OPEN-AIR GROUND SURVEILLANCE APPARATUS

Abstract: 1. Open-air ground surveillance apparatus comprising a strip of ground (2) which is to be monitored and comprising poles (6, 7, 8) which are erected along the strip of ground (2) and serve to support illuminators (9 to 14) and television cameras (15, 16, 17) which are connected to an image analysing device, characterised in that the strip of ground (2) comprises at least three control strips (21 to 25), which are aligned parallel to one another and each of which has a different grey value, and that the illuminators (9 to 14) and television cameras (15, 16, 17) which are assigned to one and the same region of ground strip are supported several metres above the control strip.

Description: Freigeländeberwackiungsan3ae Die Erfindung bezieht sich auf eine Freigeländeüberwachungsanlage mit einem zu überwachenden Geländestreifen und mit längs des Geländestreifens aufgestellten Masten für die Halterung von Beleuchtungskörpern und von Fernsehkameras. Freigelände mit zu schützenden Einrichtungen sind im allgemeinen umzäunt und werden von Zeit zu Zeit kontrolliert. Zur Verringerung des für die Uberwachung erforderlicnen Personalaufwandes ist es bekannt, einen das zu überwachende Freigelände umschliessenden Geländestreifen, im allgemeinen den am Zaun unmittelbar angrenzenden Gelandestreifen, zu beleuchten und mittels an Masten installierten Fernsehkameras zu überwachen. Bei langen zu überwachenden Geländestreifen sind dann aber die Fernsehbilder der vielen Fernsehkameras zu kontrollieren. Das kann dann dazu führen, dass das Durchqueren des zu überwachenden Geländestreifens übersehen wird, weil das Überwachungspersonal gerade einen anderen Fernsehmonitor beobachtet. Darüber hinaus ist die fortlaufende Beobachtung einer Vielzahl von Fernsehmonitoren mit stets gleichartiger Bildinformation ermüdend und führt zu Konzentrationsschwäche. Ein automatisches Bildauswertesystem, das speziell für die Überwachung von Fabrikationsprozessen entwickelt wurde, befindet sich bereits auf dem Markt. Dieses Bildauswertesystem bemerkt Abweichungen von aufgenommenen Bildinhalten gegenüber vorgespeicherten Bildinhalten. Bei Abweichungen zwischen dem gespeicherten und dem aufgenommenen Bildinhalt ist dieses Bildauswertesystem im Stande selbsttätig eine Funktion auszulösen. In der deutschen Offenlegungsschrift 24 39 102 ist ein Verfahren zum Speichern von mit einer Fernsehkamera auf genommenen und digitalisierten Bildern beschrieben, bei denen die Koordinaten der Helligkeits- oder Farbänderungen und die in Richtung der Fernsehzeilen gemessenen Längs bis zur nachsten Helligkeits- oder Farbänderung gespeichert werden. Bei einem solchen Verfahren brauchen zur Bildauswertun nur die relevanten Bildpunkte, in deren sich Helligkeit- oder FaroanQerungen des gespeicherten Jollbi'des manifestieren. mit jenen des zu untersuchenden Istbildes vergleichen zu werden. Soll- und Istwertdifferenzen können dann zu einer selbsttätigen Signal au'5sung führen. In der Di-OS 29 49 580 ist offenbart, wie von einer Fernsehkamera aufgenommene Bilder aufbereitet werden :S^nnen, damit in vereinfachter Weise untersucht werden kann, ob in dem aufgenommenen Bild vorgegebene Strukturen enthalten sind. Hierzu wird das Bild in Rasterabschnitte unterteilt. In den einzelnen Rasterabschnitten werden die einzelnen Signalsprünge gezählt und in einem. Signalsprungspeicher übernommen, dessen Zellen je einem Rasterschritt zugeordnet sind. Die Bildpunkte innerhalb der Rasterabschnitte, an denen die Signal svrange auftreten, werden mittels eines Bildpunktzählers bestimmt, der Impulse konstanter Taktfrequenz während aer Abtastung eines jeden Rasterabschnittes aufsummiert. Dessen Stand wird bei Auftreten eines Signalsprunges in einen Bildpunktspeicher übernommen. Eine Auswerteein richtung ruft die im Signalsprungspeicher enthaltenen Werte in der Reihenfolge des Einspeicherns ab, summiert die empfangenen Werte auf und gibt, wenn der empfangene :±rert in eine aufgrund der festzustellenden Struktur vorgegebenen Wertebreich liegt, die durch Aufsummieren der empfangenen Werte gebildete Zahl auf den Adresse in- gang des Bildpunktspeichers und wertet die Inhalte der so aufgerufenen Bildpunktspeicherzellen aus. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu weisen, wie für die Überwachung relevante Vorgänge in dem zu überwachenden Geländestreifen automatisch erfasst und zur Anzeige gebracht werden können. Dabei soll aber gleichzeitig vermieden werden, dass für die Überwachung irrelevante Vorgänge, wie die plötzliche Abdeckung der Sonne durch Wolken, klimatische Änderungen, wie z.B. Schneefall oder Regen, wie auch andere natürliche preignisse, wie etwa der Laubfall im Herbst zur Anzeige gelangen oder Fehlalarme auslösen. Bei einer Freigeländeüberwachungsanlage der eingangs genannten Art besteht daher erfindungsgemäss der Geländestreifen aus mindestens drei parallel zueinander ausgerichteten Kontrollstreifen, von denen ein jeder einen unterschiedlichen Grauwert besitzt, sind die ein- und demselben Geländestreifenbereich zugeordneten Beleuchtungskörper und Fernsehkameras mehrere Meter über dem Kontrollstreifen angeordnet und die Fernsehkameras an eine Bildauswerteeinrichtung angeschlossen. Bei einem solchen Geländestreifen führt die Durchquerung mit einem Körper beliebigen Grauwerts in mindestens einem Kontrollstreifen zu einer Grauwertänderung. Zugleich wird damit auch die Voraussetzung geschaffen, Grauwertänderungen,die klimatisch bedingt sind, oder durch andere natürliche Ereignisse erzeugt werden, von solchen Grauwertänderungen zu unterscheiden, die beim Überqueren des Gländestreifens entstehen. Die Nachweis empfindlichkeit lässt sich beträchtlich steigern, wenn in besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung, die einem bestimmten Geländestreifenbereich zugeordneten Beleuchtungskörper einerseits und die demselben Geländestreifenbereich zugeordneten Fernsehkameras andererseits von diesem Geländestreifenbereich aus gesehen einen Öffnungswinkel von mehr als 100 miteinander bilden. Hierdurch wird von den Fernsehkameras nicht nur der von einem, Kontrollstreifen abweichende Grauwert des eindringenden Objektes, sondern bei Dunkelheit auch noch der Schatten dieses Objektes auf den einzelnen Kontrollstreifen erfassbar. weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert: Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsge mässen,ein zu schützendes Freigelände umschliessenden, selbsttätig überwachten Geländestreifen. In der Darstellung der Figur ist auf der linken Seite ein zu überw.achendes Freigelände 1 zu erkennen. Dieses wird durch einen beiderseits umzäunten, überwachten Geländestreifen 2 gegenüber einem rechts des Geländestreifens befindlichen, ungesicherten Gelände 3 abgegrenzt. Der das zu überwachende Freigelände umschliessende Geländestreifen 2 ist auf der an das Freigelände angrenzenden Seite mit einem übermannshohen, gegen Übersteigen gesicherten Drahtzaun 4 abgesichert. Auf der dem ungesicherten Gelände 3 zugewandten Seite ist der Geländestreifen 2 lediglich mit einem Wild scnutzzaun 5 gesichert. Auf der dem zu überwachenden Freigelände 1 zugewandten Seite des Geländestreifens 2 sind Masten 6, 7, 8 aufgestellt, die auf dem Geländestreifen 2 ausgerichtete Beleuchtungskörper 9, 10, 11, 12, 13, 14 und Fernsehkameras 15, 16, 17 tragen. Die Fernsehkameras sind auf einen seitlich des jeweiligen Mastes befindlichen Teil des Geländestreifens 2 ausgerichtet. Dabei bildet ihr Aufnahmekegel einen spitzen dinkel mit der Längsachse des Geländestreifens. Hierdurch lässt sich eine grössere Fläche mit weniger Fernsehkameras überwachen. Die beiden Beleuchtungskörper eines Jeden Mastes beleuchten jeweils den unter und seitliche des Mastes befindlichen Bereich des Gelände streifens. Der gegenseitige Abstand der einzelnen Masten ist so ausgelegt, dass sich die von den einzelnen Fernsehkameras 15, 16, 17 überwachten Bereiche 18, 19, 20 des Geländestreifens 2 über dessen ganze Breite hinweg überlappen Auf dem Gelanaestreifen sind fünf, unmittelbar aneinandergrenzende Kontrollstreifen 21, 22, 23, 24, 25 angelegt, die sich parallel zueinander längs des Gländestreifens 2 erstrecken. Die Kontrollstreifen sind auf beiden Seiten zum jeweiligen Zaun 4, 5 hin von je einem weiteren schmalen mit niedriger Bepflanzung, wie z.B. Gras bedeckten Streifen Geländes 26, 27 umsäumt. Die einzelnen Kontrollstreifen 21 bis'25 sind in der Darstellung der Figur von links nach rechts wie folgt aufgebaut: Der erste, dem umzäunten Freigelände 1 zugewandte Kontrollstreifen 21 ist etwa 0,8 m breit und mit Flusskies bedeckt. Daran schliesst sich ein 0,6 m breiter Kontrollstreifen 22 an, der mit Quarzkies bedeckt ist. Danach folgt ein weiterer 1,0 m breiter Kontrollstreifen 23, der wiederum mit Flusskies bedeckt ist. Längs des hieran anschliessenden 0,45 m breiten Kontrollstreifens 24 sind zwei 0,3 m hohe Mäuerchen 28, 29 errichtet. Sie bestehen in der Darstellung der Figur aus grauem Beton, sie könnten aber auch ebensogut aus grauen senkrecht stehenden Steinplatten gefertigt sein. Die Mäuerchen 28, 29 sind elektrisch beheizbar. An dem Kontrollstreifen 24 mit den beiden Mäuerchen schliesst sich ein mit Flusskies bedeckter 2,15 m breiter Kontrollstreifen 25 an. Dahinter beginnt der mlt Gras bedeckte Streifen Geländes 27, der bis zum Wildschutzzaun 5 reicht. Durch den Wildschutzzaun 5 auf der Aussenseite des Geländestreifens 2 und den höheren Drahtzaun 4 auf der dem zu iiberwachenden Freigelände 1 zugewandten Seite des Geländestreifens 2 wird verhindert, dass grössere Tiere, wie Rehe, Hunde und Hasen, in dem zu überwachenden Gelän streifen 2 eindringen können. Die Kontrollstreifen 21 bis 25 sind so ausgelegt, dass bei Jeder Witterung deut licne Grauwertänderungen zwischen benachbarten Kontrollstreifen bestehen. Bei trockener und noch mehr bei nasser Witterung hebt sich der helle Quarzkies mit seinem Grauwert stark gegenüber den beiden benachbarten dunklen Flusskiesstreifen ab. Wenn im Winter eine geschlossene Schneedecke liegt und die verschiedenen Kiesstreifen zuaeckt, so bleiben dennoch die Seitenflanken der beiden Mäuerchen 28, 29 schneefrei. Selbst wenn auf einen Oberkante Schnee liegen sollte, so hebt sich diese Schneehaube, aus der Blickrichtung der Fernsehaufnahmekameras 15, 16, 17 von schräg oben, vom Grau der Seitenflanken dieser Mäuerchen kontrastreich ab. Dieser Kontrast wird Nachts noch dadurch verstärkt, dass die Oberkante des den Beleuchtungskörpern 9 bis 14 zuge wandten Mäuerchens 28 einen Schlagschatten auf das dahinter befindliche Mäuerchen 29 wirft, der von den vor der Beleuc'-itungskörpern mit steilerer Blickrichtung ange ordneten Fernsehkameras 15, 15, 17 mit erfasst wird. Den Fernsehkameras präsentiert sich somit eine Folge von dur.kel-hell-dunkel-hell-dunkel-....-Streifen. Bei einer Überquerung des Geländestreifens 2 unterbricht die überquerende Person, selbst wenn ihre Beklei dung im Grauwert mit der eines der verwendeten Kontrollstreifen 21 bis 25 übereinstimmt, dennoch den Grauwert der jeweils benachbarten Kontrollstreifen. Gleiches gilt auch für das Überqueren der beiden parallelen Mäuerchen 28, 29. Aber auch bei Schneelage wird beim Überqueren der beiden Mäuerchen in einem weissen Schneeanzug das kontrastreiche Streifenmuster gestört. Im letztgenannten Fall hebt sich das weiB des Schneeanzugs vom Grau der Stirnflächen der Mäuerchen ab. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn die beiden Mäuerchen mit einer Heze n- richtung versehen sind, die den auf der Naueroberkarte liegenden Schnee abtaut. Bei einer Uberquerung des Geländestreifens 2 bei Nacht ergeben sich nicht nur jene Änderungen der Grauwerte im Bereich der einzelnen Kontrollstreifen, wo die ein zelnen Grauwerte durch den oder die Grauwerte der den Geländestreifen 2 überquerenden Person ersetzt werden, sondern es ergeben sich auch zu beiden Seiten der überquerenden Person Grauwertänderungen in den Kontrollstreifen, die durch die beiden seitlichen Schlagschatten bedingt sind, die die auf den jeweils benachbarten Masten 6, 7, 8 angeordneten Beleuchtungskörper 9 bis 14 von der überquerenden Person auf die Kontrollstreifen 21 bis 25 werfen. Wenn sich ein Objekt beliebigen Grauwerts über einen Kontrollstreifen eines anderen Grauwertes schiebt, so verändert sich dessen Grauwert im abgedeckten Bereich zunächst nur in einer bestimmten Richtung. Es wird entweder heller oder dunkler, ohne dass sich dadurch der Grauwert des zunächst noch nicht betretenen benachbarten Kontrollstreifens verändert. Bei gleichzeitiger Abdek kung zweier benachbarter Kontrollstreifen durch ein und dasselbe Objekt beliebigen Grauwertes, wird im allgemeinen der hellere Kontrollstreifen im abgedeckten Bereich dunkler und der dunklere Kontrollstreifen im abgedeckten Bereich heller. Dies ist immer dann der Fall, wenn der Grauwert des abdeckenden Objektes zwischen den Grauwerten der beiden benachbarten Kontrollstreifen liegt. Erreicht der Grauwert des abdeckenden Objektes, den Grauwert eines der beiden Kontrollstreifen, so wird sich dennoch der Grauwert des anderen Kontrollstreifens gegenüber dem unveränderten Grauwert des ersten Kontrollstreifens ändern. Unter Zugrundelegung dieser Überlegungen lassen sich Fehlalarme, wie sie z.B. durch die Abdeckung der Sonne durch eine Wolke erzeugt werden können, vermeiden. Voraussetzung hierfür ist aber, dass die Bildauswerteeinrichtung die 3ildinformation in einzelnen kleine Rasterfeldern erfasst. Dabei wird der Grauwert je Rasterfeld mit dem zuvor gespeicherten Grauwert dieses Rasterfeldes verglichen. Grauwertänderungen, d.h. Differenzen zwischen dem gespeicherten Grauwertsignal und dem neuen Grauwertsignal erden als Signal weitergeleitet und mit der Grauwertänderung des benachbarten Rasterfeldes verglichen. ueber eine Schaltungslogik wird nun dafür gesorgt, dass nur gegenläufige Grauwertänderungen benachbarter Rasterzelaer zu einem Auslösesignal führen, während sich die 3ignale gleichgerichteter Grauwertänderungen geèn- seit blockieren. Auf diese :!eise können Vorgänge, die eine gleichsinnige änderung des Grauwertes benachbarter Rasterfelder - die benachbarten Kontrollstreifen zugeordnet sein können - zur Folge haben, wie z.B. Beleuchtungsänderungen, unterdrückt werden. Fehlalarme, wie sie durch sehr kleine Objekte, wie z.B. fallendes Laub oder kleine Tiere, wie z.B. Mäuse, augelöst werden können, lassen sich vermeiden, wenn die Bildauswerteeinrichtung die von Grauwertänderungen herrührenden Auslösesignale mehrerer unmittelbar benach Harter Rasterfelder, soweit in ihnen ein Grauwertänderungssignal erzeugt wird, aufsummiert und das aufsummier- te Signal über einen Diskriminator leitet. Dessen Sch Tel- le kann bedarfsweise so hoch gelegt werden, dass kleine Abdeckungen, wie sie durch eine Maus oder ein Blatt ver ursache werden, mit ihren aufsummierten Signalwerten noch unter Jener Schwelle liegen, die zur eigentlichen Signalauslösung erforderlich ist. Grössere Gegenstände, wie ein Hund oder eine Person haben jedoch eine derartige Aufsummierung der Auslösesignale zur Folge, dass eine Signalauslösung erfolgt. 23 Patentansprüche 2 Figur

Claims: Patentanstrüche 1. Freigelandeüberwachungsanlage mit einem zu überwachenden Geländestreifen und mit längs des Geländestreifens aufgestellten Masten für die Halterung von Beleuchtungskörpern und von Fernsehkameras, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Geländestreifen (2) aus mindestens drei parallel zueinander ausgerichteten Kotrollstreifen (21, 22, 23, 24, 25) besteht, von denen ein Jeder einen unterschiedlichen Grauwert besitzt, die ein und demselben Gelindestreifen- bereich zugeordneten Beleuchtungskörper (9, 10, 11, 12, 13, 14) und Fernsehkameras (15, 16, 17) mehrere Meter iiber den Kontrollstreifen gehaltert und die Fernsehkameras an eine Bildauswerteeinrichtung angeschlossen sind. 2. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die einem bestimmten Geländestreifenbereich zugeordneten Beleuchtungskörper (9, 10, 11, 12, 13, 14) einerseits und Fernsehkameras (15, 16, 17) andererseits von diesem Geländestreifenbereich aus gesehen, einen Öffnungswinkel von mehr als 100 miteinander bilden. 3. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein winkel von 5 bei der Projektion des Öffnungswinkels in eine szene parallel zur vrstreckung des Geländestreifens (2) nicht unterschritten wird. 4. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die ontrollstreifen (21 bis 25) parallel zum Geländestreifen (2) ausgerichtet sind. 5. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Kontrollstreifen (21, 22, 23, 25) mit geschottertem Stein.aterial bedeckt ist. 6. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Kontrollstreifen (21, 23, 25) mit Flusskies bedeckt isi. 7. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass mindestens ein Kontrollstreifen (22) mit Quarzkies bedeckt ist. 8.Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein Kontrollstreifen (24) betoniert ist. 9. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass mindestens ein Kontrollstreifen zementiert ist. 10. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass längs eines Kontrollstreifens auf einer Stirnseite stehende Platten aufgestellt sind. 11. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenigstens eine kleine Mauer (28, 29) längs einem der Kontrollstreifen (24) errichtet ist. 12. Freigelandeüberwachungsanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , dass die Mauer (28, 29) mindestens 10 cm hoch ist. 13. Frelèlandeiiberwacltmgsanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwei annshernd gleich hohe Mauern (28, 29) parallel zueinander errichtet sind. 14. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der gegenseitige Abstand der beiden Mauern (28, 29) geringer ist als ihre Höhe. 15. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Geländestreifen (2) beidseitig mit je einem Zaun (3, 4) gesichert ist. 16. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Masten (6, 7, 8) auf der Seite des Geländestreifens (2) angeordnet sind, die dem abzusichernden Freigelände (1) zugewandt ist. 17. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bildauswerteeinrichtung die Bildinformation in einzelnen Rasterfeldern untersucht. 18. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bildauswerteeinrichtung Änderungen der Grauwertabstufung gegenüber einem benachbarten Kontrollstreifen erfasst. 19. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bildauswerteeinrichtung zwischen gleichgerichteten und entgegengerichteten Änderungen des Grauwertes in benachbarten Kontrollstreifen unterscheidet. 29. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Bildauswerteeinrichtung die Signale nebeneinander- liegender auslösender Bildrasterfelder summiert. 21. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c n g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Kontrollstreifen beheizbar ist. 22. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Mauer (25, 26) beheizbar ist. 23. Freigeländeüberwachungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t S dass die Projektion der Achsen der Aufnahmekegel der Fernsehkameras auf die Geländestreifen mit deren Längsachsen einen spitzen Winkel bilden.

Inventors: HERRMANN, REINHARD, DIPL.-ING., KAISER, HANS, DIPL.-ING., SCHULZ, HARTMUT, DIPL.-ING.
Applicants: KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1984
Main classification: G08B13
IPC codes: G08B13