RU2546077C1 - Method for violator detection and violation parameters identification - Google Patents
Method for violator detection and violation parameters identification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546077C1 RU2546077C1 RU2014114465/08A RU2014114465A RU2546077C1 RU 2546077 C1 RU2546077 C1 RU 2546077C1 RU 2014114465/08 A RU2014114465/08 A RU 2014114465/08A RU 2014114465 A RU2014114465 A RU 2014114465A RU 2546077 C1 RU2546077 C1 RU 2546077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boundary
- view
- lens
- time
- field
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области охранной сигнализации.The invention relates to the field of burglar alarm.
Известен способ обнаружения нарушителя по его тепловому излучению, в котором принятое тепловое излучение преобразуют в электрический сигнал, который по форме сравнивают с эталонным сигналом. Сравнение осуществляют путем вычисления коэффициента корреляции и сравнения его с заданным уровнем (см., например, патент США №4377808, МПК G08B 13/18, опубл. 22.03.1983 г.).A known method for detecting an intruder by its thermal radiation, in which the received thermal radiation is converted into an electrical signal, which is compared in shape to a reference signal. The comparison is carried out by calculating the correlation coefficient and comparing it with a given level (see, for example, US patent No. 4377808, IPC G08B 13/18, publ. 03/22/1983).
Недостатком известного технического решения является низкая помехоустойчивость, обусловленная перемещением через рубеж контрастных по температуре слоев воздуха, наблюдаемых на открытой местности при порывистом ветре, так как в этом случае регистрируемый сигнал практически не отличается от сигнала, принимаемого при перемещении через рубеж человека.A disadvantage of the known technical solution is the low noise immunity due to the movement across the boundary of the temperature-contrasting layers of air observed in an open area with a gusty wind, since in this case the recorded signal practically does not differ from the signal received when moving across a person’s boundary.
Ближайшим известным техническим решением является способ обнаружения нарушителя, основанный на использовании 4-х тепловых датчиков (объективов) и позволяющий повысить помехозащищенность по отношению к перемещению через рубеж контрастных по температуре слоев воздуха, имеющих размеры, превышающие размер реального объекта, за счет выявления и контроля поперечного по отношению к сторонам контролируемого рубежа размера пересекающего рубеж объекта (см. патент РФ №2058593 от 27.10.1989 г., МПК G08B 13/18)The closest known technical solution is a method for detecting an intruder based on the use of 4 thermal sensors (lenses) and allowing to increase noise immunity with respect to movement across the boundary of temperature-contrasting air layers having dimensions exceeding the size of a real object by identifying and controlling the transverse in relation to the parties of the controlled boundary of the size of the object crossing the boundary (see RF patent No. 2058593 of 10.27.1989, IPC G08B 13/18)
Недостатком известного способа является необходимость использования 4-х тепловых датчиков, связанное с этим удорожание реализации способа обнаружения нарушителя на стадиях изготовления, юстировки и эксплуатации системы.The disadvantage of this method is the need to use 4 thermal sensors, associated with this appreciation of the implementation of the method for detecting an intruder at the stages of manufacture, adjustment and operation of the system.
Техническая задача изобретения - удешевление реализации способа обнаружения нарушителя путем использования не 4-х, как в прототипе, а 2-х тепловых датчиков при сохранении помехозащищенности за счет контроля размеров объекта-нарушителя.The technical task of the invention is to reduce the cost of implementing the method of detecting an intruder by using not 4, as in the prototype, but 2 thermal sensors while maintaining noise immunity by controlling the size of the intruder object.
Реализуется поставленная задача тем, что в способе обнаружения нарушителя и определения параметров нарушителя по его тепловому излучению, путем использования тепловых датчиков, расположенных на противоположных сторонах рубежа, преобразования принятого излучения в электрические сигналы, определения временных задержек сигналов друг относительно друга, используют два тепловых датчика с углами полей зрения α, расположенных по одному на каждой стороне рубежа протяженностью L, образующие полей зрения которых в горизонтальной плоскости параллельны и одна из них у каждого объектива перпендикулярна противоположной стороне рубежа, а расстояние между ними равно d, по преобразованным принятыми этими датчиками излучениям в электрические сигналы определяют временные отрезки: t1 - время от начала вхождения объекта в поле зрения первого объектива до его полного выхода, t2 - время от начала вхождения объекта в поле зрения второго объектива до его полного выхода, t4 - время от начала вхождения объекта в поле зрения первого объектива до начала вхождения объекта в поле зрения второго объектива, t5 - время между максимумами сигналов, возникающих на приемниках излучения обоих объективов, Δt1 - время от начала вхождения объекта в поле зрения первого объектива до достижения сигналом максимума, Δt2 - время от начала вхождения объекта в поле зрения второго объектива до достижения сигналом максимума, с помощью полученных временных отрезков t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2 формируют дискриминантный набор логических функций:The task is realized by the fact that in the method of detecting the intruder and determining the parameters of the intruder by its thermal radiation, using two thermal sensors with the use of thermal sensors located on opposite sides of the boundary, converting the received radiation into electrical signals, determining the time delays of the signals relative to each other the angles of the visual fields α, located one on each side of the boundary of length L, forming the visual fields of which in the horizontal plane n are parallel and one of these, each lens is perpendicular to the opposite side of the turn and the distance between them is equal to d, of transformed taken by these sensors radiations into electric signals define time periods: t 1 - time from the start of entry of the object into the field of view of the first lens to its full output , t 2 - time from the start of entry of the object into the field of view of the second lens to its full output, t 4 - the time from entry of the object into the field of view of the first lens to the beginning of the object entering the field of view of the second injective, t 5 - time between maxima signals generated on the radiation receivers of both lenses, Δt 1 - the time from entry of the object into the field of view of the first lens to achieve a maximum signal, Δt 2 - time from the start of entry of the object into the field of view of the second lens to achieve the maximum signal, using the obtained time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 form a discriminant set of logical functions:
для выявления класса пересечения рубежа вычисляют четыре логических выражения: только одно из которых является истинным и определяет вариант пересечения рубежа, бесконечное множество Ω которых, отличающееся размерами объекта по отношению к полям зрения тепловых датчиков, разделено на четыре несовместных класса, составляющих полную группу событий и удовлетворяющих условию где и в соответствии с выявленным классом определяют параметры нарушителя:to identify the class of crossing the boundary, four logical expressions are calculated: only one of which is true and determines the option of crossing the boundary, the infinite set of Ω of which, differing in the size of the object relative to the fields of view of the thermal sensors, is divided into four incompatible classes that make up the full group of events and satisfy the condition Where and in accordance with the identified class determine the parameters of the offender:
где V - скорость перемещения объекта вдоль границ рубежа, h - поперечный размер объекта, g - продольный размер объекта, l - расстояние от первого объектива до траектории движения объекта.where V is the speed of moving the object along the boundary of the boundary, h is the transverse size of the object, g is the longitudinal size of the object, l is the distance from the first lens to the trajectory of the object.
При этом возникает задача разделения бесконечного множества (генеральной совокупности) Ω на минимально возможное число несовместных классов, составляющих полную группу множеств, удовлетворяющих условию где Каждому классу Ai должны быть поставлены в соответствие свои уникальные, присущие только ему, признаки и уравнения, по которым определяются параметры объекта.In this case, the problem arises of dividing an infinite set (general set) Ω into the minimum possible number of incompatible classes that make up the complete group of sets that satisfy the condition Where Each class A i must be associated with its unique, inherent only to him, signs and equations by which the parameters of the object are determined.
В этих условиях возникает задача поиска дискриминантных функций в области временных откликов датчиков, позволяющих отнести наблюдаемое пересечение рубежа к определенному классу Ai.Under these conditions, the problem arises of searching for discriminant functions in the field of temporal responses of sensors, which make it possible to attribute the observed crossing of the boundary to a certain class A i .
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены классы разделения вариантов пересечения рубежа, на фиг. 2 - алгоритм определения класса пересечения рубежа.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the separation classes for crossing the boundary; in FIG. 2 - algorithm for determining the class of crossing the boundary.
В описываемом способе обнаружения оптико-электронная система содержит всего два одинаковых объектива с одноэлементными приемниками 1 и, как показано чертеже (фиг. 1), α - угол поля зрения объектива. На каждой из сторон рубежа протяженностью L размещено по одному объективу. Две образующие полей зрения объективов, проходящие через их оси в горизонтальной плоскости перпендикулярны сторонам рубежа, параллельны между собой и расстояние между ними равно d. Две другие образующие также параллельны, что видно из фиг. 1. Тело, имеющее поперечный размер h и продольный размер g, движется через рубеж со скоростью V и пересекает его на расстоянии l, например, от приемника 1. Множество вариантов пересечения рубежа, составляющих бесконечное множество (генеральную совокупность) Ω, разбито на четыре подгруппы (класса), обозначенных на фиг. 1 классами А1, А2, А3, А4. Классы А1, А2, А3, А4 составляют полную группу множеств, т.е. взаимно не пересекаются. Классы А1 и А2 (фиг. 1) отличаются друг от друга только расстоянием l от одной из сторон рубежа, имея при этом размеры, целиком вписывающиеся в одно из полей зрения и не вписывающиеся в другое. Класс А3 иллюстрирует объект, имеющий минимальные размеры объекта-нарушителя, а класс А4 - максимальные, когда его размер g при любом расстоянии l превышает размер поля зрения объектива.In the described detection method, the optoelectronic system contains only two identical lenses with single-
Внутри каждого класса соблюдается идентичность соотношений, связывающих параметры объекта V, l, h, g с временными откликами датчиков t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2 и известными характеристиками рубежа α, L, d.Within each class, the identity of the relationships between the object parameters V, l, h, g and the time responses of the sensors t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 and the known characteristics of the α, L, d boundary are observed.
Обнаружение объекта базируется, как и в прототипе, на анализе откликов тепловых датчиков, которых в предлагаемом способе не четыре, а два. Однозначность отнесения конкретного пересечения рубежа к одному из классов А1, А2, А3, А4 обеспечивается логическим анализом на основе выявленных и представленных ниже дискриминантных функций, формируемых на базе временных откликов t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2 двух тепловых приемников.The detection of the object is based, as in the prototype, on the analysis of the responses of thermal sensors, which in the proposed method are not four, but two. The unambiguity of classifying a particular border crossing as one of the classes A 1 , A 2 , A 3 , A 4 is provided by a logical analysis based on the discriminant functions identified and presented below, generated on the basis of time responses t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 of two heat receivers.
Временные диаграммы, изображенные в нижней части фиг. 1 для каждого из классов пересечения рубежа, показывают вид сигналов на тепловых приемниках и построены с учетом особенностей их работы. По оси времени моменты максимумов сигнала совпадают с моментами полного входа объекта в поле зрения или полного перекрытия объектом поля зрения объектива, а моменты минимума сигнала - с моментами полного выхода объекта из поля зрения объектива.The timing diagrams shown at the bottom of FIG. 1 for each of the classes of crossing the border, show the type of signals at the heat receivers and are built taking into account the features of their work. On the time axis, the moments of the signal maximums coincide with the moments when the object completely enters the field of view or the object completely observes the field of view of the lens, and the moments of the signal minimum coincide with the moments when the object completely leaves the field of view of the lens.
На фиг. 1 обозначены следующие временные отрезки:In FIG. 1 the following time periods are indicated:
t1 - время от начала вхождения объекта в поле зрения объектива 1 до его полного выхода;t 1 is the time from the beginning of the entry of the object into the field of view of the
t2 - время от начала вхождения объекта в поле зрения объектива 2 до его полного выхода;t 2 is the time from the beginning of the entry of the object into the field of view of the lens 2 to its full exit;
t3 - время от момента полного выхода объекта из поля зрения объектива 1 до момента начала вхождения в поле зрения объектива 2;t 3 is the time from the moment the object completely leaves the field of view of the
t4 - время от начала вхождения объекта в поле зрения объектива 1 до начала вхождения объекта в поле зрения объектива 2;t 4 is the time from the beginning of the entry of an object in the field of view of the
t5 - время между максимумами сигналов, возникающих на приемниках излучения обоих объективов;t 5 is the time between the maximums of the signals arising at the radiation receivers of both lenses;
Δt1 - время от начала вхождения объекта в поле зрения объектива 1 до достижения сигналом максимума;Δt 1 is the time from the beginning of the entry of the object into the field of view of the
Δt2 - время от начала вхождения объекта в поле зрения объектива 2 до достижения сигналом максимума.Δt 2 is the time from the beginning of the entry of the object into the field of view of the lens 2 until the signal reaches a maximum.
Временные диаграммы на фиг. 1 построены с учетом особенностей работы пироэлектрических приемников излучения, реагирующих на изменение температуры чувствительного элемента. Продолжительность амплитудного нарастания отклика будет совпадать по времени с процессами входа объекта в поле зрения и выхода из него, а по знаку будет определяться увеличением или уменьшением температуры чувствительного элемента (увеличением или уменьшением принимаемого лучистого потока). Продолжительность амплитудного спада определяется временем достижения температурного равновесия кристалла приемника и его чувствительного слоя.Timing diagrams in FIG. 1 are constructed taking into account the specifics of the operation of pyroelectric radiation detectors that respond to changes in the temperature of the sensitive element. The duration of the amplitude increase in the response will coincide in time with the processes of the object entering the field of view and leaving it, and the sign will be determined by an increase or decrease in the temperature of the sensitive element (increase or decrease in the received radiant flux). The duration of the amplitude decay is determined by the time it takes to reach the temperature equilibrium of the receiver crystal and its sensitive layer.
Для всех классов пересечения рубежа справедливы три уравнения, полученные на основании анализа, проведенного по фиг. 1:For all classes of crossing the boundary, three equations are valid, obtained on the basis of the analysis carried out in FIG. one:
Для нахождения четырех неизвестных V, l, h, g в полученной системе не хватает еще одного уравнения. Следует заметить, что некоторые, обозначенные на рисунке 1 временные отрезки взаимозависимы, а именно t4=t1+t3. Временной отрезок t3 неудобен в использовании, поскольку начало вхождения в поле зрения объектива 2 (фиг. 1) может происходить раньше момента полного выхода объекта из поля зрения объектива 1, и в дальнейшем не используется.To find the four unknowns V, l, h, g in the resulting system, one more equation is missing. It should be noted that some of the time periods indicated in Figure 1 are interdependent, namely t 4 = t 1 + t 3 . The time interval t 3 is inconvenient to use, since the beginning of entry into the field of view of the lens 2 (Fig. 1) can occur earlier than the moment the object completely leaves the field of view of the
Для каждого из классов А1, А2, А3, А4 можно составить еще по несколько уравнений, связывающих искомые параметры объекта-нарушителя V, l, h, g, параметры рубежа d, L, α и временные отрезки t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2, получаемые при обработке откликов, возникающих в тепловых датчиках. Однако среди этих уравнений нет ни одного общего для всех классов пересечения рубежа.For each of the classes А 1 , А 2 , А 3 , А 4 , several more equations can be compiled that relate the desired parameters of the intruder object V, l, h, g, the parameters of the boundary d, L, α and time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 obtained by processing responses arising in thermal sensors. However, among these equations there is not one common for all classes of crossing the boundary.
Определение реально произошедшего класса пересечения должно проводиться на базе анализа величин временных отрезков t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2, которыми располагает анализирующее устройство. В результате анализа необходимо найти дискриминантные функции, позволяющие разделить классы А1, А2, А3, А4.The determination of the actual intersection class should be based on the analysis of the values of the time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 , which the analyzing device has. As a result of the analysis, it is necessary to find discriminant functions that allow us to separate the classes A 1 , A 2 , A 3 , A 4 .
Рассмотрим случай, когда t1>t2 (l>L/2). При этом возможны три класса пересечения рубежа - A1, А3, А4. При наличии класса А1 справедливо что в условиях фиксации временных отрезков эквивалентно равенствуConsider the case when t 1 > t 2 (l> L / 2). In this case, three classes of crossing the border are possible - A 1 , A 3 , A 4 . In the presence of class A 1 is true which under conditions of fixing time intervals is equivalent to
Для класса А3 характерно соотношение Δt1<t2-Δt2, поскольку а, следовательно, Аналогично для класса А4 справедливо неравенство Δt1<t2-Δt2, поскольку а следовательно Таким образом, равенство (4) отделяет класс А1 от классов А3 и А4.Class A 3 is characterized by the relation Δt 1 <t 2 -Δt 2 , since and consequently, Similarly, for class A 4 , the inequality Δt 1 <t 2 -Δt 2 holds, since and consequently Thus, equality (4) separates class A 1 from classes A 3 and A 4 .
В случае, когда t1<t2 (l<L/2), возможны классы А2, А3, А4. При наличии класса А2 справедливо что в условиях фиксации временных отрезков эквивалентно равенствуIn the case when t 1 <t 2 (l <L / 2), classes A 2 , A 3 , A 4 are possible. In the presence of class A 2 is valid which under conditions of fixing time intervals is equivalent to
Для класса А3 в этом случае характерно соотношение Δt2<t1-Δt1, поскольку а следовательно, Аналогично для класса А4 в этом случае Δt2<t1-Δt1, поскольку а поэтому Таким образом, равенство (5) отделяет класс A2 от классов A3 и А4.Class A 3 in this case is characterized by the relation Δt 2 <t 1 -Δt 1 , since and consequently, Similarly for class A 4 in this case, Δt 2 <t 1 -Δt 1 , since and therefore Thus, equality (5) separates the class A 2 from the classes A 3 and A 4 .
Рассмотрим теперь разность уравнений (1) и (2):We now consider the difference of equations (1) and (2):
Очевидно, что при прохождении рубежа объектом посередине его границ (l=L/2) имеет место равенство временных отрезков: t1=t2. Это условие исключает классы А1 и А2 пересечения рубежа, т.к. для них характерно обратное: t1≠t2. Условие t1=t2 идентифицирует классы А3 и А4, между которые необходимо делать выбор. Заметим, что класс А3 - это пересечение рубежа объектом сравнительно небольшой протяженности, когда его размер g отвечает условиям и Obviously, when passing the boundary by an object in the middle of its borders (l = L / 2), the equality of time intervals takes place: t 1 = t 2 . This condition excludes classes A 1 and A 2 crossing the border, because they are characterized by the opposite: t 1 ≠ t 2 . The condition t 1 = t 2 identifies the classes A 3 and A 4 , between which it is necessary to make a choice. Note that class A 3 is an object crossing a relatively small extent when its size g meets the conditions and
Проанализируем признаки, разделяющие классы А3 и А4.Let us analyze the features separating classes A 3 and A 4 .
Для класса A4 при любом соотношении между t1 и t2 характерно условиеFor class A 4, for any ratio between t 1 and t 2 , the condition
В то же время для класса А3 справедливы два выраженияAt the same time, for class A 3 two expressions are valid
т.е. числитель и знаменатель отношений меньше, чем для класса А4.those. numerator and denominator of relations less than for class A 4 .
Рассмотрим подробнее отношения для класса А3, чтобы определить, каким образом они отличаются от зависимости (6).Let's consider relations in more detail for class A 3 , to determine how they differ from dependence (6).
Пусть l>L/2. При этом зададим продольный размер объекта в виде где x - некоторый линейный размер, характеризующий на сколько объект меньше соответствующего размера поля зрения объектива (что характерно для класса А3), т.е. Тогда Let l> L / 2. In this case, we set the longitudinal size of the object in the form where x is a certain linear size characterizing how much the object is smaller than the corresponding size of the field of view of the lens (which is typical for class A 3 ), i.e. Then
Введем и рассмотрим дискриминантную функцию y1 в виде разности We introduce and consider the discriminant function y 1 in the form of a difference
Анализ дискриминантной функции y1(x) позволяет определить поведение отношения для класса A3. При этом практический интерес представляет область значений аргумента функции от x=0 до соизмеримых с размерами сечения поля зрения объектива.Analysis of the discriminant function y 1 (x) allows us to determine the behavior of the relation for class A 3 . In this case, the range of values of the function argument from x = 0 to the dimensions comparable with the size of the cross section of the field of view of the lens is of practical interest.
Выражение (7) показывает, что y1(x) - дробно-рациональная функция вида Ее график - равносторонняя гипербола с асимптотами, параллельными осям координат, и с центром в точке она имеет разрыв при и не имеет экстремумов. Функция y(x) является убывающей, если D<0, где - дискриминант функции, для y1(x) равный При соблюдении условия дискриминант функции y1(x) отрицателен, а функция убывает. При x=0 и при соблюдении условия l>L/2 функция y1(x) отрицательна. Это означает, что Expression (7) shows that y 1 (x) is a fractional rational function of the form Her graph is an equilateral hyperbola with asymptotes parallel to the coordinate axes and centered at a point she has a gap at and has no extremes. The function y (x) is decreasing if D <0, where is the discriminant of the function, for y 1 (x) equal Subject to the conditions the discriminant of the function y 1 (x) is negative, and the function decreases. For x = 0 and subject to the condition l> L / 2, the function y 1 (x) is negative. It means that
Рассмотрим случай l<L/2. При этом зададим продольный размер объекта в виде где x - некоторый линейный размер, характеризующий на сколько объект меньше соответствующего размера поля зрения объектива (что характерно для класса A3), т.е. ТогдаConsider the case l <L / 2. In this case, we set the longitudinal size of the object in the form where x is a certain linear size characterizing how much the object is smaller than the corresponding size of the field of view of the lens (which is typical for class A 3 ), i.e. Then
Сформируем вторую дискриминантную функцию y2 как разность We form the second discriminant function y 2 as the difference
Дискриминант функции y2(x) равенThe discriminant of the function y 2 (x) is equal to
т.е. такой же, как и для функции y1(x).those. the same as for the function y 1 (x).
При соблюдении условия Ltgα<l·tgα+d дискриминант функции y2(x) отрицателен, а функция будет убывающей. При x=0 функция y2(x) приобретает вид:Under the condition Ltgα <ltgα + d, the discriminant of the function y 2 (x) is negative, and the function will be decreasing. When x = 0, the function y 2 (x) takes the form:
Знаменатель выражения для y2(x) положителен при условии, что Ltgα<l·tgα+d, поскольку в этом случае The denominator of the expression for y 2 (x) is positive provided that Ltgα <ltgα + d, since in this case
Числитель выражения (8) для y2(x) отрицателен при условии, что Ltgα<d. Таким образом, при соблюдении условий l<L/2 и Ltgα<d функция y2(x) при x=0 отрицательна и является убывающей. Это означает, что The numerator of expression (8) for y 2 (x) is negative provided that Ltgα <d. Thus, under the conditions l <L / 2 and Ltgα <d, the function y 2 (x) for x = 0 is negative and is decreasing. It means that
И, наконец, при l=L/2 третья дискриминантная функция y3(x) приобретает вид:And finally, for l = L / 2, the third discriminant function y 3 (x) takes the form:
Функция y3(x) является убывающей (D<0) при условии Ltgα<2d, а при x=0 функция равна нулю. При x=0 происходит фактический переход класса B, при котором соблюдаются условия в класс Г пересечения рубежа объектом с большим продольным размером.The function y 3 (x) is decreasing (D <0) under the condition Ltgα <2d, and for x = 0 the function is equal to zero. For x = 0, the actual transition of class B occurs, under which the conditions to class D of the border crossing by an object with a large longitudinal size.
Представленный выше анализ дискриминантных функций y1(x), y2(x) и y3(x) показывает, что при пересечении объектом рубежа на любом расстоянии l и при выполнении условия Ltgα<d классы A3 и А4 разделимы, поскольку для класса А4 всегда выполняется условие (6), а для класса A3 справедливо альтернативное соотношение:The above analysis of the discriminant functions y 1 (x), y 2 (x) and y 3 (x) shows that when an object crosses a boundary at any distance l and when the condition Ltgα <d is satisfied, the classes A 3 and A 4 are separable, since for of class A 4 , condition (6) is always satisfied, and for class A 3 an alternative relation holds:
Анализ особой точки функций y1(x), y2(x) и y3(x), соответствующей определенной организации рубежа, когда Ltgα=d, показал, что и в этом случае условие (9) для класса А3 справедливо. Однако в этом случае становится недостаточным количество независимых временных откликов для класса A2. Если же d<Ltgα, то нарушаются условия формирования временных отрезков t4, t5, поскольку в этом случае сигнал может раньше появляться на приемнике излучения 2, чем на приемнике 1 (фиг. 1). Справедливость формул, связанных с временами t4, t5, нарушается. Необходимо формировать рубеж таким образом, чтобы соблюдалось неравенство d>Ltgα.The analysis of the singular point of the functions y 1 (x), y 2 (x) and y 3 (x), corresponding to a certain organization of the boundary, when Ltgα = d, showed that in this case, condition (9) is also valid for class A 3 . However, in this case, the number of independent time responses for class A 2 becomes insufficient. If d <Ltgα, then the conditions for the formation of time intervals t 4 , t 5 are violated, since in this case the signal may appear earlier at radiation receiver 2 than at receiver 1 (Fig. 1). The validity of formulas associated with times t 4 , t 5 is violated. It is necessary to form the boundary in such a way that the inequality d> Ltgα is observed.
Таким образом, при t1=t2, что допускают только классы A3 и A4, дискриминантные функции (6), (9) позволяют их разделить, а при t1≠t2 в зависимости от того, какое из времен больше (t1>t2 или t1<t2), оказывается возможным разделить классы на две группы, в каждую из которых входит по три класса - А1, A3, A4 или A2, А3, A4. Дискриминантные функции (4) и (5) позволяют выделить из этих групп классы A1 и A2 соответственно, а дальнейшее разделение возможно опять с помощью (6), (9).Thus, for t 1 = t 2 , which only classes A 3 and A 4 allow, the discriminant functions (6), (9) allow them to be separated, and for t 1 ≠ t 2 , depending on which time is longer ( t 1 > t 2 or t 1 <t 2 ), it is possible to divide the classes into two groups, each of which includes three classes - A 1 , A 3 , A 4 or A 2 , A 3 , A 4 . The discriminant functions (4) and (5) make it possible to distinguish the classes A 1 and A 2 from these groups, respectively, and further separation is possible again using (6), (9).
Пространственно-временная селекция объекта реализуется с помощью пяти логических функций (дискриминантного набора), зависящих от введенных дискриминантных функций и определяющих алгоритм определения класса пересечения рубежа с помощью анализа временных интервалов t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2:The spatio-temporal selection of an object is realized using five logical functions (discriminant set), which depend on the introduced discriminant functions and determine the algorithm for determining the class of boundary crossing by analyzing the time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 :
Классам пересечения рубежа А1, А2, А3, А4 сопоставлены булевы функции. В качестве аргументов булевых функций А1, A2, A3, A4 рассматриваются введенные логические функции f1-f5. Таблица истинности булевых функций А1, А2, A3, А4 в соответствии с алгоритмом, представленным на фиг. 2, приведена в таблице 1.Boundary functions are associated with the classes of crossing the boundary A 1 , A 2 , A 3 , A 4 . As arguments of Boolean functions A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , the introduced logical functions f 1 -f 5 are considered . The truth table of Boolean functions A 1 , A 2 , A 3 , A 4 in accordance with the algorithm shown in FIG. 2 are shown in table 1.
Заданные таблицей истинности булевы функции А1, A2, A3, A4 выражены в дизъюнктивной нормальной форме:The Boolean functions A 1 , A 2 , A 3 , A 4 defined by the truth table are expressed in disjunctive normal form:
Факт прохождения рубежа объектом контроля фиксируется одной и только одной из булевых функций А1, А2, A3, А4, которая принимает единичное значение в соответствии с классом этого прохождения. Такой выбор происходит на основании анализа временных отрезков t1, t2, t4, t5, Δt1, Δt2, получаемых как результат обработки сигналов с приемников излучения системы. Этот выбор позволяет однозначно оценить параметры объекта g и h, в зависимости от класса прохождения рубежа.The fact of passing the boundary by the control object is fixed by one and only one of the Boolean functions A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , which takes a single value in accordance with the class of this passage. This choice is based on the analysis of time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 , obtained as a result of processing signals from the radiation receivers of the system. This choice allows you to unambiguously evaluate the parameters of the object g and h, depending on the class of passing the boundary.
Определяем параметры нарушения.We determine the parameters of the violation.
Определяем параметры объекта для классов A1 и A3. Сложение уравнений (2) и (3) дает выражениеDefine the object parameters for classes A 1 and A 3 . Addition of equations (2) and (3) gives the expression
откуда с использованием общего признака классов А1 и A3 (VΔt1=g) получаем При этом Вычитая из уравнения (1) уравнение (2), получимwhence using the common attribute of classes A 1 and A 3 (VΔt 1 = g) we get Wherein Subtracting equation (2) from equation (1), we obtain
откуда находим третий параметр Складывая уравнения (1) и (2), получим откуда находим четвертый параметр where do we find the third parameter Adding equations (1) and (2), we obtain where do we find the fourth parameter
Определим параметры объекта для класса A2. Для этого класса пересечений рубежа справедливы два равенства (фиг. 1): и Вычитая из последнего равенства первое, получим откуда находим Складывая уравнение (3) с дополнительным уравнением для класса А2, получим Подставив в это уравнение полученное значение скорости, найдем второй параметр объекта Воспользовавшись уравнением (10), получаем третий параметр объекта Для получения выражения, определяющего четвертый параметр объекта, используем уравнение (11):Define the object parameters for class A2. For this class of border crossings, two equalities are valid (Fig. 1): and Subtracting the former from the last equality, we obtain where do we find Adding equation (3) with the additional equation for class A2, we get Substituting the obtained velocity value into this equation, we find the second parameter of the object Using equation (10), we obtain the third parameter of the object To obtain the expression defining the fourth parameter of the object, we use equation (11):
И, наконец, определяем параметры объекта для класса A4. Для этого класса пересечений рубежа справедливы три дополнительных равенства (фиг. 1): Первое из них дает второе определяет третье определяет Использовав уравнение (11), получаем четвертый параметр объекта And finally, we define the object parameters for class A 4 . For this class of border crossings, three additional equalities hold (Fig. 1): The first one gives the second determines the third defines Using equation (11), we obtain the fourth parameter of the object
Результаты сведены в таблицу 2.The results are summarized in table 2.
Классы А1, А2, A3, A4, составляющие генеральную совокупность Ω всех возможных пересечений рубежа, можно идентифицировать (подразумевая под ω класс пересечения рубежа, а под F(ω) - аналитическое выражение булевой функции) следующим образом:The classes A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , which make up the general population Ω of all possible boundary crossings, can be identified (meaning by ω the class of the boundary crossing, and by F (ω) the analytic expression of the Boolean function) as follows:
Таким образом, при пересечении объектом-нарушителем рубежа с помощью возникающих в тепловых приемниках временных откликов формируются логические дискриминантные функции f1-f5, однозначно определяющие вариант пересечения рубежа по выражениям (12). После этого, по выражениям таблицы 2 определяются параметры пересечения и в соответствии с назначением системы принимается решение (тревога, сортировка, подсчет и др.).Thus, when an intruder object crosses a boundary using the time responses arising in thermal receivers, logical discriminant functions f 1 -f 5 are formed that uniquely determine the option of crossing the boundary using expressions (12). After that, according to the expressions of table 2, the intersection parameters are determined and a decision is made in accordance with the purpose of the system (alarm, sorting, counting, etc.).
Claims (1)
для выявления класса пересечения рубежа вычисляют четыре логических выражения: только одно из которых является истинным и определяет вариант пересечения рубежа, бесконечное множество Ω которых, отличающееся размерами объекта по отношению к полям зрения тепловых датчиков, разделено на четыре несовместных класса, составляющих полную группу событий и удовлетворяющих условию где и в соответствии с выявленным классом определяют параметры нарушителя:
где V - скорость перемещения объекта вдоль границ рубежа, h - поперечный размер объекта, g - продольный размер объекта, l - расстояние от первого объектива до траектории движения объекта. A method for detecting an intruder and determining the parameters of the intruder by its thermal radiation, by using thermal sensors located on opposite sides of the boundary, converting the received radiation into electrical signals, determining the time delays of the signals relative to each other, characterized in that two thermal sensors with angles of field of view are used α, located one on each of the opposite sides of the boundary of length L, which form the fields of view of which in the horizontal plane of the vapor are llellar and one of them at each lens is perpendicular to the opposite side of the boundary, and the distance between them is equal to d, time intervals are determined by the radiation received by these sensors into electrical signals: t 1 is the time from the start of the object entering the field of view of the first lens to its full exit , t 2 is the time from the beginning of the entry of the object in the field of view of the second lens to its full exit, t 4 is the time from the beginning of the entry of the object in the field of view of the first lens to the start of the entry of the object into the field of view of the second object willow, t 5 is the time between the maxima of the signals occurring at the radiation receivers of both lenses, Δt 1 is the time from the start of the object entering the field of view of the first lens until the signal reaches a maximum, Δt 2 is the time from the beginning of the object entering the field of view of the second lens the maximum signal, using the obtained time intervals t 1 , t 2 , t 4 , t 5 , Δt 1 , Δt 2 form a discriminant set of logical functions:
to identify the class of crossing the boundary, four logical expressions are calculated: only one of which is true and determines the option of crossing the boundary, the infinite set of Ω of which, differing in the size of the object with respect to the fields of view of the thermal sensors, is divided into four incompatible classes that make up the complete group of events and satisfy the condition Where and in accordance with the identified class determine the parameters of the offender:
where V is the speed of moving the object along the boundary of the boundary, h is the transverse size of the object, g is the longitudinal size of the object, l is the distance from the first lens to the trajectory of the object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114465/08A RU2546077C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Method for violator detection and violation parameters identification |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014114465/08A RU2546077C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Method for violator detection and violation parameters identification |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2546077C1 true RU2546077C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53295721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014114465/08A RU2546077C1 (en) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | Method for violator detection and violation parameters identification |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2546077C1 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4179691A (en) * | 1976-11-15 | 1979-12-18 | Cerberus Ag | Infrared intrusion detector circuit |
US4377808A (en) * | 1980-07-28 | 1983-03-22 | Sound Engineering (Far East) Limited | Infrared intrusion alarm system |
RU2058593C1 (en) * | 1989-10-27 | 1996-04-20 | Виктор Васильевич Кузнецов | Method for detection of intruder and device for implementation of this method |
US6377174B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-04-23 | Siemens Technologies Ag, Cerberus Division | Intrusion detector having a sabotage surveillance device |
US6774791B2 (en) * | 1999-06-09 | 2004-08-10 | Electronics Line (E.L) Ltd. | Method and apparatus for detecting moving objects, particularly intrusions |
RU2311686C2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-11-27 | ООО Лаборатория прикладных информационных технологий "ИНФРАД" | Method for detection and determination of present location of violator of guardeozone |
RU2319211C2 (en) * | 2005-12-22 | 2008-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" ФГУП "НИКИРЭТ" | Method and device for combined detection of intruder and transmission of radio message signals |
CN201974900U (en) * | 2011-01-07 | 2011-09-14 | 沈阳汇通智联电子工程设计安装有限公司 | Two-beam active infrared laser intrusion detector |
RU110855U1 (en) * | 2011-03-29 | 2011-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт радиоэлектронных комплексов" | WIRELESS RECOGNITION-ALARM SYSTEM FOR LARGE AREAS |
-
2014
- 2014-04-14 RU RU2014114465/08A patent/RU2546077C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4179691A (en) * | 1976-11-15 | 1979-12-18 | Cerberus Ag | Infrared intrusion detector circuit |
US4377808A (en) * | 1980-07-28 | 1983-03-22 | Sound Engineering (Far East) Limited | Infrared intrusion alarm system |
RU2058593C1 (en) * | 1989-10-27 | 1996-04-20 | Виктор Васильевич Кузнецов | Method for detection of intruder and device for implementation of this method |
US6377174B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-04-23 | Siemens Technologies Ag, Cerberus Division | Intrusion detector having a sabotage surveillance device |
US6774791B2 (en) * | 1999-06-09 | 2004-08-10 | Electronics Line (E.L) Ltd. | Method and apparatus for detecting moving objects, particularly intrusions |
RU2311686C2 (en) * | 2005-10-18 | 2007-11-27 | ООО Лаборатория прикладных информационных технологий "ИНФРАД" | Method for detection and determination of present location of violator of guardeozone |
RU2319211C2 (en) * | 2005-12-22 | 2008-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники" ФГУП "НИКИРЭТ" | Method and device for combined detection of intruder and transmission of radio message signals |
CN201974900U (en) * | 2011-01-07 | 2011-09-14 | 沈阳汇通智联电子工程设计安装有限公司 | Two-beam active infrared laser intrusion detector |
RU110855U1 (en) * | 2011-03-29 | 2011-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт радиоэлектронных комплексов" | WIRELESS RECOGNITION-ALARM SYSTEM FOR LARGE AREAS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Puckett et al. | Time-frequency analysis reveals pairwise interactions in insect swarms | |
Chang et al. | Probabilistic group-level motion analysis and scenario recognition | |
CN103716579B (en) | Video monitoring method and system | |
WO2021180060A1 (en) | Channel gate control method, apparatus and system | |
KR20160035121A (en) | Method and Apparatus for Counting Entity by Using Location Information Extracted from Depth Image | |
Li et al. | Multi-photoelectric detection sensor target information recognition method based on DS data fusion | |
US8829439B2 (en) | Target detector with size detection and method thereof | |
Planinc et al. | Robust fall detection by combining 3D data and fuzzy logic | |
CN108701211A (en) | For detecting, tracking, estimating and identifying the system based on depth sense occupied in real time | |
Yang et al. | Multiple human location in a distributed binary pyroelectric infrared sensor network | |
RU2546077C1 (en) | Method for violator detection and violation parameters identification | |
RU2661751C1 (en) | Passive infrared device for detecting intruder with generation of boundary signals | |
RU2629146C1 (en) | Intellectual passive infrared detection means | |
CN112771534A (en) | Electronic device and object counting method | |
Kaushik et al. | Characterization of PIR detector for monitoring occupancy patterns and functional health status of elderly people living alone at home | |
Prathilothamai et al. | Cost Efective Road Traic Prediction Model using Apache Spark | |
CN104462740B (en) | A kind of multifactor modeling method for influenceing pyroelectric human body identification | |
Viswanath et al. | On the design of a cost-effective and lightweight people counting sensor | |
Matsubayashi et al. | A method for estimating walking speed by using magnetic signature to grasp people flow in indoor passages | |
Fujita et al. | Human crowd detection for physical sensing assisted geo-social multimedia mining | |
Dumitru et al. | Pedestrian analysis for crowd monitoring: The Milan case study (Italy) | |
Baqui | Automated monitoring of high density crowd events | |
Jain et al. | Computational and Performance Aspects of Face Recognition Method (HOPFALRB) | |
Burkert et al. | Complex event detection in pedestrian groups from UAVs | |
JP2020135099A (en) | State recognition device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190415 |