JPH02171685A - 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、超音波等の連続エネルギー波を監視空間に放
射し、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、監視空間内で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装置は、所定周波数の超音
波等の連続エネルギー波を監視空間内に放射しておき、
物体の移動に伴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ている。

このようにして移動物体の検知を実現したものとして第
６図に示す構成が知られている（特公昭６２−４３５０
７号公報参照）、この構成では発振回路１０からの出力
を送波器１によって超音波に変換して監視空間に放射し
、移動物体からの反射波を受波器２で受波して受波信号
Ｅｉｎに変換する。受波信号Ｅｉｎは、ミキサ回路１１
ａ、１１ｂでそれぞれ基準信号Ｅ　ｏ　、　Ｅ　ｏ　’
と混合され、ビート信号である一対のドツプラ信号Ｅ、
Ｅ’が得られるようになっている。一方の基準信号Ｅ０
は発振回路１０の出力を移相回路１２に通して得られ、
他方の基準信号Ｅｏ’は発振回路１０の出力として得ら
れる。したがって、両基準信号Ｅ。、Ｅ０′は、位相が
互いに異なっている。その結果、ミキサ回路１１ａ、ｌ
ｌｂの出力にビート信号として得られる一対のドツプラ
信号Ｅ、Ｅ’も互いに位相が異なったものとなる。ドツ
プラ信号Ｅ、Ｅ′はそれぞれ２進数変換回路２１ａ、２
１ｂを通して信号の正負に対応して、“Ｈ”または“Ｌ
”の論理値が割当てられ、軸符号信号Ｘ、Ｙに変換され
る。軸符号信号Ｘ、Ｙはそれぞれ２値を有しているから
、両者の組合せにより４状態を表すことができるのであ
り、この４状態は同時刻における両ドツプラ信号Ｅ、Ｅ
’を成分とするベクトルが存在するベクトル平面上での
象限を表している。したがって、符号信号Ｘ、Ｙの組合
せを象限検出回路２２で検出すれば、上記ベクトルの存
在する象限に対応した象限信号Ｉ〜■が得られるのであ
る。この象限信号ｒ〜■は象限転移方向検出回路２３に
入力され、上記ベクトル平面内でのベクトルの存在する
象限が変化したときに、その変化が右回りに生じたか左
回りに生じたかが検出される。すなわち、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′を発生し、次の転移の信号が発生す
るまでは、同じ状態を維持する。転移信号Ｚ′は積分回
路２４に入力され、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。検知信号は報知器駆動回路２６に
入力され、移動物体の存在が報知されるのである。

以上のように、ドラ１う信号Ｅ　ｏ　、　Ｅ　ｏ　’を
成分とするベクトルが存在するベクトル平面での象限が
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ことができるのである
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成では、ミキサ回路１１ａ、ｌｌｂから象限検出
回路２２に至る回路が２系統となっているから、回路構
成が複雑であり、低コスト化のボトルネックになってい
る。

本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、回
路構成を簡略化することによって低コスト化を図った移
動物体検知装置を提供しようとするものである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、両ミキサ回路の
出力を所定時間毎に交互に通過させるスイッチ回路と、
一方のミキサ回路から出力されたドツプラ信号とこのド
ツプラ信号に引き続いて入力される他方のミキサ回路か
ら出力されたドツプラ信号とを成分とするベクトルのベ
クトル平面上での象限が変化すると変化の向きに対応し
た象限転移信号を発生する象限転移信号発生回路とを備
えているのである。

また、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる一対の
基準信号を所定時間毎に通過させるスイッチ回路と、ス
イッチ回路を通過した基準信号を受波信号と混合してド
ツプラ信号に変換するミキサ回路と、一方の基準信号に
対応したドツプラ信号とこのドツプラ信号に引き続いて
入力される他方の基準信号に対応したドツプラ信号とを
成分とするベクトルのベクトル平面上での象限が変化す
ると変化の向きに対応した象限転移信号を発生する象限
転移信号発生回路とを設けるようにしてもよい。

［作用］ 上記第１の構成によれば、一対のミキサ回路から得られ
る２系統の出力をスイッチ回路によって時分割処理する
ことにより、１系統の信号として扱えるようにすること
ができるから、ミキサ回路から後段での回路構成が簡略
化され低コスト化につながるのである。

また、上記第２の構成によれば、一対の基準信号を時分
割処理してｌ系統の信号としてミキサ回路に入力するこ
とができるから、ミキサ回路も１つになり回路構成の一
層の簡略化が図れるのである。

［実施例１］ 第１図に本実施例のブロック図を示す６発振回路１０は
一定周波数で連続発振する０発振回路１０の出力は送波
器１に入力され、超音波が監視空間に放射される。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、受波信号Ｅｉｎに変換される。受波信号Ｅ
ｉｎは、一対のミキサ回路１１ａ、１１ｂにそれぞれ入
力され、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両基
準信号Ｅ、、Ｅ、’は互いに９０°の位相差をもつこと
になる。ミキサ回路１１ａ、ｌｌｂで受波信号Ｅｉｎが
基準信号Ｅ　ｏ　、　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信号Ｅ
、Ｅ’も位相が互いに異なったものとなる（第３図（ａ
）　（ｂ）参照）０両ドツプラ信号Ｅ。

Ｅ′はスイッチ回路１５に入力される。スイッチ回路１
５は、アナログスイッチにより構成され、タイミング回
路１６より出力される一定周期のタイミング信号Ｔに同
期して切り換え制御される（第３図（ｃ）参照）、すな
わち、スイッチ回路１５は、２つの入力を２値化すると
ともに一定周期で交互に通過させるのである。スイッチ
回路１５の出力は、増幅回路１３に入力され増幅された
１ｋ＜第３図（ｄ）参照）、象限転移信号発生回路１４
に入力される。象限転移信号発生回路１４では、タイミ
ング信号Ｔに同期して、増幅回路１３の出力を読取り保
持して、従来と同様の軸符号信号Ｘ、Ｙを作成する（第
３図（ｅ）（ｆ））、軸符号信号Ｘは、タイミング信号
Ｔの立ち下がり時点での増幅回路１３の出力信号Ｓに対
応して作成され、軸符号信号Ｙは、タイミング信号Ｔの
立ち上がり時点での増幅回路１３の出力信号Ｓに対応し
て作成される。タイミング信号Ｔの立ち上がりや立ち下
がりにおいて、増幅回路１３の出力信号Ｓが前の状態と
変化していなければ、軸符号信号Ｘ、Ｙはそのまま保持
される。ところで、第２図のように、基準信号Ｅ　ｏ。

Ｅｏ’の位相差を９０°とし、ドツプラ信号Ｅ、Ｅ’を
成分とするベクトルが存在するベクトル平面上での象限
を考えると、監視空間内での物体の移動をベクトルの向
きの変化に置き換えることができる。そこで、ドツプラ
信号Ｅ、Ｅ’の極性の組合せによる４つの状！’ＩＩ（
正正、正負、負正、負負）を考えれば、ベクトル平面上
でベクトルの存在する象限１〜■を表すことができる（
第３図（ｇ）参照）。

象限転移信号発生回路１４では、このような信号処理を
行うことにより、ドツプラ信号Ｅ　、、Ｅ　、’を成分
とするベクトルが存在するベクトル平面上での象限を検
出し、象限が変化すると、変化が左回りに生じたか右回
りに生じたかを示す方向信号Ｚ（第３図（ｈ）参照）と
、象限に変化があったことを示す転移信号Ｑとを対にし
た象限転移信号を出力する。ここに、タイミング信号Ｔ
の周期は物体の移動が検出できる程度に短い周期に設定
しておく。

また、第３図は第２図のようにベクトルが移動する状態
に対応している。

象限信号発生回路１４の出力は、演算回路１７で積算さ
れ、積算値の絶対値が閾値回路１８であらかじめ設定さ
れている閾値Ｒｆｈ、Ｒｆｌを越えると、検知信号出力
回路１９を通して検知信号が出力される（第３図（ｉ）
参照）、換言すれば、正の方向信号と、負の方向信号と
の発生回数の差が一定値以上になると、検知信号が得ら
れるのである。

上記実施例では、物体の実際の移動に対して、最大でタ
イミング信号Ｔの時間幅だけ信号の時間遅れが生しるが
、この種の移動物体検知装置では、物体の移動の傾向が
わかればよいから、多少め時間のずれは問題にならない
。

［実施例２］ 本実施例では、第４図に示すように、発振回路１０の出
力を２系統に分岐し、一方を移相回路１２に通した後、
発振回路１０の出力と移相回路１２の出力とをスイッチ
回路１５に入力している。

スイッチ回路１５では、タイミング回路１６の出力であ
るタイミング信号Ｔ（第５図（ａ）参照）に基づいて一
定時間毎に、発振回路１０の出力と移相回路１２の出力
とを交互に選択的に通過させる。

したがって、互いに位相の異なる一対の基準信号Ｅ　ｏ
　、　Ｅ　ｏ　’が一定時間毎に交互に得られることに
なる（第５図（ｂ）参照）、すなわち、ミキサ回路１１
では、受波信号Ｅｉｎに対し、一定時間毎に位相の異な
る基準信号Ｅ　ｏ　、　Ｅ　ｏ　’を交互に混合して、
位相の異なる一対のドツプラ信号Ｅ、Ｅ’をミキサ回路
１１の出力として一定時間毎に交互に得ることができる
わけである。このドツプラ信号Ｅ、Ｅ’を増幅回路１３
に入力して増幅した後（第５図（ｃ）参照）、象限転移
信号発生回路１４に入力する。以下の動作は実施例１と
同様であって、象限転移信号発生回路１４では、軸符号
信号Ｘ、Ｙを作成しく第５図（ｄ）（ｅ）参照）、ドツ
プラ信号Ｅ、Ｅ’を成分とするベクトルが存在するベク
トル平面上での象限を検出しく第５図（ｆ）参照）、象
限が変化するとベクトル平面上で変化が左回りに生じた
か右回りに生じたかに対応して正または負の極性を割り
当てる（第５図（ｇ）参照）、こうして、象限が転移し
た時に、転移方向を表す方向信号Ｚと転移が発生したこ
とを示す転移信号Ｑとを対にして出力する。

以後の処理については実施例１と同等であるから説明を
省略する。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、両ミキサ回路の出力を所定時間
毎に交互に通過させるスイッチ回路と、一方のミキサ回
路から出力されたドツプラ信号とこのドツプラ信号に引
き続いて入力される他方のミキサ回路から出力されたド
ツプラ信号とを成分とするベクトルのベクトル平面上で
の象限が変化すると変化の向きに対応した象限転移信号
を発生する象限転移信号発生回路とを備えているもので
あり、一対のミキサ回路から得られる２系統の出力をス
イッチ回路によって時分割処理することにより、１系統
の信号として扱えるようにすることができるから、ミキ
サ回路から後段での回路構成が簡略化され低コスト化に
つながるという利点を有する。

また、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる一対の
基準信号を所定時間毎に通過させるスイッチ回路と、ス
イッチ回路を通過した基準信号を受波信号と混合してド
ツプラ信号に変換するミキサ回路と、一方の基準信号に
対応したドツプラ信号とこのドツプラ信号に引き続いて
入力される他方の基準信号に対応したドツプラ信号とを
成分とするベクトルのベクトル平面上での象限が変化す
ると変化の向きに対応した象限転移信号を発生する象限
転移信号発生回路とを設けるようにすれば、一対の基準
信号を時分割処理して１系統の信号としてミキサ回路に
入力することができるから、ミキサ回路も１つになり回
路構成の一層の簡略化が図れるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１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図は本発明の実施
例２を示すブロック図、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。 １・・・送波器、２・・・受波器、１０・・・発振回路
、１１　ａ、１　ｌ　ｂ・・・ミキサ回路、１４・・・
象限転移信号発生回路、１５・・・スイッチ、１６・・
・タイミング回路、１７・・・演算回路、１８・・・閾
値回路、１９・・・検知信号出力回路、Ｅ、Ｅ’・・・
ド・ソプラ信号、Ｅｉｎ・・・受波信号、Ｅ　ｏ　、　
Ｅ　０’・・・基準信号。 代理人　弁理士　石　１）長　七 笥２ 耳３図 軍５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定周波数で発振する発振回路と、発振回路から
   の出力を連続エネルギー波に変換して監視空間に送波す
   る送波器と、移動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を受波信号と混合して互い
   に位相の異なる一対のドップラ信号に変換する一対のミ
   キサ回路と、両ミキサ回路の出力を所定時間毎に交互に
   通過させるスイッチ回路と、一方のミキサ回路から出力
   されたドップラ信号とこのドップラ信号に引き続いて入
   力される他方のミキサ回路から出力されたドップラ信号
   とを成分とするベクトルのベクトル平面上での象限が変
   化すると変化の向きに対応した象限転移信号を発生する
   象限転移信号発生回路と、両方の向きの象限転移信号の
   発生回数の差が所定値以上になると検知信号を出力する
   閾値回路とを具備したことを特徴とする移動物体検知装
   置。
2. （２）所定周波数で発振する発振回路と、発振回路から
   の出力を連続エネルギー波に変換して監視空間に送波す
   る送波器と、移動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を所定時間毎に通過させる
   スイッチ回路と、スイッチ回路を通過した基準信号を受
   波信号と混合してドップラ信号に変換するミキサ回路と
   、一方の基準信号に対応したドップラ信号とこのドップ
   ラ信号に引き続いて入力される他方の基準信号に対応し
   たドップラ信号とを成分とするベクトルのベクトル平面
   上での象限が変化すると変化の向きに対応した象限転移
   信号を発生する象限転移信号発生回路と、両方の向きの
   象限転移信号の発生回数の差が所定値以上になると検知
   信号を出力する閾値回路とを具備したことを特徴とする
   移動物体検知装置。