, for example, one meter (1 m).
  • a first unauthorized person 31 is shown in the near area of the vehicle 2 and a second unauthorized person 32 is shown outside the near area, which can correspond to a far area of the vehicle 2.
  • Both a first radio module 11 of the vehicle unit 10 and a second radio module 12 of the vehicle unit 10 are each designed to communicate with the key unit 20.
  • the first radio module 11 is a UWB module and the second radio module 12 is a BLE module.
  • the UWB module 11 communicates exclusively for distance and/or position determination and the BLE module 12 communicates exclusively for authentication and control with the key unit 20.
  • the UWB module 11 is designed to send and receive second signals as radar pulses into the outside space or into the surroundings of the vehicle 2, so that the UWB module 11 works as a radar sensor by sending and receiving the second signals.
  • the UWB module 11 has two receiving channels spaced apart from one another, ie two receivers spaced apart from one another, so that when a second signal previously sent as a radar pulse is received, the phase difference is determined, the direction from which the second signal was received is determined and, in particular, in conjunction with the distance that can be determined, for example, by the required propagation time, the position of objects located thereby can be calculated.
  • the UWB module 11 can use suitable methods (e.g. RTT or ToF) to determine the distance of the key unit 20 from the respective radio module 11, 12 or from the vehicle unit 10 or a coordinate origin defined in the area of the vehicle 2 or the position of the key unit 20 relative to the UWB module 11 or the coordinate origin, which is referred to as “ranging”.
  • suitable methods e.g. RTT or ToF
  • the system 1, and more precisely the vehicle unit 10 has a control module 13, which is connected to the UWB module 11 and the BLE module 12 in terms of signals and is also designed to control one or more vehicle components 14.
  • the vehicle component 14 can also be controlled by means of signals transmitted via a vehicle bus.
  • the radio modules 11, 12 are understood as pure transmitting and receiving modules, which only generate raw data by sending and receiving the respective signals, further tasks, such as determining a distance and/or determining a position from the raw data generated by the radio modules 11, 12, can also be taken over by the control module 13.
  • the UWB module 11 sends distance values for the average values and, for the second signals acting as radar pulses, distance and direction values to the control module 13.
  • the control module 13 calculates the position of the key unit 20.
  • control module 13 The movement patterns and, if applicable, also the size of the individual objects are compared by the control module 13 with reference patterns stored in the control module 13, which can also be stored, for example, as mathematical functions and/or with tolerances and which are typical for, for example, the breathing movements of living beings, in particular humans.
  • UWB module 11 which works as a radar sensor, movement patterns can be recorded, evaluated and accordingly determined or classified as to whether the detected objects are living beings, in particular humans.
  • the control module 13 compares their position with the position of the key unit 20. If the positions match within a predetermined tolerance of, for example, 50 cm, the living being is classified as an authorized user 30. If the positions deviate from each other beyond the tolerance, the objects are classified as unauthorized persons 31, 32. If the exact position of the key unit 20 or the living being is not known, the distance from the radio module 11, 12 or from the vehicle unit 10 can be used. If the distance of the key unit 20 correlates with the position of the object classified as a living being/human, ie if the position of the object lies within a predetermined tolerance on a circle around the coordinate origin to which the position of the object refers, it is assumed that the object is the authorized user 30.
  • the radius of the circle corresponds to the distance of the key unit 20 to the coordinate origin or to the radio module 11, 12 or the vehicle unit 10. If this applies to two living beings/people, this is irrelevant, since it is clear that one is the authorized user 30 and the other is an unauthorized person 31, 32 and appropriate measures can be taken based on this.
  • the control module 13 can then, depending on parameters or conditions determined by the method, trigger various functions, e.g. an alarm or the sending of a message, or control a vehicle component 14, such as headlights, a horn, a locking mechanism or a mobile radio module of the vehicle 2.
  • various functions e.g. an alarm or the sending of a message
  • a vehicle component 14 such as headlights, a horn, a locking mechanism or a mobile radio module of the vehicle 2.
  • the distance of the object to the vehicle 2 can be taken into account even before the objects are classified as an authorized user 30 or an unauthorized person 31, 32, since a classification as an authorized user 30 or an unauthorized person 31, 32 is preferably only necessary if a living being or a human being is actually approaching the Vehicle 2 approaches or is within close range of Vehicle 2.
  • the method 106 for detecting unauthorized persons may, for example, be based on the following input:
  • the vehicle unit 10 communicates with the key unit 20 (via a radio module 11, 12)
  • the measures taken i.e. the output, can escalate depending on the conditions laid down in procedure 106. These conditions can be, for example:
  • the position of the key unit 20 is equal to the position of the only living being, i.e. the only living being is the authorized user 30 or the authorized user 30 in the vicinity of the vehicle 2, no action is taken.
  • the vehicle unit 10 does not communicate with the key unit 20 via a radio module 11, 12 or if the position of the key unit 20 does not correspond to the position of the living being/person, is the living being an unauthorized person 31, 32.
  • the unauthorized person within a predetermined distance of, in particular, 1 m from the vehicle 2 (in the close range) for up to or longer than 10 seconds?
  • R Does the unauthorised person stay within a predetermined distance of, in particular, 1 m from vehicle 2 (in the close range) for, for example, longer than 60 seconds?
  • S Sending a message to the key unit 20 and/or a stored telephone number (e.g. mobile number of an authorized user 30)
  • step A occurs when the unauthorized person 31, 32 leaves at least the immediate area around the vehicle 2.
  • the measures and conditions are preferably illustrative.
  • the vehicle lighting can already be activated if an unauthorized person 31, 32 is not yet in the immediate area but is within another predetermined distance for a predetermined period of time or is approaching the immediate area based on the movement pattern.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zur Erkennung unberechtigter Personen (31, 32) in einem Außenraum eines Fahrzeugs (2), mit einer Schlüsseleinheit (20) und einer Fahrzeugeinheit (10), wobei die Fahrzeugeinheit (10) zumindest ein Funk-Modul (11, 12) aufweist, welches ausgebildet ist, in dem Außenraum mit der Schlüsseleinheit (20) zu kommunizieren und/oder eine Position der Schlüsseleinheit (20) in dem Außenraum zu bestimmen und/oder eine Entfernung der Schlüsseleinheit (20) in dem Außenraum von dem Funk-Modul (11, 12) zu bestimmen, wobei zumindest eines der Funk-Module (11, 12) ein UWB-Modul (11) ist, welches ausgebildet ist, erste Signale zur Kommunikation mit der Schlüsseleinheit (20) und/oder Positionsbestimmung der Schlüsseleinheit (20) und/oder Entfernungsbestimmung der Schlüsseleinheit (20) in den Außenraum zu senden und/oder zu empfangen, und wobei das UWB-Modul (11) ausgebildet ist, zusätzlich zu dem Senden und/oder dem Empfangen der ersten Signale zweite Signale als Radarimpulse zu senden und/oder zu empfangen und durch die Radarimpulse Objekte in dem Außenraum zu detektieren sowie deren Position und/oder deren Bewegung relativ zu dem UWB-Modul zu ermitteln.

Description

System zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs sowie zugehöriges Verfahren
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein System zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum d.h. im Umfeld bzw. in der Umgebung eines Fahrzeugs sowie ein zugehöriges Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Systeme zur Erkennung unberech- tigter Personen bekannt, welche jedoch häufig auf Kameras basieren. Da hierbei Personen bildtechnisch erfasst und die Bilder ausgewertet werden müssen, ist der erforderliche Rechenaufwand und damit die Kosten vergleichsweise hoch. Zusätzlich kann es zu datenschutzrechtlichen Problemen kommen.
Weiter ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt, in dem Fahrzeug vorgesehene Funk-Module, insbesondere UWB-Module und BLE-Module, zur Kommunikation mit einer Schlüsseleinheit und zur Entfernungsbestimmung der Schlüsseleinheit zu dem Fahrzeug zu verwenden, um dadurch Keyless- entry- oder Keyless-go-Funktionalitäten bereitstellen zu können.
Soll jedoch bei Fahrzeugen mit UWB-Modulen eine Erkennung unberechtigter Personen ermöglicht werden, wird im Stand der Technik meist zusätzliche Hardware, wie beispielsweise Kameras, eingesetzt, sodass entsprechend hohe Kosten damit verbunden sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und ein kostengünstiges und zuverlässiges System zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs sowie ein zugehöriges Verfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird daher ein System zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das System weist eine Schlüsseleinheit und eine Fahrzeugeinheit auf. Dabei ist die Schlüsseleinheit vorzugsweise relativ zu dem Fahrzeug bewegbar d.h. mobil und die Fahrzeugeinheit insbesondere fest in das Fahrzeug integriert, also relativ zu diesem unbeweglich. Als Schlüsseleinheit sind vorliegend insbesondere alle Einheiten zu verstehen, welche als Schlüssel, also zur Authentifikation und/oder Identifikation des Trägers des Schlüssels als berechtigter Benutzer, dienen können. Beispielsweise können ein Smartphone, ein Smart-Fob oder auch ein mechanischer Schlüssel eine Schlüsseleinheit im Sinne der Erfindung sein, soweit diese zumindest ein Funk-Modul zur Kommunikation mit der Fahrzeugeinheit aufweisen. Auch können mehrere Schlüsseleinheiten in dem System vorgesehen sein, welche wiederum als gleiche oder verschiedenartige Einheiten ausgebildet sein können. Das zu- mindest eine Funk-Modul der Schlüsseleinheit ist insbesondere zur Kommunikation mit der Fahrzeugeinheit und weiter insbesondere zum Senden und/oder Empfangen von vorzugsweise verschlüsselten Signalen zur Steuerung von Fahrzeugfunktionen und Authentifikation und/oder Identifikation der Schlüsseleinheit gegenüber der Fahrzeugeinheit sowie zum Senden und/oder Empfangen von Signalen zur Entfernungs- und Positionsbestimmung der Schlüsseleinheit relativ zu der Fahrzeugeinheit ausgebildet. Bei dem zumindest einen Funk-Modul der Schlüsseleinheit kann es sich beispielsweise um ein UWB-Modul und/oder um ein BLE-Modul handeln, welche im Weiteren bezogen auf die Fahrzeugeinheit näher erläutert werden. Erfindungsgemäß weist die Fahrzeugeinheit zumindest ein Funk-Modul auf, welches ausgebildet ist, in dem Außenraum mit der Schlüsseleinheit bzw. dem Funk-Modul der Schlüsseleinheit zu kommunizieren und/oder eine Position der Schlüsseleinheit in dem Außenraum zu bestimmen und/oder eine Entfernung der Schlüsseleinheit in dem Außenraum von dem Funk-Modul zu bestimmen. Dabei kann die Entfernung insbesondere durch Bestimmung der Round-Trip Time (RTT) eines Signals, also der Laufzeit eines Signals vom Sender zu einem Empfänger und wieder zurück zum Empfänger oder durch die Time of flight (ToF) Methode bestimmt werden. Beispielsweise wird die Entfernung mittels der Signallaufzeit von dem Funk-Modul der Fahrzeugeinheit (Sender) zu dem Funk-Modul der Schlüsseleinheit (Empfänger) und/oder der Signallaufzeit von dem Funk-Modul der Schlüsseleinheit (Sender) zu dem Funk- Modul der Fahrzeugeinheit (Empfänger) bestimmt. Weiter kann das zumindest eine Funk-Modul der Fahrzeugeinheit mehrere und insbesondere genau zwei beispielsweise als Antennen ausgebildete Empfangskanäle aufweisen und die Phasendifferenz eines von beiden Empfangskanälen empfangenen Signals gemessen werden, um daraus die Richtung zu bestimmen, aus welcher das Signal empfangen wurde. Aus der ermittelten Signallaufzeit kann zusammen mit der Richtung bzw. der Phasendifferenz dann die Position der Schlüsseleinheit relativ zu der Fahrzeugeinheit bestimmt werden. Sind ausreichend Funk-Module vorgesehen, sind jedoch zusätzlich oder alternativ weitere Methoden zur Positionsbestimmung, beispielsweise Triangulation, möglich. Wesentlich für die Erfindung ist, dass zumindest eines der Funk-Mo- dule ein UWB-Modul ist. UWB-Module verwenden die sogenannte Ultra- Breitband-Technologie (UWB), welche einen Frequenzbereich mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz oder von mindestens 20 % des arithmetischen Mittelwertes von unterer und oberer Grenzfrequenz des genutzten Frequenzbandes zum Senden und/oder Empfangen von Signalen nutzt. Dabei ist das UWB-Modul erfindungsgemäß ausgebildet, erste Signale zur Kommunikation mit der Schlüsseleinheit und/oder Positionsbestimmung der Schlüsseleinheit und/oder Entfernungsbestimmung der Schlüsseleinheit in den Außenraum zu senden und/oder zu empfangen. Wie zuvor erläutert, kann die Entfernungsmessung beispielsweise mittels RTT oder ToF bestimmt werden. Die Position der Schlüsseleinheit kann ebenfalls wie zuvor erläutert durch zusätzliche Bestimmung der Phasendifferenz oder auch beispielsweise durch Triangulation bestimmt werden. Erfindungswesentlich ist, dass das UWB-Modul ausgebildet ist, zusätzlich zu und insbesondere zwischen dem Senden und/oder dem Empfangen der ersten Signale zweite Signale als Radarimpulse zu senden und/oder zu empfangen und durch die Radarimpulse Objekte in dem Außenraum zu detektieren sowie deren Position und/oder deren Bewegung relativ zu dem UWB-Modul zu ermitteln.
Dadurch kann das UWB-Modul zugleich zur Kommunikation mit der Schlüsseleinheit und als Radarsensor genutzt werden, wodurch ein entsprechend kostengünstiger Aufbau möglich wird, da das UWB-Modul zur Kommunikation mit der Schlüsseleinheit ohnehin zum Senden von Signalen in den Außenraum d.h. in das Umfeld des Fahrzeugs angeordnet ist. Ein Kostenvorteil ergibt sich insbesondere dann, wenn die Schlüsseleinheit zur Kommunikation mit der Fahrzeugeinheit und/oder die Fahrzeugeinheit o- der die Schlüsseleinheit zur Lokalisierung d.h. zu Bestimmung der Position der Schlüsseleinheit gegenüber dem Fahrzeug ohnehin ein UWB-Funkmodul nutzt.
Durch ein solches System wird es möglich, den Außenraum um ein Fahrzeug auf eine Annäherung von Objekten zu überwachen, die Objekte als Lebewesen bzw. Personen zu identifizieren und anhand eines Vergleiches der Position der Lebewesen/Personen mit der Position der Schlüsseleinheit zwischen einem berechtigten Benutzer bzw. mehreren berechtigten Benutzern und unberechtigten Personen zu unterscheiden.
Darauf basierend kann das System weitere präventive Maßnahmen ergreifen, um beispielsweise Beschädigungen am Fahrzeug oder ein unberechtigtes Eindringen in das Fahrzeug zu verhindern.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht dabei vor, dass das UWB-Modul ausgebildet ist, die ersten Signale und die zweiten Signale wechselweise zu senden und/oder zu empfangen.
Das UWB-Modul ist vorzugsweise ausgebildet, die ersten Signale innerhalb erster Zeitintervalle und die zweiten Signale innerhalb zweiter Zeitintervalle zu senden und/oder zu empfangen, wobei die zweiten Zeitintervalle jeweils zwischen zwei ersten Zeitintervallen liegen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass das UWB-Modul ausgebildet ist, die ersten Signale und/oder die zweiten Signale in Abhängigkeit der Entfernung der Schlüsseleinheit zu senden und/oder zu empfangen. Ist die Schlüsseleinheit beispielsweise für eine Zeitspanne so weit entfernt, dass ohnehin keine Kommunikation über die ersten Signale möglich ist oder so nahe, dass eine Kommunikation über ein anderes Funk-Modul (z.B. ein BLE-Modul) möglich ist bzw. hergestellt wird, kann das UWB-Modul innerhalb dieser Zeitspanne ausschließlich zweite Signale senden und/oder empfangen. Um weiter die Entfernung der Schlüsseleinheit zu der Fahrzeugeinheit bestimmten zu können, ist jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass optional zu einer Kommunikation über ein weiteres und beispielsweise das BLE-Funk-Modul eine Kommunikation über das UWB-Modul zur Entfernungsbestimmung d.h. ein Ranging der Schlüsseleinheit stattfindet.
Da durch das UWB-Modul in seiner Funktion als Radarsensor vorzugsweise Lebewesen bzw. Personen detektiert werden sollen, kann vorgesehen sein, dass das UWB-Modul ausgebildet ist, die zweiten Signale als Radarimpulse mit einem vorbestimmten Korrelationsmuster zur Detektion von Lebewesen als Objekten zu senden und/oder zu empfangen.
Da bei vielen modernen Fahrzeugen neben einem UWB-Modul ferner weitere Funk-Module und insbesondere BLE-Module vorgesehen sind, können diese in das System zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum des Fahrzeugs integriert werden. Bei einer solchen Variante ist vorgesehen, dass die Fahrzeugeinheit zumindest zwei Funk-Module aufweist, wobei zumindest eines der Funk-Module ein BLE-Modul ist. Entsprechend sind als die zumindest zwei Funk-Module das UWB-Modul sowie ein BLE- Modul vorgesehen. Dabei arbeitet BLE-Modul nach einer Sonderform des Bluetooth-Standards, welche als Bluetooth Low Energy (BLE) bezeichnet wird. Das BLE-Modul ist hierbei ausgebildet, mit der Schlüsseleinheit insbesondere zur Identifikation/Authentifikation des Trägers der Schlüsseleinheit zu kommunizieren und/oder die Position der Schlüsseleinheit zu bestimmen und/oder eine Entfernung der Schlüsseleinheit von dem BLE-Modul zu bestimmen. Die Entfernung kann wiederum beispielsweise mittels ToF- oder RTT-Methode bestimmt und die Position durch zusätzliche Richtungsbestimmung d.h. Messung der Phasendifferenz zwischen zwei Empfangskanälen ermittelt werden. Obwohl allgemein Bluetooth-Module statt BLE-Module verwendet werden können, werden zum Zeitpunkt der Anmeldung gemäß dem Car Connectivity Consortium (CCC) in Schlüssel- und Fahrzeugeinheiten von Fahrzeugen ausschließlich BLE-Module verwendet, welche zudem ausschließlich für die Kommunikation zur Authentifikation und Steuerung der Fahrzeug- und Schlüsseleinheit verwendet werden, sodass zum Anmeldezeitpunkt keine Entfernungs- oder Positionsbestimmung über BLE vorgesehen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass das UWB-Modul und das BLE-Modul in Abhängigkeit einer Entfernung der Schlüsseleinheit von der Fahrzeugeinheit zur Kommunikation bzw. Identifikation/Authentifikation verwendet werden. Wird das BLE-Modul zur Kommunikation bzw. Identifikation/Authentifikation mit der Schlüsseleinheit verwendet, kann das UWB-Modul verstärkt als Radarsensor verwendet und entsprechend im Vergleich weniger erste Signale gesendet bzw. kürzere erste Zeitintervalle zum Senden der ersten Signale angewandt werden.
Besitzt die Fahrzeugeinheit sowohl UWB-Modul als auch BLE-Modul, weist insbesondere auch die Schlüsseleinheit sowohl ein UWB-Modul als auch ein BLE-Modul auf.
Wie bereits erläutert, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass das UWB-Modul der Fahrzeugeinheit zumindest zwei vorzugsweise zueinander beabstandete Empfangskanäle aufweist und ausgebildet ist, aus einer Phasendifferenz und/oder Laufzeitdifferenz zwischen einem von beiden Empfangskanälen empfangenen zweiten Signal eine Richtung zu bestimmen, in welcher ein detektiertes Objekt liegt. Ist die Richtung sowie die Entfernung bekannt, kann hieraus die Position des Objekts gegenüber dem UBW-Modul bzw. der Fahrzeugeinheit ermittelt werden. Weiter kann die Fahrzeugeinheit ein Steuermodul aufweisen, welches signaltechnisch mit dem zumindest einen Funk-Modul d.h. beispielsweise dem zumindest einem UWB-Modul und sofern vorhanden mit dem zumindest einen BLE-Modul verbunden ist. Ferner ist das Steuermodul ausgebildet, aus einer Veränderung der Position und/oder einer Bewegung von in dem Außenraum detektierten Objekten zu ermitteln, ob es sich bei einem detektierten Objekt um ein Lebewesen handelt. Hierzu kann beispielsweise eine Bewegung oder eine Positionsänderung über die Zeit aufgezeichnet bzw. erfasst und abgespeichert werden. Aus den Bewegungen und/oder den Positionsänderungen können Bewegungsmuster ermittelt werden, welche beispielsweise einem Atmen eines Lebewesens entsprechen. Wird also ein Bewegungsmuster festgestellt, welches einer Atembewegung z.B. eines Menschen entspricht, wird darauf geschlossen, dass es sich bei dem Objekt um ein Lebewesen handelt. Zum Vergleich der ermittelten Bewegungsmuster mit bekannten (Atem-) Mustern (Referenzmuster), können solche bekannte Atemmuster in dem Steuermodul hinterlegt sein.
Zusätzlich oder alternativ können jedoch auch weitere Informationen, wie beispielsweise eine Objektgröße, genutzt werden, welche durch das als Radarsensor arbeitende UWB-Modul ermittelt werden können. Eine Ermittlung der Objektgröße mittels des UWB-Moduls ist insbesondere dann möglich, wenn das UWB-Modul über eine Vielzahl von Empfangskanälen d.h. über eine Vielzahl von beispielsweise zu einem Array angeordneten Antennen besitzt.
Eine vorteilhafte Variante sieht jedoch an der Fahrzeugeinheit ein UWB- Modul mit genau zwei Empfangskanälen d.h. genau zwei voneinander beab- standeten Antennen vor.
Weist das System bzw. die Fahrzeugeinheit das Steuermodul auf, kann dieses ausgebildet sein, die Position und/oder die Entfernung der Schlüsseleinheit mit Positionen von als Lebewesen identifizierten Objekten zu vergleichen. Stimmen die Positionen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz überein und/oder korrelieren die Entfernung der Schlüsseleinheit und die Position des Objekts bzw. Lebewesens innerhalb einer vorbestimmten Toleranz wird das Lebewesen von der Steuereinheit als berechtigter Benutzer identifiziert. Weichen die Positionen jedoch über eine vorbestimmte Toleranz hinausgehend voneinander ab oder korrelieren die Entfernung der Schlüsseleinheit und die Position des Objekts bzw. des Lebewesens über eine vorbestimmte Toleranz hinausgehend nicht miteinander, wird das Objekt bzw. das Lebewesen als unberechtigte Person zu identifiziert. Als Korrelation der Entfernung zu der Position wird hierbei verstanden, dass die ermittelte Position des Objekts gegenüber der Fahrzeugeinheit bzw. des UWB-Moduls auf einem gedachten Kreis liegen muss, weicher einen Radius um die Fahrzeugeinheit bzw. um das UWB-Modul aufweist, der der Entfernung der Schlüsseleinheit zu der Fahrzeugeinheit bzw. zu dem UWB-Modul entspricht.
Darauf aufbauend kann das Steuermodul ausgebildet sein, einen Alarm auszulösen und/oder eine Nachricht zu versenden und/oder eine Fahrzeugkomponente anzusteuern, wenn bestimmte Parameter erfüllt sind. So können die Parameter sein, dass a. das Fahrzeug verriegelt ist und/oder sich nicht bewegt b. und/oder kein berechtigter Benutzer oder ein berechtigter Benutzer in einem vorbestimmten Fernbereich des Fahrzeugs d.h. mit einer Entfernung von der Fahrzeugeinheit größer einem vorbestimmten Entfernungsgrenz- wert von beispielsweise 10 Metern identifiziert wird c. und/oder zumindest eine unberechtigte Person oder zumindest eine unberechtigte Person in einem vorbestimmten Nahbereich des Fahrzeugs d.h. mit einer Entfernung von der Fahrzeugeinheit kleiner einem vorbestimmten Entfernungsgrenzwert von beispielsweise 1 Meter identifiziert wird d. und/oder zumindest eine unberechtigte Person für eine vorbestimmte Zeit von z.B. 60 Sekunden identifiziert wird.
Wird von einem Funk-Modul eine Entfernung und/oder eine Position ermittelt, kann sich diese auch immer auf einen gemeinsamen Koordinatenursprung im Fahrzeug beziehen oder auf diesen transformiert werden. Der Koordinatenursprung muss dabei nicht zwingend in dem Funk-Modul liegen, sondern kann beispielsweise einem geometrischen Mittelpunkt des Fahrzeugs entsprechen. Ist eine Transformation der Position oder der Entfernung gewünscht, ist beispielsweise in dem Steuermodul eine relative Positionierung des Funk-Moduls zu dem Koordinatenursprung hinterlegt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen System. Das Verfahren umfasst hierbei zumindest die Schritte: a. Bestimmen einer Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit von dem zumindest einen Funk-Modul; b. Detektion von Objekten durch Senden und/oder Empfangen von Radarimpulsen mit dem UWB-Modul sowie Bestimmen einer Position und/oder Bewegung der Objekte von dem UWB-Modul; c. Kategorisieren der Objekte in Lebewesen und unbelebte Objekte, beispielsweise wie zuvor erläutert anhand einer Auswertung von Positionsänderungen und daraus ermittelten Bewegungsmustern; d. Vergleich der Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit mit der Position der als Lebewesen kategorisierten Objekte, wobei die Lebewesen bei Übereinstimmung der Positionen und/oder Korrelation der Entfernung mit der Position innerhalb einer vorbestimmten Toleranz als berechtigter Benutzer und bei Abweichung außerhalb einer bestimmten Toleranz als unberechtigte Person kategorisiert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass nach der Kategorisierung eines Lebewesens als unberechtigte Person ein beispielsweise hörbarer oder stiller Alarm ausgelöst und/oder eine Nachricht z.B. an den berechtigten Benutzer versendet und/oder eine Fahrzeugkomponente angesteuert wird, wobei weitere Parameter vorausgesetzt werden können.
Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein System zur Erkennung unberechtigter Personen;
Fig. 2 Verfahren zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs mit Input- und Output-Varianten;
Fig. 3 Verfahren zur Erkennung unberechtigter Personen in einem Außenraum eines Fahrzeugs.
Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes System 1 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. In ein Fahrzeug 2 ist eine Fahrzeugeinheit 10 des Systems 1 integriert. Ein berechtigter Benutzer 30 trägt eine Schlüsseleinheit 20 des Systems 1 mit sich und befindet sich in der dargestellten Situation außerhalb des Fahrzeugs 2 aber innerhalb eines Nahbereichs des Fahrzeugs, in welchem der berechtigte Benutzer 30 eine Entfernung zu der Fahrzeugeinheit 10 bzw. zu dem Fahrzeug 2, kleiner einem vorbestimmten Entfernungsgrenzwert 3 von beispielsweise einem Meter (1 m) hat.
Beispielhaft ist zudem eine erste unberechtigte Person 31 in dem Nahbereich des Fahrzeugs 2 und eine zweite unberechtigte Person 32 außerhalb des Nahbereichs dargestellt, was einem Fernbereich des Fahrzeugs 2 entsprechen kann.
Sowohl ein erstes Funk-Modul 11 der Fahrzeugeinheit 10 als auch ein zweites Funk-Modul 12 der Fahrzeugeinheit 10 sind jeweils ausgebildet, mit der Schlüsseleinheit 20 zu kommunizieren. Dabei handelt es sich um das erste Funk-Modul 11 um ein UWB-Modul und bei dem zweiten Funk-Modul 12 um ein BLE-Modul.
Zur Optimierung der Kommunikation mit der Schlüsseleinheit 20, der Reichweite einer möglichen Kommunikation mit der Schlüsseleinheit 20 und insbesondere zur Minimierung eines Energiebedarfs in der Schlüsseleinheit 20 ist vorgesehen, dass vorzugsweise das UWB-Modul 11 ausschließlich zur Entfernung- und/oder Positionsbestimmung und das BLE-Modul 12 ausschließlich zur Authentifikation und Steuerung mit der Schlüsseleinheit 20 kommuniziert.
Neben einem Senden und Empfangen erster Signale, welche zur Kommunikation und insbesondere zum „Ranging“ also zur Entfernungs- und Positionsbestimmung mit der Schlüsseleinheit 20 notwendig sind, ist das UWB-Modul 11 ausgebildet, zweite Signale als Radarimpulse in den Außenraum bzw. in das Umfeld des Fahrzeugs 2 zu senden und zu empfangen, sodass das UWB-Modul 11 durch das Senden und Empfangen der zweiten Signale als Radarsensor arbeitet. Dabei weist das UWB-Modul 11 zwei zueinander beabstandete Empfangskanäle d.h. zwei zueinander beabstandete Empfänger auf, sodass beim Empfang eines zuvor als Radarimpuls gesendeten zweiten Signals die Phasendifferenz ermittelt, die Richtung aus welchem das zweite Signal empfangen wurde bestimmt und insbesondere in Zusammenschau mit der beispielsweise durch die benötigte Laufzeit ermittelbare Entfernung die Position dadurch georteter Objekte berechnet werden kann.
Das UWB-Modul 11 kann im Rahmen der Kommunikation mit der Schlüsseleinheit 20 mittels geeigneter Verfahren (z.B. RTT oder ToF) die Entfernung der Schlüsseleinheit 20 von dem jeweiligen Funk-Modul 11 , 12 bzw. von der Fahrzeugeinheit 10 oder einem im Bereich des Fahrzeugs 2 festgelegten Koordinatenursprungs bzw. die Position der Schlüsseleinheit 20 gegenüber dem UWB-Modul 11 oder dem Koordinatenursprung bestimmen, was als „Ranging“ bezeichnet wird.
Zur weiteren Verarbeitung der durch das UWB-Modul 11 und das BLE-Modul 12 ermittelbaren Daten bzw. Informationen weist das System 1 und genauer die Fahrzeugeinheit 10 ein Steuermodul 13 auf, welches mit dem UWB- Modul 11 und dem BLE-Modul 12 signaltechnisch verbunden und ferner ausgebildet ist, eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten 14 anzusteuern. Die Ansteuerung der Fahrzeugkomponente 14 kann auch mittels über einen Fahrzeugbus übermittelte Signale erfolgen.
Soweit die Funk-Module 11 , 12 als reine Sende- und Empfangs-Module verstanden werden, welche durch das Senden und Empfangen der jeweiligen Signale lediglich Rohdaten generieren, können weitere Aufgaben, wie die Bestimmung einer Entfernung und/oder die Bestimmung einer Position aus den von den Funk-Modulen 11 , 12 generierten Rohdaten auch von dem Steuermodul 13 übernommen werden. Bei den durch die ersten Signale er- m ittelten Werten sendet das UWB-Modul 11 beispielsweise Entfernungswerte und bei den als Radarimpulse wirkenden zweiten Signalen Entfer- nungs- und Richtungswerte an das Steuermodul 13.
Bei einem Ranging d.h. bei der Entfernungsbestimmung der Schlüsseleinheit 20 mittels der ersten Signale des UWB-Moduls 11 , errechnet das Steuermodul 13 die Position der Schlüsseleinheit 20.
Wurden durch das UWB-Modul 11 mittels der zweiten Signale Objekte detek- tiert, werden deren Positionen sowie deren Positionsänderungen bzw. deren Bewegungen von dem Steuermodul 13 gespeichert und analysiert, sodass daraus für jedes Objekt ein Bewegungsmuster generiert und in dem Steuermodul 13 hinterlegt wird.
Die Bewegungsmuster und ggfs. auch die Größe der einzelnen Objekte werden durch das Steuermodul 13 mit in dem Steuermodul 13 gespeicherten Referenzmustern verglichen, welche auch beispielsweise als mathematische Funktionen und/oder toleranzbeaufschlagt hinterlegt sein können und welche typisch für beispielsweise die Atembewegung von Lebewesen, insbesondere Menschen sind.
Aus den mittels des als Radarsensor arbeitenden UWB-Moduls 11 können also Bewegungsmuster erfasst, diese ausgewertet und entsprechend ermittelt bzw. klassifiziert werden, ob es sich bei den detektierten Objekten um Lebewesen, insbesondere Menschen handelt.
Wurden Objekte als Lebewesen bzw. Menschen klassifiziert, vergleicht das Steuermodul 13 deren Position mit der Position der Schlüsseleinheit 20. Stimmen die Positionen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz von beispielsweise 50 cm überein, wird das Lebewesen als berechtigter Benutzer 30 eingestuft. Weichen die Positionen über die Toleranz hinaus voneinander ab, werden die Objekte als unberechtigte Personen 31 , 32 eingestuft. Ist die genaue Position der Schlüsseleinheit 20 oder des Lebewesens nicht bekannt, kann auf die Entfernung von dem Funk-Modul 11 , 12 bzw. zu der Fahrzeugeinheit 10 zurückgegriffen werden. Korreliert die Entfernung der Schlüsseleinheit 20 mit der Position des als Lebewesen/Mensch klassifizierten Objekts d.h. liegt die Position des Objekts, innerhalb einer vorbestimmten Toleranz, auf einem Kreis um den Koordinatenursprung, auf welchen sich die Position des Objekts bezieht, wird angenommen, dass das Objekt der berechtigte Benutzer 30 ist. Der Radius des Kreises entspricht dabei der Entfernung der Schlüsseleinheit 20 zu dem Koordinatenursprung bzw. zu dem Funk-Modul 11 , 12 oder der Fahrzeugeinheit 10. Trifft dies auf zwei Lebewe- sen/Menschen zu, ist dies unerheblich, da hierbei klar ist, dass es sich bei einem um den berechtigten Benutzer 30 und bei dem anderen um eine unberechtigte Person 31 , 32 handelt und darauf basierend entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können.
Dabei wird auch unterschieden, ob sich der berechtigte Benutzer 30 oder die unberechtigten Personen 31 , 32 in einem Nahbereich um das Fahrzeug 2, beispielsweise in einer Entfernung 3 von maximal 1 m um das Fahrzeug oder in einem Fernbereich aufhalten.
Das Steuermodul 13 kann dann in Abhängigkeit von Parametern bzw. Bedingungen, welche durch das Verfahren bestimmt werden, verschiedene Funktionen z.B. einen Alarm oder das Versenden einer Nachricht auslösen oder eine Fahrzeugkomponente 14, wie Scheinwerfer, eine Hupe, einen Schließmechanismus oder ein Mobilfunk-Modul des Fahrzeugs 2, ansteuern.
Ferner kann auch bereits vor der Klassifizierung der Objekte als berechtigter Benutzer 30 oder unberechtigte Person 31 , 32 die Entfernung des Objekts zu dem Fahrzeug 2 berücksichtigt werden, da eine Klassifizierung als berechtigter Benutzer 30 oder unberechtigte Person 31 , 32 vorzugsweise nur dann erforderlich ist, wenn sich überhaupt ein Lebewesen bzw. ein Mensch dem Fahrzeug 2 nähert oder sich innerhalb des Nahbereichs um das Fahrzeug 2 aufhält.
Informationen die hierbei verarbeitet werden sowie möglich Maßnahmen sind beispielhaft in Figur 2 abgebildet, wobei eine oder mehrere der Informationen (Input-Blöcke 101 bis 105) zu einer oder mehreren Maßnahmen (107 bis 111) führen können, was von dem Algorithmus bzw. Verfahren 106 abhängig ist.
Das Verfahren 106 zur Erkennung unberechtigter Personen kann beispielsweise auf dem folgenden Input basieren:
101 Wurde ein Lebewesen detektiert (wie durch das UWB-Modul 11 erfasst und durch das Steuermodul 13 klassifiziert)
102 Position des Lebewesens (wie durch das UWB-Modul 11 erfasst und durch das Steuermodul 13 bestimmt)
103 Verweilzeit des Lebewesens insbesondere in dem Nahbereich des Fahrzeugs 2
104 Kommuniziert die Fahrzeugeinheit 10 mit der Schlüsseleinheit 20 (über ein Funk-Modul 11 , 12)
105 Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit 20 (wie durch das UWB-Modul 11 und/oder das BLE-Modul 12 erfasst und durch das Steuermodul 13 bestimmt)
Werden durch das Verfahren 106 gesetzte Bedingungen bzw. Parameter erfüllt, können darauf basierend beispielsweise der folgende Output ausgelöst werden:
107 Auslösen eines Alrams 108 Ansteuern einer Fahrzeugbeleuchtung (z.B. dauerhaft an oder blinken)
109 Aktivieren eines Kamerasystems des Fahrzeugs 2
110 Ansteuern der Hupe des Fahrzeugs 2
111 Senden einer Nachricht (beispielsweise über Mobilfunk) an die Schlüsseleinheit 10 und/oder den berechtigten Benutzer 30
Dabei können die getroffenen Maßnahmen d.h. der Output abhängig von den in dem Verfahren 106 hinterlegten Bedingungen eskalieren. Diese Bedingungen können beispielsweise sein:
• Wenn die Position der Schlüsseleinheit 20 gleich der Position des einzigen Lebewesens d.h. das einzige Lebewesen der berechtigte Benutzer 30 oder der berechtigte Benutzer 30 im Nahbereich des Fahrzeugs 2 ist, wird keine Maßnahme ergriffen.
• Wenn (zumindest im Nahbereich) ausschließlich unberechtigte Personen 31 , 32 erkannt werden und sich diese bis 10 Sekunden in einem Abstand geringer als 1 m zum Fahrzeug 2 (im Nahbereich) aufhalten, wird die Fahrzeugbeleuchtung dauerhaft leuchtend angesteuert.
• Wenn (zumindest im Nahbereich) ausschließlich unberechtigte Personen 31 , 32 erkannt werden und sich bis 30 Sekunden in einem Abstand geringer als 1 m zum Fahrzeug 2 (im Nahbereich) aufhalten, wird die Fahrzeugbeleuchtung blinkend angesteuert.
• Wenn (zumindest im Nahbereich) ausschließlich unberechtigte Personen 31 , 32 erkannt werden und sich diese bis 60 Sekunden in einem Abstand geringer als 1 m zum Fahrzeug 2 (im Nahbereich) aufhalten, wird die Hupe des Fahrzeugs 2 angesteuert. • Wenn (zumindest im Nahbereich) ausschließlich unberechtigte Personen 31 , 32 erkannt werden und sich diese länger als 60 Sekunden in einem Abstand geringer als 1 m zum Fahrzeug 2 (im Nahbereich) aufhalten, wird eine Nachricht an die Schlüsseleinheit 20 und/oder eine hinterlegte Rufnummer (z.B. Mobilnummer eines berechtigten Benutzers 30) gesendet.
Das zu den Maßnahmen (Output) führende Verfahren mit den die Informationen bzw. den Input verarbeitenden Schritten ist beispielhaft in Figur 3 dargestellt. Die Darstellung des Verfahrens ist an ein Ablaufdiagramm angelehnt, wobei der Ablauf an den Entscheidungsknoten davon abhängig ist, ob die jeweiligen Voraussetzungen erfüllt werden (0 = Voraussetzungen nicht erfüllt bzw. „nein“; 1 = Voraussetzungen erfüllt bzw. „ja“):
A Start des Verfahrens
B Senden und Empfangen der zweiten Signale als Radarimpulse mittels des UWB-Moduls 11 , Erfassen und Aufzeichnen sich daraus ergebender Bewegungsmuster und Klassifizierung der detektierten Objekte als Lebewesen/Menschen (oder unbelebte Objekte)
C Wurde ein Lebewesen/Mensch detektiert?
D Bestimmen der Position des Lebewesens/Mensch (durch das Steuermodul 13)
E Bestimmen der Aufenthaltszeit des Lebewesens/Mensch innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um das Fahrzeug 2 bzw. mit einer Entfernung zum Fahrzeug geringer einem vorbestimmten Grenzwert, insbesondere im Nahbereich des Fahrzeugs 2
F Kommuniziert die Fahrzeugeinheit 10 über ein Funk-Modul 11 , 12 mit der Schlüsseleinheit 20? G Bestimmen der Position der Schlüsseleinheit 20
H Entspricht die Position der Schlüsseleinheit 20 der Position des Lebe- wesens/Menschen?
J Lebewesen/Mensch ist berechtigter Benutzer 30; Keine weiteren Maßnahmen, optional Sprung nach Schritt A
K Kommuniziert die Fahrzeugeinheit 10 nicht über ein Funk-Modul 11 , 12 mit der Schlüsseleinheit 20 oder entspricht die Position der Schlüsseleinheit 20 nicht der Position des Lebewesens/Menschen, handelt es sich bei dem Lebewesen um eine unberechtigte Person 31 , 32. Hält sich die unberechtigte Person beispielsweise bis zu oder länger als 10 Sekunden innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von insbesondere 1 m zu dem Fahrzeug 2 (im Nahbereich) auf?
L Ansteuern der Fahrzeugbeleuchtung (dauerhaft an)
M Hält sich die unberechtigte Person beispielsweise bis zu oder länger als 30 Sekunden innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von insbesondere 1 m zu dem Fahrzeug 2 (im Nahbereich) auf?
N Ansteuern der Fahrzeugbeleuchtung (blinkend)
O Hält sich die unberechtigte Person beispielsweise bis zu oder länger als 60 Sekunden vorzugsweise innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von insbesondere 1 m zu dem Fahrzeug 2 (im Nahbereich) auf?
P Ansteuern der Hupe des Fahrzeugs 2
R Hält sich die unberechtigte Person beispielsweise länger als 60 Sekunden innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von insbesondere 1 m zu dem Fahrzeug 2 (im Nahbereich) auf? S Versenden einer Nachricht an die Schlüsseleinheit 20 und/oder eine hinterlegte Rufnummer (z.B. Mobilnummer eines berechtigten Benutzers 30)
Für die Entscheidungsknoten K, M, 0 und R gilt jeweils, dass die Erfassung der Zeit zurückgesetzt wird und ein Sprung zu Schritt A erfolgt, wenn die unberechtigte Person 31 , 32 zumindest den Nahbereich um das Fahrzeug 2 verlässt.
Die Maßnahmen und Bedingungen sind vorzugsweise illustrativ. Beispielsweise kann die Fahrzeugbeleuchtung bereits aktiviert werden, wenn sich eine unberechtigte Person 31 , 32 noch nicht im Nahbereich aber innerhalb einer anderen vorbestimmten Entfernung für einen vorbestimmen Zeitraum aufhält oder sich anhand des Bewegungsmusters dem Nahbereich nähert.

Claims

Patentansprüche
1 . System (1 ) zur Erkennung unberechtigter Personen (31 , 32) in einem Außenraum eines Fahrzeugs (2), mit einer Schlüsseleinheit (20) und einer Fahrzeugeinheit (10), wobei die Fahrzeugeinheit (10) zumindest ein Funk-Modul (11 ,
12) aufweist, welches ausgebildet ist, in dem Außenraum mit der Schlüsseleinheit (20) zu kommunizieren und/oder eine Position der Schlüsseleinheit (20) in dem Außenraum zu bestimmen und/oder eine Entfernung der Schlüsseleinheit (20) in dem Außenraum von dem Funk-Modul (11 , 12) zu bestimmen, wobei zumindest eines der Funk-Module (11 , 12) ein UWB- Modul (11 ) ist, welches ausgebildet ist, erste Signale zur Kommunikation mit der Schlüsseleinheit (20) und/oder Positionsbestimmung der Schlüsseleinheit (20) und/oder Entfernungsbestimmung der Schlüsseleinheit (20) in den Außenraum zu senden und/oder zu empfangen, dadurch gekennzeichnet, dass das UWB-Modul (11 ) ausgebildet ist, zweite Signale als Radarimpulse zu senden und/oder zu empfangen und durch die Radarimpulse Objekte in dem Außenraum zu detektieren sowie deren Position und/oder deren Bewegung relativ zu dem UWB-Modul zu ermitteln.
2. System nach Anspruch 1 , wobei das UWB-Modul (11 ) ausgebildet ist, die ersten Signale und/oder die zweiten Signale in Abhängigkeit der Entfernung der Schlüsseleinheit (20) zu senden und/oder zu empfangen, und/oder wobei das UWB-Modul (11 ) ausgebildet ist, die ersten Signale und die zweiten Signale wechselweise zu senden und/oder zu empfangen, und/oder wobei das UWB-Modul (11 ) ausgebildet ist, die ersten Signale innerhalb erster Zeitintervalle und die zweiten Signale innerhalb zweiter Zeitintervalle zu senden und/oder zu empfangen, welche jeweils zwischen zwei ersten Zeitintervallen liegen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das UWB-Modul (11 ) ausgebildet ist, die zweiten Signale als Radarimpulse mit einem vorbestimmten Korrelationsmuster zur Detektion von Lebewesen als Objekten zu senden und/oder zu empfangen.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugeinheit (10) zumindest zwei Funk-Module (11 , 12) aufweist, wobei zumindest eines der Funk-Module (11 , 12) ein BLE- Modul (12) ist, welches ausgebildet ist, mit der Schlüsseleinheit (20) zu kommunizieren und/oder die Position der Schlüsseleinheit (20) zu bestimmen und/oder eine Entfernung der Schlüsseleinheit (20) von dem Funk-Modul (11 , 12) zu bestimmen.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das UWB-Modul (11 ) zumindest zwei Empfangskanäle aufweist und ausgebildet ist, aus einer Phasendifferenz zwischen einem von beiden Empfangskanälen empfangenen zweiten Signal eine Richtung zu bestimmen, in welcher ein detektiertes Objekt liegt.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugeinheit (10) ein Steuermodul (13) aufweist, welches signaltechnisch mit dem zumindest einen Funk-Modul (11 , 12) verbunden und ausgebildet ist, aus einer Veränderung der Position und/oder einer Bewegung von in dem Außenraum detektierten Objekten zu ermitteln, ob es sich bei einem detektierten Objekten um ein Lebewesen handelt.
7. System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Steuermodul (13) ausgebildet ist, die Position und/oder die Entfernung der Schlüsseleinheit (20) mit Positionen von als Lebewesen identifizierten Objekten zu vergleichen und bei einer Übereinstimmung der Positionen und/oder bei einer Korrelation der Entfernung zu der Position innerhalb einer vorbestimmten Toleranz das Objekt als berechtigten Benutzer (30) zu identifizieren und/oder bei einer Abweichung der Positionen und/oder bei einer Abweichung der Korrelation der Entfernung zu der Position außerhalb einer vorbestimmten Toleranz das Objekt als unberechtigte Person (31 , 32) zu identifizieren.
8. System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Steuermodul (13) ausgebildet ist, einen Alarm auszulösen und/oder eine Nachricht zu versenden und/oder eine Fahrzeugkomponente (14) anzusteuern, wenn das Fahrzeug (2) verriegelt ist und/oder sich nicht bewegt und/oder kein berechtigter Benutzer (30) oder ein berechtigter Benutzer (30) in einem vorbestimmten Fernbereich des Fahrzeugs identifiziert wird und/oder zumindest eine unberechtigte Person (31 , 32) oder zumindest eine unberechtigte Person (31 , 32) in einem vorbestimmten Nahbereich des Fahrzeugs identifiziert wird und/oder zumindest eine unberechtigte Person (31 , 32) für eine vorbestimmte Zeit identifiziert wird.
9. Verfahren zur Erkennung unberechtigter Personen (31 , 32) in einem Außenraum eines Fahrzeugs (2) mit einem System (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: a. Bestimmen einer Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit (20) von dem zumindest einen Funk-Modul (11 , 12); b. Detektion von Objekten durch Senden und/oder Empfangen von Radarimpulsen mit dem UWB-Modul (11 ) sowie Bestimmen einer Position und/oder Bewegung der Objekte von dem UWB-Modul (11 ); c. Kategorisieren der Objekte in Lebewesen und unbelebte Objekte; d. Vergleich der Position und/oder Entfernung der Schlüsseleinheit mit der Position der als Lebewesen kategorisierten Objekte, wobei die Lebewesen bei Übereinstimmung der Positionen und/oder Korrelation der Entfernung mit der Position innerhalb einer vorbestimmten Toleranz als berechtigter Benutzer (30) und bei Abweichung außerhalb einer bestimmten Toleranz als unberechtigte Person (31 , 32) kategorisiert werden.
10. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei nach der Kategorisierung eines Lebewesens als unberechtigte Person (31 , 32) ein Alarm ausgelöst und/oder eine Nachricht versendet und/oder eine Fahrzeugkomponente (14) angesteuert wird.
* * * * *
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