JP2012122806A - Mobile object detection device - Google Patents
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Abstract
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体検出装置に関する。 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 body detection apparatus 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いる。そして、このような車載用盗難警報装置には、監視空間(車内)における移動体(人)の存否を検出するために移動体検出装置が搭載されている。この種の移動体検出装置は、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移動体の移動に伴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1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, vehicle theft and on-the-car theft of automobiles have increased, and therefore in-vehicle theft alarm devices that sound an alarm sound when a suspicious person enters a parked vehicle have become widespread. Such an in-vehicle burglar alarm device is equipped with a moving body detection device for detecting the presence or absence of a moving body (person) in the monitoring space (inside the vehicle). This type of moving body detection apparatus radiates a continuous energy wave (for example, an ultrasonic wave) having a predetermined frequency into a monitoring space, and a reflected wave generated as a Doppler effect as the moving body existing in the monitoring space moves. The frequency shift is detected (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に記載の従来例では、複数の送波器を備えているので、従来では死角となっていた場所にも連続エネルギ波を行き渡らせることができるために監視空間の拡大が図られている。また、送波器と受波器の組を複数組備える場合と比較して、受波器から出力する受波信号を処理する回路を増やす必要がないために回路規模の増大を抑えている。
In the conventional example described in
ところで、特許文献1に記載のものでは、送波器と受波器とを分けて用いているが、送波器と受波器とを1つの超音波振動子で兼用する送受一体型の構成が従来知られている。ここで、特許文献1に記載の従来例において、複数の送波器のうちの何れか1つと受波器とを1つの送受波器で兼用することが考えられるが、以下のような問題が生じ得る。
By the way, in the thing of
例えば、図5に示すように、3列シートの車両100の前部座席の天井に送受波器101を設置し、後部座席の天井に送波器102を設置したとする。この場合、後方の送波器102から送波された超音波が後部座席に置かれている鞄等の物体103で反射すると、この反射波がシートに妨げられることで前方の送受波器101に届かず、監視空間内に死角が生じるという問題があった。
For example, as shown in FIG. 5, it is assumed that the
この問題を解決する手段としては、車両100の後部座席側でも反射波を受波できるように2つとも送受波器にすることが考えられ、2つの送受波器を用いて2つの互いに独立した監視空間を監視する構成が例えば特許文献2に開示されている。特許文献2に記載の従来例では、2つの超音波ヘッド(送受波器)それぞれの送波信号を利用して互いに送波信号の周波数成分を除去することで、受波信号のみを抽出している。
As a means for solving this problem, it is conceivable to use two transmitters / receivers so that the reflected wave can be received also on the rear seat side of the
しかしながら、特許文献2に記載の従来例では、2つの超音波ヘッドから出力される送波信号を加算器で加算することで送波信号の周波数成分を除去しているため、加算器が必要な分だけ部品点数が増大するという問題があった。更に、加算器を設けるためのスペースが必要となることから、装置が大型化するという問題があった。
However, in the conventional example described in
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、部品点数の増大及び装置の大型化を抑えつつ監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることのできる移動体検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a moving body detection apparatus capable of expanding a monitoring space and reducing blind spots while suppressing an increase in the number of parts and an increase in the size of the apparatus. For the purpose.
本発明の移動体検出装置は、所定の周波数で送波信号を発振する発振手段と、入力される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、及び前記連続エネルギ波が前記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を備える2つの送受波器と、前記送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と前記各送受波器から出力される受波信号とを混合することで前記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1対のドップラー信号を得る位相検波手段と、前記1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前記物体の移動を検知して検出信号を出力する検知手段とを備え、前記発振手段から出力される前記送波信号を反転した反転信号を出力する反転手段を有し、一方の前記送受波器には前記発振手段からの前記送波信号が入力されるとともに、他方の前記送受波器には前記反転手段からの前記反転信号が入力され、前記各送受波器を直列に接続するとともに接続された経路の中点から前記受波信号を取出すことを特徴とする。 The moving body detection device of the present invention includes an oscillating unit that oscillates a transmission signal at a predetermined frequency, a transmission unit that transmits a continuous energy wave whose amplitude periodically changes according to an input signal, to the monitoring space, and Two transmitters / receivers each having a receiving means for receiving a reflected wave generated by reflecting the continuous energy wave to an object existing in the monitoring space; and a reference signal having the same frequency as that of the transmitted signal but different in phase from each other Phase detection means for obtaining a pair of Doppler signals having an amplitude corresponding to a phase difference from the reference signal and having a phase different from each other by mixing the reception signals output from the respective transducers; Detection means for detecting a movement of the object in the monitoring space and outputting a detection signal by performing signal processing on a pair of Doppler signals, and an inverted signal obtained by inverting the transmission signal output from the oscillation means Output And the one of the transducers receives the transmission signal from the oscillation unit, and the other transducer receives the inverted signal from the inversion unit, Each transducer is connected in series and the received signal is taken out from the midpoint of the connected path.
この移動体検出装置において、前記各送受波器は、前記監視空間に対して分散して配置されることが好ましい。 In this moving body detection apparatus, it is preferable that the transducers are arranged in a distributed manner with respect to the monitoring space.
この移動体検出装置において、前記各送受波器は、前記監視空間に対して所定の場所に集中して配置されるとともに、前記各送受波器は、その送受波の向きを各々互いに異なる検知領域に向けるように配置されることが好ましい。 In this moving body detection device, each of the transducers is concentrated at a predetermined location with respect to the monitoring space, and each of the transducers has a detection region in which the directions of the transmission and reception are different from each other. It is preferable that it is arranged so as to face.
本発明は、部品点数の増大及び装置の大型化を抑えつつ監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the monitoring space can be expanded and the blind spot can be reduced while suppressing an increase in the number of parts and an increase in the size of the apparatus.
以下、本発明に係る移動体検出装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図1に示すように、直列に接続される第1の送受波器1及び第2の送受波器2と、発振回路3(発振手段)と、反転回路5と、位相検波回路6A,6Bと、信号処理部8とを備える。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a moving body detection apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the present embodiment includes a first transmitter /
第1の送受波器1及び第2の送受波器2は、何れも超音波振動子から成り、監視空間に向けて超音波(連続エネルギ波)を送波する送波手段と、監視空間内に存在する物体A1からの反射波を受波する受波手段とを兼用している。第1の送受波器1には、所定周波数の正弦波形の送波信号を発振する発振回路3から送波信号が直接入力される。また、第2の送受波器2には、発振回路3からの送波信号を反転回路5によって反転した反転信号が入力される。そして、各送受波器1,2は、それぞれ送波信号及び反転信号によって駆動し、発振回路3の発振周波数と同周波数の超音波を監視空間に向けて送波する。
The first transmitter /
また、各送受波器1,2は、物体A1からの反射波を受波すると受波信号E0に変換し、この受波信号E0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3の発振周波数と同周波数の基準信号E1,E2と混合(ミキシング)する。ここで、一方の基準信号E1は移相回路4の出力であって、両基準信号E1,E2の位相が互いに異なるように設定される。したがって、各位相検波回路6A,6Bの出力にビート信号として得られる1対のドップラー信号E3,E4も位相が互いに異なったものとなる。これら1対のドップラー信号E3,E4は第1及び第2の増幅回路7A,7Bでそれぞれ増幅された後に信号処理部8に取り込まれる。
Each of the
信号処理部8では、1対のドップラー信号E3,E4をサンプリング回路80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、更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E3をサンプリング回路80で変換したディジタル値をXn、他方のドップラー信号E4をサンプリング回路80で変換したディジタル値をYn(nは正の整数)と定義する。また、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E3,E4の振幅に対応している。
In the signal processing unit 8, the pair of Doppler signals E3 and E4 are sampled and quantized by the
サンプリング回路80の後段のベクトル回転角演算回路82では、前回のサンプリングで得られてメモリ81に格納されているベクトルRn−1と、今回のサンプリングで得られたベクトルRnとが為す角度φn(この角度をベクトルの回転角と呼ぶ)を演算する。なお、ベクトル回転角演算回路82では次式を用いて回転角φnを演算している。
In the vector rotation
φn=arctan{(Xn−1Yn−Yn−1Xn)/(Xn−1Xn+Yn−1Yn)}
したがって、物体A1が近付く場合には、ベクトルRnが反時計回りに回転するために回転角φnの極性は正となり、物体A1が遠ざかる場合には、ベクトルRnが時計回りに回転するために回転角φnの極性は負となる。そして、ベクトル回転角演算回路82で求めた回転角φnを後段の回転角積算回路83で積算すれば、その積算値(=φ1+φ2+…φn+…)が物体A1の移動距離に比例することになる。更に、回転角積算回路83で積算した積算値を後段の閾値回路84で所定の閾値と比較し、積算値が閾値を越えたときに閾値回路84が検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路9に入力され、移動する物体A1の存在が適宜報知器(図示せず)によって報知される。なお、信号処理部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上記各回路の機能を実現することも可能である。
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 A1 approaches, the polarity of the rotational angle phi n to vector R n rotates counterclockwise it is positive, when the object A1 is away, because the vector R n rotates clockwise the polarity of the rotation angle phi n becomes negative. Then, if the rotation angle φ n obtained by the vector rotation
ここで、本実施形態では、各送受波器1,2を直列に接続するとともに、一方の第1の送受波器1には発振回路3からの送波信号を入力し、他方の第2の送受波器2には発振回路3からの送波信号を反転回路5で反転した反転信号を入力している。具体的には、図2に示すように、発振回路3からの送波信号をコンデンサC1及び抵抗R1の直列回路を介して第1の送受波器1に入力するとともに、反転回路5からの反転信号をコンデンサC2及び抵抗R2の直列回路を介して第2の送受波器2に入力している。また、第1の送受波器1と第2の送受波器2とを直列に接続する経路の中点からコンデンサC3を介して受波信号E0を取出すようになっている。
Here, in the present embodiment, the
したがって、前記中点においては、第1の送受波器1で受波した第2の送受波器2からの超音波と、第2の送受波器2で受波した第1の送受波器1からの超音波とが相殺される。このため、送波信号の周波数成分が除去されて受波信号E0のみが各位相検波回路6A,6Bに入力される。
Therefore, at the midpoint, the ultrasonic wave from the
上述のように、本実施形態では、送波手段及び受波手段を兼用した2つの送受波器1,2を用いているので、従来のように送受波器と送波器とを用いる場合と比較して監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることができる。また、本実施形態では、各送受波器1,2に互いに位相が反転した送波信号を入力するとともに、各送受波器1,2を直列に接続する経路の中点から受波信号E0を取出すので、送波信号の周波数成分を除去した受波信号E0のみを取出すことができる。したがって、従来のように加算器を用いて送波信号の周波数成分を除去する必要がないので、加算器が不要となり、結果として部品点数の増大及び装置の大型化を抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, since the two transmitters and
以下、各送受波器1,2の配置例について説明する。例えば、図3に示すように、車両100の前部座席の天井に第1の送受波器1を設置し、後部座席の天井に第2の送受波器2を設置する、すなわち、車両100内の監視空間に対して各送受波器1,2を分散して配置することが考えられる。この場合、第1の送受波器1による検知領域B1及び第2の送受波器2による検知領域B2によって車両100内を満遍なくカバーすることができるので、監視空間の拡大を図ることができ、且つ死角を少なくすることができる。
Hereinafter, an arrangement example of the
また、例えば図4に示すように、車両100の中央部の天井に各送受波器1,2を設置する、すなわち、車両100内の監視空間に対して所定の位置に集中して配置し、各送受波器1,2を互いに異なる検知領域に向けて配置することが考えられる。この場合にも、第1の送受波器1による検知領域B1及び第2の送受波器2による検知領域B2によって車両100内を満遍なくカバーすることができるので、監視空間の拡大を図ることができ、且つ死角を少なくすることができる。また、図4のように各送受波器1,2を設置する場合には、車両100の中央部の天井に既設のルームランプに各送受波器1,2及び各回路を内蔵させることができるので、装置の取付が容易となる。更に、各送受波器1,2が一箇所に集中していることから、ワイヤハーネスによる各回路と各送受波器1,2との間の配線も容易になるという効果がある。
Further, for example, as shown in FIG. 4, each of the
1 第1の送受波器
2 第2の送受波器
3 発振回路(発振手段)
5 反転回路(反転手段)
6A 第1の位相検波回路(位相検波手段)
6B 第2の位相検波回路(位相検波手段)
8 信号処理部(検知手段)
A1 物体
DESCRIPTION OF
5 Inversion circuit (inversion means)
6A First phase detection circuit (phase detection means)
6B Second phase detection circuit (phase detection means)
8 Signal processor (detection means)
A1 object
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010272855A JP2012122806A (en) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | Mobile object detection device |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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2010
- 2010-12-07 JP JP2010272855A patent/JP2012122806A/en not_active Withdrawn
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