JPS63249076A - 移動物体検知装置 - Google Patents

移動物体検知装置

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JPS63249076A
JPS63249076A JP8344487A JP8344487A JPS63249076A JP S63249076 A JPS63249076 A JP S63249076A JP 8344487 A JP8344487 A JP 8344487A JP 8344487 A JP8344487 A JP 8344487A JP S63249076 A JPS63249076 A JP S63249076A
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Kazumasa Yamauchi
一將 山内
Hironobu Inoue
博允 井上
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野1 本発明は、超音波やマイクロ波等の連続エネルギー波を
監視空間に発射し、物体の移動により生じる反射波の周
波数偏移を検出することにより、移動物体を検知する移
動物体検知装置に関するものである。
[背景技術] 一般にこの種の移動物体検知装置は、所定周波数の超音
波やマイクロ波等の連続エネルギー波を監視空間内に発
射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴なっ
てドツプラー効果としで生じる反射波の周波数偏移を検
知するように構成されでいる。
従来の移−物体検知装置としては、周波数偏移を送波信
号と受波信号とのビート信号により検出し、このビート
信号を検波器により検波し、検波器の出力レベルが所定
値以上のときに移動物体の存在を表示するように構成さ
れたものがあった。
しかしながら、この構成では連続エネルギー波の伝播経
路の気温等の条件の変動や、監視空間内で動揺する物体
により引き起こされるクラッタ雑音により誤報を生じた
り、S/N比が低下したりするという問題がありだ。
一方、こうした問題を解浦する移動物体検知装置として
は、たとえば特開昭55−63774号公報で開示され
たものがある。これは、受波信号の周波数偏移成゛分か
らなるとともに位相の異なる一対の中間信号(ビート信
号)を形成し、両中間信号を基本軸とするベクトル平面
内で受波信号の存在する象櫂の転移を追跡することによ
り、移動物体の存否を検出するようになっている。以下
、この構成について説明する。第4図に示すように、送
波器1に発振回路10の出力を印加して送波器1から監
視空間に超音波を放射し、監視空間に存在する物体から
の反射波を受波器2により受波して電気信号に変換する
。受波器2の出力である受波信号Einはコンバータに
より一対の中間信号E。
Eoに変換される。コンバータは、発振回路10の出力
信号の位相を90度ずらす移相回路22と、移相回路2
2の出力信号Eoと受波信号Ein、および発振回路1
0の出力信号Eo’と受波信号Einの各ビー)信号で
ある中間信号E、E’を出力する一対のミキサ回路21
a、21bと、各中間信号E。
Eoをそれぞれ増幅する一対の増幅回路23a、23b
とから構成されている。中間信号E、E’は入力信号の
正負に対応して2値め軸符号信号X、Yが得られる一対
の2進数変換回路24m、24bに入力されるとともに
、入力信号レベルが所定値以上であるかどうかを検出す
る一対のレベル検出回路25m、25bに入力される1
両レベル検出回路25m、25bの出力はオア回路2G
に入力されて論−理和がとられる。すなわち、移動物体
が監視空間内に存在しなけれはオア回路26の出力レベ
ルは“L“となる0両輪符号信号X、Yは中間信号E。
Eoを基本軸とするベクトル平面内においで受波信号E
inがどの象限に存在するかを求める象限検出回路27
に入力される。*限検出回路27ではオア回路26の出
力により少なくとも一方の中間信号E、E’の信号レベ
ルが所辿レベル以上であることが検出されると象限信号
1〜■を出力する。
象限信号■〜■は象限転移方向検出回路28に入力され
、象限転移方向検出回路28では上記ベクトル平面にお
いで受波信号Einが他の象限に移動するときに移動の
向きが原貞のrM’)で右回りであるか左回りであるか
に対応して正負いずれかの信号を出力し、象限信号■〜
■が他の象限に転移するか象限信号1〜■が消滅するま
で信号を維持する。象限転移方向検出回路28の出力は
積分回路29に入力されて象限の転移回数と向きとが積
分され、この積分回路29の出力は予めしきい値が設定
されたしきい値回路30に入力される。しきい値回路3
0では入力レベルがしきい値を超え一邊と検知信号を出
力する。この検知信号により表示器駆動回路31が駆動
され、移動物体の存在が表示される。
以上のようにして、物体の移動方向の検出をベクトル平
面内で受波信号Einが存在しでいる象限の転移に置き
換えで行なうのであり、単にビート信号のレベル判定を
行なう場合のように誤報を生じることがないのである。
しかしながら、象限の転移が垂じないと物体の移動方向
が判別できないものであるから、受波信号Einが同−
象限内で移動しでいる場合には受波信号Einの移動が
無視されることになり、物体の移動から検知信号が得ら
れるまでに時間がかかるという問題がある。
[発明の目的1 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
目的とするところは、移動物体の存否を瞬時に検出でき
、しかも誤報の発生を防止した移動物体検知装置を提供
することにある。
[発明の闇示] (構成) 本発明に係る移動物体検知装置は、一定周波数で発振す
る発振回路と、発振回路の出力が入力され監視空間に連
続エネルギー波を放射する送波器と、監視空間内の物体
からの反射波を受波して受波信号を出力する受波器と、
受波信号の周波数偏移成分を互いに位相の異なる一対の
中間信号に変換するコンバータと、両中間信号を基本軸
とするベクトル平面において各時刻における受波信号の
基本軸に対する角度を時系列的に検出する角度検出回路
と、各時刻間における上記角度の差を演算する演算回路
と、所定の角度変化があると移動物体があると判断して
検出信号を出力する信号処理回路とを具備して成るもの
であり、各時刻における上記ベクトル平面内での受波信
号の角度の変化に基づいて移動物体の存否を判定するこ
とにより、移動物体の検知感度を高めたものである。
(実施例) 本発明の構成を#!!1図に基づいて説明する。以下の
説明では監視空間に放射する連続エネルギー波として超
音波を使用した例を示すが、連続エネルギー波としては
波長が10−程度かそれより小さいものであれば、例え
ばマイクロ波などを使用し−でもよい。
送波器1は一定の周波数で連続的に発振する発振回路1
0の出力信号により駆動され、送波器1から監視空間に
超音波が発射される。送波器1から発射された超音波が
監視空間内に存在する物体により反射されると、その反
射波は受波器2に受波され、これが電気信号である受波
信号Einに変換される。送波器1と受波器2とはとも
にピエゾ素子などで構成され、送波器1からは入力され
た電気振動の振動数に一致した超音波が発射され、受波
器2からは受波した超音波の振動数に一致した受波信号
Einが出力される。受波信号Einはコンバータに入
力される。コンバータは、背景技術の項で説明した構成
と同じであって、発振回路10の出力信号を90度進ま
せる移相回路22と、移相回路22の出力信号Eoと受
波信号Ein、および発振回路10の出力信号Eo’と
受波信号Einの各ビート信号である中間信号E、E’
を出力する一対のミキサ回路21m、21bと、各中間
信号E。
E゛をそれぞれ増幅する一対の増幅回路23m、23b
とから構成されている。各増幅回路23m、23bの出
力はそれぞれレベル検出回路25m、25bにおいて所
定レベル以上であるかどうかが判定され、少なくともい
ずれか一方の中間信号E、E”が所定レベル以上である
とオフ回路26の出力レベルが′H“どなる、すなわち
、監視空間内の移動物体によって受波信号Einに発振
回路10の出力信号に対する周波数偏移が生じていれば
オア回路26の出力レベルがH“となるのである。
ここで、中間信号E、E’について、第2図に基づいて
簡単に説明する。今、第2図(a)のように移相回路2
2の出力信号Eoを基準ベクトルとし、受波信号Ein
との位相角をθとすると、第2図(b)(c)にそれぞ
れ示すように、以下の関係が成立する。
E  =lEinl・cosθ E’ =IEinl・sinθ すなわち、中間信号Eは中間信号E゛に対しで、物体が
近付く場合には第2図に破線で示すように90度の進み
が生じ、物体が遠ざかる場合には第21!iに実線で示
すように90度の遅れが生じる。
ここに、単純化のために各信号を正弦波としているが、
一般には物体の表面が複雑な形状であるところから、受
波信号Einは物体の各部で反射された反射波の合成ベ
クトルとなり、中間信号E、E’は、第3図に示すよう
に歪んだ波形となる。しかし、受波信号Einがいかに
多くの成分の合成ベクトルであっても中間信号E、E’
は移相回路22の出力信号Eoである基準ベクトルの先
端を原点とする直交座楳平面上の1点(P)を示すこと
になる。
換言すれば、第3図(b)(c)にそれぞれ示すような
中間信号E、E’の各時刻1+における値E (t+ 
L E ’(t、)を中間信号E、E”を基本軸とする
直交平面上にプロットすれば、受波信号Einがいかに
複雑であっても受波信号Einを正しく再現することが
できるのである。従来例ではこのようにして得られた受
波信号Einが存在する象限の転移方向に着目しでいた
が、本願では受波信号Einの基本軸に対する角度と大
きさの変化とに着目している。
すなわち、中間信号E、E’は角度検出回路32に入力
されるのであって、角度検出回路32では入力された信
号をサンプリングするとともに、各時刻tにおいで移相
回路22の出力信号Eoである基準ベクトルに対する受
波信号Einの角度θ(1)を求める。この角度θ(1
)は時刻tにおける中間信号E (t)t E ’(t
)より次式を用いて求められる。
θ(t)= tan−’(E ’(t)/E (t))
ただし、角度検出回路32は、レベル検出回路25m、
25bにより中間信号E、E’のうちの少なくとも一方
のレベルが一定値以上となると、オア回路26の出力受
けて角度の検出が行なえる状態となるように設定されで
いる。したがって、両中間信号E、E’のレベルがとも
に所定値以下であると、角度検出回路32はリセットさ
れる。角度検出回路32の出力は演算回路33に入力さ
れ、角度の時系列的な変化分が次式のように求められる
−〇(11)=θ(tl)−θ(H−t)(ただし、r
 = 1 * 2−・・・・・・)以上のようにして求
められた一〇(ts)を信号処理回路34では順次加算
するのであり、その結果、受波信号Einが同−象限内
で移動していたとしても、全体として受波信号Einが
ベクトル平面上でどれだけ回転したかを知ることができ
るのであり、加算結果が予め設定されたしきい値を超え
ると検出信号を出力して表示器駆動回路31を駆動し、
移動物体の存在を表示するのである。
信号処理回路34における処理としては、上述のように
角度の変化分を14x次加算するものの他、各時刻にお
ける角度変化分の正負のみを検出し、正であれば+1、
負であれば−1として順次加算し、予め設定されたしき
い値を超えると検知出力が得られるようにしてもよい、
すなわち、正負の出現回数の差が所定値以上となると検
知出力が得られるようにするのである。*た、角度検出
回路・32、演算回路33、および信号処理回路34は
個々に形成してもよいが、マイクロコンピュータを月い
て上記動作を行なうようにソフトウェアを組み込めば容
易に実現できるものである。
[発明の効果1 本発明は上述のように、一定周波数で発振する発振回路
と、発振回路の出力が入力され監視空間に連続エネルギ
ー波を放射する送波器と、監視空間内の物体からの戻封
波を受波しで受波信号を出力する受波器と、受fIL償
号の周波数偏移成分を互いに位相の異なる一対の中間信
号に変換するコンバータと、両中間信号を基本軸とする
ベクトル平面において各時刻における受波信号の基本軸
に対する角度を時系列的に検出する角度検出回路と、各
時刻間における上記角度の差を演算する演gUfi路と
、所定の角度変化があると移動物体があると判断して検
出信号を出力する信号処理回路とを具備して成るもので
あり、各時刻における上記ベクトル平面内での受波信号
の角度の変化に基づいて移動物体の存否を判定するから
、受aM号の角度を検出する時間間隔を短くすればそれ
だけ受波信号に関する詳しい情報を得ることができるの
であり、その結果、を来のように象限の転移により移動
物体を検出する場合に比較して物体の移動が検出される
までの時間を短縮することが可能となるという利点があ
る。すなわち、物体がわずかに移動するだけで検出され
るから、検知感度が高まるのである。また、ビート信号
のレベルのみで判定するのではなく、受波信号のベクト
ル平面での位相角度の変化により移動物体を検知するか
ら、雑音等の影響を受けにくく誤報を生じることがない
という利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、12図お
よび第3図は同上の動作説明図、14図は従来例を示す
ブロック図である。 1は送波器、2は受波器、10は発振回路、21a*2
1bはミキサ回路、22は移相回路、32は角度検出回
路、33は演算回路、34は信号処理回路である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一定周波数で発振する発振回路と、発振回路の出
    力が入力され監視空間に連続エネルギー波を放射する送
    波器と、監視空間内の物体からの反射波を受波して受波
    信号を出力する受波器と、受波信号の周波数偏移成分を
    互いに位相の異なる一対の中間信号に変換するコンバー
    タと、両中間信号を基本軸とするベクトル平面において
    各時刻における受波信号の基本軸に対する角度を時系列
    的に検出する角度検出回路と、各時刻間における上記角
    度の差を演算する演算回路と、所定の角度変化があると
    移動物体があると判断して検出信号を出力する信号処理
    回路とを具備して成ることを特徴とする移動物体検知装
    置。
  2. (2)上記信号処理回路は、演算回路の出力値を順次加
    算するとともに、その加算値が予め設定されたしきい値
    を超えると検出信号を出力するように設定されて成るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の移動物体
    検知装置。
  3. (3)上記信号処理回路は、演算回路の出力値が正とな
    る回数と負となる回数とを計数し、正の回数と負の回数
    との差が予め設定されたしきい値を超えると検出信号を
    出力するように設定されて成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の移動物体検知装置。
JP8344487A 1987-04-03 1987-04-03 移動物体検知装置 Granted JPS63249076A (ja)

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US07/174,169 US4961039A (en) 1987-04-03 1988-03-28 Moving object detecting device
GB8807468A GB2204206B (en) 1987-04-03 1988-03-29 Moving object detecting device
DE3811113A DE3811113A1 (de) 1987-04-03 1988-03-31 Detektorvorrichtung zur erfassung bewegter objekte

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100331687A1 (en) * 2009-06-30 2010-12-30 Orthosensor System for continuous wave, pulsed, and pulsed-echo parameter measurement
JP2017181318A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 Toto株式会社 センサ装置、及び、それを備えたトイレ装置。

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JP2017181318A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 Toto株式会社 センサ装置、及び、それを備えたトイレ装置。
US10705197B2 (en) 2016-03-30 2020-07-07 Toto Ltd. Sensor device and toilet device equipped therewith

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JPH0479589B2 (ja) 1992-12-16

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