SISTEMA DE DETECCION DE INTRUSOS.

Un sistema de detección de intrusos, que comprende:

un medio de iluminación para iluminar un campo de visión con una señal óptica modulada,

modulada por una señal de modulación;

un receptor óptico para recibir una señal reflejada temporizada;

un correlador transversal para calcular una función de correlación cruzada entre la señal de modulación y la señal reflejada temporizada recibida; y

un medio para detectar los cambios en la función de correlación cruzada mediante la comparación de la función de correlación cruzada recibida con una media de las funciones de correlación cruzadas previamente recibidas, utilizándose un cambio para obtener la detección de intrusos

Sistema de detección de intrusos.

La invención se refiere a los sistemas de detección de intrusos.

Existe una demanda creciente de sistemas de bajo coste capaces de detectar a los intrusos que penetren tanto dentro como en las inmediaciones del perímetro de instalaciones y emplazamientos sensibles.

Se han diseñado muchas estrategias capaces de detectar intrusos, pero son costosas de fabricar u ofrecen problemas de fiabilidad, ya sea advirtiendo de la presencia de intrusos cuando no hay ninguno (falsos positivos) o dejando de advertir la presencia de intrusos cuando existen (falsos negativos).

Los sistemas más simples disponibles utilizan detectores infrarrojos pasivos (PIR) los cuales utilizan un detector de observación o unos detectores sensibles a los cambios de la radiación térmica. Dichos detectores detectan a los intrusos mediante el cambio de la radiación térmica provocada por un intruso que entra en el campo de visión del detector. Dichos sistemas son de muy bajo coste pero tienen una alcance operativo limitado (alrededor de 10m) y no son capaces de detectar a intrusos que se desplacen muy lentamente en cuanto el cambio de temperatura inducido es demasiado bajo.

Se han empleado sistemas más complejos basados en el radar Doppler de microondas mecánica o eléctricamente escaneadas. En este caso, los intrusos son detectados mediante la variación de la frecuencia por efecto Doppler inducida por su movimiento. Sin embargo, dichos sistemas son costosos y tienen dificultades para detectar objetivos pequeños que se desplazan muy lentamente, como por ejemplo un hombre que repta con gran lentitud. Un ejemplo de dicho sistema es el radar Plextek "Blighter".

Las soluciones basadas en la detección del movimiento por vídeo (VMD) se basan en el procesamiento digital de las imágenes de una escena captada por una cámara de video para observar los cambios de la imagen que puedan indicar la presencia de un intruso. Aunque dichos sistemas son considerablemente más baratos que los sistemas de radar, tienen tendencia a producir un elevado nivel de falsos positivos, porque es difícil que los algoritmos de procesamiento de imágenes de la VMD distingan entre los cambios de una imagen debidos a un intruso y, por ejemplo, al movimiento del follaje ocasionado por el viento o a los cambios de imagen debidos al tiempo o a las condiciones de iluminación. Ello reduce de manera considerable su eficacia e incrementa los costes de mantenimiento en cuanto se requiere un alto nivel de supervisión e intervención personal.

También se han empleado sistemas de radar de escaneo por láser en los que un telémetro de rayos láser efectúa un escaneo mecánico a través de una zona de interés. El telémetro de rayos láser mide la distancia desde el escáner hasta el punto escaneado situado dentro de la zona de interés y, de esta forma, posibilita que el sistema conozca la topología de la zona de interés. Una vez que se conoce la topología, lo que típicamente supone el empleo de varios escaneos, el sistema puede detectar los cambios de la topología provocados por la presencia de los intrusos. Sin embargo, para detectar de manera fiable la presencia de un intruso se requiere que el sistema mida la topología con un alto grado de precisión y repetibilidad; típicamente en una zona de centímetros. Ello incrementa el coste del sistema debido a la alta precisión requerida por las condiciones mecánicas del escáner y la muy elevada precisión de sincronización (fracciones de nanosegundos) requerida para medir la topología. Así mismo, ello limita la velocidad de escaneo a un escaneo para pocos segundos. La limitada velocidad de escaneo hace difícil detectar de manera fiable a intrusos que se desplazan con rapidez, dado que pueden ser solo detectados en un escaneo, lo que podría igualmente venir provocado, por ejemplo, por un pájaro que vuela dentro de la zona de interés.

Una limitación adicional es que estos sistemas conocidos solo son capaces de detectar la presencia del intruso, y no pueden identificar positivamente al intruso para determinar si el intruso está autorizado o no para estar situado en la zona de interés (ROI). Para muchos supuestos relacionados con la seguridad esto constituye un problema considerable, en cuanto a menudo existe un flujo de personal/vehículos no autorizados dentro de la ROI y la tarea consistente en determinar los intrusos que no están autorizados para estar allí.

Existen diversas técnicas que podría potencialmente desarrollar dicha identificación a distancia incluyendo los procesos biométricos, como por ejemplo el reconocimiento por el rostro o por la manera de andar, pero estos procedimientos se basan en imágenes de muy alta calidad y en unos elevados niveles de potencia de procesamiento para un funcionamiento satisfactorio, lo que es costoso. Además, dichos sistemas son relativamente fáciles de frustar utilizando medios sencillos, como por ejemplo disfraces físicos.

Los dispositivos de identificación de radiofrecuencia (RFID) podrían también ser utilizados, pero generalmente dichos dispositivos tienen un corto alcance y, en cualquier caso, requieren el acompañamiento de una estructura adicional. Así mismo, respecto de los sistemas de observación a distancia, como por ejemplo el CCTV, existe siempre el difícil problema de correlacionar de manera positiva y precisa al intruso detectado con una RFID concreta dentro de la ROI, especialmente si hay más de 1 intruso detectado.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de detección de intrusos que comprende:

Este sistema utiliza la detección óptica y el cálculo de correlación cruzada para posibilitar que se obtenga una señal de detección de intrusos. Esto puede hacer factible que se proporcione un sensor de estado sólido, de bajo coste y fiable para la detección de intrusos.

La función de correlación cruzada proporciona de modo efectivo un mapa de reflectividades con distancia. En particular, la función de correlación cruzada presentará unos picos en los momentos correspondientes a las distancias a las cuales los objetos están situados, y la intensidad de estos tipos representa una reflectividad del objeto. De esta manera, el sistema utiliza tanto la reflectividad de superficie, como la distancia de objetos distantes para caracterizar un campo de visión.

La función de correlación comprende así, de modo preferente, una serie de cálculos de correlación para diferentes valores de cronodesplazamiento.

El medio de detección de cambios puede comprender un medio para comparar la función de correlación cruzada recibida con una media de funciones de correlación cruzadas anteriormente recibidas. El uso de una función de correlación cruzada media posibilita que el punto de referencia evolucione, por ejemplo mediante el cambio de las condiciones de iluminación. Esto, así mismo, ello posibilita que el ruido quede suprimido del promedio. Un cambio repentino en la función de correlación es detectado mediante el medio de detección.

Un medio de detección de umbral puede ser utilizado para la detección de umbral dentro de una señal diferencial entre la función de correlación cruzada y la media de las funciones de correlación cruzadas anteriormente recibidas. Esto se utiliza para distinguir entre un intruso y otros cambios en el campo de visión, por ejemplo cambios por fuera de una ventana.

El receptor óptico puede comprender una red de fotodetectores, por ejemplo una red de fotodiodos. Esto proporciona una realización de bajo coste.

También puede ser utilizado un conjunto de circuitos de medición de vuelo para calcular una distancia hasta un intruso en base a los cambios detectados en la función de correlación cruzada.

El sistema, puede, así mismo, comprender un medio para derivar una dirección hasta un intruso a partir de la relación de correlación cruzada. Por ejemplo, el receptor óptico puede comprender...

1. Un sistema de detección de intrusos, que comprende:

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la función de correlación comprende una serie de cálculos de correlación para diferentes valores de desplazamiento.

3. Un sistema de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que el receptor óptico comprende un conjunto de fotodetectores,

y el sistema comprende así mismo, de modo preferente, un medio para almacenar una imagen desde el receptor óptico.

4. Un sistema de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo un conjunto de circuitos de medición del tiempo de vuelo para calcular una distancia hasta un intruso en base a los cambios detectados en la función de correlación cruzada.

5. Un sistema de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo un medio para derivar una dirección hasta un intruso a partir de la función de correlación cruzada, y que comprende así mismo, de modo preferente, una cámara y un controlador para controlar una dirección de la cámara en base a la dirección derivada.

6. Un sistema de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, que comprende así mismo una etiqueta electrónica para un intruso autorizado, en el que el sistema está adaptado para emitir una alarma si se detecta un intruso no autorizado, y no emitir una alarma si se detecta un intruso autorizado, comprendiendo, de modo preferente, la etiqueta un generador de código y un transmisor óptico, para transmitir una señal de código modulada en respuesta a la detección de la señal óptica modulada.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la etiqueta comprende un medio de sincronización de la señal de código modulada con la señal óptica modulada detectada, comprendiendo, de modo preferente el medio un correlador cruzado de etiqueta y un detector de picos para derivar una señal de sincronización a partir de la señal óptica modulada.

8. Un sistema de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, que comprende así mismo un medio para extraer un código de la señal recibida por el receptor óptico el cual recibe la señal reflejada temporizada, recibiendo, de modo preferente, dicho medio los datos de salida procedentes del correlador cruzado del sistema.

9. Un sistema de detección de intrusos que comprende un medio para emitir una señal modulada y detectar una señal reflejada por un intruso, y que comprende, así mismo, una etiqueta electrónica para un intruso autorizado, en el que el sistema está adaptado para emitir una alarma si se detecta un intruso no autorizado, y para no emitir una alarma si se detecta un intruso autorizado,

en el que la etiqueta está, de modo preferente, adaptada para detectar la señal modulada y proporcionar una señal en respuesta la cual codifique la información de identificación de la etiqueta electrónica.

10. Un procedimiento de detección de un intruso, que comprende:

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende así mismo la realización de una medición del tiempo de vuelo para determinar una distancia hasta un intruso en base a los cambios detectados en la función de correlación cruzada.

12. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, que comprende así mismo la derivación de una dirección hasta un intruso a partir de la función de correlación cruzada,

y que comprende, así mismo, de modo preferente, el control de una dirección de una cámara en base a la dirección derivada.

13. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que comprende así mismo proporcionar a un intruso autorizado una etiqueta electrónica, y emitir una alarma si se detecta un intruso no autorizado, y no emitir una alarma si se detecta un intruso autorizado, comprendiendo, de modo preferente, el procedimiento, en la etiqueta, la transmisión de una señal de código modulada en respuesta a la detección de respuesta óptica modulada.

14. Un programa informático que comprende un medio de programa informático adaptado para controlar un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para llevar a cabo todas las etapas de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13 cuando dicho programa es ejecutado en una computadora.

15. Un programa informático de acuerdo con la reivindicación 14 incorporada en un medio legible por computadora.