JPH1020026A - ドップラー・センサーで監視されている空間内の特定の種類の生き物の存在を検出する方法とその装置 - Google Patents

ドップラー・センサーで監視されている空間内の特定の種類の生き物の存在を検出する方法とその装置

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JPH1020026A
JPH1020026A JP9037692A JP3769297A JPH1020026A JP H1020026 A JPH1020026 A JP H1020026A JP 9037692 A JP9037692 A JP 9037692A JP 3769297 A JP3769297 A JP 3769297A JP H1020026 A JPH1020026 A JP H1020026A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドップラー・センサーで送り出される信号を
処理することである。 【構成】 ドップラー・センサー(1)で送り出される
信号は増幅(2)、フィルター処理(3)およびディジ
タル化(4)の後に、ディジタル化された信号の全体エ
ネルギーを決定する手段(11);主周波数を示す自動
相関試験手段(13);当該周波数を排除するフィルタ
ー(14);閾値以下のエネルギーを有する信号を除去
する比較器(15);特定の周波数バンドを分離させる
フィルター(17);メモリー(21)内に記憶された
基準信号との相互相関用の手段(19)により処理され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信波と監視空間
内の移動する目標物によるドップラー・フィツオ効果で
シフトされる反射波周波数との間のビーティングにより
発生する低周波数信号を供給するマイクロ波ドップラー
・センサーが配設されている監視空間内で、特定の種類
の生き物、特に人間の存在を検出する方法に関するもの
であり、当該方法において、この信号は必要な増幅およ
びフィルター処理され、且つこの種類の生き物の存在の
みが認識されるようその生き物の種類に特有のセンサー
特徴からその信号の周波数スペクトルを示すべくディジ
タル化され処理される。
【0002】本発明はまた前述した方法を実行する装置
に関するものである。
【0003】
【従来の技術】パトロールにおけるガードマンが存在し
ない場合、またはガードマンによる2回のパトロールの
間での不心得者による侵入に対して空間、特に不動産物
件の保護ということが、近年では著しく拡張されてきて
いる。というのは、こういった侵入が試みられる回数の
増加していることと、人々の異常な存在を遠隔感知する
センサーを採用することが可能になっているからであ
る。センサーは、可聴帯域ではあるがさらに特別には超
音波帯域内で作動する音響的なもの、可視または赤外線
帯域内で作動する光学的なものまたは電磁的(パルスま
たはドップラー・レーダー)なものにすることができ
る。実際上、ガードマンの存在を必要とするビデオ監視
カメラとは別に、最も広範囲に使用されているセンサー
は赤外線センサーおよびマイクロ波ドップラー・センサ
ーであり、これらのセンサーは一概に連続的に送信され
る波である送信波と移動する目標物たる侵入者によりシ
フトされる反射波周波数との間のビーティングに依存し
ている。
【0004】本発明は極めて正確にこの分野に係わるも
のであるが、本発明を利用するドップラー・センサーと
組み合わせてこの赤外線センサーを侵入者検出システム
として採用することは不可能ではないであろう。
【0005】シフトが送信器に対する目標物の半径方向
速度で生じることは知られており、この目標物は以下の
式に従ってその波に対する反射体を形成する。
【0006】 △f=2f0 (vr/c) (I) ここで△fは周波数シフトであり、f0 は送信波の周波
数であり、vrは目標物の半径方向速度であり、cは光
の速度である。
【0007】また、前記の式(I)は原則として相対的
ドップラー・フィツオイ効果と同じものとなる非相対的
ドップラー効果に対して比vr/cの極めて低い値が与
えられることに注目されよう。
【0008】移動する目標物のみに応答する全てのセン
サーと同様、ドップラー・センサーは、そのセンサーが
監視すべき空間を走査する目的上枢軸運動する必要がな
いとすると、その監視されている建造物の壁、内壁、設
備類等といった包囲する固定構造物で構成された固定目
標物の存在に起因する欠点が無い。しかしながら、本例
の場合、センサーに対する固定障害物の半径方向速度と
その対応する周波数シフトが必要な信号と干渉せず、ま
たは信号を処理することにより無視することができるよ
う枢軸速度を選択することができる。
【0009】ドップラー・センサーからの信号を処理す
ることは、第一に入力における雑音レベルを低減するこ
とにより(当該雑音のパワーは帯幅に比例する)、信号
/雑音比を改善し、第二にセンサーの走査により生じる
周波数といった望ましくない周波数を除去する意味から
適切な帯幅でのフィルター処理を予め当然に予定してい
る。
【0010】侵入者検出装置に関連あるフランスの規格
NF C 48 229は侵入者監視の目標速度の範囲
を0.3m/sおよび3m/sの間に設定した。(通信
当局で割り当てられたX帯域内の)9.9GHzの基本
周波数により、限界周波数は19.9Hzと199H
z、即ち実質的に20Hzと200Hzである。
【0011】侵入者が感知されないことがない限り、侵
入者監視システムの信頼性は明らかに第一にそのセンサ
ーの感度に依存するものである。しかしながら、発生源
が侵入者でない信号に対する反応をセンサーが示さない
場合は、センサーの感度と併せて増加する程度にセンサ
ーの選択性に殆ど同等に依存している。
【0012】信号発生源に基付く信号の判定は、ドップ
ラー信号がその発生源に対して特徴を有しているという
事実に対して可能とされるものであり、これらの特徴は
元の発生原因の兆候として知られる内容を構成してい
る。
【0013】この発生原因の示す内容を検討することに
は主として経験的手段により既に認識された攪乱現象の
兆候を集めることが含まれる。フランスの規格NF C
48 229は蛍光管で生じる干渉を述べている。ド
ップラー・センサーを使用する侵入者検出システムはフ
アン、垂直に簾状にされたブラインド、カーテンおよび
樋内を流れる水での干渉に晒されてきている。
【0014】蛍光管とは別に、その撹乱現象となるもの
は、センサーの領域内で移動してドップラー信号を発生
する目的物(フアン・ブレード、移動するカーテンまた
はブラインド、落下する水滴)である。蛍光管はAC線
の電圧の各1/2サイクルでの放電により形成されるプ
ラズマからのマイクロ波信号の反射により干渉信号を発
生する。センサーによってピック・アップされた戻り信
号はAC線電圧の周波数の2倍に等しい基本周波数およ
び調和波のきわめて広いスペクトルで変調される。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の目的はある程度
の確実性を以てその特定の種類の生き物の存在を認識す
るため、ドップラー・センサーからの信号を処理するよ
うにした特定の種類の生き物の存在を検出する方法を提
供することにある。
【0016】この目的は、送信波と監視空間内の移動す
る目標物によるドップラー・フィツオイ効果でシフトさ
れる反射波周波数との間でビーティングにより発生する
低周波信号を供給するマイクロ波ドップラー・センサー
が内部に配設されている監視空間内の特定の種類の生き
ている物、特に人間の存在を検出する方法であって、信
号が、必要とされる増幅およびフィルター処理後に、そ
の特定の種類の生き物の存在を認識するためその生き物
の種類に特有のセンサー特徴部分から信号の周波数スペ
クトルを示すようディジタル化され、処理されるように
したものにおいて、ディジタル化された信号の処理が以
下の段階、即ち a)ディジタル化された信号の全体のエネルギーを決定
し、閾値エネルギー以下のエネルギーを有する信号を除
去する段階(段階11)と; b)主周波数の存在を検出するようにした少なくとも1
つの自動相関試験を段階(a)で発生された信号に適用
する段階(段階13)と; c)段階(b)で検出された主周波数を排除するよう調
節されたフィルターによりそのディジタル化された信号
をフィルター処理する段階(段階14)と; d)フィルター段階(c)で生成された信号の全体エネ
ルギーを決定し、閾値エネルギー以下のエネルギーを有
する信号を除去する段階(段階15)と; e)段階(d)から信号をフィルター処理し、安定して
おり生き物の特定の種類の運動に固有の特定の周波数帯
域を分離させる段階(段階17)と; f)生き物の特定の種類に特有のもので且つインター・
スペクトル・エネルギーを定義付けすべくメモリー内に
記憶された基準信号との暫定的相互関係の試験を段階
(e)からの信号に適用し、それぞれ閾値エネルギー以
上のインター・スペクトル・エネルギーと閾値エネルギ
ー以下のインター・スペクトル・エネルギーに対応する
少なくとも1つの2状態信号を送信する段階とからなる
ことを特徴とする方法によって達成される。
【0017】先に述べた干渉現象の兆候の検討の結果、
これらの現象の幾つかには顕著な周期的特性があること
およびその兆候は主としてドップラー・センサーからの
信号に存在している1種類以上の特定周波数にあること
が判明した。元の原因を構成している現象が分析されれ
ば、これは予測可能であるかも知れない。しかしなが
ら、これらの現象の調査内容を確定し、その調査を実施
することが必要であろう。その上、これら主周波数をフ
ィルター処理することは要求される兆候を構成している
本質的情報を含む信号を残すことに繋がり、または、主
周波数を除去した後にその信号内に残している顕著な周
期的特性の無い干渉現象の兆候が、基準となる兆候の相
互相関関係の分析でその関連ある兆候とは識別し得るこ
とを予測することは従前には不可能であった。
【0018】本発明の方法の段階(a)ないし段階
(c)は本質的に周期的干渉信号の除去をもたらし;段
階(a)は入力における雑音を低減化し、段階(b)は
自動相関関係による主周波数の存在を確定し、コヒーレ
ント様式でおよび歪みの危険性を最低の状態にしてその
ディジタル化された主周波数をブロックすべく段階
(c)でのフィルター作用の調節を制御する。
【0019】その上、本出願人の保護の下に実施されて
いる生き物、特に人間の兆候を検討することは2種類の
信号、即ち、一方の偶発的信号と他方の実質的に時間と
併せて再生可能な信号を示した。最初の信号は生き物の
時々の運動に起因するものであり、第2の信号は歩行中
の呼吸と肉体の曲げ等といった肉体的運動に起因するも
のである。これらの肉体的運動はリズムが変動している
が、これらのリズム内での比較的一定の続きがあり、ま
た、最初これらの運動で生じる信号は特に周波数帯域に
て特定の情報をもたらすこと、また、第2にこの情報は
生き物の特定の種類に特有の基準信号との一時的相関関
係で認識し得ることが判明した。
【0020】結局、(主周波数の除去に続く)情報をも
たない信号をブロックする段階(d)の後で、段階
(e)は特定の周波数帯域を選択するよう実行され、こ
れが信号の望まれていない要素を除去し、引き続き段階
(f)ではその監視空間内に特定の種類の生き物が存在
しているか否かを誤差の危険性を最低にした状態で判断
することになる。
【0021】段階(b)と段階(c)は段階(a)へ移
動する前に主周波数が除去されるまで繰り返すことが好
ましい。
【0022】監視空間は多数の干渉現象の生じる場所で
あり、その同じ1種類の干渉源は1個以上の主周波数を
発生することがある。
【0023】信号の全体の振幅が正規化されたレベルに
なり、これが後続のディジタル処理を容易にするように
した段階に引き続き各種フィルター段階が行われること
が好ましい。
【0024】他の局面においては、本発明では、センサ
ーに対する目標物の運動に依存し且つ送信波と監視空間
内の移動目標物による反射波との間でビーティングによ
り発生する低周波信号を供給するようになっているマイ
クロ波ドップラー・センサーと、必要とされる増幅およ
びフィルター処理の後でセンサーからの信号をディジタ
ル化する手段と、生き物の特定の種類に固有の特徴をセ
ンサーからの信号の周波数スペクトル内で検出するよう
ディジタル化された信号をフォーマット化し、基準信号
と適切に比較する少なくとも1つのメモリーとプログラ
ムを伴ったマイクロ・プロセッサーとを含むプロセッサ
ー手段とを備えた選択性を高めた監視空間内で特定の種
類の生き物特に人間の存在を検出する装置であって: (m)ディジタル化された信号のエネルギーを決定し、
閾値エネルギー以下のエネルギーを有する信号を除去す
る手段と、(n)主周波数の存在を示すようにした少な
くとも1つの自動相関試験を従前の手段からの信号に適
用する手段と、(p)入力部でディジタル化された信号
を受入れ、自動相関試験で検出された主周波数を排除す
べく調節された第1のフィルターと、(q)第1のフィ
ルターでフィルター処理された信号の全体エネルギーを
決定し、閾値以下の全体エネルギーを有する信号を除去
することができる比較器手段と、(r)比較器手段から
信号を受取り、安定しており生き物の特定の種類の運動
に固有の特定周波数帯域を分離させるよう調節された第
2のフィルターと、(s)メモリー内に記憶され、生き
物の特定の種類に固有の基準信号との相関関係の一時的
試験であって、スペクトル間エネルギーを定める試験を
先に述べた特定の周波数帯域に低減された信号に適用
し、それぞれ閾値より大きいおよび閾値より小さいスペ
クトル間エネルギーに対応する少なくとも1つの2状態
信号を出力する手段とからなることを特徴とする装置が
提案される。前記の装置は本発明による方法を実行する
よう適合している。
【0025】本発明の2次的特徴とその諸利点について
は添付図面を参照して一例として行われる以下の説明か
ら明らかとなろう。
【0026】
【発明の実施の形態】図1のフロー・チャートと図2の
ブロック図に示された監視空間内での特定の種類の生き
物、選択された事例における人間の存在を検出する選択
された方法においては、1Hzの解像度を有するドップ
ラー・センサーが本例においては周波数f0 GHzのマ
イクロ波放射ビームをその監視空間内に放出し、その監
視空間内の干渉物で反射される放射を受け取る。移動し
て行く干渉物または目標物から反射される放射は既に与
えられている式、即ち △f=2f0 vr/c に従ったドップラー効果での周波数シフト△fを受け
る。
【0027】センサー1は送信される放射と反射される
放射の間のビーティングにより発生される周波数△fを
抽出する。後者の周波数は低雑音増幅器2で増幅され、
(帯域幅に比例する)雑音を制限して別の信号を防止す
る200Hzのカット・オフ周波数にてロー・パス・フ
ィルターでフィルター処理される。次に、この信号は5
12Hzのサンプリング周波数を使用してアナロウ・デ
ィジタル・コンバーター4に適用される。
【0028】図2で一層明瞭に理解可能な如く、ディジ
タル化された信号はマイクロ・プロセッサー30に給送
され、このマイクロ・プロセッサーはそれぞれ以後一層
明らかになる信号処理プログラミング素子と基準兆候を
含む2個のメモリー31,32と関連している。
【0029】アナログ・ディジタル・コンバーター4か
らのディジタル信号の処理(10)は段階11ないし段
階20を含み、これらの段階は以後引き続き説明する各
段階を含む演算過程と併せてこれらの段階が入手する特
定の結果の条件にて最初に説明する。
【0030】処理は要求される分析解像度、マイクロ・
プロセッサーの演算容量および侵入者の存在の所要検出
速度の間の補償を表す1秒(512のサンプル)の持続
時間にて連続サイクルにて行われる。
【0031】段階11はドップラー信号のエネルギー内
容を決定し、閾値エネルギー以下のエネルギー内容を有
する信号を除去し、この閾値エネルギーは雑音とドップ
ラー信号の間の判定を表している。これら2つの作動は
W?およびW>w0 の式で記号化される。エネルギー・
レベルによる判定は雑音のランダムな性質が原因で振幅
レベルによる判定に先立って選択された。雑音スパイク
を実際のドップラー信号に変換する確率は極めて低くな
ければならず、雑音のエネルギー分布は振幅分布のもの
より極めて低い比例している標準偏差を備えている。実
際、選択された帯域幅サンプリング周波数と周期的期間
の場合、平均的雑音パワーは1.24x10-3 2
あり、標準偏差は9.09x10-5 2 であり、閾値
エネルギーを平均雑音エネルギーを上廻る6の標準偏
差、即ち、1.79x10-3 2にてセットする場
合、望む信号として解釈するガウシアン雑音の確立は1
秒の繰り返し周期に対して32年に1回である。
【0032】段階12は段階11からの信号のレベルを
改変若しくは正規化し、兆候比較作動はその比較される
信号が同様の振幅を有しているものと事前に推量する。
この正規化段階は式W=1で記号化される。
【0033】段階13および14は周期特性との干渉信
号により主周波数を除去する。段階13は主周波数また
は周波数(Fd)を示す自動相関試験(AC!)を適用
する。周期的現象はそれ自体でその周期以上に相関付け
られる。段階14は段階13で示された主周波数(F
d)にバンド停止フィルター処理(ディジタル適合型フ
ィルター処理)を適用する。1個以上の主周波数が検出
されれば、段階13および14は全ての主周波数を除去
する目的から繰り返される。
【0034】段階15は主周波数を除去した後の信号の
エネルギーを決定し、閾値を下廻るエネルギー内容を有
する信号を除去し、これらの信号は有用な情報を含んで
いないものと見做し、これらの作動はW?とW>w1 の
式で記号化される。
【0035】段階16は段階12のものと同様の目的を
以て段階15からの信号のレベルを正規化し、式W=1
で記号化される。
【0036】段階17は大略15Hzないし35Hzの
範囲に対応するバンド・パス・フィルターで行われるフ
ィルター処理を適用する。本発明の開発中に実行された
人の兆候の分析は本質的に全ての人の兆候がこのスペク
トル部分では安定化特徴を備え、一方、段階16からの
信号における残りの擬似兆候はこの範囲における人の兆
候の干渉とならないような要素を特徴として備えていな
い。平坦なイン・バンド応答曲線を有するスペクトルの
エネルギーの最低撓みを生じさせねばならないフィルタ
ーはそれに応じてセットされる特性を有するバターワー
ス (Butterworth)バンドパス・フィルターである(低い
カット・オフ周波数、高いカット・オフ周波数および順
序)。実際、低いカット・オフ周波数と高いカット・オ
フ周波数はそれぞれ16Hzと34Hzであり、その順
序は第6番目の順序である。
【0037】その上、フィルター処理はフィルター処理
後の信号の存在に対するサーチが行われる。
【0038】段階18は段階12および16の場合と同
様の様式で且つ同じ理由からそのフィルター段階17か
らの信号を正規化する。
【0039】段階19はメモリー32内に記憶されてい
る基準信号SREF との暫定的相互関係試験を適用するも
のであり、その試験はスペクトル間エネルギーTW を供
給するものである。この段階19は式IC!で記号化さ
れる。この基準信号SREF は以下の過程で得られた。
【0040】センサーに対する目標たる人の相対的変位
方向(半径方向および横方向)、運動速度および目標物
からセンサー迄の距離を変える多数の人の特徴が集めら
れた。
【0041】平均偏差と標準偏差両者で特徴付けられる
如く、他方の兆候に対する各兆候の認識割合の広がりを
示す目的からその兆候に対応する全ての信号で相互相関
関係試験が実施された。
【0042】最良の平均偏差と最低の標準偏差での兆候
が選択された。得られた兆候の運動特性は3mの距離で
1.4m/s(5kph)の速度での横方向運動であっ
た。
【0043】横方向運動はそれ自体では何らドップラー
・シフトを生ぜしめないので、その対応する兆候は人に
固有の運動に依って作り出され、それの全体的変位では
作り出されないことに注意のこと。
【0044】段階20は段階19で決定されたスペクト
ル間エネルギーTW を閾値エネルギーT0 と比較する。
(この作動は式TW >T0 で記号化される。) 結果が
イエスであれば信号がこの監視される空間内での人の存
在の検出に対応する出力21に送られる。
【0045】監視空間内の人の存在に関しての確実性の
複数個のレベルを定める目的からスペクトル間エネルギ
ーを複数個の閾値エネルギーと比較することが可能であ
ることが理解されよう。図2に示される如く、信号TW
は相互相関スペクトル・アナライザー33に供給され
る。低い閾値エネルギーより大きいスペクトル間エネル
ギーの現出は人間の存在と被る危険性についての確実性
の度合いに応じて異なる作動をもたらすよう相互相関ス
ペクトルの適切な分析をトリガーする。
【0046】先に説明した各種段階についてここでその
採用されている演算過程を条件に検討する。
【0047】アナログ・ディジタル・コンバーター4の
出力において信号は1秒の持続時間のサイクルに(段階
11の第1相)バッフアー・メモリー内に移送される毎
秒あたり512のサンプルで構成される。次に、このサ
ンプルは0.2で分割され、第2バッフアー・メモリー
内に記憶される。
【0048】正規化後、この信号は級数の形態になって
いる。
【0049】 x1 (k) = A*(k) ここで、k =0,.....,511 (1) この級数のフーリエ変換x1 (n) は式
【数1】 を使用して演算される。
【0050】係数 exp−j2π kn/Nは前述の如く演算さ
れ、メモリー内に記憶される。
【0051】次に、式 P1 (n) = X 1 *(n)X 1 (n)/512 2 ここで n = 0,.......511 (3) を使用してスペクトル・パワーが演算される。
【0052】ピーク・パワーの決定に際してはP1(n)の
演算された値を通じての作動が必要であり;その値が設
定された閾値を下廻る場合は処理は中断される。
【0053】次の段階12に進むには、その信号が連続
状態ではないが、サイクルの512のサンプルに分割さ
れ、それが各サイクルの開始時と終了時における遷移が
原因となる雑音を無くすことを必要とするような事実を
許容する必要がある。これは式 x 2 (k) = x(k).(0.54-0.46.cos (2πk/N)) ここで、k = 0,.....N-1 (4) を使用してハニング(Hanning)・ウインドウに信号を適
用することで得られる。一連の演算では信号の周波数成
分と時間成分を使用しており、ハニング(Hanning)・ウ
インドウはこれら2形式の要素の送信のための良好な補
償を表している。
【0054】段階12は正規化が含まれており;一連の
正規化された値の演算は一連の入力の最大振幅値と最低
振幅値の間の差で分割される10のウインドウ処理後の
一連の入力の項に対する乗算因子を利用している。
【0055】段階13は式 r 3 (j) = Σx 3 (k)x3 (j- 511+k) ここで、j = 0.....1022 kは 0ないし511 (5) r 4 (j) = Σx 3 (k)r3 (j-1022+k) ここで、j = 0,....2044 (6) によりr3 を与え、次にr4 (j) を与える2つの連続す
る自動相関関係を実施する。
【0056】級数r4 (j) は項に2045ないし204
7に対して値0を割り当てることで完了する。
【0057】二重自動相関関係は平均周波数よりむしろ
同様のエネルギー内容にて2つの主周波数を検出できる
ことに注目のこと。
【0058】実際、式(5)と(6)による自動相関演
算では多すぎる作動、多すぎる演算時間および多すぎる
記憶箇所が要求される。従って、フーリエ変換、周波数
ドメインにおける自動相関および時間ドメインに戻る逆
のフーリエ変換を実行することが好都合である。
【0059】自動相関の演算に引き続き、概算されるパ
ワーPeが式(3)と同様の式を使用して演算され、概
算の周波数Feが演算される。
【0060】段階14には適合フィルター処理が含まれ
る。それぞれ0.95Feと1.05Feの低いおよび
高いカット・オフ周波数を有する第3順位のバターワー
ス(Butterworth)バンド停止フィルターが使用される。
【0061】段階13および14は依然段階14からの
出力に主周波数が存在する場合は繰り返し行われる。
【0062】段階15には式(2)に類似している式に
よりフーリエ変換を使用してのスペクトル・パワーおよ
び式(3)に類似した式を使用してのスペクトル・エネ
ルギー演算の概算が含まれる。再度、このスペクトル・
エネルギーは閾値と比較され、処理はこの信号のエネル
ギーがこの閾値を下廻る場合は中止され、これは開始時
に周期的干渉信号のみが存在していたことを意味する。
【0063】段階16は信号を正規化する。
【0064】示された如く、段階17はそれぞれ16H
zと34Hzの低いカット・オフ周波数と高いカット・
オフ周波数を有する6番目のオーダーのバターワース
(Butterworth)フィルターを使用してのフィルター段階
である。係数(a(k))が予め計算され、この過程は
級数を演算することで構成されている。
【0065】
【数2】
【0066】信号x6 はフーリエ変換(式(2))、ス
ペクトル・パワー演算(式(3))およびピーク・パワ
ー決定を使用しての重要なスペクトル・エネルギーを備
えているか否かを決定する目的で分析される。
【0067】信号が大きいエネルギーを有していれば、
段階19の相関関係が有効となるよう再びその信号が正
規化される。
【0068】段階19においてy(k)がメモリー32内に
記憶されている基準兆候を表す場合は、段階18からの
2つの信号x7 (k) とy(k)の間の相関関係が
【数3】 により与えられる。
【0069】この段階において、処理は演算を簡略化す
る目的から周波数ドメイン内に移動する。y(k) とx7
(k) は点1023迄長くされ、y(k) = 0 でx7 (k) =
0 となり、k=512,.....1022 となり、ここでは R6 (n) = Y*(m)x7 (n) が得られる。
【0070】級数x7 (k) とY(k) はフーリエ変換の第
1演算を(予め計算された係数と共に)使用するよう点
1024迄長くされる。
【0071】逆フーリエ変換後に、スペクトル・パワー
P15(n) = R*6 (m)R6 (n)/10242 が演算され、次に、概
算されたパワーが演算される。この後者のパワーは段階
20において閾値と対比される。
【0072】生き物、本例の場合は人間の存在を検出す
る方法は特定の様式、特に人の位置に基付く変位とは無
関係に特定の領域にいる人によるドップラー信号に晒さ
れる特徴の僅かの分析、ドップラー信号を劣化できる擬
似信号の僅かの分析に基付いていること、信号の処理が
最初はその人の兆候をマスキングし易い信号の構成要素
を無くし、次に人の兆候がその安定化した特徴の大部分
を備えているドメインを分離させる目的で或る順序にて
考えていたことが理解されよう。
【0073】その上、生き物の存在を検出することは監
視空間若しくは建造物内の侵入者の検出に限定されない
ものであることが理解されよう。生き物の存在を検出す
ることについての確実性の度合いに従って各種作用をト
リガーする目的で段階19の相互相関関係で発生される
信号を分析する可能性について既に説明した。存在の検
出に対する応答をアラームの如き保護作用にする必要が
ないことは最早言うまでもない。ワークステーションで
働いている人間の存在を監視しまたは単に建造物の照明
または建造物の一部分の照明を制御することも可能であ
る。
【0074】さらに、基準となる人の兆候を選択する目
的で使用された方法と類似している方法により決定され
る特定の基準兆候の使用により人以外の生き物の存在を
検出することが可能であり、選択された特定の種類の生
き物の存在若しくは非存在を監視するに際し、好都合の
局面を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を構成する作動のフロー・チャー
ト。
【図2】本発明の方法を実施する装置のブロック図。
【符号の説明】
1 センサ− 2 低雑音増幅器 3 ローパス・フィルター 4 アナログ・ディジタル・コンバーター 10 処理 11 段階 12 段階 13 段階 14 段階 15 段階 16 段階 17 段階 18 段階 19 段階 20 段階 21 出力 30 マイクロ・プロセッサー 31 メモリー 32 メモリー 33 相互関係スペクトル・アナライザー
フロントページの続き (72)発明者 ジャン−ピエール クシィ フランス・リモージュ 87000・リュー デュ リュートゥナン メニュー 2

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信波と監視空間内を移動する目標物に
    よるドップラー・フィツオイ効果でシフトされる反射波
    周波数との間でビーティングにより発生する低周波信号
    を供給するマイクロ波ドップラー・センサーが内部に配
    設されている監視空間内で特定の種類の生き物、特に人
    間の存在を検出する方法であって、信号が、必要とされ
    る増幅およびフィルター処理後に、その特定の種類の生
    き物の存在を認識するためその生き物の種類に特有のセ
    ンサー特徴部分から信号の周波数スペクトルを示すよう
    ディジタル化され処理されるようにしたものにおいて、
    ディジタル化された信号の処理が以下の段階、即ち a)ディジタル化された信号の全体のエネルギーを決定
    し、閾値エネルギー以下のエネルギーを有する信号を除
    去する段階(段階11)と; b)主周波数の存在を検出するようにした少なくとも1
    つの自動相関試験を段階(a)で発生された信号に適用
    する段階(段階13)と; c)段階(b)で検出された主周波数を排除するよう調
    節されたフィルターによりそのディジタル化された信号
    をフィルター処理する段階(段階14)と; d)フィルター段階(c)で生成された信号の全体エネ
    ルギーを決定し、閾値エネルギー以下のエネルギーを有
    する信号を除去する段階(段階15)と; e)段階(d)から信号をフィルター処理し、安定化し
    生き物の特定の種類の運動に固有の特定の周波数帯域を
    分離させる段階(段階17)と; f)生き物の特定の種類に特有のもので且つインター・
    スペクトル・エネルギーを定義付けすべくメモリー内に
    記憶された基準信号との暫定的相互関係の試験を段階
    (e)からの信号に適用し、それぞれ閾値エネルギー以
    上のインター・スペクトル・エネルギーと閾値エネルギ
    ー以下のインター・スペクトル・エネルギーに対応する
    少なくとも1つの2状態信号を出力する段階とからなる
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 段階(b)における自動相関試験(1
    3)が二重自動相関試験であることを特徴とする請求項
    1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 段階(d)へ進む前に主周波数が除去さ
    れるまで段階(b)(13)および(c)(14)が繰
    り返されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 段階(a)と(b)との間に信号の全体
    エネルギーが正常化される段階(a’)(12)が挿入
    されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいず
    れかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 段階(d)と段階(e)との間に信号の
    全体エネルギーが正常化される段階(d’)(16)が
    挿入されることを特徴とする請求項1ないし請求項4の
    いずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 段階(e)において信号が適切に調整さ
    れたフィルター(17)を通過するようにしたことを特
    徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 段階(e)と段階(f)の間に信号の全
    体エネルギーが正常化される段階(e’)(18)が挿
    入される請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 センサーに対する目標物の運動に依存し
    且つ送信波と監視空間内の移動目標物による反射波との
    間でビーティングにより発生する低周波信号を供給する
    ようになっているマイクロ波ドップラー・センサー
    (1)と、必要とされる増幅(2)およびフィルター処
    理(3)の後でセンサーからの信号をディジタル化する
    手段(4)と、生き物の特定の種類に固有の特徴をセン
    サー(1)からの信号の周波数スペクトル内で検出する
    ようディジタル化された信号をフォーマット化し、基準
    信号と適切に比較する少なくとも1つのメモリー(3
    1),(32)とプログラムを伴ったマイクロ・プロセ
    ッサー(30)とを含むプロセッサー手段とを備えた選
    択性を高めた監視空間内で特定の種類の生き物、特に人
    間の存在を検出する装置であって: (m)ディジタル化された信号のエネルギーを決定し、
    閾値エネルギー以下のエネルギーを有する信号を除去す
    る手段(11)と、 (n)主周波数の存在を示すようにした少なくとも1つ
    の自動相関試験を従前の手段からの信号に適用する手段
    (13)と、 (p)入力部でディジタル化された信号を受入れ、自動
    相関試験で検出された主周波数を排除すべく調節された
    第1のフィルター(14)と、 (q)第1のフィルターでフィルター処理された信号の
    全体エネルギーを決定し、閾値以下の全体エネルギーを
    有する信号を除去することができる比較器手段(15)
    と、 (r)比較器手段から信号を受取り、安定しており生き
    物の特定の種類の運動に固有の特定周波数帯域を分離さ
    せるよう調節された第2のフィルター(17)と、 (s)メモリー(32)内に記憶され、生き物の特定の
    種類に固有の基準信号との相関関係の一時的試験であっ
    て、スペクトル間エネルギーを定める試験を先に述べた
    特定の周波数帯域に低減された信号に適用し、それぞれ
    閾値より大きいおよび閾値より小さいスペクトル間エネ
    ルギーに対応する少なくとも1つの2状態信号を出力す
    る手段(19)とからなることを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】 請求項8の副項(m),(n),
    (p),(q),(r),(s)がマイクロ・プロセッ
    サー(30)と関連し、且つ順番に実行される適切な演
    算プログラムの形態にて実施されることを特徴とする請
    求項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】 ドップラー・センサー(1)が9.9
    GHzの周波数にて出力することを特徴とする請求項8
    または請求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 基準信号がドップラー・センサー
    (1)から3mの距離にて1.4m/sの速度にて移動
    している人間の横方向変位に対応することを特徴とする
    請求項8ないし請求項10のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項12】 保護空間内への人の侵入を検出する請
    求項8ないし請求項11のいずれかに記載の装置の適
    用。
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