CN107004333B - 在受限区域和工业环境中使用的访问控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在受限区域(400,500,600,700,800,900)和工业环境中使用的访问控制系统，该访问控制系统包括连接到至少一个天线(1)的至少一个受控静电场传感器(100)；其中，所述天线(1)被配置为单个电极，使得所述传感器(100)沿特定方向测量所述天线(1)周围的静电场中的干扰，并且其中，所述受控静电场传感器(100)被配置成用于检测由其自己的天线(1)产生的静电场中的干扰。传感器(100)连接至控制装置(40,50,60,70,80,90)。
Description
技术领域
本发明涉及访问控制系统。本发明在安全/保密部门，更具体地在公共或私人开放空间中的安全/保密以及职业安全与卫生方面具有实际应用。本发明的主要目的是通过虚拟围栏来控制对禁止区域的访问，在另一实施方式中，还允许检测受限访问区域(如站台、海运码头或陆地装载码头)中的交叉点，亦或检测对受限的安全/保密区域(如例如工业设施中的机器人的活动半径)的未授权访问。
背景技术
当检测到任何类型的入侵时，如今在开放空间(无论它们是公共的还是私人的)的安全领域中使用不同的被动报警系统。下列各项包括在众所周知的检测系统中：
a)体积传感器，其检测测量区域的体积变化，然后将其转换为运动检测。
b)红外屏障传感器，其检测在物体的发射器与接收器之间的通道。
c)超声波检测传感器。
与这些检测器相比，专利文献WO2015/044487描述了室内空间中的静电场传感器和安全系统，其能够沿着用作天线或传感探测器的金属导体来测量静电场及其变化。该探测器连接至能够对天线的金属导体周围的静电场中的所述变化进行解码的电子电路。
该系统允许借助于单个天线测量干扰，从而推断人的存在，通过在单个天线中测量干扰本身来对所述人与动物或物体进行区分。该系统被设计为预防性接近报警检测器。没有描述用于检测在受限区域中的交叉点或者在某些受限区域中的虚拟围栏的系统，为此目的，有必要修改专利文献WO2015/044487中描述的系统。
另外，专利文献US8742925描述了用于检测和防止物体或人在火车站的线路(更具体地，站台)上跌落的装置。该装置包括：检测器，其具有至少一个发射器和一个接收器；跌落物体/人检测器，其连接至接收器并且控制沿着站台布置的轨道和物理屏障的信令，并且标定检测装置被定位处的门。在JP2010157045中描述了类似的系统。与这些文献相比，本发明大大简化了对铁路站台中的事故的检测和控制，从而得到了更具成本效益且可持续的系统。
例如通过专利文献US2009256706，虚拟围栏的使用是已知的，专利文献US2009256706描述了涉及以下多个装置的使用的系统，所述多个装置以给定频率和幅度产生光束，使得在不同装置之间形成围绕物，以用于保护给定空间。除了另一种类型的雷达型无线信号(WO2014184024)之外，还已知使用射频标签(US2010148961)、IR传感器(US2011006897)或V-带发射器/接收器(US2012313782)。与这些文献相比，本发明大大简化了对受限区域访问的检测和控制，这导致比已经描述的系统更具成本效益且可持续的系统。
通常，所描述的专利文献中不存在允许将交叉点或访问检测器的结构与静电传感器的使用相结合，所述静电传感器通过单个天线来检测静电场中的干扰，所述天线被配置为以下电极，所述电极被布置成使得其大大简化了检测结构，从而允许在对受限区域的访问的控制中更大的确定性和可靠性，包括以更精确和更经济的方式检测事故或识别访问。
发明内容
本发明的系统对象集成了传感器，其能够测量静电场及其变化，以确定在靠近所述探测器的周围区域中存在的人并且将人与任何其他动物或物体区分开。本发明基于如下能力：本发明的传感器对象用于测量在作用类似天线的导体周围存在的静电场的变化，当所述场受到主体的影响时，静电场变化，传感器的灵敏度足以检测由人或另一物体引起的所述变化。
与任何其他现有物体一样，人体具有其自身的取决于材料、密度、体积、温度和导电性的电特性。不同物体之间的电势差意味着：当它们彼此接触或彼此非常靠近时，存在从一个物体到另一个物体的静电放电。本发明的传感器对象利用该效应，该传感器对象连续地测量在与其连接的电子电路中由所述场引起的波动。通过场的大小的变化，该电路能够区分不同类型的主体或物体，并且将人的存在与另一材料或动物存在区分开。
通过连续地进行容量测量，本发明的传感器对象确实对在天线中产生的电磁场和静电场以及通过无限的场线定型，连接至本发明的传感器对象的处理器允许确定在天线中的场中产生波动的物质的体积和密度。
本发明适用于工业设施中的安全/保密系统，其中，操作者将被通知接近给定的限制区域或未授权区域所带来的风险。这例如在机器人臂的活动区域中允许所述臂当操作者处于其作用半径时静止，而不管实际操作者是否后来被追责，如果所述操作者没有被授权，为此系统还识别操作者。
本发明的另一个目的涉及在受限区域中使用的访问控制系统，该访问控制系统比现有技术中描述的系统更精确且更容易实现，因此通过测量由于人类存在于其附近而引起在静电场中产生的干扰来实现该访问控制系统。该访问控制系统将由敏感区域或受限区域(如铁路站台或装载码头和/或港口码头)中的至少一个虚拟围栏或交叉点检测器组成。
虚拟围栏或交叉点检测器包括至少一个静电传感器，所述至少一个静电传感器能够测量由天线周围的人、物体或动物产生的干扰，该天线又发射静电场并且检测在发射的场中产生的干扰。该天线(通常是电极)以定向的方式发射静电场，即，它可以发射到周围空间的一部分中，而不是以全方位的方式发射，从而屏蔽不需要的部分。这就是为什么在每个应用中该天线的布置不同，原因是：即使每个天线被连接至单个电路，它们仍然是自主检测在其周围产生的静电场中的干扰。作为天线或多个天线的布置的结果，取决于所实现的物理结构(走廊、码头、站台等)，可以无需任何限制并且以非常简单的方式来限定由发射的场包围的物理空间。
这些优点通过独立权利要求中描述的并且通过引用并入本文中的不同方面来实现。本发明的其它特定实施方式在从属权利要求中描述，并且也通过引用并入本文中。
作为在所附权利要求中描述的系统的结果，获得了用于公共和私人受限区域两者、用于工业用途或用于任何其他用途的访问控制系统。在第一方面中，该系统被配置为由于危险而在受限区域(如铁路站台、商品装载码头或海运码头)中使用的交叉点检测器，该系统简化其操作中的安全任务，并且该系统可以容易地集成在物理空间中以及所述设施中当前使用的监视环境中，使得该系统甚至可以允许在所述设施中执行的处理的更大自动化。在第二方面中，该系统被配置为虚拟围栏，该虚拟围栏使得能够以比现有技术中已知的系统便宜得多且简单得多且更有效的方式来识别用户。
在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”及其变型不试图排除其他技术特征、附加物、部件或步骤。对本领域技术人员而言，本发明的其他目的、优点和特征将部分地根据描述而推断出，并且部分地根据实施本发明而推断出。通过说明的方式提供了以下示例和附图，并且不试图限制本发明。此外，本发明涵盖本文提及的特定实施方式和优选实施方式的所有可能的组合。
附图说明
下面非常简要地描述了一系列附图，其有助于更好地理解本发明并且明确地涉及作为其非限制性示例呈现的所述发明的实施方式。
图1示出了本发明的传感器的第一实施方式的框图。
图2示出了本发明的传感器的第二实施方式的框图。
图3示出了本发明的用于工业环境中的系统的示意图。
图4示出了本发明的集成在铁路站台中的系统的示意图。
图5示出了本发明的集成在海运码头中的系统的示意图。
图6示出了本发明的用于装卸区的系统的示意图。
图7示出了本发明的被配置为虚拟围栏的系统的示意图。
图8示出了本发明的用于保险箱的系统的示意图。
图9示出了本发明的用于展示有价值物体的系统的示意图。
具体实施方式
本发明的目的涉及用于受限区域的访问控制系统，其包括不同的实际实施方式，如工业空间中的控制、虚拟围栏或交叉点检测器。下面详细描述构成本发明的系统对象的部件的每个具体实施方式。
静电场传感器(100a)的第一实施方式
如图1所示，在第一实施方式中，用于工业环境的静电场传感器(100a)包括由单个测量电极组成的天线(1a)。图1的静电场传感器是基于WO2015/044487中描述的传感器的解决方案，但是被改进用于在其他实际应用中实现。
天线(1a)直接连接至场产生电路(2)和场控制电路(3)，该场控制电路(3)又连接至信号处理电路(4)，该信号处理电路(4)本质上是模数转换器，该信号处理电路(4)又连接至处理器(5)，该处理器(5)被配置成用于：检测静电场的变化，建立具有所述变化、物体(其产生能够被确定的所述变化)的体积和密度的一种类型的三维地图。该处理器(5)又连接至射频通信电路(6)，射频通信电路(6)将加密信号发送至控制整个设施的中央控制单元(10)。此外，处理器(5)连接至安全相机(7)，安全相机(7)记录处理器(5)已经检测到并定义为未授权入侵的对象。最后，处理器(5)优选地通过
连接至用户识别装置(8)，以便允许授权用户访问该地点并且不产生报警信号。
静电场传感器(100b)的第二实施方式
图2示出了传感器的替选解决方案，其描述了所述传感器的替选实施方式。如在所述图1中看到的，静电场传感器包括天线(1b)，其由同时作为发射器和接收器(发射接收电极)的单个电极组成，并且它是在本发明中提出的实施方式中的每一个实施方式中使用的天线(1b)，即使具有允许改进其功能的不同物理配置和连接能力。必须记住，在一些实施方式中，几个天线可以并行共存，即使它们中的每一个同时保持作为发射天线和接收天线的特性。
然而，受控静电场传感器还包括场产生和测量电路，优选地为具有小于5MHz的工作频率的调谐电路，包括RLC电路和相位稳定电路。在测量之后天线中接收到的信号通过滤波级，然后所述信号去往模数转换器，该模数转换器又连接至处理器，该处理器被配置成用于：检测静电场中的变化，建立具有所述变化、物体(其产生能够被确定的所述变化)的体积和密度的一种类型的三维地图。如在每个实施方式中将看到的，该处理器又连接至射频电路，该射频电路将加密信号发射至控制整个设施的中央控制单元或集成的外部监视系统。该电路包括数据存储存储器。
还应当指出的是，静电场传感器(100a,100b)的两种实施方式不是彼此排斥的，即，可以使用传感器(100a)的第一实施方式或传感器(100b)的第二实施方式，比如天线(1a,1b)它实际上指的是相同的物理元件，即配置为天线的电极。由于它们的可交换性并且为了便于参照附图，静电场传感器(100a,100b)将被称为传感器(100)，而在两种实施方式中的天线(1a,1b)将被称为天线(1)。
在工业环境中的应用
图3示出了图1中描述的传感器(100)本身以及负责报警管理的中央控制单元(10)的两个框图，同样地，包括连接至射频通信模块(12)的处理器(11)，射频通信模块(12)通过其各自的射频电路(6)连接到至少一个传感器装置(100)。中央控制单元(10)包括其它通信模块，如以太网(13)、WIFI(14)或Zigbee(15)，还具有电容式键盘(16)和显示器(17)，以供操作者更容易地使用。
应当指出的是，由天线(1)产生的场可以是定向的，即，取决于屏蔽，可以将场线对准(aim)感兴趣的期望点，本发明与已知的报警系统相比增加了通用性。
该系统可以用于例如控制工业机器人、数控机器或用于出于安全/保密原因需要限制访问区域的工业用途的任何其它机器的运动区域。
在该特定实施方式中，中央控制单元(10)的目的是简单地记录警报，因为信号由每个传感器独立地处理。
铁路站台(400)
如可以在图4中看到的，对于铁路站台(400)，天线(1)可以具有两个基本位置：
a)纵向地布置成与站台(400)的边缘(401)隔开距离(d)。
b)在站台(400)的边缘(401)正下方的位置。
位置(a)允许对人员进入火车的入口进行控制，而位置(b)允许检测已经落在火车轨道上的任何物体。所有这些以简单的方式进行，假设在位置(a)处，将天线(1)简单地附接至地面，因为它被配置为连接至传感器(100)的金属条，而在位置(b)处，由金属电极形成的天线(1)将集成在通道、防腐蚀管中，防止其受潮和啮齿动物破坏，或任何其他类型的附加保护。
天线(1)将被遮蔽，使得在选项(a)中产生的静电场垂直于地面，而选项(b)中的静电场基本上平行于地面产生。因此，可以取决于要监视的区域来定向所产生的场。
在另一实施方式中，火车轨道(402)本身可以被配置为用于检测轨道上的人、动物或物体的电极或天线(1)。
通常对可用于在铁路站台(400)中的区域中使用的访问控制系统的传感器(100)的数量没有限制。传感器(3)中的每一个可以控制站台(400)的特定区域，因为天线(1)的长度优选地等于或小于十米。因此，可取的是，每十米安装连接到至少一个天线(1)的传感器(100)，以用于控制站台(400)的给定区域。
在任何情况下，所有传感器(100)连接到控制装置(40)，该控制装置(40)包括：一个或更多个处理器(41)；存储器(42)；以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(42)中，并且被配置成用于通过至少一个或更多个处理器(41)来运行，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(403)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)产生控制信号；以及(v)与铁路管理系统进行通信。
实际上，在第一步骤中，至少一个传感器(100)将检测例如由穿过区域(a)的人引起的干扰。在这种情况下，例如，铁路管理系统将向控制装置(40)通知站台(400)上的火车的存在或不存在。如果不存在火车，则干扰将被表征为“危险区域中的人”，传感器的区域的实际相机(403)将聚焦在所述区域上并且监视所述区域。
监视可以是手动的(控制中心中的操作者)或者借助于自动图像识别系统自动进行，在所述自动图像识别系统中，监视产生干扰的人的活动，并且可以产生与之一致的控制信号，所述信号是例如在最无害的情况下自动再现的“我们提醒您禁止接近站台的边缘”类的通用消息，直到如果例如检测到的是人群或者涉及跌落或跌落到火车轨道本身上的风险的情况，则所述信号是阻止火车通过车站(如果需要的话)。
因此，实现了用于控制对铁路站台(400)的访问的非常有效的访问控制系统，因为其允许以非常低的成本表征产生干扰的对象、个人或人群，而无需改变当前设施。相对于已知的现有技术，所描述的系统允许例如以下操作范围：从以完全个性化的方式控制站台、检测通道或单个人的跌落，到人群的控制，从而允许铁路管理系统以快速且有效的方式做出决策。
海运码头(500)
在另一特定实施方式中，访问控制系统适用于海运装载码头(500)，并且在集装箱装载码头中特别有用。如在图5中可以观察到的，对于海运码头(500)，天线(1b)可以具有两个基本位置：
a)沿着海运码头(500)的边缘(501)纵向地进行布置。
b)在靠近装载吊车(502)的活动区域的位置。
位置(a)允许对人或物体落入水中进行控制，而位置(b)允许检测在装载吊车(502)的运动中构成障碍物的任何物体或人。所有这些以简单的方式进行，这是因为，由于天线(1)被配置为连接至传感器(100)的金属条，所以在两个位置(a)和(b)处，天线(1)将被简单地附接至地面。天线(1)将被遮蔽，使得静电场对准通常垂直于地面的预定的检测区域。
在另外的实施方式中，在港口中使用的集装箱(503)可以各自具有其自己的传感器(100)，所述传感器(100)具有其自己的天线(1)。因此，当传感器(100)设置有无线通信装置时，该解决方案允许不仅通过系统来控制集装箱，而且假如存在与所有区域中的兼容控制装置(100)的连接，还允许在所述集装箱自身在船舶中的行程期间的完全预加载跟踪能力以及在其目的地卸载。
通常对可用于在海运码头(500)中使用的访问控制系统的传感器(100)的数量没有限制。由于天线(1)的长度优选地等于或小于十米，所以传感器(100)中的每一个可以控制海运码头(500)的特定区域。因此，以下是可取的：每十米安装连接到至少一个天线(1)的传感器(100)，以用于控制海运码头(500)的给定区域。
在任何情况下，所有传感器(100)连接至控制装置(50)，该控制装置(50)包括：一个或更多个处理器(51)、存储器(52)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(52)中，并且被配置成用于通过至少一个或更多个处理器(51)来运行；其中，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(504)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)生成控制信号；以及(v)与港口管理系统进行通信。
事实上，在第一步骤中，至少一个传感器(100)将检测例如在吊车(502)下方经过的在区域(b)中的人引起的干扰。在这种情况下，例如，港口管理系统将向装置(100)通知以下情况：吊车(502)是否在运动，或者所述运动不久之后是否是所期望的，或者装载是否是危险的装载。如果对于人而言没有危险，则干扰将被表征为“受限区域中的人，低风险”，传感器的区域的实际相机(504)将聚焦在所述区域上并且监视所述区域。
监视可以是手动的(控制中心中的操作者)或者借助于自动图像识别系统自动进行，在所述自动图像识别系统中，监视产生干扰的人的活动，并且可以产生与之一致的控制信号，所述信号是例如在最无害的情况下自动再现的“我们提醒您禁止接近吊车”类的通用消息，直到如果例如检测到的是对于人而言是危险的或者集装箱积聚或掉落的情况或另一种异常情况，则所述信号是阻止吊车运动或集装箱的装载(如果需要的话)。
因此，实现了用于控制对海运码头(500)的访问的非常有效的访问控制系统，因为其允许在不改变当前设施的情况下以非常低的成本表征产生干扰的物体、个人或人群。所描述的系统允许例如以下操作范围：从以完全个性化的方式控制海运码头(500)、检测单个人的访问，到对集装箱的控制和跟踪能力，与已知的现有技术相比，所描述的系统提供了在以快速且有效的方式做出决策方面具有改进的装载管理系统，这使得能够在设施中实现更高程度的自动化。
装载港湾(Loading bay)(600)
在另一特定实施方式中，访问控制系统适用于商品装载港湾(600)，并且在装载自动化中特别有用。如在图6中可以观察到的，对于装载港湾(600)，天线(1)可以具有两个基本位置：
a)纵向地布置成与装载港湾(600)的边缘(601)隔开距离(d)。
b)在装载港湾(600)的边缘(601)正下方的位置。
位置(a)允许对装载区域或范围的访问进行控制，而位置(b)允许检测从港湾(600)掉落的任何物体或人。所有这些以简单的方式进行，因为天线(1)被配置为连接至传感器(100)的金属条，所以在两个位置(a)和(b)处，天线(1)将被简单地附接至地面。天线(1)将被遮蔽，使得静电场对准通常垂直于地面的预定的检测区域。
在另外的实施方式中，商品(602)可以各自具有它自己的传感器(100)，所述传感器(100)具有它自己的天线(1)。因此，当传感器(100)设置有无线通信装置时，该解决方案允许不仅通过系统来控制商品，而且假如存在与所有区域中的兼容装置(100)的连接，还允许在所述商品旅程期间对其完全预装载跟踪能力以及在其目的地卸载。
通常对可用于在装载港湾(600)中使用的访问控制系统的传感器(100)的数量没有限制。传感器(100)中的每一个可以控制港湾(600)，由于它们的长度很少超过十米(十米的长度是每个传感器(100)的每个天线(1)的最大距离)，所以足以控制港湾。
在任何情况下，所有传感器(100)连接至控制装置(60)，该控制装置(60)包括：一个或更多个处理器(61)、存储器(62)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(62)中，并且被配置成通过至少一个或更多个处理器(61)来运行；其中，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(603)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)产生控制信号；以及(v)与自动装载管理系统进行通信。
实际上，在第一步骤中，至少一个传感器(100)将检测例如由穿过装载区域(a)的人引起的干扰。在这种情况下，例如，自动装载管理系统将向装置(100)通知以下情况：是否实际上存在正在进行的装载操作，从而是否存在移动中的商品(602)，或者所述运动不久之后是否是期望的，或者装载是否是危险的装载。如果对于人而言没有危险，则干扰将被表征为“在受限区域中的人，低风险”，传感器(100)的区域的实际相机(603)将聚焦在所述区域上并且监视所述区域。
监视可以是手动的(控制中心中的操作者)或者通过自动图像识别系统自动进行，在所述自动图像识别系统中，监视产生干扰的人或物体的活动，并且可以产生与之一致的控制信号，所述信号是例如在最无害的情况下自动再现“我们提醒您禁止接近港湾”类的通用消息，直到如果例如检测到的是对于人而言是危险的或者商品积聚或掉落的情况或另外的异常情况(如识别出在区域(b)中存在逻辑上意味着跌落的人，或者操作者处于商品到卡车的通道的区域中，这对身体的完整性带来严重的风险)，则所述信号是阻止装载的运动(如果需要的话)。
因此，实现了用于控制对装载港湾(600)的访问的非常有效的访问控制系统，因为该访问控制系统允许以非常低的成本表征产生干扰的对象、个人或人群，而无需改变当前设施。所描述的系统允许例如以下操作范围：从以完全个性化的方式控制港湾(600)、检测单个人的访问，到对商品的控制和跟踪能力，与已知的现有技术相比，所描述的系统提供了在以快速且有效的方式做出决定方面具有改进的装载管理系统，这使得能够在设施中实现更高程度的自动化。
虚拟围栏(700)
在图7所示的另一特定实施方式中，用于控制对受限区域的访问的访问控制系统被配置为虚拟围栏(700)，并且在具有不同级别的访问的安全区域的控制中特别有用，所述不同级别的访问是敏感设施特有的并且现在用连接至数据库和认证系统的不同的识别系统(生物识别系统或借助于卡对人进行识别的系统)来解决。下面描述的系统大大简化了这个任务。
如在图7中可以观察到的，虚拟围栏包括两个天线(1)，每个天线连接至其相应的传感器(100)，所述传感器(100)纵向布置在其中限定了三个安全区域(700a,700b,700c)的空间中。每个安全区域包括相机(701a,701b,701c)和无线连接(702a,702b,702c)，所述无线连接可以是WIFI或
类的连接或对本领域技术人员而言另一等同连接。
在另一个实施方式中，传感器(100)连接至两个天线(1)。通常认为连接至传感器的天线(1)的最大长度为10米，对于可用于并联连接至一个和相同控制装置(70)的传感器的数量没有任何限制。
控制装置(70)包括：一个或更多个处理器(71)，存储器(72)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(72)中，并且被配置成通过至少一个或更多个处理器(71)来运行；其中，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(701a,701b,701c)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)生成控制信号；以及(v)与认证和授权系统进行通信。
因此，第一安全区域(700a)中的用户将被传感器(100)检测到，并且用户的存在将由控制装置(100)表征，控制装置(100)将所述区域的相机(701a)聚焦在干扰源上。在这种情况下，监视包括：(a)通过相机对用户进行生物识别；以及/或者(b)通过无线连接(702a,702b,702c)询问用户识别装置(例如，他或她自己的移动应用，或者无源无线信号发射器)。此监视导致使用认证和授权系统进行查询。如果由于引起干扰的人未被授权而导致查询提供了否定结果，则由控制设备(100)生成的控制信号可以导致警报或甚至导致在安全区域(700a)中自动阻止。
虚拟围栏有无限的用途，并且它们不限于用于限制安全访问控制，而是可以用于例如控制开放范围动物园中的危险动物。因此，如果动物经过或进入对人或游客的安全至关重要的安全区域，或者即使检测到人落入动物园的坑中，则可以释放放置在动物身体上的镇定剂(例如，在具有微量注射器的颈圈中)，以使人的危险最小化。
利用上述安全围栏(700)的解决方案，简化了具有不同安全级别的受限区域访问控制，此外，所述解决方案以离散方式进行(天线(1)可以被隐藏或隐蔽)，并且由于用户将不需要像当前要求的那样执行任何认证动作，所以为用户留下完全的自由，相对于当前系统，这带来了更通用且更容易的使用。
对保险箱(800)的访问
图8所示的另一特定实施方式示出了用于对保险箱(800)的访问进行控制的访问控制系统，其中，天线(1)可以具有两个基本位置：
a)围绕或靠近保险箱(800)，但与所述保险箱隔开距离(d)。
b)在实际保险箱(800)中。
位置(a)允许控制人们对受限区域或靠近保险箱的区域的访问，而位置(b)允许检测与受限区域或靠近保险箱的区域的任何接触。在这种情况下，为了更好检测和控制确定性，每个位置的每个天线将连接至不同的传感器(100)。系统将包括相机(801)和无线通信装置(802)，其中，相机(801)可以对准两个区域(a)或(b)，无线信装置(802)可以是WIFI或
类型的装置或对本领域技术人员而言其他等同的装置。
在任何情况下，所有传感器(100)连接至控制装置(80)，控制装置(80)包括：一个或更多个处理器(81)、存储器(82)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(82)中，并且被配置为通过至少一个或更多个处理器(81)来运行，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(801)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)生成控制信号；以及(v)与认证系统进行通信。
因此，第一安全区域(a)中的用户将被传感器(100)检测到，并且用户的存在将由控制装置(100)表征，控制装置(100)将所述区域的相机(801)聚焦在干扰源上。在这种情况下，监视包括：(a)通过相机对用户进行生物识别；以及/或者(b)通过无线装置(802)询问用户识别装置(例如，他或她自己的移动应用，或者无源无线信号发射器)。此监视导致使用认证系统进行查询。如果由于引起干扰的人未被授权而导致查询提供了否定结果，则由控制装置(100)生成的控制信号可以导致警报或甚至对保险箱(800)的自动封锁。在识别和监视方面存在冗余的情况下，安全性增加了两倍，原因在于区域(a)中的人将不具有与区域(b)中的人相同的许可，这对于安全是有利的。
如今保险箱要求例如对它们进行清洁的特别许可，从而要求授权理论上不必接触它们的人来访问现场和保险箱，存在必须解决的小的安全漏洞，要以非常有效的方式来进行，假设该方式以非常低的成本表征产生干扰的对象、个人或人群，而无需变更当前的设施。
展览有价值的物体(900)
图9所示的另一个特定实施方式示出了用于对例如在博物馆或展览中的有价值的物体(900)的访问进行控制的访问控制系统，其中，天线(1)可以具有两个基本位置：
a)被布置成与有价值的物体(900)隔开距离(d)。
b)在有价值的物体(900)的展览区域周围。
位置(a)允许控制人们对受限区域或接近受限区域的区域的访问，而位置(b)允许检测与物体的任何接触。在这种情况下，为了更好检测和控制确定性，每个位置的每个天线将连接至不同的传感器(100)。系统将包括相机(901)和无线通信装置(902)，其中，相机(901)可以对准两个区域(a)或(b)，无线通信装置(902)可以是WIFI或
类型的装置或对本领域技术人员而言另一等同的装置。
在任何情况下，所有传感器(100)连接至控制装置(90)，控制装置(90)包括：一个或更多个处理器(91)、存储器(92)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在存储器(92)中，并且被配置成通过至少一个或更多个处理器(91)来运行，所述程序包括用于以下操作的指令：(i)表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰；(ii)将至少一个相机(91)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；(iii)监视检测到干扰的传感器(100)的作用区域；(iv)产生控制信号；以及(v)与展览认证和/或管理系统进行通信。
因此，第一安全区域(a)中的用户将被传感器(100)检测到，并且用户的存在将由控制装置(100)表征，控制装置(100)将所述区域的相机(901)聚焦在干扰源上。在这种情况下，监视仅涉及例如对观察物体的人的控制，以建立对观看物体的总人数或统计的分析。然而，在第二区域(b)中，监视涉及：(a)通过相机对用户进行生物识别；以及/或者(b)询问用户识别装置(例如，他或她自己的移动应用，或者无源无线信号发射器)。此监视导致使用认证系统进行查询。如果由于引起干扰的人未被授权而导致查询提供了否定结果，则由控制装置(90)生成的控制信号可以导致警报或者甚至将物体(900)锁住。在识别和监视方面存在冗余的情况下安全性增加了两倍，原因在于区域a)和区域(b)被分类为非常不同的风险区域，这一方面允许建立对观看物体的统计控制(以例如随后评估其关注并且允许更好地规划展览)以及为物体提供冗余的安全系统，因为相机(901)例如能够检测区域(a)与区域(b)之间经过的人，这允许跟踪对物体(900)的假设威胁。
作为所描述的系统的结果，以非常有效的方式实现了对展出的有价值的物体(900)的访问的控制，原因是所描述的系统允许以非常低的成本表征产生干扰的物体、动物、个人或人群，而无需更改当前设施。
最后，应当指出的是，在所有前述实施方式中，可以通过显示器监视各个相机的信号。同样地，应当指出的是，控制装置(40,50,60,70,80,90)可以是便携式或非便携式计算机系统，而不降低或改变其功能。此外，在所有实施方式中，控制装置(40,50,60,70,80,90)可以集成在传感器(100)本身中，或者控制装置(40,50,60,70,80,90)可以是独立的元件。
所指出的实施方式是同一发明的实际应用，其是用于受限区域和工业环境的访问控制系统。然而，所示的每个实施方式在其操作中具有以下特性，该特性精确地来自本发明的系统对象的通用性和模块性。
Claims (15)
1.一种用于在受限区域和工业环境(400,500,600,700,800,900)中使用的访问控制系统，至少包括：
连接到至少一个天线(1)的一个受控静电场传感器(100)，
a.其中，所述天线(1)被配置为单个电极，使得所述传感器(100)被布置成沿选择的方向测量所述天线(1)周围的静电场中的干扰；
b.并且其中，所述受控静电场传感器(100)被配置成用于检测由其自己的天线(1)产生的静电场中的干扰；
并且其特征在于：
至少一个天线(1)在位置上靠近所述受限区域和工业环境(400,500,600,700,800,900)，并且其中，所述天线(1)被屏蔽以将其周围产生的静电场引导至感兴趣的期望点；
并且其中，每个传感器(100)被布置成连续地测量由于靠近所述天线(1)的主体的影响而引起的静电场的波动；并且其中，每个传感器(100)进一步被布置成通过连续地进行容量测量来对所述天线(1)中产生的电磁场和静电场进行定型；
并且其中，每个传感器(100)还连接至控制装置(40,50,60,70,80,90)，所述控制装置(40,50,60,70,80,90)包括：一个或更多个处理器(41,51,61,71,81,91)、存储器(42,52,62,72,82,92)以及一个或更多个程序；其中，所述一个或更多个程序存储在所述存储器(42,52,62,72,82,92)中，并且被配置成通过至少所述一个或更多个处理器(41,51,61,71,81,91)来运行，所述程序包括用于以下操作的指令：
通过所述静电场大小的变化表征由至少一个传感器(100)检测到的干扰，还包括：
区分不同类型的主体或物体；并且
区分人的存在与另一材料或动物的存在；
将至少一个相机(403,504,603,701a,701b,701c,801,901)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；
监视检测到干扰的传感器(100)的所述作用区域；
产生控制信号；以及
与中央控制单元(10)进行通信。
2.根据权利要求1所述的系统，用于控制对铁路站台(400)的访问，所述系统包括至少一个天线(1)，所述至少一个天线(1)被纵向布置成与所述站台(400)的边缘(401)隔开距离(d)，或者位于所述站台(400)的边缘(401)的正下方的位置，或者位于这两个位置。
3.根据权利要求2所述的系统，包括多个传感器(100)，其被布置在所述站台(400)中，彼此之间的最大长度为十米。
4.根据权利要求1所述的系统，其被配置成控制对海运码头(500)的访问，其中，所述至少一个天线(1)被布置成位于沿所述海运码头(500)的边缘(501)的纵向位置；并且位于靠近装载吊车(502)的活动区域的位置。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，在所述海运码头(500)中使用的集装箱(503)包括其自己的传感器(100)以及用于与所述控制装置(50)进行无线通信的无线通信装置，所述传感器(100)具有其自己的天线(1)。
6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述天线(1)具有的最大长度为十米。
7.根据权利要求1所述的系统，用于控制对商品装载港湾(600)的访问，所述系统包括至少一个天线(1)，所述至少一个天线(1)被纵向布置成与所述装载港湾(600)的边缘(601)隔开距离(d)，或者位于所述装载港湾(600)的边缘(601)的正下方的位置处，或者位于这两个位置处。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，商品(602)可以各自具有其自己的连接至所述控制装置(60)的传感器(100)，所述传感器(100)具有其自己的天线(1)。
9.根据权利要求1所述的系统，所述系统用作虚拟围栏(700)，所述系统包括两个天线(1)，每个天线(1)纵向布置在其中限定了多个安全区域(700a,700b,700c)的空间中；并且其中，每个安全区域包括相机(701a,701b,701c)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，每个天线(1)的最大长度为十米。
11.根据权利要求1所述的系统，用于控制对保险箱(800)的访问，所述系统包括至少一个天线(1)，所述至少一个天线(1)被布置在以下位置：(a)围绕或靠近所述保险箱(800)且与所述保险箱(800)隔开距离(d)；(b)在实际保险箱(800)中；并且包括相机(801)和无线通信装置(802)，所述相机(801)可以对准所述至少一个天线(1)的覆盖区域。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，每个天线(1)连接至传感器(100)。
13.根据权利要求1所述的系统，用于控制对展出的有价值的物体(900)的访问，所述系统包括至少一个天线(1)，所述至少一个天线(1)：(a)被布置成与所述有价值的物体(900)隔开距离(d)；(b)被布置成围绕所述有价值的物体(900)的展览区域；并且还包括相机(901)和无线通信装置(902)，所述相机(901)可以对准所述至少一个天线(1)的覆盖区域。
14.一种用于在受限区域和工业环境(400,500,600,700,800,900)中使用的访问控制方法，在根据权利要求1至13中的任一项所述的系统中实施所述方法，所述方法包括以下步骤：
提供连接到至少一个天线(1)的一个受控静电场传感器(100)，其中，所述天线(1)被配置为单个电极；
沿选择的方向在所述天线(1)的周围产生静电场；以及
使用所述受控静电场传感器(100)测量所述天线(1)周围的静电场中的干扰；
并且其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
使所述至少一个天线(1)在位置上靠近所述受限区域和工业环境(400,500,600,700,800,900)，并且其中，所述天线(1)被屏蔽以将其周围产生的静电场引导至感兴趣的期望点；
测量由于靠近所述天线(1)的主体的影响而引起的静电场的波动；以及
通过连续地进行容量测量来对所述天线(1)中产生的电磁场和静电场进行定型；
通过所述静电场大小的变化表征由所述至少一个传感器(100)检测到的干扰，还包括：
区分不同类型的主体或物体；并且
区分人的存在与另一材料或动物的存在；
将至少一个相机(403,504,603,701a,701b,701c,801,901)聚焦在检测到干扰的至少一个传感器(100)的作用区域上；
监视检测到干扰的传感器(100)的所述作用区域；
产生控制信号；以及
与中央控制单元(10)进行通信。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法至少用于：(i)控制对铁路站台(400)的访问；或者(ii)控制对海运码头(500)的访问；或者(iii)控制对商品装载港湾(600)的访问；或者(iv)虚拟围栏(700)；或者(v)控制对保险箱(800)的访问；或者(vi)对展出的有价值的物体(900)的访问。
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