(57)【要約】【課題】異常移動体検知レーダー装置として、周囲３６０゜の範囲で不法侵入者等を正確に検知可能な技術を提供する。【解決手段】ドップラーレーダー本体を約３６０゜の範囲にわたり回転させ、レーダー本体から出力される移動体までの距離情報や角度情報や、移動体からの反射電力情報などに基づき、該移動体の座標上の位置や投影面積などを演算し、該演算結果から上記移動体が侵入移動体か否か、人間か否かなどを判別する。【選択図】  図１
2004340729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドップラーレーダーを用い移動体を検知する移動体検知レーダー装置であって、
ミリ波またはマイクロ波を発信するとともに、移動体からの反射波を受信して検知信号を出力するドップラーレーダー本体と、
上記ドップラーレーダー本体を、少なくとも所定の平面内で約３６０゜の範囲に回転させる駆動部と、
上記ドップラーレーダー本体からの検知信号に基づき演算処理を行い、該演算結果から該移動体の判別を行い、該判別結果を表示するとともに、上記ドップラーレーダー本体を制御する制御部と、
を備え、約３６０゜の範囲にわたり異常移動体の検知を行う構成としたことを特徴とする移動体検知レーダー装置。
【請求項２】
ドップラーレーダーを用い移動体を検知する移動体検知レーダー装置であって、
ミリ波またはマイクロ波を発信するとともに、移動体から反射される反射波を受信して検知信号を出力するドップラーレーダー本体と、
上記ドップラーレーダー本体を支持する支持部と、
上記支持部を回転駆動し、上記ドップラーレーダー本体を少なくとも略水平方向の平面内で約３６０゜の範囲に回転させるモータと、
上記ドップラーレーダー本体からの検知信号に基づき演算処理を行い、該演算結果から上記移動体が異常移動体か否かの判別を行い、該判別結果を表示するとともに、上記ドップラーレーダー本体及び上記モータを制御する制御部と、
上記ドップラーレーダー本体と上記制御部との間で信号の授受を行う信号授受手段と、
を備え、約３６０゜の範囲で異常移動体を監視可能とした構成としたことを特徴とする移動体検知レーダー装置。
【請求項３】
ドップラーレーダーを用い移動体を検知する移動体検知レーダー装置であって、
ミリ波またはマイクロ波を発信するとともに、移動体からの反射波を受信して検知信号を出力するドップラーレーダー本体と、
上記発信されるミリ波またはマイクロ波及び上記反射波を反射し該両波の方向を変換する反射手段と、
上記反射手段を所定平面内で約３６０゜の範囲に回転させる駆動部と、
上記ドップラーレーダー本体からの検知信号に基づく演算処理を行い、該演算結果から上記移動体の判別を行い、該判別結果を表示するとともに、上記ドップラーレーダー本体を制御する制御部と、
を備え、約３６０゜の範囲で異常移動体の検知を行う構成としたことを特徴とする移動体検知レーダー装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記ドップラーレーダー本体からの検知信号としての移動体位置に対する距離情報と角度情報とに基づき上記移動体の座標上の位置を演算するとともに、座標面内に予め指定監視領域または検知禁止領域を設定し、上記演算した位置が該指定監視領域内または該検知禁止領域外にあるときは、検知された移動体が異常移動体であると判別し、上記演算した位置が該指定監視領域外または該検知禁止領域内にあるときは、検知された移動体が異常移動体ではないと判定する構成である請求項１、２または３に記載の移動体検知レーダー装置。
【請求項５】
上記制御部は、移動体からの反射波による受信電力情報と距離情報に基づき該移動体の投影面積を演算し、該演算結果を基準値と比較して、検知された移動体が人間か否かを判別する構成である請求項１、２または３に記載の移動体検知レーダー装置。
【請求項６】
上記ドップラーレーダー本体は、複数の回転型ドップラーレーダーが放射状に配されて成り、
上記制御部は、上記回転型ドップラーレーダーの標本化時間を該回転型ドップラーレーダーの数に比例した値とする構成である請求項１、２または３に記載の移動体検知レーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドップラーレーダーを用い、不法侵入者等異常移動体を検知する移動体検知レーダー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する従来技術としては、例えば特開２００２−４８８６３号公報（特許文献１）に記載されたものや、特開平１１−３９５７４号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特開２００２−４８８６３号公報には、マイクロ波を用いたドップラーレーダーとして、被検知人物が携帯する応答器手段と、ホストコンピュータと通信する質問器手段との間でマイクロ波により交信し、応答器手段からの反射マイクロ波のレベルを基準値と比較することで、被検知人物が不法侵入者か否かを判別する構成が記載されている。また、特開平１１−３９５７４号公報には、マイクロ波センサとパッシブ赤外線センサとを併用し、該両センサからの検出信号に基づき、侵入者の有無やセンサのマスキング行為の有無を判別し、マイクロ波センサからの信号を検出後、パッシブ赤外線センサからの信号が検出されないときに妨害検知信号を出力するようにした構成が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４８８６３号公報
【特許文献２】
特開平１１−３９５７４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術ではいずれも、レーダーの周囲３６０゜の範囲での検知を行う技術ではないし、また、センサの感度を上げた場合には、対象人物以外のものまでを検知してしまい、誤報を発する頻度が高まるおそれがある。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、異常移動体検知レーダー装置として、レーダーの周囲約３６０゜の範囲で、不法侵入者等の異常移動体を正確に検知できるようにすることである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、基本的に、ミリ波またはマイクロ波を発信しかつ移動体からの反射波を受信して検知信号を出力するドップラーレーダー本体を約３６０゜の範囲にわたり回転させ、上記検知信号に基づく演算を行い、該演算結果から該移動体が異常移動体か否かの判別を行う。上記検知信号としての移動体までの距離情報や角度情報に基づいては、該移動体の座標上の位置を演算し、該演算結果から該移動体が侵入移動体か否かの判別を行う。また、移動体からの反射電力情報や距離情報に基づいては、該移動体の投影面積を演算し、該演算結果を基準値と比較して該移動体が人間か否かを判別する。また、ドップラーレーダー本体から発信されるミリ波またはマイクロ波及び移動体からの反射波を反射する反射手段を設け、該反射手段を所定平面内で約３６０゜の範囲で回転させるとともに、ドップラーレーダー本体からの検知信号に基づく演算を行い、該演算結果から上記移動体が異常移動体か否かの判別を行う構成とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明の第１の実施例の説明図である。図１は、本発明の第１の実施例としての移動体検知レーダー装置を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、図２は、図１の移動体検知レーダー装置が取得する位置情報の説明図、図３は、図１の移動体検知レーダー装置の動作手順の説明図である。
図１において、１は、ミリ波またはマイクロ波を発信するとともに、移動体から反射される反射波を受信して検知信号を出力するドップラーレーダー本体、２は、ドップラーレーダー本体１が送受信できる電波領域のレーダービーム、３は、レーダービームを回転させることでレーダーが監視可能な領域の外周、４は、ドップラーレーダー本体１を支える支持部材、５は、支持部材４を介してドップラーレーダー本体１を約３６０゜の範囲で回転させるモータ、６は、信号授受手段としてのスリップリング、７は、レーダー装置全体を制御する制御部である。スリップリング６は、制御部７からの制御信号や電源からの電力をドップラーレーダー本体１に供給したり、該ドップラーレーダー本体１からの検知信号を制御部７側に伝達したりする。制御部７は、上記ドップラーレーダー本体１とモータ５とを制御するとともに、該ドップラーレーダー本体１からの検知信号としての移動体の位置情報（距離情報、角度情報）や、該ドップラーレーダー本体１での受信電力等に基づき演算処理を行い、該演算結果から該移動体についての判別を行い、該判別結果を画面に表示する。該制御部７は、距離情報とレーダー回転角度情報とに基づいては、上記移動体の座標上の位置を演算し、該演算結果の位置を画面上に表示するとともに、該演算結果の該移動体の座標上の位置が、予め設定した検知禁止領域内にあるときは警報用制御信号が発生しないようにし、反対に、該演算結果の位置が、検知禁止領域外にあるときや、予め設定した指定監視領域内にあるときは、該移動体が検知対象の不法侵入者等の異常移動体であるとして警報用制御信号を発生する構成としてある。また、該ドップラーレーダー本体１で受信する移動体からの反射電力情報等に基づいては、移動体の投影面積を演算し、該演算結果を基準値と比較して、該移動体が、検知対象としての人間であるかまたは人間以外のものであるかを判別する。例えば、走行する自動車や揺れる木々などは、移動体ではあるが検知対象からは除外される。上記演算の結果や上記判別の結果は制御部７において画面上に表示される。
【０００７】
図２は、図１の移動体検知レーダー装置が検知信号から取得する移動体の位置情報と、その演算結果に基づく表示の説明図である。図２の説明中、構成要素の符号は図１における符号と同じものを用いる。
図２において、Ｘ、Ｙは座標軸、Ｏは座標軸の原点、１は座標上のドップラーレーダー本体、２は、座標上におけるドップラーレーダー本体１のレーダービーム、８は、ドップラーレーダー本体１から報告される移動体、（Ｘ、Ｙ）は移動体８の座標上の位置、Ｄは、ドップラーレーダー本体１からの移動体８までの座標上の距離、θは、移動体８の位置をドップラーレーダー本体１から見た座標上の角度、（Ｘ０、Ｙ０）はドップラーレーダー本体１の座標上の位置、９は座標上の検知禁止領域、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）、（Ｘ４、Ｙ４）はそれぞれ、検知禁止領域９の範囲を規定する座標上の位置である。検知禁止領域９は、移動体８が該領域内にきた場合、すなわち該移動体８の座標位置（Ｘ、Ｙ）が該領域内となった場合には、該移動体８の検知をしないようにしたり、または、検知しても警報を発生しないようにしたりするための領域である。
【０００８】
図２において、移動体８の座標上の位置（Ｘ、Ｙ）は、
【０００９】
Ｘ＝Ｘ０＋Ｄ・ｃｏｓθ                                …（数１）
【００１０】
Ｙ＝Ｙ０＋Ｄ・ｓｉｎθ                                …（数２）
で表される。該位置（Ｘ、Ｙ）は、上記数１、数２により演算で求められ、該演算の結果、該位置（Ｘ、Ｙ）が、検知禁止領域９内にあるときは、該移動体８の検知をしないようにしたり、または、検知しても警報発生を行わないようにしたりする。該演算した該移動体８の位置（Ｘ、Ｙ）を軌跡として、地図を表示した画面上などに表示するようにしてもよい。
また、検知される移動体が人間か否かの判別は、上記ドップラーレーダー本体１で受信する受信電力情報すなわち移動体８からの反射電力情報等に基づき行う。ドップラーレーダーとしては、例えば２周波ＣＷ方式を用いたものであれば、移動体だけを検知することが可能で、かつ該検知した移動体の速度と距離の測定も可能である。
【００１１】
ドップラーレーダーの送信電力をＰＴ、ドップラーレーダーの送信空中線利得をＧＴ、移動体の投影面積をＲＣＳ（Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）、ミリ波の有効開口面積をＡｅｆｆ、距離Ｄにおける伝播量をＴ（Ｄ）、ドップラーレーダーの受信空中線利得をＧＲとするとき、ドップラーレーダーの受信電力ＰＲは、
【００１２】
ＰＲ＝ＰＴ・ＧＴ・（Ｔ（Ｄ））２・ＲＣＳ・ＧＲ／Ａｅｆｆ    …（数３）
で表される。
従って、移動体の投影面積ＲＣＳは、
【００１３】
ＲＣＳ＝ＰＲ・Ａｅｆｆ／ＰＴ・ＧＴ・（Ｔ（Ｄ））２・ＧＲ    …（数４）
となる。
上記Ａｅｆｆ、ＰＴ、ＧＴ、ＧＲはそれぞれ、予め登録されている固定値である。また、受信電力ＰＲと距離Ｄはドップラーレーダーによって測定され、伝播量Ｔ（Ｄ）は距離Ｄに基づいて計算される。
【００１４】
上記数４により演算された投影面積ＲＣＳは、人間の場合と人間以外の場合とでは値が異なる。このため、人間の場合のＲＣＳ値を基準値として予めデータベースに保存しておき、上記演算で求めたＲＣＳを、上記基準値と比較することで検知された移動体が人間か否かを判別する。該基準値としては、ＲＣＳのしきい値の上限値ＲＣＳＨと下限値ＲＣＳＬとを予め設定する。上記数４で演算されたＲＣＳ値が、該上限値ＲＣＳＨと下限値ＲＣＳＬとの間にあるとき、警報発生が行われる。
【００１５】
図３は、図１の移動体検知レーダー装置の動作手順の説明図である。本図３の説明中における構成要素の符号は、上記図１、図２における符号と同じものを用いる。
図３において、動作手順としては、
（１）ドップラーレーダー本体１を約３６０゜の範囲で回転させ、移動体を検知する（ステップＳ５０１）。
（２）ドップラーレーダー本体１から検知信号として、移動体の速度Ｖ、ドップラーレーダー本体１から移動体までの距離Ｄ、ドップラーレーダー本体１から見た移動体位置の角度θ、受信電力ＰＲの各情報を制御部７に報告する（ステップＳ５０２）。
（３）制御部７において、ドップラーレーダー本体１から報告された情報と、制御部７が予め保持している有効開口面積Ａｅｆｆ、距離Ｄにおける伝播量Ｔ（Ｄ）、レーダーの受信空中線利得ＧＲとを用い、移動体の投影面積ＲＣＳを上記数４により演算する（ステップＳ５０３）。
（４）演算したＲＣＳ値を、予め制御部７のデータベースに保存されているＲＣＳ値の基準値（上限値ＲＣＳＨのしきい値と下限値ＲＣＳＬのしきい値との間のＲＣＳ値）と比較する（ステップＳ５０４）。該比較の結果、上記演算結果のＲＣＳ値が上記基準値の範囲内にあるときは、上記ステップＳ５０１で検知した移動体は人間であると判別し、該演算結果のＲＣＳ値が基準値の範囲内にないときは、移動体は人間ではないと判別する。人間ではないと判別した場合、制御部７は、該判別結果をログデータとして保存するとともに、元の監視状態に戻る。
（５）上記演算したＲＣＳ値の移動体が所定時間以上にわたり検知されたか否かを判別する（ステップＳ５０５）。該判別の結果、検知時間が所定時間以上の場合は、上記ステップＳ５０２の報告は誤報ではないと判断され、検知時間が所定時間に満たない場合は誤報であると判断される。誤報の場合は、制御部７は、該判別結果をログデータとして保存するとともに、元の監視状態に戻る。
（６）誤報ではないと判断された場合は、予め制御部７のデータベースに保存されているレーダー位置情報（Ｘｏ、Ｙｏ）と、上記ステップＳ５０２で報告される距離Ｄの情報と角度θの情報とを用い、上記数１、数２により移動体の位置情報（Ｘ、Ｙ）の演算を行う（ステップＳ５０６）。
（７）演算した位置（Ｘ、Ｙ）が、予め制御部７のデータベースに保存されている指定監視領域内または検知禁止領域外にあるか否かを判別することで、移動体が侵入者か否かを判別する（ステップＳ５０７）。指定監視領域内または検知禁止領域外にある場合は、検知された移動体は侵入者であると判別される。指定監視領域内にない場合または検知禁止領域内にある場合は、検知された移動体は侵入者ではないと判別される。侵入者でない場合、制御部７は、該判別結果をログデータとして保存するとともに、元の監視状態に戻る。
（８）侵入者であると判別された場合は、警報を発する（ステップＳ５０８）。
【００１６】
上記第１の実施例によれば、レーダーの周囲約３６０゜の広範囲で、不法侵入者等を正確に検知し誤警報などを減らして異常移動体の高精度の監視を行うことができる。
【００１７】
図４は、本発明の第２の実施例を示す図である。本第２の実施例は、回転軸に直角な平面内に複数（図４では４個）のドップラーレーダー（回転型ドップラーレーダー）を配した場合である。
図４において、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄはそれぞれドップラーレーダー本体、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄはそれぞれレーダービーム、３は監視可能領域の外周、４は、ドップラーレーダー本体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの全部を支える支持部材である。ドップラーレーダー本体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは互いに等角度間隔で配されている。支持部材４がモータ（図示なし）により回転駆動されることで、ドップラーレーダー本体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが図の矢印の方向に回転する。他の部分の構成及び作用は、上記第１の実施例の場合と同様であるとする。本図４の構成において、回転するドップラーレーダー本体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄのいずれかが移動体を検知すると、そのドップラーレーダー本体から検知信号が出力され、制御部（図示なし）に入力される。制御部では、上記第１の実施例の場合と同様にして、該検知信号に基づき、移動体の投影面積ＲＣＳや、該移動体の座標上の位置（Ｘ、Ｙ）などを演算し、移動体が監視対象の人間か否か、該移動体は侵入移動体か否かなどを判別する。装置の動作手順も、上記図３に示す動作手順と同様である。
【００１８】
上記第２の実施例によっても、レーダーの周囲約３６０゜の広範囲にわたり、不法侵入者等を正確に検知し誤警報などを減らして異常移動体の高精度の監視を行うことができる。特に、複数のドップラーレーダー本体を用いているため、１個または該第２の実施例よりも少ない数のドップラーレーダー本体を用いる場合に比べ、各ドップラーレーダー本体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの回転速度を落した状態で約３６０゜の範囲における異常移動体の検知を行うことができる。検出の信頼性を高めることもできる。上記ドップラーレーダー本体の回転速度を低減化することは、スリップリング（図示なし）の長寿命化にもつながる。また、ドップラーレーダー本体の回転速度を低下させない使い方をした場合は、ドップラーレーダー本体の回転速度と、制御部の情報処理における標本化時間とは互いに反比例するため、上記回転速度の低減化は、上記標本化時間が長くなることを許容する。すなわち、標本化時間をドップラーレーダーの数に比例した値とすることを可能にする。
【００１９】
図５は、本発明の第３の実施例を示す図である。本第３の実施例は、ドップラーレーダー本体から発信されるミリ波またはマイクロ波と、移動体から反射される反射波としてのミリ波またはマイクロ波とを反射して、該両波の方向を変換する反射手段を回転させる場合である。
図５において、１０は、ミリ波またはマイクロ波を反射する反射手段、４’は反射手段１０を支持する支持部材である。反射手段１０は、反射面を支持部材４’の長手方向に対し傾斜させた状態で該支持部材４’に取付けられ、モータ５によって回転駆動される。ドップラーレーダー本体１は支持部材４’の中心軸（回転中心軸）方向に配され、ドップラーレーダー本体１から出射されたミリ波またはマイクロ波と、移動体から反射される反射波としてのミリ波またはマイクロ波との双方が、該反射手段１０の傾斜した反射面で反射される。反射手段１０の反射面が、支持部材が４’の中心軸（回転中心軸）周りに回転することにより、レーダービーム２が該中心軸（回転中心軸）周りに約３６０゜の範囲で回転される。本第３の実施例においても、ドップラーレーダー本体から検知信号が出力され、制御部（図示なし）に入力される。制御部では、上記第１、第２の実施例の場合と同様にして、該検知信号に基づき、該移動体の座標上の位置（Ｘ、Ｙ）や移動体の投影面積ＲＣＳなどを演算し、移動体が異常移動体か否か、人間か否かなどを判別する。装置の動作手順は、上記図３に示す手順と同様である。
【００２０】
上記第３の実施例によっても、レーダーの周囲約３６０゜の広範囲で、不法侵入者等を正確に検知でき誤警報などを減らして、不法侵入者などの異常移動体を高精度に監視することができるようになる。特に、ドップラーレーダー本体１は回転させず、反射手段１０を回転させることによりレーダービーム２を回転させる構成のため、制御部７からの制御信号や電源からの電力のドップラーレーダー本体１側への供給や、該ドップラーレーダー本体１からの検知信号の制御部７側への伝達のために、スリップリング６などの手段を用いる必要がなく、これら電力供給や信号授受を容易に行うことができる。
【００２１】
なお、上記図３に示した動作手順では、移動体位置（Ｘ、Ｙ）の演算と、それに基づく侵入者判別とを、ＲＣＳ比較による移動体判別の後に行っているが、この順序を逆にして、該移動体位置（Ｘ、Ｙ）の演算と、それに基づく侵入者判別とを、ＲＣＳ比較による移動体判別の前に行うようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、広範囲の監視範囲において、不法侵入者等を正確に検知して不法侵入者などを高精度に監視することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としての移動体検知レーダー装置の構成図である。
【図２】図１の装置が取得する位置情報の説明図である。
【図３】図１の装置の動作手順の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施例としての移動体検知レーダー装置の説明図である。
【図５】本発明の第３の実施例としての移動体検知レーダー装置の構成図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ…ドップラーレーダー本体、  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ…レーダービーム、  ３…監視可能領域の外周、  ４、４’…支持部材、  ５…モータ、  ６…スリップリング、  ７…制御部、  ８…移動体、  ９…検知禁止領域、  １０…反射手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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