JP2010054410A - 移動体検出装置および移動体検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動センサを内蔵し、安価な移動体検出装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、振動を増幅し、波動を反射する振動部２２と、波動を出射し、振動部２２で反射した波動の反射波を検出することにより振動を検出するとともに、移動体で反射した波動の反射波を検出することにより移動体を検出する検出部と、を具備する移動体検出装置である。本発明によれば、振動センサを新たに設置することが不要となる。また、振動センサに配線することが不要となる。よって、設置場所の削減、コスト削減が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体検出装置および移動体検出方法に関し、特に移動体の動きと振動を検出する移動体検出装置および移動体検出方法に関する。

車両や建物の盗難防止システムにおいては、移動体（動くもの、例えば車両や建物への侵入者）を検出する移動体センサや、侵入者に起因した振動や衝撃を検出する振動センサが用いられている。特許文献１には、送信信号が移動体で反射された信号のドップラシフト信号を用い移動体を検出するセンサが開示されている。また、特許文献２には、移動体で反射された信号を解析して侵入者か否かを判定する判定装置が開示されている。
特開平１１−２９６７５７号公報 特開２００３−１６７０５０号公報

移動体センサと振動センサとを独立に設けると、設置場所が独立に必要になる。また、費用が高くなってしまう。移動体センサと振動センサを同じカバー内に設けることも考えられる。しかしながら、同じカバー内に２つのセンサを内蔵した場合であっても、振動センサとの配線は必要になる。また、振動センサには圧電素子を用いることが多い。圧電素子は高価なうえ温度、湿度に影響されやすい。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、振動センサを内蔵し、安価な移動体検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、振動を増幅し、波動を反射する振動部と、前記波動を出射し、前記振動部で反射した前記波動の反射波を検出することにより前記振動を検出するとともに、移動体で反射した前記波動の反射波を検出することにより前記移動体を検出する検出部と、を具備することを特徴とする移動体検出装置である。本発明によれば、振動センサを新たに設置することが不要となる。また、振動センサに配線することが不要となる。よって、設置場所の削減、コスト削減が可能となる。

上記構成において、前記検出部は、前記移動体に起因した前記反射波に関する信号と前記振動部の振動に起因した前記反射波に関する信号とを分離する分離部を具備する構成とすることができる。この構成によれば、移動体に起因した信号と振動部に起因した信号とのそれぞれの特徴から移動体をより精度良く判定することができる。

上記構成において、前記波動の一部を透過させ、前記波動の別の一部を反射させるレドームを具備し、前記検出部は、前記レドームを透過し前記移動体で反射し前記レドームを透過した前記波動の反射波を検出し、前記レドームを反射し前記振動部で反射し前記レドームで反射した前記波動の反射波を検出する構成とすることができる。この構成によれば、振動部には、レドームで反射した波動を照射することにより、振動部が移動体を検出するための波動の障害になることを抑制することができる。

上記構成において、前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、前記アンテナは前記基板の一面に設けられ、前記振動部は、前記基板の一面とは反対の面に設けられている構成とすることができる。この構成によれば、振動部が移動体を検出するための波動の障害になることを抑制することができる。

上記構成において、前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、前記振動部は、前記アンテナに対し、前記アンテナから前記波動が出射する出射方向とは反対の方向に設けられている構成とすることができる。この構成によれば、検出部の移動体を検出する精度を向上させることができる。

上記構成において、前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、前記振動部は、前記アンテナから前記波動が出射する出射方向に振動する構成とすることができる。この構成によれば、検出部の振動を検出する精度を向上させることができる。

上記構成において、前記検出部が検出した前記移動体に起因した前記反射波に関する信号と前記振動部の振動に起因した前記反射波に関する信号とに基づき侵入者の有無を判定する判定部を具備する構成とすることができる。

本発明は、上記移動体検出装置と、前記判定部の判定結果に基づき、警報部に、侵入者の存在を警報させる制御部と、を具備することを特徴とする侵入検知システムである。

本発明は、波動を出射し移動体で反射した前記波動の反射波を検出することにより、前記移動体を検出するステップと、振動を増幅し、前記波動を反射する振動部で反射した前記波動の反射波を検出することにより、前記基板の振動を検出するステップと、を備える移動体検出方法である。

本発明によれば、振動センサを新たに設置することが不要となる。また、振動センサに配線することが不要となる。よって、設置場所の削減、コスト削減が可能となる。

以下に、図面を用い実施例について説明する。

図１は、実施例１に係る移動体センサ（移動体検出装置）のケースを透視した上面図である。図２は、移動体センサのケースを透視した側面図である。図１および図２を参照に、基板４２上にキャビティ４０が設けられている。キャビティ４０内には電磁波の送信回路や受信回路等が収納されている。キャビティ４０はネジ５６により基板４２に固定されている。キャビティ４０上には振動部２２がネジ５４により固定されている。振動部２２は、振動する振動体２２ａ、キャビティ４０を固定する固定部２２ｃおよび振動体２２ａと固定部２２ｃとを接続する接続部２２ｂとを備えている。接続部２２ｂが細い棒状であるため、振動体２２ａは、基板４２が振動すると振動を増幅して振動する。基板４２の一面には、電磁波を送信および受信するアンテナ４４が設けられている。基板４２上には、アンプ部４６およびマイコン４８が搭載されている。

ケース５０およびレドーム５２は、キャビティ４０、振動部２２および基板４２を覆っている。レドーム５２はアンテナ４４側に設けられ、アンテナ４４から出射された電磁波の一部を透過させ、別の一部を反射する。図２を参照に、アンテナ４４は例えば２４．５ＧＨｚの電磁波６０および６４を出射する。一部の電磁波６０は、レドーム５２を透過し、車両内で反射した電磁波６２がレドーム５２を透過しアンテナ２４に入射する。一方、別の一部の電磁波６４はレドーム５２で反射され、さらに振動体２２ａにより反射される。振動体２２ａにより反射された電磁波６６はレドーム５２で反射し、アンテナ２４に入射する。

図３は、移動体センサのブロック図である。移動体センサ１０は、振動部２２、検出部２０および判定部３０を備えている。検出部２０は、電磁波６０を出射し移動体で反射した電磁波６２を検出することにより、移動体を検出す。振動部２２は、基板４２の振動を増幅し振動する。また、電磁波６４を反射する。検出部２０は、アンテナ２４、受信回路２５、バッファアンプ２６、分離部２８およびアンブ２９を備えている。

アンテナ２４は、電磁波６０および６４を出射し、移動体により反射された電磁波６２および振動部２２により反射された電磁波６６を受信する。受信回路２５は、図１および図２のキャビティ４０内に設けられており、アンテナ２４が受信した電磁波と送信した電磁波との周波数のシフト成分であるドプラー成分を検出信号としてバッファアンプ２６に出力する。バッファアンプ２６、分離部２８およびアンプ２９は、アンプ部４６内に設けられている。バッファアンプ２６は、検出信号を増幅する。分離部２８は、移動体に起因した反射波に関する検出信号（移動体信号）と振動部２２の振動に起因した反射波に関する検出信号（振動信号）とを分離する。分離部２８はフィルタ２８ａおよび２８ｂを備えており、それぞれ、移動体信号および振動信号を抽出する。アンプ２９はアンプ２９ａおよび２９ｂを備えており、それぞれ移動体信号および振動信号を増幅する。判定部３０は、図１および図２のマイコン４８が有する機能であり、移動体信号と振動信号とに基づき車両への侵入者の有無を判定する。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、フィルタ２８ａおよび２８ｂのフィルタ特性を示す図である。図４（ａ）を参照に、フィルタ２８ａは、移動体の移動速度範囲に相当する周波数帯域に通過帯域を有する。例えば、盗難防止用の移動体センサの場合、フィルタ２８ａは、ｆ１＝３０Ｈｚからｆ２＝３００Ｈｚに通過帯域を有する。通過帯域は、例えば法令等を考慮し設定される。振動体２２ａが基板４２の振動や衝撃を増幅し振動する場合、振動の周波数は固有振動数により定まる。そこで、図４（ｂ）を参照に、フィルタ２８ｂは、振動体２２ａの固有振動数に対応する周波数ｆ０に通過帯域を有する。以上により、分離部２８は、検出信号から移動体信号と振動信号とを分離することができる。なお、振動体２２ａの固有振動数は、フィルタ２８ａの通過帯域に重ならないことが好ましい。また、ケース５０等他の部品の固有振動数に重ならないことが好ましい。また、分離部２８は、１つのフィルタを有し、通過帯域を切り替えて用いてもよい。さらに、フィルタをソフトフィルタで構成し、マイコン４８の指示により、通過帯域を設定してもよい。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、振動信号および移動体信号の例を示したタイムチャートである。図５（ａ）を参照に、例えば、侵入者が窓を割って車両に侵入した場合について説明する。まず、時間領域Ａにおいて、ガラスが割られると衝撃や振動が車両を伝わるため、移動体センサの基板４２が振動し、振動体２２ａが振動する。このため、振動信号の振幅は大きくなる。このとき、車両内の物品は移動しないため移動体信号は変化しない。その後、時間領域Ｂにおいて、侵入者が車両内に進入すると、振動や衝撃はほとんどないため振動信号は変化しない。一方、侵入者が車両内を移動するため移動体信号の振幅は大きくなる。このように、振動信号と移動体信号との時間差により、判定部３０は、侵入者が侵入したと判定することができる。

図５（ｂ）を参照に、外部の騒音が大きい場合について説明する。時間領域Ｃにおいて、外部の騒音に起因した振動信号および移動体信号はほぼ同期している。このように、振動信号と移動体信号がほぼ同じ時間に検出された場合、判定部３０は、侵入者ではないと判定することができる。これにより、侵入検知システムの誤動作を抑制することができる。

実施例１によれば、検出部２０が、移動体とともに、振動部２２で反射した反射波を検出することにより、振動を検出する。これにより、振動センサを新たに設置することが不要となる。また、振動センサに配線することが不要となる。よって、設置場所の削減、コスト削減が可能となる。また、圧電素子を用いないため、安価で、温度や湿度に影響されにくい。さらに、移動体センサと振動センサとをほぼ同じ場所に設置できることから、図５（ａ）および図５（ｂ）のように、判定部３０は、振動信号と移動体信号との時間差から、侵入者の車両への侵入をより精度良く判定することができる。

また、分離部２８により、１つの検出信号から振動信号と移動体信号とを得ることができる。これにより、振動信号と移動体信号とのそれぞれの特徴から侵入者等をより精度良く判定することができる。

図６は、アンテナ２４と振動部２２との位置関係を示す図である。図６を参照に、振動部２２ｙは、アンテナ２４に対し、アンテナ２４から電磁波が出射する出射方向Ｓに設けられている。この場合。レドーム５２から出射すべき電磁波の一部が振動部２２ｙによって反射されてしまう。よって、検出部２０が移動体を検出する精度が低下してしまう。そこで、振動部２２ｘは、アンテナ２４に対し、出射方向Ｓとは反対方向に設けられている。これにより、検出部２０の移動体を検出する精度を向上させることができる。

また、図２のように、検出部２０は、レドーム５２を透過し移動体で反射しレドーム５２を再び透過した反射電磁波６２を検出する。さらに、検出部２０は、レドーム５２を反射し振動部２２で反射し再びレドーム５２で反射した反射電磁波６６を検出する。このように、振動部２２には、レドーム５２で反射した電磁波６４を照射することにより、振動部２２が移動体を検出するための電磁波６０および６２の障害になることを抑制することができる。

さらに、図２のように、アンテナ２４は基板４２の一面に設けられ、振動部２２は、基板４２の一面とは反対の面に設けられていることが好ましい。これにより、振動部２２が電磁波６０および６２の障害になることを抑制することができる。

図７は、アンテナ２４と振動部２２との位置関係を示す図である。図７を参照に、振動部２２ｚは、出射方向Ｓに垂直方向に振動している。この場合、電磁波６４は反射しにくく、電磁波６６は弱くなってしまう。よって、検出部２０が振動を検出する精度が低下してしまう。そこで、振動部２２ｘは出射方向Ｓの垂直方向に交差する方向に振動することが好ましい。さらに、振動部２２ｘは出射方向Ｓに振動することがより好ましい。これにより、検出部２０の振動を検出する精度を向上させることができる。

図８は、実施例２に係る移動体センサの例である。振動部２２はケース５０の外側に設けられている。アンテナ２４を出射した電磁波６４は、レドーム５２を透過し、反射板７０で反射し振動部２２に照射される。振動部２２で反射した電磁波６６は、反射板７０で反射し、レドーム５２を透過しアンテナ２４に至る。その他の構成は実施例１の図２と同じであり説明を省略する。実施例２のように、振動部２２をケース５０の外に設けることもできる。

実施例３は、実施例１に係る移動体センサを有する車両の侵入検知システムの例である。図９は、実施例３に係る侵入検知システムのブロック図である。侵入検知システムは、移動体センサ１０、ガラス割れセンサ１２、セキュリティＥＣＵ（Electric Control Unit）を備えている。移動体センサ１０は、実施例１の移動体センサである。ガラス割れセンサ１２は、車両のガラスが割れを検出する。ＥＣＵ１４は移動体センサ１０およびガラス割れセンサ１２の信号に基づき、車両への侵入者の有無を判定する。警報部１６は、ＥＣＵ１４の指示基づき、音声や光を用い警報を通知する。実施例３によれば、ＥＣＵ１４(制御部)は、実施例１の判定部３０の判定結果に基づき、警報部１６に、侵入者の存在を警報させることができる。

実施例１〜実施例３においては、受信回路２５が電磁波のドプラー信号を検出信号とする例を説明したが、電磁波の定在波を用い検出信号を生成してもよい。また、電磁波は、２４．５ＧＨｚ以外の電磁波でもよい。さらに、電磁波以外に超音波等を用いてもよい。このように、検出部２０は、波動の反射波を用い移動体の検出および振動の検出を行えばよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

図１は、実施例１に係る移動体センサの上面図である。 図２は、実施例１に係る移動体センサの側面図である。 図３は、実施例１に係る移動体センサのブロック図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）は、フィルタの通過特性を示す図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、振動信号および移動体信号の例である。 図６は、アンテナと振動部の位置関係を示す図（その１）である。 図７は、アンテナと振動部の位置関係を示す図（その２）である。 図８は、実施例２に係る移動体センサの側面図である。 図９は、実施例３に係る侵入検知システムのブロック図である。

符号の説明

１０ 移動体センサ
１４ ＥＣＵ
１６ 警報部
２０ 検出部
２４ アンテナ
２８ 分離部
３０ 判定部
４２ 温度検出部

Claims (9)

1. 振動を増幅し、波動を反射する振動部と、
   前記波動を出射し、前記振動部で反射した前記波動の反射波を検出することにより前記振動を検出するとともに、移動体で反射した前記波動の反射波を検出することにより前記移動体を検出する検出部と、
   を具備することを特徴とする移動体検出装置。
2. 前記検出部は、前記移動体に起因した前記反射波に関する信号と前記振動部の振動に起因した前記反射波に関する信号とを分離する分離部を具備することを特徴とする請求項１記載の移動体検出装置。
3. 前記波動の一部を透過させ、前記波動の別の一部を反射させるレドームを具備し、
   前記検出部は、前記レドームを透過し前記移動体で反射し前記レドームを透過した前記波動の反射波を検出し、前記レドームを反射し前記振動部で反射し前記レドームで反射した前記波動の反射波を検出することを特徴とする請求項１または２記載の移動体検出装置。
4. 前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、
   前記アンテナは前記基板の一面に設けられ、
   前記振動部は、前記基板の一面とは反対の面に設けられてい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移動体検出装置。
5. 前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、
   前記振動部は、前記アンテナに対し、前記アンテナから前記波動が出射する出射方向とは反対の方向に設けられてい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移動体検出装置。
6. 前記検出部は、前記波動を出射し前記反射波を検出するアンテナを備え、
   前記振動部は、前記アンテナから前記波動が出射する出射方向に振動することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の移動体検出装置。
7. 前記検出部が検出した前記移動体に起因した前記反射波に関する信号と前記振動部の振動に起因した前記反射波に関する信号とに基づき侵入者の有無を判定する判定部を具備することを特徴とする１から６のいずれか一項記載の移動体検出装置。
8. 請求項７記載の移動体検出装置と、
   前記判定部の判定結果に基づき、警報部に、侵入者の存在を警報させる制御部と、
   を具備することを特徴とする侵入検知システム。
9. 波動を出射し移動体で反射した前記波動の反射波を検出することにより、前記移動体を検出するステップと、
   振動を増幅し、前記波動を反射する振動部で反射した前記波動の反射波を検出することにより、前記基板の振動を検出するステップと、
   を備える移動体検出方法。

Images