JP7250522B2 - 物体の検知 - Google Patents
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Description
[0010]シールドまたはガードをもつセンサー(図5C参照)を使用することで、ターゲット有害生物に反応するようにフリンジフィールドを調整することによる、フリンジ容量による改善された検知を可能にする。したがって、スマートセンサーは、スイッチドキャパシタ回路を使用して、電極から電荷を転送し、電荷量を測定することができる。フリンジ容量を使用することによるさらなる利益は、有害生物を、誘電体材料を通して検出を可能にする電極の上方または側部で検出することができることである。対照的に、従来技術の構成は、2つの電極間の検出と、電極間の誘電体の変化とを必要とする。
[0012]自己容量検知が使用される場合、システムは、センサーに接続されたピン上に電流を駆動し、電流を測定することによって動作する。有害生物の存在は、測定された容量を増加させる。
i) 各導体の材料、その幅および厚さの選択と、
ii) 導体間の距離と、
iii) 導体上に加えられた電荷と
によって決定され、その結果、センサーは、ターゲットにされた動物がフリンジに干渉したとき、動物を検出または識別するように調整される、センサーが提供される。
[0019]前記導体から電気的に絶縁された非接地導電性基板上で支持されたセンサー導体の両側の非接地導体の提供が、一定のフィールドを保証し、その結果、物体によるフリンジ容量の何らかの変化を検知し、いずれかの個々のセンサー上にデブリが残る場合に較正するか、または物体がセンサーを離れた場合に記録するかのいずれかを行うことができる。前記導体から電気的に絶縁された非接地導電性基板は、センサーの下からの最小の干渉を保証し、場合によっては、これは、たとえば金属部品上に配置されたとき、影響を及ぼすことになる。前記導体から電気的に絶縁された非接地導電性基板が、導体の外周境界を著しく越えて延在する場合、干渉からの影響は減少するが、容量の感度およびダイナミックレンジも減少し、したがって理想的には、非接地導電性基板は、比較的小さい程度で導体を越えて延在する。センサーと、前記導体から電気的に絶縁された非接地導電性基板との間の距離を最小限に抑えることが、より良い結合および有効性を保証する。感度および分解能は、導体の幅および厚さと、導体間の距離と、絶縁材料の厚さとに依存する。したがって、各センサーを、その所与の使用のために設計および構成することが望ましい。
[0032]本発明の第2の態様によれば、センサーユニットであって、電源と、少なくとも1つのマイクロプロセッサと、不揮発性メモリと、トランシーバと、クロックと、フリンジ容量(A)の変化(Δ)を測定し、所与の動物を検出するように調整される、センサーを上記センサーユニットに動作可能に連結するコネクタとを含んでいるハウジングを備える、センサーユニットが提供される。
[0034]好ましくは、センサーユニットは、たとえばカメラなど、追加の検出または記録手段を有する。
[0036]本発明のセンサーユニットを使用して得られる特定の利点は、センサーユニットが、ベースライン容量を連続的にまたは間欠的に再較正するために、そのマイクロプロセッサを利用することである。したがって、本当の陽性検出イベントと偽陽性イベントとをより良く区別することが可能であり、さもなければ、たとえば、デブリまたは環境条件あるいは非ターゲット動物が、陽性読取りをトリガすることがある。
[0039]本発明の第3の態様によれば、メッシュトポロジーまたは他のワイヤレスネットワークにおいて配設された本発明の第2の態様の複数のセンサーユニットを備えるシステムが提供される。
[0041]特に好ましい実施形態では、ネットワークは自己回復する。
[0042]好ましくは、システムは中央ノードに供給し、したがって、データ収集およびデータ配布を中央で制御することができる。
[0044]好ましい実施形態では、システムおよびシステムの一部を形成するセンサーユニットに、モバイルデバイスを介して問い合わせることができる。
[0046]物体(一般に有害生物)が、非接地導体間のセンサー導体のほうへまたはセンサー導体から離れて移動するとき、フリンジ容量の変化が検出される。物体がセンサー導体に接近するとき、容量は増加し、物体がセンサー導体から離れて移動するとき、容量は低下する。
[0049]方法は、容量に対する変化によって有害生物の出現(arrival)と退去(departure)の両方を検出することが可能であり、退去に基づいて存在をシグナリングするように構成される。
i) 動物の出現を検知するための第1のセンサーカプレットと、動物のその後の退去を検知するための第2のセンサーカプレットとを備える容量センサーと、
ii) 時間非依存様式で単なる出現および/または退去から生じる偽陽性検知イベントのものとは対照的に、陽性検知イベントの時間依存認証を可能にする、出現と退去との間の時間を監視するためのクロックと、
iii) 偽陽性イベントを弁別することができるように、時間依存様式でベースライン容量を連続的に再較正するためのマイクロプロセッサと、
iv) データを記録および記憶するための不揮発性メモリと
を備える、センサーユニットが提供される。
[0052]第6の独立した本発明の態様によれば、容量センサーにおいて動物の活動をインテリジェントに検出する方法であって、
i) 第1の時間において第1のセンサーカプレットにおいて動物の出現を検出するステップと、
ii) 第2の時間において第2のセンサーカプレットからの動物のその後の退去を検出するステップと、
iii) 第1の時間および第2の時間が、事前設定された基準内にあると決定するステップであって、その結果、出現および退去は、時間非依存様式で単なる出現および/または退去から生じる偽陽性検知イベントのものとは対照的に、陽性検知イベントをトリガする、決定するステップと
を含む、方法が提供される。
[0054]本発明のまたさらなる態様では、センサーユニットおよびシステムは、コンプライアンスおよび保守活動をサービスすることを監視し、たとえば、構成要素が交換されるときなど、詳細を記録する。
[0066]有害生物制御団体(Pest Control Organisations)は、管理コストを低減し、より多くの有意味なデータを取得し、さらに後続の行為を通知するために、システムを使用することができる。
[0068]センサーは、技術者または現場作業者が、容易に撤去および交換することができる。
[0078]フレキシブルなシステムは、たとえば、GPRS、衛星モデム、ADSL回線または標準固定電話線を使用して、PCまたはラップトップにワイヤレスに報告することができる。
[00108]図5cは、(本発明のような)アースされないシールド(18、20)をもつ3導体センサー、すなわち、センサー導体(12)および非接地平行導体のペア(14a、14b)を示す。生じる容量は、大部分が、(望ましくない)ゴースト容量のない(望ましい)「A」である。
[00111]また、そのセンサー構造は、フリンジフィールドの全体的レベルに対する遅いまたは持続的な変化が、較正することができることを意味する。これは、液体、デブリまたは蓄積されたほこりが、センサーの動作を停止しないことを意味する。
[00115]少なくとも2つおよび(図3に示されているような)好ましくは3つまたはそれ以上のセンサーの物理的レイアウトは、センサーユニットがセンサー上で有害生物の進行方向(50)をさらに検出することを可能にし、顧客への有益な追加情報を追加する。システムによって設定された制御される時間期間(s)内に、たとえば複数のイベント(たとえば、10-1および10-2における活動)にのみ応答してトリガするように警報/アラームを設定することによって、偽陽性読取りは、著しく低減することができる。これらの特性の全体的な組合せは、様々な環境において大いに信頼できる検出を提供し、有害生物の動きの方向の検出をも可能にする。
[00118]図6の構成では、センサー導体(12)は、直線ではなく、実質的にくし形の要素であり、くしの歯(12a、12b、12c...)が、複数のセンサー導体(12)として機能する。同様に、非接地導体(14)は、2つの直線の非接地導体(14a、14b)ではなく、実質的にくし形の要素であり、歯のペア(14a、14b)が、各センサー導体(12a、12b)などの側面に位置する。したがって、それぞれのセンサー導体と非接地導体とは、対向して噛み合う「E」のように配設される。これらは、図5Cで示されている様式では、非接地(ungrounded)導電性物質(図示せず)上で電気的に絶縁される。
[00120]齧歯動物のセンサーとは対照的に、センサーストリップはより狭い(例示されたストリップの場合、約14mm)。導体センサーは約2mmの幅を有し、非接地センサーは約2mmの幅を有し、その2つの間の離間した距離(da、db)は約1mmである。この場合も、両方のセンサーの厚さは約0.05mmである。
Claims (37)
- センサー(10)であって、
導電性センサー導体(12)と、
2つの導電性非接地導体(14a、14b)であって、前記導電性センサー導体(12)のいずれかの側(16a、16b)に配置され、トリプレット(14a-12-14b)を形成する、2つの導電性非接地導体と、
非接地導電性基板(18)と、
電気絶縁体(20)と
を備え、前記トリプレット(14a-12-14b)は、前記電気絶縁体(20)により電気的に絶縁され、幅(w)および厚さ(t)の導体材料を含む前記非接地導電性基板(18)上で支持され、距離(da、db)だけ互いに間隔をあけており、
前記導体(12、14a、14b)の上または側部に生成されたフリンジフィールドが、ターゲットにされた動物又は有害生物に反応するように、前記距離(da,db)と、前記導体(12、14a、14b)に加えられる電荷とが決定されており、
前記ターゲットにされた動物または有害生物が、第1の導電性非接地導体(14a)から前記導電性センサー導体(12)に近づくと、第1のカプレット(14a-12)を形成し、前記センサーは、前記導電性センサー導体(12)と、前記第1の導電性非接地導体(14a)との間に生じるフリンジ容量(A)の変化に基づいて立ち上がりイベント(22)を検出し、
前記動物又は有害生物が前記導電性センサー導体(12)から離れ、第2の非接地導体(14b)に近づくと、第2のカプレット(12-14b)を形成し、前記フリンジ容量(A)の変化に基づいて前記センサーは立ち下がりイベント(24)を検出し、前記フリンジ容量(A)におけるこれらの変化(Δ)を使用して、前記ターゲットにされた動物又は有害生物の出現と移動の方向の情報を提供する、センサー(10)。 - センサーユニット(100)への接続のための電気的接触をさらに備える、請求項1に記載のセンサー(10)。
- 前記非接地導電性基板(18)はアルミニウムを備える、請求項1または2に記載のセンサー(10)。
- 前記非接地導電性基板(18)は、プラスチック層またはコーティングで電気的に絶縁されている、請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記センサーが細長いストリップである、請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記導体(12、14a、14b)は、前記ストリップに沿って延在し、実質的に平行に配設されている、請求項5に記載のセンサー(10)。
- 複数のセンサー導体(12a、12b、12cなど)に対応する複数の歯を備える第1の実質的にくし形の要素と、複数の非接地導体ペア(14a、14b)に対応する複数の歯を備える第2の実質的にくし形の要素とを備え、前記くし形の要素は、それらのそれぞれの歯が交差するように配設され、その結果、実質的に、各センサー導体(12a、12b、12c)は、両側に非接地導体ペア(14a、14b)が並ぶ、請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記第1の実質的にくし形の要素と前記第2の実質的にくし形の要素とは、それぞれの歯が交差するように配設されている、請求項7に記載のセンサー(10)。
- 前記導電性センサー導体(12)および前記導電性非接地導体(14a、14b)は、実質的に同心中空の円またはらせんとして配設されている、請求項1から4のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記センサーは平坦である、請求項1から9のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記センサーは可撓性である、請求項1から10のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記センサーはプラスチックで覆われている、請求項1から11のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記動物または有害生物は齧歯動物である、請求項1から12のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記動物または有害生物は虫である、請求項1から12のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 前記虫は、ゴキブリまたはトコジラミである、請求項14に記載のセンサー。
- 前記導体材料の、w、tおよびdが、w=3mm、t=0.05mmおよびd=2.5mmの大きさのものである、請求項1に記載のセンサー(10)。
- 少なくとも2つ(10a、10b、10c)のセンサートリプレット(14a-12-14b)を備える、請求項1から16のいずれか1項に記載のセンサー(10)。
- 3つまたはそれ以上の前記トリプレット(14a-12-14b)を備える、請求項17に記載のセンサー(10)。
- センサーユニット(100)であって、請求項1から18のいずれか1項に記載のセンサ(10)と、電源(120)を備えるハウジング(10)と、少なくとも1つのマイクロプロセッサ(130)と、不揮発性メモリ(140)と、トランシーバ(150)と、クロック(160)と、前記センサー(10)に動作可能に連結するコネクタ(170)とを備える、センサーユニット(100)。
- カメラ(180)をさらに備える、請求項19に記載のセンサーユニット(100)。
- バッテリー充電のための誘導コイル(190)をさらに備える、請求項19または20に記載のセンサーユニット(100)。
- 前記マイクロプロセッサ(130)はベースライン容量を連続的に再較正するようにプログラムされた、請求項19に記載のセンサーユニット(100)。
- トラップまたはベイトステーションの中または下に配設された、請求項19から22のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)。
- 請求項19から23のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)であって、第1のカプレット(14a-12)は、前記動物または有害生物の出現(70)を検知し、第2のカプレット(12-14b)は、前記動物または有害生物のその後の退去(80)を検知する、センサーユニット(100)。
- 請求項19から24のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)であって、前記クロック(140)は、出現(70)と退去(80)との間の時間を監視し、時間非依存様式で単なる出現及び退去のうち少なくとも一方から生じる偽陽性検知イベントのものとは対称的に、陽性検知イベント(40)の時間依存認証を可能にする、センサーユニット(100)。
- 請求項19から25のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)であって、前記マイクロプロセッサ(130)は、時間依存様式で、ベースライン容量を連続的に再較正し、その結果偽陽性イベントを区別することができる、センサーユニット(100)。
- 請求項19から26のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)であって、前記不揮発性メモリ(140)は、データを記録し格納する、センサーユニット(100)。
- 請求項19から27のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)は、少なくとも2つの隣接する容量センサー(14a、12、14b)を備える、センサーユニット(100)。
- 請求項1から18のいずれか1項に記載の複数のセンサー(10)または請求項19から26のいずれか1項に記載のセンサーユニット(100)を備え、メッシュトポロジーネットワーク(210)またはワイヤレスネットワークにおいて配設された、システム(200)。
- 前記メッシュトポロジーネットワーク(210)の中央ノードに前記センサー(10)または前記センサーユニットから提供された前記ターゲットにされた動物又は有害生物の前記出現と移動の方向の情報を供給する、請求項29に記載のシステム(200)。
- ベイトステーションおよびトラップのうち少なくとも1つをさらに備える、請求項29または30に記載のシステム(200)。
- 容量センサー(10)を使用して動物または有害生物を検知する方法であって、前記容量センサー(10)は、
導電性センサー導体(12)と、
2つの導電性非接地導体(14a、14b)であって、前記導電性センサー導体(12)のいずれかの側(16a、16b)に配置され、トリプレット(14a-12-14b)を形成する、2つの導電性非接地導体と、
非接地導電性基板(18)と、
電気絶縁体(20)と
を備え、前記方法は、
前記トリプレット(14a-12-14b)を、前記電気絶縁体(20)により電気的に絶縁され、幅(w)および厚さ(t)の導体材料を含む前記非接地導電性基板(18)上で支持するステップであって、前記トリプレットは、距離(da、db)だけ互いに間隔をあけており、前記導体(12、14a、14b)の上または側部に生成されたフリンジフィールドが、ターゲットにされた動物又は有害生物に反応するように、前記距離(da、db)と、前記導体(12、14a、14b)に加えられる電荷とが調整されている、支持するステップと、
前記ターゲットにされた動物または有害生物が、第1の導電性非接地導体(14a)から前記導電性センサー導体(12)に近づくと、第1のカプレット(14a-12)を形成し、前記容量センサーにより、前記導電性センサー導体(12)と、前記第1の導電性非接地導体(14a)との間に生じるフリンジ容量(Δ)の変化に基づいて立ち上がりイベント(22)を検出するステップと、
前記ターゲットにされた動物又は有害生物が前記導電性センサー導体(12)から離れ、第2の導電性非接地導体(14b)に近づくと、第2のカプレット(12-14b)を形成し、前記容量センサーにより前記フリンジフィールドで測定される前記フリンジ容量の変化(Δ)に基づいて立ち下がりイベント(24)を検出するステップと、
前記フリンジ容量(A)におけるこれらの変化(Δ)を使用して、前記ターゲットにされた動物又は有害生物の出現と移動の方向の情報を提供するステップと
を備える、方法。 - 前記容量センサーは、前記フリンジ容量の立ち上がり(22)および立ち下がり(24)を測定する、請求項32に記載の方法。
- 前記容量センサーは、前記動物または有害生物の移動の存在(40)と方向(50)の両方を検出する、請求項33に記載の方法。
- フリンジ容量(A)に対する変化(Δ)によって前記動物または有害生物の出現(70)と退去(80)の両方を検出し、退去(80)に基づいて存在(40)をシグナリングする、請求項34に記載の方法。
- 請求項32の方法で記載されているとおり、前記容量センサー(10)において前記ターゲットにされた動物または有害生物の活動を検出する方法であって、前記方法はさらに、
i) 第1の時間(s1)において第1のカプレット(14a-12)において前記動物または有害生物の出現(70)を検出するステップと、
ii) 第2の時間(s2)において第2のカプレット(12-14b)からの前記動物または有害生物のその後の退去(80)を検出するステップと、
iii) 前記第1の時間(s1)および前記第2の時間(s2)が、事前設定された基準内にあると決定するステップであって、その結果、前記出現(70)および前記退去(80)は、時間非依存様式で単なる前記出現または前記退去から生じる偽陽性検知イベントのものとは対照的に、陽性検知イベント(40)をトリガする、決定するステップと
を含む、方法。 - 進行方向を決定することができるように、プロセスが、第2の隣接するセンサーにおいて繰り返される、請求項36に記載の方法。
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