JP2014512526A5 - - Google Patents

Description

検出器または微分検出器は、信号の振幅を連続的に比較して、信号の周波数変化を反映している導関数（derivative）（微分係数、曲線の傾き）を得るように構成された信号処理機能に必要不可欠な検出のための装置を意図している。連続的とは、信号が、例えば１００回／秒のように、短い時間間隔で何度もサンプリングされることを意味している。これらのサンプリングに基づいて、比較が行われ、導関数が得られる。導関数の振幅は、ゼロ、正、または負である。検出に関連する導関数についての情報を得るために、信号処理ユニットは導関数の絶対値を測定する。導関数の変動の影響及びサンプリング周波数に対するドップラーシフトの多重性による起こり得る障害を減少させるために、この特別な信号処理ユニットは、また絶対値の平均値（一般的には２〜５回）を測定する。

第一実施形態では、本発明に係るレシーバーは、地面中に導入されるロッドまたはポール（１）を備える。ロッド内には、レーダー発信アンテナと、レーダー信号を受信して記憶するための受信装置とが設けられている。前記受信装置は、レーダー信号を受信するように構成された周知のレシーバーでよい。ロッド（１）内に設けられたレシーバーは、前記のように受信されて記録されたレーダー信号が伝達される信号処理ユニットに電気的に接続される。信号処理ユニットの目的は、受信されたレーダー波を分析して、既知の発信されたアウト信号に対して信号のドップラーシフトがあるかを判定することにある。先に記載したように、ドップラーシフトは、倒壊した地面中にある何かが動いていることを示す。雪崩の犠牲者のように塊中に埋められた人間の可能な動きは、非常に制限されているので、信号処理ユニットがレーダー発信装置に対する微小な動きを検出できることが重要である。これらの高い要求を満たすために、信号処理ユニットは、バンドパスフィルター、微分検出器、コンパレーター（比較器）、判定プロセッサーを備えており、これらを組み合わせた目的は、受信された信号を分析し、迅速で確実な方法で、受信された信号中にドップラーシフトがあるかを判定することにある。上記したことによる信号処理ステップは、主検出と称され、基礎的な信号処理を構成する。さらに補助検出（supplementary detection）と称される信号処理ステップを用いてもよい。当該補助検出は、分けて記載される。
信号処理ユニット中のバンドパスフィルターは、受信されたレーダー信号の形式で入力されたデータの第一の選別を行う。バンドパスフィルターを調整して、人間に由来しそうにない全ての信号を破棄することにより、入力データの第一の減少が得られる。この選別ステップで存続したこれらの信号は、微分検出器に伝達される。
微分検出器の目的は、バンドパスフィルターを通過した信号の振幅を連続的に比較して、受信された信号の変化を示す導関数（微分係数、曲線の傾き）を測定する（求める）ことにある。連続的にとは、例えば１００回／秒などの短い時間間隔で、信号が何回もサンプリングされることを意味している。これらのサンプリングから、比較が行われ、そして、導関数の測定が得られる。振幅の導関数は、ゼロ、正または負の値をとる。検出に関する導関数についての情報を得るために、信号処理は、導関数の絶対値も求める。導関数の変動の影響や、サンプル周波数に関係するドップラー周波数の多重性により起こり得る障害を減少させるために、この特別な信号処理ユニットは、この絶対値の（一般的には２〜５のサンプリングに基づく）平均値を求める。これがなされると、導関数の対応する値が、コンパレーター/判定プロセッサーに伝達されて、コンパレーター／判定プロセッサーは、得られた値と、倒壊した地面中のバックグラウンドノイズに対応する閾値とを比較する。微分検出器から得られた導関数の値が、定められた閾値以上なら、信号処理ユニットは、ドップラーシフトが受信されたレーダー信号中から検出されたと判断する。信号処理ユニットは、例えば、ディスプレイや、音響装置のように、ドップラーシフトが検出されたことをユーザーに知らせる提示装置を備えてもよい。
これが、検出に関する本発明の装置における、非常に小さな信号の変化を検出することができる信号処理ユニットの機能である。

装置に関する上記に加えて、本発明は、本発明に係る装置を用いて、犠牲者を見つけるために倒壊した地面中を捜索する方法に関する。当該方法のステップは以下の通りである：
１）本発明に係る装置のロッドが、埋められた犠牲者を探すべく地面中に導入される。
２）ロッドに設けられたアンテナがレーダー信号を発生させ、これを倒壊した前記地面中に発信する。
３）本発明に係るレシーバーは、地面中の物体から反射されたレーダー信号を受信する。レシーバー中のバンドパスフィルターが、生存している埋められた人間に由来しないであろう周波数を選び出す。残された信号が、レシーバーから信号処理ユニットへと伝達される。
４）信号処理ユニット中の微分検出器が、受信信号の導関数の測定値を得るために用いられる。導関数の絶対値が、微分検出器によって発生し、判定プロセッサーまたはコンパレーターユニットへ伝達される。判定プロセッサーまたはコンパレーターユニットは、導関数の絶対値と、地面中のバックグラウンドノイズの値に対応する予め設定された閾値とを比較する。導関数の絶対値の測定値が前記閾値を超えるなら、判定プロセッサーまたはコンパレーターユニットは、検出された物体が発信されたレーダー信号に対して動いている状況に対応するドップラー効果が検出されたことをユーザーに知らせる提示ユニットに情報を伝達する。
５）得られた情報に基づいて、発掘作業を開始し、それによって、いるであろう犠牲者を掘り出す。

Claims (5)

1. 地面中の物体から反射された信号を受信して処理するための装置であって、
   地面中に挿入されるロッド（１）と、
   前記ロッドに設けられ、レーダー信号を地面中に発信するためのレーダー発信及びレーダー発生アンテナと、
   前記ロッドに設けられ、地面中の物体から反射されたレーダー信号を受信するための少なくとも１つの信号受信ユニットと、
   前記信号受信ユニットに接続された信号処理ユニットと、を備え、
   前記信号処理ユニットは、主検出用のユニットを備え、
   前記主検出用のユニットは、バンドパスフィルターと、微分検出器と、コンパレーターユニットと、判定プロセッサーとからなり、
   前記主検出用のユニットは、反射された信号がドップラーシフトしているかを判定し、それによって地面中の物体が動いているかを判定する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記ロッド（１）は、その長さ方向に分割されて複数のセクション（２）になり、
   前記セクションのそれぞれは、前記ロッドに設けられ、地面中の物体から反射された信号を受信するための信号受信ユニットを備え、
   前記信号受信ユニットは、信号処理ユニットに電気的に接続され、
   前記信号処理ユニットは、主検出用のユニットを備え、
   前記主検出用のユニットは、バンドパスフィルターと、微分検出器と、コンパレーターユニットと、判定プロセッサーとからなり、
   前記セクションは、前記ロッドの異なる長さ部分に対応するものであり、動いている物体が検出された地面の深さの示唆を提供する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記セクション（２）は、前記ロッドの周面周りに設けられた複数のセクター（３）に分割され、
   前記セクターのそれぞれは、信号受信ユニットを備え、前記信号受信ユニットは信号処理ユニットに電気的に接続され、
   反射されたレーダー信号がドップラーシフトしているかを判定し、それによって地面中の物体が移動しているかを判定するために特定の受信ユニットにより受信された信号が処理され、
   前記セクターのそれぞれは、ドップラーシフトが検出された前記ロッドに対する角度位置に関する情報を提供する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. レーダー発信ユニットと、地面中の物体から反射されたレーダー信号を受信するための請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置とを用いて、動いている埋められた物体の位置を決定する方法であって、
   ａ） 前記ロッドに設けられたレーダー発信ユニットに、レーダー信号を発生させて地面中に向けて発信させるステップと、
   ｂ） 地面中に前記ロッドを挿入するステップと、
   ｃ） 前記ロッドに設けられたレシーバーを用いて、地面中の物体から反射されたレーダー信号を受信して、これらの信号を前記信号処理ユニットへ伝達するステップと、
   ｄ） 前記バンドパスフィルターに、周波数要素がドップラーシフトした周波数に対応しないレーダー信号を選び出させて、残ったレーダー信号を微分検出器へ伝達させるステップと、
   ｅ） 前記微分検出器に、受信されたレーダー信号の振幅の導関数を測定させ、かつ、当該導関数の絶対値を測定させるステップと、
   ｆ） 判定プロセッサーに、前記導関数の前記絶対値と、地面中のバックグラウンドノイズに対応する閾値とを比較させて、前記導関数の前記絶対値が前記閾値より大きければ、ドップラーシフトが検出されたとし、ドップラーシフトが存在したときに、提示ユニットに結果を提示させるステップと、を備える、
   ことを特徴とする方法。
5. 前記の全てのステップを地面中の異なる位置で繰り返し、前記異なる位置における測定からのデータを比較し、三角測量によって動いている物体の位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の方法。

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