KR20050067238A - 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 상기 시스템은 마이크로파 송신기(10), 마이크로파 수신기(10) 및 바람직하게는 반사기(12)를 포함한다. 이러한 물체들 사이에 사람이 존재하면, 마이크로파 방사선이 감쇠된다. 후방산란 장치가 반사기(12)로 사용되어, 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 방사선이 명확하게 반사기(12)에 공급될 수 있다. 이에 대한 보충 또는 대안으로, 마이크로파 방사선의 전파시간 측정이 수행되고 이는 계속해서 좌석 위치의 분석과 함께 처리될 수 있다. 이 경우, 좌석 위치에 대한 추가 정보를 획득하기 위해서 물체 주변으로 발생하는 마이크로파 방사선의 회절 특성을 이용할 수 있다. 좌석이 점유되었는지의 여부 또는 경우에 따라서는 좌석이 점유된 방식에 대한 검출이 에어백 차단 또는 작동을 위해 바람직하게 이용될 수 있다.

Description

차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR RECOGNITION OF SEAT OCCUPANCY IN A VEHICLE}
본 발명은 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기를 포함하며, 상기 하나 이상의 마이크로파 송신기에 의해 방사선 경로 상에서 송출된 마이크로파 방사선이 적어도 좌석이 점유되지 않은 상태일 때 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기에 도달할 수 있으며, 좌석 점유 상태에 따라 물체가 상기 방사선 경로 상에 존재할 수 있어서, 상기 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 방사선이 상기 좌석 점유 상태에 따라 영향받을 수 있도록, 상기 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기가 배치된다.
또한, 본 발명은 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 마이크로파 방사선을 송출하는 단계 및 마이크로파 방사선을 수신하는 단계를 포함하는데, 이 단계에서 송출된 마이크로파 방사선은 방사선 경로 상에서 확산되고, 좌석 점유 상태에 따라 물체가 상기 방사선 경로 상에 배치될 수 있어서, 수신되는 방사선이 상기 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있다.
이와 같은 유형의 시스템 및 방법은 공지되어 있다. 이러한 시스템 및 방법은 특히 좌석 점유 상태에 따라 에어백 전개가 영향을 받도록 사용된다.
이와 같은 유형의 시스템 및 방법의 한 예가 US 6,199,904 B1에 공지되어 있다. 여기서는 마이크로파가 마이크로파 송신기에 의해 차량 좌석 내에서 반사될 구조물 상으로 송출된다. 반사된 마이크로파는 마이크로파 수신기에 의해 검출된다. 반사된 마이크로파의 강도는 마이크로파 방사선이 좌석을 점유한 사람에 의해감쇠되는지의 여부에 따라 좌우되므로, 그 분석 결과로부터 좌석 점유 상태를 추론할 수 있다. 그러나 이러한 시스템 및 방법의 경우는, 에어백 제어가 항상 신뢰성 있는 분석을 기초로 이루어지지는 않는다는 단점이 있다. 예컨대 좌석 내에서 반사를 위해 제공되는 반사 물체와는 다른 물체에서 반사가 이루어질 수 있다. 그 결과 좌석이 점유되지 않은 것으로 오인되어, 에어백 작동이 차단될 수도 있다. 이는 차량 탑승자의 생명에 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 또한, 이러한 설계와 관련하여 요구되는 보정(calibration)에 매우 높은 비용이 소요되므로, 시스템 경비가 상승한다. 게다가, 추가로 시행되는 모든 분석들은 계산 시간을 필요로 하는데, 이는 다이내믹한 측정, 즉 차량 충돌시에만 실시되는 측정과 상충된다.
본 발명의 목적은 종래기술의 단점들을 극복하고 특히 저렴한 비용으로 신뢰성 있게 좌석 점유 상태를 검출할 수 있게 하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항의 특징들에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.
본 발명은 방사선 경로 상의 물체의 위치가 물체 주변으로 발생하는 마이크로파의 회절 현상(diffraction)으로 인해 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 마이크로파 강도에 영향을 미치고, 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 마이크로파 강도는 물체 위치에 대한 정보를 제공하는 방식의 시스템 유형을 기초로 하고 있다. 마이크로파 방사선이 예컨대 적외선 방사선과 달리 그 파장 때문에 방사선 경로 상에 배치된 물체 표면에 회절 줄무늬(diffraction fringe)를 형성할 수 있으므로, 회절 효과로 인한 강도 변화가 이용될 수 있다. 예컨대 탑승자가 한편으로는 좌석 표면에 배치된 반사기를 거의 완전히 가리고, 다른 한편으로는 물체 주변으로 회절된 마이크로파가 반사기에 도달할 수 있도록 좌석 등받이에 배치된 반사기를 노출시키는 경우에는, 상기 탑승자가 좌석에 앉아서 앞으로 몸을 구부리고 있음을 알 수 있다. 따라서 비어있는 좌석은 어른이 착석한 좌석과 예컨대 어린이 및 어린이시트에 의해 점유된 좌석으로 구별할 수 있는데, 어린이시트에 의해 점유된 좌석의 경우에는 어린이시트에 의해 좌석이 높아져서 좌석 표면에 배치된 반사기에 대해 회절이 발생할 수도 있다.
특히, 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기 사이의 방사선 경로 상에 하나 이상의 반사기가 제공되고, 상기 반사기가 방사선 경로를 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 하나 이상의 제 2 방사선 경로로 분할하는 것이 바람직하다. 예컨대 마이크로파 송신기는 차량의 운전석 또는 루프 콘솔(roof console) 영역에 배치하고 마이크로파 수신기는 좌석 내에 배치하는 것이 원칙일 수 있다. 하지만 그 반대의 배치도 가능하다. 그러나 마이크로파 송신기 및 마이크로파 수신기가 바람직하게는 동일한 위치에 배치되고 좌석에 반사기가 장착되는 것이 특히 바람직할 수 있다.
이와 관련하여, 하나 이상의 반사기가 변조성 후방산란(modulating back-scatter) 장치인 것이 특히 바람직하다. 후방산란 장치를 이용하여 마이크로파 방사선을 변조하면, 반사기를 다른 금속 전도성 물체와 쉽게 구별할 수 있다. 그러므로 예컨대 마이크로파 방사선이 승용차 탑승객에 의해 사용되는 랩톱(laptop) 케이스에 반사되면, 시스템이 좌석이 점유되지 않은 상태임을 검출할 수 없게 된다. 그러므로 에어백이 차량 충돌시에 전개되지 않을 수도 있다.
본 명세의 범주에서 "반사기, 반사하다 등"의 개념은 매우 일반적인 의미로 사용된다. 전통적인 의미에서의 반사뿐만 아니라 예컨대 변조성 또는 비변조성 후방산란 과정에 의한 전자기 방사선의 반사의 의미도 포괄한다.
또한, 본 발명은 마이크로파 방사선에 의해 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기 사이에서 이용되는 구간이 전파시간 측정에 의해 검출될 수 있다는 특히 바람직한 특징을 갖는다. 이를 통해서 좌석의 점유 상태를 검출할 수 있게 된다. 이러한 방식으로 에어백 제어를 위한 추가 정보가 이용될 수도 있다.
이와 관련하여 특히 바람직한 것은, 착석 위치를 검출할 수 있고, 경로 측정 결과 및 착석 위치의 측정 결과로부터 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 방사선이 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기 사이의 방사 경로 상에서 확산되었는지의 여부를 검출할 수 있다는 점이다. 이러한 방식으로 신뢰도를 고려하는 과정은 변조성 후방산란 장치가 반사기로 사용될 경우에는 대개 불필요하지만, 여분의 의미로 사용될 수는 있다. 그러나 이러한 고려는 마이크로파 신호의 전파 시간과 관련하여, 반사된 마이크로파 방사선에서 예컨대 후방산란 과정에 의해 어떠한 패턴도 변조되지 않을 경우에 특히 바람직하다. 이 경우, 착석 위치의 추가 분석을 통해, 반사기에서의 반사가 예컨대 좌석 등받이로부터 유래한 것인지 아니면 탑승자의 무릎에 놓인 랩톱으로부터 유래한 것인지를 검출할 수 있다.
후방산란 장치가 변조성 후방산란 장치일 경우가 특히 바람직하다. 변조에 의해 형성된 패턴 때문에, 반사가 후방산란 장치에 의한 것임을 명확하게 알 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 특히 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기가 송수신 안테나를 갖는 하나 이상의 마이크로파 송수신 장치로 구현됨으로써 바람직하게 개선된다. 따라서 마이크로파 송수신 장치로부터 마이크로파 방사선이 제 1 방사선 경로를 거쳐 반사기에 도달하여, 상기 반사기로부터 제 2 방사선 경로를 거쳐 마이크로파 송수신 장치로 되돌아오는데, 이때 하나 이상의 제 1 방사선 경로와 하나 이상의 제 2 방사선 경로는 실질적으로 일치한다. 마이크로파 송수신 장치는 예컨대 차량 계기판에 배치될 수 있다. 모니터링될 좌석의 등받이에 반사기가 배치되면, 송출 및 반사된 마이크로파 방사선의 빔 경로가 경우에 따라서 탑승자의 상체 영역을 통과한다. 좌석에 정상적으로 착석한 사람은 반사기를 가리고, 수신 안테나는 좌석에 사람이 착석하지 않은 경우보다 대략 10의 6승(six orders of magnitude)만큼 작은 레벨을 수신한다. 안테나가 계기판 또는 운전석(cockpit)에 배치되고 반사기가 좌석 등받이에 배치되면, 사람이 정상적인 좌석 위치에 있지 않다는 사실이 확실하게 검출될 수 있다. 예컨대 사람이 몸을 앞쪽으로 구부리면, 몸 주변으로 마이크로파 방사선이 회절함으로써 방출된 마이크로파 방사선의 일부가 반사기에 도달할 수 있다. 이러한 전형적인 패턴이 에어백 제어 장치로 전달되고, 에어백 제어 장치는 에어백이 아직도 작동할 수 있는지를 분석한다. 이와 마찬가지로, 안테나를 운전석에 배치하고, 반사기를 좌석 등받이에 배치하는 것은 예컨대 승객석에서 어린이 시트가 안전하게 운반될 수 있도록 하기 위한 것이기도 하다. 어린이 시트는 일반적으로 플라스틱으로 만들어지고 방사선은 어린이의 신체에 의해서 감쇠되기 때문에, 마이크로파 방사선의 대부분이 방해받지 않고 반사기에 도달하여, 상기 반사기로부터 다시 수신기에 도달함으로써 에어백 전개가 방지될 수 있다.
부가적인 안전 조치로서 어린이 시트에 반사기를 추가로 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 어린이 시트 또는 어린이 시트에 앉아 있는 어린이에게 흡수될 수 있는 마이크로파 방사선 또한 반사된다. 따라서 에어백 전개가 더 확실하게 방지될 수 있다. 변조성 후방산란 장치가 반사기로 사용될 경우, 좌석 등받이 내 또는 어린이 시트 상에 배치된 상기 후방산란 장치가 상이한 방식으로 신호를 변조할 수 있기 때문에, 좌석 위에 어린이 시트가 놓여있음이 명확하게 검출될 수 있다.
마이크로파 수신기에 의해 수신되는 방사선에 따라 차량의 기능들을 트리거하거나, 차단하거나 또는 작동시키는 제어 장치가 제공되는 것이 특히 유리하다. 좌석 점유 상태를 검출하는 것도 차량의 다른 기능들과 관련하여 중요할 수 있지만, 에어백의 작동을 개시하거나 차단하는 기능이 본 발명에서 특히 중요한 과제이다.
이와 같은 좌석 점유 검출 시스템은 예컨대 적어도 하나의 반사기가 전도성 박막이도록 형성될 수도 있다. 이러한 박막은 좌석 등받이 내에 간단하게 삽입될 수 있고, 사실상 추가의 삽입 공간이 필요하지 않으며 추가의 중량이 가해지지도 않는다.
본 발명에 따른 시스템은, 후방산란 장치가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 구현되는 방식으로 개선될 수 있다. 수동 후방산란 장치는 매우 간단하게 구현된다. 즉 추가의 전력원을 필요로 하지 않기 때문에 특히 저렴한 비용이 드는 해결책을 제공한다. 반수동 후방산란 장치는 소량의 전력을 소비하는 추가의 증폭기에 의해 작동된다. 이러한 반수동 후방산란 장치는 수동 후방산란 장치에 비해 반사 강도가 더 높다는 장점이 있다. 그렇기 때문에 더 신뢰성 있게 분석될 수 있다. 능동 후방산란 장치, 즉 능동 전자 소자를 포함하는 후방산란 장치에 의해 특히 신뢰성이 높은 분석이 수행될 수 있다. 그 결과, 더 높은 마이크로파 강도에 의해 매우 신뢰성 있는 분석이 가능해진다. 물론 본 발명의 이러한 실시예에서는, 마이크로파 방사선에 의해 차량 탑승자에게 가해지는 부하가 수동 후방산란 장치에서보다 더 높다. 반능동 후방산란 장치는 반수동 후방산란 장치와 유사하지만, 반사되는 신호가 증폭된다는 차이가 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 하나 이상의 마이크로파 송신기 및/또는 하나 이상의 마이크로파 수신기가 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템(access control and start-up system)의 구성부품이 되는 방식으로 개선될 수 있다. 마이크로파에 기반한 접근 제어 및 시동 시스템에서는 내부 공간을 커버하기 위한 안테나가 일반적으로 차량 시트 내에 배치된 반사기에 응답할 수 있는 위치에 존재한다. 결과적으로, 좌석 점유 상태를 검출하기 위해 접근 제어 및 시동 시스템의 구성부품이 사용되는 본 발명의 실시예에 의해서, 비용을 절감시키는 통합된 조치가 이용될 수 있다.
이와 유사한 이유에서, 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 신호들의 분석이 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원 또는 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 변조방식이 상이한 다수의 후방산란 장치가 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 후방산란 장치들은 예컨대 좌석 등받이에서 상이한 높이에 장착될 수 있다. 이 반사기들이 상이하게 부호화되면, 기본적인 좌석 점유 상태뿐만 아니라 차량 탑승자의 신장 및 착석 위치가 추가로 검출될 수 있다. 이러한 정보는 예컨대 하나의 에어백 또는 상이한 위치에 있는 다수의 에어백의 전개시에 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 방사선 경로가 직선형이도록 바람직하게 형성된다. 이와 관련하여 직선형 방사선 경로에 대해 언급되는 경우, 이는 회절 현상 없는 방사선 확장과 관련된다. 따라서 본 실시예는 구성 부품들의 구조적 배치와 관련된다. 따라서 송신기, 반사기 및 수신기 사이에 직접적인 가시선(line of sight)이 존재한다. 이러한 방식으로 매우 간단한 시스템이 제공된다.
그러나 방사선 경로가 우회로인 경우도 바람직할 수 있다. 마이크로파 방사선이 차량 내부에 사용된 전도성 재료에 의해 차량을 통해 유도될 수 있으므로, 추가의 마이크로파 송수신 장치를 사용하지 않고도 특정 구역이 의도적으로 조명될 수 있다.
본 발명은 방사선 경로 상의 물체의 위치가 물체 주변으로 발생하는 마이크로파의 회절 현상으로 인해 수신되는 강도에 영향을 미치고 이러한 수신되는 강도는 물체 위치에 대한 정보들을 제공하는 방식의 본 발명에 따른 방법을 기초로 한다.
이러한 본 발명에 따른 방법을 근거로, 본 발명에 따른 시스템의 장점 및 특징들이 변화한다. 이는 앞으로 설명할 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예에 대해서도 적용된다.
특히 방사선 경로 상에서 적어도 한 번의 반사가 수행되는 것이 바람직하며, 이때 방사선 경로는 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 하나 이상의 제 2 방사선 경로로 분할된다.
또한 변조성 후방산란 과정에 의한 반사가 수행되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명은 특히 방사선이 비변조 방식으로 반사될 때 마이크로파 방사선에 의해 이용되는 구간이 전파시간 측정을 통해 검출되도록 바람직하게 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 좌석의 위치가 검출되고 이러한 구간의 검출 결과 및 좌석 위치의 검출 결과로부터, 수신되는 방사선이 방사선 경로 상에서 확장되었는지의 여부가 검출되는 방식으로 바람직하게 개선된다.
특히 이러한 후방산란 과정이 변조성 후방산란 과정인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 특히 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 하나 이상의 제 2 방사선 경로가 일치하도록 바람직하게 개선된다.
마이크로파 수신기에 의해 수신되는 방사선에 따라 차량 내 기능들이 트리거, 차단 또는 작동되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 반사를 위해서 전도성 박막이 사용되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 후방산란 과정이 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치에 의해 구현되도록 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템을 근거로 송출 및/또는 수신이 이루어지도록 특히 바람직하게 개선될 수 있다.
이와 유사한 이유로, 수신되는 신호의 분석은 차량 내 장착된 마이크로파 기반 접근 제어 및 시동 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원 또는 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 후방산란 과정은 다수의 상이한 변조성 후방산란 장치에 의해 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 방사선 경로가 직선형이도록 바람직하게 형성된다.
그러나 방사선 경로가 우회로인 것도 바람직할 수 있다.
본 발명은, 반사기로서 후방산란 장치, 특히 변조성 후방산란 장치를 사용함으로써 신뢰성이 매우 높으면서도 간단하고 비용이 적게 드는 좌석 점유 상태의 검출이 가능하다는 것을 전제로 한다. 전파시간 측정을 근거로, 별도로 검출된 착석 위치에 의한 마이크로파 방사선의 반사 위치를 검사하는 방식으로 시스템 안전성 또한 개선될 수 있다. 또한 바람직하게는 마이크로파 방사선의 회절 줄무늬가 이용될 수 있다. 마이크로파 방사선이 인체 내에 강하지만 불완전하게 흡수되기 때문에, 마이크로파 방사선을 사용하면 예컨대 초음파, 레이저 방사선 또는 레이저광 및 적외선과 같은 다른 파형을 사용하는 것보다 유리하다. 마이크로파 방사선의 확장은 압력, 온도, 휘도 및 그 밖의 주변 조건과 무관하게 이루어진다. 측정 프로세스는 간단한 분석으로 인해 매우 신속하게 이루어지므로, 예컨대 차량 충돌시도 다이내믹한 측정이 가능하다. 본 발명의 또 다른 장점은 좌석 점유 상태의 검출이 매우 빠른 속도로 이루어질 수 있다는 것이다. 검출 시간은 예컨대 밀리세컨드 영역에 있을 수 있다. 그러므로 예컨대 에어백이 이미 전개된 후에는 좌석 점유 상태 또는 착석한 사람의 위치/각도에 따라 바람직하게 압력 손실을 통해 에어백 충전에 영향이 미치도록 하는 다이내믹한 응답이 에어백 제어 장치에 전달될 수 있다.
첨부된 도면과 관련하여 특히 바람직한 실시예를 참고로 본 발명을 살펴보면 다음과 같다. 즉,
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 한 바람직한 실시예이고,
도 2는 도 1에 따른 실시예에서 사람이 제 1 좌석 위치에 있는 경우를 도시한 도이며,
도 3은 도 1에 따른 실시예에서 사람이 제 2 좌석 위치에 있는 경우를 도시한 도이고,
도 4는 도 1에 따른 실시예에서 어린이시트에 의해 좌석이 점유된 경우를 도시한 도이며,
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예에서 첫번째 사람이 탑승한 경우를 도시한 도이고,
도 6은 도 5에 따른 실시예에서 두번째 사람이 탑승한 경우를 도시한 도이며,
도 7은 도 6에 도시된 배치 상태를 위에서 바라본 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명에서 동일한 도면부호는 동일한 또는 유사한 부품을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 한 바람직한 실시예이다. 마이크로파 송수신 장치(10)는 차량의 계기판 또는 운전석(24)에 배치된다. 좌석(20) 등받이(26) 내에 반사기(12)가 배치되며, 상기 반사기(12)는 각 실시예에 따라 변조성 후방산란 장치 또는 간단한 전도성 박막 또는 비변조성 후방산란 장치로 설계될 수 있다. 좌석(20)은 통상적으로 이동될 수 있으며, 특히 좌석(20) 위치가 측정될 수 있는 것이 바람직하다.
마이크로파 송수신 장치(10)에 의해 마이크로파 방사선이 반사기(12)를 향하여 송출된다. 이러한 마이크로파 방사선은 반사기(12)에 의해 반사되어 마이크로파 송수신 장치(10)로 복귀된다. 반사기(12)에 의한 반사는, 예컨대 반사기(12)가 간단한 전도성 박막일 경우에는 종래 방식으로 이루어질 수 있다.
그러나 반사기(12)는 변조성 후방산란 과정과 관련해서도 이루어질 수 있으며, 이 경우 반사된 방사선은 예컨대 변조에 의한 부호화될 수 있다. 이를 위해 반사기(12)가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 설계될 수 있다.
제어 장치(22)에서는 반사기(12)에 의해 송출된 신호들이 거리, 레벨 및 품질의 관점에서 분석될 수 있다.
도 1에 도시된 상황에서는 좌석(20)에 사람이 앉아 있지 않다. 따라서 반사된 신호가 높은 레벨 및 높은 품질로 수신된다.
반사기(12)가 좌석(20) 내에 배치되는 실시예 외에도, 본 발명은 반사기를 사용하지 않는 실시예로도 구현될 수 있다. 이러한 경우, 예컨대 마이크로파 수신기가 좌석(20) 내에, 예컨대 도 1에서 반사기(12)가 배치된 지점에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서는 이와 같은 수신기 및 반사기의 위치가 교체될 수도 있다. 이러한 원리는 아래에 설명되는 본 발명의 실시예들에도 적용된다.
도 2에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 제 1 좌석 위치에 사람이 착석한 상태가 도시되어 있다. 본 도면에서 사람(14)은 좌석(20)에 정상적으로 앉아 있다. 그는 반사기(12)를 가리고 있다. 따라서 마이크로파 송수신 장치(10)는 좌석이 점유되지 않은 경우의 신호보다 몇 차수 더 낮은, 예컨대 10의 6승만큼 더 낮은 레벨의 신호를 수신한다. 이러한 경우에 에어백 전개가 허용될 수 있으므로, 차량 충돌시에 에어백이 전개되게 된다.
도 3에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 제 2 좌석 위치에 사람이 착석한 상태가 도시되어 있다. 본 도면에 도시된 사람(16)은 앞쪽으로 구부리고 있다. 상체가 반사기(12)로부터 충분히 떨어지게 되면, 충분히 높은 강도의 반사가 다시 마이크로파 송수신 장치로부터 반사기로 및 역으로 반사기로부터 마이크로파 송수신 장치로 이루어질 수 있다. 이러한 반사 강도는 신체의 구부러진 각도를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 특정 경사 각도부터는 머리 부상의 위험이 있기 때문에 에어백 전개가 더 이상 의미가 없으며, 이러한 상태를 "아웃 오브 포지션·out-of-position"의 경우라고 한다. 반사기 및 아웃 오브 포지션의 경우가 검출되면, 에어백 전개가 차단될 수 있다. 파장, 레벨 또는 강도, 반사기 영역, 반사기 및 마이크로파 송수신 장치의 장착 지점, 분석 알고리즘 등에 따라, 아웃오브 포지션이 검출되기 시작하는 임계 경사 각도가 조정될 수 있다.
도 4에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 어린이시트에 의해 좌석이 점유된 상태가 도시되어 있다. 본 도면에서는 어린이 시트, 특히 소위 리보드(Reboard) 유형의 시트(18) 상에 아기가 놓여 있다. 이러한 어린이 시트는 보통 승객석(20)에 부착된다. 마이크로파 송수신 장치(10), 반사기(12) 및 리보드 시트(18)의 상대적 위치로 인해 마이크로파 방사선은 소량만 감쇠된다. 그 결과 에어백 전개가 차단된다. 또한, 리보드 시트(18) 뒷면에 반사기를 부착할 수도 있으며, 이는 상황에 따라 매우 바람직하다. 예컨대 이러한 반사기에 의해 또는 전파시간 측정을 근거로 마이크로파 방사선이 특수하게 변조되는 경우에는, 좌석(20) 위에 어린이 시트(18)가 놓인 상태가 좌석(20) 위에 아무런 물체도 존재하지 않는 상태와 구별될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템에서 반사기(12)가 예컨대 금속 물체에 의해 가려지면, 강력한 반사가 유발된다. 이러한 반사의 강도는 반사기(12)에 의한 반사의 강도와 최대한 동일한 크기로 제공될 수 있다. 그렇게 되면 제어 장치(22)가 상이한 상황들을 검출할 수 있는 다양한 가능예들이 주어진다. 반사기가 명확한 부호화를 가진 변조성 후방산란 장치일 경우에는, 이를 근거로 차폐성 금속 물체에 의한 반사가 명확하게 검출된다. 이에 대한 대안 또는 보충으로, 특히 추가 센서에 의해 측정될 수 있는 현재 착석 위치와 전파 시간이 비교되는 경우에는, 전파 시간의 측정을 근거로 차폐성 금속 물체에 의한 반사가 검출될 수 있다.
이와 마찬가지로, 전도성이 없는 또는 전도성이 낮은 물체들이 반사기(12) 앞에서 상기 반사기를 약간만 차폐하는 것이 바람직하다. 그러한 경우, 제어 장치에 의해 수신된 신호들은 "비어있는 좌석" 상황에 맞게 대응하므로, 에어백 전개가 정확하게 차단된다.
도 5에는 첫번째 탑승자가 착석해 있는, 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 차량 좌석(20)에 2개의 반사기(12)가 장착된다. 하나의 반사기(12)는 좌석 등받이(26)에 배치되고, 또 다른 반사기(12)는 좌석 표면(28)에 배치된다. 마이크로파 송수신 장치(10)를 갖는 제어 장치(22)는 차량의 루프 콘솔(roof console)(30)에 배치된다.
좌석에 정상적으로 착석한 성인(14)이 반사기(12)를 가리게 되면, 제어 장치(22)는 비어있는 좌석(20)의 경우보다 몇 차수 더 낮은 레벨을 수신한다. 이 점에 있어서 도 5에 따른 시스템은 도 1 내지 도 4와 관련하여 기술된 시스템과 대응하는 방식으로 작동한다. 그러나 추가의 반사기(12)가 좌석 표면(28)에 배치되기 때문에, 사람(14) 몸이 앞쪽으로 구부려진 상태가 더 확실하게 검출될 수 있다. 다시 말해, 이러한 경우에는 사람(14)이 반사기(12)를 노출시키므로, 마이크로파 방사선의 경로가 적어도 회절 현상으로 인해 마이크로파 송수신 장치(10)와 좌석 등받이(26)에 배치된 반사기(12) 사이에 형성될 수 있다. 이에 반해서 좌석 표면(28)에 배치된 반사기(12)는 항상 사람(14)에 의해 완전히 가려지므로, 이는 몸을 앞쪽으로 구부린 사람(14)이 착석해 있으며 비어있는 좌석(20)이 아님을 확인하기 위한 추가의 정보로서 사용될 수 있다.
도 6에는 두번째 탑승자가 착석해 있는, 도 5에 따른 실시예가 도시되어 있다. 본 도면에서 도시된 상황은 본 발명에 따른 시스템을 근거로 도 5에 의해 설명된 바와 같이 앞쪽으로 몸을 구부린 성인의 경우와도 구별될 수 있다. 좌석(20) 위에 부착된 어린이 시트(34)에 어린이(32)가 앉아 있다. 상기 좌석(20)에는 2개의 반사기(12), 즉 하나는 좌석 등받이(26)에 그리고 다른 하나는 좌석 표면(28)에 배치된다. 일반적으로 어린이(32)의 신체보다 마이크로파를 훨씬 덜 흡수하는 어린이 시트(34) 때문에, 좌석 등받이(26) 및 좌석 표면(28)에 배치된 반사기(12)와 마이크로파 송수신 장치(10) 사이에, 특히 회절 특성으로 인해, 마이크로파 경로가 형성된다. 따라서 좌석 표면(28)의 반사기(12)는 성인이 좌석 표면(28) 바로 위에 착석한 경우에 수신할 수 있는 것보다 더 높은 강도를 수신한다.
따라서 다수의 반사기(12)의 적절한 배치 및 이에 대응하는 마이크로파 송수신 장치(10)의 적절한 배치에 의해 차량 내 좌석 점유와 관련된 다양한 상황들이 검출될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 배치 상태를 위에서 바라본 단면도이다. 도 7의 단면은 도 6에서 A로 표시된 평면을 따라 잘라낸 것이다. 본 도면에는 마이크로파 방사선이 좌석 등받이(26) 내 반사기(12)에 도달할 수 있는 여러 경로들이 도시되어 있는데, 이 경우 어린이(32)가 어린이 시트(34) 위에 착석한 상황을 전제로 한다. 한편으로는, 이 상황에서 어린이(32)에 의해 가려진 반사기(12)와 마이크로파 송수신 장치(10) 사이에 직접 경로(36)가 존재한다. 그러나 어린이 시트(34)에 의해 계속 유지되는 어린이(32)와 반사기(12) 간의 간격으로 인해, 예컨대 신체 주변으로 발생하는 회전 현상으로 인해 그리고 반사 또는 산란때문에 마이크로파가 마이크로파 송수신 장치(10)로부터 반사기(12)로 그리고 반사기(12)로부터 마이크로파 송수신 장치(10)로 간접 경로(38)를 따라 도달할 수도 있다. 이러한 도달 과정은 어린이 시트(34)에 의해서 거의 방해받지 않는데, 그 이유는 인체에 비해 어린이 시트(34)가 훨씬 더 적은 흡수력을 갖기 때문이다.
본 발명을 요약하면 아래와 같다. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템은 마이크로파 송신기(10), 마이크로파 수신기(10) 및 바람직하게는 반사기(12)를 포함한다. 상기 물체들 사이에 사람이 존재하면, 마이크로파 방사선이 약화된다. 변조성 후방산란 장치가 반사기(12)로 사용될 수 있으므로, 수신기(10)에 의해 수신된 방사선은 명확하게 반사기(12)에 공급될 수 있다. 이에 대한 보충 또는 대안으로, 반사기를 통한 방사선이 변조되지 않으면 마이크로파 방사선의 전파시간 측정이 수행되고, 이는 계속해서 착석 위치의 분석과 함께 처리된다.
좌석 위치에 대한 추가 정보를 얻기 위해, 물체 주변으로 발생하는 마이크로파 방사선의 회절 특성을 이용하는 바람직한 실시예들도 제공된다. 바람직하게는 에어백 개시를 차단하거나 허용하기 위해, 좌석 점유 여부의 검출 및 경우에 따라서는 좌석 점유 상태 유형의 검출이 이용될 수 있다.
상세한 설명, 도면 및 청구항에 제시한 본 발명의 특징들은 개별적인 형태 및 조합된 형태로 본 발명을 구현하는데 중요한 역할을 한다.

Claims (30)

  1. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템으로서,
    하나 이상의 마이크로파 송신기(10) 및 하나 이상의 마이크로파 수신기(10)를 포함하며,
    상기 하나 이상의 마이크로파 송신기(10)에 의해 방사선 경로 상에서 송출된 마이크로파 방사선이 적어도 좌석이 점유되지 않은 상태일 때 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기(10)에 도달할 수 있고,
    좌석 점유 상태에 따라 물체(14, 16, 18)가 상기 방사선 경로 상에 존재할 수 있어서, 상기 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 방사선이 상기 좌석 점유 상태에 따라 영향받을 수 있도록,
    상기 하나 이상의 마이크로파 송신기(10) 및 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기(10)가 배치되는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템에 있어서,
    상기 방사선 경로 내 물체의 위치가 상기 물체 주변으로 발생하는 상기 마이크로파의 회절 현상(diffraction)으로 인해 상기 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 마이크로파 강도(intensity)에 영향을 미치며,
    상기 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 마이크로파 강도가 상기 물체의 위치에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로파 송신기(10)와 상기 마이크로파 수신기(10) 사이의 상기 방사선 경로 상에 하나 이상의 반사기(12)가 제공되며, 상기 반사기(12)는 상기 방사선 경로를 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 하나 이상의 제 2 방사선 경로로 분할하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반사기(12)가 변조성 후방산란 장치(modulating back-scatter device)인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 방사선에 의해 상기 마이크로파 송신기(10)와 상기 마이크로파 수신기(10) 사이에서 이용되는 구간이 전파시간 측정에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    좌석(20)의 위치가 검출되고,
    상기 구간의 검출 결과 그리고 상기 좌석(20) 위치의 검출 결과로부터, 상기 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 방사선이 상기 마이크로파 송신기(10)와 상기 마이크로파 수신기(10) 사이의 방사선 경로 상에서 확산되었는지의 여부가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 장치는 변조성 후방산란 장치 또는 비변조성 후방산란 장치이며, 비변조성 후방산란 장치일 경우에는 신호 전파시간이 수신기에서 검출되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기가 송수신 안테나를 갖는 하나 이상의 마이크로파 송수신 장치(10)로 구현되고,
    상기 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 상기 하나 이상의 제 2 방사선 경로가 일치하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 수신기에 의해 수신되는 방사선에 따라 차량 내 기능들을 트리거(trigger), 차단 또는 작동시키는 제어 장치(22)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 반사기가 전도성 박막(12)인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  10. 제 2항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 장치(12)가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 구현되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 마이크로파 송신기(10) 및/또는 상기 하나 이상의 마이크로파 수신기(10)가 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템(access control and start-up system)의 구성부품인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 수신기(10)에 의해 수신되는 신호들의 분석이 상기 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원되거나 수행되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  13. 제 2항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 상이한 변조성 후방산란 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 경로가 일직선인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 경로가 우회로인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  16. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법으로서,
    마이크로파 방사선을 송출하는 단계; 및
    마이크로파 방사선을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 송출된 마이크로파 방사선이 방사선 경로 상에서 확산되고,
    좌석 점유 상태에 따라 상기 방사선 경로 상에 물체가 존재할 수 있어서, 상기 수신된 방사선이 상기 좌석 점유 상태에 따라 영향받을 수 있는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 방사선 경로 상의 상기 물체의 위치가 상기 물체 주변으로 발생하는 마이크로파의 회절 현상으로 인해 수신되는 마이크로파 강도에 영향을 미치며,
    상기 수신되는 마이크로파 강도가 상기 물체의 위치에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 방사선 경로 상에서 적어도 한 번의 반사가 수행되며, 상기 방사선 경로는 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 하나 이상의 제 2 방사선 경로로 분할되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 반사가 후방산란 과정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  19. 제 16항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 방사선에 의해 이용되는 구간이 전파시간 측정에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  20. 제 16항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    좌석(20)의 위치를 검출하고,
    상기 구간의 검출 결과 및 상기 좌석(20) 위치의 검출 결과로부터, 수신되는 방사선이 상기 방사선 경로 상에서 확산되었는지의 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  21. 제 17항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 후방산란 과정이 변조성 후방산란 과정 또는 비변조성 후방산란 과정이며, 상기 비변조성 후방산란 과정시에는 신호 전파시간이 수신기에서 측정되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  22. 제 16항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 1 방사선 경로 및 상기 하나 이상의 제 2 방사선 경로가 일치하는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  23. 제 16항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신되는 방사선에 따라 차량 내 기능들이 트리거, 차단 또는 작동되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  24. 제 17항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사를 위해 전도성 박막이 사용되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  25. 제 17항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 과정이 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  26. 제 16항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송출 및/또는 상기 수신이 상기 차량 내 장착된 접근 제어 및 시동 시스템을 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  27. 제 16항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신되는 신호의 분석이 상기 차량 내 장착된 마이크로파 기반 접근 제어 및 시동 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원되거나 수행되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  28. 제 17항 내지 제 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 과정이 다수의 상이한 변조성 후방산란 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  29. 제 16항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 경로가 일직선인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  30. 제 16항 내지 제 29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 경로가 우회로인 것을 특징으로 하는,
    차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
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