特許 5996385 マイクロ波ドップラー検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5996385

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】マイクロ波ドップラー検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/56 20060101AFI20160908BHJP

   G01S 7/03 20060101ALI20160908BHJP

   G08B 13/16 20060101ALI20160908BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/56

   G01S7/03 246

   G08B13/16 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-248251(P2012-248251)

(22)【出願日】2012年11月12日

(65)【公開番号】特開2014-95657(P2014-95657A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】新日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098372

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 保人

(72)【発明者】

【氏名】及川 和夫

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 理志

【審査官】 ▲高▼場 正光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２８３４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７９１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７５９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９６１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２３３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３００３９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ １３／００ − Ｇ０１Ｓ １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンテナ面を有し、移動体を検知するためのマイクロ波ドップラーセンサと、
このドップラーセンサの前方に配置され、上記アンテナ面に平行な略平面又は少なくとも垂直方向で上記アンテナ面から略同一距離に形成された曲面を有する保護カバーと、
９０度位相の異なる２つのドップラー信号を出力するための直交検波回路と、
この直交検波回路の出力を入力し、雫、水膜の動きに対応する低い周波数を減衰させるハイパスフィルタと、
このハイパスフィルタの出力を増幅するアンプと、
このアンプからの出力に基づき、９０度位相の異なる２つのＩ，Ｑ信号を所定の間隔でサンプリングし、これらＩ信号又はＱ信号のいずれかをドップラー信号の中心周波数において略１／４周期ずらした信号ともう一方の信号との積を求め、かつこの積の移動平均を算出するＩＱ信号積／移動平均処理を実行し、このＩＱ信号積／移動平均処理によって移動体の検知を行う処理回路と、を有してなるマイクロ波ドップラー検出装置。

【請求項2】

上記ハイパスフィルタのフィルタ特性を可変にすると共に、制御回路を設け、
この制御回路は、上記ドップラーセンサの出力に基づき検知状態が所定の時間以上継続したとき、上記ハイパスフィルタの低域カットオフ周波数を高く設定することを特徴とする請求項１記載のマイクロ波ドップラー検出装置。

【請求項3】

上記制御回路は、上記ドップラーセンサの出力に基づき検知状態が所定の時間以上継続したとき、上記ＩＱ信号積／移動平均処理を実行することを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロ波ドップラー検出装置。

【請求項4】

上記保護カバーを、球面状又は円筒面状の形状としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロ波ドップラー検出装置。

【請求項5】

上記保護カバーの上方に、水よけのひさしを設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロ波ドップラー検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はマイクロ波ドップラー検出装置、特に屋外に設置され、直接、雨がかかる可能性のある装置・機器に組み込まれ、ドップラー信号により人等の移動体の接近を検知する検出装置の構成に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、マイクロ波を用い、ドップラー効果によって移動体を検知する装置が用いられており、この種の検出装置では、降雨による誤検知を低減すること等の雨の影響の軽減や、環境雑音レベルの変動の影響の軽減に関し、下記の特許文献の技術が提案されている。

【0003】

特許文献１（特許第４７９９１７３号公報）のセキュリティ装置では、雨がドップラーセンサに対し常に遠ざかる方向となるように、このドップラーセンサをプラスチック窓に対し４５度の角度を持たせて設置し、また直交ミキサ出力を用いることで、接近と離反を判定し、雨の流れる方向をセンサから離反方向として無視し、接近する人等だけを検知する。
特許文献２（特開２００６−７１４９９号公報）のセンシング手段及び接近警告システムでは、ドップラー検出部（電波発信部及び電波受信部）を斜め下方に向けることで、重力によって下方に向けて進行する雨滴や雪粒を検出部から全て遠ざかる方向に進行させ、これを検知対象から排除することにより、雨滴や雪粒により生じる誤検知の発生頻度を低減する。

【0004】

また、特許文献３（特開２００６−２７５８８５号公報）の障害物検知センサでは、ドップラー信号を出力周波数毎に異なる増幅率で伝達し、状況に応じて、適切に感度を調節しながら、障害物の有無を検知する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４７９９１７３号公報

【特許文献2】特開２００６−７１４９９号公報

【特許文献3】特開２００６−２７５８８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来のドップラー検出装置では、降雨等によって窓（保護カバー）に水滴が集まって流れる雫や水膜ができると、この雫や水膜の流れによって良好な移動体検知ができないという問題があった。例えば、自動販売機等の装置で人（購入者）等をマイクロ波ドップラーセンサで検知する場合、その検知範囲が狭く、人体等で反射される電波が比較的大きいため、ドップラーセンサ及びそれを組み込んだ装置に雨が直接かからなければ、降雨等の影響はあまり問題とはならない。しかし、雨が直接、装置にかかり、マイクロ波を放射するためのプラスチック製の窓（保護カバー）や筐体等に水滴、水膜ができるときは、それによって反射される電波が非常に大きくなり、センサ出力を増幅するアンプが飽和することで、検知状態が持続してしまうという問題が発生する。

【0007】

また、上述した特許文献１及び２では、角度を持ってセンサを斜めに配置し、雨を離反として接近する人等を見分けようとするが、雫や水膜による雑音レベルは大きく、またプラスチック製窓にセンサを斜めに配置することで、マイクロ波の大半が反射されてしまい、人等の検知が良好にできないという問題がある。

【0008】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、雨、雫や水膜の影響を軽減し、安価なマイコン等でも移動体の検知を良好に行うことができるマイクロ波ドップラー検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、請求項１の発明に係るマイクロ波ドップラー検出装置は、アンテナ面を有し、移動体を検知するためのマイクロ波ドップラーセンサと、このドップラーセンサの前方に配置され、上記アンテナ面に平行な略平面又は少なくとも垂直方向で上記アンテナ面から略同一距離に形成された曲面を有する保護カバーと、９０度位相の異なる２つのドップラー信号を出力するための直交検波回路と、この直交検波回路の出力を入力し、雫、水膜の動きに対応する低い周波数を減衰させるハイパスフィルタと、このハイパスフィルタの出力を増幅するアンプと、このアンプからの出力に基づき、９０度位相の異なる２つのＩ，Ｑ信号を所定の間隔でサンプリングし、これらＩ信号又はＱ信号のいずれかをドップラー信号の中心周波数において略１／４周期ずらした信号ともう一方の信号との積を求め、かつこの積の移動平均を算出するＩＱ信号積／移動平均処理を実行し、このＩＱ信号積／移動平均処理によって移動体の検知を行う処理回路と、を有してなることを特徴とする。
請求項２の発明は、上記ハイパスフィルタのフィルタ特性を可変にすると共に、制御回路を設け、この制御回路は、上記ドップラーセンサの出力に基づき検知状態が所定の時間（期間）以上継続したとき、上記ハイパスフィルタの低域カットオフ周波数を高く設定することを特徴とする。

【0010】

請求項３の発明は、上記制御回路は、上記ドップラーセンサの出力に基づき検知状態が所定の時間以上継続したとき、上記ＩＱ信号積／移動平均処理を実行することを特徴とする。
請求項４の発明は、上記保護カバーを、球面状又は円筒面状の形状としたことを特徴とする。
請求項５の発明は、上記保護カバーの上方に、水よけのひさし（屋根）を設けたことを特徴とする。

【0011】

上記の構成によれば、保護カバー（検出窓）をドップラーセンサのアンテナ面に平行な平面又は少なくとも垂直方向でセンサから略同一距離に形成された曲面（例えば球面状又は円筒面状）としたので、雨等により形成される雫（水滴）、水膜においては、センサに対するマイクロ波伝搬方向と直角方向に流れる成分が主となる。これにより、水の流れによるセンサ出力は、周波数が０Ｈｚ付近に偏り、近接と離反が同時に存在するため方向性を持たないランダム雑音として検知される。そして、このセンサ出力は低周波側が急峻に減衰するハイパスフィルタを通過させた後、増幅することで、雨、雫、水膜による雑音成分の大半が除去されるので、アンプ（増幅器）の飽和が防止される。

【0012】

即ち、直交検波回路から得られたＩ，Ｑ信号につき、ドップラー信号の中心周波数におけるＩＱ信号積／移動平均処理が実行されることで、移動体の動きを良好に検知することができる。上述したセンサと保護カバーの構成の場合、水の流れによるＩ，Ｑ信号は、信号間に相関のないランダム雑音として検出されるが、一方の人の動きによるドップラー信号（Ｉ，Ｑ信号）は、位相が９０度異なった相関のある信号として観測される。このＩ又はＱ信号のいずれかをドップラー信号の中心周波数において略１／４周期ずらした信号ともう一方の信号との積は、Ｉ，Ｑ信号間に相関があり、約９０度の位相差がある信号の場合、図４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、位相をずらす方向によりプラス又はマイナスの値だけとなるため、移動平均を求めることで、プラス又はマイナスの値が得られるが、ランダム雑音で相関がない場合は、一方をずらして積をとってもその結果はプラスとマイナスがランダムに含まれるため、移動平均は０に近い値となる。このような処理によって、雨、雫や水膜等による雑音は低減し、人の動きが良好な感度で検知される。

【0013】

上記の１／４周期をずらす操作は、サンプリングがドップラー信号の中心周波数において１／８周期以下の時間間隔で行われている場合には、Ｉ，Ｑ信号の一方を略１／４周期前にサンプリングされたデータを用い、もう一方のデータとの積をとることで行えるため、メモリの少ないマイコン等でも容易に実現することができる。

【0014】

請求項２、３の構成によれば、検知が継続する状態のとき（降雨状態等が判定されるとき）に、ハイパスフィルタの低域カットオフ周波数を高くしたり、ＩＱ信号積／移動平均処理を実行したりすることで、雑音を低減し安定した検知が可能となる。

【0015】

また、特に、保護カバーを例えば半球面状又は半円筒面状とし、少なくとも垂直方向でセンサから略同一距離に配置した場合は、保護カバーの表面を流れる水は常にセンサからの距離が変わらないので、平面の保護カバーに比べると、水の流れによる信号成分が低周波側に集中することになる。従って、ハイパスフィルタによる雫、水膜成分（雑音成分）の除去効果が高くなる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のマイクロ波ドップラー検出装置によれば、降雨による雫や水膜の影響を軽減すると共に、センサを保護カバーに対し斜めに配置する場合に比べてマイクロ波の反射も少なくなり、移動体の検知を良好に行うことができる。従って、自動販売機等の各種装置では、購入者、使用者等が近づいた時に、表示灯、電灯を点灯させる等、必要な動作を実行することで、省エネ等を図ることが可能となり、また検知演算に安価なマイコン等を使用することができ、コストの低減を図ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例に係るマイクロ波ドップラー検出装置の信号処理回路を示すブロック図である。

【図2】実施例のドップラー検出装置の設置例（自動販売機等）を示す側面図（断面ハッチ省略）である。

【図3】実施例における移動体の入射角とドップラー周波数の関係を説明するための図である。

【図4】実施例におけるＩＱ信号の一方を１／４周期ずらした信号ともう一方の信号の積を相関のある信号とランダム信号で説明するための波形図である。

【図5】実施例のセンサ回路部で得られるドップラー信号を示し、図（Ａ）は実施例の構成図、図（Ｂ）は直交検波回路からの出力（ＩＱ信号）波形図、図（Ｃ）は周波数成分の図である。

【図6】センサが４５度の角度で配置された場合に得られるドップラー信号を示し、図（Ａ）はその構成図、図（Ｂ）は直交検波回路からの出力（ＩＱ信号）波形図、図（Ｃ）は周波数成分の図である。

【図7】実施例のハイパスフィルタを通過させたときの出力（ＩＱ信号）波形図［図（Ａ）］と、その周波数成分を示す図［図（Ｂ）］である。

【図8】実施例の直交検波回路からの出力（ＩＱ信号）を示し、図（Ａ）は人の動きによるドップラー波形図、図（Ｂ）は雨、雫、水膜による波形図である。

【図9】実施例において、雨、雫、水膜の雑音と同時に人の動きが検知された場合のセンサ回路部からの出力（ＩＱ信号）波形図［図（Ａ）］と、このセンサ回路部出力に対し信号処理を施した後の波形図［図（Ｂ）］である。

【図10】実施例のマイクロ波ドップラー検出装置で保護カバーを球面状としたときの構成を示し、図（Ａ）は側面図（断面ハッチ省略）、図（Ｂ）は正面図である。

【図11】実施例のマイクロ波ドップラー検出装置で保護カバーを円筒面状としたときの構成を示し、図（Ａ）は側面図（断面ハッチ省略）、図（Ｂ）は正面図である。

【図12】実施例の保護カバーを平面にした場合と球面状／円筒状にした場合で、雨、雫、水膜により生じる雑音の周波数成分を示すグラフ図である。

【図13】実施例のマイクロ波ドップラー検出装置でひさしを設けたときの構成を示し、図（Ａ）は側面図（断面ハッチ省略）、図（Ｂ）は正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１及び図２には、本発明の実施例に係るマイクロ波ドップラー検出装置の構成が示されており、図２は、自動販売機等に取り付けられた例である。図２に示されるように、自動販売機１０の前面に、電波を透過させるプラスチック製等の平面カバー（保護カバー、平面板）１１が設けられ、この平面カバー１１の内側に、ドップラーセンサ１２が取り付けられており、このドップラーセンサ１２の前面のアンテナ面（検出面）１２Ａは、平面カバー１１に平行となるように配置される。

【0019】

図１には、実施例の信号処理回路が示されており、図１のセンサ回路部１４は、上記ドップラーセンサ１２を含むと共に、直交検波（ミキサ）回路等を備えることにより、センサ１２で受信した信号から９０度位相の異なるＩ信号とＱ信号を出力する。このセンサ回路部１４の後段に、２つのＩＱ信号出力に対応して、雨、雫や水膜の動きに対応する低い周波数を減衰させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５ａ，１５ｂが設けられており、実施例のハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂは、低域カットオフ周波数を例えば５０Ｈｚ程度に設定している。このハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂには、アンプ（増幅器）１６ａ，１６ｂ、ＡＤ（アナログ／デジタル）変換器１７ａ，１７ｂ、そしてメモリを持つマイコン１８が接続される。

【0020】

即ち、上記アンプ１６ａ，１６ｂでは、雫や水膜等の動きに対応する低周波域を除去したＩＱ信号を増幅し、上記ＡＤ変換器１７ａ，１７ｂでは、増幅後のＩＱ信号を例えばドップラー信号中心周波数の１／８周期以下のサンプリング時間でサンプリングし、マイコン１８では、サンプリングしたＩＱ信号のそれぞれにつき、ドップラー信号中心周波数の略１／４周期に相当する時間毎の複数の（時系列）データを所定時間分だけ、データ列としてメモリに記憶し、このＩＱ信号の各データ列に基づいてＩＱ信号積／移動平均処理を実行する。

【0021】

実施例は以上の構成からなり、ドップラーセンサ１２のアンテナ面（検出面）１２Ａを平面カバー１１に平行に配置することで、このカバー１１の表面を流れる雨、雫や水膜はセンサアンテナ面１２Ａに対して略平行に流れるため、この雨、雫、水膜の流れは、センサ１２より上側では（センサ１２に対して）近接する方向、センサ１２より下側では離反する方向となる。

【0022】

図３には、センサと移動体の動きとの関係が示されており、図示されるように、センサ１２のドップラー出力周波数ｆｄは、移動体５０の速度ｖとセンサ１２に対する移動体の角度αから、次の数式１で表される。
［数１］
ｆｄ ＝ ２・ｆ_０（ｖ／Ｃ_０）・ｃｏｓα
ここで、Ｃ_０は光速、ｆ_０はドップラーセンサ１２の送信周波数である。
上記のようにアンテナ面１２Ａに平行に水が流れる場合は、角度αが９０度に近いためドップラー出力の周波数成分は低い周波数側に集中する。

【0023】

図５には、アンテナ面１２Ａと平面カバー１１（水の流れ）が平行の場合［図（Ａ）］のドップラー信号出力波形［図（Ｂ）］とその周波数成分［図（Ｃ）］が示され、図６には、アンテナ面１２Ａと平面カバー１１の角度が４５度の場合［図（Ａ）］のドップラー信号出力波形［図（Ｂ）］とその周波数成分［図（Ｃ）］が示されており、図５（Ｃ）と図６（Ｃ）を比較すると、アンテナ面１２Ａと平面カバー１１が平行、即ち水の流れが平行の場合の方が、周波数成分はより低い周波数に集中していることが分かる。

【0024】

そこで、実施例では、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂを設け、上記ドップラー信号の低周波成分を除去しており、これによって、雨、雫や水膜による雑音成分が大幅に減衰し、後段のアンプ１６ａ，１６ｂの飽和も防ぐことができる。
図７には、センサ回路部１４から出力された信号［図５（Ｂ）の信号］をハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂ（例えばカットオフ周波数８０Ｈｚ）を通過させた信号波形［図（Ａ）］とその周波数成分［図（Ｂ）］が示されており、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂを通すことで、図７（Ｂ）のように、低周波域側が減衰する結果となる。

【0025】

次に、実施例では、上記ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂを介してアンプ１６ａ，１６ｂから出力されたＩＱ信号につき、ＩＱ信号積／移動平均処理が施される。即ち、上記のハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂを用いることで、水の流れによる雑音をある程度減衰できるが、例えば２４ＧＨｚのセンサ１２を用いた場合、時速２ｋｍで近づいて来た人の動きによるドップラー周波数は、約８０Ｈｚとなるため、雨、雫や水膜による雑音をフィルタで完全に消すことはできない。また、マイクロ波は雨、雫や水膜で減衰されるため人の動きのドップラー信号は検知レベルも小さくなり、雨が強い場合には結果として人の動きの信号が雨の影響による雑音に埋もれてしまい、検知のための閾値が設定できなくなる。そこで、実施例では、ＩＱ信号積／移動平均処理を実行し、強い雨、雫や水膜の影響を良好に軽減し、人の動きによる検知をし易くしている。

【0026】

図８には、人の動きによるドップラー信号（ＩＱ信号）波形［図（Ａ）］と、雨、雫や水膜によるＩＱ信号波形［図（Ｂ）］を比較したものが示されており、この波形図から明らかなように、人の動きに対するドップラー信号波形は、Ｑ信号がＩ信号に対し９０度の位相遅れを示しているが、Ｉ，Ｑ信号で相似の形となっている。これに対し、雨、雫や水膜による出力は、Ｉ，Ｑ信号間に相関性のないランダムな波形となる。このことを利用し、雨の影響を軽減し、人の動きを検知しやすいような処理を行う。

【0027】

実施例では、Ｉ信号とＱ信号の間の位相差が９０度であることと、人の動きの速度範囲があまり広くないことに着目し、上記ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂによって低周波側の信号を減衰させ、ドップラー周波数の範囲を制限した上で、効率的にＩＱ信号積／移動平均処理を行っている。

【0028】

まず、上記アンプ１６ａ，１６ｂからのＩ，Ｑ信号出力の各々がＡＤ変換器１７ａ，１７ｂへ入力され、ドップラー中心周波数（ｆ_ｄ０）の例えば１／８周期以下のサンプリング時間でサンプリングされる。人の動きのドップラー周波数は、ある範囲に限定できるので、サンプリング時間は取得したいドップラー周波数の中心周波数で、１／８周期より短い間隔とすることが好ましい。

【0029】

次に、ＡＤ変換されたデジタルデータが所定の時間分、マイコン１８のメモリに保存され、ＩＱ信号の一方の信号の現時点からドップラー中心周波数（ｆ_ｄ０）の１／４周期に相当する時間分前に取得されデータ（例えばＩデータ）と、他方の信号の現時点のデータ（例えばＱデータ）との積の値を時系列で求め、これをデータ列（複数の積データ）としてメモリに保存する。そして、上記データ列において現在の時刻から一定時間前までのデータの平均値（移動平均値）を計算し、これを検知データとする。この結果、ＩＱ信号に相関性のない雨、雫や水膜の雑音成分が低減され、相関性のある人（移動体）のドップラー信号が抽出される。

【0030】

図４（Ａ）には、９０度位相差のあるＩ信号とＱ信号の波形とその現時点での値同士の積の波形が示されており、この積の値はプラスとマイナスが交互に存在するため、このまま移動平均をとると値は０に近くなってしまう。図４（Ｂ），（Ｃ）には、Ｉ信号或いはＱ信号のいずれか一方の略１／４周期前の時間に相当する信号と、もう一方の現在時刻の信号との積の波形が示される。Ｉ信号とＱ信号のいずれを１／４周期前に相当する時間の信号として用いるかで、図４（Ｂ），（Ｃ）のように、積の値はプラス側かマイナス側のいずれかの値だけになる。そのため、この値の移動平均はプラスかマイナスのある大きさの値となる。

【0031】

一方、図４（Ｄ）に示すようなランダム雑音の場合は、Ｉ信号またはＱ信号のいずれかを１／４周期前の時間を用いてもう一方の現在時刻との積を求めても、相関性がないため積の結果はプラスとマイナスの値がランダムに現れる。この結果を移動平均した場合は０に近い値となるため、本実施例の処理で雨、雫や水膜のランダム雑音成分を減衰し、人の動きのようなＩ信号、Ｑ信号に相関のある信号のみが抽出される。なお、人が近づく場合と遠ざかる場合でＩ信号、Ｑ信号の位相は１８０度異なるため、この処理では積の結果のプラスとマイナスが反転する。このことから、人が近づいているか、遠ざかっているかの判定も同時に可能となる。

【0032】

図９には、平面カバー１１に雨、雫や水膜が流れている状態で、接近した後、離反していく人の動きを測定した場合のハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂの出力波形［図（Ａ）］と、ＩＱ信号積／移動平均の信号処理を施した場合の出力［図（Ｂ）］が示されており、図示されるように、信号処理を施すことで、雨、雫や水膜の雑音に埋もれた人の動き（接近及び離反）を明瞭に識別することが可能となる。

【0033】

また、上述したハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂにて除去される周波数と、ＩＱ信号積／移動平均処理は、降雨状態、検知状態で変えるようにしてもよい。即ち、上記ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂのフィルタ特性を可変とし、かつ図１に示されるように、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂの低域カットオフ周波数を変化させるためのフィルタ制御信号をマイコン１８から出力するように構成し、降雨状態が判定されるとき、このハイパスフィルタの低域カットオフ周波数を高い方へ設定する。

【0034】

例えば、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂのカットオフ周波数を比較的低い周波数ｆａに設定したとき、検知状態が所定時間以上継続する場合に、降雨状態であると判定し、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂのカットオフ周波数をｆａよりも高い周波数ｆｂに設定するようなアルゴリズムを用いることで、降雨状態のときは、雨、雫や水膜の影響を除去した検知が実行され、降雨状態でないときは、人等の本来の移動体を良好な感度で検知される。

【0035】

また、上述したＩＱ信号積／移動平均処理は、演算量が少なく安価なマイコン等で実行可能であるが、この演算を行うことで、マイコンの消費電流は増え、人等の検知に対する反応時間も移動平均処理により長くなる。このような不都合を避けるため、初期状態では上記信号処理を行わず、検知状態が一定時間以上継続した場合に、ＩＱ信号積／移動平均処理を行うようなアルゴリズムを用いてもよい。なお、以上の処置を適用しても、集中豪雨などの場合の誤検知発生は完全には回避できないことから、上記の対応をしても、所定の検知が一定時間以上継続する場合は、検知出力を停止するようにしてもよい。

【0036】

図１０には、センサ前方の保護カバー形状を球面状にした例の構成が示されており、図１０の例では、ドップラーセンサ１２のアンテナ面１２Ａの中心に対して同心円となる半球面に形成した球面カバー２０が設けられる。上記平面カバー１１の場合は、センサ正面から上下に離れることによりドップラー周波数が少し高い周波数になるが、この球面カバー２０によれば、降雨によりその表面を流れる雨、雫や水膜とアンテナ面１２Ａとの相対距離が常に変わらないため、そのドップラー成分は平面カバー１１と比べて更に低周波側に集中する。従って、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂによる雫や水膜等のノイズ信号の除去効果が高まることになる。しかも、雨が斜めに吹き付けた場合や風などによって雨が横に流れた場合でも、これらはセンサから等距離で移動するので、安定した特性が得られる。

【0037】

図１１には、センサ前方の保護カバー形状を円筒面状にした例の構成が示されており、図１１の例では、地面に対して垂直な方向において、アンテナ面１２Ａの中心に対して同心円となる半円筒面に形成した円筒面カバー２１が設けられる。この円筒面カバー２１によっても、その表面の垂直方向に流れる雨、雫や水膜が常にアンテナ面１２Ａに対して同一の距離にあり、そのドップラー成分は平面カバー１１と比べて低周波側に集中する。

【0038】

図１２には、雨、雫や水膜に関するドップラー周波数成分の変化を、平面の保護カバーと球面状及び円筒面状の保護カバーとで比較したものが示されており、この図１２からも分かるように、雨、雫や水膜の動きによるドップラー周波数成分は、球面状及び円筒面状のカバー（２０，２１）の方が低い周波数へシフトする。従って、球面カバー２０や円筒面カバー２１を適用した場合は、ハイパスフィルタ１５ａ，１５ｂによる雨、雫や水膜の雑音成分の除去効果を高めることができる。

【0039】

上記球面カバー２０及び円筒面カバー２１の雑音除去効果は、垂直な方向において同様となるが、特に球面カバー２０の方は、斜めに吹き付ける雨であってもカバー表面を流れる雨、雫や水膜とセンサ１２との相対距離が常に変わらないため、より効果的である。

【0040】

図１３には、保護カバーの上方に雨よけのひさしを設けた例の構成が示されており、この例では、図１３のように、球面カバー２０の上側に、雨を左右方向へ流すひさし（屋根）２３が配置される。例えば、自動販売機等のように高さのある装置では、カバー表面に当たった雨がその表面の下方へ流れるため、常に雫や水膜が形成されてしまうが、上記ひさし２３を設けることで、球面カバー２０に流れ込む雫や水の膜の量が減り、雑音を低減する効果がある。即ち、雨の大半、又は風により斜めに吹き付ける雨が保護カバーに当たらないようにするために、幅の広い長いひさしを設けることも可能であるが、外観上からも、自動販売機等で幅広で長いひさしを付けることは好ましくない。

【0041】

そこで、本実施例では、球面カバー２０より上側に当たった雨による雫、水膜の流れが球面カバー２０部分に流れ込まないよう、中心から左右に傾斜をもたせた幅狭の短めのひさしを形成することにより、上方から水が流れてくる状態をなくし、球面カバー２０に雫や水の膜が流れ込むことを防ぐことで雑音を大幅に減らすことができる。斜めに吹き付ける雨であっても、球面カバー２０に直接当たった雨粒によるものだけとなるため、上面からの雨が集まって流れてくる雫等に比べれば流れる水の量は少なく、雑音の発生も低く抑えられるので、雫、水膜の影響を極力軽減することができる。特に、球面カバー２０の場合は、斜めに吹き付ける雨の場合、下方のみでなく球面上を左右にも流れるため、水膜の厚さは薄くなり、マイクロ波の反射による減衰が軽減される。

【0042】

上記実施例では、センサ１２のアンテナ面１２Ａから略同一距離に形成された保護カバー（２０，２１）の曲面として、（半）球面状、（半）円筒面状を採用したが、アンテナ面１２Ａの前方の保護カバー（２０，２１）のアンテナ面１２Ａと略同一面積の中心領域を平面とし、その他の面を球面又は円筒面としてもよい。

【符号の説明】

【0043】

１０…自動販売機、 １１…平面カバー、
１２…ドップラーセンサ、 １２Ａ…アンテナ面（検出面）、
１４…センサ回路部、
１５ａ，１５ｂ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、
１６ａ，１６ｂ…アンプ、 １７ａ，１７ｂ…ＡＤ変換器、
１８…マイコン、 ２０…球面カバー、
２１…円筒面カバー、 ２３…ひさし。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】