ES2289416T3 - Procedimiento y aparato para reducir falsas alarmas debidas a luz blanca en un sistema de deteccion de movimiento. - Google Patents
Procedimiento y aparato para reducir falsas alarmas debidas a luz blanca en un sistema de deteccion de movimiento. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema (10) de detección de movimiento que comprende: un primer sensor (28) sensible a la luz en un primer intervalo de longitudes de onda que incluye luz infrarroja en al menos una zona (26) de detección y que genera una primera señal de salida representativa del nivel detectado de luz en dicho primer intervalo; un segundo sensor (18) sensible a la luz en un segundo intervalo de longitudes de onda que incluye luz visible y/o de infrarrojo próximo y que genera una segunda señal de salida representativa del nivel detectado de luz en dicho segundo intervalo, estando dicho segundo sensor (18) situado cerca de dicho primer sensor (28); un circuito (20) para comparar dicha segunda señal de salida con un segundo valor umbral; un procesador (22) programado para generar una señal de alarma basándose en dichas primera y segunda señales de salida cuando se cumplen tanto una primera como una segunda condición; cumpliéndose dicha primera condición cuando el procesador (22) detecta que dicha primera señal de salida indica que se ha producido movimiento en la al menos una zona (26) de detección; caracterizado porque comprende además: un circuito (34, 36) para comparar dicha primera señal de salida con un primer valor umbral; y porque dicha segunda condición no se cumple sólo cuando el procesador (22) detecta que dicha primera señal de salida supera dicho primer valor umbral, iniciándose en un primer momento, dicha segunda señal de salida supera dicho segundo valor umbral, iniciándose en un segundo momento, y dichos primer y segundo momentos están separados por no más de un valor (td1, td2) de retardo de tiempo predeterminado para tener en cuenta cualquier retardo de tiempo existente entre un momento en el que el primer sensor (28) reacciona a la luz y un momento en el que el segundo sensor (18) reacciona a la luz.
Description
Procedimiento y aparato para reducir falsas
alarmas debidas a luz blanca en un sistema de detección de
movimiento.
La presente invención se refiere a sistemas de
detección de movimiento y, más particularmente, a sistemas de
detección de movimiento que utilizan sensores de movimiento de
infrarrojo pasivo (PIR).
Se sabe que todos los objetos transmiten un
nivel de luz infrarroja que varía con la temperatura del objeto.
Aprovechando esta característica, se utilizan sensores de movimiento
de infrarrojo pasivo (PIR) en sistemas de seguridad para detectar
el movimiento de un cuerpo relativamente caliente que emana un nivel
relativamente alto de luz infrarroja, tal como un intruso humano o
un vehículo a motor. Los sensores controlan el nivel de luz
infrarroja que emana de cada una de una pluralidad de zonas de
detección. Si el nivel de luz infrarroja en cualquiera de las zonas
de detección aumenta repentinamente en una cantidad significativa,
detectada por los sensores de movimiento, entonces los sensores de
movimiento transmiten una señal de alarma. La señal de alarma
indica que el sensor de movimiento ha detectado un movimiento de un
cuerpo caliente.
Un problema es que los elementos de detección
piroeléctricos utilizados en los sensores de movimiento PIR son
sensibles a la luz visible de banda ancha así como a la luz
infrarroja. Por tanto, es posible que la luz visible se interprete
por el sensor de movimiento PIR como luz infrarroja, provocando así
que el sensor emita una falsa alarma. La luz visible producida por
los faros de un coche y linternas de mano son fuentes típicas de
falsas alarmas.
Se conoce añadir un filtro de silicio de
múltiples capas al paquete del elemento de detección piroeléctrico
con el fin de reducir la cantidad de luz visible que alcanza el
elemento de detección piroeléctrico. Sin embargo, una pequeña
cantidad de luz visible todavía pasa a través del filtro.
Adicionalmente, parte de la luz visible que ilumina el filtro se
convierte y vuelve a irradiarse como luz infrarroja. La lente o
ventana Fresnel de polietileno del conjunto óptico del sensor de
movimiento está impregnada comúnmente con pigmentos con el fin de
proporcionar un filtrado adicional. Incluso con estas medidas, el
detector de movimiento PIR está sujeto a la emisión de falsas
alarmas debido a niveles de luz visible que van de unos pocos
cientos de lux a varios miles de lux. Incluir más de un filtro de
silicio de múltiples capas o añadir más pigmento a la lente Fresnel
más allá de una cantidad óptima tiene como resultado una reducción
de la sensibilidad del detector de movimiento a la luz infrarroja y
perjudica el rendimiento global del detector de movimiento.
Además, numerosos países tienen normativas que
requieren que un detector de movimiento sea inmune a la luz visible
hasta 6500 lux, que es aproximadamente el nivel de luz producido por
un faro de coche dirigido hacia el sensor PIR a una distancia de
diez pies. Si un detector de movimiento no cumple tales normativas,
se prohibirá probablemente su venta en el país en el que las
normativas estén en vigor.
Lo que se necesita en la técnica es un sistema
de detección de movimiento que no sea susceptible de emitir falsas
alarmas debido a la presencia de luz visible.
El documento DE 42 36 618 A1 describe un sistema
de detección de movimiento que tiene un sensor de infrarrojo y un
sensor de luz ambiental. Cuando se detecta luz ambiental, se
determina una correspondiente señal de infrarrojo, y se evalúa si
la señal determinada corresponde a la señal medida. Sólo se genera
una alarma si las señales medida y predeterminada son
diferentes.
El documento US 4.894.527 da a conocer un
sistema de detección de movimiento acoplado a un sensor de luz
ambiental. El sistema de detección de movimiento se desactiva si se
mide luz ambiental a un determinado nivel.
La presente invención proporciona un sistema de
detección de movimiento según la reivindicación 1 y un procedimiento
de detección de movimiento según la reivindicación 14.
Una ventaja de la presente invención es que
proporciona un sistema de detección de movimiento en el que se
reducen o eliminan las falsas alarmas debidas a fuentes de luz
visible.
Las características y objetivos anteriormente
mencionados y otros de esta invención, y la manera de conseguirlos,
resultarán más evidentes y la propia invención se entenderá mejor
con referencia a la siguiente descripción de realizaciones de la
invención tomadas junto con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques
esquemático de una realización de un sistema de detección de
movimiento de la presente invención.
La figura 2A es una vista desde arriba de un
patrón de detección controlado por el sistema de detección de
movimiento de la figura 1.
La figura 2B es una vista lateral del patrón de
detección de la figura 3A,
La figura 3A es un trazado de una señal luminosa
emitida hacia el sistema de detección de movimiento de la figura
1.
La figura 3B es un trazado de la tensión de
salida del amplificador PIR de la figura 1.
La figura 3C es un trazado de la tensión de
salida del comparador de umbral superior PIR de la figura 1.
La figura 3D es un trazado de la tensión de
salida del comparador de umbral inferior PIR de la figura 1.
La figura 3E es un trazado de la tensión de
salida filtrada de la fotocélula de la figura 1.
La figura 3F es un trazado de la tensión de
salida del comparador de umbral superior de la fotocélula de la
figura 1.
La figura 3G es un trazado de la tensión de
salida del comparador de umbral inferior de la fotocélula de la
figura 1.
Los caracteres de referencia correspondientes
indican partes correspondientes en las diversas vistas. Aunque la
ejemplificación expuesta en el presente documento ilustra
realizaciones de la invención, en diversas formas, las
realizaciones dadas a conocer a continuación no pretenden ser
exhaustivas ni deben interpretarse como limitación del alcance de
la invención a las formas precisas dadas a conocer.
Según la presente invención, la figura 1 ilustra
una realización de un sistema 10 de detección de movimiento que
incluye una lente 12 Fresnel, un conjunto 14 de sensor de infrarrojo
pasivo (PIR), un circuito 16 de comparador PIR, una fotocélula 18,
un circuito 20 de comparador de fotocélula, un microcontrolador 22 y
un relé 24 de alarma. La lente 12 Fresnel puede estar formada por
un material de polietileno pigmentado. El tipo y la cantidad de
pigmento en la lente 12 pueden seleccionarse para sus propiedades de
transmisión de infrarrojo, su capacidad para atenuar la luz
visible, y su apariencia estética. La lente 12 puede inhibir el paso
de luz que tiene longitudes de onda predeterminadas, y por lo tanto
puede funcionar como un elemento de filtrado. La lente 12 Fresnel
puede tener múltiples caras, para proporcionar múltiples zonas o
áreas de detección dentro de una sala. Por ejemplo, la figura 2A
ilustra una serie de zonas 26 de detección que pueden controlarse
utilizando lentes 12. Es decir, la lente 12 permite que el conjunto
14 de sensor PIR y la fotocélula 18 sean sensibles a la luz
infrarroja y a la visible, es decir, que detecten movimiento, en
cada una de las zonas 26 de detección. Tal como se muestra en la
figura 2B, la serie de zonas 26 de detección puede desplegarse en
una dirección vertical así como en una dirección horizontal de
manera que pueda abarcarse más área dentro de un espacio de suelo
controlado.
Aunque en la realización de la invención
ilustrada en la figura 1 se utiliza una fotocélula, realizaciones
alternativas de la invención pueden emplear sensores distintos de
una fotocélula. Por ejemplo, el sensor 18 podría ser un fotodiodo,
un fototransistor, una célula fotovoltaica, u otro dispositivo
adecuado. Los fotodiodos y los fototransistores son sensibles
normalmente a la luz en el espectro visible, es decir, luz que tiene
una longitud de onda de aproximadamente 400 a 700 nm, y en el
espectro de infrarrojo próximo. Las fuentes de luz visible típicas
emiten luz no sólo en el espectro visible, sino que también generan
luz en el espectro infrarrojo y muchas fuentes de emisión de luz
blanca tienen un valor de emisión máximo en el espectro de
infrarrojo próximo a una longitud de onda de aproximadamente 1
\mum. Por tanto, los fotodiodos, fototransistores, u otros
dispositivos sensibles a la luz de infrarrojo próximo, por ejemplo
luz que tiene una longitud de onda de aproximadamente 1 \mum,
pueden usarse con la presente invención para detectar fuentes de luz
que podrían generar potencialmente una falsa alarma, incluso aunque
tales sensores estén equipados con filtros que filtran luz del
espectro visible.
Por ejemplo, si está utilizándose un primer
sensor para detectar la presencia de un intruso controlando la luz
en un primer intervalo de longitudes de onda, por ejemplo, un sensor
PIR que controla los cambios en la luz en un intervalo de longitud
de onda deseado de aproximadamente 7 a 14 \mum, pero que también
puede detectar cambios en los niveles de infrarrojo próximo y luz
visible, puede utilizarse un segundo sensor para detectar las
emisiones de una fuente de luz que potencialmente desencadena una
falsa alarma, controlando un segundo intervalo de longitud de onda
que incluye sólo la luz visible (luz visible es luz que tiene una
longitud de onda de entre aproximadamente 400 y 700 nm), o que
incluye tanto la luz visible como la luz de infrarrojo próximo que
tiene una longitud de onda situada entre la luz visible y el
intervalo de longitud de onda deseado del primer sensor, o limitado
a un intervalo que se sitúa entre la luz visible y el intervalo
deseado del primer sensor. Dicho de otro modo, para que el segundo
sensor detecte una fuente de emisión de luz visible que pudiera
generar potencialmente una falsa alarma, el segundo sensor puede ser
sensible a la luz en un intervalo de tiene un límite superior
inferior a 7 \mum y que incluye longitudes de onda superiores a
400 nm. Por ejemplo, un segundo sensor sensible a la luz que tiene
una longitud de onda de aproximadamente 1 \mum, pero que no
pudiera detectar la luz visible todavía podría emplearse eficazmente
para detectar fuentes de luz visible que desencadenan
potencialmente falsas alarmas.
Con respecto a la realización de la figura 1, el
conjunto 14 de sensor PIR incluye un sensor 28 piroeléctrico
(pirosensor), un amplificador 30 y un filtro 32 de silicio de
múltiples capas opcional. El filtro 32 está configurado para
filtrar la mayor cantidad posible de luz visible de la lente 12 y
atenuar la luz infrarroja de la lente 12 en la menor medida
posible. El pirosensor 28 convierte la luz filtrada desde el filtro
32 en una señal eléctrica. El pirosensor 28 puede ser
particularmente sensible a la luz que tiene una longitud de onda de
aproximadamente entre 7 micrómetros y 14 micrómetros. El
amplificador 30 recibe la señal eléctrica del sensor 28 y amplifica
la señal.
La señal amplificada se recibe en el circuito 16
de comparador PIR que incluye un comparador de ventana PIR que
tiene un comparador 34 de umbral superior PIR y un comparador 36 de
umbral inferior PIR. El comparador 34 de umbral superior compara la
tensión de la señal amplificada con un valor de tensión de umbral
superior (V_{Th \ H}); y el comparador 36 de umbral inferior
compara la tensión de la señal amplificada hasta un valor de
tensión de umbral inferior (V_{Th \ L}). El comparador 34 de
umbral superior emite una señal de marcación de umbral superior en
forma de un "1" lógico si la tensión de la señal amplificada es
mayor que el valor de tensión de umbral superior (V_{Th \ H}), y
emite un "0" lógico si la tensión de la señal amplificada es
inferior al valor de tensión de umbral superior (V_{Th \ H}). Por
el contrario, el comparador 36 de umbral inferior emite una señal
de marcación de umbral inferior en forma de un "1" lógico si la
tensión de la señal amplificada es inferior al valor de tensión de
umbral inferior (V_{Th \ L}) y emite un "0" lógico si la
tensión de la señal amplificada es inferior al valor de tensión de
umbral inferior (V_{Th \ L}).
El sensor 18 de fotocélula, que puede ser en
forma de fotocélula de sulfuro de cadmio (CdS), se dispone cerca o
adyacente al pirosensor 28 de manera que la luz visible, es decir,
luz blanca, que penetra en la lente 12 ilumina y se recibe tanto
por el pirosensor 28 como por la fotocélula 18. La fotocélula 18
convierte la luz de la lente 12 en una señal eléctrica que se
recibe por el circuito 20 de comparador de fotocélula. El circuito
20 de comparador incluye una pluralidad de resistencias 38, 40, 42,
44, 46 de división de tensión, una resistencia 47 de aislamiento,
un condensador 48 de bloqueo CC, y un comparador de ventana de la
fotocélula que tiene un comparador 50 de umbral superior de
fotocélula y un comparador 52 de umbral inferior de fotocélula.
Una tensión de +5V puede aplicarse en el nodo 54
al circuito de división de tensión. La misma tensión de +5V u otra
puede aplicarse al nodo 56. Las tensiones umbral V_{Th \ H} y
V_{Th \ L} aplicadas a los nodos 58 y 60, respectivamente, pueden
crearse usando una red de resistencia de división de tensión (no
mostrada). La tensión umbral V_{Th \ H} en el nodo 58 es
posiblemente, pero no necesariamente, igual a la tensión umbral
V_{Th \ H} en el nodo 62. De manera similar, la tensión umbral
V_{Th \ L} en el nodo 60 es posiblemente, pero no necesariamente,
igual a la tensión umbral V_{Th \ L} en el nodo 64.
El condensador 48 de bloqueo CC filtra las
señales que cambian despacio desde la fotocélula 18, permitiendo
así que los comparadores 50, 52 se estabilicen cuando la fotocélula
18 está expuesta a diferentes niveles de luz de fondo. De esta
manera pueden ignorarse los niveles de luz cambiante lentamente.
Sólo se detectan los cambios rápidos o repentinos en los niveles de
luz por los comparadores 50, 52. La resistencia 47 puede tener una
resistencia mucho mayor que las resistencias 40, 42, 44, 46 de
manera que la tensión de la fotocélula no afecta esencialmente a
las tensiones umbral en los nodos 62, 64.
El comparador 50 de umbral superior compara la
tensión de la señal del condensador 48 con un valor de tensión
umbral superior (V_{Th \ H}); y el comparador 52 de umbral
inferior compara la tensión de la señal del condensador 48 con un
valor de tensión umbral inferior (V_{Th \ L}). El comparador 50 de
umbral superior emite una señal de marcación de umbral superior en
forma de un "1" lógico si la tensión de la señal del
condensador 48 es mayor que el valor de tensión umbral superior
(V_{Th \ H}) y emite un "0" lógico si la tensión de la señal
del condensador 48 es inferior a un valor de tensión umbral superior
(V_{Th \ H}). Por el contrario, el comparador 52 de umbral
inferior emite una señal de marcación de umbral inferior en forma de
un "1" lógico si la tensión de la señal del condensador 48 es
inferior al valor de tensión umbral inferior (V_{Th \ L}) y emite
un "0" lógico si la tensión de la señal del condensador 48 es
inferior a un valor de tensión umbral inferior (V_{Th \ L}).
Los cambios en los estados de salida de los
comparadores 34, 36, 50, 52, que pueden ser todos comparadores de
tensión, se denominan en el presente documento como "cruces de
umbral". Los cruces de umbral asociados con los comparadores 34,
36 pueden ser indicativos de luz infrarroja o luz visible detectada
por el pirosensor 28. Los cruces de umbral asociados con los
comparadores 50, 52 pueden ser indicativos de luz visible detectada
por la fotocélula 18.
El microcontrolador 22 recibe las entradas
digitales de los comparadores 34, 36, 50, 52 y determina si hay una
correlación o correspondencia entre los cruces de umbral asociados
con los comparadores 34, 36 y los cruces de umbral asociados con
los comparadores 50, 52. Si hay un número de cruces de umbral
asociados con los comparadores 34, 36 dentro de un determinado
periodo de tiempo y no hay cruces de umbral correlacionados
asociados con los comparadores 50,52, entonces el microcontrolador
22 puede concluir que los cruces de umbral asociados con los
comparadores 34, 36 se deben a un cambio en el nivel de luz
infrarroja recibida por el pirosensor 28. Puesto que un cambio en
la luz infrarroja puede indicar la presencia de un intruso, el
microprocesador 22 puede entonces generar una señal de alarma y
transmitir la señal de detección de movimiento o "señal de
alarma" al relé 24 de alarma, dando de este modo instrucciones al
relé 24 de alarma para que adopte contramedidas, tales como hacer
sonar una alarma, encender una o varias luces y/o informar a la
policía, por ejemplo.
Si por otro lado hay un número de cruces de
umbral asociados con los comparadores 34, 36 dentro de un
determinado periodo de tiempo y hay cruces de umbral asociados con
los comparadores 50, 52 correlacionados, entonces el
microcontrolador 22 puede concluir que los cruces de umbral
asociados con los comparadores 34, 36 se deben a un cambio en el
nivel de luz visible recibido por el pirosensor 28. Un cambio en la
luz visible puede indicar cosas distintas a la presencia de un
intruso, tales como un faro de coche o destellos que apuntan
momentáneamente hacia el sistema 10 de detección de movimiento. Por
este motivo, el microprocesador 22 puede decidir no generar una
señal de alarma en respuesta al cambio en la luz visible.
Por tanto, el microcontrolador 22 puede estar
programado para generar una señal de alarma basándose en las
señales de salida del pirosensor 28 y la fotocélula 18 sólo si se
cumplen dos condiciones. La primera condición se cumple cuando la
señal de salida del pirosensor 28 indica que se ha producido
movimiento en al menos una zona de detección. La segunda condición
se cumple cuando la señal de salida de la fotocélula 18 no se
correlaciona con la señal de salida del pirosensor 28. Es decir, la
señal de salida amplificada del pirosensor 28 y la señal de salida
de la fotocélula 18 pueden superar ambas sus respectivos valores de
umbral superior cuando la segunda condición no se cumple.
Dicho de otro modo, el sensor 28 y la fotocélula
18 detectan luz con diferentes longitudes de onda, detectando el
sensor 28 luz en un intervalo de longitudes de onda seleccionado
para detectar intrusos y detectando la fotocélula 18 luz en un
intervalo de longitudes de onda seleccionado para detectar eventos
que probablemente provocarán que el sensor 28 genere una falsa
alarma. Por tanto, cuando el sensor 28 indica la presencia de un
intruso, se utiliza la fotocélula 18 para determinar si hay un
evento que desencadena una falsa alarma correspondiente y, si la
fotocélula 18 ha detectado un evento capaz de desencadenar una falsa
alarma, la señal de alarma se suprime, mientras que si la
fotocélula 18 no ha detectado tal evento, la señal de alarma no se
suprime.
Para determinar si hay una correlación entre los
cruces de umbral asociados con los comparadores 50, 52 y los cruces
de umbral asociados con los comparadores 34, 36, el microcontrolador
22 puede tener en cuenta cualquier retardo de tiempo existente
entre un momento en el que la fotocélula 18 reacciona a la luz y un
momento en el que el pirosensor 28 reacciona la luz. Tras recibir
la luz, el pirosensor 28 puede tener un ligero retardo, tal como
aproximadamente 60 milisegundos, antes de que la salida amplificada
del pirosensor 28 supere V_{Th \ H}, tal como determina el
comparador 34. El retardo de tiempo puede deberse a las limitaciones
físicas del pirosensor 28. En comparación, la fotocélula 18 de
tensión de salida puede reaccionar casi instantáneamente a la luz.
Por tanto, en una realización, la segunda condición no se cumple
sólo cuando la señal de salida amplificada del pirosensor 28 supera
su valor umbral en un primer momento, la señal de salida de la
fotocélula 18 supera su valor umbral superior en un segundo
momento, y los momentos primero y segundo están separados por no
más de un valor de retardo de tiempo predeterminado de, por ejemplo,
60 milisegundos.
Las figuras 3A-G ilustran varias
formas de onda a modo de ejemplo que pueden producirse en el sistema
10 cuando la lente 12 recibe un impulso de luz visible. Más
particularmente, la figura 3A es un trazado de niveles de luz
frente al tiempo para un impulso de luz de aproximadamente 0,5
segundos de duración que se dirige a la lente 12. La figura 3B
ilustra la forma de onda resultante de tensión frente al tiempo en
la salida del amplificador 30. La figura 3C ilustra la salida de
tensión del comparador 34 frente al tiempo. Tal como se ha
mencionado anteriormente, puede haber un tiempo t_{d1} de retardo
entre el momento en el que el impulso de luz incide primero sobre
la lente 12 y el momento en el que la salida del amplificador 30
supera el valor umbral superior en el nodo 58. Puesto que el
pirosensor 28 reacciona a cambios repentinos en el nivel de luz en
lugar de a la magnitud del nivel de luz, la salida de tensión del
amplificador 30 llega a su máximo y entonces disminuye hacia su
nivel de estado regular. El nivel de estado regular es mayor que el
valor umbral inferior e inferior que el valor de umbral
superior.
Cuando el nivel de luz sufre de nuevo un cambio
repentino, es decir, cuando el impulso de luz finaliza, la salida
de tensión del amplificador 30 cae por debajo del valor de estado
regular y continúa cayendo por debajo del valor de tensión umbral
inferior. La figura 3D ilustra la salida de tensión del comparador
36 frente al tiempo. Debido a la respuesta más lenta del pirosensor
28 puede haber un tiempo t_{d2} de retardo entre el momento en
que el impulso de luz deja de incidir sobre la lente 12 y el momento
en que la salida del amplificador 30 cae por debajo de la tensión
umbral inferior en el nodo 60. El tiempo t_{d2} de retardo puede
ser de aproximadamente 60 milisegundos, y puede ser mayor que,
menor que, o aproximadamente igual que el tiempo t_{d1} de
retardo. De nuevo, puesto que el pirosensor 28 reacciona a cambios
repentinos en el nivel de luz en lugar de a la magnitud del nivel
de luz, la salida de tensión del amplificador 30 llega al mínimo y
luego aumenta de vuelta a su nivel de estado regular que está entre
el valor umbral inferior y el valor umbral superior.
La figura 3E ilustra la forma de onda resultante
de tensión frente al tiempo en la salida del condensador 48 en el
nodo 66. Puesto que la fotocélula 18 reacciona con relativa rapidez
a los cambios en el nivel de luz, la tensión en el nodo 66 parece
aumentar repentinamente hasta un nivel por encima de la tensión de
umbral superior en el nodo 62 casi instantáneamente. Puesto que el
condensador 48 filtra la componente CC de la salida de tensión de
la fotocélula 18, la tensión en el nodo 66 vuelve a caer rápidamente
a su valor de estado regular después de que la tensión de salida de
la fotocélula 18 se haya estabilizado. La figura 3F ilustra la
tensión de salida resultante en el comparador 50.
La figura 3E también muestra que, cuando el
impulso de luz se apaga, la tensión en el nodo 66 parece caer por
debajo de la tensión umbral inferior en el nodo 64 casi
instantáneamente. De nuevo, debido al efecto del condensador 48 de
boqueo CC, la tensión en el nodo 66 aumenta de nuevo rápidamente a
su valor de estado regular después de que la tensión de salida de
la fotocélula 18 se haya estabilizado. La figura 3G ilustra la
tensión de salida resultante en el comparador 52.
Cuando se determina si hay una correlación entre
las salidas del pirosensor 28 y la fotocélula 18, el
microcontrolador 22 comprueba si cada impulso de salida del
comparador 34 tiene un impulso de salida correspondiente en el
comparador 50. Más particularmente, el microcontrolador 22 puede
comprobar si un tiempo t_{d1} de retardo entre el borde inicial
de un impulso del comparador 34 y el borde inicial de un impulso del
comparador 50 es inferior a un periodo de tiempo predeterminado de,
por ejemplo, 60 milisegundos. Si el tiempo t_{d1} de retardo es
inferior al periodo de tiempo predeterminado, entonces el
microcontrolador 22 puede decidir que el impulso del comparador 34
se debe a luz visible en lugar de a una fuente de luz infrarroja. En
este caso, el microcontrolador 22 no enviaría una señal de alarma
al relé 24 de alarma.
Adicionalmente, el microcontrolador 22 puede
comprobar si un tiempo t_{d2} de retardo entre el borde inicial
de un impulso del comparador 36 y el borde inicial de un impulso del
comparador 52 es inferior que un periodo de tiempo predeterminado
de, por ejemplo, 60 milisegundos. Este periodo de tiempo
predeterminado que se compara con el tiempo t_{d2} de retardo
puede ser inferior a, superior a o igual al periodo de tiempo
predeterminado que se compara con el tiempo t_{d1} de retardo. De
nuevo, si el tiempo t_{d2} de retardo es inferior al periodo de
tiempo predeterminado, entonces el microcontrolador 22 puede decidir
que el impulso del comparador 36 se debe a luz visible en lugar de
a una fuente de luz infrarroja. De nuevo, en este caso, el
microcontrolador 22 no enviaría una señal de alarma al relé 24 de
alarma.
Los parámetros del algoritmo usado por el
microcontrolador 22 para decidir si debe enviar una señal de alarma
al relé 24 de alarma pueden variar en función de la aplicación
particular. Los parámetros pueden incluir los valores de los
tiempos de retardo, los valores de las tensiones umbral, cuántos
cruces de umbral deben producirse antes de que pueda enviarse una
señal de alarma, la duración del periodo de tiempo en el que deben
producirse los cruces de umbral antes de que pueda enviarse una
señal de alarma, el número de impulsos de los comparadores 34 y/o
36 que deben producirse sin impulsos correlacionados de los
comparadores 50 y/o 52 antes de que pueda enviarse una señal de
alarma, etc.
Por ejemplo, en un ejemplo el microcontrolador
22 puede suprimir todas las señales de alarma hacia el relé 24 de
alarma durante un periodo de tiempo predefinido y relativamente
extendido, por ejemplo de 10 segundos, después de que la fotocélula
18 haya detectado un cambio en el nivel de luz visible sin comparar
los resultados del pirosensor 28 y la fotocélula 28. Este método de
hacer funcionar el sistema evitará que cambios en la luz
desencadenen una alarma pero presenta la posibilidad de que un
intruso pudiera deshabilitar a propósito el sistema alumbrando
brevemente o repetidamente con una luz sobre el detector y
moviéndose por las zonas de detección durante el periodo de tiempo
en el que las señales de alarma están siendo suprimidas. La
capacidad de un intruso para sabotear el sistema puede eliminarse
esencialmente, sin embargo, utilizando más de un sistema para
cubrir un área dada.
En la figura 1 también se ilustra un diodo 25
emisor de luz (LED). Los sistemas de detección de intrusiones a
menudo incluyen LED visibles externamente para mostrar el estado del
sistema. Por ejemplo, una luz permanente puede indicar que el
sistema está funcionando con normalidad mientras que una luz
parpadeante puede utilizarse para indicar un mal funcionamiento del
sistema. Normalmente, la iluminación en la que se sitúa el sistema,
y el LED visible externamente, cambia durante el transcurso del día
y el brillo del LED se elige basándose en un nivel de luz medio.
Como resultado, cuando el nivel de luz ambiental es relativamente
brillante, el LED puede ser relativamente tenue y difícil de ver, y
cuando el nivel de luz ambiental es bajo, el LED puede imponerse y
atraer una atención no deseada sobre el sistema. Utilizando la
fotocélula 18 u otro dispositivo sensible a la luz visible, el
microcontrolador 22 puede utilizarse para controlar el nivel de luz
visible ambiental y ajustar el brillo del LED 25. Por ejemplo, la
línea 19 discontinua ilustra cómo el sistema 10 podría modificarse
para comunicar una señal de la fotocélula 18 al microcontrolador 22
que sea representativa del nivel de luz ambiental. El
microcontrolador 22 podría entonces ajustar el brillo del LED 25
utilizando una señal eléctrica de modulación por impulsos.
Ventajosamente, el brillo del LED se ajusta a medida que cambia el
nivel de luz ambiental de manera que una persona puede distinguir
fácilmente entre la condición iluminado/no iluminado del LED cuando
se observa el LED sin que el LED sea tan brillante que atraiga la
atención del sistema.
Aunque esta invención se ha descrito con un
diseño a modo de ejemplo, la presente invención puede modificarse
adicionalmente dentro del alcance de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (14)
1. Sistema (10) de detección de movimiento que
comprende:
un primer sensor (28) sensible a la luz en un
primer intervalo de longitudes de onda que incluye luz infrarroja
en al menos una zona (26) de detección y que genera una primera
señal de salida representativa del nivel detectado de luz en dicho
primer intervalo;
un segundo sensor (18) sensible a la luz en un
segundo intervalo de longitudes de onda que incluye luz visible y/o
de infrarrojo próximo y que genera una segunda señal de salida
representativa del nivel detectado de luz en dicho segundo
intervalo, estando dicho segundo sensor (18) situado cerca de dicho
primer sensor (28);
un circuito (20) para comparar dicha segunda
señal de salida con un segundo valor umbral;
un procesador (22) programado para generar una
señal de alarma basándose en dichas primera y segunda señales de
salida cuando se cumplen tanto una primera como una segunda
condición;
cumpliéndose dicha primera condición cuando el
procesador (22) detecta que
dicha primera señal de salida indica que se ha
producido movimiento en la al menos una zona (26) de detección;
caracterizado porque comprende además: un
circuito (34, 36) para comparar dicha primera señal de salida con
un primer valor umbral; y porque dicha segunda condición no se
cumple sólo cuando el procesador (22) detecta que
dicha primera señal de salida supera dicho
primer valor umbral, iniciándose en un primer momento,
dicha segunda señal de salida supera dicho
segundo valor umbral, iniciándose en un segundo momento, y
dichos primer y segundo momentos están separados
por no más de un valor (t_{d1}, t_{d2}) de retardo de tiempo
predeterminado para tener en cuenta cualquier retardo de tiempo
existente entre un momento en el que el primer sensor (28)
reacciona a la luz y un momento en el que el segundo sensor (18)
reacciona a la luz.
2. Sistema (10) de detección de movimiento según
la reivindicación 1, en el que dicho primer sensor es un sensor
(28) piroeléctrico y dicho primer intervalo de longitudes de onda
incluye longitudes de onda de aproximadamente 7 a 14 \mum.
3. Sistema (10) de detección de movimiento según
una de las reivindicaciones anteriores que comprende además:
un primer comparador (34) de umbral superior y
un primer comparador (36) de umbral inferior dispuestos
operativamente entre dicho primer sensor (28) y dicho procesador
(22), generando dicho primer comparador (34) de umbral superior una
primera señal de marcación de umbral superior cuando dicha primera
señal de salida supera un primer valor umbral superior, generando
dicho primer comparador (36) de umbral inferior una primera señal de
marcación de umbral inferior cuando dicha primera señal de salida
supera un primer valor umbral inferior;
un segundo comparador (50) de umbral superior y
un segundo comparador (52) de umbral inferior dispuestos
operativamente entre dicho segundo sensor (18) y dicho procesador
(22), generando dicho segundo comparador (50) de umbral superior
una segunda señal de marcación de umbral superior cuando dicha
segunda señal de salida supera un segundo valor umbral superior,
generando dicho segundo comparador (52) de umbral inferior una
segunda señal de marcación de umbral inferior cuando dicha segunda
señal de salida supera un segundo valor umbral inferior; y
en el que dicha segunda condición no se cumple
cuando tanto la primera señal de salida supera uno de dichos
primeros valores de umbral y dicha segunda señal de salida supera
uno de dichos segundos valores de umbral y dicha primera señal de
salida supera dicho un primer valor umbral iniciándose en un primer
momento y dicha segunda señal de salida supera dicho un segundo
valor umbral iniciándose en un segundo momento y dichos primer y
segundo momentos están separados por no más de un valor (t_{d1})
de retardo de tiempo predeterminado.
4. Sistema (10) de detección de movimiento según
la reivindicación 3 en el que dicho un primer valor umbral y dicho
un segundo valor umbral son o bien ambos valores de umbral superior
o ambos valores de umbral inferior.
5. Sistema (10) de detección de movimiento según
una de las reivindicaciones 3 y 4 en el que dichos comparadores
(34, 36, 50, 52) son todos comparadores de tensión.
6. Sistema (10) de detección de movimiento según
una de las reivindicaciones 3 a 5 en el que dicho valor (t_{d1})
de retardo de tiempo predeterminado no es mayor de aproximadamente
60 milisegundos.
7. Sistema (10) de detección de movimiento según
una de las reivindicaciones anteriores que comprende además un
elemento (12) de filtrado dispuesto entre dicho primer sensor (28) y
dicha al menos una zona (26) de detección, en el que dicho filtro
(12) inhibe el paso de luz que tiene longitudes de onda
predeterminadas.
8. Sistema (10) de detección de movimiento según
la reivindicación 7 en el que dicho elemento de filtrado es una
lente (12) Fresnel pigmentada.
9. Sistema (10) de detección de movimiento según
una de las reivindicaciones anteriores en el que hay una pluralidad
de zonas (26) de detección.
10. Sistema (10) de detección de movimiento
según una de las reivindicaciones anteriores en el que dicho
segundo intervalo de longitudes de onda tiene un límite superior
inferior a 7 \mum e incluye longitudes de onda superiores a 400
nm.
11. Sistema (10) de detección de movimiento
según una de las reivindicaciones anteriores en el que dicho
segundo sensor (18) es sensible a al menos una parte de luz visible
que tiene longitudes de onda de entre 400 y 700 nm.
12. Sistema (10) de detección de movimiento
según una de las reivindicaciones anteriores en el que dicho
segundo sensor (18) es sensible a la luz de infrarrojo próximo que
tiene una longitud de onda de aproximadamente 1 \mum.
13. Sistema (10) de detección de movimiento
según una de las reivindicaciones anteriores en el que segundo
sensor comprende una fotocélula (18) de sulfuro de cadmio para
detectar luz visible.
14. Procedimiento de detección de movimiento,
comprendiendo el mismo:
detectar luz en un primer intervalo de
longitudes de onda que incluye luz infrarroja en al menos una zona
(26) de detección y generar una primera señal de salida
representativa del nivel detectado de luz en dicho primer
intervalo;
detectar luz en un segundo intervalo de
longitudes de onda que incluye luz visible y/o de infrarrojo próximo
y generar una segunda señal de salida representativa del nivel
detectado de luz en dicho segundo intervalo,
caracterizado porque comprende
además:
comparar dicha primera señal de salida con un
primer valor umbral y dicha segunda señal de salida con un segundo
valor umbral;
generar una señal de alarma basándose en dichas
primera y segunda señales de salida cuando se cumplen tanto una
primera como una segunda condición;
cumpliéndose dicha primera condición cuando se
detecta que
dicha primera señal de salida indica que se ha
producido movimiento en al menos una zona (26) de detección;
y dicha segunda condición no se cumple sólo
cuando se ha detectado que
dicha primera señal de salida supera dicho
primer valor umbral, iniciándose en un primer momento,
dicha segunda señal de salida supera dicho
segundo valor umbral, iniciándose en un segundo momento, y
dichos primer y segundo momentos están separados
por no más de un valor (t_{d1}, t_{d2}) de retardo de tiempo
predeterminado para tener en cuenta cualquier retardo de tiempo
existente entre un momento en el que el primer sensor (28)
reacciona a la luz y un momento en el que el segundo sensor (18)
reacciona a la luz.
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