WO1997031275A1 - Method and device for detecting an object in a region to be monitored - Google Patents

Method and device for detecting an object in a region to be monitored Download PDF

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WO1997031275A1
WO1997031275A1 PCT/DE1997/000299 DE9700299W WO9731275A1 WO 1997031275 A1 WO1997031275 A1 WO 1997031275A1 DE 9700299 W DE9700299 W DE 9700299W WO 9731275 A1 WO9731275 A1 WO 9731275A1
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threshold value
area
signal
alarm signal
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PCT/DE1997/000299
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Bodo LÜBBE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a corresponding arrangement according to the preamble of claim 4.
  • a transmitter sends a high-frequency interrogation signal from one side of the area through it to an opposite side, where a transponder consisting of an antenna and a surface wave delay element connected to it with the interposition of an interdigital transducer.
  • the received interrogation signal converted into a surface is reflected in the surface wave delay element and, after being converted back into an electrical signal, is sent back from the antenna in the direction of the side of the area having the transmitter, where it is detected by a receiver and fed to an evaluation device. If there is an object in the area to be monitored, the emitted signal is attenuated.
  • a problem common to the known methods or arrangements is the optimal setting of the threshold value, on the one hand to enable reliable detection of objects in the area to be monitored and on the other hand to avoid incorrect detections due to detection sensitivity being too high.
  • the solution according to the invention is based on the knowledge that the amplitude of the received modified interrogation signal can change due to temperature, weather or other environmental influences, without an object to be detected being in the area to be monitored. Naturally, these changes take place very slowly, but considerable deviations can occur in the long run.
  • the mean value of the received modified query signal formed according to the invention follows the slow changes of this signal. Accordingly, the threshold value generated from the mean value also follows these slow signal changes with the spacing of the specified safety margins. Rapid signal changes caused by objects penetrating into the area to be monitored, on the other hand, have a delayed effect in the mean value and thus Threshold value off so that the rapidly changing modified query signal violates the threshold value and thus triggers an alarm.
  • the threshold value present at the beginning of the alarm state is advantageously frozen until the end of the alarm state.
  • a slowly building up obstacle such as e.g. If, for example, a snow drift can be detected, an alarm is additionally triggered if the mean value or the threshold value generated therefrom violates a limit value in the form of a further threshold value.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an embodiment of the arrangement according to the invention.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the circuit part from FIG. 1 relating to threshold value tracking.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an area 1 to be monitored for the presence of objects, on the side 2 of which a transmitter 3 is arranged.
  • the transmitter 3 contains a transmission oscillator 4, which generates an output signal with a transmission frequency fi of 2.5 GHz, for example.
  • a frequency modulator 5 controlling this is connected to the transmission oscillator 4, which modulates the transmission frequency fi with a
  • Modulation frequency of 1 kHz, for example, and a frequency swing of z. B. +/- 6 MHz frequency modulated.
  • the frequency-modulated output signal of the transmission oscillator 4 is fed to an amplifier 6 and then emitted as an interrogation signal via an antenna 7 into the area 1 to be monitored.
  • the received interrogation signal is processed in a downstream band filter and amplifier stage 11 and then fed to a signal modulator 12 in which the received interrogation signal is mixed with the output signal of an oscillator 13.
  • the oscillator frequency f 2 is in a frequency range from 4 to 7 MHz, for example.
  • the thus modified interrogation signal with the frequency fi +/- f 2 is then fed via an amplifier 14 to an antenna 15 and is radiated back by the latter through the area 1 to be monitored on its side 2.
  • a receiver 16 is arranged there, in which the returned, modified query signal is received by means of an antenna 17 and is fed via an amplifier 18 to a further signal mixer 19, which also receives the output signal of the transmission oscillator 4.
  • F- by mixing the two signals with the frequencies f 2 and f +/-: generates Si ⁇ gnalmischer 19 output a signal f is the frequency of the oscillator 13 of the transponder 2 comprises. 9
  • This signal is fed to an evaluation device 20 with a threshold value detector contained therein and monitored for falling below a predetermined threshold value.
  • the interrogation signal is attenuated with a certain degree of damping when passing through area 1. If, on the other hand, there are any objects in area 1, the attenuation of the interrogation signal is greater and the modified interrogation signal received is therefore weaker.
  • the threshold value in the evaluation device 20 is therefore to be set such that the output signal of the further signal mixer 19 is above the threshold value in the case of an object-free area 1 and, in the presence of objects, falls below the threshold value and thereby triggers the output of an alarm signal A.
  • FIG. 2 shows a more detailed block diagram of the evaluation device 20.
  • This contains a low-pass filter 21 with a cut-off frequency of approximately 100 Hz, in which the signal coming from the signal mixer 19 is freed of noise components.
  • the noise-free signal U obtained in this way is then compared in a threshold value detector 22 with a threshold value U r ⁇ fi. If the signal U is below the threshold value U r ⁇ fi, the threshold value detector 22 emits an alarm signal Ai as long as this state persists.
  • the threshold value U re fi is derived from the signal U by feeding it to a device 23 for averaging and the mean value M continuously formed there in a device 24 by a safety margin to the threshold value U ref: er is added.
  • the safety margins can be linked to the mean M as an additive or multiplicative quantity.
  • the device 23 for averaging contains an integrator 25 which has a comparatively large time constant of approximately 10 s.
  • An integrator / digital converter 26, a digital storage device 27 and a digital / analog converter 28 are arranged in series after the integrator 25, the digital / analog converter 28 providing the mean value M on the output side.
  • the memory device 27 is controlled by a clock generator 29 for the clockwise acceptance of the signal at the output of the analog / digital converter 26 with a clock frequency of 1 Hz, for example.
  • the integration of the signal U and the subsequent intermittent adoption of the integration result ensures that rapid changes in the signal U are not detected and stored.
  • the mean value M and thus the threshold value U r ⁇ f ⁇ thus only follows slow changes in the signal U and thus adapts to the external conditions of the area 1 to be monitored (FIG. 1).
  • the mean value M but it can also be the threshold value U r e f i, in a further threshold value detector 30 with a further threshold value U re . 2 compared, which can be set depending on the circumstances and represents a minimum value below which the threshold value U re . ⁇ may never decrease.
  • a drop in the threshold value U r efi below this value leads to the generation of a further alarm signal A 2 .
  • the two alarm signals Ai and A 2 are combined via an OR gate 31 to the alarm signal A.
  • the threshold value U re ⁇ is no longer adapted to the average time profile of the signal U, in this case the digital average value M stored in the memory device 27 and thus the resultant The threshold value U ref ⁇ frozen in that the alarm signal A x blocks the clock control of the memory device 27 via a controllable switch 32.

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Abstract

It is known that an object can be detected in a region to be monitored by transmitting through the region a high-frequency scanning signal from one side of the region to an opposite second side thereof, where the signal is received in a transponder, modified and returned through the region to the first side. The modified scanning signal is received on the first side of the region and compared with a threshold value, an alarm signal being generated if this threshold value is violated. In order to optimize the threshold value (Uref1), a mean value (M) is continuously formed from the signal (U) compared with the threshold value (Uref1) and from this mean value (M) the threshold value (Uref1) is formed, taking account of a predetermined safety margin.

Description

O 97/31275 PCI7DE97/00299 O 97/31275 PCI7DE97 / 00299
Beschreibungdescription
Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Objekts in einem zu überwachenden BereichMethod and device for detecting an object in an area to be monitored
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine entsprechende Anordnung nach dem Ober¬ begriff des Anspruchs 4.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a corresponding arrangement according to the preamble of claim 4.
Häufig soll festgestellt werden, ob sich in einem Sicher- heits- oder Gefahrenbereich eine Person aufhält oder Gegen¬ stände abgestellt sind. Dies gilt beispielsweise für den Gleisbereich zwischen den Schranken eines schienengleichen Bahnübergangs.It is often intended to determine whether a person is in a security or danger area or whether objects are parked there. This applies, for example, to the track area between the barriers of a level crossing with rails.
Aus der WO 94/23981 ist eine Anordnung zum Detektieren eines Objekts in einem zu überwachenden Bereich bekannt, bei der ein Sender ein hochfrequentes Abfragesignal von einer Seite des Bereichs aus durch diesen hindurch zu einer gegenüber- liegenden Seite sendet, wo ein Transponder, bestehend aus einer Antenne und einem daran unter Zwischenschaltung eines Interdigitalwandlers angeschlossenen Oberflächenwellen-Ver¬ zögerungselement, angeordnet ist. In dem Oberflächenwellen- Verzögerungselement wird das in eine Oberfläche umgewandelte empfangene Abfragesignal reflektiert und nach Zurückwandlung in ein elektrisches Signal von der Antenne in Richtung auf die den Sender aufweisende Seite des Bereichs zurückgesandt, wo es von einem Empfänger erfaßt und einer Auswerteeinrich¬ tung zugeführt wird. Befindet sich in dem zu überwachenden Bereich ein Objekt, so wird das abgestrahlte Signal gedämpft. Dies wird in der Auswerteeinrichtung dadurch detektiert, daß das empfangene Signal einen vorgegebenen Schwellenwert unter¬ schreitet. Durch Verwendung mehrerer Oberflächenwellen-Ver¬ zögerungselemente, auch mit unterschiedlichen Verzögerungen, kann der überwachte Bereich verbreitert und auch ein sich darin befindliches Objekt lokalisiert werden. Schwierigkeiten können dann auftreten, wenn das Abfragesignal nicht nur von dem Transponder, sondern auch von anderen, wei¬ ter entfernten Objekten zurückgestrahlt wird, aufgrund deren Abstand zum Sender sich die gleiche Signallaufzeit und auf- grund deren Oberflächenbeschaffenheit sich die gleiche Ampli¬ tude des reflektierten Signals wie bei dem Transponder er¬ gibt. Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wird in dem deut¬ schen Gebrauchsmuster 94 11 602 vorgeschlagen, das in dem Transponder empfangene Abfragesignal durch Verzögerung in einem Laufzeitelement zu modifizieren, bevor es durch den zu überwachenden Bereich zurückgesandt wird.From WO 94/23981 an arrangement for detecting an object in an area to be monitored is known, in which a transmitter sends a high-frequency interrogation signal from one side of the area through it to an opposite side, where a transponder consisting of an antenna and a surface wave delay element connected to it with the interposition of an interdigital transducer. The received interrogation signal converted into a surface is reflected in the surface wave delay element and, after being converted back into an electrical signal, is sent back from the antenna in the direction of the side of the area having the transmitter, where it is detected by a receiver and fed to an evaluation device. If there is an object in the area to be monitored, the emitted signal is attenuated. This is detected in the evaluation device in that the received signal falls below a predetermined threshold. By using several surface wave delay elements, even with different delays, the monitored area can be widened and an object located therein can also be localized. Difficulties can arise if the interrogation signal is not only radiated back by the transponder, but also by other, further distant objects, because of the distance from the transmitter the same signal propagation time and because of the surface condition the same amplitude of the reflected Signals as with the transponder. In order to avoid these difficulties, it is proposed in German Utility Model 94 11 602 to modify the interrogation signal received in the transponder by a delay in a runtime element before it is sent back through the area to be monitored.
Aufgrund von Laufzeitdispersionen bei Oberflächenwellen-Ver¬ zögerungselementen und daraus folgenden breiten Spektral- dispersionen kann es bei Verwendung von mehreren Transpondern zu gegenseitigen Beeinflussungen der Spektren kommen, weil die Bandbreite der von den Transpondern zurückgestrahlten modifizierten Abfragesignale zu groß wird. Dies läßt sich entsprechend der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 196 00 691.0 dadurch vermeiden, daß die Modi¬ fikation des Abfragesignals in dem Transponder durch Mischung mit einem Oszillatorsignal erfolgt und daß das durch den zu überwachenden Bereich zurückgesandte modifizierte Abfrage¬ signal mit dem Abfragesignal des Senders gemischt wird, bevor es zur weiteren Auswertung dem Schwellenwertdetektor zuge¬ führt wird.Due to time-of-flight dispersions in surface wave delay elements and the resulting broad spectral dispersions, the use of several transponders can lead to mutual interference of the spectra because the bandwidth of the modified interrogation signals reflected by the transponders becomes too large. According to German patent application 196 00 691.0, which has not yet been published, this can be avoided by modifying the interrogation signal in the transponder by mixing it with an oscillator signal and by modifying the interrogated signal returned by the area to be monitored with the interrogation signal from the transmitter is mixed before it is fed to the threshold value detector for further evaluation.
Ein den bekannten Verfahren bzw. Anordnungen gemeinsames Problem ist die optimale Einstellung des Schwellenwertes, um einerseits eine sichere Detektion von Objekten in dem zu überwachenden Bereich zu ermöglichen und andererseits Fehl- detektionen aufgrund zu hoher Detektionsempfindlichkeit zu vermeiden.A problem common to the known methods or arrangements is the optimal setting of the threshold value, on the one hand to enable reliable detection of objects in the area to be monitored and on the other hand to avoid incorrect detections due to detection sensitivity being too high.
Gemäß der Erfindung erfolgt die Lösung dieses Problems durch das in dem Anspruch 1 angegebene Verfahren und die in dem An¬ spruch 4 angegebene Vorrichtung. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unter¬ ansprüchen zu entnehmen.According to the invention, this problem is solved by the method specified in claim 1 and the device specified in claim 4. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich durch Temperatur-, Witterungs- oder andere Umwelt¬ einflüsse die Amplitude des empfangenen modifizierten Ab¬ fragesignals ändern kann, ohne daß sich ein zu detektierendes Objekt in dem zu überwachenden Bereich befindet. Diese Ände¬ rungen erfolgen naturgemäß nur sehr langsam, wobei aber auf Dauer beträchtliche Abweichungen zustande kommen können. Der entsprechend der Erfindung gebildete Mittelwert des empfange¬ nen modifizierten Abfragesignals folgt den langsamen Änderun¬ gen dieses Signals. Dementsprechend folgt auch der aus dem Mittelwert erzeugte Schwellenwert mit dem Abstand der vorge- gebenen Sicherheitsmarginale diesen langsamen Signaländerun¬ gen. Schnelle Signaländerungen, die durch in den zu über¬ wachenden Bereich eindringende Objekte hervorgerufen werden, wirken sich dagegen verzögert in dem Mittelwert und damit dem Schwellenwert aus, so daß das sich schnell ändernde modifi- zierte Abfragesignal den Schwellenwert verletzt und somit eine Alarmauslösung bewirkt.The solution according to the invention is based on the knowledge that the amplitude of the received modified interrogation signal can change due to temperature, weather or other environmental influences, without an object to be detected being in the area to be monitored. Naturally, these changes take place very slowly, but considerable deviations can occur in the long run. The mean value of the received modified query signal formed according to the invention follows the slow changes of this signal. Accordingly, the threshold value generated from the mean value also follows these slow signal changes with the spacing of the specified safety margins. Rapid signal changes caused by objects penetrating into the area to be monitored, on the other hand, have a delayed effect in the mean value and thus Threshold value off so that the rapidly changing modified query signal violates the threshold value and thus triggers an alarm.
Damit sich während eines Alarmzustandes der Schwellenwert nicht weiter an den Verlauf des empfangenen modifizierten Abfragesignals anpaßt, wird in vorteilhafter Weise der zu Beginn des Alarmzustandes vorliegende Schwellenwert bis zum Ende des Alarmzustandes eingefroren.So that the threshold value does not adapt further to the course of the received modified query signal during an alarm state, the threshold value present at the beginning of the alarm state is advantageously frozen until the end of the alarm state.
Um zu erreichen, daß trotz Anpassung des Schwellenwertes an die äußeren Gegebenheiten in dem zu überwachenden Bereich ein sich langsam aufbauendes Hindernis, wie z. B. eine Schnee¬ verwehung, erkannt werden kann, wird zusätzlich ein Alarm ausgelöst, wenn der Mittelwert bzw. der daraus erzeugte Schwellenwert einen Grenzwert in Form eines weiteren Schwel- lenwertes verletzt. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, von denenIn order to achieve that despite adaptation of the threshold value to the external conditions in the area to be monitored, a slowly building up obstacle, such as e.g. If, for example, a snow drift can be detected, an alarm is additionally triggered if the mean value or the threshold value generated therefrom violates a limit value in the form of a further threshold value. To further explain the invention, reference is made below to the figures of the drawing, of which
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung undFigure 1 is a schematic diagram of an embodiment of the arrangement according to the invention and
Figur 2 ein Blockschaltbild des die Schwellenwertnachführung betreffenden Schaltungsteils aus Figur 1 darstellen.FIG. 2 shows a block diagram of the circuit part from FIG. 1 relating to threshold value tracking.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen auf das Vor- handensein von Objekten zu überwachenden Bereich 1, auf des¬ sen einer Seite 2 ein Sender 3 angeordnet ist. Der Sender 3 enthält einen Sendeoszillator 4, der ein Ausgangssignal mit einer Sendefrequenz fi von beispielsweise 2,5 GHz erzeugt. An dem Sendeoszillator 4 ist ein diesen steuernder Frequenzmodu- lator 5 angeschlossen, der die Sendefrequenz fi mit einerFIG. 1 shows a schematic representation of an area 1 to be monitored for the presence of objects, on the side 2 of which a transmitter 3 is arranged. The transmitter 3 contains a transmission oscillator 4, which generates an output signal with a transmission frequency fi of 2.5 GHz, for example. A frequency modulator 5 controlling this is connected to the transmission oscillator 4, which modulates the transmission frequency fi with a
Modulationsfrequenz von beispielsweise 1 kHz und einem Fre¬ quenzhub von z. B. +/- 6 MHz frequenzmoduliert. Das frequenz¬ modulierte Ausgangssignal des Sendeoszillators 4 wird einem Verstärker 6 zugeführt und anschließend als Abfragesignal über eine Antenne 7 in den zu überwachenden Bereich 1 abge¬ strahlt.Modulation frequency of 1 kHz, for example, and a frequency swing of z. B. +/- 6 MHz frequency modulated. The frequency-modulated output signal of the transmission oscillator 4 is fed to an amplifier 6 and then emitted as an interrogation signal via an antenna 7 into the area 1 to be monitored.
Auf der der Seite 2 des Bereichs 1 gegenüberliegenden Seite 8 ist ein Transponder 9 angeordnet, der das Abfragesignal mit- tels einer Antenne 10 empfängt. Das empfangene Abfragesignal wird in einer nachgeordneten Bandfilter- und Verstärkerstufe 11 aufbereitet und anschließend einem Signalmodulator 12 zu¬ geführt, in dem das empfangene Abfragesignal mit dem Aus¬ gangssignal eines Oszillators 13 gemischt wird. Die Oszilla- torfrequenz f2 liegt dabei in einem Frequenzbereich von bei¬ spielsweise 4 bis 7 MHz. Das so modifizierte Abfragesignal mit der Frequenz fi +/- f2 wird anschließend über einen Ver¬ stärker 14 einer Antenne 15 zugeführt und von dieser durch den zu überwachenden Bereich 1 hindurch auf dessen Seite 2 zurückgestrahlt. Dort ist ein Empfänger 16 angeordnet, in dem das zurück¬ gestrahlte, modifizierte Abfragesignal mittels einer Antenne 17 empfangen und über einen Verstärker 18 einem weiteren Signalmischer 19 zugeführt wird, der außerdem das Ausgangs- signal des Sendeoszillators 4 erhält. Durch Mischung beider Signale mit den Frequenzen f-, +/- f2 bzw. f: erzeugt der Si¬ gnalmischer 19 ausgangsseitig ein Signal, das die Frequenz f2 des Oszillators 13 des Transponders 9 aufweist. Dieses Signal wird einer Auswerteeinrichtung 20 mit darin enthaltenem Schwellenwertdetektor zugeführt und auf Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes überwacht.A transponder 9, which receives the query signal by means of an antenna 10, is arranged on the side 8 opposite side 2 of area 1. The received interrogation signal is processed in a downstream band filter and amplifier stage 11 and then fed to a signal modulator 12 in which the received interrogation signal is mixed with the output signal of an oscillator 13. The oscillator frequency f 2 is in a frequency range from 4 to 7 MHz, for example. The thus modified interrogation signal with the frequency fi +/- f 2 is then fed via an amplifier 14 to an antenna 15 and is radiated back by the latter through the area 1 to be monitored on its side 2. A receiver 16 is arranged there, in which the returned, modified query signal is received by means of an antenna 17 and is fed via an amplifier 18 to a further signal mixer 19, which also receives the output signal of the transmission oscillator 4. F- by mixing the two signals with the frequencies f 2 and f +/-: generates Si¬ gnalmischer 19 output a signal f is the frequency of the oscillator 13 of the transponder 2 comprises. 9 This signal is fed to an evaluation device 20 with a threshold value detector contained therein and monitored for falling below a predetermined threshold value.
Befinden sich in dem zu überwachenden Bereich 1 keine Objek¬ te, so wird das Abfragesignal beim Durchlaufen des Bereichs 1 mit einem bestimmten Dämpfungsgrad gedämpft. Befinden sich dagegen in dem Bereich 1 irgendwelche Objekte, so ist die Dämpfung des Abfragesignals größer und somit das empfangene modifizierte Abfragesignal schwächer. Der Schwellenwert in der Auswerteeinrichtung 20 ist daher so einzustellen, daß das Ausgangssignal des weiteren Signalmischers 19 bei objekt¬ freiem Bereich 1 über dem Schwellenwert liegt und bei Vor¬ handensein von Objekten den Schwellenwert unterschreitet und dabei die Abgabe eines Alarmsignals A bewirkt.If there are no objects in area 1 to be monitored, the interrogation signal is attenuated with a certain degree of damping when passing through area 1. If, on the other hand, there are any objects in area 1, the attenuation of the interrogation signal is greater and the modified interrogation signal received is therefore weaker. The threshold value in the evaluation device 20 is therefore to be set such that the output signal of the further signal mixer 19 is above the threshold value in the case of an object-free area 1 and, in the presence of objects, falls below the threshold value and thereby triggers the output of an alarm signal A.
Figur 2 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild der Aus¬ werteeinrichtung 20. Diese enthält ein Tiefpaßfilter 21 mit einer Grenzfrequenz von etwa 100 Hz, in dem das von dem Signalmischer 19 kommende Signal von Rauschanteilen befreit wird. Das so erhaltene rauschfreie Signal U wird anschließend in einem Schwellenwertdetektor 22 mit einem Schwellenwert Urβfi verglichen. Liegt dabei das Signal U unter dem Schwel¬ lenwert Urβfi, so gibt der Schwellenwertdetektor 22 ein Alarm¬ signal Ai ab, solange dieser Zustand andauert. Der Schwellen¬ wert Urefi wird aus dem Signal U abgeleitet, indem dieses ei- ner Einrichtung 23 zur Mittelwertbildung zugeführt wird und der dort laufend gebildete Mittelwert M in einer Einrichtung 24 um eine Sicherheitsmarginale zu dem Schwellenwert Uref: er- gänzt wird. Dabei kann die Sicherheitsmarginale als additive oder multiplikative Größe mit dem Mittelwert M verknüpft wer¬ den. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel enthält die Ein¬ richtung 23 zur Mittelwertbildung einen Integrator 25, der eine vergleichsweise große Zeitkonstante von etwa 10 s auf¬ weist. Dem Integrator 25 sind nacheinander ein Analog-/Digi- tal-Umsetzer 26, eine digitale Speichereinrichtung 27 und ein Digital-/Analog-Umsetzer 28 nachgeordnet, wobei der Digi¬ tal-/Analog-Umsetzer 28 ausgangsseitig den Mittelwert M be- reitstellt. Die Speichereinrichtung 27 wird von einem Takt¬ geber 29 zur taktweisen Übernahme des Signals am Ausgang des Analog-/Digital-Umsetzers 26 mit einer Taktfrequenz von bei¬ spielsweise 1 Hz gesteuert. Durch die Integration des Signals U und die nachfolgende taktweise Übernahme des Integrations- ergebnisses wird erreicht, daß schnelle Änderungen des Si¬ gnals U nicht erfaßt und gespeichert werden. Der Mittelwert M und damit der Schwellenwert Urβfι folgt somit lediglich lang¬ samen Änderungen des Signals U und paßt sich so den äußeren Gegebenheiten des zu überwachenden Bereichs 1 (Figur 1) an.FIG. 2 shows a more detailed block diagram of the evaluation device 20. This contains a low-pass filter 21 with a cut-off frequency of approximately 100 Hz, in which the signal coming from the signal mixer 19 is freed of noise components. The noise-free signal U obtained in this way is then compared in a threshold value detector 22 with a threshold value U rβ fi. If the signal U is below the threshold value U r βfi, the threshold value detector 22 emits an alarm signal Ai as long as this state persists. The threshold value U re fi is derived from the signal U by feeding it to a device 23 for averaging and the mean value M continuously formed there in a device 24 by a safety margin to the threshold value U ref: er is added. The safety margins can be linked to the mean M as an additive or multiplicative quantity. In the exemplary embodiment shown, the device 23 for averaging contains an integrator 25 which has a comparatively large time constant of approximately 10 s. An integrator / digital converter 26, a digital storage device 27 and a digital / analog converter 28 are arranged in series after the integrator 25, the digital / analog converter 28 providing the mean value M on the output side. The memory device 27 is controlled by a clock generator 29 for the clockwise acceptance of the signal at the output of the analog / digital converter 26 with a clock frequency of 1 Hz, for example. The integration of the signal U and the subsequent intermittent adoption of the integration result ensures that rapid changes in the signal U are not detected and stored. The mean value M and thus the threshold value U rβf ι thus only follows slow changes in the signal U and thus adapts to the external conditions of the area 1 to be monitored (FIG. 1).
Damit aber ein sich langsam aufbauendes Hindernis, z. B. eine Schneeverwehung, in dem Bereich 1 dennoch erkannt werden kann, wird der Mittelwert M, es kann aber auch der Schwellen¬ wert Urefi sein, in einem weiteren Schwellenwertdetektor 30 mit einem weiteren Schwellenwert Ure.2 verglichen, der je nach Gegebenheit fest eingestellt werden kann und einen Minimal¬ wert darstellt, unter den der Schwellenwert Ure.ι niemals sin¬ ken darf. Ein Absinken des Schwellenwertes Urefi unter diesen Wert führt zur Erzeugung eines weiteren Alarmsignals A2. Die beiden Alarmsignale Ai und A2 werden über ein ODER-Gatter 31 zu dem Alarmsignal A zusammengefaßt.So that a slowly building up obstacle, e.g. B. a drift of snow, in which area 1 can still be recognized, the mean value M, but it can also be the threshold value U r e f i, in a further threshold value detector 30 with a further threshold value U re . 2 compared, which can be set depending on the circumstances and represents a minimum value below which the threshold value U re .ι may never decrease. A drop in the threshold value U r efi below this value leads to the generation of a further alarm signal A 2 . The two alarm signals Ai and A 2 are combined via an OR gate 31 to the alarm signal A.
Damit während eines durch das Alarmsignal Ai angegebenen Alarmzustandes der Schwellenwert Ureπ nicht weiter an den mittleren zeitlichen Verlauf des Signals U angepaßt wird, wird in diesem Fall der in der Speichereinrichtung 27 ge¬ speicherte digitale Mittelwert M und damit der daraus resul- tierende Schwellenwert Urefι eingefroren, indem das Alarm¬ signal Ax über einen steuerbaren Schalter 32 die Taktsteue¬ rung der Speichereinrichtung 27 sperrt. So that during an alarm state indicated by the alarm signal Ai the threshold value U re π is no longer adapted to the average time profile of the signal U, in this case the digital average value M stored in the memory device 27 and thus the resultant The threshold value U ref ι frozen in that the alarm signal A x blocks the clock control of the memory device 27 via a controllable switch 32.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem zu über¬ wachenden Bereich (1), wobei von einer Seite (2) des Bereichs (1) durch diesen hindurch ein hochfrequentes Abfragesignal zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite (8) des Bereichs (1) gesendet wird, dort in einem Transponder (9) empfangen, modi¬ fiziert und durch den Bereich (1) hindurch zu der ersten Seite (2) zurückgesandt wird und wobei das modifizierte Ab- fragesignal auf der ersten Seite (2) des Bereichs (1) empfan¬ gen und mit einem Schwellenwert (Urβfi) verglichen wird, bei dessen Verletzung ein Alarmsignal (Ai) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem mit dem Schwellenwert (Urefi) verglichenen Signal (U) laufend ein Mittelwert (M) gebildet wird, aus dem unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Sicherheitsmarginale der Schwellenwert (Urβfi) erzeugt wird.1. A method for detecting an object in an area (1) to be monitored, a high-frequency interrogation signal being sent from one side (2) of the area (1) through this to an opposite second side (8) of the area (1) is received there in a transponder (9), modified and sent back through the area (1) to the first side (2) and the modified interrogation signal on the first side (2) of the area (1) received and compared with a threshold value (U rβf i), upon violation of which an alarm signal (Ai) is generated, characterized in that the signal (U) compared with the threshold value (U ref i) continuously produces an average value (M ) is formed, from which the threshold value (U rβf i) is generated taking into account a predetermined safety margin.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Auftreten des Alarmsignals (Ai) erzeugte Schwel¬ lenwert (Uretl) bis zum Ende des Alarmsignals (Ai) beibehalten wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the Schwel¬ lenwert (U retl ) generated when the alarm signal (Ai) occurs is maintained until the end of the alarm signal (Ai).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß ein weiteres Alarmsignal (A2) erzeugt wird, wenn der Mittelwert (M) oder der daraus erzeugte Schwellen¬ wert (Urβfi) einen weiteren Schwellenwert (Ucβf2) verletzt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a further alarm signal (A 2 ) is generated when the mean value (M) or the threshold value generated therefrom (U rβ fi) has a further threshold value (U cβ f2 ) injured.
4. Anordnung zum Detektieren eines Objekts in einem zu über- wachenden Bereich (1)4. Arrangement for detecting an object in an area to be monitored (1)
- mit einem auf einer ersten Seite (2) des Bereichs (1) an¬ geordneten Sender (3) , der durch den Bereich (1) hindurch ein hochfrequentes Abfragesignal zu einer gegenüberliegen¬ den zweiten Seite (8) des Bereichs (1) sendet, - mit einem auf der zweiten Seite (8) des Bereichs (1) an¬ geordneten Transponder (9) , der das Abfragesignal empfängt und in modifizierter Form durch den Bereich (1) hindurch zu der ersten Seite (2) des Bereichs (1) zurücksendet, und- With a transmitter (3) arranged on a first side (2) of the area (1), which transmits a high-frequency interrogation signal through the area (1) to an opposite second side (8) of the area (1) , - With a transponder (9) arranged on the second side (8) of the area (1), which receives the query signal and in modified form through the area (1) back to the first side (2) of the area (1), and
- mit einem auf der ersten Seite (2) des Bereichs (1) an¬ geordneten Empfänger (16), der das modifizierte Abfrage- signal empfängt und einer Auswerteeinrichtung (20) mit einem Schwellenwertdetektor (22) zuführt, der im Falle einer Schwellenwertverletzung ein Alarmsignal (Ai) erzeugt, gekennzeichnet durch:- With a receiver (16) arranged on the first side (2) of the area (1), which receives the modified query signal and feeds it to an evaluation device (20) with a threshold value detector (22), which in the event of a threshold value violation Alarm signal (Ai) generated, characterized by:
- eine Einrichtung (23), die aus dem dem Schwellenwertdetek- tor (22) zugeführten Signal (U) laufend einen Mittelwert- A device (23) which continuously generates an average value from the signal (U) fed to the threshold value detector (22)
(M) bildet, und(M) forms, and
- eine nachgeordnete weitere Einrichtung (24), die aus dem Mittelwert (M) unter Berücksichtigung einer Sicherheits¬ marginale den Schwellenwert (Urefi) erzeugt und diesen dem Schwellenwertdetektor (22) zuführt.- A downstream further device (24) which generates the threshold value (U re fi) from the mean value (M), taking into account a safety margin, and supplies it to the threshold value detector (22).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23) zur Mittelwertbildung einen Integra¬ tor (25) mit vorgegebener Zeitkonstante enthält.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the means (23) for averaging contains an integer (25) with a predetermined time constant.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine der Einrichtung (23) zur Mittelwertbildung nach¬ geordnete und mit dem Alarmsignal (AJ steuerbare Speicher¬ einrichtung (27) zur Speicherung des beim Auftreten des Alarmsignals (AJ erzeugten Mittelwerts (M) oder des daraus erzeugten Schwellenwerts (UrefJ während der Dauer des Alarm¬ signals (AJ .6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized by one of the means (23) for averaging and arranged with the alarm signal (AJ controllable storage device (27) for storing the mean value (MJ) generated when the alarm signal (AJ) occurs the threshold value generated therefrom (U ref J during the duration of the alarm signal (AJ.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, - daß die Speichereinrichtung (27) von einem Taktgeber (29) zur taktweisen Übernahme des laufend gebildeten Mittelwerts (M) oder des erzeugten Schwellenwertes (Urefi) gesteuert ist und7. Arrangement according to claim 6, characterized in that - the storage device (27) is controlled by a clock generator (29) for the cyclical acceptance of the continuously formed mean value (M) or the generated threshold value (U ref i) and
- daß der Takt durch das Alarmsignal (AJ während seiner Dauer abschaltbar ist. - That the clock can be switched off during its duration by the alarm signal (AJ.
8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge¬ kennzeichnet durch einen weiteren Schwellenwertdetektor (30) , dem eingangsseitig der Mittelwert (M) oder der daraus erzeugte Schwellenwert (UrβfJ zugeführt wird und der im Falle der Verletzung eines weiteren Schwellenwertes (Urβf2) ein wei¬ teres Alarmsignal (A2) erzeugt. 8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized by a further threshold value detector (30), to the input side of which the mean value (M) or the threshold value generated therefrom (U rβf J is supplied and which in the event of violation of a further threshold value (U rβf2 ) generates a further alarm signal (A 2 ).
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