JP3101893B2 - 侵入物体検知機能を有した超音波センサ - Google Patents
侵入物体検知機能を有した超音波センサInfo
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、超音波を利用して侵入物体の移
動及び存在を検知する超音波センサに関する。
動及び存在を検知する超音波センサに関する。
【０００２】
【従来技術】送波器から超音波パルスを送波して、監視
エリア内に存在する物体からの反射波を受波し、ドップ
ラー効果によって反射波に生じる周波数成分をベクトル
に変換して、このベクトルの回転方向によって、侵入物
体の移動を検知するベクトル回転検出方式による移動検
知方式と、送波器から超音波パルスを送波して、物体か
らの反射波を受波し、予めサンプリングされた反射波の
受波データと時系列的に比較することにより、監視エリ
ア内の物体の存在を検知する存在検知方式とを一定時間
毎に交互に切り替えて、侵入物体の移動を検知すると共
に、侵入物体の存在を検知する超音波センサが実用化さ
れている。
エリア内に存在する物体からの反射波を受波し、ドップ
ラー効果によって反射波に生じる周波数成分をベクトル
に変換して、このベクトルの回転方向によって、侵入物
体の移動を検知するベクトル回転検出方式による移動検
知方式と、送波器から超音波パルスを送波して、物体か
らの反射波を受波し、予めサンプリングされた反射波の
受波データと時系列的に比較することにより、監視エリ
ア内の物体の存在を検知する存在検知方式とを一定時間
毎に交互に切り替えて、侵入物体の移動を検知すると共
に、侵入物体の存在を検知する超音波センサが実用化さ
れている。
【０００３】図４は、この様な従来の超音波センサの構
成例を示したものである。発振器１から発振された電気
信号は、送波回路２によりトーンバースト波に成形さ
れ、超音波送波器３から超音波パルスに変換されて出力
される。この超音波パルスは、監視エリア内の物体で反
射されて、超音波受波器４で受波され電気信号に変換さ
れる。この電気信号は、送波別切換回路５により増幅回
路１１へ送られて増幅され、検波回路１４により検波さ
れる。この検波された受波データは、第１、第２記憶回
路１７，１８の内の当該記憶回路に記憶された後、もう
一方の記憶回路に記憶されている前回の存在検知方式の
受波データと比較回路１９により比較される。この比較
結果が一致・不一致として検知判断回路１２へ送られ、
検知判断回路１２は、不一致の場合は、侵入物体が存在
するとして検知信号を出力する。
成例を示したものである。発振器１から発振された電気
信号は、送波回路２によりトーンバースト波に成形さ
れ、超音波送波器３から超音波パルスに変換されて出力
される。この超音波パルスは、監視エリア内の物体で反
射されて、超音波受波器４で受波され電気信号に変換さ
れる。この電気信号は、送波別切換回路５により増幅回
路１１へ送られて増幅され、検波回路１４により検波さ
れる。この検波された受波データは、第１、第２記憶回
路１７，１８の内の当該記憶回路に記憶された後、もう
一方の記憶回路に記憶されている前回の存在検知方式の
受波データと比較回路１９により比較される。この比較
結果が一致・不一致として検知判断回路１２へ送られ、
検知判断回路１２は、不一致の場合は、侵入物体が存在
するとして検知信号を出力する。
【０００４】上記の存在検知方式の送受波の所要時間が
経過すると、タイマー回路１０からタイマー信号が送波
方式決定回路１３へ出力され、送波方式決定回路１３は
これにより検知方式を移動検知方式に切換え、送波別切
換回路５と送波回路２へ通知する。送波回路２はこれを
受けて、発振器１から発振された電気信号を移動検知方
式の連続波形に成形して、超音波送波器３へ送り、超音
波送波器３はこれを超音波に変換して送波する。この超
音波は、監視エリア内の物体で反射されて、超音波受波
器４で受波され電気信号に変換される。
経過すると、タイマー回路１０からタイマー信号が送波
方式決定回路１３へ出力され、送波方式決定回路１３は
これにより検知方式を移動検知方式に切換え、送波別切
換回路５と送波回路２へ通知する。送波回路２はこれを
受けて、発振器１から発振された電気信号を移動検知方
式の連続波形に成形して、超音波送波器３へ送り、超音
波送波器３はこれを超音波に変換して送波する。この超
音波は、監視エリア内の物体で反射されて、超音波受波
器４で受波され電気信号に変換される。
【０００５】この電気信号は、送波別切換回路５により
増幅回路６へ送られて増幅された後、２つに分けられ、
一方は、送波信号とミキサー７でミキシングされ、もう
一方は、位相回路２０によりπ／２位相がずれた送波信
号とミキサー２１でミキシングされる。これらの反射波
信号は、それぞれ検波回路８，２２により検波された
後、増幅回路９，２３で増幅される。この２つの信号
は、互いにπ／２位相がずれているので、反射波信号に
含まれるドップラー信号により変調されたそれぞれの成
分をｘ，ｙ成分に置き換えて、ベクトル座標で表わす
と、ドップラー信号は、座標の原点に対する回転となっ
て表わされる。この回転が一定であれば、ドップラー信
号の方向も一定であることを示すので、ベクトルローテ
ーション処理回路２４において、その回転方向を確認
し、積分回路２５において、その回転の持続性を判定し
て、その回転方向が一定時間以上持続する場合は、ドッ
プラー検知判断回路２６が移動物体が存在すると判断し
て、ドップラー検知信号を出力する。検知判断回路１２
はドップラー検知信号が入力されると、検知信号を出力
する。
増幅回路６へ送られて増幅された後、２つに分けられ、
一方は、送波信号とミキサー７でミキシングされ、もう
一方は、位相回路２０によりπ／２位相がずれた送波信
号とミキサー２１でミキシングされる。これらの反射波
信号は、それぞれ検波回路８，２２により検波された
後、増幅回路９，２３で増幅される。この２つの信号
は、互いにπ／２位相がずれているので、反射波信号に
含まれるドップラー信号により変調されたそれぞれの成
分をｘ，ｙ成分に置き換えて、ベクトル座標で表わす
と、ドップラー信号は、座標の原点に対する回転となっ
て表わされる。この回転が一定であれば、ドップラー信
号の方向も一定であることを示すので、ベクトルローテ
ーション処理回路２４において、その回転方向を確認
し、積分回路２５において、その回転の持続性を判定し
て、その回転方向が一定時間以上持続する場合は、ドッ
プラー検知判断回路２６が移動物体が存在すると判断し
て、ドップラー検知信号を出力する。検知判断回路１２
はドップラー検知信号が入力されると、検知信号を出力
する。
【０００６】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記のド
ップラー信号が座標の原点に対する回転となって表わさ
れた例をモデル的に示したもので、（ａ）は物体が検知
器へ近付く場合で左回り、（ｂ）は物体が検知器から遠
ざかる場合で右回り、（ｃ）はカーテンが揺れたり物体
が小さく振動している場合で、回転方向が持続しない状
況を示している。
ップラー信号が座標の原点に対する回転となって表わさ
れた例をモデル的に示したもので、（ａ）は物体が検知
器へ近付く場合で左回り、（ｂ）は物体が検知器から遠
ざかる場合で右回り、（ｃ）はカーテンが揺れたり物体
が小さく振動している場合で、回転方向が持続しない状
況を示している。
【０００７】上記の移動検知方式の所定時間が経過する
と、タイマー回路１０からタイマー信号が送波方式決定
回路１３へ出力され、送波方式決定回路１３はこれによ
り検知方式を存在検知方式に切換え、送波別切換回路５
と送波回路２へ通知する。以下、同様に存在検知方式と
移動検知方式を交互に繰り返し、両検知方式の検知信号
を適当に関係付けることにより、例えば、トイレの照明
制御などに利用する。
と、タイマー回路１０からタイマー信号が送波方式決定
回路１３へ出力され、送波方式決定回路１３はこれによ
り検知方式を存在検知方式に切換え、送波別切換回路５
と送波回路２へ通知する。以下、同様に存在検知方式と
移動検知方式を交互に繰り返し、両検知方式の検知信号
を適当に関係付けることにより、例えば、トイレの照明
制御などに利用する。
【０００８】ところが、従来は、風やカーテンや建物の
揺れ、振動等の外乱やノイズが有ると、存在検知方式に
おいては、図６（ａ）に示すようにノイズが受波波形に
のってしまい、ノイズか反射波かの区別が付かず、正確
な検知が出来なくなり、移動検知方式においてはノイズ
によって受波信号の周波数が変調されてしまい、これが
物体の移動によるものかどうかの区別が付かず、正確な
検知が出来なくなっていた。
揺れ、振動等の外乱やノイズが有ると、存在検知方式に
おいては、図６（ａ）に示すようにノイズが受波波形に
のってしまい、ノイズか反射波かの区別が付かず、正確
な検知が出来なくなり、移動検知方式においてはノイズ
によって受波信号の周波数が変調されてしまい、これが
物体の移動によるものかどうかの区別が付かず、正確な
検知が出来なくなっていた。
【０００９】また、ノイズが無い状態でも、図６（ｂ）
に示すように受波信号は、デジタル変換を行う時に、電
気信号レベルが変動するゆらぎの為、同じ信号が閾値を
超したり、超さなかったりして、誤って検知してしまう
こともあった。
に示すように受波信号は、デジタル変換を行う時に、電
気信号レベルが変動するゆらぎの為、同じ信号が閾値を
超したり、超さなかったりして、誤って検知してしまう
こともあった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決するために提案されるもので、その第１の目的は、
ノイズと反射波の区別が出来る、侵入物体検知機能を有
した超音波センサを提供することにある。第２の目的
は、ノイズがある時には、存在検知方式において受波波
形を環境データとして記憶しない、侵入物体検知機能を
有した超音波センサを提供することにある。
解決するために提案されるもので、その第１の目的は、
ノイズと反射波の区別が出来る、侵入物体検知機能を有
した超音波センサを提供することにある。第２の目的
は、ノイズがある時には、存在検知方式において受波波
形を環境データとして記憶しない、侵入物体検知機能を
有した超音波センサを提供することにある。
【００１１】第３の目的は、存在検知方式において、電
気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、誤って検知
してしまうことが無い、侵入物体検知機能を有した超音
波センサを提供することにある。
気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、誤って検知
してしまうことが無い、侵入物体検知機能を有した超音
波センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案される、請求項１に記載の本発明による侵入物体
検知機能を有した超音波センサは、監視エリアに超音波
を送波した後、上記監視エリア内に存在する物体からの
反射波を受波し、ドップラー効果によって反射波に生じ
る周波数成分をベクトルに変換して、このベクトルの回
転方向によって、侵入物体の移動を検知するベクトル回
転検出方式による移動検知方式と、超音波パルスを送波
して、物体からの反射波を受波し、予めサンプリングさ
れた反射波の受波データと時系列的に比較することによ
り、監視エリア内の物体の存在を検知する存在検知方式
とを一定時間毎に交互に切り換えて、移動検知方式によ
り侵入物体の移動を検知すると共に、移動検知方式によ
る送受波前後の存在検知方式による受波データを第１、
第２記憶回路に時系列的に記憶させ、第１及び第２記憶
回路の記憶内容を比較して一致していなければ、侵入物
体の存在を検知したと判断する超音波センサにおいて、
移動検知方式の時に、上記ベクトルが回転し、かつその
回転およびその回転方向が一定時間以上持続しない場合
に、それがノイズであると判定する第１ノイズ判定回路
と、存在検知方式の時に、本来の受波時間以外に超音波
信号を受けた場合に、ノイズ有りと判定する第２ノイズ
判定回路と、上記両ノイズ判定回路がノイズ有りと判定
した時に、ノイズ有りと判断するノイズ判断回路とを備
えた構成となっている。
に提案される、請求項１に記載の本発明による侵入物体
検知機能を有した超音波センサは、監視エリアに超音波
を送波した後、上記監視エリア内に存在する物体からの
反射波を受波し、ドップラー効果によって反射波に生じ
る周波数成分をベクトルに変換して、このベクトルの回
転方向によって、侵入物体の移動を検知するベクトル回
転検出方式による移動検知方式と、超音波パルスを送波
して、物体からの反射波を受波し、予めサンプリングさ
れた反射波の受波データと時系列的に比較することによ
り、監視エリア内の物体の存在を検知する存在検知方式
とを一定時間毎に交互に切り換えて、移動検知方式によ
り侵入物体の移動を検知すると共に、移動検知方式によ
る送受波前後の存在検知方式による受波データを第１、
第２記憶回路に時系列的に記憶させ、第１及び第２記憶
回路の記憶内容を比較して一致していなければ、侵入物
体の存在を検知したと判断する超音波センサにおいて、
移動検知方式の時に、上記ベクトルが回転し、かつその
回転およびその回転方向が一定時間以上持続しない場合
に、それがノイズであると判定する第１ノイズ判定回路
と、存在検知方式の時に、本来の受波時間以外に超音波
信号を受けた場合に、ノイズ有りと判定する第２ノイズ
判定回路と、上記両ノイズ判定回路がノイズ有りと判定
した時に、ノイズ有りと判断するノイズ判断回路とを備
えた構成となっている。
【００１３】請求項２に記載の本発明による侵入物体検
知機能を有した超音波センサは、上記ノイズ判断回路が
ノイズ有りと判断した時には、存在検知方式による受波
データを上記第１、第２記憶回路に新たには記憶させな
い構成となっている。請求項３に記載の本発明による侵
入物体検知機能を有した超音波センサは、上記第１、第
２記憶回路の入力側に各々第１、第２論理和演算回路を
設けて、上記ノイズ判断回路がノイズ有りと判断してい
ない状態で、かつ移動検知方式により侵入物体の移動を
検知していない時には、存在検知方式の送受波を複数回
連続して行い、順次、その受波データを上記第１、第２
論理和演算回路の内の当該論理和演算回路において論理
和演算して、その結果を比較の基準となる環境データと
して、上記第１、第２記憶回路の内の当該記憶回路に記
憶させる構成となっている。
知機能を有した超音波センサは、上記ノイズ判断回路が
ノイズ有りと判断した時には、存在検知方式による受波
データを上記第１、第２記憶回路に新たには記憶させな
い構成となっている。請求項３に記載の本発明による侵
入物体検知機能を有した超音波センサは、上記第１、第
２記憶回路の入力側に各々第１、第２論理和演算回路を
設けて、上記ノイズ判断回路がノイズ有りと判断してい
ない状態で、かつ移動検知方式により侵入物体の移動を
検知していない時には、存在検知方式の送受波を複数回
連続して行い、順次、その受波データを上記第１、第２
論理和演算回路の内の当該論理和演算回路において論理
和演算して、その結果を比較の基準となる環境データと
して、上記第１、第２記憶回路の内の当該記憶回路に記
憶させる構成となっている。
【００１４】
【作用】請求項１に記載の本発明による侵入物体検知機
能を有した超音波センサでは、ベクトル回転検出方式に
よる移動検知方式の時に、ベクトルが回転し、かつその
回転およびその回転方向が一定時間以上持続しない場合
に、それがノイズであると判定し、存在検知方式の時
に、本来の受波時間以外に超音波信号を受けた場合に、
ノイズ有りと判定して、上記両ノイズ判定回路がノイズ
有りと判定した時に、ノイズ有りと判断するので、ノイ
ズの有無に従って検知動作を対応させることが可能とな
る。
能を有した超音波センサでは、ベクトル回転検出方式に
よる移動検知方式の時に、ベクトルが回転し、かつその
回転およびその回転方向が一定時間以上持続しない場合
に、それがノイズであると判定し、存在検知方式の時
に、本来の受波時間以外に超音波信号を受けた場合に、
ノイズ有りと判定して、上記両ノイズ判定回路がノイズ
有りと判定した時に、ノイズ有りと判断するので、ノイ
ズの有無に従って検知動作を対応させることが可能とな
る。
【００１５】請求項２に記載の本発明による侵入物体検
知機能を有した超音波センサでは、上記ノイズ判断回路
がノイズ有りと判断した時には、存在検知方式による受
波データを上記第１、第２記憶回路に新たには記憶させ
ないので、上記第１、第２記憶回路に記憶される受波デ
ータにノイズが含まれることが無くなり、誤って物体の
存在を検知することが無くなる。
知機能を有した超音波センサでは、上記ノイズ判断回路
がノイズ有りと判断した時には、存在検知方式による受
波データを上記第１、第２記憶回路に新たには記憶させ
ないので、上記第１、第２記憶回路に記憶される受波デ
ータにノイズが含まれることが無くなり、誤って物体の
存在を検知することが無くなる。
【００１６】請求項３に記載の本発明による侵入物体検
知機能を有した超音波センサでは、上記ノイズ判断回路
がノイズ有りと判断していない状態で、かつ移動検知方
式により侵入物体の移動を検知していない時には、存在
検知方式の送受波を複数回連続して行い、順次、その受
波データを第１、第２論理和演算回路の内の当該論理和
演算回路において論理和演算して、その結果を比較の基
準となる環境データとして、第１、第２記憶回路の内の
当該記憶回路に記憶させるので、存在検知方式におい
て、電気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、誤っ
て検知してしまうことが無くなる。
知機能を有した超音波センサでは、上記ノイズ判断回路
がノイズ有りと判断していない状態で、かつ移動検知方
式により侵入物体の移動を検知していない時には、存在
検知方式の送受波を複数回連続して行い、順次、その受
波データを第１、第２論理和演算回路の内の当該論理和
演算回路において論理和演算して、その結果を比較の基
準となる環境データとして、第１、第２記憶回路の内の
当該記憶回路に記憶させるので、存在検知方式におい
て、電気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、誤っ
て検知してしまうことが無くなる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は、請求項１に記載の本発明
による侵入物体検知機能を有した超音波センサの構成例
を示した図で、従来の超音波センサの構成例（図４）に
第１ノイズ判定回路２８、第１ノイズ判定回路２９及び
ノイズ判断回路３１を付加したものである。このような
超音波センサの構成と動作を以下に述べる。移動検知方
法及び存在検知方法の個々の動作及び検知を交互に繰り
返す動作については、従来例と同様なので説明を省略す
る。
照しながら説明する。図１は、請求項１に記載の本発明
による侵入物体検知機能を有した超音波センサの構成例
を示した図で、従来の超音波センサの構成例（図４）に
第１ノイズ判定回路２８、第１ノイズ判定回路２９及び
ノイズ判断回路３１を付加したものである。このような
超音波センサの構成と動作を以下に述べる。移動検知方
法及び存在検知方法の個々の動作及び検知を交互に繰り
返す動作については、従来例と同様なので説明を省略す
る。
【００１８】移動検知方式においては、ベクトルローテ
ーション処理回路２４において、ドップラー信号をｘ，
ｙ成分に置き換えたベクトルの回転とその方向を確認
し、積分回路２５において、その回転の持続性を判定す
る。そして、その回転が、カーテンが揺れたり物体が小
さく振動したりした場合に生じるドップラー信号による
もので、図５（ｃ）に示すように一定時間以上持続しな
い場合は、第１ノイズ判定回路２８がそのドップラー信
号はノイズであると判定して、ノイズ判断回路３１に通
知する。尚、ベクトルが、ベクトルローテーション処理
回路２４において、検知出来ない程度に微弱な場合は、
ノイズとは判定しないことは言う迄も無い。
ーション処理回路２４において、ドップラー信号をｘ，
ｙ成分に置き換えたベクトルの回転とその方向を確認
し、積分回路２５において、その回転の持続性を判定す
る。そして、その回転が、カーテンが揺れたり物体が小
さく振動したりした場合に生じるドップラー信号による
もので、図５（ｃ）に示すように一定時間以上持続しな
い場合は、第１ノイズ判定回路２８がそのドップラー信
号はノイズであると判定して、ノイズ判断回路３１に通
知する。尚、ベクトルが、ベクトルローテーション処理
回路２４において、検知出来ない程度に微弱な場合は、
ノイズとは判定しないことは言う迄も無い。
【００１９】存在検知方式においては、送受波が終了し
てから次の移動検知方式が開始される迄の、本来受波し
ない時間に超音波信号を受けた場合に、第２ノイズ判定
回路２９がノイズ有りと判定して、ノイズ判断回路３１
に通知する。そして、ノイズ判断回路３１は、第１と第
２の両ノイズ判定回路２８，２９からノイズ有りの通知
を受けた時に、ノイズ有りと判断する。
てから次の移動検知方式が開始される迄の、本来受波し
ない時間に超音波信号を受けた場合に、第２ノイズ判定
回路２９がノイズ有りと判定して、ノイズ判断回路３１
に通知する。そして、ノイズ判断回路３１は、第１と第
２の両ノイズ判定回路２８，２９からノイズ有りの通知
を受けた時に、ノイズ有りと判断する。
【００２０】請求項２に記載の本発明による侵入物体検
知機能を有した超音波センサの構成例は、上記図１と同
様である。このような超音波センサの構成と動作を以下
に述べる。移動検知方法及び存在検知方法の個々の動作
及び検知を交互に繰り返す動作、並びに第１ノイズ判定
回路２８がそのドップラー信号はノイズであると判定し
て、ノイズ判断回路３１に通知する動作及び第２ノイズ
判定回路２９がノイズ有りと判定して、ノイズ判断回路
３１に通知する動作については、上述の実施例と同様な
ので説明を省略する。
知機能を有した超音波センサの構成例は、上記図１と同
様である。このような超音波センサの構成と動作を以下
に述べる。移動検知方法及び存在検知方法の個々の動作
及び検知を交互に繰り返す動作、並びに第１ノイズ判定
回路２８がそのドップラー信号はノイズであると判定し
て、ノイズ判断回路３１に通知する動作及び第２ノイズ
判定回路２９がノイズ有りと判定して、ノイズ判断回路
３１に通知する動作については、上述の実施例と同様な
ので説明を省略する。
【００２１】ノイズ判断回路３１は、第１と第２の両ノ
イズ判定回路２８，２９からノイズ有りの通知を受け
て、ノイズ有りと判断すると、直前の存在検知方式によ
る受波データを第１、第２記憶回路１７，１８の何れに
も記憶させないようにして、第１、第２記憶回路１７，
１８の記憶内容の比較回路１９による比較もさせない。
そして、そのまま次の移動検知方式に移行する。
イズ判定回路２８，２９からノイズ有りの通知を受け
て、ノイズ有りと判断すると、直前の存在検知方式によ
る受波データを第１、第２記憶回路１７，１８の何れに
も記憶させないようにして、第１、第２記憶回路１７，
１８の記憶内容の比較回路１９による比較もさせない。
そして、そのまま次の移動検知方式に移行する。
【００２２】図２は、請求項３に記載の本発明による侵
入物体検知機能を有した超音波センサの構成例を示した
図で、請求項１に記載の侵入物体検知機能を有した超音
波センサの構成例に、第１論理和演算回路３０と第２論
理和演算回路３２を付加したものである。このような超
音波センサの構成と動作を以下に述べる。移動検知方法
及び存在検知方法の個々の動作及び検知を交互に繰り返
す動作、並びに第１ノイズ判定回路２８がそのドップラ
ー信号はノイズであると判定して、ノイズ判断回路３１
に通知する動作及び第２ノイズ判定回路２９がノイズ有
りと判定して、ノイズ判断回路３１に通知する動作につ
いては、上述の請求項１の実施例と同様なので説明を省
略する。
入物体検知機能を有した超音波センサの構成例を示した
図で、請求項１に記載の侵入物体検知機能を有した超音
波センサの構成例に、第１論理和演算回路３０と第２論
理和演算回路３２を付加したものである。このような超
音波センサの構成と動作を以下に述べる。移動検知方法
及び存在検知方法の個々の動作及び検知を交互に繰り返
す動作、並びに第１ノイズ判定回路２８がそのドップラ
ー信号はノイズであると判定して、ノイズ判断回路３１
に通知する動作及び第２ノイズ判定回路２９がノイズ有
りと判定して、ノイズ判断回路３１に通知する動作につ
いては、上述の請求項１の実施例と同様なので説明を省
略する。
【００２３】ノイズ判断回路３１がノイズ有りと判断し
ていない状態で、かつ移動検知方式により侵入物体の移
動を検知していない時には、存在検知方式の送受波を複
数回連続して行う。そして、順次、その受波データを第
１、第２論理和演算回路３０，３２の内の当該論理和演
算回路において論理和演算して、その結果を比較の基準
となる環境データとして、上記第１、第２記憶回路１
７，１８の内の当該記憶回路に記憶させる。
ていない状態で、かつ移動検知方式により侵入物体の移
動を検知していない時には、存在検知方式の送受波を複
数回連続して行う。そして、順次、その受波データを第
１、第２論理和演算回路３０，３２の内の当該論理和演
算回路において論理和演算して、その結果を比較の基準
となる環境データとして、上記第１、第２記憶回路１
７，１８の内の当該記憶回路に記憶させる。
【００２４】次いで、移動検知方式による検知を行い、
侵入物体の移動を検知しない時には、上記と同様、次の
存在検知方式の送受波を複数回連続して行い、前回使用
したのとは別の論理和演算回路と記憶回路で論理和演算
と記憶をさせる。一方、侵入物体の移動を検知した時に
は、次の存在検知方式の送受波は、１回のみとして、前
回使用したのとは別の記憶回路に記憶させ、第１、第２
記憶回路１７，１８の記憶内容を比較回路１９により比
較する。図３は上記の論理和演算の例をモデル的に示し
たもので、受波データ（ゆらいでいる信号）を順次、論
理和演算して環境データ（ゲート信号）とする様子を示
している。
侵入物体の移動を検知しない時には、上記と同様、次の
存在検知方式の送受波を複数回連続して行い、前回使用
したのとは別の論理和演算回路と記憶回路で論理和演算
と記憶をさせる。一方、侵入物体の移動を検知した時に
は、次の存在検知方式の送受波は、１回のみとして、前
回使用したのとは別の記憶回路に記憶させ、第１、第２
記憶回路１７，１８の記憶内容を比較回路１９により比
較する。図３は上記の論理和演算の例をモデル的に示し
たもので、受波データ（ゆらいでいる信号）を順次、論
理和演算して環境データ（ゲート信号）とする様子を示
している。
【００２５】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明による侵入物体
検知機能を有した超音波センサによれば、ノイズの有無
に従って検知動作を対応させることが可能となる。請求
項２に記載の本発明による侵入物体検知機能を有した超
音波センサによれば、第１、第２記憶回路に記憶される
受波データにノイズが含まれることが無くなり、誤って
物体の存在を検知することが無くなる。
検知機能を有した超音波センサによれば、ノイズの有無
に従って検知動作を対応させることが可能となる。請求
項２に記載の本発明による侵入物体検知機能を有した超
音波センサによれば、第１、第２記憶回路に記憶される
受波データにノイズが含まれることが無くなり、誤って
物体の存在を検知することが無くなる。
【００２６】請求項３に記載の本発明による侵入物体検
知機能を有した超音波センサでは、存在検知方式におい
て、電気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、閾値
付近の受波信号も確実に比較の基準となる環境データに
含められるので、物体の存在を誤って検知してしまうこ
とが無くなる。
知機能を有した超音波センサでは、存在検知方式におい
て、電気信号レベルが変動するゆらぎが有っても、閾値
付近の受波信号も確実に比較の基準となる環境データに
含められるので、物体の存在を誤って検知してしまうこ
とが無くなる。
【図１】請求項１及び請求項２に記載の本発明による侵
入物体検知機能を有した超音波センサのハード構成例を
示すブロック図である。
入物体検知機能を有した超音波センサのハード構成例を
示すブロック図である。
【図２】請求項３に記載の本発明による侵入物体検知機
能を有した超音波センサのハード構成例を示すブロック
図である。
能を有した超音波センサのハード構成例を示すブロック
図である。
【図３】受波データの論理和演算の例をモデル的に示し
た図である。
た図である。
【図４】従来の侵入物体検知機能を有した超音波センサ
のハード構成例を示すブロック図である。
のハード構成例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は、物体が検知器へ近付いて行く時のド
ップラー信号が、座標の原点に対して左回転のベクトル
として表わされた例を、モデル的に示した図である。
（ｂ）は、物体が検知器から遠ざかって行く時のドップ
ラー信号が、座標の原点に対して右回転のベクトルとし
て表わされた例を、モデル的に示した図である。（ｃ）
はカーテンが揺れたり物体が小さく振動している時のド
ップラー信号が、回転方向が持続しないベクトルとして
表わされた例を、モデル的に示した図である。
ップラー信号が、座標の原点に対して左回転のベクトル
として表わされた例を、モデル的に示した図である。
（ｂ）は、物体が検知器から遠ざかって行く時のドップ
ラー信号が、座標の原点に対して右回転のベクトルとし
て表わされた例を、モデル的に示した図である。（ｃ）
はカーテンが揺れたり物体が小さく振動している時のド
ップラー信号が、回転方向が持続しないベクトルとして
表わされた例を、モデル的に示した図である。
【図６】（ａ）は、受波波形にノイズがのった例を示し
た図である。（ｂ）は、電気信号レベルが変動するゆら
ぎの為に、同じ受波信号が閾値を超したり、超さなかっ
たりする例を示した図である。
た図である。（ｂ）は、電気信号レベルが変動するゆら
ぎの為に、同じ受波信号が閾値を超したり、超さなかっ
たりする例を示した図である。
３・・・超音波送波器 ４・・・超音波受波器 １２・・・検知判断回路 １７・・・第１記憶回路 １８・・・第２記憶回路 １９・・・比較回路 ２４・・・ベクトルローテーション処理回路 ２５・・・積分回路 ２６・・・ドップラー検知判断回路 ２８・・・第１ノイズ判定回路 ２９・・・第２ノイズ判定回路 ３０・・・第１論理和演算回路 ３１・・・ノイズ判断回路 ３２・・・第２論理和演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−83190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−249076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−256878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−63774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 15/04 G01S 15/58 - 15/62
Claims (3)
- 【請求項１】監視エリアに超音波を送波した後、上記監
視エリア内に存在する物体からの反射波を受波し、ドッ
プラー効果によって反射波に生じる周波数成分をベクト
ルに変換して、このベクトルの回転方向によって、侵入
物体の移動を検知するベクトル回転検出方式による移動
検知方式と、超音波パルスを送波して、物体からの反射
波を受波し、予めサンプリングされた反射波の受波デー
タと時系列的に比較することにより、監視エリア内の物
体の存在を検知する存在検知方式とを一定時間毎に交互
に切り換えて、移動検知方式により侵入物体の移動を検
知すると共に、移動検知方式による送受波前後の存在検
知方式による受波データを第１、第２記憶回路に時系列
的に記憶させ、第１及び第２記憶回路の記憶内容を比較
して一致していなければ、侵入物体の存在を検知したと
判断する超音波センサにおいて、移動検知方式の時に、
上記ベクトルが回転し、かつその回転およびその回転方
向が一定時間以上持続しない場合に、それがノイズであ
ると判定する第１ノイズ判定回路と、存在検知方式の時
に、本来の受波時間以外に超音波信号を受けた場合に、
ノイズ有りと判定する第２ノイズ判定回路と、上記両ノ
イズ判定回路がノイズ有りと判定した時に、ノイズ有り
と判断するノイズ判断回路とを備えたことを特徴とする
侵入物体検知機能を有した超音波センサ。 - 【請求項２】上記ノイズ判断回路がノイズ有りと判断し
た時には、存在検知方式による受波データを上記第１、
第２記憶回路に新たには記憶させないことを特徴とす
る、請求項１に記載の侵入物体検知機能を有した超音波
センサ。 - 【請求項３】上記第１、第２記憶回路の入力側に各々第
１、第２論理和演算回路を設けて、上記ノイズ判断回路
がノイズ有りと判断していない状態で、かつ移動検知方
式により侵入物体の移動を検知していない時には、存在
検知方式の送受波を複数回連続して行い、順次、その受
波データを上記第１、第２論理和演算回路の内の当該論
理和演算回路において論理和演算して、その結果を比較
の基準となる環境データとして、上記第１、第２記憶回
路の内の当該記憶回路に記憶させることを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の侵入物体検知機能を有
した超音波センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04227388A JP3101893B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 侵入物体検知機能を有した超音波センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04227388A JP3101893B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 侵入物体検知機能を有した超音波センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675044A JPH0675044A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3101893B2 true JP3101893B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=16860040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04227388A Expired - Fee Related JP3101893B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 侵入物体検知機能を有した超音波センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101893B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2088452B1 (en) | 2006-11-20 | 2017-02-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Moving object detector |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP04227388A patent/JP3101893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675044A (ja) | 1994-03-18 |
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Legal Events
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