KR100669561B1 - 자동차 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법 및 장치 - Google Patents

자동차 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 내 좌석 섬유 상태를 검출하는 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은 마이크로파 송신기(10'), 마이크로파 수신기(10") 및 바람직하게는 반사기(12)를 포함한다. 상기 장치들 사이에 사람이 존재할 경우, 마이크로파 방사선이 약화(감쇠)된다. 반사기(12)로는 후방산란 장치가 사용될 수 있기 때문에, 수신기(10")에 의해 수신된 방사선은 명확하게 반사기(12)에 귀속될 수 있다. 추가로 또는 선택적으로 마이크로파 전송 시간의 측정이 실시되고, 상기 측정은 계속해서 착석 위치 분석과 통합 처리될 수 있다. 바람직한 실시예에서도 마찬가지로, 착석 위치에 대한 추가 정보를 얻기 위해 물체 주변의 마이크로파 방사선의 회절 특성을 이용할 수 있다. 좌석 점유 여부의 검출 및 경우에 따라 좌석 점유 유형의 검출은 에어백 전개를 차단할 것인지 아니면 허용할 것인지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

Description

자동차 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING SEAT OCCUPANCY IN A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 하나 이상의 마이크로파 송신기, 하나 이상의 반사기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기를 포함하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템에 관한 것으로, 상기 하나 이상의 마이크로파 송신기, 하나 이상의 반사기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기는 하나 이상의 마이크로파 송신기와 하나 이상의 마이크로파 수신기 사이에 하나 이상의 제 1 방사 경로 및 하나 이상의 제 2 방사 경로로 분할되는 방사 경로가 존재하도록, 그리고 적어도 좌석이 점유되지 않은 상태일 때 하나 이상의 마이크로파 송신기에 의해 송출된 마이크로파 방사선이 하나 이상의 제 1 방사 경로를 통해 하나 이상의 반사기에 도달할 수 있도록, 그리고 좌석 점유 상태에 따라 물체가 제 1 방사 경로 및/또는 제 2 방사 경로상에 존재할 수 있음으로써 마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있도록 배치된다.
또한 본 발명은 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기를 포함하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템에 관한 것으로, 하나 이상의 마이크로파 송신기 및 하나 이상의 마이크로파 수신기는, 적어도 좌석이 점유되지 않은 상태일 때 하나 이상의 마이크로파 송신기에 의해 송출된 마이크로 파 방사선이 방사 경로를 통해 하나 이상의 마이크로파 수신기에 도달할 수 있도록, 그리고 좌석 점유 상태에 따라 물체가 방사 경로 상에 존재할 수 있음으로써 마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있도록 배치된다.
또한 본 발명은 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 마이크로파 방사선을 송출하는 단계, 송출된 마이크로파 방사선을 반사하는 단계 및 반사된 마이크로파 방사선을 수신하는 단계를 포함하며, 이때 하나 이상의 제 1 방사 경로 및 하나 이상의 제 2 방사 경로로 분할되는 방사 경로가 제공되고, 송출된 마이크로파 방사선은 제 1 방사 경로를 통해 전파되고, 반사된 마이크로파 방사선은 하나 이상의 제 2 방사 경로를 통해 전파되며, 좌석 점유 상태에 따라 물체가 제 1 방사 경로 및/또는 제 2 방사 경로 상에 배치될 수 있음으로써 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있다.
또한 본 발명은, 마이크로파 방사선을 송출하는 단계 및 수신하는 단계를 포함하는, 차량 내 좌석 점유 상태의 검출 방법에 관한 것으로, 이 경우 송출된 마이크로파 방사선은 방사 경로를 통해 전파되고, 좌석 점유 상태에 따라 물체가 상기 방사 경로 상에 배치될 수 있음으로써 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있다.
이와 같은 유형의 시스템 및 방법은 공지되어 있다. 이러한 시스템 및 방법은 특히 좌석 점유 상태가 에어백 전개에 영향을 미치도록 하는데 사용된다.
이와 같은 유형의 시스템 및 방법의 한 예가 US 6,199,904 B1에 공지되어 있다. 여기서는 마이크로파가 마이크로파 송신기에 의해 차량 좌석 내에서 반사될 구조물 상으로 송출된다. 반사된 마이크로파는 마이크로파 수신기에 의해 검출된다. 반사된 마이크로파의 강도는 마이크로파 방사선이 좌석을 점유한 사람에 의해감쇠되는지의 여부에 따라 좌우되므로, 그 분석 결과로부터 좌석 점유 상태를 추론할 수 있다. 그러나 이러한 시스템 및 방법은, 에어백 제어가 항상 신뢰성 있는 분석을 기초로 이루어지지는 않는다는 단점을 갖는다. 예컨대 좌석 내에서 반사를 위해 제공되는 반사 물체와는 다른 물체에서 반사가 이루어질 수 있다. 그 결과 좌석이 점유되지 않은 것으로 오인되어, 에어백이 작동하지 않을 수도 있다. 이는 차량 탑승자의 생명에 치명적인 결과를 가져올 수 있다. 또한 이러한 설계와 관련하여 요구되는 보정(calibration)에 매우 높은 비용이 소요되므로, 시스템 경비가 상승한다. 또한 추가로 시행되는 모든 분석들은 계산 시간을 필요로 하는데, 이는 다이내믹한 측정, 즉 차량 충돌시에만 실시되는 측정과 상충된다.
본 발명의 목적은 종래기술의 단점들을 극복하고 특히 저렴한 비용으로 신뢰성 있게 좌석 점유 상태를 검출할 수 있게 하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항의 특징들에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.
본 발명은 반사기(12)를 구비한 범용형 시스템을 기초로 하며, 상기 반사기는 변조성 후방산란 장치이거나 또는 비변조성 후방산란 장치이고, 반사기가 비변조성 후방산란 장치인 경우에는 수신된 신호가 어느 반사기에서 유래하는 것인지를 확인하기 위해 수신기 내에서 신호 전파 시간이 측정된다. 후방산란 장치를 이용한 마이크로파 방사선의 변조는 반사기가 다른 금속성 도전 물체와 쉽게 구별될 수 있도록 해 준다. 즉, 예컨대 마이크로파 방사선이 승용차 탑승자에 의해 사용되는 랩탑의 케이스에 반사되면, 시스템은 좌석이 점유된 것으로 추정하게 된다. 따라서 충돌이 일어나면 에어백이 전개될 것이다.
본 명세의 범주에서 "반사기, 반사하다 등"의 개념은 매우 일반적인 의미로 사용된다. 전형적인 의미에서의 반사뿐만 아니라 예컨대 변조성 또는 비변조성 후방산란 프로세스에 의한 전자기 방사선의 반사의 의미도 포괄한다.
또한 본 발명은, 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기 사이에서 마이크로파 방사선이 이동한 경로가 전파 시간 측정에 의해 결정될 수 있는 범용형 시스템을 기초로 한다. 이를 통해 좌석의 점유 상태를 결정할 수 있다. 전파 시간 측정을 통해 송신기와 반사기간의 거리도 측정될 수 있고, 그럼으로써 수신된 신호가 상기 반사기에 귀속될 수 있다. 또한 이러한 방식으로 에어백 제어를 위한 추가 정보가 제공될 수도 있다.
이와 관련하여 특히 바람직한 것은, 착석 위치를 측정할 수 있고, 경로 측정 및 착석 위치 측정의 결과로부터 마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선이 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기 사이의 방사 경로를 통해 전파되었는지의 여부를 검출할 수 있다는 점이다. 이러한 방식으로 신뢰도를 고려하는 과정은 변조성 후방산란 장치가 반사기로 사용될 경우에는 대개 불필요하지만, 예비의 의미에서 적용될 수 있다. 그러나 이러한 고려는, 반사된 마이크로파 방사선에서 예컨대 후방산란 프로세스에 의해 아무런 패턴이 변조되지 않을 경우 마이크로파 신호의 전파 시간과 관련하여 특히 바람직하다. 그러한 경우, 착석 위치의 추가 분석을 통해 반사기에서의 반사가 예컨대 좌석 등받이로부터 유래한 것인지 아니면 탑승자의 무릎에 놓인 랩탑으로부터 유래한 것인지를 검출할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 시스템에서는, 하나 이상의 마이크로파 송신기와 하나 이상의 마이크로파 수신기가 공간적으로 분리 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 마이크로파 송신기와 마이크로파 수신기가 분리 배치됨으로써, 반사기 없는 시스템을 구현할 수 있다. 예컨대 마이크로파 송신기는 차량 지붕이나 계기판에 배치될 수 있는 한편, 마이크로파 수신기는 좌석 등받이에 배치된다. 이러한 배치는, 송출된 마이크로파 방사선을 송신기로 반사하기 위해 좌석의 전체면에 걸친 반사가 이용되었던 종래 기술과 상반된다.
후방산란 장치가 변조성 후방산란 장치인 것이 특히 바람직하다. 변조를 통해 생성된 패턴에 의해, 반사된 신호가 명확하게 반사기로 귀속될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 특히 하나 이상의 마이크로파 송수신기가 송수신 안테나를 갖는 하나 이상의 마이크로파 송수신 장치로 구현됨으로써 바람직하게 개선된다. 그럼으로써 마이크로파 송수신 장치로부터 마이크로파 방사선이 제 1 방사 경로를 거쳐 반사기에 도달하여, 상기 반사기로부터 제 2 방사 경로를 거쳐 마이크로파 송수신기로 되돌아오는데, 이때 하나 이상의 제 1 방사 경로와 하나 이상의 제 2 방사 경로는 실질적으로 일치한다. 마이크로파 송수신 장치는 예컨대 차량 계기판에 배치될 수 있다. 모니터링될 좌석의 등받이에 반사기가 배치되면, 송출 및 반사된 마이크로파 방사선의 빔 경로가 경우에 따라서 탑승자의 상체 영역을 통과한다. 좌석에 정상적으로 착석한 사람은 반사기를 가리고, 수신 안테나는 좌석에 사람이 착석하지 않은 경우보다 대략 10의 6승(six orders of magnitude)만큼 작은 레벨을 수신한다. 안테나가 계기판 또는 운전석(cockpit)에 배치되고 반사기가 좌석 등받이에 배치되면, 사람이 정상적인 좌석 위치에 있지 않다는 사실이 확실하게 검출될 수 있다. 예컨대 사람이 몸을 앞쪽으로 기울이면, 몸 주변에서 마이크로파 방사선이 회절함에 따라 방출된 마이크로파 방사선의 일부가 반사기에 도달할 수 있다. 이러한 전형적인 패턴이 에어백 제어 장치로 전달되고, 에어백 제어 장치는 사람의 몸이 약간 기울어진 상태일 때 에어백이 여전히 전개될 수 있는지의 여부 또는 사람의 몸이 매우 크게 기울어진 상태일 때 에어백이 전개되어서는 안되는지의 여부를 판단한다. 안테나를 운전석에 배치하고, 반사기를 좌석 등받이에 배치하는 것은 예컨대 객석에서 어린이 시트가 안전하게 운반될 수 있도록 하기 위한 것이기도 하다. 어린이 시트는 일반적으로 플라스틱으로 만들어지고, 방사선은 어린이의 신체에 의해서만 감쇠되기 때문에, 마이크로파 방사선의 대부분이 방해받지 않고 반사기에 도달하여, 상기 반사기로부터 다시 수신기에 도달함으로써 에어백 전개가 저지되지 않을 수 있다.
부가적인 안전 조치로서 어린이 시트에 반사기를 추가로 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 어린이 시트 또는 어린이 시트에 앉아 있는 어린이에게 흡수될 수 있는 마이크로파 방사선도 반사된다. 따라서 에어백 전개가 더 확실하게 저지될 수 있다. 변조성 후방산란 장치가 반사기로 사용될 경우, 좌석 등받이 내 또는 어린이 시트 상에 배치된 상기 후방산란 장치가 신호를 상이한 방식으로 변조할 수 있기 때문에, 좌석 위에 어린이 시트가 놓여있음이 명확하게 검출될 수 있다.
마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선에 따라 차량의 기능들을 트리거하거나, 차단하거나 또는 작동시키는 제어 유닛이 제공되는 것이 특히 바람직하다. 좌석 점유 상태를 검출하는 것도 차량의 다른 기능들과 관련하여 중요할 수 있지만, 에어백의 작동을 개시하거나 차단하는 기능은 본 발명의 특히 중요한 과제이다.
상기 제어 유닛은 예컨대 적어도 하나의 반사기가 전도성 박막인 방식으로 설계될 수도 있다. 그러한 박막은 좌석 등받이 내에 간단하게 삽입될 수 있고, 사실상 추가의 삽입 공간이 필요하지 않으며 추가의 중량이 가해지지도 않는다.
본 발명에 따른 시스템은, 후방산란 장치가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 구현됨으로써 개선될 수 있다. 수동 후방산란 장치는 매우 간단하게 구현된다. 즉, 수동 후방산란 장치는 추가의 전력원을 필요로 하지 않기 때문에 특히 저렴한 해결책을 제공한다. 반수동 후방산란 장치는 소량의 전력을 소비하는 추가의 증폭기에 의해 작동된다. 이러한 반수동 후방산란 장치는 수동 후방산란 장치에 비해 반사 강도가 더 높다는 장점을 갖는다. 그렇기 때문에 더 신뢰성 있게 분석될 수 있다. 능동 후방산란 장치, 즉 능동 전자 소자를 포함하는 후방산란 장치에 의해 특히 신뢰성이 높은 분석이 수행될 수 있다. 그 결과, 더 높은 마이크로파 강도에 의해 매우 신뢰성 있는 분석이 가능해진다. 물론 본 발명의 이러한 실시예에서의 마이크로파 방사선에 의한 자동차 탑승자의 부하는 수동 후방산란 장치에서보다 더 높다. 반능동 후방산란 장치는 반수동 후방산란 장치와 유사하지만, 반사되는 신호가 증폭된다는 차이가 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 하나 이상의 마이크로파 송신기 및/또는 하나 이상의 마이크로파 수신기가 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템(access control and start-up system)의 구성부품이 되도록 개선될 수 있다. 마이크로파에 기반한 액세스 제어 및 스타트 시스템에서는 내부 공간을 커버하기 위한 안테나가 일반적으로 차량 시트 내에 배치된 반사기에 응답할 수 있는 위치에 존재한다. 결과적으로, 좌석 점유 상태를 검출하기 위해 액세스 제어 및 스타트 시스템의 구성부품이 사용되는 본 발명의 실시예를 통해 통합된, 그럼으로써 비용을 절감시키는 조치가 제공될 수 있다.
이와 유사한 이유에서, 마이크로파 수신기에 의해 수신된 신호들의 분석이 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원 또는 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 변조방식이 상이한 다수의 후방산란 장치가 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 상기 후방산란 장치들은 예컨대 좌석 등받이 내에서 상이한 높이에 장착될 수 있다. 상기 반사기들이 상이하게 코딩되면, 기본적인 좌석 점유 상태뿐만 아니라 차량 탑승자의 신장 및 착석 위치가 추가로 검출될 수 있다. 이러한 정보는 예컨대 1개의 에어백 또는 상이한 위치에 있는 다수의 에어백의 전개시에 고려될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은 바람직하게 하나 이상의 제 1 방사 경로 및/또는 하나 이상의 제 2 방사 경로가 직선이 되도록 설계된다. 이와 관련하여 직선 방사 경로에 대해 언급되는 경우, 이는 회절 현상이 없는 방사선 전파에 관련된다. 따라서 본 실시예는 구성 부품들의 구조적 배치와 관련된다. 즉, 방사 경로 내에 물체가 존재하지 않고 송신기, 반사기 및 수신기 사이의 직접적인 가시선(line of sight)이 존재한다. 이러한 방식으로 매우 간단한 시스템이 제공된다.
그러나 하나 이상의 제 1 방사 경로 및/또는 하나 이상의 제 2 방사 경로가 우회 경로인 것도 바람직할 수 있다. 차량에 내장된 전도성 재료에 의해 차량 내부에서 마이크로파 방사선의 방향이 유도될 수 있기 때문에, 추가의 마이크로파 송수신 장치를 사용하지 않고도 특정 구역이 의도적으로 조명될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 방사 경로 내 물체의 위치가 물체 주변에서의 마이크로파의 회절에 의해 마이크로파 수신기에 의해 수신된 강도에 영향을 미치고, 마이크로파 수신기에 의해 수신된 강도가 물체 위치에 대한 정보를 제공하는 방식으로 매우 바람직하게 개선된다. 마이크로파 방사선은, 예컨대 적외선 방사선과 달리, 그 파장으로 인해 방사 경로 내에 배치된 물체에 표시된 회절 무늬를 가시화할 수 있기 때문에, 회절 효과로 인해 발생한 강도 변동이 이용될 수 있다. 예컨대 탑승자가 한편으로는 좌석 표면에 배치된 반사기를 충분히 차폐하는 반면, 다른 한편으로는 물체 주변에서 회절된 마이크로파가 도달할 수 있도록 좌석 등받이에 배치된 반사기를 노출시키는 경우, 상기 탑승자가 좌석에 기대고 있는 것이 검출될 수 있다. 따라서 비어있는 좌석은 어른이 착석한 좌석과 예컨대 어린이 및 어린이시트에 의해 점유된 좌석으로 구별될 수 있는데, 어린이 시트에 의해 점유된 좌석의 경우에는 어린이 시트에 의해 좌석이 높아져서 좌석 표면에 배치된 반사기에서 회절이 발생할 수도 있다.
또한 본 발명은, 송출된 마이크로파 방사선의 반사가 한 편으로 후방산란 프로세스에 의해 이루어지는 방식의 방법을 기초로 한다.
이러한 본 발명에 따른 방법을 토대로 하여 본 발명에 따른 시스템의 장점 및 특징들이 변화한다. 이는 하기에 기술되는 본 발명에 따른 방법의 매우 바람직한 실시예들에도 적용된다.
다른 한 편으로 본 발명은 선택적으로 또는 부가적으로, 전파 시간의 측정을 통해 마이크로파 방사선이 이동한 경로를 측정하는 방법을 기초로 한다.
또한 본 발명에 따른 방법에서는 바람직하게, 착석 위치가 측정되고, 착석 위치의 측정 결과 및 경로 측정 결과로부터 수신된 방사선이 방사 경로를 통해 전파되었는지의 여부가 검출된다.
또한 본 발명에 따른 방법에서는 바람직하게, 하나 이상의 마이크로파 송신기와 하나 이상의 마이크로파 수신기가 공간적으로 분리 배치된다.
후방산란 프로세스는 변조성 후방산란 프로세스인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 특히 하나 이상의 제 1 방사 경로와 하나 이상의 제 2 방사 경로가 일치하도록 바람직하게 개선된다.
마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선에 따라 차량의 기능들이 트리거되거나, 차단 또는 작동되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법은 예컨대 반사를 위해 전도성 박막이 사용되도록 설계될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 후방산란 프로세스가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치에 의해 구현되도록 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 매우 바람직하게, 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템을 기반으로 송출 및/또는 수신이 이루어지도록 개선될 수 있다.
이와 유사한 이유로, 수신된 신호의 분석이 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원되거나 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 후방산란 프로세스가 변조방식이 상이한 다수의 후방산란 장치에 의해 실시되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게, 하나 이상의 제 1 방사 경로 및/또는 하나 이상의 제 2 방사 경로가 직선이 되도록 설계된다.
그러나 하나 이상의 제 1 방사 경로 및/또는 하나 이상의 제 2 방사 경로가 우회 경로인 것도 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 방사 경로 내 물체의 위치가 물체 주변에서의 마이크로파의 회절에 의해 마이크로파 수신기에 의해 수신된 강도에 영향을 미치고, 수신된 강도가 물체 위치에 대한 정보를 제공하는 방식으로 매우 바람직하게 개선될 수 있다.
본 발명은, 반사기로서 후방산란 장치, 특히 변조성 후방산란 장치를 사용함으로써 신뢰성이 매우 높으면서도 간단하고 비용이 적게 드는, 좌석 점유 상태의 검출이 가능하다는 인식을 기초로 한다. 전파시간 측정을 통해, 별도로 검출된 착석 위치에 대한 마이크로파 방사선의 반사 위치를 검사함으로써 시스템 안전성도 개선될 수 있다. 또한 바람직하게는 마이크로파 방사선의 회절 무늬가 이용될 수 있다. 마이크로파 방사선이 인체 내에 강하긴 하지만 불완전하게 흡수되기 때문에, 마이크로파 방사선을 사용하면 예컨대 초음파, 레이저 방사선 또는 레이저광 및 적외선과 같은 다른 파형을 사용하는 것보다 유리하다. 마이크로파 방사선의 전파는 압력, 온도, 휘도 및 그 밖의 주변 조건과 무관하게 이루어진다. 측정 프로세스는 간단한 분석으로 인해 매우 신속하게 이루어지므로, 예컨대 충돌의 경우에만 다이내믹한 측정이 가능하다. 본 발명의 또 다른 장점은, 좌석 점유 상태의 검출이 매우 빠른 속도로 이루어질 수 있다는 것이다. 검출 시간은 예컨대 밀리세컨드 영역에 있을 수 있다. 따라서, 예컨대 에어백이 이미 전개된 후에는 좌석 점유 상태 또는 착석한 사람의 위치/각도에 따라 바람직하게 압력 감소를 통해 에어백 충전에 영향이 미치도록 하는 다이내믹한 반응(응답)이 에어백 제어 장치에 전송될 수 있다.
하기에서는 첨부한 도면과 관련하여 매우 바람직한 실시예를 참고로 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 한 바람직한 실시예이다.
도 2는 도 1에 따른 실시예에서 사람이 제 1 좌석 위치에 있는 경우이다.
도 3은 도 1에 따른 실시예에서 사람이 제 2 좌석 위치에 있는 경우이다.
도 4는 도 1에 따른 실시예에서 베이비 시트에 의해 좌석이 점유된 경우이다.
도 5는 첫번째 사람이 탑승한 경우를 도시한, 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예이다.
도 6은 도 5에 따른 실시예에서 두번째 사람이 탑승한 경우이다.
도 7은 도 6에 도시된 배치 상태를 위에서 바라본 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명에서 동일한 도면부호는 동일한 또는 유사한 부품을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 한 바람직한 실시예이다. 마이크로파 송수신 장치(10)는 차량의 계기판 또는 운전석(24)에 배치된다. 좌석(20) 등받이(26) 내에는 반사기(12)가 배치되며, 상기 반사기(12)는 각 실시예에 따라 변조성 후방산란 장치 또는 간단한 전도성 박막(비변조성 후방산란 장치)으로 설계될 수 있다. 좌석(20)은 통상적으로 이동될 수 있으며, 특히 좌석(20) 위치가 측정될 수 있는 것이 바람직하다.
마이크로파 송수신 장치(10)에 의해 마이크로파 방사선이 반사기(12) 방향으로 송출된다. 상기 마이크로파 방사선은 반사기(12)에 의해 반사됨으로써 마이크로파 송수신 장치(10)로 리턴된다. 반사기(12)에 의한 반사는, 예컨대 반사기(12) 가 간단한 전도성 박막일 경우 종래 방식으로 이루어질 수 있다.
그러나 반사(12)는 변조성 후방산란 프로세스와 관련해서도 이루어질 수 있으며, 이 경우 반사된 방사선이 에컨대 변조에 의해 코딩될 수 있다. 이를 위해 반사기(12)가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 설계될 수 있다.
제어 유닛(22)에서는 반사기(12)에 의해 송출된 신호들이 거리(신호 전파 시간), 레벨 및 품질의 관점에서 분석될 수 있다.
도 1에 도시된 상황에서는 좌석(20)에 사람이 앉아 있지 않다. 따라서 반사된 신호가 높은 레벨 및 높은 품질로 수신된다.
반사기(12)가 좌석(20) 내에 배치되는 실시예 외에도, 본 발명은 반사기를 사용하지 않는 실시예로 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 예컨대 마이크로파 수신기가 좌석(20) 내에, 예컨대 도 1에서 반사기(12)가 배치된 지점에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서는 수신기 및 반사기의 상기 위치가 교체될 수도 있다. 이러한 원리는 본 발명의 하기에 설명되는 본 발명의 실시예들에도 적용된다.
도 2에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 제 1 좌석 위치에 사람이 착석한 상태가 도시되어 있다. 본 도면에서 사람(14)은 좌석(20)에 정상적으로 앉아 있다. 그는 반사기(12)를 가리고 있다. 따라서 마이크로파 송수신 장치(10)는 좌석이 점유되지 않은 경우의 신호보다 수 차수 더 낮은, 예컨대 10의 6승만큼 더 낮은 레벨의 신호를 수신한다. 이러한 경우에 에어백 전개가 허용될 수 있으므로, 차량 충돌시에 에어백이 전개되게 된다.
도 3에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 제 2 좌석 위치에 사람이 착석한 상태가 도시되어 있다. 본 도면에 도시된 사람(16)은 앞쪽으로 기울어져 있다. 상체가 반사기(12) 앞으로 충분히 멀리 기울어지면, 충분히 높은 강도가 다시 마이크로파 송수신 장치로부터 반사기로 및 역으로 반사기로부터 마이크로파 송수신 장치로 송출될 수 있다. 이러한 강도는 신체의 기울어진 각도를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 특정 경사 각도부터는 머리 부상의 위험때문에 에어백을 전개하는 것이 적절치 못하다. 이러한 상태를 "아웃 오브 포지션(out of position)"의 경우라고 한다. 반사기 및 아웃 오브 포지션의 경우가 검출되면, 에어백의 전개가 차단될 수 있다. 파장, 레벨 또는 강도, 반사기 표면, 반사기 및 마이크로파 송수신 장치의 장착 지점, 분석 알고리즘 등에 따라 아웃 오브 포지션이 검출되기 시작하는 임계 경사 각도가 조정될 수 있다.
도 4에는 도 1에 따른 실시예와 관련하여 베이비 시트에 의해 좌석이 점유된 상태가 도시되어 있다. 본 도면에서는 어린이 시트, 특히 소위 후향(rear-facing) 시트(18) 상에 아기가 놓여 있다. 이러한 어린이 시트는 보통 객석(20)에 고정된다. 마이크로파 송수신 장치(10), 반사기(12) 및 후향 시트(18)의 상대적 위치로 인해 마이크로파 방사선이 소량만 감쇠된다. 그 결과 에어백의 전개가 차단된다. 추가로, 후향 시트(18)의 뒷면에 반사기를 부착하는 것이 가능하고, 이는 상황에 따라 매우 바람직하다. 예컨대 그러한 반사기에 의해 또는 전파시간 측정을 기초로 하여 마이크로파 방사선이 특수하게 변조되는 경우, 좌석(20) 위에 어린이 시트(18)가 놓인 상태가 좌석(20) 위에 아무 물체도 존재하지 않는 상태와 구별될 수 있다.
본 발명에 따른 시스템에서 반사기(12)가 예컨대 금속 물체에 의해 차폐되면, 이는 강력한 반사를 야기한다. 이러한 반사의 강도는 반사기(12)에 의한 반사의 강도와 가능한 한 동일한 크기를 가질 수 있다. 그렇게 되면 제어 유닛(22)이 상이한 상황들을 검출할 수 있는 여러가지 가능성이 제공된다. 반사기가 명확한 코딩 기능을 가진 변조성 후방산란 장치일 경우에는, 이를 기초로 하여 차폐성 금속 물체에 의한 반사가 명확하게 검출된다. 이에 대한 대안으로 또는 추가로, 특히 추가 센서에 의해 측정될 수 있는 현재 착석 위치와 전파 시간이 비교되는 경우, 신호 전파 시간의 측정을 기초로 하여 차폐성 금속 물체에 의한 반사가 검출될 수 있다.
전도성이 없는 또는 전도성이 낮은 물체들이 반사기(12) 앞에서 상기 반사기를 아주 미세하게 차폐하는 것도 바람직하다. 그러한 경우, 제어 유닛에 의해 수신된 신호들은 "비어있는 좌석" 상태에 상응하므로, 에어백의 전개가 올바르게 차단된다.
도 5에는 첫번째 탑승자가 착석해 있는, 본 발명에 따른 시스템의 또 다른 한 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 차량 좌석(20)에 2개의 반사기(12)가 장착된다. 1개의 반사기(12)는 좌석 등받이(26)에 배치되고, 또 다른 반사기(12)는 좌석 표면(28)에 배치된다. 마이크로파 송수신기(10)가 장착된 제어 유닛(22)은 차량의 루프 콘솔(roof console)(30)에 배치된다.
좌석에 정상적으로 착석한 성인(14)은 반사기(12)를 가리고, 제어 유닛(22)은 비어있는 좌석(20)의 경우보다 수 차수 더 낮은 레벨을 수신한다. 이 점에 있 어서 도 5에 따른 시스템은 도 1 내지 도 4와 관련하여 기술된 시스템과 유사한(대등한) 방식으로 작동한다. 그러나 추가의 반사기(12)가 좌석 표면(28)에 배치되기 때문에, 사람(14)의 몸이 앞으로 기울어져 있는 상태가 더 확실하게 검출될 수 있다. 즉, 이러한 경우에는 사람(14)이 반사기(12)를 노출시키기 때문에, 마이크로파 방사선의 경로가 적어도 회절 현상으로 인해 마이크로파 송수신기(10)와 좌석 등받이(26)에 배치된 반사기(12) 사이에 형성될 수 있다. 이에 반해서 좌석 표면(28)에 배치된 반사기(12)는 항상 사람(14)에 의해 완전히 가려지기 때문에, 이는 몸을 앞으로 구부린 사람(14)이 착석해 있으며 빈 좌석(20)이 아님을 확인하기 위한 추가 정보로서 사용될 수 있다.
도 6에는 두번째 탑승자가 착석해 있는, 도 5에 따른 실시예가 도시되어 있다. 여기에 도시된 상황은 본 발명에 따른 시스템을 근거로 하여 도 5에서 설명한 앞으로 몸을 구부린 성인과 구별될 수도 있다. 좌석(20) 위에 배치된 어린이 시트(34)에 어린이(32)가 앉아 있다. 상기 좌석(20)에는 2개의 반사기(12), 즉 1개는 좌석 등받이(26)에 그리고 다른 1개는 좌석 표면(28)에 배치된다. 일반적으로 어린이(32)의 신체보다 마이크로파를 훨씬 더 적게 흡수하는 어린이 시트(34) 때문에, 좌석 등받이(26) 및 좌석 표면(28)에 배치된 반사기(12)와 마이크로파 송수신기(10) 사이에, 특히 회절 특성으로 인해, 마이크로파 경로가 형성된다. 따라서 좌석 표면(28)의 반사기(12)는 성인이 좌석 표면(28)에 직접 착석한 경우에 수신할 수 있는 것보다 더 높은 강도를 수신한다.
그럼으로써 다수의 반사기(12)의 적절한 배치 및 이에 대응하는 마이크로파 송수신기(10)의 적절한 배치에 의해 차량 내 좌석 점유와 관련된 다양한 상황들이 검출될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 배치 상태를 위에서 바라본 단면도이다. 도 7의 단면은 도 6에서 A로 표시된 평면을 따라 잘라낸 것이다. 본 도면에는 마이크로파 방사선이 좌석 등받이(26) 내 반사기(12)에 도달할 수 있는 여러 경로들이 도시되어 있는데, 이 경우 어린이(32)가 어린이 시트(34) 위에 착석한 상황을 전제로 한다. 우선, 상기 상황에서 어린이(32)에 의해 차폐된 반사기(12)와 마이크로파 송수신기(10) 사이의 직접 경로(36)가 존재한다. 그러나 어린이 시트(34)에 의해 항시 유지되는 어린이(32)와 반사기(12) 간의 간격으로 인해, 마이크로파가 예컨대 신체 주변에서 회절되고, 반사 또는 산란됨에 따라 종종 간접 경로(38)를 통해 마이크로파 송수신기(10)로부터 반사기(12)로 및 그 반대 방향으로 도달할 수 있다. 이는 어린이 시트(34)에 의해서는 거의 방해받지 않는데, 그 이유는 인체에 비해 어린이 시트(34)가 훨씬 더 적은 흡수력을 갖기 때문이다.
본 발명은 하기와 같이 요약될 수 있다. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하기 위한 시스템은 마이크로파 송신기(10'), 마이크로파 수신기(10") 및 바람직하게는 반사기(12)를 포함한다. 상기 물체들 사이에 사람이 존재하면, 마이크로파 방사선이 약화된다. 반사기(12)로서 변조성 후방산란 장치가 사용될 수 있으므로, 수신기(10")에 의해 수신된 방사선은 명확하게 반사기(12)에 귀속될 수 있다. 반사가 변조되지 않으면 마이크로파 방사선의 전파시간 측정이 수행되고, 이는 계속해서 착석 위치의 분석과 통합 처리된다. 좌석 위치에 대한 추가 정보를 얻기 위해, 물체 주변에서의 마이크로파 방사선의 회절 특성을 이용하는 바람직한 실시예들도 제공된다. 바람직하게는 에어백의 작동을 차단하거나 허용하기 위해, 좌석 점유 여부의 검출 및 경우에 따라서는 좌석 점유 상태 유형의 검출이 이용될 수 있다.
전술한 설명, 도면 및 청구항에 공개된 본 발명의 특징들은 본 발명을 구현하는데 있어서 개별적으로든, 임의로 조합된 형태로든 모두 중요하다고 할 수 있다.

Claims (30)

  1. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템으로서,
    적어도 하나의 마이크로파 송신기(10'),
    적어도 하나의 반사기(12), 및
    적어도 하나의 마이크로파 수신기(10")를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10'), 적어도 하나의 반사기(12) 및 적어도 하나의 마이크로파 수신기(10")는,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10')와 상기 적어도 하나의 마이크로파 수신기(10") 사이에 적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 적어도 하나의 제 2 방사 경로로 분할되는 방사 경로가 존재하고,
    적어도 좌석이 점유되지 않은 상태일 때 상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10')에 의해 송출된 마이크로파 방사선이 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로를 통해 상기 적어도 하나의 반사기(12)에 도달할 수 있으며,
    좌석 점유 상태에 따라 물체(14, 16, 18)가 상기 제 1 방사 경로상에 존재하거나 또는 상기 제 2 방사 경로상에 존재하거나, 또는 상기 제 1 방사 경로 및 상기 제 2 방사 경로상에 존재할 수 있음으로써, 상기 마이크로파 수신기(10")에 의해 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있도록 배치되고,
    상기 적어도 하나의 반사기(12)는 변조성 후방산란 장치인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10')와 상기 적어도 하나의 마이크로파 수신기(10")가 공간적으로 분리 배치되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송수신기가 송수신 안테나를 구비한 적어도 하나의 마이크로파 송수신 장치(10)로 구현되고,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로와 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로가 일치하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 수신기에 의해 수신된 방사선에 따라 차량의 기능들을 트리거하거나, 차단하거나 또는 작동시키는 제어 유닛(22)이 제공되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 반사기가 전도성 박막(12)인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 장치(12)가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치로 구현되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10') 또는 상기 적어도 하나의 마이크로파 수신기(10"), 또는 상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10') 및 마이크로 수신기(10")가 상기 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템(access control and start-up system)의 구성부품인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로파 수신기(10")에 의해 수신된 신호들의 분석이 상기 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원 또는 수행되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    변조방식이 상이한 다수의 후방산란 장치가 제공되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 또는 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로, 또는 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 제 2 방사 경로가 직선 경로인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 또는 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로, 또는 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 제 2 방사 경로가 우회 경로인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  12. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사 경로 내 물체의 위치가 상기 물체 주변에서의 마이크로파의 회절에 의해 상기 마이크로파 수신기(10")에 의해 수신된 강도에 영향을 미치고,
    상기 마이크로파 수신기(10")에 의해 수신된 강도는 상기 물체의 위치에 대한 정보를 제공하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 시스템.
  13. 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법으로서,
    마이크로파 방사선을 송출하는 단계,
    송출된 상기 마이크로파 방사선을 반사하는 단계 및
    반사된 상기 마이크로파 방사선을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 단계들에서,
    적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 적어도 하나의 제 2 방사 경로로 분할되는 방사 경로가 제공되고,
    상기 송출된 마이크로파 방사선은 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로를 통해 전파되며,
    상기 반사된 마이크로파 방사선은 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로를 통해 전파되고,
    좌석 점유 상태에 따라 물체가 상기 제 1 방사 경로상에 존재하거나 또는 상기 제 2 방사 경로상에 존재하거나, 또는 상기 제 1 방사 경로 및 제 2 방사 경로상에 존재할 수 있음으로써, 상기 수신된 방사선이 좌석 점유 상태에 따라 영향을 받을 수 있으며,
    상기 반사가 변조성 후방산란 프로세스에 의해 이루어지는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 마이크로파 송신기(10')와 상기 적어도 하나의 마이크로파 수신기(10")가 공간적으로 분리 배치되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로와 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로가 일치하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 방사선에 따라 차량의 기능들을 트리거하거나, 차단 또는 작동시키는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  17. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사를 위해 전도성 박막이 사용되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  18. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 프로세스가 수동, 반수동, 반능동 또는 능동 후방산란 장치에 의해 구현되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  19. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송출 또는 수신, 또는 상기 송출 및 수신이 상기 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템을 기반으로 이루어지는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  20. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신된 신호의 분석이 상기 차량 내에 장착된 액세스 제어 및 스타트 시스템과 관련하여 사용되는 수단에 의해 지원되거나 수행되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  21. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후방산란 프로세스가 변조방식이 상이한 다수의 후방산란 장치에 의해 실시되는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  22. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 또는 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로, 또는 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 제 2 방사 경로가 직선인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  23. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 또는 상기 적어도 하나의 제 2 방사 경로, 또는 상기 적어도 하나의 제 1 방사 경로 및 제 2 방사 경로가 우회 경로인, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
  24. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사 경로 내 물체의 위치가 상기 물체 주변에서의 마이크로파의 회절에 의해 상기 수신 강도에 영향을 미치고,
    상기 수신 강도는 상기 물체의 위치에 대한 정보를 제공하는, 차량 내 좌석 점유 상태를 검출하는 방법.
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