KR20020020732A - Method for determining the distance between two devices in an identification system - Google Patents
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Abstract
ID 시스템의 두개 장치 간 거리 결정방법에 있어서, 상기 장치들 중 제1 장치는 소정의 진폭 프로파일과 소정의 지속시간을 가진 진동 곡선에 의해 형성되며, 그 진폭이 상기 진동 곡선의 종점을 향하여 연속적으로 감소하는 전자기 신호를 발생시킨다. 신호가 수신되고, 소정의 진폭 문턱치를 초과하는 수신신호 일부의 지속시간이 측정된다. 상기 장치간의 거리는 이 측정된 지속시간으로부터 결정된다.In a method for determining the distance between two devices of an ID system, the first of the devices is formed by a vibration curve having a predetermined amplitude profile and a predetermined duration, the amplitude of which is continuously directed towards the end of the vibration curve. Generates a decreasing electromagnetic signal. The signal is received and the duration of the portion of the received signal that exceeds a predetermined amplitude threshold is measured. The distance between the devices is determined from this measured duration.
Description
개량된 시스템에 있어서, 제어유닛은 리퀘스팅 신호를 연속으로, 또는 예컨대 잠겨있는 도어의 손잡이를 스캐닝하여 전송하고, 매치되는 무선키에 의해 신호가 수신되면, 상기 무선키가 신호를 내보내게 된다. 그리고 나서, 상기 제어유닛은 예컨대 각각의 도어에 대한 억세스를 완전 자동으로 가능하게 한다.In an improved system, the control unit transmits a request signal continuously or by scanning, for example, the handle of a locked door, and when a signal is received by a matching wireless key, the wireless key sends out a signal. The control unit then enables, for example, access to each door fully automatically.
이러한 무선키의 작용 범위는 반사 등으로 인하여 정확하게 제어될 수 없으며, 그 결과 원격 무선키가 가동될 때, 원격지로부터 신호를 수신한 결과로서 ID시스템이 받아들이지 않는 반응을 나타낼 수도 있다.The range of operation of the wireless key cannot be accurately controlled due to reflection or the like, and as a result, when the remote wireless key is activated, it may show a response that the ID system does not accept as a result of receiving a signal from a remote site.
본 발명은 ID 시스템(identification system)의 두개 장치 사이의 거리를 결정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the distance between two devices of an identification system.
전자기 신호용 송신기 및 수신기를 가지고, 상기 송신기로 내보낸 신호에 의하거나, 또는 자동으로 요청되면, 버튼을 누름으로써 전자기 신호를 내보내는 무선키(radio key)로 작동될 수 있으며, 상기 신호가 사용자를 인식하거나 또는 그의 접근을 허용하는, 전자 인식 및 억세스 시스템, 예컨대 잠금 해제가 되어 있는 자동차의 사용이 증가하고 있다.With a transmitter and receiver for electromagnetic signals, by means of a signal exported to the transmitter, or automatically requested, it can be operated with a radio key that emits an electromagnetic signal by pressing a button, the signal recognizing a user There is an increasing use of electronic recognition and access systems, such as cars that are unlocked, to allow or to allow access thereof.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 적용하기 위한 두개의 장치를 나타내고,1 shows two devices for applying the method according to the invention,
도 2는 자동차용 억세스 시스템의 제어유닛과 무선키를 나타내며,2 shows a control unit and a wireless key of a car access system,
도 3은 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 신호를 나타내고,3 shows a signal suitable for carrying out the method according to the invention,
도 4는 송신기와 수신기 사이의 거리가 작은 경우에 수신된 신호를 나타내며,4 shows a received signal when the distance between the transmitter and the receiver is small,
도 5는 송신기와 수신기 사이의 거리가 큰 경우에 수신된 신호를 나타낸다.5 shows the received signal when the distance between the transmitter and the receiver is large.
따라서, 본 발명의 목적은 ID시스템의 전송장치들 사이의 근사거리가 고도의 기술적 복잡도 없이 결정되도록 하는 방법을 구체화하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to specify a method in which the approximate distance between transmission devices of the ID system can be determined without high technical complexity.
이러한 목적은, 소정의 진폭 프로파일과 소정의 지속시간(duration)을 갖는 진동곡선에 의해 형성되며, 그 진폭이 상기 진동곡선의 종점을 향하여 연속적으로 감소하는 전자기 신호를 제1 장치가 내보내고, 신호가 수신되어 소정의 진폭 문턱치를 초과하는 수신된 신호 일부의 지속시간이 측정되며, 상기 장치들간 거리가 이러한 측정된 지속시간으로부터 결정되는 것에 의해 달성될 수 있다.This object is achieved by a first device generating an electromagnetic signal, which is formed by a vibration curve having a predetermined amplitude profile and a predetermined duration, the amplitude of which continuously decreases towards the end of the vibration curve, The duration of a portion of the received signal that has been received and exceeds a predetermined amplitude threshold is measured, and the distance between the devices can be achieved by determining from this measured duration.
전송된 신호의 공간 전파 동안, 그 진동 진폭은 커버되는 거리에 직접 비례하여 감소된다. 그 결과, 측정된 신호 지속시간은 또한 동시에 짧게 되는데, 그 이유는 그 종점을 향하여 연속적으로 감소되는 진폭 프로파일 때문에, 송신기로부터의 거리가 증가함에 따라서 신호가 측정 문턱치 이하로 점차 떨어지기 때문이다. 따라서, 수신기에서 여전히 수신된 신호에 대하여 측정된 지속시간은 송신기로부터의 거리를 산정하는데 직접 사용될 수 있다.During spatial propagation of the transmitted signal, its vibration amplitude is reduced directly in proportion to the distance covered. As a result, the measured signal duration is also shortened at the same time, because the signal gradually falls below the measurement threshold as the distance from the transmitter increases due to the amplitude profile continuously decreasing towards its end point. Thus, the measured duration for the signal still received at the receiver can be used directly to estimate the distance from the transmitter.
따라서, 예컨대 무선키로 열리는 전자 잠금기능을 가지는 자동차의 경우에 원격지로부터 문이 열리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 차량은 잠금장치와 매치되는 전자 무선키가 차량 근방 내에 접근하는 경우에만 열릴 수 있게 된다. 또한, 차량의 내부나 외부에 키가 위치하는지 여부나, 또는 차량으로부터 멀리 또는 차량쪽으로 이동하는지 여부를 감지하는 것도 가능하다.Therefore, it is possible to prevent the door from being opened from a remote place, for example in the case of an automobile having an electronic lock function which is opened by a wireless key. The vehicle can only be opened if the electronic radio key matched with the lock approaches the vehicle. It is also possible to detect whether the key is located inside or outside the vehicle, or whether it moves away from or toward the vehicle.
본 발명의 제1의 개선점은, 신호가 장치들 중 제2 장치에 의해 수신되어, 거기서 거리가 결정되는 것을 특징으로 한다.A first improvement of the invention is characterized in that a signal is received by a second of the devices, where the distance is determined.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 개선점은 상기 장치들 중 제2 장치에 의해 신호가 수신되어 상기 제1 장치로 다시 전송되며, 다시 전송된 신호가 상기 제1 장치에 의해 수신되어 거기서 거리가 결정되고, 또는 신호가 상기 장치들 중 제2 장치에 의해 수신되어 소정의 진폭 문턱치를 초과하는 수신된 신호 일부의 지속시간이 거기서 측정되어, 측정된 지속시간 값이 상기 제1 장치로 다시 전송되는 것을 특징으로 한다. 첫 번째 경우에 있어서, 상기 신호는 송신기로 이동된 전체 거리를 두배로 하기 위하여 다시 반사된다. 그 결과, 계산용 전자장치가 상기 제1 장치 내에 수용될 수 있어, 상기 제2 장치는 매우 소형의 구성으로 이루어질 수 있다. 두 번째의 경우, 상기 거리는 또한 전송 장치에서 결정될 수 있다. 상기 제2 장치에 의해 수신된 신호의 지속시간은 단지 거기서 측정되어, 수치로서 다시 전송된다.In addition, another improvement of the present invention is that a signal is received by a second of the devices and transmitted back to the first device, the transmitted signal is received by the first device and the distance there is determined, Or the duration of a portion of the received signal at which a signal is received by a second of the devices and exceeds a predetermined amplitude threshold, whereby the measured duration value is transmitted back to the first device. do. In the first case, the signal is reflected back to double the total distance traveled to the transmitter. As a result, a computing electronic device can be accommodated in the first device, so that the second device can be made in a very compact configuration. In the second case, the distance can also be determined at the transmitting device. The duration of the signal received by the second device is only measured there and transmitted again as a numerical value.
전송된 신호의 진폭이 진동곡선의 초기의 과도(過渡)응답 영역에서 연속적으로 감소하는 최종 영역의 시작까지 본질적으로 일정한 스타팅(starting)이라면 바람직하다.It is desirable if the amplitude of the transmitted signal is essentially constant starting from the initial transient response region of the oscillation curve to the beginning of the continuously decreasing final region.
내보내게 될 신호를 발생시키는 상기 제1 장치의 공명회로에, 진폭 프로파일의 종점을 향하여 내보낸 신호의 진폭이 공명회로의 후-펄스(post-pulse) 진동의 결과로서 연속적으로 쇠퇴하는 방식으로 구형파(square wave) 신호가 공급된다는 사실에 의해, 본 발명의 또 하나의 개선점에서 본 발명에 따르는 프로파일을 가지는 진동 곡선이 얻어진다. 이러한 신호들을 전송하기 위하여 전송 안테나와 커패시터에 의해 형성된 진동회로는 고질의 회로이어야 하며, 따라서 본능적인후-진동(post-oscillation) 지속시간을 가지게 된다.In the resonant circuit of the first device that generates the signal to be emitted, the square wave in such a way that the amplitude of the exported signal towards the end of the amplitude profile is continuously decayed as a result of the post-pulse oscillation of the resonant circuit. By the fact that a square wave signal is supplied, in a further development of the invention a vibration curve having a profile according to the invention is obtained. In order to transmit these signals, the vibration circuit formed by the transmitting antenna and the capacitor must be a high quality circuit and thus have an intrinsic post-oscillation duration.
장치간 거리를 결정하기 위해, 상기 거리에 대한 신호 지속시간의 보정 특성(calibration characteristic)을 비교하여 전송된 신호의 지속시간과 측정된 지속시간 사이의 차이로부터 상기 거리가 결정되는 것이 가능하다.In order to determine the distance between the devices, it is possible to compare the calibration characteristic of the signal duration with respect to the distance and determine the distance from the difference between the measured signal duration and the duration of the transmitted signal.
본 발명에 따른 방법에 대한 제1 응용은, 상기 두개의 장치 중 하나는 억세스 장치이며, 다른 장치는 그것과 매치되는 무선키이며, 구체적으로는 잠금 해제 장치는 자동차의 잠금 해제 장치인 경우에 얻어진다.The first application to the method according to the invention is that one of the two devices is an access device, the other device is a wireless key matching it, specifically the unlocking device is obtained when the vehicle is an unlocking device. Lose.
따라서, 예컨대 무선키가 자동차 주변의 소정 반경 밖에 위치되면 자동차의 잠금 해제가 방지되는 그러한 방식으로 억세스 기구를 설계하는 것이 가능하다.Thus, it is possible to design the access mechanism in such a way that, for example, if the wireless key is located outside a predetermined radius around the vehicle, unlocking of the vehicle is prevented.
게다가, 상기 장치 간 거리 변화를 결정하기 위해, 상기 거리는 소정의 시간 간격으로 연달아 적어도 두 번 결정되며, 상기 결과들 간의 차이와 시간 간격 사이의 비율이 형성되도록 하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로 서로에 대하여 두개의 장치들의 상대적인 움직임을 감지하는 것이 가능하다.In addition, in order to determine the distance change between the devices, the distance is determined at least twice in succession at a predetermined time interval, and it is possible to allow a difference between the results and the ratio between the time intervals to be formed. In this way it is possible to detect the relative movement of the two devices with respect to each other.
또한, 이것은 무선키가 자동차로부터 멀리 이동하면 자동차 잠금장치의 해제가 방지되는 것을 가능하게 한다.This also makes it possible to prevent the release of the car lock if the wireless key is moved away from the car.
본 발명의 실시예들은 여러 개의 그림을 참조로 하여 도면에 나타내며, 이하의 상세한 설명에서 좀더 자세하게 설명될 것이다.Embodiments of the present invention are shown in the drawings with reference to several figures, which will be explained in more detail in the following detailed description.
도면에서, 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호가 부여된다.In the drawings, like reference numerals refer to like parts.
도 1은 전자기 신호(7, 8)에 대한 송신기(3, 4)와 수신기(5, 6)를 각각 가지는 두개의 장치(1, 2)를 나타낸다. 실시예에서, 신호(7, 8)는 다른 주파수를 가진다. 신호(7)는 125kHz의 주파수를 가지는 반면, 신호(8)는 수 MHz 또는 그 이상의 범위 내에 있게 된다. 저주파 전송경로의 송신기(3)는 공지된 지속시간의 진동곡선을 전달한다. 상기 신호의 진동 곡선의 쇠퇴하는 후-펄스 진동은 상기 송신기(3)의 구성을 통해 얻어진다. 수신기(5)는 정의된 입력 문턱치 이상의 신호를 수신하며, 상기 신호는 전송된 신호(7)와 비교하여 송신기(3)로부터의 거리의 함수로서 감쇠된다. 상기 제2 장치는 입력 문턱치를 초과하는 수신된 감쇠신호의 일부 지속시간을 측정하며, 상기 장치(2)는 신호(8)로서 수치형태의 측정값을 상기 제1 장치로 다시 전송한다. 상기 제1 장치(1)는 측정값을 계산하여 소정의 보정 특성에 의해 상기 제2 장치(2)로부터의 근사거리를 결정한다.1 shows two devices 1, 2 with transmitters 3, 4 and receivers 5, 6 for electromagnetic signals 7, 8, respectively. In the embodiment, the signals 7 and 8 have different frequencies. Signal 7 has a frequency of 125 kHz, while signal 8 is in the range of several MHz or more. The transmitter 3 of the low frequency transmission path transmits a vibration curve of known duration. Decaying post-pulse vibration of the vibration curve of the signal is obtained through the configuration of the transmitter 3. The receiver 5 receives a signal above a defined input threshold, which is attenuated as a function of the distance from the transmitter 3 compared to the transmitted signal 7. The second device measures some duration of the received attenuation signal that exceeds the input threshold, and the device 2 transmits the measured value in numerical form as a signal 8 back to the first device. The first device 1 calculates the measured value and determines the approximate distance from the second device 2 by a predetermined correction characteristic.
도 2는 자동차의 억세스 시스템을 위한 방법의 구체적 적용에 필요한 장치를 나타낸다. 자동차 내에 위치되는 제어유닛(21)은 저주파신호(7)(미도시됨)를 안테나(22)를 통하여 내보낸다. 근방에 위치되며 자동차와 매치되는 무선키(23)는 안테나(24)를 통하여 신호(7)를 수신하며, 접속된 측정장치(25)를 사용하여 그 지속시간을 측정한다. 그리고 나서, 측정값은 도 1에 따르면 제어유닛(21)으로 다시 전송되고, 상기 제어유닛(21)에서 상기 거리(d)가 결정된다. 수 미터 반경내에서, 상기 거리(d)가 사용에 적합한 정확도를 가지고 계산될 수 있다.2 shows an apparatus required for the specific application of the method for an access system of a motor vehicle. The control unit 21 located in the vehicle sends out the low frequency signal 7 (not shown) through the antenna 22. The wireless key 23, which is located nearby and matches the vehicle, receives the signal 7 via the antenna 24 and measures its duration using the connected measuring device 25. The measured value is then sent back to the control unit 21 according to FIG. 1, in which the distance d is determined. Within a few meters radius, the distance d can be calculated with accuracy suitable for use.
도 3은 상기 제1 장치에 의해 내보낸 신호(31)의 진동 프로파일을 나타낸다. 송신기(3, 32)의 과도응답 후에, 신호(31)는 송신기(3)의 후-펄스 진동의 결과로서 34에서 쇠퇴할 때까지 33에서 일정한 진폭으로 진동한다.3 shows the vibration profile of the signal 31 exported by the first device. After the transient response of the transmitters 3, 32, the signal 31 vibrates at a constant amplitude at 33 until it decays at 34 as a result of the post-pulse vibration of the transmitter 3.
도 4와 5에서는, 단순화를 위해 신호는 각각의 진동 곡선(31', 31")의 봉투 모양 곡선으로 나타낸다. 도 4는 장치(1 및 2) 사이에 단거리(d)를 가지고 상기 제2 장치에 의해 수신된 신호(31')를 나타낸다. 최대 진폭(An)을 가지는 신호(31')는 진폭 문턱치(41) 이상의 길이(tn)의 구형파 신호로 전환된다. 장치(1 및 2)가 서로 더 멀리 떨어져 이동된다면, 상기 제2 장치에서 수신된 신호(31")의 최대 진폭(Af)은 감소된다. 진폭 문턱치(41) 이상으로의 전환 후에, 그 길이(tf)가 상기 제1 구형파 신호(42)의 길이(tn)보다 작은 구형파 신호(43)가 얻어진다. 상기 거리(d)는 상기 제2 장치(2)에 의해 수신된 신호(31', 31")의 측정된 길이(tn, tf)를 이용하여 보정 특성의 비교에 의해 계산될 수 있다.In Figures 4 and 5, for simplicity the signal is represented by the envelope-shaped curves of the respective vibration curves 31 'and 31 ". Figure 4 shows the second device with a short distance d between the devices 1 and 2; A signal 31 'having a maximum amplitude An is converted into a square wave signal having a length tn of more than an amplitude threshold 41. The devices 1 and 2 are mutually If it is moved further away, the maximum amplitude Af of the signal 31 " received at the second device is reduced. After switching to the amplitude threshold 41 or more, the square wave signal 43 whose length tf is smaller than the length tn of the first square wave signal 42 is obtained. The distance d can be calculated by comparing the correction characteristics using the measured lengths tn, tf of the signals 31 ′, 31 ″ received by the second device 2.
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