(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽多芯ケーブルの内部の摩擦帯電によって発生する電荷量を増幅し、能動フィルターを介して電圧の形で出力する電荷増幅器（１１０）と、
前記電荷増幅器（１１０）から出力された信号を受信し、前記受信された信号の振幅が所定の大きさに拡大または縮小するように変換し、前記変換された信号をサンプリングして周波数成分を検出する信号変換部（１２０）と、
前記信号変換部（１２０）によって検出された周波数成分を分析して予め設定された帯電信号の周波数信号とは異なる特性を有する周波数信号を検出する特性周波数抽出部（１３０）と、
前記特性周波数抽出部（１３０）によって検出された特性周波数信号を予め設定された振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号と比較することで振動または侵入の有無を判定する侵入判定部（１４０）と、
を備えるセキュリティフェンスの侵入感知装置。
【請求項２】
前記信号変換部（１２０）は、前記電荷増幅器（１１０）から出力される信号を受信してデジタル信号に変換して出力するＡＤＣ（１２１）と、
前記ＡＤＣ（１２１）によって変換されたデジタル信号の振幅を、予め設定された環境情報に基づいて周波数成分が変形されないように拡大または縮小変換して出力するスケーラー（１２２）と、
前記スケーラー（１２２）によって拡大または縮小変換された信号から周波数成分を検出するフーリエ変換部（１２３）と、
前記ＡＤＣ（１２１）に所定の周期ごとに周波数分析の正確度の保証のためのコンバージョン信号を出力し、前記スケーラー（１２２）から出力される信号の振幅を分析して、予め設定された臨界値の範囲を超えると前記フーリエ変換部（１２３）が動作するように制御する変換管理部（１２４）と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のセキュリティフェンスの侵入感知装置。
【請求項３】
前記スケーラー（１２２）は、前記ＡＤＣ（１２１）から出力される信号のうち、所定の時間に持続的に発生する信号が入力されると、前記入力信号の平均振幅値を算出し、前記入力信号の振幅値から前記算出された平均振幅値の差分に見合う値を差し引いて出力することを特徴とする請求項２に記載のセキュリティフェンスの侵入感知装置。
【請求項４】
前記変換管理部（１２４）は、自然環境による静電気力の大きさの情報を反映して前記臨界値の範囲が設定されるようにすることを特徴とする請求項２に記載のセキュリティフェンスの侵入感知装置。
【請求項５】
前記侵入判定部（１４０）の振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号は、予め設定されたセキュリティフェンスの種類に応じてモデリングされた周波数信号であることを特徴とする請求項１に記載のセキュリティフェンスの侵入感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セキュリティフェンスの侵入感知装置に関する発明であり、さらに詳しくは、セキュリティフェンスに結束された遮蔽多芯ケーブルに連結された電荷増幅器の出力信号の周波数成分の分布特性を検出して、セキュリティフェンスの全体的な振動及び部分的な衝撃による信号であるか否かを判断するセキュリティフェンスの侵入感知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業の各分野の専門化に伴う、セキュリティ及び防犯の維持のための国家の主要機関のセキュリティ施設または主な産業施設などのセキュリティの重要性が強調されることに伴い、最先端技術を取り入れた堅牢なセキュリティシステムの構築が公共機関、企業及び政府内において絶対的な課題として取り上げられているのが現状である。また、効率的な人力及び警備の運用のために、各国の政府及び企業などは、最小限の人力によるセキュリティ警備を実現させるために優れたセキュリティシステムの構築を必要としている。
【０００３】
このようなセキュリティシステムとしては、出入扉及び窓など建物の内部に進入可能な位置に設けられるロック装置または防犯窓格子の機械的な動作を可能にするシステム、侵入者の有無を監視するカメラ、防犯センサーなどの電子的な監視装置などが挙げられる。特に、近年では、防犯システムへの関心の高まりによって、セキュリティカメラ、セキュリティセンサーなどによって部外者の侵入が感知された場合、セキュリティ警備会社などに連絡することでセキュリティ警備会社の職員が出動するシステムが備えられている。また、それだけではなく、任意の地域のセキュリティ強化のために柵をめぐらし、柵に任意の警報システムを設けてセキュリティ強化が行われているのが現状である。  
【０００４】
図１は、通常の遮蔽多芯ケーブルを用いた侵入感知装置のケーブルの連結状態を示すブロック図である。図１に示すように、従来の技術による侵入感知装置１０においては、静電気力を検出するための遮蔽多芯ケーブル１が連結ケーブル５を経由してアナログセンサー部６（Ａｎａｌｏｇ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｕｎｉｔ：ＡＳＵ）に連結されている。
【０００５】
また、前記遮蔽多芯ケーブル１の先端は終端デバイス２に接続され、遮蔽多芯ケーブル１同士は分岐スリーブ３によって連結され、遮蔽多芯ケーブル１及び連結ケーブル５はケーブルアダプター４によって連結され、連結ケーブル５はアナログセンサー部６に連結される。
【０００６】
図２は、従来の技術による遮蔽多芯ケーブルを用いた侵入感知装置の使用状態を示す例示図である。図２に示すように、外郭に設けられた複数のフェンス２０に前記遮蔽多芯ケーブル１が設けられており、これらの遮蔽多芯ケーブル１が連結ケーブルを介してアナログセンサー部６に連結され、アナログセンサー部６は、遮蔽多芯ケーブル１から静電気力が検出されると、警報信号を遠隔地の監視室などに設けられた管理システムに出力する。
【０００７】
大韓民国特許登録番号第１０−１０４６６３５号（発明の名称：セキュリティフェンスの侵入感知システム及び侵入感知方法）においては、データケーブルに連結された複数の感知モジュールが所定の間隔を隔ててセキュリティフェンスに取り付けられて、セキュリティフェンスにおいて侵入が発生すると、セキュリティフェンスに取り付けられた感知モジュールが振動を感知し、感知された情報に基づいてネットワーク制御モジュールが侵入の有無、侵入の位置、侵入の形態を判断して、当該情報を監視室に送信するセキュリティフェンスの侵入感知システムが提案されている。
【０００８】
しかしながら、このような従来の技術による侵入感知システムにおいては、セキュリティ感知器が設けられた位置及び物理的なフェンスの状態に応じて、風、雨天、気候の変化など外部の自然環境によって誤動作が発生してセキュリティシステムの信頼性が低下するという問題と、効率的な運用が妨げられるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような問題を解消するために、本発明は、セキュリティフェンスに結束された遮蔽多芯ケーブルに連結された電荷増幅器の出力信号の周波数成分の分布特性を検出して、セキュリティフェンスの全体的な振動及び部分的な衝撃による信号であるか否かを判断するセキュリティフェンスの侵入感知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明は、セキュリティフェンスの侵入感知装置であって、遮蔽多芯ケーブルの内部の摩擦帯電によって発生する電荷量を増幅し、能動フィルターを介して電圧の形で出力する電荷増幅器と、前記電荷増幅器から出力された信号を受信し、前記受信された信号の振幅が所定の大きさに拡大または縮小するように変換し、前記変換された信号をサンプリングして周波数成分を検出する信号変換部と、前記信号変換部によって検出された周波数成分を分析して予め設定された帯電信号の周波数信号とは異なる特性を有する周波数信号を検出する特性周波数抽出部と、前記特性周波数抽出部によって検出された特性周波数信号を予め設定された振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号と比較することで振動または侵入の有無を判定する侵入判定部と、を備える。
【００１１】
また、本発明に係る前記信号変換部は、前記電荷増幅器から出力される信号を受信してデジタル信号に変換して出力するＡＤＣと、前記ＡＤＣによって変換されたデジタル信号の振幅を、予め設定された環境情報に基づいて周波数成分が変形されないように拡大または縮小変換して出力するスケーラーと、前記スケーラーによって拡大または縮小変換された信号から周波数成分を検出するフーリエ変換部と、前記ＡＤＣに所定の周期ごとに周波数分析の正確度の保証のためのコンバージョン信号を出力し、前記スケーラーから出力される信号の振幅を分析して、予め設定された臨界値の範囲を超えると前記フーリエ変換部が動作するように制御する変換管理部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明に係る前記スケーラーは、前記ＡＤＣから出力される信号のうち、所定の時間に持続的に発生する信号が入力されると、前記入力信号の平均振幅値を算出し、前記入力信号の振幅値から前記算出された平均振幅値の差分に見合う値を差し引いて出力することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、本発明に係る前記変換管理部は、自然環境による静電気力の大きさの情報を反映して前記臨界値の範囲が設定されるようにすることを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、本発明に係る前記侵入判定部の振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号は、予め設定されたセキュリティフェンスの種類に応じてモデリングされた周波数信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、風、暴雨などの自然現象によるフェンスの振動を判断することで、誤警報の出力を防ぐことができるというメリットを有する。
【００１６】
また、本発明は、フェンスの付近を電車、トラック、装甲車などの大型車が移動することによって発生する振動や低空飛行する飛行体によって発生するフェンスの振動に基づいて誤警報が発生することを防ぐことができるというメリットを有する。
【００１７】
さらに、本発明は、リアルタイム気象情報に基づいて入力信号を予め調整して誤警報を前もって遮断することによって、リアルタイム警報性能及び侵入警報の信頼性を向上させることができるというメリットを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】通常の遮蔽多芯ケーブルを用いた侵入感知装置のケーブルの連結状態を示すブロック図である。
【図２】従来の技術による遮蔽多芯ケーブルを用いた侵入感知装置がセキュリティフェンスに用いられた状態を示す例示図である。
【図３】本発明に係るセキュリティフェンスの侵入感知装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すセキュリティフェンスの侵入感知装置の信号変換部の構成を示すブロック図である。
【図５】図３に示すセキュリティフェンスの侵入感知装置の、侵入発生時における出力信号を示すグラフである。
【図６】図３に示すセキュリティフェンスの侵入感知装置の、振動発生時における出力信号を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るセキュリティフェンスの侵入感知装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図３は、本発明に係るセキュリティフェンスの侵入感知装置の構成を示すブロック図であり、図４は、図３に示すセキュリティフェンスの侵入感知装置の信号変換部の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図３及び図４に示すように、本発明に係るセキュリティフェンスの侵入感知装置１００は、遮蔽多芯ケーブルに連結された電荷増幅器の出力信号の周波数成分の分布特性を検出することで、セキュリティフェンスの全体的な振動及び部分的な衝撃による信号であるか否かが判断可能なように、電荷増幅器１１０と、信号変換部１２０と、特性周波数抽出部１３０と、侵入判定部１４０と、を備えている。
【００２２】
前記電荷増幅器１１０は、外部の力や衝撃が加えられると静電気力が変わる遮蔽多芯ケーブルの内部の摩擦帯電によって発生する信号を検出するアナログセンサー（Ａｎａｌｏｇ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）と連結され、前記アナログセンサーが検出した信号の電荷量を増幅し、能動フィルターを介して電圧の形で出力する。
【００２３】
前記信号変換部１２０は、電荷増幅器１１０から出力される信号を受信し、前記受信信号の振幅を所定の大きさに拡大または縮小させるように変換し、前記変換された信号をサンプリングして周波数成分を検出する構成要素であって、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２１と、スケーラー１２２と、フーリエ変換部１２３と、変換管理部１２４と、を備えている。
【００２４】
前記ＡＤＣ１２１は、電荷増幅器１１０から出力される信号を受信してデジタル信号に変換して出力する。
【００２５】
前記スケーラー１２２は、ＡＤＣ１２１によって変換されたデジタル信号の振幅を予め設定された環境情報に基づいて周波数成分が変形しないように拡大または縮小変換して出力する構成要素であり、前記ＡＤＣ１２１から出力される信号のうち、所定の時間に持続的に発生する信号が入力されると、前記入力信号の平均振幅値を算出し、前記入力信号の振幅値から前記算出した平均振幅値の差分に見合う値を差し引いて出力する。
【００２６】
すなわち、セキュリティフェンスに設けられた遮蔽多芯ケーブルは、自然風、降雨などの自然的な環境条件によって振動が発生し、上記の環境条件によってセキュリティフェンスが振動する場合、前記振動による電荷増幅器１１０の出力信号は前記セキュリティフェンスが設けられた位置に応じて風の方向及び速度の影響を受けてしまうため、前記電荷増幅器１１０の出力信号から周波数成分に対する歪みなしに自然現象による雑音信号を除去するためにＡＤＣ１２１によって変換された信号の振幅値を比例的に拡大または縮小されるように変換して出力する。
【００２７】
前記フーリエ変換部１２３は、スケーラー１２２によって拡大または縮小変換された信号をサンプリングして周波数成分に変換して出力する構成要素であって、０．２５Ｈｚの分解能を有するスペクトル及び振幅を数値化する。
【００２８】
すなわち、前記フーリエ変換部１２３は、入力された信号に対して、例えば、１秒当たりに２ｎ回のサンプリングを行うと、サンプリングの開始時間からサンプリングの終了時間までサンプリングデータが算出される。前記算出されたサンプリングデータに対してリアルタイムにて高速フーリエ変換を行って各周波数の値を算出し、各単位時間別の開始時間と終了時間との間において最も大きな値を有する周波数の値［ｆ（ｍａｘ）］及びその電圧値が保存されるようにする。
【００２９】
前記変換管理部１２４は、ＡＤＣ１２１に所定の周期ごとに周波数分析の正確度の保証のためのコンバージョン信号を出力し、前記スケーラー１２２から出力される信号の振幅を分析して、予め設定された臨界値の範囲を超えると前記フーリエ変換部１２３が動作するように制御する。
【００３０】
すなわち、前記変換管理部１２４は、周波数成分の分析の正確度を保証するために所定の周期ごとにサンプリング（標本化）するために予め設定された所定の時間に前記ＡＤＣ１２１のＳＯＣ（Ｓｔａｒｔ  ｏｆ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）のためのコンバージョン信号を出力する。
【００３１】
また、前記変換管理部１２４は、ユーザーが設定する自然環境情報（例えば、風、温度または降雨に関する情報）に伴う静電気力の大きさ（信号の振幅）の情報を反映して前記臨界値の範囲が設定されるようにする。
【００３２】
すなわち、風の影響によってセキュリティフェンスが振動する場合、不要な信号が検出されることを防ぐために、振幅の最大の臨界値及び最小の臨界値の範囲が可変となるようにする。
【００３３】
さらに、セキュリティフェンスの種類と設置地域の風、温度、降雨などの特性に応じてセキュリティフェンスが遊動して誤動作信号が検出されることを防ぐために、前記条件情報が入力されると自動的に調節されるように構成してもよい。
【００３４】
前記特性周波数抽出部１３０は、信号変換部１２０によって検出された周波数成分を分析して、予め設定された帯電信号の周波数信号とは異なる特性を有する周波数信号を検出する構成要素であって、セキュリティフェンスが自然現象によって広範に振動する場合の電荷信号と、狭い範囲の衝撃によって遮蔽多芯ケーブル内に帯電される場合の電荷信号とは異なる周波数特性を有しているため、振動及び衝撃を区別可能な特性周波数信号を抽出する。
【００３５】
前記特性周波数は、最大の大きさを有する周波数値［ｆ（ｍａｘ）］、２番目の大きさを有する周波数値［ｆ（ｍａｘ−ｌ）］、３番目の大きさを有する周波数値［ｆ（ｍａｘ−２）］、４番目の大きさを有する周波数値［ｆ（ｍａｘ−３）］によって構成される。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、衝撃（侵入）時における電荷増幅器の出力信号を示すものであり、衝撃による電荷増幅器の出力信号は、最大値を有する周波数値ｆ（ｍａｘ）の近くにｆ（ｍａｘ−ｌ）、ｆ（ｍａｘ−２）、ｆ（ｍａｘ−３）という周波数値が密集した分布を示す。
【００３６】
また、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、振動時における電荷増幅器の出力信号を示すものであって、風などによる振動の発生に際して、電荷増幅器の出力信号は、ｆ（ｍａｘ）、ｆ（ｍａｘ−ｌ）、ｆ（ｍａｘ−２）、ｆ（ｍａｘ−３）という周波数値が散在した分布を示す。
【００３７】
前記侵入判定部１４０は、特性周波数抽出部１３０によって検出された特性周波数信号を予め設定された振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号と比較して振動または侵入の有無を判定する。
【００３８】
すなわち、前記振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号は、セキュリティフェンスの種類に応じてモデリングして周波数分布特性を分析することで保存された値であり、前記侵入判定部１４０は、電荷増幅器の出力信号の大きさに応じて周波数値を整列させて前記モデリングした値と比較し、前記比較の結果に基づいて前記電荷増幅器から出力された信号が侵入によって発生した信号であるか、あるいは、風などによって発生した振動であるかを判定する。
【００３９】
また、前記振動判断用周波数信号及び侵入判断用周波数信号は、予め設定されたセキュリティフェンスの種類に応じてモデリングされた周波数信号である。このため、セキュリティフェンスの振動の発生に際して前記セキュリティフェンスの設置状態に応じて異なって現れる特性周波数分布特性を抽出してリアルタイムで比較することによって、侵入による衝撃及び自然環境による振動を判定するため、フェンス侵入感知システムの誤動作及び誤警報を防ぐことが可能になる。
【００４０】
上述したように、本発明の好適な実施形態を参照して説明したが、当該技術分野における熟練された当業者であれば、下記の特許請求の範囲に記載の本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内において本発明を種々に修正及び変更できるということが理解できる筈である。
【００４１】
また、本発明の実施形態について説明する過程において、図の線の太さや構成要素の大きさなどは説明の明瞭性及び便宜性のために誇張されて表示されていてもよく、上述した用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、ユーザー、運用者の意図または慣例によって異なるため、これらの用語についての解釈は、この明細書全般に亘る内容に基づいて行われるべきである。
【符号の説明】
【００４２】
１００    侵入感知装置
１１０    電荷増幅器
１２０    信号変換部
１２１    ＡＤＣ
１２２    スケーラー
１２３    フーリエ変換部
１２４    変換管理部
１３０    特性周波数抽出部
１４０    侵入判定部
【図１】
0006267829.tif 000002
【図２】
0006267829.tif 000003
【図３】
0006267829.tif 000004
【図４】
0006267829.tif 000005
【図５（ａ）】
0006267829.tif 000006
【図５（ｂ）】
0006267829.tif 000007
【図６（ａ）】
0006267829.tif 000008
【図６（ｂ）】
0006267829.tif 000009