专利名称：用于减少金属检测系统错误警报的方法
技术领域：
本发明总体涉及金属检测系统，更特别地，涉及用于减少因无意中移动金属检测器安装于其上的基座而发生错误警报的方法和系统。
背景技术：
金属检测系统用于检测从受保护区域未经授权地移出物品，以及检测可能被带入受保护区域的金属物品。特别是在零售环境中，金属检测系统通过防止从商店未经授权的移出未付款物品而给商店挽回几十万美元。在例如学校、机场和体育场的场所，金属检测器用于防止顾客将武器或可能致使他人受伤的物品带入或者带着他们未购买的物品离开。金属检测系统常与电子物品监视(“EAS”)系统结合。EAS系统通常用于零售店和其它设置中以防止从受保护区域未经授权的移出货物。典型地，这样的系统配置在受保护区域的出口，包括一个或多个发射器、接收器和天线，保存在能够跨称为“询问区”的出口产生电磁场的外罩(如EAS基座)中。受保护物品标有EAS标记，当标记激活时在穿过此询问区时产生响应信号。在同一或另一个“基座”中的天线和接收器检测到此响应信号并产生警报。组合式EAS/金属检测系统利用在询问区出口处的基座来检测未经授权地移出货物以及进入或离开询问区的金属物体。在EAS系统中结合金属检测功能的一个原因是由于EAS系统中与它们不能检测到在屏蔽环境中的带标签物品(例如当EAS标签装在金属内衬袋中时)的未经授权的移出有关的问题。通常，不道德的购物者将金属内衬袋带入商店，想着将具有EAS标签的物品放入袋中且不被发现地走出商店。过使用这个方法可能战胜EAS检测系统。因此，为了防止此事发生，EAS系统采用金属检测能力。尽管金属检测系统非常有用，它们并非没有固有问题。例如，错误警报，即，当实际上没有未经授权的金属通过检测区域出口 /入口时启动金属检测警报，形成滋扰。错误警报可由若干因素触发。一个可能造成错误的金属检测警报的因素是金属检测器安装于其上的基座的移动。这可能由于例如顾客在离开商店时撞上基座而发生。因为金属检测发射器和接收器典型地彼此靠近地安放，或容纳于同一个单元中，它们安装于其上的基座的移动会导致发射场和接收场的耦合，该耦合可以导致无意中启动金属检测警报。甚至基座的小振动或移动也可能触发错误的金属检测警报。错误警报的另一原因是由于基座的故障或基座的损坏。一般的系统不会立即识别出基座的故障，导致众多错误警报。减少错误的金属检测警报的其它尝试已被证明是不完善的。例如，先前的尝试致力于将金属检测信号与人员计数功能结合。试图将这两个元素一起逻辑上取“与”，以使得除非有人在察觉到警报时通过系统，否则警报不发生。其它不完善的尝试包括监视输入电源扰动并将它们与金属检测响应信号关联。如果与扰动相关，则禁止警报。此方法也被证明为不成功且无效的。因此，需要用于防止因金属检测器安装于其上的基座的无意移动、振动或故障而导致的金属检测警报的不希望的启动的系统和方法。
发明内容
本发明有利地提供了用于在金属检测系统中限制错误警报的方法和系统。所述系统包括在给定询问区的入口 /出口安装在如EAS基座的天线外罩之上或附近的运动传感器。运动传感器检测天线外罩的移动或振动。传感器将信号发射给控制器，控制器判定天线外罩是否移动了预定的量。所述系统包括金属检测�？椋媚？榕卸ń鹗粑锾迨欠窨拷�。如果检测到金属物体，则启用金属检测警报。然而，如果判定天线外罩至少移动或振动了预定的量，控制器则禁止产生金属检测警报信号。在本发明的一方面，系统包括天线外罩，靠近天线外罩安放的传感器，该传感器产生与天线外罩的移动相对应的移动信号，以及与传感器通信的控制器，其中控制器基于移动信号判定天线外罩是否已经至少移动了预定的量。如果判定天线外罩已经至少移动了预定的量，控制器则禁止产生金属检测警报信号。在本发明的另一方面，提供了用于在金属检测系统中减少错误警报的方法。所述方法包括产生与天线外罩的移动相对应的移动信号，基于移动信号判定天线外罩是否已经至少移动了预定的量，以及如果判定天线外罩已经至少移动了预定的量则禁止产生金属检·测警报信号。在又一方面，提供了集成的电子物品监视(“EAS”)/金属检测系统。所述系统包括EAS基座，靠近基座安放的传感器，其中传感器产生与基座的移动相对应的移动信号，以及与传感器通信的控制器。控制器基于移动信号判定基座是否已经至少移动了预定的量，并且如果控制器判定天线外罩已经至少移动了预定的量则禁止产生金属检测警报信号。
通过与附图结合地参考以下详细描述，将更容易明了对本发明更全面的理解及其伴随的优点和特征，其中图I是依据本发明原理构建的示例金属检测系统的框图；图2是依据本发明原理构建的示例集成EAS/金属检测系统的框图；图3是可能导致错误的金属检测警报的基座振动的图示；图4是示出示例处理的流程图，通过该示例处理本发明通过判定基座是否移动或振动来抑制错误的金属检测警报；以及图5是示出示例处理的流程图，通过该示例处理本发明通过判定基座是否损坏或发生故障来抑制错误的金属检测警报。
具体实施例方式在详细描述依据本发明的示例实施例之前，应当指出实施例主要涉及设备部件和处理步骤的组合，所述设备部件和处理步骤与实施用于在金属检测系统中减少错误警报发生的方法和系统有关。相应地，系统和方法组成在附图中适当地以常用符号表示，仅示出与理解本发明的实施例有关的特定细节，以便对得益于本文描述的本领域一般技术人员显而易见的细节不�：竟谌�。如本文所使用的，相关用语如“第一”和“第二”、“顶”和“底”等等，可仅用于区分一个实体或元件与另一个实体或元件，而不一定要求或暗示这些实体或元件间的任何物理或逻辑关系或顺序。本发明的一个实施例有利地提供了用于减少由于金属检测器安装于其上的基座无意中振动、移动或故障而发生在金属检测系统中的错误警报的方法和系统。这些基座也用于安装EAS发射器和接收器，典型地位于例如商店的入口或出口地点。无意中冲撞基座可能致使发射器和接收器的场耦合，导致无意中激活金属检测警报，即使包含金属的物体没有进入或离开询问区也是如此。现参考附图，其中相似的参考指示符指示相似元件，图I中示出了依据本发明原理构建的示例金属检测系统10的框图。金属检测系统10包括用于检测EAS/金属检测外罩或基座的移动或振动的运动传感器12,与传感器12电气通信的控制处理器14,与控制处理器14电气通信的金属检测�？�16，发射器�？�18，接收器模块20，以及金属检测报警器22。报警器22可以是位于任何在激活时能被看到或听到的地方的可视或可听的报警器。
运动传感器12是检测基座运动的装置。此说明书中所指基座应定义为任何包含 发射和接收天线及有关电路的外罩，例如位于询问区入口 /出口处或附近的一个基座或数个基座。基座可以在组合式EAS/金属检测系统中使用。传感器12可以是加速度计，或“叫醒”开关，例如液位开关。传感器12可以包括其它装置，例如光学传感器、震动传感器、激光水平传感器、倾斜开关、翻倒开关、振动开关、球开关、浮动开关/传感器或磁传感器。在一个实施例中，传感器12安装于例如图3所示的基座的上方或内部，或者靠近基座设置。运动传感器12靠近位于特定区域(如商店的入口)附近的基座设置，或者靠近位于入口相对两侧的多个基座设置。控制处理器14包括必要硬件和软件以便接收来自传感器12的信号并判定来自传感器12的信号是否指示一个或多个基座至少移动或振动了预定的量。控制处理器12可以与传感器12 —起设置于外罩中也可以远离传感器12设置。金属检测�？�16检测进入或离开询问区的金属物体的存在。金属检测�？�16可以实施在硬件中并且/或者作为工作在微处理器上的软件。金属检测�？�16也可以是软件�？椋娲⒃诖娲⑵髦校缬晌⒋砥髦葱械淖楹鲜紼AS/金属检测系统的系统控制器的存储器中。可选地，金属检测系统16自己可以具备控制器或其它执行金属检测功能的处理单元。一种检测金属的方法基于检测在电磁(“EM”)激励期间的感应涡流。感应涡流耗散得非常迅速，在良导体情况下在数十毫秒量级。在不良导体情况下耗散较差。即使在良导体情况下，润流耗散大约也比水声信标(acoustic marker)的短两个数量级。发射器�？�18包括以特定频率如56kHz发射金属检测询问信号的发射天线。发射器模块18可以设置在位于商店入口的基座之上、之中或附近，并在特定询问区内发射电磁信号。询问区可以是例如商店或学校的地面，金属物体可以在该处被带入或带离询问区。发射器模块18还包括必要的硬件和软件以便产生信号。接收器�？�20包括天线，“收听”从金属物体接收的信号并将这些信号转发给金属检测�？�16。在一个实施例中，如果接收到的信号高于给定阈值，则金属检测报警器22将响起。例如，如果接收到的信号约为参考信号的O. 1%，�？�16将激活报警器22。这样，如果发射的信号是基于14A的信号，则�？�16将在接收到的信号导致约14mA的电流时激活报警器22。金属检测�？�16分析来自接收器�？�20的到达信号，且在需要时将到达信号与发射信号进行比较以便判定是否有包含金属的物体进入或离开询问区。在一个实施例中，金属检测�？�16通过由发射�？�18的发射天线部分发射EM能量脉冲并测量在接收天线处的感应电压来确定在没有金属存在于询问区时产生于接收器�？�20的接收天线上的基线电压。金属检测�？�16判定询问区中是否有金属物体。然而，如果控制处理器14从运动传感器12接收到指示基座移动的信号并分析这些信号，从而判定基座至少移动或振动了预定的量，控制处理器14向金属检测�？�16发射警报禁止信号，在特定时间量内阻止报警器22启动。这样，如果判定基座至少移动或振动了预定的量，由控制处理器14或金属检测�？�16向报警器22发出的撤销信号阻止报警器22启动，即使在询问区中检测到金属物体也是如此。如果判定基座没有至少移动或振动了预定的量，且金属检测�？�16判定检测到金属物体，金属检测�？�16产生启动报警器22的警报信号。在另一实施例中，金属检测系统10与EAS询问系统结合，如图2中框图所示。在此实施例中，组合式EAS/金属检测系统24包括EAS询问部件和金属检测部件。EAS/金属 检测系统24可以包括控制器26(例如处理器或微处理器)、电源28、收发器30、通信接口 32和报警器22。控制器26控制无线电通信、数据存储、存储数据向其它装置的传送以及报警器22的启动。电源28，例如电池或交流电源，给EAS/金属检测系统24供电。系统控制器29控制系统24的各部件的活动。报警器22可以包括软件和硬件，用于提供响应于检测到EAS标记和/或金属物体进入或离开靠近基座的询问区的可视和/或可听警报。收发器30可以包括电耦合到一个或多个发射天线36的发射器电路34和电耦合到一个或多个接收天线40的接收器电路38。可选地，可以使用单个天线或一对天线作为发射天线36和接收天线40。收发器�？榈侥壳拔苟ㄒ逦ň哂蟹⑸浜徒邮漳芰Φ氖辗⑵魈煜叩哪？椋蛘叨ㄒ逦ê杏糜诜⑸湫藕诺牡ザ捞煜吆陀糜诮邮招藕诺牡ザ捞煜叩哪？椤７⑸淦鞯缏�34使用发射天线36发射射频信号来“激励”EAS系统10的询问区中的EAS标记。接收器电路38使用接收天线40检测EAS标记的响应信号。运动传感器12基于基座的移动向控制器26发射信号。控制器26分析这些信号，判定基座是否移动了预定的量。如在图2的金属检测系统10中，金属检测�？�16基于发射器电路34发射的信号和接收器电路38接收的信号判定是否在靠近基座处发现金属物体。如果判定基座移动或振动了必要的量，控制器26指示金属检测模块16阻止启动报警器22或者控制器直接禁止启动报警器22。图3示出了在组合式EAS/金属检测系统24中使用的示例的EAS/金属检测基座。图3中的实施例示出运动传感器12位于基座42顶部。如上所述，术语“基座”在本文中不限于安装在地面上的装置，而是用于在本文中定义含有用于发射和接收的天线的任何外罩，该外罩可选地伴有发射和接收EAS和/或金属检测询问信号所需的关联电路。外罩可以安装在地面或天花板上，或者安放在靠近询问区的入口 /出口区域的任何地方。这样，图3所示的基座42仅为示例。尽管示出于基座42的顶部，但运动传感器12可以位于在基座42之上或附近的任何地方以便检测基座42的移动或振动。传感器12可以检测到可能由于顾客无意中冲撞基座或者其它不可预见的事件而发生的即使是瞬间的移动。传感器12可以被校准至多个级别以便将基座42的尺寸和传感器所需敏感程度考虑进去。也预期到金属检测�？�16可以在由传感器12测量的一段时间内监视基座42的移动的变化速率。可以建立预定移动变化速率阈值以便不将低于阈值的移动变化速率处理为基座42的偏离。这样的情况可能在例如基座42位于偶然的小阵强风应被忽略的有微风的区域的情况下发生。在图3所示的实施例中，可以看到可能由于商店顾客无意中撞上基座42引起的基座42的顶部部分前后移动。传感器12根据其灵敏度检测基座42的偏离。例如，传感器12可以校准为检测基座的顶部在任一方向从其不动的垂直位置偏离给定的距离，例如最小
O.25个英寸。然后传感器12发射信号给金属检测�？�16，通知金属检测�？�16基座42在移动或振动。金属检测�？�16随后禁止启动报警器22。图4是示出本发明用于通过检测基座42的移动来减少金属检测系统10或集成的EAS/金属检测系统24中错误警报数量的处理的流程图。为易于参照，图4和图5示出的步骤参照零售店环境下的图2的集成的EAS/金属检测系统24的部件。当系统预备好(步 骤S44)后，由金属检测�？�16、发射器�？�18和接收器�？�20判定是否有金属物体进入或离开询问区(步骤S46)。如果未检测到金属物体，则系统继续处于“预备”模式，而EAS/金属检测系统24处于工作模式。如果检测到金属物体，首先判定基座42是否已移动(S48)而不是立即激活报警器22。如上所述，运动传感器12将信号传送给金属检测�？�16，通知金属检测�？�16基座42发生了运动。可选地，可以提醒商店人员一个或多个基座被撞击或者移动。系统通过基座42继续监视进入或离开询问区的金属物体(步骤S46)。当检测到金属且判定基座42未移动，产生警报信号来提醒工作人员并且/或者触发报警器22(步骤S50)。图5是示出了本发明用于通过检测基座42的损坏或故障来减少金属检测系统10或集成的EAS/金属检测系统24中错误警报数量的处理的流程图。初始化系统(步骤52)，然后判定基座42是否被物理损坏或产生故障(步骤S54)。这可以通过传感器12检测到基座42不仅移动或振动来判定。传感器12或附加传感器可以设置在例如基座42上的不同位置，以便判定基座42是否实际上翻倒了、完全离开了其位置或者以某些方式无法工作。可以校准传感器12来确定对基座42冲击的幅度，使得在特定程度或以上的冲击会向系统控制器29 (图2)提供损坏信号，从而对基座42关闭电源。如果此情况发生，组合式EAS/金属检测系统24的金属检测功能或EAS功能可能受到冲击。如果基座42已被损坏或已故障，传感器12将此信息发送给系统控制器29，系统控制器29指示控制器26关闭金属检测和/或EAS发射器(步骤S56)。可选地，可由商店人员或外部机构下达服务呼叫，来指示留意损坏的基座42 (步骤S58)。本发明可以以硬件、软件或硬件和软件的组合实现。任何类型的计算系统或其它适于实施本文所述方法的设备都适于执行本文所述功能。硬件和软件的典型组合可以是专用或通用计算机系统，所述计算机系统具有一个或多个处理元件和存储在存储介质上的计算机程序，该程序在载入并执行时控制计算机系统以便其实施本文所述方法。本发明还可嵌入到计算机程序产品中，该产品包含能够实施本文所述方法的所有特征，且在计算系统载入时能实施这些方法。存储介质指任何易失或非易失的存储装置。计算机程序或应用在本语境中指用任何语言、代码或符号的一套指令的表示，该套指令意在使系统具有信息处理能力以直接地或在以下任一或两者之后执行特定功能，a)转换成另一种语言、代码或符号；b)以不同的材料形式再现。
此外，应注意除非上面相反地指出，所有附图都不是按比例绘制的。显然，本发明可以以其它特定形式实施，而不脱离其核心或本质属性，并且相应地，在指示本发明的范围时应参考所附权利要求而不是前述说明。
权利要求
1.一种系统，包括 天线外罩； 靠近所述天线外罩设置的传感器，所述传感器产生与所述天线外罩的移动相对应的移动信号；以及 与所述传感器通信的控制器，所述控制器基于所述移动信号判定所述天线外罩是否至少移动了预定的量，如果判定所述天线外罩至少移动了所述预定的量，所述控制器则禁止产生金属检测警报信号。
2.如权利要求I所述的系统，进一步包括与所述控制器通信的金属检测�？椋鼋鹗艏觳饽？榕卸ń鹗粑锾迨欠裨谒鱿低车难是�。
3.如权利要求2所述的系统，进一步包括 可操作为发射询问信号的发射器；以及 可操作为检测响应于所述询问信号从所述询问区内的金属物体接收的信号的接收器，其中所述金属检测�？榛谒鲅市藕藕痛铀鼋鹗粑锾褰邮盏男藕排卸ń鹗粑锾迨欠裨谒鲅是�。
4.如权利要求2所述的系统，进一步包括收发器天线，所述收发器天线可操作为发射询问信号并检测响应于所述询问信号从询问区内的金属物体接收的信号，其中所述金属检测�？榛谒鲅市藕藕痛铀鼋鹗粑锾褰邮盏男藕排卸ń鹗粑锾迨欠裨谒鲅是�。
5.如权利要求2所述的系统，进一步包括金属检测报警器，其中所述报警器与所述金属检测�？橥ㄐ牛⑶业迸卸ㄋ鎏煜咄庹种辽僖贫怂鲈ざǖ牧渴保霰ň魍Ｓ�。
6.如权利要求5所述的系统，其中当判定所述天线外罩至少移动了所述预定的量时，所述控制器在预定的时间段内停用所述报警器。
7.如权利要求I所述的系统，其中所述天线外罩是电子物品监视(“EAS”)/金属检测基座，并且其中所述运动传感器安装于所述基座附近以便检测所述基座的移动。
8.如权利要求I所述的系统，其中所述控制器监控所述天线外罩的移动的变化速率，并且其中如果所述控制器判定所述天线外罩的移动的变化速率小于预定的量，则所述控制器不禁止产生金属检测警报信号。
9.如权利要求I所述的系统，其中所述控制器通过将从所述传感器接收的所述移动信号与预定的损坏阈值进行比较来判定所述天线外罩是否可能已被损坏，并且其中所述控制器则在判定所述天线外罩可能已被损坏时停用发射器。
10.如权利要求I所述的系统，其中所述控制器通过以下操作判断所述天线外罩是否至少移动了预定的量 判定所述天线外罩是否偏离了大体垂直的位置； 确定实际偏离量；以及 将所述实际偏离量与预定的偏离值进行比较。
11.一种用于减少金属检测系统中的错误警报的方法，包括 产生与天线外罩的移动相对应的移动信号； 基于所述移动信号判定所述天线外罩是否至少移动了预定的量；以及 如果判定所述天线外罩至少移动了所述预定的量则禁止产生金属检测警报信号。
12.如权利要求11所述的方法，其中基于所述移动信号判定所述天线外罩是否至少移动了预定的量包括 判定所述天线外罩是否偏离了大体垂直的位置； 确定实际偏离量；以及 将所述实际偏离量与预定的偏离值进行比较。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括判定金属物体是否在所述系统的询问区内。
14.如权利要求13所述的方法，其中判定金属物体是否在所述系统的询问区内包括 发射询问信号； 检测响应于所述询问信号从所述询问区内的金属物体接收的信号；以及 将所述询问信号与从所述金属物体接收的信号进行比较。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括如果判定所述天线外罩至少移动了预定的量，即使判定金属物体在所述询问区内，也禁止产生所述金属检测警报信号。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述天线外罩是电子物品监视(“EAS”)/金属检测基座，并且其中产生与天线外罩的移动相对应的移动信号由安装在所述基座附近以便检测所述基座的移动的运动传感器执行。
17.如权利要求11所述的方法，进一步包括当判定所述天线外罩至少移动了所述预定的量时在预定的时间段内停用金属检测报警器。
18.如权利要求11所述的方法，进一步包括通过将从所述传感器接收的所述移动信号与预定的损坏阈值进行比较来判定所述天线外罩是否可能已被损坏。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括在判定所述天线外罩可能已被损坏时停用询问信号发射器。
20.一种集成的电子物品监视(“EAS”)/金属检测系统，包括 EAS基座； 安装在所述EAS基座上的传感器，所述传感器产生与所述基座的移动相对应的移动信号; 与所述传感器通信的控制器，所述控制器基于所述移动信号判定所述基座是否至少移动了预定的量，如果判定所述天线外罩至少移动了所述预定的量，所述控制器则禁止产生金属检测警报信号。
全文摘要
一种用于在金属检测系统和组合式EAS/金属检测系统中减少错误警报发生的方法和系统。所述系统包括运动传感器，该运动传感器安装在给定询问区的入口/出口处的如EAS基座的天线外罩之上或附近。所述运动传感器检测天线外罩的移动或振动。传感器发射信号至控制器，控制器判定天线外罩是否移动了预定的量。所述系统包括金属检测�？椋媒鹗艏觳饽？榕卸ń鹗粑锾迨欠窨拷Ｈ绻觳獾浇鹗粑锾澹粲媒鹗艏觳饩�。然而，如果判定天线外罩至少移动或振动了预定的量，控制器禁止产生金属检测警报信号。
文档编号G01V15/00GK102947729SQ201180028400
公开日2013年2月27日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年4月26日
发明者A·S·博格曼, M·A·索图 申请人:传感电子有限责任公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
