DE69610491T2

DE69610491T2 - Elektronisches warenüberwachungssystem mit adaptiver filterung und digitaler detektierung

Info

Publication number: DE69610491T2
Application number: DE69610491T
Authority: DE
Inventors: E. Nelson; J. Rude; H. Tao
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2016-03-20
Also published as: EP0819292B1; WO1996031855A1; CA2217583C; JPH11503254A; CN1184547A; AU5256396A; BR9604805A; CA2217583A1; EP0819292A1; KR19980703681A; US5602531A; AU692696B2; ES2150665T3; DE69610491D1

Description

Hintergrund

Elektronische Gegenstandsüberwachungssysteme (EAS- Systeme) werden häufig verwendet, um das unerlaubte Entfernen von Gegenständen aus einem geschützten Bereich, wie einer Bibliothek oder einem Einzelhandelsladen, zu verhindern. Ein EAS-System weist gewöhnlich eine Abfragezone oder einen Abfragekorridor, der sich in der Nähe des Ausgangs des geschützten Bereichs befindet, und Markierungen oder Kennzeichen, die an den zu schützenden Gegenständen angebracht sind, auf. EAS-Systeme beruhten auf magnetischen Techniken, HF-Techniken, Mikrowellentechniken und magnetorestriktiven Techniken. Ungeachtet der speziellen betroffenen Technik sind die EAS-Systeme so ausgelegt, daß das Kennzeichen irgendein charakteristisches Ansprechen erzeugt, wenn es einem Abfragesignal in dem Korridor ausgesetzt ist. Das Erfassen dieses charakteristischen Ansprechens gibt das Vorhandensein eines empfindlich gemachten Kennzeichens im Korridor an. Das EAS- System leitet dann eine geeignete Sicherheitsaktion, wie das Ertönen eines hörbaren Alarms, das Verriegeln eines Ausgangstors usw., ein. Um das erlaubte Entfernen von Gegenständen aus dem geschützten Bereich zu ermöglichen, werden häufig Kennzeichen verwendet, die permanent oder umkehrbar deaktivierbar sind (also Kennzeichen mit zwei Zuständen).
Im Idealfall löst das EAS-System nur dann eine Alarmsequenz aus, wenn im Korridor ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist. EAS-Systeme sind jedoch gegenüber einer elektromagnetischen Interferenz in ihrer Arbeitsumgebung empfindlich, die das Erfassen eines empfindlich gemachten Kennzeichens stören oder falsche Alarme hervorrufen kann. Der Grad der Empfindlichkeit für die Interferenz hängt von einer Vielzahl von Faktoren, wie dem Typ des EAS-Systems, der Betriebsbandbreite des Systems, der Bandbreite und den statistischen Eigenschaften der Interferenz und der Auslegung des Systemempfängers, ab. Viele EAS-Systeme arbeiten in einer Bandbreite von etwa 10 bis 40 kHz. Dieses Frequenzband kann in einer Bibliotheksumgebung eine erhebliche asynchrone Interferenz, insbesondere von Kathodenstrahlröhren und Fernsehgeräten, aufweisen. Abhängig von ihrem Abstand vom EAS- System können diese Interferenzquellen die Erfassungsfähigkeit behindern oder unterbinden.
Eine synchrone Interferenz kann mit dem Netzleitungssignal oder mit dem EAS-System selbst synchron sein. Eine mit dem Abfragen synchrone Interferenz tritt dann auf, wenn das während eines Abfragens erzeugte Feldtreibersignal andere Objekte in der Umgebung, wie Metalltürrahmen, Metallwandbolzen, Metallgatter oder andere Metallobjekte, aktiviert. Diese Objekte emittieren dann ein Signal, das häufig dem charakteristischen Ansprechen eines magnetischen Kennzeichens ähnelt. Eine mit der Netzleitung synchrone Interferenz ist Rauschen, das gewöhnlich bezüglich der Phase des Netzleitungssignals zum selben Zeitpunkt auftritt. Die mit dem Abfragen und die mit der Netzleitung synchrone Interferenz können die Fähigkeit eines EAS-Systems verringern, ein empfindlich gemachtes Kennzeichen zu erfassen, oder sie können falsche Alarme hervorrufen.
Wenn Rauschen spektral überlappend ist, wie es bei den oben beschriebenen Interferenztypen der Fall ist, ist es unter Verwendung herkömmlicher linearer Filterverfahren sehr schwer zu unterdrücken. Weil die spektrale Signatur des magnetischen Kennzeichens breitbandig ist, verzerrt jegliches innerhalb des Bands auftretende Filtern des empfangenen Signals zum Entfernen der Interferenz das interessierende Signal. Bei einem linearen Filterschema gibt es einen Kompromiß zwischen dem Filtern des Rauschens und dem Verzerren des interessierenden Signals. Demgemäß erhöht ein lineares Filterschema allein möglicherweise nicht die Zuverlässigkeit eines EAS-Systems.
In EP-A-0 561 062 sind ein Verfahren und ein elektromagnetisches Sicherheitssystem zum Erfassen geschützter Objekte in einer Überwachungszone beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen spezifiziert.
Das vorliegende elektronische Gegenstandsüberwachungssystem (EAS-System) weist ein Adaptivfilter auf, das eine synchrone und eine asynchrone Interferenz bei minimaler Verzerrung der Transienten, die emittiert werden, wenn ein empfindlich gemachtes Kennzeichen abgefragt wird, aus dem interessierenden Signal entfernt. Das resultierende EAS- System erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen erfaßt wird, wenn es vorhanden ist, und es verringert das Auftreten falscher Alarme.
In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des vorliegenden EAS-Systems,
Fig. 2 ein detaillierteres Blockdiagramm des Empfängers des vorliegenden EAS-Systems,
Fig. 3 ein verallgemeinertes Blockdiagramm der vom DSP 120 ausgeführten Funktionen,
Fig. 4 zwei Zyklen einer Netzleitungs-Sinuskurve und ein Beispiel des entsprechenden synchronen Rauschens,
Fig. 5 ein Flußdiagramm der Prozeßsteuerung für das vorliegende EAS-System,
Fig. 6 ein Flußdiagramm für den Hintergrundprüfprozeß des vorliegenden EAS-Systems,
Fig. 7 ein Blockdiagramm des Filters zum Unterdrücken des synchronen Rauschens des vorliegenden EAS-Systems,
Fig. 8 ein Blockdiagramm des adaptiven FIR-Filters zum Unterdrücken des asynchronen Rauschens des vorliegenden EAS- Systems,
die Fig. 9 A und 9B das empfangene Signal vor dem Aufbereiten durch das Asynchron-Filter und das wiedergewonnene Signal nach dem Aufbereiten durch das Asynchron-Filter,
die Fig. 10A und 10B den wiedergewonnenen Abfrageschnappschuß und den entsprechenden Teil des Feldtreibersignals,
Fig. 11 ein Flußdiagramm des Erfassungsprozesses des vorliegenden EAS-Systems und
die Fig. 12A-12C eine Schaltfolge eines empfindlich gemachten Kennzeichens bei Vormagnetisierung bzw. zwei Schaltfolgen von unempfindlich gemachten Kennzeichen.
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die anliegende Zeichnung Bezug genommen, die Teil von dieser ist und in der zur Veranschaulichung eine spezielle Ausführungsform dargestellt ist, durch die die Erfindung verwirklicht werden kann.
Ein detaillierteres Blockdiagramm für das vorliegende EAS-System 100 ist in Fig. 1 dargestellt. Das EAS-System ist vorzugsweise vom magnetischen Typ und weist felderzeugende Spulen 124 und 126 und Felderfassungsspulen 128 und 130 auf, die so positioniert sind, daß dazwischen eine Abfragezone oder ein Abfragekorridor bereitgestellt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die felderzeugenden Spülen 124 und 126 und die Felderfassungsspulen 128 und 130 vom magnetischen "Figur-8-Typ", der im zusammen mit diesem übertragenen US-Patent 4 135 183 beschrieben ist. Wenn das EAS-System von einem nichtmagnetischen Typ, wie ein HF-EAS-System, ein magnetorestriktives EAS-System oder ein EAS-System eines anderen Typs ist, sind die felderzeugenden Spulen und die Felderfassungsspulen durch die geeigneten Abfragesignalgeneratoren und Signalerfassungsdetektoren für den speziellen Typ des verwirklichten Systems ersetzt. Die vorliegende detaillierte Beschreibung konzentriert sich jedoch zu Veranschaulichungszwecken auf die Verwirklichung des bevorzugten magnetischen Systems.
Die felderzeugenden Spulen 124 und 126 werden durch eine allgemein durch eine Umrißlinie 132, innerhalb von der eine Gleichspannungsversorgung 102, eine Bank von Speicherkondensatoren 104, ein Schalter 106 und eine Bank von Resonanzkondensatoren 110 enthalten sind, angegebene Feld-Energieversorgung mit Energie versorgt.
Die felderzeugenden Spulen 124 und 126 sind unter Bildung einer Resonanzschaltung mit der Bank von Resonanzkondensatoren 110 zusammengeschaltet. Diese Schaltung wird durch Entladen der Bank von Speicherkondensatoren 104 durch die Resonanzschaltung mit Energie versorgt. Das Entladen der Resonanzkondensatoren 110 wird durch den Schalter 106 gesteuert, der wiederum durch ein von der PLL 108 erzeugendes Zeitsignal und durch einen digitalen Signalverarbeitungsblock (DSP- Block) 120 gesteuert wird. Eine Gleichspannungsversorgung 102 ist zum Laden der Speicherkondensatoren 104 zwischen Entladezyklen bereitgestellt.
Auf das Entladen der Speicherkondensatoren 104 in die Resonanzschaltung hin wird ein Feldtreibersignal in Form eines gedämpften sinusförmigen Magnetfelds von den Spulen 124 und 126 und den Resonanzkondensatoren 110 erzeugt. Die felderzeugenden Spulen 124 und 126 sind vorzugsweise parallel geschaltet und haben jeweils eine Induktivität von etwa 400 uH. Die Bank von Resonanzkondensatoren 110 und die felderzeugenden Spulen 124 und 126 sind vorzugsweise so ausgewählt, daß eine gedämpfte Oszillation bereitgestellt wird, die etwa 16 Millisekunden andauert, eine Resonanzfrequenz von etwa 950 ± 50 Hertz hat und in der Mitte des Korridors einen Betrag von etwa 4 Oe aufweist.
Eine Abfragesequenz besteht aus einer Sequenz von Feldtreibersignalen, die ausgelöst werden, während sich ein Kunde im Korridor befindet. Jeder Kunde wird auf diese Weise mehrere Male abgefragt, während er durch den Korridor tritt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine Abfragesequenz eingeleitet, wenn eine Photozelle 112 oder ein anderer Detektor erkennt, daß ein Kunde in den Korridor eintritt. Der Detektor unterbricht den DSP 120, der dann eine Abfragesequenz einleitet. Dieser Systemtyp wird üblicherweise als "gepulstes" System bezeichnet. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform fragt das System ungeachtet davon, ob sich ein Kunde im Korridor befindet, kontinuierlich in periodischen Intervallen ab. Ein solches System wird üblicherweise als "kontinuierliches" System bezeichnet. Durchschnittsfachleute werden leicht verstehen, daß die hier mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschriebenen Prinzipien leicht auf ein gepulstes oder kontinuierliches Abfragesystem oder ein Abfragesystem eines anderen Typs anwendbar sind.
Ein Vorteil des bevorzugten gepulsten EAS-Systems besteht darin, daß die durchschnittliche magnetische Energie, der Kunden im Korridor oder in der Nähe von diesem ausgesetzt sind, minimiert ist. Insbesondere hat das vorliegende EAS- System wünschenswerterweise eine durchschnittliche magnetische Energie von weniger als 1,0 Oe, vorzugsweise von weniger als 0,5 Oe, bevorzugt von weniger als 0,2 Oe und noch bevorzugter von etwa 0,1 Oe. Die durchschnittliche magnetische Energie für einen einzigen Abfrageimpuls kann durch
bestimmt werden.
Für einen Zeitraum N von 0,016 Sekunden gilt für einen einzigen Abfrageimpuls Hrms = 0,527 Oe. Wenn keine Abfrage auftritt, gilt Hrms = 0. Falls ein Kunde etwa 0,5 Sekunden zum Durchschreiten des Korridors benötigt, löst das EAS-System sechs Abfrageimpulse aus. Unter Verwendung der zeitlich gemittelten Überlagerungsfunktion läßt sich feststellen, daß die durchschnittliche magnetische Energie, der ein Kunde ausgesetzt ist, während er die bevorzugte Ausführungsform des vorliegenden EAS-Systems durchschreitet, durch
gegeben ist.
Im vorliegenden Fall gilt Hrms = 0,527(0,016) (6) / 0,5 = 0,101 Oe.
Falls in dem Korridor ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist, bewirkt das Feldtreibersignal, daß das empfindlich gemachte Kennzeichen sein charakteristisches Ansprechsignal (das Signal des empfindlich gemachten Kennzeichens) emittiert. Das im Korridor vorhandene Signal wird durch die Felderfassungsspulen 128 und 130 erfaßt. Diese Spulen sind vorzugsweise in Reihe geschaltet und mit einem Empfänger 134 gekoppelt, der einen Transformator 115 zur Signalverstärkung und Impedanzanpassung aufweist. Die Ausgabe des Transformators 115 durchläuft ein analoges Bandpaßfilter 114 zum Begrenzen der Bandbreite des empfangenen Signals. Ein Verstärker 116 weist mehrere parallele Verstärkungsstufen 116-1 bis 116-i auf, und jede Ausgabe einer Verstärkungsstufe wird durch einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 118 zur Verwendung durch den DSP 120 abgetastet.
Der A/D 118 tastet auch das Feldtreibersignal über einen Meßwiderstand 125, der in Reihe mit einer der felderzeugenden Spulen geschaltet ist, ab. Das abgetastete Feldtreibersignal kann verwendet werden, um die Unversehrtheit des Feldtreibersignals zu bestimmen, um ein von der Felderfassungsspule aufgenommenes Restfeldsignal zu entfernen und den zur Erfassung erforderlichen Zeitablauf festzulegen, wie weiter unten mit Bezug auf die Fig. 10A, 10B und 11 beschrieben wird.
Der DSP 120 verarbeitet das abgetastete Signal, um eine synchrone und asynchrone Interferenz zu unterdrücken. Der DSP 120 analysiert dann das verarbeitete Signal über einen Erfassungs- und Unterscheidungsprozeß, um zu bestimmen, ob ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Korridor vorhanden ist. Falls ein empfindlich gemachtes Kennzeichen erfaßt wird, leitet das Alarmsystem 122 eine geeignete Alarmsequenz, wie das Ertönen eines hörbaren Alarms, das Blinken eines Alarmlichts, das Verriegeln eines Ausgangstors oder eine andere geeignete Sicherheitsmaßnahme, ein.
In Fig. 2 ist ein detaillierteres Blockdiagramm des Empfängers 134 dargestellt. Das von der Felderfassungsspule 128 empfangene Signal wird zuerst vom. Bandpaßfilter 114 aufgearbeitet. Das Bandpaßfilter 114 weist ein Hochpaßfilter 111 und ein Antialiasing-Filter 113 auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das Hochpaßfilter 111 eine 3-dB-Grenzfrequenz von etwa 5 kHz auf und beseitigt den Teil des empfangenen Signals, der dem Feldtreibersignal entspricht. Das Antialiasing-Filter 113 filtert Hochfrequenzsignale aus, die, wenn sie abgetastet werden, ein Aliasing von Hochfrequenzsignalen in die Bandbreite des interessierenden Signals hervorrufen können. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Antialiasing-Filter als ein analoges Tiefpaßfilter mit einer oberen 3-dB-Grenzfrequenz von etwa 45 kHz verwirklicht. Das vom Bandpaßfilter 114 erzeugte Signal wird durch parallele Verstärkungsstufen 116 gesendet, denen jeweils ein A/D-Wandler 118 folgt. Es ist bei der bevorzugten Ausführungsform zum Sicherstellen eines nicht gesättigten Kanals für den Normalbetrieb des Systems mehr als eine Verstärkungsstufe 116 bereitgestellt, die ein jeweiliges verstärktes Signal erzeugt. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden drei Verstärkungsstufen 116, die jeweils eine Verstärkung von etwa 75 dBV, 80 dBV und 86 dBV aufweisen, verwendet. Es sei jedoch bemerkt, daß eine größere oder kleinere Anzahl von Verstärkungsstufen mit den gleichen oder anderen Verstärkungswerten diese ersetzen könnten, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Jeder der A/D-Wandler 118 tastet gleichzeitig seinen jeweiligen Verstärkungsstufenkanal ab, und ein weiterer A/D- Wandler tastet einen Kanal ab, der dem Feldtreibersignal entspricht. Die A/D-Wandler 118 werden zeitlich durch einen Abtasttakt gesteuert, der von der Frequenz des Netzleitungs signals abgeleitet wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform multipliziert die PLL 108 (s. Fig. 1) die Netzleitungsfrequenz mit 2048, was bei einer Netzleitungsfrequenz von 60 Hz zu einer Abtastfrequenz von 122880 Hz führt. Das Empfängersignal xi(n) und das Treibersignal d(n) werden dann zum DSP 120 übermittelt.
In Fig. 3 ist ein verallgemeinertes Blockdiagramm der während einer Abfrage vom DSP 120 ausgeführten Funktionen dargestellt. Eine Bank von Bandpaßfiltern 140 mit linearer Phase verbessert das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) und hilft beim Unterscheiden zwischen empfindlich gemachten Kennzeichen und unempfindlich gemachten Kennzeichen. Es ist mehr als ein Bandpaßfilter mit linearer Phase bereitgestellt, um zu gewährleisten, daß die asynchrone Interferenz ausreichend verringert wird, während das Durchlaßband so breit wie möglich gehalten wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine Bank von drei Bandpaßfiltern 140 mit linearer Phase verwendet, welche vorzugsweise als Bandpaßfilter mit endlicher Frequenzantwort (FIR-Bandpaßfilter) verwirklicht sind. Wenn eine FIR-Filterverwirklichung verwendet wird, können die in den Bandpaßfiltern 140 mit linearer Phase enthaltenen Kennzeichengewichte bei Angabe der gewünschten unteren und oberen Durchlaß-Grenzfrequenzen anhand von wohlbekannten FIR- Filterentwurfstechniken bestimmt werden. Als Beispiel dienende Durchlaßbänder der Filter 140 mit linearer Phase (durch die untere und die obere 3-dB-Grenzfrequenz angegeben) sind 5 bis 25 kHz, 25 bis 45 kHz bzw. 5 bis 45 kHz. Welches durch ein Bandpaßfilter mit linearer Phase gefilterte Signal zur weiteren Verarbeitung verwendet wird, wird so bestimmt, wie weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben wird.
Ein Filter 170 zum Unterdrücken synchronen Rauschens (nachfolgend als Synchron-Filter 170 bezeichnet) entfernt das mit dem Abfragen synchrone Rauschen aus dem empfangenen Signal xi(n), wie weiter unten mit Bezug auf Fig. 7 detaillierter beschrieben wird, und ein Adaptivfilter 200 zum Unterdrücken asynchronen Rauschens (nachfolgend als Asyn chron-Filter 200 bezeichnet) entfernt die asynchrone korrelierte Interferenz, die innerhalb der Bandbreite des Bandpaßfilters 140 mit linearer Phase liegt, wie weiter unten mit Bezug auf die Fig. 8, 9 A und 9B detaillierter beschrieben wird. Um zu bestimmen, ob in der Abfragezone ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist, wird das vom Asynchron- Filter 200 ausgegebene Restsignal xR(n) von einem Erfassungs- und Unterscheidungsblock 300 verarbeitet, wie weiter unten mit Bezug auf die Fig. 10A, 10B und 11 detaillierter dargestellt und beschrieben wird.
Nun wird die allgemeine Arbeitsweise des Asynchron- Filters 200 und des Synchron-Filters 170 beschrieben. Das Asynchron-Filter 200 entfernt eine asynchrone Interferenz aus dem empfangenen Signal, ohne die Transienten des empfindlich gemachten Kennzeichens zu verzerren, die emittiert werden, wenn ein empfindlich gemachtes Kennzeichen abgefragt wird. Das Asynchron-Filter 200 subtrahiert die asynchrone Interferenz von dem empfangenen Signal, während das Kennzeichensignal ungestört bleibt. Das Niveau der asynchronen Interferenz wird durch Aufnehmen eines passiven Schnappschusses des von den Felderfassungsspulen erfaßten Signals bestimmt, während das System im Ruhezustand ist. Mit anderen Worten wird der passive Schnappschuß zwischen Abfrageimpulsen oder zwischen Abfragesequenzen aufgenommen, während das Feldtreibersignal ausgeschaltet ist. Ein Abfrageschnappschuß, der aufgenommen wird, wenn das Feldtreibersignal zum Abfragen eines Kunden aktiviert ist, enthält das Hintergrundrauschen und auch Transienten des empfindlich gemachten Kennzeichens, falls ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Korridor vorhanden ist. Durch adaptives Filtern des während des passiven Schnappschusses aufgenommenen Signals und durch Subtrahieren von diesem vom Abfrageschnappschuß entfernt das Asynchron-Filter 200 asynchrone Interferenzkomponenten, die zwischen dem passiven Schnappschuß und dem Abfrageschnappschuß korreliert sind.
In ähnlicher Weise entfernt das Synchron-Filter 170 die mit dem Abfragen synchrone Interferenz aus dem empfangenen Signal. Das Niveau der mit dem Abfragen synchronen Interferenz wird durch Aufnehmen eines aktiven Schnappschusses des von den Felderfassungsspulen erfaßten Signals, wenn das Feldtreibersignal eingeschaltet ist, bestimmt. Mit anderen Worten ist der aktive Schnappschuß eine Abfrage der Umgebung innerhalb des Korridors, wenn in dem Korridor kein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist. Durch Aufnehmen eines aktiven Schnappschusses der Umgebung innerhalb des Korridors, wenn kein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist, kann die Natur jeglicher mit dem Abfragen synchronen Interferenz bestimmt werden. Das Synchron-Filter 170 subtrahiert den aktiven Schnappschuß vom Abfrageschnappschuß, um die mit dem Abfragen synchrone Interferenz zu entfernen, ohne das interessierende Signal zu stören.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden der aktive, der passive und der Abfrageschnappschuß während eines Zeitintervalls im Netzleitungssignal aufgenommen, in dem minimales Rauschen auftritt. Das Zeitintervall des minimalen Rauschens wird so bestimmt, wie weiter unten mit Bezug auf die Fig. 4 und 6 detaillierter beschrieben wird. Auf diese Weise wird in jedem Schnappschuß eine Interferenz, die mit der Frequenz des Netzleitungssignals synchron ist (mit der Netzleitung synchrone Interferenz), vermieden. Die mit der Netzleitung synchrone Interferenz ist typischerweise transient und tritt in bezug zur Netzleiturigsphase zum selben Zeitpunkt auf. In Fig. 4 sind zwei Zyklen einer 60-Hz-Netzleitungs-Sinuskurve (durch eine Bezugszahl. 142 angegeben) und ein Beispiel der mit der Netzleitung synchronen Interferenz, die von der Felderfassungsspule (durch eine Bezugszahl 144 angegeben) empfangen wird, dargestellt. Zum Sicherstellen, daß die mit der Netzleitung synchrone Interferenz vermieden wird, werden der aktive, der passive und der Abfrageschnappschuß in bezug zur Phase des Netzleitungssignals zu denselben Zeitpunkten aufgenommen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der passive Schnappschuß einen Netzleitungszyklus vor dem Abfrageschnappschuß aufgenommen. Der Bereich im Netzleitungszyklus, in dem die Schnappschüsse bevorzugt aufgenommen werden, ist allgemein für das in Fig. 4 dargestellte 60-Hz-Beispiel angegeben. Es sei jedoch bemerkt, daß der passive Schnappschuß zu jedem Zeitpunkt vor oder nach dem Abfrageschnappschuß aufgenommen werden könnte. Aktive Schnappschüsse werden auch vorzugsweise an einem gleichen Punkt im Netzleitungszyklus aufgenommen und werden vorzugsweise über die Zeit gesammelt und kombiniert, um einen zusammengesetzten aktiven Schnappschuß zu erzeugen. Das Zeitintervall, über das die aktiven Schnappschüsse kombiniert werden, und die Art, in der sie kombiniert werden, hängt von der Natur der Rauschquellen in der Umgebung ab. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist ein zusammengesetzter aktiver Schnappschuß ein Durchschnittswert über die Gesamtheit der gesammelten aktiven Schnappschüsse. Der Zeitpunkt des Aufnehmens der Schnappschüsse wird durch die PLL 108 (s. Fig. 1), die bei der Frequenz des Netzleitungssignals phasenverriegelt ist, und durch den DSP 120 gesteuert. Wenn die Photozelle blockiert ist, gewährleisten die PLL 108 und der DSP 120, daß die Abfragesequenz in bezug zum Netzleitungssignal bei der bevorzugten Ausführungsform in geeigneter Weise zeitlich festgelegt ist.
In Fig. 5 ist ein Flußdiagramm des Gesamtbetriebs des vorliegenden EAS-Systems dargestellt. Während sich das System im Ruhezustand befindet, beispielsweise wenn es darauf wartet, daß ein Kunde in den Korridor eintritt, führt es eine Hintergrundprüfung 152 aus. Die Hintergrundprüfung 152 ist in Fig. 6 in näheren Einzelheiten dargestellt. Während der Hintergrundprüfung bestimmt das System mehrere Parameter, die während einer nachfolgenden Abfragesequenz verwendet werden. Ein Block 151 bestimmt das beste Zeitintervall in bezug auf das Netzleitungssignal, während dem die passiven Schnappschüsse und die Abfrageschnappschüsse aufzunehmen sind. Die beste Zeit entspricht der Zeit im Netzleitungssignal, in dem minimales Rauschen auftritt. Die geeigneten Zeitintervalle sind in Fig. 4 graphisch dargestellt.
Zum Bestimmen des geeigneten Teils des Netzleitungssignals wird das Signal im Korridor über einen Netzleitungszyklus abgetastet. Das Signal im Korridor wird vorzugsweise so dicht wie möglich bei der tatsächlichen Abfragezeit abgetastet. Sobald aufgenommen wurde, wird die Energie in dem abgetasteten Signal in einer Anzahl von Intervallen oder Unterrahmen entsprechend der Gleichung
abgeschätzt, wobei f(n) n = 0, 1, ... 2047 die Abtastwerte des Netzleitungssignals sind, h(k) die Energie in jedem Unterrahmen ist, N die Länge des Unterrahmens ist und P die Stufengröße oder die Überlappung zwischen den Unterrahmen ist.
Der Index des Minimums von h(k), der durch k gegeben ist, wird zum Berechnen des Abfrageversatzes für den Rahmen verwendet. Dieser Versatz ist der mit der Stufengröße P multiplizierte Index k. Wenn beispielsweise P = 8 und k = 113 ist, fragt das System an einem Punkt 904 Probenintervalle nach Beginn eines Netzleitungsrahmens oder 7,35 ms nach Beginn des Netzleitungszyklus in einem 60-Hz- System ab.
Bei einem Block 153 bestimmt das System, welcher, falls überhaupt, der Verstärker 116 (s. Fig. 2) unter den dann gegebenen aktuellen Bedingungen im Korridor eine Empfängersättigung hervorrufen würde. Ein Block 155 bestimmt, welches Bandpaßfilter 140 mit linearer Phase das Energieniveau des asynchronen Rauschens im empfangenen Signal am stärksten verringert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Energie eines Signals als die Summe der Quadrate der Signalabtastwerte definiert. Für einen Vektor des Abtastwerts x mit der Länge N ist die Energie beispielsweise als
definiert.
Der Zweck der Bandpaßfilter 140 mit linearer Phase besteht darin, das Niveau der asynchronen Interferenz zu verringern, während die Bandbreite des Signals des empfindlich gemachten Kennzeichens so weit wie möglich erhalten bleibt. Vorzugsweise kann das Bandpaßfilter 140 mit linearer Phase, das die maximale Bandbreite aufweist, verwendet werden, wodurch der Verlust einer Information des Kennzeichensignals vermieden wird.
Ein Block 157 sammelt und kombiniert aktive Schnappschüsse, um einen zusammengesetzten aktiven Schnappschuß zu erzeugen, der vom Synchron-Filter 170 zu verwenden ist. Wiederum mit Bezug auf Fig. 5 sei bemerkt, daß der DSP 120 an einem Block 156 eine Abfragesequenz einleitet, wenn ein Photozellenblock an einem Block 154 angibt, daß ein Kunde in den Korridor eingetreten ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Zeitablauf der Abfragesequenz mit dem Netzleitungssignal synchronisiert, wie oben beschrieben wurde, um die mit der Netzleitung synchrone Interferenz zu verringern. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der Zeitablauf der Abfrage nicht mit dem Netzleitungssignal synchronisiert und läuft statt dessen frei.
Wenn das Feldtreibersignal aktiviert wird, wird ein Auslösesignal erzeugt, um die aufgenommenen Daten an einem Block 158 zu markieren. Das System nimmt vorzugsweise einen Vorauslöserahmen von Daten (worin der passive Schnappschuß erhalten ist) und ein Nachauslöseintervall von Daten (den Abfrageschnappschuß) auf. Weil der passive Schnappschuß und der Abfrageschnappschuß bei der bevorzugten Ausführungsform mit der Netzleitungsphase synchronisiert sind, ist die Länge des Vorauslöserahmens und der Nachauslöseintervalle teilweise durch die Frequenz des Netzleitungssignals bestimmt. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält der Vorauslöserahmen über einen 60-Hz-Netzleitungszyklus aufgenommene Probenwerte oder etwa 16,7 ms an Daten.
Die Länge des Nachauslöseintervalls wird auch durch die Frequenz des Feldtreibersignals beeinflußt. Die Frequenz des Feldtreibersignals bestimmt die Anzahl und die Frequenz von Kennzeichentransienten, die von einem empfindlich gemachten Kennzeichen erzeugt werden. Zum Erhöhen der Zuverlässigkeit und zum Verringern der Wahrscheinlichkeit falscher Alarme ist das Nachauslöseintervall vorzugsweise lang genug, um mehr als einen Kennzeichentransienten aufzunehmen. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden nach dem Auslösen etwa 2,5 ms an Daten gesammelt, um zu gewährleisten, daß wenigstens vier Kennzeichentransienten aufgenommen werden. Es sei jedoch bemerkt, daß das Nachauslöseintervall zu den Zwecken der Darstellung länger oder kürzer sein könnte und bestimmt werden sollte, um das gewünschte Niveau an Leistungsfähigkeit des Systems zu erreichen.
Die Nachauslösedaten sind der Abfrageschnappschuß und enthalten Kennzeicheninformationen, falls ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist. Um zu gewährleisten, daß die mit der Netzleitung synchrone Interferenz vermieden wird, wird der passive Schnappschuß einen Netzleitungszyklus vor dem Abfrageschnappschuß aufgenommen. Auf diese Weise wird in beiden Schnappschüssen eine Interferenz vermieden, die mit dem Netzleitungssignal synchron ist. Der passive Schnappschuß umfaßt daher bei der bevorzugten Ausführungsform die ersten 2,5 ms des Vorauslöserahmens (s. Fig. 4).
Nachdem der passive Schnappschuß und der Abfrageschnappschuß aufgenommen wurden, bestimmt das System, welches vom Verstärker 116 (s. Fig. 2) erzeugte verstärkte Signal zur Verarbeitung im Synchron-Filter 170 und im Asynchron-Filter 200 zu verwenden ist. Im Block 153 der Hintergrundprüfung wurden Verstärker, die zu einer Sättigung bei einer nur aus Rauschen bestehenden Umgebung (also ohne Abfragen) führten, beseitigt. In einem Block 160 wird bestimmt, in welchem verbleibenden Verstärker während der Abfragesequenz eine Sättigung vermieden wird. Der Verstärker, der zur höchsten Verstärkung ohne Sättigung führt, wird gewählt. Hierdurch wird eine mögliche Verzerrung des empfangenen Signals vermieden, wodurch die Wahrscheinlichkeit, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen erkannt wird, erhöht wird und die Möglichkeit falscher Alarme verringert wird.
Der nächste Schritt des Prozesses besteht darin, die empfangenen Signale mit dem Synchron-Filter 170 aufzubereiten. In Fig. 7 ist ein detaillierteres Blockdiagramm des Synchron-Filters 170 dargestellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform subtrahiert das Synchron-Filter 170 den zusammengesetzten aktiven Schnappschuß xA(n) vom Abfrageschnappschuß xi(n), um einen gefilterten Abfrageschnappschuß xI(n) zu erzeugen.
Wieder mit Bezug auf Fig. 5 sei bemerkt, daß die Bandbreite des Signals xI(n) weiter durch das geeignete Bandpaßfilter 140 mit linearer Phase (s. Fig. 3) begrenzt wird, das so gewählt wird, wie oben mit Bezug auf die Hintergrundprüfung beschrieben wurde.
In Fig. 8 ist ein Blockdiagramm des Asynchron-Filters 200 dargestellt. Das Asynchron-Filter 20() ist ein adaptives Blockfilter, das den passiven Schnappschuß so aufbereitet, daß der nach der Methode der kleinsten Quadrate berechnete Restfehler zwischen dem gefilterten passiven Schnappschuß und dem Abfrageschnappschuß minimiert wird. Die Koeffizienten des Asynchron-Filters 200 werden nach jedem Abfragen adaptiv bestimmt, um den Restfehler für jeden Abfrageschnappschuß zu minimieren. Durch diesen Optimierungsprozeß werden korrelierte Signale aus dem Restsignal entfernt, jedoch unkorrelierte Signale beibehalten. Auf diese Weise wird das korrelierte Rauschen entfernt, die Folge der Kennzeichentransienten bleibt jedoch unverzerrt, weil sie nicht mit irgendeinem Signal im passiven Schnappschuß korreliert ist. Der Restfehler wird zur neuen, reinen Version des Abfrageschnappschusses xR(n). Die Ordnung des FIR-Filters 200 für asynchrones Rauschen ist teilweise durch die Anzahl der Rauschquellen in der Umgebung bestimmt. Wenn die Anzahl der Rauschquellen in der Umgebung ansteigt, steigt vorzugsweise die Ordnung des FIR- Filters an.
In einem Block 206 werden die L Koeffizienten des Asynchron-Filters 200 nach jedem Abfragen blockweise neu berechnet, so daß die Optimierung nach der Methode der kleinsten Quadrate
minimiert wird, wobei xI(n) die Abtastwerte des Abfrageschnappschusses sind, xP(n) die Probenaerte des passiven Schnappschusses sind und w(k) das FIR-Filter der Ordnung L ist.
Nach der Modifikation der Filterkoeffizienten L verarbeitet das adaptive Filter 200 die passiven Schnappschüsse Xp(n), um einen gefilterten passiven Schnappschuß xFP(n) zu erzeugen. Auf diese Weise wird der gefilterte passive Schnappschuß einem Kombinierer 204 verfügbar gemacht, der das gewünschte wiedergewonnene Signal xR(n) durch Subtrahieren der Abtastwerte des gefilterten passiven Schnappschusses von Abtastwerten xI(n) des Abfrageschnappschusses nach der Gleichung erzeugt.
Mehrere Eigenschaften der Signalschnappschüsse beeinflussen die Fähigkeit des Asynchron-Filters 200, eine Interferenz aus dem empfangenen Signal zu entfernen. Erstens muß das Rauschen im passiven Schnappschuß und im Abfrageschnappschuß vorhanden sein. Zweitens muß die zur Erfassung verwendete Sequenz von Kennzeichentransienten nur im Abfrageschnappschuß vorhanden sein. Drittens muß das Rauschen im passiven Schnappschuß wie beim typischen Kathodenstrahlröhren-Rauschen mit dem Rauschen im Abfrageschnappschuß korreliert sein. Die Wirkung des Asynchron-Filters 200 auf das resultierende Signal wird nun mit Bezug auf die Fig. 9A und 9B erklärt. Der obere Teil von Fig. 9A zeigt einen 16,7 ms dauernden Vorauslöserahmen und einen 2,5 ms dauernden Nachauslöse-Abfrageschnappschuß. Das im oberen Teil von Fig. 9A dargestellte Signal ist das vom FIR-Bandpaßfilter 140 (s. Fig. 3) erzeugte Signal. In Fig. 9A war im Korridor ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden, als die Abfrage aufgenommen wurde. Das Signal des empfindlich gemachten Kennzeichens ist jedoch durch ein erhebliches Maß an asynchroner Interferenz überdeckt.
Das Asynchron-Filter 200 entfernt asynchrones Rauschen, das zwischen dem passiven Schnappschuß und dem Abfrageschnappschuß korreliert ist, um das im unteren Teil von Fig. 9B dargestellte wiedergewonnene Signal xa(n) zu erzeugen. Mehrere (in diesem Fall vier) charakteristische Kennzeichentransienten sind nun im wiedergewonnenen Signal sichtbar. Durch Entfernen der zwischen dem passiven Schnappschuß und dem Abfrageschnappschuß korrelierten Interferenz erhöht das vorliegende EAS-System in hohem Maße die Wahrscheinlichkeit, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen erkannt wird, und es wird dadurch die Wahrscheinlichkeit verringert, daß falsche Alarme auftreten.
In den Fig. 10A und 10B sind das vom Asynchron-Filter 200 erzeugte Restsignal xR(n) und der entsprechende Teil des Feldtreibersignals d(n) dargestellt. Zum Bestimmen, ob ein empfindlich gemachtes Kennzeichen in der Abfragezone vorhanden ist, wird das empfangene Signal xR(n) analysiert, um zu bestimmen, ob das von einem empfindlich gemachten Kennzeichen erzeugte charakteristische Ansprechen im wiedergewonnenen Signal vorhanden ist. Im allgemeinen sind die Kennzeichentransienten in der Art der in den Fig. 10A und 10B dargestellten den Nulldurchgängen qi des Feldtreibersignals zugeordnet (d. h. d(qi) = 0). Das vorliegende EAS-System definiert Kennzeichen-Zeitgatter zi um die jeweiligen Nulldurchgänge qi. Das System muß bestimmen, daß ein bestimmte Kriterien erfüllender Kennzeichentransient innerhalb jedes Kennzeichen- Zeitgatters vorhanden ist, um zu bestimmen, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Korridor vorhanden ist.
In Fig. 11 ist ein Flußdiagramm des Erfassungs- und Unterscheidungsalgorithmus dargestellt, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines empfindlich gemachten Kennzeichens bestimmt. An einem Block 304 findet das System die Nulldurchgänge qi im dem wiedergewonnenen Signal xa(n) entsprechenden Teil des Feldtreibersignals d(n). An einem Block 308 beurteilt das System das wiedergewonnene Signal xa(n) innerhalb von jedem der Kennzeichen-Zeitgatter zi, und an einem Block 312 beurteilt das System das wiedergewonnene Signal xR(n) im jeweiligen Bereich yi außerhalb der Zeitgatter zi. Die Beurteilungen innerhalb der Zeitgatter werden mit den Beurteilungen außerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter verglichen. Falls der Ausgang des Vergleichs an einem Block 320 vorteilhaft ist, bestimmt das System an einem Block 322, daß ein Signal eines empfindlich gemachten Kennzeichens identifiziert wurde.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nimmt das System das Beurteilen des wiedergewonnenen Signals folgendermaßen vor. Am Block 308 findet das System das Maximum von xR(n) innerhalb von jedem der Kennzeichen-Zeitgatter 21. Am Block 312 findet das System das Maximum von xR(n) im jeweiligen Bereich yi außerhalb der Zeitgatter zi. Die Maxima innerhalb der Zeitgatter werden mit den jeweiligen Maxima außerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter verglichen. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der Vergleich durch Berechnen des Verhältnisses zwischen dem Maximum von xa(n) innerhalb jedes Kennzeichen-Zeitgatters zi und dem entsprechenden Maximum von xR(n) im jeweiligen Bereich yi außerhalb jedes Kennzeichen- Zeitgatters für i = 1, 2, 3 und 4 nach der Gleichung
vorgenommen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung identifiziert das System ein aktives Kennzeichensignal, falls mindestens eines der Verhältnisse Si/Ni > αi erfüllt ist. Zum Erreichen einer höheren Genauigkeit und zum Minimieren des Auftretens falscher Alarme identifiziert die bevorzugte Ausführungsform jedoch ein Signal eines empfindlich gemachten Kennzeichens entsprechend der durch
B&sub1; = [(S&sub1;/N&sub1; > a) UN D (S&sub3;/N&sub3; > a)] ODER [(S&sub2;/N&sub2; > a) UND (S&sub4;/N&sub4; > a)
gegebenen Bedingung B&sub1;.
Durch diesen Test wird die Amplitude der durch empfindlich gemachte Kennzeichen herbeigeführten Transienten oder Umschaltungen bezüglich der Amplitude des Grundlinienrauschens unmittelbar vor dem durch ein empfindlich gemachtes Kennzeichen herbeigeführten Transienten gemessen. Falls das Verhältnis S&sub1;/N&sub1; des ersten und des dritten Schaltens oder das Verhältnis S&sub1;/N&sub1; des zweiten und des vierten Schaltens oberhalb einer angegebenen Schwelle liegt, besteht das empfangene Signal den Test. Die Umschaltungen sind vorzugsweise auf diese Weise gruppiert, weil die Vormagnetisierung der Erde die Amplituden der Schaltsequenzen beeinflussen kann. Falls die Vormagnetisierung ein Faktor ist, beeinflußt sie typischerweise das ersten und das dritte oder das zweite und das vierte Schalten. In Fig. 12A ist ein Beispiel einer Schaltfolge mit Vormagnetisierung dargestellt. In diesem Beispiel sind die zweite und die vierte Schaltamplitude viel höher als die erste und die dritte.
Falls die Bedingung B&sub1; nicht erfüllt ist, bestimmt das System an einem Block 324, daß im Korridor kein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden war. Falls die Bedingung B&sub1; erfüllt ist, identifiziert das System an einem Block 322 ein Signal eines empfindlich gemachten Kennzeichens.
Bei einer Ausführungsform des vorliegenden EAS-Systems bestimmt das System zusätzlich, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Korridor vorhanden ist, sobald ein Signal eines empfindlich gemachten Kennzeichens am Block 322 identifiziert worden ist. Bei einer bevorzugteren Ausführungsform nimmt das vorliegende EAS-System jedoch mindestens eine zusätzliche Prüfung vor, um zu gewährleisten, daß das identifizierte Signal des empfindlich gemachten Kennzeichens kein falscher Alarm ist. Es können am identifizierten Signal des empfindlich gemachten Kennzeichens drei Tests vorgenommen werden. Es gibt einen Test 324 zum Blockieren eines frühen Schaltens, einen Asymmetrietest 328 und einen Schaltabfalltest 330.
Der Test zum Blockieren eines frühen Schaltens gewährleistet, daß ein von einem unempfindlich gemachten Kennzeichen erzeugtes Signal nicht mit einem empfindlich gemachten Kennzeichen verwechselt wird. Der Test zum Blockieren eines frühen Schaltens gewährleistet, daß die folgende Bedingung erfüllt ist.
B&sub4; = [max (N&sub1;, N&sub2;, N&sub5;) /N&sub5; < δ]
Der Test zum Blockieren eines frühen Schaltens beruht auf der Annahme, daß unempfindlich gemachte Kennzeichen und Objekte falscher Alarme dazu neigen werden, früher zu schalten als ein empfindlich gemachtes Kennzeichen. Zum Messen dieser Eigenschaft werden die Maxima in den ersten drei Rauschfenstern mit dem Maximum im fünften oder Grundlinien- Rauschfenster verglichen. Falls dieses Verhältnis zu hoch ist, liegt die Schaltsequenz zu früh, und das Signal besteht diesen Test nicht. In Fig. 12C ist ein Beispiel einer diesen Test nicht bestehenden Schaltfolge dargestellt. In diesem Fall liegt das zweite Schalten früh, und N&sub2; beträgt etwa das Vierzigfache des Grundlinienwerts N&sub5;.
Der Schaltabfalltest beruht auf der Annahme, daß die Einhüllende des Schaltsequenzabfalls für empfindlich gemachte Kennzeichen und Objekte falscher Alarme verschieden ist. Im allgemeinen weist ein unempfindlich gemachtes Kennzeichen oder ein Objekt eines falschen Alarms eine Schalteinhüllende auf, die schneller abfällt als diejenige eines empfindlich gemachten Kennzeichens. Wiederum wird der Test vorzugsweise anhand abwechselnder Schaltpaare berechnet, um Vormagnetisierungswirkungen Rechnung zu tragen. In Fig. 12B ist eine Schaltsequenz eines unempfindlich gemachten Kennzeichens dargestellt. Die Einhüllende des Abfalls für dieses Signal fällt zu scharf ab, und dieses Signal besteht daher den Schaltabfalltest nicht. Der Schaltabfalltest wird folgendermaßen berechnet:
B&sub2; = [max (S&sub1;/S&sub3;, S&sub2;/S4) < b]
Beim Asymmetrietest 328 wird die durch das Erdmagnetfeld hervorgerufene Vormagnetisierung berücksichtigt. Durch die Vormagnetisierung infolge des Felds der Erde hervorgerufene Fehler werden beseitigt, indem gewährleistet wird, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:
B&sub5; = [(S&sub2;/S&sub1; > γ) ODER (S&sub3;/S&sub2; > γ)]
Der Asymmetrietest beruht auf der Annahme, daß nur die Schalteinhüllende des empfindlich gemachten Kennzeichens erheblich von der Vormagnetisierung durch die Erde beeinflußt wird. Typischerweise erzeugen unempfindlich gemachte Kennzeichen und andere Objekte falscher Alarme nur unter der Bedingung starker Abfragefelder eine Schaltsequenz. Unter dieser Bedingung hat die Vormagnetisierung durch die Erde eine geringe Wirkung auf die Einhüllende der Schaltsequenz. In Fig. 12A ist eine Schaltsequenz von einem empfindlich gemachten Kennzeichen unter Vormagnetisierungsbedingungen dargestellt. Die Sequenz ist asymmetrisch, weil das zweite und das vierte Schalten stärker sind als das erste und das dritte Schalten. Das in Fig. 12A dargestellte Signal besteht den Schaltabfalltest nicht, weil das Verhältnis des Schaltens 1 zum Schalten 3 zu hoch ist. Es besteht jedoch den Asymmetrietest, was darauf hindeutet, daß das Kennzeichen empfindlich gemacht ist. Falls demgemäß bei der bevorzugten Ausführungsform der Schaltabfalltest oder der Asymmetrietest bestanden wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das Kennzeichen empfindlich gemacht ist.
Als Beispiel dienende Werte für die Konstanten α, β, γ und δ sind α = 2,0, β = 2,2, γ = 1,5 und δ = 9,0.
Um an einem Block 336 zu bestimmen, daß im Korridor ein empfindlich gemachtes Kennzeichen vorhanden ist, kann das in Fig. 11 dargestellte Verfahren durch dies folgende Bedingung ausgedrückt werden:
Erfassung = B&sub1; UND B&sub4; UND (B&sub2; ODER B&sub3;)
Wenngleich diese Bedingung bevorzugt ist, um eine hohe Wahrscheinlichkeit zu erreichen, daß empfindlich gemachte Kennzeichen erfaßt werden, wahrend die Möglichkeit falscher Alarme minimiert wird, könnte jede beliebige Kombination einiger oder aller oben beschriebener Tests zum Bilden eines arbeitsfähigen EAS-Systems verwendet werden. Die genaue Folge und Kombination der verwendeten Tests hängt von der gewünschten Genauigkeit des Erfassens empfindlich gemachter Kennzeichen und der maximalen Anzahl falscher Alarme ab, die bei einer speziellen Verwirklichung geduldet werden können.
Wenngleich hier zur Veranschaulichung als Beispiel dienender Ausführungsformen spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute verstehen, daß eine große Vielzahl alternativer und/oder gleichwertiger Verwirklichungen, die dafür ausgelegt sind, die gleichen Zwecke zu erreichen, die dargestellten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen ersetzen können, ohne daß vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abgewi chen wird. Durchschnittsfachleute werden leicht verstehen, daß die vorliegende Erfindung in einer großen Vielzahl von Ausführungsformen unter Einschluß verschiedener Hardware- und Softwareverwirklichungen oder Kombinationen von ihnen verwirklicht werden könnte. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Abänderungen der hier erörterten bevorzugten Ausführungsformen abdecken. Es ist daher vorgesehen, daß diese Erfindung durch die Ansprüche und gleichwertige Ausgestaltungen definiert ist.

Claims

1. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem, bei dem ein Feldtreibersignal in einem Abfragekorridor erzeugt wird, um das Vorhandensein eines empfindlich gemachten Kennzeichens zu erfassen, aufweisend:

eine Einrichtung (132, 125, 126, 128, 130, 134) zum Aufnehmen eines passiven Schnappschusses einer Umgebung in dem Korridor zwischen Abfrageimpulsen oder -sequenzen,

eine Einrichtung (132, 125, 126, 128, 130, 134) zum Aufnehmen eines Abfrageschnappschusses der Umgebung im Korridor und

ein adaptives Filter (200), das so geschaltet ist, daß es den passiven Schnappschuß und den Abfrageschnappschuß empfängt, und das dafür ausgelegt ist, den passiven Schnappschuß adaptiv zu filtern und den gefilterten passiven Schnappschuß vom Abfrageschnappschuß zu subtrahieren, um ein wiedergewonnenes Signal zu erzeugen, wobei das wiedergewonnene Signal charakteristische Kennzeichentransienten enthält, falls ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Abfragekorridor vorhanden ist.

2. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 1, weiter aufweisend:

eine Einrichtung zum Aufnehmen eines aktiven Schnappschusses der Umgebung im Korridor während eines Abfrageimpulses oder einer Abfragesequenz, wenn im Korridor kein Kennzeichen vorhanden ist, und

ein Synchron-Filter (170), das so geschaltet ist, um den aktiven Schnappschuß und den Abfrageschnappschuß zu emp fangen, und um den aktiven Schnappschuß vom Abfrageschnappschuß zu subtrahieren.

3. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 1, welches weiter mindestens ein Bandpaßfilter (140) mit linearer Phase aufweist, das dafür ausgelegt ist, das Niveau der asynchronen Interferenz im passiven Schnappschuß und im Abfrageschnappschuß zu verringern.

4. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das adaptives Filter (200) den passiven Schnappschuß so aufbereitet, daß der nach der Methode der kleinsten Quadrate berechnete Restfehler zwischen dem gefilterten passiven Schnappschuß und dem gefilterten Abfrageschnappschuß minimiert wird.

5. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zum Aufnehmen eines aktiven Schnappschusses weiter dafür ausgelegt ist, mehrere aktive Schnappschüsse aufzunehmen und anhand von diesen einen zusammengesetzten aktiven Schnappschuß zu erzeugen.

6. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der passive Schnappschuß und der Abfrageschnappschuß bezüglich der Phase des Netzleitungssignals an gleichen Punkten aufgenommen werden und wobei die gleichen Punkte Teile des Netzleitungssignals mit dem minimalen Wert der mit der Netzleitung synchronen Interferenz sind, um die mit der Netzleitung synchrone Interferenz im passiven Schnappschuß und im Abfrageschnappschuß zu verringern.

7. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei der aktive Schnappschuß bezüglich der Phase des Netzleitungssignals an gleichen Punkten aufgenommen wird und wobei die gleichen Punkte Teile des Netzleitungssignals mit dem minimalen Wert der mit der Netzleitung synchronen Inter ferenz sind, um die mit der Netzleitung synchrone Interferenz im aktiven Schnappschuß zu verringern.

8. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch I, welches weiter eine Einrichtung (300) zum Identifizieren eines Signals eines empfindlich gemachten Kennzeichens aufweist.

9. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung (300) zum Identifizieren so verbunden ist, daß das wiedergewonnene Signal empfangen wird, weiter aufweisend:

eine Einrichtung zum Finden von Nulldurchgängen des Feldtreibersignals, eine Einrichtung zum Definieren von Kennzeichen-Zeitgattern, die den Nulldurchgängen des Feldtreibersignals zugeordnet sind,

eine Einrichtung zum Vornehmen einer ersten Beurteilung des wiedergewonnenen Signals innerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter,

eine Einrichtung zum Vornehmen einer zweiten Beurteilung des wiedergewonnenen Signals in einem zugeordneten Bereich außerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter,

eine Einrichtung zum Vergleichen der ersten und der zweiten Beurteilung miteinander und

eine Einrichtung zum Identifizieren eines Signals eines empfindlich gemachten Kennzeichens auf der Grundlage eines günstigen Vergleichs.

10. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 9, wobei die Einrichtung zum Vornehmen der ersten Beurteilung weiter eine Einrichtung zum Bestimmen eines Maximalwertes des wiedergewonnenen Signals innerhalb von jedem der Kennzeichen-Zeitgatter aufweist, und

wobei die Einrichtung zum Vornehmen der zweiten Beurteilung weiter eine Einrichtung zum Bestimmen eines Maximalwertes des wiedergewonnenen Signals in einem zugeordneten Bereich außerhalb von jedem der Kennzeichen- Zeitgatter aufweist.

11. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum Vergleichen weiter eine Einrichtung zum Bestimmen des Verhältnisses zwischen dem Maximalwert des wiedergewonnenen Signals innerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter und dem Maximalwert des wiedergewonnenen Signals in einem zugeordneten Bereich außerhalb der Kennzeichen-Zeitgatter aufweist.

12. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 8, welches weiter eine Einrichtung (300) zum Entscheiden, daß ein empfindlich gemachtes Kennzeichen im Korridor vorhanden ist, nachdem das Signal des empfindlich gemachten Kennzeichens identifiziert wurde, aufweist.

13. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 8, welches weiter eine Einrichtung zum Zurückweisen des identifizierten Signals des empfindlich gemachten Kennzeichens auf der Grundlage eines Tests zum Blockieren eines frühen Schaltens aufweist.

14. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 8, welches weiter eine Einrichtung zum Zurückweisen des identifizierten Signals des empfindlich gemachten Kennzeichens auf der Grundlage eines Asymmetrietests aufweist.

15. Elektronisches Gegenstandsüberwachungssystem nach Anspruch 8, welches weiter eine Einrichtung zum Zurückweisen des identifizierten Signals des empfindlich gemachten Kennzeichens auf der Grundlage eines Schaltabfalltests aufweist.

16. System nach Anspruch 1, wobei das System ein gepulstes System ist.

17. Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins eines empfindlich gemachten Kennzeichens in einem Abfragekorridor eines elektronischen Gegenstandsüberwachungssystems, wobei ein Feldtreibersignal im Abfragekorridor erzeugt wird, mit den Schritten:

(a) Abtasten der Umgebung im Korridor bei Nichtvorhandensein des Feldtreibersignals zum Aufnehmen eines passiven Schnappschusses,

(b) Abtasten der Umgebung im Korridor während des Vorhandenseins des Feldtreibersignals zum Aufnehmen eines Abfrageschnappschusses,

(c) adaptives Filtern des passiven Schnappschusses,

(d) Subtrahieren des gefilterten passiven Schnappschusses vom Abfrageschnappschuß und Erzeugen eines wiedergewonnenen Signals anhand von diesem und

(e) Beurteilen des wiedergewonnenen Signals hinsichtlich des Vorhandenseins eines empfindlich gemachten Kennzeichens.