JPH04186186A - ダブルモード超音波警報機 - 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、超音波警報機の改良に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の警報機として、定常的に超音波を発射して
検知場を作り、その検知場に侵入者が入ると、侵入者に
当たって反射する周波数はドツプラ偏移を受けることを
利用して、侵入者の存在を検知するようにしたドツプラ
式の超音波警報機や、超音波送波部より一定周期で超音
波パルスを発射し、その反射時間と通常の反射時間との
比較によって、侵入者の存在を検知するようにしたパル
スエコー式の超音波警報機が知られている。

［考案が解決しようとする課題］ 従来の技術で述べたもののうち前者においては、侵入者
以外の要因、例えば警戒範囲に設置されている冷暖房装
置の発停によって生じる空気の擾乱、気流などによって
もドツプラ周波数を検出するため、目的外の警報（いわ
ゆる誤報）を出力する場合かあるという問題点があった
。

また、後者においては、警戒範囲における温度変化によ
りパルスの到達する距離が変化して感知エリアが変動し
く実質的に警戒範囲が広がるか、狭まるかして）、感知
エリアが広がる場合には警戒範囲外の物体の移動等をも
検知し、逆に狭まる場合には侵入者があっても検知でき
なくなるという問題点があった。

従って本発明は、従来の技術の有するこのような問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは
、感知エリアが警戒範囲の環境変化に影響されることが
少なく、信頼性の高い超音波警報機を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕 本発明は、警戒区域に超音波を発射する送波手段と、受
波手段と、該受波手段が受信した超音波周波数中のドツ
プラ周波数成分を検出する検波手段と、受信したドツプ
ラ周波数の周波数成分の高低と受波レベルの大小より侵
入者の存否を暫定的に判定する判定手段と、該判定手段
が侵入者有りと判定した場合に発する侵入者信号が入力
すると、前記送波手段から発射する超音波をパルスモー
ドに変更させるモード変更信号を出力するとともに、パ
ルスエコーの反射時間を測定するタイマを備えた中央処
理手段と、該中央処理手段が出力するモード変更信号が
入力すると前記送波手段より発射する超音波をパルスモ
ードに変更するモード変更手段とを備え、パルスエコー
の反射時間が所定時間内である場合には、侵入者の存在
有りとして警報信号を出力することを特徴とするダブル
モード超音波警報機である。

〔作　　用〕

通常、警報機はドツプラ式の超音波警報装置として稼動
し、受波手段でドツプラ周波数の有無をチエツクする。

ドツプラ周波数を受信した場合には、その周波数の高低
および当該周波数成分の受信レベルの大小によって、侵
入者の存否を暫定的に判定する。侵入者有りと判定した
場合には、パルスモードにモード変更し、送波手段から
定期的に超音波パルスを警戒範囲の空間に発射し、その
エコーを受波手段で受信する。そして対象物体までの時
間（距離）を計測し、対象物体が警戒範囲に存在してい
ると判断した場合には、侵入者警報を外部の警報装置に
出力する。

〔実施例〕

（実施例の構成） 第１図は本発明の構成を示すブロック図である。

図において、本発明に係る警報機１０は、警戒区域の空
間に超音波を発射する送波手段（送波用超音波トランス
ジューサ）１１と、通常モードあるいはパルスモードに
あるときに、前記送波手段１１より発射された超音波の
ドツプラ波あるいはパルスエコーを受信可能な受波手段
（受波用超音波トランスジューサ）２１と、この受波手
段２１が通常モードのときに受信した超音波周波数中の
ドツプラ周波数成分を検出する検波手段２５と、受信し
たドツプラ周波数の周波数成分の高低と受波レベルの大
小より侵入者の存否を暫定的に判定する判定手段１６と
、この判定手段１６が侵入者有りと判定した場合に発す
る侵入者信号が入力すると、前記送波手段１１から発射
する超音波を通常モードからパルスモードに変更（切換
）させるモード変更信号を出力するとともに、パルスエ
コーの反射時間を測定するタイマを備えた中央処理手段
１７と、この中央処理手段１７が出力するモード変更信
号が入力すると前記送波手段１１より発射する超音波を
パルスモードに変更するモード変更手段１３とを備えて
いる。かくして、前記受波手段２１がパルスエコーを受
信し、そのエコーか所定時間以内のものであることが確
認されると、真実侵入者があると判断して、前記中央処
理手段１７は、警報手段１５へ警報信号を出力する。

前記送波手段１１は、駆動手段１２より駆動する。又前
記モード変更手段１３は、超音波を電気的に生成する発
振手段１４より発振された周波数の超音波を伝送しかつ
超音波のモードを通常モートからパルスモードに変更す
るスイッチ手段により構成され、前記中央処理手段１７
より出力されるモード変更信号により超音波の周波数を
ＯＮ、ＯＦＦする。

符号２２は発信周波数周辺の超音波を通過させる帯域フ
ィルタ、２３は前記受波手段２１が受信した超音波を電
気的に増幅する第１の増幅手段、２４は増幅された受波
信号に、送信した発信周波数を混合する混合手段である
。前記検波手段２５では、前記混合手段２４で混合され
た周波数成分中にドツプラ偏移分が含まれているとビー
トを生じるが、その包絡線を検出してドツプラ波を検波
することになる。又符号２６は検出されたドツプラ波成
分を増幅する第２の増幅手段、２７はドツプラ波の周波
数成分を電圧に変換する周波数／電圧変換部（以下Ｆ／
Ｖ変換手段という）である。かくして前記判定手段１６
では、前記Ｆ／Ｖ変換手段２７からのドツプラ周波数に
関する情報と、第２の増幅手段２６からのドツプラ周波
数の受波レベル（電圧レベル）に関する情報によって、
侵入者であるか否かを判定する。３０は所定レベル以」
二のパルスエコーを検出した場合に、レベル信号を前記
中央処理手段１７に送信する受信レベル送信手段である
。

（実施例の動作） 次に実施例の動作を説明する。

本警報機は、人間が通過する廊下あるいは扉の前を警戒
範囲として建物内の天井あるいは壁面に設置され、夜間
無人になった後に、警戒範囲を通過する人間を検知する
と侵入者と見做して警報を出力する。

又本警報機は、電気的振動を超音波領域の疎密波に変換
するように、送波手段１１から警戒範囲である空間に常
時超音波を発射している。

警戒範囲の空間内において移動するものがなければ発振
手段１４から発せられた超音波は、空間内に静置しであ
る物体によって反射されて受波手段２１が受波すること
になる。このとき、同空間内を侵入者が通過したり、あ
るいは風などが吹き抜けると、その周波数はプラスある
いはマイナスに周波数シフトを受けて受波手段２１が受
波することになる。受波された超音波は発信周波数前後
の帯域を通過させる帯域フィルタ２２を通過し、発信周
波数及びその近辺の周波数のみが第１の増幅手段２３で
増幅され、混合手段２４で発信手段１４からの周波数と
受信周波数とが混合される。受信周波数にドツプラ周波
数成分が含まれていると、ビートを発生し、検波手段２
５でそのビートを検出してドツプラシフト分を検出する
。このシフト分を第２の増幅手段２６でさらに増幅し、
Ｆ／Ｖ変換手段２７でそのドツプラ周波数成分を電圧に
変換する。更に第２の増幅手段２６はドツプラ周波数成
分の受波レベルの信号を判定手段１６に出力するので判
定手段１６ではドツプラ周波数の周波数成分の高低と受
波レベルの大小の組合わせよりドツプラ周波数を発生さ
せた原因が侵入者か否かを暫定（−次）的に判定できる
。中央処理手段１７ではその変化分が予め定めた水準を
越えた場合には、モード変更手段１３にモード変更信号
を出力する。この中央処理手段１７におけるドツプラモ
ードでの暫定的な判定方法を第２図、表１に示した一例
により説明する。

Ｆ／Ｖ変換手段２７ではドツプラ周波数成分を電圧に変
換するが、それは第２図のように表現することができる
。即ち、ドツプラ周波数成分が高い場合には、該当する
移動物体の移動速度が速いことが、またその電圧レベル
が高い場合には、該当する移動物体が警戒範囲内で物理
的に大きな物体であり発射波の相当分が反射されている
ことが想定される。このようにして、Ｆ／Ｖ変換手段２
７から移動速度、大きさに関する情報を得ることができ
る。より具体的には、この判定のために第２図のような
判定マツプを作成し、そのうちの特定区域あるいはその
組合せに該当した場合に、侵入者があったと暫定的に判
定する〔例えば、周波数分を４段階、電圧レベルを２段
階に分けて８つの領域を便宜的に設ける。その中でドツ
プラ周波数が低い場合は空調装置などによる風によって
生じたものであり、逆に高い場合には昆虫等によって生
じたものと判断し、受波ドツプラ周波数のピーク値が中
、高、そして受波レベルが大の範囲に入った場合にのみ
侵入者と判定するようにする（第２図の斜線部）】。

かくして、判定手段１６が侵入者有りと判定した場合に
は侵入者信号を出力し、中央処理手段１７に侵入者信号
が入力すると、中央処理手段１７はモード変更信号を出
力し、モード変更手段１３はモードをドツプラ式の検知
方式を採用する通常モードから、パルスエコー式の検知
方式を採用するパルスモードにモードを変更する（所定
間隔をおいて、発振手段１４がらの周波数をパルスにし
て駆動手段１２へ出力する）。そして、送波手段１１か
らの超音波パルスの発射と同時に中央処理手段】７のタ
イミングゲートがスタートし、タイマが始動する。受波
手段２１でドツプラ周波数を生成した移動物体から反射
されたパルス（パルスエコー）を受波し、第１の増幅手
段２３で増幅した後、受信レベル送信手段３０でこのパ
ルスエコーを受け、受信レベル送信手段３ｏは中央処理
手段１７にレベル信号を出力する。すると中央処理手段
１７のタイマが停止し、時間を測定しその時間があらか
じめ定められた範囲、すなわち反射時間１．からｔ２の
間にパルスエコーを受信した場合には、その物体が警戒
範囲内にあるとみなして、中央処理手段１７は警報手段
１５へ警報信号を出力する（第３図Ａ、第３図Ｂ参照）
。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されてぃるので、次
に記載される効果を奏する。

通常はドツプラ式で警戒範囲を監視し、ドツプラ波を検
出した場合に、その周波数成分と受波レベルより、侵入
者であるか否かを暫定的に判定し、侵入者有りと判定し
た場合には、パルスエコ一方式にモード変更して、所定
の警戒範囲内でパルスエコーを検出した場合にのみ侵入
警報を出力することとし、しかも判定区分を複数設けて
警戒範囲の環境条件に応じて判定基準を設定することが
できるので、侵入者のみを的確にキャッチし侵入者以外
の目的外物体を検知することが極めて少なく、信頼性の
高い超音波警報機を得ることができる。

加つるに瞬間的に警戒範囲を通過する風、その他の雑音
源によって、ドツプラモードでは侵入者と判定しても、
パルスエコーではエコーを検出しないので、環境に左右
されない超音波警報機が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明を構成している判定手段がド・ソブラ周波数と電圧レ
ベルとの関係から侵入者の有無を暫定的に判定する場合
を示す図、第３図Ａは侵入者が警戒領域にいない場合の
時間とエコーレベルとの関係を示す図、第３図Ｂは侵入
者が警戒領域にいる場合の時間とエコーレベルとの関係
を示す図である。 １０・・・・警報機　　　１１・・送波手段１３・・・
モード変更手段 １６・・・・判定手段　　１７・・・・中央処理手段２
１　・・・受波手段　　２５・・・・検波手段特許出願
人　綜合警備保障　株式会社 代理人　弁理士　　近　　藤　　　豊 日ロー３′（貴 手続補正書 平成３年２月１５日 特許庁長官　　植　松　　　敏殿 １、事件の表示 特願平２−３１４２８４号 ２、発明の名称 ダブルモード超音波警報機 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京都港区元赤坂壱丁目六番六号名称　綜合警備
保障株式会社 代表者　　村　　井　　恒　　夫 ４、代理人 住　　所　　東京都港区虎ノ門１−１１−１１七久保ビ
ル４階平成３年２月１２日（発送日） ６、補正の対象 Ａ、明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 Ａに関して： 明細書第１０頁第１１行目に「表１」とあるのを「表１
（別紙）」と補正する。 Ｂに関して： 第２図を別紙の通り補正する。 （以　」二） ［別　　紙］。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　警戒区域に超音波を発射する送波手段と、受波手段と
   、 該受波手段が受信した超音波周波数中のドップラ周波数
   成分を検出する検波手段と、 受信したドップラ周波数の周波数成分の高低と受波レベ
   ルの大小より侵入者の存否を暫定的に判定する判定手段
   と、 該判定手段が侵入者有りと判定した場合に発する侵入者
   信号が入力すると、前記送波手段から発射する超音波を
   パルスモードに変更させるモード変更信号を出力すると
   ともに、パルスエコーの反射時間を測定するタイマを備
   えた中央処理手段と、 該中央処理手段が出力するモード変更信号が入力すると
   前記送波手段より発射する超音波をパルスモードに変更
   するモード変更手段と を備えパルスエコーの反射時間が所定時間内である場合
   には、侵入者の存在有りとして警報信号を出力すること
   を特徴とするダブルモード超音波警報機。