DE102016002475A1 - Detection system and portable closure element with a detection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Detektionssystem für eine ortsveränderbare Verschlusseinrichtung, bei der Detektionseinrichtungen und mindestens eine Signalanzeige vorhanden sind. Des Weiteren eine ortsveränderbare Verschlusseinrichtung, die mit einem derartigen Detektionssystem ausgestattet ist.The invention relates to a detection system for a spatially variable closure device, in which detection devices and at least one signal display are present. Furthermore, a portable closure device equipped with such a detection system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Detektionssystem für eine ortsveränderbare Ausführung einer Verschlusseinrichtung, bei der das Detektionssystem auf der Oberfläche der Verschlusseinrichtung oder innerhalb der Verschlusseinrichtung installiert wird.The invention relates to a detection system for a portable version of a closure device, wherein the detection system is installed on the surface of the closure device or within the closure device.
Sensorische Einrichtungen und Verfahren zur Anwesenheitsdetektion in unterschiedlichen Situationen bei Toren und deren Ausführungen sind hinreichend bekannt. Dabei können beispielsweise Kameras eingesetzt werden, die bei einer Überwachung einen breiten Bereich abdecken. Derartige Kameras sind jedoch stark abhängig von dem Licht, das verwendet wird, um den Kontrollbereich entsprechend auszuleuchten. Ferner sind Infrarotreflektionssensoren bekannt, die nach dem Abstandsmessprinzip arbeiten. Des Weiteren sind Laserscanner für unterschiedliche Zwecke anwendbar. Ein von einem Laserscanner erzeugter Strahl kann dabei mit Hilfe einer Ablenkeinheit periodisch über einen Überwachungsbereich streichen. Ferner werden heutzutage Sensoren in der Sicherheitstechnik eingesetzt, die besonders zuverlässig arbeiten und einen hohen Sicherheitsstandard erfüllen. Zur Erfüllung dieser hohen Sicherheitsstandards ist eine Reihe von Maßnahmen zu treffen, wie beispielsweise sichere elektronische Auswertungen durch redundante Bauteile.Sensory devices and methods for detecting presence in different situations at gates and their designs are well known. In this case, for example, cameras can be used, which cover a wide range in a monitoring. However, such cameras are highly dependent on the light used to illuminate the control area accordingly. Furthermore, infrared reflection sensors are known which operate on the distance measurement principle. Furthermore, laser scanners are applicable for different purposes. A beam generated by a laser scanner can sweep periodically over a monitoring area with the aid of a deflection unit. Furthermore, today sensors are used in safety technology, which work very reliable and meet a high safety standard. To meet these high security standards, a number of measures must be taken, such as secure electronic evaluations by redundant components.
Durch die
Die
Mit der
Eine Sensoranordnung zur Bestimmung einer Mehrzahl unterschiedlicher Stellungen eines bewegten Teiles weist eine Mehrzahl der von dem bewegten Teil getragener Transponder auf, die mit einem einzigen Empfangskopf zusammenarbeiten, wie in der
Mit der
Bei Toren oder Torsystemen wird in der Regel bei der Anwesenheit eines Objektes, das Tor aus einer Schließstellung in seine gesamte größtmögliche Offenstellung verbracht. Dieses bedeutet jedoch zwangsläufig, je nach Größe des Tores, dass die Öffnungshöhe wesentlich höher ist als die Höhe des Objektes, das in das Gebäude hineingebracht werden soll. Durch eine derartige Vorgehensweise werden enorme Energieverluste in Kauf genommen. Derartige Energieverluste werden dabei im Wesentlichen dadurch erzeugt, dass die innerhalb des Gebäudes abgekühlte oder erwärmte Luft ungehindert in den Außenbereich gelangen kann.In the case of gates or door systems, in the presence of an object, the door is normally moved from a closed position into its entire maximum open position. However, this inevitably means, depending on the size of the door, that the opening height is much higher than the height of the object to be brought into the building. By doing so, enormous energy losses are accepted. Such energy losses are generated essentially by the fact that the cooled or heated air within the building can pass unhindered into the outdoor area.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass die aktive Energiebilanz bei automatisierten Gebäudeverschlüssen wesentlich verbessert werden soll. Eine Veränderung der Verschlusselemente als solche soll dabei ausgeschlossen werden.The object of the invention is that the active energy balance in automated building closures should be substantially improved. A change in the closure elements as such should be excluded.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und 12 gelöst. Die sich anschließenden Unteransprüche stellen eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens dar. The object of the invention is achieved by the features of
Bei Radarsensoren ist in der Regel eine Sende- und Empfangsantenne vorhanden, die üblicherweise unter einer Abdeckung oder einer Radarlinse angeordnet sind. Das Sendesignal wird über eine Sendeantenne abgestrahlt und ein Empfangssignal wird von einer Empfangsantenne empfangen. Dabei können separate Sende- und Empfangsantennen oder eine gemeinsame Sende/Empfangsantenne zur Anwendung kommen. Das Empfangssignal wird beispielsweise durch Mischen mit einem Teil des Sendesignals in ein Zwischenfrequenzsignal oder Basisbandsignal heruntergemischt. Das Zwischenfrequenzsignal des Radarsensors, bzw. jedes Kanals des Radarsensors, wird üblicherweise in einer Auswerbeschaltung durch einen Verstärker verstärkt, der vorzugsweise in der Detektionseinrichtung integriert ist.In radar sensors, a transmitting and receiving antenna is usually present, which are usually arranged under a cover or a radar lens. The transmission signal is radiated via a transmission antenna and a reception signal is received by a reception antenna. In this case, separate transmit and receive antennas or a common transmit / receive antenna can be used. The received signal is downsampled, for example, by mixing with a part of the transmission signal into an intermediate frequency signal or baseband signal. The intermediate frequency signal of the radar sensor, or of each channel of the radar sensor, is usually amplified in an evaluation circuit by an amplifier, which is preferably integrated in the detection device.
Es kann Probleme mit Radarobjekten geben, die in geringer Entfernung von dem Radarsensor platziert sind. Dieses liegt daran, dass die Empfangssignale, deren Frequenz von den Sendesignalen nur geringfügig abweichen, zu Fehlinterpretationen führen können. Es ist daher wünschenswert, dass ein solches Zwischenfrequenzsignal auch in Bereichen niedriger Frequenzen ausgewertet wird.There may be problems with radar objects placed a short distance from the radar sensor. This is due to the fact that the received signals, the frequency of which differs only slightly from the transmitted signals, can lead to misinterpretations. It is therefore desirable that such an intermediate frequency signal is also evaluated in areas of low frequencies.
Um diese Kurzstrecken der Radarsignale beim Detektieren eines Objektes bei der herkömmlichen Technik in Form eines Impulsradars anzuwenden, wird diese Entfernung auf etwa 15 cm festgelegt, so ist es erforderlich, die Impulsbreite auf ungefähr Ins einzustellen. Dieses kann dadurch erreicht werden, dass eine Bandbreite von etwa 1 GHz erforderlich wird. Die Bandbreite des Rauschens wird ziemlich breit, d. h. sie erreicht ungefähr 1 GHz, wodurch die Detektion des Objektes wesentlich schwieriger wird.In order to apply these short distances of the radar signals when detecting an object in the conventional technique in the form of a pulse radar, this distance is set at about 15 cm, so it is necessary to set the pulse width to about ins. This can be achieved by requiring a bandwidth of about 1 GHz. The bandwidth of the noise is quite wide, d. H. it reaches about 1 GHz, which makes the detection of the object much more difficult.
Verschlusseinrichtungen für Gebäude müssen immer größere Öffnungsweiten und Öffnungshöhen aufweisen, weil den Bereich der Verschlusseinrichtung unterschiedlichste Objekte, wie PKW oder LKW oder aber auch Personen passieren müssen, die eine höchst unterschiedliche Durchgangshöhe erfordern. Bei jeder Durchführung eines Öffnungsvorganges der Verschlusseinrichtung über die gesamte Einbauhöhe treten enorme Energieverluste auf. Dadurch, dass bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen, beispielsweise für das Anfahren eines Fahrzeuges, oft nicht erkannt werden kann, in welcher Höhe sich der Öffnungsverschluss befindet und es somit möglicherweise zu einer Kollision des Fahrzeuges mit dem Öffnungsverschluss kommen kann, wird ein Detektionssystem eingesetzt, das neben Detektionseinrichtungen auch Signalanzeigen beinhaltet.Closing devices for buildings must always have larger opening widths and opening heights, because the area of the closure device must pass through a wide variety of objects, such as cars or lorries, or even persons requiring a very different clearance height. Every time an opening operation of the closure device takes place over the entire installation height, enormous energy losses occur. Because in different light conditions, for example for starting a vehicle, often can not be detected, in which height the opening closure is and thus may possibly lead to a collision of the vehicle with the opening closure, a detection system is used, in addition to detection devices also includes signal displays.
Eine Detektionseinrichtung der erfindungsgemäßen Art besteht im Wesentlichen aus einem Montageelement, in dem mindestens ein Detektor und zwei Signalanzeigen integriert sind. Dieses bedeutet, dass das Detektionssystem, welches an oder in einer Verschlusseinrichtung, beispielsweise in einem bewegbaren Torblatt, integriert ist, auch eine ortsveränderbare Signalanzeige beinhaltet. Die Detektionseinrichtung beinhaltet dabei mindestens eine Ausführung eines Lasergerätes, wie sie beispielsweise als Laserscanner bekannt sind. Ein derartiger Laserentfernungsmesser wird dazu benutzt, um das Objekt, welches sich vor der Verschlusseinrichtung befindet, nicht in seiner Entfernung zu messen, sondern vielmehr ist es dazu bestimmt, die Höhe des Objektes zu ermitteln. Durch die ermittelte Höhe des Objektes wird über eine Steuer-/Regeleinheit in Verbindung mit einem Programm stets die minimalste Öffnungshöhe der Verschlusseinrichtung errechnet und angefahren, um so möglichst einen geringen Wärme- oder Kälteverlust aus dem Gebäude heraus zu erzielen. Die normale Öffnungshöhe wird mit einem Sicherheitszuschlag beaufschlagt, damit es beispielsweise bei einer Fehlmessung nicht zu einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und der Verschlusseinrichtung kommt. Verschlusseinrichtungen, die sich für derartige Anwendungen besonders eignen, sind Rolltore oder Sektionaltore oder dergleichen.A detection device of the type according to the invention consists essentially of a mounting element, in which at least one detector and two signal displays are integrated. This means that the detection system, which is integrated on or in a closure device, for example in a movable door leaf, also includes a positionable signal display. The detection device includes at least one embodiment of a laser device, as they are known for example as a laser scanner. Such a laser rangefinder is used to measure the object that is in front of the shutter not in its distance, but rather is intended to determine the height of the object. Due to the determined height of the object, the minimum opening height of the closure device is always calculated and approached via a control / regulation unit in conjunction with a program in order to achieve as little heat or cold loss as possible out of the building. The normal opening height is subjected to a security surcharge, so that, for example, a faulty measurement does not lead to a collision between the vehicle and the closure device. Locking devices that are particularly suitable for such applications are roller shutters or sectional doors or the like.
Das Radargerät sendet dabei eine Folge von Laserimpulsen aus, die als reflektierte Laserimpulse wieder über eine Antenne empfangen werden.The radar sends out a sequence of laser pulses, which are received as reflected laser pulses again via an antenna.
Ein solches Radargerät zum Senden und Empfangen von Signalen in einem Frequenzband zur Zieldetektion des vor der Verschlusseinrichtung befindlichen Objektes enthält im Wesentlichen einen Oszillator, der mittels eines Steuermittels zur Erzeugung des Signals ansteuerbar ist. Das mittels des Oszillators erzeugte Signal ist an dessen Ausgang so abgreifbar, dass es über eine Sendeantenne zum Senden abgegeben wird. Des Weiteren ist wenigstens ein Empfangskanal zum Empfangen des Reflektionssignals und zur Verarbeitung dieses Signals und Weiterverarbeitung mit entsprechenden Steuersignalen vorhanden. Die Signale der Detektoren arbeiten dabei nach einem Programm zur Energieeffizienzsteigerung, welches vorzugsweise innerhalb einer Antriebseinheit enthalten ist und dort auch verarbeitet wird. Durch eine derartige Programmausführung wird die Öffnungshöhe der Verschlusseinrichtung nur so weit ausgeführt, wie es für das in das Gebäude eintretende Objekt notwendig ist. Entgegen den bekannten Kontrolleinrichtungen oder dergleichen, wie sie durch den Stand der Technik bekannt gemacht worden sind, überwachen die Detektoren nicht den Schließbereich des Gebäudeverschlusses, sondern zeichnen sich dadurch aus, dass ausschließlich eine Detektion von Objekten vor der Verschlusseinrichtung, dieses kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gebäudes sein, erfolgt. Sobald durch einen Anwesenheitssensor beispielsweise ein solches Objekt erkannt wird, wird die Antriebseinheit aktiviert, die Aktivierung kann auch durch ein Tasten- oder Schaltersignal erfolgen.Such a radar device for transmitting and receiving signals in a frequency band for target detection of the object located in front of the closure device essentially contains an oscillator which can be controlled by means of a control means for generating the signal. The signal generated by means of the oscillator can be tapped at its output so that it is emitted via a transmission antenna for transmission. Furthermore, there is at least one receiving channel for receiving the reflection signal and for processing this signal and further processing with corresponding control signals. The signals from the detectors work according to a program for increasing energy efficiency, which is preferably contained within a drive unit and is also processed there. Such a program execution, the opening height of the closure device is carried out only as far as it is necessary for the entering into the building object. Contrary to the known control devices or the like, as have been made known by the prior art, the detectors do not monitor the closing range of the Building closure, but are characterized by the fact that only a detection of objects in front of the closure device, this can be both inside and outside the building, takes place. As soon as such an object is detected by a presence sensor, for example, the drive unit is activated, the activation can also be effected by a key or switch signal.
Es versteht sich, dass eine Echtzeitauswertung der erfassten Scannwerte über entsprechende Programme durchgeführt wird. Hierdurch wird eine schnelle Reaktion auf das zu erfassende Projekt erreicht, wobei aufgrund der Scanwerte die Öffnungshöhe des Verschlusselements ganz entscheidend minimiert werden kann. Die vorzugsweise an den äußeren, ortsfesten Seiten des ortsveränderlichen Verschlusselements positionierten Detektionseinrichtungen sind somit in der Lage, eine Fläche in einem Winkel von mindestens 90° bis 120° abzudecken. Die mindestens eine Detektionseinrichtung eignet sich somit zum Steuern der Öffnungshöhe des Verschlusselementes über ein Programm in Verbindung mit der Antriebsvorrichtung. Durch eine derartige Verwendung von Detektionseinrichtungen in Verbindung mit der Programmauswertung ist es möglich, vor dem Verschlusselement befindliche Objekte in unterschiedlichen Höhen sicher zu erkennen und daraus einen optimalen Öffnungsbereich des Verschlusselements zu generieren.It goes without saying that a real-time evaluation of the acquired scan values is carried out via corresponding programs. As a result, a rapid response to the project to be detected is achieved, wherein due to the scan values, the opening height of the closure element can be significantly minimized. The detection devices, which are preferably positioned on the outer, stationary sides of the movable closure element, are therefore able to cover a surface at an angle of at least 90 ° to 120 °. The at least one detection device is thus suitable for controlling the opening height of the closure element via a program in conjunction with the drive device. Through such a use of detection devices in conjunction with the program evaluation, it is possible to reliably detect objects located in front of the closure element at different heights and to generate therefrom an optimal opening region of the closure element.
Die Ausführung einer Detektionseinrichtung als Laser oder Laserscanner kann so ausgeführt werden, dass beispielsweise ein zeilenartiges überstreichen von Objekten mit einem Strahl in horizontaler Richtung durchgeführt wird. Eine solche Einrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Scankopf und einer Treiber- und einer Ansteuerelektronik. Dabei kommen unterschiedlichste Laserscanner zur Anwendung, wobei die einfachste Anwendung eines eindimensionalen Laserscanners gegeben ist. Ein solcher Laserscanner kann auch als Spiegelscanner ausgebildet sein, wobei eine Scanbewegung durch Veränderung eines Spiegels, an dem der Lichtstrahl reflektiert, ausgeführt wird. Zu einer Höhenermittlung bei einem zu erfassenden Objekt können unterschiedlichste Messmethoden verwendet werden. Bei der Messung und der Ausnutzung der Lichtlaufzeit werden einzelne, kurze Laserimpulse ausgesandt und die am Objekt reflektierte Strahlung mit Sensoren registriert. Dabei ist die Reflektionszeit ein Maß für die Entfernung zwischen Sende- und Empfangseinheit.The embodiment of a detection device as laser or laser scanner can be carried out so that, for example, a line-like sweeping of objects with a beam in the horizontal direction is performed. Such a device essentially consists of a scan head and a driver and a control electronics. The most varied laser scanners are used, whereby the simplest application of a one-dimensional laser scanner is given. Such a laser scanner can also be designed as a mirror scanner, whereby a scanning movement is carried out by changing a mirror on which the light beam is reflected. For a height determination in an object to be detected, a variety of measurement methods can be used. In the measurement and utilization of the light propagation time, individual, short laser pulses are emitted and the radiation reflected on the object is registered with sensors. The reflection time is a measure of the distance between the transmitting and receiving unit.
Durch die Antriebseinheit wird aufgrund des Anforderungssignales ein Öffnungsvorgang der Verschlusseinrichtung eingeleitet. Aus der Verschlussposition wird dabei die Detektionseinrichtung mit den Detektoren und den Signalanzeigen in die Höhe gefahren. Durch die gleichzeige Aktivierung der Detektoren bei Einleitung des Öffnungsvorganges wird der Bereich vor oder hinter der Verschlusseinrichtung überwacht, so dass während des stetigen Öffnungsvorganges der Verschlusseinrichtung, ein vor der Verschlusseinrichtung befindliches Objekt ermittelt wird. Die Antriebseinheit fährt solange die Verschlusseinrichtung auf, bis die Detektoren keine Reflektionen des davor befindlichen Objektes mehr erfassen. Zur Sicherheit wird zu den letzten Reflektionssignalen noch ein weiterer Sicherheitsabstand über ein Programm hinzu addiert. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass das Objekt, welches beispielsweise ein Fahrzeug sein kann, sicher in den Bereich des Gebäudes einfahren oder ausfahren kann, ohne dass es zu einer Beschädigung der Verschlusseinrichtung kommt. Gleichzeitig wird dadurch aber auch erreicht, dass die Öffnungshöhe der Verschlusseinrichtung nur so weit bemessen wird, dass das Objekt die Verschlusseinrichtung sicher passieren kann. Eine solche Vorgehensweise führt zwangsweise zu einer positiven Energiebilanz im Vergleich zu herkömmlich betriebenen Verschlusseinrichtungen, die bei jedem Öffnungsvorgang die gesamte Öffnungshöhe freigeben und somit nicht bedarfsgerecht arbeiten.Due to the request signal, an opening process of the closure device is initiated by the drive unit. From the closure position while the detection device is driven with the detectors and the signal displays in the air. By the simultaneous activation of the detectors at the initiation of the opening process, the area in front of or behind the closure device is monitored, so that during the continuous opening process of the closure device, an object located in front of the closure device is determined. The drive unit continues to drive the closure device until the detectors no longer detect any reflections of the object located in front of it. For safety, a further safety margin is added to the last reflection signals via a program. This measure ensures that the object, which can be, for example, a vehicle, can drive in or out safely into the area of the building without the closure device being damaged. At the same time, however, it is also achieved that the opening height of the closure device is dimensioned only so far that the object can safely pass through the closure device. Such a procedure inevitably leads to a positive energy balance compared to conventionally operated closure devices that release the entire opening height at each opening operation and thus do not work as needed.
Um beispielsweise dem Fahrzeugführer ein sicheres Mittel zur Bewegung des Fahrzeuges an die Hand zu geben, sind Signalanzeigen zusätzlich zu dem Detektionssystem vorhanden. Vorzugsweise handelt es sich um eine Signalanzeige, die als optische Anzeigevorrichtung ausgebildet ist und in zwei Farben beleuchtbar ist. Solange sich die Verschlusseinrichtung innerhalb der Schließposition und während des Öffnungsvorganges befindet, gibt die Signalanzeige ein rotes Signal ab. In dem Augenblick, wo die Durchfahrtshöhe für das Objekt unter der Verschlusseinrichtung sicher gewahrt ist, wechselt die rote Farbe in eine grüne. Durch diese optische Anzeige kann auch bei schlechten Witterungsverhältnissen oder bei Nacht eine sichere Passierung der Verschlusseinrichtung erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalanzeige Bestandteil des Detektionssystems. Es ist aber auch möglich, dass die Signalanzeige außerhalb des Detektionssystems platziert wird.For example, to provide the vehicle operator with a secure means of moving the vehicle, signal indicators are present in addition to the detection system. Preferably, it is a signal display, which is designed as an optical display device and can be illuminated in two colors. As long as the closing device is in the closed position and during the opening process, the signal display emits a red signal. The moment the headroom for the object under the shutter is safely maintained, the red color changes to a green one. By means of this optical display, a secure passage of the closure device can take place even in poor weather conditions or at night. In a preferred embodiment, the signal display is part of the detection system. But it is also possible that the signal display is placed outside the detection system.
Die Erfindung wird nachfolgend in den Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail in the drawings.
Es zeigt:It shows:
Bei der schematischen Darstellung gemäß
In dieser Darstellung nach
Das in der Verschlusseinrichtung
Den wesentlichen Aufbau des Detektionssystems
In der
Durch die Verwendung der Signalanzeigen
Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Ausführung von zwei Signalanzeigen
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verschlusseinrichtungclosure device
- 22
- Gebäudeöffnungbuilding opening
- 33
- Sturzfall
- 44
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 55
- Bodenground
- 66
- Detektionssystemdetection system
- 77
- VerschlussunterkanteShutter bottom edge
- 88th
- GebäudeinneresINSIDE OF bUILDING
- 99
- Verschraubungenfittings
- 1010
- DurchfahrtshöheHeadroom
- 1111
- Objektobject
- 1212
- VerschlussaußenseiteClosure outside
- 1313
- Detektionseinrichtungdetection device
- 1414
- Detektionseinrichtungdetection device
- 1515
- Montageelementmounting element
- 1616
- Signalanzeigesignal display
- 1717
- Signalanzeigesignal display
- 1818
- Gehäusevorsprunghousing projection
- 1919
- Detektordetector
- 2020
- Detektordetector
- 2121
- Tubustube
- 2222
- VerschlussinnenseiteClosure inside
- 2323
- Detektionsstrahldetection beam
- 2424
- Ausschnittneckline
- SS
- Sicherheitsabstandsafety distance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 29803334 U1 [0007] DE 29803334 U1 [0007]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |