JP4006547B2 - Object detection device - Google Patents

Object detection device Download PDF

Info

Publication number
JP4006547B2
JP4006547B2 JP2002285357A JP2002285357A JP4006547B2 JP 4006547 B2 JP4006547 B2 JP 4006547B2 JP 2002285357 A JP2002285357 A JP 2002285357A JP 2002285357 A JP2002285357 A JP 2002285357A JP 4006547 B2 JP4006547 B2 JP 4006547B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inclination
frequency
calculated
detection
change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002285357A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004125399A (en
Inventor
直樹 加邉
利雄 小黒
祐一 古田
陽一 村瀬
昌之 永石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2002285357A priority Critical patent/JP4006547B2/en
Publication of JP2004125399A publication Critical patent/JP2004125399A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4006547B2 publication Critical patent/JP4006547B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には人体を含む物体検知装置に関わり、特に電波のドップラ効果を利用して物体の接近または離遠を判断する物体検知装置に関する。
電波としては、超音波やマイクロ波、あるいはミリ波といった10KHz〜100GHzの周波数帯に属するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、赤外線などで小便器の前に人がいることを検出し、その人がいなくなったときにフラッシュバルブを開き洗浄を行う装置が用いられている。しかし、赤外線検出器はそこにいる人の目に留まりやすく、監視されている印象をその小便器を利用する利用者に与えてしまう。また、赤外線を透過するプラスチックの窓が必要となり、悪戯などによる検出不具合が発生して好ましくない。このため近年は器具の内部からマイクロ波を送信し、このマイクロ波が人体から反射されてきた信号(ドップラ信号)を検出し、検出信号の高域周波数および低域周波数が所定時間以上継続した後にフラッシュバルブを開き洗浄を行っている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、マイクロ波を送信し、このマイクロ波が人体から反射されてきた信号(ドップラ信号)を検出し、検出信号のパワースペクトルを求め、このパワースペクトルのピークの変移や継続時間から、人体が小便器に対して近づいてきたのか退去したものかを判断する方法もある(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
実開昭63−145973号公報(第4−9頁、第2図)
【特許文献2】
特開平9−80150号公報(第3−7頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小便器に対する人体の相対的な移動方向、移動速度などの移動態様は、時々の状況に応じて様々に異なる。そうした様々な移動態様は、様々なドップラ周波数信号のパターンを生じさせる。そのため、上記のように複数の周波数帯域での検出が一定順序で生じたか否かを判断する方法や、パワースペクトルのピークの継続時間で判断する方法では、人体は人それぞれ電波の反射率が異なるため電波のパワーだけで判断することは難しく、様々な移動態様の中から小便器を使用する態様だけを確実にピックアップすることが困難である。例えば、小便器にゆっくり近づく使用者や、小便器の側方から突然現れた使用者は必ずしも検知されない。また、小便器を通過する人を誤検知されることもある。また、複数人が連続的に小便器を使用する場合、各人の検知が困難である。類似の問題は、小便器以外の装置や施設に設けられた人体検知装置においても存在する。
【0006】
そこで、本発明は、電波のドップラ効果を利用した物体検知装置において、人の接近または離遠を出力信号の周波数や、増加、減少の割合から精度良く検知できるようにすることにある。
【0007】
本発明の別の目的は、小便器のような複数の異なる人が利用する装置や施設に適用される物体検知装置において、複数の人が使用するために生じる誤検知を防止するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明の一態様によれば、送信信号として電波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号とから低周波の出力信号を抽出するミキサ部と、を有するセンサ部と、前記ミキサ部の出力信号の上昇から下降に転ずる変化点としての最大値である極値または下降から上昇に転ずる変化点としての最小値である極値を記憶するピーク記憶手段と、前記ピーク記憶手段に記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段と、前記出力信号の周波数を算出する周波数算出手段と、前記傾き算出手段と周波数算出手段の算出結果から、検知対象物がセンサ部に対して接近しているか、あるいは離遠しているかの判断を行う判断手段と、を備え、前記判断手段は、前記周波数算出手段により算出した出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも高い場合に、以下の(x)または(y)の何れかの判断を行なうことを特徴とする物体検知装置が提供される。
(x)前記ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最大であるとき、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の(x−1)または(x−2)の判断を行なう。
(x−1)変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物が前記センサ部に対して接近していると判断する。
(x−2)変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物が前記センサ部に対して離遠していると判断する。
(y)前記ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最小であるとき、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の(y−1)または(y−2)の判断を行なう。
(y−1)変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物が前記センサ部に対して接近していると判断する。
(y−2)変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物が前記センサ部に対して離遠していると判断する。
【0009】
一般に、人が接近した場合に検出信号であるドップラ信号の振幅値は、近づくと共に増加し、その増加の仕方は比例的でなく、ある地点を境に二次関数的に増加し、また、人が退去する場合には、検出信号であるドップラ信号の振幅値は接近する場合とは逆に、遠ざかると共に減少し、その減少の仕方は比例的ではなく、ある地点を境に二次関数的に減少する。そのときの周波数は近づく速度に応じた周波数となる。このときの周波数は、センサ部から送信される電波の送信方向に対し、平行方向に動く物体は移動速度に応じた周波数が得られるが、電波の送信方向に対し、垂直方向になればあるほど、実際の移動速度に応じた周波数よりも小さな周波数値となる。
そこで、検出されるドップラ信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数値よりも大きいことにより、検知対象物がセンサ部の横を通り過ぎるのではなく、センサ部に対して近づいてきているか、遠ざかっているかの動きをしていることを判断し、ピーク記憶手段により記憶した極値間の傾きから、検知対象物がセンサ部に対して、近づいているのか、あるいは遠ざかっているのかの判断をすることができる。
【0010】
さらに望ましくは、極値間の傾きを算出するときに、前記ピーク記憶手段により記憶した連続な極値間の傾きを算出することにより、確実に人体の動きを検出することが可能である。
こうすることにより、人による電波の反射率の違いなど、例えば人が通常より速く接近したために、通常接近するよりも極値が少なくなった場合においても、検出信号であるドップラ信号を取り損ねることなく、確実に人体の動きを検出することが可能になる。
【0011】
また、前記ピーク記憶手段により記憶する極値は、ドップラ信号の繰り返される振幅の最大値でも、最小値でも特に限定されるものではない。
【0013】
一般に、人が接近した場合に前記ピーク記憶手段により記憶した極値がドップラ信号の繰り返される振幅の最大値の場合、傾き算出手段により算出される傾きは正になる。そして、傾き算出手段により算出される傾きはある地点を境に急激に大きくなることになり、センサ前方付近に何も無い状態ではドップラ信号はほとんど変化無いが、人が接近することにより人体の移動速度に応じた周波数のドップラ信号が得られ、あらかじめ設定された周波数値よりも大きなドップラ信号が得られることにより、人体がセンサ部に対して横を通り過ぎているだけなのか、あるいは近づいたり遠ざかっている動作をしているのかの判断をすることが可能である。
また、そのときに傾き算出手段により算出される傾きより、人体が物体検知装置に対して、接近しているのか、あるいは遠ざかっているのかの判断をすることができる。
【0014】
また、上記説明では人が接近した場合で、極値としては最大値を利用した方法について述べたが、極値として最小値を利用した場合には、傾きは負で急激に減少することになる。同様にして、人が退去した場合には傾きの正負と増減は、接近した場合の逆になる。
【0015】
人が接近、離遠している場合に出力されるドップラ信号の振幅値は、人(検知対象物)の大きさや移動態様に応じて変化するものであり、検知対象物が大人であれば大きな振幅値が得られるし、検知対象物が子供であれば小さな振幅値しか得られないなど、振幅値と周波数に閾値を設けておき、ただ単純にそれと比較するだけでは誤検知する可能性があり、確実な検地方法ではなかった。
そこで、上記構成のように検知対象物が接近、あるいは離遠することにより振幅値の最大値あるいは最小値は必ず変化することに着眼し、その傾きから判断することにより、どのような検知対象物に対しても確実に接近、あるいは離遠の判断をすることが可能となる。
【0017】
傾き検出手段により算出された傾きのみで判断した場合、例えば、上記物体検知装置が連立した機器に組み込まれている場合などに、隣の機器に人が近づいている場合は振幅値が小さいながらも検出信号としてドップラ信号を得ることが可能であり、あらかじめ設定する傾きの大きさ如何によっては人が接近していると判断する可能性がある。
そこで上記構成によれば、傾き算出手段により算出された傾きの変化の割合を利用することにより、物体検知装置が連立した機器に組み込まれている場合などでも、本来検知対象である機器に近づいて来たときなどには、出力信号であるドップラ信号の振幅値は二次関数的に大きくなるために、変化の割合もそれに伴い増加するが、隣の機器に近づいた場合には得られる検出信号自体が小さい為に、傾きの変化の割合は殆ど変化せずに、確実に検知対象である機器に近づいた物体だけを検出することが可能になる。
【0018】
請求項記載の発明は、前記請求項記載の物体検知装置を備えた小便器装置において、判断手段により人体が接近したと判断したときに予備洗浄を行い、人体が離遠したときに本洗浄を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【0019】
一般に、人が小便器に接近し、用を足し、退去するまでの検出されるドップラ信号は、人が接近している間は徐々に振幅値の大きくなるある周波数のドップラ信号であり、用を足している間は、人体の動きが殆ど無いために検出されるドップラ信号も、振幅、周波数が殆ど現れないほぼ一定な信号であり、退去するときは、徐々に振幅値の小さくなるある周波数のドップラ信号である。
特に自動で洗浄を行う小便器装置などでは、赤外線の反射を用いて人体検出を行っているために、赤外線を反射しない服を着ている場合に起きる不具合や、小便器装置の前を通過しただけで洗浄水を流してしまう不具合があったが、上記構成によれば、確実に人体の接近、離遠を判断することが可能であるために、予備洗浄と本洗浄を確実に行うことが可能となり、便器の洗浄性が向上し、無駄な洗浄水を流すこともなくなる。
【0020】
以上説明したように、本発明によれば、検出信号であるドップラ信号の極値の傾きや、傾きの変化の割合とその周波数より、検知物体の接近、離遠を確実に判断する物体検知装置を提供することが可能となる。
【0021】
また、上記物体検知装置が併設された環境下においても、隣接する機器に近づいている物体と、本機器に近づいている物体との区別が確実にできることが可能となる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。
【0023】
本発明の要旨である、物体検知装置の検知動作について詳しく説明する。
上記装置は、電波を利用して検知動作を行うもので、図1に示すように外部に信号を電波として送信するための送信信号を生成する発信部14と、送信波として10GHz近傍のマイクロ波を送信する送信部12と、送信部12から送信されたマイクロ波の検知対象物11からの反射波を受信する受信部13と、送信信号と受信信号を基に低周波数の出力信号を抽出するミキサ部15と、ミキサ部15から出力される低周波数の信号の繰り返される振幅の最大値または最小値である極値を記憶するピーク記憶手段16と、ピーク記憶手段16で記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段17と、ミキサ部15より出力される低周波数の信号の周波数を算出する周波数算出手段18とを備える。
【0024】
図2は、上記装置に物体が近づいてきたときの出力信号の波形を示す。ピーク記憶手段16は、ミキサ部15より出力される低周波数の出力信号をある一定のサンプリング周期でその振幅値をサンプリング21a〜21mする。例えば繰り返される振幅の最大値を求める場合には、サンプリングされた振幅値21a〜21cは連続的に上昇を続け、ある地点21dを境に連続的に下降する21e〜21gこととなり、その変化点21dが最大値(極値)であり、変化点を求めることにより最大値を算出することが可能である。
同様に、繰り返される振幅の最小値を求める場合には、サンプリングされた振幅値21h〜21jは連続的に下降を続け、ある地点を境に連続的に上昇21k〜21mすることになり、その変化点が最小値(極値)ということになる。
【0025】
上記説明においては、装置に対して物体が近づいてきたときの波形を用いて説明したが、物体が装置に対して離れていく場合でも、極値の算出方法は同じである。
また、連続的に上昇を続けた後にある地点を境に連続的に下降した場合であっても、信号に混入するノイズなどの影響により極値と判断できない場合もあり、連続的な上昇、下降があらかじめ設定された時間以上続くか、若しくは設定された振幅値以上、もしくは以下でないと極値と判断しないなどという条件を加えることにより、確実に極値を算出することが可能となる。
本説明において、サンプリングはある一定のサンプリング周期としたが、例えば歩いている人体を検知すると想定した場合、人体の歩行速度は約4km/h(ドップラ周波数=約77Hz)であるため、出力信号の繰り返される極値を確実にサンプリングするために1kHz以上でサンプリングするのが望ましく(1周期に10点以上サンプリングできるので)、サンプリング周期が早ければ早いほど、測定精度が向上することは言うまでもない。
【0026】
図3に上記装置に物体が近づいたときの出力信号の波形を示し、傾き算出手段による傾きの算出方法を説明する。
ピーク記憶手段により記憶した2つの極値を31a、31bとし、極値31aでの振幅値をa1、時間をt1、極値31bでの振幅値をa2、時間をt2とすると、傾き算出手段により傾きは(a2−a1)/(t2−t1)で算出することができる。
ここで、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合には、傾き算出手段により算出される傾きは正となり、逆に、ピーク記憶手段により記憶している極値が最小値の場合には、傾き算出手段により算出される傾きは負となる。
同様にして、上記装置に物体が遠ざかる場合には、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合には負、最小値の場合には正となる。
【0027】
また、あまりにもかけ離れた極値間の傾きを算出すると、本来では接近し終わっているにも関わらず傾きが無く誤検知する可能性があるために、傾きを算出するときに用いるピーク記憶手段により記憶した極値は、連続する2極間の傾きを算出することがの望ましい。
【0028】
周波数算出手段による周波数算出方法は、ピーク記憶手段により記憶した連続する2つのピーク間の時間より、1/(連続する2つのピーク間の時間)を用いて容易に算出することが可能である。
また、ミキサ部より出力される出力信号にFFT(高速フーリエ変換)を行うことにより、周波数スペクトル分布から出力信号の周波数を求める方法などもある。
【0029】
上記説明において説明した方法により算出された、極値間の傾き、出力信号の周波数を基に、判断手段は図4に示すフローチャートにより、物体検知装置に対して物体が接近しているのか、離遠しているのかの判断をする。
図4のフローチャートはピーク記憶手段により記憶している極値は最大値である場合のときの制御フローを示すものである。
【0030】
判断手段は、まずピーク記憶手段により記憶している極値が最大値であるのか、最小値であるのかを判断し、例えば、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合に、次に周波数算出手段により算出されたミキサ部より出力された信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数よりも高いか低いかを判断する(S41)。あらかじめ設定されている周波数よりも低い場合には、検知対象物は動いていないと判断し、判断終了となる。
周波数が高い場合、すなわち検知対象物が動いていると判断した場合には、次に傾き算出手段により算出した傾きの正負を判断する(S42)。ここで、傾きが正の場合には、検知対象物が装置に対して接近している可能性があり、傾きが負の場合には、検知対象物が装置に対して離遠している可能性がある。
傾きが正の場合、あらかじめ設定された傾きよりも大であれば検知対象物は装置に対して接近していると判断し、設定された傾きに満たない場合には接近、離遠のどちらとも言えないと判断して、判断終了となる(S43)。また、傾きが負の場合には、あらかじめ設定された傾きよりも小であれば検知対象物は装置に対して離遠していると判断し、設定された傾きよりも大であった場合には接近、離遠のどちらにも言えないと判断して、判断終了となる(S44)。
【0031】
同様にして、ピーク記憶手段により記憶している極値が最小値の場合も接近、離遠の判断を行うことが可能である。
ここで、判断手段はマイコンなどにより判断させるため、あらかじめ設定される周波数や傾きの閾値は、ソフトウェアの書き込みによって変えたり、ディップスイッチや外部入力素子などを利用して可変できるようにすることで、使い勝手が向上することは言うまでもない。
【0032】
また、図5に示すような、ピーク記憶手段にて記憶した極値の傾きだけでなく、その傾きの変化の割合(傾きの変化率)より判断することにより、誤検知を減らすことが可能となる。
図5に示すように、傾き算出手段により算出した傾きを51bとし、前回算出した傾きが51aとすると、傾きの割合(変化率)は51b/51aで算出される。傾きの割合(変化率)は、信号の大小に関係なく傾きが変化することが確実に検出できるため、例え傾きが小さくても相対的に傾きが増加しているのであれば、それを検知することができる。
【0033】
図6に傾きの割合(変化率)を用いた接近、離遠判断のフローチャートを示す。
図6のフローチャートはピーク記憶手段により記憶している極値は最大値である場合のときの制御フローを示すものである。
判断手段は、まずピーク記憶手段により記憶している極値が最大値であるのか、最小値であるのかを判断し、例えば、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合に、次に周波数算出手段により算出されたミキサ部より出力された信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数よりも高いか低いかを判断する(S61)。あらかじめ設定されている周波数よりも低い場合には、検知対象物は動いていないと判断し、判断終了となる。
周波数が高い場合、すなわち検知対象物が動いていると判断した場合には、次に傾き算出手段により算出した傾きの正負を判断する(S62)。ここで、傾きが正の場合には、検知対象物が装置に対して接近している可能性があり、傾きが負の場合には、検知対象物が装置に対して離遠している可能性がある。
傾きが正の場合、前回算出した傾きとの変化率があらかじめ設定された変化率よりも大であれば検知対象物は装置に対して接近していると判断し、設定された変化率に満たない場合には接近、離遠のどちらとも言えないと判断して、判断終了となる(S63)。また、傾きが負の場合には、前回算出した傾きとの変化率があらかじめ設定された変化率よりも小であれば検知対象物は装置に対して離遠していると判断し、設定された変化率よりも大であった場合には接近、離遠のどちらにも言えないと判断して、判断終了となる(S64)。
【0034】
上記構成のように、出力信号の繰り返される振幅の最大、または最小を極値として傾きや傾きの変化の割合の算出方法を述べたが、出力されるドップラー信号の中心(ドップラー信号が得られない振幅0の信号)を基準に全波整流することにより、出力信号の繰り返される振幅の最大、および最小が、常に最大となって現される。
そこで、上記全波整流によって現された最大を極値として記憶してゆくことにより、傾きや、傾きの変化の割合を算出することも可能となる。
【0035】
図7に、本発明の物体検知装置を組み込んだ小便器装置を、図8に、出力信号として得られる波形を、図9に本発明の物体検知装置を小便器装置に組み込んだときの制御フローチャートを示す。
【0036】
本実施例によれば、本発明の物体検知装置72を小便器73内部に設置し、人体71方向に向けて電波を送信する。人体71が小用を行うときに行う一連の動作は、小便器に近づく82、小用を足す83、小便器から離れる84の3通りが基本的なパターンであり、図8に示すような波形81によって表わされる。
そこで図9に示すフローチャートのように、本発明の物体検知装置を用いて人体が小便器に対して、接近したと判断した場合(S91)、小便器を汚れにくくするための前洗浄を行い(S92)、人体が離遠したと判断した場合に(S93)、小便器の汚れを流す本洗浄を行う(S94)。
【0037】
受信信号の繰り返される振幅の増加減と、あらかじめ設定された閾値との比較により物体の接近、離遠を判断する方法では、例えば上記小便器装置に組み込んだ場合になど、検知対象物としての人体は大人も子供も両方とも想定する必要があり、人体の大きさによって振幅値が左右されるために、大人では設定した閾値を超えるが、子供では振幅値が小さいために閾値を超えない可能性があり、誤検知の原因となっていた。
そこで、本発明の物体検知装置を小便器装置に組み込むことにより、出力信号の極値の傾きで人体の接近、離遠を判断するために振幅値の大きさに左右されることなく振幅の増加減を判断することが可能となる。
【0038】
特に、図10に示すような小便器装置が連立したオフィスや駅舎などの場合には、小便器を使用せずに歩く人体104や、隣の小便器を使用する人体103を検出する恐れがあり、本来使用していないにも関わらず、人体の「接近」を判断してしまう可能性があり、傾き算出手段による傾きだけでなく、傾きの割合(変化率)を組み合わせて判断手段として使用することにより、誤検知を更に減少させることができる。
【0039】
図11に、本発明の物体検知装置を温水洗浄便座に組み込んだ図を示す。
本実施例によれば、本発明の物体検知装置111を温水洗浄便座112に組み込むことにより、人体113の接近を判断して便ふたを自動で開き、人体の退去(離遠)を判断することにより、便ふたを自動的に閉じることが可能となり使い勝手が向上する。
【0040】
また、最近では電力消費量を小さくする家電製品が主流であり、温水便座装置においても温水の貯湯タンクや便座のヒータなどの電力消費量が大きく、使用のたびに主電源(コンセント)を入り切りするのは煩わしさがあり、常時電源を投入している状態で貯湯タンクや便座ヒータの電源が入っていると、省エネ上大きな問題となっていた。
しかしながら、最近の製品では、人体の便座への着座を検知することにより貯湯タンクや便座ヒータの電源を入れるなどの制御方法は取られていたが、特に便座ヒータの場合など、着座を検知することにより便座ヒータを入れるのでは、座ったときは冷たく、暖まるまでに時間がかかるため非常に不快な思いをしていた。
そこで、本発明の物体検知装置を使用することにより、人体が温水洗浄便座に近づくことを検知することにより貯湯タンクや便座ヒータの電源を入れることが可能であり、また、退去したことを判断して電源を切ることが可能であるので、使い勝手が向上するだけでなく、電力消費量を小さくすることにも大きく貢献することができる。
【0041】
本実施例のように、本発明の電波式による人体検知を行うことにより、特に陶器を透過するマイクロ波帯域を使用した場合などには、小便器内に人体検知装置を完全に隠蔽することが可能となり、デザイン上の制約や、小便器を悪戯から守ることが可能となるだけでなく、赤外線の光電センサと違い、放射状に広がる性質を持つ電波式であるため、放射方向を特に気にすることなく人体検知を行うことも可能である。
【0042】
また、温水洗浄便座などは従来、人体検知用のセンサとしては赤外線を利用したものが殆どであり、人体の接近、離遠により便ふたの開閉を制御する場合に、検出距離がなるべく遠い必要があるゆえに、遠くまで検出距離を伸ばそうとすることにより、便座に近づく人のみならず、トイレ前方を通過する人までを誤検知してしまう問題があった。
そこで、本物体検知装置を用いることにより、電波式であるので検出距離が長いにも係わらず、検知対象物接近、離遠を容易に判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる物体検知装置の構成を示すブロック図。
【図2】 本発明に係わるピーク記憶手段による極値算出方法を示す出力波形図。
【図3】 本発明に係わる傾き算出手段による傾き算出方法を示す出力波形図。
【図4】 本発明に係わる判断手段による接近、離遠の判断基準を示すフローチャート図。
【図5】 本発明に係わる傾きの割合(変化率)の算出方法を示す出力波形図。
【図6】 本発明に係わる判断手段による傾きの割合を利用した接近、離遠の判断基準を示すフローチャート図。
【図7】 本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載した図。
【図8】 本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載したときの出力波形図。
【図9】 本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載したときの制御フローチャート図。
【図10】 本発明に係わる物体検知装置を連立する小便器装置に搭載した図。
【図11】 本発明に係わる物体検知装置を温水洗浄便座に搭載した図。
【符号の説明】
11:検知対象物、12:送信部、13:受信部、14:発信部、15:ミキサ部、16:ピーク記憶手段、17:傾き算出手段、18:周波数算出手段、19:判断手段、21a〜21m:サンプリング値、22:最大値、23:最小値、24:出力信号、31a、31b:極値、51a、51b:傾き、71:検知対象物(人体)、72:物体検知装置、73:小便器装置、81:出力信号、82:接近中、83:小用中、84:離遠中、101a〜101c:物体検知装置、102a〜102d:小便器装置、103:小用中の人体、104:小便器装置後方を歩く人体、111:物体検知装置、112:温水洗浄便座付トイレ、113:人体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an object detection apparatus including a human body, and more particularly to an object detection apparatus that determines the approach or separation of an object using the Doppler effect of radio waves.
The radio wave belongs to a frequency band of 10 KHz to 100 GHz such as an ultrasonic wave, a microwave, or a millimeter wave.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been used an apparatus that detects that a person is in front of a urinal with infrared rays or the like, and performs cleaning by opening a flash valve when the person disappears. However, infrared detectors are easily noticeable to those who are there, and give the impression of being monitored to the user using the urinal. In addition, a plastic window that transmits infrared rays is required, which is not preferable because of detection failure due to mischief and the like. Therefore, in recent years, a microwave is transmitted from the inside of the instrument, a signal (Doppler signal) reflected from the human body is detected, and the high frequency and low frequency of the detection signal continue for a predetermined time or more. Cleaning is performed by opening the flush valve (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Also, a microwave is transmitted, a signal (Doppler signal) reflected from the human body is detected, a power spectrum of the detection signal is obtained, and the human body is reduced from the shift and duration of the peak of the power spectrum. There is also a method for determining whether the person has approached or moved away from the toilet (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-145973 (page 4-9, Fig. 2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-80150 (page 3-7, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the movement modes such as the relative movement direction and movement speed of the human body with respect to the urinal vary depending on the situation. Such various movements produce various Doppler frequency signal patterns. For this reason, the human body has different radio wave reflectivities in the method for determining whether detection in a plurality of frequency bands has occurred in a certain order as described above or the method for determining by the duration of the peak of the power spectrum. Therefore, it is difficult to make a judgment only by the power of the radio wave, and it is difficult to reliably pick up only the mode using the urinal from various modes of movement. For example, a user who approaches the urinal slowly or a user who suddenly appears from the side of the urinal is not necessarily detected. In addition, a person passing through the urinal may be erroneously detected. Moreover, when several people use a urinal continuously, each person's detection is difficult. Similar problems also exist in devices other than urinals and human body detection devices provided in facilities.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to accurately detect the approach or separation of a person from the frequency of an output signal or the rate of increase or decrease in an object detection apparatus using the Doppler effect of radio waves.
[0007]
Another object of the present invention is to prevent false detection caused by use of a plurality of persons in an apparatus for use by a plurality of different people such as a urinal or an object detection apparatus applied to a facility.
[0008]
[Means for solving the problems and actions / effects]
  According to one aspect of the present invention, a transmission unit that transmits a radio wave to the outside as a transmission signal, a reception unit that receives a reflected wave from a detection target as a reception signal, and a low-frequency output from the transmission signal and the reception signal A sensor unit that extracts a signal, and an extreme value that is a maximum value as a change point from the rise to the fall of the output signal of the mixer unit, or a minimum value as a change point that changes from a fall to an increase Peak storage means for storing extreme values, inclination calculation means for calculating the inclination between extreme values stored in the peak storage means, frequency calculation means for calculating the frequency of the output signal, inclination calculation means and frequency calculation Determination means for determining whether the detection object is approaching or away from the sensor unit from the calculation result of the means, and the determination means comprises:SaidWhen the frequency of the output signal calculated by the frequency calculation means is higher than the preset frequency,There is provided an object detection apparatus characterized by performing any of the following determinations (x) and (y).
(X) When the extreme value stored in the peak storage means is the maximum of the repeated amplitude of the output signal, the inclination calculated by the inclination calculation means is stored, and the calculated inclination and the previous calculation are calculated. The following (x-1) or (x-2) is determined based on the rate of change from the slope.
(X-1) When the change is an increase and is greater than a preset change rate, it is determined that the detection target is approaching the sensor unit.
(X-2) When the change is a decrease and is smaller than a preset change rate, it is determined that the detection target is far away from the sensor unit.
(Y) When the extreme value stored in the peak storage means is the minimum of the repeated amplitude of the output signal, the inclination calculated by the inclination calculation means is stored, and the calculated inclination and the previous calculation are calculated. The following (y-1) or (y-2) is determined based on the rate of change from the slope.
(Y-1) When the change is decreasing and smaller than a preset change rate, it is determined that the detection object is approaching the sensor unit.
(Y-2) When the change is an increase and is larger than a preset change rate, it is determined that the detection target is far away from the sensor unit.
[0009]
In general, when a person approaches, the amplitude value of the Doppler signal, which is a detection signal, increases as it approaches, and the method of the increase is not proportional, and increases in a quadratic function at a certain point. , The amplitude value of the Doppler signal, which is the detection signal, decreases as it moves away, and decreases as it moves away. Decrease. The frequency at that time is a frequency corresponding to the approaching speed. As for the frequency at this time, an object moving in a parallel direction with respect to the transmission direction of the radio wave transmitted from the sensor unit can obtain a frequency according to the moving speed, but the more perpendicular to the transmission direction of the radio wave, the more the frequency becomes. The frequency value is smaller than the frequency corresponding to the actual moving speed.
Therefore, because the frequency of the detected Doppler signal is larger than the preset frequency value, the detection object does not pass by the side of the sensor unit, but is approaching or moving away from the sensor unit. To determine whether the object to be detected is approaching or moving away from the sensor unit based on the slope between the extreme values stored by the peak storage means. Can do.
[0010]
More preferably, when calculating the inclination between extreme values, it is possible to reliably detect the movement of the human body by calculating the inclination between successive extreme values stored by the peak storage means.
By doing this, even if the extreme value is smaller than the normal approach because the person approached faster than usual, such as the difference in radio wave reflectivity by the person, the Doppler signal that is the detection signal is missed. Therefore, it is possible to reliably detect the movement of the human body.
[0011]
Further, the extreme value stored by the peak storage means is not particularly limited by the maximum value or the minimum value of the repeated amplitude of the Doppler signal.
[0013]
Generally, when the extreme value stored by the peak storage means is the maximum value of the repeated amplitude of the Doppler signal when a person approaches, the slope calculated by the slope calculation means becomes positive. And the inclination calculated by the inclination calculation means becomes abruptly large at a certain point, and the Doppler signal hardly changes when there is nothing near the front of the sensor, but the human body moves when the person approaches A Doppler signal with a frequency corresponding to the speed is obtained, and a Doppler signal larger than a preset frequency value is obtained, so that the human body just passes by the side of the sensor unit, or approaches or moves away. It is possible to determine whether or not a certain operation is being performed.
Further, it is possible to determine whether the human body is approaching or moving away from the object detection device based on the inclination calculated by the inclination calculating means at that time.
[0014]
In the above description, the method using the maximum value as the extreme value is described when a person approaches, but when the minimum value is used as the extreme value, the slope is negative and decreases rapidly. . Similarly, when a person leaves, the sign of the inclination and the increase / decrease are opposite to those when approaching.
[0015]
The amplitude value of the Doppler signal output when a person is approaching or moving away varies depending on the size of the person (detection target) and the movement mode, and is large if the detection target is an adult. An amplitude value can be obtained, and if the object to be detected is a child, only a small amplitude value can be obtained. It wasn't a reliable method.
Therefore, by focusing on the fact that the maximum value or minimum value of the amplitude value always changes as the detection object approaches or moves away as in the above configuration, what kind of detection object is determined by judging from the inclination. Therefore, it is possible to make a determination of approach or separation with certainty.
[0017]
When the judgment is made only by the inclination calculated by the inclination detecting means, for example, when the object detection device is incorporated in a simultaneous device, and the person approaches the adjacent device, the amplitude value is small. It is possible to obtain a Doppler signal as a detection signal, and it may be determined that a person is approaching depending on the magnitude of a preset inclination.
Therefore, according to the above configuration, by using the rate of change in the inclination calculated by the inclination calculating means, even when the object detection device is incorporated in a simultaneous device, it approaches the device that is originally the detection target. When the signal comes, the amplitude value of the Doppler signal, which is the output signal, increases in a quadratic function, so the rate of change increases accordingly, but the detection signal obtained when approaching the next device Since the device itself is small, the rate of change in inclination hardly changes, and it is possible to reliably detect only an object approaching the device that is the detection target.
[0018]
  Claim2The invention described is the claim.1In the urinal device provided with the object detection device described above, it is characterized by comprising a control means for performing preliminary cleaning when it is determined by the determination means that the human body has approached and for performing main cleaning when the human body has moved away. To do.
[0019]
In general, the Doppler signal that is detected until a person approaches the urinal, adds use, and leaves is a Doppler signal of a certain frequency that gradually increases in amplitude while the person is approaching. While added, the Doppler signal detected because there is almost no movement of the human body is also a substantially constant signal with almost no amplitude and frequency. It is a Doppler signal.
Especially in urinal devices that perform automatic cleaning, because human body detection is performed using infrared reflection, problems that occur when wearing clothes that do not reflect infrared rays, or in front of urinal devices However, according to the above configuration, it is possible to reliably determine whether the human body is approaching or moving away, so it is possible to reliably perform preliminary cleaning and main cleaning. This makes it possible to improve the washability of the toilet and prevent flushing wasteful water.
[0020]
As described above, according to the present invention, the object detection device that reliably determines the approach and separation of the detection object from the inclination of the extreme value of the Doppler signal as the detection signal, the rate of change in inclination and the frequency thereof. Can be provided.
[0021]
In addition, even in an environment where the object detection device is provided, it is possible to reliably distinguish between an object approaching an adjacent device and an object approaching the device.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0023]
The detection operation of the object detection device, which is the gist of the present invention, will be described in detail.
The apparatus performs a detection operation using radio waves. As shown in FIG. 1, a transmission unit 14 that generates a transmission signal for transmitting a signal to the outside as a radio wave, and a microwave near 10 GHz as a transmission wave. , A receiving unit 13 that receives a reflected wave from the detection object 11 of the microwave transmitted from the transmitting unit 12, and a low-frequency output signal is extracted based on the transmission signal and the received signal Between the mixer unit 15, the peak storage unit 16 that stores the maximum value or the minimum value of the repeated amplitude of the low-frequency signal output from the mixer unit 15, and between the extreme values stored in the peak storage unit 16 An inclination calculating unit 17 that calculates an inclination and a frequency calculating unit 18 that calculates the frequency of a low-frequency signal output from the mixer unit 15 are provided.
[0024]
FIG. 2 shows a waveform of an output signal when an object approaches the device. The peak storage unit 16 samples the amplitude values 21a to 21m of the low frequency output signal output from the mixer unit 15 at a certain sampling period. For example, in the case of obtaining the maximum value of the repeated amplitude, the sampled amplitude values 21a to 21c continuously increase, and 21e to 21g continuously decrease at a certain point 21d as a boundary. Is the maximum value (extreme value), and the maximum value can be calculated by obtaining the change point.
Similarly, when the minimum value of the repeated amplitude is obtained, the sampled amplitude values 21h to 21j continue to decrease and continuously increase 21k to 21m at a certain point, and the change The point is the minimum value (extreme value).
[0025]
In the above description, the waveform when the object approaches the device has been described. However, the method of calculating the extreme value is the same even when the object moves away from the device.
In addition, even if it continues to rise and then falls continuously at a certain point, it may not be determined as an extreme value due to the influence of noise etc. mixed in the signal. It is possible to reliably calculate the extreme value by adding a condition that the value is not determined to be an extreme value unless it continues for a preset time, or is not greater than or less than a preset amplitude value.
In this description, the sampling is performed at a certain sampling period. However, for example, when it is assumed that a human body walking is detected, the walking speed of the human body is about 4 km / h (Doppler frequency = about 77 Hz). It is desirable to sample at 1 kHz or higher in order to reliably sample repeated extreme values (since 10 or more points can be sampled in one cycle), it goes without saying that the earlier the sampling cycle, the better the measurement accuracy.
[0026]
FIG. 3 shows a waveform of an output signal when an object approaches the apparatus, and a method of calculating an inclination by an inclination calculating unit will be described.
If the two extreme values stored by the peak storage means are 31a and 31b, the amplitude value at the extreme value 31a is a1, the time is t1, the amplitude value at the extreme value 31b is a2, and the time is t2, the slope calculation means The inclination can be calculated by (a2-a1) / (t2-t1).
Here, when the extreme value stored by the peak storage means is the maximum value, the slope calculated by the slope calculation means is positive, and conversely, the extreme value stored by the peak storage means is the minimum value. In this case, the inclination calculated by the inclination calculating means is negative.
Similarly, when the object moves away from the apparatus, the extreme value stored by the peak storage means is negative when it is the maximum value, and positive when it is the minimum value.
[0027]
In addition, if the slope between extreme values that are too far apart is calculated, there is a possibility of false detection without inclination even though the approach has ended, so the peak storage means used when calculating the slope As for the stored extreme value, it is desirable to calculate the inclination between two consecutive poles.
[0028]
The frequency calculation method by the frequency calculation means can be easily calculated using 1 / (time between two consecutive peaks) from the time between two consecutive peaks stored by the peak storage means.
There is also a method of obtaining the frequency of the output signal from the frequency spectrum distribution by performing FFT (Fast Fourier Transform) on the output signal output from the mixer unit.
[0029]
Based on the slope between the extreme values and the frequency of the output signal calculated by the method described in the above description, the judging means determines whether the object is approaching the object detection device according to the flowchart shown in FIG. Determine if you are far away.
The flowchart of FIG. 4 shows a control flow when the extreme value stored by the peak storage means is the maximum value.
[0030]
The determination means first determines whether the extreme value stored in the peak storage means is the maximum value or the minimum value. For example, when the extreme value stored in the peak storage means is the maximum value, Next, it is determined whether the frequency of the signal output from the mixer calculated by the frequency calculation means is higher or lower than a preset frequency (S41). If the frequency is lower than the preset frequency, it is determined that the detection target is not moving, and the determination is completed.
If the frequency is high, that is, if it is determined that the detection target is moving, then it is determined whether the inclination calculated by the inclination calculating means is positive or negative (S42). Here, if the tilt is positive, the detection target may be approaching the device, and if the tilt is negative, the detection target may be far from the device. There is sex.
If the tilt is positive, if the tilt is larger than the preset tilt, the detection object is judged to be approaching the device. If the tilt is less than the preset tilt, both the approach and the remote are detected. It is determined that it cannot be said, and the determination ends (S43). If the inclination is negative, if the inclination is smaller than the preset inclination, it is determined that the detection target is far away from the device, and the inclination is larger than the preset inclination. It is determined that neither can be approached nor separated, and the determination ends (S44).
[0031]
Similarly, it is possible to determine approaching or moving away even when the extreme value stored by the peak storage means is the minimum value.
Here, since the judgment means is judged by a microcomputer or the like, the preset frequency and the threshold value of the slope can be changed by writing software, or can be changed by using a dip switch, an external input element, etc. Needless to say, it improves usability.
[0032]
In addition, it is possible to reduce false detection by judging not only the gradient of the extreme value stored in the peak storage unit as shown in FIG. 5 but also the rate of change of the gradient (change rate of the gradient). Become.
As shown in FIG. 5, when the inclination calculated by the inclination calculating means is 51b and the previously calculated inclination is 51a, the inclination ratio (change rate) is calculated as 51b / 51a. Since the inclination ratio (change rate) can be reliably detected that the inclination changes regardless of the magnitude of the signal, if the inclination is relatively increased even if the inclination is small, it is detected. be able to.
[0033]
FIG. 6 shows a flowchart of approach / separation determination using the inclination ratio (change rate).
The flowchart of FIG. 6 shows a control flow when the extreme value stored by the peak storage means is the maximum value.
The determination means first determines whether the extreme value stored in the peak storage means is the maximum value or the minimum value. For example, when the extreme value stored in the peak storage means is the maximum value, Next, it is determined whether the frequency of the signal output from the mixer calculated by the frequency calculating means is higher or lower than a preset frequency (S61). If the frequency is lower than the preset frequency, it is determined that the detection target is not moving, and the determination is completed.
If the frequency is high, that is, if it is determined that the detection target is moving, then it is determined whether the inclination calculated by the inclination calculating means is positive or negative (S62). Here, if the tilt is positive, the detection target may be approaching the device, and if the tilt is negative, the detection target may be far from the device. There is sex.
If the slope is positive, if the rate of change from the previously calculated slope is greater than the preset rate of change, the detected object is judged to be approaching the device, and the set rate of change is met. If not, it is determined that neither approach nor distance can be said, and the determination ends (S63). When the slope is negative, if the rate of change from the previously calculated slope is smaller than the preset rate of change, the detection object is determined to be far away from the device and set. If the rate of change is larger than the change rate, it is determined that neither approach nor distance can be said, and the determination ends (S64).
[0034]
As in the above configuration, the method of calculating the inclination or the rate of change in inclination with the maximum or minimum of the repeated amplitude of the output signal as an extreme value has been described, but the center of the output Doppler signal (the Doppler signal cannot be obtained) By performing full-wave rectification on the basis of a signal having an amplitude of 0, the maximum and minimum of the repeated amplitude of the output signal are always displayed as the maximum.
Therefore, by storing the maximum expressed by the full-wave rectification as an extreme value, it is possible to calculate the inclination and the rate of change of the inclination.
[0035]
FIG. 7 shows a urinal apparatus incorporating the object detection apparatus of the present invention, FIG. 8 shows a waveform obtained as an output signal, and FIG. 9 shows a control flowchart when the object detection apparatus of the present invention is incorporated in the urinal apparatus. Indicates.
[0036]
According to the present embodiment, the object detection device 72 of the present invention is installed inside the urinal 73 and transmits radio waves toward the human body 71. A series of operations performed when the human body 71 uses the urinal is a basic pattern of three patterns of 82 approaching the urinal, 83 adding the urinal, and 84 away from the urinal, and has a waveform as shown in FIG. 81.
Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 9, when it is determined that the human body has approached the urinal using the object detection device of the present invention (S91), pre-cleaning is performed to make the urinal difficult to get dirty ( When it is determined that the human body has moved away (S93), the main cleaning is performed to clean the urinal (S94).
[0037]
In the method of judging the approach or separation of an object by comparing the increase and decrease of the amplitude of the received signal repeatedly with a preset threshold value, for example, when incorporated in the urinal device, the human body as a detection target It is necessary to assume both adults and children, and the amplitude value depends on the size of the human body, so the threshold value set for adults may be exceeded, but the threshold value may not be exceeded for children because the amplitude value is small There was a cause of false detection.
Therefore, by incorporating the object detection device of the present invention into a urinal device, the amplitude increases without being influenced by the magnitude of the amplitude value in order to determine whether the human body is approaching or moving away from the inclination of the extreme value of the output signal. It is possible to judge the decrease.
[0038]
In particular, in the case of an office or a station building where a urinal apparatus as shown in FIG. 10 is connected, there is a risk of detecting a human body 104 walking without using a urinal or a human body 103 using an adjacent urinal. Even though it is not used originally, there is a possibility that the “approach” of the human body may be judged, and not only the inclination by the inclination calculating means but also the ratio (change rate) of the inclination is used as a judging means. As a result, false detection can be further reduced.
[0039]
FIG. 11 shows a view in which the object detection device of the present invention is incorporated in a warm water washing toilet seat.
According to the present embodiment, by incorporating the object detection device 111 of the present invention into the warm water washing toilet seat 112, the approach of the human body 113 is determined, the toilet lid is automatically opened, and the human body is moved away (separated). This makes it possible to automatically close the stool lid, improving usability.
[0040]
Recently, household appliances that reduce power consumption are the mainstream, and even hot water toilet seat devices use large amounts of power such as hot water storage tanks and toilet seat heaters, and the main power supply (outlet) is turned on and off each time it is used. This is troublesome, and if the hot water storage tank or toilet seat heater is turned on while the power is always turned on, it has become a big problem in terms of energy saving.
However, in recent products, a control method such as turning on the hot water storage tank or toilet seat heater by detecting the seating of the human body on the toilet seat has been taken. When I put on the toilet seat heater, I felt very uncomfortable because it was cold when I sat down and it took time to warm up.
Therefore, by using the object detection device of the present invention, it is possible to turn on the hot water storage tank and the toilet seat heater by detecting that the human body is approaching the warm water washing toilet seat, and determine that the human body has moved out. Since the power can be turned off, not only the usability is improved, but also the power consumption can be greatly reduced.
[0041]
By performing the human body detection by the radio wave type of the present invention as in this embodiment, the human body detection device can be completely concealed in the urinal, particularly when a microwave band that passes through ceramics is used. It becomes possible, and it is possible not only to protect design restrictions and urinals from mischief, but also to be particularly concerned about the radiation direction because it is a radio wave type that spreads radially unlike an infrared photoelectric sensor. It is also possible to perform human body detection without any problem.
[0042]
Conventionally, warm water flush toilet seats, etc., have mostly used infrared rays as human body detection sensors, and the detection distance needs to be as long as possible when controlling the opening and closing of the toilet lid by approaching or moving away from the human body. For this reason, there is a problem in that not only a person approaching the toilet seat but also a person passing in front of the toilet is erroneously detected by trying to extend the detection distance far.
Therefore, by using this object detection device, it is possible to easily determine whether the detection target is approaching or moving away even though the detection distance is long because it is a radio wave type.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an object detection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an output waveform diagram showing an extreme value calculation method by a peak storage unit according to the present invention.
FIG. 3 is an output waveform diagram showing an inclination calculation method by an inclination calculation means according to the present invention.
FIG. 4 is a flow chart showing criteria for approaching and moving away by a judging means according to the present invention.
FIG. 5 is an output waveform diagram showing a calculation method of a slope ratio (change rate) according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the approach and separation criteria using the inclination ratio by the judging means according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram in which an object detection device according to the present invention is mounted on a urinal device.
FIG. 8 is an output waveform diagram when the object detection device according to the present invention is mounted on a urinal device.
FIG. 9 is a control flowchart when the object detection device according to the present invention is installed in a urinal device.
FIG. 10 is a view showing that the object detection apparatus according to the present invention is mounted on a urinal apparatus that is provided in a row.
FIG. 11 is a diagram in which an object detection device according to the present invention is mounted on a warm water washing toilet seat.
[Explanation of symbols]
11: detection object, 12: transmission unit, 13: reception unit, 14: transmission unit, 15: mixer unit, 16: peak storage unit, 17: slope calculation unit, 18: frequency calculation unit, 19: determination unit, 21a 21 m: sampling value, 22: maximum value, 23: minimum value, 24: output signal, 31a, 31b: extreme value, 51a, 51b: inclination, 71: detection target (human body), 72: object detection device, 73 : Urinal device, 81: output signal, 82: approaching, 83: during small use, 84: during separation, 101a to 101c: object detection device, 102a to 102d: urinal device, 103: human body during use 104: Human body walking behind the urinal device, 111: Object detection device, 112: Toilet with hot water flush toilet seat, 113: Human body

Claims (2)

送信信号として電波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号とから低周波の出力信号を抽出するミキサ部と、を有するセンサ部と、
前記ミキサ部の出力信号の上昇から下降に転ずる変化点としての最大値である極値または下降から上昇に転ずる変化点としての最小値である極値を記憶するピーク記憶手段と、
前記ピーク記憶手段に記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段と、
前記出力信号の周波数を算出する周波数算出手段と、
前記傾き算出手段と周波数算出手段の算出結果から、検知対象物がセンサ部に対して接近しているか、あるいは離遠しているかの判断を行う判断手段と、
を備え、
前記判断手段は、前記周波数算出手段により算出した出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも高い場合に、以下の(x)または(y)の何れかの判断を行なうことを特徴とする物体検知装置。
(x)前記ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最大であるとき、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の(x−1)または(x−2)の判断を行なう。
(x−1)変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物が前記センサ部に対して接近していると判断する。
(x−2)変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物が前記センサ部に対して離遠していると判断する。
(y)前記ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最小であるとき、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の(y−1)または(y−2)の判断を行なう。
(y−1)変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物が前記センサ部に対して接近していると判断する。
(y−2)変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物が前記センサ部に対して離遠していると判断する。
A transmission unit that transmits radio waves to the outside as a transmission signal, a reception unit that receives a reflected wave from a detection object as a reception signal, and a mixer unit that extracts a low-frequency output signal from the transmission signal and the reception signal, Having a sensor unit;
Peak storage means for storing an extreme value that is a maximum value as a changing point that turns from rising to falling or an extreme value that is a minimum value as a changing point that goes from falling to rising;
Slope calculating means for calculating the slope between extreme values stored in the peak storage means;
Frequency calculating means for calculating the frequency of the output signal;
From the calculation results of the inclination calculation means and the frequency calculation means, a determination means for determining whether the detection object is approaching or away from the sensor unit;
With
The judgment unit may, objects, wherein the when the frequency of the output signal calculated by the frequency calculating means is higher than the frequency set in advance, to perform any of the determination of the following (x) or (y) Detection device.
(X) When the extreme value stored in the peak storage means is the maximum of the repeated amplitude of the output signal, the inclination calculated by the inclination calculation means is stored, and the calculated inclination and the previous calculation are calculated. The following (x-1) or (x-2) is determined based on the rate of change from the slope.
(X-1) When the change is an increase and is greater than a preset change rate, it is determined that the detection target is approaching the sensor unit.
(X-2) When the change is a decrease and is smaller than a preset change rate, it is determined that the detection target is far away from the sensor unit.
(Y) When the extreme value stored in the peak storage means is the minimum of the repeated amplitude of the output signal, the inclination calculated by the inclination calculation means is stored, and the calculated inclination and the previous calculation are calculated. The following (y-1) or (y-2) is determined based on the rate of change from the slope.
(Y-1) When the change is decreasing and smaller than a preset change rate, it is determined that the detection object is approaching the sensor unit.
(Y-2) When the change is an increase and is larger than a preset change rate, it is determined that the detection target is far away from the sensor unit.
前記請求項1記載の物体検知装置を備えた小便器装置において、前記センサ部を人体に向けて送受信させるように小便器内部に設け、判断手段により人体が接近したと判断したときに予備洗浄を行い、人体が離遠したときに本洗浄を行う制御手段を備えたことを特徴とする小便器装置。  The urinal device provided with the object detection device according to claim 1, wherein the sensor unit is provided inside the urinal so as to be transmitted and received toward the human body, and preliminary cleaning is performed when the determination means determines that the human body is approaching. A urinal device comprising control means for performing the main cleaning when the human body moves away.
JP2002285357A 2002-09-30 2002-09-30 Object detection device Expired - Fee Related JP4006547B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002285357A JP4006547B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Object detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002285357A JP4006547B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Object detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004125399A JP2004125399A (en) 2004-04-22
JP4006547B2 true JP4006547B2 (en) 2007-11-14

Family

ID=32278683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002285357A Expired - Fee Related JP4006547B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Object detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4006547B2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4096178B2 (en) * 2003-01-20 2008-06-04 オムロン株式会社 Detection device and lock control device
JP2006044631A (en) * 2004-07-08 2006-02-16 Atsushi Tanimoto Detection device for unidentified flying object (ufo)
JP4924980B2 (en) * 2006-07-11 2012-04-25 Toto株式会社 Distance measuring device
JP4207090B1 (en) * 2007-07-31 2009-01-14 Toto株式会社 Water discharge device
JP2009063347A (en) * 2007-09-05 2009-03-26 Toto Ltd Automatic device
JP2009063348A (en) * 2007-09-05 2009-03-26 Toto Ltd Automatic device
JP5327699B2 (en) * 2008-09-29 2013-10-30 Toto株式会社 Human body detection device and urinal equipped with the same
JP5267184B2 (en) * 2009-02-13 2013-08-21 Toto株式会社 Human body detection device and urinal equipped with the same
JP2011102783A (en) * 2009-11-12 2011-05-26 Toto Ltd Human body detector
JP5778414B2 (en) * 2010-12-06 2015-09-16 古野電気株式会社 Target detection apparatus and target detection method
JP6537010B2 (en) * 2014-08-21 2019-07-03 Toto株式会社 Object detection device
JP6281912B2 (en) 2015-03-23 2018-02-21 国立大学法人九州工業大学 Biological signal detection device
JP2015165245A (en) * 2015-05-18 2015-09-17 古野電気株式会社 Apparatus and method for target detection
JP6835784B2 (en) * 2018-09-28 2021-02-24 株式会社タムラ製作所 Biological information detector
JP7233080B2 (en) * 2018-11-22 2023-03-06 公立大学法人北九州市立大学 Living body detection device, living body detection system, living body detection method, and living body data acquisition device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57211079A (en) * 1981-06-22 1982-12-24 Nissan Motor Co Ltd Doppler radar type alarming device
JPS63145973A (en) * 1986-12-09 1988-06-18 Nec Corp Connecting device
JP3379617B2 (en) * 1995-09-12 2003-02-24 東陶機器株式会社 Human body detection device
JP3705380B2 (en) * 1996-08-23 2005-10-12 東陶機器株式会社 Object detection device
JP2001194450A (en) * 2000-01-13 2001-07-19 Toto Ltd Mobile object detector, toilet apparatus and toilet chamber
JP2001235541A (en) * 2000-02-23 2001-08-31 Toto Ltd Washroom device and human body detecting method
JP2003021677A (en) * 2001-07-06 2003-01-24 Toto Ltd Sensor device
JP2003185739A (en) * 2001-12-18 2003-07-03 Toto Ltd Sensor unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004125399A (en) 2004-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4006547B2 (en) Object detection device
EP1816270B1 (en) Toilet cleaning device
US7537195B2 (en) Control arrangement for an automatic residential faucet
JP3379617B2 (en) Human body detection device
US4604735A (en) Ultrasonic motion detection system
US20020171056A1 (en) Radar devices for low power applications and bathroom fixtures
WO1999004283A1 (en) Advanced touchless plumbing systems
EP0157830A1 (en) Ultrasonic flow-control system.
TWI684695B (en) Toilet device
JP2011102783A (en) Human body detector
CN112942517B (en) Flushing control method and system of intelligent closestool
JP4507881B2 (en) Toilet device for detecting human body and human body detection method
JP2009063348A (en) Automatic device
JP2003021677A (en) Sensor device
JP2001231716A (en) Movable body detector and toilet device
JP2001235541A (en) Washroom device and human body detecting method
JP2001311191A (en) Moving body detection system
JP2004124362A (en) Toilet device
CN113719217A (en) Shower room door switch control method and shower room
JP7158651B2 (en) urinal device
CN113356317A (en) Flushing control method and system for toilet and urinal
JP5622025B2 (en) Heating toilet seat device
JP4313636B2 (en) Toilet facilities
JP5733599B2 (en) Toilet seat device
JP3690322B2 (en) Automatic faucet device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050308

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060913

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20061018

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070509

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070612

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070731

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070813

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100907

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110907

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120907

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130907

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees