SE526113C2

SE526113C2 - Monitoring device

Info

Publication number: SE526113C2
Application number: SE0302465A
Authority: SE
Inventors: Hans Undin
Original assignee: Safe Rail Scandinavia Ab
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-07-05
Also published as: SE0302465L; WO2005025963A1; EP1730008A1; SE0302465D0

Abstract

The invention refers to a device (1) and a method for monitoring a relatively large area in order to detect if an undesired object is present within the area, and a use of such a device. A laser (10) is adapted to emit a laser beam of a determined wavelength over the area. A photo sensor (11) is arranged to receive a reflected part of the laser beam and to generate a signal depending on the reflected part of the laser beam. An evaluation unit (20) is arranged to process the generated signal in order to determined if an undesired object is present within the area. Said laser is adapted to emit a laser beam having a wavelength which is longer than or equal to 1200nm.

Description

0 0 00 0000 0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 00 0 00 000 I I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 00 0000 0 0 0 0 00 10 15 20 25 30 35 het. Tågets förare har vidare i regel ingen möjlighet att se vad som händer på perrongen, dvs. vid sidan om själva spå-; ret. Föraren har därmed inte heller någon reell möjlighet att bromsa tåget i god tid om något föremål rör sig från perrongen ut på spåret när tåget är på väg in på stationen. 0 0 00 0000 0 0 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 00 0 00 000 I I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 00 0000 0 0 0 0 00 10 15 20 25 30 35 het. Furthermore, the train's driver usually has no opportunity to see what is happening on the platform, ie. in addition to the actual prediction; ret. The driver thus also has no real opportunity to brake the train in good time if an object moves from the platform out onto the track when the train is on its way to the station.

DE-10104157 visar ett övervakningsarrangemang som innefattar ett relativt stort antal vertikala laseranordningar för övervakning av en respektive dörr hos ett tunnelbanetåg jäm- te ett relativt stort antal horisontella laseranordningar för övervakning av spåret. De horisontella laseranordningar- na är anordnade efter varandra under perrongen längs spåret vid en tunnelbanestation. Var och en av de horisontella la- .seranordningarna är vidare avsedd att känna av ett respekti- ve begränsat fält eller område av spåret för att identifiera eventuella föremål på spåret. Laseranordningarna är anslutna till en dator för utvärdering av de avkända fälten. Det vi- sade arrangemanget har den nackdelen att det är komplext och kostsamt att installera åtminstone delvis på grund av det stora antalet laseranordningar som skall monteras och anslu- tas.DE-10104157 discloses a monitoring arrangement comprising a relatively large number of vertical laser devices for monitoring a respective door of a subway train as well as a relatively large number of horizontal laser devices for monitoring the track. The horizontal laser devices are arranged one after the other under the platform along the track at a metro station. Each of the horizontal laser devices is further intended to sense a respective limited field or area of the track in order to identify any objects on the track. The laser devices are connected to a computer for evaluating the sensed fields. The arrangement shown has the disadvantage that it is complex and expensive to install at least in part due to the large number of laser devices to be mounted and connected.

JP 2000-127972 visar möjligheten att anordna fotografiskt organ eller en laser för övervakning av en plattform och ett spåromràde. I detta fall har fysiska markeringar anordnats vid plattformen för att underlätta avläsningen av det re- flekterade ljuset.JP 2000-127972 discloses the possibility of arranging a photographic means or a laser for monitoring a platform and a track area. In this case, physical markings have been provided at the platform to facilitate the reading of the reflected light.

US-A~5,787,369 visar ytterligare ett system för övervakning av ett spårområde vid en järnväg eller en järnvägsövergång.US-A ~ 5,787,369 discloses a further system for monitoring a track area at a railway or a railway crossing.

Systemet innefattar en laser som är inrättad att söka av ett område. I dokumentet nämns våglängden 904 mm.The system includes a laser that is arranged to search an area. The document mentions the wavelength 904 mm.

WO93/154160 visar en anordning för övervakning av järnvägs- övergångar, dvs. ett relativt litet område. 10 15 20 25 30 35 WOOI/53851 visar en radarövervakningsanordning för detekte- ring av föremål på ett spårområde. Den kända anordningen kan appliceras i tunnelbanesystem.WO93 / 154160 discloses a device for monitoring railway crossings, i.e. a relatively small area. 10 15 20 25 30 35 WOOI / 53851 discloses a radar monitoring device for detecting objects in a track area. The known device can be applied in metro systems.

US-A-5,500,525 visar ett system för bevakning av ett i för- väg bestämt begränsat område med hjälp av en laserstråle.US-A-5,500,525 discloses a system for monitoring a predetermined limited area by means of a laser beam.

Det kända systemet inkluderar en algoritm som bygger på en jämförelse av en aktuell reflekterad bild och en lagrad re- ferensbild. Systemet inkluderar även en identifiering av ett föremål som har detekterats inom området.The known system includes an algorithm based on a comparison of a current reflected image and a stored reference image. The system also includes an identification of an object that has been detected in the area.

US-A-4,952,9ll avser ett inbrottsbevakningssystem för bevak- ning av ett område. Systemet innefattar en laseranordning som innefattar en IR-laserdiod som arbetar med en effekt på 30 mw och med ett våglängdspektrum med en topp vid 830 nm.US-A-4,952,911 relates to a burglary surveillance system for surveillance of an area. The system comprises a laser device comprising an IR laser diode operating with a power of 30 mw and with a wavelength spectrum with a peak at 830 nm.

Systemet innefattar även medel för att med hjälp triangule- ring bestämma avståndet till den punkt från vilken laser- US-A-4,949,074 visar ett liknande in- brottsbevakningssystem. strålen reflekteras.The system also includes means for determining the distance to the point from which laser US-A-4,949,074 shows a similar burglary monitoring system by means of triangulation. the beam is reflected.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en enkel, effektiv och säker övervakning av ett relativt stort område. Ett ytterligare ändamål är en sådan övervakning som Ännu ett ändamål är en sådan enkel och effektiv övervakning av kan installeras på ett kostnadsmässigt gynnsam sätt. ett spårområde vid en tunnelbanestation.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a simple, efficient and safe monitoring of a relatively large area. An additional purpose is such monitoring that Another purpose is such a simple and effective monitoring of which can be installed in a cost-effective manner. a track area at a metro station.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna anord- ningen som kännetecknas av att nämnda laser är anpassad att utsända en laserstråle som har en våglängd som är längre än eller lika med 1200 nm. Med en sådan våglängd är det möjligt att åstadkomma en övervakning av ett relativt stort område, exempelvis hela spáromràdet i närheten av en tunnelbanesta- tion med hjälp av en enda laser. Den relativt långa vågläng- 10 15 20 25 30 35 den är mindre skadlig för det mänskliga ögat än en i sådana övervakningssammanhang vanligen använd laser som arbetar med en betydligt kortare våglängd. Tack vare den nu föreslagna våglängden kan således en laserstråle med väsentligt högre effekt utnyttjas och på så vis kan en sådan räckvidd uppnås att hela spårområdet vid en tunnelbanestation kan övervakas med en enda laser. Företrädesvis är våglängden längre,än el- ler lika med 1300 nm. Mer företrädesvis är våglängden längre än eller lika med 1400 nm och speciellt längre än eller lika med 1500 nm. Enligt en specifik utföringsform är våglängden ungefär 1550 nm. Med fördel kan det relativt stora området ha en utbredning som sträcker sig åtminstone 50 meter från företrädesvis 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150 meter eller mer från nämnda laser. nämnda laser, Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är anord- ningen inrättad att svepa laserstrålen fram. och tillbaka över området på så sätt att väsentligen hela området utsätts för laserstrålen under ett svep. En sådan svepning kan åstadkommas genom att nämnda laser och fotosensor roteras med en reciprokerande rörelse eller med hjälp av optik. Med fördel kan anordningen arbeta med en sådan svephastighet att nämnda svep varar kortare tid än 3 s, företrädes kortare tid än 2 s och mer företrädesvis kortare tid än 1 s. Vidare kan anordningen innefatta ett stödelement och ett bärarelement som är anordnat på stödelement på så sätt att bärarelementet är roterbart i förhållande till stödelementet, varvid åtmin- stone nämnda laser och nämnda fotosensor är anordnade på bä- rarelementet. På så vis kan sveprörelsen åstadkommas på ett enkelt sätt genom att bärarelementet roteras.This object is achieved with the initially stated device which is characterized in that said laser is adapted to emit a laser beam having a wavelength longer than or equal to 1200 nm. With such a wavelength, it is possible to achieve a monitoring of a relatively large area, for example the entire track area in the vicinity of a metro station by means of a single laser. The relatively long wavelength is less harmful to the human eye than a laser commonly used in such monitoring contexts which operates at a much shorter wavelength. Thanks to the now proposed wavelength, a laser beam with a significantly higher power can thus be used and in this way such a range can be achieved that the entire track area at a metro station can be monitored with a single laser. Preferably, the wavelength is longer than or equal to 1300 nm. More preferably, the wavelength is longer than or equal to 1400 nm and especially longer than or equal to 1500 nm. According to a specific embodiment, the wavelength is approximately 1550 nm. Advantageously, the relatively large area may have a spread extending at least 50 meters from preferably 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150 meters or more from said laser. According to an embodiment of the present invention, the device is arranged to sweep the laser beam forward. and back over the area in such a way that substantially the entire area is exposed to the laser beam during one sweep. Such a sweep can be achieved by rotating said laser and photosensor with a reciprocating motion or by means of optics. Advantageously, the device can operate at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 3 s, preferably less than 2 s and more preferably less than 1 s. Furthermore, the device may comprise a support element and a carrier element which is arranged on support elements on such such that the carrier element is rotatable relative to the support element, at least said laser and said photosensor being arranged on the carrier element. In this way, the sweeping movement can be effected in a simple manner by rotating the carrier element.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning är anordningen är inrättad att svepa laserstrålen över området med en reciprokerande rörelse så att det svepta om- rådet får en sektorliknande form med två begränsande ändlin- jer som bildar en vinkel mellan varandra. Därvid kan anord- 10 15 20 25 30 35 fï f_ f! a! f' : '- ~- v' i i V~J :n Ü o ningen med fördel innefatta en vinkelgivare som känner av en vinkel mellan laserstrålen och den ena vändlinjen. Med hjälp av en sådan vinkelgivare är det möjligt att bestämma vinkel- positionen för ett eventuellt föremål inom området.According to a further embodiment of the present invention, the device is arranged to sweep the laser beam over the area with a reciprocating movement so that the swept area has a sector-like shape with two limiting end lines forming an angle between each other. Thereby, devices can be f 15 f 25 f 35 fï f_ f! a! f ':' - ~ - v 'i i V ~ J: n Ü o ningen advantageously comprise an angle sensor which senses an angle between the laser beam and one of the turning lines. With the help of such an angle sensor, it is possible to determine the angular position of a possible object within the area.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning är utvärderingsenheten inrättad att jämföra den genere- rade signalen med en referenssignal och att fastställa att ett föremål befinner sig inom området om den genererade sig- nalen avviker från referenssignalen med ett minsta förbes- Utvärderingsenheten är således inrättad att be- strålen tämt värde. arbeta en signal som genereras av den reflekterade en i syfte att bestämma om det finns något oönskat föremål inom området genom att den genererade signalen jämförs med en referenssignal. Ett tillstånd där ett oönskat föremål be- finner sig inom området kan därmed fastställas om den gene- rerade signalen avviker från referenssignalen på något sätt.According to a further embodiment of the present invention, the evaluation unit is arranged to compare the generated signal with a reference signal and to determine that an object is within the range if the generated signal deviates from the reference signal by a minimum pre-evaluation unit. that the radiation tamed value. operate a signal generated by the reflected one for the purpose of determining if there is any unwanted object in the area by comparing the generated signal with a reference signal. A state where an unwanted object is within the range can thus be determined if the generated signal deviates from the reference signal in some way.

Speciellt kan referenssignalen utgöras av en kurva som mot- svarar en svepning över området, varvid den genererade sig- nalen som också kan utgöras av en kurva som motsvarar en ny eller den senaste svepningen över området. Nämnda jämförelse kan med fördel innefatta en subtraktion av de två kurvorna från varandra. En sådan jämförelse mellan två signaler kan göras på ett mycket snabbt sätt och med förhållandevis lite datorkraft. Om ett normaltillstànd råder, dvs. inget oönskat föremål befinner sig inom området, är kurvorna väsentligen lika, varvid en rät linje kan erhållas på en bildskärm. Om ett speciellt tillstånd uppträder, dvs. ett oönskat föremål har kommit in på området, kommer den generade signalens kur- va att avvika från referenssignalens kurva och man får en tydlig avvikelse hos nämnda linje på bildskärmen. Denna av- vikelse kan lätt avläsas manuellt eller på ett automatiskt Sätt.In particular, the reference signal may consist of a curve corresponding to a sweep over the area, the generated signal which may also consist of a curve corresponding to a new or the latest sweep over the area. Said comparison may advantageously comprise a subtraction of the two curves from each other. Such a comparison between two signals can be made in a very fast way and with relatively little computer power. If a normal state prevails, ie. no unwanted object is within the range, the curves are substantially equal, whereby a straight line can be obtained on a monitor. If a special condition occurs, ie. If an unwanted object has entered the area, the curve of the generated signal will deviate from the curve of the reference signal and a clear deviation of the said line on the screen will be obtained. This deviation can easily be read manually or automatically.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning innefattar anordningen en minnesenhet inrättad att lag- 0 0 0 0 0 OI 00 0000 0 0 00 000 0000 0 O O O III O I 0 0 00 000 0 00 00 00 0 0 0 0 0 0 0 OO OO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 0000 10 15 20 25 30 35 ra den genererade signalen. Vidare kan referenssignalen vara lagrad i en minnesenhet. Med fördel är utvärderingsenheten inrättad att uppdatera referenssignalen med hjälp av den ge- Således kan en ny referenssignal, lagras i minnesenheten, skapas vid varje ny svepning om den nererade signalen. SOm senast genererade signalen i allt väsentligt, men inte nöd- vändigtvis fullständigt, överensstämmer med referenssigna- På så vis kan anordningen på ett bekvämt sätt långsamma lens kurva. själv anpassa sig till ändrade ljusförhållanden, tillåtna förändringar inom området etc.According to a further embodiment of the present invention, the device comprises a memory unit arranged to legislate 0 0 0 0 0 0 OI 00 0000 0 0 00 000 0000 0 OOO III OI 0 0 00 000 0 00 00 00 0 0 0 0 0 0 0 OO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 0000 10 15 20 25 30 35 ra the generated signal. Furthermore, the reference signal may be stored in a memory unit. Advantageously, the evaluation unit is arranged to update the reference signal by means of the ge- Thus, a new reference signal, stored in the memory unit, can be created at each new sweep of the generated signal. The most recently generated signal, but not necessarily complete, conforms to the reference signal. In this way, the device can conveniently slow down the curve of the lens. adapt to changing lighting conditions, permitted changes in the area, etc.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning är utvärderingsenheten inrättad att generera en var- ningssignal om den fastställer att ett föremål befinner sig inom området. Således kan avvikelsen mellan signalerna som jämförs med varandra initiera en larmanordning eller exem- pelvis inkoppling av en övervakningskamera där avvikelsen uppträder, dvs. vid den position där det oönskade föremålet befinner sig; Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning innefattar området ett spàrområde vid en tunnelbanesta- tion. Ändamålet uppnås också med den inledningsvis angivna använd- ningen av en anordning enligt ovan för övervakning av nämnda Med fördel kan området innefatta ett spàrområde vid en tunnelbanestation eller ett område vid ett relativt stora område. flygplats. Ändamålet uppnås också med det inledningsvis angivna förfa- randet som innefattar stegen: utsändning av en laserstrâle av en bestämd våglängd över om- rådet, mottagning av en reflekterad del av laserstrålen, II 0 I O O 0 0 00 0 00 0000 0 0 0 0 000 000 0000 00 0 0 0 0 00 000 00 0000 00 00 O Û D I O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 0000 10 15 20 25 30 35 0 0 00 _ ___, 0 0 o a o 0 ao 00-0 00 av. .II f ^< M . s..=a..='-..-' a: -:.s æ=..=. ==--. _ ___ g , \_ z z .lg 0-'0 a... ø-'v ..0 .:' U... generering av en signal som beror av den reflekterade delen av laserstràlen, och bearbetning av den genererade signalen i syfte att bestämma det om ett oönskat föremål befinner sig inom området, varvid den utsända laserstràle har en våglängd som är längre än eller lika med 1200 nm.According to a further embodiment of the present invention, the evaluation unit is arranged to generate a warning signal if it determines that an object is within the area. Thus, the deviation between the signals that are compared with each other can initiate an alarm device or, for example, connection of a surveillance camera where the deviation occurs, ie. at the position where the unwanted object is located; According to a further embodiment of the present invention, the area comprises a track area at a metro station. The object is also achieved with the initial use of a device as above for monitoring the said Advantageously, the area may comprise a track area at a metro station or an area at a relatively large area. airport. The object is also achieved by the initially stated method which comprises the steps: emitting a laser beam of a certain wavelength over the area, receiving a reflected part of the laser beam, II 0 IOO 0 0 00 0 00 0000 0 0 0 0 000 000 0000 00 0 0 0 0 00 000 00 0000 00 00 O Û DIO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 0000 10 15 20 25 30 35 0 0 00 _ ___, 0 0 oao 0 ao 00-0 00 of. .II f ^ <M. s .. = a .. = '-..-' a: - :. s æ = .. =. == -. _ ___ g, \ _ zz .lg 0-'0 a ... ø-'v ..0.: 'U ... generation of a signal due to the reflected part of the laser beam, and processing of the generated signal in order to determine if an unwanted object is in the range, the emitted laser beam having a wavelength longer than or equal to 1200 nm.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av förfarandet anges i de beroende kraven 23 till 36.Advantageous developments of the process are set out in the dependent claims 23 to 36.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp av en beskrivning av olika utföringsformer och med hänvis- ning till bifogade ritningar.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be explained in more detail with the aid of a description of various embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Fig. l visar schematiskt en sidovy av en anordning enligt uppfinningen.Fig. 1 schematically shows a side view of a device according to the invention.

Fig. 2 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning i Fig.1.Fig. 2 schematically shows a view from above of a device in Fig. 1.

Fig. 3 visar schematiskt en bildskärm hos anordningen i Fig. 1 vid ett normaltillstånd.Fig. 3 schematically shows a display of the device in Fig. 1 in a normal state.

Fig. 4 visar schematiskt en bildskärm hos anordningen i Fig. 1 vid ett speciellt tillstånd.Fig. 4 schematically shows a display of the device in Fig. 1 in a special condition.

Fig. 5 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning enligt uppfinningen vid ett område av en tunnelbanestation.Fig. 5 schematically shows a view from above of a device according to the invention at an area of a metro station.

Fig. 6 enligt uppfinningen vid ett område av en flygplats.Fig. 6 according to the invention at an area of an airport.

DETALJERAD UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN BESKRIVNING AV OLIKA Fig. l och 2 visar en anordning 1 som är anpassad för över- vakning av ett relativt stort område 2 i syfte att detektera om ett oönskat föremål 3 befinner sig inom området. Anord- ning l innefattar ett stödelement 5 och ett bärarelement 6. visar schematiskt en vy fån ovan av en anordningf 10 15 20 25 30 35 Stödelementet 5 är avsett att placeras eller monteras vid en ände eller sida av det område 2 som skall övervakas. Stöd- elementet 5 kan därvid innefatta fastsättningsorgan 7 av lämplig typ för fastsättning av stödelementet 5 på ett un- derlag. I den visade utföringsformen är stödelementet 5 ut- format som en horisontell platta för applicering på ett ho- Stödelementet 5 kan emellertid också vara utformat på så sätt att anordningen risontellt underlag, exempelvis marken. kan fästas vid exempelvis en vertikal vägg. Bärarelementet 6 är anordnat på stödelement 5 på så sätt att bärarelementet 6 är roterbart fram och tillbaka i förhållande till stödele- mentet. I den visade utföringsformen àstadkoms denna reci- prokerande rotation med hjälp av en motor 8.DETAILED EMBODIMENTS OF THE INVENTION DESCRIPTION OF DIFFERENT FIGURES 1 and 2 show a device 1 which is adapted for monitoring a relatively large area 2 in order to detect if an unwanted object 3 is within the area. Device 1 comprises a support element 5 and a carrier element 6. schematically shows a view from above of a device f 10 15 20 25 30 35 The support element 5 is intended to be placed or mounted at one end or side of the area 2 to be monitored. The support element 5 may then comprise fastening means 7 of a suitable type for fastening the support element 5 to a support. In the embodiment shown, the support element 5 is designed as a horizontal plate for application to a ho. However, the support element 5 can also be designed in such a way that the device has a horizontal base, for example the ground. can be attached to, for example, a vertical wall. The carrier element 6 is arranged on support element 5 in such a way that the carrier element 6 is rotatable back and forth in relation to the support element. In the embodiment shown, this reciprocating rotation is effected by means of a motor 8.

Anordningen 1 innefattar vidare en laser 10, som är anpassad att utsända en laserstràle B av en bestämd våglängd över om- rådet 2, reflekterad del av laserstrålen B och generera en signal som en fotosensor 11, som är inrättad att mottaga en beror av den reflekterade delen av laserstrålen B. Lasern 10 och fotosensorn ll är båda fast monterade på bärarelementet 6 och riktade i samma riktning. Genom att bärarelementet 6 roteras i förhållande till stödelementet 5 kan således både lasern 10 och fotosensorn ll roteras på så sätt att laser- strålen B sveper fram och tillbaka över området 2, varvid det svepta området 2 är sektorformat.The device 1 further comprises a laser 10, which is adapted to emit a laser beam B of a certain wavelength over the area 2, reflected part of the laser beam B and generates a signal as a photosensor 11, which is arranged to receive a depend on the reflected beam. the part of the laser beam B. The laser 10 and the photosensor 11 are both fixedly mounted on the carrier element 6 and directed in the same direction. Thus, by rotating the carrier element 6 relative to the support element 5, both the laser 10 and the photosensor 11 can be rotated in such a way that the laser beam B sweeps back and forth over the area 2, the swept area 2 being sector-shaped.

Anordningen 1 kan även innefatta en siktlaser 12 som används vid installation av anordningen 1 för att kalibrera svepsek- torn och som också är fast monterad på bärarelementet 6 och riktad i samma riktning som lasern 10 och fotosensorn 11.The device 1 may also comprise a sight laser 12 which is used in the installation of the device 1 for calibrating the sweeping sector and which is also fixedly mounted on the carrier element 6 and directed in the same direction as the laser 10 and the photosensor 11.

Lasern 10 kan vara en diodlaser som arbetar med kontinuerlig drift eller intermittent drift anpassad att utsända en laserstràle B som har en våglängd (pulsad laser). Lasern 10 är som kan vara längre än eller lika med 1200 nm, företrädesvis längre än eller lika med 1300 nm, mer företrädesvis längre OI Û U I O I 0 II 10 15 20 25 30 35 än eller lika med 1400 nm och mest företrädesvis längre än eller lika med 1500 nm. Speciellt kan våglängden vara unge- fär 1550 nm. Eftersom laserljus med en våglängd över 1200 nm' ej är synligt för ögat erfordras den ovan nämnda siktlaser 12 för installation av anordningen. Siktlasern 12 arbetar således med en våglängd som är kortare än 12 nm. Lasern 10 har en effekt som kan vara åtminstone 50 mW vid kontinuerlig drift och väsentligt högre vid intermittent drift.The laser 10 may be a diode laser operating in continuous operation or intermittent operation adapted to emit a laser beam B having a wavelength (pulsed laser). The laser 10 is which may be longer than or equal to 1200 nm, preferably longer than or equal to 1300 nm, more preferably longer than or equal to 1400 nm and most preferably longer than or equal to with 1500 nm. In particular, the wavelength can be about 1550 nm. Since laser light with a wavelength above 1200 nm 'is not visible to the eye, the above-mentioned sight laser 12 is required for installation of the device. The sight laser 12 thus operates with a wavelength shorter than 12 nm. The laser 10 has a power that can be at least 50 mW in continuous operation and significantly higher in intermittent operation.

Laserstrålen B kan således svepa över området 2 genom att bärarelementet 6 roteras av motorn 8 i förhållande till stödelementet, varvid bärarelementet 6 och lasern 10 utför en fram och tillbakagàende rörelse. Därvid kan motorn 8 vara inställd på en sådan svephastighet att nämnda svep i ena riktningen varar kortare tid än 3 sekunder, företrädesvis kortare tid än 2 sekunder och mer företrädesvis kortare tid än 1 sekund.The laser beam B can thus sweep over the area 2 by rotating the carrier element 6 by the motor 8 in relation to the support element, the carrier element 6 and the laser 10 performing a reciprocating movement. In this case, the motor 8 can be set to such a sweeping speed that said sweep in one direction lasts less than 3 seconds, preferably less than 2 seconds and more preferably less than 1 second.

Området 2 eller svepsektorn begränsas således av laserns 10 och fotosensorns 11 räckvidd och av vinkelavstàndet a mellan den fram och tillbakagående laserstrålens B ändlinjer 13, 14. Anordningen 1 är således med fördel utformad pà så sätt att laserstrålen B kan svepa över väsentligen hela området 2 under ett svep i en riktning. Lasern 10 och fotosensorn har en lång räckvidd, vilket innebär att området 2 har en ut- bredning som sträcker sig åtminstone 50 meter, speciellt 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150 meter eller mer, från lasern 10.The area 2 or the scanning sector is thus limited by the range of the laser 10 and the photosensor 11 and by the angular distance a between the end lines 13, 14 of the reciprocating laser beam B. The device 1 is thus advantageously designed so that the laser beam B can sweep over substantially the entire area 2 during a swipe in one direction. The laser 10 and the photosensor have a long range, which means that the area 2 has a spread extending at least 50 meters, especially 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150 meters or more, from the laser 10.

Anordningen 1 innefattar vidare en vinkelgivare 15, 16 som tillhandahåller laserstrålens B vinkel ß i förhållande till den ena vändlinjen 13. Vinkelgivaren kan exempelvis innefat- ta ett halvcirkelformigt kamelement 15 som är monterat på ett av stödelementet 5 och bärarelementet 6 samt en givare 16 som kan vara av induktiv, kapacitiv eller annan typ och som är monterad på det motsatta elementet S, 6. Genom att känna av avståndet från givaren 16 till kamelementet 15 kan OO .QIO i O l c con 000 0000 0 000 I 0 o I I II CCI OO 10 15 20 25 30 35 o u o o 0 000 I ICO go o o o o g ao no nu 00 IO f" fï 11 I; _' o. nou.o. .o .on 000: V "' ' ' ' “J " 'tf É o lÛ den aktuella vinkel ß bestämmas med stor noggrannhet. Vin- kelgivaren kan även realiseras på en mängd andra sätt, exem- pelvis med hjälp av en potentiometer.The device 1 further comprises an angle sensor 15, 16 which provides the angle ß of the laser beam B with respect to one end line 13. The angle sensor may for instance comprise a semicircular cam element 15 mounted on one of the support element 5 and the support element 6 and a sensor 16 which can be of inductive, capacitive or other type and mounted on the opposite element S, 6. By sensing the distance from the sensor 16 to the cam element 15, OO .QIO i O lc con 000 0000 0 000 I 0 o II II CCI OO 10 15 20 25 30 35 ouoo 0 000 I ICO go oooog ao no nu 00 IO f "fï 11 I; _ 'o. Nou.o. .o .on 000: V"' '' '“J"' tf É o lÛ the current angle ß is determined with great accuracy.The angle sensor can also be realized in a number of other ways, for example with the help of a potentiometer.

Anordningen 1 innefattar också en utvärderingsenhet 20, som är inrättad att bearbeta den genererade signalen i syfte att bestämma det om ett oönskat föremål befinner sig inom områ- det 2. Utvärderingsenheten 20 kan innefatta en processor 21, en minnesenhet 22 och en bildskärm 23 eller liknande.The device 1 also comprises an evaluation unit 20, which is arranged to process the generated signal in order to determine if an undesired object is located in the area 2. The evaluation unit 20 may comprise a processor 21, a memory unit 22 and a monitor 23 or the like. .

Utvärderingsenheten 20 är med hjälp av processorn 21 inrät- tad att jämföra den genererade signalen med en referenssig- nal och att fastställa att ett föremål befinner sig inom om- rådet om den genererade signalen avviker från referenssigna- len med ett minsta förbestämt värde.The evaluation unit 20 is arranged by means of the processor 21 to compare the generated signal with a reference signal and to determine that an object is in the range if the generated signal deviates from the reference signal by a minimum predetermined value.

Referenssignalen som lagras i minnesenheten 22 kan utgöras av en kurva som motsvarar en svepning över området 2 vid ett normaltillstånd, dvs. när inget oönskat föremål befinner sig inom området 2. Den genererade signalen kan också utgöras av en kurva som motsvarar en ny eller den senaste svepningen över området 2. Om inget föremål befinner sig inom området vid denna nya svepning kommer kurvan för den genererade sig- nalen att vara väsentligen identisk med kurvan för referens- signalen. Jämförelsen av de två signalerna kan göras med hjälp av en subtraktion av de två kurvorna från varandra. En sådan jämförelse mellan de två signalerna kan göras på ett mycket snabbt sätt och med förhållandevis lite datorkraft.The reference signal stored in the memory unit 22 may be a curve corresponding to a sweep over the area 2 at a normal state, i.e. when no unwanted object is within range 2. The generated signal may also be a curve corresponding to a new or recent sweep across area 2. If no object is within range of this new sweep, the curve for the generated signal will be to be substantially identical to the curve of the reference signal. The comparison of the two signals can be made by means of a subtraction of the two curves from each other. Such a comparison between the two signals can be made in a very fast way and with relatively little computer power.

För att minska fel fràn sambandet mellan vinkelgivaren 15, 16 och den reflekterade laserstràlen kan de jämförande sve- pen göras mellan två svep i samma riktning, dvs. mellan två svep som börjar vid samma ändlinje 13, 14. Om svep 1 går medurs, svep 2 moturs, svep 3 medurs kan således svep 1 och 3 jämföras med varandra och svep 2 och 4 med varandra. 00 0 0 0 0 O I 00 00 0000 0 0 000 000 0000 0 0 00 000 10 15 20 25 30 35 Om inget föremål befinner sig inom området 2, dvs. om nor- maltillståndet råder, kan resultatet av' denna subtraktion representeras av en rät linje 24 som löper parallellt med en tidsaxel och som exempelvis kan visas på bildskärmen 23, se Fig 3, eller någon annan avlägset belägen bildskärm. Om där- emot ett oönskat föremål har kommit in på området 2, dvs. om ett speciellt tillstånd uppträder, kommer den generade sig- nalens kurva att avvika från referenssignalens kurva. Resul- tatet av subtraktionen ger då ett avvikande värde vid före- se Pig. målet. Detta avvikande värde kan på bildskärmen 23, 4, eller någon annan avlägset belägen bildskärm, visas som en avvikelse 25 fràn den räta linjen. En sådan avvikelse 25 kan lätt avläsas manuellt av en person som ansvarar för övervakningen av spårområdet.To reduce errors from the relationship between the angle sensor 15, 16 and the reflected laser beam, the comparative sweeps can be made between two sweeps in the same direction, ie. between two sweeps starting at the same end line 13, 14. If sweep 1 goes clockwise, sweep 2 counterclockwise, sweep 3 clockwise, sweeps 1 and 3 can thus be compared with each other and sweep 2 and 4 with each other. 00 0 0 0 0 O I 00 00 0000 0 0 000 000 0000 0 0 00 000 10 15 20 25 30 35 If no object is in area 2, ie. if the normal state prevails, the result of this subtraction may be represented by a straight line 24 running parallel to a time axis and which may be displayed, for example, on the monitor 23, see Fig. 3, or any other remote monitor. If, on the other hand, an unwanted object has entered area 2, ie. if a special condition occurs, the curve of the generated signal will deviate from the curve of the reference signal. The result of the subtraction then gives a deviating value at supply Pig. the goal. This deviating value may be displayed on the monitor 23, 4, or any other remote monitor, as a deviation from the straight line. Such a deviation can easily be read manually by a person responsible for monitoring the track area.

Det är också möjligt att låta processorn 21 känna av denna avvikelse och anordna en automatisk avläsning, exempelvis genom att låta processorn 21 generera en varningssignal som kan initiera en larmanordning 28 eller exempelvis inkoppling av en övervakningskamera 29 där avvikelsen uppträder, dvs. vid den position där det oönskade föremålet befinner sig.It is also possible to let the processor 21 sense this deviation and arrange an automatic reading, for instance by allowing the processor 21 to generate a warning signal which can initiate an alarm device 28 or for instance switching on a surveillance camera 29 where the deviation occurs, ie. at the position where the unwanted object is located.

Anordningens 1 känslighet eller gränsvärdet för att ge larm kan varieras som en funktion av avståndet från lasern 10 till den punkt där laserstrålen B reflekteras vid normal- stillståndet. tion av anordningen 1, varvid en specifik känslighet defini- Denna känslighet kan ställas in vid installa- eras för varje enskild vinkel ß. En sådan varierande käns- lighet över området 2 eller svepsektorn förbättrar dynamiken i systemet och minskar risken för falsklarm vid starka re- flexsignaler på korta avstånd.The sensitivity of the device 1 or the limit value for giving an alarm can be varied as a function of the distance from the laser 10 to the point where the laser beam B is reflected at the normal standstill. This sensitivity can be set when installed for each individual angle ß. Such varying sensitivity over the area 2 or the sweeping sector improves the dynamics of the system and reduces the risk of false alarms in the event of a strong. flex signals at short distances.

Minnesenheten 22 som lagrar referenssignalen kan med konti- nuerligt uppdateras med en ny referenssignal. Exempelvis kan den senast genererade signalen ligga till grund för en upp- datering av referenssignalen, genom att den senaste genere- rade signalen kontinuerligt bildar en ny referenssignal. Na- 00 0000 I O 0 000 0 0 0 0 c 00 000 10 15 20 25 30 35 12 turligtvis är det även nbjligt att inte utnyttja varje ny genererad signal för en uppdatering av referenssignalen, ex- empelvis varann, var tredje, var fjärde etc. genererad sig- nal. På så sätt kan en ny referenssignal, som lagras i min- nesenheten 22, skapas vid varje ny svepning förutsatt att den senast genererade signalens kurva i allt väsentligt, men inte nödvändigtvis fullständigt, överensstämmer med refe- renssignalens kurva. Med en sådan kontinuerlig uppdatering är det möjligt att låta anordningen själv anpassa sig till ändrade ljusförhållanden, långsamma tillåtna förändringar inom området etc. Med hjälp av en varierbar medelvärdesbild- ning kan anordningens 1 snabbhet för förändringar i avvikel- se från normaltillståndet förbättras ytterligare. Medelvär- det av genererade signalen vid varje enskild vinkel ß kan beräknas av ett förbestämt antal mätvärden från de närmast föregående svepen. Sådana medelvärden kan innefatta mätvär- den av den genererade signalen från 1, 2, 3, 4, 5 eller fler föregående svep. På så vis kan anordningens anpassningsför- måga till förändrade förhållanden förbättras ytterligare.The memory unit 22 which stores the reference signal can be continuously updated with a new reference signal. For example, the most recently generated signal can form the basis for an update of the reference signal, in that the last generated signal continuously forms a new reference signal. Na 00 0000 IO 0 000 0 0 0 0 c 00 000 10 15 20 25 30 35 12 Of course, it is also convenient not to use every new generated signal for an update of the reference signal, for example every other, every third, every fourth, etc. generated signal. In this way, a new reference signal stored in the memory unit 22 can be created at each new sweep, provided that the curve of the last generated signal substantially, but not necessarily completely, corresponds to the curve of the reference signal. With such a continuous update, it is possible to let the device itself adapt to changing light conditions, slow permissible changes in the area, etc. With the help of a variable averaging, the speed of the device 1 for changes in deviation from the normal state can be further improved. The average value of the generated signal at each individual angle ß can be calculated from a predetermined number of measured values from the immediately preceding sweeps. Such averages may include measured values of the generated signal from 1, 2, 3, 4, 5 or more previous sweeps. In this way, the device's adaptability to changing conditions can be further improved.

Enligt en utföringsform som visas i Fig. 5 innefattar områ- det 2 ett spårområde 42 vid en tunnelbanestation. I denna tillämpning kan anordningen 1 vara placerad bredvid spåret 43 och nedanför perrongen 44. Företrädesvis är anordningen 1 placerad under perrongen 44 där den kan skyddas från àverkan och laserstrålen B kan svepa fritt utan att störas av den normala aktiviteten i tunnelbanestationen. Enligt en speci- ell utföringsform utgörs uppfinningen av ett övervakningssy- stem som innefattar ett spårområde 42 vid ett tunnelbanespår 43 och en anordning 1 enligt ovan för övervakning av spårom- ràdet 42.According to an embodiment shown in Fig. 5, the area 2 comprises a track area 42 at a metro station. In this application, the device 1 may be located next to the track 43 and below the platform 44. Preferably, the device 1 is located below the platform 44 where it can be protected from impact and the laser beam B can sweep freely without being disturbed by the normal activity of the metro station. According to a special embodiment, the invention consists of a monitoring system which comprises a track area 42 at a metro track 43 and a device 1 as above for monitoring the track area 42.

Enligt en andra utföringsform som visas i Fig. 6 innefattar området 2 ett flygplatsområde 52 på en flygplats. Flygplats- området 52 kan exempelvis vara en uppställningsplats för flygplan 55, en start- och landningsbana, eller något lik- 10 F=“ñ 4 4v m, .__ _ ,- Ioionø u c o in oo 13 nande område där flygplanen 55 befinner sig. Med hjälp av anordningen l kan det aktuella flygplatsområdet 52 övervakas på ett effektivt sätt och en varningssignal kan genereras om ett oönskat föremål kommer in på flygplatsomràdet 52 när ett flygplan 55 skall passera. Ett sådant föremål kan vara ett annat flygplan 55, något annat flygplatsfordon, etc.According to a second embodiment shown in Fig. 6, the area 2 comprises an airport area 52 at an airport. The airport area 52 may, for example, be a parking space for aircraft 55, a runway, or something similar to the area where the aircraft 55 is located. By means of the device 1, the relevant airport area 52 can be monitored in an efficient manner and a warning signal can be generated if an unwanted object enters the airport area 52 when an aircraft 55 is to pass. Such an object may be another aircraft 55, another airport vehicle, etc.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsfor- merna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven. Exempelvis skall noteras att upp- finningen inte är begränsad till spàromràde 42 vid en tun- nelbana eller ett flygplatsomràde 52 utan kan utnyttjas vid en mängd andra områden.The invention is not limited to the embodiments shown but can be varied and modified within the scope of the following claims. For example, it should be noted that the invention is not limited to track area 42 at a metro or an airport area 52 but can be used at a variety of other areas.

Claims

Characterized in that said laser claim

A device adapted to monitor a relay (2) for the purpose of detecting an undesired object, the device having a relatively large area of objects being within the range, comprises a laser (10) adapted to emit a laser beam. (B) of a certain wavelength over the area, a photosensor (11), which is arranged to receive a reflected part of the laser beam (B) and generate a signal which depends on the reflected part of the laser beam (B), and (20 ), generated the signal for the purpose of determining whether an unwanted evaluation unit set up to process the object is within range, (10) having a wavelength longer than is adapted to emit a laser beam (B) or equal with 1200 nm, that the device (1) is arranged to sweep the laser beam (B) over the area in such a way that substantially the entire area is exposed to the laser beam (B) during a sweep and (20) generated the signal with a reference signal and to determine that the evaluation unit is set up to compare the g e- that an object is within the range (2) if the generated signal deviates from the reference signal by a minimum predetermined value.

Device according to claim 1, characterized in that the wavelength is longer than or equal to 1300 nm.

Device according to claim 1, characterized in that the wavelength is longer than or equal to 1400 nm.

Device according to claim 1, characterized in that the wavelength is longer than or equal to 1500 nm. 10 l5 20 25 30 35 \ I l Å LJ) 15

Device according to claim 1, characterized in that the wavelength is approximately 1550 nm.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the area (2) has a spread extending at least 50 meters from said laser (10).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device operates at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 3 s.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device operates at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 2 s.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device operates at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 1 s.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) comprises a support element (5) and a support element (6) which are arranged on support elements in such a way that the support element (6) is rotatable relative to the support element (5), wherein at least said laser (10) and said photosensor (11) are arranged on the carrier element (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) is arranged to sweep the laser beam (B) over the area (2) with a reciprocating movement so that the swept area has a sector-like shape with two limiting end lines (13, 14) forming an angle (d) between each other.

Device according to claim 11, characterized in that the device (1) comprises an angle sensor (15, 16) which senses 10 15 20 25 30 35 ïÜ- “fx 4.17 '\ x.- .__ __, A .i _ ¥ «16 an angle (B) between the laser beam (B) and one turning line (13).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a data unit (22) arranged to store the generated signal.

Device according to claim 13, characterized in that the evaluation unit (20) is arranged to update the reference signal by means of the generated signal.

Device according to any one of the preceding claims, sensing (20) a warning signal if it determines that an object marked by the evaluation unit is arranged to be (3) within the range.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the area (2) comprises a track area (42) at a metro station.

Use of a device according to any one of claims 1 to 15 for monitoring said relatively large area (2).

Use according to claim 17, characterized in that the area (2) comprises a track area (42) at a metro station.

Use according to claim 18, characterized in that the area (2) comprises an area (52) at an airport.

A method for monitoring a relatively large area in order to detect if an unwanted object is in the area, the method comprising the steps of: transmitting a laser beam of a certain wavelength over the area, this wavelength being longer than or equal to 1200 nm , 10 15 20 25 30 35 f * fw / 4 4-7 \ f ~ .- ~ -,, _a_) 17 sweeping of the laser beam over the area in such a way that substantially the entire area is exposed to the laser beam during a sweep, receiving a reflected part of the laser beam, generating a signal depending on the reflected part of the laser beam, and processing the generated signal in order to determine if an undesired object is in the area, the generated signal being compared with a reference signal and that it it is determined that an object is within the range if the generated signal deviates from the reference signal by a minimum predetermined value.

The method of claim 20, wherein the wavelength is greater than or equal to 1300 nm.

The method of claim 20, wherein the wavelength is greater than or equal to 1400 nm.

The method of claim 20, wherein the wavelength is greater than or equal to 1500 nm.

The method of claim 20, wherein the wavelength is about 1550 nm. of claims 20 to 24, wherein the range has a spread extending at least 50 meters.

25. Procedure according to any ter from the laser.

A method according to any one of claims 20 to 25, wherein the laser beam sweeps at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 3s.

A method according to any one of claims 20 to 25, wherein the laser beam sweeps at such a sweeping speed that said sweep lasts less than 2s. 10 15 F 'fw ff 4 4 18

A method according to any one of claims 20 to 25, wherein the laser beam sweeps at such a sweeping speed that said sweep lasts less time than 1s.

A method according to any one of claims 20 to 28, wherein the generated signal is stored.

The method of claim 29, wherein the reference signal is updated using the generated signal.

A method according to any one of claims 20 to 30, wherein a warning signal is generated if it is determined that an object is in the area.

A method according to any one of claims 20 to 31, wherein the area comprises a track area at a metro station.