SU1640727A1 - Passive infra-red intruder detection system - Google Patents
Passive infra-red intruder detection system Download PDFInfo
- Publication number
- SU1640727A1 SU1640727A1 SU894664585A SU4664585A SU1640727A1 SU 1640727 A1 SU1640727 A1 SU 1640727A1 SU 894664585 A SU894664585 A SU 894664585A SU 4664585 A SU4664585 A SU 4664585A SU 1640727 A1 SU1640727 A1 SU 1640727A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- intruder
- infrared
- radiation
- modulator
- distance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к инфракрасной технике и может использоватьс в системах охранной сигнализации. Цель изобретени состоит в расширении функциональных возможностей , что заключаетс в способности системы обнаружени определ ть дальность до нарушител . Пассивна инфракрасна система обнаружени состоит из двух совершенно идентичных между собой каналов и арифметического блока 11. В каналы вход т модул торы 3, 8 излучени , оптические фильтры 4, 9, приемники 1, 6 инфракрасного излучени , усилители 2, 7 и измерители 5, 10 частоты. Модул тор 3(8) излучени может быть выполнен, например, в виде решетчатого элемента, в виде линейчатого растра, либо в виде сетки непрозрачных линий, нанесенных на поверхность оптического фильтра 4(9). Приемники 1, 6 располагаютс на противоположных концах зоны обнаружени и обращены друг к другу. Инфракрасное излучение перемещающегос нарушител прерываетс лини ми модул тора 3(8) с определенной частотой, завис щей от многих факторов, в том числе и от дальности до нарушител . Значени частот прерываний из каждого канала поступают в арифметический блок 11, который определ ет их соотношение и вычисл ет рассто ние до нарушител . 4 ил.The invention relates to infrared technology and can be used in alarm systems. The purpose of the invention is to extend the functionality, which is the ability of the detection system to determine the distance to the intruder. The passive infrared detection system consists of two completely identical channels and an arithmetic unit 11. The channels include modulators 3, 8 of radiation, optical filters 4, 9, receivers 1, 6 of infrared radiation, amplifiers 2, 7, and meters 5, 10 frequencies. The radiation modulator 3 (8) can be made, for example, in the form of a grating element, in the form of a ruled raster, or in the form of a grid of opaque lines deposited on the surface of the optical filter 4 (9). Receivers 1, 6 are located at opposite ends of the detection zone and facing each other. The infrared radiation of a moving intruder is interrupted by the lines of the modulator 3 (8) at a certain frequency, depending on many factors, including the distance from the disturber to the intruder. The interrupt frequencies from each channel are fed to the arithmetic unit 11, which determines their ratio and calculates the distance to the intruder. 4 il.
Description
Фиг.11
Изобретение относитс к инфракрасной технике и может использоватьс в системах охранной сигнализации.The invention relates to infrared technology and can be used in alarm systems.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей системы сигна- лизации.The purpose of the invention is to expand the functionality of the alarm system.
На фиг. 1 представлена функциональна схема системы; на фиг. 2 - 4 - схема работы системы.FIG. 1 is a functional system diagram; in fig. 2 - 4 - scheme of the system.
Пассивна инфракрасна система обна- ружени нарушителей содержит два канала. Первый канал включает в себ первый приемник 1 инфракрасного излучени , первый усилитель 2, подключенный к выходу приемника излучени , первый модул тор 3 излу- чени , расположенный перед оптическим входом приемника, первый оптический фильтр 4, размещенный между модул тором и приемником, и первый измеритель 5 частоты, подключенный к выходу усилител 2. Второй канал системы включает в себ вторые приемник 6 инфракрасного излучени , усилитель 7, модул тор 8 излучени , оптический фильтр 9 и измеритель 10 частоты и совершенно идентичен первому кана- лу. Устройство содержит арифметический блок 11с выходом 12.The passive infrared intruder detection system contains two channels. The first channel includes the first infrared receiver 1, the first amplifier 2 connected to the output of the radiation receiver, the first radiation modulator 3 located in front of the optical input of the receiver, the first optical filter 4 placed between the modulator and the receiver, and the first meter 5 is connected to the output of amplifier 2. The second channel of the system includes the second infrared radiation receiver 6, amplifier 7, radiation modulator 8, optical filter 9 and frequency meter 10 and is completely identical to the first a-lu. The device contains an arithmetic unit 11c output 12.
Варианты исполнени модул тора излучени могут быть различными. Например, в виде решетчатого элемента, в виде линей- чатого растра, либо в виде сетки непрозрачных линий, нанесенных на оптический фильтр, вл ющийс неотъемлемой частью оптической системы.The embodiments of the radiation modulator may be different. For example, in the form of a lattice element, in the form of a linear raster, or in the form of a grid of opaque lines deposited on an optical filter, which is an integral part of the optical system.
Приемник инфракрасного излучени , модул тор и оптический фильтр могут быть конструктивно сведены в один узел, который в дальнейшем будет именоватьс детектором .The infrared receiver, modulator and optical filter can be structurally combined into one node, which will be referred to as a detector.
Сущность предлагаемого изобретени заключаетс в использовании двух детекторов , с помощью которых измер етс углова скорость движени нарушител , на основании которой вычислитель 10, входы которого подключены к выходам соответст- вующих измерителей 5 и 10 частоты, а выход вл етс выходом 12 всей системы в целом, определ ет рассто ние до нарушител .The essence of the proposed invention consists in using two detectors, with the help of which the angular velocity of the violator is measured, on the basis of which the calculator 10, whose inputs are connected to the outputs of the corresponding frequency meters 5 and 10, and the output is output 12 of the entire system, determines the distance to the intruder.
Два идентичных детектора располагаютс на разнесенных противоположных опорах, и смотр т друг на друга (фиг. 2). На фиг. 2 прин ты следующие обозначени : а- угол зрени детекторов; а - прот женность непросматриваемой детектором зоны; I - прот женность контролируемого рубежа.Two identical detectors are placed on spaced opposite supports, and are facing each other (Fig. 2). FIG. 2 the following notation is accepted: a - the angle of view of the detectors; a is the extent of the area not viewed by the detector; I - the extent of the controlled boundary.
На фиг. 3 представлена зона обнаружени инфракрасной системы сверху. Заштри- хованна часть обозначает зонуFIG. 3 shows the detection zone of the infrared system from above. The shaded part denotes the zone
работоспособности системы, при проникновении в которую нарушител система выдает сигнал тревоги и определ ет рассто ние от него до одного из детекторов.system performance, when the intruder penetrates, the system issues an alarm signal and determines the distance from it to one of the detectors.
Рассмотрим работу системы.Consider the operation of the system.
В исходном состо нии нарушитель в поле зрени детекторов отсутствует, на выходах приемников 1 и 6 излучени частотно-модулированный сигнал отсутствует , отсутствует и сигнал на выходе 12 всей системы.In the initial state, the intruder is absent in the field of view of the detectors, there is no frequency modulated signal at the outputs of the radiation receivers 1 and 6, there is no signal at the output 12 of the entire system.
Пусть нарушитель, двига сь со скоростью v под углом с к оптической оси системы , проникает в зону обнаружени . Принцип работы одного из детекторов по сн етс фиг, 4. Оптический фильтр не показан . Изображение пол зрени с помощью оптики (также не показана на фиг. 4) через модул тор фокусируетс на приемнике излучени . Когда нарушитель, представл ющий собой источник инфракрасного излучени , движетс в поле зрени детектора , линии модул тора прерывают это излучение с определенной частотой f, котора зависит от дальности d до нарушител , скорости его движени v, рассто ни от приемника излучени до модул тора р и от рассто ни между лини ми модул тора (линейного периода модул тора) г. В математической форме эта функциональна зависимость выгл дит следующим образом: ш vi у sine4 Jti где ш- углова скорость перемещени нарушител ;Let the intruder, moving at a speed v at an angle c to the optical axis of the system, penetrate the detection zone. The principle of operation of one of the detectors is explained in FIG. 4. The optical filter is not shown. The image of the field of view using optics (also not shown in Fig. 4) through the modulator is focused on the radiation receiver. When the intruder, which is an infrared radiation source, moves in the field of view of the detector, the modulator lines interrupt this radiation with a certain frequency f, which depends on the distance d to the intruder, its speed v, the distance from the radiation receiver to the modulator p and on the distance between the modulator lines (linear period of the modulator) d. In mathematical form, this functional relationship looks like this: w vi y sine4 Jti where w is the angular velocity of the violator;
/3- угловой период модул тора, рад./ 3 - the angular period of the modulator, rad.
В свою очередь угловой период можно определить по формулеIn turn, the angular period can be determined by the formula
P -Wa™ -WНа выходе приемника излучени по вл етс электрический сигнал с частотой f, который через усилитель поступает в измеритель частоты. Измеренное значение частоты F поступает на вход арифметического блока 11, который при наличии значени .частоты на втором входе определ ет дальность до нарушител .P -Wa ™ -W An electrical signal with a frequency f appears at the output of the radiation receiver, which through an amplifier enters a frequency meter. The measured value of the frequency F is fed to the input of the arithmetic unit 11, which, if there is a frequency value at the second input, determines the range to the intruder.
Рассмотрим алгоритм определени дальности до нарушител , реализуемый арифметическим блоком 11. Из формулы (1) путем простых преобразований можно получить формулу дл определени дальности до нарушител , котора выгл дит следующим образом:Consider the algorithm for determining the distance to the intruder, implemented by the arithmetic unit 11. From formula (1), using simple transformations, you can obtain a formula for determining the distance to the violator, which looks like this:
V f V f
Из анализа (2) следует, что единственной неизвестной величиной в ней вл етс From analysis (2) it follows that the only unknown quantity in it is
f шf sh
I -0I -0
(1)(one)
скорость движени нарушител v. Зна ее значение, по измеренной частоте прерываний f можно было бы определить дальность до нарушител . Однако вс сложность заключаетс в том, что скорость движени v зависит только от нарушител , заранее непредсказуема и может измен тьс в очень широких пределах 0,1-8 м/с. Выходом из этой неопределенности вл етс исключение переменной v из формулы дл определени дальности, что достигаетс использованием одновременно двух детекторов .the speed of movement of the violator v. Knowing its value, it would be possible to determine the distance to the intruder from the measured interrupt frequency f. However, the difficulty lies in the fact that the speed of movement v depends only on the intruder, is unpredictable in advance and can vary in very wide limits 0.1-8 m / s. The way out of this uncertainty is the elimination of the variable v from the formula for determining the range, which is achieved by using two detectors simultaneously.
Пусть рассто ние от одного из детекторов до нарушител равно di. Тогда рассто ние от нарушител до другого детектора в рассматриваемом случае равн етс Let the distance from one of the detectors to the intruder be di. Then the distance from the intruder to the other detector in this case is equal to
da L-di,da L-di,
где L 2а +1 - рассто ние между детекторами .where L 2a +1 is the distance between the detectors.
Очевидно, что при движении нарушител со скоростью v на выходе первого прием- ника излучени частота следовани импульсов равнаObviously, when the intruder moves at a speed v at the output of the first radiation receiver, the pulse frequency is
f v sinef v sine
T1 Јdi а с выхода второго детектора , v sirtc4T1 Јdi and from the output of the second detector, v sirtc4
Вз в отношение этих двух частот, получимIn relation to these two frequencies, we get
fi-d2 n Теперь отсюда несложно определитьfi-d2 n Now it’s easy to determine
или d2 J}L or d2 J} L
didi
-. Дл полной определенности достаточно знани только одной из этих величин.-. For complete certainty, it is sufficient to know only one of these quantities.
Таким образом, путем несложных математических преобразований удалось получить формулу дл определени дальности до нарушител , не содержащую переменной v. Кроме того, из этого также следует, что и направление вектора Г не вли ет на определение дальности. Иными словами инфракрасна система обнаружени , реализующа данный принцип, работоспособна теоретически прилюбом направлении движени нарушител в поле зрени детекторов.Thus, by simple mathematical transformations, it was possible to obtain a formula for determining the distance to the intruder, which does not contain the variable v. In addition, it also follows from this that the direction of the vector D does not affect the determination of the distance. In other words, the infrared detection system that implements this principle is operable theoretically with the preferred direction of movement of the intruder in the field of view of the detectors.
Единственным исключением из этого будет случай, когда нарушитель перемещаетс параллельно оптической оси системы, при котором пересечений линий модул тора изображением нарушител не происхо- l дит. Однако этот случай практически невозможен .The only exception to this will be the case when the intruder moves parallel to the optical axis of the system, in which the intruder does not intersect the modulator lines with the intruder's image. However, this case is almost impossible.
Этот алгоритм определени дальностиThis range determination algorithm
до нарушител реализуетс арифметическим блоком 11, который может быть со- здан, например, с использованием микропроцессора или на базе микроЭВМ. При по влении значений частот fi и f2 наbefore the intruder is implemented by an arithmetic unit 11, which can be created, for example, using a microprocessor or based on a microcomputer. When fi and f2 frequencies appear on
двух его входах арифметический бло. определ ет соотношение этих частот п и дальность до нарушител ch или d. По вление на выходе 12 значени дальности до нарушител одновременно вл етс и сигналомits two inputs are arithmetic blo. determines the ratio of these frequencies n and the range to the disturber ch or d. The appearance at output 12 of the distance to the intruder is also a signal
тревоги.anxiety
Таким образом, предлагаема система обнаружени нарушителей позвол ет существенно повысить информативность процесса обнаружени путем определени Thus, the proposed intruder detection system can significantly increase the informativeness of the detection process by determining
дальности до нарушител и, вследствие этого , повысить эффективность охраны объектов .distance to the intruder and, consequently, increase the effectiveness of the protection of objects.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894664585A SU1640727A1 (en) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Passive infra-red intruder detection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894664585A SU1640727A1 (en) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Passive infra-red intruder detection system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1640727A1 true SU1640727A1 (en) | 1991-04-07 |
Family
ID=21435168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894664585A SU1640727A1 (en) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | Passive infra-red intruder detection system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1640727A1 (en) |
-
1989
- 1989-03-22 SU SU894664585A patent/SU1640727A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 4081680, кл. G 08 В 13/18, опубл. 1987. Осборн. У. ИК-система охранной сигнализации с большой дальностью действи . Электроника US, 1970, № 24, с. 58-61. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3988726A (en) | Infrared intrusion detection apparatus | |
US4764755A (en) | Intruder detection system with false-alarm-minimizing circuitry | |
US3886360A (en) | Infrared intrusion detection apparatus | |
US3913085A (en) | Multichannel system for seismic signature determination | |
EP0566852B1 (en) | Human body detection system | |
FI82148B (en) | FOERFARANDE FOER ATT OBSERVERA OBJEKT VILKA ROER SIG MED VARIERANDE HASTIGHETER INOM ETT VISST OMRAODE. | |
GB1512754A (en) | Radiant energy detection system | |
CN1129042A (en) | Active IR intrusion detector | |
SU1640727A1 (en) | Passive infra-red intruder detection system | |
GB1521268A (en) | Distance detecting apparatus | |
SE7908711L (en) | Apparatus for detecting the passing of a projectile | |
CA1326517C (en) | Apparatus and method for locating boundaries of detection zones covered by an infrared detection system | |
GB2201770A (en) | Security sensors | |
GB1252271A (en) | ||
SU798553A1 (en) | Photoelectric dispersed-material particle counter | |
JPS57171271A (en) | Measuring device for quantity of electricity | |
NL8801673A (en) | ANGLE DETECTOR FOR INCOMING LASER IMPULSES, IN PARTICULAR FOR VEHICLES. | |
US3286256A (en) | Method and apparatus for zero i.f. frequency and ionospheric pulse reception | |
SU616535A1 (en) | Photo-pyrometric sensor | |
RU2173887C1 (en) | Smoke detector | |
SE9301313L (en) | Imaging fluorescence device with tunable detection | |
JPS577179A (en) | Laser gyro using ring laser | |
SU521523A1 (en) | Extremum detector of a random signal | |
RU1803747C (en) | Contactless temperature metering device | |
JPS5676009A (en) | Position detector |