JP2001194448A - Object detecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分】本発明は、例えば、自動扉の開
閉制御装置に用いられ、特に、自動扉の前に存在する人
体に対して、自動扉を利用する者であるのか否かを即座
に判別し、利用時のみ扉を自動開閉動作させることを目
的とした物体検知装置に関する。The present invention is used, for example, in an automatic door opening / closing control device. In particular, the present invention immediately determines whether or not a human body existing in front of an automatic door is a person who uses the automatic door. The present invention relates to an object detection device for the purpose of automatically opening and closing a door only when using it.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、例えば、防犯設備として建物
内に設置された侵入者検知装置や、エスカレータを利用
時のみ駆動するために設置された人検センサ等、様々な
場所・用途に応じて種々の人体検知装置が広く利用され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an intruder detection device installed in a building as a security device, a human detection sensor installed to drive only when an escalator is used, and the like, according to various places and applications. Various human body detection devices are widely used.
【０００３】そのなかでも、我々が最も利用する機会が
多く、しかも、一般的に普及しているのが自動扉に利用
されている人体検知装置である。この人体検知装置は、
一昔前までは自動扉の手前の地面（若しくは床面）に敷
設したマットスイッチ上に人体が乗ると、人体の重みに
よりマットスイッチの扉開回路がＯＮ状態となって扉を
自動的に開動作し、人体が前記マットスイッチから離れ
た後の所定時間経過後に前記マットスイッチの扉閉回路
がＯＮ状態となって、前記扉を閉動作していた。[0003] Among them, a human body detecting device used for an automatic door is one which is most frequently used by us, and which is widely used. This human body detection device
Until a long time ago, when a human body laid on a mat switch laid on the ground (or floor) in front of the automatic door, the door open circuit of the mat switch was turned ON by the weight of the human body and the door automatically opened However, after a lapse of a predetermined time after the human body has left the mat switch, the door closing circuit of the mat switch is turned on, and the door is closed.
【０００４】しかし、前記マットスイッチを用いた人体
検知装置においては、利用者がマットスイッチ上の乗っ
た後に扉が開動作を始めるため、利用者は暫くの間マッ
トスイッチ上で止まって扉が開放するのを待たなければ
ならなかったので、不便であるとともに、急いで扉を通
過しようとした場合には非常に不都合であった。However, in the human body detecting device using the mat switch, since the door starts to open after the user gets on the mat switch, the user stops on the mat switch for a while and opens the door. This was inconvenient because it had to wait to be done, and it was very inconvenient if you tried to rush through the door.
【０００５】そこで、最近、前記の欠点を解消するた
め、光電式や超音波式などの人体検知装置が種々利用さ
れるようになってきた。光電式の人体検知装置として
は、例えば、扉前に対向して配置したセンサーと反射板
間に赤外線を放射し、人体が前記赤外線を遮断すること
により人体の有無を検知するようにしたものであり、ま
た、超音波式の人体検知装置としては、放射した超音波
を人体により反射させ、この反射波が予め設定した時間
帯で受信できるか否かによって人体の有無を検知した
り、反射波の振幅の変化により人体の有無を検知するも
のである。Therefore, recently, in order to solve the above-mentioned drawbacks, various types of human body detection devices such as photoelectric type and ultrasonic type have been used. As a photoelectric type human body detecting device, for example, an infrared ray is radiated between a sensor disposed in front of a door and a reflecting plate and a human body detects presence or absence of a human body by blocking the infrared ray. There is also an ultrasonic human body detecting device that reflects emitted ultrasonic waves by a human body and detects the presence or absence of a human body by detecting whether or not this reflected wave can be received in a preset time zone, The presence or absence of a human body is detected based on the change in the amplitude of the human body.
【０００６】これらの方式によれば、扉を通過しようと
する利用者は、赤外線や超音波の照射可能な範囲におい
てその存在を事前に確認することができるため、利用者
が扉の手前に到達する前に扉の開放動作を開始すること
が可能となり、利用者が扉の前で一旦扉の開放を待つと
いった煩わしさはなくなり、利用者にとっては非常に便
利である。According to these methods, a user who tries to pass through the door can confirm in advance the presence of the infrared or ultrasonic wave within a radiable range, so that the user arrives in front of the door. This allows the user to start the door opening operation before performing the operation, so that the user does not have to wait for the door to open once in front of the door, which is very convenient for the user.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】然るに、前記光電式や
超音波式の人体検知装置は、ある程度超音波や赤外線
（以下、超音波等という）の照射エリアを拡げて人体の
有無を検知し、利用者が扉前に到達する前に扉の開動作
を開始するようにしなくてはならない。しかし、前記超
音波等の照射エリアを拡げた場合、当然検知する人体の
数は必然的に増加し、照射エリア内に人体が存在すれ
ば、自動扉を利用する意思を持たない者に対しても反応
してしまい、不必要に前記扉を開放してしまうという問
題があった。However, the photoelectric or ultrasonic type human body detection device detects the presence or absence of a human body by expanding an irradiation area of ultrasonic waves or infrared rays (hereinafter, referred to as ultrasonic waves) to some extent. The door must be opened before the user reaches the door. However, when the irradiation area of the ultrasonic wave or the like is expanded, the number of human bodies to be detected naturally increases, and if there is a human body in the irradiation area, for those who do not have an intention to use the automatic door. And the door is unnecessarily opened.
【０００８】このため、前記照射エリアを縮小すること
により、自動扉からある一定の範囲内に入った者に対し
てのみ自動扉の利用意思があると判断し、扉を自動開放
するようにしてもよいが、この場合、利用者が早足以上
の速度で扉に接近した場合には、やはり、人体の検知か
ら扉が開動作するまでの時間遅れによって、利用者は扉
の前で一旦立止まって扉の開放を待たなくてはならない
ので、やはり、前記問題を根本的に解決には至らなかっ
た。For this reason, by reducing the irradiation area, it is determined that only those who enter a certain range from the automatic door have the intention to use the automatic door, and the door is automatically opened. However, in this case, if the user approaches the door at a speed higher than the fast pace, the user once stops in front of the door due to the time delay from the detection of the human body to the opening of the door. Therefore, the above problem has not been fundamentally solved because the user has to wait for the door to open.
【０００９】そこで、本発明は、前述した問題点を解消
するために、前記照射エリア内において自動扉の利用者
のみ確実に検知して、利用者が扉の前に到達する前から
扉の開動作を自動的に開始可能とした簡易な物体検知装
置を提供することを目的とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention reliably detects only the user of the automatic door in the irradiation area and opens the door before the user reaches the door. An object is to provide a simple object detection device capable of automatically starting an operation.
【００１０】[0010]
【問題を解決するための手段】請求項１記載の物体検知
装置は、基本パルスに基づき間欠的に超音波を発生する
超音波発生回路と、前記超音波を外部に向けて発射する
送波器および反射した超音波を受信する受波器からなる
送受信回路と、前記受信した超音波を増幅する増幅回路
と、前記増幅した超音波を検波した後、規定値と比較す
る比較・検波回路、前記増幅回路にて増幅した超音波の
周波数に対応した電圧値を出力するＦ−Ｖ変換回路と、
前記比較・検波回路とＦ−Ｖ変換回路の出力信号より物
体の存在を検知するコントローラを備えて構成した。An object detection apparatus according to claim 1, wherein an ultrasonic wave generating circuit intermittently generates ultrasonic waves based on a basic pulse, and a transmitter that emits the ultrasonic waves to the outside. And a transmitting and receiving circuit comprising a receiver for receiving the reflected ultrasonic waves, an amplifier circuit for amplifying the received ultrasonic waves, and a detection and comparison circuit for detecting the amplified ultrasonic waves and comparing the detected ultrasonic waves with a specified value, An FV conversion circuit that outputs a voltage value corresponding to the frequency of the ultrasonic wave amplified by the amplification circuit,
A controller for detecting the presence of an object from the output signals of the comparison / detection circuit and the FV conversion circuit is provided.
【００１１】請求項２記載の物体検知装置は、請求項１
記載の物体検知装置において、Ｆ−Ｖ変換回路を、制御
電圧によって発振周波数を変化する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器の出力と受信・増幅した超音波の位
相差分のパルス信号を出力する位相比較器と、前記位相
比較器の出力したパルス信号の積分値を出力するフィル
タを備えて構成した。[0011] The object detecting device according to the second aspect is the first aspect.
In the object detection device described in the description, the FV conversion circuit, a voltage-controlled oscillator that changes the oscillation frequency by a control voltage,
A phase comparator for outputting a pulse signal having a phase difference between the output of the voltage controlled oscillator and the received / amplified ultrasonic wave, and a filter for outputting an integrated value of the pulse signal output from the phase comparator.
【００１２】請求項３記載の物体検知装置は、請求項１
記載の物体検知装置において、コントローラに、超音波
の反射時間より物体までの距離を算出する手段と、反射
した超音波の位相変化より物体の移動速度および移動方
向をドップラ効果を利用して算出する手段を備えて構成
した。The object detecting device according to the third aspect is the first aspect.
In the object detection device described above, the controller calculates the distance to the object from the reflection time of the ultrasonic wave, and calculates the moving speed and the moving direction of the object from the phase change of the reflected ultrasonic wave using the Doppler effect. Means were provided.
【００１３】請求項４記載の物体検知装置は、請求項３
記載の物体検知装置において、コントローラに、算出し
た物体までの距離と物体の移動速度および移動方向デー
タを基に、扉を自動開閉する動力部を駆動するタイミン
グを算出する手段を備えて構成した。The object detecting device according to the fourth aspect is the third aspect.
In the object detection device described above, the controller is provided with means for calculating a timing for driving a power unit for automatically opening and closing the door based on the calculated distance to the object, the moving speed of the object, and the moving direction data.
【００１４】本発明の物体検知装置は、例えば、人体ま
での距離と人体の移動速度および移動方向より、人体が
自動扉を利用する状態にあるか否かを判断し、利用する
ようであれば事前に扉を自動開放するように構成したの
で、前記自動扉は必要時以外に開閉動作することは全く
なく、しかも、利用者は扉の開放を扉の前で立ち止まっ
て待つ必要も全くないので扉の通過を歩行速度を緩める
ことなく、快適に行うことができ、利便である。The object detection device of the present invention determines whether or not a human body is using an automatic door based on the distance to the human body and the moving speed and moving direction of the human body. Since the door is automatically opened in advance, the automatic door does not open and close at all except when necessary, and furthermore, the user does not need to stop and wait in front of the door to open at all. The door can be passed comfortably without slowing down the walking speed, which is convenient.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図３により説明する。図１は本発明の物体検知装
置の構成を示すブロック図であり、図１において、１は
例えば、マイクロコンピュータからなるコントローラ２
から、ある一定の周期で送信された基本パルスに基づい
て動作する超音波発生回路である。３は前記超音波発生
回路１の動作によって前記基本パルスと同一周期で外部
に超音波を発振する送波器３ａと、物体にて反射した前
記超音波を受信する受波器３ｂとによって構成される送
受信回路である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an object detection device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a controller 2 composed of, for example, a microcomputer.
, An ultrasonic generating circuit that operates based on basic pulses transmitted at a certain period. Reference numeral 3 denotes a transmitter 3a that oscillates ultrasonic waves to the outside at the same cycle as the basic pulse by the operation of the ultrasonic wave generating circuit 1, and a receiver 3b that receives the ultrasonic waves reflected by an object. Transmission and reception circuit.
【００１６】４は前記受波器３ｂにより受信した超音波
の振幅を増幅する増幅回路であり、５は増幅した超音波
をＡＭ検波するとともに、予め設定した規定値と比較す
る比較・検波回路である。６は増幅回路４にて増幅した
超音波の周波数に応じた電圧値を出力する周波数−電圧
変換回路（以下、Ｆ−Ｖ変換回路という）であり、前記
比較・検波回路５とこのＦ−Ｖ変換回路６の出力はとも
に前記コントローラ２に送信され、コントローラ２はこ
の信号を基にして、例えば、扉を自動開放する動力部７
を駆動制御するのである。Reference numeral 4 denotes an amplifier circuit for amplifying the amplitude of the ultrasonic wave received by the receiver 3b. Reference numeral 5 denotes a comparison / detection circuit for AM-detecting the amplified ultrasonic wave and comparing the amplified ultrasonic wave with a predetermined value. is there. Reference numeral 6 denotes a frequency-voltage conversion circuit (hereinafter, referred to as an FV conversion circuit) that outputs a voltage value corresponding to the frequency of the ultrasonic wave amplified by the amplification circuit 4, and the comparison / detection circuit 5 and the FV Both outputs of the conversion circuit 6 are transmitted to the controller 2, and based on this signal, the controller 2 outputs, for example, a power unit 7 for automatically opening a door.
Is drive-controlled.
【００１７】図２は前記Ｆ−Ｖ変換回路６の構成を示す
ブロック図であり、前記Ｆ−Ｖ変換回路６は位相比較器
８とローパスフィルタ９，電圧制御発振器１０からな
る、所謂フェーズ・ロックド・ループ回路（以下、ＰＬ
Ｌ回路という）であり、概略、入力した超音波の周波数
と電圧制御発振器１０の出力周波数が同一となるように
自動的に位相を同期させるものである。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the FV conversion circuit 6. The FV conversion circuit 6 includes a phase comparator 8, a low-pass filter 9, and a voltage-controlled oscillator 10. -Loop circuit (hereinafter, PL
L), and the phases are automatically synchronized so that the frequency of the input ultrasonic wave and the output frequency of the voltage controlled oscillator 10 become substantially the same.
【００１８】そして、図２において、１１は前記電圧制
御発振器１０の出力周波数に対応する制御電圧（入力電
圧）をコントローラに出力するためのバッファであり、
１２は電圧制御発振器１０の出力を電圧制御発振器１０
に帰還させる帰還回路である。In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a buffer for outputting a control voltage (input voltage) corresponding to the output frequency of the voltage controlled oscillator 10 to a controller.
12 is an output of the voltage controlled oscillator 10
This is a feedback circuit that feeds back to.
【００１９】つづいて、前記物体検知装置の動作につい
て説明する。まず最初に、図１に示すコントローラ２か
らある一定の周期で基本パルスが超音波発生回路１に入
力されると、これを受信した超音波発生回路１は動作し
て、送波器３ａより前記基本パルスと同一周期で超音波
を外部に発振する。Next, the operation of the object detection device will be described. First, when a basic pulse is input from the controller 2 shown in FIG. 1 to the ultrasonic wave generating circuit 1 at a certain period, the ultrasonic wave generating circuit 1 which receives the basic pulse operates, and the ultrasonic wave is transmitted from the transmitter 3a. Ultrasonic waves are oscillated to the outside at the same cycle as the basic pulse.
【００２０】このとき、前記コントローラ２は発振され
た超音波の周波数を基準周波数（図３（ｂ）のＡ）とし
て記憶する。そして、送波器３ａから発振された超音波
は最初、静止した物体（例えば、起立した人物等）に反
射させることにより、その周波数を変化させることなく
受波器３ｂによって受信される。受信された超音波は増
幅回路４によって増幅された後、Ｆ−Ｖ変換回路６に送
信される。At this time, the controller 2 stores the frequency of the oscillated ultrasonic wave as a reference frequency (A in FIG. 3B). Then, the ultrasonic wave oscillated from the transmitter 3a is first reflected by a stationary object (for example, a standing person or the like) and received by the receiver 3b without changing its frequency. The received ultrasonic waves are amplified by the amplifier circuit 4 and then transmitted to the FV conversion circuit 6.
【００２１】前記Ｆ−Ｖ変換回路６は受信した信号の周
波数に応じた電圧値をコントローラ２に出力することに
より、コントローラ２はこの電圧値を基準電圧値として
記憶する。前述の如く基準周波数と基準電圧が記憶され
た時点で本発明の物体検知装置は初期設定を完了し、実
際に物体を検知できる状態となる。The FV conversion circuit 6 outputs a voltage value corresponding to the frequency of the received signal to the controller 2, and the controller 2 stores this voltage value as a reference voltage value. As described above, when the reference frequency and the reference voltage are stored, the object detection device of the present invention completes the initial setting, and is ready to detect an object.
【００２２】そして、前記物体の検知が可能な状態にお
いて、コントローラ２から基本パルスが超音波発生回路
１に出力され、前記超音波発生回路１が動作すると、送
波器３ａより自動扉正面方向の所定範囲から超音波が発
振される。前記超音波は超音波の照射範囲に何らかの物
体が存在すれば前記物体によって反射し、物体が存在し
なければ、床面等に反射して、受波器３ｂにて受信され
る。Then, in a state where the object can be detected, a basic pulse is output from the controller 2 to the ultrasonic wave generating circuit 1, and when the ultrasonic wave generating circuit 1 operates, the transmitter 3a sends the automatic pulse in the front direction of the automatic door. Ultrasonic waves are emitted from a predetermined range. The ultrasonic wave is reflected by the object if any object exists in the irradiation range of the ultrasonic wave, and is reflected by the floor or the like when the object does not exist, and is received by the receiver 3b.
【００２３】前記受波器３ｂにて受信された超音波の振
幅は増幅回路４にて増幅され、比較・検波回路５および
Ｆ−Ｖ変換回路６に送信される。前記比較・検波回路５
では、増幅した超音波をＡＭ検波した後、予め設定した
電圧値（以下、規定電圧値という）以上か否かを判別す
る。この結果、受信・増幅した超音波の検波された電圧
値が規定電圧値以上であれば、前記超音波の基準周波数
に相当するパルス幅を有したパルス信号がコントローラ
２に送信される。The amplitude of the ultrasonic wave received by the receiver 3b is amplified by an amplifier circuit 4 and transmitted to a comparison / detection circuit 5 and an FV conversion circuit 6. The comparison / detection circuit 5
After AM detection of the amplified ultrasonic wave, it is determined whether or not the voltage is equal to or higher than a predetermined voltage value (hereinafter, referred to as a specified voltage value). As a result, if the detected voltage value of the received / amplified ultrasonic wave is equal to or greater than the specified voltage value, a pulse signal having a pulse width corresponding to the reference frequency of the ultrasonic wave is transmitted to the controller 2.
【００２４】また、受信・増幅した超音波の検波された
電圧値が規定電圧値以下である場合は、コントローラ２
には何ら信号は送信されない。そして、前記コントロー
ラ２は、比較・検波回路５から出力（パルス信号）があ
ったときのみ、超音波の照射範囲に物体が存在するもの
と判断し、つづいて、受信したパルス信号のパルス幅が
充分なパルス幅（Ｆ−Ｖ変換回路６による変換が可能な
パルス幅）を有しているかどうかを判定する。その結
果、パルス信号のパルス幅が充分でない場合（図３
（ａ）のＤ）は、比較・検波回路５からパルス信号の出
力がなかったときと同様に、自動扉の利用者は存在しな
いものと判断する。If the detected voltage value of the received / amplified ultrasonic wave is equal to or less than the specified voltage value, the controller 2
No signal is sent to Only when there is an output (pulse signal) from the comparison / detection circuit 5, the controller 2 determines that the object is present in the ultrasonic irradiation range, and then determines the pulse width of the received pulse signal. It is determined whether the pulse has a sufficient pulse width (a pulse width that can be converted by the FV conversion circuit 6). As a result, when the pulse width of the pulse signal is not sufficient (FIG.
In (a) D), it is determined that there is no user of the automatic door as in the case where no pulse signal is output from the comparison / detection circuit 5.
【００２５】前記比較・検波回路５において、超音波の
検波された電圧値が規定電圧値以下であったり、規定電
圧値以上であっても充分なパルス幅が確保されない理由
としては、例えば、超音波の照射範囲内に存在する物体
までの距離が送受信回路３から遠すぎることにより、前
記距離を超音波が伝播する過程において、前記超音波が
拡散し受波器３ｂで良好に反射波を受信できない等の理
由が考えられるが、本発明の物体検知装置では、このよ
うな場合は自動扉の利用者は存在しないものと判断す
る。The reason why the comparison / detection circuit 5 does not ensure a sufficient pulse width even when the detected voltage value of the ultrasonic wave is equal to or less than the specified voltage value or is equal to or larger than the specified voltage value is, for example, that Since the distance to the object existing within the irradiation range of the sound wave is too far from the transmission / reception circuit 3, the ultrasonic wave is diffused in the process of propagating the distance and the reflected wave is received well by the receiver 3b. Although there may be a reason such as being impossible, the object detection device of the present invention determines that there is no user of the automatic door in such a case.
【００２６】一方、Ｆ−Ｖ変換回路６では受信した超音
波の周波数に応じた電圧値をコントローラ２に出力する
ことにより、コントローラ２は物体に反射した超音波の
周波数を検出することができる（図３（ｂ）のＣ）。言
い換えれば、ドップラ効果による反射波の周波数変化を
Ｆ−Ｖ変換回路６によって電圧値の変化に変換するので
ある。以下に、前記Ｆ−Ｖ変換回路６の動作について説
明する。On the other hand, the FV conversion circuit 6 outputs a voltage value corresponding to the frequency of the received ultrasonic wave to the controller 2, so that the controller 2 can detect the frequency of the ultrasonic wave reflected on the object. FIG. 3C). In other words, a change in the frequency of the reflected wave due to the Doppler effect is converted into a change in the voltage value by the FV conversion circuit 6. Hereinafter, the operation of the FV conversion circuit 6 will be described.
【００２７】前記Ｆ−Ｖ変換回路６は前述したように、
位相比較器８，ローパスフィルタ９，電圧制御発振器１
０およびバッファ１１と帰還回路１２から構成されてお
り、増幅回路４にて増幅されて位相比較器８に入力した
超音波は、その電圧値と電圧制御発振器１０から帰還回
路１２によってフィードバックされた信号電圧との位相
差分のパルス信号がフィルタ９に出力される。As described above, the FV conversion circuit 6
Phase comparator 8, low-pass filter 9, voltage-controlled oscillator 1
0, a buffer 11, and a feedback circuit 12. The ultrasonic wave amplified by the amplifier circuit 4 and input to the phase comparator 8 has its voltage value and a signal fed back from the voltage controlled oscillator 10 by the feedback circuit 12. A pulse signal having a phase difference from the voltage is output to the filter 9.
【００２８】前記フィルタ９に入力されたパルス信号は
高周波成分が除去されるとともに、パルス信号の積分値
（直流電圧）が電圧制御発振器１０に出力される。そし
て、前記電圧制御発振器１０は入力された電圧値に応じ
た周波数信号を帰還回路１２によって位相比較器８に再
びフィードバックさせる。なお、本実施例において前記
帰還回路は、電圧制御発振器１０の出力を分周すること
なく位相比較器８にフィードバックさせるものとする。The pulse signal input to the filter 9 removes high-frequency components, and outputs an integrated value (DC voltage) of the pulse signal to the voltage controlled oscillator 10. Then, the voltage controlled oscillator 10 feeds back a frequency signal corresponding to the input voltage value to the phase comparator 8 by the feedback circuit 12 again. In this embodiment, the feedback circuit feeds back the output of the voltage controlled oscillator 10 to the phase comparator 8 without dividing the frequency.
【００２９】以上の動作を繰返すことにより、前記電圧
制御発振器１０の出力信号の周波数および位相は、位相
比較器８に入力する超音波の周波数および位相に次第に
近づいていき、同期状態では一致する。この同期状態に
おけるローパスフィルタ９の出力電圧値がバッファ１１
より出力され、これがＦ−Ｖ変換回路６の出力としてコ
ントローラ２に入力される。By repeating the above operation, the frequency and the phase of the output signal of the voltage controlled oscillator 10 gradually approach the frequency and the phase of the ultrasonic wave input to the phase comparator 8, and coincide with each other in the synchronized state. The output voltage value of the low-pass filter 9 in this synchronized state is
This is input to the controller 2 as an output of the FV conversion circuit 6.
【００３０】前記コントローラ２はＦ−Ｖ変換回路６の
出力を基に、物体までの距離と前記物体の移動速度およ
び移動方向を算出する。前記物体までの距離の算出は、
まず、気温をＴ［°Ｃ］としたときの音速Ｖ［ｍ／ｓ］
を以下の式よりもとめる。The controller 2 calculates the distance to the object, the moving speed and the moving direction of the object based on the output of the FV conversion circuit 6. Calculation of the distance to the object,
First, the speed of sound V [m / s] when the temperature is T [° C]
Is obtained from the following equation.
【００３１】[0031]
【数１】 (Equation 1)
【００３２】そして、物体までの距離Ｌ［ｍ］は前記
［数１］にてもとめた音速Ｖ［ｍ／ｓ］と送波器３ａか
ら発振した超音波が受波器３ｂにて受信されるまでの時
間ｔ［ｓ］より以下のように算出される。The distance L [m] to the object is the sound velocity V [m / s] determined in the above [Equation 1] and the ultrasonic wave oscillated from the transmitter 3a is received by the receiver 3b. It is calculated as follows from the time t [s] up to:
【００３３】[0033]
【数２】 (Equation 2)
【００３４】また、物体の移動速度Ｖ0 ［ｍ／ｓ］は、
Ｆ−Ｖ変換回路６固有の入力周波数と出力電圧との比Ｋ
ｖｃｏ（Ｈｚ／Ｖ）より、Ｆ−Ｖ変換回路６の出力電圧
をＶ 1 ，予め記憶した基準電圧をＶ2 としたとき、以下
のように算出できる。The moving speed V of the object0 [M / s] is
Ratio K between input frequency and output voltage specific to FV conversion circuit 6
From vco (Hz / V), the output voltage of the FV conversion circuit 6
To V 1 , The pre-stored reference voltage is VTwo And the following
It can be calculated as follows.
【００３５】[0035]
【数３】 (Equation 3)
【００３６】なお、前記［数３］にて算出した物体の移
動速度Ｖ0 が正の値を示すときは前記物体が接近してい
る状態を示し、負の値を示すときは物体が遠ざかってい
る状態を示している。このように、本発明の物体検知装
置は、ドップラ効果を利用して算出した物体の移動速度
の正負によって、物体の移動方向を検知することができ
る。It should be noted that when the moving speed V 0 of the object calculated by the above [Equation 3] shows a positive value, it indicates that the object is approaching, and when it shows a negative value, the object moves away. It shows the state where it is. As described above, the object detection device of the present invention can detect the moving direction of the object based on the sign of the moving speed of the object calculated using the Doppler effect.
【００３７】そして、例えば、物体が自動扉に接近しつ
つあれば、前記物体が自動扉の利用者であることを認識
でき、この状態で、前記利用者の移動速度と距離を算出
することにより、前記利用者が扉の前に到達する瞬間に
前記扉を自動開放するように制御することができる。前
記扉の開閉動作を開始するタイミングは、利用者までの
距離と利用者の速度より単純に扉前への到達時間を算出
すればよい。For example, if the object is approaching the automatic door, it can be recognized that the object is a user of the automatic door, and in this state, the moving speed and the distance of the user are calculated. It can be controlled that the door is automatically opened at the moment when the user reaches the front of the door. The timing for starting the opening / closing operation of the door may be simply calculated from the distance to the user and the speed of the user by the arrival time at the front of the door.
【００３８】そして、本発明のコントローラ２は、例え
ばマイクロコンピュータによって構成することにより、
検知した物体を自動扉の利用者として判断する基準を容
易に変更することができる。つまり、物体が自動扉に接
近中である場合にこの物体を自動扉の利用者として認識
するように設定することもできれば、物体までの距離が
一定距離以内にあれば、前記物体が静止状態にあっても
自動扉の利用者であると認識するように設定するなど、
マイクロコンピュータ内のプログラムを変更することに
より任意に設定することができる。The controller 2 of the present invention is constituted by, for example, a microcomputer.
The criterion for judging the detected object as a user of the automatic door can be easily changed. In other words, if an object is approaching the automatic door, it can be set to recognize this object as a user of the automatic door, and if the distance to the object is within a certain distance, the object is in a stationary state. Even if there is, set to recognize as a user of the automatic door,
It can be set arbitrarily by changing the program in the microcomputer.
【００３９】なお、前述した実施例では、超音波を発振
する送波器３ａを１つだけ備えて、自動扉の正面方向に
おける利用者を検知する例について説明したが、本発明
はこれに限定せず、前記送波器３ａを複数備えて超音波
の照射死角をなくすように構成してもよいことは言うま
でもない。In the above-described embodiment, an example has been described in which only one transmitter 3a for oscillating ultrasonic waves is provided to detect a user in the front direction of the automatic door, but the present invention is not limited to this. Instead, it goes without saying that a plurality of the transmitters 3a may be provided to eliminate the blind spot of the ultrasonic wave.
【００４０】また、本実施例では物体検知装置を自動扉
の利用者を検知する装置として利用した場合について説
明したが、例えば、不審侵入者を検知する防犯装置とし
て利用したり、エスカレータの利用者を検知する装置
や、自動車の前後に具備して人体や障害物を探知する装
置として利用することができる等、様々な用途に利用で
きることは当然である。In this embodiment, the case where the object detection device is used as a device for detecting a user of the automatic door has been described. For example, the object detection device may be used as a security device for detecting a suspicious intruder, or a user of an escalator. It can be used for various purposes, for example, it can be used as a device for detecting an object or a device provided before and after a car to detect a human body or an obstacle.
【００４１】以上のように本発明の物体検知装置は、超
音波の照射範囲内であっても自動扉を利用すると思われ
る者に対してのみ扉を自動開放することができるので、
不要に扉を開閉動作して、建物内の人々や扉前の通行人
に不快感を与えたり、扉開閉に要する電力を無駄に消費
することを良好に防ぐことができる。As described above, the object detection device of the present invention can automatically open the door only to the person who seems to use the automatic door even within the ultrasonic irradiation range.
Unnecessarily opening and closing the door can be prevented from causing discomfort to people in the building and passers-by in front of the door, and wastefully consuming power required for opening and closing the door.
【００４２】また、本発明の物体検知装置は、１つの送
受信回路により利用者の位置と速度，利用者の移動方向
を検出することができるので、装置の構成は極力簡素化
され、その結果、製造コストを大幅に低減でき経済的で
ある。Further, the object detecting device of the present invention can detect the position and speed of the user and the moving direction of the user with one transmitting / receiving circuit, so that the configuration of the device is simplified as much as possible. It is economical because the production cost can be greatly reduced.
【００４３】さらに、本発明の物体検知装置は、利用者
の位置，速度より利用者が扉を通過する時間を算出する
ことができるため、利用者が扉前に到達する瞬間に自動
扉を開放することが可能となり、利用者が扉前で扉の開
放を立ち止まって待つといった問題も生じない。Further, since the object detection device of the present invention can calculate the time for the user to pass through the door from the position and speed of the user, the automatic door is opened at the moment when the user reaches the front of the door. And the user does not have to stop and wait for the door to be opened in front of the door.
【００４４】[0044]
【発明の効果】請求項１記載の物体検知装置は、１つの
送受信回路によって物体の位置と移動速度および移動方
向を検知することができるため、装置の構成を簡素化で
きるとともに、製造コストを低減することができ、経済
的である。According to the object detecting device of the present invention, the position, the moving speed and the moving direction of the object can be detected by one transmitting / receiving circuit, so that the structure of the device can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Can be economical.
【００４５】また、請求項１記載の物体検知装置は、反
射波の検波された電圧値が比較器にて比較する規定電圧
値以下である場合は、自動扉の利用者は存在しないと判
断するように構成したので、超音波の照射エリア内であ
っても、例えば、遠距離で検知された場合など、その反
射波を充分な電圧値で受信できないときは、自動扉の利
用者なしとして、むやみに前記扉を開閉動作することは
なく、便利である。The object detection device according to the first aspect determines that there is no user of the automatic door when the detected voltage value of the reflected wave is equal to or less than a specified voltage value to be compared by the comparator. Because it was configured as described above, even within the ultrasonic irradiation area, for example, when detected at a long distance, when the reflected wave can not be received with a sufficient voltage value, as a user of the automatic door, This is convenient because the door is not opened and closed unnecessarily.
【００４６】請求項２記載の物体検知装置は所謂ＰＬＬ
を利用して構成しているため、殆どＩＣ化されているＰ
ＬＬは非常に使いやすく、また比較的安価であるため、
製造コストを削減でき経済的である。The object detecting device according to claim 2 is a so-called PLL.
, Which is almost an IC.
LL is very easy to use and relatively inexpensive,
It is economical because the production cost can be reduced.
【００４７】請求項３記載の物体検知装置は、物体まで
の距離と物体の移動速度および移動方向を算出する手段
を備えて構成したため、物体の動作状況をほぼ理解する
ことができ、自動扉等の負荷の駆動を制御しやすい。Since the object detecting device according to the third aspect is provided with means for calculating the distance to the object and the moving speed and moving direction of the object, the operating state of the object can be substantially understood, and the automatic door and the like can be understood. Easy to control the driving of the load.
【００４８】請求項４記載の物体検知装置は、物体まで
の距離と物体の移動速度および移動方向のデータを基
に、扉の開閉を自由に制御することができるため、自動
扉の利用者が扉が開放するのを待ったり、自動扉の利用
者以外に反応して扉を開放したりすることを確実に防止
できる。According to the object detecting device of the fourth aspect, the opening and closing of the door can be freely controlled based on the data on the distance to the object and the moving speed and moving direction of the object. It is possible to reliably prevent waiting for the door to open or opening of the door in response to a user other than the user of the automatic door.
【図１】本発明の物体検知装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an object detection device according to the present invention.
【図２】前記物体検知装置におけるＦ−Ｖ変換回路の構
成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an FV conversion circuit in the object detection device.
【図３】前記物体検知装置における超音波の発振および
受信の状況を示す時間的推移とそのときの周波数変化の
状況を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing a temporal transition indicating the state of oscillation and reception of ultrasonic waves in the object detection device and a state of a frequency change at that time.
１ 超音波発生回路 ２ コントローラ ３ 送受信回路 ３ａ 送波器 ３ｂ 受波器 ４ 増幅回路 ５ 比較・検波回路 ６ Ｆ−Ｖ変換回路 ７ 動力部 ８ 位相比較器 ９ ローパスフィルタ １０ 電圧制御発振器 １１ バッファ １２ 帰還回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 ultrasonic generating circuit 2 controller 3 transmitting / receiving circuit 3a transmitter 3b receiver 4 amplifying circuit 5 comparison / detection circuit 6 FV conversion circuit 7 power section 8 phase comparator 9 low-pass filter 10 voltage-controlled oscillator 11 buffer 12 feedback circuit
Claims (4)
生する超音波発生回路と、前記超音波を外部に発射する
送波器および反射した超音波を受信する受波器からなる
送受信回路と、前記受信した超音波を増幅する増幅回路
と、増幅した超音波を検波した後、規定値と比較する比
較・検波回路、前記増幅回路にて増幅した超音波の周波
数に対応した電圧値を出力するＦ−Ｖ変換回路と、前記
比較回路およびＦ−Ｖ変換回路の出力信号より物体を検
知するコントローラを備えて構成したことを特徴とする
物体検知装置。An ultrasonic generating circuit for generating an ultrasonic wave intermittently based on a basic pulse; a transmitting / receiving circuit comprising a transmitter for emitting the ultrasonic wave to the outside and a receiving device for receiving a reflected ultrasonic wave; An amplification circuit for amplifying the received ultrasonic wave, a detection / comparison circuit for detecting the amplified ultrasonic wave and comparing it with a specified value, and outputting a voltage value corresponding to the frequency of the ultrasonic wave amplified by the amplification circuit. An object detection device, comprising: an FV conversion circuit that performs an operation, and a controller that detects an object based on output signals of the comparison circuit and the FV conversion circuit.
て発振周波数を変化させる電圧制御発振器と、前記電圧
制御発振器の出力と受信・増幅した超音波の位相差分の
パルス信号を出力する位相比較器、および、前記電圧制
御発振器の出力したパルス信号の積分値を出力するフィ
ルタを備えて構成したことを特徴とする請求項１記載の
物体検知装置。2. An FV conversion circuit comprising: a voltage controlled oscillator for changing an oscillation frequency according to a control voltage; and a phase comparison for outputting a pulse signal of a phase difference between an output of the voltage controlled oscillator and a received and amplified ultrasonic wave. 2. The object detection device according to claim 1, further comprising a filter, and a filter that outputs an integrated value of the pulse signal output from the voltage-controlled oscillator.
より物体までの距離を算出する手段と、反射した超音波
の位相変化より物体の移動速度および移動方向をドップ
ラ効果を利用して算出する手段を備えて構成したことを
特徴とする請求項１記載の物体検知装置。3. The controller calculates a distance to the object from the reflection time of the ultrasonic wave, and calculates a moving speed and a moving direction of the object using a Doppler effect based on a phase change of the reflected ultrasonic wave. The object detection device according to claim 1, wherein the object detection device is configured to include:
物体の移動速度および移動方向のデータを基に、扉を自
動開閉する動力部の駆動タイミングを算出する手段を備
えて構成したことを特徴とする請求項３記載の物体検知
装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the controller is configured to calculate a drive timing of a power unit that automatically opens and closes the door based on data on a distance to the object, a moving speed and a moving direction of the object. The object detection device according to claim 3, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000009981A JP2001194448A (en) | 2000-01-13 | 2000-01-13 | Object detecting apparatus |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101934969A (en) * | 2010-03-26 | 2011-01-05 | 秦皇岛国安电力电子技术有限公司 | Escalator inlet human body inductor |
| JP2011521133A (en) * | 2008-05-21 | 2011-07-21 | オーチス エレベータ カンパニー | Door zone protection |
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|---|---|---|---|---|
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| US8904708B2 (en) | 2008-05-21 | 2014-12-09 | Otis Elevator Company | Door zone protection |
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