EP1470314B1 - Automatically actuating door, in particular a vertical door, and methode for its actuating - Google Patents
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- EP1470314B1 EP1470314B1 EP03706388A EP03706388A EP1470314B1 EP 1470314 B1 EP1470314 B1 EP 1470314B1 EP 03706388 A EP03706388 A EP 03706388A EP 03706388 A EP03706388 A EP 03706388A EP 1470314 B1 EP1470314 B1 EP 1470314B1
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- E06B2009/587—Mounting of guiding devices to supporting structure
Definitions
- the invention relates to an automatically operable gate and a method for automatic operation of a gate, in particular a lifting gate, which has a substantially vertical opening plane, an inner side and an outer side and respectively located on the inside and the outside, floor-level aprons.
- Another known solution for protecting obstacles or persons from hitting a closing automatically operated door or a closing automatically operated door was to span the opening plane of the door or the door by a plurality of light barriers or by a scanning light beam with To provide a so-called light curtain, at the injury thereof at any point of the not yet occupied by the closing gate or the shooting door part the opening level, a signal for stopping or reversing the drive for the automatically operated door or the automatically operated door was generated.
- a very advantageous system of this kind is described, for example, in US Pat. No. 6,218,940.
- a further safety system in addition to a safety system which, for example, provides a light curtain spanning the opening plane of the door opening by means of a detector beam or several detector beams, which has a motion detector installed approximately in the center above the door opening contained, which directed to an apron in front of the opening plane detector radiation fields, when injured by a moving on the opening plane of the gate in question obstacle object or by a person moving accordingly the automatic door drive or door drive in the door opening direction or gate opening direction was controlled.
- the radiation fields of such motion detectors are stationary.
- the object of the invention is to achieve the object, a device and a method for automatically actuating a door, in particular a lifting gate, which has a substantially vertical opening plane, an inside and an outside, and floor-level aprons located respectively on the inside and the outside, be designed so that a high level of security against both damage or injury of Hindemis Meetinge or persons by starting the closing gate as well as against damage to the closing gate is achieved by obstacle objects without several different security systems must be provided.
- the invention also provides a device for automatic operation of a gate is to be created, which is largely the known signal generating devices or control signal generator to open the gate or to monitor the safety of the closing movement of the gate is capable, for example, in the aprons embedded induction loops, motion detectors of all kinds Pressure-responsive mats, photoelectric barriers, scanning bars, pull switches and the like.
- the invention is based on the idea that obstacle objects or people who are about to penetrate the not yet covered by a closing gate part of the opening plane and thus run the risk of being hit by the closing edge or the closing edge of the gate, clamped in any case, in one of the aprons are supported against the ground and therefore, before they penetrate the said part of the opening plane of the closing gate, in any case, the horizontal surveillance area overlapping the relevant apron at a small vertical distance in the form of the Abtastdetektor violate outgoing horizontal fan, such that with appropriate design of this horizontal fan it no longer needs a curtain-like, the door opening spanning monitoring area in a device according to the invention. It is therefore considered with increased security against injury or damage to persons or objects or to the shooting goal a much simplified structure of the entire device.
- a laser radar scan detector used in a preferred embodiment often referred to as a laser scanner and well known in the art, produces a sharply-focused detector scan beam such that from the scan detector a well-defined scan horizontal fan can be generated within which by means of the scanning beam in each case the distances to obstacle objects or obstacle object parts are measured so that with respect to individual points on obstacle objects with respect to the transmitter location as a zero polar coordinates, ie beam angle and radial obstacle removal, can be collected.
- the data thus collected can be processed in a variety of ways by comparing corresponding coordinate values from successive sampling cycles. Different evaluations and correspondingly different processing programs can be made Without this, a substantial apperative transformation of the proposed device is required.
- Examples of a particular evaluation of the polar coordinate values of hindlem object points obtained in successive sampling cycles are cross-traffic suppression, i. the exclusion of such detector output signals from a door operation in the sense of stopping the closing movement or a stop and reversing in opening movement, which indicate a movement of an object detected by the detector parallel to the Torschbineebene; further exclusion of detector output signals from a gating controller when such detector output signals are indicative of static obstacles that are always in advance or objects that have been shut down in advance and that remain stationary for a certain time.
- a scanning detector is preferably a laser radar scanning detector.
- the direction of the finely focused scanning beam of the scanning detector can be determined by the directional beam of the transmitting and receiving device.
- a part 1 of a building is indicated, which rises from the ground level 2 and is broken by a gate opening 3.
- Torments- and support structures such as guide rails in which a laminated roller door 6 is guided, wound to open the door on a roller 7 or to close the Tores can be unwound from the roller 7, so that the closing edge or the closing edge 8 of the roller shutter 6 is finally lowered down to the ground level 2.
- the movement of the roller shutter 6 is carried out automatically by means of a door drive 9, which is coupled to a control device 10 which control signals are supplied from a hand switch in a manner not shown, such that an operator can cause the opening or closing of the roller shutter 6.
- control device 10 is connected to a security system 11, which contains a working according to the Rustrahltama detector 12.
- a security system 11 which contains a working according to the Rustrahltama detector 12.
- it is a laser radar scanning detector, which is mounted near the side boundary 4 of the door opening 3 on the viewer facing side of the door.
- the laser radar scanning detector 12 generates a horizontal fan 13 in the form of an example 90 ° sweeping circular disk sector as a monitoring area.
- the laser radar scanning detector 12 is mounted at such height above the ground plane 2 laterally adjacent to the door opening 3 on the building part 1, that the horizontal fan 13 is slightly higher than the maximum height of living beings or objects is, which should not be detected as obstacle objects. Examples of such objects are lugs from the twin tires of trucks, lost packaging material on a smaller scale, birds that have settled on the ground and the like.
- the height above ground level 2 may be, for example, 5 cm to 50 cm, with lower values preferably to be provided over the inner apron and higher values above the outer apron.
- aprons 14 or 15 identified by hatching which, in the example chosen, each cover a semicircular area in front of or behind the door opening on the floor level 2, where the circle diameter is greater than the width of the Gate opening is.
- the radius of the circular sector-shaped horizontal fan 13, that is the monitoring range of the laser radar scanning detector 12, is selected so that the horizontal fan 13 covers the apron 14 in any case.
- the radius of the horizontal fan 13, so the maximum measuring range of the Abtastdetektors 12, for example, be determined by the fact that after transmission of a radar pulse of the receiving channel only during a limited, by the double transit time of a radar pulse across the fan radius time period for the reception of any echo signals kept open.
- a constant over the pivoting range of the scanning range or a constant maximum measuring range is provided, such that the radius of the horizontal fan 13 about the width of the door opening 3 plus twice the lateral offset of the laser radar scanning detector 12th relative to the lateral door boundary 4, as can be seen essentially from FIG.
- the horizontal fan 13 is shaded by the scanning of the detector 12 adjacent wall of the building part 1 to the door opening 3, such that the scanning detector only one located above the outer apron 14 horizontal fan 13 to can produce.
- two scanning detectors 12 and 12 ' may be provided according to the embodiment of FIG. 3, one of which is mounted, for example, near the right side boundary 5 of the door opening 3 facing the outside of the door, scanning the horizontal fan 13 as a monitoring area, while the other other scanning detector 12 'is mounted near the side boundary 4 of the door opening 3 on the inside and generates the horizontal fan 13'.
- FIGS. 2 and 3 show situations in which the outside apron 14 and the inside apron 15 run the risk of being entered or driven by hindemis objects which move towards the door opening 3.
- An obstacle object 18 located on the outside near the apron 14 has, for example, the shape of a truck with a low-lying driver's cab
- the obstacle object approaching from the inside of the door opening 3 has the shape of a forklift 21 with low-level lifting tines 22, a loaded pallet 23 supported thereon, and the landing gear 24 with the cab 24 disposed thereon.
- Fig. 4 shows the possibility of using a single scanning detector 12, which is arranged near a side boundary, for example near the side boundary 4, the door opening 3, to produce a horizontal fan 13 as a monitoring area, both an apron on the outside and an apron superimposed on the inside of the door opening.
- a single scanning detector 12 which is arranged near a side boundary, for example near the side boundary 4, the door opening 3, to produce a horizontal fan 13 as a monitoring area, both an apron on the outside and an apron superimposed on the inside of the door opening.
- FIG. Another possibility for generating monitoring areas superimposed on the inner and outer apron by means of a single scanning detector 12 is shown in FIG. Again, in which the door opening 3 contained building part 1 near the side boundary 4 of the door opening 3, a chamber for receiving the Abtastdetektors 12 is provided. However, this sends his scanning beam not directly toward the door opening 3, but on a likewise located within a chamber of the building part 1 distribution mirror 25, which sends the scanning beam to mounted on the outside and the inside of the building part deflecting mirrors 26 and 27 respectively. From the distribution mirror 25 thus provided for the steel passage horizontal channels pass through the wall thickness of the housing part 1 through to the deflecting mirrors 26 and 27, of which then the monitoring areas in the form of horizontal fans 13 and 13 'go out.
- Embodiments according to FIGS. 4 and 5 have the advantage that the outer-side apron and the horizontal apron overlapping horizontal compartments of the scanning beams of the scanning detector 12 are also retained when the roller shutter 6 has been lowered below the level of the scanning detector 12.
- the following can be said:
- the scanning detector 12 is a laser radar scanning detector
- the time during which the receiving channel is kept open for receiving echo signals after transmission determines the radial dimension of the echo signal from the scan detector 12 outgoing horizontal fan 13 and 13 '.
- the receiving channel is kept for a constant time after the transmission of the Transmit pulse kept open, which is why the horizontal fan 13 and 13 'each has a substantially Kreisusionnsektorförmige shape.
- Fig. 6 it is also possible to select the duration of the open attitude of the receiving channel after transmission of the transmission pulse depending on the tilt angle of the scanning beam in the horizontal plane, so that one obtains a horizontal fan 13, despite the laterally offset arrangement of the scanning detector 12 a approximately semicircular apron 14 superimposed on the outside of the door opening 3.
- the scanning detector 12 which pivots within the horizontal fan 13 or 13 'impinges on the building part 1, for example on the side boundary 5 of the door opening 3 opposite the mounting location of the scanning detector 12 (for example embodiments according to FIGS , 4 and 6), the scanning detector 12 would report an obstacle object violating its monitoring area in the form of the horizontal fan, in such a way that the security system generates a guard signal and triggers the stopping or reversing of the door drive 9.
- signal processing of the output signals of the scanning detector is provided, which provides a fixed target suppression, as is known from radar technology.
- monitor system outputs are only generated when a comparison between a current detector output and a stored detector output from phase-analog samples of previous sample cycles shows that the sample beam has been reflected from an object that at a previous sample cycle has a different radial removal from the sample detector, particularly a greater radial distance from the scan detector, as was the case with the current scan.
- the signal processing device of the guard system thus includes an erase stage with memory means for storing echo signals according to their origin at a predetermined Position of the scanning beam, as well as comparison means for the pointwise comparison of received from respective directions current scanning signals for the purpose of mark suppression. In this way it is possible, even in the aprons 14 and 15 constantly existing objects, such as trees, boundary posts or the like, to arrange or set up without this disturbs the function of the device of the type specified here.
- a comparison of detector output signals from angularly adjacent scanning directions of the scanning beam can also be carried out during the same scanning cycle or also from successive scanning cycles, so that signals corresponding to information about the direction of movement of an obstacle object are obtained.
- This comparison results containing motion information and information about the direction of movement can be linked to the guard signals, such that switching off or reversing the door drive 9 always takes place when obstacle objects moving on the aprons 14 and 15 have a stronger component of movement in the direction of the door opening 3 point out.
- the signal processing means may implement certain signal processing programs enabling tracking object tracking such that, when obstacle objects move horizontally parallel to the opening plane of the door opening 3, no guard signals are generated while, when a motion component is detected on the door opening 3 Guard signals are derived from the detector signals.
- the processing of the coordinate information or the coordinate data in the Siganl kaus takes place preferably based on certain defined security zones in the surveillance area which can be divided into two zones, for example an absolute security zone extending horizontally over the entire door width and horizontally over a certain distance from the door closing plane, and a relative security zone extending in a larger area Distance from the absolute safety zone and greater distance from the door closing level finds.
- an absolute security zone extending horizontally over the entire door width and horizontally over a certain distance from the door closing plane
- a relative security zone extending in a larger area Distance from the absolute safety zone and greater distance from the door closing level finds.
- the absolute security zone no objects are tolerated. Changes lead to the opening of the gate. The gate closes only when the original condition is restored.
- criteria such as the approach speed and the size of the movement component in the direction of the door opening are taken into account and different control decisions are made in each case.
- This information can be taken into account when obtaining the guard signal or to form a specific control signal or to set a specific reaction rate of the control device.
- the operated gate is a sliding roller shutter with vertical gate closing edge, which moves parallel to itself horizontally in the opening direction, so the same construction and the same design of the Abtastdetektors the aforementioned calculation of the entry point of Hindemis Meetinges in the monitoring area for Forming the control signals are used, which cause a different rapid opening of the gate, depending on whether an object approaches the door opening near the closing gate located in the closing direction or near the opening direction located gate boundary.
- a building part is denoted by 1, wherein in the building part a door opening 3 is located, which has a width w.
- a Torinnen workedes or Torauniz workedes apron is indicated by a dash-dot line and designated 14 and 15 respectively.
- the laser radar scan detector 12 is mounted on one side at a gate opening boundary at the aforementioned predetermined height above the ground level apron and transmits horizontal scanning beams in the horizontal direction with time-dependent scanning angle ⁇ 1 , ⁇ 2 ..., ⁇ 1 , ⁇ 2, respectively. . out.
- a time-dependent clockwise scan (orientation angle of the scanning beam ⁇ 0 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ) and in an immediately following Working cycle a time-dependent sampling in the counterclockwise direction (scanning angle ⁇ 0 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ...) makes.
- Such a scan can be generated by means of a provided in the beam path of the scanning beam oscillating mirror.
- the first scanning beam of the laser radar scanning detector 12 first strikes the obstacle object 18 at the scanning angle ⁇ 0 , so that the laser radar scanning detector 12 a distance a of Hindemis Meetinges from the vertical plane of the door opening 3 reports.
- the speed of the sweep of the apron 14, 15 is selected by the scanning beam expedient order of magnitude higher than an assumed maximum travel speed of the obstacle objects 18 and 21, for example, qualitatively over ten times greater. Since there is no difficulty in performing the above-outlined simple trigonometric calculations in the time interval of advancing the scanning beam between two measuring positions, real-time processing for deriving guard signals can be performed. In a modification thereof, however, it may be expedient in certain cases, the collected by the laser radar scanning detector 12 Distance data r 1, r 2 ... in association with the orientation of the scanning beam in accordance with scan angle ⁇ 1, ⁇ 2 ..., and ⁇ 1 , ⁇ 2 ... are buffered over one or more sampling periods to gain time for evaluation of the coordinate data.
- this obstacle object shortly after entering the detection area of the respective scanning beam can also swing in a radial direction with respect to the laser radar scanning detector 12, and therefore it is expedient, in addition to the comparison of the measured values corresponding to adjacent scanning beams, to compare the distance measurements of scanning beams of the same orientation from successive ones Make scanning cycles, such that at less from scanning cycle to scan cycle Radialentfemung to the laser radar scanning detector 12 immediately a guard signal is triggered.
- the device alone performs distance measurements while omitting proximity detector systems between parallel movements relative to the door opening plane and movements in the direction the gate opening to discriminated, the signal evaluation algorithms are extremely simple and require only a minimum amount of computation.
- Torclairungslicht hand-operated door control switch, used for gate control, to be introduced in the bottom of the aprons with great economic and technical effort induction loops with the problem of coupling to any obstacle objects, and light curtains replaced by a simple, relatively inexpensive and easy to install device.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein automatisch betätigbares Tor und ein verfahren zur automatischen Betätigung eines Tores, insbesondere eines Hubtores, welches eine im wesentlichen vertikale Öffnungsebene, eine Innenseite und eine Außenseite und jeweils auf der Innenseite und der Außenseite gelegene, bodenebene Vorfelder aufweist.The invention relates to an automatically operable gate and a method for automatic operation of a gate, in particular a lifting gate, which has a substantially vertical opening plane, an inner side and an outer side and respectively located on the inside and the outside, floor-level aprons.
Es ist allgemein bekannt, daß bei automatisch betätigten Toren oder Türen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden müssen, damit nicht in der Türöffnung befindliche Hindernisobjekte oder Personen dann, wenn das Tor oder die Türe automatisch geschlossen wird, beschädigt bzw. verletzt werden.It is well known that in automatically operated gates or doors safety precautions must be taken so that not in the door opening obstacle objects or people when the door or the door is automatically closed, damaged or injured.
Zu diesem Zwecke hat man bekanntermaßen an den Schließrändern oder Schließkanten automatisch betätigter Tore bzw. Türen Berührungs-Kontaktleisten angeordnet, welche den Torantrieb oder Türantrieb stillsetzten oder in Öffnungsrichtung umsteuerten, sobald die betreffende Berührungs-Kontaktleiste gegen ein Hindemisobjekt oder eine Person anstieß, die sich in der Türöffnung aufhielt.For this purpose, it has been known to contact the closing edges or closing edges of automatically operated gates or doors contact contact strips arranged which shut down the door drive or door drive or reversed in the opening direction as soon as the relevant touch contact strip against a Hindemisobjekt or person abutting the door opened.
Eine andere bekannte Lösung zum Schutz von Hindemisobjekten oder Personen vor dem Anschlagen eines sich schließenden automatisch betätigten Tores oder einer sich schließenden automatisch betätigten Türe bestand darin, die Öffnungsebene des Tores oder der Tür durch eine Vielzahl von Lichtschranken zu überspannen oder durch einen Abtast-Lichtstrahl mit einem sogenannten Lichtvorhang zu versehen, bei dessen Verletzung an irgendeiner Stelle des noch nicht von dem sich schließenden Tor oder der sich schießenden Tür eingenommenen Teiles der Öffnungsebene ein Signal zur Stillsetzung oder zur Umsteuerung des Antriebs für das automatisch betätigte Tor bzw. die automatisch betätigte Tür erzeugt wurde. Ein sehr vorteilhaftes System dieser Art ist beispielsweise in der US-PS 6,218,940 beschrieben.Another known solution for protecting obstacles or persons from hitting a closing automatically operated door or a closing automatically operated door was to span the opening plane of the door or the door by a plurality of light barriers or by a scanning light beam with To provide a so-called light curtain, at the injury thereof at any point of the not yet occupied by the closing gate or the shooting door part the opening level, a signal for stopping or reversing the drive for the automatically operated door or the automatically operated door was generated. A very advantageous system of this kind is described, for example, in US Pat. No. 6,218,940.
Automatisch betätigte Tore für sehr große Toröffnungen, etwa von Flugzeughallen, Feuerwehr-Gerätehallen, Montagehallen und dergleichen, bewegen sich sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit, weshalb es vorkommen kann, daß zwar von einem sich auf die Toröffnung zu bewegenden Hindemisobjekt mit einem bodennahen, sich auf die Öffnungsebene zu erstreckenden Teil, beispielsweise den Spitzen von Gabelstaplerzinken, eine Verletzung des Lichtvorhanges vorgenommen und ein Detektorsignal ausgelöst wird, das die Stillsetzung oder Umsteuerung des Torantriebes auslöst, daß aber die Stillsetzung und Umsteuerung der Torbewegung nicht mehr so rechtzeitig erfolgt, daß nachfolgende, hoch aufragende Teile des sich auf die Öffnungsebene zu bewegenden Hindemisobjektes das sich schließende Tor erfassen und beschädigt werden, insbesondere aber auch das Tor schwerwiegend beschädigen.Automatically operated gates for very large door openings, such as aircraft hangars, fire equipment halls, assembly halls and the like, move both in the opening direction and in the closing direction with a comparatively high speed, which is why it may happen that of a to be moved to the door opening Hindemisobjekt with a ground level, extending to the opening plane part, such as the tips of forklift tines, made a violation of the light curtain and a detector signal is triggered, which triggers the shutdown or reversal of the door drive, but that the shutdown and reversal of the door movement is not so timely takes place that subsequent, towering parts of the object to be moved to the opening level Hindemisobjektes capture the gate closing and are damaged, but in particular also severely damage the gate.
Man hat versucht, diesen Problemen dadurch zu begegnen, daß zusätzlich zu einem Sicherheitssystem, das beispielsweise mittels eines Detektorstrahls oder mehrerer Detektorstrahlen einen die Öffnungsebene der Toröffnung überspannenden Lichtvorhang vorsieht, ein weiteres Sicherheitssystem installiert wurde, das einen etwa in der Mitte über der Türöffnung installierten Bewegungsmelder enthielt, der auf ein Vorfeld vor der Öffnungsebene Detektor-Strahlungsfelder richtete, bei deren Verletzung durch ein sich auf die Öffnungsebene des betreffenden Tores hin bewegendes Hindernisobjekt oder durch eine sich entsprechend bewegende Person der automatische Türantrieb oder Torantrieb in Türöffnungsrichtung bzw. Toröffnungsrichtung gesteuert wurde. Die Strahlungsfelder solcher Bewegungsmelder sind dabei stationär.Attempts have been made to counteract these problems by installing a further safety system in addition to a safety system which, for example, provides a light curtain spanning the opening plane of the door opening by means of a detector beam or several detector beams, which has a motion detector installed approximately in the center above the door opening contained, which directed to an apron in front of the opening plane detector radiation fields, when injured by a moving on the opening plane of the gate in question obstacle object or by a person moving accordingly the automatic door drive or door drive in the door opening direction or gate opening direction was controlled. The radiation fields of such motion detectors are stationary.
Bei diesen bekannten Systemen stellt der zusätzlich zu dem die Toröffnungsebene überwachenden Lichtvorhang vorzusehende Annäherungsmelder, welcher Vorfelder auf der Torinnenseite oder Toraußenseite überwacht, einen zusätzlichen apperativen Aufwand dar. Weiter hat sich herausgestellt, daß die Detektor-Strahlungsfelder bekannter Annäherungsmelder das betreffende Vorfeld nur lückenhaft überwachen, dergestalt, daß sich etwa ein Kind zwischen den Überwachungs-Strahlenbündeln hindurchschlängeln kann und so ohne "Voranmeldung" die Öffnungsebene des sich schließenden Tores oder der sich schließenden Tür erreicht. Schließlich haben oben über der Öffnung des Tores oder der Tür angebrachte Bewegungsmelder den Nachteil, daß in geringem Abstand vor der Öffnungsebene Detektorstrahlen des Näherungsmelders sehr steil nach abwärts auf das zu berwachende überwachende Vorfeld gerichtet sind und daher eine Horizontalgeschwindigkeit eines zu erfassenden Hindemisobjektes oder einer zu erfassenden Person nur mehr eine sehr kleine Geschwindigkeitskomponente in Detektorstrahlrichtung hat, derart, daß nach dem Dopplerprinzip arbeitende Bewegungsmelder für den nahe der Öffnungsebene gelegenen Vorfeldbereich eine oft nicht ausreichende Empfindlichkeit besitzen.In these known systems, in addition to the gate opening plane monitoring light curtain to be provided proximity detector, which monitors aprons on the inside or Toraußenseite, an additional apperativen effort. It has also been found that the detector radiation fields known proximity detector monitor the relevant apron only incomplete, in such a way that, for example, a child can meander between the surveillance beams and thus reach the opening plane of the closing gate or the closing door without "advance notification". Finally, above the opening of the door or the door mounted motion detector have the disadvantage that at a small distance in front of the opening plane detector beams of the proximity sensor are directed very steeply downwards to be monitored monitoring apron and therefore a horizontal speed of a Hindemisobjektes to be detected or to be detected Person has only a very small speed component in the detector beam direction, such that operating on the Doppler principle motion detectors for the near the opening plane located apron area often have insufficient sensitivity.
Es sei noch erwähnt, daß es allgemein bekannt ist, vertikale Überwachungsbereiche, beispielsweise Gehäusefassaden, oder aber horizontale Überwachungsbereiche, beispielsweise Grundstücke, mit Abtaststrahlen eines Laserradar-Abtastdetektors abzutasten und auf diese Weise bei Verletzung des jeweiligen Überwachungsbereiches ein Wächtersignal zu erzeugen, das einer entsprechenden Auswertung zugeführt wird. Außerdem ist es bekannt, mittels eines Laserradar-Abtastdetektors innerhalb einer in einer Vertikalebene gelegenen Türöffnung einen Lichtvorhang zu erzeugen, bei dessen Verletzung durch ein Hindernis mittels des Detektors ein zur Torsteuerung verwendetes Wächtersignal ausgelöst wird.It should be noted that it is well known to scan vertical surveillance areas, such as housing facades, or horizontal surveillance areas, such as land, with scanning beams of a laser radar scanning detector and thus generate a guard signal when breaching the respective surveillance area, the corresponding evaluation is supplied. It is also known to use a laser radar scanning detector within a door opening located in a vertical plane To produce a light curtain, in the injury of which is triggered by an obstacle by means of the detector a gatekeeper signal used for gate control.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Einrichtung und ein Verfahren zur automatischen Betätigung eines Tores, insbesondere eines Hubtores, welches eine im wesentlichen vertikale Öffnungsebene, eine Innenseite und eine Außenseite und jeweils auf der Innenseite und der Außenseite gelegene, bodenebene Vorfelder aufweist, so auszugestalten, daß eine hohe Sicherheit sowohl gegen eine Beschädigung bzw. Verletzung von Hindemisobjekten bzw. Personen durch ein Anlaufen des sich schließenden Tores als auch gegen eine Beschädigung des sich schließenden Tores durch Hindernisobjekte erreicht wird, ohne daß mehrere unterschiedliche Wächtersysteme vorgesehen werden müssen.The object of the invention is to achieve the object, a device and a method for automatically actuating a door, in particular a lifting gate, which has a substantially vertical opening plane, an inside and an outside, and floor-level aprons located respectively on the inside and the outside, be designed so that a high level of security against both damage or injury of Hindemisobjekte or persons by starting the closing gate as well as against damage to the closing gate is achieved by obstacle objects without several different security systems must be provided.
Durch die Erfindung soll auch eine Einrichtung zur automatischen Betätigung eines Tores geschaffen werden, welche weitestgehend die bekannten Signalerzeugungseinrichtungen oder Steuersignalgeber zum Öffnen des Tores bzw. zur Sicherheitsüberwachung der Schließbewegung des Tores zu ersetzen vermag, beispielsweise in den Vorfeldern eingelassene Induktionsschleifen, Bewegungsmelder aller Art, auf Druck ansprechende Matten, Lichtschranken, Abtastleisten, Zugschalter und dergleichen.The invention also provides a device for automatic operation of a gate is to be created, which is largely the known signal generating devices or control signal generator to open the gate or to monitor the safety of the closing movement of the gate is capable, for example, in the aprons embedded induction loops, motion detectors of all kinds Pressure-responsive mats, photoelectric barriers, scanning bars, pull switches and the like.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den anliegenden Ansprüchen 1 und 11 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the appended
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.Advantageous embodiments and further developments are the subject of claims subordinate to claim 1, the content of which is hereby expressly made part of the present description, without repeating the wording at this point.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß Hindernisobjekte oder Personen, welche im Begriff sind, den von einem sich schließenden Tor noch nicht abgedeckten Teil der Öffnungsebene zu durchdringen und somit in Gefahr laufen, von der Schließkante oder dem Schließrand des Tores getroffen zu werden, geklemmt zu werden oder das Tor zu beschädigen, jedenfalls in einem der Vorfelder gegen den Boden abgestützt sind und daher, bevor sie den genannten Teil der Öffnungsebene des sich schließenden Tores durchdringen, jedenfalls den das betreffende Vorfeld in geringem Vertikalabstand überlagernden horizontalen Überwachungsbereich in Gestalt des vom Abtastdetektor ausgehenden Horizontalfächers verletzen, derart, daß bei entsprechender Bemessung dieses Horizontalfächers es eines vorhangartigen, die Toröffnung überspannenden Überwachungsbereiches bei einer erfindungsgemäßen Einrichtung nicht mehr bedarf. Man hält daher bei erhöhter Sicherheit gegen Verletzungen bzw. Beschädigungen an Personen bzw. an Objekten oder an dem sich schießenden Tor einen stark vereinfachten Aufbau der gesamten Einrichtung.The invention is based on the idea that obstacle objects or people who are about to penetrate the not yet covered by a closing gate part of the opening plane and thus run the risk of being hit by the closing edge or the closing edge of the gate, clamped in any case, in one of the aprons are supported against the ground and therefore, before they penetrate the said part of the opening plane of the closing gate, in any case, the horizontal surveillance area overlapping the relevant apron at a small vertical distance in the form of the Abtastdetektor violate outgoing horizontal fan, such that with appropriate design of this horizontal fan it no longer needs a curtain-like, the door opening spanning monitoring area in a device according to the invention. It is therefore considered with increased security against injury or damage to persons or objects or to the shooting goal a much simplified structure of the entire device.
Bedeutsam ist, daß ein gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Abtastdetektor verwendeter Laserradar-Abtastdetektor, welcher oft auch als Laserscanner bezeichnet wird und an sich allgemein bekannt ist, einen scharf gebündelten Detektor-Abtaststrahl erzeugt, derart, daß von dem Abtastdetektor ein genau definierter Abtast-Horizontalfächer erzeugt werden kann, innerhalb dessen mittels des Abtaststrahls jeweils die Entfernungen zu Hindernisobjekten oder Hindernisobjektteilen hin gemessen werden, derart, daß bezüglich einzelnen Punkten an Hindernisobjekten mit Bezug auf den Senderort als Nullpunkt Polarkoordinaten, also Strahlwinkel und radiale Hindernisentfernung, gesammelt werden können. Die so gesammelten Daten können in vielerlei Art und Weise verarbeitet werden, indem einander entsprechende Koordinatenwerte aus aufeinanderfolgenden Abtastzyklen miteinander verglichen werden. Unterschiedliche Auswertungen und entsprechend unterschiedliche Verarbeitungsprogramme können vorgenommen werden, ohne daß hierdurch eine wesentliche apperative Umgestaltung der hier vorgeschlagenen Einrichtung erforderlich ist.Significantly, a laser radar scan detector used in a preferred embodiment, often referred to as a laser scanner and well known in the art, produces a sharply-focused detector scan beam such that from the scan detector a well-defined scan horizontal fan can be generated within which by means of the scanning beam in each case the distances to obstacle objects or obstacle object parts are measured so that with respect to individual points on obstacle objects with respect to the transmitter location as a zero polar coordinates, ie beam angle and radial obstacle removal, can be collected. The data thus collected can be processed in a variety of ways by comparing corresponding coordinate values from successive sampling cycles. Different evaluations and correspondingly different processing programs can be made Without this, a substantial apperative transformation of the proposed device is required.
Beispiele für eine bestimmte Auswertung der in aufeinanderfolgenden Abtastzyklen gewonnenen Polarkoordinatenwerte von Hindemisobjektpunkten sind die Querverkehrsausblendung, d.h. der Ausschluß von solchen Detektorausgangssignalen von einer Torbetätigung im Sinne einer Stillsetzung der Schließbewegung oder einer Stillsetzung und Umsteuerung in Öffnungsbewegung, welche auf eine Bewegung eines vom Detektor erfaßten Objektes parallel zur Torschließebene hindeuten; ferner das Ausschließen von Detektorausgangssignalen von einer Torsteuerung, wenn solche Detektorausgangssignale auf statische Hindernisse, welche sich stets im Vorfeld befinden, oder auf Objekte hinweisen, die im Vorfeld abgestellt wurden und eine bestimmte Zeit unbeweglich bleiben.Examples of a particular evaluation of the polar coordinate values of hindlem object points obtained in successive sampling cycles are cross-traffic suppression, i. the exclusion of such detector output signals from a door operation in the sense of stopping the closing movement or a stop and reversing in opening movement, which indicate a movement of an object detected by the detector parallel to the Torschließebene; further exclusion of detector output signals from a gating controller when such detector output signals are indicative of static obstacles that are always in advance or objects that have been shut down in advance and that remain stationary for a certain time.
Nachfolgend werden einige Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar:
- Fig. 1
- eine schematische perspektivische Ansicht eines Gebäudeteils mit einer durch ein automatisch betätigtes Rolltor verschließbaren Toröffnung und einem Wächtersystem in einer Einrichtung der hier angegebenen Art gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Fig. 2
- eine teilweise im Horizontalschnitt gezeigte Aufsicht auf einen Gebäudeteil mit einer Toröffnung und einer Einrichtung der hier angegebenen Art gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Fig. 3
- eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2 in Aufsicht mit einer Einrichtung der hier angegebenen Art gemäß einer dritten Ausführungsform;
- Fig. 4
- eine schräg von oben gesehene perspektivische Darstellung eines Gebäudeteils mit Toröffnung und einer Einrichtung der hier angegebenen Art gemäß einer vierten Ausführungsform;
- Fig. 5
- eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4 zur Erläuterung einer fünften Ausführungsform;
- Fig. 6
- eine Aufsicht auf einem Gebäudeteil mit Toröffnung und einer Einrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
- Fig. 7
- eine ähnliche Darstellung wir Fig. 6 zur Erläuterung einiger geometrischer Überlegungen zur Verdeutlichung besonderer Vorteile des hier angegebenen Systems.
- Fig. 1
- a schematic perspective view of a building part with a closable by an automatically operated roller shutter gate opening and a security system in a device of the type specified here according to a first embodiment;
- Fig. 2
- a partially shown in horizontal section plan view of a building part with a door opening and a device of the type specified here according to a second embodiment;
- Fig. 3
- a view similar to Figure 2 in plan view with a device of the type specified here according to a third embodiment.
- Fig. 4
- an obliquely viewed from above perspective view of a building part with door opening and a device of the type specified here according to a fourth embodiment;
- Fig. 5
- a representation similar to Figure 4 for explaining a fifth embodiment.
- Fig. 6
- a plan view of a building part with gate opening and a device according to a sixth embodiment; and
- Fig. 7
- FIG. 6 shows a similar illustration for explaining some geometric considerations to clarify particular advantages of the system specified here.
Soweit in den nachfolgenden Ausführungen von einem Abtastdetektor die Rede ist, handelt es sich bevorzugt um einen Laserradar-Abtastdetektor. Die Richtung des fein gebündelten Abtaststrahles des Abtastdetektors kann durch den Richtstrahl der Sende- und Empfangseinrichtung bestimmt werden.As far as in the following explanations of a scanning detector is mentioned, it is preferably a laser radar scanning detector. The direction of the finely focused scanning beam of the scanning detector can be determined by the directional beam of the transmitting and receiving device.
In Fig. 1 ist ein Teil 1 eines Gebäudes angedeutet, welcher von der Bodenebene 2 aufragt und von einer Toröffnung 3 durchbrochen ist. An den Seitenbegrenzungen 4 und 5 der Toröffnung 3 befinden sich Torführungs- und Abstützkonstruktionen, etwa Führungsschienen, in denen ein lamelliertes Rolltor 6 geführt ist, das zum Öffnen des Tores auf eine Walze 7 aufgewickelt oder zum Schließen des Tores von der Walze 7 abgewickelt werden kann, so daß der Schließrand oder die Schließkante 8 des Rolltores 6 sich schließlich bis auf die Bodenebene 2 absenkt. Die Bewegung des Rolltores 6 erfolgt automatisch mittels eines Torantriebes 9, der mit einer Steuereinrichtung 10 gekoppelt ist, welcher in nicht dargestellter Weise Steuersignale von einem Handschalter aus zugeführt werden, derart, daß eine Bedienungsperson das Öffnen oder Schließen des Rolltores 6 veranlassen kann.In Fig. 1, a
Außerdem ist die Steuereinrichtung 10 mit einem Wächtersystem 11 verbunden, das einen nach dem Rückstrahlprinzip arbeitenden Detektor 12 enthält. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Laserradar-Abtastdetektor, der nahe der Seitenbegrenzung 4 der Toröffnung 3 auf der dem Betrachter zugekehrten Seite des Tores montiert ist. Der Laserradar-Abtastdetektor 12 erzeugt als Überwachungsbereich einen Horizontalfächer 13 in Gestalt eines beispielsweise 90° überstreichenden Kreisscheibensektors. Der Laserradar-Abtastdetektor 12 ist in solcher Höhe über der Bodenebene 2 seitlich neben der Toröffnung 3 an dem Gebäudeteil 1 montiert, daß der Horizontalfächer 13 etwas höher liegt als die Maximalhöhe von Lebewesen oder Objekten beträgt, welche nicht als Hindernisobjekte erfaßt werden sollen. Beispiele solcher Objekte sind Erdstollen aus den Zwillingsreifen von Lastkraftwagen, verlorenes Verpackungsmaterial in kleinerem Umfang, Vögel, die sich auf dem Boden niedergelassen haben und dergleichen. Die Höhe über der Bodenebene 2 kann beispielsweise 5 cm bis 50 cm betragen, wobei niedrigere Werte vorzugsweise über dem inneren Vorfeld und höhere Werte über dem äußeren Vorfeld vorzusehen sind.In addition, the
Auf der beispielsweise dem Betrachter zugekehrten Außenseite und der vom Betrachter abgekehrten Innenseite des überwachten Tores befinden sich die durch Schraffur kenntlich gemachten Vorfelder 14 bzw. 15, die bei dem gewählten Beispiel jeweils einen halbkreisförmigen Bereich vor bzw. hinter der Toröffnung auf der Bodenebene 2 abdecken, wobei der Kreisdurchmesser größer als die Breite der Toröffnung ist. Der Radius des kreissektorförmigen Horizontalfächers 13, also des Überwachungsbereiches des Laserradar-Abtastdetektors 12, ist so gewählt, daß der Horizontalfächer 13 jedenfalls das Vorfeld 14 überdeckt.On the outside, facing the observer, for example, and the inside of the gate monitored by the observer, there are the
Der Radius des Horizontalfächers 13, also der Maximal-Meßbereich des Abtastdetektors 12, kann beispielsweise dadurch bestimmt werden, daß nach Aussendung eines Radarimpulses der Empfangskanal nur während einer begrenzten, durch die doppelte Laufzeit eines Radarimpulses über den Fächerradius hinweg bestimmten Zeitdauer für den Empfang etwaiger Echosignale offen gehalten wird.The radius of the
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine über den Schwenkbereich des Abtaststrahles gleichbleibende Reichweite bzw. ein gleichbleibender Maximal-Meßbereich vorgesehen, derart, daß der Radius des Horizontalfächers 13 etwa der Breite der Toröffnung 3 zuzüglich dem Zweifachen des seitlichen Versatzes des Laserradar-Abtastdetektors 12 gegenüber der seitlichen Türbegrenzung 4 beträgt, wie dies im wesentlichen aus Fig. 1 zu erkennen ist.In the embodiment of FIG. 1, a constant over the pivoting range of the scanning range or a constant maximum measuring range is provided, such that the radius of the
Da der Laserradar-Abtastdetektor 12 seitlich an dem Gebäudeteil 1 montiert ist, wird der Horizontalfächer 13 von der dem Abtastdetektor 12 benachbarten Wand des Gebäudeteiles 1 zur Toröffnung 3 hin abgeschattet, derart, daß der Abtastdetektor nur einen über dem äußeren Vorfeld 14 gelegenen Horizontalfächer 13 zu erzeugen vermag.Since the laser
Wird aber gemäß Fig. 2 der Abtastdetektor 12 unmittelbar an einer Kante der Leibung der Toröffnung 3 oder an einer einwärts weisenden Kante der Torführungs- und Abstützkonstruktionen 16 montiert, so ist die Abschattung des Horizontalfächers 13 durch die dem Abtastdetektor 12 benachbarten Gebäudeteile oder Torführungs- und Abstützkonstruktionsteile bedeutend geringer, so daß der Horizontalfächer 13 dann beispielsweise eine winkelmäßige Erstreckung von 220° haben kann und nicht nur das außenseitige Vorfeld 14, sondern auch das innenseitige Vorfeld 15 des Tores und auch den Bodenbereich unmittelbar in der Toröffnung 3 überlagert, derart, daß man einen durchgehenden Überwachungsbereich über beiden Vorfeldern zumindest während der Zeitdauer erhält, in der sich das Rolltor 6 mit seiner Unterkante oder mit seinem Schließrand 8 über dem Niveau befindet, auf welchem der Abtastdetektor 12 montiert ist.But if, as shown in FIG. 2, the
Will man durch Abtastfächer einer Abtastdetektoranordnung sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite des Tores Vorfelder durch horizontalfächerförmige Überwachungsbereiche überdecken, die sich auch noch seitlich von der Toröffnung 3 bis zur Gebäudewand 1 hin erstrecken, wie dies für die Vorfelder 14 und 15 in Fig. 1 gezeigt ist, so können gemäß der Ausführungsform von Fig. 3 zwei Abtastdetektoren 12 und 12' vorgesehen werden, von denen der eine beispielsweise nahe der rechten Seitenbegrenzung 5 der Toröffnung 3 der Toraußenseite zugekehrt montiert ist und den Horizontalfächer 13 als Überwachungsbereich abtastet, während der andere Abtastdetektor 12' nahe der Seitenbegrenzung 4 der Toröffnung 3 auf der Innenseite montiert ist und den Horizontalfächer 13' erzeugt. Beide Horizontalfächer 13 und 13' bleiben auch bei vollständig geschlossenem Rolltor erhalten, während bei der Ausführungsform nach Fig. 2 bei geschlossenem Rolltor der von diesem abgeschattete Teil des Horizontalfächers 3, der eines der Vorfelder überlagert, abgeschattet wird. Die Ausgänge der Abtastdetektoren 12 und 12' können durch eine ODER-Verknüpfung verbunden sein und der Steuereinrichtung 10 (siehe Fig. 1) zugeführt werden.If you want to cover by scanning trays a Abtastdetektoranordnung both on the inside and on the outside of the gate aprons by horizontally fan-shaped monitoring areas, which also extend laterally from the
Die Figuren 2 und 3 zeigen Situationen, bei welchen das außenseitige Vorfeld 14 und das innenseitige Vorfeld 15 in die Gefahr kommen, von Hindemisobjekten betreten oder befahren zu werden, welche sich auf die Toröffnung 3 zubewegen. Ein auf der Außenseite nahe dem Vorfeld 14 befindliches Hindernisobjekt 18 hat beispielsweise die Gestalt eines Lastkraftwagens mit tiefliegendem Fahrerhaus 19 und sehr hoch aufragendem rückwärtigem Aufbau 20. Das sich von der Innenseite der Türöffnung 3 nähernde Hindernisobjekt hat beispielsweise die Gestalt eines Gabelstaplers 21 mit auf niedrigem Niveau vorstehendem Hubzinken 22, einer darauf abgestützten, beladenen Palette 23 und dem Fahrwerk mit darauf angeordnetem Führerhaus 24. Man erkennt, daß unabhängig von dem Höhenprofil des sich der Toröffnung 3 nähernden Hindemisobjektes dieses jedenfalls auf dem Weg zur Toröffnung 3 hin gegenüber dem Boden im Vorfeld 14 bzw. im Vorfeld 15 abgestützt werden muß und daher jedenfalls die Abstützungsmittel, etwa Räder, Reifen und dergleichen rechtzeitig von dem Überwachungsbereich in Gestalt des Horizontalfächers 13 oder der Horizontalfächer 13 und 13' detektiert werden und eine Stillsetzung oder Umsteuerung des Torantriebs 9 erfolgt, derart, daß es nicht eines bis zu einer bestimmten Höhe reichenden Überwachungs-Lichtvorhanges in der Öffnungsebene der Toröffnung 3 bedarf.FIGS. 2 and 3 show situations in which the
Fig. 4 zeigt die Möglichkeit auf, mittels eines einzigen Abtastdetektors 12, welcher nahe einer Seitenbegrenzung, beispielsweise nahe der Seitenbegrenzung 4, der Toröffnung 3 angeordnet ist, einen Horizontalfächer 13 als Überwachungsbereich zu erzeugen, der sowohl ein Vorfeld auf der Außenseite als auch ein Vorfeld auf der Innenseite der Toröffnung überlagert. Zu diesem Zwecke ist in den die Toröffnung 3 enthaltenden Gebäudeteil 1 nahe der Seitenbegrenzung 4 der Toröffnung eine Kammer eingebaut, in welcher der Abtastdetektor 12 installiert ist. Von der Kammer aus reicht ein Durchbruch zu der Seitenbegrenzung 4 der Toröffnung 3, wobei dieser Durchbruch auch durch Torführungs- und Abstützkonstruktionen an der betreffenden Seitenbegrenzung der Toröffnung 3 hindurchreicht, derart, daß diese Torführungs- und Abstützkonstruktionen auf der Höhe des Austrittes des Abtaststrahles auf eine geringe vertikale Strecke unterbrochen sind, damit der Abtaststrahl frei hindurchtreten kann und den beispielsweise über 150° sich erstrekkenden Horizontalfächer überstreichen kann.Fig. 4 shows the possibility of using a
Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung von das innere und das äußere Vorfeld überlagernden Überwachungsbereichen mittels eines einzigen Abtastdetektors 12 ist in Fig. 5 gezeigt. Auch hier ist in dem die Toröffnung 3 enthaltenen Gebäudeteil 1 nahe der Seitenbegrenzung 4 der Toröffnung 3 eine Kammer zur Aufnahme des Abtastdetektors 12 vorgesehen. Dieser sendet jedoch seinen Abtaststrahl nicht unmittelbar in Richtung auf die Türöffnung 3, sondern auf einen sich ebenfalls innerhalb einer Kammer des Gebäudeteils 1 befindenden Verteilerspiegel 25, der den Abtaststrahl zu auf der Außenseite und der Innenseite des Gebäudeteils montierten Umlenkspiegeln 26 bzw. 27 sendet. Von dem Verteilerspiegel 25 reichen also für den Stahlengang vorgesehene horizontale Kanäle durch die Wandstärke des Gehäuseteiles 1 hindurch zu den Umlenkspiegeln 26 und 27, von denen dann die Überwachungsbereiche in Gestalt von Horizontalfächern 13 bzw. 13' ausgehen.Another possibility for generating monitoring areas superimposed on the inner and outer apron by means of a
Ausführungsformen nach den Figuren 4 und 5 haben den Vorteil, daß das außenseitige Vorfeld und das innenseitige Vorfeld überlagernde Horizontalfächer der Abtaststrahlen des Abtastdetektors 12 auch dann erhalten bleiben, wenn sich das Rolltor 6 bis unterhalb des Niveaus des Abtastdetektors 12 abgesenkt hat. Zu der Auswertung der Ausgangssignale des Abtastdetektors 12 in einer dem Wächtersystem 11 angehörenden Signalverarbeitungseinrichtung ist folgendes zu sagen:Embodiments according to FIGS. 4 and 5 have the advantage that the outer-side apron and the horizontal apron overlapping horizontal compartments of the scanning beams of the
Wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform, bei der der Abtastdetektor 12 ein Laserradar-Abtastdetektor ist, ein Sendeimpuls zu einer bestimmten Zeit ausgesendet, so bestimmt die Zeit, während welcher nach der Aussendung der Empfangskanal für den Empfang von Echosignalen offen gehalten wird, die radiale Abmessung des von dem Abtastdetektor 12 ausgehenden Horizontalfächers 13 bzw. 13'. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 5 wird beispielsweise der Empfangskanal für eine konstante Zeitdauer nach Aussendung des Sendeimpulses offen gehalten, weshalb der Horizontalfächer 13 bzw. 13' jeweils im wesentlichen kreisscheibensektorförmige Gestalt besitzt.According to the preferred embodiment in which the
Gemäß Fig. 6 ist es jedoch auch möglich, die Zeitdauer der Offenhaltung des Empfangskanales nach Aussendung des Sendeimpulses abhängig von dem Schwenkwinkel des Abtaststrahles in der Horizontalebene zu wählen, so daß man einen Horizontalfächer 13 erhält, der trotz der seitlich versetzten Anordnung des Abtastdetektors 12 ein etwa halbkreisförmiges Vorfeld 14 auf der Außenseite der Toröffnung 3 überlagert.According to Fig. 6, however, it is also possible to select the duration of the open attitude of the receiving channel after transmission of the transmission pulse depending on the tilt angle of the scanning beam in the horizontal plane, so that one obtains a
Es versteht sich, daß dort, wo der sich innerhalb des Horizontalfächers 13 bzw. 13' verschwenkende Abtaststrahl des Abtastdetektors 12 auf das Gebäudeteil 1 trifft, etwa auf die dem Anbringungsort des Abtastdetektors 12 gegenüberliegende Seitenbegrenzung 5 der Toröffnung 3 (beispielsweise Ausführungsformen nach den Figuren 2, 4 und 6), der Abtastdetektor 12 ein seinen Überwachungsbereich in Gestalt des Horizontalfächers verletzendes Hindemisobjekt melden würdederart, daß das Wächtersystem ein Wächtersignal erzeugt und die Stillsetzung oder Umsteuerung des Torantriebes 9 auslöst. Um dies zu verhindern wird eine Signalverarbeitung der Ausgangssignale des Abtastdetektors vorgenommen, welche eine Festzielunterdrückung vorsieht, wie sie aus der Radartechnik bekannt ist. Demgemäß werden Wächtersystemausgangssignale nur dann erzeugt, wenn ein Vergleich zwischen einem aktuellen Detektorausgangssignal und einem gespeicherten Detektorausgangssignal aus phasenanalogen Abtastungen vorausgegangener Abtastzyklen zeigt, daß der Abtaststrahl von einem Objekt reflektiert wurde, das bei einem vorausgehenden Abtastzyklus eine andere Radialentfemung von dem Abtastdetektor, insbesondere eine größere Radialentfernung vom Abtastdetektor hatte, als dies bei der aktuellen Abtastung der Fall war. Die Signalverarbeitungseinrichtung des Wächtersystems enthält also eine Löschstufe mit Speichermitteln zum Einspeichern von Echosignalen entsprechend ihrer Herkunft bei vorbestimmter Position des Abtaststrahles, sowie Vergleichseinrichtungen zum punktweisen Vergleich von aus entsprechenden Richtungen empfangenen aktuellen Abtastsignalen zwecks Festzeichenunterdrückung. Auf diese Weise ist es möglich, auch in den Vorfeldern 14 und 15 ständig vorhandene Objekte, etwa Bäume, Begrenzungspfähle oder dergleichen, anzuordnen oder aufzustellen, ohne das dies die Funktion der Einrichtung der hier angegebenen Art stört.It is understood that where the scanning beam of the
In einer von dem Abstandsdetektor 12 beaufschlagten Signalverarbeitungseinrichtung kann auch ein Vergleich von Detektorausgangssignalen aus winkelmäßig benachbarten Abtastrichtungen des Abtaststrahls ein und desselben Abtastzyklus oder auch aus aufeinanderfolgenden Abtastzyklen vorgenommen werden, so daß man Signale entsprechend einer Information über die Bewegungsrichtung eines Hindernisobjektes gewinnt. Diese eine Bewegungsinformation und eine Information über die Bewegungsrichtung enthaltenden Vergleichsergebnisse können mit den Wächtersignalen verknüpft werden, derart, daß eine Ausschaltung oder Umsteuerung des Torantriebes 9 immer dann erfolgt, wenn sich auf den Vorfeldern 14 und 15 bewegende Hindernisobjekte eine stärkere Bewegungskomponente in Richtung auf die Toröffnung 3 hin aufweisen. Die Signalverarbeitungseinrichtung kann also bestimmte Signalverarbeitungsprogramme verwirklichen, die eine Hindemisobjektverfolgung ermöglichen, derart, daß dann, wenn sich Hindernisobjekte horizontal parallel zur Öffnungsebene der Toröffnung 3 bewegen, keine Wächtersignale erzeugt werden, während dann, wenn eine Bewegungskomponente auf die Toröffnung 3 hin festgestellt wird, aus den Detektorsignalen Wächtersignale abgeleitet werden.In a signal processing device which is acted upon by the
Während der Abtastdetektor, insbesondere also der Laserradar-Abtastdetektor von Abtastzyklus zu Abtastzykuls jeweils Sätze von Hindernispunktkoordinaten im Überwachungsbereich liefert, erfolgt die Verarbeitung der Koordinateninformationen oder der Koordinaten-Daten in der Siganlverarbeitungseinrichtung vorzugsweise unter Zugrundelegung bestimmter definierter Sicherheitszonen im Überwachungsbereich, der in zwei Zonen unterteilt werden kann, beispielsweise eine absolute Sicherheitszone, die sich über die gesamte Torbreite und senkrecht hierzu horizontal über einen bestimmten Abstand von der Türschließebene erstreckt, sowie eine relative Sicherheitszone, die sich in größerem Abstand von der absoluten Sicherheitszone und größeren Abstand von der Türschließebene findet. In der absoluten Sicherheitszone werden keinerlei Objekte toleriert. Veränderungen führen zum Öffnen des Tores. Das Tor schließt erst wieder bei Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes. In der relativen Sicherheitszone werden Kriterien wie Annäherungsgeschwindigkeit und die Größe der Bewegungskomponente in Richtung auf die Toröffnung hin berücksichtigt und jeweils unterschiedliche Steuerentscheidungen getroffen.While the scan detector, in particular, the laser radar scan detector from scan cycle to scan cycle each provides sets of obstacle point coordinates in the surveillance area, the processing of the coordinate information or the coordinate data in the Siganlverarbeitungseinrichtung takes place preferably based on certain defined security zones in the surveillance area which can be divided into two zones, for example an absolute security zone extending horizontally over the entire door width and horizontally over a certain distance from the door closing plane, and a relative security zone extending in a larger area Distance from the absolute safety zone and greater distance from the door closing level finds. In the absolute security zone no objects are tolerated. Changes lead to the opening of the gate. The gate closes only when the original condition is restored. In the relative safety zone, criteria such as the approach speed and the size of the movement component in the direction of the door opening are taken into account and different control decisions are made in each case.
Die Signalverarbeitungseinrichtung ermöglicht es auch, anhand der von dem Abtastdetektor in aufeinanderfolgenden Abtastzyklen eingesammelten Hindernisobjekt-Koordinateninformationen folgende Informationen über die Bewegung eines Hindemisobjektes zu errechnen:
- Eintrittspunkt des Hindemisobjektes in den Überwachungsbereich
- Eintrittsrichtung horizontal relativ zu der Torschließebene;
- Eintrittsgeschwindigkeit und Geschwindigkeitskomponente in Richtung normal zur Torschließebene.
- Entry point of hindemis object into the surveillance area
- Direction of entry horizontal relative to the door closing plane;
- Entry velocity and velocity component in the direction normal to the door closing plane.
Diese Informationen können bei der Gewinnung des Wächtersignals oder zur Bildung eines bestimmten Steuersignals oder zur Einstellung einer bestimmten Reaktionsgeschwindigkeit der Steuereinrichtung berücksichtigt werden.This information can be taken into account when obtaining the guard signal or to form a specific control signal or to set a specific reaction rate of the control device.
Handelt es sich bei dem betätigten Tor um ein Schiebe-Rolltor mit vertikaler Torschließkante, die sich parallel zu sich selbst horizontal in Öffnungsrichtung bewegt, so kann bei gleichem Aufbau und gleicher Ausbildung des Abtastdetektors die zuvor erwähnte Berechnung des Eintrittspunktes eines Hindemisobjektes in den Überwachungsbereich für die Bildung der Steuersignale verwendet werden, die eine unterschiedlich rasche Öffnung des Tores herbeiführen, je nachdem, ob ein Objekt sich der Toröffnung nahe der in Schließrichtung gelegenen Torbegrenzung oder nahe der in Öffnungsrichtung gelegenen Torbegrenzung nähert.If the operated gate is a sliding roller shutter with vertical gate closing edge, which moves parallel to itself horizontally in the opening direction, so the same construction and the same design of the Abtastdetektors the aforementioned calculation of the entry point of Hindemisobjektes in the monitoring area for Forming the control signals are used, which cause a different rapid opening of the gate, depending on whether an object approaches the door opening near the closing gate located in the closing direction or near the opening direction located gate boundary.
Schließlich seien unter Bezugnahme auf Fig. 7 einige geometrische Überlegungen zur Verdeutlichung besonderer Vorteile des hier angegebenen Systems angestellt, wobei allerdings die Erfindung, wie vom Fachmann ohne weiteres einzusehen, nicht auf die besondere mathematische Behandlung der vom Laser-Abtastdetektor eingesammelten Informationen beschränkt ist, sondern auch andere Verarbeitungsmöglichkeiten der Polarkoordinateninformationen des Ausganges des Abtastdetektors möglich sind.Finally, with reference to Figure 7, some geometrical considerations are made to illustrate particular advantages of the system set forth herein, but the invention, as readily understood by one skilled in the art, is not limited to the particular mathematical treatment of the information collected by the laser scan detector, but rather Other processing possibilities of the polar coordinate information of the output of the scanning detector are also possible.
In Fig. 7 ist wiederum ein Gebäudeteil mit 1 bezeichnet, wobei sich in dem Gebäudeteil eine Toröffnung 3 befindet, welche eine Weite w aufweist. Ein torinnenseitiges oder toraußenseitiges Vorfeld ist durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet und mit 14 bzw. 15 bezeichnet. Der Laserradar-Abtastdetektor 12 ist auf einer Seite an einer Toröffnungsbegrenzung in der zuvor erwähnten bestimmten Höhe über dem bodenebenen Vorfeld montiert und sendet horizontale Abtaststrahlen in horizontaler Richtung mit zeitabhängigem Abtastwinkel α1, α2 ... bzw. β1, β2 ... aus.In Fig. 7, in turn, a building part is denoted by 1, wherein in the building part a
In Fig. 7 ist der Fall angenommen, daß der Laserradar-Abtastdetektor 12 in einem ersten Arbeitsspiel eine zeitabhängige Abtastung im Uhrzeigersinn (Orientierungswinkel des Abtaststrahls α0, α1, α2 ...) und in einem unmittelbar darauffolgenden Arbeitsspiel eine zeitabhängige Abtastung gegen den Uhrzeigersinn (Abtastwinkel β0, β1, β2 ...) vornimmt. Eine solche Abtastung kann mittels eines im Strahlengang des Abtaststrahls vorgesehenen Schwingspiegels erzeugt werden.In Fig. 7, the case is assumed that the laser
Bewegt sich ein Hindernisobjekt 18 in einer Richtung parallel zur Vertikalebene der Toröffnung 3 in das Vorfeld 14, 15 hinein, wie durch den mittels einer unterbrochenen Linie angedeuteten Pfeil 30 angedeutet ist, so trifft der erste Abtaststrahl des Laserradar-Abtastdetektors 12 zunächst auf das Hindemisobjekt 18 unter dem Abtastwinkel α0, so daß der Laserradar-Abtastdetektor 12 einen Abstand a des Hindemisobjektes von der Vertikalebene der Toröffnung 3 meldet.If an
Sämtliche folgenden Abstandsmesswerte dann, wenn der Abtastwinkel entsprechend der Winkelgeschwindigkeit der Abtastung die Werte α1, α2 ... einnimmt, sind umgekehrt proportional zum Cosinus des Abtastwinkels α.All subsequent distance measurement values, when the scanning angle corresponding to the angular velocity of the scan assumes the values α 1 , α 2 ..., Are inversely proportional to the cosine of the scanning angle α.
Tritt andererseits ein Hindemisobjekt 21 von der gegenüberliegenden Seite her längs eines durch die unterbrochene Pfeillinie 31 angedeuteten Weges parallel zur Vertikalebene der Toröffnung 3 in das Vorfeld 14, 15 ein, wobei angenommen sei, daß das Hindemisobjekt 21 erst dann von dem Laserradar-Abtastdetektor 12 erfaßt wird, wenn es eine in Horizontalrichtung senkrecht zur vertikalen Ebene der Toröffnung 3 über das Vorfeld 14, 15 hinweg orientierte Fluchtlinie der mit Bezug auf die Stellung auf die Stellung von Fig. 7 rechts liegenden seitlichen Torbegrenzung überschreitet, so meldet der Laserradar-Abtastdetektor 12 bei Überschreiten dieser Fluchtlinie eine Radialentfernung des Hindemisobjektes 21 vom Laserradar-Abstandsdetektor 12 von r = w/cos β.Occurs on the other hand, a
Wird nun die Anordnung so getroffen, daß sich mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 7 von links nähernde Hindernisobjekte 18 bei der Abtastung im Uhrzeigersinn erfaßt werden sollen, und sich mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 7 von rechts nähernde Hindernisobjekte 21 bei der Abtastung im Gegenuhrzeigersinn erfaßt werden sollen, dann ergeben sich die in der nachfolgenden Tabelle festgehaltenen geometrischen Beziehungen.
Wird also bei der Abtastung im Uhrzeigersinn das Verhältnis aufeinanderfolgender Abstandsmessungen des Laserradar-Abstandsdetektors 12 größer als der Kehrwert der entsprechenden Cosinuswerte der Abtastungswinkel, dann bedeutet dies, daß die Abstandsmessung einer in Abtastrichtung folgenden Abtastorientierung kleiner wird und das Hindernisobjekt 18 abweichend von dem Weg entsprechend dem Pfeil 30 eine Wegkomponente in Richtung auf die Toröffnung hin nimmt. In diesem Falle ist die Auslösung eines Wächtersignales erforderlich, welches ein sich schließendes Tor stillsetzt oder in Öffnungsrichtung umsteuert oder gegebenenfalls auch ein geschlossenes Tor zur Öffnung veranlaßt.Thus, in the clockwise scan, if the ratio of successive distance measurements of the laser
Ganz entsprechende Überlegungen gelten für die Abtastrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn mit in zeitlicher Folge größer werdenden Abtastwinkeln β.Corresponding considerations apply to the scanning direction counterclockwise with increasing in time sequence scan angles β.
Man erkennt, daß die Geschwindigkeit der Überstreichung des Vorfeldes 14, 15 durch den Abtaststrahl zweckmäßig größenordnungsmäßig höher als eine angenommene maximale Fahrgeschwindigkeit der Hindernisobjekte 18 bzw. 21 gewählt wird, beispielsweise also qualitativ über zehnfach größer. Nachdem es keine Schwierigkeiten bereitet, die zuvor skizzierten einfachen trigonometrischen Rechnungen im Zeitintervall des Vorrückens des Abtaststrahls zwischen zwei Meßpositionen durchzuführen, kann eine Echtzeitverarbeitung zur Ableitung von Wächtersignalen vorgenommen werden. In Abwandlung hiervon kann es jedoch in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, die von dem Laserradar-Abtastdetektor 12 eingesammelten Entfernungsdaten r1, r2 ... in Zuordnung zu der Orientierung des Abtaststrahls gemäß Abtastwinkel α1, α2 ... bzw. β1, β2 ... über eine oder mehrere Abtastperioden hin zwischenzuspeichem, um Zeit für eine Auswertung der Koordinatendaten zu gewinnen.It can be seen that the speed of the sweep of the
Bezüglich des Falles der Abtastung im Gegenuhrzeigersinn nach Fig. 7 zur Erfassung des Hindernisobjektes 21, das sich mit Bezug auf die Darstellung von Fig. 7 von rechts in das Vorfeld 14, 15 hineinbewegt, ist festzustellen, daß dieses Hindemisobjekt kurz nach Eintritt in den Erfassungsbereich des jeweiligen Abtaststrahles auch auf eine Radialrichtung mit Bezug auf den Laserradar-Abtastdetektor 12 einschwenken kann, weshalb es zweckmäßig ist, zusätzlich zu dem Vergleich der Meßwerte entsprechend benachbarten Abtaststrahlen auch einen Vergleich der Entfernungsmessungen von Abtaststrahlen derselben Orientierung aus aufeinanderfolgenden Abtastzyklen vorzunehmen, derart, daß bei von Abtastzyklus zu Abtastzyklus kleiner werdender Radialentfemung zum Laserradar-Abtastdetektor 12 sogleich ein Wächtersignal ausgelöst wird.With respect to the case of the counterclockwise scan of FIG. 7 for detecting the
Durch die vorstehenden Betrachtungen ist aufgezeigt, daß die hier angegebene Einrichtung auch dann, wenn sie in einer Ausführungsform nur an einer seitlichen Toröffnungsbegrenzung einen Laserradar-Abstandsdetektor aufweist, unter Durchführung allein von Abstandsmessungen unter Verzicht von Näherungsmeldersystemen zwischen Parallelbewegungen relativ zur Toröffnungsebene und Bewegungen in Richtung auf die Toröffnung zu diskriminiert, wobei die Signalauswertungsalgorithmen außerordentlich einfach sind und nur einen minimalen Rechenaufwand bedingen.From the above considerations, it is shown that even if in one embodiment it has a laser radar distance detector only at a lateral gate opening boundary, the device alone performs distance measurements while omitting proximity detector systems between parallel movements relative to the door opening plane and movements in the direction the gate opening to discriminated, the signal evaluation algorithms are extremely simple and require only a minimum amount of computation.
Es werden Torsteuerungslichtschranken, handbetätigte Torsteuerungsschalter, zur Torsteuerung verwendete, in den Boden der Vorfelder mit großen wirtschaftlichem und technischem Aufwand einzulassende Induktionsschleifen mit der Problematik der Ankopplung zu etwaigen Hindernisobjekten, sowie Lichtvorhänge durch eine einfache, vergleichsweise kostengünstige und einfach zu installierende Einrichtung ersetzt.There are Torsteuerungslichtschranken, hand-operated door control switch, used for gate control, to be introduced in the bottom of the aprons with great economic and technical effort induction loops with the problem of coupling to any obstacle objects, and light curtains replaced by a simple, relatively inexpensive and easy to install device.
Claims (11)
- Automatically activatable door (6), in particular lifting door, which has an essentially vertical opening plane, lateral delimitations (4, 5), an inner side and an outer side and approach areas (14, 15) which are level with the floor and are respectively located on the inner side and on the outer side, and an activating device, which comprises the following:a door drive (9) which is coupled to the door (6);a monitor system (11), containing a detector (12) which operates according to the reflection principle and has the purpose of monitoring a region assigned to one of the approach areas, by means of a detector beam for obstructing objects (18, 21) which possibly block a closing movement, the monitor system (11) generating a monitor signal when an obstructing object which is located in the respective approach area (14, 15) is sensed; anda control device (10) which is connected to the door drive (9), has a monitoring signal applied to it and has the purpose of deactivating and/or changing the direction of the door drive (9) which is in the door closing mode, when the monitoring signal occurs;
characterized in that the detector is embodied as a scanning detector (12) which is mounted next to the lateral delimitations (4, 5) of the door opening (3) at a height which is matched to the maximum height of objects which are supported on the respective approach area (14, 15) and are not to be sensed as obstructing objects, and which scans, with its scanning beam, a horizontal fan (13; 13') located above the respective approach area (14, 15) as a monitored region and which is shallow in the vertical direction, determined by the thickness of the scanning beam, and whose radial dimension, which is determined by the maximum measuring range of the scanning detector (12), is selected in accordance with the magnitude of the respecitve approach area (14, 15). - The door as claimed in claim 1, characterized in that the monitor system (11) contains a further scanning detector (12') which is mounted near to the respective other lateral de-limitation of the door opening (3) and corresponds in its height and in the formation of the horizontal fan (13') which is scanned by its scanning beam, to the first scanning detector (12), the first scanning detector being positioned in such a way that its scanning region lies essentially over the outside approach area (14), while the second scanning detector (12') is positioned in such a way that its scanning region lies essentially over the inside approach area (15).
- The door as claimed in claim 1, characterized in that the door guiding and supporting structures and/or adjacent parts (1) of a building are formed at the location where the scanning detector (12) is mounted, near to the respective lateral delimitation of the door opening (3), so as to be in such way transparent and free of obstacles for the scanning beam that the monitored region of the monitoring detector is in the form of at least one horizontal fan (13) which is located both over the inside and over the outside approach areas, in such a way that the scanning beam of the scanning detector is capable of sensing obstructing objects both on the inside approach area and on the outside approach area.
- The door as claimed in claim 3, characterized in that door guiding and supporting structures at the location where the scanning detector (12) is mounted are interrupted over a short vertical distance in such a way that they permit free passage of the scanning beam in such a way that the horizontal fan (13) extends uninterruptedly from the outside to the inside over the respective approach areas (14, 15).
- The door as claimed in one of claims 1 to 4, characterized in that the maximum measuring range of the scanning detector, or of each scanning detector, can be controlled as a function of its pivoting angle in the horizontal plane of the horizontal fan.
- The door as claimed in one of claims 1 to 5, characterized in that the scanning detector, or each scanning detector, is an active radar scanning detector.
- The door as claimed in claim 6, characterized in that the scanning detector (12, 12'), or each scanning detector (12, 12'), is a laser radar scanning detector.
- The door as claimed in claim 6 or 7, characterized in that the scanning detector (12), or each scanning detector (12), is coupled to a signal processing device in which a monitoring signal is formed from a composite signal - which exceeds a threshold value - of detector output signals corresponding to identically oriented scanning beams from a plurality of scanning cycles.
- The door as claimed in one of claims 6 to 8, characterized in that the scanning detector (12), or each scanning detector (12), is coupled to a signal processing device in which a monitoring signal is formed by forming differences or forming relationships between current detector output signals and stored detector output signals from scanning processes with analogous phases from previous scanning cycles.
- The door as claimed in one of claims 6 to 9, characterized in that the scanning detector, or each scanning detector, is coupled to a signal processing device in which detector output signals from scanning directions of the scanning beam which are adjacent in terms of angle from successive scanning cycles are compared in such a way that signals corresponding to information about the direction of movement of the obstructing object, in particular relating to components which are transverse with respect to the radial direction of the horizontal fan are acquired and are linked to the monitoring signals in order to be applied to the control device.
- A method for automatically activating a door (6), in particular a lifting door, which has an essentially vertical opening plane, lateral delimitations (4, 5), an inner side and an outer side and approach areas (14, 15) which are level with the floor and are respectively located on the inner side and on the outer side; furthermorea door drive (9) which is coupled to the door (6);a monitor system (11), containing a detector (12) which operates according to the reflection principle and has the purpose of monitoring a region assigned to one of the approach areas, by means of a detector beam for obstructing objects (18, 21) which possibly block a closing movement, the monitor system (11) generating a monitor signal when an obstructing object which is located in the respective approach area (14, 15) is sensed; anda control device (10) which is connected to the door drive (9), has a monitoring signal applied to it and has the purpose of deactivating and/or changing the direction of the door drive (9) which is in the door closing mode, when the monitoring signal occurs;
characterized in that the detector, which is embodied as a scanning detector (12) mounted next to a lateral limitation (4, 5) of the door opening (3) at a height which is matched to the maximum height of objects which are supported on the respective approach area (14, 15) and are not to be sensed as obstructing objects, scans, with its scanning beam, a horizontal fan (13; 13') located above the respective approach area (14, 15) as a monitored region, said horizontal fan being shallow in the vertical direction, determined by the thickness of the scanning beam, and whose radial dimension, which is determined by the maximum measuring range of the scanning detector (12), being selected in accordance with the magnitude of the respective approach area (14, 15).
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