CN1289918C - 侵入物体检测装置及其设定装置 - Google Patents

Abstract

提供能设定任意检测区的侵入物体检测装置和用于设定检测区的装置和设定方法。在房间的角落设置侵入物体检测装置，将其作为原点，定义取到侵入物体检测装置的距离为r、侵入物体检测装置的发送/接收天线的扫描角为θ表示的坐标系，由于存储装置具有与该坐标系对应的状态，所以能任意设定侵入物体检测装置的检测区。反射体、发送装置、或把反射体和发送装置组合起来的设定装置能容易进行检测区的设定。

Description

侵入物体检测装置及其设定装置

技术领域

本发明涉及依照雷达技术使用电波检测浸入到检测区域的物体的检测装置。

背景技术

以前，利用电波的侵入物体检测装置使雷达装置机械旋转或往复运动，从反射波检测侵入物体的距离。作为其他的方式，使用多个雷达装置，划分可检测区，特定出侵入物体侵入到哪个检测区。

利用电波的侵入物体检测装置固定有检测区，或者从发射天线照射使指向性缩细的束状电波，使发射天线扫描，宽范围地搜寻检测区。

在检测区是一个场所(一个方向)并要监视多个区的情况下，必须设置多台固定式侵入物体检测装置。另外，固定式侵入物体检测装置在检测时固定检测区。通常，侵入物体检测装置由于设置在不能到达的顶棚或大厅上，所以不容易自由变更已经设定的检测区。

另外，扫描式的侵入物体检测装置使天线扫描并按平面搜寻检测区，但不能简单地将其检测区的一部分设定为必要的检测区。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供用一台侵入物体检测装置就能设定多个检测区的侵入物体检测装置及其检测区的设定装置。

作为第一发明的侵入物体检测装置，对检测区照射电波，接收从侵入该区内的物体上反射的电波(反射波)，从而检测出物体，其特征在于该侵入物体检测装置包括：照射电波的发射天线、接收上述电波的反射波的接收天线、使上述发射天线和上述接收天线的方向或指向性变更的扫描装置、从上述接收天线接收的反射波和由扫描装置得到的方向算出物体位置的计算装置、存储预先用由反射体或发送装置或者反射体和发送装置构成的设定装置设定的多个检测区的存储装置、对上述计算装置所特定的物体位置和上述存储装置所存储的多个检测区进行比对的比对装置。

按照第一发明，由于作为侵入物体检测装置的检测区预先被设定在存储部件中，所以即使检测区是形状复杂的离散场所，也可以用1台侵入物体检测装置进行监视。

并且，为了设定侵入物体检测装置的检测区，使用由反射体或发送装置或者反射体和发送装置构成的设定装置，所以能从检测区的实际场所进行设定，能够容易且可靠地设定检测区。

作为第二发明的反射体，用于设定侵入物体检测装置的检测区或进行设定的确认，该侵入物体检测装置对检测区照射电波，接收从侵入该区域内的物体上反射的电波，从而检测出物体，其特征在于使从上述侵入物体检测装置的发射天线照射的电波沿与入射方向大致相反的方向反射，从而设定侵入物体检测装置的多个检测区或进行设定的确定。

按照第二发明，在侵入物体检测装置的设定时，对发射天线照射的电波有规定的反射率，在将沿与入射方向大致相反的方向反射电波的反射体安置要设定为检测区的场所，并向接收天线反射由发射天线照射的电波，就能容易地设定侵入物体检测装置的检测区或进行设定的确定。

作为第三发明的发送装置，用于设定侵入物体检测装置的检测区或进行设定的确认，该侵入物体检测装置对检测区照射电波，接收从侵入该区域内的物体上反射的电波，从而检测出物体，其特征在于发送由上述侵入物体检测装置的接收天线能接收的频率的电波，从而设定侵入物体检测装置的多个检测区或进行设定的确定。

按照第三发明，在设定侵入物体检测装置的检测区时，从发送装置发送由上述侵入物体检测装置的接收天线能接收的频率的电波，侵入物体检测装置就能容易地特定发送装置的方向，可简单地设定检测区。尤其在作为检测区要设定的场所有设置物而从侵入物体检测装置发出电波时，能有效进行引起复杂反射的场所的设定或设定的确认。

另外，第三发明的上述发送装置，其特征在于具有输入装置，从上述发送装置发送上述输入装置输入的设定值。

这样，由于设定者能从设定为检测区的场所把设定值输入到发送装置并发送出去，所以侵入物体检测装置不仅能特定来自发送装置的电波方向并把该场所设定为检测区，而且能容易地进行检测区的复杂设定。

作为第四发明的设定装置，用于设定侵入物体检测装置的检测区或进行设定的确认，该侵入物体检测装置对检测区照射电波，接收从侵入该区域内的物体上反射的电波，从而检测出物体，其特征在于该设定装置由沿与入射方向大致相反的方向反射上述侵入物体检测装置的发射天线照射的电波的反射体和发送上述侵入物体检测装置的接收天线能接收的频率的电波的发送装置构成，由此，该设定装置设定侵入物体检测装置的多个检测区或进行设定的确定。

按照第四发明，在设定侵入物体检测装置的检测区时，由发送装置发送侵入物体检测装置的接收天线能接收的频率的电波，就能容易地把发送装置的方向特定于侵入物体检测装置，而且侵入物体检测装置由天线向该方向照射电波，并由侵入物体检测装置的接收天线接收来自设定装置的反射体的反射波，由于可算出到设定装置的距离，所以能正确地设定检测区。

附图说明

图1是侵入物体检测装置的硬件框图；

图2(a)、2(b)是表示反射体形态的图；

图3是发送装置的硬件框图；

图4是表示设定装置形态的图；

图5(a)、5(b)是设定了检测区的状态的模式图；

图6是设定了检测区的状态的模式图；

图7(a)、7(b)是设定了检测区的状态的模式图；

图8是用反射体设定检测区的方法的流程图；

图9是用反射体确认检测区的第一方法的流程图；

图10是用反射体确认检测区的第二方法的流程图；

图11是用发送装置设定检测区的方法的流程图；

图12是用发送装置确认检测区的第一方法的流程图；

图13是用发送装置确认检测区的第二方法的流程图；

图14是检测侵入物体的通常动作的第一方法的流程图；

图15是检测侵入物体的通常方法的第二方法的流程图。

具体实施方式

以下，关于本发明的侵入物体检测装置、设定侵入物体检测装置的检测区用的装置及其设定方法，参照附图详细说明具体实施例。图1是侵入物体检测装置11实施例的硬件框图。首先，由电波生成部12生成雷达所必需的高频波(例如，2.5GHz)，由发射天线13向空中照射电波。照射到空中的电波在处于空间内的物体上反射，作为反射波由接收天线14接收。发射天线13和接收天线14可以用由电机和编码器构成的扫描装置15改变方向。扫描装置15与运算部17连接，运算部17能控制天线的方向。

由接收天线14接收到的反射波被输入到信息提取部16。在使用多普勒雷达作为雷达方式的情况下，所谓提取部16是从反射波的频谱提取距离的处理器；而在使用脉冲雷达的情况下，是从反射波的时间提取到达物体的距离的处理器。另外，并不限定雷达的方式，也可以从反射波提取到达物体的距离作为信息。在由后述的发送装置31设定的情况下，信息提取部16具有对发送装置发送的信息进行译码的功能。

接着，把来自信息处理部16的信息输入到运算部17，算出由扫描装置15的编码器得到的方向值和位置信息。在与算出的位置信息对应的存储装置18的存储器空间上一一对应并将表示那里是检测区的标志(图5所述的标志值为1)写入存储装置18。在检测到侵入物体并输出检测信号的通常动作时，运算部17将物体的位置信息与存储装置18存储的检测区进行比对，在检测区包含物体位置的情况下，输出检测信号。

发射天线、接收天线也可以是共用的发送接收天线，这种情况下也可以用定向耦合器和环行器在电路内把发射的电波和接收到的反射波分离开。在上述实施例中，扫描装置表示了机械扫描方式，但也可以是用相控阵天线进行电子扫描的方式。运算部17主要由中央运算处理装置(CPU)等构成。存储装置18适合使用能自由读写且在切断电源也能保持存储的EEPROM等存储器。

图2(a)、图2(b)是设定侵入物体检测装置的检测区用的反射体的斜视图。图2(a)表示的是棱角反射体20，由3块金属板或镀了金属膜的板构成，呈一面开口的三角锥形状。由于使三角锥的开口面22对着电波来的方向，所以能使电波沿来的方向反射。如果棱角反射体的大小(开口部)对于电波的波长足够大，就能起作用，在侵入物体检测装置通常使用的数GHz～数十GHz的频带内，开口部是10cm也就足够了。棱角反射体带有柄23，人能用手拿着操作。在侵入物体检测装置的设定时，为了防止误设定来自操作反射体人的反射可以使柄加变，操作者能从物体阴影或电波到达范围外操作反射体。

图2(b)表示的是由整体光滑的凸面构成的凸面反射体24，可以是金属或镀了金属膜的塑料等构成的中空体。由于凸面使电波发散并反射，所以和棱角反射体不同，能不管反射体的方向而容易使用。在发射天线、接收天线没有集中设置在一处的侵入物体检测装置的情况下，使用凸面反射体。

在图2表示了反射体带有柄的例子，但也可以将反射体装载在万能工作台上设定的场所。

即使棱角反射体、凸面反射体都不能正确决定反射体的方向，但要具有能沿电波来的方向反射的特性，通过该性质沿与入射方向大致相反的方向反射。

即使棱角反射体是小型的，由于呈现比人更高的反射率，所以使设定和确认时的阈值符合反射体，即使有来自人等的反射的外部干扰，也能正确进行检测区的设定和确认。

另一方面，有凸曲面的反射体使反射波发散，但能扩大放置反射体的容许度。即，在凸曲面是球体的情况下，即使将反射体放置在任何方向，都具有作为反射体的功能。

图3是设定侵入物体检测装置的检测区用的发送装置的硬件框图。发送装置最简单实施例的结构如下，图3所示的输入装置是通/断推压开关，仅在推入推压开关使其接通时，从发射天线照射电波。侵入物体检测装置也可以接收频率或调制。侵入物体检测装置可以用该发送装置特定发送装置的方向，能设定该方向作为检测区。

作为能高度设定的发送装置的实施例，输入装置是键盘、触摸面板等，可以用该输入装置输入检测区的大小、阈值等设定信息。可以将该信息载于电波上送到侵入物体检测装置，并设定侵入物体检测装置。虽然未图示，但也可以有显示输入信息的液晶显示器。

另外，为了在侵入物体检测装置侧容易地唯一特定发送装置的位置，发送装置的发射天线34最好是方向性强的天线。

图4表示的是把反射体42和发送装置43组合起来的设定装置41。在接近从反射体延伸的柄44的部分的反射体的位置处装配着发送装置43。比由反射体或发送装置进行设定，能更正确地设定检测区。

图5(a)、图5(b)是设定了侵入物体检测装置51的检测区52的状态的模式图，图5(a)是从上方向下看设置侵入物体检测装置51的房间53的模式图。在房间53的角落处设置有侵入物体检测装置51，以该处为原点，用点线表示距离方向r、天线扫描角为θ的座标系。图5(b)是与图5(a)表示的座标系对应的存储装置的状态。如图所示，在房间53的一角有门54，在其相对侧有窗55的情况下，向房间的侵入者(侵入物体)称为门或窗。这里，如图5(a)中的斜线部分那样，如果将侵入物体检测装置的检测区52设为门和窗的周边，就能监视侵入者。在这样设定侵入物体检测装置时，如图5(b)所示，在存储装置中对于作为检测区的必要场所输入有1，能离散或连续地区别检测区。由于检测区52和存储装置内的信息一一对应，所以对存储装置内的信息进行反转、AND、OR运算，就能容易地设定复杂的检测区。

图6是在侵入物体检测装置61中设定了连续的检测区62的状态的模式图。在门A63和门B64之间沿通路65连续地设定检测区62，并在侵入物体检测装置61中附加跟踪侵入者的功能也可以检测出仅从门A63进来穿过门B64出去的人。

图7(a)、图7(b)是设定侵入物体检测装置71的检测区72的状态的模式图。图7(a)是从侧面看设置了侵入物体检测装置71的房间73的模式图。在房间73的顶棚74上设置有侵入物体检测装置71，扫描装置有能向地面75即XY平面进行二维扫描的机构。图7(a)所示的点线示意性地表示扫描方向。设定者76能用发送装置77设定检测区72，在图7(a)中，在房间的中央附近设定有检测区。

图7(b)是具有和图7(a)所示的地面XY平面相同座标系的存储装置的存储领域，以发送装置的电波来的方向为中心设定斜线部分作为检测区。斜线部分示意性地被描绘为圆形，如果天线的方向性尖锐，扫描的节距细小就能设定任意的形状为检测区。从发送装置发送详细的设定信息就能变更检测区72的大小，也可以设定得如图7(b)所示的大圆那样。除此以外，发送装置的输入装置输入设定值，将检测区设在四角，能进行在每个检测区设定用于检测多个检测区的阈值等的复杂设定。

图8是用反射体设定侵入物体检测装置的检测区的方法的流程图。首先，在S81进行确认在没有反射体的状态下设定了侵入物体检测装置的状况的校准。因为所设置的场所的状况是各式各样的，来自房间的墙壁或柱子等的反射会引起错误而不能作为检测区，所以在设置的初始状态下进行校准。

接着，在该情况下用反射体进行检测区的设定，所以在S82设定与反射体对应的阈值。由于这里使用的反射体的反射率比人体更高，所以拿着反射体进行设定的人不会误设定为反射体。而且可以进行不能禁止人流动的场所的设定。

在S83，从在宽广地了望可检测的区域的场所设置的侵入物体检测装置的发射天线照射脉冲状电波同时使天线进行扫描动作。

在S84，进行检测来自反射体的反射波的判断。在未检测到反射波的情况下(“否”)，继续进行天线的扫描；在检测到反射波的情况下(“是”)，根据该反射波由脉冲发送时刻和反射波接收时刻算出从侵入物体检测装置到达反射体的距离r，由装配在操作装置中的编码器算出得到反射波时的天线扫描角θ(S85)。将求出的r、θ作为新的检测区，存储在存储装置中(S86)。

天线的扫描以摆角的端部为基准，将摆角的一端到另一端作为一次扫描。在S87，进行是否结束了天线一次扫描的判断，若没有结束则继续进行扫描。这里，在检测区的设定有多个场所，并用一次扫描不能设定的情况下，移动反射体顺序进行设定，直到全部设定结束就可以继续扫描。或者也可以在要设定的多个场所全部设置反射体，按一次扫描进行设定。

图9是用反射体确认侵入物体检测装置的检测区的第一方法的流程图。首先，设定与反射体对应的阈值(S91)。该设定和上述的内容相同。然后，一面由发射天线照射电波一面使天线扫描(S92)。

在S93进行检测反射波的判断，在没有检测到的情况下(“否”)继续扫描；在检测到的情况下(“是”)与储存部件核对(S94)。

在S95进行反射体的位置和存储装置存储的检测区的比对，在反射体的位置未包含在检测区内的情况下(“否”)继续扫描；包含在其内的情况下，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S96)，所以能确认该场所被设定为检测区。

在S97判断扫描的结束，在扫描没有结束的情况下(“否”)继续进行扫描，在扫描已结束的情况下(“是”)结束一连串的确认动作。这里，在检测区有多个场所，并用一次扫描不能设定的情况下，使反射体移动并依次进行确认，直到全部设定结束就可以继续进行扫描。

图10是用反射体确认侵入物体检测装置的检测区的第二方法的流程图。首先，设定与反射体对应的阈值(S101)。该设定和上述内容相同。然后，从存储装置读出检测区(S102)；把天线移动与检测区对应的角度θ，照射电波(S103)；进行是否能检测到从距离r来的反射波的判断(S104)。在检测到反射波的情况下(“是”)，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S105)，所以能确认该场所被设定为检测区。在没有检测到反射波的情况下(“否”)，转移到下面的处理。

在S106进行确认全部检测区的判断，在剩余有未确认的检测区的情况下(“否”)，返回S102，继续检测区的确认。在全部结束的情况下(“是”)，结束一连串的处理。

图11是用发送装置设定侵入物体检测装置的检测区的方法的流程图。首先，使天线扫描(S111)，确认来自发送装置的电波方向(S112)。处理扫描后确认的方向和来自发送装置的信息，将检测区存储在存储装置内(S113)。

在S114判断扫描的结束，在扫描没有结束的情况下(“否”)，继续进行扫描；在扫描已结束的情况下(“是”)，结束一连串的确认动作。在有多个设定场所的情况下，也可以不结束扫描继续设定。也可以由发送装置给与扫描结束的判断。

图12是用发送装置确认侵入物体检测装置的检测区的第一方法的流程图。首先，使接收天线扫描(S121)，进行检测来自发送装置的电波的判断(S122)。在不能检测到来自发送装置的电波的情况下(“否”)，继续进行扫描。在检测到来自发送装置的电波的情况下(“是”)，与存储装置存储的检测区进行比对(S123)。然后，进行发送装置的位置是否包含在检测区的判断(S124)。在没有包含的情况下(“否”)，继续进行扫描。在包含的情况下(“是”)，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S125)，所以能确认该场所被设定为检测区。

在S126判断扫描的结束，在扫描没有结束的情况下(“否”)，继续进行扫描；在扫描已结束的情况下(“是”)，结束一连串的确认动作。这里，在有多个检测区并用一次扫描不能设定的情况下，移动发送装置并依次进行确认，直到全部设定结束就可继续进行扫描。

图13是用发送装置确认侵入物体检测装置的检测区的第二方法的流程图。首先，从存储装置读出检测区(S131)，使接收天线对向检测区的方向(S132)，进行能检测到来自发送装置的电波的判断(S133)。在检测到电波的情况下(“是”)，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S134)，能确认该场所被设定为检测区。在没有检测到电波的情况下(“否”)，转移到下面的处理。

在S135进行确认全部检测区的判断，在剩余有未确认的检测区的情况下(“否”)，返回S131，继续检测区的确认。在全部已结束的情况下(“是”)，结束一连串的处理。

图14是侵入物体检测装置检测侵入物体的通常动作的第一方法的流程图。首先，进行用来检测与检测对象对应的反射波的阈值的设定(S141)。在用反射体设定了检测区时，为了除去来自人的反射而使反射波检测的阈值变高，但这里设定低的阈值，以便能检测到人。进而若还设定有上限阈值，则能减少误检测的可能性。在检测如汽车那样的电波反射率高的物体的情况下，将阈值设定得比检测人时更高。

然后一面从接收天线照射电波一面使天线扫描(S142)。在S143进行来自侵入物体的反射波检测的判断，在没有检测到的情况下(“否”)，继续扫描；在检测到的情况下(“是”)，根据反射波算出方向θ和距离r(S144)，与存储装置比对(S145)。

在S146进行侵入物体的位置是否包含在由存储装置存储的检测区的判断，在不包含的情况下(“否”)，继续进行扫描；在包含的情况下(“是”)，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S147)。

图15是侵入物体检测装置检测侵入物体的通常动作的第二方法的流程图。首先，进行与检测对象对应的阈值的设定(S151)。该设定和上述内容相同。接着，从存储装置读出检测区(S152)，使天线移动对应于检测区的角度θ值，照射电波(S153)，进行能检测来自距离r的反射波的判断(S154)。在检测到来自侵入物体的反射波的情况下(“是”)，侵入物体检测装置进行输出检测信号的处理(S155)。

按照如上述说明本发明，用设定人的技巧操作的反射体或发送装置或者反射体和发送装置成整体的设定装置能容易从实际要检测侵入物体的场所设定侵入物体检测装置的检测区。也可用反射体或发送装置简单地确认能否正确设定检测区。

Claims (5)

1.一种侵入物体检测装置，用于在检测区内检测出物体，其特征是该装置包含：

用以放射电波的发射天线；

用以接收反射波的接收天线；

扫描装置，用以变更上述发射天线和上述接收天线的方向；

计算装置，用以基于由上述接收天线接收到的反射波和由扫描装置得到的方向计算物体位置；

存储装置，用以存储与多个检测区对应的预定设定值；以及

比对装置，用以对由上述计算装置指定的物体位置和由上述存储装置存储的设定值指定的多个检测区进行比对。

2.如权利要求1所述的侵入物体检测装置，其特征是基于反射体预先设置该设定值，该反射体沿某一方向反射从上述侵入物体检测装置的发射天线放射的电波，所述方向为与入射方向大致相反的方向。

3.如权利要求1所述的侵入物体检测装置，其特征是基于发送装置预先设置该设定值，该发送装置发送具有某一频率的电波，所述频率能够由上述侵入物体检测装置的接收天线接收。

4.如权利要求3所述的侵入物体检测装置，其特征是还包括：

用以输入设定值的输入装置；以及

用以发送设定值的发送装置。

5.如权利要求1所述的侵入物体检测装置，其特征是基于设定装置预先设置该设定值，该设定装置包含：

反射体，用以沿与入射方向大致相反的方向反射来自该发射天线的电波；以及

发送装置，用以发送具有某一频率的反射电波，所述频率可由上述接收天线接收。

Images