JPH08248145A - マイクロ波による反射式物体検出方法 - Google Patents
マイクロ波による反射式物体検出方法Info
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- JPH08248145A JPH08248145A JP4746295A JP4746295A JPH08248145A JP H08248145 A JPH08248145 A JP H08248145A JP 4746295 A JP4746295 A JP 4746295A JP 4746295 A JP4746295 A JP 4746295A JP H08248145 A JPH08248145 A JP H08248145A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誤作動が無く、しかも高い検出精度をもって
物体を検出できるマイクロ波による反射式物体検出方法
を提供する。 【構成】 マイクロ波送波器１とマイクロ波受波器２と
をそれぞれ反射装置１６を備える被検出物体３０に向け
て設置し、マイクロ波送波器１から発射されたマイクロ
波１５が反射装置１６により反射されたマイクロ波１７
をマイクロ波受波器２で受信することにより被検出物体
３０の位置、または有無、またはマイクロ波送・受波器
から被検出物体３０までの距離を検出する方法であっ
て、反射装置１６は、マイクロ波送波器１から発射され
たマイクロ波１５をその電界方向を変えて反射するとと
もに、マイクロ波受波器２は、反射装置１６によって反
射されたマイクロ波１７の電界方向と同一の電界方向の
マイクロ波を受信する。
物体を検出できるマイクロ波による反射式物体検出方法
を提供する。 【構成】 マイクロ波送波器１とマイクロ波受波器２と
をそれぞれ反射装置１６を備える被検出物体３０に向け
て設置し、マイクロ波送波器１から発射されたマイクロ
波１５が反射装置１６により反射されたマイクロ波１７
をマイクロ波受波器２で受信することにより被検出物体
３０の位置、または有無、またはマイクロ波送・受波器
から被検出物体３０までの距離を検出する方法であっ
て、反射装置１６は、マイクロ波送波器１から発射され
たマイクロ波１５をその電界方向を変えて反射するとと
もに、マイクロ波受波器２は、反射装置１６によって反
射されたマイクロ波１７の電界方向と同一の電界方向の
マイクロ波を受信する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は物体検出方法、とりわけ
マイクロ波を検出媒体として物体の位置や有無の検出、
あるいは被検出体までの距離を測定する方法に関するも
のである。
マイクロ波を検出媒体として物体の位置や有無の検出、
あるいは被検出体までの距離を測定する方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、工場生産現場や作業現場において、加工品等の移
動する物体の存在や物体の位置を検出するために、レー
ザー光や赤外線等を用いた物体検出装置が広く使用され
ている。しかし、このような光を用いた方式では、例え
ば高温多湿で水蒸気ミストやオイルミスト等の存在する
使用環境では、感度が著しく低下して検出が困難になる
という欠点があった。そこで、従来の光方式に代わり、
物体検出装置の検出媒体としてマイクロ波を使用するこ
とがなされている。このようなマイクロ波による物体検
出方法の検出原理を以下に説明する。
より、工場生産現場や作業現場において、加工品等の移
動する物体の存在や物体の位置を検出するために、レー
ザー光や赤外線等を用いた物体検出装置が広く使用され
ている。しかし、このような光を用いた方式では、例え
ば高温多湿で水蒸気ミストやオイルミスト等の存在する
使用環境では、感度が著しく低下して検出が困難になる
という欠点があった。そこで、従来の光方式に代わり、
物体検出装置の検出媒体としてマイクロ波を使用するこ
とがなされている。このようなマイクロ波による物体検
出方法の検出原理を以下に説明する。
【０００３】図７は、マイクロ波の直接波により物体を
検出する方法を示す模式図である。図示されるように、
マイクロ波送波器６１およびマイクロ波受波器６２は、
適当な距離を隔てて対向配置され、マイクロ波送波器６
１が発信したマイクロ波６３をマイクロ波受波器６２が
直接受信するように構成されている。そして、被検出物
体６４が図中矢印Ｖ方向に移動し、その先端がマイクロ
波６３のマイクロ波受波器６２への直進送波経路（符号
６３と６３ａとを結ぶ線）を遮断すると、マイクロ波受
波器６２ではマイクロ波の受信電力が途絶える。この受
信電力の変化により、被検出物体６４の存在と位置が検
出される。
検出する方法を示す模式図である。図示されるように、
マイクロ波送波器６１およびマイクロ波受波器６２は、
適当な距離を隔てて対向配置され、マイクロ波送波器６
１が発信したマイクロ波６３をマイクロ波受波器６２が
直接受信するように構成されている。そして、被検出物
体６４が図中矢印Ｖ方向に移動し、その先端がマイクロ
波６３のマイクロ波受波器６２への直進送波経路（符号
６３と６３ａとを結ぶ線）を遮断すると、マイクロ波受
波器６２ではマイクロ波の受信電力が途絶える。この受
信電力の変化により、被検出物体６４の存在と位置が検
出される。
【０００４】しかしながら、上記構成においては、マイ
クロ波送波器６１とマイクロ波受波器６２とを被検出物
体６４の搬送経路を挟んで対向配置する必要があるため
に、マイクロ波送波器６１側またはマイクロ波受波器６
２側の何れか一方の側にしか設置空間が無いような場合
には、装置の設置ができないことに加えて、保守用の作
業空間を確保できなかったり、被検出物体６４の搬送経
路を挟んで配線しなければならない等、不便なことがあ
る。そこで、図８に示されるような、マイクロ波の反射
波により物体を検出する方法が採用される。図示される
ように、マイクロ波送波器７１およびマイクロ波受波器
７２は、所定間隔を隔て、被検出物体７３の搬送経路に
向かい、それぞれ内方を向くように傾斜して配置されて
いる。被検出物体７３は図中矢印Ｙ方向に移動し、従っ
てマイクロ波送波器７１から発射されるマイクロ波７４
は、被検出物体７３の先端がマイクロ波送波器７１とマ
イクロ波受波器７２との離間距離の中間点に到来した時
に、被検出物体７３で反射されてマイクロ波受波器７２
に入射する。そして、マイクロ波受波器７２では、反射
マイクロ波７５の入射による受信電力の変化により、被
検出物体７５の位置あるいは存在を検出する。
クロ波送波器６１とマイクロ波受波器６２とを被検出物
体６４の搬送経路を挟んで対向配置する必要があるため
に、マイクロ波送波器６１側またはマイクロ波受波器６
２側の何れか一方の側にしか設置空間が無いような場合
には、装置の設置ができないことに加えて、保守用の作
業空間を確保できなかったり、被検出物体６４の搬送経
路を挟んで配線しなければならない等、不便なことがあ
る。そこで、図８に示されるような、マイクロ波の反射
波により物体を検出する方法が採用される。図示される
ように、マイクロ波送波器７１およびマイクロ波受波器
７２は、所定間隔を隔て、被検出物体７３の搬送経路に
向かい、それぞれ内方を向くように傾斜して配置されて
いる。被検出物体７３は図中矢印Ｙ方向に移動し、従っ
てマイクロ波送波器７１から発射されるマイクロ波７４
は、被検出物体７３の先端がマイクロ波送波器７１とマ
イクロ波受波器７２との離間距離の中間点に到来した時
に、被検出物体７３で反射されてマイクロ波受波器７２
に入射する。そして、マイクロ波受波器７２では、反射
マイクロ波７５の入射による受信電力の変化により、被
検出物体７５の位置あるいは存在を検出する。
【０００５】しかし、上記反射方式においても、マイク
ロ波７４の送波方向に他の装置や壁面等がある場合に
は、マイクロ波受波器７２には被検出物体７３表面で反
射される反射波７５の他にも、前記装置や壁面等により
反射されたマイクロ波も入射する。従って、マイクロ波
受波器７２は、被検出物体７３が検出領域に到来する以
前、並びに検出領域外に移動した場合でも、前記装置や
壁面等からの反射マイクロ波を受信したり、被検出物体
７３の矢印Ｙ方向の幅の範囲において受信することとな
り、被検出物体７３の有無並びに特定の位置、例えば先
端の検出を正確に行うことができないという問題があ
る。更に、マイクロ波送波器７１とマイクロ波受波器７
２とを近接配置した場合には、マイクロ波７４がマイク
ロ波受波器７２に直接入射することがあり、この直接入
射するマイクロ波もノイズ源となる。
ロ波７４の送波方向に他の装置や壁面等がある場合に
は、マイクロ波受波器７２には被検出物体７３表面で反
射される反射波７５の他にも、前記装置や壁面等により
反射されたマイクロ波も入射する。従って、マイクロ波
受波器７２は、被検出物体７３が検出領域に到来する以
前、並びに検出領域外に移動した場合でも、前記装置や
壁面等からの反射マイクロ波を受信したり、被検出物体
７３の矢印Ｙ方向の幅の範囲において受信することとな
り、被検出物体７３の有無並びに特定の位置、例えば先
端の検出を正確に行うことができないという問題があ
る。更に、マイクロ波送波器７１とマイクロ波受波器７
２とを近接配置した場合には、マイクロ波７４がマイク
ロ波受波器７２に直接入射することがあり、この直接入
射するマイクロ波もノイズ源となる。
【０００６】一方、マイクロ波を利用して、相互の位置
検出や距離を測定することも行われている。この方法
は、例えば、工場内を移動するクレーン設備において、
クレーン同士の衝突防止機構に応用されている。図９に
示されるように、クレーン設備８０は、複数の（図の例
では２基）自走式クレーンＡ８２と自走式クレーンＢ８
３とがレール８１に移動可能に組み込まれて構成されて
いる。そして、一方のクレーンのマイクロ波送波器８４
から送信されるマイクロ波の送信範囲と、他方のクレー
ンのマイクロ波受波器８５の受信範囲とが重なる時に、
双方が互いの位置を認識し合い、衝突を防止するもので
ある。しかしながら、クレーン設備８０においても上記
の同様の問題を抱えている。即ち、自走式クレーン８
２，８３の距離検出やマイクロ波の送波範囲が重なった
ことを検出して行う衝突防止はマイクロ波の直接波８７
を基に行われるが、この直進波８７が工場内に配設され
た他の装置や壁面で反射されてマイクロ波受波器８５に
入射したり、マイクロ波受波器８５が同一クレーンのマ
イクロ波送波器８４からのマイクロ波を受信するなどし
て誤作動が発生する。
検出や距離を測定することも行われている。この方法
は、例えば、工場内を移動するクレーン設備において、
クレーン同士の衝突防止機構に応用されている。図９に
示されるように、クレーン設備８０は、複数の（図の例
では２基）自走式クレーンＡ８２と自走式クレーンＢ８
３とがレール８１に移動可能に組み込まれて構成されて
いる。そして、一方のクレーンのマイクロ波送波器８４
から送信されるマイクロ波の送信範囲と、他方のクレー
ンのマイクロ波受波器８５の受信範囲とが重なる時に、
双方が互いの位置を認識し合い、衝突を防止するもので
ある。しかしながら、クレーン設備８０においても上記
の同様の問題を抱えている。即ち、自走式クレーン８
２，８３の距離検出やマイクロ波の送波範囲が重なった
ことを検出して行う衝突防止はマイクロ波の直接波８７
を基に行われるが、この直進波８７が工場内に配設され
た他の装置や壁面で反射されてマイクロ波受波器８５に
入射したり、マイクロ波受波器８５が同一クレーンのマ
イクロ波送波器８４からのマイクロ波を受信するなどし
て誤作動が発生する。
【０００７】このように、従来のマイクロ波を使用した
物体検出方法では、十分な精度をもって被検出物体を検
出できないという問題があった。本発明はこのような課
題や欠点を解決するためなされたもので、その目的は誤
作動が無く、しかも高い検出精度をもって物体を検出で
きるマイクロ波による物体検出方法を提供することにあ
る。
物体検出方法では、十分な精度をもって被検出物体を検
出できないという問題があった。本発明はこのような課
題や欠点を解決するためなされたもので、その目的は誤
作動が無く、しかも高い検出精度をもって物体を検出で
きるマイクロ波による物体検出方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明の、
マイクロ波送波器とマイクロ波受波器とをそれぞれ反射
装置を備える被検出物体に向けて設置し、前記マイクロ
波送波器から発射されたマイクロ波が前記反射装置によ
り反射されたマイクロ波を前記マイクロ波受波器で受信
することにより前記被検出物体の位置、または有無、ま
たは前記マイクロ波送・受波器から前記被検出物体まで
の距離を検出する方法であって、前記反射装置は、前記
マイクロ波送波器から発射されたマイクロ波をその電界
方向を変えて反射するとともに、前記マイクロ波受波器
は、前記反射装置によって反射されたマイクロ波の電界
方向と同一の電界方向のマイクロ波を受信することを特
徴とするマイクロ波による反射式物体検出方法により達
成される。
マイクロ波送波器とマイクロ波受波器とをそれぞれ反射
装置を備える被検出物体に向けて設置し、前記マイクロ
波送波器から発射されたマイクロ波が前記反射装置によ
り反射されたマイクロ波を前記マイクロ波受波器で受信
することにより前記被検出物体の位置、または有無、ま
たは前記マイクロ波送・受波器から前記被検出物体まで
の距離を検出する方法であって、前記反射装置は、前記
マイクロ波送波器から発射されたマイクロ波をその電界
方向を変えて反射するとともに、前記マイクロ波受波器
は、前記反射装置によって反射されたマイクロ波の電界
方向と同一の電界方向のマイクロ波を受信することを特
徴とするマイクロ波による反射式物体検出方法により達
成される。
【０００９】同様の目的は、本発明の、マイクロ波送波
器とマイクロ波受波器とを反射装置に対向してそれぞれ
設置し、前記マイクロ波送波器から発射されたマイクロ
波が前記反射装置によって反射されたマイクロ波を前記
マイクロ波受波器が受信するとともに、被検出物体が前
記マイクロ波を遮断することにより前記被検出物体の位
置または有無を検出する方法であって、前記反射装置
は、前記マイクロ波送波器から発射されるマイクロ波を
その電界方向を変えて反射するとともに、前記マイクロ
波受波器は、前記反射装置によって反射されたマイクロ
波の電界方向と同一の電界方向のマイクロ波を受信する
ことを特徴とするマイクロ波による反射式物体検出方法
によっても達成される。
器とマイクロ波受波器とを反射装置に対向してそれぞれ
設置し、前記マイクロ波送波器から発射されたマイクロ
波が前記反射装置によって反射されたマイクロ波を前記
マイクロ波受波器が受信するとともに、被検出物体が前
記マイクロ波を遮断することにより前記被検出物体の位
置または有無を検出する方法であって、前記反射装置
は、前記マイクロ波送波器から発射されるマイクロ波を
その電界方向を変えて反射するとともに、前記マイクロ
波受波器は、前記反射装置によって反射されたマイクロ
波の電界方向と同一の電界方向のマイクロ波を受信する
ことを特徴とするマイクロ波による反射式物体検出方法
によっても達成される。
【００１０】また、上記の目的を達成するために、複数
の線状導電体を、前記マイクロ波送波器から発射される
マイクロ波の電界方向に対して所定角度をもって交差
し、且つ電気的に絶縁して支持板上に配置してなる反射
装置を用いることが好ましい。
の線状導電体を、前記マイクロ波送波器から発射される
マイクロ波の電界方向に対して所定角度をもって交差
し、且つ電気的に絶縁して支持板上に配置してなる反射
装置を用いることが好ましい。
【００１１】
【作用】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法は、マイクロ波送波器から発射されたマイクロ波
を、反射装置によってその電界方向が発射時とは異なる
方向となるように偏波することを特徴とする。そして、
マイクロ波受波器を前記反射後のマイクロ波の有する電
界方向と一致するマイクロ波のみを受信する構成とする
ことで、マイクロ波送波器から直接入射されるマイクロ
波や周囲環境から反射される、発射マイクロ波と同一の
電界方向のマイクロ波を排除することで、高精度の位置
検出並びに距離検出が確実になされる。
方法は、マイクロ波送波器から発射されたマイクロ波
を、反射装置によってその電界方向が発射時とは異なる
方向となるように偏波することを特徴とする。そして、
マイクロ波受波器を前記反射後のマイクロ波の有する電
界方向と一致するマイクロ波のみを受信する構成とする
ことで、マイクロ波送波器から直接入射されるマイクロ
波や周囲環境から反射される、発射マイクロ波と同一の
電界方向のマイクロ波を排除することで、高精度の位置
検出並びに距離検出が確実になされる。
【００１２】また、反射装置を用いてその反射波を受信
する構成としたことで、例えばクレーン設備のような移
動物体間の衝突防止機構に適用する場合、一方のマイク
ロ波送波器あるいはマイクロ波受波器が故障したり、源
源を切って一方のクレーンが停止している場合でも、他
方が機能していれば衝突することを防止でき、安全性、
信頼性ともに高くなる。
する構成としたことで、例えばクレーン設備のような移
動物体間の衝突防止機構に適用する場合、一方のマイク
ロ波送波器あるいはマイクロ波受波器が故障したり、源
源を切って一方のクレーンが停止している場合でも、他
方が機能していれば衝突することを防止でき、安全性、
信頼性ともに高くなる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明に係るマイクロ波による反射
式物体検出方法の検出原理を説明するブロック構成図で
ある。図示されるように、マイクロ波送波器１とマイク
ロ波受波器２は、それぞれ反射装置１６に対向して同一
側に隣接して配置される。
て説明する。図１は本発明に係るマイクロ波による反射
式物体検出方法の検出原理を説明するブロック構成図で
ある。図示されるように、マイクロ波送波器１とマイク
ロ波受波器２は、それぞれ反射装置１６に対向して同一
側に隣接して配置される。
【００１４】マイクロ波送波器１は、発信波の変調回路
１１、変調回路１１に基づきマイクロ波を発振させるマ
イクロ波発振器１２、マイクロ波発振器１２が発振出力
したマイクロ波を伝播する導波管１３並びにマイクロ波
を発射マイクロ波１５として発射するアンテナ１４から
構成される。これらの構成回路および部品は、何れも公
知のものを使用できる。
１１、変調回路１１に基づきマイクロ波を発振させるマ
イクロ波発振器１２、マイクロ波発振器１２が発振出力
したマイクロ波を伝播する導波管１３並びにマイクロ波
を発射マイクロ波１５として発射するアンテナ１４から
構成される。これらの構成回路および部品は、何れも公
知のものを使用できる。
【００１５】一方、マイクロ波受波器２は、マイクロ波
送波器１からの発射マイクロ波１５が、反射装置１６で
反射された時に生じる反射マイクロ波１７を受信するア
ンテナ２１、導波管２２を介して案内された受信マイク
ロ波１７を検波するマイクロ波検波器２３並びにマイク
ロ波検波器２３からの出力を増幅して出力する出力回路
２４から構成される。これらの構成回路および部品は、
何れも公知のものを使用できる。
送波器１からの発射マイクロ波１５が、反射装置１６で
反射された時に生じる反射マイクロ波１７を受信するア
ンテナ２１、導波管２２を介して案内された受信マイク
ロ波１７を検波するマイクロ波検波器２３並びにマイク
ロ波検波器２３からの出力を増幅して出力する出力回路
２４から構成される。これらの構成回路および部品は、
何れも公知のものを使用できる。
【００１６】反射装置１６は、図２に示されるように、
絶縁体からなる支持板１６Ａの表面に銅線等の線状の導
電体１６Ｂを複数本、所定間隔で平行に貼着することで
作製される。あるいは、プリント基板の作製と同様にし
て、支持板１６Ａに導電体１６Ｂと同様の導電パターン
を形成することによっても得られる。この反射装置１６
は種々の変更が可能であり、例えば支持体１６Ａを半円
筒状や半円球状に加工し、その内方に湾曲する面に前記
の導電体１６Ｂを設けることで、指向性や受信範囲の改
善を図ることができる。また、支持体１６Ａは絶縁体の
他にも、金属等の導電体で形成することも可能である。
但し、導電体の場合には、導電体１６Ｂと支持体１６Ａ
とを電気的に絶縁する必要がある。
絶縁体からなる支持板１６Ａの表面に銅線等の線状の導
電体１６Ｂを複数本、所定間隔で平行に貼着することで
作製される。あるいは、プリント基板の作製と同様にし
て、支持板１６Ａに導電体１６Ｂと同様の導電パターン
を形成することによっても得られる。この反射装置１６
は種々の変更が可能であり、例えば支持体１６Ａを半円
筒状や半円球状に加工し、その内方に湾曲する面に前記
の導電体１６Ｂを設けることで、指向性や受信範囲の改
善を図ることができる。また、支持体１６Ａは絶縁体の
他にも、金属等の導電体で形成することも可能である。
但し、導電体の場合には、導電体１６Ｂと支持体１６Ａ
とを電気的に絶縁する必要がある。
【００１７】そして、反射装置１６は、発射マイクロ波
１５が送波される方向に配設され、また、マイクロ波送
波器１およびマイクロ波受波器２は、発射マイクロ波１
７が反射装置１６で反射された時に、反射マイクロ波１
７がマイクロ波受波器２のアンテナ２１に捕集されるよ
うに、それぞれ位置決めされて配置される。
１５が送波される方向に配設され、また、マイクロ波送
波器１およびマイクロ波受波器２は、発射マイクロ波１
７が反射装置１６で反射された時に、反射マイクロ波１
７がマイクロ波受波器２のアンテナ２１に捕集されるよ
うに、それぞれ位置決めされて配置される。
【００１８】本発明に係るマイクロ波による反射式物体
検知方法は、発射マイクロ波１５の電界方向が反射装置
１６により変化させられることを利用する。マイクロ波
発振器１２から発振され、アンテナ１４から発射される
発射マイクロ波１５は、ある一方向を向く電界を有す
る。この発射マイクロ波１５の電界方向を、便宜上、図
中上向きの矢印で示される方向とし、符号Ｗ１で示す。
そして、前記発射マイクロ波１５は、反射装置１６で反
射されると、反射後のマイクロ波（反射マイクロ波１
７）は、その電界方向が前記符号Ｗ１で示される方向と
は異なる方向となるマイクロ波に偏波される。この反射
マイクロ波１７の電界方向を、便宜上、図中右向きの矢
印で示される方向とし、符号Ｗ２で示す。
検知方法は、発射マイクロ波１５の電界方向が反射装置
１６により変化させられることを利用する。マイクロ波
発振器１２から発振され、アンテナ１４から発射される
発射マイクロ波１５は、ある一方向を向く電界を有す
る。この発射マイクロ波１５の電界方向を、便宜上、図
中上向きの矢印で示される方向とし、符号Ｗ１で示す。
そして、前記発射マイクロ波１５は、反射装置１６で反
射されると、反射後のマイクロ波（反射マイクロ波１
７）は、その電界方向が前記符号Ｗ１で示される方向と
は異なる方向となるマイクロ波に偏波される。この反射
マイクロ波１７の電界方向を、便宜上、図中右向きの矢
印で示される方向とし、符号Ｗ２で示す。
【００１９】このようなマイクロ波の偏波作用を、図３
（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。電磁気学か
ら、導電体に該導電体と平行な電界を有する電磁波が入
射すると、導電体に誘導電流が流れ、更にこの誘導電流
により導電体と平行な電界を有する新たな電磁波が放射
されることが知られている。この現象を、図３（ａ）に
示されるように、導電体１６Ｂと発射マイクロ波１５の
電界方向Ｗ１とがある角度（ψ）をもって交差するよう
に配置された状態に適用すると、発射マイクロ波１５が
反射装置１６に入射すると、導電体１６Ｂにはマイクロ
波１５の電界方向Ｗ１のうち、導電体１６Ｂと平行な成
分（Ｗｒ）に相当する誘導電流が発生する。同時に、こ
の誘導電流に相当し、導電体１６Ｂに平行な電界Ｅｒを
有するマイクロ波が放射される。この電界Ｅｒは、図３
（ｂ）に示されるように、図中左右方向の成分Ｅｒ1 と
上下方向の成分Ｅｒ2 とに分解できるが、成分Ｅｒ2 は
発射マイクロ波１５の電界方向Ｗ１と平行であり、また
成分Ｅｒ1 はＷ１と直交することが理解される。このよ
うに、発射マイクロ波１５は、反射装置１６により反射
されると、その電界方向が発射時の電界方向Ｗ１に平行
な成分Ｅｒ2 と直交する成分Ｅｒ1 とを有するマイクロ
波に偏波される。このマイクロ波は、即ち反射マイクロ
波１７である。
（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。電磁気学か
ら、導電体に該導電体と平行な電界を有する電磁波が入
射すると、導電体に誘導電流が流れ、更にこの誘導電流
により導電体と平行な電界を有する新たな電磁波が放射
されることが知られている。この現象を、図３（ａ）に
示されるように、導電体１６Ｂと発射マイクロ波１５の
電界方向Ｗ１とがある角度（ψ）をもって交差するよう
に配置された状態に適用すると、発射マイクロ波１５が
反射装置１６に入射すると、導電体１６Ｂにはマイクロ
波１５の電界方向Ｗ１のうち、導電体１６Ｂと平行な成
分（Ｗｒ）に相当する誘導電流が発生する。同時に、こ
の誘導電流に相当し、導電体１６Ｂに平行な電界Ｅｒを
有するマイクロ波が放射される。この電界Ｅｒは、図３
（ｂ）に示されるように、図中左右方向の成分Ｅｒ1 と
上下方向の成分Ｅｒ2 とに分解できるが、成分Ｅｒ2 は
発射マイクロ波１５の電界方向Ｗ１と平行であり、また
成分Ｅｒ1 はＷ１と直交することが理解される。このよ
うに、発射マイクロ波１５は、反射装置１６により反射
されると、その電界方向が発射時の電界方向Ｗ１に平行
な成分Ｅｒ2 と直交する成分Ｅｒ1 とを有するマイクロ
波に偏波される。このマイクロ波は、即ち反射マイクロ
波１７である。
【００２０】従って、反射マイクロ波１７は、Ｅｒ1 お
よびＥｒ2 の２つの電界方向成分を備える波となってマ
イクロ波受波器２のアンテナ２１に捕集されるが、マイ
クロ波検波器２３を構成する検波ダイオード（図示省
略）の検波方向をＥｒ1 と平行に設定することで、反射
マイクロ波１７のＥｒ1 成分のみを選択的に検波する構
成とすることができる。通常、マイクロ波が物体で反射
される場合、マイクロ波はその電界方向が反射前と同一
のまま反射される。従って、本発明の如く、反射マイク
ロ波１７を発射時の電界方向と平行な成分Ｅｒ2 に加え
て、直交成分Ｅｒ1 を有するマイクロ波とし、かつ直交
成分Ｅｒ1 のみを検波する構成とすることで、反射装置
１６以外で反射されたマイクロ波を確実に排除すること
ができる。
よびＥｒ2 の２つの電界方向成分を備える波となってマ
イクロ波受波器２のアンテナ２１に捕集されるが、マイ
クロ波検波器２３を構成する検波ダイオード（図示省
略）の検波方向をＥｒ1 と平行に設定することで、反射
マイクロ波１７のＥｒ1 成分のみを選択的に検波する構
成とすることができる。通常、マイクロ波が物体で反射
される場合、マイクロ波はその電界方向が反射前と同一
のまま反射される。従って、本発明の如く、反射マイク
ロ波１７を発射時の電界方向と平行な成分Ｅｒ2 に加え
て、直交成分Ｅｒ1 を有するマイクロ波とし、かつ直交
成分Ｅｒ1 のみを検波する構成とすることで、反射装置
１６以外で反射されたマイクロ波を確実に排除すること
ができる。
【００２１】尚、導電体１６Ｂと発射マイクロ波１５の
電界方向Ｗ１との交差角度（ψ）は任意に設定できる
が、４５°の時が信号対雑音比が極大となることが実験
的に得られている。また、導体間隔は狭いことが望まし
い。
電界方向Ｗ１との交差角度（ψ）は任意に設定できる
が、４５°の時が信号対雑音比が極大となることが実験
的に得られている。また、導体間隔は狭いことが望まし
い。
【００２２】上記の構成を利用して、物体検出を行うこ
とができる。即ち、図４に示されるように、マイクロ波
送波器１とマイクロ波受波器２とを被検出物体３０の移
動経路（例えば、コンベア）に向けて配置し、マイクロ
波送波器１から発射マイクロ波１５を送波する。被検出
物体３０は、マイクロ波送波器１が配置された側の面に
反射装置１６が装着されており、矢印Ｖ方向に移動す
る。ここで、被検出物体３０が、例えば図中一点鎖線で
示される位置（３０Ａ）にある時は、発射マイクロ波１
５は反射されることなく直進を続け、従ってマイクロ波
受波器２には反射マイクロ波１７が入射せず、マイクロ
波受波器２からは検出信号が出力されない。ところが、
被検出物体３０が移動して、図示のように、反射装置１
６が発射マイクロ波１５を反射する位置にまで到来する
と、反射マイクロ波１７がマイクロ波受波器２に入射
し、マイクロ波受波器２から検出信号が出力される。
とができる。即ち、図４に示されるように、マイクロ波
送波器１とマイクロ波受波器２とを被検出物体３０の移
動経路（例えば、コンベア）に向けて配置し、マイクロ
波送波器１から発射マイクロ波１５を送波する。被検出
物体３０は、マイクロ波送波器１が配置された側の面に
反射装置１６が装着されており、矢印Ｖ方向に移動す
る。ここで、被検出物体３０が、例えば図中一点鎖線で
示される位置（３０Ａ）にある時は、発射マイクロ波１
５は反射されることなく直進を続け、従ってマイクロ波
受波器２には反射マイクロ波１７が入射せず、マイクロ
波受波器２からは検出信号が出力されない。ところが、
被検出物体３０が移動して、図示のように、反射装置１
６が発射マイクロ波１５を反射する位置にまで到来する
と、反射マイクロ波１７がマイクロ波受波器２に入射
し、マイクロ波受波器２から検出信号が出力される。
【００２３】以上は図８に示される従来の反射方式の物
体検出方法と同様であるが、本発明によれば、マイクロ
波受波器２は、反射装置１６によりその電界方向が変え
られたマイクロ波（Ｗ２）のみを受信検波するため、反
射装置１６以外の物体で反射されてマイクロ波受信器２
に入射するマイクロ波を検波することがなく、もって被
検出物体３０の有無や位置を確実に検知することができ
る。ここで、反射装置１６を被検出物体３０の矢印Ｖ方
向の全長にわたり設けることで、被検出物体３０の先端
および後端検出やその大きさを計測することが可能とな
る。
体検出方法と同様であるが、本発明によれば、マイクロ
波受波器２は、反射装置１６によりその電界方向が変え
られたマイクロ波（Ｗ２）のみを受信検波するため、反
射装置１６以外の物体で反射されてマイクロ波受信器２
に入射するマイクロ波を検波することがなく、もって被
検出物体３０の有無や位置を確実に検知することができ
る。ここで、反射装置１６を被検出物体３０の矢印Ｖ方
向の全長にわたり設けることで、被検出物体３０の先端
および後端検出やその大きさを計測することが可能とな
る。
【００２４】図５は、本発明に係るマイクロ波による反
射式物体検出方法の変更例を説明する図である。即ち、
マイクロ波送波器１とマイクロ波受波器２とを、発射マ
イクロ波１５が反射装置１６で反射されてマイクロ波受
波器２に入射するように配置し、発射マイクロ波１５を
連続して送波する。この時、反射装置１６以外で反射さ
れるマイクロ波もマイクロ波受波器２に入射してノイズ
源となることがあるが、マイクロ波受波器２は反射マイ
クロ波１５の電界方向とは異なる電界方向を有するマイ
クロ波のみを検波するために、反射装置１６以外からの
反射マイクロ波を排除して、ノイズ源を除去できる。
射式物体検出方法の変更例を説明する図である。即ち、
マイクロ波送波器１とマイクロ波受波器２とを、発射マ
イクロ波１５が反射装置１６で反射されてマイクロ波受
波器２に入射するように配置し、発射マイクロ波１５を
連続して送波する。この時、反射装置１６以外で反射さ
れるマイクロ波もマイクロ波受波器２に入射してノイズ
源となることがあるが、マイクロ波受波器２は反射マイ
クロ波１５の電界方向とは異なる電界方向を有するマイ
クロ波のみを検波するために、反射装置１６以外からの
反射マイクロ波を排除して、ノイズ源を除去できる。
【００２５】このような構成において、マイクロ波受波
器２では絶えず反射マイクロ波１７を受信することにな
るが、図示のように、被検出物体３０が矢印Ｖ方向に移
動して反射マイクロ波１７の反射経路に到来し、反射マ
イクロ波１７を遮断すると、マイクロ波受波器２では受
信信号が途絶える。この受信信号の停止をもって、被検
出物体３０の有無、あるいは被検出物体３０の先端を検
出することができる。この時、上記の如くノイズ源が除
去されているために、高精度での検出が可能となる。
器２では絶えず反射マイクロ波１７を受信することにな
るが、図示のように、被検出物体３０が矢印Ｖ方向に移
動して反射マイクロ波１７の反射経路に到来し、反射マ
イクロ波１７を遮断すると、マイクロ波受波器２では受
信信号が途絶える。この受信信号の停止をもって、被検
出物体３０の有無、あるいは被検出物体３０の先端を検
出することができる。この時、上記の如くノイズ源が除
去されているために、高精度での検出が可能となる。
【００２６】本発明に係るマイクロ波による反射式物体
検出方法は、図９に示されるようなクレーン設備にも適
用することができる。即ち、図６に示されるように、ク
レーン設備は、複数（図の例では２基）の自走型クレー
ン４０と４１を矢印Ｘ方向に移動自在に配設して構成さ
れる。各自走型クレーンはマイクロ波送波器１、マイク
ロ波受波器２および反射装置１６を備えるとともに、図
示されるように、両自走型クレーン４０、４１は一方の
マイクロ波送波器１およびマイクロ波受波器２が、他方
の反射装置１６と対向するように取り付けられている。
双方の自走型クレーン４０、４１は、マイクロ波送波器
１から発射マイクロ波１５を送波し、他方の反射装置１
６で反射された反射マイクロ波１７をマイクロ波受波器
２で受信し、マイクロ波の送信波と反射波間の位相の差
が距離に比例する原理を利用して両者間の距離を認識し
合う構成となっている。そして、前記の距離が所定値以
下に接近した時に、走行を停止したり、警報を発したり
する。
検出方法は、図９に示されるようなクレーン設備にも適
用することができる。即ち、図６に示されるように、ク
レーン設備は、複数（図の例では２基）の自走型クレー
ン４０と４１を矢印Ｘ方向に移動自在に配設して構成さ
れる。各自走型クレーンはマイクロ波送波器１、マイク
ロ波受波器２および反射装置１６を備えるとともに、図
示されるように、両自走型クレーン４０、４１は一方の
マイクロ波送波器１およびマイクロ波受波器２が、他方
の反射装置１６と対向するように取り付けられている。
双方の自走型クレーン４０、４１は、マイクロ波送波器
１から発射マイクロ波１５を送波し、他方の反射装置１
６で反射された反射マイクロ波１７をマイクロ波受波器
２で受信し、マイクロ波の送信波と反射波間の位相の差
が距離に比例する原理を利用して両者間の距離を認識し
合う構成となっている。そして、前記の距離が所定値以
下に接近した時に、走行を停止したり、警報を発したり
する。
【００２７】上記の構成において、他方の自走型クレー
ン以外の物体から反射されるマイクロ波を受信すること
がある。しかし、本発明においては、反射装置１６から
の、発射マイクロ波１５とは異なる電界方向を有する反
射マイクロ波１７のみを検波するために、正確な距離測
定ができ、誤作動を起こすことがない。しかも、各自走
型クレーンが個々に距離測定を行い、相手自走型クレー
ンを検出するから、一方のマイクロ波送波器やマイクロ
波受波器が故障した場合でも、他方が正常に機能してい
れば衝突することがなく、安全性ならびに信頼性が確保
できる。
ン以外の物体から反射されるマイクロ波を受信すること
がある。しかし、本発明においては、反射装置１６から
の、発射マイクロ波１５とは異なる電界方向を有する反
射マイクロ波１７のみを検波するために、正確な距離測
定ができ、誤作動を起こすことがない。しかも、各自走
型クレーンが個々に距離測定を行い、相手自走型クレー
ンを検出するから、一方のマイクロ波送波器やマイクロ
波受波器が故障した場合でも、他方が正常に機能してい
れば衝突することがなく、安全性ならびに信頼性が確保
できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るマイク
ロ波による反射式反射物体検出方法は、マイクロ波送波
器から発射されたマイクロ波を、反射装置によってその
電界方向が発射時とは異なる方向となるように偏波する
ことを特徴とする。そして、マイクロ波受波器を前記反
射後のマイクロ波の有する電界方向と一致するマイクロ
波のみを受信する構成とすることで、マイクロ波送波器
から直接入射されるマイクロ波や周囲環境から反射され
る、発射マイクロ波と同一の電界方向のマイクロ波を排
除することで、高精度の位置検出並びに距離検出が確実
になされる。
ロ波による反射式反射物体検出方法は、マイクロ波送波
器から発射されたマイクロ波を、反射装置によってその
電界方向が発射時とは異なる方向となるように偏波する
ことを特徴とする。そして、マイクロ波受波器を前記反
射後のマイクロ波の有する電界方向と一致するマイクロ
波のみを受信する構成とすることで、マイクロ波送波器
から直接入射されるマイクロ波や周囲環境から反射され
る、発射マイクロ波と同一の電界方向のマイクロ波を排
除することで、高精度の位置検出並びに距離検出が確実
になされる。
【００２９】また、反射装置を用いてその反射波を受信
する構成としたことで、例えばクレーン設備のような移
動物体間の衝突防止機構に適用する場合、一方のマイク
ロ波送波器あるいはマイクロ波受波器が故障したり、源
源を切って一方のクレーンが停止している場合でも、他
方が機能していれば衝突することを防止でき、安全性、
信頼性ともに高くなる。
する構成としたことで、例えばクレーン設備のような移
動物体間の衝突防止機構に適用する場合、一方のマイク
ロ波送波器あるいはマイクロ波受波器が故障したり、源
源を切って一方のクレーンが停止している場合でも、他
方が機能していれば衝突することを防止でき、安全性、
信頼性ともに高くなる。
【図１】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法の検出原理を説明するブロック構成図である。
方法の検出原理を説明するブロック構成図である。
【図２】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法に好適に使用される反射装置の一例を示す斜視図で
ある。
方法に好適に使用される反射装置の一例を示す斜視図で
ある。
【図３】反射装置によるマイクロ波の電界方向の変化を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法の一例を示す模式図である。
方法の一例を示す模式図である。
【図５】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法の他の例を示す模式図である。
方法の他の例を示す模式図である。
【図６】本発明に係るマイクロ波による反射式物体検出
方法をクレーン設備に適用した例を示す模式図である。
方法をクレーン設備に適用した例を示す模式図である。
【図７】従来のマイクロ波による、遮断方式の物体検出
方法を説明する模式図である。
方法を説明する模式図である。
【図８】従来のマイクロ波による、反射方式の物体検出
方法を説明する模式図である。
方法を説明する模式図である。
【図９】従来のマイクロ波による物体検出方法を適用し
たクレーン設備を説明する模式図である。
たクレーン設備を説明する模式図である。
１ マイクロ波送波器 ２ マイクロ波受波器 １１ 変調回路 １２ マイクロ波発振器 １３ 導波管 １４ アンテナ １５ 発射マイクロ波 １６ 反射装置 １７ 反射マイクロ波 ２１ アンテナ ２２ 導波管 ２３ マイクロ波検波器 ２４ 検波／出力回路 ３０ 被検出物体 ４０、４１ 自走型クレーン
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロ波送波器とマイクロ波受波器と
をそれぞれ反射装置を備える被検出物体に向けて設置
し、前記マイクロ波送波器から発射されたマイクロ波が
前記反射装置により反射されたマイクロ波を前記マイク
ロ波受波器で受信することにより前記被検出物体の位
置、または有無、または前記マイクロ波送・受波器から
前記被検出物体までの距離を検出する方法であって、 前記反射装置は、前記マイクロ波送波器から発射された
マイクロ波をその電界方向を変えて反射するとともに、 前記マイクロ波受波器は、前記反射装置によって反射さ
れたマイクロ波の電界方向と同一の電界方向のマイクロ
波を受信することを特徴とするマイクロ波による反射式
物体検出方法。 - 【請求項２】 マイクロ波送波器とマイクロ波受波器と
を反射装置に対向してそれぞれ設置し、前記マイクロ波
送波器から発射されたマイクロ波が前記反射装置によっ
て反射されたマイクロ波を前記マイクロ波受波器が受信
するとともに、被検出物体が前記マイクロ波を遮断する
ことにより前記被検出物体の位置または有無を検出する
方法であって、 前記反射装置は、前記マイクロ波送波器から発射される
マイクロ波をその電界方向を変えて反射するとともに、 前記マイクロ波受波器は、前記反射装置によって反射さ
れたマイクロ波の電界方向と同一の電界方向のマイクロ
波を受信することを特徴とするマイクロ波による反射式
物体検出方法。 - 【請求項３】 複数の線状導電体を、前記マイクロ波送
波器から発射されるマイクロ波の電界方向に対して所定
角度をもって交差し、且つ電気的に絶縁して支持板上に
配置してなる反射装置を用いることを特徴とする請求項
１または２に記載のマイクロ波による反射式物体検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4746295A JPH08248145A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | マイクロ波による反射式物体検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4746295A JPH08248145A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | マイクロ波による反射式物体検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248145A true JPH08248145A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12775828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4746295A Pending JPH08248145A (ja) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | マイクロ波による反射式物体検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248145A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006021558A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Wire Device:Kk | 監視システム |
| JP2006133108A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Fujitsu Ltd | レーダシステム、物体検出方法、レーダ装置、電波反射体 |
| JP2014160022A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Wire Device:Kk | 移動物体間の距離測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5026989A (ja) * | 1973-07-13 | 1975-03-20 | ||
| JPS50120596A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-20 |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP4746295A patent/JPH08248145A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5026989A (ja) * | 1973-07-13 | 1975-03-20 | ||
| JPS50120596A (ja) * | 1974-03-06 | 1975-09-20 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006021558A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Wire Device:Kk | 監視システム |
| JP2006133108A (ja) * | 2004-11-08 | 2006-05-25 | Fujitsu Ltd | レーダシステム、物体検出方法、レーダ装置、電波反射体 |
| JP4580217B2 (ja) * | 2004-11-08 | 2010-11-10 | 富士通株式会社 | レーダシステム、物体検出方法、レーダ装置、電波反射体 |
| JP2014160022A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Wire Device:Kk | 移動物体間の距離測定装置 |
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