JP4651936B2 - 移動体検知・報知システム - Google Patents
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Description
前記レーダーは、マイクロ波の送信に係る送信部と、発信されたマイクロ波が移動体に反射して生じる反射波の受信に係る受信部と、送受信と演算を制御する処理部と、マイクロ波を送信すると共に、移動体により反射された反射波を受信する送受信アンテナとを備え、前記送信部から単一周波数のマイクロ波を出力し、前記受信部により反射波を検出することで当該移動体の存在の有無、相対距離及び速度を検知するものであり、
前記送信部は、処理部の制御部による制御信号に基づいてマイクロ波の信号を出力するマイクロ波発生部と、該マイクロ波発生部によって発生されたマイクロ波の信号を増幅して送受信アンテナに出力する増幅器とを備え、
前記受信部は、送受信アンテナによって受信された反射波の信号を増幅する増幅部と、前記送受信アンテナで受信され増幅部で増幅された反射波の信号を検波すると共に、反射波の波形を作成する波形作成部と、波形作成部より入力された波形信号に基づいて、前記送受信アンテナから送信されるマイクロ波から得られる波長の4分の1であるλ/4で腹と節とが繰り返される前記反射波の腹でLレベルからHレベルに変化し、節でHレベルからLレベルに変化するような矩形波からなるパルス波形に反射波を波形整形するパルス計測器とを備え、
前記処理部は、マイクロ波を発生させるための制御信号をマイクロ波発生部に出力する制御部を備え、前記制御部は、パルス計測器より入力されたパルス波形信号に基づいて所定波長あたりの時間を検出し、当該時間に基づいて移動体の速度を算出する速度算出部を備え、
前記報知手段は、報知部とレーダーから送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度に基づき報知部の動作を制御する演算制御部とを備えると共に、前記演算制御部には、移動体の存在の有無、相対距離、及び速度の範囲が、テーブル方式でそれぞれ予め設定されており、レーダーから送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度と、予め設定された前記範囲とを比較演算し、送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度が予め設定した範囲内である場合に報知部を制御し、所定の報知動作を行わせ、又はその逆に、予め設定した範囲内から範囲外へ推移した時点で報知を行うものであることを特徴とするものである。
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる移動体検知・報知システムの一例を示すもので、レーダーが一出力型のドップラーレーダーである場合を示すブロック図である。移動体検知・報知システム100は、レーダー1a及び報知手段2を備えたもので、レーダー1はマイクロ波(周波数3Gから30GHz、波長1〜10cmの範囲内の電波)を利用したドップラー方式のレーダーとされている。レーダー1は、マイクロ波の送受信アンテナ11と、マイクロ波の送信に係わる送信部12、反射波の受信に係わる受信部13、及び送受信と演算を制御する処理部14とを備えている。
なお、制御部141は上述の通り、マイクロ波を発生させるための制御信号をマイクロ波発生部121に出力する。速度算出部142は、受信部13によって検出された反射波Sの所定波長辺りの時間を検出することによって移動体Mの速度を算出する。
なお、上記(1)式において、cは空気中を進行するマイクロ波の速度を示し、fは送受信アンテナ11から発信されるマイクロ波の周波数を表している。
なお、上記(2)式において、Δdは反射波Sの節d1から節d2迄の距離を表し、Δtは時間t1から時間t2までの期間を表し、cは空気中を進行するマイクロ波の速度を示し、fは送受信アンテナ11から発信されるマイクロ波の周波数を表している。
図3は、本発明の第2の実施形態に係わる移動体検知・報知システムの一例を示すもので、レーダーが二出力型のドップラーレーダーである場合を示すブロック図である。移動体検知・報知システム100は、レーダー1b及び報知手段2を備えたもので、レーダー1bはマイクロ波(周波数3Gから30GHz、波長1〜10cmの範囲内の電波)を利用したドップラー方式のレーダーとされている。レーダー1bは、二体のマイクロ波の送受信アンテナ11A及び11Bと、第1の実施形態と同様に、送信部12、受信部13及び処理部14とを備えたものである。尚、処理部14には速度算出部142に替えて移動方向・距離算出部143が備えられたものとなされている。
図6は、本発明に係わる移動体検知・報知システムの第1の参考例を示すもので、レーダーが異なる2つの周波数を送信し、各反射波間の位相差に基づいて移動体の状態を検知するドップラーレーダーである場合を示すブロック図である。移動体検知・報知システム100は、レーダー1c及び報知手段2を備えたもので、レーダー1cはマイクロ波(周波数3Gから30GHz、波長1〜10cmの範囲内の電波)を利用したドップラー方式のレーダーとされている。レーダー1は、マイクロ波の送受信アンテナ11と、第1の実施形態と同様に、送信部12、受信部13及び処理部14を備えたものである。尚、処理部14は速度算出部142に替えて移動方向・距離算出部143を備えたものとなされている。
図7は、本発明に係わる移動体検知・報知システムの第2の参考例を示すもので、レーダーがFM波を用いた周波数変調連続波方式を利用したものである場合を示すブロック図である。移動体検知・報知システム100は、レーダー1d及び報知手段2を備えたもので、レーダー1dは、第1の実施形態と同様に、送受信アンテナ11、送信部12、受信部13、及び処理部14とを備えている。尚、処理部14は速度算出部142に替えて移動方向・距離算出部143を備えたものとなされている。
f2=(4β/Tc)r−(2fo/c)ν・・・(4)
ここで図8(a)に示す如く、foは送信波の中心周波数、Tは変調繰返周期、βはFM変調幅であり、rはレーダー1dから移動体までの絶対距離、νは移動体の速度、cは光速である。かかるビード周波数f1及びf2の遷移状態を連続的に計測し、(3)式及び(4)式に代入して演算を行うことで、対象とする移動体の絶対距離r及び速度νを検知することが可能となる。移動体の移動方向は、絶対距離rの推移により検知が可能であり、また当該レーダー1dについては、移動中の移動体はもとより、移動体が静止した状態(式(3)及び(4)において、(2fo/c)νが0になる場合)であっても、移動体との絶対距離rを検知することが可能である。
図9は、本発明に係わる移動体検知・報知システムの第3の参考例を示すもので、レーダーがマイクロ波を用いドップラー原理を利用したパルス方式のものである場合を示すブロック図である。移動体検知・報知システム100は、レーダー1e及び報知手段2を備えたもので、レーダー1eは、第1の実施形態と同様に、送受信アンテナ11、送信部12、受信部13、及び処理部14とを備えている。尚、処理部14は速度算出部142に替えて移動方向・距離算出部143を備えたものとなされている。
ここでcは光速を示す。
ここで、Vrは移動体のレーダー半径方向の相対速度(正または負)、λは送信波の波長(=c/λ)、fはレーダーの送信周波数を示す。ドップラー周波数fdを基に演算を行うことで、相対速度Vrを算出し、その正または負により移動体の移動方向が検知可能となる。当然またドップラー効果の発生の有無により移動体の存在の有無が判断でき、更にはエコーパルスの有無により、移動体が静止した状態でもその存在を検知することが可能である。
1a、1b、1c、1d レーダー
11 送受信レーダー
12 送信部
13 受信部
14 処理部
141 制御部
2 報知手段
21 演算制御部
22 報知部
100 移動体検知・報知システム
M 移動体
f 送信波
S 反射波
Claims (2)
- 移動体の存在の有無、相対距離及び速度を検知するマイクロ波を利用したレーダーと、前記レーダーによって検知した移動体の存在の有無、相対距離及び速度に基づき、所定の報知を行う報知手段とを備えた移動体検知・報知システムであって、
前記レーダーは、マイクロ波の送信に係る送信部と、発信されたマイクロ波が移動体に反射して生じる反射波の受信に係る受信部と、送受信と演算を制御する処理部と、マイクロ波を送信すると共に、移動体により反射された反射波を受信する送受信アンテナとを備え、前記送信部から単一周波数のマイクロ波を出力し、前記受信部により反射波を検出することで当該移動体の存在の有無、相対距離及び速度を検知するものであり、
前記送信部は、処理部の制御部による制御信号に基づいてマイクロ波の信号を出力するマイクロ波発生部と、該マイクロ波発生部によって発生されたマイクロ波の信号を増幅して送受信アンテナに出力する増幅器とを備え、
前記受信部は、送受信アンテナによって受信された反射波の信号を増幅する増幅部と、前記送受信アンテナで受信され増幅部で増幅された反射波の信号を検波すると共に、反射波の波形を作成する波形作成部と、波形作成部より入力された波形信号に基づいて、前記送受信アンテナから送信されるマイクロ波から得られる波長の4分の1であるλ/4で腹と節とが繰り返される前記反射波の腹でLレベルからHレベルに変化し、節でHレベルからLレベルに変化するような矩形波からなるパルス波形に反射波を波形整形するパルス計測器とを備え、
前記処理部は、マイクロ波を発生させるための制御信号をマイクロ波発生部に出力する制御部を備え、前記制御部は、パルス計測器より入力されたパルス波形信号に基づいて所定波長あたりの時間を検出し、当該時間に基づいて移動体の速度を算出する速度算出部を備え、
前記報知手段は、報知部とレーダーから送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度に基づき報知部の動作を制御する演算制御部とを備えると共に、前記演算制御部には、移動体の存在の有無、相対距離、及び速度の範囲が、テーブル方式でそれぞれ予め設定されており、レーダーから送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度と、予め設定された前記範囲とを比較演算し、送信された移動体の存在の有無、相対距離及び速度が予め設定した範囲内である場合に報知部を制御し、所定の報知動作を行わせ、又はその逆に、予め設定した範囲内から範囲外へ推移した時点で報知を行うものであることを特徴とする移動体検知・報知システム。 - 前記レーダーは、マイクロ波を出力する出力手段及び発信されたマイクロ波が移動体に反射して生じる反射波を検出する検出手段が各々複数備えられ、且つ前記複数の出力手段及び検出手段は検出方向に対し各々所定の間隔をおいて設けられ、前記複数の検出手段が検出する反射波の位相差に基づいて、更に当該移動体の移動方向及び絶対距離を検知するものであることを特徴とする請求項1に記載の移動体検知・報知システム。
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