JPH01287491A - 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１ 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（ドツプラー効果）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１ 一般にこの種の移動物体検知装置は、所定周波数の超音
波やマイクロ波等の２１！続エネルギー波を監視空間内
に放射しておき、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
を検知するように桶成されている。 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６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）、
この槽威では、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１１ａ＝１１ｂ
にそれぞれ入力して発振回路１０の出力周波数と同周波
数の基準信号Ｅ、、Ｅ、“と混合する。ここに、一方の
基準信号Ｅ０は移相回路１２の出力であって、同基準信
号Ｅ　ｏ　ｔ　Ｅ　ｏ゛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ｌｌａ、１１ｂ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値化回路１４ｍ、１４ｂを通しで
信号の正負に対応して、“θ′″または“１′の論理値
が割り当てられ、軸符号信号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”を基本軸とす
るベクトル平面の４つの象限のうちで、受波信号Ｅｉｎ
に対応する受波信号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、軸符号信号Ｘ、Ｙの
組み合わせを象限信号発生回路１５で検出すれば、受波
信号ベクトルの存在する象限に対応した象限信号１−■
が得られるのである。 象限信号■〜■は象限転移方向検出回路１６に入力され
、ベクトル平面内での受波信号ベクトルの象限の転移が
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１６では、象限の転移を検
出すると、転移の向きに対応して正負いずれかの符号を
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は積分回
路１７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１７の出
力値が閾値回路１８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
れたり、音で報知されたりする。 以上のように、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’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１７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
していれば、移動物体が存在するものと判定される。す
なわち、受波信号ベクトルの絶対値が一定値以上である
状態が一定時間以上継続すると移動物体が存在するもの
と判断するのである。 この構成では、ミキサ１１ａ、１１ｂの出力にビート信
号が得られるような周波数成分を含む外米雑音に対して
は、積分回路１７の時定数を適宜設定することにより誤
報を防止するようにしている。 つまり、外米雑音による受波信号ベクトルのベクトル平
面での回転向きは不規則に変化するから、転移信号Ｚの
極性が随時反転し、結果的に積分回路１７の出力値が相
殺されて、閾値回路１８に設定された閾値を越えないよ
うになっているのである。ここで、外米雑音では正負の
転移信号Ｚの発生が完全に不規則であって、正負の転移
信号Ｚの発生時間の差は積分回路１７の積分定数の範囲
は越えないと仮定しているわけであるが、正負の転移信
号Ｚの発生には偏りがあるのが普通であるから、積分回
路１７の出力値が完全には相殺されず、外米雑音が比較
的長時間に亘って発生し続けると、積分回路１７の出力
値が閾値回路１８の閾値を越えて検知信号を発生してし
まうことがある。 このような問題を解決するには積分定数を大きくするこ
とが考えられるが、移動物体の検知から報知までの時間
が長くなり応答性が悪くなるという問題が発生する。 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、比較的長時間に亘って外米雑音が発生していると
きにも、誤報を生じることがない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１ 本発明は上記目的を達成するために、受波信号ベクトル
の絶対値が継続して所定値以上となる時間を計時すると
ともに検知信号が得られると出力値を初期化する計時回
路と、計時回路の出力値が所定値になると積分回路の出
力値および計時回路の出力値を初期化するリセット回路
とを備えているのである。 ［作用］ 上記構成によれば、絶対値が一定値以上であるような受
波信号ベクトルが得られているにもかかわらず所定時間
内に検知信号が得られないと、積分回路の出力値がリセ
ットされるのであり、外米雑音による受波信号ベクトル
が長時間に亘って継続すると一定時間毎に積分回路の出
力値がリセットされるから、隣位回路の閾値を越えるこ
とがないのであり、外米雑音による検知信号の発生が防
止されるのである。 〔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１０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ＩＳ１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ｌｌａ、ｌｌｂ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一対
の基準信号Ｅ　ｏ　ｔ　Ｅ　ｏ゛とそれぞれ混合される
。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　ｏｓ　Ｅ　ｏ’は互
いに９０゛の位相差を持つことになる。ミキサｌｌａ、
ｌｌｂで受波信号Ｅｉｎが基準信号Ｅ　ｏ　ｔ　Ｅ　ｏ
゛と混合され検波される結果、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
たものとなるのである。 ドツプラー信号Ｅ、Ｅ“は、増幅回路１３ｍ、１３ｂを
通してそれぞれ増幅された後に、２値化回路１４ｍ、１
４ｂに入力される。２値化回路１４ｉ１４ｂでは、第４
図（ａ）（ｂ）に示すように、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ’
の正負に応じて′″１“または′０“の論理値を帛ｇ当
てた軸抑号信号Ｘ、Ｙを出力する。 軸符号信号Ｘ、Ｙはそれぞれ２値を有しでいるから、両
者の組み合わせに五り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”を基本軸
とするベクトル平面の４つの象限のうちで、受波信号Ｅ
ｉｎに対応する受波信号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。輸符号信号Ｘ、Ｙの組み合わ
せは、象限信号発生回路１５で検出され、ドツプラー信
号Ｅ。 Ｅ゛の極性の組み合わせによって、上記ベクトル平面内
において受波信号ベクトルが存在する象限を検出して対
応する象限信号１〜■を出力する。 すなわち、第２図および第３図に示すように、基準信号
Ｅ　０１　Ｅ　Ｏ’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、受波信号Ｅｉ
ｎに対応した受波信号ベクトルＰをこのベクトル平面上
に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！！！（正正
、正負、負負、負正）を考えれば、第４図（ｃ）〜（ｆ
）のように、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。すなわち、受波信号ベクトルが存在
する象限は、ドツプラー信号Ｅ、Ｅ”の極性のみを抽出
すればわかるから、２値化回路１４ｇ、１４ｂによりド
ツプラー信号Ｅ、Ｅ’を極性に対応させて′０“と“１
″とに２値化するのである。ここに、第２図は、正弦波
に単純化した受波信号を示し、第３図では一般的な受波
信号を示しているが、いずれの場合も、ドツプラー信号
Ｅ、Ｅ’を基本軸とするベクトル平面上で受波信号ベク
トルを考えれば、象限信号■〜■については信号の複雑
さにかかわらず同等に考えることができる。ドツプラー
信号Ｅ、Ｅ’の信号レベルはレベル検知回路２１ｍ、２
１ｂにより検知され、レベル検知回路２１ａ、２１ｂで
は、一定レベル以上のドツプラー信号Ｅ、Ｅ’が得られ
ると出力を“１“にする０両レベル検知回路２１ｍ、２
１ｂの出力はオア回路２２に入力されており、いずれか
一方のドツプラー信号Ｅ、Ｅ’が一定レベル以上であれ
ばオフ回路２２の出力が“１′″となるようにしている
。つまり、受波信号ベクトルの絶対値が所定値以上であ
れば、オア回路２２の出力が′１“になるのである。 象限信号■〜■は、象限転移方向検出回路１６に入力さ
れ、象限転移方向検出回路１６は受波信号ベクトルが各
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（第４図（ｇ））、転移信号Ｚは、象限の転移が
右回りに生じたのか左回りに生じたのかに対応して正負
いずれかの極性を持つ複極の信号であって、受波信号ベ
クトルが消滅するか、次に象限の転移が生じるまで同じ
レベルを保持するようになっている。ここに、受波信号
ベクトルの消滅は上記オア回路２２の出力が０″となる
ことにより検出される。Ｗ秒信号Ｚは積分回路１７に入
力され、積分回路１７では転移信号Ｚを積分する。積分
回路１７の出力は閾値回路１８に入力され、積分回路１
７の出力値が閾値回路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。 ところで、受波信号ベクトルの絶対値が一定値以上であ
って、オア回路２２の出力が“１“どなると、計時回路
３１が計時を開始するようになっており、この計時回路
３１の出力値が一定値以上になるとリセット回路３２で
はリセット信号を発生して積分回路１７の出力値を初期
化する。また、計時回路３１のリセット端子には、閾値
回路１８の出力とリセット回路３２の出力とがオア回路
３３を介して入力されでおり、いずれか一方の出力が、
“１′になると初期化されるようになっている。 さらに、計時中に受波信号ベクトルの絶対値が所定値よ
りも小さくなって、オフ回路２２の出力が“０“となり
だ場合にも、計時回路３１は初期化される。したがって
、少なくともいずれか一方のドツプラー信号Ｅ、Ｅ’の
レベルが一定値以上（受波信号ベクトルの絶対値が一定
値以上）であって、いずれか一方のレベル検知回路２１
ａ、２１ｂが“１“になると、計時回路３１は計時を開
始し、一定時間までに閾値回路１８から検知出力が、得
られない場合には、積分回路１７を初期化して積分をや
り直す、また、同時に計時回路３１も初期化されるから
、計時もやり直すことになる。受波信号ベクトルの絶対
値が一定値以上となってから一定時間以内に検知信号が
得られた場合には、その時点で計時回路３１が初期化さ
れるから、リセット回路３２かちリセット信号が発生す
ることがな（、積分回路１７・の出力値は閾値回路１８
に設定された閾値を越えた状態が維持される。ここで、
リセット回路３２における設定時間は、積分回路１７の
積分定数の数倍以上に設定されるのであって、たとえば
、積分定数が１秒のと鯵、リセット回路３２の設定時間
は１０秒に設定すればよい。 以上の構成により、第５図（ａ）に示すように、外米雑
音による受波信号が得られると、第５図（ｂ）のように
、オア回路２２の出力レベルが“１“となり、第５図（
ｄ）に示すように、計時回路３１が計時を開始する。ま
た、第５図（ｅ）のように積分回路１７に出力が得られ
るが、積分回路１７の出力レベルが閾値回路１８に設定
された閾値Ｔ、、Ｔ。 を越えなければ閾値回路１８は検知信号を出力しないか
ら、リセット回路３２で設定された設定時間（第５図の
ｔに相当）が経過すると、積分回路１７と計時回路３１
とが初期化されるのである。 ［発明の効果］ 本発明は上記構成を有しているものであって、絶対値が
一定値以上であるような受波信号ベクトルが得られてい
るにもかかわらず所定時間内に検知信号が得られないと
、積分回路の出力値をリセットするから、外米雑音によ
る受波信号ベクトルが長時間に亘って継続すると一定時
間毎に積分回路の出力値をリセットして閾値を越えない
ようにし、これによって、外米雑音による検知信号の発
生を防止することがでさるという利点を有するのである
。また、移動物体による反射波に対しては、検知信号が
得られたときに計時回路が初期化され、積分回路の初期
化が行なわれないから、従来と同様に検知動作を行なう
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図ない
し第５図は同上の動作説明図、第６図は従来例を示すブ
ロック図である。 １・・・送波器、２・・・受波器、ｌｌｍ＝１１ｂ・・
・ミキサ、１５・・・象限信号発生回路、１６・・・象
限松移方向検出回路、１７・・・積分回路、１８・・・
閾値回路、３１・・・計時回路、３２・・・リセット回
路。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定周波数の連続エネルギー波を監視空間に送波
   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一対の基準信号と受波信号
   とをそれぞれ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象限信号発生
   回路と、受波信号の存在する象限が転移したときに転移
   向きに対応して正負いずれかの極性を有した一定レベル
   の転移信号を次に象限が転移するまで継続して発生する
   象限転移方向検出回路と、象限転移方向検出回路の出力
   を積分する積分回路と、積分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、上記受波信
   号ベクトルの絶対値が継続して所定値以上となる時間を
   計時するとともに上記検知信号が得られると出力値を初
   期化する計時回路と、計時回路の出力値が所定値になる
   と上記積分回路の出力値および計時回路の出力値を初期
   化するリセット回路とを備えて成ることを特徴とする移
   動物体検知装置。