JP2008145255A - Detector for moving object - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detector for moving object capable of preventing misdetection of moving objects. <P>SOLUTION: When a determination circuit 86 makes a transmitter 3 output a transmission signal of a first frequency f1 from an oscillation circuit 1, and detects the moving object, the determination circuit makes the transmitter 3 output a transmission signal of a second frequency f2 that is different from the first frequency f1, from the oscillation circuit 1. When the moving object is also detected from the transmission signal of the second frequency f2, in other words, only when the moving object is detected from the transmission signals of all the frequencies (first frequency f1 and second frequency f2), a detection signal is output from the determination circuit 86. As a result, misdetection of the moving object can be prevented, even if high-energy waves (sound waves whose sound pressure level is very high) arrives from outside a monitoring space, for example. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、超音波や電波などの連続エネルギ波を監視空間に放射し、監視空間内の物体の移動により生じる反射波の周波数偏移を検出することにより、監視空間内において移動する物体の存在を検出する移動物体検出装置に関するものである。   The present invention radiates continuous energy waves such as ultrasonic waves and radio waves to the monitoring space, and detects the frequency shift of the reflected wave caused by the movement of the object in the monitoring space, thereby the presence of an object moving in the monitoring space. The present invention relates to a moving object detection device that detects the above.

近年、自動車の車両盗難並びに車上盗難が増加しているため、駐車中の車両に不審者が侵入した場合に警報音を鳴動する車載用盗難警報装置が普及してきており、かかる車載用盗難警報装置には監視空間(車内)における移動物体(人)の存否を検出するために移動物体検出装置が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, vehicle theft and on-the-car theft have increased, so that in-vehicle theft alarm devices that sound an alarm sound when a suspicious person enters a parked vehicle have become widespread. The apparatus is equipped with a moving object detection device for detecting the presence or absence of a moving object (person) in the monitoring space (inside the vehicle) (see, for example, Patent Document 1).

この種の移動物体検出装置は、所定周波数の連続エネルギ波(例えば、超音波)を監視空間内に放射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴なってドップラー効果として生じる反射波の周波数偏移を検出するように構成されている(例えば、特許文献2,3参照)。   This type of moving object detection device radiates a continuous energy wave (for example, an ultrasonic wave) of a predetermined frequency into a monitoring space, and a reflected wave generated as a Doppler effect accompanying the movement of an object existing in the monitoring space. (See, for example, Patent Documents 2 and 3).

図7に従来の移動物体検出装置の一例を示す。発振器1が発振する所定周波数の送波信号で送波器3を駆動することにより、発振器1の発振周波数と同周波数の超音波が監視空間に送波され、監視空間内に存在する物体Oに超音波が反射して生じる反射波を受波器4で受波する。受波器4では受波した反射波を受波信号Einに変換し、この受波信号Einを第1及び第2の位相検波回路6A,6Bにそれぞれ入力して発振器1の発振周波数と同周波数の基準信号E0,E0’と混合する。ここで、一方の基準信号E0は移相回路10の出力であって、両基準信号E0,E0’の位相が互いに異なるように設定される。したがって、第1及び第2の位相検波回路6A,6Bの出力にビート信号として得られる一対のドップラー信号E,E’も位相が互いに異なったものとなる。ドップラー信号E,E’はそれぞれローパスフィルタ7A,7Bで高調波成分が除去された後にコンパレータ9A,9Bにおいて信号の正負に対応した2値信号(以下、「軸符号信号」と呼ぶ。)X,Yに変換される。軸符号信号X,Yはそれぞれ2値(ハイレベルとローレベル)を有しているから、両者の組み合わせにより4つの状態を表わすことができるのであり、これら4状態はドップラー信号E,E’を基本軸とするベクトル平面の4つの象限のうちで、受波信号Einに対応するベクトルがどの象限に存在しているかを示すことになる。したがって、ドップラー信号E,E’の極性の組み合わせにより4つの状態(正正、正負、負負、負正)を考えれば、ベクトル平面上の各象限(第1象限乃至第4象限)に対応させることができるのである。要するに正負両極性を有したドップラー信号E,E’の極性を組み合わせることによって4つの状態を分類すれば、両ドップラー信号E,E’の信号値を成分としたベクトルが存在する象限(第1象限乃至第4象限)と上記各状態とが一対一に対応することになる。このベクトルは、受波信号Einの基準信号E,E’に対する周波数偏移に応じてベクトル平面内の象限を移動し、周波数が低くなるか高くなるか、すなわち物体Oが遠ざかるか近付くかに応じて、象限を右回りもしくは左回りに移動するのである。 FIG. 7 shows an example of a conventional moving object detection apparatus. By driving the transmitter 3 with a transmission signal having a predetermined frequency that the oscillator 1 oscillates, an ultrasonic wave having the same frequency as the oscillation frequency of the oscillator 1 is transmitted to the monitoring space, and the object O existing in the monitoring space is transmitted to the object O. A reflected wave generated by reflecting the ultrasonic wave is received by the wave receiver 4. In the receiver 4, the received reflected wave is converted into a received signal Ein, and the received signal Ein is input to the first and second phase detection circuits 6 </ b> A and 6 </ b> B, respectively, and the same frequency as the oscillation frequency of the oscillator 1. And reference signals E 0 and E 0 ′. Here, one reference signal E 0 is an output of the phase shift circuit 10 and is set so that the phases of both reference signals E 0 and E 0 ′ are different from each other. Therefore, the pair of Doppler signals E and E ′ obtained as beat signals at the outputs of the first and second phase detection circuits 6A and 6B also have different phases. The Doppler signals E and E ′ are binary signals (hereinafter referred to as “axis code signals”) X and X corresponding to the positive and negative of the signals in the comparators 9A and 9B after the harmonic components are removed by the low-pass filters 7A and 7B, respectively. Converted to Y. Since each of the axis code signals X and Y has two values (high level and low level), four states can be represented by a combination of both, and these four states represent the Doppler signals E and E ′. Of the four quadrants of the vector plane serving as the basic axis, it indicates in which quadrant the vector corresponding to the received signal Ein exists. Therefore, considering four states (positive, positive, negative, negative, negative) according to the combination of the polarities of the Doppler signals E and E ′, it is made to correspond to each quadrant (first quadrant to fourth quadrant) on the vector plane. It can be done. In short, if the four states are classified by combining the polarities of the Doppler signals E and E ′ having both positive and negative polarities, a quadrant (first quadrant) in which vectors having signal values of both Doppler signals E and E ′ exist as components. Thru | or 4th quadrant) and said each state respond | correspond one-to-one. This vector moves in a quadrant in the vector plane according to the frequency shift of the received signal Ein with respect to the reference signals E 0 and E 0 ′, and whether the frequency becomes lower or higher, that is, whether the object O moves away or approaches. In response to this, the quadrant is moved clockwise or counterclockwise.

そこで、この従来例では象限信号発生回路80、メモリ81、転移方向検出回路82、演算回路83、閾値回路84で検知回路8を構成し、以下のような処理を行っている。但し、検知回路8をマイコンで構成し、マイコンにおいてプログラムを実行することで象限信号発生回路80、転移方向検出回路82、演算回路83、閾値回路84の機能を実現することも可能ある。   Therefore, in this conventional example, the detection circuit 8 is configured by the quadrant signal generation circuit 80, the memory 81, the transition direction detection circuit 82, the arithmetic circuit 83, and the threshold circuit 84, and the following processing is performed. However, the functions of the quadrant signal generation circuit 80, the transition direction detection circuit 82, the arithmetic circuit 83, and the threshold circuit 84 can be realized by configuring the detection circuit 8 with a microcomputer and executing a program in the microcomputer.

象限信号発生回路80では、上述した信号処理により、上記ベクトル平面上において受波信号Einが存在する象限を検出して対応する象限信号Qを出力し、同時に受波信号Einが各象限の境界線を越えて転移するときに転移信号Zを発生する。象限信号Qは4状態を表わせばよいから、2ビット以上あればよい。また、象限信号Qは、転移信号Zの発生毎にメモリ81に一時的に記憶されると同時に、転移方向検出回路82にも入力される。ここに、メモリ81に記憶される象限信号Qは転移信号Zの発生毎に更新される。   The quadrant signal generation circuit 80 detects the quadrant in which the received signal Ein exists on the vector plane by the signal processing described above and outputs a corresponding quadrant signal Q. At the same time, the received signal Ein is a boundary line of each quadrant. A transition signal Z is generated when transitioning beyond. Since the quadrant signal Q only needs to represent four states, it may be 2 bits or more. Further, the quadrant signal Q is temporarily stored in the memory 81 every time the transition signal Z is generated, and is also input to the transition direction detection circuit 82. Here, the quadrant signal Q stored in the memory 81 is updated every time the transition signal Z is generated.

転移方向検出回路82では、受波信号Einに対応するベクトルが隣接する象限(第1象限乃至第4象限)に転移して転移信号Zが発生するのに伴って象限信号発生回路80から入力された現在の象限信号Q(すなわち、転移後の象限信号Q)と、前回の転移信号Zの発生に伴ってメモリ81に記憶されていた前回の象限信号Q(すなわち、転移前の象限信号Q)とが比較され、象限が右回りに転移したか左回りに転移したかが判定される。ここで、転移方向検出回路82の出力としては、受波信号Einに対応するベクトルが原点を中心として反時計回りに象限の境界線(基本軸)を横切る場合に加算、時計回りに象限の境界線を横切る場合に減算を指示する方向信号が出力されるように設定しておく。こうして、転移方向検出回路82の出力である方向信号が得られるとメモリ81の内容は更新される。転移方向検出回路82の出力である方向信号と象限検出回路80の出力である転移信号Zとは演算回路83に入力され、演算回路83では、転移信号Zが発生するたびに転移方向検出回路82の出力信号を読み込み、演算回路83に記憶されている値に対して方向信号が反時計回りなら1を加え、時計回りなら1を引くようにする。したがって、受波信号Einに対応するベクトルが第1象限から第2象限、第3象限を順に通過して第4象限に至る軌跡を描いて移動した場合、演算回路83の初期値が0であれば、最終値は3になる。こうして演算回路83の出力値の絶対値が閾値回路84に予め設定されている閾値を越えると、閾値回路84は検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路11に入力され、移動物体Oの存在が適宜報知器により報知される。   In the transition direction detection circuit 82, the vector corresponding to the received signal Ein is input from the quadrant signal generation circuit 80 as the transition signal Z is generated by shifting to the adjacent quadrant (first quadrant to fourth quadrant). The current quadrant signal Q (that is, the quadrant signal Q after the transition) and the previous quadrant signal Q (that is, the quadrant signal Q before the transition) stored in the memory 81 when the previous transition signal Z is generated. Are compared to determine whether the quadrant has shifted clockwise or counterclockwise. Here, the output of the transition direction detection circuit 82 is added when the vector corresponding to the received signal Ein crosses the quadrant boundary line (basic axis) counterclockwise around the origin, and the quadrant boundary clockwise. It is set so that a direction signal instructing subtraction is output when the line is crossed. Thus, when the direction signal that is the output of the transition direction detection circuit 82 is obtained, the contents of the memory 81 are updated. The direction signal, which is the output of the transition direction detection circuit 82, and the transition signal Z, which is the output of the quadrant detection circuit 80, are input to the arithmetic circuit 83. The arithmetic circuit 83 causes the transition direction detection circuit 82 every time the transition signal Z is generated. And 1 is added to the value stored in the arithmetic circuit 83 if the direction signal is counterclockwise, and 1 if it is clockwise. Therefore, when the vector corresponding to the received signal Ein moves along the locus from the first quadrant, the second quadrant, and the third quadrant to the fourth quadrant in order, the initial value of the arithmetic circuit 83 is 0. In this case, the final value is 3. Thus, when the absolute value of the output value of the arithmetic circuit 83 exceeds the threshold value preset in the threshold circuit 84, the threshold circuit 84 sends out a detection signal. The detection signal is input to the alarm drive circuit 11, and the presence of the moving object O is appropriately notified by the alarm.

上記構成によれば、超音波を送出して反射波の周波数偏移を検出するのであるから、送波信号の周波数をf0、物体の移動速度をv、超音波の伝播速度をcとすれば、ドップラー信号E,E’の周波数Δfは、|Δf|≒2vf0/cとなり(一般に、v≪c)、ドップラー信号E,E’の周波数は物体の移動速度vに比例することになる。また、物体が単位距離だけ移動したときに発生する、ドップラー信号E,E’の波数Nは、N=2f0/cとなるから、超音波の伝播速度cと送波周波数f0とが一定であれば、物体の移動速度vとは無関係に波数Nは一定となる。したがって、受波信号Einに対応するベクトルのベクトル平面での象限転移の回数も一定となる。つまり、上述のように4象限で表わせば、象限転移の回数は4×N回となり、物体の移動距離に比例することになる。また、象限の転移の向きは物体の移動する向きを表わすから、象限の転移が生じたときに転移の向きに応じて転移回数を加減算すれば、物体の移動距離と向きを知ることができるのである。換言すれば、監視空間内での物体Oの移動距離が閾値回路84の判定基準となり、物体Oが監視空間内で移動する時間には関係なく、物体の存在を検出することができるのである。
特開平9−272402号公報 特公昭62−43507号公報 特公平6−16085号公報
According to the above configuration, since the ultrasonic wave is transmitted and the frequency shift of the reflected wave is detected, the frequency of the transmission signal is f 0 , the moving speed of the object is v, and the propagation speed of the ultrasonic wave is c. For example, the frequency Δf of the Doppler signals E and E ′ is | Δf | ≈2 vf 0 / c (generally, v << c), and the frequency of the Doppler signals E and E ′ is proportional to the moving speed v of the object. . Further, since the wave number N of the Doppler signals E and E ′ generated when the object moves by a unit distance is N = 2f 0 / c, the ultrasonic wave propagation speed c and the transmission frequency f 0 are constant. If so, the wave number N is constant regardless of the moving speed v of the object. Therefore, the number of quadrant transitions on the vector plane of the vector corresponding to the received signal Ein is also constant. In other words, if expressed in four quadrants as described above, the number of quadrant transitions is 4 × N, which is proportional to the moving distance of the object. In addition, since the direction of quadrant transition represents the direction in which the object moves, if the number of transitions is added or subtracted according to the direction of the transition when quadrant transition occurs, the moving distance and direction of the object can be known. is there. In other words, the moving distance of the object O in the monitoring space becomes the determination criterion of the threshold circuit 84, and the presence of the object can be detected regardless of the time for which the object O moves in the monitoring space.
JP-A-9-272402 Japanese Examined Patent Publication No. 62-43507 Japanese Patent Publication No. 6-16085

ところで、上述のような移動物体検出装置を車載用盗難警報装置に搭載した場合、他の車両(自動車、電車、オートバイなど)が側を通過することで発生する振動や音が駐車中の車両(自動車)に伝わって当該車両の窓ガラスや送波器3又は受波器4が微少な振幅で振動することがあり、その振動に起因して超音波の伝搬経路が時間的に変動して反射波に位相変調がかかることになる。   By the way, when the moving object detection device as described above is mounted on an in-vehicle burglar alarm device, vibrations and sounds generated when other vehicles (cars, trains, motorcycles, etc.) pass by the side ( The window glass of the vehicle, the transmitter 3 or the receiver 4 may vibrate with a very small amplitude, and the propagation path of the ultrasonic wave fluctuates over time due to the vibration. The wave will be phase modulated.

ここで、発振器1が出力する周期信号をsin(ωt+φ)、振動をfmsinω0tとしたとき、受波器4から出力される変調信号fは、f=sin(ωt+φ+fmsinω0t)と表されるので、位相検波回路6A,6Bから出力されるドップラー信号E,E’はそれぞれ下記の式で表される。 Here, when the periodic signal output from the oscillator 1 is sin (ωt + φ) and the vibration is f m sinω 0 t, the modulation signal f output from the receiver 4 is f = sin (ωt + φ + f m sinω 0 t), the Doppler signals E and E ′ output from the phase detection circuits 6A and 6B are respectively expressed by the following equations.

E=sin(ωt+φ+fmsinω0t)sinωt
≒1/2fmsinφsinω0t
E’=sin(ωt+φ+fmsinω0t)cosωt
≒1/2fmcosφsinω0t
但し、fm≪1
上記式から明らかなように、φが0又はπ/2であればドップラー信号E,E’の何れか一方がゼロとなり、φがπ/4又は3π/4であればドップラー信号E,E’が逆相(即ち、位相差がπ/2)又は同相(位相差がゼロ)となる。
E = sin (ωt + φ + f m sinω 0 t) sinωt
≒ 1 / 2f m sinφsinω 0 t
E '= sin (ωt + φ + f m sinω 0 t) cosωt
≒ 1 / 2f m cosφsinω 0 t
However, f m ≪1
As is clear from the above equation, if φ is 0 or π / 2, one of the Doppler signals E and E ′ is zero, and if φ is π / 4 or 3π / 4, the Doppler signals E and E ′. Are in reverse phase (ie, phase difference is π / 2) or in phase (phase difference is zero).

例えば、ドップラー信号E,E’が同相となった場合、ドップラー信号E,E’を2値化して得られる軸符号信号X,Yが(1,1)と(−1,−1)を周期的に繰り返すことになり(図8(a)参照)、転移前後の象限信号Qから転移方向を検出することができないために振動する物体(窓ガラスなど)を移動物体と誤検出することはないはずである。   For example, when the Doppler signals E and E ′ are in phase, the axis code signals X and Y obtained by binarizing the Doppler signals E and E ′ have a cycle of (1, 1) and (−1, −1). (See FIG. 8A), and since the transition direction cannot be detected from the quadrant signal Q before and after the transition, a vibrating object (such as a window glass) is not erroneously detected as a moving object. It should be.

しかしながら、ドップラー信号E,E’を軸符号信号X,Yに変換するコンパレータ9A,9Bのしきい値にチャタリング防止用のヒステリシスを持たせた場合、図9(a)に示すように同相のドップラー信号E,E’の振幅が異なっているとき(例えば、ドップラー信号E’の振幅が小さいとき)には、図9(b)(c)に示すように軸符号信号X,Yの間に位相差が生じて象限信号Qが(1,1)→(−1,1)→(−1,−1)→(1,−1)→(1,1)という順序で周期的に転移するため、振動する物体を近づく向きに移動する物体と誤検出してしまう虞がある(図8(b)参照)。   However, when the thresholds of the comparators 9A and 9B that convert the Doppler signals E and E ′ into the axis code signals X and Y are provided with hysteresis for preventing chattering, as shown in FIG. When the amplitudes of the signals E and E ′ are different (for example, when the amplitude of the Doppler signal E ′ is small), there is a position between the axis code signals X and Y as shown in FIGS. A phase difference occurs, and the quadrant signal Q periodically shifts in the order of (1, 1) → (−1,1) → (−1, −1) → (1, −1) → (1,1). There is a possibility that a vibrating object may be erroneously detected as an object that moves in a direction approaching (see FIG. 8B).

そこで本発明者らは、上述のような誤検出を防止するものとして図10に示すものを既に提案している。図10に示す構成においては、ローパスフィルタ7A,7Bの出力端に、コンパレータ9A,9B(第1の比較器)とは別のコンパレータ9C,9D(第2の比較器)を並列に接続するとともに、これらのコンパレータ9C,9Dにおける比較結果(以下、判別信号と呼ぶ。)α,βを、マイコンからなる検知回路8の象限信号発生回路80に取り込んでいる。ここで、コンパレータ9A,9Bにおいてはしきい値にヒステリシスが持たせてあり、ドップラー信号E,E’が大きい方のしきい値Th1(+)を上回ると小さい方のしきい値Th1(-)に切り替わり、ドップラー信号E,E’が小さい方のしきい値Th1(-)を下回ると大きい方のしきい値Th1(+)に切り替わることでチャタリングを防止している。同様に、本構成で追加しているコンパレータ9C,9Dにおいてもしきい値にヒステリシスが持たせてあり、ドップラー信号E,E’が大きい方のしきい値Th2(+)を上回ると小さい方のしきい値Th2(-)に切り替わり、ドップラー信号E,E’が小さい方のしきい値Th2(-)を下回ると大きい方のしきい値Th2(+)に切り替わるようになっている。そして、コンパレータ9A,9Bにおけるしきい値(第1のしきい値)Th1(+),Th1(-)に対してコンパレータ9C,9Dにおけるしきい値(第2のしきい値)Th2(+),Th2(-)の方が絶対値が大きく、すなわち、Th1(+)<Th2(+)且つTh1(-)>Th2(-)の関係を満たすように第2のしきい値Th2(+),Th2(-)を設定しており、ドップラー信号E,E’の振幅値が第2のしきい値Th2(+)よりも大きいときに判別信号αがハイレベルとなり、ドップラー信号E,E’の振幅値が第2のしきい値Th2(-)よりも小さい場合に判別信号βがハイレベルとなり、それ以外のときに判別信号α,βが何れもローレベルとなる。   Therefore, the present inventors have already proposed what is shown in FIG. 10 to prevent the above-described erroneous detection. In the configuration shown in FIG. 10, comparators 9C and 9D (second comparator) different from the comparators 9A and 9B (first comparator) are connected in parallel to the output ends of the low-pass filters 7A and 7B. The comparison results (hereinafter referred to as discrimination signals) α, β in these comparators 9C, 9D are taken into the quadrant signal generation circuit 80 of the detection circuit 8 made of a microcomputer. Here, in the comparators 9A and 9B, hysteresis is given to the threshold value. When the Doppler signals E and E ′ exceed the larger threshold value Th1 (+), the smaller threshold value Th1 (−). When the Doppler signals E and E ′ fall below the smaller threshold value Th1 (−), the switching to the larger threshold value Th1 (+) prevents chattering. Similarly, in the comparators 9C and 9D added in this configuration, hysteresis is given to the threshold value. When the Doppler signals E and E ′ exceed the larger threshold value Th2 (+), the smaller value is obtained. The threshold value Th2 (-) is switched, and when the Doppler signals E and E 'fall below the smaller threshold value Th2 (-), the threshold value Th2 (+) is switched. The threshold values (second threshold values) Th2 (+) in the comparators 9C and 9D are compared with the threshold values (first threshold values) Th1 (+) and Th1 (-) in the comparators 9A and 9B. , Th2 (−) has a larger absolute value, that is, the second threshold value Th2 (+) so as to satisfy the relationship of Th1 (+) <Th2 (+) and Th1 (−)> Th2 (−). , Th2 (−) are set, and when the amplitude value of the Doppler signals E, E ′ is larger than the second threshold value Th2 (+), the determination signal α becomes a high level, and the Doppler signals E, E ′. Is smaller than the second threshold value Th2 (−), the determination signal β is at a high level, and at other times, the determination signals α and β are both at a low level.

一方、象限信号発生回路80においては、少なくとも何れか一方の判別信号α,βがローレベルの場合、コンパレータ9A,9Bで2値化された軸符号信号X,Yから象限信号を発生する処理を行わない。つまり、人のような移動物体に反射した反射波あるいは静止している物体に反射した反射波を受波して得られる一対のドップラー信号E,E’は、通常、互いの振幅値が同一若しくは僅かな差しか生じないはずであり、微少振動する物体(例えば、自動車等の通過に伴って振動する車両の窓ガラスなど)に反射した反射波を受波して得られるドップラー信号E,E’のみが互いの振幅値に大きな差が生じると考えられるから、ドップラー信号E,E’の振幅値が第2の比較器(コンパレータ9C又は9D)における第2のしきい値Th2(+),Th2(-)未満であるときに受波信号Einが微少振動する物体に反射した反射波によるものと推測することができ、その場合に象限信号発生回路80で象限信号を発生させないことによって微少振動する物体を移動物体と誤検出することが抑制できる。   On the other hand, in the quadrant signal generation circuit 80, when at least one of the determination signals α and β is at a low level, the quadrant signal is generated from the axis code signals X and Y binarized by the comparators 9A and 9B. Not performed. That is, a pair of Doppler signals E and E ′ obtained by receiving a reflected wave reflected on a moving object such as a person or a reflected wave reflected on a stationary object usually has the same amplitude value or Only a slight difference should occur, and Doppler signals E and E ′ obtained by receiving reflected waves reflected on a slightly vibrating object (for example, a window glass of a vehicle that vibrates as a vehicle passes). Only the amplitude value of the Doppler signals E and E ′ is the second threshold value Th2 (+), Th2 in the second comparator (comparator 9C or 9D). If the received signal Ein is less than (−), it can be assumed that the received signal Ein is due to a reflected wave reflected by an object that vibrates slightly, and in that case, the quadrant signal generation circuit 80 does not generate a quadrant signal, and thus it vibrates slightly. object Can be prevented from being erroneously detected as a moving object.

ここで、受波信号Einが微少振動する物体に反射した反射波によるものであっても、ドップラー信号E,E’の振幅値が第2の比較器(コンパレータ9C又は9D)における第2のしきい値Th2(+),Th2(-)を超えてしまう場合があるから、第2の比較器(コンパレータ9C又は9D)における第2のしきい値Th2(+),Th2(-)との比較処理のみでは微少振動する物体の誤検出を十分に抑制することができない。   Here, even if the received signal Ein is a reflected wave reflected by an object that vibrates slightly, the amplitude values of the Doppler signals E and E ′ are the second values in the second comparator (comparator 9C or 9D). Since the threshold values Th2 (+) and Th2 (-) may be exceeded, the comparison with the second threshold values Th2 (+) and Th2 (-) in the second comparator (comparator 9C or 9D). The processing alone cannot sufficiently suppress erroneous detection of an object that vibrates slightly.

そこで、ドップラー信号E,E’の振幅値が第2の比較器(コンパレータ9C又は9D)における第2のしきい値Th2(+),Th2(-)を超えている場合であっても、軸符号信号X,Yの位相差が第1のしきい値Th1(+),Th1(-)と第2のしきい値Th2(+),Th2(-)との差に対応した基準値以下であれば、ドップラー信号E,E’がほぼ同相又は逆相で振幅値の絶対値が異なっていると考えられることから、受波信号Einが微少振動する物体に反射した反射波によるものと推測することができる。つまり、ドップラー信号E,E’の位相差(=軸符号信号X,Yの位相差)が基準値以下であるということは、象限の転移が生じたときに転移前の象限に存在していた時間が極めて短かったことを示しており、移動物体(例えば、人)がそのような短時間の間に移動の向きを変えることは非常に起き難いことであるから、かかる場合は受波信号Einが微少振動する物体に反射した反射波によるものと推測することができる。   Therefore, even if the amplitude values of the Doppler signals E and E ′ exceed the second threshold values Th2 (+) and Th2 (−) in the second comparator (comparator 9C or 9D), the axis The phase difference between the code signals X and Y is below a reference value corresponding to the difference between the first threshold values Th1 (+) and Th1 (-) and the second threshold values Th2 (+) and Th2 (-). If so, the Doppler signals E and E ′ are almost in phase or out of phase, and the absolute value of the amplitude value is considered to be different. Therefore, it is assumed that the received signal Ein is due to a reflected wave reflected by a slightly vibrating object. be able to. That is, the fact that the phase difference between the Doppler signals E and E ′ (= phase difference between the axis code signals X and Y) is equal to or smaller than the reference value exists in the quadrant before the transition when the quadrant transition occurs. This indicates that the time was extremely short, and it is very difficult for a moving object (eg, a person) to change the direction of movement in such a short period of time, so in this case the received signal Ein Can be assumed to be due to a reflected wave reflected by a slightly vibrating object.

例えば、第2のしきい値Th2(+),Th2(-)を第1のしきい値Th1(+),Th1(-)の2倍(Th2(+)=Th1(+)×2,Th2(-)=Th1(-)×2)に設定した場合、図11に示すようにドップラー信号E,E’の振幅値が第2のしきい値Th2(+),Th2(-)を超えているときの軸符号信号X,Yの位相差φは最大で30°(=π/6)となる。そして、図12に示すように軸符号信号Xがローレベルからハイレベルに変化した時点t1(象限信号Q=(1,−1))から、軸符号信号Yがローレベルからハイレベルに変化する時点t2(象限信号Q=(1,1))までの時間T1(=t2−t1)と、時点t2から軸符号信号Xがハイレベルからローレベルに変化した時点t3(象限信号Q=(−1,1))までの時間T2(=t3−t2)とを演算回路83において比較し、2つの時間T1,T2の比(T1:T2)が1:3〜3:1の範囲内、言い換えると2つの時間T1,T2の時間差(軸符号信号X,Yの位相差)が45°(=π/4)以上のときにだけ演算回路83が転移方向検出回路82の出力信号を読み込んで記憶している値に対して方向信号が反時計回りなら1を加え、時計回りなら1を引く処理を実行し、2つの時間T1,T2の時間差が45°未満のときは演算回路83は記憶値に対して加算又は減算処理を行わない。つまり、2つの時間T1,T2の比(T1:T2)が1:3〜3:1の範囲外、言い換えると2つの時間T1,T2の時間差(軸符号信号X,Yの位相差)が45°未満である場合、演算回路83では、図13に示すように実際の受波信号Einが第1象限と第3象限の間を移動する(ドップラー信号E,E’が同相のとき)か若しくは第2象限と第4象限の間を移動する(ドップラー信号E,E’が逆相のとき)と推定して移動物体の検出処理を行わないようにしている。   For example, the second threshold values Th2 (+) and Th2 (-) are twice the first threshold values Th1 (+) and Th1 (-) (Th2 (+) = Th1 (+) × 2, Th2). When (−) = Th1 (−) × 2) is set, the amplitude values of the Doppler signals E and E ′ exceed the second threshold values Th2 (+) and Th2 (−) as shown in FIG. The phase difference φ between the axis code signals X and Y at the time is 30 ° (= π / 6) at the maximum. Then, as shown in FIG. 12, the axis code signal Y changes from the low level to the high level from the time t1 (quadrant signal Q = (1, −1)) when the axis code signal X changes from the low level to the high level. Time T1 (= t2−t1) until time t2 (quadrant signal Q = (1, 1)) and time t3 (quadrant signal Q = (−) when the axis code signal X changes from high level to low level from time t2. 1, 1)) is compared with the time T2 (= t3-t2) in the arithmetic circuit 83, and the ratio (T1: T2) of the two times T1, T2 is within the range of 1: 3 to 3: 1. The arithmetic circuit 83 reads and stores the output signal of the transition direction detection circuit 82 only when the time difference between the two times T1 and T2 (phase difference between the axis code signals X and Y) is 45 ° (= π / 4) or more. 1 if the direction signal is counterclockwise to the current value If it is clockwise, a process of subtracting 1 is executed, and when the time difference between the two times T1 and T2 is less than 45 °, the arithmetic circuit 83 does not perform addition or subtraction on the stored value. That is, the ratio (T1: T2) of the two times T1 and T2 is outside the range of 1: 3 to 3: 1. In other words, the time difference between the two times T1 and T2 (the phase difference between the axis code signals X and Y) is 45. If it is less than 0 °, the arithmetic circuit 83 causes the actual received signal Ein to move between the first quadrant and the third quadrant (when the Doppler signals E and E ′ are in phase), as shown in FIG. It is estimated that the second quadrant and the fourth quadrant move (when the Doppler signals E and E ′ are in reverse phase), and the moving object detection process is not performed.

ここで、演算回路83が軸符号信号X,Yの位相差と比較している基準値(=45°)は、第1のしきい値Th1(+),Th1(-)と第2のしきい値Th2(+),Th2(-)との差に対応した値、すなわち、軸符号信号X,Yの位相差φの最大値(=30°)に若干の余裕値を見積もって決定される値である。   Here, the reference values (= 45 °) that the arithmetic circuit 83 compares with the phase difference between the axis code signals X and Y are the first threshold values Th1 (+) and Th1 (−) and the second threshold value. It is determined by estimating a slight margin value for the value corresponding to the difference between the threshold values Th2 (+) and Th2 (-), that is, the maximum value (= 30 °) of the phase difference φ between the axis code signals X and Y. Value.

而して、本構成によれば、ドップラー信号E,E’の振幅値がコンパレータ9C,9D(第2の比較器)における第2のしきい値Th2(+),Th2(-)未満であれば微少振動する物体に反射した反射波と推測して象限信号発生回路80から象限信号Qを発生させないことで誤検出が抑制でき、さらに、ドップラー信号E,E’の振幅値がコンパレータ9C,9Dにおける第2のしきい値Th2(+),Th2(-)以上である場合においても、軸符号信号X,Yの位相差φが第1のしきい値Th1(+),Th1(-)と第2のしきい値Th2(+),Th2(-)との差に対応した基準値よりも大きいときにだけ象限信号Qを発生させ、軸符号信号X,Yの位相差φが基準値以下のときは演算回路83が移動物体検知の処理(記憶値に対して加算又は減算処理)を行わないことにより、微少振動する物体を移動物体と誤検出することがより確実に抑制できるものである。   Thus, according to this configuration, the amplitude values of the Doppler signals E and E ′ are less than the second threshold values Th2 (+) and Th2 (−) in the comparators 9C and 9D (second comparator). For example, it can be assumed that the reflected wave is reflected from an object that vibrates slightly, and the quadrant signal Q is not generated from the quadrant signal generation circuit 80, so that erroneous detection can be suppressed. Further, the amplitude values of the Doppler signals E and E ' Even when the second threshold values Th2 (+) and Th2 (-) are equal to or larger than the first threshold values Th1 (+) and Th1 (-), The quadrant signal Q is generated only when it is larger than the reference value corresponding to the difference between the second threshold values Th2 (+) and Th2 (-), and the phase difference φ between the axis code signals X and Y is below the reference value. In this case, the arithmetic circuit 83 does not perform the moving object detection process (addition or subtraction process for the stored value). Are those that can more reliably suppress be erroneously detected as the moving object an object minutely vibrate.

ところが、監視空間の外から大きなエネルギ波(音圧レベルが非常に高い音波)が到来したとき、上述の位相変調された反射波がさらに多重反射等によって複雑に重なりあい、その結果、本来検出しようとしている移動物体に対する反射波を受波したときと同様に象限信号Qが(1,1)→(−1,1)→(−1,−1)→(1,−1)→(1,1)という順序で周期的に転移し、移動物体を誤検出してしまう虞のあることが判った。   However, when a large energy wave (a sound wave with a very high sound pressure level) arrives from outside the monitoring space, the above-mentioned phase-modulated reflected waves overlap with each other in a complicated manner due to multiple reflections, and as a result, will be detected originally. The quadrant signal Q is (1,1) → (−1,1) → (−1, −1) → (1, −1) → (1, as in the case of receiving the reflected wave with respect to the moving object. It has been found that there is a possibility that a moving object may be erroneously detected due to periodic transition in the order of 1).

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、移動物体の誤検出が防止できる移動物体検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a moving object detection device capable of preventing erroneous detection of a moving object.

請求項1の発明は、上記目的を達成するために、発振周波数が可変である発振手段と、発振手段から出力する送波信号により振幅が周期的に変化する連続エネルギ波を監視空間に送波する送波手段と、前記連続エネルギ波が監視空間に存在する物体に反射して生じる反射波を受波する受波手段と、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合することで基準信号との位相差に応じた振幅を有し且つ互いに位相の異なる一対のドップラー信号を得る位相検波手段と、当該一対のドップラー信号を信号処理して前記監視空間における移動物体を検知して検出信号を出力する検知手段とを備え、検知手段は、発振手段から基本周波数の送波信号を送波手段に出力させて移動物体を検知したときに当該基本周波数と異なる1乃至複数種類の周波数の送波信号を発振手段から送波手段に出力させ、当該1乃至複数種類の周波数のすべての送波信号について移動物体を検知したときにのみ検出信号を出力することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of claim 1 transmits an oscillation means whose oscillation frequency is variable and a continuous energy wave whose amplitude periodically changes by a transmission signal output from the oscillation means to a monitoring space. Transmitting means for receiving, a receiving means for receiving a reflected wave generated when the continuous energy wave is reflected by an object existing in the monitoring space, and a reference signal and a receiving signal having the same frequency as the transmitting signal but different in phase from each other And a phase detection means for obtaining a pair of Doppler signals having an amplitude corresponding to the phase difference from the reference signal and having a phase different from each other, and a signal processing of the pair of Doppler signals to move in the monitoring space Detection means for detecting an object and outputting a detection signal. The detection means outputs a transmission signal having a fundamental frequency from the oscillation means to the transmission means to detect a moving object. A transmission signal having a plurality of types of frequencies is output from the oscillation unit to the transmission unit, and a detection signal is output only when a moving object is detected for all the transmission signals of the one to a plurality of types of frequencies. And

請求項2の発明は、請求項1の発明において、送波手段は、連続エネルギ波のエネルギが最大となる中心周波数を頂点とする山型の出力特性を有し、検知手段は、基本周波数並びに前記1乃至複数種類の周波数が前記中心周波数よりも高い周波数と低い周波数に振り分けて設定されることを特徴する。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the wave transmitting means has a mountain-shaped output characteristic having a peak at the center frequency at which the energy of the continuous energy wave is maximum, and the detecting means has a fundamental frequency and The one or more types of frequencies are set to be divided into a higher frequency and a lower frequency than the center frequency.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、検知手段は、基本周波数並びに前記1乃至複数種類の周波数が、送波手段から送波される連続エネルギ波のエネルギが略同一となる周波数に設定されてなることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the detection means is configured such that the fundamental frequency and the one or more types of frequencies are such that the energy of the continuous energy wave transmitted from the transmission means is substantially the same. It is characterized by being set.

請求項4の発明は、請求項1〜3の何れか1項の発明において、検知手段は、発振手段から出力する送波信号の周波数を切り換えた時点から所定の待機時間が経過するまでは移動物体の検知を行わないことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the detection means moves until a predetermined standby time elapses from the time when the frequency of the transmission signal output from the oscillation means is switched. The object is not detected.

請求項5の発明は、請求項4の発明において、検知手段は、送波手段から送波される連続エネルギ波が監視空間内を往復するのに要する時間の最大値よりも短くない時間に前記待機時間が設定されてなることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the detection means is configured so that the continuous energy wave transmitted from the transmission means is not shorter than the maximum time required for reciprocating in the monitoring space. The waiting time is set.

請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか1項の発明において、検知手段は、基本周波数において検知された移動物体の移動向きと、1乃至複数種類の周波数において検知された移動物体の移動向きとが一致する場合に検出信号を出力することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects of the present invention, the detection means includes the moving direction of the moving object detected at the fundamental frequency and the moving object detected at one or more types of frequencies. A detection signal is output when the movement direction of each coincides.

請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか1項の発明において、検知手段は、1乃至複数種類の周波数において移動物体が検知されなければ、所定の不検知時間が経過した時点で移動物体の検知処理を初期化することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, when the detection means does not detect a moving object at one or a plurality of types of frequencies, a predetermined non-detection time has elapsed. The moving object detection process is initialized.

請求項1の発明によれば、検知手段は、発振手段から基本周波数の送波信号を送波手段に出力させて移動物体を検知したときに当該基本周波数と異なる1乃至複数種類の周波数の送波信号を発振手段から送波手段に順に出力させ、当該1乃至複数種類の周波数のすべての送波信号について移動物体を検知したときにのみ検出信号を出力するので、本当の移動物体であれば送波信号の周波数を切り換えてもすべての周波数で移動物体として検知されるが、移動する物体が存在しなければ送波信号の周波数を切り換えることで検知されなくなるから、移動物体の誤検出が防止できる。   According to the first aspect of the present invention, the detection means outputs a transmission signal having a fundamental frequency from the oscillation means to the transmission means to detect a moving object, and transmits one or more types of frequencies different from the fundamental frequency. Since a wave signal is output in order from the oscillating means to the transmitting means, and a detection signal is output only when a moving object is detected for all transmission signals of the one or more types of frequencies, if it is a real moving object Even if the frequency of the transmitted signal is switched, it will be detected as a moving object at all frequencies, but if there is no moving object, it will not be detected by switching the frequency of the transmitted signal, thus preventing false detection of moving objects it can.

請求項2の発明によれば、切り換える周波数、すなわち、基本周波数とその他の周波数が送波手段の出力特性における中心周波数よりも高い周波数と低い周波数に振り分けて設定されるので、各周波数毎のエネルギの大小に起因して検出可能な距離に生じるばらつきが抑制できる。   According to the second aspect of the present invention, the frequency to be switched, that is, the fundamental frequency and the other frequencies are set so as to be divided into a higher frequency and a lower frequency than the center frequency in the output characteristics of the transmission means. Variations in the detectable distance due to the size of can be suppressed.

請求項3の発明によれば、検知手段が、基本周波数並びに前記1乃至複数種類の周波数が、送波手段から送波される連続エネルギ波のエネルギが略同一となる周波数に設定されるので、各周波数毎のエネルギの大小に起因して検出可能な距離に生じるばらつきがさらに抑制できる。   According to the invention of claim 3, since the detection means is set to a frequency at which the energy of the continuous energy wave transmitted from the transmission means is substantially the same as the fundamental frequency and the one or more types of frequencies. Variations in the detectable distance due to the magnitude of energy for each frequency can be further suppressed.

請求項4の発明によれば、周波数を切り換えたときに各手段を構成するハードウェアの特性が安定するまでの間は正確に検出できない虞があり、所定の待機時間が経過するまで、つまり、ハードウェアの特性が安定するまでは検知手段が移動物体の検知を行わないことで誤検出が防止できる。   According to the invention of claim 4, there is a possibility that it cannot be detected accurately until the characteristics of the hardware constituting each means are stabilized when the frequency is switched, and until a predetermined standby time elapses, that is, Misdetection can be prevented by the detection means not detecting the moving object until the characteristics of the hardware are stabilized.

請求項5の発明によれば、切換前の周波数の連続エネルギ波が監視空間に残存していると誤検出する虞があるが、送波手段から送波される連続エネルギ波が監視空間内を往復するのに要する時間の最大値よりも短くない時間に設定された前記待機時間の経過後であれば、切換前の周波数の連続エネルギ波による誤検出が防止できる。   According to the invention of claim 5, there is a possibility of erroneous detection that the continuous energy wave of the frequency before switching remains in the monitoring space, but the continuous energy wave transmitted from the wave transmitting means passes through the monitoring space. After the elapse of the waiting time set to a time not shorter than the maximum time required for reciprocating, erroneous detection due to a continuous energy wave at a frequency before switching can be prevented.

請求項6の発明によれば、例えば、振り子のように揺れている物体が検出されたときにはその移動向きが周期的に反転するため、検知手段が、基本周波数において検知された移動物体の移動向きと、1乃至複数種類の周波数において検知された移動物体の移動向きとが一致する場合に検出信号を出力すれば、上述のように揺れている物体を移動物体と誤検出するのを防ぐことができる。   According to the sixth aspect of the present invention, for example, when a swinging object such as a pendulum is detected, the moving direction is periodically reversed. Therefore, the detecting means moves the moving object detected at the fundamental frequency. If the detection signal is output when the moving direction of the moving object detected at one or more types of frequencies coincides, it is possible to prevent erroneous detection of the moving object as described above. it can.

請求項7の発明によれば、検知手段は、1乃至複数種類の周波数において移動物体が検知されなければ、所定の不検知時間が経過した時点で移動物体の検知処理を初期化するので、一度検出された移動物体が所定の不検知時間内に再度検出されなければ最初の検出が誤検出であったとみなすことができ、そのときは検知手段が検知処理を初期化することで次回の検出に備えることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the detection means initializes the detection process of the moving object when a predetermined non-detection time has elapsed unless a moving object is detected at one or more types of frequencies. If the detected moving object is not detected again within the predetermined non-detection time, the first detection can be regarded as a false detection. In that case, the detection means initializes the detection process so that the next detection can be performed. Can be provided.

以下、従来例と同様に連続エネルギ波として超音波を用いる実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、超音波の代わりに電波を用いる場合にも本発明の技術思想は適用可能である。   Hereinafter, an embodiment using ultrasonic waves as continuous energy waves as in the conventional example will be described in detail with reference to the drawings. However, the technical idea of the present invention can also be applied when radio waves are used instead of ultrasonic waves.

(実施形態1)
図1に本実施形態のブロック図を示す。但し、本実施形態の基本構成並びに基本動作は図7に示した従来例と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of this embodiment. However, since the basic configuration and the basic operation of the present embodiment are the same as those of the conventional example shown in FIG.

発振回路1は電圧制御発振器(VCO)からなり、発振周波数が外部から切換可能であって、検知回路8が具備する周波数切換回路85から出力される周波数設定信号(直流の電圧信号)によって発振周波数、すなわち、送波信号の周波数が切り換えられる。本実施形態では、周波数切換回路85が第1周波数(基準周波数)f1と第2周波数f2の2種類の周波数を択一的に切り換えるようになっており、検知回路8が具備する判定回路86の指示に応じて第1周波数f1に設定する周波数設定信号と第2周波数f2に設定する周波数設定信号の何れか一方を出力して発振回路1から出力される送波信号の周波数を第1周波数f1又は第2周波数f2に切り換える。   The oscillation circuit 1 is composed of a voltage controlled oscillator (VCO), the oscillation frequency can be switched from the outside, and the oscillation frequency is determined by a frequency setting signal (DC voltage signal) output from the frequency switching circuit 85 included in the detection circuit 8. That is, the frequency of the transmission signal is switched. In the present embodiment, the frequency switching circuit 85 is configured to selectively switch between two types of frequencies, the first frequency (reference frequency) f1 and the second frequency f2, and the detection circuit 8 includes the determination circuit 86. In response to the instruction, either the frequency setting signal set to the first frequency f1 or the frequency setting signal set to the second frequency f2 is output, and the frequency of the transmission signal output from the oscillation circuit 1 is set to the first frequency f1. Alternatively, the frequency is switched to the second frequency f2.

判定回路86は、閾値回路84による演算回路83の出力値の絶対値と閾値の比較結果に応じて、すなわち、演算回路83の出力値の絶対値が閾値を越えていれば、周波数切換回路85に対して第1周波数f1から第2周波数f2への切換を指示し、後述するように周波数切換回路85で切り換えて設定されるすべての周波数(第1周波数f1並びに第2周波数f2)において演算回路83の出力値の絶対値が閾値を越えているという比較結果が閾値回路84から出力された場合にだけ、報知器駆動回路11に対して検出信号を送出する。   The determination circuit 86 responds to the comparison result between the absolute value of the output value of the arithmetic circuit 83 and the threshold value by the threshold circuit 84, that is, if the absolute value of the output value of the arithmetic circuit 83 exceeds the threshold value, the frequency switching circuit 85. Is instructed to switch from the first frequency f1 to the second frequency f2, and as will be described later, at all frequencies (first frequency f1 and second frequency f2) set by switching by the frequency switching circuit 85, the arithmetic circuit Only when the comparison result that the absolute value of the output value 83 exceeds the threshold is output from the threshold circuit 84, the detection signal is sent to the alarm drive circuit 11.

次に、図2のフローチャートを参照しながら本実施形態の動作を説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、検知回路8の周波数切換回路85が周波数設定信号を出力して発振回路1の発振周波数を第1周波数f1に設定する。そして、発振器1が発振する第1周波数f1の送波信号で送波器3を駆動することにより、発振器1の発振周波数(第1周波数f1)と同周波数の超音波が監視空間に送波され、監視空間内に存在する物体Oに超音波が反射して生じる反射波を受波器4で受波する。受波器4では受波した反射波を受波信号Einに変換し、この受波信号Einを第1及び第2の位相検波回路6A,6Bにそれぞれ入力して発振器1の発振周波数と同周波数の基準信号E0,E0’と混合する。第1及び第2の位相検波回路6A,6Bから出力される一対のドップラー信号E,E’はそれぞれローパスフィルタ7A,7Bで高調波成分が除去された後にコンパレータ9A,9Bにおいて軸符号信号X,Yに変換されて検知回路8に取り込まれる。 First, the frequency switching circuit 85 of the detection circuit 8 outputs a frequency setting signal to set the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 to the first frequency f1. Then, by driving the transmitter 3 with a transmission signal of the first frequency f1 oscillated by the oscillator 1, an ultrasonic wave having the same frequency as the oscillation frequency (first frequency f1) of the oscillator 1 is transmitted to the monitoring space. The reflected wave generated by the ultrasonic wave reflected from the object O existing in the monitoring space is received by the receiver 4. In the receiver 4, the received reflected wave is converted into a received signal Ein, and the received signal Ein is input to the first and second phase detection circuits 6 </ b> A and 6 </ b> B, respectively, and the same frequency as the oscillation frequency of the oscillator 1. And reference signals E 0 and E 0 ′. The pair of Doppler signals E and E ′ output from the first and second phase detection circuits 6A and 6B are respectively removed from the harmonic components by the low-pass filters 7A and 7B, and then the axis code signals X and X in the comparators 9A and 9B. It is converted into Y and taken into the detection circuit 8.

従来例と同様に、検知回路8では象限信号発生回路80がドップラー信号E,E’の極性の組み合わせに応じた象限信号Qを出力し、同時に受波信号Einが各象限の境界線を越えて転移するときに転移信号Zを発生する。また、象限信号Qは、転移信号Zの発生毎にメモリ81に一時的に記憶されると同時に、転移方向検出回路82にも入力される。転移方向検出回路82は転移信号Zが発生するのに伴って象限信号発生回路80から入力された現在の象限信号Q(すなわち、転移後の象限信号Q)と、前回の転移信号Zの発生に伴ってメモリ81に記憶されていた前回の象限信号Q(すなわち、転移前の象限信号Q)とを比較し、象限が右回りに転移したか左回りに転移したかを判定する。但し、転移方向検出回路82の出力は、受波信号Einに対応するベクトルが原点を中心として反時計回りに象限の境界線(基本軸)を横切る場合に加算、時計回りに象限の境界線を横切る場合に減算を指示する方向信号が出力されるように設定されている。転移方向検出回路82の出力である方向信号と象限検出回路80の出力である転移信号Zとが演算回路83に入力され、演算回路83では、転移信号Zが発生するたびに転移方向検出回路82の出力信号を読み込み、演算回路83に記憶されている値に対して方向信号が反時計回りなら1を加え、時計回りなら1を引くように信号処理する。そして演算回路83の出力値の絶対値が閾値回路84に予め設定されている閾値を越えると、閾値回路84の出力がLレベルからHレベルに変化する。   As in the conventional example, in the detection circuit 8, the quadrant signal generation circuit 80 outputs the quadrant signal Q corresponding to the combination of the polarities of the Doppler signals E and E ', and at the same time, the received signal Ein crosses the boundary line of each quadrant. A transition signal Z is generated when transitioning. Further, the quadrant signal Q is temporarily stored in the memory 81 every time the transition signal Z is generated, and is also input to the transition direction detection circuit 82. The transition direction detection circuit 82 generates a current quadrant signal Q (that is, a quadrant signal Q after transition) input from the quadrant signal generation circuit 80 as the transition signal Z is generated, and the generation of the previous transition signal Z. At the same time, the previous quadrant signal Q (that is, the quadrant signal Q before transition) stored in the memory 81 is compared to determine whether the quadrant has shifted clockwise or counterclockwise. However, the output of the transfer direction detection circuit 82 is added when the vector corresponding to the received signal Ein crosses the quadrant boundary line (basic axis) counterclockwise around the origin, and the quadrant boundary line is added clockwise. It is set to output a direction signal instructing subtraction when crossing. The direction signal, which is the output of the transition direction detection circuit 82, and the transition signal Z, which is the output of the quadrant detection circuit 80, are input to the arithmetic circuit 83. The arithmetic circuit 83 causes the transition direction detection circuit 82 every time the transition signal Z is generated. The signal is processed so that 1 is added to the value stored in the arithmetic circuit 83 if the direction signal is counterclockwise and 1 is subtracted if it is clockwise. When the absolute value of the output value of the arithmetic circuit 83 exceeds a threshold value preset in the threshold circuit 84, the output of the threshold circuit 84 changes from L level to H level.

閾値回路84の出力がHレベルになれば、判定回路86がメモリ81に記憶されている検出フラグを1にセットするとともに、周波数切換回路85に対して第1周波数f1から第2周波数f2への切換を指示し、さらに、所定の待機時間のカウントを開始する。周波数切換回路85では判定回路86からの指示に応じて発振回路1の発振周波数を第2周波数f2に設定する。ここで、検知回路8では待機時間のカウントが完了するまでは象限信号発生回路80、転移方向検出回路82、演算回路83、閾値回路84による信号処理(検知処理)を中止させている。つまり、送波器3から送波される超音波の周波数が第1周波数f1から第2周波数f2に切り換えられた場合、切換前の第1周波数f1の超音波が監視空間内に残存している間は第1周波数f1の超音波と第2周波数f2の超音波が混在するために移動物体が存在すると誤検出してしまう可能性があるので、所定の待機時間が経過して監視空間内に第1周波数f1の超音波が存在しないとみなせるまで信号処理を中止することによって、上述のような誤検出を防止しているのである。なお、待機時間としては監視空間内に第1周波数f1の超音波が存在しないとみなせる時間であればよく、例えば、送波器3から送波される超音波が監視空間内を往復するのに要する時間の最大値よりも短くない時間とすればよい。また、ローパスフィルタ7A,7B等に使用されているコンデンサの充電電荷が待機時間内に完全に放電されるので、コンデンサに残った電荷による誤動作(誤検出)も併せて防止することができる。   When the output of the threshold circuit 84 becomes H level, the determination circuit 86 sets the detection flag stored in the memory 81 to 1, and the frequency switching circuit 85 changes from the first frequency f1 to the second frequency f2. Switching is instructed and counting of a predetermined standby time is started. The frequency switching circuit 85 sets the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 to the second frequency f2 in response to an instruction from the determination circuit 86. Here, in the detection circuit 8, signal processing (detection processing) by the quadrant signal generation circuit 80, the transition direction detection circuit 82, the arithmetic circuit 83, and the threshold circuit 84 is stopped until the standby time count is completed. That is, when the frequency of the ultrasonic wave transmitted from the transmitter 3 is switched from the first frequency f1 to the second frequency f2, the ultrasonic wave of the first frequency f1 before switching remains in the monitoring space. Since there is a possibility that a moving object exists because the ultrasonic wave of the first frequency f1 and the ultrasonic wave of the second frequency f2 coexist during the interval, a predetermined waiting time elapses in the monitoring space. By stopping the signal processing until it can be assumed that there is no ultrasonic wave having the first frequency f1, the above-described erroneous detection is prevented. Note that the standby time may be a time that can be considered that there is no ultrasonic wave having the first frequency f1 in the monitoring space. For example, when the ultrasonic wave transmitted from the transmitter 3 reciprocates in the monitoring space. What is necessary is just to set it as the time which is not shorter than the maximum value of required time. In addition, since the charged charges of the capacitors used in the low-pass filters 7A, 7B and the like are completely discharged within the standby time, malfunction (false detection) due to the charges remaining in the capacitors can be prevented.

待機時間のカウントが完了すると、判定回路86はメモリ81に記憶されている象限信号Q並びに転移信号Zと演算回路83の出力値とを初期化するとともに所定の不検知時間のカウントを開始する。そして、不検知時間のカウントが完了するまでの間に閾値回路84の出力が再びHレベルになれば、判定回路86が報知器駆動回路11に対して検出信号を出力し、移動物体Oの存在が適宜報知器により報知される。一方、不検知時間のカウントが完了するまでの間に閾値回路84の出力がHレベルにならなければ、判定回路86から報知器駆動回路11に対して検出信号が出力されることはなく、判定回路86はメモリ81に記憶されている検出フラグを0にリセットした後、周波数切換回路85に対して第2周波数f2から第1周波数f1への切換を指示する。但し、周波数切換回路85に対して切換を指示する代わりにメモリ81の検出フラグを0にリセットするだけでも構わない。つまり、周波数を切り換える向きは何れの向きでもよいから、基準周波数を第1周波数f1から第2周波数f2に変更し、第2周波数f2から始めて第1周波数f1へ切り換えるという処理を行っても構わない。   When the counting of the standby time is completed, the determination circuit 86 initializes the quadrant signal Q and the transition signal Z stored in the memory 81 and the output value of the arithmetic circuit 83 and starts counting a predetermined non-detection time. If the output of the threshold circuit 84 becomes H level again until the count of the non-detection time is completed, the determination circuit 86 outputs a detection signal to the alarm drive circuit 11 and the presence of the moving object O Is appropriately notified by an alarm. On the other hand, if the output of the threshold circuit 84 does not become H level before the count of the non-detection time is completed, a detection signal is not output from the determination circuit 86 to the alarm drive circuit 11, and the determination is made. The circuit 86 resets the detection flag stored in the memory 81 to 0, and then instructs the frequency switching circuit 85 to switch from the second frequency f2 to the first frequency f1. However, the detection flag of the memory 81 may be simply reset to 0 instead of instructing the frequency switching circuit 85 to perform switching. That is, since the direction in which the frequency is switched may be any direction, the reference frequency may be changed from the first frequency f1 to the second frequency f2, and processing may be performed starting from the second frequency f2 and switching to the first frequency f1. .

而して、本当の移動物体(例えば、監視空間内を移動する人)であれば、送波信号(超音波)の周波数を切り換えてもすべての周波数(第1周波数f1及び第2周波数f2)において象限信号Qが隣接する象限を順番に転移して移動物体として検知され、また、図10に示した構成と同様に移動しないにも関わらず移動物体と誤検出される物体、例えば、振動する物体(自動車の窓ガラスなど)であれば誤検出することはなく、さらに、監視空間の外から大きなエネルギ波(音圧レベルが非常に高い音波)が到来したときには、送波信号(超音波)の周波数を切り換えて監視空間内における超音波の分布が変化することにより、例えば、象限信号Qが隣接しない象限(第1象限と第3象限あるいは第2象限と第4象限)の間を転移するために移動物体として検知されなくなる。   Thus, if the object is a real moving object (for example, a person moving in the monitoring space), all frequencies (the first frequency f1 and the second frequency f2) even if the frequency of the transmission signal (ultrasound) is switched. In FIG. 10, the quadrant signal Q is sequentially transferred between adjacent quadrants to be detected as a moving object, and similarly to the configuration shown in FIG. 10, an object that is erroneously detected as a moving object although it does not move, for example, vibrates. If it is an object (such as a window glass of an automobile), it will not be detected erroneously. Furthermore, when a large energy wave (sound wave with a very high sound pressure level) arrives from outside the monitoring space, a transmitted signal (ultrasonic wave) For example, the quadrant signal Q is shifted between the quadrants where the quadrant signal Q is not adjacent (the first quadrant and the third quadrant or the second quadrant and the fourth quadrant). for No longer detected as an animal body.

このように本実施形態では、発振回路1から第1周波数f1の送波信号を送波器3に出力させて移動物体を検知したとき、第1周波数f1と異なる第2周波数f2の送波信号を発振回路1から送波器3に出力させ、第2周波数f2の送波信号についても移動物体を検知したとき、言い換えるとすべての周波数(第1周波数f1並びに第2周波数f2)の送波信号について移動物体を検知したときにのみ検知回路8から検出信号を出力するので、移動物体の誤検出が防止できるものである。なお、上述の不検知時間は検出の対象とする移動物体の移動速度の最低値に応じて決定される。つまり、上述のように第1周波数f1の超音波を送波して移動物体が検知された場合、その候補が本当の移動物体であれば不検知時間が経過するまでの間に再度移動物体として検知されると考えられるので、不検知時間が経過するまでの間に再度移動物体が検知されなければ第1周波数f1の超音波送波に対する移動物体の検知を無視し、検知回路8における検知処理を初期化して新たに検知処理を開始するのである。   As described above, in the present embodiment, when a moving object is detected by outputting the transmission signal of the first frequency f1 from the oscillation circuit 1 to the transmitter 3, the transmission signal of the second frequency f2 different from the first frequency f1 is detected. Is output from the oscillation circuit 1 to the transmitter 3 and a moving object is detected also for the transmission signal of the second frequency f2, in other words, the transmission signals of all frequencies (the first frequency f1 and the second frequency f2). Since a detection signal is output from the detection circuit 8 only when a moving object is detected, erroneous detection of the moving object can be prevented. The above-described non-detection time is determined according to the minimum value of the moving speed of the moving object to be detected. That is, as described above, when a moving object is detected by transmitting an ultrasonic wave of the first frequency f1, if the candidate is a real moving object, the moving object is again detected before the non-detection time elapses. Since it is considered that the object is detected, if no moving object is detected again before the non-detection time elapses, detection of the moving object with respect to the ultrasonic transmission of the first frequency f1 is ignored, and detection processing in the detection circuit 8 Is initialized and a new detection process is started.

ここで、図3に示すように送波器3は中心周波数fSにおいてエネルギ(音圧)が最大(WMAX)となる山型の出力特性を有しており、例えば、中心周波数fSよりも高い所定周波数を第1周波数f1とし、中心周波数fSよりも低い所定周波数を第2周波数f2としている。このように第1周波数f1と第2周波数f2を送波器3の出力特性における中心周波数fSよりも高い周波数と低い周波数に振り分ければ、各周波数f1,f2毎のエネルギ(音圧)の大小に起因して移動物体を検出可能な距離に生じるばらつきが抑制できる。このとき、検出可能距離のばらつきをさらに抑制するため、第1周波数f1並びに第2周波数f2として互いに同程度のエネルギ(音圧)、例えば、中心周波数fSにおける最大値WMAXに対して−3dB以内の値となる周波数を選択することが望ましい。なお、本実施形態では切り換える周波数の数を2種類(第1周波数f1と第2周波数f2)としたが、3種類以上の周波数を切り換えるようにしても構わないし、4種類以上且つ偶数種類の周波数を切り換える場合においては中心周波数fSよりも高い周波数帯域と低い周波数帯域から各々同数ずつ選択することが望ましい。 Here, the wave transmitter 3, as shown in FIG. 3 has the output characteristics of the mountain-type energy (sound pressure) becomes the maximum (W MAX) at the center frequency f S, for example, the center frequency f S A higher predetermined frequency is the first frequency f1, and a lower predetermined frequency than the center frequency f S is the second frequency f2. Thus, if the first frequency f1 and the second frequency f2 are distributed to a frequency higher and lower than the center frequency f S in the output characteristics of the transmitter 3, the energy (sound pressure) of each frequency f1, f2 is distributed. Variations in the distance at which a moving object can be detected due to the size can be suppressed. At this time, in order to further suppress variation in the detectable distance, energy (sound pressure) of the same degree as the first frequency f1 and the second frequency f2, for example, −3 dB with respect to the maximum value W MAX at the center frequency f S It is desirable to select a frequency that is within the range. In this embodiment, the number of frequencies to be switched is two types (first frequency f1 and second frequency f2). However, three or more types of frequencies may be switched, and four or more types and even types of frequencies may be switched. When switching between, it is desirable to select the same number from a frequency band higher than the center frequency f S and a frequency band lower than the center frequency f S.

(実施形態2)
図4に本実施形態のブロック図を示す。但し、機能的に実施形態1と共通する構成要素については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a block diagram of the present embodiment. However, components that are functionally common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

発振回路1から出力する送波信号により送波器3が駆動され、発振回路1の発振周波数(第1周波数f1又は第2周波数f2)と同周波数の超音波が監視空間に送波され、監視空間内に存在する物体Oに超音波が反射して生じる反射波を受波器4で受波する。受波器4では受波した反射波を受波信号Einに変換し、この受波信号Einを第1及び第2の位相検波回路6A,6Bにそれぞれ入力して発振回路1の発振周波数と同周波数の基準信号E0,E0’と混合(ミキシング)する。ここで、一方の基準信号E0は移相回路10の出力であって、両基準信号E0,E0’の位相が互いに異なるように設定される。したがって、第1及び第2の位相検波回路6A,6Bの出力にビート信号として得られる一対のドップラー信号E,E’も位相が互いに異なったものとなる。そして、一対のドップラー信号E,E’は各々増幅回路13A,13Bで増幅された後に検知回路8に取り込まれる。 The transmitter 3 is driven by the transmission signal output from the oscillation circuit 1, and an ultrasonic wave having the same frequency as the oscillation frequency (the first frequency f1 or the second frequency f2) of the oscillation circuit 1 is transmitted to the monitoring space for monitoring. The reflected wave generated by the reflection of the ultrasonic wave on the object O existing in the space is received by the receiver 4. In the receiver 4, the received reflected wave is converted into a received signal Ein, and the received signal Ein is input to the first and second phase detection circuits 6 A and 6 B, respectively, so as to be the same as the oscillation frequency of the oscillation circuit 1. Mixing (mixing) with the frequency reference signals E 0 and E 0 ′. Here, one reference signal E 0 is an output of the phase shift circuit 10 and is set so that the phases of both reference signals E 0 and E 0 ′ are different from each other. Therefore, the pair of Doppler signals E and E ′ obtained as beat signals at the outputs of the first and second phase detection circuits 6A and 6B also have different phases. Then, the pair of Doppler signals E and E ′ are amplified by the amplification circuits 13A and 13B, respectively, and then taken into the detection circuit 8.

検知回路8では、一対のドップラー信号E,E’をサンプリング回路87において所定のサンプリング周期でサンプリングし且つ量子化することでアナログ値からディジタル値に変換し、さらに変換したディジタル値を不揮発性のメモリ81に順次格納する。ここで、一方のドップラー信号Eをサンプリング回路87で変換したディジタル値(ディジタルデータ)をXn、他方のドップラー信号E’をサンプリング回路87で変換したディジタル値(ディジタルデータ)をYn(nは正の整数)とし、二次元直交座標系の原点を始点とし且つ(Xn,Yn)を終点とするベクトルRnを定義する。なお、ベクトルRnの大きさはドップラー信号E,E’の振幅に対応している。 In the detection circuit 8, a pair of Doppler signals E and E 'are sampled and quantized by the sampling circuit 87 at a predetermined sampling period, and converted from an analog value to a digital value. Further, the converted digital value is converted into a nonvolatile memory. 81 are sequentially stored. Here, a digital value (digital data) obtained by converting one Doppler signal E by the sampling circuit 87 is X n , and a digital value (digital data) obtained by converting the other Doppler signal E ′ by the sampling circuit 87 is Y n (n is A vector R n is defined which starts at the origin of the two-dimensional orthogonal coordinate system and ends at (X n , Y n ). Note that the magnitude of the vector R n corresponds to the amplitudes of the Doppler signals E and E ′.

前回のサンプリングで得られてメモリ81に格納しているベクトルRn−1と今回のサンプリングで得られたベクトルRnとがなす角度(この角度をベクトルの回転角と呼ぶ。)φnを検知回路8のベクトル回転角演算回路88で演算する(図5参照)。なお、ベクトル回転角演算回路88では下記式により回転角φnを演算している。 An angle formed by the vector R n −1 obtained by the previous sampling and stored in the memory 81 and the vector R n obtained by the current sampling (this angle is referred to as a vector rotation angle) φ n is detected. Calculation is performed by the vector rotation angle calculation circuit 88 of the circuit 8 (see FIG. 5). The vector rotation angle calculation circuit 88 calculates the rotation angle φ n by the following equation.

φn=arctan{(Xn−1Yn-Yn−1Xn)/(Xn−1Xn-Yn−1Yn)}
従って、物体Oが近付く場合はベクトルRnが反時計回りに回転するから回転角φnの極性は正となり、物体Oが遠ざかる場合はベクトルRnが時計回りに回転するから回転角φnの極性は負となる。そして、ベクトル回転角演算回路88で求めた回転角φnを回転角積算回路89で積算すれば、その積算値(=φ+φ+…+φn+…)が物体Oの移動距離に比例することになる。さらに回転角積算回路89で積算した積算値が閾値回路84で所定の閾値と比較され、積算値が閾値を越えると閾値回路84の出力がLレベルからHレベルに変化する。そして、閾値回路84の出力(H,Lの2値信号)は判定回路86に取り込まれる。
φ n = arctan {(X n-1 Y n -Y n-1 X n ) / (X n-1 X n -Y n-1 Y n )}
Therefore, when the object O approaches, the vector R n rotates counterclockwise, so the polarity of the rotation angle φ n becomes positive. When the object O moves away, the vector R n rotates clockwise, so that the rotation angle φ n Polarity is negative. Then, if the rotation angle φ n obtained by the vector rotation angle calculation circuit 88 is integrated by the rotation angle integration circuit 89, the integrated value (= φ 1 + φ 2 +... + Φ n +...) Is proportional to the moving distance of the object O. Will do. Further, the integrated value integrated by the rotation angle integrating circuit 89 is compared with a predetermined threshold value by the threshold circuit 84, and when the integrated value exceeds the threshold value, the output of the threshold circuit 84 changes from L level to H level. The output of the threshold circuit 84 (H and L binary signals) is taken into the determination circuit 86.

ここで、位相変調がかかった反射波が受波器4で受波された場合、ドップラー信号E,E’をサンプリングして得られる振幅レベルの値Xn,Ynに位相変調によるノイズ分が重畳されて両者の間に大きな差が生じ、その結果、ベクトルRnの軌跡が図6の一点波線ロあるいは二点破線ハで示すように楕円上を移動することになって物体を誤検出してしまう虞がある。そのために本実施形態では、一対のドップラー信号E,E’の振幅レベルの値Xn,Ynを比較し双方の振幅レベル値の値Xn,Ynの差が所定値を越えているときは、上述のようにベクトルRnの軌跡が楕円上を移動していることになるから移動物体Oによる反射波ではないとみなし、当該ドップラー信号E,E’に対応する回転角φnをゼロまたは所定の最小値とする振幅レベル判定手段を備えることにより、移動物体以外の物体、例えば、振動する物体(窓ガラスなど)からの反射波に対する誤検出を防止している。 Here, when a reflected wave subjected to phase modulation is received by the receiver 4, noise components due to phase modulation are included in the amplitude level values X n and Y n obtained by sampling the Doppler signals E and E ′. As a result, a large difference occurs between the two, and as a result, the locus of the vector R n moves on the ellipse as shown by the one-dot dashed line B or the two-dot broken line C in FIG. There is a risk that. Therefore, in the present embodiment, when the amplitude level values X n and Y n of the pair of Doppler signals E and E ′ are compared and the difference between the amplitude level values X n and Y n exceeds a predetermined value. Since the locus of the vector R n is moving on the ellipse as described above, it is regarded as not a reflected wave by the moving object O, and the rotation angle φ n corresponding to the Doppler signals E and E ′ is zero. Alternatively, by providing an amplitude level determination unit that sets a predetermined minimum value, erroneous detection of a reflected wave from an object other than a moving object, for example, a vibrating object (such as a window glass) is prevented.

本実施形態においては、検知回路8に設けられた振幅演算回路800並びに振幅判定回路801によって振幅レベル判定手段を構成している。振幅演算回路800では、一対のドップラー信号E,E’をサンプリング回路85でサンプリングして得られる振幅レベルの値Xn,Ynの実効値を演算して振幅判定回路801に出力する。振幅判定回路801では、振幅レベルの値Xn,Ynの実効値に対して両者の比(振幅比)を求めるとともに、その比を1よりも十分に大きい上限値並びに1よりも十分に小さい下限値と比較し、上限値よりも小さく且つ下限値よりも大きければ、ベクトル回転角演算回路88に対して回転角φnの演算を許可し、上限値以上あるいは下限値以下であれば、回転角φnの値をゼロまたは所定の最小値とするようにベクトル回転角演算回路88に指示する。 In the present embodiment, an amplitude level determination unit is configured by the amplitude calculation circuit 800 and the amplitude determination circuit 801 provided in the detection circuit 8. In the amplitude calculation circuit 800, the effective values of the amplitude level values X n and Y n obtained by sampling the pair of Doppler signals E and E ′ by the sampling circuit 85 are calculated and output to the amplitude determination circuit 801. The amplitude determination circuit 801 obtains a ratio (amplitude ratio) between the effective values of the amplitude level values X n and Y n and sets the ratio to an upper limit value sufficiently larger than 1 and sufficiently smaller than 1. compared with the lower limit value, larger than and the lower limit value smaller than the upper limit value, permits the calculation of the rotation angle phi n to the vector rotation angle calculation circuit 88, if less than the upper limit or lower limit, the rotation The vector rotation angle calculation circuit 88 is instructed to set the value of the angle φ n to zero or a predetermined minimum value.

すなわち、振幅レベルの値Xn,Ynの実効値の比が上限値以上あるいは下限値以下であるときは当該振幅レベルの値Xn,Ynに位相変調によるノイズ分が重畳されているとみなし、当該振幅レベルの値Xn,Ynから演算される回転角φnをゼロあるいは最小値とすることで回転角φnの積算値に対するノイズの影響を減らし、物体の誤検出を防止することができる。 That is, when the ratio of the effective values of the amplitude level values X n and Y n is equal to or higher than the upper limit value or lower than the lower limit value, noise components due to phase modulation are superimposed on the amplitude level values X n and Y n . Assuming that the rotation angle φ n calculated from the amplitude level values X n and Y n is set to zero or the minimum value, the influence of noise on the integrated value of the rotation angle φ n is reduced, and erroneous detection of an object is prevented. be able to.

判定回路86では、閾値回路84の出力がHレベルに変化すると周波数切換回路85に対して第1周波数f1から第2周波数f2への切換を指示し、実施形態1と同様に、周波数切換回路85で切り換えて設定されるすべての周波数(第1周波数f1並びに第2周波数f2)において回転角積算回路89で積算した積算値が閾値を越えているという比較結果が閾値回路84から出力された場合にだけ、報知器駆動回路11に対して検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路11に入力され、移動物体Oの存在が適宜報知器により報知される。なお、判定回路86の動作は実施形態1と共通であるから詳細な説明は省略する。   When the output of the threshold circuit 84 changes to H level, the determination circuit 86 instructs the frequency switching circuit 85 to switch from the first frequency f1 to the second frequency f2, and the frequency switching circuit 85 is the same as in the first embodiment. When the threshold value circuit 84 outputs a comparison result that the integrated value integrated by the rotation angle integrating circuit 89 exceeds the threshold value at all frequencies (the first frequency f1 and the second frequency f2) that are switched and set at Only the detection signal is sent to the alarm drive circuit 11. The detection signal is input to the alarm drive circuit 11, and the presence of the moving object O is appropriately notified by the alarm. Since the operation of the determination circuit 86 is the same as that of the first embodiment, a detailed description is omitted.

ここで、従来例並びに実施形態1では象限転移の回数で移動する物体を検出しているため、受波信号Einに対応するベクトルが同一象限内に留まる程度にしか物体が移動しないときには当該物体を検出することができない。これに対して本実施形態では、二次元直交座標系において原点を始点とし一対のドップラー信号E,E’の振幅レベルの値Xn,Ynを終点とするベクトルRnが時間の経過に伴って回転するときの回転角φnを求めてこれを積算し、さらに回転角φnの積算値を閾値回路84にて所定の閾値と比較しているので、従来例や実施形態1のように一対のドップラー信号E,E’を2値化する際に欠落してしまう情報を含めてドップラー信号E,E’の変化を詳細に調べることができる。その結果、従来例並びに実施形態1では検出し得なかったような僅かしか移動しない物体、例えば、同一象限内に留まる程度の移動しかしない物体でも検出することができる。 Here, in the conventional example and the first embodiment, the moving object is detected by the number of quadrant transitions. Therefore, when the object moves only to the extent that the vector corresponding to the received signal Ein remains within the same quadrant, the object is moved. It cannot be detected. On the other hand, in the present embodiment, in the two-dimensional Cartesian coordinate system, the vector R n having the origin as the starting point and the amplitude level values X n and Y n of the pair of Doppler signals E and E ′ as the ending point increases with time. Since the rotation angle φ n is calculated by integrating the rotation angle φ n and the integrated value of the rotation angle φ n is compared with a predetermined threshold value by the threshold circuit 84, as in the conventional example and the first embodiment. Changes in the Doppler signals E and E ′ can be examined in detail including information that is lost when the pair of Doppler signals E and E ′ is binarized. As a result, it is possible to detect an object that moves only a little, such as an object that does not move in the same quadrant as in the conventional example and the first embodiment.

また、本実施形態において移動物体Oを検出した場合、理想的には、図6に実線イで示すようにベクトルRnの軌跡が原点を中心とする円周上を移動し、また、反射波が位相変調された場合には、ドップラー信号E,E’をサンプリングして得られる振幅レベルの値Xn,Ynに位相変調によるノイズ分が重畳されて両者の間に大きな差が生じ、その結果、ベクトルRnの軌跡が図6の一点波線ロあるいは二点破線ハで示すように楕円上を移動することになる。しかしながら、既に説明したように振幅レベルの値Xn,Ynの実効値の比が上限値以上あるいは下限値以下であるときは当該振幅レベルの値Xn,Ynに位相変調によるノイズ分が重畳されているとみなし、当該振幅レベルの値Xn,Ynから演算される回転角φnをゼロあるいは最小値としているので、回転角φnの積算値に対するノイズの影響を減らして物体の誤検出を防止することができる。 Further, when the moving object O is detected in this embodiment, ideally, the locus of the vector R n moves on the circumference centered at the origin as shown by the solid line A in FIG. Is phase-modulated, the amplitude level values X n and Y n obtained by sampling the Doppler signals E and E ′ are superposed with noise due to phase modulation, resulting in a large difference between them. As a result, the locus of the vector R n moves on the ellipse as shown by the one-dot dashed line B or the two-dot broken line C in FIG. However, as described above, when the ratio of the effective values of the amplitude level values X n and Y n is equal to or higher than the upper limit value or lower than the lower limit value, the amplitude level values X n and Y n contain noise due to phase modulation. Since the rotation angle φ n calculated from the amplitude level values X n and Y n is set to zero or the minimum value, the influence of noise on the integrated value of the rotation angle φ n is reduced to reduce the influence of the object. False detection can be prevented.

さらに、監視空間の外から大きなエネルギ波(音圧レベルが非常に高い音波)が到来したときには、送波信号(超音波)の周波数を切り換えて監視空間内における超音波の分布が変化することにより、例えば、第1周波数f1に対してはベクトルRnの軌跡が図6の実線イで示すように円上を移動していたとしても、第2周波数f2に対してはベクトルRnの軌跡が図6の実線ロで示すように楕円上を移動するように変化し、その結果、移動物体として検知されなくなる。 Furthermore, when a large energy wave (sound with a very high sound pressure level) arrives from outside the monitoring space, the frequency of the transmission signal (ultrasound) is switched to change the distribution of the ultrasound in the monitoring space. , for example, even if the locus of the vector R n is the first frequency f1 has moved on a circle as shown by the solid line b in FIG. 6, for the second frequency f2 is the locus of the vector R n As shown by the solid line B in FIG. 6, the movement changes on the ellipse, and as a result, it is not detected as a moving object.

なお、実施形態1並びに実施形態2の何れにおいても物体の移動向き(送波器3並びに受波器4に対して近付く向き又は遠ざかる向き)を判別することが可能であるから、第1周波数f1並びに第2周波数f2の送波信号について移動物体を検知するとともに、それぞれの移動物体の移動向きが一致したときにのみ判定回路86から検出信号を出力するようにしても構わない。例えば、車室内に吊り下げられているお守りやアクセサリー等は振り子のように揺れ動くものを移動物体として検出することは望ましくないので、上述のように「それぞれの移動物体の移動向きが一致する」という条件を付加すれば、上述のように揺れている物体を移動物体と誤検出するのを防ぐことができる。   In both the first and second embodiments, it is possible to determine the moving direction of the object (the direction toward or away from the transmitter 3 and the receiver 4), so the first frequency f1. In addition, the moving object may be detected for the transmission signal of the second frequency f2, and the detection signal may be output from the determination circuit 86 only when the moving directions of the respective moving objects coincide. For example, since it is not desirable to detect a swinging object such as a pendulum as a moving object, such as amulets and accessories suspended in the passenger compartment, as described above, “the moving directions of the respective moving objects match”. If a condition is added, it is possible to prevent erroneous detection of a moving object as described above as a moving object.

実施形態1を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a first embodiment. 同上の動作説明用のフローチャートである。It is a flowchart for operation | movement description same as the above. 同上における送波器の出力特性図である。It is an output characteristic figure of a transmitter in the same as the above. 実施形態2を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a second embodiment. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 従来例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a prior art example. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 同上の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing same as the above. 他の従来例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another prior art example. 同上の動作説明用の波形図である。It is a wave form diagram for operation explanation same as the above. 同上における軸符号信号の説明図である。It is explanatory drawing of the axis code signal in the same as the above. 同上における象限信号の説明図である。It is explanatory drawing of the quadrant signal in the same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 発振回路
3 送波器
4 受波器
5 受波回路
6A,6B 位相検波回路
8 検知回路
84 閾値回路
85 周波数切換回路
86 判定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillator 3 Transmitter 4 Receiver 5 Receiver 6A, 6B Phase detection circuit 8 Detection circuit 84 Threshold circuit 85 Frequency switching circuit 86 Determination circuit

Claims (7)

発振周波数が可変である発振手段と、発振手段から出力する送波信号により振幅が周期的に変化する連続エネルギ波を監視空間に送波する送波手段と、前記連続エネルギ波が監視空間に存在する物体に反射して生じる反射波を受波する受波手段と、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合することで基準信号との位相差に応じた振幅を有し且つ互いに位相の異なる一対のドップラー信号を得る位相検波手段と、当該一対のドップラー信号を信号処理して前記監視空間における移動物体を検知して検出信号を出力する検知手段とを備え、
検知手段は、発振手段から基本周波数の送波信号を送波手段に出力させて移動物体を検知したときに当該基本周波数と異なる1乃至複数種類の周波数の送波信号を発振手段から送波手段に出力させ、当該1乃至複数種類の周波数のすべての送波信号について移動物体を検知したときにのみ検出信号を出力することを特徴とする移動物体検出装置。
Oscillation means having a variable oscillation frequency, transmission means for transmitting a continuous energy wave whose amplitude periodically changes by a transmission signal output from the oscillation means to the monitoring space, and the continuous energy wave is present in the monitoring space The receiving means for receiving the reflected wave that is reflected by the object to be transmitted, and the reference signal having the same frequency as the transmitted signal and the phase of the received signal are mixed to correspond to the phase difference from the reference signal. Phase detection means for obtaining a pair of Doppler signals having amplitude and different phases, and detection means for processing the pair of Doppler signals to detect a moving object in the monitoring space and outputting a detection signal ,
The detection means outputs a transmission signal having one or more types of frequencies different from the fundamental frequency from the oscillation means when the moving means is detected by outputting the transmission signal of the fundamental frequency from the oscillation means to the transmission means. And a detection signal is output only when a moving object is detected for all the transmission signals of the one or more types of frequencies.
送波手段は、連続エネルギ波のエネルギが最大となる中心周波数を頂点とする山型の出力特性を有し、
検知手段は、基本周波数並びに前記1乃至複数種類の周波数が前記中心周波数よりも高い周波数と低い周波数に振り分けて設定されることを特徴する請求項1記載の移動物体検出装置。
The wave transmitting means has a mountain-shaped output characteristic having a peak at the center frequency where the energy of the continuous energy wave is maximum,
2. The moving object detection apparatus according to claim 1, wherein the detection means is configured to assign the fundamental frequency and the one or more types of frequencies to a frequency higher and lower than the center frequency.
検知手段は、基本周波数並びに前記1乃至複数種類の周波数が、送波手段から送波される連続エネルギ波のエネルギが略同一となる周波数に設定されてなることを特徴とする請求項2記載の移動物体検出装置。   3. The detection means according to claim 2, wherein the fundamental frequency and the one or more types of frequencies are set to frequencies at which the energies of continuous energy waves transmitted from the transmission means are substantially the same. Moving object detection device. 検知手段は、発振手段から出力する送波信号の周波数を切り換えた時点から所定の待機時間が経過するまでは移動物体の検知を行わないことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の移動物体検出装置。   4. The detection unit according to claim 1, wherein the detection unit does not detect a moving object until a predetermined standby time has elapsed from a time point when the frequency of the transmission signal output from the oscillation unit is switched. The moving object detection apparatus described in 1. 検知手段は、送波手段から送波される連続エネルギ波が監視空間内を往復するのに要する時間の最大値よりも短くない時間に前記待機時間が設定されてなることを特徴とする請求項4記載の移動物体検出装置。   The detection means is characterized in that the waiting time is set to a time that is not shorter than the maximum value of the time required for the continuous energy wave transmitted from the wave transmission means to reciprocate in the monitoring space. 5. A moving object detection device according to 4. 検知手段は、基本周波数において検知された移動物体の移動向きと、1乃至複数種類の周波数において検知された移動物体の移動向きとが一致する場合に検出信号を出力することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の移動物体検出装置。   The detection means outputs a detection signal when the moving direction of the moving object detected at the fundamental frequency matches the moving direction of the moving object detected at one or more types of frequencies. The moving object detection device according to any one of 1 to 5. 検知手段は、1乃至複数種類の周波数において移動物体が検知されなければ、所定の不検知時間が経過した時点で移動物体の検知処理を初期化することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の移動物体検出装置。   7. The detection unit according to claim 1, wherein if a moving object is not detected at one or more types of frequencies, the detection unit initializes the detection process of the moving object when a predetermined non-detection time has elapsed. The moving object detection device according to claim 1.
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