WO2000008614A1 - Device for room surveillance - Google Patents

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WO2000008614A1
WO2000008614A1 PCT/DE1999/002377 DE9902377W WO0008614A1 WO 2000008614 A1 WO2000008614 A1 WO 2000008614A1 DE 9902377 W DE9902377 W DE 9902377W WO 0008614 A1 WO0008614 A1 WO 0008614A1
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WO
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control unit
detectors
video sensor
central control
signal processor
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PCT/DE1999/002377
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German (de)
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Inventor
Ulrich Butzmann
Original Assignee
Sikom Sicherheits- Und Kommunikationstechnik Gmbh
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    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring rooms and for reporting burglaries, which consists of detectors distributed in the room to be monitored, a central control unit and an alarm device which can be connected to this via the telephone network.
  • the correctness of the alarm message can only be verified by the emergency services of the security guard company or the police station responsible for the property in question and checking the accuracy of the triggered alarm there. In view of the very common false alarms, this is very complex and costly. Therefore, devices for intrusion monitoring are known, in which video or. Camera systems can be integrated. In the event of an alarm being triggered, images of the location of the alleged intrusion are then sent to the monitoring center, which in many cases provide information about the correctness of the alarm and, in the event of an intrusion actually taking place, provide information about how much emergency personnel react to the situation must become. Most systems of this type use video cameras, which are usually fed directly from the network. The cameras are guided in a star shape to a video matrix or a frame grabber card.
  • the monitoring device shown works with several cameras, each with several cameras Transmission units.
  • the cameras which are combined to form a transmitter unit are brought together on a video crossbar and can be addressed selectively by means of this and an appropriate addressing by an operator.
  • the inclusion of other detectors, such as glass break detectors or IR sensors, does not emerge from the solution shown.
  • German utility model 297 04 070 Another solution is disclosed by German utility model 297 04 070.
  • both video cameras and other intrusion detection units are controlled by a central control and evaluation unit.
  • the video signals coming in from the video cameras are routed to a frame grabber card contained in the control and evaluation unit.
  • the entire image processing as well as the evaluation of the image signals for the presence of an alarm state takes place in the control and evaluation unit.
  • the control and evaluation unit sends a corresponding message to the monitors in a monitoring center via a long-distance line.
  • a ring memory is also provided in the control and evaluation unit, which temporarily stores the recorded video sequences. Measures for monitoring the room in the dark cannot be found in the document.
  • a disadvantage of the solution shown is the shock load on the power supply path resulting from the charging and discharging of capacitors required to generate the light flashes.
  • the object of the present invention is to provide a device for monitoring rooms which enables verification of incoming alarm messages by the transmission of image sequences from the room to be monitored and which also allows video surveillance in the dark while avoiding the disadvantages of the known solutions described.
  • the device according to the invention consists, in a manner known per se, of detectors distributed in the room to be monitored, a central control unit and an alarm device which can be connected to this via the telephone network.
  • the detectors operating as secondary detectors and the central control unit are connected to at least one active video sensor, which is equipped as a compact unit with an analog-digital converter, a signal processor core, a ring memory and a bus coupler.
  • the data exchange between the detectors, the video sensor and the central control unit takes place via a digital two-wire bus.
  • each video sensor is furthermore operatively connected to one or more pulsed infrared radiation sources in such a way that the flash of light from the radiation sources synchronizes with the time of recording of the video sensor by the signal processor core integrated in the video sensor and the pulse width of the flash of light is based on a pulse-width-modulated signal derived from the evaluated video image is regulated by the signal processor core with a view to optimal object illumination.
  • the video sensor also has cover monitoring to prevent tampering.
  • the elements placed in the room to be monitored and fed by an emergency power supply in the event of a power failure can be automatically monitored remotely by the alarm device for attempts at sabotage, checked by status queries for the need for repair or maintenance measures, and their function can be influenced by exchanging their operating software.
  • the integration of essential components of the system directly into the video sensor simplifies the construction of the device.
  • the volume of data to be transferred is reduced. It is because of the fact that Image evaluation already takes place in the camera, it is possible to transfer only the changing parts of the image.
  • the management of the entire system at the place of use via the two-wire bus allows extensive remote maintenance management in connection with the possibility of connection to the monitoring device.
  • the active video sensors are CCD cameras, in which the ring memory and the signal processor core are directly integrated.
  • the images permanently recorded by the room to be monitored are temporarily stored in the ring memory in the amount of its storage capacity and then overwritten by updated images.
  • the overwriting of the ring memory is stopped and the images then recorded by the respective camera are sent to the central control unit via the two-wire bus after processing in the integrated signal processor core.
  • the data is forwarded to the alarm unit designed as a monitor via a telephone connection established by the control unit.
  • the data is compressed by the signal processor core of the camera.
  • the radiation sources used are preferably pulsed light emitting or laser diodes that emit in the infrared range.
  • the device allows the video sensors to be coupled to external manipulation-protected mass memories, such as a floppy or RAM card.
  • a further advantageous embodiment of the invention is provided in that a coder / decoder is provided in the central control unit and at least the data exchange required between the central control unit and the alarm device after the detection of an alarm takes place in encrypted form.
  • up to 126 cameras can be connected to the control unit, with up to 72 freely definable detection areas being selectable for each camera. Since longer cable routes can sometimes result when using a larger number of spatially distributed cameras, it makes sense of the invention advantageous for the regeneration of smoothed bit sequences to place repeaters in the network formed by the two-wire bus. These repeaters can simultaneously intercept and compensate for increased load factors.
  • the central control unit or central unit 1 which can be installed directly in the room to be monitored or spatially separated from the detectors 2, comprises a power supply unit 11, a rechargeable battery 7 and an ISDN dialing device 12. Via the two-wire bus 5 the central unit 1 is connected to the CCD cameras 3 and the further detectors 2 coupled to them, such as glass break detectors, magnetic contacts or infrared sensors. Optionally, the central unit can also control optical and / or acoustic signal transmitters 13 for signaling a triggered alarm.
  • the line network shown in the figure comprises the two-wire bus 5 and a power supply line routed with it in a common cable harness.
  • repeaters 9 are arranged in the line network, by means of which bit sequences which have been ground as a result of the damping are regenerated.
  • an additional power supply unit 14 which, like the central unit 1, contains a rechargeable battery 8, can also be connected. Both the battery 7 present in the central unit 1 and the one provided in the additional power supply 14 are used in the event of a power failure for emergency power supply of the device elements.
  • the cameras 3 are - but not evident from the figure - designed as an integrated unit which, in addition to the active sensor element, comprises at least one analog-to-digital converter, a signal processor core, a ring memory and a bus coupler.
  • the image data is evaluated directly in the camera 3 by the signal processor core integrated therein.
  • the alarm can only be detected by the other detectors 2, so that the CCD cameras 3 are only switched on after an alarm has been detected.
  • the integrated signal processor core makes it possible, by means of the evaluation algorithms stored in it, to recognize any changes or movement processes that may occur in the area of the camera 3. In this mode of operation, the camera 3 is constantly switched on.
  • the image sequences recorded by the camera 3 are each temporarily stored in the ring buffer until it overflows. Then they are overwritten by updated image data. As soon as the system detects an alarm, the overwriting of the ring buffer is interrupted.
  • the images recorded by the camera 3 are then forwarded directly via the two-wire bus 5 to the central unit 1 and from there via a remote connection 6 which has meanwhile been established by the central unit 1 to the monitor of a monitoring device 4 at a security guard company or at the police . It is to be regarded as particularly advantageous that the data volume to be transmitted can be significantly reduced compared to conventional solutions due to the processing and compression already carried out in the camera 3 by the signal processor core.
  • the data temporarily stored in the ring memory can also be called up by the monitoring device 4 and evaluated for alarm verification or to illustrate the occurrence of the alarm situation.
  • the selected architecture with the use of the two-wire bus 5 enables extensive remote maintenance management. It is thus possible to periodically check the state of charge or the discharge behavior of the rechargeable batteries 7, 8 provided in the control unit and the additional power supply unit and, if necessary, to draw the operator's attention to the need to replace them.
  • the automatic monitoring of the essential parts of the device for possible acts of sabotage is favored by the connection of the components to the two-wire bus 5.
  • the illustration of the input / output module 10 selected in the drawing deviates somewhat from the actual conditions for better illustration.
  • such a module 10 is integrated in each camera 3 and has up to 6 signal inputs for connection to the other detectors 2 and up to 7 open collector outputs for connecting additional devices, such as displays or signal transmitters.
  • the signal inputs are designed as differential signal inputs so that the response sensitivity can be set for each detector 2 connected to it.
  • the bus coupler integrated in the cameras 3 is part of the input / output module 10. List of the reference symbols used

Abstract

The invention relates to a device for room surveillance and for reporting break-ins, consisting of scattered detectors, a central control unit and an alarm device that may be connected to said control unit by means of a telephone network. The invention has the aim of providing a device enabling verification of an incoming alarm report by transmission of image sequences and video surveillance in the darkness thus avoiding the disadvantages of prior art. In the device according to the invention, detectors working as auxiliary detectors and the control unit are connected to at least one active video sensor embodied as a compact unit comprising an analog-digital converter, a signal processor core, a loop memory and a bus. Data exchange between the detectors, the video sensor and the control unit is effected by means of a digital two-wire bus. Each video sensor interacts with one or several pulsed radiation sources in such a way that their flash is synchronized with the recording time of the video sensor by means of its signal processor core and the pulse width of the flash is regulated with the purpose of achieving optimal object illumination.

Description

Vorrichtung zur Überwachung von RäumenDevice for monitoring rooms
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Räumen und zur Meldung von Einbrüchen, welche aus in dem zu überwachenden Raum verteilt angeordneten Detektoren, einer zentralen Steuereinheit und einer über das Fernsprechnetz mit dieser verbindbaren Alarmierungseinrichtung besteht.The invention relates to a device for monitoring rooms and for reporting burglaries, which consists of detectors distributed in the room to be monitored, a central control unit and an alarm device which can be connected to this via the telephone network.
Es ist bekannt, sicherheitssensible Bereiche, aber auch Geschäfts- und Wohnräume zum Zweck eines geeigneten Eingreifens bei Einbrüchen fernzuüberwachen. Dazu werden in dem zu überwachenden Raum entsprechende Detektoren installiert und mit einer möglicherweise räumlich getrennten Zentrale verbunden, welche die von den Detektoren kommenden Signale auswertet und im Falle der Detektion eines vermeintlichen Einbruchs über eine als Standleitung oder öffentliche Fernsprechleitung ausgebildete Fernleitung eine Mitteilung an eine Überwachungszentrale bei einem Wachschutzunter- nehmen oder bei einer Polizeidienststelle überträgt. In der Mehrheit der Fälle handelt es sich bei den verwendeten Detektoren um Ultraschallsensoren oder Passivmelder, wie Glasbruchmelder oder Infrarotsensoren. Ein dabei häufig auftretendes Problem ist das Auslösen von Fehlalarmen. Eine Verifizierung der Alarmmeldung auf ihre Richtigkeit ist in den meisten Fällen nur möglich, indem sich Einsatzkräfte des Wachschutzunter- nehmens oder der das jeweilige Objekt betreuenden Polizeidienststelle unmittelbar vor Ort begeben und dort die Richtigkeit des ausgelösten Alarms überprüfen. Dies ist in Anbetracht recht häufig vorkommender Fehlalarme sehr aufwendig und kostenintensiv. Daher sind auch Vorrichtungen zur Einbruchsüberwachung bekannt, in welche Videobzw. Kamerasysteme mit eingebunden werden. Im Falle der Auslösung eines Alarms werden dann an die Überwachungszentrale Bilder vom Ort des vermeintlichen Einbruchs übermittelt, welche in vielen Fällen Aufschluß über die Richtigkeit des Alarms geben und außerdem bei einem tatsächlich stattfindenden Einbruch bereits Informationen darüber vermitteln, mit wieviel Einsatzkräften auf die entstandene Situation reagiert werden muß. Die meisten Systeme dieser Art verwenden Videokameras, die in der Regel direkt aus dem Netz gespeist werden. Dabei sind die Kameras sternförmig an eine Videokreuzschiene oder eine Framegrabberkarte herangeführt.It is known to remotely monitor security-sensitive areas, but also business and residential premises for the purpose of appropriate intervention in the event of break-ins. For this purpose, appropriate detectors are installed in the room to be monitored and connected to a possibly spatially separate center, which evaluates the signals coming from the detectors and, in the event of the detection of an alleged intrusion, via a long-distance line designed as a dedicated line or a public telephone line, a message to a monitoring center to a security company or to a police station. In the majority of cases, the detectors used are ultrasonic sensors or passive detectors, such as glass break detectors or infrared sensors. A common problem is triggering false alarms. In most cases, the correctness of the alarm message can only be verified by the emergency services of the security guard company or the police station responsible for the property in question and checking the accuracy of the triggered alarm there. In view of the very common false alarms, this is very complex and costly. Therefore, devices for intrusion monitoring are known, in which video or. Camera systems can be integrated. In the event of an alarm being triggered, images of the location of the alleged intrusion are then sent to the monitoring center, which in many cases provide information about the correctness of the alarm and, in the event of an intrusion actually taking place, provide information about how much emergency personnel react to the situation must become. Most systems of this type use video cameras, which are usually fed directly from the network. The cameras are guided in a star shape to a video matrix or a frame grabber card.
Ein Beispiel für eine solche Lösung wird in der DE 41 38 538 offenbart. Die dargestellte Überwachungseinrichtung arbeitet mit mehreren, jeweils mehrere Kameras aufweisenden Sendeeinheiten. Die jeweils zu einer Sendeeinheit zusammengefaßten Kameras werden an einer Videokreuzschiene zusammengeführt und können mittels dieser und einer entsprechenden Adressierung durch eine Bedienungsperson selektiv angesprochen werden. Aus der dargestellten Lösung geht die Einbeziehung anderer Detektoren, wie Glas- bruchmelder oder IR-Sensoren, nicht hervor.An example of such a solution is disclosed in DE 41 38 538. The monitoring device shown works with several cameras, each with several cameras Transmission units. The cameras which are combined to form a transmitter unit are brought together on a video crossbar and can be addressed selectively by means of this and an appropriate addressing by an operator. The inclusion of other detectors, such as glass break detectors or IR sensors, does not emerge from the solution shown.
Eine andere Lösung wird durch das deutsche Gebrauchsmuster 297 04 070 offenbart. Bei der in dieser Schrift dargestellten Einbruchsmeldeanlage werden sowohl Videokameras als auch andere einen Einbruch detektierende Einheiten von einer zentralen Steuer- und Auswerteeinheit gesteuert. Die von den Videokameras eingehenden Videosignale werden auf eine in der Steuer- und Auswerteeinheit enthaltenen Framegrabberkarte geführt. Dabei erfolgt die gesamte Bildverarbeitung sowie die Auswertung der Bildsignale auf das Vorliegen eines Alarmzustandes in der Steuer- und Auswerteeinheit. In dem Fall, daß das System einen Alarmzustand erkennt, wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit eine entsprechende Mitteilung den Monitoren in einer Überwachungszentrale über eine Fern- leitung zugeführt. In der Steuer-und Auswerteeinheit ist außerdem ein Ringspeicher vorgesehen, welcher die aufgenommenen Videosequenzen kurzzeitig zwischenspeichert. Der Schrift sind Maßnahmen für eine Überwachung des Raumes bei Dunkelheit nicht zu entnehmen. Als nachteilig ist bei dieser Lösung außerdem die recht aufwendige Verdrahtung anzusehen, da an jedes Detektorelement, ob aktiv oder passiv jeweils mehrere Doppeladern zur Spannungsversorgung, Sabotagekontrolle und die vom Detektor zur Steuer- und Auswerteeinheit zu übertragenden Daten herangeführt werden müssen. Soweit durch die Überwachungsanlagen auch eine Überwachung dunkler Räume sichergestellt werden muß, erfolgt bei den meisten Anlagen, welche Videokameras einbeziehen, eine Ausleuchtung des Überwachungsraumes durch IR-Strahlungsquellen. Üblicherweise werden diese Infrarotstrahlungsquellen - beispielsweise Leucht- oder Laserdioden - im Dauerstrichbetrieb eingesetzt. Dies bedingt jedoch einen vergleichsweise hohen Leistungsbedarf der Strahlungsquellen und somit einen erhöhten Energieverbrauch. Aus der DE 42 28 629 ist eine Lösung bekannt, die Strahlungsquellen gepulst zu betreiben und mit der Aufnahmefrequenz der Videokameras zu synchronisieren. Nachteilig an der dargestellten Lösung ist die sich infolge des zur Erzeugung der Lichtblitze erforderlichen Auf- und Entladens von Kondensatoren ergebende Stoßbelastung des Stromversorgungspfades . Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Überwachung von Räumen zu schaffen, welche eine Verifizierung eingehender Alarmmeldungen durch die Übermittlung von Bildsequenzen aus dem zu überwachenden Raum ermöglicht und dabei unter Vermeidung der Nachteile der beschriebenen bekannten Lösungen auch eine Videoüberwachung bei Dunkelheit zuläßt.Another solution is disclosed by German utility model 297 04 070. In the intrusion detection system shown in this document, both video cameras and other intrusion detection units are controlled by a central control and evaluation unit. The video signals coming in from the video cameras are routed to a frame grabber card contained in the control and evaluation unit. The entire image processing as well as the evaluation of the image signals for the presence of an alarm state takes place in the control and evaluation unit. In the event that the system detects an alarm state, the control and evaluation unit sends a corresponding message to the monitors in a monitoring center via a long-distance line. A ring memory is also provided in the control and evaluation unit, which temporarily stores the recorded video sequences. Measures for monitoring the room in the dark cannot be found in the document. Another disadvantage of this solution is the rather complex wiring, since each detector element, whether active or passive, has to be supplied with multiple pairs for voltage supply, sabotage control and the data to be transmitted from the detector to the control and evaluation unit. To the extent that the surveillance systems also have to ensure that dark rooms are monitored, most systems which include video cameras have the surveillance room illuminated by IR radiation sources. These infrared radiation sources - for example light-emitting or laser diodes - are usually used in continuous wave mode. However, this requires a comparatively high power requirement from the radiation sources and thus an increased energy consumption. From DE 42 28 629 a solution is known to operate the radiation sources in a pulsed manner and to synchronize them with the recording frequency of the video cameras. A disadvantage of the solution shown is the shock load on the power supply path resulting from the charging and discharging of capacitors required to generate the light flashes. The object of the present invention is to provide a device for monitoring rooms which enables verification of incoming alarm messages by the transmission of image sequences from the room to be monitored and which also allows video surveillance in the dark while avoiding the disadvantages of the known solutions described.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in an sich bekannter Weise aus in dem zu überwachenden Raum verteilt angeordneten Detektoren, einer zentralen Steuereinheit und einer über das Fernsprechnetz mit dieser verbindbaren Alarmierungseinrichtung. Gemäß der erfinderischen Idee sind die als Nebenmelder arbeitenden Detektoren und die zentrale Steuereinheit mit mindestens einem aktiven Videosensor verbunden, der als kompakte Baueinheit mit einem Analog-Digital-Wandler, einem Signalprozessorkern, einem Ringspeicher sowie einem Buskoppler ausgerüstet ist. Der Datenaustausch zwischen den Detektoren, dem Videosensor und der zentralen Steuereinheit erfolgt über einen digitalen Zwei-Draht-Bus. Zur Lösung der Aufgabe ist weiterhin jeder Videosensor mit einer oder mehreren gepulst betriebenen Infrarot-Strahlungsquellen derart in eine Wirkverbindung gebracht, daß der Lichtblitz der Strahlungsquellen mit dem Aufnahmezeitpunkt des Videosensors durch den in den Videosensor integrierten Signalprozessorkern synchronisiert und die Pulsbreite des Lichtblitzes auf der Basis eines von dem Signalprozessorkern aus dem ausgewerteten Videobild abgeleiteten pulsweitenmodulierten Signals im Hinblick auf eine optimale Objektausleuchtung geregelt wird. Dabei verfugt der Videosensor außerdem über eine Abdecküberwachung, um eine Manipulation zu verhindern. Die in den zu überwachenden Raum eingeordneten und bei einem Spannungsausfall durch eine Notstromversorgung gespeisten Elemente sind fernwirkend von der Alarmierungseinrichtung automatisch auf Sabotageversuche überwachbar, durch Statusabfragen auf die Erforderlichkeit von Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen über- prüfbar und hinsichtlich ihrer Funktion durch den Austausch ihrer Betriebssoftware beeinflußbar. Durch die Integration wesentlicher Komponenten des Systems unmittelbar in den Videosensor vereinfacht sich zum einen der Aufbau der Vorrichtung. Außerdem verringert sich das zu übertragende Datenvolumen. So ist es aufgrund dessen, daß die Bildauswertung bereits in der Kamera erfolgt, möglich, nur die sich verändernden Bildanteile zu übertragen. Die Führung des gesamten am Einsätzort befindlichen Systems über den Zwei-Draht-Bus läßt im Zusammenhang mit der Verbindungsmöglichkeit zur Überwachungseinrichtung eine umfangreiches fernwirkendes Wartungsmanagement zu. Zudem können eine Veränderung von Systemeinstellungen oder ein Update der Systemsoftware - selbstverständlich immer mit dem Einverständnis des Betreibers - von der Überwachungseinrichtung aus erfolgen. Durch die fernwirkenden Management- und Einstellungsmöglichkeiten können viele für die reibungslose Funktion des Systems erforderliche Arbeiten ohne einen örtlichen Einsatz von Fachkräften erfolgen. Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den aktiven Videosensoren um CCD-Kameras, in die der Ringspeicher und der Signalprozessorkern unmittelbar integriert sind. Die permanent von dem zu überwachenden Raum aufgenommenen Bilder werden in den Ringspeicher im Umfang seiner Speicherkapazität kurzzeitig zwischengespeichert und anschließend durch aktualisierte Bilder überschrieben. Bei einer Alarmdetektion wird jedoch das Überschreiben des Ringspeichers gestoppt und die dann von der jeweiligen Kamera aufgenommenen Bilder nach Verarbeitung in dem integrierten Signalprozessorkern über den Zwei-Draht-Bus der zentralen Steuereinheit zugeleitet. Von dort werden die Daten über eine von der Steuereinheit hergestellte Fernsprechverbindung an die als Monitor ausgebildete Alarmierungseinheit weitergeleitet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Lösung werden die Daten durch den Signalprozessorkern der Kamera komprimiert. Bei den eingesetzten Strahlungsquellen handelt es sich vorzugsweise um gepulste im Infrarotbereich abstrahlende Leucht- oder Laserdioden. In einer Variante läßt die Vorrichtung eine Kopplung der Videosensoren mit externen manipulationsgeschützten Massenspeichern, wie Floppy oder RAM-Card, zu. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß in der zentralen Steuereinheit ein Coder/Decoder vorgesehen ist und zumindest der zwischen der zentralen Steuereinheit und der Alarmierungseinrichtung nach der Detektion eines Alarms erforderliche Datenaustausch in verschlüsselter Form erfolgt. Bei einer Ausführung der erfmdungsgemäßen Vorrichtung sind an die Steuereinheit bis zu 126 Kameras anschließbar, wobei für jede Kamera bis zu 72 frei bestimmbare Detek- tionsbereiche auswählbar sind. Da sich beim Einsatz einer größeren Zahl von räumlich verteilten Kameras teilweise auch längere Leitungswege ergeben können, ist es im Sinne der Erfindung vorteilhaft zur Regenerierung verschliffener Bitfolgen Repeater in das durch den Zwei-Draht-Bus gebildete Netz einzuordnen-. Durch diese Repeater können gleichzeitig erhöhte Lastfaktoren abgefangen und ausgeglichen werden.According to the invention the object is achieved by a generic device with the features of the main claim. Advantageous embodiments of the solution according to the invention result from the subclaims. The device according to the invention consists, in a manner known per se, of detectors distributed in the room to be monitored, a central control unit and an alarm device which can be connected to this via the telephone network. According to the inventive idea, the detectors operating as secondary detectors and the central control unit are connected to at least one active video sensor, which is equipped as a compact unit with an analog-digital converter, a signal processor core, a ring memory and a bus coupler. The data exchange between the detectors, the video sensor and the central control unit takes place via a digital two-wire bus. To achieve the object, each video sensor is furthermore operatively connected to one or more pulsed infrared radiation sources in such a way that the flash of light from the radiation sources synchronizes with the time of recording of the video sensor by the signal processor core integrated in the video sensor and the pulse width of the flash of light is based on a pulse-width-modulated signal derived from the evaluated video image is regulated by the signal processor core with a view to optimal object illumination. The video sensor also has cover monitoring to prevent tampering. The elements placed in the room to be monitored and fed by an emergency power supply in the event of a power failure can be automatically monitored remotely by the alarm device for attempts at sabotage, checked by status queries for the need for repair or maintenance measures, and their function can be influenced by exchanging their operating software. The integration of essential components of the system directly into the video sensor simplifies the construction of the device. In addition, the volume of data to be transferred is reduced. It is because of the fact that Image evaluation already takes place in the camera, it is possible to transfer only the changing parts of the image. The management of the entire system at the place of use via the two-wire bus allows extensive remote maintenance management in connection with the possibility of connection to the monitoring device. In addition, a change in system settings or an update of the system software - of course always with the consent of the operator - can be carried out from the monitoring device. Thanks to the remote management and setting options, many of the tasks required for the smooth functioning of the system can be carried out without the local use of specialists. According to one embodiment of the invention, the active video sensors are CCD cameras, in which the ring memory and the signal processor core are directly integrated. The images permanently recorded by the room to be monitored are temporarily stored in the ring memory in the amount of its storage capacity and then overwritten by updated images. In the event of an alarm detection, however, the overwriting of the ring memory is stopped and the images then recorded by the respective camera are sent to the central control unit via the two-wire bus after processing in the integrated signal processor core. From there, the data is forwarded to the alarm unit designed as a monitor via a telephone connection established by the control unit. According to an advantageous embodiment of the solution, the data is compressed by the signal processor core of the camera. The radiation sources used are preferably pulsed light emitting or laser diodes that emit in the infrared range. In a variant, the device allows the video sensors to be coupled to external manipulation-protected mass memories, such as a floppy or RAM card. A further advantageous embodiment of the invention is provided in that a coder / decoder is provided in the central control unit and at least the data exchange required between the central control unit and the alarm device after the detection of an alarm takes place in encrypted form. In one embodiment of the device according to the invention, up to 126 cameras can be connected to the control unit, with up to 72 freely definable detection areas being selectable for each camera. Since longer cable routes can sometimes result when using a larger number of spatially distributed cameras, it makes sense of the invention advantageous for the regeneration of smoothed bit sequences to place repeaters in the network formed by the two-wire bus. These repeaters can simultaneously intercept and compensate for increased load factors.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die Zeichnung veranschaulicht. Die zentrale Steuereinheit bzw. Zentraleinheit 1, welche unmittelbar in dem zu überwachenden Raum oder räumlich getrennt von den Detektoren 2 installiert sein kann, umfaßt ein Netzteil 11, einen Akku 7 und ein ISDN- Wählgerät 12. Über den Zwei-Draht- Bus 5 ist die Zentraleinheit 1 mit den CCD-Kameras 3 und den mit ihnen gekoppelten weiteren Detektoren 2, wie beispielsweise Glasbruchmeldern, Magnetkontakten oder Infrarotsensoren, verbunden. Optional können durch die Zentraleinheit auch noch optische und/oder akustische Signalgeber 13 zur Signalisierung eines ausgelösten Alarms angesteuert werden. Das in der Figur dargestellte Leitungsnetz umfaßt den Zwei-Draht-Bus 5 und eine mit ihm in einem gemeinsamen Kabelstrang geführte Stromversorgungsleitung. Zur Überbrückung größerer Distanzen sind in das Leitungsnetz Repeater 9 eingeordnet, durch die in Folge der Dämpfung verschliffene Bitfolgen regeneriert werden. Zur Sicherstellung der Spannungsversorgung auch bei großer Verbraucherlast ist außerdem über den Bus ein Zusatznetzteil 14 zuschaltbar, welches ebenso wie die Zentraleinheit 1 einen Akku 8 enthält. Sowohl der in der Zentraleinheit 1 vorhandene Akku 7, als auch der im Zusatznetzteil 14 vorgesehene dienen im Falle eines Stromausfalls zur Notstromversorgung der Vorrichtungselemente.An embodiment of the invention is illustrated by the drawing. The central control unit or central unit 1, which can be installed directly in the room to be monitored or spatially separated from the detectors 2, comprises a power supply unit 11, a rechargeable battery 7 and an ISDN dialing device 12. Via the two-wire bus 5 the central unit 1 is connected to the CCD cameras 3 and the further detectors 2 coupled to them, such as glass break detectors, magnetic contacts or infrared sensors. Optionally, the central unit can also control optical and / or acoustic signal transmitters 13 for signaling a triggered alarm. The line network shown in the figure comprises the two-wire bus 5 and a power supply line routed with it in a common cable harness. To bridge larger distances, repeaters 9 are arranged in the line network, by means of which bit sequences which have been ground as a result of the damping are regenerated. In order to ensure the voltage supply even with a large consumer load, an additional power supply unit 14, which, like the central unit 1, contains a rechargeable battery 8, can also be connected. Both the battery 7 present in the central unit 1 and the one provided in the additional power supply 14 are used in the event of a power failure for emergency power supply of the device elements.
Die Kameras 3 sind - aus der Figur jedoch nicht ersichtlich - als integrierte Baueinheit ausgeführt, welche außer dem aktiven Sensorelement zumindest einen Analog-Digital- Wandler, einen Signalprozessorkern, einen Ringspeicher sowie einen Buskoppler umfaßt. Die Auswertung der Bilddaten erfolgt unmittelbar in der Kamera 3 durch den darin integrierten Signalprozessorkern. Je nach Installation der Vorrichtung kann die Detektion des Alarms ausschließlich durch die anderen Detektoren 2 erfolgen, so daß die CCD-Kameras 3 erst nach Erkennen eines Alarms zugeschaltet werden. Vorteilhafter ist es jedoch, die Kameras 3 unmittelbar selbst zur Detektion heranzuziehen. Dabei ermöglicht es der integrierte Signalprozessorkern mittels der in ihm hinterlegten Auswertealgorithmen, im Bereich der Kamera 3 gegebenenfalls auftretende Veränderungen bzw. Bewegungsvorgänge zu erkennen. Bei dieser Betriebsweise ist die Kamera 3 ständig aktiv geschaltet. Die von der Kamera 3 aufgenommenen Bildsequenzen werden in dem Ringspeicher jeweils bis zu dessen Überlauf zwischengespeichert. Danach werden sie durch aktualisierte Bilddaten überschrieben. Sobald das System einen Alarm detektiert, wird das Überschreiben des Ringspeichers unterbrochen. Die von der Kamera 3 aufgenom- menen Bilder werden dann unmittelbar über den Zwei-Draht-Bus 5 zur Zentraleinheit 1 und von dort über eine von der Zentraleinheit 1 inzwischen hergestellte Fernverbindung 6 auf den Monitor einer Überwachungseinrichtung 4 bei einem Wachschutzunternehmen oder bei der Polizei weitergeleitet. Dabei ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, daß sich das zu übertragende Datenvolumen aufgrund der bereits in der Kamera 3 durch den Signalprozessorkern erfolgenden Bearbeitung und Komprimierung deutlich gegenüber herkömmlichen Lösungen verringern läßt. Die in dem Ringspeicher zwischengespeicherten Daten können ebenfalls von der Überwachungseinrichtung 4 abgerufen und zur Alarmverifizierung bzw. zur Veranschaulichung der Entstehung der Alarmsituation ausgewertet werden. Durch die gewählte Architektur mit der Verwendung des Zwei-Draht-Buses 5 ist ein umfangreiches fernwirkendes Wartungsmanagement möglich. So ist es möglich den Ladezustand bzw. das Entladeverhalten der in der Steuereinheit und dem Zusatznetzteil vorgesehenen Akku's 7, 8 periodisch zu kontrollieren und den Betreiber gegebenenfalls auf die Notwendigkeit ihres Austausches aufmerksam zu machen. Auch die automatische Überwachung der wesentlichen Vorrichtungsteile auf eventuelle Sabotageakte wird durch den Anschluß der Komponenten an den Zwei-Draht-Bus 5 begünstigt. Die in der Zeichnung gewählte Darstellung des Ein-/ Ausgangsmoduls 10 weicht zur besseren Veranschaulichung etwas von den tatsächlichen Verhältnissen ab. Tatsächlich ist ein solches Modul 10 in jede Kamera 3 integriert und weist bis zu 6 Meldeeingänge zur Verbindung mit den anderen Detektoren 2 sowie bis zu 7 Openkollektorausgänge zum Anschluß von Zusatzgeräten, wie Displays oder Signalgebern auf. Die Meldeeingänge sind als Differential-Meldeeingänge ausgeführt so daß für jeden daran angeschlossenen Detektor 2 die Ansprechempfindlichkeit eingestellt werden kann. Außerdem ist der in die Kameras 3 integrierte Buskoppler Bestandteil des Ein-/ Ausgangsmoduls 10. Liste der verwendeten BezugszeichenThe cameras 3 are - but not evident from the figure - designed as an integrated unit which, in addition to the active sensor element, comprises at least one analog-to-digital converter, a signal processor core, a ring memory and a bus coupler. The image data is evaluated directly in the camera 3 by the signal processor core integrated therein. Depending on the installation of the device, the alarm can only be detected by the other detectors 2, so that the CCD cameras 3 are only switched on after an alarm has been detected. However, it is more advantageous to directly use the cameras 3 for detection. The integrated signal processor core makes it possible, by means of the evaluation algorithms stored in it, to recognize any changes or movement processes that may occur in the area of the camera 3. In this mode of operation, the camera 3 is constantly switched on. The image sequences recorded by the camera 3 are each temporarily stored in the ring buffer until it overflows. Then they are overwritten by updated image data. As soon as the system detects an alarm, the overwriting of the ring buffer is interrupted. The images recorded by the camera 3 are then forwarded directly via the two-wire bus 5 to the central unit 1 and from there via a remote connection 6 which has meanwhile been established by the central unit 1 to the monitor of a monitoring device 4 at a security guard company or at the police . It is to be regarded as particularly advantageous that the data volume to be transmitted can be significantly reduced compared to conventional solutions due to the processing and compression already carried out in the camera 3 by the signal processor core. The data temporarily stored in the ring memory can also be called up by the monitoring device 4 and evaluated for alarm verification or to illustrate the occurrence of the alarm situation. The selected architecture with the use of the two-wire bus 5 enables extensive remote maintenance management. It is thus possible to periodically check the state of charge or the discharge behavior of the rechargeable batteries 7, 8 provided in the control unit and the additional power supply unit and, if necessary, to draw the operator's attention to the need to replace them. The automatic monitoring of the essential parts of the device for possible acts of sabotage is favored by the connection of the components to the two-wire bus 5. The illustration of the input / output module 10 selected in the drawing deviates somewhat from the actual conditions for better illustration. In fact, such a module 10 is integrated in each camera 3 and has up to 6 signal inputs for connection to the other detectors 2 and up to 7 open collector outputs for connecting additional devices, such as displays or signal transmitters. The signal inputs are designed as differential signal inputs so that the response sensitivity can be set for each detector 2 connected to it. In addition, the bus coupler integrated in the cameras 3 is part of the input / output module 10. List of the reference symbols used
1 Steuereinheit1 control unit
2 Detektor2 detector
3 Videosensor3 video sensor
4 Alarmierungseinheit4 alarm unit
5 Zwei-Draht-Bus5 two-wire bus
6 Fernverbindung6 long-distance connection
7 Notstromversorgung7 emergency power supply
8 Notstromversorgung8 emergency power supply
9 Repeater9 repeaters
10 Ein-/ Ausgangsmodul10 input / output module
11 Netzteil11 power supply
12 Wählgerät12 dialer
13 Signalgeber13 signaling devices
14 Zusatznetzteil 14 additional power supply

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Überwachung von Räumen und zur Meldung von Einbrüchen, welche aus in dem zu überwachenden Raum verteilt angeordneten Detektoren, einer zentralen Steuereinheit und einer über das Fernsprechnetz mit dieser verbindbaren Alarmierungseinrichtung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die als Nebenmelder arbeitenden Detektoren (2) und die zentrale Steuereinheit (1) mit mindestens einem aktiven Videosensor (3) verbunden sind, der als kompakte Baueinheit mit einem Analog-Digital- Wandler, einem Signalprozessorkern, einem Ringspeicher sowie einem Buskoppler ausgebildet ist, daß der Datenaustausch zwischen den Detektoren (2), dem aktiven Videosensor (3) und der zentralen Steuereinheit (1) über einen digitalen Zwei-Draht-Bus (5) erfolgt und daß jeder aktive Videosensor (3) mit einer oder mehreren gepulst betriebenen Strahlungsquellen derartig in einer Wirk- Verbindung steht, daß deren Lichtblitz mit dem Aufnahmezeitpunkt des aktiven1. Device for monitoring rooms and for reporting break-ins, which consists of detectors distributed in the room to be monitored, a central control unit and an alarm device which can be connected to this via the telephone network, characterized in that the detectors (2) working as secondary detectors and the central control unit (1) is connected to at least one active video sensor (3), which is designed as a compact unit with an analog-digital converter, a signal processor core, a ring memory and a bus coupler, so that the data exchange between the detectors (2) , the active video sensor (3) and the central control unit (1) via a digital two-wire bus (5) and that each active video sensor (3) with one or more pulsed radiation sources is in such an operative connection that whose flash of light with the time of the active
Videosensors (3) durch den in den Videosensor (3) integrierten Signalprozessorkern synchronisiert und die Pulsbreite des Lichtblitzes auf der Basis des von dem Signalprozessorkern verarbeiteten und ausgewerteten Videobildes in Hinblick auf eine optimale Objektausleuchtung geregelt wird, wobei der aktive Videosensor (3) über eine Abdecküberwachung verfügt und die in dem zu überwachenden Raum angeordneten und bei Spannungsausfall durch eine Notstromversorgung (7, 8) gespeisten Elemente der Vorrichtung von der Alarmierungseinrichtung (4) automatisch auf Sabotageakte kontrollierbar, durch Statusabfragen auf die Erforderlichkeit von Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen überprüfbar sowie hinsichtlich ihrer Funktion durch den Austausch ihrer Betriebssoftware beeinflußbar sind.The video sensor (3) is synchronized by the signal processor core integrated in the video sensor (3) and the pulse width of the flash of light is regulated on the basis of the video image processed and evaluated by the signal processor core with a view to optimal object illumination, the active video sensor (3) being monitored by a cover monitor and the elements of the device, which are arranged in the room to be monitored and are supplied by an emergency power supply (7, 8) in the event of a power failure, can be automatically checked for sabotage by the alarm device (4), checked by status queries for the need for repair or maintenance measures and with regard to their function can be influenced by the exchange of their operating software.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem oder den aktiven Videosensoren (3) um CCD-Kameras mit integriertem Ringspeicher und Signalprozessorkern handelt, bei denen die permanent von dem zu überwachenden Raum aufgenommenen Bilder in dem Ringspeicher für eine durch dessen Speicherkapazität bestimmte Zeitdauer zwischengespeichert und anschließend durch aktualisierte Bilder überschrieben werden, wobei der Überschreibmodus des Ringspeichers bei einer Alarmdetektion gestoppt und die dann von der jeweiligen Kamera (3) aufgenommenen Bilder nach Verarbeitung durch den Signalprozessorkern über den Zwei-Draht-Bus (5) der zentralen Steuereinheit zugeleitet und dort über das Fernsprechnetz an die als ein Monitor ausgebildete Alarmierungseinrichtung (4) weitergeleitet werden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it is in the or the active video sensors (3) are CCD cameras with an integrated ring memory and signal processor core, in which the images permanently recorded by the room to be monitored in the ring memory for a whose storage capacity is stored for a certain period of time and then overwritten by updated images, the overwrite mode of the ring memory being stopped in the event of an alarm detection and then by the respective camera (3) captured images after processing by the signal processor core via the two-wire bus (5) to the central control unit and forwarded there via the telephone network to the alarm device (4) designed as a monitor.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten von dem oder den aktiven Videosensoren (3) in Folge der Bearbeitung durch den integrierten Signalprozessorkern der zentralen Steuereinheit (1) und der im Alarmfall mit ihr verbundenen Alarmierungseinrichtung (4) in komprimierter Form zugeleitet werden.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the data from the or the active video sensors (3) as a result of the processing by the integrated signal processor core of the central control unit (1) and the alarm device (4) connected to it in the event of an alarm compressed form.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Strahlungsquellen um gepulste im Infrarotbereich abstrahlende Leucht-oder Laserdioden handelt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation sources are pulsed light emitting or laser diodes emitting in the infrared range.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die aktiven Videosensoren (3) mit externen, manipulationsgeschützten Massenspeichern, wie Harddisk oder RAM-Card koppelbar sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the active video sensor (s) (3) can be coupled to external, tamper-proof mass memories, such as hard disk or RAM card.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Steuereinheit (1) ein Coder/Decoder vorgesehen ist und zumindest der Datenaustausch zwischen der zentralen Steuereinheit (1) und der Alarmierungseinrichtung (4) verschlüsselt erfolgt.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a coder / decoder is provided in the central control unit (1) and at least the data exchange between the central control unit (1) and the alarm device (4) is encrypted.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die zentrale Steuereinheit (1) bis zu 126 Kameras (3) anschließbar und für jede Kamera (3) bis zu 72 frei bestimmbare Detektionsbereiche auswählbar sind.7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that up to 126 cameras (3) can be connected to the central control unit (1) and up to 72 freely definable detection areas can be selected for each camera (3).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regenerierung verschliffener Bitfolgen in längeren Stichleitungen oder zum8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that for the regeneration of smoothed bit sequences in longer stub lines or
Abfangen erhöhter Lastfaktoren Repeater (9) in dem durch den Zwei-Draht-Bus (5) gebildeten Netz vorgesehen sind. Interception of increased load factors repeaters (9) are provided in the network formed by the two-wire bus (5).
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