DE10059837A1 - Impuls- und fluoreszenz-tolerantes 3D-Sicherheitsdetektionssystem für Aufzugschiebetüren - Google Patents
Impuls- und fluoreszenz-tolerantes 3D-Sicherheitsdetektionssystem für AufzugschiebetürenInfo
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Abstract
Ein System und ein zugehöriges Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem dreidimensionalen Feld in der Nähe einer Türöffnung (12), wie z. B. einer Aufzugtüröffnung, verwenden eine Anordnung von Energie-Emittern (56), die dreidimensionale Energiesignale in das Feld emittieren, sowie eine Anordnung von Energie-Empfängern (76), die die von dem Objekt reflektierten Signale empfangen. Die Signale werden eine vorbestimmte Anzahl von Malen abgetastet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Objekt-Detektionssignal erzeugt, wenn das abgetastete Signal mit dem niedrigsten Wert einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Objekt-Detektionssignal erzeugt, wenn die abgetasteten Signale innerhalb eines vorbestimmten Abweichungsbereichs liegen. Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Objekt-Detektionssignal dann erzeugt, wenn ein vorbestimmter Modulationscode in einem abgetasteten Signal detektiert wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufzüge im
Allgemeinen und im Spezielleren auf elektronische Si
cherheitsdetektionssysteme für Aufzugtüren.
Bei Aufzug-Installationen sind viele automatische Schie
betüren mit Sicherheitssystemen ausgestattet, die zum
Detektieren eines potentiellen Hindernisses beim
Schließvorgang der Türen ausgebildet sind. Derartige
Sicherheitssysteme beinhalten typischerweise eine Mehr
zahl von Signalemitterquellen, die an der einen Tür an
geordnet sind, sowie eine Mehrzahl von Signalempfänger
quellen, die an der anderen Tür angeordnet sind. Die
Signalemitter emittieren einen Signalvorhang über die
Schwelle der Aufzugtür, wobei diese Signale von den Si
gnalempfängern empfangen werden. Bei einer Unterbrechung
des Signalvorhangs kommuniziert das Sicherheitssystem
mit einer Türsteuerung, um entweder den Türschließvor
gang zu stoppen und die Türen zu öffnen oder die Türen
in einer geöffneten Position zu halten, wobei dies von
der jeweiligen Türposition abhängig ist.
Ein Türöffnungs-Sicherheitssystem ist in dem US-Patent
Nr. 4029176 beschrieben; dieses verwendet Schallwellen
sender und -emfänger zum Detektieren von Objekten oder
Personen in einem Bereich in der Nähe der Aufzugtüren.
Das System detektiert Objekte, die sich zwischen den
Türen und über der Schwelle befinden, und verlängert die
Detektionszone in den Zugangsbereich hinein. Die Sender
senden ein Signal in einem Winkel in den Eingangsbereich
aus. Wenn ein Hindernis in die Detektionszone gelangt,
wird das Signal von dem Hindernis reflektiert und von
den Empfängern detektiert.
Ein weiteres Türöffnungs-Sicherheitssystem, wie es in
dem US-Patent Nr. 5886307 beschrieben ist, offenbart ein
dreidimensionales System zum Detektieren von Objekten
über der Schwelle und in dem Zugangsbereich. Das System
projiziert einen Vorhang aus Lichtstrahlen über die
Schwelle und beleuchtet die Region unmittelbar vor dem
Zugangsbereich mit dreidimensionalen Detektionsstrahlen.
Das System detektiert Hindernisse zwischen den Türen und
über der Schwelle, wenn ein Hindernis einen oder mehr
Strahlen unterbricht. Wenn Energie von den dreidimensio
nalen Strahlen von einem Objekt in dem Zugangsbereich zu
den dreidimensionalen Empfängern reflektiert wird, wird
das Hindernis ebenfalls detektiert.
Das vorstehend beschriebene System für die dreidimensio
nale Detektion besitzt wesentliche Nachteile. Während
Detektionssignale vom Typ eines Signalvorhangs z. B.
eine "Unterbrechung" in einem oder mehreren der Vorhang
strahlen benötigen, um ein Hindernis über einer Schwelle
anzuzeigen, erfordert die dreidimensionale Detektion
eine "Verbindung" zum Anzeigen eines Hindernisses. Diese
umgekehrte Logik für die dreidimensionale Detektion
führt zu einer Empfindlichkeit gegenüber externen Ener
giequellen, die bei Einebenen-Detektionssystemen oder
bei Detektionssystemen vom Signalvorhang-Typ nicht pro
blematisch sind.
Systeme, die Licht als Energiequelle für die dreidimen
sionale Detektion verwenden, unterliegen Störungen auf
grund einer Anzahl verschiedener externer Quellen. Zum
Beispiel können Lichtquellen außerhalb des Detektions
systems, die sich in der Nähe der Aufzug-Installation
befinden, unbeabsichtigterweise von den Lichtsensoren
des Detektionssystems aufgenommen werden. Wenn das Licht
von einer externen Quelle in ähnlicher Weise zu dem
Licht moduliert wird, das von dem Türsicherheitssystem
übertragen wird, kann dieses aufgenommen und als Anzeige
für ein Hindernis interpretiert werden. Solche externen
Lichtquellen können Leuchtstoffröhren-Beleuchtungssy
steme, Strobe-Leuchten für Notfälle sowie Notfahrzeug-
Leitstrahlsender beinhalten.
Bei externen Quellen vom Impuls-Typ kann elektrisches
Rauschen auch zu einer unbeabsichtigten bzw. fehlerhaf
ten Hindernissignalgabe bei dreidimensionalen Türsicher
heitssystemen führen. Quellen für diese Art von elektri
schem Rauschen sind Aufzugsteuerungen vom Relais-Typ
sowie elektromechanische Türbetätiger.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der
Schaffung eines verbesserten dreidimensionalen Türsi
cherheitsdetektionssystems für Schiebetüren.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung be
steht in der Schaffung eines dreidimensionalen Türsi
cherheitsdetektionssystems, das bei Vorhandensein von
Impuls artigem, elektrischem Rauschen in zuverlässiger
Weise arbeitet.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung be
steht in der Schaffung eines dreidimensionalen Türsi
cherheitsdetektionssystems, das in der Gegenwart von
externen Lichtquellen, einschließlich solcher Quellen,
die Lichtenergie mit ähnlichen Eigenschaften wie die von
dem Detektionssystem erzeugte Lichtenergie erzeugen, in
zuverlässiger Weise arbeiten kann.
Erreicht werden diese Ziele verfahrensmäßig durch die
Ansprüche 1 bis 11 und systemmäßig durch die Ansprüche
12 bis 19.
Die vorliegende Erfindung schafft ein dreidimensionales
Türsicherheitssystem zum Detektieren von Objekten oder
Personen, die sich einer vorbestimmten Sicherheitszone
von geöffneten Türen nähern oder sich in dieser befin
den. Eine Mehzahl von Empfängern oder Detektoren ist an
der einen Tür vorgesehen, und eine Mehrzahl von Emittern
ist an der gegenüberliegenden Tür vorgesehen. Der Be
reich unmittelbar vor den sich schließenden Türen wird
auf Hindernisse abgetastet. Das Sicherheitssystem detek
tiert Objekte in dem Zugangsbereich, wobei es eine Un
terscheidung von externer Energie vornimmt, die nicht
von dem Sicherheitssystem erzeugt wird. Im Allgemeinen
wird jeder von den Energie-Emittern erzeugte Strahl ab
getastet. Die Amplitude jedes einzelnen Strahls wird
gespeichert. Die Amplituden werden jeweils mit einem
vorbestimmten Detektions-Schwellenwertniveau verglichen,
um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Objek
ten in dem Detektionsbereich zu bestimmen.
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
berücksichtigt die vorübergehende Art der Störungsener
gie, bei der die Störung nur für eine sehr kurze Zeit
dauer vorhanden ist und dann undetektierbar wird. Bei
diesem Ausführungsbeispiel wird jeder dreidimensionale
Strahl mehrere Male pro Türabtast-Frame bzw. -Rahmen
abgetastet. Der Wert der erzielten Abtastung mit der
kleinsten Amplitude wird mit dem Detektions-Schwellen
wertniveau verglichen, um das Vorhandensein oder Nicht
vorhandensein von Objekten in dem dreidimensionalen De
tektionsbereich zu bestimmen. Dieses Ausführungsbeispiel
ignoriert in effektiver Weise die meisten Störungen vom
Impuls-Typ wie z. B. elektrische Rauschspitzen sowie von
Strobe-Lampen erzeugtes Licht.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung berücksichtigt ebenfalls die vorübergehende Art der
Störungsenergie. In diesem Fall bleibt die Störungsener
gie jedoch über den hohen Amplitudenbereich des Stör
ungssignals hinaus detektierbar. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel wird jeder dreidimensionale Strahl mehrere
Male pro Türabtastrahmen abgetastet. Der Wert jeder Ab
tastung wird für den betreffenden Strahl gespeichert.
Die Detektionsenergie, die von einem Objekt in dem drei
dimensionalen Detektionsbereich reflektiert wird, soll
te eine im Allgemeinen konstante, d. h. eine innerhalb
eines vorbestimmten maximalen Abweichungsbereichs lie
gende Amplitude von Abtastvorgang zu Abtastvorgang in
nerhalb eines einzelnen Abtastrahmens für einen belie
bigen einzelnen Strahl ergeben. Wenn die Abtastungen für
einen beliebigen einzelnen Strahl nicht diese konstante
Signatur ergeben, wird die Energie für diesen Strahl als
Störenergie betrachtet und ignoriert. Dieses Ausfüh
rungsbeispiel verbessert die Unterscheidungsfähigkeit
des ersten Ausführungsbeispiels durch Schaffung der Fä
higkeit zum Ignorieren von Störenergie, die kontinuier
lich detektierbar ist, jedoch in der Amplitude inkonsi
stent ist, wie z. B. das von manchen Röhrenlampen-Be
leuchtungssystemen erzeugte Licht.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin
dung sieht die Zuordnung einer Identifiziereinrichtung
zu der emittierten Energie vor, um eine Möglichkeit zum
Ausschalten von Störenergie zu schaffen, die sowohl kon
tinuierlich detektierbar ist als auch eine konsistente
Amplitude aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird
jeder dreidimensionale Strahl ein einziges Mal pro Tür-
Abtastrahmen abgetastet, während die gesendete Energie
mit einer eindeutigen, verifizierbaren Modulation d. h.
einem Modulationscode erzeugt wird, der von dem Detek
tions-Empfänger auf seine Gültigkeit geprüft bzw. veri
fiziert werden kann. Wenn der Modulationscode in dem
abgetasteten Strahl detektiert wird, wird ein Signal
erzeugt, das das Vorhandensein eines Objekts anzeigt.
Wenn der Modulationscode der für einen bestimmten
Strahl empfangenen, detektierten Energie von dem Empfän
ger nicht verifiziert wird, wird die detektierte Energie
unabhängig von ihrer Amplitude für diesen Strahl als
Störenergie ignoriert. Dieses Ausführungsbeispiel
schafft die Möglichkeit zum Ausschalten von Störenergie,
die von dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel
nicht ausgeschaltet werden kann, da die Störenergie kon
tinuierlich detektierbar ist und eine relativ konstante
Amplitude aufweist, wie dies z. B. bei von einigen Röh
renlampen-Beleuchtungssystemen erzeugtem Licht der Fall
ist.
Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
könnten verschiedene Kombinationen der Lösungswege ver
wenden, die vorstehend in Bezug auf die drei bevorzugten
Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind. Durch Kom
binieren der verschiedenen Lösungen wird die Fähigkeit
zur Unterscheidung zwischen Ziel-Detektionsenergie und
Störenergie von externen Quellen verbessert.
Aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber externen Licht
quellen und Impulsrauschen wie diese durch die zusätz
liche Verwendung der dreidimensionalen Detektionsmög
lichkeit bei Türsicherheitssystemen bedingt ist, verlie
ren einige Systeme des Standes der Technik unter ver
schiedenen Bedingungen ihre Funktionsfähigkeit. Derar
tige Bedingungen beinhalten Aufzuginstallationen, die
relaisartige Steuerungen verwenden, Feueralarmsysteme,
die Strobe-Lampen verwenden, Installationen in der Nähe
von Notfahrzeug-Leitstrahlsendern (d. h. Krankenhäusern)
sowie Installationen in der Nähe von Röhrenlampen-Be
leuchtungssystemen. Die vorliegende Erfindung schafft
ein System, das auch in solchen Umgebungen in zuverläs
siger Weise betreibbar ist und somit im Betrieb sicherer
und kostengünstiger ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden
im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die
Begleitzeichnungen noch näher beschrieben. In den Zeich
nungen zeigen
Fig. 1
eine schematische, fragmentarische Frontansicht ei
nes Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2
eine schematische, fragmentarische Ansicht einer
Komponente des Systems gemäß der Fig. 1;
Fig. 3
eine schematische, fragmentarische Draufsicht auf
ein System gemäß Fig. 1;
Fig. 4
eine weitere schematische, fragmentarische Drauf
sicht auf das System gemäß Fig. 1;
Fig. 5
eine schematische Darstellung eines binären Modula
tionscodes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein System gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen
des erfindungsgemäßen Türsicherheitssystems 10 zum Öff
nen und Schließen einer Türöffnung 12 einer Aufzugkabine
16 angrenzend an ein Stockwerk 14 sowie Wände 18, 20 ist
in Fig. 1 dargestellt. Ferner sind ein Satz Stockwerk
türen 24, 26 sowie ein Satz Aufzugkabinentüren 28, 30
dargestellt. Beide Sätze von Türen 24, 26, 28, 30 glei
ten über eine Schwelle 34 hinweg in einen geöffneten
sowie einen zusammengeschlossenen Zustand, wobei die
Stockwerktüren 24, 26 geringfügig vor den Aufzugkabinen
türen 28, 30 schließen sowie geringfügig nach diesen
öffnen. Ein Sicherheitsdetektionssystem 38 ist an den
Aufzugkabinen 28, 30 den Stockwerktüren 24, 26 benach
bart angebracht. Das Sicherheitsdetektionssystem 38 be
inhaltet einen Sender-Stapel 40 und einen Detektor-Sta
pel 42, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten der
Türöffnung 12 angeordnet sowie einander zugewandt sind.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, beinhaltet jeder Sender-Sta
pel 40 ein Gehäuse 46 sowie eine transparente Abdeckung
48 zum Schützen einer Sender-Schaltungsplatte 50 und
einer Sender-Linsenplatte 52. Die Sender-Linsenplatte 52
beinhaltet eine Mehrzahl dreidimensionaler Senderlinsen
56 sowie eine Mehrzahl von nach Art eines Vorhangs ar
beitenden Linsen 58. Die Sender-Schaltungsplatte 50
weist eine Mehrzahl von Sendern oder Licht emittierenden
Dioden (LEDs) 60 auf, die zum Emittieren von Infrarot
licht jeder Linse 56, 58 benachbart angeordnet sind.
Eine Sender-Barriere 64 trägt das Gehäuse 46 und sorgt
für eine teilweise Blockierung des Lichts für die drei
dimensionalen Sender-Linsen 56.
Der Detektor-Stapel 42 ist als Spiegelbild des Sender-
Stapels 40 aufgebaut. Der Detektor-Stapel 42 beinhaltet
ein Detektor-Stapelgehäuse 66, das eine transparente
Detektor-Stapelabdeckung 68 zum Schützen einer Detektor-
Schaltungsplatte 70 sowie einer Detektor-Linsenplatte 72
aufweist. Die Detektor-Linsenplatte 72 beinhaltet eine
Mehrzahl dreidimensionaler Detektor-Linsen 76 sowie eine
Mehrzahl von nach Art eines Vorhangs arbeitenden Detek
tor-Linsen 78. Die nach Art eines Vorhangs arbeitenden
Detektor-Linsen 78 sind direkt gegenüber von den nach
Art eines Vorhangs arbeitenden Sender-Linsen 56 angeord
net. Die Detektor-Schaltungsplatte 76 beinhaltet eine
Mehrzahl von Detektoren oder Photodioden 80, die zum
Detektieren von reflektiertem Licht jeder Linse 76, 78
benachbart sind. Eine Detektor-Barriere 84 trägt das
Detektor-Gehäuse 66 und sorgt für eine teilweise Bloc
kierung des Lichts für die dreidimensionalen Detektor-
Linsen 76.
Das Sicherheitssystem 38 beinhaltet ferner eine Steue
rung 77, die die Stapel 40, 42 mit Energie versorgt und
steuert, die Signale an die Stapel 40, 42 in ihrer Ab
folge festlegt und steuert sowie mit einer Türsteuerung
79 kommuniziert.
Die Steuerung 77 beinhaltet Datenerfassungs- und Daten
verarbeitungs-Schaltungseinrichtungen, die eine Strom
versorgung, einen Analog/Digital-Wandler sowie einen Mi
croprozessor beinhalten. Der Microprozessor, bei dem es
sich z. B. um das Modell 68 HC11 von Motorola oder einen
anderen derartigen im Handel erhältlichen Mikroprozessor
handelt, beinhaltet ferner einen programmierbaren Spei
cher zum Definieren eines ausführbaren Programms zum
Detektieren einer möglichen Behinderung an den Aufzug
türen.
Im Betrieb verhindert das Sicherheitssystem 38 ein
Schließen der Aufzugkabinentüren 28, 30, wenn ein Objekt
oder eine Person entweder über der Schwelle 34 oder in
Annäherung an die Türöffnung 12 detektiert wird. Die
nach Art eines Vorhangs arbeitenden Sender-Linsen 58
emittieren ein Signal über die Schwelle 34 zu den nach
Art eines Vorhangs arbeitenden Detektor-Linsen 78. Wenn
das Vorhangsignal unterbrochen wird, während die Türen
28, 30 entweder offen sind oder sich schließen, kommuni
ziert das Sicherheitssystem 38 mit der Türsteuerung 79,
um entweder die Türen 28, 30 offen zu halten oder den
Schließvorgang umzukehren.
Die dreidimensionalen Sender-Linsen 56 emittieren ein
dreidimensionales Signal in einem vorbestimmten Winkel
nach außen in das Stockwerk 14, wie dies in den Fig.
3 und 4 gezeigt ist. Die Detektoren 80 und die dreidi
mensionalen Detektor-Linsen 76 empfangen ein Signal, das
von den dreidimensionalen Sender-Linsen 56 emittiert und
von einem Objekt in einem vorbestimmten Winkel reflek
tiert worden ist. Der Überschneidungsbereich zwischen
dem Gesichtsfeld 86 der dreidimensionalen Sender-Linsen
56 und dem Gesichtsfeld 96 der dreidimensionalen Detek
tor-Linsen 76 bildet eine Detektionszone 94. Wenn ein
Objekt oder eine Person in die Detektionszone 94 ein
tritt, trifft ein Signal von den dreidimensionalen Sen
der-Linsen 56 auf das Hindernis auf und wird zu den
dreidimensionalen Detektor-Linsen 76 reflektiert. Wenn
die dreidimensionalen Detektor-Linsen 76 ein Signal emp
fangen, verarbeitet das Sicherheitssystem 38 das empfan
gene Signal, um festzustellen, ob das Signal die Detek
tion eines Hindernisses darstellt. Wenn dem so ist, kom
muniziert das Sicherheitssystem 38 mit der Türsteuerung
79, um entweder den Schließvorgang umzukehren, oder die
Türen 28, 30 offen zu halten.
Während des Betriebs tastet das Sicherheitssystem 38 die
Türöffnung kontinuierlich ab und spricht auf jegliche
detektierte Hindernisse Frame für Frame bzw. Rahmen für
Rahmen an. Jeder Abstastrahmen besteht aus zwei Phasen,
nämlich einer Datenerfassungsphase und einer Datenver
arbeitungsphase.
Zum Zweck der nachfolgenden Erläuterung bezieht sich der
Begriff "Strahl" auf das von einer nach Art eines Vor
hangs arbeitenden Sender-Linse 58 oder das von einer
dreidimensionalen Sender-Linse 56 emittierte Signal.
In der Datenerfassungsphase wird jeder Signalvorhang-
Strahl und jeder dreidimensionale Strahl abgetastet, und
die resultierenden Strahldaten werden gespeichert. Si
gnalvorhang-Strahlen werden nur einmal pro Abtastrahmen
abgetastet, während dreidimensionale Stahlen mehr als
einmal pro Rahmen abgetastet werden können, je nachdem,
wie dies durch das spezielle Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Ein einzelner
Abtastvorgang eines einzelnen Strahls, ob es sich hier
bei nun um einen Signalvorhang-Strahl oder um einen
dreidimensionalen Strahl handelt, wird in einer maxima
len Zeitdauer von 750 µs abgeschlossen.
In der Datenverarbeitungsphase werden die während der
Datenerfassungsphase gesammelten Strahldaten verarbei
tet, um festzustellen, ob ein Hindernis detektiert wor
den ist. Signale, die das Vorhandensein oder Nichtvor
handensein von Türhindernissen anzeigen, werden zu der
Türsteuerung 79 geschickt.
Ein einzelner Strahl wird folgendermaßen abgetastet. Als
erstes wird der Sender für den Strahl aktiviert. Das
emittierte Energiesignal wird moduliert, um die Erfas
sungs-Schaltungseinrichtungen in die Lage zu versetzen,
Licht von externen Quellen (wie z. B. Sonnenlicht oder
Licht aus Glühbirnen) zu unterdrücken bzw. auszuschal
ten. Die verwendete Modulationsart wird durch die spe
zielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt.
Nachdem der Sender für den Strahl aktiviert wor
den ist, ist der Empfänger für den Strahl in der Lage,
das gesendete Signal zu empfangen. Jegliches detektierte
Signal wird durch verschiedene Schaltungen verarbeitet
(Verstärkungsauswahl, Filterung und Gleichrichtung). Das
resultierende Signal wird zu einer Integratorstufe ge
schickt. Der Integratorausgang beginnt bei einer Bezugs
spannung und verläuft rampenförmig in Negativrichtung.
Das Integrator-Ausgangssignal wird dann zu einer Span
nungskomparatorstufe geschickt, wo es mit einer fest
vorgegebenen Hardware-Schwellenspannung verglichen wird.
Wenn das rampenförmige Integrator-Ausgangssignal unter
der Hardware-Schwellenspannung liegt, erzeugt der Kom
parator ein "Ende-der-Integration"-Signal. Die Zeit ab
dem Beginn der Integration bis zu dem "Ende-der-Integra
tion"-Signal ist eine direkte Darstellung der Stärke des
empfangenen Strahlsignals. Kürzere Integrationszeiten
zeigen stärkere detektierte Strahlsignale an. Dieser
Zeitwert (oder Wert der Stärke) wird dann für den abge
tasteten Strahl gespeichert. Wenn ein Ende-der-Integra
tion-Signal nicht innerhalb der maximalen Abtastzeit von
750 µs erzeugt wird, wird für den abgetasteten Strahl
ein Zustand "keine Detektion" bestimmt.
Die Datenverarbeitungsphase besteht im Wesentlichen aus
einem Vergleichen der Strahl-Stärkewerte, die während
der Datenerfassungsphase gesammelt worden sind, mit ei
nem vorbestimmten Detektions-Schwellenwert. Wenn das
detektierte Signal für einen beliebigen dreidimensiona
len Strahl den Schwellenwert übersteigt, wird ein die
Detektion eines Hindernisses anzeigendes Signal zu der
Türsteuerung 79 geschickt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung werden die gesendeten Strahlsignale mit einem
kontinuierlichen Strom von Rechteckwellen mit einer festen
Frequenz moduliert, und jeder dreidimensionale
Strahl wird in jedem Abtastrahmen mehrmals abgetastet.
Für einen beliebigen jeweiligen Strahl wird dann nur der
Wert von derjenigen Abtastung gespeichert, die den ge
ringsten Wert der Strahlstärke enthält. Es findet dann
eine normale Datenverarbeitung statt, wie sie vorstehend
beschrieben wurde. Die durch dieses Ausführungsbeispiel
geschaffene Störausschaltung wird im Wesentlichen
vollständig während der Datenerfassungsphase eines Ab
tastrahmens geschaffen, wodurch dieses Ausführungsbei
piel zu dem einfachsten und raschesten der drei in der
vorliegenden Anmeldung erläuterten Ausführungsbeispiele
wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung werden, wie auch bei dem ersten Ausführungs
beispiel, die gesendeten Strahlsignale mit einem konti
nuierlichen Strom von Rechteckwellen mit einer festste
henden Frequenz moduliert, und jeder dreidimensionale
Strahl wird in jedem Abtastrahmen mehrmals abgetastet.
Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird der
Strahl-Stärkewert für jede Abtastung für jeden einzelnen
Strahl gespeichert. Während der Datenverarbeitungsphase
erfolgt eine Verifizierung der Strahlstärke für jeden
einzelnen Strahl durch Vergleichen der Stärkewerte aus
jeder Abtastung für diesen Strahl. Im Allgemeinen kon
stante Strahlstärkewerte, d. h. Werte innerhalb eines
vorbestimmten maximalen Abweichungsbereichs, zeigen ei
nen gültigen Strahlsignalempfang an, während eine be
trächtliche Schwankung zwischen den Abtastungen das Vor
handensein von Störenergie anzeigt. Wenn die für einen
bestimmten Strahl durchgeführten Abtastvorgänge das Vor
handensein von Störenergie anzeigen, wird das für diesen
speziellen Strahl empfangene Signal ignoriert. Wenn je
doch die für diesen Strahl durchgeführten Abtastvorgänge
einen gültigen Strahlsignalempfang anzeigen und wenn der
niedrigste Strahl-Stärkewert höher ist als der Detek
tions-Schwellenwert, wird eine Hindernis-Detektion ange
zeigt. Die Daten für jeden dreidimensionalen Strahl wer
den in gleicher Weise verarbeitet.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung werden die gesendeten Strahlsignale anstatt
mit einer einfachen Rechteckwellen-Modulation mit einem
bestimmten, sich wiederholenden Binärcode mit einer
feststehenden Bit-Rate moduliert. In Fig. 5 ist ein
Ausführungsbeispiel eines Binär-Modulationscodes im Ver
gleich zu einer kontinuierlichen Rechteckwellen-Modula
tion dargestellt. Jeder dreidimensionale Strahl wird nur
einmal pro Abstastrahmen abgetastet. Im Verlauf der Da
tenerfassungsphase wird während der Abtastung der Stärke
eines beliebigen einzelnen Strahls der Binärmodulations-
Code des empfangenen Signals verifiziert, indem die Po
larität des empfangnenen Signals mit einem Anschlußpin
der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) überwacht wird.
Wenn der binäre Modulationscode nicht verifiziert wird,
wird für das detektierte Signal die Feststellung getrof
fen, dass es von einer außerhalb des Systems befindli
chen Quelle stammt, und es wird eine Ebene bzw. ein Wert
"keine Detektion" für diesen Strahl gespeichert. Wenn
das Strahlsignal den korrekten Modulationscode enthält,
wird ein dessen Strahlstärke darstellender Wert für die
sen Strahl gespeichert, wie dies vorstehend beschrieben
wird. Die Datenverarbeitungsphase findet in normaler
Weise statt, wie dies ebenfalls vorstehend beschrieben
wurde. Obwohl in der vorstehenden Beschreibung ein binä
rer Modulationscode beschrieben wird, versteht es sich,
dass auch andere Modulationscodes verwendet werden kön
nen, wie z. B. ein frequenzmodulierter Code.
Aufgrund der Empfindlichkeit gegenüber externen Licht
quellen und Impulsrauschen, wie diese durch die zusätzliche
Verwendung der dreidimensionalen Detektionsmög
lichkeit bei Türsicherheitssystemen hervorgerufen wird,
werden manche Systeme unter bestimmten Bedingungen funk
tionsunfähig gemacht. Solche Bedingungen beinhalten Auf
zug-Installationen, die relaisartige Steuerungen verwen
den, Feueralarm-Systeme, die Strobe-Leuchten verwenden,
Installationen in der Nähe von Notfallfahrzeug-Leit
strahlcentern (wie z. B. Krankenhäusern) sowie Installa
tionen in der Nähe von Leuchtstoffröhren-Beleuchtungs
systemen. Die vorliegende Erfindung schafft ein System,
das sich in derartigen Umgebungen in zuverlässiger Weise
betreiben lässt und somit in sicherer und kostengünsti
gerer Weise betreibbar ist.
Claims (19)
1. Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer
Detektionszone unter Verwendung einer Mehrzahl von
Paaren von dreidimensionalen Energie-Emittern und
-Empfängern, wobei die Emitter Energiestrahlen in
einem vorbestimmten Winkel auf das Objekt emittieren
und die Empfänger die von dem Objekt reflektierten
Energiestrahlen erfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende
Schritte aufweist:
Abtasten eines reflektierten Energiestrahles eines Emitter/Empfänger-Paares in einer vorbestimmten An zahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stär kesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
Vergleichen des Stärkesignals mit dem niedrigsten Wert des Satzes von Stärkesignalen mit einem vorbe stimmten Schwellenwert; und
Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn das Stärkesignal mit dem niedrigsten Wert den vorbe stimmten Stellenwert erreicht.
Abtasten eines reflektierten Energiestrahles eines Emitter/Empfänger-Paares in einer vorbestimmten An zahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stär kesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
Vergleichen des Stärkesignals mit dem niedrigsten Wert des Satzes von Stärkesignalen mit einem vorbe stimmten Schwellenwert; und
Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn das Stärkesignal mit dem niedrigsten Wert den vorbe stimmten Stellenwert erreicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungsbereich; und
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Ab weichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maxi malen Abweichungsbereichs liegt.
Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungsbereich; und
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Ab weichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maxi malen Abweichungsbereichs liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Modulieren eines emittierten Energiestrahls des Emitter-Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in dem abgetasteten Energiestrahl; und
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Mo dulationscode detektiert wird.
Modulieren eines emittierten Energiestrahls des Emitter-Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in dem abgetasteten Energiestrahl; und
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Mo dulationscode detektiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abstastvorgang fer
ner folgende Schritte aufweist:
Abtasten des reflektierten Energiestrahls zur Schaf fung eines resultierenden Signals;
Integrieren des resultierenden Signals für eine vor bestimmte Zeitdauer zur Schaffung eines Integrator- Ausgangssignals;
Vergleichen des Integrator-Ausgangssignals mit einem vorbestimmten minimal detektierbaren Schwellenwert; und
Erzeugen eines Ende-der-Integration-Signals, wenn der minimal detektierbare Schwellenwert erreicht wird.
Abtasten des reflektierten Energiestrahls zur Schaf fung eines resultierenden Signals;
Integrieren des resultierenden Signals für eine vor bestimmte Zeitdauer zur Schaffung eines Integrator- Ausgangssignals;
Vergleichen des Integrator-Ausgangssignals mit einem vorbestimmten minimal detektierbaren Schwellenwert; und
Erzeugen eines Ende-der-Integration-Signals, wenn der minimal detektierbare Schwellenwert erreicht wird.
5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Vorsehen einer Mehrzahl von Paaren von nach Art ei nes Signalvorhangs arbeitenden Energie-Emittern (58) und -Empfängern (78), wobei die Emitter (58) einen Signalvorhang von Energiestrahlen direkt auf jeden entsprechenden Empfänger (78) zu emittieren;
Abtasten eines direkt emittierten Energiestrahls eines nach Art eines Signalvorhangs arbeitenden Emitter-/Empfänger-Paares zur Schaffung eines Vorhangsignals, das das Nichtvorhandensein eines Ob jekts innerhalb des Signalvorhangs anzeigt; und
Erzeugen eines zweiten Objekt-Detektionssignals, wenn das Vorhangsignal unterbrochen wird.
Vorsehen einer Mehrzahl von Paaren von nach Art ei nes Signalvorhangs arbeitenden Energie-Emittern (58) und -Empfängern (78), wobei die Emitter (58) einen Signalvorhang von Energiestrahlen direkt auf jeden entsprechenden Empfänger (78) zu emittieren;
Abtasten eines direkt emittierten Energiestrahls eines nach Art eines Signalvorhangs arbeitenden Emitter-/Empfänger-Paares zur Schaffung eines Vorhangsignals, das das Nichtvorhandensein eines Ob jekts innerhalb des Signalvorhangs anzeigt; und
Erzeugen eines zweiten Objekt-Detektionssignals, wenn das Vorhangsignal unterbrochen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Emitter-/Empfänger-
Paar ferner jedes Emitter-/Empfänger-Paar der mehre
ren Paare von Energie-Emittern und Energie-Empfän
gern umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Paare von
dreidimensionalen Energie-Emittern (56) und Energie-
Empfängern (76) an einander gegenüberliegenden Türen
(28, 30) einer Aufzugkabine (16) angebracht werden.
8. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationscode
einen Binärcode beinhaltet.
9. Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer
Detektionszone unter Verwendung einer Mehrzahl von
Paaren von dreidimensionalen Energie-Emittern und
-Empfängern, wobei die Emitter Energiestrahlen in
einem vorbestimmten Winkel auf das Objekt emittieren
und die Empfänger die von dem Objekt reflektierten
Energiestrahlen erfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende
Schritte aufweist:
Abtasten eines reflektierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares in einer vorbestimmten Anzahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stärkesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungsbereich; und
Erzeugen eines Objekt-Detektionsignals, wenn der Abweichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maxi malen Abweichungsbereichs liegt.
Abtasten eines reflektierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares in einer vorbestimmten Anzahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stärkesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungsbereich; und
Erzeugen eines Objekt-Detektionsignals, wenn der Abweichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maxi malen Abweichungsbereichs liegt.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
Modulieren eines emittierten Energiestrahls des Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in dem abgetasteten Energiestrahl;
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Mo dulationscode detektiert wird.
Modulieren eines emittierten Energiestrahls des Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in dem abgetasteten Energiestrahl;
Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Mo dulationscode detektiert wird.
11. Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einer
Detektionszone unter Verwendung einer Mehrzahl von
Paaren von dreidimensionalen Energie-Emittern und -
Empfängern, wobei die Emitter Energiestrahlen in
einem vorbestimmten Winkel auf das Objekt emittieren
und die Empfänger, die von dem Objekt reflektierten
Energiestrahlen erfassen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende
Schritte aufweist:
Modulieren eines emittierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in einem abgetasteten Energiestrahl des Emitter- /Empfänger-Paares;
Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn der Modulationscode detektiert wird.
Modulieren eines emittierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
Detektieren des Vorhandenseins des Modulationscodes in einem abgetasteten Energiestrahl des Emitter- /Empfänger-Paares;
Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn der Modulationscode detektiert wird.
12. System zum Detektieren eines Objekts in einer Detek
tionszone, mit einer Mehrzahl von Paaren von dreidi
mensionalen Energie-Emittern und -Empfängern, wobei
die Emitter Energiestrahlen in einem vorbestimmten
Winkel auf das Objekt abstrahlen und die Empfänger
die von dem Objekt reflektierten Energiestrahlen
erfassen,
gekennzeichnet durch eine Steuerung (79), die auf
Signale von den Empfängern (56) anspricht, wobei die
Steuerung (79) Datenerfassungs- und Datenverarbei
tungs-Schaltungseinrichtungen aufweist
- - zum Abtasten eines reflektierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares in einer vorbestimm ten Anzahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stärkesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
- - Vergleichen des Stärkesignals mit dem niedrig sten Wert des Satzes von Stärkesignalen mit einem vorbestimmten Schwellenwert; und zum
- - Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn das Stärkesignal mit dem niedrigsten Wert den vorbe stimmten Schwellenwert erreicht.
13. System nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungs-
und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrichtungen fer
ner Schaltungseinrichtungen aufweist zum:
- - Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
- - Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungs bereich; und zum
- - Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Abweichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maxi malen Abweichungsbereichs liegt.
14. System nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungs-
und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrichtungen fer
ner Schaltungseinrichtungen aufweisen zum:
- - Modulieren eines emittierten Energiestrahls des Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimmten Modulationscode;
- - Detektieren des Vorhandenseins des Modulations codes in dem abgetasteten Energiestrahl; und zum
- - Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Modulationscode detektiert wird.
15. System nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Paa
ren von dreidimensionalen Energie-Emittern (56) und
-Empfängern (76) an einander gegenüberliegenden (28,
30) Türen einer Aufzugkabine (16) angebracht sind.
16. System nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungs-
und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrichtungen fer
ner einen Microprozessor aufweisen, der auf die Si
gnale von dem Empfänger (76) anspricht und einen
Speicher zum Speichern von Signalen aufweist, die
Signale zum Definieren eines ausführbaren Programms
zum Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals beinhal
ten.
17. System zum Erfassen eines Objekts in einer Detek
tionszone, mit einer Mehrzahl von Paaren von drei
dimensionalen Energie-Emittern und -Empfängern, wo
bei die Emitter Energiestrahlen in einem vorbestimm
ten Winkel auf das Objekt emittieren und die Empfän
ger die von dem Objekt reflektierten Energiestrahlen
erfassen,
gekennzeichnet durch:
eine Steuerung (79), die auf Signale von den Empfän gern (56) anspricht, wobei die Steuerung (79) Daten erfassungs und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrich tungen aufweist
eine Steuerung (79), die auf Signale von den Empfän gern (56) anspricht, wobei die Steuerung (79) Daten erfassungs und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrich tungen aufweist
- - zum Abtasten eines reflektierten Energiestrahls eines Emitter-/Empfänger-Paares in einer vorbestimm ten Anzahl von Malen zur Schaffung eines Satzes von Stärkesignalen, die die Stärke der reflektierten Energie anzeigen;
- - Bestimmen eines Abweichungsbereichs für den Satz von Stärkesignalen;
- - Vergleichen des Abweichungsbereichs für den Satz mit einem vorbestimmten maximalen Abweichungs bereich; und zum
- - Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn der Abweichungsbereich innerhalb des vorbestimmten maximalen Abweichungsbereichs liegt.
18. System nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Datenerfassungs-
und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrichtungen fer
ner Schaltungseinrichtungen aufweisen zum:
- - Modulieren eines emittierten Energiestrahls ei nes Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimm ten Modulationscode;
- - Detektieren des Vorhandenseins des Modulations codes in dem abgetasteten Energiestrahl; und zum
- - Erzeugen des Objekt-Detektionssignals, wenn der Modulationscode detektiert wird.
19. System zum Detektieren eines Objekts in einer Detek
tionszone, mit einer Mehrzahl von Paaren von drei
dimensionalen Energie-Emittern und -Empfängern, wo
bei die Emitter Energiestrahlen in einem vorbestimm
ten Winkel auf das Objekt emittieren und die Empfänger
die von dem Objekt emittierten Energiestrahlen
erfassen,
gekennzeichnet durch:
eine Steuerung (79), die auf Signale von den Empfän gern (56) anspricht, wobei die Steuerung (79) Daten erfassungs und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrich tungen aufweist zum
eine Steuerung (79), die auf Signale von den Empfän gern (56) anspricht, wobei die Steuerung (79) Daten erfassungs und Datenverarbeitungs-Schaltungseinrich tungen aufweist zum
- - Modulieren eines emittierten Energiestrahls ei nes Emitter-/Empfänger-Paares mit einem vorbestimm ten Modulationscode;
- - Detektieren des Vorhandenseins des Modulations codes in einem abgetasteten Energiestrahl des Emit ter-/ Empfänger-Paares; und zum
- - Erzeugen eines Objekt-Detektionssignals, wenn der Modulationscode detektiert wird.
Priority Applications (3)
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FR0014944A FR2817048B1 (fr) | 1999-10-01 | 2000-11-20 | Procede et systeme de detection de securite tridimensionnel tolerant aux implusions et a l'eclairage fluorescent pour des portes coulissantes d'ascenseur |
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