DE19961635A1 - Optical sensor for dynamic monitoring of surfaces has dynamically operating color surface sensor using color changes as evaluation, switching criteria remote control parameter setting path - Google Patents
Optical sensor for dynamic monitoring of surfaces has dynamically operating color surface sensor using color changes as evaluation, switching criteria remote control parameter setting pathInfo
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- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
Abstract
Description
Es wird ein Sensor beschrieben, der farbliche Veränderungen auf einer zu überwachenden Fläche erkennt. Diese zu überwachende Fläche soll vom Anwender schnell und mit einfachen Mitteln vor Ort definiert (programmiert) werden können.A sensor is described, the color changes on a too monitoring area recognizes. This area to be monitored should be by the user can be defined (programmed) quickly and with simple means on site.
Der Sensor arbeitet passiv, d. h. eine geeignete Beleuchtungsquelle ist vorhanden oder muß geschaffen werden. Der Sensor arbeitet dynamisch, d. h. eine Überwachungsfläche, auf der sich lange Zeit nichts verändert, wird eingelernt; Veränderungen und Bewegungen werden detektiert und angezeigt. Einprogrammierte Sensor-Parameter bleiben auch bei Stromausfall erhalten. The sensor works passively, i. H. a suitable source of lighting is available or must be created. The sensor works dynamically, i. H. a Monitoring area on which nothing changes for a long time is taught in; Changes and movements are detected and displayed. Programmed sensor parameters are retained even in the event of a power failure.
Es werden hier die verbreiteten Verfahren aufgeführt, die eine ähnliche Aufgabenstellung erfüllen, d. h. Flächensensoren mit dynamischen oder statischen Auswerteverfahren.The common methods are listed here, which are similar Fulfill the task, d. H. Area sensors with dynamic or static Evaluation method.
Ultraschallsensoren sind aktive Sensoren, die nach dem Dopplerprinzip oder nach dem Schall-Laufzeitverfahren arbeiten. Die beiden Schwachstellen dieses Verfahrens sind die stark eingeschränkte Einstellmöglichkeit (Tastfeld) und die Störanfälligkeit beim Einsatz mehrerer gleichartiger Sensoren. Es gibt in der Praxis auch Probleme mit Wind/Luftströmungen und Geräuschen.Ultrasonic sensors are active sensors based on the Doppler principle or work according to the sound transit time method. The two weak points of this Procedures are the severely restricted setting (touch panel) and Susceptibility to faults when using several sensors of the same type. There is in the Practice also problems with wind / air currents and noise.
Preiswerte Radarsensoren arbeiten nach dem Dopplerprinzip. Verschiedene Materialien wie Kunststoff, Holz oder Keramik werden nicht erkannt und auch hier ist die differenzierte Einstellmöglichkeit des Tastfeldes nicht möglich. Gleichartige Sensoren beeinflussen sich.Inexpensive radar sensors work on the Doppler principle. Various Materials such as plastic, wood or ceramic are not recognized and here too the differentiated setting option of the touch pad is not possible. Like Sensors affect each other.
Bei diesem Sensortyp wird die Wärmestrahlungsdifferenz von Körpern gegenüber der Umgebung ausgewertet. Eine grobe Einstellung des Tastfeldes ist möglich, jedoch werden Objekte ohne eigene Wärmequelle nicht erkannt.With this type of sensor, the heat radiation difference of bodies is compared evaluated the environment. A rough setting of the touch pad is possible however, objects without their own heat source are not recognized.
Eine Grundeinheit dieses Sensortyps besteht aus einem IR-Sender und einem IR- Empfänger. Die Signalauswertung unterteilt sich noch einmal in zwei unterschiedliche Verfahren. Verfahren 1: Die Intensitätsänderungen des Empfangs-Signals werden ausgewertet (dynamischer Intensitätstaster). Verfahren 2: Sender und Empfängeroptik haben einen definierten Abstand voneinander; der Auftreffort der Senderabbildung auf dem Empfängerelement, welches sich hinter der Empfangsoptik befindet, wird detektiert; Veränderungen führen zu einem Schaltsignal (Triangulationsverfahren).A basic unit of this sensor type consists of an IR transmitter and an IR Receiver. The signal evaluation is divided into two again different procedures. Method 1: The changes in intensity of the Receive signals are evaluated (dynamic intensity button). Method 2: transmitter and receiver optics have a defined distance from each other; the point of impact of the transmitter image on the receiver element, which is behind the receiving optics is detected; Changes lead to a switching signal (triangulation method).
Mit einer solchen Grundeinheit läßt sich nur eine sehr kleine Fläche in der Größe der Senderabbildung überwachen. Bei größeren Überwachungsfeldern, die auch noch programmierbar sein sollen, werden entsprechend viele Grundeinheiten in einen Sensor integriert. Wenn z. B. eine Fläche von 2 m.2 m mit einer Auflösung von 10 cm.10 cm überwacht werden soll, würde man 400 Grundeinheiten benötigen. Aus diesen Überlegungen lassen sich die Nachteile dieses Verfahrens ableiten. Entweder ist dieser Sensortyp sehr teuer oder die Auflösung ist sehr gering. With such a basic unit, only a very small area in size can be created monitor the transmitter image. For larger surveillance fields, that too correspondingly many basic units are still to be programmable in integrated a sensor. If e.g. B. an area of 2 m.2 m with a resolution of 10 cm.10 cm should be monitored, you would have 400 basic units need. The disadvantages of this method can be derived from these considerations deduce. This type of sensor is either very expensive or the resolution is very high low.
Hinter einer Optik befindet sich ein zweidimensionaler Farb-Flächensensor (Modul 0). Dieser Farb-Flächensensor besteht aus einer großen Anzahl von lichtempfindlichen Einzelzellen (PIXEL), die üblicherweise in Reihen und Spalten angeordnet sind. Diese Pixel sind nach einem sich wiederholenden Muster mit Farbfiltern abgedeckt. Mit einer zusammengehörenden Gruppe von PIXEL unterschiedlicher Farbwellenlängen-Empfindlichkeit lassen sich Farben erkennen; mit einem Raster aus diesen zusammengehörenden PIXEL-Gruppen lassen sich Farb-Bilder, die auf dem Farb-Flächensensor abgebildet werden, in elektrische Analogsignale übersetzen. Die einzelnen PIXEL lassen sich über eine Ansteuerung (Modul 1) adressieren, womit das entsprechende Analogsignal am Farb- Flächensensor abgreifbar ist. Dieses Analogsignal wird über einen A-D Wandler (Modul 2) digitalisiert und kann von dem Rechner 1 CPU (Modul 3) eingelesen und verarbeitet werden. Über den Fernbedienungsempfänger (Modul 5) kann der CPU (Modul 3) mitgeteilt werden, welche PIXEL-Gruppen für die weitere Auswertung relevant sind, d. h. die Form des Detektionsfeldes kann hiermit programmiert werden. Über diesen Fernbedienungsempfänger kann jede Art von Befehlen an den Flächen- Überwachungssensor übertragen werden, welche bei Bedarf im Datenspeicher (Modul 4) abgelegt werden. Sobald der Farb-Flächensensor ein Objekt im gültigen Detektionsfeld erkennt; kann er die damit zusammenhängenden Informationen über das Ausgangsmodul (Modul 7) ausgeben. Im einfachsten Fall kann dies eine JA/NEIN-Information sein, die elektrisch ausgegeben wird. Bei Bedarf kann das (Modul 7) auch komplexere Informationen ausgeben wie Objektgröße, Objektfarbe, Objektposition, Signal-Rauschverhältnis, Beleuchtungsstärke und Selbsttest- Informationen. Sobald ein Qbjekt im gültigen Detektionsfeld erkannt wird, wird dies mit dem Modul 6 (Schaltzustandsanzeige) signalisiert. Diese Funktion ist für die einfache Überprüfung des eingestellten Detektionsfeldes sinnvoll. Das Blockschaltbild 1 beschreibt die funktionelle Anordnung der Module und nicht reale Bauelemente. So gibt es z. B. CPU's mit integriertem A-D Wandler und integrierten Datenspeichern entsprechend (Modul 4). Es gibt auch Farb-Flächensensoren (z. B. CCD-Sensoren und CMOS Image Sensoren), die A-D Wandler und Ansteuerschaltungen enthalten. Alle diese möglichen, realen Zuordnungsvarianten sind durch diese Beschreibung mit abgedeckt. Das Auswerteverfahren analysiert Farbveränderungen im Detektionsbereich, wenn diese Farbveränderungen eine vorgegebene und zulässige Schwelle überschreiten, ergibt dies ein Schaltsignal. Die in dem Kapitel Aufgabenstellung beschriebenen Eigenschaften lassen sich mit dem Sensor gemäß Blockschaltbild 1 erfüllen.There is a two-dimensional color area sensor behind the optics (Module 0). This color area sensor consists of a large number of single photosensitive cells (PIXEL), usually in rows and columns are arranged. These pixels are in a repeating pattern Color filters covered. With a related group of PIXEL different color wavelength sensitivity, colors can be recognized; with a grid of these related PIXEL groups can be Color images that are imaged on the color area sensor into electrical Translate analog signals. The individual PIXEL can be controlled (Module 1) address, with which the corresponding analog signal on the color Area sensor can be tapped. This analog signal is sent through an A-D converter (Module 2) digitized and can be read in by the computer 1 CPU (Module 3) and are processed. The CPU can use the remote control receiver (module 5) (Module 3) which PIXEL groups are to be used for further evaluation are relevant, d. H. the shape of the detection field can be programmed with this. This type of remote control receiver can be used to carry out any type of commands on the surface Monitoring sensor are transmitted, which if necessary in the data storage (Module 4). As soon as the color area sensor an object in the valid Detection field detects; can he use the related information about output the output module (module 7). In the simplest case, this can be one YES / NO information that is output electrically. If necessary, it can (Module 7) also output more complex information such as object size, object color, Object position, signal-to-noise ratio, illuminance and self-test Information. As soon as a subject is recognized in the valid detection field, this becomes signaled with module 6 (switching status display). This function is for the simple checking of the set detection field makes sense. The Block diagram 1 describes the functional arrangement of the modules and not real ones Components. So there are z. B. CPU's with integrated A-D converter and integrated Data storage accordingly (module 4). There are also color area sensors (e.g. CCD sensors and CMOS image sensors), the A-D converter and Control circuits included. All of these possible, real assignment variants are covered by this description. The evaluation procedure is analyzed Color changes in the detection area if these color changes are a exceed the specified and permissible threshold, this results in a switching signal. The The properties described in the Task chapter can be used with the Satisfy sensor according to block diagram 1.
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- 1999-12-10 DE DE19961635A patent/DE19961635A1/en not_active Withdrawn
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