AT16282U1 - Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder - Google Patents

Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder Download PDF

Info

Publication number
AT16282U1
AT16282U1 ATGM278/2017U AT2782017U AT16282U1 AT 16282 U1 AT16282 U1 AT 16282U1 AT 2782017 U AT2782017 U AT 2782017U AT 16282 U1 AT16282 U1 AT 16282U1
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
movement
sensor
objects
feature
distance
Prior art date
Application number
ATGM278/2017U
Other languages
English (en)
Original Assignee
Zumtobel Lighting Gmbh
Zumtobel Group Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting Gmbh, Zumtobel Group Ag filed Critical Zumtobel Lighting Gmbh
Publication of AT16282U1 publication Critical patent/AT16282U1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
    • G01J5/0025—Living bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/62—Sense-of-movement determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G01S7/412—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity based on a comparison between measured values and known or stored values
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/115—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
    • G08B13/19—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems
    • G08B13/191—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems using pyroelectric sensor means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen bewegter Objekte, welche einen Sensor (2) zum Erfassen von zumindest einem Objekt (3) in einem Erfassungsbereich (1) und zum Ausgeben eines auf der Grundlage der Bewegung von dem zumindest einen Objekt (3) erzeugten Sensorsignals, eine Einrichtung (4) zum Extrahieren von zumindest einem Merkmal, einer Merkmalkombination und/oder Muster aus dem Sensorsignal; und eine Einrichtung (5) zum Ermitteln einer Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage der Bewegungsbahn (L1 .. L8) und/oder Objektanzahl, welche dem zumindest einen Merkmal, der Merkmalkombination und/oder dem Muster zu geordnet sind, aufweist.

Description

Beschreibung
BEWEGUNGSERFASSUNG VON OBJEKTEN MITTELS BEWEGUNGSMELDER [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen bewegter Objekte. Die Erfindung betrifft insbesondere die Anwesenheits- und Bewegungsdetektion von Personen.
[0002] Sensoren zur Anwesenheitsdetektion werden oft in der Beleuchtungstechnik eingesetzt, um ein Schaltsignal zu erzeugen und die Beleuchtung in Abhängigkeit von der An- oder Abwesenheit von Personen automatisch zu schalten. Solche Sensoren nutzen zur Personendetektion hauptsächlich die Passiv-Infrarot (PIR, Pyroelectric Infrared)- oder die Radar-Technologie.
[0003] Für einige Anwendungen sind zusätzliche, über die Präsenz hinausgehende Informationen, wie die Bewegungsrichtung oder die genaue Region in der sich die Person befindet bzw. bewegt, nützlich. Ist beispielsweise die Bewegungsrichtung bekannt, können in der Bewegungsrichtung angeordnete Leuchten eingeschaltet und entgegen der Bewegungsrichtung angeordnete Leuchten ausgeschaltet werden oder bleiben. Aber auch zur statistischen Erfassung der Gebäudenutzung bzw des Nutzerverhaltens sind solche Informationen interessant.
[0004] Die US 2015/102226 A1 offenbart ein Sensorsystem, das Informationen über die Position eines Objektes liefern kann und bei dem zwei mit mehreren Abtastelementen versehene PIR-Sensoren jeweils einen Bereich erfassen, wobei sich die beiden Bereiche teilweise überlappen und auf der Grundlage des jeweiligen Sensor-Signalverlaufs ein der Objektposition entsprechendes Abtastelement ermittelt wird.
[0005] Dieses System ist durch die Verwendung von mehreren Sensoren komplex und teuer. Zudem wird die Genauigkeit durch die mögliche Anzahl von eindeutigen Kombination aus Signalamplituden und deren Ausrichtung begrenzt. Die Bestimmung der Bewegungsrichtung ist nicht möglich oder ungenau.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen bewegter Objekte bereitzustellen, die eine genaue und günstige Bestimmung der Bewegungsrichtung, der Entfernung, der Lage der Bewegungsbahn und/oder der Objektanzahl erlauben.
[0007] Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
[0008] Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Erfassen bewegter Objekte einen Sensor zum Erfassen von zumindest einem Objekt in einem Erfassungsbereich und zum Ausgeben eines auf der Grundlage der Bewegung von dem zumindest einen Objekt erzeugten Sensorsignals, eine Einrichtung zum Extrahieren von zumindest einem Merkmal, einer Merkmalkombination und/oder einem Muster aus dem Sensorsignal und eine Einrichtung zum Ermitteln einer Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage der Bewegungsbahn und/oder Objektanzahl, welche dem zumindest einen Merkmal, der Kombination von Merkmalen und/oder dem Muster zugeordnet sind, auf.
[0009] Somit ist es möglich mit nur einem Sensor die Bewegungsrichtung des Objekts bezüglich des Sensors, die Entfernung zwischen dem Sensor und dem Objekt, Lage der Bewegungsbahn des Objekts bezüglich des Sensors und/oder die sich im Erfassungsbereich des Sensors befindliche Anzahl von bewegten Objekten zu bestimmen.
[0010] Das zumindest eine Merkmal, die Merkmalkombination und/oder das Muster können zusammen mit der jeweiligen zugeordneten Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage der Bewegungsbahn und/oder Objektanzahl in der Vorrichtung dauerhaft z.B. in einem Speicher der Vorrichtung gespeichert sein oder für eine temporäre und/oder selektive Erfassung an die Vorrichtung zu bestimmten Zeiten übermittelt werden.
/12
AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
Patentamt [0011] Der Sensor kann ein handelsüblicher Bewegungsmelder sein, der ein Ein- oder Ausschaltsignal abgibt und bei dem das Sensorsignal, aus welchem das Schaltsignal abgeleitet wird, zusätzlich ausgegeben wird.
[0012] Der Sensor kann ein pyroelektrischer Sensor mit einer Vielzahl von dualen Sensorelementen und das Sensorsignal ein analoges, ggf. zeitdiskretes oder ein hochauflösendes digitales, ggf. zeitdiskretes Signal sein, welches sich aus von den Sensorelementen erzeugten Signalen zusammensetzt.
[0013] Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine Ausgabeeinrichtung aufweisen, welche die von der Ermittlungseinrichtung ermittelte Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl und/oder zumindest eines der ermittelten Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl zugeordneten Signale ausgibt. Mit der Ausgabe solcher Signale ist es beispielsweise möglich, eine der ermittelten Bewegungsrichtung zugeordnete Leuchte einzuschalten oder ihre Lichtintensität an die ermittelte Entfernung anzupassen. Die von der Ermittlungseinrichtung ermittelten Daten können an eine externe Gebäude- Steuerungseinrichtung, welche die Klimatisierung steuert und auch Daten von an anderen Orten positionierten erfindungsgemäßen Vorrichtungen empfängt oder an eine Auswerteeinrichtung, welche Bewegungsprofile und/oder Anwesenheitsprofile erstellt, ausgegeben werden.
[0014] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird an Hand des Signalverlaufs des von dem Sensor abgegebenen Signals die Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl ermittelt, wobei ausgenutzt wird, dass Bewegungen in einer bestimmten Richtung, in einer bestimmten Entfernung und/oder in einer bestimmten Lage einen bestimmten, charakteristischen Signalverlauf bewirken bzw. ähnliche Merkmale und/oder Muster im Signal hervorrufen. Eine Signaländerung erfolgt auch, wenn sich die Anzahl von Objekten/Personen, die sich im Erfassungsbereich beispielsweise in eine bestimmte Richtung bewegen, ändert.
[0015] Für die Signalanalyse bzw. die Extraktion des zumindest einen Merkmals, der Merkmalkombination und/oder des Musters kann die Extrahierungseinrichtung dazu ausgelegt sein, in einem Zeitabschnitt des Sensorsignals die Ausrichtung des ersten Scheitelpunkts, Höhe und/oder Dauer von Amplituden im Zeitbereich, Anzahl von Spitzenwerten im Frequenzbereich und/oder die Signalenergie zu bestimmen. Eine gute Differenzierung von Bewegungen kann mittels dem Bestimmen der höchsten, eine minimale Amplitude aufweisenden Frequenz und der Frequenz mit der höchsten Amplitude im Zeitbereich oder Frequenzbereich erfolgen.
[0016] Die Merkmale, Merkmalkombinationen und/oder Muster mit der jeweiligen zugeordneten Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage und/oder Anzahl können vom Hersteller oder Anwender vorgegeben sein. Für die Verwendung der Vorrichtung an unterschiedlichen Einsatzorten und/oder die Verwendung verschiedener Sensoren kann es nützlich sein, die Zuordnung vor Ort mit dem verwendeten Sensor zu erlernen oder die vorgegebenen Merkmale, Merkmalkombinationen und/oder Muster an aktuelle Bedingungen (Räumlichkeiten, Montageort, Sensor) anzupassen.
[0017] Hierfür werden Objekte/Personen in der zu erfassenden Anzahl, in der zu erfassenden Bewegungsrichtung, der zu erfassenden Entfernung und/oder der zu erfassenden Lage in dem Erfassungsbereich des Sensors bewegt und das von dem Sensor erzeugte Signal analysiert bzw. die zugehörigen Merkmale, Merkmalkombinationen und/oder Muster bestimmt oder angepasst. Dabei werden die Anzahl der von dem Sensor aktuell erfassten Objekte und/oder die Bewegungsrichtung, die Entfernung und/oder die Lage des von dem Sensor aktuell erfassten Objektes über eine Eingabeeinrichtung eingegeben und mittels einer Zuordnungseinrichtung den bestimmten Merkmalen, Merkmalkombinationen und/oder Muster zugeordnet.
[0018] Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, wobei die Zuordnungseinrichtung dazu ausgelegt sein kann, mittels Lernalgorithmen Merkmale, Merkmalkombinationen und/oder Muster für die jeweilige Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl für die Zuordnung zu ermitteln.
[0019] Alternativ oder zusätzlich kann die Ermittlungseinrichtung dazu ausgelegt sein, einen
2/12
AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
Patentamt jeweiligen Grad der Übereinstimmung zwischen dem zumindest einen extrahierten Merkmal, der zumindest einen extrahierten Merkmalkombination und/oder dem extrahierten Muster mit den von der Zuordnungseinrichtung ermittelten Merkmalen, Merkmalkombinationen und/oder Mustern zu bestimmen und die Bewegungsrichtung, die Entfernung, die Lage und/oder die Objektanzahl auf der Grundlage des Grads der Übereinstimmung zu ermitteln.
[0020] Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Erfassen bewegter Objekte die folgenden Schritte auf:
[0021] - Ausgeben eines auf der Grundlage der Bewegung von zumindest einem Objekt mittels einem einzelnen Sensor erzeugten Sensorsignals;
[0022] - Extrahieren von zumindest einem Merkmal, einer Merkmalkombination und/oder Muster aus dem Sensorsignal; und [0023] - Ermitteln einer Bewegungsrichtung, Entfernung, Lage der Bewegungsbahn und/oder Objektanzahl, welche dem zumindest einen Merkmal, Merkmalkombination und/oder Muster zugeordnet sind.
[0024] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
[0025] Fig. 1 eine Vorrichtung zum Erfassen bewegter Objekte nach einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
[0026] Fig. 2 [0027] Fig. 3 [0028] Fig. 4 die Lage von Bewegungsbahnen im Erfassungsbereich des Sensors der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Diagramme mit den zeitlichen Verläufen des Sensorsignals bei einer Bewegung einer Person entlang der in Fig. 2 gezeigten Bewegungsbahnen;
eine Vorrichtung zum Erfassen bewegter Objekte nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung; und [0029] Fig. 5 ein vereinfachtes Diagramm zur Darstellung des Verfahrens.
[0030] Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
[0031] Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Schaltung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die zwei Bewegungsbahnen B1, B2 einer sich in einem Erfassungsbereich 1 eines Sensors 2 bewegenden Person 3 (Objekt) ermitteln und in Abhängigkeit der jeweilig ermittelten Bewegungsbahn B1, B2, also einem Weg mit zugeordneten Richtung der Bewegung zwei elektrisch angetriebene Tore T1, T2 ansteuern kann, wobei das Tor T1 der Bewegungsbahn B1 zugeordnet ist und geöffnet wird, wenn die Bewegungsbahn B1 ermittelt wird, wohingegen das Tor T2 der Bewegungsbahn B2 zugeordnet ist und geöffnet wird, wenn die Bewegungsbahn T2 ermittelt wird. Zusätzlich ist es möglich, dass bei einer ermittelten Bewegung, die keiner der beiden Bewegungsbahnen B1, B2 entsprechen muss, eine Leuchte (nicht gezeigt) eingeschaltet wird.
[0032] Für die Bestimmung, ob sich die Person 3 entlang der Bewegungsbahn B1, der Bewegungsrichtung B2 oder keine der beiden Bewegungsbahnen B1, B2 aber dennoch im Erfassungsbereich des Sensors 2 bewegt, werden von einer Extrahiereinrichtung 4 aus dem von dem Sensor 2 bei der Bewegung der Person 3 erzeugten analogen Signal Signalmerkmale oder Charakteristiken, also Signalabschnitte mit signifikanten Merkmalen, bzw. deren Werte, extrahiert, welche von einer Ermittlungseinrichtung 5 mit in einer Speichereinrichtung 6 gespeicherten Signalmerkmalen bzw. Signalcharakteristiken verglichen werden.
[0033] Jedem gespeicherten Signalmerkmal oder jeder gespeicherten Signalmerkmalkombination ist eine der beiden Bewegungsbahnen B1, B2 zugeordnet. In einem einfachen Fall ist jeder Bewegungsbahn B1, B2 ein zeitlicher Signalverlauf und/oder ein Spektrum eines Signalverlaufes zugeordnet und diese Zuordnung ist in der Speichereinrichtung 6 gespeichert. Die Extrahie
3/12
AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
Patentamt reinrichtung 4 extrahiert kontinuierlich oder zu bestimmten Zeiten einen Signalverlauf und/oder ein Spektrum aus dem von dem Sensor 2 abgegeben Signal und die Ermittlungseinrichtung 5 vergleicht oder korreliert den extrahierten Signalverlauf und/oder das extrahierte Spektrum mit den in der Speichereinrichtung 6 gespeicherten Signalverläufen und Spektren. Wird eine Übereinstimmung mit einem der gespeicherten Signalverläufe festgestellt oder liegt der Grad der Übereinstimmung oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts, ist die Bewegungsbahn B1, B2 der Person 3 aufgrund der gespeicherten Zuordnung ermittelt und wird an eine Ausgabeeinrichtung 6 gesendet. Die Ausgabeeinrichtung 6 erzeugt ein Einschaltsignal und gibt dieses an das der ermittelten Bewegungsbahn B1, B2 zugeordnete Tor T1, T2 aus.
[0034] Der in Fig. 1 gezeigte Sensor 2 ist vorzugsweise an der Decke eines Raumes angebracht und erfasst die sich unter ihm in dem Erfassungsbereich 1 bewegenden Personen 3. Der Sensor 2 kann ein handelsüblicher Bewegungsmelder mit einer Vielzahl von Passiv-InfrarotSensorelementen sein, der das mittels den dualen Sensorelementen erzeugte analoge Signal direkt an die Extrahiereinrichtung 4 ausgibt. Das typischerweise analoge Signal kann eine sich zeitlich in Abhängigkeit von der von dem Sensor 2 erfassten Bewegung oder Bewegungen ändernde Spannung sein.
[0035] Fig. 2 zeigt den Erfassungsbereich 1 und symbolhaft die dualen Sensorelemente 8 des Sensors 2, auf welche die Wärmestrahlung einer sich in dem Erfassungsbereich 1 befindlichen Person mittels einer oder mehreren Linsen gelenkt wird.
[0036] Die gestrichelten Linien zeigen acht mögliche Bewegungsbahnen L1..L8 durch den Erfassungsbereich 1 bzw. Lagen der Bewegungsbahnen im Erfassungsbereich 1, wobei die Bewegungsbahnen L1, L3, L5 und L7 durch das Zentrum des Erfassungsbereichs 1 und die Bewegungsbahnen L2, L4, L6 und L8 nicht durch das Zentrum führen. Eine Bewegung der Person 3 auf einer der Bewegungsbahn L1..L8 erzeugt durch die verteilte Anordnung der Sensorelemente 8, ihre Dualität und die Gestaltung der Linse in dem Sensor 2 ein für diese Bewegungsbahn L1..L8 typisches Signal. Dieses Signal unterscheidet sich von den für die übrigen Bewegungsbahnen L1...L8 typischen Signalverläufen soweit, dass aus dem Signalverlauf bzw. daraus ermittelter Kenngrößen (Ausrichtung des ersten Scheitelpunkts, höchste auftretende Frequenz, Frequenz mit größter Amplitude,...) auf die tatsächliche Bewegungsbahn L1..L8 der Person geschlossen werden kann. Die zu den einzelnen Bewegungsbahnen L1..L8 gehörenden Signale bzw. deren Charakteristiken können in Versuchsreihen ermittelt werden. Zu beachten ist, dass die Bewegungsbahnen L1...L8 auch die Bewegungsrichtung kennzeichnen, wie es in der Figur durch die Pfeile angegeben ist. Dieselben Wege könnten in umgekehrter Richtung als Bewegungsbahnen L9-L16 auftreten und auf Basis der Signalverläufe wiederum unterschieden bzw. ermittelt werden.
[0037] Fig. 3 zeigt acht Diagramme D1 ,.D8 mit den zeitlichen Verläufen des von dem Sensor 2 ausgegebenen Signals bei einer Bewegung der Person 3 entlang der Bewegungsbahnen L1 ,.L8 in eine jeweilige bestimmte Richtung. Das Diagramm D1 zeigt den Signalverlauf für die Bewegung der Person 3 auf der Bewegungsbahn L4, das Diagramm D2 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L1, das Diagramm D3 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L2, das Diagramm D4 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L5, das Diagramm D5 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L7, das Diagramm D6 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L3, das Diagramm D7 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L6, und das Diagramm D8 den Signalverlauf für die Bewegungsbahn L8.
[0038] Wie hoch die Unterschiede zwischen den zeitlichen Signalverläufen sind, welche eine sich auf den Bewegungsbahnen L1 ,.L8 bewegende Person 3 bewirkt, hängt von der Gestaltung des Sensors 2, insbesondere dessen Linse ab. Bei einer symmetrischen Linse, können Bewegungen auf zumindest einigen unterschiedlichen Bewegungsbahnen L1..L8 ähnliche oder gleiche Signalverläufe hervorrufen, was die Differenzierung erschwert. Dies kann bei der Wahl des Sensors 2, dessen Linse, des Einsatzortes, der Position und Ausrichtung des Sensors 2 und/oder der zu erfassenden Bewegungen berücksichtigt werden.
[0039] Wie oben bereits erläutert und auch aus den Diagrammen zu sehen ist, sind die Verläu
4/12
AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
Patentamt fe in diesem Beispiel für jede der Bewegungsbahn L1..L8 unterschiedlich. Dies trifft auch auf unterschiedliche Bewegungsrichtungen, Bewegungen in unterschiedlichen Entfernungen der Person 3 zum Sensor 2 insbesondere bei seitlicher Erfassung (Wandmontage des Sensors 2) und eine unterschiedliche Anzahl der sich bewegenden Personen (Objektanzahl) zu.
[0040] Da der jeweilige Signalverlauf von dem jeweilig verwendeten Sensor 2 und von der räumlichen Anordnung abhängen kann, ist es vorteilhaft die Signalverläufe und deren Charakteristiken für jede zu detektierende Bewegungsbahn L1..L8, Richtung, Abstand oder Anzahl unter den tatsächlichen Bedingungen vor Ort zu ermitteln.
[0041] Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit der die zum Vergleich gespeicherten Charakteristiken bzw. die Signalverläufe zum Ermitteln der Bewegungsbahn einer Person unter den tatsächlichen Bedingungen vor Ort bestimmt werden können. Hierzu weist die Vorrichtung zusätzlich zu der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung eine Eingabevorrichtung 9 und eine Zuordnungseinrichtung 10 auf.
[0042] Im Lernmodus der Vorrichtung bewegt sich die Person 3 im Erfassungsbereich 1 zunächst in einer vorgegebenen Bewegungsbahn B1, wobei diese Bewegungsbahn B1, mittels einer Eingabe über die Eingabevorrichtung 9 der Zuordnungseinrichtung 10 angezeigt wird. Die Extrahiereinrichtung 4 extrahiert die für eine Bestimmung der Bewegungsbahn B1 nötigen Charakteristiken aus dem Sensorsignal und speichert diese zusammen mit der über die Eingabevorrichtung 9 eingegebenen Richtungsinformation in der Speichereinrichtung 6, von wo diese im Normalbetriebsmodus wie oben beschrieben von der Ermittlungseinrichtung 5 ausgelesen werden. Dieser Vorgang wird für sämtliche relevanten Bewegungsbahnen, im Beispiel B1 und B2, wiederholt.
[0043] Der Lernprozess kann für jede der Bewegungsbahnen B1, B2 auch mehrmals wiederholt werden, wobei die Zuordnungseinrichtung 10 die zur jeweiligen Bewegungsbahn B1, B2 zugehörigen Charakteristiken mittels einem Lernalgorithmus optimiert oder einen Mittelwert der zu einer Bewegungsbahn B1, B2 ermittelten Charakteristiken bildet.
[0044] Die von der Extrahiereinrichtung 4 zu extrahierenden und von der Zuordnungseinrichtung 10 bzw. der Ermittlungseinrichtung 5 zu bewertenden Charakteristiken können vorgegeben sein oder ebenfalls mittels Lernalgorithmen in Versuchen ermittelt werden, wobei zum Beispiel ein im Zeit- oder Frequenzbereich des Sensorsignals bei gleichen oder ähnlichen Bewegungen vorkommendes Muster maschinell erkannt wird.
[0045] Für ein maschinelles Lernen im Lernmodus können Personenbewegungen mittels anderen Sensoren erfasst und der Zuordnungseinrichtung 10 übermittelt werden. Hierfür kann die Eingabevorrichtung 9 beispielsweise eine Kamera mit einer Auswerteeinrichtung sein, welche die aktuelle Bewegungsbahn B1, B2, Entfernung, Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Personenanzahl im Erfassungsbereich 1 in einer Bildanalyse automatsch ermittelt.
[0046] Charakteristiken/Merkmale, die aus dem Sensorsignal zum Ermitteln einer dem aktuellen Signalverlauf entsprechenden Bewegungsbahn L1...L8 bestimmt werden können, sind die höchste, eine bestimmte Amplitude übersteigende Frequenz, Frequenz mit der höchste Amplitude im Frequenzbereich, Ausrichtung des ersten Scheitelpunkts im Zeitbereich (Maximum als Minimum der Signalverläufe), Höhe und/oder Dauer von Amplituden im Zeitbereich, Anzahl von Spitzenwerten im Frequenzbereich und/oder die Signalenergie.
[0047] In den beschriebenen Beispielen werden auf der Grundlage der ermittelten Bewegungscharakteristik Geräte angesteuert. Es ist jedoch auch möglich Informationen über die ermittelten Objektbewegungen (Objektanzahl, Bewegungsgeschwindigkeit, Richtung, Abstand oder Position) anzuzeigen oder an andere Steuerungseinrichtungen auszugeben.
[0048] In Fig. 5 ist ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das die im einzelnen vorstehend bereits beschriebenen Schritte bei der Durchführung des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens zeigt.
5/12
AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
Patentamt

Claims (12)

  1. Ansprüche
    1. Vorrichtung zum Erfassen bewegter Objekte mit einem Sensor (2) zum Erfassen von zumindest einem Objekt (3) in einem Erfassungsbereich (1) und zum Ausgeben eines auf der Grundlage der Bewegung von dem zumindest einen Objekt (3) erzeugten Sensorsignals;
    einer Einrichtung (4) zum Extrahieren von zumindest einem Merkmal, einer Merkmalkombination und/oder Muster aus dem Sensorsignal; und einer Einrichtung (5) zum Ermitteln einer Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage der Bewegungsbahn (L1..L8) und/oder Objektanzahl, welche dem zumindest einen Merkmal, der Merkmalkombination und/oder dem Muster zugeordnet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) ein Bewegungsmelder ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) ein pyroelektrischer Sensor mit einer Vielzahl von dualen Sensorelementen (8) ist, und das Sensorsignal ein analoges, oder ein digitales, Signal ist, welches sich aus von den Sensorelementen erzeugten Signalen zusammensetzt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlichen Bewegungsrichtungen (B1, B2), Objektentfernungen, Lagen und/oder Objektanzahlen verschiedene Merkmale, Merkmalskombinationen und/oder Muster zugeordnet sind.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Ausgabeeinrichtung (6) zum Ausgeben der von der Ermittlungseinrichtung (5) ermittelten Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl und/oder zum Ausgeben zumindest eines der ermittelten Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl zugeordneten Signals aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrahierungseinrichtung (4) dazu ausgelegt ist, in einem Zeitabschnitt des Sensorsignals die Ausrichtung des ersten Scheitelpunkts, die höchste auftretende Frequenz, die Frequenz mit der größten Amplitude, Höhe und/oder Dauer von Amplituden im Zeitbereich, Anzahl von Spitzenwerten im Frequenzbereich und/oder die Signalenergie für die Extraktion des zumindest einen Merkmals, der Merkmalkombination und/oder des Musters zu bestimmen.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend eine Eingabeeinrichtung (9) zum Eingeben der Anzahl der von dem Sensor aktuell erfassten Objekte (3) und/oder der Bewegungsrichtung (B1, B2), der Entfernung und/oder der Lage der Bewegungsbahn (L1..L8) eines von dem Sensor (2) aktuell erfassten Objektes (3); und eine Einrichtung (10) zum Zuordnen zumindest eines Merkmals, einer Merkmalkombination und/oder eines Musters, die von der Extrahierungseinrichtung (4) aus dem von den aktuell erfassten Objekten (3) bzw. dem aktuell erfassten Objekt (3) erzeugten Sensorsignal extrahiert wurden, zu der eingegebenen Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage der Bewegungsbahn (L1..L8) und/oder Objektanzahl;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (5) dazu ausgelegt ist, die Bewegungsrichtung (B1, B2), die Entfernung, die Lage der Bewegungsbahn (L1..L8) und/oder die Objektanzahl auf der Grundlage der Zuordnung der Zuordnungseinrichtung (10) zu ermitteln.
    6/12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnungseinrichtung (10) dazu ausgelegt ist, mittels Lernalgorithmen Merkmale, Merkmalkombinationen und/oder Muster für die jeweilige Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage und/oder Objektanzahl für die Zuordnung zu ermitteln.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinrichtung (5) dazu ausgelegt ist, einen jeweiligen Grad der Übereinstimmung zwischen dem zumindest einen extrahierten Merkmal, der zumindest einen extrahierten Merkmalkombination und/oder dem extrahierten Muster mit den von der Zuordnungseinrichtung (10) ermittelten Merkmalen, Merkmalkombination und/oder Muster zu bestimmen und die Bewegungsrichtung (B1, B2), die Entfernung, die Lage und/oder die Objektanzahl auf der Grundlage des Grads der Übereinstimmung zu ermitteln.
  10. 10. Verfahren zum Erfassen bewegter Objekte, mit den Schritten:
    Ausgeben eines auf der Grundlage der Bewegung von zumindest einem Objekt (3) mittels einem einzelnen Sensor (2) erzeugten Sensorsignals;
    Extrahieren von zumindest einem Merkmal, einer Merkmalkombination und/oder Muster aus dem Sensorsignal; und
    Ermitteln einer Bewegungsrichtung (B1, B2), Entfernung, Lage der Bewegungsbahn (L1..L8) und/oder Objektanzahl, welche dem zumindest einen Merkmal, Merkmalkombination und/oder Muster zugeordnet sind.
    Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
    7/12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt
    8/12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt
    9/12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt £G
    Trtr ΊΊ -d'±p X# ¥ :μΙφ i- W tl· H-J-r XL Sj J- ί ΐί-ϊ' tbli-E +ißf 44 41fei: +ttf: Xh 4. 4 K. |. iil 1 1- w feit rtt)·.· •H-f ( «X -j.. ±Lit • ’ Ί Ί' 4Ψ (4- -^.>>4-1- •4$ :i± Hl 44+1trEEt 4444- ±μχ- l-t FT -M-H- TÖT -1 i. ±j- suteL!;:
    10/12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt
  11. 11 /12
    AT16 282 U1 2019-05-15 österreichisches
    Patentamt
  12. 12/12
ATGM278/2017U 2017-12-01 2017-12-21 Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder AT16282U1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017221656.5A DE102017221656A1 (de) 2017-12-01 2017-12-01 Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT16282U1 true AT16282U1 (de) 2019-05-15

Family

ID=64604615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATGM278/2017U AT16282U1 (de) 2017-12-01 2017-12-21 Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT16282U1 (de)
DE (1) DE102017221656A1 (de)
WO (1) WO2019105891A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415486A (zh) * 2020-12-07 2021-02-26 爱沃泰科技(深圳)有限公司 一种基于雷达传感器的材料识别算法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633554A1 (de) * 1993-07-09 1995-01-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Infrarot-Sensoreinrichtung
US20040140430A1 (en) * 2003-01-21 2004-07-22 Micko Eric Scott PIR motion sensor
WO2013128307A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Koninklijke Philips N.V. Passive infrared sensor system for position detection

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0849714B1 (de) * 1996-12-20 2002-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Auswerten eines Signals eines Bewegungsmelders und Bewegungsmelder
DE102004011108B4 (de) * 2004-03-08 2012-10-04 Insta Elektro Gmbh Bewegungsmelderanordnung
NO20042409L (no) * 2004-06-09 2005-12-12 Tandberg Telecom As System og metode for detektering av tilstedevaerelse.
DE102011075725A1 (de) * 2011-05-12 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen von Gesten
WO2013035022A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Activity monitoring for demand-controlled ventilation
DE102014205073A1 (de) * 2014-03-19 2015-09-24 Innosent Gmbh Bewegungsmelder und Verfahren hierfür
DE102016207907A1 (de) * 2016-05-09 2017-11-09 Zumtobel Lighting Gmbh Anwesenheitsdetektion mit Anwesenheitsvorhersage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0633554A1 (de) * 1993-07-09 1995-01-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Infrarot-Sensoreinrichtung
US20040140430A1 (en) * 2003-01-21 2004-07-22 Micko Eric Scott PIR motion sensor
WO2013128307A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 Koninklijke Philips N.V. Passive infrared sensor system for position detection

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017221656A1 (de) 2019-06-06
WO2019105891A1 (de) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60006411T2 (de) Zählvorrichtung
DE102015117867A1 (de) Automatisch orientierte Lautsprecherbox und Lampe mit dieser Lautsprecherbox
DE102010003804A1 (de) Multifunktionale Sensoreinheit zum Ermitteln von Kontrollinformationen für die Lichtsteuerung
EP3068718B1 (de) Anwesenheitsdetektion eines objektes in einer aufzugskabine
EP2631683A2 (de) Lichtvorhang
WO2020057695A1 (de) Display mit integriertem matrixsensor und verfahren zur optischen aufnahme der papillarstruktur wenigstens eines fingers mit dem display
DE19623524A1 (de) Einrichtung zur Gefahrenraumüberwachung an einem Bahnübergang
AT16282U1 (de) Bewegungserfassung von Objekten mittels Bewegungsmelder
DE10246147A1 (de) Mehrkamera-Trackingsystem
DE102013103002A1 (de) Verfahren zum Detektieren einer Änderung innerhalb eines einem Präsenz- oder Überwachungssensor zugeordneten Erfassungsbereiches sowie Überwachungseinrichtung
DE102018107305A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optischen Positionserkennung transportierter Objekte
EP2650851A1 (de) Gebäudeautomationsvorrichtung
DE202020005385U1 (de) Vorrichtung zum Zählen von Objekten an einem Durchgang
EP2853468B1 (de) Verfahren und Sensorsystem zum Überwachen eines Raumbereiches
DE102018105706A1 (de) Automatische Anpassung der Lichtfarbe von Leuchten
EP2619738B1 (de) Verfahren zum konfigurieren eines überwachungssystems und konfigurierbares überwachungssystem
EP3493652B1 (de) Automatische anpassung der lichtfarbe von leuchten
EP0849714B1 (de) Verfahren zum Auswerten eines Signals eines Bewegungsmelders und Bewegungsmelder
EP3894648A1 (de) Einweg-durchgangssystem mit einer rücklaufsperre zum einsatz in gebäuden und ein entsprechendes gebäude mit einem solchen einweg-durchgangssystem
DE3805548A1 (de) Optische fernmesseinrichtung
EP3143342B1 (de) Steuereinrichtung für eine raumlüftungseinrichtung und verfahren zur belüftung eines raums
DE102017126956B3 (de) Verfahren zum personenpositionsabhängigen Ansteuern wenigstens eines in ein Gebäudeautomatisierungssystem eingebundenen Aktors
DE102023123163A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung und Beleuchtungsverfahren mit Messung und Anzeige des Abstands
DE102010004490A1 (de) Steuerungssystem für einen Türflügel
WO2023094013A1 (de) Intelligentes tor, system umfassend intelligentes tor und verfahren zum nachweis eines treffers durch einen ball auf einem zielbereich

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20201231