JP4936163B2 - 移動物体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波や電波などの連続エネルギ波を監視空間に放射し、監視空間内の物体の移動により生じる反射波の周波数偏移を検出することにより、監視空間内において移動する物体の存在を検出する移動物体検出装置に関するものである。

近年、自動車の車両盗難並びに車上盗難が増加しているため、駐車中の車両に不審者が侵入した場合に警報音を鳴動する車載用盗難警報装置が普及してきており、かかる車載用盗難警報装置には監視空間（車内）における移動物体（人）の存否を検出するために移動物体検出装置が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。

この種の移動物体検出装置は、所定周波数の連続エネルギ波（例えば、超音波）を監視空間内に放射しておき、監視空間内に存在する物体の移動に伴なってドップラー効果として生じる反射波の周波数偏移を検出するように構成されている（例えば、特許文献２，３参照）。

図９に従来の移動物体検出装置の一例を示す。発振器１が発振する所定周波数の送波信号を受けて送波回路２が送波器３を駆動することにより、発振器１の発振周波数と同周波数の超音波が監視空間に送波され、監視空間内に存在する物体Ｏに超音波が反射して生じる反射波を受波器４で受波する。受波器４では受波した反射波を受波信号Ｅinに変換し、この受波信号Ｅinを第１及び第２の位相検波回路６Ａ，６Ｂにそれぞれ入力して発振器１の発振周波数と同周波数の基準信号Ｅ₀,Ｅ₀’と混合する。ここで、一方の基準信号Ｅ₀は移相回路１０の出力であって、両基準信号Ｅ₀,Ｅ₀’の位相が互いに異なるように設定される。したがって、第１及び第２の位相検波回路６Ａ，６Ｂの出力にビート信号として得られる一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’も位相が互いに異なったものとなる。ドップラー信号Ｅ，Ｅ’はそれぞれローパスフィルタ７Ａ，７Ｂで高調波成分が除去された後にコンパレータ９Ａ，９Ｂにおいて信号の正負に対応した２値信号（以下、「軸符号信号」と呼ぶ。）Ｘ，Ｙに変換される。軸符号信号Ｘ,Ｙはそれぞれ２値（ハイレベルとローレベル）を有しているから、両者の組み合わせにより４つの状態を表わすことができるのであり、これら４状態はドップラー信号Ｅ,Ｅ’を基本軸とするベクトル平面の４つの象限のうちで、受波信号Ｅinに対応するベクトルがどの象限に存在しているかを示すことになる。したがって、ドップラー信号Ｅ,Ｅ’の極性の組み合わせにより４つの状態（正正、正負、負負、負正）を考えれば、ベクトル平面上の各象限（第１象限乃至第４象限）に対応させることができるのである。要するに正負両極性を有したドップラー信号Ｅ，Ｅ’の極性を組み合わせることによって４つの状態を分類すれば、両ドップラー信号Ｅ，Ｅ’の信号値を成分としたベクトルが存在する象限（第１象限乃至第４象限）と上記各状態とが一対一に対応することになる。このベクトルは、受波信号Ｅinの基準信号Ｅ_０，Ｅ_０’に対する周波数偏移に応じてベクトル平面内の象限を移動し、周波数が低くなるか高くなるか、すなわち物体Ｏが遠ざかるか近付くかに応じて、象限を右回りもしくは左回りに移動するのである。

そこで、この従来例では象限信号発生回路８０、メモリ８１、転移方向検出回路８２、演算回路８３、閾値回路８４で検知回路８を構成し、以下のような処理を行っている。但し、検知回路８をマイコンで構成し、マイコンにおいてプログラムを実行することで象限信号発生回路８０、転移方向検出回路８２、演算回路８３、閾値回路８４の機能を実現することも可能ある。

象限信号発生回路８０では、上述した信号処理により、上記ベクトル平面上において受波信号Ｅinが存在する象限を検出して対応する象限信号Ｑを出力し、同時に受波信号Ｅinが各象限の境界線を越えて転移するときに転移信号Ｚを発生する。象限信号Ｑは４状態を表わせばよいから、２ビット以上あればよい。また、象限信号Ｑは、転移信号Ｚの発生毎にメモリ８１に一時的に記憶されると同時に、転移方向検出回路８２にも入力される。ここに、メモリ８１に記憶される象限信号Ｑは転移信号Ｚの発生毎に更新される。

転移方向検出回路８２では、受波信号Ｅinに対応するベクトルが隣接する象限（第１象限乃至第４象限）に転移して転移信号Ｚが発生するのに伴って象限信号発生回路８０から入力された現在の象限信号Ｑ（すなわち、転移後の象限信号Ｑ）と、前回の転移信号Ｚの発生に伴ってメモリ８１に記憶されていた前回の象限信号Ｑ（すなわち、転移前の象限信号Ｑ）とが比較され、象限が右回りに転移したか左回りに転移したかが判定される。ここで、転移方向検出回路８２の出力としては、受波信号Ｅinに対応するベクトルが原点を中心として反時計回りに象限の境界線（基本軸）を横切る場合に加算、時計回りに象限の境界線を横切る場合に減算を指示する方向信号が出力されるように設定しておく。こうして、転移方向検出回路８２の出力である方向信号が得られるとメモリ８１の内容は更新される。転移方向検出回路８２の出力である方向信号と象限検出回路８０の出力である転移信号Ｚとは演算回路８３に入力され、演算回路８３では、転移信号Ｚが発生するたびに転移方向検出回路８２の出力信号を読み込み、演算回路８３に記憶されている値に対して方向信号が反時計回りなら１を加え、時計回りなら１を引くようにする。したがって、受波信号Ｅinに対応するベクトルが第１象限から第２象限を通過して第３象限に至る軌跡を描いて移動した場合、演算回路８３の初期値が０であれば、最終値は３になる。こうして演算回路８３の出力値の絶対値が閾値回路８４に予め設定されている閾値を越えると、閾値回路８４は検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路１１に入力され、移動物体Ｏの存在が適宜報知器により報知される。

上記構成によれば、超音波を送出して反射波の周波数偏移を検出するのであるから、送波信号の周波数をｆ₀、物体の移動速度をｖ、超音波の伝播速度をｃとすれば、ドップラー信号Ｅ,Ｅ’の周波数Δｆは、｜Δｆ｜≒２ｖｆ₀／ｃとなり（一般に、ｖ≪ｃ）、ドップラー信号Ｅ，Ｅ’の周波数は物体の移動速度ｖに比例することになる。また、物体が単位距離だけ移動したときに発生する、ドップラー信号Ｅ，Ｅ’の波数Ｎは、Ｎ＝２ｆ₀／ｃとなるから、超音波の伝播速度ｃと送波周波数ｆ₀とが一定であれば、物体の移動速度ｖとは無関係に波数Ｎは一定となる。したがって、受波信号Ｅinに対応するベクトルのベクトル平面での象限転移の回数も一定となる。つまり、上述のように４象限で表わせば、象限転移の回数は４×Ｎ回となり、物体の移動距離に比例することになる。また、象限の転移の向きは物体の移動する向きを表わすから、象限の転移が生じたときに転移の向きに応じて転移回数を加減算すれば、物体の移動距離と向きを知ることができるのである。換言すれば、監視空間内での物体Ｏの移動距離が閾値回路８４の判定基準となり、物体Ｏが監視空間内で移動する時間には関係なく、物体の存在を検出することができるのである。
特開平９−２７２４０２号公報 特公昭６２−４３５０７号公報 特公平６−１６０８５号公報

しかしながら、上記従来例では象限転移の回数で移動する物体Ｏを検出しているため、受波信号Ｅinに対応するベクトルが同一象限内に留まる程度にしか物体Ｏが移動しないときには当該物体Ｏを検出することができない。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、僅かしか移動しない物体でも検出できる移動物体検出装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、所定の周波数で発振する発振手段と、発振手段から出力する送波信号により振幅が周期的に変化する連続エネルギ波を監視空間に送波する送波手段と、前記連続エネルギ波が監視空間に存在する物体に反射して生じる反射波を受波する受波手段と、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合することで基準信号との位相差に応じた振幅を有し且つ互いに位相の異なる一対のドップラー信号を得る位相検波手段と、二次元直交座標系において原点を始点とし一対のドップラー信号の振幅レベルの数値を終点とするベクトルが時間の経過に伴って回転するときの回転角を演算する回転角演算手段と、回転角演算手段で演算された回転角を積算する積算手段と、積算手段で積算された回転角の積算値を所定の閾値と比較する比較手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、一対のドップラー信号の振幅レベルを比較し双方の振幅レベル間の差が所定値を越えているときは当該ドップラー信号に対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とする振幅レベル判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記振幅レベル判定手段は、前記二次元直交座標系を原点のまわりに所定角度だけ回転させる座標変換を行うとともに座標変換後の前記一対のドップラー信号の振幅レベル間の差を所定値と比較することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記ベクトルの大きさが所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とするベクトル判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記ベクトルの大きさの経時的な変化量が所定の範囲から外れるか否かを判断し且つ外れているときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とするベクトル判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記回転角の絶対値が所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１の発明において、前記回転角の絶対値が所定の上限値を越えるか否かを判断し且つ越えているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１の発明において、前記回転角の経時的な変化量が所定の上限値を越えるか否かを判断し且つ越えているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１の発明において、前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値を初期値に戻す積算値判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１の発明において、前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値に１未満の係数を乗算する積算値判定手段を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、回転角演算手段により、二次元直交座標系において原点を始点とし一対のドップラー信号の振幅レベルの数値を終点とするベクトルが時間の経過に伴って回転するときの回転角を演算するとともに、回転角演算手段で演算された回転角を積算手段で積算し、さらに積算手段で積算された回転角の積算値を比較手段にて所定の閾値と比較するので、従来例のように一対のドップラー信号を２値化する際に欠落してしまう情報を含めてドップラー信号の変化を詳細に調べることができる。その結果、従来例では検出し得なかったような僅かしか移動しない物体でも検出できる。

請求項２の発明によれば、一対のドップラー信号の振幅レベルを比較し双方の振幅レベル間の差が所定値を越えているときは当該ドップラー信号に対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とする振幅レベル判定手段を備えたので、移動物体以外の物体、例えば、振動する物体からの反射波に対する誤検出が防止できる。

請求項３の発明によれば、前記振幅レベル判定手段が、前記二次元直交座標系を原点のまわりに所定角度だけ回転させる座標変換を行うとともに座標変換後の前記一対のドップラー信号の振幅レベル間の差を所定値と比較するので、移動物体以外の物体、例えば、振動する物体からの反射波に対する誤検出がさらに確実に防止できる。

請求項４の発明によれば、移動物体までの距離が遠いほどベクトルの大きさが小さくなるから、ベクトル判定手段にてベクトルの大きさが所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とすることで本来検出すべきでない遠方の物体の誤検出が防止できる。

請求項５の発明において、前記ベクトルの大きさの経時的な変化量が所定の範囲から外れるか否かを判断し且つ外れているときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とするベクトル判定手段を備えたので、移動物体以外の物体、例えば、振動する物体からの反射波に対する誤検出が防止できる。

請求項６の発明によれば、前記回転角の絶対値が所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたので、超音波における空気のように連続エネルギ波を伝搬する媒体が揺らぐことによる誤検出が防止できる。

請求項７の発明によれば、前記回転角の絶対値が所定の上限値を越えるか否かを判断し且つ越えているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたので、検出対象の移動体が移動し得る速度よりも速い速度で移動する検出対象外の物体を誤検出するのを防止できる。

請求項８の発明によれば、前記回転角の経時的な変化量が所定の範囲から外れるか否かを判断し且つ外れているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたので、検出対象の移動体が出し得る加速度よりも大きい加速度で移動する検出対象外の物体を誤検出するのを防止できる。

請求項９の発明によれば、積算値においては回転角の誤差が累積されていくから、前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値を初期値に戻す積算値判定手段を備えることにより、積算値の累積誤差による誤検出が防止できる。

請求項１０の発明によれば、積算値においては回転角の誤差が累積されていくから、前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値に１未満の係数を乗算する積算値判定手段を備えたことにより、積算値の累積誤差による誤検出が防止できる。

以下、連続エネルギ波として超音波を用いる実施形態について図面を参照して詳細に説明する。但し、超音波の代わりに電波を用いる場合にも本発明の技術思想は適用可能である。

（実施形態１）
本発明の実施形態１のブロック図を図１に示す。但し、機能的に従来例と共通する構成要素については同一の符号を付して適宜説明を省略する。

発振回路１が発振する所定周波数の正弦波形の送波信号により送波器３が駆動され、発振回路１の発振周波数と同周波数の超音波が監視空間に送波され、監視空間内に存在する物体Ｏに超音波が反射して生じる反射波を受波器４で受波する。受波器４では受波した反射波を受波信号Ｅinに変換し、この受波信号Ｅinを第１及び第２の位相検波回路６Ａ，６Ｂにそれぞれ入力して発振回路１の発振周波数と同周波数の基準信号Ｅ₀,Ｅ₀’と混合（ミキシング）する。ここで、一方の基準信号Ｅ₀は移相回路１０の出力であって、両基準信号Ｅ₀,Ｅ₀’の位相が互いに異なるように設定される。したがって、第１及び第２の位相検波回路６Ａ，６Ｂの出力にビート信号として得られる一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’も位相が互いに異なったものとなる。そして、一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’は各々増幅回路１３Ａ，１３Ｂで増幅された後に信号処理部８に取り込まれる。

信号処理部８では、一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’をサンプリング回路８５において所定のサンプリング周期でサンプリングし且つ量子化することでアナログ値からディジタル値に変換し、さらに変換したディジタル値を不揮発性のメモリ８１に順次格納する。ここで、一方のドップラー信号Ｅをサンプリング回路８５で変換したディジタル値（ディジタルデータ）をＸ_n、他方のドップラー信号Ｅ’をサンプリング回路８５で変換したディジタル値（ディジタルデータ）をＹ_n（ｎは正の整数）とし、二次元直交座標系の原点を始点とし且つ（Ｘ_n，Ｙ_n）を終点とするベクトルＲ_nを定義する。なお、ベクトルＲ_nの大きさはドップラー信号Ｅ，Ｅ’の振幅に対応している。

前回のサンプリングで得られてメモリ８１に格納しているベクトルＲ_ｎ−１と今回のサンプリングで得られたベクトルＲ_nとがなす角度（この角度をベクトルの回転角と呼ぶ。）φ_nを信号処理部８のベクトル回転角演算回路８６で演算する（図２参照）。なお、ベクトル回転角演算回路８６では下記式により回転角φ_nを演算している。

φ_n＝arctan{(X_ｎ−１Y_n-Y_ｎ−１X_n)/(X_ｎ−１X_n-Y_ｎ−１Y_n)}
従って、物体Ｏが近付く場合はベクトルＲ_nが反時計回りに回転するから回転角φ_nの極性は正となり、物体Ｏが遠ざかる場合はベクトルＲ_nが時計回りに回転するから回転角φ_nの極性は負となる。そして、ベクトル回転角演算回路８６で求めた回転角φ_nを回転角積算回路８７で積算すれば、その積算値（＝φ_１＋φ_２＋…＋φ_n＋…）が物体Ｏの移動距離に比例することになる。さらに回転角積算回路８７で積算した積算値を閾値回路８８で所定の閾値と比較し、積算値が閾値を越えたときに閾値回路８８が検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路１１に入力され、移動物体Ｏの存在が適宜報知器{図示せず}により報知される。

上述のように本実施形態では、二次元直交座標系において原点を始点とし一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’の振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nを終点とするベクトルＲ_nが時間の経過に伴って回転するときの回転角φ_nを求めてこれを積算し、さらに回転角φ_nの積算値を閾値回路８８にて所定の閾値と比較しているので、従来例のように一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’を２値化する際に欠落してしまう情報を含めてドップラー信号Ｅ，Ｅ’の変化を詳細に調べることができる。その結果、従来例では検出し得なかったような僅かしか移動しない物体、例えば、同一象限内に留まる程度の移動しかしない物体Ｏでも検出することができる。なお、信号処理部８をマイコンで構成し、マイコンにおいてプログラムを実行することでベクトル回転角演算回路８６、回転角積算回路８７、閾値回路８８の機能を実現することも可能である。

（実施形態２）
ところで、移動物体Ｏを検出した場合、理想的には、図４（ａ）に破線イで示すようにベクトルＲ_nの軌跡が原点を中心とする円周上を移動するはずである。一方、本発明に係る移動物体検出装置を車載用盗難警報装置に搭載した場合、他の車両（自動車、電車、オートバイなど）が側を通過することで発生する振動や音が駐車中の車両（自動車）に伝わって当該車両の窓ガラスや送波器３又は受波器４が微少な振幅で振動することがあり、その微少振動に起因して超音波の伝搬経路が時間的に変動して反射波に位相変調がかかることがある。そして、このような位相変調がかかった反射波が受波器４で受波された場合、ドップラー信号Ｅ，Ｅ’をサンプリングして得られる振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nに位相変調によるノイズ分が重畳されて両者の間に大きな差が生じ、その結果、ベクトルＲ_nの軌跡が図４（ａ）の一点波線ロや二点破線ハで示すように楕円上を移動することになって物体を誤検出してしまう虞がある。

そこで本実施形態では、一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’の振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nを比較し双方の振幅レベル値の値Ｘ_n，Ｙ_nの差が所定値を越えているときは、上述のようにベクトルＲ_nの軌跡が楕円上を移動していることになるから移動物体Ｏによる反射波ではないとみなし、当該ドップラー信号Ｅ，Ｅ’に対応する回転角φ_nをゼロまたは所定の最小値とする振幅レベル判定手段を備えることにより、移動物体以外の物体、例えば、振動する物体（窓ガラスなど）からの反射波に対する誤検出を防止している。

本実施形態のブロック図を図３に示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、信号処理部８に設けられた振幅演算回路８９並びに振幅判定回路９０によって振幅レベル判定手段を構成している。振幅演算回路８９では、一対のドップラー信号Ｅ，Ｅ’をサンプリング回路８５でサンプリングして得られる振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nの実効値を演算して振幅判定回路９０に出力する。振幅判定回路９０では、振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nの実効値に対して両者の比（振幅比）を求めるとともに、その比を１よりも十分に大きい上限値並びに１よりも十分に小さい下限値と比較し、上限値よりも小さく且つ下限値よりも大きければ、ベクトル回転角演算回路８６に対して回転角φ_nの演算を許可し、上限値以上あるいは下限値以下であれば、回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値とするようにベクトル回転角演算回路８６に指示する。

すなわち、振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nの実効値の比が上限値以上あるいは下限値以下であるときは当該振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nに位相変調によるノイズ分が重畳されているとみなし、当該振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nから演算される回転角φ_nをゼロあるいは最小値とすることで回転角φ_nの積算値に対するノイズの影響を減らし、物体の誤検出を防止することができる。なお、信号処理部８をマイコンで構成する場合、マイコンにおいてプログラムを実行することで振幅演算回路８９並びに振幅判定回路９０の機能を実現することも可能である。

ところで、上述のように振動する物体からの反射波に対しては、振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nの実効値の比が上限値よりも十分大きく又は下限値よりも十分小さくなってベクトルＲ_nの軌跡が二次元直交座標系の何れかの座標軸を長軸とするような楕円を描く場合もあれば、振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nが双方とも増減してベクトルＲ_nの軌跡が二次元直交座標系の座標軸に対して長軸の傾いた楕円を描く場合があることを本発明者らは見出した（図４（ａ）の実線ニ参照）。しかしながら、このようにベクトルＲ_nの軌跡が長軸の傾いた楕円を描く場合、振幅レベルの値Ｘ_n，Ｙ_nの実効値の比が上限値と下限値の間に収まってしまい、移動物体として誤検出されてしまう虞がある。なお、図４（ａ）の実線ニで示すようにベクトルＲ_nの軌跡が長軸の傾いた楕円を描く場合として、上述のような位相変調以外にもドップラー信号Ｅ，Ｅ’に同相の交流ノイズが重畳した場合にも起こり得ることが判っている。

そこで、図４（ｂ）に示すように二次元直交座標系の座標軸を原点Ｏのまわりに所定角度（例えば、４５度）だけ回転させて座標変換すれば、図４（ｂ）の破線イに示すように移動物体Ｏに対する反射波から得られるベクトルＲ_nの軌跡は真円に近い円であるから変化はほとんどないが、振動する物体に対する反射波から得られるベクトルＲ_nの軌跡が座標変換後の座標軸を長軸とする楕円に変換される、つまり、座標変換後の振幅レベルの値Ｘ’_n，Ｙ’_nの実効値の比が上限値以上あるいは下限値以下となるので、上述のように振動する物体を誤検出する虞はなくなる。なお、上述のような座標変換の処理は振幅演算回路８９で実行すればよい。

（実施形態３）
本実施形態のブロック図を図５に示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態においては、ベクトルＲ_nの大きさを演算するベクトル演算回路９１と、ベクトル演算回路９１で求めたベクトルＲ_nの大きさが所定の下限値を越えるか否かを判定するベクトル判定回路９２とが信号処理部８に設けられている。ベクトル演算回路９１は、ベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜を求めるために下記式の演算を行っている。
｜Ｒ_n｜＝{Ｘ_n ²＋Ｙ_n ²}^1/2
またベクトル判定回路９２は、ベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜を下限値と比較し、ベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜が下限値を越えているときはベクトル回転角演算回路８６に対して回転角φ_nの演算を許可し、下限値を越えていなければ、回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値とするようにベクトル回転角演算回路８６に指示する。

すなわち、物体Ｏが遠方にあるほどベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜が小さくなるが、本発明に係る移動物体検出装置を車載用盗難警報装置に搭載した場合、車外を移動する物体Ｏを検出することは本来の目的ではないので、ベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜が所定の下限値を越えていなければ物体Ｏが車外に在るとみなし、当該ベクトルＲ_nから演算される回転角φ_nをゼロあるいは最小値とすることで遠方の物体を誤検出することが防止できる。

ここで、車載用盗難警報装置のように検出対象の移動物体が人である場合、サンプリング回路８５におけるサンプリング周期程度の時間差ではベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜はほとんど変化しないと考えられるので、前回のベクトルＲ_ｎ−１の大きさ｜Ｒ_ｎ−１｜と今回のベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜が大きく異なっていれば、ベクトルＲ_ｎ−１，Ｒ_nの大きさ｜Ｒ_ｎ−１｜，｜Ｒ_n｜に位相変調によるノイズ分が重畳されているとみなすことができる。

そこで、ベクトル演算回路９１で求めたベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜をメモリ８１に格納しておき、ベクトル判定回路９２にて前回のベクトルＲ_ｎ−１の大きさ｜Ｒ_ｎ−１｜と今回のベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜との比を求めるとともに、その比を１よりも十分に大きい上限値並びに１よりも十分に小さい下限値と比較し、上限値よりも小さく且つ下限値よりも大きければ、ベクトル回転角演算回路８６に対して回転角φ_nの演算を許可し、上限値以上あるいは下限値以下であれば、回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値とするようにベクトル回転角演算回路８６に指示するようにしても構わない。

すなわち、前回のベクトルＲ_ｎ−１の大きさ｜Ｒ_ｎ−１｜と今回のベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜との比が上限値以上あるいは下限値以下であるときは当該前回のベクトルＲ_ｎ−１の大きさ｜Ｒ_ｎ−１｜又は今回のベクトルＲ_nの大きさ｜Ｒ_n｜に位相変調によるノイズ分が重畳されているとみなし、前回並びに今回のベクトルＲ_ｎ−１，Ｒ_nから演算される回転角φ_nをゼロあるいは最小値とすることで回転角φ_nの積算値に対するノイズの影響を減らし、物体の誤検出を防止することができる。なお、信号処理部８をマイコンで構成する場合、マイコンにおいてプログラムを実行することでベクトル演算回路９１並びにベクトル判定回路９２の機能を実現することも可能である。

（実施形態４）
本実施形態のブロック図を図６に示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本発明に係る移動物体検出装置を車載用盗難警報装置に搭載した場合、駐車中に僅かに窓を開けた状態で警戒状態に設定されると窓から吹き込む風によって車内の空気が移動して超音波に低周波の揺らぎが発生し、その揺らぎによって物体の移動が誤検出される虞がある。

そこで本実施形態では、上述のような低周波の揺らぎに起因した誤検出を防止するため、回転角φ_nの絶対値｜φ_n｜が所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該回転角φ_nをゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えている。本実施形態における回転角判定手段は、信号処理部８に設けられたベクトル回転角判定回路９３で構成される。このベクトル回転角判定回路９３では、ベクトル回転角演算回路８６で求めた回転角φ_nの絶対値｜φ_n｜を所定の下限値と比較し、下限値を越えていれば当該回転角φ_nを回転角積算回路８７に積算させ、下限値以下であれば回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値として回転角積算回路８７に積算させる。その結果、超音波に発生する低周波の揺らぎに起因した移動物体の誤検出を防止することができる。

また、検出対象の物体が人である場合、人が出し得る加速度（手足や頭部などの身体の一部の加速度を含む。）の上限値を越えるときにはノイズと判断して誤検出を防止することが望ましい。そのため、回転角判定回路９３において回転角φ_nの絶対値｜φ_n｜を人の出し得る加速度に対応した上限値と比較し、上限値を越えていなければ当該回転角φ_nを回転角積算回路８７に積算させ、上限値以上であれば回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値として回転角積算回路８７に積算させるようにしても構わない。なお、信号処理部８をマイコンで構成する場合、マイコンにおいてプログラムを実行することでベクトル回転角判定回路９３の機能を実現することも可能である。

（実施形態５）
本実施形態のブロック図を図７に示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態４でも説明したように検出対象の物体が人である場合、人が出し得る加速度の上限値を越えるときにはノイズと判断して誤検出を防止することが望ましい。そのために本実施形態では、回転角φ_nの経時的な変化量が所定の範囲から外れるか否かを判断し且つ外れているときは当該回転角φ_nをゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えている。本実施形態における回転角判定手段は、信号処理部８に設けられたメモリ８１並びに回転角度差判定回路９４で構成される。

而して、ベクトル回転角演算回路８６で求めた回転角φ_nをメモリ８１に記憶し、回転角度差判定回路９４において前回のサンプリングの回転角φ_ｎ−１と今回のサンプリングの回転角φ_nとの差分（｜φ_n−φ_ｎ−１｜）を求めるとともに当該差分が人が出し得る加速度に対応した所定範囲内に収まっているか否かを判定し、当該差分が所定範囲内に収まっていれば今回の回転角φ_nを回転角積算回路８７に積算させ、所定範囲内に収まっていなければ今回の回転角φ_nの値をゼロまたは所定の最小値として回転角積算回路８７に積算させることでノイズによる誤検出を防止することができる。なお、信号処理部８をマイコンで構成する場合、マイコンにおいてプログラムを実行することで回転角度差判定回路９４の機能を実現することも可能である。

（実施形態６）
本実施形態のブロック図を図８に示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態１と共通であるから、共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態１〜５ではベクトル回転角演算回路８６で求めた回転角φ_nを回転角積算回路８７で積算しているため、積算時間（積算する回転角φ_nの個数）が増えるにつれて個々の回転角φ_nに含まれている誤差も積算されて閾値を越えてしまう虞がある。

そこで本実施形態では、回転角φ_nの一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値を初期値に戻す積算値判定手段を備えている。この積算値判定手段は、メモリ８１に格納されている数回分の回転角φ_nの積算値を演算する回転角積算値演算回路９５と、回転角積算値演算回路９５で求められた積算値を所定の下限値と比較して判定する回転角積算値判定回路９６とで構成される。

而して、ベクトル回転角演算回路８６で求めた回転角φ_nをメモリ８１に記憶し、回転角積算値演算回路９５において数回分（一定時間内）の回転角φ_nの積算値を求め、さらに回転角積算値判定回路９６にて当該積算値が所定の下限値を越えているか否かを判定し、下限値を越えていれば何もせず、下限値を越えていなければ回転角積算回路８７における積算値を所定の初期値（ゼロあるいはゼロに近い微少な値）にリセットすることで積算値の累積誤差による誤検出が防止できる。なお、信号処理部８をマイコンで構成する場合、マイコンにおいてプログラムを実行することで回転角積算値演算回路９５並びに回転角積算値判定回路９６の機能を実現することも可能である。

ここで、数回分の回転角φ_nの積算値が下限値を越えていない場合、回転角積算回路８７における積算値を所定の初期値にリセットする代わりに、当該積算値に１未満の係数を乗算して閾値回路８８に出力するようにしても積算値の累積誤差による誤検出が防止できる。

実施形態１を示すブロック図である。 同上の動作説明図である。 実施形態２を示すブロック図である。 同上の動作説明図である。 実施形態３を示すブロック図である。 実施形態４を示すブロック図である。 実施形態５を示すブロック図である。 実施形態６を示すブロック図である。 従来例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 発振器
３ 送波器
４ 受波器
５ 受波回路
６Ａ，６Ｂ 位相検波回路
８ 信号処理部
８５ サンプリング回路
８６ ベクトル回転角演算回路
８７ 回転角積算回路
８８ 閾値回路

Claims (10)

1. 所定の周波数で発振する発振手段と、発振手段から出力する送波信号により振幅が周期的に変化する連続エネルギ波を監視空間に送波する送波手段と、前記連続エネルギ波が監視空間に存在する物体に反射して生じる反射波を受波する受波手段と、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と受波信号とを混合することで基準信号との位相差に応じた振幅を有し且つ互いに位相の異なる一対のドップラー信号を得る位相検波手段と、二次元直交座標系において原点を始点とし一対のドップラー信号の振幅レベルの数値を終点とするベクトルが時間の経過に伴って回転するときの回転角を演算する回転角演算手段と、回転角演算手段で演算された回転角を積算する積算手段と、積算手段で積算された回転角の積算値を所定の閾値と比較する比較手段とを備えたことを特徴とする移動物体検出装置。
2. 一対のドップラー信号の振幅レベルを比較し双方の振幅レベル間の差が所定値を越えているときは当該ドップラー信号に対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とする振幅レベル判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
3. 前記振幅レベル判定手段は、前記二次元直交座標系を原点のまわりに所定角度だけ回転させる座標変換を行うとともに座標変換後の前記一対のドップラー信号の振幅レベル間の差を所定値と比較することを特徴とする請求項２記載の移動物体検出装置。
4. 前記ベクトルの大きさが所定の下限値を超えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とするベクトル判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
5. 前記ベクトルの大きさの経時的な変化量が所定の範囲から外れるか否かを判断し且つ外れているときは当該ベクトルに対応する回転角をゼロまたは所定の最小値とするベクトル判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
6. 前記回転角の絶対値が所定の下限値を越えるか否かを判断し且つ越えていないときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
7. 前記回転角の絶対値が所定の上限値を越えるか否かを判断し且つ越えているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
8. 前記回転角の経時的な変化量が所定の上限値を越えるか否かを判断し且つ越えているときは当該回転角をゼロまたは所定の最小値とする回転角判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
9. 前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値を初期値に戻す積算値判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。
10. 前記回転角の一定時間内における積算値が所定の下限値を越えているか否かを判断し且つ越えていないときは当該積算値に１未満の係数を乗算する積算値判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体検出装置。

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