DE19651172A1

DE19651172A1 - Überwachungsanlage

Info

Publication number: DE19651172A1
Application number: DE19651172A
Authority: DE
Inventors: Dag Auerbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Auerbach Dag Dipl-Inform 71296 Heimsheim De
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2016-12-11
Also published as: DE19651172C2

Description

Automatische Video- und Audioüberwachungsanlagen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Lage sind, Alarmzustände über an der Anlage angeschlossene Sensoren automatisch zu erfassen und eine dauerhafte Aufzeichnung der Geschehnisse, die z. B. über Kameras oder Mikrofone erfaßt werden, vorzunehmen.

Da gerade im Bereich der Außenüberwachung (Freigelände) umweltbedingte Fehlalarme wie Sonne, Wind, Bewegung von Bäumen etc. nicht auszuschließen sind, ist man bestrebt, die Sensorik stetig zu verbessern und versucht, Fehlalarme bereits im Sensor abzufangen. Das geschieht zum einen durch immer bessere werdende Hardwareausführungen (z. B. Ausschluß des Tageslichtes oder der Temperatur auf die Schaltwirkung von Passiv-Infrarotmeldern oder deren Schirmung zum Schutz vor hochfrequenter Strahlung) oder auch durch Software- und Hardwarefilter im Sensor selbst. DE 42 36 618 A1 beschreibt z. B. eine Anordnung zur Verhinderung von Fehlalarmen bei Bewegungsmeldern mit einem Infrarotsensor. Weitere bekannte Maßnahmen zur Erhöhung der Fehlalarmsicherheit sowie Schaltsicherheit werden durch schaltungstechnische UND bzw. ODER-Verknüpfungen mehrerer Sensoren realisiert. So sind kombinierte Infrarot-Mikrowellensensoren bekannt, die eine wahlweise UND bzw. ODER-Ver knüpfung der beiden Signale an einem gemeinsamen Ausgang zur Verfügung stellen. Software und Hardware innerhalb der Sensoren ermöglicht z. B. die Summation einer gewissen Anzahl von Alarmereignissen oder das Abwarten einer bestimmten Zeit, für die der Alarm permanent anstehen muß, bevor der eigentliche Ausgang des Sensors aktiviert wird. Solche Techniken sind hinlänglich aus der Brandmelde- und Störmeldetechnik bekannt. Einen weiteren interessanten Aspekt liefert die Gefahrenmeldetechnik. So beschreibt AS 28 17 089 eine Gefahrenmeldeanlage, die eine logische Gruppierung von Meldern über unterschiedliche Meldelinien hinweg erlaubt. Diese logische Gruppierung dient der Erhöhung der Übersichtlichkeit durch Zusammenfassung, mit dem praktischen Vorteil einer eindeutigen Adressierung der einzelnen Melder und damit einer leichteren Programmierung der Anlage sowie Abfrage der einzelnen Meldersignale, deren Empfindlichkeitsschwelle sowie deren Zugehörigkeit zu diskreten Gruppen. Erfindungsgemäße "Zusatzinformationen" werden von dieser Technik jedoch nicht gewonnen.

In der Perimeterüberwachung, insbesondere der Zaunüberwachung, bedient man sich mitunter der Information mehrerer, zu einer Art Array zusammengefaßter Sensoren eines Zaunfeldes, um Rückschlüsse auf Fehlalarme oder echte Alarme vorzunehmen. Winddruck z. B. führt in der Regel zu einem Anstieg der Signale aller Sensoren eines Zaunfeldes; ein Signalanstieg zweier benachbart angeordneter Sensoren eines Zaunfeldes in Bodennähe läßt den Schluß auf Unterkriechen des Zaunes zu. Bemerkenswert ist dabei, daß die Sensoren in einer gewissen lokalen Abhängigkeit zum Zaunfeld stehen, da sie sich in ihrem Erfassungsbereich auf den Bereich ihres Zaunfeldes beziehen. Die Auswertung und der Entscheid auf Alarm oder Fehlalarm erfolgt vor Ort z. B. durch Microcontroller und wird zu einer entfernten Zentrale weitergeschaltet.

Videosensoren, bei denen das Bild einer angeschlossenen Kamera auf Veränderungen des Bildinhaltes untersucht wird, bieten je nach Ausführung einen relativ hohen Grad an Fehlalarmsicherheit. Oft besitzen sie Ausgänge, um das Alarmsignal zur einfachen automatischen Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Manche dieser Sensoren lassen eine Auswahl und logische Verknüpfung der zu überwachenden Bildbereiche zu. Dabei besteht eine lokale Abhängigkeit der überwachten Bildbereiche zum Gesamtbild der Kamera.

Ebenfalls bekannt sind Verfahren, bei denen mehrere Kameras zur Überwachung desselben Objektbereiches zum Einsatz gelangen. Damit ist eine Abhängigkeit der einzelnen Informationen der Kameras von diesem Objektbereich gegeben.

Aus DE 195 09 277 C1 ist ein Verfahren zur Robotersteuerung bekannt, daß durch indirekte Messung von Größen - in diesem Fall Bildpunktintensitäten oder deren Ableitungen und über funktionale Zusammenhänge in Form von Gleichungssystemen auf die eigentliche sog. "gewünschte" Größe (in diesem Fall der Position des Roboters im Raum) schließt. Durch geschickte Wichtung und Kombination der Gleichungen und der gemessenen Größen erreicht man nun eine Maximierung des Informationsgewinnes der "gewünschten" Größen. Interessant ist das Verfahren insofern, als daß es unter Einsatz der gleichen Rechenleistung, einen relativ hohen Gewinn an Informationen in kürzerer Zeit als konventionelle Bildverarbeitungsalgorithmen aufweist. Erreicht wird das unter anderem durch Vermeidung von Iterationen im verarbeitenden Algorithmus. Demgegenüber stehen allerdings die Nachteile z. B. des Vorabaufstellens der Gleichungssysteme sowie einer relativ hohen Anforderung an die Auflösung der Sensorik sowie einer gleichbleibenden Intensität der einzelnen Bildpunkte unabhängig vom Beobachtungsstandpunkt. Für die Freigeländeüberwachung mit ihren stark wechselnden Umwelteinflüssen ist diese Verfahrensweise damit nicht geeignet. Desweiteren ist der beschriebene Ansatz nur auf bildgebende Sensoren anwendbar, d. h. er gestattet keine Verknüpfung der Signalinformation "artfremder Sensoren" wie z. B. der von Infrarotsensoren mit denen von Mikrowellensensoren.

Ähnliche Beschränkungen sind aus DE 30 44 688 C2 bekannt. Das Patent beschreibt allgemeingültig eine kombinierte Überwachungsschaltung auf digitaler und analoger Basis anhand eines 2 aus 3 Systemes. Die Aufgabe besteht in der Überwachung dreier gleichartiger Kanäle mittels dreier Sensoren. Der digitale Teil der Anlage arbeitet dabei in konventioneller Technik, d. h. liefert ein Fehlersignal bei Überschreitung der Grenzwerte zweier Kanäle. Über den analogen Schaltungsteil ermittelt man im Störungsfall durch eine gegenseitige Kanalsignalsubtraktion die Abweichung eines Kanals von den beiden anderen, auch wenn noch keiner der 3 Grenzwertgeber angesprochen hat. Die anschließende Ver-UND-ung der digitalen Ausgänge mit denen der analogen, erlaubt eine Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit bei gleichzeitiger Unempfindlichkeit gegenüber Individualtoleranzen der einzelnen Kanäle. Nachteilig für einen allgemeingültigen Einsatz in Überwachungsanlagen wirkt sich dabei die Tatsache der ausschließlichen Kombinationsmöglichkeit gleichartiger Kanäle (gleichartige Sensorinformationen), aufgrund "harter Differenzbildung", sowie der damit unternommenen "harten Vergleiche" aus. Die damit gewonnene Zusatzinformation bleibt deshalb lokal auf das im dortigen Beispiel überwachte Maschinenteil beschränkt.

Diese Verfahrensweise sowie eine intelligente dezentrale Signalfilterung in den Sensoren bringt die folgenden Nachteile mit sich:

1. Oftmals sind Sensoren voneinander lokal getrennt installiert (z. B. die verschiedenen Sensorarrays mehrerer Zaunfelder), jedoch kann ihnen eine gewisse logische Abhängigkeit zugeordnet werden. Betrachtet man beispielsweise ein Gebäude mit je einer Kamera und je einem ihr zugeordneten Sensor an zwei gegenüberliegenden Gebäudeseiten (z. B. Nord- und Südwand), so kann man aus Sicht der Kameras zueinander und der Sensoren zueinander nicht von einer lokalen Abhängigkeit sprechen, da Nord- und Südseite nicht im gleichen Erfassungsbereich jeweils beider Sensoren (und somit auch nicht im gleichen Erfassungsbereich beider Kameras) liegen. Das jedoch eine gewisser logischer Zusammenhang zwischen den Signalen der Sensoren besteht, erkennt man sofort, wenn z. B. ein gleichzeitiger Eindringversuch und damit eine gleichzeitige Alarmmeldung beider Sensoren an den evtl. durch die Sensoren überwachten Türen des Gebäudes erfolgt. Herkömmliche Schaltungsvarianten lösen diese Problemstellung (auch für mehr als zwei Sensoren) durch Multialarmbehandlung. Das bedingt jedoch, daß die relativ hohe Alarmauslöseschwelle für jeden einzelnen der (im geschilderten Fall beiden) Sensoren überschritten werden muß. Liegen die von den Sensoren erfaßten Signale nur knapp unter deren jeweiligen Alarmauslöseschwellen, so erfolgt keine Signalweiterleitung an die Zentrale. Damit wird ein zusätzlicher Informationsgewinn unmöglich. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik läßt sich sagen, daß die Summe der Informationen aus den eigentlichen Sensorsignalen, den Standorten der Sensoren zum Zeitpunkt der Ereignisse sowie der Funktionsprinzipien der Sensoren prinzipiell nicht den "Gesamtstatus" des Systems charakterisiert (aus dem dann entsprechende Stellaktionen für Ausgangskanale abgeleitet werden können), sondern sich vornehmlich auf die Bewertung der Sensorsignale (mit einer Zuordnung zu einzelnen Ausgangskanälen oder Gruppen von Ausgangskanälen neben entsprechenden Stellaktionen) beschränkt.
2. Der Stand der Technik tendiert dahin, Sensoren mit immer höherer Intelligenz auszustatten, um Fehlalarme zu erkennen und zu unterdrücken. Das bedingt zum einen, einen zum Teil erheblichen Aufwand an Rechenleistung sowie Hard- und Software für die Sensoren und damit verbunden sehr hohe Sensorkosten (Das verdeutlicht insbesondere der Stand der Technik bei Videosensoren.). Zum anderen bedingt jegliche Signalfilterung innerhalb der Sensoren (mit dem Ziel einer dortigen Fehlalarmunterdruckung) zwangsläufig einen Informationsverlust für das Gesamtsystem. So ergeben hohe Alarmauslöseschwellen zwar eine gute Fehlalarmunterdruckung, jedoch bergen sie auch die Gefahr des Nichterkennens (insbesondere schwacher) "echter Alarme".

Der Erfindung liegt die Aufgabe der Entwicklung einer Überwachungsanlage mit offline Geschehnisrückverfolgung zur automatischen Steuerung von Video- und/oder Audioüberwachungsgeräten zugrunde, welche mittels Vermeidung der geschilderten Nachteile des Informationsverlustes durch Signalfilterung innerhalb der Sensoren mit dem Ziel einer dortigen Fehlalarmunterdrückung, auf Basis technisch einfacher und somit billiger Sensorik und Hardware, auf einer Rechenmaschine niedriger Rechenleistung, eine gute Fehlalarmunterdruckung bei gleichzeitig hoher Echtalarmerkennung bietet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß unterteilt man Sensoren nicht in örtlich zusammenhängende Gruppen, sondern in aus der Aufgabenstellung resultierende logisch zusammenhängende Gruppen. Damit lassen sich zusätzliche Informationen (z. B. durch Auswertung des Ortes des Sensors zum Zeitpunkt seines Signales sowie dessen Funktionsprinzips) zu den ohnehin vorhandenen Sensorsignalen gewinnen. Da bewußt auf eine starke Signalfilterung im Sensor selbst verzichtet wird (bewußter Verzicht auf intelligente Sensoren und deren Versuch der Fehlalarmunterdrückung) und die optionalen Vorfilter nur der Filterung von Signalübertragungsstörungen bzw. einer bewußten Datenreduktion des Signales (niedrigere Bandbreite zur Signalübertragung, höhere Störabstände) dienen, gehen diese Zusatzinformationen mit einem hohen Einflußfaktor in das System ein. Weitere Erhöhungen des Gewinns an Zusatzinformation sind erzielbar, räumt man den Sensoren örtliche Freiheitsgrade ein, um sie mit Hilfe von Sensorpositionieraktoren auf alarmsignalliefernde Orte auszurichten bzw. zu positionieren. Diese Vorgehensweise führt zu einer Erhöhung des Informationsumfanges des Gesamtsystems, welcher in vielfältiger Form so z. B. zur Reichweiten- oder Sensibilitätserhöhung von Sensoren oder Richtungsauswertung des alarmgebenden Objektes umgesetzt werden kann. Da die Information eines Sensors prinzipiell als Einflußfaktor auf den Zustand des Gesamtsystems betrachtet wird, zeigt sich, daß ein und derselbe Sensor prinzipiell mehreren (oder allen) logischen Gruppen zugeordnet werden kann.

Da im allgemeinen kein genauer funktionaler Zusammenhang zur Kombination der Informationen der Signale der Sensoren angegeben werden kann, jedoch sehr oft empirische Werte zur Verfügung stehen, empfiehlt sich der Einsatz einer "weichen" Kombination und Bewertung mittels Fuzzy-Logik bzw. die Verwendung neuronaler Netze, falls der spätere Einsatzort der Anlage noch ungewiß ist oder man auf eine vorherige Parametrierung verzichtet will (Vorteilhaft sind auch Kombinationen der beiden genannten Techniken!). Im letzteren Fall erreicht man durch spezielles Training des Netzes eine optimale Kombination der einzelnen Signale der Sensoren untereinander. Die Ergebnisse der kontinuierlichen Bewertung der Sensorsignale und der Zusatzinformation ihrer logischen Gruppe finden sich in dem ihr zugeordneten logischen Ausgangskanal wieder und stellen nach erfolgter Nachfilterung die Basisinformation zur Aktivierung der an den physikalischen Ausgangskanälen angeschlossenen Geräte dar. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt erfindungsgemaß also keine Filterung der Sensorsignale im Sensor, mit dem Ziel einer dortigen Fehlalarmunterdrückung, sondern die Filterung der Information eines logischen Ausgangskanales (Nachfilterung) mit anschließender Ausgabe über den entsprechenden physikalischen Ausgangskanal mit dem Ergebnis einer besseren Alarm Fehlalarmunterscheidung bei gleicher oder höherer Sensibilität der Gesamtanlage. Bedient man sich weiterhin Aufzeichnungsgeräten mit Voralarmaufzeichnungsfähigkeit, so lassen sich zu deren Steuerung (direkt oder indirekt über Zusatzgeräte) erfindungsgemäß Nachfilter langer Filterlaufzeit einsetzen, die neben dem Vorteil der qualitativ besseren Filterresultate, bedingt durch zeitliche Integration der Information der logischen Ausgangskanäle, den Vorteil einer geringeren Rechenbelastung der Rechenmaschine mit sich bringen. Die durch die Filterlaufzeiten bedingte zeitlich späte Bekanntgabe zum Start der Aufzeichnung kann durch Ausnutzung seiner Voralarmaufzeichnungsfähigkeit kompensiert werden.

Vorteilig zum Zweck der Unterdrückung von Signalübertragungsstörungen bzw. einer Datenreduktion der Sensorsignale erweisen sich direkt vor die Eingangskanälen der Rechenmaschine bzw. direkt nach den Signaleausgängen der Sensoren geschaltete Vorfilter, die nach einer entsprechenden durch die Eingangskanale durchgeführten Signalwandlung und somit in ein für die Rechenmaschine verarbeitbares Format gewandelt, zu einer wesentlichen Rechenentlastung der Rechenmaschine führen.

Besitzen Sensoren mehrere unterschiedliche (disjunkte) Signalausgänge, so lassen sich daraus Zusatzinformationen gewinnen, die im Sinne der Erfindung je einem Eingangskanal zugewiesen werden. Beispielsweise besitzen Infrarot-Sensoren (IR-Sensoren) häufig zusätzliche Helligkeitssensoren, deren Signalinformation z. B. zum Zweck einer Parametrisierung (z. B. Tag/Nacht-Betrieb) der erfindungsgemäßen Nachfilter hinzugezogen werden kann. Ähnliches gilt für kombinierte IR-Mikrowellensensoren. Hier lassen sich aufgrund ihrer unterschiedlichen Funktionsprinzipien bei einer gleichzeitigen Signalauswertung beider Elemente Rückschlüsse auf die Bewegungsrichtung des signalauslösenden Objektes ziehen. Der Dopplereffekt des Mikrowellensensors gestattet sehr genaue Rückschlüsse auf Objektbewegungen zum Sensor hin bzw. vom Sensor weg. IR-Sensoren sind besonders empfindlich gegenüber wärmeausstrahlenden Objekten mit Bewegungsrichtung parallel zum Sensor.

Digitale Sensorsignale bieten den Vorteil einer relativ störsicheren Übertragung, hingegen erlauben analoge Sensorsignale eine hohe Informationsdichte zu vermitteln. Die Wahl der Art des verwendeten Sensorsignals wird zweckmäßigerweise von Fall zu Fall entschieden.

Zu einer späteren Auswertung der an den Eingangskanälen anliegenden Sensorinformationen, mit dem Ziel einer exakten Geschehnisrückverfolgung ohne Informationsverlust, bedingt durch die filternde Wirkung des erfindungsgemäßen Systems, ist eine Protokollierung derselben von besonderem Vorteil. Da auf diese Weise relativ viele Daten von Sensoren anfallen, erweist sich eine Abspeicherung in einem automatisch von einer anderen Rechenmaschine verarbeitbarem Format als besonders sinnvoll.

Als ökonomisch und technisch leistungsfähig erweisen sich dabei Rechenmaschinen auf Hardwarebasis von Microcontrollern, Computern, Transputern und Fuzzycontrollern mit entsprechender Soft- oder Firmware auf Basis neuronaler Netze oder Fuzzy-Logik. Diese algorithmischen Ansätze erlauben weiterhin eine verblüffend einfache Realisierung der Verknüpfung der Informationen der einzelnen Eingangskanäle.

Erfindungsgemäß genügen für Einsatzorte mit geringen Störeinflüssen einfache, fest parametrisierte Nachfilter. Bei wechselnden Umweltbedingungen (z. B. Tag-Nacht Wechsel) ist es von besonderem Vorteil, wenn sich das System durch eine Parametrisierung der Nachfilter auf die neuen Gegebenheiten optimal einstellen läßt. Dabei kann die Parametrisierung ereignisgesteuert oder zeitgesteuert erfolgen. Werden schnelle Nachfilter mit geringen Laufzeitverzögerungen benötigt, so empfehlen sich vorrangig Hardwarerealisierungen bzw. kombinierte Hardware-Soft warerealisierungen. Besonders kostengünstig und leicht zu parametrisieren sind softwaremäßige Nachfilter, die vorteilhaft in der Rechenmaschine selbst realisiert werden können. Neben der Protokollierung der Signale der Eingangskanäle, ist eine audiovisuelle Aufzeichnung über Videorecorder und Tonbänder zur offline Geschehnisrückverfolgung von Vorteil. Besonders geeignet sind hierfür Aufzeichnungsgeräte mit Voralarmaufzeichnungsfähigkeit wie z. B. digitale Videorecorder, da dadurch der erfindungsgemäße Einsatz sehr langsamer, dafür jedoch sehr fehlalarmsicherer, wenig rechenintensiver Nachfilter ermöglicht wird.

Zusätzliche Aktoren erweitern das Einsatzgebiet (Lampen und Infrarotstrahler ermöglichen z. B. Nachtbetrieb; Modems gestatten eine automatische Alarmierung entfernter Zentralen; . . .).

Räumt man darüber hinaus den Sensoren und Aktoren des Systems örtliche Freiheitsgrade ein (beispielsweise durch Installation auf einem Schwenk-Neigearm einer Kamera), so verbessert sich dadurch die Gesamtinformation des Systems einerseits, zum anderen können durch die Aktoren gezielte Aktionen an den alarmsignalliefernden Orten wie z. B. die Zuschaltung von Beleuchtung durchgeführt werden.

Die Vorteile der erfindungsgemaßen Auswertung von Zusatzinformation sowie der Nachfilterung sind in den folgenden Beispielen aufgeführt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den folgenden Zeichnungen zu entnehmen.

Hierbei zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des Systems

Fig. 2 schematische Darstellung des Einsatzes von zwei Sensoren zur Sensorreichweitenerhöhung bei gleichbleibender Qualität der Alarm Fehlalarmerkennung durch Auswertung von Zusatzinformationen.

Beispiel 1

In Fig. 1 ist ein ein Ausführungsbeispiel des Systems dargestellt.

S1 bis S5 stellen dabei die Sensoren des Systems dar, wobei S4 einen Sensor mit 2 möglicherweise disjunkten Ausgängen a und b darstellt. Ausgang a kennzeichnet z. B. den Ausgang eines internen Infrarotsensorelementes, der besonders empfindlich auf Bewegungsänderungen parallel zum Sensor reagiert, Ausgang b stellt das Signal eines Mikrowellensensorelementes zur Verfügung, welches besonders empfindlich auf Annäherungen zum bzw. Entfernungen vom Sensor reagiert. Von den Sensoren gelangen die Signale über die optionalen Vorfilter F1 bis F5 in die Eingangskanäle E1 bis E6 der Rechenmaschine RM, um dort in ein für diese verarbeitbares Format gewandelt zu werden. S5 liefert seine Signale direkt, d. h. ohne Vorfilterung, zum Eingangskanal E6 der Rechenmaschine RM. In der RM werden die Signale entsprechend verarbeitet, um über die logischen Ausgangskanäle LAK1 bis LAK3 zu den Nachfiltern NF1 bis NF3 zu gelangen. Desweiteren erfolgt eine Protokollierung der an E1 bis E6 anliegenden Signale durch die RM mit Abspeicherung im Protokoll PR, angedeutet durch den Datenfluß D. Die Nachfilter NF1 bis NF3 entscheiden, ob und wenn ja wie die physikalischen Ausgangskanäle A1 bis A3 ihre Stellgrößen zur Steuerung der an ihnen angeschlossenen Geräte zur Verfügung stellen. Eine indirekte Steuerung der in A1 erzeugten Steuersignale ist über den Signalfluß von A1 über ein Relais RE bis hin zum Sensorpositionieraktor SPA aufgezeigt. Dieser befaßt sich mit der Positionierung des Sensors S1 im System - angedeutet über die gestrichelte Linie P. A2 und A3 steuern direkt die Alarmeingänge AL1 und AL2 eines digitalen Videorecorders G, dessen zwei Videoeingänge VE1 und VE2 mit den Kameras K1 und K2 verbunden sind.

Beispiel 2

In Fig. 2 ist ein Beispiel zur Sensorreichweitenerhöhung bei gleichbleibender Qualität der Alarm Fehlalarmerkennung durch Einsatz zweier Sensoren und Auswertung derer Zusatzinformation dargestellt. S1 und S2 kennzeichnen dabei die Sensoren mit ihren zugehörigen physikalischen Erfassungsbereichen A1, A2 und A12 bei gegebener Signalauslöseschwelle SA1. Die Reichweite der physikalischen Erfassungsbereiche von S1 und S2 wird unter Berücksichtigung von SA1 durch L1 bezeichnet. Verringert man nun die Signalauslöseschwelle von S1 und S2 auf SA2 < SA1, so steigt bei herkömmlichen Systemen die Fehlalarmwahrscheinlichkeit bei erhöhter physikalischer Reichweite (durch L2 gekennzeichnet) der Sensorsignalerfassung. Im vorliegenden Fall erfolgt eine gleichzeitige Bewertung der Signale beider Sensoren in der Rechenmaschine bei SA2 mit anschließender Nachfilterung, was für jeden einzelnen Sensor wieder einen theoretischen Erfassungsbereich A1 und A12 für S1 und A2 und A12 für S2, d. h. der theoretischen Reichweite L1 ergibt. Für gleichzeitige Signale im gemeinsamen physikalischen Erfassungsbereich A12 und AZ12 erhöht sich die theoretische Reichweite um den Weg L2 bzw. vergrößert sich der theoretische Erfassungsbereich um AZ12 bei gegenüber SA1 unveränderter Fehlalarmwahrscheinlichkeit. Unter Einsatz der in Fig. 1 beschriebenen Anlage (ohne S4 und S5) wurden so Reichweitenerhöhungen von 10-30% bei gleicher Parametrisierung der Nachfilter erzielt.

Äquivalent zur Aussage einer Sensorreichweitenerhöhung bei gleichbleibender Qualität der Alarm Fehlalarmerkennung ist die Formulierung der Verbesserung der Qualität der Alarm Fehlalarmerkennung bei gleichbleibender Sensorreichweite. Das folgende, auf Fuzzy Logik basierende Rechenbeispiel dient einer näheren Erklärung. Dabei stellen Vektoren e die zwischen 0 und 1 normierten Sensormeßwerte der Sensoren S1 und S2 dar. a kennzeichnet den berechneten Ausgangsvektor (beinhaltet die Information der logischen Ausgangskanäle) zur weiteren Verarbeitung der späteren Stellgrößen für Aktoren etc. T stellt dabei das Regelwerk in Form einer Tabelle mit den folgenden, frei gewählten Werten dar. Die Schwelle, ob ein Signal als Alarm oder als Fehlalarm eingestuft wird, wird frei auf 0.4 für die einzelnen Werte des Vektors a definiert.

Regelwerktabelle T

Für Signalwerte von e = (0.7, 0) ergibt sich nach der Average-Minimum Methode ein Vektor a = (0.35, 0.25). Da beide Werte unterhalb der Schaltschwelle von 0.4 liegen erfolgt eine Einstufung als Fehlalarm. Kanonisch ergibt sich für e = (0, 0.7) a zu a = (0.25, 0.35) mit analoger Einstufung. Bei gleichzeitigen Signalen der Wertigkeit 0.7 also bei e = (0.7, 0.7) ergibt sich nach gleicher Methode a = (0.6, 0.6) d. h. es erfolgt eine Einstufung als Alarm wegen 0.6 < 0.4.

Beispiel 3

Unter Einsatz der in Fig. 1 beschriebenen Anlage (ohne S4 und S5) ergab die Parametrisierung der Nachfilter mit Filterlaufzeiten von nur 2s, eine verbesserte Fehlalarmunterdrückung (je nach Wetterlage des jeweils gleichen überwachten Außenbereiches) um Faktoren zwischen 1 und 10 gegenüber konventionellen Filterungen im Sensor bei nahezu unveränderter Fähigkeit der Erkennung echter Alarme. Der durchschnittliche Faktor eines Dauerversuches über mehrere Wochen lag bei etwa 2. Längere Filterlaufzeiten resultierten in einer noch wesentlich besseren Fehlalarmerkennung.

Bezugszeichenliste

Fig.

1
S1, S2, S3, S5 Sensoren
S4 Sensor mit disjunkten Signalausgängen a und b
a, b disjunkte Signalausgänge des Sensors S4
F1-F5 Vorfilter
E1-E6 Eingangskanäle der RM
RM Rechenmaschine
LAK1-LAK3 logische Ausgangskanäle der RM
NF1-NF3 Nachfilter der RM
A1-A3 physikalische Ausgangskanale der RM
RE Relais
SPA Sensorpositionieraktor
P mechanische Steuerung des Sensors

1

(schematisch)
D Datenfluß
PR Protokoll
G digitaler Videorekorder
AL1-AL2 Alarmeingänge des G
VE1-VE2 Videoeingänge des G
K1-K2 Kameras

Fig. 2
S1-S2 Sensoren
A1, A2, A12, AZ12 Erfassungsbereiche
L1-L2 Reichweiten

Claims

1. Schaltungsanordnung und Verfahren für Überwachungsanlagen mit offline Geschehnisrückverfolgung von Orten hoher Fehlalarmwahrscheinlichkeit mit zwei oder mehreren Eingangskanälen, einer Rechenmaschine und einem oder mehreren gefilterten physikalischen Ausgangskanälen zur Steuerung eines oder mehrerer Video- und/oder Audioüberwachungsgeräte und/oder Sensorpositionieraktoren dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur die wahlweise vorgefilterten Signale eines bis aller an den Eingangskanälen angeschlossener, wahlweise automatisch positionierbarer, nicht notwendigerweise typ- und/oder bauart- und/oder funktionsweisegleicher Sensoren, sondern auch deren logische Zusammenhänge innerhalb des Gesamtsystemes für die jeweilige automatische Berechnung der einzelnen Ausgangsgrößen eines oder mehrerer physikalischer Ausgangskanäle mit jeweils pro physikalischem Ausgangskanal vorgeschaltetem Nachfilter zur direkten oder indirekten Steuerung von Video- und/oder Audioüberwachungsgeräten und/oder Sensorpositionieraktoren herangezogen werden.

2. Überwachungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der an den Eingangskanälen angeschlossenen Sensoren sowohl vorgefiltert als auch nicht vorgefiltert sind und durch den Eingangskanal in ein für die Rechenmaschine verarbeitbares Format gewandelt werden.

3. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Sensor mehrere unterschiedliche (disjunkte) Signalinformationen liefern kann, die dann jeweils einem eigenen Eingangskanal zugeordnet werden.

4. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der an den Eingangskanälen angeschlossenen Sensoren analoger oder digitaler Art sind.

5. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Signale eines bis aller an den Eingangskanälen angeschlossener Sensoren mit Information und/oder Eintreffzeitpunkt und/oder Dauer stetig mitprotokolliert und dauerhaft aufgezeichnet werden.

6. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Berechnung der logischen Ausgangskanalgrößen in einer Rechenmaschine erfolgt.

7. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Signalprotokoll von der gleichen und/oder einer anderen Rechenmaschine automatisch online und/oder offline erfaßt wird.

8. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenmaschine auf einem Microcontroller und/oder Fuzzycontroller und/oder Computer und/oder Transputer mit entsprechender Soft- und/oder Firmware basiert.

9. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Software und/oder Firmware auf der Basis von Fuzzy-Logic und/oder neuronalen Netzen basiert.

10. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfilter fest parametrisiert oder frei parametrisierbar sind.

11. Überwachungsanlage nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfilter für den Fall ihrer freien Parametrisierbarkeit durch die Rechenmaschine ereignisabhängig und/oder zeitabhängig parametrisiert werden.

12. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfilter soft- und/oder hardwaremäßig realisiert werden.

13. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Nachfilterung durch die Rechenmaschine erfolgt.

14. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der physikalische Ausgangskanäle zur direkten und/oder indirekten Steuerung von Video- und/oder Audioüberwachungsgeräten und/oder Sensorpositionieraktoren verwendet wird.

15. Überwachungsanlage nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß die Video- und/oder Audioüberwachungsgeräte über Voralarmaufzeichnungsfähigkeit verfügen.

16. Überwachungsanlage nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, daß das Video- und/oder Audioüberwachungsgerät ein digitaler Videorecorder ist.

17. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der physikalischen Ausgangskanäle zur direkten und/oder indirekten Steuerung von Zusatzgeräten des Video- und/oder Audioüberwachungsbaues verwendet wird.

18. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren und/oder Aktoren des Systems durch Sensorpositionieraktoren der Anlage frei positionierbar sind.

19. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der physikalischen Ausgangskanäle zur direkten und/oder indirekten Steuerung von Signalgebern und/oder Aktoren von Alarmanlagen verwendet wird.

20. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der physikalischen Ausgangskanäle zur direkten und/oder indirekten Steuerung von beliebigen Signalgebern und/oder Aktoren verwendet wird.

21. Überwachungsanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 dadurch gekennzeichnet, der der Nachfilterung zugrundeliegende Algorithmus ein nichtlinearer Filteralgorithmus ist.