JP2008133585A - Automatic door sensor using radar, and its object detection method - Google Patents

Automatic door sensor using radar, and its object detection method Download PDF

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JP2008133585A JP2006318170A JP2006318170A JP2008133585A JP 2008133585 A JP2008133585 A JP 2008133585A JP 2006318170 A JP2006318170 A JP 2006318170A JP 2006318170 A JP2006318170 A JP 2006318170A JP 2008133585 A JP2008133585 A JP 2008133585A
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俊雄 菊池
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely identify only an approaching person, when the approaching person moving in the direction of approaching an automatic door, and a receding person moving in the direction of getting away from the automatic door exist in an automatic-door monitoring area. <P>SOLUTION: Radar 11 is used as a transceiver for the monitoring area which is set near the automatic door. The radar 11 comprises a transmission portion which sends out a microwave with predetermined frequencies, and a reception portion which receives a reflected wave from an object existing in the monitoring area. In the radar, first and second cymoscopes 121 and 122 are arranged in the reception portion in such a manner as to be isolated by λ/4 in a longitudinal direction when λ represents the wavelength of the microwave. An opening/closing control signal is output to the automatic door by detecting the object in the monitoring area, according to an Ich signal which is output from the front cymoscope 121, and a Qch signal which is output from the rear cymoscope 122. In this case, after a phase shifter 21 makes the phase of either of the Ich signal and the Qch signal deviate by +90° or -90° from that of the other signal, the Ich signal and the Qch signal are added or subtracted, so that only the approaching person can be surely identified. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーダを用いた自動ドアセンサおよびその物体検出方法に関し、さらに詳しく言えば、自動ドアの監視領域に自動ドアに近づく方向に移動する接近者と、自動ドアから離れる方向に移動する離脱者とが存在する場合、好ましくはその接近者側を識別可能とする技術に関するものである。   The present invention relates to an automatic door sensor using radar and an object detection method thereof, and more specifically, an approaching person who moves to a monitoring area of the automatic door in a direction approaching the automatic door and a leaving person who moves in a direction away from the automatic door. In the present invention, it is preferable that the approaching side can be identified.

多くの場合、自動ドアセンサには赤外線方式が採用されているが、赤外線方式では人(被検出物体)の動き、すなわちドアの方に進んでいるのか、ドアから離れる方向に動いているのかの動体パターンまでは識別することができない。   In many cases, the infrared method is adopted for the automatic door sensor, but in the infrared method, the movement of a person (object to be detected), that is, whether moving toward the door or moving away from the door Even patterns cannot be identified.

そこで、近年においては、動体パターンを識別し得るレーダを用いた自動ドアセンサが実用化されている。その構成の一例を図9ないし図11により説明する。   Therefore, in recent years, an automatic door sensor using a radar capable of identifying a moving object pattern has been put into practical use. An example of the configuration will be described with reference to FIGS.

まず、図9に示すように、この種の自動ドアセンサ10は、基本的な構成として、レーダ(マイクロ波送受信機)11,ローパスフィルタ12,A/D変換器13およびマイクロコンピュータなどからなる制御部14を備えている。   First, as shown in FIG. 9, this type of automatic door sensor 10 has, as a basic configuration, a control unit including a radar (microwave transceiver) 11, a low-pass filter 12, an A / D converter 13, a microcomputer, and the like. 14 is provided.

レーダ11は、例えば数GHz〜数10GHz帯のマイクロ波を送出するとともに、物体からの反射波(ドップラ周波数)を受信する。そのため、図10に示すように、例えばガンダイオード111を発振源とする誘電体発振器110と、導波管内に設けられる受信部120とを備えている。   For example, the radar 11 transmits a microwave of several GHz to several tens of GHz and receives a reflected wave (Doppler frequency) from an object. Therefore, as shown in FIG. 10, for example, a dielectric oscillator 110 using a Gunn diode 111 as an oscillation source and a receiving unit 120 provided in the waveguide are provided.

この場合、受信部120として、第1および第2の2つの例えばショットキーダイオードからなる検波器121,122が用いられる。この2つの検波器121,122は、誘電体発振器110から送出されるマイクロ波の波長をλとして、導波管内において前後方向にλ/4もしくはλ/4+λ/2n(nは任意の正の整数;0,1,2,…)離間して配置されている。   In this case, as the receiving unit 120, first and second detectors 121 and 122 each including, for example, a Schottky diode are used. The two detectors 121 and 122 are λ / 4 or λ / 4 + λ / 2n in the longitudinal direction in the waveguide, where λ is the wavelength of the microwave transmitted from the dielectric oscillator 110 (n is an arbitrary positive integer) ; 0, 1, 2,...) Spaced apart.

したがって、後方の第2検波器122からは前方の第1検波器121に対して90゜位相がずれた信号が出される。ここでは、前方の第1検波器121の出力信号をIch(Iチャンネル)信号、後方の第2検波器122の出力信号はQch(Qチャンネル)信号とする。ちなみに、Ich信号のIはIn−phase(同相)の略で、QchのQはQuadrature−phase(直交相)の略である。   Therefore, the rear second detector 122 outputs a signal that is 90 ° out of phase with respect to the front first detector 121. Here, the output signal of the front first detector 121 is an Ich (I channel) signal, and the output signal of the rear second detector 122 is a Qch (Q channel) signal. Incidentally, I of the Ich signal is an abbreviation for In-phase (in-phase), and Q of Qch is an abbreviation for Quadrature-phase (quadrature phase).

このIch信号とQch信号の2つのチャンネル信号により、人(被検出物体)の動体パターンを識別することができる。図11(a)に自動ドアに近づく方向に移動する接近者HAによるIch信号とQch信号の各波形図を示し、図11(b)に自動ドアから離れる方向に移動する離脱者HBによるIch信号とQch信号の各波形図を示す。   A moving object pattern of a person (detected object) can be identified by the two channel signals of the Ich signal and the Qch signal. FIG. 11A shows waveform diagrams of the Ich signal and the Qch signal by the approaching person HA moving in the direction approaching the automatic door, and FIG. 11B shows the Ich signal by the leaving person HB moving in the direction away from the automatic door. Each waveform diagram of the Qch signal is shown.

これによると、Ich信号がゼロクロス点で正の向きに転じた時を基準として、Qch信号が同様にゼロクロス点で正の向きに転ずる時の時間差(位相差)を測定し、その時間差が180゜よりも小さい場合は接近者HAで、180゜よりも大きい場合には離脱者HBであると判別することができる。   According to this, on the basis of the time when the Ich signal turns in the positive direction at the zero cross point, the time difference (phase difference) when the Qch signal similarly turns in the positive direction at the zero cross point is measured, and the time difference is 180 °. When the angle is smaller than 180 °, it can be determined that the person is an approaching person HA, and when it is larger than 180 °, the person is a leaving person HB.

別の方法として、接近者HAの場合、Ich信号がゼロクロス点で正の向きに転じたのちの最初に現れるQch信号のゼロクロス点での向きが正の方向であるのに対して、離脱者HBの場合、Ich信号がゼロクロス点で正の向きに転じたのちの最初に現れるQch信号のゼロクロス点での向きは負の方向であり、これによっても接近者HAと離脱者HBとを判別することができる。   Alternatively, in the case of the approaching person HA, the direction at the zero crossing point of the Qch signal that appears first after the Ich signal turns to the positive direction at the zero crossing point is the positive direction, whereas the leaving person HB In this case, the direction at the zero-cross point of the Qch signal that appears first after the Ich signal turns to the positive direction at the zero-cross point is the negative direction, and this also distinguishes the approaching person HA and the leaving person HB. Can do.

いずれにしても、制御部14は接近者HAを検知したときに、自動ドア1(図12参照)の駆動系にドア開信号を出力し、離脱者HBの場合にはドア開信号を出力しない。なお、レーダを用いた自動ドアセンサにおいては、通常、ドア閉め制御は別途のタイマや安全ビームなどによる存在センサの出力を加味して制御される。   In any case, when detecting the approaching person HA, the control unit 14 outputs a door opening signal to the drive system of the automatic door 1 (see FIG. 12), and does not output the door opening signal in the case of the leaving person HB. . In an automatic door sensor using a radar, the door closing control is usually controlled in consideration of the output of a presence sensor such as a separate timer or a safety beam.

上記したように、レーダを用いた自動ドアセンサによれば、動体パターンにより接近者HAと離脱者HBとを識別することができる。   As described above, according to the automatic door sensor using the radar, the approaching person HA and the leaving person HB can be identified by the moving body pattern.

しかしながら、図12に示すように、自動ドア1の監視領域内に接近者HAと離脱者HBとが存在し、特に離脱者HBが自動ドア1の近くにおり、接近者HAが遠くにいる場合には、反射波の信号レベルは近くの離脱者HBの方が大きいため、遠くにいる接近者HAには反応しない、という問題がある。   However, as shown in FIG. 12, when the approaching person HA and the leaving person HB exist within the monitoring area of the automatic door 1, particularly when the leaving person HB is near the automatic door 1 and the approaching person HA is far away. However, there is a problem that the signal level of the reflected wave is higher in the nearby leaving person HB, so that it does not react to the approaching person HA in the distance.

したがって、本発明の課題は、自動ドアの監視領域に自動ドアに近づく方向に移動する接近者と、自動ドアから離れる方向に移動する離脱者とが居る場合、接近者のみを確実に識別できるようにすることにある。   Therefore, an object of the present invention is to be able to reliably identify only an approaching person when there are an approaching person moving in a direction approaching the automatic door and a leaving person moving in a direction away from the automatic door in the monitoring area of the automatic door. Is to make it.

上記課題を解決するため、本発明のレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法は、請求項1に記載されているように、自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法において、移相器により上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらしたのち、上記Ich信号と上記Qch信号とを加算もしくは減算することを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problem, an object detection method for an automatic door sensor using a radar according to the present invention provides a predetermined frequency as a transmitter / receiver for a monitoring area set in the vicinity of an automatic door as described in claim 1. An oscillating unit for transmitting a microwave and a receiving unit for receiving a reflected wave from an object existing in the monitoring region, wherein the first and second detectors have a wavelength of the microwave in the receiving unit. A radar is used that is spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction as λ, and is based on the Ich signal output from the first detector ahead and the Qch signal output from the second detector behind. In an object detection method of an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring area and outputs an open / close control signal to the automatic door, any of the Ich signal and the Qch signal is detected by a phase shifter. One phase is shifted by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, and then the Ich signal and the Qch signal are added or subtracted.

上記請求項1に記載のレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法において、請求項2に記載されているように、上記Ich信号の位相を上記Qch信号に対して+90゜ずらせたときには、移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを減算し、上記Ich信号の位相を上記Qch信号に対して−90゜ずらせたときには、移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを加算する。   In the automatic door sensor object detection method using the radar according to claim 1, when the phase of the Ich signal is shifted by + 90 ° with respect to the Qch signal as described in claim 2, a phase shift is performed. When the subsequent Ich signal and the Qch signal are subtracted and the phase of the Ich signal is shifted by −90 ° with respect to the Qch signal, the Ich signal after the phase shift and the Qch signal are added.

また、本発明のレーダを用いた自動ドアセンサは、請求項3に記載されているように、自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらす移相手段と、上記移相手段による移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを加算もしくは減算する演算手段と、上記演算手段の演算値に基づいて上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を検出する判定手段とを備えていることを特徴としている。   An automatic door sensor using a radar according to the present invention includes an oscillating unit for transmitting a microwave of a predetermined frequency as a transmitter / receiver for a monitoring area set in the vicinity of the automatic door, as described in claim 3. A receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region, and the first and second detectors are separated by λ / 4 in the front-rear direction, where the wavelength of the microwave is λ. Are used to detect an object in the monitoring area from the Ich signal output from the first detector ahead and the Qch signal output from the second detector behind. In an automatic door sensor using a radar that outputs an open / close control signal to the automatic door, the phase of one of the Ich signal and the Qch signal is shifted by + 90 ° or −90 ° with respect to the other. A phase shift means, a calculation means for adding or subtracting the Ich signal and the Qch signal after the phase shift by the phase shift means, and a direction approaching the automatic door based on a calculation value of the calculation means. And a judging means for detecting a reflected wave by a moving approaching object or a moving away object.

上記請求項3に記載のレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、請求項4に記載されているように、上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器を備え、上記移相手段にヒルベルト変換器を用いたデジタル信号処理ソフトウェアでも、上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体の識別を実現することができる。   The automatic door sensor using the radar according to claim 3, further comprising an A / D converter for converting the Ich signal and the Qch signal into digital signals, respectively, as described in claim 4, Even with digital signal processing software using a Hilbert transformer as the phase shift means, it is possible to realize identification of an approaching object moving in a direction approaching or moving away from the automatic door.

また、本発明のレーダを用いた自動ドアセンサは、請求項5に記載されているように、自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらす移相手段と、上記反射波(ドップラ周波数)のほぼ最大周波数もしくはそれ以下の周波数を発振する局部発振器と、上記移相手段による移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを上記局部発振器の出力周波数にて直交変調する周波数変換手段と、上記周波数変換手段により周数変換された上記Ich信号と上記Qch信号の中から上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を検出するフィルタとを備えていることを特徴としている。   An automatic door sensor using a radar according to the present invention includes an oscillating unit for transmitting a microwave of a predetermined frequency as a transmitter / receiver for a monitoring area set in the vicinity of the automatic door, as described in claim 5. A receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring area, and the first and second detectors in the receiving unit correspond to λ / 4 in the front-rear direction, where the wavelength of the microwave is λ. Radars that are spaced apart are used, and an object in the monitoring area is detected by the Ich signal output from the first detector at the front and the Qch signal output from the second detector at the rear. Then, in an automatic door sensor using a radar that outputs an open / close control signal to the automatic door, the phase of one of the Ich signal and the Qch signal is + 90 ° or −90 ° with respect to the other. Phase shifting means for shifting, a local oscillator that oscillates at a frequency substantially equal to or less than the maximum frequency of the reflected wave (Doppler frequency), and the Ich signal and the Qch signal after the phase shifting by the phase shifting means are the local oscillator. A frequency conversion means for performing orthogonal modulation at an output frequency of the output frequency, an approaching object that moves in a direction approaching the automatic door, or a direction away from the Ich signal and the Qch signal frequency-converted by the frequency conversion means. And a filter for detecting a reflected wave by a moving away object.

また、本発明のレーダを用いた自動ドアセンサは、請求項6に記載されているように、自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器と、上記A/D変換後に上記Ich信号,上記Qch信号をそれぞれ実部,虚部の複素信号にするとともに上記虚部の正負を反転させる複素信号化手段と、上記反射波(ドップラ周波数)のほぼ最大周波数もしくはそれ以下に相当する周波数を生成する複素局部発振器と、上記複素信号を上記複素局部発振器の出力周波数にて直交変換する周波数変換手段と、上記周波数変換手段により変換された上記複素信号の中から上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を分離して検出するデジタルフィルタとを備えていることを特徴としている。   An automatic door sensor using a radar according to the present invention includes an oscillating unit for transmitting a microwave of a predetermined frequency as a transmitter / receiver for a monitoring area set in the vicinity of an automatic door, as described in claim 6. A receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring area, and the first and second detectors in the receiving unit correspond to λ / 4 in the front-rear direction, where the wavelength of the microwave is λ. Radars that are spaced apart are used, and an object in the monitoring area is detected by the Ich signal output from the first detector at the front and the Qch signal output from the second detector at the rear. In an automatic door sensor using a radar that outputs an open / close control signal to the automatic door, an A / D converter that converts the Ich signal and the Qch signal into digital signals, respectively, and after the A / D conversion And the complex signal converting means for converting the Ich signal and the Qch signal into complex signals of the real part and the imaginary part, respectively, and reversing the sign of the imaginary part, and substantially the maximum frequency of the reflected wave (Doppler frequency) or lower. A complex local oscillator for generating a corresponding frequency; frequency converting means for orthogonally converting the complex signal at an output frequency of the complex local oscillator; and the complex signal converted by the frequency converting means to the automatic door. A digital filter that separates and detects reflected waves from an approaching object that moves in a direction approaching or a leaving object that moves away from the object is provided.

また、本発明のレーダを用いた自動ドアセンサは、請求項7に記載されているように、自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器と、上記A/D変換後に上記Ich信号,上記Qch信号を実部,虚部の複素信号とし、これをフーリエ変換もしくはDCT変換(離散コサイン変換)して上記複素信号の周波数スペクトラムを得る変換手段と、上記周波数スペクトラムの中から正または負の周波数を抽出,分離して上記自動ドアに対して近づく方向もしくは遠ざかる方向に移動する物体を識別する識別手段とを備えていることを特徴としている。   An automatic door sensor using a radar according to the present invention includes an oscillating unit for transmitting a microwave of a predetermined frequency as a transmitter / receiver for a monitoring area set in the vicinity of the automatic door, as described in claim 7. A receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring area, and the first and second detectors in the receiving unit correspond to λ / 4 in the front-rear direction, where the wavelength of the microwave is λ. Radars that are spaced apart are used, and an object in the monitoring area is detected by the Ich signal output from the first detector at the front and the Qch signal output from the second detector at the rear. In an automatic door sensor using a radar that outputs an open / close control signal to the automatic door, an A / D converter that converts the Ich signal and the Qch signal into digital signals, respectively, and after the A / D conversion The Ich signal and the Qch signal as real and imaginary complex signals, which are subjected to Fourier transform or DCT transform (discrete cosine transform) to obtain a frequency spectrum of the complex signal; And an identification means for identifying an object moving in a direction toward or away from the automatic door by extracting and separating a positive or negative frequency from the automatic door.

自動ドアの監視領域内に接近者と離脱者がともに存在する場合、レーダにて受信される反射波(ドップラ周波数)には、接近者による反射波と離脱者による反射波とが含まれる。さらに、各反射波には位相が90゜異なるIch信号とQch信号とが含まれる。そこで、Ich信号を実部,Qch信号を虚部として複素信号化すると、レーダにて受信される反射波には、接近者の実部Iaと虚部Qa,離脱者の実部Ibと虚部Qbとが含まれる。接近者の実部Iaと離脱者の実部Ibは同相であるが、接近者の虚部Qaと離脱者の虚部Qbは位相が180゜相違する反転波形である(先の図11(a)(b)参照)。   When both an approaching person and a leaving person exist in the monitoring area of the automatic door, the reflected wave (Doppler frequency) received by the radar includes a reflected wave by the approaching person and a reflected wave by the leaving person. Further, each reflected wave includes an Ich signal and a Qch signal that are 90 ° out of phase. Therefore, when the Ich signal is converted into a complex signal using the real part and the Qch signal as an imaginary part, the reflected wave received by the radar includes the real part Ia and the imaginary part Qa of the approaching person, and the real part Ib and the imaginary part of the leaving person. Qb is included. The real part Ia of the approaching person and the real part Ib of the leaving person are in phase, but the imaginary part Qa of the approaching person and the imaginary part Qb of the leaving person are inversion waveforms whose phases are different by 180 ° (see FIG. ) (B)).

例えば、接近者の実部Iaと離脱者の実部Ibの位相を、接近者の虚部Qaと離脱者の虚部Qbに対して、それぞれ+90゜進む方向にずらすと、接近者の実部Iaと接近者の虚部Qaは位相が180゜相違する反転波形となり、離脱者の実部Ibと離脱者の虚部Qbは同相となる。   For example, if the phase of the real part Ia of the approaching person and the phase of the real part Ib of the leaving person are shifted by + 90 ° with respect to the imaginary part Qa of the approaching person and the imaginary part Qb of the leaving person, respectively, The imaginary part Qa of Ia and the approaching person has an inverted waveform with a phase difference of 180 °, and the real part Ib of the leaving person and the imaginary part Qb of the leaving person are in phase.

したがって、接近者の実部Iaと接近者の虚部Qaとを減算,また、離脱者の実部Ibと離脱者の虚部Qbとを減算することにより、離脱者の反射波のレベルはほぼ0となり、接近者の反射波のみが残されることになる。逆に加算すれば、接近者の反射波レベルはほぼ0となり、離脱者側の反射波のみが検出されることになる。   Accordingly, by subtracting the real part Ia of the approaching person and the imaginary part Qa of the approaching person, and subtracting the real part Ib of the leaving person and the imaginary part Qb of the leaving person, the level of the reflected wave of the leaving person is almost It becomes 0, and only the reflected wave of the approaching person is left. On the other hand, if the sum is added, the reflected wave level of the approaching person becomes almost 0, and only the reflected wave on the leaving person side is detected.

なお、接近者の実部Iaと離脱者の実部Ibの位相を、接近者の虚部Qaと離脱者の虚部Qbに対して、それぞれ−90゜遅れる方向にずらすと、接近者の実部Iaと接近者の虚部Qaは同相で、離脱者の実部Ibと離脱者の虚部Qbは位相が180゜相違する反転波形となるため、接近者の実部Iaと接近者の虚部Qaとを加算,また、離脱者の実部Ibと離脱者の虚部Qbとを加算すればよい。逆に、減算すれば離脱者側の反射波のみが検出されることになる。   If the phase of the real part Ia of the approaching person and the phase of the real part Ib of the leaving person are shifted in a direction that is delayed by −90 ° with respect to the imaginary part Qa of the approaching person and the imaginary part Qb of the leaving person, respectively. Since the part Ia and the imaginary part Qa of the approaching person are in phase, and the real part Ib of the leaving person and the imaginary part Qb of the leaving person have an inverted waveform that is 180 degrees out of phase, the approaching part Ia and the approaching person's imaginary part Qb The part Qa may be added, and the real part Ib of the leaver and the imaginary part Qb of the leaver may be added. On the contrary, if the subtraction is performed, only the reflected wave on the side of the leaver is detected.

このようなことから、請求項1ないし4に記載の発明によれば、自動ドアの監視領域内に接近者と離脱者がともに存在し、しかも離脱者が自動ドアの近くにおり、接近者が遠くにいる場合においても、ドア開が必要とされる接近者による反射波を確実に検出することができる。   For this reason, according to the invention described in claims 1 to 4, there are both an approaching person and a leaving person in the monitoring area of the automatic door, and the leaving person is near the automatic door. Even in the distance, it is possible to reliably detect a reflected wave by an approaching person who needs to open the door.

また、請求項5,6に記載の発明によれば、Ich信号とQch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらして、そのIch信号とQch信号とを局部発振器にて直交変調するようにしたことにより、その後の処理を簡単にすることができる。すなわち、通常のフィルタで接近者もしくは離脱者のいずれかの反射波のみを確実に取り出すことができる。   According to the fifth and sixth aspects of the invention, the phase of either the Ich signal or the Qch signal is shifted by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, and the Ich signal and the Qch signal are Since the quadrature modulation is performed by the local oscillator, the subsequent processing can be simplified. That is, it is possible to reliably extract only the reflected wave of either the approaching person or the leaving person with a normal filter.

また、請求項7に記載の発明によれば、Ich信号とQch信号とをそれぞれA/D変換したのち、複素信号化手段にてIch信号を実部,Qch信号を虚部とする複素信号とし、フーリエ変換もしくはDCT変換して複素信号の周波数スペクトラムを得て、その周波数スペクトラムの中から正の周波数を抽出するようにしたことにより、主要部をフーリエ変換手段とする簡単な構成でありながら、自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体のみを確実に識別することができる。同様に、負の周波数成分を抽出すれば、離脱者側のみを分離識別することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, after the Ich signal and the Qch signal are A / D converted, the complex signal converting means converts the Ich signal into a real signal and the Qch signal as an imaginary signal. , By obtaining a frequency spectrum of a complex signal by Fourier transform or DCT transform and extracting a positive frequency from the frequency spectrum, the main part is a simple configuration having a Fourier transform means, Only an approaching object that moves in a direction approaching the automatic door can be reliably identified. Similarly, if a negative frequency component is extracted, it is possible to separate and identify only the side of the leaver.

次に、図1ないし図8により、本発明のいくつかの実施形態について説明する。この実施形態は、もっぱら自動ドアに接近する物体を検出することを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。   Next, several embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, it is assumed that an object approaching the automatic door is exclusively detected, but the present invention is not limited to this.

まず、図1ないし図3により、本発明の第1実施形態について説明する。図1に示すように、この第1実施形態による自動ドアセンサ10Aにおいても、先の図10で説明したように、誘電体発振器110から送出されるマイクロ波の波長をλとして、導波管内において前後方向にλ/4相当(λ/4+λ/2n(nは任意の正の整数;0,1,2,…))離間して配置される前方の第1検波器121と後方の第2検波器122とを備えるレーダ(マイクロは送受信機)11が用いられる。   First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, also in the automatic door sensor 10A according to the first embodiment, as described with reference to FIG. 10, the wavelength of the microwave transmitted from the dielectric oscillator 110 is λ, and the front and rear in the waveguide. A first detector 121 in front and a second detector in the rear are spaced apart by λ / 4 in the direction (λ / 4 + λ / 2n (n is an arbitrary positive integer; 0, 1, 2,...)). And a radar 11 (micro is a transceiver) 11 is used.

したがって、レーダ11から受信信号として、Ich信号と、Ich信号よりも90゜位相が遅れ方向にずれたQch信号とが出力されるが、この第1実施形態による自動ドアセンサ10Aは、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して90゜ずらす移相器21と、移相器21による移相後のIch信号とQch信号とを加算もしくは減算する加減算器22と、加減算器22の出力レベルを検出するレベル検出器23と、レベル検出器23の出力に基づいてドア開がどうかを判定する判定器24とを備える。レベル検出器23にはコンパレータなどが用いられ、判定器24にはマイクロコンピュータなどが用いられてよい。   Therefore, the radar 11 outputs an Ich signal and a Qch signal whose phase is shifted by 90 ° from the Ich signal in the delay direction. The automatic door sensor 10A according to the first embodiment receives the radar 11 signal. The phase shifter 21 that shifts the phase of either the Ich signal or the Qch signal output from the unit by 90 ° with respect to the other, and the Ich signal after the phase shift by the phase shifter 21 and the Qch signal are added or An adder / subtractor 22 that subtracts, a level detector 23 that detects an output level of the adder / subtractor 22, and a determiner 24 that determines whether the door is open based on the output of the level detector 23. A comparator or the like may be used for the level detector 23, and a microcomputer or the like may be used for the determiner 24.

先の図12で説明したように、自動ドア1の監視領域内に、自動ドア1に近づく方向に移動する接近者HAと、自動ドア1から離れる方向に移動する離脱者HBとがいる場合、レーダ11にて受信される反射波(ドップラ周波数)には、接近者HAによる反射波と離脱者HBによる反射波とが含まれる。   As described above with reference to FIG. 12, when there are an approaching person HA moving in the direction approaching the automatic door 1 and a leaving person HB moving in the direction away from the automatic door 1 in the monitoring area of the automatic door 1, The reflected wave (Doppler frequency) received by the radar 11 includes a reflected wave from the approaching person HA and a reflected wave from the leaving person HB.

さらに、受信機内で各反射波から位相が90゜異なるIch信号とQch信号とが得られる。そこで、Ich信号を実部,Qch信号を虚部として複素信号化すると、レーダ11にて受信される反射波には、図2(a)に示す接近者HAの実部Iaと図2(b)に示す接近者HAの虚部Qa、図3(a)に示す離脱者HBの実部Ibと図3(b)に示す離脱者HBの虚部Qbとが含まれる。   Furthermore, an Ich signal and a Qch signal having a phase difference of 90 ° are obtained from each reflected wave in the receiver. Therefore, when the Ich signal is converted into a complex signal with the real part and the Qch signal as an imaginary part, the reflected wave received by the radar 11 includes the real part Ia of the approaching person HA shown in FIG. The imaginary part Qa of the approaching person HA shown in FIG. 3A, the real part Ib of the leaving person HB shown in FIG. 3A and the imaginary part Qb of the leaving person HB shown in FIG.

接近者HAの実部Iaと離脱者HBの実部Ibは同相であるが、接近者HAの虚部Qaと離脱者HBの虚部Qbは位相が180゜相違する反転波形である。この現象を利用して、第1実施形態では接近者HAのみを検出する。そのため、この例においては、移相器21にてIch信号の位相をQch信号に対して+90゜進む方向にずらすとともに、加減算器22を減算器として用いる。   The real part Ia of the approaching person HA and the real part Ib of the leaving person HB are in phase, but the imaginary part Qa of the approaching person HA and the imaginary part Qb of the leaving person HB have inverted waveforms whose phases are different by 180 °. Using this phenomenon, only the approaching person HA is detected in the first embodiment. Therefore, in this example, the phase shifter 21 shifts the phase of the Ich signal in the direction of + 90 ° with respect to the Qch signal, and the adder / subtractor 22 is used as a subtractor.

接近者HAについて説明すると、図2(a)に示す接近者HAの実部Iaは、移相器21により図2(c)に示すように位相が+90゜進む方向にずらされ、一方でQch信号に対する移相度は0゜であるから、接近者HAの虚部Qaは図2(b)に示す波形のまま移相器21を通過する。   The approaching person HA will be described. The real part Ia of the approaching person HA shown in FIG. 2A is shifted in the direction in which the phase advances by + 90 ° as shown in FIG. Since the degree of phase shift with respect to the signal is 0 °, the imaginary part Qa of the approaching person HA passes through the phase shifter 21 with the waveform shown in FIG.

したがって、図2(b)と図2(c)とを対比すると分かるように、移相後の接近者HAの実部Iaと接近者HAの虚部Qaは、位相が180゜異なる反転波形となるため、この実部Iaと虚部Qaとを加減算器22にて減算することにより、図2(d)に示すように、レベルが実部Iaと虚部Qaの各レベルのほぼ2倍となる合成波形が得られる。   Therefore, as can be seen by comparing FIG. 2 (b) and FIG. 2 (c), the real part Ia of the approaching person HA and the imaginary part Qa of the approaching person HA after the phase shift have inverted waveforms that are 180 ° different in phase. Therefore, by subtracting the real part Ia and the imaginary part Qa by the adder / subtractor 22, as shown in FIG. 2 (d), the level is approximately twice the level of the real part Ia and the imaginary part Qa. A composite waveform is obtained.

同様に、図3(a)に示す離脱者HBの実部Ibは、移相器21により図3(c)に示すように位相が+90゜進む方向にずらされ、一方でQch信号に対する移相度は0゜であるから、離脱者HBの虚部Qbは図3(b)に示す波形のまま移相器21を通過する。   Similarly, the real part Ib of the leaver HB shown in FIG. 3A is shifted in the direction in which the phase advances by + 90 ° as shown in FIG. 3C by the phase shifter 21, while the phase shift for the Qch signal is performed. Since the degree is 0 °, the imaginary part Qb of the leaver HB passes through the phase shifter 21 with the waveform shown in FIG.

したがって、図3(b)と図3(c)とを対比すると分かるように、移相後の離脱者HBの実部Ibと離脱者HBの虚部Qbは、同相となるため、この実部Ibと虚部Qbとを加減算器22にて減算することにより、図3(d)に示すようにレベルがほぼ0となる。   Therefore, as can be seen by comparing FIG. 3B and FIG. 3C, the real part Ib of the leaver HB after the phase shift and the imaginary part Qb of the leaver HB are in phase, so this real part By subtracting the Ib and the imaginary part Qb by the adder / subtractor 22, the level becomes almost zero as shown in FIG.

このように、Qch信号の移相度を0とし、Ich信号の位相を+90゜進む方向にずらしたのち、Ich信号とQch信号とを減算することにより、離脱者HBによる反射波は打ち消され、接近者HAによる反射波のみが取り出され、そのレベルが所定の閾値以上の場合、レベル検出器23の出力が例えばLoからHiになる。   As described above, the phase shift degree of the Qch signal is set to 0 and the phase of the Ich signal is shifted in the direction of + 90 °, and then the subtracted Ich signal and Qch signal cancel the reflected wave from the leaver HB. When only the reflected wave from the approaching person HA is taken out and the level is equal to or higher than a predetermined threshold value, the output of the level detector 23 changes from Lo to Hi, for example.

このレベル検出器23のHi出力を受けて判定器24は接近者HAが自動ドア1の近傍にいると判断してドア開信号を出力する。なお、接近者HAによる反射波のレベルが上記閾値未満の場合には、接近者HAの位置が自動ドアから遠すぎると判定し、ドア開信号は出力されない。   Upon receiving the Hi output of the level detector 23, the determiner 24 determines that the approaching person HA is in the vicinity of the automatic door 1 and outputs a door open signal. In addition, when the level of the reflected wave by approaching person HA is less than the said threshold value, it determines with the position of approaching person HA being too far from an automatic door, and a door open signal is not output.

上記の例では、Ich信号の位相を+90゜進む方向にずらしているが、−90゜遅れる方向にずらしてもよく、その場合には、移相後の接近者HAの実部Iaと接近者HAの虚部Qaは同相となり、これに対して、移相後の離脱者HBの実部Ibと離脱者HBの虚部Qbは位相が180゜異なる反転波形となるため、加減算器22を加算器として動作させればよい。   In the above example, the phase of the Ich signal is shifted in the direction of + 90 °, but may be shifted in the direction of −90 °. In this case, the real part Ia of the approaching person HA and the approaching person after the phase shift. The imaginary part Qa of the HA has the same phase. On the other hand, the real part Ib of the leaving person HB after the phase shift and the imaginary part Qb of the leaving person HB have inverted waveforms whose phases are different by 180 °. It can be operated as a container.

また、Ich信号の移相度を0とし、Qch信号の位相を+90゜もしくは−90゜ずらすようにしてもよい。なお、接近者HA側ではなく、離脱者HB側を識別したい場合には、上記の加減算を逆にすればよい。   Further, the phase shift degree of the Ich signal may be set to 0, and the phase of the Qch signal may be shifted by + 90 ° or −90 °. In addition, what is necessary is just to reverse said addition / subtraction, when not identifying the approaching person HA side but identifying the leaving person HB side.

次に、図4および図5により、本発明の第2実施形態について説明する。先の図12に示したように、自動ドア1の監視領域内に、自動ドア1に近づく方向に移動する接近者HAと、自動ドア1から離れる方向に移動する離脱者HBとがいる場合、レーダ11にて受信される反射波(ドップラ周波数)には、接近者HAによる反射波と離脱者HBによる反射波とが含まれ、それらの反射波のドップラ周波数は、よく知られているように、接近者HA,離脱者HBの移動速度に依存する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 12, when there are an approaching person HA moving in the direction approaching the automatic door 1 and a leaving person HB moving in the direction away from the automatic door 1 in the monitoring area of the automatic door 1, The reflected wave (Doppler frequency) received by the radar 11 includes a reflected wave from the approaching person HA and a reflected wave from the leaving person HB, and the Doppler frequency of these reflected waves is well known. Depends on the moving speed of the approaching person HA and the leaving person HB.

ここで、レーダ11に対する人の移動速度とドップラ周波数の関係について説明すれば、レーダ11から送出されるマイクロ波の波長をλ,人の移動速度をV,レーダ11に対する反射波の入射角をθとすると、ドップラ周波数fは次式により求められる。
=(2×V×cosθ)/λ
Here, the relationship between the movement speed of the person with respect to the radar 11 and the Doppler frequency will be described. The wavelength of the microwave transmitted from the radar 11 is λ, the movement speed of the person is V, and the incident angle of the reflected wave with respect to the radar 11 is θ. When the Doppler frequency f D is calculated by the following equation.
f D = (2 × V × cos θ) / λ

したがって、例えばレーダ11から送出されるマイクロ波の周波数が24GHz(λ=0.0125m),入射角θ=0,人の歩く速度を0.06〜3m/sとすると、ドップラ周波数fは約10〜100Hzとなる。 Therefore, for example, when the frequency of the microwave transmitted from the radar 11 is 24 GHz (λ = 0.0125 m), the incident angle θ = 0, and the walking speed of the person is 0.06 to 3 m / s, the Doppler frequency f D is about 10 to 100 Hz.

ところで、接近者HAと離脱者HBの移動速度が同じであれば、それらの反射波は同一周波数となるが、複素信号として見れば、その周波数は図4(a)のベクトル図,図4(b)のスペクトラムに示すように、正負の極性が異なるものとなる。なお、図4(a)において、+ωが接近方向,−ωが離脱方向である。   By the way, if the moving speeds of the approaching person HA and the leaving person HB are the same, those reflected waves have the same frequency. However, when viewed as a complex signal, the frequency is the vector diagram of FIG. As shown in the spectrum of b), the positive and negative polarities are different. In FIG. 4A, + ω is the approaching direction and −ω is the leaving direction.

接近者HAと離脱者HBとによるドップラ周波数の正負を識別するため、この第2実施形態では、接近者HAと離脱者HBの各受信信号を単側波帯変調して周波数変換を行う。すなわち、図5に示す第2実施形態による自動ドアセンサ10Bにおいては、接近者HAと離脱者HBとによるドップラ周波数を、図5の(ア)〜(エ)に示すように、スペクトラム全体を動かし、フィルタで目的とする接近者HAの移動速度を分離する。   In order to discriminate the sign of the Doppler frequency between the approaching person HA and the leaving person HB, in the second embodiment, each received signal of the approaching person HA and the leaving person HB is subjected to frequency conversion by single-sideband modulation. That is, in the automatic door sensor 10B according to the second embodiment shown in FIG. 5, the Doppler frequency by the approaching person HA and the leaving person HB is moved over the entire spectrum as shown in (a) to (d) of FIG. The moving speed of the target approaching person HA is separated by a filter.

具体的には、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号のドップラ周波数成分を上記したように約10〜500Hzとすると、Ich信号とQch信号の複素信号は、図5(ア)のスペクトラムに示すように、接近者HA側が正の周波数(+10〜+500Hz)で,離脱者HB側が負の周波数(−500〜−10Hz)となる。   Specifically, when the Doppler frequency components of the Ich signal and the Qch signal output from the receiving unit of the radar 11 are about 10 to 500 Hz as described above, the complex signal of the Ich signal and the Qch signal is as shown in FIG. As shown in the spectrum, the approaching person HA side has a positive frequency (+10 to +500 Hz), and the leaving person HB side has a negative frequency (−500 to −10 Hz).

これを接近者HA側が負の周波数,離脱者HB側が正の周波数となるように、Qch信号の位相を−180゜移相器31にて−180゜遅れ方向に移相する。これにより、図5(イ)のスペクトラムに示すように、接近者HA側が−500〜−10Hz,離脱者HB側が+10〜+500Hzとなる。   The phase of the Qch signal is shifted by -180 ° phase shifter 31 in the -180 ° delay direction so that the approaching person HA side has a negative frequency and the leaving person HB side has a positive frequency. Thereby, as shown in the spectrum of FIG. 5 (a), the approaching person HA side becomes −500 to −10 Hz, and the leaving person HB side becomes +10 to +500 Hz.

これとは別に、局部発振器32にてドップラ周波数の最高信号周波数に相当する周波数(この場合、500Hz)を作成し、Ich信号については、ミキサ33にてIch信号を上記局部発振周波数にて周波数変換する。   Separately, the local oscillator 32 creates a frequency corresponding to the highest signal frequency of the Doppler frequency (in this case, 500 Hz), and the Ich signal is frequency-converted by the mixer 33 at the local oscillation frequency. To do.

一方、Qch信号については、局部発振器32の局部発振周波数を−90゜移相器にて−90゜遅れ方向に位相をずらした複素的な−90゜成分を作成し、ミキサ35で上記複素的な90゜成分によりQch信号を直交変調する。   On the other hand, for the Qch signal, a complex -90 ° component in which the phase of the local oscillation frequency of the local oscillator 32 is shifted by a -90 ° phase shifter in the -90 ° delay direction is created, and the complex 35 is generated by the mixer 35. The Qch signal is quadrature-modulated by a 90 ° component.

そして、ミキサ33にて周波数変換されたIch信号と、ミキサ35で直交変調されたQch信号とを加算器36で加算して、図5b(ウ)のスペクトラムに示すように、接近者HA側が0〜490Hz,離脱者HB側が510Hz〜1kHzとなるように周波数変換する。   Then, the Ich signal frequency-converted by the mixer 33 and the Qch signal orthogonally modulated by the mixer 35 are added by the adder 36, and the approaching HA side is 0 as shown in the spectrum of FIG. Frequency conversion is performed so that the side of the vacant HB is 510 Hz to 1 kHz.

そして、ローパスフィルタ37にて例えば490Hz以下の周波数を選択することにより、接近者HAによるドップラ周波数のみを得ることができ、そのレベルが所定の閾値以上の場合、レベル検出器(コンパレータ)38の出力が例えばLoからHiになり、これを受けて判定器39は接近者HAが自動ドア1の近傍にいると判断してドア開信号を出力する。   Then, by selecting a frequency of, for example, 490 Hz or less with the low-pass filter 37, only the Doppler frequency by the approaching person HA can be obtained. When the level is equal to or higher than a predetermined threshold, the output of the level detector (comparator) 38 From Lo to Hi, for example, the determination unit 39 determines that the approaching person HA is in the vicinity of the automatic door 1 and outputs a door open signal.

なお、上記の例においては、Qch信号側の位相を−180゜移相器31にて−180゜移相したのち、局部発振器32の出力を−90゜移相器にて−90゜移相後、直交変調するようにしているが、Qch信号側の位相をそのままとし、局部発振器32の出力を−90゜もしくは+90゜移相した信号でIch信号側を直交変調し、スペクトラム全体を正側もしくは負側に動かし、その中からフィルタにて接近者HAのスペクトラムのみを選択するようにしてもよい。また、局部発振器32の周波数を250Hzとして、図5(エ)に示す接近者周波数を−250〜+250Hzにすることもできる。   In the above example, after the phase on the Qch signal side is shifted by -180 ° by the -180 ° phase shifter 31, the output of the local oscillator 32 is shifted by -90 ° by the -90 ° phase shifter. Later, quadrature modulation is performed, but the phase on the Qch signal side is left as it is, and the output of the local oscillator 32 is quadrature modulated on the Ich signal side with a signal shifted by -90 ° or + 90 °, and the entire spectrum is on the positive side. Alternatively, it may be moved to the negative side, and only the spectrum of the approaching person HA may be selected by using a filter. Further, the frequency of the local oscillator 32 can be set to 250 Hz, and the approaching person frequency shown in FIG. 5D can be set to -250 to +250 Hz.

次に、図6aにより、本発明の第3実施形態について説明する。接近者HAと離脱者HBの各ドップラ周波数を複素的に周波数変換して、スペクトラム全体を正側もしくは負側に動かし、フィルタで接近者HAのドップラ周波数のみを抽出する点は上記第2実施形態と同じであるが、この第3実施形態では、その処理をデジタル的に行う。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6a. The Doppler frequencies of the approaching person HA and the leaving person HB are complexly converted, the whole spectrum is moved to the positive side or the negative side, and only the Doppler frequency of the approaching person HA is extracted by a filter. In the third embodiment, the processing is performed digitally.

そのため、図6aに示す第3実施形態による自動ドアセンサ10Cにおいては、まず、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号の各々をA/D変換器41にてデジタル信号に変換する。   Therefore, in the automatic door sensor 10C according to the third embodiment shown in FIG. 6A, first, each of the Ich signal and the Qch signal output from the receiving unit of the radar 11 is converted into a digital signal by the A / D converter 41.

なお、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号のドップラ周波数を上記第2実施形態と同じく約10〜500Hzとすると、Ich信号とQch信号の複素信号は、図6a(ア)に示すように、接近者HA側が正の周波数で、離脱者HB側の周波数が負の周波数となる。   If the Doppler frequency of the Ich signal and Qch signal output from the receiving unit of the radar 11 is about 10 to 500 Hz as in the second embodiment, the complex signal of the Ich signal and the Qch signal is shown in FIG. As shown, the approaching person HA side has a positive frequency and the leaving person HB side has a negative frequency.

この例では、後述する周波数変換後の最高周波数が、図6a(ウ)のスペクトラムに示すように、Ich信号とQch信号のドップラ周波数の2倍の1kHzとなるようにしているため、A/D変換は、シャノンのサンプリング定理(信号帯域の2倍の周波数でサンプリングする)のさらに2倍とし、信号帯域の4倍である2kHzでサンプリングしている。   In this example, the maximum frequency after frequency conversion, which will be described later, is 1 kHz, which is twice the Doppler frequency of the Ich signal and the Qch signal, as shown in the spectrum of FIG. The conversion is further doubled by Shannon's sampling theorem (sampling at twice the frequency of the signal band), and sampling is performed at 2 kHz, which is four times the signal band.

次に、A/D変換後のIch信号とQch信号の正負の周波数を入れ替えるため、複素信号化手段42により、Qch信号側を正負反転させてSn=I−jQとして複素信号化するとともに、接近者HA側のドップラ周波数を負の周波数帯に入れ替える。これにより、図6a(イ)のスペクトラムに示すように、接近側が−500〜−10Hz,離脱側が10〜500Hzとなる。   Next, in order to exchange the positive and negative frequencies of the Ich signal and the Qch signal after A / D conversion, the complex signal converting means 42 inverts the Qch signal side to make a complex signal as Sn = I−jQ and approaches it. The Doppler frequency on the HA side is switched to the negative frequency band. As a result, as shown in the spectrum of FIG. 6A (A), the approaching side is −500 to −10 Hz, and the leaving side is 10 to 500 Hz.

次に、周波数変換手段43にて図6a(イ)のスペクトラムの全体を正側の周波数帯に動かす。そのため、周波数変換手段43は、ソフトウェアにより構築される複素局部発振器431とミキサ(乗算器)432の各機能を備える。   Next, the entire spectrum shown in FIG. 6A (A) is moved to the positive frequency band by the frequency converting means 43. Therefore, the frequency conversion means 43 includes functions of a complex local oscillator 431 and a mixer (multiplier) 432 constructed by software.

複素局部発振器431は、最高信号周波数に相当する周波数(この例では、+500Hz)を作成する。この場合、サンプリング周波数2kHzで周波数+500Hzの複素OSC信号(cosωt+jsinωt)を作成することになるが、これらの値は(1+j0)→(0+j)→(−1+j0)→(0−j)の繰り返しであるため、容易に複素OSC信号を作成できる。   The complex local oscillator 431 generates a frequency corresponding to the highest signal frequency (in this example, +500 Hz). In this case, a complex OSC signal (cos ωt + jsin ωt) having a sampling frequency of 2 kHz and a frequency of +500 Hz is generated, and these values are repetitions of (1 + j0) → (0 + j) → (−1 + j0) → (0−j). Therefore, a complex OSC signal can be easily created.

直交変換のため、ミキサ(乗算器)432により、上記複素信号化手段42にて作成された複素信号と上記複素OSC信号との複素積をとることにより、図6a(ウ)のスペクトラムに示すように、接近側が0〜490Hz,離脱側が510〜1kHzに周波数変換された信号を得ることができる。   For the orthogonal transform, a complex product of the complex signal generated by the complex signal converting means 42 and the complex OSC signal is obtained by a mixer (multiplier) 432, as shown in the spectrum of FIG. In addition, it is possible to obtain a signal whose frequency is converted to 0 to 490 Hz on the approach side and 510 to 1 kHz on the separation side.

以後は、上記第1,第2実施形態と同じく、フィルタ機能44にて例えば490Hz以下の周波数を選択することにより、接近者HAによるドップラ周波数のみを得ることができ、そのレベルが所定の閾値以上の場合、レベル検出器(コンパレータ)45の出力が例えばLoからHiになり、これを受けて判定器46は接近者HAが自動ドア1の近傍にいると判断してドア開信号を出力する。   Thereafter, as in the first and second embodiments, by selecting a frequency of, for example, 490 Hz or less by the filter function 44, only the Doppler frequency by the approaching person HA can be obtained, and the level is equal to or higher than a predetermined threshold value. In this case, the output of the level detector (comparator) 45 changes from Lo to Hi, for example, and in response to this, the determiner 46 determines that the approaching person HA is in the vicinity of the automatic door 1 and outputs a door open signal.

なお、上記の例においては、Qch信号側を正負反転させてSn=I−jQとして複素信号化したうえで周波数変換するようにしているが、上記第3実施形態の第1変形例として、図6b(ア)に示すスペクトラム(図6a(ア)のスペクトラムと同じ)のまま、すなわち接近側と離脱側の周波数を入れ替えることなく、Sn=I+jQと複素信号化して、図6b(イ)に示す複素信号化後のスペクトラム得、その代わりに複素OSC信号の周波数を−500Hzとして直交変換してもよい。   In the above example, the Qch signal side is inverted between positive and negative to convert it into a complex signal as Sn = I−jQ, and frequency conversion is performed. However, as a first modification of the third embodiment, FIG. 6b (a) remains the same (same as the spectrum of FIG. 6a (a)), that is, without changing the frequency on the approaching side and the leaving side, it is converted into a complex signal as Sn = I + jQ and shown in FIG. 6b (a). Instead of obtaining a spectrum after conversion to a complex signal, orthogonal transform may be performed with the frequency of the complex OSC signal set to -500 Hz.

これによれば、図6b(ウ)に示すように、スペクトラム全体が負の周波数帯にシフトされ、離脱側が−1kHz〜510Hz,接近側が−490〜0Hzとなるため、図6c(エ)に示すように、フィルタ44にて−490〜0Hzの周波数帯を抽出することにより、接近者HAのみを検出することができる。   According to this, as shown in FIG. 6B (c), the entire spectrum is shifted to a negative frequency band, the separation side is −1 kHz to 510 Hz, and the approaching side is −490 to 0 Hz. Thus, by extracting the frequency band of −490 to 0 Hz with the filter 44, only the approaching person HA can be detected.

上記第1変形例で複素OSC信号の周波数を−500Hzとして直交変換しているが、上記第3実施形態の第2変形例として、複素OSC信号の周波数を+500Hzとして直交変換してもよい。   In the first modified example, orthogonal transformation is performed with the frequency of the complex OSC signal set to −500 Hz. However, as a second modified example of the third embodiment, orthogonal transformation may be performed with the frequency of the complex OSC signal set to +500 Hz.

すなわち、図6c(ア)に示すスペクトラム(図6a(ア)のスペクトラムと同じ)のまま、すなわち接近側と離脱側の周波数を入れ替えることなく、Sn=I+jQと複素信号化して、図6c(イ)に示す複素信号化後のスペクトラムを得たのち、この第2変形例においては、複素OSC信号の周波数を+500Hzとして直交変換する。   That is, the spectrum shown in FIG. 6c (a) (same as the spectrum of FIG. 6a (a)), that is, without changing the frequencies on the approaching side and the leaving side, is converted into a complex signal as Sn = I + jQ. In the second modified example, the complex OSC signal frequency is +500 Hz and orthogonally transformed.

これによれば、図6c(ウ)に示すように、スペクトラム全体が図6c(イ)の状態から正の周波数帯にシフトされ、離脱側が0〜490Hz,接近側が510Hz〜1kHzとなるため、図6c(エ)に示すように、フィルタ44にて510Hz〜1kHzの周波数帯を抽出することにより、接近者HAのみを検出することができる。   According to this, as shown in FIG. 6c (c), the entire spectrum is shifted from the state of FIG. 6c (a) to the positive frequency band, the separation side is 0 to 490 Hz, and the approaching side is 510 Hz to 1 kHz. As shown in 6c (d), by extracting the frequency band of 510 Hz to 1 kHz by the filter 44, only the approaching person HA can be detected.

また、上記第3実施形態の第3変形例として、図6d(イ)に示すように、複素OSC信号の周波数を接近側周波数帯のほぼ中間に位置する−250Hzとして直交変換してもよい。   Further, as a third modification of the third embodiment, as shown in FIG. 6D (A), the frequency of the complex OSC signal may be orthogonally converted to -250 Hz located substantially in the middle of the close-side frequency band.

すなわち、図6d(ア)に示すスペクトラム(図6a(ア)のスペクトラムと同じ)のまま、接近側と離脱側の周波数を入れ替えることなく、Sn=I+jQと複素信号化して、図6d(イ)に示す複素信号化後のスペクトラムを得たのち、この第3変形例においては、複素OSC信号の周波数を−250Hzとして直交変換する。   That is, while maintaining the spectrum shown in FIG. 6d (a) (same as the spectrum of FIG. 6a (a)) without changing the frequencies on the approaching side and the leaving side, a complex signal is formed as Sn = I + jQ, and FIG. In the third modified example, the complex OSC signal frequency is -250 Hz and orthogonally transformed.

これによれば、図6d(ウ)に示すように、離脱側が−750〜−260Hz,接近側が−240Hz〜+250Hzとなるため、図6d(エ)に示すように、フィルタ機能44にて0〜250Hzの周波数帯を抽出することにより、接近者HAのみを検出することができる。   According to this, as shown in FIG. 6d (c), the separation side is −750 to −260 Hz, and the approaching side is −240 Hz to +250 Hz. Therefore, as shown in FIG. By extracting the frequency band of 250 Hz, only the approaching person HA can be detected.

次に、図7により、本発明の第4実施形態について説明する。この第4実施形態は、複素信号を周波数分析すると、正の周波数と負の周波数とに分離できることに基づくものである。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is based on the fact that when a complex signal is subjected to frequency analysis, it can be separated into a positive frequency and a negative frequency.

そのため、図7に示す第4実施形態による自動ドアセンサ10Dは、基本的な構成として、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器51と、A/D変換後のIch信号を実部I,Qch信号を虚部jQとする複素信号をフーリエ変換する複素フーリエ変換手段52と、フーリエ変換により得られた周波数スペクトラムから接近側信号を検出して自動ドアを制御する制御手段53とを備えている。   Therefore, an automatic door sensor 10D according to the fourth embodiment shown in FIG. 7 has an A / D converter 51 that converts an Ich signal and a Qch signal output from the receiving unit of the radar 11 into digital signals, respectively, as a basic configuration. And a complex Fourier transform means 52 for Fourier transforming a complex signal in which the Ich signal after A / D conversion is a real part I and a Qch signal is an imaginary part jQ, and a close-side signal is detected from the frequency spectrum obtained by the Fourier transform And control means 53 for controlling the automatic door.

図7(ア)にA/D変換後のIch信号を実部I,Qch信号を虚部jQとする複素信号のスペクトラムを示す。この複素信号のスペクトラムにおいて、離脱側が−500〜−10Hz,接近側が10〜500Hzであるが、これを複素フーリエ変換手段52にてフーリエ変換すると、図7(イ)の周波数スペクトラムに示されているように、接近側が正の周波数,離脱側が負の周波数に並ぶため、制御手段53は、その周波数スペクトラムの中から、正の周波数部分のみを取り出して、そのレベルが所定値以上の場合、ドア開信号を出力する。なお、フーリエ変換に代えてDCT変換(離散コサイン変換)を行ってもよい。   FIG. 7A shows a spectrum of a complex signal in which the Ich signal after A / D conversion is a real part I and the Qch signal is an imaginary part jQ. In the spectrum of this complex signal, the separation side is −500 to −10 Hz, and the approaching side is 10 to 500 Hz. When this is Fourier-transformed by the complex Fourier transform means 52, it is shown in the frequency spectrum of FIG. Thus, since the approaching side is aligned with the positive frequency and the leaving side is aligned with the negative frequency, the control means 53 extracts only the positive frequency portion from the frequency spectrum, and when the level is equal to or higher than the predetermined value, the door opening is performed. Output a signal. Note that DCT transform (discrete cosine transform) may be performed instead of Fourier transform.

次に、図8により本発明の第5実施形態について説明する。この第5実施形態は、上記第1実施形態におけるアナログ処理をデジタル処理に代えたものである。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the analog processing in the first embodiment is replaced with digital processing.

すなわち、この第5実施形態による自動ドアセンサ10Dは、レーダ11の受信部から出力されるIch信号とQch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器61と、Ich信号とQch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらす位相差器としての移相手段62とを備えるが、移相手段62としてヒルベルト変換器が用いられる。   That is, the automatic door sensor 10D according to the fifth embodiment includes an A / D converter 61 that converts an Ich signal and a Qch signal output from the receiving unit of the radar 11 into a digital signal, and any of the Ich signal and the Qch signal. The phase shift means 62 is provided as a phase shifter that shifts one of the phases by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, and a Hilbert transformer is used as the phase shift means 62.

なお、移相手段62の後段に接続される加減算器63,レベル検出器64および判定器65は、上記第1実施形態における加減算器22,レベル検出器23および判定器24と同じ構成であってよい。   The adder / subtractor 63, the level detector 64, and the determiner 65 connected to the subsequent stage of the phase shift means 62 have the same configuration as the adder / subtracter 22, the level detector 23, and the determiner 24 in the first embodiment. Good.

ヒルベルト変換器の構成は公知であるため、ここではその説明を省略するが、ヒルベルト変換器を用いることにより、ソフトウェアの演算のみで周波数が変化しても90゜一定に位相が変化する信号を得ることが可能で、それを加算することにより接近側のドップラ周波数のみを分離することができる。この方法に加減乗算のみでよく、複素数の乗算を使用しないため必要とする演算パワーが少なくて済むという利点がある。   Since the configuration of the Hilbert transformer is well known, the description thereof is omitted here. By using the Hilbert transformer, a signal whose phase is constantly changed by 90 ° is obtained even if the frequency is changed only by software calculation. It is possible to separate only the Doppler frequencies on the near side by adding them. This method has the advantage that only the addition / subtraction multiplication is required, and the calculation power required is small because complex multiplication is not used.

なお上記したように、本発明のレーダセンサによれば、接近者のみならず離脱者も識別可能であるため、例えば空調負荷の軽減などの要請から、開かれた自動ドアを早期に閉にしたい場合にも、本発明のレーダセンサを適用することができる。その場合、他のセンサを併用することもできる。   In addition, as described above, according to the radar sensor of the present invention, not only an approaching person but also a leaving person can be identified. For example, it is desired to close an opened automatic door early in response to a request for reducing an air conditioning load. Even in this case, the radar sensor of the present invention can be applied. In that case, other sensors can be used in combination.

本発明の第1実施形態による自動ドアセンサの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor by 1st Embodiment of this invention. (a)〜(d)上記第1実施形態で接近者側の信号処理手順を示す波形図。(A)-(d) The wave form diagram which shows the signal processing procedure by the side of an approacher in the said 1st Embodiment. (a)〜(d)上記第1実施形態で離脱者側の信号処理手順を示す波形図。(A)-(d) The wave form diagram which shows the signal processing procedure by the left side in the said 1st Embodiment. (a)接近者と離脱者の各反射波を示すベクトル図,(b)接近者と離脱者の各反射波の周波数スペクトラムを示す模式図。(A) A vector diagram showing each reflected wave of the approaching person and the leaving person, (b) A schematic diagram showing a frequency spectrum of each reflected wave of the approaching person and the leaving person. 本発明の第2実施形態による自動ドアセンサの構成と、その信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor by 2nd Embodiment of this invention, and the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing. 本発明の第3実施形態による自動ドアセンサの構成と、その信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor by 3rd Embodiment of this invention, and the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing. 上記第3実施形態の第1変形例の信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing of the 1st modification of the said 3rd Embodiment. 上記第3実施形態の第2変形例の信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing of the 2nd modification of the said 3rd Embodiment. 上記第3実施形態の第3変形例の信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing of the 3rd modification of the said 3rd Embodiment. 本発明の第4実施形態による自動ドアセンサの構成と、その信号処理に伴う周波数スペクトラムの遷移を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor by 4th Embodiment of this invention, and the transition of the frequency spectrum accompanying the signal processing. 本発明の第5実施形態による自動ドアセンサの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor by 5th Embodiment of this invention. 従来例としての自動ドアセンサの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the automatic door sensor as a prior art example. 自動ドアセンサに適用されるレーダの構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the radar applied to an automatic door sensor. 上記レーダの受信部から出力される接近者と離脱者の各Ich信号とQch信号の位相関係を示す波形図。The wave form diagram which shows the phase relationship of each Ich signal and Qch signal of the approaching person and leaving person output from the receiving part of the said radar. 自動ドア近傍に設定される監視領域を示す模式図。The schematic diagram which shows the monitoring area | region set to the automatic door vicinity.

符号の説明Explanation of symbols

10A〜10E 自動ドアセンサ
11 レーダ
121 Ich信号を出力する前方の第1検波器
122 Qch信号を出力する後方の第2検波器
21 移相器
22 加減算器
23,38,45 レベル検出器
24,39,46 判定器
31 −180゜移相器
32 局部発振器
33,35,432 ミキサ(乗算器)
34 −90゜移相器
37 ローパスフィルタ
41,51 A/D変換器
42 複素信号化手段
43 周波数変換手段
431 複素局部発振器
44 フィルタ
52 複素フーリエ変換手段
62 移相器(ヒルベルト変換器)
10A to 10E Automatic door sensor 11 Radar 121 Front first detector that outputs Ich signal 122 Rear second detector that outputs Qch signal 21 Phase shifter 22 Adder / subtractor 23, 38, 45 Level detector 24, 39, 46 Determinator 31 -180 ° phase shifter 32 Local oscillator 33, 35, 432 Mixer (multiplier)
34-90 ° phase shifter 37 Low-pass filter 41, 51 A / D converter 42 Complex signal converting means 43 Frequency converting means 431 Complex local oscillator 44 Filter 52 Complex Fourier transform means 62 Phase shifter (Hilbert transformer)

Claims (7)

自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法において、
移相器により上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらしたのち、上記Ich信号と上記Qch信号とを加算もしくは減算することを特徴とするレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法。
As a transmitter / receiver for a monitoring region set in the vicinity of an automatic door, the receiving unit includes an oscillating unit that transmits a microwave having a predetermined frequency and a receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region. A radar is used in which the first and second detectors are arranged with the wavelength of the microwave set to be λ / 4 and spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction, and the Ich output from the front first detector In an object detection method for an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring region and outputs an open / close control signal to the automatic door by using a signal and a Qch signal output from the second detector behind.
A phase shifter shifts the phase of either the Ich signal or the Qch signal by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, and then adds or subtracts the Ich signal and the Qch signal. An object detection method of an automatic door sensor using a radar.
上記Ich信号の位相を上記Qch信号に対して+90゜ずらせたときには、移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを減算し、上記Ich信号の位相を上記Qch信号に対して−90゜ずらせたときには、移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを加算することを特徴とする請求項1に記載のレーダを用いた自動ドアセンサの物体検出方法。   When the phase of the Ich signal is shifted by + 90 ° with respect to the Qch signal, the phase-shifted Ich signal and the Qch signal are subtracted, and the phase of the Ich signal is shifted by −90 ° with respect to the Qch signal. 2. The object detection method for an automatic door sensor using a radar according to claim 1, wherein the Ich signal after the phase shift and the Qch signal are added. 3. 自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、
上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらす移相手段と、上記移相手段による移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを加算もしくは減算する演算手段と、上記演算手段の演算値に基づいて上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を分離して検出する判定手段とを備えていることを特徴とするレーダを用いた自動ドアセンサ。
As a transmitter / receiver for a monitoring region set in the vicinity of an automatic door, the receiving unit includes an oscillating unit that transmits a microwave having a predetermined frequency and a receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region. A radar is used in which the first and second detectors are arranged with the wavelength of the microwave set to be λ / 4 and spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction, and the Ich output from the front first detector In an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring region and outputs an open / close control signal to the automatic door by a signal and a Qch signal output from the second detector behind,
Phase shifting means for shifting either the Ich signal or the Qch signal by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, the Ich signal after the phase shifting by the phase shifting means, and the Qch signal A calculating means for adding or subtracting; and a determining means for separating and detecting a reflected wave from an approaching object moving in a direction approaching the automatic door or a moving away object moving away from the automatic door based on a calculation value of the calculation means; An automatic door sensor using a radar characterized by comprising:
上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器を備えるとともに、上記移相手段にヒルベルト変換器を用いて、ソフトウェアによりデジタル処理を行うことを特徴とする請求項3に記載のレーダを用いた自動ドアセンサ。   4. An A / D converter for converting the Ich signal and the Qch signal into digital signals, respectively, and performing digital processing by software using a Hilbert converter as the phase shift means. Automatic door sensor using the radar described in 1. 自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、
上記Ich信号と上記Qch信号のいずれか一方の位相をいずれか他方に対して+90゜もしくは−90゜ずらす移相手段と、上記反射波(ドップラ周波数)のほぼ最大周波数もしくはそれ以下に相当する周波数を発振する局部発振器と、上記移相手段による移相後の上記Ich信号と上記Qch信号とを上記局部発振器の出力周波数にて直交変調する周波数変換手段と、上記周波数変換手段により変換された上記Ich信号と上記Qch信号の中から上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を分離して検出するフィルタとを備えていることを特徴とするレーダを用いた自動ドアセンサ。
As a transmitter / receiver for a monitoring region set in the vicinity of an automatic door, the receiving unit includes an oscillating unit that transmits a microwave having a predetermined frequency and a receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region. A radar is used in which the first and second detectors are arranged with the wavelength of the microwave set to be λ / 4 and spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction, and the Ich output from the front first detector In an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring region and outputs an open / close control signal to the automatic door by a signal and a Qch signal output from the second detector behind,
Phase shifting means for shifting the phase of one of the Ich signal and the Qch signal by + 90 ° or −90 ° with respect to the other, and a frequency corresponding to substantially the maximum frequency or less of the reflected wave (Doppler frequency) A local oscillator that oscillates the frequency, a frequency conversion means that quadrature modulates the Ich signal and the Qch signal after the phase shift by the phase shift means at the output frequency of the local oscillator, and the frequency converter that is converted by the frequency converter And a filter that separates and detects a reflected wave from an approaching object that moves in the direction approaching the automatic door or a leaving object that moves away from the Ich signal and the Qch signal. Automatic door sensor using radar.
自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、
上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器と、上記A/D変換後に上記Ich信号,上記Qch信号をそれぞれ実部,虚部の複素信号にするとともに上記虚部の正負を反転させる複素信号化手段と、上記反射波(ドップラ周波数)のほぼ最大周波数もしくはそれ以下に相当する周波数を生成する複素局部発振器と、上記複素信号を上記複素局部発振器の出力周波数にて直交変換する周波数変換手段と、上記周波数変換手段により変換された上記複素信号の中から上記自動ドアに対して近づく方向に移動する接近物体もしくは遠ざかる方向に移動する離脱物体による反射波を分離して検出するデジタルフィルタとを備えていることを特徴とするレーダを用いた自動ドアセンサ。
As a transmitter / receiver for a monitoring region set in the vicinity of an automatic door, the receiving unit includes an oscillating unit that transmits a microwave having a predetermined frequency and a receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region. A radar is used in which the first and second detectors are arranged with the wavelength of the microwave set to be λ / 4 and spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction, and the Ich output from the front first detector In an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring region and outputs an open / close control signal to the automatic door by a signal and a Qch signal output from the second detector behind,
An A / D converter that converts each of the Ich signal and the Qch signal into a digital signal, and after the A / D conversion, the Ich signal and the Qch signal are converted into complex signals of a real part and an imaginary part, respectively, and the imaginary part Complex signal generating means for inverting the sign of the part, a complex local oscillator that generates a frequency corresponding to substantially the maximum frequency of the reflected wave (Doppler frequency) or less, and the complex signal as an output frequency of the complex local oscillator The reflected wave from the frequency conversion means for orthogonal transformation and the approaching object moving in the direction approaching or moving away from the automatic door is separated from the complex signal converted by the frequency conversion means. An automatic door sensor using a radar, characterized by comprising a digital filter for detection.
自動ドアの近傍に設定された監視領域に対する送受信機として、所定周波数のマイクロ波を送出する発振部と、上記監視領域内に存在する物体からの反射波を受信する受信部とを含み、上記受信部内に第1,第2の検波器が上記マイクロ波の波長をλとして前後方向にλ/4相当離間して配置されているレーダが用いられ、前方の上記第1検波器から出力されるIch信号と後方の上記第2検波器から出力されるQch信号とにより、上記監視領域内の物体を検出して上記自動ドアに開閉制御信号を出力するレーダを用いた自動ドアセンサにおいて、
上記Ich信号と上記Qch信号とをそれぞれデジタル信号に変換するA/D変換器と、上記A/D変換後に上記Ich信号,上記Qch信号を実部,虚部の複素信号とし、これをフーリエ変換もしくはDCT変換(離散コサイン変換)して上記複素信号の周波数スペクトラムを得る変換手段と、上記周波数スペクトラムの中から正または負の周波数を抽出,分離して上記自動ドアに対して近づく方向もしくは遠ざかる方向に移動する物体を識別する識別手段とを備えていることを特徴とするレーダを用いた自動ドアセンサ。
As a transmitter / receiver for a monitoring region set in the vicinity of an automatic door, the receiving unit includes an oscillating unit that transmits a microwave having a predetermined frequency and a receiving unit that receives a reflected wave from an object existing in the monitoring region. A radar is used in which the first and second detectors are arranged with the wavelength of the microwave set to be λ / 4 and spaced apart by λ / 4 in the front-rear direction, and the Ich output from the front first detector In an automatic door sensor using a radar that detects an object in the monitoring region and outputs an open / close control signal to the automatic door by a signal and a Qch signal output from the second detector behind,
An A / D converter that converts each of the Ich signal and the Qch signal into a digital signal, and after the A / D conversion, the Ich signal and the Qch signal are converted into complex signals of a real part and an imaginary part, and this is subjected to Fourier transform Alternatively, conversion means for obtaining the frequency spectrum of the complex signal by DCT conversion (discrete cosine transform), and a direction in which a positive or negative frequency is extracted from the frequency spectrum and separated to approach or move away from the automatic door. An automatic door sensor using a radar, comprising: an identification means for identifying an object that moves.
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