JP2009087158A - 侵入センサ及び盗難防止システム - Google Patents

Abstract

【課題】 １つのセンサで侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出することができる盗難防止装置を提供する。
【解決手段】 侵入センサ１と、侵入センサ１に設けた衝撃検知用の振動板１３と、振動板１３で反射した反射波に応じたセンサ信号を抽出する衝撃検知フィルタ部５４と、検知エリア内への侵入物からの反射波に応じたセンサ信号を抽出する動き検知フィルタ部５３と、振動板１３で反射した反射波に応じた信号と第１しきい値とを比較する衝撃レベル判定部６２と、侵入物からの反射波に応じた信号と第２しきい値とを比較する動きレベル判定部６１とを有する構成としている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、侵入センサに関する。特に車両に搭載して好適な侵入センサ及び盗難防止システムに関する。

電波式の侵入センサは、監視エリア内に電波を出射し、その反射波によって監視領域内に侵入者があるか否かを判定している。
このような侵入センサを用いて車室内の状態を監視し、侵入者の侵入により車室内の状態が変化すると、所定の警報動作（警報音の発生、ハザードランプの点滅等）を行う。

特許文献１は、不法な手段による室内への侵入行為か否かを判定するために、衝撃を検知する衝撃検知センサと、音圧を検出する音圧検知センサとを設けている。

また、特許文献２では、振動センサに、設置場所の条件に対応して検知感度を調整可能な感度調整器を付加し、振動センサのセンサ出力を送信する送信機に、センサ出力を線形予測分析法により侵入物体の種別を識別する分析回路と、分析データを記憶するメモリと、分析データを送信する送信回路とを設けている。

特開２００４−６２３８６号公報 特開平４−１０４０１８号公報

上述のように侵入センサを用いることで侵入者の車室内への侵入を検出することができるが、誤検出防止や、検出精度を高めるために他のセンサを設ける場合、複数のセンサを車両に搭載しなければならなず、装置費用が高くなる、新たな設置スペースを設けなければならない等の対策が必要であった。

特許文献１は、不審者の室内への侵入を検出するために、衝撃検知センサと音圧検知センサとを設けたものであり、上記の課題を解決できてはいない。
また、特許文献２では、装置に搭載するセンサは１つでよいが、センサの感度を調整する感度調整器を新たに設けなければならない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、１つのセンサで侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出することができる侵入センサ及び盗難防止システムを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の盗難防止装置は、検知エリア内に電波を出射し、該電波の反射波を受信して反射波に応じたセンサ信号を出力する侵入検知手段と、衝撃検知用に設置された振動部材と、前記センサ信号のうち、前記振動部材で反射した反射波に応じた信号を抽出する第１フィルタと、前記センサ信号のうち、前記検知エリア内への侵入物からの反射波に応じた信号を抽出する第２フィルタと、前記振動部材で反射した反射波に応じた信号と第１しきい値とを比較し、該信号が前記第１しきい値よりも大きくなると通知信号を出力する第１比較手段と、前記侵入物からの反射波に応じた信号と第２しきい値とを比較し、該信号が前記第２しきい値よりも大きくなると通知信号を出力する第２比較手段と、前記第１比較手段と前記第２比較手段からの前記通知信号に基づいて、異常の発生を判定する判定手段とを有する構成としている。
このように本発明は、出射した電波の侵入物での反射により侵入物を検出すると共に、電波の振動部材での反射により監視対象の振動を検出することができる。従って、複数の検知手段を設けることなく、１つの侵入検知手段で侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出することができる。

上記盗難防止装置において、前記侵入検知手段は、前記振動部材の振動による、前記振動部材で反射した反射波の位相変動に応じたセンサ信号を出力するとよい。
従って、監視対象の振動を、侵入検知用の電波を用いて検出することができる。

上記盗難防止装置において、前記振動部材は、上側部材と下側部材とをバネによって固定された、前記侵入検知手段を収納する筐体であるとよい。
従って、振動部材を別途設けることなく、侵入検知手段を収納する筐体を振動部材として使用することができる。

上記盗難防止装置において、前記振動部材は、前記侵入検知手段から前記電波の１波長以内の距離に配置されるとよい。
従って、監視対象の振動を精度よく検出することができる。

本発明の盗難防止システムは、請求項１から４のいずれか一項記載の盗難防止装置と、前記盗難防止装置から異常の発生通知を受信すると、警報装置を作動させる制御装置と、を有する構成としている。
本発明の盗難防止システムによれば、侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出して、警報装置を作動させることができる。

本発明によれば、１つのセンサで侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。

まず、図１〜４を参照しながら本実施例の構成を説明する。なお、図１には侵入センサ１の構成を示し、図２には侵入センサ１内の信号処理部５と判定部６の構成を示し、図３には、判定部６内の動きレベル判定部６１と衝撃レベル判定部６２の構成を示し、図４には、侵入センサ１の外観形状を示す。
侵入センサ１は、検知エリア内に電波を出射し、この電波の反射波を受信して侵入物を検知するセンサであって、例えば、車両のインパネに向けて電波が発信されるように配置されている。
侵入センサ１は、検出電波を発振する発振部２と、検出電波を検知エリア内に送信する送信部３と、検出電波の反射波を受信する受信部４と、受信した反射波の処理を行う信号処理部５と、信号処理部５で処理された信号に基づいて、侵入物の侵入と監視対象の振動とがあったか否かを判定する判定部６とを有している。

信号処理部５は、図２に示すように第１信号増幅部５１と、第２信号増幅部５２と、動き検知フィルタ部（本発明の第２フィルタに該当する）５３と、衝撃検知フィルタ部（本発明の第１フィルタに該当する）５４とを有している。

第１信号増幅部５１は、検出電波の反射波を受信した受信部４から出力されるセンサ信号を増幅する。
第２信号増幅部５２は、第１信号増幅部５１で増幅されたセンサ信号をさらに増幅する。人の動きを検出するセンサ信号は振幅が小さいので、第１信号増幅部５１で増幅したセンサ信号を第２信号増幅部５２でさらに増幅する。

動き検知フィルタ部５３と衝撃検知フィルタ部５４とはセンサ信号の所定周波数帯域だけを通過させて、後段の回路に出力する。動き検知フィルタ部５３は、例えば１５Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数帯域のセンサ信号を通過させ、衝撃検知フィルタ部５４は、例えば９００Ｈｚ〜１１００Ｈｚの周波数帯域のセンサ信号を通過させる。

判定部６は、動きレベル判定部（本発明の第２比較手段に該当する）６１と、衝撃レベル判定部（本発明の第１比較手段に該当する）６２と、制御部６３とを有している。

動きレベル判定部６１は、動き検知フィルタ部５３によって取り出されたセンサ信号を用いて、人の動き、すなわち監視対象への人の侵入があるか否かを判定する。
動きレベル判定部６１は、図３に示すようにピークホールド回路６１１とコンパレータ６１２とを有している。ピークホールド回路６１１は、動き検知フィルタ部５３から取得したセンサ信号のピーク値（極大点、極小点）を検出する。コンパレータ６１２は、検出したピーク値と基準値とを比較して、ピーク値の電圧が基準値を超えると、制御部６３に通知信号を出力する。

衝撃レベル判定部６２は、衝撃検知フィルタ部５４によって取り出されたセンサ信号を用いて、監視対象物に加えられる衝撃を検出する。
衝撃レベル判定部６２も図３に示すようにピークホールド回路６２１とコンパレータ６２２とを有している。ピークホールド回路６２１は、衝撃検知フィルタ部５４から取得したセンサ信号のピーク値（極大、極小点）を検出する。コンパレータ６２２は、検出したピーク値と基準値とを比較して、ピーク値の電圧が基準値を超えると、制御部６３に通知信号を出力する。

制御部６３は、演算処理を実行するＣＰＵ、ＣＰＵで実行されるプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵが演算に使用するメモリ領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有しており、動きレベル判定部６１と衝撃レベル判定部６２の判定結果をもとに、異常度合いを判定する。制御部６３は、動きレベル判定部６１と衝撃レベル判定部６２のいずれか一方から通知信号が出力された場合に、異常判定を出力してもよいし、動きレベル判定部６１と衝撃レベル判定部６２の両方から通知信号が出力された場合に、異常判定を出力してもよい。

図４に侵入センサ１の構成を示す。侵入センサ１は、上下一対のレドームからなる筐体１１の内部に基板１２と振動板１３とを収納した構造を有している。基板１２を収納保持しているレドームは、例えば合成樹脂等で生成されている。
基板１２上には、配線パターン、半導体部品、誘電体パッチアンテナ等が形成されている。図１に示す発振部２、送信部３、受信部４、信号処理部５が基板１２上に形成されている。
振動板１３はＬ字形状をしており、ネジ等によって筐体１１に固定されている。振動板１３は、銅、鉄、アルミニウム等の金属性の板で、基板１２から所定距離をおいて配置されている。例えば、基板１２上の誘電体パッチアンテナから放出される電波の１波長以内の距離に振動板１３は配置されている。

本実施例の侵入センサ１は、１つのセンサで監視対象に加えられる衝撃と、検知エリア内の侵入物（本実施例では人の侵入）とを検出する。
監視対象に衝撃が加えられると、侵入センサ１に取り付けた振動板１３が振動板１３の共振周波数で振動する。この振動板１３の振動を侵入センサ１で検出する。振動板１３が振動すると、電波を受信する受信部４と振動板１３との距離に変化が生じ、振動板１３で反射する反射波の位相にも変化が生じる。受信部４は、この位相の変化に応じたセンサ信号を受信して、信号処理部５内の第１信号増幅部５１に出力する。
図５（Ａ）に、衝撃を検出した場合のセンサ信号の波形を示す。また、図５（Ｂ）に、図５（Ａ）の波形の一部を拡大して示す。
振動板１３は共振周波数で振動するので振動の周期は一定となる。また、衝撃が加えられた瞬間に振動が最大となり、その後、時間の経過と共に振動が減衰していく。さらに、振動の初期段階では、衝撃を加えたもの、例えば人の手の動き（図５（Ｂ）に点線で囲んだ領域）が検出される。人の手の動きは、振動板１３の振幅に対して１／１０００以下であるので、衝撃検知フィルタ部５４によって手の動きの周波数成分はカットされる。

また、監視対象に人が近づいてきたときに、侵入センサ１で検出されるセンサ信号の波形は、図５（Ｃ）に示すように周波数が一定ではなく、人が侵入センサ１に近づくにつれて測定される波形の振幅も大きくなるという特徴を有している。
振動板１３の振動を侵入センサ１で検出した場合には、図５（Ａ）に示すように振動の初期で最も振幅が大きくなり、振動板１３の共振周波数を検出するため、侵入センサ１で出力される周波数は一定になる。
侵入センサ１で検出されるセンサ信号のこのような特徴を動き検知フィルタ部５３と衝撃検知フィルタ部５４とで切り分けて、それぞれの判定部６１、６２で人の侵入と、衝撃とを判定する。

このように本実施例は、電波によって侵入物を検出すると共に、侵入センサ１に設けた振動板１３の振動を電波で検出して、監視対象の振動を検出する。従って、複数の検知手段を設けることなく、１つの侵入センサで侵入物の侵入と、監視対象の振動とを検出することができる。

図６には、侵入センサ１の車両内での配置の例を示す。
侵入センサ１は、例えば、図６に示すように運転席スイッチボックス部２１、ダッシュボード下部２２、ピラー部２４〜２７、車両中央のフロアトンネル部２３等に配置される。もちろん、全てに配置する必要はなく、１箇所でもよい。

図７には、システム構成を示す。侵入センサ１とセキュリティＥＣＵ３０とは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）やＬＩＮ（Local Interconnect Network）等の通信ネットワークで接続されており、侵入センサ１からの異常通知を受けたセキュリティＥＣＵ３０は、同じくネットワークに接続した警報装置４０を作動させて、警報を行ったり、又は異常通知を管理センター（不図示）へと送信する。

図８に示すフローチャートを参照しながら制御部６３の処理手順を説明する。
制御部６３は、まず、異常の発生を判定するためのカウンタをリセットする（ステップＳ１）。次に、制御部６３は車両の異常を検知可能な状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、不図示の操作ボタン等が操作され、車両の異常を検出する状態にセットされたか否かを判定する。
検知可能状態ではなかった場合（ステップＳ２／ＮＯ）には、この処理を終了する。

また、検知可能であった場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、制御部６３は、動きレベル判定部６１から通知信号を入力したか否かを判定する（ステップＳ３）。動きレベル判定部６１は、動き検知フィルタ部５３を通過したセンサ信号の信号レベルが基準値を超えると、通知信号を制御部６３に出力する。
制御部６３は、動きレベル判定部６１から通知信号を入力した場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）、衝撃レベル判定部６２から通知信号を入力したか否かを判定する（ステップＳ５）。衝撃レベル判定部６２は、衝撃検知フィルタ部５４を通過したセンサ信号の信号レベルが基準値を超えると、通知信号を制御部６３に出力する。
制御部６３は、衝撃レベル判定部６２からも通知信号を入力した場合には（ステップＳ５／ＹＥＳ）、警報装置４０を作動させ、警報を行う（ステップＳ１０）。

また、ステップＳ３で、動きレベル判定部６１から通知信号を入力していない場合（ステップＳ３／ＮＯ）、制御部６３は、衝撃レベル判定部６２から通知信号を入力したか否かを判定する（ステップＳ４）。衝撃レベル判定部６２から通知信号を入力していない場合には（ステップＳ４／ＮＯ）、制御部６３は、ステップＳ２に戻って検知可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
また、衝撃レベル判定部６２から通知信号を入力した場合には（ステップＳ４／ＹＥＳ）、制御部６３は、カウンタの値を１加算する（ステップＳ６）。そして、制御部６３は、カウンタのカウント値が２になっているか否かを判定する（ステップＳ７）。カウンタのカウント値が２になっていない場合には（ステップＳ７／ＮＯ）、ステップＳ２に戻って検知可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
また、カウンタのカウント値が２になっている場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）、制御部６３はカウンタの一度目のカウントアップと、二度目のカウントアップが所定時間以内に行われたか否かを判定する（ステップＳ８）。所定時間として、例えば３０ｓｅｃ以内にカウントアップが行われていた場合には（ステップＳ８／ＹＥＳ）、制御部６３は異常の発生と判断し、警報装置４０を作動させ、警報を行う（ステップＳ１０）。
また、一度目と二度目のカウントアップが所定時間以内に行われていない場合には（ステップＳ８／ＮＯ）、制御部６３は、カウンタの値を１減算して（ステップＳ９）、ステップＳ２の検知可能状態の判定に戻り、今後の経過を監視する。

なお、侵入センサ１は、図２に示すもの以外に、図９に示す構成のものであってもよい。図９に示す侵入センサ１は、筐体１１を構成する上側のレドームと下側のレドームとの接合部分にバネ１４を設けて、筐体１１自体を振動させる構造としている。侵入センサ１に衝撃が加えられると、筐体１１自体が振動して基板１２上の受信部４と筐体１１との距離に変化が生じ、筐体１１で反射する反射波の位相に変化が生じる。この位相の変化に応じたセンサ信号を受信部４で受信して信号処理部５に出力する。

上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば、上述した実施例では、車両の盗難を防止する盗難防止装置に本発明を適用した実施例を説明したが、これ以外に家屋の窓ガラスの近くに本発明の盗難防止装置を設けて、不審者の屋内への侵入を検知することもできる。

侵入センサの構成を示すブロック図である。 信号処理部の構成を示す図である。 動きレベル判定部と衝撃レベル判定部の構成を示すブロック図である。 侵入センサの構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、衝撃検知時のセンサ信号の波形を示す図であり、（Ｃ）は人の侵入を検知した時のセンサ信号の波形を示す図である。 侵入センサの車両への取付け位置を示す図である。 システム構成を示す図である。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 侵入センサの他の構成を示す図である。

符号の説明

１ 侵入センサ
２ 発振部
３ 送信部
４ 受信部
５ 信号処理部
６ 判定部
１１ 筐体
１２ 基板
１３ 振動板
１４ バネ
３０ セキュリティＥＣＵ
４０ 警報装置
５１ 第１信号増幅部
５２ 第２信号増幅部
５３ 動き検知フィルタ部
５４ 衝撃検知フィルタ
６１ 動きレベル判定部
６２ 衝撃レベル判定部
６１１、６２１ ピークホールド回路
６１２、６２２ コンパレータ

Claims (5)

1. 検知エリア内に電波を出射し、該電波の反射波を受信して反射波に応じたセンサ信号を出力する侵入検知手段と、
   衝撃検知用に設置された振動部材と、
   前記センサ信号のうち、前記振動部材で反射した反射波に応じた信号を抽出する第１フィルタと、
   前記センサ信号のうち、前記検知エリア内への侵入物からの反射波に応じた信号を抽出する第２フィルタと、
   前記振動部材で反射した反射波に応じたセンサ信号と第１しきい値とを比較し、該センサ信号が前記第１しきい値よりも大きくなると異常を通知する通知信号を出力する第１比較手段と、
   前記侵入物からの反射波に応じたセンサ信号と第２しきい値とを比較し、該センサ信号が前記第２しきい値よりも大きくなると異常を通知する通知信号を出力する第２比較手段と、
   を有することを特徴とする侵入センサ。
2. 前記侵入検知手段は、前記振動部材の振動によって生じる反射波の位相変動に応じたセンサ信号を出力することを特徴とする請求項１記載の侵入センサ。
3. 前記振動部材は、前記侵入検知手段を収納する筐体であって、該筐体を構成する上側部材と下側部材とをバネによって固定していることを特徴とする請求項１又は２記載の侵入センサ。
4. 前記振動部材は、前記侵入検知手段から前記電波の１波長以内の距離に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の侵入センサ。
5. 請求項１から４のいずれか一項記載の侵入センサと、
   前記侵入センサから異常を通知する通知信号を受信すると、警報装置を作動させる制御装置と、
   を有することを特徴とする盗難防止システム。

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