JP2988361B2 - 車両用侵入検知装置 - Google Patents

車両用侵入検知装置

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JP2988361B2 JP4349596A JP4349596A JP2988361B2 JP 2988361 B2 JP2988361 B2 JP 2988361B2 JP 4349596 A JP4349596 A JP 4349596A JP 4349596 A JP4349596 A JP 4349596A JP 2988361 B2 JP2988361 B2 JP 2988361B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用侵入検知装
置に係り、特に、車室内に人が侵入したとき生ずる超音
波のドップラシフトを利用して人の不法侵入を検知する
に適した車両用侵入検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の車両用侵入検知装置は、
車室内に送信された超音波と車室内で反射された超音波
との間の周波数差に応じドップラ信号を形成し、このド
ップラ信号に基づき車室内への人の不法侵入の有無を検
知するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
侵入検知装置では、超音波によるドップラシフトの利用
は、必然的に、空気を媒体として行われる。このため、
空気の温度変動や車室内にその窓から吹き込む風等によ
り、車室内の空気が揺らぎを生ずる。このように空気の
揺らぎが生ずると、この揺らぎが上記ドップラ信号に影
響し、車室内への人の侵入がないのに侵入であるとして
誤検知してしまう。このため、当該車両の利用者は、侵
入検知装置を作動不能状態にしたり、或いは、誤検知に
よる警報があっても無視する等により対処している。こ
のことは、侵入検知装置としての本来の機能が損なわれ
ていることを意味する。
【0004】このような空気の揺らぎに対する対策とし
ては、特開昭52−24100号公報にて示すように、
ドップラ信号をバンドパスフィルタを通し風の揺らぎに
対応する周波数成分を取り出し、この周波数成分を対数
変換した後検波した上、この検波結果に基づき、風の揺
らぎによる誤検知を防止しつつ、人の侵入を正しく検知
しようとする侵入警報装置が提案されている。
【0005】しかし、この侵入警報装置による場合、人
の侵入を正しく検知できるとしても、この検知にあた
り、上記周波数成分の振幅変動を秒単位という長い時間
で観察することを必要としている。また、仮に、このよ
うな長い時間を必要とせずに検知できるとしても、上記
公報のものでは、ドップラ信号から取り出した上記周波
数成分の振幅変動は小さいため、単に、当該周波数成分
の振幅変動のみでは、風の揺らぎによるか人の侵入によ
るかを正しく識別することは困難である。このため、上
記周波数成分を対数変換するという余分な回路をさらに
採用しなければならないという不具合がある。
【0006】これに対し、本発明者等は、空気の揺らぎ
による場合と人の侵入による場合とで、受信した超音波
の振幅の包絡線レベルがどのように異なるかにつき実験
により調べてみたところ、図8及び図9にて示すような
特性がそれぞれ得られた。これらにおいて、図8の包絡
線レベルの時間に対する微分値、即ち、時間的変化度合
と、図9の包絡線レベルの時間に対する微分値、即ち、
時間的変化度合とを比較すると、両者間で明らかに差異
が出ることが分かる。
【0007】従って、一定の時間内における各微分値の
絶対値の和をとるようにすれば、この時間が短時間であ
っても、人の侵入による場合の絶対値の和が、空気の揺
らぎによる場合の絶対値の和とは、より一層明確な差異
を生ずると考えられる。そこで、本発明は、このような
ことに着目して、ドップラシフトを利用した人の侵入の
有無を、余分な回路素子を採用することなく、かつ、空
気の揺らぎに影響されることなく、短時間にて正しく検
知する機能を維持してなる車両用侵入検知装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明によれば、算出手段が受信レ
ベル検出手段の検出レベルを計時的に繰り返し微分して
これら各微分値の絶対値の和を算出し、判定手段が、こ
の絶対値の和に基づき、空気の揺らぎを表す条件に応じ
てこの揺らぎの有無を判定する。そして、この判定手段
による揺らぎありとの判定に基づき、禁止手段が人の侵
入ありとの検知を禁止する。
【0009】このように、受信レベル検出手段の検出レ
ベルの計時的な各微分値の絶対値の和を利用すれば、こ
の絶対値の和が、空気の揺らぎによる場合と、人の侵入
による場合とで、明確な差異を生ずるため、空気の揺ら
ぎを表す条件に応じて、空気の揺らぎの有無の判定を正
しく行える。その結果、超音波のドップラシフトを利用
した車室内への人の侵入の検知を、空気の揺らぎに影響
されることなく、かつ、余分な回路素子を採用すること
なく、正しく行える機能を維持した車両用侵入検知装置
の提供が可能となる。
【0010】また、上述した絶対値の和は、受信レベル
検出手段の検出レベルの微分値をもとに算出される。従
って、この絶対値の和の算出時間が、1sec未満の短
時間、例えば、30msec乃至100msec程度の
時間内であっても、当該絶対値の和には、空気の揺らぎ
による場合と人の侵入による場合とで明確な差異を生ず
る。このことは、上記人の侵入の検知を短時間にて行え
ることを意味する。
【0011】また、請求項2に記載の発明によれば、算
出手段が、受信レベル検出手段による検出レベルを計時
的に繰り返し微分してこれら各微分値の絶対値の和を算
出し、判定手段が、上記絶対値の和が、空気の揺らぎを
表す上限値以下か否かを判定する。そして、この判定手
段による上限値以下との判定に基づき、禁止手段が、人
の侵入ありとの検知を禁止する。
【0012】このように、受信検出手段の検出レベルの
各微分値の絶対値の和を、空気の揺らぎを表す上限値と
比較することによっても、請求項1に記載の発明と同様
の作用効果を達成できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る車両用侵
入検知装置の一例を示すブロック図である。この侵入検
知装置は、超音波送受信センサSを備えており、この超
音波送受信センサSは、図2(a)にて示すごとく、当
該車両の車室内のフロントシールド上縁中央部に配設さ
れている。
【0014】この超音波送受信センサSは、超音波送信
機10a及び超音波受信機10bを備えている。超音波
送信機10aには、発振回路30が駆動回路20を介し
接続されており、この発振回路30は、発振周波数(4
0KHz)にて発振パルスを出力する。駆動回路20
は、発振回路30から発振パルスを順次受けて超音波送
信機10aを駆動する。このことは、超音波送信機10
aが、その駆動に応じ、超音波を送信して車室内にて反
射させることを意味する。なお、超音波送信機10a、
駆動回路20及び発振回路30が、超音波送受信センサ
Sの超音波送信部を構成する。
【0015】超音波受信機10bは、車室内で反射され
た送信超音波を受信して受信信号として増幅回路40に
出力する。この増幅回路40は、超音波受信機10bか
らの受信信号を増幅して正弦波形を有する増幅電圧(図
4参照)として比較回路50に出力する。この比較回路
50は、増幅回路50の増幅電圧を基準電源51の基準
電圧Vrと比較する。そして、増幅電圧が基準電圧Vr
よりも高いときにのみ比較回路50が、ハイレベルにて
比較信号を出力する。なお、超音波受信機10b、増幅
回路40及び比較回路50及び基準電源51が、超音波
送受信センサSの受信部を構成する。
【0016】位相差出力回路60は、エクスクルーシブ
ORゲート(以下、EXORゲート60という)からな
るもので、このEXORゲート60は、発振回路30の
発振パルス及び比較回路50の比較信号の双方のレベル
変化に応じ、発振パルス及び比較信号の両位相の差を求
めて位相差パルス信号を発生する。バンドパスフィルタ
70(以下、BPF70という)は、EXORゲート6
0からの位相差パルス信号から人の侵入速度に対応する
周波数成分を取り出しドップラシフト信号を発生する。
ここで、このドップラシフト信号で特定される周波数差
は、超音波送受信センサSに対する人の相対速度に基づ
く値となっている。なお、EXORゲート60及びBP
F70が超音波送受信センサSにおけるドップラ検出部
に相当する。
【0017】包絡線検波回路80は、図3にて示す回路
構成を有し、受信レベル検出手段として機能するもの
で、この包絡線検波回路80は、図4にて示すごとく、
増幅回路40からの増幅電圧の振幅の包絡線を検波して
包絡線検波信号を出力する。マイクロコンピュータ90
は、図5及び図6にて示すフローチャートに従い、BP
F70及び包絡線検波回路80からの各出力に基づき、
コンピュータプログラムを実行し、この実行中におい
て、風の揺らぎ及び人の不法侵入の有無の判定に要する
演算処理をする。なお、上記コンピュータプログラムは
マイクロコンピュータ90のROMに予め記憶されてい
る。
【0018】警報器100は、マイクロコンピュータ9
0により制御されて人の不法侵入を表す警報を行う。こ
のように構成した本実施の形態において、超音波送信機
10aが、発振回路30の発振パルスに基づき駆動回路
20により駆動されて、超音波を車室内に送信すれば、
この送信超音波が車室内で反射される。
【0019】すると、この反射超音波が超音波受信機1
0bにより受信信号として受信され、この受信信号が増
幅回路40により増幅電圧として出力される。ついで、
この増幅電圧が比較回路50により基準電源51の基準
電圧Vrと比較される。ここで、増幅電圧が基準電圧V
rより高いとき、比較回路50がハイレベルにて比較信
号を出力する。
【0020】ついで、位相差出力回路60が、発振回路
30の発振パルスの位相と比較回路50の比較信号の位
相との差に応じて位相差出力信号を発生し、BPF70
がこの位相差出力信号に基づきドップラシフト信号を出
力する。また、包絡線検波回路80は、増幅回路40の
増幅電圧を包絡線検波して包絡線検波信号を出力する。
【0021】このような状態において、マイクロコンピ
ュータ90が作動しておれば、図5及び図6のフローチ
ャートに従いコンピュータプログラムの実行がなされて
いる。コンピュータプログラムがステップ120に達す
ると、BPF70のドップラシフト信号の周波数Fが演
算される。然る後、ステップ130で、周波数Fは所定
周波数範囲ΔFo内の値か否かにつき判定される。
【0022】ここで、所定周波数範囲ΔFoは、超音波
送受信センサSに対する車室内への人の侵入相対速度に
対応する周波数範囲である。しかして、周波数Fが所定
周波数範囲ΔFo内の値であれば、ステップ130にお
ける判定がYESとなる。その後、現段階では、ステッ
プ140におけるYESとの判定、即ち、周波数Fが所
定周波数範囲ΔFo内の値であることが所定N時間の間
維持されていなければ、ステップ140における判定が
NOとなり、ステップ141にて、ステップ110にて
クリア済みのカウントデータDがD=D+1と加算更新
処理される。
【0023】但し、上記所定N時間は、人が車室内に侵
入するに、通常、要する時間に相当する。所定N時間の
経過によりステップ140における判定がYESになる
と、人の不法侵入との一応の判断のもとに、ステップ1
50(図6参照)において、包絡線検波回路80の包絡
線検波信号がマイクロコンピュータ90に入力される。
【0024】然る後、つぎのステップ160において、
現時刻を起点として所定時間幅ΔT(例えば、30ms
ec乃至100msec)の間、包絡線検波信号のレベ
ルが、所定のサンプリングタイミングにて、繰り返しサ
ンプリングされて、順次、サンプリング値A0 、A2
・・・、AM として求められる。ここで、AM のサフィ
ックスMは、所定時間幅ΔTをサンプリングタイミング
間隔Pで除した値に相当する。
【0025】そして、互いに連続する各両サンプリング
値の差の絶対値|Am-1 −Am |が順次算出される。な
お、絶対値|Am-1 −Am |は、包絡線検波回路80の
包絡線検波信号のレベルの微分値に相当する(図8、図
9参照)。このようにしてステップ160における処理
が終了すると、次のステップ170において、次の数1
の式に従い、絶対値の和Asumが上記各絶対値に基づ
き算出される。
【0026】
【数1】 然る後、ステップ180では、絶対値の和Asumが所
定閾値TH以下か否かが判定される。
【0027】但し、本実施の形態では、上記所定閾値T
Hは、空気の揺らぎの有無の判断基準であり、絶対値の
和Asumが所定閾値TH以下のときのみ空気の揺らぎ
があるものとする(図7参照)。ここで、絶対値の和A
sumが所定閾値TH以下であれば、ステップ180に
おける判定がYESとなり、ステップ181にて、空気
の揺らぎありとの判定がなされる。このことは、上記ス
テップ140におけるYESとの判定は、空気の揺らぎ
によるものであり、人の侵入との判定は、誤りであるこ
とを意味する。
【0028】これに伴い、次のステップ182におい
て、警報の禁止処理がなされる。このため、ドップラシ
フトにより、上述のように、一応、人の侵入との判定が
なされても、空気の揺らぎによる場合には、警報器10
0による誤警報が禁止される。一方、ステップ180に
おける判定がNOとなる場合には、ステップ183に
て、空気の揺らぎなしとの判定がなされる。このこと
は、上記ステップ140におけるYESとの判定は、空
気の揺らぎによるものではなく、人の侵入との判定は、
正しいことを意味する。
【0029】これに伴い、ステップ184において、警
報処理がなされ、警報器100が警報を行う。これによ
り、当該車両の利用者は、人の不法侵入と正しく認識で
きる。以上説明したように、本実施の形態では、包絡線
検波回路80の包絡線検波信号のレベルの各両サンプリ
ング値の差の絶対値|Am-1 −Am |、即ち、微分値の
和を利用するので、この絶対値の和が、空気の揺らぎに
よる場合と、人の侵入による場合とで、明確な差異を生
ずる。このため、この絶対値の和を所定閾値THと比較
することで、空気の揺らぎの有無の判定を正しく行え
る。
【0030】その結果、超音波のドップラシフトを利用
した車室内への人の侵入の検知を、空気の揺らぎに影響
されることなく、かつ、余分な回路素子を採用すること
なく、正しく行える機能を維持した車両用侵入検知装置
の提供が可能となる。また、上述した絶対値の和は、包
絡線検波回路80の包絡線検波信号のレベルの微分値を
もとに算出される。従って、この絶対値の和の算出時間
が、短時間、例えば、30msec乃至100msec
程度の時間内であっても、当該絶対値の和には、空気の
揺らぎによる場合と人の侵入による場合とで明確な差異
を生ずる。このことは、上記人の侵入の検知を短時間に
て行えることを意味する。
【0031】なお、本発明の実施にあたり、上記実施の
形態にて述べたように絶対値の和の算出時間を、30m
sec乃至100msecに限ることなく、例えば、1
sec未満の時間としても、上記実施の形態と同様の作
用効果を達成できる。また、本発明の実施にあたり、上
記実施の形態では、ドップラシフト信号の周波数を演算
し、この周波数が所定周波数範囲内にあるか否かを判定
する例につき説明したが、これに代えて、ドップラシフ
ト信号の周期に基づき所定周期範囲(所定周波数範囲に
対応する)内にあるか否かを判定するようにしても、上
記実施の形態と同様の作用効果を達成できる。
【0032】また、上記実施の形態では、超音波送受信
センサSを車室内のフロントウインドシールド上縁中央
部に配設する例について説明したが、例えば、図2
(b)に示すように、シートベルトのピラー上部に超音
波送受信センサSを配設して実施してもよい。また、本
発明の実施にあたっては、上記実施の形態のフローチャ
ートにおける各ステップは、それぞれ、機能実行手段と
してハードロジック構成により実現するようにしてもよ
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック構成図で
ある。
【図2】(a)、(b)は、図1の超音波送受信センサ
の車室内及びシートベルトのピラー上部への取り付け位
置を示す図である。
【図3】図1の包絡線検波回路の詳細回路図である。
【図4】同包絡線検波回路の入出力波形を示すタイミン
グチャートである。
【図5】図1のマイクロコンピュータの作用を示すフロ
ーチャートの前段部である。
【図6】当該フローチャートの後段部である。
【図7】絶対値の各和Asumの閾値THとの関係を示
すタイミングチャートである。
【図8】車室内の空気の揺らぎがある場合の包絡線レベ
ルの時間的変化を示すグラフである。
【図9】車室内への人の侵入の場合の包絡線レベルの時
間的変化を示すグラフである。
【符号の説明】
S・・・超音波送受信センサ、10a・・・超音波送信
機、10b・・・超音波受信機、30・・・発振回路、
40・・・増幅回路、50・・・比較回路、51・・・
基準電源、60・・・位相差出力回路、70・・・BP
F、80・・・包絡線検波回路、90・・・マイクロコ
ンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G08B 13/16 G01S 7/52 (72)発明者 林 育生 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 都築 威夫 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−171641(JP,A) 実開 平3−43062(JP,U) 実開 平1−135589(JP,U) 実開 平1−135590(JP,U) 実開 平5−19026(JP,U) 特表 平5−509401(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60R 25/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の車室内に設けられて超音波を送信
    し当該車室内で反射させる超音波送信手段(10a、2
    0、30)と、 車室内に設けられて前記反射超音波を受信する超音波受
    信手段(10b、40、50、51)と、 前記反射超音波及び受信超音波に応じたドップラシフト
    量に基づき人の侵入の有無を検知する侵入検知手段(6
    0、70、120乃至141)とを備えた侵入検知装置
    において、 前記受信超音波のレベルを検出する受信レベル検出手段
    (80)と、 この受信レベル検出手段による検出レベルを計時的に繰
    り返し微分してこれら各微分値の絶対値の和を算出する
    算出手段(160、170)と、 前記絶対値の和に基づき、空気の揺らぎを表す条件に応
    じてこの揺らぎの有無を判定する揺らぎ判定手段(18
    0)と、 この判定手段による揺らぎありとの判定に基づき、人の
    侵入ありとの検知を禁止する禁止手段(182)とを備
    えることを特徴とする車両用侵入検知装置。
  2. 【請求項2】 車両の車室内に設けられて超音波を送信
    し当該車室内で反射させる超音波送信手段(10a、2
    0、30)と、 車室内に設けられて前記反射超音波を受信する超音波受
    信手段(10b、40、50、51)と、 前記反射超音波及び前記受信超音波に応じたドップラシ
    フト量に基づき人の侵入の有無を検知する侵入検知手段
    (60、70、120乃至141)とを備えた侵入検知
    装置において、 前記受信超音波のレベルを検出する受信レベル検出手段
    (80)と、 この受信レベル検出手段による検出レベルを計時的に繰
    り返し微分してこれら各微分値の絶対値の和を算出する
    算出手段(160、170)と、 前記絶対値の和が、空気の揺らぎを表す上限値以下か否
    かを判定する判定手段(180)と、 この判定手段による上限値以下との判定に基づき、人の
    侵入ありとの検知を禁止する禁止手段(182)とを備
    えることを特徴とする車両用侵入検知装置。
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