JPH1139574A - 組合せセンサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＷセンサとＰＩＲセンサを用いた組合せセ
ンサシステムにおいて、センサ部にマスキングがなされ
たとき、短時間で正確に検出すること。 【解決手段】 マイクロ波を検知エリア１０に向けて発
信し、人体からの反射波を受信して人体を検出する第１
のセンサ３と、前記検知エリア１０と重なる第２の検知
エリア１２内の人体からの赤外線を受けて人体を検知す
る第２のセンサ４とを有するセンサ部１を備え、さらに
前記２つのセンサ３，４からの人体検出信号ｍ，ｐに基
づいて侵入者の有無、およびマスキング行為の有無を判
別する判別回路１９を有し、前記第１のセンサ３による
人体接近検出信号ｄ2 が検出された後、一定時間Ｔ２内
に前記第２のセンサ４による人体接近検出信号ｄ3 が検
出されないときだけ、妨害検知信号ａ2 を出力するよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可視光線よりも低
周波の電磁波を用いた能動型のセンサ、例えばマイクロ
波センサ（以下、「ＭＷセンサ」という）と、受動型赤
外線センサ（以下、「ＰＩＲセンサ」という）とを備え
た組合せセンサシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】前記組合せセンサシステムを用いた侵入
者検知システムは、マイクロ波を検知エリアに向けて発
信し、人体からの反射波を受信して、そのドップラー効
果によって侵入者を検知するＭＷセンサと、検知エリア
内の人体からの赤外線を受けて人体と周囲温度の差から
侵入者を検知するＰＩＲセンサとを備え、ＭＷセンサの
検知エリアとＰＩＲセンサの検知エリアとを重ね、両者
の検知カウント数のＡＮＤをとることで両センサの弱点
を補完し、誤報要因に対する信頼性を高めている。

【０００３】ところで、侵入者検知システムが非警戒中
である日中などに進入し、センサの前面のレンズ部分
に、紙やプラスチックなど赤外線を透過しないものを貼
りつけて、ＰＩＲセンサの検知エリアをマスキングする
ことによって、人体を検知しない状態にした上で、再び
警戒中に進入し、犯罪を行う場合がある。この場合、Ｐ
ＩＲセンサの検知機能は阻害されるが、ＭＷセンサはあ
る程度これらのマスキング材を透過するので、このよう
な妨害行為の有無を検知するため、予め定めた時間内の
ＭＷセンサによる人体の検知カウント数とＰＩＲセンサ
の検知カウント数とを比較し、両者の検知カウント数が
極端に異なるときマスキングなどの妨害行為があったと
判断して、妨害検知信号を出力するように構成されてい
る。

【０００４】他方、侵入者検知システムの作動中にマス
キング行為がなされた場合は、センサに人体が接近する
ため、検知信号のレベルが著しく高くなるので、このこ
とを利用し、米国特許第４，８３３，４５０号では、前
記妨害検知手段とは別に、ＭＷセンサの検知レベルが予
め定めた接近検出レベルを超えたとき、妨害検知信号を
出力する第２の妨害検知手段を設けている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前者の侵入者検知シス
テムでは、マスキングされたか否かをＭＷセンサとＰＩ
Ｒセンサの検知カウント数を比較して判断しているの
で、検知エリア内の人通りが少ないときは、判断時間を
長くしないと誤るおそれがあり、判断に長時間を要す
る。また、ＭＷセンサの検知エリアが壁や窓などを透過
して室内からはみ出している場合は、ＭＷセンサのみが
室外の歩行者や車などを検知するので、ＭＷセンサとＰ
ＩＲセンサの検知カウント数の差が大きくなり、判断を
誤ることがある。

【０００６】他方、後者の侵入者検知システムでは、Ｍ
Ｗセンサに人体が接近したとき妨害検知信号を出力する
ように構成されているため、例えば清掃人が清掃のため
にセンサに接近した場合にも妨害検知信号が出力される
ので、対応が煩わしいという問題点があった。

【０００７】本発明は、前記のような問題点の解消を目
的としてなされたもので、短時間でマスキングされたか
否かの判断が正確にでき、かつ、単にセンサに接近した
だけでは妨害検知信号を誤出力しない組合せセンサシス
テムを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明は、可視光線よりも低周波の電磁波を検知
エリアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して人
体を検出する第１のセンサと、前記検知エリアと重なる
第２の検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体を
検知する第２のセンサとを有するセンサ部を備え、さら
に、前記第１のセンサからの第１検出信号が第１しきい
値を超えたときに検知エリア内に人体が存在することを
検出する第１の検出回路と、前記第１のセンサからの第
１検出信号が前記第１しきい値よりも高い第２しきい値
を超えたとき前記センサ部に人体が接近したことを検出
する第２の検出回路と、前記第２のセンサからの第２検
出信号が第３しきい値を超えたときに前記検知エリア内
に人体が存在することを検出する第３の検出回路と、前
記第２の検出回路による検出後の一定時間内に前記第３
の検出回路による検出がなされなかったとき、妨害行為
があったと判別して妨害検知信号を出力する判別回路と
を備えたものである。

【０００９】この構成によれば、第２の検出回路からＭ
Ｗセンサによる人体接近検出信号が検出された後、一定
時間内にＰＩＲセンサによる人体接近検出信号が検出さ
れないときだけ、妨害検知信号が出力されるので、短時
間で正確な妨害検知信号を出すことができる。

【００１０】第２発明は、前記判別回路に代えて、第３
の検出回路による検出後の所定時間内に前記第２の検出
回路による検出がなされ、その検出後の一定時間内に前
記第３の検出回路による検出がなされなかったとき、妨
害行為があったと判別して妨害検知信号を出力する第２
の判別回路を備えたものである。

【００１１】この構成によれば、ＭＷセンサによる人体
接近検出信号を検出する前にＰＩＲセンサによる人体検
出信号が出力されていることを確認しているので、屋外
からのノイズによるＭＷセンサの誤作動に影響されるこ
とがなくなり、侵入者による妨害行為の検知の信頼性が
高まる。

【００１２】さらに、前記両発明の好ましい実施形態で
は、前記第２の検出回路による検出後の一定時間内に第
３の検出回路による検出がなされたとき、前記妨害検知
信号を解除する解除回路を備えている。

【００１３】この構成によれば、センサに人体が接近し
た場合でも、妨害行為が行われなかったときは妨害検知
信号が出力されない。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の一実施形態に
係るセンサ部を示す。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）
は図１（ａ）中のｂ−ｂ線矢視断面図である。このセン
サ部１は、ケース２内にＭＷセンサ３とＰＩＲセンサ４
が装着され、ケース２の前面がマイクロ波を透過するカ
バー５で覆われるとともに、ＰＩＲセンサ４の前面にフ
レネルレンズ６が形成されている。

【００１５】図２は、侵入者検知システムを装着した室
内のセンサ部１の配設位置と、ＭＷセンサ３およびＰＩ
Ｒセンサ４の検知エリアとの関係を示す図で、図２
（ａ）は側面図、図２（ｂ）は平面図である。図２にお
いて、センサ部１は部屋７を形成する壁面９のうち、扉
８に対向する壁面９ａの上部に設置されており、このＭ
Ｗセンサ３によって、一点鎖線で示した検知エリア１０
が設定されている。また、ＰＩＲセンサ４による斜線を
施した範囲で示した検知エリア１２は、フレネルレンズ
６によって複数のビームで室内７をカバーするように設
定されており、ＭＷセンサ３による検知エリア１０と、
ＰＩＲセンサ４による検知エリア１２とは重なりあって
いる。また、図中のＡ，Ｂは、通常、室内７に出入りす
る人が通るエリアであり、Ｃは、センサ部１の点検・清
掃などのメンテナンスを行う人以外は、通常、人体が接
近することのないエリアである。

【００１６】図３は、この発明の一実施形態の侵入者検
知システムを示すブロック図である。この侵入者検知シ
ステムは、ＭＷセンサ３で検出された人体検出信号ｍを
第１の増幅器１３で増幅し、この増幅信号ｍ1 を第２の
増幅器１４で増幅した増幅信号ｍ2 を第１の検出回路１
５に入力するとともに、前記増幅信号ｍ1 を第２の検出
回路１６に入力する。他方、ＰＩＲセンサ４の人体検出
信号ｐを第３の増幅器（通常、２段増幅器）１７で増幅
し、この増幅信号ｐ1 を第３の検出回路１８に入力す
る。

【００１７】図４は、前記各増幅信号ｍ1 ，ｍ2 および
ｐ1 の信号レベルと、前記第１〜第３の検出回路１５，
１６，１８における第１〜第３しきい値ｒ1 〜ｒ3 との
関係を示す図である。増幅信号ｍ2 ，ｍ1 ，ｐ1 が第１
〜第３しきい値ｒ1 〜ｒ3 のそれぞれを超えたとき、第
１〜第３の検出回路１５，１６，１８から第１〜第３の
検出信号ｄ1 〜ｄ3 が判別回路１９に出力される。この
判別回路１９は、人体検知回路２０、タイマ２１、妨害
検知回路２２および解除回路２３を内蔵している。

【００１８】次に、この侵入者検知システムの通常の侵
入者検知モード時の動作を説明する。図３の第１の検出
回路１５は、増幅信号ｍ2 から侵入者の有無を検出する
回路である。通常の検知エリアＡ，Ｂ（図２参照）に人
がいるとき、ＭＷセンサ３からの人体検出信号ｍのレベ
ルは低いので、第１，第２の増幅器１３，１４で二段増
幅して増幅信号ｍ2 のレベルを高くして第１の検出回路
１５に入力している。この第１の検出回路１５は、図４
（ａ）に示すように、増幅信号ｍ2 のレベルが第１しき
い値ｒ1 を超えたとき、図３の第１の検出信号ｄ1 を判
別回路１９に出力する。

【００１９】他方、第３の検出回路１８は、増幅信号ｐ
1 から侵入者の有無を検出する回路で、図４（ｂ）に示
すように、増幅信号ｐ1 のレベルが第３しきい値ｒ3 を
超えたとき第３の検出信号ｄ3 を判別回路１９に出力す
る。判別回路１９の人体検知回路２０は、予め定めた時
間内に入力される第１の検出信号ｄ1 と第３の信号ｄ3
のそれぞれについて演算し、その演算結果が実測データ
に基づいて定めた所定の数値内であったとき、侵入者が
あると判別して警報信号ａ1 を出力する。

【００２０】なお、この動作モードにおいては、増幅信
号ｍ1 のレベルは低く、第２の検出回路１６に高いレベ
ルで設定された第２しきい値ｒ2 を超えることがないの
で、第２の検出回路１６から第２の検出信号ｄ2 が出力
されることはない。

【００２１】次に、この一実施形態の侵入者検知システ
ムにおいて、センサ部１のカバー５に目隠し用のテープ
等のマスキング材を付着させるマスキング行為があった
場合の検出動作について説明する。図５は、侵入者が、
室内７に侵入してセンサ部１に接近し、マスキングを行
ったのち室内７から退去するまでの侵入者の位置と、Ｍ
Ｗセンサ３の人体検出信号ｍおよびＰＩＲセンサ４の人
体検出信号ｐのレベルとの関係を示す図である。

【００２２】図５（ａ）に示すように、ＭＷセンサ３の
人体検出信号ｍのレベルは、ＭＷセンサ３から侵入者ま
での距離に応じて変化し、ＭＷセンサ３に近接した検知
エリア内で最大となる。このため、第２の増幅器１４の
増幅信号ｍ2 ではレベルが高くなり過ぎ、信号が増幅器
のダイナミックレンジを越えて飽和してしまうので、第
２の検出回路１６へは、第１の増幅器１３の増幅信号ｍ
1 を入力し、第１しきい値ｒ1 よりも高い第２しきい値
ｒ2 で人体の接近を検出している。ＭＷセンサ３のマイ
クロ波はマスキング材を透過するので、マスキングがな
された後も、信号ｍ，ｍ1 ，ｍ2 のレベルはさほど低下
しない。

【００２３】他方、ＰＩＲセンサ４の人体検出信号ｐの
レベルは、図５（ｂ）に示すようにＰＩＲセンサ４から
侵入者までの距離に応じて大きく変化せず、マスキング
がなされた後は零となる。

【００２４】図６は、マスキング検出動作を説明するた
めのタイミング図、図７は判別回路１９における判別動
作のフローチャートである。図７（ａ）のステップ１
（以下、「Ｓ１」のように略記する）において、侵入者
検知システムが作動状態に入ると、図３の判別回路１９
はＳ２で第２の検出信号ｄ2 の入力状態を監視する。Ｓ
２において、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ1 に第２
の検出信号ｄ2 が入力された後、時刻ｔ2 にオフになっ
たとき、Ｓ３でタイマ２１をスタートさせ、Ｓ４で第３
の検出信号ｄ3 の入力状態を監視する。

【００２５】Ｓ４において、図６（ｅ）に示すように、
第３の検出信号ｄ3 の入力がオフになった時刻ｔ2 から
ＰＩＲセンサ４の出力の安定に要する予め定めた時間Ｔ
1 経過後、時間Ｔ2 経過前に、図６（ｄ）に示す第３の
検出信号ｄ3 が入力されたときはＳ２に戻り、入力され
なかったときはマスキング行為があったと判別し、Ｓ５
で図６（ｆ）に示すように、時間Ｔ2 の終了時刻ｔ4 に
妨害検知信号ａ2 を出力する。Ｓ４およびＳ５は図３の
判別回路１９の妨害検知回路２２により実行される。こ
の妨害検知信号ａ2 が出力されると、警報灯の点灯、ア
ラーム等によって報知されるので、作業員によってマス
キングの有無の確認、マスキングの除去などの機能回復
措置がとられる。

【００２６】この一実施形態によれば、マスキングを行
つた侵入者がセンサ部１から離れてから時間Ｔ1 ＋Ｔ2
経過したとき、マスキングされたか否かを判別でき、時
間Ｔ1 は、ＰＩＲセンサ４の出力の増幅信号ｐ1 が減衰
して安定するのに要する時間であるので、数秒〜数十秒
で足り、また、時間Ｔ2 も短時間で足りるので、マスキ
ングの有無を短時間で、正確に検出することができる。

【００２７】次に、この一実施形態のマスキング除去作
業時の動作を説明する。図６（ｆ）の時刻ｔ5 以降は、
作業員がマスキング除去作業を行ったときのタイミング
図、図７（ｂ）のＳ６〜Ｓ９はそのフローチャートであ
る。

【００２８】時刻ｔ4 において妨害検知信号ａ2 が出力
されると、判別回路１９の解除回路２３はＳ６で第２の
検出信号ｄ2 の入力状態を監視する。Ｓ６において、図
６（ｂ）に示すように、作業員が室内７に入ってセンサ
部１に接近すると、時刻ｔ5に第２の検出信号ｄ2 が入
力される。作業員がセンサ部１から離れて第２の時刻ｔ
6 に第２の検出信号ｄ2 がオフになったとき、Ｓ７でタ
イマ２１をスタートさせ、Ｓ８で第３の検出信号ｄ3 の
入力状態を監視する。Ｓ８において、図６（ｅ）に示す
ように、第２の検出信号ｄ2 の入力がオフになった時刻
ｔ6 から予め定めた時間Ｔ1 経過後、時間Ｔ2 経過前
に、第３の検出信号ｄ3 が入力されなかったときはＳ６
に戻り、図６（ｄ）に示すようにマスキング材が除去さ
れていて第３の検出信号ｄ3 が入力されたときは、図６
（ｆ）に示すように、Ｓ９で時間Ｔ2 の終了時刻ｔ7 に
妨害検知信号ａ2 の出力を停止し、Ｓ２に戻って侵入者
検知モードとなる。

【００２９】この一実施形態によれば、マスキング除去
作業を行うことで妨害検知信号ａ2の出力を停止して侵
入者検知モードに復帰できるとともに、人がセンサに接
近しても、マスキング等の妨害行為がなされない場合は
妨害検知信号ａ2 が出力されることはない。

【００３０】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。この実施形態のハードウエアの構成は、図３に
示した一実施形態と同一である。図８は、この実施形態
の判別回路における判別動作のフローチャートで、前記
一実施形態の図７に示したフローチャートとは、Ｓ１と
Ｓ２の間に、Ｓ１０を設けた以外は同一であるので、詳
細な説明は省略し、以下、異なる部分の動作のみを説明
する。

【００３１】すなわち、Ｓ１でシステムが作動すると、
判別回路１９は、Ｓ１０で第３の検出信号ｄ3 の入力状
態を監視する。図３のＭＷセンサ３は屋外からの無線電
波や車の接近などによっても人体検出信号ｍを誤出力す
る場合があり、増幅信号ｍ1が第２しきい値ｒ2 を超え
るおそれもある。これに対し、ＰＩＲセンサ４はこのよ
うな誤動作を起こさない。そこでＳ１０において、ＰＩ
Ｒセンサ４からの第３の検出信号ｄ3 が判別回路１９に
入力されなかったときは、室内７への侵入者はないもの
として、Ｓ２に進まないように構成されている。

【００３２】Ｓ２においては、第３の検出信号ｄ３の検
出後の所定時間内に第２の検出信号ｄ２が入力されたの
ち、この第２の検出信号ｄ２がオフになったか否かを監
視する。このため、ＰＩＲセンサ４からの第３の検出信
号ｄ3 が判別回路１９に入力されていない場合には、妨
害検知信号ａ2 が出力されることがないので、妨害検知
精度を高めることができる。ここで、前記所定時間は、
ＭＷセンサ３からの第２の検出信号ｄ２とＰＩＲセンサ
４からの第３の検出信号ｄ３との発生タイミングのずれ
や、両信号ｄ３，ｄ２検出のアンドをとることの信頼性
を考慮し、誤報を極力避けるように決める。

【００３３】

【発明の効果】第１発明によれば、第１のセンサによっ
て人体接近が検出された後、一定時間内に第２のセンサ
によって人体が検出されないときだけ、妨害検知信号が
出力されるように構成したので、短時間で正確な妨害検
知信号を出すことができる効果が得られる。

【００３４】第２発明によれば、第３の検出回路による
人体検出後の所定時間内に第２の検出回路によって人体
接近が検出され、その検出後の一定時間内に第３の検出
回路による人体検出がなされなかったとき、妨害行為が
あったと判別して妨害検知信号を出力するように構成し
たので、侵入者による妨害行為の検知の信頼性がさらに
高まる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いるセンサ部の構成を示す図であ
る。

【図２】前記センサ部の室内の配設位置と、そのＭＷセ
ンサおよびＰＩＲセンサの検知エリアとを示すもので、
（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係る侵入者検知システム
を示すブロック回路図である。

【図４】ＭＷセンサおよびＰＩＲセンサの人体検出信号
の各増幅信号のレベルと、各しきい値の関係を示す信号
波形図である。

【図５】侵入者の位置によるＭＷセンサおよびＰＩＲセ
ンサの人体検出信号の波形とレベルの態様を示す信号波
形図である。

【図６】本発明の一実施形態によるマスキング検出動作
と、マスキング除去時の動作のタイミングを示す信号波
形図である。

【図７】本発明の一実施形態の判別回路における処理を
示すもので、（ａ）は妨害検知処理のフローチャート、
（ｂ）は妨害解除処理のフローチャートである。

【図８】本発明の他の実施形態の判別回路における処理
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…センサ部、３…ＭＷセンサ、４…ＰＩＲセンサ、６
…フレネルレンズ、１０…ＭＷセンサの検知エリア、１
２…ＰＩＲセンサの検知エリア、１３…第１の増幅器、
１４…第２の増幅器、１５…第１の検出回路、１６…第
２の検出回路、１７…第３の増幅器、１８…第３の検出
回路、１９…判別回路、２０…人体検知回路、２１…タ
イマ、２２…妨害検知回路、２３…解除回路、ｍ…ＭＷ
センサで検出された人体検出信号、ｍ1 ，ｍ2 …増幅信
号、ｐ…ＰＩＲセンサで検出された人体検出信号、ｐ1
…増幅信号、ｒ1 …第１しきい値、ｒ2 …第２しきい
値、ｒ3 …第３しきい値、ａ1 …警報信号、ａ2 …妨害
検知信号、ｄ1 …第１の検出信号、ｄ2 …第２の検出信
号、ｄ3 …第３の検出信号、Ｔ２…一定時間。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可視光線よりも低周波の電磁波を検知エ
   リアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して人体
   を検出する第１のセンサと、前記検知エリアと重なる第
   ２の検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体を検
   知する第２のセンサとを有するセンサ部と、 前記第１のセンサからの第１検出信号が第１しきい値を
   超えたときに検知エリア内に人体が存在することを検出
   する第１の検出回路と、 前記第１のセンサからの第１検出信号が前記第１しきい
   値よりも高い第２しきい値を超えたとき前記センサ部に
   人体が接近したことを検出する第２の検出回路と、 前記第２のセンサからの第２検出信号が第３しきい値を
   超えたときに前記検知エリア内に人体が存在することを
   検出する第３の検出回路と、 前記第２の検出回路による検出後の一定時間内に前記第
   ３の検出回路による検出がなされなかったとき、妨害行
   為があったと判別して妨害検知信号を出力する判別回路
   とを備えた組合せセンサシステム。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記判別回路に代え
   て、第３の検出回路による検出後の所定時間内に前記第
   ２の検出回路による検出がなされ、その検出後の一定時
   間内に前記第３の検出回路による検出がなされなかった
   とき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力
   する第２の判別回路を備えた組合せセンサシステム。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、さらに、前
   記第２の検出回路による検出後の一定時間内に第３の検
   出回路による検出がなされたとき、前記妨害検知信号を
   解除する解除回路を備えた組合せセンサシステム。