JP2006208061A - 侵入検知センサー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光ファイバー12、13A、13Bの長さ方向に一定間隔でファイバーガラスの屈折率が異なる複数種類のFBG(グレーティング部)を設け、この光ファイバーをフェンス10の上部支柱間またはフェンス面に敷設し、光検出装置14、15A、15Bで光ファイバーへの光入力に対して各FBGからの反射波を導出し、波長シフト検出装置16にはフェンスに加えられた応力による光ファイバーの揺れによって、波長シフトを呈したFBGの位置を検出する。パターン認識装置19は、波長シフトした各FBGの位置をそれぞれパルス信号のタイミングの違いとして取り込み、パルス信号の出力パターンを基に、侵入によるフェンスの揺れと風などの他の要因によるフェンスの揺れを識別する。
【選択図】 図1
Description
検知センサーと連携させる監視システムとしては、ITVカメラによる画像での記録と遠隔モニタ、さらには画像解析を行う方式、警報器による警報発生と無線通報する方式などが知られている。
このような問題を解消する方式として、フェンスに人がよじ登ったり、梯子で登るときのフェンスの揺れを振動センサーで検知することができる。また、フェンス直近に赤外線のビームを飛ばしておき、侵入者が赤外線ビームを遮ることで検知することができる。また、フェンス直近に電界センサーを設けておき、侵入者が電界センサーに近づいたことを検知することができる。
一般的に、フェンスはコンクリート塀などに比べて機械的な強度が弱く、人がフェンスによじ登ったり、梯子をかけて登るときにフェンスに揺れが起きる。このフェンスの揺れによって、フェンスに敷設した光ファイバーに起きる揺れを利用して、光ファイバーのFBG(グレーティング部)部位に伸び歪みを起こさせ、その反射波長のシフトとして弁別できれば、光ファイバーに触れることなくフェンスをよじ登った場合などにもその侵入を検知することができる。
このことに着目し、本発明は、フェンスの揺れに伴う光ファイバーの揺れを基に侵入を検知する侵入検知センサーとするものである。
前記フェンスに加えられた応力による前記光ファイバーの揺れに伴う前記FBGからの反射波長シフトを検出し、該波長シフトの様相で侵入を検知する検知手段を設けたことを特徴とする。
次に、インターフェース17は、波長シフト検出装置16の検出パルス信号を監視室までパラレル伝送(もしくはシリアル伝送)し、これらパルス信号を監視室側のインターフェース18に取り込み、その復調したパルス信号を得る。
フェンスに加えられる応力は場所および強さが異なり、それに伴う光ファイバーの反射波の波長シフト位置および量も異なる。また、応力の発生様相は、風や何かがぶつかった場合と、侵入者がフェンスによじ登った場合で異なる。例えば、風の場合は、フェンスへ加わる応力の振動数(振動周期)が高いが、変位量は少ないうえ、フェンス面全般にほぼ均一に加えられる。一方、フェンスへの衝突による応力は、加えられる部分が限定され、振動数が低く、変化量が大きい。また、フェンスへのよじ登りによる応力は、加えられる場所の移動があり、振動数が風よりは低く、変化量は大きい。また、いたずらによるフェンスの揺り動かしは、応力の加えられる場所が限定される。
以上の例のように、フェンスに加えられる応力は、以下の表に示すように、その要因によってさまざまな様相を呈し、これに伴う光ファイバーの伸び歪み量、すなわち反射波のシフト量とその発生パターンが異なる。
(B)応力により発生するパルスパターンの様相
上記のように、フェンスへ加えられる応力には種々の要因があり、これら応力要因によって発生するパルスパターンの様相も種々異なる。パターンテーブル19Aは、フェンスからの侵入形態の違い別にした項目と他の要因の違い別にした項目と、パルス信号の出力パターンの違い別にした項目の組み合わせをテーブルデータとしてもつものであり、このテーブルデータ例を下記の表に示す。
また、光ファイバー12に加えられる応力内訳としては、例えば、表1に対応するテーブルデータを構成する。
パターン認識処理装置19は、波長シフト検出装置16から伝送されるパルス信号A,B,Cの様相について、上記の表1や表2に相当するテーブルデータ19Aをもち、例えば表2のパターンテーブルの時間遅れΔTと発生頻度についてパルス信号B,Cと突き合わせ、これらが全て一致またはほぼ一致する応力要因を決定し、この応力要因からフェンスの揺れが「風」によるものか、フェンスへの「よじ登り」によるものかなどの識別をする。
11 有刺線
12、13A、13B 光ファイバー
14、15A,15B 光検出装置
16 波長シフト検出装置
17、18 インタフェース
19 パターン認識処理装置
19A パターンテーブル
Claims (6)
- 光ファイバーの長さ方向に一定間隔でファイバーガラスの屈折率が異なる複数種類のFBG(グレーティング部)を設け、この光ファイバーを検知対象範囲に沿って設置されるフェンスの上部またはフェンス面の少なくとも一方に敷設し、前記光ファイバーへの光入力に対して前記各FBGからの反射波を導出し、この反射波のうち波長シフトを呈したFBGの位置を侵入箇所として検知するFBG方式による侵入検知センサーであって、
前記フェンスに加えられた応力による前記光ファイバーの揺れに伴う前記FBGからの反射波長シフトを検出し、該波長シフトの様相で侵入を検知する検知手段を設けたことを特徴とする侵入検知センサー。 - 前記検知手段は、前記各FBGからの各反射波長シフトを電気信号の周波数変化として検出する光検出手段と、各周波数信号と基準周波数信号との周波数比較によって波長シフトした各FBGの位置をそれぞれパルス信号のタイミングの違いとして検出する波長シフト検出手段と、前記パルス信号の出力パターン(様相)を基に、前記フェンスからの侵入によるフェンスの揺れと他の要因によるフェンスの揺れを識別するパターン認識手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の侵入検知センサー。
- 前記パターン認識手段は、前記フェンスからの侵入形態の違い別にした項目と前記他の要因の違い別にした項目と、前記パルス信号の出力パターンの違い別にした項目の組み合わせをテーブルデータとしたパターンテーブルを設け、このパターンテーブルと前記パルス信号の出力パターンとの突き合わせによって侵入によるフェンスの揺れと他の要因によるフェンスの揺れを識別することを特徴とする請求項2に記載の侵入検知センサー。
- 前記パターン認識手段は、学習機能によって前記パターンテーブルの値を自動調整する手段を設けたことを特徴とする請求項2または3に記載の侵入検知センサー。
- 前記検知手段は、前記各FBGからの反射波の検出を複数回の平均値演算で求める構成にしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の侵入検知センサー。
- 前記検知手段は、複数回の侵入検知で最終的な判定を得る構成にしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の侵入検知センサー。
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