CN107237381A - 卫生设备 - Google Patents
卫生设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107237381A CN107237381A CN201710168969.3A CN201710168969A CN107237381A CN 107237381 A CN107237381 A CN 107237381A CN 201710168969 A CN201710168969 A CN 201710168969A CN 107237381 A CN107237381 A CN 107237381A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- user
- reference value
- detected object
- control unit
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
- G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
- E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
- E03D5/10—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system operated electrically, e.g. by a photo-cell; also combined with devices for opening or closing shutters in the bowl outlet and/or with devices for raising/or lowering seat and cover and/or for swiveling the bowl
- E03D5/105—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system operated electrically, e.g. by a photo-cell; also combined with devices for opening or closing shutters in the bowl outlet and/or with devices for raising/or lowering seat and cover and/or for swiveling the bowl touchless, e.g. using sensors
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
- E03D9/00—Sanitary or other accessories for lavatories ; Devices for cleaning or disinfecting the toilet room or the toilet bowl; Devices for eliminating smells
- E03D9/08—Devices in the bowl producing upwardly-directed sprays; Modifications of the bowl for use with such devices ; Bidets; Combinations of bowls with urinals or bidets; Hot-air or other devices mounted in or on the bowl, urinal or bidet for cleaning or disinfecting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/505—Systems of measurement based on relative movement of target using Doppler effect for determining closest range to a target or corresponding time, e.g. miss-distance indicator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
- A47K13/00—Seats or covers for all kinds of closets
- A47K13/10—Devices for raising and lowering, e.g. tilting or lifting mechanisms; Collapsible or rotating seats or covers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47K—SANITARY EQUIPMENT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; TOILET ACCESSORIES
- A47K13/00—Seats or covers for all kinds of closets
- A47K13/24—Parts or details not covered in, or of interest apart from, groups A47K13/02 - A47K13/22, e.g. devices imparting a swinging or vibrating motion to the seats
- A47K13/30—Seats having provisions for heating, deodorising or the like, e.g. ventilating, noise-damping or cleaning devices
- A47K13/305—Seats with heating devices
Abstract
本发明提供一种卫生设备,其利用电波传感器能够高精度地判定出静止不动的探测对象的有无。具体而言,具备:电波传感器,通过发射电波的反射波来取得关于探测对象的信息;及控制部,根据包含从所述电波传感器输出的第1信号、第2信号的探测信号而对器具动作进行控制,其特征为,所述第2信号的相位与所述第1信号的相位之差为60°以上、120°以下,所述控制部根据所述第1信号值与第1基准值之差的平方及所述第2信号值与第2基准值之差的平方之和来判定出所述探测对象的有无。
Description
技术领域
本发明的形态一般涉及一种卫生设备。
背景技术
在卫生设备当中存在如下设备,探测人体等探测对象,根据该探测结果对设备进行控制。例如,在冲厕装置中设置有探测就座于便座的使用者的就座探测传感器。根据就座探测传感器的探测结果,对冲厕装置的清洗功能等进行控制。作为就座探测传感器,例如一般已周知光电传感器等。
但是,当设置光电传感器时,例如需要在清洗水水箱或其他部位设置透光性窓部,以面向该窓部的方式埋设光电传感器。因此,在冲厕装置的美观受窓部破坏或者例如便器、其他装置的设计自由度受制限的这些方面,有改善的余地。
对此,提出了通过多普勒传感器等电波传感器来探测就座于便座的使用者的多功能冲厕装置。由多普勒传感器发送的电波可通过树脂等。因此,例如能够以隐藏在冲厕装置的壳等的内部的状态设置多普勒传感器。由此,能够省略光电传感器所必需的窓部。但是,由于多普勒传感器、微波传感器是探测活动的传感器,因此难以正确判别出静止不动的人体等探测对象的有无。另外,难以正确判别出使用者的就座中的微小动作、离座动作。
对此,在专利文献1所记载的人体探测装置中,提出了利用相位互不相同的多个输出信号的方法。在任意基准电压下,对多个输出信号进行全波整流,算出全波整流的各信号的最大值的轨迹。根据该最大值的轨迹,能够推定出探测对象与人体探测装置之间的距离。据此,能够判别出静止不动的探测对象的有无,能够提高就座探测的准确性。
但是,由于前述的最大值的轨迹对应于离探测对象的距离而发生振动,因此推定的离探测对象的距离有可能发生误差。即,在冲厕装置的情况下,因使用者的静止位置而就座探测的灵敏度有可能降低。另外,伴随关闭或打开便盖的动作,输出信号的水准有可能发生变化。如果没有根据这样的输出信号的水准变化而适当设定基准电压,则就座探测的精度有可能降低。
专利文献1:日本国特开2003-279643号公报
发明内容
本发明是基于上述问题的认识而进行的,所要解决的技术问题是提供一种卫生设备,其利用电波传感器能够高精度地判定出静止不动的探测对象的有无。
第1发明是一种卫生设备,具备:电波传感器,通过发射电波的反射波来取得关于探测对象的信息;及控制部,根据包含从所述电波传感器输出的第1信号、第2信号的探测信号而对器具动作进行控制,其特征为,所述第2信号的相位与所述第1信号的相位之差为60°以上、120°以下,所述控制部根据所述第1信号值与第1基准值之差的平方及所述第2信号值与第2基准值之差的平方之和来判定出所述探测对象的有无。
根据该卫生设备,通过利用相位互不相同的2个信号的平方和,即使在探测对象静止不动时,也能够高精度地判定出探测对象的有无。
第2发明是如下卫生设备,其特征为,在第1发明中,所述控制部根据所述第1信号而变更所述第1基准值及停止变更所述第1基准值,根据所述第2信号而变更所述第2基准值及停止变更所述第2基准值。
例如当温度等电波传感器的周围环境发生变化时,第1信号的信号水准与第2信号的信号水准有可能发生偏差。根据该卫生设备,通过变更第1基准值及第2基准值,能够抑制因信号水准的偏差而产生的误差。从而,能够应对电波传感器的周围环境的变化,能够高精度地判定出探测对象的有无。另一方面,当因探测对象的存在而第1信号及第2信号的信号水准发生变化时,通过不变更第1基准值及第2基准值来将第1基准值及第2基准值正确地设定为探测对象不存在时的第1信号及第2信号的信号水准,因此能够高精度地判定出探测对象的有无。
第3发明是如下卫生设备,其特征为,在第1发明中,所述控制部将所述第1基准值及所述第2基准值分别设定为根据所述器具的每个状态而预先确定的值。
例如当器具进行动作而器具的状态发生变化时,第1信号的信号水准与第2信号的信号水准有可能发生偏差。根据该卫生设备,通过根据器具的状态而设定第1基准值及第2基准值,从而能够抑制因信号水准的偏差而产生的误差。从而,能够应对器具的状态变化,能够高精度地判定出探测对象的有无。
第4发明是如下卫生设备,其特征为,在第1或第2发明中,所述控制部根据所述器具进行动作之后的所述第1信号变更所述第1基准值,根据所述器具进行动作之后的所述第2信号变更所述第2基准值。
例如当器具进行动作而器具的状态发生变化时,第1信号的信号水准与第2信号的信号水准有可能发生偏差。根据该卫生设备,通过在器具进行动作之后变更第1基准值及第2基准值,从而能够抑制因信号水准的偏差而产生的误差。从而,能够应对器具的状态变化,能够高精度地判定出探测对象的有无。
第5发明是如下卫生设备,其特征为,在第1~第4中任意1个发明中,所述控制部算出所述探测信号的频率,在所述频率高于规定的阈值时及在之后的规定时间内,判定出所述探测对象的有无。
根据该卫生设备,也根据探测信号的频率来判定出探测对象的有无。由此,在探测对象进行动作之后等,能够限定期间而进行判定,能够进一步提高判定精度。从而能够防止发生误探测。
第6发明是如下卫生设备,其特征为,在第1~第5中任意1个发明中,所述控制部根据所述第1信号及所述第2信号而算出表示所述探测对象接近所述电波传感器的距离或所述探测对象离所述电波传感器的距离的移动量,在所述探测对象的有无判定中利用所述移动量。
根据该卫生设备,也能够根据探测对象的移动量来判定出探测对象的有无。由此,能够进一步提高判定精度。从而能够防止发生误探测。
第7发明是如下卫生设备,其特征为,在第5或第6发明中,所述控制部根据所述第1信号及所述第2信号算出所述探测信号的相位。
根据该卫生设备,在每次取得第1信号及第2信号时,都能够算出探测信号的相位。另外,探测信号的相位变化表示探测对象的移动量。因此,能够高精度地把握探测对象的活动。另外,探测信号的相位变化量良好地反映电波反射量较大的物体的活动。而且,能够从探测信号的单位时间相位变化算出探测信号的频率。由此,容易识别探测对象的活动。
第8发明是如下卫生设备,其特征为,在第7发明中,所述控制部根据所述探测信号的所述相位的变化量的积分值来判定出所述探测对象的有无。
根据该卫生设备,在每次取得第1信号及第2信号时,都能够算出探测信号的相位。另外,探测信号的相位变化表示探测对象的移动量。因此,能够高精度地把握探测对象的活动。另外,探测信号的相位变化量良好地反映电波反射量较大的物体的活动。由此,容易识别探测对象的活动。
第9发明是如下卫生设备,其特征为,在第8发明中,所述积分值是在所述器具进行动作之后的所述变化量的积分值。
根据该卫生设备,可以忽略因器具进行动作而发生的积分值变化。由此,能够正确识别探测对象的活动。
第10发明是如下卫生设备,其特征为,在第8发明中,所述积分值是在关于所述探测信号的频率高于规定阈值期间中的所述变化量的积分值。
根据该卫生设备,只对在判定为探测对象明显进行活动的期间中的相位变化进行积分。由此,能够正确识别探测对象的活动。
根据本发明的形态,提供一种卫生设备,其利用电波传感器能够高精度地判定出静止不动的探测对象的有无。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的立体图。
图2是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的要部结构的框图。
图3是例示多普勒传感器的探测信号的示意图。
图4(a)及图4(b)是说明实施方式所涉及的第1信号S1及第2信号S2的示意图。
图5(a)及图5(b)是说明实施方式所涉及的判定部处理的曲线图。
图6(a)及图6(b)是表示利用多普勒传感器算出离探测对象的距离的参考例的方法的曲线图。
图7(a)~图7(c)是说明当使用者进行就座动作及离座动作时的控制部处理的曲线图。
图8(a)~图8(c)是说明当使用者进行便器扫除时的控制部处理的曲线图。
图9(a)~图9(d)是说明当使用者进行就座动作及离座动作时的控制部处理的曲线图。
图10是实施方式所涉及的控制部进行解析的信号的示意图。
图11(a)~图11(c)是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的剖视图。
图12(a)及图12(b)是例示第1信号及第2信号的示意图。
图13(a)及图13(b)是例示实施方式所涉及的基准值算出机构处理的曲线图。
图14(a)~图14(e)是例示实施方式所涉及的卫生设备动作的时间图。
图15(a)~图15(d)是例示实施方式所涉及的卫生设备动作的时间图。
图16(a)~图16(e)是例示实施方式所涉及的卫生设备动作的时间图。
符号说明
θ-相位;λ-波长;100-卫生洗净装置;200-便座;300-便盖;400-壳;401-被控制部;410-多普勒传感器;411-振荡器;413-相位位移机构;414-发送部;416-接收部;418a、418b-混频器部;420-控制部;421a、421b-增幅电路;422a、422b-基准值算出机构;423-判定部;423a、423b-差分算出机构;424-平方和解析机构;425-相位解析机构;426-频率解析机构;427-接近离开量算出机构;428-判定机构;441-便座开闭单元;442-便盖开闭单元;443-便器清洗单元;444-除臭单元;445-暖风单元;446-便座取暖单元;473-洗净喷嘴;474-吐水口;476-喷嘴马达;478-喷嘴清洗部;500-操作部;800-便器;801-盆;L-距离;P1~P16-期间;R1~R4-范围;Re-反射物;Sθ-积分值;Sθth1、Sθth2-阈值;S0-探测信号;S1-第1信号;S2-第2信号;SL1、SL2-信号水准;Sig1~Sig5-信号;T1-发送波;T2-反射波;V1、V2-矢量;VE-电压;VI-电压;VQ-电压;VS-合成信号;Vi_base-基准值;Vi-电压;Vq_base-基准值;Vq-电压;Vth 1~Vth6-阈值;f-频率;fth1~fth3-阈值。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且,在各附图中,对同样的构成要素标注相同的符号并适当省略详细说明。
本实施方式所涉及的卫生设备具有发射高频电波的多普勒传感器等电波传感器。该卫生设备根据电波传感器的输出对器具的动作进行控制。以下,首先作为卫生设备以具有西式坐便器的冲厕装置为例进行说明。但是,本实施方式还可以应用于具有小便器的冲厕装置或自动水栓装置中。
图1是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的立体图。
图2是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的要部结构的框图。
图1所示的冲厕装置具有西式坐便器(以下为了便于说明,简单称为“便器”)800与设置在其上的卫生洗净装置100。卫生洗净装置100具有壳400、便座200、便盖300。便座200与便盖300开闭自如地分别轴支撑于壳400。
并且,本申请说明书的说明中,有时会使用“方向”。该“方向”是指从就座于便座200的使用者观察的方向。例如,将就座于便座200的使用者的前方作为“前方”,将就座于便座200的使用者的后方作为“后方”。
如图2所示,壳400内部设置有电波传感器(多普勒传感器410)、控制部420、被控制部401。
多普勒传感器410发射(发送)微波或毫米波等高频电波,接收来自探测对象(被探测体)的发射电波的反射波。反射波中含有关于被探测体的有无、状态的信息。多普勒传感器410根据发射电波与反射波而输出探测信号。控制部420根据从多普勒传感器410输出的探测信号而向被控制部401输出控制信号。由此,对被控制部401的动作进行控制。
被控制部401具有洗净喷嘴473、喷嘴马达476、喷嘴清洗部478、便座开闭单元441、便盖开闭单元442、便器清洗单元443、除臭单元444、暖风单元445、便座取暖单元446。在该例子中,根据多普勒传感器410的探测信号而被控制的器具是包含于被控制部401的上述要素当中的至少一个。
洗净喷嘴473受来自喷嘴马达476的驱动力,能够进入或后退于便器800的盆801内。即,喷嘴马达476根据来自控制部420的信号能够使洗净喷嘴473进退。洗净喷嘴473能够从吐水口474喷射水或温水。由此,能够洗净使用者的局部。喷嘴清洗部478从设置在其内部的未图示的吐水部喷射杀菌水或水,从而能够对洗净喷嘴473的外周表面(主体)进行杀菌或清洗。
控制部420中使用微型电子计算机等电路。便座开闭单元441根据来自控制部420的信号能够开闭便座200。便盖开闭单元442根据来自控制部420的信号而能够开闭便盖300。当使用者例如对遥控器等操作部500进行操作时,便器清洗单元443根据来自控制部420的信号而能够清洗便器800的盆801内部。除臭单元444通过过滤器或催化剂等降低臭味成分。暖风单元445向就座于便座200的使用者的“臀部”等吹暖风来进行干燥。便座取暖单元446向洗手间内吹出暖风来对洗手间进行取暖。
如图1所示,多普勒传感器410例如设置在便座200后方。具体而言,设置在便座200后方的壳400内部的前方部。
如图2所示,多普勒传感器410具有振荡器411、发送部414(天线)、接收部416(天线)、混频器部418a、418b与相位位移机构413。多普勒传感器410是输出包含Ich信号与Qch信号的探测信号S0的传感器。在该例子中,分别设置有发送侧天线与接收侧天线。但是,发送侧天线与接收侧天线也可以通用。
从连接于振荡器411的发送部414发射高频波、微波或毫米波等10kHz~100GHz频带的电波。例如,具有10.50~10.55GHz或24.05~24.25GHz频率的发送波T1朝着冲厕装置的前方发射。接收部416接收来自人体等探测对象的反射波T2。
发送波的一部分(信号Sig1)及接收波的一部分(信号Sig2)输入到混频器部418a而被合成。由此输出Ich信号。
另外,接收波的一部分(信号Sig3)输入到相位位移机构413。相位位移机构413错开信号Sig3的相位而输出信号Sig4。作为相位位移机构413的一个例子,可举出变更将接收波传递到混频器部418b的配线的长度、配置的方法。信号Sig4与信号Sig3的相位差为例如60°以上、120°以下,优选尽可能接近90°。在该例子中,信号Sig4与信号Sig3的相位差为90°(π/2、1/4波长)。发送波的一部分(信号Sig5)及信号Sig4输入到混频器部418b而被合成。由此输出Qch信号。
图3是例示多普勒传感器的探测信号的示意图。
图3的横轴表示时间t(s:秒),纵轴表示信号输出(V:伏特)。
探测信号S0(各自Ich信号及Qch信号)具有在频率较低的基线上重叠频率较高的信号的波形。
探测信号S0中含有关于多普勒效应的信息。即,当发送波被移动的探测对象反射时,反射波的波长因多普勒效应而发生位移。当探测对象相对于多普勒传感器410发生相对移动时,得到含有频移ΔF成分的探测信号,频移ΔF与探测对象的速度成比。从而,通过测定多普勒频移ΔF,能够求出探测对象的速度。
另外,探测信号S0中还含有关于驻波的信息(驻波信号)。即,在多普勒传感器410与探测对象之间,因发送波与被探测对象反射的反射波发生干涉而产生驻波。
图3中示出了Ich信号与Qch信号。Qch信号的相位相对于Ich信号的相位偏离90°。
例如,在期间P1中,使用者进入洗手间。此时,多普勒传感器410接收来自靠近多普勒传感器410的使用者的反射波。由此,探测信号反映多普勒效应而发生振动。在期间P2中,使用者就座于便座200。此时,由于使用者进一步靠近多普勒传感器410,因此探测信号发生振动。
在期间P3~P5中,使用者处于就座于便座200的状态。在期间P3及期间P5中,使用者静止不动。如期间P4,当使用者在就座中进行将身体前倾或者晃动等的动作时,对应于多普勒效应而探测信号发生振动。
在期间P6中,使用者从便座200离座。此时,使用者站起来离开多普勒传感器410。由此,探测信号反映多普勒效应而发生振动。在期间P7中,使用者退出洗手间。此时,由于使用者进一步离开多普勒传感器410,因此探测信号发生振动。另外,如图3所示,探测对象(使用者)与多普勒传感器410之间的距离越短则探测信号的振幅越大。
如图2所示,这样的Ich信号、Qch信号分别输入到增幅电路421a、增幅电路421b。另外,在多普勒传感器410与控制部420之间,适当设置用于去掉杂波的低通滤波器等滤波电路(未图示)。从Ich信号得到关于驻波的第1信号S1(电压Vi)。即,控制部420取得包含在探测信号中的第1信号S1。例如,第1信号S1表示驻波的信号强度,含有Ich信号的直流成分。
另外,从Qch信号得到关于驻波的第2信号S2(电压Vq)。即,控制部420取得包含在探测信号中的第2信号S2。例如,第2信号S2表示驻波的信号强度,含有Qch信号的直流成分。
由此,通过对探测信号进行增幅而得到去掉杂波的第1信号S1及第2信号S2。并且,增幅电路、滤波电路还可以包含在控制部420。
控制部420根据取得的第1信号S1及第2信号S2来判定探测对象的有无、状态(动作)。控制部420根据判定结果向被控制部401输出控制信号。由此,例如当探测到使用者入室时,便盖300自动打开。另外,当探测到使用者退出时,便盖300自动关闭。另外,例如当多普勒传感器410探测到使用者就座时,如果使用者对操作部500进行操作,则洗净喷嘴473进入盆801内,从吐水口474喷射水或温水。另外,例如当探测到使用者离座时,对便座洗浄单元443及除臭单元444进行控制。
图4(a)及图4(b)是说明实施方式所涉及的第1信号S1及第2信号S2的示意图。
如图4(a)所示,多普勒传感器410朝着仅离开距离L的反射物Re(例如人体等探测对象)发射电波并接收该反射波。在此,反射物Re例如静止不动。无论探测对象移动还是静止不动,在多普勒传感器410与探测对象之间因发送波与反射波的干涉而产生驻波。从而,即使探测对象静止不动,也能够探测出含有驻波信息的第1信号S1及第2信号S2。
图4(b)表示对应于静止的反射物Re与多普勒传感器410之间的距离L的第1信号S1的值(电压Vi)变化。另外,图4(b)表示对应于距离L的第2信号S2的值(电压Vq)变化。第1信号S1与第2信号S2的相位差为90°。当距离L发生变化时,第1信号S1以信号水准SL1为中心进行振动。当距离L发生变化时,第2信号S2以信号水准SL2为中心进行振动。
信号水准SL1及信号水准SL2分别依赖多普勒传感器410的周围环境。例如,洗手间内除了探测对象(人体)以外还存在反射电波的反射物。因此,多普勒传感器410的探测信号例如受来自人体的反射波与来自其他反射物的反射波的干涉的影响。另外,包含于多普勒传感器410的各要素(例如相位位移机构413、混频器部418a、418b等)的电气特性依赖周围的温度等。因此,多普勒传感器410的探测信号也受周围温度的影响。由此,信号水准SL1及信号水准SL2因周围环境而分别发生变化,信号水准SL1与信号水准SL2有时会互不相同。
当离反射物的距离L变长时,多普勒传感器410接收的反射波的强度变低。因此,距离L越长则以信号水准SL1为中心的第1信号S1的振幅越小。同样,距离L越长则以信号水准SL2为中心的第2信号S2的振幅越小。
接下来,根据第1信号S1及第2信号S2说明对探测对象的有无、状态(动作)的判定。
如图2所示,控制部420具有基准值算出机构422a、422b与差分算出机构423a、423b与判定部423与驱动控制部430。判定部423具有平方和解析机构424、相位解析机构425、频率解析机构426、接近离开量算出机构427及判定机构428。并且,图2所示的框图是一个例子,实施方式并不局限于此。例如,包含于控制部420的功能框的一部分还可以适当被分割或整合。例如,还可以将判定部423与驱动控制部430分体设置。
第1信号S1输入到基准值算出机构422a及差分算出机构423a。基准值算出机构422a从第1信号S1求出信号水准SL1,将该电压值作为基准值Vi_base(第1基准值)而输出到差分算出机构423a。差分算出机构423a算出第1信号S1的电压Vi与基准值Vi_base之差(电压VI)。即,算出VI=Vi-Vi_base。电压VI输入到判定部423。
同样,第2信号S2输入到基准值算出机构422b及差分算出机构423b。基准值算出机构422b从第2信号S2求出信号水准SL2,将该电压值作为基准值Vq_base(第2基准值)而输出到差分算出机构423b。差分算出机构423b算出第2信号S2的电压Vq与基准值Vq_base之差(电压VQ)。即,算出VQ=Vq-Vq_base。电压VQ输入到判定部423。
并且,例如多普勒传感器410每1~3ms(毫秒)左右进行测定及探测信号输出,第1信号S1及第2信号S2例如每1~3ms左右输入到控制部420。与此相伴,电压VI及电压VQ例如每1~3ms左右输入到判定部423。
图5(a)及图5(b)是说明实施方式所涉及的判定部处理的曲线图。
图5(a)表示电压VI及电压VQ相对于距离L的变化。即,图5(a)中,从图4(b)所示的压Vi及Vq中去除了偏移。
平方和解析机构424算出电压VI与电压VQ的平方和。即,平方和解析机构424进行如下计算。
VE 2=VI 2+VQ 2=|Vi-Vi_base|2+|Vq-Vq_base|2 (1)
如图5(a)所示,电压VE表示电压VI及电压VQ的振幅。图5(a)中,电压VE的波形呈连接电压VI(或电压VQ)波形的极大值的曲线状。图5(b)表示在XY直交坐标系中将电压VI值作为X坐标、将电压VQ值作为Y坐标的点P。在用极坐标系表示点P时的矢径相当于电压VE。
如上所述,电压VI及电压VQ的振幅(电压VE)依赖于距离L。从而,通过算出电压VE,从而能够算出探测对象与多普勒传感器410之间的距离L。
当探测对象静止不动时,例如当距离L=La(常数)时,从多普勒传感器410的探测信号只能得出距离L=La时的电压VI及电压VQ。即,当探测对象处于停止状态时,测定不到如图5(a)所示的电压VI的波形及电压VQ的波形。因此,无法从如图5(a)的极大值算出振幅(电压VE)。当探测对象静止不动时,通过该方法难以判定出离探测对象的距离及探测对象的有无。
与此相对,在实施方式中,如图5(b)所示,根据第1信号S1与基准值之差的平方及第2信号S2与基准值之差的平方之和来算出电压VE。因此,即使探测对象静止不动,也能够高精度地判定出探测对象的有无,或者算出离探测对象的距离。例如,在冲厕装置中,能够高精度地判定出使用者是否在洗手间内,及使用者是否在就座中。
图6(a)及图6(b)是表示利用多普勒传感器算出离探测对象的距离的参考例的方法的曲线图。
图6(a)表示在图5(a)所示的电压VI及电压VQ进行全波整流的信号|VI|及|VQ|。图6(b)表示|VI|与|VQ|的合成信号VS。合成信号VS是在某一距离L处具有|VI|及|VQ|当中的任意一个更大一方的值的信号。
从图6(b)可知,合成信号VS近似于电压VE。因此,在已测定出探测对象移动时的电压VI及电压VQ的波形时,能够通过算出合成信号VS来推定距离L。在该方法中,通过利用相位不同的多个输出,能够提高检测精度。
但是,例如在图6(b)所示的距离L=Lb处,电压VE与合成信号VS之差变得比较大。即,被推定的离探测对象的距离误差变得比较大。当使用相位互不相同90°的2个信号时,电压VE与合成信号VS的最大相差有时会成为电压VE的29%左右。
与此相对,实施方式中,能够从VI 2+VQ 2算出VE。因此,不会产生如上所述的误差。从而,与参考例的方法相比,能够进一步提高精度。并且,当第1信号S1与第2信号S2的相位差为90°时,虽然VI 2+VQ 2=VE 2,但是相位差从90°发生偏离时,VI 2+VQ 2相对于VE 2的误差变大。当相位差为60°以上、120°以下时,能够使电压VE的算出误差为29%左右以下。优选相位差尽可能接近90°。
相位解析机构425算出多普勒传感器410的探测信号的相位θ。例如,相位θ是图5(b)所示的点P的极坐标的偏角。相位解析机构425根据式(2)~(6)算出相位θ。
θ’=tan-1(|Vq-Vq_base|/|Vi-Vi_base|) (2)
θ=θ’(点P位于第1象限时) (3)
θ=π-θ’(点P位于第2象限时) (4)
θ=π+θ’(点P位于第3象限时) (5)
θ=2π-θ’(点P位于第4象限时) (6)
相位θ伴随从多普勒传感器410到探测对象的距离L的变化而发生变化。能够通过探测相位θ的变化来探测出探测对象的移动。另外,能够从相位θ的变化量算出距离L的变化量(即探测对象的移动距离)。
还可以从图5(a)所示的电压VI的波形(或电压VQ的波形)算出距离L的变化量。当将多普勒传感器410发射的电波的波长为λ时,在图5(a)所示的电压VI的波形中,每1个波的长度为λ/2。即,使波具有某一极大值的距离L与具有与其相邻的极大值的距离L的差为λ/2。例如,当多普勒传感器410发射的电波的频率为24GHz左右时,λ/2为6.2mm左右。从而,能够通过计算波数来算出探测对象的移动距离。另外,例如上述的相位θ发生360°变化相当于距离L发生λ/2变化。
在图5(a)所示的电压VI的波形中,计算波数的方法有计算极大值数量或计算极小值数量的方法(峰值探测)、计算电压VI为零的次数的方法(零交探测)。但是,在峰值探测或零交探测中,由于探测对象的移动距离例如作为λ/2的倍数而算出,因此当探测对象的移动距离小于λ/2时,难以以较高精度把握探测对象的移动。
与此相对,实施方式中,根据第1信号S1及第2信号S2算出相位θ。即使探测对象静止不动,在每次取得第1信号S1及第2信号S2时也可以算出相位θ。即使在距离L变化小于λ/2时,即相位θ变化量小于360°时,也可以算出相位θ的变化量。由于即使在距离L变化微小时也可以算出相位θ的变化量,因此能够以较高精度把握探测对象的移动。
频率解析机构426算出多普勒传感器410的探测信号的频率f。频率f相当于相位解析机构425算出的相位θ的单位时间变化量。即,频率解析机构426通过式(7)及式(8)算出频率f。
f=Δθ/(2π×Δt) (7)
Δθ=θ(n)-θ(n-1) (8)
在此,θ(n)是从第n次的探测信号算出的相位θ。θ(n-1)是从第n-1次的探测信号算出的相位θ。Δt是取得第n次的探测信号的时刻与取得第n-1次探测信号的时刻的间隔。Δt是例如1~3ms左右。并且,还可以通过式(7)及式(8)多次算出频率f并对这些值进行平均。
由于Δθ(相位θ的变化量)表示探测对象的移动距离,因此频率f表示探测对象的移动速度。即使在距离L变化微小时,也与相位θ同样,能够算出频率f。从而,能够以较高精度把握探测对象的移动。并且,例如将探测对象接近多普勒传感器410时的Δθ作为正值,将探测对象离开多普勒传感器410时的Δθ作为负值。
另外,接近离开量算出机构427算出规定期间内的Δθ的积分值Sθ。如上所述,由于Δθ表示距离L的变化量,因此能够根据积分值Sθ算出规定期间内的探测对象的移动距离。即,积分值Sθ是表示探测对象接近多普勒传感器410的距离(接近量)或探测对象离开多普勒传感器410的距离(离开量)的移动量。并且,后述关于规定期间的例子。
判定机构428用以上的电压VE、频率f及相位θ来判定出探测对象的有无、状态。例如,判定使用者的入退室、就座及离座。后述各判定中的判定条件。
将判定机构428的判定结果输入到驱动控制部430。驱动控制部430根据关于输入的判定结果的信号、来自操作部500的信号而向被控制部401输出控制信号。
图7(a)~图7(c)是说明当使用者进行就座动作及离座动作时的控制部处理的曲线图。
图7(a)表示从多普勒传感器410输出的Ich信号及Qch信号。图7(b)表示从图7(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的电压VE。在期间P8中,使用者进行就座于便座200的动作。在期间P9中,使用者就座于便座200。在期间P10中,使用者进行从便座200离座的动作。如图7(b)所示,当使用者进行就座动作时,由于使用者与多普勒传感器410之间的距离变短,因此电压VE变高。之后,在使用者的就座中,电压VE维持较高值。当使用者进行离座动作时,由于使用者与多普勒传感器410之间的距离变长,因此电压VE变低。
例如,当电压VE值大于规定的阈值Vth1(>0)时,控制部420的判定机构428判定为使用者位于洗手间内(探测到人体)。当电压VE值小于阈值Vth 1时,判定机构428判定为使用者未在洗手间内(未探测到人体)。能够根据探测到人体及未探测到人体来判定出使用者进入洗手间及退出洗手间的情况(入室判定、退出判定)。
例如,当电压VE值大于规定的阈值Vth2(>Vth1)时,判定机构428判定为使用者处于就座中(探测到就座)。当电压VE值小于阈值Vth2时,判定机构428判定为使用者未就座(未探测到就座)。能够根据探测到就座及未探测到就座来判定出使用者从便座200站起及就座于便座200的情况(离座判定、就座判定)。
图7(c)表示从图7(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的频率f。在图7(c)中,将使用者接近多普勒传感器410时的频率f作为正值,将使用者离开多普勒传感器410时的频率作为负值。并且,在本申请说明书中未特别说明时,频率f是从式(7)算出的值的绝对值。
如图7(c)所示,当使用者进行就座动作时,由于使用者接近多普勒传感器410,因此频率f为正值。在就座中,由于使用者与多普勒传感器410之间的距离变化较小,因此频率f大致为零。之后,当使用者进行离座动作时,由于使用者离开多普勒传感器410,因此频率f为负值。
不仅将电压VE而且还可以将频率f用于判定中。例如,如期间P10,当电压VE较低且频率f(的绝对值)较大时,判定机构428能够判定为使用者进行了离座动作。这样,通过将频率f也用于判定中,从而能够提高判定精度。
图8(a)~图8(c)是说明当使用者进行便器扫除时的控制部处理的曲线图。
图8(a)表示从多普勒传感器410输出的Ich信号及Qch信号。图8(b)表示从图8(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的电压VE。图8(c)表示从图8(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的频率f。在期间P11中,使用者站立于便器800的侧方。在期间P12中,使用者弯曲身体对便器800进行扫除。在期间P13中,使用者再次站起来站立于便器800的侧方。
如上所述,在该例子中多普勒传感器410朝着前方发射电波。因此,在期间P11中,当使用者站立于便器800的侧方时,使用者并不反射电波。从而,如图8(b)所示,在期间P11中,电压VE较低。当在期间P12中使用者为了扫除而弯曲身体时,由于从多普勒传感器410发射的电波被使用者反射,因此电压VE变高。之后,当在期间P13中使用者站起时,电压VE再次变低。此时,如图8(c)所示,在期间P13中,对应于使用者的站起动作而频率f(的绝对值)变高。
在图8(a)~图8(c)所示的例子中,例如在期间P13中,当频率f较高且电压VE较低时,判定机构428能够判定为使用者并未就座。
图9(a)~图9(d)是说明当使用者进行就座动作及离座动作时的控制部处理的曲线图。
图9(a)表示从多普勒传感器410输出的Ich信号及Qch信号。图9(b)表示从图9(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的电压VE。图9(c)表示从图9(a)所示的Ich信号及Qch信号算出的频率f。图9(d)是图9(a)所示的范围R1的放大曲线图。
在期间P14中,使用者进行就座于便座200的动作。在期间P15中,使用者处于便座200的就座中。在该例子中,就座中的使用者并不静止不动而是进行挠背等的动作。即,在期间P15中,使用者大致连续地活动手。在期间P16中,使用者进行从便座200离座的动作。
在期间P14中的电压VE变化、在期间P16中的电压VE变化分别与图7(b)的在期间P8中的电压VE变化、在期间P10中的电压VE变化相同。
同样,在期间P14中的频率f变化、在期间P16中的频率f变化分别与图7(b)的在期间P8中的频率f变化、在期间P10中的频率f变化相同。
在期间P15中,由于使用者处于就座中,因此使用者与多普勒传感器410之间的距离较短。因此,如图9(b)所示,电压VE变高。此时,由于使用者大致连续地活动手,因此在从多普勒传感器410输出的探测信号中包含对应于活动手的成分。例如,如图9(d)所放大表示的曲线图那样,多普勒传感器410的输出信号中包含对应于手活动的高频成分。但是,如图9(c)所示,在频率f中对应于使用者的手活动的成分较小,例如为实际上可忽略的程度的大小。因此,在期间P15中频率f大致为零。
这样,起因于就座、离座等的躯体活动的频率f变化较大,起因于手活动等的微小动作的频率f变化较小。对此,参照图10进行说明。
图10是实施方式所涉及的控制部进行解析的信号的示意图。
图10对应于关于图5(b)进行说明的极坐标系。当多普勒传感器410未探测到使用者时,电压VE例如大致为零。此时,如图10的点A那样,矢径为电压VE的点位于基准点(例如原点)。当多普勒传感器410探测到使用者时,矢径为电压VE的点为例如图10的点B。即,在极坐标系中,点B的位置矢量的大小与电压VE值相等。当多普勒传感器410探测到使用者的活动(接近或离开)时,相位θ发生变化。即,点B围绕基准点进行旋转。
如上所述,电压VE(从第1信号S1与第2信号S2求出的振幅)被多普勒传感器410接收的反射波的强度所决定。例如,能够将电压VE分成:起因于来自使用者躯体的反射波的成分;及起因于来自使用者手的反射波的成分。即,能够将点B的位置矢量分解为矢量V1(伴随躯体接近的信号矢量)与矢量V2(伴随手活动的信号矢量)。
一般来将,使用者的躯体大于使用者的手。因此,来自使用者躯体的反射波的强度高于来自使用者手的反射波的强度。从而,矢量V1的大小大于矢量V2的大小。由于当使用者活动躯体时矢量V1进行旋转,因此例如图10所示的范围R2那样,表示点B位置的相位θ以基准点为中心在360°范围内发生变化。另一方面,在使用者的躯体静止不动的状态下,当使用者活动手时,矢量V1并不发生变化而是矢量V2发生变化。此时,例如图10所示的范围R3那样,表示点B位置的相位θ以基准点为中心发生变化。
这样,由于矢量V2小于矢量V1,因此伴随使用者的手活动的相位θ的变化范围R3较窄。如以上说明,相位θ的变化反映电波反射量较大的物体(躯体等)的活动,电波反射量较小的物体(手等)的活动产生的影响较小。手活动对相位θ的影响是例如可忽略的程度。由此,例如能够以较高精度判别使用者的就座中的微小动作、离座动作。
接下来,参照图11(a)~图13(b)对第1信号S1的基准值及第2信号S2的基准值的算出进行说明。
图11(a)~图11(c)是表示本实施方式所涉及的冲厕装置的剖视图。图11(a)~图11(c)所示的范围R4表示从多普勒传感器410发射电波的方向。
图11(a)表示关闭便盖300及便座200的状态。在该状态中,从多普勒传感器410发射的电波的一部分被便盖300及便座200反射。图11(b)表示打开便盖300且关闭便座200的状态。在该状态下,从多普勒传感器410发射的电波的一部分并未被便盖300反射,而是被便座200反射。图11(c)是打开便盖300及便座200的状态。在该状态下,从多普勒传感器410发射的电波的一部分并未被便盖300及便座反射。
如上所述,第1信号S1的信号水准SL1及第2信号S2的信号水准SL2因多普勒传感器410周围的环境而分别发生变化。因此,图11(a)~图11(c)所示的各状态的信号水准SL1有时会互不相同。另外,图11(a)~图11(c)所示的各状态的信号水准SL2有时会互不相同。同样,信号水准SL1及信号水准SL2有时也会因温度而发生变化。
图12(a)及图12(b)是例示第1信号及第2信号的示意图。在图12(a)及图12(b)所示的例子中,在打开便盖300之前的状态下,通过基准值Vi_base与基准值Vq_base,电压VI的振动中心与电压VQ的振动中心对齐。之后,由于便盖300被打开而多普勒传感器410的周围环境发生变化,因此信号水准SL1及信号水准SL2发生变化。在该例子中,在打开便盖300之后,信号水准SL1与信号水准SL2不同。即,因便盖300被打开而处于信号水准错开的状态。
当不更新在差分算出机构423a中作为信号水准SL1而使用的基准值Vi_base及在差分算出机构423b中作为信号水准SL2而使用的基准值Vq_base时,如图12(a)所示,信号水准保持错开的状态。之后,当使用者就座时,如果信号水准还在错开,则在电压VE、相位θ等的算出上产生误差。
对此,实施方式中,如图12(b)所示,在便盖300打开之后,基准值算出机构422a更新基准值Vi_base,基准值算出机构422b更新基准值Vq_base。因而,当使用者就座时,信号水准被对齐。从而,能够抑制在电压VE、相位θ等的算出上产生误差。
图13(a)及图13(b)是例示实施方式所涉及的基准值算出机构处理的曲线图。
在图13(a)所示的例子中,基准值算出机构422a根据第1信号S1而变更基准值Vi_base及停止变更基准值Vi_base。具体而言,当第1信号S1在规定时间内的变化小于规定的阈值Vth5时,基准值算出机构422a更新基准值Vi_base。即,基准值Vi_base在多普勒传感器410未探测到使用者时被更新。之后,当第1信号S1在规定时间内的变化为阈值Vth5以上时,基准值算出机构422a并未更新基准值Vi_base。即,基准值Vi_base在多普勒传感器未检测到使用者入室时并未被更新。
同样,基准值算出机构422b根据第2信号S2而变更基准值Vq_base及停止变更基准值Vq_base。具体而言,当第2信号S2在规定时间内的变化小于规定的阈值Vth6时,基准值算出机构422b更新基准值Vq_base。即,基准值Vq_base在多普勒传感器410未探测到使用者时被更新。之后,当第2信号S2在规定时间内的变化为阈值Vth6以上时,基准值算出机构422b并未更新基准值Vq_base。即,基准值Vq_base在多普勒传感器410检测到使用者入室时并未被更新。
这样,通过在多普勒传感器410未检测到使用者时更新基准值,从而能够应对环境变化。即使例如因温度等而信号水准发生变化,也能够抑制电压VE、相位差θ等发生误差。从而,能够提高判定精度。另一方面,通过在探测到使用者时并未变更基准值,从而将基准值正确地设定为使用者不在时的第1信号S1及第2信号S2的信号水准,因此能够高精度地判定出探测对象的有无。
基准值Vi_base及基准值Vq_base还可以是根据器具的每个状态而预先确定的值。例如,在图13(b)所示的例子中,基准值Vi_base及基准值Vq_base根据便盖300的每个状态而预先被确定。
具体而言,控制部420存储在便盖300打开的状态下的基准值Vi_base,及在便盖300关闭的状态下的基准值Vi_base。之后,根据便盖300的各状态,基准值算出机构422a输出存储的基准值Vi_base当中的任意一个。
同样,控制部420存储在便盖300打开的状态下的基准值Vq_base,及在便盖300关闭的状态下的基准值Vq_base。之后,根据便盖300的各状态,基准值算出机构422b输出存储的基准值Vq_base当中的任意一个。
这样,通过对应于器具(在该例子中是便盖300)的每个状态而设定基准值,从而能够应对器具的状态变化。即使因器具的状态而信号水准发生变化,也能够抑制电压VE、相位差θ等发生误差。从而,能够提高判定精度。
另外,基准值算出机构422a还可以根据在器具动作之后的第1信号S1而更新基准值Vi_base。具体而言,在便盖300打开之后,如果处于便盖300停止活动的状态,则基准值算出机构422a从该状态的第1信号S1算出基准值Vi_base。在基准值Vi_base的算出中例如可使用规定时间内的移动平均值。
同样,基准值算出机构422b还可以根据在器具动作之后的第2信号S2而更新基准值Vq_base。具体而言,在便盖300打开之后,如果处于便盖300停止活动的状态,则基准值算出机构422b从该状态的第2信号S2算出基准值Vq_base。在基准值Vq_base的算出中例如可使用规定时间内的移动平均值。
由此,可使用对应于各状态的基准值来算出电压VE、相位差θ等。从而,能够应对器具的状态变化、环境变化(每个洗手间的墙壁等的结构变化及温度变化)。能够抑制电压VE、相位差θ等发生误差,能够提高判定精度。
以下,对实施方式所涉及的卫生设备的动作的具体例进行说明。
图14(a)~图14(e)是例示实施方式所涉及的卫生设备的动作的时间图。在该例子中卫生设备是具有西式坐便器的冲厕装置。
图14(a)表示伴随探测对象(使用者)动作的电压VE的平方(VE 2)的变化。图14(b)表示伴随使用者动作的频率f变化。图14(c)表示伴随使用者动作的Δθ的积分值Sθ变化。另外,图14(d)及图14(e)表示判定部423的判定结果(探测结果)。图14(d)表示使用者是否进入洗手间的判定结果,图14(e)表示使用者是否就座于便座的判定结果。
在时刻t2,使用者开始进入洗手间。这样,伴随使用者接近多普勒传感器410而VE 2变大。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者接近多普勒传感器410的距离而变大。
在如时刻t2~t3那样频率f高于规定的阈值fth1的期间及如时刻t3~t4那样从频率f小于阈值fth1的时刻开始在规定的时间ta以内的期间中,如果VE 2大于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为存在探测对象。即,判定机构428判定为使用者已入室。当VE 2大于阈值Vth1且积分值Sθ大于规定的阈值Sθth1时,判定机构428判定为使用者已入室。
在时刻t6使用者结束入室。此时,由于使用者的移动速度较低,因此频率f为规定的阈值fth3以下。另外,当频率f为阈值fth3以下时,接近离开量算出机构427并不对Δθ进行积分。
例如,当通过VE 2及积分值Sθ而知道使用者接近冲厕装置时,控制部420向便盖开闭单元442发送控制信号。由此,在时刻t11便盖300开始打开。之后,在时刻t12便盖300结束打开,便盖300停止动作。如上所述,当便盖300停止动作时,基准值算出机构422a及422b更新基准值Vi_base及Vq_base。
当便盖300停止动作时,积分值Sθ被重置。例如,在时刻t12接近离开量算出机构427将积分值Sθ作为零。即,通过式(9)算出积分值Sθ。
数1
m:器具动作结束时刻
m~nf>fth3
并且,k=m~n表示进行积分的时间范围。如上所述,由于当便盖300动作停止时积分值Sθ被重置,因此m对应于器具(便盖300)动作结束时刻。即,积分值Sθ是在器具进行动作之后的Δθ的积分值。这样,通过在器具进行动作之后重置积分值Sθ,从而能够忽略因器具进行动作而发生的积分值Sθ变化。由此,能够正确识别探测对象(使用者)的活动。
另外,积分值Sθ是在频率f高于阈值fth3的期间中的Δθ的积分值。例如,当频率f高于阈值fth3时,能够明确判断出探测对象进行了活动。通过仅在这种情况下进行积分,从而能够抑制因探测对象的明显活动以外的活动而发生的积分值Sθ变化。由此,能够正确识别探测对象的活动。
在时刻t21,使用者开始就座于便座200。这样,伴随使用者接近多普勒传感器410而VE 2变大。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者接近多普勒传感器410的距离而变大。
在如时刻t23~t24那样频率f高于规定的阈值fth2的期间及如时刻t24~t25那样从频率f小于阈值fth2的时刻开始在规定的时间tb以内的期间中,如果VE 2大于规定的阈值Vth2,则判定机构428判定为使用者已就座。另外,当VE 2大于阈值Vth2且积分值Sθ大于规定的阈值Sθth2时,判定机构428判定为使用者已就座。
例如像从时刻t31到时刻t46那样,在判定为使用者就座中的期间中,当频率f为阈值fth3以下时,并不对Δθ进行积分。
在时刻t41,使用者开始从便座200站起。这样,伴随使用者离开普勒传感器410而VE 2变小。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者离多普勒传感器410的距离而变小。
在如时刻t43~t44那样频率f高于规定的阈值fth2的期间及如时刻t44~t45那样从频率f小于阈值fth2的时刻开始在规定的时间tb以内的期间中,如果VE 2小于规定的阈值Vth3,则判定机构428判定为使用者已离座。另外,当VE 2小于阈值Vth3且积分值Sθ小于阈值Sθth2时,判定机构428判定为使用者已离座。
之后,在时刻t51,使用者开始退出。这样,伴随使用者离开多普勒传感器410而VE 2变小。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者离多普勒传感器410的距离而变小。
在如时刻t53那样从频率f高于规定的阈值fth1的时刻开始在规定的时间tc以内的期间中,如果VE 2小于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为使用者已退出。另外,当VE 2小于阈值Vth1且积分值Sθ小于阈值-Sθth1时,判定机构428判定为使用者已退出。
例如,当判定为使用者已退出时,控制部420向便盖开闭单元442发送控制信号。由此,在时刻t61便盖300开始关闭。之后,在时刻t62便盖300结束关闭且便盖300停止动作。这样,基准值算出机构422a及422b更新基准值Vi_base及Vq_base,积分值Sθ被重置。
如以上说明,判定机构428不仅将电压VE而且还可以将频率f及积分值Sθ(相位θ)用于入室判定、退出判定、就座判定及离座判定中。根据使用者相对于多普勒传感器410的姿势,即使在使用者的入室中及就座中,有时电压VE也会以较低的概率降低。于是,不仅将电压VE而且还将频率f及积分值Sθ用于判定中。由此,在探测对象的动作之后等,可以限定期间而进行判定,或者将探测对象的移动距离(接近量及离开量)用于判定中,能够防止误探测。
图15(a)~图15(d)是例示实施方式所涉及的卫生设备的动作的时间图。该例子是在具有西式坐便器的冲厕装置中使用者小便的情况。
图15(a)表示伴随探测对象(使用者)动作的电压VE的平方(VE 2)的变化。图15(b)表示伴随使用者动作的频率f变化。图15(c)表示伴随使用者动作的Δθ的积分值Sθ变化。另外,图15(d)表示使用者是否进入洗手间的判定结果。
在时刻t102使用者开始进入洗手间。这样,伴随使用者接近多普勒传感器410而VE 2变大。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者接近多普勒传感器410的距离而变大。
在如时刻t102~t103那样频率f高于规定的阈值fth1的期间及像时刻t103~t104那样从频率f小于阈值fth1的时刻开始在规定的时间ta以内的期间中,如果VE 2大于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为使用者已入室。另外,当VE 2大于阈值Vth1且积分值Sθ大于规定的阈值Sθth1时,判定机构428判定为使用者已入室。
在时刻t106使用者结束入室。此时,由于使用者的移动速度较低,因此频率f为规定的阈值fth3以下。另外,当频率f为阈值fth3以下时,接近离开量算出机构427并不对Δθ进行积分。
例如,当通过VE 2及积分值Sθ而知道使用者接近冲厕装置时,控制部420向便盖开闭单元442发送控制信号。由此,在时刻t111便盖300开始打开。之后,在时刻t112便盖300结束打开,便盖300停止动作。如上所述,当便盖300停止动作时,基准值算出机构422a及422b更新基准值Vi_base及Vq_base。另外,当便盖300停止动作时,积分值Sθ被重置。
在时刻t121,使用者对操作部500进行操作。由此从控制部420向便座开闭单元441发送控制信号,便座200开始打开。之后,在时刻t122便座200结束打开,便座200停止动作。当便座200停止动作时,基准值算出机构422a及422b再次更新基准值Vi_base及Vq_base。另外,当便座200停止动作时,积分值Sθ被重置。
之后,使用者在保持站立的状态下小便。此时,由于使用者的躯体相对于多普勒传感器410不会较大地活动,因此频率f为例如阈值fth3以下。即使在使用者小便期间,当频率f为阈值fth3以下时,也不会对Δθ进行积分。
之后,使用者开始退出。伴随使用者离开多普勒传感器410而VE 2变小。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者离多普勒传感器410的距离而变小。
在如时刻t132那样从频率f高于规定的阈值fth1的时刻开始在规定的时间tc以内的期间中,如果VE 2小于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为使用者已退出。另外,当VE 2小于阈值Vth1且积分值Sθ小于阈值-Sθth1时,判定机构428判定为使用者已退出。
例如,当判定为使用者已退出时,控制部420向便座开闭单元441及便盖开闭单元442发送控制信号。由此,便座200及便盖300开始关闭。之后,便座200及便盖300结束关闭且停止动作。这样,基准值算出机构422a及422b更新基准值Vi_base及Vq_base,积分值Sθ被重置。
图16(a)~图16(e)是例示实施方式所涉及的卫生设备的动作的时间图。在该例子中的卫生设备是具有小便器的冲厕装置。
图16(a)表示伴随探测对象(使用者)动作的电压VE的平方(VE 2)的变化。图16(b)表示伴随使用者动作的频率f变化。图16(c)表示伴随使用者动作的Δθ的积分值Sθ变化。另外,图16(d)表示人体探测的结果(是否存在探测对象的判定结果)。即,在该例子中,通过多普勒传感器410判定使用者是否接近小便器。
在时刻t202使用者接近小便器。这样,伴随使用者接近多普勒传感器410而VE 2变大。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者接近多普勒传感器410的距离而变大。
在如时刻t202~t203那样频率f高于规定的阈值fth1的期间及像时刻t203~t204那样从频率f小于阈值fth1的时刻开始在规定的时间ta以内的期间中,如果VE 2大于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为使用者已接近小便器。另外,当VE 2大于阈值Vth1且积分值Sθ大于规定的阈值Sθth1时,判定机构428判定为使用者已接近小便器。
在时刻t206使用者结束入室。此时,由于使用者的移动速度较低,因此频率f为规定的阈值fth3以下。
之后,使用者小便。此时,使用者的躯体相对于多普勒传感器410不会较大地活动。因此,即使使用者活动胳膊等,频率f也会成为例如阈值fth3以下。当频率f为阈值fth3以下时,接近离开量算出机构427并不对Δθ进行积分。
之后,使用者开始离开小便器。伴随使用者离开多普勒传感器410而VE 2变小。此时,频率f对应于使用者的移动速度而变高。另外,积分值Sθ对应于使用者离多普勒传感器410的距离而变小。
在如时刻t213那样从频率f高于规定的阈值fth1的时刻开始在规定的时间tc以内的期间中,如果VE 2小于规定的阈值Vth1,则判定机构428判定为使用者已离开小便器。另外,当VE 2小于阈值Vth1且积分值Sθ小于阈值Sθth1时,判定机构428判定为使用者已离开小便器。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明并不局限在上述的内容。关于前述的实施方式,本领域技术人员追加适当设计变更的发明,只要具备本发明的特征,则也包含在本发明的范围内。例如,多普勒传感器410、控制部420、被控制部401等所具备的各要素的形状、尺寸、材质、配置等及多普勒传感器410的设置方式等并不局限于例示的内容,而是可以进行适当变更。
另外,前述的各实施方式所具备的各要素,只要技术上可行,则可进行组合,只要包含本发明的特征,则对这些进行组合的发明也包含在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种卫生设备,具备:电波传感器,通过发射电波的反射波来取得关于探测对象的信息;
及控制部,根据包含从所述电波传感器输出的第1信号、第2信号的探测信号而对器具动作进行控制,其特征为,
所述第2信号的相位与所述第1信号的相位之差为60°以上、120°以下,所述控制部根据所述第1信号值与第1基准值之差的平方及所述第2信号值与第2基准值之差的平方之和来判定出所述探测对象的有无。
2.根据权利要求1所述的卫生设备,其特征为,
所述控制部根据所述第1信号而变更所述第1基准值及停止变更所述第1基准值,
根据所述第2信号而变更所述第2基准值及停止变更所述第2基准值。
3.根据权利要求1所述的卫生设备,其特征为,所述控制部将所述第1基准值及所述第2基准值分别设定为根据所述器具的每个状态而预先确定的值。
4.根据权利要求1或2所述的卫生设备,其特征为,所述控制部根据所述器具进行动作之后的所述第1信号变更所述第1基准值,根据所述器具进行动作之后的所述第2信号变更所述第2基准值。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的卫生设备,其特征为,所述控制部算出所述探测信号的频率,在所述频率高于规定的阈值时及在之后的规定时间内,判定出所述探测对象的有无。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的卫生设备,其特征为,所述控制部根据所述第1信号及所述第2信号而算出表示所述探测对象接近所述电波传感器的距离或所述探测对象离所述电波传感器的距离的移动量,在所述探测对象的有无判定中利用所述移动量。
7.根据权利要求5或6所述的卫生设备,其特征为,所述控制部根据所述第1信号及所述第2信号算出所述探测信号的相位。
8.根据权利要求7所述的卫生设备,其特征为,所述控制部根据所述探测信号的所述相位的变化量的积分值来判定出所述探测对象的有无。
9.根据权利要求8所述的卫生设备,其特征为,所述积分值是在所述器具进行动作之后的所述变化量的积分值。
10.根据权利要求8所述的卫生设备,其特征为,所述积分值是在关于所述探测信号的频率高于规定阈值期间中的所述变化量的积分值。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016-057656 | 2016-03-22 | ||
JP2016057656A JP6862666B2 (ja) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | 衛生機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107237381A true CN107237381A (zh) | 2017-10-10 |
CN107237381B CN107237381B (zh) | 2021-03-02 |
Family
ID=59896935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710168969.3A Active CN107237381B (zh) | 2016-03-22 | 2017-03-21 | 卫生设备 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10605906B2 (zh) |
JP (1) | JP6862666B2 (zh) |
CN (1) | CN107237381B (zh) |
TW (1) | TWI634254B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112796394A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 上海科勒电子科技有限公司 | 微波感应器及智能马桶 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9032565B2 (en) | 2009-12-16 | 2015-05-19 | Kohler Co. | Touchless faucet assembly and method of operation |
JP2017143913A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | Toto株式会社 | 便座装置、及び、それを備えたトイレ装置 |
JP7004957B2 (ja) * | 2018-03-26 | 2022-01-21 | Toto株式会社 | 小便器装置 |
CN109044175A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-21 | 厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司 | 一种盖板的微波感应控制系统及控制方法 |
US11709245B2 (en) * | 2019-04-29 | 2023-07-25 | Adnoviv Inc. | System and methods for radar-based detection of people in a room |
JP7380147B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2023-11-15 | Toto株式会社 | 衛生洗浄装置 |
USD999349S1 (en) * | 2020-08-25 | 2023-09-19 | Toto Ltd. | Toilet |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63158485A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Toshiba Corp | 位相検出装置 |
JP2003114273A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Yamatake Corp | 電波センサ |
US20040196177A1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-10-07 | Radatec, Inc. | Method and system for calibration of a phase-based sensing system |
US20050114992A1 (en) * | 2001-08-30 | 2005-06-02 | Kentaro Todoroki | Stool flushing device |
CN101042435A (zh) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | 欧姆龙株式会社 | 电波探测装置以及方法 |
US20150154849A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Control device, and control system |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08285939A (ja) * | 1995-04-19 | 1996-11-01 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
US6206340B1 (en) * | 1997-07-18 | 2001-03-27 | Kohler Company | Radar devices for low power applications and bathroom fixtures |
TW595628U (en) * | 2001-03-12 | 2004-06-21 | Aquis Sanitaer Ag | Toilet with a sensor unit |
JP2004293103A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Toto Ltd | 小便器装置 |
JP4482301B2 (ja) * | 2003-09-11 | 2010-06-16 | 株式会社Inax | トイレ設備 |
JP4277313B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2009-06-10 | Toto株式会社 | 便器洗浄装置 |
TWI458271B (zh) * | 2010-05-17 | 2014-10-21 | Ind Tech Res Inst | 無線感測裝置與方法 |
US8970391B2 (en) * | 2010-12-15 | 2015-03-03 | Edo Vincent Hoekstra | Toilet management systems, methods, and techniques |
JP5377689B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-12-25 | 斎藤 光正 | 定在波レーダー内蔵型led照明器具 |
JP6127602B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2017-05-17 | 沖電気工業株式会社 | 状態認識装置、状態認識方法及びコンピュータプログラム |
JP6318774B2 (ja) * | 2014-03-28 | 2018-05-09 | トヨタ自動車株式会社 | 物体変位量検知信号処理装置 |
-
2016
- 2016-03-22 JP JP2016057656A patent/JP6862666B2/ja active Active
-
2017
- 2017-03-01 TW TW106106673A patent/TWI634254B/zh active
- 2017-03-16 US US15/460,350 patent/US10605906B2/en active Active
- 2017-03-21 CN CN201710168969.3A patent/CN107237381B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63158485A (ja) * | 1986-12-23 | 1988-07-01 | Toshiba Corp | 位相検出装置 |
US20050114992A1 (en) * | 2001-08-30 | 2005-06-02 | Kentaro Todoroki | Stool flushing device |
JP2003114273A (ja) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Yamatake Corp | 電波センサ |
US20040196177A1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-10-07 | Radatec, Inc. | Method and system for calibration of a phase-based sensing system |
CN101042435A (zh) * | 2006-03-23 | 2007-09-26 | 欧姆龙株式会社 | 电波探测装置以及方法 |
US20150154849A1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Control device, and control system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112796394A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 上海科勒电子科技有限公司 | 微波感应器及智能马桶 |
CN112796394B (zh) * | 2020-12-30 | 2022-08-16 | 上海科勒电子科技有限公司 | 微波感应器及智能马桶 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6862666B2 (ja) | 2021-04-21 |
TW201809413A (zh) | 2018-03-16 |
US10605906B2 (en) | 2020-03-31 |
CN107237381B (zh) | 2021-03-02 |
US20170276781A1 (en) | 2017-09-28 |
TWI634254B (zh) | 2018-09-01 |
JP2017173057A (ja) | 2017-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107237381A (zh) | 卫生设备 | |
US7196629B2 (en) | Radar-assisted sensing of the position and/or movement of the body or inside the body of living beings | |
KR101597850B1 (ko) | 조작자 식별 장치 | |
CN107076851A (zh) | 超声波式物体检测装置 | |
WO2006130488A3 (en) | Method and apparatus for in vivo sensing | |
JPS62133944A (ja) | 超音波エコ−グラフイ装置 | |
EP1273267A3 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus | |
JPH09501068A (ja) | 外部音響上の骨速度測定装置及び方法 | |
CN106164399A (zh) | 无钥匙进入装置 | |
CN105916447A (zh) | 用于评估受试者骨骼的超声装置和方法 | |
Da Cruz et al. | A theoretical investigation of the detection of vital signs in presence of car vibrations and radar-based passenger classification | |
FR2885225B1 (fr) | Detecteur sequentiel markovien | |
CN107268743A (zh) | 传感器装置、具备该传感器装置的冲厕装置 | |
CN107012931A (zh) | 冲厕装置 | |
JP2004085511A (ja) | 移動体の移動速度および位置推定方法およびシステムおよびナビゲーションシステム | |
CN107761879A (zh) | 冲厕装置 | |
WO1999067649A3 (en) | Acoustic transit time measuring system | |
André et al. | On the factor conditioning the Doppler spectral width determined from SuperDARN HF radars | |
CN109419531A (zh) | 对数据流进行分配、路由以及取消分配的方法和系统 | |
JP2010185812A (ja) | 人体検知装置及びそれを備えた小便器 | |
WO2020170504A1 (ja) | 便器装置 | |
CN107237382A (zh) | 用水设备 | |
JP2004138481A (ja) | 位置測定装置およびこれを用いたロボット | |
JP2013142221A (ja) | トイレ装置 | |
EP0950795A3 (en) | Tool for and method of geological formation evaluation testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |