WO2008062568A1 - Détecteur d'objets en mouvement - Google Patents

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WO2008062568A1
WO2008062568A1 PCT/JP2007/055215 JP2007055215W WO2008062568A1 WO 2008062568 A1 WO2008062568 A1 WO 2008062568A1 JP 2007055215 W JP2007055215 W JP 2007055215W WO 2008062568 A1 WO2008062568 A1 WO 2008062568A1
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angle
detection
moving body
frequency
allowable
Prior art date
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PCT/JP2007/055215
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English (en)
French (fr)
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Fumihiro Kasano
Toshimasa Takagi
Hidehiko Fujikawa
Toru Mugiuda
Original Assignee
Panasonic Electric Works Co., Ltd.
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    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/589—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems measuring the velocity vector

Definitions

  • the present invention relates to a moving body detection device, and more particularly to a moving body detection device for detecting the approach of one or more moving bodies within a specified distance in a detection region, for example.
  • This type of mobile object detection device is used as a security device, for example.
  • Japanese Patent Application Publication No. H09-272402 issued on October 21, 1997 discloses an ultrasonic doppler intrusion detection device for vehicles (hereinafter also referred to as “first conventional device”).
  • This device detects illegal intrusion of a person into a vehicle based on the phase difference between an output signal for generating an ultrasonic wave and an input signal obtained from an incoming ultrasonic force. Specifically, if the Doppler shift period obtained from the phase difference is within a predetermined period range, illegal entry of a person into the vehicle is detected.
  • Japanese Patent Application Publication No. S62-43507 discloses a moving body detection device (hereinafter also referred to as "second conventional device").
  • This device extracts cosine and sine component signals from the output signal for generating ultrasonic waves and the input signal obtained from the incoming ultrasonic force, converts the cosine and sine component signals into binary signals, and converts them into X-Y Configured to set the X and Y values of the coordinate system, respectively. Since the X value is 1 or 0 and the Y value is 1 or 0, the coordinate point (X, Y) corresponds to any quadrant of the coordinate system.
  • Japanese Patent Application Publication No. H01-189582 discloses a mobile object detection device (hereinafter also referred to as "third conventional device"). Similar to the second conventional apparatus, this apparatus determines whether or not a moving body that approaches or moves away from the ultrasonic receiver is present in the detection region based on the two Doppler signals. Subsequently, the device moves closer to the receiver. The count value for notification is increased according to the presence of a moving object, and the count value is decreased according to the presence of a moving object that moves the receiver away. This device can avoid the effects caused by curtain fluctuations.
  • an object of the present invention is to obtain only a component that changes within the same quadrant of a two-dimensional coordinate system and a signal force received by a receiver for generating a single energy wave. However, it is to detect a moving body that approaches or moves away from the receiver without frequency analysis.
  • a moving body detection device of the present invention includes an oscillator, a transmitter, a receiver, a phase shifter, a first detector, a second detector, a presence detector, an integrator, and a presence determiner.
  • the oscillator generates a first reference signal having a first frequency.
  • the transmitter emits an energy wave having a first frequency to the detection region according to the first reference signal.
  • the receiver When receiving the incoming energy wave of the detection region force, the receiver generates an electrical signal corresponding to the incoming energy wave.
  • the phase shifter shifts the phase of the first reference signal to generate the second reference signal.
  • the first detector mixes the electrical signal generated by the receiver with the first reference signal generated by the oscillator to generate a first detection signal.
  • the first detection signal is a first Doppler shift signal, which is the first frequency and the at least the second frequency. It has a difference frequency from one second frequency.
  • the second detection unit mixes the electrical signal generated by the receiver with the second reference signal generated by the phase shifter to generate a second detection signal.
  • the at least one second frequency is obtained as the electrical signal force
  • the second detection signal becomes a second Doppler shift signal, which is the first frequency and the at least one second frequency. It has a frequency that is different from the frequency of the first Doppler shift signal and has a different phase.
  • the presence detection unit obtains the two-dimensional coordinates obtained from the first and second detection signals.
  • the presence detection unit is also configured so that the rotation angle is smaller than 90 degrees.
  • the integrating unit integrates the rotation angles calculated by the presence detecting unit to obtain an integrated angle.
  • the presence determination unit determines whether a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection area based on the integrated angle and the threshold angle.
  • the apparatus further includes an angle correction unit.
  • the angle correction unit compares the value obtained from the first and second detection signals with an acceptable standard. If the value obtained for the detection signal force does not satisfy the acceptance criteria, the angle correction unit adjusts the value related to the rotation angle calculated by the presence detection unit to a predetermined value.
  • the acceptance criterion is set based on the value or range obtained for each of the first and second detection signal forces when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region.
  • the present invention uses an acceptance criterion obtained when the moving object is present in the detection area, and if the values obtained from the first and second detection signals do not satisfy the acceptance criteria, the presence detection unit.
  • the value related to the rotation angle calculated by is adjusted to a predetermined value.
  • the angle correction unit determines whether or not the force is such that the ratio of the levels of the first and second detection signals is within an allowable range. If the ratio is not within the allowable range, the angle correction unit sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit to zero or a predetermined value. Set to the minimum value specified.
  • the allowable range is set based on a variation range for the ratio of the levels of the first and second detection signals obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection area.
  • the angle correction unit can detect, for example, minute vibration caused by a noise source that generates minute vibration in the detection region based on the allowable range.
  • the angle correction unit sets the rotation angle to zero or the minimum value when a minute vibration is detected, there is a moving object in the detection region where the false detection is close to or away from the receiver. When it is not, it can be prevented from being influenced by the minute vibration.
  • the angle correction unit determines whether the ratio is within an allowable range after coordinate conversion in which the two-dimensional coordinate system is rotated around the origin by a specified angle.
  • the false detection is such that the trajectory of the transition element becomes an elliptical shape whose major axis is inclined in the two-dimensional coordinate system when there is no moving object in the detection region that approaches or moves away from the receiver. It can be prevented from being influenced by the target noise.
  • the angle corrector determines whether the magnitude of the vector from the origin to the transition element is less than the allowable minimum magnitude. If the magnitude of the vector is smaller than the allowable minimum size, the angle correction unit sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit to zero or a predetermined minimum value.
  • the allowable minimum size is set based on the minimum size for each transfer element vector obtained when a moving object that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, erroneous detection is prevented when there is no moving object that approaches or moves away from the receiver in the detection area, for example, due to the influence of target noise outside the detection area. Can do.
  • the angle correction unit determines whether or not the force has a change ratio with respect to the magnitude of the vector from the origin to the transition element within an allowable range. If the change ratio is not within the allowable range, the angle correction unit sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit to zero or a predetermined minimum value.
  • the tolerance range is based on the minimum and maximum values for the ratio of change in the magnitude of the vector from the origin to each transfer element obtained when a moving body approaching or moving away from the receiver is present in the detection area. Is set. In this embodiment, a target moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. When there is no error, it is possible to prevent false detections from being affected by noise sources that move faster or slower than the moving object.
  • the angle correction unit determines whether or not the absolute value of the rotation angle calculated by the presence detection unit is smaller than the allowable minimum angle. If the absolute value is smaller than the allowable minimum angle, the angle correction unit sets the rotation angle to zero or a predetermined minimum value.
  • the allowable minimum angle is set based on the minimum absolute value of each rotation angle obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, it is possible to prevent erroneous detection from being performed under the influence of, for example, low-frequency fluctuations when there is no target moving body that approaches or moves away from the receiver. it can.
  • the angle correction unit determines whether or not the absolute value of the rotation angle calculated by the presence detection unit is larger than the maximum allowable angle. If the absolute value is larger than the allowable maximum angle, the angle correction unit sets the rotation angle to zero or a predetermined minimum value.
  • the maximum allowable angle is set based on the maximum absolute value of each rotation angle obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, when a target moving body that approaches or moves away from the receiver does not exist in the detection area, a false detection is performed under the influence of a noise source that moves faster than the moving body. Can be prevented.
  • the angle correction unit determines whether or not the change value for the rotation angle calculated by the presence detection unit is greater than an allowable maximum value. If the change value is larger than the allowable maximum value, the angle correction unit sets the rotation angle to zero or a predetermined minimum value.
  • the allowable maximum value is set based on the maximum value regarding the change in each rotation angle obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, when there is no target moving object approaching or moving away from the receiver in the detection region, the false detection is performed under the influence of a noise source that accelerates faster than the moving object. Can be prevented.
  • the angle correction unit determines whether or not the absolute value of the integrated angle within a certain time obtained from the presence detecting unit is smaller than the allowable minimum integrated angle.
  • the absolute If the value is smaller than the allowable minimum integration angle, the angle correction unit sets the integration angle obtained by the integration unit to an initial value.
  • the allowable minimum accumulated angle is set based on the minimum absolute value of each accumulated angle within each fixed time obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, it is possible to prevent erroneous detection from being affected by the normal noise when a moving body that approaches or moves away from the receiver does not exist in the detection region.
  • the angle correction unit determines whether or not the absolute value of the integrated angle within a certain time obtained from the presence detecting unit is smaller than the allowable minimum integrated angle. If the absolute value is smaller than the allowable minimum accumulated angle, the angle correcting unit multiplies the accumulated angle obtained by the integrating unit by a coefficient less than 1.
  • the allowable minimum integrated angle is set based on the minimum absolute value of each integrated angle within each fixed time obtained when a moving body that approaches or moves away from the receiver is present in the detection region. In this embodiment, erroneous detection can be prevented from being affected by the normal noise when there is no moving object approaching or moving away from the receiver in the detection area.
  • the oscillator is a frequency variable oscillator that varies the first frequency, and sequentially sets the first frequency to each of at least two types of frequencies.
  • the presence determination unit performs the transfer. An existence signal indicating that the moving object is present in the detection area is transmitted.
  • it when there is no moving object that approaches or moves away from the false detection power receiver in the detection area, it is influenced by the influence of an energy wave having a small vibration or a large detection area force. It can be prevented.
  • the oscillator has a bell-shaped frequency characteristic whose apex corresponds to the center frequency at which the energy of the energy wave is maximum. Further, the oscillator generates a first reference signal in which a first frequency is sequentially set to each of the at least two types of frequencies having a center frequency therebetween. In this embodiment, it is possible to reduce the variation in the detectable moving distance.
  • the energy of one wave is substantially equal to each other. In this embodiment, it is possible to appropriately reduce the variation in the detectable moving distance.
  • the presence determination unit approaches the receiver for a predetermined standby time. Or determining whether or not the moving body moving away is present in the detection area. In this embodiment, it is possible to prevent interference with one wave of incoming energy S corresponding to one of the at least two types of frequencies and one wave of incoming energy corresponding to another of the at least two types of frequencies. can do.
  • the standby time is a maximum of each time between the time when the transmitter emits the energy wave and the time when the receiver receives the incoming energy wave corresponding to the energy wave from the detection region. It may be set longer than time, but time.
  • At least the presence determination unit has a moving body that approaches or moves away from the receiver. If a determination result indicating that it exists in the detection area is not obtained for the set frequency for a predetermined time limit, the initial state is restored. In this embodiment, it can be estimated that the previous existence determination result was influenced by the minute vibration or the energy wave having a large detection area force. Further, at least the presence determination unit returns to the initial state, so that it can be prepared for the next presence determination.
  • FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment according to the present invention.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram of a rotation angle of a transition element extracted according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is an explanatory diagram of the rotation angle of the transition element.
  • FIG. 2C is an explanatory diagram of the rotation angle of the transition element.
  • FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment according to the present invention.
  • FIG. 4A The trajectory of the transition element obtained from the real moving body, the roll obtained from the minute vibration, etc. The locus
  • FIG. 4B is an explanatory diagram of coordinate conversion.
  • FIG. 5 A block diagram of an alternative embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram of another alternative embodiment.
  • FIG. 7 is a block diagram of another alternative embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram of another alternative embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram of a third embodiment according to the present invention.
  • FIG. 10 is an operation flowchart of the third embodiment.
  • FIG. 11 is a frequency characteristic diagram of an oscillator according to a preferred embodiment.
  • FIG. 1 shows a first embodiment according to the present invention, that is, a moving object detection apparatus.
  • This apparatus belongs to the ultrasonic Doppler type, and includes an oscillator 10, a transmitter 11, a receiver 12, a detection unit 13, a determination unit 15, and an alarm 16.
  • the oscillator 10 generates a reference signal (electric signal) E having a first frequency (ultrasonic frequency) f and supplies the signal E to the transmitter 11 and the detector 13.
  • the energy wave of the present invention is not limited to this, and may be a microwave or a radio wave.
  • the transmitter 11 is configured to emit a sinusoidal ultrasonic wave having a frequency f to the detection region in accordance with the signal E from the oscillator 10.
  • the transmitter 11 includes an output device such as a piezoelectric speaker or a piezoelectric vibrator, and a drive circuit that drives the output device according to a signal E.
  • the receiver 12 is configured to generate an electrical signal E corresponding to the incoming ultrasonic wave and to supply the signal E to the detector 13 when receiving the incoming ultrasonic wave having a detection region force.
  • the receiver 12 includes an input device such as a piezoelectric microphone or a piezoelectric vibrator, and a signal processing circuit for amplification and waveform shaping of a signal obtained from the input device.
  • the present invention is not limited thereto, and the transmitter and receiver of the present invention may include one transducer made of, for example, a piezoelectric vibrator.
  • the detection unit 13 includes, for example, a phase shifter 130, first and second mixers 131 and 132, first and second low-pass filters 133 and 134, and a first, similarly to a conventional synchronous detection circuit. And a second amplifier 135 and 136.
  • the phase shifter 130 has a first frequency f
  • the second reference signal E is generated by advancing the phase of the first reference signal E having 90 °, and the signal E is supplied to the mixer 132.
  • Each of the first and second mixers 131 and 132 is, for example, a multiplication circuit.
  • Mixer 131 mixes signal E with signal E to produce mixed signal E, while mixer 132
  • Filters 133 and 134 remove the high frequency components of signals E and E, respectively, generate signals E and E, and supply signals E and ⁇ to amplifiers 135 and 136, respectively.
  • the amplifiers 135 and 136 amplify the signals E and E, respectively, and supply the detection signals E and E to the determination unit 15.
  • moving body MO a moving body that approaches or moves away from the receiver 12
  • ultrasonic waves from the transmitter 11 are reflected by the moving body MO.
  • the ultrasonic frequency is shifted to at least one second frequency f different from f by the first frequency f force Doppler shift.
  • E E A A (cos ⁇ 2 ⁇ (f — f) t + ⁇ — cos ⁇ 2 ⁇ (f + f) t + ⁇ ) / 2
  • a and A are the amplitudes of the signals E and E, respectively, and ⁇ is the phase. Since the component including f + f is removed by the filter 133, the detection signal E obtained from the amplifier 135 corresponds to AA (cos ⁇ 2 ⁇ (f-f) t + ⁇ ) / 2 and cos ⁇ 2 ⁇ (f-f) t + ⁇ is included as the main component.
  • the signal E is a first Doppler shift signal (beat signal) having a frequency that is the difference between the first frequency f and the second frequency f.
  • A is the amplitude of signal E. Since the component including f + f is removed by the filter 134, the detection signal E obtained from the amplifier 136 is AA ( ⁇ ⁇ ⁇ 2 ⁇ ( ⁇ -f) t +
  • the signal E is the frequency of the difference between the first frequency f and the second frequency f.
  • the first Doppler 'shift signal is 90 ° out of phase with the first Doppler' shift signal.
  • the determination unit 15 includes, for example, a CPU, a storage device, and a microcomputer (microcomputer) including a plurality of AZD transformations.
  • the determination unit 15 includes a presence detection unit 150 including a sampling unit 151, a data holding unit 152, and an angle calculation unit 153, and includes a calculation unit 154 and a presence determination unit 155.
  • the sampling unit 151, the data holding unit 152, the angle calculating unit 153, the integrating unit 154, and the presence determining unit 155 are not limited to these circuits (sampling circuit, storage circuit, calculating circuit, integrating circuit, and threshold circuit). ).
  • the sampling unit 151 is configured by the AZD conversion, converts the first and second detection signals E and E from the detection unit 13 into digital values X and Y, respectively,
  • the data holding unit 152 is constituted by a storage device (memory), for example, and replaces the held data with the transfer element (digital values X and Y) every time the sampling unit 151 acquires the transfer element.
  • the present invention is not limited to this, and the data holding unit 152 may store a plurality of transfer elements.
  • the angle calculation unit 153 is configured to calculate the rotation angle of each transition element that rotates around the origin of the two-dimensional coordinate system.
  • the angle calculation unit 153 based on the current transfer element obtained from the sampling unit 151 and the previous transfer element held by the data holding unit 152, the angle calculation unit 153 has the data holding unit 152 store the stored data. Before updating, calculate the rotation angle of the current transition element from the previous transition element. This rotation angle will be described. As shown in Figure 2A, when the point ⁇ ( ⁇ ) is on the circumference of a circle with a radius of 1, the point ⁇ ( ⁇ ) moves around the origin of the XY coordinate system as the angle ⁇ increases. It rotates counterclockwise and rotates clockwise as the angle ⁇ decreases.
  • the angle calculation unit 153 calculates the rotation angle ⁇ ⁇ by the above formula.
  • the polarity of the rotation angle ⁇ is positive when the moving body ⁇ ⁇ ⁇ approaches the receiver 12 and negative when the moving body ⁇ moves away from the receiver 12.
  • each of the AZD variations constituting the sampling unit 151 is generally a sampling frequency (for example, between the first and second frequencies) that is sufficiently smaller than the rotation angle ⁇ force 3 ⁇ 40 degrees calculated by the angle calculation unit 153. Operates at 4 times the maximum frequency difference or more.
  • the accumulating unit 154 integrates the rotation angles calculated by the angle calculating unit 153 to calculate the accumulated angle ( ⁇
  • This integrated angle is proportional to the moving distance of the moving body MO.
  • the presence determination unit 155 determines whether or not the moving body MO is present in the detection area based on the integrated angle and a predetermined threshold angle. For example, if the absolute value of the integrated angle is larger than the threshold angle, the presence determination unit 155 supplies a presence signal indicating that the moving body MO is present in the detection region to the alarm device 16.
  • the alarm 16 is configured by a buzzer and a buzzer driving circuit, and issues an alarm when it receives a presence signal from the presence determination unit 155.
  • the alarm 16 may be a display circuit or a communication device.
  • the transmitter 11 emits an ultrasonic wave having a frequency f to the detection region according to the signal E from the oscillator 10, while the detector 13 detects the detection signals E and E according to the signal E from the receiver 12. And supply these signals to the decision unit 15 in 10 20
  • the sampling unit 151 applies X and X of the transition element from the signals E and E.
  • the angle calculation unit 153 calculates the rotation angle, and the integration unit 154 adds the rotation angle to the current integration angle to update the integration angle. If the integrated angle is larger than the angle, the presence determination unit 155 supplies a presence signal to the alarm device 16. In response to the presence signal, alarm 16 issues an alarm.
  • the rotation angle smaller than 90 degrees ⁇ force is obtained from the first and second detection signals and is used to determine the presence of the moving body MO. Therefore, the same quadrant of the XY coordinate system is used. Even if only the components that change within the range are obtained from signals E and E, the mobile MO can be detected without frequency analysis.
  • FIG. 3 shows a second embodiment according to the present invention, that is, a moving object detection apparatus.
  • This device includes In addition to the oscillator 20, the transmitter 21, the receiver 22, the detector 23, and the alarm 26 configured in the same manner as in the first embodiment, a determination unit 25 is provided.
  • the determination unit 25 includes, for example, a CPU, a storage device, and a microcomputer including a plurality of AZD converters.
  • the determination unit 25 includes: An angle correction unit 256 is provided according to the feature of the second embodiment.
  • the angle correction unit 256 includes an amplitude calculation unit 256a and an amplitude determination unit 256b. Note that the amplitude calculation unit 256a, the amplitude determination unit 256b, and the like are not limited to a microcomputer, and may be configured by circuits (such as an amplitude calculation circuit and an amplitude determination circuit).
  • the amplitude calculation unit 256a receives the first and second detection signals E and E from the sampling unit 251.
  • the digital values X and Y corresponding to the 10 20 levels are acquired, and the effective values of the digital values X and Y are calculated and supplied to the amplitude determination unit 256b.
  • the amplitude determining unit 256b determines whether the force is within the allowable range of the effective value ratio. If the ratio is not within the allowable range, the amplitude determination unit 256b sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit 250 to zero or a predetermined minimum value.
  • the allowable range is that there is no micro-vibration and low-frequency fluctuations (hereinafter “target noise” ⁇ ⁇ ) excluding natural noise and circuit noise (hereinafter “normal noise” ⁇ ⁇ )!
  • the ratio is set based on the variation range for the ratio of the effective values of the digital values X and Y obtained when existing in the detection area. Specifically, when the mobile object MO is present in the detection area, the ratio extends to a range including “1”, and therefore the lower limit of the allowable range is set to a value smaller than “1” based on the range. The upper limit is set to a value greater than "1".
  • the transmitter 11 when the window glass of the vehicle on which the mobile body detection device is mounted generates minute vibrations in response to vibrations from other vehicles passing through the side, the transmitter 11 There is a problem that the incoming ultrasonic waves from the source are subjected to phase modulation caused by the minute vibration. When such a minute vibration occurs, each transfer element specified by the digital values X and Y rotates around the origin of the XY coordinate system even if the moving body MO does not exist in the detection region. In this case, a noise component due to minute vibrations is added to the digital values X and Y, and a large difference occurs between the digital values X and Y.
  • the trajectory of the transfer element has an elliptical shape as shown in A or B of Fig. 4A. Therefore, in the second embodiment, an allowable range is used to distinguish such an elliptical trajectory from a circular normal trajectory as shown in C of FIG. 4A. If the lower limit of the allowable range is set to 0.3 to 0.6 and the upper limit is set to 1.4 to 1.7, for example, the elliptical trajectory is distinguished from the normal trajectory of the circular shape. can do.
  • the angle correction unit 256 can detect the minute vibration based on the ratio of the levels of the first and second detection signals and the allowable range. When the micro-vibration is detected, the angle correction unit 256 sets the corresponding rotation angle to zero or a predetermined minimum value, so that the micro-vibration is detected when the mobile MO does not exist in the detection area. Can be prevented under the influence of.
  • the angle correction unit 256 allows the ratio of the effective values of the digital values X and Y to be within an allowable range. It is determined whether or not there is a problem. If the tolerance is used, an elliptical trajectory with the major axis along the X or Y axis can be distinguished from a normal circular trajectory, but the tilted axis as shown in D of Fig. 4A. An elliptical trajectory along the long axis cannot be distinguished from a normal circular trajectory. That is, the ratio of the effective values of the digital values X and Y may be within an acceptable range. As shown in FIG.
  • the angle correction unit 256 of this embodiment that solves this problem rotates the XY coordinate system around the origin by a specified angle (for example, 45 degrees).
  • a specified angle for example, 45 degrees.
  • misdetection is caused by the influence of target noise such that the trajectory of each transition element becomes an elliptical shape whose major axis is in the tilted axis in the XY coordinate system when the moving object MO is not present in the detection region. It is possible to prevent it from being received.
  • the angle correction unit 256 includes a size calculation unit 256c and a size determination unit 256d. These may be constituted not only by the microcomputer but also by a circuit (a size calculation circuit and a size determination circuit).
  • the magnitude calculator 256c acquires the digital values X and Y corresponding to the levels of the first and second detection signals from the sampling unit 251, and based on the digital values, the transition element (X, Y Calculate the magnitude of the vector to). That is, the size calculation unit 256c calculates the size of the outer scale by (X 2 + Y 2 ) 1/2 .
  • the size determination unit 256d has a vector size smaller than the allowable minimum size. Judge whether or not.
  • the size determination unit 256d sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit 250 to zero or a predetermined minimum value.
  • the allowable minimum size is the value of each transfer element vector obtained when the mobile object MO exists in the detection area. Set based on minimum size.
  • the allowable minimum size is substantially set to the minimum size, for example. The magnitude of the vector of the transfer element increases as the moving body MO approaches the receiver 22 and decreases as the moving body MO moves away from the receiver 22.
  • the allowable minimum size corresponds to the maximum distance between the boundary of the detection area and the receiver 22, and therefore by adjusting the allowable minimum size, it is farther than the maximum distance corresponding to the allowable minimum size.
  • Mobile objects can be excluded or the influence of these mobile objects can be reduced.
  • the angle correction unit 256 may determine whether or not the change value for the magnitude of the vector to the origin force transfer element is within an allowable range. In this case, if the change value is not within the allowable range, the angle correction unit 256 sets the corresponding rotation angle calculated by the presence detection unit 250 to zero or a predetermined minimum value.
  • Mobile MO force except normal noise Under the condition that there is no target noise that can not be obtained, the allowable range is the size of the vector from the origin to each transfer element obtained when the mobile MO exists in the detection region. Set based on minimum and maximum values for change. For example, the allowable range is set to a range corresponding to the minimum and maximum values.
  • the size of the vector of each transfer element generally does not substantially change during the sampling period of the sampling unit 251. Therefore, when the allowable range is set based on the moving speed of the person, if the change value for the magnitude of the vector of the transfer element is larger than the upper limit of the allowable range, the moving source moves faster than the human. (For example, another vehicle) can be estimated. Conversely, if the change value is smaller than the lower limit of the allowable range, it can be assumed that the moving body is a noise source that moves slower than a person. For example, the angle correction unit 256 calculates the current transfer element (X, Y) with respect to the vector size of the previous transfer element (X, Y).
  • the angle correction unit 256 determines whether or not the absolute value of the rotation angle ⁇ calculated by the presence detection unit 250 is smaller than the allowable minimum angle. . If the absolute value is smaller than the allowable minimum angle, the angle correction unit 256 sets the rotation angle ⁇ to zero or a predetermined minimum value. Under conditions with no low-frequency fluctuation, the allowable minimum angle is set based on the minimum absolute value of each rotation angle obtained when the mobile object MO is present in the detection area. For example, the allowable minimum angle is substantially set to the minimum absolute value.
  • the angle correction unit 256 is not limited to a microcomputer, and may be configured by a circuit (angle correction circuit).
  • the rotation angle ⁇ is set to zero or a predetermined minimum value, so that a false detection is present in the detection area. It can be prevented from being affected by low-frequency fluctuations when not.
  • the angle correction unit 256 may determine whether the absolute value of the rotation angle ⁇ calculated by the presence detection unit 250 is larger than the allowable maximum angle. In this case, if the absolute value is larger than the allowable maximum angle, the angle correction unit 256 sets the rotation angle ⁇ to zero or a predetermined minimum value.
  • the maximum allowable angle is the maximum absolute value of each rotation angle obtained when the mobile MO exists in the detection area under conditions where there is no target noise, which is normally not obtained by the mobile MO except for noise. Set based on. For example, the allowable maximum angle is set to a value slightly larger than the maximum absolute value.
  • the angle correction unit 256 determines whether or not the change value for the rotation angle calculated by the presence detection unit 250 is outside the allowable change range. May be.
  • the angle correction unit 256 sets the rotation angle to zero or a predetermined minimum value. In other words, if the change value is larger than the upper limit (allowable maximum value) of the range or smaller than the lower limit (allowable minimum value) of the range, the angle correction unit 256 sets the rotation angle to zero or a predetermined minimum value. Set to value. Under normal conditions, the target mobile MO power cannot be obtained except for noise! / No target noise! Under the conditions, the allowable change range is the change in each rotation angle obtained when the mobile MO is in the detection area. Is set based on the maximum and minimum values for. The allowable change range is set to a range corresponding to the maximum and minimum values, for example. For example, the angle correction unit 256 calculates the absolute value of the difference between the rotation angle ⁇ from the angle calculation unit 253 and the rotation angle ⁇ from the data holding unit 252.
  • the rotation angle 0 is set to zero or a predetermined minimum value. Therefore, when the target mobile unit MO is a person, if the allowable change range is set to a range corresponding to the acceleration of the movement of the person, it can be estimated whether the absolute value is generated by a noise other than the person. Can do. As a result, when the target moving body MO is not present in the detection region, erroneous detection can be prevented from being affected by a noise source that accelerates faster or slower than the moving body MO.
  • the angle correction unit 256 is not limited to a microcomputer, and may be configured by a circuit (an angle difference determination circuit or the like).
  • the angle correction unit 256 includes an integrated angle calculation unit 256e and an initialization unit 256f. These are not limited to the microcomputer, and may be constituted by circuits (integrated angle calculation circuit and initialization circuit).
  • the data holding unit 252 stores a plurality of rotation angles calculated by the angle calculation unit 253.
  • the integration angle calculation unit 256e acquires a plurality of rotation angles within a predetermined time from the data holding unit 252 and calculates an integration angle of the plurality of rotation angles.
  • the initialization unit 256f determines whether or not the absolute value of the integrated angle is smaller than the allowable minimum integrated angle.
  • the initializing angle obtained by the integrating unit 254 is initialized.
  • a value eg, 0 or about 0.
  • the allowable minimum integrated angle is the minimum integrated angle of each integrated angle within each fixed time obtained when the mobile object MO is present in the detection area. It is set based on the angle. For example, the allowable minimum integrated angle is set to an angle larger than the minimum integrated angle.
  • the accumulated angle obtained by the accumulating unit 254 may include an error accumulated according to the increase in the number of accumulations.
  • the absolute value of the integrated angle may be larger than the threshold angle.
  • the integrated angle obtained by the integrating unit 254 is set to an initial value.
  • the integrated angle within a certain time becomes larger than the allowable minimum integrated angle, and therefore the mobile object MO can be detected in the same manner as in the above embodiments.
  • the initialization unit 256f may multiply the integration angle obtained by the integration unit 254 by a coefficient less than 1 if the absolute value of the integration angle is smaller than the allowable minimum integration angle. . In this case as well, it is possible to prevent erroneous detection from being normally affected by noise when the mobile object MO is not present in the detection region.
  • FIG. 9 shows a third embodiment according to the present invention, that is, a moving object detection apparatus.
  • This apparatus includes an oscillator 30 and a determination unit 35 in addition to a transmitter 31, a receiver 32, a detection unit 33, and an alarm 36 configured similarly to the second embodiment.
  • the oscillator 30 is a frequency variable oscillator, for example, a voltage controlled oscillator (VCO).
  • the oscillator 30 sets a first frequency (ultrasonic frequency) f to at least one of two types of frequencies according to a control signal from the determination unit 35, and a reference signal (electrical frequency) having the first frequency f.
  • Signal) E is generated, and the signal E is supplied to the transmitter 31 and the detector 33.
  • the oscillator 30 sets the first frequency f to one of the frequencies f and f according to the control signal.
  • the determination unit 35 includes a presence determination unit 355 (individual determination unit 355a and comprehensive determination unit) in addition to the presence detection unit 350, the integration unit 354, and the angle correction unit 356 configured in the same manner as in the second embodiment. 355b) and a frequency switching unit 357, for example, constituted by a microcomputer including a CPU and a storage device.
  • the presence detection unit 350, the integration unit 354, the presence determination unit 355, the angle correction unit 356, and the frequency switching unit 357 are circuits (existence detection circuit, integration circuit, A presence determination circuit, an angle correction circuit, and a frequency switching circuit).
  • the individual determination unit 355a of the presence determination unit 355 determines that the moving body MO exists in the detection region when the absolute value of the integration angle obtained from the integration unit 354 is larger than that of the first threshold value.
  • a determination signal to be expressed is supplied to the comprehensive determination unit 355b.
  • a High signal is supplied to the comprehensive determination unit 355b, and if not, a Low signal is supplied to the comprehensive determination unit 355b.
  • the overall determination unit 355b sets the first frequency f to, for example, one of the frequencies f and f.
  • the frequency switching unit 357 is controlled. Subsequently, the determination unit 355b generates frequencies f and f
  • the mobile object MO enters the detection region.
  • a presence signal indicating the presence is supplied to the alarm 36.
  • the determination unit 355b sets the frequency f of the oscillator 30 to the frequency f (or f) via the switching unit 357, and determines the determination unit 3
  • the determination unit 355b determines whether the determination unit 355a corresponds to the frequency f.
  • the waiting time is the frequency f
  • the time is set so that the incoming energy wave with 11 disappears.
  • the waiting time is the time when the transmitter 31 emits an ultrasonic wave having the frequency f to the detection region.
  • the time is set longer than the maximum time between the time when the receiver 32 receives the incoming ultrasonic wave corresponding to the ultrasonic wave of the detection region force.
  • the incoming ultrasonic wave corresponding to 11 has the next frequency f
  • the determination unit 355b sets the frequency f of the oscillator 30 to the frequency f (or f) via the switching unit 357 and determines the frequency in advance.
  • the output of the determination unit 355a is monitored for the set time limit. Meanwhile, according to the frequency f
  • the determination unit 355b supplies the presence signal to the alarm device 36.
  • the time limit is set based on the minimum value of each moving speed of each mobile unit MO.
  • the frequency switching unit 357 converts the frequency f into the frequencies f and f according to the control of the determination unit 355b.
  • a control signal (DC voltage signal) for setting to any one of 1 11 12 is supplied to the oscillator 30.
  • the determination unit 355b sets the frequency of the oscillator 30 to one of the frequencies f and f (for example, f) via the switching unit 357 in step S1. Thereafter, the determination unit 355b performs step S.
  • step S3 the determination unit 355b sets the frequency f of the oscillator 30 to a frequency different from the frequency of step SI (for example, f) via the switching unit 357 in step S4.
  • the determination unit 355b counts the standby time in steps S5 and S6.
  • the determination unit 355b and the like stop operating during the standby time. At this time, the parameters of the presence detection unit 350, the integration angle of the integration unit 354, and the like are initialized. After the waiting time (YES in S6), the determination unit 355b starts counting the time limit in step S7, and checks in step S8 whether or not the time limit has expired. During the time limit (NO in S8), the determination unit 355b monitors the output of the determination unit 355a in step S9. If the determination unit 355b receives the High signal from the determination unit 355a (YES in S9), the determination unit 355b supplies the presence signal to the alarm device 36 and proceeds to step S11. Otherwise (NO in S9), determination unit 355b returns to step S8.
  • step S11 the determination unit 355b sets the detection flag to “0”, for example, and returns to step S1. At this time, the determination unit 355b may change the frequency f to the frequency f, but may maintain the frequency f.
  • the first frequency f is sequentially set to one of the frequencies f and f, for example.
  • the determination result indicating that the mobile object MO exists in the detection region is the frequency f and f.
  • the oscillator 30 has a bell-shaped frequency characteristic whose apex corresponds to the center frequency f at which the ultrasonic sound pressure is maximum (W). Also
  • the oscillator 30 has at least two frequencies f and f each having a frequency f between s 11 12 To generate a first reference signal in which the first frequency f is sequentially set.
  • the frequency f the frequency f
  • the date is reduced.
  • the sound pressures corresponding to at least two frequencies f and f are mutually different.
  • each of f and f corresponds to a sound pressure of W ⁇ 3 [dB].

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Description

明 細 書
移動体検出装置
技術分野
[0001] 本発明は、移動体検出装置、より詳細には、例えば検出領域での規定距離内の一 又は複数の移動体の接近を検出するための移動体検出装置に関するものである。 背景技術
[0002] この種の移動体検出装置は、例えば、防犯装置等として使用される。例えば、 1997 年 10月 21日発行の日本国特許出願公開番号 H09— 272402は、車両用超音波ドッ ブラ式侵入検知装置 (以下「第 1の従来装置」ともいう）を開示する。この装置は、超音 波を発生させるための出力信号と到来超音波力 得られる入力信号との位相差に基 づいて車両への人の不法侵入を検出する。具体的には、該位相差から得られるドッ ブラー 'シフト周期が所定の周期範囲内であれば、車両への人の不法侵入を検出す る。
[0003] 1987年 09月 14日発行の日本国特許出願公告番号 S62— 43507は、移動体検出 装置 (以下「第 2の従来装置」ともいう）を開示する。この装置は、超音波を発生させる ための出力信号と到来超音波力 得られる入力信号とから、コサイン及びサイン成分 信号を抽出し、コサイン及びサイン成分信号を 2値信号に変換して X—Y座標系の X 及び Y値にそれぞれ設定するように構成される。 X値は 1又は 0であり、 Y値も 1又は 0 であるので、座標点 (X, Y)は該座標系の何れかの象限に対応する。そして、該装置 は、（X, Y)が座標系の原点周りを反時計回りに回転すれば、装置に近づく移動体 が検出領域に存在すると判定し、 (X, Y)が時計回りに回転すれば、装置を遠ざかる 移動体が検出領域に存在すると判定する。この従来技術では、移動体の存在を周波 数分析無しに確実に検出することができる。
[0004] 1989年 07月 28日発行の日本国特許出願公開番号 H01— 189582は、移動体検 出装置 (以下「第 3の従来装置」ともいう）を開示する。この装置は、第 2の従来装置と 同様に、 2つのドッブラ信号に基づ 、て超音波受波器に近づくか又は遠ざ力る移動 体が検出領域に存在するか否かを判定する。続いて、該装置は、受波器に近づく移 動体の存在に応じて報知用のカウント値を増やし、受波器を遠ざ力る移動体の存在 に応じて該カウント値を減らす。この装置では、カーテンの揺らぎに起因する影響を 回避することができる。
[0005] 第 1の従来装置の場合、車両への人の不法侵入は検出可能であるが、移動体が装 置に近づくか又は遠ざ力るかを検出することができない。第 2及び第 3の従来装置の 場合、移動体が装置 (受波器）に近づくか又は遠ざ力るかを検出することができるが、 X及び Y値が同一座標内で変化する場合、該移動体を検出することができない。 発明の開示
[0006] そこで、本発明の目的は、 2次元座標系の同一象限内で変化する成分のみが、ェ ネルギ一波を発生させるための信号及び受波器により受波された信号力 得られる 場合でも、周波数分析無しに、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体を検出するこ とにある。
[0007] 本発明の移動体検出装置は、発振器、送波器、受波器、移相器、第 1の検波部、 第 2の検波部、存在検出部、積算部及び存在判定部を備える。発振器は、第 1の周 波数を持つ第 1の基準信号を発生する。送波器は、第 1の基準信号に従って第 1の 周波数を持つエネルギー波を検出領域に発する。検出領域力 の到来エネルギー 波を受波したとき、受波器は、到来エネルギー波に対応する電気信号を発生する。 移相器は、第 1の基準信号の位相をシフトして第 2の基準信号を生成する。第 1の検 波部は、受波器によって発生される電気信号を発振器によって発生される第 1の基 準信号と混合して第 1の検波信号を生成する。第 1の周波数と異なる少なくとも一つ の第 2の周波数が該電気信号から得られるとき、第 1の検波信号は、第 1のドップラー •シフト信号となり、この信号は、第 1の周波数と該少なくとも一つの第 2の周波数との 差の周波数を持つ。第 2の検波部は、受波器によって発生される電気信号を移相器 によって生成される第 2の基準信号と混合して第 2の検波信号を生成する。該少なく とも一つの第 2の周波数が該電気信号力 得られるとき、第 2の検波信号は、第 2のド ップラー'シフト信号となり、この信号は、第 1の周波数と該少なくとも一つの第 2の周 波数との差の周波数を持ち第 1のドップラー 'シフト信号と位相が異なる。第 1及び第 2の検波信号を基に、存在検出部は、第 1及び第 2の検波信号から得られ 2次元座標 系の原点周りを回転する各転移要素の回転角を演算する。存在検出部はまた、該回 転角が 90度よりも小さくなるように構成される。積算部は、存在検出部で演算された 各回転角を積算して積算角度を得る。存在判定部は、積算角度としきい角度とに基 づいて、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在するか否かを判 定する。
[0008] この構成では、 90度より小さ 、回転角が第 1及び第 2の検波信号力も得られ、その 回転角が移動体の存在判定に使用されるので、 2次元座標系の同一象限内で変化 する成分のみが、第 1の基準信号及び受波器により発生される電気信号力 得られ る場合でも、周波数分析無しに、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体を検出する ことができる。
[0009] 本発明の一の特徴により、該装置には、角度補正部が更に具備される。角度補正 部は、第 1及び第 2の検波信号から得られる値と許容基準とを比較する。該検波信号 力も得られる値が許容基準を満足しなければ、角度補正部は、存在検出部によって 演算される回転角に関連する値を予め決められた値に調整する。許容基準は、受波 器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在するときに各第 1及び第 2の検 波信号力 得られる値又は範囲に基づいて設定される。例えば、微少振動又は低周 波の揺らぎ等の対象ノイズ、又は自然ノイズ及び回路ノイズ等の通常ノイズを発生し て積算角度を増大又は減少させることがあるノイズ源が検出領域に存在する場合に 、第 1及び第 2の検波信号力 得られる値は、一般に、上記移動体が検出領域に存 在する場合に第 1及び第 2の検波信号から得られる値と異なる。それ故に、この発明 は、該移動体が検出領域に存在するときに得られる許容基準を使用し、第 1及び第 2 の検波信号から得られる値が許容基準を満足しなければ、存在検出部によって演算 される回転角に関連する値を予め決められた値に調整する。その結果、誤検出が、 受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在しないときに該ノイズ源の 影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0010] 一の好ましい実施形態において、角度補正部は、第 1及び第 2の検波信号のレべ ルの比が許容範囲内にある力否かを判定する。その比が許容範囲内になければ、角 度補正部は、存在検出部によって演算される対応する回転角をゼロ又は予め決めら れた最小値に設定する。許容範囲は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検 出領域に存在するときに得られる各第 1及び第 2の検波信号のレベルの比について のばらつき範囲に基づいて設定される。この実施形態では、角度補正部は、許容範 囲に基づいて、例えば、検出領域で微少振動を発生するノイズ源に起因する微少振 動を検出することができる。
し力も、角度補正部は、微少振動を検出したときに回転角をゼロ又は最小値に設定 するので、誤検出が、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在しな いときに該微少振動の影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0011] 一の強化された実施形態において、角度補正部は、 2次元座標系を原点周りに規 定角度だけ回転する座標変換後に、上記比が許容範囲内にある力否かを判定する 。この実施形態では、誤検出が、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域 に存在しないときに転移要素の軌跡が 2次元座標系において長軸が傾く楕円形状に なるような対象ノイズの影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0012] 一代替実施形態において、角度補正部は、原点から転移要素へのベクトルの大き さが許容最小大きさより小さいか否かを判定する。該ベクトルの大きさが許容最小大 きさより小さければ、角度補正部は、存在検出部によって演算される対応する回転角 をゼロ又は予め決められた最小値に設定する。許容最小大きさは、受波器に近づく か又は遠ざかる移動体が検出領域に存在するときに得られる各転移要素のベクトル についての最小大きさに基づいて設定される。この実施形態では、誤検出が、受波 器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在しないときに、例えば検出領域 外の対象ノイズの影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0013] 別の代替実施形態において、角度補正部は、原点から転移要素へのベクトルの大 きさについての変化比が許容範囲内にある力否かを判定する。該変化比が許容範 囲内になければ、角度補正部は、存在検出部によって演算される対応する回転角を ゼロ又は予め決められた最小値に設定する。許容範囲は、受波器に近づくか又は遠 ざかる移動体が検出領域に存在するときに得られる各転移要素への原点からのベタ トルの大きさの変化比についての最小及び最大値に基づいて設定される。この実施 形態では、受波器に近づくか又は遠ざ力るターゲットの移動体が検出領域に存在し ないときに、誤検出が、該移動体よりも速く又は遅く移動するノイズ源の影響を受けて なされるのを防止することができる。
[0014] 別の代替実施形態において、角度補正部は、存在検出部によって演算される回転 角の絶対値が許容最小角度より小さいか否かを判定する。該絶対値が許容最小角 度より小さければ、角度補正部は、該回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設 定する。許容最小角度は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存 在するときに得られる各回転角の最小絶対値に基づいて設定される。この実施形態 では、誤検出が、受波器に近づくか又は遠ざ力るターゲットの移動体が検出領域に 存在しないときに例えば低周波の揺らぎの影響を受けてなされるのを防止することが できる。
[0015] 別の代替実施形態において、角度補正部は、存在検出部によって演算される回転 角の絶対値が許容最大角度より大きいか否かを判定する。該絶対値が許容最大角 度より大きければ、角度補正部は、該回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設 定する。許容最大角度は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存 在するときに得られる各回転角の最大絶対値に基づいて設定される。この実施形態 では、受波器に近づくか又は遠ざ力るターゲットの移動体が検出領域に存在しないと きに、誤検出が、該移動体よりも速く移動するノイズ源の影響を受けてなされるのを防 止することができる。
[0016] 別の代替実施形態において、角度補正部は、存在検出部によって演算される回転 角についての変化値が許容最大値より大きいか否かを判定する。該変化値が許容 最大値より大きければ、角度補正部は、該回転角をゼロ又は予め決められた最小値 に設定する。許容最大値は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に 存在するときに得られる各回転角の変化についての最大値に基づいて設定される。 この実施形態では、受波器に近づくか又は遠ざ力るターゲットの移動体が検出領域 に存在しないときに、誤検出が、該移動体よりも速く加速するノイズ源の影響を受けて なされるのを防止することができる。
[0017] 別の代替実施形態において、角度補正部は、存在検出部から得られる一定時間 内の積算角度の絶対値が許容最小積算角度より小さいか否かを判定する。該絶対 値が許容最小積算角度より小さければ、角度補正部は、積算部で得られる積算角度 を初期値に設定する。許容最小積算角度は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動 体が検出領域に存在するときに得られる各一定時間内の各積算角度の最小絶対値 に基づいて設定される。この実施形態では、誤検出が、受波器に近づくか又は遠ざ 力る移動体が検出領域に存在しないときに上記通常ノイズの影響を受けてなされる のを防止することができる。
[0018] 別の代替実施形態において、角度補正部は、存在検出部から得られる一定時間 内の積算角度の絶対値が許容最小積算角度より小さいか否かを判定する。該絶対 値が許容最小積算角度より小さければ、角度補正部は、積算部で得られる積算角度 に 1未満の係数を乗じる。許容最小積算角度は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移 動体が検出領域に存在するときに得られる各一定時間内の各積算角度の最小絶対 値に基づいて設定される。この実施形態では、誤検出が、受波器に近づくか又は遠 ざ力る移動体が検出領域に存在しないときに上記通常ノイズの影響を受けてなされ るのを防止することができる。
[0019] 本発明の別の特徴において、発振器は、第一の周波数を可変する周波数可変発 振器であって、第 1の周波数を少なくとも 2種類の周波数の各々に順次設定する。ま た、受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在するという判定結果が 、前記少なくとも 2種類の周波数の各々に対して得られたとき、存在判定部は、該移 動体が検出領域に存在することを表す存在信号を送出する。この発明では、誤検出 力 受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在しないときに、微少振 動又は検出領域力 の大きなエネルギー波等の影響を受けてなされるのを防止する ことができる。
[0020] 一の好まし 、実施形態にぉ 、て、発振器は、該エネルギー波のエネルギーが最大 となる中心周波数に頂点が対応するベル状の周波数特性を有する。また、発振器は 、中心周波数が間に位置する前記少なくとも 2種類の周波数の各々に第 1の周波数 が順次設定される第 1の基準信号を発生する。この実施形態では、検出可能な移動 距離のばらつきを縮小することができる。
[0021] より好ましい実施形態において、前記少なくとも 2種類の周波数に対応するェネル ギ一波のエネルギーは、互いに実質等しい。この実施形態では、検出可能な移動距 離のばらつきを適切に縮小することができる。
[0022] 別の好ましい実施形態において、第 1の周波数が前記少なくとも 2種類の周波数の 何れかに設定された後、存在判定部は、予め決められた待機時間の間、受波器に近 づくか又は遠ざ力る移動体が検出領域に存在する力否かを判定するのを停止する。 この実施形態では、前記少なくとも 2種類の周波数の何れか 1つに対応する到来エネ ルギ一波力 S、前記少なくとも 2種類の周波数の別の周波数に対応する到来エネルギ 一波に干渉するのを防止することができる。
[0023] 該待機時間は、送波器が前記エネルギー波を発した時点と受波器が検出領域から の該エネルギー波に対応する到来エネルギー波を受波した時点との間の各時間の 最大時間よりも長 、時間に設定されてもょ 、。
[0024] 別の好ましい実施形態において、第 1の周波数が前記少なくとも 2種類の周波数の 何れかに設定された後、少なくとも存在判定部は、受波器に近づくか又は遠ざ力る移 動体が検出領域に存在するという判定結果が、予め決められた制限時間の間、その 設定した周波数に対して得られなければ、初期状態に戻る。この実施形態では、前 の存在判定結果が微少振動又は検出領域力 の大きなエネルギー波等の影響を受 けてなされたものと推定することができる。また、少なくとも存在判定部が初期状態に 戻ることにより、次の存在判定に備えることができる。
図面の簡単な説明
[0025] 本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利 点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである
[図 1]本発明による第 1の実施形態のブロック図である。
[図 2A]第 1の実施形態により抽出される転移要素の回転角の説明図である。
[図 2B]該転移要素の回転角の説明図である。
[図 2C]該転移要素の回転角の説明図である。
[図 3]本発明による第 2の実施形態のブロック図である。
[図 4A]本当の移動体から得られる転移要素の軌跡、及び微少振動等から得られる転 移要素の軌跡を例示する。
[図 4B]座標変換の説明図である。
[図 5]—代替実施形態のブロック図である。
[図 6]別の代替実施形態のブロック図である。
[図 7]別の代替実施形態のブロック図である。
[図 8]別の代替実施形態のブロック図である。
[図 9]本発明による第 3の実施形態のブロック図である。
[図 10]第 3の実施形態の動作フロー図である。
[図 11]好ましい実施形態における発振器の周波数特性図である。
発明を実施するための最良の形態
[0026] 図 1は本発明による第 1の実施形態、即ち移動体検出装置を示す。この装置は、超 音波ドッブラ型に属し、発振器 10、送波器 11、受波器 12、検波部 13、判定部 15及 び報知器 16を備える。
[0027] 例えば、発振器 10は、第 1の周波数 (超音波周波数) f を持つ基準信号 (電気信号 ) Eを発生して、信号 Eを送波器 11及び検波部 13に供給する。なお、これに限らず 、本発明のエネルギー波は、マイクロ波又は電波でもよい。
[0028] 送波器 11は、発振器 10からの信号 Eに従って、周波数 f を持つ正弦波状の超音 波を検出領域に発するように構成される。例えば、送波器 11は、圧電スピーカ又は 圧電振動子等の出力装置と、この出力装置を信号 Eに従って駆動する駆動回路と で構成される。受波器 12は、検出領域力もの到来超音波を受波したとき、到来超音 波に対応する電気信号 Eを生成し、信号 Eを検波部 13に供給するように構成され る。例えば、受波器 12は、圧電マイクロホン又は圧電振動子等の入力装置と、この入 力装置から得られる信号の増幅及び波形整形用の信号処理回路とで構成される。な お、これらに限らず、本発明の送波器及び受波器は、例えば、圧電振動子等により 成る一のトランスデューサを含んでもよい。
[0029] 検波部 13は、例えば従来の同期検波回路と同様に、移相器 130、第 1及び第 2の ミキサ 131及び 132、第 1及び第 2のローパス'フィルタ 133及び 134、及び第 1及び 第 2の増幅器 135及び 136により構成される。例えば、移相器 130は、第 1の周波数 f を持つ第 1の基準信号 Eの位相を 90° 進めて第 2の基準信号 Eを生成し、信号 E をミキサ 132に供給する。
[0030] 第 1及び第 2のミキサ 131及び 132の各々は、例えば乗算回路である。ミキサ 131 は、信号 Eを信号 Eと混合して、混合信号 E を生成する一方、ミキサ 132は、信号
Eを信号 Eと混合して、混合信号 E を生成する。フィルタ 133及び 134は、それぞ れ、信号 E 及び E の高周波成分を除去して、信号 E 及び E を生成し、信号 E 及 ひ Έ を増幅器 135及び 136に供給する。増幅器 135及び 136は、それぞれ、信号 E 及び E を増幅して、検波信号 E 及び E を判定部 15に供給する。
[0031] 検波部 13の動作原理を説明する。例えば、受波器 12に近づくか又は遠ざ力る移 動体 (以下「移動体 MO」 t 、う）が検出領域に存在し、送波器 11からの超音波が移 動体 MOによって反射されるとき、超音波の第 1の周波数 f 力ドップラー 'シフトによつ て f と異なる少なくとも一つの第 2の周波数 f にシフトされる。この場合、信号 E及び
Eをそれぞれ A sin(2 π ί t+ )及び A sin(2 π f t)で表すと、それら信号を混合して 得られる信号 E Eは、
E E = A A (cos{2 π (f — f )t+ φ }— cos{2 π (f +f )t+ φ })/2
により与えられ、ここで、 A及び Aはそれぞれ信号 E及び Eの振幅であり、 φは位 相である。 f +f を含む成分はフィルタ 133で除去されるので、増幅器 135から得られ る検波信号 E は、 A A (cos{2 π (f - f )t+ φ })/2に対応し、 cos{2 π (f - f )t+ φ }を主 成分として含む。つまり、移動体 MOが検出領域に存在する場合、信号 E は、第 1の 周波数 f と第 2の周波数 f との差の周波数を持つ第 1のドップラー ·シフト信号 (ビート 信号)となる。
[0032] 同様に、信号 Eを A cos(2 π f t)で表すと、信号 Eと信号 Eを混合して得られる信 号 E Eは、
E E =A A (sin{2 π (f — f )t+ φ }+sin{2 π (f +f )t+ φ })/2
により与えられ、ここで、 Aは信号 Eの振幅である。 f +f を含む成分はフィルタ 134 で除去されるので、増幅器 136から得られる検波信号 E は、 A A (δίη{2 π (ί - f )t+
Φ })/2に対応し、 sin{2 π (f -f )t+ φ }を主成分として含む。つまり、移動体 ΜΟが検出 領域に存在する場合、信号 E は、第 1の周波数 f と第 2の周波数 f との差の周波数 を持ち、第 1のドップラー 'シフト信号と位相が 90° 異なる第 2のドップラー 'シフト信 号となる。
[0033] 判定部 15は、例えば、 CPU,記憶装置及び複数の AZD変翻を含むマイコン（ マイクロコンピュータ)等により構成される。カロえて、判定部 15は、サンプリング部 151 、データ保持部 152及び角度演算部 153を含む存在検出部 150を備えると共に、積 算部 154及び存在判定部 155を備える。なお、これに限らず、サンプリング部 151、 データ保持部 152、角度演算部 153、積算部 154及び存在判定部 155は、回路 (サ ンプリング回路、記憶回路、演算回路、積算回路及びしきい値回路）により構成して ちょい。
[0034] サンプリング部 151は、上記 AZD変 で構成され、検波部 13からの第 1及び第 2の検波信号 E 及び E をそれぞれデジタル値 X及び Yに変換し、デジタル値 X及び
Yにより指定される転移要素を取得する。データ保持部 152は、例えば記憶装置 (メ モリ）で構成され、サンプリング部 151が転移要素を取得する度に、保持データを該 転移要素（デジタル値 X及び Y)に入れ替える。なお、これに限らず、データ保持部 1 52は、複数の転移要素を記憶してもよい。
[0035] 角度演算部 153は、 2次元座標系の原点周りを回転する各転移要素の回転角を演 算するように構成される。第 1の実施形態では、サンプリング部 151から得られる今回 の転移要素とデータ保持部 152により保持される前回の転移要素とに基づいて、角 度演算部 153は、データ保持部 152が保持データを更新する前に、前回の転移要 素からの今回の転移要素の回転角を演算する。この回転角について説明する。図 2 Aに示すように、点 Ρ( Θ )が半径 1の円の円周上にあるとき、点 Ρ( Θ )は、角度 Θの増 大に応じて X— Y座標系の原点周りを反時計回りに回転し、角度 Θの減少に応じて 時計回りに回転する。従って、移動体 MOが受波器 12に近づくとき (f >f )、転移要 素 (X, Y)は、図 2Bに示すように座標系の原点周りを反時計回りに回転する一方、移 動体 MOが受波器 12を遠ざ力るとき (f く f )、転移要素 (X, Y)は、図 2Cに示すよう に時計回りに回転する。図 2B及び 2Cに示す回転角 Θ は、
Θ =arctan{(X Y— Y X )/(X X +Y Y )}
により与えられ、ここで、 X及び Yは今回の転移要素を示し、 X 及び Υ は前回の 転移要素を示す。角度演算部 153は、上記式により回転角 θ ηを計算する。回転角 Θ の極性は、移動体 ΜΟが受波器 12に近づくときに正となり、移動体 ΜΟが受波器 12を遠ざかるときに負となる。また、サンプリング部 151を構成する AZD変 の各 々は、一般に、角度演算部 153によって計算される回転角 Θ 力 ¾0度より十分小さく なるようなサンプリング周波数 (例えば、第 1及び第 2周波数間の最大の周波数差の 4 倍か又はそれ以上)で動作する。
[0036] 積算部 154は、角度演算部 153で演算された各回転角を積算して積算角度（ Θ
+ Θ + ... + Θ +...)を得る。この積算角度は、移動体 MOの移動距離に比例する。
2 n
存在判定部 155は、積算角度と予め決められたしきい角度とに基づいて、移動体 M Oが検出領域に存在するか否かを判定する。例えば、積算角度の絶対値がしきい角 度より大きければ、存在判定部 155は、移動体 MOが検出領域に存在することを表 す存在信号を報知器 16に供給する。
[0037] 報知器 16は、例えば、ブザー及びブザー駆動回路により構成され、存在判定部 15 5から存在信号を受けたときに警報を発する。別例として、報知器 16は、表示回路又 は通信装置等でもよい。
[0038] 第 1の実施形態の動作を説明する。送波器 11は、発振器 10からの信号 Eに従つ て周波数 f を持つ超音波を検出領域に発する一方、検波部 13は、受波器 12からの 信号 Eに応じて検波信号 E 及び E を生成して、それら信号を判定部 15に供給す in 10 20
る。判定部 15において、サンプリング部 151が信号 E 及び E から転移要素の X及
10 20
ひ Ύを取得する度に、角度演算部 153が回転角を計算し、積算部 154がその回転角 を現在の積算角度に加算して積算角度を更新する。積算角度がしき 、角度より大き くなれば、存在判定部 155が存在信号を報知器 16に供給する。その存在信号に応 じて、報知器 16が警報を発する。
[0039] 第 1の実施形態では、 90度より小さい回転角 Θ 力 第 1及び第 2の検波信号から 得られ、移動体 MOの存在判定に使用されるので、 X— Y座標系の同一象限内で変 化する成分のみが、信号 E及び Eカゝら得られる場合でも、周波数分析無しに、移動 体 MOを検出することができる。
[0040] 図 3は本発明による第 2の実施形態、即ち移動体検出装置を示す。この装置には、 第 1の実施形態と同様に構成される発振器 20、送波器 21、受波器 22、検波部 23及 び報知器 26のほか、判定部 25が具備される。
[0041] 判定部 25は、例えば、 CPU,記憶装置及び複数の AZD変換器を含むマイコン等 により構成される。この判定部 25には、第 1の実施形態と同様に構成される存在検出 部 250 (サンプリング部 251、データ保持部 252及び角度演算部 253)、積算部 254 及び存在判定部 255に加えて、第 2の実施形態の特徴により角度補正部 256が具 備される。角度補正部 256は、振幅演算部 256a及び振幅判定部 256bにより構成さ れる。なお、振幅演算部 256a及び振幅判定部 256b等は、マイコンに限らず、回路（ 振幅演算回路及び振幅判定回路等）により構成してもよい。
[0042] 振幅演算部 256aは、サンプリング部 251から第 1及び第 2の検波信号 E 及び E
10 20 のレベルに対応するデジタル値 X及び Yを取得し、デジタル値 X及び Yの実効値 を演算して振幅判定部 256bに供給する。振幅判定部 256bは、該実効値の比が許 容範囲内にある力否かを判定する。該比が許容範囲内になければ、振幅判定部 25 6bは、存在検出部 250によって演算される対応する回転角をゼロ又は予め決められ た最小値に設定する。許容範囲は、自然ノイズ及び回路ノイズ等 (以下「通常ノイズ」 ヽぅ）を除く微少振動及び低周波の揺らぎ等 (以下「対象ノイズ」 ヽぅ）の無!、条件 下で、移動体 MOが検出領域に存在するときに得られる各デジタル値 X及び Yの実 効値の比についてのばらつき範囲に基づいて設定される。具体的には、比は、移動 体 MOが検出領域に存在する場合、 "1"を含む範囲に拡がるので、その範囲に基づ いて、該許容範囲の下限は" 1"より小さい値に設定され、その上限は" 1"より大きい 値に設定される。
[0043] 第 1の実施形態の場合、例えば、移動体検出装置を搭載する車両の窓ガラスが、 側を通過する他の車両からの振動に応じて微少振動を発生するとき、送波器 11から の到来超音波がその微少振動に起因する位相変調を受けるという課題がある。この ような微少振動が発生すると、移動体 MOが検出領域に存在しなくても、デジタル値 X及び Yにより指定される各転移要素が X— Y座標系の原点周りを回転する。この 場合、微少振動によるノイズ成分がデジタル値 X及び Yに加わることにより、大きな 差がデジタル値 X及び Y間に発生する。その結果、微少振動の影響を受けた各転 移要素の軌跡は、図 4Aの A又は Bに示すような楕円形状になる。そこで、第 2の実施 形態では、そのような楕円形状の軌跡を、図 4Aの Cに示すような円形状の正常な軌 跡と区別するために、許容範囲を使用する。許容範囲の下限を、例えば 0. 3〜0. 6 に設定し、その上限を、例えば 1. 4〜1. 7に設定すれば、該楕円形状の軌跡を該円 形状の正常な軌跡と区別することができる。
[0044] 第 2の実施形態では、角度補正部 256は、第 1及び第 2の検波信号のレベルの比と 許容範囲とに基づいて、上記微少振動を検出することができる。し力も、微少振動を 検出したとき、角度補正部 256が対応する回転角をゼロ又は予め決められた最小値 に設定するので、誤検出が、移動体 MOが検出領域に存在しないときに微少振動の 影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0045] 一の強化された実施形態において、 X— Y座標系を原点周りに規定角度だけ回転 する座標変換後に、角度補正部 256は、デジタル値 X及び Yの実効値の比が許容 範囲内にあるカゝ否かを判定する。許容範囲を使用すれば、 X軸又は Y軸に長軸が沿 う楕円形状の軌跡を円形状の正常な軌跡と区別することができるが、図 4Aの Dに示 すような傾いた軸に長軸が沿う楕円形状の軌跡を円形状の正常な軌跡と区別するこ とができない。即ち、デジタル値 X及び Yの実効値の比が許容範囲内に存在するこ とがある。この問題を解決するべぐこの実施形態の角度補正部 256は、図 4Bに示 すように、 X—Y座標系を原点周りに規定角度 (例えば、 45度)だけ回転する。その結 果、誤検出が、移動体 MOが検出領域に存在しないときに各転移要素の軌跡が X— Y座標系における傾いた軸に長軸が沿う楕円形状になるような対象ノイズの影響を受 けてなされるのを防止することができる。
[0046] 一代替実施形態において、図 5に示すように、角度補正部 256は、大きさ演算部 2 56c及び大きさ判定部 256dにより構成される。これらは、マイコンに限らず、回路（大 きさ演算回路及び大きさ判定回路）により構成してもよい。大きさ演算部 256cは、サ ンプリング部 251から第 1及び第 2の検波信号のレベルに対応するデジタル値 X及 び Yを取得し、該デジタル値に基づいて、原点から転移要素 (X , Y )へのベクトル の大きさを計算する。即ち、大きさ演算部 256cは、（X 2+Y 2)1/2によりべ外ルの大き さを算出する。大きさ判定部 256dは、そのベクトルの大きさが許容最小大きさより小 さいか否かを判定する。該ベクトルの大きさが許容最小大きさより小さければ、大きさ 判定部 256dは、存在検出部 250によって演算される対応する回転角をゼロ又は予 め決められた最小値に設定する。例えば、検出領域外力ゝらのノイズ (即ち対象ノイズ） の無い条件下で、許容最小大きさは、移動体 MOが検出領域に存在するときに得ら れる各転移要素のベクトルにつ 、ての最小大きさに基づ 、て設定される。許容最小 大きさは、例えば該最小大きさに実質設定される。転移要素のベクトルの大きさは、 移動体 MOが受波器 22に近づくと増大し、移動体 MOが受波器 22を遠ざかると減少 する。従って、許容最小大きさは、検出領域の境界と受波器 22との間の最大距離に 対応するので、許容最小大きさを調整することによって、許容最小大きさに対応する 最大距離よりも遠方の移動体を除外したり、それら移動体の影響を低減することがで きる。
なお、これに限らず、角度補正部 256は、原点力 転移要素へのベクトルの大きさ についての変化値が許容範囲内にあるカゝ否かを判定してもよい。この場合、該変化 値が許容範囲内になければ、角度補正部 256は、存在検出部 250によって演算され る対応する回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定する。通常ノイズを除き 移動体 MO力 得られない対象ノイズの無い条件下で、許容範囲は、移動体 MOが 検出領域に存在するときに得られる各転移要素への該原点からのベクトルの大きさ の変化についての最小及び最大値に基づいて設定される。例えば、許容範囲は、該 最小及び最大値に対応する範囲に設定される。ターゲットの移動体 MOが人である 場合、各転移要素のベクトルの大きさは、一般に、サンプリング部 251のサンプリング 周期の間、ほとんど変化しない。従って、許容範囲を人の移動速度に基づいて設定 した場合には、転移要素のベクトルの大きさについての変化値が許容範囲の上限よ り大きければ、移動体が人よりも速く移動するノイズ源 (例えば別の車両)であると推 測することができる。逆に、該変化値が許容範囲の下限より小さければ、移動体が人 よりも遅く移動するノイズ源であると推測することができる。例えば、角度補正部 256 は、前回の転移要素 (X , Y )のベクトルの大きさに対する今回の転移要素 (X , Y
n-i n— 1 n
)のベクトルの大きさの比を取得し、その比が許容範囲の上限（ > 1)より大き 、か、 或いは許容範囲の下限（< 1)より小さいかを判定する。この構成では、ターゲットの 移動体 MOが検出領域に存在しないときに、誤検出が、その移動体 MOよりも速く又 は遅く移動するノイズ源の影響を受けてなされるのを防止することができる。
[0048] 別の代替実施形態において、図 6に示すように、角度補正部 256は、存在検出部 2 50によって演算される回転角 Θ の絶対値が許容最小角度より小さいか否かを判定 する。該絶対値が許容最小角度より小さければ、角度補正部 256は、該回転角 Θ を ゼロ又は予め決められた最小値に設定する。低周波の揺らぎの無い条件下で、許容 最小角度は、移動体 MOが検出領域に存在するときに得られる各回転角の最小絶 対値に基づいて設定される。例えば、許容最小角度は、該最小絶対値に実質設定さ れる。この角度補正部 256は、マイコンに限らず、回路 (角度補正回路）により構成し てもよい。第 1の実施形態の場合、例えば、移動体検出装置を搭載する車内の空気 力 少し開けたその窓力 の風によって移動すれば、その空気の移動に起因する低 周波の揺らぎ成分が受波器 12から得られる信号に重畳するという問題がある。この 代替実施形態では、回転角 Θ の絶対値が許容最小角度より小さければ、回転角 Θ がゼロ又は予め決められた最小値に設定されるので、誤検出が、移動体 MOが検出 領域に存在しないときに低周波の揺らぎの影響を受けてなされるのを防止することが できる。
[0049] なお、これに限らず、角度補正部 256は、存在検出部 250によって演算される回転 角 Θ の絶対値が許容最大角度より大きいか否かを判定してもよい。この場合、該絶 対値が許容最大角度より大きければ、角度補正部 256は、回転角 Θ をゼロ又は予 め決められた最小値に設定する。通常ノイズを除き移動体 MOカゝら得られな 、対象ノ ィズの無い条件下で、許容最大角度は、移動体 MOが検出領域に存在するときに得 られる各回転角の最大絶対値に基づいて設定される。例えば、許容最大角度は、該 最大絶対値よりも少し大きい値に設定される。ターゲットの移動体 MOが人である場 合、許容最大角度を人の動きの速度よりも速い速度に対応する角度に設定すれば、 回転角 Θ は、回転角 Θ の絶対値が許容最大角度より大きいとき、人以外のノイズに よって発生したと推定することができる。従って、ターゲットの移動体 MOが検出領域 に存在しないときに、誤検出が、移動体 MOよりも速く移動するノイズ源の影響を受け てなされるのを防止することができる。 [0050] 別の代替実施形態において、図 7に示すように、角度補正部 256は、存在検出部 2 50によって演算される回転角についての変化値が許容変化範囲外である力否かを 判定してもよい。この場合、該変化値が許容変化範囲外であれば、角度補正部 256 は、回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定する。換言すると、該変化値が 該範囲の上限 (許容最大値)より大きいか又は該範囲の下限 (許容最小値)より小さ ければ、角度補正部 256は、回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定する。 通常ノイズを除きターゲットの移動体 MO力 得られな!/、対象ノイズの無!、条件下で 、許容変化範囲は、移動体 MOが検出領域に存在するときに得られる各回転角の変 化についての最大及び最小値に基づいて設定される。許容変化範囲は、例えば該 最大及び最小値に対応する範囲に設定される。例えば、角度補正部 256は、角度演 算部 253からの回転角 Θ とデータ保持部 252からの回転角 Θ との差の絶対値を
n n-1
計算し、その絶対値が許容変化範囲外であれば、回転角 0 をゼロ又は予め決めら れた最小値に設定する。従って、ターゲットの移動体 MOが人である場合、許容変化 範囲を人の動きの加速度に対応する範囲に設定すれば、該絶対値が人以外のノィ ズによって発生したか否かを推定することができる。その結果、ターゲットの移動体 M Oが検出領域に存在しないときに、誤検出が、移動体 MOよりも速く又は遅く加速す るノイズ源の影響を受けてなされるのを防止することができる。ところで、この角度補 正部 256は、マイコンに限らず、回路 (角度差判定回路等）により構成してもよい。
[0051] 別の代替実施形態において、図 8に示すように、角度補正部 256は、積算角度演 算部 256e及び初期化部 256fにより構成される。これらは、マイコンに限らず、回路（ 積算角度演算回路及び初期化回路）により構成してもよい。また、この実施形態では 、データ保持部 252は、角度演算部 253で演算された複数の回転角を記憶する。積 算角度演算部 256eは、一定時間内の複数の回転角をデータ保持部 252から取得し 、その複数の回転角の積算角度を計算する。初期化部 256fは、その積算角度の絶 対値が許容最小積算角度より小さいか否かを判定し、該絶対値が許容最小積算角 度より小さければ、積算部 254で得られる積算角度を初期値 (例えば、 0又は約 0)に 設定する。通常ノイズ以外のノイズの無い条件下で、許容最小積算角度は、移動体 MOが検出領域に存在するときに得られる各一定時間内の各積算角度の最小積算 角度に基づいて設定される。例えば、許容最小積算角度は、該最小積算角度より大 きい角度に設定される。第 1の実施形態の場合、移動体 MOが検出領域に存在しな くても、積算部 254で得られる積算角度が積算回数の増大に応じて累積される誤差 を含むことがあるので、その積算角度の絶対値が前記しきい角度より大きくなる可能 性がある。この代替実施形態では、一定時間内の積算角度が許容最小積算角度より 小さいときに、積算部 254で得られる積算角度が初期値に設定される。その結果、誤 検出が、移動体 MOが検出領域に存在しないときに通常ノイズの影響を受けてなさ れるのを防止することができる。また、移動体 MOが検出領域に存在する場合、一定 時間内の積算角度が許容最小積算角度より大きくなるので、移動体 MOを上記各実 施形態と同様に検出することができる。
[0052] なお、これに限らず、初期化部 256fは、該積算角度の絶対値が該許容最小積算 角度より小さければ、積算部 254で得られる積算角度に 1未満の係数を乗じてもよい 。この場合も、誤検出が、移動体 MOが検出領域に存在しないときに通常ノイズの影 響を受けてなされるのを防止することができる。
[0053] 図 9は本発明による第 3の実施形態、即ち移動体検出装置を示す。この装置には、 第 2の実施形態と同様に構成される送波器 31、受波器 32、検波部 33及び報知器 3 6のほか、発振器 30及び判定部 35が具備される。
[0054] 発振器 30は、周波数可変発振器、例えば電圧制御発振器 (VCO)である。この発 振器 30は、判定部 35からの制御信号に従って、第 1の周波数 (超音波周波数) f を 少なくとも 2種類の周波数の何れかに設定し、第 1の周波数 f を持つ基準信号 (電気 信号) Eを発生して、信号 Eを送波器 31及び検波部 33に供給する。例えば、発振 器 30は、制御信号に従って、第 1の周波数 f を周波数 f 及び f の何れかに設定す
1 11 12
る。
[0055] 判定部 35は、第 2の実施形態と同様に構成される存在検出部 350、積算部 354及 び角度補正部 356に加えて、存在判定部 355 (個別判定部 355a及び総合判定部 3 55b)及び周波数切換部 357を備え、例えば、 CPU及び記憶装置を含むマイコン等 により構成される。なお、これに限らず、存在検出部 350、積算部 354、存在判定部 3 55、角度補正部 356及び周波数切換部 357は、回路 (存在検出回路、積算回路、 存在判定回路、角度補正回路及び周波数切換回路）により構成してもよい。
[0056] 存在判定部 355の個別判定部 355aは、積算部 354から得られる積算角度の絶対 値が第 1のしきい値のそれより大きいときに、移動体 MOが検出領域に存在すること を表す判定信号を総合判定部 355bに供給する。第 3の実施形態では、積算角度が 第 1のしきい値より大きければ、例えば、 High信号を総合判定部 355bに供給し、そ うでなければ Low信号を総合判定部 355bに供給する。
[0057] 総合判定部 355bは、第 1の周波数 f を、例えば周波数 f 及び f の何れかに設定
1 11 12
するように、周波数切換部 357を制御する。続いて、判定部 355bは、周波数 f 及び f
11 の各々に応じて判定部 355aから High信号を受ければ、移動体 MOが検出領域に
12
存在することを表す存在信号を報知器 36に供給する。具体的には、判定部 355bは 、切換部 357を介して発振器 30の周波数 f を周波数 f (又は f )に設定し、判定部 3
1 11 12
55aの出力を監視する。続いて、判定部 355bは、周波数 f に応じて判定部 355aか
11
ら High信号を受ければ、予め決められた待機時間の間、動作を停止する。このとき、 存在検出部 350、積算部 354及び個別判定部 355aの各々も動作を停止する。待機 時間は、周波数 f
11を持つ到来エネルギー波が消失するような時間に設定される。例 えば、待機時間は、送波器 31が周波数 f を持つ超音波を検出領域に発した時点と
11
受波器 32が該検出領域力 の該超音波に対応する到来超音波を受波した時点との 間の最大時間よりも長い時間に設定される。それ故に、周波数 f
11に対応する到来超 音波が次の周波数 f
12に対応する到来超音波に干渉するのを防止することができる。 また、フィルタ 333及び 334に使用されるキャパシタが完全に放電されるので、各残 電荷に起因する誤動作を防止することができる。待機時間の後、判定部 355bは、切 換部 357を介して発振器 30の周波数 f を周波数 f (又は f )に設定して、予め決め
1 12 11
られた制限時間の間、判定部 355aの出力を監視する。その間に、周波数 f に応じ
12 て判定部 355aから High信号を受ければ、判定部 355bは、存在信号を報知器 36に 供給する。制限時間は、各移動体 MOの各移動速度の最低値に基づいて設定され る。
[0058] 周波数切換部 357は、判定部 355bの制御に従って、周波数 f を周波数 f 及び f
1 11 12 の何れかに設定するための制御信号 (直流電圧信号)を発振器 30に供給する。 [0059] 次に図 10を用いて第 3の実施形態の動作を説明する。移動体検出装置が作動す ると、判定部 355bが、ステップ S1で切換部 357を介して発振器 30の周波数 を周 波数 f 及び f の何れか (例えば f )に設定する。その後、判定部 355bは、ステップ S
11 12 11
2で判定部 355aの出力を監視する。判定部 355bは、判定部 355aから High信号を 受ければ（S2で YES)、ステップ S3で検出フラグを例えば" 1"に設定し、そうでなけ れば（S2で NO)、ステップ S2に戻る。ステップ S3の後、判定部 355bは、ステップ S4 で切換部 357を介して発振器 30の周波数 f をステップ SIの周波数と異なる周波数（ 例えば f )に設定する。判定部 355bは、ステップ S5及び 6で待機時間のカウントを
12
開始し、待機時間の間、判定部 355b等は動作を停止する。このとき、存在検出部 35 0の各パラメータ及び積算部 354の積算角度等が初期化される。待機時間の後 (S6 で YES)、判定部 355bは、ステップ S7で制限時間のカウントを開始し、ステップ S8 で制限時間切れである力否かを確認する。制限時間の間（S8で NO)、判定部 355b は、ステップ S9で判定部 355aの出力を監視する。判定部 355bは、判定部 355aか ら High信号を受ければ (S9で YES)、存在信号を報知器 36に供給して、ステップ S 11に進む。そうでなければ（S9で NO)、判定部 355bはステップ S8に戻る。制限時 間が切れれば（S8で YES)、判定部 355bはステップ S11に進む。ステップ S11で、 判定部 355bは、検出フラグを例えば" 0"に設定し、ステップ S1に戻る。このとき、判 定部 355bは、周波数 f を周波数 f に変更してもよいが、周波数 f を維持してもよい
1 11 12
[0060] 第 3実施形態では、第 1の周波数 f が例えば周波数 f 及び f の何れかに順次設定
1 11 12
され、移動体 MOが検出領域に存在することを表す判定結果が周波数 f 及び f の
11 12 各々に応じて得られた場合に、存在信号が警報器 36に供給される。その結果、誤検 出力 移動体 MOが検出領域に存在しないときに微少振動又は検出領域からの大き なエネルギー波 (音圧レベルが非常に高い音波)等の影響を受けてなされるのを防 止することができる。
[0061] 好ましい実施形態において、図 11に示すように、発振器 30は、超音波の音圧が最 大 (W )となる中心周波数 f に頂点が対応するベル状の周波数特性を有する。また
MAX s
、発振器 30は、周波数 fが間に位置する少なくとも 2種類の周波数 f 及び f の各々 s 11 12 に第 1の周波数 f が順次設定される第 1の基準信号を発生する。この場合、周波数 f
1 1 及び f に対応する音圧のばらつきが低減されるので、検出可能な移動距離のばら
1 12
つきが縮小される。また、少なくとも 2種類の周波数 f 及び f に対応する音圧は、互
11 12
いに実質等しくてもよい。例えば、 f 及び f の各々が W —3[dB]の音圧に対応す
11 12 MAX
れば、検出可能な移動距離のばらつきを適切に縮小することができる。
本発明を幾つかの好ましい実施形態について記述した力 この発明の本来の精神 および範囲を逸脱することなぐ当業者によって様々な修正および変形が可能である

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の周波数を持つ第 1の基準信号を発生する発振器と、
該第 1の基準信号に従って該第 1の周波数を持つエネルギー波を検出領域に発す る送波器と、
該検出領域力もの到来エネルギー波を受波したとき、該到来エネルギー波に対応 する電気信号を発生する受波器と、
該第 1の基準信号の位相をシフトして第 2の基準信号を生成する移相器と、 該受波器によって発生される電気信号を該発振器によって発生される第 1の基準 信号と混合して第 1の検波信号を生成するものであって、該第 1の検波信号は、該第 1の周波数と異なる少なくとも一つの第 2の周波数が該電気信号力 得られるとき、該 第 1の周波数と該少なくとも一つの第 2の周波数との差の周波数を持つ第 1のドッブ ラー'シフト信号となる第 1の検波部と、
該受波器によって発生される電気信号を該移相器によって生成される第 2の基準 信号と混合して第 2の検波信号を生成するものであって、該第 2の検波信号は、該少 なくとも一つの第 2の周波数が該電気信号力も得られるとき、該第 1の周波数と該少 なくとも一つの第 2の周波数との差の周波数を持ち該第 1のドップラー 'シフト信号と 位相が異なる第 2のドップラー 'シフト信号となる第 2の検波部と、
該第 1及び第 2の検波信号を基に、該第 1及び第 2の検波信号力 得られ 2次元座 標系の原点周りを回転する各転移要素の回転角を演算するものであって、該回転角 が 90度よりも小さくなるように構成される存在検出部と、
該存在検出部で演算される各回転角を積算して積算角度を得る積算部と、 該積算角度としきい角度とに基づいて、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体 が該検出領域に存在するか否かを判定する存在判定部と
を備える移動体検出装置。
[2] 該第 1及び第 2の検波信号から得られる値と許容基準とを比較し、該検波信号から 得られる値が該許容基準を満足しなければ、該存在検出部によって演算される回転 角に関連する値を予め決められた値に調整する角度補正部を更に備え、該許容基 準は、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在するときに各第 1及び第 2の検波信号力 得られる値又は範囲に基づいて設定される請求項 1記載 の移動体検出装置。
[3] 該角度補正部は、該第 1及び第 2の検波信号のレベルの比が許容範囲内にあるか 否かを判定し、該比が該許容範囲内になければ、該存在検出部によって演算される 対応する回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定し、該許容範囲は、該受波 器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在するときに得られる各第 1及 び第 2の検波信号のレベルの比につ 、てのばらつき範囲に基づ 、て設定される請求 項 2記載の移動体検出装置。
[4] 該角度補正部は、該 2次元座標系を該原点周りに規定角度だけ回転する座標変 換後に、該比が該許容範囲内にある力否かを判定する請求項 3記載の移動体検出 装置。
[5] 該角度補正部は、該原点から該転移要素へのベクトルの大きさが許容最小大きさ より小さいか否かを判定し、該ベクトルの大きさが該許容最小大きさより小さければ、 該存在検出部によって演算される対応する回転角をゼロ又は予め決められた最小値 に設定し、該許容最小大きさは、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出 領域に存在するときに得られる各転移要素のベクトルについての最小大きさに基づ いて設定される請求項 2記載の移動体検出装置。
[6] 該角度補正部は、該原点から該転移要素へのベクトルの大きさについての変化比 が許容範囲内にあるか否かを判定し、該変化比が該許容範囲内になければ、該存 在検出部によって演算される対応する回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設 定し、該許容範囲は、該受波器に近づくか又は遠ざかる移動体が該検出領域に存 在するときに得られる各転移要素への該原点からのベクトルの大きさの変化について の最小及び最大値に基づいて設定される請求項 2記載の移動体検出装置。
[7] 該角度補正部は、該存在検出部によって演算される回転角の絶対値が許容最小 角度より小さいか否かを判定し、該絶対値が該許容最小角度より小さければ、該回 転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定し、該許容最小角度は、該受波器に 近づくか又は遠ざかる移動体が該検出領域に存在するときに得られる各回転角の最 小絶対値に基づいて設定される請求項 2記載の移動体検出装置。
[8] 該角度補正部は、該存在検出部によって演算される回転角の絶対値が許容最大 角度より大きいか否かを判定し、該絶対値が該許容最大角度より大きければ、該回 転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定し、該許容最大角度は、該受波器に 近づくか又は遠ざかる移動体が該検出領域に存在するときに得られる各回転角の最 大絶対値に基づいて設定される請求項 2記載の移動体検出装置。
[9] 該角度補正部は、該存在検出部によって演算される回転角についての変化値が 許容最大値より大きいか否かを判定し、該変化値が該許容最大値より大きければ、 該回転角をゼロ又は予め決められた最小値に設定し、該許容最大値は、該受波器 に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在するときに得られる各回転角の 変化についての最大値に基づいて設定される請求項 2記載の移動体検出装置。
[10] 該角度補正部は、該存在検出部から得られる一定時間内の積算角度の絶対値が 許容最小積算角度より小さいか否かを判定し、該絶対値が該許容最小積算角度より 小さければ、該積算部で得られる積算角度を初期値に設定し、該許容最小積算角 度は、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在するときに得ら れる各一定時間内の各積算角度の最小絶対値に基づいて設定される請求項 2記載 の移動体検出装置。
[11] 該角度補正部は、該存在検出部から得られる一定時間内の積算角度の絶対値が 許容最小積算角度より小さいか否かを判定し、該絶対値が該許容最小積算角度より 小さければ、該積算部で得られる積算角度に 1未満の係数を乗じ、該許容最小積算 角度は、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在するときに得 られる各一定時間内の各積算角度の最小絶対値に基づいて設定される請求項 2記 載の移動体検出装置。
[12] 該発振器は、該第一の周波数を可変する周波数可変発振器であって、該第 1の周 波数を少なくとも 2種類の周波数の各々に順次設定し、
該存在判定部は、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体が該検出領域に存在 するという判定結果が、前記少なくとも 2種類の周波数の各々に対して得られたとき、 該移動体が該検出領域に存在することを表す存在信号を送出する
請求項 2記載の移動体検出装置。
[13] 該発振器は、該ェネルギ一波のエネルギーが最大となる中心周波数に頂点が対 応するベル状の周波数特性を有し、該中心周波数が間に位置する前記少なくとも 2 種類の周波数の各々に第 1の周波数が順次設定される第 1の基準信号を発生する 請求項 12記載の移動体検出装置。
[14] 前記少なくとも 2種類の周波数に対応するエネルギー波のエネルギーは、互いに実 質等しい請求項 13記載の移動体検出装置。
[15] 該第 1の周波数が前記少なくとも 2種類の周波数の何れかに設定された後、該存在 判定部は、予め決められた待機時間の間、該受波器に近づくか又は遠ざ力る移動体 が該検出領域に存在するか否かを判定するのを停止する請求項 12記載の移動体 検出装置。
[16] 該待機時間は、該送波器が前記エネルギー波を発した時点と該受波器が該検出 領域からの該エネルギー波に対応する到来エネルギー波を受波した時点との間の 各時間の最大時間よりも長い時間に設定される請求項 15記載の移動体検出装置。
[17] 該第 1の周波数が前記少なくとも 2種類の周波数の何れかに設定された後、少なく とも該存在判定部は、予め決められた制限時間の間に、該受波器に近づくか又は遠 ざ力る移動体が該検出領域に存在するという判定結果が、その設定した周波数に対 して得られなければ、初期状態に戻る請求項 12記載の移動体検出装置。
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