DE2945115A1 - MOTION DETECTOR - Google Patents

MOTION DETECTOR

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DE2945115A1 DE19792945115 DE2945115A DE2945115A1 DE 2945115 A1 DE2945115 A1 DE 2945115A1 DE 19792945115 DE19792945115 DE 19792945115 DE 2945115 A DE2945115 A DE 2945115A DE 2945115 A1 DE2945115 A1 DE 2945115A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Bewegungsmeldegerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a motion detection device according to the preamble of claim 1.

Es sind Bewegungsmeldegeräte bekannt, die Radargeräte einsetzen, bei denen das Dopplerprinzip angewendet wird und bei denen die Auswertung über die Amplituden der reflektierten Radarsignale erfolgt, deren Größe ein Maß für die Nähe des sich bewegenden Zieles bzw. der sich bewegenden Person ist. Solche Geräte werden beispielsweise zum automatischen Öffnen und Schließen von Türen bei Annäherung oder Entfernung einer Person verwendet. Die bekannten Bewegungsmeldegeräte weisen einige Nachteile auf. Sie weisen sehr große Aufhaltezeiten bei Türen auf, die von beiden Seiten begangen werden. Sie weisen ferner eine relativ große sogenannte Querempfindlichkeit auf, d.h. es besteht die Gefahr, daß sie die Nähe einer Person melden und die Tür öffnen, obwohl die betreffende Person lediglich die Tür parallel zur Türfläche passiert. Außerdem hat sich gezeigt, daß eine Auslösung der bekannten Bewegungsmeldegeräte auch durch Niederschläge, beispielsweise Regen, Schnee und Hagel erfolgen kann.There are motion detection devices known that use radar devices in which the Doppler principle is applied and in which the evaluation takes place via the amplitudes of the reflected radar signals, the size of which is a measure of proximity of the moving target or person. Such devices become, for example, automatic Used to open and close doors when a person is approaching or moving away. The well-known motion detection devices have some drawbacks. They have very long hold-open times for doors that are accessed from both sides. They also have a relatively high level of so-called cross-sensitivity, i.e. there is a risk that they will be close report to a person and open the door, although the person concerned only passes the door parallel to the door surface. It has also been shown that the known motion detection devices can also be triggered by precipitation, for example Rain, snow and hail can occur.

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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Bewegungsmeldegerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß die oben beschriebenen Nachteile nicht mehr auftreten.The object of the present invention is therefore to provide a motion detection device according to the preamble of the claim 1 so that the disadvantages described above no longer occur.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale gelöst.This object is achieved by the design features specified in the characterizing part of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein Meldesignal außer in Abhängigkeit von der Bewegung noch in Abhängigkeit von der Richtung des abgetasteten Zieles bzw. der abgetasteten Person erzielt, wodurch Fehlmeldungen und dadurch ausgelöste ungewollte Vorgänge, wie öffnen von Türen, Erzeugen von Alarmsignalen usw. sicher vermieden werden. Durch die Richtungserkennung zusätzlich zur Bewegungserkennung ist es bei Bewegungsmeldegeräten zum automatischen Öffnen von Türen und dergleichen auf jeden Fall ausgeschlossen, daß eine Auslösung durch Niederschlage und durch eine Querbewegung des Zieles bzw. der Person erfolgt. Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ist die Möglichkeit einer Verkürzung der Aufhaltezeiten bei Türen (beidseitig begehbar) anzusehen.The inventive training is a message signal except as a function of the movement still as a function of the direction of the scanned target or the scanned person, which causes false messages and the resulting unwanted processes, such as opening doors, Generating alarm signals etc. can be safely avoided. Through directional detection in addition to motion detection it is definitely excluded with motion detection devices for the automatic opening of doors and the like, that a triggering takes place by precipitation and by a transverse movement of the target or the person. As a special one The advantage of the design according to the invention is the possibility of shortening the hold-open times for doors (accessible from both sides) to watch.

Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and expedient developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung soll nun anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawing will.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild, wobei lediglich der Teil des Bewegungsmeldegerätes genauer dargestellt ist,The drawing shows a block diagram, whereby only the part of the motion detection device is shown in more detail,

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der den Empfängern nachgeschaltet ist. Der genaue Aufbau des Sende- und Empfangsgerätes, das vorzugsweise als Radargerät ausgebildet ist, sowie der Verlauf der ausgestrahlten und am Ziel bzw. an einer Person reflektierten Strahlen sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden daher als bekannt vorausgesetzt.downstream of the receivers. The exact structure of the transmitting and receiving device, preferably as a radar device is formed, as well as the course of the emitted rays and rays reflected at the target or at a person well known in the art and therefore believed to be known.

Das Empfangsgerät weist vorliegend zwei Empfänger 2 und 4 auf, die zusammen mit dem Sendegerät (nicht dargestellt) und der in bekannter Weise als Sende- und Empfangsantenne ausgebildeten einzigen Antenne (nicht dargestellt) zu einem einzigen kompakten Gerät zusammengefaßt sind (nicht dargestellt). Die Empfänger 2 und 4 weisen in an sich bekannter Weise als wesentliche Bauteile Dioden auf, die in ihrer Wirkungsweise als Multiplier betrachtet werden können und auch als Mischdioden bezeichnet werden, in denen ein Bezugssignal mit der Sendefrequenz und das am Ziel oder der Person reflektierte Signal gemischt werden.In the present case, the receiving device has two receivers 2 and 4, which together with the transmitting device (not shown) and the one designed in a known manner as a transmitting and receiving antenna single antenna (not shown) are combined into a single compact device (not shown). The receivers 2 and 4 have diodes as essential components in a manner known per se, which in their mode of operation can be regarded as multipliers and can also be referred to as mixer diodes in which a reference signal with the Transmission frequency and the signal reflected at the target or the person are mixed.

Die Empfänger 2 und 4 sind mit unterschiedlichen Abständen zum Sender angeordnet (nicht dargestellt), so daß sowohl die Bezugssignale als auch die reflektierten Signale an den Empfängern mit unterschiedlicher Phasenlage eintreffen. Die Ausgangssignale der Empfänger sind in der Frequenz und Amplitude gleich. Die Empfänger 2 und 4 sind nun beispielsweise so angeordnet, daß das Signal des Empfängers 2 dem Signal des Empfängers 4 um die Phase Θ (beispielsweise 70 ) voreilt, wenn sich eine Person dem Gerät nähert. EntferntThe receivers 2 and 4 are arranged at different distances from the transmitter (not shown), so that Both the reference signals and the reflected signals arrive at the receivers with different phase positions. The output signals of the receivers are the same in frequency and amplitude. Receivers 2 and 4 are now for example so arranged that the signal of the receiver 2 corresponds to the signal of the receiver 4 by the phase Θ (for example 70) leads when a person approaches the device. Removed

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sich eine Person von dem Gerät, so eilt das Signal des Empfängers 2 dem des Empfängers 4 um die Phase Θ vor.If a person moves away from the device, the signal of the rushes Receiver 2 that of receiver 4 by phase Θ.

Die Ausgangssignale der Empfänger 2 und 4 werden zunächst in Vorverstärkern 6 und 8 verstärkt (beispielsweise um 4o dB) und werden danach in Verstärkern 8 und 1o weiter verstärkt (beispielsweise um 7o dB). Den Verstärkern 1o und 12 sind Impulsformer 14 und 16 nachgeschaltet, an deren Ausgängen Rechteckspannungen konstanter Amplitude anstehen. Diese Rechtecksignale werden in einem Phasenvergleicher 18 verarbeitet, der zwei Ausgänge 2o und 22 aufweist. Am Ausgang 2o steht ein Rechtecksignal an, wenn sich das Ziel bzw. eine Person dem Gerät nähert. Am Ausgang 22 steht ein Rechtecksignal an, v/enn sich das Ziel bzw. die Person vom Gerät entfernt. Bewegt sich das Ziel bzw. die Person quer zum Gerät, stehen an den Ausgängen 2o und 22 abwechselnd in kurzer Reihenfolge Rechtecksignale an.The output signals of receivers 2 and 4 are first amplified in preamplifiers 6 and 8 (for example by 40 dB) and are then further amplified in amplifiers 8 and 10 (for example by 70 dB). The amplifiers 1o and 12 are followed by pulse shapers 14 and 16, at the outputs of which square-wave voltages of constant amplitude are present. These square-wave signals are processed in a phase comparator 18 which has two outputs 2o and 22. There is a square wave signal at output 2o when the target or a person approaches the device. A square-wave signal is present at output 22 when the target or person moves away from the device. If the target or the person moves across the device, square-wave signals are alternately present at outputs 2o and 22 in a short sequence.

Die Ausgangssignale des Phasenvergieichers 18 werden Gleichrichtern 24 und 26 zugeführt, an die sich RC-Glieder 28 und 3o (Tiefpässe) und Schmitt-Trigger 32 und 34 anschließen. The output signals of the phase comparator 18 are fed to rectifiers 24 and 26, to which RC elements 28 and 3o (low-pass filters) and Schmitt triggers 32 and 34 are connected.

Das vorverstärkte Ausgangssignal des Empfängers 4 wird über eine Leitung 36 ferner auf einen einstellbaren Verstärker 3 8 (Verstärkung z.B. 0 - 35 dB) gegeben. Auf den ein stellbaren Verstärker folgen ein Gleichrichter 4o und ein RC-Glied 42 (Tiefpaß). An diesem Punkt steht eine der Eingangsspannung proportionale Gleichspannung (nicht dargestellt) an. An das RC-Glied ist ein Schmitt-Trigger 44 angeschlossen, The pre-amplified output signal of the receiver 4 is also sent via a line 36 to an adjustable amplifier 38 (gain, for example 0-35 dB). The adjustable amplifier is followed by a rectifier 4o and an RC element 42 (low-pass filter). At this point there is a direct voltage (not shown) proportional to the input voltage. To the RC element, a Schmitt trigger 44 is connected,

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der als Schwellwertschaltet ausgebildet ist. Übersteigt die Gleichspannung einen bestimmten Wert (Schwellwert), schaltet der Schmitt-Trigger 44 durch. Dies ist der Fall, wenn sich das Ziel bzw. die Person dem Gerät auf eine bestimmte Entfernung genähert hat.which is designed as a threshold value switch. Exceeds the DC voltage a certain value (threshold value), the Schmitt trigger 44 switches through. This is the case when the target or the person has approached the device at a certain distance.

Auch die Schmitt-Trigger 32 und 34 sind vorzugsweise als Schwellwertschalter ausgebildet.The Schmitt triggers 32 and 34 are also preferably designed as threshold switches.

An den Ausgängen 46 und 5o der Schmitt-Trigger 32 und stehen Signale an, wenn sich das Ziel bzw. die Person dem Gerät nähert. An den Ausgängen 48 und 5o der Schmitt-Trigger 34 und 44 stehen Signale an, wenn sich das Ziel bzw. die Person vom Gerät entfernt. Bewegt sich das Ziel bzw. die Person quer zum Bewegungsmeldegerät, so stehen an sämtlichen Ausgängen der Schmitt-Trigger 32, 34 und 44 Signale an.At the outputs 46 and 50 of the Schmitt trigger 32 and there are signals when the target or the person is the device approaching. At the outputs 48 and 50 of the Schmitt triggers 34 and 44 there are signals when the target or the person is away from the device. If the target or the person moves across the motion detection device, all exits are located the Schmitt trigger 32, 34 and 44 signals.

Die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 32, 34 und 44 sind in einer logischen Schaltung 52 miteinander verknüpft.The output signals of the Schmitt triggers 32, 34 and 44 are linked to one another in a logic circuit 52.

Die Ausgänge 46 und 48 sind an ein Exclusiv-ODER-Gatter gelegt. Die Ausgänge 46 und 5o sind an ein UND-Gatter 56 und die Ausgänge 48 und 5o an ein UND-Gatter 58 gelegt. Außerdem sind die Ausgänge des Exclusiv-ODER-Gatters 54 und des UND-Gatters 56 in einem UND-Gatter 6o verknüpft.The outputs 46 and 48 are connected to an exclusive-OR gate placed. The outputs 46 and 5o are connected to an AND gate 56 and the outputs 48 and 5o are connected to an AND gate 58. aside from that are the outputs of the exclusive OR gate 54 and the AND gate 56 linked in an AND gate 6o.

Durch diese Verknüpfung der Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 32, 34 und 44 stehen an den Ausgängen 62, 64 und 66 der UND-Gatter 56, 58 und 6o unter folgenden Voraussetzungen Ausgangssignale an :As a result of this combination of the output signals, the Schmitt triggers 32, 34 and 44 are available at the outputs 62, 64 and 66 the AND gates 56, 58 and 6o output signals under the following conditions:

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- Am Ausgang 62, wenn an den Ausgängen 46 und 5o High-Signale anstehen,- At output 62, if high signals are pending at outputs 46 and 5o,

- am Ausgang 64, wenn an den Ausgängen 48 und 5o High-Signale anstehen, und- at output 64, if high signals are pending at outputs 48 and 5o, and

- am Ausgang 66, wenn an den Ausgängen des Exclusiv-ODER-Gatters 54 und des UND-Gatters 56 High-Signale anstehen.- At the output 66, if the outputs of the exclusive OR gate 54 and the AND gate 56 high signals queue.

Der Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 5 4 ist nur high, wenn entweder der Ausgang 46 oder der Ausgang 48 high ist. Wenn beide Ausgänge 46 und 48 high sind, was z.B. bei einer Querbewegung der Fall sein kann, steht am Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 5 4 ein Low-Signal an.The output of the exclusive OR gate 5 4 is only high, when either output 46 or output 48 is high. If both outputs 46 and 48 are high, which is e.g. Transverse movement can be the case, there is a low signal at the output of the exclusive OR gate 5 4.

Durch die logische Schaltung 52 wird somit nicht nur die Bewegung des Zieles bzw. der Person, sondern auch die Bewegungsrichtung eindeutig erkannt, wenn sich das Ziel bzw. die Person auf das Gerät zubewegt.The logic circuit 52 is thus not only the movement of the target or the person, but also the direction of movement is clearly recognized when the target or the person is the person moves towards the device.

Soll zusätzlich auch noch eindeutig Bewegung und Richtung erkannt werden, wenn sich das Ziel bzw. die Person vom Gerät wegbewegt, so sind der Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters 54 und der Ausgang 64 des UND-Gatters 58 zusätzlich in einem UND-Gatter zu verknüpfen, wie dies in der Zeichnung gestrichelt eingezeichnet ist (UND-Gatter 68).Should also be clearly recognized movement and direction when the target or the person is away from If the device is moved away, the output of the exclusive OR gate 54 and the output 64 of the AND gate 58 are additionally in one Linking AND gates, as shown in dashed lines in the drawing (AND gate 68).

Das oben beschriebene Bewegungsmeldegerät kann vorzüglich zum selbsttätigen Öffnen und Schließen von Türen und auch als Warngerät eingesetzt werden.The motion detection device described above is excellent for the automatic opening and closing of doors and can also be used as a warning device.

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hl·hl

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (8)

PatentansprücheClaims ι 1./ BewegungsmeIdegerät mit einem Sendegerät (z.B.Radargerät) , das über eine Sendeantenne Funksignale (z.B.Radarsignale) aussendet zum Abtasten und überwachen von Zielen (z.B.Personen) in einem begrenzten Raum, und mit einem Empfangsgerät, das zwei mit unterschiedlichen Abständen zum Sendegerät angeordnete Empfänger aufweist, die über eine Empfangsantenne an den Zielen reflektierte Signale empfängt, deren Frequenz je nach Bewegungsrichtung des Zieles größer oder kleiner ist als die ausgestrahlte Frequenz (Dopplereffekt), wobei je nach Bewegungsrichtung das Ausgangssignal des einen Empfängers dem Ausgangssignal des anderen Empfängers vor- oder nacheilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der beiden Empfänger (2, 4) einem Phasenvergleicher (18) zugeführt sind, daß das Ausgangssignal des einen Empfängers (4) mit den Ausgangssignalen des Phasenvergleichers (18) in einer logischen Schaltung (52) verknüpft sind, die die Ausgangssignale des Phasenvergleichers (18)ι 1. / movement detection device with a transmitter (e.g. radar device) that sends out radio signals (e.g. radar signals) via a transmitter antenna to scan and monitor targets (e.g. people) in a limited space, and with a receiving device that has two receivers arranged at different distances from the transmitter which receives signals reflected from the target via a receiving antenna, the frequency of which, depending on the direction of movement of the target, is greater or less than the emitted frequency (Doppler effect), with the output signal of one receiver leading or lagging the output signal of the other receiver depending on the direction of movement, characterized in that the output signals of the two receivers (2, 4) are fed to a phase comparator (18), that the output signal of one receiver (4) are linked with the output signals of the phase comparator (18) in a logic circuit (52) which the output signals of the phase comparator (18) Dr.K./H.Dr.K./H. -2--2- 130021/0187130021/0187 -λ--λ- einzeln und zusammen mit dem Ausgangssignal des einen Empfängers (4) vergleicht und an deren Ausgang (62, 64, 66) bei gleichzeitigem Auftreten wenigstens zweier der Vergleichssignale Ausgangssignale anstehen.individually and together with the output signal of one receiver (4) and at its output (62, 64, 66) output signals are present when at least two of the comparison signals occur at the same time. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Empfänger (2, 4) und dem Phasenvergleicher (18) jeweils ein Verstärker (1o, 12) und ein Impulsformer (14, 16) geschaltet sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that an amplifier (1o, 12) and a pulse shaper (14, 16) are connected between each receiver (2, 4) and the phase comparator (18). 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Verstärkern (1o, 12) jeweils Vorverstärker (6, 8) vorgeschaltet sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the amplifiers (1o, 12) each preamplifier (6, 8) are connected upstream. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Vorverstärkers (8) im Ausgangskreis des einen Empfängers (4) ferner ein einstellbarer Verstärker (38) angeschlossen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that an adjustable amplifier (38) is also connected to the output of the preamplifier (8) in the output circuit of the one receiver (4). 5. Gerät nach Anspruch 1 oder 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den einen Ausgang (2o) des Phasenvergleichers (18) ein erster Gleichrichter (24) und unter Zwischenschaltung eines ersten RC-Gliedes (Tiefpaß) (28) an den Gleichrichter ein erster Schmitt-Trigger (32) angeschlossen ist, daß an den zweiten Ausgang (22) des Phasenvergleichers (18) ein zweiter Gleichrichter (26) und unter Zwischenschal-5. Apparatus according to claim 1 or 2 and 4, characterized in that at one output (2o) of the phase comparator (18) a first rectifier (24) and with the interposition of a first RC element (low-pass) (28) to the rectifier a first Schmitt trigger (32) is connected that at the second output (22) of the phase comparator (18) a second rectifier (26) and with interposed switching 130021/0187130021/0187 tung eines zweiten RC-Gliedes (Tiefpaß) (3o) an diesen zwei ten Gleichrichter ein zweiter Schmitt-Trigger (34) angeschlossen ist und daß an den Ausgang des einstellbaren Ver stärkers (38) ein dritter Gleichrichter und unter Zwischen schaltung eines dritten RC-Gliedes (Tiefpaß) an den dritten Gleichrichter ein dritter Schmitt-Trigger angeschlossen ist. direction of a second RC element (low pass) (3o) to these two th rectifier, a second Schmitt trigger (34) is connected and that at the output of the adjustable amplifier Ver (38) a third rectifier and with the interposition of a third RC Element (low pass) is connected to the third rectifier, a third Schmitt trigger . 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Schmitt-Trigger (44) als Schwellwertschalter ausge bildet ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the third Schmitt trigger (44) as a threshold is being formed. 7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmitt-Trigger (32 und 34) als Schwellwertschalter ausge bildet sind. 7. Apparatus according to claim 5, characterized in that the Schmitt trigger (32 and 34) are formed out as a threshold switch . 8. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des ersten und zweiten Schmitt- Triggers (32, 34) in einem Exclusiv-ODER-Gatter (54) ver knüpft sind, daß der Ausgang des ersten Schmitt-Triggers (32) außerdem mit dem Ausgang des ersten Schmitt-Triggers (44) in einem ersten UND-Gatter (56) und der Ausgang des zweiten Schmitt-Triggers (34) mit dem Ausgang des dritten Schmitt- Triggers in einem zweiten UND-Gatter (58) verknüpft sind und daß der Ausgang des ersten und/oder zweiten UND-Gatters (56 oder 58) mit dem Ausgang des Exclusiv-ODER-Gatters (54) in einem dritten bzw. vierten UND-Gatter (6o bzw. 68) verknüpft ist. 8. Apparatus according to one of claims 5 to 7, characterized in that the outputs of the first and second Schmitt triggers (32, 34) are linked in an exclusive-OR gate (54) ver that the output of the first Schmitt- Trigger (32) also with the output of the first Schmitt trigger (44) in a first AND gate (56) and the output of the second Schmitt trigger (34) with the output of the third Schmitt trigger in a second AND gate (58) are linked and that the output of the first and / or second AND gate (56 or 58) with the output of the exclusive OR gate (54) in a third or fourth AND gate (6o or 68) is linked. 130021/0187130021/0187
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