SE524332C2 - System och metod för optisk övervakning av en volym - Google Patents

Description

25 30 | ø u - nu . . . . . . . » | e o cv 524 332 för radiostömingar.

Genom svensk patentansökningsnr. 9700065-7 är ett sätt för beräkning av centrumpunkten för en markör i ett rörelseanalyssystem känt.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV UPPFINN INGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett system för huvudsakligen automatisk, beröringsfri och optisk övervakning av en volym och/eller ett antal objekt i en volym medelst enkla medel, väsentligen i realtid utan behov av komplicerade modifikationer inom volymen eller av objekten.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att framställa ett enkelt men effektivt stöldskyddssystem. Ännu ett ändarnäl med uppfinningen är att tillhandahålla ett rökdetekteringssystem.

Dessa uppgifter har lösts genom att systemet innefattar åtminstone en optisk sensorenhet för upptagning av en bild av åtminstone en del av volymen innefattande nämnda markeringsmedel, anordning för omvandling av nämnda bild till en digital representation av densamma, medel för jämförelse av den digitala representationen med en lagrad informationsmängd och organ för generering av en signal vid förekomst av en avvikelse vid jämförelse av den digitala representationen med den lagrade informationsmängden.

Enligt ett första utförande i vilket systemet används, t.ex. som ett stöldskydd är ett antal objekt försedda med nämnda markeringsmedel, där objekten övervakas mot okontrollerat förflyttning.

F öreträdesvis, är varje objekt försett med en reflekterande markör. I ett annat utförande kan en yta av objektet används som markeringsmedel. För att uppnå bra skydd är flera markeringsmedel anordnade på samma objekt.

Företrädesvis innehåller den digitala representationen koordinatvärden för markeringsmedlet och att den lagrade infonnationsmängden innefattar en initial position för koordinatvärden för lO 15 20 25 30 ~ . ~ . en (_71 1\> -I>- 04 u! N) markeringsmedlet.

I ett system .för rökvarning mätes ljusstyrkan från markeringsmedlet och den lagrade informationsmängden innefattar en initial ljusstyrka.

Med fördel innefattar systemet en värmedetektor.

En metod, enligt uppfinningen för övervakning av en volym försedd med åtminstone ett markeringsmedel i form av ett lj usgenererande eller -återgivande organ kännetecknas av stegen: att anordna åtminstone en optisk sensorenhet för upptagning av en bild av åtminstone en del av volymen innefattande nämnda markeringsmedel, att omvandla nämnda bild till en digital representation av densamma, att jämföra den digitala representationen med en lagrad informationsmängd, och att generera en signal vid förekomst av en avvikelse vid jämförelse av den digitala representationen med den lagrade informationsmängden. I ett utförande innefattar informationen koordinatvärden för nämnda markeringsmedel. I ett annat utförande innefattar informationen dessutom ljusstyrkevärde för nämnda markeringsmedel.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen kommer nedan att beskrivas med hänvisning till på närslutna ritningar visade utföringsexempel, i vilka: F ig.1 visar mycket schematiskt ett första utförande av ett övervakningssystem enligt uppfinningen, och Fig.2 visar mycket schematiskt ett andra utförande av ett övervakningssystem enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPLEN Övervakningssystemet enligt uppfinningen består av ett mätkamerasystem, t.ex. ett sådant som kan användas för rörelseanalys. Systemet 10, som visas schematiskti fig. 1, innefattar åtminstone en kamera I l, för övervakning av ett antal obj ekt 12 försedda med markörer 13.

Kameran 11 är försedd med medel, såsom blixt, lampa eller annan ljuskälla för att utsända ljus, v' ...a u 10 15 20 'z 25 524 352 .I. -4 företrädesvis (men inte begränsat till) infrarött ljus eller liknande i form av korta blixtar.

Eventuellt kan en kontinuerlig belysning utnyttjas. Med fördel består markörema 13 av en retroreflektiv tejp eller en kropp försedd med en reflekterande yta, vilken återkastar ljuset tillbaka till kameran. Eventuellt kan aktiva eller passiva markörer innefattande belysningsorgan såsom lysdioder, vilka aktiveras av kameran eller annan styrenhet användas.

I kommunikation med kameran ll eller integrerad däri finns en datorenhet 14 för mottagning av bildinfonnation från kameran som i regel är bestyckad med en CCD-enhet (CCD: Charge Coupled Device) eller någon annan optisk sensor. Infonnationen från sensorenheten erhålles företrädesvis i form av digitala signaler. Registrering medelst sensoren och konvertering av signalen till digitala eller video signaler torde vara bekant för en fackman och kommer inte att beskrivas närmare häri. (bildhastighet 50- 240 bilder/sek) och räknar fram koordinaterna för markörerna, företrädesvis till dess centrum (dess tyngdpunkt). Företrädesvis beräknas koordinaterna med hänsyn till ett internt koordinatsystem. Koordinatvärdena kan ha en upplösning på 1/5 0,000 av synfaltet.

Koordinaterna överförs löpande via, t.ex. ett seriellt snitt till en övervakningsdator 15. I en minnesenhet 16 i datorn lagras marköremas ursprungliga lägen. All okontrollerad avvikelse från det ursprungliga koordinatvärdet för en markör kan initiera ett larm. De ursprtmgliga lägen ursprungliga positioner.

Antalet kameror i rummet väljs så att varje markör i den övervakade volymen ses av minst en kamera. Markörema anbringas på föremål som skall skyddas och övriga punkter i rummet av intresse (dörrar, fönster, etc). Vid start av övervakningen lagras samtliga koordinater i datorns minnesenhet 16, som sedan fortlöpande övervakar varje förändring i koordinaterna.

Genom systemets höga upplösning kan en kamera med ett synfålt på tex. 5 m upptäcka en förflyttning på cirka 0,1 mm. Eftersom systemet är passivt och har hög upplösning, går det inte att störa ut. Varje försök att manipulera en markör resulterar i att koordinatvärdena för lO l5 20 25 30 , . - - » n» . - . . . . n Q | u n :I u.. 524 552 -5 markören ändras, vilket kan leda till att ett larm genereras. Teoretiskt kan en markör förflyttas från sin plats i riktning mot kameran utan att koordinatvärdet ändras, men i praktiken torde detta vara omöjligt att kunna utföra. Dessutom kan en markör ses av flera kameror och då är det inte ens teoretiskt möjligt att flytta en markör. Självklart kan systemet anordnas så att det mäter avståndet mellan kameran och markören, såsom beskrivs i det svenska patentet nr. 9700066-5.

Systemets tillförlitlighet kan förbättras genom att ett bevakat objekt i systemet förses med två eller flera markörer l3a-l3c, vilket medför att om en av markörema skyms, störs eller på annat sätt är osynligt för en kamera, så kan resterande markörer upptäckas, vilket kan förhindra falskt larm.

Systemet enligt uppfinningen kan göras helt självkalibrerande och mycket enkelt att installera.

Systemet kan arrangeras så att det självt indikerar om att markörema syns med tillräcklig styrka.

Inverkan av drift i mätvärdena kan elimineras enkelt i övervakningsdatorn eftersom alla markörer flyttar sig lika.

Markörema utgörs med fördel av urtagna eller utstansade bitar av självhäftande reflextejp till låg kostnad. Emellertid kan markörerna ersättas med reflektioner l3d från objektens ytor om en fast eller definierad belysning anordnas.

Om det bevakade objektet kan komma í rörelse, t.ex. genom skakning, definieras i bevakningsdatorn ett toleransområde så att inget larm genereras så länge obj ektet befinner sig inom toleransområdet.

“Falska” markörer kan eventuellt uppträda om det finns mycket blanka föremål i en bild som kameran uppfattar som en reflexmarkör. Falska markörer kan i de flesta fall filtreras bort genom att mätsystemet innehåller information om formen av varje markör. De falska markörer som eventuellt blir kvar efter filtrering utgör egentligen inget problem eftersom de är stationära.

Varierande starkt solljus kan orsaka problem genom bländning av systemet, men medelst lämplig kameraplacering kan sådana problem elimineras.

Systemet ger även möjlighet för bevakning av inneslutna föremål i, t.ex. transparenta utrymmen .nya ua u 10 15 | u u - u» - - . . . . ~ c n n ø a 0 nu 524 532 -e såsom vitrinskåp eller liknande utan behov för ledningsdragning in i utrymmet etc.

I ett annat utförande av systemet 20, som visas i fig. 2, mäter kameran 21 förutom markörens position även ljusstyrkan mottagen från markören 22. I detta fall kan en störning i mätningen, t.ex. p. g.a. en rökmoln 26 upptäckas av datorn då ljusstyrkan försvagas. Vid upptäckt av rökmolnen kan, t.ex. ett brandalarm genereras. Systemet kan använda koordinatvärdena för att upptäcka markören och beräkna dess ljusstyrka.

Systemet kan även innefatta kommunikationsmedel 15, 25, vilket i ett larmläge sänder meddelande till en larmcentral eller törbestämda mottagare. Systemet kan även anslutas till ett nätverk, såsom Internet, för fiärrstyming och -övervaknjng Systemet enligt uppfinningen kan dessutom kompletteras med sensor 30 för värmedetektering.

Medan vi har illustrerat och beskrivit föredragna utföringsexempel av uppfinningen, inses det att flera variationer, modifieringar eller kombinationer av olika utföranden inom ramen för de närslutna patentkraven kan förekomma. 10 524 332 -7 HÄNVISNINGSBETECKNINGAR 10, 20 System 1 1 ,2 1 Kamera 12 Objekt 13, 23 Markör 14, 24 Datorenhet 15, 25 Kommunikationsenhet 16 Minnesenhct 28 Rök 30 Värmedetektor Q v : u n- . .

Claims (11)

524 332 Z PATENTKRAV

1. övervakningssystem (10, 20) för övervakning av åtminstone ett fast men förflyttbart föremål i en volym, vilket föremål är försett med åtminstone ett markeringsmedel (13, 13a- 13d, 23) i form av ett Ijusgenererande eller -återgivande organ, vilket system innefattar åtminstone en optisk upptagningsenhet (11, 21) för upptagning av en bild av åtminstone en del av volymen innefattande nämnt föremål försett med markeringsmedlet (13, 13a-13d, 23), anordning för omvandling av nämnda bild till en digital representation av densamma, medel (14) förjämförelse av den digitala representationen med en lagrad informationsmängd och organ för generering av en signal vid förekomst av en avvikelse vid jämförelse av den digitala representationen med den lagrade informationsmängden, kännetecknat därav, att den lagrade informationsmängden erhålles under en självkalibreringsprocess, innefattande ett första steg av lagring av ett åtminstone tvådimensionellt stationärt koordinatvärde för markeringsmedlets (13, 13a-13d) initiala position, att systemet innefattar medel för extrahering av minst ett stationärt koordinatvärde, vilket är ett åtminstone tvådimensionellt koordinatvärde, ur den digitala representationen för markeringsmedlet under ett övervakningstillstånd, varvid nämnda jämförelsemedel (14) jämför nämnda extraherade tvådimensionella koordinatvärdet med det lagrade stationära koordinatvärdet och genererar ett larm om resultatet av jämförelsen varierar.

2. övervakningssystem (10) enligt krav 1, kännetecknat därav, att nämnda föremål övervakas mot okontrollerad förflyttning.

3. övervakningssystem (10) enligt krav 1 och 2, kännetecknat därav, att föremålet är försett med en reflekterande markör.

4. övervakningssystem (10) enligt krav 2 och 3, kännetecknar därav, att en yta av objektet används som markeringsmedel.

5. övervakningssystem (10) enligt krav 1 - 4, kännetecknat dära v, att flera markeringsmedel är anordnade på samma objekt.

6. övervakningssystem (20) enligt krav 1, kännetecknat därav, 524 332 °l att även ljusstyrkan från markeringsmedlet mätes.

7. övervakningssystem (20) enligt krav 6, kännetecknat därav, att den lagrade informationsmängden innefattar en initial ljusstyrka.

8. övervakningssystem (20) enligt krav 6 eller 7, kännetecknat därav, att systemet är avsett som brandvarnare.

9. övervakningssystem (20) enligt något av föregående krav, kännetecknat dära v, att systemet dessutom innefattar en värmedetektor.

10. Metod för övervakning av ett föremål i en volym försett med åtminstone ett markeringsmedel (13, 13a-13d, 23) i form av ett ljusgenererande eller -återgivande organ, varvid metoden innefattar stegen att: s anordna åtminstone en optisk sensorenhet (11, 21) för upptagning av en bild av åtminstone en del av volymen innefattande nämnda markeringsmedel (13, 13a-13d, 23), s att omvandla nämnda bild till en digital representation av densamma, s att jämföra den digitala representationen med en lagrad informationsmängd, kännetecknad av att metoden dessutom innefattar stegen att: s extrahera minst ett koordinatvärde, vilket är ett åtminstone tvådimensionellt koordinatvärde, ur den digitala representationen för markeringsmedlet, s jämföra medelst nämnda jämförelsemedel (14) nämnda extraherade tvådimensionella koordinatvärdet, erhållet genom en självkalibreringsprocess innefattande ett första steg av att lagra nämnda stationära koordinatvärdet för nämnda markeringsmedel, och s att generera en signal vid förekomst av en avvikelse vid jämförelse av det extraherade koordinatvärdet med det lagrade koordinatvärdet.

11. Metod enligt krav 10, kännetecknad av, att informationen dessutom innefattar ett ljusstyrkevärde för nämnda markeringsmedel.