EP4500494A1 - Barrierevorrichtung, und anordnung in einem durchgangsraum - Google Patents

Barrierevorrichtung, und anordnung in einem durchgangsraum

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Publication number
EP4500494A1
EP4500494A1 EP23717087.3A EP23717087A EP4500494A1 EP 4500494 A1 EP4500494 A1 EP 4500494A1 EP 23717087 A EP23717087 A EP 23717087A EP 4500494 A1 EP4500494 A1 EP 4500494A1
Authority
EP
European Patent Office
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barrier
barrier device
movement
passage
objects
Prior art date
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Granted
Application number
EP23717087.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP4500494B1 (de
Inventor
Burkhard Herbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kesseboehmer Holding OHG
Original Assignee
Kesseboehmer Holding OHG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202022101749.2U external-priority patent/DE202022101749U1/de
Application filed by Kesseboehmer Holding OHG filed Critical Kesseboehmer Holding OHG
Publication of EP4500494A1 publication Critical patent/EP4500494A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4500494B1 publication Critical patent/EP4500494B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/10—Movable barriers with registering means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B11/00—Means for allowing passage through fences, barriers or the like, e.g. stiles
    • E06B11/08—Turnstiles; Gates for control of entry or exit of persons, e.g. in supermarkets
    • E06B11/085—Turnstiles; Gates for control of entry or exit of persons, e.g. in supermarkets non-rotary or with a limited angle of rotation, e.g. 90°

Definitions

  • the invention relates to a barrier device according to the features in the preamble of claim 1 and an arrangement in a passage space according to the features in the preamble of claim 19.
  • Entrances or exits of publicly accessible buildings or the like generally have barrier devices to enable regulated entry and exit.
  • the barrier devices are arranged in a passage space which can extend in front of and behind the barrier device and in which people or objects, hereinafter referred to collectively as objects, can be located.
  • Barrier devices also have adjustable locking means, such as doors, locking bars, barriers or the like.
  • Laser scanners are particularly popular as signal transmitters, which emit a large number of laser pulses aligned next to each other in a plane-like manner into a scanner environment for object recognition.
  • the boundaries within which the laser scanner scans the environment define a so-called detection field.
  • the laser beams are reflected by objects that are within the detection field and detected by a signal receiver.
  • the position of an object within the detection field can be determined by determining the transit time of the individual, reflected laser beams.
  • a sensor arrangement is known with a laser scanner arranged at a distance from a barrier.
  • the starting point for controlling a barrier device are several zones, which are delimited within a scanning area. As soon as an object is detected in a specific zone, the barrier device is regulated accordingly.
  • the known barrier devices share the problem of very imprecise control. In practice, this occurs, for example, in that barriers are opened without need. For example, if doors are opened unnecessarily, This causes heat loss in winter or heat input in summer.
  • passage locks are known with at least two doors, barriers or the like connected one behind the other in the direction of passage in order to be able to compensate for the imprecise control of the known devices.
  • lock systems significantly increase the required space and technical effort.
  • the present invention is based on the object of improving the known devices, in particular in such a way that incorrect control can be avoided, so that passage is only released when this is necessary. Furthermore, an economically advantageous solution should be proposed, in particular the expenditure on equipment should be minimized.
  • the invention proposes a barrier device that is regulated zone-independently with regard to the detection field.
  • a barrier device that is regulated zone-independently with regard to the detection field.
  • the detection field detects at least the area of the passage space which is in front of a barrier - that is, in the direction of passage, the area of the passage space in which the objects are located before they pass the barrier.
  • the invention is based on the idea that a distinction can be made between an object approaching the barrier and a stationary object directly from the calculated information about the direction of movement and speed of movement, derived from the transit times of the laser beams, with the control unit only making a change when an object is approaching the barrier into the release position. It is intended that an approach of an object only results in the passage being opened if, for example, the calculated direction of approach allows the conclusion that an object is actually moving towards the barrier. In the case of objects that merely move past a barrier without apparently wanting to pass through it, the control unit does not cause the locking means to change position.
  • the computing unit derives the object movement in real time or almost in real time, so that the precision of the control can be increased and collisions of objects with a barrier can be avoided.
  • the detection field is aligned essentially parallel to the horizontal plane, preferably at an angle between 0 and 10°, particularly preferably at an angle between 0 and 3°. Furthermore, only one is required for the detection field ne detection level is provided, so that the construction of the detection device is significantly simplified in an economically advantageous manner.
  • the signal transmitter is arranged in, on or adjacent to the barrier.
  • Such an arrangement would therefore help to increase the precision of the determined object movement, since the objects that intend to pass the barrier basically move towards the barrier and accordingly towards the signal generator.
  • the signal generator is arranged at the level of the blocking means.
  • the control unit preferably releases the passage for objects that occupy a height that largely corresponds to the arrangement height of the blocking means, based on the floor surface supporting the objects. Incorrect control, for example caused by small animals, could be avoided. A reduction in unnecessary incorrect control of the barrier device is generally accompanied by an economically advantageous extension of the service life. In initial tests, an arrangement height of between 20 and 80 cm has proven to be advantageous.
  • the arrangement of several signal transmitters would also make it possible to detect those areas which, when using only one signal transmitter, are detectable in the detection shadow, i.e. on the side of an object facing away from a signal transmitter.
  • Such shading Genes i.e. areas that lie outside the detection field, can be problematic, particularly for objects that are placed in the passageway and thus prevent unhindered object detection by the detection device.
  • a first signal transmitter can advantageously be arranged in, on or adjacent to the barrier and a second signal transmitter at a distance from it.
  • the respective detection fields of the signal generators are aligned parallel to one another and shifted in the vertical direction relative to one another. This would enable targeted detection of objects of different sizes, in particular of different heights, and minimize shadowing areas.
  • the signal generator can be mounted so that it can rotate about a substantially vertically aligned axis of rotation and can be designed to detect at least sections of a circular ring-like detection field around the signal generator.
  • a correspondingly rotating signal generator could emit at least 10 laser pulses per second in order to create an image of the objects that is as realistic as possible.
  • An arrangement of a rotating signal transmitter can be economically advantageous, for example in or on a support of a barrier, with the support holding a locking bracket, a barrier or the like in a pivotable manner in the manner of a holding element, so that the detection field is in the direction of passage from the front can extend behind the barrier, even if the barrier device only has one signal generator. As a result, a large detection field could be achieved with minimal equipment expenditure.
  • the invention is based on the idea of both quantitatively detecting an object movement and recognizing a stationary, motionless object and initiating control of the barrier device with regard to the stationary object. If the direction and speed of movement of an object are essentially zero over a period of time, an object could be recognized as a temporarily stationary object.
  • a control can consist of initially not releasing the passage for a stationary object, for example.
  • the control still causes a release for a stationary object in exceptional cases, namely when an object remains at a distance from the barrier for a certain period of time. This area is referred to herein as the trigger area.
  • Initial tests have shown that an area at a distance of up to 50 cm in the direction of passage in front of and behind the barrier and a dwell time of at least 5 s are particularly suitable.
  • the computing unit can advantageously be designed for computational specification.
  • the computing unit derives from the movement data of an object which of the determined movement data contains the core of an object, so that, for example, the arms that swing when walking are recognized as such and the computing unit for calculating the direction of movement and the speed of movement preferably uses the movement data of the object core.
  • This specification of the derived object movement could require significant precision and thus more precise control of the barrier device.
  • the opening width can advantageously be adapted to the object movement.
  • the object movement is first precisely determined in order to be able to derive which blocking means segment needs to be controlled sufficiently to allow an object to pass through.
  • the opening width of the passage for release could be significantly reduced, so that, for example in winter, energy loss due to heat escaping from a shop would be minimized.
  • a separate controllability of several blocking means or several blocking means segments can be provided in order, for example, to be able to allow passage for several objects at the same time.
  • the barrier device could, for example, have two separately controllable, pivoting locking bars, as can be found in many shops. before the control unit could open and close independently of each other, depending on the extent to which objects approaching the individual locking bars would be detected.
  • the changing speed from a blocking position that closes the passage to a release position that opens the passage can be advantageously adapted to the speed of movement of an object, for example a horizontally oriented pivoting movement of a swinging door or the retraction of a sliding door, or a barrier that opens in the vertical direction or a vertical gate .
  • a slower opening of a locking device especially with heavy locking devices such as glass doors, is advantageous in order to protect drive units and braking systems and to be able to extend the service life in an economically advantageous manner.
  • a blocking means can represent a source of danger for an object in the passage space, insofar as the object can collide with the movable blocking means, particularly when changing position from a release to a blocking of the passage.
  • This section of the passage space is referred to herein as the collision space.
  • the control unit is advantageously suitable for taking into account the current position and the expected position of an object in the collision space, derived from the direction of movement and speed of movement, in order to prevent a collision.
  • a movement of a locking means or a segment of a locking means does not take place in the event of a risk of collision and/or the movement of the locking means is accelerated and/or the expression of the locking means movement, for example the opening width of a door, the pivoting height of a barrier or the like, is adjusted to avoid a collision. For example, if a shopping cart is parked in the collision area of a barrier, It can be provided that when another object approaches, the passage is only opened to the extent that the blocking means does not collide with the shopping cart.
  • the barrier device has a counting unit which derives the number of objects that have passed the barrier from the object movement data.
  • it can be tracked, for example, how many objects have used a passage within a period of time.
  • it can be determined, advantageously in real time, how many objects are in a shop or the like at a certain time.
  • an intercommunicating system of several barrier devices could be provided, each of which is arranged in an entrance or exit.
  • a barrier device which is both an entrance and an exit and which keeps track of the number of objects in the shop, in particular depending on the direction of movement of the objects as they have passed the barrier device. since every passing direction can be assigned to entering or leaving the store. If a capacity limit with regard to a maximum number of objects in a shop, building or the like is reached, the control unit, in feedback with the counting unit, can only initiate a release again after a corresponding number of objects have left the shop. It is known from practice to track the number of objects in a store, for example using shopping baskets or shopping carts that are given out to customers for shopping. If all baskets or shopping carts are taken, this can signal that a capacity limit has been reached. However, this requires that every customer, i.e. every object, has to carry either a shopping basket or a shopping cart, which is particularly necessary during pandemic times additional staff had to be secured and is therefore economically disadvantageous.
  • the barrier device detects objects that pass through a barrier in the opposite direction to the direction of passage.
  • the passage can be an entrance and the detection field can detect areas of the passage space that lie in front of and behind the barrier in the entrance direction or, in general, the detection field covers areas of the passage space that lie in front of and behind the barrier in the passage direction.
  • an alarm device can advantageously be provided which generates an optical and/or acoustic signal, for example when a customer leaves a shop or the like without having previously passed a checkout area.
  • the control unit does not release the passage in the event of a corresponding object movement. This configuration is particularly advantageous because it is possible to dispense with structurally complex double barrier devices in the form of a lock.
  • a method for opening a passage in a passage space in which objects move at least temporarily can, in particular, include the following steps:
  • a laser scanner can emit laser pulses which generate a plane-like detection field that is essentially parallel to the horizontal plane and at least partially aligned with the passage space.
  • the transit time of the laser beams is determined after they have been reflected from objects in the passage space.
  • An object movement is calculated from the transit time, namely a direction of movement and a speed of movement of the objects in the passage space.
  • the barrier is controlled in such a way that a release occurs, if necessary individually adapted to an object, or the passage is blocked.
  • LIDAR sensors abbreviation for Light detection and ranging or Light imaging, detection and ranging
  • a barrier-free barrier device can, for example, have an imaginary line as a blocking means in the sense of the present invention, and the holding device in this case is the device in which the imaginary line is defined.
  • This can be the automated control unit that is connected to the computing unit of the barrier device, so that e.g. B. a certain distance from the detection device is defined as a so-called limit distance, a virtual line.
  • Different limit distances can be set for different angles at which the light beams are emitted or detected by the detection device, so that the line does not necessarily have to run in a circular arc around the detection device at a constant distance, but also deviates from this, e.g. B. can be defined as a straight line.
  • a barrier-free barrier device can be arranged in the exit area of a market, downstream of the checkouts, so that the barrier device according to the invention serves as an outlet control.
  • the barrier device As an exit control, for example, the length of time a customer spends at the checkout can be registered, and if this length of stay falls below a certain minimum time and the customer then passes the imaginary line, an alarm can be triggered automatically, so that the imaginary line acts as a blocking means and is intended to prevent people from leaving the market without paying.
  • an alarm can be triggered automatically, so that the imaginary line acts as a blocking means and is intended to prevent people from leaving the market without paying.
  • self-pay or scanner checkouts where customers register the purchased items automatically - e.g. B. with the help of barcodes, RFID tags or the like - such an outlet control can be installed using a barrier device according to the invention.
  • the automated control unit can be connected not only to the computing unit of the barrier device, but also to the self-paying or scanner cash registers in such a way that - e.g. B. independent of or in addition to the length of stay at the checkout - the alarm is triggered automatically if no payment transaction has been carried out at a specific checkout and the person initially at the checkout then moves to the blocking means, namely the imaginary line mentioned.
  • a change in position between the release position and the blocking position of a locking means which position change is automatically initiated by the control unit, can be carried out in the case of a physically realized barrier, for example in the form of a horizontal pivoting movement of the barrier.
  • the position change can be achieved, for example, by switching a switching element, for example to trigger or suppress an alarm.
  • objects should be recognized in terms of position, distance and speed of movement.
  • objects refer to both inanimate and living objects, especially people.
  • a physically implemented blocking device When there is a movement in a direction that is predefined as permissible, a physically implemented blocking device should open the barrier, e.g. B. swing a barrier into a release or open position, provided the space behind the barrier is free in the direction of pivoting.
  • the movement of the locking means can be restricted: the movement of the locking means can take place over a reduced proportion of the movement range in order to avoid a collision with the object. Or the movement can take place at reduced speed - at least when approaching the object - in order to avoid damage or injury to the object. Or the movement can be suppressed completely.
  • a barrier-free camera device an alarm is not triggered if movement is detected in a direction that is predefined as permissible.
  • the blocking means can keep the barrier closed, e.g. B. the barrier mentioned can remain in a blocked or closed position.
  • This can be used for so-called counter-travelers, i.e. people who do not want to enter a market through the entrance, but rather leave it through the entrance and thus past the cash registers.
  • the Bamere device serves here as an entrance control. If the barrier is not already closed and remains in its closed position, the control of the barrier device can be designed such that the currently open barrier is moved into its closed position. If the entrance control is barrier-free, an alarm can be triggered in this case.
  • the barrier device can have one, two or even more blocking means, and the barriers can be arranged next to one another, e.g. B. opposite each other and working synchronously in opposite directions in the form of a double barrier in favor of a large opening width.
  • the barriers can be arranged one behind the other, as a “lock” with an alternating release of the individual barriers.
  • the barriers can be connected to each other via a radio system, so they can work together logically (via software) instead of physically (via cable).
  • the LIDAR sensors can be “added up” using software if they monitor an overlapping area. This has the advantage that shadows from objects located one behind the other are excluded because monitoring is carried out from different angles.
  • the LIDAR sensors can be located away from the barriers.
  • the swivel range of the barriers is therefore independent of the monitoring areas. In this way, paths “around the corner” can be monitored.
  • objects are recognized in at least two areas.
  • a monitored area A (the swing area of the barrier) must be free of objects, regardless of whether they are stationary or movable.
  • the other area B the respective position, direction and speed of objects is detected.
  • the barrier opens when area A is free of objects and an object in area B approaches the barrier at the correct angle and with sufficient speed. “Parallel runners” (objects that are parallel to the Moving the barrier or the monitoring limit A/B) does not trigger an opening.
  • “Returns” that pass through a randomly opened barrier are recognized by their speed and direction of travel and, in one embodiment of the barrier device, trigger an alarm as soon as area B is entered from area A. This way of evaluating the recorded movements can replace a physically implemented “lock” with two barriers arranged one behind the other in the direction of movement.
  • the recognition of the objects and their behavior is based on a cluster analysis, which calculates the data points from the LIDAR into an object location.
  • cluster analysis which calculates the data points from the LIDAR into an object location.
  • the cluster analysis to be used can preferably be selected according to these criteria.
  • the data exchange between the LIDAR sensors takes place via a radio system and therefore wirelessly.
  • mechanisms are present which can detect a failure of the system (eg rotation) or the laser based on the data supplied.
  • the control unit can be designed in such a way that in such a case an error message is automatically generated and transmitted to a control center so that maintenance work can be triggered. If a failure of the rotation or clocking of a LIDAR sensor is detected, in one embodiment of the barrier device the laser is automatically switched off in the interests of laser safety in order to ensure that a punctual disposition by the laser beam following the standstill of movement (e.g. eye, directly or after a reflection) to prevent.
  • markers are present in one embodiment of the barrier device which help to monitor the beam intensity as part of the operating modes.
  • These markers can be special reflection elements that are specifically arranged in the detection area of a detection device, or an element that is already arranged in the detection area of a detection device can be used as a marker, e.g. B. a wall or column of a building, in which case a calibration is first carried out in order to store the reflected beam intensity as a target value. If there is a predetermined deviation from the target values, a display can be triggered automatically, which can be referred to as a wear display.
  • the affected components can then be proactively replaced before a malfunction occurs.
  • the affected components can be, for example, the markers, e.g. B. in the event of damage, or it can be the laser itself, e.g. B. due to the aging mentioned.
  • a two-dimensional distance determination is achieved using a rotating ToF sensor. Each angle then provides distance information perpendicular to the axis of rotation. This process is simply a mechanical challenge due to rotation. The actual ToF sensor continues to work one-dimensionally. This makes it possible to design the electronics very simply, which is reflected in the costs.
  • the “LIDAR” sensors are therefore widely used, e.g.
  • the present invention takes a different approach.
  • the LIDAR is permanently installed here to detect moving objects.
  • light barriers which only work one-dimensionally and have to be present and adjusted several times for spatial monitoring, or simple radar sensors, which can only detect moving objects without directional recognition, a fixed and parallel to the plane on which they are located allows As the objects move, the attached LIDAR sensor not only monitors a complete two-dimensional area, but also detects objects regardless of whether they are stationary or moving. Since the measurement is carried out rotating, moving objects provide their change in location within the rotation speed and thus, in addition to their speed information, also their direction of movement.
  • LIDAR-based barrier system Based on a very inexpensive sensor, information is available that would otherwise only be obtainable with much more complex systems. These include, for example, camera systems that can locate or even track objects or people using image processing. However, image processing requires a lot of effort and therefore more energy. In addition, a camera usually has to be installed overhead so that objects can be tracked. However, mounting orthogonally to the surveillance level is often not possible due to the limited room height, especially if the camera is to be arranged at a height that is safe from vandalism and accidental damage. Under certain circumstances, cameras can be susceptible to failure due to lighting conditions (sunlight) depending on the time of year and/or the time of day.
  • the LIDAR-based barrier system according to the invention works parallel to the plane of movement.
  • the detection height above the monitoring or movement level can be individually adjusted. Because there is no need for top-view installation, this system is also easy to install and is also suitable for angular, e.g. L-shaped, areas. Due to the price advantage, several LIDAR sensors can be easily combined and thus optimize the localization or tracking of objects in the monitored area.
  • a combination of two or more LIDARs can be carried out in a simple manner. Since each system is mounted in a stationary manner and is therefore fixed, the positions in relation to each other cannot be changed.
  • the data provided by a LIDAR sensor corresponds to polar coordinates, which can be automatically transformed into another, for example Cartesian, coordinate system. This transformation is carried out in such a way that the Cartesian position of each individual LIDAR sensor is also taken into account. This means that every single measuring point of every single LIDAR can be entered in the common coordinate system. It doesn't matter which LIDAR sensor provided which measuring point; the XY data can be easily aggregated.
  • point clouds can be assumed, as different objects can be located in the monitored plane. These point clouds require differentiation so that not all measurements are combined into a single point cloud, but rather each individual point cloud represents an object and the evaluation provides a localized position of its object.
  • a mathematical-numerical method for this is cluster analysis, which allows the number and density of the point clouds to be selected so that optimal positions are obtained that correctly represent the objects in the plane.
  • a single sensor or multiple sensors provide positions of a stationary or moving object in a common coordinate system. It doesn't matter how many LIDARs provide data, as long as at least one LIDAR is active. This plays a major role in the failure safety and reliability of the barrier system. If a sensor or a partial segment of a sensor is temporarily moved, the influence on determining the position of the object is only slight, as long as the object is also controlled by one or is detected by several other sensors or the shading only lasts a few seconds. This is relevant for areas that are subject to high movement dynamics of objects, as is the case, for example, in entrance or exit areas with people.
  • a balancing count of the objects is possible in order to see how many people are in one place at a certain time. Even if the entrance and exit areas are identical, the direction detection enables simultaneous counting of entries and exits.
  • the evaluation of the movement patterns can be done using a Kl, which can distinguish “normal” dynamics from atypical ones. But A simple count when virtual limits are exceeded is also possible.
  • these functions can simply be triggered automatically based on the movement dynamics. If a person moves towards the barrier system at a certain speed and direction, this movement pattern can be used to trigger an opening or closing process. If a person moves towards it very slowly or in a less direct direction, triggering is not yet necessary and unnecessary operation can be avoided.
  • the automatic collision monitoring can be designed in such a way that anticipatory monitoring is implemented, in which a possible collision is calculated in advance based on the object speed and direction as well as the speed at which the locking means is moved and the movement of the locking means is therefore aborted, delayed or is not even started.
  • each individual LIDAR sensor carries out a rotational movement of several revolutions per second, scanning its radii and providing the distance and angle in the event of a reflection.
  • Both the conversion into Cartesian object positions and the cluster analysis are implemented in a design of the barrier system based on microcontrollers that filter out and condense all object properties. This happens continuously in defined short times, so that the speed and direction of the object can be reliably determined. objects are determined automatically. A biometric evaluation is therefore not possible. In principle, the movement profiles could be saved. However, an assignment to people is not possible. No data is collected other than registering the number of people, disruptions or other cycles for service purposes.
  • the measurements are also subject to errors, but the measured - namely here: the scanned - positions are in most cases not to be viewed as static.
  • the geodetic methods could possibly be applicable, but would produce poorer results because “outliers” or other disturbances could hardly be filtered out.
  • the automatic evaluation of the measurement data provided according to the invention is based on the measurements forming a cluster and the data represented by this cluster. ted location is in the center of the cluster. As many measurements as possible are carried out and it is assumed that the vast majority of represented locations are in the center of the cluster formed.
  • the advantage here is that it does not matter which sensor contributed data points to the “cluster cloud” and how often.
  • measuring devices / LIDARs can provide data at the same time.
  • the only requirement is that the data is present in the same, and advantageously in a Cartesian, reference system. This condition can be met if the respective location of the individual LIDARs and their relative position to one another are also known.
  • a LIDAR provides a distance and an angle with each measurement. It therefore represents a polar coordinate system, which can be transformed into a Cartesian one, and by shifting with the offset, the centers of the several LIDARs can be converted into a center common to all LIDARs.
  • all measurements from multiple LIDARs are combined and subjected to cluster analysis. This is a fundamental difference to the geodetic methods of trilateration and triangulation and the compensation calculation. In a geodetic adjustment calculation, each measuring point is only present once. In cluster analysis, it is even advantageous if each point is recorded multiple times and, ideally, by different LIDARs, i.e. from different directions. Cluster analysis, as used in many big data applications, directly maps the location you are looking for. It can be assumed that errors caused by the large number of measurements of the identical object are largely averaged out based on the statistics.
  • the barrier system has an inexpensive (consumer) LIDAR with a measurement frequency of 4500Hz, i.e. 4500 measurements over 360° per second. Since the LIDAR rotates at approximately 10 revolutions per second, the 360° rotation plane recorded 10 times per second with approx. 450 measurements. Each reflection location within the plane of rotation is recorded up to 10 times per second. Due to the short cycle time of 0.1s and the expected maximum movement speed of people of approx. 2m/s, a maximum deviation of successive positions of 200mm can be expected. This value, which is smaller than the expected object extent, is acceptable, especially because successive measurements would have an almost identical deviation relative to one another, i.e. have little influence on the direction and speed measurement.
  • Successive location measurements and their time interval provide an object speed. Since several measurements are taken per second, the object speed can also be determined with good accuracy. Furthermore, the locations of an object derived successively from the cluster analysis also provide information about its direction of movement. It is expected that the number of clusters found corresponds to the number of objects within the scan area. If the objects pass a predetermined limit (crossing), the incrementation or decrementation (in the opposite direction) allows, for example, a counting. If you now add the extent of a cluster to the evaluation, objects and their behavior can be differentiated with sufficient precision (human or commodity).
  • the LIDAR scanner is available comparatively inexpensively, and the described evaluation of the shared LIDAR data is possible using embedded electronics, i.e. without the use of a PC, so that the barrier system is designed to be as economical as possible.
  • Commercially available methods can be used to store data and/or transmit data and accordingly inexpensive components are used, which may have PC technology.
  • the use of as little PC technology as possible in a barrier system according to the invention is advantageous because a larger, more complex operating system can be viewed as a universal tool, which offers many opportunities for misuse in the event of external attacks.
  • Embedded electronics on the other hand, are very specialized for their intended purpose and therefore offer little additional functionality and therefore hardly any room for harmful things.
  • FIG. 3 and 4 each show the point curves of the detected object, transformed into Cartesian coordinate systems
  • FIG. 5 shows the two point curves, transformed into a common Cartesian coordinate system
  • FIG Fig. 5 shows the two point curves, transformed into a common Cartesian coordinate system
  • Fig. 1 and 2 show the same object, but detected by two different LIDAR sensors, which is in the detection range of a barrier system. Since the LIDARs are installed in different locations, they capture the identical object from different angles and from different distances.
  • Fig. 1 shows the object as a curved point curve located in the lower right quadrant and at a distance between 600 and 800 from a first LIDAR sensor.
  • Fig. 2 shows the same object as a point curve in the upper right quadrant and at a distance between 400 and 500 from a second LIDAR sensor.
  • the unit for the distance is mm in both cases, purely as an example.
  • Both LIDAR sensors deliver their measurement results in a polar coordinate system in which the respective LIDAR sensor is located at the coordinate origin.
  • 3 and 4 show the same object from the two polar coordinate systems of FIGS. 1 and 2 after a transformation into Cartesian coordinate systems.
  • 3 represents the measured values of the first LIDAR sensor and represents the transformation of FIG. 1 into Cartesian coordinates
  • FIG. 3 represents the measured values of the second LIDAR sensor according to FIG. 2 as a transformation into Cartesian coordinates.
  • the pole of the polar coordinate system is the origin of the Cartesian system.
  • the LIDAR sensors are also located at the coordinate origin, where the zero lines intersect.
  • Figures 3 and 4 also show the LIDAR sensors themselves, each represented by a point in the coordinate origin represents.
  • the locations of the stationary LIDAR systems in relation to each other are known. Therefore, starting from the representations in FIGS. 3 and 4, the individual, different Cartesian LIDAR coordinate systems can be converted into a common coordinate system, which is shown in FIG. 5, using an offset transformation.
  • the position of the first LIDAR sensor is at the top shown as a point on the left in this coordinate system and the point curve assigned to this first LIDAR sensor runs in an arc from the bottom left upwards to the top right.
  • the second LIDAR sensor is shown as a point at the bottom left of this coordinate system, the point curve assigned to it runs in an arc from the top left down to the bottom right and crosses the point curve of the first LIDAR sensor.
  • the information content of the recorded points lies in their extent. Since this was recorded from different angles, the “core” of the dimensions can be automatically determined with sufficient accuracy using a cluster analysis. This “core” or center of gravity corresponds to the most likely or typical location of the object and can be viewed as the object localization to a very good approximation.
  • Fig. 6 shows the representation of Fig. 5, although the calculated “core” or center of gravity is also shown as the most likely location of the object as a result of the cluster analysis. For the example shown, this location is approximately at the intersection of the two point curves.
  • Cluster analysis is able to capture multiple clusters at the same time. Therefore, when using multiple LIDAR sensors, the multiple point curves resulting from the detection of the same object can be processed and multiple objects can also be detected at the same time. It is irrelevant how many LIDAR sensors are involved. Every coordinate point transmitted is included in the cluster analysis.

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Abstract

Die Erfindung schlägt eine Barriereanlage mit einem Sperrmittel vor, bei der mittels eines oder mehrerer LIDAR-Sensoren sowie einer Recheneinheit die Position, die Bewegungsrichtung sowie die Geschwindigkeit von Objekten, auch Personen, erfasst und berechnet werden, und mit einer Steuereinheit, welche in Abhängigkeit von der ermittelten Objektbewegung automatisch einen Stellungswechsel des Sperrmittels zwischen dessen Freigabestellung und dessen Sperrstellung veranlasst.

Description

"Barrierevorrichtung, und Anordnung in einem Durchgangsraum"
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Barrierevorrichtung nach den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung in einem Durchgangsraum nach den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 19.
Eingänge bzw. Ausgänge von öffentlich zugänglichen Gebäuden oder dergleichen, nachfolgend zusammenfassend als Durchgang bezeichnet, weisen im Allgemeinen Barrierevomchtungen auf, um ein reguliertes Betreten bzw. Verlassen zu ermöglichen. Dazu sind die Barrierevomchtungen in einem Durchgangsraum angeordnet, welcher sich vor und hinter der Barrierevorrichtung erstrecken kann und in dem sich Personen oder Gegenstände, nachfolgend zusammenfassend als Objekte bezeichnet, befinden können. Ferner weisen Barrierevomchtungen verstellbare Sperrmittel auf, wie Türen, Sperrbügel, Schranken oder dergleichen. Bevor Personen Ladenlokale, wie beispielsweise Supermärkte, Kioske, Drogerien, etc., oder Hotels, Bürogebäude oder dergleichen betreten können, ist es erforderlich, dass der Zugang freigegeben wird, indem das Sperrmittel aus einer verschließenden Sperrstellung in eine den Durchgang öffnenden Freigabestellung bewegt wird und Objekte dann in die Lage versetzt werden, eine Barriere passieren zu können und zwar in Durchgangsrichtung. Handelt es bei dem Durchgang um einen Eingang, dann ist die Durchgangsrichtung auf ein Betreten ausgerichtet, wohingegen die Durchgangsrichtung im Falle eines Ausgangs auf ein Verlassen ausgerichtet ist.
Infolge einer stetig zunehmenden Verbreitung werden automatisierte Barrierevorrichtungen insbesondere für sogenannte self- check-out Einrichtungen, welche regelmäßig personallos betrieben werden, an Bedeutung gewinnen.
Aus der Praxis bekannt sind automatisierte Barrierevorrichtungen mit Erfassungseinrichtung, welche Signalgeber und Signalempfänger aufweisen. Als Signalgeber sind insbesondere Laserscanner verbreitet, die zur Objekterkennung eine Vielzahl von nebeneinander, ebenenartig ausgerichteten Laserimpulsen in eine Scannerumgebung abgegeben. Die Grenzen, innerhalb derer der Laserscanner die Umgebung abtastet, definieren ein sogenanntes Erfassungsfeld. Die Laserstrahlen werden an Objekten reflektiert, welche sich innerhalb des Erfassungsfeld befinden, und von einem Signalempfänger detektiert. Aus der Ermittlung der Laufzeit der einzelnen, reflektierten Laserstrahlen ist die Position eines Objektes innerhalb des Erfassungsfeldes bestimmbar.
Aus der EP 2 332 805 A1 ist eine Sensoranordnung bekannt mit einem von einer Barriere beabstandet angeordneten Laserscanner. Ausgangspunkt für die Steuerung einer Barrierevorrichtung sind mehrere Zonen, welche innerhalb eines Abtastbereichs abgegrenzt werden. Sobald ein Objekt in einer bestimmten Zone detektiert wird, erfolgt eine entsprechende Regelung der Barrierevorrichtung.
Die bekannten Barrierevorrichtungen eint das Problem einer sehr unpräzisen Regelung. Dies stellt sich in der Praxis beispielsweise so dar, dass Barrieren ohne Bedarf geöffnet werden. Werden beispielsweise Türen unnötigerweise geöffnet, kann dies einen Wärmeverlust im Winter bzw. einen Wärmeeintrag im Sommer bedingen. Ferner sind aus der Praxis beispielsweise Durchgangsschleusen bekannt mit wenigstens zwei in Durchgangsrichtung hintereinander geschalteten Türen, Schranken oder dergleichen, um die unpräzise Regelung der bekannten Vorrichtungen kompensieren zu können. Derartige Schleusenanlagen erhöhen den erforderlichen Raumbedarf bzw. den technischen Aufwand jedoch erheblich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Vorrichtungen zu verbessern, insbesondere in der Art, dass Fehlsteuerungen vermieden werden können, sodass eine Durchgangsfreigabe nur dann erfolgt, wenn diese auch erforderlich ist. Ferner soll eine wirtschaftlich vorteilhafte Lösung vorgeschlagen werden, insbesondere soll der apparative Aufwand minimiert werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch eine Barrierevorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Anordnung einer Barrierevorrichtung nach Anspruch 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Alle nachfolgend beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmale haben jeweils eine eigenständige erfinderische Bedeutung. Sie können in beliebiger Kombination zusammen oder auch einzeln und unabhängig voneinander genutzt werden.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten eine hinsichtlich des Erfassungsfeldes zonenunabhängig geregelte Barrierevorrichtung vor. Durch eine Berechnung der Richtung bzw. der Geschwindigkeit eines Objektes kann eine Objektbewegung in Art einer Bewegungsbahn im Durchgangsraum prognostiziert werden, wobei im Wesentlichen unterschieden wird, ob ein Objekt auf eine Barriere zusteuert oder eben nicht, sodass in präziser Weise bestimmbar ist, ob und wenn ja, wann ein Durchgang freizugeben ist, wodurch Fehlsteuerungen der Barrierevorrichtung vermieden werden können. Grundlage ist eine dynamische Positionsbestimmung eines Objektes im Durchgangsraum, im Gegensatz zu einer gering aufgelösten, statischen Positionsbestimmung mittels Zonenabgrenzung im Erfassungsfeld.
Vorschlagsgemäß erfasst das Erfassungsfeld zumindest den Bereich des Durchgangsraums, welcher einer Barriere vorgelagert ist - also in Durchgangsrichtung der Bereich des Durchgangsraums, in welchem sich die Objekte zeitlich vor einem Passieren der Barriere befinden.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass unmittelbar aus den berechneten Informationen Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit, abgeleitet von Laufzeiten der Laserstrahlen, zwischen einem sich der Barriere nähernden und einem ruhenden Objekt unterschieden werden kann, wobei die Steuereinheit nur bei einem Objekt in Annäherung zur Barriere einen Wechsel in die Freigabestellung bewirkt. Vorgesehen ist, dass eine Annäherung eines Objektes zudem nur dann eine Freigabe des Durchgangs zur Folge hat, sofern beispielsweise die berechnete Annäherungsrichtung den Schluss zulässt, dass sich ein Objekt konkret auf die Barriere zubewegt. Bei Objekten, die sich an einer Barriere lediglich vorbeibewegen, ohne diese dem Anschein nach passieren zu wollen, veranlasst die Steuereinheit keinen Stellungswechsel des Sperrmittels.
Besonders vorteilhaft im Sinne einer sehr hohen Ortsauflösung kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit die Objektbewegung in Echtzeit bzw. nahezu in Echtzeit ableitet, sodass die Präzision der Steuerung gesteigert und Kollisionen von Objekten mit einer Barriere vermieden werden könnten.
Vorschlagsgemäß ist das Erfassungsfeld im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene ausgerichtet, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0 bis 10 °, besonders bevorzugt in einem Winkel zwischen 0 und 3 °. Ferner ist für das Erfassungsfeld nur ei- ne Erfassungsebene vorgesehen, sodass die Konstruktion der Erfassungseinrichtung wirtschaftlich vorteilhaft wesentlich vereinfacht ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Signalgeber in, an oder benachbart zur Barriere angeordnet ist. Je geringer die Distanz zwischen Objekt und Signalgeber, insbesondere dem Objekt und einem Laserscanner, desto präziser die Messung der Laufzeit. Eine derartige Anordnung trüge demnach dazu bei, die Präzision der ermittelten Objektbewegung zu erhöhen, da sich die Objekte, welche beabsichtigen, die Barriere zu passieren, dabei grundsätzlich auf die Barriere, und dementsprechend auf den Signalgeber, zubewegen.
Insbesondere für Sperrmittel in Gestalt von Schranken, Sperrbügeln oder dergleichen kann vorgesehen sein, dass der Signalgeber in Höhe des Sperrmittels angeordnet ist. Insoweit würde sichergestellt, dass die Steuereinheit den Durchgang vorzugsweise für Objekte freigibt, welche eine Höhe einnehmen, die der Anordnungshöhe des Sperrmittels, bezogen auf die die Objekte tragende Bodenoberfläche, weitestgehend entspricht. Fehlsteuerungen, beispielsweise ausgelöst durch entsprechend kleine Tiere, könnten vermieden werden. Eine Verringerung unnötiger Fehlsteuerungen der Barrierevorrichtung geht grundsätzlich mit einer wirtschaftlich vorteilhaften Verlängerung der Standzeit einher. In ersten Versuchen hat sich eine Anordnungshöhe zwischen 20 und 80 cm als vorteilhaft erwiesen.
Für eine weitere Ausgestaltung kann vorgesehen sein, die Präzision der Bewegungsdaten zusätzlich zu steigern, indem die Barrierevorrichtung mehrere Signalgeber aufweist, die im Wesentlichen den Durchgangsraum erfassen. Insbesondere wären durch die Anordnung mehrerer Signalgeber auch solche Bereiche erfassbar, die bei Verwendung nur eines Signalgebers im Erfassungsschatten, sprich auf der einem Signalgeber abgewandten Seite eines Objektes, nachweisbar sind. Derartige Abschattun- gen, also Bereiche, die außerhalb des Erfassungsfeldes liegen, können insbesondere bei Gegenständen problematisch sein, die im Durchgangsraum abgestellt werden und somit einer ungehinderten Objekterfassung durch die Erfassungseinrichtung entgegenstehen. Solange ein zweites hinter dem ersten befindlichen Objekt nicht über einen Erfassungsschatten hinaus in das Erfassungsfeld hineinragt, würde das erste Objekt nicht erkannt werden. Vorteilhafterweise kann zur Verhinderung von Abschattungen ein erster Signalgeber in, an oder benachbart zur Barriere angeordnet sein und ein zweiter Signalgeber im Abstand dazu.
Bei einer Ausgestaltung mit mehreren Signalgebern kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Erfassungsfelder der Signalgeber parallel zueinander ausgerichtet und in vertikaler Richtung zueinander verschoben sind. Dadurch ließe sich eine gezielte Erfassung von Objekten unterschiedlicher Größe, insbesondere unterschiedlicher Höhe, realisieren und Abschattungsbereiche minimieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der Signalgeber um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Drehachse rotationsbeweglich gelagert und dazu ausgestaltet sein, ein kreisringartiges Erfassungsfeld um den Signalgeber zumindest abschnittsweise zu erfassen. Ein entsprechend rotierender Signalgeber könnte wenigsten 10 Laserimpulse pro Sekunde abgeben, um eine möglichst realitätsnahe Abbildung der Objekte zu schaffen. Erste Versuche haben gezeigt, dass ein Erfassungsradius von bis zu 5 m besonders geeignet ist, um eine hinreichend hohe Präzision einer Objektbewegung auch noch in Entfernung zum Signalgeber ableiten zu können.
Wirtschaftlich vorteilhaft kann eine Anordnung eines rotierenden Signalgebers beispielsweise in oder an einer Stütze einer Barriere sein, wobei die Stütze einen Sperrbügel, eine Schranke oder dergleichen schwenkbeweglich in Art eines Halteelements hält, sodass sich das Erfassungsfeld in Durchgangsrichtung von vor bis hinter die Barriere erstrecken kann, und zwar auch dann, wenn die Barrierevorrichtung nur einen Signalgeber aufweist. Im Zuge dessen wäre ein großes Erfassungsfeld realisierbar mit minimalem apparativen Aufwand.
Die Erfindung geht aus von der Überlegung, sowohl eine Objektbewegung quantitativ zu erfassen, als auch ein ruhendes, bewegungslos verharrendes Objekt zu erkennen und hinsichtlich des ruhenden Objektes eine Steuerung der Barrierevorrichtung zu veranlassen. Sind die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit eines Objektes über einen Zeitraum im Wesentlichen Null, könnte ein Objekt als zeitweise verharrendes Objekt erkannt werden. Eine Steuerung kann einerseits darin bestehen, dass für ein ruhendes Objekt beispielsweise zunächst keine Freigabe des Durchgangs erfolgt. Anderseits kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Steuerung eine Freigabe bei einem ruhenden Objekt in Ausnahmefällen dennoch bewirkt, und zwar dann, wenn ein Objekt für eine gewisse Zeitspanne im Abstand zur Barriere verharrt. Dieser Bereich wird vorliegend als Auslösebereich bezeichnet. Erste Versuche haben gezeigt, dass ein Bereich im Abstand bis zu 50 cm in Durchgangsrichtung vor und hinter der Barriere und eine Verweilzeit von wenigstens 5 s besonders geeignet sind.
Für eine weitere Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass für jedes Objekt mehrere Laufzeiten ermittelt werden und somit mehrere Informationen zur Bewegungsrichtung und zur Bewegungsgeschwindigkeit ableitbar sind. Dabei stellt sich grundsätzlich das Problem, dass insbesondere periphere Körperteile von Personen, wie beispielsweise beim Gehen mitschwingende Arme, die Streuung der Bewegungsdaten eines Objektes stark erhöht. Zur Präzisierung der abgeleiteten Objektbewegung kann die Recheneinheit vorteilhaft für eine rechnerische Konkretisierung ausgelegt sein. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass die Recheneinheit aus den Bewegungsdaten eines Objektes ableitet, welche der ermittelten Bewegungsdaten den Kem eines Objektes abbilden, sodass beispielsweise die beim Gang schwingenden Arme als solche erkannt werden und die Recheneinheit für die Berechnung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit vorzugsweise auf die Bewegungsdaten des Objektkerns zurückgreift. Diese Konkretisierung der abgeleiteten Objektbewegung könnte eine deutliche Präzisierung bedingen und somit eine genauere Steuerung der Barrierevorrichtung.
Insbesondere für horizontal verschiebbare Sperrmittel mit mehreren Sperrmittelsegmenten, beispielsweise eine Schiebetür bestehend aus mehreren Türen bzw. Türsegmenten oder dergleichen, welche von einer Wand in Art eines Halteelements gehalten werden, kann vorteilhaftweise die Öffnungsweite an die Objektbewegung angepasst sein. Für eine weitere Ausgestaltung kann daher vorgesehen sein, dass zunächst die Objektbewegung präzise ermittelt wird, um ableiten zu können, welches Sperrmittelsegment in hinreichender Weise zu steuern ist, um einem Objekt einen Durchgang ermöglichen zu können. In der Praxis könnte beispielsweise nur das Türsegment durch die Steuereinheit geöffnet werden, auf welches sich das Objekt insbesondere zubewegt bzw. die Schiebetür nur bis zu einem bestimmten Türsegment geöffnet werden, sodass noch keine separate Steuerbarkeit eines Sperrmittels bzw. eines Sperrmittelsegments dafür erforderlich wäre. Vorteilhafterweise könnte bei dieser Ausgestaltung der Barrierevorrichtung die Öffnungsweite des Durchgangs für eine Freigabe deutlich verkleinert werden, sodass beispielsweise im Winter ein Energieverlaust durch austretende Wärme aus einem Ladenlokal minimiert würde.
Eine separate Steuerbarkeit mehrerer Sperrmittel bzw. mehrerer Sperrmittelsegmente können vorgesehen sein, um beispielsweise zeitgleich mehreren Objekten den Durchgang freigeben zu können. In der Praxis könnte die Barrierevorrichtung dafür beispielsweise zwei separat steuerbare, schwenkbare Sperrbügel aufweisen, wie sie in vielen Ladenlokalen anzutreffen sind, wel- ehe die Steuereinheit unabhängig voneinander öffnen und verschließen könnte, je nachdem inwieweit eine Annäherung von Objekten zu den einzelnen Sperrbügeln erfasst würde.
Ferner kann vorteilhaft die Wechselgeschwindigkeit aus einer den Durchgang verschließenden Sperrstellung in eine den Durchgang öffnenden Freigabestellung der Bewegungsgeschwindigkeit eines Objektes angepasst werden, beispielsweise eine in horizontaler Richtung ausgerichtete Schwenkbewegung einer Schwingtür oder das Einfahren einer Schiebetür, bzw. eine in vertikaler Richtung öffnende Schranke oder ein Vertikaltor. Grundsätzlich ist ein langsameres Öffnen eines Sperrmittels, insbesondere bei schweren Sperrmitteln wie beispielsweise Glastüren, vorteilhaft, um Antriebseinheiten und Bremssysteme schonen und die Standzeit wirtschaftlich vorteilhaft verlängern zu können.
Ein Sperrmittel kann für ein Objekt im Durchgangsraum eine Gefahrenquelle darstellen, insoweit das Objekt insbesondere bei einem Stellungswechsel aus einer Freigabe in eine Sperrung des Durchgangs mit dem beweglichen Sperrmittel kollidieren kann. Dieser Abschnitt des Durchgangsraums wird vorliegend als Kollisionsraum bezeichnet. Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit geeignet, bei der Steuerung des Sperrmittels die momentane und die aus Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit abgeleitete, zu erwartenden Position eines Objektes im Kollisionsraum zu berücksichtigen zur Verhinderung einer Kollision. Es kann vorgesehen sein, dass eine Bewegung eines Sperrmittels bzw. eines Segments eines Sperrmittels bei Kollisionsgefahr nicht erfolgt und/oder die Bewegung des Sperrmittels wird beschleunigt und/oder die Ausprägung der Sperrmittelbewegung, beispielsweise die Öffnungsweite einer Tür, die Schwenkhöhe einer Schranke oder dergleichen, wird angepasst, um eine Kollision vermeiden zu können. Wird beispielsweise ein Einkaufswagen im Kollisionsraum eines Sperrmittels abgestellt, kann vorgesehen sein, dass der Durchgang bei einem weiteren, sich näherndem Objekt nur soweit freigegeben wird, als dass das Sperrmittel nicht mit dem Einkaufswagen kollidiert.
Im Sinne eines Kundenmanagements kann für eine weitere Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Barrierevorrichtung eine Zähleinheit aufweist, welche aus den Objektbewegungsdaten die Anzahl der Objekte ableitet, die die Barriere passiert haben. Auf wirtschaftlich einfache Weise kann somit beispielsweise nachverfolgt werden, wie viele Objekte einen Durchgang innerhalb eines Zeitraums benutzt haben. Ferner kann, vorteilhafterweise in Echtzeit, ermittelt werden, wie viele Objekte sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Ladenlokal oder dergleichen aufhalten. Dafür könnte beispielsweise ein miteinander kommunizierendes System mehrerer Barrierevorrichtungen vorgesehen sein, die jeweils in einem Eingang bzw. Ausgang angeordnet sind. Um möglichst wenig Bauraum beanspruchen zu müssen und damit einhergehend wirtschaftlich vorteilhaft kann eine Barrierevorrichtung sein, die sowohl Eingang als auch Ausgang ist und welche die Anzahl der Objekte im Ladenlokal nachhält, insbesondere in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Objekte, wie diese die Barrierevorrichtung passiert haben, da jede Passierrichtung einem Betreten oder Verlassen des Ladenlokals zuordnenbar ist. Wird eine Kapazitätsgrenze hinsichtlich einer Maximalzahl an Objekten in einem Ladenlokal, Gebäude oder dergleichen erreicht, kann die Steuereinheit in Rückkopplung mit der Zähleinheit erst dann wieder eine Freigabe veranlassen, nachdem eine entsprechende Objektanzahl das Ladenlokal verlassen hat. Aus der Praxis bekannt ist eine Nachverfolgung der Objektanzahl in einem Ladenlokal beispielsweise mittels Einkaufskörben bzw. Einkaufswagen, welche für einen Einkauf an Kunden ausgegeben werden. Sind alle Körbe oder Einkaufswagen vergeben, kann dies das Erreichen einer Kapazitätsgrenze signalisieren. Allerdings ist dafür erforderlich, dass jeder Kunde, sprich jedes Objekt, entweder einen Einkaufskorb oder einen Einkaufswagen mitführen muss, was insbesondere zu Pandemiezeiten durch zusätzliches Personal sichergestellt werden musste und dementsprechend wirtschaftlich nachteilig ist.
Für eine Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Barrie- revorrichtung Objekte erkennt, die eine Barriere entgegengesetzt zur Durchgangsrichtung passieren. Dazu kann beispielsweise der Durchgang ein Eingang sein und das Erfassungsfeld kann Bereiche des Durchgangsraums erfassen, die in Eingangsrichtung vor und hinter der Barriere liegen bzw. allgemein das Erfassungsfeld Bereiche des Durchgangsraums abdeckt, die in Durchgangsrichtung vor und hinter der Barriere liegen. Wird eine entsprechende Objektbewegung ermittelt, kann vorteilhafterweise eine Alarmvorrichtung vorgesehen sein, welche ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt, beispielsweise dann, wenn ein Kunde ein Ladenlokal oder dergleichen verlässt, ohne zuvor einen Kassenbereich passiert zu haben. Auch kann vorgesehen sein, dass bei einer entsprechenden Objektbewegung die Steuereinheit den Durchgang nicht freigibt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da auf konstruktiv aufwendige Doppel- Barrierevorrichtungen in Art einer Schleuse verzichtet werden könnte.
Im Sinne der der Erfindung zugrunde liegenden Überlegung kann ein Verfahren zur Freigabe eines Durchgangs in einem Durchgangsraum, in welchem sich Objekte wenigstens zeitweise bewegen, insbesondere wie folgende Schritte beinhalten:
Ein Laserscanner kann Laserimpulse aussenden, welche ein ebenenartiges Erfassungsfeld erzeugen, das im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene und wenigstens bereichsweise auf den Durchgangsraum ausgerichtet ist. Die Laufzeit der Laserstrahlen wird ermittelt, nachdem diese von im Durchgangsraum befindlichen Objekten reflektiert wurden. Aus der Laufzeit wird eine Objektbewegung berechnet und zwar eine Bewegungsrichtung und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Objekte im Durchgangsraum. In Abhängigkeit von der berechneten Objekt- bewegung wird die Barriere gesteuert, in der Art, dass eine Freigabe erfolgt, ggf. individuell angepasst an ein Objekt, oder der Durchgang versperrt wird.
Eine Barrierevorrichtung oder Anordnung wie oben beschrieben kann vorteilhaft unter Verwendung eines einzigen oder mehrerer kombinierter LIDAR-Sensoren (= Abkürzung für Light detection and ranging oder Light imaging, detection and ranging) zur Erkennung von Objekten, darunter auch bewegliche Objekte wie Personen, verwirklicht werden.
Die Zutritts- und Auslass-Kontrolle erfolgt entweder schrankenlos oder durch bewegliche Sperrmittel, die bei ihrer Bewegung nicht mit Gegenständen oder Personen kollidieren dürfen. Als Beispiel für körperlich verwirklichte, bewegliche Sperrmittel werden nachfolgend schwenkbewegliche Schranken erwähnt, die in horizontaler Richtung schwenkbeweglich sind und aus Einkaufsmärkten weithin bekannt sind, die beim Schwenken nicht mit Gegenständen oder Personen kollidieren dürfen. Eine schrankenlose Barrierevorrichtung kann beispielsweise eine gedachte Linie als Sperrmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung aufweisen, und die Haltevorrichtung ist in diesem Fall die Einrichtung, in welcher die gedachte Linie definiert ist. Dies kann die automatisierte Steuereinheit sein, die mit der Recheneinheit der Barrierevorrichtung verbunden ist, so dass z. B. eine bestimmte Entfernung von der Erfassungseinrichtung als sogenannte Grenzentfernung eine virtuelle Linie definiert. Für unterschiedliche Winkel, in denen die Lichtstrahlen von der Erfassungseinrichtung ausgesendet bzw. erfasst werden, können unterschiedliche Grenzentfernungen festgelegt sein, so dass der Linienverlauf nicht notwendigerweise im konstanten Abstand kreisbogenförmig um die Erfassungseinrichtung verlaufen muss, sondern auch davon abweichend, z. B. als gerade Linie definiert sein kann. Beispielsweise kann eine schrankenlose Barrierevorrichtung im Ausgangsbereich eines Marktes angeordnet sein, den Kassen nachgeschaltet, so dass die erfindungsgemäße Barrierevorrichtung als Auslasskontrolle dient.
Bei der Anwendung der Barrierevorrichtung als Auslasskontrolle kann beispielsweise die Verweildauer eines Kunden an der Kasse registriert werden, und wenn diese Verweildauer eine bestimmte Mindestzeitdauer unterschreitet und der Kunde anschließend die gedachte Linie passiert, kann eine Alarmierung automatisch ausgelöst werden, so dass die gedachte Linie als Sperrmittel wirkt und verhindern soll, dass Personen den Markt verlassen, ohne bezahlt zu haben. Insbesondere wenn es sich um sogenannte Selbstzahler- oder Scanner-Kassen handelt, an denen die Kunden die gekauften Artikel maschinell registrieren - z. B. mit Hilfe von Barcodes, RFID-Tags oder dergleichen - kann eine derartige Auslass-Kontrolle mittels einer erfindungsgemäßen Barrierevorrichtung installiert sein. Dabei kann die automatisierte Steuereinheit nicht nur mit der Recheneinheit der Barrierevorrichtung verbunden sein, sondern auch mit den Selbstzahleroder Scanner-Kassen in der Art, dass - z. B. unabhängig von oder auch ergänzend zu der Aufenthaltsdauer an der Kasse - die Alarmierung automatisch ausgelöst wird, wenn keine Zahlungstransaktion an einer bestimmten Kasse durchgeführt wurde und die zunächst an der Kasse befindliche Person sich dann zu dem Sperrmittel bewegt, nämlich der erwähnten gedachte Linie.
Ein Stellungswechsel zwischen der Freigabestellung und der Sperrstellung eines Sperrmittels, welcher Stellungswechsel durch die Steuereinheit automatisch veranlasst wird, kann bei einer körperlich verwirklichten Schranke beispielsweise in Form einer horizontalen Schwenkbewegung der Schranke ausgeführt werden. Bei einer körperlosen Schranke kann der Stellungswechsel beispielsweise durch das Umschalten eines Schaltelements verwirklicht sein, beispielsweise um einen Alarm auszulösen oder zu unterdrücken. Beim Ein- und Auslass sollen die Objekte in Position, Entfernung und Bewegungsgeschwindigkeit erkannt werden. Als „Objekte“ werden in diesem Zusammenhang sowohl unbelebte als auch lebende Objekte, insbesondere Personen, bezeichnet.
Bei einer Bewegung in einer als zulässig vordefinierten Richtung soll ein körperlich verwirklichtes Sperrmittel die Barriere öffnen, z. B. eine Schranke in eine Freigabe- oder Offenstellung aufschwenken, sofern der Raum hinter der Schranke in Schwenkrichtung frei ist. Befindet sich jedoch ein Objekt im Bewegungsbereich des Sperrmittels, kann die Bewegung des Sperrmittels eingeschränkt werden: die Bewegung des Sperrmittels kann über einen verringerten Anteil des Bewegungsbereichs erfolgen, um eine Kollision mit dem Objekt zu vermeiden. Oder die Bewegung kann - zumindest bei der Annäherung an das Objekt - mit reduzierter Geschwindigkeit erfolgen, um eine Beschädigung bzw. Verletzung des Objekts zu vermeiden. Oder die Bewegung kann vollständig unterdrückt werden. Bei einer schrankenlosen Bamerevorrichtung unterbleibt eine Alarmierung, wenn eine Bewegung in einer als zulässig vordefinierten Richtung erfasst wird.
Anders als bei der oben genannten Bewegung in einer als zulässig vordefinierten Richtung kann bei einer Bewegung in einer als unzulässig definierten Richtung das Sperrmittel die Barriere geschlossen halten, z. B. kann die erwähnte Schranke in einer Sperr- oder Schließstellung verbleiben. Dies kann bei so genannten Gegenläufern angewendet werden, also Personen, die einen Markt nicht durch den Eingang betreten, sondern ihn durch den Eingang und somit an den Kassen vorbei verlassen möchten. Die Bamerevorrichtung dient hier als Eingangskontrolle. Falls die Schranke nicht bereits geschlossen ist und in ihrer Schließstellung verbleibt, kann die Steuerung der Barrierevorrichtung so ausgestaltet sein, dass die momentan offene Schranke in ihre Schließstellung bewegt wird. Bei einer schrankenlosen Ausgestaltung der Eingangskontrolle kann in diesem Fall ein Alarm ausgelöst werden. Die Barrierevorrichtung kann eines, zwei oder auch mehr Sperrmittel aufweisen, und die Schranken können nebeneinander angeordnet sein, z. B. einander gegenüberliegend und synchron gegenläufig arbeitend in Form einer Doppelschranke zugunsten einer großen Öffnungsweite.
Alternativ dazu oder auch zusätzlich können die Schranken hintereinander angeordnet sein, als „Schleuse“ mit einer alternierenden Freigabe der einzelnen Schranken.
Die Schranken können über ein Funk-System miteinander verbunden sein, sie können daher logisch (per Software) statt physikalisch (per Kabel) Zusammenarbeiten.
Die LIDAR-Sensoren können, sofern sie einen überlappenden Bereich überwachen, per Software „zusammengerechnet“ werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass Abschattungen von hintereinander befindlichen Objekten ausgeschlossen sind, da aus verschiedenen Winkeln überwacht wird.
Die LIDAR-Sensoren können abgesetzt von den Schranken angebracht sein. Der Schwenkbereich der Schranken ist somit unabhängig von den Überwachungsbereichen. So können Wege „um die Ecke“ überwacht werden.
In einer Ausgestaltung erfolgt die Erkennung von Objekten in mindestens zwei Bereichen. Ein überwachter Bereich A (der Schwenkbereich der Schranke) muss frei von Objekten sein, egal ob diese ortsfest oder beweglich sind. Im anderen Bereich B wird die jeweilige Position, Richtung und Geschwindigkeit von Objekten erkannt. Die Schranke wird geöffnet, wenn der Bereich A frei von Objekten ist und sich im Bereich B ein Objekt im richtigen Winkel und mit ausreichender Geschwindigkeit der Schranke nähert. „Parallel-Läufer“ (Objekte, die sich parallel zur Schranke bzw. der Überwachungsgrenze A/B bewegen) lösen keine Öffnung aus.
„Rückläufer“ die eine zufällig geöffnete Schranke durchschreiten, werden durch die Geschwindigkeit und Laufrichtung erkannt und lösen in einer Ausgestaltung der Barrierevorrichtung einen Alarm aus, sobald der Bereich B aus dem Bereich A heraus betreten wird. Diese Art, die erfassten Bewegungen auszuwerten, kann eine körperlich verwirklichte „Schleuse“ mit zwei in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Schranken ersetzen.
Die Erkennung der Objekte und deren Verhalten basiert in einer Ausgestaltung der Bamerevorrichtung auf einer Clusteranalyse, welche die Datenpunkte des LIDAR zu einer Objekt-Aufenthaltsposition verrechnet. Von verschiedenen Arten der Clusteranalyse erscheint eine solche Clusteranalyse für den Einsatz in der Praxis vorteilhaft und gut geeignet, die angesichts der anfallenden Datenmenge (Anzahl der Datenpunkte) geeignet ist, auf einem Mikrocontroller mit begrenztem Speicher und begrenzter Verarbeitungsgeschwindigkeit zu arbeiten. Nach diesen Kriterien kann die zu verwendende Clusteranalyse vorzugsweise ausgewählt werden.
Die Datenaustausch zwischen den LIDAR-Sensoren geschieht in einer Ausgestaltung der Bamerevorrichtung über ein Funksystem und somit kabellos.
Es sind in einer Ausgestaltung der Bamerevorrichtung Mechanismen vorhanden, die auf Grundlage der gelieferten Daten einen Ausfall des Systems (z.B. der Rotation) oder des Lasers erkennen können. Die Steuerungseinheit kann in der Art ausgestaltet sein, dass in einem solchen Fall automatisch eine Fehlermeldung erzeugt und an eine Zentrale übermittelt wird, so dass Wartungsarbeiten ausgelöst werden können. Wird ein Ausfall der Rotation oder Taktung eines LIDAR-Sensors erkannt, wird in einer Ausgestaltung der Barrierevorrichtung der Laser automatisch im Sinne der Lasersicherheit abgeschaltet, um eine aus dem Bewegungsstillstand folgende punktuelle Disposition durch den Laserstrahl (z.B. Auge, direkt oder auch nach einer Reflektion) zu verhindern.
Da nicht nur der Rotationsantrieb, sondern auch der Laser selbst einem Alterungsprozess unterworfen ist, sind in einer Ausgestaltung der Barrierevorrichtung Marker vorhanden, die dabei helfen, die Strahlintensität als Teil der Betriebsarten zu überwachen. Diese Marker können spezielle Reflexionselemente sein, die eigens im Erfassungsbereich einer Erfassungseinrichtung angeordnet werden, oder als Marker kann ein ohnehin im Erfassungsbereich einer Erfassungseinrichtung angeordnetes Element verwendet werden, z. B. eine Wand oder Säule eines Gebäudes, wobei in diesem Fall zunächst ein Kalibrierung durchgeführt wird, um die reflektierte Strahlintensität als Sollwert zu hinterlegen. Bei einer vorbestimmten Abweichung von den Sollwerten kann eine Anzeige automatisch ausgelöst werden, die als Verschleißanzeige bezeichnet werden kann. Proaktiv kann dann ein Austausch der betroffenen Komponenten erfolgen, bevor eine Fehlfunktion auftritt. Die betroffenen Komponenten können beispielsweise die Marker sein, z. B. im Falle von Beschädigungen, oder es kann der Laser selbst sein, z. B. aufgrund der erwähnten Alterung.
Die vorstehend stichwortartig beschriebenen Weiterentwicklungen und Verbesserungen können einzeln verwirklicht sein, oder es können zwei oder mehrere davon in beliebiger Kombination verwirklicht sein, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen, z. B. in Form von Alternativen, wie dies anhand der entweder als Doppelschranke nebeneinander oder als Schleuse hintereinander angeordneten Schranken erläutert wurde. Die beschriebenen Weiterentwicklungen und Verbesserungen können insbesondere vorteilhaft bei einem Gegenstand verwirklicht werden, wie er in der DE 20 2022 101 749 U1 beschrieben ist, sie können jedoch auch bei anders ausgestalteten Zutritts- und Auslass-Kontrollsystemen angewendet werden, sofern dies nicht aufgrund einer technischen Unmöglichkeit ausgeschlossen ist.
Ergänzend wird auf folgendes hingewiesen:
Mit der Verfügbarkeit von „Time-of-Flight“-Sensoren (ToF) ist es möglich, über die Laufzeit einer elektromagnetischen Welle, also einer Zeit-Messung und der Konstante der Ausbreitungsgeschwindigkeit, eine direkte Entfernungsmessung zu erhalten. Ein noch präziseres Verfahren wäre zwar über eine interferometri- sche Messung möglich, hierbei sind aber eine Referenzierung, exakte Kenntnis und Stabilität der Wellenlänge sowie weitergehende Voraussetzungen für eine Anwendung notwendig. Beides sind eindimensionale Messungen.
Räumlich Messungen mittels ToF-Verfahren sind mit Kamerasystemen möglich. Hierbei wird ein Punktmuster in den Raum projiziert. Durch die einzelnen Messungen jedes Punktes lässt sich auf die Räumlichkeit der Kontur zurück schließen. Das ist eine Matrixmessung, wobei jedes Feld einer Entfernung entspricht. Diese 3D-Messung erfordert einen komplexen Aufbau des Sensors.
Eine zweidimensionale Entfernungsbestimmung erreicht man, mittels eines rotierenden ToF-Sensors. Jeder Winkel liefert dann eine Entfernungs-Information senkrecht zur Rotationsachse. Dieses Verfahren ist lediglich eine mechanische Herausforderung aufgrund der Rotation. Der eigentliche ToF-Sensor arbeitet weiterhin eindimensional. Dadurch ist es möglich, die Elektronik sehr einfach zu gestalten, was sich in den Kosten wiederspiegelt. Die „LIDAR“- Sensoren finden daher weite Verbreitung, z.
B. auch in Consumer-Produkten, z.B. in autonom fahrenden Staubsaug-Robotern, bei denen der Sensor einerseits fest mit dem mobilen Gerät verbunden ist, andererseits auch selbst mo- bil angebracht. Das Gerät soll so Hindernisse in seinem Fahrtweg erkennen. Das rotatorische Prinzip der „LIDAR“- Sensoren liefert Winkelinformationen und Entfernungen relativ zur Fahrtrichtung.
Die vorliegende Erfindung geht andere Wege. Hier wird das LIDAR fest verbaut, um sich bewegende Objekte zu erkennen. Im Unterschied zu Lichtschranken, die nur eindimensional arbeiten und für eine räumliche Überwachung mehrfach vorhanden und justiert sein müssen, oder einfachen Radar-Sensoren, die nur sich bewegende Objekte ohne Richtungserkennung detektie- ren können, ermöglicht ein fixierter und parallel zur Ebene, auf welcher sich die Objekte bewegen, angebrachter LIDAR-Sensor nicht nur die Überwachung einer kompletten zweidimensionalen Fläche, sondern erkennt Objekte unabhängig davon, ob sie ruhen oder sich bewegen. Da die Messung rotierend erfolgt, liefern sich bewegende Objekte ihre Ortsveränderung innerhalb der Rotationsgeschwindigkeit und damit neben ihrer Geschwindigkeitsinformation auch noch ihre Bewegungsrichtung.
Aufbauend auf einem sehr preiswerten Sensor sind damit Informationen verfügbar, die sonst nur mit sehr viel aufwändigeren Systemen zu erzielen wären. Dazu zählen zum Beispiel Kamerasysteme, die über eine Bildverarbeitung Objekte oder Personen lokalisieren oder sogar tracken können. Eine Bildverarbeitung erfordert jedoch einen hohen Aufwand und somit auch mehr Energie. Hinzu kommt, dass eine Kamera in der Regel „Überkopf1 angebracht sein muss, damit Objekte damit verfolgt werden können. Die orthogonale Anbringung zur Überwachungsebene ist wegen der begrenzten Raumhöhe aber häufig nicht möglich, insbesondere wenn die Kamera in einer vor Vandalismus und versehentlichen Beschädigungen sicheren Höhe angeordnet werden soll. Unter Umständen können Kameras wegen der Lichtverhältnisse (Sonneneinstrahlung) auch jahres- und / oder tageszeitlich bedingt störanfällig sein. Die erfindungsgemäße Barriereanlage auf LIDAR-Basis arbeitet dagegen parallel zur Bewegungsebene. Die Detektionshöhe über der Überwachungs- oder Bewegungsebene kann ganz individuell angepasst werden. Weil eine Montage zur Draufsicht entfällt, lässt sich dieses System auch einfach installieren und ist gleichzeitig für winkelige, z.B. L-förmige, Bereiche geeignet. Durch den preislichen Vorteil können mehrere LIDAR-Sensoren einfach kombiniert werden und so die Lokalisation oder das Tracking von Objekten im überwachten Bereich optimieren. Eine Kombination zweier oder mehrerer LIDAR’s ist auf einfache Weise durchführbar. Da jedes System ortsfest montiert und somit fixiert ist, sind auch die Positionen zueinander unveränderbar. Die von einem LIDAR-Sensor gelieferten Daten entsprechen Polarkoordinaten, welche automatisch in ein anderes, z.B. kartesisches, Koordinatensystem transformiert werden können. Diese Transformation wird in der Art durchgeführt, dass dabei auch die kartesische Position jedes einzelnen LIDAR-Sensors mit verrechnet wird. Somit kann jeder einzelne Messpunkt jedes einzelnen LIDAR’s im gemeinsamen Koordinatensystem eingetragen werden. Welcher LIDAR-Sensor welchen Messpunkt geliefert hat, spielt keine Rolle; die X-Y-Daten können einfach aggregiert werden.
Es ist davon auszugehen, dass die Messungen fehlerbehaftet sind und auch die zu lokalisierenden Objekte eine gewisse Ausdehnung haben. Es dürften daher niemals identische Positionen geliefert werden. Deshalb wird jedes Objekt durch eine Punktwolke repräsentiert, die eine bestimmte Ausdehnung hat. Idealerweise kann man davon ausgehen, dass das Zentrum dieser Punktwolke die Position des Objektes repräsentiert. Die Genauigkeit dieser Repräsentation nimmt mit der Anzahl der Messpunkte, egal von welchem LIDAR-Sensor diese stammen, statistisch betrachtet zu.
Falls von den mehreren LIDAR-Sensoren einer verdeckt oder ausgefallen sein sollte, nimmt die Genauigkeit der Lokalisation etwas ab, weil sich die Punktwolke verschiebt. Ein völliger Ausfall ist allerdings nicht zu befürchten, so dass die Funktion der Barriereanlage nach wie vor gewährleistet werden kann.
Was die Auswertung der Punktwolke/n betrifft, ist von mehreren Punktwolken auszugehen, da sich verschiedene Objekte in der überwachten Ebene befinden können. Diese Punktwolken erfordern eine Differenzierung, so dass nicht alle Messungen zu einer einzigen Punktwolke zusammengefasst werden, sondern jede einzelne Punktwolke ein Objekt repräsentiert und die Auswertung eine lokalisierte Position ihres Objektes liefert. Ein mathematisch-numerisches Verfahren dazu ist die Cluster-Analyse, mittels welcher sich Anzahl und Dichte der Punktwolken so wählen lassen, dass man optimale Positionen erhält, welche die Objekte in der Ebene korrekt repräsentieren.
Geschieht die Lokalisierung ausreichend schnell, lässt sich über die Zeit nicht nur die Bewegungsgeschwindigkeit ermitteln, sondern durch die Ortsveränderung auch die Bewegungsrichtung einesen Objektes - bzw. bei ausbleibender Ortsveränderung dessen Ruheposition. Insbesondere diese beiden Eigenschaften liefern sonst nur wesentlich aufwändigere Systeme. Damit stehen bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Barriereanlage mit technisch einfachen und kostengünstigen Mitteln Informationen zur Verfügung, die eine qualifizierte Aussage über die detek- tierten Objekte ermöglichen.
Wie oben beschrieben, liefert ein einziger Sensor oder liefern mehrere Sensoren Positionen eines stehenden oder beweglichen Objektes in einem gemeinsamen Koordinatensystem. Dabei spielt es keine Rolle, wie viele LIDAR’s Daten liefern, solange mindestens ein LIDAR aktiv ist. Das spielt für die Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit der Barriereanlage eine große Rolle. Wird ein Sensor oder ein Teilsegment eines Sensors zeitweise verschaffet, ist der Einfluss auf die Positionsbestimmung des Objekts nur gering, solange das Objekt auch von einem oder mehreren anderen Sensoren detektiert wird oder die Verschattung nur wenige Sekunden dauert. Dies ist relevant für Bereiche, die einer hohen Bewegungsdynamik der Objekte unterliegen, wie es zu Beispiel in Ein- oder Ausgangsbereichen mit Personen der Fall ist.
Dadurch, dass einzelne Personen lokalisierbar sind, die sich auf der Bewegungs- oder Überwachungsebene befinden, und dass darüber hinaus diese Personen in ihrer Dynamik erfasst werden, können neben untypisch schnellen Bewegungen oder lange ruhenden Positionen nicht nur die Anzahl der Personen erfasst werden, sondern auch deren Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit. Aus dieser Gruppen-, Teilgruppen oder Einzel- Betrachtung lassen sich viele Rückschlüsse gewinnen. Bewegen sich beispielsweise viele Objekte/Personen schnell und gemeinsam in eine Richtung, kann man von einer Fluchtbewegung ausgehen, so dass die Steuereinheit automatisch einen Notfallmodus der Barriereanlage aktivieren kann, in welchem sämtlichen Schranken automatisch geöffnet werden und ggf. ein zusätzlicher Alarm ausgelöst wird. Bewegt sich ein einzelnes Objekt unzulässig entgegen einer vorgegebenen Richtung, kann bei Personen dieses als „Rückläufer“ oder „Gegenläufer“ erkannt werden. Bleiben einzelne Personen ruhend für eine gewisse Zeit auf gegenüberliegenden Seiten einer Grenze oder Trennlinie stehen, könnte auch diese Situation erkannt werden und zu einer automatischen Alarmierung führen, z.B. um einem Versuch entgegenzuwirken, eine unerlaubte Übergabe durch eine Abgrenzung hindurch zu bewirken.
Weiterhin ist eine saldierende Zählung der Objekte möglich, um zu erkennen, wie viele Personen sich zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem Ort aufhalten. Selbst wenn Ein- und Ausgangsbereich identisch sind, ermöglicht die Richtungserkennung eine gleichzeitige Zählung von Zu- und Abgängen. Die Auswertung der Bewegungsmuster kann mittels einer Kl erfolgen, die „normale“ Dynamiken von untypischen unterscheiden kann. Aber auch eine einfache Zählung bei Überschreiten virtueller Grenzen ist durchführbar.
Erfolgt der Einsatz im Bereich von Zutrittssystemen, die mit Sperrmitteln in Form von Schranken oder Türen einen Zu- oder Ausgang öffnen oder verschließen, können diese Funktionen einfach auf Basis der Bewegungsdynamik automatisch ausgelöst werden. Bewegt sich eine Person mit einer bestimmten Geschwindigkeit und Richtung auf die Barriereanlage zu, kann dieses Bewegungsmuster genutzt werden, um einen Öffnungs- o- der Schließvorgang auszulösen. Bewegt sich eine Person nur sehr langsam oder in einer weniger direkten Richtung darauf zu, ist eine Auslösung noch nicht notwendig und eine unnötige Betätigung kann unterbleiben.
Im Fall einer rotierenden oder schwenkbeweglichen Schranke ist es möglich, diese nicht vollständig, langsamer oder gar nicht auszulösen, um eine Kollision im Schwenkbereich mit ruhenden oder eintretenden Personen zu verhindern. Die automatische Kollisionsüberwachung kann so ausgestaltet sein, dass eine antizipierende Überwachung verwirklicht ist, bei der auf Grundlage der Objektgeschwindigkeit und -richtung sowie der Geschwindigkeit, mit welcher das Sperrmittel bewegt wird, eine mögliche Kollision vorausberechnet wird und deshalb die Bewegung des Sperrmittels abgebrochen, verzögert oder erst gar nicht gestartet wird.
Die beschriebenen Funktionen der erfindungsgemäßen Barriereanlage sind möglich, da jeder einzelne LIDAR-Sensor eine Drehbewegung von mehreren Umdrehungen pro Sekunde durchführt, dabei seine Radien abscannt und bei einer Reflektion die Entfernung und den Winkel liefert. Sowohl die Umrechnung in kartesische Objektpositionen als auch die Clusteranalyse ist in einer Ausgestaltung der Barriereanlage auf Basis von Microcon- trollern realisiert, die alle Objekteigenschaften herausfiltern und verdichten. Das geschieht fortlaufend in definiert kurzen Zeiten, so dass zuverlässig die Geschwindigkeit und Richtung der Ob- jekte automatisch ermittelt werden. Eine biometrische Auswertung ist damit nicht möglich. Die Bewegungsprofile ließen sich prinzipiell speichern. Eine Zuordnung zu Personen ist aber nicht möglich. Außer der Registrierung der Anzahlen von Personen, Störungen oder anderen Zyklen zu Servicezwecken erfolgt keine Sammlung von Daten. Trotz der fortlaufenden Berechnungen ist kein aufwändiges System notwendig, beispielsweise kein auf einer PC-Architektur basierendes Rechnersystem. Da alle Berechnungen und Steuervorgänge auf Microcontrollern möglich sind, ist auch nur ein minimaler Energieaufwand sowie ein kleiner Bauraum erforderlich. Das System, insbesondere bezogen auf seine eigenen Rechen- und Steuereinheiten, ist sehr energiesparsam, und weil es auch kein komplexes Betriebssystem erfordert, ist es sehr ausfallsicher und wartungsarm ausgestaltet.
Aus der niederen Geodäsie sind Methoden bekannt, wie durch Trilateration und/oder Triangulation Orte in einer Ebene bestimmt werden können. Die Orte sind Landmarken oder ähnlich unveränderbare Punkte. Das bedeutet, dass geodätische Messungen, wenn Sie nicht zu identischen Ergebnissen kommen, im Wesentlichen auf Messfehler zurückzuführen sind, da die Orte sich üblicherweise nicht verändert haben. Deshalb werden in der Geodäsie Verfahren der Ausgleichsrechnung eingesetzt, die letztlich auf die „Methode der Summe der kleinsten Quadrate“ zurückgeht. Dabei werden die gefunden Positionen soweit „verschoben“ bis der Fehler ein Minimum erreicht.
Bei der erfindungsgemäßen Barriereanlage sind die Messungen ebenfalls fehlerbehaftet, allerdings sind die gemessenen - nämlich hier: die gescannten - Positionen in den meisten Fällen als nicht statisch anzusehen. Die geodätischen Verfahren wären eventuell anwendbar, würden aber schlechtere Ergebnisse liefern, weil „Ausreißer“ oder andere Störungen kaum gefiltert werden könnten. Die erfindungsgemäß vorgesehene automatische Auswertung der Messdaten baut darauf auf, dass die Messungen einen Cluster bilden und der von diesem Cluster repräsen- tierte Ort im Zentrum des Clusters liegt. Es werden möglichst viele Messungen durchgeführt und es wird von der Annahme ausgegangen, dass die allermeisten repräsentierten Orte sich im Zentrum des jeweils gebildeten Clusters befinden. Dabei ist vorteilhaft, dass es keine Rolle spielt, welcher Sensor wie oft Datenpunkte zur „Cluster-Wolke“ beigetragen hat. Dementsprechend können viele Messgeräte / LIDARs gleichzeitig Daten liefern. Einzige Voraussetzung ist, dass die Daten im gleichen, und zwar vorteilhaft in einem kartesischen, Bezugssystem vorliegen. Diese Bedingung kann erfüllt werden, wenn der jeweilige Ort der einzelnen LIDARs und deren relative Position zueinander ebenfalls bekannt ist.
Ein LIDAR liefert mit jeder Messung eine Entfernung und einen Winkel. Es bildet darum ein Polarkoordinaten-System ab, welches in ein kartesisches transformiert werden kann, und durch Verschiebung mit dem Offset können die Zentren der mehreren LIDARs in ein allen LIDARs gemeinsames Zentrum überführt werden. Alle Messungen der mehreren LIDARs werden bei diesem System zusammengeführt und einer Clusteranalyse unterzogen. Das ist ein grundlegender Unterschied zu den geodätischen Verfahren der Trilateration und Triangulation und der Ausgleichsrechnung. In einer geodätischen Ausgleichsrechnung ist jeder Messpunkt nur einmal vorhanden. Bei der Cluster- Analyse ist es sogar vorteilhaft, wenn jeder Punkt mehrfach und am besten auch von verschiedenen LIDARs, also aus verschiedenen Richtungen, erfasst wird. Die Clusteranalyse, wie sie auch in vielen Big-Data-Anwendungen verwendet wird, bildet den gesuchten Ort direkt ab. Man kann davon ausgehen, dass Fehler durch die Vielzahl der Messungen des identischen Objektes sich aufgrund der Statistik weitgehend herausmitteln.
In einer Ausgestaltung der Barriereanlage weist diese ein preisgünstiges (Consumer-)LIDAR auf mit einer Messfrequenz von 4500Hz, also 4500 Messungen über 360° pro Sekunde. Da das LIDAR mit ca. 10 Umdrehungen pro Sekunde rotiert, wird die 360° Rotationsebene 10 mal pro Sekunde mit ca. 450 Messungen erfasst. Jeder Reflektionsort innerhalb der Rotationsebene wird also bis zu 10 mal pro Sekunde erfasst. Durch die kurze Zykluszeit von 0.1s und die zu erwartenden maximalen Bewegungsgeschwindigkeit von Personen von ca. 2m/s kann mit einer maximalen Abweichung aufeinanderfolgender Positionen von 200mm gerechnet werden. Dieser Wert, der kleiner ist als die zu erwartende Objektausdehnung, ist akzeptabel, insbesondere weil aufeinander folgende Messungen relativ zueinander nahezu eine identische Abweichung aufweisen würden, also kaum Einfluss auf die Richtungs- und Geschwindigkeitsmessung haben.
Aufeinander folgende Ortsmessungen und deren zeitlicher Abstand liefern eine Objektgeschwindigkeit. Da mehrere Messungen pro Sekunde erfolgen, kann auch die Objektgeschwindigkeit mit guter Genauigkeit bestimmt werden. Weiterhin liefern die aus der Clusteranalyse aufeinanderfolgend abgeleiteten Orte eines Objektes auch eine Aussage über dessen Bewegungsrichtung. Es ist zu erwarten, dass die Anzahl der gefundenen Cluster der Anzahl der Objekte innerhalb des Scan-Bereiches entspricht. Passieren die Objekte eine vorher bestimmte Grenze (Durchschreiten), erlaubt die Inkrementierung, oder Dekrementierung (in Gegenrichtung) z.B. eine Zählung. Nimmt man jetzt noch die Ausdehnung eines Clusters in der Auswertung hinzu, lassen sich Objekte und deren Verhalten ausreichend genau differenzieren (Mensch oder Ware).
Alle ermittelten Parameter wie Ausdehnung, Geschwindigkeit, Richtung oder Position zusammen erlauben eine Verhaltensanalyse / Beurteilung des LIDAR-gescannten Objektes. Der LIDAR- Scanner ist vergleichsweise preiswert erhältlich, und die beschriebene Auswertung der gemeinsamen LIDAR-Daten mittels einer Embedded-Electronic möglich ist, also ohne PC-Einsatz, so dass eine möglichst wirtschaftliche Ausgestaltung der Barriereanlage unterstützt wird. Für die Speicherung von Daten und / oder für die Übermittelung von Daten können handelsübliche und dementsprechend preisgünstige Komponenten verwendet werden, die ggf. PC-Technik aufweisen können. Der Einsatz von so wenig PC-Technik wie möglich in einer erfindungsgemäßen Barriereanlage ist vorteilhaft, da ein größeres, komplexeres Betriebssystem als Universalwerkzeug betrachtet werden kann, welches bei Angriffen von außen viele Möglichkeiten für Missbrauch bietet. Eine Embedded-Electronic ist hingegen sehr stark auf ihren Einsatzzweck spezialisiert, bietet deshalb wenig zusätzliche Funktionalität und somit kaum Raum für Schädliches.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von rein schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 und 2 Punktkurven desselben, von zwei LIDAR-Sensoren einer Barriereanlage erfassten Objekts in zwei verschiedenen Polarkoordinatensystemen,
Fig. 3 und 4 jeweils die Punktkurven des erfassten Objekts, transformiert in kartesische Koordinatensysteme, Fig. 5 die beiden Punktkurven, transformiert in ein gemeinsames kartesisches Koordinatensystem, und Fig. 6 die Darstellung der Position eines aus den beiden Punktkurven berechneten Objekts in dem Koordinatensystem der Fig. 5.
Die Fig. 1 und 2 zeigen dasselbe, allerdings von zwei verschiedenen LIDAR-Sensoren erkannte Objekt, das sich im Erfassungsbereich einer Barriereanlage befindet. Da die LIDARs an verschieden Orten angebracht sind, erfassen sie das identische Objekt aus verschiedenen Winkeln und aus verschiedenen Entfernungen. Fig. 1 zeigt das Objekt als eine gebogen verlaufende Punktkurve, die sich im unteren rechten Quadranten und in einer Entfernung zwischen 600 und 800 von einem ersten LIDAR- Sensor befindet. Fig. 2 zeigt dasselbe Objekt als Punktkurve im oberen rechten Quadranten und in einer Entfernung zwischen 400 und 500 von einem zweiten LIDAR-Sensor. Die Einheit für die Entfernung beträgt rein beispielhaft in beiden Fällen mm. Beide LIDAR-Sensoren liefern ihre Messergebnisse jeweils in einem Polarkoordinatensystem, in welchem der jeweilige LIDAR- Sensor sich im Koordinatenursprung befindet.
Die Darstellung der Messungen ist nicht 100% korrekt, sondern rein illustrativ und schematisch wiedergegeben. Abweichend von den dargestellten Punktkurven, die zum Koordinatenursprung hin konkav verlaufen, würden bei vom Sensor erfassten Personen die Punktkurven mit ihrer Biegung genau entgegengesetzt verlaufen, also konvex in Bezug auf den Koordinatenursprung. Dies ist jedoch für die Beschreibung des Verfahrens, wie die Messwerte ausgewertet werden, unerheblich.
Die Fig. 3 und 4 zeigen dasselbe Objekt aus den beiden Polarkoordinatensystem der Fig. 1 und 2 nach einer Transformation in kartesische Koordinatensysteme. Dabei repräsentiert Fig. 3 die Messwerte des ersten LIDAR-Sensors und stellt die Transformation der Fig. 1 in kartesische Koordinaten dar, während Fig. 3 die Messwerte des zweiten LIDAR-Sensors gemäß Fig. 2 als Transformation in kartesische Koordinaten darstellt. Der Pol des Polarkoordinatensystems ist dabei der Ursprung des kartesischen Systems. Auch in den kartesischen Koordinatensystemen der Fig. 3 und 4 befinden sich die LIDAR-Sensoren jeweils im Koordinatenursprung, wo sich die Null-Linien kreuzen. Abgesehen von den jeweiligen Punktkurven, die für den ersten LIDAR- Sensor wiederum im unteren rechten Quadranten und für den zweiten LIDAR-Sensor im oberen rechten Quadranten liegen, zeigen die Fig. 3 und 4 auch die LIDAR-Sensoren selbst, jeweils durch einen Punkt im Koordinatenursprung repräsentiert.
Die Orte der stationären LIDAR-Systeme zueinander sind bekannt. Deshalb lassen sich ausgehend von den Darstellungen der Fig. 3 und 4 die einzelnen, verschiedenen kartesischen LIDAR-Koordinatensysteme durch eine Offset-Transformation in ein gemeinsames Koordinatensystem überführen, das in Fig. 5 dargestellt ist. Die Position des ersten LIDAR-Sensors ist oben links in diesem Koordinatensystem als Punkt dargestellt und die diesem ersten LIDAR-Sensor zugeordnete Punktkurve verläuft bogenförmig von links unten aufwärts nach rechts oben. Der zweite LIDAR-Sensor ist unten links in diesem Koordinatensystem als Punkt dargestellt, die ihm zugeordnete Punktkurve verläuft bogenförmig von links oben abwärts nach rechts unten und kreuzt die Punktkurve des ersten LIDAR-Sensors.
Die Überführung in ein gemeinsames Koordinatensystem vereinfacht die Zusammenführung der verschiedenen LIDAR-Daten.
Da erkannte Objekte immer eine Ausdehnung haben, welche die Strahldicke des LIDAR-Laserstrahls übersteigt, und weil das LIDAR sehr schnell und unter unterschiedlichen Winkeln die Objektoberflächen erfasst, ergibt sich in kurzer Zeit ein Punktmuster, welches die erfasste Oberfläche abbildet und bei dem dargestellten Beispiel als Bogen oder Kurve wiedergegeben ist. Das von der Oberfläche reflektierte Punktmuster - die dargestellte Punktkurve - entspricht der Oberflächen-Struktur des Objektes und kann, da es aus verschiedenen Winkeln erfasst wurde, stark unterschiedlich sein. Eine Interpolation der Oberflächenlinien wie der dargestellten Punktkurve bestimmt die Position des Objektes deshalb nur unzureichend.
Der Informationsgehalt der erfassten Punkte liegt jedoch in Ihrer Ausdehnung. Da diese wiederum aus verschiedenen Winkeln erfasst wurde, kann mittels einer Cluster-Analyse den „Kern“ der Ausdehnungen mit ausreichend guter Genauigkeit automatisch ermittelt werden. Dieser „Kem“ oder Schwerpunkt entspricht dem wahrscheinlichsten oder typischen Ort des Objektes und kann in sehr guter Näherung als Objektlokalisation betrachtet werden.
Fig. 6 zeigt die Darstellung von Fig. 5, wobei jedoch zusätzlich als Ergebnis der Cluster-Analyse der berechnete „Kern“ oder Schwerpunkt als wahrscheinlichster Ort des Objektes eingezeichnet ist. Für das dargestellte Beispiel liegt dieser Ort annähernd im Schnittpunkt der beiden Punktkurven. Die Clusteranalyse ist in der Lage, gleichzeitig mehrere Häufungen zu erfassen. Daher können bei Verwendung mehrerer LIDAR-Sensoren die mehreren Punktkurven, die aus der Erfassung desselben Objekts resultieren, verarbeitet werden und auch mehrere Objekte gleichzeitig erfasst werden. Dabei ist unwesentlich, wie viele LIDAR-Sensoren beteiligt sind. Jeder übermittelte Koordinatenpunkt geht in die Clusteranalyse ein. Weiterhin ist unwesentlich, ob einzelne LIDARs verschaffet oder einzelne LIDAR-Messungen verloren werden, da die große Anzahl einzelner Messwerte oder Messpunkte, ausgehend von der Drehzahl und der Messfrequenz der LIDAR-Sensoren, eine hohe Fehlertoleranz der Barriereanlage bewirkt. Der Einfluss auf die Lokalisation ist nur sehr gering, da die Messungen sehr schnell aufeinander folgen. Auch eine gleichzeitige Bewegung eines Objektes hat deshalb keinen nennenswerten Einfluss, da die Messfrequenz hoch gegenüber der Bewegungsgeschwindigkeit ist und zusätzlich mit der Anzahl der LIDARs skaliert. Letzteres reicht sogar aus, dass die schnell wiederholte Lokalisation eines Objektes für eine gleichzeitige Geschwindigkeits- und Richtungs- Bestimmung dienen kann. Aus diesen Daten Können Bewe- gungs- und Stillstandsmuster automatisch berechnet werden. So kann etwa die Steuereinheit einer Barriereanlage zielgerichtet automatisch reagieren oder Alarme auslösen.

Claims

Ansprüche:
1 . Barrierevorrichtung für einen Durchgang in einem Durchgangsraum, in welchem sich Objekte wenigstens zeitweise befinden,
• mit einer Barriere aufweisend ein Sperrmittel und ein Halteelement, wobei das Sperrmittel relativ zum Halteelement beweglich ist zwischen einer den Durchgang öffnenden Freigabestellung und einer den Durchgang verschließenden Sperrstellung,
• und mit einer Erfassungseinrichtung aufweisend einen Signalgeber und einen Signalempfänger, wobei der Signalgeber Laserimpulse abgibt erzeugend ein ebenenartiges Erfassungsfeld, welches wenigstens bereichsweise den Durchgangsraum erfasst, und wobei der Signalempfänger die von im Durchgangsraum befindlichen Objekten reflektierten Laserstrahlen erfasst,
• und mit einer Auswerteeinheit, welche die Laufzeit der reflektierten Laserstrahlen ermittelt,
• wobei das Erfassungsfeld im Wesentlichen parallel zur Horizontalebene ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierevorrichtung eine Recheneinheit aufweist, welche aus der Laufzeit eine Objektbewegung ableitet, nämlich in Art einer Bewegungsrichtung und einer Bewegungsgeschwindigkeit der erfassten Objekte im Durchgangsraum, und dass die Barrierevorrichtung eine automatisierte Steuereinheit aufweist, welche signalübertragungswirksam mit der Recheneinheit und mit der Barriere verbunden ist, und welche in Abhängigkeit von der ermittelten Objektbewegung einen Stellungswechsel zwischen der Freigabestellung und der Sperrstellung veranlasst. . Barrierevorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Signalgeber in, an oder benachbart zur Barriere angeordnet ist. . Barrierevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Signalgeber beabstandet von einer Bodenoberfläche, welche die Objekte trägt, in Höhe des Sperrmittels angeordnet ist.
4. Barrierevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Signalgeber in einer Höhe zwischen 20 und 80 über der Bodenoberfläche angeordnet ist.
5. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierevorrichtung mehrere Signalgeber aufweist.
6. Barrierevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Signalgeber Erfassungsfelder erzeugen, die parallel zueinander angeordnet und in vertikaler Richtung zueinander verschoben sind.
7. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Signalgeber um eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Drehachse rotationsbeweglich gelagert ist und dazu ausgestaltet ist, ein kreisringartiges Erfassungsfeld um den Signalgeber zumindest abschnittsweise zu erfassen. . Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassungsfeld im Durchgangsraum einen Auslösebereich aufweist, in welchem die Barriere angeordnet ist und innerhalb dessen ein wenigstens zeitweise verharrendes Objekt eine Freigabe durch die Steuereinheit auslöst.
9. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgelegt ist, für jede Position eines Objektes eine Vielzahl von Laufzeiten zu ermitteln und die Recheneinheit dazu ausgestaltet ist, aus mehreren Laufzeiten bei der Berechnung der Objektbewegung eine konkretisierte Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit abzuleiten.
10. Barrierevorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 9, wobei die von mehreren Erfassungseinrichtungen ermittelten jeweiligen Vielzahlen von Laufzeiten eine jeweilige Vielzahl einzelner, als Punktkurve bezeichneter Punkte desselben Objekts ergibt, und die Recheneinheit in der Art ausgestaltet ist,
• dass diese Punktkurve in einem Polarkoordinatensystem vorliegt,
• die Punktkurve anschließend automatisch in ein kartesisches Koordinatensystem transformiert wird,
• die Punktkurven der mehreren Erfassungseinrichtungen anschließend automatisch in ein gemeinsames kartesisches Koordinatensystem überführt werden, und
• anschließend aus den mehreren Punktkurven, die in dem gemeinsamen Koordinatensystem dasselbe Objekt repräsentieren, die wahrscheinliche Position des Objekts automatisch berechnet wird.
11 . Barrierevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Recheneinheit in der Art ausgestaltet ist, dass die wahrscheinliche Position des Objekts automatisch mittels einer Cluster-Analyse berechnet wird. 2. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erfassungsfeld in einem Winkel von 0 bis 10 ° zur Horizontalebene ausgerichtet ist. 3. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit eine objektabhängige Bewegung veranlasst, derart, dass ausgehend von der ermittelten Objektbewegung sich das Sperrmittel nur bewegt, insoweit dies für eine Freigabe des Durchgangs erforderlich ist.
14. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit die Öffnungs- bzw. Schließgeschwindigkeit eines Sperrmittels einstellt in Abhängigkeit von der Objektbewegungsgeschwindigkeit.
15. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegung des Sperrmittels im Durchgangsraum einen Kollisionsraum schafft, und wobei die Recheneinheit eine momentane und/oder eine aus Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit abgeleitete Position eines Objektes im Kollisionsraum ableitet und die Steuereinheit die Bewegung des Sperrmittels eine Kollision verhindernd steuert.
16. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Barrierevorrichtung mehrere Sperrmittel und / oder segmentierte Sperrmittel aufweist, welche separat steuerbar sind.
17. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zähleinheit angeordnet ist, die dazu bestimmt ist, die Objekte zu zählen, welche den Durchgang passieren. Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Durchgang ein Eingang ist und das Erfassungsfeld Bereiche des Durchgangsraums erfasst, die in Eingangsrichtung vor und hinter der Barriere liegen, und wobei die Barrierevorrichtung eine Alarmvorrichtung aufweist, welche auslöst, wenn ein Objekt die Barriere entgegensetzt zur Eingangsrichtung in Art eines Ausgangs passiert. Anordnung einer Barrierevorrichtung zur Regulierung eines Durchgangs in einem Durchgangsraum eines Ladenlokals, Hotels, Bürogebäudes oder dergleichen, in welchem sich Objekte wenigstens zeitweise befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestaltet ist.
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