JPH10188149A - 人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高信頼性で、検知エリア内の物体を挙動不審
者として検知できる、人体検知装置を提供する。 【解決手段】 超音波センサと、焦電式赤外線センサ
と、信号処理制御器とを有し、信号処理制御器には、超
音波センサから信号処理を行うパルス信号処理部と、焦
電式赤外線センサからの信号処理を行う焦電信号処理部
と、論理積演算を行う論理回路部と、論理積成立信号の
出力回数の計数カウント部とを設け、パルス信号処理部
で、規定値以上の高さが規定時間以上継続時に、高さ識
別信号が、また、焦電信号処理部で、物体の挙動を示す
挙動信号が発生され、論理回路部で、高さ識別信号と挙
動信号との論理積演算を行い、論理積成立信号の出力時
人体身長の近似物体として識別し、カウント部で論理積
成立信号の出力回数が規定回数以上計数時に、挙動を示
す人体身長の近似物体を挙動不審者として確定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】、

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、人体検知
装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願の
発明は、高い信頼性で精度良く、検知エリア内の物体を
挙動不審者として検知することのできる、新しい人体検
知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人体を自動的に検知するため
の受動式人体検知装置としては、焦電式赤外線センサ、
超音波センサ、マイクロ波センサ、測距センサ等のセン
サが備えられている検知装置が知られている。焦電式赤
外線センサ検知装置では、焦電式赤外線センサにより検
知エリア内の物体を検知し、得られる焦電波形信号を用
いて、たとえばこの焦電波形信号にＳ／Ｎ比の閾値処理
等を施すことにより、物体を人体として識別検知する。

【０００３】超音波センサ検知装置には、たとえば、パ
ルス反射時間計測式や、ドップラー効果式などがあり、
パルス反射時間計測式の超音波センサ検知装置では、特
定の送信パルスを有する超音波を検知エリア内に放射
し、検知エリア内の物体により反射される反射超音波を
超音波センサにより検知して、この反射超音波のパルス
と放射超音波の送信パルスとから計測される時間差異、
つまり反射時間を用いることにより、検知エリア内の物
体を人体として識別検知する。

【０００４】一方、ドップラー効果式の超音波センサ検
知装置では、放射超音波とそれに対する検知エリア内の
物体による反射超音波との間に生じるドップラー効果を
利用して、検知エリア内の物体を人体として検知する。
また、マイクロ波センサ検知装置には、マイクロ波の利
用方法によって様々な方式のものがある。

【０００５】たとえば、ドップラー効果式のマイクロ波
センサ検知装置は、放射マイクロ波とそれに対する検知
エリア内の物体による反射マイクロ波との間に生じるド
ップラー効果を利用することにより人体を検知する。こ
のマイクロ波センサ人体検知装置は、マイクロ波を用い
ているため、装置の屋外使用時において、雨、雪、風な
どの自然環境変動要因に対する依存性が極めて低いため
に、超音波を用いる超音波センサ検知装置よりも高い精
度で検知エリア内の物体を人体として検知することがで
きる特徴を有している。

【０００６】測距センサ検知装置にも様々な方式のもの
がある。たとえば、ドップラー効果式の測距センサ検知
装置は、放射赤外線と、それに対する検知エリア内の物
体による反射赤外線との間に生じるドップラー効果を利
用して、測距センサに組み込まれている位置検出素子
（ＰＳＤ）により測距センサと任意物体間の距離を測定
し、この測定距離を用いることにより、検知エリア内の
物体を人体として検知する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の人体検知装置には、それぞれ、検知精度等
の点において解決すべき問題があった。すなわち、焦電
式赤外線センサ検知装置では、図９に例示したように、
犬や猫等の小動物（ウ）の侵入、または植木、高枝
（イ）、洗濯物等の揺れなどのような検知障害物の挙動
が検知エリア（エ）内に発生すると、検知障害物の挙動
速度や位置によっては、得られる焦電波形信号におい
て、たとえば人間の挙動に相当するＳ／Ｎ比を閾値とし
た閾値処理により検知を行う場合、図１０に例示したよ
うに、検知障害物の挙動に相当するＳ／Ｎ比が人間に相
当する焦電波形のＳ／Ｎ比に非常に近い値となってしま
うことがある。このために、閾値処理により除去するこ
とができずに、検知障害物を人体として誤って検知して
しまうという問題があった。

【０００８】また、パルス反射時間計測式の超音波セン
サ検知装置では、図１１に例示したように、人間（カ）
の身長に近似する位置への枯葉、鳥、高枝（イ）、洗濯
物などの検知障害物が検知エリア（エ）内に入ってきた
場合では、図１２に例示したように、検知障害物による
反射超音波のパルス信号を人間によるパルス信号と誤判
断してしまうことがある。また、人間の身長より高い位
置に検知障害物が侵入した場合では、人体による反射超
音波のパルス信号よりも検知障害物による反射超音波の
パルス信号の方が先に超音波センサにより検知されてし
まい、検知障害物を検知障害物として識別せずに、人体
として誤って検知する可能性があり、検知精度が低くな
るといった問題があった。

【０００９】また、ドップラー効果式の超音波センサ検
知装置、ドップラー効果式のマクロ波センサ検知装置、
ドップラー効果式の測距センサ検知装置等ににおいて
も、上述のような焦電式赤外線センサ検知装置の問題点
やパルス反射時間計測式の超音波センサ検知装置の問題
点などと同様に、検知エリア内における検知障害物を人
体として誤検知してしまう可能性が高く、人体の検知精
度が非常に低いといった問題があった。

【００１０】さらにまた、従来の人体検知装置は、検知
エリア内の物体の挙動自体は検知することができるもの
の、その挙動が不審な挙動であるか否かまでは識別する
ことができなかった。つまり、人体検知装置が設置され
る住居等の居住者が検知エリア内を通過するなどのよう
な日常生活的な行為を検知し、挙動不審者でなくても警
報器等を作動させてしまうといった誤報が発生すること
がしばしばあった。

【００１１】そこで、この出願の発明は、以上の通りの
事情に鑑みてなされたものであり、屋内のみならず屋外
の使用においても、誤報が少なく、精度良く高い信頼性
で、検知エリア内の物体を人体として識別し、さらにそ
の人体を挙動不審者として確定することのできる、新し
い人体検知装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、検知エリア内の物体を挙
動不審者として検知するための人体検知装置であって、
１個または複数個の超音波センサと、１個または複数個
の焦電式赤外線センサと、信号処理制御器とが備えられ
ており、信号処理制御器には、超音波センサからのパル
ス信号に対する信号処理を行うパルス信号処理部と、焦
電式赤外線センサからの焦電信号に対する信号処理を行
う焦電信号処理部と、論理積演算を行う論理回路部と、
論理積成立信号の出力回数を数えるカウント部とが設け
られており、パルス信号処理部により、パルス信号を用
いて一定時間間隔毎に物体の高さが求められ、規定高さ
値以上の高さが規定時間以上継続する場合に、物体が人
間身長に近似する物体として識別されて高さ識別信号が
発生され、焦電信号処理部により、焦電信号に閾値処理
が施されて物体の挙動を示す挙動信号が発生され、論理
回路部により、高さ識別信号と挙動信号との論理積演算
が行われ、論理積成立信号が出力された場合に物体が挙
動を示す人間身長に近似する物体として識別され、そし
て、カウント部によりこの論理積成立信号の出力回数が
数えられて規定回数以上となった時に、挙動を示す人間
身長に近似する物体が挙動不審者として確定されること
を特徴とする人体検知装置を提供する。

【００１３】また、この出願の発明は、上記の装置にお
いて、超音波センサの代わりに位置検出素子を有する測
距センサが備えられており、この測距センサの位置検出
素子により測定される検知エリア内の物体の高さがパル
ス信号処理部において用いられることや、焦電信号処理
部に閾値処理を行うバンドパスフィルタとレベル判定回
路とが組み込まれており、焦電信号から、バンドパスフ
ィルタにより人間の移動速度に相当する周波数以外の信
号が除去され、レベル判定回路により規定レベル以下の
微小信号が除去されて、これらの除去処理後に残った信
号が挙動信号として出力されることや、信号処理制御器
による挙動不審者の確定をもって作動する警報器が備え
られていることや、論理回路部からの論理積成立信号の
出力に従って点灯する照明器が備えられていることや、
検知エリア内の物体が挙動不審者として確定されるまで
に要する規定信号処理時間を一定間隔に分割して得られ
る各分割時間に対応して作動する照明器または／および
発音器が備えられており、この照明器と発音器は各分割
時間が経過する毎に順次点灯または発音すること等を好
ましい態様としている。

【００１４】さらにまた、この出願の発明は、上記の装
置において、カウント部により論理回路部からの論理積
成立信号の出力回数が数え始められると同時に、物体の
検知エリア内の存在時間が測定され、論理積成立信号の
出力回数が規定時間中に規定回数以上とならず、且つ存
在時間が前記規定時間以上継続すると判定された場合
に、焦電式赤外線センサからの焦電信号のみを用いて挙
動不審者の確定が行われるように制御されることや、論
理回路部の論理積成立条件から高さ識別信号の入力が除
かれ、挙動信号のみの入力で論理積成立信号が発生され
るように制御されていることや、論理積成立信号の出力
回数が規定時間中に規定回数以上とならず、且つ存在時
間が前記規定時間以上継続すると判定された場合に、こ
の判定に従って発光する照明器が備えられていること等
をもその好ましい態様としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】この出願の発明の人体検知装置
は、上記の通り、１個以上の超音波センサと、１個以上
の焦電式赤外線センサと、信号処理制御器とが備えられ
ており、さらに信号処理制御器には、超音波センサから
のパルス信号に対する信号処理を行うパルス信号処理部
と、焦電式赤外線センサからの焦電信号に対する信号処
理を行う焦電信号処理部と、論理積演算を行う論理回路
部と、論理積信号の出力回数を数えるカウント部とが設
けられている構造を有している。

【００１６】このような構造を有するこの発明の人体検
知装置では、図１に例示したような信号処理が各センサ
の検知信号に対して施される。この図１は、この発明の
人体検知装置における信号処理制御器における各信号処
理の過程を例示したものであり、２個の超音波センサと
２個の焦電式赤外線センサとが備えられている場合の処
理過程である。

【００１７】ここで、この発明の人体検知装置の信号処
理制御器において行われる図１に示した各信号処理につ
いて詳しく説明する。図１に示したように、信号処理制
御器におけるパルス信号処理部では、超音波センサから
のパルス信号を用いて、たとえば、検知エリア内の物体
の高さを算出する高さ算出処理が行われ、この高さ算出
処理による算出高さが規定高さ値以上且つ規定継続時間
以上か否かを識別する高さ識別処理が行われる。

【００１８】図２は、パルス信号処理部による高さ算出
処理の一例を示したものである。この図２に示した高さ
算出処理では、まず、検知エリア内へ放射される放射パ
ルス（１）と、検知エリア内の物体（３）により反射さ
れて最初に受信される先頭反射パルス（２）との時間差
異、つまり反射時間Ｔ_k が計測される。そして、この反
射時間Ｔ_k を用いて、たとえば以下の式（１）により地
面やコンクリート面等の基準面（４）からの物体（３）
の高さｂが算出される。

【００１９】

【数１】

【００２０】この式（１）において、ｈは基準面（４）
と超音波センサ（５）間の距離であるセンサ高さ、ｋは
超音波センサ（５）と物体（３）の最高部との距離、Ｃ
は温度ｔ℃の空気中における音波伝搬速度を示してい
る。但し、センサ高さｈは、たとえば、予め任意に信号
処理制御器に設定されているものとする。なお、このよ
うな高さ算出処理の前に、パルス信号に対して閾値処理
としてのレベル判定を施して、予め設定したレベル値以
下の微小パルスを除去することにより、高さ算出処理の
精度を向上させるようにしてもよい。この場合には、レ
ベル判定後に残ったパルス信号に対して高さ算出処理が
行われる。

【００２１】そして、この高さ算出処理が一定時間間隔
に行われ、各一定時間間隔において算出される物体の高
さｂに対して、高さ識別処理が行われる。図３は、パル
ス信号処理部による高さ識別処理の一例を示したもので
ある。たとえばこの図３に示したように、高さ識別処理
では、まず、一定時間間隔をｎ個で１つのフレームとす
るフレーム区分が行われる。つまり、各フレームには、
ｎ個の算出高さｂ₁ 〜ｂ_n が存在することになる。

【００２２】そして、各フレームにおいて、ｎ個の算出
高さｂ₁ 〜ｂ_n をそれぞれ比較し、最大高さを有する最
大高さｂ_max と、この最大高さｂ_max の１フレーム中の
個数ｍとが検出され、算出高さｂ、算出高さｂの個数
ｎ、最大高さｂ_max 、および最大高さｂ_max の個数ｍを
用いて、たとえば以下の式（２）により１フレーム中の
算出高さの平均高さｂ_ave が算出される。

【００２３】

【数２】

【００２４】通常、検知エリア内における定常的な物体
や人体の高さには変動が少ないと考えられるため、上式
のように、検知エリア内における高枝や洗濯物の揺れな
どのような検知障害物による算出高さｂの急峻な変動の
増大分を引いた平均化を行うことにより、高さ識別処理
の精度を向上させることができる。次に、このようなフ
レーム区分および平均高さ算出を介して得られた各フレ
ームの平均高さｂ_ave が予め設定した規定高さ値と比較
され、平均高さｂ_ave が規定高さ値以上であると、さら
に、その平均高さｂ_ave が予め設定したフレーム数以
上、つまり規定時間以上継続しているか否かが検討され
て、規定以上継続していれば、規定高さ値以上の高さが
規定時間以上継続すると判定される。なお、設定高さ値
は、たとえば人間の身長に近似する高さに設定してお
く。

【００２５】そして、この判定をもって検知エリア内の
物体が人間身長に近似する物体であると識別され、高さ
識別信号が発生される。通常、挙動不審者は、窓の鍵を
開けるなどのようなある程度時間を要する行為を行うた
め検知エリア内に定常的に存在するが、これに対し植木
や洗濯物等の揺れによるエリア内への侵入や枯葉等の侵
入は一時的なものである。このような侵入物体の特性を
利用し、この発明の人体検知装置では、信号処理制御器
のパルス信号処理部において物体の高さのみを考慮して
人体の識別を行うのではなく、物体の検知エリア内にお
ける存在時間をも高さと同時に考慮した信号処理を行う
ことにより、検知の精度を向上させ、また、居住者が検
知エリア内を通過するなどのような日常生活的な行為に
対する誤検知をも抑制することができ、より正確に検知
エリア内の物体を人間身長に近似する物体として識別す
ることができる。

【００２６】なお、この発明の人体検知装置では、超音
波センサの代わりに、位置検出素子（ＰＳＤ）が組み込
まれている測距センサが備えられていてもよく、この測
距センサの位置検出素子により検知エリア内の物体の高
さが検出され、パルス信号処理部において、この検出高
さに対して上述のような高さ識別処理を施すことによ
り、超音波センサが備えられている場合と同様に、精度
良く、物体を人間身長に近似する物体として識別するこ
とができる。

【００２７】次に、焦電式赤外線センサからの焦電信号
に対して施される焦電信号処理部による閾値処理につい
て説明する。図４は、焦電信号処理部による閾値処理の
一例を示したものである。たとえばこの図４に示したよ
う、焦電信号処理部による閾値処理では、まず、焦電式
赤外線センサにより検知される検知エリア内の物体によ
る焦電信号波形に対してフィルタ処理が施されて、人間
の移動速度に相当する周波数以外の信号波形が削除され
る。なお、このフィルタ処理と同時に、たとえば増幅回
路により焦電信号波形を増幅させてもよい。

【００２８】次に、フィルタ処理後の焦電信号波形に対
してレベル判定が施されて、予め設定した規定レベル値
以下の微小信号が除去され、これらフィルタ処理および
レベル判定後に残った信号が挙動信号として出力され
る。このようなフィルタ処理およびレベル判定はそれぞ
れ、たとえば焦電信号処理部に組み込まれるバンドパス
フィルタおよびレベル判定回路により行われる。

【００２９】そして、上述のように超音波センサまたは
測距センサからの信号に対する信号処理を介して得られ
るパルス信号処理部からの高さ識別信号と、焦電式赤外
線センサからの信号に対する信号処理を介して得られる
挙動信号との論理積演算が、論理回路部により行われ
る。パルス信号処理部からの高さ識別信号と焦電信号処
理部からの挙動信号とは、論理回路部に入力されるよう
になっており、これら両信号が入力されると論理積が成
立して論理積成立信号が出力され、この論理積成立信号
の出力をもって、検知エリア内の物体が挙動を示す人間
身長に近似する物体として識別される。

【００３０】このようにして、論理回路部による論理積
演算を行うことにより個々のセンサから得られる信号を
相互検定し、検知エリア内の物体を挙動を示す人間身長
に近似する物体として識別することを、極めて誤り少な
く、より正確に行うことができる。たとえば、小動物等
は、人間の移動速度に相当する速度で挙動していても、
超音波センサや測距センサからの検知信号を用いた高さ
識別処理により、人間身長に近似する物体ではないと識
別され、また、高枝や洗濯物等の一時的な侵入は、超音
波センサにおける存在時間を考慮した高さ識別処理によ
り除かれ、さらにまた、人間身長に近似する高枝や洗濯
物等が強風等により押さえつけられて定常的に侵入した
場合でも、焦電式赤外線センサの焦電信号を用いた閾値
処理により、人間の挙動ではないと識別されて、挙動不
審者として検知されることはない。

【００３１】さらに、この発明の装置では、上述のよう
な論理回路部からの論理積成立信号の出力の回数、つま
りＡＮＤの成立の回数を、信号処理制御器におけるカウ
ント部により数え、予め設定した規定回数以上となった
時に、最終的に、検知エリア内の物体を挙動不審者とし
て確定する。このようにして、この発明の人体検知装置
は、検知エリア内の物体を挙動不審者として、非常に精
度良く、検知することができる。

【００３２】もちろん、装置に備えられる各センサの数
を増やすことにより、検知エリアにおける検知分解能を
上げて、検知精度をより向上させることができ、さらに
は、物体形状や侵入・移動パターン等の情報をも入手す
ることをも可能なものとするとができる。そして、上述
のように物体が挙動不審者として確定されると、この確
定に従って作動する警報器が、たとえば特異な連続音や
断続音を発したり赤色光を発光したりして、挙動不審者
を威嚇すると同時に、居住者等に挙動不審者の存在を知
らせることができる。

【００３３】また、この発明の人体検知装置には、連続
的または断続的な光を発光する、論理回路部からの論理
積成立信号の出力に従って作動するように制御される照
明器が備えられていてもよく、このように動作する照明
器によって、挙動不審者に対してだけでなく、居住者や
来客等に対しての自動照明を行うこともできる。また、
この発明の装置には、検知エリア内の物体を挙動不審者
として確定するまでに要する規定信号処理時間を一定間
隔に分割して得られる各分割時間に対応して点灯または
発音する照明器や発音器が備えられていてもよく、この
照明器および発音器は、各分割時間が経過する毎に順次
点灯または発音するように制御されることが好ましい。
このように制御されて順次点灯または発音する照明器や
発音器により、挙動不審者に対して監視されているとい
う意識を促すことができ、挙動不審者の行動の予防とし
ても機能することが可能となる。

【００３４】さらにまた、この発明の人体検知装置で
は、論理回路部からの論理積成立信号の出力回数がカウ
ント部により数え始められると同時に、人間身長に近似
する物体の検知エリア内の存在時間が測定され、論理積
成立信号の出力回数が規定時間中に規定回数以上となら
ず、且つ存在時間が前記規定時間以上継続すると判定さ
れた場合に、焦電式赤外線センサからの焦電信号のみを
用いて検知が行われるように制御されていても良い。

【００３５】すなわち、規定時間をｘ分、規定回数をｐ
回とし、存在時間をｙ分、出力回数をｑ回とすると、次
式（３）のような関係になった時に、焦電式赤外線セン
サからの焦電信号のみを用いて検知が行われるように制
御される。

【００３６】

【数３】

【００３７】上式（３）のような関係は、検知エリア内
の物体が、挙動を示す人間身長に近似する物体としては
認識されたが、挙動不審者としては確定されていない状
態が継続していることを表しており、このような状態
は、たとえば検知エリア内に人間身長に近似する高さ位
置において、高枝等の揺れが定常的に存在しているよう
な時に発生する。検知エリア内がこのような状態にある
と、その後の超音波センサからのパルス信号を用いた高
さ算出に支障が来され正確な識別が為されなくなる可能
性が出てくる。

【００３８】このため、たとえば、論理回路部の通常の
論理積成立条件、つまりパルス信号処理部からの高さ識
別信号と焦電信号処理部からの挙動信号との両信号の入
力という条件から、高さ識別信号の入力を除き、挙動信
号のみの入力で論理積成立信号が発生されるように制御
することにより、超音波センサの影響を取り除くことが
でき、検知の正確性を維持することができる。

【００３９】また、その後、人体検知装置の使用者等に
より上述のような状態の原因となっている高枝等の定常
的な検知障害物が除去されて、パルス信号処理部による
高さ識別において検知エリア内に人間身長に近似する物
体が存在しなくなったと識別されると、論理回路部の論
理積成立条件が高さ識別信号および挙動信号の入力とい
う通常の条件に戻り、超音波センサおよび焦電式赤外線
センサからの信号を用いた通常の挙動不審者の確定、検
知が行われる。

【００４０】このように制御されるこの発明の人体検知
装置には、論理積成立信号の出力回数が規定時間中に規
定回数以上とならず、且つ存在時間が前記規定時間以上
継続すると判定された場合に、この判定に従って発光す
る照明器、たとえばＬＥＤ等が備えられていても良く、
このように発光する照明器によって、検知エリア内に検
知障害物等による問題が発生していることを使用者等に
知らせてることができる。

【００４１】さらに、人体検知装置に複数のセンサが備
えられている場合には、各検知エリアに対応して点灯す
る照明器が複数備えられていてもよく、たとえば、検知
エリアの個数に合わせてＬＥＤ等を配置し、装置の右端
に備えられたセンサによる検知エリアに高枝の揺れが定
常的に存在し問題が生じているとことを示すために、そ
れに対応させて右端に配置されているＬＥＤを点灯さ
せ、また中央に備えられたセンサの検知エリアに対応さ
せて中央に配置されているＬＥＤを点灯させる、と言う
ように制御されていることが好ましく、使用者等にどの
検知エリアに問題が発生しているかを的確に容易に知ら
せることができる。

【００４２】また、装置の起動時点で既に、超音波セン
サにより規定高さ以上の物体が検知エリア内に認識され
た場合には、直ちに、論理回路部の論理積成立条件を焦
電信号処理部からの挙動信号の入力のみに変更し、焦電
式赤外線センサからの焦電信号のみを用いた検知に移行
するように制御されていてもよい。以下、添付した図面
に沿って実施例を示し、この発明の実施の形態について
さらに詳しく説明する。

【００４３】

【実施例】図５は、この発明の人体検知装置の構成を例
示した要部斜視図である。この図５に例示したこの発明
の人体検知装置には、２個の超音波センサ（５）と、１
個の焦電式赤外線センサ（６）と、これら各センサと接
続されている信号処理制御器（８）とが備えられ、さら
に信号処理制御器（８）により制御される照明器（１
３）およびＬＥＤ（１４）が備えられている。信号処理
制御器（８）には、２個の超音波センサ（５）からのパ
ルス信号それぞれに対する信号処理を施すパルス信号処
理部、焦電式赤外線センサ（６）からの焦電信号に対す
る信号処理を施す焦電信号処理部、パルス信号処理から
の高さ識別信号と焦電信号処理部からの挙動信号との論
理積演算を行う論理回路部、および論理回路部からの論
理積成立信号の出力回数を数えるカウント部が設けられ
ている。

【００４４】このようなこの発明の装置を家屋の軒先に
設置し、人体検知装置の検知エリア内への侵入物体の識
別、検知を行う。図６は、図５の人体検知装置を軒先に
設置した場合の一実施例を示した概念図である。この図
６において、超音波センサ（５）と焦電式赤外線センサ
（６）の検知エリア内に高枝（１０）の揺れおよび人間
（９）が存在しているとする。この高枝（１０）の揺れ
は、人間（９）の移動速度に近似する速度で揺れている
ものとする。

【００４５】まず、高枝（１０）の揺れのみが検知エリ
ア内に存在する状態において、超音波センサ（５）によ
り検知エリア内の高枝（１０）の揺れに対するパルス信
号が検知される。そして、信号処理制御器（８）に設け
られているパルス信号処理部により、前述の図２に示し
たように、パルス信号から反射時間Ｔ_k が計測され、こ
の反射時間Ｔ_k を用いて前述の式（１）により高枝（１
０）の地面（１１）からの高さｂが一定時間間隔毎に算
出される。

【００４６】さらに、図３に示したように、この算出高
さｂを８個ずつで１フレームとするフレーム区分が行わ
れ、式（２）によりフレーム毎の平均高さｂ_ave が算出
される。図７は、１フレーム分の８個の計測高さｂを例
示したものであり、高さ値ｄは図６における地面（１
１）の高さ、高さ値ｅは高枝（１０）の揺れの高さであ
る。これら８個の算出高さを比較すると、高枝（１０）
の揺れの高さである高さ値ｅが最大高さｂ_max となる。

【００４７】したがって、式（２）を用いて、算出高さ
ｂとして高さ値ｄおよびｅを、算出高さｂの個数ｎとし
て８を、最大高さｂ_max として高さ値ｅを、そして最大
高さｂ_max の個数ｍとして４を、それぞれ代入すると、
このフレームにおける平均高さｂ_ave は、次式（４）の
ように地面（１１）の高さｄとなる。

【００４８】

【数４】

【００４９】よって、高枝（１０）の挙動が削除され、
平均高さｂ_ave が規定高さ値以上でないため、高さ識別
信号は発生されない。一方、焦電式赤外線センサ（６）
からの焦電信号に対しては、超音波センサ（５）からの
パルス信号に対する信号処理と同時に、信号処理制御器
（８）に設けられている焦電信号処理部により信号処理
が施される。この焦電信号処理部には、閾値処理を行う
バンドパスフィルタとレベル判定回路とが組み込まれて
いる。

【００５０】高枝（１０）の揺れのみが検知対象エリア
内に存在する状態においては、焦電式赤外線センサ
（６）により高枝（１０）の挙動に対する焦電信号が検
知され、この焦電信号波形に対して、バンドパスフィル
タにより人間の移動速度に相当する周波数以外の周波数
を削除するフィルタ処理が施され、レベル判定回路によ
り規定レベル以下の微小信号が除去される。そして、こ
れらフィルタ処理およびレベル判定後に残った信号が挙
動信号として出力される。

【００５１】しかしながら、この焦電信号波形に対する
閾値処理では、高枝（１０）の揺れが人間の移動速度に
近似する挙動であるため、高枝（７）の挙動に対応する
信号は除去されていない。このような閾値処理が施され
て焦電信号処理部から発生された挙動信号は、論理回路
部に入力される。

【００５２】この論理回路部においては、挙動信号とパ
ルス信号処理部からの高さ識別信号との論理積演算が行
われるが、上述のように高さ識別信号は発生されておら
ず、挙動信号のみが入力されているため、論理積が成立
せず、論理積成立信号は出力されない。したがって、こ
の高枝（１０）は、挙動を示す人間身長に近似する物体
として識別されず、もちろん挙動不審者としても確定さ
れない。

【００５３】この後、検知エリア内に高枝（１０）の揺
れがある状態で、同じエリア内に人間（９）が入ってき
たとする。つまり、検知エリア内に高枝（１０）の揺れ
と人間（９）が同時に存在している状態である。この状
態において、超音波センサ（５）によるパルス信号に対
しては、上述のように信号処理制御器（８）のパルス信
号処理部により信号処理が施され、検知されたパルス信
号から一定時間間隔毎にエリア内の物体、つまり人間
（９）と高枝（１０）の高さｂが算出され、さらにフレ
ーム区分が行われ、各フレーム毎に平均高さｂ_ave が算
出される。

【００５４】図８は、この時の１フレーム分の８個の算
出高さｂを例示したものであり、高さ値ｅは高枝（１
０）の揺れの高さであり、高さ値ｆは人間（９）の高さ
である。これら８個の算出高さを比較すると、人間
（９）より高い位置での高枝（１０）の揺れを示す高さ
値ｅが最大高さｂ_max となるため、このフレームにおけ
る平均高さｂ_ave は、次式（５）のように、人間（９）
の高さｆとなる。

【００５５】

【数５】

【００５６】よって、高枝（７）の急峻な高さ変動の増
大分が削除され、平均高さｂ_ave が規定高さ値以上とな
る。同じ人間（９）が検知エリア内に存在し続けると、
上式による算出と同様に、各フレーム毎の平均高さｂ
_ave は高さ値ｆとなり、この高さ値ｆが規定フレーム以
上、つまり規定時間以上継続すると、規定高さ値以上の
高さが規定時間以上継続したと判定され、この判定をも
って検知エリア内の物体が人間身長に近似する物体とし
て識別されて、高さ識別信号が発生される。

【００５７】一方、焦電式赤外線センサ（６）により検
知された焦電信号波形に対しては、信号処理制御器
（８）の焦電信号処理部において、バンドパスフィルタ
によるフィルタ処理とレベル判定回路によるレベル判定
とが施されて、挙動信号が発生される。そして、このよ
うに発生されたパルス信号処理部からの高さ識別信号と
焦電信号処理部からの挙動信号とは、論理積回路部に入
力される。

【００５８】この論理積回路部においては、高さ識別信
号と挙動信号とが入力されているためにこれら２信号の
論理積が成立し、論理積成立信号が出力され、この論理
積成立信号の出力をもって、検知エリア内に挙動を示す
人間身長に近似する物体が存在すると識別される。さら
に、この発明の人体検知装置（７）では、この論理積成
立信号の出力回数が信号処理制御器（８）におけるカウ
ント部により数えられる。

【００５９】もし、人間（６）が検知エリア内に存在し
続けると、上述のように高さ識別信号と挙動信号とが発
生され続け、これら２信号による論理積成立信号の出力
回数、つまりＡＮＤの成立回数が、予め設定した規定回
数以上となった時に、最終的に、この人間（６）を挙動
不審者として確定する。図５に示したこの発明の人体検
知装置には、信号処理制御器（８）により制御される照
明器（１３）が備えられており、この照明器（１３）
は、信号処理制御器（８）の論理回路部からの論理積成
立信号の出力に従って作動し、規定秒間ＯＦＦディレー
点灯を行う。また、照明器（１３）が点灯中に再度論理
積が成立した場合には、人間が検知エリア内に停滞して
いると判断し、その時点からＯＦＦディレータイマを更
新する。

【００６０】さらにまた、図５の装置には、ＬＥＤ照明
器（１４）も備えられており、このＬＥＤ照明器（１
４）は、検知エリア内の物体が挙動不審者として確定さ
れるまでに要する規定信号処理時間を一定間隔に分割し
て得られる各分割時間に対応して点灯する照明器であ
る。このＬＥＤ照明器（１４）には３個のＬＥＤ（１５
ａ）（１５ｂ）（１５ｃ）が設けられており、各ＬＥＤ
（１５ａ）（１５ｂ）（１５ｃ）は、各分割時間が経過
する毎に順次点灯するように、信号処理制御器（７）に
より制御されている。

【００６１】すなわち、超音波センサ（５）からのパル
ス信号と焦電式赤外線センサ（６）からの焦電信号とに
対して、信号処理制御器（８）において上述のような信
号処理を施す場合、パルス信号処理部、焦電信号処理
部、論理積回路部、カウント部等による各信号処理に要
する時間、つまり検知エリア内の物体を挙動不審者とし
て確定するまでの所要時間は予め規定されており、この
規定信号処理時間を３分割し、たとえば最初の分割時間
が経過すると左端のＬＥＤ（１５ａ）が点灯し、次の分
割時間が経過すると中央のＬＥＤ（１５ｂ）が点灯し、
そして最後の分割時間が経過すると右端のＬＥＤ（１５
ｃ）が点灯するように制御されている。

【００６２】このようにＬＥＤ照明器（１４）の各ＬＥ
Ｄ（１５ａ）（１５ｂ）（１５ｃ）を順次点灯させるこ
とにより、検知エリア内に侵入した挙動不審者に対し、
監視されているという意識を促したり威嚇したりするす
ことが可能となり、また、この発明の人体検知装置の使
用者等はこのＬＥＤ照明器（１４）の点灯により装置が
正常に作動していることを確認することができる。

【００６３】もちろん、このＬＥＤ照明器（１４）と同
様に、各分割時間が経過する毎に順次、断続的な警告音
を発するような発音器が備えられていてもよいことは言
うまでもなく、このような発音器とＬＥＤ照明器（１
４）とによる音と光により、挙動不審者に対する威嚇等
をより効果的に行うことができる。また、図６に示した
実施例は、検知エリア内に人間の移動速度に近似する速
度で揺れる高枝（１０）が存在している状態であった
が、高枝（１０）が強風等により押さえつけられて検知
エリア内に定常的に存在する場合では、高枝（１０）は
人間の移動速度に相当する周波数を有さないため、この
ような定常的な高枝（１０）は、焦電信号処理部による
閾値処理により除去されて、挙動不審者として検知され
ることはない。

【００６４】さらにまた、図５の人体検知装置では、論
理回路部からの論理積成立信号の出力回数がカウント部
により数え始められると同時に、人間身長に近似する物
体の検知エリア内の存在時間が測定され、論理積成立信
号の出力回数が規定時間中に規定回数以上とならず、且
つ存在時間が前記規定時間以上継続すると判定された場
合に、焦電式赤外線センサからの焦電信号のみを用いて
検知が行われるように制御されていても良い。

【００６５】この場合、ＬＥＤ照明器（１４）は、人間
身長に近似する物体の規定回数以上とならず、且つ存在
時間が前記規定時間以上継続すると判定された時に点灯
するように制御され、たとえば、このＬＥＤ照明器（１
４）の各ＬＥＤ（１５ａ）（１５ｂ）（１５ｂ）が、各
々、左端の超音波センサ（５）の検知エリア、中央の焦
電式赤外線センサ（６）の検知エリア、右端の超音波セ
ンサ（５）の検知エリアに対応させて点灯するように制
御されることが好ましい。このように制御されることに
より、たとえば検知エリア内に高枝（１０）の揺れが定
常的に存在しているような状態が発生している場合にお
いて、検知の精度を高く維持しておくことができ、ＬＥ
Ｄ照明器（１４）の点灯を確認して、使用者等が検知エ
リア内の高枝（１０）を早急に除去することができる。

【００６６】もちろん、この発明は以上の例に限定され
るものではなく、細部については様々な態様が可能であ
ることは言うまでもない。

【００６７】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この出願の発
明の人体検知装置により、精度良く、高い信頼性で、検
知エリア内の物体を挙動不審者として検知することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の人体検知装置における信号処理制御
器による信号処理過程を例示した図である。

【図２】パルス信号処理部による高さ算出処理の一例を
示した図である。

【図３】パルス信号処理部による高さ識別処理の一例を
示した図である。

【図４】焦電信号処理部による閾値処理の一例を示した
図である。

【図５】この発明の人体検知装置の構成を例示した要部
斜視図である。

【図６】図５に示したこの発明の人体検知装置を家屋の
軒先に設置した場合の一実施例を例示した概念図であ
る。

【図７】検知エリア内に高枝の揺れのみが存在している
状態における１フレーム分の算出高さを例示した図であ
る。

【図８】検知エリア内に高枝の揺れと人間とが同時に存
在している状態における１フレーム分の算出高さを例示
した図である。

【図９】検知エリア内に小動物および高枝が存在してい
る状態を例示した図である。

【図１０】図９に示した小動物および高枝が存在してい
る状態における焦電式赤外線センサの焦電波形信号を例
示した図である。

【図１１】検知エリア内に高枝および人間が存在してい
る状態を例示した図である。

【図１２】図１１に示した高枝および人間が存在してい
る状態における超音波センサのパルス信号を例示した図
である。

【符号の説明】

１ 放射パルス ２ 先頭反射パルス ３ 物体 ４ 基準面 ５ 超音波センサ ６ 焦電式赤外線センサ ７ 人体検知装置 ８ 信号処理制御器 ９ 人間 １０ 高枝 １１ 地面 １２ 軒先 １３ 照明器 １４ ＬＥＤ照明器 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ ＬＥＤ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 11/00 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｊ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知エリア内の物体を挙動不審者として
   検知するための人体検知装置であって、 １個または複数個の超音波センサと、１個または複数個
   の焦電式赤外線センサと、信号処理制御器とが備えられ
   ており、信号処理制御器には、 超音波センサからのパルス信号に対する信号処理を行う
   パルス信号処理部と、 焦電式赤外線センサからの焦電信号に対する信号処理を
   行う焦電信号処理部と、論理積演算を行う論理回路部
   と、論理積成立信号の出力回数を数えるカウント部とが
   設けられており、 パルス信号処理部により、パルス信号を用いて一定時間
   間隔毎に物体の高さが求められ、規定高さ値以上の高さ
   が規定時間以上継続する場合に、物体が人間身長に近似
   する物体として識別されて高さ識別信号が発生され、 焦電信号処理部により、焦電信号に閾値処理が施されて
   物体の挙動を示す挙動信号が発生され、 論理回路部により、高さ識別信号と挙動信号との論理積
   演算が行われ、論理積成立信号が出力された場合に物体
   が挙動を示す人間身長に近似する物体として識別され、 カウント部によりこの論理積成立信号の出力回数が数え
   られて規定回数以上となった時に、挙動を示す人間身長
   に近似する物体が挙動不審者として確定されることを特
   徴とする人体検知装置。
2. 【請求項２】 超音波センサの代わりに位置検出素子を
   有する測距センサが備えられており、この測距センサの
   位置検出素子により測定される検知エリア内の物体の高
   さがパルス信号処理部において用いられることを特徴と
   する請求項１の人体検知装置。
3. 【請求項３】 焦電信号処理部に閾値処理を行うバンド
   パスフィルタとレベル判定回路とが組み込まれており、
   焦電信号から、バンドパスフィルタにより人間の移動速
   度に相当する周波数以外の信号が除去され、レベル判定
   回路により規定レベル以下の微小信号が除去されて、こ
   れらの除去処理後に残った信号が挙動信号として出力さ
   れることを特徴とする請求項１または２の人体検知装
   置。
4. 【請求項４】 信号処理制御器による挙動不審者の確定
   をもって作動する警報器が備えられていることを特徴と
   する請求項１ないし３の人体検知装置。
5. 【請求項５】 論理回路部からの論理積成立信号の出力
   に従って点灯する照明器が備えられていることを特徴と
   する請求項１ないし４の人体検知装置。
6. 【請求項６】 検知エリア内の物体が挙動不審者として
   確定されるまでに要する規定信号処理時間を一定間隔に
   分割して得られる各分割時間に対応して作動する照明器
   または／および発音器が備えられており、この照明器と
   発音器は各分割時間が経過する毎に順次点灯または発音
   することを特徴とする請求項１ないし５の人体検知装
   置。
7. 【請求項７】 カウント部により論理回路部からの論理
   積成立信号の出力回数が数え始められると同時に、物体
   の検知エリア内の存在時間が測定され、論理積成立信号
   の出力回数が規定時間中に規定回数以上とならず、且つ
   存在時間が前記規定時間以上継続すると判定された場合
   に、焦電式赤外線センサからの焦電信号のみを用いて挙
   動不審者の確定が行われるように制御されることを特徴
   とする請求項１ないし６の人体検知装置。
8. 【請求項８】 論理回路部の論理積成立条件から高さ識
   別信号の入力が除かれ、挙動信号のみの入力で論理積成
   立信号が発生されるように制御されていることを特徴と
   する請求項７の人体検知装置。
9. 【請求項９】 論理積成立信号の出力回数が規定時間中
   に規定回数以上とならず、且つ存在時間が前記規定時間
   以上継続すると判定された場合に、この判定に従って発
   光する照明器が備えられていることを特徴とする請求項
   ７または８の人体検知装置。