Ajax MotionProtect Curtain: la storia dello sviluppo del rilevatore a tenda da esterno con immunità agli animali domestici

Il sistema di sicurezza deve rilevare le minacce il prima possibile: questa è una regola fondamentale per la sicurezza. Se si dispone di un’area esterna intorno alla casa, è lì che dovrebbero essere installati i rilevatori esterni. Per rilevare la presenza di un intruso prima ancora che una porta venga aperta o che una finestra venga rotta, è necessario attivare le sirene e dare del vantaggio all’istituto di vigilanza o alla squadra di polizia in servizio. Di conseguenza, l’apparecchio aumenta significativamente le possibilità di prevenire i danni e di proteggere la salute e la vita delle persone.

La protezione del perimetro può essere implementata in due modi. Se la proprietà è recintata e gli estranei non possono entrare, vengono utilizzati dei rilevatori di movimento con un ampio angolo di visione orizzontale e un raggio di rilevamento. Questo era esattamente il dispositivo utilizzato da Ajax per lanciare la sua gamma di dispositivi di sicurezza per esterni: MotionProtect Outdoor. Altrimenti, nei casi in cui la zona di rilevamento debba essere limitata, vengono utilizzati rilevatori a tenda. Essi rilevano il movimento in una zona ristretta, impedendo a chiunque di avvicinarsi a una porta o a una finestra, entrare in una terrazza o salire su un balcone senza essere notati. Essi utilizzano una tenda invisibile per recintare il territorio dove le persone possono muoversi liberamente.

Rilevatore di movimento wireless a tenda Ajax MotionProtect

Nel marzo 2019, abbiamo presentato il primo rilevatore a tenda Ajax — MotionProtect Curtain. In questo articolo, parleremo di tutto ciò che ha preceduto il lancio: la decisione relativa alle capacità del nuovo prodotto; le ragioni per lo sviluppo di due sistemi ottici unici; le capacità dell’algoritmo ZOE; e fase di prototipo e di test che garantiscono la massima precisione di rilevamento degli esseri umani.

MotionProtect Curtain

Rilevatore di movimento a tenda wireless con un angolo di visione stretto

Maggiori informazioni

Una “tenda” senza compromessi

Clienti e partner provenienti da Italia, Spagna, Portogallo, Francia e altri paesi dell’Europa sud-occidentale sono stati alla base del lancio del nuovo dispositivo. In questi paesi, le finestre panoramiche e le terrazze che possono essere usate per irrompere segretamente nelle abitazioni sono molto popolari. Al fine di ridurre il rischio di intrusione, il perimetro esterno di un edificio è protetto da rilevatori di movimento ad angolo stretto. Inoltre, le “tenda” proteggono gli oggetti di valore all’interno dei locali: casseforti, caveau di documenti e opere d’arte. Abbiamo usato questi scenari come nostro trampolino di lancio.

Prima di iniziare la fase di sviluppo di MotionProtect Curtain, abbiamo condotto una ricerca di mercato completa: le tecnologie e le capacità offerte dai principali attori sul mercato; le aspettative dei professionisti della sicurezza e degli utenti; le aree in cui può essere apportata un’innovazione tecnologica o funzionale.

Abbiamo appurato che i migliori rappresentanti di questa classe di rilevatori erano dotati di sistemi anti-mascheramento e alcuni di essi potevano funzionare a batterie per un lungo periodo di tempo. Ma per quanto riguarda la portata e l’affidabilità della comunicazione, nessun dispositivo potrebbe mai competere con i dispositivi Ajax. La maggior parte dei rilevatori a cortina non sono in grado di distinguere un animale da compagnia da una persona e, nel migliore dei casi, possono ignorare soltanto le correnti d’aria calda. Al momento, un solo produttore offre rilevatori che sono immuni agli animali domestici.

Era una bella sfida! Il nostro rilevatore a tenda MotionProtect Curtian deve identificare gli esseri umani con un’accuratezza del 100%, evitare di rispondere alle interferenze e ridurre il più possibile le risposte agli animali, poiché indipendentemente dalle condizioni nei locali, bisogna poter fare affidamento sui suoi allarmi. Deve funzionare per anni con le batterie in dotazione e mantenete sempre la connessione: i clienti Ajax sono abituati all’affidabilità e alla facilità di manutenzione delle nostre apparecchiature. Inoltre, deve essere compatto e avere un design piacevole, che sia bello all’aperto e al chiuso.

Un esclusivo sistema di rilevamento del movimento

Il sistema di rilevamento del movimento è l’elemento chiave del rilevatore a tenda. I rilevatori più semplici utilizzano solo un singolo sensore PIR e un elemento ottico di messa a fuoco: uno specchio o una lente di Fresnel. I modelli più costosi sono dotati di un sensore a microonde aggiuntivo, per filtrare le interferenze naturali.

Abbiamo iniziato lo sviluppo testando le capacità di queste soluzioni tecniche. Utilizzando i componenti dei rilevatori di movimento Ajax MotionProtect e MotionProtect Plus, abbiamo creato dei banchi di prova. Senza la custodia o la connessione all’hub, rimane solo l’hardware più essenziale per raccogliere informazioni sugli eventi che si verificano in un campo visivo ristretto. In laboratorio abbiamo simulato tutto ciò che un rilevatore a tenda può incontrare nei locali attuali: correnti d’aria calda, animali in movimento, uccelli, cespugli ed erba che ondeggiano al vento, persone che agiscono in maniera normale (e persino strana). Quindi, abbiamo studiato cosa abbia innescato i nostri banchi di prova e come i dispositivi hanno “visto” questi eventi. I risultati di un singolo PIR erano deplorevoli. Un sistema costituito da un singolo sensore PIR e sensori a microonde con un angolo di visione orizzontale di 6° potrebbe garantire la massima protezione contro le interferenze naturali, ma non potrebbe distinguere un essere umano da un animale.

La nostra “tenda” doveva essere in grado di ricevere maggiori informazioni sugli eventi nella zona di rilevamento. Pertanto, abbiamo adottato l’approccio utilizzato nel rilevatore di movimento esterno MotionProtect Outdoor: il sistema costituito da due sensori PIR. Solo che essi non erano ristretti “raggi” multi direzionali, ma piuttosto discrete zone “a ventaglio”:

Dopo aver assemblato nuovi banchi di prova, gli sviluppatori hanno simulato il comportamento di persone, animali, uccelli e ogni sorta di interferenze naturali in laboratorio. Hanno modificato la temperatura ambientale, studiato l’effetto della velocità e la direzione del movimento e hanno analizzato i dati raccolti dai sensori. I risultati sono stati molto promettenti! Disponevamo quindi di un prototipo del sistema ottico che ci permetteva di sviluppare un’immunità agli animali domestici.

Ajax MotionProtect Curtain primo prototipo

Ma era impossibile acquistarne i componenti. Mentre i sistemi ottici dei rilevatori a tenda basati su sensori PIR e a microonde erano disponibili in commercio, non lo erano le lenti di Fresnel accoppiate che proiettavano la radiazione infrarossa su due sensori PIR simultaneamente. Per sviluppare il rilevatore a tenda che avevamo concepito, dovevamo creare un nuovo elemento ottico e ciò significava anche stabilirne la produzione.

Abbiamo risolto questo arduo compito attraverso l’unità Ricerca e sviluppo di Ajax Systems. Se avessimo optato per un appaltatore, il progetto sarebbe stato sospeso per diversi mesi. Poiché era importante che il dispositivo fosse compatto, abbiamo scelto uno specchio per la messa a fuoco. Abbiamo calcolato il numero, l’area e la direzione delle 10 facce posizionate su due pannelli, uno per ciascun sensore PIR. Abbiamo dovuto percorrere l’intero percorso dalla progettazione degli elementi ottici utilizzando software specializzati e modelli in metallo perfettamente lucidati, per la produzione in lotti di parti con rivestimento speculare speciale. Successivamente abbiamo elaborato banchi di prova utilizzando i nuovi elementi ottici e testato il sistema in azione: su persone, animali e interferenze che si verificano di solito all’aperto e all’interno dei locali.

Specchio multisfaccettato del rilevatore a tenda MotionProtect Curtain

Quattro mesi dopo lo sviluppo del nuovo rilevatore, avevamo un sistema ottico adatto. Esso offre un angolo di visione orizzontale di 6° e può rilevare il movimento a una distanza di 11 metri. E, cosa più importante, ha raccolto dati sufficienti per distinguere un umano da un animale domestico o da un uccello e minimizzare le possibilità di falsi allarmi provocati da eventi naturali.

Dal banco di prova al rilevatore

La prossima generazione di prototipi potrebbe già essere quella dei rilevatori Ajax. Sebbene ancora senza una custodia, esso possedeva già sistema ottici, un processore, una memoria e un modulo di comunicazione radio, firmware e la possibilità di operare come parte di un sistema di sicurezza. Questo stadio dello sviluppo ha comportato diversi processi paralleli. Gli ingegneri hanno lavorato per determinare la configurazione ottimale dei componenti interni, modificato le schede dei circuiti e studiato tutto il processo di produzione e assemblaggio. È stato quindi creata la custodia del dispositivo, con il design interno ed esterno.

I componenti di MotionProtect Curtain sono posizionati su due schede elettroniche collegate da un circuito

MotionProtect Curtain utilizza una scheda a quattro strati con antenna Jeweler integrata

Dopo dieci mesi in nella fase di sviluppo, avevamo rilevatori funzionali all’interno di custodie stampate in 3D che assomigliavano al prodotto finale il più possibile in termini di hardware. Eravamo sicuri che il design fosse adatto alla produzione su larga scala e potevamo iniziare a sviluppare un nuovo algoritmo di analisi del segnale.

Prototipo di MotionProtect Tenda e rilevatore già in funzione, stampati su una stampante 3D

Algoritmo ZOE

La base per lo sviluppo del nuovo software includeva gli algoritmi SmartDetect e LISA, utilizzati nei rilevatori di movimento interni ed esterni Ajax, e la comprensione di come il sistema ottico di MotionProtect Curtain “vedesse” persone, animali, uccelli e interferenze naturali. Abbiamo raccolto 30 rilevatori identici e installato il firmware con una versione di bozza dell’algoritmo ZOE su di essi, in modo che i dispositivi potessero decidere autonomamente quale segnale potesse essere considerato un allarme da trasmettere all’hub e quale ignorare come interferenza. Li abbiamo inoltre dotati di speciali “scatole nere” che conservano tutti i dati originali nella memoria del rilevatore quando esse vengono attivate.

I rilevatori di prova sono stati testati in locali reali situati in Ucraina, Italia, Spagna, Grecia e Cipro: terreni urbani e suburbani, appartamenti, case e uffici con le condizioni più sfavorevoli che i rilevatori a tenda potrebbero mai incontrare. Come ad esempio quando il sole acceca l’obiettivo, il dispositivo è pieno di pioggia, alberi, cespugli ed erba alta appaiono nel campo visivo e animali di varie dimensioni provocano continuamente falsi allarmi. Dal momento che era estate, il team di ricerca e sviluppo si è trasferito in un gigantesco magazzino industriale con una temperatura di -20 °C per diversi giorni per testare il funzionamento del dispositivo in condizioni estreme.

MotionProtect Curtain con custodia nera (solo per uso interno)

Nel corso di un mese, abbiamo perfezionato ZOE: abbiamo ricevuto falsi allarmi, confrontato i dati delle “scatole nere” con le circostanze di rilevamento, introdotto correzioni al codice e aggiornato il software del dispositivo di test. Ogni nuova versione dell’algoritmo ha ridotto il numero di falsi allarmi, finché non abbiamo raggiunto un’accuratezza assoluta nella rilevazione umana e un filtraggio efficace delle interferenze.

Come funziona ZOE

Il sistema di rilevamento del movimento del rilevatore a tenda MotionProtect Curtain offre due modalità: con la funzione ignora animali attiva o disattiva.

Quando la funzione ignora animali è attivata, i sensori PIR rappresentano fonti di dati indipendenti. Una volta nella zona di rilevamento, una persona attraversa due fasci di raggi che provocano segnali da due sensori con la caratteristica simmetria e copertura. L’algoritmo ZOE analizza istantaneamente i dati, confrontando i parametri dei segnali e raggiungendo un verdetto: l’intrusione. Animali, riflessi, flussi d’aria innescano segnali di diversa natura e MotionProtect Curtain li ignora in quanto falsi allarmi. In questa modalità, il rilevatore a tenda può funzionare all’aperto.

Quando la funzione ignora animali è disabilitata, due sensori PIR funzionano come un unico sistema di rilevamento: MotionProtect Curtain è il più sensibile possibile e ha un raggio di rilevamento massimo. Per innescare il rilevatore, è sufficiente che una persona attraversi uno qualsiasi dei raggi. Tenendo conto che l’algoritmo ZOE non confronta il carattere dei segnali in questa modalità, l’efficacia della protezione contro i falsi allarmi è inferiore. Si consiglia quindi di utilizzare MotionProtect Curtain con la funzione immunità agli animali domestici disabilitata solo all’interno dei locali senza potenziali fonti di falsi allarmi.

Dopo quatordici mesi, dall’inizio dello sviluppo del secondo rivelatore da esterni, MotionProtect Curtain, è apparso nella gamma di prodotti Ajax. Con rilevamento ultra preciso degli esseri umani, immunità efficace agli animali e protezione dai falsi allarmi. Adatto per interni ed esterni. Dotato di tecnologia Jeweler affidabile e sicura e con eccezionale autonomia. Può essere configurato in remoto tramite l’app. Pronto a rendere sicuri un appartamento, una casa indipendente e strutture commerciali o produttive.

Specifiche

Consultare il Manuale utente per maggiori informazioni.

–––––––––––

È possibile acquistare un rilevatore a tenda MotionProtect Curtain da un partner di Ajax Systems di zona:

Dove acquistare