JP3557949B2 - Human body detector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2つの検知エリアの信号より人体検知を判断する人体検知器に係り、たとえば防犯警報装置などに用いられる人体検知器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、所定の検知エリアへの侵入者を検知し、照明灯を点灯及び点滅したり、あるいはブザーやサイレンなどにより警報する防犯警報装置には、受動型赤外線式人体検知器が用いられている。
【0003】
この種の赤外線式人体検知器は、検知エリアを展開しエリア内において変化する赤外線エネルギー量を常時監視しており、エリア内に人体が入り込むと、光学系を介して赤外線検出素子に入射する赤外線エネルギー量が、エリア内の背景から放射する赤外線エネルギー量に対し、人体から放射する赤外線エネルギー量だけ増大または減少するよう変化するので、この赤外線エネルギー量の変化から、人体を検知するようになっている。
【0004】
更に、上記のような赤外線式人体検知器においては、小動物による誤報やノイズ、太陽光などの熱源に対する誤報を防止するために、複数の検知エリアを構成し、その検知エリアでの各信号が、予め定められた所定の時間差内で発生すれば人体と判断するように、各信号のAND(ここでは全く同時ではない場合もANDと表記する)などの手段によって、人体と区別する方法を用いている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の2つの検知エリアを構成しその各信号のANDをとる信号処理方法においては、2つの検知エリアの間隔が、センサ部を取り付ける高さによって初期設定と変わってしまい、また検知エリア調整可能なものにおいては、検知エリアの角度によって、初期設定と変わってしまうと言う問題がある。
【0006】
本発明は、上記問題を鑑み成されたもので、その目的とするところは、簡便に検知判断のための時間差を最適な値に再設定することを可能とする人体検知器を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、入射赤外線エネルギーをその変動量に応じた電気信号に変換する焦電素子とその電気信号を増幅する増幅回路と、赤外線を集光して前記焦電素子に入射させる光学系からなる赤外線式人体検知器において、独立した信号を発生させる検知エリアを2つ構成するための焦電素子部・増幅回路部・光学系を備え、焦電素子と光学系との位置関係によって決定される検知エリアは、人体の侵入方向に対して前後して配置され、それぞれ重なることなく所定の間隔だけ離れるよう設定され、
請求項1記載の発明にあっては、独立した各エリアでの2つの検出信号が所定の時間差内で発生した場合に検知判断を行う人体検知器において、センサ部を取り付ける高さを変化させた場合もしくは検知エリアの角度を変化させた場合に変化するエリア間隔に合わせて、検知判断する時間差値を同時に変化させる手段を設けたことを特徴とするものである。
【0008】
請求項2記載の発明にあっては、請求項1に記載の人体検知器において、センサ部を取り付ける高さの値と2つの検知エリアのなす角度をスイッチ等で入力でき、それらの値により最適な時間差を再設定する計算機能を持った計算部を有することを特徴とするものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明における人体検知器の内部構成を示すブロック図を示す。図1において、人体検知器は人体から発される赤外線を集光する1組の光学系11,12と、集光された赤外線を検出する1組の焦電素子21,22と、焦電素子の出力を増幅する1組の増幅器31,32と、不要な周波数成分を除去して必要な信号のみを取り出す1組の帯域フィルタ41,42と、予め設定された閾値を越える増幅回路からの出力信号部分を示すパルスを生成する比較回路51,52と、比較回路で生成された信号を出力する信号出力回路61,62と、信号出力回路61,62の2信号出力が所定の時間差で発生した場合に検知論理が成立したとして出力する検知論理出力回路70と、取り付け高さ入力用外部スイッチSW1及び検知エリア角度入力用外部SW2などより、入力された本体の取り付け高さ値と2つの検知エリアのなす角度から最適な時間差を再設定する計算機能を持った計算部80と、から構成される。
【0010】
計算部80における計算の一例として、図2に示すような検知エリアを構成した場合を考える。ここで、人体Gの移動速度をv(m/s)とし、初期設定における検知エリア間隔をL0(m)とすると、人体検知に有効な時間差T0は、下記(1)式に成る。
(1)式・・・T0=L0/v
次にセンサ部を含む人体検知器の取り付け高さを変化させる場合を考える。初期設定の高さを図2(b)に示すH0(m)とし、これを図3に示すように高さH1(m)に変化させると、検知エリア間隔L1(m)は下記(2)式になる。(2)式・・・L1=L0×H1/H0
これまでは、時間差T0が変わらないため、実際に人体Gが検知エリア間隔を通過する時間L1/vと異なってしまい、H1≦H0の場合では、人体Gが検知エリア間隔を通過する時間以上の信号をも検知判断するため、誤動作率が上がってしまい、またH1≧H0の場合では、有効時間が、人体が検知エリア間隔を通過する時間より短いので、人体を検知できなくなってしまっていた。
【0011】
そこで、時間差T1を実際に人体Gが検知エリア間隔を通過する時間L1/vと再設定することにより、即ちT1=L1/vと設定することにより、信号処理方法を変えずに人体検知が確実になる。また上述した(2)式のように、L1はH1で決定されるので、簡単に計算できる。
【0012】
また、2つの検知エリアのなす角度を変化させる場合を考える。初期設定における本体からの壁面に対する2つの検知エリアのなす角度を夫々図2(b)に示すようにθ1(rad)、θ2(rad)とおくと、L0は高さH0の場合、下記(3)式に成る。
(3)式・・・L0=H0×(tanθ1−tanθ2)
次に、図4に示すように、変化させた後の角度を夫々θ3(rad)、θ4(rad)とおくと、検知エリア間隔L2(m)は、下記(4)式になる。
(4)式・・・L2=H0×(tanθ3−tanθ4)
ここで、時間差T0をL2/vと再設定することにより、即ちT0=L2/vと設定することにより、信号処理方法を変えずに人体検知が確実になる。なお、L2は、2つの検知エリアが独立して変化できる場合は、θ3,θ4の2つの入力で、2つの検知エリアが連動して変化する場合は、(θ3−θ4)が常に一定となりθ3もしくはθ4のいずれか1つを入力することで決定される。
【0013】
これまで述べてきた検知エリア間隔について、検知エリアの軸の間隔、検知エリアの端の間隔など様々な定義が可能であるが、これは目的に応じて使い分けることは可能である。また、計算部80への入力方法はSW1,SW2のようなDIPスイッチなどによる入力以外にも、構造的なメカニズムにより、例えば、超音波センサ(不図示)を設け現在の高さを認識させそれを自動的に計算部へ入力させることにより、自動的に時間差設定を行わせることも可能である。
【0014】
さらに、図1の検知論理出力回路70において、検知論理出力が設定回数発生した場合に遅延時間を持つ出力を発生させる出力回路、即ち検知論理出力が1回発生した場合に所定時間作動するタイマ及び、検知論理出力1回の発生からタイマの所定時間内に発生した検知論理出力数をカウントするカウンタを持つことにより、目的に応じた検知判断のための検知論理出力の発生回数を設定することも可能である。
【0015】
また、上述したようにこれらの実施の形態の場合、2つの検知エリアをPIRセンサを用いた構成で考えたが、本発明はこれに限定されない。PIRセンサとIRセンサの組み合わせやPIRセンサと超音波センサの組み合わせなど、他のセンサでの代用も可能である。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1及び請求項2の発明によれば、2つの検知エリアを構成し、その各信号のANDをとる信号処理方法において、2つの検知エリアの間隔が、センサ部を取り付ける高さによって、あるいは、検知エリア調整可能なものにおいては、検知エリアの角度によって、初期設定と変わってしまう場合であっても、検知判断のための時間差を最適な値に再設定することにより、人体検知を確実にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる人体検知器の一実施の形態における内部構成を示したブロック図である。
【図2】上記人体検知器によって展開される検知エリアを説明する図である。
【図3】上記人体検知器の設置高さを移動させた場合の検知エリア間隔を説明する図である。
【図4】上記人体検知器の検知エリアのなす角度を変化させた場合の検知エリア間隔を説明する図である。
【符号の説明】
11,12 光学系
21,22 焦電素子
31,32 増幅器
41,42 帯域フィルタ
51,52 比較回路
61,62 信号出力回路
70 検知論理出力回路
80 計算部
H0 初期設置高さ
H1 移動設置高さ
L0 初期検知エリア間隔
L1 設置高さ移動後検知エリア間隔
L2 検知エリアのなす角度を変化させた検知エリア間隔
T0 時間差
T1 最適時間差
v 人体移動速度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a human body detector that determines human body detection from signals in two detection areas, and for example, to a human body detector used in a security alarm device or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a passive infrared human body detector has been used for a security alarm device that detects an intruder in a predetermined detection area and turns on and blinks an illumination lamp or warns with a buzzer or a siren. .
[0003]
This type of infrared human body detector constantly expands the detection area and constantly monitors the amount of infrared energy that changes in the area, and when a human body enters the area, the infrared light that enters the infrared detection element via the optical system Since the amount of energy changes to increase or decrease the amount of infrared energy radiated from the human body with respect to the amount of infrared energy radiated from the background in the area, the human body is detected from the change in the amount of infrared energy. I have.
[0004]
Furthermore, in the infrared type human body detector as described above, in order to prevent false reports and noise by small animals, and false reports on heat sources such as sunlight, a plurality of detection areas are configured, and each signal in the detection areas is A human body is determined by means such as AND of each signal (here also referred to as AND even if they are not all at the same time) so that the human body is determined if it occurs within a predetermined time difference. I have.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional signal processing method in which two detection areas are formed and each signal is ANDed, the interval between the two detection areas differs from the initial setting depending on the height at which the sensor unit is mounted, and the detection area adjustment is performed. If possible, there is a problem that the setting differs from the initial setting depending on the angle of the detection area.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a human body detector capable of easily resetting a time difference for detection determination to an optimum value. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pyroelectric element that converts incident infrared energy into an electric signal corresponding to the amount of fluctuation thereof, an amplifier circuit that amplifies the electric signal, and an infrared light condensing element that focuses infrared light on the pyroelectric element. An infrared type human body detector comprising an optical system for incidence, comprising a pyroelectric element unit, an amplifier circuit unit, and an optical system for configuring two detection areas for generating independent signals, and comprising a pyroelectric element and an optical system. The detection area determined by the positional relationship is arranged before and after with respect to the invasion direction of the human body, and is set so as to be separated by a predetermined interval without overlapping each other,
According to the first aspect of the present invention, the height at which the sensor unit is mounted is changed in a human body detector that performs detection determination when two detection signals in each independent area are generated within a predetermined time difference. In this case, there is provided means for simultaneously changing the time difference value for detection and determination in accordance with the area interval that changes when the angle of the detection area changes.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, in the human body detector according to the first aspect, the value of the height at which the sensor unit is mounted and the angle between the two detection areas can be input by a switch or the like, and the optimum value is obtained based on those values. It has a calculation unit having a calculation function for resetting a time difference.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a human body detector according to the present invention. In FIG. 1, a human body detector includes a set of
[0010]
As an example of the calculation in the
Equation (1): T0 = L0 / v
Next, a case where the mounting height of the human body detector including the sensor unit is changed will be considered. When the height of the initial setting is H0 (m) shown in FIG. 2B and is changed to the height H1 (m) as shown in FIG. 3, the detection area interval L1 (m) becomes the following (2) Expression. Equation (2): L1 = L0 × H1 / H0
Until now, since the time difference T0 does not change, the time when the human body G actually passes through the detection area interval is different from the time L1 / v. In the case of H1 ≦ H0, the time when the human body G passes through the detection area interval is longer than the time. Since the signal is also detected and determined, the malfunction rate increases, and when H1 ≧ H0, the effective time is shorter than the time during which the human body passes through the detection area interval, so that the human body cannot be detected.
[0011]
Therefore, by resetting the time difference T1 to the time L1 / v during which the human body G actually passes through the detection area interval, that is, by setting T1 = L1 / v, the human body detection can be reliably performed without changing the signal processing method. become. Further, as in the above equation (2), L1 is determined by H1, so that it can be easily calculated.
[0012]
Also, consider a case where the angle between the two detection areas is changed. If the angles formed by the two detection areas with respect to the wall surface from the main body in the initial setting are θ1 (rad) and θ2 (rad) as shown in FIG. 2B, respectively, when L0 is the height H0, )
Equation (3) L0 = H0 × (tan θ1−tan θ2)
Next, as shown in FIG. 4, when the angles after the change are set to θ3 (rad) and θ4 (rad), respectively, the detection area interval L2 (m) becomes the following equation (4).
(4) Formula L2 = H0 × (tan θ3−tan θ4)
Here, by resetting the time difference T0 to L2 / v, that is, by setting T0 = L2 / v, the detection of the human body is ensured without changing the signal processing method. Note that L2 is two inputs of θ3 and θ4 when the two detection areas can be changed independently, and when the two detection areas change in conjunction, (θ3−θ4) is always constant and θ3 is constant. Alternatively, it is determined by inputting any one of θ4.
[0013]
Various definitions can be made for the detection area intervals described above, such as the intervals between the axes of the detection areas and the intervals between the ends of the detection areas, but these can be properly used according to the purpose. In addition to the input method using the DIP switch such as SW1 and SW2, for example, an ultrasonic sensor (not shown) may be provided by a structural mechanism to recognize the current height. Is automatically input to the calculation unit, so that the time difference can be automatically set.
[0014]
Further, in the detection
[0015]
In addition, as described above, in the case of these embodiments, the two detection areas are considered with the configuration using the PIR sensor, but the present invention is not limited to this. Other sensors such as a combination of a PIR sensor and an IR sensor or a combination of a PIR sensor and an ultrasonic sensor are also possible.
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, in the signal processing method in which two detection areas are configured and each signal is ANDed, the interval between the two detection areas is such that the sensor unit is attached. Depending on the height or the detection area adjustable, even if it changes from the initial setting due to the angle of the detection area, by resetting the time difference for detection judgment to the optimal value, There is an effect that the human body detection can be reliably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a human body detector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detection area developed by the human body detector.
FIG. 3 is a diagram illustrating a detection area interval when the installation height of the human body detector is moved.
FIG. 4 is a diagram illustrating a detection area interval when an angle between detection areas of the human body detector is changed.
[Explanation of symbols]
11, 12
Claims (2)
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