DE19520890A1 - Anordnung zur Erfassung der Bewegungsrichtung von Personen - Google Patents
Anordnung zur Erfassung der Bewegungsrichtung von PersonenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Bei der Überwachung von Räumen genügt es bisweilen nicht allein
die Anwesenheit der sich in einem Raum bewegenden Personen zu
erfassen, sondern es kann auch, besonders im Tür- oder Gangbe
reich, sehr wichtig sein, die Bewegungsrichtung der Personen zu
ermitteln. So könnte man die sich in einen Raum hineinbewegenden
Personen ebenso zählen wie diejenigen, die ihn wieder verlassen,
um festzustellen, ob der Raum leer ist, und anschließend bei
spielsweise automatisch die Raumbeleuchtung auszuschalten.
Es ist bekannt die Bewegungsrichtung mit Hilfe von Lichtschran
ken zu ermitteln, die von vorbeigehenden Personen unterbrochen
werden und dabei einen auswertbaren Schaltimpuls liefern. Zur
Richtungsbestimmung sind hierbei mindestens zwei Lichtschranken
erforderlich, die jede für sich einen eigenen Sender und einen
eigenen Empfänger benötigen, die optisch exakt aufeinander aus
gerichtet sein müssen.
Alternativ dazu besteht zwar noch die bisweilen ebenfalls ge
nutzte Möglichkeit, unter Verwendung optischer Umlenkelemente
wie Spiegel und Prismen mehrere Lichtschranken aufzubauen, doch
ist auch damit ein beachtlicher Installationsaufwand verbunden,
der wiederum wesentlich durch die optisch exakte Ausrichtung der
einzelnen Elemente aufeinander verursacht wird und sich beson
ders dann auswirkt, wenn ein großer Raumbereich, z. B. ein langer
Gang in eine Überwachung einbezogen werden soll. Ein weiterer
Nachteil derartiger Anordnungen besteht darin, daß sich die op
tischen Elemente nur schwer verbergen lassen und der Strahlen
verlauf der üblicher Weise mit sichtbarem Licht aufgebauten
Lichtschranken ohne Schwierigkeit mit normalen Photoapparaten
sichtbar gemacht werden kann, was bei Anwendungen zur Objektsi
cherung sehr unerwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 zu schaffen, die leicht zu installieren
ist und keiner kritischen Justierung einzelner optischer Ele
mente bedarf.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten
Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht
darin, daß mehrere, auf einer Seite des Raumbereichs angeordnete
Infrarotsender mit nur einem gemeinsamen Infrarotempfänger zu
sammenwirken, wobei dieser auf der anderen Seite des Raumbe
reichs angebracht ist. Sofern der Empfänger einen entsprechend
breiten Erfassungswinkel aufweist, bedarf es keiner kritischen
optischen Ausrichtung auf die Sender. Dabei bilden die von den
Sendern zu dem Empfänger gelangenden Lichtstrahlen mindestens
zwei im Empfänger zusammentreffende Lichtschranken. Die Licht
schranken müssen allerdings insoweit unterscheidbar sein, daß
eine im Empfänger vorgesehene Auswerteeinheit die jeweilige
Lichtschranke identifizieren kann und damit deren räumliche Po
sitionierung erkennt. Eine zum Empfänger gehörige Logikschaltung
muß dann nur noch aus der ermittelten Reihenfolge der an den
Lichtschranken registrierten Unterbrechungen die Bewegungsrich
tung der die Lichtschranken unterbrechenden Person ermitteln.
Durch den großen Erfassungswinkel des zum Einsatz kommenden In
frarotempfängers können in einer Weiterbildung des Erfindungsge
genstandes die Infrarotsender auf der Wandoberfläche einer den
Raumbereich begrenzenden Wand in einem so großen Abstand zuein
ander angebracht werden, daß die Lichtschranken einen sich in
horizontaler Richtung erstreckenden entsprechend großen Raumbe
reich einschließen. Die innerhalb dieses Raumbereiches gebilde
ten Lichtschranken liegen dadurch soweit auseinander, daß der
Empfänger bei einer Unterbrechung gut die einzelnen Lichtschran
ken unterscheiden kann.
Eine besonders einfache Methode zur Bildung mehrerer Infrarot
sender besteht darin, elektrisch erwärmbare Leiter, vorzugsweise
dünne Drähte, mit einem definierten Widerstand so auf die Wan
doberfläche aufzubringen, daß diese sich vertikal entlang der
Wandoberfläche erstrecken und in vorgegebenen Abständen zueinan
der angeordnet sind. Hierbei muß darauf geachtet werden, daß die
Abmessungen des mit erwärmbaren Leitern versehenen Wandbereichs
auf den Erfassungsbereich des Empfängers abgestimmt sind.
Damit der Infrarotempfänger in beiden Bewegungsrichtungen mit
einer etwa gleichen Empfindlichkeit reagieren kann, ist es vor
teilhaft, diesen so zu positionieren, daß die von den erwärmba
ren Leitern zum Empfänger gelangenden Lichtstrahlen mit der Wan
doberfläche gleichschenklige Dreiecke bilden.
Für die Wirkungsweise der Anordnung wesentlich ist eine Unter
scheidbarkeit der errichteten Lichtschranken. Diese wird bei
spielsweise dadurch ermöglicht, daß die elektrisch erwärmbaren
Leiter mit einer Steuervorrichtung verbunden sind, die einzelne
Leiter oder bestimmte Leitergruppen so ansteuert, daß sie unter
scheidbare Infrarotsignale erzeugen. Dies kann z. B. dadurch ge
schehen, daß die Steuervorrichtung die elektrisch erwärmbaren
Leiter sequenziell in gleichbleibender Reihenfolge nacheinander
erwärmt. Alternativ kann auch eine Kodierung dadurch erfolgen,
daß die Steuervorrichtung die elektrisch erwärmbaren Leiter in
einem unterschiedlichen Takt ansteuert.
Beim Installieren der Anordnung genügt es nicht darauf zu ach
ten, daß die mit Infrarotsendern versehene Wandoberfläche auf
den Erfassungswinkel des Empfängers abgestimmt ist, sondern es
sollte auch dafür gesorgt werden, daß der am Empfänger zwischen
den Lichtschranken eingeschlossene Winkel so groß gewählt ist,
daß selbst im Nahbereich des Empfängers ein für die getrennte
Wirksamkeit der Lichtschranken ausreichender Abstand zwischen
diesen entsteht.
Die elektrisch erwärmbaren Leiter können unmittelbar auf eine
fertige, ggf. tapezierte Wandoberfläche, an dieser haftend, auf
gebracht, z. B. aufgelebt werden. Es ist aber auch möglich diese
in eine Tapete zu integrieren und dann mit der Tapete auf eine
Wand aufzubringen.
Einerseits aus geschmacklichen Gründen, damit das Aussehen einer
Wandfläche nicht beeinträchtigt wird, und andererseits wegen ei
ner ggf. aus Sicherheitsgründen geforderten möglichst versteck
ten Montage der optisch wirksamen Elemente, ist es von Vorteil,
wenn die elektrisch erwärmbaren Leiter so dünn sind und/oder die
zum Aufbringen auf die Wand benötigten zusätzlichen Mittel nur
so geringe Kontraste bilden, daß sie weitgehend unsichtbar blei
ben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar
gestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitensicht eines überwachten Raumbereichs
mit mehreren Infrarotsendern und einem gemeinsamen
Infrarotempfänger,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen der Fig. 1 entspre
chenden Raumbereich,
Fig. 3 ein Signaldiagramm mehrerer sequenziell ange
steuerter Infrarotsender,
Fig. 4 verschiedene, durch unterschiedliche Bewe
gungsrichtungen ausgelöste Empfangssignale am
Infrarotempfänger,
Fig. 5 ein Blockschaltbild der Anordnung.
Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, sind in einem als Flur
dienenden Raumbereich I auf einer den Flur begrenzenden Wan
doberfläche 7 mehrere Infrarotsender 3 in Form elektrisch er
wärmbarer Leiter aufgebracht. Diese besitzen einen definierten
Widerstand R1 bis Rn, sind einzeln ansteuerbar und verlaufen
vertikal entlang der Wandoberfläche 7 einer Wand 8 mit gleich
bleibendem gegenseitigen Horizontalabstand. Im Grenzfall würde
es genügen mit nur zwei in ausreichendem gegenseitigem Abstand
angeordneten elektrisch erwärmbaren Leitern 3 zu arbeiten, doch
steigt mit ihrer Zahl die Häufigkeit registrierbarer Unterbre
chungen und damit die Zuverlässigkeit der hieraus ableitbaren
Erkenntnisse und Maßnahmen.
An der der Wandoberfläche 7 gegenüberliegenden Wand ist ein In
frarotempfänger 4 befestigt, dessen Erfassungswinkel so groß
ist, daß auch die beidseitig jeweils äußersten elektrisch er
wärmbaren Leiter 3 bzw. die von ihnen emittierten Lichtstrahlen
2 noch erfaßt werden. Die sich fächerartig über der Horizontal
ebene ausdehnenden, im Infrarotempfänger 4 zusammentreffenden
Lichtstrahlen 2 wirken als Lichtschranken S, deren Unterbrechung
im Infrarotempfänger 4 Schaltimpulse verursacht, die in geeigne
ter Weise zur Bestimmung der Bewegungsrichtung von Personen aus
gewertet werden können. Den Infrarotempfänger 4 kann man, sofern
das aus Sicherheitsgründen erforderlich sein sollte, relativ gut
verbergen und auch die elektrisch erwärmbaren Leiter 3 kann man
so in eine Tapete integrieren oder bei entsprechend dünnen Dräh
ten Befestigungsmittel solcher Art verwenden, daß sie einem un
erwünschten Besucher nicht auffallen.
In den Fig. 3 und 4 ist verdeutlicht, wie mit Hilfe einer se
quenziellen Ansteuerung der elektrisch erwärmbaren Leiter 3 un
terscheidbare Signale erzeugt werden können, aus denen sich nach
ihrer Auswertung die Bewegungsrichtung ergibt. Nach Fig. 3 sei
an einen zweiten elektrisch erwärmbaren Leiter mit dem Wider
stand R2 ein erster Stromimpuls angelegt, den ersten elektrisch
erwärmbaren Leiter mit dem Widerstand R1 erreiche ein zweiter
Stromimpuls und einen weiteren elektrisch erwärmbaren Leiter mit
dem Widerstand Rn erhitze ein dritter Stromimpuls.
Kommt keine Person und wird damit keine der Lichtschranken S un
terbrochen, so ergibt sich der in Fig. 4 unter I dargestellte
Signalverlauf am Infrarotempfänger 4. Kommt eine Person von
links, also mit der Bewegungsrichtung A, so unterbricht sie
zunächst die Lichtschranke S mit dem Widerstand R1. Im Diagramm
II von Fig. 4 fehlt somit der jeweils mittlere Impuls. Kommt da
gegen eine Person von rechts mit der Bewegungsrichtung B, so un
terbricht sie zunächst die äußerste rechte Lichtschranken S mit
dem Widerstand Rn und im Diagramm III entfällt der jeweils
letzte Impuls. Der Infrarotempfänger 4 ist nun so aufgebaut, daß
er die unterschiedlichen Signale unterscheiden und daraus die
Bewegungsrichtung A,B ermitteln kann.
Das in Fig. 5 dargestellte einfache Blockschaltbild soll den
funktionellen Aufbau der Anordnung verdeutlichen. Mehrere Infra
rotsender 3, die hier als gemeinsamer Block dargestellt sind,
erzeugen in Form von Wärmestrahlung unsichtbare Lichtstrahlen 2,
die zu einem Infrarotempfänger 4 gelangen. Dieser besitzt, um
nur die im Rahmen der Erfindung wesentlichsten Funktionseinhei
ten zu nennen, eine Auswerteeinheit 5 und eine Logikschaltung 6.
Eine Steuervorrichtung 9 dient zum Ansteuern der Infrarotsender
3, was durch einen Stromimpuls geschieht, der an dem jeweiligen
elektrisch erwärmbaren Leiter 3 eine momentane Temperaturerhö
hung bewirkt. Zur Synchronisierung der Impulssteuerung ist die
Steuervorrichtung 9 auch mit dem Infrarotempfänger 4 verbunden.
Räumlich kann man die Steuervorrichtung 9 somit dem Infrarotemp
fänger 4 oder dem Infrarotsender 3 zuordnen und dort in eine
dieser Baueinheiten integrieren oder separat anordnen.
Claims (12)
1. Anordnung zur Erfassung der Bewegungsrichtung (A, B) von
Personen, die einen Raumbereich (1) durchschreiten und dabei
Lichtstrahlen (2) unterbrechen, die mindestens ein Sender (3)
erzeugt und mindestens ein Empfänger (4) auswertet, dadurch ge
kennzeichnet, daß auf einer Seite des Raumbereichs (1) horizon
tal hintereinander mindestens zwei Infrarotsender (3) vorgesehen
sind und diesen auf der anderen Seite des Raumbereichs (1) ein
gemeinsamer Infrarotempfänger (4) so zugeordnet ist, daß die von
den Infrarotsendern (3) zu dem mit einem entsprechend großen Er
fassungswinkel ausgestatteten Infrarotempfänger (4) gelangenden
Lichtstrahlen (2) mindestens zwei im Infrarotempfänger (4) zu
sammentreffende Lichtschranken (S) bilden und daß sich die
Lichtschranken (S) derart unterscheiden, daß eine im Infra
rotempfänger (4) vorgesehene Auswerteeinheit (5) die jeweilige
Lichtschranke (S) identifizieren kann und damit deren räumliche
Positionierung erkennt und eine zum Infrarotempfänger (4) gehö
rige Logikschaltung (6) aus der ermittelten Reihenfolge erfolg
ter Unterbrechungen der Lichtschranken (S) die Bewegungsrichtung
(A, B) der vorbeigehenden Person ermittelt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Infrarotsender (3) auf der Wandoberfläche (7) einer den
Raumbereich (1) begrenzenden Wand (8) so angebracht sind, daß
die Lichtschranken (S) einen sich in horizontaler Richtung er
streckenden großen Raumbereich (1) einschließen.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Infrarotsender (3) als elektrisch
erwärmbare Leiter, vorzugsweise dünne Drähte, mit einem defi
nierten Widerstand (R) ausgebildet sind, sich vertikal entlang
der Wandoberfläche (7) erstrecken und in vorgegebenen Abständen
zueinander angeordnet sind.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des mit erwärmbaren
Leitern (3) versehenen Wandbereichs auf den Erfassungsbereich
des Empfängers (4) abgestimmt sind.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die von den elektrisch erwärmbaren
Leitern (3) zum Infrarotempfänger (4) gelangenden Lichtstrahlen
(2) mit der Wandoberfläche (7) Dreiecke, vorzugsweise gleich
schenklige Dreiecke bilden.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrisch erwärmbaren Leiter (3)
mit einer Steuervorrichtung (9) verbunden sind, die es ermög
licht einzelne Leiter oder bestimmte Leitergruppen so anzusteu
ern, daß die von ihnen ausgehenden Infrarotsignale und damit die
zugehörigen elektrisch erwärmbaren Leiter (3) und deren Positio
nierung unterscheidbar sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung die elektrisch erwärmbaren Leiter (3) se
quenziell in gleichbleibender Reihenfolge nacheinander erwärmt.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuervorrichtung (9) die elektrisch erwärmbaren Leiter (3)
in einem unterschiedlich kodierten Takt ansteuert.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der am Infrarotempfänger (4) zwischen
den Lichtschranken (S) eingeschlossene Winkel so groß gewählt
ist, daß auch im Nahbereich des Infrarotempfängers (4) ein für
die getrennte Wirksamkeit der Lichtschranken (S) ausreichender
Abstand zwischen diesen entsteht.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrisch erwärmbaren Leiter (3)
auf eine fertige, ggf. tapezierte Wandoberfläche (7) an ihr haf
tend aufbringbar sind.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch erwärmbaren Leiter
(3) in eine auf die Wandoberfläche (7) aufbringbare Tapete (10)
integriert sind.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch erwärmbaren Lei
ter (3) so dünn sind und/oder die zum Aufbringen auf die Wand
(8) benötigten Mittel nur so geringe Kontraste erzeugen, daß sie
weitgehend unsichtbar bleiben.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995120890 DE19520890A1 (de) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | Anordnung zur Erfassung der Bewegungsrichtung von Personen |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=7763896
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