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Eine Anwendung für Lidar  stellt der Schutz von Kunstwerken in Museen dar. Die Ausstellungsstücke sollen möglichst frei von Hindernissen aber doch sicher präsentiert werden.
Foto: Optex
Eine Anwendung für Lidar  stellt der Schutz von Kunstwerken in Museen dar. Die Ausstellungsstücke sollen möglichst frei von Hindernissen, aber doch sicher präsentiert werden.

Detektionssysteme

Mit Lidar zu mehr Sicherheit in öffentlichen Gebäuden

Warum man Innenraumdetektion in öffentlichen Gebäuden neu denken muss – und wie das mittels Lidar-Technik, beispielsweise von Optex, optimal gelingt. 

Um die Sicherheit in öffentlichen Gebäuden zu gewährleisten, braucht es auch wirksame Technologie zur Innenraumdetektion – wie etwa die neue Lidar-Technik. Einbrucherkennung und Detektion spielt in vielen Bereichen des öffentlichen Lebens eine Rolle. Dies betrifft nicht nur Privathäuser und Geschäfte, sondern auch öffentliche Gebäude, Büro- und Firmengebäude. Neben dem klassischen Einbruchschutz mittels Alarmanlage werden besonders sensible Bereiche zusätzlich gesichert.

Der grundlegende Schutz gilt hierbei Zugängen wie Türen und Fenstern, sowie allgemeiner Bewegungserkennung im Innenraum. So werden zum Beispiel das Öffnen einer Tür oder Bewegungen außerhalb regulärer Öffnungszeiten erkannt. Diese Anlagen werden zu Geschäftszeiten beziehungsweise bei Anwesenheit der Anwohner ganz oder teilweise unscharf geschaltet. Wie wird allerdings damit umgegangen, wenn innerhalb von öffentlich zugänglichen Räumen bestimmte Bereiche ohne bauliche Maßnahmen abgegrenzt werden sollen?

Klassische Bewegungsmelder als traditionelle Lösung im Einbruchschutz

Betrachtet man die allgemeine Einbruchdetektion, sind die Lösungsansätze in der Regel offensichtlich. PIR-Bewegungsmelder sind eine günstige Lösung, um Personen in geschützten Räumen zu detektieren. Die einfache Technik detektiert Änderung der einfallenden Infrarot Energie, also Temperaturänderungen, wie sie durch den menschlichen Körper im Vergleich zur Umgebung zustande kommen. Viele Anwendungen lassen sich so bewältigen. Beispielsweise die Detektion in Geschäften, Büros oder öffentlichen Gebäuden außerhalb der Arbeits- und Besuchszeiten. Oder die Alarmauslösung in einem Wohnhaus, während der Abwesenheit der Bewohner. Allerdings stoßen PIR Melder je nach Umgebungsbedingungen und Anforderungen an ihre technischen Grenzen.

Mit den verwendeten Linsen ist eine Definition des Erfassungsbereiches nur stufenweise möglich. Ein regulärer Bewegungsmelder in einer Raumecke oder ein 360°-Melder mittig auf der Decke montiert können leicht einen kompletten Raum oder größere Bereiche erfassen. Dabei ist auf die Einhaltung der vorgeschriebenen Montagearten und -höhen zu achten. Werden die vorgegebenen Werte nicht eingehalten, kann dies die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit erheblich beeinträchtigen.

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Probleme bei der Detektion und unerwünschte Fehlalarme

Auch können größere Glasflächen und starke Sonneneinstrahlung zu ungewollten Alarmen führen. PIR-Melder müssen so angebracht werden, dass sie keinem direkten Sonnenlicht ausgesetzt werden. Außerdem können Flächen durch starken Lichteinfall innerhalb kurzer Zeit erwärmt werden. Beides führt zu einem erhöhten Risiko unerwünschter Alarme.

Diese Situationen können durch Dual-Melder entschärft werden, die einen passiven Infrarot Empfänger mit einem aktiven Mikrowellen Sensor kombinieren. Letzterer reagiert auf Bewegungen fester Körper. Ein Alarm wird erst bei einer zeitnahen Detektion beider Sensoren ausgelöst. Allerdings bestehen weniger Einstellmöglichkeiten für den Detektionsbereich und metallische Gegenstände in Sensornähe können die Effektivität und Reichweite beeinflussen.

Außergewöhnliche Herausforderungen bei der Innenraumdetektion

Höhere Anforderungen können allerdings nicht immer durch traditionelle Meldertechnologie erfüllt werden. Besondere Herausforderungen stellen beispielsweise den Schutz von Dachfenstern, großen Fensterfronten oder Wertgegenständen dar. Gerade in Räumen mit Besucherverkehr ist eine klare Abgrenzung zwischen öffentlichem und geschütztem Bereich nötig. Je dichter diese bei einander liegen, desto präziser muss detektiert werden. Sollen darüber hinaus nicht nur Personen erkannt werden, sondern auch der Durchgriff einer Hand oder kleinere Gegenstände, bleiben nur noch wenige Möglichkeiten.

2D-Lidar Sensoren bieten hier einen deutlichen Mehrwert. Diese reagieren nicht auf schwankende Temperaturen und arbeiten unabhängig von jeder Lichtquelle. Ihre klar abgegrenzten Detektionsbereiche erlauben eine präzise Detektion. Zur Detektion wird ein Laserstrahl mittels rotierendem Spiegel oder Laserkopf zerstreut und in kurzen Abständen immer wieder die Laufzeit bis zum Empfang einer Reflektion gemessen. So entsteht ein dichter Fächer aus hunderten Messpunkten, welcher über Eintausend Mal in der Minute abgetastet wird. Es werden feststehende Gegenstände, wie gegenüberliegende Wände und den Boden, erfasst. Bewegungen innerhalb dieser Grenzen werden auf Größe und Position sowie auf Verweildauer oder zurückgelegter Strecke untersucht. So können auch auf größere Entfernungen bereits Objekte ab einer Größe von wenigen Zentimetern detektiert werden. Selbst die Erkennung geworfener Objekte ist möglich.

Lidar sorgt für Rundumschutz in öffentlichen Gebäuden

Mittels Lidar kann zum Beispiel die Innenseite einer Decke permanent überwacht werden – unabhängig von Besucherverkehr und gegebenenfalls geöffneten Dachfenstern. Auch beengte Verhältnisse in Schaufenstern stellen kein Problem mehr dar. Dies ermöglicht eine frühzeitige und sichere Einbrucherkennung in Bereichen, die mit anderen Techniken nur schwer geschützt werden können.

Eine weitere Anwendung stellt der Schutz von Kunstwerken in Museen dar. Die Ausstellungsstücke sollen möglichst frei von Hindernissen aber doch sicher präsentiert werden. Mit besonders hochauflösenden Lidar-Sensoren ist es möglich, selbst kleinste Durchbrüche durch den Detektionsvorhang punktgenau zu erkennen. Eine Hand oder selbst ein einzelner Finger reichen für die Alarmierung. Oftmals widersprechen sich Sicherheitsansprüche und offene Architektur. Auch hier können Laserscanner Abhilfe schaffen. Ihre „virtuellen Wände“ bleiben unsichtbar und lassen sich genau an die Bedürfnisse und Gegebenheiten vor Ort anpassen.

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2D-Lidar Sensoren bieten hier einen deutlichen Mehrwert. Ihre klar abgegrenzten Detektionsbereiche erlauben eine präzise Detektion.
Foto: Optex
2D-Lidar Sensoren bieten hier einen deutlichen Mehrwert. Ihre klar abgegrenzten Detektionsbereiche erlauben eine präzise Detektion.

Wichtige Standards und Qualitätsmerkmale für die Detektion

Egal, ob PIR- Dual- oder Lidar-Sensoren verwendet werden, ist es wichtig, auf qualitativ hochwertige Komponenten sowie fachgerechte Planung und Installation zu achten. Wichtige Anhaltspunkte sind national und international anerkannte Standards und die damit verbundenen Zertifizierungen. Im Einsatzgebiet der Einbrucherkennung sind deutschlandweit die Zertifizierungen der VdS Schadenverhütung etabliert. Diese zertifiziert Komponenten und Facherrichter für Sicherheitsanlagen. Darüber hinaus gewinnt die europäische Norm EN50131 auch in Deutschland an Akzeptanz.

Beide Zertifikate werden in Klassen, beziehungsweise Grade unterteilt, um Einbruchmeldeanlagen für Anwendungen mit niedrigem oder hohem Risiko zu Unterscheiden. Beziehungsweise Anlagen mit einfachem oder erhöhtem Schutz gegen Überwindungsversuche. Sowohl VdS als auch EN50131 beleuchten bei Sensoren die ähnliche Zusatzfunktionen wie zum Beispiel den Abdeckschutz. Dabei entspricht eine Zertifizierung nach EN50131 Grad 2 etwa der VdS Klasse A und EN50131 Grad 3 und Grad 4 der VdS-Klasse C.

Die Technologie muss stets zu den Anforderungen passen

Abhängig von Anforderungen und lokalen Gegebenheiten können bereits reguläre Bewegungsmelder den gewünschten Schutz bieten. Bei schwierigen Umgebungsbedingungen oder erhöhten Sicherheitserwartungen kommen fortgeschrittene Techniken oder Kombinationen zum Einsatz. Beispielsweise PIR-Melder für die Innenraumüberwachung und 2D-Lidar-Sensoren für besonders geschützte Bereiche. Eine gute Planung und fachgerechte Installation ist dabei ebenso wichtig, wie die Verwendung hochwertiger Komponenten. VdS- und EN50131-Zertifikate geben hierbei wichtige Anhaltspunkte.

Johannes Faber, Sales Manager DACH bei Optex

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