JPH0729076A

JPH0729076A - 人体検知装置

Info

Publication number: JPH0729076A
Application number: JP16776093A
Authority: JP
Inventors: Akira Yugawa; 章湯川
Original assignee: Opt KK
Current assignee: Opt KK
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1995-01-31
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: JP2999345B2

Abstract

(57)【要約】【目的】設置場所による環境条件の相違や種々の要因に
よる各検知器の出力信号レベルの変化に拘わらず人体を
高精度に検知することのできる人体検知装置を提供す
る。【構成】人体の検知手段が異なる複数個の検知器
（１），（２）の出力信号をデジタル信号に変換する。
このデジタル信号の各々のレベルを対向させてなる座標
における人体のみを検知した時の各検知器の信号レベル
の分布に相当する領域の座標のみに「１」を設定したテ
ーブルを条件データメモリ（１５）に予め記憶する。条
件比較手段（１３ａ）において、前記テーブルの「１」
に各デジタル信号のレベルが一致したか否かを判別し、
この条件比較手段から一致したと判定した結果が時系列
条件データメモリ（１６）に設定の回数だけ連続して出
力されたのを判別した時のみ人体検知信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の検知空間内にお
ける人体の存在の有無を種類の異なる複数個の検知器の
各出力に基づき検知するものであって、防犯警報装置の
作動や自動ドアの開閉を制御するための起動スイッチと
して適用できる人体検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、人体を検知する検知器（センサ）
としては、背景と人体との温度差に基づく放射遠赤外線
光束の変動を利用する受動型遠赤外線センサや、近赤外
線を投射して物体からの反射光の光量変化を検知する能
動型近赤外線センサが存在する。ところが、これらのも
のは、周囲温度の変化により感度がセンサの感度が変化
したり、或いはセンサ設置位置近傍の小動物の通過に対
しても人体と同様に検出してしまうため、該防犯警報装
置用のセンサとしては不向きであった。

【０００３】そこで、上述のセンサと、これとは検出手
段の異なるマイクロ波センサや超音波センサとを組み合
わせた人体検知装置が案出されている。マイクロ波セン
サは電波のドップラー効果を利用して人体を検知するも
ので、一方、超音波センサは発射した超音波パルスが物
体から反射して返ってくるまでの時間から人体を検知す
るものであり、何れも上述の受動型遠赤外線センサや能
動型近赤外線センサとは人体検出原理が全く異なること
から、互いの欠点を補いあって人体の検出精度の向上を
図れる。

【０００４】この種の従来の人体検知装置は、図６また
は図７に示すような構成になっている。図６のものは、
例えば受動型遠赤外線センサからなる第１の検知器
（１）の出力信号が、前処理回路（図示せず）により増
幅、波形整形および整流された後に第１の比較回路
（５）で第１の基準電圧（３）を閾値として比較され、
第１の検知器の出力信号レベルが第１の基準電圧（３）
よりも大きい場合に第１の比較回路（５）から検知信号
が出力される。一方、例えばマイクロ波センサからなる
第２の検知器（２）の出力信号も、同様に前処理回路
（図示せず）により増幅、波形整形および整流された後
に第２の比較回路（６）で第２の基準電圧（４）を閾値
として比較され、第２の検知器の出力信号レベルが第２
の基準電圧（４）よりも大きい場合に第２の比較回路
（６）から検知信号が出力される。そして、アンドゲー
トからなる論理合成回路（７）において両比較回路
（５），（６）の各出力のアンドがとられ、両比較回路
（５），（６）から同時に検知信号が出力された時のみ
論理合成回路（７）からタイマ回路（８）を介して所定
時間長の人体検知信号が出力される。図８は、受動型遠
赤外線センサを第１の検知器（１）とし、且つマイクロ
波センサを第２の検知器（２）として用いた場合の人体
検知装置の検知範囲を示したもので、両検知器（１），
（２）の出力信号レベルによる検知範囲は、同図の破線
位置を各基準電圧（３），（４）の値とすると、同図の
一点鎖線で囲った部分となる。

【０００５】一方、図７のものは、第２の検知器（２）
の出力信号のレベルの変化により第１の比較回路（５）
の閾値を変化させるようにした点において図６のものと
相違し、その他は図６と同様であるため図６と同等のも
のには同一の符号を付してある。従って、両検知器
（１），（２）の出力信号による検知範囲は、図８の一
点鎖線で囲った部分の図における左右方向の幅が第２の
検知器（２）の出力信号のレベル変化に応じて伸縮する
ことになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、両検知器
（１），（２）の各出力信号レベルは、人体の検知のみ
により変化するのではなく、種々の要因に依存する。図
９は、図８と同構成の人体検知装置における両検知器
（１），（２）の出力信号レベルの種々の要因に起因す
る変化の分布状態を示したもので、同図の（Ａ）は人体
検知による両出力信号レベルの変化範囲を示し、以下同
様に、（Ｂ）は犬や猫等の小動物による変化範囲、
（Ｃ）は受動型遠赤外線センサの焦電素子ノイズによる
変化範囲、（Ｄ）はマイクロ波センサの電波ノイズによ
る変化範囲を示し、（Ｂ）〜（Ｄ）は何れも検知しては
ならない信号である。

【０００７】しかしながら、図９に一点鎖線で示した図
６の装置の人体の検知範囲と、実際の人体検知による両
出力信号のレベルの変化範囲（Ａ）との比較から明らか
なように、両者には大きなずれがあるため、変化範囲
（Ａ）における図の左下方部分のように、人体検知によ
る両出力信号レベルが共に低い場合には、人体が存在す
るにも拘わらず人体検知信号が出力されず、例えは防犯
警報装置に適用した場合には所謂「失報」という当該装
置にとって極めて重大な不都合が生じる。

【０００８】一方、第１の検知器（１）の焦電素子ノイ
ズが大きく、且つ第２の検知器（２）の電波ノイズが大
きい状態が偶然に一致した場合、或いは第１の検知器
（１）が小動物をその時の環境条件等に起因して高いレ
ベルで検知している状態において第２の検知器（２）の
電波ノイズが大きくなったような場合には、両比較回路
（５），（６）から共に検知信号が出力されて論理合成
回路（７）でアンドがとれ、人体検知信号が誤出力され
てしまう。そのため、例えば防犯警報装置に適用した場
合には所謂「誤報」となって近隣に大きな迷惑がかかる
ことになる。

【０００９】図７の装置も、図６の装置に対し所謂「失
報率」および「誤報率」が多少改善されるだけで、やは
り同様の問題が残存する。しかも、図９に示すような両
検知器（１），（２）の出力信号レベルの種々の要因に
起因する変化の分布は、装置の設置場所毎にその環境条
件が異なって一様でないため、図８に示す検知範囲が一
定であれば、上述の欠点が更に顕著にあらわれることに
なる。

【００１０】そこで本発明は、設置場所による環境条件
の相違や種々の要因による各検知器の出力信号レベルの
変化等に拘わらず人体のみを高精度に検知することので
きる人体検知装置を提供することを技術的課題とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するための技術的手段として、人体検知装置を次のよう
に構成した。即ち、人体の検知手段が互いに異なる複数
個の検知器と、この各検知器の出力信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換手段と、この各デジタル信号の各
々のレベルを対向させてなる座標における人体のみを検
知した時の前記各検知器の信号レベルの分布に相当する
領域の座標のみに「１」を、且つそれ以外の領域の座標
に「０」をそれぞれ設定したテーブルを条件データとし
て予め記憶された条件データメモリと、この条件データ
メモリのテーブルの「１」に前記各デジタル信号のレベ
ルが一致したか否かを比較判定する条件比較手段と、こ
の条件比較手段から一致したと判定した結果が時系列条
件データに設定の回数だけ連続して出力されたと判別し
た時のみ人体検知信号を出力する時系列比較手段とを備
えたことを特徴として構成されている。

【００１２】

【作用】条件データのテーブルは、各検知器の各々の出
力信号のレベルを対向させてなる座標における設置場所
に応じた人体のみを検知した時の各検知器の信号レベル
の分布に相当する領域の座標のみに「１」を設定したテ
ーブルであるので、人体の検知もれが殆ど生じない。し
かも、例えば、受動型遠赤外線センサからなる第１の検
知器が小動物を高いレベルで検知し、且つマイクロ波セ
ンサからなる第２の検知器の電波ノイズが大きくなった
ような場合に、この小動物を明確に区別できる。

【００１３】また、焦電素子ノイズおよび電波ノイズが
偶然に同時に大きくなり、条件比較手段から一致したの
判定結果が出ても、時系列条件データに設定された所定
回数だけ連続して一致したとの判定結果が出ない限り人
体検知信号を出力しないので、前述のノイズは瞬時に消
滅することから誤検知を確実に防止して人体を高精度に
検知することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施
例のブロック構成を示し、第１の検知器（１）および第
２の検知器（２）は、この実施例では図６および図７と
同様にそれぞれ受動型遠赤外線センサおよびマイクロ波
センサを用いる場合について以下に説明する。この両検
知器（１），（２）の各々の出力信号は、それぞれ個別
の前処理回路（９），（１０）で増幅、波形整形および
整流された後に、マイクロコンピュータ（１１）で信号
処理される。

【００１５】マイクロコンピュータ（１１）では、両検
知器（１），（２）の各々の出力信号を切換手段（Ｓ
Ｗ）により交互にＡ／Ｄ変換部（１２）に導入してデジ
タル信号に変換した後に、中央演算処理装置（１３）に
入力する。中央演算処理装置（１３）は、デジタル信号
として入力された両検知器（１），（２）の出力信号を
プログラムメモリ（１４）に格納されているプログラム
に従って処理する。即ち、両検知器（１），（２）の出
力信号を条件データメモリ（１５）のデータテーブルと
比較して判定し、その判定結果を時系列条件データメモ
リ（１６）に記憶の時系列データと比較し、その比較結
果により人体の検知であると判定した時に、タイマ（１
７）の計時に基づく所定時間の間、Ｉ／Ｏポート（１
８）を介して外部装置に人体検知信号を出力する。

【００１６】図２は図１のソフトウェア構成の機能ブロ
ック図を示し、同図において図１と同等のものには同一
の符号を付してある。尚、図１の前処理回路（９），
（１０）は、説明を簡略化して理解を容易にするために
省略して図示していない。この機能ブロック図の機能に
ついて図３のフロチャートに基づき説明する。先ず、図
１に示すように、切換手段（ＳＷ）が第１の検知器
（１）側に切り換え接続されている状態において、第１
の検知器（１）の出力信号が前処理回路（９）で前処理
されたアナログ信号に対するＡ／Ｄ変換部（１２）のＡ
／Ｄ変換手段（１２ａ）によるデジタル信号への変換が
開始され（ステップＳ１）、この変換が終了するのを待
って（ステップＳ２）、変換が終了したと判別した時点
で切換手段（ＳＷ）が第２の検知器（２）側に切り換え
られ（ステップＳ３）た後に、前述の第１の検知器
（１）の出力信号を変換したＮビットのデジタル信号の
データがＲＡＭの所定のエリア（Ｍ１）に書き込まれる
（ステップＳ４）。

【００１７】続いて、第２の検知器（２）の出力信号が
前処理回路（１０）で前処理されたアナログ信号に対す
るＡ／Ｄ変換部（１２）のＡ／Ｄ変換手段（１２ｂ）に
よるデジタル信号への変換が開始され（ステップＳ
５）、この変換が終了するのを待って（ステップＳ
６）、変換が終了したと判別した時点で切換手段（Ｓ
Ｗ）が第１の検知器（１）側に切り換えられ（ステップ
Ｓ７）た後に、前述の第２の検知器（２）の出力信号を
変換したＭビットのデジタル信号のデータがＲＡＭの所
定のエリア（Ｍ２）に書き込まれる（ステップＳ８）。

【００１８】次に、Ｍ１およびＭ２に書き込まれたデー
タを条件比較手段（１３ａ）において条件データメモリ
（１５）に予め書き込まれた条件データより検索される
（ステップＳ９）。この条件データは図４に示すような
データテーブルであり、同図には両検知器（１），
（２）の出力信号レベルを何れも３ビットのデジタル信
号に変換した場合を示してある。このデータテーブル
は、各デジタル信号の各々のレベルを対向させてなる座
標における人体のみを検知した時の各検知器（１），
（２）の信号レベルの分布に相当する領域の座標のみに
「１」を、且つそれ以外の領域の座標に「０」をそれぞ
れ設定したものであり、太線で囲った「１」の領域は図
９で示した人体検知による両出力信号の分布（Ａ）に対
応する。即ち、設置すべき場所における人体を正確に検
知するための座標パターンを予め実験的に求めてＲＯＭ
に固定的に記憶するか、書き換え可能なＲＡＭに記憶さ
れる。

【００１９】そして、変換された両デジタル信号に対応
するデータテーブルの座標が「１」であるか否かの判別
を条件比較手段（１３ａ）で行なわれ（ステップＳ１
０）るとともに、この判定結果のデータがＬ段のシフト
レジスタ（１３ｂ）に入力される。即ち、判定結果が
「１」の場合にはシフトレジスタ（１３ｂ）を左へビッ
トシフトして右端の最下位ビットを「１」にし（ステッ
プＳ１１）、判定結果が「０」の場合にはシフトレジス
タ（１３ｂ）を左へビットシフトして右端の最下位ビッ
トを「０」にし（ステップＳ１２）、Ｌ個のデータ列と
なる。

【００２０】上述の処理は計測周期毎にタイマ割り込み
で行われ、計測間隔毎にシフトレジスタ（１３ｂ）に保
存のデータ列が時系列条件データメモリ（１６）に予め
設定記憶されたＬビットの時系列条件データと時系列比
較手段（１３ｃ）で比較される（ステップＳ１３）。い
ま、時系列条件データとして、図５に示す５ビットのデ
ータが設定されているとすると、条件比較手段（１３
ａ）から５回連続して「１」の判定結果が出力された時
のみ真に人体の検知であると判定するようになってい
る。従って、計測間隔毎に、シフトレジスタ（１３ｂ）
のデータ列と時系列条件データメモリ（１６）の時系列
条件データとが一致したか否かを時系列比較手段（１３
ｃ）で比較判別され（ステップＳ１４）、一致したと判
定した場合に、タイマ手段（１７）を介して人体検知信
号が出力され（ステップＳ１５）、一致しなかった場合
には検知出力がオフ状態を維持する（ステップＳ１
６）。従って、設置場所に応じ種々の要因に起因して
各検知器（１），（２）に発生する複数の信号の分布状
態を予め実験的に収集して整理することに基づき条件デ
ータを作ってＲＯＭまたはＲＡＭ或いはＥＥＰＲＯＭに
記憶しておけば、設置場所に発生する信号分布と恰も比
較するようになるので、人体の検知もれが殆ど生じるこ
とがない。

【００２１】また、焦電素子ノイズおよび電波ノイズが
偶然に同時に大きくなり、条件比較手段（１３ａ）から
一致したの判定結果が出ても、時系列条件データに設定
された所定回数だけ連続して一致したとの判定結果が出
ない限り人体検知信号を出力しないので、前述のノイズ
は瞬時に消滅することから誤検知を確実に防止して人体
を高精度に検知することができる。

【００２２】尚、前記実施例では、第１の検知器（１）
として受動型遠赤外線センサを、且つ第２の検知器
（２）としてマイクロ波センサを組み合わせた場合を例
に説明したが、これに限らず、例えば、能動型近赤外線
センサを第１の検知器としてマイクロ波センサを用いた
第２の検知器と組み合わせてもよく、更に、第１の検知
器を受動型遠赤外線センサとし、且つ第２の検知器を超
音波センサとしての組み合わせ、或いは第１の検知器を
能動型近赤外線センサとし、且つ超音波センサを第２の
検知器としての組み合わせとしても、前述の同様の効果
を得られる。

【００２３】また、条件データや時系列条件データをＲ
ＡＭやＥＥＰＲＯＭに格納して複数台の人体検知装置と
コントロールパネルとの間に通信機能を与えるようにす
れば、コントロールパネルから種々の人体検知装置に対
し条件データや時系列条件データを書き換える操作を行
って検知精度を切り換えることができる。更に、防犯警
報装置に適用した場合には、昼間の非警戒時の各検知器
の出力データをコントロールパネルに送り、このデータ
を収集、解析することにより図９に示したような設置場
所における人体検知の最適パターンを得る情報とするこ
とができ、この情報で検知精度を切り換えるようにして
もよい。

【００２４】更にまた、検知器の種類を２種類以上に拡
張し、条件データを２次元配列からＮ次元配列に変更す
れば、更に高精度に人体を検知できる。更に、条件デー
タとして人体用と小動物用の２種類設けておき、各検知
器の各々の信号の分布がこれらの条件の何れに近いかを
時系列的に判断することにより、小動物の誤検知を更に
低減できる。そして、防犯警報装置に適用した場合に、
非警戒時において何れかの検知器から全く信号が出力さ
れない状態が長時間継続したのを判別した時に、該当の
検知器が不良または故障或いはマスキング等により意図
的に検知不能状態にされたのを検知する自己新参機能を
付加するようにもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明の人体検知装置によ
ると、人体の検知手段が互いに異なる複数個の検知器の
出力信号をデジタル信号に変換し、この各デジタル信号
の各々のレベルを対向させてなる座標における人体のみ
を検知した時の前記各検知器の信号レベルの分布に相当
する領域の座標のみに「１」を、且つそれ以外の領域の
座標に「０」をそれぞれ設定したテーブルを条件データ
として条件データメモリに予め記憶しておき、条件比較
手段において、条件データメモリのテーブルの「１」に
各デジタル信号のレベルが一致したか否かを比較判定
し、この条件比較手段から一致したと判定した結果が時
系列条件データに設定の回数だけ連続して出力されのを
判別した時のみ人体検知信号を出力する構成としたの
で、人体の検知もれが殆ど生じない。また、受動型遠赤
外線センサからなる第１の検知器が小動物を高いレベル
で検知した場合でも、マイクロ波センサからなる第２の
検知器のレベルは人体検知の場合のレベルには到達しな
いため、この小動物を明確に区別して誤検知を防止でき
る。

【００２６】また、焦電素子ノイズおよび電波ノイズが
偶然に同時に大きくなり、条件比較手段から一致したの
判定結果が出ても、時系列条件データに設定された所定
回数だけ連続して一致したとの判定結果が出ない限り人
体検知信号を出力しないので、前述のノイズは瞬時に消
滅することから誤検知を確実に防止して人体のみを高精
度に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図２】同上、機能ブロック図である。

【図３】同上、フローチャートである。

【図４】同上、条件データの説明図である。

【図５】時系列条件データの説明図である。

【図６】従来装置のブロック構成図である。

【図７】他の従来装置のブロック構成図である。

【図８】図６の両検知器による検知範囲の説明図ある。

【図９】受動型遠赤外線センサとマイクロ波センサとの
種々の要因による各々の出力信号の分布を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，２検知器１２，１２ａ，１２ｂＡ／Ｄ変換手段１３ａ条件比較手段１３ｃ時系列比較手段１５条件データメモリ１６時系列条件データメモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の検知手段が互いに異なる複数個の
検知器と、この各検知器の出力信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換手段と、この各デジタル信号の各々の
レベルを対向させてなる座標における人体のみを検知し
た時の前記各検知器の信号レベルの分布に相当する領域
の座標のみに「１」を、且つそれ以外の領域の座標に
「０」をそれぞれ設定したテーブルを条件データとして
予め記憶された条件データメモリと、この条件データメ
モリのテーブルの「１」に前記各デジタル信号のレベル
が一致したか否かを比較判定する条件比較手段と、この
条件比較手段から一致したと判定した結果が時系列条件
データに設定の回数だけ連続して出力されたと判別した
時のみ人体検知信号を出力する時系列比較手段とを備え
たことを特徴とする人体検知装置。