JPH08506669A - デジタル処理を用いた窃盗検出方法と装置 - Google Patents

デジタル処理を用いた窃盗検出方法と装置

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Abstract

(57)【要約】 電子的物品監視システムにより受信された信号(44)はデジタル的に処理され(64、65、70、72、73、76、78、82、84)、連続する信号同志の大きさにおける変動を確かめ、その変動が所定量を越えたときには警報動作をしないようにしている。その周波数成分がフィルタ操作(62)で位相シフトされてしまった信号は信号遅延回路を通すことで回復がされる。信号遅延回路は遅延回路に沿って幾つかの点でタップを有し関連する信号チャネルに出力をしている。各チャネルにおける信号は選択的に増幅又は減衰されそして各チャネル(67)の信号は結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】発明の名称 デジタル処理を用いた窃盗検出方法と装置発明の背景 技術分野 本発明は電気信号処理、特に電子窃盗検出におけるデジタル信号処理を利用す る新規な方法と装置に関する。従来技術 米国特許第4,623,877号は、例えばストアのような保護区域から物品 を許可なく取出すことを検出する方法と装置を開示している。ストアから取出さ れる物品は、電磁尋問エネルギーが常時放射されている尋問ゾーンを通過しなけ ればならない。物品は尋問ゾーンを通って持って来られるが、もしその物品に活 性ターゲットが付されていると、そのターゲットはゾーン中の電磁尋問エネルギ ーに応答して個有な特性のパルスの形態でエネルギーの乱れを生じさせるだろう 。これらのパルスは尋問ゾーンの受信機で検出される。 先の米国特許の発明は、各尋問サイクルの異なる部分で尋問ゾーンにおける平 均信号レベルを確認しそしてそのレベルに従って検出閾値レベルを調節してター ゲットが妨害信号を生成する他の物体の存在下でも検出できるような信号処理を 用いている。発明の概要 本発明は、先の米国特許発明の改良である。より詳細には、本発明の1つの側 面は検出されるべき信号に同期関係にない電磁エネルギーの効果を新規な手法で 消去することである。他の側面では、本 発明は電子物品監視システムにおけるターゲットの応答性を信号処理手段によっ てより感応的にすることである。該信号処理手段は検出されるべきエネルギーか ら選択された周波数成分を消去して、残留成分間の元の位相関係を変位させ、そ れによって保護されるべき物品に付されている特別なターゲットにより生成され る信号の個有な特性を保存している。 本発明の1つの側面については、既知の周期の信号を処理する新規な方法と装 置を伴い、新規の信号周期の各々において対応する時間期間で取られるサンプル 間の振幅変動に従ってそのフローを制御することを行っている。 本発明の他の側面については、所定の電磁的乱れを生じさせ得るターゲットの 尋問ゾーン中の存在を検出する新規な方法と装置を伴い、該所定の電磁的乱れは 第1の所定の周波数でくり返され、ある高い第2の周波数以下の周波数帯におけ る周波数成分で規定される識別特性を有しているものである。これらの方法と装 置は、尋問ゾーンから電磁的乱れを検出して対応する電気信号を生成し、該電気 信号から該第2の周波数より高い第3の周波数以上の周波数成分をフィルタで除 去し、該第3の周波数の少なくとも2倍であって且つ該第1の所定の周波数の倍 数である周波数で連続する時間期間中の電気信号の残留部分の大きさを検出し、 それから該第1の所定の周波数の連続するサイクルで対応する時間期間に発生す る検出された大きさ同志を比較して所定の比較結果と応じて警告信号を生成する ものである。 本発明の更に他の側面については、第1の所定の周波数でくり返す所定の電磁 的乱れを生成することのできるターゲットの存在を尋 問ゾーンで検出する新規な方法と装置を伴う。このような方法と装置は、尋問ゾ ーンから電磁的乱れを受信して対応する電気信号を生成し、第1の所定の周波数 の所定倍数である第2の周波数で生起する連続する時間期間の間の電気信号の大 きさを検出し、該第1の所定の周波数の連続するサイクルでの対応する時間期間 に生起する電気信号の検出された大きさ同志を比較して警告を生成し、そして比 較された大きさ同志の間での変動が所定の特性に合致していない場合にそれらの 時間期間での警告の生成を防止しているものである。 本発明の付加的側面については、尋問ゾーンにおけるターゲットの存在を検出 する方法と装置を伴う。この方法と装置は、尋問ゾーンでの電磁放射を検出して 放射に対応する電気信号を生成し、該電気信号から選択された周波数成分をフィ ルタし、該フィルタリングの前に残留成分が互いに有していた相対的位相関係を 該残留成分に対して回復させ、そして該回復された成分中の所定のパルスの存在 を検出するものである。 本発明の更に付加的側面については、信号遅延回路に沿って分布しているタッ プからの信号の大きさに所定量だけ付加する新規な方法と装置を伴う。ここで、 付加された後の信号は共通加算回路に接続されている。この方法と装置は、該加 算回路の出力と所望の大きさとの間での大きさの差を表わす差信号を生成し、該 差信号に対応する信号の大きさに遅延ラインの出力での信号各々を乗算して個々 の調節信号を生成し、これらの調節信号を予め形成されていたタップ係数に加え て新しいタップ係数を生成し、該新しいタップ係数を遅延して夫々の遅延された 新しいタップ係数に対応する量だけ各タップ出力を増幅しているものである。図面の簡単な説明 第1図は、スーパーマーケットに設置された本発明を具現化した電子窃盗検出 システムの斜視図である。 第2図は、第1図のシステムの構成部品の模式図である。 第3図は、第1図のシステムの構成部品のブロック図である。 第4図は、第1図のシステムにおける信号処理の相対的タイミングを示す波形 図である。 第5図は、第3図のノイズブランカのブロック図である。 第6図は、第1図のシステムに用いられている長短期間平均化回路のブロック 図である。 第7図は、第3図のパルス直線回路のブロック図である。実施例の説明 本発明は、ターゲットが急速な周期的電磁乱れを生じさせる電子物品監視シス テムのいずれかのタイプにも適用され得る。しかし、本発明の例示上、交番磁界 が尋問ゾーンに導入されそして該ゾーンを通って搬入された保護物品上のターゲ ットが交流磁界によって磁気的飽和に交互的にされるよう駆動されるいわゆる“ 磁気”システムにおいて説明される。これは、元の交流磁界周波数の高調波であ る周波数で周期的な電磁的乱れを生じさせる。これらの高調波又はその選択され たものが検出されそして警告動作に用いられる。第1図に示されている装置は商 品の窃盗に対する保護をするためスーパマーケットで用いられているものである 。図示してあるように、スーパマーケットカウンタ10は、購入商品14を搬送 するコンベアベルト12を有し、矢印Aで指示されているようなキャッシュレジ スタ16を商品は通過させられる。スーパマーケットの棚からの商 品を持参した顧客(不図示)は買物カート18から商品を取出してカウンタ10 の一方の端でコンベアベルト12上にそれらを置く。キャッシュレジスタ16の 場所に立っている店員19は商品がコンベアベルト上通過するときに商品の価格 を記録する。商品の支払いがなされ、カウンタの他端でバッグに入れられる。本 発明の窃盗検出システムはカウンタ10においてキャッシュレジスタ16の次の 所で一対の離間したアンテナパネル20と22を有している。アンテナパネル2 0と22は顧客と買物カートが通過するに十分なだけ離間している。 アンテナパネル20と22は送信機アンテナを含み、該送信機アンテナは電流 を通じたときに磁界を発生するコイルからなる。これらのアンテナはパネル間の 尋問ゾーン24に交流磁界を発生する。アンテナパネル20と22は又、入射電 磁エネルギーを電流に変換するコイルからなる受信機アンテナを含む。これらの 受信機アンテナはゾーン24における磁気的尋問の場の変動に対応する電気信号 を生成する。アンテナは、カウンタ10の近くに配置されたハウジング26に収 容されている送・受信機回路に電気的に接続されている。カウンタ10にはラン プ28のような警報が設けられ、それは店員によって容易に監視され得、保護商 品14がアンテナパネル20と22との間に搬送されるとき電気回路によって付 勢される。もし所望なら、可聴警報がランプ28の代りに又はそれに加えて設け られる。 万引行為に対し保護されるべき商品14にはターゲット30が付されている。 各ターゲット30はパーマロイのような高透磁率で飽和し易い磁気材料の薄い細 長い片である。保護商品14がコンベア ベルト12上で搬送されるとき、その商品の購買を記録する店員19の前を通過 する。カウンタ10に沿って通過する商品14は尋問ゾーン24には入らず、警 報を鳴らすことなくストアから持ち出せ得る。しかし、買物カート18内に残っ ている商品又は顧客が持っている商品はアンテナパネル20と22の間即ち尋問 ゾーン24を通過することなくストアから持ち出せない。ターゲット30が付さ れている商品14が尋問ゾーンに入るとき。それはゾーンの交流尋問磁界に露さ れて逆極性に交互に磁化され断続的に磁気飽和状態となる。その結果、ターゲッ ト30は尋問ゾーン内の磁界を乱し、磁気エネルギーのパルスが形成される。元 の基本送信周波数の高調波の周波数成分からなるこれらのパルスはその発生を検 出することが可能である固有の形状を有している。上述のパルスを形成する尋問 ゾーンの磁界は対応する電気信号を生成する受信アンテナによって傍受される。 他の内部的に発生される電気信号と同様これらの電気信号は受信回路で処理され 、本当のターゲットにより生成された電気信号は他の電磁的乱れを生じさせるも の又は他の内部的に発生した電気信号から識別される。そのような処理の終了時 、本当のターゲットにより生成された信号は警報ランプ28を動作させるために 用いられる。従って、店員19は顧客がストアから商品を窃盗しようとする顧客 についてそれを知らされることになる。 図2は、尋問ゾーン24を通る移動路に沿った位置から見た第1図のシステム の模式図である。示されているような送信機回路40は尋問ゾーン24の一方の 側で送信アンテナ42に接続されている。ゾーン24の他の側の受信アンテナ4 4は受信機回路46に接続されている。これら受信機回路は警告装置48に接続 されている。ゾ ーン24の両側に送信と受信アンテナの両方が設けられることが望ましいが、第 2図では例示的にゾーン24の一方の側に単一の送信アンテナがそして他の側に 単一の受信アンテナが示されている。 送信機回路40は、例えば218Nzの固定基本周波数で正弦波の連続した交 流電気信号を発生している。この電気信号は送信アンテナ42によって尋問ゾー ン24内の対応する交流尋問磁界に変換される。送信された尋問磁界は送信アン テナ42近くの波形Iで示されている。図示されているように、この波形は正弦 波である。尋問ゾーン24内のターゲット30は送信アンテナにより送信されて いる磁界を乱し、受信アンテナ近くに示される波形IIに小さなパルスPを生成す る。波形IIは、波形IIが尋問ゾーンを横断する時間だけわずかに変位することを 除いて波形Iと基本的には同じ形状である。更に、波形IIはゾーン内のターゲッ ト30により生じたそこに重畳されたパルスを有している。波形Iと同じ基本周 波数を有する波形IIは波形Iと同期していることに注意されたい。これらのパル スは、送信された磁界の基本周波数の高調波である幾つかの周波数成分の和であ る。 波形IIを生成するターゲットからの磁界に加うるに、受信アンテナ44に入射 する幾つかの他の磁界があることを理解すべきである。これらの他の磁界とはモ ータ、光源、ラジオ波、買物カート又は送信アンテナ42により生成されている 磁界を乱す他の金属物品により生じるものである。加うるに、内部発生の電気的 乱れは受信アンテナ44により生成される電気信号に影響を与える。ここで説明 されているシステムは尋問ゾーン内の本当のターゲット30の存在で生成される 乱れを上述した他の乱れと識別するための種々の信号処 理技術を用いている。これらの技術の幾つかは従来技術である。本発明の新規な 点は、以下の点で従来技術に改良を与えることにある。第1に、送信磁界と同期 していない電気的及び電磁的乱れの効果を単に減衰させるのでなく除去してしま うことを可能にしている。第2に、受信信号の形状の特性を維持するようにフィ ルタによる大きな位相又は遅延歪なく受信電磁信号を処理することを可能にして いる。これらの特徴点は送信及び受信回路の内部構造の以下の説明から明らかに なろう。 送信及び受信回路40と46の全体は第3図に示されている。クロック発生器 50と分周器52がシステムの全体的動作の同期のために用いられている。この 例では、クロックの発生器はサンプルクロック信号ライン51上に1秒当り13 ,952個のパルス速度でパルスを生成している。分周器52は、サンプルのク ロック信号ライン51に接続され、サイクルクロック信号ライン53上に64個 の入力パルス毎即ち1秒当り218個のパルス速度で出力パルスを生成している 。分周器52からのパルスはそれらを218Hzの連続正弦波に変換するローパ スフィルタ54に印加されている。この正弦波は送信アンテナ42を駆動するた めに増幅器56に印加される。送信アンテナ42は第2図に波形Iで示す連続的 な交流電磁界を発生している。クロックパルス発生器50、分周器52、ローパ スフィルタ54及び増幅器56は個々に周知であり、本発明構成用として特別な 形態を採用する必要はない。 ターゲット30によって作り出される妨害物あるいは存在し得る他の電磁気的 妨害物を含む尋問ゾーン24からの電磁エネルギーは、受信アンテナ44により 受信され対応する電気信号に変換される。 これらの信号は、フロントエンド増幅器・フィルタ回路60に印加される。この フロントエンド回路は、受信アンテナ44によって発生される電気信号から望ま しくない成分、特に送信器信号の極めて大きな基本周波数(即ち、218Hz) を除去もしくは低減するよう設計されている。フロントエンド回路60それ自体 は、周知であり、本発明を実施するのに特別の形式は必要とされない。上述した ように、フロントエンド増幅器・フィルタ回路60は、極めて大きな基本周波数 成分、即ち218Hz成分を除去もしくは低減する。その目的のためには、ノッ チフィルタがこの成分を低減するのに最も簡単でかつ効果的であることがわかっ た。フロントエンド増幅器・フィルタ回路60は、(後により十分に説明される )第1のトレーニング/正規動作スイッチ61を通して内部の増幅器・バンドパ スフィルタ回路62に接続される。この回路の目的は、所定の周波数帯域の上下 の周波数成分を減衰させることである。基本周波数の10倍より低く17倍より 高い周波数成分を減衰することができ、残りの成分はターゲットが発生するパル スの主要な顕著な特徴を厳密に表現するであろうことがわかった。又、17倍高 調波より高くかつ10倍高調波より低い成分を減衰させることにより、非ターゲ ットソースからの干渉電気エネルギーの大部分がとり除かれる。 内部の増幅器・バンドパスフィルタ回路62も周知であり、本発明を実施する のに最良の様式として特別な構成を考慮する必要はない。図解された実施例にお いて、内部の増幅器・バンドパスフィルタ回路62のフィルタ部分は、2kHz のカットオフ周波数をもつ9次のバターワースハイパスフィルタおよび3800 Hzカットオフで3dB落ちる9次の0.01dBチェビシェフローパスフィル タから構成されている。内部の増幅器・バンドパスフィルタ回路62の出力は、 回路62からの信号の任意の瞬間における振幅に対応するデジタル出力を生成す るA/Dコンバータ64に接続されている。 A/Dコンバータ64からの出力は、M個のプロセッサ65の各々に印加され る。各プロセッサは、ノイズブランカ回路67および長短時間平均化回路68を 含む。各プロセッサ65の出力は、サンプルデマルチプレクサ70の対応する入 力70a、…、70aMに印加され、サンプルデマルチプレクサ70の単一の出 力は適応イコライザ72に印加される。 現在とられている実施例では、Mは64に選択され基本周波数の各サイクルの 間に64サンプルを収容している。増幅器・フィルタ60および62は、基本周 波数の10倍ないし17倍高調波を通過させ、かつこの帯域の上下の周波数成分 を減衰させるよう設計されている。このフィルタの特性のために、32倍高調波 までの周波数成分がかなり度合まで通過し得る。そのため、折り返し(エリアシ ング)を防ぐためにM個のプロセッサ65によるサンプリングおよび信号処理は その周波数の2倍(つまり64倍高調波)を実質的に越える速度でなされる。 適応イコライザ72の出力は、全波整流器73を通して信号ゲート76および ローパスフィルタ78を含む信号チャンネルおよびノイズゲート82およびピー ク検出器84を含むノイズチャンネル80に印加される。信号チャンネル74お よびノイズチャンネル80の出力は、比較器86にて比較され、比較器出力が警 告48に印加される。信号ゲート76およびノイズゲート82はそれぞれの信号 およびノイズチャンネル74および80にそってゲート発生器回路88からのゲ ート信号によって交互に信号を通過させるよう開放される。ゲート発生器回路8 8は、分周器52からパルスを受信する。 適応イコライザ72につづくシステムの部分、つまり全波整流器73と信号チ ャンネル73とノイズチャンネル74を含む部分は、周知のディジタル回路を用 いて実施されている点を除いて米国特許第4,623,877号(Pier F. Buch ens)で記載されているのと同じである。 ここで、プロセッサ65、サンプルデマルチプレクサ70、適応イコライザ7 2および残りの構成要素はすべて既知でありここではブロック図を用いて記載さ れておりこれらの項目の機能は実際の実効においてはその機能を遂行するよう特 にプログラムされたチップ上に形成されたリリッドステート集積回路の手段によ り実行されるであろうことを理解しておくべきである。なお、集積回路要素をプ ログラムする実際のやり方は本件発明の一部分をなさず、本発明を最良に実施す る形態とも関係しない、ということも理解しておくべきである。当業者であるい ずれのプログラマーも機能を遂行するためリリッドステート要素をプログラムす ることができ、このプログラミングを実行する多くの異なるやり方があり特定の ものが他のいずれより優っているかは考慮する必要はない。 第1のトレーニング/正規動作スイッチ61は、フロントエンド増幅器・フィ ルタ回路60の出力に接続される第1の入力端子61aと、テストパルス発生器 63の出力に接続される第2の入力端子61bと、増幅器・バンドパス回路62 の入力に接続される共通出力端子61cとを有している。スイッチ61は、適応 イコライザと 接続されて(この後に記述する)第2のトレーニング/正規動作スイッチをも制 御するプログラムされたトレーニング/正規動作制御ユニット151により制御 される。図示されているように、適応イコライザ72は、トレーニング/正規動 作スイッチコントロールユニット151からの信号を受信するために接続されて いる。このように、第1のトレーニング/正規動作スイッチ61の設定に依存し て、受信アンテナ46およびフロントエンド回路60もしくはテストパルス発生 器63のいずれかから信号が増幅器・バンドパスフィルタ62に向けられる。 テストパルス発生器63は、デバイダ52の出力からサイクルクロック信号を 受信し、これらパルスの各々から真のターゲット30が尋問ゾーン内に存在する ときにフロントエンド回路から到来するパルスに類似するパルスを発生するため に接続されている。システムの正規動作に先がけての“トレーニング”期間中に 、トレーニング/動作スイッチ61がその共通出力端子61cに接続されたその 第2の入力端子61bに設定されテストパルス発生器63からのパルス信号がこ の時点で増幅器・バンドパス回路62に印加される。システムの正規動作中にお いては、スイッチ61は、共通出力端子61cに接続されたその第1の入力端子 61aに設定され、これにより受信器アンテナ46からの信号およびフロントエ ンド回路60からの信号が増幅器・バンドパス回路62に印加される。 サンプルクロックマルチプレクサ66について説明する前に、ノイズブランカ 回路67、平均化回路68、サンプルデマルチプレクサ70および適応イコライ ザ72、システムが入来信号を分析する一般的使用について図4を参照しつつ説 明する。図4の波形(a) は、基本周波数(実施例では、218Hz)で交番する送信された尋問磁場を表 わしている。図4の波形(b)は、ターゲット30が尋問ゾーン24に存在する ときに受信アンテナ44に入来する理想的な信号の振幅を表わしている。図から わかるように、信号は、送信器アンテナ42からの交番する尋問磁場の波形によ り支配されている。この交番する磁場は、送信器では218Hzの基本周波数で ある。尋問ゾーンにおけるターゲット30の存在は、各サイクルの間に2度ター ゲットが磁場を入ったり出たりするので磁場のわずかな妨害(P)を引きおこす 。基本周波数(218Hz)のこの交番磁界によって発生する信号の大部分は、 フロントエンド増幅器・フィルタ60により除去される。しかしながら、この信 号成分の残りの部分は依然存在する。内部の増幅器・バンドパスフィルタ62は 、基本周波数成分の残りの部分、同様に基本周波数の10倍高調波より低くかつ 17倍高調波よりも高い成分を減衰させる。このようにして、内部の増幅器・バ ンドパスフィルタ62の出力は、通過する周波数成分、詰まり2,180Hzと 3,706Hzの間の成分から成る。これは、ターゲット30により生成された パルスの周波数成分の総合スペクトルの一部にすぎないが、スペクトルのこの部 分は、ターゲット30に特有の十分な成分を含んでいることがわかった。したが って、基本周波数の10倍高調波と17倍高調波との間の周波数スペクトルの部 分は、正確なターゲット識別にふさわしいものである。 図4の波形(c)は、10倍高調波より低い周波数成分と17倍高調波より高 い周波数成分がとり除かれた真のターゲットパルスの理想化された表示である。 しかしながら、パルスの実際の形は、図 4の波形(d)に示されるものにより類似している。これは、回路60および6 2により行われるフィルタリングが、残った周波数成分の位相を互いにシフトさ せることとなるためである。このように、結果として生じるパルスは時間上で拡 がる。本発明の一局面において、このパルス拡散効果は、いくつかの接近したパ ルスを分離して分析できるよう補償される。 本発明を実行する際に、内部の増幅器・バンドパス回路62からの信号は、各 送信器サイクルの間のいくつかの瞬時点でサンプルされる。各送信サイクルの間 に多くのサンプルを採取すればする程そのサンプルはターゲット30により生成 される妨害物に起因する実際のパルスにより近づくであろうことが認められる。 しかしながら、サンプルに含まれる最高調波の周波数の2倍以上の速度でサンプ ルが採取される限り、結果として生じるサンプル合成物は折り返し効果なしにパ ルスを再生するのに十分な情報を含んでいるということがわかった。回路60お よび62の減衰特性、特に回路62においてなされるローパスフィルタリングを 考慮すれば、およびA/Dコンバータ64(例えば、12ビット)の分解能を考 慮すれば、218Hzの基本周波数の64倍のサンプリング速度で、実際上折り 返しの効果を回避するのに十分であると考えられる。 このように、ターゲット30により生成される信号は、第1の周波数つまり送 信器の基本周波数の2倍(この実施例においては、218Hz)の周波数で生起 する。ターゲット信号の弁別的な特徴を確認するのに用いられる周波数成分は、 この実施例では17倍高調波であるつまり3,706Hz第2のより高い周波数 まで引き伸ばされる。システムにおけるフィルタによって提供される減衰は、第 3のさらにより高い周波数、この実施例では32倍高調波つまり6,976Hz 以下の全ての周波数成分を除去もしくは少なくともかなりの量を下回るよう減衰 させる。折り返しを回避するため、第3の周波数つまり64倍高調波(13,9 52Hz)の少なくとも2倍の周波数でサンプルが採取される。 図3で示したように、各サイクルの間に採取されるべきサンプルと同じ数のノ イズブランカ回路および信号平均化回路が提供され、これらの回路の各々は対応 するサンプル間隔に割り当てられる。このようにして、サンプルクロックマルチ プレクサ66は、クロック発生器50からのサンプルクロック信号が印加される 単一の入力端子66aと、ノイズブランカ67および平均化回路68の対応する ものに各々接続される64個の出力66b1、…、66bMを有している。こうし てマルチプレクサ66は、その共通入力端子66a上のクロック信号をその出力 端子66b1、…、66bMの各々に対して毎秒13,952回の速度、即ち基本 尋問周波数(218Hz)の各サイクルの間に64回の速度で切り換える。尋問 場の各サイクルの間に整数(M)個のサンプルが採取されるので、そしてサンプ ルマルチプレクサ66の切り換えはMサンプル毎に繰り返すので、さらにA/D コンバータ64からの各サンプルはM個のプロセッサ65の各々におけるノイズ ブランカ67に利用されるので、ノイズブランカ67および信号平均化器68の 各々は繰り返し磁場サイクルのM個の対応する部分の1つと関連づけられるもの のみと関連するサンプル上で動作する。 ある局面において、尋問フィールドのサイクルからサイクルへの一致の十分な 度合を有さない信号を除去する。真のターゲット30 が尋問ゾーン24を通過するときに、それは各尋問フィールドサイクルの対応す る部分においてパルスを生成する。尋問フィールドサイクルは、1/218秒( 0.0046秒)であるから、尋問ゾーンを通過する時の通過時間が約1.5秒 となるターゲットは理想的には約326個の尋問サイクルを経験しその数のパル スを生成し得る。実際には、大部分の経路にそって磁気ゼロに出くわす結果、3 26よりも少ない尋問サイクルがターゲット応答を生成することができる。もし 3つのひきつづく尋問サイクル系列において3つのパルスのみが生起するとすれ ば、そしてそれらパルスがすべて全く類似する振幅を有しているとすれば、通過 する偽の電磁妨害物、又は尋問磁場と同期していない何か他のエネルギーソース によるものではなく尋問ゾーンを通過する真のターゲットにより生成されたもの であるということがわかる。しかしながら、より多くの数のサイクルからのより 多くの数のパルスは均一の選択精度を提供するのに比較され得る。 真のターゲットの存在を確認するためいくつかのひきつづく尋問サイクルの対 応する部分からのいくつかの信号サンプルを処理することは新しくはない。他の ものの間で新しいのは、この発明においてはひきつづくサンプルは単にそれら信 号の重みづけ総和を与える仕方で処理されるのではないという事実である。その 代り、本件発明では、ひきつづくサンプルは、それらの互いからの偏差を考慮に 入れる仕方で比較される。言い換えれば、サイクルからサイクルへのサンプル振 幅の一致は、その励起がシステムとは関係のない外部ソースから発したものとは 反対に送信器によって活勢化された目標物によって信号が生成されているかどう かを確認するための基準と して用いられる。算術平均のみが用いられる場合は、たとえターゲットが存在し なくとも、1つのサイクルにおける極めて大きな衝撃波はいくつかのサイクルの 信号レベルをターゲットの存在を示す量だけ上昇させるのに十分である。しかし ながら、サイクルからサイクルへの偏差が考慮に入れられれば、極めて大きな衝 撃波は無視することができる。 本件発明を具体的な実施では、1つの局面において、N個のひきつづく信号サ ンプル(例えば、N=3サイクル)の対応する部分にて採取されたサンプルの振 幅が処理されて、そのサンプル振幅の総和の2乗が、所定の定数Kth(しきい値 定数)とサイクルの数をまず掛算しさらにサンプルの振幅の2乗和と掛算して得 た値よりも大きいかどうかが確認される。典型的には、定数Kthは0と1の間の 値を有し、それをフィールド調整できるような仕方でシステムに供給され得る。 サンプル振幅の総和の2上がより大きい場合は、システムは最後の信号サンプル 振幅をさらなる処理のために平均化器を通過させ、同時に次につづく尋問サイク ルの対応する部分から採取されるであろうサンプル振幅と同様の仕方で比較する ためそのサンプルの値を保持する。サンプル振幅の総和の2乗が後者の値よりも 小さい場合には、システムはサンプル振幅を平均化器に通過させることなく次に つづく尋問サイクルの対応部分から採取されるであろうサンプル振幅と同じ仕方 で比較するためそのサンプル値を保持する。その代わりに、選択されたサンプル 期間について長時間平均化器の出力を平均化器にフィードバックさせる。 図5のノイズブランカのブロック図は、上述したような比較を行うノイズブラ ンカ67の構成を示している。図5からわかるように、 ノイズブランカ回路67の各々についてA/Dコンバータからの入力を1つの入 力端子90aにて受信する加算器90が提供されている。加算器90は、また第 2の入力端子90bにて長時間平均化器信号の負の値をも受信する。最後に述べ た長時間平均化器信号の意義を以下で説明する。加算器90は、その出力を蓄積 素子94、942、943(N個までの素子)に供給する。各素子は、サイクルク ロックマルチプレクサ92の出力により付勢される。サンプルクロックマルチプ レクサの出力は、サイクルクロックマルチプレクサ92の共通入力端子92aに 接続される。サイクルクロックマルチプレクサ92は、サイクルクロック信号ラ イン53からの信号を用いてそのサンプルクロックマルチプレクサ信号入力端子 92aを一連のその出力端子92b1、…、92bNの各々に切り換える。もっと も、上述したように、3つのひきつづくサイクルのみからのサンプル振幅は(こ の実施例においては)それらのいずれかが偽のもしくは非同期エネルギーにより 生成されたかどうかに関する表示を得るのに採取される。したがって、サイクル クロックマルチプレクサ92は、3つの出力端子92b、92b2および92b3 を有する。ある応用では、偽のもしくは非同期エネルギーおよび同期エネルギー の間の識別の高分解能を提供するのが望ましい。そのような場合には、サイクル クロックマルチプレクサからの92bNまでの大きな数Nの出力端子が点線で接 続されて示される関連する追加の素子と一緒に提供され得る。 サイクルクロックマルチプレクサ92は、サンプルマルチプレクサ66と同様 に、マルチプレクサがその最後の出力端子に切り換えられた後に生起する次のサ イクルクロック遷移がマルチプレクサを その第1の出力端子に再度切り換えるようリサイクルする。 サイクルクロックマルチプレクサの出力端子92b1、…、92bnが関連する信 号蓄積デバイス941、942、943、…、94Nへ接続されている。蓄積デバイ スはこれらの入力端子941a、942a、943a、…、94Naに最後に印加された サンプルの値を保持することができる。この信号値は各々の蓄積デバイスの出力 端子941b、942b、943b、…、94Nbに連続的に出現する。しかしながら、 蓄積デバイスの入力端子941a、942a、943a、…、94Naがアクティブにな ったときには、記録デバイスの古いサンプル値が加算器出力端子90cにおける 値によって提供される新しい値と置き換えられる。 信号蓄積デバイスのサンプル値がサンプル値総和器100へ連続して印加され 、これらを算術的に結合する。算術的に結合された結果が、次に二乗回路102 へ印加され、その入力の2乗に対応する出力を生成する。二乗回路102は従っ て、連続するサンプル値の総和の2乗に対応する出力を生成することになる。二 乗回路102の出力が比較回路104の正入力に入力される。 信号蓄積デバイス941、942、943、…、94Nのサンプル値が、また独立 した二乗回路106、108、110等へ印加され、その各々はそれら入力に印 加された信号の値の2乗に対応する出力を各々生成する。二乗回路106、10 8、110等の出力がサンプル二乗総和回路112へ連続的に印加され、その入 力の算術的な総和に対応する出力値を生成する。サンプル二乗総和回路112の 出力は従って、蓄積デバイス941、942、943、…、94Nに蓄積された値の 2乗の総和に対応する値である。 サンプル二乗総和器112の出力が乗算器回路114へ印加され、その値がN (信号蓄積デバイスの数(この実施例では3))と、プリセット値Kth(パルス が平均化回路へ通過するのを防ぐのに必要な信号値密度の閾値)とによって乗算 される。典型的には、Kthは0から1まで変化する。乗算器回路114の出力が 比較回路104の負入力端子104bへ印加される。 比較回路104が禁止スイッチ116のスイッチ差動端子116aへ印加され る。禁止スイッチ116は第1の信号入力端子116bを有し、これはアナログ −デジタル変換器64から総和器90の入力端子90aへ印加される信号と同じ 信号を受信すべく接続されている。禁止スイッチ116はまた、第2の信号入力 端子116cを有し、長時間平均化回路(追って記載)からの信号を受信するよ うく接続されている。比較回路の出力が負ではなく正であるとき、即ち、蓄積デ バイス941、942、943、…、94Nの総和の2乗がこれら信号の2乗の総和 のN倍のKth倍のよりも大きい場合、その出力がスイッチ116の共通端子11 6dをその第1の信号入力端子116bに接続し、共通端子116dはアナログ −デジタル変換器64から信号を直接受信する。しかしながら、比較回路の出力 が正ではなく負であるときは、その出力はスイッチ116の共通端子116dを その第2の信号入力端子116cに接続し、その共通入力は長時間平均化回路( 追って記載)からのみ信号を受信する。 ノイズブランカ67へ印加されるアナログ−デジタル変換器64からの信号は 合成信号であり、それは既知周期の第1の要素、即ち交互にターゲットが生成し た応答と、未知周期の第2の要素、即ち他の源から生じたものを含む。ノイズブ ランカは複数の信号間隔の 各々に対応する時間間隔から合成信号の大きさを比較して、これら大きさの変化 の度合いに従って各々のスイッチ116を動作し、更なる処理回路、即ち信号平 均化回路118と120への合成信号の流れを制御する。既知周期性の要素はサ イクルからサイクル(cycle to cycle)の大きさにおいて互いに非常に近似して いる。そして、これらが優位をしめると、ノイズブランカはスイッチ116をそ の上部位置へ動かして合成信号を更なる処理回路へ通過させる。しかしながら、 もし、既知でない周期性が優位をしめたときは、これらはサイクルからサイクル の大きさにおいて近似してはおらず、そしてノイズブランカはスイッチ166を その下部に動かして合成信号を平均化回路118及び120へ通過させないよう にする。 第6図に示すように、ノイズブランカ回路67のスイッチ116の共通端子1 16dが、短時間平均化回路118と長時間平均化回路120とに接続されてい る。短時間平均化回路118は、第1の乗算器122と総和器124と遅延レジ スタ126と第2の乗算器128とを含む。第1の乗算器12が共通端子116 dを介してノイズブランカによって通過された信号を受信してそれらをプリセッ ト値(1−As)で乗算する。第1の乗算器122の出力が総和器124に印加 され、それを第2の乗算器128からの値と加える。これら値の総和が遅延レジ スタ126の入力端子126aへ印加され、それらが蓄積され、サンプルクロッ クマルチプレクサ端子66bからのパルスを受信するまで出力端子126bにお ける総和値を保持する。サンプルクロックマルチプレクサ論理のため、1サイク ルに対して1のサンプル間隔のみに対して各出力がアクティブとなる。各平均化 回路は、従ってM個のサンプル間隔の特定の1つにの 用に供され、そして各サイクルのその間隔の間でのみ更新される。遅延レジスタ 126からの出力が第2の乗算器128へ印加され、プリセット値(As)によ って乗算される。乗算された値を次に総和器124へ印加される。 短時間平均化回路118の動作において、ノイズブランカ回路67から第1の 乗算器122へ印加された信号値が、第1の乗算器122で(1−As)で乗算 され、総和器124で第2の乗算器128の出力と総和され、遅延レジスタ12 6で遅延され、そして第2の乗算器128で値(As)で乗算される。出力は次 に、加算器124と遅延レジスタ126と第2の乗算器128で再び処理を行う 。これは、ノイズブランカ回路67からの以前の入力信号の値の重み付けされた 総和である出力信号を、遅延レジスタ126の出力に生成する。以前の入力信号 の各々の値は、それが平均化回路を通った回数とAsの値とに従って短時間平均 化回路118で減少する。Aが零となったときは以前の入力信号の各々はその第 1の再処理で零となり、ノイズブランカ回路からの現在の入力が新しい出力とな る。これは最も短くできる平均化である。しかしながら、Asの値が増加したと きは、以前の入力信号値は最も大きい影響力を有し、平均化期間はより長くなる 。 長時間平均化回路120は短時間平均化回路118と同じ構造であり、短時間 平均化回路と同様に、長期間平均化回路120は、ノイズブランカ回路67から の信号を受信し、それらをプリセット値(この場合は(1−AL)が指定される )で乗算する第1のマルチプレクサ130からなる。結果の値を総和器132で 第2の乗算器134からの出力値と加え合わせ、総和値が遅延レジスタ136へ 印加される。遅延レジスタ136からの遅延した出力がプリセット値ALによっ て乗算され、総和器132に印加される。 長時間平均化回路120と短時間平均化回路118との差異は、Aの値にある 。長時間平均化回路120のALの値は短時間平均化回路のAsの値よりも大き く、長期間平均化回路は出力値の処理における過去の信号値のより長い期間を考 慮している。上述したように、この平均化回路の用に供するサンプルクロックマ ルチプレクサ66bは、全Mサンプル間隔に渡って更新されるべき出力を生成す る。 短時間平均化回路118の出力がその遅延レジスタ126の出力から取り出さ れ、それを平均化総和回路138の正入力端子138aへ印加する。同時に、長 期間平均化回路120の出力がその遅延レジスタ136の出力から取り出され、 それを平均化総和回路138の負入力端子138bへ印加する。平均化総和回路 138の出力が出力端子138cから取り出され、それをサンプルデマルチプレ クサ70(第3図)の入力端子70a1、…、70aMの対応するものへ印加する 。長時間平均化回路120の出力を、ノイズブランキング回路67の総和器90 の負入力端子90bへも印加する(第5図)。 上述したように、ノイズブランキング回路67は、それに印加される少なくと も3つの連続するパルスが確定した最小変化を有する限り、いかなる信号の通過 をも阻止するように動作する。これは、非同期エネルギ、即ち送信機と同期性な く変化するエネルギをブロックする。しかしながら、3つあるいはそれ以上の連 続するパルスに対し、微少に変化するが関連する短時間平均化回路118の周期 に渡って低い平均値を有する他の非ターゲットエネルギ源がたまに存在する。即 ち、これらはターゲットからの信号と同じ長さだけ存在はしないが、パルスから パルス(pulse to pulse)で実質的に変化しないことを生じさせる。これらエネ ルギ源によって生成された信号を、平均化回路118と120の双方で減衰する 。 信号平均化回路118及び120からの出力の差は、変化しない非ターゲット 同期エネルギ、例えば伝送された電磁波の範囲で金属物によって生成されるもの のや、送信機と同期的に動作する回路要素によって内部的に生成されるものの効 果を排除する。この変化しないエネルギの平均値は長時間平均化回路120で測 定され、平均化総和回路138の対応する短時間平均化回路118の出力値から 減算される。平均化回路双方とも、これら変化しないエネルギ源の独立した評価 を包含するので、これら信号が差総和器138の出力において相殺される。 上述したように、長時間平均化回路120の出力が関連するノイズブランキン グ回路67の総和器90の負入力端子90bへ印加される。これの目的は、ノイ ズブランキング回路をパルスからパルスの信号値(pulse to pulse signal valu es)の変化に対して敏感となるように維持することである。もし連続するパルス の信号値が所定量変化したときは、その量は、各パルスの全信号値が小さければ 非常に重要である。しかし、各パルスが、例えば非ターゲットエネルギ源からの 同じ大きさの量へ加算されたときには、連続するパルス間の同じ変化は比較的低 い重要性しかない。即ち、関連するサンプル間隔のエネルギの長時間平均値の入 来パルスからの引き算によって、パルスからパルスの変化がより重要となる。 平均化総和回路138の各々からの出力がサンプルデマルチプレクサ70(第 3図)で結合される。平均化総和回路出力端子138cの各々がデマルチプレク サ70の対応する入力端子70a1、…、70aMへ接続されている。デマルチプ レクサ70は、サンプルクロック信号線51からのパルスを受信すべく接続され たスイッチ動作端子70bを有する。これらパルスは入力端子70a1、…、7 0aMを、共通出力端子71へ連続的に切換える。従って、クロック発生器50 からのパルスによって時間増分に分周され、ノイズブランカ及び平均化回路で別 々に処理された、デジタル−アナログ変換器からの信号がサンプルデマルチプレ クサ70で再構成される。 更なる説明のために、システムの送信機部分において、信号発生器50は周波 数がD×F0(Dは整数であり、F0はHzでの周波数)である信号を生成する。 この信号は分周器で分周され、F0ヘルツの信号を生成する。F0ヘルツの信号が 次に、更に処理され、増幅されそして送信機アンテナ42へ印加されてターゲッ ト30を励起(exciting)することができる。F0の処理の方法における唯一の 制限は、送信器場の結果が、F0の周期である応答を生成するような方法でター ゲットを励起するということである。 受信器において、ターゲット30の存在を感知することができる受信器アンテ ナ42が、非ターゲット信号エネルギに対するターゲット信号エネルギーの比を 強調するフィルタと増幅器の直列を介して結合されている。これら要素の結果的 に強調された出力が、アナログ−デジタル変換器64へ提供される。アナログ− デジタル変換器はD×F0の速度でサンプル信号を生成し、D×F0信号は、シス テム送信器から得られあるいは運ばれるか、または送信器と受信 器バージョンが周波数で独立する方法で別々に発生する。これら信号間の位相関 係においてなんら制限がないことに留意されたい。アナログ−デジタル変換器の デジタル変換が、高速なデジタル信号処理機能を実行することができるプロセッ サを含む機能ブロックに提供される。プロセッサはターゲット存在の状態表示を 生成する方法で、それへ印加される信号を生成し、その状態に従って警報48を 励起する。 ノイズブランキング回路の目的は、送信器のF0を基準とした信号の結果でな く、それ故非システム同期でないエネルギとシステム同期エネルギとの差異を区 別することである。それは、F0サイクルをD個の時間スロットに分割し、非シ ステム同期エネルギノイズは離間した時間でランダムであるのに対し、システム 同期エネルギが同じスロットに繰り返し表れるという事実を用いることによって 行われる。 ターゲット、即ち「合法的な」物がシステムを介して運ばれるときに生じる一 時的な同期ノイズと、通常存在する静止同期ノイズとの差を区別することは非常 に重要である。後者は、通常送信器から受信器へ結合されるスプリアスエネルギ とシステムのアクティブ領域の近くに一時的にのり、送信器場に反応した物の結 果である。以下は、存在可能な一時的同期ノイズが無視されるノイズブランカア ルゴリズムの簡単な記述である。存在可能な一時的同期ノイズが存在する完全な ノイズブランカアルゴリズムは、追って記載する。 このシステムにおいては、アナログ−デジタル変換のNサイクルがメモリに記 録され、各サイクルごとにD個のサンプルが存在する。n番目のサイクルのd番 目のスロットのサンプルをSndとする。ソ フトウエア的なポインタが、一回につき、各サイクルの1スロットごとに前進す る。あるサイクルのD番目のスロットに到達すると次のサイクルに進む。N番目 のサイクルの終わりにおいて、ポインタは最初のサイクルの最初のスロットへ戻 る。ポインタはD×F0の速度で、各アナログ−デジタル変換に対して一度だけ 動く。 ポインタが次のスロットへ動くので、アルゴリズムはコラムdの全サンプルの 総和の2乗とコラムのd個のサンプルの2乗の総和のN倍との比を計算する処理 を行う。 数学的には、以下のように表すことができる。 値Kはいかに類似したサンプル値がコラム内に存在するかの測定であることが理 解できる。より類似すると、システム同期信号に対応するより高いKの値となる 。例えば、もし現在のコラム内の全てのサンプル値が同一であった場合、K=1 であることが理解できる。しかしながら、サンプルが異なり、そしてこれら平均 値が0である場合、K=0である。上記式を評価し、そして所定の閾値Kthより も大きいか否かを決定することによって、アルゴリズムは指標された信号サンプ ルが同期しているか否か、即ち更なる検査に対して通過させるべきか、または、 非同期であり、ノイズであると推定し、更なる無益な処理であるかどうかを決定 する。 実験において、分周をさけ計算的等価の問題を評価するのは簡単であり 上記式は、実際のシステムに一時的な同期エネルギの存在のためでないときは十 分である。このエネルギは各サンプルにサイクルnで変化しない、というよりも コラムd内で一定のエネルギの要素を加えることによってそれ自身で明らかにす る。この背景エネルギは、上記式の変形を必要とする。 この関係を適切に説明するために、その評価をまず生成する必要がある。かか る評価は同期フィルタまたは平均化回路の使用により得ることができる。 同期フィルタ(すなわち、D*0に同期する)はF0サイクルをDタイムスロ ットに分割することによって生成することができ、各平均化回路のスロットと簡 易ノイズブランカのアルゴリズムにおいて生成されるスロットの各コラムとは1 対1に対応する。上述のサンプルポインタはスロットからスロットへ進むにつれ て、平均化回路への別個のポインタはそれにくっついて進む。しかし、簡易ノイ ズブランカアルゴリズムのポインタが次のサイクルの最初のサンプルに進む時、 平均化回路のポインタは単に平均化回路の最初のサンプルヘ戻る。 平均化回路がノイズブランカアルゴリズムと関連してどのように動作するかを 詳述する前に、スタンドアローンな装置としての平均化回路の動作を記載する。 スタンドアローンな平均化回路の各出力サンプルadは入力Xdと結合され、次式 に従って変形される。 III.ad=ad×α+Xd×(1−α) (αは0と1間の定数であり、フィルタの時定数を設定する。) 従って、平均化回路は各タイムスロット間、その各セルに入射されるエネルギ ーの平均値を生成するよう動作する。 ここで、平均化回路の入力Xdは、平均化回路の出力状態を考慮するノイズブ ランカアルゴリズムの改変例の出力であることに留意されたい。次式はすべての ポインタがコラムdにある場合で任意の時間の完全なノイズブランカアルゴリズ ムの出力ydを示す。 VI.Md−Kth×Vd もし、上記差が正ならば、その時は VII.yd=Snd VIII.ad=ad×α+Xd×(1−α) もし、差が負ならば、その時は、 IX.yd=ad X.ad=ad である。 デマルチプレクサ70の共通出力端子71からの信号は、図7により詳細に示 した適応イコライザ72へ加えられる。ここで、再び適応イコライザは図7にブ ロック図で示されるが、例示のためであり、実際の装置は積分回路の一部として 形成される。 図7に示すように、適応イコライザ72は、サンプルデマルチプレクサ70の 出力端子71から入力端子140aにて信号を受け取る、遅延ラインレジスタ1 40を含む。その遅延ラインレジスタ1 40は一連のセル140b1…140bMを有し、レジスタ140の一端の入力端 子140aにて加えられる信号は、クロックパルスがサンプルクロック信号ライ ン51(図3)からクロックパルス端子140cへ加えられるにつれて、順次連 続して各々のセルを通過する。遅延ラインレジスタ140は基本的な周波数、す なわち尋問磁気領域の周波数の期間に等しい長さ、すなわち遅延期間を備える必 要があり、セル140の数は、かかる期間中、端子140cへ加えられるパルス Mの数に等しいことが必要である。従って、遅延ラインレジスタ140は、いず れにおいても1サイクルの磁気的な尋問領域が変動する間、ノイズブランカおよ び平均化回路を通過する信号を含む。 遅延ラインレジスタ140の各セルは、タップ出力140X1…140XMを有 し、これは関連する出力乗算器1421…142Mへ接続される。これら乗算器1 42は入力として関連タップ係数ライン1411…141Mから信号を受け入れる 。それらの信号はM振幅制御調節回路1541…154Mによって生成され、その 内の1つ、1541が示される。乗算器1421…142Mの出力はは合計回路1 44にて結合される。合計回路144は、第2のトレーニング/動作スイッチ1 46の共通端子146の共通端子146aへ接続される共通端子144aを有す る。トレーニング/動作スイッチ146の1つの出力端子146bは全波整流器 73(図3)に接続される。トレーニング/動作スイッチ146の別の端子14 6cは合計回路150の正の入力端子に接続される。内部源(図示せず)からの 理想的なパルス信号DMは合計回路150の負の端子に加えられる。 1つのMサンプル間隔において、1つのゼロでない値といずれかでゼロの値を 有する信号からなるデルタ関数はそれ自体、この応用には使用可能な信号ではな いことが分る。有用となるデルタ関数としては、フィルタ62によってすでに濾 波された周波数成分が存在していなければならない。代りに、図4cに示される 形状の信号をサンプリングすることによって、有用な信号を得ることができるこ とが分る。本実施態様において、このシーケンスにおけるMサンプル(M=64 )の内の9個はゼロではなく、図示したパルスに対応する。これによって図4d に示すように、パルスの形状において、図4dに示されるようにフィルタ62か ら出るそれよりも大きな改良となる。第2のトレーニング/動作スイッチ146 がトレーニング位置にある場合(すなわち、共通端子146aが第2の出力端子 146cに接続される場合)、合計回路150は理想化パルス信号を合計回路1 44の信号値から差し引く。結果として生ずる信号(誤差を示す)は乗算器15 2へ加えられ、それと係数2Wとを乗算する。Wに大きな値を選択することによ って、適応イコライザ72の迅速な収束すなわち適応を達成することができる。 しかし、調節の精度はかかる場合には低い。他方、Wに小さな値を選択すること によって、調節の精度は増加するが、それが生じる速度は減少する。適応イコラ イザが理想的な設定から外れる量で変動するWの値を提供することが有益である 。その場合、大きい偏差では、調節は大きく、かつ迅速であろう。偏差の量が減 少するにつれて、結果として生ずる値は、遅延ラインレジスタ140内の各々の セルに関連した、いくつかの個々の振幅制御調節回路1541・・・154Mの各々 へ加えられる。説明間を分り易くするために1つの振幅制御調節 回路1541が図7に関連して記載される。しかし、他のものの構成及び動作は 同じである。 図7に示すように、振幅制御調節回路154は各々、乗算器156、加算器1 58及び遅延レジスタ160を備える。乗算器156は乗算器152からの出力 の値を受け取り、関連する遅延レジスタのセル140bからの出力信号140X の値と乗算するよう接続される。結果として生ずる値は、クロック発生器50か らの前の入力の時間中に生成されたタップ係数141に、加算器158内にて加 えられる。加算器158からの出力は蓄積レジスタ160へ供給され。そこで1 つのサンプル間隔、すなわちサンプルクロック信号ライン51のパルス期間に等 しい継続期間遅延される。蓄積レジスタの出力はタップ係数141であり、関連 した乗算器142に加えられる。 上述のように、第2のトレーニング/動作スイッチ146は、その動作位置に 切り換えられる時、すなわち、共通端子146aが第2の出力端子156bに接 続される時、適応イコライザからの出力信号は全波整流器を通して信号及びノイ ズのチャネル74、80へ供給される。これらの信号は交替時にのみで、かつ信 号及びノイズチャネルゲート76、82が開いている時のみに各チャネルを通過 することができる。これらのゲートは、順次、分周器52(図3)からのパルス を受け取るゲート発生器88からの出力によって開かれる。真のターゲットから のパルスが生じそうな磁気尋問波のその部分の間、すなわち磁界が方向を変更し そうで、比較的低い強度である時、ゲート発生器88は、それが信号ゲート76 を開くよう設定される。ゲート発生器88は、磁気的な尋問領域が、高い強度、 すなわち真ターゲットがパルスを生成する強度を越える強度を有する領域のサイ クルの部分にある時、ゲート発生器88はノイズゲート82を開く。 信号ゲート76を通過する信号は平滑化を提供するローパスフィルタ78に加 えられる。平滑化された信号は、次いで比較器86の正の入力端子へ加えられる 。ところで、ノイズゲート80を通過する信号はピーク検出器84に加えられ、 これは、ノイズゲート82が最後に開いた時、生じた信号の値に対応するノイズ チャネル80間に出力を生成する。このノイズ信号の値は比較器86の負の端子 に加えられる。比較器86は、信号チャネル74の濾波された信号の値がノイズ チャネル80の信号の値より大きい時、警告出力を生成する。この警告出力は次 いで、警告装置48を作動するために加えられる。 上述のシステムの動作は2つのモード、すなわちトレーニングモード及び動作 モードにおいて起こる。トレーニングモードの目的は振幅制御調節回路154と 適応イコライザ72の関連タップ係数ライン1411・・・141Mの信号を予め設 定することである。このトレーニングモードは、システムが最初にON状態にな った時、約15秒間生じる。この時間の間、トレーニング/正常動作制御ユニッ ト151は第1及び第2のトレーニング/動作スイッチ61、146をそれらの トレーニング位置へ切り換える。これによって、蓄積要素160が各サンプル間 隔で更新され得る。すなわち、第1のスイッチ61はテストパルス発生器63の 出力を増幅器及びバンドパスフィルタ62(図3)へ接続するよう設定され、か つ第2のスイッチ146は適応イコライザの合計回路144の出力を合計回路1 50(図7)へ接続するよう設定される。トレーニングが完了した後、ユニット 151はスイッチ61(図3)の可動要素を入力端子61aへ、スイッチ146 (図7)の可動要素をその出力端子146bへ戻す。また、それは信号を蓄積レ ジスタ160へ送り、それらがさらに更新されるのを防止し、レジスタはそれら の現在値を保持する。 トレーニングモードの目的は、適応イコライザ72の調節可能なタップ係数を 設定することであり、その結果、適応イコライザは増幅器及びバンドパスフィル タ62を通る信号の通過の間、生じる位相ゆがみを補償する。上述のようにこれ らの回路は周波数成分を、ターゲットの生成したパルスの特有な特性を確認する のに使用される周波数範囲外で除去する。これによって、パルスを増幅器及びバ ンドパスフィルタ62を通過する最大周波数の少なくとも2倍の周波数で採集す るならば、パルスをデジタル的に採集できかつ処理できる。しかし、高低周波数 成分を濾波する際、フィルタはまたパスする信号成分の相対的な位相をシフトす る。適応イコライザ72のタップ係数が適切に設定されると、この位相シフトを 補償する。これらの調節可能な振幅制御装置の設定はトレーニングモードの間、 すなわちシステムがON状態になった後の最初の15秒位の間、第1のトレーニ ング/動作スイッチ61がテストパルス発生器63の出力を増幅器及びバンドパ スフィルタ62へ接続するよう設定する間、第2のトレーニング/動作スイッチ 146が適応イコライザ72の合計回路144の出力を合計回路150及び次の 振幅制御調節回路154へ接続するよう設定する間、また蓄積レジスタ160が 各サンプル間隔内で更新される間に実行される。 適応イコライザ72は、有限応答(FIR)又は出力を生成するよう種々重み 付けされかつ合計されるタップを有するタップ付遅延ラインを備えるトランスバ ーサルフィルタの態様で動作する。これらのタップの設定は確率的傾斜アルゴリ ズムに従って、それらを相互的に調節することによって成し遂げられ、テストパ ルス発生器63から供給される信号を補正し、そしてそれらを最小位相ゆがみを 有する蓄積された理想化パルスDMに合致するようにする。理想化パルスDMはパ ルス発生器(図示せず)から供給され、そしてそれが誤差信号を発生するために 合計回路144の出力と算術的に結合される合計回路150(図7)の負の入力 端子へ加えられる。誤差信号は乗算器152内で測定され、次いで各々の振幅制 御調節回路154へ供給される。各振幅調節制御回路は修正した誤差信号の値を その関連するタップ出力140Xからの信号の値で乗算し、そしてその結果を加 算器158内にて最後のサンプル間隔の間に得られたタップ係数値141へ加え る。加算器158の出力は次いで、1つのサンプル期間、すなわち、次の動作に 使用するクロック発生器50の正の期間に、蓄積レジスタ160内に蓄積される 。ところで、前のサンプルからの結果(蓄積レジスタ160の出力の所にある) は関連した乗算器142へ加えられ、所定の増分だけその増幅又は減衰を調節す る。繰り返しサンプリングし、比較しかつ調節することによって数秒間の期間、 上述のように、いくつかの乗算器142は増幅器及びバンドパスフィルタ回路6 2によって生成される位相シフトの効果を補償するよう設定される。次いで、タ ップ係数はそれらの各々の設定を維持し、その後システムは第1及び第2のトレ ーニング/動作スイッチ61、146の設定をそれらの各正常な動 作設定へ変更しかつ蓄積レジスタ160をさらに修正することから防止すること によって正常モードの動作へ切り換えられる。 スイッチ61及び146は図3に示す予めプログラムされた制御回路151に よって作動することができる。 パルス信号の形状を再び整えるために、多数のタップと調節可能なタップ係数 を有する遅延ライン又は遅延レジスタを使用することの一般的な思想は公知であ ると理解されたい。しかし、かかる一般的な技術の電子的な物品監視におけるタ ーゲットからの信号検出への適応は新規であると考えられる。同様に、電子窃盗 検出におけるパルス信号の重み付けした平均値を与える信号平均の使用は公知で あるが、ノイズブランク装置に信号平均を導入することはここに記載されるよう に新規であると考えられる。 従って、尋問ゾーン内で無ターゲットが生成する電気的かつ電磁的エネルギー の存在下においてターゲットの存在を検出するための新規なシステムが記載され た。さらに、システムは自動的にシステム内で分析される信号の部分の異なる周 波数成分の位相関係に関するフィルタリングの効果を補償する。しかし、ノイズ ブランカ回路67、長期間及び短期間平均化回路の単独で又は組み合せ、及び適 応イコライザ回路72はその自動的な調節という特徴に関してそれら自体別個に 新規であり、他の応用において使用することができることを理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,CA, CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,HU,J P,KP,KR,LK,LU,MG,MN,MW,NL ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SK,UA,VN, (72)発明者 ルンドクウィスト,デヴィッド,ティーチ ェン アメリカ合衆国.11790 ニューヨーク, ストーニイブルック,ミルズ ロード 6 エー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.信号処理回路への複合信号のフロー(流れ)を制御する方法であって、該複 合信号は既知の周期の第1の成分と未知の周期の第2の成分を含むものである方 法において、複数の信号周期の各々における対応する時間期間からとられた該複 合信号のサンプル同志の振幅を比較し、そして該振幅の変動に従って、該複合信 号のフローを切換えることからなる方法。 2.請求の範囲第1項に記載の方法において、各信号周期に複数の時間期間があ り、1つの信号期間中の時間期間の各々からとられたサンプルの振幅が他の信号 周期中の対応する時間期間からとられたサンプルの振幅と比較されている方法。 3.請求の範囲第1項に記載の方法において、該切換えは、比較される他のサン プルからの振幅における変動が所定の量だけ小さいサンプルに対応する複合信号 のフローを所与の信号フローパスに沿って与えるものである方法。 4.請求の範囲第3項に記載の方法において、該比較の前にサンプルの振幅は該 所与の信号フローパスにおける複合信号の対応する時間期間からとられた振幅の 重み付けした和に対応する量だけ調節されている方法。 5.所定の電磁的乱れをつくるターゲットの尋問ゾーンにおける存在を検出する 方法であって、該乱れは第1の所定の周波数を有しそして第1の周波数より高い 第2の所定の周波数以下の周波数帯での周波数成分で規定される識別特性を有し ているものである方法において、 該尋問ゾーンからの電磁的乱れを受信して対応する電気信号を 生成し、 該電気信号から該第2の所定の周波数以上の周波数成分をフィルタしてより 高い第3の周波数以上の全ての成分が消去されるようにし、 該第3の周波数の少なくとも2倍であって該第1の周波数の倍数である周波 数で連続する時間期間の間の残留周波数成分の大きさを検出し、 該第1の所定の周波数の連続するサイクルにおける対応する時間期間に発生 する該検出された大きさ同志を比較し、そして 該比較結果に応じて警報信号を発生している方法。 6.請求の範囲第5項に記載の方法において、該第3の周波数は該第1の所定の 周波数の整数倍である方法。 7.請求の範囲第5項に記載の方法において、該残留周波数成分は周波数成分の 除去の際シフトしてしまった夫々の周波数成分の相対的位相関係を回復するよう 処理されている方法。
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