CN1831284A - 用于自动门的传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动门用传感器8，其包括至少两个基于不同技术的检测器10、12和用于处理由该至少两个检测器10、12产生信号的处理器14，其中同时使用这些信号，以便组合信号并准确地检测由传感器8感测的监视区域20、22内的状况。

Description

用于自动门的传感器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的用于自动门的传感器，以及根据权利要求11的自动门控制方法。
背景技术
在大多数用于自动门的传感器中，应用单一技术来感测环境并检测门周围存在或运动。这些传感器仅仅产生对应于传感器检测状态的单一输出信号。从现有技术中还已知多种技术传感器。他们在同一情况(casing)下使用多种检测技术，对于每一种技术，检测器具有单独的输出，诸如机电式继电器、晶体管、任何电或机电开关装置，甚至是其中通过数据流中的比特发送输出状态的总线连接。这种传感器的感测或检测区域通常由一组检测区域-诸如红外光斑或微波辐射图-所覆盖，以检测门周围的宽阔区域上的运动或存在，并可靠的开或关门。迄今为止，来自不同传感器头的信息以单独的方式被处理并控制单独的输出。这个方法不使用通过组合地分析同一时间上的所有传感器信号而提供的附加信息。
在US2003/0122514中公开了一种操作门的方法和装置，该门由自动控制系统控制。该自动控制系统包括传感器和连接到传感器的门控制器。为该传感器提供有微波检测器-运动检测器-、红外检测器-存在检测器和连接到这些检测器的微控制器/处理器。该门控制器接收来自传感器的微控制器/处理器的两个单独信号，即关于微控制器的一个信号-运动信号-以及关于红外控制器的一个信号-存在信号。
该门的开和关是响应于所述运动检测信号而实现的，所述运动检测信号代表至少一个运动检测器所检测到的在预定区域内的运动或没有运动。开门或保持门处于打开位置是响应于所述存在检测信号而实现的，该存在检测信号代表在所述预定区域内的存在。
在这个实施例中，两检测功能-微波和红外-是明确分离开的。甚至由同一个处理器执行的两个处理实际上是独立的。具有一个信号的一个检测器的情况对具有第二信号的第二检测器没有影响。在传感器中，这导致该传感器的两个单独输出。然而，随传感器之后，提供所述门控制器来处理这两个信号，即由所述存在检测信号代替所述运动检测信号，以将门保持在打开位置。这是传感器输出的逻辑组合。
根据该已知实施例，门前情况的分辨率(resolution)是极其综合的，并因此不精确。该构造及方法导致使用者占用时间长并且导致开门、关门及保持门为打开状态的故障。
EP-A-0367402公开了应用两个检测器在相同的区域内检测人的运动。该双技术传感器确保检测更可靠。而且，一个检测器的检测-PIR-触发另一检测器-微波检测器-的电源。因此可降低功耗。
US-A-6114956公开了使用波导形式的特定线性天线的微波传感器，其被假定沿着门宽度方向安装。波导线性方法具有平行交通抑制(parellel trafficrejection)的固有特性，其不能同时由红外幕帘来补充。这种波导线性天线非常昂贵。而且，该传感器，由于其并行交通抑制的特性，会抑制非常靠近门的运动，该运动看起来当然象并行的，但却是由期望进入的人作出的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于自动门的传感器，以进一步以更高分辨率改善在自动门的监视区域内的运动和存在的检测。
一般地，由包括权利要求1特征的用于自动门的传感器和根据权利要求11的自动门控制方法来实现本发明的这些和其它目的。
从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。
本发明的一个实质性方面在于在同一传感器中使用两种不同的感测技术，其中一个检测器的状态通过使用该传感器的处理器而同时影响另一个检测器，以改善检测。优选地，采用微波检测器来检测门周围的运动，并且使用红外幕帘检测器以提供覆盖门边界(door threshold)的幕帘内的运动或存在检测。这种传感器提供了两个相应的单独输出，这些单独输出由传感器的处理器-例如适于在自动门应用中使用的微控制器-驱动。因为由同一微处理器处理所有的传感功能，所以该装置接收来自所有检测器的所有信息。根据这一点，不仅能单独地处理信息，而且例如为了提供附加功能，能受益于同时分析所有检测器信号以通过智能方式组合它们。
因此，本发明涉及用于自动门的传感器，其包括至少两个基于不同技术的检测器、用于处理由所述至少两个传感器所生成的信号的处理器，其中同时使用这些信号，以便组合这些信号并精确检测在传感器所感测的监视区域内的情况。
该传感器可包括多个输出，其可以由所述至少两个检测器所产生的信号的不同组合所启动。这意味着，输出被检测器信号的智能组合所控制，而不仅仅是由单一检测器信号所控制。
该传感器优选地包括两个检测器和两个输出，这些输出可以由来自这两个检测器所产生的信号的信息的组合所触发，其中该信息组合不同于这两个输出。这意味着，每个输出由处理器所接收的信息的不同组合所控制。
在本发明的一个优选实施例中，一个检测器是检测运动的微波检测器，而另一个检测器是检测运动或存在的红外幕帘检测器。
根据本发明的一个方面，处理器可以适于基于微波检测器所产生的信号与红外幕帘检测器所产生的信号的组合产生单一输出信号，其中，只有当微波检测器的运动检测已经触发了其检测区域内的运动时，处理器才通过启动红外幕帘检测器的存在检测来处理该组合。
处理器优选地适于如果在两检测器的监视区域内没有检测到存在和运动则关闭红外幕帘检测器，并仅处理由微波检测器产生的信号。
根据本发明的第二可选方面，一个检测器可以是用于准存在检测的微波检测器，而另一个检测器可以是用于运动检测的红外幕帘检测器。
优选地，微处理器于是适于基于由微波检测器所产生的信号和由红外幕帘检测器所产生信号的组合而产生单一信号输出，其中，只有当红外幕帘检测器的运动检测已经触发了其监视区域内的运动时，处理器才通过启动微波检测器的准存在检测来处理该组合。
而且，处理器可以适于如果在两检测器的监视区域内没有检测到存在和运动则关闭微波检测器，并仅处理由红外幕帘检测器产生的信号。
最后，如果之前已经检测到其监视区域内的运动，那么红外幕帘检测器可被切换到存在检测模式。
本发明还涉及通过检测自动门前检测区域内的交通来控制自动门的方法，其中，通过多普勒感测算法以及并行地通过用于在有限组运动路线上检测的专门交通抑制算法来处理微波检测器的输出信号，通过红外幕帘检测算法处理红外幕帘检测器的输出信号，其中当行人以适当正常运动路线进入检测区域时，交通抑制算法使运动路线有效，而微波检测器触发自动门打开，当行人以平行运动路线进入检测区域时，平行交通抑制算法阻止门打开，除非目标运动路线靠门如此之近，以致于宽的无区别运动检测波瓣(lobe)和红外幕帘波瓣正同时检测并且处理器触发门打开。
优选地，当门关闭时红外幕帘波瓣被设置为运动检测，而当检测已发生时被设置为存在检测。
附图说明
参考附图中以举例的方式说明的示范性实施例，本发明的另外的优点和可能的应用从以下详述中变得明显。
在说明书、附上的权利要求书、摘要和附图中，使用了在说明书末尾所提供的列表中所概括的术语以及相应的附图标记。附图中示出了：
图1是根据本发明的、包括微波检测器和红外幕帘检测器的自动门传感器的一个实施例的示意图；以及
图2是根据本发明的传感器的不同运动路线和检测图案的示意图。
具体实施方式
如图1所示，用于自动门的传感器8使用两个不同的感测装置来操作。第一个是微波检测器10，其在现有技术中公知地非常有效地依赖于辐射图检测相当大的监视区域22内的运动。第二个是基于红外(IR)的幕帘，其确保靠近门边界(监视区域20)的红外幕帘检测器12的运动和存在检测。也可采用允许类似种类检测图的可选技术。
多种补充技术的可用性相对于现有技术具有多个优点。通过组合它们的信息可以制作更加灵敏的传感器8。当象行人这样的目标行走通过自动门时，检测器10和12将根据可预测的顺序检测。在图1的实施例中，当目标达到门边界时，首先进行微波运动检测，随后进行IR存在检测。检测器10和12分别具有不同的检测特性以及监视或检测区域20和22，这使得由传感器8的微控制器14接收的所有信息更丰富。为传感器8提供用于自动门的第一输出11和第二输出18-未示出。
对于采用与微波和有源IR相比不同的技术以提供检测功能的传感器8来说，这同样是有效的。传感器8也可包括两个以上的检测器。
一些自动门仅有一个输入。在这种情况下，一般情况的现有技术方法是并行地组合传感器8的两输出信号，并将它们连接到单一的门打开输入端。在这种情况下，在没有运动检测的情况下发生IR幕帘的触发很可能是由于寄生地面反射变化(例如雨或雪条件下)。组合这些信号的更好的方法可改善这种情况。
因为检测器10和12的信号被馈入微控制器14，所以只有当微波检测器10已经检测到运动时，才可能触发IR存在检测。对于单一输出检测器，该方法的优点在于，如果最初无人进入运动检测场(监视区域22)，则防止传感器8检测不期望的地面变化。
由于根据感测区域内的雨、雪、风吹树叶的气候条件，IR检测器12可检测该变化并触发门打开。典型的门操作器具有两个输入，一个是为了安全，第二个是为了运动检测。但是当只有一个输入可用时，期望在由微控制器14(处理器)处理的传感器8的算法中包括该功能。因为处理器14完全了解来自IR和微波检测器10和12的情况，所以能作出正确的判断以打开门。这导致门系统具有改善的抗扰度以防止在各种气候条件下误开门。
在传感器8内，当最初已经存在运动检测从而触发输出继电器以打开门时，微控制器14于是将只关心来自IR检测器12的信息。在这种特定情况下，显然只需要一个继电器。第二个不是必需的。当传感器8的运动检测器-即微波检测器10-检测到目标的运动时，IR检测器12被自动启用并且将甚至检测到在门边界范围内的非运动目标。当目标离开门区域时，两个检测终止，传感器8回到空闲状态，其中只有微波检测器10被启用，并因此只有微波检测被启用。忽略任何IR检测器12上的错误检测。
对于特定应用，有利地具有能提供以下情形的传感器8：具有非常靠近门的检测场以用于高密度的人行道情形(监视区域20)。该小的检测波瓣可用于防止由于人们沿着人行道行走而不打算进门所导致的误触发。当某人将手靠近门时，IR幕帘检测器12检测到手并打开门。在这一点上，如果眼随触发门的第一个人的人也想进门，则期望具有更大的检测场以保持门打开。于是，配置传感器8以提供IR幕帘20上的运动检测，并且通过启动高灵敏度慢运动检测模式而提供微波检测器12上的准存在。
如果门操作器具有两个输入，那么红外幕帘检测器12的输出信号将被连接到门的运动检测输入，并且微波检测器10将被连接到门的安全检测输入。在门操作器仅具有一个输入的情况下，通过处理器14产生IR检测器12和微波检测器10的逻辑组合以打开门IR，并只有当门打开时才关心微波。
通过以只检测地面反射来代替检测绝对值的这种方式来修改算法，也可将IR模式下的存在检测转换到简单运动检测。如果这样，那么将会加强传感器8对地面变化的抗扰度。
如果在门周围期望更高级别的安全，那么传感器8的IR检测器12将被保持在存在检测模式，并当门边界内存在不运动的目标时保持门打开。
根据他/她相对于门的最初到达角度，应用到微波检测器10的先进信号处理技术能改善目标检测。使传感器8对于门前行人的平行交通几乎不敏感是可能的。更具体地，可对检测编程，以只有当目标在以门轴为中心的、受限的到达角度范围内接近门时才启动(见图2，它示出根据本发明的传感器8的不同运动路线和检测图)。
当目标在平行运动路线上接近门并突然决定进入门时，传感器8需要一些距离以估算运动路线。当平行运动路线离门足够远时，打开门应该没有问题。但是如果在行人的平行运动路线期间该行人太接近门并且其打算在到达中央时进入门，那么微波检测器10可能不能检测出方向改变。
为了克服这个问题，本发明建议如下方法：微波检测器10可以两种方式使用多普勒信号：处理平行交通抑制算法(parallel traffic rejection algorithm)以获得图案A。同时使用标准多普勒检测算法以获得检测图案B。IR检测器12覆盖图案C。传感器8可以被编程以作如下运行：
运动路线#1：当行人在A图案中移向门时，平行交通抑制运动路线算法使运动路线有效，并且在检测点24很早地检测到行人，以增加舒适感。
运动路线#2：当行人平行于门地移动却不是太靠近它时，平行交通抑制算法拒绝该目标，门保持关闭，无检测点。
运动路线#3：当行人平行于门地移动而且离门相对较近时，IR检测保证了在方向突然改变的情况下的检测。当到达IR检测器12的监视区域20时，将同时被标准微波图案B和IR检测图案C检测。在这种情况下，也触发门打开。
运动路线#4：当行人平行于门地移动并靠门非常近时，也将由微波标准多普勒感测图案B和IR检测图案C更早检测，以增加舒适感-见检测点26。在该情况下，行人靠门如此近，因此实际假定想要进入。
附图标记列表
10  微波检测器
12  红外幕帘检测器(IR检测器)
14  微控制器
16  第一输出
18  第二输出
20  IR检测器的监视区域
22  微波检测器的监视区域
24  运动路线1的检测点
26  运动路线3的检测点

Claims (12)

1、一种用于自动门的传感器(8)，包括至少两个基于不同技术的检测器(10，12)、用于处理由所述至少两个检测器所产生的信号的处理器(14)，其特征在于，所述处理器在组合分析中同时使用所述检测器(10，12)的信号的信息，以最优化所述传感器(8)所感测的监视区域(20，22)内总的检测性能。
2、根据权利要求1的传感器，其特征在于，提供多个输出(16，18)，其中可通过所述至少两个检测器(10，12)所产生的信号的不同组合而启动所述多个输出。
3、根据权利要求2的传感器，其特征在于，提供两个检测器(10，12)和两个输出(16，18)，其中可以通过来自由所述两个检测器(10，12)所产生的信号的信息的组合来触发所述两个输出，其中所述信息的组合对于所述两个输出(16，18)是不同的。
4、根据上述权利要求任意一项的传感器，其特征在于，所述检测器中的一个是用于运动检测的微波检测器(10)，而所述检测器中的另一个是用于存在检测的红外幕帘检测器(12)。
5、根据权利要求4的传感器，其特征在于，所述处理器(14)适用于基于由所述微波检测器(10)所产生的信号与由所述红外幕帘检测器(12)所产生的信号的组合生成单一输出信号，其中，只有当所述微波检测器(10)的运动检测已经触发其监视区域(22)内的运动时，所述处理器(14)才通过启动所述红外幕帘检测器(12)的存在检测来处理所述组合。
6、根据权利要求5的传感器，其特征在于，如果在两个检测器的监视区域(20，22)内没有检测到存在和运动，那么所述处理器(14)适用于关闭所述红外幕帘检测器(12)，并仅处理由所述微波检测器(10)所产生的信号。
7、根据权利要求1至3中任意一项的传感器，其特征在于，所述检测器中的一个是微波检测器(10)，用于等同于人的准存在检测的甚至非常缓慢的运动的运动检测；所述检测器中另一个是用于运动检测的红外幕帘检测器(12)。
8、根据权利要求7的传感器，其特征在于，所述处理器(14)适用于基于由所述微波检测器(10)和所述红外幕帘检测器(12)所产生的信号的组合而产生单一输出信号，其中，只有当所述红外幕帘检测器(12)的运动检测已经触发其监视区域(20)内的运动时，所述处理器(14)才通过启动所述微波检测器(10)的准存在检测来处理所述组合。
9、根据权利要求8的传感器，其特征在于，所述处理器(14)适用于如果在两个检测器的监视区域(20，22)内没有检测到存在和运动，则关闭所述微波检测器(10)，并仅处理由所述红外幕帘检测器(12)所产生的信号。
10、根据权利要求8或9的传感器，其特征在于，如果以前已经检测到其监视区域(20)内的运动，那么所述红外幕帘检测器(12)可被转换到存在检测模式。
11、通过检测自动门前检测区域内的交通而控制自动门的方法，其中
通过多普勒感测算法以及并行地通过用于在有限组运动路线上进行检测的另一算法-交通抑制算法，处理微波检测器的输出信号，
通过红外幕帘检测算法处理红外幕帘检测器的输出信号，其中
当行人以适当正常运动路线进入检测区域时，交通抑制算法使运动路线有效，并且所述微波检测器触发自动门打开，当行人以平行的运动路线进入检测区域时，平行交通抑制算法防止门打开，除非目标运动路线靠门如此之近以致于宽的无区别的运动检测波瓣和红外幕帘波瓣正在同时检测并且所述处理器触发门打开。
12、根据权利要求11的方法，其特征在于，当门关闭时所述红外幕帘波瓣被设置为运动检测，而当已发生检测时被设置为存在检测。
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