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EP1224632A1 - Detection device - Google Patents

Detection device

Info

Publication number
EP1224632A1
EP1224632A1 EP01954036A EP01954036A EP1224632A1 EP 1224632 A1 EP1224632 A1 EP 1224632A1 EP 01954036 A EP01954036 A EP 01954036A EP 01954036 A EP01954036 A EP 01954036A EP 1224632 A1 EP1224632 A1 EP 1224632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
detection device
designed
evaluation unit
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01954036A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1224632B1 (en
Inventor
André HAUFE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iris GmbH IG Infrared and Intelligent Sensors
Original Assignee
Iris GmbH IG Infrared and Intelligent Sensors
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7649374&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1224632(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Iris GmbH IG Infrared and Intelligent Sensors filed Critical Iris GmbH IG Infrared and Intelligent Sensors
Publication of EP1224632A1 publication Critical patent/EP1224632A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1224632B1 publication Critical patent/EP1224632B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit

Definitions

  • the invention relates to a detection device for detecting people or objects and their direction of movement, with a sensor arrangement for detecting electromagnetic radiation with the wavelength of visible and / or invisible light which is reflected or emitted by a person or an object, and with an evaluation unit which is associated with is connected to the sensor arrangement and is designed to derive a signal from the radiation detected by the radiation sensor arrangement and to emit a detection signal for as far as possible every object or person detected by the radiation sensor arrangement.
  • the invention relates to a counting device for people, which is connected to a corresponding detection device.
  • One area of application of such detection devices is the detection of people who cross the entry or exit area of a means of transport in order to count the number of passengers who get on or leave the means of transport.
  • detection devices which have sensor elements arranged one behind the other with respect to the intended direction of movement of the passengers and which determine the direction of movement of persons detected by correlating the radiation detected by the sensor elements. Such detection devices are thus able not only to determine the presence of an object or a person, as in the case of a simple light barrier, but also their direction of movement.
  • One problem is to reliably detect people who are not moving in a targeted manner, who, for example, stop in the entrance area of a bus, or to distinguish the signals originating from different people in close proximity to one another.
  • DE 197 21 741 One approach to solving the latter problem is mentioned in DE 197 21 741.
  • a continuous distance signal for detected objects and to compare the distance function obtained in this way with predetermined or stored distance characteristics of known objects in order to obtain information about the number, the movement or the type of objects.
  • this is done by means of an active signal transmitter / detector arrangement. Active means that the detector picks up the radiation emitted by the signal transmitter and reflected by the object or person.
  • a detection device of the type mentioned at the outset which comprises individualization means which are connected to the evaluation unit and designed to obtain information individualizing an object or a person and which is connected to a memory which is designed, at least one section to store the progress signal and the information individualizing the object or person as characteristic parameters associated with the progress signal.
  • the parameter can be derived directly from the course signal or from the course signal and an additional signal that can be obtained by an additional passive sensor and / or can be derived from an active radiation source.
  • the parameter can also be one-dimensional or multidimensional, for example a matrix or a vector with multiple values, which in particular individualize a person.
  • the invention is based on the idea of combining, in a manner known per se, a passively obtainable course signal with at least one characteristic parameter, so that an at least two-dimensional signal or parameter matrix results, which also contains information about the time course of the radiation detected by the sensor arrangement combined additional information.
  • a motion signal to be derived from the history signal by signal correlation in a manner known per se from DE 42 20508 or EP 0 515 635 and to assign this motion signal as reliably as possible to an individual object or person using the characteristic parameter or parameters.
  • the characteristic parameter preferably describes a person-specific parameter, such as hair color, size, stature, etc.
  • the additional, characteristic parameter can be determined solely from the signal morphology.
  • the invention preferably provides the detection device with additional means for determining the characteristic parameter.
  • additional means two alternatives have proven to be particularly suitable in an unpredictable manner, namely a radiation source in order to implement an active arrangement of the detection device, or alternatively or additionally an additional sensor for detecting a further signal in addition to the radiation, for example one acoustic signal or an odor signal.
  • the additional parameter can be determined by evaluating the radiation reflected by an object or a person in relation to the radiation emitted by the radiation source. In this way, information about the transit time of a signal from the radiation source via a reflective person to the sensor arrangement or the degree of reflection can be obtained.
  • the range greater than 1400 nm is preferred as the frequency or wavelength range of the electromagnetic radiation, for the detection of which the sensor arrangement is designed. In the case of an active arrangement with a radiation source, this wavelength range also applies to the radiation source. It has been found that both a favorable signal-to-noise ratio and a high level of eye safety can be achieved in this wavelength range.
  • a radiation power lying in this wavelength range can be more than 1000 times greater than, for example, in the range of 1050 nm, without this being associated with a health hazard.
  • configurations of the detection device are preferred which are designed to be arranged in entry and exit openings, for example doors of vehicles or rooms.
  • a preferred area of application for the detection device is passenger counting for example in buses.
  • the detection device is preferably connected to a location transmitter such as a GPS receiver.
  • the passenger numbers determined by the detection device by means of a counting unit for the boarding and disembarking passengers can thus be assigned to specific routes or stops of a bus.
  • integrated vehicle management is possible. This can be used for an entire vehicle fleet if the detection devices and location transmitters of different vehicles are designed to be connectable to a central station by radio.
  • the radiation source is arranged, for example, in the entrance area of a vehicle in such a way that the radiation emanating from the radiation source hits the person crossing the entrance area from above and is reflected from the top of the head in such a way that the size of a is determined from the transit time of the signal Person can be determined.
  • the characteristic parameter to be stored then corresponds to the size of the person.
  • the synchronously recorded progress signal can be uniquely assigned to a person of the appropriate size using the characteristic parameter. Since most people differ in size, at least within certain limits, a largely individual assignment of history signals is possible in this way, so that such history signals can also be assigned as starting from two different people, which result from that of two in close proximity to one another result in outgoing radiation.
  • An essential difference from the device known from DE 197 21 741 is that, for example in the case of determining the size of the person to form the characteristic parameter, the distance function - that is to say the change in distance - is not stored and compared with other distance functions, but rather only the minimum of the distance between the radiation source and the sensor arrangement on the one hand and the top of a person's head on the other hand.
  • both the solutions known from DE 42 20 508 and EP 0 515 635 and from DE 197 21 741 are based solely on the correlation of two signal profiles or functions.
  • the characteristic parameter is not derived from a comparison or a correlation of functions under signal profiles, but rather is formed from a signal alone.
  • This signal can originate, for example, from an infrasound sensor for detecting heart sounds and thus the heart rate, or from the arrangement already described for detecting the size of the person, or also from a sensor matrix arrangement onto which an image of the people crossing an entrance area is projected, so that from the image a parameter characterizing the contour of the people can be obtained.
  • the sensor matrix arrangement can be connected to a radiation source of the type described above to form an active sensor, so that a three-dimensional height contour of a detected person can be recorded as a characteristic parameter.
  • At least one corresponding sensor is preferably provided in each case for recording such or other signals individualizing a person.
  • This sensor is preferably switched on when the signal shows that the person being detected is currently very close to the sensor. Alternatively, the sensor remains switched on continuously and only that section of the signal originating from the sensor is used which was recorded at the point of greatest proximity to the sensor.
  • the detection device preferably comprises corresponding location or distance determination means and a selection unit connected to this, which selects the corresponding signal section originating from the sensor for further processing.
  • several characteristic parameter or parameter profiles can be obtained simultaneously and combined with one another in order to enable an even more precise differentiation of the information obtained and thus an even clearer individualization of the persons recorded. Further preferred embodiments are mentioned in the subclaims.
  • this includes detection devices with an additional sensor for individual characteristics such as size, shape, hair color, heart sounds or smell of a person or an object.
  • Figure 1 shows a first variant of a detection device with an active
  • FIG. 2 shows a detection device similar to FIG. 1 with a passive sensor unit and an additional sensor for a person-specific feature;
  • Figure 3 shows a detection device with a passive sensor matrix
  • FIG. 4 shows a detection device similar to FIG. 3 with an active sensor matrix for recording a multidimensional person-specific feature.
  • the detection device 10 shown in FIG. 1 has two infrared sensors 12 and 14 which, for example, enter or exit the entry area of a bus Exit direction can be arranged arranged one behind the other.
  • An infrared radiation source 16 is attached between the two sensors 12 and 14.
  • the sensors 12 and 14 and the radiation source 16 are each connected to an evaluation unit 18.
  • the evaluation unit 18 comprises three modules, a distance module 18.1, a correlation module 18.2 and an assignment module 18.3.
  • the evaluation unit 18 is also connected to a memory 20 and a counting unit 22.
  • the sensor 12 and the radiation source 16 are connected together with the distance module 1 8.1 of the evaluation unit 18.
  • the distance module 18.1 the phase relationship between the radiation emitted by the radiation source 16 and the radiation received by the sensor 12 is determined and thus the transit time is determined which the signal emitted by the radiation source 16 and reflected by an object requires in order to be transmitted by the sensor 12 to be included.
  • the distance between radiation source 16 and sensor 12 on the one hand and a reflecting surface on the other hand can be determined.
  • the distance to a reflecting object can also be determined directly via the wavelength of the signal emitted by the radiation source 16 and the phase relationship between emitted and received radiation. The technologies required for this are generally known.
  • the size of a person crossing the boarding area can be inferred from the minimum of a sequence of successive distance measurements. This minimum is stored as a person size in the memory 20 and represents a parameter characteristic of the person.
  • the radiation signals reflected or emitted by a person are recorded with the two sensors 12 and 14 and correlated with one another. Due to the movement of a person 24 getting on the bus, for example, the two radiation sensors 12 and 14 similar course signals that are time-shifted from each other. The direction of movement and the speed of a person 24 getting in or out can be determined from the distance between the two sensors 12 and 14 and the time offset between the course signals recorded by them.
  • the signal picked up by sensor 12 changes compared to the signal picked up by sensor 14 or vice versa, this is an indication of a reflecting or radiating object in the detection range of sensors 12 and 14. Changes in the radiation background occur synchronously by both sensors 12 and 14 and can therefore be hidden. If the evaluation of the course signals of the sensors 12 and 14 obtained in this way reveals that the two course signals have a time offset or do not correlate with one another in such a way that the correlation exceeds a certain measure, the speed of an object can be determined from the time offset of the signals.
  • the assignment module 18.3 is able to identify a person as getting in or out.
  • the counting unit 22 is connected to the assignment module 18.3 and is designed such that a counter is increased by one for each person identified by the assignment module 18.3 as rising, and decreased by one for each person who exits.
  • the counter reading in the counting unit 22 thus indicates the number of people who are on a bus, for example.
  • the counting unit can be connected to a plurality of evaluation units 18 which are assigned to a plurality of input areas of a means of transport.
  • the detection device 10 'in FIG. 2 has a passive sensor unit formed by the sensors 12 and 14 for recording the progress signal.
  • an additional sensor 26 is provided, which records a person-specific feature, such as the hair color or heart tones or the like.
  • the additional signal is evaluated by an evaluation module 18.1 'of the evaluation unit 18'.
  • the assignment to the course signal recorded by the sensors 12 and 14 is carried out, as already described for FIG. 1, by the assignment module 18.3.
  • the evaluated additional signal is assigned to the history signal and stored in the memory 20.
  • the detection device 30 in FIG. 3 is constructed similarly to the detection device 10 from FIG. 1. Two infrared sensors 32 and 34, an evaluation unit 36, a memory 38 and a counting unit 40 are also provided. Not an active radiation source such as radiation source 16 from FIG. 1 is provided.
  • the sensor 32 contains a plurality of sensor elements 32.1 in a matrix-like arrangement.
  • the sensor elements 32.1 are in the focus of an imaging device as in a converging lens 32.2. The radiation emanating from a person 42 is thus projected onto the sensor matrix 32.1 as an image of the person 42.
  • Each person results in a largely individual projection pattern, which is characteristic of the respective person 42.
  • This projection pattern is fed to an image module 36.1 of the evaluation unit 36.
  • a characteristic pattern is extracted as a characteristic parameter from the projection pattern and stored in the memory 38.
  • course signals are recorded using sensors 32 and 34. It is sufficient if the sensor 34 contains only one sensor element and only one sensor element of the sensor matrix 32.1 is used for the course signal of the sensor 32.
  • the two course signals are correlated with one another in a correlation module 36.2 of the evaluation unit 36 in order to obtain movement information.
  • This movement information is stored in the memory 38 in association with the corresponding characteristic pattern.
  • An assignment module 36.3 of the evaluation unit 36 works analogously to the assignment module 18.3 from FIG. 1 and, depending on the possibly stored output values of the image module 36.1 and the correlation module 36.2, outputs a signal for each person getting on or off, which is used to control the counting unit 40 and increases or decreases a counter accordingly.
  • the detection device 30 'from FIG. 4 differs from the detection device 30 from FIG. 3 essentially in that it comprises a radiation source 44, which makes it possible to expand the sensor matrix 32.1 into an active sensor unit. By means of the radiation source 44 and the sensor matrix 32.1, it is possible to form a three-dimensional contour of an object or a person in the detection area of the sensor matrix 32.1.
  • the evaluation module 36.1 ' is connected to the radiation source 44 and the sensor matrix 32.1 and is designed such that the radiation emitted by the radiation source 44, reflected by a person or an object and detected by the sensor matrix 32.1 forms a matrix which corresponds to the three-dimensional surface contour of the object or person.
  • This matrix is stored as a characteristic parameter and information individualizing the respective person in the memory 38 is assigned to the progress signal.
  • the assignment module 36.3 is designed to compare matrices recorded when people get in with matrices that were recorded when people get out. The direction of entry and exit results from the progress signal.
  • the assignment module 36.3 is also designed for the matrix comparison for transforming matrices, in particular for rotating matrices, in order to be able to take into account the different orientation of people entering and exiting and the resulting change in the contour images to be compared.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a detection device for detecting individuals or objects and their direction of movement that comprises a radiation sensor array for detecting electromagnetic radiation having the wavelength of visible and/or non-visible light and being reflected or emitted by an individual or object. Said detection device also comprises an evaluation unit, which is connected to said sensor array. The evaluation unit is configured for forming a progression signal, which corresponds to the temporal progression of the radiation detected by the radiation sensor device, and the evaluation unit is connected to a memory. Said memory is configured for storing at least one portion of the progression signal and a characteristic parameter that is assigned to the progression signal.

Description

Erfassungsvorrichtungdetection device
Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen von Personen oder Objekten und deren Bewegungsrichtung, mit einer Sensoranordnung zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung mit der Wellenlänge sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtes die von einer Person oder einem Objekt reflektiert oder ausgestrahlt wird und mit einer Auswerteeinheit, die mit der Sensoranordnung verbunden und ausgebildet ist, aus der von der Strahlungssensoranordnung erfassten Strahlung ein Signal abzuleiten und ein Erfassungssignal für möglichst jedes von der Strahlungssensoranordnung erfasste Objekt oder jede Person abzugeben. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Zählvorrichtung für Personen, welche mit einer entsprechenden Erfassungsvorrichtung verbunden ist. Ein Anwendungsbereich derartiger Erfassungsvorrichtungen ist das Erfassen von Personen, die den Ein- oder Ausstiegsbereich eines Verkehrsmittels durchqueren, um die Fahrgäste zu zählen, die in das Verkehrsmittel einsteigen oder es verlassen. Aus der DE 42 20 508 und der EP 0 51 5 635 sind jeweils Erfassungsvorrichtungen bekannt, die bezüglich der vorgesehen Bewegungsrichtung der Fahrgäste hintereinander angeordnete Sensorelemente aufweisen und durch Korrelation der von den Sensorelementen erfassten Strahlung die Bewegungsrichtung von erfassten Personen ermitteln. Derartige Erfassungsvorrichtungen sind somit in der Lage, nicht nur wie bei einer einfachen Lichtschranke die Anwesenheit eines Objektes oder einer Person zu ermitteln, sondern auch deren Bewegungsrichtung. Ein Problem besteht jedoch darin, sich nicht zielgerichtet bewegende Personen, die beispielsweise im Eingangsbereich eines Busses stehenbleiben, sicher zu erkennen oder die von verschiedenen, sich in großer gegenseitiger Nähe befindlichen Personen stammenden Signale zu unterscheiden.The invention relates to a detection device for detecting people or objects and their direction of movement, with a sensor arrangement for detecting electromagnetic radiation with the wavelength of visible and / or invisible light which is reflected or emitted by a person or an object, and with an evaluation unit which is associated with is connected to the sensor arrangement and is designed to derive a signal from the radiation detected by the radiation sensor arrangement and to emit a detection signal for as far as possible every object or person detected by the radiation sensor arrangement. In particular, the invention relates to a counting device for people, which is connected to a corresponding detection device. One area of application of such detection devices is the detection of people who cross the entry or exit area of a means of transport in order to count the number of passengers who get on or leave the means of transport. From DE 42 20 508 and EP 0 51 5 635, detection devices are known which have sensor elements arranged one behind the other with respect to the intended direction of movement of the passengers and which determine the direction of movement of persons detected by correlating the radiation detected by the sensor elements. Such detection devices are thus able not only to determine the presence of an object or a person, as in the case of a simple light barrier, but also their direction of movement. One problem, however, is to reliably detect people who are not moving in a targeted manner, who, for example, stop in the entrance area of a bus, or to distinguish the signals originating from different people in close proximity to one another.
Ein Ansatz zur Lösung des letztgenannten Problemes ist in der DE 197 21 741 genannt. Dort wird vorgeschlagen, ein kontinuierliches Abstandssignal für erfasste Objekte zu bilden und die auf diese Weise gewonnene Abstandsfunktion mit vorbestimmten oder gespeicherten Abstandscharakteristiken bekannter Objekte zu vergleichen, um auf diese Weise Informationen über die Anzahl, die Bewegung oder die Art der Objekte zu gewinnen. Dies geschieht gemäß der DE 197 21 741 mittels einer aktiven Signalgeber/Detektoranordnung. Aktiv bedeutet, dass der Detektor die von dem Signalgeber abgegebene und von dem Objekt oder der Person reflektierte Strahlung aufnimmt.One approach to solving the latter problem is mentioned in DE 197 21 741. There it is proposed to form a continuous distance signal for detected objects and to compare the distance function obtained in this way with predetermined or stored distance characteristics of known objects in order to obtain information about the number, the movement or the type of objects. According to DE 197 21 741, this is done by means of an active signal transmitter / detector arrangement. Active means that the detector picks up the radiation emitted by the signal transmitter and reflected by the object or person.
Aus der DE 197 32 153 ist es bekannt, zwei von unterschiedlichem Standpunkt aufgenommene Bilder einer Person anhand charakteristischer Bildmerkmale einander zuzuordnen, um so eine Rauminformation zu erhalten.From DE 197 32 153 it is known to associate two images of a person taken from different points of view on the basis of characteristic image features in order to obtain spatial information.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Erfassungsvorrichtung anzugeben, die auf einfache Weise eine noch genauere Objekt- oder Personenerfassung oder Zählung erlaubt.It is an object of the present invention to provide a detection device that can easily and more precisely detect objects or people Counting allowed.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel mit einer Erfassungsvorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, welche Individualisierungsmittel umfasst, die mit der Auswerteeinheit verbunden und ausgebildet sind, ein Objekt oder eine Person individualisierende Informationen zu gewinnen und die mit einem Speicher verbunden ist, der ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt des Verlaufssignales und die das Objekt oder die Person individualisierende Information als charakteristischen Parameter dem Verlaufssignal zugeordnet zu speichern. Der Parameter kann dabei direkt aus dem Verlaufssignal abgeleitet sein oder aus dem Verlaufssignal und einem zusätzlichen Signal, das durch einen zusätzlichen passiven Sensor gewonnen und/oder von einer aktiven Strahlungsquelle abgeleitet werden kann. Der Parameter kann außerdem eindimensional oder mehrdimensional sein, also zum Beispiel eine Matrix oder ein Vektor mit mehrenen Werten, die insbesondere eine Person individualisieren.According to the invention, this aim is achieved with a detection device of the type mentioned at the outset, which comprises individualization means which are connected to the evaluation unit and designed to obtain information individualizing an object or a person and which is connected to a memory which is designed, at least one section to store the progress signal and the information individualizing the object or person as characteristic parameters associated with the progress signal. The parameter can be derived directly from the course signal or from the course signal and an additional signal that can be obtained by an additional passive sensor and / or can be derived from an active radiation source. The parameter can also be one-dimensional or multidimensional, for example a matrix or a vector with multiple values, which in particular individualize a person.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, auf an sich bekannte Weise ein passiv zu gewinnendes Verlaufssignal mit zumindest einem charakteristischen Parameter zu kombinieren, so dass sich eine zumindest zweidimensionale Signal- oder Parametermatrix ergibt, die Informationen über den zeitlichen Verlauf der von der Sensoranordnung erfassten Strahlung mit zusätzlichen Informationen kombiniert. Eine derartige Anordnung erlaubt es, auf an sich aus der DE 42 20508 oder der EP 0 515 635 bekannte Weise aus dem Verlaufssignal ein Bewegungssignal durch Signalkorrelation abzuleiten und dieses Bewegungssignal mittels des oder der charakteristischen Parameter möglichst zuverlässig einem individuellen Objekt oder einer individuellen Person zuzuordnen. Vorzugsweise beschreibt der charakteristische Parametereinen personenindividuellen Parameter, wie Haarfarbe, Größe, Statur etc.The invention is based on the idea of combining, in a manner known per se, a passively obtainable course signal with at least one characteristic parameter, so that an at least two-dimensional signal or parameter matrix results, which also contains information about the time course of the radiation detected by the sensor arrangement combined additional information. Such an arrangement allows a motion signal to be derived from the history signal by signal correlation in a manner known per se from DE 42 20508 or EP 0 515 635 and to assign this motion signal as reliably as possible to an individual object or person using the characteristic parameter or parameters. The characteristic parameter preferably describes a person-specific parameter, such as hair color, size, stature, etc.
Der zusätzliche, charakteristische Parameter kann zwar bei einer passiven Anordnung allein aus der Signalmorphologie bestimmt werden. Es ist jedoch bevorzugt ein weiterer, die Erfindung tragender Gedanke, die Erfassungsvorrichtung mit zusätzlichen Mitteln zum Bestimmen des charakteristischen Parameters auszustatten. Unter der Vielzahl der denkbaren zusätzlichen Mittel haben sich zwei Alternativen in nicht vorhersehbarer Weise als besonders geeignet erwiesen, nämlich eine Strahlungsquelle, um eine aktive Anordnung der Erfassungsvorrichtung zu verwirklichen, oder alternativ oder zusätzlich ein Zusatzsensor zum Erfassen eines weiteren Signals neben der Strahlung, z.B. eines akustischen Signals oder eines Geruchssignals.In the case of a passive arrangement, the additional, characteristic parameter can be determined solely from the signal morphology. However, it is another idea which bears the invention preferably provides the detection device with additional means for determining the characteristic parameter. Among the multitude of conceivable additional means, two alternatives have proven to be particularly suitable in an unpredictable manner, namely a radiation source in order to implement an active arrangement of the detection device, or alternatively or additionally an additional sensor for detecting a further signal in addition to the radiation, for example one acoustic signal or an odor signal.
Bei einer aktiven Anordnung mit einer Strahlungsquelle kann der zusätzliche Parameter durch Auswerten der von einem Objekt oder einer Person reflektierten Strahlung im Verhältnis zu der von der Strahlungsquelle ausgesandten Strahlung ermittelt werden. Auf diese Weise können Informationen über die Laufzeit eines Signals von der Strahlungsquelle über eine reflektierende Person zur Sensoranordnung oder den Reflektionsgrad gewonnen werden.In the case of an active arrangement with a radiation source, the additional parameter can be determined by evaluating the radiation reflected by an object or a person in relation to the radiation emitted by the radiation source. In this way, information about the transit time of a signal from the radiation source via a reflective person to the sensor arrangement or the degree of reflection can be obtained.
Als Frequenz- bzw. Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, zu dessen Erfassung die Sensoranordnung ausgebildet ist, wird der Bereich größer 1400 nm bevorzugt. Bei einer aktiven Anordnung mit einer Strahlungsqueile gilt dieser Wellenlängenbereich auch für die Strahlungsquelle. Es hat sich herausgestellt, dass sich in diesem Wellenlängenbereich sowohl ein günstiges Signal-Rausch- Verhältnis als auch eine hohe Augensicherheit erzielen lässt. Insbesondere kann eine in diesem Wellenlängenbereich liegende Strahlungsleistung mehr als 1000 mal größer sein, als beispielsweise im Bereich von 1050 nm, ohne dass damit eine Gesundheitsgefährdung verbunden ist.The range greater than 1400 nm is preferred as the frequency or wavelength range of the electromagnetic radiation, for the detection of which the sensor arrangement is designed. In the case of an active arrangement with a radiation source, this wavelength range also applies to the radiation source. It has been found that both a favorable signal-to-noise ratio and a high level of eye safety can be achieved in this wavelength range. In particular, a radiation power lying in this wavelength range can be more than 1000 times greater than, for example, in the range of 1050 nm, without this being associated with a health hazard.
Grundsätzlich sind Ausgestaltungen der Erfassungsvorrichtung bevorzugt, die zur Anordnung in Ein- und Ausgangsöffnungen wie beispielsweise Türen von Fahrzeugen oder Räumen ausgebildet sind.Basically, configurations of the detection device are preferred which are designed to be arranged in entry and exit openings, for example doors of vehicles or rooms.
Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfassungsvorrichtung ist die Fahrgastzählung beispielsweϊse in Bussen. Insbesondere für dieses Anwendungsgebiet ist die Erfassungsvorrichtung vorzugsweise mit einen Ortsgeber wie beispielsweise einem GPS-Empfänger verbunden. Damit können die von der Erfassungsvorrichtung mittels einer Zähleinheit für die ein- und aussteigenden Passagieren ermittelten Fahrgastzahlen bestimmten Fahrstrecken bzw. Haltestellen eines Busses zugeordnet werden. Zusammen mit einer optionalen Auswerteeinheit ist somit ein integriertes Fahrzeugmanagment möglich. Dieses kann für einen ganzen Fuhrpark eingesetzt werden, wenn die Erfassungsvorrichtungen und Ortsgeber verschiedener Fahrzeuge über Funk mit einer Zentrale verbindbar ausgestaltet sind.A preferred area of application for the detection device is passenger counting for example in buses. In particular for this field of application, the detection device is preferably connected to a location transmitter such as a GPS receiver. The passenger numbers determined by the detection device by means of a counting unit for the boarding and disembarking passengers can thus be assigned to specific routes or stops of a bus. Together with an optional evaluation unit, integrated vehicle management is possible. This can be used for an entire vehicle fleet if the detection devices and location transmitters of different vehicles are designed to be connectable to a central station by radio.
In einer bevorzugten Anordnung ist die Strahlungsquelle beispielsweise im Eingangsbereich eines Fahrzeuges derart angeordnet, dass die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung die den Eingangsbereich durchquerende Person von oben trifft und derart von der Kopfoberseite der Person reflektiert wird, dass aus aus der Laufzeit des Signales die Größe einer Person bestimmbar ist. Der zu speichernde charakteristische Pararmeter entspricht dann der Größe der Person. Das synchron aufgenommene Verlaufssignal kann mit Hilfe des charakteristischen Parameters eindeutig einer Person mit der entsprechenden Größe zugeordnet werden. Da sich die meisten Personen in ihrer Größe zumindest in gewissen Grenzen unterscheiden, ist auf diese Weise eine weitgehend personenindividuelle Zuordnung von Verlaufssignalen möglich, so dass auch solche Verlaufssignale als von zwei unterschiedlichen Personen ausgehend zuzuordnen sind, die sich aus der von zwei in großer Nähe voneinander befindlichen Personen ausgehenden Strahlung ergeben.In a preferred arrangement, the radiation source is arranged, for example, in the entrance area of a vehicle in such a way that the radiation emanating from the radiation source hits the person crossing the entrance area from above and is reflected from the top of the head in such a way that the size of a is determined from the transit time of the signal Person can be determined. The characteristic parameter to be stored then corresponds to the size of the person. The synchronously recorded progress signal can be uniquely assigned to a person of the appropriate size using the characteristic parameter. Since most people differ in size, at least within certain limits, a largely individual assignment of history signals is possible in this way, so that such history signals can also be assigned as starting from two different people, which result from that of two in close proximity to one another result in outgoing radiation.
Ein wesentlicher Unterschied zu der aus der DE 197 21 741 bekannten Vorrichtung besteht darin, dass beispielsweise im Falle der Personengrößenbestimmung zur Bildung des charakteristischen Parameters nicht die Abstandsfunktion - also die Abstandsänderung - gespeichert und mit anderen Abstandsfunktionen verglichen wird, sondern lediglich das Minimum des Abstandes zwischen der Strahlungsquelle und der Sensoranordnung einerseits und der Oberseite eines Kopfes einer Person andererseits.An essential difference from the device known from DE 197 21 741 is that, for example in the case of determining the size of the person to form the characteristic parameter, the distance function - that is to say the change in distance - is not stored and compared with other distance functions, but rather only the minimum of the distance between the radiation source and the sensor arrangement on the one hand and the top of a person's head on the other hand.
Im Grunde genommen basieren sowohl die aus der DE 42 20 508 und der EP 0 515 635 als auch aus der DE 197 21 741 bekannten Lösungen allein auf der Korrelation zweier Signalverläufe bzw. Funktionen. Bei der hier vorgeschlagenen Lösung wird der charakteristische Parameter nicht aus einem Vergleich oder einer Korrelation von Funktionen unter Signalverläufen abgeleitet, sondern aus einem Signal alleine gebildet. Dieses Signal kann beispielsweise von einem Infraschallsensor zur Erfassung von Herztönen und damit der Herzfrequenz stammen, oder von der bereits beschriebenen Anordnung zur Erfassung der Personengröße oder auch von einer Sensormatrixanordnung, auf die ein Abbild der einen Eingangsbereich durchquerenden Personen projiziert wird, so dass aus dem Abbild ein die Kontur der Personen charakterisierender Parameter gewonnen werden kann.Basically, both the solutions known from DE 42 20 508 and EP 0 515 635 and from DE 197 21 741 are based solely on the correlation of two signal profiles or functions. In the solution proposed here, the characteristic parameter is not derived from a comparison or a correlation of functions under signal profiles, but rather is formed from a signal alone. This signal can originate, for example, from an infrasound sensor for detecting heart sounds and thus the heart rate, or from the arrangement already described for detecting the size of the person, or also from a sensor matrix arrangement onto which an image of the people crossing an entrance area is projected, so that from the image a parameter characterizing the contour of the people can be obtained.
Die Sensormatrixanordnung kann mit einer Strahlungsquelle der zuvor beschriebenen Art zu einem aktiven Sensor verbunden sein, so dass eine dreidimensionale Höhenkontur einer erfassten Person als charakteristischer Parameter aufgenommen werden kann.The sensor matrix arrangement can be connected to a radiation source of the type described above to form an active sensor, so that a three-dimensional height contour of a detected person can be recorded as a characteristic parameter.
Zur Aufnahme solcher oder anderer eine Person individualsierenden Signale ist vorzugsweise jeweils zumindest ein entsprechender Sensor vorgesehen. Dieser Sensor wird vorzugsweise dann eingeschaltet, wenn sich aus dem Verlauf signal ergibt, dass sich die erfasste Person gerade in größter Nähe zu dem Sensor befindet. Alternativ bleibt der Sensor fortwährend eingeschaltet und es wird nur derjenige Abschnitt des von dem Sensor stammenden Signals verwertet, welches zum Zeitpunkt größter Annäherung an den Sensor aufgenommen wurde. Dazu umfasst die Erfassungsvorrichtung vorzugsweise entsprechende Orts- oder Distanzbestimmungsmϊttel und eine mϊtdiesen verbundene Auswahleinheit, die den entsprechenden vom Sensor stammenden Signalabschnitt für die Weiterverarbeitung auswählt. In differenzierteren Ausgestaltungen der Erfindung können mehrere charakteristische Parmeteroder Parameterverläufe gleichzeitig gewonnen und miteinander kombiniert werden, um eine noch genauere Differenzierung der gewonnenen Informationen und damit eine noch eindeutigere Individualisierung der erfassten Personen zu ermöglichen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt.At least one corresponding sensor is preferably provided in each case for recording such or other signals individualizing a person. This sensor is preferably switched on when the signal shows that the person being detected is currently very close to the sensor. Alternatively, the sensor remains switched on continuously and only that section of the signal originating from the sensor is used which was recorded at the point of greatest proximity to the sensor. For this purpose, the detection device preferably comprises corresponding location or distance determination means and a selection unit connected to this, which selects the corresponding signal section originating from the sensor for further processing. In more differentiated configurations of the invention, several characteristic parameter or parameter profiles can be obtained simultaneously and combined with one another in order to enable an even more precise differentiation of the information obtained and thus an even clearer individualization of the persons recorded. Further preferred embodiments are mentioned in the subclaims.
Hierzu zählen insbesondere Erfassungsvorrichtungen mit einem Zusatzsensor für personenindividuelle Merkmale wie Größe, Gestalt, Haarfarbe, Herztöne oder Geruch einer Person oder eines Objektes.In particular, this includes detection devices with an additional sensor for individual characteristics such as size, shape, hair color, heart sounds or smell of a person or an object.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment.
Die Figuren zu den Ausführungsbeispielen zeigen:The figures for the exemplary embodiments show:
Figur 1 eine erste Variante einer Erfassungsvorrichtung mit einer aktivenFigure 1 shows a first variant of a detection device with an active
Sensoreinheit;Sensor unit;
Figur 2 eine Erfassungsvorrichtung ähnlich Figur 1 mit passiver Sensoreinheit und einem Zusatzsensor für eine personenindϊviduelles Merkmal;FIG. 2 shows a detection device similar to FIG. 1 with a passive sensor unit and an additional sensor for a person-specific feature;
Figur 3 eine Erfassungsvorrichtung mit einer passiven Sensormatrix zurFigure 3 shows a detection device with a passive sensor matrix
Aufnahme eines mehrdimensionalen personenindividuellen Merkmals; undInclusion of a multi-dimensional individual characteristic; and
Figur 4 eine Erfassungsvorrichtung ähnlich Figur 3 mit einer aktiven Sensormatrix zur Aufnahme eines mehrdimensionalen personenindividuellen Merkmals.FIG. 4 shows a detection device similar to FIG. 3 with an active sensor matrix for recording a multidimensional person-specific feature.
Die in Figur 1 abgebildete Erfassungsvorrichtung 10 weist zwei Infrarotsensoren 12 und 14 auf, die beispielsweise über dem Einstiegsbereich eines Busses in Ein- oder Ausstiegsrichtung längs hintereinander angeordnet befestigt sein können. Zwischen den beiden Sensoren 12 und 14 ist eine Infrarotstrahlungsquelle 1 6 angebracht. Die Sensoren 12 und 14 sowie die Strahlungsquelle 16 sind jeweils mit einer Auswerteeinheit 18 verbunden. Die Auswerteeinheit 18 umfasst drei Module, ein Abstandsmodul 18.1 , ein Korrelationsmodul 18.2 und ein Zuordnungsmodul 18.3. Die Auswerteeinheit 18 ist darüber hinaus mit einem Speicher 20 und einer Zähleinheit 22 verbunden.The detection device 10 shown in FIG. 1 has two infrared sensors 12 and 14 which, for example, enter or exit the entry area of a bus Exit direction can be arranged arranged one behind the other. An infrared radiation source 16 is attached between the two sensors 12 and 14. The sensors 12 and 14 and the radiation source 16 are each connected to an evaluation unit 18. The evaluation unit 18 comprises three modules, a distance module 18.1, a correlation module 18.2 and an assignment module 18.3. The evaluation unit 18 is also connected to a memory 20 and a counting unit 22.
Der Sensor 12 und die Strahlungsquelle 16 sind gemeinsam mit dem Abstandsmodul 1 8.1 der Auswerteeinheit 18 verbunden. In dem Abstandsmodul 18.1 wird die Phasenbeziehung zwischen der von der Strahlungsquelle 16 ausgesandten Strahlung und der von dem Sensor 12 empfangenen Strahlung ermittelt und so die Laufzeit bestimmt, die das von der Strahlungsquelle 1 6 ausgesandte und von einem Objekt reflektierte Signal benötigt, um vom Sensor 12 aufgenommen zu werden. So kann der Abstand zwischen Strahlungsquelle 16 und Sensor 12 einerseits und einer reflektierenden Fläche andererseits ermittelt werden. Statt die Laufzeit zu evaluieren, kann über die Wellenlänge des von der Strahlungsquelle 1 6 ausgesandten Signals und die Phasenbeziehung zwischen ausgesandter und empfangener Strahlung der Abstand zu einem reflektierenden Objekt auch unmittelbar bestimmt werden. Die hierzu erforderlichen Technologien sind grundsätzlich bekannt. Da die Strahlungsquelle 1 6 und der Sensor 12 senkrecht über dem Eingang beispielsweise eines Busses angeordnet sind, und der Abstand zum Boden bekannt ist, kann aus dem Minimum einer Folge von aufeinanderfolgenden Abstandsmessungen auf die Größe einer den Einstiegsbereich durchschreitenden Person geschlossen werden. Dieses Minimum wird als Personengröße in dem Speicher 20 gespeichert und stellt einen für die Person charakteristischen Parameter dar.The sensor 12 and the radiation source 16 are connected together with the distance module 1 8.1 of the evaluation unit 18. In the distance module 18.1, the phase relationship between the radiation emitted by the radiation source 16 and the radiation received by the sensor 12 is determined and thus the transit time is determined which the signal emitted by the radiation source 16 and reflected by an object requires in order to be transmitted by the sensor 12 to be included. In this way, the distance between radiation source 16 and sensor 12 on the one hand and a reflecting surface on the other hand can be determined. Instead of evaluating the transit time, the distance to a reflecting object can also be determined directly via the wavelength of the signal emitted by the radiation source 16 and the phase relationship between emitted and received radiation. The technologies required for this are generally known. Since the radiation source 16 and the sensor 12 are arranged vertically above the entrance of a bus, for example, and the distance to the ground is known, the size of a person crossing the boarding area can be inferred from the minimum of a sequence of successive distance measurements. This minimum is stored as a person size in the memory 20 and represents a parameter characteristic of the person.
Gleichzeitig mit der Größenbestimmung werden mit den beiden Sensoren 12 und 14 die von einer Person reflektierten oder ausgesandten Strahlungssignale aufgenommen und miteinander korreliert. Aufgrund der Bewegung einer in beispielweise den Bus einsteigenden Person 24 nehmen die beiden Strahlungs- sensoren 12 und 14 ähnliche Verlaufssignale auf, die zueinander zeitverschoben sind. Aus dem Abstand der beiden Sensoren 12 und 14 und dem Zeitversatz zwischen den von ihnen aufgenommenen Verlaufssignalen können die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit einer ein- oder aussteigenden Person 24 ermittelt werden.Simultaneously with the size determination, the radiation signals reflected or emitted by a person are recorded with the two sensors 12 and 14 and correlated with one another. Due to the movement of a person 24 getting on the bus, for example, the two radiation sensors 12 and 14 similar course signals that are time-shifted from each other. The direction of movement and the speed of a person 24 getting in or out can be determined from the distance between the two sensors 12 and 14 and the time offset between the course signals recorded by them.
Auf diese Weise werden die folgenden Informationen gewonnen:In this way the following information is obtained:
Ändert sich das vom Sensor 12 aufgenommene Signal gegenüber dem vom Sensor 14 aufgenommenen Signal oder umgekehrt, ist dies ein Hinweis auf ein reflektierendes oder strahlendes Objekt im Erfassungsbereich der Sensoren 12 und 14. Änderungen des Strahlungshintergrundes treten von beiden Sensoren 12 und 14 synchron auf und können daher ausgeblendet werden. Ergibt die Auswertung der auf diese Weise gewonnenen Verlauf ssϊgnale der Sensoren 12 und 14, dass die beiden Verlaufssignale zeitversetzt oder auch nicht miteinander derart korrelieren, dass die Korrelation ein bestimmtes Maß überschreitet, kann aus dem Zeitversatz der Signale die Geschwindigkeit eines Objektes ermittelt werden.If the signal picked up by sensor 12 changes compared to the signal picked up by sensor 14 or vice versa, this is an indication of a reflecting or radiating object in the detection range of sensors 12 and 14. Changes in the radiation background occur synchronously by both sensors 12 and 14 and can therefore be hidden. If the evaluation of the course signals of the sensors 12 and 14 obtained in this way reveals that the two course signals have a time offset or do not correlate with one another in such a way that the correlation exceeds a certain measure, the speed of an object can be determined from the time offset of the signals.
Da, wie bereits eingangs erläutert, nicht immer alle miteinander korrelierenden Signale einer Person zuzuordnen sind oder eine Person auch im Eingangsbereich eines Busses stehen bleiben kann, so dass sich der Verlauf der beiden von den Sensoren 12 und 14 aufgenommenen Verlaufssignale wenig ändert, kann die von dem Korrelationsmodul 18.2 ermittelte Information mit der von dem Abstandsmodul 18.1 verknüpft werden. Ein im Eingangsbereich eines Busses stehen bleibende Person ist für das Abstandsmodul 18.1 leicht zu identifizieren. In dem Speicher 20 wird die Größeninformation zu einer Person in einer Weise gespeichert, dass sie dem von dieser Person ausgehenden Verlaufssignal zugeordnet ist. Die Kombination beider Informationen ist für eine Person höchst charakteristisch und macht es möglich, eine Person nicht nur beim Einsteigen, sondern auch möglicherweise beim Aussteigen wieder zu erkennen. Da durch Verbinden der Größeninformation mit der aus dem Vergleich der Verlaufssignalinformation eine stärkere Individualisierung ein- oder aussteigender Personen möglich ist, können diese auch genauer gezählt werden. Die Zuordnung der mit Hilfe des Abstandsmoduls 18.1 gewonnenen Information zu der mit Hilfe des Korrelatϊonsmoduls 18.2 gewonnenen Information, das zielgerichtete Abspeichern dieser Informationen und das Aufrufen der abgespeicherten Informationen geschieht durch das Zuordnungsmodul 18.3.Since, as already explained at the beginning, not all signals correlating with one another can always be assigned to a person or a person can also remain standing in the entrance area of a bus, so that the course of the two course signals recorded by sensors 12 and 14 changes little the information determined by the correlation module 18.2 is linked to that by the distance module 18.1. A person standing in the entrance area of a bus can be easily identified for the distance module 18.1. The size information about a person is stored in the memory 20 in such a way that it is associated with the history signal originating from this person. The combination of both pieces of information is highly characteristic of a person and makes it possible to recognize a person not only when getting in but also possibly when getting out. Since a stronger individualization of people entering or exiting is possible by combining the size information with that from the comparison of the course signal information, these can also be counted more precisely. The assignment of the information obtained with the aid of the distance module 18.1 to the information obtained with the help of the correlation module 18.2, the targeted storage of this information and the calling of the stored information is done by the assignment module 18.3.
Unter Berücksichtigung der Richtungsinformation aus dem Korrelationsmodul 18.2 ist es dem Zuordnungsmodul 18.3 möglich, eine Person als ein- oder aussteigend zu identifizieren. Die Zähleinheit 22 ist mit dem Zuordnungsmodul 18.3 verbunden und derart ausgebildet, dass für jede vom Zuordnungsmodul 18.3 als zusteigend erkannte Person ein Zähler um eins erhöht wird, und für jede aussteigende Person um eins erniedrigt. Der Zählerstand in der Zähleinheit 22 gibt somit die Anzahl der Personen an, die sich beispielsweise in einem Bus befinden. Die Zähleinheit kann dazu mit mehreren Auswerteeinheiten 18 verbunden sein, die mehreren Eingangsbereichen eines Verkehrsmittels zugeordnet sind.Taking into account the direction information from the correlation module 18.2, the assignment module 18.3 is able to identify a person as getting in or out. The counting unit 22 is connected to the assignment module 18.3 and is designed such that a counter is increased by one for each person identified by the assignment module 18.3 as rising, and decreased by one for each person who exits. The counter reading in the counting unit 22 thus indicates the number of people who are on a bus, for example. For this purpose, the counting unit can be connected to a plurality of evaluation units 18 which are assigned to a plurality of input areas of a means of transport.
Die Erfassungsvorrichtung 10' in Figur 2 weist eine von den Sensoren 12 und 14 gebildete passive Sensoreinheit zur Aufnahme des Verlaufssignals auf. Zusätzlich ist ein Zusatzsensor 26 vorgesehen, der ein personenindividuelles Merkmal aufnimmt, wie beispielsweise die Haarfarbe oder Herztöne oder ähnliches. Die Auswertung des Zusatzsignals erfolgt durch ein Auswertungsmodul 18.1 ' der Auswerteeinheit 18'. Die Zuordnung zu dem durch die Sensoren 12 und 14 aufgenommenen Verlaufssignal erfolgt, wie bereits zur Figur 1 beschrieben, durch das Zuordnungsmodul 18.3. Das ausgewertete Zusatzsignal wird dem Verlaufssignal zugeordnet in dem Speicher 20 gespeichert.The detection device 10 'in FIG. 2 has a passive sensor unit formed by the sensors 12 and 14 for recording the progress signal. In addition, an additional sensor 26 is provided, which records a person-specific feature, such as the hair color or heart tones or the like. The additional signal is evaluated by an evaluation module 18.1 'of the evaluation unit 18'. The assignment to the course signal recorded by the sensors 12 and 14 is carried out, as already described for FIG. 1, by the assignment module 18.3. The evaluated additional signal is assigned to the history signal and stored in the memory 20.
Die Erfassungsvorrichtung 30 in Figur 3 ist ähnlich aufgebaut, wie die Erfassungsvorrichtung 10 aus Figur 1 . Vorgesehen sind ebenfalls zwei Infrarotsensoren 32 und 34, eine Auswerteeinheit 36, ein Speicher 38 und eine Zähleinheit 40. Nicht vorgesehen ist eine aktive Strahlungsquelle wie die Strahlungsquelle 16 aus Figur 1 .The detection device 30 in FIG. 3 is constructed similarly to the detection device 10 from FIG. 1. Two infrared sensors 32 and 34, an evaluation unit 36, a memory 38 and a counting unit 40 are also provided. Not an active radiation source such as radiation source 16 from FIG. 1 is provided.
Dafür enthält zumindest der Sensor 32 mehrere Sensorelemente 32.1 in matrixartiger Anordnung. Die Sensorelemente 32.1 befinden sich im Fokus einer bildgebenden Einrichtung wie in einer Sammellinse 32.2. Die von einer Person 42 ausgehende Strahlung wird somit auf die Sensormatrix 32.1 als Abbild der Person 42 projiziert.For this purpose, at least the sensor 32 contains a plurality of sensor elements 32.1 in a matrix-like arrangement. The sensor elements 32.1 are in the focus of an imaging device as in a converging lens 32.2. The radiation emanating from a person 42 is thus projected onto the sensor matrix 32.1 as an image of the person 42.
Jede Person ergibt dabei ein weitgehend individuelles Projektionsmuster, was für die jeweilige Person 42 charakteristisch ist. Dieses Projektionsmuster wird einem Bildmodul 36.1 der Auswerteeinheit 36 zugeführt. In dem Bildmodul 36.1 wird aus dem Projektionsmuster ein charakteristisches Muster als charakteristischer Parameter extrahiert und in dem Speicher 38 gespeichert.Each person results in a largely individual projection pattern, which is characteristic of the respective person 42. This projection pattern is fed to an image module 36.1 of the evaluation unit 36. In the image module 36.1, a characteristic pattern is extracted as a characteristic parameter from the projection pattern and stored in the memory 38.
Parallel zur Bildung des charakteristischen Musters werden mittels der Sensoren 32 und 34 Verlaufssignale aufgenommen. Dabei genügt es, wenn der Sensor 34 nur ein Sensorelement enthält und für das Verlaufssignal des Sensors 32 nur ein Sensorelement der Sensormatrix 32.1 verwendet wird.In parallel to the formation of the characteristic pattern, course signals are recorded using sensors 32 and 34. It is sufficient if the sensor 34 contains only one sensor element and only one sensor element of the sensor matrix 32.1 is used for the course signal of the sensor 32.
Die beiden Verlaufssignale werden, wie schon zur Figur 1 , in einem Korrelationsmodul 36.2 der Auswerteeinheit 36 miteinander korreliert, um eine Bewegungsinformation zu erhalten. Diese Bewegungsinformation wird in dem Speicher 38 dem entsprechenden charakteristischen Muster zugeordnet abgespeichert.As in FIG. 1, the two course signals are correlated with one another in a correlation module 36.2 of the evaluation unit 36 in order to obtain movement information. This movement information is stored in the memory 38 in association with the corresponding characteristic pattern.
Ein Zuordnungsmodul 36.3 der Auswerteeinheit 36 arbeitet analog dem Zuordnungsmodul 18.3 aus Figur 1 und gibt in Abhängigkeit von den gegebenenfalls gespeicherten Ausgangswerten des Bildmoduls 36.1 und des Korrelationsmoduls 36.2 für jede zu- oder aussteigende Person ein Signal aus, welches der An- steuerung der Zähleinheit 40 dient und in dieser einen Zähler entsprechend herauf- oder herabsetzt. Die Erfassungsvorrichtung 30' aus Figur 4 unterscheidet sich von der Erfassungsvorrichtung 30 aus Figur 3 im wesentlichen dadurch, dass sie eine Strahlungsquelle 44 umfasst, die es ermöglicht, die Sensormatrix 32.1 zu einer aktiven Sensoreinheit auszubauen. Mittels der Strahlungsquelle 44 und der Sensormatrix 32.1 ist es möglich, eine dreidimensionale Kontur eines Objektes oder einer Person im Erfassungsbereich der Sensormatrϊx 32.1 zu bilden. Dies geschieht durch Auswerten der von der Sensormatrix 32.1 erfassten Strahlung in Bezug auf die von der Strahlungsquelle 44 ausgesandten Strahlung in einem Auswertungsmodul 36.1 '. Das Auswertungsmodul 36.1 ' ist dazu mit der Strahlungsquelle 44 und der Sensormatrix 32.1 verbunden und so ausgebildet, dass aus dervon der Strahlungsquelle 44 ausgesandten, von einer Person oder einem Objekt reflektierten und von der Sensormatrix 32.1 erfassten Strahlung eine Matrix bildet, die der dreidimensionale Oberflächenkontur des erfassten Objektes oder der erfassten Person entspricht. Diese Matrix wird als charakteristischer Parameter und die jeweilige Person individualisierende Information in dem Speicher 38 dem Verlaufssignal zugeordnet gespeichert.An assignment module 36.3 of the evaluation unit 36 works analogously to the assignment module 18.3 from FIG. 1 and, depending on the possibly stored output values of the image module 36.1 and the correlation module 36.2, outputs a signal for each person getting on or off, which is used to control the counting unit 40 and increases or decreases a counter accordingly. The detection device 30 'from FIG. 4 differs from the detection device 30 from FIG. 3 essentially in that it comprises a radiation source 44, which makes it possible to expand the sensor matrix 32.1 into an active sensor unit. By means of the radiation source 44 and the sensor matrix 32.1, it is possible to form a three-dimensional contour of an object or a person in the detection area of the sensor matrix 32.1. This is done by evaluating the radiation detected by the sensor matrix 32.1 in relation to the radiation emitted by the radiation source 44 in an evaluation module 36.1 '. For this purpose, the evaluation module 36.1 'is connected to the radiation source 44 and the sensor matrix 32.1 and is designed such that the radiation emitted by the radiation source 44, reflected by a person or an object and detected by the sensor matrix 32.1 forms a matrix which corresponds to the three-dimensional surface contour of the object or person. This matrix is stored as a characteristic parameter and information individualizing the respective person in the memory 38 is assigned to the progress signal.
Durch Matrizenvergleich kann eine einsteigende Person beim späteren Aussteigen wiedererkannt werden. Dazu ist das Zuordnungsmodul 36.3 ausgebildet, beim Einsteigen von Personen erfasste Matrizen mit solchen Matrizen zu vergleichen, die beim Aussteigen von Personen erfasst wurden. Die Ein- und Ausstiegsrichtung ergibt sich dabei aus dem Verlaufssignal. Das Zuordnungsmodul 36.3 ist für den Matrizenvergleich auch zum Transformieren von Matrizen, insbesondere zum Drehen von Matrizen, ausgebildet, um die unterschiedliche Ausrichtung ein- und aussteigender Personen und die daraus resultierende Änderung der zu vergleichenden Konturbilder berücksichtigen zu können.By comparing matrices, a person entering can be recognized when exiting later. For this purpose, the assignment module 36.3 is designed to compare matrices recorded when people get in with matrices that were recorded when people get out. The direction of entry and exit results from the progress signal. The assignment module 36.3 is also designed for the matrix comparison for transforming matrices, in particular for rotating matrices, in order to be able to take into account the different orientation of people entering and exiting and the resulting change in the contour images to be compared.
Durch vielfältige Variationen der beschriebenen und beanspruchten Konzepte ist es möglich, die gewünschte Genauigkeit und die Individualisierung einer Erfassungsvorrichtung zu erzielen. Through various variations of the concepts described and claimed, it is possible to achieve the desired accuracy and the individualization of a detection device.

Claims

Patentansprüche claims
. Erfassungsvorrichtung (10; 30) zum Erfassen von Personen (22; 42) oder Objekten und deren Bewegungsrichtung, mit einer Strahlungssensoranordnung (12, 14; 32, 34) zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung mit der Wellenlänge sichtbaren und/oder unsichtbaren Lichtes, die von einer Person oder einem Objekt ausgeht, und mit einer Auswerteeinheit (18; 36), die mit der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) verbunden und ausgebildet ist, ein Verlaufssignal zu bilden, welches dem zeitlichen Verlauf der von der Strahlungssensoreinrichtung erfassten Strahlung entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung weiterhin Individualisierungsmittel (16, 18.1 ; 26, 18.1 ; 32.1 , 36.1 ; 44, 36.1 ) umfasst, die mit der Auswerteeinheit (18; 36) verbunden und ausgebildet sind, ein Objekt oder eine Person individualisierende Informationen zu gewinnen und die mit einem Speicher (20; 38) verbunden ist, der ausgebildet ist, zumindest einen Abschnitt des Verlaufssignales und die das Objekt oder sie Person individualisierende Information als charakteristischen Parameter dem Verlaufssignal zugeordnet zu speichern, und dass die Erfassungsvorrichtung weiterhin, Detection device (10; 30) for detecting people (22; 42) or objects and their direction of movement, with a radiation sensor arrangement (12, 14; 32, 34) for detecting electromagnetic radiation with the wavelength of visible and / or invisible light emitted by a person or an object, and with an evaluation unit (18; 36), which is connected and designed with the sensor arrangement (12, 14; 32, 34), to form a course signal which corresponds to the time course of the radiation detected by the radiation sensor device , characterized in that the detection device further comprises individualization means (16, 18.1; 26, 18.1; 32.1, 36.1; 44, 36.1), which are connected and designed with the evaluation unit (18; 36), individualizing object or person information to win and which is connected to a memory (20; 38), which is designed, at least a portion of the history signal and the od he store individualizing information assigned to him as characteristic parameters of the progress signal, and that the detection device continues
Parameterbestimmungsmittel (16, 18.1 ) umfasst, die mit der Auswerteeinheit (18; 36) verbunden und ausgebildet sind, ein Zusatzsignal abzugeben und dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, den charakteristischen Parameter in Abhängigkeit von dem Zusatzsignal zu bilden, wobei die Parameterbestimmungsmittel (1 6, 18.1 ) eine Strahlungsquelle (1 6) für durch die Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) erfassbare Strahlung umfassen oder alternativ oder zusätzlich zur Strahlungsquelle ( 16) einen Zusatzsensor (26) zur Erfassung eines personenindividuellen Signals umfassen.Parameter determination means (16, 18.1), which are connected to the evaluation unit (18; 36) and designed to emit an additional signal and that the evaluation unit (18; 36) is designed to form the characteristic parameter as a function of the additional signal, the Parameter determining means (1 6, 18.1) comprise a radiation source (1 6) for radiation that can be detected by the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) or, alternatively or in addition to the radiation source (16), comprise an additional sensor (26) for detecting a person-specific signal.
2. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Individualisierungsmittel (1 6, 18.1 ; 26, 18.1 ; 32.1 , 36.1 ; 44, 36.1 ) ausgebildet sind, den charakteristischen Parameter aus der Morphologie des Verlaufssignals zu bilden.2. Detection device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the individualization means (1 6, 18.1; 26, 18.1; 32.1, 36.1; 44, 36.1) are formed, the characteristic parameter from the morphology of To form the course signal.
3. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (16) eine Infrarotlichtquelle ist, die vorzugsweise Strahlung im Wellenlängenbereich größer 1400 nm abgibt.3. Detection device (10; 30) according to claim 1 or 2, characterized in that the radiation source (16) is an infrared light source, which preferably emits radiation in the wavelength range greater than 1400 nm.
4. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ( 18; 36) mit der Strahlungsquelle (1 6) und der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) verbunden und ausgebildet ist, die Laufzeit eines von der Strahlungsquelle (16) ausgesandten, von einem Objekt oder einer Person reflektierten und von der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) empfangenen Signals als Zusatzsignal zu bestimmen.4. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation unit (18; 36) with the radiation source (1 6) and the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) is connected and designed to determine the transit time of a signal emitted by the radiation source (16), reflected by an object or a person and received by the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) as an additional signal.
5. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) mit der Strahlungsquelle (16) und der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) verbunden und ausgebildet ist, einen Reflexionsgrad als Zusatzsϊgnal zu bestimmen.5. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the evaluation unit (18; 36) with the radiation source (16) and the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) is connected and designed, to determine a reflectance as an additional signal.
6. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (1 6) ausgebildet ist, ein codiertes Signal auszusenden und dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, den Anteil des codierten Signals an der von der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) empfangenen Strahlung zu bestimmen.6. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the radiation source (1 6) is designed to emit a coded signal and that the evaluation unit (18; 36) is designed, the proportion of the coded signal on the radiation received by the sensor arrangement (12, 14; 32, 34).
7. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, einen Reflexionsgrad aus dem Verhältnis der Intensität des Anteils des codierten Signals an der von der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) empfangenen Strahlung zu der Intensität der von der -Strahlungsquelle (16) ausgesandten Strahlung zu bilden. 7. Detection device (10; 30) according to claim 6, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to determine a degree of reflection from the ratio of the intensity of the portion of the coded signal to that of the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) received radiation to form the intensity of the radiation emitted by the radiation source (16).
8. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das codierte Signal ein periodisches Signal ist und dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, die Laufzeit eines reflektierten Signals in Abhängigkeit von der Phasenbeziehung zwischen einem von der Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) empfangenen codierten Signal und einem von der Strahlungsquelle (16) ausgesandten codierten Signal zu bestimmen.8. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the coded signal is a periodic signal and that the evaluation unit (18; 36) is designed to determine the transit time of a reflected signal as a function of the phase relationship between to determine an encoded signal received by the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) and an encoded signal emitted by the radiation source (16).
9. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (12, 14; 32, 34) mindestens zwei Sensorelemente umfasst und dass die Auswerteeinheit ( 18; 36) ausgebildet ist, mindestens zwei Verlaufssignale für unterschiedliche Sensorelemente zu bilden.9. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor arrangement (12, 14; 32, 34) comprises at least two sensor elements and that the evaluation unit (18; 36) is designed, at least two course signals to form for different sensor elements.
10. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, Abschnitte eines oder mehrer Verlaufssignale, die zueinander zeitgleich oder zeitverschoben aufgenommen wurden, miteinander zu vergleichen.10. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to compare sections of one or more progress signals which were recorded at the same time or with a time shift with one another.
11. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, einem Korrelationskoeff- zienten als Ergebnis des Vergleiches der Verlaufssignalabschnitte zu bilden.11. Detection device (10; 30) according to claim 10, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to form a correlation coefficient as a result of the comparison of the history signal sections.
12. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, den Vergleich von verschiedenen Sensorelementen stammender Signalabschnitte mehrfach derart durchzuführen, dass die Signalbschnitte für jeden Vergleich zeitlich zueinder um verschiedene Zeitdifferenzen verschoben sind und dass ein Laufzeitsignal gebildet wird, welches derjenigen Zeitverschiebung entspricht, die die größte Ähnlichkeit oder beste Korrelation der verglichenen Signalabschnitte ergibt. 12. Detection device (10; 30) according to claim 10 or 1 1, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to carry out the comparison of signal sections originating from different sensor elements several times in such a way that the signal sections for each comparison are different in time Time differences are shifted and that a runtime signal is formed which corresponds to the time shift which gives the greatest similarity or best correlation of the compared signal sections.
13. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, ein Geschwindigkeitssignal aus dem Laufzeitsignal und aus einem vorgebbaren Abstand derjenigen Sensorelemente zu bilden, auf welche die zur Bildung des Laufzeitsighnals herangezogenen Signalabschnitte zurückgehen.13. Detection device (10; 30) according to claim 12, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to form a speed signal from the transit time signal and from a predeterminable distance of those sensor elements to which the signal sections used to form the transit time signal decline.
14. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorelemente matrixartig angeordnet sind und dass die Auswerteeinheit ( 18; 36) ausgebildet ist, von unterschiedlichen Sensorelementen stammende Signalabschnitte zueinander zeitverschoben zu vergleichen und aus dem Signalabschnittsvergleich ein Richtungssignal derart abzuleiten, dass aus der räumlichen Anordnung derjenigen Sensorelemente, die den Signalabschnitten größter Ähnlichkeit zugeordnet sind, ein14. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 13, characterized in that a plurality of sensor elements are arranged in a matrix and that the evaluation unit (18; 36) is designed to compare signal sections originating from different sensor elements with a time shift from one another and from the signal section comparison derive a direction signal in such a way that from the spatial arrangement of those sensor elements which are assigned to the signal sections of greatest similarity
. Richtungsvektor resultiert., Direction vector results.
15. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, mindestens einen Parameter zu bilden, der einen Signalabschnϊtt beschreibt, und diesen Parameter in dem Speicher (20; 38) zu speichern.15. Detection device (10; 30) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to form at least one parameter which describes a signal section, and this parameter in the memory (20; 38) to save.
1 6. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) und der Speicher (20; 38) derart verbunden und ausgebildet sind, dass in dem Speicher (20; 38) ein Signalabschnitt und mindestens ein diesen Signalabschnitt beschreibender Parameter einander zugeordnet speicherbar sind.1 6. Detection device (10; 30) according to claim 15, characterized in that the evaluation unit (18; 36) and the memory (20; 38) are connected and designed such that in the memory (20; 38) a signal section and at least one parameter describing this signal section can be stored in association with one another.
17. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (18; 36) ausgebildet ist, die größte Amplitude eines Signalabschnittes als den den Signalabschnitt beschreibenden Parameter zu detektϊeren und in dem Speicher (20; 38) zu speichern. 17. Detection device (10; 30) according to claim 15 or 16, characterized in that the evaluation unit (18; 36) is designed to detect the greatest amplitude of a signal section as the parameter describing the signal section and in the memory (20; 38) save.
18. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzsensor (26) zum Erfassen der Haarfarbe und Abgeben eines von der Haarfarbe abhängigen Zusatzsignals ausgebildet ist.18. Detection device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the additional sensor (26) is designed to detect the hair color and to emit an additional signal that is dependent on the hair color.
19. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzsensor (26) alsMikrophan zum zum Erfassen eines akustischen Signals wie beispielsweise von Herztönen und Abgeben eines von dem akustischen Signal abhängigen Zusatzsignals ausgebildet ist.19. Detection device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the additional sensor (26) is designed as a microphone for detecting an acoustic signal such as heart sounds and emitting an additional signal dependent on the acoustic signal.
20. Erfassungsvorrichtung (10; 30) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzsensor (26) zum Erfassen eines Geruchssignals und Abgeben eines von dem Geruchssϊgnal abhängigen Zusatzsignals ausgebildet ist.20. Detection device (10; 30) according to claim 1, characterized in that the additional sensor (26) is designed to detect an odor signal and emit an additional signal dependent on the odor signal.
21 . Zählvorrichtung für sich bewegende Personen oder Objekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählvorrichtung (22, 40) mit einer Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 verbunden ist. 21. Counting device for moving people or objects, characterized in that the counting device (22, 40) is connected to a detection device according to one of claims 1 to 20.
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