JPH02213792A - 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装置は、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
射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴って
ドツプラ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。 この原理に基づいて移動物体の検知を実現した移動物体
検知装置としては、たとえば、第３図に示すものがある
。この構成では一定周波数で発信する発振回路３からの
送波信号を送波器１によって超音波に変換して監視空間
に放射し、監視空間内に存在する移動物体からの反射波
を受波器２により受波して受波信号Ｅｉｎに変換する。 受波信号Ｅｉｎは、一対のミキサ５ａ、５ｂでそれぞれ
発信回路３より出力される送波信号と同じ周波数の基準
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。ここに、
一方の基準信号Ｅｏは発振回路３の出力を移相回路４に
通して得られ、他方の基準信号Ｅ０′は発振回路３の出
力として得られる。したがって、両基準信号Ｅ　ｏ　、
　Ｅ　ｏ　’は、位相が互いに異なるように設定される
。その結果、ミキサ５ａ、５ｂ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０両ドツプラ信
号Ｅ、Ｅ’は、それぞれ増幅回路６ａ、６ｂで増幅され
た後、象限信号発生回路７に入力される。いま、ドツプ
ラ信号Ｅ、Ｅ’の位相差を９０度とし、両ドツプラ信号
Ｅ、Ｅ’を成分とするベクトルを考えると、このベクト
ルは、第４図に示すように、物体の移動に伴ってベクト
ル平面上で移動することになる。ここに、ベクトルのベ
クトル平面上での回転の向きは、物体が近付くか遠ざか
るかに対応している。このようなベクトル平面を考える
と、各ドツプラ信号Ｅ、Ｅ’の極性の組み合わせにより
、ベクトル平面上の４つの象限■〜■に対応させること
ができる。すなわち、各ドツプラ信号Ｅ、Ｅ’の極性は
それぞれ正負の２極性であるから、両ドツプラ信号Ｅ、
Ｅ’を組み合わせれば４状態を表すことができるのであ
り、この４状態はベクトル平面上での各象限Ｉ〜■に対
応するのである。 象限信号発生回路７では、上記ベクトル平面内において
上記ベクトルが存在する象限に対応する象限信号Ｑを出
力するとともに、ベクトルが各象限！〜■の境界線を越
えたときに象限の変化が鳥つたことを示す転移信号Ｚを
出力する。象限信号Ｑは、メモリ８と転移方向検出回路
９とに入力される。メモリ８は次の象限信号Ｑが入力さ
れるまでの間、象限信号Ｑを一時的に記憶する。また、
転移方向検出回路９は、メモリ８に記憶された一つ前の
象限信号Ｑと象限信号発生回路７から出力された現在の
象限信号Ｑとを比較し、上記ベクトルがベクトル平面内
で象限の境界線を越えて転移したときに、その転移が左
回りか右回りかに応じて２値の方向信号りを出力する。 上記転移信号Ｚおよび方向信号りは、演算回路１０に入
力され、方向信号りの一方の値に対しては転移信号Ｚが
加算され、方向信号りの他方の値に対しては転移信号Ｚ
が減算される。すなわち、演算回路１０の出力値は、右
回りの象限の転移と左回りの象限の転移との差に対応す
る。たとえば、上記ベクトルが、第４図に示すようにａ
　”−ｅの軌跡でベクトル平面内を移動するとすれば、
０点以外では象限の境界線を左回りに横切るから、演算
回路１０において左回りを加算と決めておけば、０点以
外では転移信号２が加算され、０点では減算されること
になる。このような加減算を行っている間に、演算回路
１０の出力値の絶対値が閾値回路１４に設定されている
所定値を越えると閾値回路１４は検知信号を出力し、報
知器駆動回路１５を通して報知器が駆動されるのである
。ここにおいて、演算回路１０は、適宜周期でリセット
され、外来雑音等により出力値が蓄積されて検知°信号
が出力されるのを防止している。 以上のように、ドツプラ信号Ｅ。、Ｅ０′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、監視空間内での符動
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Ｍ】 上記構成では、ドツプラ信号Ｅ、Ｅ’を成分とする□ベ
クトルのベクトル平面内での象限の転移の発生回数が所
定値に達すると監視空間内に移動物体が存在すると判定
しており、また適宜周期で演算回路１０をリセットする
から、比較的短時間の雑音に対しては誤報を防止するこ
とができる。 ところで、転移の発生間隔はドツプラ信号Ｅ。 Ｅ′の周期に依存しており、ドツプラ信号Ｅ、Ｅ’の周
期が短いほど転移の発生間隔が短くなる。また、ドツプ
ラ信号Ｅ、Ｅ’の周期は、発振回路３の出力周波数と受
波信号Ｅｉｎの周波数との差が大きいほど短くなる。し
たがって、発振回路３の出力周波数に対して周波数差が
比較的大きい雑音源が存在し、雑音が長時間に互って継
続して発生しているとすると、短時間で演算回路１０の
出力値が増減し、演算回路１０のリセット周期の間に演
算回路１０の出力値が閾値回路１４に設定された所定値
を越えることになり、誤報が発生するという問題が生じ
る。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、発
振回路の出力周波数に対して周波数差が比較的大きい雑
音源が存在し、雑音が長時間に亙って継続していても誤
報を生じないようにした郡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、象限信号に基づ
いて象限が変化した向きに対応する２値の方向信号を発
生する転移方向検出回路に加えて、過去における転移信
号の発生間隔に対して現在における転移信号の発生間隔
が所定の時間範囲内であるときに一定値の被計数信号を
発生する転移間隔判定回路を設け、方向信号の一方の値
に対しては被計数信号を加算し方向信号の他方の値に対
しては被計数信号を減算する演算回路の出力値が所定の
閾値を越えると閾値回路より検知信号を出力するように
しているのである。

【作用】

上記構成によれば、過去の転移信号の発生間隔に対して
現在の転移信号の発生間隔が所定の時間範囲内であると
きにのみ演算回路での加減算が行われるから、送波周波
数に対して周波数差の大きい雑音が継続していて転移信
号の発生間隔が短い場合には、この転移信号に対応した
被計数信号が発生せず、演算回路における加減算が行わ
れないのである。すなわち、上述のような雑音源は、演
算回路の出力値に影響を与えないから誤報の発生が防止
できるのである。

【実施例】

第１図に本実施例のブロック図を示す、移動物体を検知
する基本的な構成は「従来の技術」の項で説明した通り
であるから、第３図で説明した構成と同じ部分について
は同じ符号を付して説明を省略する。 したがって、以下の説明では本実施例の特徴部分を中心
に説明する。すなわち、本実施例では象限信号発生回路
７から発生する転移信号Ｚを演算回路１０に対して直接
入力せず、タイマ回路１１、メモリ１２、転移間隔判定
回路１３による処理を施した後に演算回路１０に被計数
信号Ｃを入力するようにしている。タイマ回路１１は転
移信号Ｚの発生間隔τｄを計測する回路であって、タイ
マ回路１１の出力値はメモリ１２および転移間隔判定回
路１３に入力される。メモリ１２はタイマ回路１１の出
力値を次の出力値が入力されるまでの間、−時的に記憶
する。転移間隔判定回路１３では、タイマ回路１１より
入力された値とメモリ１２に記憶されている値とを比較
し、その差が所定範囲内であると被計数信号Ｃを出力す
るのである。 したがって、転移間隔判定回路１３では、転移信号の現
在の発生間隔τｄ１と、１つ前の転移信号の発生間隔τ
ｄ、−３とを比較し、τｄ、−τｄａ−１の大きさによ
り被計数信号Ｃを発生するかどうかを決定するのである
。また、被計数信号Ｃが発生しないときには、メモリ１
２内の値は書き換えられず前の値が保持される。被計数
信号Ｃは、たとえば、パルス信号であって、転移信号２
が発生したときに転移間隔判定回路１３における上記条
件を満たしていると、１パルスが出力されるのである。 演算回路１０では、この被計数信号Ｃを方向信号りに対
応させて加算または減算し、演算回路１０の出力値の絶
対値が閾値回路１４に設定された所定値を越えると検知
信号が得られるのである。 ところで、監視空間内に存在する移動物体の速度が、突
然変化することはほとんどなく、一般には連続的に変化
する。したがって、転移信号Ｚの発生間隔τｄも急激に
変化することはないと仮定することができる。そこで、
転移間隔判定回路１３において、たとえば、 ０．５１：ｄａ−＋＜τｄ、＜２τ７−３という判定条
件を設定しておけば、移動物体からの反射波によって転
移信号Ｚが発生したものと判断することができるのであ
る。また、この条件を満たさない場合には、雑音である
と判定して転移信号Ｚを無視する。上記条件設定におい
て、転移信号Ｚの発生間隔τｄの上限値は無限大であっ
ても演算回路１０のリセット周期によって規制されるか
ら問題はないが、下限値は適宜値に規制しておかなけれ
ばならない、下限値の設定には、検知対象となる移動物
体の速度の上限値υを考慮すればよい、すなわち、送波
するエネルギー波の波長がλであると、ドツプラ信号Ｅ
、Ｅ’の周期の最小値は、λ／２υで近似できる。１周
期は４象限に分割されているから、転移信号２は理想的
には１周期で４回発生することになる。そこで、転移信
号２の発生間隔の下限値は、λ／２υ÷４＝＾／８υと
すればよいのである。 以上の構成により、たとえば、第２図における４個目の
象限信号Ｑ（ＩＶと表記されている）のように継続時間
の短い象限信号Ｑが発生すると、転移信号Ｚは第２図に
Ｘで示す時点で発生するが、転移信号２の発生間隔が短
いから、上記条件を満たすことができず、この転移信号
Ｚは無視され、演算回路１０の出力である計数値は増減
しないのである。つまり、転移信号２の発生間隔が短い
ときには、演算回路１０での計数が行われず、誤報の発
生が防止できるのである。

【発明の効果】

本発明は上述のように、象限信号に基づいて象限が変化
した向きに対応する２値の方向信号を発生する転移方向
検出回路に加えて、過去における転移信号の発生間隔に
対して現在における転移信号の発生間隔が所定の時間範
囲内であるときに一定値の被計数信号を発生する転移間
隔判定回路を設け、方向信号の一方の値に対しては被計
数信号を加算し方向信号の他方の値に対しては被計数信
号を減算する演算回路の出力値が所定の閾値を越えると
閾値回路より検知信号を出力するようにしているもので
あり、過去の転移信号の発生間隔に対して現在の転移信
号の発生間隔が所定の時間範囲内であるときにのみ演算
回路での加減算が行われるから、送波周波数に対して周
波数差の大きい雑音が継続していて転移信号の発生間隔
が短い場合には、この転移信号に対応した被計数信号が
発生せず、演算回路における加減算が行われないのであ
る。すなわち、上述のような雑音源は、演算回路の出力
値に影響を与えないから誤報の発生が防止できるという
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を示すブロック図、第２図は同
上の動作説明図、第３図は従来例を示すブロック図、第
４図は本発明に係る移動物体検知装置の動作説明図であ
る。 １・・・送波器、２・・・受波器、３・・・発振回路、
４・・・移相器、５ａ、５ｂ・・・−ミキサ、６ａ、６
ｂ・・・増幅回路、７・・・象限信号発生回路、８・・
・メモリ、９・・・転移方向検出回路、１０・・・演算
回路、１１・・・タイマ回路、１２・・・メモリ、１３
・・・転移間隔判定回路、１４・・・閾値回路、１５・
・・報知器駆動回路、Ｃ・・・被計数信号、Ｄ・・・方
向信号、Ｅ、Ｅ’・・・ドツプラ信号、Ｅ　ｏ　、　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）長　七 手続補正書く自発） 平成１年６月１０日

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
   らの送波信号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、監視空間内で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と、両ミキサから出力された一
   対のドップラ信号を成分とするベクトルのベクトル平面
   上での象限に対応する象限信号を発生するとともに象限
   が変化したときに転移信号を発生する象限信号発生回路
   と、上記象限信号に基づいて象限が変化した向きに対応
   する２値の方向信号を発生する転移方向検出回路と、過
   去における転移信号の発生間隔に対して現在における転
   移信号の発生間隔が所定の時間範囲内であるときに一定
   値の被計数信号を発生する転移間隔判定回路と、方向信
   号の一方の値に対しては被計数信号を加算し方向信号の
   他方の値に対しては被計数信号を減算する演算回路と、
   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。