KR102504414B1 - 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파를 이용한 차량 실내의 침입 내지는 동승자 검출을 위한 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검출해야 할 차량의 내부 구조물의 구조 내지는 변화에 따른 정확한 검출을 위한 기준값을 주기적으로 재설정하는 캘리브레이션 동작을 수행하고, 또한 충격 발생으로 인해 제대로 된 감지가 안 되거나, 오감지, 오경보가 발생되는 것을 방지하기 위한 안정화 알고리즘을 도입한 차량 실내 감지장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 캘리브레이션을 수행하여 그때그때 마다의 기준값을 주기적으로 재설정하므로 차량 내부의 환경 변화에 적응하여 동작할 수 있고, 이로 인해 더욱 정확한 내부 감지가 가능하게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 일반모드와 부스팅모드에서의 초음파 발송 세기나 주기를 달리하여 불필요한 전력 소모를 방지하게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 충격 발생으로 인해 음파가 왜곡되더라도, 오감지로 인한 오경보가 발생되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.

Description

오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치 및 방법 {Vehicle interior sensing device and the method with preventing detection error}

본 발명은 초음파를 이용한 차량 실내의 침입 내지는 동승자 검출을 위한 감지장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검출해야 할 차량의 내부 구조물의 구조 내지는 변화에 따른 정확한 검출을 위한 기준값을 주기적으로 재설정하는 캘리브레이션 동작을 수행하고, 또한 충격 발생으로 인해 제대로 된 감지가 안 되거나, 오감지, 오경보가 발생되는 것을 방지하기 위한 안정화 알고리즘을 도입한 차량 실내 감지장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에서 운전자가 하차 후 도어락을 한 상태에서, 차량 탈취나 내부의 귀중품 도난을 위한 침입이 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위해 내부에는 압력, 적외선, 초음파 등을 이용한 다양한 침입 검출 장치들이 설치되어 사용되고 있으며, 이 중 가장 많이 적용되는 것이 초음파를 이용한 침입자 검출 장치이다. 또한, 영유아를 뒷좌석에 실수로 방치한 상태로 하차하고, 영유아가 닫히거나 잠긴 상태의 차량을 벗어나지 못함으로 인한 사고가 발생되므로, 영유아 등의 동승자가 차량 내부에 방치되더라도, 영유아의 움직임을 인지하여 운전자에게 경보하기 위해서도 이러한 초음파 검출 장치가 활용되고 있다.

일반적인 초음파를 이용한 내부 검출 장치는 주기적으로 초음파 신호를 송신하고 상기 송신된 송신 초음파가 물체에 부딪쳐 반사되어 돌아오는 초음파 신호를 수신하고, 상기 송신된 송신 초음파가 송신되어 상기 송신 초음파에 대응하는 수신 초음파가 수신되는 데까지 소요된 송수신 시간을 측정하여 미리 설정된 기준 시간보다 송수신 시간이 빨라지는 경우를 감지하는 시간 동기화 방식과, 송신 초음파 위상과 수신 초음파의 위상차를 확인하여 판단하는 위상 동기화 방식이 주로 이용되고 있다.

시간 동기화 방식이나 위상 동기화 방식은 하나의 송신 초음파 발송 후 송신 초음파에 대응하는 수신 초음파가 수신될 때까지 기다린 후 다음 송신 초음파를 송신하는 방식으로 수행되는데, 차량 충격, 외란, 내외부 환경 변화에 민감하게 반응하여, 오류가 빈번하게 발생될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 지속적으로 강도가 센 초음파를 주기적으로 발생시키기 위하여 불필요하게 전력을 소모하게 되고, 차량 배터리의 방전을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 초음파 센서는 외부의 단순 충격에 의해 차량 내에서 감지되는 신호 변화를 차량 실내 침입으로 오감지하는 경우가 자주 발생하며, 특히 선루프 차량의 경우, 외부에서 차량 루프 충격 인가 시 선루프 천 직물이 지속적 움직이게 되며, 차량 내 음파 변화가 발생하여 오감지 발생 가능성이 높게 된다.

이를 방지하기 위해, 종래의 초음파 센서에서 일정 수신 레벨 범위를 벗어나는 신호를 노이즈(Noise)로 보고 그것을 제거하는 방법을 쓰기도 하는데, 이 경우 일정 수신 레벨 범위를 제거한 수신 감도를 일정 크기 이상으로 유지해야 하므로 발신 레벨을 일정 레벨 이상 증가시켜 유지해야만 하고, 그에 의해 초음파 센서의 수신 감도 조절에 있어서 센서의 조절 범위가 제한되는 단점이 있고, 수신 감도를 일정 크기 이상으로 유지하게 되면 배터리 소모가 더욱 가속되는 문제가 있다.

한국 공개특허 10-2018-0104623 한국 공개특허 10-2003-0069073

본 발명은 차량 내부의 구조에 따른 기준값을 주기적으로 재설정하여 전력 소모를 줄이고, 오경보, 오감지를 줄이기 위한 캘리브레이션 모드를 구비하는 차량 실내 감지장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 충격 발생으로 인해 음파가 왜곡될 때, 오감지로 인한 오경보가 발생되는 것을 방지하기 위한 안정화 알고리즘을 도입한 차량 실내 감지장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 차량 배터리 방전을 예방하기 위해, 초음파 방사 강도, 세기, 빈도 등을 단계별로 구분하여 적용하는 알고리즘을 도입한 차량 실내 감지장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량 실내의 침입자 또는 동승자를 감지하기 위한 장치에 있어서, 차량 실내에서의 움직임을 검출하기 위한 초음파 신호를 송출하고, 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 초음파 센서를 구비하는 검출부(30); 차량 내외에 가해진 충격을 모니터링하는 충격 모니터링부(50); 및 상기 충격 모니터링부(50)로부터 충격 감지 신호를 입력받고, 충격 감지 이후 일정 시간 동안 상기 검출부(30)에서의 초음파 감지를 중단하거나, 입력된 감지 결과를 무시하고, 일정 시간이 경과하면 상기 검출부(30)를 통해 초음파 감지를 다시 시작하거나 감지 결과를 판단하는 제어부(10);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치를 제공한다.

상기 제어부(10)는: 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부(30) 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하는 캘리브레이션부(11); 및 상기 충격 모니터링부(50)를 통해 판단된 충격 시점으로부터, 제1안정화 시간을 산출하여, 제1안정화 시간 동안 상기 검출부(30)에서의 초음파 감지를 중단하거나, 감지 결과를 무시하도록 제어하는 안정화 시간부(14);를 포함하여 구성되고, 상기 안정화 시간부(14)를 통해 안정화 시간이 경과한 것이 확인되면, 초음파 감지를 중단하고 있던 검출부(30)가 다시 초음파 감지를 시작하도록 하거나, 또는 상기 검출부(30)로부터 입력되었으나 무시하고 있던 감지 결과를 다시 판단하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(10)는: 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부(30) 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하는 캘리브레이션부(11); 상기 충격 모니터링부(50)를 통해 판단된 충격 시점으로부터, 제2안정화 시간 및 제3안정화 시간을 산출하여, 제2안정화 시간 동안 상기 검출부(30)에서의 초음파 감지를 중단하거나, 감지 결과를 무시하도록 제어하는 안정화 시간부(14); 및 상기 검출부(30)를 통해 저강도의 초음파 신호가 송출 및 수신될 수 있도록 방사 듀티비를 조절하는 방사조절부(15);를 포함하여 구성되고, 상기 안정화 시간부(14)를 통해 제2안정화 시간이 경과한 것이 확인되면, 상기 안정화 시간부(14)로부터 안내되는 제3안정화 시간 동안, 상기 방사조절부(15)를 통해 조절된 저강도의 초음파 신호가 상기 검출부(30)를 통해 송출 및 수신될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3안정화 시간이 경과하면, 상기 검출부(30)는 상기 방사조절부(15)에서 조절된 방사 듀티비에 따른 초음파 신호의 송출 및 수신을 중단하고, 상기 캘리브레이션부(11)를 통해 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부(30) 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하여, 상기 검출부(30)로부터 캘리브레이션된 초음파 신호의 송출 및 수신이 시작되도록 하는 것을 특징으로 한다.

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또한, 차량 실내의 침입자 또는 동승자를 감지하기 위한 방법에 있어서, 차량 실내의 감지를 시작하게 되면, 차량 실내의 상황에 맞도록 검출부 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하는 캘리브레이션 모드 실행 단계; 상기 조절된 결과에 따라 상기 검출부의 초음파 송출 및 수신에 따른 초음파 감지 단계; 충격 모니터링부가 차량 내외에 가해진 충격을 모니터링하는 충격 감지 단계; 안정화 시간부가 충격이 감지된 시점부터 제2안정화 시간을 산출하고, 제2안정화 시간 동안 상기 검출부가 초음파 감지를 중단하거나, 또는 감지된 결과를 제어부가 무시하도록 하는 안정화 동작 단계; 및 상기 제2안정화 시간이 경과하면, 상기 검출부가 초음파 감지를 다시 시작하거나, 또는 감지된 결과를 제어부가 다시 판단하기 시작하는 초음파 감지 재개 단계;를 포함하고, 상기 초음파 감지 재개 단계는: 상기 안정화 동작 단계 후, 상기 제2안정화 시간 이후의 제3안정화 시간 동안, 방사조절부에 의해 방사 듀티비가 조절된 저강도의 초음파 신호가 상기 검출부에 의해 송출 및 수신되는 듀티비 조절 방사 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 오감지를 방지할 수 있는 차량 실내 감지방법을 제공한다.

상기 초음파 감지 재개 단계는: 상기 듀티비 조절 방사 단계 후에, 방사 듀티비가 조절된 저강도의 초음파 신호의 송출 및 수신을 중단하고, 캘리브레이션부(11)를 통해 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부(30) 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도가 조절된 캘리브레이션된 초음파 신호의 송출 및 수신을 시작하는 캘리브레이션 모드 재개 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 캘리브레이션을 수행하여 그때그때 마다의 기준값을 주기적으로 재설정하므로 차량 내부의 환경 변화에 적응하여 동작할 수 있고, 이로 인해 더욱 정확한 내부 감지가 가능하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일반모드와 부스팅모드에서의 초음파 발송 세기나 주기를 달리하여 불필요한 전력 소모를 방지하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 충격 발생으로 인해 음파가 왜곡되더라도, 오감지로 인한 오경보가 발생되는 것을 방지하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오감지 방지 기능을 설명하기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 차량 실내 감지장치의 구성을 블록으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제어부의 구성을 블록으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 차량 실내 감지방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 캘리브레이션 과정을 순서도로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 오감지 방지 실내 감지방법을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 오감지 방지 실내 감지방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 오감지 방지 기능을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치 및 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 한가지의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 또한, 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 오감지 방지 기능을 설명하기 위한 그래프이다. 도 1을 참조하면, 운전자에 의해, IGN OFF 및 차량 OFF 후 Door lock(Door Close)가 입력되면, 실내 감지 즉, 동승자 감지 또는 침입 감지 동작이 수행된다. 감지 모드에 진입하면, 감지 모드 진입 후 최초 초음파센서를 포함한 기타 가속도센서 등의 고장 유무와 차량의 환경에 다른 초음파 방사 세기 조절을 위한 캘리브레이션(Calibration)을 진행한다.

즉, 제어부는 초음파 센서가 동작하기 전에 초음파 센서에 대해, 차량 내부 특성 및 환경이 다름에 따라 초음파 센서의 감도를 위해 센서 캘리브레이션 과정을 수행한다. 제어부는 센서 캘리브레이션 과정에 대해, 초음파 센서의 도플러 효과를 이용하여, 차량 내 침입이 없는 상태에서 차량 내 물체의 위치, 재질, 거리, 온도에 의해 달라지는 수신 에코 신호의 전압 레벨을 디지털 데이터로 변환하여 캘리브레이션을 수행하게 된다. 초음파의 도플러 효과를 이용하는 센서 특성상 수신 에코 신호는 대상의 재질, 거리, 온도 등의 영향을 받게 된다. 그러므로 차량의 실내와 같은 공간은 운전자 및 탑승자의 취향이나, 차량의 실내에 놓인 물건의 위치, 재질 및 기타 요인에 의해 그때그때 수신 에코 신호의 전압레벨이 달라진다. 따라서 초음파 센서는 여러 가지 환경을 고려해서 다시 캘리브레이션하며, 더욱 정확한 측정이 가능하도록 한다. 초음파 센서의 송신부에서 발생한 파형은 수신부를 통해서 도플러 효과가 반영된 값으로 수신되는데, 이때 수신되는 전압의 레벨이 초음파 송신부에서 떨어진 거리나 대상 물체의 재질, 반사 및 흡수된 초음파의 상호간 간섭 및 온도나 습도와 같은 환경 요소 등에 의해서 실시간으로 바뀌게 된다. 이러한 감지 과정에서 내부 동승자의 존재나 침입, 그리고 정상 상태를 판단하기 위해서는 기준값을 설정해야 한다. 즉, 제어부는 센서 캘리브레이션 과정에 대해, 초음파 센서의 도플러 효과를 이용하여, 차량 내 하차시의 상태 또는 침입이 없는 상태에서 차량 내 물체의 위치, 재질, 거리, 온도에 의해 달라지는 수신 에코 신호의 전압 레벨을 디지털 데이터로 변환하여 기준값을 설정하게 된다.

초음파 기준값을 캘리브레이션한 후에는, 일반모드(Normal mode)로 실내를 감지하게 된다. 일반모드는 초음파의 강도나 빈도를 강하게(full) 방사하지 않고, 최초 소비 전류를 낮추기 위해 강도를 낮추거나 간헐적인 빈도로 방사하도록 하며, 이를 통해 차량 배터리의 방전을 막도록 한다. 캘리브레이션 후 도 1의 참조값(101) 수준의 수신전압(또는 음파변화)을 감지하도록 일반모드의 초음파를 방사하다가, 수신전압이 일반 기준값(102)에 이르게 되면, 부스팅모드(Boosting mode)로 변환된다. 부스팅모드는 일반모드에 비해 송신 세기나 빈도를 강하게 송출함으로써, 보다 민감하게 실내를 감지할 수 있도록 한다. 즉, 전력 소모를 낮추기 위해 평소에는 일반모드로 가동하다가, 수신전압이 일반 기준값(102)을 넘으면 부스팅모드로 가동 강도를 올리게 되며, 다시 수신전압이 부스팅 기준값(103)을 넘게 되면, 실내에 움직임이 있는 것으로, 즉 침입자나 동승자가 있는 것으로 판단하게 된다.

그런데 차량에 충격이 발생되는 경우, 실내를 제대로 감지할 수가 없게 된다. 이러한 충격이나 흔들림은, 별도의 공지된 충격 센서, 가속도 센서를 사용하거나, 초음파 센서의 파형 분석을 통해 감지할 수 있을 것이다.

충격이나 흔들림이 있는 경우 차량 내에 침입자나 동승자가 없음에도 불구하고, 차량 내 음파 변화가 발생되기 때문이다. 도 1의 그래프를 보면, A 시점에 충격이 감지(104)되면, A 시점에서 D 시점에 이르기까지 차량 내 음파 변화 시간(105)이 유지된다. 실내 감지 대상과 무관한 충격이나 흔들림은, A 시점에 발생되고, 이러한 충격은 B 시점에 중단되었으나, 차량 내 음파 변화(105)는 그 이후에도 D 시점까지 지속된다. 이러한 시간 구간에서, 초음파를 송수신하게 되면, 실내의 침입자나 동승자가 없음에도 불구하고, 높은 수신 전압, 음파 변화를 감지하게 된다.

따라서 본 발명의 제1실시예에 따른 알고리즘은, 이러한 문제를 해결하기 위해, 일반모드로 실내 감지 중 충격 감지시, 초음파 송신을 끄거나 및/또는 차량 내 음파 변화에 대한 수신 데이터를 제어부에서 무시하도록 한다. 즉, 저장 또는 설정된 충격 안정화 시간(106)을 로드하여, 해당 시간 동안 음파 변화 무시(107) 알고리즘을 수행한다. 이로써, 일시적인 충격이나 움직임으로 인해, 차량 내부에 침입자나 동승자가 없음에도 불구하고, 오감지 판단을 하는 문제를 해결할 수 있게 된다.

오경보, 오감지를 방지하고자 충격 감지 후, 초음파 방사를 끄고 수신단의 음파의 변화를 무시하여 충격 해제 시점까지 실내 감지 기능을 일시적으로 중지한다. 오감지를 방지하기 위해 충격 해제 시점을 길게 설정할수록 좋은데, 문제는 이 시간 동안 실내 감지를 못 하게 된다. 이 경우, 차량 외부에서 충격을 가한 후 실내로 침입하게 되면, 이를 감지하지 못할 수도 있고, 차량 내부에서 영유아의 움직임, 몸부림을 충격으로 판단하게 되면, 오히려 영유아의 존재를 감지하지 못하게 되는 상황이 발생되어, 제대로 된 기능을 하지 못한다.

따라서 충격 안정화 시간(106)을 최소화하고, 이 시간이 경과되면, 즉시로 캘리브레이션된 강도나 빈도의 초음파의 송수신을 다시 시작(108)하게 된다. 초음파 송수신 및 감지를 재시작(108)하게 될 때, 차량 내 음파 변화 시간(105) 즉, D 시점을 경과한 시점에서 재시작(108)하는 것이라면 괜찮으나, 차량 내 음파 변화 시간(105)인 D 시점 이전의 C 시점에, 초음파 감지를 재시작하게 되면, 수신 전압이 급속도로 일반 기준값(102) 및 부스팅 기준값(103)을 넘게 되어, 오감지(109)가 발생되는 문제가 있다. 따라서 음파 변화 무시 구간(107)을 무턱대고 확장할 수 없는 상태에서, 초음파 감지 재시작(108) 시점을 잘못 잡으면, 오감지, 오경보가 발생될 수 있는 한계점이 있다. 이러한 한계점은 후술할 이하의 실시예를 통해, 추가적으로 해결될 수 있다.

도 2는 본 발명의 차량 실내 감지장치의 구성을 블록으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치는 제어부(10), 저장부(20), 검출부(30), 충격모니터링부(50)를 기본으로 구비하며, 시동 온/오프 검출부(61), 도어락 검출부(62) 및 충격감지부(40)와의 상호 신호 교환을 통한 기능을 수행한다.

저장부(20)는 검출 동작을 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 프로그램 영역과, 프로그램 수행 중에 발생되는 데이터를 일시 저장하는 임시 영역과, 캘리브레이션 모드에서의 기준값, 설정값들, 안정화 시간 등을 저장하는 데이터 영역을 포함한다.

검출부(30)는 송신할 송신 초음파를 생성하는 초음파 생성부(31), 생성된 송신 초음파를 송신하는 초음파 송신부(32), 송신된 송신 초음파들 각각에 대응하는 수신 초음파를 수신하는 초음파 수신부(33)를 포함할 수 있다.

충격모니터링부(50)는 차량의 내외부에서 발생하는 충격, 충격 강도, 충격 시간 등의 데이터를 모니터링하는 구성인데, 초음파를 통한 검출부(30)에서의 초음파 송수신 값 변화를 분석하거나, 또는 별도의 가속도 센서, 충격 센서, 변위 센서 등을 포함하는 충격감지부(40)로부터 신호를 입력받아 충격을 판단할 수 있을 것이다. 충격모니터링부(50)는 충격의 존재, 발생 시간 등의 데이터를 제어부(10)로 제공한다.

차량의 키 박스(미도시) 또는 차량 차체 제어 모듈(Body Control Module: BCM) 등으로부터 차량의 시동 온/오프를 검출하는 시동 온/오프 검출부(61)와 차량의 문이 닫히는지를 판단하기 위한 도어락 검출부(62)를 통해, 제어부(10)가 실내 감지장치 구성 및 알고리즘, 동작을 전반적으로 제어하게 된다.

도 3은 본 발명의 제어부의 구성을 블록으로 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제어부(10)는 캘리브레이션부(11), 일반모드부(12), 부스팅모드부(13), 안정화 시간부(14), 방사조절부(15)를 포함하고, 안정화 시간부(14)는 안정화 시간설정부(141), 안정화 시간저장부(142)를, 방사조절부(15)는 듀티비 설정부(151), 듀티비 저장부(152)를 포함한다.

캘리브레이션부(11)는 캘리브레이션 모드를 설정하고 수행하는 기능을 하며, 검출 전 대기 상태에서 차량 내부 상태, 기초 상태에 대한 캘리브레이션 과정을 수행하고, 그에 따른 초음파 방사 세기, 조건 등을 조절한다.

일반모드부(12)는 전력 소모를 낮추기 위해 초음파 방사를 일반모드로 가동시키도록 하는 기능을 하며, 부스팅모드부(13)는 수신전압이 일반 기준값(102)을 넘게 되면 부스팅모드 즉, 가동 강도, 빈도 등을 높이게 하는 기능을 수행한다.

안정화 시간부(14)는 충격 발생기 감지되면, 안정화 시간설정부(141)를 통해 안정화 시간을 산출하거나, 또는 저장, 세팅된 안정화 시간을 안정화 시간저장부(142)로부터 로딩하여 제공함으로써, 안정화 시간 동안 초음파 방사가 중단되도록 할 수 있다.

방사조절부(15)는 초음파의 듀티비(Duty cycle)를 조절하여 방사 세기를 조절할 수 있도록 하는 기능을 하며, 듀티비 설정부(151)를 통해 적당한 듀티비를 산출하거나, 또는 저장, 세팅된 듀티비를 듀티비 저장부(152)로부터 로딩하여 제공함으로써, 듀티비가 조절된 초음파가 방사될 수 있도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 차량 실내 감지방법의 순서도를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 캘리브레이션 과정을 순서도로 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 차량의 IGN OFF(S11)가 확인되고, 운전자가 차량에서 내리고 문을 닫게 되면(S12), 제어부(10)는 시동 온/오프 검출부(61), 도어락 검출부(62) 등을 통해 이를 감지하고, 침입/동승자 감지를 시작하게 된다(S13).

먼저, 차량의 기본 상태, 환경 등을 고려하기 위해 캘리브레이션부(11)를 통해 캘리브레이션 모드를 실행하여(S14), 실내 감지를 위한 설정 변화율, 변화량, 초음파 방사 세기 등을 정하게 된다. 캘리브레이션부(11)는 초음파 센서에서 초음파 신호를 송출하고, 차량 내 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신한 후(S14-1), 초음파 센서를 통해 수신된 반사 신호의 수신 레벨을 검출(S14-2)하여, 캘리브레이션을 하고(S14-3), 그에 따라 초음파 센서의 감도 조절 등 세팅을 하게 된다(S14-4).

캘리브레이션이 끝나면 일반모드부(12)를 통해 일반모드 초음파를 방사하게 되고(S15), 반사된 초음파를 수신하며(S16), 실내에 변화가 없을 때에는 참조값(101; 도 1) 정도의 전압, 음파 변화가 수신된다. 만약 수신된 초음파가 일반 기준값(102; 도 1) 보다 높게 되면(S17), 부스팅모드부(13)에 의해 일반모드에 비해 강하거나 빈도가 높은 부스팅모드 초음파가 방사되도록 하고(S18), 반사된 초음파를 수신한다(S19). 부스팅모드에서의 수신 전압, 음파 변화가 부스팅 기준값(103; 도 1)에 이르거나, 초과하게 되면, 차량 내 침입자 내지는 동승자가 있는 것으로 판단하고, 경보가 울리도록 하거나 외부로 해당 판단 결과를 전송한다.

그런데 이러한 과정에서는, 전술한 외부 충격이 있는 경우, 차량 내 음파 변화가 되면서(105; 도 1), 실내 침입이 없고, 동승자가 없음에도 불구하고, 수신 전압, 음파가 높아져, 감지가 되는 것으로 인식하게 되는 문제가 있다. 따라서 외부 충격에 대비한 제어 알고리즘이 필요하다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 오감지 방지 실내 감지방법을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, S111~S115의 과정은, 전술한 S11~S16의 과정과 다르지 않다. 본 발명의 제1실시예에 따르면, 외부 충격이 있는 것으로 충격모니터링부(50)를 통해 확인되면(S116), 제어부(10)는 안정화 동작을 시작하게 되는데(S117), 초음파 방사를 중단하거나(S118) 및/또는 초음파 수신부(33)로부터 입력되는 수신값을, 실내 감지의 데이터로 고려하지 않는다(S119).

초음파 캘리브레이션 실시 후 실내 감지 중 충격 감지 시 차량 내 음파의 변화로 인한 오경보가 발생되므로, 이를 방지하고자 초음파 방사를 끄고 충격이 해지 되기 전까지 음파의 변화를 무시한다. 그리고 충격 해지된 시점부터 실내 재감지를 시작한다.

그 상태에서 안정화 시간부(14)로부터 공급된 제1안정화 시간이 경과되면(S120), 다시 초음파 감지를 시작하고(S121), 송수신 동작을 하여(S121) 실내 감지를 재시작하고, 다시 도 4의 캘리브레이션 모드(S14) 또는 일반모드(S15)를 수행하게 된다.

그런데 이때 제1안정화 시간이 도 1의 B-C 구간으로 설정되어 있다면, 제1안정화 시간이 경과한 후에도, 여전히 차량 내 음파 변화 시간(105)의 범위 내이므로, 캘리브레이션된 초음파가 다시 방사되기 시작하면서(S121), 수신 전압, 음파 변화가 급격하게 증가하여 오감지(109)를 유발하게 된다.

즉, 충격 해지 시간(A-C) 보다 차량 내 음파 변화 시간(A-D; 105)이 더 긴데, 재감지 시작시 본래의 캘리브레이션된 초음파를 방사하면 작은 음파 변화까지 감지하여 오감지가 발생할 수 있다. 그렇다고 충격 해지 시간을 더 길게 설정하게 되면 실내감지 정지 구간이 길어져 실제 침입을 해도 감지를 못 하는 경우가 발생한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 오감지 방지 실내 감지방법을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 오감지 방지 기능을 설명하기 위한 그래프이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, S211~S219 단계는, 도 6의 S111~S119 단계와 같다. 다만, 안정화 시간을 구분하여, 즉 제2안정화 시간 및 제3안정화 시간으로 나누고, 충격에 따라 필요한 최소한의 제2안정화 시간이 경과되면(S220), 일반 모드가 아닌 동안 별도의 저강도 모드를 실행한다(S221).

저강도 모드는, 초음파 방사 세기가 캘리브레이션된 초음파 방사의 세기가 아니도록 제어부(10)의 방사조절부(15)를 통해, 방사의 강도를 1/n로 강제적으로 낮춰 실내 감지를 지속한다. 이때, 충격 해제 조건 즉, 제2안정화 시간을 짧게 설정할 수 있다. 즉, 충격 후 짧게 설정된 제2안정화 시간만 경과하면, 그로부터 약 m초간 저강도 모드로 실내 감지를 지속한다.

즉, 도 8의 충격 안정화 시간(106) 즉, 제2안정화 시간을 짧게 하여, 음파 변화 무시 구간(107)을 최소화 한 후에, 여전히 차량 내 음파 변화 시간(105)인 C-D 사이의 시간 경과시에, 저강도 모드, 즉 저강도 초음파 감지(110)를 수행할 수 있게 된다. 이때 초음파 방사 세기는 기존의 캘리브레이션된 방사 세기에 비해 1/n의 비율로 낮춰지므로, 충격에 의한 차량 내 음파 변화에 의한 오경보, 오감지를 방지 할 수 있다.

그리고 차량 내 음파 변화 시간(105) 동안에는 실내 침입/동승자 움직임 발생 시 음파 변화가 큰 점을 활용하여, 저강도 모드에서의 1/n 방사 세기에도 불구하고, 실제 침입, 동승자 감지가 가능하게 된다(S222). 따라서 C-D 시간 동안의 감지 공백이 없어지게 된다.

저강도 모드는 제3안정화 시간 동안(S223) 유지되며, 제3안정화 시간은 도 8의 D 시간대, 즉 차량 내 음파 변화 시간(105)이 경과할 때까지로 설정될 수 있다. 제3안정화 시간, 즉 저강도 초음파 감지(110) 시간이 경과하면, D 시간대부터는 다시 원래의 캘리브레이션된 초음파 방사 세기로 복귀하여 초음파 감지를 재시작(108) 하게 된다.

초음파 방사 듀티비를 강제로 조절하게 되면 침입이 없는 상태의 차량 내부 음파 변화에 따른 오감지를 방지할 수 있고, 충격 해지 시간을 짧게 줄일 수 있어 충격 감지 후 실제 침입 발생 시, 큰 움직임에 따른 음파 변화를 감지할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명은 직물 선루프나 안전벨트 등에 의한 움직임, 충격 오감지를 방지하고, 충격 해제 시간을 단축하여 충격 발생 후 빠른 시간 내 침입자, 동승자 감지가 재개되도록 하고, 또한 하드웨어적으로 추가적인 구성을 도입하지 않고도 기능, 성능이 개선되어 제조 비용의 경쟁력을 확보하는 효과가 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서의 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

10: 제어부 11: 캘리브레이션부
12: 일반모드부 13: 부스팅모드부
14: 안정화 시간부 141: 안정화 시간설정부
142: 안정화 시간저장부 15: 방사조절부
151: 듀티비 설정부 152: 듀티비 저장부
20: 저장부 30: 검출부
31: 초음파 생성부 32: 초음파 송신부
33: 초음파 수신부 40: 충격감지부
50: 충격 모니터링부 61: 시동 온오프 검출부
62: 도어락 검출부

Claims (7)

1. 차량 실내의 침입자 또는 동승자를 감지하기 위한 장치에 있어서,
   차량 실내에서의 움직임을 검출하기 위한 초음파 신호를 송출하고, 물체에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 초음파 센서를 구비하는 검출부;
   차량 내외에 가해진 충격을 모니터링하는 충격 모니터링부; 및
   상기 충격 모니터링부로부터 충격 감지 신호를 입력받고, 충격 감지 이후 일정 시간 동안 상기 검출부에서의 초음파 감지를 중단하거나, 입력된 감지 결과를 무시하고, 일정 시간이 경과하면 상기 검출부를 통해 초음파 감지를 다시 시작하거나 감지 결과를 판단하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는:
   차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하는 캘리브레이션부;
   상기 충격 모니터링부를 통해 판단된 충격 시점으로부터, 제2안정화 시간 및 제3안정화 시간을 산출하여, 제2안정화 시간 동안 상기 검출부에서의 초음파 감지를 중단하거나, 감지 결과를 무시하도록 제어하는 안정화 시간부; 및
   상기 검출부를 통해 저강도의 초음파 신호가 송출 및 수신될 수 있도록 방사 듀티비를 조절하는 방사조절부;를 포함하여 구성되고,
   상기 안정화 시간부를 통해 제2안정화 시간이 경과한 것이 확인되면, 상기 안정화 시간부로부터 안내되는 제3안정화 시간 동안, 상기 방사조절부를 통해 조절된 저강도의 초음파 신호가 상기 검출부를 통해 송출 및 수신될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3안정화 시간이 경과하면, 상기 검출부는 상기 방사조절부에서 조절된 방사 듀티비에 따른 초음파 신호의 송출 및 수신을 중단하고,
   상기 캘리브레이션부를 통해 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하여, 상기 검출부로부터 캘리브레이션된 초음파 신호의 송출 및 수신이 시작되도록 하는 것을 특징으로 하는 오감지 방지 기능을 갖는 차량 실내 감지장치.
   
5. 삭제
6. 차량 실내의 침입자 또는 동승자를 감지하기 위한 방법에 있어서,
   차량 실내의 감지를 시작하게 되면,
   차량 실내의 상황에 맞도록 검출부 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도를 조절하는 캘리브레이션 모드 실행 단계;
   상기 조절된 결과에 따라 상기 검출부의 초음파 송출 및 수신에 따른 초음파 감지 단계;
   충격 모니터링부가 차량 내외에 가해진 충격을 모니터링하는 충격 감지 단계;
   안정화 시간부가 충격이 감지된 시점부터 제2안정화 시간을 산출하고, 제2안정화 시간 동안 상기 검출부가 초음파 감지를 중단하거나, 또는 감지된 결과를 제어부가 무시하도록 하는 안정화 동작 단계; 및
   상기 제2안정화 시간이 경과하면, 상기 검출부가 초음파 감지를 다시 시작하거나, 또는 감지된 결과를 제어부가 다시 판단하기 시작하는 초음파 감지 재개 단계;를 포함하고,
   상기 초음파 감지 재개 단계는:
   상기 안정화 동작 단계 후, 상기 제2안정화 시간 이후의 제3안정화 시간 동안, 방사조절부에 의해 방사 듀티비가 조절된 저강도의 초음파 신호가 상기 검출부에 의해 송출 및 수신되는 듀티비 조절 방사 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 오감지를 방지할 수 있는 차량 실내 감지방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 초음파 감지 재개 단계는:
   상기 듀티비 조절 방사 단계 후에, 방사 듀티비가 조절된 저강도의 초음파 신호의 송출 및 수신을 중단하고,
   캘리브레이션부를 통해 차량 실내의 상황에 맞도록 상기 검출부 초음파 센서의 방사 세기, 레벨 또는 감도가 조절된 캘리브레이션된 초음파 신호의 송출 및 수신을 시작하는 캘리브레이션 모드 재개 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오감지를 방지할 수 있는 차량 실내 감지방법.

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