-
Die
vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Detektionssystem,
umfassend Bewegungsdetektoren, die jeweils ein Überwachungsgebiet definieren
und die zum Ansprechen auf die Bewegung von Objekten in Überwachungsgebieten,
die zumindest teilweise voneinander im Raum getrennt sind, durch
Liefern von jeweiligen Detektorsignalen gestaltet sind, worin genannte
Bewegungsdetektoren in einer Weise verbunden sind, daß eine Bewegung
eines Objekts durch aufeinanderfolgende Überwachungsgebiete in einer
Richtung zur Lieferung eines ersten Detektorsignals und eines zweiten
Detektorsignals führen
wird, wobei genanntes erstes Detektorsignal und genanntes zweites
Detektorsignal jeweils vom ersten Detektorsignal und vom zweiten
Detektorsignal verschieden sind, die bei Bewegung von genanntem
Objekt durch die Überwachungsgebiete
in zumindest teilweise entgegengesetzter Richtung geliefert werden.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Detektionsverfahren für ein System,
das Bewegungsdetektoren umfaßt,
die jeweils ein Überwachungsgebiet
definieren und die gestaltet sind, um auf die Bewegung von Objekten
in Überwachungsgebieten,
die zumindest teilweise voneinander im Raum getrennt sind, durch
Liefern von jeweiligen Detektorsignalen anzusprechen, wobei das
Verfahren den Schritt des Erzeugens eines ersten Detektorsignals und
eines zweiten Detektorsignals bei Bewegung eines Objekts durch aufeinanderfolgende Überwachungsgebiete
in einer Richtung umfaßt,
wobei sich genanntes erstes Detektorsignal und genanntes zweites
Detektorsignal jeweils vom ersten Detektorsignal und vom zweiten
Detektorsignal unterscheiden, die bei Bewegung von genanntem Objekt
durch die Überwachungsgebiete
in zumindest teilweise entgegengesetzter Richtung erzeugt werden.
Ein derartiges Detektionssystem ist aus der europäischen Patentveröffentlichung
Nr. 0 633 554 (Murata) bekannt.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes
Detektionssystem bereitzustellen, das zusätzliche Möglichkeiten zum Liefern von
Information über
das sich durch die Überwachungsgebiete
bewegende Objekt bietet, während
es die Vorteile eines minimalen Risikos eines Fehlalarms beibehält.
-
Zur
Lösung
der Aufgabe ist das Detektionssystem gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß das
Detektionssystem Mittel umfaßt,
um die Phasenbeziehung zwischen den ersten und zweiten Detektorsignalen
und die Gestalt der ersten und zweiten Detektorsignale zu messen
und daraus jeweils abzuleiten, in welcher Richtung und in welcher Entfernung
das Objekt genanntes Detektionssystem passiert.
-
Der
Vorteil des Detektionssystems gemäß der Erfindung besteht darin,
daß es
einen breiteren Anwendungsbereich aufweist, da das vorliegende Detektionssystem
Information hinsichtlich sowohl der Richtung als auch der Entfernung
des das Detektionssystem passierenden Objekts bereitstellen kann. Dieser
breitere Anwendungsbereich äußert sich
insbesondere, wenn das Detektionssystem gemäß der Erfindung in Sicherheitssystemen,
Zugangskontrollsystemen, Alarmsystemen und dergleichen verwendet
wird. Ein Sicherheitsbeamter kann nicht nur direkt feststellen,
daß, zum
Beispiel, ein zu überwachender Raum
unerwünschterweise,
zum Beispiel von einer Person, heimgesucht wird, sondern er kann
auch direkt feststellen, in welche Richtung und in welcher Entfernung
sich genannte Person bewegt, so daß genannte Person früher, als
dies bisher der Fall war, angehalten werden kann.
-
Einen
weitereren Vorteil des Detektionssystems gemäß der Erfindung stellt die
Tatsache dar, daß es
möglich
ist, zwischen unterschiedlichen Arten von Bewegungssignalen zu unterscheiden.
Somit wird eine Unterscheidung zwischen bewegungsspezifischen Signalen,
die durch die Bewegung eines Menschen erzeugt werden, und nichtbewegungsspezifischen Signalen
vorgenommen, die als eine Folge von Luftturbulenz, einfallendem
Licht, mechanischen Erschütterungen,
etc., erzeugt werden. Diese Unterscheidung wird manchmal durch den
Begriff "Bewegungs"-Signale im Gegensatz
zu "Nichtbewegungs"-Signalen angegeben.
Genannte Nichtbewegungssignale können
zu Fehlalarmen führen,
die einen ungünstigen
Effekt auf die Zuverlässigkeit
eines Alarmsystems aufweisen. Genannte Signale, die auch als eine
Folge von Unregelmäßigkeiten
erzeugt werden können,
die in einem Detektor oder in der Elektronik des Detektionssystems
für die
Sache auftreten können,
müssen
so viel wie möglich
vermieden werden. Dazu können
Kompensationsvorkehrungen im Detektionssystem vorgesehen sein. Genannte Kompensationsvorkehrungen
können
auch in diesem Fall verwendet werden, sofern genannte Vorkehrungen
nicht das bewegungsspezifische Signalisieren beeinträchtigen,
auf das von der Erfindung abgezielt wird. Falls möglich, können genannte
Kompensationseinrichtungen im Gehäuse und/oder der Elektronik
eines Alarmsystems gemäß der Erfindung, das
auf die Bewegungsrichtung anspricht, aufgenommen sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Detektionssystems weisen genanntes erstes und genanntes Detektorsignal
einen im wesentlichen ähnlichen
Verlauf als eine Funktion der Zeit auf. Genauer gesagt, sind genanntes
erstes und genanntes zweites Detektorsignal relativ zueinander phasenverschoben.
Noch genauer gesagt ist jedes der zwei Detektorsignale aus mehr
als einem, insbesondere zwei, Detektorsignalen von hintereinander
geschalteten Bewegungsdetektoren mit entgegengesetzter Polarität zusammengesetzt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind genannte Bewegungsdetektoren aus im wesentlichen identischen,
elektrisch leitfähigen
Verbindungsteilen in Längsrichtung
aufgebaut, die in paralleler Beziehung auf einem gemeinsamen Substrat vorgesehen
sind, das aus einem pyroelektrischen Material hergestellt ist. Genanntes
Substrat ist insbesondere aus einem pyroelektrischen Material hergestellt,
wobei das Substrat zwei flache Seiten aufweist und wobei vier erste
Verbindungsteile mit jeweiligen Polaritäten –, +, + und – von vier
Bewegungsdetektoren, die in paralleler Beziehung auf dem Substrat
vorgesehen sind, auf der ersten flachen Seite vorhanden sind, wobei
die vier entsprechenden zweiten Verbindungsteile mit den jeweiligen
Polaritäten
+, –, – und + auf
der zweiten flachen Seite, gegenüber
genannten vier ersten Verbindungsteilen vorhanden sind, wobei die
ersten Verbindungsteile des ersten und des dritten Bewegungsdetektors
und diejenigen des zweiten und des vierten Bewegungsdetektors elektrisch
miteinander verbunden sind, wobei die zweiten Verbindungsteile des
zweiten und des dritten Bewegungsdetektors elektrisch miteinander
verbunden sind und wobei die zweiten Verbindungsteile des ersten
und des vierten Bewegungsdetektors zum jeweiligen Empfangen von
jedem der Detektorsignale vorgesehen sind.
-
Der
Vorteil des Substrats gemäß der Erfindung
besteht darin, daß es
die verlangte zusätzliche Funktion
des Bereitstellens von richtungsabhängiger Information exakt durchführen kann,
während
sie ferner auf eine einfache Weise mittels Prozessen erzeugt werden
kann, die per se bekannt sind. In der Tat gilt diese zusätzliche
Funktion nicht nur für
diejenigen Fälle,
in denen ein warmes Objekt sich in einer kalten Umgebung bewegt,
sondern auch für
diejenigen Fälle,
in denen sich ein kaltes Objekt durch eine warme Umgebung bewegt.
-
Zusätzlich dazu
ist es vorteilhaft, daß das Substrat
keinen Anschlußdraht
auf der Vorderseite umfaßt,
wodurch somit die Nachteile des Vorhandenseins von genanntem Anschlußdraht,
wie zum Beispiel das Auftreten von thermischen Störungen auf
genannter Vorderseite und eine Reduzierung des Detektionsgebietes,
vermieden werden.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
genanntes Detektionssystem Mittel, die für eine Angabe hinsichtlich
des Verlaufs von einem der Detektorsignale und/oder einer Kombination
von genannten Detektorsignalen sorgen.
-
In
einem Verfahren gemäß der Erfindung, das
den Anwendungsbereich wesentlich vergrößert, wird ein Meßwert, der
Information über
die Entfernung liefert, in der sich ein Objekt bewegt, von einem der
Detektorsignale oder von einer Kombination der Detektorsignale abgeleitet.
Zu diesem Zweck wird ein Detektionsverfahren für ein System vorgeschlagen,
das Bewegungsdetektoren umfaßt,
die jeweils ein Überwachungsgebiet
definieren und die gestaltet sind, um auf die Bewegung von Objekten
in Überwachungsgebiete,
die zumindest teilweise voneinander im Raum getrennt sind, durch
Liefern von jeweiligen Detektorsignalen anzusprechen, wobei das
Verfahren den Schritt des Erzeugens eines ersten Detektosignals
und eines zweiten Detektorsignals bei Bewegung eines Objekts durch
aufeinanderfolgende Überwachungsgebiete
in einer Richtung umfaßt,
wobei sich genanntes erstes Detektorsignal und genanntes zweites
Detektorsignal jeweils vom ersten Detektorsignal und vom zweiten
Detektorsignal unterscheiden, die bei Bewegung von genanntem Objekt
durch die Überwachungsgebiete
in zumindest teilweise entgegengesetzter Richtung erzeugt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Detektionsverfahren die Schritte des Messens der Phasenbeziehung
zwischen den ersten und zweiten Detektorsignalen und der Gestalt
der ersten und zweiten Detektorsignale und Ableitens daraus jeweils,
in welche Richtung und in welcher Entfernung das Objekt genanntes
Detektionssystem passiert, umfaßt.
Insbesondere sind genannte erste und genannte zweite Detektorsignale relativ
zueinander phasenverschoben sind. Auf diese Weise erzielt das Detektionssystem
auch Ort-Richtung von Bewegungscharakteristiken, was die einzige
Charakteristik des Vorhandenseins des bekannten Systems übersteigt.
-
US-Patentveröffentlichtung
Nr. 4,614,938 (Weitman) beschreibt ein System zur Detektion von Eindringen
mit einer Vielzahl von für
infrarote Strahlung empfindlichen Elementen, von denen jedes erste
und zweite beabstandete Elektroden umfaßt, zwischen denen polarisiertes
pyroelektrisches Material angeordnet ist, wobei jedes Element betreibbar
ist, um eine Spannung zu erzeugen, die proportional zur Änderungsrate
von darauf einfallender Infrarotstrahlung ist. Das europäische Patentdokument
Nr. 0 817 145 (ABB) bezieht sich auch auf ein System zur Detektion
von Eindringen mit Sensorelementen, die für Infrarotstrahlung empfindlich
sind. Genanntes letzteres Dokument ist angesichts von Artikel 54(3)
EPÜ zu berücksichtigen.
Beide Dokumente zum Stand der Technik lehren kein Detektionssystem,
das aus den Detektorsignalen sowohl die Richtung als auch die Entfernung
des das Detektionssystem passierenden Objekts herleiten kann.
-
Die
Erfindung und deren weiteren begleitenden Vorteile werden nun ausführlicher
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert werden,
in denen übereinstimmende
Teile durch übereinstimmende
Bezugszahlen in den Figuren gekennzeichnet sind, in denen:
-
1 die
elektrisch leitfähige
Struktur auf der Vorderseite von Bewegungsdetektoren zeigt, die auf
einem gemeinsamen Substrat vorgesehen sind;
-
2 die
andere Seite von genanntem Substrat zeigt, aus Sicht von derselben
Vorderseite, wie sie in 1 gezeigt ist, so daß, wenn 1 und 2 übereinandergelegt
werden, ein Gesamtbild der elektrisch leitfähigen Strukturen, die auf jeder
flachen Seite des Substrats vorgesehen sind, erzeugt wird;
-
3 eine
schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden Überwachungsgebiete
zeigt, die durch den in den 1 und 2 gezeigten
Bewegungsdetektoren definiert werden können;
-
4 den
elektrischen Schaltplan der Verbindung der Bewegungsdetektoren der 1 und 2 zeigt;
-
die 5, 7, 9 die
Entwicklung von X- und Y-Signalen als eine Funktion der Zeit zeigen, während die 6, 8 und 10 den
zugehörigen
Verlauf der Lissajous-Darstellungen von genannten Signalen bei jeweils
150%, 100% und 70% von einem optimalen Bereich zeigen;
-
die 11 und 12 den
Verlauf von Lissajous-Darstellungen der X- und Y-Signale bei jeweils
ungefähr
45% und 25% des optimalen Bereiches zeigen;
-
13 den
Verlauf der X- und Y-Signale als eine Funktion der Zeit zeigen,
der mittels eines IEC 839-2-6-Lichttest erhalten wurde;
-
14 die
Wirkung auf die X- und Y-Signale von mechanischen Erschütterungssignalen,
die auftreten können,
zeigt.
-
15 eine
mögliche
Ausführungsform
einer Überwachungsschaltung
gemäß der Erfindung zeigt,
die die in den 1 und 2 gezeigten
Bewegungsdetektoren enthält;
-
16 ein
Ablaufdiagramm eines zu implementierenden Überwachungsalgorithmus zeigt,
worin die in 15 gezeigte Schaltung verwendet
wird; und
-
17 ein
Polardiagramm zeigt, mittels dessen der Überwachungsalgorithmus detaillierter
erläutert
wird.
-
1 zeigt
ein Substrat 1, das aus einem pyroelektrischen Material
hergestellt ist und den gemeinsamen Träger für vier elektrisch leitfähige Strukturen
oder Wege 2-1, 3-1, 4-1 und 5-1 mit
jeweiligen Polaritäten –, +, +
und – bildet,
die auf der dargestellten flachen Vorderseite des Substrats 1 vorgesehen sind.
Auf der ersten flachen Seite 6 des Substrats 1 ist
ferner eine Verbindung 7 zwischen elektrisch leitfähigen Strukturen 2-1 und 4-1,
gemeinsam mit einer weiteren elektrisch leitfähigen Struktur 8 vorgesehen, die
Strukturen 5-1 und 3-1 miteinander verbindet.
-
2 zeigt
die andere flache Seite 9 des Substrats 1. Wege,
Muster oder Strukturen 2-2, 3-2, 4-2 und 5-2 sind
auf genannter Seite vorgesehen. Struktur 2-2 zeigt die
andere flache Seite des Substrats 1. Auf dieser Seite sind
Wege, Muster oder Strukturen 2-2, 3-2, 4-2 und 5-2 vorgesehen.
Struktur 2-2 endet in Anschluß X, während Struktur 5-2 in
Anschluß Y
endet. Strukturen 4-2 und 3-2 verlaufen durchgehend
und sind miteinander verbunden derart, daß sie ein Bezugspotential,
zum Beispiel Erde (Gnd) bilden. Die Konfiguration des Aggregats
der Strukturen ist derart, daß im
zusammengebauten Zustand der Bewegungsdetektoren weder die Verbindungen mit
der Erde einerseits noch die Verbindungen 7 und 8 andererseits
irgendwelche entsprechenden elektrisch leitfähigen Strukturen auf den jeweiligen
gegenüberliegenden
flachen Seiten aufweisen. Dies wird deutlich demonstriert, wenn
die Strukturen der 1 und 2 übereinandergelegt
werden. Somit rühren
die Detektorsignale nur von jedem der vier Bewegungsdetektoren 2, 3, 4 und 5 her,
die als Arbeitskondensatoren konfiguriert sind. Die Kondensatoren machen
eine Änderung
durch, wenn das pyroelektrische Material IR-Strahlung ausgesetzt
wird, wobei als eine Folge davon die Detektorsignale erzeugt werden.
-
Das
Prinzipdiagramm der aufeinanderfolgenden miteinander verbundenen
Bewegungsdetektoren 2, 3, 4 und 5 ist
in 4 gezeigt.
-
3 zeigt
ein Detektionssystem 10, das zum Beispiel innerhalb eines
Raumes oder außerhalb
an einem Gebäude
montiert sein kann und das mit einem pyroelektrischen Sensor, zum
Beispiel einem Infrarotsensor, versehen ist, der wiederum mit den
oben erläuterten
Bewegungsdetekoren 2, 3, 4 und 5 versehen
ist. Ein Fokussierelement ist auf der Vorderseite der flachen Seite 6 des
Substrats 1 in einer Weise plaziert, die per se bekannt
ist, wobei als eine Folge davon die Bewegungsdetektoren 2, 3, 4 und 5 vier Überwachungsgebiete
in diesem Fall, nämlich
jeweils 2', 3', 4' und 5' definieren.
Wenn ein Objekt 11 sich durch die obengenannten Gebiete
in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung, das heißt von rechts
nach links bewegen, wird das Kreuzen des Gebietes 2' vom Bewegungsdetektor 2 detektiert
werden, wobei derzeit ein möglicher
Gegeneffekt, der durch die mögliche
Verwendung eines Fokussierspiegels verursacht wird, außer Acht
gelassen wird. Als eine Folge des Vorhandenseins der Struktur 2-1,
die eine negative Ladung oder Polarität aufweist, wird sich ein anfänglich negativ
verlaufendes Detektorsignal X (in dem linken Teil von 5 gezeigt)
entwickeln, gefolgt von einem positiv verlaufenden Detektorsignal
Y ungefähr
eine viertel Periode später,
das als eine Folge des Kreuzens des Überwachungsgebiets 3' erzeugt wird.
Aufgrund der Tatsache, daß die
Polarität
der Struktur 4-1 positiv ist, führt das Kreuzen des daran angrenzenden
Gebietes 4' dazu,
daß das
Detektorsignal X positiv wird, da, falls überhaupt, die Struktur 2-1 in
dem Fall weniger bestrahlt wird. Das Kreuzen des daran angrenzenden Überwachungsgebietes 5' führt dazu,
daß das Detektorsignal
Y negativ wird, wodurch das Überwachungsgebiet 3' nicht länger durchquert
wird. Somit können
ein negatives sinusförmiges
Detektorsignal X, das in dem linken Teil von 5 gezeigt
ist, und ein negatives kosinusförmiges
Detektorsignal Y erkannt werden, wenn die jeweiligen Überwachungsgebiete 2', 3', 4' und 5' von rechts
nach links durchquert werden. Mit anderen Worten wird eine Lissajous-Darstellung
im Uhrzeigersinn, wenn das Detektorsignal X entlang einer horizontalen
Achse aufgetragen wird und das Detektorsignal Y entlang einer vertikalen
Achse aufgetragen wird, wie dies in 6 gezeigt
ist, gebildet, wenn die aufeinanderfolgenden Überwachungsgebiet 2', 3', 4' und 5' von rechts
nach links durchquert werden.
-
Umgekehrt,
das heißt,
wenn die Überwachungsgebiete
von links nach rechts durchquert werden, werden die Detektorsignale
X und Y, die in dem rechten Teil von 5 gezeigt
sind, jeweils negativ kosinusförmig
und negativ sinusförmig
sein und wird eine in 6 gezeigte Kombination der Detektorsignale
X und Y entgegen dem Uhrzeigersinn gebildet. Mit Hilfe eines sehr
einfachen Detektionsmittels kann festgestellt werden, ob eine Lissajous-Darstellung im Uhrzeigersinn
oder entgegen dem Uhrzeigersinn angetroffen wird, so daß zusätzlich zu
der Tatsache, daß ein
Objekt detektiert wird, das die Überwachungsgebiete
durchquert, man folgern kann, in welcher Richtung sich genanntes
Objekt bewegt. Allgemein kann die Phasenbeziehung: ∅ =
arctan(Y/X)mit einem im wesentlichen konstanten Signal d = √(X2 + Y2), mit
Hilfe eines sehr einfachen Mittels gemessen werden, und anhand der
Tendenz der Phasenbeziehung somit abgeleistet werden, in welcher
Richtung jemand das Detektorsystem passiert.
-
Die
Konfiguration der zahlreichen einzelnen Überwachungsgebiete, wie in 3 gezeigt
ist, kann durch Verwendung einer Kombination der pyroelektrischen
Bewegungsdetektoren 2–5 und
Spiegeloptiken (nicht gezeigt) mit einer bestimmten Spaltbreite, die
die Breite der Überwachungsgebiete 2'–5' in der Entfernung,
in der das sich bewegende Objekt 11 passiert, realisiert
werden. Somit zeigen die 7 und 8 den in
den 5 und 6 gezeigten ähnelnde Graphen von Signalen,
die erzeugt werden, wenn eine etwas größere Spaltbreite verwendet
wird. Die Breite der Überwachungsgebiete 2'–5' wird somit auch
etwas größer werden,
wenn die letztgenannte Spaltbreite verwendet wird. Eine noch größere Spaltbreite,
die ungefähr
doppelt so groß wie
im vorgenannten Fall ist, wird die in den 9 und 10 gezeigten
Graphen ergeben.
-
Man
stelle sich vor, daß in
dem Fall der 7 und 8 Spiegeloptiken
ausgewählt
worden sind, bei denen die Breite von jedem Überwachungsgebiet 2', 3', 4' und 5' zum Beispiel
in einer Entfernung von 15 Metern vom Detektionssystem 10 28
cm beträgt,
die in die Toleranz von, sagen wir, 25% der durchschnittlichen Breite
einer Person fällt.
Wenn diese Person das Detektionssystem in ungefähr 7 m von Detektionssystem
passiert, wird ein Signal ausgegeben werden, das hinsichtlich deren
Gestalt mit den Graphen in den 9 und 10 übereinstimmt.
Mit anderen Worten bildet das Ausmaß, in dem die Lissajous-Darstellungen
eine runde und sanfte Tendenz aufweisen, ein Maß für die Entfernung, in der jemand
das Detektorsystem passiert. Überraschenderweise
enthalten somit die Graphen ein Maß für die Entfernung, in der die
Person, deren Bewegungsrichtung bereits festgestellt werden konnte,
das Detektionssystem 10 passiert. Genanntes Maß wird gewöhnlich die
mehr oder weniger spitz zulaufende Form, die Fläche und/oder die Tendenz des Umfangs
von einer oder mehreren Graphen der 5–10 und 11 und 12 enthalten.
-
Mit
einem optimalen Bereich von zum Beispiel 10 m zeigen somit die 6, 8, 10, 11 und 12 die
Lissajous-Darstellungen der X- und Y-Signale jeweils bei 15 m, 10
m, 7 m, 4,5 m und 2,5 m vom Detektorsystem.
-
13 zeigt
die Effekte des obengenannten Weißlichttests auf die X- und
Y-Signale. Während dieses
Tests wird helles weißes
Licht für
zwei Sekunden eingeschaltet und nachfolgend wieder für zwei Sekunden
ausgeschaltet. Die Änderungen
dieser Signale erfolgen simultan und außerdem weisen sie dieselbe
Polarität
auf, so daß das
Ergebnis dieser nichtbewegungsspezifischen Signale durch die in Reihe
geschalteten Bewegungsdetektoren mit entgegengesetzter Polarität darin
besteht, daß kein
Fehlalarm ausgegeben wird.
-
14 zeigt
den Effekt einer andersartigen nichtbewegungsspezifischen, nämlich mechanischen
Erschütterung.
Nur das X-Signal oder das Y-Signal wird positiv oder negativ werden
oder beide werden dieselbe Polarität erhalten, so daß auch diese
Art von Signalen zu keinem Fehlalarm führen wird.
-
In
der Praxis ist ein Detektionssystem entwickelt worden, bei dem vier
Detektoren, wobei jeder 3 × 0,7
mm mißt,
auf einem Substrat auf einer aktiven Fläche von insgesamt 8,4 mm2 vorgesehen sind. Der Nettoeffekt besteht
in einer Verdopplung des Signal-zu-Rauschen-Verhältnisses.
Außerdem
ist die Abmessung eines Detektors optimal auf die länglichen
Konturen eines Menschen ausgerichtet und daran angepaßt, wodurch
es leichter wird, einen solchen Menschen zu detektieren.
-
Autokorrelation
von Signalen X und Y führt zu
einer weiteren Verbesserung um 3 db, die, in Kombination mit dem
RMS-Verfahren, letztendlich zu einer Reduzierung von Rauschen von
9 db für
einen derartigen kleinen Detektor führen wird.
-
15 stellt
schematisch eine mögliche Ausführungsform
einer Überwachungsschaltung 12 dar.
Die Überwachungsschaltung 12 enthält zwei Verstärker 13-1 und 13-2 und
zugehörige
Bandpaßfilter 14-1 und 14-2,
die jeweils mit den in 2 gezeigten X- und Y-Anschlüssen verbunden
sind. Die Bandpaßfilter 14-1 und 14-2 sind
mit Mitteln 15 verbudnen, die die Polarkoordinaten bestimmen,
in denen die Phasenbeziehung θ und
die Signalgröße oder
der Signalradius R gemäß den beiden
obigen Beziehungen berechnet werden. Der Radius R wird in eine Schwellenwerteinrichtung 16 gegeben,
um zu ermitteln, ob R größer oder
kleiner als eine jeweilige obere Grenze Hi oder eine untere Grenze
Lo ist, während
die Phasenbeziehung θ in
eine Differenzeinrichtung 17 gegeben wird, um eine Information
bezüglich der
Phasenverschiebung zu erhalten. Sowohl die Radiusverschiebung als
auch die Phasenverschiebung werden in eine Bearbeitungseinheit 18 gegeben,
die im allgemeinen eine Alarmeinrichtung zum Erzeugen eines Alarmsignals,
wenn die Radiusverschiebung und/oder die Phasenverschiebung dies
rechtfertigen, enthält.
-
16 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Überwachungsalgorithmus,
der in der Verarbeitungseinheit 18 implementiert werden
kann, wobei von der Überwachungsschaltung 12 Gebrauch
gemacht wird. Nach dem Start wird der aktuelle Wert von θ nur als θ0 gespeichert, wenn das Signal Hi anzeigt,
daß R > Hi ist. Wenn nachfolgend
nicht gilt, daß R < Lo ist, wobei Lo
der Rauschschwellenwert ist, wird eine Phasendifferenz Δθ = θ – θ0 bestimmt und wird das Symbol der Phasendifferenz Δθ bestimmt.
Nur wenn der Absolutwert der Phasendifferenz Δθ größer als ein Phasenentscheidungswert
von zum Beispiel 60 Grad wird, wird ein Alarmsignal erzeugt. In
der polaren 17, in der eine Person von links
nach rechts am Sensor vorbeigeht, wird der Alarm bei Punkt B geschlagen,
nachdem Punkt A passiert worden ist, wonach der Alarm über Punkt
C zurückgesetzt
wird. Es ist möglich,
die Situation, in der der Alarm erzeugt wird, durch Variieren der
Schwellenwerte Hi und Lo und des oben erwähnten Phasenentscheidungswertes
zu beeinflussen. Somit wird eine Erhöhung von Hi bewirken, daß die maximale
Detektionsentfernung abnimmt, während überhaupt
keine Detektion in dem Fall einer Zunahme Li stattfinden wird – die eintritt, wenn
eine Person in einer zögerlichen
Weise (17) geht.