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Dokumentenidentifikation DE69316883T2 24.09.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0629370
Titel Überwachungseinrichtung
Anmelder Solar Wide Industrial Ltd., Kwai Chung, HK;
Kleinau & Billmeier Ltd., Hong Kong, HK
Erfinder Shalvi, Ram, 33 Tai Tam Road, Hong Kong, HK;
Kleinau, Christopher A.W., Clifview Mansion, 16CD, Hong Kong, HK
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 69316883
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 11.06.1993
EP-Aktenzeichen 933045486
EP-Offenlegungsdatum 21.12.1994
EP date of grant 04.02.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.09.1998
IPC-Hauptklasse A47F 9/04
IPC-Nebenklasse G08B 13/184   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Überwachungsvorrichtungen.

Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Überwachungsvorrichtungen, bei denen de Vorrichtung einen Sendeempfänger aufweist, der Strahlungssignale in Richtung eines zu erkennende Gegenstands sendet und jegliche von dem Gegenstand reflektierte Signale erkennt. Die Vorrichtungen können zum Erkennen beliebiger Gegenstände oder nur bestinunter Gegenstände oder Personen verwendet werden, die sich vor der Vorrichtung bewegen. Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben eine besondere Eignung zur Verwendung in Supermärkten an Kassen oder Ausgängen und überwachen nahe den Vorrichtungen passierende Einkaufswagen. Beispiele für derartige Vorrichtungen sind in der Europäischen Patentanmeldung 0175885, dem UK-Patent 2028647 und den US-Patenten 3725894 und 4338594 beschrieben.

Erfindungsgemäß ist eine Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Passierens von Gegenständen, mit drei Strahlungssendeempfängern vorgesehen, die zum Senden und Empfangen jeweiliger Strahlen in der selben allgemeinen Richtung, jedoch seitlich voneinander beabstandet angeordnet sind, so daß sie die Vorrichtung in seitlicher Richtung passierende und die Strahlung im Gebrauch unterbrechende Gegenstände erkennen, wobei die Vorrichtung im Gebrauch derart ausgebildet ist, daß sie zum Erkennen der Gegenstände durch die Unterbrechung des Strahls des ersten Sendeempfängers aktiviert wird, um anschließend jeden Gegenstand zu erkennen, der den Strahl des zweiten Sendeempfängers unterbricht, während die Vorrichtung aktiviert ist, und daß sie durch das Unterbrechen des Strahls des dritten Sendeempfängers deaktiviert wird.

Die Sendeempfänger können Lichtstrahlung senden und empfangen.

Die gesendeten Signale können gepulst und der Empfänger derart angeordnet sein, daß er nur auf gleichartig gepulste reflektierte Signale reagiert. Die Impulse können kurzzeitig sein und/oder gezackte Wellenformen aufweisen.

Die Empfänger können derart ausgebildet sein, daß sie nur auf reflektierte Signale reagieren, die gegenüber den gesendeten Signalen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs phasenverschoben sind.

Nach einem anderen Aspekt der Erfmdung ist ein System zum Überwachen eines Teils eines Supermarktwagens während des Passierens eines Überwachungssystems mit einer zuvor beschriebenen, Sendeempfanger aufweisenden Überwachungsvorrichtung vorgesehen, wobei jeder Supermarktwagen ein Strahlung reflektierendes Teil aufweist, das derart angeordnet ist, daß es die Strahlen des ersten und des zweiten Sendeempfängers unterbricht, wenn der Supermarktwagen in seitlicher Richtung durch die Überwachungsstation fährt.

Ein Teil kann an jeder gegenüberliegenden Ecke des Supermarktwagens angebracht sein, so daß das Überwachungssystem in der selben Weise aktiviert und deaktiviert wird, egal ob sich der Wagen vorwärts oder rückwärts durch die Überwachungsstation bewegt.

Es kann ein Sprachnachrichtenspeicher vorgesehen und derart ausgebildet sein, daß Sprachnachricht ausgegeben wird, wenn ein Gegenstand den Strahl des zweiten Sendeempfängers unterbricht. Eine andere Sprachnachricht kann erzeugt werden, wenn die Überwachungsvorrichtung deaktiviert wird.

Im folgenden werden Überwachungsvorrichtungen und Überwachungssysteme zur Verwendung n einem Supermarkt anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:

Figur 1 - eine schematische Anordnung einer Überwachungsvorrichtung;

Figur 2 - eine Grafik von durch die Vorrichtung verwendeten Lichtimpulsen;

Figur 3 - eine schematische Darstellung des Layouts eines Systems;

Figur 4 - eine Stelle für das Anbringen des Systems;

Figur 5 - eine schematische Anordnung eines zweiten Überwachungssystems; und

Figur 6 - eine schematische Anordnung eines dritten Überwachungssystems.

Wie in Figur 1 dargestellt, weist die Überwachungsvorrichtung ein Gehäuse 9 auf, in dem eine Licht emittierende Diode (LED) 10 so angeordnet ist, daß sie Licht über eine Linse 11 in einem schmalen Strahl aus dem Gehäuse auf einen zu erkennenden Gegenstand sendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Gegenstand eine kleine reflektierende Platte 12 am Rahmen eines Supermarktwagens oder ein Einkaufsgegenstand auf der Ablagefläche eines Wagens, wie im folgenden noch näher erläutert wird. Von der Platte 12 unterbrochenes und reflektiertes Licht läuft durch die Linse 11 und wird von einem Halbspiegel 13 in Richtung auf einen Lichtempfänger oder Sensor 14 reflektiert. Eine elektrische Steuerung 15 speist die LED 10 und reagiert auf Licht, das auf den Empfänger 16 fällt. Die Elemente 10, 11, 13, 14 und 15 bilden somit einen Strahlungssendeempfänger.

Die LED 10 ist derart gesteuert, daß sie gepulste oder gezackte Lichtausgangssignale, wie in Figur 2 dargestellt, mit einer Frequenz von ungefähr 1 KHz verwendet. Der Empfänger 13 ist derart ausgebildet, daß er nur auf gepulste Signale mit dem selben oder im wesentlichen dem selben Impulstastverhältnis reagiert, so daß Streulicht von anderen Quellen den zufriedenstellenden Betrieb des Sendeempfänger nicht stört. Um den Betrieb des Sendeempfängers vollständig gegen Streulicht mit dem selben oder einem ähnlichen Impulstastverhältnis (oder Frequenz) unempfindlich zu machen, ist die Steuerung 15 derart ausgebildet, daß sie nur auf an der Linse von außerhalb des Gehäuses empfangene Signale regiert, die gegenüber den von der LED 10 erzeugten Signalen eine geringe Phasenverschiebung aufweisen. Die Steuerung 15 kann derart ausgebildet sein, daß sie nur auf in geeigneter Weise phasenverschobene Signale reagiert, egal ob das LED-Ausgangssignal gepulst ist oder nicht. In jedem Fall ist die vorgesehene Phasenverschiebung für die Erkennung eingestellt, insbesondere, da jeder Einkaufsgegenstand oder die Platte 12 durch die in der Praxis gegebenen Beschränkungen der relativen Position eines Wagendurchgangs in der Nähe der Überwachungsvorrichtung stets vorhersehbar innerhalb bekannter Entfernungen vom Gehäuse 9 angeordnet ist. Im allgemeinen beträgt diese Entfernung zwischen 50 und 80 cm und die Phasenverschiebung, auf die die Vorrichtung reagiert, ist in geeigneter Weise auf diesen Entfernungsbereich eingestellt.

Ein bevorzugtes Überwachungssignal hat eine Frequenz von 38 KHz, die mit Impulsen von 1 KHz moduliert ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn das Ausgangssignal der LED 10 allgemein in der in Figur 2 dargestellten Weise gepulst ist, da die erforderliche elektrische Energie sehr gering ist. Das heißt, daß eine Batterie-Energiereserve in der Praxis problemlos verwendet werden kann, da nur sehr wenig Energie zum Treiben der LED 10 erforderlich ist. Die ermöglicht es der Überwachungsvorrichtung, über einen ausreichend langen Zeitraum zu arbeiten, wenn beispielsweise ein Netzstromausfall aufiritt.

Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, weist das Überwachungssystem eine zentrale Steuerung 29 und eine Überwachungsvorrichtung auf, deren drei Sendeempfänger bei 30, 31 und 32 in der Nähe eines Einkaufswagendurchgangs angeordnet sind, der durch eine Passage zwischen den in Figur 3 strichpunktiert dargestellten Kassen 33 und 34 gebildet ist. Ein nur im Umriß in Figur 3 dargestellter Einkaufswagen 35 ist mit einem Teil oder einer kleinen Reflektortafel 36 an einer vorderen linken Ecke auf derselben Höhe über dem Boden angebracht, wie die Sendeempfänger 30 und 32, siehe A in Figur 4. Der Sendeempfänger 31 befindet sich etwas oberhalb von A, derart, daß sein Lichtstrahl durch jeglichen Einkaufsgegenstand auf dem unteren Boden des Einkaufswagens unterbrochen wird. Wenn der Einkaufswagen 35 in eine Überwachungsstation eintritt, das heißt, sich zwischen den Kassen 33 und 34 bewegt, an denen die Einkaufsgegenstände zur Bezahlung normalerweise von einem Kassierer geprüft werden, reflektiert das Teil 36 den von dem Sendeempfanger 30 erzeugten Lichtstrahl, um die Überwachungsvorrichtung zu aktivieren. Wenn der Einkaufswagen die Überwachungsstation verläßt, reflektiert die Tafel 36 den Lichtstrahl des Sendeempfängers 32, um die Überwachungsvorrichtung zu deaktivieren. Während die Überwachungsvorrichtung aktiviert ist und wenn sich der Einkaufswagen durch die Überwachungsstation bewegt, unterbricht und reflektiert jeder unterhalb des Hauptkorbes befindliche Einkaufsgegenstand den Lichtstrahl des Sendeempfängers 31, um ein geeignetes Bild auf einer Anzeige 37 oder ein hörbares Warnsignal über einen Lautsprecher 38 für den Kassierer zu erzeugen. Dies macht den Kassierer darauf aufinerksam, daß ein Gegenstand oder mehrere Gegenstände auf dem Boden des Einkaufswagens durch die Überwachungsstation bewegt werden, die unter normalen Umständen nicht bemerkt würden oder sollen. Dies geschieht oftmals unabsichtlich, könnte jedoch auch ein absichtlicher Versuch eines Kunden sein, sich der Bezahlung zu entziehen. In jedem Fall werden der Kassierer und möglicherweise auch der Kunde aufinerksam gemacht, so daß der Kaufvorgang wie erforderlich korrigiert werden kann.

Bei der beschriebenen Ausbildung kann der Einkaufswagen 35 ebenfalls mit einer auf der gleichen Höhe befindlichen zweiten Tafel 36 an einer gegenüberliegenden Ecke des Einkaufswagens versehen sein, so daß das System gleichermaßen gut arbeitet, wenn der Einkaufswagen zwischen den Kassen 33 und 34 zurückbewegt wird.

Wie zuvor erwähnt, kann das Warnsignal ein Sprachsignal sein, das von einem in der Steuerung 29 enthaltenen Sprachnachrichtenspeicher ausgegeben wird, wenn ein verborgener Gegenstand auf einem unteren Boden oder unter dem Hauptkorb des Einkaufswagens 35 erkannt wird. Es ist gegebenenfalls auch möglich, eine Sprachnachricht, beispielsweise eine Grußnachricht oder eine Werbeaussage, auszugeben, wann immer die Überwachungsvorrichtung deaktiviert wird. Das heißt, es wird, wenn der Einkaufswagen 35 sich aus dem Gang bewegt, üblicherweise nachdem der Kassierer die Bezahlung empfangen hat, eine Grußnachricht oder eine andere Sprachnachricht gesendet, in der beispielsweise dem Kunden für den Einkauf gedankt wird.

Das Ein- und Ausschalten der Systeme kann überwacht werden, um eine Zählung der Anzahl der sich durch einen Kassenbereich bewegenden Einkaufswagen zu erhalten, und es kann, zu statistischen Zwecken, ferner die Häufigkeit des Auffindens unbezahlter oder nicht abgerechneter Einkaufsgegenstände auf dem unteren Boden aufgezeichnet werden.

In Figur 5 ist ein Supermarkt-Einkaufswagen 50 mit einer reflektierenden Tafel 51 dargestellt, die ungefähr in dessen Mitte angeordnet ist. Der Einkaufswagen weist auch auf der gegenüberliegenden Seite eine (nicht dargestellte) zweite Tafel auf, so daß der Einkaufswagen entweder vorwärts oder rückwärts durch einen Kassenbereich bewegt werden kann. Die reflektierenden Platten dienen dazu, das Überwachungssystem auf die gleiche Weise einzuschalten wie zuvor beschrieben, nämlich durch Unterbrechen und Reflektieren eines gesendeten Strahls durch die Tafel 51.

Ein Sender 52, der einen Strahl mit weiterem Winkel aussendet, ist generell auf dem Niveau jeglicher Gegenstände auf dem unteren Boden des Einkaufswagens angeordnet. Auf der anderen Seite eines Einkaufswagendurchgangs sind gegenüber dem Sender 52 zwei in geeigneter Weise angebrachte Empfänger 53 und 54 angeordnet, die in er normalen Bewegungsrichtung des Einkaufswagens um ungefähr 2 cm voneinander beabstandet sind. (Der Sender 52 und die Empfänger 53 und 54 sind in ihrer Funktion zu dem Sendeempfänger 31 in der Figur 3 äquivalent). Die Überwachungsschaltung ist derart ausgebildet, daß sie nur darauf reagiert, wenn für beide Empfänger der Empfang von Lichtsignalen vom Sender 52 unterbrochen ist, und nur, wenn dieses Ereignis länger als etwa 50 bis 500 Millisekunden andauert. Vorzugsweise ist diese Unterbrechungszeitspanne durch einen Kundendiensttechniker leicht einstellbar, um diese Zeitspanne an die bestimmten praktischen Erfahrungen jeder Einkaufsstätte anpassen zu können. Sind nicht zwei Empfänger vorgesehen, ist es möglich, daß sich vertikal erstreckende Teile des Einkaufswagens den Empfänger zu irgendeinem Zeitpunkt verdecken, oder daß, wenn der Einkaufswagen geschwenkt wird, vertikale Drähte kurzfristig beide Empfänger abdecken. Durch das Vorsehen von zwei benachbarten Empfängern und durch das Einsetzen einer geeigneten Zeitverzögerung, wie zuvor beschrieben, werden im allgemeinen jedoch Fehlfunktionen zufriedenstellend eliminiert. Auf diese Weise sind falsche Signale über unbezahlte Gegenstände auf dem unteren Boden im allgemeinen selten, oder kommen gar nicht vor.

Die Ausbildung gemäß Figur 6 ist sehr ähnlich deijenigen von Figur 5. Zwei Sendeempfänger 61 und 62 sind nebeneinanderliegend ungefähr 2 cm voneinander beabstandet. Ein Reflektor 63 ist über dem Boden auf einer den Sendeempfängern 61 und 62 gegenüberliegenden Seite des Kassenbereichs angebracht. Auf den Reflektor gerichtetes Licht wird von einem Einkaufsgegenstand auf dem unteren Boden des Einkaufswagens unterbrochen. Die Überwachungsvorrichtung ist derart ausgebildet, daß sie auf derartige Unterbrechungen nur reagiert, wenn das Licht beider Sendeempfänger 61 und 62 gleichzeitig und für wenigstens 50 bis 500 Millisekunden oder mehr unterbrochen wird. Im Prinzip reagiert die Vorrichtung in der gleichen Weise wie die Vorrichtung nach Figur 5. Bei der in Figur 6 gezeigten Ausbildung jedoch, können sämtliche Sendeempfängereinheiten für sämtliche Sendeempfänger 30, 32, 61 und 62 verwendet werden. Jedoch sind die Sendeempfänger 61 und 62 so ausgebildet, daß sie gegebenenfalls auf einen Verlust an reflektiertem Licht, anstatt auf das (von der Tafel 51 verursachte) Vorhandensein desselben reagieren.

Es ist erkennbar, daß bei der Ausbildung nach Figur 6, die Vorrichtung mit lediglich dem einen oder dem anderen der Sendeempfänger 61 oder 62 arbeiten kann. Bei den meisten praktischen Anwendungen ist es jedoch besser, wenigstens zwei Sendeempfängeranordnungen zum beschriebenen Überwachen des unteren Bodens des Einkaufswagens vorzusehen. Die Sendeempfänger 61 und 62 können ferner mit einer Phasenverschiebungsunterscheidung ausgebildet sein, so daß nur reflektiertes Licht, das gegenüber dem Reflektor 63 in geeigneter Weise phasenverschoben ist, die Reaktion der Sendeempfänger 61 und 62 in einem Wartezustand hält.

Es ist ersichtlich, daß bei der in Zusammenhang mit Figur 3 beschriebenen Ausbildung, der Sendeempfänger auch einen Sender, der einen weitwinkligen Strahl aussendet, und zwei (oder mehr) benachbarte Empfänger aufweisen kann. Das Überwachungssystem reagiert in diesem Fall nur mit der Ausgabe der Warnsignale, wenn beide oder sämtliche Empfänger ein reflektiertes Signal zur selben Zeit über eine geeignete Zeitspanne empfangen. Es sei daran erinnert, daß durch die Tatsache, daß das Überwachungssystem durch Phasenverschiebungsunterscheidung auch derart ausgebildet werden kann, daß es lediglich auf Gegenstände (auf dem unteren Boden), die sich beispielsweise innerhalb einer Entfernung von 80 cm befinden, wenn überhaupt, nur sehr wenige Fehlfunktionen auftreten.

Im allgemeinen ist es oftmals vorzuziehen, eine gewisse verzögerte Reaktion in den verschiedenen Ausbildungen vorzusehen, selbst wenn nur ein Sender und ein Empfänger verwendet werden. Es kann beispielsweise eine kurze Verzögerung für die Sendeempfänger 30 und 32 vorgesehen werden, um auszuschließen, daß jegliche Nebenreflektionen von einem streuenden Gegenstand die Überwachungsvorrichtung aktivieren. In gleicher Weise, jedoch im allgemeinen mit einer wesentlich längeren Verzögerung von beispielsweise 1 oder 2 Sekunden, ist die Funktion des Sendeempfängers 31 versehen, um ein falsches Aktivieren, möglicherweise durch vertikale Drähte des Einkaufswagens selbst, zu verhindern.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung erfolgt das Ein- und Ausschalten der Überwachungsvorrichtungen üblicherweise durch das Unterbrechen eines Lichtstrahls und das Reflektieren desselben zurück zu einem, wie beschrieben, in der Nähe oder in dem Sender angebrachten Empfänger. Jedoch könnte die Vorrichtung beispielsweise durch Vorsehen eines geeigneten Sendeempfängers, der einen Sender auf der einen Seite des Kassenbereichs und Empfänger auf der anderen Seite aufweist, ein- und ausgeschaltet werden. In gleicher Weise kann der Bereich des unteren Bodens des Einkaufswagens durch Erkennen des Unterbrechens eines Strahls überwacht werden, und zwar entweder durch Reflektieren der Strahlung zu einem Empfänger oder durch Blockieren des auf den Empfänger gerichteten Strahls.


Anspruch[de]

1. Überwachungsvorrichtung zum Überwachen des Passierens von Gegenständen, mit drei Strahlungssendeempfängern (30, 31, 32), die zum Senden und Empfangen jeweiliger Strahlen in der selben allgemeinen Richtung, jedoch seitlich voneinander beabstandet angeordnet sind, so daß sie die Vorrichtung in seitlicher Richtung passierende und die Strahlung im Gebrauch unterbrechende Gegenstände erkennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im Gebrauch derart ausgebildet ist, daß sie zum Erkennen der Gegenstände durch die Unterbrechung des Strahls des ersten Sendeempfangers (30) aktiviert wird, um anschließend jeden Gegenstand zu erkennen, der den Strahl des zweiten Sendeempfängers (31) unterbricht, wahrend die Vorrichtung aktiviert ist, und daß sie durch das Unterbrechen des Strahls des dritten Sendeempfängers (32) deaktiviert wird.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Sendeempfänger (31) zwei oder mehr separate Sendeempfänger (61, 63) aulweist, die nahe beieinander und seitlich nebeneinander angeordnet sind, wobei die Überwachungsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie jeden Gegenstand erkennt, der beide oder sämtliche jeweilige Strahlen des zweiten Sendeempfängers gleichzeitig unterbricht.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie nur Gegenstände erkennt, die die Strahlen gleichzeitig flir mehr als wenigstens einen kurzen Zeitraum unterbrechen.

4. Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeempfänger (30, 31, 32) Lichtstrahlung senden und empfangen.

5. Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesendeten Signale gepulst sind und die Empfänger derart ausgebildet sind, daß sie nur auf gleichartig gepulste Signale reagieren.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse von kurzer Dauer sind und/oder gezackte Wellenformen aufweisen.

7. Überwachungsvorrichtung nach Anspruchs oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger derart ausgebildet sind, daß sie nur auf Signale reagieren, die gegenüber den gesendeten Signalen innerhalb eines vorbestimmten Rahmens phasenverschoben sind.

8. System zum Überwachen von auf einem Supermarktwagen (50) gestützten Gegenständen während dessen Durchgang durch eine Überwachungsstation, gekennzeichnet durch eine Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Supermarktwagen (50) jeweils ein Strahlung reflektierendes Teil (51) aufweisen, das zum Unterbrechen von Strahlen des ersten und des dritten Sendeempfängers (31,32) angeordnet ist, wenn sich die Wagen in seitlicher Richtung durch die Überwachungsstation bewegen.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (51) an jeder gegenüberliegenden Seite oder Ecke des Wagens montiert ist, so daß die Überwachungsvorrichtung auf die gleiche Weise aktiviert und deaktiviert wird, egal ob der Wagen die Überwachungsstation vorwärts oder rückwärts durchquert.

11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch einen Sprachnachrichtenspeicher, der zum Ausstrahlen einer Sprachnachricht ausgebildet ist, wenn ein Gegenstand den Strahl des zweiten Sendeempfängers unterbricht.

12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sprachnachricht erzeugt wird, wenn die Überwachungsvorrichtung deaktiviert wird.







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