JPH0652449A - 侵入物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】消費電力を低減し、超音波振動子の寿命を延ば
した侵入物体検出装置を提供する。 【構成】送信手段２によって検出空間へ超音波を間欠的
に送信し、受信手段３では、送信後の一定期間に亘って
反射波を受信して該反射波に対応する受信データを出力
し、判定手段としてのマイクロコンピュータ４では、受
信データに基づいて侵入物体の有無を判定するように構
成している。 【効果】従来のように、超音波の送受波を継続して連続
的に行う必要がなく、これによって、消費電力を低減で
き、超音波振動子の寿命も延び、さらに移動速度の遅い
侵入も検出できることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、車の盗難防止
装置などに好適な侵入物体検出装置に関し、さらに詳し
くは、検出空間、例えば、車内への不審な人物等の侵入
を超音波を用いて検出する侵入物体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車の盗難防止装置として、超音波を利用
して車内への不審な人物の侵入を検出する侵入物体検出
装置がある。

【０００３】この検出装置は、車の持ち主が、車に施錠
をして車から離れるような場合に、起動され、車内の天
井などの適宜位置に設けられた超音波送受波器から超音
波の送受波を継続して連続的に行い、超音波が、車内で
移動する物体、すなわち、不審な侵入者等に当たって反
射するときに該反射波の周波数が変わるというドップラ
ー効果を利用して前記侵入者を検出し、ホーンを鳴らし
て警報を発するものである。

【０００４】図１２は、このような従来のドップラー方
式の超音波の送信波および反射波の例を示しており、同
図（Ａ）は送信波、同図（Ｂ）は移動する物体の速度が
遅い場合の反射波、同図（Ｃ）は移動する物体の速度が
速い場合の反射波をそれぞれ示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかるドッ
プラー方式の検出装置では、該検出装置が起動されてい
る間は、図１２に示されるように、超音波の送受波を継
続して連続的に行わねばならず、消費電力が多くなり、
特に、車の盗難防止の場合は、車のエンジンを停止させ
ている状態でバッテリーにより駆動されているために、
バッテリーが上がってしまうという難点があり、さら
に、超音波を送受波する超音波振動子の寿命も短くなる
という難点もある。しかも、移動速度の遅い侵入や超音
波送受波器から離れた位置の侵入は困難である。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、消費電力を低減し、超音波振動子の寿命を延
ばすとともに、移動速度の遅い侵入も容易に検出できる
侵入物体検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００８】すなわち、本発明は、検出空間内に侵入す
る物体を検出する侵入物体検出装置であって、前記検出
空間へ超音波を間欠的に送信する送信手段と、前記送信
手段による送信後の一定期間に亘って反射波を受信して
該反射波に対応する受信データを出力する受信手段と、
前記受信手段から出力される受信データに基づいて侵入
物体の有無を判定する判定手段とを備えている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、超音波の送信を間欠的に行
い、この送信後の一定期間に亘って反射波を受信し、得
られる受信データに基づいて物体の侵入を検出するの
で、従来例のように、超音波の送受波を継続して連続的
に行う必要がなく、これによって、消費電力の低減を図
れるとともに、超音波振動子の寿命を延ばすことができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施例につい
て、詳細に説明する。

【００１１】実施例１．図１は、本発明の一実施例のブ
ロック図であり、この実施例では、車の盗難防止装置に
適用して説明する。

【００１２】この実施例の盗難防止装置１は、該装置１
が起動された後に、車内に不審な人物等が侵入したのを
検出して図示しない警報装置としてのホーンを鳴らして
警報を発するものであり、基本的に次の構成を有する。

【００１３】すなわち、この盗難防止装置１は、検出空
間としての車内に超音波を、例えば、０.５〜１秒の時
間間隔で間欠的に送信する送信手段２と、この送信手段
２による送信の度に、送信後の一定期間に亘って反射波
を受信して該反射波に対応する受信データを出力する受
信手段３と、前記一定期間に亘る受信の度に受信手段３
から出力される受信データの前回分と今回分とを比較し
て侵入物体の有無を判定する判定手段としての機能を有
するとともに、各部を制御するマイクロコンピュータ４
とを備えている。

【００１４】送信手段２は、車内の天井などに設置され
て超音波を送波する超音波振動子５と、この超音波振動
子５を駆動する駆動回路６とを備えており、図２（Ａ）
に示されるように、超音波を間欠的に送信するものであ
る。

【００１５】受信手段３は、車内の天井などに設置され
て反射波を受波する超音波振動子７と、超音波振動子７
の出力を増幅する増幅回路８と、この増幅回路８の出力
を検波する検波回路９と、この検波回路９の出力をＡ／
Ｄ変換して受信データとして出力をＡ／Ｄ変換器１０と
を備えており、この受信回路３では、超音波の送信後の
一定期間に亘って図２（Ｂ）に示されるように、反射波
を受信して増幅回路８で増幅し、検波回路９で図２
（Ｃ）に示されるように検波し、この検波出力を、図２
（Ｄ）に示されるように、Ａ／Ｄ変換器１０でＡ／Ｄ変
換して出力する。

【００１６】判定手段としての機能を有するマイクロコ
ンピュータ４は、プログラムが格納されているＲＯＭ１
１と、受信手段３からの受信データが後述のように更新
記憶される記憶部としてのＲＡＭ１２と、この受信デー
タに基づいて、後述のように侵入物体の有無の判定処理
やその他の制御処理を行うＣＰＵ１３とを備えている。

【００１７】以上の構成を有する盗難防止装置１では、
従来例のドップラー方式のように、超音波の送受波を継
続して連続的に行うのではなく、図３（Ａ）に示される
ように、送信手段２は、期間Ｔ１だけ期間Ｔ２の時間間
隔で超音波を送信し、一方、受信手段３は、送信終了後
から期間Ｔ３に亘って反射波を受信する。

【００１８】判定手段としてのマイクロコンピュータ４
は、期間Ｔ３で受信された反射波に基づく受信データ
（Ａ／Ｄ変換出力）を、更新記憶し、例えば、図３
（Ｂ）に示される前回の受信データと、図３（Ｃ）に示
される今回の受信データとを比較することにより、車内
への侵入物体、すなわち、不審な侵入者の検出の有無を
判定するものであり、この実施例では、図３（Ｄ）に示
されるように、各受信データに基づく図３（Ｂ）と図３
（Ｃ）との図形の面積の差が、予め定めたレベルを越え
たときに、侵入者有りと判定するようにしている。

【００１９】次に、以上の処理動作を図４のフローチャ
ートに基づいて説明する。

【００２０】先ず、図３の期間Ｔ２が経過したか否かを
判断し（ステップｎ１）、経過したときには、図３の期
間Ｔ１に亘って超音波を送信し（ステップｎ２）、送信
終了後、受信手段３を起動して反射波の受信を開始し
（ステップｎ３）、受信データ（Ａ／Ｄ変換値）を順次
記憶し（ステップｎ４）、図３の期間Ｔ３が経過したか
否かを判断する（ステップｎ５）。

【００２１】期間Ｔ３が経過したときには、受信手段３
による受信を停止し（ステップｎ６）、今回の受信デー
タと記憶されている前回の受信データとを比較し（ステ
ップｎ７）、上述のようにその面積の差に基づいて侵入
の有無を判定し（ステップｎ８）、侵入があると判定し
たときには、侵入検出出力を警報手段に与え（ステップ
ｎ９）、侵入がないと判定したときには、今回データを
前回データとして更新記憶する（ステップｎ１０）。

【００２２】このようにして車内への侵入者の検出を行
うので、従来例のドップラー方式のように、超音波の送
受波を継続して連続的に行う必要がなく、消費電力の低
減を図ることができ、従来例のように盗難防止装置を駆
動するために車のバッテリーが上がってしまうといった
ことがなく、また、送受信手段の超音波振動子５，７の
寿命も延びることになる。しかも、移動速度の遅い侵入
も検出できることになる。

【００２３】なお、この実施例では、受信データの前回
分と今回分とを比較するようにしたけれども、必ずしも
前回分と今回分との比較に限るものではなく、例えば、
前々回分と今回分とを比較するようにしてもよい。

【００２４】実施例２．上述の実施例１では、一定期間
の受信データ、すなわち、Ａ／Ｄ変換出力をそのまま記
憶するようにしたけれども、本発明の他の実施例とし
て、メモリ容量を低減するために、次のように構成して
もよい。

【００２５】すなわち、図５（Ａ）に示されるように、
実施例１と同様に超音波を間欠的に送信するとともに、
その反射波を一定期間に亘って受信し、図５（Ｂ）に示
される前回の受信データに基づく図形の重心点Ｇ１と、
図５（Ｃ）に示される前回の受信データに基づく図形の
重心点Ｇ２とを比較し、その位置のずれが所定レベルを
越えたときに、侵入ありと判定するのである。

【００２６】この重心点の座標Ｘ，Ｙは、例えば、次式
に従って算出される。

【００２７】 Ｘ＝Σ（Ａｎ×ｎ）／ΣＡｎ （１） Ｙ＝Σ（Ａｎ×ｎ）／Σｎ （２） Ａｎ：ｎ回目のＡ／Ｄ変換値（ｎ＞０） このように重心点を演算して比較することにより、受信
データをそのまま記憶する場合に比べてメモリ容量を低
減できることにる。例えば、ｎが１００の場合には、１
バイトのＡ／Ｄ変換値をそのまま記憶すれば、１００バ
イト以上の容量が必要であるが、重心点を比較するこの
実施例では、Ａ／Ｄ変換の度に、Σ（Ａｎ×ｎ）を演算
して更新記憶すればよく、３バイト程度の容量で済むこ
とになる。

【００２８】その他の構成は、上述の実施例１と同様で
ある。

【００２９】図６は、この実施例の動作説明に供するフ
ローチャートである。

【００３０】先ず、実施例１と同様に期間Ｔ２が経過し
たか否かを判断し（ステップｎ１）、経過したときに
は、期間Ｔ１に亘って超音波を送信し（ステップｎ
２）、送信終了後、受信手段３を起動して反射波の受信
を開始し（ステップｎ３）、ｎ＝１とし（ステップｎ
４）、Σ（Ａ／Ｄ変換値）およびΣ（Ａ／Ｄ変換値×
ｎ）を演算し（ステップｎ５，ｎ６）、ｎに１を加算し
（ステップｎ７）、ｎがＫに等しくなったか否かを判断
する（ステップｎ８）。なお、Ｋは、Ａ／Ｄ変換時間×
Ｋが上述の期間Ｔ３となるように、決定される。

【００３１】ｎが、Ｋと等しくないときには、ステップ
ｎ５に戻り、等しくなったときには、受信手段３による
受信を停止し（ステップｎ９）、今回の重心点を上述の
（１），（２）式に基づいて算出して前回の重心点と比
較し（ステップｎ１０）、重心点の位置ずれに基づいて
侵入の有無を判定し（ステップｎ１１）、侵入があると
判定したときには、侵入検出出力を警報手段に与え（ス
テップｎ１２）、侵入がないと判定したときには、今回
データを前回データとして記憶する（ステップｎ１
３）。

【００３２】この実施例によれば、実施例１の効果に加
えて、メモリ容量を低減できることになる。

【００３３】実施例３．一般に、距離が離れた物体から
の反射波程、その強度が弱まることから、距離が離れた
物体の検出感度は低下することになる。そこで、この実
施例では、距離に拘わらず均一な感度で侵入を検出でき
るように、次のように構成している。

【００３４】すなわち、上述の実施例１では、受信手段
３からの受信データをそのまま記憶して判定処理を行っ
たけれども、この実施例では、図７（Ａ）に示されるよ
うに超音波を送信し、その反射波を受信して得られた図
７（Ｂ）に示される受信データ、すなわち、Ａ／Ｄ変換
出力を、そのまま記憶するのではなく、Ａ／Ｄ変換の度
に、図７（Ｃ）に示される重み付け係数によって重み付
け、すなわち、距離による補正を行って図７（Ｄ）に示
される受信データとし、この補正された受信データを記
憶するようにしており、このようにして補正された受信
データを、実施例１と同様に、今回分と前回分とを比較
することにより、侵入の有無を検出するものである。

【００３５】したがって、この実施例の場合には、マイ
クロコンピュータ４は、受信データを、距離に応じて、
すなわち、受信開始からの時間の経過に応じて重み付け
して補正する補正部としての機能を有する。

【００３６】なお、重み付け係数として、例えば、図７
（Ｅ）に示されるような係数を用いて、特定の位置、例
えば、運転席の検出感度を特に高めるようにしてもよ
い。

【００３７】その他の構成は、上述の実施例１と同様で
ある。

【００３８】図８は、この実施例の動作説明に供するフ
ローチャートである。

【００３９】先ず、上述の実施例と同様に、期間Ｔ２が
経過したか否かを判断し（ステップｎ１）、経過したと
きには、期間Ｔ１に亘って超音波を送信し（ステップｎ
２）、送信終了後、受信手段３を起動して反射波の受信
を開始し（ステップｎ３）、ｎ＝１とし（ステップｎ
４）、ｎに対する重み付け係数を読み込み（ステップｎ
５）、Ａ／Ｄ変換値に重み付け係数を掛けてメモリに記
憶し（ステップｎ６）、ｎに１を加算し（ステップｎ
７）、ｎがＫに等しくなったか否かを判断する（ステッ
プｎ８）。なお、Ｋは、上述の実施例２と同様に、Ａ／
Ｄ変換時間×Ｋが上述の期間Ｔ３となるように、決定さ
れる。

【００４０】ｎが、Ｋと等しくないときには、ステップ
ｎ５に戻り、等しくなったときには、受信手段３による
受信を停止し（ステップｎ９）、今回の補正された受信
データと記憶されている前回の補正された受信データと
を比較し（ステップｎ１０）、その面積の差に基づいて
侵入の有無を判定し（ステップｎ１１）、侵入があると
判定したときには、侵入検出出力を警報手段に与え（ス
テップｎ１２）、侵入がないと判定したときには、今回
の補正された受信データを前回データとして更新記憶す
る（ステップｎ１３）。

【００４１】この実施例によれば、実施例１の効果に加
えて、距離の拘わらず均一な感度で検出でき、あるい
は、特定の位置を高い感度で検出できることになる。

【００４２】実施例４．一般に、超音波は、検出空間で
ある車内に風があると、反射波に揺らぎが生じ、誤って
侵入有りと判定することがある。

【００４３】そこで、この実施例では、上述の実施例１
の構成に加えて、盗難防止装置１が起動されると、先ず
反射波が安定したか否かを判別し、反射波が安定したと
判別されたときに、判定処理を開始するものである。

【００４４】すなわち、この実施例では、マイクロコン
ピュータ４は、反射波が安定したか否かを判別する判別
手段としての機能を有し、内蔵の２つのタイマの一方の
タイマでは、反射波が安定している期間を計測し、この
安定している期間が予め定めた期間αを越えたときに、
判定処理を開始し、他方のタイマでは、装置が起動され
てから予め定めた期間β（β＞α）を越えても反射波が
安定せず、判定処理を開始できなかったときに、侵入検
出の動作を停止するようにしている。

【００４５】図９は、この実施例の動作説明に供するフ
ローチャートである。

【００４６】先ず、盗難防止装置が起動されると、２つ
のタイマ１，２をクリアし（ステップｎ１）、反射波が
安定したか否かを判断する（ステップｎ２）。この判断
は、例えば、受信手段３から出力される受信データの前
回分と今回分とを比較してその差が殆どない場合に安定
したと判断するものである。

【００４７】このステップｎ２で反射波が安定したと判
断したときには、タイマ１による計測を開始し（ステッ
プｎ３）、このタイマ１によって計測された期間が、予
め定めた期間α以上になったか否かを判断し（ステップ
ｎ４）、タイマ１で計測された期間、すなわち、反射波
の安定した期間が、予め定めた期間α以上になったと判
断したときには、上述の実施例１による判定処理を開始
する。

【００４８】ステップｎ４において、タイマ１で計測さ
れた期間、すなわち、反射波の安定した期間が、予め定
めた期間α以上でないときには、タイマ２による計測を
開始し（ステップｎ５）、このタイマ２によって計測さ
れた期間が、予め定めた期間β以上になったか否かを判
断し（ステップｎ６）、タイマ２によって計測された期
間が、予め定めた期間β以上でないときには、ステップ
ｎ２に戻り、予め定めた期間β以上になったときには、
該期間βを経過したにも拘わらず、反射波が安定しない
として侵入検出を停止する（ステップｎ７）。ステップ
ｎ２において、反射波が安定していないと判断したとき
には、タイマ１をクリアする（ステップｎ８）。

【００４９】この実施例によれば、実施例１の効果に加
えて、反射波が安定していない場合の誤検出を防止でき
ることになる。

【００５０】なお、本発明の他の実施例として、判定処
理において、前回分の受信データと今回分の受信データ
とを比較するのではなく、反射波が安定したと判断され
たときの受信データを基準データとして、この基準デー
タと順次比較して検出の有無を判定するようにしてもよ
い。

【００５１】実施例５．上述の各実施例では、超音波の
反射波が、前回の反射波に比べて所定の判定レベルを越
えて変化したときに、侵入有り、すなわち、盗難である
として警報を発するように構成したけれども、本発明の
他の実施例として、複数の判定レベルを設け、例えば、
第１の判定レベルを越えたときには、盗難の疑いがある
として警報期間の短い第１の警報を発し、第２の判定レ
ベルを越えたときには、盗難であるとして警報期間の長
い第２の警報を発するように構成してもよく、また、超
音波のみで盗難を検出するのではなく、傾斜センサ、衝
撃センサ、ドアスイッチなどの他のセンサを追加して、
これらのセンサの出力を併せて判定してもよい。

【００５２】図１０は、本発明の他の実施例の概略構成
図である。同図において、１５は超音波センサであり、
この超音波センサ１５は、上述の、例えば、実施例１の
送信手段２および受信手段３等を含むものである。１６
は傾斜センサ、１７は超音波センサ１５および傾斜セン
サ１６の出力に基づいて、侵入を検出するコントロー
ラ、１８は警報音を発する警報器である。

【００５３】図１１は、この実施例の動作説明に供する
フローチャートである。

【００５４】先ず、上述の実施例と同様に超音波センサ
１５によって反射波の前回分と今回分との差Ｘを検出し
（ステップｎ１）、その差Ｘが予め定めた範囲γ〜δで
あるか否かを判断し（ステップｎ２）、予め定めた範囲
内であれば、盗難の疑いがあると判定して警報時間ｔと
してｔ１を設定し（ステップｎ３）、また、予め定めた
範囲内でなければ、反射波の前回分と今回分との差Ｘ
が、予め定めた値δ以上であるか否かを判断し（ステッ
プｎ１３）、予め定めた値δ以上であれば、警報時間ｔ
としてｔ２（ｔ２＞ｔ１）を設定する（ステップｎ１
４）。

【００５５】次に、傾斜センサ１６が異常を検出すると
（ステップｎ４）、それが初回であれば（ステップｎ
５）、タイマを起動するとともに（ステップｎ１５）、
盗難の疑いがありと判定して警報時間ｔ１を設定する
（ステップｎ１６）。また、初回でない場合、すなわ
ち、タイマ作動中であれば、警戒回数カウンタでカウン
トし（ステップｎ６）、タイマがタイムアップ（ステッ
プｎ１１）したときには、タイムアップ動作中に傾斜セ
ンサ１６が異常を検出した回数が特定値Ｎを越えたか否
かを判断し（ステップｎ８）、特定値Ｎを越えたときに
は、盗難と判定して警報時間ｔ２を設定し（ステップｎ
９）、また、特定値Ｎ未満であるときには、警戒回数カ
ウンタをクリアし（ステップｎ１０）、警報時間の設定
が０以外であるか否かを判断し（ステップｎ１１）、０
以外であれば警報をオンし（ステップｎ１２）、そうで
なければ、警報をオフする（ステップｎ１７）。

【００５６】このように複数の判定レベルおよび複数の
センサ１５，１６の出力によって、盗難の疑いがある場
合と盗難であると判定される場合とで、警報時間を異に
する２種類の警報を発するようにしているので、誤検出
を防止できるとともに、検出漏れを防止できることにな
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、超音波の
送信を間欠的に行い、この送信後の一定期間に亘って反
射波を受信し、得られる受信データに基づいて物体の侵
入を検出するので、従来例のように、超音波の送受波を
継続して連続的に行う必要がなく、これによって、消費
電力の低減を図れるとともに、超音波振動子の寿命を延
ばすことができ、さらに、移動速度の遅い侵入も検出で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１の実施例の各部の信号波形図である。

【図３】図１の実施例の動作説明に供する信号波形図で
ある。

【図４】図１の実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図５】本発明の他の実施例の動作説明に供する信号波
形図である。

【図６】図５の実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図７】本発明のさらに他の実施例の動作説明に供する
信号波形図である。

【図８】図７の実施例の動作説明に供するフローチャー
トである。

【図９】本発明の他の実施例の動作説明に供するフロー
チャートである。

【図１０】本発明の他の実施例の概略構成図である。

【図１１】図１０の実施例の動作説明に供するフローチ
ャートである。

【図１２】従来例の波形図である。

【符号の説明】

１ 盗難防止装置 ２ 送信手段 ３ 受信手段 ４ マイクロコンピュータ（判定手段） ５，７ 超音波振動子 ９ 検波回路 １０ Ａ／Ｄ変換器 １２ ＲＡＭ（記憶部）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出空間内に侵入する物体を検出する侵
   入物体検出装置であって、 前記検出空間へ超音波を間欠的に送信する送信手段と、 前記送信手段による送信後の一定期間に亘って反射波を
   受信して該反射波に対応する受信データを出力する受信
   手段と、 前記受信手段から出力される受信データに基づいて侵入
   物体の有無を判定する判定手段と、 を備えることを特徴とする侵入物体検出装置。
2. 【請求項２】 前記判定手段は、前記一定期間に亘る受
   信の度に前記受信手段から出力される受信データの前回
   分と今回分とを比較して侵入物体の有無を判定するもの
   である前記請求項第１項記載の侵入物体検出装置。
3. 【請求項３】 前記受信手段から出力される受信データ
   に基づいて、反射波が安定したか否かを判別して反射波
   が安定したと判別したときに、開始信号を出力する判別
   手段を設け、 前記判定手段は、前記開始信号に応答して、侵入物体の
   有無の判定動作を開始するものである前記請求項第１項
   または第２項に記載の侵入物体検出装置。
4. 【請求項４】 前記受信手段は、反射波を受波する超音
   波振動子と、この超音波振動子の出力を検波する検波回
   路と、この検波回路の出力をＡ／Ｄ変換して受信データ
   として出力するＡ／Ｄ変換器とを有し、 前記判定手段は、前記Ａ／Ｄ変換器からの受信データを
   記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された前回の受信
   データおよび今回の受信データのそれそれに基づく各図
   形の面積を比較して侵入物体の有無を判定する判定部と
   を有するものである前記請求項第２項または第３項に記
   載の侵入物体検出装置。
5. 【請求項５】 前記受信手段は、反射波を受波する超音
   波振動子と、この超音波振動子の出力を検波する検波回
   路と、この検波回路の出力をＡ／Ｄ変換して受信データ
   として出力するＡ／Ｄ変換器とを有し、 前記判定手段は、前記Ａ／Ｄ変換器からの受信データを
   記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された前回の受信
   データおよび今回の受信データのそれぞれに基づく各図
   形の重心位置を比較して侵入物体の有無を判定する判定
   部とを有するものである前記請求項第２項または第３項
   に記載の侵入物体検出装置。
6. 【請求項６】 前記判定手段は、前記受信手段による受
   信開始からの経過時間に基づいて、前記受信手段からの
   受信データに重み付けを行って前記記憶部に出力する補
   正部を有するものである前記請求項第４項または第５項
   に記載の侵入物体検出装置。