JP2017181100A - Target object detection unit - Google Patents

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雅人 牧山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow for accurately detecting position of a target object that moves with sound within a monitoring range without fail.SOLUTION: A target object detection device 1 includes; an object detection unit 2 capable of detecting at least a distance and direction to an object from reflection waves of a transmitted transmission wave; a plurality of acoustic signal input units 3 disposed within a space; a storage unit 5b configured to record acoustic signals entering the plurality of acoustic signal input units 3 for a predetermined period of time together with time information; and an acoustic signal processing unit 5c configured to identify a direction of a sound source by processing the plurality of acoustic signals. When an object is detected by the object detection unit 2, the acoustic signal processing unit 5c acquires time of detection and processes the acoustic signals at the time of detection stored in the storage unit 5b to identify a sound source direction at the time of detection, and then determines the presence of the target object provided that the direction of the detected object substantially matches the identified sound source direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、所定の監視領域内に存在する対象物体（例えばドローン等の飛行物体）を検知する対象物体検知装置に関する。   The present invention relates to a target object detection device that detects a target object (for example, a flying object such as a drone) existing in a predetermined monitoring area.

近年、ドローンと呼ばれる小型で無人のマルチコプターが実用化され、農薬散布や施設点検などさまざまな用途に有効利用されている。   In recent years, small unmanned multicopters called drones have been put into practical use and are effectively used for various applications such as pesticide spraying and facility inspection.

一方で、盗撮や危険物運搬などドローンを悪用した犯罪も懸念されつつあり、このようなドローンが監視領域内への侵入を早期に検出するシステムも現れ始めている。   On the other hand, crimes that misuse drones, such as voyeurism and dangerous goods transportation, are also concerned, and a system for early detection of such drones entering the surveillance area is beginning to appear.

従来、例えば下記特許文献１や特許文献２に開示されるように、音を発しながら飛行する飛行物体の監視目的として互いに不得手とする部分を補完する、もしくは誤検知を防止させるためにレーダ及びそのセンサを組み合わせて複合的に判定しようとするものが知られている。   Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 below, radar and There is known one that attempts to make a composite determination by combining the sensors.

特開昭６０−１７４９７０号公報JP 60-174970 A 特開２００３−９８２５４号公報JP 2003-98254 A

上記特許文献１には、レーダ装置において音響アレイを付加し、レーダの死角から接近する飛行物体を音響アレイで捉えることにより早期警戒が可能なことが記載されている。また、特許文献２には、目標物体の種類に応じて目標物体の特定にレーダ信号処理と音響信号処理のいずれかが最適な情報源であるか判定を行うことが記載されている。   Patent Document 1 describes that early warning is possible by adding an acoustic array in a radar device and capturing a flying object approaching from the blind spot of the radar with the acoustic array. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151858 describes that it is determined whether one of radar signal processing and acoustic signal processing is an optimal information source for specifying a target object according to the type of the target object.

上記特許文献１，２は、レーダまたは音響アレイのいずれかの出力結果を用いて判定を行うものであるが、両者の結果を統合して検知物体の判定を行う場合、高速の飛行物体などでは、レーダで物体を検知後、音響アレイの指向性を検知方向に制御してもレーダで検知した物体は既に検知位置に存在しないと正しい判定ができない。   In the above Patent Documents 1 and 2, the determination is made using the output result of either the radar or the acoustic array. However, when the detection object is determined by integrating the results of both, in the case of a high-speed flying object, etc. After the object is detected by the radar, even if the directivity of the acoustic array is controlled in the detection direction, if the object detected by the radar does not already exist at the detection position, correct determination cannot be made.

また、複数の物体が検知されている場合は、レーダによる対象物体か否かの判定及び物体の方向へ指向性を制御して対象物体か否かの判定を各々行うと、処理に遅延が発生する可能性がある。   Also, if multiple objects are detected, a delay will occur in the processing if it is determined whether it is a target object by radar and whether the target object is controlled by controlling the directivity in the direction of the object. there's a possibility that.

本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、監視領域内に存在する対象物を失報することなく、また監視領域の騒音源を誤報として検知することなく、対象物体の位置を精度良く求めることが可能な対象物体検知装置を提供することを目的としている。   The present invention is intended to solve the above-described problem, and it is possible to accurately detect the position of a target object without missing a target object existing in the monitoring area and without detecting a noise source in the monitoring area as a false alarm. An object of the present invention is to provide a target object detection device that can be obtained well.

上記した目的を達成するために、本発明に係る対象物体検知装置は、所定の送信波を送信し、前記送信波に対する反射波から少なくとも物体までの距離と方向を検知可能な物体検知手段と、
空間上に複数配置された音響信号入力手段と、
前記複数の音響信号入力手段に入力した音響信号を時刻情報と共に現在から遡った過去所定時間分記憶する記憶手段と、
前記複数の音響信号を処理して音源方向を特定する音響信号処理手段と、
を備えた対象物体検知装置であって、
前記音響信号処理手段は、前記物体検知手段が物体を検知すると、検知時刻を取得し、前記記憶手段に記憶された前記検知時刻における前記音響信号を処理して音源方向を特定し、前記検知物体の方向と前記特定した音源方向が略一致すると対象物体があると判定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a target object detection device according to the present invention transmits a predetermined transmission wave, and an object detection means capable of detecting at least the distance and direction from the reflected wave to the transmission wave to the object,
A plurality of acoustic signal input means arranged in space;
Storage means for storing the sound signals inputted to the plurality of sound signal input means together with time information for a past predetermined time retroactive from the present time;
Acoustic signal processing means for processing the plurality of acoustic signals to identify a sound source direction;
A target object detection device comprising:
The acoustic signal processing means acquires a detection time when the object detection means detects an object, processes the acoustic signal at the detection time stored in the storage means, specifies a sound source direction, and detects the detected object. It is determined that there is a target object when the direction of the sound source and the identified sound source direction substantially coincide.

また、本発明に係る対象物体検知装置は、前記物体検知手段が、方位角方向にビーム幅が狭く仰角方向にビーム幅が広い電波を送受信するアンテナと、前記アンテナを所定周期で回転させる回転機構とを備え、前記アンテナから送信された送信波に対する反射波から検知物体までの距離と方位角及び、仰角範囲を特定可能であり、
前記音響信号処理手段が、前記仰角範囲内で、前記音響信号を遅延和処理により生成した遅延和信号が最大となる仰角において、当該遅延和信号が閾値以上であると対象物体があると判定してもよい。 Further, in the target object detection apparatus according to the present invention, the object detection unit includes an antenna that transmits and receives radio waves having a beam width that is narrow in the azimuth direction and a beam width that is wide in the elevation direction, and a rotation mechanism that rotates the antenna at a predetermined period. The distance and azimuth from the reflected wave to the sensing object with respect to the transmission wave transmitted from the antenna, and the elevation angle range can be specified,
The acoustic signal processing means determines that there is a target object when the delay sum signal is greater than or equal to a threshold value at an elevation angle at which the delay sum signal generated by delay sum processing is maximum within the elevation angle range. May be.

さらに、本発明に係る対象物体検知装置は、前記物体検知手段が、仰角範囲が異なる複数のアンテナを備え、前記物体を検知したアンテナに基づき仰角範囲を設定してもよい。   Furthermore, in the target object detection device according to the present invention, the object detection unit may include a plurality of antennas having different elevation angle ranges, and set the elevation angle range based on the antenna that has detected the object.

また、本発明に係る対象物体検知装置は、前記閾値の値が遠方ほど小さくなるよう設定され、
前記音響信号処理手段が、前記物体検知手段から距離情報を取得し、当該距離において設定された閾値と前記遅延和信号を比較して対象物体の有無を判定してもよい。 Further, the target object detection device according to the present invention is set so that the value of the threshold value decreases as the distance increases.
The acoustic signal processing means may acquire distance information from the object detection means and compare the threshold set at the distance with the delay sum signal to determine the presence or absence of the target object.

さらに、本発明に係る対象物体検知装置は、さらに撮像方向が可変可能な撮像部を備え、検知すべき対象物体が複数検知されているときは、前記対象物体ごとに監視優先度を定め、当該監視優先度が高い対象物体の現在の位置情報を前記物体検知手段から取得して前記撮像部の撮像方向を制御してもよい。   Furthermore, the target object detection device according to the present invention further includes an imaging unit whose imaging direction can be changed, and when a plurality of target objects to be detected are detected, a monitoring priority is determined for each target object, and The current position information of the target object having a high monitoring priority may be acquired from the object detection unit to control the imaging direction of the imaging unit.

本発明の対象物体検知装置によれば、物体検知手段は、所定の送信波を送信し、送信波に対する反射波から少なくとも物体までの距離と方向を検知する。音響信号入力手段は、空間上に複数配置され、監視領域から音響信号を取得する。記憶手段は、複数の音響信号入力手段に入力した音響信号を時刻情報と共に現在から遡った過去所定時間分記憶する。音響信号処理手段は、複数の音響信号を処理して音源方向を特定するものであり、物体検知手段が物体を検知すると、検知時刻を取得し、記憶手段に記憶された検知時刻における音響信号を処理して音源方向を特定し、検知物体の方向と特定した音源方向が略一致すると対象物体があると判定する。かかる構成により、監視領域から取得した複数の音響信号を時刻情報と共に現在から遡った過去所定時間分だけ記憶手段に記憶しておき、物体検知手段にて物体を検知したときに、この物体を検知した検知時刻に対応する記憶手段の音響信号を処理して検知時刻における音源方向を特定し、物体を検知した方向と特定した音源方向が略一致したときに対象物体があると判定するので、対象物体を失報することなく、また監視領域の騒音源を誤報として検知することなく、対象物体の位置を精度良く求めることができる。   According to the target object detection apparatus of the present invention, the object detection means transmits a predetermined transmission wave, and detects at least the distance and direction from the reflected wave to the transmission wave to the object. A plurality of acoustic signal input means are arranged in the space and acquire acoustic signals from the monitoring area. The storage means stores the acoustic signals input to the plurality of acoustic signal input means for a predetermined past time that is traced back from the present together with time information. The acoustic signal processing means processes a plurality of acoustic signals to identify the sound source direction. When the object detection means detects the object, the detection time is acquired, and the acoustic signal at the detection time stored in the storage means is obtained. The sound source direction is specified by processing, and when the detected sound source direction and the specified sound source direction substantially coincide, it is determined that there is a target object. With this configuration, a plurality of acoustic signals acquired from the monitoring area are stored in the storage unit for a predetermined past time that has been traced back from the present together with time information, and the object is detected when the object is detected by the object detection unit. The sound source direction at the detection time is identified by processing the acoustic signal of the storage means corresponding to the detected time, and it is determined that there is a target object when the detected direction of the object substantially matches the detected sound source direction. The position of the target object can be accurately obtained without missing the object and without detecting the noise source in the monitoring area as a false alarm.

また、本発明の対象物体検知装置によれば、物体検知手段は、方位角方向にビーム幅が狭く仰角方向にビーム幅が広い電波を送受信するアンテナと、アンテナを所定周期で回転させる回転機構とを備え、アンテナから送信された送信波に対する反射波から検知物体までの距離と方位角及び、仰角範囲を特定する。音響信号処理手段は、物体検知手段が特定した仰角範囲内で、音響信号を遅延和処理により生成した遅延和信号が最大となる仰角において、遅延和信号が閾値以上であると対象物体があると判定する。かかる構成により、アンテナから送信される送信波に対する反射波から検知物体までの距離、方位角及び仰角範囲を特定し、特定した仰角範囲内における遅延和信号が最大となる仰角で遅延和信号が閾値以上のときに監視領域内に対象物体が存在すると判定することができる。   Further, according to the target object detection apparatus of the present invention, the object detection means includes an antenna that transmits and receives radio waves having a narrow beam width in the azimuth angle direction and a wide beam width in the elevation angle direction, and a rotation mechanism that rotates the antenna at a predetermined period. The distance from the reflected wave to the sensing object with respect to the transmission wave transmitted from the antenna, the azimuth angle, and the elevation angle range are specified. The acoustic signal processing means has a target object when the delay sum signal is equal to or greater than a threshold at an elevation angle at which the delay sum signal generated by the delay sum process is maximum within the elevation angle range specified by the object detection means. judge. With this configuration, the distance, the azimuth angle and the elevation angle range from the reflected wave to the detection object with respect to the transmission wave transmitted from the antenna are specified, and the delay sum signal is a threshold value at an elevation angle that maximizes the delay sum signal within the specified elevation angle range. At this time, it can be determined that the target object exists in the monitoring area.

さらに、本発明の対象物体検知装置によれば、物体検知手段は、仰角範囲が異なる複数のアンテナを備え、物体を検知したアンテナに基づき仰角範囲を設定する。かかる構成により、仰角範囲が異なるアンテナを多段構成とすることで仰角探索範囲を限定することができる。   Furthermore, according to the target object detection device of the present invention, the object detection means includes a plurality of antennas having different elevation angle ranges, and sets the elevation angle range based on the antennas that have detected the object. With such a configuration, the elevation angle search range can be limited by using a multi-stage antenna having different elevation angle ranges.

また、本発明の対象物体検知装置によれば、閾値の値が遠方ほど小さくなるよう設定される。そして、音響信号処理手段は、物体検知手段から距離情報を取得し、取得した距離において設定された閾値と遅延和信号を比較して対象物体の有無を判定する。かかる構成により、遠方ほど小さくなるように閾値を設定しておき、物体検知手段から距離情報を取得し、取得した距離情報の距離に対応する閾値と遅延和信号とを比較することで対象物体の有無を判定することができる。   In addition, according to the target object detection device of the present invention, the threshold value is set to be smaller as the distance increases. The acoustic signal processing unit acquires distance information from the object detection unit, and compares the threshold set at the acquired distance with the delay sum signal to determine the presence or absence of the target object. With such a configuration, a threshold value is set so as to decrease as the distance increases, distance information is acquired from the object detection unit, and the threshold value corresponding to the distance of the acquired distance information is compared with the delay sum signal to thereby determine the target object. Presence / absence can be determined.

さらに、本発明の対象物体検知装置によれば、撮像方向が可変可能な撮像部を備え、検知すべき対象物体が複数検知されているときは、対象物体ごとに監視優先度を定め、この監視優先度が高い対象物体の現在の位置情報を物体検知手段から取得して撮像部の撮像方向を制御する。かかる構成により、対象物体が複数検知された場合に、監視優先度が高い対象物体の現在の位置情報を物体検知手段から取得して撮像部の撮像方向を制御することができる。   Furthermore, according to the target object detection device of the present invention, the imaging unit that can change the imaging direction is provided, and when a plurality of target objects to be detected are detected, the monitoring priority is determined for each target object, and this monitoring is performed. The current position information of the target object having a high priority is acquired from the object detection means, and the imaging direction of the imaging unit is controlled. With this configuration, when a plurality of target objects are detected, the current position information of the target object having a high monitoring priority can be acquired from the object detection unit, and the imaging direction of the imaging unit can be controlled.

本発明に係る対象物体検知装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the target object detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る対象物体検知装置における監視範囲の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the monitoring range in the target object detection apparatus according to the present invention. 本発明に係る対象物体検知装置における監視用レーダの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the radar for monitoring in the target object detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る対象物体検知装置におけるマイクアレイの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the microphone array in the target object detection apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る対象物体検知装置の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of the target object detection apparatus which concerns on this invention.

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面の図１〜５を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 of the accompanying drawings.

［本発明の概要について］
本発明は、所定の監視領域内に存在する所定レベル以上の音響信号を発しながら移動する物体を対象物体（例えばドローン等の飛行物体）とし、これを検知する対象物体検知装置に関するものである。 [Outline of the present invention]
The present invention relates to a target object detection apparatus that detects an object that moves while emitting an acoustic signal of a predetermined level or more existing in a predetermined monitoring area as a target object (for example, a flying object such as a drone).

対象物体検知装置にレーダとマイクアレイを備え、これら双方で物体を検知すると、対象である検知物体（音を出して移動する物体）を検知したとして警報を出力する場合、検知物体をレーダで検知後に、検知方向にマイクアレイの指向性を制御して物体の有無を判定しようとしても検知物体が既に他の場所へ移動してしまうと、対象物体と判定できない可能性がある。   If the target object detection device is equipped with a radar and a microphone array, and both of these detect the object, the detection object is detected by the radar when the target detection object (the object that moves with sound) is detected and an alarm is output. Later, even if an attempt is made to determine the presence or absence of an object by controlling the directivity of the microphone array in the detection direction, if the detected object has already moved to another location, it may not be determined as a target object.

そこで、本発明の対象物体検知装置は、マイクアレイを構成するマイクロホンで所定時間データ（音響信号）のバッファリングを実行しておき、レーダが物体を検知すると、マイクアレイがレーダから物体の検知時刻を取得し、バッファリングされたデータを処理して物体の検知時刻における音源方向を特定し、レーダが検知した物体の方向と特定した音源方向とが略一致すれば対象物体があると判定する機能を有する。   Therefore, the target object detection apparatus of the present invention executes buffering of data (acoustic signal) for a predetermined time with the microphones constituting the microphone array, and when the radar detects an object, the microphone array detects the object detection time from the radar. And processing the buffered data to identify the sound source direction at the detection time of the object, and if the direction of the object detected by the radar and the specified sound source direction substantially match, determine that there is a target object Have

［対象物体検知装置の構成について］
図１に示すように、本実施の形態の対象物体検知装置１は、物体検知部２、音響信号入力部３、撮像部４、制御部５、表示部６を含んで概略構成される。 [Configuration of target object detection device]
As shown in FIG. 1, the target object detection apparatus 1 of the present embodiment is schematically configured to include an object detection unit 2, an acoustic signal input unit 3, an imaging unit 4, a control unit 5, and a display unit 6.

対象物体検知装置１は、図２の点線で示す円ａの中心に設置され、半球面を監視範囲Ｅとしている。対象物体検知装置１は、物体検知部２により監視範囲Ｅ内の対象物体Ｗを検知したと判定すると、物体検知部２の近傍に設置された撮像部４により対象物体Ｗを含む撮像が行われる。以下、対象物体Ｗを飛行物体として説明する。   The target object detection apparatus 1 is installed at the center of a circle a indicated by a dotted line in FIG. When the target object detection device 1 determines that the target object W within the monitoring range E is detected by the object detection unit 2, the imaging unit 4 installed in the vicinity of the object detection unit 2 performs imaging including the target object W. . Hereinafter, the target object W will be described as a flying object.

［物体検知部（監視用レーダ）］
物体検知部２は、監視範囲Ｅ内の飛行物体Ｗを検知する監視用レーダで構成される。監視用レーダ２は、監視領域の所定箇所に固定設置され、複数のレーダを組み合わせて半球面の監視範囲Ｅを監視する構成としている。 [Object detection unit (monitoring radar)]
The object detection unit 2 includes a monitoring radar that detects a flying object W within the monitoring range E. The monitoring radar 2 is fixedly installed at a predetermined position in the monitoring area, and is configured to monitor the hemispherical monitoring range E by combining a plurality of radars.

監視用レーダ２は、レーダから送信される送受信波として周波数変調された連続波を使用して測距を行うＦＭ−ＣＷ方式を採用し、所定周期（例えば１回転／１秒）で方位角方向に所定の水平ビーム幅（例えば２度）のビームを３６０度回転させ、所定周期（例えば３ｍｓ）ごとに電波を送受信することで、飛行物体Ｗの方位角を検知できる。   The monitoring radar 2 employs an FM-CW system that uses a frequency-modulated continuous wave as a transmission / reception wave transmitted from the radar, and performs an azimuth direction at a predetermined cycle (for example, one rotation / one second). The azimuth angle of the flying object W can be detected by rotating a beam having a predetermined horizontal beam width (for example, 2 degrees) 360 degrees and transmitting and receiving radio waves at a predetermined period (for example, 3 ms).

また、監視用レーダ２の回転速度は、レーダの最大検知距離（例えば１００ｍ）に応じて決定されるビームの往復時間と比較して、アンテナが停止しているとみなせるほど小さい速度に設定される。   In addition, the rotation speed of the monitoring radar 2 is set to a speed that is small enough to assume that the antenna is stopped as compared with the round-trip time of the beam determined according to the maximum detection distance (for example, 100 m) of the radar. .

仰角方向は、斜め上方、及び上空方向に水平ビーム幅より広い送信ビーム（例えば６０度）を放射し、斜め上方に送信した領域を上下に分割した領域からの電波を受信する２つの受信アンテナ、及び上空方向からの受信波を受信する２つの受信アンテナ（例えば３０度）を用いて監視領域内に侵入した飛行物体Ｗからの反射波を受信する。   The elevation angle direction is obliquely upward, and two receiving antennas that radiate a transmission beam (for example, 60 degrees) wider than the horizontal beam width in the upward direction and receive radio waves from a region obtained by dividing the region transmitted obliquely upward and downward, And the reflected wave from the flying object W which penetrate | invaded in the monitoring area | region is received using two receiving antennas (for example, 30 degree | times) which receive the received wave from the sky direction.

監視用レーダ２は、レーダ方式としてはＦＭ−ＣＷ方式が採用することで、レーダを中心とした飛行物体Ｗの方位角、物体までの距離、速度、受信強度、検知した受信アンテナが監視する仰角範囲の情報が取得できる。   The monitoring radar 2 adopts the FM-CW method as a radar method, so that the azimuth angle of the flying object W around the radar, the distance to the object, the speed, the received intensity, and the elevation angle monitored by the detected receiving antenna. Range information can be acquired.

さらに監視用レーダ２の構成について図３を参照しながら説明する。ここでの監視用レーダ２は、斜方監視用レーダと天面監視用レーダによる２つのレーダ装置を組み合わせて半球面の監視範囲Ｅを監視する構成としている。以下、２つのレーダ装置にＦＭ−ＣＷレーダを用いた場合を例にとって説明する。   Further, the configuration of the monitoring radar 2 will be described with reference to FIG. The monitoring radar 2 here is configured to monitor the hemispherical monitoring range E by combining two radar devices, that is, an oblique monitoring radar and a top surface monitoring radar. Hereinafter, a case where FM-CW radar is used for two radar devices will be described as an example.

図３は２つのレーダ装置で構成される監視領域のイメージを示している。固定位置に設置されたＦＭ−ＣＷレーダは、図３に示すように、斜め上方、及び上空方向のそれぞれに送信ビームＴ１，Ｔ２を放射し、斜め上方に送信した領域を上下に分割した領域からの電波Ｒ１を受信する２つの受信アンテナ、及び上空方向からの電波Ｒ２を受信する２つの受信アンテナを用いて監視領域内に存在する飛行物体Ｗからの反射ビームを受信する。   FIG. 3 shows an image of a monitoring area composed of two radar devices. As shown in FIG. 3, the FM-CW radar installed at a fixed position radiates transmission beams T1 and T2 in an obliquely upward direction and an upward direction. The reflected beam from the flying object W existing in the monitoring area is received using two receiving antennas for receiving the radio wave R1 and two receiving antennas for receiving the radio wave R2 from above.

ここでは、ＦＭ−ＣＷレーダの原理の詳細な説明については省略するが、その概略について説明すると、監視用レーダ２としてのＦＭ−ＣＷレーダは、送信アンテナ、複数の受信アンテナ、送受信装置、Ａ／Ｄ変換器、信号処理装置を含んで構成される。   Here, a detailed description of the principle of the FM-CW radar will be omitted, but the outline thereof will be described. An FM-CW radar as the monitoring radar 2 includes a transmission antenna, a plurality of reception antennas, a transmission / reception device, an A / A D converter and a signal processing device are included.

各部について説明すると、送信アンテナは、送信ビームを前方に放射する。仰角範囲の異なる複数の受信アンテナは、送信ビームの範囲あるいは、送信ビームの範囲を分割した監視領域からの電波を受信する。送受信装置は、ＦＭ−ＣＷ送信波を生成し、また受信ビームを信号処理装置で処理可能な周波数に変換する。Ａ／Ｄ変換器は、送受信装置が出力する受信ビーム強度をデジタル変換する。信号処理装置は、Ａ／Ｄ変換器が出力する受信ビーム強度から監視領域にある飛行物体Ｗの相対距離、相対速度、及び受信ビーム中の飛行物体Ｗからの反射ビーム成分の強度を求める。   Explaining each part, the transmission antenna radiates a transmission beam forward. A plurality of receiving antennas having different elevation angle ranges receive radio waves from a transmission beam range or a monitoring area obtained by dividing the transmission beam range. The transmission / reception device generates an FM-CW transmission wave and converts the reception beam into a frequency that can be processed by the signal processing device. The A / D converter digitally converts the received beam intensity output from the transmission / reception device. The signal processing device obtains the relative distance and relative velocity of the flying object W in the monitoring region and the intensity of the reflected beam component from the flying object W in the received beam from the received beam intensity output from the A / D converter.

さらに説明すると、信号処理装置では、Ａ／Ｄ変換器から入力した反射ビームの信号の周波数分析を行い、各周波数における信号強度を演算する。次に、信号強度が閾値以上となる周波数を求めて、その周波数を飛行物体Ｗからの反射ビーム成分の周波数とする。そして、求めた飛行物体Ｗからの反射ビーム成分の周波数と、送信ビームの周波数の差を演算してビート周波数を算出し、このビート周波数から飛行物体Ｗの相対距離、相対速度を演算して出力する。また、信号処理装置は、回転させているレーダがどの位置で飛行物体Ｗを検知したかに基づいて方位角を出力する。さらに、信号処理装置は、複数ある受信アンテナの内、いずれかで受信したかを出力する。これにより、仰角範囲を求めることができる。   More specifically, the signal processing apparatus performs frequency analysis of the reflected beam signal input from the A / D converter, and calculates the signal intensity at each frequency. Next, the frequency at which the signal intensity is equal to or higher than the threshold is obtained, and the frequency is set as the frequency of the reflected beam component from the flying object W. Then, the beat frequency is calculated by calculating the difference between the frequency of the reflected beam component from the obtained flying object W and the frequency of the transmission beam, and the relative distance and relative speed of the flying object W are calculated and output from the beat frequency. To do. Further, the signal processing device outputs an azimuth angle based on at which position the rotating radar detects the flying object W. Further, the signal processing apparatus outputs whether the signal is received by any one of the plurality of receiving antennas. Thereby, an elevation angle range can be calculated | required.

尚、監視用レーダ２は、監視領域に存在する飛行物体Ｗの相対距離、相対速度、及び受信ビーム中の飛行物体Ｗからの反射ビーム成分の強度などの飛行物体Ｗに関する各種情報を取得できればよく、図３に示すＦＭ−ＣＷレーダに限定されるものではない。例えば、他のレーダ方式として、２周波ＣＷ、パルスドップラレーダを適用することができる。また、レーダ以外のセンサとして、走査型のレーザエリアセンサを適用することもできる。   Note that the monitoring radar 2 only needs to be able to acquire various types of information related to the flying object W such as the relative distance and relative velocity of the flying object W existing in the monitoring region, and the intensity of the reflected beam component from the flying object W in the received beam. The invention is not limited to the FM-CW radar shown in FIG. For example, two-frequency CW and pulse Doppler radar can be applied as another radar system. Further, a scanning laser area sensor can be applied as a sensor other than the radar.

［音響信号入力部］
音響信号入力部３は、複数のマイクロホンからなるマイクアレイ、マイクアンプ、多チャンネルＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。 [Sound signal input section]
The acoustic signal input unit 3 includes a microphone array including a plurality of microphones, a microphone amplifier, a multi-channel A / D converter, and the like.

図４はマイクアレイの入力部のイメージ図を示す。マイクアレイのマイクロホンは、音源の３次元的な空間位置を測定するため、３個のマイクロホンと、これら３個のマイクロホンと同一面ない１個のマイクロホンの計４個のマイクロホンを最低限必要とする。図４は三角推の各辺上に複数のマイクロホンＭを所定間隔で配置した例を示している。   FIG. 4 shows an image diagram of the input section of the microphone array. The microphones of the microphone array require a minimum of four microphones in total, that is, three microphones and one microphone that is not flush with these three microphones, in order to measure the three-dimensional spatial position of the sound source. . FIG. 4 shows an example in which a plurality of microphones M are arranged at predetermined intervals on each side of triangulation.

尚、マイクロホンの数は、多ければノイズ抑圧性能、方向検出精度が向上し、監視用レーダ２との監視距離に応じて適宜設定される。   If the number of microphones is large, noise suppression performance and direction detection accuracy are improved, and are appropriately set according to the monitoring distance from the monitoring radar 2.

また、マイクロホンの入力部は、図４の形状に限定されることはなく、例えば球面状とし、この球面にマイクロホンを配置するようにしてもよい。   Further, the input unit of the microphone is not limited to the shape shown in FIG. 4, and may be a spherical shape, for example, and the microphone may be arranged on this spherical surface.

監視領域内の音響信号取得手段であるマイクロホンは、無指向性のコンデンサマイクを採用することができる。   A non-directional condenser microphone can be adopted as the microphone that is an acoustic signal acquisition means in the monitoring area.

また、マイクロホンの間隔は、飛行物体Ｗが発生する音響信号の主要周波数帯域（波長）との関係で十分に方向推定が可能な値（位相差が生じ易い）に設定される。   The distance between the microphones is set to a value (a phase difference is likely to be generated) that can be sufficiently estimated in relation to the main frequency band (wavelength) of the acoustic signal generated by the flying object W.

音響信号入力部３は、マイクロホンが取得した音響信号をマイクアンプで増幅した後にＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して制御部５に出力する。   The acoustic signal input unit 3 amplifies an acoustic signal acquired by the microphone with a microphone amplifier, converts the acoustic signal into a digital signal by an A / D converter, and outputs the digital signal to the control unit 5.

［撮像部］
撮像部４は、パン、チルト、ズーム機能を備えた高解像度、高感度のカメラで構成される。撮像部４は、監視領域を撮像可能な位置に固定設置され、制御部５の制御により、パン、チルト及びズームが可能であり、目標の飛行物体Ｗが画面中央に映し出せるように撮像範囲が可変される。 [Imaging section]
The imaging unit 4 is composed of a high-resolution, high-sensitivity camera having pan, tilt, and zoom functions. The imaging unit 4 is fixedly installed at a position where the monitoring area can be imaged, and panning, tilting, and zooming are possible under the control of the control unit 5, and the imaging range is set so that the target flying object W can be projected in the center of the screen. Variable.

撮像部４は、監視用レーダ２と連動し、監視用レーダ２で検知した飛行物体Ｗの位置情報に基づく制御部５の制御により、飛行物体Ｗが画像中心になるように旋回台を旋回、上下方向を調整し、撮像画像を制御部５を介して表示部６に送信し、モニタ表示する。   The imaging unit 4 is linked with the monitoring radar 2 and turns the swivel so that the flying object W is centered on the image by the control of the control unit 5 based on the position information of the flying object W detected by the monitoring radar 2. The vertical direction is adjusted, and the captured image is transmitted to the display unit 6 via the control unit 5 and displayed on the monitor.

尚、音響信号入力部３と撮像部４は、監視用レーダ２の上部または下部、あるいは監視用レーダ２近傍の別の場所に設置されてもよい。また、監視用レーダ２、音響信号入力部３及び撮像部４の相対位置は、対象物体検知装置１の後述の記憶部５ｂとは異なる不図示の記憶部に記憶されている。   Note that the acoustic signal input unit 3 and the imaging unit 4 may be installed in the upper or lower part of the monitoring radar 2 or in another place near the monitoring radar 2. The relative positions of the monitoring radar 2, the acoustic signal input unit 3, and the imaging unit 4 are stored in a storage unit (not shown) different from the storage unit 5 b described later of the target object detection device 1.

［制御部］
制御部５は、監視用レーダ２の出力（各レーダ出力）、音響信号入力部３の出力（マイクアレイの出力）を信号処理して飛行物体Ｗ（例えばドローン）と判定すると、撮像部４が撮像したカメラ画像を表示部６へ出力するものであり、レーダ信号処理部５ａ、記憶部５ｂ、音響信号処理部５ｃ、判定部５ｄを含んで構成される。 [Control unit]
When the control unit 5 performs signal processing on the output of the monitoring radar 2 (each radar output) and the output of the acoustic signal input unit 3 (output of the microphone array) and determines that it is a flying object W (for example, a drone), the imaging unit 4 The captured camera image is output to the display unit 6, and includes a radar signal processing unit 5a, a storage unit 5b, an acoustic signal processing unit 5c, and a determination unit 5d.

上記各処理部は１つの装置内に含んで構成されるようにしてもよいし、複数の離れた装置内に各々制御部を設けて実現するようにしてもよい。例えば、監視用レーダ２と監視用レーダ２の信号を処理するレーダ信号処理部５ａを含む制御部で構成する装置と、マイクアレイとマイクアレイの信号を処理する音響信号処理部５ｃを含む制御部で構成する装置を通信網を介して接続し本対象物体検知装置１を実現するようにしてもよい。この場合、２つの装置間で伝送遅延が生じても、監視用レーダ２で飛行物体Ｗを検知した検知時刻情報を検知情報と共に音響信号処理部５ｃ側へ送信することで飛行物体Ｗを検知した時刻における音響信号の有無を確認できる。   Each of the processing units may be configured to be included in one device, or may be realized by providing a control unit in each of a plurality of remote devices. For example, a control unit including a monitoring radar 2 and a control unit including a radar signal processing unit 5a that processes the signals of the monitoring radar 2 and a sound signal processing unit 5c that processes a microphone array signal and a microphone array signal. The target object detection device 1 may be realized by connecting devices configured by the above through a communication network. In this case, even if a transmission delay occurs between the two devices, the flying object W is detected by transmitting the detection time information when the flying object W is detected by the monitoring radar 2 to the acoustic signal processing unit 5c side together with the detection information. The presence or absence of an acoustic signal at the time can be confirmed.

（レーダ信号処理部）
レーダ信号処理部５ａは、監視用レーダ２が出力した情報からノイズ除去処理等を行い、監視用レーダ２が出力した信号の強度、大きさ、速度などから飛行物体Ｗである可能性があるか否かの判定を行う。 (Radar signal processor)
The radar signal processing unit 5a performs noise removal processing or the like from the information output from the monitoring radar 2, and is there a possibility that the object is a flying object W from the intensity, magnitude, speed, etc. of the signal output from the monitoring radar 2? Determine whether or not.

（記憶部）
記憶部５ｂは、音響信号入力部３のマイクアレイの各マイクロホンが取得した音響信号に、音響信号を取得した時刻情報を関連付け、現在から遡った過去一定期間分のデータを一時記憶するリングバッファとして機能するメモリで構成され、メモリの容量がフルになると古いデータから消去される。 (Memory part)
The storage unit 5b is a ring buffer that temporarily stores data for a certain period of time going back from the present by associating the time information at which the sound signal was acquired with the sound signal acquired by each microphone of the microphone array of the sound signal input unit 3. It is composed of a functioning memory. When the memory capacity is full, old data is deleted.

尚、バッファサイズはレーダ信号処理部５ａでの処理遅延時間、レーダ信号処理部５ａと音響信号処理部５ｃを別々の装置して実現した場合の伝送遅延時間などの遅延時間に基づき少なくとも設定される。或いは監視領域内に複数の飛行物体Ｗが検知されている場合に優先順位に基づいて飛行物体Ｗの出現から消失までを追跡してから、他の飛行物体Ｗの追跡を開始してもよいように、ある程度の余裕を持ってバッファサイズを設定するようにしてもよい。   The buffer size is set at least based on a delay time such as a processing delay time in the radar signal processing unit 5a and a transmission delay time when the radar signal processing unit 5a and the acoustic signal processing unit 5c are realized as separate devices. . Alternatively, when a plurality of flying objects W are detected in the monitoring area, tracking from the appearance to disappearance of the flying object W based on the priority order may be followed, and then tracking of the other flying objects W may be started. In addition, the buffer size may be set with a certain margin.

（音響信号処理部）
音響信号処理部５ｃは、音響信号入力部３のマイクアレイの出力信号を処理して音源方向の特定を行う。この音源方向の特定を行うための音源方向特定処理は、相関関数、遅延和アレイ、高分解能法などが知られている（大賀、山崎、金田共著”音響システムとディジタル処理”電子情報通信学会、1995年、pp.199-200）。 (Sound signal processor)
The acoustic signal processing unit 5c processes the output signal of the microphone array of the acoustic signal input unit 3 to specify the sound source direction. The sound source direction specifying process for specifying the sound source direction is known to be a correlation function, a delay sum array, a high-resolution method, etc. (Oga, Yamazaki, Kaneda, "Acoustic System and Digital Processing", IEICE, 1995, pp.199-200).

ここでは遅延和アレイを用いた場合を例にとって、その原理について説明する。説明を簡単にするため、間隔ｄで直線上に配置されたマイクロホンＭ1 〜Ｍm に対し、音源がθL の方向から到来すると、基準となるマイクロホンＭ1 で受音される信号と他のマイクロホンで受音される信号の間には（ｍ−１）（ｄｓｉｎθL ）／ｃの遅延が発生する。 Here, the principle will be described by taking the case of using a delay-and-sum array as an example. In order to simplify the explanation, when the sound source comes from the direction of θ L with respect to the microphones M 1 to M m arranged on the straight line at the interval d, the signal received by the reference microphone M 1 and other signals A delay of (m−1) (dsinθ L ) / c occurs between signals received by the microphone.

各マイクロホンから受音した信号に各々遅延を付加すると、各マイクロホンから受音した信号が同相化され、この同相化された信号を加算すると、音源方向θL から到来する信号が強調される。一方でθL 以外から到来する信号は、同相化されないため加算しても強調されない。これにより、指向性を音源方向に向けるように制御できる。直線ではなく三次元的に配置されたマイクアレイの場合もマイクロホン位置が既知であるため、幾何学的に特定方向から到来する信号を同相化することができる。 The addition of each delay received sound signals from the microphones, signals received sound from the microphones are in phase with, adding the in-phase coded signal, the signal arriving from the sound source direction theta L is emphasized. On the other hand, signals coming from other than θ L are not in-phased and thus are not emphasized even if they are added. Thereby, the directivity can be controlled to be directed toward the sound source. In the case of microphone arrays arranged three-dimensionally instead of in a straight line, the microphone position is known, so that signals arriving from a specific direction can be in-phase geometrically.

ここで、目的の方向θL を走査して、マイクアレイの出力信号を監視し、出力信号が最大となった角度が音源方向と特定できる。 Here, by scanning the direction theta L purposes, monitoring the output signal of the microphone array, the angle of the output signal becomes maximum can be specified as the sound source direction.

本発明においては、レーダ信号処理部５ａから、飛行物体Ｗの検知情報として、方位角と、どの受信アンテナが検知したかに基づき仰角範囲の情報が取得される。   In the present invention, as the detection information of the flying object W, information on the elevation angle range is acquired from the radar signal processing unit 5a based on the azimuth angle and which reception antenna is detected.

そして、記憶部５ｂに記憶された監視用レーダ２で検知した時刻情報に対応する各マイクロホンの信号に対し、方位角は監視用レーダ２から取得した値を用い、仰角方向は検知した受信アンテナが監視する角度範囲の中で走査してマイクアレイの出力信号を監視し、パワーが最大となった角度を仰角として特定する。   Then, for each microphone signal corresponding to the time information detected by the monitoring radar 2 stored in the storage unit 5b, the azimuth is obtained from the monitoring radar 2, and the elevation direction is determined by the detected receiving antenna. The output signal of the microphone array is monitored by scanning within the angle range to be monitored, and the angle at which the power is maximized is specified as the elevation angle.

このように、音響信号処理部５ｃでは、レーダ信号処理部５ａから取得した方位角と仰角範囲情報を取得することで走査範囲を絞ることができ、処理が高速化できる。また、複数の音源が存在する場合であっても、対象である飛行物体Ｗの方向のみ音源の有無を判定すればよく、処理の高速化を図ることができる。   Thus, in the acoustic signal processing unit 5c, the scanning range can be narrowed down by acquiring the azimuth angle and elevation angle range information acquired from the radar signal processing unit 5a, and the processing can be speeded up. Even if there are a plurality of sound sources, it is only necessary to determine the presence or absence of a sound source only in the direction of the target flying object W, and the processing speed can be increased.

（判定部）
判定部５ｄは、レーダ信号処理部５ａで検知した飛行物体Ｗの方向に、音響信号入力部３のマイクアレイの出力信号である遅延和信号が所定値以上であれば対象である飛行物体Ｗを検知したと判定する。 (Judgment part)
The determination unit 5d determines the target flying object W in the direction of the flying object W detected by the radar signal processing unit 5a if the delay sum signal that is the output signal of the microphone array of the acoustic signal input unit 3 is equal to or greater than a predetermined value. It is determined that it has been detected.

具体的に、判定部５ｄは、遅延和処理された遅延和信号の最大振幅値、或いは所定期間内のパワー平均値が所定の閾値を超えるか否かで音響信号の有無を判定する。   Specifically, the determination unit 5d determines the presence / absence of an acoustic signal based on whether or not the maximum amplitude value of the delay-sum signal that has been subjected to the delay-sum process or the power average value within a predetermined period exceeds a predetermined threshold value.

尚、音響信号は距離に応じて減衰するため、上記閾値は、マイクロアレイからの距離に応じて小さくなるように設定されるのが望ましい。通常、マイクアレイによる遅延和処理では音源方向が特定できるが音源までの距離は特定できない。しかし、距離情報を監視用レーダ２から取得することで、遅延和信号出力が、当該距離に応じて設定された閾値を越えていると音響信号があると判定できる。この距離に応じて設定される閾値は、音響信号の距離減衰の理論値に基づいて設定されてもよいし、マイクアレイの設定環境に応じた実験値に基づいて設定されるようにしてもよい。   Since the acoustic signal is attenuated according to the distance, it is desirable that the threshold value is set so as to decrease according to the distance from the microarray. Normally, the delay sum processing by the microphone array can specify the sound source direction, but cannot specify the distance to the sound source. However, by acquiring the distance information from the monitoring radar 2, it can be determined that there is an acoustic signal if the delay sum signal output exceeds a threshold set according to the distance. The threshold set according to the distance may be set based on a theoretical value of distance attenuation of the acoustic signal, or may be set based on an experimental value according to the setting environment of the microphone array. .

［表示部］
表示部６は、制御部５と接続されて監視卓に設置され、監視用レーダ２で検知した付近のカメラ画像を表示するモニタである。 [Display section]
The display unit 6 is a monitor that is connected to the control unit 5 and installed on the monitoring table, and displays a nearby camera image detected by the monitoring radar 2.

表示部６は、監視用レーダ２が監視領域内で飛行物体Ｗを検知すると、制御部５の制御により、監視用レーダ２近傍の撮像部４が撮像したカメラ画像を表示させる。その際、制御部５は、監視用レーダ２から取得した飛行物体Ｗの位置情報に基づき撮像部４のパン・チルト・ズーム制御（以下、ＰＴＺ制御と言う）を行い、検知した飛行物体Ｗが画面中央に映し出せるようにする。   When the monitoring radar 2 detects the flying object W in the monitoring area, the display unit 6 displays a camera image captured by the imaging unit 4 in the vicinity of the monitoring radar 2 under the control of the control unit 5. At that time, the control unit 5 performs pan / tilt / zoom control (hereinafter referred to as PTZ control) of the imaging unit 4 based on the position information of the flying object W acquired from the monitoring radar 2. Make sure it can be projected in the center of the screen

［対象物体検知装置の動作について］
次に、上記のように構成される対象物体検知装置１における制御部５の動作について図５のフローチャートを参照しながら説明する。 [Operation of target object detection device]
Next, the operation of the control unit 5 in the target object detection apparatus 1 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

尚、ここでは、監視領域内に進入した人工的な飛行物体であって、有人無人を問わず、自律的或いは人が操作するものであり、飛行時に音響信号を発生させる飛行物体を対象物体Ｗとする。具体的な対象物体Ｗとしては、例えばドローン等のマルチコプター、ヘリコプター、ラジコン飛行機等が上げられる。   It should be noted that here, an artificial flying object that has entered the monitoring area, whether manned or unmanned, is operated autonomously or by a person, and the flying object that generates an acoustic signal during flight is the target object W And Specific examples of the target object W include a multicopter such as a drone, a helicopter, and a radio controlled airplane.

まず、制御部５は、監視用レーダ２が飛行物体Ｗを検知しているか否かを判定する（Ｓ１０１）。尚、監視用レーダ２が複数の飛行物体Ｗを検知している場合は、監視領域内に存在する重要監視ポイントにより近い飛行物体Ｗから処理を行う。   First, the control unit 5 determines whether or not the monitoring radar 2 detects the flying object W (S101). When the monitoring radar 2 detects a plurality of flying objects W, processing is performed from the flying object W closer to the important monitoring point existing in the monitoring area.

制御部５のレーダ信号処理部５ａは、監視用レーダ２が反射波より飛行物体Ｗを検知すると（Ｓ１０１−Ｙ）、レーダ信号処理として、監視用レーダ２からのレーダ信号に対してノイズ除去処理を行う（Ｓ１０２）。その後、検知した飛行物体Ｗの飛行速度、大きさ等から明らかに鳥や、ビニール袋等の飛来物は非対象物体として除外する。   When the monitoring radar 2 detects the flying object W from the reflected wave (S101-Y), the radar signal processing unit 5a of the control unit 5 performs noise removal processing on the radar signal from the monitoring radar 2 as radar signal processing. (S102). After that, obviously flying objects such as birds and plastic bags are excluded as non-target objects from the flying speed and size of the detected flying object W.

制御部５は、Ｓ１０２の処理の結果、対象物体である飛行物体Ｗの可能性があるかを判定し（Ｓ１０３）、飛行物体Ｗの大きさが所定以上である等の判定条件を満たし、対象物体である飛行物体Ｗの可能性がある場合はＳ１０４に進み、非対象物体とした飛行物体Ｗの場合はＳ１０７に進む。   As a result of the process of S102, the control unit 5 determines whether there is a possibility that the flying object W is a target object (S103), satisfies a determination condition such that the size of the flying object W is equal to or greater than a predetermined value, and the target If there is a possibility that the flying object W is an object, the process proceeds to S104. If the flying object W is a non-target object, the process proceeds to S107.

制御部５は、対象物体である飛行物体Ｗの可能性があると判定すると（Ｓ１０３−Ｙ）、レーダ信号処理部５ａから検知した飛行物体Ｗの距離情報、方位角、複数ある受信アンテナのいずれが受信したかの情報（受信領域を特定する情報）を取得する。また、制御部５は、対象物体である飛行物体Ｗの可能性があると判定した時刻情報もあわせて取得する。   When the control unit 5 determines that there is a possibility of the flying object W being the target object (S103-Y), any of the distance information, the azimuth angle, and the plurality of receiving antennas of the flying object W detected from the radar signal processing unit 5a. Information on whether or not the message is received (information specifying the reception area) is acquired. Further, the control unit 5 also acquires time information that is determined to be a flying object W that is a target object.

続いて、制御部５は、飛行物体Ｗを検知した時刻情報に対応するマイクロホンの入力信号を記憶部５ｂから読み出す。この読み出したマイクロホンの入力信号に対し、監視用レーダ２から取得した方位角、仰角範囲の情報に基づき、仰角範囲で遅延和処理により角度を走査させ、マイクアレイの出力が最大となる角度を飛行物体Ｗの仰角として特定する（Ｓ１０４）。   Subsequently, the control unit 5 reads the input signal of the microphone corresponding to the time information when the flying object W is detected from the storage unit 5b. Based on the azimuth and elevation angle information acquired from the monitoring radar 2 with respect to the read microphone input signal, the angle is scanned by delay sum processing in the elevation angle range, and the microphone array output is maximized. The elevation angle of the object W is specified (S104).

制御部５は、監視用レーダ２で求めた方位角、Ｓ１０４で遅延和処理により求めた仰角で特定される方向においてマイクアレイの遅延和信号の最大振幅値、或いは所定期間内のパワー平均値が所定の閾値を超えるか否かで音響信号の有無を判定する（Ｓ１０５）。   The control unit 5 determines the maximum amplitude value of the delay sum signal of the microphone array or the power average value within a predetermined period in the direction specified by the azimuth angle obtained by the monitoring radar 2 and the elevation angle obtained by the delay sum process in S104. The presence or absence of an acoustic signal is determined based on whether or not a predetermined threshold is exceeded (S105).

尚、上記閾値は、監視用レーダ２から取得した距離情報に基づき選択され、前述したように、マイクアレイからの距離に応じて小さくなるように設定される。   The threshold value is selected based on the distance information acquired from the monitoring radar 2 and is set to be small according to the distance from the microphone array as described above.

制御部５は、Ｓ１０３の監視用レーダ２による判定結果、Ｓ１０５のマイクアレイによる判定結果により、検知した飛行物体が対象物体であると判定すると（Ｓ１０５−Ｙ）、優先的に警戒すべきか否かの優先順位を設定する（Ｓ１０６）。本例では、最初に検知した物体の優先順位を１位とする。仮に、他に優先順位が設定されている物体がある場合は、いずれの物体が優先的に警戒すべきかを判定し、優先順位を設定する。   If the control unit 5 determines that the detected flying object is a target object based on the determination result by the monitoring radar 2 in S103 and the determination result by the microphone array in S105 (S105-Y), whether or not the control unit 5 should be preferentially warned. Is set (S106). In this example, the priority of the first detected object is set to first. If there is another object for which priority is set, it is determined which object should be watched preferentially, and the priority is set.

尚、優先順位の設定は、監視領域内に存在する重要監視ポイントへの距離、接近速度等に応じて比較し、設定される。   The priority order is set by comparing according to the distance to the important monitoring point existing in the monitoring area, the approach speed, and the like.

制御部５は、優先順位が設定されるか（Ｓ１０６）、対象物体である飛行物体Ｗの可能性がないと判定すると（Ｓ１０３−Ｎ）、監視領域内に他の飛行物体Ｗが有るか否かを判定する（Ｓ１０７）。制御部５は、監視領域内に他の飛行物体Ｗがあり、監視領域内に複数の飛行物体Ｗがあると判定すると（Ｓ１０７−Ｙ）、Ｓ１０２へ戻る。   If the priority is set (S106) or the control unit 5 determines that there is no possibility of the flying object W being the target object (S103-N), whether or not there is another flying object W in the monitoring area. Is determined (S107). When the control unit 5 determines that there is another flying object W in the monitoring region and there are a plurality of flying objects W in the monitoring region (S107-Y), the control unit 5 returns to S102.

制御部５は、監視領域内に他の飛行物体Ｗが無いと判定すると（Ｓ１０７−Ｎ）、監視領域内に存在する検知すべき対象物体の中で最も優先的に警戒すべき飛行物体Ｗの情報を撮像部４へ送る（Ｓ１０８）。その際、撮像部４に送信する情報は、現在の飛行物体Ｗの位置情報である。   When the control unit 5 determines that there is no other flying object W in the monitoring area (S107-N), the flying object W to be detected with the highest priority among the target objects to be detected existing in the monitoring area. Information is sent to the imaging unit 4 (S108). At this time, the information transmitted to the imaging unit 4 is the current position information of the flying object W.

撮像部４は、制御部５から現在の飛行物体Ｗの位置情報を取得すると、優先的に警戒すべき飛行物体Ｗの位置等に応じてカメラを飛行物体Ｗの検知方向にＰＴＺ制御し、撮像を行う。このとき撮像した画像は、表示部６に表示、或いは記憶部５ｂに記憶する。   When acquiring the current position information of the flying object W from the control unit 5, the imaging unit 4 performs PTZ control of the camera in the detection direction of the flying object W according to the position of the flying object W to be preferentially watched, and the like. I do. The image captured at this time is displayed on the display unit 6 or stored in the storage unit 5b.

ところで、上述した処理において、新たな飛行物体Ｗが検知された場合には、更新処理として、飛行物体Ｗの優先順位が設定される。また、更新処理では、既に検知済みであり継続検知している飛行物体Ｗが消失、移動等により優先順位が変更していないかが判定される。そして、最優先の警戒対象の飛行物体Ｗが変更されていると、その情報（位置情報等）を撮像部４へ送る。   By the way, when a new flying object W is detected in the above-described process, the priority order of the flying object W is set as the update process. Further, in the update process, it is determined whether the priority has not been changed due to disappearance, movement, or the like of the flying object W that has already been detected and has been continuously detected. Then, if the flying object W to be watched with the highest priority has been changed, the information (position information and the like) is sent to the imaging unit 4.

このように、本実施の形態の対象物体検知装置は、監視領域から取得した複数の音響信号を時刻情報とともに記憶部５ｂに記憶しておき、監視用レーダ２にて物体を検知したときに、この物体を検知対象として検知した検知時刻に対応する記憶部５ｂの音響信号を処理して検知時刻における音源方向を特定し、物体を検知した方向と特定した音源方向とが略一致したときに対象物体があると判定する。これにより、対象物体を失報することなく、かつ監視領域の騒音源を誤報として検知することなく、対象物体の位置を精度良く求めることができる。   As described above, the target object detection device of the present embodiment stores a plurality of acoustic signals acquired from the monitoring area together with time information in the storage unit 5b, and when the object is detected by the monitoring radar 2, The sound signal of the storage unit 5b corresponding to the detection time when the object is detected as a detection target is processed to specify the sound source direction at the detection time, and the target is detected when the direction in which the object is detected substantially matches the specified sound source direction. It is determined that there is an object. As a result, the position of the target object can be accurately obtained without missing the target object and without detecting the noise source in the monitoring area as a false report.

以上、本発明に係る対象物体検知装置の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。   Although the best mode of the target object detection device according to the present invention has been described above, the present invention is not limited by the description and drawings according to this mode. That is, it is a matter of course that all other forms, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this form are included in the scope of the present invention.

１ 対象物体検知装置
２ 物体検知部（監視用レーダ）
３ 音響信号入力部
４ 撮像部
５ 制御部
５ａ レーダ信号処理部
５ｂ 記憶部
５ｃ 音響信号処理部
５ｄ 判定部
６ 表示部
Ｅ 監視範囲
Ｍ マイクロホン
Ｗ 対象物体（飛行物体） 1 Target object detection device 2 Object detection unit (monitoring radar)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Acoustic signal input part 4 Image pick-up part 5 Control part 5a Radar signal processing part 5b Storage part 5c Acoustic signal processing part 5d Determination part 6 Display part E Monitoring range M Microphone W Target object (flying object)

Claims (5)

所定の送信波を送信し、前記送信波に対する反射波から少なくとも物体までの距離と方向を検知可能な物体検知手段と、
空間上に複数配置された音響信号入力手段と、
前記複数の音響信号入力手段に入力した音響信号を時刻情報と共に現在から遡った過去所定時間分記憶する記憶手段と、
前記複数の音響信号を処理して音源方向を特定する音響信号処理手段と、
を備えた対象物体検知装置であって、
前記音響信号処理手段は、前記物体検知手段が物体を検知すると、検知時刻を取得し、前記記憶手段に記憶された前記検知時刻における前記音響信号を処理して音源方向を特定し、前記検知物体の方向と前記特定した音源方向が略一致すると対象物体があると判定することを特徴とする対象物体検知装置。 An object detection means for transmitting a predetermined transmission wave and capable of detecting a distance and direction from the reflected wave to the object at least to the transmission wave;
A plurality of acoustic signal input means arranged in space;
Storage means for storing the sound signals inputted to the plurality of sound signal input means together with time information for a past predetermined time retroactive from the present time;
Acoustic signal processing means for processing the plurality of acoustic signals to identify a sound source direction;
A target object detection device comprising:
The acoustic signal processing means acquires a detection time when the object detection means detects an object, processes the acoustic signal at the detection time stored in the storage means, specifies a sound source direction, and detects the detected object. A target object detection apparatus that determines that there is a target object when the direction of the sound source substantially matches the identified sound source direction. 前記物体検知手段は、方位角方向にビーム幅が狭く仰角方向にビーム幅が広い電波を送受信するアンテナと、前記アンテナを所定周期で回転させる回転機構とを備え、前記アンテナから送信された送信波に対する反射波から検知物体までの距離と方位角及び、仰角範囲を特定可能であり、
前記音響信号処理手段は、前記仰角範囲内で、前記音響信号を遅延和処理により生成した遅延和信号が最大となる仰角において、当該遅延和信号が閾値以上であると対象物体があると判定する請求項１に記載の対象物体検知装置。 The object detection means includes an antenna that transmits and receives radio waves having a narrow beam width in the azimuth direction and a wide beam width in the elevation direction, and a rotation mechanism that rotates the antenna at a predetermined period. The distance, azimuth and elevation range from the reflected wave to the sensing object can be specified,
The acoustic signal processing means determines that there is a target object when the delay sum signal is equal to or greater than a threshold at an elevation angle at which a delay sum signal generated by delay sum processing of the acoustic signal is within the elevation angle range. The target object detection apparatus according to claim 1. 前記物体検知手段は、仰角範囲が異なる複数のアンテナを備え、前記物体を検知したアンテナに基づき仰角範囲を設定する請求項２に記載の対象物体検知装置。 The target object detection apparatus according to claim 2, wherein the object detection unit includes a plurality of antennas having different elevation angle ranges, and sets the elevation angle range based on the antenna that detects the object. 前記閾値の値が遠方ほど小さくなるよう設定され、
前記音響信号処理手段は、前記物体検知手段から距離情報を取得し、当該距離において設定された閾値と前記遅延和信号を比較して対象物体の有無を判定する請求項２または３に記載の対象物体検知装置。 The threshold value is set to be smaller as the distance increases.
The target according to claim 2 or 3, wherein the acoustic signal processing means acquires distance information from the object detection means, and compares the threshold set at the distance with the delay sum signal to determine the presence or absence of the target object. Object detection device. さらに撮像方向が可変可能な撮像部を備え、検知すべき対象物体が複数検知されているときは、前記対象物体ごとに監視優先度を定め、当該監視優先度が高い対象物体の現在の位置情報を前記物体検知手段から取得して前記撮像部の撮像方向を制御する請求項１〜４の何れかに記載の対象物体検知装置。 Further, when an imaging unit whose imaging direction can be changed is provided and a plurality of target objects to be detected are detected, a monitoring priority is determined for each target object, and current position information of the target object having a high monitoring priority The target object detection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the target object detection device controls the imaging direction of the imaging unit by acquiring the value from the object detection unit.
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