CN103460263B

CN103460263B - 在室探测系统、在室探测方法

Info

Publication number: CN103460263B
Application number: CN201180069819.8A
Authority: CN
Inventors: 石原正裕; 小泉吉秋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: US9383438B2; US20140015706A1; WO2012137285A1; JPWO2012137285A1; EP2696332B1; EP2696332A4; EP2696332A1; CN103460263A

Abstract

在室探测系统具备：发送机，在规定的空间内发送多径的无线信号；以及接收机，接收所发送的无线信号来探测人的在室。接收机根据以第1间隔间歇性地接收的无线信号的接收电平，判定人的在室/不在状态是否有变化（步骤S102）。在判定为人的在室/不在状态有变化的情况下，接收机根据以比第1间隔短的第2间隔接收的无线信号的接收电平的波动，判定人的在室/不在（步骤S108）。

Description

在室探测系统、在室探测方法

技术领域

本发明涉及探测在规定的空间内是否有人的在室探测系统、在室探测方法以及程序。

背景技术

以往，作为对在建筑物之中、在其中的特定的房间中是否有人（在室或者不在）进行探测（在室探测）的系统，提出了如下系统：通过对人体直接照射10.5GHz等的直线前进性高的微波并接收反射波来探测人在不在。但是，如果要使用微波，则需要专用的发送机、接收机，所以系统整体成为高成本。另外，在该方法中，利用微波的直线前进性来探测人在不在，所以探测范围仅限于设备照射微波的方向。因此，该系统不适用于房间整体的在室探测这样的用途。

另外，还提出了如下系统：使用红外线传感器，探测与周围的温度不同的物质的动作。该系统仅通过具备红外线的受光部就能够简易地构成。但是，该系统利用从人体产生的微弱的红外线，所以从灵敏度的问题来看不适用于房间整体的在室探测这样的用途。

作为简易并且宽范围地探测人的在室的系统，提出了以TV广播波等从以一定的发送功率进行服务的无线系统发送的电波为发送源的人举动探测系统（例如，参照专利文献1）。该系统通过利用与由人的运动产生的室内的多径（multipath）环境的变化相应地电波的接收电平发生变动的原理，时常对电波的接收电平变动幅度进行探测，从而探测人的在室。

根据该人举动探测系统，不需要专用的硬件，而能够使用以其他目的在室内设置的无线通信设备来实现简易的在室探测系统。

另外，该系统不仅利用直接从发送机向接收机发送的电波，而且还利用在房间整体中传播的反射波，所以能够实现宽的房间整体的在室探测。

专利文献1：日本特开2006－221213号公报

发明内容

关于在室探测系统中的发送功能、接收功能，期望搭载于家电设备的遥控器、传感器设备这样的电池驱动的设备。这是因为，如果在家电设备的遥控器中搭载这些功能，则基于在室探测信息的家电设备的控制变得容易。

但是，在上述专利文献1的在室探测系统中，需要时常探测接收电平的变动幅度。因此，需要将接收机始终设为接收状态，所以功耗变大。如果功耗变大，则驱动设备的电池的寿命变短。

本发明是鉴于上述实情而完成的，其目的在于提供一种能够降低功耗、并且能够简易且宽范围地探测人的在室的在室探测系统、在室探测方法以及程序。

为了达成上述目的，本发明的在室探测系统具备：发送机，在规定的空间内发送多径的无线信号；以及接收机，接收所发送的无线信号来探测人的在室。在接收机中，第1判定部根据以第1间隔间歇性地接收的无线信号的接收电平，判定人的在室/不在的状态是否有变化。第2判定部在由第1判定部判定为无线信号的接收电平发生了变化的情况下，根据以比第1间隔短的第2间隔接收的无线信号的接收电平的波动，判定人的在室/不在。

根据本发明，以间隔长的第1间隔接收多径的无线信号，仅在探测到其接收电平有变化时，缩短接收无线信号的间隔来进行在室探测信号的连续接收。由此，不需要时常接收无线信号，所以能够降低功耗，并且能够简易且宽范围地探测人的在室。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的在室探测系统的概略性的结构的示意图。

图2是示出图1的接收机的结构的框图。

图3是示出接收电平的图表。

图4是示出图1的接收机的动作的流程图（其1）。

图5是示出图1的接收机的动作的流程图（其2）。

图6是示出本发明的实施方式2的在室探测系统的概略性的结构的示意图。

图7是示出图6的接收机的结构的框图。

（符号说明）

1a、1b：发送机；2a、2b：接收机；3a、3b、3c、3d：传播路径；4：在室探测区域；5：人；6：天线；7a、7b：无线电路；8：接收电平测定电路；9：在室判定部；10：控制部；11：存储部；17：调制解调器部；100：在室探测系统。

具体实施方式

参照附图，详细说明本发明的实施方式。

实施方式1.

首先，说明本发明的实施方式1。

图1示出本发明的实施方式1的在室探测系统100的结构。如图1所示，在室探测系统100具备发送机1a和接收机2a。发送机1a发送在室探测信号，该在室探测信号是多径的无线信号。接收机2a接收所发送的在室探测信号，探测人的在室。发送机1a以及接收机2a都设置于作为规定的空间的在室探测区域4内。

发送机1a是例如无线LAN（LocalAreaNetwork，局域网）基站、家庭控制器等，定期地发出信标信号。发送机1a只要是能够以一定的发送输出定期地发送电波的发送机就能够利用。例如，也可以是接收电视、广播电台的广播波而向在室探测区域4内转送的设备。

配置发送机1a以及发送机2a的在室探测区域4是有人5的出入、并进行人5的在室探测的范围的规定的空间。在室探测区域4既可以是例如单一的房间，也可以横跨多个房间。

从发送机1a发送的电波通过在室探测区域4内的壁面、天花板、地面、或者配置于在室探测区域4内的日常用具而反复反射、透射、衍射，例如经由传播路径3a、3b、3c、3d等，作为多径的无线信号到达接收机2a。

图2示出接收机2a的结构。接收机2a具备天线6、无线电路7a、接收电平测定电路8、在室判定部9、控制部10、以及存储部11。

天线6接收从发送机1a发送的多径的无线信号。天线6为了易于接收多径的无线信号，成为例如偶极天线那样的指向性小的天线。由天线6接收到的无线信号被输入到无线电路7a。

无线电路7a具备例如对无线信号进行带宽限制的滤波器、对无线信号进行放大的LNP（LowNoiseAmp.，低噪声放大器）、以及将无线信号变换为IF（IntermediateFrequency，中频）段的混频器等。无线电路7a的输出被输入到接收电平测定电路8。

接收电平测定电路8根据无线电路7a的输出，测定无线信号的接收电平。由接收电平测定电路8测定出的接收电平被输出到在室判定部9。

在室判定部9作为第1判定部以及第2判定部发挥功能。在室判定部9根据以第1间隔（在室探测间隔T1）间歇性地接收的无线信号的接收电平，判定人5的在室/不在的状态是否有变化。另外，在室判定部9在判定为无线信号的接收电平发生了变化的情况下，根据以在室探测间隔T2接收的无线信号的接收电平的波动，判定人5的在室/不在，其中，在室探测间隔T2是比在室探测间隔T1短的第2间隔。

控制部10对接收机2a整体进行总体控制。控制部10控制使无线电路7a、接收电平测定电路8动作的定时（timing）。即，控制部10根据在室判定部9的判定结果，在第1接收间隔与第2接收间隔之间，切换无线电路7a、接收电平测定电路8动作的定时。存储部11存储在室判定部9中的判定中使用的数据、判定结果等。

在室判定部9、控制部10是例如微型计算机，分别通过CPU执行存储器中保存的程序，实现各自的功能。存储部11由例如闪存存储器、RAM（RandomAccessMemory，随机存取存储器）构成。

接下来，说明该实施方式1的在室探测系统100的动作。

发送机1a开始动作时，定期地发送信标信号。例如，在发送机1a是无线LAN基站的情况下，一般，以100ms程度的间隔发送信标信号。

从发送机1a发送的信标信号经由传播路径3a、3b、3c、3d等，到达接收机2a。在在室探测区域4中没有人5的情况下，传播路径不变动，接收机2a中的接收电平稳定，成为大致固定的值。在在室探测区域4中有人5的情况下，传播路径3a、3b、3c、3d等中的某一个被遮断、或者被人5反射，从而接收机2a中的接收电平变低、或者变大为所需以上、或者与人5的运动相配地变动。

在接收机2a中，预先设定有与接收机2a的动作有关的参数。参照图2，说明接收机2a的设定。在接收机2a的存储部11中，根据从发送机1a发送的信标信号的接收电平，设定人不在时的接收电平的变动范围的上限值和下限值。上限值与下限值的差还依赖于设置在室探测系统100的环境，设为5dB～10dB程度的值。

关于人不在时的接收电平的中值，在接收机2a中判定为不在的情况下，使用测定结果进行调整。例如，控制部10将最近的规定次的人不在时的无线信号的接收电平的平均值作为接收电平的中值。同样地，关于上限值、下限值，也能够根据判定为人不在的情况下的测定结果进行更新。

另外，在接收机2a的存储部11中，与进行控制的设备相配地，设定在室探测间隔T1。例如，在不在时停止空调等家电设备的动作这样的紧急度低的应用程序中，在室探测间隔T1被设定为几分钟这样的间隔。

接收机2a的动作在接收机2a中的前次的在室探测结果是判定为在室的情况和判定为不在的情况下不同。首先，参照图3、图4，说明前次的在室探测结果是判定为不在的情况下的动作。

图3示出在前次的在室探测结果是判定为不在的情况下，在在室判定部9中判定的接收电平的测定结果的一个例子。图4示出接收机2a中的前次的在室探测结果是判定为不在的情况下的处理的流程图。

如图4所示，接收电平测定电路8接收1次发送机1a发送的在室探测信号，测定接收电平（步骤S101）。由天线6接收到的在室探测信号经由无线电路7a，被输入到接收电平测定电路8。在接收电平测定电路8中，测定所接收到的信标信号的接收电平。所测定的接收电平被输入到在室判定部9。

接下来，在室判定部9判定所接收到的在室探测信号的接收电平是否为人不在时的接收电平的变动范围的上限值L1以下且下限值L2以上、即是否收敛于设定范围内（步骤S102）。

在由在室判定部9判定为所接收到的在室探测信号的接收电平是上限值L1以下且下限值L2以上、即收敛于设定范围内的情况下（步骤S102；“是”），控制部10将在室探测结果保持为不在，不更新在室探测结果（步骤S103）。如果是图3中的时刻t1、t2、t3的接收电平，则进行这样的处理。

接下来，控制部10使接收机2a转移到睡眠状态（步骤S104）。在睡眠状态下，控制部10切断无线电路7a、接收电平测定电路8的电源。另外，控制部10将在室探测部9、自身的动作模式设定为例如微型计算机的低功耗模式。

接下来，控制部10在睡眠状态下使定时器（未图示）动作，在经过所设定的在室探测间隔T1的期间待机（步骤S105）。

当经过了在室探测间隔T1时，控制部10使接收机2a整体转移到接收待机状态（步骤S106），返回到步骤S101。

另一方面，在由在室判定部9判定为所接收到的在室探测信号的接收电平大于上限值L1或者小于下限值L2、即是设定范围外的情况下（步骤S102；“否”），控制部10在一定时间内将由无线电路7a以及接收电平测定电路8进行的在室探测信号的接收频度提高（即，将接收间隔设为第2在室探测间隔T2），使得连续接收在室探测信号，并测定接收电平（步骤S107）。在室探测间隔T2是几百ms～几秒的间隔，成为相对在室探测间隔T1充分短的间隔。

接下来，在室判定部9计算提高接收频度而连续接收到的在室探测信号的标准偏差S，判定所计算出的测定结果的标准偏差S是否为用于判定人的在室的阈值以上（步骤S108）。在标准偏差S小于阈值的情况下（步骤S108；“否”），在室判定部9将接收机2a的在室探测结果保持为不在，不更新在室探测结果（步骤S103）。

另一方面，在所计算出的标准偏差S是阈值以上的情况下（步骤S108；“是”），在室判定部9将接收机2a的在室探测结果更新为在室（步骤S109）。此处，根据需要，控制部10向控制对象的设备，通知人在室。

之后，控制部10使接收机2a转移到睡眠状态（步骤S110），在经过所设定的在室探测间隔T1的期间待机（步骤S111），当经过了在室探测间隔T1时，使接收机2a整体转移到接收待机状态（步骤S112）。在步骤S112结束之后，进入图5的步骤S201。

接下来，依照图5的流程图，说明接收机2a中的前次的在室探测结果是探测为在室的情况下的动作。

接收机2a接收从发送机1a发送的在室探测信号，测定接收电平（步骤S201）。此时，也可以进行多次接收在室探测信号并平均化的处理等。

接下来，在室判定部9判定所接收到的在室探测信号的接收电平是否在所设置的人不在时的接收电平的变动范围内、即上限值L1以下且下限值L2以上（步骤S202）。

在室判定部9在判定为所接收到的在室探测信号的接收电平不在设定范围内的情况下（步骤S202；“否”），将接收机2a的在室探测结果保持为在室，不更新在室探测结果（步骤S203）。

接下来，控制部10使接收机2a整体转移到睡眠状态（步骤S204）。

接下来，控制部10使定时器动作，使接收机2a整体待机与所设定的在室探测间隔T1对应的时间（步骤S205）。

当经过了在室探测间隔T1时，控制部10使接收机2a转移到接收待机状态（步骤S206）。之后，接收机2a返回到步骤S201。

另一方面，在在室判定部9判定为接收电平在所设定的设定范围内的情况下（步骤S202；“是”），控制部10在一定时间内将由无线电路7a以及接收电平测定电路8进行的在室探测信号的接收频度提高（即，将接收间隔设为在室探测间隔T2），使得连续接收在室探测信号，并使接收电平测定电路8测定接收电平（步骤S207）。

接下来，在室判定部9计算提高接收频度而连续接收到的在室探测信号的标准偏差S，判定所计算出的测定结果的标准偏差S是否为用于判定人的在室的阈值以下（步骤S208）。在标准偏差S大于阈值的情况下（步骤S208；“否”），在室判定部9将接收机2a的在室探测结果保持为不在，不更新在室探测结果（步骤S203）。

另一方面，在所计算出的标准偏差S是阈值以下的情况下（步骤S208；“是”），在室判定部9将接收机2a的在室探测结果更新为不在（步骤S209）。此处，根据需要，控制部10向控制对象的设备，通知人不在。

之后，控制部10使接收机2a转移到睡眠状态（步骤S210），在经过所设定的在室探测间隔T1的期间待机（步骤S211），当经过了在室探测间隔T1时，使接收机2a整体转移到接收待机状态（步骤S212）。在步骤S212结束之后，返回到图4的步骤S101。

如以上详细说明那样，根据本实施方式，在接收机2a中，以间隔长的在室探测间隔T1接收多径的在室探测信号，仅在探测到其接收电平有变化时，将接收在室探测信号的间隔缩短为T2而进行在室探测信号的连续接收。由此，不需要时常接收在室探测信号，所以能够降低功耗，并且能够简易且宽范围地探测人的在室。

进而，根据本实施方式，在在室探测信号的发送机1a中不使用在室探测专用的设备，就能够简易、低成本地构筑在室探测系统100。

另外，根据本实施方式，能够使用在室探测系统，根据在室探测结果控制家电设备，所以用户的便利性增加。

实施方式2.

接下来，说明本发明的实施方式2。

在实施方式1中，在室探测信号利用了从发送机1a发送的信标信号。相对于此，在该实施方式2中，在发送机1a中，使用遥控器、传感器设备。更具体而言，从在与遥控器、传感器设备之间进行无线通信的传感器设备的母机、用遥控器操作的家电设备发送在室探测信号。

图6示出该实施方式2的在室探测系统100的结构。发送机1b是与遥控器、控制器进行无线通信的传感器设备的母机、用遥控器操作的家电设备。其他结构与上述实施方式1相同。

接下来，参照图7，说明该实施方式2的接收机2b的结构。接收机2b具备天线6、无线电路7b、接收电平测定电路8、在室判定部9、控制部10、存储部11、以及调制解调器部17。

无线电路7与接收电平测定电路8以及调制解调器17连接。调制解调器17具备进行通信信号的调制解调的功能。无线电路7b具备接收电路、和由PA（PowerAmp.，功率放大器）等构成的发送电路。其他结构与上述实施方式1相同。

接下来，说明该实施方式2的在室探测系统的动作。

发送机1b开始动作时，等待来自接收机2b的访问。接收机2b开始动作时，从在室判定部9向发送机1b发送在室探测间隔T1、T2和下次的在室探测信号发送时刻的取得请求。针对所发送的请求，通过调制解调器部17进行调制，经由无线电路7b和天线6被无线发送。

被无线发送的请求由发送机1b接收。与其对应地，发送机1b将在室探测间隔T1和下次的在室探测信号发送时刻发送给接收机2b。从发送机1b发送的数据经由接收机2b的天线6、无线电路7b以及调制解调器部17被输入到在室探测部9。在室探测部9在存储部11中写入在室探测间隔T1，通过定时器控制，使接收机2b转移到睡眠状态直至下次的在室探测信号发送时刻为止。

当到在室探测信号的发送时刻时，接收机2b转移到接收待机状态，接收从发送机1b发送的在室探测信号。为了使得接收机2b可靠地接收在室探测信号，需要使发送机1b、接收机2b具有准确的时钟。一般，在主要用作民用设备的时钟的陶瓷振荡器中，时钟精度是0.1%程度。这在1分钟的时间间隔中成为60msec的误差。因此，需要与时钟的误差相配地延长接收机2b侧的在室探测信号的接收待机时间。另外，通过利用在室探测信号的接收定时来校正时钟误差，由此能够降低误差的累积。

在接收机2b中，由天线6接收到的在室探测信号经由无线电路7a被输入到接收电平测定电路8。在接收电平测定电路8中，测定发送机1b发送的在室探测信号的接收电平，输入到在室判定部9。此时，也可以进行多次接收在室探测信号并平均化的处理等。

将输入到在室判定部9的接收电平与人不在时的接收电平的变动范围的上限值、下限值进行比较。关于接收电平的变动范围的上限值、下限值，与上述实施方式1同样地，预先设定在接收机2b、并被调整。

另外，在接收机2b中的前次的在室探测结果是不在的情况下，当接收电平大于上限值或者小于下限值时，接收机2b的在室判定部9对发送机1b发送在室探测信号的连续发送请求。

另外，在接收机2b中的前次的在室探测结果是在室的情况下，当接收电平是上限值以下且下限值以上时，接收机2b的在室判定部9对发送机1b发送在室探测信号的连续发送请求。

接收到在室探测信号的连续发送请求的发送机1b连续发送在室探测信号。其他动作与上述实施方式1相同。

如以上详细说明那样，根据本实施方式，以间隔长的在室探测间隔T1接收多径的无线信号，仅在探测到其接收电平有变化时，将接收无线信号的间隔缩短为T2来进行在室探测信号的连续接收。由此，不需要时常接收无线信号，所以能够降低功耗，同时能够简易并且宽范围地探测人的在室。

进而，在在室探测信号的发送机1b中，以低频度发送在室探测信号，仅在有来自接收机2b的请求的情况下，提高频度来发送在室探测信号，从而能够使发送机1b低功耗化。

能够使用在室探测系统，根据在室探测信息控制家电设备，所以用户的便利性增加。

在上述实施方式1、2中，关于接收电平的测定结果是人不在时的接收电平的变动范围的上限值L1以下且下限值L2以上、还是大于上限值L1或者小于下限值L2这样的判定，接收1次在室探测信号来进行，但也可以通过多次接收到在室探测信号的结果来判定。在该情况下，例如，既可以通过多个接收到的结果的多数表决来判定，也可以使用平均值来判定。这样就能够进一步提高判定的可靠性。

另外，在上述实施方式1、2中，将人不在时的接收电平的变动范围的上限值L1、下限值L2设为接收电平的绝对值，但也可以多次接收在室探测信号，将标准偏差作为阈值。这样就能够进一步提高判定的可靠性。

另外，在上述实施方式中，也可以构成如下系统：关于所执行的程序，通过保存到软盘、CD-ROM（CompactDiscRead-OnlyMemory，光盘只读存储器）、DVD（DigitalVersatileDisc，数字多用途光盘）、MO（Magneto-OpticalDisc，磁光盘）等计算机可读取的记录介质来分发，并安装该程序，由此执行上述线程。

另外，也可以将程序保存在因特网等通信网络上的规定的服务器装置具有的盘装置等中，例如，重叠在载波上并下载等。

另外，在OS（OperatingSystem，操作系统）分担实现上述功能的情况或者通过OS与应用程序的协作实现上述功能的情况等下，也可以仅将OS以外的部分保存到介质来分发，并且，也可以下载等。

本发明在不脱离本发明的广义的精神和范围的情况下能够实现各种实施方式以及变形。另外，上述实施方式用于说明本发明，而并不限定本发明的范围。即，本发明的范围并非由实施方式而示出，而是由权利要求书示出。另外，在权利要求书内以及与其等同的发明的意义的范围内实施的各种变形被视为本发明的范围内。

产业上的可利用性

本发明适合于探测在规定的空间中是否有人。

Claims

1.一种在室探测系统，具备：

发送机，以一定的发送功率定期地发送无线信号；以及

接收机，接收所发送的无线信号，

所述接收机具备：

第1判定部，判定以第1间隔接收到的所述无线信号的接收电平是否有变化；以及

第2判定部，在由所述第1判定部判定为所述无线信号的接收电平发生了变化的情况下，根据以比所述第1间隔短的第2间隔多次接收到的所述无线信号的接收电平，判定人的在室/不在。

2.根据权利要求1所述的在室探测系统，其特征在于，

所述第1判定部判定与所述无线信号的接收电平有关的数据是否收敛于人不在时的接收电平的变动范围内，并基于其判定结果判定接收电平是否有变化。

3.根据权利要求2所述的在室探测系统，其特征在于，

还具备调整部，该调整部根据过去测定的所述无线信号的接收电平，调整所述变动范围。

4.根据权利要求2所述的在室探测系统，其特征在于，

所述第1判定部判定多次接收到的所述无线信号的接收电平的平均值是否收敛于所述变动范围内，并基于其判定结果判定接收电平是否有变化。

5.根据权利要求2所述的在室探测系统，其特征在于，

所述第1判定部比较多次接收到的所述无线信号的接收电平中的、收敛于所述变动范围内的接收电平的数量和不收敛于所述变动范围内的接收电平的数量，基于其比较结果判定接收电平是否有变化。

6.根据权利要求1所述的在室探测系统，其特征在于，

所述第2判定部比较在多次接收到的所述无线信号的接收电平的标准偏差和阈值，基于其比较结果判定人的在室/不在。

7.根据权利要求6所述的在室探测系统，其特征在于，

还具备调整部，该调整部根据过去测定的所述无线信号的接收电平调整所述阈值。

8.一种在室探测方法，是使用了如下系统的在室探测方法，

该系统具备：

发送机，以一定的发送功率定期地发送无线信号；以及

接收机，接收所发送的无线信号，

所述在室探测方法包括：

第1判定工序，判定通过所述接收机以第1间隔间接收到的所述无线信号的接收电平是否有变化；以及

第2判定工序，在所述第1判定工序中判定为所述无线信号的接收电平发生了变化的情况下，根据通过所述接收机以比所述第1间隔短的第2间隔多次接收到的所述无线信号的接收电平，判定人的在室/不在。