Dispositivo sensor de doble tecnología con sensibilidad regulada por rangos.

Un método para detectar un intruso en un área, con un dispositivo de seguridad dotado de un sensor demicroondas y un sensor PIR acoplados operativamente a un procesador,

caracterizado por comprender los pasosde:

a. determinar la información de distancia de un objeto respecto al dispositivo de seguridad en el área medianteel sensor de microondas,

b. procesar la información de distancia para adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR con el fin deproporcionar una señal PIR de frecuencia adaptada, y

c. determinar si el objeto es un intruso mediante la señal PIR de frecuencia adaptada, en donde elprocesamiento de la información de distancia para adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR comprendelos pasos de:

d. seleccionar un filtro en función de dicha información de distancia, y

e. filtrar dicha señal PIR mediante dicho filtro para proporcionar la señal PIR de frecuencia adaptada

Dispositivo sensor de doble tecnología con sensibilidad regulada por rangos

Campo técnico

Esta invención está relacionada con sistemas de seguridad y, en particular, con un dispositivo de seguridad que utiliza un detector de microondas para la determinación de rango para mejorar el rendimiento de un detector PIR.

Técnica anterior

Los sistemas de seguridad se valen con frecuencia de la utilización de sensores de infrarrojo pasivos (PIR) para la detección de movimiento en un área. Un sensor PIR comprende un conjunto de lentes que dividen el área protegida en sectores, un detector PIR que detecta desde cada sector el calor irradiado por un objeto, y un circuito amplificador/de detección de umbral para determinar si el calor detectado se encuentra por encima de un umbral dando lugar a una situación de alarma.

A medida que un intruso pasa a través del área protegida, el conjunto de lentes recoge y concentra sobre el detector PIR el calor del intruso recibido desde cada uno de los sectores por los que está pasando, con el fin de producir una onda sinusoidal. La frecuencia de la onda sinusoidal se corresponde con la velocidad con la que el intruso camina a través de los sectores, y la amplitud de la onda sinusoidal se corresponde con la cantidad de calor que el conjunto de lentes ha concentrado en el detector. Además, como el conjunto de lentes capta el calor a través de unos conos en forma de haz cuya sección aumenta con la distancia al sensor, la frecuencia y la amplitud de la onda sinusoidal dependen de la distancia del intruso respecto al sensor PIR y de la dirección en la cual el intruso se está moviendo. Si el intruso se encuentra cerca del sensor PIR, la frecuencia y la amplitud son mucho mayores que si el intruso se encuentra en la zona más alejada del área. El circuito amplificador/de detección de umbral se debe diseñar para responder a la amplia gama de frecuencias y amplitudes producidas por los casos extremos, es decir, desplazamientos lentos en la zona remota del área y desplazamientos rápidos en la zona próxima del área. Esto da lugar a que el sensor PIR resulte más susceptible al ruido y a las falsas alarmas.

Un segundo problema de los sensores PIR se produce cuando el intruso se mueve directamente hacia el sensor PIR (denominado movimiento frontal) en lugar de cruzando el campo y a través de los sectores del conjunto de lentes. En este caso, el PIR puede no detectar al intruso.

Un problema adicional de los sensores PIR es que están diseñados para detectar el movimiento en un área grande, pero se utilizan habitualmente en un área mucho más pequeña. Este sobredimensionamiento hace que el sensor PIR sea más vulnerable a falsas alarmas. Generalmente, el sensor PIR está diseñado con una respuesta de frecuencia que equilibra las características de detección para el movimiento rápido de aproximación con el comportamiento en la detección del movimiento lento necesario para la máxima distancia. Tratar de conseguir que la detección sea precisa en ambas situaciones hace que la unidad resulte muy propensa a falsas alarmas.

Para reducir los problemas de falsas alarmas, se han diseñado sensores de doble tecnología que suplementan a los detectores PIR con otros tipos de detectores, como por ejemplo detectores de microondas. Es necesario que tanto el detector de microondas como el detector PIR detecten al intruso antes de activar una situación de alarma. En un diseño alternativo, la salida del detector de microondas da lugar a un ajuste del umbral del circuito de detección de umbral del detector PIR. Ninguno de estos dos diseños corrige el problema de la detección frontal, ya que el sensor PIR no producirá una señal detectable.

Algunas divulgaciones relevantes de doble tecnología incluyen a los documentos WO 97/43741, US 6.188.318 y a los sensores PrecisionLine RCR-90™ de General Electric.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo de seguridad que utilice un sensor PIR y un sensor de microondas para mejorar la detección de un intruso en un área sin que se incrementen las falsas alarmas.

Un objeto adicional de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo de seguridad que utiliza el sensor de microondas para determinar la distancia de un objeto dentro del área con el fin de adaptar la respuesta de frecuencia del sensor PIR para una detección precisa sin que se incremente la sensibilidad ante falsas alarmas.

Un objeto adicional de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo de seguridad que detecta a un intruso que se esté moviendo directamente hacia el sensor o alejándose de él, es decir "frontalmente".

Un objeto adicional de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo de seguridad capaz de detectar el movimiento tanto en un área grande como en un área más pequeña sin ser propenso a falsas alarmas.

Descripción de la invención La presente invención consiste en un método y un dispositivo para detectar a un intruso en un área con un mayor rendimiento y una reducción de las falsas alarmas. El dispositivo de seguridad dispone de un sensor de microondas y un sensor PIR operativamente acoplados a un procesador. Para aumentar el rendimiento del dispositivo de seguridad, éste determina a qué distancia se encuentra un objeto en el área mediante el sensor de microondas, procesa la información de distancia con el fin de adaptar la respuesta de frecuencia del sensor PIR para proporcionar una señal PIR adaptada a la frecuencia, y determina si el objeto es un intruso mediante la señal PIR adaptada a la frecuencia.

El dispositivo de seguridad obtiene la información de distancia a la que se encuentra un objeto en el área mediante la transmisión de un pulso de microondas, recibiendo un pulso de microondas reflejado por un objeto, determinando la diferencia de fase entre los pulsos de microondas emitido y recibido, y calculando la distancia del objeto a partir de la diferencia de fase. La distancia también se puede determinar de otras formas, tales como la medición del tiempo transcurrido entre la transmisión del pulso de microondas y la recepción del pulso de microondas.

Los circuitos de procesamiento del dispositivo de seguridad procesan la información de distancia para determinar la respuesta de frecuencia deseada del sensor PIR y adaptan la respuesta de frecuencia del sensor PIR en consecuencia. Esto se puede conseguir del siguiente modo. El procesador recibe la información de distancia procedente del sensor de microondas y selecciona los parámetros del amplificador/filtro entre los parámetros de filtro almacenados en la memoria, en función de dicha información de distancia. Si el filtrado se realiza de forma digital, los circuitos de procesamiento reciben la señal PIR desde el detector PIR, almacenan la señal PIR, filtran la señal PIR utilizando los parámetros de filtro seleccionados, y generan la señal PIR adaptada a la frecuencia. El filtrado digital de la señal PIR es conocido en la técnica y es el modo de realización preferido. Alguien experimentado en la técnica advertirá que el filtrado puede ser realizado de forma similar mediante un filtro analógico y conmutadores analógicos.

Los circuitos de procesamiento determinan si el objeto es un intruso mediante la señal PIR adaptada a la frecuencia, que es una representación más precisa del movimiento del objeto y contiene menos ruido. Los circuitos de procesamiento comparan la señal PIR adaptada a la frecuencia con un umbral predeterminado, y si la señal PIR adaptada a la frecuencia se encuentra por encima del umbral predeterminado, los circuitos de procesamiento activan una alerta de intrusión (por ejemplo, mediante el envío de una señal de alerta a un panel de control centralizado para su posterior procesamiento) . Un modo de realización adicional para reducir aún más las falsas alarmas y contribuir a la inmunidad frente a los animales domésticos consiste en modificar el umbral predeterminado en función de la información de distancia. Los circuitos de procesamiento pueden llevarlo a cabo almacenando una serie de umbrales predeterminados y escogiendo qué umbral se debe utilizar en función de la información de distancia recibida desde el sensor de microondas. Para algunas opciones adicionales de umbrales almacenados, el instalador puede habilitar una función de inmunidad frente a los animales domésticos mediante la elección de un puente de conexión o por medio de programación.

Para atenuar el problema de la detección frontal de un intruso, los circuitos de procesamiento almacenan y actualizan la información de distancia de un objeto detectado en el área y compara la información de distancia con una información... [Seguir leyendo]

1. Un método para detectar un intruso en un área, con un dispositivo de seguridad dotado de un sensor de microondas y un sensor PIR acoplados operativamente a un procesador, caracterizado por comprender los pasos de:

a. determinar la información de distancia de un objeto respecto al dispositivo de seguridad en el área mediante el sensor de microondas,

b. procesar la información de distancia para adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR con el fin de proporcionar una señal PIR de frecuencia adaptada, y

c. determinar si el objeto es un intruso mediante la señal PIR de frecuencia adaptada, en donde el procesamiento de la información de distancia para adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR comprende los pasos de:

d. seleccionar un filtro en función de dicha información de distancia, y

e. filtrar dicha señal PIR mediante dicho filtro para proporcionar la señal PIR de frecuencia adaptada.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el paso de determinación de la información de distancia de un objeto comprende los pasos de: transmitir un pulso de microondas, recibir un pulso de microondas,

determinar la diferencia de fase entre los impulsos de microondas transmitido y recibido, y determinar una distancia a partir de la diferencia de fase.

3. El método de la reivindicación 1, en donde el paso de determinar si el objeto es un intruso mediante la señal PIR de frecuencia adaptada comprende los pasos de:

comparar la señal PIR de frecuencia adaptada con un umbral predeterminado, y

si la señal PIR de frecuencia adaptada se encuentra por encima del umbral predeterminado, activar una alerta de intrusión.

4. El método de la reivindicación 2, que comprende, además, el paso de ajustar el umbral predeterminado en función de la información de distancia.

5. El método de la reivindicación 3, en donde dicho dispositivo de seguridad comprende además la entrada de una función de inmunidad frente a animales domésticos y en donde el paso de ajustar el umbral predeterminado se basa en la información de distancia y la selección de la entrada de la función de inmunidad frente a animales domésticos.

6. El método de la reivindicación 2, que comprende además los pasos de:

f. comparar la información de distancia con una información de distancia anterior, y

g. si la información de distancia es menor que la información de distancia anterior, activar una alerta de intrusión.

7. El método de la reivindicación 2, que comprende, además, los pasos de:

f. comparar la información de distancia con una información de distancia anterior, y

g. si la información de distancia es mayor que la información de distancia anterior, activar una alerta de intrusión.

8. El método de la reivindicación 1 que comprende además el paso de:

f. determinar si la distancia es mayor que una distancia predeterminada, y

g. si la distancia es mayor que una distancia predeterminada, no activar una alerta de intrusión si se determina que el objeto es un intruso.

9. El método de la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo de seguridad comprende, además, una entrada de zona de alarma falsa, que comprende además los pasos de:

determinar si la distancia se encuentra dentro de la zona de falsa alarma, y si la distancia se encuentra dentro de la zona de falsa alarma, no activar una alerta de intruso.

10. Un dispositivo de seguridad para la detección de un intruso en un área caracterizado por comprender:

a. un sensor de microondas para proporcionar una señal de microondas,

b. un sensor PIR para proporcionar una señal PIR, y

c. circuitos de procesamiento, estando dichos circuitos de procesamiento acoplados operativamente a dicho sensor de microondas y a dicho sensor PIR, adaptados para:

i. determinar la información de distancia de un objeto en el área respecto al dispositivo de seguridad mediante dicha señal de microondas,

ii. procesar la información de distancia para adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR con el fin de proporcionar una señal PIR de frecuencia adaptada, y

iii. determinar si el objeto es un intruso utilizando la señal PIR de frecuencia adaptada en donde los circuitos de procesamiento para procesar la información de distancia con el fin de adaptar una respuesta de frecuencia del sensor PIR están adaptados, además, para:

a. seleccionar un filtro en función de dicha información de distancia, y

b. filtrar dicha señal PIR mediante dicho filtro para proporcionar una señal PIR de frecuencia adaptada.

11. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 9, en donde el sensor de microondas está adaptado para:

a. transmitir un pulso de microondas,

b. recibir un pulso de microondas, y

c. generar una señal de fase que representa el tiempo transcurrido entre el pulso de microondas transmitido y el pulso de microondas recibido.

12. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 11, en donde los circuitos de procesamiento determinan la información de distancia de un objeto que se encuentre en el área a partir de dicha señal de fase.

13. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 10, en donde el circuito de procesamiento comprende un filtro digital o un filtro analógico para filtrar dicha señal PIR.

14. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 10, en donde los circuitos de procesamiento comprenden un circuito de detección de umbral para comparar dicha señal PIR de frecuencia adaptada con un umbral predeterminado, en donde, preferiblemente, los circuitos de procesamiento ajustan el umbral predeterminado en función de la información de distancia.

15. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 14, que comprende, además, la entrada de una función de inmunidad frente a animales domésticos y en donde el circuito de procesamiento ajusta el umbral predeterminado en función de la información de distancia y la selección de la entrada de la función de inmunidad frente a animales domésticos.

16. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 14, en donde los circuitos de procesamiento almacenan y actualizan la información de distancia de un objeto que se encuentre en el área, y comparan la información de distancia con una información de distancia almacenada previamente con el fin de determinar si el objeto se está moviendo directamente hacia o alejándose del sensor PIR, permitiendo de este modo la detección de un intruso si la señal PIR de frecuencia adaptada no es mayor que el umbral predeterminado, debido a que el sensor PIR no es capaz de detectar el desplazamiento frontal.

17. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 10, en donde los circuitos de procesamiento determinan si la distancia es mayor que una distancia predeterminada y, si lo es, no activan una alerta de intrusión si se determina que el objeto es un intruso.

18. El dispositivo de seguridad de la reivindicación 10, que comprende, además, una entrada de zona de falsa alarma y en donde los circuitos de procesamiento determinan que si la distancia se encuentra dentro de la zona de falsa alarma no se active una alerta de intrusión.