SE527135C2 - Övervakningsanordning - Google Patents

Description

25 30 35 5:27 175 2. 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.

Vid järnvägsstationer och järnvägsövergångar finns liknande problem med personer eller föremål, exempelvis fordon, som kan befinna sig på spåret när ett tåg anländer. Även inom andra områden av typen flygplatser, hamnar, parkeringsplat- ser och liknande finns liknande problem med oönskade föremål eller personer, t.ex. inkräktare.

Många av de ovan nämnda områdena är svårövervakade av den anledningen att området saknar fysisk begränsning. Automa- tiska system kan ofta inte begränsa övervakningen till ett valbart, bestämt område utan föremål och personer som rör sig utanför det område som skall bevakas kommer att störa den signal som erhålls.

TIDIGARE TEKNIK DE-10104157 visar ett övervakningsarrangemang som innefattar ett relativt övervakning av en respektive dörr hos ett tunnelbanetåg jäm- stort antal vertikala laseranordningar för 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. a on coon none nu o I g Û ÛOI 'OI o a o u oc: nu ooo u 10 15 20 25 30 35 JP 2000-127972 visar' möjligheten att anordna fotografiskt organ eller en laser för övervakning av en plattform och ett spårområde. I detta fall har fysiska markeringar anordnats vid plattformen för att underlätta avläsningen av det re- flekterade ljuset.

US-A-5,787,369 visar ytterligare ett system för övervakning av ett spàromràde vid en järnväg eller en järnvägsövergàng.

Systemet innefattar en laser som är inrättad att söka av ett område.

WO93/154160 visar en anordning för övervakning av järnvägs- övergångar, dvs. ett relativt litet område.

WOOl/53851 visar en radarövervakningsanordning för detekte- ring av föremål på ett spårområde. Den kända anordningen kan appliceras i tunnelbanesystem.

US-A-5,500,525 visar ett system för bevakning av ett i för- väg bestämt begränsat område med hjälp av en laserstràle.

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.

US-A-4,952,9l1 avser ett inbrottsbevakningssystem för bevak- ning av ett omrâde. Systemet innefattar en laseranordning som innefattar en IR-laserdiod som arbetar med en effekt på 30 mw och med ett vàglängdspektrum med en topp vid 830 nm.

Systemet innefattar även medel för att med hjälp triangule- ring bestämma avståndet till den punkt från vilken laser- strålen reflekteras. US-A-4,949,O74Evisar ett liknande in- brottsbevakningssystem.

US2003/0036881 visar ett förfarande och ett system för att detektera ett föremål. Anordningen utnyttjar en ljuskälla i 00 O I I ot o 0 o I o o o o o ooo o too o o I o Ioooo o o ooo 0 0 Ü 0 000 10 15 20 25 30 35 i, w -à (N Lñ 11 form av en laser som arbetar inom ett våglängdsomràde mellan 700-1500 mm. Den visade anordningen är avsedd att detektera ett smalt område rakt fram och innefattar inga medel för att svepa strålen över ett större område. Det nämns inte heller någonting om att anordningen kan användas för att övervaka ett spårområde eller exempelvis en flygplats.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en enkel, effektiv och säker övervakning av ett område, speci- ellt ett valbart, begränsat område. Ett ytterligare ändamål är en sådan övervakning som kan installeras på ett kostnads- mässigt gynnsam sätt.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna anord- ningen som kännetecknas av att utvärderingsenheten är inrät- tad att mäta den reflekterade delen av laserpulsen under en inställbar tidsperiod efter att laserpulsen sändes ut från lasern, att generera en signal som beror av den uppmätta re- flekterade delen och att bearbeta den genererade signalen i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom området. Den reflekterade delen av laserljuset har en viss energi och kan betraktas som en energiprofil. Grunden för en energiprofil utgörs av möjligheten att kombinera informatio- nen om hur ett område utsätts för laserljus (aktuell posi- tion för lasern) och den energi (ljusintensitet) som reflek- teras av omgivningen. En energiprofil består av en samling av sådana värden. Typiskt beskriver en sådan samling resul- tatet av en cykel i en repetitiv positionsförändring av la- sern. Genom att spara energiprofilen från en sådan cykel och använda den som referens för efterföljande cykler, kan man för varje sparad position upptäcka alla förändringar som på- verkar reflektionen av laserljusets för den positionen. 00 0 0000 QIO c a 00 I nl Coll 0000 0 0 0 I Q I 0 0 O 0 010 III 0 0000 0 Q Q 9 . . 0 00 000 00 000 0 10 15 20 25 30 35 000000 0 0 0 nu oo n 0 nco~ 0000 . o 0 0100 0 :OO Û 0 c Q 0 2 Q 0 no to coon . O . 0 000: Genom att den reflekterande delen mäts under en inställbar tidsperiod kan områdets storlek och geografiska position be- stämmas och väljas. Tidsperiodens början och slut är in- ställbara och bestämmer avståndet från fotosensorn till om- rådets främre och bortre begränsning. Således kan med hjälp av den uppfinningsenliga anordningen ett godtyckligt område övervakas utan anordnande av fysiska begränsningsorgan. En- ligt uppfinningen utnyttjas således en pulsad laser och i tiden selektiv mätning av det reflekterade ljuset (energin).

Den selektiva mätningen görs på så sätt att endast det ljus (energin) som tas emot under de tider som motsvara reflek- tioner i det aktuella, intressanta området som man önskar övervaka tas med i mätningen. Om exempelvis endast ett områ- de på O-100 m skall övervakas tas endast de reflektioner som registreras inom ungefär 2 ps med i mätningen eller om ett område mellan 100-200 m skall övervakas tas endast reflek- tioner som kommer mellan ungefär 2-4 us med. Eftersom det är möjligt att använda flera olika tidsintervall på samma puls- svar och olika tidsintervall på olika positioner kan man i stort sätt definiera ett godtyckliga områden att övervaka.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är utvärderingsenhe- ten inrättad att inleda nämnda mätning en inställbar första tid efter att laserpulsen utsändes och avsluta nämnda mät- ning en inställbar andra tid efter att laserpulsen utsändes, varvid nämnda tidsperiod. motsvarar skillnaden mellan den andra tiden och den första tiden.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är nämn- da laser anpassad att utsända en laserstråle som bildas av successiva laserpulser, ett så kallat pulståg.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning är anordningen inrättad att svepa laserpulser över om- rådet på så sätt att väsentligen hela området utsätts för laserpulser under ett svep. En sådan svepning kan åstadkom- 00 0000 nano O 0 i g Il; I I O 10 15 20 25 30 35 f. 2 7 1 'Ä gu: šuzš ä:.êâ.:. . ana-hå: .Tzâânâ 6 mas genom att nämnda laser och fotosensor roteras med en re-' ciprokerande 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 anord- ningen vara inrättad att svepa laserstrålen över området med en reciprokerande rörelse så att det svepta området får en sektorliknande form med två begränsande ändlinjer som bildar en vinkel mellan varandra. Svepningen kan ske i ett godtyck- ligt plan, exempelvis ett horisontellt plan eller ett verti-v kalt plan. Svepningen kan emellertid också ske både horison- tellt och vertikalt för svepning och övervakning av ett om- råde i rymden.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är nämn- da laser inrättad att utsända laserljus med 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 begränsat område, exempelvis hela spårområdet i närhe- ten av en tunnelbanestation med hjälp av en enda laser. Den relativt långa våglängden är mindre skadlig för det mänskli- ga ögat än en i sådana övervakningssammanhang vanligen an- vänd laser som arbetar med en betydligt kortare våglängd.

Tack vare den nu föreslagna våglängden kan således en laser- stråle 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. Företrä- desvis är våglängden längre än eller 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 våglängdenëungefär 1535 nm.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar anordningen en vinkelgivare som känner av en vinkel mel- lan en momentan laserpuls och den ena vändlinjen. Med hjälp o Doo ooo I o lo too oo o oo oooo oooo o o oo o o o o o o oo o Û I I o o o o o o oooo o o o lo o oo oo; 10 _15 20 25 30 35 5 2 7 Iê :då F âígæ š.: . âooš . 7 av en sådan vinkelgivare är det möjligt att bestäma vinkel- positionen för ett eventuellt föremål inom området.

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- tämt värde. Utvärderingsenheten är således inrättad att be- arbeta en signal som genereras av den reflekterade strålen en i syfte att bestäma 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.

Speciellt kan referenssignalen utgöras av en energiprofil, dvs. en kurva som motsvarar en svepning över området, varvid den genererade signalen som också kan utgöras av en energi- dvs. profil, 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 normaltillstånd råder, dvs. inget oönskat föremål be- finner sig inom området, är kurvorna väsentligen lika, var- vid en rät linje kan erhållas på en bildskärm. Om ett speci- ett oönskat föremål har kom- ellt tillstånd uppträder, dvs. mit in på området, kommer den generade signalens kurva att avvika från referenssignalens kurva och man får en tydlig avvikelse hos nämnda linje på bildskärmen. Denna avvikelse kan lätt avläsas manuellt eller på ett automatiskt sätt.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är ut- värderingsenheten inrättad att med hjälp av nämnda vinkelgi- vare registrera en första vinkel så snart den genererade signalen uppvisar nämnda avvikelse och en andra vinkel så nl 0 I lt O I 0 0000 Ino c n lo 0 0000 0:00 ac a U ÛOI CIO I O U o 000 lo oc; o 10 15 20 25 30 35 (fl h.) \'! .à ~ x! i! snart den genererade signalen inte längre uppvisar nämnda avvikelse. Utvärderingsenheten kan då vara inrättad att upp-_ skatta ett oönskat föremàls storlek med hjälp av skillnaden mellan nämnda vinklar.

Enligt en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfin- ning innefattar anordningen en minnesenhet inrättad att lag- ra den genererade signalen. Vidare kan referenssignalen vara lagrad i en ndnnesenhet. Med fördel är utvärderingsenheten inrättad att uppdatera referenssignalen med hjälp av den ge- nererade signalen. Således kan en ny referenssignal, som lagras i minnesenheten, skapas vid varje ny svepning om den senast genererade signalen i allt väsentligt, men inte nöd- vändigtvis fullständigt, överensstämmer med referenssigna- lens kurva. På så vis kan anordningen på ett bekvämt sätt själv anpassa sig till ändrade ljusförhållanden, långsamma tillåtna förändringar inom området 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 avi en övervakningskamera där avvikelsen uppträder, dvs. vid den position där det oönskade föremålet befinner sig.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefat- tar utvärderingsenheten en tidmätningsenhet inrättad att re- gistrera en första tidpunkt när en laserpuls utsändes och en andra tidpunkt när den reflekterade Helen mottages. Utvärde- ringsenheten kan då vara inrättad att beräkna avståndet till ett oönskat föremål med hjälp av skillnaden mellan den andra tidpunkten och den första tidpunkten. Vidare kan utvärde- ringsenheten vara inrättad att beräkna ett oönskat föremàls storlek med hjälp av skillnaden mellan nämnda vinklar och 10 15 20 25 30 35 JL 0 0 9 c oo ao mono o 0 n n ao a u 2 .on.u0 rf17 w-Jkf. . ,._¿ \J - onouou 0 0 0 nu oonauo 1 . o onoo uno n g o »uno non c -ao o n avoo . I . 0 oooo owe 1 0 con.

Q Q n 0 neon \0 med hjälp av skillnaden mellan den andra tidpunkten och den första tidpunkten. Enligt denna utföringsform är det således nñjligt att bortse från föremål som är mindre än vad som önskas upptäckas. Om anordningen är avsedd för att detektera människor är det fördelaktigt om den inte ger utslag för småfåglar. Med hjälp av den ovan nämnda avståndsinformatio- nen och genom att räkna hur många pulser träffade föremålet samt vinkelvärdet för varje puls kan föremålet storlek be- stämmas.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefat- tar anordningen åtminstone en andra laser, som är ansluten till utvärderingsenheten och anpassad att utsända en laser- puls av en bestämd våglängd över området, och åtminstone en andra fotosensor, som är ansluten till utvärderingsenheten och inrättad att mottaga en reflekterad del av laserpulsen, varvid utvärderingsenheten är inrättad att mäta den reflek- terade delen av laserpulsen under en inställbar tidsperiod efter att laserpulsen sändes ut från den andra lasern, att generera en andra signal som beror av den uppmätta reflekte- rade delen och att bearbeta den genererade signalen i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom områ- det. Den första lasern och den första fotosensorn kan då sä- gas bilda ett första system som är placerat på ett bestämt avstånd från en andra system som bildas av den andra lasern och den andra fotosensorn. Utvärderingsenheten kan vara in- rättad att uppskatta ett oönskat föremåls storlek genom att jämföra den första signalen från det första systemet och den andra signalen från det andra systemet. Med två eller fler sådana system är det också möjligt att bortse från ett litet föremål. Om ett litet föremål är så nära ett av systemen att det bedömer föremålet vara en giltig detektering, skall det andra systemet, eller andra systemen uppfatta föremålet som litet. På samma sätt skall ett tillräckligt stort föremål bedömas som stort av båda eller alla systemen. 00 I on 000: oo I o nu n n q 'z ," :. : : : '-: °°~. .~ -- -- I nu oss Oo nu. . °,,' 10 15 20 25 30 35 5 2 7 t; o nu u av oro: “': o.'o 10 Ändamålet uppnås också med den inledningsvis angivna använd- ningen av en anordning enligt ovan för övervakning av nämnda område. Med fördel kan området innefatta ett område vid en järnväg, en flygplats eller en fartygshamn. Ändamålet uppnås också med det inledningsvis angivna förfa- randet som innefattar stegen: utsändning av en laserpuls av en bestämd våglängd över området, mottagning av en reflekte- rad del av laserpulsen, mätning av den reflekterade delen av laserpulsen under en inställbar tid efter att laserpulsen sändes ut, generering av en signal som beror av den uppmätta reflekterade delen, och bearbetning av den genererade signa- len i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom området. Vàglängden kan med fördel vara längre än eller lika med 1200 nm.

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.

Fig. 1 visar schematiskt en sidovy av en anordning enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar schematiskt en vy fån ovan av anordningen i Fig. 1.

Pig. 3 visar schematiskt en bildskärm hos anordningen i Fig. 1 vid ett normaltillstànd. _ Fig. 4 visar schematiskt en bildskärm hos anordningen i Pig. l vid ett speciellt tillstånd.

Fig. 5 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning enligt en annan utföringsform.

Fig. 6 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning enligt uppfinningen vid ett område av en tunnelba- nestation. 10 15 20 25 30 35 5137 “Ü " ll Fig. 7 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning enligt uppfinningen vid ett område vid en järn- vägsövergång.

Fig. 8 visar schematiskt en vy fån ovan av en anordning enligt uppfinningen vid ett område av en flyg- plats.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 och 2 visar en anordning 1 som är anpassad för över- vakning av ett valbart område 2 i syfte att detektera om ett oönskat föremål 3 befinner sig inom området. Anordning 1 in- nefattar ett stödelement 5 och ett bärarelement 6. Stödele- mentet 5 är avsett att placeras eller monteras vid en ände eller sida av det område 2 som skall övervakas. Stödelemen- tet 5 kan därvid innefatta fastsättningsorgan 7 av lämplig typ för fastsättning av stödelementet 5 på ett underlag. I den visade utföringsformen är stödelementet 5 utformat som en horisontell platta för applicering på ett horisontellt underlag, exempelvis marken. Stödelementet 5 kan emellertid också vara utformat på så sätt att anordningen kan fästas vid exempelvis en vertikal vägg. Bärarelementet 6 är anord- nat på stödelement 5 på så sätt att bärarelementet 6 är ro- terbart fram och tillbaka i förhållande till stödelementet.

I den visade utföringsformen åstadkoms denna reciprokerande rotation med hjälp av en motor 8. Anordningen kan även ut- formas som en mobil enhet, varvid stödelementet 5 är utfor- mat att vara placerbart på en lämplig plats i närheten at det område 2 som skall övervakas.

Anordningen 1 innefattar vidare en laser 10, som är anpassad att utsända en laserstråle 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 laserstràlen B. Lasern 10 I anno oc; I Û U I 0 n nu; 000 Q po.. o o o n o no coq g 10 15 20 25 30 35 5§Ö'7 ¶ 7 och fotosensorn 11 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 11 roteras på så sätt att laser- strålen B sveper fram och tillbaka över området 2, varvid det svepta området 2 är sektorformat.

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.

Lasern 10 kan vara en diodlaser som arbetar med intermittent drift, en så kallad pulsad laser, med en pulsfrekvens på ex- empelvis ungefär 7 kHz. Lasern 10 är anpassad att utsända laserljus i form av en laserstråle B som består av successi- va laserpulser, ett så kallat pulståg. Varje laserpuls kan ha en tidslängd på 2-10 ns, exempelvis 4-5 ns. Tiden mellan varje laserpuls är väsentligt längre än pulslängden och kan med den ovan nämnda frekvensen således vara i storleksord- ningen. 140 us. Laserljuset har en 'våglängd som kan vara längre än eller lika med 1200 nm, företrädesvis längre än eller lika med 1300 nm, mer företrädesvis längre än eller lika med 1400 nm och mest företrädesvis längre än eller lika med 1500 nm. Speciellt kan våglängden vara ungefär 1535 nm.

Eftersom laserljus med en våglängd över 1200 nm ej är syn- ligt för ögat erfordras den ovan nämnda siktlaser 12 för in- stallation av anordningen. Siktlasern 12 arbetar således med en våglängd som är kortare än 12 nm. Lasern 10 har en hög effekt eftersom pulslängden är kort i förhållande till tiden mellan pulserna.

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 tillbakagående rörelse. Därvid kan motorn 8 vara OI 0 0000 000 0 n 00 10 15 20 25 30 35 fin" 131; ...., nano: no oc ann inställd pà en sådan svephastighet att nämnda svep i ena riktningen varar kortare tid än 13 sekunder, företrädesvis kortare tid än 2 sekunder och mer företrädesvis kortare tid än 1 sekund.

Det möjliga området 2 eller svepsektorn begränsas således av laserns 10 och fotosensorns 11 räckvidd och av vinkelavstån- det cx mellan den franl och tillbakagående laserstrålens B änalinjer 13', 13". formad på så sätt att laserstrålen B kan svepa över väsent- Anordningen 1 är således med fördel ut- ligen hela området 2 under ett svep i en riktning. Lasern 10 och fotosensorn har en lång räckvidd, vilket innebär att om- rådet 2 har en utbredning som sträcker sig åtminstone 50 me- speciellt 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150 meter eller mer, från lasern 10. Områdets 2 främre och bortre begräns- ning l4', 14" bestäms av den tid under vilken detektering sker, vilket skall förklaras närmare nedan. ter, Anordningen 1 innefattar vidare en vinkelgivare 15, 16 som tillhandahåller laserstrålens B vinkel ß i förhållande till den ena vändlinjen l3'. Vinkelgivaren 15, 16 kan exempelvis innefatta ett halvcirkelformigt kamelement 15 som är monte- rat 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 5, 6. Ge- nom att känna av avståndet från givaren 16 till kamelementet 15 kan den aktuella vinkel B bestämmas med stor noggrannhet.

Vinkelgivaren 15, 16 kan även realiseras på en mängd andra sätt, exempelvis med hjälp av en 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, en tidmätningsenhet 23 och en bildskärm 24 eller liknande.

II o uno . . _. . n nano O 0 h o Ino nu. oo o y . , . _ 0 oo nu; on an; g OO I 0 I 0 I 0 a 10 15 20 25 30 35 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 2 om den genererade signalen avviker från referenssig- nalen med ett minsta förbestämt värde.

Referenssignalen som lagras i minnesenheten 22 kan utgöras av en energiprofil, dvs. en kurva som motsvarar en svepning över området 2 vid ett normaltillstånd, dvs. när inget oöns- kat föremål befinner sig inom området 2. Den genererade sig- nalen kan också utgöras av en energiprofil, dvs. kurva som motsvarar en ny eller den senaste svepningen över området 2.

Om inget föremål befinner sig inom området 2 vid denna nya svepning kommer kurvan för den genererade signalen att vara väsentligen identisk med kurvan för referenssignalen. Jämfö- relsen av de två signalerna kan göras med hjälp av en sub- traktion av de två kurvorna från varandra. En sådan jämfö- relse mellan de tvà signalerna kan göras på ett mycket snabbt sätt och med förhållandevis lite datorkraft. För att minska fel från sambandet mellan vinkelgivaren 15, 16 och den reflekterade laserstrålen kan de jämförande svepen göras mellan två svep i samma riktning, dvs. mellan två svep som börjar vid samma ändlinje 13', l3". Om svep 1 går medurs, svep 2 moturs, svep 3 medurs kan således svep l och 3 jämfö- ras med varandra och svep 2 och 4 med varandra.

Om inget föremål befinner sig inom området 2, dvs. om nor- maltillståndet råder, representeras av en rät linje 26 som löper parallellt med en kan resultatet av denna subtraktion tidsaxel och som exempelvis kan visas på bildskärmen 24, 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- o oooo oooo 0 o oo o I I 10 15 20 25 30 35 f-fff, v' ._ .r målet. Detta avvikande värde kan på bildskärmen 24, se Fig. 4, eller någon annan avlägset belägen bildskärm, visas som en avvikelse 27 från den räta linjen. En sådan avvikelse 27 kan lätt avläsas manuellt av en person som ansvarar för övervakningen av spårområdet.

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 (ej visad) där avvikelsen uppträ- der, dvs. vid den position där det oönskade föremålet befin- ner sig. Anordningens l känslighet eller gränsvärdet för att ge larm kan varieras som en funktion av avståndet från la- sern 10 till den punkt där laserstrålen B reflekteras vid normalstillståndet. Denna känslighet kan ställas in vid in- stallation av anordningen 1, varvid en specifik känslighet definieras för varje enskild vinkel ß. En sådan varierande känslighet över området 2 eller svepsektorn förbättrar dyna- miken i systemet och minskar risken för falsklarm vid starka reflexsignaler på korta avstånd.

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- turligtvis är det även möjligt 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 10 15 20 25 30 35 ändrade ljusförhållanden, làngsama 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 B 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.

Utvärderingsenheten 20 är inrättad att mäta den reflekterade delen av laserpulsen B under en inställbar tidsperiod efter att laserpulsen B har sänts från lasern 10. Tidmätningsenhe- ten 23 känner av när laserpulsen B sänds. Utvärderingsenhe- ten 20 är inrättad att inleda mätning av den reflekterade delen en inställbar första tid efter att laserpulsen B har sänts och avsluta mätningen av den reflekterade delen en in- ställbar andra tid efter att laserpulsen utsändes. Den ovan nämnda tidsperioden motsvarar skillnaden nællan den andra tiden och den första tiden.

Tidmätningsenheten 24 kan också vara inrättad att registrera en första tidpunkt när en laserpuls B utsändes, jämför ovan, och en andra tidpunkt när den reflekterade delen mottages.

Utvärderingsenheten 20 kan då beräkna avståndet till ett oönskat föremål med hjälp av skillnaden. mellan den andra tidpunkten och den första tidpunkten. Vidare kan utvärde- ringsenheten 20 beräkna ett oönskat föremàls storlek med hjälp av skillnaden mellan ovan nämnda vinklar och med hjälp av skillnaden xnellan den andra. tidpunkten och den första tidpunkten.

Fig 5 visar en andra utföringsform av anordningen som förut- om en första laser 10 och en första fotosensor ll även inne- fattar en andra laser l0', som är ansluten till utvärde- o OI OI O o oi O ÜÜOI C OO O I IC oooo ouoo I l g I ooo o Û ' o o 0 ooo Oo ooo o 10 15 20 25 30 35 ringsenheten 20 och anpassad att utsända en andra laserpuls B av en bestämd våglängd över området 2, och en andra foto- sensor l1', som är ansluten till utvärderingsenheten 20 och inrättad att mottaga en reflekterad del av den andra laser- pulsen B. Utvärderingsenheten 20 är också inrättad att mäta den reflekterade delen av den andra laserpulsen B under en förutbestämd tidsperiod efter att laserpulsen sändes ut från den andra lasern 10', att generera en andra signal som beror av den uppmätta reflekterade delen och att bearbeta den ge- nererade signalen i syfte att bestäma om ett oönskat före- mål befinner sig inom området 2. Enligt den andra utförings- formen är den första lasern 10 och den första fotosensorn ll är placerade på ett förutbestämt avstånd från den andra la- sern 10' och den andra fotosensorn ll', varvid utvärderinge- enheten 20 kan uppskatta ett oönskat föremâls storlek genom att jämföra den första signalen och den andra signalen. Fö- reträdesvis är den andra lasern 10' och den andra fotosen- sorn ll' av samma typ som den första lasern 10 och den för- sta fotosensorn ll.

Enligt en utföringsform som visas i Fig. 6 innefattar områ- det 2 ett spårområde 42 vid en tunnelbanestation eller en järnvägsstation. I denna tillämpning kan anordningen 1 vara placerad bredvid spåret 43 och nedanför perrongen 44. Före- trädesvis 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 tunnelba- nestationen. Enligt en speciell utföringsform utgörs uppfin- ningen av ett övervakningssystem som innefattar ett spàrom- råde 42 vid ett tunnelbanespår 43 eller ett annat järnvägs- spår 43 och en anordning enligt dvan för övervakning av spàrområdet 42.

Enligt en ytterligare utföringsform som visas i Fig. 7 inne- fattar området 2 ett spåromràde 42 vid ett järnvägsspår 43, OI 0 o I IÛII Oil O I DI 0000 QOOO 0 O O OI ons I 00 O I n I Ian nu 0 I 00 oo 0 0 o 9 I O 0 Oo 1 10 15 20 25 30 exempelvis vid, en järnvägsövergàng, dvs järnvågsspàret 43 korsas av en väg 44.

Enligt en ytterligare utföringsform som visas i Fig. 8 inne- fattar området 2 ett flygplatsomràde 52 på en flygplats.

Flygplatsområdet 52 kan exempelvis vara en uppställnings- plats för flygplan 55, en start- och landningsbana, eller något liknande område där flygplanen 55 befinner sig. Med hjälp av anordningen 1 kan det aktuella flygplatsområdet 52 övervakas på ett effektivt sätt och en varningssignal kan genereras om en inkräktare, som ej har tillåtelse att vistas inom området, eller något oönskat föremål kommer in på flyg- platsområdet 52 när ett flygplan 55 skall passera. Ett så- dant föremål kan vara ett annat flygplan 55, något annat flygplatsfordon, etc.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsfor- merna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven. I de bifogade figurerna visas en anordning för svepning i ett väsentligen horisontellt plan.

Beroende på hur anordningen positioneras kan den emellertid utnyttjas för svepning i ett godtyckligt plan, exempelvis ett väsentligen vertikalt plan. Anordningen kan också inne- fatta medel för att åstadkomma en rörelse, exempelvis en re- ciprokerande rörelse, hos bärarelementet 6 i förhållande till stödelementet 5 i rymden, dvs bärarelementet 6 rör sig både i horisontell riktning och i vertikal riktning i för- hållande till stödelementet 5. Naturligtvis kan en sådan svepning i rymden, liksom en svepning i väsentligen ett plan, också åstadkommas med hjälp av optik istället för med det visade mekaniska arrangemanget.

Claims (26)

O v: u .. . . .cos on I 000 :oo o . . 000 nu oc: 10 15 20 25 30 35 "f" 155 lq Patentkrav

1. Anordning som är anpassad för övervakning av ett be- gränsat område (2) i syfte att detektera om ett oönskat fö- remàl befinner sig inom omrâdet, varvid anordningen innefat- tar åtminstone en första laser (10), som är anpassad att utsända en laserpuls av en bestämd våglängd över området, åtminstone en första fotosensor (ll), mottaga en reflekterad del av laserpulsen, och (20), som är ansluten till lasern som är inrättad att en utvärderingsenhet (10) (ll), kännetecknad av att utvärderingsenheten är inrättad att mäta och fotosensorn under en inställbar (10), att generera en signal som beror av den uppmätta reflektera- de delen och att bearbeta den genererade signalen i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom områ- det. den reflekterade delen av laserpulsen tidsperiod efter att laserpulsen sändes ut från lasern

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att utvärde- ringsenheten (20) är inrättad att inleda nämnda mätning en inställbar första tid efter att laserpulsen utsändes och av- sluta nämnda mätning en inställbar andra tid efter att la- nämnda tidsperiod motsvarar serpulsen utsändes, varvid skillnaden mellan den andra tiden och den första tiden.

3. Anordning enligt något av kraven 1 och 2, kännetecknad av att nämnda laser (10) är anpassad att utsända en laser- stråle (B) som bildas av successiva laserpulser.

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att anordning- en (1) är inrättad att svepa laserstrålen (B) över området (2) på så sätt att väsentligen hela området utsätts för la- serstrålen under ett svep. 10 15 20 25 30 35 tecknad av att nämnda laser 20

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att anordning- en (1) är inrättad att svepa laserstràlen (B) över området (2) med en reciprokerande rörelse så att det svepta området får en sektorliknände fornx med två begränsande ändlinjer (l3', l3") som bildar en vinkel (d) mellan varandra.

6. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- (10) är inrättad att utsända la- serljus med en våglängd som är längre än eller lika med 1200 nm.

7. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att anordningen (1) innefattar en vinkelgivare (15, 16) som känner av en vinkel (ß) mellan en momentan la- serpuls (B) och en referenslinje.

8. Anordning enligt kraven 5 och 7, kännetecknad av att nämnda referenslinje bildas av den ena vändlinjen (l3').

9. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att jäm- föra den genererade signalen med en referenssignal och att fastställa att ett föremål befinner sig inom området (2) om den genererade signalen uppvisar en avvikelse från referens- signalen med ett minsta förbestämt värde.

10. Anordning enligt kraven 4, 7 och 9, kännetecknad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att med hjälp av nämnda vinkelgivare (15, 16) registrera en första vinkel så snart den genererade signalen uppvisar nämnda avvikelse och en andra vinkel så snart den genererade signalen inte längre uppvisar nämnda avvikelse.

11. ll. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att utvärde- ringsenheten (20) är inrättad att uppskatta ett oönskat fö- cc ouoo nano o o q . Ica con 0 s C 10 15 20 25 30 35 tecknad av att anordningen innefattar en minnesenhet ll storlek med hjälp av nämnda remàls* skillnaden mellan vinklar.

12. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- (22) inrättad att lagra den genererade signalen.

13. Anordning enligt kraven 10 och 12, kännetecknad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att uppdatera referens- signalen med hjälp av den genererade signalen.

14. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att ge- nerera en varningssignal om den fastställer att ett föremål (3) befinner sig inom området.

15. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att utvärderingsenheten (20) innefattar en tid- mätningsenhet (24) inrättad att registrera en första tid- punkt när en laserpuls utsändes och en andra tidpunkt när den reflekterade delen mottages.

16. Anordning enligt krav 15, kännetecknad av att utvärde- ringsenheten (20) är inrättad att beräkna avståndet till ett oönskat föremål med. hjälp av skillnaden. mellan den andra tidpunkten och den första tidpunkten.

17. Anordning enligt kraven 11 och 16, kännetecknad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att beräkna ett oönskat föremåls storlek med hjälp av skillnaden mellan nämnda vinklar och med hjälp av skillnaden mellan den andra tid- punkten och den första tidpunkten.

18. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av anordningen innefattar nu l Oona an. I I OO I 0 O II g . z . .. .I0. :one con: I :- - I '%'°z O!! 00 IDO OI I 0 O g Û Û O I 0 00 O! 10 15 20 25 30 35 .P W I r fl?'F J _, .22 åtminstone en andra laser (10), deringsenheten och anpassad att utsända en laserpuls (B) av en bestämd våglängd över området, och åtminstone en andra fotosensor (11), utvärderingsenheten och inrättad att mottaga en reflekterad som är ansluten till utvär- som är ansluten till del av laserpulsen (B), varvid utvärderingsenheten är inrättad att mäta den reflekterade delen av laserpulsen (B) under en inställbar tidsperiod ef- ter att laserpulsen sändes ut från den andra lasern, att ge- nerera en andra signal som beror av den uppmätta reflektera- de delen och att bearbeta den genererade signalen i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom omrà- det. kännetecknad av att den för- (11) är placerade

19. Anordning enligt krav 18, sta lasern (10) och den första fotosensorn pà ett förutbestämt avstånd från den andra lasern (10') och den andra fotosensorn (1l').

20. Anordning enligt något av kraven 18 och 19, känneteck- nad av att utvärderingsenheten (20) är inrättad att uppskat- ta ett oönskat föremàls storlek genom att jämföra den första signalen och den andra signalen.

21. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att området (2) innefattar ett område (42) vid en järnväg.

22. Användning av en anordning enligt något av kraven 1 till 20 för övervakning av nämnda område (2);

23. Användning enligt krav 22, (2) innefattar ett område (42) vid en järnväg. kännetecknad av att omrâdet

24. Användning enligt krav 22, kännetecknad av att området (2) innefattar ett område (52) vid en flygplats. 00 0 0000 non 0 o o! 00 n oo o . . .. . ' ana ons: Ü I I IQ. n o g . oc» oc von 10 15 215

25. Användning enligt krav 22, kännetecknad av att området (2) innefattar ett område (52) vid en fartygshamn.

26. Förfarande för övervakning av ett begränsat omrâde i syfte att detektera om ett oönskat föremål befinner sig inom omràdet, varvid förfarandet innefattar stegen: utsändning av en laserpuls av en bestämd våglängd över omrä- det, mottagning av en reflekterad del av laserpulsen, mätning av den reflekterade delen av laserpulsen under en förutbestämd tid efter att laserpulsen sändes ut, generering av en signal som beror av den uppmätta reflekte- rade delen; och bearbetning av den genererade signalen i syfte att bestämma om ett oönskat föremål befinner sig inom området.