(57)【要約】【課題】部品点数の増大及び装置の大型化を抑えつつ監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることのできる移動体検出装置を提供する。【解決手段】発振回路３と、２つの送受波器１，２と、送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号Ｅ１，Ｅ２と受波信号Ｅ０とを混合することで互いに位相の異なる１対のドップラー信号Ｅ３，Ｅ４を得る位相検波回路６Ａ，６Ｂと、１対のドップラー信号Ｅ３，Ｅ４を信号処理して監視空間における物体Ａ１の移動を検知して検出信号を出力する信号処理部８とを備え、発振回路３から出力される送波信号を反転した反転信号を出力する反転回路５を有し、一方の送受波器１には送波信号が入力されるとともに、他方の送受波器２には反転信号が入力され、各送受波器１，２を直列に接続するとともに接続された経路の中点から受波信号Ｅ０を取出す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周波数で送波信号を発振する発振手段と、入力される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、及び前記連続エネルギ波が前記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を備える２つの送受波器と、前記送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と前記各送受波器から出力される受波信号とを混合することで前記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１対のドップラー信号を得る位相検波手段と、前記１対のドップラー信号を信号処理して前記監視空間における前記物体の移動を検知して検出信号を出力する検知手段とを備え、前記発振手段から出力される前記送波信号を反転した反転信号を出力する反転手段を有し、一方の前記送受波器には前記発振手段からの前記送波信号が入力されるとともに、他方の前記送受波器には前記反転手段からの前記反転信号が入力され、前記各送受波器を直列に接続するとともに接続された経路の中点から前記受波信号を取出すことを特徴とする移動体検出装置。
【請求項２】
前記各送受波器は、前記監視空間に対して分散して配置されることを特徴とする請求項１記載の移動体検出装置。
【請求項３】
前記各送受波器は、前記監視空間に対して所定の場所に集中して配置されるとともに、前記各送受波器は、その送受波の向きを各々互いに異なる検知領域に向けるように配置されることを特徴とする請求項１記載の移動体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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いる。そして、このような車載用盗難警報装置には、監視空間（車内）における移動体（人）の存否を検出するために移動体検出装置が搭載されている。この種の移動体検出装置は、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移動体の移動に伴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１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の従来例では、複数の送波器を備えているので、従来では死角となっていた場所にも連続エネルギ波を行き渡らせることができるために監視空間の拡大が図られている。また、送波器と受波器の組を複数組備える場合と比較して、受波器から出力する受波信号を処理する回路を増やす必要がないために回路規模の増大を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５６７２号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７０６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のものでは、送波器と受波器とを分けて用いているが、送波器と受波器とを１つの超音波振動子で兼用する送受一体型の構成が従来知られている。ここで、特許文献１に記載の従来例において、複数の送波器のうちの何れか１つと受波器とを１つの送受波器で兼用することが考えられるが、以下のような問題が生じ得る。
【０００６】
例えば、図５に示すように、３列シートの車両１００の前部座席の天井に送受波器１０１を設置し、後部座席の天井に送波器１０２を設置したとする。この場合、後方の送波器１０２から送波された超音波が後部座席に置かれている鞄等の物体１０３で反射すると、この反射波がシートに妨げられることで前方の送受波器１０１に届かず、監視空間内に死角が生じるという問題があった。
【０００７】
この問題を解決する手段としては、車両１００の後部座席側でも反射波を受波できるように２つとも送受波器にすることが考えられ、２つの送受波器を用いて２つの互いに独立した監視空間を監視する構成が例えば特許文献２に開示されている。特許文献２に記載の従来例では、２つの超音波ヘッド（送受波器）それぞれの送波信号を利用して互いに送波信号の周波数成分を除去することで、受波信号のみを抽出している。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の従来例では、２つの超音波ヘッドから出力される送波信号を加算器で加算することで送波信号の周波数成分を除去しているため、加算器が必要な分だけ部品点数が増大するという問題があった。更に、加算器を設けるためのスペースが必要となることから、装置が大型化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、部品点数の増大及び装置の大型化を抑えつつ監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることのできる移動体検出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】
本発明の移動体検出装置は、所定の周波数で送波信号を発振する発振手段と、入力される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、及び前記連続エネルギ波が前記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を備える２つの送受波器と、前記送波信号と同周波数で互いに位相の異なる基準信号と前記各送受波器から出力される受波信号とを混合することで前記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１対のドップラー信号を得る位相検波手段と、前記１対のドップラー信号を信号処理して前記監視空間における前記物体の移動を検知して検出信号を出力する検知手段とを備え、前記発振手段から出力される前記送波信号を反転した反転信号を出力する反転手段を有し、一方の前記送受波器には前記発振手段からの前記送波信号が入力されるとともに、他方の前記送受波器には前記反転手段からの前記反転信号が入力され、前記各送受波器を直列に接続するとともに接続された経路の中点から前記受波信号を取出すことを特徴とする。
【００１１】
この移動体検出装置において、前記各送受波器は、前記監視空間に対して分散して配置されることが好ましい。
【００１２】
この移動体検出装置において、前記各送受波器は、前記監視空間に対して所定の場所に集中して配置されるとともに、前記各送受波器は、その送受波の向きを各々互いに異なる検知領域に向けるように配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、部品点数の増大及び装置の大型化を抑えつつ監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る移動体検出装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上の要部回路図である。
【図３】同上の送受波器の配置例を示す概略図である。
【図４】同上の送受波器の他の配置例を示す概略図である。
【図５】従来の移動体検出装置における送波器及び送受波器の配置例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る移動体検出装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１に示すように、直列に接続される第１の送受波器１及び第２の送受波器２と、発振回路３（発振手段）と、反転回路５と、位相検波回路６Ａ，６Ｂと、信号処理部８とを備える。
【００１６】
第１の送受波器１及び第２の送受波器２は、何れも超音波振動子から成り、監視空間に向けて超音波（連続エネルギ波）を送波する送波手段と、監視空間内に存在する物体Ａ１からの反射波を受波する受波手段とを兼用している。第１の送受波器１には、所定周波数の正弦波形の送波信号を発振する発振回路３から送波信号が直接入力される。また、第２の送受波器２には、発振回路３からの送波信号を反転回路５によって反転した反転信号が入力される。そして、各送受波器１，２は、それぞれ送波信号及び反転信号によって駆動し、発振回路３の発振周波数と同周波数の超音波を監視空間に向けて送波する。
【００１７】
また、各送受波器１，２は、物体Ａ１からの反射波を受波すると受波信号Ｅ０に変換し、この受波信号Ｅ０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３の発振周波数と同周波数の基準信号Ｅ１，Ｅ２と混合（ミキシング）する。ここで、一方の基準信号Ｅ１は移相回路４の出力であって、両基準信号Ｅ１，Ｅ２の位相が互いに異なるように設定される。したがって、各位相検波回路６Ａ，６Ｂの出力にビート信号として得られる１対のドップラー信号Ｅ３，Ｅ４も位相が互いに異なったものとなる。これら１対のドップラー信号Ｅ３，Ｅ４は第１及び第２の増幅回路７Ａ，７Ｂでそれぞれ増幅された後に信号処理部８に取り込まれる。
【００１８】
信号処理部８では、１対のドップラー信号Ｅ３，Ｅ４をサンプリング回路８０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、更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Ｅ３をサンプリング回路８０で変換したディジタル値をＸｎ、他方のドップラー信号Ｅ４をサンプリング回路８０で変換したディジタル値をＹｎ（ｎは正の整数）と定義する。また、二次元直交座標系の原点を始点とし且つ（Ｘｎ，Ｙｎ）を終点とするベクトルＲｎを定義する。なお、ベクトルＲｎの大きさはドップラー信号Ｅ３，Ｅ４の振幅に対応している。
【００１９】
サンプリング回路８０の後段のベクトル回転角演算回路８２では、前回のサンプリングで得られてメモリ８１に格納されているベクトルＲｎ−１と、今回のサンプリングで得られたベクトルＲｎとが為す角度φｎ（この角度をベクトルの回転角と呼ぶ）を演算する。なお、ベクトル回転角演算回路８２では次式を用いて回転角φｎを演算している。
【００２０】
φｎ＝ａｒｃｔａｎ｛（Ｘｎ−１Ｙｎ−Ｙｎ−１Ｘｎ）／（Ｘｎ−１Ｘｎ＋Ｙｎ−１Ｙｎ）｝
したがって、物体Ａ１が近付く場合には、ベクトルＲｎが反時計回りに回転するために回転角φｎの極性は正となり、物体Ａ１が遠ざかる場合には、ベクトルＲｎが時計回りに回転するために回転角φｎの極性は負となる。そして、ベクトル回転角演算回路８２で求めた回転角φｎを後段の回転角積算回路８３で積算すれば、その積算値（＝φ１＋φ２＋…φｎ＋…）が物体Ａ１の移動距離に比例することになる。更に、回転角積算回路８３で積算した積算値を後段の閾値回路８４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８４が検出信号を送出する。検出信号は報知器駆動回路９に入力され、移動する物体Ａ１の存在が適宜報知器（図示せず）によって報知される。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上記各回路の機能を実現することも可能である。
【００２１】
ここで、本実施形態では、各送受波器１，２を直列に接続するとともに、一方の第１の送受波器１には発振回路３からの送波信号を入力し、他方の第２の送受波器２には発振回路３からの送波信号を反転回路５で反転した反転信号を入力している。具体的には、図２に示すように、発振回路３からの送波信号をコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１の直列回路を介して第１の送受波器１に入力するとともに、反転回路５からの反転信号をコンデンサＣ２及び抵抗Ｒ２の直列回路を介して第２の送受波器２に入力している。また、第１の送受波器１と第２の送受波器２とを直列に接続する経路の中点からコンデンサＣ３を介して受波信号Ｅ０を取出すようになっている。
【００２２】
したがって、前記中点においては、第１の送受波器１で受波した第２の送受波器２からの超音波と、第２の送受波器２で受波した第１の送受波器１からの超音波とが相殺される。このため、送波信号の周波数成分が除去されて受波信号Ｅ０のみが各位相検波回路６Ａ，６Ｂに入力される。
【００２３】
上述のように、本実施形態では、送波手段及び受波手段を兼用した２つの送受波器１，２を用いているので、従来のように送受波器と送波器とを用いる場合と比較して監視空間の拡大を図り、且つ死角を少なくすることができる。また、本実施形態では、各送受波器１，２に互いに位相が反転した送波信号を入力するとともに、各送受波器１，２を直列に接続する経路の中点から受波信号Ｅ０を取出すので、送波信号の周波数成分を除去した受波信号Ｅ０のみを取出すことができる。したがって、従来のように加算器を用いて送波信号の周波数成分を除去する必要がないので、加算器が不要となり、結果として部品点数の増大及び装置の大型化を抑えることができる。
【００２４】
以下、各送受波器１，２の配置例について説明する。例えば、図３に示すように、車両１００の前部座席の天井に第１の送受波器１を設置し、後部座席の天井に第２の送受波器２を設置する、すなわち、車両１００内の監視空間に対して各送受波器１，２を分散して配置することが考えられる。この場合、第１の送受波器１による検知領域Ｂ１及び第２の送受波器２による検知領域Ｂ２によって車両１００内を満遍なくカバーすることができるので、監視空間の拡大を図ることができ、且つ死角を少なくすることができる。
【００２５】
また、例えば図４に示すように、車両１００の中央部の天井に各送受波器１，２を設置する、すなわち、車両１００内の監視空間に対して所定の位置に集中して配置し、各送受波器１，２を互いに異なる検知領域に向けて配置することが考えられる。この場合にも、第１の送受波器１による検知領域Ｂ１及び第２の送受波器２による検知領域Ｂ２によって車両１００内を満遍なくカバーすることができるので、監視空間の拡大を図ることができ、且つ死角を少なくすることができる。また、図４のように各送受波器１，２を設置する場合には、車両１００の中央部の天井に既設のルームランプに各送受波器１，２及び各回路を内蔵させることができるので、装置の取付が容易となる。更に、各送受波器１，２が一箇所に集中していることから、ワイヤハーネスによる各回路と各送受波器１，２との間の配線も容易になるという効果がある。
【符号の説明】
【００２６】
１  第１の送受波器
２  第２の送受波器
３  発振回路（発振手段）
５  反転回路（反転手段）
６Ａ  第１の位相検波回路（位相検波手段）
６Ｂ  第２の位相検波回路（位相検波手段）
８  信号処理部（検知手段）
Ａ１  物体
【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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