DE19737761A1

DE19737761A1 - Motion and direction selective motion detector

Info

Publication number: DE19737761A1
Application number: DE1997137761
Authority: DE
Inventors: Kathleen Dipl Ing Wolfram; Rainer Dr Ing Rosch; Jochen Dr Ing Koepernik
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-04
Also published as: NO983967D0; EP0899701A3; EP0899701A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bewegungsmelder zur bewegungs- und rich tungsselektiven Detektion von Wärmestrahlung abgebenden beweglichen Objekten, insbesondere von Personen.The invention relates to a motion detector for motion and rich device-selective detection of moving objects emitting heat radiation, especially of people.

Ein solcher Bewegungsmelder ist in der DE 36 13 374 A1 beschrieben. Der daraus bekannte Pyrodetektor hat Weitwinkeleigenschaften in hauptsächlich einer Ebene. Er weist einen sphärischen bis sphärisch-parabolischen Spiegel auf, in den sich ein auf einer pyroelektrischen Folie angeordnetes Sensorarray befindet mit einer Viel zahl von Sensorelementen. Aus Signalunterschieden der Sensorelemente ist eine Richtung eines erfaßten Objektes ableitbar. Die Weitwinkeleigenschaften des fest montierten Bewegungsmelder sind praktisch auf etwa ± 60° begrenzt. Die erzielbare Richtungsselektivität ist trotz hohem erforderlichem Realisierungsaufwand nicht für alle Verwendungszwecke ausreichend.Such a motion detector is described in DE 36 13 374 A1. The one out of it known pyrodetector has wide-angle properties in mainly one plane. It has a spherical to spherical-parabolic mirror, in which one Sensor array arranged on a pyroelectric film is located with a lot number of sensor elements. One is from signal differences of the sensor elements Direction of a detected object can be derived. The wide-angle properties of the fest mounted motion detectors are practically limited to approximately ± 60 °. The achievable Direction selectivity is not for despite the high implementation effort required all uses are sufficient.

Sonstige, beispielsweise aus den Fachbuch "Passiv-Infrarotbewegungsmelder", R. Rosch, 1996, Verlag Moderne Industrie, Landsberg/Lech, bekannte Bewegungs melder haben teilweise einen weiteren Erfassungswinkel und sind geeignet zur Steuerung fest installierter Beleuchtungseinrichtungen. Dabei wird die Beleuch tungseinrichtung eingeschaltet, sobald ein sich bewegendes Objekt im Erfassungs bereich detektiert wird. Der Aufenthaltsort des wärmestrahlenden Objekts und seine Bewegungsrichtung sind mit diesen Bewegungsmeldern nicht detektierbar. Reich weite und Empfindlichkeit solcher Bewegungsmelder werden oftmals durch geeigne te Maßnahmen begrenzt, um Fehlauslösungen zu vermeiden.Other, for example from the specialist book "Passive infrared motion detector", R. Rosch, 1996, Verlag Moderne Industrie, Landsberg / Lech, known movement some detectors have a wider detection angle and are suitable for Control of permanently installed lighting devices. Doing so will illuminate device switched on as soon as a moving object in the detection area is detected. The location of the heat radiating object and its Direction of movement cannot be detected with these motion detectors. Rich The width and sensitivity of such motion detectors are often limited measures to avoid false triggering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bewegungsmelder anzugeben, der ein Objekt in einem weiten Erfassungsbereich detektieren und dessen Bewegungs richtung erkennen und ihr folgen kann. In weiterer Ausgestaltung sollen mittels des Bewegungsmelders ein Lichtkegel einer Lichtquelle auf das Objekt richtbar und dem Objekt nachführbar sein.The invention has for its object to provide a motion detector detect an object in a wide detection area and its movement recognize direction and can follow it. In a further embodiment, the Motion detector a light cone of a light source directed at the object and the Object to be trackable.

Diese Aufgabe wird durch einen Bewegungsmelder mit den im Anspruch 1 angege benen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This task is indicated by a motion detector with in claim 1 characteristics resolved. Advantageous embodiments are in further claims specified.

Der Bewegungsmelder arbeitet mit zwei Erfassungssystemen, einem unbeweglichen Erfassungssystem und einem beweglichen Erfassungssystem. Ausgangssignale beider Systeme werden durch eine Steuereinrichtung erfaßt. Das erste Erfassungs system ermöglicht eine grobe Richtungsdetektion, das zweite Erfassungssystem ei ne Verfolgung eines erfaßten Objekts mit hoher Genauigkeit der Ortsbestimmung. Ein elektrischer Antrieb zur Bewegung des zweiten Erfassungssystems wird in Ab hängigkeit von Meßsignalen aus beiden Erfassungssystemen gesteuert.The motion detector works with two detection systems, one immobile Detection system and a movable detection system. Output signals both systems are detected by a control device. The first capture system enables a rough directional detection, the second detection system ei ne tracking of a detected object with high accuracy of location. An electric drive for moving the second detection system is shown in Ab dependence of measurement signals controlled from both detection systems.

Bei einem Bewegungsmelder gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Scheinwerfer oder Richtstrahler mit dem elektrischen Antrieb gekoppelt, wobei der Scheinwerfer durch den Bewegungsmelder gesteuert auf ein detektiertes Objekt richtbar ist. Das zweite Erfassungssystem und der damit gekoppelte Scheinwerfer sind wenigstens um eine vertikale Achse drehbar ausgeführt. Zusätzlich können Mittel vorhanden sein, die eine veränderliche Neigung des zweiten Erfassungssy stems und/oder des Scheinwerfers ermöglichen.In the case of a motion detector according to a preferred embodiment, a Headlights or directional spotlights coupled to the electric drive, the Headlights controlled by the motion detector on a detected object is judgable. The second detection system and the headlights connected to it are rotatable at least about a vertical axis. In addition, you can Means are present that have a variable inclination of the second detection system enable stems and / or the headlight.

Der erfindungsgemäße Bewegungsmelder hat eine Reihe von Vorteilen. Je nach Ausführung, insbesondere je nach der Anzahl von angeordneten Erfassungsmodu len des ersten Erfassungssystems und je nach Montageort, z. B. Anordnung auf ei nem Mast, ist ein Erfassungswinkel bis 360° erreichbar. Durch eine zweistufige Ob jekterfassung mittels der beiden Erfassungssysteme wird eine erhöhte Sicherheit gegen Fehlauslösungen erreicht. Wenn mit dem Bewegungsmelder ein Scheinwer fer gekoppelt ist, kann ein Lichtkegel auf eine detektierte Person gerichtet und nachgeführt werden. Der Bewegungsmelder kann auch dafür eingesetzt sein, die Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts zu ermitteln und daraus Maßnahmen ab zuleiten.The motion detector according to the invention has a number of advantages. Depending on Execution, especially depending on the number of acquisition modules arranged len of the first detection system and depending on the installation site, e.g. B. arrangement on egg With a mast, a detection angle of up to 360 ° can be achieved. Through a two-stage ob object detection using the two detection systems increases security against false triggering. If with the motion detector a spotlight fer coupled, a light cone can be aimed at a detected person and be tracked. The motion detector can also be used for the Determine the speed of movement of an object and take measures from it forward.

Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand eines in den Zeichnungsfi guren dargestellten Ausführungsbeispiels.A further description of the invention takes place on the basis of one of the drawings guren illustrated embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Ansicht eines Bewegungsmelders mit Scheinwerfer, Fig. 1 is a view of a motion detector with the headlight,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erstes Erfassungssystem, Fig. 2 is a plan view of a first detection system,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein zweites Erfassungssystem, Fig. 3 is a plan view of a second detection system,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Erfassungsbereiche der beiden Erfassungssyste me Fig. 4 is a plan view of detection areas of the two detection systems me

Fig. 5 eine Ansicht der Scheinwerferanordnung, und Fig. 5 is a view of the headlamp assembly, and

Fig. 6 eine Darstellung des Prinzips der Abbildung von Objekten auf einem Mehrelementsensor des zweiten Erfassungssystems. Fig. 6 is an illustration of the principle of imaging objects on a multi-element sensor of the second detecting system.

Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine bevorzugte Ausführungsform eines Be wegungsmelders, der auf eine Gebäudewand 9 montiert ist. Wesentliche Komponen ten des Bewegungsmelders sind ein erstes, unbewegliches Erfassungssystem 1, ein zweites, bewegliches Erfassungssystem 6, eine drehbare Halterung 4 mit Schein werfer 5, sowie eine Steuereinrichtung 8. Fig. 1 shows a schematic representation of a preferred embodiment of a Be motion detector, which is mounted on a building wall 9 . Essential components of the motion detector are a first, immobile detection system 1 , a second, movable detection system 6 , a rotatable holder 4 with headlights 5 , and a control device 8 .

Das zweite Erfassungssystem 6 und die Scheinwerferanordnung 4, 5 sind mittels eines elektrischen Antriebs 15 (Fig. 2), der vorzugsweise im ersten Erfassungssy stem 1 angeordnet ist, miteinander mechanisch gekoppelt und um eine vertikale Achse A drehbar ausgeführt. Als Antriebsmotor ist beispielsweise ein Schrittmotor geeignet.The second detection system 6 and the headlight arrangement 4 , 5 are mechanically coupled to one another by means of an electric drive 15 ( FIG. 2), which is preferably arranged in the first detection system 1 , and are designed to be rotatable about a vertical axis A. For example, a stepper motor is suitable as the drive motor.

Das erste Erfassungssystem 1, das außerdem in Fig. 2 in einer Draufsicht gezeigt ist, ist ein permanent aktiviertes System zur Objektraumüberwachung, das sich aus mehreren Modulen 2 zusammensetzt. Ein Modul 2 wird durch einen Gleichlicht kom pensierenden Dualsensor 10 (Fig. 2) und eine vorgeschaltete Multifresnellinsenoptik 3 gebildet. Die Multifresnellinsenoptik 3 kann mehrere, z. B. zwei Zeilen 31 mit bei spielsweise sechs Einzel-Fresnellinsensegmenten 32 aufweisen. Ein Modul 2 kann z. B. für einen Öffnungswinkel 11 von 60° ausgelegt sein. Bei sechs Einzelsegmen ten 32 entsteht im Abstand von 10° ein empfindlicher Abbildungskegel 33.The first detection system 1 , which is also shown in a top view in FIG. 2, is a permanently activated system for object space monitoring, which is composed of several modules 2 . A module 2 is formed by a constant light compensating dual sensor 10 ( FIG. 2) and an upstream multi-lens lens 3 . The multi-lens optics 3 can several, z. B. have two lines 31 with, for example, six individual Fresnel lens segments 32 . A module 2 can e.g. B. be designed for an opening angle 11 of 60 °. With six individual segments 32 , a sensitive imaging cone 33 is formed at a distance of 10 °.

Fig. 1 zeigt in Verbindung mit Fig. 3 (Draufsicht) das zweite Erfassungssystem 6, das nur temporär, nämlich nach Detektion eines Objektes durch das erste Erfas sungssystem 1 durch die Steuereinrichtung 8 aktiviert wird. Es enthält einen Mehre lementsensor 12 mit einer vorgeschalteten Linsenoptik 7. Der Mehrelementsensor 12 kann ein Zeilen- oder Arraysensor sein. Als Linsensoptik 7 ist eine große Ein zel-Frensellinse oder eine konventionelle große Linse geeignet. Die Optik 7 und der Mehrelementsensor 12 sind starr zueinander angeordnet. Der durch die Anordnung festgelegte Gesamtöffnungswinkel 13 des zweiten Erfassungssystems 6 kann bei spielsweise bei 60° liegen, also gleich groß sein wie der Öffnungswinkel 11 eines Moduls 2 des ersten Erfassungssystems 1. Fig. 1 shows in connection with Fig. 3 (top view), the second detection system 6 , which is activated only temporarily, namely after detection of an object by the first detection system 1 by the control device 8 . It contains a multiple element sensor 12 with an upstream lens optic 7 . The multi-element sensor 12 can be a line or array sensor. A large single lens or a conventional large lens is suitable as lens optics 7 . The optics 7 and the multi-element sensor 12 are arranged rigidly to one another. The total opening angle 13 of the second detection system 6 determined by the arrangement can be, for example, 60 °, that is to say the same size as the opening angle 11 of a module 2 of the first detection system 1 .

Fig. 6 macht ergänzend zu Fig. 3 deutlich, daß die Kombination eines Mehrelement sensors 12 mit einer Einzellinse 7 bewirkt, daß durch die Abbildung der einzelnen Sensorelemente 121 durch die Linse jedem Element eine eigene Beobachtungskeu le 14 zugeordnet ist. Durch die Wahl einer geeigneten Brennweite und die Sensor geometrie kann eine gewünschte Keulendichte realisiert werden. Es kann eine feine Auflösung von beispielsweise 10° erreicht werden, mit der die Richtung eines be wegten Objektes genau ermittelbar ist. Diese Auflösung ist nicht zu verwechseln mit dem beispielhaft genannten 10°-Abstand der Abbildungskegel der Multifresnellin senoptik 3; denn dort wird mittels der Abbildungskegel lediglich detektiert, ob sich ein Objekt im Bereich des Modul-Öffnungswinkels 11 bewegt. Fig. 6 in addition to Fig. 3 makes clear that the combination of a multi-element sensor 12 with a single lens 7 causes that each element is assigned its own observation cue 14 by imaging the individual sensor elements 121 through the lens. By selecting a suitable focal length and the sensor geometry, a desired lobe density can be achieved. A fine resolution of, for example, 10 ° can be achieved, with which the direction of a moving object can be determined exactly. This resolution is not to be confused with the 10 ° distance of the imaging cone of the multifrnellin senoptik 3 ; because there it is only detected by means of the imaging cone whether an object is moving in the area of the module opening angle 11 .

Die Einzellinse 7 kann mit einer deutlich größeren Linsenfläche ausgebildet werden, als dies bei einer Abfolge von Linsensegmenten einer Multifresnellinse möglich wä re, da bei letzterer der Winkelabstand zwischen zwei Linsenzentren durch die gefor derte Keulendichte begrenzt ist. Damit ist bei gegebener Brennweite automatisch die Breite solcher Segmente festgelegt. Bei dem beschriebenen zweiten Erfassungssy stem 6 wird aber bei gegebener Brennweite die Keulendichte nur durch den Abstand der Sensorelemente des Mehrelementsensors 12 bestimmt, für den es nur techno logische und für den Bewegungsmeldereinsatz irrelevante Grenzwerte gibt. Durch die im Vergleich zu den Linsensegmenten der Multifresnellinsen 3 der Module 2 des ersten Erfassungssystems 1 größere Fläche der Einzellinse 7 des zweiten Erfas sungssystems 6 erreicht man eine besonders hohe Empfindlichkeit. Damit kann das zweite Erfassungssystem 6 neben der genauen Richtungsbestimmung auch eine empfindlichere Kontrolle der gemeldeten Detektion durchführen, ohne dabei das Risiko häufiger Fehlschaltungen zu erhöhen, da das zweite Erfassungssystem nur dann arbeitet, wenn das erste Erfassungssystem die grobe Richtung eines Objekts detektiert hat, wie noch weiter erläutert wird.The single lens 7 can be formed with a significantly larger lens area than would be possible with a sequence of lens segments of a multifressional lens, since in the latter the angular distance between two lens centers is limited by the required lobe density. The width of such segments is thus automatically determined for a given focal length. In the described second detection system 6 , however, the lobe density is only determined by the distance of the sensor elements of the multi-element sensor 12 for a given focal length, for which there are only technological limit values that are irrelevant for the use of motion detectors. Because of the larger area of the individual lens 7 of the second detection system 6 compared to the lens segments of the multifressional lenses 3 of the modules 2 of the first detection system 1 , a particularly high sensitivity is achieved. In addition to the precise determination of the direction, the second detection system 6 can also perform a more sensitive check of the reported detection without increasing the risk of frequent switching errors, since the second detection system only works when the first detection system has detected the rough direction of an object, as was the case is further explained.

Fig. 5 zeigt den Scheinwerfer oder Strahler 5, der mittels der drehbaren Halterung 4 mit dem Bewegungsmelder verbunden ist, und in seiner horizontalen Rotationsebe ne starr mit der Bewegung des zweiten Erfassungssystems verbunden ist. Beide zeigen mit ihren Hauptachsen somit immer in dieselbe Richtung. Der Scheinwerfer 5 ist mindestens horizontal drehbar. In einer Weiterbildung kann er auch vertikal schwenkbar sein, insbesondere dann, wenn durch ein zweidimensionales Sensorar ray außer dem horizontalen Winkel zur Ermittlung der Beobachtungsrichtung auch noch der vertikale Objektwinkel und daraus die Entfernung bestimmbar ist. Fig. 5 shows the headlamp or spotlight 5 , which is connected by means of the rotatable bracket 4 to the motion detector, and in its horizontal rotation level ne is rigidly connected to the movement of the second detection system. Both therefore always point in the same direction with their main axes. The headlight 5 can be rotated at least horizontally. In a further development, it can also be pivoted vertically, in particular if, in addition to the horizontal angle for determining the direction of observation, the vertical object angle and the distance from it can also be determined by means of a two-dimensional sensor array.

In jedem Fall ist eine gewisse Richtcharakteristik der beweglichen Beleuchtung 5 vorteilhaft, da dies das Konzept der Beobachtung in schmalen Winkelbereichen un terstützt und in diesen eine höhere Beleuchtungsstärke ermöglicht. Insbesondere ist es zweckmäßig den Abstrahlwinkel des Lichtkegels 18 der beweglichen Beleuchtung 5 identisch oder geringfügig größer als den Öffnungswinkel 11 der Module 2 bzw. des zweiten Erfassungssystems 6, also z. B. 60° zu wählen. Damit ist eine ständige Beleuchtung des sich bewegenden Objektes auch dann möglich, wenn es die Be reichsgrenzen von Module 2 überschreitet und eine Nachführung des zweiten Erfas sungssystems, und der gekoppelten Beleuchtungseinrichtung 5 erforderlich.In any case, a certain directional characteristic of the movable lighting 5 is advantageous, since this supports the concept of observation in narrow angular ranges and enables a higher illuminance in these. In particular, it is expedient for the beam angle of the light cone 18 of the movable lighting 5 to be identical or slightly larger than the opening angle 11 of the modules 2 or of the second detection system 6 , B. 60 ° to choose. This makes constant lighting of the moving object possible even if it exceeds the area limits of modules 2 and a tracking of the second detection system and the coupled lighting device 5 is required.

Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten und Vorteile des Bewegungsmelders ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung seiner Arbeitsweise, wobei auf die oben erläuterten Zeichnungsfiguren sowie auch auf Fig. 4 Bezug genommen wird. In Fig. 4 sind in einer Draufsicht auf den Bewegungsmelder und seiner Erfassungsbereiche die Öffnungswinkel 11 von drei mit I, II, III bezeichneten Segmenten gezeigt, die durch Module 2 des ersten Erfassungssystems 1 festgelegt sind. Der Öffnungswin kel 13 des zweiten Erfassungssystems 6 kann Teile von zwei Segmenten, z. B. I und II entsprechend dem genauen Ort und der Bewegungsrichtung 17 eines Objekts bzw. einer Person 16, überdecken.Further design options and advantages of the motion detector result from the following description of its mode of operation, reference being made to the drawing figures explained above and also to FIG. 4. In FIG. 4, the opening angle of 11 with three I, II III designated segments are shown in a top view of the motion detector and its detection areas that are defined by the modules 2 of the first detecting system 1. The opening angle 13 of the second detection system 6 can be parts of two segments, e.g. B. I and II according to the exact location and direction of movement 17 of an object or a person 16 , cover.

Wird von einem der Module 2 des ersten Erfassungssystems 1 ein Objekt detektiert, also ein Sensorsignal oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts erzeugt, so wird in einer ersten Reaktionsstufe des Systems eine dem jeweiligen Modul 2 zugeordne te Kennummer der Steuereinrichtung 8 mitgeteilt. Die Steuereinrichtung 8 aktiviert das zweite Erfassungssystem 6 zwecks Überprüfung der Detektion und zur Bestim mung der genauen Richtung, in der sich das Objekt 16 befindet. In der ersten Reak tionsstufe wird der geräteeigene Strahler 5 noch nicht aktiviert, aber ein mit einem Schaltausgang der Steuereinrichtung 8 verbundenes externes fest installiertes Be leuchtungssystem kann gegebenenfalls in dieser Stufe bereits als Grundbeleuch tung eingeschaltet werden.If an object is detected by one of the modules 2 of the first detection system 1 , that is to say a sensor signal is generated above a predetermined threshold value, an identification number assigned to the respective module 2 is communicated to the control device 8 in a first reaction stage of the system. The control device 8 activates the second detection system 6 in order to check the detection and to determine the exact direction in which the object 16 is located. In the first reaction stage, the device's own radiator 5 is not yet activated, but an externally permanently installed lighting system connected to a switching output of the control device 8 can possibly already be switched on as basic lighting in this stage.

Das aktivierte zweite Erfassungssystem 6 wird durch die Steuereinrichtung 8 und den Antrieb 15 in die vom ersten Erfassungssystem 1 gemeldete grobe Richtung gedreht, so daß die Hauptrichtung seines Erfassungsbereichs 13 mit der Mitte des Öffnungswinkels 11 des entsprechenden Moduls 2 übereinstimmt. Nach Abschluß der Rotationsbewegung detektiert das zweite Erfassungssystem 6 das Objekt 16. Dabei wird aus den einzelnen Sensorsignalen des Mehrelementsensors 12 unter Anwendung der Schwerpunktmethode die genaue Richtung des Objekts 16 ermittelt.The activated second detection system 6 is rotated by the control device 8 and the drive 15 in the rough direction reported by the first detection system 1 , so that the main direction of its detection area 13 coincides with the center of the opening angle 11 of the corresponding module 2 . After completion of the rotational movement, the second detection system 6 detects the object 16 . The exact direction of the object 16 is determined from the individual sensor signals of the multi-element sensor 12 using the focus method.

Wenn sich durch diesen Erfassungsvorgang bestätigt, daß sich ein Objekt 16 im Erfassungsbereich des Bewegungsmelders bewegt, wird eine zweite Reaktionsstufe ausgelöst. Diese bedeutet, daß der Scheinwerfer 5 eingeschaltet wird und das zweite Erfassungssystem 6 aktiviert bleibt, um die Bewegungsrichtung und den je weiligen Ort des Objekts zu erfassen. Dazu ist zunächst keine Bewegung des zwei ten Erfassungssystems 6 notwendig, da mittels der erwähnten Schwerpunktmethode aus den Signalen der einzelnen Elemente des Mehrelementsensors 12 der genaue Ort feststellbar ist. Nur wenn das Objekt den Gesamtwinkelbereich 13 verläßt, erfolgt eine Nachführung des beweglichen zweiten Erfassungssystems 6 in die Mitte des Öffnungswinkels 11 eines benachbarten Segments, z. B. I. Während der Bewegung des zweiten Erfassungssystems 6 und des Scheinwerfers 5 erfolgt keine Erfassung. Die Bewegungsdauer kann jedoch im Millisekundenbereich liegen, so daß sich kein signifikanter Ausfall der Beobachtungszeit ergibt.If it is confirmed by this detection process that an object 16 is moving in the detection area of the motion detector, a second reaction stage is triggered. This means that the headlight 5 is switched on and the second detection system 6 remains activated in order to detect the direction of movement and the respective location of the object. For this purpose, no movement of the two-th detection system 6 is initially necessary, since the exact location can be determined from the signals of the individual elements of the multi-element sensor 12 by means of the mentioned focus method. Only when the object leaves the total angular range 13 is the movable second detection system 6 tracked in the middle of the opening angle 11 of an adjacent segment, e.g. BI There is no detection during the movement of the second detection system 6 and the headlight 5 . However, the duration of the movement can be in the millisecond range, so that there is no significant loss of the observation time.

Da eine genaue Zuordnung eines Objektorts zu einzelnen Sensorelementen 121 des Mehrelementsensors 12 gegeben ist, können Ort und Bewegungsrichtung des Ob jekts ermittelt werden. Mit einem horizontal angeordneten Zeilensensor mit bei spielsweise sechs Elementen 121 kann die tangentiale Bewegungskomponente verfolgt werden. Mit einem Arraysensor, der z. B. 6 × 3 Elemente 121 enthält, kann die tangentiale und die radiale Bewegungskomponente verfolgt werden. Dabei kann fol gendes Prinzip Anwendung finden: Da aufgrund der flächenhaften Ausdehnung ei nes Objektes in der Regel nicht nur ein Element ein Bewegungssignal abgibt, wird aus allen innerhalb eines kleinen Zeitschlitzes registrierten Signalen ein mit der Si gnalhöhe gewichteter Flächenschwerpunkt berechnet, der die Richtung des wahr scheinlichsten Objektmittelpunkts angibt.Since an exact assignment of an object location to individual sensor elements 121 of the multi-element sensor 12 is given, the location and direction of movement of the object can be determined. With a horizontally arranged line sensor with, for example, six elements 121 , the tangential movement component can be tracked. With an array sensor, the z. B. contains 6 × 3 elements 121 , the tangential and the radial movement component can be tracked. The following principle can be used here: Since not only one element emits a motion signal due to the areal extension of an object, a center of gravity weighted with the signal height is calculated from all signals registered within a small time slot, which is the direction of the true most probable object center indicates.

Für die Nachführung des zweiten Erfassungssystems 6 kann eine Zwischenstellung vorgesehen sein, so daß z. B. die optische Hauptachse des zweiten Erfassungssy stems 6 genau auf der Grenze zwischen den Öffnungswinkeln 11 von zwei Modulen 2 liegt. Das Licht des Melder-eigenen bewegten Scheinwerfers 5 bleibt während der Nachführung eingeschaltet. Der Scheinwerfer 5 selbst wird mit dem zweiten Erfas sungssystem 6 mitgeführt, womit eine andauernde Beleuchtung des Objekts gewähr leistet ist. In der neuen Stellung des zweiten Erfassungssystems 2 wird die Beobach tung wie oben beschrieben fortgesetzt. Jede einzelne Signalerfassung startet eine Nachlaufzeit für die Beleuchtung, die verstreicht, bis nach dem letzten Bewegungs signal das Licht verlöscht. Die Beleuchtung und auch die aktive Beobachtung durch das zweite Erfassungssystem 6 werden dann abgeschaltet, wenn kein Signal mehr empfangen wird und die einstellbare Nachlaufzeit abgelaufen ist. Dieser Fall tritt in zwei Situationen ein: Zum einen kann das Objekt aus dem letzten durch Basismodu len noch abgedeckten Beobachtungswinkel herausgelaufen sein, so daß eine weite re Nachführung nicht möglich ist, z. B. weil ein Rotationsanschlag bei ± 90° (im Fall von drei Modulen je 60°) erreicht ist. Oder das bewegte Objekt ist innerhalb des be obachteten Bereiches zum Stillstand gekommen. Es ist vorteilhaft, das zweite Erfas sungssystem 6 nach Beendigung eines Beobachtungs- und Beleuchtungszyklus in eine Vorzugslage zurückzudrehen. Seine Auswertefunktion wird auf jeden Fall ab geschaltet. Die Vorzugslage kann z. B. eine gewählte Hauptbeobachtungsrichtung entlang einer Zufahrt sein, und kann am Gerät kundenspezifisch eingestellt werden. Die Abschaltung des zweiten Erfassungssystems 6 bewirkt, daß nur noch Signale von den Modulen 2 des ersten Erfassungssystems 1 von der Steuereinrichtung 8 akzeptiert werden. Dieser Zustand ist der Grundzustand und bleibt erhalten, bis das nächste Signal von einem Modul 2 empfangen wird. Erst dann schaltet sich das zweite Erfassungssystem wieder in der richtigen Richtung zu.An intermediate position can be provided for the tracking of the second detection system 6 , so that, for. B. the main optical axis of the second detection system 6 is exactly on the boundary between the opening angles 11 of two modules 2 . The light of the detector's own moving headlight 5 remains switched on during the tracking. The headlamp 5 itself is carried along with the second detection system 6 , which ensures permanent illumination of the object. In the new position of the second detection system 2 , the observation continues as described above. Each individual signal acquisition starts a run-on time for the lighting that passes until the light goes out after the last motion signal. The lighting and also the active observation by the second detection system 6 are switched off when no signal is received and the adjustable follow-up time has expired. This case occurs in two situations: On the one hand, the object may have run out of the last observation angle still covered by basic modules, so that further re-tracking is not possible, e.g. B. because a rotation stop at ± 90 ° (in the case of three modules each 60 °) is reached. Or the moving object has come to a standstill within the observed area. It is advantageous to turn the second detection system 6 back to a preferred position after the end of an observation and lighting cycle. Its evaluation function is switched off in any case. The preferred location can e.g. B. be a selected main observation direction along an access road, and can be customized on the device. Switching off the second detection system 6 has the effect that only signals from the modules 2 of the first detection system 1 are accepted by the control device 8 . This state is the basic state and remains until the next signal is received by a module 2 . Only then does the second detection system switch on again in the right direction.

Mit dem Bewegungsmelder lassen sich auch Grenzfallsituationen beherrschen. Wird beispielsweise von zwei benachbarten Modulen 2 gleichzeitig eine Bewegung auf der Modulgrenze registriert, schaltet sich das zweite Erfassungssystem 6 zu und richtet sich genau auf die Bereichsgrenze aus, anstatt wie sonst auf die Hauptrich tung des meldenden Moduls 2. Damit wird eine Nachführung sichergestellt.Borderline situations can also be managed with the motion detector. If, for example, a movement on the module boundary is registered by two adjacent modules 2 at the same time, the second detection system 6 switches on and aligns itself precisely to the area boundary, instead of to the main direction of the reporting module 2 , as is otherwise the case. This ensures tracking.

Ein weiterer Fall tritt ein, wenn während der Beobachtung ein anderes Modul 2 als jenes, das gerade durch das zweite Erfassungssystem ergänzt wird, ein Signal lie fert. In einem solchen Fall kann entweder als Kompromiß ein mittlerer Beobach tungs- und Beleuchtungswinkel eingestellt werden oder/und es wird ein zweites Schaltsignal zur Zuschaltung eines globalen externen Beleuchtungssystems an die Steuereinrichtung gegeben.A further case occurs when, during the observation, a module 2 other than that which is currently being supplemented by the second detection system delivers a signal. In such a case, either a medium observation and illumination angle can be set as a compromise or / and a second switching signal is given to the control device for connecting a global external lighting system.

Die optische Hauptachse des zweiten Erfassungssystems kann entweder horizontal oder leicht zur Erde geneigt verlaufen. Ersteres hat den Vorteil, daß keine geometri schen Reichweitenbegrenzung eintritt und das Objekt in ganzer Größe erfaßt wird. Falls allerdings der Hintergrund thermisch sehr veränderlich ist, z. B. aufgrund einer belebten Straße, könnte dies dazu führen, daß das Gerät nicht mehr abschaltet. In diesem Fall ist eine Neigung des Bewegungsmelders günstiger.The main optical axis of the second detection system can either be horizontal or run slightly inclined to the earth. The former has the advantage that no geometri range limit occurs and the object is recorded in full size. However, if the background is thermally very variable, e.g. B. due to a busy street, this could result in the device no longer switching off. In In this case, an inclination of the motion detector is more favorable.

Die Steuereinrichtung 8 koordiniert die Arbeitsweise des permanent wirksamen er sten Erfassungssystems 1 und des zweiten Erfassungssystems 6. Sie erzeugt die Schaltsignale für den Scheinwerfer 5 und evtl. vorgesehene externe Beleuchtungen. Es könnten auch Schaltsignale erzeugt werden, mit denen eine Videokamera in die detektierte Richtung eines bewegten Objektes gesteuert wird. Diese Funktionen können z. B. mit in den meisten Bewegungsmeldern ohnehin zur Signalverarbeitung vorhandenen Mikrocontrollern oder ASICs realisiert werden. Darüber hinaus können alle sonstigen bei Bewegungsmeldern üblichen Funktionen realisiert werden, wie beispielsweise die Abfrage von Bedienelementen, Signalfilterung, Schwellwerter zeugung, Rausch- und Fehlschaltungsunterdrückung, Temperaturkorrektur, Zeit-Nachlaufsteuerung und Berücksichtigung einer Ansprechhelligkeit.The control device 8 coordinates the mode of operation of the permanently active detection system 1 and the second detection system 6 . It generates the switching signals for the headlight 5 and any external lighting that may be provided. Switching signals could also be generated with which a video camera is controlled in the detected direction of a moving object. These functions can e.g. B. with most motion detectors already available for signal processing microcontrollers or ASICs. In addition, all other functions common to motion detectors can be implemented, such as querying control elements, signal filtering, threshold value generation, noise and faulty switching suppression, temperature correction, time delay control and consideration of a response brightness.

Da das zweite Erfassungssystem 6 es ermöglicht, die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit zu ermitteln, ist auch eine Fortschreibung der Nachführung in eine voraussichtliche Richtung möglich, wenn das erfaßte Objekt vorübergehend durch einen Gegenstand verdeckt sein sollte. Since the second detection system 6 makes it possible to determine the direction of movement and the speed, it is also possible to update the tracking in an expected direction if the detected object is temporarily covered by an object.

Reference list

11

erstes, statisches und permanent aktiviertes Erfassungssystem
first, static and permanently activated recording system

22nd

Modul
module

33rd

Multifresneloptik
Multi-lens optics

44th

drehbare Halterung
rotatable bracket

55

Scheinwerfer
Headlights

66

zweites, temporär aktiviertes und drehbares Erfassungssystem
second, temporarily activated and rotatable detection system

77

Einzellinse
Single lens

88th

Steuereinrichtung
Control device

99

Gebäudewand
Building wall

1010th

Dualsensor
Dual sensor

1111

Öffnungswinkel eines Moduls
Opening angle of a module

1212th

Mehrelementsensor
Multi-element sensor

1313

Gesamtöffnungswinkel des zweiten Erfassungssystems
Overall opening angle of the second detection system

1414

Beobachtungskeule
Observation club

1515

elektrischer Antrieb
electric drive

1616

bewegtes Objekt, Person
moving object, person

1717th

Bewegungsrichtung des bewegten Objekts
Direction of movement of the moving object

1818th

Lichtkegel des Scheinwerfers
Headlight beam

3131

Linsenzeile
Lens line

3232

Einzellinsensegment
Single lens segment

3333

Abbildungskegel
Picture cone

121121

Element des Mehrelementsensors
Element of the multi-element sensor

Claims

1. Motion detector for the movement- and direction-selective detection of moving objects emitting heat radiation, in particular of persons, which comprises:

a, wherein each module (2) comprises a first, fixed and permanently active detection system (1)) composed of a plurality of detection modules (2) for monitoring an angular range (11) as a portion of a total surveillance area exists,
b) a second, movable and temporarily activatable detection system ( 6 ) which can be rotated at least about a vertical axis (A) by means of an electric drive ( 15 ), and
c) a control device ( 8 ), which forms control signals for the drive ( 15 ) based on signal signals of at least one of the two detection systems ( 1 , 6 ).

2. Motion detector according to claim 1, characterized in that a headlight ( 5 ) is mechanically coupled to the drive ( 15 ), which emits a light cone ( 18 ) in a direction determined by the motion detector during a period controlled by the control device ( 8 ) and which can be rotated at least around the vertical axis (A) at the same time as the second detection system ( 6 ).

3. Motion detector according to claim 1 or 2, characterized in that the detection modules ( 2 ) of the first detection system ( 1 ) each have a constant light compensating dual sensor ( 10 ) with an upstream multi-lens optics ( 3 ).

4. Motion detector according to one of the preceding claims, characterized in that the second detection system ( 6 ) has a multi-element sensor ( 12 ) and an upstream lens optics ( 7 ).

5. Motion detector according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 8 ) has outputs for controlling an external lighting system or other devices.

6. Motion detector according to one of the preceding claims, characterized in that means ( 8 , 12 ) are present, the tangential as well as radial movement components of an object ( 16 ) from measurement signals of individual sensor elements ( 121 ) of a multi-element sensor ( 12 ) designed as an array sensor. determine and thus determine a direction of movement ( 17 ).

7. Motion detector according to claim 6, characterized in that means ( 8 , 12 ) are present, with which a probable object center and / or its speed of movement are calculated by linking measurement signals of individual sensor segments ( 121 ) with time signals.

8. Motion detector according to one of the preceding claims, characterized in that means ( 1 ) are present which cause the second detection system ( 6 ) to be activated as soon as the first detection system ( 1 ) with at least one of its detection modules ( 2nd ) has detected an object ( 16 ), and that the second detection system ( 6 ) is rotated by means of the drive ( 15 ) in such a way that its detection area ( 13 ) points into the object direction detected by the first detection system ( 1 ).

9. Motion detector according to claim 8, characterized in that means ( 12 ) are present which cause the activated second detection system ( 6 ) to determine the exact direction of the detected object ( 16 ) initially without further rotary movement by evaluating signals from individual segments ( 121 ) of the multi-element sensor ( 12 ).