JP3350689B2 - Metal detector - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は金属探知装置に関
し、特に、検査対象までの距離を検出することにより、
検査対象が所持する金属体を、簡単かつ確実に探知する
ことができるようにした金属探知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal detector and, more particularly, to a metal detector by detecting a distance to an object to be inspected.
The present invention relates to a metal detection device capable of easily and reliably detecting a metal object possessed by an inspection target.

【０００２】[0002]

【従来の技術】人間が所持する金属体を、離れた位置か
ら、電波の照射によって探知しようとした場合、電波が
照射されている場所を確認しなければ、人間の近傍に
（外部に）存在する金属体が誤探知されてしまうおそれ
がある。そこで、電波が照射されている場所を確認しつ
つ、金属体の探知を行う技術が、例えば、特開平10-282
247号公報に開示されている。2. Description of the Related Art When attempting to detect a metal object possessed by a person from a distant position by irradiating radio waves, if the location where the radio waves are irradiated is not confirmed, the metal object is present in the vicinity of the person (externally). There is a possibility that the metal body to be mistakenly detected. Therefore, a technique for detecting a metal body while confirming a place where radio waves are irradiated is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-282.
No. 247.

【０００３】図１は、同公報に開示されている金属探知
装置のブロック図を示す。FIG. 1 shows a block diagram of a metal detecting device disclosed in the publication.

【０００４】金属探知装置１は、検査対象である人間２
と離れた場所に位置する。人間２は、金属体３を保持し
ている。[0004] The metal detection device 1 includes a human 2 to be inspected.
And located in a distant place. The human 2 is holding the metal body 3.

【０００５】金属探知装置１の送受信部１１は、金属体
を探知するために、検査対象に照射する送信ビームに対
応する信号を発生し、アンテナ１２に供給して、アンテ
ナ１２から人間２に向かって送信ビームを照射させると
ともに、アンテナ１２を介して人間２から反射された反
射波を受信する。送信ビームが人間２の金属体３を含ま
ない部分に照射された場合の反射波は、送信ビームが金
属体３に照射された場合の反射波よりも弱い。The transmitting / receiving unit 11 of the metal detection device 1 generates a signal corresponding to a transmission beam to be irradiated on the inspection object and supplies the signal to the antenna 12 to detect the metal object. And irradiates a transmission beam, and receives a reflected wave reflected from the person 2 via the antenna 12. The reflected wave when the transmission beam is applied to the portion of the person 2 that does not include the metal body 3 is weaker than the reflected wave when the transmission beam is applied to the metal body 3.

【０００６】送受信部１１は、アンテナ１２を介して受
信した反射波を、反射波の強度に応じたレベルの信号に
変換し、信号処理部１３に出力する。信号処理部１３
は、入力された信号のレベルの差に応じた信号を生成
し、コントラスト画像形成部１４に出力する。送信ビー
ムの照射範囲に金属体が存在しない場合より、照射範囲
内に金属体が存在する場合の方が、信号処理部１３に入
力される信号のレベルが大きくなる。すなわち、コント
ラスト画像形成部１４に入力される信号のレベルの大き
さは、送信ビームの照射範囲内に含まれる金属体の割合
を示す。The transmitting / receiving unit 11 converts a reflected wave received via the antenna 12 into a signal having a level corresponding to the intensity of the reflected wave, and outputs the signal to the signal processing unit 13. Signal processing unit 13
Generates a signal corresponding to the difference between the levels of the input signals and outputs the signal to the contrast image forming unit 14. The level of the signal input to the signal processing unit 13 is higher when a metal object exists in the irradiation range than when no metal object exists in the transmission beam irradiation range. That is, the magnitude of the level of the signal input to the contrast image forming unit 14 indicates the ratio of the metal body included in the irradiation range of the transmission beam.

【０００７】コントラスト画像形成部１４は、入力され
た信号を基に、信号のレベルが大きい場合は濃度の高い
画像を、信号のレベルが小さい場合は濃度の低い画像を
形成し、画像合成部１６に出力する。画像撮像部１５
は、アンテナ１２によって照射される送信ビームの１．
２倍以上の視野角で、送信ビームの方向と光軸を合わせ
て、可視光、または赤外線光による画像を撮像し、撮像
した画像を画像合成部１６に出力する。The contrast image forming section 14 forms an image having a high density when the signal level is high and an image having a low density when the signal level is low based on the input signal. Output to Image pickup unit 15
Are the transmission beams 1..
At a viewing angle of twice or more, the direction of the transmission beam and the optical axis are aligned, an image is captured by visible light or infrared light, and the captured image is output to the image combining unit 16.

【０００８】画像合成部１６は、コントラスト画像形成
部１４および画像撮像部１５から入力された画像を合成
し、表示部１７に出力する。[0008] The image synthesizing unit 16 synthesizes images input from the contrast image forming unit 14 and the image capturing unit 15 and outputs the synthesized image to the display unit 17.

【０００９】表示部１７に表示される画像の例が図２に
示されている。ここで、図２（Ａ）のコントラスト画像
２１、および図２（Ｂ）のコントラスト画像３１の面積
は、送信ビームの照射範囲を表している。図２（Ａ）で
は、送信ビームの照射範囲内に、人間２が保持している
金属体３が一部しか含まれていないため、コントラスト
画像２１は、薄い濃度で表示される。図２（Ｂ）では、
送信ビームの照射範囲すべてに、人間２が保持している
金属体３が含まれているため、コントラスト画像３１
は、濃い濃度で表示される。このようにして、表示部１
７の画像により、送信ビームの照射位置を確認しつつ、
金属探知を行うことができる。An example of an image displayed on the display unit 17 is shown in FIG. Here, the area of the contrast image 21 of FIG. 2A and the area of the contrast image 31 of FIG. 2B represent the irradiation range of the transmission beam. In FIG. 2A, since the metal body 3 held by the person 2 is only partially included in the irradiation range of the transmission beam, the contrast image 21 is displayed with a low density. In FIG. 2 (B),
Since the entire irradiation range of the transmission beam includes the metal body 3 held by the human 2, the contrast image 31
Is displayed at a dark density. Thus, the display unit 1
While confirming the irradiation position of the transmission beam by the image of 7,
Metal detection can be performed.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、金属体の探知結果と、電波が照射されている方
向の影像を合成した画像を用いて、電波の照射位置を確
認しつつ、金属探知を行う場合においては、移動してい
る人間の所持する金属体を探知する場合、金属探知装置
を三脚等で固定しなければ、表示部１７の画像に手ぶれ
が生じるため、電波の照射位置が確認し難い。However, as described above, using the image obtained by synthesizing the detection result of the metal body and the image in the direction in which the radio wave is irradiated, the position of the radio wave is confirmed while confirming the position of the radio wave. In the case of detecting, when detecting a metal object possessed by a moving person, unless the metal detecting device is fixed with a tripod or the like, an image on the display unit 17 will be shaken. It is hard to confirm.

【００１１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、検査対象が所持する金属体を、簡単に探知
することができるようにするものである。The present invention has been made in view of such a situation, and it is an object of the present invention to easily detect a metal object possessed by an inspection object.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の金属探
知装置は、検査対象に電波を照射する照射手段と、照射
手段により照射された電波の反射波を受信する受信手段
と、検査対象までの距離を測定する測定手段と、所定の
タイミングで測定手段により測定された検査対象までの
距離を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶させる検査
対象までの距離を、測定手段に測定させるタイミングを
入力する入力手段と、記憶手段に記憶されている検査対
象までの距離と、所定のタイミングの後に測定手段によ
り測定された検査対象までの距離とを比較する比較手段
と、比較手段による比較結果を出力する第１の出力手段
と、受信手段により受信された反射波が、金属体から反
射された反射波であることを判定する判定手段と、判定
手段による判定の結果を出力する第２の出力手段とを備
え、判定手段は、比較手段による比較の結果、記憶手段
により記憶されている検査対象までの距離と、所定のタ
イミングの後に測定手段により測定された検査対象まで
の距離とがほぼ同一であった場合に判定を行うことを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a metal detecting apparatus for irradiating an object to be inspected with a radio wave, receiving means for receiving a reflected wave of the radio wave irradiated by the irradiating means, Measurement means for measuring the distance to the test object, storage means for storing the distance to the test object measured by the measurement means at a predetermined timing, and timing for the measurement means to measure the distance to the test object to be stored in the storage means Input means for inputting the distance to the test object stored in the storage means, and a distance to the test object measured by the measuring means after a predetermined timing. First output means for outputting a result, determination means for determining that the reflected wave received by the reception means is a reflected wave reflected from the metal body, and determination means for determining by the determination means And a second output means for outputting the result, determining means, the result of the comparison by the comparing means, the storage means
The distance to the inspection object stored in the
After inspection, up to the inspection target measured by the measuring means
The determination is made when the distances are almost the same .

【００１３】[0013]

【００１４】請求項１に記載の金属探知装置において
は、任意のタイミングで検査対象までの距離が測定さ
れ、距離の測定の結果が記憶される。記憶された距離の
測定結果と、所定のタイミングの後で測定された距離の
測定結果とが比較され、記憶されている検査対象までの
距離と、所定のタイミングの後に測定された検査対象ま
での距離とがほぼ同一であった場合、受信された反射波
が金属体から反射された反射波であるか否かが判定され
る。[0014] In the metal detecting device according to claim 1,
In, the distance to the inspection target is measured at an arbitrary timing, and the result of the distance measurement is stored. The stored measurement result of the distance and the measurement result of the distance measured after the predetermined timing are compared, and the stored measurement target
The distance and the inspection target measured after the predetermined timing
If the distances are almost the same, it is determined whether or not the received reflected wave is a reflected wave reflected from a metal body.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、本発明の実
施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１６】図３は、本発明を適用した、金属探知装置
の使用状態を模式的に表している。金属探知装置４１は
人間２から所定の距離（例えば、金属探知装置４１の探
知範囲が５メートルであれば、それ以内の距離）だけ離
れて配置される。人間２は、金属体３を所持している。FIG. 3 schematically shows a use state of a metal detection device to which the present invention is applied. The metal detection device 41 is disposed at a predetermined distance from the human 2 (for example, if the detection range of the metal detection device 41 is 5 meters, a distance within the range). The human 2 has a metal body 3.

【００１７】図４は、金属探知装置４１の外観の構成を
示す。FIG. 4 shows the configuration of the external appearance of the metal detection device 41.

【００１８】図４（Ａ）に示されるように、金属探知装
置４１は、携帯型とされ、取手５１で簡単に持つことが
できる。また、この金属探知装置４１には、検査対象に
向けられる正面に、ミリ波レーダ用アンテナ５２が搭載
されている。As shown in FIG. 4A, the metal detecting device 41 is portable and can be easily held by the handle 51. Further, the metal detection device 41 has a millimeter wave radar antenna 52 mounted on the front surface facing the inspection target.

【００１９】図４（Ｂ）に示されるように、出力部５３
は、複数のＬＥＤで構成され、その点灯、もしくは消灯
を用いて、金属探知装置４１から、ミリ波レーダ用アン
テナ５２が照射しているミリ波を反射している検査対象
（そのときのミリ波の照射先）までの距離を表示する。
ユーザは、出力部５３の表示を確認することによって、
そのときのミリ波の照射先が、金属探知を行う検査対象
であるか否かを確認することができる。As shown in FIG. 4B, the output unit 53
Is an inspection target that reflects a millimeter wave radiated by the millimeter-wave radar antenna 52 from the metal detection device 41 by using a plurality of LEDs and turning on or off the LED. Is displayed.
The user confirms the display on the output unit 53,
It is possible to confirm whether or not the irradiation destination of the millimeter wave at that time is an inspection target for metal detection.

【００２０】入力部５４は、押しボタンスイッチで構成
され、所定のタイミングにおけるミリ波照射対象までの
距離を、その後実行される金属探知処理の検査対象まで
の距離として指定するとき、ユーザにより操作される。
その他の入力方法としては、例えば、音声認識を用いて
もよい。例えば、ユーザが、出力部５３の表示によっ
て、そのときのミリ波の照射先が検査対象である人間２
であることを確認した場合、ユーザは、入力部５４の押
しボタンスイッチを押し、金属探知装置４１と検査対象
である人間２の距離を、その後実行される金属探知処理
の検査対象までの距離として指定する。The input unit 54 is constituted by a push button switch, and is operated by the user when designating the distance to the millimeter wave irradiation target at a predetermined timing as the distance to the inspection target in the metal detection processing to be executed thereafter. You.
As another input method, for example, voice recognition may be used. For example, when the user indicates on the display of the output unit 53 that the irradiation destination of the millimeter wave at that time is the person 2 to be inspected.
When the user confirms that the distance is between the metal detection device 41 and the person 2 to be inspected, the user presses the push button switch of the input unit 54, and the distance between the metal detection device 41 and the object to be inspected in the subsequently executed metal detection process is set. specify.

【００２１】出力部５５は、出力部５３と同様に、複数
のＬＥＤにより構成され、その点灯、もしくは消灯を用
いて、入力部５４に入力があった瞬間の、検査対象まで
の距離を表示する。The output unit 55, like the output unit 53, is composed of a plurality of LEDs, and displays the distance to the inspection target at the moment when an input is made to the input unit 54 by using the lighting or extinguishing. .

【００２２】出力部５６は、例えば、ＬＥＤ、スピーカ
等で構成され、出力部５３が表示する、そのときのミリ
波照射対象までの距離と、入力部５４の入力よって指定
された金属探知処理の検査対象までの距離との比較結果
を出力する。出力部５６においては、そのときのミリ波
照射対象までの距離と、指定された金属探知処理の検査
対象までの距離がほぼ一致しているときにＬＥＤが点灯
されるか、もしくはアラーム音が発生されるようにして
もよいし、その逆に、そのときのミリ波照射対象までの
距離と、指定された金属探知処理の検査対象までの距離
が一致していないときにＬＥＤが点灯されるか、もしく
はアラーム音が発生されるようにしてもよい。The output unit 56 includes, for example, an LED, a speaker, and the like. The output unit 53 displays the distance to the millimeter wave irradiation target at that time and the metal detection processing specified by the input of the input unit 54. The comparison result with the distance to the inspection target is output. In the output unit 56, when the distance to the millimeter wave irradiation target at that time substantially matches the distance to the inspection target of the specified metal detection processing, the LED is turned on or an alarm sound is generated. On the contrary, if the distance to the millimeter wave irradiation target at that time does not match the distance to the inspection target of the specified metal detection processing, the LED is turned on. Alternatively, an alarm sound may be generated.

【００２３】出力部５７は、複数のＬＥＤにより構成さ
れ、その点灯、もしくは消灯を用いて、金属体３の探知
レベル（金属体が存在する確率、または金属体の大き
さ）を表示する。メインスイッチ５８は、金属探知動作
を開始するときオンされる。The output unit 57 is composed of a plurality of LEDs, and displays the detection level of the metal body 3 (the probability of the presence of the metal body or the size of the metal body) by using the lighting or turning off of the LED. The main switch 58 is turned on when starting the metal detection operation.

【００２４】なお、ここでは、出力部５３、出力部５５
および出力部５７の出力方法として、複数のＬＥＤの点
灯、もしくは消灯を用いたが、例えば、デジタル表示を
用いて金属探知装置４１とミリ波の照射先との距離、も
しくは金属探知結果（レベル）を表示するようにしても
よい。Here, the output unit 53 and the output unit 55
As the output method of the output unit 57, the turning on or off of the plurality of LEDs is used. For example, the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave using the digital display or the metal detection result (level) is used. May be displayed.

【００２５】図５は、金属探知装置４１の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the metal detecting device 41.

【００２６】ミリ波レーダ７１は、図４（Ａ）のミリ波
レーダ用アンテナ５２を含み、ミリ波レーダ用アンテナ
５２より、ミリ波を照射し、かつ、その反射波を受信す
る。The millimeter wave radar 71 includes the millimeter wave radar antenna 52 shown in FIG. 4A, irradiates a millimeter wave from the millimeter wave radar antenna 52, and receives the reflected wave.

【００２７】図６は、ミリ波レーダ７１の詳細な構成例
を示すブロック図である。電圧制御発振部８２は、三角
波発振部８１が出力する三角波に対応する周波数（６０
ＧＨｚ帯域のミリ波）の信号を発生し、サーキュレータ
８３と乗算部８４に出力する。サーキュレータ８３は、
入力された信号を、図中時計回転方向に隣接する端子に
出力するように動作する。すなわち、電圧制御発振部８
２から入力された信号をその回転方向側の端子に接続さ
れているミリ波レーダ用アンテナ５２に供給する。ミリ
波レーダ用アンテナ５２は、供給された信号に対応する
ミリ波を出射する。FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration example of the millimeter wave radar 71. The voltage controlled oscillator 82 has a frequency (60) corresponding to the triangle wave output from the triangle wave oscillator 81.
A signal in the GHz band (millimeter wave) is generated and output to the circulator 83 and the multiplier 84. The circulator 83
It operates to output the input signal to a terminal adjacent in the clockwise direction in the figure. That is, the voltage control oscillator 8
2 is supplied to a millimeter wave radar antenna 52 connected to a terminal on the rotation direction side. The millimeter wave radar antenna 52 emits a millimeter wave corresponding to the supplied signal.

【００２８】また、ミリ波レーダ用アンテナ５２は、同
時に、反射波の受信を行う。受信された反射波に対応す
る信号は、サーキュレータ８３により、時計回転方向に
隣接する乗算部８４に供給される。すなわち、サーキュ
レータ８３はミリ波レーダ用アンテナ５２を送信と受信
とで兼用するために必要とされるものであり、送信用ミ
リ波レーダ用アンテナと、受信用ミリ波レーダ用アンテ
ナが、それぞれ独立に用意される場合には必要がなくな
る。The millimeter wave radar antenna 52 simultaneously receives a reflected wave. A signal corresponding to the received reflected wave is supplied by a circulator 83 to a multiplier 84 adjacent in the clockwise direction. That is, the circulator 83 is required to use the millimeter-wave radar antenna 52 for both transmission and reception, and the transmission millimeter-wave radar antenna and the reception millimeter-wave radar antenna are independent of each other. If it is prepared, there is no need.

【００２９】乗算部８４は、電圧制御発振部８２より入
力された信号（照射されるミリ波と同一の信号）と、ミ
リ波レーダ用アンテナ５２からサーキュレータ８３を介
して入力された反射波に対応する信号とを乗算し、その
ビート成分（照射したミリ波と受信した反射波との周波
数の差の成分）を出力する。乗算部８４から出力された
信号は、増幅部８５で増幅され、Ａ／Ｄ変換部８６でデ
ジタル信号に変換され、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演
算部８７に出力される。ＦＦＴ演算部８７は、入力され
たデジタル信号を高速フーリエ変換し、ビート成分の周
波数スペクトラムを検出し、図５の距離測定部７２に出
力する。The multiplying unit 84 corresponds to the signal input from the voltage controlled oscillation unit 82 (the same signal as the irradiated millimeter wave) and the reflected wave input from the millimeter wave radar antenna 52 via the circulator 83. And a beat component (a component of a frequency difference between the irradiated millimeter wave and the received reflected wave) is output. The signal output from the multiplier 84 is amplified by the amplifier 85, converted into a digital signal by the A / D converter 86, and output to the FFT (fast Fourier transform) calculator 87. The FFT operation unit 87 performs a fast Fourier transform on the input digital signal, detects the frequency spectrum of the beat component, and outputs the frequency spectrum to the distance measurement unit 72 in FIG.

【００３０】再び、図５に戻り、金属探知装置４１の構
成を示すブロック図について説明する。Returning to FIG. 5, a block diagram showing the configuration of the metal detection device 41 will be described.

【００３１】距離測定部７２は、ミリ波レーダ７１から
入力された周波数スペクトラムから、金属探知装置４１
と、そのときのミリ波の照射先との距離を演算する。距
離測定部７２は、距離の演算結果を出力部５３に出力
し、入力された周波数スペクトラムを比較部７４に出力
する。また、距離測定部７２は、入力部５４から、検査
対象までの距離を指定する制御信号が入力された場合
（押しボタンスイッチがオンされた場合）、距離の演算
結果を距離記憶部７３に出力し、記憶させる。ここで、
距離記憶部７３に記憶された距離の値をＬとする。距離
測定部７２は、入力部５４から、検査対象までの距離を
指定する制御信号が入力されていない場合、距離の測定
結果を比較部７４に出力する。ここで、距離測定部７２
から比較部７４に入力された距離の値をＭとする。The distance measuring unit 72 converts the frequency spectrum input from the millimeter wave radar 71 into a metal detector 41.
And the distance to the millimeter wave irradiation destination at that time is calculated. Distance measuring section 72 outputs the calculation result of the distance to output section 53, and outputs the input frequency spectrum to comparing section 74. When a control signal designating the distance to the inspection target is input from input unit 54 (when the push button switch is turned on), distance measurement unit 72 outputs the calculation result of the distance to distance storage unit 73. And memorize it. here,
The value of the distance stored in the distance storage unit 73 is L. The distance measurement unit 72 outputs the distance measurement result to the comparison unit 74 when a control signal designating the distance to the inspection target is not input from the input unit 54. Here, the distance measurement unit 72
Let the value of the distance inputted to the comparison unit 74 be M.

【００３２】距離記憶部７３は、距離測定部７２から入
力された距離Ｌを、次の入力があるまで保存し、出力部
５５および比較部７４に出力する。The distance storage unit 73 stores the distance L input from the distance measurement unit 72 until the next input, and outputs the distance L to the output unit 55 and the comparison unit 74.

【００３３】比較部７４は、距離記憶部７３から入力さ
れた距離Ｌ、および距離測定部７２から入力された距離
Ｍを、次式を用いて比較する。 Ｌ−ｄ１＜Ｍ＜Ｌ＋ｄ２ ・・・（１）The comparison section 74 compares the distance L input from the distance storage section 73 and the distance M input from the distance measurement section 72 using the following equation. L-d1 <M <L + d2 (1)

【００３４】ここで、ｄ１，ｄ２は正の定数であり、測
定誤差を吸収するための余裕値である。比較部７４は、
式（１）が成り立つか否かを判定し、その結果を出力部
５６に出力するとともに、式（１）が成り立つ場合に
は、距離測定部７２から入力された周波数スペクトラム
を判定部７５に出力する。Here, d1 and d2 are positive constants, which are margin values for absorbing measurement errors. The comparison unit 74
It is determined whether or not Expression (1) is satisfied, and the result is output to the output unit 56. When Expression (1) is satisfied, the frequency spectrum input from the distance measurement unit 72 is output to the determination unit 75. I do.

【００３５】判定部７５は、比較部７４から入力された
周波数スペクトラムを用いて、図９を用いて後述する金
属探知処理を実行し、その結果を出力部５７に出力す
る。判定部７５には、金属体を所持している人間と、金
属体を所持していない人間にミリ波を照射し、その反射
波を受信した場合の、それぞれの周波数スペクトラムの
変化パターンが、予め記憶されている。判定部７５は、
比較部７４から入力された周波数スペクトラムと、予め
記憶されている周波数の変化パターンとを比較すること
により、ミリ波の照射範囲内に金属体３が存在している
か否かを判断する。その判断方法として、例えば、ニュ
ーラルネットワーク、ファジー推論などが用いられる。Using the frequency spectrum inputted from the comparing section 74, the judging section 75 executes a metal detecting process which will be described later with reference to FIG. 9, and outputs the result to the output section 57. The determination unit 75 irradiates a millimeter wave to a person who has a metal body and a person who does not have a metal body, and when the reflected wave is received, the change pattern of each frequency spectrum is determined in advance. It is remembered. The determination unit 75
By comparing the frequency spectrum input from the comparing section 74 with a previously stored frequency change pattern, it is determined whether or not the metal body 3 exists within the irradiation range of the millimeter wave. As the determination method, for example, a neural network, fuzzy inference, or the like is used.

【００３６】次に図７のフローチャートを用いて、金属
探知装置４１の処理について説明する。Next, the processing of the metal detecting device 41 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００３７】まず、ステップＳ１において、金属探知装
置４１とミリ波の照射先との距離の測定処理が実行され
る。すなわち、距離測定部７２は、金属探知装置４１と
ミリ波の照射先との距離を演算し、その演算結果を、出
力部５３に出力するとともに、周波数スペクトラムを比
較部７４に出力する。この処理の詳細は、図８を用いて
後述する。First, in step S1, a process of measuring the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave is executed. That is, the distance measurement unit 72 calculates the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave, outputs the calculation result to the output unit 53, and outputs the frequency spectrum to the comparison unit 74. Details of this processing will be described later with reference to FIG.

【００３８】ステップＳ２において、距離測定部７２
は、入力部５４が、ユーザによって操作されたか否かを
判断する。In step S2, the distance measuring section 72
Determines whether the input unit 54 has been operated by the user.

【００３９】ステップＳ２において、入力部５４が操作
されていないと判断された場合、処理はステップＳ１に
戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップＳ２に
おいて、入力部５４が操作されたと判断された場合、ス
テップＳ３において、距離測定部７２は、ステップＳ１
において演算された、金属探知装置４１とミリ波の照射
先との距離を、距離記憶部７３に出力する。距離記憶部
７３は、入力された金属探知装置４１とミリ波の照射先
との距離Ｌを記憶し、出力部５５に出力する。If it is determined in step S2 that the input unit 54 has not been operated, the process returns to step S1, and the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S2 that the input unit 54 has been operated, in step S3, the distance measurement unit 72 determines in step S1
The distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave calculated in is output to the distance storage unit 73. The distance storage unit 73 stores the input distance L between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave, and outputs the distance L to the output unit 55.

【００４０】ステップＳ４において、図８を用いて後述
する距離の測定処理が、再び実行される。次に、ステッ
プＳ５において、距離測定部７２は、入力部５４が再び
操作されたか否かの判断を行う。ステップＳ５におい
て、入力部５４が再び操作されたと判断された場合、処
理はステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返され
る。ステップＳ５において、入力部５４が再び操作され
ていないと判断された場合、ステップＳ６において、距
離測定部７２は、ステップＳ４の処理により測定された
距離Ｍを比較部７４に出力する。In step S4, a distance measuring process described later with reference to FIG. 8 is executed again. Next, in step S5, the distance measuring unit 72 determines whether or not the input unit 54 has been operated again. If it is determined in step S5 that the input unit 54 has been operated again, the process returns to step S1, and the subsequent processes are repeated. If it is determined in step S5 that the input unit 54 has not been operated again, the distance measuring unit 72 outputs the distance M measured in step S4 to the comparing unit 74 in step S6.

【００４１】ステップＳ７において、距離記憶部７３
は、記憶されている距離Ｌの値を比較部７４に出力す
る。In step S7, the distance storage unit 73
Outputs the stored value of the distance L to the comparing unit 74.

【００４２】ステップＳ８において、比較部７４は、距
離記憶部７３から入力された距離Ｌと、距離測定部７２
から入力された距離Ｍが、前出した式（１）を満足する
か否かを判断する。In step S8, the comparison section 74 compares the distance L input from the distance storage section 73 with the distance measurement section 72.
It is determined whether or not the distance M input from satisfies Expression (1) above.

【００４３】ステップＳ８において、式（１）が成り立
たないと判断された場合、ステップＳ９において、出力
部５６は、検査対象が指定されたものではない（金属探
知装置４１が、入力部５４を操作されたときと異なる方
向に指向されている）ことを出力する。そこでユーザ
は、金属探知装置４１を、入力部５４を操作したとき指
向されていた人間２の方向に指向させる。その後、処理
はステップＳ４に戻り、それ以降の処理が繰り返され
る。If it is determined in step S8 that the formula (1) does not hold, in step S9, the output unit 56 determines that the inspection target is not specified (the metal detection device 41 operates the input unit 54 by operating the input unit 54). Is directed in a direction different from the direction in which it was performed). Therefore, the user points the metal detection device 41 in the direction of the person 2 that was pointed when the input unit 54 was operated. Thereafter, the process returns to step S4, and the subsequent processes are repeated.

【００４４】ステップＳ８において、式（１）が成り立
つと判断された場合（そのときのミリ波の照射先が検査
対象として指定された人間２である場合）、ステップＳ
１０において、比較部７４は、ステップＳ１において距
離測定部７２から入力された周波数スペクトラムを判定
部７５に出力する。In step S8, when it is determined that the expression (1) is satisfied (when the irradiation destination of the millimeter wave at that time is the person 2 specified as the inspection target), step S8 is performed.
In 10, the comparing section 74 outputs the frequency spectrum input from the distance measuring section 72 in step S1 to the determining section 75.

【００４５】ステップＳ１１において、判定部７５は、
図９を用いて後述する金属探知処理を実行し、処理結果
を出力部５７に出力する。In step S11, the judgment section 75
A metal detection process described later with reference to FIG. 9 is executed, and the processing result is output to the output unit 57.

【００４６】ステップＳ１２において、メインスイッチ
５８がオンされているか否かが判断され、オンされてい
ると判断された場合、処理は、再びステップＳ４に戻
り、それ以降の処理が繰り返される。従って、ユーザ
は、検査対象としたい人間の方向に金属探知装置４１を
指向させ、入力部５４を操作することで、検査対象を選
択、変更しつつ、連続して金属探知処理を行うことが可
能である。ステップＳ１２において、メインスイッチ５
８がオンされていないと判断された場合、処理が終了さ
れる。In step S12, it is determined whether or not the main switch 58 is turned on. If it is determined that the main switch 58 is turned on, the process returns to step S4, and the subsequent processes are repeated. Therefore, the user can perform the metal detection process continuously while selecting and changing the inspection target by pointing the metal detection device 41 in the direction of the human to be the inspection target and operating the input unit 54. It is. In step S12, the main switch 5
If it is determined that 8 has not been turned on, the process is terminated.

【００４７】次に、図８のフローチャートを参照して、
図７のステップＳ１およびステップＳ４において実行さ
れる距離の測定処理の詳細を説明する。Next, referring to the flowchart of FIG.
The details of the distance measurement processing executed in steps S1 and S4 of FIG. 7 will be described.

【００４８】ステップＳ２１において、ミリ波レーダ７
１の電圧制御発振部８２は、三角波発振部８１が出力す
る三角波に対応する周波数の信号を発生し、乗算部８４
に出力するとともに、サーキュレータ８３を介してミリ
波レーダ用アンテナ５２に供給し、ミリ波（６０ＧＨｚ
帯域の電波）を出射させる。In step S21, the millimeter wave radar 7
The first voltage controlled oscillator 82 generates a signal having a frequency corresponding to the triangular wave output from the triangular wave oscillator 81,
To the millimeter wave radar antenna 52 via the circulator 83, and the millimeter wave (60 GHz)
Band of radio waves).

【００４９】ステップＳ２２において、ミリ波レーダ用
アンテナ５２は、出射したミリ波が検査対象にあたって
反射した反射波を受信する。受信された反射波に対応す
る信号は、サーキュレータ８３を介して乗算部８４に入
力される。In step S22, the millimeter wave radar antenna 52 receives a reflected wave of the emitted millimeter wave reflected from the object to be inspected. The signal corresponding to the received reflected wave is input to the multiplier 84 via the circulator 83.

【００５０】ステップS２３において、乗算部８４は、
入力された反射波に対応する信号と電圧制御発振部８２
より入力されたミリ波に対応する信号とを乗算し、出射
波と反射波のビート成分を算出する。算出されたビート
成分は、増幅部８５で増幅され、Ａ／Ｄ変換部８６でデ
ジタル信号に変換され、ＦＦＴ演算部８７に入力され
る。In step S23, the multiplication unit 84
The signal corresponding to the input reflected wave and the voltage controlled oscillator 82
A signal corresponding to the input millimeter wave is multiplied to calculate a beat component of the output wave and the reflected wave. The calculated beat component is amplified by the amplifier 85, converted into a digital signal by the A / D converter 86, and input to the FFT calculator 87.

【００５１】ステップＳ２４において、FFT演算部８７
は、入力された信号を高速フーリエ変換し、ビート成分
の周波数ペクトラムを検出し、距離測定部７２に出力す
る。このとき出力される周波数スペクトラムは、金属探
知装置４１と検査対象との相対速度が０である場合は１
つである。しかしながら、相対速度が０ではない場合
は、検査対象の移動によるドップラー効果により、照射
するミリ波の周波数が上昇している場合と、下降してい
る場合の２つの周波数スペクトラムが検出され、出力さ
れる。In step S24, the FFT operation section 87
Performs a fast Fourier transform of the input signal, detects the frequency spectrum of the beat component, and outputs it to the distance measuring unit 72. The frequency spectrum output at this time is 1 when the relative speed between the metal detection device 41 and the inspection target is 0.
One. However, when the relative velocity is not 0, two frequency spectra, that is, a case where the frequency of the irradiating millimeter wave is rising and a case where the frequency is falling, are detected and output by the Doppler effect due to the movement of the inspection object. You.

【００５２】ステップＳ２５において、距離測定部７２
は、入力された周波数スペクトラムを比較部７４に出力
するとともに、その周波数スペクトラムを基に、金属探
知装置４１と、ミリ波の照射先の距離を演算する。In step S25, the distance measuring section 72
Outputs the input frequency spectrum to the comparing unit 74, and calculates the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave based on the frequency spectrum.

【００５３】いま、金属探知装置４１と、ミリ波の照射
先との距離をＲとすると、この距離Ｒは、次式で表され
る。 Ｒ＝（Ｃ／４Δｆ×ｆｍ）ｆｒ ・・・（２）Now, assuming that the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave is R, this distance R is expressed by the following equation. R = (C / 4Δf × fm) fr (2)

【００５４】ここで、Ｃは、光速を表す。Δｆは、ミリ
波レーダ７１の電圧制御発振部８２が出力する変調波の
周波数変調幅を表す。ｆｍは、三角波発振部８１が出力
する三角波の周波数を表す。ｆｒは、金属探知装置４１
とミリ波の照射先との距離に対応する周波数（距離周波
数）を表し、次式が成立する。 ｆｒ＝（ｆｄｎ＋ｆup）／２ ・・・（３）Here, C represents the speed of light. Δf represents the frequency modulation width of the modulated wave output from the voltage controlled oscillator 82 of the millimeter wave radar 71. fm represents the frequency of the triangular wave output from the triangular wave oscillator 81. fr is the metal detection device 41
And a frequency (distance frequency) corresponding to the distance between the distance and the irradiation destination of the millimeter wave, and the following expression is established. fr = (fdn + fup) / 2 (3)

【００５５】ここで、ｆｄｎは、照射されているミリ波
の周波数が低下している時のビート成分の周波数を表
し、ｆupは、照射されているミリ波の周波数が上昇して
いる時のビート成分の周波数を表す。Here, fdn represents the frequency of the beat component when the frequency of the irradiating millimeter wave is decreasing, and fup is the beat when the frequency of the irradiating millimeter wave is increasing. Represents the frequency of the component.

【００５６】ステップＳ２６において、距離測定部７２
は、上述した式（２）の演算結果を、出力部５３に出力
して、金属探知装置４１とミリ波の照射先との距離を表
示させる。なお、上述した式（２）の演算結果は、図７
のステップＳ２およびステップＳ５の判断結果に従っ
て、距離記憶部７３もしくは比較部７４に出力される。In step S26, the distance measuring section 72
Outputs the calculation result of the above equation (2) to the output unit 53 to display the distance between the metal detection device 41 and the irradiation destination of the millimeter wave. It should be noted that the calculation result of the above equation (2) is as shown in FIG.
Are output to the distance storage unit 73 or the comparison unit 74 in accordance with the determination results of the steps S2 and S5.

【００５７】次に、図９のフローチャートを参照して、
図７のステップＳ１１で実行される金属探知処理につい
て説明する。Next, referring to the flowchart of FIG.
The metal detection processing executed in step S11 in FIG. 7 will be described.

【００５８】ステップＳ３１において、判定部７５は、
比較部７４から周波数スペクトラムを入力される。In step S31, the judgment section 75
The frequency spectrum is input from the comparing unit 74.

【００５９】ステップＳ３２において、判定部７５は、
入力された周波数スペクトラムから、金属探知装置４１
と、検査対象である人間２との相対速度を演算する。い
ま、相対速度をＶとすると、この相対速度Ｖは、次式で
表される。 Ｖ＝（Ｃ／２ｆ０）ｆｖ ・・・（４）In step S32, the judgment section 75
From the input frequency spectrum, the metal detection device 41
And the relative speed with respect to the person 2 to be inspected. Now, assuming that the relative speed is V, the relative speed V is represented by the following equation. V = (C / 2f0) fv (4)

【００６０】ここで、ｆ０は、電圧制御発振部８２が出
力する波形の中心周波数を表す。ｆｖは、いわゆるドプ
ラー効果による金属探知装置４１と検査対象である人間
２の相対的な速度に対応する周波数（速度周波数）を表
し、次式が成立する。 ｆｖ＝（ｆｄｎ−ｆup）／２ ・・・（５）Here, f0 represents the center frequency of the waveform output from the voltage controlled oscillator 82. fv represents a frequency (speed frequency) corresponding to a relative speed between the metal detection device 41 based on the so-called Doppler effect and the person 2 to be inspected, and the following expression is established. fv = (fdn−fup) / 2 (5)

【００６１】ステップＳ３３において、判定部７５は、
上記した式（４）の演算結果を基に、金属探知装置４１
と、検査対象である人間２との相対速度が０か否かを判
断する。In step S33, the judgment section 75
Based on the calculation result of the above equation (4), the metal detection device 41
Then, it is determined whether or not the relative speed with respect to the person 2 to be inspected is 0.

【００６２】ステップＳ３３において、金属探知装置４
１と、検査対象である人間２との相対速度が０ではない
と判断された場合、ステップＳ３４において、判定部７
５は、相対速度の演算結果に基づいて、入力された２つ
の周波数スペクトラムを、周波数シフトして１つのスペ
クトラムに補正する。In step S33, the metal detection device 4
If it is determined that the relative speed between 1 and the person 2 to be inspected is not 0, the determination unit 7 determines in step S34.
Numeral 5 corrects the input two frequency spectrums into one spectrum by frequency shifting based on the calculation result of the relative speed.

【００６３】ステップＳ３３において、金属探知装置４
１と検査対象である人間２との相対速度が０であると判
断された場合、比較部７４がら入力される周波数スペク
トラムは、はじめから１つなので、判定部７５は、周波
数スペクトラムを補正しない。In step S33, the metal detection device 4
When it is determined that the relative speed between 1 and the person 2 to be inspected is 0, since the frequency spectrum input from the comparing unit 74 is one from the beginning, the determining unit 75 does not correct the frequency spectrum.

【００６４】ステップＳ３５において、判定部７５は、
受信信号のノイズ成分や、回路の特性などに起因して生
じる、本来のビート成分ではない周波数スペクトラムを
誤検出することを避けるため、入力された周波数スペク
トラムの中から最も大きいレベル（ピ−ク）を有する周
波数成分を検出する。In step S35, the judgment section 75
In order to avoid erroneous detection of a frequency spectrum which is not an original beat component and which is caused by a noise component of a received signal or a characteristic of a circuit, the highest level (peak) from the input frequency spectrum. Is detected.

【００６５】ステップＳ３６において、判定部７５は、
ステップＳ３５において検出された周波数スペクトラム
と、予め記憶されている周波数の変化パターンとを比較
し、ミリ波の照射範囲内の金属体３の探知レベル（金属
体が存在する確率、または金属体の大きさ）を算出す
る。その算出方法としては、例えば、ニューラルネット
ワーク、ファジー推論などが用いられる。In step S36, the judgment section 75
The frequency spectrum detected in step S35 is compared with a frequency change pattern stored in advance, and the detection level of the metal body 3 within the irradiation range of the millimeter wave (the probability that the metal body exists, or the size of the metal body) Is calculated. As the calculation method, for example, a neural network, fuzzy inference, or the like is used.

【００６６】ステップＳ３７において、判定部７５は、
出力部５７に、ステップＳ３６で算出した金属探知結果
を出力する。In step S37, the judgment section 75
The output unit 57 outputs the metal detection result calculated in step S36.

【００６７】以上においては、人間を検査対象とした
が、人間以外が検査対象である場合にも、本発明は適用
が可能である。本発明は、例えば、コンクリートなど、
非金属の壁の中に埋まっている金属体を探知する場合に
適応することができる。In the above description, a human is an object to be inspected. However, the present invention can be applied to a case where an object other than a human is an object to be inspected. The present invention, for example, such as concrete,
It can be applied to detect a metal object buried in a non-metal wall.

【００６８】また、検査対象に照射する電波にミリ波を
用いたが、本発明においては、その他の電波を用いるこ
とも可能である。更に、金属探知処理と、金属探知装置
４１と検査対象との距離の測定とを、同一のミリ波の送
受信により実行したが、検査対象との距離の測定は、金
属探知処理とは異なる電波の送受信、もしくは、それに
代わる手段によって実行してもよい。Although a millimeter wave is used as a radio wave for irradiating an object to be inspected, other radio waves can be used in the present invention. Further, the metal detection process and the measurement of the distance between the metal detection device 41 and the inspection target are performed by transmitting and receiving the same millimeter wave. However, the measurement of the distance to the inspection target is performed by using a different radio wave from the metal detection process. It may be executed by transmission / reception or by an alternative means.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の金属探知
装置によれば、検査対象との距離の測定結果を記憶し、
金属探知時に、現在の検査対象との距離と比較し、検査
対象との距離の測定結果と、現在の検査対象との距離と
がほぼ同一であった場合、受信された反射波が金属体か
ら反射された反射波であるか否かを判定するようにした
ので、検査対象の近傍の、外部の金属体を探知するおそ
れが少なくなり、かつ小型化が可能となり、検査対象が
所持する金属体を、簡単かつ確実に、移動しながらでも
探知することができる。As described above, metal detection according to claim 1 is described.
According to the device, the measurement result of the distance to the inspection object is stored,
When detecting metal, compare the current distance with the inspection target and inspect
The measurement result of the distance to the object and the current distance to the inspection object
Are almost identical, the received reflected wave is
Since it is determined whether or not a reflected wave is reflected from an object, the possibility of detecting an external metal body near the object to be inspected is reduced, and the size can be reduced. The body can be easily and reliably detected while moving.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】従来の金属探知装置の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional metal detection device.

【図２】図１の表示部における表示画面の例を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a display screen on a display unit in FIG. 1;

【図３】本発明を適用した金属探知装置の使用状態を模
式的に表す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a use state of a metal detection device to which the present invention is applied.

【図４】図３の金属探知装置の外観の構成を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an external appearance of the metal detection device in FIG. 3;

【図５】図３の金属探知装置の内部の構成例を示すブロ
ック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the metal detection device in FIG. 3;

【図６】図５のミリ波レーダの構成例を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the millimeter wave radar of FIG. 5;

【図７】図５の金属探知装置が実行する金属体探知の手
順を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining a procedure of metal object detection executed by the metal detection device of FIG. 5;

【図８】図７のステップＳ１およびステップＳ４の、距
離の測定処理の手順の詳細を説明するためのフローチャ
ートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating details of a procedure of a distance measuring process in steps S1 and S4 of FIG. 7;

【図９】図７のステップＳ１１の、金属探知処理の手順
の詳細を説明するためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating details of a procedure of a metal detection process in step S11 of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５２ ミリ波レーダ用アンテナ ５３ 出力部 ５４ 入力部 ５５，５６，５７ 出力部 ７１ ミリ波レーダ ７２ 距離測定部 ７３ 距離記憶部 ７４ 比較部 ７５ 判定部 52 Millimeter wave radar antenna 53 Output unit 54 Input unit 55, 56, 57 Output unit 71 Millimeter wave radar 72 Distance measurement unit 73 Distance storage unit 74 Comparison unit 75 Judgment unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白水 重明 500 ウエスト カミングス パーク、 スイート 6900、ウォーバーン、マサチ ューセッツ、アメリカ、ハーモニクス コーポレーション内 (56)参考文献 特開2000−9828（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−142480（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−28224（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 3/12 G01S 13/34 G01S 13/88 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shigeaki Shiramizu 500 West Cummings Park, Suite 6900, Woburn, Massachusetts, Harmonics Corporation, USA (56) References JP 2000-9828 (JP, A) JP JP-A-1-142480 (JP, A) JP-A-10-28224 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) G01V 3/12 G01S 13/34 G01S 13/88

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 検査対象から離れた位置において、前記
検査対象が保持する金属体の探知を行う金属探知装置に
おいて、 前記検査対象に電波を照射する照射手段と、 前記照射手段により照射された前記電波の反射波を受信
する受信手段と、 前記検査対象までの距離を測定する測定手段と、 所定のタイミングで前記測定手段により測定された前記
検査対象までの距離を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶させる前記検査対象までの距離を、
前記測定手段に測定させるタイミングを入力する入力手
段と、 前記記憶手段に記憶されている前記検査対象までの距離
と、前記所定のタイミングの後に前記測定手段により測
定された前記検査対象までの距離とを比較する比較手段
と、 前記比較手段による比較結果を出力する第１の出力手段
と、 前記受信手段により受信された前記反射波が、前記金属
体から反射された反射波であることを判定する判定手段
と、 前記判定手段による判定の結果を出力する第２の出力手
段とを備え、 前記判定手段は、前記比較手段による比較の結果、前記
記憶手段により記憶されている前記検査対象までの距離
と、前記所定のタイミングの後に前記測定手段により測
定された前記検査対象までの距離とがほぼ同一であった
場合に判定を行うことを特徴とする 金属探知装置。1. A metal detection device for detecting a metal body held by the inspection object at a position distant from the inspection object, wherein: an irradiating unit that irradiates the inspection object with radio waves; Receiving means for receiving reflected waves of radio waves; measuring means for measuring the distance to the test object; storage means for storing the distance to the test object measured by the measuring means at a predetermined timing; and The distance to the test object stored in the means,
Input means for inputting a timing to be measured by the measuring means, a distance to the test object stored in the storage means, and a distance to the test object measured by the measuring means after the predetermined timing A first output unit that outputs a result of comparison by the comparing unit; and a determination that the reflected wave received by the receiving unit is a reflected wave reflected from the metal body. a judging means for, said a second output means for outputting a result of the determination by the determination means, the determining means, the result of comparison by the comparing means, wherein
The distance to the inspection object stored by the storage means
After the predetermined timing,
The distance to the specified test object was almost the same
A metal detection device for making a determination in a case .