FR2469718A1 - Doppler radar operated movement detector - has logic circuit analysing output to allow operation of automatic doors in response to selected movements only - Google Patents

Doppler radar operated movement detector - has logic circuit analysing output to allow operation of automatic doors in response to selected movements only Download PDF

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Gunter Grosse
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Abstract

The movement detector comprises a radar signal source transmitting from a radar aerial, and two detectors (2,4) intended to receive this signal. The two detectors are positioned at different distances from the transmitting aerial to receive radar waves reflected by the target. By the Doppler effect the frequency received by the first detector is increased if the target is approaching and that received by the second target is decreased. The output signals of the two detectors are fed to a phase comparator (18). The phase comparator output and the output signal of the receiver are fed to a logic circuit (52) which detects movement in the required direction. The output is then used to control the operation of automatic doors. It is sensitive only to movement in the direction towards the doors and is not affected by people walking past, or, for example, by falling rain or snow.

Description

Dispositif de détection d'un mouvement.Motion detection device.

L'invention concerne un dispositif de détection d'un mouvement comportant un dispositif émetteur (par exemple un dispositif radar) qui émet un signal radio-électrique (par exemple un signal radar) sur une antenne d'émission pour la détection et la surveillance de buts (par exemple de personnes) dans un espace délimité, et un dispositif récepteur qui comporte deux récepteurs disposés à des distances différentes de l'appareil émetteur lesquels reçoivent,par une antenne réceptrice,les signaux réfléchis sur le but,signaux dont la fréquence est, selon la direction de déplacement du but, plus grande ou plus petite que la fréquence radiée (effet Doppler), ce par quoi, selon la direction de déplacement, le signal de sortie de l'un des récepteurs précède ou suit le signal de sortie de l'autre récepteur.The invention relates to a movement detection device comprising a transmitting device (for example a radar device) which transmits a radioelectric signal (for example a radar signal) on a transmitting antenna for the detection and monitoring of goals (for example of people) in a defined space, and a receiving device which comprises two receivers arranged at different distances from the sending device which receive, by a receiving antenna, the signals reflected on the goal, signals whose frequency is , depending on the direction of movement of the goal, greater or less than the radiated frequency (Doppler effect), whereby, depending on the direction of movement, the output signal from one of the receivers precedes or follows the output signal from the other receiver.

On connait des dispositifs de détection du mouvement qui font appel à des dispositifs radars, dans lesquels est utilisé le principe de Doppler et dans lesquels l'interprétation s'effectue en fonction des amplitudes des signaux radars réfléchis dont l'importance constitue une mesure pour la proximité de l'objectif qui se déplace, respectivement de la personne qui se déplace. De tels dispositifs sont, par exemple, utilisés pour l'ouverture et la fermeture de portes lors de l'approche ou de l'éloignement d'une personne. Les dispositifs de détection du mouvement connus présentent certains inconvénients. Ils présentent une très grande durée de maintien à 11 état ouvert des portes qui doivent être franchies depuis les deux côtés.Ils présentent de plus une sensibilité dite transversale relativement importante, c'està-dire qu'ils détectent la proximité d'une personne et ouvrent les portes même si la personne concernée passe uniquement la porte, parallèlement à la surface de celle-ci. De même, il s'est avéré qu'un déclenchement des appareils de détection du mouvement connus peut se produire également lors des précipitations par exemple, de la pluie, de la neige ou de la grèle. There are known motion detection devices which use radar devices, in which the Doppler principle is used and in which the interpretation is carried out as a function of the amplitudes of the reflected radar signals, the importance of which is a measure for the proximity to the moving object, respectively to the moving person. Such devices are, for example, used for opening and closing doors when approaching or moving away from a person. The known motion detection devices have certain drawbacks. They have a very long holding time in the open state of the doors which must be crossed from both sides. They also have a so-called relatively high transverse sensitivity, that is to say that they detect the proximity of a person and open the doors even if the person concerned only goes through the door, parallel to its surface. Likewise, it has been found that tripping of known motion detection devices can also occur during precipitation, for example, rain, snow or hail.

Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de détection du mouvement tel que ci-dessus qui ne présente pas les inconvénients indiqués ci-dessus.The object of the present invention is to provide a movement detection device as above which does not have the drawbacks indicated above.

Ce but est atteint par le fait que les signaux de sortie des deux récepteurs sont envoyés à un comparateur de phase et que le signal de sortie d'un récepteur est combiné avec le signal de sortie du comparateur de phase dans un couplage logique qui compare les signaux de sortie du comparateur de phase considérés seuls et ensemble avec le signal de sortie de l'un des récepteurs et sur les sorties duquel apparaissent des signaux de sortie pour des apparitions simultanées d'au moins deux des signaux comparés.This object is achieved by the fact that the output signals of the two receivers are sent to a phase comparator and that the output signal of a receiver is combined with the output signal of the phase comparator in a logic coupling which compares the output signals of the phase comparator considered alone and together with the output signal of one of the receivers and on the outputs of which output signals appear for simultaneous appearances of at least two of the signals compared.

Avec la construction conforme à l'invention, un signal de détection est obtenu outre en fonction du déplacement, égale- ment en fonction de la direction du but exploré par exemple de la personne explorée, ce par quoi des détections fausses et de ce fait le declenchement d'opérations involontaires comme l'ouverture des portes, la mise en oeuvre de signaux d'alarme etc., peut être évité de façon sûre. Par la détection de la direction, en plus de la détection du déplacement, on évite dans tous les cas, avec le dispositif de détection du déplacement pour ouverture automatique des portes et similaires, qu'un déclenchement résulte de précipitations et d'un passage selon la direction transversale du but, à savoir de la personne.Comme avantage particulier de la constitution conforme à l'invention, il existe la possibilité d'un raccourcissement de la période d'ouverture des portes (qui peuvent être franchies des deux côtes). With the construction according to the invention, a detection signal is obtained additionally as a function of the displacement, also as a function of the direction of the object explored, for example of the person explored, whereby false detections and thereby the triggering involuntary operations such as opening doors, setting up alarm signals, etc. can be safely avoided. By detecting the direction, in addition to detecting the displacement, it is avoided in all cases, with the displacement detection device for automatic opening of the doors and the like, that a triggering results from precipitation and from a passage according to the transverse direction of the goal, namely of the person. As a particular advantage of the constitution according to the invention, there is the possibility of a shortening of the period of opening of the doors (which can be crossed on both sides).

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa paîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation de l'invention faite ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel
La figure unique est un schéma par blocs dans
lequel est représentée en détail uniquement la par
tie du dispositif de détection du déplacement qui
est limitée aux récepteurs.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the description of an embodiment of the invention given below with reference to the attached drawing in which
The single figure is a block diagram in
which is shown in detail only the by
tie of the displacement detection device which
is limited to receptors.

Ia construction exacte du dispositif émetteur et récepteur qui est constitué par exemple sous forme d'un dispositif radar, ainsi que la loi régissant les rayons radiés et réfléchis sur le but par exemple, plus particulièrement, sur une personne ,sont parfaitement connues dans la technique et de ce fait seront considérées comme connues.Ia exact construction of the transmitter and receiver device which is constituted for example in the form of a radar device, as well as the law governing the rays radiated and reflected on the goal for example, more particularly, on a person, are perfectly known in the art and therefore will be considered known.

Le dispositif récepteur comporte en l'occurrence deux récepteurs 2 et 4 qui sont combinés (d'une manière non représen- tée) ensemble avec l'appareil émetteur (non représenté) et avec l'antenne unique constituée de la maniere connue comme antenne émettrice et réceptrice (non représentée) sous forme d'un dispositif compact unique. Les récepteurs 2 et 4 présentent, d'une manière en soi connue, comme partie constitutive essentielle, des diodes qui, dans leur mode d'action, peuvent être conçues comme multiplicatrices et aussi comme diodes mélangeuses dans lesquelles un signal de référence est mélangé avec la fréquence d'émission et le signal réfléchi sur le but ou la personne.The receiving device in this case comprises two receivers 2 and 4 which are combined (in a manner not shown) together with the transmitting device (not shown) and with the single antenna constituted in the manner known as transmitting antenna and receiver (not shown) in the form of a single compact device. Receivers 2 and 4 present, in a manner known per se, as an essential constituent part, diodes which, in their mode of action, can be designed as multipliers and also as mixing diodes in which a reference signal is mixed with the frequency of emission and the signal reflected on the goal or the person.

Les récepteurs 2 et 4 sont disposés à des distances diffé rentes de l'émetteur (non représenté) de sorte que non seulement le signal de référence mais aussi les signaux réfléchis entrent dans les récepteurs avec des relations de phase dif férentes. Les signaux de sortie des récepteurs sont égaux en fréquence et en amplitude. Les récepteurs 2 et 4 sont maintenant par exemple disposés de telle manière que le signal du récepteur 4 précède le signal du récepteur 2 par rapport à la phase 0 (par exemple 700) quand une personne s'approche du dispositif. Si une personne s'éloigne du dispositif,le signal du récepteur 2 précède celui du récepteur 4 par rapport à la phase Q-. Receivers 2 and 4 are arranged at different distances from the transmitter (not shown) so that not only the reference signal but also the reflected signals enter the receivers with different phase relationships. Receiver output signals are equal in frequency and amplitude. The receivers 2 and 4 are now, for example, arranged so that the signal from the receiver 4 precedes the signal from the receiver 2 with respect to phase 0 (for example 700) when a person approaches the device. If a person moves away from the device, the signal from the receiver 2 precedes that of the receiver 4 with respect to the phase Q-.

Les signaux de sortie des récepteurs 2 et 4 sont ensuite amplifiés dans des amplificateurs 6 et 8 (par exemple autour de 40 dB) et sont ensuite amplifiés à nouveau dans des amplificateurs 8 et 10 (par exemple autour de 70dB). Aux amplificateurs 10 et 12 sont connectés des circuits de mise en forme des impulsions 14 et 16 qui fournissent des sorties à tension carrée d'amplitude constante. Ces signaux carrés sont traités dans un comparateur de phase 18 qui comporte deux sorties 20 et 22. Sur la sortie 20 apparaît un signal carré lorsque le but, respectivement une personne, s'approche du dispositif.The output signals from receivers 2 and 4 are then amplified in amplifiers 6 and 8 (for example around 40 dB) and are then amplified again in amplifiers 8 and 10 (for example around 70dB). To amplifiers 10 and 12 are connected pulse shaping circuits 14 and 16 which provide square voltage outputs of constant amplitude. These square signals are processed in a phase comparator 18 which has two outputs 20 and 22. On output 20 a square signal appears when the goal, respectively a person, approaches the device.

Sur la sortie 22 apparaît un signal carré lorsque le but, respectivement une personne, s'éloigne du dispositif. Si le but, respectivement une personne, circule transversalement par rapport au dispositif, il apparaît sur les sorties 20 et 22 des signaux carrés alternant sous. forme d'une série courte.On the output 22 a square signal appears when the goal, respectively a person, moves away from the device. If the goal, respectively a person, circulates transversely relative to the device, it appears on the outputs 20 and 22 of the square signals alternating under. form of a short series.

Les signaux de sortie du comparateur de phase 18 sont envoyés à des redresseurs 24 et 26 auxquels sont raccordés des éléments RC 28 et 30 (passe-bas) et des bascules de
Schmitt 32 et 34.The output signals of the phase comparator 18 are sent to rectifiers 24 and 26 to which RC elements 28 and 30 (low-pass) and flip-flops are connected.
Schmitt 32 and 34.

Le signal de sortie préamplifié du récepteur 4 est de plus envoyé par un conducteur 36 à un amplificateur réglable 38 (amplification par exemple 0-35 dB). A la suite de l'ampli cateur réglable se trouve un redresseur 40 et un élément RC 42 (passe-bas). En ce point est établie une tension continue proportionnelle à la tension d'entrée (non représentée). Sur l'élément RC est raccordée une bascule de Schmitt 44 qui est constituée sous la forme d'un commutateur à valeur de seuil.The preamplified output signal from the receiver 4 is moreover sent by a conductor 36 to an adjustable amplifier 38 (amplification for example 0-35 dB). Following the adjustable amplifier is a rectifier 40 and an RC element 42 (low pass). At this point a direct voltage proportional to the input voltage is established (not shown). On the RC element is connected a Schmitt flip-flop 44 which is constituted in the form of a threshold value switch.

Si la tension continue dépasse une valeur donnée (valeur de seuil), la bascule de Schmitt 44 commute. Ceci est le cas lorsque le but, respectivement la personne, s'est rapproché de l'appareil à une distance donnée.If the DC voltage exceeds a given value (threshold value), the Schmitt flip-flop 44 switches. This is the case when the goal, respectively the person, has approached the device at a given distance.

De même les bascules de Schmitt 32 et 34 constituent de pré férence des commutateurs à valeur de seuil.Likewise, the Schmitt flip-flops 32 and 34 preferably constitute switches with threshold value.

Sur les sorties 46 et 50 des bascules de Schmitt 32 et 44 se trouvent des signaux lorsque le but, respectivement la personne, s'approche du dispositif. Sur les sorties 48 et 50 des bascules de Schmitt 34 et 44 apparaissent des signaux lorsque le but, respectivement la personne, s'éloigne du dispositif.On the outputs 46 and 50 of the Schmitt flip-flops 32 and 44 are signals when the goal, respectively the person, approaches the device. On the outputs 48 and 50 of the Schmitt flip-flops 34 and 44, signals appear when the goal, respectively the person, moves away from the device.

Si le but, respectivement la personne, se déplace transversalement au dispositif de détection du mouvement,des signaux apparaissent alors sur la totalité des sorties des bascules de Schmitt 32, 34 et 44.If the goal, respectively the person, moves transversely to the motion detection device, signals then appear on all of the outputs of the Schmitt flip-flops 32, 34 and 44.

Les signaux de sortie des bascules de Schmitt 32, 34 et 44 sont combinés les uns avec les autres dans un circuit logique 52.The output signals of the Schmitt flip-flops 32, 34 and 44 are combined with each other in a logic circuit 52.

Les sorties 46 et 48 sont introduites dans une porte OU exclusive 54, les sorties 46 et 50 sont introduites dans une porte ET 56 et les sorties 48 et 50 dans une porte'ET 58, En outre les sorties de la porte OU exclusive 54 et de la porte
ET 56 sont combinées dans une porte ET 60.The outputs 46 and 48 are introduced into an exclusive OR gate 54, the outputs 46 and 50 are introduced into an AND gate 56 and the outputs 48 and 50 into an AND gate 58, In addition the outputs of the exclusive OR gate 54 and Door
ET 56 are combined in an AND gate 60.

Par cette composition des signaux de sortie des bascules de
Schmitt 32, 34 et 44 sont créés, sur les sorties 62, 64 et 66 des portes ET 56, 58 et 60 des signaux de sortie selon les hypothèses suivantes - sur la sortie 62, lorsque sur les sorties 46 et 50 existent
des signaux hauts - sur la sortie 64, lorsque sur les sorties 48 et 50 existent
des signaux hauts et - sur la sortie 66, lorsque sur les sorties de la porte OU exclusive 54 et de la porte ET 56 existent des signaux hauts.By this composition of the output signals of the flip-flops
Schmitt 32, 34 and 44 are created on the outputs 62, 64 and 66 of the AND gates 56, 58 and 60 of the output signals according to the following hypotheses - on the output 62, when on the outputs 46 and 50 exist
high signals - on output 64, when on outputs 48 and 50 exist
high signals and - on output 66, when on the outputs of exclusive OR gate 54 and AND gate 56 exist high signals.

La sortie de la porte OU exclusive 54 est seulement haute lorsque soit la sortie 46, soit la sortie 48 est haute.The output of the exclusive OR gate 54 is only high when either the output 46 or the output 48 is high.

Lorsque les deux sorties 46 et 48 sont hautes, ce qui par exemple peut être le cas lors d'un passage transversal, il existe sur la sortie de la porte- OU exclusive 54 un signal bas.When the two outputs 46 and 48 are high, which for example may be the case during a transverse passage, there is on the output of the exclusive OR gate 54 a low signal.

Par le circuit logique 52 on peut ainsi identifier de façon sûre non seulement le déplacement du but, respectivement de la personne, mais aussi la direction de déplacement lorsque le but, respectivement la personne, se déplace vers l'appa reis. By the logic circuit 52 it is thus possible to identify in a reliable manner not only the movement of the goal, respectively of the person, but also the direction of movement when the goal, respectively the person, moves towards the device.

De plus, également le déplacement et la direction peuvent être reconnus de façon univoque lorsque le but, respectivement la personne, s'éloigne de I'appareil, pour cela la sortie de la porte OU exclusive 54 et la sortie 64 de la porte ET 58 doivent être de plus combinees dans une porte ET comme celà est représenté en pointillés dans le dessin (porte
ET 68).In addition, also the displacement and the direction can be recognized unequivocally when the goal, respectively the person, moves away from the apparatus, for this the output of the exclusive OR gate 54 and the output 64 of the AND gate 58 must also be combined in a door AND as shown in dotted lines in the drawing (door
AND 68).

Le dispositif de détection du mouvement ci-dessus décrit peut être utilisé avantageusement pour l'ouverture et la fermeture automatiquesdes portes et aussi comme dispositif d'alarme. The above-described movement detection device can advantageously be used for automatic opening and closing of doors and also as an alarm device.

Claims (8)

RevendicationsClaims 1. Un dispositif de détection d'un mouvement comportant un dispositif émetteur (par exemple un dispositif radar) qui émet un signal radio électrique (par exemple un signal radar) sur une antenne d'émission pour la détection et la surveillance de buts (par exemple de personnes) dans un espace délimité, et un dispositif récepteur qui comporte deux récepteurs disposés à des distances différentes de l'appareil émetteur lesquels reçoivent par une antenne réceptrice,les signaux réfléchis sur le but, signaux dont la fréquence est, selon la direction de déplacement du but, plus grande ou plus petite que la fréquence radiée (effet1. A movement detection device comprising a transmitting device (for example a radar device) which transmits an electric radio signal (for example a radar signal) on a transmitting antenna for the detection and the monitoring of goals (by example of people) in a defined space, and a receiving device which comprises two receivers arranged at different distances from the transmitting device which receive by a receiving antenna, the signals reflected on the goal, signals whose frequency is, according to the direction movement of the goal, greater or less than the radiated frequency (effect Doppler), ce par quoi, selon la direction de déplacement, le signal de sortie de l'un des récepteurs précède ou suit le signal de sortie de l'autre récepteur, caractérisé en ce que les signaux de sortie des deux récepteurs (2, 4 sont envoyés à un comparateur de phase (18) et que le signal de sortie d'un récepteur (4) est combiné avec le signal de sortie du comparateur de phase dans un couplage logique (52) qui compare les signaux de sortie du comparateur de phase (18) considérés seuls et ensemble avec le signal de sortie de l'un des récepteurs (4) et sur les sorties (62, 64, 66) duquel apparaissent des signaux de sortie pour des apparitions simultanées d'au moins deux des signaux comparés,Doppler), whereby, depending on the direction of travel, the output signal from one of the receivers precedes or follows the output signal from the other receiver, characterized in that the output signals from the two receivers (2, 4 are sent to a phase comparator (18) and that the output signal from a receiver (4) is combined with the output signal from the phase comparator in a logic coupling (52) which compares the output signals from the comparator phase (18) considered alone and together with the output signal from one of the receivers (4) and on the outputs (62, 64, 66) from which output signals appear for simultaneous appearances of at least two of the compared signals, 2. Un dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre chaque récepteur (2,4) et le comparateur de phase (18) sont connectés dans chaque cas un amplificateur (10,12) et un circuit de mise en forme de l'impulsion (14, 16),2. A device according to claim 1, characterized in that, between each receiver (2,4) and the phase comparator (18) are connected in each case an amplifier (10,12) and a circuit for shaping the impulse (14, 16), 3.Un dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un préamplificateur (6, 8) est connecté dans le circuit en avant de chacun des amplificateurs (10,12). 3.A device according to claim 2, characterized in that a preamplifier (6, 8) is connected in the circuit in front of each of the amplifiers (10,12). 4, Un dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur la sortie du préamplificateur (8) du circuit de sortie de l'un des récepteurs (4) est de plus connecté un amplificateur réglable (38).4, A device according to claim 3, characterized in that on the output of the preamplifier (8) of the output circuit of one of the receivers (4) is also connected an adjustable amplifier (38). 5. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications I, 2 et 4 ci-dessus, caractérisé en ce que sur l'une des sorties (20) du comparateur de phase (18) est connecté un premier redresseur (24) et avec ce redresseur, à travers un premier élément RC (passebas) 28, est connectée une première bascule de Schmitt (32) et en ce que sur l'autre sortie (22) du comparateur de phase (18) est connecté un second redresseur (26) et avec ce second redresseur, à travers un second élément RC (passe-bas) 30, est connectée une seconde bascule de Schmitt (34) et en ce que sur la sortie de l'amplificateur réglable (38) est connecté un troisième redresseur (40) et avec ce troisième redresseur, à travers un troisième élément RC (passe-bas) (42), une troisième bascule de Schmitt (44).5. A device according to any one of claims I, 2 and 4 above, characterized in that on one of the outputs (20) of the phase comparator (18) is connected a first rectifier (24) and with this rectifier, through a first RC element (low pass) 28, is connected a first Schmitt flip-flop (32) and in that on the other output (22) of the phase comparator (18) is connected a second rectifier (26 ) and with this second rectifier, through a second RC element (low pass) 30, is connected a second Schmitt rocker (34) and in that on the output of the adjustable amplifier (38) is connected a third rectifier (40) and with this third rectifier, through a third RC element (low pass) (42), a third Schmitt rocker (44). 6. Un dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la troisième bascule de Schmitt (44) constitue un commutateur à seuil.6. A device according to claim 5, characterized in that the third Schmitt rocker (44) constitutes a threshold switch. 7. Un dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bascules de Schmitt (32, 34) constituent des commutateurs à seuil.7. A device according to claim 5, characterized in that the Schmitt flip-flops (32, 34) constitute threshold switches. 8. Un dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les sorties des première et seconde bascules de Schmitt (32, 34) sont combinées dans une porte8. A device according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the outputs of the first and second Schmitt flip-flops (32, 34) are combined in a door OU exclusive (54), en ce que la sortie de la première bascule de Schmitt (32) ensemble avec la sortie de la troisième bascule de Schmitt (44) sont combinées dans une première porte ET (56), en ce que la sortie de la deuxième bascule de Schmitt (34) et la sortie de la troisième bascule de Schmitt (44) sont combinées dans une deuxième porte ET (58) et en ce que la sortie des première et/ou deuxième portes ET (56 ou 58) est combinée avec la sortie de la porte OU exclusive (54) dans une troisième respectivement quatrième porteExclusive OR (54), in that the output of the first Schmitt trigger (32) together with the output of the third Schmitt trigger (44) are combined in a first AND gate (56), in that the output of the second Schmitt flip-flop (34) and the output of the third Schmitt flip-flop (44) are combined in a second AND gate (58) and in that the output of the first and / or second AND gates (56 or 58) is combined with the exit from the exclusive OR gate (54) in a third respectively fourth gate ET (60 respectivement 68). AND (60 respectively 68).
FR8023002A 1979-11-08 1980-10-28 Doppler radar operated movement detector - has logic circuit analysing output to allow operation of automatic doors in response to selected movements only Withdrawn FR2469718A1 (en)

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