CH683299A5 - Passive Infrarot-Ueberwachungseinrichtung. - Google Patents

Description

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CH 683 299 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine passive Infrarot-Überwachungseinrichtung mit mehreren Infrarotdetektoren, welche in einer Säule mit Abständen übereinander angeordnet sind und deren Empfangsbereiche eine zu überwachende Strecke lückenlos erfassen.

In der älteren Patentanmeldung P 40 332 60.8 ist eine sog. «Sensor-Video-Säuie» zur optischen Zaunüberwachung beschrieben, die aus mehreren, im wesentlichen abschnittsgleichen Modulen aufgebaut ist, wobei einer dieser Module mehrere, mit Abständen übereinander angeordnete Fenster für Infrarotdetektoren aufweist. Diese Infrarotdetektoren blicken auf unterschiedliche Streckenabschnitte längs einer zu überwachenden Strecke und bilden somit einen unsichtbaren Vorhang.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fehlerrate eines derartigen Infrarot-Überwachungs-systems zu reduzieren und zusätzlich eine genauere Entfernungsangabe über ein alarmauslösendes Objekt zu erhalten. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildete Infrarot-Überwachungseinrichtung.

Beim vorliegenden Erfindungsgegenstand sind die Infrarotdetektoren einer Säule derart ausgerichtet, dass mindestens zwei Detektoren mindestens einen Abschnitt der zu überwachenden Strecke aus unterschiedlichen Winkeln betrachten. Dadurch entstehen, je nach Anordnung mehr Zonen, die durch Auswertung der Detektoren unterschieden werden können, als es der Anzahl der Detektoren entspricht. Weiterhin vermindert sich dadurch die Fehlalarmrate, da in den mehrfach überwachten Strek-kenabschnitten nicht nur das Alarmsignal eines Detektors ausreicht, um einen Alarm auszulösen.

Bei Verwendung von sog. pyroelektrischen Doppelkristallen für einen Infrarotdetektor, können mit Hilfe eines gemeinsamen Reflektors zwei Empfangskeulen erzeugt werden, die symmetrisch nebeneinander verlaufen und jeweils eine Seite eines Zaunes überwachen können. Mit Hilfe einer Auswerteschaltung der Detektoren einer Säule kann dann sowohl der entsprechende Abschnitt als auch die zugehörige Zaunseite angezeigt werden, in weichen der Alarm ausgelöst wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine passive Infrarot-Überwachungseinrich-tung zur Überwachung eines Zaunes;

Fig. 2a und b eine Seitenansicht bzw. Aufsicht einer Zaunüberwachungsanlage gemäss Fig. 1 ;

Fig. 3 einen Infrarotdetektor für eine passive Überwachungseinrichtung gemäss Fig. 1 und 2;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektronischen Auswerteschaltung für einen Infrarotdetektor gemäss Fig. 3;

Fig. 5 eine zaunbildende passive Überwachungseinrichtung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel weist eine Säule 1 auf, die im Boden verankert ist und an der ein Zaun Z befestigt ist. Der über den Zaun Z ragende Teil der Säule 1 weist vier gleiche Segmente auf, in denen Infrarotdetektoren (1.1 bis 1.4) so angeordnet sind, dass sie auf die gleiche Seite des Zaunes Z blicken. Die Infrarotdetektoren (1.1 bis 1.3) der unteren drei Segmente sollen insgesamt einen Streckenabschnitt S des Zaunes überwachen und sind dazu so ausgerichtet, dass sie unterschiedliche mittlere Blickrichtungen ai bis (X3 bezogen auf die Säulenachse aufweisen. Auf diese Weise entstehen unterschiedlich überwachte Streckenabschnitte I bis V. Der Infrarotdetektor 1.4 des obersten Säulensegments dient zur Überwachung der Zaunkrone und ist daher bezüglich sei-.ner Blickrichtung oa so ausgerichtet, dass nur noch der obere Teil des Zaunes Z und nicht mehr der Boden erfasst wird. Zur lückenlosen Überwachung des gesamten Zaunes befindet sich dann im Strek-kenabschnitt V wiederrum eine gleichartige Säule 1, die in die gleiche Richtung wie die vorhergehende mit ihren Detektoren blickt und damit den nächsten Abschnitt des Zaunes überwacht.

Wie aus Fig. 1 bzw. Fig. 2a ersichtlich wird, können also mit drei Infrarotdetektoren 1.1 bis 1.3 innerhalb einer Strecke S, die dem Abstand zweier Säulen 1 entspricht, fünf Streckenabschnitte I bis V •unterschieden werden, wobei die Abschnitte I, II und IV von jeweils zwei, in unterschiedliche Richtungen blickende Detektoren beobachtet werden. Dies wird am besten aus Fig. 2a ersichtlich, wobei hier der Zaunabschnitt zwischen den Säulen 12 und I3 betrachtet werden soll: Hier wird der Abschnitt I sowohl vom Detektor 1.1 der Säule I2 als auch vom Detektor 1.3 der Säule 1i erfasst. Der Abschnitt II wird von den beiden Detektoren 1.1 und 1.2 der Säule I2 erfasst und der Abschnitt IV von den Detektoren 1.2 und 1.3 der Säule I2. Entsprechend muss auch ein in diese Zonen eindringendes Objekt bei den jeweils zugeordneten Detektoren ein gleichartiges Signal auslösen. Mit Hilfe der in Fig. 4 noch näher beschriebenen Schaltung kann dann sowohl ermittelt werden, ob es sich um einen echten Alarmfall handelt und, wenn ja, in welchem Streckenabschnitt dieser Alarm ausgelöst wurde.

In Fig. 3 ist der Aufbau eines Infrarotdetektors dargestellt, der im wesentlichen einen konkaven, für infrarotes Licht reflektierenden Spiegel 1.11 aufweist, auf dessen optischer Achse 1.13 ein Detektorelement 1.12 angeordent ist. Das Detektorelement 1.12 weist einen pyroelektrischen Doppelkristall auf, wobei beide Kristallteile geringfügig neben der optischen Achse 1.13 angeordnet sind. Dadurch blicken beide Kristallhälften in unterschiedliche Richtungen 1.14 bzw. 1.15, die etwas von der optischen Achse 1.13 abweichen und zu dieser symmetrisch sind. Die zugehörigen Empfangskeulen sind in Fig. 2b dargestellt, wobei hier die doppelten Empfangskeulen nur jeweils eines Detektors einer Säule mit Blick von oben dargestellt sind. Die den Blickrichtungen 1.14 zugeordneten Empfangskeulen überwachen lückenlos eine Seite des Zaunes Z und die in Blickrichtungen 1.15 zugeordneten Keulen die andere Seite.

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In Fig. 4 ist ein Blockschaltbild für eine elektronische Auswerteschaltung 2 der Infrarotdetektoren 1.1, 1.2 usw. dargestellt. Die Signale eines Detektorelementes 1.12 werden dabei in einem Verstärker 1.16 verstärkt und einer Kompensationsschaltung 1.17 zugeführt, wodurch eine Unabhängigkeit des Signalpegels von der Bewegungsgeschwindigkeit des zu detektierenden Objektes erzielt wird. Diese Massnahme führt zu einer deutlichen Senkung der Fehlalarmrate und zu einer sicheren Ob-jektdetektion auch bei schnellen Bewegungsgeschwindigkeiten in Sensornähe. Das so aufbereitete Detektorsignal wird einem Multiplexer 2.1 der Auswerteschaltung 2 zugeführt und in einem Analag/Di-gital-Wandler 2.2 digitalisiert und in einen Rechner 2.3 eingegeben. Der Rechner 2.3 verwertet nun die aus den unterschiedlichen Detektoren 1.1 bis 1.4 eingehenden Signale und verknüpft diese so, dass sowohl die Zaunseite als auch der entsprechende Streckenabschnitt, in welchem ein Alarm ausgelöst wurde, ermittelt wird. Ein entsprechendes Signal wird dann einer Schnittstelle 2.4 zugeführt und über eine Übertragungsstrecke 3 an diejenige, (nicht dargestellte) Videokamera weitergegeben, die dem Streckenabschnitt zugeordnet ist.

In Fig. 5 ist eine Säule 5 für ein zaunloses Überwachungssystem dargestellt, welche eine Vielzahl von übereinander in gleichen Abständen angeordneten Detektoren 5.1 bis 5.8 aufweist. Die einzelnen Detektoren haben bezüglich der Säulenachse den gleichen Blickwinkel as sowie den gleichen Öffnungswinkel ß. Der von der gesamten Anordnung erfasste Bereich wird so in eine Vielzahl von im Querschnitt rautenförmigen Sektoren unterteilt. Die einzelnen Sektoren können unterschiedlichen Detektoren zugeordnet werden, so dass eine einfache Erkennung möglich wird:

So ist z.B. der mit 12 bezeichnete Bereich lediglich von den Detektoren 5.1 und 5.2 gleichzeitig erfasst; ein Eindringen beispielsweise in den Bereich 345 würde bei den Detektoren 5.3, 5.4 und 5.5 gleichzeitig ein Signal auslösen; entsprechend würde bei einem gleichzeitigen Signal aus den Detektoren 5.1 bis 5.7 eindeutig auf den Sektor 1-7 geschlossen werden können.

Bei dieser Anordnung bewirkt die mit zunehmender Entfernung von der Säule 5 zunehmende Mehrfachüberwachung der Sektoren eine Kompensation der abnehmenden Empfindlichkeit der einzelnen Detektoren mit der Entfernung. Eine Störung in nur einem der Detektoren 5.1 löst hier noch keinen Fehlalarm aus.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Passive Infrarot-Überwachungseinrichtung mit mehreren Infrarotdetektoren, welche in einer Säule mit Abständen übereinander angeordnet sind und deren Empfangsbereiche eine zu überwachende Strecke lückenlos erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Infrarotdetektoren (1.1-1.3) mindestens einen Abschnitt (I, II, IV) der zu überwachenden Strecke (S) aus unterschiedlichen Winkeln (<xi, oa, 03) betrachten.

2. Infrarot-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von jeweils mindestens zwei Infrarotdetektoren (1.1-1.3) überwachten Streckenabschnitte (I, II) lückenlos aneinandergereiht sind.

3. Infrarot-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der einen Streckenabschnitt gemeinsam überwachenden Infrarotdetektoren (5.1-5.8) mit zunehmender Entfernung von der Säule (5) zunimmt (Fig. 5).

4. Infrarot-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Infrarotdetektor (1.1) mit einem pyroelektrischen Doppelkristall (1.12) versehen ist, welcher innerhalb eines gemeinsamen Reflektors (1.11) derart angeordnet ist, dass zwei nebeneinander symmetrisch verlaufende Empfangskeulen entstehen und die Symmetrieebenen der Empfangskeulen (1.14, 1.15) sämtlicher Infrarotdetektoren einer Säule in einer Ebene zusammenfallen (Fig. 3, Fig. 2b).

5. Infrarot-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Symmetrieebene der Empfangskeulen ein Zaun (7) angeordnet ist (Fig. 2b).

6. Infrarot-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarotdetektoren (1.1-1.4) mit einer elektronischen Auswerteschaltung (2) verbunden sind, die in Abhängigkeit davon, welcher oder welche in-frarotdetektor(en) ein Alarmsignal ausgelöst hat bzw. haben, ein Entfernungssignal erzeugt.

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