JP2014228291A - Radio detection device and radio detection method - Google Patents

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暢康 竹村
勉 満井
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勉 満井
尚樹 本間
Naoki Honma
尚樹 本間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio detection device capable of detecting the direction of an object with high accuracy.SOLUTION: The present radio detection device comprises: a complex transfer function vector arithmetic processing unit for obtaining, on the basis of a plurality of radio signals received by a plurality of receiving antennas, a complex transfer function vector between a transmission antenna and the receiving antennas; a recording unit for recording a temporal change of the complex transfer function vector obtained by the complex transfer function vector arithmetic processing unit; a Fourier transform arithmetic processing unit for Fourier-converting the temporal response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit; a vector extraction arithmetic processing unit for extracting a frequency band specific to an object other than direct-current components from the complex transfer function vector Fourier-converted by the Fourier transform arithmetic processing unit; and a correlation matrix arithmetic processing unit for estimating the direction of the object on the basis of the Fourier-converted complex transfer function vector of the frequency band specific to the object other than direct-current components extracted by the vector extraction arithmetic processing unit.

Description

本発明は、無線信号の反射波を受信することで対象物を検出する無線検出装置及び無線検出方法に関する。   The present invention relates to a wireless detection device and a wireless detection method for detecting an object by receiving a reflected wave of a wireless signal.

送信信号と、その送信信号が対象物で反射された信号である受信信号との間に生じるドップラー効果を利用して対象物を検出する装置の一例が特許文献1及び特許文献2に記載されている。例えば、特許文献1に記載されている無線検出装置は、人体検知のための電波を送受信する複数のアンテナと、送信された電波の反射波を受信し、受信した信号の周波数と送信した信号の周波数との差分を求めてその差分に応じた差分信号を生成する差分検出回路とを備えている。この構成では、送信された信号は対象物に当たって反射し、ドップラー効果により送信信号に比べて変化した反射信号として受信される。また、特許文献1に記載されている無線検出装置は、複数のアンテナで送受信した複数組の信号に対して、差分検出回路で送信信号と受信信号との差分を検出するとともに、検出した複数の差分信号の和信号と差信号とを求めることで対象物の有無と方位とを得ている。   An example of an apparatus that detects an object using a Doppler effect generated between a transmission signal and a reception signal that is a signal reflected by the object is described in Patent Document 1 and Patent Document 2. Yes. For example, the wireless detection device described in Patent Document 1 receives a plurality of antennas that transmit and receive radio waves for human body detection, and the reflected waves of transmitted radio waves, and the frequency of the received signal and the frequency of the transmitted signal A difference detection circuit that obtains a difference from the frequency and generates a difference signal according to the difference. In this configuration, the transmitted signal hits the object and is reflected, and is received as a reflected signal that is changed compared to the transmission signal due to the Doppler effect. In addition, the wireless detection device described in Patent Document 1 detects a difference between a transmission signal and a reception signal with a difference detection circuit for a plurality of sets of signals transmitted and received by a plurality of antennas, and detects a plurality of detected signals. The presence / absence and direction of the object are obtained by obtaining the sum signal and the difference signal of the difference signals.

特開2010−249712号公報JP 2010-249712 A 特許第4783130号公報Japanese Patent No. 4783130

上述した無線検出装置では、ドップラー効果を利用して送信信号と受信信号との差分を検出することで、対象物の方位を検知している。そのため、マルチパス環境で使用すると、複数の不要な信号が受信信号に含まれることで、結果として方位誤差を生じるという問題がある。また、送信信号と受信信号との差分を検出するため、送信アンテナおよび受信アンテナを任意の位置に配置することができないという問題がある。   In the above-described wireless detection device, the azimuth of the object is detected by detecting the difference between the transmission signal and the reception signal using the Doppler effect. Therefore, when used in a multipath environment, a plurality of unnecessary signals are included in the received signal, resulting in a problem that an azimuth error occurs. Further, since the difference between the transmission signal and the reception signal is detected, there is a problem that the transmission antenna and the reception antenna cannot be arranged at arbitrary positions.

本発明には、上記の事情を考慮してなされたものであり、精度良く対象物の方向を検知することができる無線検出装置及び無線検出方法を提供すること目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless detection device and a wireless detection method that can accurately detect the direction of an object.

上記課題を解決するため、本発明の無線検出装置は、送信アンテナと、前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部と、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する方向推定演算処理部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a wireless detection device of the present invention includes a transmission antenna, a plurality of reception antennas that receive reflected waves of a wireless signal transmitted from the transmission antenna, and a plurality of reception antennas received by the plurality of reception antennas. A complex transfer function vector calculation processing unit for calculating a complex transfer function vector between the transmission antenna and the reception antenna based on a radio signal of the first and second, and a time of the complex transfer function vector calculated by the complex transfer function vector calculation processing unit A recording unit that records changes, a Fourier transform processing unit that Fourier-transforms a time response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit, and a complex transfer function that is Fourier-transformed by the Fourier transform processing unit A vector extraction calculation processing unit for extracting a frequency band specific to an object other than a DC component from a vector; and the vector A direction estimation calculation processing unit that estimates the direction of the object based on the Fourier-transformed complex transfer function vector of the frequency band specific to the object other than the DC component extracted by the extraction calculation processing unit. And

また、本発明の無線検出方法は、送信アンテナと、前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部とを用いて、方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定することを特徴とする。   The radio detection method of the present invention is based on a transmission antenna, a plurality of reception antennas that receive reflected waves of radio signals transmitted from the transmission antenna, and a plurality of radio signals received by the plurality of reception antennas. A complex transfer function vector arithmetic processing unit for obtaining a complex transfer function vector between the transmitting antenna and the receiving antenna, and a record for recording time changes of the complex transfer function vector obtained by the complex transfer function vector arithmetic processing unit From the complex transfer function vector Fourier-transformed by the Fourier transform operation processing unit, Fourier transform operation unit for Fourier transforming the time response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit The direction estimation calculation processing unit uses a vector extraction calculation processing unit that extracts a frequency band specific to an object other than And estimating the direction of the object based on the complex transfer function vector wherein is the Fourier transform of the object-specific frequency band other than the DC component the vector extracting processing unit has extracted.

本発明によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル(複素チャネル行列)を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の対象物固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルに基づいて対象物の方向を推定する。ここで、複素伝達関数ベクトルはマルチパス環境に容易に対応させることができるので、本発明によれば、マルチパス環境においても検出精度を容易に高くすることができる。   According to the present invention, a complex transfer function vector (complex channel matrix) obtained from signals received by a plurality of receiving antennas is recorded for a certain period of time, and a frequency band unique to an object other than a direct current of a complex channel matrix subjected to Fourier transform Is extracted, and the direction of the object is estimated based on the extracted vector. Here, since the complex transfer function vector can easily correspond to the multipath environment, according to the present invention, the detection accuracy can be easily increased even in the multipath environment.

本発明の第1実施形態としての無線検出装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the radio | wireless detection apparatus as 1st Embodiment of this invention. 図1の無線検出装置1を用いた実測値の一例(人がいない場合)を示す図である。It is a figure which shows an example (when there is no person) of the actual value using the radio | wireless detection apparatus 1 of FIG. 図1の無線検出装置1を用いた実測値の一例(概ね25°方向に1人配置した場合)を示す図である。It is a figure which shows an example of the actual value using the radio | wireless detection apparatus 1 of FIG. 図1の無線検出装置1を用いた実測値の一例(概ね−10°方向に1人配置した場合)を示す図である。It is a figure which shows an example (when one person is arrange | positioned in a -10 degree direction in general) using the wireless detection apparatus 1 of FIG. 図1の無線検出装置1を用いた実測値の一例(概ね−20°方向と概ね20°方向に1人ずつ配置した場合)を示す図である。It is a figure which shows an example of the actual value using the radio | wireless detection apparatus 1 of FIG. 図3に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the measured value shown in FIG. 図4に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the actual value shown in FIG. 図5に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the actual value shown in FIG. 本発明の第2実施形態としての無線検出装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the radio | wireless detection apparatus as 2nd Embodiment of this invention. 図9の無線検出装置1aを用いた実測値の一例(人がいない場合)を示す図である。It is a figure which shows an example (when there is no person) of the actual measurement value using the radio | wireless detection apparatus 1a of FIG. 図9の無線検出装置1aを用いた実測値の一例(概ね25°方向に1人配置した場合)を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of actual measurement values using the wireless detection device 1a of FIG. 図9の無線検出装置1aを用いた実測値の一例(概ね−10°方向に1人配置した場合)を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of actual measurement values using the wireless detection device 1a of FIG. 9 (in the case where one person is arranged approximately in the −10 ° direction). 図9の無線検出装置1aを用いた実測値の一例(概ね−20°方向と概ね20°方向に1人ずつ配置した場合)を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of actually measured values using the wireless detection device 1a of FIG. 9 (in the case where one person is disposed in each of approximately −20 ° direction and approximately 20 ° direction). 図11に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the actual value shown in FIG. 図12に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the actual value shown in FIG. 図13に示した実測値の周波数平均を示す図である。It is a figure which shows the frequency average of the actual value shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕
図1に本発明の第1実施形態としての無線検出装置の構成例を示す。図1に示した無線検出装置1は、送信機10と、送信アンテナ11と、複数の受信機12と、複数の受信アンテナ13と、演算処理装置15とを備えている。演算処理装置15は、複素伝達関数ベクトル演算処理部16と、記録部17と、フーリエ変換演算処理部18と、ベクトル抽出演算処理部19と、ステアリングベクトル乗算演算処理部(方向推定演算処理部の一例)20とを有している。送信機10は、所定の無線信号を送信アンテナ11から送信する。複数の受信アンテナ13は、例えば直線状に配列され、アレーアンテナ14を構成している。複数の受信アンテナ13間の間隔は例えば無線信号の半波長程度あるいはそれ以上とすることが望ましい。複数の受信アンテナ13は、送信アンテナ11から送信された無線信号の反射波を受信する。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration example of a wireless detection apparatus as a first embodiment of the present invention. The wireless detection device 1 illustrated in FIG. 1 includes a transmitter 10, a transmission antenna 11, a plurality of receivers 12, a plurality of reception antennas 13, and an arithmetic processing device 15. The arithmetic processing unit 15 includes a complex transfer function vector arithmetic processing unit 16, a recording unit 17, a Fourier transform arithmetic processing unit 18, a vector extraction arithmetic processing unit 19, and a steering vector multiplication arithmetic processing unit (of the direction estimation arithmetic processing unit). Example) 20. The transmitter 10 transmits a predetermined radio signal from the transmission antenna 11. The plurality of receiving antennas 13 are arranged in a straight line, for example, and constitute an array antenna 14. It is desirable that the interval between the plurality of receiving antennas 13 be, for example, about a half wavelength of the radio signal or more. The plurality of reception antennas 13 receive the reflected wave of the radio signal transmitted from the transmission antenna 11.

複素伝達関数ベクトル演算処理部16は、複数の受信アンテナ13で受信された複数の無線信号に基づいて送信アンテナ11と受信アンテナ13との間の複素伝達関数ベクトル(すなわち複素チャネル行列)を求める。記録部17は、複素伝達関数ベクトル演算処理部16が求めた複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する。フーリエ変換演算処理部18は、記録部17が記録した複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換する。   The complex transfer function vector calculation processing unit 16 obtains a complex transfer function vector (that is, a complex channel matrix) between the transmission antenna 11 and the reception antenna 13 based on a plurality of radio signals received by the plurality of reception antennas 13. The recording unit 17 records the time change of the complex transfer function vector obtained by the complex transfer function vector calculation processing unit 16. The Fourier transform calculation processing unit 18 performs Fourier transform on the time response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit 17.

ベクトル抽出演算処理部19は、フーリエ変換演算処理部18によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出する。ここで、対象物とは、無線検出装置1が存在の有無や存在する場合の方向とについて検出対象とする物体であり、例えば人体である。また、対象物の固有周波数とは、例えば人体固有の周波数であり、心拍、呼吸等の人体の生体情報に対応したものである。心拍数(あるいは脈拍数)や呼吸数は年齢や人体の動静等によって異なるため、対象物の固有周波数を人体固有の周波数とする場合、対象物の固有周波数は一定の広がりを持つ周波数帯域を有するものとなる。実験で確認したところでは、0.15Hz〜1.6Hzの周波数帯域を人体固有の周波数とすることで後述する実験では人体に対する良好な検出結果が得られている。ステアリングベクトル乗算演算処理部20は、ベクトル抽出演算処理部19が抽出したベクトルと、複数の受信アンテナ13の方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて対象物の方向を推定する。   The vector extraction calculation processing unit 19 extracts a frequency band specific to the object other than the DC component from the complex transfer function vector Fourier-transformed by the Fourier transform calculation processing unit 18. Here, the object is an object to be detected with respect to the presence / absence of the wireless detection device 1 and the direction in which the wireless detection device 1 exists, for example, a human body. The natural frequency of the object is, for example, a frequency specific to the human body, and corresponds to biological information of the human body such as heartbeat and respiration. Since the heart rate (or pulse rate) and respiration rate vary depending on the age and movement of the human body, when the natural frequency of the object is the human body specific frequency, the natural frequency of the object has a frequency band with a certain spread. It will be a thing. As confirmed by the experiment, a favorable detection result for the human body is obtained in the experiment described later by setting the frequency band of 0.15 Hz to 1.6 Hz to a frequency unique to the human body. The steering vector multiplication arithmetic processing unit 20 multiplies the vector extracted by the vector extraction arithmetic processing unit 19 by the steering vector representing the amplitude information and the phase information corresponding to the directions of the plurality of receiving antennas 13. The direction of the object is estimated based on the evaluation function for the direction viewed from the receiving antenna.

〔第1実施形態の動作〕
次に、図1を参照して説明した無線検出装置1の動作について説明する。図1に示す無線検出装置1では、受信機12側に複数配置したアンテナ13の受信信号に基づき、ステアリングベクトルを用いることにより、例えば人体の存在の有無と存在する場合の方向の推定を行う。すなわち、無線検出装置1では、ステアリングベクトル乗算演算処理部20で、一般にビームフォーマ法と呼ばれる到来方向推定法を用いて対象物の方向を検出する(到来方向推定法についての参考文献:菊間信良、「アレーアンテナの基礎」、2009年11月26日(木)、電子情報通信学会APMC国内委員会、2009 Microwave Workshops & Exhibition(MWE2009)、基礎講座03、<URL:http://apmc−mwe.org/MicrowaveExhibition2010/program/tutorial2009/TL03−01.pdf>)。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the wireless detection device 1 described with reference to FIG. 1 will be described. In the wireless detection device 1 illustrated in FIG. 1, for example, presence / absence of a human body and a direction in the presence of a human body are estimated by using a steering vector based on reception signals of a plurality of antennas 13 arranged on the receiver 12 side. That is, in the wireless detection device 1, the steering vector multiplication operation processing unit 20 detects the direction of an object using an arrival direction estimation method generally called a beamformer method (reference documents on arrival direction estimation method: Noriyoshi Kikuma, “Basics of Array Antenna”, Thursday, November 26, 2009, APMC National Committee, IEICE, 2009 Microwave Works & Exhibition (MWE2009), Basic Course 03, <URL: http: // apmc-mwe. org / MicrowaveExhibition2010 / program / tutorial2009 / TL03-01.pdf>).

図1に示す無線検出装置1では、送信機10から生成された信号は送信アンテナ11から送信され、空間を伝搬して受信アンテナ13にて受信される。受信機12にて受信された信号は、複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理される。送信アンテナ数を1、受信アンテナ数をmとした場合、複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理される複素伝達関数ベクトル(複素チャネル行列)は次式で表される。   In the wireless detection device 1 shown in FIG. 1, the signal generated from the transmitter 10 is transmitted from the transmission antenna 11, propagates through space, and is received by the reception antenna 13. The signal received by the receiver 12 is arithmetically processed by the complex transfer function vector arithmetic processing unit 16. When the number of transmission antennas is 1 and the number of reception antennas is m, the complex transfer function vector (complex channel matrix) calculated by the complex transfer function vector calculation processing unit 16 is expressed by the following equation.

式(1)において、H(t)は、h11(t)、…、h1m(t)を要素とする複素チャネル行列、tは複素チャネル行列を取得した時刻を表している。また、h11(t)、…、h1m(t)は、受信アンテナ13毎の伝達関数を表し、送信アンテナ11から送信された無線信号が各受信アンテナ13で受信される際に受信信号の振幅及び位相が変化する割合を表す。この複素チャネル行列は、実際の受信信号に基づいて演算することができるので、直接波以外に反射波や回折波が発生するマルチパス環境等の伝送路の伝達関数を表すことができる。複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理された複素チャネル行列は、記録部17にてある一定時間記録され、記録された複素チャネル行列の各要素ベクトルは、フーリエ変換演算処理部18にてフーリエ変換される。フーリエ変換された複素チャネル行列を次式で定義する。式(2)においてF(f)はフーリエ変換された複素チャネル行列、fは周波数を表す。F11(f)、…、Fm1(f)は受信アンテナ13毎の周波数応答を表す。 In Expression (1), H (t) represents a complex channel matrix having h 11 (t),..., H 1m (t) as elements, and t represents a time at which the complex channel matrix was acquired. In addition, h 11 (t),..., H 1m (t) represents a transfer function for each reception antenna 13, and when a radio signal transmitted from the transmission antenna 11 is received by each reception antenna 13, It represents the rate at which the amplitude and phase change. Since this complex channel matrix can be calculated based on an actual received signal, it can represent a transfer function of a transmission path such as a multipath environment in which reflected waves and diffracted waves are generated in addition to direct waves. The complex channel matrix calculated by the complex transfer function vector calculation processing unit 16 is recorded for a certain period of time by the recording unit 17, and each element vector of the recorded complex channel matrix is recorded by the Fourier transform calculation processing unit 18. Fourier transformed. The Fourier transformed complex channel matrix is defined by the following equation. In Equation (2), F (f) is a Fourier-transformed complex channel matrix, and f is a frequency. F 11 (f),..., F m1 (f) represents the frequency response for each receiving antenna 13.

ベクトル抽出演算処理部19は、フーリエ変換された複素チャネル行列から、直流以外の人体固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出する。抽出されたベクトルは、ステアリングベクトル乗算演算処理部20にて、受信機12に搭載されたアンテナ13の方向に対応する振幅情報と位相情報を表すステアリングベクトルと乗算され、受信機12に搭載された受信アンテナ13から見た方向に対する評価関数を演算する。ステアリングベクトルは次式で表される。   The vector extraction calculation processing unit 19 extracts a vector in a frequency band unique to the human body other than direct current from the Fourier-transformed complex channel matrix. The extracted vector is multiplied by the steering vector multiplication operation processing unit 20 by the steering vector representing the amplitude information and the phase information corresponding to the direction of the antenna 13 mounted on the receiver 12 and mounted on the receiver 12. An evaluation function for the direction viewed from the receiving antenna 13 is calculated. The steering vector is expressed by the following equation.

式(3)において、dは受信アンテナ13の素子間隔、θは受信アンテナ13から見た方向(すなわち到来方向)、λは測定周波数における波長を表している。   In Expression (3), d represents the element spacing of the receiving antenna 13, θ represents the direction viewed from the receiving antenna 13 (ie, the arrival direction), and λ represents the wavelength at the measurement frequency.

受信アンテナ13から見た方向に対する評価関数は次式で表される。次式において上添字Hは複素共役転置を表す。ステアリングベクトル乗算演算処理部20はこの評価関数を用いて人体の有無、人数及び方向を推定する。   The evaluation function for the direction viewed from the receiving antenna 13 is expressed by the following equation. In the following equation, the superscript H represents a complex conjugate transpose. The steering vector multiplication operation processing unit 20 estimates the presence / absence, number and direction of a human body using this evaluation function.

式(4)の評価関数から求めた方向特性の強度分布をグラフで示すと図2〜図5のようになる。横軸は周波数、縦軸は角度方向を表している。また強度の大きさは、振幅(dB)として凡例で示したようにグレースケールの濃さ(濃い方が強い)で表している。図2は人がいない場合、図3は概ね25°方向に人を配置した場合、図4は概ね−10°方向に人を配置した場合、そして図5は概ね−20°方向と概ね+20°方向に人を配置した場合である。図2で示される人がいない場合は、どの方向も強度分布が一様となっている。図3で示される25°方向に人を配置した場合は、25°方向付近において大きな強度が分布している。図4で示される−10°方向に人を配置した場合は、−10°方向付近において大きな強度が分布している。そして、図5で示される概ね−20°方向と概ね+20°方向に人を配置した場合は、−20°方向付近と+20°方向付近において大きな強度が分布している。   The intensity distribution of the directional characteristic obtained from the evaluation function of Expression (4) is shown in graphs as shown in FIGS. The horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents the angular direction. Further, the magnitude of the intensity is represented by the gray scale density (the darker is stronger) as shown in the legend as the amplitude (dB). 2 shows a case where there is no person, FIG. 3 shows a case where a person is arranged in a direction of about 25 °, FIG. 4 shows a case where a person is arranged in a direction of about −10 °, and FIG. This is the case where people are placed in the direction. When no one is shown in FIG. 2, the intensity distribution is uniform in any direction. When people are arranged in the 25 ° direction shown in FIG. 3, a large intensity is distributed in the vicinity of the 25 ° direction. When people are arranged in the −10 ° direction shown in FIG. 4, a large intensity is distributed in the vicinity of the −10 ° direction. And when a person is arranged in approximately −20 ° direction and approximately + 20 ° direction shown in FIG. 5, large intensity is distributed in the vicinity of −20 ° direction and + 20 ° direction.

図6〜図8は、それぞれ図3〜図5に示した方向特性の強度分布について、0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲における方向特性の周波数平均をとった場合の方向特性を示す。横軸は角度方向、縦軸は強度を表している。図6は図3における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね25°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。図7は図4における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−10°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。そして、図8は図5における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−20°方向と概ね+20°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。   6 to 8 show the directional characteristics when the intensity distribution of the directional characteristics shown in FIGS. 3 to 5 is averaged in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. The horizontal axis represents the angular direction, and the vertical axis represents the intensity. FIG. 6 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 3 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. It can be confirmed that a large intensity is distributed in the direction of approximately 25 ° and the human body direction can be estimated. FIG. 7 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 4 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. It can be confirmed that a large intensity is distributed approximately in the −10 ° direction, and the human body direction can be estimated. FIG. 8 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 5 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. Large intensities are distributed in the approximately −20 ° direction and the approximately + 20 ° direction, and it can be confirmed that the human body direction can be estimated.

本実施形態によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル(複素チャネル行列)を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の任意の周波数におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルとステアリングベクトルを乗算することで得られる評価関数により、人体の方向を推定するので、マルチパス環境においても検出精度を高くすることができる。   According to the present embodiment, a complex transfer function vector (complex channel matrix) obtained from signals received by a plurality of receiving antennas is recorded for a certain time, and a vector at an arbitrary frequency other than direct current of the complex channel matrix subjected to Fourier transform. Since the direction of the human body is estimated by an evaluation function obtained by multiplying the extracted vector and the steering vector, the detection accuracy can be increased even in a multipath environment.

〔第2実施形態〕
図9に本発明の第2実施形態としての無線検出装置の構成例を示す。図4に示した無線検出装置1aは、送信機10と、送信アンテナ11と、複数の受信機12と、複数の受信アンテナ13と、演算処理装置15aとを備えている。演算処理装置15aは、複素伝達関数ベクトル演算処理部16と、記録部17と、フーリエ変換演算処理部18と、ベクトル抽出演算処理部19と、相関行列演算処理部(方向推定演算処理部の一例)20aとを有している。なお、図9において、図1に示したものと同一の構成には同一の符号を付けて説明を省略する。図9に示した無線検出装置1aは、図1に示した無線検出装置1が備えるステアリングベクトル乗算演算処理部20に代えて、相関行列演算処理部20aを備えている。この相関行列演算処理部20aは、ベクトル抽出演算処理部19が抽出したベクトルとその抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算して相関行列を求め、その相関行列に基づいて対象物の方向を推定する。より具体的には、本実施形態では、相関行列演算処理部20aは、その相関行列の固有ベクトルと、上述した複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて対象物の方向を推定する。
[Second Embodiment]
FIG. 9 shows a configuration example of a wireless detection device as a second embodiment of the present invention. The wireless detection device 1a illustrated in FIG. 4 includes a transmitter 10, a transmission antenna 11, a plurality of receivers 12, a plurality of reception antennas 13, and an arithmetic processing device 15a. The arithmetic processing unit 15a includes a complex transfer function vector arithmetic processing unit 16, a recording unit 17, a Fourier transform arithmetic processing unit 18, a vector extraction arithmetic processing unit 19, and a correlation matrix arithmetic processing unit (an example of a direction estimation arithmetic processing unit). ) 20a. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG. The wireless detection device 1a illustrated in FIG. 9 includes a correlation matrix operation processing unit 20a instead of the steering vector multiplication operation processing unit 20 included in the wireless detection device 1 illustrated in FIG. The correlation matrix calculation processing unit 20a multiplies the vector extracted by the vector extraction calculation processing unit 19 and the complex conjugate transposed vector of the extracted vector to obtain a correlation matrix, and determines the direction of the object based on the correlation matrix. presume. More specifically, in this embodiment, the correlation matrix calculation processing unit 20a multiplies the eigenvector of the correlation matrix by the steering vector representing the amplitude information and the phase information corresponding to the directions of the plurality of reception antennas described above. The direction of the object is estimated based on the evaluation function for the direction seen from the plurality of receiving antennas.

〔第2実施形態の動作〕
次に、図9を参照して説明した無線検出装置1aの動作について説明する。図9に示す無線検出装置1aでは、受信機12側に複数配置したアンテナ13の受信信号から求めた相関行列により、例えば人体の存在の有無と存在する場合の方向の推定を行う。すなわち、無線検出装置1aでは、相関行列演算処理部20aで、一般にMUSIC(MUltiple SIgnal Classification)と呼ばれる到来方向推定法を用いて対象物の方向を検出する(上記到来方向推定法についての参考文献)。
[Operation of Second Embodiment]
Next, the operation of the wireless detection device 1a described with reference to FIG. 9 will be described. In the wireless detection device 1a shown in FIG. 9, for example, the presence / absence of a human body and the direction in the presence of the human body are estimated based on a correlation matrix obtained from reception signals of a plurality of antennas 13 arranged on the receiver 12 side. That is, in the wireless detection device 1a, the correlation matrix calculation processing unit 20a detects the direction of an object using an arrival direction estimation method generally referred to as MUSIC (Multiple Signal Classification) (reference document on the arrival direction estimation method). .

例えば、図9に示す無線検出装置1aについて、送信機10から生成された信号は送信アンテナ11から送信され、空間を伝搬して受信アンテナ13にて受信される。受信機12にて受信された信号は、複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理される。送信アンテナ数を1、受信アンテナ数をmとした場合、複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理される複素伝達関数ベクトル(複素チャネル行列)は式(1)で表される。   For example, for the wireless detection device 1 a shown in FIG. 9, a signal generated from the transmitter 10 is transmitted from the transmission antenna 11, propagates through space, and is received by the reception antenna 13. The signal received by the receiver 12 is arithmetically processed by the complex transfer function vector arithmetic processing unit 16. When the number of transmission antennas is 1 and the number of reception antennas is m, the complex transfer function vector (complex channel matrix) that is processed by the complex transfer function vector calculation processing unit 16 is expressed by Expression (1).

複素伝達関数ベクトル演算処理部16にて演算処理された複素チャネル行列は、記録部17にてある一定時間記録され、記録された複素チャネル行列の各要素ベクトルは、フーリエ変換演算処理部18にてフーリエ変換される。フーリエ変換された複素チャネル行列は式(2)で定義される。   The complex channel matrix calculated by the complex transfer function vector calculation processing unit 16 is recorded for a certain period of time by the recording unit 17, and each element vector of the recorded complex channel matrix is recorded by the Fourier transform calculation processing unit 18. Fourier transformed. The Fourier transformed complex channel matrix is defined by Equation (2).

フーリエ変換された複素チャネル行列は、ベクトル抽出演算処理部19にて直流以外の人体固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出する。相関行列演算処理部20aは、ベクトル抽出演算処理部19で抽出されたベクトルと、抽出されたベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算し、次式で表される相関行列を求める。   From the Fourier-transformed complex channel matrix, a vector extraction calculation processing unit 19 extracts a vector in a frequency band unique to the human body other than DC. The correlation matrix calculation processing unit 20a multiplies the vector extracted by the vector extraction calculation processing unit 19 and the complex conjugate transposed vector of the extracted vector to obtain a correlation matrix represented by the following equation.

相関行列演算処理部20aは、式(5)に示される相関行列を用いて人体方向を推定する。上述したように本実施形態において相関行列演算処理部20aは、相関行列の固有値展開に基づく多重信号分離による推定法として、MUSIC法を用いることとしている。式(5)に示される相関行列を固有値分解すると次式のように表される。   The correlation matrix calculation processing unit 20a estimates the human body direction using the correlation matrix shown in Expression (5). As described above, in this embodiment, the correlation matrix calculation processing unit 20a uses the MUSIC method as an estimation method by multiple signal separation based on eigenvalue expansion of the correlation matrix. When the correlation matrix shown in Expression (5) is decomposed into eigenvalues, the following expression is obtained.

式(6)において、V(f)=[v(f),...,v(f)]は相関行列の固有ベクトル、S(f)=diag[λ,...,λ]は相関行列の固有値を表している(ここでdiagは対角行列を表す)。相関行列の固有ベクトルと式(3)のステアリングベクトルから、受信アンテナから見た方向に対する評価関数を次式で定義することができる。相関行列演算処理部20aは、この評価関数を使用して人体の有無、人数及び方向を推定する。 In equation (6), V (f) = [v 1 (f),. . . , V m (f)] is the eigenvector of the correlation matrix, S (f) = diag [λ 1 ,. . . , Λ m ] represents the eigenvalue of the correlation matrix (where diag represents a diagonal matrix). From the eigenvector of the correlation matrix and the steering vector of Equation (3), the evaluation function for the direction seen from the receiving antenna can be defined by the following equation. The correlation matrix calculation processing unit 20a estimates the presence / absence of the human body, the number of people, and the direction using this evaluation function.

式(7)において、方向推定対象数Lを1≦L≦m−1とし、受信アンテナ数は人体の数+1以上とする。式(7)の評価関数から求めた方向特性の強度分布をグラフで示すと図10〜図13のようになる。図10〜図13は、相関行列から求められた方向特性の強度分布を示す。図10〜図13は、図2〜図5と同様に、横軸は周波数、縦軸は角度方向を表している。図10は人がいない場合、図11は概ね25°方向に人を配置した場合、図12は概ね−10°方向に人を配置した場合、そして、図13は概ね−20°方向と概ね+20°方向に人を配置した場合である。図10で示される人がいない場合は、どの方向も強度分布が一様となっている。図11で示される25°方向に人を配置した場合は、25°方向付近において大きな強度が分布している。図12で示される概ね−10°方向に人を配置した場合は、−10°方向付近において大きな強度が分布している(他の部分より強度が大きい方向特性の領域がある)。そして、図13で示される概ね−20°方向と概ね+20°方向に人を配置した場合は、−20°方向付近と+20°方向付近において大きな強度が分布している。   In Expression (7), the number L of direction estimation targets is 1 ≦ L ≦ m−1, and the number of receiving antennas is equal to or greater than the number of human bodies + 1. The intensity distribution of the directional characteristic obtained from the evaluation function of Expression (7) is shown in graphs as shown in FIGS. 10 to 13 show intensity distributions of direction characteristics obtained from the correlation matrix. 10 to 13, as in FIGS. 2 to 5, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the angular direction. 10 shows a case where there is no person, FIG. 11 shows a case where a person is arranged in a direction of about 25 °, FIG. 12 shows a case where a person is arranged in a direction of about −10 °, and FIG. This is when a person is placed in the direction. When there is no person shown in FIG. 10, the intensity distribution is uniform in any direction. When people are arranged in the 25 ° direction shown in FIG. 11, a large intensity is distributed in the vicinity of the 25 ° direction. When a person is arranged in the direction of approximately −10 ° shown in FIG. 12, a large intensity is distributed in the vicinity of the −10 ° direction (there is a region having a direction characteristic having a higher intensity than the other portions). When a person is arranged in approximately the −20 ° direction and approximately + 20 ° direction shown in FIG. 13, a large intensity is distributed in the vicinity of the −20 ° direction and the + 20 ° direction.

図14〜図16は、それぞれ図11〜図13に示した方向特性の強度分布について、0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲における方向特性の周波数平均をとった場合の方向特性を示す。横軸は角度方向、縦軸は強度を表している。図14は図11における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね25°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。図15は図12における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−10°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。そして、図16は図13における方向特性の強度分布を0.15Hz〜1.6Hzの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−20°方向と概ね+20°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。   14 to 16 show the directional characteristics when the intensity distribution of the directional characteristics shown in FIGS. 11 to 13 is averaged in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. The horizontal axis represents the angular direction, and the vertical axis represents the intensity. FIG. 14 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 11 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. It can be confirmed that a large intensity is distributed in the direction of approximately 25 ° and the human body direction can be estimated. FIG. 15 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 12 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. It can be confirmed that a large intensity is distributed approximately in the −10 ° direction, and the human body direction can be estimated. FIG. 16 shows a case where the intensity distribution of the direction characteristic in FIG. 13 is obtained by taking the frequency average of the direction characteristic in the frequency range of 0.15 Hz to 1.6 Hz. Large intensities are distributed in the approximately −20 ° direction and the approximately + 20 ° direction, and it can be confirmed that the human body direction can be estimated.

以上のように本実施形態によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル(複素チャネル行列)を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の任意の周波数におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルと抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルを乗算することで得られる相関行列から、人体の方向を推定するので、マルチパス環境においても検出精度を高くすることができる。また、第2実施形態は、図14〜図16に示したように、第1実施形態(図6〜図8)よりも検出精度を高めることができる場合がある。   As described above, according to the present embodiment, a complex transfer function vector (complex channel matrix) obtained from signals received by a plurality of receiving antennas is recorded for a certain period of time, and the Fourier transform of the complex channel matrix other than direct current is arbitrary. The direction of the human body is estimated from the correlation matrix obtained by extracting the vector at the frequency of, and multiplying the extracted vector by the complex conjugate transposed vector of the extracted vector, so that the detection accuracy can be increased even in a multipath environment. Can do. Moreover, as shown in FIGS. 14-16, 2nd Embodiment may be able to raise detection accuracy rather than 1st Embodiment (FIGS. 6-8).

なお、第2実施形態において、相関行列の固有値展開に基づく多重信号分離には、MUSIC法以外にもESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)法、Root−MUSIC法などを用いても良い。また、相関行列による線形予測法に基づく方向推定法として、Linear prediction(線形予測)法、Capon法などを用いても良い(上記参考文献参照)。   In the second embodiment, ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Innovation Techniques) method, Root-MUSIC method, etc., may be used for multiple signal separation based on eigenvalue expansion of the correlation matrix. In addition, as a direction estimation method based on a linear prediction method using a correlation matrix, a linear prediction method, a Capon method, or the like may be used (see the above-mentioned reference).

また、式(6)に示される相関行列について、人体固有の周波数帯域内で平均した値を用いて、評価関数を求めることも可能である。すなわち、相関行列の各要素を対象物固有の周波数帯域内で平均した値とすることもできる。   Moreover, it is also possible to obtain an evaluation function by using a value averaged within the frequency band specific to the human body for the correlation matrix shown in Expression (6). In other words, each element of the correlation matrix can be a value obtained by averaging within the frequency band specific to the object.

さらに、式(4)、式(7)について、人体固有の複数の周波数に対して評価関数を求め、全ての評価関数を平均して人体の方向を推定することも可能である。すなわち、式(4)の評価関数と、式(7)の評価関数とに基づいて、対象物の方向を推定することもできる。   Further, with respect to the equations (4) and (7), it is possible to obtain an evaluation function for a plurality of frequencies specific to the human body, and average all the evaluation functions to estimate the direction of the human body. That is, the direction of the object can also be estimated based on the evaluation function of Expression (4) and the evaluation function of Expression (7).

なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されない。例えば送信アンテナの本数を1本ではなく複数本としてもよい。また、検出対象物は、人体に限らず、一定の固有周波数を有する物体あるいは人以外の動物などを検出対象としてもよい。その場合には、上記の対象物固有の周波数帯域は対象物の固有周波数に合わせて変更する。また、対象物固有の周波数帯域は、複数の領域に分割されたものであってもよい。なお、本発明の無線検出装置は、演算処理装置15または15aの一部又は全部をコンピュータを用いて構成することができる。その場合に、そのコンピュータで実行するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や通信回線を介して流通させることができる。   The embodiment of the present invention is not limited to the above. For example, the number of transmission antennas may be plural instead of one. The detection target is not limited to a human body, and an object having a certain natural frequency or an animal other than a human may be a detection target. In that case, the frequency band specific to the object is changed in accordance with the natural frequency of the object. Further, the frequency band specific to the object may be divided into a plurality of regions. In the wireless detection device of the present invention, a part or all of the arithmetic processing device 15 or 15a can be configured using a computer. In that case, the program executed on the computer can be distributed via a computer-readable recording medium or a communication line.

1、1a 無線検出装置
10 送信機
11 送信アンテナ
12 受信機
13 受信アンテナ
14 アレーアンテナ
15、15a 演算処理装置
16 複素伝達関数ベクトル演算処理部
17 記録部
18 フーリエ変換演算処理部
19 ベクトル抽出演算処理部
20 ステアリングベクトル乗算演算処理部
20a 相関行列演算処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Radio | wireless detection apparatus 10 Transmitter 11 Transmitting antenna 12 Receiver 13 Receiving antenna 14 Array antenna 15, 15a Arithmetic processor 16 Complex transfer function vector arithmetic processing part 17 Recording part 18 Fourier transform arithmetic processing part 19 Vector extraction arithmetic processing part 20 Steering vector multiplication operation processing unit 20a Correlation matrix operation processing unit

Claims (8)

送信アンテナと、
前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、
前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、
前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、
前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部と、
前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する方向推定演算処理部と
を備えることを特徴とする無線検出装置。
A transmitting antenna;
A plurality of receiving antennas for receiving reflected waves of radio signals transmitted from the transmitting antenna;
A complex transfer function vector arithmetic processing unit for obtaining a complex transfer function vector between the transmitting antenna and the receiving antenna based on a plurality of radio signals received by the plurality of receiving antennas;
A recording unit for recording a time change of the complex transfer function vector obtained by the complex transfer function vector arithmetic processing unit;
A Fourier transform arithmetic processing unit that Fourier transforms a time response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit;
A vector extraction operation processing unit for extracting a frequency band specific to an object other than a direct current component from a complex transfer function vector Fourier-transformed by the Fourier transform operation processing unit;
A direction estimation calculation processing unit that estimates the direction of the object based on the Fourier-transformed complex transfer function vector in the frequency band unique to the object other than the DC component extracted by the vector extraction calculation processing unit. A wireless detection device.
前記対象物が人体であり、
前記対象物固有の周波数が心拍、呼吸等の人体の生体情報に対応したものである
ことを特徴とする請求項1に記載の無線検出装置。
The object is a human body;
The wireless detection device according to claim 1, wherein the frequency specific to the object corresponds to biological information of a human body such as heartbeat and respiration.
前記方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記ベクトルとその抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算して相関行列を求め、その相関行列に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線検出装置。
The direction estimation calculation processing unit obtains a correlation matrix by multiplying the vector extracted by the vector extraction calculation processing unit and a complex conjugate transposed vector of the extracted vector, and the direction of the object based on the correlation matrix The wireless detection device according to claim 1, wherein the wireless detection device is estimated.
前記方向推定演算処理部が、前記相関行列の固有ベクトルと、前記複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた前記複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項3に記載の無線検出装置。
The direction estimation calculation processing unit is viewed from the plurality of receiving antennas obtained by multiplying the eigenvector of the correlation matrix by a steering vector representing amplitude information and phase information corresponding to directions of the plurality of receiving antennas. The wireless detection device according to claim 3, wherein the direction of the object is estimated based on an evaluation function with respect to the determined direction.
前記相関行列の各要素を前記対象物固有の周波数帯域内で平均した値とする
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の無線検出装置。
The wireless detection device according to claim 3 or 4, wherein each element of the correlation matrix is an average value within a frequency band specific to the object.
前記方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記ベクトルと、前記複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた前記複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の無線検出装置。
The direction estimation calculation processing unit is obtained by multiplying the vector extracted by the vector extraction calculation processing unit by a steering vector representing amplitude information and phase information corresponding to directions of the plurality of receiving antennas. The wireless detection device according to claim 1, wherein the direction of the object is estimated based on an evaluation function with respect to a direction viewed from a plurality of receiving antennas.
請求項4に記載の評価関数と、請求項6に記載の評価関数とに基づいて、前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする無線検出装置。
A wireless detection device, wherein the direction of the object is estimated based on the evaluation function according to claim 4 and the evaluation function according to claim 6.
送信アンテナと、
前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、
前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、
前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、
前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部とを用いて、
方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする無線検出方法。
A transmitting antenna;
A plurality of receiving antennas for receiving reflected waves of radio signals transmitted from the transmitting antenna;
A complex transfer function vector arithmetic processing unit for obtaining a complex transfer function vector between the transmitting antenna and the receiving antenna based on a plurality of radio signals received by the plurality of receiving antennas;
A recording unit for recording a time change of the complex transfer function vector obtained by the complex transfer function vector arithmetic processing unit;
A Fourier transform arithmetic processing unit that Fourier transforms a time response of each element of the complex transfer function vector recorded by the recording unit;
From the complex transfer function vector Fourier-transformed by the Fourier transform arithmetic processing unit, using a vector extraction arithmetic processing unit that extracts a frequency band specific to the object other than the DC component,
A direction estimation calculation processing unit estimates the direction of the object based on the Fourier-transformed complex transfer function vector in the frequency band unique to the object other than the DC component extracted by the vector extraction calculation processing unit. A wireless detection method.
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