JP4359496B2 - Glass breakage detector - Google Patents
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Description
本発明は、建築物のガラスやショーケースのガラスが破壊されたことを検出して警報を発するガラス破壊検出装置に関し、ガラスが破壊されたときに発生する振動波及び音響波を利用してガラスの破壊を検出するガラス破壊検出装置に関する。 The present invention relates to a glass breakage detection device that issues an alarm by detecting that a building glass or a showcase glass is broken, and uses a vibration wave and an acoustic wave generated when the glass is broken. The present invention relates to a glass breakage detection device for detecting breakage of glass.
近年、建築物の窓等に使用されているガラスを破壊して内部に侵入する空き巣等による被害が多発している。また、建造物の内部に設置されたショーケースのガラスを破壊してショーケース内の商品や貴重品を盗む窃盗犯による被害も多く報告されている。 In recent years, damage caused by empty nests or the like that breaks down glass used for building windows and enters the interior has been increasing. There have also been many reports of damage by thieves who destroy the glass of showcases installed inside buildings and steal goods and valuables in the showcases.
このような被害を防ぐために、ガラスが破壊されたことを検出するガラス被壊検出装置が用いられている。ガラス破壊検出装置は、ガラスが破壊されたことを検出すると、警報を発したり外部の警備センター等へ通信回線を介して通報する等の機能を有している。 In order to prevent such damage, a glass breakage detection device that detects that glass has been broken is used. The glass breakage detection device has a function of issuing an alarm or notifying an external security center or the like via a communication line when detecting that the glass is broken.
ガラス破壊を検出する装置には、接触型センサを用いたタイプと非接触型センサを用いたタイプの2つのタイプが知られている。
接触型センサを用いたタイプは、特許文献1に示すように、ガラス面に圧電振動素子を貼り付け、ガラスに衝撃が加えられたときに発生する高い周波数成分(100kHz〜)の強度の特性に基づいて、ガラスが破壊されるに至ったか否かを判別し、ガラス破壊を検出している。
Two types of devices that detect glass breakage are known: a type using a contact type sensor and a type using a non-contact type sensor.
As shown in
一方、非接触型センサを用いたタイプは、天井や壁などのガラスから離れた所にマイクロホンを設置し、マイクロホンに入力される音響信号を分析することによりガラスの破壊を検出するものである。例えば、特許文献2では、ガラスが割れた瞬間のガラス面のたわみに起因する低い周波数(50〜100Hz)とガラスが割れたことに起因する高い周波数(5kHz〜20kHz)が同時に発生したことに基づき、ガラスの破壊を検出している。 On the other hand, the type using a non-contact type sensor detects breakage of glass by installing a microphone at a location away from glass such as a ceiling or a wall and analyzing an acoustic signal input to the microphone. For example, in Patent Document 2, based on the simultaneous occurrence of a low frequency (50 to 100 Hz) due to the deflection of the glass surface at the moment when the glass is broken and a high frequency (5 to 20 kHz) due to the glass being broken. , Detecting glass breakage.
また、特許文献3には、音響及び振動を検出して自動車の窓ガラスの破損(壊れ、割れ)を検知し、当該検知後に当該自動車内での非検出体の移動をマイクロ波等を用いて検出することにより、当該自動車内への侵入を検知する自動車安全センサシステムの発明が記載されている。
In
前述の接触型センサは、ガラス破壊時の振動波の特性である高い周波数成分を検出してガラス破壊を判定するが、ガラス破壊に至らないような衝撃によってもガラス破壊時と同等の高い周波数成分を検出することがあり、このとき誤警報を発してしまう問題があった。また、ガラス1枚に1個のセンサを貼り付けてガラスへ加えられた衝撃を検出するため、ガラスの枚数分だけセンサが必要となり、コストが高くなってしまう。また、直接ガラス面に貼り付けるため、センサがガラス面から脱落しやすいという欠点をもつ。さらには、ガラス面に貼り付けることにより美観を損ねるとともに、センサの位置が第三者にも容易に視認できてしまうという問題があった。 The contact sensor described above detects glass breakage by detecting high frequency components that are the characteristics of vibration waves at the time of glass breakage, but the same high frequency component as at the time of glass breakage due to an impact that does not lead to glass breakage. There is a problem that a false alarm is issued at this time. Further, since one sensor is attached to one piece of glass and the impact applied to the glass is detected, sensors are required for the number of sheets of glass, which increases the cost. Moreover, since it sticks on a glass surface directly, it has the fault that a sensor tends to drop | omit from a glass surface. In addition, there is a problem in that the appearance is lost by sticking to the glass surface, and the position of the sensor can be easily visually recognized by a third party.
一方、前述の非接触型センサは、上記の接触型センサの問題点を解決し、1つのセンサで複数のガラスを監視できるという利点があるが、センサの感度を高くすると、日常の環境雑音に反応してガラスが破壊されていないにも関わらず警報を発してしまう誤警報が多くなり、センサの感度を低くするとガラスが破壊されたときの音が小さいと警報を発しなくなり失報してしまうという問題があった。 On the other hand, the above-mentioned non-contact type sensor has the advantage that it solves the problems of the above-mentioned contact type sensor and can monitor a plurality of glasses with one sensor. There are many false alarms that cause an alarm even if the glass is not broken by reaction, and if the sensitivity of the sensor is lowered, if the sound when the glass is broken is low, the alarm will not be issued and the alarm will be lost There was a problem.
また、前述の自動車安全センサシステムでは、音響及び振動を検出してガラスの割れを検知しているが、対象が静かな自動車内を想定しているため、これを環境雑音の多い一般の建物に適用すると、悪戯等により振動や音響が発生するだけで誤警報を発してしまうといった問題があった。 Moreover, in the above-mentioned automobile safety sensor system, sound and vibration are detected to detect glass breakage. However, since the target is assumed to be in a quiet automobile, this is applied to a general building with a lot of environmental noise. When applied, there is a problem that a false alarm is generated only by vibration or sound due to mischief or the like.
上述のように、従来のガラス破壊検出装置では実際にガラスが破壊されたか否かを確実に判定できず、誤警報を発してしまうという問題を排除できるものではなかった。これは、ガラスへ加えられた衝撃や環境雑音により発生した振動波や音響波の波形が多様であることに起因している。したがって、振動波のみによるセンサ、音響波のみによるセンサ単体ではガラス破壊以外の誤警報を排除することは困難であり、また、単に振動波及び音響波を組み合わせたとしても容易に対応できるものではない。 As described above, the conventional glass breakage detection apparatus cannot reliably determine whether or not the glass is actually broken, and cannot eliminate the problem of generating a false alarm. This is because the waveforms of vibration waves and acoustic waves generated by impacts applied to glass and environmental noise are diverse. Therefore, it is difficult to eliminate false alarms other than glass breakage with a sensor based only on vibration waves and a sensor alone based on acoustic waves, and it is not easy to deal with simply combining vibration waves and acoustic waves. .
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、発生した音響波及び振動波がガラス破壊によるものか否かを確実に区別できるガラス破壊検出装置を提供することを第1の目的としている。
また、窓ガラスに対して確実に取付けられ、一箇所にセンサを設置することで複数枚の窓ガラスを監視できるとともに、発生した音響波及び振動波がガラス破壊によるものか否かを確実に区別できるガラス破壊検出装置を提供することを第2の目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to provide a glass breakage detection apparatus that can reliably distinguish whether generated acoustic waves and vibration waves are due to glass breakage. It is said.
In addition, it can be securely attached to the window glass, and multiple windows can be monitored by installing a sensor in one place, and whether the generated acoustic waves and vibration waves are due to glass breakage is reliably distinguished. It is a second object to provide a glass breakage detection device that can be used.
請求項1に記載されたガラス破壊検出装置は、ガラスが破壊されたときに発生する振動波及び音響波によりガラスの破壊を検出するガラス破壊検出装置において、振動波を検出して振動信号を出力する振動波検出手段と、音響波を検出して音響信号を出力する音響波検出手段と、前記振動信号の強度と前記音響信号の強度との相関関係に基づく判定を少なくとも含む判定によってガラス破壊を判定する判定手段とを備え、前記相関関係は、前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記振動信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係であることを特徴としている。
The glass breakage detection device according to
請求項2に記載されたガラス破壊検出装置は、ガラスが破壊されたときに発生する振動波及び音響波によりガラスの破壊を検出するガラス破壊検出装置において、振動波を検出して振動信号を出力する振動波検出手段と、音響波を検出して音響信号を出力する音響波検出手段と、前記振動信号の強度と前記音響信号の強度との相関関係に基づく判定を少なくとも含む判定によってガラス破壊を判定する判定手段とを備え、前記相関関係は、前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記音響信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係であることを特徴としている。 The glass breakage detection device according to claim 2 is a glass breakage detection device that detects breakage of glass by vibration waves and acoustic waves generated when the glass is broken, and outputs vibration signals by detecting vibration waves. Glass wave breakage by determination including at least determination based on a correlation between intensity of the vibration signal and intensity of the acoustic signal, vibration wave detection means for detecting the acoustic wave and outputting an acoustic signal by detecting the acoustic wave Determining means for determining, wherein the correlation is such that the intensity ratio between the intensity of the high frequency component of the vibration signal and the intensity of the low frequency component of the acoustic signal and the intensity of the predetermined frequency component of the acoustic signal are predetermined. It is characterized by a correlation with the degree of continuity that represents a continuation state that is greater than or equal to the value.
請求項3に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1又は2に記載のガラス破壊検出装置において、前記振動信号の高周波数帯域は前記音響信号の所定周波数を含むことを特徴としている。
Glass breaking detection apparatus according to
請求項4に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1乃至3に記載のガラス破壊検出装置において、前記判定手段は、測定された継続度が、前記強度比と前記継続度の関係を示す識別関数及び測定された強度比から得られた前記継続度の値を超えた場合にガラス破壊の発生を判定することを特徴としている。
The glass breakage detection device according to claim 4 is the glass breakage detection device according to any one of
請求項5に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1乃至3に記載のガラス破壊検出装置において、前記判定手段は、前記継続度が所定の値よりも大きくかつ前記音響信号の所定周波数成分が最大になった時の前記音響信号の高域周波数成分が所定の値を超えた場合に、前記強度比と前記継続度の関係を示す識別関数及び測定された強度比から得られた前記継続度の値と測定された継続度とを比較し、測定された継続度の方が大きい場合にガラス破壊の発生を判定することを特徴としている。
The glass breakage detection apparatus according to
請求項6に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1乃至5に記載のガラス破壊検出装置において、前記音響信号の継続度は、前記音響信号の所定周波数成分の強度が前記所定値以上である継続時間であることを特徴としている。
The glass breakage detection apparatus according to
請求項7に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1乃至5に記載のガラス破壊検出装置において、前記音響信号の継続度は、前記音響信号の所定周波数成分の強度が前記所定値を超えてからの当該強度の累積値であることを特徴としている。
Glass breaking detection apparatus according to claim 7, in the glass breaking detection apparatus according to
請求項8に記載されたガラス破壊検出装置は、請求項1乃至7に記載のガラス破壊検出装置であって、ガラスを支持する構造部材に少なくとも前記振動波検出手段が取り付けられ、前記構造部材から振動波を検出することを特徴としている。
A glass breakage detection device according to claim 8 is the glass breakage detection device according to
請求項1に記載されたガラス破壊検出装置によれば、単に振動信号と音響信号を組み合わせただけではなく、少なくとも、ガラス破壊という事象に特有な振動信号の強度と音響信号の強度の相関関係に基づく判断を含んだ判断によって判定を行うので、確実なガラス破壊の判定を行うことができるという効果があり、特に前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記振動信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係に基づいて判断を行うことにより正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detection device described in
請求項2に記載されたガラス破壊検出装置によれば、単に振動信号と音響信号を組み合わせただけではなく、少なくとも、ガラス破壊という事象に特有な振動信号の強度と音響信号の強度の相関関係に基づく判断を含んだ判断によって判定を行うので、確実なガラス破壊の判定を行うことができるという効果があり、特に前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記音響信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係に基づいて判断を行うことにより正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。 According to the glass breakage detection device described in claim 2 , not only the vibration signal and the acoustic signal are simply combined, but at least the correlation between the intensity of the vibration signal and the intensity of the sound signal peculiar to the event of the glass breakage. Since the determination is based on the determination including the determination based on, there is an effect that it is possible to perform a reliable determination of glass breakage, and in particular , the strength of the high frequency component of the vibration signal and the strength of the low frequency component of the acoustic signal There is an effect that the glass breakage can be accurately determined by making a determination based on the correlation between the intensity ratio and the continuity representing the continuation state in which the intensity of the predetermined frequency component of the acoustic signal is equal to or greater than a predetermined value. is there.
請求項3に記載されたガラス破壊検出装置によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果において、ガラスの振動によって音響波が生じることにより両者に相関関係があるため、前記振動信号の高域周波数帯域が前記音響信号の所定周波数を含むことでより明瞭な相関関係が生じることとなり、前記相関関係に基づいて判定を行うことにより正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detection device described in
請求項4に記載されたガラス破壊検出装置によれば、請求項1乃至3に記載の発明の効果において、前記判定手段は、測定された継続度が、前記強度比と前記継続度の関係を示す識別関数及び測定された強度比から得られた前記継続度の値を超えた場合にガラス破壊の発生を判定するので、実験によって求めた最適の識別関数によって正確かつ効果的にガラス破壊とその他の事象を識別してガラス破壊の発生を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detecting device described in claim 4 , in the effect of the invention described in
請求項5に記載されたガラス破壊検出装置によれば、請求項1乃至3に記載の発明の効果において、前記判定手段は、前記継続度が所定の値よりも大きくかつ前記音響信号の所定周波数成分が最大になった時の前記音響信号の高域周波数成分が所定の値を超えた場合に、前記強度比と前記継続度の関係を示す識別関数及び測定された強度比から得られた前記継続度の値と測定された継続度とを比較し、測定された継続度の方が大きい場合にガラス破壊の発生を判断するので、ガラス破壊である可能性の高い事象のみを対象として効率的な判定を行い、実験によって求めた最適の識別関数によって正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detection apparatus described in
請求項6に記載されたガラス破壊検出装置によれば、請求項1乃至5に記載の発明の効果において、前記音響信号の継続度として前記音響信号の所定周波数成分の強度が前記所定値以上である継続時間を採用したので、簡易なデータ処理によって音響信号の継続度に関するデータを得ることができ、装置の負担が軽いにも係わらず、正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detection device described in
請求項7に記載されたガラス破壊検出装置によれば、請求項1乃至5に記載の発明の効果において、前記音響信号の継続度として前記音響信号の所定周波数成分の強度が前記所定値を超えてからの当該強度の累積値を採用したので、音響信号の継続度を正確に表す最適のデータを得ることができ、より正確にガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass breakage detection device described in claim 7 , in the effect of the invention according to
請求項8に記載されたガラス破壊検出装置によれば、ガラスを支持する構造部材に前記振動波検出手段を取り付けて構造部材から振動波を検出できるので、請求項1乃至7に記載の発明の効果において、前記判定手段が、前記相関関係に基づいて、前記構造部材に加えられた打撃とガラス破壊とを識別してガラス破壊を判定することができる効果がある。
According to the glass fracture detection apparatus as claimed in claim 8, it is possible to detect the vibration wave from the structural member by attaching said vibration wave detecting means to the structural member that supports the glass, the invention described in
以下、本発明を実施するために特許出願人が出願時点で最良と思う本発明の実施の形態を説明する。
(1)実施の形態の構成
図1は本発明に係るガラス破壊検知装置100の構成を示したブロック図である。
1は振動波を検出する振動波検出手段としての振動ピックアップ、3は音響波を検出する音響波検出手段としてのマイクロホンである。それぞれの出力はアンプ10、30により適切なレベルまで増幅される。アンプ10の出力はバンドパスフィルタ(以後BPF)11,21に入力される。BPF11は振動信号の低域周波数帯域である50Hz〜150Hzの通過特性を持ち、BPF21は振動信号の高域周波数帯域である3kHz〜15kHzの通過特性をもつフィルタである。同様にアンプ30の出力はBPF31、41に入力される。BPF31は音響信号の中域周波数帯域である3kHz〜4kHzの通過特性をもつフィルタ、BPF41は音響信号の高域周波数帯域である15kHz〜20kHzの通過特性を持つフィルタである。
In the following, embodiments of the present invention that the patent applicant thinks best at the time of filing to implement the present invention will be described.
(1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a glass
BPF11,21,31,41の出力はそれぞれ包絡抽出回路12,22,32,42に入力され各帯域信号の包絡が抽出される。包絡抽出回路の詳細図は示さないが、半波整流回路または全波整流回路と平滑化回路から実現できる。包絡抽出回路12,22,32,42の出力はそれぞれ対数化回路13,23,33,43に入力され対数変換された後、AD変換され後段のCPU5へと入力される。ガラス破壊の判定手段であるCPU5では、所定のプログラムに従って、入力信号がガラス破壊によるものか、ガラス破壊以外の原因によって生じたものかを判定し、ガラス破壊によるものであると判定した場合には送信部6へ信号を出力し、送信部6では図示しない警報表示装置に信号を無線または有線にて送信する。
The outputs of the
図9はガラス破壊検出装置100を監視対象となるガラス51を支持するサッシ枠50に取り付けた場合の取付け場所を示す図である。これらの図に示すように監視対象となるガラス51を支持するサッシ50の表面、又はサッシ50の内部に配置される。またクレセント錠52の施錠によりサッシ50とサッシ60が結合されている場合はサッシ60に支持されるガラス61も監視対象とすることが可能である。
FIG. 9 is a diagram showing an attachment location when the glass
また図10はガラス破壊検出装置100の振動ピックアップ1、マイク3の取付け状態の一例を示す斜視図である。振動ピックアップ1はサッシ枠50と直に接するよう配置する必要が有るが、マイク3はガラス51、61を同時に監視できるようガラス51、61の近傍であれば任意である。例えば、図10では、振動ピックアップ1とマイク3はガラス破壊検出装置100として共通の筐体内に収納されて一体化されているが、サッシ枠50と直に接するよう配置するのは振動ピックアップ1のみとして小型化し、サッシ側に取り付ける装置をコンパクト化するとともに、マイク3はガラス51、61を同時に監視できるがサッシ50、60からは離れた位置に別体の装置として配置することも可能である。
FIG. 10 is a perspective view showing an example of an attachment state of the
(2)実施の形態におけるガラス破壊検出の概略
図4、図5を用いて、実施の形態で実現されている本発明によるガラス破壊検出の原理を具体的に説明する。
本発明の主な目的は硬いものでサッシ枠を叩かれた場合や、自動車などにより跳ね上げられた小石などが破壊に至らない程度にガラスへ衝突した場合等に発生する誤警報を可能な限り排除することである。本発明者らは、ガラスが破壊された場合にサッシ枠に発生する振動波は、強度が同等の低域(50Hz〜150Hz)及び高域(3kHz〜15kHz)成分を伴うのに対し、硬いものでサッシ枠を叩いた場合、または小石などがガラスへ衝突した場合は、振動波の高域成分は発生するが振動波の低域成分は少ないこと、並びにガラスが破壊された場合は音響波の中域(3〜4kHz帯域)のパワー包絡信号に継続性がある等、音響波の中域の成分の継続度が高いことを実験により見出した。
(2) Outline of Glass Breakage Detection in Embodiment The principle of glass breakage detection according to the present invention realized in the embodiment will be specifically described with reference to FIGS.
The main object of the present invention is to prevent false alarms that occur as much as possible when a hard object is hit with a sash frame, or when pebbles raised by an automobile or the like collide with glass to such an extent that they do not break. It is to eliminate. The inventors of the present invention found that the vibration wave generated in the sash frame when the glass is broken is hard while the low-frequency (50 Hz to 150 Hz) and high-frequency (3 kHz to 15 kHz) components are equivalent in strength. If the sash frame is struck or a pebbles collides with the glass, the high frequency component of the vibration wave is generated but the low frequency component of the vibration wave is small, and if the glass is broken, the acoustic wave Experiments have found that the continuity of components in the middle range of the acoustic wave is high, such as the continuity of the power envelope signal in the middle range (3 to 4 kHz band).
パワー包絡信号の継続度は例えば図5に示す様にパワー包絡信号SM(n)が所定の閾値Thd1を上回った時点から、Thd1より小さな閾値Thd2以下になる区間のSM(n)−Thd2の累積値Sで代表させることができる。尚、図5の網掛けされた領域は現在時刻nまでの累積値の算出過程を表している。 For example, as shown in FIG. 5, the continuity of the power envelope signal is an accumulation of SM (n) −Thd2 in a section where the power envelope signal SM (n) exceeds a predetermined threshold Thd1 and falls below a threshold Thd2 smaller than Thd1. It can be represented by the value S. The shaded area in FIG. 5 represents the process of calculating the cumulative value up to the current time n.
以上から、ガラスが破壊された場合は、振動波の高域成分と振動波の低域成分の各強度が同等乃至大差がない状態となるため、振動波の高域成分と振動波の低域成分の各強度の比(強度比)は1乃至その前後の値に近く、換言すれば対数値における振動波の高域成分−振動波の低域成分の差分Vdiffがある所定の値より小さくなる。尚、本実施例では音響波、振動波の各包絡信号は対数化されているため、高域成分と低域成分の差をVdiffとしたが、対数化されていない場合は上述のように比となることは明らかである。 From the above, when the glass is broken, the intensity of the high-frequency component of the vibration wave and the intensity of the low-frequency component of the vibration wave are in the same or no significant difference, so the high-frequency component of the vibration wave and the low-frequency component of the vibration wave The intensity ratio (intensity ratio) of each component is close to 1 or a value before and after that, in other words, the difference Vdiff between the high frequency component of the vibration wave and the low frequency component of the vibration wave in the logarithmic value is smaller than a predetermined value. . In this embodiment, since the envelope signals of the acoustic wave and the vibration wave are logarithmized, the difference between the high frequency component and the low frequency component is set to Vdiff. It is clear that
また、ガラスが破壊された場合は、音響信号の所定周波数成分の強度が一定の時間内で所定値以上を維持すると考えられ、このように強度が所定値以上である継続状態の程度を表す継続度として前記累積値Sを考えると、この累積値Sが別の所定の値より大きい場合にガラスが破壊されたと考えることができる。 In addition, when the glass is broken, it is considered that the intensity of the predetermined frequency component of the acoustic signal is maintained at a predetermined value or more within a certain time, and thus the continuation indicating the degree of the continuous state where the intensity is at or above the predetermined value. Considering the accumulated value S as a degree, it can be considered that the glass is broken when the accumulated value S is larger than another predetermined value.
しかし、実際にはこれら両値の単純な組み合わせでガラス破壊の判断ができるわけではなく、以下に説明する通り、前記差分Vdiffが大きくなると前記累積値Sも大きくなるという正の相関関係が有ることが本願発明者等によって発見されたため、本願発明は、両値の相関関係を利用した識別関数S=a×Vdiff+b(a>0)を実験的に求め、これを用いてガラス破壊の有無を判別することを重要なポイントの一つとしており、これによって多大な効果を達成しているものである。 However, in actuality, it is not possible to judge glass breakage with a simple combination of these two values, and as explained below, there is a positive correlation that the cumulative value S increases as the difference Vdiff increases. Was discovered by the inventors of the present application, and the present invention experimentally obtained a discriminant function S = a × Vdiff + b (a> 0) using the correlation between the two values, and used this to determine the presence or absence of glass breakage. This is one of the important points, and this has achieved a great effect.
相関関係の具体例を図4に示す。
図4は本願発明者等が行った実験から得られたデータを模式的に示したものであり、ガラス破壊時のデータと、サッシ枠を叩いた時やガラスに小石などが衝突したが破壊に至らない時(ガラス破壊以外の事象)のデータとを、横軸を前記差分Vdiff、縦軸を前記累積値Sとして同図中に示したものである。
A specific example of the correlation is shown in FIG.
FIG. 4 schematically shows data obtained from experiments conducted by the inventors of the present application. The data at the time of breaking the glass, and when the sash frame was struck or when pebbles collided with the glass, it was destroyed. The data when not reached (events other than glass breakage) are shown in the figure with the horizontal axis representing the difference Vdiff and the vertical axis representing the cumulative value S.
ここで、差分Vdiffと累積値Sの間に何の相関関係も無ければ、図4中のデータのプロット位置には縦軸横軸の各変数との関係で一定の関係は現れないはずであり、例えばサッシ枠を叩いた時、ガラスに小石などが衝突したが破壊に至らない時(ガラス破壊以外の事象)のデータは、図中右上、右下、左下の領域にまばらに存在するはずである。 Here, if there is no correlation between the difference Vdiff and the accumulated value S, there should be no fixed relationship in relation to each variable on the horizontal axis of the vertical axis at the plot position of the data in FIG. For example, when a sash frame is struck and pebbles collide with the glass but it does not break (events other than glass breakage), the data should be sparsely present in the upper right, lower right, and lower left areas in the figure. is there.
しかし、差分Vdiffと累積値Sの間には正の相関関係があるため、実際にはガラス破壊以外の事象のデータ(図4中○で表現)は、図4中において斜めの破線で示すような右上がりのデータ分布になっており、ガラス破壊によるデータ(図4中□で表現)も右上がりのデータ分布になっている。 However, since there is a positive correlation between the difference Vdiff and the cumulative value S, the data of events other than glass breakage (represented by ◯ in FIG. 4) is actually shown by the oblique broken lines in FIG. The data distribution is ascending to the right, and the data due to glass breakage (represented by □ in FIG. 4) is also increasing to the right.
ここで、ガラス破壊とこれ以外の事象を識別することを目的とし、ガラス破壊時のデータとこれ以外の事象発生時のデータを図4のグラフ上で区分するための手段として、図4中に実線で示すような識別線及びこの識別線を表す識別関数S=a×Vdiff+b(a>0)を導入する。ここで、識別関数の傾きaは、この図4中のデータ分布の傾きと略平行となるように設定される。すなわち、識別関数の傾きaは前記相関関係に対応した傾斜度を表し、この値はガラスの特性や設置環境によって変わり得る。ている。また識別関数の切片bは、ガラス破壊のデータとこれ以外の事象のデータを区分する識別線をいずれのデータ側に寄せて設定するかを示す値であり、ガラス破壊を確実に検知したいのであれば小さな値にし、誤警報をより抑えたいのであれば大きな値に設定すればよく、いわばセンサの感度の役割を果たす。 Here, for the purpose of discriminating between glass breakage and other events, as means for dividing the data at the time of glass breakage and the data at the time of other event occurrence on the graph of FIG. An identification line as indicated by a solid line and an identification function S = a × Vdiff + b (a> 0) representing this identification line are introduced. Here, the gradient a of the discrimination function is set so as to be substantially parallel to the gradient of the data distribution in FIG. That is, the gradient a of the discrimination function represents the gradient corresponding to the correlation, and this value can vary depending on the characteristics of the glass and the installation environment. ing. The intercept b of the discriminant function is a value indicating to which data side the discriminant line that separates the glass breakage data and other event data is set, and it is desirable to reliably detect the glass breakage. If you want to suppress the false alarm more, you can set it to a large value.
以下、差分Vdiffと累積値Sの相関関係についてさらに詳しく説明する。
本出願で対象としているガラスやサッシ枠の打撃や、破壊により生じる音響波は、加振されたガラスまたはサッシの振動波により空気に粗密が形成され、その結果として誘発されるものである。従って高い周波数の振動波は高い周波数の粗密波(音響波)を生成し、低い周波数の振動波は低い周波数の粗密波(音響波)を生成し得る。また、強い振動波は強い音響波を生成し、弱い振動波は弱い音響波を生成し得る。従って強い振動波の高域周波数成分(3kHz〜15kHz)を発生させる事象は、この範囲の周波数帯域に包含される3〜4kHzの強い音響波を誘発し、逆に弱い振動波の高域周波数成分(3kHz〜15kHz)を発生させる事象は、3〜4kHz帯域の弱い音響波しか誘発しない。
Hereinafter, the correlation between the difference Vdiff and the accumulated value S will be described in more detail.
The acoustic wave generated by hitting or breaking the glass or sash frame, which is the subject of the present application, is induced as a result of the formation of density in the air by the vibration wave of the vibrated glass or sash. Therefore, a high-frequency vibration wave can generate a high-frequency rough wave (acoustic wave), and a low-frequency vibration wave can generate a low-frequency rough wave (acoustic wave). A strong vibration wave can generate a strong acoustic wave, and a weak vibration wave can generate a weak acoustic wave. Therefore, an event that generates a high frequency component (3 kHz to 15 kHz) of a strong vibration wave induces a strong acoustic wave of 3 to 4 kHz included in this frequency band, and conversely, a high frequency component of a weak vibration wave. The event that generates (3 kHz to 15 kHz) induces only weak acoustic waves in the 3 to 4 kHz band.
一方累積値Sは音響波の3〜4kHz成分の包絡と閾値Thd2との差の累積である為、音響波の3〜4kHz成分が強い程、Sも大きくなる傾向がある。 On the other hand, since the accumulated value S is the accumulation of the difference between the envelope of the 3 to 4 kHz component of the acoustic wave and the threshold value Thd2, the stronger the 3 to 4 kHz component of the acoustic wave, the greater the S.
以上をまとめると、強い振動波の高域成分(3kHz〜15kHz)を発生させる事象ほど、強い3〜4kHz帯域の音響波を誘発し、結果として累積値Sが大きくなる。また、振動波の高域周波数成分の強さが大きくなると、この値と振動波の低域周波数成分の強さとの比を意味し、強度を対数化した場合の差分で定義されたVdiffも大きくなるので、最終結果としてVdiffとSの間には正の相関関係が得られる。 In summary, an event that generates a high frequency component (3 kHz to 15 kHz) of a strong vibration wave induces a strong acoustic wave in the 3 to 4 kHz band, and as a result, the accumulated value S increases. In addition, when the strength of the high frequency component of the vibration wave increases, it means the ratio between this value and the strength of the low frequency component of the vibration wave, and Vdiff defined by the difference when the intensity is logarithmically increased. Therefore, a positive correlation is obtained between Vdiff and S as a final result.
以上のように、本発明のガラス破壊検出装置は振動波の高域周波数成分と振動波の低域周波数成分の強度の比(対数値の差分)、音響波の中域のパワー包絡信号の継続性、更にはこれらの2つの値の相関関係を利用することにより、ガラス破壊以外の事象とガラス破壊を識別して効果的にガラス破壊を検出するものである。 As described above, the glass breakage detection apparatus according to the present invention has the intensity ratio (difference between logarithmic values) of the high frequency component of the vibration wave and the low frequency component of the vibration wave, and the continuation of the power envelope signal in the middle range of the acoustic wave. Further, by utilizing the correlation between these two values, events other than glass breakage and glass breakage are distinguished and glass breakage is effectively detected.
また、振動波には縦波成分、横波成分、表面波成分などがあり、この全てが音響波の発生に寄与するわけではないので、音響波と振動波とは全く同じ情報をもたらすものではなく、実際には信号の継続性は振動波には見られず、音響波から累積値Sを算出する点も本発明の重要な特徴の一つである。 In addition, vibration waves have longitudinal wave components, transverse wave components, surface wave components, etc., and not all of these contribute to the generation of acoustic waves, so acoustic waves and vibration waves do not provide exactly the same information. Actually, the continuity of the signal is not found in the vibration wave, and the point that the cumulative value S is calculated from the acoustic wave is also an important feature of the present invention.
(3)実施の形態におけるガラス破壊検出のための情報処理の具体的手順
次に、本発明におけるガラス破壊検出のための情報処理の具体的手順について、図1に示したCPU5の内部で実行される処理のフローを示す図2を用いて説明する。
図1の対数化回路13、23、33、43の各出力は対数化された包絡信号であり、サンプリングされてCPU5に入力される。サンプリングされた各入力信号を、図2ではそれぞれ低域周波数振動信号VL(n)、高域周波数振動信号VH(n)、中域周波数音響信号SM(n)、高域周波数音響信号SH(n)と表現する。nは各信号の時間的なサンプリング点を意味し、サンプリング周期は例えば10msなど対数化された包絡特性の情報量を落とさない程度のサンプリング周期であることが好ましい。
(3) Specific Procedure for Information Processing for Glass Breakage Detection in Embodiment Next, a specific procedure for information processing for glass breakage detection in the present invention is executed inside the
Each output of the
ステップ302では音響波の中域(3〜4kHz)の対数化された包絡信号である中域周波数音響信号SM(n)が所定の値(Thd1)以上であるか判定する。Thd1以上である場合には、ガラス破壊の可能性がある事象に起因する信号が入力されたと判断し、ガラス破壊か否かの判断をするための処理を開始する。Thd1以下の場合にはステップ302に戻り入力信号の監視を続ける。
In
またThd1はマイクロホンの感度、アンプの増幅率など各回路の特性および、本ガラス破壊検出装置が使用される環境の平均的な暗騒音レベルにより決定される値であるが、図1に示した対数化回路が入力Xに対し20log(X)の変換を行うような回路の場合は[dB]の単位となり例えば70[dB]などとする。 Thd1 is a value determined by the characteristics of each circuit such as the sensitivity of the microphone, the amplification factor of the amplifier, and the average background noise level of the environment in which the present glass breakage detection apparatus is used. The logarithm shown in FIG. When the conversion circuit is a circuit that performs 20 log (X) conversion on the input X, it becomes a unit of [dB], for example, 70 [dB].
ステップ304では事象開始検出FlagをFALSEに、Sを0に初期化する。詳細は後述するが、事象開始検出Flagは、ガラス破壊を含む検出・判断すべき事象の開始が検出されたことを意味するFlagであり、Sは音響波の強度が所定値以上である継続状態を示す指標であって、音響波の中域の包絡信号である中域周波数音響信号SM(n)の累積値を意味する値である。
In
ステップ306では中域周波数音響信号SM(n)が所定の値(Thd2)未満であるか判定する。Thd2もThd1同様マイクロホンの感度、アンプの増幅率など各回路の特性および、本ガラス破壊検出装置が使用される環境の暗騒音レベルにより決定される値であるが、例えば60などとし、Thd2はThd1より10dB程度小さな値である必要がある。
In
Thd1,Thd2の関係を図5に示す。中域周波数音響信号SM(n)がThd2未満の場合にはガラス破壊を含む事象に起因する信号が終了したものとしてステップ302に戻る。Thd2以上の場合は信号が続いているものとしてステップ308に進む。 The relationship between Thd1 and Thd2 is shown in FIG. If the mid-frequency acoustic signal SM (n) is less than Thd2, the process returns to step 302 assuming that the signal due to the event including glass breakage has ended. If it is equal to or greater than Thd2, the process proceeds to step 308 assuming that the signal continues.
ステップ308ではThd2を上回る中域周波数音響信号SM(n)の値(SM(n)−Thd2) をSに累積加算していく。図5に示すnが現在のサンプリング点を意味し、網掛けした領域がサンプリング点までに累積された値Sを意味する。
In
ステップ310では事象開始検出FlagがTRUEか否か判定する。初期状態ではFALSEであるため、ステップ312に進むが、ステップ312,314の所定の条件を既に満たしている場合には事象開始検出FlagはTRUEに設定されておりステップ320に進むことになる。
In
ステップ312では包絡信号である中域周波数音響信号SM(n)がSM(n−10)〜SM(n+10)の範囲で最大値となるか判定する。本ステップで中域周波数音響信号SM(n)の最大値を判定するのは、ガラスを支持する構造体(枠)等に物が当たったりガラスが破壊する等の事象が発生した瞬間に中域周波数音響信号SM(n)が最大になるものと考えられ、この時点での低域周波数振動信号VL(n)と高域周波数振動信号VH(n)の強度比を後のステップ318で算出して事象を識別する判断材料にするためである。なお、SM(n−10)〜SM(n+10)間の最大値判定には、SM(n)の値を支持するに必要十分なメモリーをCPU5内に用意する必要がある。SM(n)が最大値の場合はステップ314に進み、最大値でない場合はステップ306に戻る。
In
ステップ314では包絡信号である高域周波数振動信号VH(n)が所定の値Thd3を超えるか判定する。これはガラスが破壊された時にはサッシ枠に高い周波数の振動波が観測されることに基づくものであり、誤まって食器を割るなど日常の生活を営む上で発生するサッシの振動を伴わない雑音で誤警報を出力することを排除するためのものである。Thd3はガラス破壊時の振動強度に基づいて決定されるのが好ましく、例えば90とする。高域周波数振動信号VH(n)がThd3より大きい場合にはガラス破壊判定を継続しステップ318に進む。Thd3以下の場合にはステップ306に戻る。
In
以上ステップ312、314の条件はガラス破壊を含む検出・判断すべき事象の開始を検出するためのものであり、これらの条件が満たされた場合、ステップ318では事象開始検出FlagをTRUEに設定する。また事象発生初期に観測された特徴が、当該事象がガラス破壊かそれ以外の事象か否かを識別・判断するのに有効であり、後続するステップでこれらの値を利用できるよう支持する。
The conditions in
すなわち中域周波数音響信号SM(n)が最大になった時点nでの低域周波数振動信号VL(n)と高域周波数振動信号VH(n)の強度比を対数値の差分の形で算出してVdiff=VH(n)−VL(n)と設定し、また、同時点nにおける高域周波数音響信号SH(n)を高域周波数音響信号SHとしてSH=SH(n)と設定する。 That is, the intensity ratio between the low frequency vibration signal VL (n) and the high frequency vibration signal VH (n) at the time point n when the mid frequency acoustic signal SM (n) becomes maximum is calculated in the form of a logarithmic difference. Then, Vdiff = VH (n) −VL (n) is set, and the high-frequency acoustic signal SH (n) at the simultaneous point n is set as SH = SH (n) as the high-frequency acoustic signal SH.
ステップ320ではステップ308で算出された累積値Sが所定の値Thd5より大きく、かつSHが所定の値Thd6より大きいか否か判定する。累積値Sと高域周波数音響信号SHが共に前記基準値よりも大きい場合には、ガラス破壊の特徴を有するとしてステップ322に進む。どちらか一方でも前記基準値より小さい場合にはステップ306に戻りステップ308でSを更新した後、この判定ループを繰り返す。所定の値Thd5は例えば220、Thd6は70などであり、これらの値はガラス破壊実験より決定されるものである。
In
ステップ320はガラスが破壊された場合にはSもSHも大きくなる傾向にあるが、ガラスに打撃が加えられたが破壊に至らなかった場合にはこれらの数値は小さいという特徴に基づくものであり、このステップで破壊に至らないガラス打撃を排除することができる。すなわちステップ320での判断によれば、ステップ318で開始を検出したガラス破壊を含む事象の中からガラス破壊と破壊に至らないガラス打撃とを識別して、ガラスに打撃はあったが破壊に至らなかった場合に誤報が出力されることを防止することができる。ステップ320でのSとSHの関係を図3に示す。図3は発明者らが実験から得たデータを模式的に示したものである。
Step 320 is based on the feature that when the glass is broken, both S and SH tend to increase, but when the glass is hit but not destroyed, these numbers are small. This step can eliminate glass blows that do not cause breakage. That is, according to the judgment in
ステップ322ではステップ308で算出された累積値SがVdiffによって決まる値F(Vdiff)=a×Vdiff+b, (a>0)より大きいか否か判定する。a×Vdiff+bは識別関数と呼ばれるものであり、本例では直線であるが式の次数には特に限定はなく、ただVdiffとSの相関関係に基づいてガラス破壊とそれ以外の事象を区別しうる函数であればよい。F(Vdiff)=a×Vdiff+b, (a>0)は例えば10Vdiff+80などであり、ガラス破壊実験より決定されるものである。
In
累積値Sが上述のF(Vdiff)より大きい場合にはガラス破壊の特徴を有すると判断してステップ324に進む。小さい場合にはステップ306に戻りステップ308でSを更新した後、判定ループを繰り返す。
If the accumulated value S is larger than the above-described F (Vdiff), it is determined that the accumulated value S has a glass breaking characteristic, and the process proceeds to step 324. If it is smaller, the process returns to step 306, S is updated in
本ステップは硬いものでサッシ枠に打撃が加えられた場合や、小石などがガラスへ衝突した場合などによる誤警報を排除することを意図するものである。図4に示すように、ガラスが破壊された場合の振動波は低域から高域までの成分を伴うので、振動波の高域周波数成分と低域周波数成分の差、つまりVdiff=VH−VLは0前後の値となるが、硬いものでサッシ枠に打撃が加えられた場合や小石などのガラスへの衝突の場合は振動波の高域周波数成分は発生するが、低域周波数成分は少ないので、Vdiffは大きな値となる。 This step is hard and is intended to eliminate false alarms when a sash frame is hit or when pebbles hit the glass. As shown in FIG. 4, the vibration wave when the glass is broken includes components from a low frequency region to a high frequency region. Therefore, the difference between the high frequency component and the low frequency component of the vibration wave, that is, Vdiff = VH−VL. Is a value around 0, but when the sash frame is hard and is hit or when it collides with glass such as pebbles, high frequency components of vibration waves are generated, but low frequency components are small Therefore, Vdiff is a large value.
またステップ320で述べたとおりガラス破壊時にはSが大きくなる傾向があるので、Vdiffがある所定の値より小さく、かつSが他の所定の値より大きい場合にガラスが破壊されたと考えることができる。
Further, as described in
しかし、実際には単純な組み合わせよりは、前述のごとくVdiffが大きくなるとSも大きくなるという正の相関関係を利用した識別関数F(Vdiff)=a×Vdiff+b、(a>0)を用いるのが非常に効果的な結果をもたらす。また必要に応じて、Vdiffの絶対値がある所定の値より小さい、或いはSが別の所定の値より大きいなどの条件も併用することもでき、よりガラス破壊検出精度を上げることも可能である。 However, in actuality, rather than a simple combination, the discriminant function F (Vdiff) = a × Vdiff + b, (a> 0) using a positive correlation that S increases as Vdiff increases as described above is used. With very effective results. Further, if necessary, conditions such as the absolute value of Vdiff being smaller than a predetermined value or S being larger than another predetermined value can be used in combination, and the glass breakage detection accuracy can be further increased. .
ステップ324では以上全ての条件が満たされた場合、最終的にガラス破壊であるとし、警報を出力する。
またステップ324に至らず、ステップ320からステップ306に、或いはステップ322からステップ306に戻りステップ308、310、320、322と繰り返すループの過程で、ガラス破壊の全ての条件を満たす前に中域周波数音響信号SM(n)がThd2よりも小さくなった場合には、入力された信号の原因である事象はガラス破壊ではないとして本処理の先頭であるステップ302に戻る。
以上の説明の中でステップ306に戻るループ、及びステップ302に戻るループはCPU5に次のサンプリング点が取り込まれる周期と同期して行われる。
In
Further, in the course of the loop that repeats
In the above description, the loop returning to step 306 and the loop returning to step 302 are performed in synchronism with the period in which the
またステップ308ではThd2を上回る中域周波数音響信号SM(n)の値(SM(n)−Thd2)をSに累積加算し、ステップ320,322では累積値Sに基づきガラス破壊であるか否かの判定をしたが、音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上を維持する継続状態の程度を表す継続度としては、前記累積値Sの代わりにThd1を上回ってから現在のサンプリング点nまでの時間長(継続時間T)を用いることも可能である(図5参照)。
In
累積値Sの変わりに継続度として継続時間Tを用いた場合のフローチャートを図6に示す。変更されたステップは304、308、320、322であり、対応するステップはそれぞれ304’、308’、320’、322’となる。変更点はステップ304’、320’、322’はSがTに変更される点、及びステップ320’、322’ではそれに加え閾値Thd5がそれぞれThd5’に、判別の為のパラメータa、bがそれぞれa’、b’に変更される点だけであり、図2で説明した趣旨を逸脱するものではないので、詳細な説明は省略する。またステップ308’は図5に示した様にSM(n)がThd1を上回ってから現在のサンプリング点までの時間を算出する処理である。
FIG. 6 shows a flowchart when the duration T is used as the degree of continuity instead of the cumulative value S. The changed steps are 304, 308, 320, 322, and the corresponding steps are 304 ', 308', 320 ', 322', respectively. The change points are
また図1、図2に示した実施例では、高域周波数振動信号と低域周波数振動信号の強度比として、これらの対数値の差分Vdiff=VH(n)−VL(n)を算出していたが、低域周波数振動信号の代わりに低域周波数音響信号(音響波の低域周波数成分)を用いても同様な効果を得ることができる。 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the difference between these logarithmic values Vdiff = VH (n) −VL (n) is calculated as the intensity ratio between the high frequency vibration signal and the low frequency vibration signal. However, the same effect can be obtained by using a low frequency acoustic signal (low frequency component of acoustic wave) instead of the low frequency vibration signal.
その場合の構成ブロック図を図7に示す。図1との違いは振動波の低域周波数成分を取得するブロック11、12、13の替わりに、低域周波数音響信号(音響波の低域周波数成分)を取得するためのブロック51、52、53を備えている点である。アンプ30の出力はBPF51にも入力される。BPF51は50Hz〜100Hzの通過特性をもつフィルタである。BPF51の出力は包絡抽出回路52に入力され包絡が抽出される。包絡抽出回路52の出力は対数化回路53に入力され、対数変換されて出力され、後段のCPU5へ入力されてA/D変換手段によってA/D変換されて処理される。符号51、52、53に係る構成以外の構成要素は図1と同様であるので詳細な説明は省略する。
FIG. 7 shows a configuration block diagram in that case. The difference from FIG. 1 is that blocks 51, 52 for acquiring a low frequency acoustic signal (low frequency component of an acoustic wave) instead of the
また図8はCPU5の内部で実行される処理のフローチャートを示す。図2との違いはサンプリングされCPU5に入力された各対数化回路23,33,43,53の出力信号をそれぞれ高域周波数振動信号VH(n)、中域周波数音響信号SM(n)、高域周波数音響信号SH(n)、低域周波数音響信号SL(n)と表現する点、及びステップ318”のVdiffの設定方法と、ステップ322”のVdiffとSの相関から決定される判別の為のパラメータa”とb”だけであるので詳細な説明は省略する。
FIG. 8 shows a flowchart of processing executed in the
尚、上記ガラス破壊検出装置では、BPFを用いた構成としているが、ガラス破壊に起因して発生する低域周波数成分、高域周波数成分の振動波、音響波を測定できる範囲内で、ローパスフィルタやハイパスフィルタを用いた構成としてもよい。尚、上記実施の形態でハードウェアで構成されているBPF、包絡線抽出回路、対数化回路と同等の機能をCPU5のソフトウェアで実現する構成としてもよい。またそれとは逆にCPU5の代わりにコンパレータなどからなるアナログ回路で図1に示されるものと同等の機能を実現する構成としてもよい。
In the glass breakage detection apparatus, the BPF is used. However, the low pass filter can be used within a range in which low frequency components, high frequency component vibration waves and acoustic waves generated due to glass breakage can be measured. Alternatively, a configuration using a high-pass filter may be used. In addition, it is good also as a structure which implement | achieves the function equivalent to BPF comprised by the hardware in the said embodiment, an envelope extraction circuit, and a logarithmization circuit with the software of CPU5. On the other hand, an analog circuit including a comparator or the like instead of the
以上説明した実施の形態では、振動ピックアップ1とマイクロホン3をサッシ枠に設けていたので、特に従来技術との連関において次に説明するような効果が得られる。
すなわち、ガラスに直接センサを取り付ける既存の接触型ガラスセンサは100kHz以上という非常に高い周波数を監視していたが、この100kHz以上という周波数の振動波はガラスやフレームを普通に叩く程度では発生しない。よって、既存の接触型ガラスセンサによれば、ガラスに小石があたった程度や、ガラスやフレームを叩いた程度では発報しないので、窓枠への衝撃が誤報になる可能性は低かった。
In the embodiment described above, since the
That is, an existing contact type glass sensor in which a sensor is directly attached to glass monitors a very high frequency of 100 kHz or more. However, a vibration wave having a frequency of 100 kHz or more is not generated to the extent that the glass or the frame is hit normally. Therefore, according to the existing contact-type glass sensor, since the alarm is not issued when the glass is hit with a pebble or when the glass or the frame is hit, the possibility that the impact on the window frame becomes a false alarm is low.
しかし、本願の実施の形態のように、1つの装置で2枚以上のガラスを監視するという利点を得るために窓枠にセンサ(少なくとも振動ピックアップ1)を設置する構造を採用すると、今度は100kHzという高い周波数の振動波が窓枠まで伝達されなくなってしまう。ガラスとセンサとの間には、ガラスを固定する巻きゴムやシーリング剤、フレームといった境界面が沢山有り、100kHzの振動は通過してこれなくなってしまうからである。 However, if a structure in which a sensor (at least the vibration pickup 1) is installed in the window frame in order to obtain the advantage of monitoring two or more pieces of glass with one device as in the embodiment of the present application, this time, 100 kHz The high frequency vibration wave is not transmitted to the window frame. This is because there are many boundary surfaces between the glass and the sensor, such as a wound rubber, a sealing agent, and a frame for fixing the glass, and 100 kHz vibration passes and disappears.
したがって、窓枠にセンサを設置する場合は、100kHzより低い周波数、例えば10数kHz程度の振動波で破壊を検知するしかないが、そうすると今度は窓枠への直接の打撃や、ガラスが割れない程度の衝撃による10数kHz程度の振動をセンサが検出してしまうという問題点が想定できる。また図4に示すように、単に音響波による判定と振動波による判定を組み合わせただけでは、ガラス破壊とそれ以外を確実に切り分けることができず係る問題点を回避できない。 Therefore, when installing a sensor on a window frame, the only way to detect breakage is at a frequency lower than 100 kHz, for example, a vibration wave of about 10 or more kHz, but this time, the window frame will not be directly hit or the glass will not break. There can be assumed a problem that the sensor detects a vibration of about several tens of kHz due to an impact of a certain degree. Further, as shown in FIG. 4, simply by combining the determination by the acoustic wave and the determination by the vibration wave, it is impossible to reliably separate the glass breakage from the other, and the problem cannot be avoided.
しかしながら、本願発明の前記実施の形態によれば、1つの装置で2枚以上のガラスを監視するために窓枠にセンサを設置した構成であるため、100kHz以上の高周波数の振動波でガラス破壊を監視することができないにも係わらず、ガラスが破壊された場合に生じる音響波と振動波の強度の間に一定の相関関係があることを見出し、この相関関係を利用してガラス破壊をこれ以外の事象と明確に識別することができるので、1つの装置で2枚以上のガラスを対象とする経済的かつコンパクトな構成でありながらガラス破壊の発生を正確に判定することができるという効果が得られる。なお、本願発明は前記実施の形態において以上の効果が得られるが、窓枠にセンサを設置した構造でなくとも、ガラスの振動が伝達される位置(ガラス面等)であれば、上記相関関係を利用できることは言うまでもない。 However, according to the above-described embodiment of the present invention, since the sensor is installed on the window frame in order to monitor two or more pieces of glass with one device, the glass breakage is caused by a high-frequency vibration wave of 100 kHz or more. Despite the fact that the glass cannot be monitored, it has been found that there is a certain correlation between the intensity of the acoustic wave and the vibration wave that occurs when the glass is broken. Since it is clearly distinguishable from other events, it is possible to accurately determine the occurrence of glass breakage in an apparatus that is economical and compact for two or more glasses. can get. The invention of the present application can achieve the above effects in the above-described embodiment. However, even if the sensor is not installed in the window frame, the above-mentioned correlation can be used as long as the glass vibration is transmitted (glass surface, etc.). It goes without saying that can be used.
従って、本願発明によれば、ガラスの破壊以外の何らかの事象によってガラス破壊と同等な高い周波数の振動波が生じた場合であっても、そのような振動波だけではなく、また振動波と音響波の単なる組み合わせでもなく、即ちガラスが破壊された場合にのみ生じると考えられる音響波と振動波の強度の間の一定の相関関係を利用して判定を行うので、ガラス破壊をこれ以外の事象と明確に識別することができるという効果が得られる。 Therefore, according to the present invention, even if a vibration wave having a high frequency equivalent to glass breakage is generated due to some event other than glass breakage, not only such vibration wave but also vibration wave and acoustic wave are generated. Since the determination is made using a certain correlation between the intensity of the acoustic wave and the vibration wave, which is considered to occur only when the glass is broken, the glass breakage is regarded as other events. The effect that it can be clearly identified is obtained.
1…振動波検出手段としての振動ピックアップ
2…音響波検出手段としてのマイク(マイクロフォン)
5…判定手段としてのCPU
51、61…ガラス
100…ガラス破壊検出装置
VL(n)…低域周波数振動信号、
VH(n)…高域周波数振動信号、
SL(n)…低域周波数音響信号、
SM(n)…中域周波数音響信号、
SH(n)…高域周波数音響信号、
S…音響信号の継続度としての累積値、
T…音響信号の継続度としての継続時間、
DESCRIPTION OF
5 ... CPU as determination means
51, 61 ...
VH (n) ... high frequency vibration signal,
SL (n): low frequency acoustic signal,
SM (n): mid frequency acoustic signal,
SH (n) ... high frequency acoustic signal,
S: Cumulative value as continuity of acoustic signal,
T: Duration as the duration of the acoustic signal,
Claims (8)
振動波を検出して振動信号を出力する振動波検出手段と、
音響波を検出して音響信号を出力する音響波検出手段と、
前記振動信号の強度と前記音響信号の強度との相関関係に基づく判定を少なくとも含む判定によってガラス破壊を判定する判定手段とを備え、
前記相関関係は、前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記振動信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係であることを特徴とするガラス破壊検出装置。 In a glass breakage detection device for detecting breakage of glass by vibration waves and acoustic waves generated when the glass is broken,
Vibration wave detecting means for detecting a vibration wave and outputting a vibration signal;
Acoustic wave detecting means for detecting an acoustic wave and outputting an acoustic signal;
Determination means for determining glass breakage by determination including at least determination based on a correlation between the intensity of the vibration signal and the intensity of the acoustic signal;
The correlation represents an intensity ratio between the intensity of the high frequency component of the vibration signal and the intensity of the low frequency component of the vibration signal, and a continuation state in which the intensity of the predetermined frequency component of the acoustic signal is greater than or equal to a predetermined value. A glass breakage detection device characterized by a correlation with continuity.
振動波を検出して振動信号を出力する振動波検出手段と、
音響波を検出して音響信号を出力する音響波検出手段と、
前記振動信号の強度と前記音響信号の強度との相関関係に基づく判定を少なくとも含む判定によってガラス破壊を判定する判定手段とを備え、
前記相関関係は、前記振動信号の高域周波数成分の強度と前記音響信号の低域周波数成分の強度の強度比と、前記音響信号の所定周波数成分の強度が所定値以上である継続状態を表す継続度との相関関係であることを特徴とするガラス破壊検出装置。 In a glass breakage detection device for detecting breakage of glass by vibration waves and acoustic waves generated when the glass is broken,
Vibration wave detecting means for detecting a vibration wave and outputting a vibration signal;
Acoustic wave detecting means for detecting an acoustic wave and outputting an acoustic signal;
Determination means for determining glass breakage by determination including at least determination based on a correlation between the intensity of the vibration signal and the intensity of the acoustic signal;
The correlation represents an intensity ratio between the intensity of the high frequency component of the vibration signal and the intensity of the low frequency component of the acoustic signal, and a continuation state in which the intensity of the predetermined frequency component of the acoustic signal is greater than or equal to a predetermined value. A glass breakage detection device characterized by a correlation with continuity.
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