JP2014115214A - 侵入検知システム及び侵入検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】監視対象領域に対する侵入の検知能力を向上すること。
【解決手段】レーダ装置１０は、ＦＭＣＷを送信波として送信し、反射器２０からの反射波を受信する。反射器２０からの反射波強度が遮断判定閾値Ｔｈ１以下であれば、送信波の遮断が発生したと判定し、反射器２０からの反射波強度にゆらぎが発生していれば、反射器近傍領域に侵入が発生したと判定する。また、反射器２０からの反射波強度が遮断判定閾値Ｔｈ１よりも小さい近距離侵入閾値Ｔｈ２以下であれば、レーダ近傍領域に侵入発生と判定する。レーダ近傍領域と反射波近傍領域の間の中間領域については、侵入物からの反射波の周波数と、反射波の受信時点での送信波の周波数との差を用いて、レーダ装置１０から侵入物までの距離を算定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、監視対象領域に対する侵入を検知する侵入検知システム及び侵入検知方法に関する。

従来、監視対象領域に対する侵入を検知するため、レーダ装置を用いた侵入検知システムが用いられている。レーダ装置としては、周波数変調した連続波（ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）を用いるＦＭＣＷレーダ装置が知られている。例えば、特許文献１は、ＦＭＣＷを放射し、目標物に反射した反射波と放射波との差であるビート信号を生成し、ビート信号のスペクトラムから目標物までの距離並びに目標物との相対速度を算定するＦＭＣＷレーダ装置を開示している。

また、レーダ装置が放射した電波をレーダ装置に向けて反射する反射器を設け、レーダ装置と反射器との間に侵入した侵入物を検知する侵入検知装置も知られている（例えば特許文献２参照。）。このように反射器を利用することにより、監視範囲を適切な大きさまで絞り込むことが可能である。

特開２０１２−２０２６９９号公報 特開２００６−１５３８７８号公報

しかしながら、上述した従来技術では、レーダによる検知能力が不十分であるという問題点があった。この点を具体的に説明すると、ＦＭＣＷを用いて目標物までの距離を測定する場合には、反射波と放射波との周波数差が目標物までの距離に相当するのであるが、目標物がレーダ装置に近すぎる場合には、反射波と放射波との周波数差が小さくなり、距離の測定ができないという問題が発生する。

また、レーダ装置と反射器との間に侵入した侵入物を検知する構成では、反射器からの反射強度の減衰により検知を行なうのであるが、反射器の近傍で小動物等が横切った場合にも反射器からの反射強度が大きく減衰するため、誤検知が発生するという問題が生ずる。

このように、従来技術では、レーダ装置の近傍や反射器の近傍において発生した侵入について、十分な検知能力を得ることができないという問題点があった。レーダ装置の検知能力が低下する範囲について、他のレーダ装置を設置して検知能力を補うことも考えられるが、レーダ装置の設置数の増加はコスト上昇に繋がるため、好ましくない。

これらのことから、レーダ装置の近傍や反射器の近傍等、監視対象領域の端部においても十分な検知能力を有する侵入検知システムをいかにして実現するかが重要な課題となっている。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであって、監視対象領域に対する侵入の検知能力を向上した侵入検知システム及び侵入検知方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、監視対象領域に対する侵入を検知する侵入検知システムであって、前記監視対象領域の一端からレーダ波を送信する送信手段と、前記監視対象領域の他端において前記レーダ波を反射する反射手段と、前記レーダ波が反射した反射波を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記反射手段による反射波の強度が侵入判定閾値以下である場合に侵入が発生したと判定する侵入判定手段と、前記侵入判定手段により侵入が発生したと判定された場合に、前記反射手段による反射波に応じて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度が、前記侵入判定閾値よりも小さい近距離侵入閾値以下である場合に、前記侵入発生位置が前記送信手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度変化の特徴を取得し、該特徴が所定の条件を満たす場合に、前記侵入発生位置が前記反射手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度の変化パターンが、人物が前記反射手段の近傍を通過した場合の変化パターンと類似する場合に、前記侵入発生位置が前記反射手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、前記送信手段は、周波数変調した連続波を前記レーダ波として送信し、前記判別手段は、前記レーダ波が侵入物に反射した反射波の周波数から前記侵入物までの距離を算定し、該算定結果をさらに用いて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一つに記載の発明において、前記判別手段による侵入発生位置の判別結果に応じて異なる警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、監視対象領域に対する侵入を検知する侵入検知方法であって、前記監視対象領域の一端からレーダ波を送信する送信ステップと、前記監視対象領域の他端において前記レーダ波を反射する反射ステップと、前記レーダ波が反射した反射波を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより受信された前記反射ステップによる反射波の強度が侵入判定閾値以下である場合に侵入が発生したと判定する侵入判定ステップと、前記侵入判定ステップにより侵入が発生したと判定された場合に、前記反射ステップによる反射波に応じて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別する判別ステップとを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、監視対象領域の一端からレーダ波を送信し、監視対象領域の他端においてレーダ波を反射させ、レーダ波が反射した反射波を受信し、監視対象領域の他端からの反射波の強度が侵入判定閾値以下である場合に侵入が発生したと判定するとともに、監視対象領域の他端からの反射波に応じて監視対象領域における侵入発生位置を判別するよう構成したので、監視対象領域に対する侵入の検知能力を向上することができる。

図１は、実施例に係る侵入検知の概念を説明するための説明図である。 図２は、ＦＭＣＷレーダによる距離算定について説明するための説明図である。 図３は、図１に示したレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図４は、遮断判定部による遮断判定について説明するための説明図である。 図５は、レーダ近傍領域に侵入が発生した場合について説明するための説明図である。 図６は、反射器近傍領域に侵入が発生した場合について説明するための説明図である。 図７は、人間が反射器の近傍を通過した場合の反射波強度の時間変化を説明するための説明図である。 図８は、小動物が反射器の近傍を通過した場合の反射波強度の時間変化を説明するための説明図である。 図９は、飛来物が反射器の近傍を通過した場合の反射波強度の時間変化を説明するための説明図である。 図１０は、距離算定部による距離算定について説明するための説明図である。 図１１は、受信波処理部の処理手順を示すフローチャートである。 図１２は、レーダ近傍領域又は反射器近傍領域に物体が存在することを検知した場合に侵入発生と判定する場合の構成の説明図である。 図１３は、広い監視対象領域を利用する場合の説明図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る侵入検知システム及び侵入検知方法の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例に係る侵入検知の概念について説明する。図１は、実施例に係る侵入検知の概念を説明するための説明図である。図１に示すレーダ装置１０は、周波数変調した連続波（ＦＭＣＷ）を送信波として送信する。

反射器２０は、レーダ装置１０が送信した送信波をレーダ装置１０に反射する反射板等である。レーダ装置１０からの送信波は、侵入のない定常状態であれば、反射器２０により反射し、レーダ装置１０に反射波として到達する。レーダ装置１０と反射器２０との間に侵入が発生したならば、レーダ装置１０からの送信波の一部が侵入物に当たって遮断されるとともに、反射器２０により反射された反射波も、その一部が侵入物に当たって遮断されるため、反射器２０からの反射は減衰する。また、侵入物からの反射波がレーダ装置１０に到達することとなる。

したがって、反射器２０からの反射波の強度を監視することにより、レーダ装置１０と反射器２０との間に侵入が発生したか否かを判定できる。このレーダ装置１０と反射器２０との間が監視対象領域である。レーダ装置１０からの送信波は拡散するのであるが、反射器２０からの反射波を監視する構成を用いることにより、監視対象領域は送信波の拡散に依存することなく、狭い範囲を線状に監視することが可能である。

レーダ装置１０に到達した反射波が、反射器２０からの反射波であるか、侵入物からの反射波であるかは、反射波の周波数により判別可能である。レーダ装置１０は、送信波の周波数を周期的に変化させているため、反射波の周波数と、反射波の受信時点での送信波の周波数との差は、レーダ装置１０から反射物までの距離に相当する。このため、反射器２０までの距離に相当する周波数の反射波が、反射器２０からの反射波であると判別できるのである。

また、反射器２０までの距離に相当する周波数の反射波の強度が減衰するとともに、反射器２０までの距離に相当する周波数以外の反射波の強度が増大したならば、反射器２０までの距離に相当する周波数以外の反射波は侵入物からの反射波であるので、反射器２０までの距離に相当する周波数以外の反射波の周波数と送信波の周波数との差から侵入物までの距離を算定することができる。

しかし、侵入物の位置がレーダ装置１０に近すぎる場合には、侵入物からの反射波と送信波との周波数差が小さくなり、距離の算定ができない。このように、レーダ装置１０から侵入物までの距離が小さい場合には、侵入物までの距離が大きい場合に比して、侵入物がレーダ装置１０からの送信波を遮断する比率が高くなり、反射器２０からの反射波の強度は大きく減衰することとなる。

そこで、レーダ装置１０は、反射器２０からの反射波の強度と比較する閾値として、遮断判定閾値と、遮断判定閾値よりも小さい近距離侵入閾値とを設ける。レーダ装置１０は、反射器２０からの反射波の強度が遮断判定閾値以下となった場合には、監視対象領域のいずれかの位置で送信波の遮断が発生したと判定する。そして、反射器２０からの反射波の強度が近距離侵入閾値以下であるならば、発生した送信波の遮断がレーダ装置１０の近傍の領域（レーダ近傍領域）における侵入によるものであると判定する。

かかる判定により、侵入物からの反射波と送信波との周波数差が小さく、侵入物からの反射波の周波数から侵入物までの距離が算定できない場合であっても、反射器２０からの反射波の強度に基づいて侵入物がレーダ近傍領域に所在することを検知可能となる。

次に、反射器２０の近傍に侵入が発生した場合について説明する。侵入物が反射器２０に近い場合には、侵入物が小動物や飛来物等のように小さくとも、反射器２０からの反射波の強度を減衰させやすくなる。このため、反射器２０からの反射波の強度の減衰のみに着目して侵入を検知すると、誤検知が発生することがある。

そこで、レーダ装置１０は、反射器２０からの反射波の強度について、その強度変化の特徴を取得し、該特徴に基づいて侵入の検知を行なう。まず、強度変化の特徴について説明する。人間が反射器２０の近傍を通過した場合には、送信波の一部と反射器２０からの反射波の一部とを遮断することにより、反射器２０からの反射波の強度が大きく減衰するのに加え、その前後で反射器２０からの反射波と人物からの反射波とが干渉し、反射器２０からの反射波の強度にゆらぎが生じる。一方、小動物や飛来物が反射器２０の近傍を通過した場合には、人間の場合のようなゆらぎは発生しない。

レーダ装置１０は、反射器２０からの反射波の強度が遮断判定閾値以下となった場合に、その前後で反射器２０からの反射波の強度にゆらぎが発生していたならば、反射器２０の近傍の領域（反射器近傍領域）に人物による侵入が発生したと判定する。このため、反射器２０の近傍における侵入に対しても、誤検知の発生を抑制し、検知精度を向上することができる。

このように、レーダ装置１０は、反射器２０からの反射波を利用し、レーダ近傍領域及び反射器近傍領域における侵入の発生を高精度に検知するので、監視対象領域の端部においても十分な検知能力を有する。

なお、レーダ近傍領域と反射器近傍領域の間の中間領域については、侵入物からの反射波の周波数と、反射波の受信時点での送信波の周波数との差を用いて、レーダ装置１０から侵入物までの距離を算定する。

ここで、ＦＭＣＷレーダによる距離算定について説明する。図２は、ＦＭＣＷレーダによる距離算定について説明するための説明図である。図２に示す送信波は、変調周期Ｔ、周波数変移Ｆで周波数変調された連続波である。

時刻ｔ１にレーダ装置１０が送信した周波数ｆ１の送信波が、距離ｄで反射し、反射波が時刻ｔ２にレーダ装置１０に到達したとすると、時刻ｔ２時点での送信波の周波数ｆ２と周波数ｆ１との差「ｆ２−ｆ１」がビート周波数Δｆとなる。ここで、「ｔ２−ｔ１」をΔｔとすると、
Δｆ／Δｔ＝Ｆ／Ｔ
となる。また、送信波及び反射波の速度をｃとすると、Δｔ＝２ｄ／ｃであるので、
Δｆ＝２ｄＦ／ｃＴ
が成立する。したがって、送信波と反射波の周波数差Δｆが特定できれば、距離ｄが算定可能である。

次に、図１に示したレーダ装置１０の構成について説明する。図３は、図１に示したレーダ装置１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、レーダ装置１０は、送信アンテナ１１及び受信アンテナ１２と接続され、その内部に送信波生成部１３、受信波処理部１４及び通信部１５を有する。

送信波生成部１３は、ＦＭＣＷを生成し、生成したＦＭＣＷを送信波として送信アンテナ１１及び受信波処理部１４に出力する。送信アンテナ１１は、送信波生成部１３が出力した送信波を送信する。

受信波処理部１４は、受信アンテナ１２が受信した反射波を処理する処理部である。受信波処理部１４は、遮断判定部１４ａ、レーダ近傍領域判定部１４ｂ、反射器近傍領域判定部１４ｃ、距離算定部１４ｄ及び報知処理部１４ｅを有する。

遮断判定部１４ａは、監視対象領域のいずれかの位置で送信波の遮断が発生したか否かを判定する処理部である。監視対象領域のいずれかの位置で送信波の遮断が発生したならば、侵入が発生した可能性が高い。したがって、遮断判定部１４ａは、侵入の有無を判定する侵入判定手段として機能するのであるが、送信波の遮断のみで侵入の有無を判定すると誤検知の可能性が残る。このため、レーダ装置１０は、遮断判定部１４ａによる判定に加え、レーダ近傍領域判定部１４ｂ、反射器近傍領域判定部１４ｃ及び距離算定部１４ｄの出力を用いて最終的に侵入の有無を判定することとしている。

具体的には、遮断判定部１４ａは、送信波生成部１３が出力した送信波の周波数を基準に、反射器２０までの距離に対応する周波数の反射波の強度を監視する。反射器２０までの距離をｄ_rとすると、送信波が反射器２０により反射されてレーダ装置１０に受信されるまでの時間Δｔ_rは、
Δｔ_r＝２ｄ_r／ｃ
により求められる。送信波の周波数ｆ_s（ｔ）は、時刻ｔにより変動するので、反射器２０からの反射波の周波数ｆ_r（ｔ）は、
ｆ_r（ｔ）＝ｆ_s（ｔ−Δｔ_r）
となる。

遮断判定部１４ａは、周波数ｆ_rの反射波強度Ｐｒを遮断判定閾値Ｔｈ１と比較し、Ｐｒ≦Ｔｈ１となった場合に、監視対象領域のいずれかの位置で送信波の遮断が発生したと判定する。

レーダ近傍領域判定部１４ｂは、遮断判定部１４ａにより遮断が発生したと判定された場合に、発生した遮断がレーダ近傍領域における侵入によるものであるか否かを判定する処理部である。具体的には、周波数ｆ_rの反射波強度Ｐｒを近距離侵入閾値Ｔｈ２と比較し、Ｐｒ≦Ｔｈ２である場合に、レーダ近傍領域に侵入が発生したと判定する。

反射器近傍領域判定部１４ｃは、遮断判定部１４ａにより遮断が発生したと判定された場合に、発生した遮断が反射器近傍領域における侵入によるものであるか否かを判定する処理部である。

具体的には、反射器近傍領域判定部１４ｃは、周波数ｆ_rの反射波強度Ｐｒの強度変化を監視し、遮断判定部１４ａにより遮断が発生したと判定される前後で反射波強度Ｐｒにゆらぎが発生しているか否かを判定する。ゆらぎが発生しているならば、反射器近傍領域判定部１４ｃは、反射器近傍領域に人物による侵入が発生したと判定する。

距離算定部１４ｄは、遮断判定部１４ａにより遮断が発生したと判定された場合に、レーダ装置１０から侵入物までの距離を算定する処理部である。この距離の算定は、反射器近傍領域判定部１４ｃにより、反射器近傍領域に侵入が発生していないと判定された場合に行うこととしてもよい。

具体的には、距離算定部１４ｄは、遮断発生時に、反射器２０からの反射波以外の反射波の強度が増大しているかを判定し、強度が増大した反射波の周波数によってレーダ装置１０からの距離を算定し、算定した距離を侵入物までの距離とする。

すなわち、距離算定部１４ｄは、周波数ｆ_r以外の反射波の強度が増大しているかを判定し、強度が増大した反射波の周波数と、反射波の受信時点での送信波の周波数との差を求め、該差分に相当する距離を算定することとなる。

報知処理部１４ｅは、侵入の発生を報知する処理部である。報知処理部１４ｅは、レーダ近傍領域判定部１４ｂによりレーダ近傍領域に侵入が発生したと判定された場合には、レーダ近傍領域に侵入が発生した旨を報知する。

また、報知処理部１４ｅは、反射器近傍領域判定部１４ｃにより反射器近傍領域に侵入が発生したと判定された場合には、反射器近傍領域に侵入が発生した旨を報知する。そして、距離算定部１４ｄにより侵入物までの距離が算定された場合には、算定した距離に侵入が発生した旨を報知する。

報知処理部１４ｅによる報知は、通信部１５を介して行なう。通信部１５は、監視者が使用する端末装置と通信接続されており、報知内容を端末装置に送信することで、報知を行なう。

次に、遮断判定部１４ａによる遮断判定について説明する。図４は、遮断判定部１４ａによる遮断判定について説明するための説明図である。レーダ装置１０と反射器２０との間の監視対象領域に侵入が発生していない定常状態であれば、レーダ装置１０が送信した送信波は、反射器２０により反射され、反射波がレーダ装置１０により受信される。

監視対象領域に侵入が発生すると、レーダ装置１０が送信した送信波の一部が侵入した人物により遮断されるため、反射器２０に到達する送信波が減少する。また、反射器２０により反射された反射波も、その一部が人物により遮断される。送信波及び反射波の遮断により、レーダ装置１０が受信する反射器２０からの反射波の強度は、定常時に比して減衰する。

図４では、レーダ装置１０から反射器２０までの距離が２５ｍである。反射器２０からの反射波強度、すなわち距離２５ｍに相当する周波数を有する反射波の強度は、定常状態では遮断判定閾値Ｔｈ１を上回っているが、侵入が発生すると減衰し、遮断判定閾値Ｔｈ１以下となる。このように、反射器２０からの反射波強度を遮断判定閾値Ｔｈ１と比較することにより、監視対象領域における遮断の発生を検知できる。

次に、レーダ近傍領域に侵入が発生した場合について説明する。図５は、レーダ近傍領域に侵入が発生した場合について説明するための説明図である。レーダ近傍領域に侵入が発生した場合は、侵入の発生位置が中間領域や反射器近傍領域である場合に比して、侵入物がレーダ装置１０からの送信波を遮断する比率が高くなる。このため、反射器２０からの反射波の強度は、侵入の発生位置が中間領域や反射器近傍領域である場合に比して、大きく減衰する。

レーダ近傍領域判定部１４ｂは、遮断判定閾値Ｔｈ１よりも小さい近距離侵入閾値Ｔｈ２と、反射器２０からの反射波の強度とを比較する。図５では、レーダ装置１０から反射器２０までの距離が２５ｍであるので、距離２５ｍに相当する周波数を有する反射波の強度を近距離侵入閾値Ｔｈ２と比較することとなる。

次に、反射器近傍領域に侵入が発生した場合について説明する。図６は、反射器近傍領域に侵入が発生した場合について説明するための説明図である。反射器近傍領域判定部１４ｃは、反射器２０からの反射波（周波数ｆ_rの反射波）の強度である反射波強度Ｐｒの時間変化を監視している。

人間が反射器２０の近傍を通過した場合には、反射波強度Ｐｒの時間変化にゆらぎが生じる。図７は、人間が反射器２０の近傍を通過した場合の反射波強度Ｐｒの時間変化を説明するための説明図である。

図７に示すように、人間が反射器２０の近傍を通過する場合には、この人物がレーダ装置１０と反射器２０との間を通過する時点（８秒付近）において、送信波の一部と反射器２０からの反射波の一部とを遮断することにより、反射波強度Ｐｒは大きく減衰する。遮断判定部１４ａは、この減衰により遮断を検知することとなる。

さらに、人物が反射器２０の前を通過する前後（６秒〜１０秒付近）で、レーダ装置１０から人物までの距離が、レーダ装置１０から反射器２０までの距離と等しくなる状況（人物がレーダ装置１０からの等距離面に所在する状況）が発生する。この状況では、人物からの反射波の周波数は、反射器２０からの反射波の周波数と等しくなるため、レーダ装置１０が受信する反射波強度Ｐｒは、反射器２０からの反射波と人物からの反射波とが干渉したものとなる。かかる干渉により、反射波強度Ｐｒには、固有のゆらぎが生じる。このため、図７に示すように、人間が反射器２０の近傍を通過した場合の受信強度変化からパワースペクトログラムを生成すると、パワースペクトログラムには、ゆらぎに対応する縞状のパターンが形成される。

小動物が反射器２０の近傍を通過した場合には、人間の場合のようなゆらぎは生じない。図８は、小動物が反射器２０の近傍を通過した場合の反射波強度Ｐｒの時間変化を説明するための説明図である。

図８の受信強度変化に示すように、小動物が反射器２０の前を通過した時（７秒付近）には、この小動物によって送信波の一部が遮断され、反射器２０により反射された反射波も、その一部が小動物により遮断されることから、反射波強度Ｐｒは大きく減衰する。遮断判定部１４ａは、この減衰により遮断を検知することとなる。

しかし、小動物が反射器２０の前を通過したとしても、その大きさが人間に比べて小さいことから、人間が反射器２０の近傍を通過した場合のような固有のゆらぎは生じない。このため、図８に示すように、小動物が反射器２０の近傍を通過した場合の受信強度変化からパワースペクトログラムを生成すると、パワースペクトログラムには、ゆらぎに対応するパターンは含まれない。

飛来物が反射器２０の近傍を通過した場合にも、人間の場合のようなゆらぎは生じない。図９は、飛来物が反射器２０の近傍を通過した場合の反射波強度Ｐｒの時間変化を説明するための説明図である。

図９の受信強度変化に示すように、飛来物が反射器２０の前を通過した時（９秒付近）には、この飛来物によって送信波の一部が遮断され、反射器２０により反射された反射波も、その一部が飛来物により遮断されることから、反射波強度Ｐｒは大きく減衰する。遮断判定部１４ａは、この減衰により遮断を検知することとなる。

しかし、飛来物が反射器２０の前を通過したとしても、飛来物の動きは人間に比べて少ないことから、人間が反射器２０の近傍を通過した場合のような固有のゆらぎは生じない。このため、図９に示すように、飛来物が反射器２０の近傍を通過した場合の受信強度変化からパワースペクトログラムを生成すると、パワースペクトログラムには、ゆらぎに対応するパターンは含まれない。

次に、距離算定部１４ｄによる距離算定について説明する。図１０は、距離算定部１４ｄによる距離算定について説明するための説明図である。距離算定部１４ｄは、遮断判定部１４ａにより遮断が発生した場合に、レーダ装置１０から侵入物までの距離を算定する。

具体的には、距離算定部１４ｄは、反射器２０からの反射波以外の反射波の強度が増大しているかを判定し、強度が増大した反射波の周波数によってレーダ装置１０からの距離を算定する。

図１０では、レーダ装置１０から反射器２０までの距離が２５ｍである。反射器２０からの反射波強度、すなわち距離２５ｍに相当する周波数を有する反射波の強度は、定常状態では遮断判定閾値Ｔｈ１を上回っているが、侵入が発生すると減衰し、遮断判定閾値Ｔｈ１以下となる。

さらに、侵入の発生時には、距離１３ｍに相当する周波数の反射波の強度が、定常状態に比して大きく増大している。このため、距離算定部１４ｄは、レーダ装置１０から侵入物までの距離を１３ｍと算定することとなる。

次に、受信波処理部１４の処理手順について説明する。図１１は、受信波処理部１４の処理手順を示すフローチャートである。レーダ装置１０は、送信波生成部１３によりＦＭＣＷを生成して送信アンテナ１１から送信する送信処理と、受信アンテナ１２による反射波の受信処理とを継続的に行なっている。

受信波処理部１４の遮断判定部１４ａは、受信アンテナ１２により受信した反射波を用い、反射器２０からの反射波の強度である反射波強度Ｐｒを取得する（ステップＳ１０１）。

遮断判定部１４ａは、反射波強度Ｐｒを遮断判定閾値Ｔｈ１と比較し、反射波強度Ｐｒが遮断判定閾値Ｔｈ１よりも大きければ（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に移行し、反射波強度Ｐｒの取得を行なう。一方、反射波強度Ｐｒが遮断判定閾値Ｔｈ１以下であれば（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、遮断判定部１４ａは、監視対象領域のいずれかの位置において、送信波の一部の遮断並びに反射器２０からの反射波の一部の遮断が発生したと判定する（ステップＳ１０３）。

遮断判定部１４ａにより遮断が発生したと判定された場合に、反射器近傍領域判定部１４ｃは、反射波強度Ｐｒに固有のゆらぎが発生しているかを判定する（ステップＳ１０４）。

反射波強度Ｐｒに固有のゆらぎが発生しているならば（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、反射器近傍領域判定部１４ｃは、反射器近傍領域に人物による侵入が発生したと判定する（ステップＳ１０５）。この場合には、報知処理部１４ｅは、反射器近傍領域に侵入が発生した旨を報知して（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

反射波強度Ｐｒに固有のゆらぎが発生していなければ（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、距離算定部１４ｄは、反射器２０からの反射波以外の反射波の強度が増大しているかを判定することで、侵入物の距離算定が可能であるかを判定する（ステップＳ１０７）。

反射器２０からの反射波以外の反射波の強度が増大しており、侵入物までの距離が算定できる場合には（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、距離算定部１４ｄは強度が増大した反射波の周波数によってレーダ装置１０からの距離を算定し（ステップＳ１０８）、算定した距離に侵入発生と判定する（ステップＳ１０９）。この場合には、報知処理部１４ｅは、算定した距離に侵入が発生した旨を報知して（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

反射器２０からの反射波以外の反射波の強度が増大しておらず、侵入物までの距離が算定できない場合には（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、レーダ近傍領域判定部１４ｂは、反射波強度Ｐｒを近距離侵入閾値Ｔｈ２と比較する（ステップＳ１１０）。反射波強度Ｐｒが近距離侵入閾値Ｔｈ２以下であれば（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、レーダ近傍領域判定部１４ｂは、レーダ近傍領域に侵入が発生したと判定する（ステップＳ１１１）。この場合には、報知処理部１４ｅは、レーダ近傍領域に侵入が発生した旨を報知して（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

反射波強度Ｐｒが近距離侵入閾値Ｔｈ２よりも大きければ（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、遮断判定部１４ａにより示された送信波の遮断は、人間以外の物体によるものである可能性が高いので、報知を行なわずに処理を終了する。

上述してきたように、本実施例にかかる侵入検知システムは、レーダ装置１０が反射器２０からの反射波の強度変化に基づいて、侵入の発生位置を判定するので、監視対象領域の端部においても十分な検知能力を有する。また、反射器２０の近傍に発生した侵入については、反射器２０からの反射波の強度変化に基づいて、人物からの反射であるか否かを判別するので、誤検知の発生を抑制し、検知精度を向上することができる。

なお、これまでの説明では、レーダ近傍領域、中間領域及び反射器近傍領域のいずれに物体が存在する場合であっても、侵入発生として報知する構成について説明したが、レーダ近傍領域、中間領域又は反射器近傍領域のいずれに物体が存在するかによって侵入発生と判定するか否かを異ならせてもよい。

図１２は、レーダ近傍領域又は反射器近傍領域に物体が存在することを検知した場合に侵入発生と判定する場合の構成の説明図である。図１２では、中間領域が門に対応し、レーダ近傍領域及び反射器近傍領域が壁に対応するようにレーダ装置１０及び反射器２０を配置している。

この配置では、レーダ近傍領域を人物Ｐ２が通過したならば、該人物Ｐ２は壁を乗り越えて不正に入ったと判定できるので、侵入発生として警報を発する。同様に、反射器近傍領域を人物Ｐ３が通過したならば、該人物Ｐ３は壁を乗り越えて不正に入ったと判定できるので、侵入発生として警報を発する。一方、中間領域を人物Ｐ１が通過したならば、該人物Ｐ１は門を通って適正に入ったと判定できるので、訪問者ありとして報知を行なえばよい。

図１２の説明では、中間領域を全て門に対応させる場合を示したが、中間領域では対象までの距離を算定可能であるので、中間領域内の一部のみを門に対応する位置とし、算定した距離が門に対応する位置から外れている場合には侵入発生として警報を発してもよい。

さらに、本実施例では、レーダ装置１０及び反射器２０による線状の狭い監視対象領域について説明を行なったが、送信波が拡散して到達する範囲を広い監視対象領域として利用してもよい。

図１３は、広い監視対象領域を利用する場合の説明図である。広い監視対象領域では、反射器２０からの反射波ではなく、対象からの反射波を検知することとなる。対象からの反射波については、既に説明したように、レーダ装置１０からの距離を算定できる。

図１３では、図１２と同様に、中間領域が門に対応し、レーダ近傍領域及び反射器近傍領域が壁に対応するようにレーダ装置１０及び反射器２０を配置している。そして、狭い監視対象領域の通過を検知したあと、通過後の位置の変化を広い監視対象領域により監視している。

この構成では、門の中央から通過した人物Ｐ１は、正常な訪問者と判定できるのに加え、門の端付近から入り、その後、壁側に向かって移動するなど、不審な移動を行なう人物については、不審な侵入の可能性ありとして、正常な訪問者と区別して報知することができる。

なお、本実施例に示した構成及び動作はあくまで一例であり、適宜変形して実施することを妨げるものではない。例えば、本実施例では、反射器近傍領域、中間領域、レーダ近傍領域の順に処理を行なう場合について説明を行なったが、反射器近傍領域、中間領域、レーダ近傍領域に対する処理の順序は変更してもよいし、並列して実行することとしてもよい。

以上のように、本発明に係る侵入検知システム及び侵入検知方法は、監視対象領域に対する侵入の検知能力の向上に適している。

１０ レーダ装置
１１ 送信アンテナ
１２ 受信アンテナ
１３ 送信波生成部
１４ 受信波処理部
１４ａ 遮断判定部
１４ｂ レーダ近傍領域判定部
１４ｃ 反射器近傍領域判定部
１４ｄ 距離算定部
１４ｅ 報知処理部
１５ 通信部
２０ 反射器

Claims (7)

1. 監視対象領域に対する侵入を検知する侵入検知システムであって、
   前記監視対象領域の一端からレーダ波を送信する送信手段と、
   前記監視対象領域の他端において前記レーダ波を反射する反射手段と、
   前記レーダ波が反射した反射波を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信された前記反射手段による反射波の強度が侵入判定閾値以下である場合に侵入が発生したと判定する侵入判定手段と、
   前記侵入判定手段により侵入が発生したと判定された場合に、前記反射手段による反射波に応じて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別する判別手段と
   を備えたことを特徴とする侵入検知システム。
2. 前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度が、前記侵入判定閾値よりも小さい近距離侵入閾値以下である場合に、前記侵入発生位置が前記送信手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする請求項１に記載の侵入検知システム。
3. 前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度変化の特徴を取得し、該特徴が所定の条件を満たす場合に、前記侵入発生位置が前記反射手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の侵入検知システム。
4. 前記判別手段は、前記反射手段による反射波の強度の変化パターンが、人物が前記反射手段の近傍を通過した場合の変化パターンと類似する場合に、前記侵入発生位置が前記反射手段の近傍の所定範囲内であると判別することを特徴とする請求項３に記載の侵入検知システム。
5. 前記送信手段は、周波数変調した連続波を前記レーダ波として送信し、
   前記判別手段は、前記レーダ波が侵入物に反射した反射波の周波数から前記侵入物までの距離を算定し、該算定結果をさらに用いて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別することを特徴とする請求項３又は４に記載の侵入検知システム。
6. 前記判別手段による侵入発生位置の判別結果に応じて異なる警報を発する警報手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の侵入検知システム。
7. 監視対象領域に対する侵入を検知する侵入検知方法であって、
   前記監視対象領域の一端からレーダ波を送信する送信ステップと、
   前記監視対象領域の他端において前記レーダ波を反射する反射ステップと、
   前記レーダ波が反射した反射波を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信された前記反射ステップによる反射波の強度が侵入判定閾値以下である場合に侵入が発生したと判定する侵入判定ステップと、
   前記侵入判定ステップにより侵入が発生したと判定された場合に、前記反射ステップによる反射波に応じて前記監視対象領域における侵入発生位置を判別する判別ステップと
   を含んだことを特徴とする侵入検知方法。

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