Устройство и способ обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны

 

Изобретение относится к охранной технике и может использоваться при защите открытых территорий от несанкционированного доступа людей. Технический результат - повышение помехозащищенности и увеличение радиуса действия системы, выявление направления передвижения нарушителя, упрощение устройства. Устройство обнаружения нарушителя при попытке пересечения рубежа запрещенной зоны состоит из расположенных по контуру выносных приемников сейсмических сигналов, соединенных с центральной аппаратурой поста наблюдения протяжным кабелем. Выносные приемники включают в себя сейсмические датчики, например геофоны с преимущественной чувствительностью к вертикальной составляющей колебаний сейсмического поля, и усилители. В аппаратуру поста наблюдения, кроме частотного фильтра в диапазоне 5100 Гц, включены системы контроля обрыва и короткого замыкания жил в кабеле, а в выносные приемники - диоды для защиты от случайных ошибок при подключении и ремонте. Указанные контроль, защита, а также подача электрического питания к усилителям в выносных приемниках не требует дополнительных жил кабеля. Двухрядная установка сейсмоприемников по контуру позволяет определять сторону, с которой нарушитель приближается к контуру, а их расположение в вершинах равнобедренного прямоугольника, катет которого параллелен линии рубежа - угол между направлением на цель и линией контура. Обнаружение нарушителя происходит в результате последовательных процедур частотной фильтрации - сначала в диапазоне 5100 Гц, а затем в более узком диапазоне, характерном для данной конкретной местности. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к охранной технике и может использоваться при защите открытых территорий от несанкционированного доступа людей.

Известны различные системы обнаружения проникновения движущихся объектов на запрещенную территорию с фиксацией факта пересечения контура этой территории. Физические принципы работы этих систем различны. Распространены лучевые системы, в которых, например, фиксируется факт пересечения инфракрасного излучения или применяются волоконно-оптические протяженные и просто оптические сейсмические датчики, реагирующие на любые возмущения и составляющие несколько уровней защиты периметра (см., например, "Perimeter security system" EP 0082729 А2, publ. 29.06.83 Bulletin 83/26).

Основным недостатком таких систем является высокая стоимость датчиков и невозможность различения факта пересечения контура человеком или другим объектом, например, животным.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является система охраны периметров и классификации вторжения Псайкон (PSICON - Perimeter Security and Intrusion Classification - см. рекламный лист фирмы Geoquip Ltd, опубл. декабрь 1999г. http://mail.garnet.ru/~geoquip). Она состоит из установленных по контуру относительно дешевых приемников сейсмических сигналов - геофонов, соединенных с анализатором сигналов (аппаратурой поста наблюдения) многожильным кабелем.

Геофонный датчик представляет собой электромагнитный осциллятор, содержащий свободно колеблющийся магнит, расположенный внутри соленоида. При регистрации вибраций магнит геофона колеблется относительно катушки, в которой наводится электродвижущая сила индукции, пропорционально скорости пересечения силовых линий магнитного поля. Геофоны являются весьма чувствительными приборами, и именно поэтому попытки их применения для защиты периметров ранее были безуспешными. Надежная работа охранной системы предъявляет высокие требования к производительности анализаторов, к которым подключаются геофоны, т.к. необходимо отличать сравнительно слабые сигналы вторжения от всех других сигналов, к которым чувствительны геофоны. Для большинства применений геофонный датчик вторжения в системе Псайкон обеспечивает радиус чувствительности 1,5 метра. Чтобы образовать непрерывную зону охраны, геофоны располагают на расстоянии 3 м друг от друга.

Система Псайкон позволяет классифицировать сигналы путем сравнения их с типовыми "образами", хранящимися в памяти анализатора. Параметры сигналов, генерируемых геофонами в результате активности нарушителя зависят от нескольких факторов. Сюда входят материал ограды или тип почвы, расположение и ориентация датчиков, а также некоторые другие параметры. Поэтому важно, чтобы все геофоны в данной зоне были установлены одинаковым образом. Нарушение этого требования усложняет процесс "обучения" системы, для которой необходимо запомнить различные отклики от различных групп датчиков. Записанные сигналы являются по сути эталонами типовых сигналов вторжения ("опасных" сигналов), а также сигналов помех от окружающих предметов ("безопасных"). При регистрации опасных сигналов система выдает сигнал тревоги; на безопасные сигналы система не реагирует. Эталонные сигналы записывают в память тогда, когда система проходит стадию "обучения" непосредственно на объекте. В этом режиме реальные сигналы от геофонов преобразовываются в соответствующие им образы, которые затем последовательно записываются в модуль анализатора. К каждому модулю можно подключить до 64 геофонов, что соответствует протяженности охраняемой зоны около 200 метров. При этом точность локализации места вторжения не более 50 м. Подключение геофонов к модулю анализатора производится с помощью многожильного кабеля с витыми парами. Каждая из витых пар подает сигнал с отдельного геофона-датчика к предпроцессору. Типичный многожильный кабель содержит 20 витых пар, одна из которых обычно используется как датчик целостности самого кабеля.

Основным недостатком прототипа является описанная необходимость записи эталонных сигналов, т. е. необходимость "обучения" системы, для которой предварительно запоминаются отклики от различных объектов и групп датчиков в данных конкретных условиях. При этом возникает требование сохранения конфигурации расположения датчиков или ее точного повторения. Кроме того, недостатком является отсутствие возможности определения направления на объект, а также наличие специальных пар жил для питания и контроля обрыва или короткого замыкания в кабеле.

Раскрытие изобретения Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение помехозащищенности и увеличение радиуса действия системы, конкретизация направления передвижения нарушителя, а также упрощение структуры системы и ее обслуживания.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, который заключается в снижении потока ложных тревог, подавлении помех от удаленных источников, в осуществлении кумулятивных процедур временной обработки, получении возможности определения направления движения человека относительно рубежа наблюдения, оптимизации системы питания и поиска причин и места неисправностей.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны, содержащем расположенные по контуру сейсмические приемники, в которые включены сейсмические датчики в виде, например, геофонов с преимущественной чувствительностью к вертикальной составляющей сейсмического поля, предварительный дифференциальный и парафазный усилители, соединенные протяженным кабелем с аппаратурой поста наблюдения, содержащей приемный модуль информации со вторым дифференциальным усилителем, систему цифровой обработки и источник питания, резисторы нагрузки, включенные в цепь питания парафазного усилителя вынесены в аппаратуру поста наблюдения, соединение которой с каждым сейсмоприемником осуществлено единственной парой жил. Между выходом второго дифференциального усилителя и системой цифровой обработки включен частотный фильтр с полосой пропускания 5100 Гц. Параллельно резисторам нагрузки парафазного усилителя подключены компараторы, выходы которых являются входами генераторов с частотами f1 и f2. Выходы генераторов соединены с входом системы цифровой обработки.

Сейсмические приемники могут быть расположены группами по два приемника в группе, при этом они установлены по линии, перпендикулярной рубежу наблюдения на расстоянии 810 м.

Сейсмические приемники могут быть расположены группами по три приемника в группе, при этом они установлены в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника, катет которого ориентирован вдоль рубежа и составляет 810 м.

В цепи питания парафазных усилителей могут содержаться расположенные в сейсмоприемнике диоды.

Указанный технический результат достигается также тем, что в способе обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны, в котором сигнал от приближения человека к контуру фиксируют приемниками сейсмических сигналов и передают в аппаратуру поста наблюдения, где подвергают фильтрации и принимают решение об обнаружении цели, сигнал сначала фильтруют в широком диапазоне частот 5-100 Гц, а потом фильтруют в предварительно найденном по результатам калибровки района на достижение максимального значения отношения сигнал/помеха поддиапазоне этого широкого диапазона, затем выделяют максимальные значения амплитуд принятых колебаний с одно - трехкратной периодичностью с длительностью периода 110-2310-2 сек., определенных в результате сравнения сигнала, возникающего в каждые последующие промежутки времени длительностью 610-2710-2 сек. со средним значением сигнала, найденном за каждые 5 сек. Причем каждые последующие промежутки усреднения начинают до окончания предыдущего. В случае совпадения с точностью не менее 90% частоты повторений выделенных значений с частотой повторения характерных для шагов человека сигналов - 60120 шагов в минуту, а также наличия нарастания интенсивности с последующим ее убыванием, принимают решение об обнаружении нарушителя.

Каждый последующий промежуток осреднения может начинаться в середине предыдущего.

В случае использования групп, состоящих из двух сейсмических приемников, расположенных по линии, перпендикулярной линии наблюдения, регистрируют момент приема сигнала ближайшим к движущемуся объекту сейсмическим приемником одной группы, затем следующим по ходу распространения сигнала приемником той же группы, и по величине и знаку промежутка времени между моментами приема сигнала приемниками одной группы определяют сторону движения человека относительно линии наблюдения. Если же используются группы, каждая из которых включает в себя по три установленных в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника сейсмоприемника, то по величине и знаку отношения значения временной задержки между моментами регистрации сигнала приемниками, расположенными по катету, ориентированному вдоль рубежа наблюдения, к значению временной задержки между моментами регистрации сигнала приемниками, расположенными вдоль другого катета, ориентировочно определяют угол между направлением на цель и линией рубежа, который пропорционален arcctg t1/t2, где t1 и t2 - значения указанных временных задержек. Причем такое определение производится без учета скорости распространения сигнала.

Вынесение резисторов нагрузки парафазного усилителя в аппаратуру поста наблюдения позволяет использовать одну и ту же пару жил протяженного кабеля от одного приемника как для передачи сейсмосигнала, так и для дистанционного электропитания усилителей в приемном модуле, а также обеспечить с помощью комбинаций компараторов и генераторов электрических колебаний с частотами, лежащими в пределах рабочей полосы станции наблюдения, функционирование системы дистанционного контроля короткого замыкания и обрыва в каждой паре жил кабеля.

Наличие в цепи нагрузки парафазного усилителя диодов исключает выход из строя системы усиления в сейсмоприемниках при неправильном подключении источника питания.

В результате многочисленных исследований авторов в районах с различными грунтами, гидрометеорологическими и климатическими условиями и их сезонными изменениями, определяющими условия формирования и распространения сейсмосигналов, выявлены признаки этих сигналов, характерные для человека при его передвижении от шага до бега на фоне ближних и дальних сейсмических полей, в том числе на фоне сейсмосигналов от мелких животных.

На основании этого при обнаружении идущего человека осуществляется фильтрация сейсмоимпульса по его длительности, форме и спектру. Параметры фильтра оптимизируются к району использования системы с учетом обеспечения наибольшего отношения сигнал/помеха для сейсмоимпульса, возбужденного шагающим человеком. Это позволяет отстроиться от сейсмосигналов, отличных по спектру от сигналов, возбужденных шагающим или бегущим человеком и увеличить радиус действия одиночного приемника и всего устройства. В результате, несмотря на увеличение числа сейсмоприемников при расположении группами, их количество по сравнению с прототипом все равно остается меньшим. Важным оказался также тот факт, что в выбранном диапазоне частот 5100 Гц влияние таких факторов как грунт, ветер, время года и т.д. оказалось минимальным.

Краткое описание чертежей Сущность изобретения поясняется фигурами 17.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства.

Фиг. 2а, б иллюстрируют принцип работы сейсмоприемника и диаграмму направленности его чувствительности.

На фиг.3а показаны типичные колебания почвы от шагов человека, а на фиг. 3б их частотный спектр.

Фиг. 4 раскрывает схему системы встроенного контроля возможных причин сбоя работы устройства.

На фиг.5а, б, в показано расположение сейсмоприемников в зависимости от требуемой степени точности обнаружения нарушителя.

Фиг. 6 представлена для разъяснения определения угла между линией рубежа и направлением на цель.

На фиг.7 представлена зависимость интенсивности колебаний почвы при прохождении человеком контура контролируемой зоны.

Лучший вариант осуществления изобретения Устройство (фиг.1) состоит из расположенных по контору сейсмических приемников 1, соединенных с аппаратурой поста наблюдения 2 посредством симметричной пары жил кабеля 3. Каждый приемник содержит сейсмический датчик, например геофон 4, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя 5. Выход этого усилителя соединен со входом парафазного усилителя 6, два выхода которого являются выходами приемника 1, подключенными через диоды 7 и 8 к паре жил кабеля 3, причем диод 7 включен в направлении наилучшего пропускания тока от аппаратуры поста наблюдения 2 к приемнику 1, а диод 8 - в противоположном. Аппаратура поста наблюдения 2 содержит дифференциальный усилитель 9, входы которого соединены с концами жил кабеля 3 через конденсаторы 10 и 11. К этим же концам подключены резисторы нагрузки 12 и 13 парафазного усилителя 6 и схемы встроенного контроля 14 и 15, причем выходы последних подключены к выходу частотного фильтра 16, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя 9. Выход фильтра 16 является выходом приемного модуля информации 17 и соединен с системой цифровой обработки 18 всей системы.

В состав аппаратуры поста наблюдения 2 входят также стабилизаторы электрического напряжения 19 и 20, которые соединены с блоком питания постоянного электрического тока 21 всего устройства, а их выходы подключены к резисторам 12 и 13, низкочастотному фильтру 16, к системам контроля 14 и 15 и усилителю 9.

Устройство работает следующим образом. Колебания почвы от шагов человека вызывают колебания с одной степенью свободы перпендикулярно поверхности земли магнита 22 геофона 4, подвешенного относительно его корпуса 23 на эластичных пружинах 24 и вставленного в катушку 25, которая жестко прикреплена к корпусу 23 (фиг.2а). Колебания магнита 22 вдоль оси катушки 25 наводят в последней индукционный ток, изменения которого усиливаются усилителем 5. Такая конструкция обеспечивает регистрацию вертикальной составляющей колебаний почвы. Причем чувствительность к ним внутри угла (фиг.2б) имеет косинусоидальное распределение, а к колебаниям, распространяющимся в телесном угле , минимальна, что дает возможность отстроиться от помех, имеющих продольную составляющую. Электрические колебания с выхода усилителя 5 подаются на базу парафазного усилителя 6 и благодаря наличию резистора 12 в коллекторной, а резистора 13 в эммитерной цепях этого усилителя, сдвинутые по фазе на радиан, поступают по симметричной паре токоведущих жил кабеля 3 на вход дифференциального усилителя 9.

С целью уменьшения рассеяния энергии питания на длинном кабеле 3 величины сопротивлений резисторов нагрузки 12 и 13 выбраны превышающими значения сопротивлений токоведущих жил кабеля 3 в 4-5 раз. Через резисторы 26 и 27 подается питание дифференциального усилителя 5, а конденсаторы 28 и 29 служат для исключения в цепи питания переменной составляющей сигнала.

После усиления электрические колебания фильтруются в низкочастотном фильтре 16 с полосой пропускания 5100 Гц и затем поступают в систему цифровой обработки 18. Независимо от грунта, сезонных и климатических условий в указанной полосе частот содержится основная энергия сейсмосигнала от шагов человека (фиг.3а, б) и минимальный уровень сейсмических помех.

Системы встроенного контроля 14 и 15 служат для контроля обрыва жил или их короткого замыкания в кабеле 3. Они состоят (фиг.4) из компараторов 30 и 31, функциональные входы которых подключены к токоведущим жилам кабеля 3 и являются входами систем 14 и 15, а выходы подключены к генераторам частоты 32 и 33. Выходы последних, в свою очередь, через конденсаторы 34 и 35 соединены с входами блока цифровой обработки 18. Опорные напряжения на компараторы 30, 31 подаются от стабилизаторов напряжения 19 и 20. Пороги срабатывания компараторов выбраны так, что при исправных токоведущих жилах кабеля 3 падение напряжения на резисторах нагрузки 12 и 13 парафазного усилителя 9 не является достаточным для срабатывания компаратора. При этом напряжение на выходе компараторов будет отсутствовать. При обрыве жил кабеля 3 ток через резистор 12 прекратится, электрическое напряжение на функциональном входе компаратора 30 станет равно опорному, и произойдет срабатывание этого компаратора. Наличие выходного напряжения компаратора 30 включает работу генератора 32, генерирующего электрические колебания с частотой f1. Во время короткого замыкания в кабеле происходит резкое уменьшение сопротивления и возрастание силы тока. В связи с тем, что поданное на компаратор 31 опорное напряжение отрицательно, а увеличение тока через резистор 13 поднимет напряжение на функциональном входе этого компаратора, произойдут его срабатывание и запуск генератора 33 с частотой f2.

Поступление колебаний с частотой f1 или f2 на вход системы обработки 18 является сигналом о неисправности в линии передачи сигналов, а отсутствие сейсмосигналов при отсутствии частот f1 и f2 будет сигнализировать о неисправности в сейсмическом приемном модуле 1, который является сменным блоком. При появлении сигналов f1 и f2 сейсмосигнал будет также отсутствовать.

Конденсаторы 10 и 11 служат для предотвращения подачи постоянного напряжения от стабилизаторов напряжения 19 и 20 на входы усилителя 9, а описанное выше включение диодов 7 и 8 обеспечивает защиту приемного модуля 1 от случайного неправильного (перепутали плюс с минусом) включения блока питания 21 или от перепутывания жил при ремонте.

На фиг.5 показано соотношение расстояния между сейсмическими приемниками в трех случаях. Соответственно, на фиг.5а представлено соотношение расстояния D между одиночными приемниками и радиуса их чувствительности. На фиг.5б - двухрядное размещение приемников, а на фиг.5в - случай из групп по три приемника. Здесь D - расстояние между сейсмоприемниками при их одиночном расположении по контролируемому контуру или расстояние между группами приемников. Это расстояние из-за необходимости обеспечения непрерывности контура должно быть меньше удвоенного радиуса чувствительности, d - расстояние между сейсмоприемниками внутри группы.

При построении системы по второму и третьему вариантам расстояние между сейсмоприемниками выбирается из условия возможности измерения разности между моментами времени приема сейсмосигналов двумя или тремя сейсмоприемниками в группе. Соотношение между указанными расстояниями следующее: D > d > V, где V - скорость распространения сейсмоимпульса, а - время его существования. На практике в зависимости от условий D=2080 м, a d=810 м.

Двухрядное расположение сейсмических приемников обеспечивает не только обнаружение шагающего человека, пересекающего рубеж, но и, по опережению момента приема сейсмосигнала левым или правым приемником по отношению к линии контура, определение стороны подхода человек к рубежу. Факт движения подтверждается по изменению величины опережения.

В случае расположения приемников группами по три (по одному в каждой вершине равнобедренного прямоугольного треугольника) обеспечивается определение направления на цель, т.е. определение угла, под которым человек приближается к контуру запрещенной зоны на данном его участке. Точное определения этого угла требует громоздких вычислений, на практике же можно воспользоваться приближением, основанным на следующем. Пусть (фиг.6) угол между линией контура (ВС) и линией, проведенной от сейсмоприемника, установленного в вершине (В) прямого угла треугольника АВС (AB=BC=d), к точке (М) нахождения нарушителя в данный момент. При ВМ>>ВС можно принять, что одновременно выполняются условия: АК перпендикулярно BL, CL перпендикулярно BL, а МА=МК и ML=MC. Тогда из треугольника BLC cos=BL/d, а из треугольника ВАК cos = sin = BK/d. Получается, что ctg=BL/BK. Если считать, что моменты приема сигнала в точках С, В и А соответственно t1, t2 и t3, а скорость его распространения V, то BL = V(t2-t1) = Vt1, a BK = -V(t3-t2) = -Vt2 Таким образом, = arcctgt1/t2, т.е. по знаку и величине правой части этого равенства определяется направление на цель. Факт движения в этом случае подтверждается по изменению значений t1 и t2.

Анализ записей сейсмосигналов, а также изучение физики процесса передвижения человека позволили сделать следующие выводы.

Наиболее устойчивой, свойственной данному объекту и инвариантной по отношению к характеристикам среды является поведенческая функция шагающего по поверхности земли человека. Осуществляя целенаправленное движение, человек ритмично воздействует на поверхность, находящуюся под ногами, перемещаясь с постоянной скоростью. Скорость движения не может быть очень высокой (как правило не более 120 шагов в минуту) или очень низкой (не менее 60 шагов в минуту). Как показывает практика, частота шага человека достаточна стабильна (относительная устойчивость не хуже 510%). К тому же, находясь в своего рода "особой зоне", (а именно в таких зонах ставят скрытно работающие, пассивные системы обнаружения) человек осуществляет практически безостановочное движение, совершая лишь редкие кратковременные остановки. Кроме того, шагающий человек не может внезапно появиться в непосредственной близости от сейсмоприемника, он приближается к приемнику и уровень его воздействия на приемник нарастает постепенно. Анализ самого сигнала, обусловленного воздействием ноги на поверхность показывает, что это кратковременный периодический импульс с вполне определенной частотой заполнения. Эта частота называется частотой "звона" грунта и зависит от свойств грунта, сезона, погодных условий, температуры окружающего воздуха. Сама же длительность сигнала составляет порядка одного - трех периодов колебаний (фиг.3а). Форма импульса близка к косинусоидальной с некоторым затягиванием в конце. Полоса спектра таких сигналов может составлять 1,01,5 октавы (фиг.3б).

Экспериментами было показано, что частота звона в случае средних и хороших грунтов и обычного шага лежит в полосе частот, ограниченной снизу 1535 Гц, а сверху в пределах 4590 Гц.

В общем случае процесс обработки сейсмосигнала состоит из следующих этапов: - полосовая фильтрация; - осреднение; - определение параметров поведенческой функции.

Полосовая фильтрация позволяет существенно снизить влияние помех за пределами полосы частот колебаний от шагов человека.

Осреднение исключает колебания, затрудняющие поиск максимальных уровней принимаемого сигнала от шагов человека. Оно осуществляется операцией нахождения среднего модуля значений сигнала в окне осреднения колебаний на частоте "звона" среды. Длина окна может выбираться в пределах 2-4 периодов.

Определение параметров поведенческой функции предусматривает использование логических правил, позволяющих отбрасывать локальные изменения сигнала, обусловленные влиянием кратковременных сейсмических полей и оставлять лишь те, которые укладываются в рамки изложенных выше физических представлений о свойствах сигнала от воздействия на грунт шагающего человека. В частности, одной из характерных черт передвижения человека с целью пересечь контур какой-либо территории является сначала повышение интенсивности принимаемого геофоном сигнала, а после пересечения контура уменьшение интенсивности (фиг.7).

Итак, обнаружение нарушителя, намеревающегося пересечь контур запрещенной зоны, происходит следующим способом. После того, как установили сейсмоприемники, т. е. образовали контур запрещенной зоны, необходимо экспериментально определить частотный диапазон колебаний максимальной интенсивности в сейсмосигнале от шагов человека. Этот диапазон зависит от грунта, погоды, времени года и т.п., но он всегда является поддиапазоном полосы 5100 Гц. В процессе приема реальных сигналов в течение каждых 5 сек. усреднением значений амплитуд принятых колебаний происходит определение порога - среднего значения сейсмического сигнала. Затем в каждые 6070 миллисекунд находят колебания с амплитудами, максимально превышающими порог. Если серии этих колебаний обладают частотой "звона", т.е. одно - трехкратным периодом и повторяются с частотой 60120 повторений в минуту, нарастают, а затем убывают по интенсивности (прохождения контура), то принимают решение об обнаружении нарушителя. Возможен также учет числа повторений серий этих колебаний, например, число нарастающих по интенсивности сигналов должно быть не менее трех.

Таким образом, рассмотренный метод распадается на две стадии: спектрально-энергетическую обработку сигнала, согласованную с особенностями спектра одиночного сигнала от шагающего человека в конкретных условиях (характеристика грунта, погодные условия, сезон и т.д.) и вторичную обработку, согласованную с характеристиками класса цели - движущего человека, существенно отличающимися, например, от характеристик животных. Экспериментальные испытания подтвердили эффективность обнаружения шагающих людей в сложной сигнало-помеховой обстановке при различных внешних условиях и грунтах на достаточно больших расстояниях.

Промышленная применимость Многоканальное построение системы передачи сигналов и дистанционного электропитания обеспечивает сокращение количества радиоэлементов в предварительных усилителях, резко уменьшает потери в кабеле при дистанционном электропитании выносной аппаратуры, что предопределяет возможность использования малогабаритных кабелей (типа ТПП 30х2) с диаметром токоведущих жил 0,40,5 мм и низковольтных источников дистанционного электропитания (1215 В) при протяженности магистрали до 1015 км. Также обеспечивается более высокая степень надежности системы, ее ремонтопригодность, унификация элементов, безопасность эксплуатации и дешевизна. В действующих образцах используются геофоны GS20DX, а в качестве предварительных усилителей - микросхемы К1407УД2.

Формула изобретения

1. Устройство обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны, содержащее расположенные по контуру сейсмические приемники, включающие в себя сейсмические датчики в виде геофонов с преимущественной чувствительностью к вертикальной составляющей сейсмического поля, предварительные дифференциальные и парафазные усилители, соединенные протяженным кабелем с аппаратурой поста наблюдения, содержащей приемные модули информации со вторыми дифференциальными усилителями, систему цифровой обработки и блок питания постоянного электрического тока, отличающееся тем, что резисторы нагрузки, подключенные в цепи питания парафазных усилителей, вынесены в аппаратуру поста наблюдения, соединение которой с каждым сейсмическим приемником осуществлено единственной парой жил упомянутого кабеля, между выходами вторых дифференциальных усилителей и системой цифровой обработки включены частотные фильтры с полосой пропускания 5 100 Гц, параллельно резисторам нагрузки парафазных усилителей подключены компараторы, выходы которых являются входами генераторов электрических колебаний с частотой f1 и f2, а выходы последних соединены с входами системы цифровой обработки.

2. Устройство обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.1, отличающееся тем, что в каждом месте расположения сейсмические приемники размещены группами по два приемника в каждой, при этом они установлены по линии, перпендикулярной линии наблюдения, на расстоянии 8 10 м.

3. Устройство обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.1, отличающееся тем, что в каждом месте расположения сейсмические приемники размещены группами по три приемника в каждой, причем они установлены в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника, катет которого направлен вдоль линии наблюдения и равен 8 10 м.

4. Устройство обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.1, отличающееся тем, что в цепи питания парафазных усилителей содержатся расположенные в сейсмическом приемнике диоды.

5. Способ обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны, при котором сигнал от приближающегося к контуру человека фиксируют приемниками сейсмических сигналов и передают в аппаратуру поста наблюдения, в котором подвергают фильтрации и принимают решение об обнаружении цели, отличающийся тем, что сигнал сначала фильтруют в широком диапазоне частот 5 100 Гц, а потом фильтруют в предварительно найденном по результатам калибровки района на достижение максимального значения отношения сигнал/помеха поддиапазоне этого широкого диапазона, затем выделяют максимальные значения амплитуд принятых колебаний с длительностью периода 110-2 310-2 c, определенных в результате сравнения сигнала, возникающего в каждые последующие промежутки времени длительностью 610-2 710-2 c, со средним значением сигнала, найденным за каждые 5 с с условием, что каждые последующие промежутки усреднения начинают до окончания предыдущего, и, в случае совпадения с точностью не менее 90% частоты повторения выделенных максимальных значений амплитуд с частотой повторения характерных для шагов человека сигналов - 60 120 шагов/мин, а также наличия нарастания интенсивности сигнала с последующим ее убыванием, принимают решение об обнаружении нарушителя.

6. Способ обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.5, отличающийся тем, что в случае использования групп, состоящих из двух приемников сейсмических сигналов, расположенных по линии, перпендикулярной линии наблюдения, регистрируют момент приема сигнала ближайшим к движущемуся объекту сейсмическим приемником одной группы, затем следующим по ходу распространения сигнала приемником той же группы и по величине промежутка времени между моментами приема сигнала приемниками одной группы определяют сторону нахождения человека относительно линии наблюдения, а по изменению промежутка времени между моментами приема сигнала определяют факт движения нарушителя.

7. Способ обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.5, отличающийся тем, что при использовании групп, каждая из которых включает в себя по три установленных в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника приемника сейсмических сигналов, по величине и знаку отношения значения временной задержки между моментами регистрации сигнала приемниками, расположенными по катету, ориентированному вдоль рубежа наблюдения, к значению временной задержки между моментами регистрации сигнала приемниками, расположенными в направлении другого катета, ориентировочно определяют угол между направлением на цель и линией рубежа, который пропорционален arcctgt1/t2, где t1 и t2 - значения указанных временных задержек, при этом по изменению значений временных задержек определяют факт движения нарушителя.

8. Способ обнаружения проникновения человека через контур запрещенной зоны по п.5, отличающийся тем, что каждые последующие промежутки усреднения начинают в середине предыдущего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.12.2004

Извещение опубликовано: 20.02.2007        БИ: 05/2007




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике тревожной сигнализации, а именно устройствам охранной и пожарной сигнализации, и может быть использовано для защиты от вторжения нарушителя или возникновения пожара

Изобретение относится к системам тревожной сигнализации и может быть использовано для охраны помещений, автомашин, блокирования участков ограждений

Изобретение относится к охранным устройствам и может применяться для защиты автомобилей, мотоциклов, гаражей, дверей помещений, окон, балконов, сейфов

Изобретение относится к области устройств охранно-пожарной сигнализации ультразвукового типа и может быть использовано на объектах информатизации, где циркулирует акустическая информация, требующая защиты

Изобретение относится к области устройств охранно-пожарной сигнализации ультразвукового типа и может быть использовано в помещениях, имеющих большой уровень звуковых шумов

Изобретение относится к техническим средствам охраны и может быть использовано для охраны участков местности и подступов к объектам

Изобретение относится к охранной технике и может использоваться при создании средств скрытного наблюдения за движением людей на границе и в пределах охраняемых территорий

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при защите замкнутых пространств

Изобретение относится к области технических средств охраны и может быть использовано для обнаружения движущихся нарушителей по их сейсмическим сигналам при охране территорий и подступов к различным объектам

Изобретение относится к акустическим сигнальным устройствам

Изобретение относится к сигнальным устройствам для защиты автомобиля от краж и взлома

Изобретение относится к системам сигнализации вторжения и автосигнализации
Наверх