WO2014010827A1 - 차량 침입 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

차량 침입 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2014010827A1
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경태호
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    • G08B29/188—Data fusion; cooperative systems, e.g. voting among different detectors

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle intrusion detection system and method, and more particularly, to a vehicle intrusion detection system and a vehicle used in the system that can effectively detect various types of vehicle intrusion while minimizing false detection and lowering the manufacturing cost of the system.
  • An intrusion detection method is provided.
  • the recent vehicle anti-theft system has a visual and auditory effect around the vehicle in various situations such as window break detection for intrusion, stolen goods in the vehicle, tire theft detection of a parked vehicle, illegal towing and movement detection, etc. It has a function to keep the vehicle safe by generating a.
  • Denso Co., Ltd., Japan has a location tracker for stolen vehicles, an ultrasonic sensor for detecting unauthorized intruders in the vehicle, a glass breakage sensor, a tilt sensor for detecting an inclined vehicle body, an impact sensor for detecting an impact force applied to an automobile, and the like. It is proposed a technology for maintaining vehicle security using the. Such a technique of Denso is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2005-0074324 (July 18, 2005).
  • the conventional ultrasonic sensor for detecting intrusion in the vehicle has a problem of excessive discharge of the battery in order to continuously generate ultrasonic waves.
  • the ultrasonic sensor frequently detects a change in a signal sensed in the vehicle by a simple external shock as a vehicle intrusion. In order to prevent this, it is possible to remove a signal that is outside a certain reception level range as a noise in a conventional ultrasonic sensor, and to remove it. It should be kept above the increase, thereby limiting the adjustment range of the sensor in adjusting the reception sensitivity of the ultrasonic sensor. In addition, if the reception sensitivity is maintained above a certain size, there is a problem of further increasing battery consumption.
  • some conventional vehicle anti-theft devices detect the occurrence of an impact on the vehicle or the inclination of the vehicle by using an inclination sensor or an impact sensor.
  • the sensor reacts sensitively to a simple external shock and malfunctions. There are often disadvantages that occur.
  • an object of the present invention is to detect the intrusion detection performance of the first sensor by using a second sensor for detecting a shock, movement or inclination to the vehicle. It is to provide a vehicle intrusion detection system and method that can be improved.
  • an object of the present invention is to provide a vehicle intrusion detection system and method that can reduce the manufacturing cost of the system by effectively manufacturing the first sensor and the second sensor in a single module installed in the vehicle ceiling and can effectively detect the intrusion of the vehicle.
  • a vehicle intrusion detection system in a vehicle intrusion detection system mounted on a vehicle to detect a vehicle intrusion, the first detection signal by detecting the light or signal reflected from the object
  • a first sensor unit generating a first sensing signal and outputting the generated first sensing signal
  • a controller which controls an operation of the first sensor unit and receives a first detection signal from the first sensor unit
  • a second sensor unit configured to generate a second detection signal by detecting a rotation, tilt, or impact of the vehicle, and input the generated second detection signal to the controller.
  • the first sensor unit and the second sensor unit are mounted on a single module.
  • the single module has the form of an overhead console of the vehicle.
  • the first sensor unit the transmitter for outputting a light or signal of a predetermined period;
  • a receiver for receiving light or a signal reflected from an object;
  • a signal processor for applying an outgoing signal to a transmitter according to a signal processing control signal of a controller;
  • a signal analyzer for analyzing a signal input through the receiver.
  • the first sensor portion comprises an ultrasonic sensor with a transmitter and a receiver
  • the second sensor portion includes a gyro sensor or an impact sensor.
  • the controller re-investigates the vehicle intrusion by increasing the transmission level of the transmitter when the vehicle detection by the first detection signal, the transmission level of the previous transmitter when the intrusion detection investigation.
  • the controller detects the intrusion or the impact on the vehicle by comparing the current pattern data of the first sensor unit and the previously stored pattern data of the second sensor unit to determine whether the impact.
  • a vehicle intrusion detection method comprising: a first sensor unit generating a first detection signal by detecting light or a signal reflected from an object, and outputting the first detection signal generated by the first sensor unit; A control unit for controlling an operation and receiving a first detection signal from a first sensor unit, generating a second detection signal by detecting a rotation, tilt, or impact of the vehicle, and a second sensor inputting the generated second detection signal to the control unit;
  • a vehicle intrusion detection method for detecting a vehicle intrusion in a vehicle intrusion detection system having a unit comprising: a first step of investigating a vehicle intrusion based on a first detection signal received through a first sensor unit; A second step of re-investigating the vehicle intrusion by increasing the transmission level of the transmitter of the first sensor unit to be higher than the transmission level of the previous transmitter at the time of intrusion detection upon detecting the intrusion of the vehicle by the first detection signal; And detecting the intrusion or the impact on the vehicle by comparing the current
  • the first pattern data includes a voltage-time table numerically indicating in which voltage section the received data, which is input to the controller from the first sensor unit and sampled at each preset sampling time interval, is located.
  • the pattern data averages sampling data of angular changes sampled a plurality of times at predetermined intervals over a predetermined time period, and has a corresponding integer value in which the average value is divided into predetermined steps, in which case, the third step includes: first pattern data And detecting the intrusion into the vehicle by comparing a number of s with a preset first reference value and comparing an integer value of the second pattern data with a preset second reference value.
  • the second sensor unit by using the second sensor unit intrusion of the vehicle while detecting various types of vehicle intrusion, such as window break detection, in-vehicle detection, in-vehicle item theft detection, vehicle tire theft detection during parking, illegal towing and movement, etc. It is possible to provide a high efficiency, high performance vehicle intrusion detection system and method that can suppress false detection of detection and lower the manufacturing cost of the system.
  • various types of vehicle intrusion such as window break detection, in-vehicle detection, in-vehicle item theft detection, vehicle tire theft detection during parking, illegal towing and movement, etc.
  • the use of the second sensor unit increases the performance of the basic vehicle intrusion detection function and minimizes the erroneous detection, and extends the vehicle intrusion detection function such as monitoring the vehicle tires off the ground or detecting illegal towing or movement. Can be done.
  • the manufacturing cost can be reduced by modularization
  • one module installed in the overhead console can effectively monitor intrusion into the first to third rows of vehicles.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle intrusion detection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a signal analyzer that may be employed in the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a state in which a sensor module of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1 is mounted on a vehicle.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a vehicle intrusion detection method according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating a pattern processing process employable in the vehicle intrusion detection method of FIG. 4.
  • 7 and 8 are graphs for explaining a principle of boosting a first sensor unit that may be employed in the vehicle intrusion detection method of FIG. 4.
  • FIG. 9 is a graph illustrating an example of a signal detected by a receiver of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation principle of a second sensor unit of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a mapping table that stores a signal received from the second sensor unit of FIG. 1.
  • FIG. 12 is a graph schematically illustrating an intrusion detection range by the second sensor unit of FIG. 1.
  • the term 'vehicle intrusion detection basically means in-vehicle intrusion detection, but the detection of broken windows for intrusion, detection of stolen goods in the vehicle, detection of theft of the vehicle during parking, detection of illegal towing and movement, etc. It may include detecting various types of vehicle-related theft.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle intrusion detection system according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle intrusion detection system includes a first sensor unit 110, a control unit 120, and a second sensor unit 130.
  • the vehicle intrusion detection system 100 is preferably installed in the vehicle 10, particularly on the upper side (vehicle ceiling, etc.) inside the vehicle for effective intrusion detection of the first sensor unit 110.
  • the first sensor unit 110 emits light or a signal having a predetermined period and amplitude (such as sound waves), detects light or a signal reflected from an object, generates a first detection signal, and outputs the generated first detection signal.
  • An ultrasonic sensor or the like may be used as the first sensor unit 110.
  • the controller 120 is connected to the first sensor unit 110 to control the operation of the first sensor unit 110 and receives a first detection signal from the first sensor unit 110.
  • the controller 120 may be manufactured as a single module together with the first sensor unit 110.
  • the controller 120 may be mounted in a predetermined electronic control unit (ECU) in the vehicle.
  • ECU electronice control unit
  • the second sensor unit 130 generates a second detection signal by detecting a vehicle movement or a vehicle vibration or shock including a rotation or tilt, and inputs the generated second detection signal to the controller 120.
  • a gyro sensor or the like may be used as the second sensor unit 130.
  • the first sensor unit 110 includes the ultrasonic sensor
  • the first sensor unit 110 includes the signal processing unit 111, the transmitter 112, the receiver 113, and the signal analysis unit 114. Can be done.
  • the signal processor 111 corresponds to a means for applying an outgoing signal to the transmitter 112 according to a signal processing control signal of the controller 120 or a component for performing a function corresponding to the means.
  • the signal processing unit 110 receives a pulse width modulated (PWM) pulse signal from the control unit 120 and inverts the pulse signal or a second signal and a second signal that do not invert the pulse signal.
  • PWM pulse width modulated
  • 1 may be implemented as an inverter that generates a combination of signals and transmits them to the transmitter 112.
  • the transmitter 112 transmits an ultrasonic signal of a predetermined period in response to an outgoing signal of the signal processor 111.
  • the receiver 113 receives the reflected wave in which the ultrasonic signal transmitted from the transmitter 112 is reflected by the vehicle inner wall or the object.
  • the signal analysis unit 114 amplifies the reflected wave received from the receiver 113 and detects an envelope from the amplified reflected wave and supplies it to the control unit 120.
  • adopted for this signal analysis part 114 is mentioned later.
  • control unit 120 may be connected to the power supply unit 11, the off switch 12, and a body control module (BCM) 13.
  • BCM body control module
  • controller 120 may be connected to an LED indicator (not shown) indicating the state of the off switch 12 according to a signal from the controller.
  • the off switch 12 is a user interface for deactivating or turning off the alert mode of the vehicle intrusion detection system.
  • the control unit 120 of the vehicle intrusion detection system 100 is deactivated and does not enter the alert mode for vehicle intrusion detection.
  • the vehicle body control module 13 corresponds to the integration of a plurality of electronic control units (ECUs) applied to various devices of the vehicle into one central controller.
  • the vehicle body control module 13 may operate the alarm 14 based on a signal from the controller 120 to transmit a visual and / or audio alarm around the vehicle.
  • the power supply unit 12 is for supplying different voltages to each component of the vehicle intrusion detection system, and may include a battery, a battery protection device, a voltage regulator, a voltage divider, or a combination thereof.
  • the battery protection device may have a surge protector to protect each component of the battery or vehicle intrusion monitoring system from an instantaneous surge.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a signal analyzer that may be employed in the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • the signal analyzer 114 includes a voltage follower 1141, a first amplifier 1142, a second amplifier 1143, a detector 1144, and an integral part.
  • An amplifier 1145 is included in the signal analyzer 114.
  • the voltage follower 1141 and the first amplifier 1142 amplify the input signal from the receiver 113 based on the reference voltage from the power supply 11.
  • the voltage follower 1141 and the first amplifier 1142 are preferably an OPAMP 114a having a linearity generating an output signal "1" with respect to the input signal "1".
  • Second amplifier 1143, detector 1144, and integrator-amplifier 1145 amplify the input signal from first amplifier 1142.
  • the second amplifier 1143, the detector 1144, and the integrator-amplifier 1145 preferably have characteristics of a rail to rail OPAMP 114b.
  • the predetermined voltage V1 of the power supply unit 11 When the predetermined voltage V1 of the power supply unit 11 is input to the voltage follower 1141 and the reference voltage V2 of the voltage follower 1141 is input to the first amplifier 1142, it is input from the receiver 113.
  • the reflected wave is amplified by the first amplifier 1142.
  • the signal amplified by the first amplifier 1142 is amplified again through the second amplifier 1143 and passed through the detector 1144. At this time, the detector 1144 demodulates only the outer line of the signal to talk.
  • the demodulated signal is amplified by the integrator-amplifier 1145 and input to the controller 120.
  • the controller 120 is provided with an analog-to-digital converter port for converting an analog signal input from the integrator-amplifier 1145 into a digital signal.
  • the reflected wave corresponds to a signal that does not change in comparison with the previously interpreted reflected wave including only a coupling signal that is reflected and fed back regardless of the movement of an object in the vehicle when there is no vehicle intrusion. It corresponds to the combined wave of the reflected signal and the reflected signal that is reflected back to the object and fed back when there is. Envelope detection of the reflected wave may generate an analog signal discernable by the controller 120.
  • the envelope shape is not demodulated by the detector 1144 so that the reflected wave is output at a constant level, and the receiver 113 If the reflected wave received in the wave) has a change of a predetermined magnitude or more, the reflected wave is demodulated by the detector 1144 and output as a signal having a large amplitude change or frequency change.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a state in which a sensor module of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1 is mounted on a vehicle.
  • the first sensor unit 110 and the second sensor unit 130 may be made of a single sensor module.
  • the control unit 120 it is also possible to mount the control unit 120 together in a single sensor module.
  • the single sensor module 102 of this embodiment is installed in the overhead console 20 of the vehicle.
  • the single sensor module 102 includes a first A sensor portion that monitors an area located on the left side from the center portion and a first B sensor portion that monitors an area located on the right side from the center portion in rows 1 to 3 of the vehicle.
  • the first A sensor unit includes a first ultrasonic transmitter 112a and a first ultrasonic receiver 113a
  • the first B sensor unit includes a second ultrasonic transmitter 112b and a second ultrasonic receiver 113b.
  • the second sensor unit 130 is shown in dashed lines with a single sensor module 102 embedded in the overhead console 20.
  • the above-mentioned overhead console 20 is usually installed in front of the ceiling between the driver's seat and the passenger seat of the vehicle, a lamp that shines light on the driver's seat and the passenger seat, a storage box 22 for storing sunglasses, a conversation mirror, and the like.
  • the overhead console 20 is equipped with a single module 102 in which the first sensor unit and the second sensor unit of the vehicle intrusion detection system are mounted, thereby facilitating standardization of a single module. To ensure efficient manufacturing, installation and operation
  • the sensor module including the first sensor unit and the second sensor unit is installed in the overhead console, it is not necessary to use a separate unit for installing the intrusion detection system for the vehicle. This has the advantage of cost reduction.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a vehicle intrusion detection method according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle intrusion detection system checks an operating state of the off switch and initial states of the first sensor unit and the second sensor unit. Checking the operation state of the off switch is to enter the alert mode when the basic system information with the body control module (BCM) is satisfied.
  • BCM body control module
  • the interface or communication between the vehicle intrusion detection system and the external BCM may be performed through LIN (Local Interconnect Network) communication.
  • the intrusion detection system is deactivated or turned off to stop operation, and according to a predetermined process if the operating state of the off switch is not activated or off
  • the system enters the economic mode and starts an intrusion detection operation (S401).
  • the pulse width modulation signal is input to the transmitter through the transmitting inverter.
  • the transmitter outputs a signal of a certain period and a certain width in the normal boundary mode.
  • the controller determines that there is no input for intrusion detection, and does not notify the BCM of a separate alarm signal.
  • the signal received through the receiver has a level waveform in which amplitude and frequency vary.
  • the received signal is filtered and amplified while passing through an amplifier, and converted to an analog level through envelope detection (readable at step 1) in response to envelope detection (S402 and S403).
  • the input to the controller for intrusion detection may be determined by whether the signal level converted by the analog-to-digital converter provided at the input terminal of the controller is above or below a preset reference level.
  • the controller checks whether there is a movement detected at a predetermined level or more during the second time (in the intrusion investigation of the second stage). Corresponding) (S404, S405).
  • control unit If there is a movement detected at a predetermined level or more during the second time, the control unit functions to transmit a second transmission signal boosting the first transmission signal after the second intrusion detection (S406). It is preferable that the second time interval for the second stage intrusion investigation is longer than the first time interval for the first stage intrusion investigation.
  • the vehicle intrusion is detected by intermittent signals in normal times, and the vehicle intrusion is detected in three stages by the signal continuously transmitted after the second stage intrusion detection.
  • the dark current consumed by the first sensor unit can be reduced. Dark current reduction is very useful as a function of a vehicle intrusion detection system that operates by connecting a limited capacity, such as a vehicle battery, to a power source.
  • the controller may compare the signal input from the first sensor unit with a preset value, and transmit the alarm request signal to the BCM through the LIN communication based on the comparison result.
  • the controller checks whether there is a movement detected above a predetermined level for the third time (step 3). Corresponds to the intrusion investigation) (S407).
  • the third time interval for the intrusion detection of the third stage is longer than the second time for the intrusion detection of the two stages.
  • the controller may end the current boundary mode and initialize the boundary mode. On the other hand, if there is a continuous movement detected at a predetermined level or more during the third time, the controller proceeds to the next pattern processing processor (S408).
  • the controller compares the current pattern data of the first sensor unit with the pre-stored pattern data of the second sensor unit (S410), and determines whether the intrusion detection of the first sensor unit is caused by the impact (S411) based on the comparison result. ). These steps S410 and S411 correspond to a pattern processing process. Then, the control unit determines the shock detection and intrusion detection according to the determination result of the impact (S412, S413).
  • the pattern processing process indicates to filter the intrusion detection determination based on the signal input from the first sensor portion based on the input signal from the second sensor portion.
  • the pattern processing process it is possible to suppress the first sensor portion from reacting sensitively by an external simple vehicle body shock or the like.
  • by increasing the use of the second sensor unit used in the pattern processing process by applying an alarm function for the tilt of the vehicle body, it is possible to monitor the movement or the tilt of the vehicle body or to detect the tire ground deviation.
  • Such a pattern processing processor will be described in more detail below.
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating a pattern processing process employable in the vehicle intrusion detection method of FIG. 4.
  • the vehicle intrusion detection system analyzes the first pattern data and the second pattern data (S4101).
  • the first pattern data is a set of signals input to the controller a plurality of times in a preset time range, and may be represented in the form of a voltage-time table or a mapping table as shown in FIG. 7 or 8.
  • the second pattern data corresponding to the first pattern data that is the current pattern data of the first sensor unit is extracted from the pattern data previously stored in the predetermined storage unit in the system, and the following steps ( S4102 to S4108).
  • the controller determines whether the size of the ultrasonic signal input to the controller is equal to or less than a preset size (for example, 2) and the frequency is 80 Hz or more (S4102). If the size of the ultrasonic signal is greater than 2 or the frequency is less than 80 kHz, the controller sets the frequency to 0 and proceeds to the next step (S4103).
  • a preset size for example, 2
  • the frequency is 80 Hz or more
  • the controller determines whether the product of three consecutive cells of the first pattern data is four or more (S4104). If the product of three consecutive cells of the first pattern data is less than four, the controller determines that the intrusion is not invasive (S412a). That is, the control unit judges the impact here as a simple external impact.
  • the controller determines whether the cumulative impact amount for the corresponding three consecutive cells of the second pattern data is 5 or more (S4105). If the cumulative impact amount of the second pattern data is less than 5, the controller determines that a simple external shock is detected, not an intrusion (S412b).
  • the controller calculates a frequency sum of six neighboring cells of the first pattern data (S4106). In addition, the controller determines whether the sum of the calculated frequencies is 180 Hz or more or the average frequency is 30 Hz or more (S4107). If the sum of the frequencies is 180 Hz or more, the controller determines whether the frequency of each cell is 35 Hz or more (S4017). As a result of the determination, if the frequency of each cell of the first pattern data is 35 kHz or more, the controller determines that the intrusion detection by the first pattern data is due to an external impact rather than the actual intrusion (S412b).
  • the frequency of each cell of the first pattern data is less than 35 kHz, or if six neighboring cells of the first pattern data are present. If the sum is less than 180, the cell having the magnitude of the ultrasonic signal of the first pattern data of 3 or more and the cell of the magnitude of the impact signal of the second pattern data of 0 or more are irradiated (S4110).
  • the control unit in the first pattern data and the second pattern data, the magnitude of the ultrasonic signal is three or more in four consecutive cells, the sum of the frequencies of four cells is 120 Hz or more, and the magnitude of the shock signal is four consecutive cells.
  • step S4111 it is determined whether the condition is 0. If the condition of the step (S4111) is met, the control unit determines that the vehicle intrusion is detected (S413).
  • the controller examines the cell of which the size is three or more in the impact cell of the second pattern data (S4112). The controller determines whether there are eight or more cells having an impact size of 3 or more (S4113). If there are eight or more cells having a shock size of 3 or more in the second pattern data, the controller determines that the first pattern data is due to an external shock instead of invading the vehicle interior (S412C).
  • the controller checks the sum of frequencies of all cells in the first pattern data (S4114). The controller determines whether the sum of the frequencies of all the cells is 350 Hz or more or the average frequency is 25 Hz or more (S4115). If the sum of the frequencies of all the cells of the first pattern data is less than 350 kHz, the controller determines that the vehicle is not an interior invasion but an external impact (S412). As a result of the determination, if the sum of the frequencies of all the cells of the first pattern data is 350 Hz or more, the controller determines that the vehicle interior intrusion is detected by the pattern processing process (S413).
  • FIG. 7 and 8 are graphs for explaining a principle of boosting a first sensor unit that may be employed in the vehicle intrusion detection method of FIG. 4.
  • FIG. 9 is a graph illustrating an example of a signal detected by a receiver of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • a signal input from the first sensor unit to the controller is simplified and displayed on a voltage-time table indicating numerically which voltage section the sampled received data is located at each preset sampling time interval.
  • the controller may boost the transmission level of the transmitter of the first sensor unit for a predetermined time at time t2.
  • the reference level may be set to correspond to the level range of one step among the levels of A1 to A6.
  • the controller may regard it as an intrusion.
  • This intrusion detection corresponds to detecting the intrusion before boosting the origination level of the first sensor part in the intrusion investigation of the second stage. This intrusion detection can also be applied to the intrusion investigation of the first stage.
  • the controller may control the first sensor unit at predetermined time intervals t0 to t1, t1 to t2, t2 to t3, and the like.
  • the controller may detect a frequency from the input signal.
  • the largest frequency component may be selected as a representative value by executing this four times.
  • Such frequency data may be applied to determine whether there is a certain level of intrusion detection during the intrusion investigation of the second stage of FIG. 4.
  • the determination of intrusion detection using the above-described frequency data is useful when detecting the breakage of the vehicle window.
  • a large number of frequency components 901 are detected by the first sensor unit due to debris scattered into and out of the vehicle when the vehicle window is broken, and a signal input from the first sensor unit to the control unit accordingly. This is because certain frequency data is included.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation principle of a second sensor unit of the vehicle intrusion detection system of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a mapping table that stores a signal received from the second sensor unit of FIG. 1.
  • 12 is a graph schematically illustrating an intrusion detection range by the second sensor unit of FIG. 1.
  • the controller sets an initial value of the second sensor unit after entering the alert mode (S1001).
  • control unit determines the angle change in the boundary mode (S1002, S1003). If there is no change in angle, the control unit maintains the boundary mode.
  • the controller collects data a plurality of times for a predetermined time (S1004).
  • the predetermined time may be about 1 second to about 5 seconds as a suitable time for determining a simple external shock.
  • sampling data is collected at a predetermined sampling period during a predetermined time interval.
  • the controller may remove the impact noise with a predetermined data collection criteria (S1005). For example, as shown in FIG. 11, the controller starts collecting data through the second sensor unit when a change in an angle of a predetermined angle is detected as shown in FIG. 11, or a predetermined angle range with respect to the reference angle (hatched portion of FIG. 11). You can only collect data. In that case, an angular change outside of a certain range is removed from the collected data as impact noise.
  • the controller of the vehicle intrusion detection system may remove the impact noise by comparing the current sampling data with the sampling data sampled immediately before and discarding a predetermined angle or more.
  • control unit converts the average value of the collected data (S1006).
  • the controller may output an alarm through the BCM of the vehicle when the difference value of the average value is 4 or more, or not output the alarm value when the difference value of the average value is less than 4 (S1007, S1008, and S1009).
  • the controller may represent an angle change at a sampling time point as an integer value expressed in a predetermined step or level. That is, in a table in which the sampling periods for 1 to 5 times are horizontal items, and the positive and negative vertical items for the reference angles for the X and Y axes of the second sensor unit are vertical items, the angle change during the first sampling period is Substantially only in the + X axis, the average of its angles (X1) corresponds to the integer value 9 expressed in a given step, and the angular change during the second sampling period is substantially only in the + X axis, and the average of the angles (X2 ) Corresponds to the integer value 14 expressed in the predetermined step, and the angular change during the third sampling period is substantially absent, so that the average X3 of the angles corresponds to the integer value 0 expressed in the predetermined step, and the fourth The angular change during the sampling period is substantially only on the + X axis, and the mean (X4) of that angle
  • the controller determines that the vehicle is inclined during the first to fifth sampling periods based on the sampling data of X2, X4, and X5. Can be.
  • the vehicle intrusion detection system of the above-described embodiment has been described to boost the transmission level of the transmitter after the first stage intrusion investigation and the second stage intrusion investigation after entering the alert mode, the three stage intrusion investigation, but the present invention is not limited to such a configuration. Instead, it may be implemented to selectively perform only one of the above-described first step intrusion investigation and second step intrusion investigation.

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Abstract

본 발명은 다양한 형태의 차량 침입을 효과적으로 감지하면서 오감지를 최소화하고 시스템의 제조비용을 낮출 수 있는 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 차량 침입 감지 시스템은, 차량에 탑재되어 차량 침입을 감지하는 차량 침입 감지 시스템에 있어서, 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력하는 제1 센서부와, 제1 센서부의 동작을 제어하며 제1 센서부로부터 제1 감지 신호를 입력받는 제어부와, 차량의 회전이나 기울기 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 상기 제어부에 입력하는 제2 센서부를 포함하며, 여기서, 제1 센서부와 제2 센서부는 단일 모듈 상에 탑재된다.

Description

차량 침입 감지 시스템 및 방법
본 발명은 차량 침입 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다양한 형태의 차량 침입을 효과적으로 감지하면서 오감지를 최소화하고 시스템의 제조비용을 낮출 수 있는 차량 침입 감지 시스템과 이 시스템에 이용되는 차량 침입 감지 방법에 관한 것이다.
오늘날 차량 도난 방지 시스템은 주차 중인 차량 내외의 상황들로부터 차량의 안전 상태를 유지하도록 그 성능이나 사양이 요구되고 있다. 따라서, 최근의 차량 도난 방지 시스템은 침입을 위한 창문 깨짐 감지, 차량 내의 물품 도난 행위 감지, 주차 중인 차량의 타이어 절도 감지, 차량 불법 견인 및 이동 감지 등과 같은 각종 상황 발생시 차량 주위에 시,청각적 효과를 발생시켜 차량의 안전을 유지하는 기능이 있다.
일례로, 영국의 자동차 기술연구소(Thatcham)는 차량의 도난방지 성능을 개선하기 위해 별도의 차량 도난 방지 부서(Vehicle Security Department)를 구성하여 지속적으로 다양한 활동을 전개하고 있다. 또한, 일본의 주식회사 덴소(Denso)는 도난차량 위치 추적기, 차량 내 무단 침입자 감지를 위한 초음파 센서, 유리 파손 센서, 경사진 차체를 검출하기 위한 경사 센서, 자동차에 가해진 충격력을 검출하기 위한 충격 센서 등을 이용하여 차량 보안을 유지하는 기술을 제안하고 있다. 이러한 덴소의 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0074324호(2005.07.18)에 개시되어 있다.
그러나, 종래의 차량 내 침입을 감지하는 초음파 센서는 초음파를 지속적으로 발생시키기 위하여 배터리를 과도하게 방전시키는 문제가 있다. 또한, 초음파 센서는 외부의 단순 충격에 의해 차량 내에서 감지되는 신호 변화를 차량 실내 침입으로 오감지하는 경우가 자주 발생한다. 이를 방지하기 위해, 종래의 초음파 센서에서 일정 수신 레벨 범위를 벗어나는 신호를 노이즈로 보고 그것을 제거할 수 있는데, 그 경우 일정 수신 레벨 범위를 제거한 수신 감도를 일정 크기 이상으로 유지해야 하므로 발신 레벨을 일정 레벨 이상 증가시켜 유지해야만 하고, 그에 의해 초음파 센서의 수신 감도 조절에 있어서 센서의 조절 범위가 제한되는 단점이 있다. 또한, 수신 감도를 일정 크기 이상으로 유지하게 되면, 배터리 소모를 더욱 증가시키는 문제가 있다.
또한, 종래의 일부 차량 도난 방지 장치에서는, 경사 센서나 충격 센서 등을 사용하여 차량에 대한 충격 발생이나 차량의 기울어짐을 감지하는데, 그 경우 외부의 단순한 충격에도 센서가 민감하게 반응하여 오작동하는 경우가 종종 발생하는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량에 대한 충격, 움직임 또는 기울어짐을 감지하는 제2 센서를 이용하여 제1 센서의 오감지를 억제함으로써 침입 감지 성능을 향상시킬 수 있는 차량 침입 감지 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 제1 센서와 제2 센서를 단일 모듈로 제조하여 차량 천정부에 설치함으로써 시스템의 제조비용을 낮출 수 있고 효과적으로 차량 침입을 감지할 수 있는 차량 침입 감지 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 차량 침입 감지 시스템은, 차량에 탑재되어 차량 침입을 감지하는 차량 침입 감지 시스템에 있어서, 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력하는 제1 센서부; 제1 센서부의 동작을 제어하며 제1 센서부로부터 제1 감지 신호를 입력받는 제어부; 및 차량의 회전이나 기울기 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 상기 제어부에 입력하는 제2 센서부를 포함한다. 여기서, 제1 센서부와 제2 센서부는 단일 모듈 상에 탑재된다.
일 실시예에서, 단일 모듈은 차량의 오버 헤드 콘솔 형태를 구비한다.
일 실시예에서, 제1 센서부는, 일정 주기의 빛이나 신호를 출력하는 송신기; 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 수신하는 수신기; 제어부의 신호 처리 제어 신호에 따라 송신기에 발신 신호를 인가하는 신호 처리부; 및 수신기를 통해 입력되는 신호를 해석하는 신호 해석부를 구비한다.
일 실시예에서, 제1 센서부는 송신기 및 수신기를 구비한 초음파 센서를 포함하고, 제2 센서부는 자이로 센서 또는 충격 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 제어부는 상기 제1 감지 신호에 의한 차량 침입 감지 시, 송신기의 발신 레벨을 침입 감지 조사 시 이전의 송신기의 발신 레벨보다 증대시켜 차량 침입을 다시 조사한다.
일 실시예에서, 제어부는 제1 센서부의 현재 패턴 데이터와 기저장된 제2 센서부의 패턴 데이터를 비교하여 충격 여부를 판단함으로써 차량에 대한 침입 또는 충격을 감지한다.
본 발명의 일 측면에 따른 차량 침입 감지 방법은, 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력하는 제1 센서부와, 상기 제1 센서부의 동작을 제어하며 제1 센서부로부터 제1 감지 신호를 입력받는 제어부, 차량의 회전이나 기울기 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 상기 제어부에 입력하는 제2 센서부를 구비하는 차량 침입 감지 시스템에서 차량 침입을 감지하는 차량 침입 감지 방법에 있어서, 제1 센서부를 통해 수신되는 제1 감지 신호에 기초하여 차량 침입을 조사하는 제1 단계; 제1 감지 신호에 의한 차량 침입 감지 시, 제1 센서부의 송신기의 발신 레벨을 침입 감지 조사 시 이전의 송신기의 발신 레벨보다 증대시켜 차량 침입을 다시 조사하는 제2 단계; 및 제2 단계에서 차량 침입이 일정 시간 이상 감지되면, 제1 센서부의 현재 제1 패턴 데이터와 기저장된 제2 센서부의 제2 패턴 데이터를 비교하여 충격 여부를 판단함으로써 차량에 대한 침입 또는 충격을 감지하는 제3 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 패턴 데이터는 제1 센서부로부터 제어부로 입력되어 미리 설정된 샘플링 시간 간격마다 샘플링 한 수신 데이터가 어느 전압 구간에 위치하는지 숫자로 표시한 전압-시간 테이블을 구비하고, 제2 패턴 데이터는 일정 시간 동안 소정 간격으로 복수회 샘플링한 각도 변화의 샘플링 데이터를 평균하고, 평균한 값을 소정 단계로 구분된 대응 정수 값을 구비하며, 그 경우, 제3 단계는, 제1 패턴 데이터의 숫자를 미리 설정된 제1 기준 값과 비교하고 제2 패턴 데이터의 정수 값을 미리 설정된 제2 기준 값과 비교함으로써 차량에 대한 침입 여부를 감지하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 제2 센서부를 이용함으로써 창문 깨짐 감지, 차량 내 침입 감지, 차량 내 물품 도난 행위 감지, 주차 중 차량 타이어 절도 감지, 불법 견인 및 이동 등의 다양한 형태의 차량 침입을 감지하면서 차량 침입 감지에 대한 오감지를 억제하고 시스템의 제조비용을 낮출 수 있는 고효율 고성능의 차량 침입 감지 시스템과 방법을 제공할 수 있다.
즉, 제2 센서부(자이로 센서 등)의 감지 신호와 제1 센서(초음파 센서 등)의 감지 신호에 기초하여 외부 충격과 차량 침입을 구분하여 판별함으로써 외부의 단순 충격이나 흔들림에 의해 발생하는 차량의 움직임이나 기울어짐에 대한 오감지를 최소화하고, 그것에 의해 시스템의 성능을 높이면서 다양한 형태의 차량 침입을 효과적으로 감지할 수 있다. 예를 들면, 제2 센서부를 이용함으로써 기본적인 차량 침입 감지 기능의 성능을 높이고 오감지를 최소화하는 것 외에 차량 타이어의 지면 이탈에 대한 모니터링이나 불법 견인 또는 이동에 대한 감지 등의 확장된 차량 침입 감지 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명의 차량 침입 감지 시스템에 의하면, 제1 센서부와 제2 센서부가 탑재된 단일 모듈을 차량의 오버 헤드 콘솔(OHC: Over Head Console)에 설치함으로써, 모듈화에 의해 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 오버 헤드 콘솔에 설치된 하나의 모듈로 차량 내 1열 내지 3열에 대한 침입을 효과적으로 감시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 차량 침입 감지 시스템에 채용가능한 신호 해석부의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 센서 모듈을 차량에 탑재한 모습의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 방법의 개략적인 순서도이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 차량 침입 감지 방법에 채용가능한 패턴 처리 프로세스를 나타낸 순서도이다.
도 7 및 도 8은 도 4의 차량 침입 감지 방법에 채용가능한 제1 센서부의 부스팅 동작 원리를 설명하기 위한 그래프들이다.
도 9는 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 수신기에서 감지되는 신호의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 10은 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 제2 센서부의 작동 원리를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 도 1의 제2 센서부로부터 수신한 신호를 저장한 맵핑 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 1의 제2 센서부에 의한 침입 감지 범위를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
아래의 설명에서 용어 '차량 침입 감지'는 기본적으로 차량 실내 침입 감지를 의미하지만, 침입을 위한 창문 깨짐 감지, 차량 내 물품 도난 행위 감지, 주차 중 차량의 타이어 절도 감지, 불법 견인 및 이동 감지 등의 다양한 형태의 차량 관련 도난 행위를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템은(100), 제1 센서부(110), 제어부(120) 및 제2 센서부(130)를 구비한다. 차량 침입 감지 시스템(100)은 제1 센서부(110)의 효과적인 침입 감지를 위하여 차량(10) 내에 특히 차량 내부의 상부측(차량 천장 등)에 설치되는 것이 바람직하다.
제1 센서부(110)는 일정 주기 및 진폭의 빛이나 신호(음파 등)를 송출하고 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력한다. 제1 센서부(110)로는 초음파 센서 등이 이용될 수 있다.
제어부(120)는 제1 센서부(110)에 연결되어 제1 센서부(110)의 동작을 제어하고 제1 센서부(110)로부터 제1 감지 신호를 입력받는다. 제어부(120)는 제1 센서부(110)와 함께 단일 모듈로 제조될 수 있다. 또한, 제어부(120)는 차량 내 소정의 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 탑재될 수 있다.
제2 센서부(130)는 회전이나 기울기를 포함한 차량 움직임이나 차량 진동 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 제어부(120)에 입력한다. 제2 센서부(130)로는 자이로 센서 등이 이용될 수 있다.
전술한 제1 센서부(110)가 초음파 센서를 구비하는 경우, 제1 센서부(110)는 신호처리부(111), 송신기(112), 수신기(113) 및 신호해석부(114)를 포함하도록 이루어질 수 있다.
여기서, 신호처리부(111)는 제어부(120)의 신호 처리 제어 신호에 따라 송신기(112)로 발신 신호를 인가하는 수단 또는 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부에 대응한다. 신호처리부(110)는 제어부(120)로부터 펄스폭변조(PWM)된 펄스 신호를 받고 이 펄스 신호를 인버팅(Inverting)한 제1 신호 또는 상기한 펄스 신호를 인버팅하지 않은 제2 신호와 제1 신호의 조합을 생성하여 송신기(112)에 전달하는 인버터로 구현될 수 있다. 송신기(112)는 신호처리부(111)의 발신 신호에 응답하여 일정 주기의 초음파 신호를 송출한다.
수신기(113)는 송신기(112)로부터 송출된 초음파 신호가 차량 내벽이나 물체 등에 의해 반사되는 반사파를 수신한다. 신호해석부(114)는 수신기(113)에서 수신된 반사파를 증폭하고 증폭된 반사파에서 포락선을 감지하여 제어부(120)에 공급한다. 이러한 신호해석부(114)에 채용가능한 구성에 대하여는 후술한다.
본 실시예에 따른 차량 감지 시스템(100)에 있어서, 제어부(120)는 전원부(11), 오프 스위치(12) 및 차체 제어 모듈(BCM: Body Control Module)(13)에 연결될 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 제어부로부터의 신호에 따라 오프 스위치(12)의 상태를 표시하는 LED 표시기(미도시)에 연결될 수 있다.
여기서, 오프 스위치(12)는 차량 침입 감지 시스템의 경계 모드를 비활성화 또는 오프하기 위한 사용자 인터페이스이다. 사용자가 오프 스위치(12)를 누르면, 차량 침입 감지 시스템(100)의 제어부(120)는 비활성화되어 차량 침입 감지를 위한 경계 모드로 진입하지 않는다.
차체 제어 모듈(13)은 차량의 다양한 장치에 적용하는 다수의 전자제어장치(ECU)를 하나의 중앙제어장치로 통합한 것에 대응한다. 차체 제어 모듈(13)은 제어부(120)로부터의 신호에 기초하여 경보기(14)를 작동시켜 차량 주위에 시각적 및/또는 청각적 경보를 송출할 수 있다.
그리고, 전원부(12)는 차량 침입 감지 시스템의 각 구성요소에 서로 다른 전압을 공급하기 위한 것으로, 배터리, 배터리 보호 장치, 전압 조정기, 전압 분배기, 또는 이들의 조합을 구비할 수 있다. 배터리 보호 장치는 순간적인 급격한 전류(Surge)로부터 배터리 또는 차량 침입 감시 시스템의 각 구성요소를 보호하기 위한 서지 보호기를 구비할 수 있다.
도 2는 도 1의 차량 침입 감지 시스템에 채용가능한 신호 해석부의 개략적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 신호 해석부(114)는, 전압 폴로어(Voltage Follower)(1141), 제1 증폭기(1142), 제2 증폭기(1143), 검파기(1144) 및 적분-증폭기(1145)를 구비한다.
전압 폴로어(1141) 및 제1 증폭기(1142)는 전원부(11)로부터의 기준 전압에 기초하여 수신기(113)로부터의 입력 신호를 증폭한다. 본 실시예에서 전압 폴로어(1141) 및 제1 증폭기(1142)는 입력 신호 "1"에 대하여 출력 신호 "1"을 생성하는 선형성을 가지는 오피엠프(OPAMP)(114a)인 것이 바람직하다.
제2 증폭기(1143), 검파기(1144) 및 적분-증폭기(1145)는 제1 증폭기(1142)로부터의 입력 신호를 증폭한다. 본 실시예에서 제2 증폭기(1143), 검파기(1144) 및 적분-증폭기(1145)는 레일 투 레일(Rail to Rail) 오피엠프(OPAMP)(114b)의 특성을 구비하는 것이 바람직하다.
신호 해석부(114)의 작동 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
전원부(11)의 소정 전압(V1)이 전압 폴로어(1141)에 입력되고 전압 폴로어(1141)의 기준 전압(V2)이 제1 증폭기(1142)에 입력될 때, 수신기(113)로부터 입력되는 반사파는 제1 증폭기(1142)에서 증폭된다. 제1 증폭기(1142)에서 증폭된 신호는 제2 증폭기(1143)를 통해 재차 증폭되어 검파기(1144)를 통과한다. 이때, 검파기(1144)에서는 통화하는 신호의 외곽 라인만을 복조한다. 복조된 신호는 적분-증폭기(1145)를 통해 증폭되어 제어부(120)에 입력된다. 제어부(120)에는 적분-증폭기(1145)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 컨버터 포트가 구비되어 있다.
반사파는, 차량 침입이 없을 때 차량 내 물체의 움직임에 상관없이 반사되어 피드백되는 커플링 신호(Coupling Wave)만을 포함하여 이전에 해석된 반사파와 비교할 때 아무런 변화가 없는 신호에 대응하고, 차량 침입이 있을 때 물체에 반사되어 피드백되는 반사 신호(Reflected Wave)와 커플링 신호의 합성파에 대응한다. 반사파를 포락선 검파하면, 제어부(120)에서 판별 가능한 아날로그 신호를 생성할 수 있다.
전술한 신호 해석부(114)의 작동 과정에 있어서, 수신기(113)에서 수신한 반사파에 아무런 변화가 없으면, 검파기(1144)에서 포락선 형태가 복조되지 않아 반사파는 일정 레벨로 출력되고, 수신기(113)에서 수신한 반사파에 소정 크기 이상의 변화가 있으면, 반사파는 검파기(1144)에서 복조되어 진폭 변화 또는 주파수 변화가 큰 신호로 출력된다.
도 3은 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 센서 모듈을 차량에 탑재한 모습의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하여 앞서 설명한 차량 침입 감지 시스템(100)에서 제1 센서부(110)와 제2 센서부(130)는 단일 센서 모듈로 만들어질 수 있다. 물론, 단일 센서 모듈에 제어부(120)를 함께 실장하는 것도 가능하다.
예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 단일 센서 모듈(102)은 차량의 오버 헤드 콘솔(20)에 설치된다. 단일 센서 모듈(102)은 차량의 1열 내지 3열에 있어서 그 중앙부에서 좌측에 위치하는 영역을 감시하는 제1A 센서부와 그 중앙부에서 우측에 위치하는 영역을 감시하는 제1B 센서부를 구비한다.
여기서, 제1A 센서부는 제1 초음파 송신기(112a) 및 제1 초음파 수신기(113a)를 구비하고, 제1B 센서부는 제2 초음파 송신기(112b) 및 제2 초음파 수신기(113b)를 구비한다. 도 3에서 제2 센서부(130)는 오버 헤드 콘솔(20)에 내장된 단일 센서 모듈(102)과 함께 점선으로 도시되어 있다.
전술한 오버 헤드 콘솔(20)은 통상 차량의 운전석과 조수석 사이의 천장면 전방에 설치되며, 운전석과 조수석에 빛을 비추는 램프, 선글라스를 수납할 수 있는 수납함(22), 및 대화용 거울 등이 구비되는 것이지만, 본 실시예에서는 오버 헤드 콘솔(20)에 차량 침입 감지 시스템의 제1 센서부와 제2 센서부가 실장된 단일 모듈(102)을 실장시킴으로써, 단일 모듈의 용이한 규격화에 의해 시스템 전체의 제조, 설치 및 운용을 효율적으로 할 수 있도록 한다.
또한, 본 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템에서는 제1 센서부와 제2 센서부를 구비하는 센서 모듈을 오버 헤드 콘솔에 설치함으로써 차량에 대하여 침입 감지 시스템의 설치를 위한 별도의 유닛을 사용할 필요가 없으므로, 원가 절감의 이점을 가진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 침입 감지 방법의 개략적인 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 차량 침입 감지 시스템은, 오프 스위치의 동작 상태 및 제1 센서부와 제2 센서부의 초기 상태를 확인한다. 오프 스위치의 동작 상태의 확인은 차체 제어 모듈(BCM, Body Control Module)과의 기본적인 시스템 정보 만족 시 경계 모드로 진입하기 위한 것이다. 차량 침입 감지 시스템과 외부 BCM과의 인터페이스 또는 통신은 LIN(Local Interconnect Network) 통신을 통해 수행될 수 있다.
상기의 확인 결과, 오프 스위치의 작동 상태가 활성화 또는 오프(OFF)인 경우 침입 감지 시스템은 비활성화 또는 턴-오프되어 동작 정지되며, 오프 스위치의 작동 상태가 활성화 또는 오프가 아닌 경우 미리 정해진 프로세스에 따라 경제 모드로 진입하여 침입 감지 동작을 개시한다(S401).
차량의 경계 모드 진입 후, 제어부에서 펄스폭변조 신호를 출력하면, 펄스폭변조 신호는 송신측 인버터를 통해 송신기에 입력된다. 송신기는 평상 시의 경계 모드 시 일정 주기와 일정 폭의 신호를 출력한다.
차량에 아무런 침입이 없는 경우, 수신기를 통해 수신되는 신호는 변화량이 거의 없는 일정한 형태의 레벨 파형을 갖는다. 이 경우, 제어부는 침입 감지에 대한 입력이 없다고 판단하고, 별도의 경보(Alarm) 신호를 BCM에 통보하지 않는다.
한편, 미리 설정된 제1 시간 동안에 차량으로의 침입을 감지한 경우, 수신기를 통해 수신되는 신호는 진폭 및 주파수가 변동하는 레벨 파형을 갖는다. 또한, 수신된 신호는 증폭기를 거치면서 필터링 및 증폭되고 제어부에서 판독가능하게 포락선 검파를 통해 아날로그 레벨로 변환된다(1단계 침입 조사에 대응함)(S402, S403).
침입 감지에 대한 제어부로의 입력은 제어부의 입력단에 구비된 아날로그 디지털 컨버터에서 변환된 신호 레벨이 미리 설정된 기준 레벨 이상인지 또는 미만인지에 의해 판단될 수 있다.
다음으로, 전술한 1단계의 침입 감지 후 2단계의 침입 감지를 위한 경계 모드로 전환하기 위하여, 제어부는 제2 시간 동안 일정 레벨 이상으로 감지되는 움직임이 존재하는지를 확인한다(2단계의 침입 조사에 대응함)(S404, S405).
제2 시간 동안 일정 레벨 이상으로 감지되는 움직임이 있으면, 제어부는 2단계의 침입 감지 이후에 제1 발신 신호를 부스팅한 제2 발신 신호를 송출하도록 기능한다(S406). 2 단계의 침입 조사에 대한 제2 시간 간격은 1 단계의 침입 조사에 대한 제1 시간 간격보다 긴 것이 바람직하다.
송신기의 부스트(Boost) 기능을 이용하면, 평상 시에는 간헐적으로 송출되는 신호에 의해 차량 침입을 감지하다가 2단계 침입 감지 후에 지속적으로 송출되는 신호에 의해 3단계로 차량 침임을 감지함으로써 평상 시에도 지속적으로 신호를 송출하는 경우에 비해 제1 센서부에서 소모되는 암전류를 축소할 수 있다. 암전류 축소는 차량의 배터리와 같이 제한된 용량을 전원에 연결되어 동작하는 차량 침입 감지 시스템의 기능으로써 매우 유용하다.
제어부에서는 제1 센서부로부터 입력되는 신호와 미리 설정된 값을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 경보 요청 신호를 LIN 통신을 통해 BCM에 전달할 수 있다.
다음으로, 제1 센서부의 발신 레벨을 부스팅한 후 3 단계의 침입 감지를 위한 경계 모드로 전환하기 위하여, 제어부는 제3 시간 동안에 일정 레벨 이상으로 감지되는 움직임이 지속적으로 존재하는지를 확인한다(3단계의 침입 조사에 대응함)(S407). 3 단계의 침입 감지에 대한 제3 시간 간격은 2 단계의 침입 감지에 대한 제2 시간보다 긴 것이 바람직하다.
제3 시간 동안 일정 레벨 이상으로 감지되는 지속적인 움직임이 없으면, 제어부는 현재의 경계 모드를 종료하고 경계 모드를 초기화할 수 있다. 한편, 제3 시간 동안 일정 레벨 이상으로 감지되는 지속적인 움직임이 있으면, 제어부는 다음의 패턴 처리 프로세서를 진행한다(S408).
다음으로, 제어부는 제1 센서부의 현재 패턴 데이터와 기저장된 제2 센서부의 패턴 데이터를 비교하고(S410), 비교 결과에 기초하여 제1 센서부의 침입 감지가 충격에 의한 것인지 아닌지를 판단한다(S411). 본 단계들(S410, S411)은 패턴 처리 프로세스에 대응된다. 그리고, 제어부는 충격 여부의 판단 결과에 따라 충격 감지와 침입 감지를 판별한다(S412, S413).
패턴 처리 프로세스는 제1 센서부로부터 입력되는 신호에 기초한 침입 감지 판단을 제2 센서부로부터의 입력 신호에 기초하여 필터링하는 것을 나타낸다. 패턴 처리 프로세스를 이용하면, 외부의 단순한 차체 충격 등에 의해 제1 센서부가 민감하게 반응하는 것을 억제할 수 있다. 아울러, 패턴 처리 프로세스에 이용되는 제2 센서부의 활용을 증대시켜 차체의 기울어짐에 대한 경보 기능을 적용하여, 차체의 이동이나 기울어짐을 감시하거나 타이어 지면 이탈을 감지할 수 있다. 이러한 패턴 처리 프로세서는 아래에서 좀더 상세히 설명될 것이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 차량 침입 감지 방법에 채용가능한 패턴 처리 프로세스를 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 차량 침입 감지 시스템에서는 제1 패턴 데이터와 제2 패턴 데이터를 분석한다(S4101). 여기서, 제1 패턴 데이터는 미리 설정된 시간 범위에서 복수 회에 걸쳐 제어부에 입력되는 신호의 집합으로서, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이 전압-시간 테이블 또는 맵핑 테이블 형태로 표현될 수 있다. 본 단계(S4101)는 시스템 내의 소정 저장부에 기저장된 제2 센서부의 패턴 데이터 중에서 제1 센서부의 현재의 패턴 데이터인 제1 패턴 데이터에 대응하는 제2 패턴 데이터를 추출하고, 하기의 단계들(S4102 내지 S4108)을 수행하는 것을 포함한다.
우선, 제어부는 제어부에 입력되는 초음파 신호의 크기가 미리 설정된 크기(예컨대, 2) 이하이고, 그 주파수가 80㎐ 이상인지를 판단한다(S4102). 초음파 신호의 크기가 2보다 크거나 그 주파수가 80㎐ 미만이면, 제어부는 주파수를 0으로 놓고 다음 단계로 진행한다(S4103).
다음, 제어부는 제1 패턴 데이터의 연속 3개의 셀의 곱이 4 이상인지를 판단한다(S4104). 제1 패턴 데이터의 연속 3개의 셀의 곱이 4보다 작으면, 제어부는 침입이 아닌 것으로 판단한다(S412a). 즉, 제어부는 여기서의 충격을 단순 외부 충격으로 판단한다.
다음, 제1 패턴 데이터의 연속 3개의 셀의 곱이 4 이상이면, 제어부는 제2 패턴 데이터의 대응하는 연속 3개의 셀에 대한 누적 충격량이 5 이상인지를 판단한다(S4105). 제2 패턴 데이터의 누적 충격량이 5보다 작으면, 제어부는 침입이 아닌 단순 외부 충격을 감지한 것으로 판단한다(S412b).
다음, 제2 패턴 데이터의 누적 충격량이 5 이상이면, 제어부는 제1 패턴 데이터의 6개의 이웃한 셀의 주파수 합을 계산한다(S4106). 또한, 제어부는 계산한 주파수의 합이 180㎐ 이상 또는 평균 주파수가 30㎐ 이상인지를 판단한다(S4107). 그리고, 주파수의 합이 180㎐ 이상이면, 제어부는 각 셀의 주파수가 35㎐ 이상인지를 판단한다(S4017). 상기 판단 결과, 제1 패턴 데이터의 각 셀의 주파수가 35㎐ 이상이면, 제어부는 제1 패턴 데이터에 의한 침입 감지가 실제 침입에 의한 것이 아닌 외부 충격에 의한 것으로 판별한다(S412b).
다음으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 단계들(S4107, S4108)에서의 판단 결과, 제1 패턴 데이터의 각 셀의 주파수가 35㎐ 미만이거나, 제1 패턴 데이터의 이웃한 6개의 셀의 합이 180 미만이면, 제1 패턴 데이터의 초음파 신호의 크기가 3 이상인 셀과 제2 패턴 데이터의 충격 신호의 크기가 0 이상인 셀을 조사한다(S4110). 그리고, 제어부는 제1 패턴 데이터 및 제2 패턴 데이터에 있어서 초음파 신호의 크기가 연속 4개의 셀에서 3 이상이면서 4개의 셀의 주파수의 합이 120㎐ 이상이고, 충격 신호의 크기가 연속 4개의 셀에서 0인 조건에 부합하는지를 판단한다(S4111). 상기 단계(S4111)의 조건에 부합하면, 제어부는 차량 침입을 감지한 것으로 판단한다(S413).
다음, 상기 단계(S4111)의 조건에 부합하지 않으면, 제어부는 제2 패턴 데이터의 충격 셀에서 그 크기가 3 이상인 셀을 조사한다(S4112). 그리고, 제어부는 충격 크기가 3 이상인 셀이 8개 이상 존재하는지를 판단한다(S4113). 제2 패턴 데이터에서 3 이상의 충격 크기를 가진 셀이 8개 이상 존재하면, 제어부는 현재 제1 패턴 데이터가 차량 실내 침입이 아닌 외부 충격에 의한 것으로 판단한다(S412C).
다음, 제2 패턴 데이터에서 3 이상의 충격 크기를 가진 셀이 8개 이상 존재하지 않으면, 제어부는 제1 패턴 데이터에서 전체 셀의 주파수의 합을 조사한다(S4114). 그리고, 제어부는 전체 셀의 주파수의 합이 350㎐ 이상 또는 평균 주파수가 25㎐ 이상인지를 판단한다(S4115). 제1 패턴 데이터의 전체 셀의 주파수의 합이 350㎐ 미만이면, 제어부는 차량 실내 침입이 아닌 외부 충격으로 판단한다(S412). 상기 판단 결과, 제1 패턴 데이터의 전체 셀의 주파수의 합이 350㎐ 이상이면, 제어부는 본 패턴 처리 프로세스에 의해 차량 실내 침입을 감지한 것으로 판단한다(S413).
도 7 및 도 8은 도 4의 차량 침입 감지 방법에 채용가능한 제1 센서부의 부스팅 동작 원리를 설명하기 위한 그래프들이다. 도 9는 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 수신기에서 감지되는 신호의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 제1 센서부로부터 제어부로 입력되는 신호는 미리 설정된 샘플링 시간 간격마다 샘플링된 수신 데이터가 어느 전압 구간에 위치하는지 숫자로 표시한 전압-시간 테이블 상에 간소화되어 표시된다.
t0에서 t2까지의 시간 동안 제1 센서부로부터 제어부로 입력되는 신호 레벨이 기준 레벨보다 크면, 제어부는 t2 시점에 제1 센서부의 송신기의 발신 레벨을 약 소정 시간 동안 부스팅할 수 있다. 여기서, 기준 레벨은 A1 내지 A6의 레벨 중 한 단계의 레벨 범위에 대응하도록 설정될 수 있다.
전술한 경우, 제어부는 t0에서 t2까지의 시간 동안 제1 센서부로부터 기준 레벨을 초과하는 신호가 입력되면, 침입으로 간주할 수 있다. 이러한 침입 감지는 2 단계의 침입 조사 시 제1 센서부의 발신 레벨의 부스팅 전에 침입을 감지하는 것에 대응한다. 또한, 이러한 침입 감지는 1 단계의 침입 조사에도 적용될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 8을 참조하면, 특정 레벨(A3)이 기준 레벨로 설정되어 있을 때, 일정 시간 간격(t0 ~ t1, t1 ~ t2, t2 ~ t3 등)마다 제1 센서부로부터 제어부로 입력되는 신호의 샘플링 데이터가 기준 레벨의 상하로 움직이면, 제어부는 입력 신호로부터 주파수를 탐지할 수 있다.
예컨대, 도 8에서는 t0에서 t3까지의 범위에서 하나의 주파수 데이터를 형성하므로 이를 4번 실행하여 가장 큰 주파수 성분을 대표 값으로 선택할 수 있다. 이러한 주파수 데이터는 도 4의 2 단계의 침입 조사 시 일정 레벨 이상의 침입 감지가 있는지 판단하는데 적용될 수 있다.
또한, 전술한 주파수 데이터를 이용한 침입 감지의 판단은 차량 창문의 깨짐을 감지할 때 유용하다. 그것은 도 9에 도시한 바와 같이 차량 창문이 깨질 때 차량 내외부로 비산되는 파편에 의해 많은 주파수 성분(901)이 제1 센서부에 의해 감지되고, 제1 센서부로부터 제어부로 입력되는 신호에는 그에 따른 특정 주파수 데이터가 포함되기 때문이다.
도 10은 도 1의 차량 침입 감지 시스템의 제2 센서부의 작동 원리를 설명하기 위한 순서도이다. 도 11은 도 1의 제2 센서부로부터 수신한 신호를 저장한 맵핑 테이블을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 12는 도 1의 제2 센서부에 의한 침입 감지 범위를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 10을 참조하면, 제어부는 경계 모드 진입 후 제2 센서부의 초기값을 설정한다(S1001).
다음, 제어부는 경계 모드에서 각도 변화를 판단한다(S1002, S1003). 각도 변화가 없으면, 제어부는 경계 모드를 유지한다.
다음, 제어부는 일정 시간 동안 복수회 데이터를 수집한다(S1004). 일정 시간은 단순 외부 충격을 판단하기에 적합한 시간으로서 약 1초 내지 5초 정도가 될 수 있다. 본 단계(S1004)에서는 미리 설정된 시간 간격 동안 소정의 샘플링 주기로 샘플링 데이터를 수집한다.
다음으로, 제어부는 소정의 데이터 수집 기준을 가지고 충격 노이즈를 제거할 수 있다(S1005). 예를 들면, 제어부는 도 11에 도시한 바와 같이 기준 각도 대비 소정 각도의 각도 변화가 감지되었을 때 제2 센서부를 통해 데이터 수집을 시작하거나, 기준 각도 대비 일정 각도 범위(도 11의 빗금 친 부분) 내에서만 데이터를 수집할 수 있다. 그 경우, 일정 범위를 벗어나는 각도 변화는 충격 노이즈로서 수집 데이터에서 제거된다. 또한, 차량 침입 감지 시스템의 제어부는 현재의 샘플링 데이터를 바로 직전에 샘플링한 샘플링 데이터와 비교하여 미리 설정된 각도 이상은 버림으로써 충격 노이즈를 제거할 수 있다.
다음으로, 제어부는 수집한 데이터의 평균치를 환산한다(S1006). 그리고, 제어부는 평균치의 차이 값이 4 이상이면 차량의 BCM을 통해 경보를 출력하거나, 평균치의 차이 값이 4 미만이면 경보를 출력하지 않도록 동작할 수 있다(S1007, S1008, S1009).
예를 들면, 제어부는 도 12에 도시한 바와 같이 샘플링 시점의 각도 변화를 소정의 단계 또는 레벨로 표현한 정수 값으로 나타낼 수 있다. 즉, 1회 내지 5회에 대한 샘플링 주기를 가로 항목으로 하고, 제2 센서부의 X축과 Y축에 대한 기준 각도 대비 양과 음을 세로 항목으로 한 테이블에서, 첫 번째 샘플링 주기 동안의 각도 변화는 실질적으로 +X축에서만 있고, 그 각도의 평균(X1)이 소정 단계로 표현한 정수 값 9에 대응하며, 두 번째 샘플링 주기 동안의 각도 변화는 실질적으로 +X축에서만 있고, 그 각도의 평균(X2)이 소정 단계로 표현한 정수 값 14에 대응하며, 세 번째 샘플링 주기 동안의 각도 변화는 실질적으로 존재하지 않고, 따라서 그 각도의 평균(X3)은 소정 단계로 표현한 정수 값 0에 대응하며, 네 번째 샘플링 주기 동안의 각도 변화는 실질적으로 +X축에서만 있고, 그 각도의 평균(X4)이 소정 단계로 표현한 정수 값 19에 대응하며, 다섯 번째 샘플링 주기 동안의 각도 변화는 실질적으로 +X축에서만 있고, 그 각도의 평균(X5)이 소정 단계로 표현한 정수 값 18에 대응한다. 여기서, 정수 값 14는 소정의 기준 기울기 각도에 대응하여 미리 설정된 값이며, 각 샘플링 주기는 단순 외부 충격으로 판단하고자 하는 기준 시간 범위를 5로 나눈 시간에 대응할 수 있다.
도 12에서, -X축, +Y축 및 -Y축에 대한 샘플링 데이터는 방향 판단 단계에서 조건 불만족으로 무효화된 것을 판단할 수 있다. 그리고, 기준 값이 14 미만이고 기울어짐 판단 횟수의 기준이 3회 이상이라 가정하면, 제어부는 X2, X4 및 X5의 샘플링 데이터에 기초하여 제1 내지 제5 샘플링 주기 동안에 차량이 기울어진 것으로 판단할 수 있다.
한편, 전술한 실시예의 차량 침입 감지 시스템에서 경계 모드 진입 후 1 단계 침입 조사, 2 단계 침입 조사 후에 송신기의 발신 레벨을 부스팅 시켜 3 단계 침입 조사를 하는 것을 설명하였지만, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, 전술한 1 단계 침입 조사와 2 단계 침입 조사 중 어느 하나만을 선택적으로 수행하도록 구현될 수 있다.
전술한 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

Claims (8)

  1. 차량에 탑재되어 차량 침입을 감지하는 차량 침입 감지 시스템에 있어서,
    물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력하는 제1 센서부;
    상기 제1 센서부의 동작을 제어하며 상기 제1 센서부로부터 제1 감지 신호를 입력받는 제어부; 및
    차량의 회전이나 기울기 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 상기 제어부에 입력하는 제2 센서부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 감지 신호를 토대로 필터링되는 상기 제1 감지 신호에 기초하여 차량 실내의 침입 감지 또는 외부 단순 충격 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서부는,
    일정 주기의 빛이나 신호를 출력하는 송신기;
    물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 수신하는 수신기;
    상기 제어부의 신호 처리 제어 신호에 따라 상기 송신기에 발신 신호를 인가하는 신호 처리부; 및
    상기 수신기를 통해 입력되는 신호를 해석하는 신호 해석부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서부는 상기 송신기 및 수신기를 구비한 초음파 센서를 포함하고, 상기 제2 센서부는 자이로 센서 또는 충격 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 제1 센서부를 통해 수신되는 제1 감지 신호에 기초하여 차량 침입을 판단한 후, 상기 제2 센서부로부터의 제2 감지 신호가 일정 시간 동안 일정 레벨 이상인지를 판단함으로써, 상기 제1 감지 신호를 토대로 차량 침입을 감지하고, 상기 제1 감지 신호에 의한 차량 침입 감지 시, 상기 송신기의 발신 레벨을 상기 침입 감지 시 이전의 상기 송신기의 발신 레벨보다 증대시켜 차량 침입을 다시 조사하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 센서부로부터 일정 시간 동안 소정 간격으로 복수회 샘플링한 각도 변화의 샘플링 데이터를 평균하고, 평균한 값을 소정 단계로 구분한 테이블 내의 제2 패턴 데이터 중 일정 레벨 이상의 정수 값이 미리 설정된 기준값 범위 내에 있을 때, 상기 제1 센서부로부터 미리 설정된 샘플링 시간 간격마다 샘플링 한 상기 제1 감지 신호가 어느 전압 구간에 위치하는지 표시하는 전압-시간 테이블에서의 신호의 세기 및 파형 변화 중 적어도 어느 하나를 토대로 상기 차량 실내의 침입 또는 외부 단순 충격을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부는 단일 모듈 상에 탑재되고,
    상기 단일 모듈은 차량의 오버 헤드 콘솔에 탑재되는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 시스템.
  7. 물체로부터 반사되는 빛이나 신호를 감지하여 제1 감지 신호를 생성하며 생성한 제1 감지 신호를 출력하는 제1 센서부와, 상기 제1 센서부의 동작을 제어하며 제1 센서부로부터 제1 감지 신호를 입력받는 제어부와, 차량의 회전이나 기울기 또는 충격을 감지하여 제2 감지 신호를 생성하며 생성한 제2 감지 신호를 상기 제어부에 입력하는 제2 센서부를 구비하는 차량 침입 감지 시스템에서, 차량 침입을 감지하는 차량 침입 감지 방법으로서,
    상기 제1 센서부를 통해 수신되는 제1 감지 신호에 기초하여 차량 침입을 감지한 후, 상기 제2 센서부로부터의 제2 감지 신호가 일정 시간 동안 일정 레벨 이상인지를 판단함으로써, 상기 제1 감지 신호에 의한 차량 침입을 판단하는 제1 단계;
    상기 제1 감지 신호에 의한 차량 침입 감지 시, 상기 제1 센서부의 송신기의 발신 레벨을 상기 제1 단계에서의 차량 침입 감지 시의 발신 레벨보다 증대시켜 차량 침입을 다시 조사하는 제2 단계; 및
    상기 제2 단계에서 차량 침입이 일정 시간 이상 감지되면, 상기 제2 감지 신호를 토대로 필터링되는 상기 제1 감지 신호에 기초하여 차량 실내의 침입 감지 또는 외부 단순 충격 여부를 판단하는 제3 단계;
    를 포함하는 차량 침입 감지 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 패턴 데이터는 상기 제1 센서부로부터 미리 설정된 샘플링 시간 간격마다 샘플링 한 상기 제1 감지 신호가 어느 전압 구간에 위치하는지 표시하는 전압-시간 테이블을 구비하고,
    상기 제2 패턴 데이터는 상기 제2 센서부로부터 일정 시간 동안 소정 간격으로 복수회 샘플링한 각도 변화의 샘플링 데이터를 평균하고, 평균한 값을 소정 단계로 구분한 테이블을 구비하며,
    상기 제3 단계는, 상기 테이블 내의 제2 패턴 데이터 중 일정 레벨 이상의 정수 값이 미리 설정된 기준값 범위 내에 있을 때, 상기 전압-시간 테이블에서의 신호의 세기 및 파형 변화 중 적어도 어느 하나를 토대로 상기 차량 실내의 침입 또는 외부 단순 충격을 감지하는 것을 특징으로 하는 차량 침입 감지 방법.
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