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Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen eines definierten Geländeabschnittes mittels von einem Sender ausgehender, gebündelter elektromagnetischer Strahlung, wobei am Ort des Senders ein Empfänger zum Empfang reflektierter elektromagnetischer Strahlung, d. h. reflektierter Signale, vorgesehen ist, dem eine Signalverarbeitungs-Einrichtung nachgeschaltet ist, umfassend einen Speicher, insbesondere für vorhergehende reflektierte Signale, eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich von reflektierten Signalen mit bereits gespeicherten reflektierten Signalen, eine Schwellenwertstufe zur Auswahl von berücksichtigungswürdigen Abweichungen zwischen den bereits gespeicherten und den neueinlangenden reflektierten Signalen, sowie eine Auswerteinrichtung zur Gewinnung von Informationen hinsichtlich der Entfernung, der Grösse und der Bewegungsparameter, wie z.
B. Richtung und Geschwindigkeit, des die Abweichungen in den reflektierten Signalen verursachenden Objektes, wobei im Falle der Übereinstimmung der aus den reflektierten Signalen abgeleiteten Informationen mit vorgebbaren Kriterien hinsichtlich eines alarmwürdigen Ereignisses ein Alarm auslösbar ist.
Bei einem aus der US-PS Nr. 4, 124, 848 bekannten Überwachungssystem dieser Art werden von einem kontinuierlich arbeitenden Sender Signale ausgesandt und reflektierte Signale mit den Ausgangssignalen des Senders gemischt und dadurch Differenzfrequenzen gebildet, welche eine Feststellung der Entfernung des reflektierenden Objekts vom Sender gestatten. Die vom Sender ausgesandte Strahlung spannt dabei eine Ebene auf, deren Durchdringung durch ein Objekt festgestellt wird und die als "virtueller" Zaun bezeichnet ist.
Da dieser "virtuelle" Zaun aber in einer durch den Sender definierten und von diesem ausgehenden Ebene liegt und somit praktisch den bekannten Lichtvorhängen entspricht, ist er leicht zu orten und damit auch leicht zu überlisten. Zur Überwachung eines bestimmten Geländeabschnitts müssen entsprechend der Form von dessen Peripherie mehrere derartige "virtuelle" Zäune entlang der Peripherie angeordnet werden, wodurch der zu überwachende Geländeabschnitt geradezu markiert wird. Darüber hinaus kann mit diesem bekannten System nur das Durchdringen der Peripherie, keinesfalls aber das Gelände innerhalb von dieser überwacht werden.
Aus der US-PS Nr. 3, 967, 283 ist ein Überwachungssystem für Geländeabschnitte bekannt, bei welchem mittels frequenzmodulierter Signale die Bewegung von Objekten innerhalb der Geländeabschnitte detektiert werden kann. Es ist aber weder möglich, den Standort eines eingedrungenen Objekts zu erfahren oder zu verfolgen, noch dieses Objekt irgendwie zu identifizieren.
Durch die Erfindung soll ein Überwachungssystem geschaffen werden, durch das der zu überwachende Geländeabschnitt lückenlos überwacht werden kann, wobei für ein eindringendes Objekt irgendwelche Sicherheitsbarrieren nicht erkennbar sein sollen, so dass das System nicht überlistet werden kann. Das erfindungsgemässe System soll ausserdem Informationen über Standort und Weg eines eingedrungenen Objekts im überwachten Geländeabschnitt liefern und dieses auch identifizieren, damit unkritische von kritischen Objekten unterschieden und damit Fehlalarme ausgeschaltet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die gebündelte elektromagnetische Strahlung, in an sich bekannter Weise, eine gepulste Strahlung, insbesondere eine Laserstrahlung, ist, dass sowohl der Sender als auch der Empfänger, wie an sich bekannt, im wesentlichen zentral in bezug auf den zu überwachenden Geländeabschnitt angeordnet sind, dass dieser Geländeabschnitt mittels der Ortsvektoren darstellenden ausgesandten und reflektierten gebündelten Infrarotstrahlen punktweise abtastbar bzw. vermessbar ist, wobei zusätzlich zu natürlichen Geländepunkten oder an Stelle von diesen gedachte Punkte, Linien oder Flächen innerhalb des definierten Geländeabschnitts festgelegt und in den Speicher eingegeben sind, denen bestimmte Bedeutungen, wie z. B.
Warnzone, Schutzzone od. dgl., zugeordnet sind, wobei der Durchmesser des Strahlungsbündels, insbesondere an den gedachten Punkten, Linien oder Flächen, wie an sich bekannt, klein ist im Verhältnis zu den Abmessungen derjenigen Objekte, durch die ein Alarm ausgelöst werden soll, so dass in an sich bekannter Weise auch die Umrisse eines sich in diesen gedachten Punkten, Linien oder Flächen befindlichen bzw.
diese überschreitenden Objekts feststellbar sind, und dass in an sich bekannter Weise durch Speicherung und Vergleich der Ortsvektoren jede Veränderung im überwachten Geländeabschnitt und insbesondere an den gedachten Punkten, Linien oder Flächen erfassbar ist, wobei als weiteres Kriterium für eine Alarmauslösung neben den an sich bekannten Krite-
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Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels mit einem Strahlaufteilungssystem ; Fig. 11 schematisch die serielle Auswertung von Entfernungsvektoren ; und Fig. 12 schematisch die gruppenweise Auswertung von Entfernungsvektoren.
In Fig. 1 ist ein Gelände oder eine Fläche --1-- durch die von einem Punkt --2-- ausgehende Linie --3--, durch eine Linie --4-- und eine zum Punkt --2-- zurückführende Linie --5-- begrenzt. Die Fig. 1 zeigt das Gelände-l-im Grundriss. Die Linie --4-- zwischen den Linien - 3 und 5-- ist dabei als eine virtuelle Linie zu verstehen, welche zwar im Gelände selbst physisch nicht in Erscheinung tritt, jedoch in ihrem Verlaufe durch in einem Speicher gespeicherte Daten, beispielsweise durch die auf den Punkt --2-- bezogenen Polarkoordinaten einer Anzahl auf ihr liegender ausgewählter Punkte, beispielsweise der Punkte-6 bis 16--, festgelegt ist.
Zwischen diesen ausgewählten Punkten kann der Verlauf der virtuellen Linie --4-- beispielsweise durch Interpolation mittels eines Rechners linear oder nach einer vorgegebenen Funktion festgelegt werden.
Eine zweite virtuelle Linie --17-- kann frei gewählt werden, beispielsweise in einem frei wählbaren, vorzugsweise konstanten Abstand von der ersten virtuellen Linie --4-- in Richtung zum Punkt --2-- hin.
Eine dritte virtuelle Linie --18-- kann ebenfalls frei gewählt werden, beispielsweise in einem weiteren frei wählbaren, vorzugsweise konstanten Abstand von der zweiten virtuellen Linie --17-- in Richtung zum Punkt --2-- hin. Durch diese virtuellen Linien --4, 17 und 18-wird nun die Fläche des Geländes --1-- in Teilflächen --19, 20 und 21-- aufgespalten, denen je eine bestimmte Bedeutung zugeordnet werden kann. So stellt beispielsweise die Teilfläche --19-- eine erste Warnzone, die Teilfläche --20-- eine zweite Warnzone und die Teilfläche --21-- eine Schutzzone dar. Jeder der genannten Teilflächen wird somit je eine bestimmte Bedeutung zugeordnet.
Der Punkt --2-- stellt den Standort für einen Richtstrahler dar, welcher beispielsweise eng gebündelte elektromagnetische Strahlung, beispielsweise unsichtbare Lichtimpulse einer Laserlichtquelle in zeitlicher Folge in unterschiedliche Richtungen nach dem Gelände-l-ausstrahlt. Jeder dieser Impulse wird zu einem definierten Zeitpunkt und in einem jeweils definierten Azimutwinkel p und Elevationswinkel 1 in das Gelände --1-- abgestrahlt.
Der Punkt --2-- ist auch der Standort für einen Strahlungsempfänger, welcher aus der jeweiligen Richtung eines Strahlungspulses, vorzugsweise räumlich und frequenzmässig selektiv auf einfallende, d. h. reflektierte Strahlung anspricht und diese auswertet. Durch jeden solchen Strahlungspuls wird jeweils ein bestimmter Messstrahl gebildet, welcher gegebenenfalls an einem Objekt oder vom Gelände als Hintergrund reflektiert wird. Wir bezeichnen einen solchen mit einer Reflexion verbundenen Messstrahl im weiteren stets als einen direkten Messstrahl. Tritt hingegen keine Reflexion auf, beispielsweise wegen vollkommener oder praktisch nahezu vollkommener Absorption oder wegen Wegspiegelung der ausgesandten Strahlung in eine andere Richtung, so bezeichnen wir einen solchen Messstrahl im weiteren als einen indirekten Messstrahl.
Wie weiter noch gezeigt werden wird, kann nämlich auch im Falle indirekter Messstrahlen, d. h. ausbleibender Reflexion, signifikante Information bezüglich des Zustandes im überwachten Gelände gewonnen werden.
An Hand der Fig. 2 werden nun die Verhältnisse bei der Festlegung von bestimmten Punkten im Raum zur Definition von virtuellen Flächen im Raum beschrieben. Der Punkt --2-- im Raum wird als Standort des Richtstrahlers gewählt. Ein Raumsektor --22-- erstreckt sich ausgehend vom Punkt --2--. Seine winkelmässige Begrenzung erfolgt durch Festlegung bestimmter Punkte im Raum, beispielsweise durch die Punkte --23, 24,25 und 26--. Durch diese Punkte --23 bis 26-und allenfalls weitere Punkte, beispielsweise --27, 28-- und weitere, kann eine beliebig verlaufende Fläche als virtuelle Fläche --29-- im Raum --22-- definiert werden.
Der räumliche Verlauf der virtuellen Fläche --29-- kann zwischen den genannten definierten Punkten durch Interpolation auf Grund eines vorgegebenen funktionellen Zusammenhanges festgelegt sein. In entsprechender Weise können weitere virtuelle Flächen definiert werden, beispielsweise durch die Festlegung der weiteren Punkte --30, 31,32, 33,34 und 35--und allenfalls zusätzliche Punkte eine zweite virtuelle Fläche --36--.
Die virtuellen Flächen --29 und 36-- sind in Fig. 2 je durch ein Liniennetz dargestellt.
Die Festlegung der genannten Punkte kann beispielsweise durch die auf das Koordinaten-
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system x, y, z bezogenen Koordinaten jedes solchen Punktes erfolgen oder durch Polarkoordinaten, wobei diese Koordinaten in einem Speicher gespeichert sind. Die genannten virtuellen Flächen --29 und 36-- treten daher im Raum physisch nicht in Erscheinung, es handelt sich vielmehr um "ge- dachte"Flächen, durch welche der Raumsektor --22-- in Teilräume aufgespalten wird.
Jedem dieser Teilräume wird nun eine bestimmte Bedeutung zugeordnet, beispielsweise wird der äusserste Teilraum --37-- als Vorwarnraum, der mittlere Teilraum --38-- als Warnraum und der innerste Teilraum --39-- als Schutzraum bestimmt. Durch eine zeitlich und bezüglich Azimut und Elevation definierte Folge von Messstrahlen, welche vom Standort --2-- des Richtstrahlers aus- gehen, wird nun der Raumsektor --22-- abgetastet bzw. vermessen, wobei ein sich im Raumsektor - 22-befindliches Objekt-40-, oder bei einem grösseren Objekt ein Teil desselben, einmal oder wiederholt von Messstrahlen einer bestimmten Richtung getroffen wird. Ein solcher Messstrahl ist ein enges Strahlungsbündel, dessen Querschnitt beim Objekt, bzw. bei den virtuellen Flächen, als punktförmig bezeichnet wird.
Dabei ist unter punktförmig zu verstehen, dass der Querschnitt klein ist im Verhältnis zu den Abmessungen festzustellender Objekte. Das heisst gleichzeitig, dass der kleinstmögliche Querschnitt auch dann als punktförmig angesehen wird, wenn das festzustellende Objekt noch kleiner ist. In diesem Fall kann jedoch nichts mehr über die tatsächliche Grösse des Objekts ausgesagt werden, obwohl das Objekt noch erkennbar bleibt.
Empfangsseitig wird durch Messung der Laufzeit der Strahlung zwischen Richtstrahler und Objekt --40--, bzw. zurück zum Empfänger, mindestens ein Parameter, z. B. die Distanz vom Richtstrahler, bzw. der Ort des Objekts, ermittelt. Auf Grund der zeitlichen Folge der Messstrahlen und ihrer Azimut- und Elevationswinkel und damit der verschiedenen Messwerte kann ein Objekt --40-- (Fig. 2) und/oder seine Form direkt erfasst werden. Befindet sich ein Objekt mit die Strahlung praktisch vollkommen absorbierender Oberfläche im überwachten Raum, so können durch das plötzliche Ausbleiben von Reflexionen des Hintergrundes auf indirekte Weise trotzdem die Anwesenheit, die winkelmässige Lage, die Form und weitere Informationen bezüglich eines solchen Objekten durch Verarbeitung der direkten Messstrahlen aus der unmittelbaren Umgebung dieses Objekts gewonnen werden.
Die gleichen Überlegungen gelten sinngemäss auch für den Fall der Überwachung eines Geländes nach Fig. 1.
Da die genannten virtuellen Linien --4, 17 und 18-- (Fig. 1) bzw. die genannten virtuellen Flächen --29 und 36-- (Fig. 2) durch Speicherung zugeordneter Koordinaten oder durch Interpolationsrechnungen auf Grund funktioneller Zusammenhänge definiert sind, können sie entweder starr im Gelände, bzw. im Raum, definiert sein, die Koordinaten sind dann konstant, auf den Standort - des Richtstrahlers bezogene Werte, oder sie können auch durch die Eingabe entsprechender zeitlich variabler Werte in den Speicher auch im Laufe der Zeit veränderliche Lage aufweisen.
Der Standort --2-- des Richtstrahlers kann selbst zeitlich veränderlich sein, d. h. der Richtstrahler ist bezüglich seiner Koordinaten beweglich, wobei auch in diesem Falle die auf den nun beweglichen Punkt --2-- bezogenen Koordinaten der virtuellen Linien bzw. der virtuellen Flächen konstant oder aber zeitlich veränderlich sein können.
Solche zeitlichen Veränderungen der virtuellen Linien und virtuellen Flächen erschweren in ausserordentlicher Weise eine allenfalls beabsichtigte Überlistung des Überwachungssystems, indem nämlich von aussen weder die Lage der virtuellen Linien und Flächen noch ihre Veränderungen erkannt bzw. vorausgesagt werden können. Selbst durch vorgängige Erfahrung allenfalls gewonnene Erkenntnisse bezüglich der damaligen Lage virtueller Linien oder Flächen sind wertlos für eine geplante Überlistung der Raumüberwachung, wenn, wie vorstehend erwähnt, die Ortsparameter der virtuellen Linien und/oder Flächen zeitlich veränderlich gewählt werden.
Bewegt sich ein von Messstrahlen erfasstes Objekt, so können durch rechnerische Verarbeitung der Messwerte, d. h. Laufzeiten, wie sie durch die Entfernungsvektoren der Messstrahlen dargestellt werden, nicht nur Informationen über Grösse und Form, bzw. Gestalt und Lage, sondern auch Bewegungskriterien des Objekts erfasst werden. Solche Bewegungskriterien betreffen den Weg des Objekts, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung.
Die Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Vermessung eines sich bewegenden Objekts - mittels aufeinanderfolgender Messstrahlen 41. Zur Zeit t = t0 wird das Objekt --40-- in seiner Position 40-0 erstmals von einem Messstrahl 41-0 getroffen. Aus der auf Grund der Laufzeit
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der Strahlungsenergie vom Richtstrahler zum Objekt --40-- und zurück zum Empfänger errechneten momentanen Entfernung des Objekts --40-- vom Standort --2-- eines Richtstrahlers --100-- einer- seits und den auf Grund des Aufbaues und der Arbeitsweise des Richtstrahlers für jeden Zeitpunkt,
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troffenen Objekts errechenbar.
Ein Vektor --E 0 -- gibt somit die Position 40-0 an, in welcher sich das Objekt --40-- zum Zeitpunkt t befindet.
In gleicher Weise gibt ein Vektor --E 1-- durch seine Länge und seinen Azimut- und Elevationswinkel die Position 40-1 des Objekts --40-- zum Zeitpunkt t 1 an.
Weiter gibt ein Vektor --E 2 -- durch seine Länge und seinen Azimut- und Elevationswinkel die Position 40-2 des Objekts --40-- zum Zeitpunkt t an.
Die genannten Vektoren-Eg, E., E -sind somit eine Funktion der Zeit und der Winkel p und .
Auf Grund der ein bestimmtes Objekt verfolgenden Messstrahlen bzw. Vektoren, bzw. der verschiedenen Positionen 40-0,40-1 und 40-2 lässt sich somit rechnerisch sowohl die Bewegung, d. h.
Bahnkurve und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung als Bewegungskriterien des Objekts --40-- erhalten. Die erforderlichen Rechnungen lassen sich in bekannter Weise durch einen elektronischen Rechner laufend ausführen.
Da der Verlauf virtueller Linien, beispielsweise --17 und 18-- (Fig. l) auf Grund gespeicherter und somit dem Rechner eingebbarer Daten definiert ist, kann das Überschreiten einer solchen virtuellen Linie --17, 18-- durch ein Objekt --40-- als Schnittpunkt der Bahnkurve des Objekts - mit der virtuellen Linie-17 oder 18-- zeitlich und örtlich errechnet und angegeben werden.
In analoger Weise kann auch im Falle einer räumlichen Anordnung gemäss Fig. 2 das Durchdringen virtueller Flächen --29 und 36--, die Grenzen von Warn- bzw. Schutzräumen darstellen, und somit das Eindringen eines oder auch mehrerer Objekte in diese Zonen, bzw. Räume festgestellt werden. Auch der allfällige Aufenthalt von vermessenen Objekten in diesen Zonen bzw. Räumen ist durch die Auswertung der betreffenden Messstrahlen feststellbar.
Während bisher angenommen war, dass das zu vermessende Objekt im Verhältnis zu den Brennflecken, d. h. zum jeweiligen Querschnitt eines zu einem Messstrahl gehörenden Strahlenbündels klein sei, d. h. dass es, falls es ruhen würde, nicht von zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Messstrahlen getroffen, würde, so wird nunmehr angenommen, dass es sich beim zu vermessenden Objekt --40-um ein solches grösserer Abmessungen handelt, dass es also von einer Vielzahl von Messstrahlen, deren Richtungen jeweils bekannt sind, getroffen wird.
Durch Auswertung dieser Vielzahl von Messstrahlen, bzw. der sich zum betreffenden Objekt - ergebenden Vektoren, lassen sich nicht nur Kriterien bezüglich Grösse, Form, Gestalt, sondern auch bezüglich des Bewegungsverhaltens, wie Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Periodizität usw. erarbeiten. Durch den Vergleich solcher Kriterien mit gespeicherter Information bezüglich Grösse, Form, Gestalt, Bewegungsverhalten, wie Richtung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Periodizität usw. von bekannten Objekten lassen sich, bei wenigstens annähernder Übereinstimmung derselben, vermessene Objekte erkennen bzw. identifizieren und z. B. einer bestimmten Objektkategorie zuteilen.
Generell ermöglicht das erfindungsgemässe System die Feststellung aller Objekte, die eine virtuelle Linie überschreiten oder eine virtuelle Fläche durchdringen, oder die sich in einer der durch eine virtuelle Linie oder Fläche begrenzten Teilflächen bzw. einem der Teilräume befinden.
Die Unterscheidung zwischen unerwünschten oder störenden und geduldeten Objekten ist eine Angelegenheit der örtlichen Auflösung des Systems bezüglich dieser Objekte sowie der Art der Programmierung des Rechners. Theoretisch ist eine 100%ige Unterscheidung gegeben.
Es ist sodann auch möglich, mit dem erfindungsgemässen System durch dem Rechner eingegebene Zustandsparameter einer überwachten Fläche oder eines überwachten Raumes eine solche Fläche oder einen solchen Raum sowohl auf Gleichbleiben als auch auf Veränderung zu überwachen.
Dabei ist es auch möglich, festgestellte Veränderungen nach bestimmten Gesichtspunkten zu bewerten und anzuzeigen und allenfalls Alarm auszulösen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Ermittlung der genannten Vektoren und die verschiedenen genannten Auswertungen und die Vergleiche von Kriterien mit gespeicherten Informationen rechnerische Vorgänge darstellen, welche durch entsprechende Programmierung an sich bekannter Rechner bewältigt werden können, wobei diese Programmierung selbst dem Patentschutz nicht zugeführt werden kann und daher hier nicht näher erläutert wird.
Die Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht in schematischer Darstellung zur Kenntlichmachung der Höhe von virtuellen Flächen mit sichtbar dargestellten Brennflecken.
Der Richtstrahler --100-- sendet Strahlungsimpulse in definierter zeitlicher Folge in wechselnde Richtungen aus. In Fig. 4 erkennt man das Gelände-l-und Strahlenbündel 42,43 und 44, deren jeweiliger Hauptstrahl einen Elevationswinkel'))., bzw. t.,, bzw. , aufweist.
Die erste virtuelle Fläche --29-- wird in diesem Beispiel als eine senkrecht verlaufende Fläche angenommen. Eine zweite virtuelle Fläche --36-- ist ebenfalls als eine senkrecht verlaufen-
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--100--,49-- definiert, die in Fig. 4 schematisch durch schraffierte Ellipsen angedeutet sind und deren Abmessungen von der Divergenz jedes Strahlenbündels und vom Abstand vom Richtstrahler abhängen. Durch eine steuerbare Vario-Optik im Falle eines mit Lichtimpulsen arbeitenden Richtstrah- lers --100-- lässt sich die Grösse der Brennflecken steuern, beispielsweise in Abhängigkeit von p und/oder 1.
Die Grösse der Brennflecken bestimmt unter anderem auch das Auflösungsvermögen. Um eine ausreichende Überwachungssicherheit zu erzielen, ist es daher vorteilhaft, die Divergenz der Strahlenbündel, die Elevationswinkel 1 und die Azimutwinkel p der einzelnen Messstrahlen und ihre zeitliche Folge so zu wählen, dass nur vernachlässigbare örtliche und zeitliche Lücken zwischen den Brennflecken entstehen.
Das erfindungsgemässe System lässt sich sowohl mit einem einzigen Richtstrahler, dessen Strahlungsrichtung veränderlich ist, realisieren als auch mit einer Mehrzahl nach unterschiedlichen Richtungen strahlender Richtstrahler. Die unterschiedlichen Strahlungsrichtungen können beispielsweise entweder durch bewegliche Anordnung des Senders selbst oder durch dem Sender zugeordnete bewegliche Strahlablenkungselemente erfolgen.
Es ist aber auch möglich, einen Richtstrahler dadurch zu verwirklichen, dass mindestens einem Sender ein Strahlaufteilungssystem zur flächenmässigen und/oder raummässigen Aufspaltung oder Auffächerung der Strahlung nachgeordnet ist. Bei einem solchen System wird dann beispielsweise gepulste elektromagnetische Strahlung, insbesondere Lichtstrahlung, z. B. Infrarot-Strahlung, nach verschiedenen definierten Richtungen ausgesandt und die an Objekten oder Hintergrund reflektierte Strahlung jeweils durch ein oder mehrere analoge Strahlauffächerungssysteme mindestens einem Empfänger zugeleitet und ausgewertet. Die reflektierte Strahlung wird also vorzugsweise räumlich selektiv empfangen.
Erfolgt die Aussendung nach unterschiedlichen Richtungen zeitlich nacheinander, so werden die entsprechenden reflektierten Strahlungsanteile vorzugsweise ebenfalls nacheinander empfangen und einzeln ausgewertet. Es ergibt sich dann ein Sendekanal für die Aussendung der Strahlung und ein Empfangskanal für die räumlich selektive Aufnahme der reflektierten Strahlung und ihre Weiterleitung zum Empfänger, welche Kanäle vorzugsweise gegeneinander entkoppelt sind, um den Übertritt ausgesandter Strahlung vom Sendekanal direkt in den Empfangskanal zu vermeiden. Dies ist im Hinblick auf den grossen Signalpegelunterschied in beiden Kanälen anzustreben, um den Empfänger gegen Übersteuerung zu schützen.
Für besondere Zwecke, beispielsweise die Überwachung mehrerer diskreter Flächen unter Verwendung nur eines Senders und Empfängers, ist es vorteilhaft, Strahlungsimpulse gruppenweise nach unterschiedlichen Richtungen auszusenden und Reflexionen jeweils aus den genannten Richtungen gruppenweise zu empfangen und auch gruppenweise auszuwerten.
Werden Strahlungsimpulse gruppenweise nach verschiedenen Richtungen ausgesandt und gruppenweise aus diesen Richtungen empfangen, so ist es nicht notwendig, jedes Signal aus jeweils jeder Richtung einzeln auszuwerten. Tritt nämlich im Strahlauffächerungsbereich beispielsweise durch ein eindringendes Objekt eine Veränderung der Reflexionsverhältnisse ein, d. h. Reflexion
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mindestens eines der aufgefächerten Strahlen an einem andern Ort als zuvor, so tritt auch bei gemeinsamer Auswertung einer ganzen Gruppe von Signalen im so erhaltenen Summensignal eine Veränderung auf. Eine solche Veränderung des Summensignals gegenüber dem ungestörten Zustand kann als ein Kriterium für eine Alarmauslösung verwendet werden.
Wendet man mindestens zwei Strahlaufteilungssysteme je mit flächenmässiger Auffächerung der Strahlung in unterschiedliche Flächen, also räumlich gestaffelt, an, so wird ein mindestens zwei Flächen durchstossendes Objekt Änderungen der Empfangssignale zeitlich gestaffelt verursachen, wobei durch Auswertung des zeitlichen Unterschiedes und der Reihenfolge der Veränderung des Ausgangssignals in den mindestens zwei Systemen die Bewegungsrichtung eines eindringenden Objekts ermittelt und dies als ein weiteres Kriterium zur richtungsabhängigen Alarmauslösung verwendet werden kann.
Das erfindungsgemässe System ist grundsätzlich für jede in Form von Impulsen abstrahlbare Energie, beispielsweise Ultraschallenergie, insbesondere aber auch elektromagnetische Energie anwendbar. Besonders gut geeignet ist impulsförmige Laserstrahlung, insbesondere im Bereich des unsichtbaren Lichtes, beispielsweise im Infrarotbereich.
In einem gegebenen Anwendungsfall kann es sich beispielsweise zur möglichst lückenlosen Bedeckung einer virtuellen Fläche mit Brennflecken als vorteilhaft erweisen, die Bündelung der Strahlung in Abhängigkeit von der jeweiligen Richtung zu steuern.
Namentlich im Hinblick auf die Beherrschung der Dynamik des Empfangssystems, d. h. der einwandfreien Verarbeitung sowohl sehr schwacher als auch sehr starker Signale kann es sich in einem gegebenen Falle auch als zweckmässig erweisen, die Sendeleistung und/oder die Empfangsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Strahlungsrichtung zu steuern.
Es ist aber auch möglich, zu diesem Zwecke die Sendeleistung und/oder die Empfangsempfindlichkeit in Abhängigkeit von der Grösse von Messstrahlen bzw. Entfernungsvektoren und/oder der Intensität der Reflexion zu steuern.
Das erfindungsgemässe System lässt sich auch so weiter ausbilden, dass nicht nur die Entfernungsvektoren selbst, sondern auch die Intensität der zum Empfänger reflektierten Strahlung ausgewertet sind. Beispielsweise können auf diese Weise bestimmte Objekte auf Grund ihres gegen- über andern Objekten und/oder gegenüber dem Hintergrund höheren Reflexionsvermögens erkannt werden. Ihre zugehörigen, aus ihren Entfernungsvektoren gewonnenen Messdaten können, basierend auf der zusätzlichen Auswertung der höheren Intensität der dem Empfänger zugeführten reflektierten Strahlung, besonders behandelt bzw. ausgewertet werden.
Dabei lässt sich auch eine namhafte Datenreduktion erzielen, wenn dem Rechner und dem Speicher nur eine solche Auswahl von Daten zugeführt wird, welche zufolge der höheren Intensität der Reflexion, mindestens zeitweise, besonders interessant sind.
Die Auswertung von Empfangsvektoren beschränkt sich so beispielsweise bezüglich Ort der Reflexion und/oder Bewegungsverhalten des betreffenden Objekts nur auf eine gewünschte Auswahl von Objekten.
Diese Auswahl kann beispielsweise durch die Anordnung einer an sich bekannten Schwellwert- - Einrichtung im Empfangskanal und/oder durch gezielte, mindestens zeitweise Verminderung der Sendeleistung des Richtstrahlers und/oder der Empfangsempfindlichkeit gegenüber dem Normalbetrieb erfolgen.
Es ist auch möglich, für die Erfassung bestimmter Punkte im Gelände oder Raum, beispielsweise ausgewählter Punkte festzulegender virtueller Linien und/oder festzulegender Flächen, an den betreffenden Stellen im Gelände oder Raum besonders stark reflektierende Objekte, beispielsweise sogenannte Retroreflektoren, zeitweise anzuordnen, diese wie erwähnt zu vermessen und auf Grund der erhöhten Reflektivität die zugehörigen Entfernungsvektoren auszuwählen sowie die dabei ermittelten Koordinaten der Standorte dieser besonders stark reflektierenden Objekte zur Festlegung virtueller Linien und/oder Flächen zu speichern.
Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemässe System im Zusammenhang mit der Verkehrs- überwachung anzuwenden. Beispielsweise kann eine virtuelle Linie oder virtuelle Fläche quer zu einer Fahrbahn festgelegt werden und die Überschreitung bzw. Durchdringung dieser virtuellen Linien bzw. virtuellen Flächen festgestellt, ausgewertet und beispielsweise gezählt oder registriert werden.
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Das erfindungsgemässe System lässt sich für vielseitige Aufgaben der Verkehrsüberwachung einsetzen, so für die Verkehrszählung, Verkehrsbewertung, beispielsweise Staubildung auf Auto- bahnen, Steuerung von Verkehrsregelanlagen, Steuerung von Parkhausanlagen, zur Überwachung von Fahrzeugen, deren Lenker ein Verkehrssignal, z. B. ein Rotlicht, missachtet hat.
Ganz allgemein kann auch gesagt werden, dass das erfindungsgemässe System zur Überwachung einer Fläche oder eines Raumes sowohl auf gleichbleibenden als auch auf sich verändernden Zu- stand geeignet ist, wobei sowohl die Tatsache des Gleichbleibens des Zustandes als auch allfälli- ge Veränderungen bewertet und/oder angezeigt werden können. Es kann also beispielsweise als
Objekt ein abrutschgefährdeter Abhang, ein Bauwerk, z. B. eine Staumauer oder ein Staudamm, eine Brücke usw. dauernd oder zeitweise auf den Zustand überwacht werden. Stellen sich unzu- lässige Veränderungen ein, so können diese erfasst, registriert oder durch Alarm gemeldet werden.
Zur Lösung dieser speziellen Aufgaben ist es vorteilhaft, mindestens eine virtuelle Linie oder virtuelle Fläche mindestens annähernd auf der Oberfläche des überwachten Objektes, z. B.
Bauwerks liegend festzulegen. Veränderungen wirken sich dann beispielsweise so aus, dass mindestens Teile der Oberfläche des überwachten Objekts oder Bauwerks in eine andere Teilfläche oder einen andern Teilraum eindringen. Dadurch kann gegebenenfalls Alarm ausgelöst werden.
Die Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Richtstrahlers in einer Schnittzeichnung.
In Fig. 5 bezeichnet --100-- den Richtstrahler als Ganzes, d. h. er umfasst nicht nur den Sendeteil, sondern auch den Empfangsteil samt den zugeordneten Hilfseinrichtungen.
Der Richtstrahler --100-- weist einen Unterteil --101-- auf, welcher am Standort --2-- (Fig. 1, 2,3) befestigt ist. Auf dem Unterteil --100-- ist über ein Nadelkugellager --102-- ein Oberteil --103-- um eine feststehende Achse --104-- drehbar gelagert.
Eine im Unterteil --101-- angeordnete Antriebseinrichtung --105-- treibt über eine Hohlwelle --106-- und eine in Fig. 7 nicht bezeichnete Kupplung den Oberteil --103-- an, wobei sich dieser mit beispielsweise 12 Umdr/s um die Achse --104-- dreht.
Ein Drehgeber --107-- weist einerseits eine mit dem Unterteil --101-- über die Achse --104-starr verbundene Drehgeberscheibe --108-- auf, welche also bezogen auf den Unterteil --101-stillsteht, und anderseits in Fig. 5 nur angedeutete, mit dem Gehäuse --109-- des Drehgebers - -107-- verbundene Sensoren --110--. Da das Gehäuse --109-- des Drehgebers --107-- mit dem drehbaren Oberteil --103-- des Richtstrahlers --100-- starr verbunden ist, rotiert es zusammen mit den Sensoren --110-- um die Achse --104--, bewegt sich also relativ zum Unterteil --101-und zu der damit starr verbundenen Drehgeberscheibe --108--.
Mittels des Drehgebers --107-- und seinen Sensoren --110-- ist somit jederzeit die momentane relative Drehlage des Oberteils --103-- als Messwert aus den Sensoren --110-- über an Schleifringe --111-- angeschlossene Leitungen erhältlich.
Im drehbaren Oberteil --103-- sind nun weitere für den Richtstrahler --100-- benötigte Bauteile eingebaut. Ein Impulssender --112--, beispielsweise ein Laser-Dioden-Sender für die Abgabe gepulster Infrarotstrahlung, letztere in Fig. 5 dargestellt, durch ein divergentes Sendelichtbündel - -113--, sendet dieses über ein erstes optisches Mittel, beispielsweise über einen Parabolspiegel als zylindrisches, im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisendes horizontales, bis auf die Abbildungsstrahlen parallelstrahliges Strahlenbündel --115-- gegen ein bewegliches Strahlablenkorgan, beispielsweise gegen die untere Seite eines beidseitig verspiegelten Schwingspiegels --116--.
Der Schwingspiegel--116--ist um eine um 450 gegen die Horizontale geneigte Achse --117-in Funktion der Zeit um exakt definierte Winkelbeträge im Sinne des Doppelpfeils 118 schwenkbar.
Dazu besitzt er eine im drehbaren Oberteil --103-- starr befestigte Schwenkeinrichtung --119--.
Zur Verminderung des Trägheitsmomentes des Schwingspiegels --116-- ist es vorteilhaft, diesem eine elliptische Form zu geben, mit der grossen Achse in Richtung der Achse --117-- und der kleinen Achse quer dazu in der Spiegelebene. Diese Massnahme erleichtert die Erreichung hoher Ablenkfrequenzen.
Von der Unterseite des Schwingspiegels --116-- wird das parallelstrahlige Strahlungsbündel 115 nach unten auf einen um 450 gegen die Zeichenebene geneigten, als zweites optisches Mittel wirkenden, starr mit dem Oberteil --103-- verbundenen Umlenkspiegel --120-- geworfen, welcher vom Betrachter aus gesehen von vorne nach hinten ansteigt.
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Der Umlenkspiegel --120-- wirft das ihm vom Schwingspiegel --116-- zugeführte Licht in horizontaler Richtung (d. h. senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 5) als Messstrahl nach vorn ; in Fig. 5 dargestellt als kleiner Kreis mit Mittelpunkt im Umlenkspiegel --120--. Der Messstrahl tritt durch ein in Fig. 5 nicht gezeichnetes Fenster im drehbaren Oberteil --103-- nach aussen. Schwingt der Schwingspiegel --116--, wie beschrieben, so schwenkt das vom Umlenkspiegel --120-- nach vorn abgelenkte Strahlenbündel relativ zum Richtstrahler-Oberteil in einer vertikalen Ebene.
Da nun aber, wie beschrieben, der Oberteil --103-- und damit auch der Parabolspiegel --114--, der Schwingspiegel --116-- und der Umlenkspiegel-120-- mit dem Oberteil --103-- mitrotieren, rotiert die genannte vertikale Ebene des aus dem Oberteil --103-- durch ein Fenster in demselben austretende Sendelicht gleichfalls um die Achse --104--.
Durch den Zeitpunkt des Sendelichtimpulses und die zugehörige Drehungsposition des Oberteils --103-- ist deshalb der momentane Azimutwinkel p und durch die momentane Schwenkstellung des Schwingspiegels --116-- der momentane Elevationswinkel 1/1 jedes einzelnen Messstrahls des Richtstrahlers exakt gegeben bzw. definiert.
Als erstes optisches Mittel kann an Stelle des Parabolspiegels --114-- auch eine sogenannte Vario-Optik mit Umlenkspiegel vorgesehen werden, welche eine gesteuerte Variation der Bündelung des Sendelichtbündels 113 und dadurch auch des nach aussen geworfenen Messstrahls erlaubt.
Von aussen reflektiertes Licht des Messstrahls gelangt über ein weiteres, in Fig. 5 nicht gezeichnetes Fenster im drehbaren Oberteil --103-- auf einen um 450 gegen die Zeichenebene geneigten zweiten Umlenkspiegel --121--, welcher vom Betrachter aus gesehen von hinten nach vorne ansteigt und somit senkrecht zum Umlenkspiegel --120-- angeordnet ist. In Fig. 5 ist das Empfangslichtbündel auf dem Umlenkspiegel --121-- als Kreis mit einem Kreuz dargestellt.
Vom zweiten Um- lenkspiegel --121-- gelangt das Empfangslichtbündel senkrecht nach unten auf die obere Seite des beidseitig spiegelnden Schwingspiegels --116-- und von da über einen weiteren Parabolspiegel --122-- als konvergentes Empfangsstrahlenbündel --123--, vorzugsweise zur Unterdrückung von Fremdlicht, durch ein schmalbandiges Interferenzfilter --124-- zu einem Empfänger --125--.
Der Empfänger --125-- wandelt die empfangene Strahlung in elektrische Signale um.
Im Richtstrahler --100--, beispielsweise in dessen Oberteil --103--, sind auch die zugehöri-
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ist in Fig. 5 durch eine Reihe von symbolisch dargestellten elektronischen Steckkarten --126-- dar- gestellt.
Über Leitungen --127-- wird der Richtstrahler mit elektrischer Energie, beispielsweise aus einem Wechselstromnetz oder aus einer Batterie versorgt. Über weitere Leitungen --128-- gibt der Richtstrahler --100-- die von ihm erarbeiteten Ausgangssignale, beispielsweise in codierter Form, ab. Diese Ausgangssignale können in an sich bekannter Weise beispielsweise als Zustandsmeldungen und/oder Alarmmeldungen zur Anzeige gebracht werden.
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--100-- entsprechend- -29, 36-- (Fig. 2) erzeugen.
Dabei ist es vorteilhaft, einerseits die Grösse dieser Brennflecken und anderseits die Pulsfolgefrequenz des Impulssenders --112-- so zu wählen bzw. zu steuern, dass diese Brennflecken nacheinander und in sich folgenden Umgängen (Rotation des Richtstrahlers --100--) und durch sich verändernde vertikale Ablenkung der Messstrahlen (Schwingspiegel
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die Grösse der Brennflecken mittels einer zugeordneten Regel- und Steuereinheit entlang beispielsweise der ersten virtuellen Fläche in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Entfernung vom Richtstrahler --100-- zu regeln.
Die Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Systems.
Der Impulssender --112-- sendet im Infrarotbereich Laserimpulse, deren Pulsfolgefrequenz von einer Regel- und Steuereinheit --130-- über eine Leitung --131-- gesteuert ist. Die Sende-
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impulse des Impulssenders --112-- durchlaufen eine Vario-Optik --132--, deren Fokussierung von der Regel- und Steuereinheit --130-- über eine Steuerleitung --133-- gesteuert ist.
Die Sendeimpulse werden dann vom Strahlablenkorgan --116-- entsprechend seiner momentanen Stellung abgelenkt und dem Umlenkspiegel --120-- zugeführt. Der Umlenkspiegel --120-- lenkt die Sendeimpulse als Messstrahl 41 in eine durch die momentane Drehstellung des Richtstrahlers --100-- und die momentane Schwenkstellung des Strahlablenkorgans --116-- durch Azimut p und Elevation definierte Richtung. Das sich ergebende Sendelichtbündel ist entsprechend der momentanen Einstellung der Vario-Optik --132-- fokussiert.
Die Regel- und Steuereinheit --130-- steuert auf Grund der ihr vom Drehgeber --107-- über eine Leitung --134-- und von einem Zentralrechner --200-- über eine Leitung --136* -- gelieferten Informationen über eine Leitung --135-- die korrekte Stellung des Schwingspiegels --116--, um den Messstrahl 41 genau in eine definierte Richtung p, zu richten.
Zur Verbesserung dieses Steuervorganges führt eine Leitung --136-- der Steuer- und Regeleinheit --130-- Informationen über die tatsächliche Stellung des Schwingspiegels --116-- zu.
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--1-- (Fig. 1)Umlenkspiegel --121--, das Strahlablenkorgan --116-- und den weiteren Parabolspiegel --122-durch das schmalbandige Interferenzfilter --124-- zum Empfänger --125--. Durch die gewählte Bauart (Fig. 5) des Richtstrahlers --100-- ist Gewähr geboten, dass die Empfangseinrichtung mit den Teilen --121, 116,122, 124 und 125-- stets genau in der Gegenrichtung zum ausgesandten Messstrahl 41 ausgerichtet ist.
Bei der Realisierung des erfindungsgemässen Systems in der Praxis enthält der Richtstrahler - einen aus einem Zentralrechner --200-- und einem Satellitenrechner --300-- bestehenden Rechner --400-- und eine Gruppe 500 von dem Rechner --400-- zugeordneten Hilfseinrichtungen.
Der Zentralrechner --200-- weist eine erste und zweite Eingabe-/Ausgabe-Einheit --201 und 202--, eine Zentraleinheit --203--, einen Programm-Speicher --204-- und einen ersten und einen zweiten Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff --205 und 206--, auf, welche alle über eine erste Vielfach-Sammelschiene --207-- untereinander in an sich bekannter Weise in Verbindung stehen.
Der Satellitenrechner --300-- weist eine Eingabe-/Ausgabe-Einheit --301--, eine Zentraleinheit --302--, einen Programmspeicher --303-- und einen Schreib-Lesespeicher mit wahlfreiem Zugriff --304-- auf, welche alle über eine zweite Vielfach-Sammelschiene --305-- untereinander in an sich bekannter Weise in Verbindung stehen.
Dem Zentralrechner --200-- bzw. seiner Vielfach-Sammelschiene --207-- und dem Satellitenrechner --300-- bzw. seiner Vielfach-Sammelschiene --305-- ist eine gemeinsame Sammelschienen- -Steuereinheit Steuereinheit --401-- zugeordnet.
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--207-- des Zentralrechners --200-- undbeiden Sammelschienen-207 und 305-- bzw. zwischen dem Zentralrechner --200-- und dem Satellitenrechner --300-- ein Sender-Empfänger --402-- angeordnet.
Dem Rechner --400-- sind folgende Hilfseinrichtungen zugeordnet : eine Echtzeit-Uhr --403--, welche sowohl als Zeit- bzw. Frequenzbasis des Drehgebers --107-- und der Steuer- und Regeleinheit --130-- als auch für die Steuerung der genannten Rechner vorgesehen ist, Stromversorgungsteile --404-- mit zugehöriger Steuereinheit --405--, eine Eingabeeinheit --406-- sowohl für die Ein- und Ausschaltung des Richtstrahlers --100-- als auch für die Wahl des gewünschten Betriebszustandes. Über diese Eingabeeinheit --406-- erfolgt auch die Einschaltung der Antriebseinrichtung - -105--. Als weitere Hilfseinrichtung ist eine Ausgabeeinheit --407-- vorgesehen, U.
zw. für die Ausgabe der mittels des Richtstrahlers --100-- gewonnenen Information, also beispielsweise Zustandsmeldung des überwachten Geländes oder Raumes, Feststellung bzw. Meldung bestimmter Ver- änderungen, Koordinaten und weitere Informationen bezüglich erkannter Objekte, Alarmsignale usw.
Solche Informationen können vorzugsweise durch kodierte Signale abgegeben werden, welche geeignet sind, in an sich bekannten Anzeigeeinrichtungen und/oder Alarmeinrichtungen verwendet zu werden.
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Für eine Vorrichtung gemäss dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird nun deren Arbeitsweise an Hand der Fig. 5 bis 8 bei einem bestimmten Anwendungsfall erläutert.
Dabei zeigt die Fig. 7 einen schematischen Aufriss des Messstrahlenverlaufs bei der Festlegung bestimmter virtueller Flächen. Dieser Aufriss stellt die Verhältnisse in einer vertikalen Ebene mit dem Azimut p. durch die Achse des Richtstrahlers --100-- dar, in welcher zur erstmaligen Eingabe von Koordinaten einer ersten virtuellen Fläche --I-- in der Höhe h zeitweise ein Retroreflektor --501-- angeordnet ist. Ein Messstrahl 502 trifft den Retroreflektor --501-- und weist dabei
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Elevationswinkel' 1 auf.punkt --503-- einen um den Betrag #E0 längeren Entfernungsvektor, wobei E0 + lIE0 = E1 ist.
Eine zweite virtuelle Fläche --II-- wird nun durch den Auftreffpunkt --503-- festgelegt. In der gleichen vertikalen Ebene, in welcher der Messstrahl 502 verlief, kann nun mit einer Elevationswinkeldifferenz ##1 1 ein weiterer Messstrahl 504 ausgesandt werden. Der weitere Messstrahl 504 trifft
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verlaufenden Me#strahl 506 ein Auftreffpunkt --507-- auf dem Gelände-l-gebildet, durch welchen eine vierte virtuelle Fläche --IV-- festgelegt wird. Auch hier gilt in analoger Weise : Entfernungs- vektor E3 =E+AE.
Zu beachten ist, dass durch die Elevationswinkeldifferenzen ##1 und ##2 die Entfernungsdifferenzen A #1 und ##2 zwischen der zweiten und dritten sowie der dritten und vierten virtuellen
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len Fläche --I-- oder dem Retroreflektor --501-- bestimmt.
Im vorliegenden Falle ist angenommen, dass die virtuellen Flächen --I, II, III und IV- vertikal verlaufen. Wählt man die virtuellen Flächen kugelförmig mit dem Richtstrahler --100-als Zentrum, so ergäben sich rechnerische Vereinfachungen, da die Entfernungsvektoren aller Punkte einer solchen Fläche gleich sind.
Die Fig. 8 zeigt einen schematischen Grundriss des Verlaufes von Messstrahlen bei der Fest-
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die Auftreffpunkte --511, 512 und 513--. Verlaufen die Messstrahlen in der Vertikalebene entsprechend dem Azimut peso ergeben sich je nach ihrem Elevationswinkel die Auftreffpunkte --514, 515 und 516--. Verlaufen die Messstrahlen schliesslich in der Vertikalebene entsprechend dem Azimut #r, so treffen sie je nach ihrem Elevationswinkel die Auftreffpunkte-517, 518 und 519--.
Die Auftreffpunkte-503, 511,514 und 517--bestimmen somit eine virtuelle Linie --520-- im Ge- lande welche die Projektion der in diesem Fall vertikal angenommenen virtuellen Fläche - darstellt. In gleicher Weise bestimmen die Auftreffpunkte --505, 512, 515 und 518-- eine weitere virtuelle Linie --521-- im Gelände --1--, welche die Projektion der in diesem Fall vertikal angenommenen weiteren virtuellen Fläche --III--- darstellt. Schliesslich bestimmen die Auftreffpunkte --507, 513,516 und 519-- eine zusätzliche virtuelle Linie --522-- im Gelände --1--, welche die Projektion der in diesem Fall vertikal angenommenen zusätzlichen virtuellen Fläche-IV-dar- stellt.
Es ist somit ersichtlich, dass durch die zeitweise Anordnung von Retroreflektoren die für die Festlegung virtueller Linien (--520, 521, 522--, Fig. 8) bzw. für die Festlegung virtueller Flächen (--I, II, III, IV- ; Fig. 7, 8) notwendigen Koordinatenwerte auf einfache Weise mittels des Richtstrahlers --100-- bestimmt werden können. Durch entsprechende Programmierung des Zentral-
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rechners --200-- (Fig. 6) lassen sich die so ermittelten Koordinatenwerte speichern und auswerten.
Es ist aber auch möglich, als Ausgangsbasis für die Festlegung der virtuellen Linien und virtuellen Flächen eine erste virtuelle Linie --523-- im Gelände --1-- frei festzulegen und von dieser virtuellen Linie --523-- ausgehend weitere virtuelle Linien in jeweils frei gewählten festen Abständen festzulegen. Die sich so ergebenden Koordinatenwerte können dann beispielsweise manuell über die Eingabeeinheit-301- (Fig. 6) des Rechners eingegeben werden. Je nach den topographischen Verhältnissen eines Anwendungsfalles ist die erste oder zweite genannte Methode der Festlegung der virtuellen Linien und Flächen vorteilhafter.
Vorzugsweise kann die Linie --523-- auch äquidistant zu einer zuvor mittels Retroreflektoren (--501, 508,509, 510--) und Auftreffpunkten-503, 511,514, 517-- bestimmten virtuellen Linie --520-- angenommen werden. Dabei kann diese Linie --523-- vorzugsweise in einem solchen Abstand von der virtuellen Linie --520-- angenommen werden, welcher dem Minimum unter den Abständen von den Retroreflektoren --501, 508,509, 510-zu den zugehörigen Auftreffpunkten - -503, 511,514, 517-- entspricht. Ein solches Vorgehen vereinfacht die vom Rechner --400-- auszuführenden Rechenoperationen.
Bei einer Vorrichtung gemäss dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Arbeitsweise wie folgt :
Mittels der Eingabeeinheit --406-- wird die Vorrichtung in Betrieb gesetzt. Dabei nimmt die Eingabe-Einheit mehrere Aufgaben wahr und leitet verschiedene Massnahmen ein u. zw.
1. Einschalten der Stromversorgungsteile --404-- und der Antriebseinrichtung --105--.
2. Festlegung des Abstandes zwischen zwei virtuellen Flächen.
3. Aufnahme (einmalig) der Koordinaten einer virtuellen Fläche.
4. Normaler Betrieb.
5. Abschalten der Vorrichtung.
1. 1 Beim Einschalten wird gleichzeitig der Zentralrechner --200-- und der Satelliten- rechner --300-- in eine definierte Ausgangsstellung gebracht.
2. 1 Die Festlegung des Abstandes zwischen den beiden virtuellen Flächen kann an- schliessend an 1. 1 von Hand aus erfolgen. Dabei werden in den ersten Schreib-Lese- speicher --205-- des Zentralrechners --200-- die Konstanten eingegeben, um die sich die virtuellen Flächen unterscheiden. Dabei sind beispielsweise drei virtuelle
Flächen durch zwei konstante Winkel verknüpft.
3. 1 Ein weiterer der Eingabeeinheit --406-- eingegebener Befehl "Aufnahme einer vir- tuellen Fläche" aktiviert den im Programmspeicher --204-- des Zentralrechners dafür gespeicherten Programmablauf. Dabei verbleibt der Satellitenrechner --300-- in seiner Ausgangsstellung. Die Vorrichtung vollzieht nunmehr folgende Arbeits- schritte : 3. 1. 1 Empfänger --125-- wird auf niedrigste Empfindlichkeitsstufe eingestellt.
3. 1. 2 Ganzer vom Richtstrahler --100-- erfassbarer Raum wird lückenlos mit Messstrahlen abgetastet, d. h. über ganzen Azimut- und Elevationsbereich.
3. 1. 3 Abtastzeilen werden mit maximalen Brennflecken durchlaufen.
3. 1. 4 Aufnahme und Speicherung charakteristischer Werte ausgewählter Orte, die durch erhöhtes Reflexionsvermögen, beispielsweise eines dort vorübergehend angebrachten
Retroreflektors, eine erhöhte Intensität des Empfanglichtes ergeben. Beendigung der ersten Aufnahmephase.
3. 1. 5 Rechnerisches Verknüpfen der nach 3. 1. 4 gewonnenen Werte (Koordinaten) zu einer
Funktion E ( 1/J). Diese Funktion ist jetzt gerätespezifisch hinsichtlich einer defi- nierten Aufgabe und des Aufstellungsortes des Richtstrahlers. Die Funktion E (p, t) wird im ersten Schreib-Lese-Speicher --205-- des Zentralrechners --200-- gespei- chert und bleibt über die gesamte Einsatzzeit unverändert.
3. 1. 6 Weitergabe der partiellen Funktionswerte E (p, 1/J) vom Zentralrechner --200-- an die Steuer- und Regeleinheit --130-- zusammen mit den konstanten Winkeln A für den Abstand der virtuellen Flächen (s. vorstehend 2. 1) zur Steuerung des Schwing- spiegels --116--. Ausserdem wird der Steuer- und Regeleinheit --130-- eine konstan- te Impulsfrequenz (des Impulssenders --112--) zugeführt.
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3. 1. 7 Beginn der zweiten Aufnahmephase zur Erzeugung der Ist-Werte der Entfernung für die einzelnen vorgesehenen virtuellen Flächen ; aus den Ist-Werten für die virtuelle
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Diese Werte werden im ersten Schreib-Lese-Speicher --205-- des Zentralrechners - gespeichert und bleiben über die gesamte Einsatzzeit konstant.
Die Entfernung-Ist-Werte für äussere virtuelle Flächen-III, IV-- (Fig. 7, 8) wer- den von den entsprechenden Ist-Werten der nächsten inneren virtuellen Flächen errechnet.
Die entstehenden Differenzwerte A E werden zusammen mit den Entfernungs-Istwerten als Ist-Funktion im ersten Schreib-Lese-Speicher --205-- des Zentralrechners - gespeichert und stellen für einen Abtastzyklus die Sollwerte dar. Die Ein- speicherung aller Sollwerte im ersten Schreib-Lese-Speicher --205-- geschieht zeit- lich geordnet.
3. 1. 8 Löschen der vorstehend unter 3. 1. 4 aufgeführten charakteristischen Werte.
4. 1 Nachdem die Vorrichtung auf die vorbeschriebene Weise Sollwerte erarbeitet hat, ist sie mit dem Programm im Programmspeicher --204-- des Zentralrechners --200-- und dem Programm im Programmspeicher --303-- des Satellitenrechners --300-- in der Lage, den Normalbetrieb für die Überwachung aufzunehmen und durchzuführen.
Dies geschieht üblicherweise durch einen Steuerbefehl über die Eingabeeinheit --406-- an den Zentralrechner --200-- und den Satellitenrechner --300--.
Das im Programmspeicher --204-- gespeicherte Programm ist für den spezifischen
Verwendungszweck der Vorrichtung entwickelt. Es beinhaltet im Falle des Zentral- rechners --200-- neben den Verfahrensschritten zur Aufnahme der virtuellen Flächen die Schritte zur Einspeicherung der eingebenden Entfernungsmesswerte, ihren Ver- gleich mit eingespeicherten Sollwerten zur Gewinnung von einzuspeichernden Diffe- renzen und die Ausgabe von eingespeicherten Sollwerten für definierte Winkelbeträge im Sinne des Doppelpfeils 118 des Schwingspiegels-116- (Fig. 5) sowie für den Drehgeber --107-- (Fig. 5) und für deren Eingabe in die Regel- und Steuereinheit - -130-- (Fig. 6).
Im angenommenen Ausführungsbeispiel erfolgt die Umschaltung von der vorstehend erwähnten Massnahme (Schritt) 3 zur Massnahme (Schritt) 4 automatisch nach Erfüllung der Massnahmen (Schritte) 1 bis 3 und Feststellung der Betriebsart (vertikale oder horizontale Orientierung der Drehachse des Richtstrahlers --100--) was unterschiedliche Programme für die Verarbeitung von Messwerten nach sich zieht.
Durch das Zusammenwirken des Rechners --400-- mit dem Richtstrahler, bzw. infolge der gesteuerten Drehbewegung des Richtstrahlers --100-- und der gesteuerten Schwenkbewegung des Schwingspiegels --116--, fährt die Vorrichtung die Funktion E (p, 1) ab, u. zw. mehrmals, je nach Anzahl der virtuellen Flächen.
Da sich der Richtstrahler --100-- nur mit annähernd konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, die winkelmässige Abtastung jedoch mit höchstmöglicher Genauigkeit erfolgen muss, wird die Abgabe der Strahlungsimpulse des Impulssenders-112- (Fig. 5, 6) mit Hilfe der Momentanwerte des Drehgebers --107-- über die Regel- und Steuereinheit --130-- so gesteuert, dass die Impulsfrequenz zwar keine konstante Frequenz mehr ist, jedoch die einzelnen Impulse jeweils in der ihnen zugeordneten Winkellage abgegeben werden. Die hiefür nötigen Korrekturen werden auf Grund von in den Schreib-Lese-Speichern --205 und 206-- des Zentralrechners --200-- gespeicherten Informationen durch die Regel- und Steuereinheit --130-- vorgenommen.
Aus jedem durch Reflexion gewonnenen Empfangsimpuls wird ein Entfernungs-1st-Wert gebildet
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(Fig. 6)"on-line", d. h.den gleichen Azimut p besitzt, aber einer inneren virtuellen Fläche, bzw. der Elevation')' entspricht, von dem Entfernungs-1st-Wert substrahiert. Die entstehende Ist-Differenz A E = f < p,'p) wird nunmehr mit der im Scheib-Lese-Speicher --205-- gespeicherten Soll-Differenz verglichen.
Für den
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Fall, dass die Soll-Ist-Wertdifferenz ungleich null ist, wird die Ist-Wert-Differenz als neue Soll- - Wert-Differenz in den Schreib-Lese-Speicher-205-- und darüber hinaus auch in den Schreib-Lese- -Speicher Speicher --206-- eingespeichert. Die Soll-Wert-Entfernungen im Schreib-Lese-Speicher --205-für die virtuellen Flächen - bis auf diejenigen der virtuellen Fläche-I-- (Fig. 7)-werden gleichfalls durch die Ist-Wert-Entfernungen ersetzt, bilden also für den nächsten Abtastzyklus die Sollwerte.
Normalerweise, bei unveränderter Peripherie, ist die Soll-Ist-Wert-Differenz gleich null, d. h. keine neuen Werte werden eingespeichert.
Sobald nun ein Gegenstand in der Peripherie oder in die virtuelle Fläche eintritt, wird diese Differenz grösser als null und damit in der vorbeschriebenen Weise im Schreib-Lese-Speicher --205 und 206-- eingespeichert.
Der Satellitenrechner-3- (Fig. 6) besorgt sich mit Hilfe der Sammelschiene-Steuereinheit - über den Sender-Empfänger --402-- die zeitlich und örtlich codierten Differenzen & E = f (p, ) unter Umständen auch die Funktionswerte E (p,')') aus dem Schreib-Lese-Speicher --206-- des Zentralrechners --200-- und speichert sie in seinen Schreib-Lese-Speicher --304-- ein.
Priorität besitzt allerdings der Zentralrechner --200--, so dass der Satellitenrechner --300-- Daten nur dann abfragen kann, wenn der Zentralrechner --200-- pausiert.
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--303-- des Satellitenrechners --300-- befindenPersonen.
Der Satellitenrechner --300-- besitzt über eine eigene Eingabe-/Ausgabeeinheit --301-- Ver- bindung zur Ausgabeeinheit --407-- und zur Echtzeit-Uhr --403--. Er übernimmt die Überprüfung des elektrisch-mechanischen Zustandes der Vorrichtung über die entsprechenden Kontrolleitungen.
Die nach örtlichen und zeitlichen Zusammenhängen verarbeiteten Differenzen lösen je nach Vergleichskriterien aus dem Programmspeicher --303-- einen Voralarm bzw. Alarm aus, den der Satellitenrechner --300-- an die Ausgabeeinheit --407-- weitergibt.
Alle vom Satellitenrechner --300-- in seinem Schreib-Lese-Speicher --304-- eingespeicherten Differenzen werden nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, welche von der Echtzeit-Uhr --403-abgeleitet wird, nach Eingabe der zeitlich letzten Differenz gelöscht. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch jeweils nach Ablauf dieser Zeitspanne.
Durch die gewählte Art der Verabreichung im Zentralrechner --200-- zusammen mit der letztgenannten Massnahme im Satellitenrechner --300-- wird es ermöglicht, dass beispielsweise bei Anordnung des Richtstrahlers --100-- auf einem Gebäude und Überwachung der Umgebung die Vorrichtung auf Gebäude, die im Arbeitsbereich des Richtstrahlers stehen, ebensowenig mit Alarm reagiert, wie auf eine wachsende Schneedecke. Letztere wird allein dadurch erkannt, dass die Distanzen zwischen den äusseren virtuellen Flächen konstant bleiben, jedoch die Differenz zwischen den virtuellen Flächen --I und II-- (Fig. 7, 8) sich ändert. Bei aufkommendem Nebel ändern sich die Differenzen der äusseren virtuellen Flächen zeitlich proportional, bzw. nacheinander, diejenigen der innersten virtuellen Flächen zuletzt.
Vögel und lose Blätter - welche keinen Alarm auslösen
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--300-- die Differenzen immer sofort aus dem Schreib-Lese-Speicher --206-- abfragt und dabei löscht, kann dieser Schreib-Lese-Speicher --206-- kleingehalten werden.
Neben der Einspeicherung von Entfernungs-Messwerten und dem Vergleich mit Soll-Werten, aus dem Differenzen entstehen, die ebenfalls eingespeichert werden, hat der Zentralrechner --200-die Aufgabe, der Regel- und Steuereinheit --130-- die dem eingehenden Entfernungs-Messwert folgenden Wert bezüglich seiner Auslösungszeit zugehörigen Winkeldaten für den Drehgeber --107-und den Schwingspiegel --116-- zur Verfügung zu stellen.
Die Regel- und Steuereinheit --130-ermittelt mit den Werten aus dem Drehgeber --107-- in der Regelschleife die Zeit, bei der der Schwingspiegel --116-- die vom Zentralrechner --200-- angegebene Stellung einnehmen muss, bei welcher auch der Drehgeber und damit der drehbare Oberteil --103-- (Fig. 5) diejenige Position
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einnimmt, bei welcher der Strahlungsimpuls für die Gewinnung des nächsten Entfernungs-Messwertes erzeugt wird. Die genaue zeitliche und örtliche (Richtung) Korrelation der Strahlungsimpulse ist unerlässlich für die Reproduktion der an der Peripherie entstehenden Entfernungs-Messwerte. Dies geschieht zur Vermeidung von undefinierten Differenzen.
Werden als Strahlungsimpulse optische, beispielsweise infrarote Strahlungsimpulse benutzt, so kann dem Impulssender-112-eine Vario-Optik-132- (Fig. 6) zugeordnet und die Brennweite derselben durch die Regel- und Steuereinheit --130-- in Abhängigkeit von den Entfernungs-Messwerten gesteuert werden.
5. Abschalten der Vorrichtung
Man unterscheidet zwei Fälle, nämlich 5. 1 Abschalten innerhalb der Einsatzzeit. In diesem Falle bleibt die Stromversorgung für
Rechner --400-- erhalten, nur die Peripherie-Einheiten mit Mess- und Regelteil wer- den von der Stromversorgung getrennt.
5. 2 Abschalten des Gerätes generell.
Alle Einheiten werden von der Stromversorgung getrennt, d. h. in spannunslosen Zu- stand gebracht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nunmehr an Hand der Fig. 9, 10,11 und 12 erläutert.
Dabei zeigt Fig. 9 eine Anordnung mit einem Strahlaufteilungssystem.
In Fig. 9 stellt --600-- das Strahlaufteilungssystem als Ganzes dar, welches zur Anwendung der Erfindung zur Überwachung diskreter Flächen, beispielsweise einer Türöffnung --601-- und einer Fensteröffnung --602-- eines Gebäudes --603-- vorgesehen ist.
Das Strahlaufteilungssystem --600-- ist einerseits an einen Impulssender --112-- und anderseits an einen Empfänger --125-- angeschlossen. Über ein Senderkopplungsorgan --604--, beispielsweise eine erste Linsenanordnung zur Kopplung einer Laserdiode des Impulssenders --112-- an Glasfasern eines aus einem oder mehreren Glasfaserbündeln vorzugsweise unterschiedlicher Länge bestehenden Sendeleitersystems --605--, wird die Sendeenergie durch die einzelnen Fasern jedes Glasfaserbündels je einer Sendelinse --606-- eines Strahlaufteilers --607-- zugeführt und von diesen Linsen --606-- mit unterschiedlicher Richtung in einer zur Türebene parallelen Fläche als Sendestrahlen 608 ausgestrahlt.
Die hiebei entstehenden Sendestrahlen 608 sind gegen die Türumrandung gerichtet und werden, sofern die Türöffnung frei ist, von dieser reflektiert. Empfangs- linsen --609-- eines Strahlsammlers --610-- entnehmen die den mit mehr oder weniger diffusen Reflexionen bestimmten Sendestrahlen zugeordneten, diesen entgegengesetzt verlaufenden Empfangs-
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eines Empfangsleitsystems --612-- über ein weiteres Linsensystem eines Empfängerkoppelorgans --613-- dem Empfänger-125-- zu.
In Fig. 9a sind Details des vorzugsweise konstruktiv zusammengefassten Strahlaufteilers --607-- und der Strahlsammler --609-- dargestellt. Die Linsen-606 und 609-- können dabei vorzugsweise in an sich bekannter Weise konstruktiv mit den jeweiligen Enden der zugeordneten Glasfasern vereinigt sein.
Das Strahlaufteilungssystem --600-- erstreckt sich vom Impulssender --112-- zu den zu überwachenden Flächen --601, 602--, und allenfalls weiteren, und zurück zum Empfänger --125--. Vorzugsweise werden die zum Sendeleitsystem --605-- und die zum Empfangsleitsystem --612-- gehörenden Glasfaserbündel unter optischer Entkopplung in einem gemeinsamen Kanal, beispielsweise Rohr, gegen Beschädigung geschützt, beispielsweise im Innern des Gebäudes-l-verlegt.
Zur Gewinnung von richtungsabhängiger Information bezüglich die überwachten Flächen durchdringender Objekte kann eine Überwachung in räumlich hintereinanderliegenden Flächen erfolgen, um zeitliche Unterschiede des Druchdringens der Flächen zu gewinnen. Vorzugsweise werden dann die jeweils zugehörigen Strahlaufteiler --607-- und Strahlsammler --610-- in benachbarten Ecken der zu überwachenden Flächen --601 und 602-- angeordnet.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel lässt zufolge des Wegfalls bewegter Teile einen wesentlich vereinfachten Systemaufbau zu, insbesondere wird die Struktur des Rechners wesentlich vereinfacht gegenüber derjenigen des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 6.
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Die Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild des beschriebenen Ausführungsbeispiels mit einem Strahl- aufteilungssystem --600--. Der Impulssender --112-- sendet über das nur summÅarisch dargestellte Strahlaufteilungssystem --600-- Sendestrahlen 608 aus und Empfangsstrahlen 611 werden vom Strahl- aufteilungssystem-600-dem Empfänger-125-zugeführt. In analoger Weise zu Fig. 6 ist ein
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den Empfangsstrahlen zugehörigen Signale lassen sich wieder Entfernungsvektoren bilden, wobei zu beachten ist, dass sowohl die Laufzeiten im Strahlaufteilungssystem --600-- als auch die Laufzeiten im freien Raum der überwachten Flächen in die Entfernungsvektoren --E-- dieses Ausführungsbeispiels eingehen, bzw. rechnerisch verarbeitet werden.
Die einzelnen Blöcke der Fig. 10 entsprechen sinngemäss den mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Blöcken der Fig. 6.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die bestrahlten bzw. reflektierenden Teile der Türumrahmung bzw. Fensterumrahmung je eine virtuelle Linie oder Fläche, durch welche die durch die Strahlrichtungen des Strahlaufteilers --607-- definierte Fläche (Türöffnung) strahlungsmässig begrenzt wird. Die Überwachung beschränkt sich daher auf den innerhalb dieser Umrahmung liegender Flächenabschnitt als eigentliche Schutzfläche bzw. als Schutzraum.
Rechnet man, wie erwähnt, die Laufzeiten und damit die Empfangsvektoren beispielsweise ab Senderausgang, so erkennt man aus Fig. 9, dass jeder überwachten Fläche --601 und 602-- und allenfalls weiteren, ein ganz bestimmter Bereich zugeordnet werden kann, welcher sich jeweils aus der Summe der Laufzeit vom Sender --112-- bis zum Strahl auf teiler --607-- plus Laufzeit der Sendestrahlen ergibt. Der kürzeste Sendestrahl bei der Öffnung --601-- ergibt sich, wenn ein störendes Objekt sich unmittelbar beim Strahlaufteiler --607-- befindet, die zugehörige Laufzeit ist dann der kürzeste im Zusammenhang mit der Öffnung --601-- feststellbare Wert und dadurch ergibt sich hier der kürzeste Entfernungsvektor.
Die längste Laufzeit und daher den grössten Entfernungsvektor ergibt bei der Öffnung --601-- ein diagonal verlaufender Sendestrahl 608 bzw. Empfangsstrahl 611.
Durch die periodische Vermessung jeder Öffnung --601, 602-- und allenfalls weiterer Öffnungen ist es daher möglich, laufend definierte Empfangsvektoren zu bilden und zu speichern. Bei Eindringen eines Objekts in irgend eine der so überwachten Flächen (Öffnungen) verändert sich mindestens ein Entfernungsvektor gegenüber dem für die betreffende Fläche (Öffnung) und Richtung oder Richtungen, zuvor gebildeten und temporär gespeicherten Entfernungsvektor. Eine solche Veränderung lässt sich auf Grund der Zugehörigkeit zu dem der betreffenden Fläche (Öffnung) zugeordneten Bereich von Entfernungsvektoren (Laufzeiten) demnach auch einer bestimmten Fläche (Öffnung) zuordnen.
Daraus ergibt sich nicht nur die Möglichkeit der Anzeige eines Eindringens, gegebenenfalls mit diesbezüglicher Alarmgebung, bezüglich des Zeitpunktes, sondern auch bezüglich des Ortes (Fläche, Öffnung-601, 602-usw.).
Die Fig. 11 zeigt schematisch die serielle Auswertung der mit einer Anordnung gemäss Fig. 9 und 10 gewonnenen Entfernungsvektoren --E--. Die Entfernungsvektoren --E-- entsprechen, wie erwähnt, den zugehörigen Laufzeiten, weshalb im Bild a der Fig. 11 auf der Ordinate sowohl die Zeit t als auch die Entfernung E aufgetragen sind.
Die Abszissenachse X gibt den Überwachungsort an und ist dabei so gelegt, dass sie einem Zeitpunkt t 0 entspricht, beispielsweise dem Zeitpunkt des Austretens der Sendestrahlen aus dem dem Sender --112-- am nächsten gelegenen Strahlaufteiler-607--.
In Fig. 11a sind drei Gruppen von je fünf Entfernungsvektoren gezeichnet, wobei die erste Gruppe einer Öffnung --601--, die zweite eine Öffnung --602-- und die dritte einer weiteren Öffnung --614-- zugeordnet sei.
Die mit einem Punkt begrenzten ausgezogenen Entfernungsvektoren gelten für den Normalzustand, d. h. kein eindringendes Objekt in der Öffnung.
Die mit einem Kreuz begrenzten, gestrichelt gezeichneten Entfernungsvektoren gelten für den Fall eines eindringenden Objekts --615--.
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Diese Verhältnisse sind in den Fig. llb, llc, lld und 11e dargestellt.
Man erkennt aus Fig. 11 unschwer, dass der Laufzeitbereich t. bis t 5 im ungestörten Fall der Öffnung --601--, der Laufzeitbereich t6 bis t7 im ungestörten Fall der Öffnung --602-- und der Laufzeitbereich ta bis t 9 der Öffnung --614-- zuzuordnen ist.
Tritt ein eindringendes Objekt --615--, beispielsweise bei der Öffnung --601-- auf, so erfolgt die Reflexion am Objekt --615-- statt an der Umrahmung der Öffnung --601--, was zu verkürzten Laufzeiten t., t, und t, sowie zu verkürzten Entfernungsvektoren, letztere in Fig. 11a mit einem Kreuz beendet und gestrichelt gezeichnet, führt.
Durch Vergleich der verkürzten mit den der gleichen Öffnung --601-- zugeordneten normalen Entfernungsvektoren (ausgezogene Linien) ergibt sich der Zeitpunkt und der Ort, bzw. die Öffnung - -601--, bei welcher das Eindringen erfolgt.
Dies sind rechnerische Vorgänge, welche durch entsprechende Programmierung des Rechners - -400* -- (Fig. 10) automatisch ablaufen. Es werden dabei alle einzelnen Entfernungsvektoren seriell verarbeitet.
In vereinfachter Weise lässt sich das Eindringen eines Objekts auch bei gruppenweiser Verarbeitung der Entfernungsvektoren feststellen. Dies wird an Hand der Fig. 12 erläutert. Dazu wird ein elektrooptischer Entfernungsmesser von bekannter Bauart (s. beispielsweise DE-OS 2634627) als Empfänger --125-- verwendet.
Dieser Entfernungsmesser verwendet zur Laufzeitmessung einen Referenzkanal zur Gewinnung eines Startsignals und einen Messkanal zur Gewinnung des Stopsignals, wobei zumindest das Stopsignal durch den Nulldurchgang eines Signals bestimmt ist, das mittels eines frequenzselektiven Netzwerkes aus dem impulsförmigen Eingangssignal einer Photodiode abgeleitet ist. Das frequenzselektive Netzwerk ist von einem als Arbeitswiderstand der Photodiode geschalteten Parallelresonanzkreis gebildet. Bei geeigneter Dimensionierung wird der Parallelresonanzkreis jeweils von einer ganzen einer Öffnung --601--, 602 oder 614-- zugeordneten Gruppe von Empfangssignalen gemeinsam angestossen, so dass sich eine gruppenmässige Auswertung der Entfernungsvektoren ergibt.
Daraus resultiert pro Gruppe bzw. Öffnung jeweils ein gemeinsamer Entfernungsvektor. Bezogen auf die Verhältnisse gemäss Fig. 11 erkennt man für den ungestörten Fall je einen gemeinsamen Entfernungsvektor --E601, E602 und E614--, welche gemeinsame Entfernungsvektoren in Fig. 12 je durch eine voll ausgezogene, mit einem Punkt endende Linie symbolisiert sind.
Tritt ein Objekt --615-- in die Öffnung --601--, so verkürzt sich der dieser Öffnung zugehörige Entfernungsvektor --E601-- auf den Wert E 601* (Fig. 12a, gestrichelte, mit einem Kreuz endende Linie). Das Auftreten dieses verkürzten Entfernungsvektors ist ein Zeichen für das Eindringen des Objekts --615-- in die Öffnung--601-- (Fig. 12e).
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