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Untersuchungen zu Personenerfassungssystemen
Projektbearbeiter:
Christian Wennmacher
Finanzierung:
Bund;
Für die bedarfsgerechte Steuerung von Beleuchtung, Heizung oder Lüftung ist es aber häufig nicht ausreichend nur sich aktiv bewegende Personen zu erkennen, sondern auch anwesende, sich nicht bewegende, aber z.B. arbeitende Personen sind sicher zu detektieren. Für zeitgemäße Hausleit- und Sicherheits-Systeme werden zusätzlich Informationen über die Anzahl der Personen, sowie deren Lage (stehend/liegend) benötigt. Für ein derartiges Personenerfassungssystem (nachfolgend PES genannt) sind gegenüber den bisher am Markt verfügbaren IR-Bewegungsmeldern folgende wesentliche neue Ansätze notwendig: · Übergang vom pyroelektrischen Detektor zu einem Array von Thermosäulen (Thermopiles). · Mikroprozessor-gesteuerte, intelligente Datenauswertung. Das Meßprinzip von pyroelektrischern Detektoren basiert auf der Änderung der Polarisation aufgrund der Strahlung der sich bewegenden Wärmequelle. Daher können nur dynamische Objekte erkannt werden. Um auch ruhende Personen erfassen zu können, ist der Einsatz von Thermopile-Sensoren, die auf Wärmestrahlung reagieren, verbunden mit einer Grobbildverarbeitung notwendig. Zur Bestimmung von Anzahl und Lage der zu erfassenden Personen wird ein Sensorsystem mit einer räumlichen Auflösung benötigt. Ein Sensorarray mit ca. 16 x 8 Elementen und eine dazu angepaßte Optik sind dafür erforderlich. Dieses integrierte Sensorarray soll auf Basis von Thermopiles mit monolithischer Integration der Signalvorverstärkung unter Fertigungsbedingungen auf der vorhandenen CMOS-Linie eines industriellen Partners entwickelt werden. Das Sensorarray detektiert alle Wärmequellen im Erfassungsbereich, sowohl Personen als auch störende Fremdwärmequellen wie z. B. Heizungen. Unter Einbeziehung von Bewegungsabläufen und der Filterung gegenüber stationären Wärmequellen wird das digitalisierte Infrarotsensorsignal so ausgewertet, daß bewegte und ruhende Personen sicher erkannt werden. Zusätzlich soll unterschieden werden, ob es sich um eine oder mehrere Personen han delt. Die entwickelten Auswertealgorithmen der Personen-Erfassungssoftware werden in der Signalverarbeitungseinheit mit dem Mikroprozessor implementiert. Durch den Einsatz kommerzieller Komponenten verfügt das Sensormodul über eine frei wählbare Schnittstelle zu einem beliebigen Gebäudebussystem.

Schlagworte

Halbleitertechnik, Thermopile, Thermosensor
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