JPH0320690A - 赤外線放出物体のセンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、、人体のように赤外線を放出する赤舛線放出
物体のセンサ装置に関する。

（従来の技術） このようなセンサ装置においては、例えば室内に赤外線
放出物体としての人体が存在しているかどうかを焦電素
子を用いて検出するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような素子を用いたこれまでのセン
サ装置では、赤外線放出物体として例えば人体が静止状
態にあるときはその静止状態の人体からの赤外線と、他
の熱源からの赤外線との区別が難しく、したがって、静
止状態の人体を正確に検出することができないものであ
った。

このようにして静止状態の人体の検出ができない場合で
は、例えば自動ドアの開閉位置上に子供が立ち止まって
静止していると、その子供を検出できないことで自動ド
アが自動的に閉じたり、あるいは定時になってシャッタ
ーが降りてきて自動ロックされる仕組みの銀行の無人型
自動預金コーナー内にいる人がたまたま静止状態になっ
てぃて人体センサ装置で検出できず、そのときに定時に
なってシャッターが降りてドアが自動ロツクされて内部
に閉じ込められるとかいう問題がある。

また、人体に限らず、他の赤外線放出物体でも静止状態
にあるときはそれの検出ができず、種々の不具合がある
。

本発明は、静止状態の赤外線放出物体例えば静止人体を
正確に検出できるようにして例えば自動ドアとか無人型
自動預金コーナーなどで静止人体の検出を行う場合に用
いるのに適したセンサ装置を提供することを目的として
いる。

（課題を課題するための手段・作用） このような目的を達成するために、本発明の赤外線゛放
出物体のセンナ装置においては、当該センサ装置の周囲
温度の検出、赤外線放出物体からの放出赤外線の検出、
赤外線放出物体の動静検出、周囲の明るさの検出を行う
とともに、各検出出力をそれぞれファジィ推論のための
前件部変数として出力する検出手段と、前記検出手段か
ら与えられる各前件部変数と、それに対応した赤外線放
出物体の存在度合い？こ関する後件郎変数との組み合わ
せからなる複数のファジィルールおよび、前記各変数そ
れぞれのメンバーシップ関数に従って赤外線放出物体の
存在の度合いをファジィ推論するファジィ推論手段とを
備えたことを特徴としている。

検出手段により当該センサ装置が設置されている周囲温
度と、その装置の検出エリア内における例えば静止状態
にある人体からの赤外線およびその動静状態と、同じく
その検出エリア内の明るさとが検出される。そして、フ
ァジィ推論手段はその検出手段からの検出出力を用いて
、周囲温度が例えば常温であるか上記人体の体温に近い
かあるいは高温であるかにより、また周囲温度と人体の
体温とが近いときは例えばマイクロ波を用いた人体の動
静検出手段でもって、さらには人体からの赤外線とは別
に太陽光線（周辺の明るさに対応）に含まれる赤外線の
影響を受けているかどうかにより人体が静止状態にあっ
てもその人体の存在をファジィ推論する。

（実施例） 以下、本発明の各実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は、本発明の第１実施例に係る赤外線放出物体の
センサ装置の構成図である。この第１実施例ではその赤
外線放出物体として人体に適用している。

第４図において、符号２は熱電対２ａおよびアンブ２ｂ
で構戊されて当該センサ装置が設置されてある例えば室
内の温度（周囲温度）をその熱電対２ａで検出してのち
アンブ２ｂで増幅出力し、その出力を周囲温度データＡ
Ｔとして検出する周囲温度検出手段である。４は人体の
体温に応じた強度レベルで当該人体から放出されてくる
赤外線６を反射するパラボラミラー４ａ，パラボラミラ
−４ａで反射された赤外線６を受けてそれに対応した検
出出力を出力するサーモパイル４ｂ、パラボラミラー４
ａそれ自体の温度（センサ温度）を検出出力する熱電対
４ｃ，熱電対４ｃ出力を増幅出力するアンブ４ｄ，サー
モバイル４ｂ出力（センサ温度と人体の体温とのデータ
を含む）を増幅出力するアンブ４ｅ、および両アンプ４
ｄ　．４ｅからの各出力を減算して、この減算出力を温
度差データ（人体の体温のデータ）ＤＴとして出力する
減算器４ｆとからなる温度差検出手段である。

８は、その室内における人体の動きに応じたマイクロ波
を受信するとともに、その受信マイクロ波をそれに対応
した電気信号に変換して出力するマイクロ波装置８ａ，
そのマイクロ波装置８ａの出力中に含まれているノイズ
戚分などをカットするためのバンドバスフィルタ８ｂ，
およびアンプ８ｃからなり、そのアンプ８ｃ出力を人体
動静データＭとして出力する動静検出手段である。１０
は、周囲の明るさを検出する照度々ンサ１０ａ、照度セ
ンサ１０ａ出力中に含まれているノイズ戊分などをカッ
トするためのバンドバスフィルタ１０ｂ１およびアンプ
１０ｃからなり、そのアンプ１０ｃ出力を明るさデータ
Ｄ［，として出力する明るさ検出手段である。

ｌ２は各検出手段２，４，８．１　０それぞれからのデ
ータＡＴ．ＤＴ，Ｍ，ＤＬをそれぞれファジィ推論のた
めの前件部変数とし、，かー：）それら各ｆｆｌｆｆ件
部変数と、それｉ．：　．”ｉ．′ｆ応して上５己室内
（．７おけろ人体の存在の度合いＰζ，一関する後件部
変数との組み合わ廿からなる複数のファジィルール（第
２Ｉス１［譬二照］Ｊおよび、前記各変数それぞれのメ
ンバー・シップ関数（第３図および第４図参照）に従っ
て上記ｉｔ合いをファジィ推論し、そのファジィ推論の
結果を人体の存在の度合いデータとして出力するファジ
１・推論手段である。

動作を第２図のファジィルール■〜■（ただし、［相］
は第２実施例にお（１゛て用いられるものであるから、
これについては後述する）と、第３図および第４図のメ
ンバーシップ関数とを参照シ５，て説明する。

ここで、第ス図のファジィルー・ルは代表的に示ざれて
いる。第３図（ａ．）はファ・ジイラヘルがＴＬ，Ｔ３
６、Ｔ　Ｈであらわされる周囲温度Ａ　Ｔの各メンバー
シップ関数図形であり、その図の横軸の数値は周囲温度
（’Ｃ）のそれである。第３図（Ｉ１）はファジィラベ
ルがＮｌ，・・・であらわされる温度差ＤＴの各メンバ
ーシップ関数図形であり、その図の横軸の数値は周囲温
度と人体体温との差がＯ（℃）のときを基準として、プ
ラス（＋）側は人体体温の方が周囲温度よりもどれだけ
高いかを示す数値、マイナス（−）側は人体体温の方が
周囲温度よりもどれだけ低いかを示す数値である。第３
図（Ｃ）はファジィラベルがＭＯ−Ｍ５であらわされる
人体動静データＭの各メンバーンヅプ関数図形であり、
その図の横軸の数値（Ｖ）において、数値が大きくなる
ほど人体の動きか大きいことを示している。第３図（ｄ
）はファジィラベルがＮＬ，ＺＲ，ＰＬであらわされる
明るさＤＬの各メンバーシップ関数図形であり、その図
の構軸の数値（Ｖ）は当該センサ装置が設置されている
室内の明るさがそのセンサ装置の作動直後の明るさをＯ
として、それよりも明るさが大きくなるとプラス側に、
それよりも明るさか低下するとマイナス側に行き、その
明るさが大きくなったり低下したりする度合をあらわす
数値である。

そし，て、ファジィルールは第２図に示すようにｆｆ（
前件部）〜ｔｈ　ｅ．　ｎ　（後件郎）形式の複数種類
からなり、例えばファジィルールσ）であれば、その前
件部においで、各検出手段から与えられる各データＡ．
Ｔ，ＤＴ．ＤＬそれぞれの＠値に従って第３図（ａ）の
ＴＬのメンバーシップ値，第３図（ｂ）のＰＬのメンバ
ーシップ値，第３図（ｃ）のＺＨのメンバーシップ偵と
をそれに対応ずる冬メンバーシップ関数図形からを求め
、得られたメンバーシップ値の中で最小のメンバーシッ
プ値を選択演算（　Ｍ　Ｉ　Ｎ演算）する。例えば周囲
温度が３５℃であれば、ＡＴ＝ＴＬのメンバーシップ値
は０．５、温度差が１℃であればＤ　Ｔ　＝　Ｐ　Ｌの
メンバーシップ砧は１、明るさが０　３であれぱＤＬ＝
ＺＨのメンバーシップ値は０．３となり、ＭｒＮ演算す
ると、最小メンバーシップ値は０、．゛３となる。この
ようにして求めた最小のメンバ゛−ンップ値でもって後
件部にある人間存在度合いＰのファジィラベルＰＬ，に
対応する第４図のメンバーシップ関数図形を頭切りする
と、第４図のハッチングのような頭切りメンバーシップ
関数図形となる。

このようにして、他の各ファジィルール■〜■について
も、上記ファジィルール■と同様にして上記Ｍ　Ｉ．　
Ｎ演算をしてそれぞれの最小メンバーシップ値を求め、
それにより第４図の対応するメンバーシップ関数図形を
頭切りする。こうして、各ファジィルールの適用により
頭切りされた各メ゛／バーシップ関数図形をメンバーシ
ップ値の大きい部分に沿って互いに重ね合わせることで
重ね合わせメンバーシップ関数図形を得る（ＭＡＸ演算
する）。

そして、この重ね合わせメンバーシップ関数図形の重心
Ｇにおける第４図の横軸の数値データが人体の存在の度
合いＰを示すデータとして当該ファジィ推論手段ｌ２か
ら出力される。

なお、第２図のファジィルールにおいては、■と■のＡ
Ｔ＝Ｔ３１１１はＡＴ＝Ｔ３６以外、つまりＡＴ＝ＴＬ
またはＡＴ＝ＴＨであって、メンバーシップ値の大きい
方を選択することを示してしろ。

第５図は本発明の第２実施例に係るセンサ装置の部分回
路図である。この第２実施例のセンサ装置の回路構成は
第１図に示された第１実“施例のそれに加えて、第５図
に示すように減算器４ｆからの温度差ＤＴ出力波形〔第
６図（ａ）参照〕を微分する微分回路１４を設け、この
微分回路１４出力〔第６図（ｔｌ）参照〕をファジィ推
論手段ｌ２に対して微分出力ＤＳとして与えるようにす
る一方、動静検出手段８のバンドパスフィルタ８ｂとア
ンプ８Ｃとの間にバンドパスフィルタ８ｂからのマイク
ロ波出力〔第６図（ｃ）参照〕が基準値Ｏから＋１オー
バーするか−■オーバーする回数（人体が当該センサ装
置の検出エリア内に入ることによりオーバーする）をカ
ウントしてそれが所定値例えば４回になるときに立ち上
がり、それ以降ほ徐々に減衰する出力〔第６図（ｄ）参
照〕を出力する処理回路８ｄを設け、この処理回路８ｄ
の出力を動静データＭとしてファジィ推論手段ｌ２に出
力するように構成されている。

ファジィ推論手段ｌ２は第２図のファジィルール■〜■
に加えて、微分出力ＤＳに対応してファジイルール［相
］を記憶しているとともに、微分出力ＤＳに対応したメ
ンバーシップ関数図形を第７図に示すように記憶してい
る。このメンバーシップ関数図形はファジィラベルがＮ
ＬとＰＬとの２つからなり、その図形における横軸の数
値は、第６図（ｂ）の５ｖからの立ち下がり電圧ＤＳに
対応している。

第２実施例のセンサ装置では第６図（ｄ）のように徐々
に人体動静データを徐々に立ち下がらせるので、人体か
当該センサ装置の検出エリアに入ったのち、その検出エ
リア内で静止していても、人体を検出できる。また、微
分立ち下がりデータＤＳにより確実な人体の検出が可能
となる。

（発明の効果） 以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
、ファジィ推論手段により人体の存在をファジィ推論す
ることで静止状態の人体を検出できるようにしたから、
例えば自動ドアとか無人型自動預金コーナーなどで静止
状態にある人体の検出を行う場合に用いるのに適したセ
ンサ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例に係り、第ｉ図は本発明の第１実施
例に係るセンサ装置の回路図、第２図は第１図のファジ
ィ推論手段に記憶されているファジィルールを示す図、
第３図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ前件部変数におけるメ
ンバーシップ関数を示す図、第４図は後件部変数におけ
るメンバーシップ関数を示す図、第５図は本発明の第２
実施例に係るセンサ装置の部分回路図、第６図は第５図
の要部の信号の波形図、第７図は第５図のセンサ装置の
メンバーシップ関数を示す図である。 ２・・・周囲温度検出手段、４・・・温度差検出手段、
６・・・赤外線、８・・・動静検出手段、１０・・・明
るさ検出手段、１２・・・ファジィ推論手段。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）当該センサ装置の周囲温度の検出、赤外線放出物
   体からの放出赤外線の検出、前記赤外線放出物体の動静
   の検出、周囲の明るさの検出を行うとともに、各検出出
   力をそれぞれファジィ推論のための前件部変数として出
   力する検出手段と、前記検出手段から与えられる各前件
   部変数と、それに対応した赤外線放出物体の存在度合い
   に関する後件部変数との組み合わせからなる複数のファ
   ジィルールおよび、前記各変数それぞれのメンバーシッ
   プ関数に従って赤外線放出物体の存在の度合いをファジ
   ィ推論するファジィ推論手段と、を備えたことを特徴と
   する赤外線放出物体のセンサ装置。