JP2004318299A - Crime prevention intruder detection system - Google Patents
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Abstract
【課題】美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内に適用することができる防犯用侵入者検知システムを提供すること。
【解決手段】侵入者を検知したいエリアにドップラーレーダ型のセンサを多数配置し、n−1番目のセンサ2による検出結果と、n番目のセンサ1による検出結果の相互関係を基に侵入者5の動きを把握する。
【選択図】 図4A security intruder detection system that can be applied to a relatively complicated corridor such as an art museum or an office building, or a room where various things are scattered.
A large number of Doppler radar sensors are arranged in an area where an intruder is to be detected, and an intruder is detected based on a correlation between a detection result by an (n−1) th sensor and a detection result by an nth sensor. Figure out the movement.
[Selection diagram] Fig. 4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、美術館やオフィスビルなどの施設、又は一般家屋等への侵入者や不審者を監視する防犯用侵入者検知システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
美術館やオフィスビル、又は一般家屋への侵入者や不審者を検知する防犯用侵入者検知システムとして、マイクロ波やミリ波などの電磁波を利用するものがある。このシステムは、侵入者を検知したい監視区域(以下「エリア」という)に電磁波を照射する。いま、検知エリア内に侵入者がいる場合、この電磁波は侵入者により反射される。その反射信号を受信することで、検知エリア内における侵入者の有無を判別する。電磁波が周波数変調波であるFM−CMレーダを採用した検知システムの例が例えば特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−3478号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来技術によるシステムは、見通しの良い比較的広い空間を検知する場合には適しているが、例えば、美術館やオフィスビルなどの廊下のように比較的狭く入り組んだ場所や、様々なものが散在しているような室内では、電磁波の届かないエリアが生じ、死角が生じてしまう。そのため、侵入者が死角に入ってしまうと、当然に侵入者を検知することが不可能になる。この死角をカバーしようとすると、侵入者検知センサを多数設置することが必要になる。
【0005】
なお、センサとして、広い範囲を検知する高性能なレーダセンサを用いることが一般的であるが、そのようなセンサは高価である。従って、高価なセンサを多数設置するシステムは高コストにならざるを得ない。
【0006】
一方、システムを低コスト化するために、上記のセンサを建物の一部にのみ設置した場合、侵入者が検知範囲の外へ移動したとき、侵入者が建物の中のどこにいるのか判別することが困難である。
【0007】
また、侵入者検知に一般的に用いられるレーダセンサは、電磁波を放射し、その電磁波が対象物により反射された反射信号を受信することにより対象物を検知する。そのため、侵入者が電波吸収体のような電磁波を吸収する材質を身に纏っている場合、電磁波がほとんど反射されないため、侵入者を検知することは困難である。
【0008】
更に、侵入を許可されている者が防犯用侵入者検知システムの検知範囲に入る場合も考えられるが、センサにより検知した人物が不審者なのか侵入を許可されている者なのかを判別するのは困難である。
【0009】
また、これらのセンサは一般には、センサ部を露出して設置しているため、侵入者が容易にセンサに気が付いてしまうという問題や、美観を損ねるといった問題がある。
【0010】
更に、美術館やオフィスビル等の廊下のように比較的狭く入り組んだ場所や、様々なものが散在しているような室内に、上記のような広い範囲を検知するのに適した防犯装置を用いた場合、壁や室内に置いてあるものにより電磁波が反射されてマルチパスが生じ、本来あるはずのない物体を検知してしまうゴーストが発生するという問題がある。
【0011】
本発明の主たる目的は、上記の問題に鑑み、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内に適用することができる防犯用侵入者検知システムを提供することにある。
【0012】
本発明の付帯的な第1の目的は、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内でも、侵入者の位置をリアルタイムで検出することが可能な防犯用侵入者検知システムを提供することである。
【0013】
本発明の付帯的な第2の目的は、侵入者検知センサを多数個配置したシステムにおいて、設置コストの上昇を抑えることにある。
【0014】
本発明の付帯的な第3の目的は、不審者の行動を追跡・分析することが可能な防犯用侵入者検知システムを提供することにある。
【0015】
本発明の付帯的な第4の目的は、侵入者が電磁波を吸収する衣服を纏っている場合でも、侵入者を検知することが可能な防犯用侵入者検知システムを提供することにある。
【0016】
本発明の付帯的な第5の目的は、検知した侵入者が侵入を許可されている者か容易に判別することができるシステムを提供することにある。
【0017】
本発明の付帯的な第6の目的は、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内でも、マルチパスの影響による誤検知の少ない防犯用侵入者検知システムを提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記主たる目的を達成するための本発明の防犯用侵入者検知システムは、侵入者を検知したいエリアにセンサを多数配置し、それぞれのセンサにより検出された信号の相互関係を利用して対象物の検知を行なうことを特徴とする。センサには、マイクロ波帯からミリ波帯に至る範囲の周波数の電磁波を送信し、対象物からの反射波を受信することで対象物を検知するレーダセンサを用いる。
【0019】
いま、一つのセンサにおいて侵入者を検知したとき、そのセンサにより検知した侵入者の移動速度や距離などの情報と、別のセンサにより検知された移動速度や距離などの情報を基に、侵入者の動きを把握する。侵入者を検知する複数のセンサは、その検知範囲を重複させて同時に侵入者を検知しても良いが、それぞれ、別の検知範囲を監視し、それぞれのセンサが侵入者を検知した時間とセンサが設置されている位置の情報を元に、侵入者を監視しても良い。こうすることで、複数のセンサによる検出結果をもとに、侵入者を判別することになり、検知精度を向上することが可能である。
【0020】
侵入者を検知するためのレーダセンサに、例えばドップラーレーダ型のセンサを用いる。ドップラーレーダ型のセンサは、送信アンテナにより電磁波を放射し、対象物からの反射信号を受信する。このとき、レーダセンサと対象物との間に相対速度が存在するとき、反射信号はドップラー効果により周波数が僅かにシフトする。この受信した反射信号と元の送信信号の周波数を比較することで、対象物の移動速度を検出することができる。
【0021】
ドップラーレーダ型のセンサの場合、最も容易に入手できる情報は対象物の移動速度である。例えば、図1に示すように、壁13に設置されたセンサ11の前を侵入者5が通過した場合、検出されるドップラー周波数即ち検知信号の周波数fdは、侵入者5の速度をv、角度をθ、放射電磁波の周波数をf0、cを光速とすると、式(1)で与えられるように、
【0022】
【数1】
となるから、検知信号の周波数fdは図2のように変化する。
【0023】
図中のT0で表されている時刻が、侵入者5がセンサ11の正面前を通過した時刻である。従って、あるセンサの前を通過した時刻と別のセンサの前を通過した時刻の情報を元に、侵入者のおおよその動きを判断し、次に侵入者を検知すべきセンサを予測することで、検知精度を向上させることができる。
【0024】
即ち、センサが設置されているエリアが、図3に示す廊下のような対象物の動きが一次元の定まった方向となる場所では、対象物がn―1番目のセンサ2を通過してからtn−1秒後、n番目のセンサ1を通過してからtn秒後では、n−1番目のセンサ2によるドップラー信号fdは、センサ2がある壁からの侵入者5の距離をdn−1、センサ1がある壁からの侵入者5の距離をdnとすると、式(2)で与えられるように、
【0025】
【数2】
であり、n番目のセンサ1によるドップラー信号fdは、式(3)で与えられるように、
【0026】
【数3】
となる。dnとdn−1の和は廊下の幅であり既知なので、未知数はvとdn(又はdn−1)だけとなり、式(2)及び式(3)から対象物のおおよその位置を知ることが可能になる。
【0027】
以上により、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内に適用して好適な防犯用侵入者検知システムを実現することができる。
【0028】
また、式(2)及び式(3)による計算を高速に行なうことにより、侵入者の位置をリアルタイムで検出することが可能になり、本発明の付帯的な第1の目的が達成される。
【0029】
上述のように、検知したいエリアが美術館やオフィスビルの廊下などのように比較的入り組んだ構造をしている場合や、広い部屋でも障害物となるものが多数存在する部屋の場合、それぞれのレーダセンサが監視する領域は数メートル程度で十分である。従って、個々のレーダセンサには検知範囲が数m程度の低性能のものを利用することが可能である。このレーダセンサとして、例えば、先に出願した特許願第2002−125910号に記載の1チップで構成されるセンサを用いることができる。1チップ構成により、センサの単価が著しく抑えられるので、これを多数個配置したシステムの設置コストの上昇を抑えることができ、本発明の付帯的な第2の目的が達成される。
【0030】
また、個々のセンサが侵入者を検出する範囲は狭いので、センサを設置した位置を前以て記憶しておくことにより、侵入者を検知しているセンサの位置情報からビルや建物内における侵入者のおおよその位置を検知することが可能となる。更に、この位置情報をある一定時間記憶しておく記憶手段を持たせ、侵入者の行動を一定時間観測することにより、侵入者の位置を追跡・分析することが可能となる。以上により、本発明の付帯的な第3の目的が達成される。
【0031】
レーダセンサは、対象物からの反射信号を元に侵入者を検知する。従って、電波吸収体のような電磁波をあまり反射しない材質を纏っている侵入者を検知することは不可能である。そこで、侵入者からの反射信号を検知すると共に、近くに設置されている他のセンサからの電磁波を受信するように構成する。このように構成することで、電磁波の反射が得られない場合でも、他のセンサからの電磁波の受信の有無を検知することができる。従って、他のセンサからの電磁波が途切れるタイミングを検知することで、侵入者を検知することが可能になる。なお、反射体を設置し、反射体からのセンサ自身の電磁波を受信することで、同等の効果を得ることも可能である。以上により、本発明の付帯的な第4の目的が達成される。
【0032】
また、入り口などに身分を照合する手段を設置し、この身分照合手段により入室を許可されていると判断された場合、その人は入室を許可されている者としてその後の動きを追跡し、身分照合手段により身分の照合をされなかった者を不審者として扱うことで、センサにより検知された侵入者を不審者か侵入を許可された者かを判断することが可能である。以上により、本発明の付帯的な第5の目的が達成される。
【0033】
更に、壁や天井の材質に、電磁波の吸収性の高い材質を用いたり、壁紙用の接着剤に炭素紛などを混入することによって電磁波の吸収性を向上させることで、多重反射を抑制し、マルチパスによる誤検知を低減することが可能となり、本発明の付帯的な第6の目的が達成される。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る防犯用侵入者検知システムを図面に示した発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。
【0035】
図4に示す、第1の実施形態によるセンサ設置例において、1,2,3は、廊下の壁に設置したそれぞれ、n−1番目、n番目、n+1番目のセンサ、6,7,8は、それぞれセンサ1,2,3の検知範囲を示す。
【0036】
このような配置で、n−1番目のセンサ2が侵入者5を検知し、次にn番目のセンサ1が侵入者5を検知したとする。このときセンサ1,2によって検知される侵入者5によるドップラー信号の周波数は図2のように変化する。図中のT0で表されている時刻が侵入者5が各センサの前を通過した時刻である。従って、n−1番目のセンサ2の正面を通過する時刻とn番目のセンサ1の正面を通過する時刻を知ることができ、両時刻から侵入者5の動きを予測することができる。この予測に基づいて、次にn+1番目のセンサ3が検知した侵入者が上記の侵入者と一致しているかが判断される。
【0037】
図5に本実施形態の防犯用侵入者検知システムの構成を示す。図5において、11aは例えば入口に最も近い位置に配置したセンサ、11pは例えば出口に最も近い位置に配置したセンサ(p≧n+1)、30は、各センサからの検知信号s1,s(n−1),sn,s(n+1),spを入力して、侵入者5に関する情報を出力端子31に出力する信号処理装置(PROC)である。
【0038】
信号処理装置30に入力される各センサからの検知信号sは、図2に示すドップラー周波数の信号に対して後述する処理を施して得られた対象物の移動速度を表す信号である。また、信号処理装置30には各センサの位置情報が格納されており、信号処理装置30は、各検知信号s及びこれらの位置情報を用いて上記した侵入者5の動きの予測及び侵入者の一致の判断の処理を行なう。
【0039】
このような信号処理装置30の構成を図6に示す。図6において、32は、各センサからの検知信号sの内、対象物検知の信号が含まれている検知信号sを選択する選択回路(SEL)、33は、選択回路32が選択した検知信号sから、例えば式(2)及び式(3)に基づいて相互関係を算出し、侵入者5に関する情報(侵入者5の動きの予測、侵入者の一致の判断など)を出力する演算回路(CAL)、34は、演算回路33が用いるセンサの位置情報や侵入者の通過時刻などの情報を蓄える記憶装置(MEM)である。
【0040】
続いて、図7にセンサの構成例を示す。マイクロ波又はミリ波の信号を発生する信号発生器14により発生した信号は、増幅器15、サーキュレータ16を介し送受信アンテナ19から電磁波となって送信される。
【0041】
この信号は、対象物により反射され、その反射信号は再び送受信アンテナ19により受信され、サーキュレータ16を介して混合器18に入力され、信号発生器14により生成された元の信号と混合される。混合により、差の周波数成分を持つIF信号が生成される。
【0042】
送受信アンテナ19により受信された反射信号は、対象物とセンサとの相対速度によるドップラー効果により僅かに周波数がシフトしているので、このIF信号は、ドップラーシフトの大きさに依存した周波数を持つ。従って、このIF信号をFFT(Fast Foulier Tranfom)などの信号処理を行なうことにより、周波数が解析され、対象物の移動速度が検知される。センサからは、この移動速度を表す信号が検知信号sとして出力される。
【0043】
本実施形態によれば、例えばn番目のセンサ1が侵入者を検知する範囲6は、センサ1からの最長距離が廊下の幅程度であり、廊下の奥行き方向から見たセンサ2との距離が3m程度である。このように、個々のセンサが担当する検知範囲は比較的狭いので、センサ単体の検知性能は高い必要がない。従って、センサには、半導体の1チップによる簡易な構成のものを採用することが可能である。1チップ構成のセンサは安価であるので、システムの実用性を損なうことなく、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内において、死角になるところを含めて要所要所に多数のセンサを配置することができる。
【0044】
一方、本実施形態のシステムにおいては、信号処理装置30が各センサの検知結果の相互関係に基づいて侵入者を検知するため、高精度な侵入者検知が可能である。例えば、対象物の動きが単一方向になる廊下のような検知エリアでは、図3に示すように、侵入者5がn−1番目のセンサ2とn番目のセンサ1によって検知される場合、上記の式(2)及び式(3)から、侵入者のおおよその位置を判別することが可能である。この判別の処理が信号処理装置30によって行なわれる。
【0045】
このように、侵入者を検知したセンサとセンサが設置されている位置情報を基に、不審者の位置を正確に把握することが可能であり、警備の安全性、正確性の向上することが可能である。
【0046】
更に、これらの情報を信号処理装置30の有する記憶装置34に記録しておくことで、侵入者の行動パターンを追跡・分析することが可能であり、警備の安全性、正確性を向上することが可能である。
【0047】
センサについては、ドップラーレーダ型のセンサの最も基本的な特性である速度検知のみを備えることで、侵入者のおおよその位置を判別することが可能であるため、個々のセンサに必要な信号処理を簡略化することができ、低コスト化が可能となる。
【0048】
なお、より高精度の侵入者検知を行なうことを重視する場合には、センサに対して、対象物の速度検知の他、対象物の角度・距離などを検出する信号処理を加えることになる。
【0049】
上記実施形態では、センサは検知エリアの両側に設置されているが、これを図8に示すように片側のみに設置し、n−1番目のセンサ2とn番目のセンサ1の前を通過する時刻を元に侵入者の移動速度vを近似することで、同等の効果が得られる。この第2の本実施形態によれば、設置場所の構造上、片側だけにしかセンサを設置できない場合などに有効であり、さらには、天井などにセンサを設置する場合にも効果がある。
【0050】
また、上記の第1,2の実施形態では、センサは目標物からの反射信号のみを検知していたが、例えば、図4におけるn−1番目のセンサ2が放射する信号をn番目のセンサ1が受信し、この信号が途切れるタイミングを検知することで、n−1番目のセンサ2とn番目のセンサ1の間を侵入者が通過することを検知することも可能である。このような構成の第3の実施形態において、侵入者が電磁波の反射の少ない衣類を纏っていて反射信号が得られない場合でも、他のセンサからの受信信号を用いることにより、侵入者の検知が可能となる。
【0051】
ここで、反射信号と他のセンサからの受信信号とを区別する方法を説明する。侵入者からの反射信号は、前記したようにドップラー効果により侵入者の移動速度に応じて周波数がシフトし、そのドップラー効果による周波数fdが式(1)によって示される。従って、例えば、センサの送信信号の周波数に24GHzを用いた場合、目標物が100km/hという非常に高速で移動していても、周波数fdは約4.5kHzである。従って、侵入者による反射信号とn−1番目のセンサ2からの信号を区別するためには、n−1番目のセンサ2とn番目のセンサ1の送信信号の周波数を10kHz程度以上離せば良い。これにより、反射信号と他のセンサからの受信信号とを区別することが可能になる。
【0052】
また、上記では、n−1番目のセンサ2とn番目のセンサ1に目標物からの反射信号も検知可能なセンサを用いたが、例えば図9に示すように、片側のセンサ1にのみこの機能を持たせ、反対側のセンサ21には送信器の機能のみ、又は、受信器の機能のみを持たせることが可能である。この第4の実施形態により、システムを簡略化することが可能となる。
【0053】
また、上記第1〜第4の実施形態では壁の両側にセンサを設置する場合を示したが、図10に示すように、壁の片側のみセンサを設置し、代わりにn−1番目のセンサ2からの信号をn番目のセンサ1が受信できるように反射体20を設置しても同等の効果が得られる。この第5の実施形態は、設置場所の構造上、片側だけにしかセンサを設置できない場合などに有効であり、更には、天井などにセンサを設置する場合にも効果がある。
【0054】
なお、いずれの実施形態においても、壁や天井の材質に、電磁波の吸収性の高い材質を用いたり、壁紙用の接着剤に炭素紛などを混入することによって電磁波の吸収性を向上させることができる。それにより、多重反射を抑制し、マルチパスによる誤検知を低減することが可能となる。
【0055】
また、入り口などに侵入者を識別する装置を設置し、この識別装置により入室を許されている者と判別された場合は、その後、入室を許可されている人として追跡を行なうことによって、センサにより検知した侵入者が不審者か入室を許可された人かを判別することが可能である。
【0056】
更に、上述のセンサは、マイクロ波帯やミリ波帯などの電磁波を用いているので、壁紙程度の材質を透過することが可能である。従って、センサを壁紙などにより隠蔽することが可能であり、美観を保つと同時に、センサの存在が侵入者に感知されないようにすることが可能となる。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のセンサによる検知結果を元に侵入者を検知するため、検知性能を向上することが可能である。それによって、美術館やオフィスビルなどの比較的入り組んだ廊下や、様々なものが散在しているような室内に適用して好適な防犯用侵入者検知システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】センサと侵入者の位置関係を説明するための図。
【図2】センサにより検出されるドップラー周波数を説明するための曲線図。
【図3】n番目及びn−1番目のセンサと侵入者の位置関係を説明するための図。
【図4】本発明に係る防犯用侵入者検知システムの第一の実施形態を説明するための配置図。
【図5】本発明に係る防犯用侵入者検知システムの第1の実施形態を説明するための構成図。
【図6】図5の防犯用侵入者検知システムで用いる信号処理装置の例を説明するための構成図。
【図7】図5の本発明の防犯用侵入者検知システムで用いるセンサの例を説明するための構成図。
【図8】本発明の第2の実施形態を説明するための配置図。
【図9】本発明の第4の実施形態を説明するための配置図。
【図10】本発明の第5の実施形態を説明するための配置図。
【符号の説明】
1…n番目のセンサ、2…n−1番目のセンサ、3…n+1番目のセンサ、5…侵入者、6…n番目のセンサの検知範囲、11…センサ、13…壁、14…信号発生器、15…増幅器、16…サーキュレータ、18…混合器、19…送受信アンテナ、20…反射体、21…送信器又は受信器の機能のみを持つセンサ、30…信号処理装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crime prevention intruder detection system for monitoring an intruder or a suspicious person in a facility such as an art museum or an office building, or a general house.
[0002]
[Prior art]
As a security intruder detection system that detects an intruder or a suspicious person in an art museum, an office building, or a general house, there is a system that uses electromagnetic waves such as microwaves and millimeter waves. This system radiates electromagnetic waves to a monitored area (hereinafter referred to as “area”) where an intruder is to be detected. If there is an intruder in the detection area, this electromagnetic wave is reflected by the intruder. By receiving the reflected signal, the presence or absence of an intruder in the detection area is determined. An example of a detection system employing an FM-CM radar in which an electromagnetic wave is a frequency modulated wave is disclosed in, for example,
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-3478
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described system according to the prior art is suitable for detecting a relatively large space with good visibility, but is relatively suitable for detecting a relatively narrow space such as a corridor such as an art museum or an office building. In a room where objects are scattered, an area where electromagnetic waves cannot reach occurs, and a blind spot occurs. Therefore, if the intruder enters the blind spot, it is naturally impossible to detect the intruder. In order to cover this blind spot, it is necessary to install many intruder detection sensors.
[0005]
In general, a high-performance radar sensor that detects a wide range is used as a sensor, but such a sensor is expensive. Therefore, a system in which many expensive sensors are installed has to be expensive.
[0006]
On the other hand, in order to reduce the cost of the system, if the above sensor is installed only in a part of the building, when the intruder moves out of the detection range, it is necessary to determine where the intruder is in the building. Is difficult.
[0007]
A radar sensor generally used for intruder detection detects an object by emitting an electromagnetic wave and receiving a reflected signal of the electromagnetic wave reflected by the object. Therefore, when an intruder is wearing a material that absorbs electromagnetic waves, such as a radio wave absorber, it is difficult to detect the intruder because the electromagnetic waves are hardly reflected.
[0008]
Furthermore, it is conceivable that a person who is permitted to enter is within the detection range of the security intruder detection system, but it is difficult to determine whether the person detected by the sensor is a suspicious person or a person who is permitted to enter. It is difficult.
[0009]
Further, since these sensors are generally installed with their sensor portions exposed, there is a problem that an intruder easily notices the sensors and a problem that the appearance is impaired.
[0010]
Furthermore, in a relatively narrow and complicated place such as a corridor such as an art museum or an office building, or in a room where various things are scattered, a security device suitable for detecting a wide area as described above is used. In such a case, there is a problem in that electromagnetic waves are reflected by an object placed in a wall or a room to cause a multipath, and a ghost that detects an object that should not exist is generated.
[0011]
In view of the above problems, a main object of the present invention is to provide a security intruder detection system that can be applied to relatively intricate corridors such as museums and office buildings, and indoors where various things are scattered. To provide.
[0012]
A first object of the present invention is to detect a position of an intruder in real time even in a relatively complicated corridor such as an art museum or an office building, or in a room where various things are scattered. It is to provide a simple security intruder detection system.
[0013]
A second object of the present invention is to suppress an increase in installation cost in a system in which a large number of intruder detection sensors are arranged.
[0014]
A third object of the present invention is to provide a security intruder detection system capable of tracking and analyzing the behavior of a suspicious individual.
[0015]
A fourth object of the present invention is to provide a security intruder detection system capable of detecting an intruder even when the intruder is wearing clothes absorbing electromagnetic waves.
[0016]
A fifth object of the present invention is to provide a system that can easily determine whether a detected intruder is permitted to enter.
[0017]
A sixth object of the present invention is to provide a security intrusion with less erroneous detection due to the effect of multipath even in a relatively complicated corridor such as an art museum or an office building, or in a room where various things are scattered. It is to provide a person detection system.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The security intruder detection system of the present invention for achieving the above main object has a number of sensors arranged in an area where an intruder is desired to be detected, and utilizes a mutual relation of signals detected by the respective sensors to detect an object. Detection is performed. As the sensor, a radar sensor that transmits an electromagnetic wave having a frequency ranging from a microwave band to a millimeter wave band and detects a target object by receiving a reflected wave from the target object is used.
[0019]
Now, when an intruder is detected by one sensor, based on information such as the moving speed and distance of the intruder detected by that sensor and information such as the moving speed and distance detected by another sensor, Figure out the movement. Multiple sensors that detect intruders may detect the intruder at the same time by overlapping their detection ranges.However, each monitors a different detection range, and the time when each sensor detects the intruder and the sensor The intruder may be monitored based on information on the position where the is installed. By doing so, the intruder is determined based on the detection results of the plurality of sensors, and the detection accuracy can be improved.
[0020]
For example, a Doppler radar type sensor is used as a radar sensor for detecting an intruder. The Doppler radar type sensor emits an electromagnetic wave by a transmitting antenna and receives a reflected signal from an object. At this time, when there is a relative speed between the radar sensor and the object, the frequency of the reflected signal slightly shifts due to the Doppler effect. By comparing the frequency of the received reflection signal with the frequency of the original transmission signal, the moving speed of the target object can be detected.
[0021]
In the case of a Doppler radar type sensor, the most easily available information is the moving speed of the object. For example, as shown in FIG. 1, when the front of the
[0022]
(Equation 1)
Since the frequency f d of the detection signal changes as shown in FIG.
[0023]
The time represented by T0 in the figure is the time when the
[0024]
That is, in an area where the sensors are installed, such as a corridor shown in FIG. 3, where the movement of the object is in a one-dimensional fixed direction, the object passes through the (n−1)
[0025]
(Equation 2)
And the Doppler signal f d from the
[0026]
[Equation 3]
It becomes. the sum of d n and d n-1 is known is the width of the corridor, unknowns v and d n (or d n-1) only and becomes an approximate position of the object from the formula (2) and (3) It becomes possible to know.
[0027]
As described above, a suitable security intruder detection system that can be applied to a relatively complicated corridor such as an art museum or an office building or a room where various objects are scattered can be realized.
[0028]
Further, by performing calculations at high speed by the equations (2) and (3), the position of the intruder can be detected in real time, and the supplementary first object of the present invention is achieved.
[0029]
As described above, if the area to be detected has a relatively complicated structure such as a corridor in an art museum or office building, or if there is a large room with many obstacles, A few meters is sufficient for the area monitored by the sensor. Therefore, it is possible to use a low performance sensor having a detection range of about several meters for each radar sensor. As this radar sensor, for example, a sensor composed of one chip described in Japanese Patent Application No. 2002-125910 filed earlier can be used. With the one-chip configuration, the unit price of the sensor is significantly reduced, so that it is possible to suppress an increase in the installation cost of a system in which a large number of sensors are arranged, and the supplementary second object of the present invention is achieved.
[0030]
In addition, since the range in which each sensor detects an intruder is small, the position where the sensor is installed is stored in advance so that intrusion in a building or building can be determined based on the position information of the sensor that detects the intruder. It is possible to detect the approximate position of the person. Further, by providing a storage means for storing this position information for a certain period of time and observing the intruder's behavior for a certain period of time, the position of the intruder can be tracked and analyzed. As described above, the supplementary third object of the present invention is achieved.
[0031]
The radar sensor detects an intruder based on a reflected signal from an object. Therefore, it is impossible to detect an intruder wearing a material that does not reflect much electromagnetic waves, such as a radio wave absorber. Therefore, a configuration is adopted in which a reflected signal from an intruder is detected and an electromagnetic wave is received from another sensor installed nearby. With this configuration, it is possible to detect the presence or absence of reception of an electromagnetic wave from another sensor even when reflection of the electromagnetic wave cannot be obtained. Therefore, an intruder can be detected by detecting the timing when the electromagnetic wave from another sensor is interrupted. The same effect can be obtained by installing a reflector and receiving the electromagnetic wave of the sensor itself from the reflector. Thus, the supplementary fourth object of the present invention is achieved.
[0032]
In addition, a means for verifying the identity is installed at the entrance, etc., and if it is determined that the person is permitted to enter the room by this identity verification means, the person will follow the subsequent movement as a person who is permitted to enter the room, By treating a person whose identity has not been verified by the verification means as a suspicious person, it is possible to determine whether the intruder detected by the sensor is a suspicious person or a person permitted to enter. Thus, the incidental fifth object of the present invention is achieved.
[0033]
Furthermore, the material of the wall and ceiling is made of a material with high electromagnetic wave absorption, or by mixing carbon powder etc. into the adhesive for wallpaper, the electromagnetic wave absorption is improved, thereby suppressing multiple reflections. False detection due to multipath can be reduced, and the supplementary sixth object of the present invention is achieved.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a security intruder detection system according to the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the invention shown in the drawings.
[0035]
In the sensor installation example according to the first embodiment shown in FIG. 4, 1, 2 and 3 are the (n−1) th, nth and (n + 1) th sensors installed on the wall of the corridor, and 6, 7, and 8 are Shows the detection ranges of the
[0036]
In such an arrangement, it is assumed that the (n-1)
[0037]
FIG. 5 shows the configuration of the security intruder detection system of the present embodiment. In FIG. 5, 11a is, for example, a sensor arranged at a position closest to the entrance, 11p is, for example, a sensor arranged at a position closest to the exit (p ≧ n + 1), and 30 is a detection signal s1, s (n− 1), a signal processing device (PROC) that inputs sn, s (n + 1), and sp and outputs information about the
[0038]
The detection signal s from each sensor input to the
[0039]
FIG. 6 shows the configuration of such a
[0040]
Subsequently, FIG. 7 shows a configuration example of the sensor. The signal generated by the
[0041]
This signal is reflected by the object, and the reflected signal is received again by the transmission /
[0042]
Since the frequency of the reflected signal received by the transmitting / receiving
[0043]
According to the present embodiment, for example, in the
[0044]
On the other hand, in the system of the present embodiment, since the
[0045]
In this way, it is possible to accurately grasp the position of the suspicious individual based on the sensor that detected the intruder and the position information where the sensor is installed, and it is possible to improve security and accuracy of security. It is possible.
[0046]
Further, by recording such information in the storage device 34 of the
[0047]
As for sensors, by providing only the speed detection, which is the most basic characteristic of Doppler radar type sensors, it is possible to determine the approximate position of the intruder, so the signal processing required for each sensor is performed It can be simplified and cost can be reduced.
[0048]
When importance is placed on performing higher-precision intruder detection, signal processing for detecting the angle and distance of the target object is performed on the sensor in addition to detecting the speed of the target object.
[0049]
In the above embodiment, the sensors are installed on both sides of the detection area, but they are installed only on one side as shown in FIG. 8, and pass in front of the (n-1)
[0050]
In the first and second embodiments, the sensor detects only the reflected signal from the target. For example, the signal emitted from the (n-1)
[0051]
Here, a method of distinguishing a reflected signal from a received signal from another sensor will be described. Reflected signal from an intruder, shifts the frequency according to the moving speed of the intruder by Doppler effect as described above, the frequency f d by the Doppler effect shown by the formula (1). Thus, for example, the case of using the 24GHz frequency of the transmission signal of the sensor, even if the target object is not moving at a very high speed of 100km / h, the frequency f d is about 4.5 kHz. Therefore, in order to distinguish the signal reflected by the intruder from the signal from the (n-1)
[0052]
Further, in the above, a sensor capable of detecting a reflection signal from a target is used as the (n-1)
[0053]
In the first to fourth embodiments, the case where the sensors are installed on both sides of the wall is shown. However, as shown in FIG. 10, the sensors are installed only on one side of the wall, and the (n-1) th sensor is used instead. Even if the
[0054]
In any of the embodiments, the material of the wall or the ceiling may be made of a material having high electromagnetic wave absorption, or the adhesive of the wallpaper may be mixed with carbon powder or the like to improve the electromagnetic wave absorption. it can. This makes it possible to suppress multiple reflections and reduce erroneous detection due to multipath.
[0055]
In addition, a device for identifying an intruder is installed at the entrance, etc., and if it is determined that the person is allowed to enter the room by this identification device, then the person is tracked as a person who is allowed to enter the room, It is possible to determine whether the detected intruder is a suspicious individual or a person who is permitted to enter the room.
[0056]
Further, since the above-described sensor uses electromagnetic waves in a microwave band, a millimeter wave band, or the like, it is possible to transmit a material such as a wallpaper. Therefore, it is possible to cover the sensor with wallpaper or the like, and it is possible to maintain the appearance and prevent the intruder from detecting the presence of the sensor.
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, an intruder is detected based on detection results by a plurality of sensors, so that detection performance can be improved. Thus, a suitable security intruder detection system that can be applied to a relatively complicated corridor such as an art museum or an office building or a room where various things are scattered can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a positional relationship between a sensor and an intruder.
FIG. 2 is a curve diagram for explaining a Doppler frequency detected by a sensor.
FIG. 3 is a diagram for explaining a positional relationship between an nth and (n−1) th sensors and an intruder.
FIG. 4 is a layout diagram for explaining a first embodiment of a security intruder detection system according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a first embodiment of a security intruder detection system according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of a signal processing device used in the security intruder detection system of FIG. 5;
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a sensor used in the security intruder detection system of the present invention in FIG. 5;
FIG. 8 is a layout diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a layout diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a layout diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... nth sensor, 2 ... n-1st sensor, 3 ... n + 1th sensor, 5 ... intruder, 6 ... detection range of nth sensor, 11 ... sensor, 13 ... wall, 14 ... signal generation 15: amplifier, 16: circulator, 18: mixer, 19: transmitting / receiving antenna, 20: reflector, 21: sensor having only a transmitter or receiver function, 30: signal processing device.
Claims (10)
該複数のセンサが出力する検出信号を入力し、該複数のセンサの内の少なくとも2個のセンサからの検出信号の相互関係を利用して侵入者を検知する信号処理装置とを有し、
上記センサの各々は、マイクロ波帯からミリ波帯に至る範囲の周波数の電磁波を放射し、該電磁波が上記対象物により反射された反射信号を受信することで該対象物を検知し、検知結果を上記検知信号として出力することを特徴とする防犯用侵入者検知システム。A plurality of sensors for detecting moving objects disposed in a monitoring area for detecting intruders;
A signal processing device that receives a detection signal output from the plurality of sensors and detects an intruder by using a correlation between detection signals from at least two sensors of the plurality of sensors,
Each of the sensors emits an electromagnetic wave having a frequency ranging from a microwave band to a millimeter wave band, and the electromagnetic wave receives the reflected signal reflected by the object, detects the object, and detects the object. Is output as the detection signal.
侵入者を検知したときの検知信号を出力したセンサが設置されている位置の情報と上記侵入者を検知した時刻の情報とから、上記侵入者の動きを追跡又は分析する機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の防犯用侵入者検知システム。The signal processing device has a storage unit that stores information of a position where a sensor that outputs a detection signal when detecting an intruder and information of a time at which the intruder is detected,
It has a function of tracking or analyzing the movement of the intruder from information on the position where the sensor that outputs the detection signal when detecting the intruder and information on the time when the intruder was detected. The security intruder detection system according to claim 1, wherein:
侵入者を検知する監視区域に該複数のセンサを配置したときに得られる複数の検知範囲の内の少なくとも2つの検知範囲を対象物が通過した場合に、該2つの検知範囲を持つセンサからの検知信号を使って該対象物を侵入者として検知する処理を行なう信号処理装置とを有し、
上記センサの各々は、上記電磁波が上記対象物により反射された反射信号を受信することで該対象物を検知し、検知結果を上記検知信号として出力することを特徴とする防犯用侵入者検知システム。A plurality of sensors forming a detection range for detecting a moving object by radiating electromagnetic waves of a frequency ranging from a microwave band to a millimeter wave band,
When an object passes through at least two detection ranges among a plurality of detection ranges obtained when the plurality of sensors are arranged in a monitoring area for detecting an intruder, a signal from the sensor having the two detection ranges is obtained. A signal processing device that performs a process of detecting the target object as an intruder using the detection signal,
Each of the sensors detects a target by receiving a reflected signal of the electromagnetic wave reflected by the target, and outputs a detection result as the detection signal. .
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008217082A (en) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Maspro Denkoh Corp | Television signal transmission / reception system and monitoring device |
| JP2015108544A (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 沖電気工業株式会社 | Control device, control system, and program |
| JP2015527573A (en) * | 2012-06-28 | 2015-09-17 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | WIFI mapping and motion detection |
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2003
- 2003-04-14 JP JP2003108660A patent/JP2004318299A/en active Pending
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