KR20030001408A - 자동차에 대한 접근 권한 제어 시스템 - Google Patents

자동차에 대한 접근 권한 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차에 기반을 둔 송신/수신 유닛(E)과 트랜스폰더 유닛(T)을 구비한 자동차에 대한 접근 권한 제어용 시스템에 관한 것이며, 상기 송신/수신 유닛은 서로 떨어진 적어도 2 개의 송신/수신 안테나를 자동차에 접하게 또는 자동차 내부에 포함하고, 상기 트랜스폰더 유닛은 그 존재 여부를 검측하기 위해, 또한 상기 송신/수신 유닛(E)을 통해 또는 상기 유닛을 이용하여, 예정된 식별 요구/응답 시퀀스를 교환하기 위해, 자동차(F) 내 또는 그 주변의 예정된 검출 영역 내에서 실행되며, 본 발명은 상기 송신/수신 유닛이 계산/평가 수단을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 수단은 수학적-기하학적 방법에 기인한 시간 및/또는 상 측정을 이용하여 트랜스폰더 유닛(T)의 위치를, 적어도 2 개의 송신/수신 안테나(E1, E2, E3)에 의해 식별 요구에 대해서 수신되며 트랜스폰더(T)로부터 전송된 응답 신호에 반응하여 검출한다.

Description

자동차에 대한 접근 권한 제어 시스템{System for controlling right of access to a vehicle}
상기와 같은 접근 권한 제어 시스템은 소위 패시브-엔트리-시스템이며 다양한 공급자에 의해 제공된다. 상기 시스템은 양방향으로 작동하며 유효한 검출 영역 내에서의 트랜스폰더 신호와의 상호 작용에 대해 트랜스폰더 신호를 검출함으로써 자동차에 대해 허용된 또는 허가된 사람의 위치를 측정한다.
첨부된 도 1에 도시된 접근 권한 제어 시스템의 경우, 트랜스폰더(T)가 위치해야 하는 예정된 검출 영역(A, B, C)은 일반적으로 자동차(F)의 우측, 좌측, 뒷쪽 및 자동차의 전체 내부 영역에 제공된다. 상기 검출 영역(A, B, C)은, 송신/수신유닛(E)과 연결되고 자동차에 부착된 안테나의 특성의 형상에 의해, 또한 트랜스폰더 및 자동차 안테나의 송신/수신 전력을 송출/수신함으로써 정해진다. 이를 위해서는 크고 비용이 많이 드는 자동차 안테나가 필요하다. 트랜스폰더(T)의 출력은 또한 온도 및, 트랜스폰더의 실제 배터리 전압에 따라 변동될 수 있다.
또한 허가되지 않은 자동차 내로의 접근에 대해 트랜스폰더를 보호하는 많은 비용이 구성되어야 한다.
DE 198 02 526 A(Robert Bosch GmbH)에 공지된, 접근 권한 제어용 장치는 식별 요구를 송신하는 것으로부터 시작하여 응답 신호를 수신할 때까지 경과된 시구간을 검출하는 시간 검출부를 제공한다. 검출된 시구간은 한계값과 비교되며 접근 권한은 상기 시구간이 한계값보다 작을 때에만 가능하다.
본 발명은 자동차에 기반을 둔 송신/수신 유닛(E)과 트랜스폰더 유닛(T)을 구비한 자동차에 대한 접근 권한 제어용 시스템에 관한 것이며, 상기 송신/수신 유닛은 서로 떨어진 적어도 2 개의 송신/수신 안테나를 자동차에 접하게 또는 자동차 내부에 포함하고, 상기 트랜스폰더 유닛은 그 존재 여부를 검측하기 위해 또한 상기 송신/수신 유닛(E)을 통해, 또는 상기 유닛을 이용하여, 예정된 식별 요구/응답 시퀀스를 교환하기 위해 자동차(F) 내 또는 그 주변의 예정된 검출 영역 내에서 실행된다.
도 1은 이미 설명된 바와 같이, 트랜스폰더의 위치를 측정하기 위한, 자동차 외부의 검출 영역을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명 내에 제시되며 계산 및 평가 수단에 의해 실시된 수학적-기하학적 위치 검출 방법의 모델을 도시한 도면.
본 발명의 과제는 상기와 같은 접근 권한 제어 시스템의, 크고 비용이 많이 드는 자동차 안테나의 사용을 방지하고, 안테나 구조를 단순화, 저렴하게 하며, 시스템 안정성을 개선시켜 트랜스폰더가 침해 받을 가능성을 제거하는 것이다.
상기의 과제는 실제로 본 발명의 관점에 따라 송신/수신 유닛이 계산/평가 수단을 포함함으로써 해결되며 상기 수단은, 수학적-기하학적 방법에 기인한 시간/위상 측정을 이용하여 트랜스폰더 유닛의 위치를, 적어도 2 개의 송신/수신 안테나에 의해 식별 요구에 대해 수신되며 트랜스폰더에 의해 전송된 응답 신호에 반응하여 검출한다.
본 발명에 따른 접근 권한 제어 시스템 내에서 실행된 시간 및/또는 위상 측정 방법을 통해, 안테나 구조는 단순해지고 값이 저렴해지므로, 트랜스폰더의 높은 송신 전력이 가능해짐과 동시에 트랜스폰더 침해는 이뤄지지 않는다. 이로써 허가되지 않은 사람은 전달 장치에 의해 방어될 수 있다.
유럽에서는 예컨대 자동차-키-시스템과 같은 트랜스폰더의 사용에 대해, 433 MHz의 주파수 대역 및 350MHz의 연합된 국가에서 우편으로(postal) 개방된다. 본 발명에서 요구되는 송신/수신 안테나는 상기의 주파수에 대해서 단극으로서 실시될 수 있다. 이는 예컨대 리어 윈도 내의 우측 및 좌측과 같은 하나의 측면과 윈드실드면 내의 하나의 측면에 대해서 어스를 갖는 선형 안테나일 수 있다. 그 길이는 유럽 시장에서는 대략 17cm 또는 연합 국가에서는 대략 24cm에 달한다.
상기 안테나를 축소하고 우편으로 허용된 밴드폭을 증가시키기 위해, 본 발명에 따른 시스템의 경우 주파수는 상승될 수 있다. 여기에는 1.25 GHz 및 2.4 GHz의 경우 개방된 ISM-주파수 대역이 선호된다.
본 발명에 따라, 시스템 안정성을 더욱 증가시키는 2 개의 안테나 또는 3 개의 송신/수신 안테나가 자동차에 제공될 수 있다.
상기 송신/수신 유닛의 계산 및 평가 수단은, 송신/수신 안테나로부터의 식별 요구의 전송과, 이에 대해 트랜스폰더 유닛으로부터 전송된 식별 응답 수신 사이의 전파 시간차를 적어도 2 개의 송신/수신 유닛에서 검출하기 위해 실행된다. 측정된 전파 시간차에 의해, 본 발명에 따라 제시된 수학적-기하학적 방법을 통해, 분명히 고정 입력된 자동차 제로점에 대한 트랜스폰더 위치가 검출될 수 있다. 이때 내부의 신호 전파 시간은 송신/수신 유닛의 다양한 송신/수신 안테나에 의해 수신된 식별 응답을 처리하기 위해 일정하고 동일한 길이로 취해질 수 있다. 마찬가지로 식별 요구의 수신으로부터 식별 응답의 전송까지의 트랜스폰더 내부의 전파 시간은, 일정하게 취해질 수 있다.
위치 결정시의 정확성 또는 정의(definition)는 계산 및 평가 수단이, 전파 시간차에 기인한 위치 결정 외에 부가적으로 위상 평가에 기인하여 위치를 결정할 때, 더욱 개선될 수 있다. 다수의 송신/수신 안테나에서 식별 요구의 전송에 대해 수신된 식별 응답의 위상차가 검출된다. 위상 측정은 특히 하부의 메가헤르츠 영역 내의 주파수에서 바람직하게 사용될 수 있는데, 이는 여기서 파장(λ)이 상응되게 크기 때문이다. 이 경우 바람직한 방법으로 매우 정확한 시간 측정은 생략될 수 있다.
시간 측정 방법의 매우 바람직한 효과는, 1 ns 내의 전자기식 파장이 대기 내에서 30cm 구간 또는 15cm 거리로 물러나는(put back) 것이다. 측정된 전파 시간이, 상기 거리에 대한 전파 시간과 내부 전파 시간으로 구성된 예정 최대 시간보다 크면, 자동차에 대한 접근은 거부된다.
하기의 상세한 설명은 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 더 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 실시예에서 3 개의 자동차 안테나(E1, E2, E3)는 송신/수신 유닛(E)과 연결된다. 하기에서 설명될 실시예는 3 개의 송신/수신 유닛을 사용하고 있지만, 본 발명에 따른 접근 권한 제어 시스템은 예컨대 리어 윈도 및 사이드 윈도에 위치할 수 있는 2 개의 안테나로도 실시될 수 있다.
수학적-기하학적 위치 측정 방법의 모델이 도시된 도 2의 그래픽에 관해서는 추후에 설명된다.
상기 트랜스폰더(T)가 안테나(E1, E2, E3)의 수신 영역 내의 위치(S)에 있으면, 접근 권한 제어 시스템의 내부에서 송신/수신 유닛(E)과 트랜스폰더 유닛(T) 사이에는 양방향 통신이 구성된다. 상기 통신 내에서 자동차는 안테나(E1또는 E2또는E3)로부터 트랜스폰더(T)에, 즉각적 응답을 위한 식별 요구를 송신한다. 식별 요구의 송신과 수신 사이의 시간은 송신/수신 유닛(E) 내에 제공된 (도면에는 도시되지 않은) 계산/평가 장치에 의해 측정된다. 명령을 처리하기 위해 트랜스폰더(T)가 필요로 하는 시간은 일정하며 상기 시스템에 공지되어 있다. 또한 상기 시스템에는 예컨대 신호를 수신하고 증폭하며, 안테나 라인 등을 거쳐 전달하기 위해 식별 요구를 처리 및 전송하기 위한, 송신/수신 유닛 내의 내부 전파 시간이 공지되어 있다. 자동차에 기반을 둔 시스템부의 내부 전파 시간은 마찬가지로 거의 일정하다.
이로써 식별 요구의 전송과, 트랜스폰더 응답 수신 사이의 시간은 하기의 시간으로 구성된다.
tFAA1- 예컨대 안테나(E1)에 의한, 자동차 내부의 시간 처리 및 식별 요구의 전송
tS1- 자동차 안테나(E1)와 트랜스폰더(T) 사이의 전파 시간
tT- 트랜스폰더(T) 내부의 처리 시간
tS1- 트랜스폰더(T)와 자동차 안테나(E1) 사이의 전파 시간
tFEA1- 자동차에 있는 안테나(E1)의 수신을 처리하기 위한 전파 시간
관련된 시간 t1은 일정한 전파 시간 성분을 제하고, 수학식 1에 따른 측정 시간 tm이다.
이로써 하기의 수학식이 성립된다.
안테나(E2, E3)를 통한 수신에 대해서는 하기의 수학식이 유사하게 적용된다.
상기의 수학식 1 내지 3에서는, 안테나(E1)로부터의 수신을 처리하기 위한 송신/수신 유닛(E) 내의 전파 시간이, 안테나(E2또는 E3)로부터의 수신을 처리하기 위한 전파 시간에 상응하게 동일한 것이 제시된다. 이와 같지 않은 경우, 시간은 측정되어야 하며 전술된 수학식에 상응하게 조정되어야 한다. 시간은, 안테나(E1)에 의한 전파 시간과 마찬가지로 일정하게 취해진다.
기하학적 비율을 도시하는 도 2의 그래픽 모델에서, E1, E2및 E3는 자동차에서의 각각의 그 위치(X1, Y1; X2, Y2; X3, Y3)를 갖는 안테나이며 S는 트랜스폰더(T)의 지점을 나타내고, 상기 지점의 위치(X?, Y?)는 검출되어야 한다.
상기 안테나(E1, E2, E3) 사이의 구간은 각각 a, d 및 u로 도시된다. 안테나(E1, E2, E3)로부터 트랜스폰더(T)의 지점(S)까지의 경로는 S1, S2및 S3로 도시된다.
또한 삼각형(E1SE2)의 각은 χ, α, β로, 삼각형(E2SE3)의 각은 ε, δ, φ로 도시된다.
상기 각(χ)의 실시예는 코사인 법칙에 상응하는 하기의 조건에 따라 적용된다.
다른 각에 대해서 동일한 관계식이 세워질 수 있다.
정의를 개선하거나 또는 필요한 밴드폭을 감소시키기 위해, 계산/평가 장치는 응답 시간에 의한 상술된 길이 결정에 부가적으로, 위상을 평가할 수 있다. 이는 특히 하부 MHz 영역 내의 주파수에서 바람직한데, 여기서는 파장(λ)이 상응하게 길기 때문이다. 또 다른 장점은 매우 정확한 시간 측정이 생략될 수 있는 것이다. 다음의 수학식이 적용된다.
시간 측정 방법의 매우 바람직한 작용은, 대기에서 전자기식 파장이 10억분의 1초로 30cm 경로 또는 15cm 거리를 뒤로 밀리게 하는 것이다. 측정 시간이 자동차와 트랜스폰더 사이의 거리에 대한 전파 시간 및 내부 전파 시간으로 구성된, 세팅 최대 시간보다 크면, 자동차에 대한 접근은 거부된다.
이로써 본 발명에 따른 접근 권한 제어 시스템은 안테나 구조가 단순한 것 외에도, 비교적 높은 송신 전력이 사용될 수 있는 장점을 갖는다. 또 다른 장점은 트랜스폰더 침해가 더이상 가능하지 않은 것인데, 이는 삽입된 전달 지점을 통한 전달에 의해 식별 요구에 대한 시간이 자동차를 열기 위한(unlock) 최대 거리에 상응되게 초과되기 때문이다.

Claims (7)

  1. 자동차에 기반을 둔 송신/수신 유닛(E)과 트랜스폰더 유닛(T)을 구비한 자동차에 대한 접근 권한 제어용 시스템으로서, 상기 송신/수신 유닛은 서로 떨어진 적어도 2 개의 송신/수신 안테나를 자동차에 접하게 또는 자동차 내부에 포함하고, 상기 트랜스폰더 유닛은 그 존재 여부를 검측하기 위해 또한 상기 송신/수신 유닛(E)을 통해, 예정된 특성 요구/응답 시퀀스를 교환하기 위해, 자동차(F) 내 또는 그 주변의 예정된 검출 영역 내에서 실행되는 시스템에 있어서,
    상기 송신/수신 유닛(E)은 계산/평가 수단을 포함하며, 상기 수단은 수학적-기하학적 방법에 기인한 시간 및/또는 위상 측정을 이용하여 트랜스폰더 유닛(T)의 위치를, 적어도 2 개의 송신/수신 안테나(E1, E2, E3)에 의해 식별 요구에 대해서 수신되며 트랜스폰더(T)로부터 전송되는 응답 신호에 반응하여 검출하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 3 개의 단극-송신/수신 안테나(E1, E2, E3)는 각각 양 자동차측 및 자동차 뒤에 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계산/평가 수단은 송신/수신 안테나(E1, E2, E3) 중 하나의 식별 요구의 전송과, 상기의 수신에 대해 트랜스폰더유닛으로부터 전송된 식별 응답 검출 사이의 전파 시간차를, 상기 송신/수신 안테나(E1, E2, E3) 중 적어도 2 개에서 검출하며, 검출된 전파 시간차 및, 고정 입력된 자동차 제로점에 대한 적어도 2 개의 송신/수신 안테나의, 공지된 위치 코디네이션으로부터 트랜스폰더 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 위치 측정시 상기 계산/평가 수단은 상기 송신/수신 안테나로부터 수신된 식별 응답을 처리할 경우, 내부 신호 전파 시간을 일정하게, 또한 각각 동일한 길이로 취하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계산/평가 수단은 전파 시간차에 기인한 위치 결정 외에도, 위상 평가에 기인한 위치 결정을 부가적으로 실행하며, 식별 요구의 전송에 대해서 다수의 송신/수신 안테나에서 수신된 식별 응답의 위상차가 검출되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 계산/평가 수단은 전파 시간차에 기인한 위치 측정 결과를, 정의를 높이기 위해, 위상차 측정에 기인한 위치 측정 결과와 연결하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은, 계산/평가유닛에 의해 검출된 신호 전파 시간이 예정된 최대 시간보다 클 때 자동차에 대한 접근을 거부하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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