JP2017203751A - Radio wave sensor and facility apparatus equipped with radio wave sensor - Google Patents

Radio wave sensor and facility apparatus equipped with radio wave sensor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress erroneous information caused by a multipath and the like.SOLUTION: A radio wave sensor 10 comprises a detection unit 11 and a processing unit 12. The detection unit 11 radiates a radio wave whose frequency changes with the passage of time within a prescribed measurement period T1 to a target space and receives a radio wave from the target space. The processing unit 12 measures the distance to an object Ob present in the target space on the basis of a sensor signal that includes information pertaining to a frequency difference between a signal equivalent to the radiated radio wave and a signal equivalent to the received radio wave. The processing unit 12 has a function to measure the distance to the object Ob present in the target space after information included in a background signal is removed from a sensor signal obtained in each of a plurality of measurement periods T1. When the object Ob present in the target space is assumed to be stationary continuously, the background signal is decided so as to heighten a ratio by which information pertaining to the object Ob is removed from the sensor signal along with the passage of time at which the object Ob is assumed to be stationary.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電波を用いて物体を検知する電波センサ、およびこの電波センサが検出した空間情報に応じて動作する電波センサを備える設備機器に関する。   The present invention relates to a radio wave sensor that detects an object using radio waves, and a facility device including a radio wave sensor that operates according to spatial information detected by the radio wave sensor.

従来、電波を用いて物体を検知するレーダ装置が提案されている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。特許文献1には、道路に設けられた支柱などに設置されるミリ波レーダが記載され、ミリ波レーダが、道路上を走行する車両に対してファン状のビームを走査し、車両の位置と速度を得ることが記載されている。また、特許文献1に記載されたミリ波レーダは、背景差分によりガードレールのような背景を削除し、車両と障害物のデータのみを残すことが記載されている。   Conventionally, radar devices that detect objects using radio waves have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Patent Document 1 describes a millimeter wave radar installed on a column or the like provided on a road. The millimeter wave radar scans a vehicle traveling on a road with a fan-shaped beam, and detects the position of the vehicle. Obtaining speed is described. Further, it is described that the millimeter wave radar described in Patent Document 1 deletes a background such as a guardrail based on a background difference and leaves only vehicle and obstacle data.

特許文献2には、車両、道路上の障害物、路肩に位置している固定構造物の位置を2次元上で特定するレーダ装置が記載されている。特許文献2に記載されたレーダ装置は、停止中の車両、車両からの落下物、落石、大きなゴミなどを一時的な固定物として検知する第一検知部と、移動体を検知する第二検知部とを備えている。さらに、特許文献2に記載された技術では、長期間に亘り静止している物体についての情報(第一背景情報)と、直近に静止している物体についての情報(第二背景情報)とが独立して用意されている。そして、第二検知部は、位置情報が第二背景情報と一致していない物体についての検出情報を抽出する背景差分処理部を備えている。   Patent Document 2 describes a radar device that specifies two-dimensionally the positions of a vehicle, an obstacle on a road, and a fixed structure located on a road shoulder. The radar apparatus described in Patent Literature 2 includes a first detection unit that detects a stopped vehicle, a fallen object from the vehicle, a fallen rock, a large garbage, and the like as a temporary fixed object, and a second detection that detects a moving object. Department. Furthermore, in the technique described in Patent Document 2, information about an object that has been stationary for a long period of time (first background information) and information about an object that has been stationary most recently (second background information) are: It is prepared independently. The second detection unit includes a background difference processing unit that extracts detection information about an object whose position information does not match the second background information.

特開2002−99986号公報JP 2002-99986 A 特開2013−257288号公報JP 2013-257288 A

ところで、樹木のような背景には揺らぎが生じることがあり、またレーダ装置から放射した電波あるいは対象物である車両あるいは障害物で反射した電波にマルチパスが生じる場合がある。このことから、特許文献1に記載されたレーダ装置では、背景を確実に削除できるとは限らない。また、対象物に背景が存在し、かつレーダ装置から見て対象物と背景とが重なっている状態では、背景に関する情報が変化する。したがって、対象物と背景との位置関係によっては、背景差分を行っても背景の情報を除去できず、対象物について誤った情報を抽出する可能性がある。   By the way, a background such as a tree may fluctuate, and a multipath may occur in a radio wave radiated from a radar apparatus or a radio wave reflected by a vehicle or an obstacle as an object. For this reason, the radar apparatus described in Patent Document 1 cannot always reliably delete the background. In addition, when the object has a background and the object and the background overlap each other when viewed from the radar apparatus, the information regarding the background changes. Therefore, depending on the positional relationship between the object and the background, the background information cannot be removed even if background difference is performed, and incorrect information about the object may be extracted.

特許文献2には、一時的な固定物と移動体とを独立して検知することが可能であると記載されているが、マルチパスなどに起因する誤った情報を除去することは考慮されていない。   Patent Document 2 describes that it is possible to detect a temporary fixed object and a moving object independently, but it is considered to remove erroneous information due to multipath or the like. Absent.

本発明は、マルチパスなどによる誤った情報の抑制を可能にした電波センサを提供することを目的とし、さらにこの電波センサを備える設備機器を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the radio wave sensor which enabled suppression of the erroneous information by a multipath etc., and also aims at providing the equipment provided with this radio wave sensor.

本発明に係る電波センサは、検知部と処理部とを備える。前記検知部は、所定の計測期間内で時間経過に伴って周波数が変化する電波を対象空間に放射し、かつ前記対象空間から電波を受信する。前記処理部は、複数の前記計測期間それぞれにおいて、放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号との周波数差の情報を含むセンサ信号に基づいて前記対象空間に存在する物体までの距離を計測する。また、前記処理部は、複数の前記計測期間それぞれで得られるセンサ信号から背景信号が含む情報を除去した後に前記対象空間に存在する物体までの距離を計測する機能を有している。前記背景信号は、前記対象空間に存在する物体が継続して静止しているとみなされる場合、前記物体が静止しているとみなされる時間の経過に伴って、当該物体の情報を前記センサ信号から除去する割合を高めるように定められている。   The radio wave sensor according to the present invention includes a detection unit and a processing unit. The detection unit radiates a radio wave whose frequency changes over time within a predetermined measurement period to the target space, and receives the radio wave from the target space. The processing unit is configured to detect an object existing in the target space based on a sensor signal including information on a frequency difference between a signal corresponding to the radiated radio wave and a signal corresponding to the received radio wave in each of the plurality of measurement periods. Measure distance. In addition, the processing unit has a function of measuring a distance to an object existing in the target space after removing information included in a background signal from sensor signals obtained in each of the plurality of measurement periods. When the object existing in the target space is considered to be still still, the background signal indicates the information of the object as the sensor signal as time elapses when the object is considered to be stationary. It is stipulated to increase the rate of removal from

また、本発明に係る設備機器は、上述した電波センサと、前記電波センサが監視している前記物体の状態に応じて動作が指示される負荷装置とを備える。   Moreover, the equipment according to the present invention includes the above-described radio wave sensor and a load device whose operation is instructed according to the state of the object monitored by the radio wave sensor.

本発明は、上記構成を採用したことにより、マルチパスなどに起因する誤った情報の抑制が可能になるという利点を有する。   The present invention has an advantage that erroneous information due to multipath or the like can be suppressed by adopting the above configuration.

図1は実施形態に係る電波センサを示すブロック回路図である。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a radio wave sensor according to an embodiment. 図2は実施形態における送信波の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a transmission wave in the embodiment. 図3は実施形態の動作の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment. 図4は実施形態における周波数スペクトルの例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a frequency spectrum in the embodiment. 図5Aは実施形態において計測期間を説明する図であり、図5Bは実施形態における計測期間の別の例を説明する図である。FIG. 5A is a diagram illustrating a measurement period in the embodiment, and FIG. 5B is a diagram illustrating another example of the measurement period in the embodiment. 図6は実施形態において第1処理部と第2処理部との構成例を示すブロック回路図である。FIG. 6 is a block circuit diagram illustrating a configuration example of the first processing unit and the second processing unit in the embodiment. 図7Aは実施形態において周波数スペクトルの例を示すグラフであり、図7Bは実施形態において背景物に相当する周波数スペクトルを減算により除去した後のグラフである。FIG. 7A is a graph showing an example of a frequency spectrum in the embodiment, and FIG. 7B is a graph after removing a frequency spectrum corresponding to a background object in the embodiment by subtraction. 図8Aは実施形態において時間経過に伴う物体の移動を表すグラフ、図8Bは実施形態において時間経過に伴う距離の変化を表すグラフ、図8Cは実施形態において時間経過に伴う速度の変化を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing the movement of an object over time in the embodiment, FIG. 8B is a graph showing a change in distance over time in the embodiment, and FIG. 8C is a graph showing a speed change over time in the embodiment. It is. 図9は実施形態において物体までの距離の時間変化の例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of a change over time in the distance to an object in the embodiment. 図10は実施形態において電波センサを備える設備機器の例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of facility equipment including a radio wave sensor in the embodiment.

以下に説明する構成例は、対象空間に電波を放射し、対象空間からの電波を受信することによって、空間情報を抽出する電波センサ、およびこの電波センサを備える設備機器に関する。ここでの空間情報は、対象空間に存在する物体までの距離の情報、対象空間に存在する物体が移動する速度、対象空間に定めた監視領域に物体が存在するか否かの情報、監視領域に存在する物体が監視対象である対象物か否かの情報などから選択される。   The configuration example described below relates to a radio wave sensor that extracts a spatial information by radiating a radio wave to a target space and receiving the radio wave from the target space, and a facility device including the radio wave sensor. The spatial information here is information on the distance to the object existing in the target space, the speed at which the object existing in the target space moves, information on whether or not the object exists in the monitoring area defined in the target space, the monitoring area Is selected based on information on whether or not the object existing in is an object to be monitored.

以下に説明する電波センサにおいて、対象空間に存在する物体が移動する速度、監視領域に物体が存在するか否かの情報、監視領域に存在する物体が対象物か否かの情報は、対象空間に存在する物体までの距離の情報を基にした情報である。したがって、電波センサは、基本的には、対象空間に存在する物体までの距離を計測する機能を備える。物体は人体であってもよく、この場合に、電波センサは人感センサとして用いることが可能である。また、電波センサは、負荷装置に対する制御信号を出力する構成であってもよい。   In the radio wave sensor described below, the speed at which an object existing in the target space moves, information on whether or not an object exists in the monitoring area, and information on whether or not the object existing in the monitoring area is the target space It is information based on the information of the distance to the object existing in. Therefore, the radio wave sensor basically has a function of measuring a distance to an object existing in the target space. The object may be a human body, and in this case, the radio wave sensor can be used as a human sensor. The radio wave sensor may be configured to output a control signal for the load device.

電波センサを備える設備機器は、電波センサが監視した空間情報に応じて負荷装置を制御するように構成されている。負荷装置は、照明装置、電動ドア、空調装置、警報機器などから選択される。ただし、負荷装置の種類はとくに限定されない。   The equipment provided with the radio wave sensor is configured to control the load device according to the spatial information monitored by the radio wave sensor. The load device is selected from a lighting device, an electric door, an air conditioner, an alarm device, and the like. However, the type of load device is not particularly limited.

たとえば、負荷装置が電動ドアである場合、電動ドアを通過しようとする人を電波センサが検知すると、電動ドアを開くように電波センサが制御信号を出力し、人が通過した後に電動ドアを閉じるように電波センサが制御信号を出力するように構成できる。つまり、負荷装置としての電動ドアと電波センサとにより設備機器である自動ドアを構成可能である。   For example, when the load device is an electric door, when the radio wave sensor detects a person trying to pass through the electric door, the radio wave sensor outputs a control signal to open the electric door and closes the electric door after the person passes through. Thus, the radio wave sensor can be configured to output a control signal. In other words, an automatic door, which is a facility device, can be configured by an electric door as a load device and a radio wave sensor.

また、負荷装置が街路灯を構成する照明装置であってもよい。この場合、照明装置に接近する人を電波センサが検知すると、照明装置の光出力を増加させるように電波センサが制御信号を出力し、人が通過した後には光出力を低減させるように電波センサが制御信号を出力するように構成できる。すなわち、負荷装置としての照明装置と電波センサとにより設備機器としての街路灯を構成可能である。   Moreover, the illuminating device which comprises a street light may be sufficient as a load apparatus. In this case, when the radio wave sensor detects a person approaching the lighting device, the radio wave sensor outputs a control signal so as to increase the light output of the lighting device, and after the person passes, the radio wave sensor reduces the light output. Can be configured to output a control signal. That is, a street light as equipment can be configured by the illumination device as the load device and the radio wave sensor.

上述した設備機器は一例であり、電波センサと負荷装置とを適宜に組み合わせることによって、様々な設備機器を構成することが可能である。   The equipment described above is an example, and various equipment can be configured by appropriately combining the radio wave sensor and the load device.

図1に示すように、以下に説明する電波センサ10は、検知部11と処理部12とを備える。検知部11は、対象空間に電波を放射し、対象空間から電波を受信する。処理部12は、検知部11の出力に基づいて空間情報を抽出する。図1に示す構成例では、電波を対象空間に放射するタイミングを検知部11が定めている。ただし、電波を対象空間に放射するタイミングは、処理部12が定めてもよく、また電波を対象空間に放射するタイミングは、検知部11および処理部12とは別の構成が定めてもよい。   As shown in FIG. 1, the radio wave sensor 10 described below includes a detection unit 11 and a processing unit 12. The detection unit 11 radiates radio waves to the target space and receives radio waves from the target space. The processing unit 12 extracts spatial information based on the output of the detection unit 11. In the configuration example shown in FIG. 1, the detection unit 11 determines the timing at which radio waves are radiated to the target space. However, the processing unit 12 may determine the timing at which radio waves are radiated into the target space, and the configuration different from the detection unit 11 and the processing unit 12 may be determined at timings at which radio waves are radiated into the target space.

検知部11は、たとえば図2に示すように、対象空間に電波を放射する放射期間Tsと、対象空間に電波を放射しない休止期間Trとが、交互に生じるように動作する。すなわち、検知部11は、対象空間に電波を間欠的に放射する。以下では、1回の放射期間Tsと1回の休止期間Trとを合わせた期間を処理周期T0と呼ぶ。図2に示す動作例では、処理期間T0に対して放射期間Tsが2分の1に定められている。たとえば、処理期間T0が2[ms]であれば、放射期間Tsは1[ms]である。   For example, as illustrated in FIG. 2, the detection unit 11 operates such that a radiation period Ts that radiates radio waves into the target space and a pause period Tr that does not radiate radio waves into the target space alternately occur. That is, the detection unit 11 radiates radio waves intermittently into the target space. Hereinafter, a period obtained by combining one radiation period Ts and one pause period Tr is referred to as a processing cycle T0. In the operation example shown in FIG. 2, the radiation period Ts is set to ½ with respect to the processing period T0. For example, if the processing period T0 is 2 [ms], the emission period Ts is 1 [ms].

処理期間T0と放射期間Tsとは適宜に定めることが可能である。たとえば、処理期間T0が50[ms]であり、放射期間Tsが1[ms]であるように定めることが可能である。また、電波の周波数は、マイクロ波からミリ波の範囲の周波数帯から選択される。放射期間Ts、処理期間T0などは、処理部12の処理能力、要求仕様などによって定められる。要求仕様は、距離の精度(分解能)、物体Obの予想される移動速度、対象空間の範囲などである。   The processing period T0 and the emission period Ts can be determined as appropriate. For example, it is possible to determine that the processing period T0 is 50 [ms] and the emission period Ts is 1 [ms]. The frequency of the radio wave is selected from a frequency band in the range from microwave to millimeter wave. The radiation period Ts, the processing period T0, and the like are determined by the processing capability of the processing unit 12, the required specifications, and the like. The required specifications are the distance accuracy (resolution), the expected moving speed of the object Ob, the range of the target space, and the like.

電波の周波数、処理期間T0、放射期間Tsは、電波センサ10が抽出する空間情報の種類に応じて選択される。つまり、電波センサ10の用途、物体Obまでの距離、物体Obが移動する速さなどを考慮して、電波の周波数、処理期間T0、放射期間Tsが適宜に定められる。電波センサ10が抽出する空間情報の種類によっては、休止期間Trがなく放射期間Tsが繰り返すように構成されていてもよい。   The frequency of the radio wave, the processing period T0, and the emission period Ts are selected according to the type of spatial information extracted by the radio wave sensor 10. That is, the frequency of the radio wave, the processing period T0, and the emission period Ts are appropriately determined in consideration of the application of the radio wave sensor 10, the distance to the object Ob, the speed at which the object Ob moves, and the like. Depending on the type of spatial information extracted by the radio wave sensor 10, the radiation period Ts may be repeated without the pause period Tr.

ここに、休止期間Trには検知部11の動作は停止する。すなわち、休止期間Trにおいて受信を行う構成と比較すると、休止期間Trに検知部11の動作が停止する構成は、消費する電力が少ない。また、電波センサ10は、放射期間Tsに比べて休止期間Trを長く設定することが可能である。したがって、休止期間Trの電力の消費を抑制することは、電力の消費量の削減につながる。   Here, the operation of the detection unit 11 stops during the suspension period Tr. That is, the configuration in which the operation of the detection unit 11 stops in the pause period Tr consumes less power than the configuration in which reception is performed in the pause period Tr. In addition, the radio wave sensor 10 can set the pause period Tr longer than the radiation period Ts. Therefore, suppressing power consumption during the suspension period Tr leads to reduction of power consumption.

検知部11は、放射期間Tsに電波を放射するだけではなく、放射期間Tsに電波の受信も行う。以下では、電波センサ10が放射した電波を送信波と呼び、物体Obで反射された電波を反射波と呼ぶ。   The detector 11 not only emits radio waves during the radiation period Ts but also receives radio waves during the radiation period Ts. Hereinafter, the radio wave radiated by the radio wave sensor 10 is referred to as a transmission wave, and the radio wave reflected by the object Ob is referred to as a reflected wave.

この構成例の電波センサ10では、検知部11が、FMCW方式(FMCW:Frequency-modulated continuous-wave)で空間情報を反映する信号を出力する。検知部11は、送信用回路と受信用回路とを備える。検知部11は、図3に符号Sg1で示すように、時間経過に伴って周波数が変化するFMCW信号を発生する。すなわち、FMCW信号は、時間を周波数に変えるように周波数変調を行った信号と言える。ここで説明する電波センサ10は、図3に符号F1で示すように、放射期間Tsにおいて時間経過に伴って周波数が直線的に上昇するFMCW信号を発生する。FMCW信号は、時間経過に伴って周波数が直線的に下降してもよく、また上昇する期間および下降する期間を含むことも可能であり、さらには周波数の変化が直線的であることも必須ではない。   In the radio wave sensor 10 of this configuration example, the detection unit 11 outputs a signal reflecting spatial information in the FMCW method (FMCW: Frequency-modulated continuous-wave). The detection unit 11 includes a transmission circuit and a reception circuit. The detector 11 generates an FMCW signal whose frequency changes with time, as indicated by reference numeral Sg1 in FIG. That is, the FMCW signal can be said to be a signal that has been subjected to frequency modulation so as to change time into frequency. The radio wave sensor 10 described here generates an FMCW signal whose frequency increases linearly with time in the radiation period Ts, as indicated by reference numeral F1 in FIG. The frequency of the FMCW signal may decrease linearly as time elapses, and may include a rising period and a falling period, and it is also essential that the frequency change is linear. Absent.

図1に示す電波センサ10は、送信波を放射してから物体Obで反射された反射波を受信するまでの時間を周波数の変化に置き換えている。すなわち、同時刻における送信波と反射波との周波数差に基づいて、電波センサ10から物体Obまでの距離が求められる。以下にこの原理を説明する。   The radio wave sensor 10 shown in FIG. 1 replaces the time from radiating a transmission wave until receiving a reflected wave reflected by the object Ob with a change in frequency. That is, the distance from the radio wave sensor 10 to the object Ob is obtained based on the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave at the same time. This principle will be described below.

いま、電波センサ10から物体Obまでの距離がL[m]、送信波の放射から反射波の受信までの時間がΔt[s]、電波の伝播速度がc[m/s]で表されるとすると、距離L[m]は、L=c・Δt/2という形式で表される。一方、送信波の周波数の変化率をk[Hz/s]、同時刻における送信波と反射波との周波数差をΔf[Hz]で表すと、Δf=k・Δtであるから、Δt=Δf/kという関係式が得られる。すなわち、距離Lは、L=(c/2)Δf(1/k)と表される。ここで、p=c/2k[m・s]とおけば、L=p・Δfという関係が得られる。このように、周波数差Δfに係数pを乗じるだけで距離Lが求められる。   Now, the distance from the radio wave sensor 10 to the object Ob is represented by L [m], the time from the transmission wave to the reception of the reflected wave is represented by Δt [s], and the propagation speed of the radio wave is represented by c [m / s]. Then, the distance L [m] is expressed in the form of L = c · Δt / 2. On the other hand, if the rate of change of the frequency of the transmitted wave is expressed as k [Hz / s] and the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave at the same time is expressed as Δf [Hz], Δf = k · Δt, so Δt = Δf A relational expression of / k is obtained. That is, the distance L is expressed as L = (c / 2) Δf (1 / k). Here, if p = c / 2k [m · s], the relationship L = p · Δf is obtained. In this way, the distance L can be obtained simply by multiplying the frequency difference Δf by the coefficient p.

図3のように、放射期間Ts[s]における送信波の周波数の最小値fminと最大値fmaxとの差をBw[Hz]とすれば、k=Bw/Tsと表される。したがって、p=(c/2)(Ts/Bw)と表すことができる。ここに、Bw=fmax−fminである。以下では、送信波の周波数の最小値fminと最大値fmaxとの差Bwを「掃引周波数幅」という。   As shown in FIG. 3, if the difference between the minimum value fmin and the maximum value fmax of the frequency of the transmission wave in the radiation period Ts [s] is Bw [Hz], k = Bw / Ts. Therefore, it can be expressed as p = (c / 2) (Ts / Bw). Here, Bw = fmax−fmin. Hereinafter, the difference Bw between the minimum value fmin and the maximum value fmax of the frequency of the transmission wave is referred to as “sweep frequency width”.

一例として、放射期間Tsを1[ms]に定め、放射期間Tsにおける掃引周波数幅Bwを150[MHz]に定める。また、光速cを3×10[m/s]とする。これらの数値を適用すると、係数pは、p=(c/2)(Ts/Bw)=1×10−3[m・s]である。したがって、同時刻における送信波と反射波との周波数差Δfが1[kHz]であるとき、距離Lは1[m]である。 As an example, the radiation period Ts is set to 1 [ms], and the sweep frequency width Bw in the radiation period Ts is set to 150 [MHz]. The light speed c is 3 × 10 8 [m / s]. When these numerical values are applied, the coefficient p is p = (c / 2) (Ts / Bw) = 1 × 10 −3 [m · s]. Therefore, when the frequency difference Δf between the transmitted wave and the reflected wave at the same time is 1 [kHz], the distance L is 1 [m].

電波センサ10が物体Obを監視する対象空間は、物体Obまでの距離に基づいて定められる。以下では、対象空間のうち電波センサ10に近いほうの境界を「下限距離」と呼び、対象空間のうち電波センサ10から遠いほうの境界を「上限距離」と呼ぶ。下限距離と上限距離とは、電波センサ10の使用用途に応じて定められる。なお、上限距離および下限距離は、処理部12において第1データの値の範囲を制限することにより定めることが可能である。   The target space in which the radio wave sensor 10 monitors the object Ob is determined based on the distance to the object Ob. Hereinafter, a boundary closer to the radio wave sensor 10 in the target space is referred to as a “lower limit distance”, and a boundary farther from the radio wave sensor 10 in the target space is referred to as an “upper limit distance”. The lower limit distance and the upper limit distance are determined according to the usage application of the radio wave sensor 10. The upper limit distance and the lower limit distance can be determined by limiting the range of the first data value in the processing unit 12.

なお、ここに示した数値は一例であって、動作を限定する趣旨ではない。すなわち、放射期間Ts、掃引周波数幅Bwは、電波センサ10の用途、物体Obまでの距離、物体Obが移動する速さなどに応じて適宜に定められる。また、対象空間の範囲は、距離によって定められる。   In addition, the numerical value shown here is an example, Comprising: It is not the meaning which limits operation | movement. That is, the radiation period Ts and the sweep frequency width Bw are appropriately determined according to the use of the radio wave sensor 10, the distance to the object Ob, the speed at which the object Ob moves, and the like. Further, the range of the target space is determined by the distance.

検知部11は、同時刻における送信波と反射波との周波数差Δfを抽出するために、図1に示す構成例では、発信器111と混合器112と2個の増幅器113、114と送信用アンテナ115および受信用アンテナ116とを備える構成を採用している。増幅器113は、発信器111が出力する高周波信号を増幅し、送信用アンテナ115に供給する。送信用アンテナ115は、増幅器113から受け取った高周波信号を送信波に変えて対象空間に放射させる。   In order to extract the frequency difference Δf between the transmitted wave and the reflected wave at the same time, the detection unit 11 has a transmitter 111, a mixer 112, two amplifiers 113 and 114, and a transmitter for transmission in the configuration example shown in FIG. A configuration including an antenna 115 and a receiving antenna 116 is employed. The amplifier 113 amplifies the high frequency signal output from the transmitter 111 and supplies it to the transmitting antenna 115. The transmitting antenna 115 converts the high-frequency signal received from the amplifier 113 into a transmission wave and radiates it to the target space.

一方、受信用アンテナ116は対象空間から受信した電波を高周波信号に変えて増幅器114に引き渡す。増幅器114は、受信用アンテナ116からの高周波信号を増幅し、増幅後の高周波信号を混合器112に引き渡す。混合器112は、増幅器114から受け取った高周波信号に発信器111が出力した信号を混合する。したがって、混合器112が出力する混合信号は、送信用アンテナ115が対象空間に放射した電波の周波数と、受信用アンテナ116が対象空間から受信した電波の周波数との和および差の成分を含む。すなわち、受信用アンテナ116が受信した電波に物体Obで反射された反射波が含まれていると、混合器112が出力する混合信号は、送信波と反射波との周波数差の情報を含む。   On the other hand, the receiving antenna 116 converts the radio wave received from the target space into a high frequency signal and delivers it to the amplifier 114. The amplifier 114 amplifies the high frequency signal from the receiving antenna 116 and passes the amplified high frequency signal to the mixer 112. The mixer 112 mixes the high-frequency signal received from the amplifier 114 with the signal output from the transmitter 111. Therefore, the mixed signal output from the mixer 112 includes the sum and difference components of the frequency of the radio wave radiated to the target space by the transmitting antenna 115 and the frequency of the radio wave received from the target space by the receiving antenna 116. That is, when the radio wave received by the receiving antenna 116 includes a reflected wave reflected by the object Ob, the mixed signal output from the mixer 112 includes information on the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave.

図1に示す構成例では、送信用アンテナ115と受信用アンテナ116とが個別に設けられているが、1つのアンテナが送信用アンテナ115と受信用アンテナ116とに兼用されていてもよい。また、増幅器113、114は、必要に応じて設けられ、省略される場合もある。   In the configuration example shown in FIG. 1, the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 are individually provided, but one antenna may be used as both the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116. The amplifiers 113 and 114 may be provided as necessary and may be omitted.

さらに、図1に示す構成例では、検知部11が1つの混合器112を備えているが、検知部11が2つの混合器を備える構成を採用してもよい。検知部11が2つの混合器を備える構成では、増幅器114が出力する高周波信号を2つの混合器がそれぞれ受け取る構成を採用してもよい。この構成では、2つの混合器において増幅器114が出力する高周波信号に混合する2つの信号は、同周波数であるが、位相差が付与されている。   Furthermore, in the configuration example illustrated in FIG. 1, the detection unit 11 includes one mixer 112, but a configuration in which the detection unit 11 includes two mixers may be employed. In the configuration in which the detection unit 11 includes two mixers, a configuration in which the two mixers receive high-frequency signals output from the amplifier 114 may be employed. In this configuration, the two signals mixed with the high-frequency signal output from the amplifier 114 in the two mixers have the same frequency but are given a phase difference.

たとえば、2つの混合器の一方に発信器111が出力した高周波信号を与え、2つの混合器の他方に発信器111が出力した高周波信号を移相器に通して90度の位相差を付与した高周波信号を与える。つまり、検知部11は、増幅器114が出力した高周波信号の直交検波を行うことによって、送信波と反射波との周波数差に相当する成分を含み、かつ位相が異なる2つの混合信号を出力するように構成される。この構成の場合、距離精度の向上のために、周波数分析は複素信号領域で行うことが望ましい。   For example, the high frequency signal output from the transmitter 111 is given to one of the two mixers, and the high frequency signal output from the transmitter 111 is passed through the phase shifter to the other of the two mixers to give a phase difference of 90 degrees. Give a high frequency signal. That is, the detection unit 11 outputs two mixed signals including components corresponding to the frequency difference between the transmission wave and the reflected wave and having different phases by performing quadrature detection of the high-frequency signal output from the amplifier 114. Configured. In this configuration, it is desirable to perform frequency analysis in the complex signal domain in order to improve distance accuracy.

また、検知部11として、増幅器114が出力する高周波信号のダウンコンバートを2段階行う構成を採用してもよい。すなわち、検知部11は、高周波信号のダウンコンバートの後に、さらにダウンコンバートを行うダブルコンバージョン方式の構成であってもよい。ダウンコンバートは、検知部11において混合器112が出力するアナログ信号に対して行う構成と、処理部12においてデジタル信号に対して行う構成とのどちらを採用してもよい。   Further, the detection unit 11 may employ a configuration in which the high-frequency signal output from the amplifier 114 is down-converted in two stages. That is, the detection unit 11 may have a double conversion type configuration in which down-conversion is further performed after down-conversion of a high-frequency signal. The down conversion may employ either a configuration performed on the analog signal output from the mixer 112 in the detection unit 11 or a configuration performed on the digital signal in the processing unit 12.

混合器112から出力された混合信号は、アナログ−デジタル変換器によりデジタル信号に変換される。アナログ−デジタル変換器は、混合信号をシリアルのデジタル信号に変換する。ここに、アナログ−デジタル変換器は、検知部11と処理部12とのどちらが備えていてもよい。なお、近年ではFMCW方式のミリ波レーダを構成するデバイスとして、検知部11に相当する集積回路が製造されているから、この種のデバイスを検知部11に用いてもよい。この種のデバイスには、アナログ−デジタル変換器を備えている構成と備えていない構成とがある。   The mixed signal output from the mixer 112 is converted into a digital signal by an analog-digital converter. The analog-to-digital converter converts the mixed signal into a serial digital signal. Here, either the detection unit 11 or the processing unit 12 may include the analog-digital converter. In recent years, an integrated circuit corresponding to the detection unit 11 is manufactured as a device constituting the FMCW millimeter-wave radar. Therefore, this type of device may be used for the detection unit 11. This type of device has a configuration that includes an analog-digital converter and a configuration that does not.

送信用アンテナ115と受信用アンテナ116とを構成するアンテナは、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ホーンアンテナなどから選択される。送信用アンテナ115と受信用アンテナ116とは、送信用アンテナ115から物体Obまでの距離と、受信用アンテナ116から物体Obまでの距離との差が比較的小さくなるように、近接して配置される。   The antenna constituting the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 is selected from a patch antenna, a slot antenna, a horn antenna, and the like. The transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 are arranged close to each other so that the difference between the distance from the transmitting antenna 115 to the object Ob and the distance from the receiving antenna 116 to the object Ob is relatively small. The

送信用アンテナ115および受信用アンテナ116は、たとえば、24.05GHzを超え24.25GHz以下の周波数帯に対応するように設計される。このような周波数帯であれば、送信用アンテナ115と受信用アンテナ116とのサイズおよび間隔は数mm程度でもよい。ここに、送信用アンテナ115と受信用アンテナ116との間隔は、送信用アンテナ115と受信用アンテナ116との間に形成される隙間の寸法を意味する。   The transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 are designed to correspond to a frequency band of more than 24.05 GHz and 24.25 GHz or less, for example. In such a frequency band, the size and interval between the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 may be about several mm. Here, the distance between the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116 means the size of a gap formed between the transmitting antenna 115 and the receiving antenna 116.

なお、国内において、この周波数帯は、人または物体のような対象物の存在、位置、動き、大きさなどから選択される情報を取得するために使用され、無線局の免許を受けることなく使用することが可能である。この種の無線局は、船舶または航空機の航行以外の目的で用いる無線局であって、日本国内では、「移動体検知電波センサー用特定小電力無線局」と呼ばれている。ここに示した周波数帯は、一例であって、必要に応じて変更することが可能である。   In Japan, this frequency band is used to obtain information selected from the presence, position, movement, size, etc. of a target such as a person or an object, and is used without obtaining a radio station license. Is possible. This type of radio station is a radio station that is used for purposes other than navigation of ships or aircraft, and is called “a specific low-power radio station for mobile object detection radio wave sensors” in Japan. The frequency band shown here is an example and can be changed as necessary.

処理部12は、混合器112が出力した混合信号のうち送信波と反射波との周波数差に相当する成分について周波数スペクトルを求める周波数分析部120を備える。周波数分析部120は、デジタル信号に対して周波数分析を行う構成であって、DFT(Discrete Fourier Transform)、FFT(Fast Fourier Transform)、DCT(Discrete Cosine Transform)などから選択される処理を行う。すなわち、周波数分析部120は、時間領域の信号(混合信号をデジタル信号に変換した時系列の信号)を周波数領域の信号に変換する直交変換を行う。なお、周波数スペクトルを求めるためにウェーブレット変換を行う構成を採用することも可能である。混合器112が出力した混合信号をデジタル信号に変換する際に、混合信号はアンチエイリアシングフィルタ(anti-aliasing filter)に通される。したがって、周波数分析部120が周波数スペクトルを求める周波数の範囲はアンチエイリアシングフィルタにより制限される。アンチエイリアシングフィルタを通過する周波数の上限値は、上述した対象空間の上限距離に応じて定められる。   The processing unit 12 includes a frequency analysis unit 120 that obtains a frequency spectrum for a component corresponding to the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave in the mixed signal output from the mixer 112. The frequency analysis unit 120 is configured to perform frequency analysis on a digital signal, and performs processing selected from DFT (Discrete Fourier Transform), FFT (Fast Fourier Transform), DCT (Discrete Cosine Transform), and the like. That is, the frequency analysis unit 120 performs orthogonal transform that converts a time-domain signal (a time-series signal obtained by converting a mixed signal into a digital signal) into a frequency-domain signal. In addition, it is also possible to employ | adopt the structure which performs wavelet transformation in order to obtain | require a frequency spectrum. When the mixed signal output from the mixer 112 is converted into a digital signal, the mixed signal is passed through an anti-aliasing filter. Therefore, the frequency range for which the frequency analysis unit 120 obtains the frequency spectrum is limited by the anti-aliasing filter. The upper limit value of the frequency that passes through the anti-aliasing filter is determined according to the above-described upper limit distance of the target space.

混合器112が出力した混合信号に、送信波と反射波との周波数差に相当する成分の信号が含まれている場合、周波数分析部120は、時間領域の信号から図4のような周波数スペクトルを求める。すなわち、周波数分析部120は、時間領域の情報を周波数領域の情報に変換する。ここでの周波数スペクトルは、周波数分析部120が定めた複数の周波数ビンそれぞれにパワー(エネルギースペクトル密度、電力スペクトル密度)または振幅値を対応付けた形式で表される。周波数分析部120は、入力された信号に対応したデジタル信号を図5Aに示すような所定の計測期間T1ごとに周波数領域の周波数スペクトルに変換する。計測期間T1は、1回の処理周期T0を最小の期間とし、処理周期T0の整数倍に定められている。計測期間T1は一般的には1回の処理周期T0に相当する期間でよい(図5A参照)。ただし、図5Bのように、計測期間T1は複数の処理周期T0に相当する期間であってもよい。   When the mixed signal output from the mixer 112 includes a signal having a component corresponding to the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave, the frequency analysis unit 120 calculates the frequency spectrum as shown in FIG. 4 from the time domain signal. Ask for. That is, the frequency analysis unit 120 converts time domain information into frequency domain information. The frequency spectrum here is expressed in a format in which power (energy spectrum density, power spectrum density) or amplitude value is associated with each of a plurality of frequency bins determined by the frequency analysis unit 120. The frequency analysis unit 120 converts a digital signal corresponding to the input signal into a frequency spectrum in the frequency domain for each predetermined measurement period T1 as shown in FIG. 5A. The measurement period T1 is set to an integral multiple of the processing period T0, with one processing period T0 as a minimum period. The measurement period T1 may generally be a period corresponding to one processing cycle T0 (see FIG. 5A). However, as shown in FIG. 5B, the measurement period T1 may be a period corresponding to a plurality of processing cycles T0.

図4に示す周波数スペクトルは、3つのピークP11、P12、P13を含んでいるから、3つのピークP11、P12、P13それぞれに対応する周波数に相当する距離に、物体Obが存在すると推定される。ただし、3つのピークP11、P12、P13が生じたとしても3つの物体Obが存在するとは限らず、1つの物体Obに対して複数のピークが生じる場合もある。   Since the frequency spectrum shown in FIG. 4 includes three peaks P11, P12, and P13, it is estimated that the object Ob exists at distances corresponding to the frequencies corresponding to the three peaks P11, P12, and P13. However, even if the three peaks P11, P12, and P13 are generated, the three objects Ob are not always present, and a plurality of peaks may be generated for one object Ob.

ところで、処理部12は、対象空間において静止している物体Ob(以下、「静止物」という)と、対象空間において移動している物体Ob(以下、「移動物」という)とを区別するために、第1処理部121と第2処理部122とを備える。第1処理部121は、計測期間T1ごとに得られるセンサ信号と所定の一時点で事前に得られるセンサ信号との間で静止物の成分を除去する。一方、第2処理部122は、計測期間T1ごとに得られるセンサ信号の相互間で静止物の成分を除去する。   By the way, the processing unit 12 distinguishes between an object Ob stationary in the target space (hereinafter referred to as “stationary object”) and an object Ob moving in the target space (hereinafter referred to as “moving object”). In addition, a first processing unit 121 and a second processing unit 122 are provided. The 1st process part 121 removes the component of a stationary object between the sensor signal obtained for every measurement period T1, and the sensor signal obtained in advance at a predetermined time. On the other hand, the second processing unit 122 removes a stationary object component between sensor signals obtained every measurement period T1.

センサ信号は、送信波と反射波との周波数差の情報を含む信号であり、周波数分析部120に入力される前の時間領域の混合信号と、周波数分析部120で求めた周波数スペクトル(図4参照)を表す周波数領域の信号とから選択される。すなわち、第1処理部121と第2処理部122は、時間領域のセンサ信号と周波数領域のセンサ信号とのいずれを用いる。   The sensor signal is a signal including information on the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave. The time domain mixed signal before being input to the frequency analysis unit 120 and the frequency spectrum obtained by the frequency analysis unit 120 (FIG. 4). For example). That is, the first processing unit 121 and the second processing unit 122 use either a time domain sensor signal or a frequency domain sensor signal.

第1処理部121と第2処理部122とのどちらについても、異なる時刻に得られたセンサ信号の差を求めることが必要であり、また、2つのセンサ信号のうちの一方は他方よりも先の時刻に得られるから、先の時刻に得られたセンサ信号を記憶する必要がある。第1処理部121と第2処理部122とは、記憶する情報が異なるが同様の構成であり、図6のように、第1処理部121と第2処理部122とは、どちらも減算部12Aと記憶部12Bとを備えている。第1処理部121が備える記憶部12Bは、所定の一時点で事前に得られるセンサ信号を記憶し、第2処理部122が備える記憶部12Bは、計測期間T1ごとに記憶するセンサ信号が更新される。   For both the first processing unit 121 and the second processing unit 122, it is necessary to obtain a difference between sensor signals obtained at different times, and one of the two sensor signals precedes the other. Therefore, it is necessary to store the sensor signal obtained at the previous time. The first processing unit 121 and the second processing unit 122 have the same configuration although stored information is different. As shown in FIG. 6, the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are both subtracting units. 12A and a storage unit 12B. The storage unit 12B included in the first processing unit 121 stores sensor signals obtained in advance at a predetermined point in time, and the storage unit 12B included in the second processing unit 122 updates the sensor signals stored for each measurement period T1. Is done.

図6では、第1処理部121と第2処理部122とを区別していないが、減算部12Aと記憶部12Bとは、第1処理部121と第2処理部122とが共用する場合と、第1処理部121と第2処理部122とが個別に備える場合とがある。第1処理部121と第2処理部122とが減算部12Aと記憶部12Bとを共用する場合には、第1処理部121と第2処理部122とを異なる時刻に動作させる。この場合、第1処理部121と第2処理部122とは、それぞれ処理結果を一時的に記憶する。   In FIG. 6, the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are not distinguished, but the subtraction unit 12A and the storage unit 12B are shared by the first processing unit 121 and the second processing unit 122. The first processing unit 121 and the second processing unit 122 may be provided separately. When the first processing unit 121 and the second processing unit 122 share the subtraction unit 12A and the storage unit 12B, the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are operated at different times. In this case, each of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 temporarily stores a processing result.

処理部12は、第1処理部121と第2処理部122とが、ともに周波数分析部120に前置される構成と、ともに周波数分析部120に対して後置される構成とを選択可能である。また、処理部12は、第1処理部121が周波数分析部120に前置され第2処理部122が周波数分析部120に後置される構成を採用することも可能である。   The processing unit 12 can select a configuration in which the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are both placed in front of the frequency analysis unit 120 and a configuration in which both are placed after the frequency analysis unit 120. is there. In addition, the processing unit 12 may employ a configuration in which the first processing unit 121 is placed before the frequency analysis unit 120 and the second processing unit 122 is placed after the frequency analysis unit 120.

第1処理部121と第2処理部122とのどちらであっても、周波数分析部120に前置される場合は、アナログ信号を扱う構成とデジタル信号を扱う構成との選択肢が考えられる。アナログ信号を扱う場合、記憶部12Bが記憶する信号はデジタル信号に変換される。記憶部12Bに格納されたデジタル信号は、減算部12Aに与えられるときには、アナログ信号に再変換され、減算部12Aからはアナログ信号同士の差分を出力する。一方、デジタル信号を扱う場合、センサ信号(混合信号)がシリアルのデジタル信号に変換され、減算部12Aは、シリアルのデジタル信号同士の差分を出力するように構成される。   When either the first processing unit 121 or the second processing unit 122 is placed in front of the frequency analysis unit 120, options of a configuration for handling an analog signal and a configuration for handling a digital signal are conceivable. When handling an analog signal, the signal stored in the storage unit 12B is converted into a digital signal. When the digital signal stored in the storage unit 12B is supplied to the subtracting unit 12A, it is reconverted into an analog signal, and the subtracting unit 12A outputs a difference between the analog signals. On the other hand, when a digital signal is handled, the sensor signal (mixed signal) is converted into a serial digital signal, and the subtractor 12A is configured to output a difference between the serial digital signals.

第1処理部121と第2処理部122とのどちらであっても、周波数分析部120に後置される場合は、周波数スペクトル(図4参照)を表す周波数領域の信号の差分が求められる。すなわち、周波数スペクトルの周波数ビンごとの差分が求められる。すなわち、記憶部12Bは、周波数ビンごとのパワーまたは振幅値を記憶し、減算部12Aは周波数ビンごとに差分を求める。周波数スペクトルは、縦軸がパワーであるパワースペクトルと、縦軸が振幅値である振幅スペクトルとのどちらでもよいが、以下では一例としてパワースペクトルを想定して説明する。振幅スペクトルで差分を求める場合、振幅値同士の差分演算により差分値を直接求める演算と、振幅スペクトル間の実部同士と虚部同士との差分を求めた後に得られる振幅値を差分値とする演算とのどちらを採用してもよい。また、記憶部12Bはパワーと振幅値とのどちらを記憶してもよいが、以下では一例としてパワーを記憶する場合を想定して説明する。すなわち、以下の説明において、パワーは振幅値と読み替えることができ、また、パワースペクトルは振幅スペクトルと読み替えることができる。   In either case of the first processing unit 121 and the second processing unit 122, when the frequency analysis unit 120 is placed later, a difference between signals in the frequency domain representing the frequency spectrum (see FIG. 4) is obtained. That is, the difference for each frequency bin of the frequency spectrum is obtained. That is, the storage unit 12B stores the power or amplitude value for each frequency bin, and the subtraction unit 12A obtains a difference for each frequency bin. The frequency spectrum may be either a power spectrum in which the vertical axis is power or an amplitude spectrum in which the vertical axis is an amplitude value, but in the following description, the power spectrum is assumed as an example. When obtaining a difference using an amplitude spectrum, the difference value is obtained by calculating the difference value directly by calculating the difference between the amplitude values and obtaining the difference between the real part and the imaginary part between the amplitude spectra. Either the calculation or the calculation may be adopted. Moreover, although the memory | storage part 12B may memorize | store either power and an amplitude value, below, the case where power is memorize | stored as an example is demonstrated. That is, in the following description, power can be read as an amplitude value, and a power spectrum can be read as an amplitude spectrum.

電波センサ10の構成として、第1処理部121と第2処理部122とのそれぞれに周波数分析部120を一対一に対応付ける構成が考えられるが、通常は第1処理部121と第2処理部122とが1つの周波数分析部120を共用する構成が採用される。第1処理部121と第2処理部122との両方が1つの周波数分析部120に前置される場合、周波数分析部120は、第1処理部121の出力と第2処理部122の出力とを異なる期間に受け取る。つまり、周波数分析部120が、第1処理部121の出力を受け取る期間と第2処理部122の出力を受け取る期間とが重複しないように、第1処理部121の出力と第2処理部122の出力とを周波数分析部120に渡すタイミングが定められる。   As a configuration of the radio wave sensor 10, a configuration in which the frequency analysis unit 120 is associated with the first processing unit 121 and the second processing unit 122 on a one-to-one basis can be considered. And a configuration in which one frequency analysis unit 120 is shared. When both the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are placed in front of one frequency analysis unit 120, the frequency analysis unit 120 outputs the output of the first processing unit 121 and the output of the second processing unit 122. Receive in different period. That is, the output of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are set so that the frequency analysis unit 120 does not overlap the period for receiving the output of the first processing unit 121 and the period for receiving the output of the second processing unit 122. The timing for passing the output to the frequency analysis unit 120 is determined.

第1処理部121が周波数分析部120に前置され、かつ第2処理部122が周波数分析部120に後置される場合もほぼ同様である。すなわち、周波数分析部120が第1処理部121の出力を受け取る期間と、周波数分析部120が第2処理部122にセンサ信号を引き渡す期間とが重複しないように、第1処理部121と第2処理部122とが動作するタイミングが定められる。   The same applies when the first processing unit 121 is placed in front of the frequency analysis unit 120 and the second processing unit 122 is placed after the frequency analysis unit 120. That is, the first processing unit 121 and the second processing unit 121 and the second processing unit 120 are configured so that the period in which the frequency analysis unit 120 receives the output of the first processing unit 121 and the period in which the frequency analysis unit 120 delivers the sensor signal to the second processing unit 122 do not overlap. The timing at which the processing unit 122 operates is determined.

第1処理部121と第2処理部122との両方が1つの周波数分析部120に後置される構成を採用する場合には、第1処理部121と第2処理部122との両方が、周波数分析部120から出力されるセンサ信号を同時に受け取ることが可能である。この構成を採用した場合でも、第1処理部121がセンサ信号を受け取る期間と第2処理部122がセンサ信号を受け取る期間とを重複させないように構成することは可能である。ただし、周波数分析部120から出力されるセンサ信号を、第1処理部121と第2処理部122とが同時に受け取る構成を採用することが望ましい。この構成を採用すると、第1処理部121の出力と第2処理部122の出力とに時間差が生じない上に、周波数分析部120が出力するセンサ信号を、第1処理部121および第2処理部122に入力するタイミングを調節する処理が不要になるという利点が得られる。   When adopting a configuration in which both the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are post-installed in one frequency analysis unit 120, both the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are It is possible to simultaneously receive sensor signals output from the frequency analysis unit 120. Even when this configuration is adopted, the period in which the first processing unit 121 receives the sensor signal and the period in which the second processing unit 122 receives the sensor signal can be configured not to overlap. However, it is desirable to employ a configuration in which the first processing unit 121 and the second processing unit 122 receive the sensor signal output from the frequency analysis unit 120 at the same time. When this configuration is adopted, there is no time difference between the output of the first processing unit 121 and the output of the second processing unit 122, and the sensor signal output from the frequency analysis unit 120 is converted into the first processing unit 121 and the second processing unit. There is an advantage that processing for adjusting the timing of input to the unit 122 is not necessary.

上述した第1処理部121と第2処理部122との配置の例を表1に示す。表1において、「第1」は第1処理部121であり、「第2」は第2処理部122である。また、表1において、「前置」は第1処理部121または第2処理部122が周波数分析部120に前置される状態、「後置」は第1処理部121または第2処理部122が周波数分析部120に後置される状態を表している。「E」は、第1処理部121または第2処理部122を設けていることを表している。なお、表1では第1処理部121または第2処理部122が周波数分析部120に前置される場合に、アナログ信号とデジタル信号とのどちらを扱うかはとくに制限していない。   Table 1 shows an example of the arrangement of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 described above. In Table 1, “first” is the first processing unit 121, and “second” is the second processing unit 122. Further, in Table 1, “Prefix” is a state in which the first processing unit 121 or the second processing unit 122 is placed in front of the frequency analysis unit 120, and “Postfix” is the first processing unit 121 or the second processing unit 122. Represents a state after the frequency analysis unit 120. “E” indicates that the first processing unit 121 or the second processing unit 122 is provided. In Table 1, when the first processing unit 121 or the second processing unit 122 is placed in front of the frequency analysis unit 120, whether to handle an analog signal or a digital signal is not particularly limited.

Figure 2017203751
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ところで、周波数スペクトルから対象空間の空間情報を得るには、たとえば図4に示すように、パワーを縦軸とした周波数スペクトルであるパワースペクトルにおいて、パワーがピーク値である周波数ビンを求める。以下では、パワーがピーク値である周波数ビンを「ピーク周波数」と呼ぶ。図4に示す例において、ピーク周波数はf11、f12、f13で示されている。上述した構成の処理部12は、静止している物体Obの成分を除去した周波数成分を計測期間T1ごとに求めている。したがって、処理部12が求めた周波数成分におけるピーク周波数f11、f12、f13は、対象空間で移動している物体Obからの反射波と送信波との周波数差と推定される。   By the way, in order to obtain the spatial information of the target space from the frequency spectrum, for example, as shown in FIG. 4, in the power spectrum that is the frequency spectrum with the power as the vertical axis, the frequency bin whose power is the peak value is obtained. Hereinafter, a frequency bin whose power is a peak value is referred to as a “peak frequency”. In the example shown in FIG. 4, the peak frequencies are indicated by f11, f12, and f13. The processing unit 12 having the above-described configuration obtains the frequency component from which the component of the stationary object Ob is removed for each measurement period T1. Therefore, the peak frequencies f11, f12, and f13 in the frequency components obtained by the processing unit 12 are estimated as a frequency difference between the reflected wave and the transmitted wave from the object Ob moving in the target space.

ここで、第1処理部121の記憶部12Bに記憶させる情報が、対象空間に移動物が存在しない状態で取得されていれば、第1処理部121の記憶部12Bには静止物の情報のみが記憶される。このような静止物は、比較的長時間にわたって存在している物体Obと推定される。以下では、第1処理部121の記憶部12Bに情報が記憶されている物体Obを「背景物」と呼ぶ。また、背景物に相当する信号を「背景信号」と呼ぶ。すなわち、第1処理部121は、計測期間T1ごとに得られる情報から背景物の情報を除去した情報を出力すると言える。言い換えると、第1処理部121は、計測期間T1ごとに得られるセンサ信号から背景信号の情報を除去して出力する。   Here, if the information to be stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121 is acquired in a state where there is no moving object in the target space, only the information on the stationary object is stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121. Is memorized. Such a stationary object is estimated to be an object Ob that exists for a relatively long time. Hereinafter, the object Ob whose information is stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121 is referred to as a “background object”. A signal corresponding to the background object is referred to as a “background signal”. That is, it can be said that the 1st process part 121 outputs the information which remove | eliminated the information of the background object from the information obtained for every measurement period T1. In other words, the first processing unit 121 removes the background signal information from the sensor signal obtained every measurement period T1 and outputs the result.

静止物の情報が第1処理部121の記憶部12Bに記憶された後、対象空間に背景物のほかに物体Obが存在しない状態では、計測期間T1ごとに第1処理部121が受け取る情報は、理想的には記憶部12Bが記憶している情報に一致する。この場合、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルにはピークが生じない。しかしながら、背景物が、樹木、カーテンなどであり、背景物の一部に揺らぎが生じると、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルにピークが生じることがある。同様の事象は、背景物の形態だけではなく、送信波または反射波のマルチパスなどに起因する場合もある。   After the stationary object information is stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121, the information received by the first processing unit 121 for each measurement period T1 in the state where the object Ob other than the background object does not exist in the target space is Ideally, it matches the information stored in the storage unit 12B. In this case, no peak occurs in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. However, when the background object is a tree, a curtain, or the like, and fluctuation occurs in a part of the background object, a peak may occur in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. Similar events may be caused not only by the shape of the background object but also by multipaths of transmitted waves or reflected waves.

対象空間に物体Obが存在する状態では、物体Obでの反射波によって、計測期間T1ごとに第1処理部121が受け取る情報と記憶部12Bが記憶している情報との間に差異が生じる。したがって、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルには、対象空間に存在するようになった物体Obに相当するピークが生じる。   In a state where the object Ob exists in the target space, a difference occurs between the information received by the first processing unit 121 and the information stored in the storage unit 12B for each measurement period T1 due to the reflected wave from the object Ob. Therefore, a peak corresponding to the object Ob that has come to exist in the target space is generated in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121.

ただし、背景物の少なくとも一部と物体Obとの重なり合い、送信波または反射波のマルチパスなどに起因して、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルには、対象空間に侵入した物体Obに対応しないピークが生じることがある。たとえば、電波センサ10から見て背景物の手前に物体Obが重なる場合、背景物からの反射波が減少するから、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルにおいて背景物に対応する周波数ビンのパワーが負の値になる。また、物体Obへの送信波あるいは物体Obからの反射波にマルチパスが生じると、パワースペクトルにはマルチパスに起因したピークが生じる可能性もある。このように、第1処理部121の出力は、誤った情報を含んでいる可能性がある。   However, the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121 due to the overlap of at least a part of the background object and the object Ob, the multipath of the transmission wave or the reflected wave, and the like has entered the target space. A peak that does not correspond to Ob may occur. For example, when the object Ob overlaps in front of the background object as viewed from the radio wave sensor 10, the reflected wave from the background object decreases, and therefore the frequency bin corresponding to the background object in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. The power of becomes negative. Further, when a multipath occurs in a transmission wave to the object Ob or a reflected wave from the object Ob, a peak due to the multipath may occur in the power spectrum. As described above, the output of the first processing unit 121 may include incorrect information.

一方、第2処理部122では、記憶部12Bが記憶している情報が計測期間T1ごとに更新される。ここで、第2処理部122の減算部12Aが、計測期間T1ごとに第2処理部122が受け取った情報と、記憶部12Bが記憶している情報との差を求めることにより静止している物体Obの成分を除去するように構成されていると仮定する。また、周波数ビンのビン幅は十分に小さいと仮定する。このような仮定のもとでは、第2処理部122の出力に対応したパワースペクトルは、物体Obが移動している限り、計測期間T1ごとに変化する。つまり、第2処理部122の出力に対応したパワースペクトルにおいて、計測期間T1ごとに移動物までの距離に応じたピークが生じる。   On the other hand, in the second processing unit 122, the information stored in the storage unit 12B is updated every measurement period T1. Here, the subtraction unit 12A of the second processing unit 122 is stationary by obtaining the difference between the information received by the second processing unit 122 and the information stored in the storage unit 12B for each measurement period T1. Assume that the object Ob is configured to remove components. Further, it is assumed that the bin width of the frequency bin is sufficiently small. Under such an assumption, the power spectrum corresponding to the output of the second processing unit 122 changes every measurement period T1 as long as the object Ob moves. That is, in the power spectrum corresponding to the output of the second processing unit 122, a peak corresponding to the distance to the moving object occurs for each measurement period T1.

対象空間において移動していた物体Obが静止した場合は、第2処理部122の減算部12Aに入力された情報と記憶部12Bが記憶している情報とが実質的に等しくなる。そのため、第2処理部122の出力に対応したパワースペクトルにおいてピークが生じなくなり、対象空間に物体Obが存在しているにもかかわらず、物体Obが静止したことにより、物体Obまでの距離を求めることができなくなる可能性がある。   When the object Ob moving in the target space is stationary, the information input to the subtraction unit 12A of the second processing unit 122 and the information stored in the storage unit 12B are substantially equal. Therefore, a peak does not occur in the power spectrum corresponding to the output of the second processing unit 122, and the distance to the object Ob is obtained when the object Ob is stationary even though the object Ob exists in the target space. May not be possible.

上述したように、第1処理部121と第2処理部122とのどちらであっても、物体Obの状態によっては、物体Obまでの距離を計測するための正しい情報が得られない可能性がある。そのため、処理部12は、第1処理部121により得られる情報と第2処理部122により得られる情報とを、条件に応じて選択する選択部123を備える。ここに、選択部123は、第1処理部121により得られる情報として、第1処理部121の出力だけではなく、第1処理部121の記憶部12Bが記憶している背景物の情報も選択可能である構成を想定している。   As described above, there is a possibility that correct information for measuring the distance to the object Ob may not be obtained depending on the state of the object Ob, regardless of whether the first processing unit 121 or the second processing unit 122 is used. is there. Therefore, the processing unit 12 includes a selection unit 123 that selects information obtained by the first processing unit 121 and information obtained by the second processing unit 122 according to a condition. Here, the selection unit 123 selects not only the output of the first processing unit 121 but also the information on the background object stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121 as information obtained by the first processing unit 121. A possible configuration is assumed.

選択部123は、基本的には、第1処理部121により得られる情報と第2処理部122により得られる情報とから対象となる物体の条件を満たすと推定される情報を抽出するように定められる。ここでは、一例として、検知部11から出力される混合信号に含まれる情報が、背景物の情報と、背景物以外の静止物の情報と、移動物の情報と、不要な情報(目的外の情報)との4種類に分類可能であると仮定する。また、4種類の情報は、いずれも距離に変換できる情報であると仮定する。たとえば、情報がパワースペクトルにおけるピーク周波数であれば、上述した計算によって距離を求めることができる。したがって、情報は距離の値であってもよい。   The selection unit 123 is basically determined to extract information estimated to satisfy the condition of the target object from the information obtained by the first processing unit 121 and the information obtained by the second processing unit 122. It is done. Here, as an example, information included in the mixed signal output from the detection unit 11 includes information on a background object, information on a stationary object other than the background object, information on a moving object, and unnecessary information (unintended Information) is assumed to be classified into four types. Further, it is assumed that the four types of information are information that can be converted into distances. For example, if the information is a peak frequency in the power spectrum, the distance can be obtained by the above-described calculation. Therefore, the information may be a distance value.

以下では、説明を簡単にするために、情報がピーク周波数である場合を例とする。また、ピーク周波数のみに基づいて、第1処理部121の出力に対応したピーク周波数、および第2処理部122の出力に対応したピーク周波数を、背景物と、静止物と、移動物と、不要な情報とに対応付ける場合を想定する。   In the following, in order to simplify the description, the case where information is a peak frequency is taken as an example. Further, based on only the peak frequency, the peak frequency corresponding to the output of the first processing unit 121 and the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122 are not necessary for the background object, the stationary object, the moving object, and the like. Assume that the information is associated with various information.

対象空間に背景物のみが存在する場合は、理想的には、第1処理部121の出力に対応したピークが生じないが、不要な情報に対応したピークが生じる可能性はある。また、対象空間に背景物ではない物体Obが存在する場合、第1処理部121の出力に対応したピークに、静止物に対応するピークと、移動物に対応するピークと、不要な情報であるピークとの1種類以上が含まれる可能性がある。ただし、ピークが、静止物に対応するか移動物に対応するか不要な情報であるかは区別できない。   When only a background object exists in the target space, ideally, a peak corresponding to the output of the first processing unit 121 does not occur, but a peak corresponding to unnecessary information may occur. When there is an object Ob that is not a background object in the target space, the peak corresponding to the output of the first processing unit 121 includes the peak corresponding to the stationary object, the peak corresponding to the moving object, and unnecessary information. One or more types of peaks may be included. However, it cannot be distinguished whether the peak corresponds to a stationary object, corresponds to a moving object, or is unnecessary information.

第1処理部121の記憶部12Bが記憶している情報に対応するピーク周波数は、背景物の情報を表している。したがって、第1処理部121の出力に対応したピーク周波数だけで、背景物の情報を区別できるが、静止物の情報と移動物の情報と不要な情報とは区別することができない。なお、静止物の情報と移動物の情報と不要な情報とは、ピーク周波数だけでは区別できないが、ピーク周波数と併せて、パワー、時間経過に伴うピーク周波数の変化などを用いると、区別が可能になる場合がある。   The peak frequency corresponding to the information stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121 represents information on the background object. Therefore, the background object information can be distinguished only by the peak frequency corresponding to the output of the first processing unit 121, but the stationary object information, the moving object information, and the unnecessary information cannot be distinguished. In addition, information on stationary objects, information on moving objects, and unnecessary information cannot be distinguished only by peak frequency, but can be distinguished by using power, changes in peak frequency over time, etc. along with peak frequency. It may become.

第1処理部121は、マルチパスの影響を軽減するために、以下の構成を備えている。ここでは、背景信号として、対象空間に存在する物体Obが継続して静止しているとみなされる場合、物体Obが静止しているとみなされる時間の経過に伴って、物体Obの情報をセンサ信号から除去する割合を高めるように定められている。具体例として、背景信号として、計測期間T1ごとのセンサ信号と、所定回前の計測期間T1に求めた過去の背景信号との加重和が用いられる。   The first processing unit 121 has the following configuration in order to reduce the influence of multipath. Here, as the background signal, when the object Ob existing in the target space is considered to be stationary, the information on the object Ob is detected with the passage of time when the object Ob is considered stationary. It is determined to increase the rate of removal from the signal. As a specific example, a weighted sum of the sensor signal for each measurement period T1 and the past background signal obtained in the measurement period T1 a predetermined number of times before is used as the background signal.

いま、センサ信号をS(k)、過去の背景信号をB(k−n)、センサ信号S(k)に乗じる重み係数をω1、過去の背景信号B(k−n)に乗じる重み係数をω2とすると、背景信号B(k)は、B(k)=ω1・S(k)+ω2・B(k−n)と表される。ここに、kは計測期間T1を区別する0以上の整数値であって時刻に対応する。したがって、kの増加は、時間の経過を表す。また、nは1以上の正の整数値であり、n=1であれば背景信号B(k−1)は、1回前の計測期間T1で用いた背景信号を表す。   Now, S (k) for the sensor signal, B (k−n) for the past background signal, ω1 for the weight coefficient for multiplying the sensor signal S (k), and the weight coefficient for multiplying the background signal B (k−n) for the past. Assuming ω2, the background signal B (k) is expressed as B (k) = ω1 · S (k) + ω2 · B (k−n). Here, k is an integer value of 0 or more that distinguishes the measurement period T1, and corresponds to time. Thus, an increase in k represents the passage of time. Further, n is a positive integer value of 1 or more, and if n = 1, the background signal B (k−1) represents the background signal used in the previous measurement period T1.

上式で背景信号B(k)が定義されている場合、背景信号B(k)には、センサ信号S(k)の情報と過去の背景信号B(k−n)の情報とが、ω1:ω2の割合で含まれる。重み係数ω1、ω2は、ω1>ω2、かつω1+ω2=1という関係であることが望ましい。一例としては、ω1=0.05、ω2=0.95のような関係に定めることが可能である。   When the background signal B (k) is defined in the above equation, the background signal B (k) includes the information of the sensor signal S (k) and the information of the past background signal B (k−n) as ω1. : Included at a ratio of ω2. It is desirable that the weighting coefficients ω1 and ω2 have a relationship of ω1> ω2 and ω1 + ω2 = 1. As an example, it is possible to define the relationship as ω1 = 0.05 and ω2 = 0.95.

上式で定義した背景信号B(k)は、物体Obの移動により背景信号に変化が生じた後に、物体Obが継続して静止しているとみなされると、重み係数ω1、ω2の比率に応じた回数で収束する。すなわち、背景信号が収束するまでは、物体Obの移動により生じた影響が背景信号B(k)に残される。言い換えると、物体Obが継続して静止しているとみなされると、時間の経過に伴って、背景信号B(k)に含まれる情報のうち、静止しているとみなされている物体Obの情報の割合が増加する。そのため、第1処理部121では、物体Obが継続して静止しているとみなされる時間の経過に伴って、センサ信号の情報から静止しているとみなされている物体Obの情報を除去する割合が多くなる。   The background signal B (k) defined by the above equation has the ratio of the weight coefficients ω1 and ω2 when the object Ob is considered to be stationary after the background signal has changed due to the movement of the object Ob. It converges at the corresponding number of times. That is, until the background signal converges, the influence caused by the movement of the object Ob remains in the background signal B (k). In other words, if the object Ob is considered to be stationary, the information of the object Ob considered to be stationary among the information included in the background signal B (k) with the passage of time. Increases the proportion of information. Therefore, the first processing unit 121 removes information on the object Ob considered to be stationary from the information of the sensor signal as time elapses when the object Ob is considered to remain stationary. The ratio increases.

一方、背景信号はセンサ信号の情報を含んでいるから、対象空間に移動している物体Obが存在している場合は、移動している物体Obの情報が重み係数ω1、ω2で定まる割合で背景信号に取り込まれる。センサ信号には、静止しているとみなされている物体Obの情報も含まれており、静止しているとみなされている物体Obが背景物の情報であれば、重み係数ω1、ω2にかかわりなく背景信号に残される。すなわち、移動する物体Obの情報は、背景物に比べると背景信号に含まれる割合が少ないから、第1処理部121で減少するものの除去はされず、第1処理部121の出力として取り出される。   On the other hand, since the background signal includes the information of the sensor signal, when there is an object Ob moving in the target space, the information of the moving object Ob is a ratio determined by the weighting coefficients ω1 and ω2. Captured in the background signal. The sensor signal also includes information on the object Ob that is regarded as stationary. If the object Ob regarded as stationary is information on the background object, the weighting coefficients ω1 and ω2 are used. It remains in the background signal regardless. That is, since the information of the moving object Ob is smaller in the background signal than the background object, the information that is decreased in the first processing unit 121 is not removed but is extracted as the output of the first processing unit 121.

以上のように、上式で定義された背景信号B(k)を用いると、第1処理部121は、時間の経過に伴って、静止しているとみなされる物体Obの情報を除去する割合を増加させる。静止しているとみなされる物体Obの情報をセンサ信号から完全に除去するまでの時間は、20[s]から30[s]程度に定めることが望ましい。また、背景信号を更新する周期は、計測期間T1と等しくしてもよいが、計測期間T1よりも長くなるように定めてもよい。背景信号を更新する周期は、たとえば0.1[s]から1[s]程度の範囲で定められていてもよい。なお、背景信号B(k)は、上式の定義に限らず、センサ信号と過去の背景信号との加重和であればよい。したがって、B(k)=ω1・S(k−1)+ω2・B(k−n)などの関係であってもよい。   As described above, when the background signal B (k) defined by the above expression is used, the first processing unit 121 removes information on the object Ob that is considered to be stationary as time passes. Increase. It is desirable that the time until the information of the object Ob considered to be stationary is completely removed from the sensor signal is set to about 20 [s] to 30 [s]. The period for updating the background signal may be equal to the measurement period T1, but may be determined to be longer than the measurement period T1. The period for updating the background signal may be determined in a range of, for example, about 0.1 [s] to 1 [s]. The background signal B (k) is not limited to the definition of the above equation, and may be a weighted sum of the sensor signal and the past background signal. Therefore, a relationship such as B (k) = ω1 · S (k−1) + ω2 · B (k−n) may be used.

上述したような動作を可能にして、物体Obが継続して静止しているとみなされる場合に、時間の経過に伴ってこの物体Obの情報をセンサ信号から除去する割合を増加させると、マルチパスが生じても誤った情報が継続的に残る可能性が低減される。すなわち、マルチパスが生じた場合、センサ信号にはマルチパスにより生じた誤った情報が含まれ、誤った情報が背景信号に反映される。誤った情報が継続して生じ、かつ誤った情報がほとんど変動しないとすれば、静止している物体Obと同様に、背景信号において誤った情報が含まれる割合が時間の経過に伴って増加する。その結果、第1処理部121は、静止している物体Obの情報と併せて誤った情報もセンサ信号から除去することが可能になる。   When the above-described operation is enabled and the object Ob is considered to be stationary, if the rate of removing the information of the object Ob from the sensor signal with the passage of time is increased, Even if a pass occurs, the possibility of erroneous information remaining continuously is reduced. That is, when multipath occurs, the sensor signal includes incorrect information generated by the multipath, and the incorrect information is reflected in the background signal. If erroneous information continues to occur and the erroneous information hardly fluctuates, the proportion of erroneous information contained in the background signal increases with time, as with the stationary object Ob. . As a result, the first processing unit 121 can remove erroneous information from the sensor signal together with information on the stationary object Ob.

対象空間に存在する物体Obが継続して静止していると、静止している物体Obの情報が背景信号に占める割合が増加し、やがては、第1処理部121の出力から静止している物体Obの情報がほぼ除去されるようになる。そこで、対象空間に存在する物体Obが継続して静止している期間を評価し、この期間が所定の保留期間に達した場合には、静止している物体Obを背景物として扱うようにしてもよい。保留期間は、たとえば20[s]から30[s]程度に設定すればよい。すなわち、静止している状態が保留期間に達した物体Obは、移動しない物体Obと推定し、以後は背景物と等価に扱えるように第1処理部121の記憶部12Bに記憶させる。第1処理部121の記憶部12Bに背景物として記憶された情報は、いつでもセンサ信号から除去されるから、対象空間に新たに侵入した物体Obの情報を分離しやすくなる。   When the object Ob existing in the target space is still stationary, the ratio of the information of the stationary object Ob to the background signal increases, and eventually is stationary from the output of the first processing unit 121. Information on the object Ob is almost removed. Therefore, the period during which the object Ob existing in the target space is still stationary is evaluated, and when the period reaches a predetermined holding period, the stationary object Ob is treated as a background object. Also good. The holding period may be set to about 20 [s] to 30 [s], for example. That is, the object Ob whose stationary state has reached the holding period is estimated as a non-moving object Ob, and thereafter stored in the storage unit 12B of the first processing unit 121 so as to be handled equivalently to a background object. Since the information stored as the background object in the storage unit 12B of the first processing unit 121 is always removed from the sensor signal, the information of the object Ob newly entering the target space can be easily separated.

第2処理部122の出力に対応したピーク周波数は、移動物に対応している。第2処理部122は、環境がほとんど変化しない程度の時間内で情報の差を求めているから、第2処理部122の出力に対応したピーク周波数では、背景物の情報、静止物の情報、不要な情報は除外されているとみなせる。したがって、第2処理部122の出力に対応したピーク周波数により、移動物の情報と、他の3種類の情報とが区別される。   The peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122 corresponds to the moving object. Since the second processing unit 122 obtains a difference in information within a time period in which the environment hardly changes, at the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122, information on the background object, information on the stationary object, It can be considered that unnecessary information is excluded. Therefore, the moving object information and the other three types of information are distinguished by the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122.

上述した関係を用いると、第1処理部121は単独で背景物に対応する情報を提供し、第2処理部122は単独で移動物の情報を提供すると言える。さらに、第1処理部121の出力に対応するピーク周波数のうち、第2処理部122の出力に対応するピーク周波数には含まれないピーク周波数は、静止物の情報と不要な情報とのいずれかに対応すると推定される。   If the relationship mentioned above is used, it can be said that the 1st process part 121 provides the information corresponding to a background object independently, and the 2nd process part 122 provides the information of a moving object independently. Further, among the peak frequencies corresponding to the output of the first processing unit 121, the peak frequency not included in the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122 is either stationary object information or unnecessary information. Is estimated to correspond to

ここで、対象空間に存在する静止物は、静止物である前には移動物であったことが推定される。そのため、第1処理部121の出力に対応したピーク周波数が静止物に相当するとすれば、そのピーク周波数は、第2処理部122の出力に対応したピーク周波数として存在した後に消失したと考えられる。したがって、第2処理部122の出力に対応したピーク周波数が消失した場合、第1処理部121の出力に対応したピーク周波数との誤差が微小な所定範囲内であるときに、該当するピーク周波数は静止物の情報と推定される。   Here, it is estimated that the stationary object existing in the target space was a moving object before being a stationary object. Therefore, if the peak frequency corresponding to the output of the first processing unit 121 corresponds to a stationary object, the peak frequency is considered to have disappeared after existing as the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122. Therefore, when the peak frequency corresponding to the output of the second processing unit 122 disappears, when the error from the peak frequency corresponding to the output of the first processing unit 121 is within a minute predetermined range, the corresponding peak frequency is Presumed as stationary object information.

選択部123は、第1処理部121から得られる情報と、第2処理部122から得られる情報とに関する上述のような関係を用いることによって、4種類の情報を区別することが可能である。したがって、情報の用途に応じた条件で、選択部123は、上述した4種類の情報から必要な情報を選択する。   The selection unit 123 can distinguish the four types of information by using the relationship as described above regarding the information obtained from the first processing unit 121 and the information obtained from the second processing unit 122. Therefore, the selection unit 123 selects necessary information from the four types of information described above under conditions according to the use of the information.

また、選択部123は、以下の動作を行うように構成されていてもよい。ここでは、選択部123の動作説明に際して、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルの意味で、「第1処理部121の出力」と表現し、第2処理部122の出力に対応したパワースペクトルの意味で、「第2処理部122の出力」と表現する。すなわち、「第1処理部121の出力」および「第2処理部122の出力」のそれぞれは、周波数分析部120に対する第1処理部121および第2処理部122の配置に依存せず、どの配置でも等価であるとみなしている。   The selection unit 123 may be configured to perform the following operation. Here, in describing the operation of the selection unit 123, the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121 is expressed as “output of the first processing unit 121” and corresponds to the output of the second processing unit 122. In terms of power spectrum, it is expressed as “output of second processing unit 122”. In other words, each of the “output of the first processing unit 121” and the “output of the second processing unit 122” does not depend on the arrangement of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 with respect to the frequency analysis unit 120. But they are considered equivalent.

選択部123は、常時は第1処理部121の出力を選択し、第1処理部121の出力にピークが生じ、かつピークに対応するパワーが所定の閾値以上であるときに、第2処理部122の出力を選択する状態に移行する。すなわち、対象空間に静止物ではない物体Obが侵入するか否かを監視し、物体Obが侵入すると第2処理部122の出力を選択する状態に移行する。   The selection unit 123 always selects the output of the first processing unit 121, and when the output of the first processing unit 121 has a peak and the power corresponding to the peak is equal to or greater than a predetermined threshold, the second processing unit The state shifts to a state in which the output 122 is selected. That is, it is monitored whether or not an object Ob that is not a stationary object enters the target space, and when the object Ob enters, the state shifts to a state in which the output of the second processing unit 122 is selected.

第2処理部122の出力が選択されている状態で、物体Obが移動している期間には第2処理部122の出力にピークが生じる。第2処理部122の出力にピークが生じている期間には、選択部123は、計測期間T1ごとに更新される第2処理部122の出力を選択する。   While the output of the second processing unit 122 is selected, a peak occurs in the output of the second processing unit 122 during the period in which the object Ob is moving. During a period when the output of the second processing unit 122 has a peak, the selection unit 123 selects the output of the second processing unit 122 that is updated every measurement period T1.

一方、第2処理部122が選択されている状態で、第2処理部122の出力にピークが生じなくなると、選択部123は、第1処理部121の出力を受け取りピークが生じているか否かを判定する。第1処理部121の出力にピークが生じることは、対象空間に物体Obが存在していることを表すから、第1処理部121の出力にピークが生じていれば、選択部123は、第2処理部122の出力を受け取る。ただし、選択部123は、ピークが消失する直前の第2処理部122の出力を維持して出力する。   On the other hand, when the peak is not generated in the output of the second processing unit 122 in the state where the second processing unit 122 is selected, the selection unit 123 receives the output of the first processing unit 121 and determines whether the peak is generated. Determine. The occurrence of a peak in the output of the first processing unit 121 indicates that the object Ob exists in the target space. Therefore, if a peak occurs in the output of the first processing unit 121, the selection unit 123 2 The output of the processing unit 122 is received. However, the selection unit 123 maintains and outputs the output of the second processing unit 122 immediately before the peak disappears.

この状態において、選択部123は、第2処理部122から受け取っている第2処理部122の出力にピークが生じるか否かの監視を続け、第2処理部122の出力にピークが生じると、計測期間T1ごとに更新される第2処理部122の出力を選択する。なお、ピークが消失する直前の第2処理部122の出力を選択部123が維持して出力している期間において、選択部123は第1処理部121の出力を適宜のタイミングで受け取り、対象空間に物体Obが存在するか否かを判定してもよい。   In this state, the selection unit 123 continues monitoring whether or not a peak occurs in the output of the second processing unit 122 received from the second processing unit 122, and when a peak occurs in the output of the second processing unit 122, The output of the 2nd process part 122 updated for every measurement period T1 is selected. Note that in the period in which the selection unit 123 maintains and outputs the output of the second processing unit 122 immediately before the peak disappears, the selection unit 123 receives the output of the first processing unit 121 at an appropriate timing, and the target space It may be determined whether or not the object Ob exists.

第2処理部122の出力からピークが消失し、かつ第1処理部121の出力にもピークが生じない場合には、対象空間から物体Obが退出したとみなし、選択部123は、第1処理部121の出力を選択する状態に復帰する。   When the peak disappears from the output of the second processing unit 122 and the peak does not occur in the output of the first processing unit 121, it is considered that the object Ob has left the target space, and the selection unit 123 performs the first processing. It returns to the state which selects the output of the part 121.

上述した動作例では、選択部123は、第1処理部121の出力と第2処理部122の出力とを以下のように選択している。すなわち、第1処理部121の出力によって対象空間に物体Obが存在するか否かを判断でき、第2処理部122の出力によって対象空間で移動している物体Obが存在するか否かを判断できることを利用して、選択部123での選択の条件を定めている。選択部123は、第1処理部121の出力から得られる情報と第2処理部122の出力から得られる情報とを互いに補完するように選択するから、対象となる物体Obの条件を満たす情報を抽出できる可能性が高まる。   In the operation example described above, the selection unit 123 selects the output of the first processing unit 121 and the output of the second processing unit 122 as follows. That is, it can be determined whether or not the object Ob exists in the target space based on the output of the first processing unit 121, and it is determined whether or not the object Ob moving in the target space exists based on the output of the second processing unit 122. The selection conditions in the selection unit 123 are determined by using what can be done. Since the selection unit 123 selects the information obtained from the output of the first processing unit 121 and the information obtained from the output of the second processing unit 122 so as to complement each other, information that satisfies the condition of the target object Ob is selected. The possibility of extraction increases.

上述した選択部123の動作は一例であり、他の動作を行うことも可能である。たとえば、選択部123は、第1処理部121の出力と第2処理部122の出力とを選択部123が交互に受け取る構成を採用してもよい。   The operation of the selection unit 123 described above is an example, and other operations can be performed. For example, the selection unit 123 may adopt a configuration in which the selection unit 123 alternately receives the output of the first processing unit 121 and the output of the second processing unit 122.

ところで、上述したように、背景物の一部が揺れる場合、あるいは送信波あるいは反射波の経路にマルチパスが生じる場合などでは、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルにピークが生じることがある。このようなピークが生じる周波数は、時間経過に伴って変動する可能性がある。ピークが生じる周波数が変化しない場合であっても、混合信号の強度に変動が生じる可能性がある。   By the way, as described above, when a part of the background object shakes or when a multipath occurs in the path of the transmission wave or the reflected wave, a peak occurs in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. There is. The frequency at which such a peak occurs may vary with time. Even if the frequency at which the peak occurs does not change, the mixed signal intensity may vary.

いま、所定の一時点において得られた混合信号の周波数スペクトルが、図7Aに特性F11で示すように、3つのピークP11、P12、P13を有している場合を想定する。また、3つのピークP11、P12、P13それぞれのピーク周波数f11、f12、f13が背景物の距離に対応していると仮定する。この場合、理想的には、第1処理部121の出力に3つのピークP11、P12、P13は出現しない。すなわち、背景物のほかに物体Obが存在しなければ、理想的には、第1処理部121が出力する残差はゼロである。   Assume that the frequency spectrum of the mixed signal obtained at a predetermined point in time has three peaks P11, P12, and P13 as shown by the characteristic F11 in FIG. 7A. Further, it is assumed that the peak frequencies f11, f12, and f13 of the three peaks P11, P12, and P13 correspond to the distance of the background object. In this case, ideally, the three peaks P11, P12, and P13 do not appear in the output of the first processing unit 121. That is, if there is no object Ob in addition to the background object, the residual output from the first processing unit 121 is ideally zero.

しかしながら、特性F12で示すように、対象空間における背景物ではない物体Obの影響によってピークP21、P22、P23の値が変動し、第1処理部121の出力に3つのピーク周波数f11、f12、f13のいずれかが出現する場合がある。つまり、第1処理部121において、受け取った情報から記憶部12Bが記憶している情報を差し引くだけでは背景物の情報を消去できない場合がある。また、第1処理部121が出力する残差は、図7Bのように、ピークP21、P22、P23の値が大きいほど大きいという傾向が見られる。この残差はパワーが比較的小さいが、対象空間に侵入した物体Obからの反射波のパワーも比較的小さい。そのため、第1処理部121の出力に対応したパワースペクトルでは、対象空間に侵入した物体Obを背景物と区別することが困難になる場合がある。   However, as indicated by the characteristic F12, the values of the peaks P21, P22, and P23 fluctuate due to the influence of the object Ob that is not a background object in the target space, and the three peak frequencies f11, f12, and f13 are output to the output of the first processing unit 121. May appear. In other words, in the first processing unit 121, the background information may not be erased simply by subtracting the information stored in the storage unit 12B from the received information. Further, as shown in FIG. 7B, the residual output from the first processing unit 121 tends to increase as the values of the peaks P21, P22, and P23 increase. Although this residual has a relatively small power, the power of the reflected wave from the object Ob that has entered the target space is also relatively small. Therefore, in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121, it may be difficult to distinguish the object Ob that has entered the target space from the background object.

この問題に対応するために、処理部12は周波数分析部120よりも後段に計算部124を備えることが望ましい。計算部124は、背景物に対応したピーク周波数f11、f12、f13の残差に補正係数を適用することによって、残差を低減させるように構成される。補正係数は、周波数スペクトルにおけるピークに対応付けて設定するから周波数ビンごとに定められる。具体的には、計算部124は、背景物の周波数スペクトルから周波数ビンごとに求めたパワーの逆数を補正係数とする。   In order to cope with this problem, it is desirable that the processing unit 12 includes a calculation unit 124 at a later stage than the frequency analysis unit 120. The calculation unit 124 is configured to reduce the residual by applying a correction coefficient to the residual of the peak frequencies f11, f12, and f13 corresponding to the background object. Since the correction coefficient is set in association with the peak in the frequency spectrum, it is determined for each frequency bin. Specifically, the calculation unit 124 uses the reciprocal of the power obtained for each frequency bin from the frequency spectrum of the background object as the correction coefficient.

たとえば、背景物の周波数スペクトルにおける周波数ビンf(j)のパワーをp(j)で表すと、周波数ビンf(j)における補正係数w(j)は、w(j)=1/p(j)で表される。ここに、jは周波数ビンを区別するための整数値である。パワーp(j)が0である場合、補正係数w(j)はあらかじめ定めた固定値が選択される。このように定めた補正係数w(j)は、背景物に相当する周波数ビンf(j)に対しては相対的に小さい値であり、背景物ではない周波数ビンf(j)に対しては相対的に大きい値になる。   For example, when the power of the frequency bin f (j) in the frequency spectrum of the background object is represented by p (j), the correction coefficient w (j) in the frequency bin f (j) is w (j) = 1 / p (j ). Here, j is an integer value for distinguishing frequency bins. When the power p (j) is 0, a predetermined fixed value is selected as the correction coefficient w (j). The correction coefficient w (j) determined in this way is a relatively small value for the frequency bin f (j) corresponding to the background object, and for the frequency bin f (j) that is not the background object. A relatively large value.

計算部124は、選択部123が第1処理部121の出力を選択している期間に、パワースペクトルの残差に対し、周波数ビンf(j)それぞれに補正係数w(j)を適用する。つまり、残差の周波数ビンf(j)ごとのパワーp(j)それぞれに、対応する補正係数w(j)を乗じる。残差に補正係数w(j)を適用すると、背景物に対応する周波数ビンf(j)のパワーは相対的に小さくなり、背景物ではない周波数ビン(j)のパワーは相対的に大きくなる。   The calculation unit 124 applies the correction coefficient w (j) to each frequency bin f (j) with respect to the residual of the power spectrum during the period in which the selection unit 123 selects the output of the first processing unit 121. That is, the power p (j) for each residual frequency bin f (j) is multiplied by the corresponding correction coefficient w (j). When the correction coefficient w (j) is applied to the residual, the power of the frequency bin f (j) corresponding to the background object is relatively small, and the power of the frequency bin (j) that is not the background object is relatively large. .

計算部124によりパワースペクトルの残差に補正係数を乗じると、第1処理部121の出力に対応するパワースペクトルにおいて、背景物に対応した周波数ビンf(j)のパワーp(j)がほぼ消去される。また、第1処理部121の出力に対応するパワースペクトルにおいて、対象空間に侵入した物体Obに対応した周波数ビンf(j)のパワーp(j)が相対的に大きくなる。言い換えると、対象空間に侵入した物体Obと背景物とに対応した周波数ビンf(j)のパワーp(j)の差が大きくなる。   When the residual of the power spectrum is multiplied by the correction coefficient by the calculation unit 124, the power p (j) of the frequency bin f (j) corresponding to the background object is substantially eliminated in the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. Is done. In the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121, the power p (j) of the frequency bin f (j) corresponding to the object Ob that has entered the target space is relatively large. In other words, the difference between the power p (j) of the frequency bin f (j) corresponding to the object Ob that has entered the target space and the background object becomes large.

上述のように、計算部124を設けておけば、第1処理部121の出力に対応するパワースペクトルのパワーに適宜の閾値を用いて、対象空間に侵入した物体Obに対応したパワーp(j)を残し、背景物に対応したパワーp(j)を消去することが可能である。つまり、第1処理部121の出力に対応するパワースペクトルの周波数ビンf(j)ごとにパワーを閾値と比較するだけの簡単な処理で、対象空間に侵入した物体Obを検出する精度が高まる。   As described above, if the calculation unit 124 is provided, the power p (j corresponding to the object Ob that has entered the target space using an appropriate threshold value for the power of the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121. ) And the power p (j) corresponding to the background object can be deleted. That is, the accuracy of detecting the object Ob that has entered the target space is increased by a simple process in which the power is compared with the threshold value for each frequency bin f (j) of the power spectrum corresponding to the output of the first processing unit 121.

ところで、処理部12は、選択部123が選択した情報から物体Obまでの距離に相当する距離データを求める距離処理部125と、距離データから物体Obの移動する速度に相当する速度データを求める速度処理部126とを備えることが望ましい。ただし、速度処理部126は必須ではなく、処理部12は、距離処理部125と速度処理部126とのうち距離処理部125のみを備える構成であってもよい。   By the way, the processing unit 12 obtains distance data corresponding to the distance from the information selected by the selection unit 123 to the object Ob, and a speed for obtaining speed data corresponding to the moving speed of the object Ob from the distance data. It is desirable to include a processing unit 126. However, the speed processing unit 126 is not essential, and the processing unit 12 may include only the distance processing unit 125 of the distance processing unit 125 and the speed processing unit 126.

距離処理部125は、選択部123が出力する周波数成分からピーク周波数(図4におけるf11、f12、f13に相当)を求め、ピーク周波数を物体Obまでの距離に相当する距離データとして求める。すなわち、距離処理部125は、選択部123が出力する周波数成分のうち極大値となる周波数ビンの値を距離データとして求める。選択部123が出力した周波数成分から複数のピーク周波数が抽出された場合には、距離処理部125は、複数のピーク周波数それぞれを距離データとする。   The distance processing unit 125 obtains a peak frequency (corresponding to f11, f12, and f13 in FIG. 4) from the frequency component output from the selection unit 123, and obtains the peak frequency as distance data corresponding to the distance to the object Ob. That is, the distance processing unit 125 obtains a frequency bin value that is a local maximum value among the frequency components output from the selection unit 123 as distance data. When a plurality of peak frequencies are extracted from the frequency component output by the selection unit 123, the distance processing unit 125 sets each of the plurality of peak frequencies as distance data.

速度処理部126は、距離データの時系列から異なる時刻における距離データの差を速度データとして求める。たとえば、距離データをL1(i)で表し、速度データをV1(i)で表すと、距離データL1(i)と速度データV1(i)とは、V1(i)=L1(i)−L1(i+1)という関係で表される。ここに、変数iは、距離データおよび速度データの時系列における並び順を表しており、計測期間T1と一対一に対応する。言い換えると、変数iは時刻に対応する。   The speed processing unit 126 calculates a difference in distance data at different times from the time series of distance data as speed data. For example, when the distance data is represented by L1 (i) and the speed data is represented by V1 (i), the distance data L1 (i) and the speed data V1 (i) are V1 (i) = L1 (i) −L1. It is represented by the relationship (i + 1). Here, the variable i represents the order in which the distance data and the speed data are arranged in time series, and corresponds to the measurement period T1 on a one-to-one basis. In other words, the variable i corresponds to the time.

上述した速度データは、正値、ゼロ、負値のいずれかに分類される。速度データがゼロであることは、物体Obまでの距離に変化がないことを表している。さらに、上述のように定義した速度データは、負値であれば物体Obまでの距離が増加していること、すなわち物体Obが電波センサ10から遠ざかっていることを表し、正値であれば物体Obが電波センサ10に近づいていることを表す。また、速度データの絶対値は、計測期間T1において物体Obが移動した距離であるから、物体Obが移動した速さに相当する。要するに、速度データは、物体Obが移動している向きおよび速さの情報とを含む。   The speed data described above is classified into one of positive value, zero, and negative value. The velocity data being zero indicates that there is no change in the distance to the object Ob. Further, the velocity data defined as described above indicates that the distance to the object Ob is increased if the value is negative, that is, the object Ob is moving away from the radio wave sensor 10, and the object if the value is positive. This represents that Ob is approaching the radio wave sensor 10. The absolute value of the speed data is the distance that the object Ob has moved in the measurement period T1, and therefore corresponds to the speed at which the object Ob has moved. In short, the speed data includes information on the direction and speed in which the object Ob is moving.

速度データが時系列で隣接している2個の距離データの差であることは必須ではなく、速度データは、3個以上の距離データを用いて求めることが可能である。距離データと速度データとは、たとえば、V1(i)=L1(i−1)−L1(i+1)という関係でもよい。また、距離データと速度データとは、V1(i)={L1(i−1)−L1(i+1)}/2という関係でもよく、V1(i)=[{L1(i)−L1(i+1)}+{L1(i−1)−L1(i))}]/2という関係でもよい。速度データは、物体Obの速度の情報であるから、これらの例に限らず、適宜に定めることが可能である。なお、時間経過に伴って送信波の周波数を上昇させる期間と、時間経過に伴って送信波の周波数を下降させる期間とを持つように送信波の周波数を変化させ、2つの期間のビート周波数の周波数差から物体Obの速度を求めてもよい。   It is not essential that the speed data is a difference between two distance data adjacent in time series, and the speed data can be obtained using three or more distance data. The distance data and the speed data may have a relationship of V1 (i) = L1 (i−1) −L1 (i + 1), for example. Further, the distance data and the speed data may be in a relationship of V1 (i) = {L1 (i-1) -L1 (i + 1)} / 2, and V1 (i) = [{L1 (i) -L1 (i + 1). )} + {L1 (i-1) -L1 (i))}] / 2. Since the speed data is information on the speed of the object Ob, the speed data is not limited to these examples, and can be determined as appropriate. In addition, the frequency of the transmission wave is changed so as to have a period in which the frequency of the transmission wave is increased with the lapse of time and a period in which the frequency of the transmission wave is decreased with the lapse of time. The speed of the object Ob may be obtained from the frequency difference.

ところで、処理部12は、距離データの値に基づいて対象空間の範囲を定めている。また、処理部12は、距離で区分した1つ以上の特定区間を対象空間の少なくとも一部に定める区間設定部127を備える。つまり、区間設定部127は、対象空間の全部または一部を特定区間に定める場合と、対象空間に複数の特定区間を定める場合とがある。1つの特定区間は、距離の範囲により定められる。特定区間に存在する物体Obについては背景物として扱われる。すなわち、距離処理部125が求めた距離データが、区間設定部127が定めた特定区間に含まれている場合、特定区間に存在する物体Obに対応する信号は背景物の情報として扱われる。   By the way, the processing unit 12 determines the range of the target space based on the value of the distance data. In addition, the processing unit 12 includes a section setting unit 127 that determines one or more specific sections divided by distance as at least a part of the target space. That is, the section setting unit 127 has a case where all or part of the target space is defined as a specific section, and a case where a plurality of specific sections are defined in the target space. One specific section is determined by the range of distance. The object Ob existing in the specific section is treated as a background object. That is, when the distance data obtained by the distance processing unit 125 is included in a specific section determined by the section setting unit 127, a signal corresponding to the object Ob existing in the specific section is handled as background object information.

特定区間に存在する物体Obに対応する信号は、背景信号の再取得が指示されると更新される。背景信号の更新は、特定の日時に自動的に行うことが可能であるが、ユーザが指示することによって行われることもある。たとえば、ユーザが特定区間に什器を配置した場合に、背景信号の再取得を指示することにより、特定区間における什器が背景物として認識される。   The signal corresponding to the object Ob existing in the specific section is updated when the reacquisition of the background signal is instructed. Although the background signal can be automatically updated at a specific date and time, it may be performed by a user's instruction. For example, when a user places a fixture in a specific section, the fixture in the specific section is recognized as a background object by instructing reacquisition of the background signal.

対象空間において距離データを求めている物体Obの同一性を判断するには、距離および速度にそれぞれ範囲を定め、しかも距離および速度の範囲を比較的広く設定する必要がある。距離データが単一の物体Obに対応しているか否かを判断するために、速度処理部126は、距離データを用いて追尾処理を行うように構成されている。また、追尾処理を行う際には、距離処理部125が出力した距離データを修正した修正距離データが求められ、速度データは修正距離データに基づいて求められる。速度処理部126は、計測期間T1ごとに得られる距離データおよび速度データが単一の物体Obに対応すると判断できる場合に、該当する物体Obの距離データおよび速度データにラベルを付与する。   In order to determine the identity of the object Ob for which distance data is obtained in the target space, it is necessary to set ranges for the distance and speed, and to set the distance and speed ranges relatively wide. In order to determine whether or not the distance data corresponds to a single object Ob, the speed processing unit 126 is configured to perform a tracking process using the distance data. Further, when performing the tracking process, corrected distance data obtained by correcting the distance data output from the distance processing unit 125 is obtained, and the speed data is obtained based on the corrected distance data. When it can be determined that the distance data and speed data obtained for each measurement period T1 correspond to a single object Ob, the speed processing unit 126 gives a label to the distance data and speed data of the corresponding object Ob.

処理部12は、ラベルが付与された距離データを送信波と反射波との周波数差に相当するとみなし、距離データに基づいて距離を計算することが可能である。また、ラベルが付与された速度データがあれば、処理部12は、速度データに基づいて速度を計算することが可能である。ラベルは物体Obに対応付けて定められるから、単一の物体Obに対応した距離データおよび速度データには、同じラベルが付与される。なお、距離データから距離を求める計算、あるいは速度データから速度を求める計算は必須ではなく、電波センサ10の用途に応じて適宜に実施される。   The processing unit 12 can regard the distance data to which the label is attached as equivalent to the frequency difference between the transmission wave and the reflected wave, and can calculate the distance based on the distance data. If there is speed data with a label, the processing unit 12 can calculate the speed based on the speed data. Since the label is determined in association with the object Ob, the same label is given to the distance data and the velocity data corresponding to the single object Ob. Note that the calculation for obtaining the distance from the distance data or the calculation for obtaining the speed from the speed data is not essential and is appropriately performed according to the use of the radio wave sensor 10.

ところで、周波数スペクトルにおけるピーク周波数は、静止している単一の物体Obであっても変動することがある。すなわち、物体Obがカーテン、樹木などであって、物体Obの一部が揺れる場合、あるいは送信波と反射波との少なくとも一方の経路にマルチパスが生じる場合には、ピーク周波数に揺らぎが生じる可能性がある。言い換えると、単一の物体Obについて得られる距離データであってもばらつきの程度が比較的大きくなる可能性がある。距離データのばらつきが大きければ、速度データのばらつきも大きくなる。   By the way, the peak frequency in the frequency spectrum may fluctuate even for a single object Ob that is stationary. That is, when the object Ob is a curtain, a tree, etc., and a part of the object Ob shakes, or when multipath occurs in at least one of the transmission wave and the reflected wave, the peak frequency may fluctuate. There is sex. In other words, even the distance data obtained for a single object Ob may have a relatively large degree of variation. If the variation of the distance data is large, the variation of the speed data is also large.

距離データのばらつきが大きい場合には、距離データに基づいて単一の物体Obとして認識する範囲を広げる必要がある。しかしながら、単一の物体Obと判断する距離データの範囲を広げると、対象空間に複数の物体Obが存在する場合に、距離データに対して誤ったラベルを付与する可能性が高くなる。たとえば、速度の差が比較的小さい2つの物体Obが対象空間に存在すると仮定し、2つの物体Obに対する距離データの値がほぼ等しくなったとすると、2つの物体Obを区別することが困難になる。   When the variation of the distance data is large, it is necessary to widen the range recognized as a single object Ob based on the distance data. However, if the range of the distance data to be determined as a single object Ob is expanded, there is a high possibility that an erroneous label is given to the distance data when there are a plurality of objects Ob in the target space. For example, assuming that two objects Ob having a relatively small speed difference exist in the target space, and the distance data values for the two objects Ob are substantially equal, it is difficult to distinguish the two objects Ob. .

そのため、速度処理部126は、以下の処理を行うことによって、距離データおよび速度データのばらつきを抑制するように構成されていることが望ましい。速度処理部126が以下の処理を行うことは必須ではないが、距離データおよび速度データに対して誤ったラベルを付与する可能性を低減するには以下の処理を行うことが望ましい。   Therefore, it is desirable that the speed processing unit 126 is configured to suppress variations in distance data and speed data by performing the following processing. Although it is not essential for the speed processing unit 126 to perform the following process, it is desirable to perform the following process in order to reduce the possibility of assigning an erroneous label to the distance data and the speed data.

速度処理部126は、たとえば、以下の関係式を用いることにより、同一物から得られる距離データおよび速度データを真値に近づけるように追尾する。言い換えると、速度処理部126は、距離処理部125が出力した距離データのばらつきを抑制して真値に近づけた修正距離データを求め、修正距離データを用いて速度データを求める。
Xs(k)=Xp(k)+α{Xm(k)−Xp(k)}
Vs(k)=Vs(k−1)+β{Xm(k)−Xp(k)}/T1
Xp(k+1)=Xs(k)+Vs(k)・T1
ここにおいて、Xm(k)は距離処理部125がk番目に出力した距離データを意味しており、Xs(k)は計算で求めたk番目の修正距離データである。また、Vs(k)は計算で求めた速度データであり、Xp(k)はk番目の距離データの予測値である。距離データは距離に読替可能であり、速度データは速度に読替可能である。
The speed processing unit 126 tracks the distance data and speed data obtained from the same object so as to approach the true value by using the following relational expression, for example. In other words, the speed processing unit 126 obtains corrected distance data that is close to a true value by suppressing variation in the distance data output from the distance processing unit 125, and obtains speed data using the corrected distance data.
Xs (k) = Xp (k) + α {Xm (k) −Xp (k)}
Vs (k) = Vs (k-1) + [beta] {Xm (k) -Xp (k)} / T1
Xp (k + 1) = Xs (k) + Vs (k) · T1
Here, Xm (k) means the kth distance data output by the distance processing unit 125, and Xs (k) is the kth corrected distance data obtained by calculation. Vs (k) is speed data obtained by calculation, and Xp (k) is a predicted value of the kth distance data. The distance data can be read as distance, and the speed data can be read as speed.

ここに、定数αと定数βとは、たとえば、β=α/(2−α)の関係となるように定められている。定数αと定数βとは、この関係に限らないが、この関係を用いることにより比較的よい結果が得られている。修正距離データXs(k)および速度データVs(k)は、定数α、βが小さいほどノイズの影響を受けにくく、定数α、βが大きいほど急峻な変化の影響を受けにくい。したがって、目的に応じて定数α、βの大きさが定められる。 Here, the constant α and the constant β are determined to have a relationship of β = α 2 / (2-α), for example. The constant α and the constant β are not limited to this relationship, but relatively good results are obtained by using this relationship. The corrected distance data Xs (k) and velocity data Vs (k) are less susceptible to noise as the constants α and β are smaller, and are less susceptible to steep changes as the constants α and β are larger. Therefore, the magnitudes of the constants α and β are determined according to the purpose.

上述した関係式を用いるには、距離データの予測値Xp(k)に関する初期値Xp(1)、および速度データVs(k)に関する初期値Vs(0)が必要である。ここでは、距離データの予測値Xp(k)に関する初期値Xp(1)は、距離データXm(1)で代用する(すなわち、Xp(1)=Xm(1))。また、速度データVs(k)に関する初期値Vs(1)は、距離データXm(2)と距離データXm(1)との差を採用する(すなわち、Vs(1)=Xm(1)−Xm(2))。   In order to use the above-described relational expression, the initial value Xp (1) related to the predicted value Xp (k) of the distance data and the initial value Vs (0) related to the speed data Vs (k) are necessary. Here, the initial value Xp (1) regarding the predicted value Xp (k) of the distance data is substituted with the distance data Xm (1) (that is, Xp (1) = Xm (1)). The initial value Vs (1) related to the speed data Vs (k) employs a difference between the distance data Xm (2) and the distance data Xm (1) (that is, Vs (1) = Xm (1) −Xm (2)).

上述した初期値を適用すれば、上述した3つの式の値は、距離データXm(k)に基づいて求められる。すなわち、距離処理部125から出力される距離データXm(k)に基づいて、速度処理部126は、距離データの予測値Xp(k)を求めることによって、距離データXm(k)のばらつきを抑制した修正距離データXs(k)を求める。さらに、速度処理部126は、修正距離データXs(k)に基づいて、ばらつきを抑制した速度データVs(k)を求める。このように距離データおよび速度データのばらつきが抑制されていると、対象空間に複数の物体Obが存在していても、複数の物体Obそれぞれの距離と速度とを合理的に対応付けることによって、複数の物体Obそれぞれに誤りなくラベルを付与できる可能性が高くなる。   If the above-described initial values are applied, the values of the above-described three expressions can be obtained based on the distance data Xm (k). That is, based on the distance data Xm (k) output from the distance processing unit 125, the speed processing unit 126 suppresses variations in the distance data Xm (k) by obtaining the predicted value Xp (k) of the distance data. Corrected distance data Xs (k) is obtained. Furthermore, the speed processing unit 126 obtains speed data Vs (k) with suppressed variation based on the corrected distance data Xs (k). In this way, when variation in distance data and speed data is suppressed, even if there are a plurality of objects Ob in the target space, a plurality of objects Ob can be obtained by rationally associating the distances and speeds of the objects Ob. There is a high possibility that a label can be assigned to each object Ob without error.

上述した修正距離データを求めた場合、距離データに代えて修正距離データを用いてもよい。たとえば、物体Obが、カーテン、樹木などのように、定位置に配置されているにもかかわらず、揺らぎを生じる場合、距離データの揺らぎを許容する範囲は、修正距離データに基づいて定めてもよい。また、区間設定部127は、修正距離データに基づいて特定区間を定めてもよい。   When the correction distance data described above is obtained, the correction distance data may be used instead of the distance data. For example, in the case where fluctuation occurs even though the object Ob is arranged at a fixed position such as a curtain or a tree, the range in which the fluctuation of the distance data is allowed may be determined based on the corrected distance data. Good. The section setting unit 127 may determine a specific section based on the correction distance data.

いま、図8Aのように、時間経過に伴って物体Obの位置が変化したとする。図8Aの例では、物体Obが、約11[m]の距離から電波センサ10に接近し、約0[m]まで近づいた後に、電波センサ10から遠ざかっている。図8Aでは、物体Obが移動する速さは、ほぼ一定であり、約1.5[m/s]である。定数αを0.3、定数βを0.0529に定めて、上述した計算を行ったところ、図8B、図8Cに示す結果が得られた。図8Bにおいて、ドットXmは距離の測定値Xm(k)の誤差、特性Xsは距離の計算値Xs(k)の誤差を表している。すなわち、電波センサ10から物体Obまでの距離の真値をXt(k)とすると、ドットXmはXm(k)−Xt(k)を表し、特性XsはXs(k)−Xt(k)を表す。また、図8Cにおいて、特性Vmは距離の測定値Vm(k)から求めた速度の測定値を表しており、特性Vsは速度の計算値Vs(k)を表している。図8B、図8Cによれば、速度処理部126が上述した処理を行うことによって、距離データおよび速度データのばらつきが抑制されていることがわかる。   Now, as shown in FIG. 8A, it is assumed that the position of the object Ob changes with time. In the example of FIG. 8A, the object Ob approaches the radio wave sensor 10 from a distance of about 11 [m], approaches the radio wave sensor 10 and then moves away from the radio wave sensor 10. In FIG. 8A, the moving speed of the object Ob is substantially constant and is about 1.5 [m / s]. When the above-described calculation was performed with the constant α set to 0.3 and the constant β set to 0.0529, the results shown in FIGS. 8B and 8C were obtained. In FIG. 8B, the dot Xm represents the error of the distance measurement value Xm (k), and the characteristic Xs represents the error of the distance calculation value Xs (k). That is, assuming that the true value of the distance from the radio wave sensor 10 to the object Ob is Xt (k), the dot Xm represents Xm (k) −Xt (k), and the characteristic Xs represents Xs (k) −Xt (k). Represent. In FIG. 8C, a characteristic Vm represents a speed measurement value obtained from a distance measurement value Vm (k), and a characteristic Vs represents a speed calculation value Vs (k). According to FIGS. 8B and 8C, it can be seen that the variation of the distance data and the speed data is suppressed by the speed processing unit 126 performing the above-described processing.

距離データおよび速度データのばらつきを抑制するために用いた上述の関係式は、ばらつきを抑制する原理を表した一例にすぎない。ここでは、測定値と予測値との差分に定数α、βを乗じる関係式を用いているから、定数α、βの値を適宜に定めることにより、距離データおよび速度データのばらつきの程度を調節することが可能である。   The above-described relational expression used for suppressing variation in distance data and velocity data is merely an example showing the principle of suppressing variation. Here, a relational expression that multiplies the difference between the measured value and the predicted value by constants α and β is used. Therefore, the degree of variation in distance data and speed data can be adjusted by appropriately determining the values of constants α and β. Is possible.

この種の処理を行う構成は、追尾フィルタと呼ばれており、上述した関係式を用いるαβフィルタのほかにも追尾フィルタは数種類が知られている。すなわち、速度処理部126には、他の追尾フィルタを用いることが可能である。速度処理部126は他の関係式を用いて距離データおよび速度データのばらつきを抑制してもよい。   A configuration for performing this type of processing is called a tracking filter. In addition to the αβ filter using the above-described relational expression, several types of tracking filters are known. That is, another tracking filter can be used for the speed processing unit 126. The speed processing unit 126 may suppress variations in distance data and speed data using other relational expressions.

上述のように距離データの追尾によって修正距離データが得られると、カーテン、樹木などのように、定位置で揺らぎを生じる物体Obについても距離データのばらつきが抑制される。したがって、処理部12は、計測期間T1ごとに求められた修正距離データが、所定の許容範囲内である状態が継続する時間を計測し、この時間が所定の判定期間に達すると、背景物と判断してもよい。すなわち、処理部12は、修正距離データが許容範囲内である状態が継続して判定期間に達した後は、許容範囲内のデータを背景物のデータとして除外してもよい。   As described above, when the corrected distance data is obtained by tracking the distance data, the variation of the distance data is suppressed even for the object Ob that fluctuates at a fixed position, such as a curtain or a tree. Therefore, the processing unit 12 measures the time during which the corrected distance data obtained for each measurement period T1 is in a predetermined allowable range, and when this time reaches a predetermined determination period, You may judge. That is, the processing unit 12 may exclude data within the allowable range as background object data after the state in which the corrected distance data is within the allowable range continues and reaches the determination period.

ところで、上述した動作例では、背景物のほかには対象空間に1つの物体Obのみが存在する場合について説明したが、背景物のほかに複数の物体Obが対象空間に存在する場合もある。以下では、背景物のほかに複数の物体Obが対象空間に存在する場合の動作について説明する。対象空間に存在する物体Obについては、上述したように、追尾処理により距離データおよび速度データのばらつきが抑制される。   By the way, in the above-described operation example, the case where only one object Ob exists in the target space in addition to the background object has been described. However, in addition to the background object, a plurality of objects Ob may exist in the target space. Hereinafter, an operation in the case where a plurality of objects Ob in addition to the background object exist in the target space will be described. As described above, for the object Ob existing in the target space, variation in distance data and speed data is suppressed by the tracking process.

ここで、距離データが時間経過に伴って図9のように変化したと仮定する。図9は計測期間T1ごとに求められた距離データの時間変化を示すグラフの例であり、横軸が時間、縦軸が距離データの値を表している。図9には、背景物などで生じた情報と、対象空間において移動している物体Obの情報とが表されている。背景物などで生じた情報は、図9において特性L11で表されており、時間が経過しても距離データの値はほとんど変化せず、距離データの値の変化は誤差の範囲内である。一方、図9において特性L12と特性L13とは、一時的には距離の変化がほとんどない期間が生じているが、ほとんどの期間で時間経過に伴って距離が変化している。すなわち、特性L12と特性L13とは、対象空間に存在する異なる2つの物体Obに対応していると推定される。   Here, it is assumed that the distance data has changed as time passes as shown in FIG. FIG. 9 is an example of a graph showing the time variation of the distance data obtained for each measurement period T1, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the distance data value. FIG. 9 shows information generated in the background object and information on the object Ob moving in the target space. The information generated by the background object or the like is represented by the characteristic L11 in FIG. 9, and the value of the distance data hardly changes over time, and the change of the value of the distance data is within the error range. On the other hand, the characteristic L12 and the characteristic L13 in FIG. 9 have a period in which the distance hardly changes temporarily, but the distance changes with the passage of time in most of the periods. That is, it is estimated that the characteristic L12 and the characteristic L13 correspond to two different objects Ob existing in the target space.

すなわち、図9のようなグラフが得られた場合に、人が見れば、これらの特性のうちL11のような時間変動を示す特性が背景物などで生じた不要な情報に対応し、特性L12と特性L13とが異なる2つの移動物に対応することを容易に判断することができる。しかしながら、処理部12にとって特性L12と特性L13とが異なる2つの移動物に対応すると認識するのは容易ではない。そこで、処理部12は判断部128を備えている。   That is, when a graph as shown in FIG. 9 is obtained, if a person sees, a characteristic indicating time variation such as L11 among these characteristics corresponds to unnecessary information generated in a background object or the like, and a characteristic L12 Therefore, it can be easily determined that two different moving objects have different characteristics L13. However, it is not easy for the processing unit 12 to recognize that the characteristics L12 and the characteristics L13 correspond to two moving objects. Therefore, the processing unit 12 includes a determination unit 128.

判断部128は、計測期間T1ごとに得られる距離データおよび速度データの追跡を行い、追跡が可能である場合に同一の物体Obとして認識する。判断部128は、実際には修正距離データを用いるが、以下では単に距離データと記載する。判断部128は、距離データの時間変化が同一の物体Obと合理的に判断でき、かつ速度データの時間変化が同一の物体Obと合理的に判断できることを条件とする。距離データおよび速度データの追跡を行う場合、判断部128は、基本的には、時系列において隣接する2つの距離データの関係、および時系列において隣接する2つの速度データの関係を評価する。ただし、判断部128は、距離データと速度データとの少なくとも一方について、3つ以上の関係を評価することにより追跡を行ってもよい。   The determination unit 128 tracks distance data and velocity data obtained every measurement period T1, and recognizes the same object Ob when the tracking is possible. The determination unit 128 actually uses the corrected distance data, but is simply referred to as distance data below. The determination unit 128 is on condition that the time change of the distance data can be reasonably determined as the same object Ob, and the time change of the speed data can be rationally determined as the same object Ob. When tracking distance data and velocity data, the determination unit 128 basically evaluates the relationship between two distance data adjacent in the time series and the relationship between two velocity data adjacent in the time series. However, the determination unit 128 may perform tracking by evaluating three or more relationships with respect to at least one of the distance data and the speed data.

判断部128が用いる条件の一例を以下に説明する。ここでは、判断部128が、時系列において隣接する2つの距離データの関係と、時系列において隣接する2つの速度データの関係とを評価する場合を例として説明する。また、距離データが時間経過に伴って図9に示すように変化する場合を例とする。図9に示す特性L12および特性L13では、物体Obまでの距離データがほとんど変化しない期間Tnがあり、また交差している部分Pxが2箇所ある。ここで、距離データが交差していることは、必ずしも2つの物体Obが接近していることを表しているわけではなく、単に電波センサ10からの距離がほぼ等しいことを表している。   An example of conditions used by the determination unit 128 will be described below. Here, a case where the determination unit 128 evaluates the relationship between two distance data adjacent in the time series and the relationship between two speed data adjacent in the time series will be described as an example. In addition, a case where the distance data changes as time passes as shown in FIG. 9 is taken as an example. In the characteristics L12 and L13 shown in FIG. 9, there is a period Tn in which the distance data to the object Ob hardly changes, and there are two intersecting portions Px. Here, the crossing of the distance data does not necessarily indicate that the two objects Ob are approaching, but simply indicates that the distances from the radio wave sensor 10 are substantially equal.

特性L12と特性L13とが交差していない期間、つまり同時刻における2つの距離データの差が、所定の判断閾値より大きいという条件が成立している期間には、物体Obそれぞれに対応した距離データの追跡を個別に行うことが可能である。すなわち、距離データおよび速度データが上述した追跡の条件を満足すれば、判断部128は、条件を満足した距離データを同一の物体Obに対応すると推定する。   In a period in which the characteristic L12 and the characteristic L13 do not intersect, that is, a period in which the condition that the difference between the two distance data at the same time is larger than a predetermined determination threshold is satisfied, the distance data corresponding to each object Ob Can be tracked individually. That is, if the distance data and the speed data satisfy the tracking condition described above, the determination unit 128 estimates that the distance data that satisfies the condition corresponds to the same object Ob.

一方、同時刻における2つの距離データの差が、所定の判断閾値以下であるという条件が成立している期間には、2つの物体Obが電波センサ10からほぼ同じ距離に存在していることを表しているから、距離データが交差する確率が高くなる。距離データが交差する場合、交差前の2つの距離データと交差後の2つの距離データとの対応関係を保証しなければならない。上述したように、距離データにはラベルが付与される。すなわち、交差前の2つの距離データと交差後の2つの距離データとに正しくラベルを付与する必要がある。   On the other hand, it is confirmed that the two objects Ob are present at substantially the same distance from the radio wave sensor 10 during a period in which the condition that the difference between the two distance data at the same time is equal to or less than a predetermined determination threshold is satisfied. Since it represents, the probability that distance data will cross will become high. When the distance data intersects, the correspondence between the two distance data before the intersection and the two distance data after the intersection must be guaranteed. As described above, a label is assigned to the distance data. That is, it is necessary to correctly label the two distance data before the intersection and the two distance data after the intersection.

同時刻における2つの距離データの差が判定閾値以下であるという条件下では、判断部128は、当該2つの距離データに一対一に対応する2つの速度データと、一時点前の計測期間T1における2つの速度データと比較する。同時刻における2つの距離データの差が判定閾値以下になった時点では、当該2つの距離データに一対一に対応する2つの速度データにはラベルが付与されていないが、1つ前の計測期間T1における2つの速度データそれぞれにはラベルが付与されている。そのため、判断部128は、1つ前の計測期間T1における2つの速度データと、ラベルが付与されていない2つの速度データとを比較することによって、ラベルが付与されていない2つの速度データそれぞれにラベルを付与する。   Under the condition that the difference between the two distance data at the same time is equal to or less than the determination threshold value, the determination unit 128 includes the two speed data corresponding to the two distance data on a one-to-one basis and the measurement period T1 before the temporary point. Compare with two velocity data. At the time when the difference between the two distance data at the same time becomes equal to or less than the determination threshold value, the two speed data corresponding to the two distance data in a one-to-one manner are not labeled, but the previous measurement period Each of the two speed data at T1 is provided with a label. Therefore, the determination unit 128 compares each of the two speed data without a label by comparing the two speed data in the previous measurement period T1 with the two speed data without the label. Give a label.

ここでは、ラベルが付与されていない速度データを「対象データ」と呼び、1つ前の計測期間T1における速度データを「直前データ」と呼ぶ。直前データには、ラベルが付与されている。判断部128は、2つの直前データそれぞれに対応する2つのラベルを把握しているから、2つの直前データそれぞれと2つの対象データとを比較することにより、2つの対象データそれぞれにラベルを一対一に対応付けることが可能である。   Here, speed data without a label is referred to as “target data”, and speed data in the immediately preceding measurement period T1 is referred to as “immediate data”. A label is assigned to the immediately preceding data. Since the determination unit 128 grasps the two labels corresponding to the two immediately preceding data, by comparing each of the two immediately preceding data with the two target data, one label is assigned to each of the two target data. Can be associated.

具体的には、判断部128は、1つの物体Obに関して言えば、時系列において隣接する速度データの差は比較的小さいという経験則によって、2つの対象データそれぞれにラベルを対応付ける。この経験則によれば、対象データと直前データとの差が小さいほど、対象データと直前データとが同一の物体Obに対応する可能性が高いと言える。そこで、判断部128は、2つの対象データそれぞれと、2つの直前データのうちの一方との差を求め、差が小さいほうの対象データに差を求めた直前データと同じラベルを対応付ける。判断部128は、残りの対象データに対しては、2つの直前データのうちの他方のラベルを対応付ければよい。   Specifically, the determination unit 128 associates a label with each of the two target data according to an empirical rule that, for one object Ob, the difference between adjacent velocity data in the time series is relatively small. According to this rule of thumb, the smaller the difference between the target data and the immediately preceding data, the higher the possibility that the target data and the immediately preceding data correspond to the same object Ob. Therefore, the determination unit 128 obtains a difference between each of the two target data and one of the two immediately preceding data, and associates the same target label with the same label as the immediately preceding data for which the difference is obtained. The determination unit 128 may associate the other label of the two immediately preceding data with the remaining target data.

判断部128は、同時刻における2つの距離データの差が判定閾値以下である期間は、上述した処理によって対象データにラベルを付与する。この処理により、2つの距離データが交差していたとしても、ラベルが誤りなく対応付けられ、2つの距離データを個別に追跡できる可能性が高くなる。つまり、人が距離データを追跡する場合と同程度の結果が得られる。図9に示す動作例では、理解を容易にするために、2つの距離データについて説明したが、同時刻に3つ以上の距離データが生じている場合も同様の処理が行われる。すなわち、2つずつの距離データの差を評価し、いずれかの差が判定閾値以下であれば、速度データの時間変化に基づいて距離データを追跡すればよい。   The determination unit 128 gives a label to the target data by the above-described process during a period in which the difference between the two distance data at the same time is equal to or less than the determination threshold. With this process, even if the two distance data intersect, the labels are associated with each other without error, and the possibility that the two distance data can be individually tracked increases. That is, the same result as that obtained when a person tracks distance data is obtained. In the operation example shown in FIG. 9, two distance data have been described for easy understanding. However, the same processing is performed when three or more distance data are generated at the same time. That is, the difference between the two distance data is evaluated, and if any difference is equal to or less than the determination threshold, the distance data may be tracked based on the time change of the speed data.

なお、上述した構成例において、距離処理部125および速度処理部126が選択部123に後置されているが、距離処理部125および速度処理部126が選択部123に後置されるように構成してもよい。   In the configuration example described above, the distance processing unit 125 and the speed processing unit 126 are placed after the selection unit 123, but the distance processing unit 125 and the speed processing unit 126 are placed after the selection unit 123. May be.

上述した処理部12は、マイコン(Microcontroller)を主なハードウェア要素として構成されている。マイコンは、プログラムに従って動作するプロセッサと、プロセッサを動作させるプログラムを格納するためのメモリおよび作業用のメモリとを備えた1チップのデバイスとして構成される。処理部12は、マイコンではなく、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、DSP(Digital Signal Processor)、PIC(Peripheral Interface Controller)などから選択されるデバイスで構成されていてもよい。あるいは、処理部12は、MPU(Micro Processing Unit)のようにプロセッサのみを備え、メモリを接続して用いられるデバイスで構成されていてもよい。   The processing unit 12 described above is configured with a microcomputer as a main hardware element. The microcomputer is configured as a one-chip device including a processor that operates according to a program, a memory that stores a program that operates the processor, and a working memory. The processing unit 12 may be configured by a device selected from an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a DSP (Digital Signal Processor), a PIC (Peripheral Interface Controller), or the like instead of a microcomputer. Alternatively, the processing unit 12 may include a processor such as an MPU (Micro Processing Unit), and may be configured by a device used by connecting a memory.

処理部12が複数のプロセッサを備える場合には、第1処理部121と第2処理部122とを同時に動作させることが可能である。また、第1処理部121と第2処理部122とを周波数分析部120の後段に設ける構成(表1の構成3)を採用する場合、第1処理部121と第2処理部122とが周波数分析部120を共用することが可能である。周波数分析部120の後段では前段よりも情報量が圧縮されるから、第1処理部121および第2処理部122が周波数分析部120の後段に設けられることにより処理負荷の軽減につながる。   When the processing unit 12 includes a plurality of processors, the first processing unit 121 and the second processing unit 122 can be operated simultaneously. In addition, when adopting a configuration in which the first processing unit 121 and the second processing unit 122 are provided in the subsequent stage of the frequency analysis unit 120 (configuration 3 in Table 1), the first processing unit 121 and the second processing unit 122 have the frequency. The analysis unit 120 can be shared. Since the amount of information is compressed in the subsequent stage of the frequency analysis unit 120 than in the previous stage, providing the first processing unit 121 and the second processing unit 122 in the subsequent stage of the frequency analysis unit 120 leads to a reduction in processing load.

処理部12が単一のプロセッサで構成される場合には、処理部12は、第1処理部121と第2処理部122とのプロセスを切り替えて実施する。すなわち、処理部12は、マルチタスクの機能を持つ。第1処理部121と第2処理部122とのプロセスは、交互に切り替えることが可能であるが、第1処理部121のプロセスと、第2処理部122のプロセスとを適宜の比率で行うようにしてもよい。たとえば、第1処理部121のプロセスに対して、第2処理部122のプロセスの割合を1:10などに設定することが可能である。あるいは、第1処理部121のプロセスと第2処理部122のプロセスとを切り替える条件を定めておき、条件の成立によって第1処理部121のプロセスと第2処理部122のプロセスとを切り替えるようにしてもよい。第1処理部121のプロセスと第2処理部122のプロセスとを切り替える条件は、たとえば、上述した選択部123が用いた条件に準じて定められる。なお、第1処理部121のプロセスおよび第2処理部122のプロセスに当てる最小の時間は計測期間T1であり、計測期間T1の最小の時間は処理周期T0である。   When the processing unit 12 is configured by a single processor, the processing unit 12 switches between the processes of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 and executes them. That is, the processing unit 12 has a multitasking function. The processes of the first processing unit 121 and the second processing unit 122 can be switched alternately, but the process of the first processing unit 121 and the process of the second processing unit 122 are performed at an appropriate ratio. It may be. For example, the ratio of the process of the second processing unit 122 to the process of the first processing unit 121 can be set to 1:10 or the like. Alternatively, a condition for switching the process of the first processing unit 121 and the process of the second processing unit 122 is determined, and the process of the first processing unit 121 and the process of the second processing unit 122 are switched when the condition is satisfied. May be. The conditions for switching the process of the first processing unit 121 and the process of the second processing unit 122 are determined according to the conditions used by the selection unit 123 described above, for example. Note that the minimum time assigned to the process of the first processing unit 121 and the process of the second processing unit 122 is the measurement period T1, and the minimum time of the measurement period T1 is the processing cycle T0.

プログラムは、メモリのうちのROM(Read Only Memory)に格納された状態で提供されるほか、コンピュータで読取可能な光ディスクあるいは外部記憶装置のような記録媒体で提供することも可能である。また、インターネットのような電気通信回線を通してプログラムが提供されてもよい。記憶媒体または電気通信回線を通して提供されるプログラムは、書換可能な不揮発性のメモリに格納される。   The program can be provided in a state of being stored in a ROM (Read Only Memory) of the memory, or can be provided on a recording medium such as an optical disk readable by a computer or an external storage device. The program may be provided through an electric communication line such as the Internet. A program provided through a storage medium or a telecommunication line is stored in a rewritable nonvolatile memory.

また、区間設定部127は、ユーザが操作する外部装置と通信するインターフェイス部として構成されていればよい。この種の外部装置は、専用の設定器のほか、汎用のパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末などから選択される。   In addition, the section setting unit 127 may be configured as an interface unit that communicates with an external device operated by the user. This type of external device is selected from a general-purpose personal computer, a smartphone, a tablet terminal, and the like in addition to a dedicated setting device.

ところで、図10に示すように、上述した電波センサ10は設備機器20が備えていてもよい。この設備機器20は、負荷装置21と電波センサ10とを備え、電波センサ10が監視している物体Obの状態に応じて、負荷装置21の動作が指示されるように構成される。たとえば、負荷装置21が照明装置であって、電波センサ10が対象空間に物体Obとしての人が存在するか否かを監視するとすれば、対象空間に人が存在する期間に照明装置を点灯させるように設備機器20を構成することが可能である。   By the way, as shown in FIG. 10, the radio wave sensor 10 mentioned above may be provided in the equipment 20. The facility device 20 includes a load device 21 and a radio wave sensor 10 and is configured to instruct the operation of the load device 21 according to the state of the object Ob monitored by the radio wave sensor 10. For example, if the load device 21 is a lighting device and the radio wave sensor 10 monitors whether or not a person as an object Ob exists in the target space, the lighting device is turned on during a period in which the person exists in the target space. Thus, the equipment 20 can be configured as described above.

以上説明した電波センサ10は、検知部11と処理部12とを備える。検知部11は、所定の計測期間T1内で時間経過に伴って周波数が変化する電波を対象空間に放射し、かつ対象空間から電波を受信する。処理部12は、複数の計測期間T1それぞれにおいて、放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号との周波数差の情報を含むセンサ信号に基づいて対象空間に存在する物体Obまでの距離を計測する。また、処理部12は、複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号から背景信号が含む情報を除去した後に対象空間に存在する物体Obまでの距離を計測する機能を有している。背景信号は、対象空間に存在する物体Obが継続して静止しているとみなされる場合、物体Obが静止しているとみなされる時間の経過に伴って、物体Obの情報をセンサ信号から除去する割合を高めるように定められている。   The radio wave sensor 10 described above includes a detection unit 11 and a processing unit 12. The detection unit 11 radiates a radio wave whose frequency changes over time within a predetermined measurement period T1 to the target space, and receives the radio wave from the target space. In each of the plurality of measurement periods T <b> 1, the processing unit 12 performs processing up to the object Ob existing in the target space based on the sensor signal including information on the frequency difference between the signal corresponding to the radiated radio wave and the signal corresponding to the received radio wave. Measure distance. Further, the processing unit 12 has a function of measuring the distance to the object Ob existing in the target space after removing information included in the background signal from the sensor signal obtained in each of the plurality of measurement periods T1. When the object Ob existing in the target space is considered to be stationary, the background signal removes the information of the object Ob from the sensor signal as time elapses when the object Ob is regarded as stationary. It is stipulated to increase the percentage of

この構成によれば、静止している物体Obの情報は、時間の経過に伴ってセンサ信号から除去されるから、対象空間において移動している物体Obの情報を際立たせ、移動している物体Obに関するセンサ信号の抽出が容易になる。また、対象空間に存在する複数の物体Obで電波が反射することによってマルチパスが生じた場合でも、マルチパスによる誤った情報を除外しやすくなる。   According to this configuration, since the information on the stationary object Ob is removed from the sensor signal as time elapses, the information on the moving object Ob in the target space is highlighted, and the moving object It becomes easy to extract a sensor signal related to Ob. In addition, even when multipath occurs due to reflection of radio waves by a plurality of objects Ob existing in the target space, erroneous information due to multipath can be easily excluded.

たとえば、対象空間に静止している物体Obと移動する物体Obとが混在していると仮定する。この場合、電波センサ10と静止している物体Obとの間に移動する物体Obが介在する経路が生じることがあり、静止している物体Obの情報を除去できたとしても、移動する物体Obの位置の変化により、除外できない誤った情報が残ることがある。そのため、静止している物体Obの情報を一時点の情報として固定的に扱うと、移動する物体Obが対象空間に存在する期間には、除外できない誤った情報が残される可能性がある。これに対し、静止している物体Obの情報を除去する割合が時間の経過に伴って高まる構成を採用しているから、静止している物体Obの情報について時間の経過に伴う変化を取り込み、誤った情報の影響が軽減される可能性が高くなる。   For example, it is assumed that an object Ob stationary in the target space and a moving object Ob are mixed. In this case, there may be a path in which the moving object Ob is interposed between the radio wave sensor 10 and the stationary object Ob. Even if the information of the stationary object Ob can be removed, the moving object Ob Incorrect information that cannot be excluded may remain due to changes in the position of. For this reason, if information on the stationary object Ob is fixedly handled as temporary point information, erroneous information that cannot be excluded may remain during a period in which the moving object Ob exists in the target space. On the other hand, since the ratio of removing the information of the stationary object Ob increases with the passage of time, the change of the stationary object Ob with the passage of time is captured, There is a high possibility that the influence of erroneous information is reduced.

背景信号は、複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号と、所定回前の計測期間T1に求めた過去の背景信号との加重和であることが望ましい。   The background signal is preferably a weighted sum of the sensor signal obtained in each of the plurality of measurement periods T1 and the past background signal obtained in the measurement period T1 a predetermined number of times before.

この構成によれば、過去の背景信号の情報の一部を残しながら背景信号が更新されるから、時間の経過によって変化しない情報は、継続して静止している物体Obに対応する情報としてセンサ信号から除去することが可能である。また、移動する物体Obが存在する場合、移動する物体Obに対応する情報は、背景信号の一部に組み込まれるだけであるから、センサ信号から背景信号が含む情報を除去しても、移動している物体Obの情報は残される。つまり、移動する物体Obの情報を取り出すことが可能である。さらに、一時的に静止している物体Obの情報は、静止している時間が短ければ、センサ信号から背景信号が含む情報が除去されても残され、静止している時間が長ければ、センサ信号から除去される。すなわち、一時的に静止している物体Obと継続的に静止している物体Obとを区別することが可能になる。   According to this configuration, since the background signal is updated while leaving a part of the information of the background signal in the past, information that does not change with the passage of time is detected as information corresponding to the object Ob that is still stationary. It can be removed from the signal. In addition, when there is a moving object Ob, the information corresponding to the moving object Ob is only incorporated into a part of the background signal, so even if the information included in the background signal is removed from the sensor signal, the information moves. Information on the object Ob that remains is left. That is, it is possible to extract information on the moving object Ob. Further, the information of the object Ob that is temporarily stationary remains if the information included in the background signal is removed from the sensor signal if the stationary time is short, and if the stationary time is long, the sensor Ob Removed from the signal. That is, it is possible to distinguish between the object Ob that is temporarily stationary and the object Ob that is continuously stationary.

ここで、加重和において、過去の背景信号に対する重み係数は、センサ信号に対する重み係数よりも大きく、2つの重み係数の和が1であることが望ましい。   Here, in the weighted sum, the weight coefficient for the past background signal is larger than the weight coefficient for the sensor signal, and the sum of the two weight coefficients is preferably 1.

すなわち、更新された背景信号に、過去の背景信号の情報をセンサ信号の情報よりも多く残すことにより、更新された背景信号に、静止している物体Obの情報が残りやすくなる。ここに、重み係数を調節すれば、静止している物体Obの情報がセンサ信号から除去できるようになるまでの時間が調節される。   That is, by leaving more information on the past background signal in the updated background signal than in the sensor signal, information on the stationary object Ob is likely to remain in the updated background signal. If the weighting coefficient is adjusted here, the time until the information of the stationary object Ob can be removed from the sensor signal is adjusted.

背景信号は、対象空間に存在する物体Obが継続して静止しているとみなされる期間が所定の保留期間に達した後は、物体Obの情報をセンサ信号から除去するように定められることが望ましい。   The background signal may be determined so that the information of the object Ob is removed from the sensor signal after the period in which the object Ob existing in the target space is considered to be stationary still reaches a predetermined holding period. desirable.

この構成によれば、継続して静止している物体Obは、背景の物体Obとして、あらかじめセンサ信号から除去することが可能になり、対象空間に侵入した物体Obの情報を背景の情報から分離しやすくなる。   According to this configuration, the object Ob that is still stationary can be previously removed from the sensor signal as a background object Ob, and information on the object Ob that has entered the target space is separated from the background information. It becomes easy to do.

処理部12は、第1処理部121と第2処理部122と選択部123とを備えることが望ましい。第1処理部121は、複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号から背景信号の情報を除去する。第2処理部122は、複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号の相互間で静止している物体Obの情報を除去する。選択部123は、第1処理部121の出力から得られる情報と第2処理部122の出力から得られる情報とから対象となる物体Obの条件を満たす情報を選択する。   The processing unit 12 preferably includes a first processing unit 121, a second processing unit 122, and a selection unit 123. The first processing unit 121 removes information on the background signal from the sensor signal obtained in each of the plurality of measurement periods T1. The second processing unit 122 removes information on the object Ob that is stationary between the sensor signals obtained in each of the plurality of measurement periods T1. The selection unit 123 selects information satisfying the condition of the target object Ob from the information obtained from the output of the first processing unit 121 and the information obtained from the output of the second processing unit 122.

すなわち、第1処理部121の出力から得られる情報により、対象空間に定常的に存在している物体Obの情報を除外して、対象空間に新たに侵入した物体Obの情報を得ることができる。また、第2処理部122の出力から得られる情報により、対象空間において静止している物体Obの情報を除外して、対象空間において移動している物体Obの情報を得ることができる。そして、第1処理部121の出力から得られる情報と第2処理部122の出力から得られる情報とを、条件に応じて選択部123が選択するから、第1処理部121の出力から得られる情報と第2処理部122の出力から得られる情報とが補完される。その結果、物体Obが背景物の前に存在する場合、あるいは対象空間において物体Obが静止している場合であっても、物体Obに関する情報を正しく抽出できる可能性が高くなる。   That is, the information obtained from the output of the first processing unit 121 can be used to exclude information on the object Ob that is constantly present in the target space and obtain information on the object Ob that has newly entered the target space. . In addition, information on the object Ob moving in the target space can be obtained by excluding information on the object Ob stationary in the target space by the information obtained from the output of the second processing unit 122. And since the selection part 123 selects the information obtained from the output of the 1st process part 121 and the information obtained from the output of the 2nd process part 122 according to conditions, it is obtained from the output of the 1st process part 121. The information and the information obtained from the output of the second processing unit 122 are complemented. As a result, there is a high possibility that information regarding the object Ob can be correctly extracted even when the object Ob exists in front of the background object or when the object Ob is stationary in the target space.

処理部12は、第1処理部121の出力の周波数成分に補正係数を乗じる計算部124をさらに備え、この補正係数は、背景信号の周波数成分のパワーまたは振幅値が大きいほど小さい値となるように定められていることが望ましい。   The processing unit 12 further includes a calculation unit 124 that multiplies the frequency component of the output of the first processing unit 121 by a correction coefficient, and this correction coefficient becomes smaller as the power or amplitude value of the frequency component of the background signal increases. It is desirable that

第1処理部121においてセンサ信号から背景信号に含まれる情報を除去した場合に、背景信号に静止している物体Obのみの情報が含まれていたとしても、静止している物体Obに対応する周波数成分には残差が生じることがある。この残差は、背景信号の周波数成分のパワーまたは振幅値が大きいほど大きくなるという傾向がある。そのため、背景信号の周波数成分のパワーまたは振幅値が大きいほど小さい値である補正係数を、第1処理部121の出力の周波数成分に乗じることにより、静止している物体Obに対応する周波数成分の残差を低減させることが可能になる。すなわち、静止している物体Obの情報を第1処理部121の出力から除外できる可能性が高まり、対象空間に侵入した物体Obに関する情報を区別しやすくなる。   When the information included in the background signal is removed from the sensor signal in the first processing unit 121, the information corresponding to the stationary object Ob is included even if the background signal includes only the stationary object Ob. There may be a residual in the frequency component. This residual tends to increase as the power or amplitude value of the frequency component of the background signal increases. Therefore, by multiplying the frequency component of the output of the first processing unit 121 by a correction coefficient that is smaller as the power or amplitude value of the frequency component of the background signal is larger, the frequency component corresponding to the stationary object Ob is obtained. It is possible to reduce the residual. That is, there is a high possibility that information on the stationary object Ob can be excluded from the output of the first processing unit 121, and information on the object Ob that has entered the target space can be easily distinguished.

センサ信号は、放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した時間領域の信号が採用可能である。また、センサ信号は、放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した後に周波数分析を行った周波数領域の信号が採用可能である。   As the sensor signal, a time-domain signal obtained by mixing a signal corresponding to the radiated radio wave and a signal corresponding to the received radio wave can be used. The sensor signal may be a frequency domain signal obtained by performing frequency analysis after mixing a signal corresponding to the radiated radio wave and a signal corresponding to the received radio wave.

センサ信号が、時間領域と周波数領域とのどちらであっても、第1処理部121は、所定の一時点で事前に得られるセンサ信号と複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号との差分を求めるように構成することが可能である。また、センサ信号が、時間領域と周波数領域とのどちらであっても、第2処理部122は、複数の計測期間T1それぞれで得られるセンサ信号について相互間の差分を求めるように構成することが可能である。   Regardless of whether the sensor signal is in the time domain or the frequency domain, the first processing unit 121 determines the difference between the sensor signal obtained in advance at a predetermined time and the sensor signal obtained in each of the plurality of measurement periods T1. Can be configured to determine Further, whether the sensor signal is in the time domain or the frequency domain, the second processing unit 122 may be configured to obtain a difference between the sensor signals obtained in each of the plurality of measurement periods T1. Is possible.

これらの構成は、不要な物体Obに関する情報を除外するための具体例である。センサ信号が時間領域の信号である場合は、時間領域で静止している物体Obの成分を除去することになる。すなわち、背景物の成分が除去された混合信号の周波数スペクトルを求めればよいから、周波数スペクトルを求める際の処理負荷が軽減される可能性がある。   These configurations are specific examples for excluding information regarding unnecessary objects Ob. When the sensor signal is a signal in the time domain, the component of the object Ob that is stationary in the time domain is removed. That is, since it is only necessary to obtain the frequency spectrum of the mixed signal from which the background component is removed, there is a possibility that the processing load when obtaining the frequency spectrum is reduced.

一方、センサ信号が周波数領域の信号である場合は、周波数領域で静止している物体Obの成分を除去することになる。送信波または反射波のマルチパスなどがあると、混合信号では静止している物体Obに相当する成分に変動が生じる可能性があるが、混合信号から周波数スペクトルを求める過程において、このような変動の影響が緩和されるから、静止している物体Obに対応する成分の除去が容易である。   On the other hand, when the sensor signal is a signal in the frequency domain, the component of the object Ob that is stationary in the frequency domain is removed. When there is a multipath of a transmission wave or a reflected wave, there is a possibility that the component corresponding to the stationary object Ob will fluctuate in the mixed signal, but such fluctuation in the process of obtaining the frequency spectrum from the mixed signal. Therefore, the component corresponding to the stationary object Ob can be easily removed.

処理部12は、距離処理部125と速度処理部126とを備えることが望ましい。距離処理部125は、周波数差から物体Obまでの距離に相当する距離データを複数の計測期間T1それぞれにおいて求める。速度処理部126は、複数の計測期間T1それぞれで求めた複数の距離データと計測期間T1の長さとから物体Obの速度に相当する速度データを求める。また、速度処理部126は、距離データの時系列に基づいて真値に近づくようにばらつきを抑制した修正距離データを求め、かつ修正距離データを用いて速度データを求めるように構成されている。   The processing unit 12 preferably includes a distance processing unit 125 and a speed processing unit 126. The distance processing unit 125 obtains distance data corresponding to the distance from the frequency difference to the object Ob in each of the plurality of measurement periods T1. The speed processing unit 126 obtains speed data corresponding to the speed of the object Ob from the plurality of distance data obtained in each of the plurality of measurement periods T1 and the length of the measurement period T1. Further, the speed processing unit 126 is configured to obtain corrected distance data in which variation is suppressed so as to approach a true value based on a time series of distance data, and to obtain speed data using the corrected distance data.

この構成によれば、物体Obの一部の揺らぎに起因する距離データのばらつき、送信波あるいは反射波のマルチパスなどに起因する距離データのばらつきなどが抑制される。すなわち、物体Obに距離データを対応付ける処理が容易になる。また、修正距離データを用いて速度データを求めるから速度データのばらつきも抑制される。   According to this configuration, variation in distance data due to fluctuations in part of the object Ob, variation in distance data due to multipath of transmitted waves or reflected waves, and the like are suppressed. That is, the process of associating the distance data with the object Ob is facilitated. Further, since the speed data is obtained using the corrected distance data, variations in the speed data are also suppressed.

処理部12は、判断部128を備えることが望ましい。判断部128は、速度処理部126が同時刻に複数の修正距離データを出力し、かつ同時刻における複数の修正距離データの間の差が所定の判断閾値以下である期間に、複数の修正距離データそれぞれを時間変化に基づいて個別に追跡する。   The processing unit 12 preferably includes a determination unit 128. The determination unit 128 outputs a plurality of correction distances during a period in which the speed processing unit 126 outputs a plurality of correction distance data at the same time and a difference between the plurality of correction distance data at the same time is equal to or less than a predetermined determination threshold value. Each data is individually tracked based on time changes.

この構成によれば、複数の物体Obについて同時刻に複数の修正距離データが得られた場合に、個々の物体Obから得られた修正距離データを個別に追跡することができる。すなわち、同時刻に得られた複数の修正距離データの間の差が判断閾値以下である場合に、複数の修正距離データそれぞれを個別に追跡するから、修正距離データを物体Obに正しく対応付けることが可能になる。このようにして、修正距離データだけでは複数の物体Obを区別できない場合でも、修正距離データの時間変化を用いて複数の物体Obを個々に区別できる可能性を高め、物体Obと修正距離データとを正しく対応付けることが可能になる。   According to this configuration, when a plurality of correction distance data are obtained at the same time for a plurality of objects Ob, the correction distance data obtained from the individual objects Ob can be individually tracked. That is, when the difference between the plurality of correction distance data obtained at the same time is equal to or less than the determination threshold value, each of the plurality of correction distance data is individually tracked, so that the correction distance data can be correctly associated with the object Ob. It becomes possible. In this way, even when the plurality of objects Ob cannot be distinguished only by the correction distance data, the possibility that the plurality of objects Ob can be individually distinguished using the temporal change of the correction distance data is increased. Can be associated correctly.

処理部12は、複数の計測期間T1それぞれで求めた複数の修正距離データが、所定の許容範囲内である状態が所定の判定期間に達した後は、許容範囲内である修正距離データを除外するように構成されていてもよい。   The processing unit 12 excludes the corrected distance data within the allowable range after the plurality of corrected distance data obtained in each of the plurality of measurement periods T1 is within the predetermined allowable range after the predetermined determination period is reached. It may be configured to.

この構成によれば、物体Obまでの距離が変化しない状態が判定期間に達した後に、該当する物体Obの情報が除外される。すなわち、距離が変化しない物体Obは静止している背景とみなされ、物体Obまでの距離の情報が除外される。したがって、対象空間に侵入した物体Obであって移動している物体Obの情報を区別しやすくなる。   According to this configuration, after the state in which the distance to the object Ob does not change reaches the determination period, the information on the corresponding object Ob is excluded. That is, the object Ob whose distance does not change is regarded as a stationary background, and information on the distance to the object Ob is excluded. Therefore, it becomes easy to distinguish the information of the moving object Ob that has entered the target space.

処理部12は、対象空間の少なくとも一部に、距離で区分した1つ以上の特定区間を定める区間設定部127をさらに備える。背景信号は、特定区間に存在する物体Obの情報をセンサ信号から除去するように定められ、特定区間に存在する物体Obに対応する背景信号の再取得が指示されると更新される。   The processing unit 12 further includes a section setting unit 127 that determines one or more specific sections divided by distance in at least a part of the target space. The background signal is determined so as to remove the information of the object Ob existing in the specific section from the sensor signal, and is updated when the reacquisition of the background signal corresponding to the object Ob existing in the specific section is instructed.

この構成によれば、対象空間に特定区間の設定が可能であり、しかも対象空間を複数の特定区間に分割して設定することも可能である。また、特定区間に存在する物体Obの情報は、背景信号としてセンサ信号から除去されるから、特定区間に存在する物体Obが背景として扱われる。特定区間では、背景信号の再取得が指示された場合に背景信号が更新されるから、特定区間において背景となる物体Obが変更された場合に、背景信号の再取得が指示されると背景信号の更新が行われる。   According to this configuration, it is possible to set a specific section in the target space, and it is also possible to set the target space by dividing it into a plurality of specific sections. Further, since the information of the object Ob existing in the specific section is removed from the sensor signal as a background signal, the object Ob existing in the specific section is treated as the background. In the specific section, the background signal is updated when the background signal re-acquisition is instructed. Therefore, when the background signal re-acquisition is instructed when the background object Ob is changed in the specific section, the background signal is updated. Is updated.

上述した設備機器20は、電波センサ10と、電波センサ10が監視している物体Obの状態に応じて動作が指示される負荷装置21とを備える。   The equipment 20 described above includes a radio wave sensor 10 and a load device 21 that is instructed to operate according to the state of the object Ob monitored by the radio wave sensor 10.

この構成によれば、物体Obの状態に応じて、負荷装置21の動作が指示可能である。
物体Obの状態には、たとえば、物体Obが所定の距離に存在するか否かという状態、物体Obが電波センサ10に近づいているか遠ざかっているかという状態などがある。したがって、照明装置、空調装置、表示装置、自動ドアなどの各種の負荷装置21の動作を物体Obの状態に応じて制御することが可能になる。たとえば、負荷装置21が街路灯のような照明装置である場合、人が存在する領域と人が存在しない領域とを電波センサ10が監視し、それぞれの領域に対応した照明装置の点灯状態を制御することが可能である。
According to this configuration, the operation of the load device 21 can be instructed according to the state of the object Ob.
The state of the object Ob includes, for example, a state of whether or not the object Ob exists at a predetermined distance, a state of whether the object Ob is approaching or moving away from the radio wave sensor 10, and the like. Therefore, it becomes possible to control operations of various load devices 21 such as a lighting device, an air conditioner, a display device, and an automatic door according to the state of the object Ob. For example, when the load device 21 is a lighting device such as a street lamp, the radio wave sensor 10 monitors a region where a person exists and a region where a person does not exist, and controls the lighting state of the lighting device corresponding to each region. Is possible.

なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made according to design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it can be changed.

10 電波センサ
11 検知部
12 処理部
20 設備機器
21 負荷装置
121 第1処理部
122 第2処理部
123 選択部
124 計算部
125 距離処理部
126 速度処理部
127 区間設定部
128 判断部
Ob 物体
T1 計測期間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radio wave sensor 11 Detection part 12 Processing part 20 Equipment 21 Load device 121 1st processing part 122 2nd processing part 123 Selection part 124 Calculation part 125 Distance processing part 126 Speed processing part 127 Section setting part 128 Judgment part Ob Object T1 Measurement period

Claims (14)

所定の計測期間内で時間経過に伴って周波数が変化する電波を対象空間に放射し、かつ前記対象空間から電波を受信する検知部と、
複数の前記計測期間それぞれにおいて、放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号との周波数差の情報を含むセンサ信号に基づいて前記対象空間に存在する物体までの距離を計測する処理部とを備え、
前記処理部は、
複数の前記計測期間それぞれで得られるセンサ信号から背景信号が含む情報を除去した後に前記対象空間に存在する物体までの距離を計測する機能を有しており、
前記背景信号は、前記対象空間に存在する物体が継続して静止しているとみなされる場合、前記物体が静止しているとみなされる時間の経過に伴って、当該物体の情報を前記センサ信号から除去する割合を高めるように定められている
ことを特徴とする電波センサ。
A detector that radiates radio waves whose frequency changes over time within a predetermined measurement period to the target space and receives radio waves from the target space;
Processing for measuring a distance to an object existing in the target space based on a sensor signal including information on a frequency difference between a signal corresponding to a radiated radio wave and a signal corresponding to a received radio wave in each of the plurality of measurement periods With
The processor is
It has a function of measuring a distance to an object existing in the target space after removing information included in a background signal from a plurality of sensor signals obtained in each of the measurement periods,
When the object existing in the target space is considered to be still still, the background signal indicates the information of the object as the sensor signal as time elapses when the object is considered to be stationary. Radio wave sensor characterized in that it is determined to increase the rate of removal from the sensor.
前記背景信号は、複数の前記計測期間それぞれで得られるセンサ信号と、所定回前の計測期間に求めた過去の背景信号との加重和である
請求項1記載の電波センサ。
The radio wave sensor according to claim 1, wherein the background signal is a weighted sum of a sensor signal obtained in each of the plurality of measurement periods and a past background signal obtained in a predetermined measurement period.
前記加重和において、前記過去の背景信号に対する重み係数は、前記センサ信号に対する重み係数よりも大きく、2つの前記重み係数の和が1である
請求項2記載の電波センサ。
The radio wave sensor according to claim 2, wherein, in the weighted sum, a weighting factor for the past background signal is larger than a weighting factor for the sensor signal, and a sum of the two weighting factors is 1.
前記背景信号は、前記対象空間に存在する物体が継続して静止しているとみなされる期間が所定の保留期間に達した後は、前記物体の情報を前記センサ信号から除去するように定められる
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電波センサ。
The background signal is determined to remove information on the object from the sensor signal after a period during which an object existing in the target space is considered to be stationary still reaches a predetermined holding period. The radio wave sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記処理部は、
複数の前記計測期間それぞれで得られる前記センサ信号から前記背景信号の情報を除去する第1処理部と、
複数の前記計測期間それぞれで得られる前記センサ信号の相互間で静止している物体の情報を除去する第2処理部と、
前記第1処理部の出力から得られる情報と前記第2処理部の出力から得られる情報とから対象となる物体の条件を満たす情報を選択する選択部とを備える
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電波センサ。
The processor is
A first processing unit for removing information of the background signal from the sensor signal obtained in each of a plurality of measurement periods;
A second processing unit for removing information on an object stationary between the sensor signals obtained in each of the plurality of measurement periods;
5. A selection unit that selects information satisfying a condition of a target object from information obtained from the output of the first processing unit and information obtained from the output of the second processing unit. The radio wave sensor according to item 1.
前記処理部は、
前記第1処理部の出力の周波数成分に補正係数を乗じる計算部をさらに備え、
この補正係数は、前記背景信号の周波数成分のパワーまたは振幅値が大きいほど小さい値となるように定められている
請求項5記載の電波センサ。
The processor is
A calculation unit that multiplies the frequency component of the output of the first processing unit by a correction coefficient;
The radio wave sensor according to claim 5, wherein the correction coefficient is determined to be a smaller value as the power or amplitude value of the frequency component of the background signal is larger.
前記センサ信号は、前記検知部が放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した時間領域の信号であって、
前記第1処理部と前記第2処理部とは、静止している物体の情報を時間領域において除去するように構成されている
請求項5又は6記載の電波センサ。
The sensor signal is a time-domain signal obtained by mixing a signal corresponding to the radio wave radiated by the detection unit and a signal corresponding to the received radio wave,
The radio wave sensor according to claim 5 or 6, wherein the first processing unit and the second processing unit are configured to remove information on a stationary object in a time domain.
前記センサ信号は、前記検知部が放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した後に周波数分析を行った周波数領域の信号であって、
前記第1処理部と前記第2処理部とは、静止している物体の情報を周波数領域において除去するように構成されている
請求項5又は6記載の電波センサ。
The sensor signal is a frequency domain signal obtained by performing frequency analysis after mixing a signal corresponding to the radio wave radiated by the detection unit and a signal corresponding to the received radio wave,
The radio wave sensor according to claim 5 or 6, wherein the first processing unit and the second processing unit are configured to remove information on a stationary object in a frequency domain.
前記センサ信号は、
前記検知部が放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した時間領域の信号と、前記検知部が放射した電波に相当する信号と受信した電波に相当する信号とを混合した後に周波数分析を行った周波数領域の信号とであって、
前記第1処理部は、静止している物体の情報を時間領域において除去するように構成されており、前記第2処理部は、静止している物体の情報を周波数領域において除去するように構成されている
請求項5又は6記載の電波センサ。
The sensor signal is
A time-domain signal obtained by mixing a signal corresponding to the radio wave radiated by the detection unit and a signal corresponding to the received radio wave, a signal corresponding to the radio wave radiated by the detection unit, and a signal corresponding to the received radio wave. A frequency domain signal that has been subjected to frequency analysis after mixing,
The first processing unit is configured to remove information on a stationary object in the time domain, and the second processing unit is configured to remove information on a stationary object in the frequency domain. The radio wave sensor according to claim 5 or 6.
前記処理部は、
前記周波数差から前記物体までの距離に相当する距離データを複数の前記計測期間それぞれにおいて求める距離処理部と、
複数の前記計測期間それぞれで求めた複数の前記距離データと前記計測期間の長さとから前記物体の速度に相当する速度データを求める速度処理部とをさらに備え、
前記速度処理部は、前記距離データの時系列に基づいて真値に近づくようにばらつきを抑制した修正距離データを求め、かつ前記修正距離データを用いて速度データを求めるように構成されている
請求項1〜9のいずれか1項に記載の電波センサ。
The processor is
A distance processing unit that obtains distance data corresponding to the distance from the frequency difference to the object in each of the plurality of measurement periods;
A speed processing unit for obtaining speed data corresponding to the speed of the object from a plurality of the distance data obtained in each of the plurality of measurement periods and the length of the measurement period;
The speed processing unit is configured to obtain correction distance data in which variation is suppressed so as to approach a true value based on a time series of the distance data, and to obtain speed data using the correction distance data. Item 10. The radio wave sensor according to any one of Items 1 to 9.
前記処理部は、
前記速度処理部が同時刻に複数の修正距離データを出力し、かつ同時刻における前記複数の修正距離データの間の差が所定の判断閾値以下である期間に、前記複数の修正距離データそれぞれを時間変化に基づいて個別に追跡する判断部をさらに備える
請求項10記載の電波センサ。
The processor is
Each of the plurality of correction distance data is output in a period in which the speed processing unit outputs a plurality of correction distance data at the same time and a difference between the plurality of correction distance data at the same time is a predetermined determination threshold value or less. The radio wave sensor according to claim 10, further comprising a determination unit that individually tracks based on a time change.
前記処理部は、
複数の前記計測期間それぞれで求めた複数の前記修正距離データが、所定の許容範囲内である状態が所定の判定期間に達した後は、前記許容範囲内である修正距離データを除外するように構成されている
請求項10又は11記載の電波センサ。
The processor is
A plurality of the correction distance data obtained in each of the plurality of measurement periods are excluded from the correction distance data within the allowable range after the state where the correction distance data is within the predetermined allowable range reaches a predetermined determination period. The radio wave sensor according to claim 10 or 11, wherein the radio wave sensor is configured.
前記処理部は、
前記対象空間の少なくとも一部に、距離で区分した1つ以上の特定区間を定める区間設定部をさらに備え、
前記背景信号は、前記特定区間に存在する物体の情報を前記センサ信号から除去するように定められ、前記特定区間に存在する物体に対応する背景信号の再取得が指示されると更新される
請求項1〜12のいずれか1項に記載の電波センサ。
The processor is
A section setting unit that defines one or more specific sections divided by distance in at least a part of the target space,
The background signal is determined to remove information on an object existing in the specific section from the sensor signal, and is updated when an instruction to reacquire a background signal corresponding to the object existing in the specific section is given. Item 13. The radio wave sensor according to any one of items 1 to 12.
請求項1〜13のいずれか1項に記載の電波センサと、
前記電波センサが監視している前記物体の状態に応じて動作が指示される負荷装置とを備える
ことを特徴とする電波センサを備える設備機器。
The radio wave sensor according to any one of claims 1 to 13,
A facility device including a radio wave sensor, comprising: a load device whose operation is instructed according to a state of the object monitored by the radio wave sensor.
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