JPH01189582A - 移動物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超音波やマイクロ波等の連続エネルギー波を
監視空間に放射し、監視空間内の物体の移動により生じ
る反射波の周波数偏移を検出することにより、監視空間
内において移動する物体の存在を検知する移動物体検知
装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般にこの種の移動物体検知ｖｔ置は、所定周波数の超
音波やマイクロ波等の連続エネルギー波を監視空間内に
放射してお柊、監視空間内に存在する物体の移動に伴な
ってドツプラー効果として生じる反射波の周波数偏移を
検知するように構成されでいる。

この周波数偏移を検出して監視空間における移動物体の
検知を実現したものとして、第４図に示すような構成が
知られている（特公昭６２−４３５０７号公報参照）。

この構成では、一定周波数で発振する発振回路１０の出
力を送波器１に入力して送波器１から監視空間に連続エ
ネルギー波を放射し、監視空間内に存在する物体からの
反射波を受波器２により受波して受波信号Ｅｉｎに変換
し、この受波信号Ｅｉｎを一対のミキサｌｌａ、ｌｌｂ
にそれぞれ入力して発振回路１０の出力周波数と同局波
数の基準信号Ｅ　６　ｔ　Ｅ　６゛と混合する。ここに
、一方の基準信号Ｅ。は移相回路１２の出力であって、
両基準Ｂ号Ｅ　ａｔ　Ｅ　（１’の位°相が互いに異な
るように設定される。したがって、ミキサ１１ａ＊１１
ｂの出力にビート信号として得られる一対のドツプラー
信号Ｅ、Ｅ’も位相が互いに異なったものとなる。ドツ
プラー信号Ｅ、Ｅ’はそれぞれ２進数変換回路２１ａ、
２１ｂを通しで信号の正負に対応して、′Ｈ″または′
Ｌ“の論理値が割り当てられ、輸符号信号Ｘ、Ｙに変換
される。紬符号信号Ｘ、Ｙはそれぞれ２値を有している
から、両者の組み合わせにより４状態を表わすことがで
きるのであり、これら４状態はドツプラー信号Ｅ、Ｅ’
を基本給とするベクトル平面の４つの象限のうちで、受
波信号Ｅｉｎに対応するベクトルがどの象限に存在して
いるかを示すことになる。したがって、紬符号信号Ｘ、
Ｙの組み合わせを象限検出回路２２で検出すれば、受波
信号Ｅｉｎの存在する象限に対応した象限信号Ｉ〜■が
得られるのである。象限信号■〜■は象限転移方向検出
回路２３に入力され、ベクトル平面内での受波信号Ｅｉ
ｎの象限の転移が右回りに行なわれるか、左回りに行な
われるかが検出される。象限転移方向検出回路２３では
、象限の転移を検出すると、転移の向きに対応して正ま
たは負の符号を有した複極のパルスからなる転移信号Ｚ
゛を発生するのであり、次の転移が生じるか信号゛が消
滅するまでは、同じ状態を維持するようになっている。

転移信号Ｚ°は８！分回路２４に入力されるから、同じ
向きの転移信号Ｚ°が発生する時間に対応した積分値が
得られ、積分回路２４の出力値が閾値回路２５に予め設
定されている閾値を越えると検知信号が得られるのであ
る。検知信号は報知器駆動回路１９に入力され、移動物
体の存在が表示器に表示される。

以上のように、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’を基本給とする
ベクトル平面内で受波信号Ｅｉｎの存在する象限がどの
ように変化するかを監視することにより、監視空間内で
の移動物体の存在を検知するのである。

【発明が解決しようとする課題〕

上記構成では、転移信号Ｚ゛を積分回路２４により積分
しているから、転移信号Ｚ゛が同一符号で一定時間以上
継続してν１れば、移動物体が存在するものと判定され
るのであり、監視空間内の物体が同じ向きに移動する時
間が判定基準となっている。したがって、たとえばカー
テンが揺らいでいるときのように、ゆっくりと移動する
物体が監視空間内に存在していると、距離はほとんど移
動していないにもかかわらず、象限転移方向検出回路２
３は転移信号Ｚ“を出力しつづけるから、誤報を生じる
ことになる。このような誤報を防止するためには積分回
路２４の時定数を大きくすることが考えられるが、そう
すると今度は動きの速い物体を検出できなくなり失報に
つながるという問題が生じる。

本発明は上記問題点を解決することを目的とするもので
あり、監視空間内の物体の移動距離に基づいて物体の移
動を検知することにより、誤報や失報を防止するように
した移動物体検知装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、両ドツプラー信号の組み合わせにより受波信
号の存在する象限に対応する象限信号を発生するととも
に受波信号の存在する象限が転移したとき１こ転移信号
を発生する末成信号発生回路と、象限信号を一時的に記
憶するメモリと、メモリに記憶された前の象限信号と現
在の象限信号とを比較して受波信号の存在する象限が転
移したときにその向きに対応する方向信号を発生する転
移方向検出回路と、転移信号と方向信号とに基づいて一
方の転移向きで加算し他方の転移向きで減算するように
転移回数を計数する演算回路と、演算回路の出力値が所
定の閾値を越えると検知信号を出力する閾値回路とを具
備していることにより、上記目的を達成しようとするも
のである。

［作用］ 上記ｖｔ成によれば、受波信号の存在する象限が転移す
るたびに、転移の向きに応じて演算回路の出力値が増減
するのであり、演算回路の出力値は監視空間内での物体
の移動距離に相当することになって、監視空間内で物体
が一定距離を移動したときに物体が検知されるようにな
る。

［実施例１ 第１図は本実施例のブロック図である。以下の説明では
連続エネルギー波として超音波を用いる例を示すが、こ
れに限定されるものではなく、マイクロ波等を用いても
同等に構成することができる。

発振回路１は一定周波数で連続発振し、発振回路１０の
出力は送波器１に入力され、送波器１から監視空間に超
音波が放射される。監視空間に物体が存在していれば、
受波器２によって反射波が受波され、反射波は受波信号
Ｅｉｎに変換される。

ここに、送波器１および受波器２はピエゾ素子等を用い
て構成されている。

受波信号Ｅｉｎは一対のミキサ１１ａ＊１１ｂにそれぞ
れ入力され、発振回路１の出力周波数と同周波数の基準
信号Ｅ　ｏ　ｖ　Ｅ　ｏ゛と混合される。一方の基準信
号Ｅ０は移相回路１２を通して入力されており、移相回
路１２では入力信号の位相を９０°進ませて出力するか
ら、同基準信号Ｅ　、、　Ｅ、°は互いに９０゛の位相
差を持つことになる。ミキサ１１ａ、１１ｂで受波信号
Ｅｉｎが基準信号Ｅ、、Ｅ、’と混合され検波される結
果、ビー１４８号として得られる一対のドツプラー信号
Ｅ、Ｅ’も位相が互いに異なったものとなるのである。

ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’は、増幅回路１２ａ、１２ｂを
通してそれぞれ増幅された後に、象限信号発生回路１４
に入力される。ここで、第２図に示すように、基準信号
Ｅ　ｏ　＊　Ｅ−°の位相差を９０°とし、ドツプラー
信号Ｅ、Ｅ’を基本軸とするベクトル平面を考え、この
ベクトル平面を４つの象限■〜■に分割すると、このベ
クトル平面上のベクトルとして受波信号Ｅｉｎを表わす
ことができる。したがって、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’の
極性の組み合わせにより４つの状態（正正、正負、負負
、負正）を考えれば、ベクトル平面上の各象限■〜■に
対応させることができるのである。象限信号発生回路１
４では、このような４６号処理により、上記ベクトル平
面内において受波信号Ｅｉｎが存在する象限を検出して
対応する象限信号Ｑを出力し、同時に受波信号Ｅｉｎが
各象限の境界線を越えて転移するときに転移信号Ｚを発
生する。象限信号Ｑは４状態を表わせばよいから、２ビ
ット以上あればよく、メモリ１５に一時的に記憶される
。また、象限信号Ｑは、転移方向検出回路１６にも入力
され、メモリ１５に記憶されている前回の象限信号Ｑと
比較され、象限が右回りに転移したか左回りに転移した
かが判定される。たとえば、第２図に示すように、受波
信号Ｅｉｎに対応するベクトルが６−ｅ　ｅの軌跡を通
ったとすれば、０点以外では象限の境界線を左回りに横
切ることになる。そこで、転移方向検出回路１６の出力
としては、左回りに対して加算、右回りに対して減算を
指示する方向信号が出力されるように設定しておく、こ
うして、転移方向検出回路１６の出力である方向信号が
得られるとメモリ１５の内容は更新される。転移方向検
出回路１６の出力である方向信号と象限検出回路１４の
出力である転移信号Ｚとは演算回路１７に入力され、演
算回路１７では、転移信号Ｚが発生するたびに転移方向
検出回路１６の出力信号を読み込み、演算回路１７に記
憶されている値に対して方向信号が左回りなら１を加え
、右回りなら１を引くようにする。したがって、第２図
に示す状態では、演算回路１７の初期値が０であり、１
１−４　ｅを通るように転移すると、最終値は３になる
のである。こうして演算回路１７の出力値の絶対値が閾
値回路１８に予め設定されている閾値を越えると、閾値
回路１８は検知出力を送出するのである。検知信号は報
知器駆動回路１９に入力され、移動物体の存在が適宜報
知装置により報知されるのである。

すなわち、演算回路１７の動作を図示すれば、第３図（
、）のように、象限信号発生回路１４の出力である象限
信号Ｑ（Ｉ〜■は対応する象限を示す）の変化に応じて
転移方向検出回路１６では、第３図（ｂ）に示すように
、転移の向きに応じた方向信号を出力する（＋は転移が
左回り、−は転移が右回りであることを示す）、こうし
て、演算回路１７の出力値が第３図（ｅ）のように変化
するのであり、閾値回路１８に設定された閾値ｓ、ｓ’
を越えると検知出力が得られるわけである。演算回路１
７の出力値は受波信号Ｅｉｎがなくなれば、自動的にリ
セットされるようになっている。

上述の構成によれば、連続エネルギー波を送出して反射
波の周波数偏移を検出するのであるから、送波信号の周
波数をｆｏ、物体の移動速度をｙ、　エネルギー波の伝
播速度をＣとすれば、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’の周波数
４ｆは、 １ａｆｌ　　＃　２　ｖｆｏ／ｅ となり（一般に、ｖ＜＜ｃ）、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’
の周波数は物体の移動速度Ｖに比例することになる。

また、物体が単位距離だけ移動したときに発生するドツ
プラー信号Ｅ、Ｅ’の波数Ｎは、Ｎ　＝２　ｆ　ｏ／ｃ となるから、エネルギー波の伝播速度Ｃと送波周波数ｆ
０とが一定であれば、物体の移動速度ＶとはＭＭ係に波
数Ｎは一定となる。したがって、受波信号Ｅｉｎに対応
するベクトルのベクトル平面での象限転移の回数も一定
となる。つまり、上述のように４象限で表わせば、象限
転移の回数は４ＸＮ回となり、物体の移動距離に比例す
ることになる。

また、象限の転移の向きは物体の移動する向きを表わす
から、象限の転移が生じたときに転移の向きに応じて転
移回数を加減算すれば、物体の移動距離と向きを知るこ
とができるのである。換言すれば、′監視空間内での物
体の移動距離が閾値回路１８の判定基準となり、物体が
監視空間内で移動する時間には関係なく、物体の存在を
検出することができるのである。

上記実施例では、ベクトル平面を４象限に分割している
が、分割する象限数が多いほど距離を求める精度が高く
なるのは原理に照らしてみれば明らかであって、たとえ
ば、第２図に破線で示すように、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ
’の極性の組み合わせに加えで、その絶対値の大小関係
で４象限をさらに２分割すれば、８象限Ｎａｔｒｂｔｎ
ａ、ｎｂｌｎｒａ。

１［１ｂ、　Ｎ　ａ、　Ｗ　ｂ）の設定が可能となるも
のである。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、互いに位相の異なるビート信号
として得られる一対のドツプラー信号の組み合わせによ
り受波信号の存在する象限に対応する象限信号を発生ず
るとともに受波信号の存在する象限が転移したときに転
移信号を発生する象限信号発生回路と、象限信号を一時
的に記憶するメモリと、メモリに記憶された前の象限信
号と現在の象限信号とを比較しで受波信号の存在する象
限が転移したときにその向きに対応する方向信号を発生
する転移方向検出回路と、転移信号と方向信号とに基づ
いて一方の転移向きで加算し他方の転移向きで滅ヰする
ように転移回数を計数する演算回路と、演算回路の出力
値が所定の閾値を越えると検知信号を出力する閾値回路
とを具備しているものであり、受波信号の存在する象限
が転移するたびに、転移の向きに応じて演算回路の出力
値が１滅するのであり、演算回路の出力値が監視空間内
での物体の移動距離に相当することになるから、監視空
間内で物体の滞在時間によらず、物体が一定鉗離を移動
すると物体の検知を行なうことができるのである。すな
わち、監視空間でゆっくりと揺らいでいるような物体に
対する誤報が防止され、従来ＨＩｔ戊で積分回路の時定
数を大きくした場合のような失報も防止できるのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図お
よび第３図は同上の動作説明図、第４図は従来例を示す
ブロック図である。 １・・・送波器、２・・・受波器、１０・・・発振回路
、ＩＩａ、Ｉｌｂ・・・ミキサ、１４・・・末成検出回
路、１５・・・メモリ、１６・・・転移方向検出回路、
１７・・・演算回路、１８・・・閾値回路、Ｅ、Ｅ’・
・・ドツプラー信号、Ｅｌ：　ｏ　ｔ　Ｅ　ｏ゛・・・
基準信号、Ｅｉｎ・・・受波信号、Ｑ・・・象限信号、
Ｚ・・・転移信号。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 Ｅ’ 第３閏 手続補正許（自発） １．％件の表示 Ｂ１６３年４？許＊第１５０１９号 ２、発明の名称 移動物体検知装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　　三　　好　　俊　　夫 ４、代理人 郵便番号　５３０ ５、補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する発明の数　なし）ニセｌ′ ［１１本願明＃ＩＩ書第７頁第２０行の「発振回路１」
を、［発振回路１０Ｊと訂正する。 ［２］添付図面中第１図を別紙の通り訂正する。 代理人　弁理士　石　１）艮　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の周波数で発振する発振回路と、発振回路か
   ら出力される送波信号により監視空間に連続エネルギー
   波を送波する送波器と、監視空間内に存在する物体から
   の反射波を受波して受波信号を出力する受波器と、送波
   信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信
   号とを混合して互いに位相の異なる一対のドップラー信
   号に変換する一対のミキサと、両ドップラー信号を基本
   軸とするベクトル平面内で受波信号ベクトルの存在する
   象限に対応する象限信号を発生するとともに受波信号の
   存在する象限が転移したときに転移信号を発生する象限
   信号発生回路と、象限信号を一時的に記憶するメモリと
   、メモリに記憶された前の象限信号と現在の象限信号と
   を比較して受波信号の存在する象限が転移したときにそ
   の向きに対応する方向信号を発生する転移方向検出回路
   と、転移信号と方向信号とに基づいて一方の転移向きで
   加算し他方の転移向きで減算するように転移回数を計数
   する演算回路と、演算回路の出力値が所定の閾値を越え
   ると検知信号を出力する閾値回路とを具備して成ること
   を特徴とする移動物体検知装置。