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技術 侵入検知方法および侵入検知システム

出願人 DXアンテナ株式会社
発明者 飯田嘉高井上義教
出願日 2005年11月17日 (14年5ヶ月経過) 出願番号 2005-332634
公開日 2007年6月7日 (12年11ヶ月経過) 公開番号 2007-139541
状態 特許登録済
技術分野 地球物理、対象物の検知 測光及び光パルスの特性測定 盗難警報装置
主要キーワード 音波型センサ 信号レベル判定回路 設置場所周辺 アンプ利得 被検知物 電灯光 侵入検知信号 表面温度差
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

一定の検知精度でもって被検知物(例えば侵入者)を検知する。

解決手段

受動型赤外線センサ素子2からの信号にもとづき単位時間毎信号レベルを検出し、それに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積する。前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより侵入者があるか否かを判定する。昼あるいは夜の過去の平均温度季節・月および地域と上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備する。現在の平均温度を演算して、その平均温度、地域、季節・月に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する。

概要

背景

従来、焦電赤外線センサ素子受動型侵入検知センサとして用いた侵入検知装置は、例えば図6に示す回路構成とすることができる。すなわち、赤外線集光レンズ21にて集められた赤外線が焦電型赤外線センサ素子22に入力され、このセンサ素子22からの電気信号アンプ23にて増幅されて信号レベル判定回路24に入力され、この信号レベル判定回路24において信号レベルが上側閾値VHより大きいか、あるいは下側閾値VLより小さいかが判定される。上側閾値VHより大きい場合あるいは下側閾値VLより小さい場合に、赤外線センサ素子22の検知エリアM内に被検知物侵入したものと判定され、侵入検知信号が出力される。つまり、アンプ出力信号の信号レベルが上側閾値VHと下側閾
値VLとの間にある場合は検知エリアM内に侵入者がないものと、上側閾値VHより大きいかあるいは下側閾値VLより小さいときに、検知エリアM内に侵入者があるものと判定す
るように構成されている。

赤外線センサ素子22は、図7に示すように、被検知物31(例えば、侵入者)が検知エリアM内に侵入したとき、検知エリアM内に存在する背面物としての背面壁面32の表面温度と被検知物31の表面温度との差が2〜3度以上あると、それを検知して電気信号を発するものである。

そのため、図6に示すシステムにおいて、アンプ23に対し、周辺温度気温)を検出する温度センサ25を連係して温度補償を行っている。その温度補償の方法として、次の(i)(ii)が知られている。

(i)赤外線センサ素子22の設置場所(環境)の周辺温度によりアンプ23の利得をコ
トロールする方法(図8のラインX参照)。

(ii)赤外線センサ素子22の設置場所(環境)がある周辺温度(例えば人体体温に近い37℃前後)になると、アンプ23の利得を高くする方法(図8のラインY参照)。

上記(i)(ii)はアンプ23の出力信号の大きさで判定する方法で((ii)は(i)の改善方法と考えられる)、周辺温度が上昇すると被検知物31の表面温度との差が減少する傾向にあるため、アンプ利得を高くして、温度差の減少を補完するものである。

なお、そのような装置において、誤動作を防止するために、人体等を感知していないときその出力電圧の変動にしたがって上側及び下側閾値を変動させるものが知られている(例えば特許文献1参照)。
特公平06−016119号公報

概要

一定の検知精度でもって被検知物(例えば侵入者)を検知する。受動型の赤外線センサ素子2からの信号にもとづき単位時間毎に信号レベルを検出し、それに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積する。前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより侵入者があるか否かを判定する。昼あるいは夜の過去の平均温度季節・月および地域と上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備する。現在の平均温度を演算して、その平均温度、地域、季節・月に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する。

目的

ところで、目的とする被検知物は、一般的には侵入者であり、人間の体温は平均36〜37℃が標準であるが、衣服を着用するため、人間の表面温度は体温より低くなる。また、着用する衣服はでは枚数生地等が異なるため、一般に冬の方が夏よりさらに低くなる。つまり、夏は人の服装が薄着となり、表面温度が体温(約37℃:ほぼ一定)に近づく一方、冬は厚着となり、表面温度が夏より低くなる。その結果、表面温度の差が冬より夏の方が小さくなる。また、冬から、春から夏に向かって平均温度は上昇し、夏から、秋から冬に向かって平均温度は下降する。つまり、春と秋とでは平均温度が似たような数値になるが、春と秋とでは人の服装(素材)が異なり、被検知物である人の表面温度に影響を与える。このように、季節によって侵入者などの被検知物の表面温度が異なる。一方、背面物の表面温度も、設置場所の温度(周辺温度)によって変化するので、季節によって異なる。また、季節だけでなく、同じ日であっても、昼と夜とでは、周辺温度が変化するので、背面物の表面温度も変化する。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

受動型侵入検知センサからの信号にもとづき検知エリア内被検知物侵入したか否かを判定する場合に、単位時間毎信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積される前記レベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となる前記レベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより被検知物の侵入を判定する侵入検知方法であって、周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備し、周辺温度についての現在の平均温度を演算して、その現在の平均温度に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定することを特徴とする侵入検知方法。

請求項2

前記周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルに代えて、周辺温度についての昼あるいは夜の過去の平均温度、季節および地域と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備し、前記現在の平均温度、季節および地域に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定することを特徴とする請求項1記載の侵入検知方法。

請求項3

受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき検知エリア内に被検知物が侵入したか否かを判定する場合に、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより被検知物の侵入を判定する侵入検知システムであって、周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルと、周辺温度を検出する温度センサと、前記温度センサよりの信号を受け周辺温度についての平均温度を演算する温度演算手段と、前記温度演算手段よりの信号を受け、周辺温度についての現在の平均温度に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする侵入検知システム。

請求項4

受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき検知エリア内に被検知物が侵入したか否かを判定する場合に、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積される前記レベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となる前記レベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより被検知物の侵入を判定する侵入検知システムであって、周辺温度についての昼あるいは夜の過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルと、設置される地域を選択する地域選択スイッチと、周辺温度を検出する温度センサと、前記温度センサよりの信号を受け周辺温度についての平均温度を演算する温度演算手段と、周囲の平均照度を検出する照度センサと、前記照度センサよりの信号を受け照度に基づき昼夜を判定する昼夜判定手段と、前記地域選択スイッチおよび温度演算手段、昼夜判定手段よりの信号を受け、周辺温度についての現在の平均温度、季節、地域および昼夜に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする侵入検知システム。

請求項5

前記侵入検知センサからのアナログ信号をA/D変換してデジタル信号に変換する信号変換手段と、この信号変換手段よりの信号を受け、一定時間毎に、前記デジタル信号の信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段よりの信号を受け、連続する2つのサンプリング値のレベル差を演算するレベル差演算手段と、このレベル差演算手段よりの信号を受け前記レベル差を時系列的に順次記憶するメモリ手段と、前記メモリ手段に連係され前記メモリ手段に記憶されるレベル差の個数をカウントするカウンタと、このカウンタよりの信号を受け前記カウンタによって第1の設定置Lがカウントされたときに、前記記憶されているレベル差のうち、設定範囲内にある前記レベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かを判定する侵入判定手段とを備え、前記メモリ手段が、前記データテーブルを記憶していることを特徴とする請求項3または4記載の侵入検知装置

請求項6

前記データテーブルは、基準となる前記上側閾値および下側閾値に乗算する補正係数が配列されたものである請求項3〜5のいずれかに記載の侵入検知システム。

技術分野

0001

本発明は、焦電赤外線センサ等の受動型侵入検知センサを用いた侵入検知方法および侵入検知システムに関するものである。

背景技術

0002

従来、焦電型赤外線センサ素子を受動型の侵入検知センサとして用いた侵入検知装置は、例えば図6に示す回路構成とすることができる。すなわち、赤外線集光レンズ21にて集められた赤外線が焦電型赤外線センサ素子22に入力され、このセンサ素子22からの電気信号アンプ23にて増幅されて信号レベル判定回路24に入力され、この信号レベル判定回路24において信号レベルが上側閾値VHより大きいか、あるいは下側閾値VLより小さいかが判定される。上側閾値VHより大きい場合あるいは下側閾値VLより小さい場合に、赤外線センサ素子22の検知エリアM内に被検知物侵入したものと判定され、侵入検知信号が出力される。つまり、アンプ出力信号の信号レベルが上側閾値VHと下側閾
値VLとの間にある場合は検知エリアM内に侵入者がないものと、上側閾値VHより大きいかあるいは下側閾値VLより小さいときに、検知エリアM内に侵入者があるものと判定す
るように構成されている。

0003

赤外線センサ素子22は、図7に示すように、被検知物31(例えば、侵入者)が検知エリアM内に侵入したとき、検知エリアM内に存在する背面物としての背面壁面32の表面温度と被検知物31の表面温度との差が2〜3度以上あると、それを検知して電気信号を発するものである。

0004

そのため、図6に示すシステムにおいて、アンプ23に対し、周辺温度気温)を検出する温度センサ25を連係して温度補償を行っている。その温度補償の方法として、次の(i)(ii)が知られている。

0005

(i)赤外線センサ素子22の設置場所(環境)の周辺温度によりアンプ23の利得をコ
トロールする方法(図8ラインX参照)。

0006

(ii)赤外線センサ素子22の設置場所(環境)がある周辺温度(例えば人体体温に近い37℃前後)になると、アンプ23の利得を高くする方法(図8のラインY参照)。

0007

上記(i)(ii)はアンプ23の出力信号の大きさで判定する方法で((ii)は(i)の改善方法と考えられる)、周辺温度が上昇すると被検知物31の表面温度との差が減少する傾向にあるため、アンプ利得を高くして、温度差の減少を補完するものである。

0008

なお、そのような装置において、誤動作を防止するために、人体等を感知していないときその出力電圧の変動にしたがって上側及び下側閾値を変動させるものが知られている(例えば特許文献1参照)。
特公平06−016119号公報

発明が解決しようとする課題

0009

前述したように、季節や昼であるか夜であるかに基づいて変化する周辺温度によって赤外線センサ素子の検知精度が異なるので、前記温度差の減少を単に補完する前記(i)(ii)
の方法や、出力電圧の変動にしたがって上側及び下側閾値を変動させる特許文献1記載の技術では、十分に対応することができない。

0010

そこで、発明者は、周辺温度の(現在の)平均温度に基づいて上側及び下側閾値を補正すれば、ほぼ一定の検知精度を確保できることに着想し、本発明をなすに至ったものである。

0011

ところで、目的とする被検知物は、一般的には侵入者であり、人間の体温は平均36〜37℃が標準であるが、衣服を着用するため、人間の表面温度は体温より低くなる。また、着用する衣服はでは枚数生地等が異なるため、一般に冬の方が夏よりさらに低くなる。つまり、夏は人の服装が薄着となり、表面温度が体温(約37℃:ほぼ一定)に近づく一方、冬は厚着となり、表面温度が夏より低くなる。その結果、表面温度の差が冬より夏の方が小さくなる。また、冬から、春から夏に向かって平均温度は上昇し、夏から、秋から冬に向かって平均温度は下降する。つまり、春と秋とでは平均温度が似たような数値になるが、春と秋とでは人の服装(素材)が異なり、被検知物である人の表面温度に影響を与える。このように、季節によって侵入者などの被検知物の表面温度が異なる。一方、背面物の表面温度も、設置場所の温度(周辺温度)によって変化するので、季節によって異なる。また、季節だけでなく、同じ日であっても、昼と夜とでは、周辺温度が変化するので、背面物の表面温度も変化する。

0012

以上のことより、季節や昼であるか夜であるかによって、被検知物の表面温度や背面物の表面温度が変化し、赤外線センサ素子22は、被検知物31を検知できる検知エリアMの大きさあるいは広さが異なる。つまり、季節や昼であるか夜であるかによって、赤外線センサ素子22の検知精度が異なる。

0013

よって、周辺温度の平均温度に基づいて上側閾値VHや下側閾値VLを設定するだけでなく、季節や、昼であるか夜であるかに基づいて、被検知物を検知するための上側閾値VH
や下側閾値VLを変更(補正)すれば、検知精度がさらに向上するといえる。

0014

また、侵入検知装置を設置する地域によっても、季節の平均気温や昼あるいは夜の平均気温の変化の傾向が異なるため、侵入検知装置を設置する地域に基づいて補正することでも検知精度を高めることができる。

0015

本発明は、ほぼ一定の検知精度でもって被検知物(侵入者)を検知することができる侵入検知方法および侵入検知システムを提供する。

課題を解決するための手段

0016

請求項1の発明は、受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき検知エリア内に被検知物が侵入したか否かを判定する場合に、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積される前記レベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となる前記レベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより被検知物の侵入を判定する侵入検知方法であって、周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備し、周辺温度についての現在の平均温度を演算して、その現在の平均温度に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定することを特徴とする。ここで、データテーブルは、予め、侵入検知を行う場所の周辺温度を実測したり、気象庁のデータを利用したりして、周辺温度についての過去の平均温度が演算され、その過去の平均温度と上側および下側閾値との関係が求められ、作成される。

0017

このようにすれば、周辺温度についての現在の平均温度に基づいてデータテーブルを用いて上側および下側閾値を設定するので、侵入者を判定する際に、季節や地域により変化
する平均温度に関係なく、一定の検知精度を確保することができる。よって、年間を通じて、安定して、侵入検知を行うことができる。

0018

この場合、請求項2に記載のように、前記周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルに代えて、周辺温度についての昼あるいは夜の過去の平均温度、季節および地域と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを準備し、前記現在の平均温度、季節および地域に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定するようにしてもよい。ここで、データテーブルは、予め、地域ごとに、季節(あるいは月)ごとに、温度を実測したり、気象庁のデータを利用したりして、上側および下側閾値との関係が求められ、作成される。

0019

これの方法を実施するためのシステムである請求項3の発明は、受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき検知エリア内に被検知物が侵入したか否かを判定する場合に、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより被検知物の侵入を判定する侵入検知システムであって、周辺温度についての過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルと、周辺温度を検出する温度センサと、前記温度センサよりの信号を受け周辺温度についての平均温度を演算する温度演算手段と、前記温度演算手段よりの信号を受け、現在の平均温度に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする。また、請求項4の発明は、受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより侵入者があるか否かを判定する侵入検知システムであって、周辺温度についての昼あるいは夜の過去の平均温度と、前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルと、設置される地域を選択する地域選択スイッチと、周辺温度を検出する温度センサと、前記温度センサよりの信号を受け周辺温度についての平均温度を演算する温度演算手段と、周囲の平均照度を検出する照度センサと、前記照度センサよりの信号を受け照度に基づき昼夜を判定する昼夜判定手段と、前記地域選択スイッチおよび温度演算手段、昼夜判定手段よりの信号を受け、周辺温度についての現在の平均温度、季節、地域および昼夜に基づいて前記データテーブルを用いて前記上側および下側閾値を設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする。

0020

この場合、請求項5に記載のように、前記侵入検知センサからのアナログ信号をA/D変換してデジタル信号に変換する信号変換手段と、この信号変換手段よりの信号を受け、一定時間毎に、前記デジタル信号の信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、このサンプリング手段よりの信号を受け、連続する2つのサンプリング値のレベル差を演算するレベル差演算手段と、このレベル差演算手段よりの信号を受け前記レベル差を時系列的に順次記憶するメモリ手段と、前記メモリ手段に連係され前記メモリ手段に記憶されるレベル差の個数をカウントするカウンタと、このカウンタよりの信号を受け前記カウンタによって第1の設定値Lがカウントされたときに、前記記憶されているレベル差のうち、設定範囲内にある前記レベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かを判定する侵入判定手段とを備え、前記メモリ手段が、前記データテーブルを記憶している構成とすることができる。

0021

このようにすれば、単なる信号レベルの大小で判定するのではなく、信号レベルの変化率(短時間あたりの信号レベルの差)に注目して、検知エリアへの被検知物(例えば、侵
入者)の有無を判定するため、誤動作の低減が容易である。よって、屋外に設置した場合の判定でも誤動作が少なく、侵入検知動作が安定する。

0022

これらの場合には、請求項6に記載のように、前記データテーブルは、基準となる前記上側閾値および下側閾値に乗算する補正係数が配列されたものとすることができる。

発明の効果

0023

本発明は、受動型の侵入検知センサからの信号にもとづき、単位時間毎に信号レベルを検出するとともにそれに基づき単位時間当たりの信号レベルの変化量をレベル差として順次蓄積し、前記レベル差の蓄積個数が第1の設定値Lになったときに、蓄積されるレベル差のうち、上側閾値以下で下側閾値以上となるレベル差の個数が第2の設定値Nを超えるか否かにより侵入者があるか否かを判定する際に、周辺温度についての過去の平均温度と前記上側および下側閾値との関係を示すデータテーブルを用いて、現在の平気温度に基づいて前記上側および下側閾値を設定するので、季節により変化する平均温度に関係なく、一定の検知精度を確保することができる。

発明を実施するための最良の形態

0024

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。

0025

図1は本発明に係る侵入検知システムの概略構成を示す図である。

0026

図1に示すように、侵入検知システム11は、赤外線集光レンズ1を通じて集光された赤外線が、赤外線の変化量を電気信号に変換する焦電型赤外線センサ素子2(侵入検知センサ)に入力され、この赤外線センサ素子2からのアナログ信号が、このアナログ信号を増幅するアンプ3を介して、侵入者があるかどうかを判定する制御手段4(CPU)に入力される構成とされる。

0027

この制御手段4は、信号変換手段4A(A/D変換手段)と、サンプリング手段4Bと、レベル差演算手段4Cと、メモリ手段4Dと、カウンタ4Eと、侵入判定手段4Fとを備える。また、判定後、侵入判定手段4Fよりの信号を受け、メモリ手段4Dに記憶されているレベル差をクリアするクリア手段4Gも備える。なお、信号変換手段4A(A/D変換手段)とメモリ手段4Dは制御手段4の一部として内蔵されていなくてもよい。

0028

信号変換手段4Aは、アンプ3(焦電型赤外線センサ素子2のアナログ信号を増幅)からの出力信号(アナログ信号)をA/D変換してR(bit)で量子化し、デジタル信号に変
換するものである。赤外線センサ素子2の出力信号の周波数成分は、fL(Hz)〜fH(Hz)とすると、量子化するときのサンプリング周波数fsはシャノンサンプリング定理により
fs≧2×fH(Hz)となる。

0029

サンプリング手段4Bは、信号変換手段4Aよりの信号を受け、一定時間毎に、前記デジタル信号の信号レベルをサンプリングするものである。なお、この時のサンプリング周波数fs2は、fs2≦fsの関係であり、レベル差判定の数を少なくすることで、省力化、
省エネ化、判定のスピードアップを図っている。

0030

レベル差演算手段4Cは、サンプリング手段4Bよりの信号を受け、連続する2つのサンプリング値のレベル差を演算するものである。つまり、デジタル信号において、サンプリング時間T1,T2,・・・・,Tnの信号レベルをP1,P2,・・・,Pnとすれば、レベル差をΔ12,Δ23,・・・・Δ(n−1)n・・・は、それぞれ、P1とP2、P2とP3・・・・・・・Pn−1とPnの差として演算される。

0031

メモリ手段4Dは、レベル差演算手段4Cよりの信号を受けレベル差Δ12,Δ23,・・・・を時系列的に順次記憶するものである。また、昼あるいは夜の平均温度と季節・月および地域の関係を示すデータテーブル#1〜#3が予め記憶されている。データテーブル#1は量子化データと温度との関係(表1参照)を、データテーブル#2は量子化データと照度との関係(表2参照)を、データテーブル#3は平均温度、季節・月と補正係数α,βとの関係(表3参照)をそれぞれ示す。

0032

0033

0034

カウンタ4Eは、メモリ手段4Dに連係されメモリ手段4Dに記憶されるレベル差Δ12,Δ23,・・・・の個数をカウントするものである。

0035

侵入判定手段4Fは、カウンタ4Eよりの信号を受けカウンタ4Eによって第1の設定値Lがカウントされたとき、つまりレベル差Δ12,Δ23,・・・・の個数がL個になったときに、メモリ手段4DからL個のレベル差Δ12,Δ23,・・・・が読み込まれ、L個のレベル差Δ12,Δ23,・・・・のうちA≦Δ≦Bを満足する前記レベル差の個数Δ12,Δ23,・・・・がN個以上であるか否かを判定するものである。N個以上ある場合には、検知エリアに侵入者ありと判定して、侵入検知信号を出力する。ここで、A,Bはそれぞれ経験あるいは実験により予め定められた下側および上側閾値で、平均温度などに基づいて選択される補正係数α,βが乗算されることで補正される。

0036

クリア手段4Gは、侵入判定手段4Fよりの信号を受け、判定後、メモリ手段4Dに記憶されているレベル差をクリアするものである。つまり、N個以上ある場合には、検知エ
リアに侵入者ありと判定して、侵入検知信号を出力し、クリア信号を送って、メモリ手段4Dに記憶されているレベル差Δ12,Δ23,・・・・をクリアする一方、N個以上ない場合には、メモリ手段4Dに直ちにクリア信号を送る。この後も、前述した場合と同様にして、L個のレベル差Δ12,Δ23,・・・・がメモリ手段4Dに記憶される毎に侵入判定手段4Fによる判定作業が繰り返される。なお、信号のレベル差は、正負いずれにもなることがあるため、メモリ手段4Dには絶対値として記憶し、設定値A,Bも同様に絶対値とする。L,NはL≧N>0の関係にある整数値である。

0037

さらに、制御手段4には、現在の平均温度に基づいて閾値A,Bを補正できるように、設置される地域を選択する地域選択スイッチ12と、設置場所周辺の温度を検出する温度センサ13と、設置場所周辺の照度を検出する照度センサ14とが連係されている。そして、制御手段4が、前記手段4A〜4Gに加えて、温度センサ13よりの信号を受け周辺温度についての平均温度を演算する温度演算手段4Hと、照度センサよりの信号を受け昼であるか夜であるかを判定する昼夜判定手段4Jと、地域選択スイッチ12および温度演算手段4H、昼夜判定手段4Jよりの信号を受け、昼あるいは夜の平均温度、季節・月および地域に基づいてメモリ手段4Dのテーブルにもとづき前記上側および下側閾値を設定する閾値設定手段4Kを有する。なお、メモリ手段4Dは、制御手段4の一部として内蔵されていなくてもよい。

0038

ところで、一般に、受動型赤外線センサ素子は、設置の近傍あるいは遠方の検知エリア内に被検知物が侵入すると、信号を出力するが、その出力信号は、検知位置が遠方になるほど信号の出力時間と変化量が小さくなる。つまり、図2に示すように、遠方の場合には振幅信号波形W2となり、近傍の場合には振幅が大きい信号波形W1となる。

0039

また、季節・月により検知エリア内の同じ場所(例えば設置場所の同じ遠方エリア)に侵入したとしても、冬の場合には信号波形W2となるが、春、夏、秋の場合には表面温度差が大きく、信号波形W1と振幅が大きくなり、季節・月により異なる傾向がある。

0040

さらに、被検知物が存在しない場合には、太陽光電灯光、各種ノイズにより、信号波形は揺らぎの信号波形W3となり、波形W1,W2と比べて同一時間内での変化量が極端に少なくなる。

0041

侵入検知システム11は、タイマー機能あるいは電波時計のような時報を受信して現在の日時を割り出す機能を備えていないが、季節・月を割り出すための機能を持っている。つまり、温度センサ13の出力信号と、照度センサ14の出力信号を量子化することにより昼あるいは夜の平均温度を算出し、予めメモリ手段4D内に蓄積されている過去の平均温度と季節・月との因果関係データにより現在の季節・月を割り出すことができる。また、使用者が、マニュアルスイッチで、定期的に季節・月を制御手段4に入力するようにしてもよい。ただし、地域により季節・月の平均気温は異なるため、使用者が地域選択スイッチ12(DIPSW)により使用地域を(例えば、庫県神戸市の場合は、例えば4bit表示で兵庫県部1010)を入力する必要がある。これにより、侵入検知開始に先だって、一定の地域ごとに作成されている多数のデータテーブルから、使用地域に応じたデータテーブルが選択される。

0042

このようにして選択されたデータテーブルを用いて現在の平均温度に基づいて補正係数を選択する。そして、前述のA,Bに前記補正係数α,βを乗算して補正して、侵入者の有無を判定するが、平均温度が同じであっても、上記のようにして割り出された季節・月が考慮されるので、季節・月が異なれば、補正係数の値も異なる。

0043

続いて、制御手段4における侵入判定の処理の流れについて図3に沿って説明する。

0044

スタートすると、まず、電源投入され(ステップS1)、イニシャライズ初期化)され(ステップS2)、電源投入後1分経過したか否かが判定され(ステップS3)、システムを安定させるために、電源投入後1分経過するまでステップS3の判定が繰り返される。

0045

電源投入後1分経過すると、照度センサ14の出力信号が読み込まれて、後述する図4に示すように、昼夜判定4J手段によって量子化(デジタル化)および昼夜の判定が実行され(ステップS4)、昼夜の判定データをメモリ手段4D内のメモリ#1に格納する(ステップS5)。このステップS5において、現在格納のデータが空白または今回の判定データと異なれば、上書きされる。

0046

次いで、温度センサ13の出力信号が読み込まれて、後述する図5に示すように、温度演算手段4Hによって量子化(デジタル化)および季節・月の判定が実行され(ステップS6)、季節・月のデータをメモリ手段4D内のメモリ#1に格納する(ステップS7)。このステップS7においても、現在格納のデータが空白または今回の判定データと異なれば、上書きされる。なお、季節・月の判定は、前述したように、予めメモリ手段4D内に蓄積されている過去の平均温度と季節・月との因果関係データにより現在の季節・月を割り出すことができる。

0047

次に、季節・月、昼夜の別のデータを基に、データテーブル3に格納されている表3に示す補正係数一覧表(テーブル#3)から補正係数α,βを選択し、メモリ#1に格納する(ステップS8)。現在格納の補正係数が今回の補正係数と異なれば、上書きされる。

0048

これらの処理の後、アンプ3から信号をA/D変換手段4Aにおいて、サンプリング周波数fsでサンプリングし、R(bit)で量子化(デジタル化)し(ステップS9)、各サン
プリング値のレベル差Δ(n-1)n=Sn−Sn-1を算出し、順次メモリ手段4D内のメモリ#2に格納する(ステップS10)。このレベル差の測定データは、昼あるいは夜の温度の測定データとともにメモリ手段4D内のメモリ#2に記憶される。

0049

それから、メモリ手段4Dに格納されたレベル差Δ(n-1)nの個数がL個になったか否かを判定し(ステップS11)、L個になっていれば、ステップS12に移行する一方、L個になっていなければ、ステップS9に戻り、L個になるまでステップS9〜S11の処理を繰り返す。

0050

ステップS12では、閾値A,Bおよび補正係数α,βをメモリ手段4Dのメモリ#1より取り出し、各々乗算する。よって、閾値A,Bに補正係数α、βを乗算する閾値の設定は、ステップS11においてレベル差の個数がL個になると判定される毎に行われ、閾値A,Bは更新されることになる。

0051

それから、Δ(n-1)nが、αA≦Δ(n-1)n≦αBを満足するものの個数がN個以上あるか否かを判定し(ステップS13)、N個以上あれば、検知エリア内に侵入者があったものと推測されるので、検知エリアに侵入者(人)ありと判定し、警報動作(侵入検知信号の出力)を行い(ステップS14)、その後、メモリ手段4D内のメモリ#2(レベル差Δ(n-1)nのデータ)をすべてクリアして(ステップS15)、ステップS16に移行する一方、ステップS13でΔ(n-1)nが、αA≦Δ(n-1)n≦αBを満足するものの個数がN個以上なければ、侵入者がないと判定して(ステップS17)ステップS15に移行して、メモリ手段4D内のメモリ#2をすべてクリアして、ステップS16に移行する。

0052

ステップS16においては、季節・月、昼夜の判定から30分経過したか否かが判定さ
れ、30分経過していれば、ステップS3に戻る一方、30分経過していなければ、ステップS9に戻る。
(照度センサの出力信号の量子化(デジタル化)および昼夜の判定)
図4に示すように、スタートすると、まず、照度センサ14の出力を入力し(ステップS21)、サンプリング周期TBでサンプリングし、DB(bit)で量子化(デジタル化)す
る(ステップS22)。

0053

それから、表2(データテーブル#2)から、量子化した数値を用いて、温度EB(Lx
)を割り出す(ステップS23)。

0054

それから、照度EがE<1000(Lx)を満足するか否かを判定し(ステップS24)、満足すれば、昼と判定する(ステップS25)する一方、満足しなければ、夜と判定し(ステップS26)、終了する。
(温度センサの出力信号の量子化(デジタル化)および季節・月の判定)
図5に示すように、スタートすると、まず、温度センサ13の出力を入力し(ステップS31)、サンプリング周期TTでサンプリングし、DT(bit)で量子化(デジタル化)す
る(ステップS32)。

0055

それから、表2(データテーブル#2)から、量子化した数値を用いて、温度ET(℃
)を割り出し(ステップS33)、温度ET(℃)をメモリ#2へ格納する(ステップS
34)。

0056

それから、昼夜判定において、昼から夜にまたは夜から昼に変更になったか否かが判定される(ステップS35)、変更になっていなければ、そのまま終了する一方、変更になっていれば、昼判定または夜判定の気温の平均値(平均温度)を算出し、メモリ#1へ格納し(ステップS36)、表3(データテーブル#3)の過去の平均温度を用いて、季節・月を割り出し(ステップS37)、終了する。

0057

ここで、季節は、平均温度に基づき、温度範囲が、5〜25℃の範囲であれば、春あるいは秋であると、25℃以上であれば夏であると、5℃未満であれば冬であると、シームレス判別される。また、月については、さらに細分化して季節と同様にシームレスに判別するようにされる。

0058

前記実施の形態は、次のように変更することも可能である。

0059

(i)前記実施の形態においては、表3に示すように、平均温度や季節に加えて、昼夜や
月を判定の要素としているが、次の表4に示すように、平気温度と季節とにのみ基づいて、判別するようにすることも可能である。このようにすれば、メモリ容量を少なくすることができるというメリットがある。補正の精度は低くなるが、実用上差し支えがないと考えられる。

0060

(ii)前記実施の形態においては、1つの検知センサで1つの検知エリアを持つように構成しているが、複数の検知センサを用いて複数の検知エリアについて検知動作をするようにて、いずれかの検知エリアあるいは複数の検知エリアから侵入検知信号があった場合に、侵入者があったと判断する公正とすることも可能である。

0061

(iii)レベル差ΔについてのサンプリングデータがL個集まるごとに判定しているが、
サンプリングデータが一旦L個集まった後は、前記サンプリングデータを順次更新していき、前記サンプリングデータをM回更新する毎に判定することも可能である。

0062

(iv)焦電型赤外線センサを用いた装置のほか、人検知センサとしてドップラー式音波型センサあるいはマイクロ波センサを用いた装置にも同様に適用することもできる。

図面の簡単な説明

0063

本発明に係る一実施の形態である侵入検知装置の概略構成を示す図である。
信号の波形の説明図である。
処理の流れを示すフローチャート図である。
温度センサの出力信号についての処理の流れを示すフローチャート図である。
照度センサの出力信号についての処理の流れを示すフローチャート図である。
従来の侵入検知装置の説明図である。
受動型赤外線センサ素子の検出原理の説明図である。
従来の侵入判定方法の説明図である。

符号の説明

0064

1赤外線集光レンズ
2赤外線センサ素子
3アンプ
4 制御手段
4A信号変換手段
4Bサンプリング手段
4Cレベル差演算手段
4Dメモリ手段
4Eカウンタ
4F侵入判定手段
4Gクリア手段
4H温度演算手段
4J昼夜判定手段
4K閾値設定手段
11侵入検知装置
12 地域選択スイッチ
13温度センサ
14 照度センサ

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