JPH04104018A - 侵入物体の探知装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、侵入物体の探知装置に係り５特に広範な無人
監視域に不法に侵入する侵入物体を探知し、この侵入物
体の種別を自動的に識別することのできる侵入物体の探
知装置に関する。

Ｃ従来の技術］ 従来のこの種の技術は１例えば「人のいない戦場、Ｐ６
５〜Ｐ７１、原書層　橘正照著」に開示されているよう
な装置が知られている。

この探知装置では、監視域に侵入した侵入物体を検知す
ると、検知点における振動レベルを階段的に記録表示す
る。しかし一つの振動センサの記録だけでは侵入物体の
種別の判別は困難なため、他の種類の検知器出力の記録
、表示と照合しながら目視により操作員が侵入物体の種
別を推定していた。

このため操作員の負担も大きくまた侵入物体の識別には
高度の習熟度が要求され、しかも操作員の養成にも多く
の時間を必要とした。

第７図は、振動センサにより侵入情報を検知するまでの
過程を説明するための図である。

侵入物体１が監視域内に侵入すると、この侵入物体１の
移動に伴い侵入物体１が接している大地２に振動を与え
、振動波３が発生して拡散する。

一方、大地２に設置された振動センサ４は、この振動波
３を検知し、侵入物体１の侵入を侵入情報として検知す
る。

第８図は従来の検知装置の一例を示す構成ブロック図で
ある。

第７図に示すような振動センサ４で検知された振動波３
は、そのまま電気信号に変換され、センサ出力５として
送端機６に送出される。

送端機６には、他の振動センサからのセンサ出力５’、
５’も入力されている。送端機６ではセンサ出力５を必
要レベルにまで増幅し、また必要に応じては変調して振
動データ７として伝送系８を介して受端機９に送出する
。ここで伝送方式は有線、無線のいずれでもよく、また
必要な場合には中継することも可能である。受端機９で
は振動データ７を必要レベルにまで増幅し、あるいは必
要に応じて復調・増幅して検知データ１０としてレベル
弁別器１１に送出する。検知データ１０には各検知器の
データがすべて包含されている。

レベル弁別器１１では振動データ７を数段階のレベル（
例えば大、中、小）に弁別し５レベル弁別器号１２とし
て記録器および表示器１３に送出する。記録器および表
示器１３はレベル弁別器１１のレベルに応じた記録およ
び表示を行う。

振動センサ４および他の種類の振動センサを含め、振動
センサが複数個ある場合には、各振動センサのセンサ出
力５．５′　・・・・に対応して全振動センサのデータ
を同時記録、表示する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしこのような従来の探知装置では、１つの振動セン
サのセンサ出力に対応する記録１表示だけからは侵入物
体の検知はできても侵入物体の種別の識別はできなかっ
た。

また他の機種の振動センサのセンサ出力に対応する記録
、表示と照合して侵入物体の種別を識別する方法では、
操作員の目視に依存せざるをえないため操作員に高度の
習熟度が要求され、しかも複数組の振動センサの検知デ
ータに対応する記録、表示に対してそれぞれ侵入物体の
種別の識別を行うには相当量の時間が必要であった。

また伝送系が、他目的で使用されている時間内には、セ
ンサ出力が伝送できなくなり、データの欠落が生じると
いう問題もあった。

本発明は上述した問題点を除去するためになされたもの
で、１つの振動センサを用いて侵入物体の種別の自動識
別を可能とし、しかも従来の探知装置に比べて実質的に
多量のデータが伝送でき。

かつ伝送系が他の目的で専用されている時間内において
も検知データが欠落することのないようにした侵入物体
の探知装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 第１の発明では、振動センサに、設置場所の条件に対応
して検知感度を調整可能な感度調整器を付加し、送端機
に、センサ出力を伝送系に送出する前に線形予測分析法
により分析し、振動波の特徴を抽出して侵入物体の種別
を識別する分析回路と、Ｉｌ別された分析データを記憶
するメモリ回路と、この分析データを前記伝送系に送出
する送信回路とを付加した構成を採用している。

また第２の発明では、送端機にセンサ出力を伝送糸に送
出する前に振動波のレベルと振動の持続時間とに基づい
て計測分析し、振動波の特徴を抽出して侵入物体の種別
を識別する分析回路と、識別された分析データを記憶す
る記憶メモリ回路と、この分析データを前記伝送系に送
出する送信回路とを付加した構成を採用している。

なお第１の発明における振動センサに付加された感度Ｉ
Ｒａ器の感度調整機能は、設置する前にあらかじめ設置
場所の条件に対応して設定することもできるが、設定後
であっても外部から自由に制御するようにすることも可
能である。

［作用］ 本発明による感度調整器は、電気信号に変換されたセン
サ出力を設置場所の条件に応じてレベル調整して、セン
サ出力として、送端機に送出する動作を行う。

また分析回路はセンサ出力を伝送系に送出する前に計測
分析し一波形の連続性およびエネルギ集中周波数を抽出
して振動波の特徴を抽出して物体の種別を識別する。

メモリ回路はこの分析結果を蓄積し、送信回路はこの分
析データを伝送系を介して受端機に送出する。

［実施例］ 第１図は本発明にかかる検知装置の一実施例を示すブロ
ック図である。

振動センサ１４の出力は送端機１６の入力端子に接続さ
れ、送端機１６の出力は伝送系８を介して受端機９の入
力端子に接続さ九る。受端機９の出力は変換器１８の入
力端子に接続され、変換器１８の出力は記録器および表
示器２０の入力端子に接続される。

侵入物体１の移動により発生した振動波３を検出する振
動センサ１４には、感度調整器１４ａが付加されており
、検出された振動波３（第７図参照）は電気信号に変換
された後、感度調整器１４ａを通してレベルが調整され
、センサ出力１５として送端機１６に送出される。

また送端機１６には分析回路」−６ａおよびメモリ回路
１６ｂが設けられており、さらに伝送系８とのインタフ
ェース回路として送信回路１６ｃが付加されている。分
析回路１６ａではセンサ出力１５を線形予測分析法によ
り分析して、センサ出力１５の特徴である波形の連続性
でおよびエネルギ集中周波数を抽出する。

また、同時にセンサ出力１５の接続時間も計測し、エネ
ルギ集中の周波数および波形の連続性からセンサ出力１
５、したがって振動波３の発生源である侵入物体１の種
別が車両か人かの識別を行う。侵入物体１は人の場合に
はさらに接続時間から実測データから得られる「接続時
間対人数特性」の照合によりある条件のもとての人数す
なわち人の規模を推定する。

第２図は侵入物体１が車両である場合のセンサ出力１５
の波形例を示したものである。

また第３図は、侵入物体１が人である場合のセンサ出力
１５の波形例を示したものである。実測データを分析し
た結果、侵入物体１が車両である場合には、センサ出力
１５の波形は連続波であり、エネルギ集中周波数は１０
０Ｈｚ以下である。

また侵入物体１が人である場合には、センサ出力１５の
波形は過渡波であり、エネルギ集中周波数は１００　Ｈ
ｚを超えている。

第４図は上述したデータを踏まえて、侵入物体１の種別
を識別するフローチャートを示したものである。

分析回路１６ａはセンサ出力１５を線形予測分析法によ
り分析する（ステップ４０１）、そしてセンサ出力１５
の特徴である波形の連続性およびエネルギ集中周波数を
抽出する。

また同時にセンサ出力１５の接続時間も計測しくステッ
プ４０２）、エネルギ集中周波数ｆの抽出を行う（ステ
ップ４０３）。そして波形が連続性を有しているか否か
によって（ステップ４０４）、連続波の場合にはエネル
ギ集中周波数ｆが１００　Ｈｚ以下の場合には、侵入物
体１は＃Ｌ両と判定する（ステップ４０５，４０６）、
エネルギ集中周波数ｆが１００Ｈｚ以下でない場合には
、不適データとしてこれは廃棄する（ステップ４０７）
。

また連続波でない場合には、そのエネルギ集中周波数ｆ
が１００　Ｈｚを超えていれば人と判定する（ステップ
４０８．４０９）、連続波でない場合であってエネルギ
集中周波数ｆが１００Ｈｚを超えていない場合には、不
適データとして廃棄する（ステップ４０８．４０７）。

なお侵入物体の識別の結果人と判定した場合。

さらに接続時間ｔの関数を用いて人数を推定する（ステ
ップ４１０）。

このようにして、分析回路１６ａにより識別された人又
は車両の識別データは、メモリ回路１６ｂに記憶された
”後送信回路１６ｃに送られ必要に応じては変調されて
必要レベルまで増幅され、処理データ１７として伝送系
８を介して受端機９に送られる。受端機９では処理デー
タを必要レベルまで増幅し、あるいは必要に応じて復調
増幅して、変換器１８に出力する。変換器１８では受端
機９の出力を記録、表示に必要な形式の変換データ１９
に変換し、記録器および表示器２０に出力する。記録器
および表示器２０では時刻、侵入物体１の侵入場所１ｗ
ｔ別された種別、移動状況を時々刻々記録または表示す
る。

第５図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。

本実施例の場合には振動センサ４には、付加機能を設け
ず、送端機２１にのみ付加回路を設けている。振動セン
サ４からのセンサ出力５は送端機２１の入力端子に接続
され、送端機２１の出力は伝送系８を介して、受端機９
の入力端子に接続される。また受端機９の出力は変換器
１８の入力端子に接続され、変換器１８の出力は記録器
および表示器２０の入力端子に接続される。

次に第５図の装置の動作を侵入物体１が車両である場合
に、その車両の識別を行う場合について説明する。

振動センサ４は、侵入車両の移動により発生した振動波
３（第７図参照）を検知して電気信号に変換し、センサ
出力５として送端機２１に送出する。送端機２１には分
析回路２１ａおよびメモリ回路２１ｂを有しており、さ
らに伝送系８とのインタフェース回路として、送信回路
２１ｃが設けられている。分析回路２１ａではセンサ出
力５の振動レベルおよび振動の持続時間を計測し、振動
レベルと振動持続時間との関係からあらかじめ与えられ
た「車両による振動レベルと持続時間との関係特性」と
照合して、侵入車両が装軌重か装軸車かを自動判別する
。また振動レベルの時間的経過から侵入車両の台数も計
数できる。

第６図は車両による振動レベルと持続時間との関係特性
を示す図で、振動レベルが高いか、振動持続時間が長い
装軌車領域２３と、振動レベルが低いか、振動持続時間
が短い装輪用領域２４と、振動レベルが極めて低い判別
不能領域２５とに別れている。各領域の境界は実測デー
タによって求められる。分析回路２１ａで得られた分析
結果の装軌車、装＠市の判別データは、いったんメモリ
回路２１ｂに記憶されたのち送信回路２１ｃに送られ、
必要に応じては変調されて必要なレベルまで増幅され、
処理データ１７として伝送系８を介して受端機９に送ら
れる。受端機９では、処理ブタ１７を必要レベルまで増
幅し、あるいは必要に応して復調、増幅して変換器１８
に出力する。

変換器１８では、受端器９の出力を記録表示に必要な形
式の変換データ１９に変換し、記録器および表示器２０
に出力する。記録器および表示器２０は変換データ１９
の内容（時刻、侵入車両１の侵入場所、判別された車種
、移動状況等）を時々刻々記録または表示する。

［発明の効果コ 以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明で
は振動センサに感度５１ｇ１機能を付加し、あるいは送
端機に前段処理機能を付加したため、一つの振動センサ
で侵入物体の種別の識別ができる。したがって振動セン
サの数を削減することができる。

また、実質的に内容量の多いデータが得られるため、デ
ータの欠落を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる検知装置の構成を示
すブロック図、第２図は第１図の装置により検出された
車両の走行による振動波形の一例を示す図５第３図は第
１図の装置により検出された人の歩行による振動波形の
一例を示す図、第４図は第１図の装置による侵入物体の
識別動作を示すフローチャート、第５図は本発明の他の
実施例にかかる検知装置の構成を示すブロック図、第６
図は第５図の装置の分析回路に用いら九る車両による振
動レベルと持続時間との関係を示す特性図、第７図は振
動センサによる浸入情報の探知を説明する概念図、第８
図は従来の探知装置の構成を示すブロック図である。 図において、１・・・・侵入物体、３・・・・・振動波
、４・・・−・・振動センサ、８・・−・・・伝送系、
９・・・・・・受端機１４・・・振動センサ、５．１５
−・・・・・センサ出力１４ａ・・・−・感度ＩＲ整器
、１６・・・−・・送端機、１６ａ・・−分析回路、１
６ｂ・−・・−メモリ回路、１６ｃ・・・送信回路、１
７・　・処理データ、１８・・・−変換器、１９−・・
・変換データ、２０・・・・・記録器および表示器、２
１−・・送端機、２１ａ・・・−分析回路２１ａ　　−
・メモリ回路、２１ｃ・・・送信回路。 ヰ雨のｉｎｔ・Ｘ３諏動：艮形伊１８工れ犯第２図 Ａ、　ｅｙｒ　’ｌ−’４　ｔ−ｓ　ｊ　　＃ｆＡ　Ｘ
ｍイｌ’ｌ　ａ、Ｔ−Ｔ　ｌ皐第３図 イ憂入糊やト０貞へ矛ｊフロー子マートＺ３： 装勢拳１織 ネ帽；Ｊ３極勤しへルｔｐｒ鏝叶閘ヒー聞ル嗣ダε−Ｉ
Ｍ第６図 相１Ｍｔ−ブｌ’Ｊ３イ受λＡ貴板の抹知社−１目第７
図 恍朱の探カ１装夏１：　Ｊｔ’　１７　Ｊ全１もフ゛ロ
ン７ＧＱ４８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）監視域に侵入する侵入物体からの振動波を検知し
   電気信号に変換してセンサ出力として送出する振動セン
   サと、このセンサ出力を必要に応じて増幅、変調して伝
   送系を介して振動データとして受端機に送出する送端機
   とを備えた侵入物体の探知装置において、 前記振動センサに、設置場所の条件に対応して検知感度
   を調整可能な感度調整器を付加し、前記送端機に、前記
   センサ出力を前記伝送系に送出する前に線形予測分析法
   により分析し、前記振動波の特徴を抽出して侵入物体の
   種別を識別する分析回路と、識別された分析データを記
   憶するメモリ回路と、この分析データを前記伝送系に送
   出する送信回路とを付加したことを特徴とする侵入物体
   の探知装置。
2. （２）監視域に侵入する侵入物体からの振動波を検知し
   電気信号に変換してセンサ出力として送出する振動セン
   サと、このセンサ出力を必要に応じて増幅、変調して伝
   送系を介して振動データとして受端機に送出する送端機
   とを備えた侵入物体の検知装置において、 前記送端機に、前記センサ出力を前記伝送系に送出する
   前に前記振動波のレベルと振動の持続時間とに基づいて
   計測分析し、前記振動波の特徴を抽出して侵入する物体
   の種別を識別する分析回路と、識別された分析データを
   記憶するメモリ回路と、この分析データを前記伝送系に
   送出する送信回路とを付加したことを特徴とする侵入物
   体の探知装置。