KR20160087815A - 운전자측 위치 검출 - Google Patents

Abstract

소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템이 개시되고, 상기 시스템은, 모바일 장치와 관련되고 모바일 장치로부터 음향 신호가 전송되도록 구성되는 회로; 다수의 음향 수신기, 상기 다수의 수신기 각각은 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성되고; 및 상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하고 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함한다.

Description

운전자측 위치 검출{DRIVER SIDE LOCATION DETECTION}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 35 USC §119(e) 하에 "운전자측 위치 검출"이라는 표제로 2013년 11월 7일 출원된 미국 특허 가출원 제 61/901,241호의 이익을 주장하며, 이의 전체 개시가 본원에 참고로 포함된다.

본 개시는 소정의 검출 영역에서의 무선 장치와 같은 모바일 장치의 존재를 검출하고 모바일 장치가 소정의 검출 영역에 존재하는 것으로 검출될 때 이의 작동을 통제하거나 억제하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 실시형태를 설명한다. 특히, 본 개시는 차량 내의 소정의 검출 영역에서의 무선 장치와 같은 모바일 장치의 존재를 검출하고 모바일 장치가 소정의 검출 영역에 존재하는 것으로 검출될 때 이의 일부 또는 모든 기능을 비활성화하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 실시형태에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 개시는 차량의 운전석에 있는 사람이 문자 메시지를 하고 모바일 장치를 사용하여 그 밖의 유사한 과도하게 위험한 행동을 하는 것을 자동적으로 방지하는 것에 관한 것이다.

모바일 기기, 예를 들어, 휴대 전화, 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 장치(예를 들어, 애플®사의 아이패드(iPad))를 포함하는 무선 장치와 같은 모바일 기기는 현대 사회에서 아주 흔히 볼 수 있다. 그러나, 차량을 운전하는 동안 이러한 모바일 기기를 사용하는 것은 유해할 수 있다. 문제는 이제 막 운전을 배운 젊은이와 같은 미숙한 차량 운전자에 있어서 악화된다. 모바일 기기와 관련된 차량 사고의 비율은 특히 청소년과 함께 증가하고 있다. 이동 차량을 운전하는 동안 문자 메시지를 하는 것은 위험할 수 있고 사고를 유발하는 것과 관련된다. 더욱 일반적으로, 차량을 운전하면서 키보드를 작동하는 것은 위험할 수 있다.

따라서, 모바일 기기의 광범위한 채택 및 운전하는 동안 기기의 일반적인 사용은 운전자의 주의산만에 대한 우려를 제기해왔다. 휴대 전화를 통한 운전자의 통화 또는 문자 메시지는 운전으로부터 정신적으로 산만하게 할 수 있고 운전자가 운전하는 차량의 통제를 잃을 수 있다. 따라서, 도로에 주목하는 대신 모바일 기기를 통해 통화를 하거나 문자 메시지를 하는 사람이 사고와 관련되는 것을 보는 것은 드문 일이 아니다. 차를 운전하면서 휴대 전화를 통해 통화하는 사람은 취한 상태로 운전하는 사람과 마찬가지로 위험할 수 있다는 것을 연구 결과는 말해준다. 운전자가 정신적으로 산만해질 뿐만 아니라, 운전자의 눈은 걸려오는 전화가 누구한테서 오는지를 보기 위한 번호 확인으로 전환되게 된다.

차량 내에서 무선 장치와 같은 모바일 기기의 존재를 검출하고 모바일 기기의 작동을 통제 또는 억제하는 것이 매우 바람직할 것이다.

모바일 기술의 발전과 함께, 우리는 언제나 통화 연결될 상태를 유지할 수 있는 능력을 갖는다. 많은 사람들에 있어서, 차를 운전할 때도 통화 연결된 상태를 유지하고픈 충동이 멈추지 않는다. 모바일 기술에 의해 산만해진 상태에서의 운전은 운전자 및 일반 대중 모두에게 위험하다. 본 개시는 이동 차량 및 운전석 근처에서 사용될 수 있는 모바일 기기의 기능을 부분적으로 억제함으로써 산만한 운전을 할 수 없도록 하기 위한 것이다. 본 개시는 모바일 기기가 운전석에 있는지 여부를 검출하는 기술에 관한 상세한 내용을 제공한다.

대부분의 위치 검출 기술은 도착 시간과 수신 전력 이 두 가지의 물리 현상에 의존한다. 도착 시간(time of arrival, TOA)은 위치 검출 기법이다. 떨어져 있는 송신기가 전파를 방출하면, 이후 수신기는 전파를 검출하고, 송신기와 수신기 간의 거리는 식 d=V*t에 의해 결정되며, 여기서 V는 전파의 전파 속도 이고, t는 전파가 수신기에 도착하는데 걸리는 시간이다. TOA 검출은, 높은 위치 검출 정밀도에 적합한 상대적으로 낮은 음속으로 인해, (음파 탐지기와 같은) 음파와 함께 광범위하게 사용되어 왔다. 정상 온도, 압력 및 습도에서, 음파는 초당 340 미터 또는 밀리초당 대략 1 피트 정도 이동한다. 많은 동물 및 현대식 계기는 양호한 위치 검출을 위해 충분한 정확도로 TOA를 측정할 수 있다. 예를 들어, 일부 돌고래와 박쥐는 먹이를 찾기 위해 초음파 에코를 사용하는 것으로 알려져 있다. 또한, 잠수함은 적의 선박을 감지하기 위해 수중 음파 탐지기를 사용한다. 또한 차량에 설치된 백업 센서는 장애물을 감지하기 위해 초음파 음파 탐지기를 사용한다.

전자파를 이용한 TOA의 사용은 전자파의 높은 속도로 인해 제한되었다. 모든 전자파는 3*10^8 m/s 또는 밀리초당 대략 1 피트인 빛의 속도로 이동한다. 미터 이하의 위치 정확도가 필요한 경우, 송신기와 수신기 간의 동기화 및 TOA의 측정은 나노초 이하의 정확도를 가져야 한다. 나노초를 측정할 수 있는, 또는 높은 GHz의 주파수의 전자 시스템들은 대체로 고가이다. 전자파를 이용한 TOA의 흥미로운 구현은 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이다. GPS는 원자 시계를 이용하여 동기화되는 다수의 GPS 위성을 구비함으로써 나노초 타이밍 문제를 부분적으로 회피하고, 위성으로부터의 타임 스탬프를 포함하는 GPS 신호 패킷을 계속 전송한다. 지상에서의 GPS 수신기는 현재 높은 정밀도의 동기화의 부담으로부터 벗어났지만, 여전히 정확하게 다수의 GPS 신호들 간의 상대적 지연을 측정해야 한다. 더욱 많은 소비자가 GPS를 사용할 수 있도록 GPS 수신기의 비용이 극적으로 내려간 것은 최근 10 년 이내이다.

수신기가 송신기로부터 더 멀리 이동할수록 전파의 전력 또는 신호 강도는 약해진다. 송신기와 수신기 간의 거리가 R일 때, 수신기에 의해 감지되는 전력 밀도는 아래의 방정식에 의해 주어진다(Wolff):

여기서 S_u는 수신되는 전력 밀도이고, P_s는 송신기로부터의 전력이다.

많은 현대 기술은 거리 검출을 수행하기 위해 이러한 현상을 이용한다. 레이더는 레이더 송신기가 전자파를 전송하고, 측정되는 전자파의 수신 전력은 거리로부터의 물체에 반사되는 가장 잘 알려진 예들 중 하나이다. 소비자 전자 기술에서, 다양한 위치 검출 기술은 셀룰러, 와이파이(Wifi) 및 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 신호의 수신 신호 강도(Received Signal Strength, RSS) 측정을 이용하여 개발되어 왔다. 예를 들어, 구글(Google), 스카이훅(Skyhook) 및 내비존(Navizon)이 홍보하는 와이파이 측위 기술은 모바일 장치(스카이훅)의 위치를 결정하기 위해 알려진 와이파이 액세스 포인트에 측정된 RSS를 이용한다.

위치 검출을 위한 수신 전력의 처리 방법은 제한 요인을 가질 수 있으며, 이는 다음을 포함할 수 있다:

1) 신호 잡음: 전자 장치와 같은 다양한 소스로부터의 잡음(열 잡음, 산탄 잡음, 플리커 잡음)은 측정된 RSS의 정확도를 저하시킬 수 있다;

2) 간섭: 전파의 반사와 굴절은 덜 정확한 측정을 야기할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송신기가 동일한 주파수 스펙트럼을 공유할 경우, 혼잡 효과는 RSS 측정을 더욱 저하시킨다; 및

3) 장애: 송신기와 수신기 간에 어떠한 장애가 있는 경우, 수신 전력은 더 이상 거리에만 의존하지 않고 장애의 정도에도 의존한다.

일 실시형태에서, 하드웨어와 소프트웨어를 포함하는 시스템은 운전자측 위치 검출을 위해 고주파의 음파(예를 들어, 19 KHz)의 TOA를 사용한다. 일 실시형태에서, 본 개시는 스마트폰, 태블릿 등과 같은 모바일 장치 상에 설치될 수 있는 애플리케이션으로서의 기능을 하는 소프트웨어를 포함하고, 하드웨어는 차량에 설치되고 마이크, 스피커 및 내장형 프로세서로 구성된다. 본 개시는 모바일 장치 검출의 두 가지 방법을 제공한다. 일 실시형태에서, 능동 검출 방법이며, 다수의 마이크가 차량 내부에 배치되고 모바일 기기가 방출하는 고주파 음향 신호를 검출하기 위해 사용된다. 또 다른 실시형태에서, 수동 검출 방법이며, 차량에 설치된 다수의 스피커가 방출하는 오디오 신호가 모바일 기기에 의해 검출된다.

다양한 실시형태의 신규한 특징들은 첨부된 청구항에 상세하게 명시되어 있다. 그러나, 이의 장점과 함께 구성과 작동 방법 모두에 관한 다양한 실시형태는 다음과 같은 첨부한 도면과 함께 다음 설명을 참조하여 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시형태에 따른 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템의 도면이다.
도 4는 차량의 내부에 설치되는 마이크 어레이의 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시형태에 따른 모바일 애플리케이션을 위한 인터페이스의 버전의 화면 캡처의 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시형태에 따른 음향 신호를 처리하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 19 KHz에서 세 개의 펄스를 포함하는 음향 신호의 예시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 하나의 19 KHz 펄스의 상세 예시도이다.
도 9는 19 KHz의 단일 피크를 갖는 음향 신호의 푸리에 변환(Fourier transform)의 예시도이다.
도 10은 두 개의 펄스를 포함하는 입력 녹음의 예시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 두 개의 펄스의 추출된 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시형태에 따른 음향 펄스의 시작 시간을 식별하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 13은 살렌-키 필터(Sallen-Key filter)의 도면이다.
도 14는 상태 변수 필터(State Variable filter)의 도면이다.
도 15는 4차 필터(Biquadratic(Biquad) filter)의 도면이다.
도 16은 다중 피드백 대역 필터(Multiple Feedback Bandpass filter)의 도면이다.
도 17은 듀얼 앰프 대역 필터(Dual Amplifiers Band-Pass (DAPB) filter)의 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시형태에 따른 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템의 도면이다.
도 19는 차량의 내부에 설치되는 다수의 스피커의 예시도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시형태에 따른 모바일 장치의 상대적 위치를 결정하기 위한 계산 과정의 예시도이다.
도 21은 본 개시의 일 실시형태에 따른 주문형 전자 하드웨어 장치의 구성요소의 예시도이다.
도 22는 얼티보드 캐드(Ultiboard CAD) 소프트웨어에서 도 21에 도시된 하드웨어 장치의 기판 설계의 화면 캡처이다.
도 23은 도 21에 도시된 하드웨어 장치의 트랜스듀서 보드의 3D 도면이다.
도 24는 도 21에 도시된 하드웨어 장치의 트랜스듀서 보드의 회로 기판 레이아웃이다.
도 25는 도 21에 도시된 하드웨어 장치의 평면 예시도이다.
도 26은 LabView FPGA 설계 언어를 이용하는 본 개시의 일 실시형태에 따른 녹음기의 구현예를 도시한다.
도 27 및 도 28은 본 개시의 일 실시형태에 따른 음향 필터의 잡음 저감 동작의 예시도이다.
도 29는 Xilinx LX45 FPGA에서 본 개시의 일 실시형태에 따른 음향 필터의 구현예를 도시한다.
도 30은 도 29의 음향 필터의 LabView FPGA에서의 필터의 구현예이다.
도 31은 도 29의 FIR 대역 통과 필터의 크기 보드 선도(Bode Plot)이다.
도 32는 도 29의 FIR 대역 통과 필터의 스텝 응답(step response)이다.
도 33은 도 29의 IIR 필터의 스텝 응답이다.
도 34는 본 개시의 일 실시형태에 따른 두 개의 펄스를 포함하는 입력 녹음의 예시도이다.
도 35는 도 34에 도시된 두 개의 펄스의 추출된 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 36은 본 개시의 일 실시형태에 따른 배경 잡음 계산을 예시하는 LabView 구현예이다.
도 37은 잡음 제거 이전의 도 34에 도시된 두 개의 펄스의 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 38은 잡음 제거 이후의 도 34에 도시된 두 개의 펄스의 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 39는 본 개시의 일 실시형태에 따른 잡음 제거의 LabView 구현예를 도시한다.
도 40은 본 개시의 일 실시형태에 따른 펄스 검출 알고리즘의 LabView 구현예를 도시한다.
도 41은 본 개시의 일 실시형태에 따른 펄스-다운 선택(pulse down selection)의 LabView 구현예를 도시한다.
도 42는 본 개시의 일 실시형태에 따른 펄스 검색 알고리즘의 LabView 구현예를 도시한다.
도 43은 본 개시의 일 실시형태에 따른 데모 소프트웨어(demonstration software)의 테스트 동안 사용된 스피커와 마이크의 구성의 예시도이다.
도 44는 데모 소프트웨어로부터의 스크린샷이다.
도 45는 데모 소프트웨어에 의해 사용되는 초음파 트랜스듀서의 예시도이다.
도 46은 데모 소프트웨어에 의해 사용되는 원시 녹음의 시계열 그래프이다.
도 47은 데모 소프트웨어에 의해 사용되는 디지털 필터링 이후의 도 46에 도시된 녹음의 시계열 그래프이다.
도 48은 데모 소프트웨어에 의해 사용되는 두 개의 핑(ping)을 포함하는 입력 녹음의 예시도이다.
도 49는 도 48에 도시된 두 개의 핑의 추출된 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 50은 잡음 제거 이전의 도 48에 도시된 두 개의 펄스의 볼륨 데이터의 예시도이다.
도 51은 잡음 제거 이후의 도 48에 도시된 두 개의 펄스의 볼륨 데이터의 예시도이다.

본원에 개시되는 장치와 방법의 구조, 기능, 제조 및 사용의 전반적인 이해를 제공하도록 다양한 실시형태가 설명된다. 이들 실시형태의 하나 이상의 예가 첨부한 도면에 도시되어 있다. 본 기술 분야의 숙련자는 본원에 구체적으로 설명되고 첨부한 도면에 예시된 장치와 방법은 비제한적인 실시형태이며 다양한 실시형태의 범위는 오직 청구항에 의해서만 정의된다는 것을 이해할 것이다. 하나의 실시형태와 함께 예시되거나 개시된 특징들은 전체적으로 또는 부분적으로 다른 실시형태의 특징들과 결합될 수 있다. 이러한 수정 및 변형은 청구 범위에 포함되는 것으로 의도된다.

본 개시는 소정의 검출 영역에서의 무선 장치와 같은 모바일 장치의 존재를 검출하고 모바일 장치가 소정의 검출 영역에 존재하는 것으로 검출될 때 이의 작동을 통제하거나 억제하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 실시형태를 설명한다. 특히, 본 개시는 차량 내의 소정의 검출 영역에서의 무선 장치와 같은 모바일 장치의 존재를 검출하고 모바일 장치가 소정의 검출 영역에 존재하는 것으로 검출될 때 이의 일부 또는 모든 기능을 비활성화하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 실시형태에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 개시는 차량의 운전석에 있는 사람이 문자 메시지를 하고 모바일 장치를 사용하여 그 밖의 유사한 과도하게 위험한 행동을 하는 것을 자동적으로 방지하는 것에 관한 것이다.

본 개시는 개시된 특정 양태 또는 실시형태가 변경될 수 있으므로 이에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 차량 내의 소정 영역 내에서의 모바일 장치의 존재를 검출하고, 검출될 때 모바일 장치의 작동을 통제하기 위한 장치, 시스템, 및 방법의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 정의되므로, 본원에서 사용되는 용어는 특정 양태 또는 실시형태만을 설명하기 위한 것이며 제한하려는 것은 아니라는 것을 또한 이해해야 한다.

본 개시는 일반적으로 능동 검출과 수동 검출이라고 하는, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하는 두 가지 이론을 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 방법(100)은, 데이터를 교환하기 위한 무선 기술 표준, 예를 들어 블루투스를 통해, 모바일 장치를 모바일 장치와는 독립적인 하드웨어 구성요소와 연결하는 단계(101), 모바일 장치가 하드웨어 구성요소와 결합되었는지를 결정하는 단계(103), 및 모바일 장치가 연결되지 않은 것으로 결정되면, 연결이 구현되도록 하는 유휴 타이머(idle timer)를 활성화하는 단계(105)를 포함한다. 또한, 상기 방법은 능동 또는 수동 검출 방법을 구현할지를 결정하는 단계(107), 능동 검출 방법이 구현된 것으로 결정되면(109), 모바일 장치가 차량의 객실 내의 운전자 영역과 같은 소정 영역에 위치하고 있는지를 검출하는 단계(111), 및 모바일 장치가 소정 영역에 위치하는 것으로 결정되면, 모바일 장치의 화면 타이머를 개시하는 단계(113)를 포함한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 수동 검출 방법이 구현된 것으로 결정되면(115), 모바일 장치가 소정 영역에 위치하고 있는지를 검출하는 단계(117), 및 모바일 장치가 소정 영역에 위치하는 것으로 결정되면, 모바일 장치의 화면 타이머를 개시하는 단계(113)를 더 포함한다. 잠금 화면 타이머가 작동되고 나면, 상기 방법은 모바일 장치의 적어도 하나의 기능이 억제되도록 수신된 제어 또는 명령 신호를 기반으로 모바일 장치의 화면을 잠글지를 결정하는 단계(119), 및 적절한 명령 또는 제어 신호가 수신된 것으로 결정되면, 모바일 장치의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계(121)를 포함한다.

다양한 실시형태에서, 모바일 장치는 소형 휴대용 장치, 컴퓨터, 스마트폰이라고도 하는 이동 전화, 태블릿 개인용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 스마트폰의 비제한적인 예는, 예를 들어, Palm® Treo® 스마트폰(현재 휴렛 팩커드 또는 HP)과 같은 Palm® 제품, Blackberry® 스마트폰, Apple® iPhone®, Motorola Droid® 등을 포함한다. 태블릿 장치는 Apple®의 iPad® 태블릿 컴퓨터 그리고 더욱 일반적으로 넷북이라고 알려진 일종의 경량 휴대용 컴퓨터를 포함한다. 일부 실시형태에서, 모바일 장치는 임의의 유형의 무선 장치, 이동 기지국, 또는 랩탑 컴퓨터, 울트라 랩탑 컴퓨터, 통신 기능을 구비하는 개인 휴대용 단말기(PDA), 휴대 전화, 휴대 전화/PDA의 조합, 모바일 유닛, 가입자 국, 사용자 단말기, 휴대용 컴퓨터, 소형 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨터, 미디어 플레이어, 무선호출기, 메시징 장치, 데이터 통신 장치 등과 같은 자체 포함된 전원(예를 들어, 배터리)을 구비하는 휴대용 컴퓨터 장치를 포함하거나 이들로 구현될 수 있다.

따라서, 모바일 장치의 존재를 검출하는 시스템 및 방법은 모바일 장치가 사용하는 무선 기술 통신 표준을 기반으로 변경될 수 있다. 미국에서 사용될 수 있는 무선 기술 통신 표준의 예는, 예를 들어, 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 시스템, 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM), 북아메리카 디지털 셀룰러 (NADC) 시스템, 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템, 확장된-TDMA(ETDMA) 시스템, 개량된 협대역 이동 전화 서비스(NAMPS) 시스템, 광대역 CDMA (WCDMA)와 같은 3G 시스템, 4G 시스템, CDMA-2000, 범용 이동 전화 시스템(UMTS) 시스템, 통합 디지털 확장 네트워크(iDEN)(TDMA / GSM 변형) 등을 들 수 있다. 모바일 장치는 또한, 향상된 데이터 속도(EDR)를 갖는 블루투스 사양 버전 v1.0, v1.1, v1.2, v1.0, v2.0을 포함하는, 블루투스 특수 이해 그룹(Bluetooth Special Interest Group, SIG) 시리즈의 프로토콜뿐만 아니라 하나 이상의 블루투스 프로파일 등에 따라 작동하는 블루투스 시스템과 같은 다른 유형의 근거리 무선 시스템을 사용할 수 있다. 다른 예로는 전자기 유도(electromagnetic induction, EMI) 기술과 같은, 적외선 기술 또는 근거리 자기장 통신 기술과 프로토콜을 사용하는 시스템을 들 수 있다. EMI 기술의 예는 수동 또는 능동 무선 주파수 식별(RFID) 프로토콜 및 장치를 들 수 있다. 이들 무선 통신 표준은 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해된다.

적절한 명령 또는 제어 신호가 검출되면, 모바일 장치의 작동이 한 가지 이상의 방식으로 통제될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 모바일 장치는 모바일 장치의 적어도 하나의 기능의 작동을 비활성화하거나 억제하는 제어 모듈과 관련되고, 모바일 장치는 작동 불능 상태가 되거나 제한된 용량의 상태에서만 작동하게 된다. 따라서, 제어 모듈은 모바일 장치 상에서 통화를 수신하거나 전송하는 기능을 완전히 차단하거나, 모바일 장치의 사용이 바람직하지 않도록 모바일 장치의 기능을 충분히 방해할 수 있다. 실시형태에서, 제어 모듈은 모바일 장치의 특정 구성요소 또는 기능의 작동을 비활성화할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 모바일 장치의 문자 메시지 기능 또는 이메일 기능을 사용하는 것을 방지하기 위해 모바일 장치의 키보드 부분을 비활성화할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제어 모듈은 모바일 장치의 작동을 핸즈프리 작동으로 지시할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 나가는 통신 기능은 억제될 수 있지만, 들어오는 통신 기능은 제약을 받지 않을 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 모바일 장치의 기능이 억제되는 기간 동안 자동 응답이 개시될 수 있다.

실시형태에서, 제어 모듈은 모바일 장치와 독립적일 수 있고 모바일 장치 단독의 기본 통신 채널 또는 하나 이상의 보조 채널을 통해 모바일 장치와 통신할 수 있다. 또한, 특정 실시형태에서, 제어 모듈은 점화 시스템의 상태, 기어 박스 또는 다른 센서의 상태와 같은 그 밖의 논리적 조건이 충족될 때만 활성화될 수 있다. 따라서, 트리거링 조건은 다른 센서들 중에서 차량의 점화 스위치와 같은 스위치의 활성화 또는 차량의 자동 변속기의 "주차" 센서의 비활성화일 수 있다. 실시형태에서, 제어 모듈은 활성일 때 911 통화와 같은 비상 기능을 허용할 수 있다.

실시형태에서, 차량 내의 다른 영역으로 명령 또는 제어 신호가 국한되어 이 영역에서의 모바일 장치의 작동이 비활성화될 수 있지만, 영역 외부에서의 다른 모바일 장치는 작동되게 할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 명령 또는 제어 신호가 소정의 검출 영역에 정확하게 전달되도록 명령 또는 제어 신호의 전력 레벨이 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 이는 신호가 소정의 검출 영역으로 정확하게 전달되는, 차량 내에 위치하는 지향성 안테나로 구현될 수 있다.

본원에 개시되는 실시형태에서, 소정의 검출 영역은 차량의 운전석 내 또는 그 근처의 3차원 영역으로 정의될 수 있다. 소정의 검출 영역은 승용차와 같은 차량 내의 영역일 수 있지만, 소정 검출 영역은 차량 내에 있을 필요가 있고 적절한 임의의 소정 영역일 수 있다. 예를 들어, 소정의 검출 영역은 빌딩의 방 내부의 영역일 수 있다.

능동 검출이라고 할 수 있는, 본 개시의 이론의 일 실시형태에서, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법은, 상기 모바일 장치가 음향 신호를 전송하는 단계, 다수의 음향 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하는 단계, 프로세서가 상기 수신된 음향 신호를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계, 및 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 상기 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제어 또는 명령 신호를 위한 통신 채널을 모니터링하는 단계 및 제어 또는 명령 신호가 수신될 때 모바일 장치의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 실시형태에 따라, 통신 채널은 블루투스 채널 또는 기본 셀룰러 통신 채널에 대해 이차적인 임의의 다른 연결일 수 있다.

도 2에 도시된 또 다른 실시형태에서, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법은 19 KHz 대역폭에 집중된 오디오 신호와 같은 음향 신호를 전송하는 단계(201)를 포함한다. 블루투스 연결과 같은 모바일 장치의 무선 통신 채널을 통해 잠금 메시지가 수신되는지를 모니터링하기 위한 음향 신호의 전송 이후 지연 단계(203)가 구현될 수 있다. 잠금 메시지는 차량의 객실 내에 설치되는 하드웨어 장치로부터 전송될 수 있다. 잠금 메시지가 검출되지 않는 경우, 방법(200)은 단계(205)에서 종료한다. 방법(200)은 블루투스 잠금 메시지 수신기를 활성화하는 단계(207) 및 모바일 장치의 블루투스 연결을 통해 잠금 메시지가 수신되었는지를 결정하는 단계(209)를 더 포함한다. 잠금 메시지가 수신되면, 상기 방법은 모바일 장치의 화면을 비활성화시키는 것 같이 모바일 장치의 기능을 억제하는 단계(211)를 포함한다. 잠금 메시지의 수신은 모바일 장치가 운전석 영역 또는 차량의 다른 영역과 같은 소정의 검출 위치에 있다는 것을 나타낸다. 잠금 메시지가 수신되지 않는 경우, 이는 모바일 장치가 소정의 검출 영역에 존재하고 있지 않다는 것을 나타내며, 방법(200)은 단계(213)에서 종료한다.

소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템의 일 실시형태가 도 3에 도시되어 있다. 시스템(300)은 모바일 장치(303)와 관련된 회로(301), 다수의 음향 수신기(305), 및 모바일 장치(303)의 위치를 결정하도록 구성되는, 프로세서와 같은, 전자 장치(307)를 포함한다. 회로(301)는 모바일 장치(303)로부터 음향 신호가 전송되도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 음향 신호는 모바일 장치(303)의 스피커(309)를 통해 높은 볼륨으로 출력될 수 있다. 또한, 다수의 수신기(305) 각각은 모바일 장치(303)로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(307)는 다수의 음향 수신기(305)에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하고 상기 모바일 장치(303)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 도 3의 실시형태에 도시된 바와 같이, 회로(301)는 모바일 장치(303) 내에 배치될 수 있고, 또는 제어 및/또는 명령 신호가 회로(301)와 모바일 장치(303) 간에 교환될 수 있도록 모바일 장치(303)에 통신 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 실시형태에서, 회로(301)는 모바일 장치(303)와 관련된 제어 모듈을 포함할 수 있고, 이 제어 모듈(301)은 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되며, 상기 제어 모듈(301)은 메모리 내에 저장되는 명령을 실행하도록 작동된다. 제어 모듈은, 음향 신호가 모바일 장치(303)로부터 다수의 음향 수신기(305)로 전송되도록 하고; 다수의 음향 수신기(305)에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치(303)의 위치를 검출하고 상기 모바일 장치(303)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서(307)로부터 명령 신호를 수신하도록 하며; 및 명령 신호가 수신되면 모바일 장치(303)의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 하는 명령을 실행하도록 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 제어 모듈(301)은 모바일 장치 내에 배치될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 회로는 무선 통신망과 같은 통신망을 통해 모바일 장치와 통신할 수 있다.

제어 모듈(301)은 프로세서(307)에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치(303)의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(301)은 또한 프로세서(307)에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치(303)의 적어도 하나의 기능을 핸즈프리 대체 시스템으로 전용하도록 구성될 수 있다.

실시형태에서, 시스템(300)은 모바일 장치(303)의 검출을 위해 그리고 모바일 장치가 차량의 운전자측 위치에 있는지를 결정하기 위해 음향 신호의 도착 시간(time of arrival, TOA)을 사용할 수 있다. 음향 신호는 초음파 펄스일 수 있는 적어도 하나의 소닉 펄스(sonic pulse)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는19 KHz에서 전송된다. 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프(beep)의 사용은 배경 잡음을 감쇠시키기 위한 공격적인 디지털 필터링을 허용할 수 있다. 또한, 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프는 주파수의 범위에 걸쳐 위치 파악 감도를 향상시킬 수 있는데, 넓은 대역폭은 이러한 주파수의 범위에 대한 대역폭에서 더욱 많은 잡음을 포함할 수 있기 때문이다. 또한, 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프의 사용은 낮은 음향 볼륨으로 전송을 가능하게 할 수 있다.

모바일 장치(303)가 소정의 검출 영역 내에 존재하는지에 관한 결정이 프로세서(307)에 의해 이루어지고 나면, 프로세서(307)는 모바일 장치(303)의 기능을 억제하기 위해 모바일 장치(303)로 신호가 전송되게 할 수 있다. 상기 신호는 모바일 장치(303)의 안테나(311)를 통해 수신될 수 있다. 안테나(311)는 모바일 장치(303)의 기본 통신 방식의 구성요소 또는, 블루투스와 같은, 모바일 장치의 보조 통신 방식의 구성요소일 수 있다. 적절한 신호가 수신되면, 모바일 장치의 작동은 한 가지 이상의 방식으로 통제될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 모바일 장치(303)는 모바일 장치(303)의 적어도 하나의 기능의 작동을 비활성화하거나 억제하는 제어 모듈(301)과 관련된다. 따라서, 모바일 장치(303)는 작동 불능 상태가 되거나 제한된 용량의 상태에서만 작동하게 된다. 따라서, 제어 모듈(301)은 모바일 장치(303) 상에서 통화를 수신하거나 전송하는 기능을 완전히 차단하거나, 모바일 장치(303)의 사용이 바람직하지 않도록 모바일 장치(303)의 기능을 충분하게 방해할 수 있다. 실시형태에서, 제어 모듈(301)은 모바일 장치의 특정 구성요소 또는 기능의 작동을 비활성화할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 모바일 장치의 문자 메시지 기능 또는 이메일 기능을 사용하는 것을 방지하기 위해 모바일 장치(303)의 키보드 부분을 비활성화할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제어 모듈(301)은 모바일 장치(303)의 작동을 핸즈프리 작동으로 지시할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 나가는 통신 기능은 억제될 수 있지만, 들어오는 통신 기능은 제약을 받지 않을 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 모바일 장치(303)의 기능이 억제되는 기간 동안 자동 응답이 개시될 수 있다.

실시형태에서, 프로세서(307)는 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합될 수 있으며, 프로세서(307)는 명령을 실행하도록 작동될 수 있다. 프로세서(307)는, 다수의 음향 수신기(305)로부터 다수의 전자 신호를 수신하도록 하고, 상기 각각의 전자 신호는 다수의 음향 수신기(305) 각각에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 하고; 다수의 음향 수신기(305)에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치(303)의 위치를 결정하도록 하며; 및 상기 모바일 장치(303)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 하는 명령을 실행하도록 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 프로세서(307)는 모바일 장치(303)로부터 다수의 음향 수신기(305) 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치(303)의 위치를 결정하도록 작동된다. 또한, 프로세서(307)는 다수의 음향 수신기(305) 각각에서의 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 다수의 음향 수신기(305) 각각에 대한 모바일 장치(303)의 거리를 결정하도록 작동될 수 있고, 상기 음향 신호는 모바일 장치(303)로부터 전송된다. 또한, 실시형태에서, 프로세서(307)의 구성요소 또는 기능은 모바일 장치(303)의 일부이거나 이에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 모바일 장치는 다수의 음향 수신기(305) 각각에서의 음향 신호의 수신 시간에 관한 정보를 제공하는 프로세서(307)로부터 통신 신호를 수신할 수 있다.

프로세서가 모바일 장치와 독립적인 실시형태에서, 모바일 장치 상에서의 배터리 소진은, 신호 처리가 차량의 전원과 같은 별도의 전원에 의해 구동되는 전용 하드웨어 상에서 수행되는 경우, 낮을 수 있다. 프로세서는 또한 모바일 장치에 의해 전송되는 블루투스 신호를 수신하고 모바일 장치로 신호를 전송하도록 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 모바일 장치로 통신 신호를 제공하기 위해 블루투스 단순 직렬 프로파일(Simple Serial Profile, SSP)을 사용할 수 있다.

일 실시형태에서, 다수의 음향 수신기는 마이크 어레이를 포함한다. 어레이(401)는 도 4에 도시된 바와 같이 차량(400)의 객실 내부의 다수의 위치에 설치될 수 있다. 시스템(300)은 마이크 어레이(401)를 통해 다수의 초음파 펄스와 같은 음향 신호(405)를 수신하도록 구성될 수 있다. 모바일 장치(403)에 대한 마이크(401)의 위치들이 다르기 때문에, 초음파 펄스(405)는 다른 시간에 각각의 마이크(401)에 도착할 것이다. 일 실시형태에서, 펄스의 도착 시간은 초기 검출을 위한 고정 임계치(fixed threshold)를 사용함으로써 그리고 도착 시간의 최상의 추정치를 얻기 위한 최적화 루틴을 적용함으로써 검출된다. 따라서, 각각의 마이크(401)에 대한 모바일 장치(403)의 거리는 상대적인 시간 차로부터 계산될 수 있다. 거리가 알려지면, 모바일 장치(403)의 위치가 결정될 수 있다. 일 실시형태에서, 위치는 삼각 측량(triangulation)을 통해 결정된다. 또한, 시스템(300)은 본원에 개시되는 구성요소 및 방법을 이용하여 동시에 다수의 모바일 장치를 검출하도록 사용될 수 있다.

일 실시형태에서, 19 KHz와 같이 음향 신호의 주파수 이하인 대화, 음악, 도로 소음과 같은 대부분의 사운드 에너지가 필터링될 수 있도록, 마이크와 같은 음향 수신기는 마이크 앰프 이전에 고역 필터를 구현할 수 있다. 고역 필터는 마이크 앰프가 차량 객실과 같이 마이크가 위치한 영역이 매우 시끄러운 포화 상태로 진입하지 않는 것을 보장할 수 있는데, 마이크 앰프가 포화 상태로 진입하는 경우, 모바일 장치의 위치가 확실하게 검출될 수 없기 때문이다. 또한, 배경 잡음 제거는 우선 배경 잡음의 양을 추정하고 이후 잘못된 검출을 방지하기 위해 오디오 신호에서 배경 잡음을 제거함으로써 달성될 수 있다.

또한, 실시형태에서, 높은 볼륨의 음향이 갑자기 스피커에서 재생될 때 스피커 코일의 순간적인 충전 및 방전에 의해 유발되는 펑 소리가 나는 엄청 큰 소리를 최소화하기 위해 페이드 인(fade in) 및 페이드 아웃(fade out)이 음향 신호의 전송 시작과 종료에서 적용될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 시스템은 환경의 습도와 온도 변화에 따라 변하는 음속을 기반으로 모바일 장치의 물리적인 거리의 계산에서의 온도와 습도의 영향을 조정할 수 있다.

실시형태에서, 본 개시의 시스템과 방법은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합인 구성요소를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 소프트웨어는 스마트폰, 태블릿 등과 같은 모바일 장치 상에 설치될 수 있는 애플리케이션일 수 있다. 실시형태에서, 모바일 애플리케이션은 안드로이드 장치, 아이폰 및 다양한 웨어러블 장치와 같은 모바일 장치 상에서 구동하도록 구성될 수 있다.

도 5는 안드로이드 운영 체제에서 구동하도록 설계된 본 개시의 일 실시형태에 따른 모바일 애플리케이션을 위한 인터페이스(500)의 버전의 화면 캡처를 도시하고 있다. 인터페이스(500)는 블루투스 연결이 이용 가능한지 그리고 이러한 연결이 설정되었는지와 같은 모바일 장치에 관한 메시지(510)를 포함한다. 또한, 인터페이스(500)는 사용자가 모바일 애플리케이션과 상호 작용하도록 할 수 있는 아이콘(503)을 포함한다. 다른 실시형태에서, 모바일 애플리케이션은 iOS, 블랙베리(Blackberry), 윈도우 모바일 등과 같은 추가적인 모바일 운영 체제로 복사될 수 있다. 실시형태에서, 하드웨어는 마이크와 같은 상기한 적어도 세 개의 음향 수신기 및 프로세서와 같은 전자 장치를 포함할 수 있다. 마이크는 차량의 내부에 설치될 수 있고 프로세서는 차량 내에 설치된 내장형 프로세서일 수 있다. 이 하드웨어는 모바일 장치의 존재 검출, 위치 파악, 및 잠금을 수행하기 위해 모바일 애플리케이션과 협력하여 작동하도록 설계될 수 있다. 도 3을 참조하면, 일 실시형태에서, 모바일 애플리케이션은 모바일 장치(303)의 메모리에 저장되고 모바일 장치(303)의 스피커(309)를 통해 음향 신호를 전송하도록 구성된다. 다수의 19 KHz 펄스일 수 있는 음향 신호는 다수의 마이크(305)를 통해 수신되고 프로세서는 모바일 장치의 위치를 삼각 측량한다. 모바일 장치(303)가 운전자 영역에 존재하는 것으로 결정되면, 하드웨어(305, 307)는 블루투스 연결을 통해 모바일 애플리케이션에 잠금 메시지를 전송하도록 구성된다. 모바일 애플리케이션은 잠금 메시지를 수신하면 모바일 장치(303)의 화면을 잠그도록 구성된다.

본 개시의 시스템 및 방법의 장점은 다음과 같다:

1) 스마트폰 상에서의 초음파 친화적인 스피커의 이용 가능성 - 스마트폰과 같은 모바일 장치의 스피커로부터의 고성능 음향에 대한 소비자의 기대로 인해, 많은 모바일 장치는 높은 볼륨의 초음파를 출력할 수 있는 고성능 스피커가 장착된다.

2) 모바일 장치 상에서의 최소한의 소프트웨어 처리 - 모바일 장치와는 독립적으로 프로세서 집약적인 위치 검출 알고리즘이 수행되는 실시형태에서, 모바일 장치 상에서 소프트웨어 애플리케이션에 대해 최소 자원이 필요할 수 있다. 이는 예를 들어 구글 글래스(Google Glass), 스마트 시계, 및 저가 스마트폰과 같은 프로세서와 배터리 자원을 제한하는 장치 상에서 시스템이 구동될 수 있게 한다.

3) 강건성 - 시스템/방법이 최초 도착 시간을 구현하는 실시형태에서, 시스템/방법은 장애, 반사 및 다중 경로 효과에 의해 도입되는 왜곡이 적은 경향이 있다.

4) 낮은 간섭 - 차량 객실 내부의 대부분은 오디오 간섭은 19 KHz보다 훨씬 낮은 주파수를 갖는다. 도로, 엔진 및 바람 소리는 수백 Hz에 있고, 인간의 대화는 5 KHz 주위를 중심으로 하고, 음악은 13 KHz를 거의 초과하지 않는다. 고주파 가청 범위에서의 최소 간섭으로 인해, 시스템/방법은 양호한 신호 대 잡음비를 달성할 수 있고 따라서 양호한 검출 성공률을 달성할 수 있다.

5) 정숙성 - 대부분의 성인 인간은 15 KHz 이상의 주파수를 들을 수 없다. 일 실시형태에서, 시스템에 의해 방출되는 짧은 음향 펄스(1/10초)는 대부분의 운전자 및 승객이 감지할 수 없어야 한다.

능동 검출의 실시형태의 추가적인 설명이 다음과 같이 제공된다. 실시형태에서, 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호는 전자 신호로 변환되고 전자 신호는 음향 신호의 음향 파라미터에 관한 정보를 포함한다. 실시형태에서, 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 전자 신호에 대해 신호 처리가 수행된다. 실시형태에서, 본 개시의 시스템과 방법은 음향 재생기, 녹음기, 및/또는 필요한 신호 처리의 특정 기능을 수행하는 아래에서 설명되는 음향 필터를 포함할 수 있다.

우선, 단계(601)에서, 음향 재생기는 모바일 장치의 외부 스피커를 통해 높은 볼륨으로 19 KHz 오디오 음향 펄스를 포함하는 사운드 파일을 주기적으로 재생할 수 있다. 실시형태에서, 음향 재생기는 음향 신호를 재생하도록 구성되는 회로일 수 있고, 모바일 장치 상에 저장되는 모바일 애플리케이션일 수 있고, 또는 모바일 장치와 통신하는 장치 상에 저장되는 애플리케이션일 수 있다. 또한, 음향 재생기는 모바일 장치의 구성요소 또는 모바일 장치와 통신하는 장치의 구성요소일 수 있다. 음향 재생기의 일 실시형태의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

상기 코드에 도시되어 있는 사운드 파일(R.raw.ultrasound)은 길이가 10 밀리초이고 펄스 간에 190 ms의 묵음으로 분리된 19 KHz 정현파 신호인 펄스 또는 비프를 포함한다. 이 사운드 파일은 44.1 KHz의 샘플링 속도 및 32-비트의 소수점 수의 포맷을 이용하여 녹음될 수 있다. 도 7은 19 KHz에서 세 개의 펄스를 포함하는 음향 신호를 예시하고 있다. 또한, 도 8은 하나의 19 KHz 펄스의 상세 예시도이다. 또한, 도 9는 19 KHz의 단일 피크를 갖는 음향 신호의 푸리에 변환(Fourier transform)의 예시도이다.

단계(603)에서, 녹음기는 소정의 샘플링 주파수에서 음향 수신기로부터 짧은 녹음을 캡쳐할 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 샘플링 주파수는 44.1 KHz이다. 또한, 일 실시형태에서, 녹음된 오디오는 추가 분석을 위해 배정밀도(double precision)의 소수점 수의 어레이로 변환된다. 녹음을 캡처하기 위한 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

또한, 단계(605)에서, 음향 필터는 음향 신호를 두드러지게 하기 위해 19 KHz에 초점을 맞춘 좁은 대역폭의 필터를 적용할 수 있다. 일 실시형태에서, 음향 필터는 버터워스 무한 임펄스 응답 필터(Butterworth Infinite Impulse Response filter, Butterworth-type IIR filter)를 포함한다. Butterworth-타입 IIR 필터의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

또한, IIR 필터는 필터 구현의 다수의 다양한 실시형태의 일 실시형태이다. 모바일 장치의 특정 운영 체계, 소프트웨어 라이브러리, 및/또는 특정 하드웨어 자원에 따라, IIR 및/또는 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response, FIR) 필터의 종류가 적절하게 선택될 수 있다.

일 실시형태에서, 마이크와 같은 음향 수신기는 0-축을 중심으로 하는 진동으로서 음향 신호를 녹음한다. 항상 0보다 큰 볼륨 값은 효과적인 분석으로 위해 단계(607)에서 녹음에서 추출될 수 있다. 도 10 및 도 11은 볼륨 추출 과정의 실시형태를 예시하고 있다. 도 10은 두 개의 펄스를 포함하는 입력 녹음을 예시하고 도 11은 두 개의 펄스의 추출된 볼륨 데이터를 예시하고 있다. 녹음은 음파의 진동 특성으로 인해 양 및 음의 값을 갖는 것으로 도 10에 도시되어 있다. 음향 볼륨 추출은 음향 볼륨의 절대값의 7-요소 이동 평균을 계산함으로써 이루어질 수 있다. 음향 볼륨 추출의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

가능한 간섭, 필터링 산물, 전기 잡음 및 트랜스듀서 왜곡으로 인해, 단계(609)에서 볼륨 데이터로부터 배경 잡음을 제거할 필요가 있다. 배경 잡음을 제거하기 위해, 볼륨 데이터의 각각의 요소에 고정 임계치가 적용될 수 있다. 볼륨 데이터가 임계치보다 작은 경우, 0의 값이 할당될 수 있다. 볼륨 데이터에 임계치를 적용하는 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

펄스, 비프(beep) 또는 피크(peak)라고도 할 수 있는, 배경 잡음보다 상당히 높은 에너지 레벨을 갖는 음향이 단계(611)에서 펄스를 식별하기 위한 잠재적인 후보이다. 도 12는 본 개시의 일 실시형태에 따른 음향 펄스의 시작 시간을 식별하기 위한 방법을 나타내고 있다. 펄스 검출 방법은 아래에 도시된 예시적인 코드에 따른 고정 임계치 기술일 수 있다:

아래는 도 12에 도시되어 있는 방법에 따른 펄스 검출을 위해 구현될 수 있는 예시적인 코드이다:

단계(611)에서 수행되는 초기 펄스 검출 과정은 음향 펄스의 타임 스탬프의 리스트를 생성할 수 있다. 이전 단계의 일부로서, 상기 리스트는 단계(613)에서 수행되는 펄스-다운 선택 과정에 따라 조기의 펄스에 매우 가깝거나 매우 먼 음향 펄스를 제거함으로써 필터링될 수 있다. 일 실시형태에서, 펄스와 이전 펄스 간의 시간 차 또는 이전 펄스가 최소 및 최대 값에 의해 명시된 범위 내에 있지 않은 경우, 펄스는 타임 스탬프의 리스트에서 제거될 수 있다. 따라서, 펄스가 소정의 범위 내에 있지 않은 경우, 새로운 펄스 대신에 조기의 펄스의 반향으로 결정될 수 있다. 리스트 내의 펄스의 시간 차를 결정하기 위한 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

모바일 장치의 상대적 위치는 이후 다음의 식에 따라 단계(615)에서 음속을 이용하여 계산될 수 있다:

모바일 장치의 상대적 위치를 계산하기 위한 실시형태의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

위에 도시된 값 "34"는 cm/ms의 음속이다. 값 "44.1"은 44.1 KHz의 샘플링 주파수에서 1 밀리초 내의 오디오 샘플의 수이다. 또한, 이따금 잘못 계산된 거리를 유발할 수 있는 많은 오차의 원인이 있다. 통계적 이상치를 제거하기 위해, 현재 값 및 이전 값들의 유한 집합에 걸쳐 평균화될 수 있는 계산된 거리를 기반으로 단계(617)에서 거리 필터링이 적용될 수 있다. 이동 평균 과정은 느린 검출 속도(~10초)의 비용으로 정확도를 향상시킬 수 있다. 아래의 예시적인 코드는 이동 평균 필터링 계산의 일 실시형태를 도시하고 있다:

결국, 모바일 장치가 운전자 영역과 같은 소정의 검출 영역에 존재하는지에 대한 결정이 단계(619)에서 이루어진다. 위에 도시된 구현을 위해, 모바일 장치는 상대적 위치가 0보다 클 때 소정의 검출 위치에 존재하는 것으로 간주될 수 있다. 일 실시형태에서, 이는 상대적 위치가 차량 객실의 중간 지점의 왼쪽인 경우, 모바일 장치가 운전석 위치 내에 존재하는 것으로 결정될 수 있다는 것을 의미한다. 상대적 위치를 결정하기 위한 실시형태의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

또한, 일 실시형태에 따라, 모바일 장치의 통신 채널은 잠금 메시지를 위해 모니터링될 수 있다. 일 실시형태에서, 블루투스 메시지가 모바일 장치로 전송될 수 있다. 일 실시형태에서, 메시지는 차량의 객실 내부로부터 전송될 수 있고, 잠금 메시지가 수신되면, 모바일 장치는 모바일 장치의 기능을 억제하기 위한 과정을 개시할 수 있다. 이는 장치의 화면을 잠그는 것을 포함할 수 있다. 모바일 장치를 잠그는 메시지의 일 실시형태의 예시적인 코드가 아래에 도시되어 있다:

일 실시형태에서, 모바일 장치가 소정의 검출 영역 내에 존재하는 것으로 결정되는 동안 잠금 메시지가 계속해서 전송될 수 있다. 또한, 일 실시형태에서, 모바일 장치와 관련된 타이머가 구현되어, 타이머가 시간을 다 쓸 때, 잠금 메시지가 다시 수신되었는지에 대한 결정이 이루어질 수 있다. 따라서, 타이머가 시간을 다 쓰고 잠금 메시지가 다시 수신되지 않은 경우, 이는 모바일 장치가 소정의 검출 영역으로부터 이동한 것을 나타내는 것일 수 있다. 그러면, 모바일 장치의 상기 적어도 하나의 기능이 회복될 수 있다.

또한, 도 6의 단계(605)에 관해 상기한 음향 필터의 다양한 실시형태가 아래에서 설명된다. 실시형태에서, 커패시터, 저항, 인덕터 및 증폭기와 같은 아날로그 전자 부품이 사용되어 대역 통과 필터를 구성할 수 있다. 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response, IIR) 및 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response, FIR)은 디지털 필터의 두 가지 일반적인 유형이다. 특정 수학 방정식에 따라, 원하는 대역 통과 특성을 생성하기 위해 다음의 필터를 사용할 수 있다:

1) 블루투스 필터;

2) 체비셰프(Chebyshev) 필터;

3) 베셀(Bessel) 필터; 또는

4) 타원형(Elliptical) 필터.

또한 다양한 대역 통과 필터의 다음과 같은 일반적인 많은 회로 구현이 있다:

1) 도 13에 도시된 살렌-키 필터(Sallen-Key filter);

2) 도 14에 도시된 상태 변수 필터(State Variable filter);

3) 도 15에 도시된 4차 필터(Biquadratic(Biquad) filter);

4) 도 16에 도시된 다중 피드백 대역 필터(Multiple Feedback Bandpass filter); 및

5) 도 17에 도시된 듀얼 앰프 대역 필터(Dual Amplifiers Band-Pass (DAPB).

또한, 음향 필터의 실시형태는 마이크로프로세서 필드 프로그래머블 게이트 어레이(microprocessor Field Programmable Gate Array, FPGA) 또는 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor (DSP)를 사용하여 구현될 수 있다.

또한, 상기한 음향 볼륨 추출의 실시형태가 아래에서 설명된다. 진폭 변조(Amplitude Modulation, AM) 라디오 수신기에 의해 사용되는 복조 과정은 초음파 펄스로부터 음향 볼륨을 추출하기 위해 사용할 수 있다. 따라서, 19 KHz 초음파 반송파 주파수로부터 볼륨 정보를 추출하기 위해 AM 라디오 복조기의 다양한 아날로그 구현을 사용할 수 있다. 다음은 AM 복조 기술의 리스트이다:

1) 정류기 및 저역 통과 필터로 구성된 포락선 검출기(envelope detector);

2) 크리스털 복조기(crystal demodulator); 및

3) 제곱 검출기(product detector).

또한, 볼륨 추출을 위해 힐버트 변환(Hilbert Transform)을 사용할 수 있다. 또한, 오디오 신호로부터 볼륨 레벨을 검출하기 위해 전용 주문형 집적회로(Application Specific Integrated Circuit) 또는 ASIC 반도체 칩을 사용할 수 있다. 일례는 THAT Corporation에 의해 제조되는 THAT 2252 RMS-레벨 검출기 칩이다.

또한, 상기한 펄스 검출의 실시형태가 아래에서 설명된다. 펄스 검출은 다양한 학술 분야에 걸쳐 연구되는 문제로 간주될 수 있다. 작업은 핑(ping)이라고 하는 진짜 신호를 잡음으로부터 분리하기 위한 것일 수 있다. 펄스 검출의 일 실시형태는 볼륨 정보가 배경 잡음의 일정 배수를 초과할 때 잡음으로부터 핑을 검출하는 것이다. 본 개시에 따른 펄스 검출의 또 다른 실시형태는 누적 합(Cumulative Sum, CUSUM) 차트를 사용하는 것을 포함한다. 계속적인 진화 과정에서 자연적인 변동성으로부터 상당한 편차를 식별하기 위해 CUSUM을 사용할 수 있다. 또한, 잡음(배경)으로부터 핑(전경)을 식별하기 위해 오츠 방법(Otsu thresholding)을 적용할 수 있다. 이 알고리즘은 음향 신호가 핑(전경)과 잡음(배경)으로 구성된 바이모달 히스토그램(bimodal histogram)을 따른다고 가정한다. 각각의 타임 슬라이스를 두 개의 그룹(핑과 잡음)으로 분할함으로써, 각각의 그룹 내에서 변동을 유지하면서, 다양한 잡음 레벨로도 핑을 확실하게 식별할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 방법의 단계 6 내지 단계 9는 시간 지연 상호 상관 방식 또는 위상 상관을 이용하여 전부 또는 일부 대체될 수 있다. 각각의 마이크에서 수신되는 음향 신호의 상대적 지연 또는 위상 변이는 위상 상관을 이용하여 계산될 수 있다. 마이크의 위상 변위가 결정되고 나면, 음향 신호의 상대적 위치를 결정할 수 있다.

다음 방정식은 두 개의 마이크로부터의 음향 데이터(s1 및 s2) 간의 위상 상관의 계산을 예시하고 있다:

1) 시계열 음향 신호(s1, s2) 모두의 푸리에 변환을 계산하고;

2) 제 2 푸리에 변환된 신호(S2)의 복소 켤레(complex conjugate)를 계산하고, 이에 S1을 곱하여 상호-파워 스펙트럼(R)을 계산하고;

3) 역 푸리에 변환을 R에 적용하고; 및

4) 푸리에-변이 정리(Fourier-shift theorem)에 의한 r에서의 피크로서 위상 변이가 계산된다.

위상 변이가 결정되고 나면, 위상 변위에 음속을 곱하여 상대적 위치를 계산할 수 있다.

도 18에 도시된 바와 같이, 수동 검출이라고 할 수 있는, 본 개시의 이론의 일 실시형태에서, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템(1800)은, 다수의 송신기(1805), 상기 다수의 송신기(1805) 각각은 음향 신호를 전송하도록 구성되고; 다수의 송신기(1805)에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하도록 구성되는 모바일 장치(1803); 및 다수의 송신기(1805)에 의해 전송되고 모바일 장치(1803)에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 모바일 장치(1803)의 위치를 결정하고 상기 모바일 장치(1803)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서(1813)를 포함한다. 프로세서(1813)는 또한, 모바일 장치(1803)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면, 모바일 장치(1803)가 모바일 장치(1803)의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성될 수 있다.

실시형태에서, 시스템(1800)은 모바일 장치(1803)의 검출을 위해 그리고 모바일 장치(1803)가 차량의 운전자측 위치에 있는지를 결정하기 위해 음향 신호의 도착 시간(time of arrival, TOA)을 사용할 수 있다. 음향 신호는 초음파 펄스일 수 있는 적어도 하나의 소닉 펄스(sonic pulse)를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송된다. 또 다른 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는19 KHz에서 전송된다. 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프(beep)의 사용은 배경 잡음을 감쇠시키기 위한 공격적인 디지털 필터링을 허용할 수 있다. 또한, 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프는 주파수의 범위에 걸쳐 위치 파악 감도를 향상시킬 수 있는데, 넓은 대역폭은 이러한 주파수의 범위에 대한 대역폭에서 더욱 많은 잡음을 포함할 수 있기 때문이다. 또한, 좁은 대역폭의 19 KHz 음향 펄스 또는 비프의 사용은 낮은 음향 볼륨으로 전송을 가능하게 할 수 있다.

실시형태에서, 초음파 펄스는 회로(1807)에 의해 모바일 장치(1803)로부터 음향 송신기(1805)로 무선 채널을 통해 전송될 수 있다. 음향 송신기(1805)와 회로(1807)는 다중 채널 서라운드 사운드 시스템을 구비한 차량의 오디오 시스템으로 구현될 수 있다. 신호는 모바일 장치(1803)의 안테나(1811)를 통해 전송될 수 있다. 안테나(1811)는 모바일 장치(1803)의 기본 통신 방식의 구성요소 또는, 블루투스와 같은, 모바일 장치(1803)의 보조 통신 방식의 구성요소일 수 있다 이 예에서, 전용 스피커의 설치는 필요하지 않을 수 있다.

시스템(1800)은 또한 모바일 장치(1803)의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성될 수 있다. 프로세서(1813)는 모바일 장치(1803)의 회로(1801)와 통신할 수 있다. 도 18의 실시형태에 도시된 바와 같이, 회로(1801)는 모바일 장치(1803) 내에 배치될 수 있고, 또는 제어 및/또는 명령 신호가 회로(1801)와 모바일 장치(1803) 간에 교환될 수 있도록 모바일 장치(1803)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 마찬가지로, 도 18의 실시형태에 도시된 바와 같이, 프로세서(1813)는 모바일 장치(1803) 내에 배치될 수 있고, 또는 정보가 프로세서(1813)와 모바일 장치(1803) 간에 교환될 수 있도록 모바일 장치(1803)에 통신 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 실시형태에서, 회로(1801)는 모바일 장치(1803)와 관련된 제어 모듈을 포함할 수 있고, 이 제어 모듈(1801)은 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되며, 상기 제어 모듈(1801)은 메모리 내에 저장되는 명령을 실행하도록 작동된다. 제어 모듈(1801)은 프로세서(1813)로부터 명령 신호를 수신하고, 명령 신호가 수신되면, 모바일 장치(1803)의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 작동된다. 도 18에 도시된 바와 같이, 일 실시형태에서, 제어 모듈(1801)은 모바일 장치(1803) 내에 배치될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제어 모듈(1801)은 무선 통신망과 같은 통신망을 통해 모바일 장치와 통신할 수 있다. 제어 모듈(1801)은 또한 프로세서(1813)에 의해 모바일 장치(1803)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치(1803)의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(1801)은 또한 프로세서(1813)에 의해 모바일 장치(1803)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치(1803)의 적어도 하나의 기능을 핸즈프리 대체 시스템으로 전용하도록 구성될 수 있다.

수동 검출이 실시되는 동안, 각각의 스피커(1805)는 고주파 음향 신호의 짧은 펄스를 포함하는 음향 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 모바일 장치(1803)는 모바일 장치(1803)의 마이크와 같은 음향 수신기(1809)를 통해 음향 신호를 캡쳐하도록 구성될 수 있다. 프로세서(1813)는 음향 신호의 전파 시간을 계산하고 전파 시간을 기반으로 소정의 검출 영역에 대한 모바일 장치(1803)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다.

모바일 장치(1803)가 소정의 검출 영역 내에 존재하는지에 관한 결정이 프로세서(1813)에 의해 이루어지고 나면, 프로세서(1813)는 모바일 장치(1803)의 기능을 억제하기 위해 모바일 장치(1803)로 신호가 전송되게 할 수 있다. 상기 신호는 모바일 장치(1803)의 안테나(1811)를 통해 수신될 수 있다. 적절한 신호가 수신되면, 모바일 장치(1803)의 작동은 한 가지 이상의 방식으로 통제될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 모바일 장치(1803)는 모바일 장치(1803)의 적어도 하나의 기능의 작동을 비활성화하거나 억제하는 제어 모듈(1801)과 관련된다. 따라서, 모바일 장치(1803)는 작동 불능 상태가 되거나 제한된 용량의 상태에서만 작동하게 된다. 따라서, 제어 모듈(1801)은 모바일 장치(1803) 상에서 통화를 수신하거나 전송하는 기능을 완전히 차단하거나, 모바일 장치(1803)의 사용이 바람직하지 않도록 모바일 장치(1803)의 기능을 충분하게 방해할 수 있다. 실시형태에서, 제어 모듈(1801)은 모바일 장치의 특정 구성요소 또는 기능의 작동을 비활성화할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 모바일 장치의 문자 메시지 기능 또는 이메일 기능을 사용하는 것을 방지하기 위해 모바일 장치(1803)의 키보드 부분을 비활성화할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제어 모듈(1801)은 모바일 장치(1803)의 작동을 핸즈프리 작동으로 지시할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 나가는 통신 기능은 억제될 수 있지만, 들어오는 통신 기능은 제약을 받지 않을 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 모바일 장치(1803)의 기능이 억제되는 기간 동안 자동 응답이 개시될 수 있다.

실시형태에서, 프로세서(1813)는 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합될 수 있으며, 프로세서(1813)는 명령을 실행하도록 작동될 수 있다. 프로세서(1813)는, 모바일 장치(1803)의 음향 수신기(1809)로부터 전자 신호를 수신하도록 하고, 각각의 전자 신호는 음향 수신기(1809)에 의해 수신되는 각각의 음향 신호를 기반으로 하고; 음향 수신기(1809)에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치(1803)의 위치를 결정하며; 및 모바일 장치(1803)의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 하는 명령을 실행하도록 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 프로세서(1813)는 모바일 장치(1803)로부터 다수의 음향 송신기(1805) 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치(1803)의 위치를 결정하도록 작동된다. 또한, 프로세서(1813)는 다수의 음향 송신기(1805) 각각으로부터의 음향 신호의 송신 시간 차를 기반으로 다수의 음향 송신기(1805)에 대한 모바일 장치(1803)의 거리를 결정하도록 작동될 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 프로세서(1813)는 모바일 애플리케이션 프로세서이다. 또한, 일 실시형태에서, 프로세서(1813)는 모바일 장치 내에 배치될 수 있고, 또 다른 실시형태에서, 프로세서(1813)는 모바일 장치(1803)와 독립적일 수 있고 모바일 장치(1803)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 실시형태에서, 프로세서(1813)의 구성요소 또는 기능은 모바일 장치(1803)의 일부이거나 이에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 모바일 장치는 모바일 장치(1803)의 음향 수신기(1809)에서의 각각의 음향 신호의 수신 시간에 관한 정보를 제공하는 프로세서(1813)로부터 통신 신호를 수신할 수 있다.

상기 다수의 송신기(1805)는 차량의 객실 내에 배치되는 스피커와 같은 다수의 음향 송신기일 수 있다. 스피커(1805)의 위치의 일 실시형태가 도 19에 도시되어 있다. 스피커(1805)는 전용일 수 있고 차량이 제조될 때 차량과 통합될 수 있고, 또는 스피커는 차량에 추가될 수 있다. 일 실시형태에서, 스피커(1805)는 고주파 음향의 전송에 최적화된 전용 스피커일 수 있다. 일 실시형태에서, 스피커(1805)는 고음용 스피커(tweeter)와 같이 높은 가청 주파수를 생성하도록 설계된 특별한 형태의 스피커(일반적으로 돔 또는 혼 타입)일 수 있다. 또한, 시스템(1800)은 두 개 이상의 스피커(1805)를 채용할 수 있다. 일 실시형태에서, 세 개 이상의 스피커가 구현되어 초음파 펄스 또는 핑을 생성할 수 있다.

또한, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법은, 예를 들어, 다수의 스피커(1805)와 같은 다수의 음향 송신기를 통해 일련의 음향 펄스를 전송하는 단계를 포함한다. 각각의 펄스는 19 KHz에서 전송될 수 있고 소정의 시간 지연 양만큼 다른 펄스로부터 분리될 수 있다. 모바일 장치(1803)의 음향 수신기에서 수신되는 음향은 녹음될 수 있다. 각각의 스피커로부터의 음향 신호는 식별되고 각각의 펄스 간의 시간 차가 분석된다. 펄스 간의 시간 차를 기반으로, 각각의 스피커에 대한 상대적 거리가 계산되고, 모바일 장치가 운전자 영역에 있는지에 관한 결정이 이루어진다.

수동 검출의 실시형태의 추가의 설명이 제공된다. 실시형태에서, 모바일 장치의 음향 수신기에 의해 수신되는 음향 신호는 전자 신호로 변환되고 전자 신호는 음향 신호의 음향 파라미터에 관한 정보를 포함한다. 실시형태에서, 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 전자 신호에 대해 신호 처리가 수행된다. 실시형태에서, 본 개시의 시스템과 방법은 음향 재생기, 녹음기, 및/또는 필요한 신호 처리의 특정 기능을 수행하는 도 6에 관해 설명한 음향 필터를 포함할 수 있다. 실시형태에서, 수동 검출에 대해 설명한 신호 처리 구성요소와 기능은 도 6 내지 도 17과 그리고 관련 설명을 통해 상기한 능동 검출의 실시형태와 동일하거나 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 개시된 신호 처리 구성요소와 기능은 모바일 장치 내에 배치되는 프로세서 장치에 의해 또는 모바일 장치와 통신하는 프로세서 장치에 의해 구현될 수 있다.

또한, 능동 검출에서와 같이, 수동 검출에서, 모바일 장치의 상대적 위치는 음속을 이용하여 계산될 수 있다. 다음은 계산 과정의 일 실시형태를 예시한다. 도 20의 예에서, 좌측 스피커(2001)와 우측 스피커(2003), 두 개의 스피커가 도시되어 있다. 시간(t=0)에서, 좌측 스피커(2001)가 펄스를 방출한다. 시간(t0+tpulse+tsilence=200ms)에서, 우측 스피커(2003)가 펄스를 방출한다. tsilence는 190 ms으로 설정된다.

두 개의 스피커(2001, 2003) 간의 중간 지점은 각각의 스피커로부터의 미터의 거리이다. 모바일 장치는 좌측 및 우측 스피커(2001, 2003) 간의 중심점의 오른쪽 거리(d)에 있는 것으로 계산된다. 음속은 v이다. 우측 스피커(2003)에 대한 모바일 장치의 거리는 (m-d)이다. 좌측 스피커(2001)에 대한 모바일 장치의 거리는 (m+d)이다.

좌측 스피커로부터의 제 1 펄스에 대해,

t=0+(m+d)/v(제 1 펄스의 상승 에지)에서 처음 검출되고

t=tpulse+(m+d)/v(제 1 펄스의 하강 에지)(= 10+(m+d)/v)에서 마지막으로 검출될 것이다.

우측 스피커로부터의 제 2 펄스에 대해,

t=0+tpulse+tsilence+(m-d)/v (제 2 펄스의 상승 에지)(= 0+10+190+(m-d)/v=200+(m-d)/v)에서 처음 검출되고

t=0+tpulse+tsilence+tpulse+(m+d)/v(제 2 펄스의 하강 에지)(=210+(m-d)/v)에서 마지막으로 검출될 것이다.

두 개의 펄스 간, 특히, 제 1 펄스의 상승 에지로부터 제 2 펄스의 하강 에지 까지의 묵음(silence)이 측정된다:

Tsilence =제 2 펄스의 상승 에지-제 1 펄스의 하강 에지

=200+(m-d)/v-(10+(m+d)/v)

Tsilence =190-2d/v

Tsilence-190=-2d/v

따라서, 중심점으로부터의 상대적 거리(d)는 두 개의 펄스 간의 묵음 기간에서의 작은 변이를 찾음으로써 계산될 수 있다.

위의 예에서, 상대적 위치는 -14 cm, 또는 두 개의 스피커(2001, 2003) 간의 중간 지점의 오른쪽으로 14 cm이다.

또한, 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법은, 다수의 송신기 각각에서 모바일 장치로 음향 신호를 전송하는 단계, 상기 모바일 장치가 다수의 송신기에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하는 단계, 프로세서가 다수의 송신기에 의해 전송되고 모바일 장치에 의해 수신되는 통신 신호를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계, 및 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함한다. 각각의 음향 신호는 19 KHz의 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함한다.

또한, 상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리는 다수의 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 결정될 수 있다. 또한, 상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 삼각 측량을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 음향 신호에 포함되는 정보를 기반으로 각각의 음향 송신기가 식별될 수 있게 하는 추가 위치 또는 식별 정보와 함께 음향 신호가 다수의 음향 송신기에 의해 전송될 수 있다. 일 실시형태에서, 정보는 전송된 음향 신호를 변조함으로써 펄스 압축을 사용하여 인코딩되고, 이후 수신된 신호를 전송된 음향 신호와 상호 연관시킨다. 신호 처리가 상기한 과정과 동일하게 또는 이와 유사하게 달성될 수 있도록 변조된 음향 신호는 특정 파라미터에 따라 전송될 수 있다.

시스템의 실행 가능성을 입증하기 위해 주문형 전자 하드웨어 장치를 구성하였다. 하드웨어 장치는 Freescale PowerPC Microprocessor, Xilinx Sparta-6 FPGA 및 주문형 브레이크아웃 보드(breakout board), 및 초음파 마이크와 스피커를 관리하는 세 개의 트랜스듀서를 포함하는 전자 메인 보드로 구성된다. 도 21은 주문형 전자 하드웨어 장치의 구성요소의 예시도이다.

메인 보드는 다음과 같은 구성요소를 포함하였다:

1) 400 MHz Freescale PowerPC Microprocessor

2) Xilinx Spartan-6 LX45 FPGA

a. 43,576 개의 플립-플롭

b. 27,288 개의 LUT

c. 58 개의 DSP48

d. 2,088 kbit의 SRAM

e. 5 개의 DMA 채널

3) RS-232 DTE 시리얼 포트

a. 230,400 bps

b. 5,6,7,8 데이터 비트

c. 1,2 스톱 비트

d. Odd, Even, Mar, Space or None parity

e. RTS/CTS, XON/XOFF, DTR/DST, 또는 비 흐름 제어

4) Roving Network/Microchip RN42SM 블루투스 모듈

5) 96 개의 디지털 입력/출력

a. 3 mA의 채널당 최대 전류

b. 모든 채널에 걸쳐 288 mA의 총 전류

c. VIL=0V min; 0.8V Max

d. VIH=2.0V min, 3.465V max

e. VOH=2.4V min, 3.465V max

f. VOL=0.0V min; 0.4V max

6) 16 개의 SE 또는 8 개의 DIFF 아날로그 입력

a. 16 비드 ADC Resolution

b. 200 kS/s의 최대 집적 샘플링 속도

c. +-10V, +-5V, +-2V, +-1 V의 입력 전압 범위

d. 입력 임피던스 = 1 GΩ

e. 25℃에서 0.042%의 에러, -40 내지 80℃에서 최대 0.38%의 에러

7) 4 개의 아날로그 출력

a. 12 비트 DAC 해상도

b. 336 kS/s의 최대 업데이트 속도

c. 0-5 V 범위

d. 13 Ω의 출력 임피던스

e. 1 mA의 구동 전류

도 22는 얼티보드 캐드(Ultiboard CAD) 소프트웨어에서의 주문형 브레이크아웃 보드의 기판 설계의 화면 캡처이다. 또한, 주문형 전자 하드웨어 장치 내에, 전기 케이블을 통해 각각의 전자 메인 보드에 연결된 세 개의 트랜스듀서 보드가 있다. 도 23은 상기 구현예에 따른 트랜스듀서 보드의 3D 도면이고, 도 24는 상기 구현예에 따른 트랜스듀서 보드의 회로 기판 레이아웃이다. 도면에서, 트랜스듀서 보드는 차량 객실 내부의 세 군데의 별도의 위치에 설치되었다. 트랜스듀서 보드(#1)는 운전석 전방 좌측에 설치되었고, 트랜스듀서 보드(#2)는 운전석 전방 우측에 설치되었으며; 트랜스듀서 보드(#3)는 운전석 뒤의 좌측에 설치되었다.

도 25는 능동 검출을 사용하였고 도 6에 관해 설명한 방법과 유사한, 상기 구현예의 평면 예시도이다. 녹음기의 실시형태는 Spartan-6 LX45 FPGA에서 구현되었다. 도 26은 LabView FPGA 설계 언어를 이용하는 예시적인 구현예를 도시하고 있다. 도 26에 도시된 예는 운전석 영역의 위치 파악을 위해 세 개의 마이크만이 필요할 수 있을 때 네 개의 마이크로부터의 오디오 신호의 획득을 예시하고 있다는 것에 주목한다. 상기한 바와 같이, 실시형태에서, 네 개 이상의 마이크가 또한 사용될 수 있다. 추가적인 마이크는 위치 검출 알고리즘에서 불필요한 중복을 제공할 수 있다. 예를 들어, 하나의 마이크가 고장이 나면, 시스템은 나머지 마이크를 사용하여 여전히 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

도 25에 도시되고 구현예에서 제공된 실시형태의 주요 특징은 다음과 같다:

1) 획득 속도는 44.1 KHz, 또는 40 MHz FPGA 시계에서 매 907 사이클이었다. 나이퀴스트-샤논(Nyquist-Shannon) 샘플링 정리에 의하면, 최대 22 KHz의 주파수를 갖는 음향은 44 KHz의 샘플링 주파수로 해결될 수 있다. 사실상, 음향의 검출은 마이크의 감도에 의해 제한되며, 이는 20 KHz 주위에서 상한을 가질 수 있다;

2) 네 개의 마이크로부터의 데이터가 고정 소수점 정도 수로서 병렬로 판독되었다; 및

3) 판독 데이터는 이후 단일 스트림으로 인터리빙되었다.

다른 주파수로부터의 오디오 신호를 줄이면서 19 KHz 오디오 신호를 유지하기 위해 음향 필터는 FPGA에서 구현되었다. 도 27 및 도 28은 상기 구현예의 음향 필터의 잡음 저감 동작을 예시하고 있다, 도 29는 Xilinx LX45 FPGA에서 음향 필터의 구현예를 예시하고 있다. 구현예는 최대 잡음 저감을 위해 수많은 FIR 대역 통과 필터 및 IIR 피크 필터를 포함하였다. 도 30, 도 31, 도 32, 및 도 33은 각각 LabView FPGA에서의 필터 구현예, FIR 대역 통과 필터의 크기 보드 선도(Bode Plot), FIR 대역 통과 필터의 스텝 응답(step response), 및 IIR 필터의 스텝 응답을 도시하고 있다.

상기한 바와 같이, 마이크는 0-축을 중심으로 하는 진동으로서 음파를 녹음하도록 구성될 수 있다. 항상 0보다 큰 볼륨 값은 효과적인 분석으로 위해 녹음에서 추출되었다. 도 34 및 도 35는 구현예에서 사용된 볼륨 추출 과정을 예시하고 있다. 도 34는 두 개의 펄스를 포함하는 입력 녹음이다. 도 34에 도시된 바와 같이, 녹음은 음파의 진동 특성으로 인해 양 및 음의 값을 갖는다. 도 35는 도 34에 도시된 두 개의 펄스의 추출된 볼륨 데이터를 예시하고 있다.

음향 볼륨 추출은 FPGA에서 이루어졌으며, 다음 단계가 구현되었다:

1) 마이크 데이터에 대해 절대값 연산을 수행하는 단계;

2) 절대값에 대해 7-요소 이동 평균 연산을 수행하는 단계; 및

3) 결과를 저장하고 이를 직접 메모리 액세스(Direct Memory Access, DMA) 채널을 통해 프로세서로 전달하는 단계.

필터링 산물, 전기 잡음 및 트랜스듀서 왜곡과 같은 다양한 간섭의 존재로 인해, 배경 잡음을 정량화하고 볼륨 데이터로부터 제거하였다. 배경 잡음을 계산하기 위해, 녹음 내의 묵음 기간을 결정한 후, 묵음 기간 동안의 볼륨의 평균을 계산하였다. 도 36은 배경 잡음 계산을 예시하는 LabView 구현예이다.

배경 잡음은 음향 볼륨 어레이 내의 첫 번째 5000개의 요소로부터 계산하였다. 5000개 요소는 현재 하드-코딩된 값인 초기 묵음에 해당하고, 구성 가능한 파라미터로 변경될 수 있다. 계산된 배경 잡음은 이후, 도 37 및 도 38에 도시된 바와 같이, 볼륨 데이터로부터 제거하였다. 도 37은 도 34에 도시된 두 개의 펄스의 잡음 제거 이전의 볼륨 데이터의 예시도이고, 도 39는 잡음 제거의 LabView 구현예이며, 다음은 C++ 구현예이다:

펄스는 배경 잡음보다 상당히 높은 에너지 레벨을 갖는 음향으로서 정의하였고, 따라서 핑에 대한 잠재적인 후보이다. 펄스 검출은 음향 펄스의 시작 시간을 식별하였다. 펄스 검출을 위한 방법은 도 12에 도시된 알고리즘을 갖는 고정 임계치 방식이다. 또한, 도 40은 펄스 검출 알고리즘의 LabView 구현예이다.

음향 펄스의 타임 스탬프의 리스트를 생성하였고 이 리스트는 펄스-다운 선택을 이용하여 조기의 펄스에 매우 가까운 음향 펄스를 제거함으로써 더 필터링하였다. 구체적으로, 펄스와 그 이전의 펄스 간의 시간 차이가 4.5 ms 또는 대략 2000개의 샘플보다 작은 경우, 해당 펄스를 리스트에서 제거하였는데, 이는 새로운 펄스 대신에 조기의 펄스의 반향일 가능성이 높기 때문이다. 도 41은 이용된 펄스-다운 선택의 LabView 구현예이다.

이전 단계는 사인 초음파 핑에 대한 잠재적인 후보였던 펄스의 타임 스탬프의 리스트를 제공하였다. 리스트로부터 펄스를 정확하게 식별하기 위해, 두 개의 핑 사이의 묵음 간격은 대략 190 ms이어야 한다는 공지된 사실을 이용하였다. 한 쌍의 타임 스탬프를 선택하여 이들 사이의 시간 간격을 190 ms에 가장 가깝게 하기 위해, 리스트에 대해 최적화 기반 검색을 수행하였다.

표 1은 사용된 핑 검색 작업을 예시하고 있다. 펄스의 타임 스탬프의 초기 리스트는 네 개의 값을 포함한다. 검색 이후, 425.3288 ms 및 614.5351 ms가 각각 제 1 및 제 2 핑의 시작 시간으로 식별되었다. 두 개의 핑 간의 시간 차는 190 ms의 기대치에 매우 가까운 189.2066 ms이다.

펄스 타임 스탬프(ms)	핑의 존재	핑 간의 차이(ms)
2.108844	아니오	425.3288-614.5351= 189.2066
128.8899	아니오
425.3288	제 1 핑
614.5351	제 2 핑

도 42는 펄스 검색 알고리즘의 LabView 구현예이고, 다음은 사용된 예시적인 코드이다:

음향 비프가 다른 마이크에 도달할 때의 약간의 시간 이동을 검사함으로써 음속을 사용하여 마이크의 상대적 위치를 계산하였다. 다음의 예는 각각 좌측 및 우측에 배치된 두 개의 마이크를 기반으로 상대적 위치를 결정하는 방법을 설명한다.

우선, 다음에 따라 펄스를 검출한다:

T _L1 , T _L2 , T _L3 , ... T _Ln =

좌측 스피커로부터 펄스(1, 2, 3, ... n)이 검출되지 않았을 때의 타임스탬 프

T _R1 , T _R2 , T _R3 , ... T _Rn

그리고 나서, 검출 타임스탬프 간의 평균 시간 차를 계산한다. 또한, 평균화 과정은 그 결과 잡음의 양을 줄이는데 도움을 줄 수 있다.

두 개의 마이크의 중심으로부터의 변위로서 상대적 거리를 정의한다. 스피커가 중심의 좌측으로 d에 있고 음속이 v인 경우, 좌측 스피커는 우측 스피커가 펄스(d/v)를 검출하기에 앞서서 펄스(d/v)를 검출함으로써 총 시간 차는 t=2d/v가 될 것이다. 따라서, 차이(d)는 d=0.5*t*v에 의해 주어진다.

상대적 거리의 표시는 비프의 음원이 중심의 좌측인지 우측인지를 나타낸다. 표시가 양인 경우, 이는 좌측에서의 검출 타임스탬프가 우측에서의 타임스탬프보다 큰 것을 의미한다. 이는 펄스가 좌측 마이크에 도달하는데 걸리는 시간이 더 길고, 따라서 마이크가 우측에 존재하는 것을 의미한다. 표시가 음인 경우, 동일한 논리에 의해 마이크는 좌측에 존재한다.

위의 예는 좌우를 구별하기 위한 1차원 거리 계산을 예시하고 있다. 차량의 전방 좌측에서의 운전석을 결정하기 위해 필요한 2차원 위치 파악(좌/우, 전/후)을 달성하기 위해, 두 세트의 거리를 계산한다. x-거리는 차량 객실의 중앙에서 좌측 또는 우측을 나타내는 상대적 거리이고, 좌측 및 우측 마이크 간의 상대적 시간 이동으로부터 계산된다. y-거리는 운전자의 전면 또는 후면을 나타내는 상대적 거리이고, 앞쪽 및 뒤쪽 마이크 간의 상대적 시간 이동으로부터 계산된다. x 및 y의 상대적 거리를 기반으로, 좌/우 및 전/후의 위치를 결정할 수 있다.

상기한 구현예에서, 상대적 위치는 -27 cm, 또는 두 개의 스피커 간의 중간 지점의 오른쪽으로 27 cm이다.

잡음 및 기타 불필요한 구조로 인한 거리 계산에서의 변동을 제거하기 위해, 4-요소 이동 평균 필터링을 수행하여 거리 값을 필터링하였다. 실험적 측정을 기반으로, 모바일 장치가 운전자 영역에 존재하는지를 결정하기 위한 다음과 같은 기준을 구현하였다:

1) X 거리 < -15: 모바일 장치는 적어도 15 cm만큼 차량 객실의 중간 지점의 좌측에 존재하고; 및

2) Y 거리< 0: 모바일 장치는 공간의 전반부에 존재한다.

모바일 장치가 운전자 영역에 존재하는 것으로 결정되는 경우, 하드웨어가 블루투스 무선 연결을 통해 "lock＼n" 메시지를 전송하도록 구성하였다.

또한, 초음파 위치 검출 방법의 실행 가능성을 입증하기 위해, 좌우의 상대적 위치를 검출하기 위해 두 개의 스피커 및 하나의 마이크를 사용하는 데모 소프트웨어를 구성하였다. 데모 소프트웨어는 두 번의 테스트에서 좌우의 상대적 위치를 정확하게 식별하는데 성공하였다. 첫 번째 테스트는 조용한 방에서 수행된 반면, 두 번째 테스트는 엔진이 켜진 차량 객실에서 수행되었다. 도 43은 데모 소프트웨어의 테스트 동안 사용된 스피커와 마이크의 구성의 예시도이다. 또한, 도 44는 마이크가 우측 스피커에 더 가깝고, 상대적 거리가 우측으로 대략 38 cm인 것을 정확하게 검출한 데모 소프트웨어로부터의 스크린샷이다.

데모 소프트웨어의 첫 번째 부분은 20 개의 스테레오 스피커의 초음파 펄스의 재생이다. 일련의 초음파 펄스 또는 핑은 표 2에 나타낸 음향 정보를 포함한다.

시간	좌측 채널	우측 채널	비고
0ms	0	0	묵음
0-10ms	19KHz 사인파	0	좌측 초음파 핑
10ms-200 ms	0	0	핑 간 190ms 묵음
200ms-210ms	0	19KHz 사인파	우측 초음파 핑
200ms-300ms	0	0	묵음

핑 재생의 예시도가 도 45에 도시되어 있다.

두 개의 스피커 간의 정확한 중간 지점에 배치된 마이크에 대해, 좌측 및 우측 펄스 간의 묵음 간격은 190 ms일 것이다. 마이크의 위치가 중간 지점에서 벗어나면, 편차의 거리는 펄스 간의 묵음 간격의 측정된 거리로부터 계산될 수 있다:

데모 소프트웨어의 두 번째 부분은 초음파 핑을 녹음하고 분석하는 수신기 부분이다. 소프트웨어의 수신기 부분은 표 3에 나타낸 10 개의 처리 단계로 구성된다:

#	단계	세부 사항
1	녹음기	마이크로부터의 음향 녹음
2	음향 필터	19KHz 범위 이외의 주파수를 갖는 음향 제거
3	음향 볼륨 추출	진동 음향 파형을 봄륨 포락선으로 변환
4	배경 잡음 추출	배경 잡음 추정
5	배경 잡음 제거	녹음으로부터 배경 잡음 제거
6	초기 펄스 검출	잡음보다 상당히 높은 모든 음향 펄스 검색
7	펄스-다운 선택	관심 있을 가능성이 없는 음향 펄스 제거
8	핑 검색	대략 190ms 이격을 갖는 한 쌍의 펄스 검색
9	거리 계산	단계 8에서 검색된 한 쌍의 펄스를 기반으로 거리 계산
10	이동 평균	통계적 이상치 제거

녹음은 스피커의 핑 재생의 시작과 함께 동기화하였다. 녹음은 사운드 카드 처리를 끈 상태에서 44 KHz의 샘플링 속도로 수행하였다. 나이퀴스트-샤논(Nyquist-Shannon) 샘플링 정리에 의하면, 최대 22 KHz의 주파수를 갖는 음향은 44 KHz의 샘플링 주파수로 해결될 수 있다. 사실상, 음향의 검출은 마이크의 감도에 의해 제한되었으며, 이는 종종 20 KHz 주위에서 상한을 갖는다.

대략 19 KHz의 주파수를 갖는 사운드 에너지만이 유지되도록 녹음을 필터링하였다. 도 46 및 도 47은 디지털 대역 통과 필터의 성능을 예시하고 있다. 도 46은 녹음의 시계열 그래프이다. 핑은 각각 대략 0.42 초 및 0.62 초에 위치하였다. 차량 객실 내의 음향 환경을 시뮬레이션하기 위해 마이크 근처에서 시끄러운 음악 플레이어를 재생시켰다. 간섭의 효과는 분명하게 가시적이었다. 도 47은 디지털 필터링 이후의 동일한 녹음의 시계열 그래프이다. 대부분의 간섭은 제거되었고 핑은 분명하게 가시적이다.

마이크는 0-축을 중심으로 하는 진동으로서 음향을 녹음한다. 항상 0보다 큰 볼륨 값은 효과적인 분석으로 위해 녹음에서 추출된다. 도 48 및 도 49는 볼륨 추출 과정을 예시하고 있다. 도 48은 두 개의 핑을 포함하는 입력 녹음이다. 녹음은 음파의 진동 특성으로 인해 양 및 음의 값을 갖는다. 도 49는 두 개의 핑의 추출된 볼륨 데이터를 예시하고 있다.

필터링 산물, 전기 잡음 및 트랜스듀서 왜곡과 같은 다양한 간섭의 존재로 인해, 배경 잡음을 정량화하고 볼륨 데이터로부터 제거하였다. 배경 잡음을 계산하기 위해, 녹음 내의 묵음 기간을 결정한 후, 묵음 기간 동안의 볼륨의 평균을 계산하였다.

표 3의 단계 3에서 계산된 배경 잡음을 이후, 도 50 및 도 51에 도시된 바와 같이, 볼륨 데이터로부터 제거하였다. 펄스는 배경 잡음보다 상당히 높은 에너지 레벨을 갖는 음향으로서 정의하였고, 따라서 핑에 대한 잠재적인 후보이다. 이 단계는 음향 펄스의 시작 시간을 식별하였다. 펄스 검출을 위한 방법은 도 12에 도시된 알고리즘을 갖는 고정 임계치 방식이었다. 또한, 표 3의 단계 6은 음향 펄스의 타임 스탬프의 리스트를 생성하였다. 표 3의 단계 7은 조기의 펄스에 매우 가까웠던 음향 펄스를 제거함으로써 리스트를 더 필터링하였다. 구체적으로, 펄스와 그 이전의 펄스 간의 시간 차이가 5 ms 이하인 경우, 해당 펄스를 리스트에서 제거하였는데, 이는 새로운 핑 대신에 조기의 핑의 반향일 가능성이 높기 때문이다.

단계 7은 사인 초음파 핑에 대한 잠재적인 후보였던 펄스의 타임 스탬프의 리스트를 제공하였다. 리스트로부터 핑을 정확하게 식별하기 위해, 두 개의 핑 사이의 묵음 간격은 대략 190 ms이어야 한다는 공지된 사실을 이용하였다. 단계 8에서, 한 쌍의 타임 스탬프를 선택하여 이들 사이의 시간 간격을 190 ms에 가장 가깝게 하기 위해, 리스트에 대해 최적화 기반 검색을 수행하였다.

표 4는 핑 검색 알고리즘의 작동을 예시하고 있다. 펄스의 타임 스탬프의 초기 리스트는 네 개의 값을 포함한다. 검색 이후, 425.3288 ms 및 614.5351 ms가 각각 제 1 및 제 2 핑의 시작 시간으로 식별되었다. 두 개의 핑 간의 시간 차는 190 ms의 기대치에 매우 가까운 189.2066 ms이다.

음속을 사용하여 마이크의 상대적 위치를 계산하였다.

이 예에서, 상대적 위치는 -27 cm, 또는 두 개의 스피커 간의 중간 지점의 오른쪽으로 27 cm이다. 이따금 잘못 계산된 거리를 유발할 수 있는 많은 오차의 원인이 있다. 통계적 이상치를 제거하기 위해, 계산된 거리는 여덟 개의 값에 대해 평균화되었다. 이동 평균 과정은 느린 검출 속도(~10초)의 비용으로 정확도를 향상시킨다.

본원에 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 회로, 및 프로세서는 적절한 프로세서 장치, 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor (DSP), 주문형 집적회로(Application Specific Integrated Circuit), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(microprocessor Field Programmable Gate Array, FPGA) 또는 다른 프로그래머블 논리 소자, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 구성요소, 또는 본원에 개시된 기능을 적절하게 수행하도록 설계된 이들의 조합에 의해 구현되거나 수행될 수 있다. 본원에 개시된 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안으로, 프로세서는 적절한 기능을 수행하도록 설계된 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 기계일 수도 있다. 프로세서는, 사용자 인터페이스와 통신하고, 사용자가 입력한 명령을 수신하는 사용자 인터페이스 포트를 갖고, 프로세서의 제어 하에 작동하는 프로그램을 포함하는 전자 정보를 저장하며 사용자 인터페이스 포트를 통해 통신하는 적어도 하나의 메모리(예를 들어, 하드 드라이버 또는 다른 유사한 저장장치, 및 랜덤 액세스 메모리) 및 임의의 유형의 비디오 출력 포맷을 통해 출력을 생성하는 비디오 출력을 구비하는 컴퓨터 시스템의 일부일 수 있다.

본원에 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 및 회로 요소의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 공동으로 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어의 사용을 통해 수행될 수 있다. 프로세서에 의해 제공되는 경우, 기능들은 하나의 전용 프로세서에 의해, 하나의 공유 프로세서에 의해, 또는 일부가 공유 될 수 있는 다수의 개별 프로세서에 의해 될 제공될 수 있다. 또한, "프로세서" 또는 "모듈"이라는 용어의 명시적 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 언급하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 제한 없이, DSP 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 판돈 전용 메모리(read-only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 비휘발성 저장장치를 암시적으로 포함할 수 있다. 종래의 및/또는 주문형의 그 밖의 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 마찬가지로, 도면에 도시된 모든 스위치는 오직 개념적이다. 이들의 기능은 프로그램 논리의 연산을 통해, 전용 논리를 통해, 프로그램 제어 및 전용 논리의 상호작용을 통해, 또는 심지어 수동으로 수행될 수 있으며, 특정 기술은 문맥으로부터 더욱 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현하는 자에 의해 선택될 수 있다.

본원에 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 및 회로 요소의 기능은 본원에 개시된 시스템 및 방법에 대해 컴퓨팅 및 처리 동작을 제공하는 소프트웨어 프로그램 명령어를 실행하기 위한 처리 장치를 포함할 수 있다. 처리 장치는 모바일 장치 및 적절한 시스템의 다른 구성요소 간에 다양한 음성 및 데이터 통신 동작의 수행을 담당할 수 있다. 처리 장치가 단일 프로세서 구성을 포함할 수 있지만, 임의의 적절한 프로세서 구성 및/또는 상기한 실시형태와 관련하여 임의의 적절한 수의 프로세서가 포함될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일 실시형태에서, 처리 장치는 하나의 통합된 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.

본원에 개시된 실시형태와 관련하여 설명된 다양한 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 및 회로 요소의 기능은 또한 처리 장치에 의해 실행되는 소프트웨어, 제어 모듈, 논리, 및/또는 논리 모듈과 같이, 컴퓨터로 실행 가능한 명령어의 일반적인 문맥에서 구현될 수 있다. 일반적으로, 소프트웨어, 제어 모듈, 논리, 및/또는 논리 모듈은 특정 작업을 수행하도록 구성되는 임의의 소프트웨어 요소를 포함한다. 소프트웨어, 제어 모듈, 논리, 및/또는 논리 모듈은 특정 임무를 수행하거나 특정 추상 데이터형을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어, 제어 모듈, 논리, 및/또는 논리 모듈 및 기술의 구현은 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장될 수 있고 및/또는 이의 일부 형태를 통해 전송될 수 있다. 이와 관련하여, 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 정보를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨팅 장치에 의해 액세스 가능한 모든 이용 가능한 매체 또는 매체들일 수 있다. 일부 실시형태는 또한 통신망을 통해 결합되는 하나 이상의 원격 처리 장치에 의해 작업이 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실행될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 소프트웨어, 제어 모듈, 논리, 및/또는 논리 모듈은 메모리 저장 장치를 포함하는 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체 모두에 배치될 수 있다.

또한, 본원에 개시된 실시형태는 예시적인 구현을 예시한다는 것과, 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 및 회로 요소는 개시된 실시형태와 일치하는 다양한 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 이러한 기능 요소, 논리 블록, 모듈, 및 회로 요소에 의해 수행되는 작업은 주어진 구현에 대해 결합되고 및/또는 분리될 수 있으며, 많거나 적은 수의 구성요소 또는 모듈에 의해 수행될 수 있다. 본 개시를 읽으면 본 기술 분야의 숙련자에게 명백해 질듯이, 본원에 개시되고 도시된 개별 실시형태 각각은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 몇몇 양태의 특징들과 쉽게 분리되거나 이와 결합될 수 있는 개별 구성요소 및 특징을 갖는다. 임의의 개시된 방법은 개시된 이벤트의 순서 또는 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.

"일 실시형태"에 대한 언급은, 실시형태와 관련하여 설명된 특정 기능, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시형태에 포함되는 것을 의미한다는 것에 주목할 가치가 있다. 명세서 내에서 "일 실시형태에서" 또는 "일 양태에서"라는 문구의 출현은 반드시 모두 동일한 실시형태를 지칭하는 것은 아니다.

특별히 달리 언급하지 않는 한, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등과 같은 용어는, 레지스터 및/또는 메모리 내에서 물리량(전자)으로 표현되는 데이터를 메모리, 레지스터 또는 그 밖의 이러한 정보 저장 장치, 전송 또는 디스플레이 장치 내에서 마찬가지로 물리량으로 표현되는 다른 데이터로 조작하고 및/또는 변형시키는, 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래머블 논리 소자, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 구성요소, 또는 본원에 개시된 기능을 적절하게 수행하도록 설계된 이들의 조합과 같은, 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유산한 전자 컴퓨팅 장치의 작동 및/또는 처리를 의미한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

일부 실시형태는 "결합된" 및 "연결된"이라는 표현 및 이들의 파생어들과 함께 사용하여 설명될 수 있다는 것에 주목할 가치가 있다. 이들 용어는 서로 동의어로 의도되지는 않는다. 예를 들어, 일부 실시형태는 두 개 이상의 요소가 서로에 대해 직접 물리적으로 또는 전기적으로 접촉한다는 것을 나타내기 위해 "연결된" 및/또는 "결합된"이라는 용어를 사용하여 설명될 수 있다. "결합된"이라는 용어는, 그러나, 두 개 이상의 요소가 서로 직접 접촉하지는 않으나, 서로 협력하거나 상호작용한다는 것을 의미할 수도 있다. 소프트웨어 요소에 대해, 예를 들어, "결합된"이라는 용어는 인터페이스, 메시지 인터페이스, 응용 프로그램 인터페이스(application program interface, API), 메시지 교환 등을 의미할 수 있다.

본 기술 분야의 숙련자는 본원에 명시적으로 개시되거나 도시되지는 않았지만, 본 개시의 원리를 구현하고 이의 범위에 포함되는 다양한 실시형태를 고안할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본원에 개시된 모든 실시예 및 조건부 표현은 원칙적으로 본 개시에 개시된 원리 및 해당 기술의 발전에 기여하는 개념에 대한 독자의 이해를 돕기 위한 것이며, 이러한 구체적으로 개시된 실시형태 및 조건에 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 원리, 양태, 및 실시형태뿐만 아니라 이들의 특정 실시예를 개시하는 본원의 모든 표현은 이들의 구조적 및 기능적 등가물 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 이러한 등가물은 현재 알려진 등가물 및 미래에 개발되는 등가물, 즉, 구조와는 관계 없이 동일한 기능을 수행하도록 개발되는 임의의 요소 모두를 포함하는 것으로 의도된다. 본 개시의 범위는 따라서 본원에 도시되고 개시된 예시적인 양태로 한정되지 않는다. 오히려, 본 개시의 범위는 첨부된 청구항에 의해서 구현된다.

본 개시의 맥락(구체적으로 다음의 청구항의 맥락)에서 사용되는 단수를 나타내는 용어 및 유사한 지시어는, 본원에서 달리 나타내거나 문맥에 의해 명백하게 부인되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 본원에서 값들의 범위에 대한 설명은 범위에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 의미하는 속기법의 역할을 하는 것으로만 의도된다. 본원에서 달리 나타내지 않는 한, 각각의 개별 값은 마치 해당 값이 본원에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서에 포함된다. 본원에 개시된 모든 방법은, 본원에서 달리 나타내거나 문맥에 의해 명백하게 부인되지 않는 한, 임의의 적절한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 그리고 모든 예, 또는 예시적인 표현(예를 들어, "~와 같은", "~경우", "~의 예로서")의 사용은 본 개시를 더욱 분명하게 하기 위한 것이며 달리 청구된 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다. 명세서 내의 어떠한 표현도 본 개시의 실시에 필수적인 임의의 청구되지 않은 요소를 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 청구항은 임의의 선택적 요소를 제외하도록 작성될 수 있음에 유의해야 한다. 이와 같이, 이러한 표현은 청구항 요소의 개시와 관련되어 단독, 오직 등과 같은 배타적 용어의 사용 또는 부정적 한정의 사용에 대한 선행 기준의 역할을 하는 것으로 의도된다.

본원에 개시된 대안적인 요소 또는 실시형태의 분류는 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 각각의 그룹 구성은 개별적으로 또는 그룹의 다른 구성 또는 본원에서 발견되는 다른 요소와 함께 언급되거나 청구될 수 있다. 그룹의 하나 이상의 구성은 편의 및/또는 특허성의 이유로 그룹에 포함되거나 또는 이로부터 삭제될 수 있다.

상기한 바와 같이 실시형태의 특정 특징들이 예시되었지만, 이제 많은 변형, 대체, 변경 및 등가물이 본 기술 분야의 숙련자에게 발생할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 개시된 실시형태의 범위에 있는 이러한 모든 변형 및 변경을 포함하도록 의도된다는 것을 이해해야 한다.

다양한 실시형태는 다음의 번호가 붙은 절에서 설명된다:

1. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 모바일 장치와 관련된 회로, 상기 회로는 모바일 장치로부터 음향 신호가 전송되도록 구성되고; 다수의 음향 수신기, 상기 다수의 음향 수신기 각각은 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성되고; 및 상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하고 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

2. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 모바일 장치와 관련된 회로를 포함하고, 상기 회로는 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되고, 상기 회로는, 음향 신호가 모바일 장치로부터 다수의 음향 수신기로 전송되도록 하고; 상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 검출하고 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서로부터 명령 신호를 수신하도록 하며; 및 명령 신호가 수신되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 하는 명령을 실행하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.

3. 제 2 절에 있어서, 상기 회로는 모바일 장치 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.

4. 제 3 절에 있어서, 상기 회로는 프로세서에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

5. 제 3 절에 있어서, 상기 회로는 프로세서에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 핸즈프리 대체 시스템으로 전용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

6. 제 2 절에 있어서, 상기 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

7. 제 6 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

8. 제 7 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

9. 제 8 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

10. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는,

실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되는 프로세서를 포함하고,

상기 프로세서는,

다수의 음향 수신기로부터 다수의 전자 신호를 수신하도록 하고, 상기 각각의 전자 신호는 다수의 음향 수신기 각각에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 하고;

상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 하며;

상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 하는 명령을 실행하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.

11. 제 10 절에 있어서, 상기 다수의 음향 수신기를 더 포함하고, 상기 다수의 음향 수신기 각각은 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

12. 제 11 절에 있어서, 상기 다수의 음향 수신기는 적어도 세 개의 마이크 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

13. 제 10 절에 있어서, 상기 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

14. 제 13 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

15. 제 14 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

16. 제 15 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

17. 제 10 절에 있어서, 상기 프로세서는 모바일 장치로부터 다수의 음향 수신기 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.

18. 제 17 절에 있어서, 상기 프로세서는 다수의 음향 수신기 각각에서의 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 다수의 음향 수신기 각각에 대한 모바일 장치의 거리를 결정하도록 작동되고, 상기 음향 신호는 모바일 장치로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.

19. 제 10 절에 있어서, 상기 프로세서는 삼각 측량을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.

20. 제 10 절에 있어서, 상기 프로세서는 모바일 장치에 의해 전송되는 블루투스 신호를 수신하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.

21. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 모바일 장치가 음향 신호를 전송하는 단계; 다수의 음향 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하는 단계; 프로세서가 상기 수신된 음향 신호를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계; 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계; 및 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

22. 차량 내의 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은, 상기 차량 내에 위치하는 다수의 송신기, 상기 다수의 송신기 각각은 음향 신호를 전송하도록 구성되고; 상기 다수의 송신기에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하도록 구성되는 모바일 장치; 및 상기 다수의 송신기에 의해 전송되고 상기 모바일 장치에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 차량 내의 모바일 장치의 위치를 결정하고, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하며, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면, 상기 모바일 장치가 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성되는 프로세서를 포함하고; 및 상기 음향 신호 각각은 19, KHz의 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

23. 제 22 절에 있어서, 상기 프로세서는 모바일 애플리케이션 프로세서인 것을 특징으로 하는 시스템.

24. 차량 내의 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 차량 내에 위치하는 다수의 송신기 각각에서 모바일 장치로 음향 신호를 전송하는 단계; 상기 모바일 장치가 다수의 송신기에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하는 단계; 프로세서가 다수의 송신기에 의해 전송되고 모바일 장치에 의해 수신되는 통신 신호를 기반으로 상기 차량 내의 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계; 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계; 및 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함하고; 및 상기 음향 신호 각각은 19 KHz의 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

25. 제 24 절에 있어서, 상기 다수의 송신기는 다수의 스피커 장치인 것을 특징으로 하는 방법.

26. 제 24 절에 있어서, 각각의 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

27. 제 26 절에 있어서, 상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.

28. 제 24 절에 있어서, 상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

29. 제 28 절에 있어서, 상기 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리는 상기 다수의 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.

30. 제 29 절에 있어서, 상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 삼각 측량을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Claims (30)

1. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
   모바일 장치와 관련된 회로, 상기 회로는 모바일 장치로부터 음향 신호가 전송되도록 구성되고;
   다수의 음향 수신기, 상기 다수의 음향 수신기 각각은 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성되고; 및
   상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하고 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
   
2. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 모바일 장치와 관련된 회로를 포함하고, 상기 회로는 실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되고, 상기 회로는,
   상기 회로는, 음향 신호가 모바일 장치로부터 다수의 음향 수신기로 전송되도록 하고;
   상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 검출하고 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 구성되는 프로세서로부터 명령 신호를 수신하도록 하며; 및
   명령 신호가 수신되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 하는 명령을 실행하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 회로는 모바일 장치 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 회로는 프로세서에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 상기 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 회로는 프로세서에 의해 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 핸즈프리 대체 시스템으로 전용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
10. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는,
    실행 가능한 명령들을 저장하는 비일시적 메모리에 결합되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    다수의 음향 수신기로부터 다수의 전자 신호를 수신하도록 하고, 상기 각각의 전자 신호는 다수의 음향 수신기 각각에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 하고;
    상기 다수의 음향 수신기에 의한 음향 신호의 수신 시간을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 하며;
    상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하도록 하는 명령을 실행하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수의 음향 수신기를 더 포함하고, 상기 다수의 음향 수신기 각각은 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하고 음향 신호를 전자 신호로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 음향 수신기는 적어도 세 개의 마이크 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 15 KHz 내지 25 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 18 KHz 내지 20 KHz의 범위에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
17. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 모바일 장치로부터 다수의 음향 수신기 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는 다수의 음향 수신기 각각에서의 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 다수의 음향 수신기 각각에 대한 모바일 장치의 거리를 결정하도록 작동되고, 상기 음향 신호는 모바일 장치로부터 전송되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
19. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 삼각 측량을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
20. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 모바일 장치에 의해 전송되는 블루투스 신호를 수신하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
    
21. 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    상기 모바일 장치가 음향 신호를 전송하는 단계;
    다수의 음향 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호를 수신하는 단계;
    프로세서가 상기 수신된 음향 신호를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계;
    상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
22. 차량 내의 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은,
    상기 차량 내에 위치하는 다수의 송신기, 상기 다수의 송신기 각각은 음향 신호를 전송하도록 구성되고;
    상기 다수의 송신기에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하도록 구성되는 모바일 장치; 및
    상기 다수의 송신기에 의해 전송되고 상기 모바일 장치에 의해 수신되는 음향 신호를 기반으로 차량 내의 모바일 장치의 위치를 결정하고, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하며, 상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면, 상기 모바일 장치가 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하도록 구성되는 프로세서를 포함하고; 및
    상기 음향 신호 각각은 19, KHz의 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
    
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 프로세서는 모바일 애플리케이션 프로세서인 것을 특징으로 하는 시스템.
    
24. 차량 내의 소정의 검출 영역에 위치하는 모바일 장치의 존재를 결정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
    상기 차량 내에 위치하는 다수의 송신기 각각에서 모바일 장치로 음향 신호를 전송하는 단계;
    상기 모바일 장치가 다수의 송신기에 의해 전송되는 각각의 음향 신호를 수신하는 단계;
    프로세서가 다수의 송신기에 의해 전송되고 모바일 장치에 의해 수신되는 통신 신호를 기반으로 상기 차량 내의 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계;
    상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 모바일 장치의 위치가 소정의 검출 영역과 일치하는 것으로 결정되면 모바일 장치의 적어도 하나의 기능을 억제하는 단계를 포함하고; 및
    상기 음향 신호 각각은 19 KHz의 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 다수의 송신기는 다수의 스피커 장치인 것을 특징으로 하는 방법.
    
26. 제 24 항에 있어서, 각각의 음향 신호는 적어도 하나의 초음파 펄스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 초음파 펄스는 19 KHz에서 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
28. 제 24 항에 있어서,
    상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리를 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    
29. 제 28 항에 있어서,
    상기 모바일 장치로부터 다수의 수신기 각각까지의 거리는 상기 다수의 수신기 각각에서 모바일 장치로부터 전송되는 음향 신호의 수신 시간 차를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계는 삼각 측량을 기반으로 모바일 장치의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    

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