DE10153427A1 - Device for detecting movements has a sensor to detect infrared rays and an evaluating device connected to the sensor all in a common casing - Google Patents
Device for detecting movements has a sensor to detect infrared rays and an evaluating device connected to the sensor all in a common casingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Bewegungen, die innerhalb eines gemeinsamen Gerätegehäuses mindestens einen Infrarotstrahlung erfassenden Sensor sowie eine Auswertungseinheit aufweist, an die der Sensor angeschlossen ist. The invention relates to a device for detecting Movements within a common device housing at least one sensor detecting infrared radiation and has an evaluation unit to which the sensor connected.
Derartige Vorrichtungen zur Erfassung der Bewegungen von Tieren sind beispielsweise in der PCT-WO 00/11939 beschrieben. Weitere Vorrichtungen zur Erfassung von Bewegungen werden in der EP-OS 0 363 755 sowie der US-PS 43 37 726 erläutert. Diesen bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, daß ein relativ hoher apparativer Aufwand erforderlich ist, um verwertbare Ergebnisse bereitzustellen. Die bekannten Vorrichtungen haben deshalb in der Regel einen derart hohen Preis, in Verbindung mit einem hohen apparativen, den Meßvorgang verkomplizierenden Aufwand, daß eine breite Anwendung nicht möglich ist. Such devices for detecting the movements of Animals are, for example, in PCT-WO 00/11939 described. Other devices for detecting Movements are described in EP-OS 0 363 755 and US-PS 43 37 726 explained. This known devices is common that a relatively high expenditure on equipment is required to deliver actionable results provide. The known devices therefore have usually such a high price in connection with a high apparatus which complicates the measuring process Effort that a wide application is not possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, daß bei einer einfachen Gerätestruktur und einem niedrigen Herstellungspreis qualitativ hochwertige Überwachungsergebnisse bereitgestellt werden. The object of the present invention is therefore a Device of the type mentioned in the introduction construct that with a simple device structure and a low manufacturing price high quality Monitoring results are provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auswertungseinheit mindestens einen Datenspeicher sowie mindestens eine Verarbeitungseinheit für die erfaßten Daten aufweist. This object is achieved in that the Evaluation unit at least one data memory and at least one processing unit for the recorded data having.
Durch die Konstruktion der Vorrichtung derart, daß die Auswertungseinheit mit einem Datenspeicher sowie einer eigenen Verarbeitungseinheit versehen ist, ist es möglich, eine sehr einfache und somit preiswerte Grundstruktur der Vorrichtung bereitzustellen und zumindest eine Vorverarbeitung der Daten sowie eine Abspeicherung im Bereich der Vorrichtung selbst durchzuführen. Die Vorrichtung kann während der Datenerfassung an eine übergeordnete Einheit angeschlossen sein, insbesondere ist es aber auch möglich, einen autonomen Betrieb der Vorrichtung zur realisieren und eine spätere Datenübertragung und Weiterverarbeitung der Daten separat vorzunehmen. Dies weist den erheblichen Vorteil auf, daß eine Vielzahl von Vorrichtungen an eine gemeinsame übergeordnete Einheit, beispielsweise einen Personal Computer, angeschlossen werden können. Aufgrund ihrer kleinen räumlichen Abmessung ist die Vorrichtung in einfacher Weise transportierbar und kann nach der Datenerfassung an einem anderen Ort mit einem Anschluß zur übergeordneten Verarbeitungseinheit verbunden werden. Diese Möglichkeit erspart aufwendige Verkabelungen oder Übertragungsstrecken. By designing the device such that the Evaluation unit with a data memory and one own processing unit, it is possible a very simple and therefore inexpensive basic structure of the Provide device and at least one Pre-processing of the data and storage in the Perform area of the device itself. The Device can be sent to a device during data acquisition parent unit can be connected, in particular but it is also possible to operate the Realize device and a later Data transmission and further processing of the data separately make. This has the considerable advantage that a variety of devices to a common higher-level unit, for example a staff Computer that can be connected. Because of your small spatial dimension the device is in easily transportable and can according to the Data collection at another location with a connection to higher-level processing unit can be connected. This Possibility saves complex wiring or Transmission links.
Im Gegensatz zu den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, die typischer Weise mit Lichtschrankensystemen oder Kamerasystemen ausgerüstet sind, ermöglicht die Auswertung einer Infrarot-Überwachung, bei der auf ein aktives Senden von Suchsignalen verzichtet und nur vom zu überwachenden Objekt ausgesandte Infrarotstrahlung ausgewertet wird, eine sowohl qualitativ hochwertige Meßwerterfassung als auch einen äußerst günstigen Vorrichtungspreis. In contrast to the devices according to the prior art Technology that is typical with light barrier systems or are equipped with camera systems Evaluation of an infrared monitoring, when on a active sending of search signals waived and only from to monitoring object emitted infrared radiation is evaluated, both a high quality Measured value acquisition as well as an extremely cheap one Device price.
Die kompakte Geräteausbildung ohne Verwendung von komplizierten Erfassungsapparaturen ermöglicht es insbesondere bei einer Bewegungsüberwachung von Tieren, die in Käfigen gehalten werden, die Überwachungseinrichtung oberhalb oder neben dem Käfig anzuordnen und hierdurch nicht in den Lebensraum der Tiere eingreifen zu müssen. Insbesondere wird ein Umsetzen des Tieres in eine spezielle Überwachungsumgebung vermieden, da ein derartiges Umsetzen stets Verhaltensänderungen beim Tier zur Folge hat. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann unbemerkt vom zu überwachenden lebenden Objekt im Umfeld einer gewohnten Umgebung installiert werden, so daß keine Rückkopplung auf das Verhalten erfolgt und die tatsächliche Bewegungsaktivität erfaßt wird. The compact device design without using complicated detection equipment makes it possible especially when monitoring the movement of animals that caged, the surveillance device to be placed above or next to the cage and thereby not having to intervene in the animal's habitat. In particular, a transfer of the animal into a special one Monitoring environment avoided, as such an implementation always leads to changes in animal behavior. The The device according to the invention can go unnoticed from monitoring living object in the environment of a familiar Environment to be installed so that no feedback on the behavior takes place and the actual Movement activity is recorded.
Die Kombination der einfachen meßtechnischen Erfassung, der einfachen Gerätestruktur, sowie der internen Meßwertverarbeitung zur Datenkomprimierung stellt ein Gerät bereit, das für eine massenhafte preiswerte Datenerfassung geeignet ist. The combination of simple metrological detection, the simple device structure, as well as the internal A device provides measured value processing for data compression ready for mass, inexpensive data acquisition suitable is.
Zur Unterstützung einer universellen Einsetzbarkeit wird vorgeschlagen, daß die Auswertungseinheit an einen Energiespeicher angeschlossen ist, der innerhalb des Gerätegehäuses angeordnet ist. To support universal applicability proposed that the evaluation unit to a Energy storage is connected within the Device housing is arranged.
Eine lang andauernde Betriebsfähigkeit wird dadurch unterstützt, daß die Auswertungseinheit mit einem Anschluß für eine externe Energieversorgung gekoppelt ist. This will ensure long-term operability supports that the evaluation unit with one connection for an external energy supply.
Zur Ermöglichung einer Zuordnung von erfaßten Bewegungen zu einer Ereigniszeit wird vorgeschlagen, daß die Auswertungseinheit mit einer Uhr gekoppelt ist. To enable an assignment of recorded movements to an event time it is proposed that the Evaluation unit is coupled to a clock.
Zur Unterstützung einer Verarbeitung der erfaßten Meßwerte ist vorgesehen, daß die Auswertungseinheit mindestens eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer übergeordneten Verarbeitungseinheit aufweist. To support processing of the recorded measured values it is provided that the evaluation unit at least one Interface for connection to a parent Has processing unit.
Eine kurzfristige übergeordnete Datenverarbeitung kann dadurch realisiert werden, daß die Datenschnittstelle für eine Online-Datenübertragung während einer Meßwerterfassung ausgebildet ist. A short-term higher-level data processing can can be realized in that the data interface for an online data transmission during a measured value acquisition is trained.
Insbesondere bei einer dezentralen Meßwerterfassung ist vorgesehen, daß die Datenschnittstelle für eine Offline- Datenübertragung nach einer Meßwerterfassung ausgebildet ist. In particular with a decentralized measured value acquisition provided that the data interface for an offline Data transmission trained after a measured value acquisition is.
Eine hohe Bedienungsflexibilität wird dadurch bereitgestellt, daß die Auswertungseinheit mindestens einen Steueranschluß für externe Funktionsvorgaben aufweist. This ensures a high level of operating flexibility provided that the evaluation unit at least one Has control connection for external function specifications.
Eine erhöhte Informationsqualität kann dadurch erreicht werden, daß der Datenspeicher sowohl zur Abspeicherung von Ereignisdaten als auch zur Abspeicherung mindestens einer Zeitinformation ausgebildet ist. This can result in increased information quality be that the data storage both for storing Event data as well as for storing at least one Time information is formed.
Eine typische Anwendung besteht darin, daß der Sensor zur Erfassung einer Bewegung von Tieren ausgebildet ist. A typical application is that the sensor for Detection of movement of animals is formed.
Insbesondere ist daran gedacht, daß der Sensor zur Erfassung einer Bewegung von Mäusen ausgebildet ist. In particular, it is thought that the sensor for Detection of a movement of mice is formed.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings shown schematically. Show it:
Fig. 1 Ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Vorrichtung mit Infrarot-Sensor, Datenspeicher und Verarbeitungseinheit, Fig. 1 is a block diagram illustrating an apparatus with an infrared sensor, data storage and processing unit,
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung einer Datenverarbeitung in der Verarbeitungseinheit bei kontinuierlichem Speichern der Daten und Fig. 2 is a block diagram illustrating a data processing in the processing unit with continuous storage of the data and
Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Darstellung, bei der ein Speichern der Daten mit Uhrzeit und Datum erfolgt. Fig. 3 shows a comparison with FIG. 2 modified representation in which takes place a storing of the data with time and date.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Blockschaltbilddarstellung den grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung. In einem gemeinsamen Gerätegehäuse (1) sind ein Sensor (2) zur Erfassung von Infrarotstrahlung und eine Auswertungseinheit (3) angeordnet. Die Auswertungseinheit (3) umfaßt einen Datenspeicher (4) sowie eine Verarbeitungseinheit (5). Die Verarbeitungseinheit (5) kann als ein Mikroprozessor ausgebildet sein. Der Datenspeicher (4) kann als ein S-RAM mit Akkumulator zur Energiespeicherung oder als ein EE-PROM oder als ein anderer Speicher realisiert sein. Fig. 1 shows a schematic block diagram representation of the basic structure of the device. A sensor ( 2 ) for detecting infrared radiation and an evaluation unit ( 3 ) are arranged in a common device housing ( 1 ). The evaluation unit ( 3 ) comprises a data memory ( 4 ) and a processing unit ( 5 ). The processing unit ( 5 ) can be designed as a microprocessor. The data memory ( 4 ) can be implemented as an S-RAM with an accumulator for energy storage or as an EE-PROM or as another memory.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Sensor (2) über einen Zwischenspeicher (6) an die Verarbeitungseinheit (5) angeschlossen. Der Zwischenspeicher (6) ist hier als ein Ein-Bit- Zwischenspeicher realisiert. Der Sensor (2) erfaßt Infrarotstrahlung, die von einem Erfassungsobjekt (7) abgegeben wird. In the embodiment shown in FIG. 1, the sensor ( 2 ) is connected to the processing unit ( 5 ) via a buffer ( 6 ). The buffer ( 6 ) is implemented here as a one-bit buffer. The sensor ( 2 ) detects infrared radiation which is emitted by a detection object ( 7 ).
Zur Erleichterung einer Bedienbarkeit ist die Auswertungseinheit (3) mit einer Datenschnittstelle (8) gekoppelt, die über eine Infrarot-Strecke oder eine Funkverbindung mit einer Fernbedienung (9) gekoppelt ist. Die Fernbedienung (9) kann ihrerseits mit einer übergeordneten Verarbeitungseinheit (10), beispielsweise einem Personal Computer, verbunden sein. Darüber hinaus kann auch eine direkte Verbindung zwischen der Datenschnittstelle (8) und der Verarbeitungseinheit (10) aufgebaut werden. To facilitate operability, the evaluation unit ( 3 ) is coupled to a data interface ( 8 ) which is coupled to a remote control ( 9 ) via an infrared link or a radio link. The remote control ( 9 ) can in turn be connected to a higher-level processing unit ( 10 ), for example a personal computer. In addition, a direct connection between the data interface ( 8 ) and the processing unit ( 10 ) can also be established.
Zusätzlich zur Datenschnittstelle (8), die für eine nicht leitungsgebundene Datenübertragung vorgesehen ist, ist die Verarbeitungseinheit (5) an eine weitere Schnittstelle (11) angeschlossen, über die eine leitungsgebundene Datenübertragung erfolgen kann. Die Schnittstelle (11) kann beispielsweise als Kontaktbuchse realisiert sein, in die ein entsprechender Anschlußstecker einführbar ist. Über die Schnittstelle (11) kann eine Verbindung zu einer übergeordneten Verarbeitungseinheit (12) erfolgen, wobei dies eine andere verarbeitungseinheit als die übergeordnete Verarbeitungseinheit (10) sein kann. Ebenfalls ist aber daran gedacht, daß es sich bei den Verarbeitungseinheiten (10, 12) um das gleiche Gerät handelt. In addition to the data interface ( 8 ), which is provided for non-wired data transmission, the processing unit ( 5 ) is connected to a further interface ( 11 ), via which wired data transmission can take place. The interface ( 11 ) can be implemented, for example, as a contact socket into which a corresponding connector plug can be inserted. A connection to a higher-level processing unit ( 12 ) can be established via the interface ( 11 ), whereby this can be a different processing unit than the higher-level processing unit ( 10 ). However, it is also thought that the processing units ( 10 , 12 ) are the same device.
Zur Bereitstellung einer ausreichenden Energieversorgung für die Auswertungseinheit (6) ist eine Versorgungseinheit (13) vorgesehen, die die erforderliche Energie sowohl einem internen Energiespeicher (14) als auch einer externen Energieversorgung entnehmen kann. Der interne Energiespeicher (14) kann beispielsweise aus Akkumulatoren oder Batterien ausgebildet sein. Eine externe Energieversorgung kann beispielsweise als ein Ladegerät (15) oder ein Versorgungsnetz realisiert sein. To provide a sufficient energy supply for the evaluation unit ( 6 ), a supply unit ( 13 ) is provided, which can take the required energy both from an internal energy store ( 14 ) and from an external energy supply. The internal energy store ( 14 ) can be formed, for example, from accumulators or batteries. An external energy supply can be implemented, for example, as a charger ( 15 ) or a supply network.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erfolgt ein Anschluß an die externe Energieversorgung über die Schnittstelle (11), grundsätzlich ist es aber möglich, eine separate Kontaktierung vorzunehmen. Bei einer Ausrüstung der internen Energiespeicher (14) mit wiederaufladbaren Akkumulatoren wird die Versorgungseinheit (13) mit einer Ladeschaltung (16) ausgerüstet, um bei einem Anschluß an eine externe Energieversorgung den internen Energiespeicher (14) wieder aufzuladen. In the embodiment shown in Fig. 1 there is a connection to the external power supply via the interface ( 11 ), but in principle it is possible to make a separate contact. If the internal energy store ( 14 ) is equipped with rechargeable batteries, the supply unit ( 13 ) is equipped with a charging circuit ( 16 ) in order to recharge the internal energy store ( 14 ) when connected to an external energy supply.
Über die Fernbedienung (9) ist es insbesondere möglich, einen Meßvorgang zu starten und wieder zu beenden. Darüber hinaus ist es möglich, die Übertragung von Daten einzuleiten und zu beenden sowie Zwischenergebnisse, dies bedeutet, bis zu einem Abfragezeitpunkt gesammelte Daten, zu übertragen. Insbesondere ist auch daran gedacht, die Fernbedienung (9) mit einem eigenen Datenspeicher auszustatten und hierdurch bei einer sequentiellen Datenübertragung von der Datenschnittstelle (8) zunächst zur Fernbedienung (9) und von der Fernbedienung (9) zur übergeordneten Verarbeitungseinheit (10) eine Zwischenspeicherung der Daten vorzunehmen. The remote control ( 9 ) in particular makes it possible to start and end a measurement process. In addition, it is possible to initiate and terminate the transfer of data and to transfer interim results, that is, data collected up to a query time. In particular, it is also contemplated to equip the remote control ( 9 ) with its own data memory and thereby temporarily store the data in a sequential data transmission from the data interface ( 8 ) to the remote control ( 9 ) and from the remote control ( 9 ) to the higher-level processing unit ( 10 ) Data.
Fig. 2 zeigt einen typischen Verarbeitungsablauf in der Verarbeitungseinheit (5) bei einem kontinuierlichen Speichern der erfaßten Daten. Nachdem die vom Erfassungsobjekt (7) ausgesandte Infrarotstrahlung über den Sensor (2) erfaßt und über den Zwischenspeicher (6) der Verarbeitungseinheit (5) zugeführt wurde, wird zunächst in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand geprüft, ob ein Ereignis, insbesondere eine erfaßte Bewegung, vorliegt. Ein typischer Zeitabstand für die Prüfung beträgt eine Sekunde. Ein typischer Meßzyklus beträgt vier Minuten, so daß bei einem Abfrageabstand von einer Sekunde insgesamt Zweihundertvierzig Messungen durchgeführt werden. Nach Ablauf dieser Meßperiode wird der sich ergebende Wert im Bereich von Null bis Zweihundertvierzig bestimmt und weitergegeben. Fig. 2 shows a typical processing sequence in the processing unit ( 5 ) with a continuous storage of the acquired data. After the infrared radiation emitted by the detection object ( 7 ) has been detected by the sensor ( 2 ) and fed to the processing unit ( 5 ) via the buffer ( 6 ), it is first checked at a predetermined time interval whether an event, in particular a detected movement, is present , A typical time interval for the test is one second. A typical measuring cycle is four minutes, so that a total of two hundred and forty measurements are carried out at a sampling interval of one second. After this measurement period has elapsed, the resulting value is determined and passed on in the range from zero to two hundred and forty.
Ein entsprechender Meßzyklus mit einer Zyklusdauer von beispielsweise vier Minuten bei einer Ereignisabfrage im Einsekundentakt kann beispielsweise zweitausendmal hintereinander durchgeführt werden. Hierdurch wird eine Erfassungszeit von etwa sechs Tagen abgedeckt. Nach Erreichen der maximalen Speichermenge kann entweder ein Überschreiben der ältesten Daten erfolgen, oder die Messung wird beendet. Eine Abfrage der Daten kann nach Ablauf der maximalen Erfassungsdauer oder zu jedem beliebigen Zwischenzeitpunkt über die Fernbedienung (9) oder unmittelbar am Gerät gestartet werden. A corresponding measuring cycle with a cycle duration of four minutes, for example, when an event is queried every one second can be carried out two thousand times in succession, for example. This covers an acquisition period of around six days. After the maximum amount of memory has been reached, either the oldest data can be overwritten, or the measurement is ended. A query of the data can be started via the remote control ( 9 ) or directly on the device at the end of the maximum acquisition period or at any intermediate point in time.
Ebenfalls ist es zu jedem beliebigen Zeitpunkt möglich, direkt am Gerät oder mit Hilfe der Fernbedienung (9) die vorhandenen Daten zu löschen und einen völlig neuen Meßvorgang zu beginnen. It is also possible at any time to delete the existing data directly on the device or using the remote control ( 9 ) and to start a completely new measuring process.
Das erläuterte Verfahren besitzt den Vorteil, daß die Kerninformation, nämlich die Anzahl der Bewegungen je Zeiteinheit, äußerst komprimiert abgespeichert wird. Beispielsweise können die Zweihundertvierzig Meßwerte bei einer Abtastung im Einsekundentakt während eines Zeitraums von vier Minuten in einem einzigen Acht-Bit-Wert zusammengefaßt werden. Dieser Wert gibt dann an, wie viele Bewegungen innerhalb des jeweiligen Meßintervalls erfolgt sind. The method explained has the advantage that the Core information, namely the number of movements each Unit of time, is stored extremely compressed. For example, the two hundred and forty readings at a one-second scan over a period of time of four minutes in a single eight-bit value be summarized. This value then indicates how many Movements occur within the respective measuring interval are.
Fig. 3 zeigt einen modifizierten Verfahrensablauf, bei dem eine Datenabspeicherung mit Uhrzeit und Datum möglich ist. Beispielsweise kann die Ablaufsteuerung derart realisiert werden, daß eine erkannte Bewegung zusammen mit der zur Zeit der Erkennung aktuellen Uhrzeit abgespeichert wird. Für den Fall, daß keine Bewegung erkannt wird, wird auch kein Wert abgespeichert. Gemäß einer weiteren Variante wird die erkannte Bewegung zusammen mit der zur Zeit der Bewegungserkennung aktuellen Uhrzeit mit Hilfe der Datenschnittstelle (8) der übergeordneten Verarbeitungseinheit (10) übermittelt. Wird keine Bewegung erkannt, so wird auch kein Wert gesendet. Bei allen Steuerungsvarianten ist es möglich, alternativ eine Abspeicherung der Daten oder eine unmittelbare Übertragung der übergeordneten Verarbeitungseinheiten (10, 12) vorzunehmen. FIG. 3 shows a modified method sequence in which data can be saved with the time and date. For example, the sequence control can be implemented in such a way that a detected movement is stored together with the current time at the time of the detection. In the event that no movement is detected, no value is saved either. According to a further variant, the detected movement is transmitted to the superordinate processing unit ( 10 ) together with the current time at the time of the movement detection using the data interface ( 8 ). If no movement is detected, no value is sent either. With all control variants, it is alternatively possible to save the data or to transfer the higher-level processing units ( 10 , 12 ) directly.
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| 10197345 A * |
| JP Patent Abstracts of Japan: 07250590 A * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2527868A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | Sick Ag | Optoelectronic security sensor to measure distance for monitoring a surveillance area |
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