Präziser Glasbruchsensor Störfeste Ultraschall-Sensorik und Algorithmen gegen Falschalarme

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Störfeste Hardware trifft auf clevere Signalverarbeitung: Ein Forschungsprojekt entwickelt Glasbruchsensoren mit verbesserter Algorithmus-Performance. Die ultraschallbasierten Sensoren sollen die VdS-Standards übertreffen, aber kostengünstig bleiben.

In einem einjährigen Verbundprojekt sollen Glasbruchsensoren der nächsten Generation entwickelt werden. Das Verbundvorhaben „Integration neuartiger Signalverarbeitungsmethoden und konstruktiver Lösungen zur robusten Bruchsensierung von Glasscheiben“ (RGBS) zielt darauf ab, durch durchdachte Signalverarbeitungsmethoden und robustes Hardware-Design die Grenzen aktueller Sensortechnologie zu überwinden. Im Projekt haben sich Schmeissner und das IMMS Institut zusammengetan.

„Wir wollen Einbrechern immer weit voraus sein“, erklärt Uwe Schmeißner, Geschäftsführer der Schmeissner GmbH. Die hohe Nachfrage nach kostengünstigen Sicherheitslösungen treibt die Entwicklung an. Das Unternehmen hat bereits VdS-konforme Glasbruchsensoren am Markt etabliert. Die VdS-Zertifizierung gilt als strenger Standard für Materialqualität, Montage und Manipulationsschutz in Hochrisikobereichen.

Im neuen Projekt setzen die Partner auf zwei Entwicklungshebel: „Eine sensiblere Erkennung auch bei neuen Einbruchsmethoden und höhere Robustheit gegen Falschalarme“, sagt Schmeißner. Das Falschalarm-Problem ist entwicklungsrelevant: Wiederholte Fehlalarme führen zur Deaktivierung der Systeme durch Betreiber. Das ist ein klassisches Zuverlässigkeitsproblem in der Sicherheitstechnik.

Präzise Mustererkennung in störender Umgebung

Die Entwicklung stellt Elektronikentwickler vor komplexe Aufgaben: Ultraschallsignale von Glasoberflächen müssen in Echtzeit analysiert werden, um zwischen harmlosen Umwelteinflüssen wie beispielsweise Temperaturschwankungen, Regen oder Vibrationen und tatsächlichen Bedrohungen zu unterscheiden. „Der Dreh- und Angelpunkt sind neuartige Analyse- und Auswertungsmethoden“, erklärt Dr.-Ing. Ludwig Herzog, Projektleiter am IMMS. „Wir nutzen komplexe Algorithmen, um Brucherkennung klar von zulässigen Einwirkungen zu trennen.“

Das Projekt kombiniert mehrere entwicklungsrelevante Aspekte:

• Störfeste Hardware-Architektur: Entwicklung robuster Elektronik für kritische Umgebungen.

• Intelligente Signalverarbeitung: Implementierung komplexer Algorithmen für Mustererkennung.

• EMV-Optimierung: Umfassende EMV-Simulation und -Tests für zertifizierungsreife Produkte.

• Kostenoptimierte Implementierung: Nachrüstlösungen für breite Marktanwendung.

Besonders interessant: Die Sensoren sollen strengste VdS-Zertifizierungsanforderungen übertreffen und gleichzeitig kostengünstig produzierbar bleiben. Das ist eine klassische Design-Challenge zwischen Performance und Wirtschaftlichkeit.

Die entwickelten Technologien haben Potenzial über die ursprüngliche Sicherheitsanwendung hinaus: Präzise Materialüberwachung, strukturelle Gesundheitsüberwachung von Gebäuden oder IoT-Anwendungen in der Gebäudeautomation könnten von den Erkenntnissen profitieren.

Das Projekt wird vom Freistaat Thüringen gefördert und läuft ein Jahr. IMMS übernimmt die Algorithmus-Entwicklung, während Schmeissner die Hardware-Implementierung und Produktvorbereitung verantwortet. (heh)

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