专利名称：存在检测的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用用于发射和接收微波辐射的装置来在预
定的检测体积内进行存在控制的方法，该方法包括周期性地启动 微波发射器；通过微波接收器来检测在检测体积内的微波辐射；以
是否存在活动的人或动物,
本发明还涉及一种在预定的检测体积内进行存在检测的系统， 该系统包括基于微波的发射和接收单元，该系统还包括第一脉沖 长度生成器，用于周期性地启动微波发射器；微波接收器，用于检 测在检测体积内的微波辐射，微波接收器被配置用于基于所接收的 樣史波辐射来确定在^r测体积内是否存在活动的人或动物。
背景技术：
在预定区域或空间中的人和动物的存在检测系统是众所周知 的并JU皮广泛4吏用，例如，作为入侵冲企测系统。例如，对于车辆， 现在通常使用入侵检测器，以在汽车的客厢内检测到人或动物的存 在的情况下提供警报。以此方式，可以预期能够降低车辆被盗的风 险。
在车辆内的存在4企测的系统包括基于孩吏波4支术的组合无线电
发射器和接收器，这意^^木着，无线电发射器^:配置为用于将^f鼓波辐
射发射到与车辆的客厢对应的特定空间中。此外，接收器被配置为用于检测由于在该空间中存在的人或动物而反射的任何微波辐射。
为了实现此目的，以前已知的是使用所谓D叩pler (多普勒)运动 传感器类型的基于微波的检测单元。这些单元基于Doppler移频现 象来4企测人和动物在空间内的运动。
关于现有技术，可以注意到，专利文献US 6426716教导了基 于微波收发器设备的运动传感器。该设备包括被配置为控制脉沖的 长度，进而控制收发器的范围的发射脉冲生成器。
在入侵检测领域中，尤其是在车辆入侵检测器中，存在以下问 题仅会在精确限定的空间中，即对应于距离检测器精确距离内检 测到入侵。这意味着，所使用的组件，尤其是对于微波接收器和发 射器来说，必须非常精确并且具有高质量，这样才能在车辆内以准 确方式来限定4企测范围。否则，将存在例如人或动物只是通过4企测 范围的外部而发出错误报警的风险。当然，这样的错误^^警是不期 望的。
因此，根据现有技术，很难提供一种具有精确限定的检测范围 的边界的入侵检测系统。这意味着可能会出现不期望的错误报警， 这是不利的。为此，需要一种被配置为精确调节入侵4企测器周围的 检测边界的改进系统，这意味着在仍然使用较低成本的组件和电路 的解决方案的同时，能够最小化或有效地消除错误报警。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种入侵检测的系统和方法， 其可以克服上述缺陷，尤其能够实现一种通常没有任何一睹误报警的 风险、《旦是却节约成本并且简单的系统和方法。该目的是通过开始所述类型的方法实现的，该方法包括周期 性地启动微波接收器；使接收器在发射器进入无效状态后进入有效 状态达预计时间，以及预计时间对应于户斤发出的孩吏波辐射到达4企测 体积的外周界以及如果被人或动物反射到达接收器的时间。
该目的还通过前面所述类型的系统来实现，该系统包4舌另外 的脉冲生成器，用于通过另外的脉冲序列来周期性地启动微波接收 器，并且用于在第一脉冲进入无效状态之后，将另外的脉冲设置为 有效状态达预定时间，其中另外的脉冲序列中的每个脉冲均具有预 定的脉冲长度，其中，预定时间对应于所发出的微波辐射到达检测 体积的外周界以及如果被人或动物反射到达接收器的时间。
通过本发明，具有一定优点。首先，可以注意到，本发明4是供 了在传感器周围具有清晰限定的检测体积的边界的入侵;险测器。通 过以上述方式精确调节检测范围的检测边界，完全避免了对检测范 围的周界外部的检测。这彻底降低了检测边界外部的通常会导致错 误才艮警的运动或不运动对象的影响。
本发明适于与基于对所发射的微波辐射有Doppler效应的入侵 检测器类型一起使用。
以下将参考优选的示例性实施例和附图更加详细地描述本发 明，其中
图1是配置有根据本发明的装置的车辆的示意图2是示出了根据本发明实施例的装置的设计的示意框图；以
及图3是示出了包括多个计时脉沖的序列的示意图，所述序列示 出了本发明的原理。
具体实施例方式
参考图1，图1是示出了配置有根据本发明原理的存在检测系
统的车辆l的一部分的简单示意图。更^r确地，图l示出了传统车 辆i的中间截面。如示意方式所示，车辆l设置有用于存在检测的
发射器和接收器单元2,其优选地被设置在车辆1的客厢3的中部。 更精确地，发射器和接收器单元2适合位于车辆的两个前座(未示 出)之间，例如，位于安装到车辆1的地板上的控制台中。
如以下更加详细的描述，发射器和接收器单元2包括被配置为 将微波辐射发射到客厢3中的微波发射器。如以图1中的示意方式 所示，微波辐射发射到预定的存在检测体积4中，例如，具有大小 并4皮布置以对应于车辆1的客厢的预定部分的通常为J求形的"气泡 (bubble)",在该预定部分中，将检测活动的人(或动物)的存在。 在图1中，通过参考标号5以简化方式示出了这样的人。为了实现 这样的检测，以将参考图2和3详细描述的方式来配置发射器和接 收器单元2。
图2是包括微波发射器6和相关的发射器天线7的发射器和接 收器单元2的示意图。微波发射器6被配置为向发射器天线7馈送， 以发出通常在微波范围内的辐射。用于在给定区域或范围内进行存 在检测的微波发射器和接收器的操作是已知的，鉴于此，此处对此 不详细描述。先前使用的基于微波的检测单元被称为Dopplar运动 传感器类型。
发射器和接收器单元2包括被配置为产生一连串脉沖的第一脉 冲生成器8，每个脉冲均具有预定的目标脉冲长度LT,。第一脉冲生成器8连接至发射器6，这意味着，脉冲被用于根据这些脉沖来控 制微波发射器6的操作。更精确地，微波发射器6被配置为当每个 脉沖处于其有效状态时发出微波辐射脉沖组。同样，第一脉沖长度 才企测器9被^是供用于在第一生成器8的输出处测量这些脉沖中的每 个脉沖的实际脉冲长度持续时间LA1,并且用于产生表示所述实际 脉沖长度持续时间LAi的测量值。这个测量值被提供给第一比较器 10。
第一比较器10被配置为将来自第一脉沖生成器8的实际脉沖 长度LA1与预定的目标脉冲长度LT1进行比较，并且用于产生从第 一比较器10提供的被输出至第一脉沖生成器8的控制信号。这意 味着，表示将通过第一脉沖生成器8生成的目标脉冲长度LT1的信 号祐:提供给第一比4交器10的一个输入端，而表示通过第一脉冲长 度检测器9测量的实际值的信号被提供给第一比较器10的另一个 输入端。这是旨在产生具有尽可能接近预定萄标值LT1的长度并且 具有非常高的精确度的脉沖以控制发射器6的控制处理。
因此，如图2所示，在第一脉冲生成器8中生成了一连串脉冲， 并且这一连串脉沖被用于启动通过发射器6和相关天线7进行的微 波辐射的发射。然而，由第一脉冲生成器8生成的脉沖还用于触发 第二脉冲生成器ll，其又将生成一连串第二脉沖， 一连串第二脉沖 中的每个脉沖均具有第二目标脉沖长度LT2。优选地，当第一务;K冲 /人其有效状态变为其无效状态时触发第二脉冲。第二乐P中生成器11 的输出连接至第二脉冲长度检测器12,第二脉沖长度检测器被配置 为测量实际的第二脉沖长度持续时间La2,并且用于产生提供给第 二比较器13的测量值。
以对应于第一比專交器10的方式，第二比4交器13^皮配置为将来 自第二力永冲生成器ll的实际第二^c沖长度la2与预定的第二目标月永 冲长度lt2进行比较，并且用于根据这些信号之间的任何出现的误差产生被输出至第二脉沖生成器11的适当控制信号。所以，关于 第二脉冲长度(由第二脉沖生成器11生成)的目标值Lt2被提供給
第二比较器13的一个输入端，而测量结果(来自第二脉冲长度检 测器12)被提供给第二比较器13的另一个输入端。
第二脉沖的目的是限定紧接在通过发射器6发射的微波辐射脉 冲纟且后的^豆"时隙"。这个时隙的持续时间通常对应于孩t波辐射月永 沖组到达周界4a(参考图1)，即检测体积4的外边缘，所需的时 间，加上由人5所反射的任何微波辐射被发射回发射器和接收器单 元2以被接收的时间。现在将进一步参考图2更加详细地描述这个 原理。
如图2所示，通过第二力永冲生成器11生成的第二乐;K沖还用于 触发另外的第三脉沖生成器14。优选地，当第二脉沖乂人其有效状态 变为其无效状态时，触发第三脉冲。这意p未着，第三乐h沖生成器14 被配置为生成每个均具有第三目标脉沖长度LT3的一连串第三脉 沖。这个第三脉沖用于启动进一步与接收器天线16相关联的微波 接收器15。
换句话说，在第一月永沖之后，即，当发射器6启动时，并且在 第二脉沖(其长度对应于所发出的微波辐射到达检测体积4的外周 界4a以及如果^皮发射返回的时隙)之后，第三脉冲用于启动接收 器15,以检测在经过该时隙之后在接收器天线16处出现的任何反 射的^f敖波辐射。
以对应于第一比较器IO和第二比较器13的方式，第三比较器 18被配置为将来自第三脉冲产生器14的实际的第三脉沖长度LA3 与预定的第三目标脉冲长度LT3进行比專交，并且用于才艮据在这些信 号之间的差异来产生被输出至第三脉冲生成器14的适当信号。为 此，关于第三脉沖长度的目标值Lt3被提供給第三比校器18的一个输入端，而来自第三脉冲长度4企测器17 (连4妄至第三乐:M中生成器
14的输出端)的测量结果被提供给第三比较器18的另一个输入端。
因此，当接收器15启动(发生在第三脉冲的有效状态期间) 时，微波辐射被所述接收器15接收。接收器15连接至被配置为确 定是否将检测存在的(未示出)检测电路。如上所述，这样的检测 以前同样是已知的，并且可以是被配置为基于所接收的微波辐射来 确定在才企测范围4中是否有任何存在的Doppler频移类型(Doppler shift type )。
才艮据与在存在检测期间的4企测范围4的尺寸和所需并奇确度有关 的需求来选择三个不同的目标脉沖长度Ln、 LT2、 LT3。这意味着， 可以才艮据系统所适用的车辆类型来配置这些目标值。这就考虑到了 可以轻易用于不同类型车辆的可通用配置的入4曼4企测器。
现在将参考图3来进一步阐述本发明的原理，图3示出了包括 如上所述的第一脉冲19、第二脉冲20和第三脉冲21的时序。如上 所述，第一脉沖19具有预定的第一目标长度Ln，该长度对应于微 波辐射发射到检测体积4的持续时间，即，发射器6被启动以使微 波辐射可以到达存在于4全测体积4内的人5的持续时间。
当第一脉沖19终止时，如上所述，将通过第二脉沖生成器11 启动第二脉冲20。这个第二脉沖20构成对应于乂人第一脉沖19终止 开始直到预期将被反射的被人5反射的任何微波辐射到达接收器天 线16的确定的时间间隔。在第二乐:P中20终止时，启动第三乐P中21, 其对应于微波接收器15的启动。在这个阶段，能够检测到在检测 体积4中发生的任何存在。如上所述，通过脉沖长度4企测器9、 12、 17和比華交器10、 13、 18控制三个脉冲19、 20、 21。这些控制电路以高精确度确保目标
脉冲长度L^、 Lx2、 LT3维持为其所需值。
发射器开启间隔的持续时间，即，第一脉冲19的有效状态， 确定了离检测器多远是可以进行检测的。与发射器开启间隔有关的 接收器开启间隔的持续时间和位置也确定了最小的检测间隔。
具有精确设置发射器和接收器开_关信号的可能性使得能够 非常精确地控制远近^r测边界，即，检测体积4的半径。
本发明能够在脉冲生成器中使用具有较大公差、受温度、老化 和其他变量影响更小的组件，这意味着使用更低成本的组件。根据 本发明可以在存在才企测期间仍然能够实现4艮高精确度的同时实现 上述优点。没有本发明，实现较好精确度就需要较高成本地选择低 7>差组件，或者供应商标准工艺以及组件的变化将对该系统具有4艮 大的影响。
本发明并不限于上述实施例，而是可以在不脱离以下4又利要求 的范围的情况下进^f亍4务改。例如，本发明可以用于各种类型的车辆， 例如，承载卡车、公共汽车、轮船或其他类型的车辆和船。
本发明可以用于对于车辆(诸如汽车和卡车或通常任<可类型的 限定空间或区域，即，检测范围)的入侵检测。同样，本发明可以 用于室内和室外报警、工业机器人控制、家庭自动化控制、用于当 某个人进入房间时开灯的检测、自动开门器以及需要可靠和节约成 本的在才企测范围内检测人或动物的存在的其他应用。
本发明的基本原理在于，发射器被脉沖地开-关以产生在微波 范围内的具有无线电能量的具有特定脉沖重复频率(PRF)的短脉冲组。接收器还被断续跳动以接收从一个感兴趣的目标反射的樣吏波 间。
根据本发明的可选实施例，可以任意省略第一、第二和第三比
较器IO、 13、 18。在这种情况下，在接收器和发射器单元的电路中 必须使用高质量组件，以获得所需的精确度。如果省略了一个或多 个比4交器，那么可以省略对应的力永冲长度4企测器。
权利要求
1. 一种使用用于发射和接收微波辐射的装置(2)在预定的检测体积(4)内进行存在控制的方法，所述方法包括周期性地启动微波发射器(6)；通过微波接收器(15)来检测在所述检测体积(4)内的微波辐射；以及基于由所述微波接收器(15)接收的所述微波辐射的特性来确定在所述检测体积(4)内是否存在活动的人(5)或动物；其特征在于，所述方法还包括周期性地启动所述微波接收器(15)；使所述接收器(15)在所述发射器(6)进入无效状态后进入有效状态达预定时间(LT2)，以及所述预定时间(LT2)对应于所发出的微波辐射到达所述检测体积(4)的外周界(4a)以及如果被所述人(5)或动物反射到达所述接收器(15)的时间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过一序列第一乐:K冲(19)来周期性i也启动所述樣"皮发 射器(6), —序列所述第一脉沖(19)中的每个脉沖均具有预 定的第一脉沖长度(LT1)并且是由第一脉沖生成器(8)生成 的；通过一序列另外的脉冲(21)来周期性地启动所述孩吏波 接收器(15)， 一序列所述另外的脉沖(21)中的每个脉冲均 具有预定的脉冲长度(LT3);所述另外的乐K沖(21)在所述第一乐:K沖(19)进入无效状态之后进入有效状态达预定时间(LT2)。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括通过 Doppler运动传感器处理，确定是否存在所述人(5)或动物。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括通过第一脉冲长度^r测器(9 )来控制所述第一脉沖(19 ) 的长度；以及通过另外的脉沖长度检测器(17)来控制所述另外的脉 冲(21)的长度。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括提供通过所述第一脉冲长度检测器(9 )得到的测量结果， 所述测量结果被提供给由第一目标脉冲长度(LT1)控制的第 一比较器(10);以及提供通过所述第一另外的脉沖长度检测器(17)得到的 测量结果，所述测量结果被提供给由另外的目标脉沖长度 (LT3)控制的另外的比较器(18)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，包括通过由所述第一脉沖生成器(8)控制并且进一步连接至 所述另外的脉沖生成器(14)的附加脉沖长度生成器(11 )来 限定所述预定时间(LT2)。
7. —种在包括基于微波的发射和接收单元(2)的预定的检测体 积(4)内进行存在控制的系统，所述系统还包括第一脉冲长度生成器(8),用于周期性地启动微波发射 器(6 );微波接收器(15 ),用于检测在所述检测体积(4 )内的 微波辐射，所述微波接收器(15 )被配置为基于所接收的所述 微波辐射来确定在所述检测体积(4 )内是否存在活动的人(5 ) 或动物；其特征在于，所述系统包括另外的脉沖生成器(14),用于通过一序列另外的脉冲 (21)来周期性地启动所述微波接收器(15)，所述另外的脉 冲中的每个脉沖均具有预定的脉沖长度(LT3 )，以及用于在所 述第一脉沖(19)进入无效状态之后，将另外的脉沖(21 )设 置为有效状态达预定时间(Ln)，其中，所述预定时间(Lx2) 对应于所发出的所述微波辐射到达所述检测体积(4)的外周 界(4a)以及如果被所述人(5)或动物反射到达所述接收器 (15 )的时间。
全文摘要
本发明涉及一种使用用于发射和接收微波辐射的装置(2)在预定的检测体积(4)内进行存在控制的方法，该方法包括周期性地启动微波发射器(6)；通过微波接收器(15)来检测在检测体积(4)内的微波辐射；以及基于由微波接收器(15)接收的微波辐射的特性来确定在检测体积(4)内是否存在活动的人(5)或动物。此外，该方法还包括周期性地启动微波接收器(15)；使接收器(15)在发射器(6)进入无效状态后进入有效状态达预定时间(L<sub>T2</sub>)，并且预定时间(L<sub>T2</sub>)对应于所发出的微波辐射到达检测体积(4)的外周界(4a)以及如果被人(5)或动物反射到达接收器(15)的时间。本发明还涉及一种存在检测的系统。
文档编号G01S13/56GK101414005SQ20081013200
公开日2009年4月22日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年10月19日
发明者安德斯·安东松, 戈兰·斯韦多夫 申请人:福特全球技术公司