JPS6321237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波警報装置に関し、特に、パルス
状の超音波を利用した超音波警報装置において、
電話のベルの鳴動等により発生する超音波雑音に
よる誤動作を防止するための誤動作防止方式に関
する。

従来、移動速度の大小に無関係に侵入者等の移
動物体を検出して警報を発生する超音波警報装置
として、パルス状の超音波を警戒区域に発射し、
この超音波の反射波によるパターンを予め記憶さ
れた基準パターンと比較し、両者のパターンが異
なる場合に警報を発生する超音波警報装置があ
る。この装置を設置した部屋等において、電話の
ベル等が鳴動すると、これに伴ない超音波も発生
する。この超音波が超音波警報装置における反射
波に雑音として混入すると、超音波警報装置は誤
動作して警報を発生することがある。すなわち、
このような超音波雑音が反射波に混入すると、反
射波パターンが変化し、この反射波パターンを基
準パターンと比較した場合に、超音波雑音が侵入
者等の移動物体によるものとして判別され、この
結果、警報が発生されることがある。従つて、電
話のベル等の鳴動のような超音波雑音が発生する
可能性がある事務所等においては、この超音波警
報装置の設置場所が限定されたり、あるいは、た
とえ設置しても状況により誤動作しやすく、従つ
て、警報装置としての信頼性が低い等の問題点が
ある。

本発明の目的は、電話のベルの鳴動等により発
生する超音波雑音は反射波パターンに比較的変動
周期の短かい波形として現われるという現象に着
目し、反射波パターンにおける極大点あるいは極
小点の数を計数し、この計数値を基準パターンに
おける極大点あるいは極小点の数により予め記憶
された基準値と統計的に比較することにより超音
波雑音を検出するようにし、この結果、超音波雑
音が検出された場合には、反射波パターンに他の
いかなる変化があつても警報を発生させないよう
にし、これにより、超音波雑音による警報装置の
誤動作を防止するようにし、従つて、設置場所の
制限の撤廃を可能にし、また、警報装置としての
信頼性を向上せしめ、前述の従来形における問題
点を解決することにある。

以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例としての超音波警報
装置のブロツク回路図である。第１図において、
演算部８が一定周期たとえば0.5〜１秒間隔で発
振指令パルス「ａ」を発振器２に送出すると、発
振器２の駆動により超音波発射受信兼用素子１か
らパルス状の超音波が空中に発射される。このパ
ルス状の超音波は室内の机、棚、壁等において反
射され、これらの反射波は再び超音波発射受信兼
用素子１に受信される。素子１に受信された反射
波は増幅器３によつて増幅され、さらにAM（振
幅変調）検波用整流器４によつて検波、整流およ
び平滑される。この平滑された信号Ａ／Ｄ（アナ
ログ／デイジタル）変換器５によつてデイジタル
データに変換され、マイクロプロセツサとメモリ
とを中心に構成された演算部８によつてサンプリ
ングされる。このサンプリングは発振指令パルス
「ａ」の送出後一定時間、たとえば50ミリ秒間行
われ、サンプリング間隔はたとえば１ミリ秒であ
る。このようにサンプリングされたデータは時間
軸に沿つた１つのパターンとして演算部８のメモ
リに記憶される。この演算部８においては、各サ
ンプル毎に過去たとえば30秒間位の平均値、ばら
つき等の統計値が計算され、超音波発射受信兼用
素子１が設置されている場所における隙間風、空
気の擾乱等を考慮した平常時の反射波パターンが
基準パターンとして記憶されている。演算部８に
おいては、この基準パターンと最新の反射波パタ
ーンとを統計的に比較検定し、これにより、反射
波パターンの変化が隙間風等の自然現象によるも
のか、あるいは侵入者等の移動物体によるものか
が判別される。

さらに、第１図の超音波警報装置においては、
整流器４の出力信号の極大点の数を計数し、この
計数値を演算部８のメモリに記憶された平常時の
反射波パターンにおける極大点の数と統計的に比
較検定している。すなわち、ピーク検出器６は整
流器４の出力信号における極大点を検出する毎に
１つのパルスを送出し、これらパルスは計数器７
によつて計数される。この計数値は、発振指令パ
ルス「ａ」の送出の一定時間後に演算部８によつ
てサンプリングされ、演算部８のメモリに記憶さ
れた平常時の反射波パターンにおける極大点の数
と統計的に比較検定し、電話のベルの鳴動等によ
る超音波雑音が反射波パターンに含まれているか
否かが判別される。このように、演算部８におい
ては、反射波パターンの変化が侵入者等によるも
のか否かの判別と、反射波パターンの変化が超音
波雑音によるものか否かの判別との両方が行われ
る。たとえば、超音波雑音によらないものと判別
され、かつ、侵入者等にによるものと判別された
場合には、演算部８は警報ブザー９を鳴動させ
る。また、超音波雑音によるものと判別された場
合には、侵入者等によるか否かの判別結果に関係
なく、演算部８は警報ブザー９を鳴動させない。
なお、計数器７は発振指令パルスの送出毎にリセ
ツトされる。

第２図ａ〜第２図ｅは第１図の装置内に現われ
る信号の例を示す波形図である。第２図ａ〜第２
図ｅを参照して第１図の装置における超音波雑音
の検出動作について詳しく説明する。始めに、超
音波雑音が部屋内に存在しない場合を想定する。
この場合、演算部８から発振指令パルス「ａ」の
送出により超音波が空中に発射され、この反射波
によるパターンとして第２図ｂに示すような信号
「ｂ」が整流器４の出力に現われる。この信号
「ｂ」がピーク検出器６に転送されると、ピーク
検出器６は第２図ｂの波形の極大点に対応するパ
ルス列の信号「ｃ」を送出する。このパルス列の
パルス数は計数器７によつて各反射波パターン毎
に計数され、この計数結果は遂次、演算部８に転
送される。演算部８においては、転送されてきた
計数結果の平均値、ばらつき等の統計値が計算さ
れ、これらの統計値は超音波雑音のない平常時の
基準値として演算部８のメモリに記憶される。ま
た、これらの基準値は新しく転送されてきた計数
結果によつて絶えず更新され、温度等の自然条件
の変化に追随している。次に、電話のベルの鳴動
等による超音波雑音が存在している場合を想定す
る。この場合、超音波雑音を含む反射波パターン
として第２図ｄに示すような信号「ｄ」が整流器
４の出力に得られる。すなわち、電話のベルの鳴
動等の超音波雑音は周波数帯域が広く、かつ、振
幅の変動周期が短かいために、第２図ｄに示すよ
うに、極大点の数が著しく増加している異常部
Ｘ，ＹおよびＺとして現われる。これにより、ピ
ーク検出器６の出力は第２図ｅに示すようなパル
ス列の信号「ｅ」となり、このパルス列のパルス
数は計数器７によつて計数されて演算部８に転送
される。演算部８においては、計数器７の計数値
が前述のように予め記憶されている基準値と統計
的に比較検定され、この場合には、反射波パター
ンの変化が超音波雑音によると判別される。ま
た、一方において、第２図ｄに示す信号「ｄ」は
Ａ／Ｄ変換器５によつてデイジタルデータに変換
され、演算部８において反射波パターンの変化が
侵入者等によると判別される。この場合には、演
算部８は、たとえ侵入者等によると判別されてい
ても、警報ブザー９を鳴動させない。このよう
に、超音波雑音の有無を反射波パターンにおける
極大点を計数することによつて判別し、超音波雑
音がありと判別された場合には、警報ブザー９を
鳴動させないようにし、これにより、超音波雑音
による超音波警報装置の誤動作を防止している。
また、もし侵入者等の存在する場合には、侵入者
等による反射波パターンの極大点の増加と今まで
あつた反射波が侵入者等によつてさえぎられるこ
とによる極大点の減少分とから極大点の正味の増
加分は多くとも数個程度であり、このような増加
分は自然現象的変動範囲に含まれるので、侵入者
等が超音波雑音と誤つて判別されることはない。
すなわち、通常、反射波パターンの極大点の数と
基準値とを統計的に比較検定する場合、基準値の
標準偏差の３〜４倍以上あつた場合に超音波雑音
がありと判別するようになつている。

なお、第１図におけるピーク検出器６は信号波
形の極大点を検出するようにしてあるが、信号波
形の極小点を検出するようにすることもできる。
また、ピーク検出器６は整流器４の出力に接続し
てあるが、増幅器３の出力に接続することもでき
る。この場合にはピーク検出器６の出力パルス数
は半減する。さらにまた、第１図において、極大
点の計数をピーク検出器６および計数器７によつ
て行つているが、Ａ／Ｄ変換器５の出力信号を演
算部８のマイクロプロセツサによつて行うことも
できる。この場合、マイクロプロセツサの動作プ
ログラムを変更すればよい。

本発明によれば、反射波パターンにおける極大
点または極小点の数の計数結果にもとづいて超音
波雑音を検出して警報を発生させないようにする
ことにより、超音波警報装置の超音波雑音による
誤動作を防止することができ、これにより、警報
装置の設置場所の制限を撤廃することができ、ま
た、警報装置としての信頼性を向上させることが
でき、前述の従来形における問題点の解決に役立
つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての誤動作防止
方式が適用される超音波警報装置のブロツク回路
図、第２図ａ〜第２図ｅは第１図の装置内に現わ
れる信号の例を示す波形図である。 符号の説明、１…超音波発射受信兼用素子、２
…発振器、３…増幅器、４…AM検波用整流器、
５…Ａ／Ｄ変換器、６…ピーク検出器、７…計数
器、８…演算部、９…警報ブザー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パルス状の超音波を警戒区域に発射し、該超
   音波の反射波パターンを予め記憶された基準パタ
   ーンと比較し、両者のパターンが異なる場合に警
   報を発生する超音波警報装置において、 前記反射波パターンの変動周期が侵入者等によ
   る比較的大きいものか超音波雑音による比較的小
   さいものかを判別する判別手段と、 前記反射波パターンの変動周期が前記超音波雑
   音によつて比較的小さいときには、前記警報の発
   生を停止する警報停止手段と を設けたことを特徴とする超音波警報装置。