JP2953182B2 - Ultrasonic sensor - Google Patents

Ultrasonic sensor

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JP2953182B2
JP2953182B2 JP4068813A JP6881392A JP2953182B2 JP 2953182 B2 JP2953182 B2 JP 2953182B2 JP 4068813 A JP4068813 A JP 4068813A JP 6881392 A JP6881392 A JP 6881392A JP 2953182 B2 JP2953182 B2 JP 2953182B2
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detection
circuit
signal
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delay time
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和子 川原
進 片山
俊昌 高木
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、監視空間内に超音波を
発射し、監視空間内の物体からの反射波を検出すること
により、監視空間内の物体の移動あるいは存在を検知す
る超音波センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic wave for emitting an ultrasonic wave into a monitored space and detecting a reflected wave from the object in the monitored space to detect the movement or presence of the object in the monitored space. It concerns a sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の超音波センサは、超音波振動子
を使用して所定周波数の超音波を監視空間内に送波し、
物体からの反射波を超音波振動子によって受波すること
により、物体の移動あるいは存在を検知するものであ
る。ここで、物体の移動を検知するには反射波に含まれ
るドップラー信号に基づいて侵入物体の移動を検知する
ものであり、また物体の存在を検知するには、送波器か
ら超音波パルスを送波して受波器により物体からの反射
波を受波することにより監視空間内の物体の存在を検知
するものである。これらの検知方式を交互に切り替える
と共に、移動検知方式により物体の移動が検知される前
後に、存在検知方式による物体からの反射パターンを時
系列的にそれぞれ記憶し、両反射パターンを比較するこ
とにより監視空間内における物体の存在の有無を判断す
るものである。
2. Description of the Related Art An ultrasonic sensor of this type transmits an ultrasonic wave of a predetermined frequency into a monitoring space using an ultrasonic transducer,
The movement or presence of the object is detected by receiving the reflected wave from the object by the ultrasonic vibrator. Here, in order to detect the movement of the object, the movement of the intruding object is detected based on the Doppler signal included in the reflected wave, and to detect the presence of the object, an ultrasonic pulse is transmitted from the transmitter. The presence of an object in the monitored space is detected by transmitting a wave and receiving a reflected wave from the object by a receiver. By alternately switching between these detection methods, before and after the movement of the object is detected by the movement detection method, the reflection patterns from the object by the presence detection method are stored in chronological order, and the two reflection patterns are compared. This is to determine the presence or absence of an object in the monitoring space.

【0003】図2にその構成例を示す。この従来例(特
願平2−198174号)では発振器1から発振された
発振信号は送波回路2を経て超音波送波器3より送波さ
れる。移動物体で反射した超音波は超音波受波器4によ
って受波され、この受波信号は送波別切換回路5を経て
増幅回路6により増幅される。この信号はミキサー7に
より送波信号とミキシングされ、反射波に含まれるドッ
プラー信号は検波回路8により検波された後、増幅回路
9により増幅され、検知判断回路12に入力される。検
知判断回路12はドップラー信号を検知したときに、検
知信号を出力するものである。
FIG. 2 shows an example of the configuration. In this conventional example (Japanese Patent Application No. 2-198174), an oscillation signal oscillated from an oscillator 1 is transmitted from an ultrasonic transmitter 3 via a transmission circuit 2. The ultrasonic wave reflected by the moving object is received by the ultrasonic wave receiver 4, and the received signal is amplified by the amplifier circuit 6 via the transmission-specific switching circuit 5. This signal is mixed with the transmission signal by the mixer 7, and the Doppler signal included in the reflected wave is detected by the detection circuit 8, amplified by the amplification circuit 9, and input to the detection determination circuit 12. The detection judging circuit 12 outputs a detection signal when detecting the Doppler signal.

【0004】次に、タイマー回路10により予め定めら
れた時間毎に以下に示す存在検知方式に切り替える。タ
イマー回路10は移動検知方式による動作時間が予め定
められた時間に達すると、存在検知方式に変更するべ
く、送波方式決定回路13に信号を送る。送波回路2は
送波方式決定回路13からの信号を受けて、発振器1か
ら発振された信号を存在検知方式に適合するパルス列の
トーンバースト波として超音波送波器3に送る。送波方
式決定回路13は、送波方式切換が行われたことを示す
信号を送波別切換回路5に送る。送波回路2により作成
されたトーンバースト波は、超音波送波器3からパルス
列として送波され、監視空間内の物体で反射されて超音
波受波器4に受波される。この受波信号は送波別切換回
路5を経て増幅回路11により増幅され、検波回路14
により検波される。このとき得られた検波波形の反射パ
ターンを時系列で記憶回路17あるいは18に記憶させ
る。そして、記憶回路17、18に記憶された反射パタ
ーンを比較回路19により時系列的に比較する。その比
較結果の一致、不一致に応じて、検知判断回路12によ
り存在検知信号を出力するものである。
[0004] Next, the timer circuit 10 switches to the presence detection method described below at every predetermined time. When the operation time of the movement detection method reaches a predetermined time, the timer circuit 10 sends a signal to the transmission method determination circuit 13 to change to the presence detection method. The transmission circuit 2 receives the signal from the transmission method determination circuit 13 and transmits the signal oscillated from the oscillator 1 to the ultrasonic transmitter 3 as a tone burst wave of a pulse train suitable for the presence detection method. The transmission system determination circuit 13 sends a signal indicating that the transmission system has been switched to the transmission-specific switching circuit 5. The tone burst wave created by the wave transmitting circuit 2 is transmitted as a pulse train from the ultrasonic wave transmitter 3, reflected by an object in the monitoring space, and received by the ultrasonic wave receiver 4. This received signal is amplified by the amplifier circuit 11 via the transmission-specific switching circuit 5, and is detected by the detection circuit 14.
Is detected by The reflection pattern of the detected waveform obtained at this time is stored in the storage circuit 17 or 18 in time series. Then, the reflection patterns stored in the storage circuits 17 and 18 are compared in time series by the comparison circuit 19. The presence / absence detection signal is output by the detection / judgment circuit 12 in accordance with the result of the comparison.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例にあって
は、監視空間内に多くの静止物体が存在しており、さら
にそれらの静止物体から超音波センサまでの距離がそれ
ぞれ異なっていると、存在検知方式に切り替わったとき
に、検知すべき侵入物体からの反射波の信号が前記監視
空間内に元から存在している静止物体からの反射波に重
なってしまうため、存在検知を行うのが難しくなるとい
う問題点があった。
In the above conventional example, if there are many stationary objects in the monitoring space and the distances from these stationary objects to the ultrasonic sensors are different, When switching to the presence detection method, the signal of the reflected wave from the intruding object to be detected overlaps with the reflected wave from the stationary object originally existing in the monitoring space. There was a problem that it became difficult.

【0006】本発明は上記の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、ドップラー効果を利用
した移動検知方式と反射パターンの比較を利用した存在
検知方式とを併用した超音波センサにおいて、多数の静
止物体がそれぞれ異なる距離で監視空間内に存在するよ
うな場合でも、侵入物体の検知を行えるようにすること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a super-position detection system using a movement detection system using the Doppler effect and a presence detection system using a comparison of reflection patterns. An object of the present invention is to make it possible to detect an intruding object even when a large number of stationary objects are present in a monitoring space at different distances in a sound wave sensor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
課題を解決するために、図1に示すように、発振器1か
ら出力される送波信号により駆動されて監視空間内に超
音波を送波する送波器3と、前記監視空間内に存在する
物体からの反射波を受波する受波器4とを備え、前記物
体が移動したときにドップラー効果によって受波信号に
生じる周波数偏移成分を検出して侵入物体の移動を検知
する第1の検知方式と、送波器3から超音波パルスを送
波して受波器4により物体からの反射波を受波すること
により監視空間内の物体の存在を検知する第2の検知方
式とを一定時間毎に交互に切り替える手段を備え、第1
の検知方式の検知信号が得られる前の第2の検知方式の
検知信号を時系列的に記憶する第1の記憶回路17と、
第1の検知方式の検知信号が得られた後の第2の検知方
式の検知信号を時系列的に記憶する第2の記憶回路18
と、第1及び第2の記憶回路17、18の記憶内容を比
較する比較回路19と、比較回路19の比較結果が一致
しないときに侵入物体が存在すると判断する検知判断回
路12とを備えた超音波センサにおいて、第1の記憶回
路17に記憶された反射波の検知信号がゲート内で占め
る割合を判定するゲート内パターン判断回路20を備
え、前記割合が所定割合未満であれば前記検知判断回路
12は前記比較回路19の比較結果が一致しないときに
検知出力を発生すると共に、検知出力が終了するまでの
遅延時間として第1のオフディレー時間を設定し、前記
割合が所定割合以上であれば前記検知判断回路12は第
1の検知方式のみで検知出力を発生すると共に、検知出
力が終了するまでの遅延時間として第2のオフディレー
時間を設定し、第2のオフディレー時間は第1のオフデ
ィレー時間よりも長く設定したことを特徴とするもので
ある。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 1, an ultrasonic wave is driven in a monitoring space by being driven by a transmission signal output from an oscillator 1. And a receiver 4 for receiving a reflected wave from an object existing in the monitoring space, and a frequency generated in a received signal by the Doppler effect when the object moves. The first detection method detects a shift component and detects movement of an intruding object, and transmits an ultrasonic pulse from the transmitter 3 and receives a reflected wave from the object by the receiver 4. Means for alternately switching between a second detection method for detecting the presence of an object in the monitoring space and a second detection method at predetermined time intervals,
A first storage circuit 17 that stores the detection signal of the second detection method before the detection signal of the detection method is obtained in time series,
A second storage circuit 18 that stores the detection signals of the second detection method in time series after the detection signals of the first detection method are obtained.
A comparison circuit 19 for comparing the contents stored in the first and second storage circuits 17 and 18; and a detection determination circuit 12 for determining that an intruding object exists when the comparison results of the comparison circuits 19 do not match. The ultrasonic sensor includes an in-gate pattern judging circuit 20 for judging the ratio of the detection signal of the reflected wave stored in the first storage circuit 17 in the gate. The circuit 12 generates a detection output when the comparison result of the comparison circuit 19 does not match, and sets a first off-delay time as a delay time until the detection output ends. For example, the detection judging circuit 12 generates a detection output only by the first detection method, sets a second off-delay time as a delay time until the detection output ends, OFF-delay time is characterized in that set to be longer than the first off-delay time.

【0008】[0008]

【作用】本発明の超音波センサでは、ドップラー効果を
利用した移動検知方式と、超音波パルスの反射の有無検
知を利用した存在検知方式とを交互に切り替えると共
に、移動検知方式により物体の移動が検知される前後
に、存在検知方式による物体からの反射パターンを時系
列的にそれぞれ記憶して比較し、反射パターンが一致し
ないときには、侵入物体が存在すると検知するものであ
る。そして、存在検知方式による反射波の検知信号がゲ
ート内に占める割合が所定割合よりも多くて、物体の移
動が検知される前後の反射パターンの比較を行っても、
侵入物体による存在検知信号の有無を判別することが難
しいと判断された場合には、移動検知信号だけでも侵入
物体の存在検知ができるように、オフディレー時間を通
常よりも長く設定する。これにより、反射面の多い周囲
環境で使用する場合でも、確実な動作を保証することが
できる。
According to the ultrasonic sensor of the present invention, the movement detection method utilizing the Doppler effect and the presence detection method utilizing the presence / absence detection of ultrasonic pulse reflection are alternately switched, and the movement of the object is detected by the movement detection method. Before and after the detection, the reflection patterns from the object by the presence detection method are stored in time series and compared. When the reflection patterns do not match, it is detected that an intruding object is present. Then, even if the ratio of the detection signal of the reflected wave in the presence detection method occupying the gate is larger than the predetermined ratio, and comparing the reflection patterns before and after the movement of the object is detected,
If it is determined that it is difficult to determine the presence or absence of the presence detection signal due to the intruding object, the off-delay time is set longer than usual so that the presence of the intruding object can be detected only by the movement detection signal. As a result, reliable operation can be ensured even when used in an environment with many reflective surfaces.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。発振器1から発振された発振信号は送波回路
2を経て超音波送波器3より送波される。移動物体に反
射された超音波は超音波受波器4によって受波され、こ
の受波信号は送波別切換回路5を経て増幅回路6により
増幅される。この信号はミキサー7により送波信号とミ
キシングされ、反射波に含まれるドップラー信号は検波
回路8により検波された後、増幅回路9により増幅さ
れ、検知判断回路12に入力される。検知判断回路12
はドップラー信号を検知したときに、検知信号を出力す
るものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention. The oscillation signal oscillated from the oscillator 1 is transmitted from the ultrasonic transmitter 3 via the transmission circuit 2. The ultrasonic wave reflected by the moving object is received by the ultrasonic wave receiver 4, and the received signal is amplified by the amplifier circuit 6 via the transmission-specific switching circuit 5. This signal is mixed with the transmission signal by the mixer 7, and the Doppler signal included in the reflected wave is detected by the detection circuit 8, amplified by the amplification circuit 9, and input to the detection determination circuit 12. Detection judgment circuit 12
Is to output a detection signal when a Doppler signal is detected.

【0010】次に、タイマー回路10により予め定めら
れた時間毎に以下に示す存在検知方式に切り替えられ
る。タイマー回路10は移動検知方式による動作時間が
予め定められた時間に達すると、存在検知方式に変更す
るべく、送波方式決定回路13に信号を送る。送波回路
2は送波方式決定回路13からの信号を受けて、発振器
1から発振された信号を存在検知方式に適合するパルス
列のトーンバースト波として超音波送波器3に送る。送
波方式決定回路13は、送波方式切換が行われたことを
示す信号を送波別切換回路5に送る。送波回路2により
作成されたトーンバースト波は超音波送波器3からパル
ス列として送波され、監視空間内の物体で反射されて超
音波受波器4に受波される。この受波信号は送波別切換
回路5を経て増幅回路11により増幅され、検波回路1
4により検波される。ここで、第1の記憶回路17は、
移動検知方式の検知信号が得られる前の存在検知方式の
検知信号を時系列的に記憶するものであり、第2の記憶
回路18は、移動検知方式の検知信号が得られた後の存
在検知方式の検知信号を時系列的に記憶するものであ
る。そして、比較回路19は、第1及び第2の記憶回路
17、18の記憶内容を時系列的に比較し、この比較回
路19の比較結果が一致しないときに、検知判断回路1
2では、侵入物体が存在すると判断するものである。こ
のような超音波センサにおいて、第1の記憶回路17に
記憶された反射パターンは、ゲート内パターン判断回路
20でゲート内の信号量を判断される。そして、そのゲ
ート内の信号量が多い場合は、検知判断回路12により
移動検知方式におけるオフディレー時間の延長を行い、
ゲート内の信号量が少ない場合は、記憶回路17、18
の反射パターンの比較結果の一致/不一致に応じて検知
信号を出力する。
Next, the timer circuit 10 switches to the presence detection method described below at predetermined time intervals. When the operation time of the movement detection method reaches a predetermined time, the timer circuit 10 sends a signal to the transmission method determination circuit 13 to change to the presence detection method. The transmission circuit 2 receives the signal from the transmission method determination circuit 13 and transmits the signal oscillated from the oscillator 1 to the ultrasonic transmitter 3 as a tone burst wave of a pulse train suitable for the presence detection method. The transmission system determination circuit 13 sends a signal indicating that the transmission system has been switched to the transmission-specific switching circuit 5. The tone burst wave generated by the wave transmitting circuit 2 is transmitted as a pulse train from the ultrasonic wave transmitter 3, reflected by an object in the monitoring space, and received by the ultrasonic wave receiver 4. This reception signal is amplified by the amplification circuit 11 via the transmission-specific switching circuit 5, and is detected by the detection circuit 1.
4 for detection. Here, the first storage circuit 17
The detection signal of the presence detection method before the detection signal of the movement detection method is obtained is stored in chronological order, and the second storage circuit 18 stores the detection signal after the detection signal of the movement detection method is obtained. The detection signal of the system is stored in time series. Then, the comparison circuit 19 compares the stored contents of the first and second storage circuits 17 and 18 in chronological order, and when the comparison results of the comparison circuits 19 do not match, the detection determination circuit 1
In 2, it is determined that an intruding object exists. In such an ultrasonic sensor, the signal amount in the gate of the reflection pattern stored in the first storage circuit 17 is determined by the in-gate pattern determination circuit 20. If the amount of signal in the gate is large, the detection determining circuit 12 extends the off-delay time in the movement detection method,
If the signal amount in the gate is small, the storage circuits 17 and 18
A detection signal is output in accordance with the match / mismatch of the comparison result of the reflection patterns of the above.

【0011】以下、本実施例の動作を図3〜図6に基づ
いて説明する。まず、図3(a)はトイレの室内を示し
ており、図中、Fはフロア、Kは便器、Dはドアであ
る。また、Sは天井に設けた超音波センサであり、Aは
超音波センサSの監視空間である。図3(a1)は移動
検知方式による検知信号であり、移動物体が存在しない
ので、検知信号は生じていない。図3(a2)は存在検
知方式による検知信号であり、移動物体が存在しないの
で、背景物体からの反射波のみが受波されている。この
反射パターンは、第1の記憶回路17に記憶されてい
る。図中、横軸は送波後の時間、縦軸は電圧値を示す。
Rは送波後の残響音であり、kは便器Kからの反射波、
fはフロアFからの反射波である。反射波を検知するた
めのゲートは、残響音Rの終了直後に始まり、フロアF
からの反射波fよりも後に終了する所定の期間である。
この例では、ゲート内パターン判断回路20により、ゲ
ート内の反射信号の占める割合が少ないと判断され、検
知判断回路12により、従来と同様に記憶回路17,1
8に記憶された反射パターンの比較照合により検知出力
を制御することになる。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 3A shows the interior of a toilet, in which F is a floor, K is a toilet bowl, and D is a door. S is an ultrasonic sensor provided on the ceiling, and A is a monitoring space of the ultrasonic sensor S. FIG. 3 (a1) shows a detection signal according to the movement detection method. Since no moving object exists, no detection signal is generated. FIG. 3 (a2) shows a detection signal according to the presence detection method. Since no moving object exists, only a reflected wave from the background object is received. This reflection pattern is stored in the first storage circuit 17. In the figure, the horizontal axis represents the time after transmission, and the vertical axis represents the voltage value.
R is the reverberation sound after transmission, k is the reflected wave from the toilet K,
f is a reflected wave from the floor F. The gate for detecting the reflected wave starts immediately after the end of the reverberation R, and the floor F
This is a predetermined period that ends after the reflected wave f from.
In this example, the in-gate pattern judging circuit 20 judges that the ratio of the reflected signal in the gate is small, and the detection judging circuit 12 makes the storage circuits 17 and 1 the same as in the prior art.
The detection output is controlled by comparison and collation of the reflection patterns stored in 8.

【0012】次に、図4(b)に示す様に、室内に人体
M等が侵入した場合、まず、移動検知方式の検知信号が
図4(b1)に示すように検出される。この移動検知方
式の検知信号が得られると、それ以前の存在検知信号を
記憶回路17に固定し、記憶回路17の記憶内容は更新
しない。その後、図4(b)に示すように、室内に人体
M等が在室している場合には、存在検知方式により得ら
れた存在検知信号が、図4(b2)に示すように記憶回
路18に記憶される。このときの反射パターンには、図
3(a2)に示すような便器Kからの反射波k、フロア
Fからの反射波fのほかに、図4(b2)に示すような
人体Mからの反射波mが含まれている。従って、記憶回
路17に記憶された図3(a2)に示すような反射パタ
ーンと、記憶回路18に記憶された図4(b2)に示す
ような反射パターンを比較回路19で比較照合すること
により、人体からの反射波mの有無を検出することがで
きる。つまり、記憶回路18に記憶された現在の反射パ
ターンから、記憶回路17に記憶された背景物体の背景
パターンを差し引けば、侵入物体の有無を判定できる。
Next, as shown in FIG. 4 (b), when a human body M or the like enters the room, first, a detection signal of the movement detection method is detected as shown in FIG. 4 (b1). When the detection signal of the movement detection method is obtained, the previous presence detection signal is fixed in the storage circuit 17 and the storage content of the storage circuit 17 is not updated. Thereafter, as shown in FIG. 4B, when the human body M is present in the room, the presence detection signal obtained by the presence detection method is stored in the storage circuit as shown in FIG. 4B2. 18 is stored. The reflection pattern at this time includes, in addition to the reflected wave k from the toilet K and the reflected wave f from the floor F as shown in FIG. 3 (a2), the reflection from the human body M as shown in FIG. 4 (b2). Wave m is included. Therefore, the reflection pattern as shown in FIG. 3A2 stored in the storage circuit 17 and the reflection pattern as shown in FIG. , The presence or absence of a reflected wave m from the human body can be detected. That is, by subtracting the background pattern of the background object stored in the storage circuit 17 from the current reflection pattern stored in the storage circuit 18, the presence or absence of an intruding object can be determined.

【0013】次に、図5(a)に示すようにブラインド
Bが、部屋に掛かっている場合について説明する。この
とき、室内に侵入物体は存在しないので、移動検知方式
の検知信号は、図5(a1)に示すように無信号状態で
ある。また、ブラインドBが存在することにより、図5
(a2)に示すように、存在検知方式の検知信号には、
多数の反射波bが現れる。これは、ブラインドBは、反
射面の数が非常に多く、それらの反射面の高さがそれぞ
れ異なるために、超音波センサからの距離がそれぞれ違
うからである。これらの多数の反射波bは、時系列的な
反射パターンとして第1の記憶回路17に記憶される。
次に、この室内に図6(a)に示すように、人体Mが侵
入した場合、図6(b1)に示すように、移動検知方式
の検知信号が得られると共に、図6(b2)に示すよう
に、存在検知方式の検知信号が第2の記憶回路18に時
系列的な反射パターンとして記憶される。このような場
合、第1の記憶回路17に記憶された図5(a2)に示
すような背景物体からの反射パターンと、第2の記憶回
路18に記憶された図6(b2)に示すような人体Mか
らの反射波mを含む反射パターンとを比較しても、人体
Mからの反射波mがブラインドBからの多数の反射波b
の中に埋もれてしまうために、人体Mを検知することは
難しい。そこで、このような場合には、ゲート内パター
ン判断回路20により第1の記憶回路17に記憶された
反射信号がゲート内で占める割合が大きいと判断して、
オフディレー時間を延長する。
Next, a case where the blind B is hung in a room as shown in FIG. At this time, since there is no intruding object in the room, the detection signal of the movement detection method is in a non-signal state as shown in FIG. In addition, the presence of the blind B causes
As shown in (a2), the detection signal of the presence detection method includes:
Many reflected waves b appear. This is because the blind B has a very large number of reflecting surfaces and the heights of the reflecting surfaces are different from each other, so that the distances from the ultrasonic sensors are different. These multiple reflected waves b are stored in the first storage circuit 17 as a time-series reflection pattern.
Next, as shown in FIG. 6A, when a human body M enters the room, a detection signal of the movement detection method is obtained as shown in FIG. As shown, the detection signal of the presence detection method is stored in the second storage circuit 18 as a time-series reflection pattern. In such a case, the reflection pattern from the background object as shown in FIG. 5A2 stored in the first storage circuit 17 and the reflection pattern as shown in FIG. Comparing with the reflection pattern including the reflected wave m from the human body M, the reflected wave m from the human body M shows a large number of reflected waves b from the blind B.
It is difficult to detect the human body M because it is buried in the inside. Therefore, in such a case, the in-gate pattern determination circuit 20 determines that the ratio of the reflection signal stored in the first storage circuit 17 in the gate is large, and
Extend off-delay time.

【0014】このオフディレー時間を延長する動作を図
7に示し説明する。移動検知方式によるドップラー信号
が得られている間は、侵入物体が存在すると判定できる
ので、このドップラー信号が無くなってから、所定のオ
フディレー時間以内に再びドップラー信号が得られない
場合には、検知出力をOFFとする。これが従来のオフ
ディレー時間の設定方法である。本発明では、ゲート内
パターン判断回路20により、背景物体からの存在検知
方式による反射信号がゲート内で占める割合が大きいと
判断したときには、オフディレー時間を更に延長する。
これにより、移動検知方式によるドップラー信号がオフ
ディレー時間以内に再び得られる確率が高まり、存在検
知方式によらなくても在室検知判断が可能となる。
The operation of extending the off-delay time will be described with reference to FIG. As long as the Doppler signal obtained by the movement detection method is obtained, it can be determined that an intruding object is present.Therefore, if the Doppler signal is lost and no Doppler signal is obtained again within a predetermined off-delay time, the detection is performed. The output is turned off. This is the conventional method of setting the off-delay time. In the present invention, the off-delay time is further extended when the in-gate pattern determining circuit 20 determines that the proportion of the reflected signal occupied in the gate by the presence detection method from the background object is large.
As a result, the probability that the Doppler signal by the movement detection method can be obtained again within the off-delay time increases, and the occupancy detection determination can be made without using the presence detection method.

【0015】図8は本発明の信号処理法を示す制御フロ
ーである。図に示すように、移動検知方式による移動信
号処理の後、ゲート内パターン判断を行い、背景物体か
らの反射信号がゲート内で占める割合が大きいと判断し
たときには、オフディレー時間を延長して、移動検知方
式による在室検知判断を行う。また、背景物体からの反
射信号がゲート内で占める割合が小さいと判断したとき
には、従来例と同様の通常の出力判定を行う。後者の場
合、オフディレー時間は従来例と同様に短く設定される
ので、センサ出力により照明制御や空調制御を行う場合
には、節電効果が得られるものであり、また、前者の場
合、オフディレー時間は長く設定されるが、ブラインド
等の反射面の多い背景物体が存在する周囲環境に対して
も確実な動作が保証されるものである。なお、この場
合、存在検知が難しい環境であることを表示するように
構成すれば、従来の超音波センサよりも、誤動作を減ら
し、汎用性を高めることができる。
FIG. 8 is a control flow showing the signal processing method of the present invention. As shown in the figure, after the movement signal processing by the movement detection method, the pattern in the gate is determined, and when it is determined that the ratio of the reflection signal from the background object occupying the gate is large, the off-delay time is extended, The occupancy detection is determined by the movement detection method. When it is determined that the ratio of the reflection signal from the background object occupying the gate is small, the normal output determination similar to the conventional example is performed. In the latter case, the off-delay time is set to be short as in the conventional example, so that when the lighting control or air-conditioning control is performed by the sensor output, a power saving effect is obtained, and in the former case, the off-delay time is reduced. Although the time is set to be long, a reliable operation is guaranteed even in an environment where there is a background object having many reflective surfaces such as blinds. In this case, if the configuration is such that an environment in which presence detection is difficult is displayed, erroneous operation can be reduced and versatility can be increased as compared with a conventional ultrasonic sensor.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の超音波センサは、発振器から出
力される信号により駆動されて監視空間内に超音波を送
波する送波器と、前記監視空間内に存在する物体からの
反射波を受波する受波器を備え、移動検知信号が得られ
る以前の存在検知信号を記憶し、移動検知信号が得られ
た後の存在検知信号と比較し、両者が一致しない場合に
は移動検知信号が無くても侵入物体が存在すると判断で
き、さらに、移動検知信号が得られる以前の存在検知信
号において、反射波の検知信号がゲート内で占める割合
が大きいときには、存在検知信号による存在判定が困難
であると判断し、移動検知信号における出力のオフディ
レー時間を延長させるようにしたので、多数の反射面を
含む周囲環境の中で、侵入物体が一時的に静止している
ような場合に、移動検知信号も存在検知信号も得られな
いことにより、ただちに検知出力が終了してしまうよう
な不都合を防止できるという効果がある。
According to the ultrasonic sensor of the present invention, there is provided a transmitter which is driven by a signal output from an oscillator to transmit an ultrasonic wave into a monitored space, and a reflected wave from an object existing in the monitored space. A receiver that receives the signal, stores the presence detection signal before the movement detection signal is obtained, compares it with the presence detection signal after the movement detection signal is obtained, and detects the movement if they do not match. If there is no signal, it can be determined that an intruding object is present, and when the presence detection signal before the movement detection signal is obtained has a large proportion of the reflected wave detection signal in the gate, the presence determination based on the presence detection signal is performed. Since it is determined that it is difficult and the off-delay time of the output in the movement detection signal is extended, when the intruding object is temporarily stationary in the surrounding environment including many reflective surfaces, , Transfer By the detection signal can not be obtained even existence detection signal immediately sensed output has the effect of being able to prevent a disadvantage that would exit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】従来例の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional example.

【図3】本発明の一実施例の第1の動作を示す動作説明
図である。
FIG. 3 is an operation explanatory diagram showing a first operation of one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の第2の動作を示す動作説明
図である。
FIG. 4 is an operation explanatory diagram showing a second operation of the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例の第3の動作を示す動作説明
図である。
FIG. 5 is an operation explanatory diagram showing a third operation of the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例の第4の動作を示す動作説明
図である。
FIG. 6 is an operation explanatory view showing a fourth operation of the embodiment of the present invention.

【図7】本発明と従来例におけるオフディレー時間の違
いを示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a difference in off-delay time between the present invention and a conventional example.

【図8】本発明の信号処理法を示す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart showing a signal processing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振器 2 送波回路 3 超音波送波器 4 超音波受波器 5 送波別切換回路 6 増幅回路 7 ミキサー 8 検波回路 9 増幅回路 10 タイマー回路 11 増幅回路 12 検知判断回路 13 送波方式決定回路 14 検波回路 17 記憶回路 18 記憶回路 19 比較回路 20 ゲート内パターン判断回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillator 2 Transmitting circuit 3 Ultrasonic transmitting device 4 Ultrasonic receiving device 5 Switching circuit for each transmission 6 Amplifying circuit 7 Mixer 8 Detecting circuit 9 Amplifying circuit 10 Timer circuit 11 Amplifying circuit 12 Detection judgment circuit 13 Transmission method determination Circuit 14 Detection circuit 17 Storage circuit 18 Storage circuit 19 Comparison circuit 20 In-gate pattern determination circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−273344(JP,A) 特許2774186(JP,B2) 特許2573403(JP,B2) 特許2807120(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/95 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-5-273344 (JP, A) Patent 2774186 (JP, B2) Patent 2573403 (JP, B2) Patent 2807120 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 7/52-7/64 G01S 15/00-15/95

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発振器から出力される信号により駆動
されて監視空間内に超音波を送波する送波器と、前記監
視空間内に存在する物体からの反射波を受波する受波器
を備え、前記物体が移動したときにドップラー効果によ
って受波信号に生じる周波数偏移成分を検出して侵入物
体の移動を検知する第1の検知方式と、送波器から超音
波パルスを送波して受波器により物体からの反射波を受
波することにより監視空間内の物体の存在を検知する第
2の検知方式とを一定時間毎に交互に切り替える手段
と、第1の検知方式の検知信号が得られる前の第2の検
知方式の検知信号を時系列的に記憶する第1の記憶回路
と、第1の検知方式の検知信号が得られた後の第2の検
知方式の検知信号を時系列的に記憶する第2の記憶回路
と、第1及び第2の記憶回路の記憶内容を比較する比較
回路と、比較回路の比較結果が一致しないときに侵入物
体が存在すると判別する検知判断回路とを備えた超音波
センサにおいて、第1の記憶回路に記憶された反射波の
検知信号がゲート内で占める割合を判定するゲート内パ
ターン判断回路を備え、前記割合が所定割合未満であれ
ば前記検知判断回路は前記比較回路の比較結果が一致し
ないときに検知出力を発生すると共に、検知出力が終了
するまでの遅延時間として第1のオフディレー時間を設
定し、前記割合が所定割合以上であれば前記検知判断回
路は第1の検知方式のみで検知出力を発生すると共に、
検知出力が終了するまでの遅延時間として第2のオフデ
ィレー時間を設定し、第2のオフディレー時間は第1の
オフディレー時間よりも長く設定したことを特徴とする
超音波センサ。
1. A transmitter for transmitting an ultrasonic wave into a monitoring space driven by a signal output from an oscillator, and a receiver for receiving a reflected wave from an object existing in the monitoring space. A first detection method for detecting the movement of an intruding object by detecting a frequency shift component generated in a received signal by the Doppler effect when the object moves, and transmitting an ultrasonic pulse from a transmitter. Means for alternately switching the second detection method for detecting the presence of an object in the monitored space by receiving a reflected wave from the object with the receiver at predetermined time intervals, and detecting the first detection method A first storage circuit that stores a detection signal of the second detection method before the signal is obtained in a time-series manner, and a detection signal of the second detection method after the detection signal of the first detection method is obtained A second storage circuit for storing the data in a time-series manner, and first and second storage circuits. In an ultrasonic sensor including a comparison circuit that compares the contents stored in the circuit and a detection determination circuit that determines that an intruding object is present when the comparison results of the comparison circuits do not match, the reflection stored in the first storage circuit A gate pattern judging circuit for judging a ratio of a wave detection signal occupying in the gate; if the ratio is less than a predetermined ratio, the detection judging circuit generates a detection output when the comparison result of the comparison circuit does not match At the same time, a first off-delay time is set as a delay time until the detection output ends, and if the ratio is equal to or more than a predetermined ratio, the detection determination circuit generates a detection output only by the first detection method and ,
An ultrasonic sensor, wherein a second off-delay time is set as a delay time until the detection output ends, and the second off-delay time is set longer than the first off-delay time.
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