DE19607607A1

DE19607607A1 - Verfahren zur Bewegungsmeldung mit mindestens einem Infrarotsensor und Bewegungsmelder zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19607607A1
Application number: DE1996107607
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Ing Rosch; Jochen Dipl Ing Koepernik; Guenter Prof Dr Hofmann; Volkmar Dr Ing Norkus; Jens-Olaf Dipl Ing Lang; Manfred Dr Ing Zimmerhackl
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungsmeldung mit mindestens einem In frarotsensor entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Bewegungs melder zur Durchführung des Verfahrens entsprechend dem Oberbegriff des An spruchs 9.

Ein Grundproblem bei der Entwicklung und dem Einsatz von Bewegungsmeldern be steht in der Vielzahl möglicher Störquellen, der sehr schwierigen Bestimmung von Un terscheidungsmerkmalen und der damit verbundenen hohen Fehlalarmrate. Gründe hierfür sind u. a. sehr ähnliche Zeitsignale in ähnlicher Amplitudenhöhe und eine hohe Vielfalt möglicher Signalverläufe, die auf Grund der komplexen und nur durch mehrdeu tige Größen erfaßbaren Bewegungs- oder Temperaturänderungsprozesse zu beobach tender Objekte entstehen. Dazu kommt, daß der zu erfassende Signalfrequenzbereich - hervorgerufen durch variable Entfernung und unterschiedliche Bewegungsgeschwin digkeit des Menschen - gleichermaßen für viele Störungen charakteristisch ist. Es ist ein Anliegen, bei der Entwicklung von Bewegungsmeldern, besonders von Per sonen ausgehende Signale sicher zu detektieren und gleichzeitig möglichst wenige Verwechslungen mit Signalen von Störquellen zuzulassen. Praktizierte einfache Maß nahmen, wie feste Schwellwerte, fester Bandpaß, Schwellwertadaption oder Test auf Signalwiederholungen verringern die Fehlalarmrate, haben aber ihre Grenzen.

Feste Schwellwerte müssen oberhalb der Rauschspannung liegen und machen den Sensor entweder generell unempfindlicher gegenüber schwach kontrastierten Signalen (geringe Temperaturunterschiede) oder provozieren erhöhtes Fehlalarmrisiko auf Grund von Störsignalen. Eine automatische Schwellwertadaption als Funktion der Si gnalstärke wird z. B. bei Lichtschaltern angewendet, bringt aber wegen zu großer Adap tionszeit unbefriedigende Ergebnisse bei schnell wechselnder Signalstärke. Ein fester Bandpaß (z. B. 0,1-10 Hz) bewirkt zwar eine Rauschbegrenzung und Unterdrückung von Gleichlichtschwankungen bzw. extrem langsamen Temperaturänderungen, ist aber in Bezug auf die Ausfilterung von Signalen "zu schneller" Objekte nur bedingt geeignet. Das Frequenzspektrum des Sensorausgangssignales resultiert aus der durch Bewe gung entstehenden Strahlungsflußmodulation und ist eine komplizierte Funktion, die vor allem von der Entfernung, der Temperaturdifferenz, der Objektgeschwindigkeit und der Objektausdehnung abhängt. Dabei erzeugt ein langsames Objekt bei Konstanz al ler anderen Parameter am Ausgang eines Bandpasses (etwa wie oben angegeben) eine größere Amplitude als bei einer höheren Geschwindigkeit, jedoch besitzt auch ein schnelles Objekt noch einen Signalanteil im Bereich des Bandpasses, so daß eine Trennung nicht eindeutig ist. Bei langsamen Objekten ist das Spektrum bei niedrigen Frequenzen konzentriert und steil abfallend, bei schnelleren dagegen flach und zu hö heren Frequenzen reichend. Es ist daher schwierig, ein Kriterium für die Größe des Schwellwertes festzulegen. Eigene Simulationen und Modellrechnungen haben ge zeigt, wie die Ausgangsspannung und das Fourierspektrum eines in Differenzschaltung betriebenen Dualsensors von den genannten Größen abhängt. Dabei geht der Kontrast direkt als Amplitudenfaktor ein, womit ein schnelles Signal mit starkem Kontrast zu Fehlalarm führen kann, wogegen ein schwaches "normales" Signal möglicherweise gar nicht bemerkt wird. Der Einfluß der anderen genannten Größen ist noch komplizierter und führt zu einem ähnlichen Schluß.

Der generell gesuchte Ausweg besteht in einer sogenannten "intelligenten Signalaus wertung", die durch Zusatzinformationen eine statistisch zuverlässigere Entscheidung treffen soll. Da die Erkennung des Menschen erste Priorität besitzt, ist generell eine hohe Detektivität gefordert. Damit verbindet sich die Gefahr der versehentlichen Ak zeptanz von Störsignalen auf Grund ungenügender oder schwer trennbarer Informa tionen über die im Signal enthaltene Spezifik von "Nutz-" und Störsignalen.

So wird in der DE 36 22 371 A1 die Entfernungsabhängigkeit der Strahlungsleistung ausgenutzt, um durch Aufteilung des Beobachtungsfeldes in mindestens zwei feste Entfernungszonen und Vergleich der erhaltenen Zeitsignale mit fest vorgegebenen Referenzwerten für Zeit, Frequenz und Amplitude eine zuverlässigere Detektion von menschlichen Eindringlingen zu gewährleisten. Die Ermittlung der Referenzsignale ge schieht anhand geeigneter Testobjekte. Hier besteht der Nachteil, daß nur dann an hand der Amplitude vergleichbare Sensorausgangssignale entstehen, wenn das Objekt den momentanen Beobachtungswinkel bei verschiedenen Entfernungen nicht verläßt und sich vor konstanter Hintergrundtemperatur bewegt. Bei Mehrzonenoptiken können aber durch Bewegung partielle Anschnitte und auch Wechsel von Beobachtungskeulen verursacht werden, so daß kein stabiles Bezugssignal existiert. Zweitens ist die Auf nahme von repräsentativen Vergleichssignalen in der Praxis durch Diskontinuitäten, Richtungswechsel innerhalb einer Entfernungszone, Bewegungsumkehr sowie diago nale Bewegungen und unbekannten Kontrast recht schwierig. Die Komplexität mögli cher Bewegungsabläufe erfordert darüber hinaus eine sehr große Zahl von Referenz werten, um eine erhöhte Fehlalarmimmunität zu erreichen.

Ein in der EP 0107042 A1 beschriebenes Verfahren stützt sich auf den Ähnlichkeits vergleich der empfangenen Zeitsignale mit in einem Festwertspeicher abgelegten inter nen Referenzsignalen durch Kreuzkorrelation. Übersteigt die Korrelation der Testsi gnalfolgen mit den Eingangssignalfolgen einen vorbestimmten Wert, und wird gleich zeitig eine bestimmte Amplitude des Zeitsignals erreicht, wird Alarm ausgelöst. Ein sol ches Verfahren bewirkt durch die Eigenschaften der verwendeten Kreuzkorrelation ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis und damit einen großen Dynamikbereich, was für die Detektion schwacher Signale von Vorteil ist. Turbulenzen werden über die Wahl eines geeigneten Schwellwertes für die Korrelation unterdrückt. Schwellwert und Korre lationszeit werden experimentell optimiert und dann fest vorgegeben.

Die Referenzsignale entsprechen den Signalen, die von einem bewegten Objekt im Meßfeld bei verschiedenen Geschwindigkeiten erzeugt werden oder können auch als Folge idealer (z. B. Rechteck- oder Gauß-) Impulse gespeichert werden. Das Emp fangssignal wird mit allen Testfolgen verglichen und Alarm wird ausgelöst, wenn die Ähnlichkeit (Korrelation) mit mindestens einer Testfolge genügend hoch war. Der Nachteil dieses Melders liegt in dem Erfordernis vorbestimmter Referenzsignalfolgen. Die Detektionssicherheit hängt entscheidend von der repräsentativen Wahl solcher Testfolgen ab. Da die mögliche Bewegungsvielfalt (Bewegungsrichtung, Entfernung, Geschwindigkeit Objektausdehnung, Bewegungsunstetigkeiten) sowohl unterschiedli che Impulsfolgefrequenzen, als auch unterschiedliche Impulsdauer verursacht, ist eine hohe Zahl an Testfolgen notwendig, die in der Praxis für universelle Anwendungen nicht leicht zu bestimmen ist. Da pro Eingangssignal im ungünstigsten Fall ein Ver gleich mit allen Referenzsignalen erforderlich ist, kann der hohe Rechenaufwand echt zeitkritisch werden. Außerdem zwingt der statistische Charakter der Korrelation zu ei ner Mindestbeobachtungszeit (Integrationszeit) pro Entscheidung und bedingt eine Mindestlänge der Referenzfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Bewegungsmelder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 zu schaffen, mit denen die vorstehend genannten Nachteile vermieden oder verringert werden, eine hohe Empfindlichkeit und Rauschunterdrückung realisierbar ist, auf vorgegebene Refe renzsignale oder -parameter und jegliches Einmessen verzichtet werden kann und trotzdem eine hohe Fehlalarmimmunität erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 9 genannten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Verwendung der Autokorrelation bei einem vom Infrarotsensor kommenden Sen sorsignal ermöglicht eine Signalauswertung, welche eine sehr gute Unterdrückung elektrischen und thermischen Rauschens bei gleichzeitig optimalem Empfang des Ob jektsignals (z. B. Detektion menschlicher Bewegung im Überwachungsbereich) gewähr leistet. Eine Signalauswertung mittels Autokorrelation schafft die Voraussetzung dafür, daß bestimmte objektspezifische Signaleigenschaften erfaßbar werden. Dadurch, daß ein Entscheider vom Autokorrelator erzeugte Haupt- und/oder Nebenmaxima derart be wertet, daß er einen Alarmgeber nur aktiviert, wenn die Maxima mindestens zwei wich tige Entscheidungskriterien erfüllen, wird bei einer geschickten Auswahl dieser Krite rien eine sehr sichere Detektion des Objektes Mensch erreicht. Gleichzeitig gelingt eine gegenüber bekannten Meldern verbesserte Immunität gegenüber Fehldetektionen auf Grund verschiedener Störquellen. Bei Störungen durch Gleichlichtschwankungen, unbewegte Objekte mit Temperaturänderungen, Turbulenzen, räumlich begrenzte Re flexionen und z. T. auch kleine Tiere, wird eine hohe Fehlerunterdrückung erreicht.

In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Entscheider Auswertungsmittel aufweist, die aus Art, Anzahl, Amplitude, Polarität und Schärfe der durch periodische Signalanteile entstehenden Nebenmaxima die zur Aktivierung des Alarmgebers benötigten Entscheidungskriterien bereitstellen. Den bei der Autokorrela tion entstehenden Nebenmaxima kommt somit eine zentrale Bedeutung zu.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Autokorrelator und der Entscheider mit Hilfe eines Mikroprozessors realisiert sind, und diesem ggf. ein zur Speicherung dienender RAM zugeordnet ist. Der Autokorrelator besteht vorteilhafterweise aus einem Zeitverzöge rungsglied, einem Multiplikator und einem nachgeschalteten Integrator. Zur Aufberei tung des vom Sensor kommenden Sensorsignals dienen ein Vorverstärker, ein Bandfil ter (zur Frequenzbandbegrenzung und Unterdrückung des Gleichanteils des Sensorsi gnals), ein Abtaster und ein Analogdigitalumsetzer (ADU).

Von den im Analogdigitalumsetzer (ADU) digitalisierten Sensorsignalen kann der Auto korrelator die Autokorrelationsfunktion (AKF) berechnen und diese auf ihr absolutes Maximum bei τ = 0 normieren. Der erhaltene Normierungswert ist ein Maß für die mittlere Wechselleistung und kann bei Bedarf ein zusätzliches Entscheidungskriterium für den Entscheider bilden und/oder zur Empfindlichkeitssteuerung des Bewegungs melders dienen.

Von besonderer Bedeutung ist, daß der Autokorrelator auch eine Erfassung der Win kelgeschwindigkeit ermöglicht. Diese kann aus dem zeitlichen Abstand der Nebenma xima untereinander und zum Hauptmaximum sowie unter Berücksichtigung des Beob achtungswinkels der zugehörigen Optik des Bewegungsmelders ermittelt werden. Hier durch ist eine Ausfilterung zu schneller oder zu langsamer Objekte nach dem Plausibili tätsprinzip möglich. Bei so kritischen Störquellen, wie vorbeifahrenden Fahrzeugen oder im Wind bewegten Blättern von Bäumen und Sträuchern wird gegenüber bekann ten Verfahren eine Verringerung der Fehlerrate erzielt. Darüber hinaus ist auch die Detektion langsamer Objekte möglich und bei der Alarm- bzw. Reaktionsentscheidung muß nicht auf einen Vergleich mit fest vorgegebenen Signalmustern zurückgegriffen werden.

Weiterhin ist von Vorteil, daß der Beobachtungszeitraum nicht fest vorgegeben werden muß, sondern eine Anpassung der Beobachtungszeit in der Form erfolgen kann, daß sie sich bei sehr langsamen Bewegungen ausdehnt und bei schnellen Bewegungen auf ein bestimmtes Mindestmaß verkürzt. Hierbei können auch adaptierende Mittel bei der von ihnen vorzunehmenden Anpassung die bereits berechneten Korrelationsfolgen vorangegangener Beobachtungszeiträume heranziehen. Die Korrelationsfolgen können in einem geeigneten Speichermedium, wie z. B. einem RAM, zwischengespeichert werden. Die maximale Verlängerung des Beobachtungszeitraums ergibt sich aus der Festlegung einer unteren Mindestgeschwindigkeit und dem möglichen Entfernungsbe reich.

Für den Aufbau des Sensors steht eine Reihe von Alternativen zur Verfügung. Im ein fachsten Fall ist vorgesehen, daß als Sensor ein Dualsensor dient, der in Differenz schaltung betrieben ist. Als Sensor kann aber auch ein Doppel-Dualsensor mit einem vertikalen Dualelement und einem horizontalen Dualelement dienen. Hierbei hat das horizontale Dualelement die Aufgabe tangentiale Bewegungen zu erfassen während das vertikale Dualelement radiale Bewegungen registriert. Die beiden Dualsensoren werden dabei elektrisch getrennt in Differenzschaltung betrieben und bilden mit den nachgeschalteten Baugruppen zwei von einander getrennte Kanäle zur Erfassung von Bewegungssignalen. Die über die beiden Kanäle ermittelten Informationen zur Bewe gung des erfaßten Objektes vermitteln eine zuverlässigere Entscheidungsbasis, die durch Plausibilitätskriterien untermauert werden kann. Der Entscheider erfaßt die von den Korrelatoren oder den Auswertungsmitteln beider Kanäle bereitgestellten Entschei dungskriterien und aktiviert den Alarmgeber, wenn mindestens ein Kanal die vorgege benen Entscheidungskriterien erfüllt.

Von wesentlicher Bedeutung für die Ausbildung ihrer Beobachtungskeulen sind Anord nung und Flächengestaltung der Elektroden des Sensors. Es ist vorgesehen, daß jeder der beiden Dualsensoren zwei getrennte Elektroden besitzt, deren Innenflächen ganz oder mindestens teilweise der Innenfläche einer gemeinsamen Elektrode gegenüber stehen und die gemeinsamen Elektroden beider Dualsensoren kreuzförmig so zueinan der angeordnet sind, daß sie im Kreuzungsbereich schmale Überbrückungsstege aus bilden. Vorteilhaft ist es, wenn die beidseitig des Kreuzungsbereiches liegenden Elek troden oder Elektrodenteile asymmetrisch ausgebildet sind und zwar so, daß ihre un gleichen Flächen die schräge Projektion ausgleichen, mit der ein an einer Seitenwand des zu überwachenden Raumes angeordneter Bewegungsmelder die Umgebung des Objektes erfaßt.

Zur Anhebung des Pegels der empfangenen Signale ist es möglich mehrere vertikale Dualelemente und/oder mehrere horizontale Dualelemente parallel oder in Serie zu schalten. Zur Fokussierung der Wärmestrahlung auf den Sensor wird man in der Regel eine geeignete Optik verwenden. Diese kann auch so aufgebaut werden und mit ggf. getrennten Sensoren so zusammenwirken, daß unterschiedliche Entfernungsbereiche erfaßt werden. Hierdurch erhält man zusätzliche Aussagen zum Bewegungsverhalten des erfaßten Objektes.

Den Bewegungsmelder kann man in Verbindung mit einem Autokorrelator sowohl als passiven als auch aktiven Bewegungsmelder aufbauen. Der Sensor kann im Hybridauf bau erstellt oder auch auf einem Chip integriert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Bewegungsmelders mit einem Horizontal- und einem Vertikalkanal,

Fig. 2 das Blockschaltbild eines Autokorrelators,

Fig. 3 die Bewegung eines zu erfassenden Objektes im Bereich der Beobach tungskeulen eines Dualsensors,

Fig. 4 das vom Sensor erzeugte Signal bei einem Bewegungsablauf nach Fig. 3,

Fig. 5 die vom Autokorrelator aus dem Signal der Fig. 4 erzeugte Korrelations funktion (AKF),

Fig. 6 normierte AKF-Verläufe verschiedener durch Bandpaß begrenzter im Sensor auftretender Rauscharten,

Fig. 7 eine Überlagerung der AKF-Verläufe nach Fig. 6

Fig. 8 eine Darstellung der aus dem Sensorsignal berechneten AKF und der Summe der Rausch-AKF,

Fig. 9 eine Korrektur der Gesamt-AKF durch betragsmäßige Differenzbildung mit der Rausch -AKF nach Fig. 7,

Fig. 10 qualitative AKF-Verläufe für Signale mit unterschiedlich ausgebildeten Nebenmaxima,

Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel eines Doppel-Dualsensors mit asymmetrischen Elektroden.

Zugunsten einer besseren Übersicht sind sowohl die Korrelationssignale als auch der Korrelator in zeitkontinuierlicher bzw. analoger Form dargestellt. Praktisch wird der Korrelator in digitaler Form realisiert und als Autokorrelationssignale ergeben sich zeit- und wertediskrete Signalfolgen.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt einen Infrarotsensor 1, der als Doppel- Dualsensor 1a, 1b mit einem vertikalen Dualelement 1a und einem horizontale Duale lement 1b ausgebildet ist. Das vertikales Dualelement 1a dient zur Erfassung radialer Annäherungsbewegungen und das horizontale Dualelement 1b zur Erfassung tangen tialer Bewegungen. Die elektrisch getrennten Dualelemente 1a, 1b werden mit Hilfe eines Differenzverstärkers 2 in Differenzschaltung betrieben und gehören mit nachge schalteten Funktionseinheiten 2 bis 6 jeweils zu einem Vertikalkanal A und einem Hori zontalkanal B, die zur Aufbereitung der unterschiedlichen Bewegungssignale dienen. Jeder der beiden Kanäle A, B besitzt einen Vorverstärker mit Bandpaßfilter 3. Hier durch gelingt es, die Rauschbandbreite für die verschiedenen Rauscharten (weiß, 1/f, 1/f²) einzugrenzen und gleichzeitig eine grobe Vorabunterdrückung von Signalen zu erreichen, die aus zu schneller Bewegung (z. B. Vögel, Autos) oder zu langsamer Be wegung (Gleichlicht, quasistatische Temperaturänderungen) resultieren. Außerdem dient die obere Grenzfrequenz zur Unterdrückung von Aliasing im nachfolgenden Ab taster 4. Die in je einem Analogdigitalumsetzer 5a, 5b digitalisierten Signale werden nach Kanälen A, B getrennt einem Mikroprozessor 7 zugeführt, der für beide Signale jeweils als Autokorrelator 6 wirkt und die Autokorrelationsfunktion (AKF) berechnet. Aus dieser wird ein geeignetes Alarmkriterium abgeleitet, so daß ein Entscheider 8 ei nen nachgeschalteten Alarmgeber 10 aktivieren kann.

Die AKF ist mit der in EP 0107042 A1 benutzten Kreuzkorrelation (KKF) formal ver wandt, hat aber signaltheoretisch eine andere Wirkung. Während die KKF ein Maß für die Ähnlichkeit eines unbekannten gemessenen Signals mit einem vorgegebenen Re ferenzsignal ist, beschreibt die AKF die statistische Determiniertheit eines unbekannten gemessenen Signals, wobei nichtdeterminierte Anteile wie Rauschen unterdrückt wer den, während determinierte Signalverläufe zu einer ausgeprägten AKF führen. Die Be sonderheit der AKF ist ihre hervorragende Eignung zum Nachweis periodischer Signalanteile. Dabei tritt der Effekt auf, daß ein als Impuls geformtes Signal, welches sich periodisch (zeitlich verschoben) wiederholt, zu einer ebenfalls periodischen AKF führt. Die Erfindung macht sich hier den Umstand zunutze, daß ein Objekt 14 beim Durchschreiten eines zonenartigen Beobachtungsfeldes eine Folge von positiven und negativen Impulsen hervorruft, die man als Periodizität eines Einzelimpulses auffassen kann. Die AKF ist mit anderen Worten ein Maß für die Selbstähnlichkeit eines Signals, d. h., ein bei Bewegung des Objektes 14 durch eine Beobachtungskeule 15a eines Dualsensors 16 (siehe Fig. 3) ausgelöster Spannungsimpuls s(t) taucht zeitverschoben beim Durchgang durch die nächste Beobachtungskeule 15b noch einmal auf (siehe Fig. 4). Diese Impulswiederholung ist, wie Fig. 5 zeigt, in der AKF sichtbar als lokales Maximum einer sonst monotonen Kurve.

Die AKF erhält man, wie Fig. 2 zeigt, aus der Multiplikation des Sensorsignals mit sich selbst, aber um eine variable Zeit τ verschoben mit anschließender Mittelwertbildung über die Länge des Beobachtungszeitraumes. Hierzu dient ein Multiplikator 12, der ein Sensorsignal s1 mit einem durch ein Multiplikator 12, der ein Sensorsignal s1 mit ei nem durch ein Zeitverzögerungsglied 11 verzögerten Sensorsignal s2 multipliziert und einem Integrator 13 zuführt. Das absolute Maximum erhält man bei τ = 0, da hier die Selbstähnlichkeit 100% beträgt. Bei der Korrelation eines aus Pulsen bestehenden Bewegungssignals entstehen also Nebenmaxima genau bei der zeitlichen Verschie bung τ, die den zeitlich ersten Puls am besten mit dem nächsten zur Deckung bringt (die größte Ähnlichkeit erreicht). Deshalb ist diese zeitliche Verschiebung direkt ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit des Objektes, während die Amplitude des Neben maximums vom Grad der Übereinstimmung der Kurvenform (Selbstähnlichkeit) des er sten und zweiten Impulses abhängt. Außerdem besitzen die aufeinanderfolgenden Ne benmaxima auf Grund der gegenphasigen Verschaltung von Dualsensoren entgegen gesetztes Vorzeichen. Für die Detektion eines Eindringlings reicht dabei schon das Durchschreiten einer einzigen Doppelkeule, wie sie von einem Dualelement durch opti sche Projektion/Abbildung in tangentialer (horizontaler) oder radialer (vertikaler) Richtung gebildet wird, aus.

Für stochastische Meßsignale wird die AKF vorteilhafter Weise auf ihr absolutes Maxi mum bei τ = 0 normiert und in analoger Form wie folgt ausgedrückt:

Der Normierungswert ϕ_SS(0) entspricht dabei dem quadratischen Mittelwert (Effektivwert) des Sensorausgangssignals und stellt ein Maß für die mittlere Wechsel leistung bzw. die "Aktivität" in der beobachteten Szene dar. Dieser Wert kann unab hängig von der Auswertung der normierten AKF zusätzlich zur Alarmentscheidung her angezogen werden.

Da praktisch nur eine begrenzte Meßzeit zur Verfügung steht, und ein abgetastetes Si gnal vorliegt, wird für die AKF die diskrete Form

benutzt, wobei s(µT_A) = n(µT_A)+f(µT_A)+r(µT_A) das aus einem Nutz-, einem Fehler- und einem Rauschsignalanteil bestehende abgetastete Zeitsignal am Sensorausgang ist. Hieraus lassen sich die Wirkungen vieler Störungen bestimmen und Maßnahmen zu deren möglichst weitgehender Eliminierung bei der Alarmentscheidung ableiten.

Wenn die Ursachen für die verschiedenen Signalanteile statistisch unabhängig sind (in der Praxis näherungsweise der Fall), ergibt sich die gesamte AKF aus der Summe der Einzel-AKF, da die Kreuzkorrelationsanteile Null sind:

ϕ_SS = ϕ_nn + ϕ_ff + ϕ_rr

Für elektrisches und thermisches Rauschen wirkt die AKF auf Grund der Integration ähnlich wie in der EP 0107042 A1 als Mittelwertbilder. Der Anteil ϕ_rr ist damit sehr ge ring und bewirkt eine deutliche Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses im AKF-Signal gegenüber der unkorrelierten Sensorausgangsspannung. Damit wird eine hohe Sensibilität für schwach kontrastierte Signale gesichert, und das Problem der re lativen Unempfindlichkeit bekannter Melder auf Grund hohen Rauschlevels und damit verbundenen hohen Schwellwertes verbessert. Eine qualitative Darstellung der meß technisch zu bestimmenden AKF-Verläufe für die verschiedenen im Sensor auftreten den und durch den Bandpaß bandbegrenzten Rauscharten kann den Fig. 6 und 7 ent nommen werden. Diese zeigen den normierten qualitativen Verlauf für bandbegrenztes weißes (6a), "1/f"- (6b) und "1/f²"-Rauschen (6c) sowie deren Überlagerung (7). Aus der Summe der monoton fallenden AKF-Verläufe des Rauschens (Fig. 7 bzw. 8b) kann durch betragsmäßige Differenzbildung der Signal-AKF (Fig. 8a) und der Rausch AKF (Fig. 8b) eine korrigierte Gesamt-AKF nach Fig. 9 berechnet werden. Daraus ergibt sich ein zeitlich adaptiv angepaßter Mindestschwellwert für die aus dem Sensorsignal berechnete Gesamt-AKF (Fig. 10d), womit eine sichere Verhinderung von Fehlalarmen wegen elektrischen oder thermischen Rauschens realisiert wird. Dieser Vorgang kann als Rauschkorrektur der berechneten Signal-AKF bezeichnet werden.

Die Wirkung von Störquellen (Anteil (ϕ_ff) hängt von deren spezieller Natur ab. In Anleh nung an die Tatsache mehr oder weniger stark ausgebildeter Pulse im Sensorsignal infolge Objektbewegung und der Betrachtungsweise periodischer Wiederholung sol cher Einzelimpulse kann man den Objekten bezüglich ihrer Wirkung auf das Sensorsi gnal im Meßfeld periodischen oder nichtperiodischen Charakter zuschreiben. Alle Objekte, die zwar zeitliche Temperaturänderungen aufweisen, aber auf beide Ein zelelemente eines Dualsensors gleichzeitig wirken (globale Erwärmung/Abkühlung) bzw. solche, die sich nur innerhalb einer Keule bewegen (z. B. räumlich begrenzte Re flexionen, Turbulenzen, z. T. kleine Tiere), besitzen keinen periodischen Anteil (d. h. der ausgelöste Signalverlauf erscheint in derselben Form nicht wieder) und bilden eine mo noton fallende AKF ohne Nebenmaxima (ähnlich Fig. 6). Solche Störungen sind selbst bei starker Amplitude anhand der nicht vorhandenen Nebenmaxima sicher zu unter drücken, was bei vielen bekannten Lösungen schon zu Fehlalarm führen würde. Im Falle periodischer Störungen (rauschende Blätter, fahrende Autos etc.) sind Fehlalarme nicht völlig auszuschließen, es tritt aber trotzdem eine Verbesserung der Fehlalarmimmunität gegenüber bekannten Meldern ein. Signale von Objekten mit geo metrisch sehr großen Abmessungen im Vergleich zur Querschnittsfläche der projizier ten Beobachtungskeulen (z. B. dicht vorbeifahrende Autos) erzeugen durch die gleich zeitige Überdeckung vieler Keulen im Ausgangssignal eine Überlagerung aller Einzel signale. Diese Überlagerung bewirkt in Abhängigkeit von der räumlichen Objektbewe gung eine partielle Auslöschung oder Verstärkung, so daß sich das Sensorsignal trotz globalen periodischen Charakters nur noch bedingt selbstähnlich ist. Solche Signale provozieren sehr schwach ausgebildete Nebenmaxima in der AKF (Fig. 10a, b). Ähnli ches gilt natürlich auch für einen sehr nah am Melder vorbei laufenden Menschen. In der Regel kann jedoch ein Eindringling bei weitwinkliger Optik den Nahbereich nicht erreichen, ohne vorher schon detektiert zu werden.

Objekte mit sehr feingliedriger Struktur (z. B. im Wind bewegte Blätter) erzeugen dage gen durch die vielen Teilbewegungen schon innerhalb einer Keule Auslöschungs- und Verstärkungseffekte. Bei Ausdehnung über mehrere Keulen finden ebenfalls Signalver schleifungen in der AKF statt, da es keine starre geometrische Kopplung gibt und damit die prinzipiell vorhandenen periodischen Anteile durch kleine Phasenverschiebungen gedämpft werden. Es entstehen ebenfalls nur schwach ausgebildete Nebenmaxima mit geringer Amplitude (Fig. 10a, b).

Dagegen erzeugen Objekte mit relativ festen geometrischen Konturen (z. B. Mensch) in der Größenordnung einer Doppelkeule beim Durchschreiten eines Keulenwechsels nach einer Verschiebung τ₀, etwa die gleiche Signalform mit umgekehrter Polarität noch einmal (Fig. 5, 10c). Die Folge sind starke Nebenmaxima, die anhand eines Schwellwertes für die AKF detektiert werden (Fig. 10d), nachdem eine Rauschkorrek tur gemäß Fig. 9 durchgeführt wurde.

Die Alarmentscheidung richtet sich also in erster Linie nach der Existenz von Neben maxima, zweitens nach deren Amplitude im Vergleich zum Maximum der AKF bei τ = 0, drittens nach der Stärke ihrer Ausprägung und viertens nach dem Vorhandensein ge genpoliger Nebenmaxima. Außer dem Erreichen eines für die Amplitude der AKF ge setzten Schwellwertes (Fig. 10d) müssen also die zusätzlichen Bedingungen wie er wähnt erfüllt sein, damit Alarm ausgelöst wird. Weiterhin kann aus dem Abstand der Nebenmaxima direkt die Winkelgeschwindigkeit des Objektes berechnet werden, so daß es möglich ist, zu schnelle und zu langsame Objekte (schnelle Autos, Vögel, qua sistatische Prozesse) sauber auszufiltern, was vorteilhaft gegenüber der nicht eindeuti gen Trennung mittels Bandpaßfilter im Frequenzbereich ist. Der größte Vorteil gegen über allen genannten Verfahren liegt darin, daß keinerlei Referenzsignale benötigt wer den. Damit wird eine universelle Einsetzbarkeit für den Anwender erreicht, und das Fehlalarmrisiko auf Grund unzureichender oder ungenauer Referenzsignale minimiert. Insgesamt erreicht man eine höhere Empfindlichkeit und gleichzeitig verbesserte Fehlalarmimmunität des erfindungsgemäßen Bewegungsmelders gegenüber vielen be kannten Lösungen.

Da für die Amplitude der Nebenmaxima der normierten AKF nur die Ähnlichkeit der verglichenen Impulse ausschlaggebend ist, nicht aber deren Spannungsamplitude, kann dieses Verfahren auch für langsame und/oder schwach kontrastierte Signale oder bei thermisch stark wechselndem Hintergrund eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Beobachtungszeit adaptiv angepaßt und hierzu bei sehr langsamen Bewegungen ausgedehnt und bei schnellen Bewegun gen auf ein bestimmtes Mindestmaß verkürzt. Zur Steuerung dieser Entscheidung wer den die bereits berechneten Korrelationsfolgen vorangegangener Beobachtungszeit räume herangezogen, die in einem geeigneten Speichermedium (z. B. RAM) zwischen gespeichert werden. Die maximale Verlängerung des Beobachtungszeitraumes ergibt sich aus der Festlegung einer unteren Mindestgeschwindigkeit und dem möglichen Entfernungsbereich.

Für den Doppeldualsensor wird eine mögliche Ausführung in Fig. 11 gezeigt. Danach werden asymmetrisch verzerrte, pyroelektrisch wirksame Frontelektroden 17 und Rüc kelektroden 18 auf einem Substrat 19 zu zwei elektrisch getrennten Dualsensoren kombiniert. Hierbei stehen zwei gekreuzt angeordneten gemeinsamen Elektroden 20a, 20b, die sich nur im Kreuzungsbereich mit ihren schmalen Überbrückungsstegen 21 überlappen, jeweils zwei Einzelelektroden gegenüber. An den Einzelelektroden des vertikales Dualelements 1a liegen Spannungsabgriffe V und an dem horizontalen Dua lelement 1b liegen Spannungsabgriffe H. Der Doppel-Dualsensor 1a, 1b kann sowohl durch einen Hybridaufbau, als auch durch die in Fig. 11 vorgeschlagene Integration auf einem Chip realisiert werden.

Bei den bisher üblichen Dualsensoren haben die beiden Sensorelemente gleiche Ab maße und erzeugen durch die geneigte Montage des Melders auf dem Boden in einer bestimmten Entfernung verzerrte Projektionsflächen. Die Asymmetrie der erfindungs gemäßen Anordnung ist derart, daß sie durch die schräge Projektion für jeweils eine Doppelkeule eines Dualsensors annähernd ausgeglichen wird. Damit erzeugt ein sich bewegendes Objekt unabhängig von der Entfernung beim Durchgang durch ein proji ziertes Dualelement annähernd gleiche Impulslängen. Dies kommt dem erfindungsge mäßen AKF-Verfahren entgegen, da bei Objektbewegungen nicht schon von vornher ein unähnliche Signale auf Grund entfernungsabhängiger Impulsbreiten entstehen. Natürlich wird dieser Vorteil auf Grund ungleicher Sensorflächen mit geringfügig un terschiedlichen Signalamplituden der beiden Elemente eines Dualsensors bei Gleich lichtschwankungen bezahlt (zumindest bei den Vertikal-Sensoren). Dies ist aber für die AKF-Auswertung unerheblich, da Gleichlichtschwankungen wegen der Gleichzeitigkeit der Amplitudenänderung ihr Ähnlichkeitsmaximum bei τ = 0 haben, und die Normierung diese Amplitude eliminiert. Es entstehen keine Nebenmaxima. Außerdem wird mit der angegebenen Anordnung eine geometrisch sehr dichte Lage der Elemente realisiert, so daß erstens keine großen unbeobachteten Zwischenräume entstehen, und zweitens die empfindlichen Raumbereiche für Tangential-und Radial bewegungen gleich groß sind.

Die Festlegung der Bandpaß-Grenzfrequenzen wird vorzugsweise nach den Autokorre lationsfunktionen für die auftretenden Rauscharten "weiß", "1/f" und "1/f" festgelegt. Da die Ausfilterung zu schneller oder zu langsamer Signale ohne Abstriche anhand der AKF durchgeführt werden kann, kann die Dimensionierung auf eine Minimierung der Rauschanteile ausgerichtet werden. Die obere Grenzfrequenz ist für die Abtastfre quenz entscheidend und sollte wegen steigender Datenmengen 100 Hz nicht über schreiten. Für weißes Rauschen wirkt sie bandbegrenzend, was eine Verbreiterung der AKF im Gegensatz zum Dirac-Impuls für nicht bandbegrenztes weißes Rauschen be wirkt. Bezüglich der maximal erreichbaren Empfindlichkeit ist daher eine höhere obere Grenzfrequenz günstiger.

Die untere Grenzfrequenz wirkt in erster Linie begrenzend für die Rauschleistung beim "1/f" und "1/f"-Rauschen. Hier wird die Rausch-AKF um so geringer, je höher die un tere Grenzfrequenz ist. Da dann aber eine verstärkte Unempfindlichkeit für langsame Objekte einsetzt, wird hier ein Optimum gewählt und der verbleibende Rauschanteil bei der Rauschkorrektur eliminiert.

Eine mögliche Weiterentwicklung des Bewegungsmelders könnte im Einsatz getrennter Sensoren für verschiedene Entfernungsbereiche bestehen. Dadurch kann eine verbes serte Steuerung der Integrationszeit und damit eine steigende Detektionssicherheit bei Objekten im Nahbereich erreicht werden.

Das vorgestellte Korrelationsverfahren kann auch für aktive Melderprinzipien einge setzt werden, indem der Empfang der aktiven und durch Objektbewegung modulierten Strahlung mittels AKF ausgewertet wird. Passive Bewegungsmelder werden mit der bekannten Mehrzonenoptik (z. B. einer Multifresnelloptik) ausgestattet.

Bezugszeichenliste

1 Infrarotsensor
1a, 1b Doppel-Dualsensor
1a vertikales Dualelement
1b horizontales Dualelement
2 Differenzverstärker
3 Vorverstärker mit Bandpaßfilter
4 Abtaster
5 Analogdigitalumsetzer
6 Autokorrelator
7 Mikroprozessor
8 Entscheider
9 Speicher
10 Alarmgeber
11 Zeitverzögerungsglied
12 Multiplikator
13 Integrator
14 Objekt
15 Beobachtungskeulen
16 Dualsensor
17 Frontelektrode
18 Rückelektrode
19 Substrat
20a, 20b gemeinsame Elektrode
21 Überbrückungssteg
A Vertikalkanal
B Horizontalkanal
V Vertikalelektrode
H Horizontalelektrode
s analoges Sensorsignal
s_D digitales Sensorsignal

Claims

1. Verfahren zur Bewegungsmeldung mit mindestens einem Infrarotsensor (1) der die Wärmestrahlung, die in einem zu überwachenden Raum von einem Wärme emittierenden Objekt (14) ausgeht, erfaßt und anschließend als elektrisches Sensorsi gnal (s) einem Signalformer (2 bis 6) zuführt, der es für eine geeignete Auswertung auf bereitet und zur Unterdrückung von Störsignalen mit einem weiterem Signal korreliert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrelation ein erstes Sensorsignal (s1) in einem Multiplikator mit einem zweiten Sensorsignal (s2), das gegenüber dem ersten Sensorsi gnal (s1) um eine variable Zeit τ verschoben ist, multipliziert und anschließend inte griert wird und daß die bei dieser Autokorrelation entstehenden Haupt- und/oder Ne benmaxima in der Weise zur Entscheidung über das Auslösen eines Alarms herange zogen werden, daß ein Alarm nur ausgelöst wird, wenn Haupt- und/oder Nebenmaxima mindestens zwei wichtige Entscheidungskriterien erfüllen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Entschei dungskriterien für die Beurteilung der Haupt- und/oder Nebenmaxima deren Art, Anzahl, Amplitude, Polarität und Schärfe dienen, und nach einer geeigneten Auswahl minde stens zwei dieser Entscheidungskriterien zur Entscheidung herangezogen werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Aufbereitung des analogen Sensorsignals (s) eine Bandbegrenzung und eine Analogdigitalumsetzung in ein digitales Signal (s_D) vorgesehen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die digitali sierten Sensorsignale (s_D) die Autokorrelationsfunktion (AKF) berechnet wird und diese auf ihr absolutes Maximum bei τ = 0 normiert wird, wobei der entstehende Normie rungswert ein Maß für die mittlere Wechselleistung darstellt und bei Bedarf ein zusätzli ches Entscheidungskriterium bildet und/oder zur Empfindlichkeitssteuerung des Bewe gungsmelders dienen kann.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß aus dem zeitlichen Abstand der Nebenmaxima untereinander und zum Hauptmaximum sowie unter Berücksichtigung des Beobachtungswinkels der zugehöri gen Optik des Bewegungsmelders, die Winkelgeschwindigkeit des erfaßten Objektes (14) ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Anpassung der Beobachtungszeit des erfaßten Objektes (14) erfolgt, und bei sehr langsamen Bewegungen die Beobachtungszeit ausgedehnt und bei schnellen Bewegungen die Beobachtungszeit auf ein bestimmtes Mindestmaß verkürzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der vorzu nehmenden Anpassung die bereits berechneten Korrelationsfolgen vorangegangener Beobachtungszeiträume herangezogen werden und diese zwischengespeichert werden und die maximale Verlängerung des Beobachtungszeitraums sich aus der Festlegung einer unteren Mindestgeschwindigkeit und dem möglichen Entfernungsbereich ergibt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auswertung des Sensorsignals (s bzw. s_D) mit Hilfe einer Autokorrela tion bei einem aktiven oder passiven Bewegungsmelder zur Anwendung kommt.

9. Bewegungsmelder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorher gehenden Ansprüche mit mindestens einem Infrarotsensor (1) zur Detektion der Wär mestrahlung, die in einem zu überwachenden Raum von einem Wärme emittierenden Objekt (14) ausgeht und über eine Optik den Infrarotsensor (1) erreicht und mit einem Signalformer (2 bis 6), der das vom Infrarotsensor (1) abgegebene, nach einer geeigne ten Aufbereitung erzeugte elektrische Sensorsignal (s_D) in einem Korrelator (6) weiter verarbeitet, mit dessen Hilfe eine Störsignale unterdrückende Signalauswertung ermög licht ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrelator ein Autokorrelator (6) dient, der ein erstes Sensorsignal (s1) in einem Multiplikator mit einem zweiten Sensorsignal (s2), das gegenüber dem ersten Sensorsignal (s1) um eine variable Zeit τ verschoben ist, multipliziert und anschließend integriert und daß ein Entscheider (8) vom Autokorrelator (6) erzeugte Haupt- und Nebenmaxima derart bewertet, daß er einen Alarmgeber (10) nur aktiviert, wenn die Haupt- und/oder Nebenmaxima mindestens zwei wichtige Ent scheidungskriterien erfüllen.

10. Bewegungsmelder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Ent scheider (8) Auswertungsmittel vorgesehen sind, die aus Art, Anzahl, Amplitude, Polari tät und Schärfe der durch periodische Signalanteile entstehenden Nebenmaxima die zur Aktivierung des Alarmgebers (10) benötigten Entscheidungskriterien bereitstellen.

11. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Autokorrelator (6) und der Entscheider (8) mit Hilfe eines Mikroprozessors (10) realisiert sind, dem ggf. ein zur Reproduktion geeigneter Speicher (9) zugeordnet ist.

12. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbereitung des vom Infrarotsensor (1) kommenden Sensorsignals (s) ein Vorverstärker mit Bandpaßfilter (3) ein Abtaster (4) und ein Ana logdigitalumsetzer (5) dienen.

13. Bewegungsmelder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Autokorrelator (6) von den im Analogdigitalumsetzer (5) digitalisierten Sensorsignalen (s_D) die Autokorrelationsfunktion (AKF) berechnet und diese auf ihr absolutes Maximum bei τ = 0 normiert, wobei dieser Normierungswert ein Maß für die mittlere Wechsellei stung darstellt und bei Bedarf ein zusätzliches Entscheidungskriterium für den Ent scheider (8) bildet und/oder zur Empfindlichkeitssteuerung des Bewegungsmelders die nen kann.

14. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Autokorrelator (6), der Entscheider (8) oder eine an dere zum Mikroprozessor (7) gehörige Recheneinheit aus dem zeitlichen Abstand der Nebenmaxima untereinander und zum Hauptmaximum sowie unter Berücksichtigung des Beobachtungswinkels der zugehörigen Optik des Bewegungsmelders, die Winkel geschwindigkeit des erfaßten Objektes (14) ermittelt.

15. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Mikroprozessor (7) oder einer anderen Funktionsein heit adaptierende Mittel vorgesehen sind, die eine Anpassung der Beobachtungszeit des erfaßten Objektes (14) ermöglichen, und diese bei sehr langsamen Bewegungen ausdehnt und bei schnellen Bewegungen auf ein bestimmtes Mindestmaß verkürzt.

16. Bewegungsmelder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptierenden Mittel bei der von ihnen vorzunehmenden Anpassung die bereits be rechneten Korrelationsfolgen vorangegangener Beobachtungszeiträume heranziehen und diese in einem geeigneten Speicher (9), ggf. einem RAM, zwischengespeichert sind und die maximale Verlängerung des Beobachtungszeitraums sich aus der Festle gung einer unteren Mindestgeschwindigkeit und dem möglichen Entfernungsbereich ergibt.

17. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Dualsensor (16) dient, der in Differenz schaltung betrieben ist.

18. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Infrarotsensor (1) ein Doppel-Dualsensor (1a, 1b) mit einem vertikalen Dualelement (1a) und einem horizontalen Dualelement (1b) dient, und das vertikale Dualelement (1a) zur Erfassung radialer Bewegungen und das horizontale Dualelement (1b) zur Erfassung tangentialer Bewegungen ausgebildet ist und die bei den Dualelemente elektrisch getrennt in Differenzschaltung betrieben werden und einen Vertikalkanal (A) sowie einen Horizontalkanal (B) zur Erfassung von Bewegungssigna len bilden.

19. Bewegungsmelder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheider (8) die von den Korrelatoren (6a, 6b) oder den Auswertungsmitteln beider Kanäle (A; B) bereitgestellten Entscheidungskriterien erfaßt und den Alarmgeber (10) aktiviert, wenn mindestens ein Kanal (A, B) die vorgegebenen Entscheidungskriterien erfüllt.

20. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden Dualelemente zwei getrennte Elektro den (V+, V-, H+, H-) besitzt, deren Innenflächen ganz oder mindestens teilweise der Innenfläche einer gemeinsamen Elektrode (20a, 20b) gegenüberstehen und die ge meinsamen Elektroden (20a, 20b) beider Dualelemente kreuzförmig so zueinander angeordnet sind, daß sie im Kreuzungsbereich schmale Überbrückungsstege (21) ausbilden.

21. Bewegungsmelder nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig des Kreuzungsbereiches liegenden Elektroden oder Elektrodenteile asymme trisch ausgebildet sind und zwar so, daß ihre ungleichen Flächen entfernungsabhän gige Projektionsverzerrungen ausgleichen.

22. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere vertikale Dualelemente (1a) und/oder mehrere horizontale Dualelemente (1b) parallel oder in Serie zueinander geschaltet sind.

23. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Infrarotsensoren (1) und eine entsprechend ausgelegte Optik zur Erfassung unterschiedlicher Entfernungsbereiche vorgesehen sind.

24. Bewegungsmelder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotsensor (1) im Hybridaufbau erstellt oder auf einem Chip integriert ist.