JP2010236229A - Urinal flushing apparatus - Google Patents

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Kenji Matsumoto
松本  健志
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a urinal flushing apparatus which avoids malfunction due to radio wave interference with other urinals. <P>SOLUTION: The urinal flushing apparatus controlling a valve for supplying flushing water to the urinal includes a control unit for determining the movement of an object according to the output of a Doppler sensor to control the valve. The control unit has a urine-flow detecting means for extracting a predetermined frequency signal corresponding to urine flow included in the output of the Doppler sensor and determining the presence of urine flow when a signal level of the extracted frequency signal exceeds a threshold, and a human-body detecting means for detecting a signal level of a human body based on a Doppler signal included in the output of the Doppler sensor. When the signal level of the human body detected by the human-body detecting means exceeds a value corresponding to the proximity state of the distance between the human body and the urinal flushing device, the urine-flow detecting means changes to a proximity urine determination threshold of a signal level lower than a standard urine determination threshold for determining the presence of urine-flow on the signal level of the extracted frequency signal. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明の態様は、一般的に、小便器洗浄装置に関し、具体的には小便器の自動洗浄を行う小便器洗浄装置に関する。   Aspects of the present invention generally relate to a urinal cleaning device, and more particularly to a urinal cleaning device that performs automatic cleaning of a urinal.

マイクロ波センサを使用し、人体および尿流の検出を行う便器洗浄システムがある(特許文献1)。特許文献1に記載された便器洗浄システムによれば、ドップラー信号に含まれる人体の動き、尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、それらの信号を用いて検出処理を行い、その検出結果に応じて小便器に洗浄水を供給する。   There is a toilet cleaning system that detects a human body and urine flow using a microwave sensor (Patent Document 1). According to the toilet flushing system described in Patent Document 1, a predetermined frequency signal corresponding to human movement and urine flow included in the Doppler signal is extracted, and detection processing is performed using those signals, and the detection result Supply flush water to the urinal accordingly.

しかしながら、使用者が小便器に近接した状態で排尿を行う場合は、尿流が小便器に衝突するまでの軌道が短く、ドップラー信号が発生しにくい。通常は尿流の軌道が放物線になり、マイクロ波センサの電波放射方向に対し対抗する速度成分が尿流に含まれるためドップラー信号が発生しやすいが、小便器に近接した状態では尿流は直線に近い軌道になるため、尿流の放射角度によってはマイクロ波センサの電波放射方向に対し並行する速度成分が少なくドップラー信号が発生し難い。したがって、ドップラー信号に含まれる尿流に相当する周波数信号は小さくなり、十分な信号レベルを得ることができず検出が困難である。   However, when the user urinates in the vicinity of the urinal, the trajectory until the urine flow collides with the urinal is short, and a Doppler signal is not easily generated. Normally, the orbit of the urine flow becomes a parabola, and the Doppler signal is likely to occur because the velocity component that opposes the radio wave radiation direction of the microwave sensor is included in the urine flow, but the urine flow is a straight line in the state close to the urinal Therefore, depending on the radiation angle of the urine flow, there are few velocity components parallel to the radio wave radiation direction of the microwave sensor, and it is difficult to generate a Doppler signal. Therefore, the frequency signal corresponding to the urine flow included in the Doppler signal becomes small, and a sufficient signal level cannot be obtained, making it difficult to detect.

また、他の小便器に搭載されたマイクロ波センサから放射される電波との干渉により尿流に相当する周波数帯のドップラー信号が発生する(特許文献2)。電波干渉により発生する信号は、小便器に近接した状態の排尿によるドップラー信号よりも信号レベルが大きく、他の小便器との電波干渉による誤動作を避けるため、ドップラー信号の尿流検出の閾値は電波干渉により発生する信号レベルよりも高く設定しなければならない。そのため、小便器に近接した状態での排尿は検出することができず、小便器に洗浄水を供給できない場合があった。   Further, a Doppler signal in a frequency band corresponding to the urine flow is generated by interference with a radio wave radiated from a microwave sensor mounted on another urinal (Patent Document 2). The signal generated by radio wave interference has a higher signal level than the Doppler signal due to urination in the vicinity of the urinal, and the urine flow detection threshold of the Doppler signal is the radio wave to avoid malfunction due to radio wave interference with other urinals. It must be set higher than the signal level generated by the interference. For this reason, urination in the state of being close to the urinal cannot be detected, and there are cases in which cleaning water cannot be supplied to the urinal.

特開2005−330672号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-330672 特開2007−247158号公報JP 2007-247158 A

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、他の小便器との電波干渉による誤動作を回避し、なおかつ小便器に近接した状態での排尿を検知し確実に洗浄水を供給することができる小便器洗浄装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made on the basis of recognition of such problems, avoids malfunction due to radio wave interference with other urinals, and detects urination in a state close to the urinals and reliably supplies washing water. An object of the present invention is to provide a urinal washing device that can be used.

請求項1記載の発明は、小便器へ洗浄水を給水するバルブを制御し対象物検知手段を備え連立して取付けられる小便器洗浄装置であって、前記対象物検知手段は、前記小便器洗浄装置の使用を判定するために対象物に電波を送信する送信手段及びその反射波を受信してドップラー信号を生成する受信手段を備えるドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力に応じて対象物の動きを判定して前記バルブを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、抽出した周波数信号レベルが閾値を超えると尿流有と判定する尿流検出手段と、前記ドップラーセンサ出力に含まれるドップラー信号に基づいて人体の信号レベルを検出する人体検出手段とを有するとともに、前記人体検出手段により検出する人体の信号レベルが前記人体と前記小便器洗浄装置との距離が近接に相当する値を超えた場合に、前記尿流検出手段は抽出した周波数信号レベルに関する尿流有と判断する標準尿判定閾値より低い周波数信号レベルの近接尿判定閾値へ変更することを特徴とする小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体の信号レベルにより小便器使用者の立ち位置を想定し、立ち位置に応じた適切な尿判定閾値を設定できる。したがって、立ち位置が小便器から遠い場合は電波干渉を避けるため標準尿判定閾値に設定し、立ち位置が小便器に近接している場合は人体により他の小便器から放射される電波を遮断できるため、標準尿判定閾値より低い信号レベルの近接尿判定閾値へ設定できるので、ドップラー信号が発生し難い小便器に近接した状態での尿流も確実に検出することができる。
The invention according to claim 1 is a urinal washing device that controls a valve for supplying washing water to a urinal and is provided with an object detection means and is attached in a simultaneous manner, wherein the object detection means is the urinal washing A Doppler sensor comprising a transmitting means for transmitting a radio wave to an object to determine use of the apparatus and a receiving means for receiving the reflected wave to generate a Doppler signal, and movement of the object according to the output of the Doppler sensor And a control unit that controls the valve, the control unit extracts a predetermined frequency signal corresponding to the urine flow included in the output of the Doppler sensor, and when the extracted frequency signal level exceeds a threshold value, Urine flow detection means for determining that the flow is present, and human body detection means for detecting a signal level of the human body based on a Doppler signal included in the Doppler sensor output, When the signal level of the human body detected by the human body detection means exceeds the distance corresponding to the proximity between the human body and the urinal washing device, the urine flow detection means has urine flow presence with respect to the extracted frequency signal level. The urinal washing apparatus is characterized by changing to a proximity urine determination threshold value having a frequency signal level lower than the standard urine determination threshold value.
According to this urinal washing device, it is possible to set an appropriate urine determination threshold value corresponding to the standing position, assuming the standing position of the urinal user based on the signal level of the human body. Therefore, when the standing position is far from the urinal, the standard urine determination threshold is set to avoid radio wave interference, and when the standing position is close to the urinal, radio waves emitted from other urinals by the human body can be blocked. Therefore, since the proximity urine determination threshold having a signal level lower than the standard urine determination threshold can be set, it is possible to reliably detect the urine flow in the vicinity of the urinal where the Doppler signal is hardly generated.

また、請求項2記載の発明は、前記近接尿判定閾値は、前記人体検出手段が人体を検出し始める距離での前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルよりも低い値であることを特徴とする請求項1記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体と小便器との距離が近接した状態では前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルが、人体検出し始める位置での電波干渉による周波数信号レベルより低くなるので、人体検出手段が人体検出し始める距離での他の小便器洗浄装置からの電波干渉による信号レベルよりも低い値に近接尿判定閾値を設定することができ尿の検出感度を向上させるため、正確に尿を検出することが可能になる。
In the invention according to claim 2, the proximity urine determination threshold value is a frequency due to radio wave interference from another urinal cleaning device adjacent to the urinal cleaning device at a distance at which the human body detection means starts detecting the human body. 2. The urinal washing device according to claim 1, wherein the urinal washing device has a value lower than a signal level.
According to this urinal washing apparatus, in a state where the distance between the human body and the urinal is close, the frequency signal level due to radio wave interference from another urinal washing apparatus adjacent to the urinal washing apparatus starts to be detected by the human body Since the frequency signal level is lower than the frequency signal level due to radio wave interference in the human body, the proximity urine determination threshold value is set to a value lower than the signal level due to radio wave interference from other urinal washing devices at a distance where the human body detection means starts to detect human bodies The detection sensitivity of urine is improved and urine can be detected accurately.

また、請求項3記載の発明は、前記制御部は、さらに前記ドップラー信号から抽出する尿流に相当する周波数信号を検出し判定するドップラー周波数の範囲を低い周波数側に拡大することを特徴とする請求項1または2記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体と小便器との距離が近接した状態での排尿において、ドップラーセンサの電波放射方向に対し並行する尿流の速度成分が少ない場合であっても、尿流として抽出する周波数範囲を低い周波数側に拡大することで、隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による誤検出防止のために制限していた低い周波数帯域を検出できるため、尿の検出感度を向上できる。
The invention according to claim 3 is characterized in that the control unit further expands a range of Doppler frequencies to detect and determine a frequency signal corresponding to the urine flow extracted from the Doppler signal to a lower frequency side. It is a urinal washing device of Claim 1 or 2.
According to this urinal washing device, in urination in a state where the distance between the human body and the urinal is close, even when the velocity component of the urine flow parallel to the radio wave radiation direction of the Doppler sensor is small, the urine flow By expanding the frequency range to be extracted to the lower frequency side, it is possible to detect the low frequency band that was limited to prevent false detection due to radio wave interference from other adjacent urinal washing devices, so the detection sensitivity of urine Can be improved.

また、請求項4記載の発明は、前記人体検出手段は、前記抽出した周波数信号の分散値に基づいて人体を検出し、前記分散値の周波数信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、ドップラー信号の分散値は、ドップラー信号の振幅値よりも顕著に現れ、より安定的に推移するため、被検知体が小便器に接近したか否かの判断は、容易になる。
According to a fourth aspect of the present invention, the human body detection means detects a human body based on the variance value of the extracted frequency signal, and the urine flow of the urine flow detection means according to the frequency signal level of the variance value. 4. The urinal washing device according to claim 1, wherein the detection condition is changed.
According to this urinal washing device, the dispersion value of the Doppler signal appears more conspicuously than the amplitude value of the Doppler signal and changes more stably, so the determination as to whether or not the detected object has approached the urinal is Easy.

また、請求項5記載の発明は、前記人体検出手段は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる定在波信号に基づいて人体を検出し、前記定在波信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、ドップラーセンサと人体の間の距離に応じて信号レベルが変化する定在波信号を用いて人体検知を行うことで、使用者の小便器に対する立ち位置をより詳細に把握することができる。
The human body detecting means may detect the human body based on a standing wave signal included in the output of the Doppler sensor, and the urine flow detecting means may detect the human body according to the standing wave signal level. 4. The urinal washing device according to claim 1, wherein the urine flow detection condition is changed.
According to this urinal washing device, the human body is detected using a standing wave signal whose signal level changes according to the distance between the Doppler sensor and the human body. Can grasp.

本発明の態様によれば、他の小便器との電波干渉による誤動作を回避し、なおかつ小便器に近接した状態での排尿を検知し確実に洗浄水を供給することができる小便器洗浄装置が提供される。   According to the aspect of the present invention, there is provided a urinal washing apparatus that can avoid malfunction due to radio wave interference with other urinals, and that can detect urination in a state close to the urinal and reliably supply flush water. Provided.

本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。It is a side surface schematic diagram showing the urinal washing device concerning an embodiment of the invention. 小便器に対する使用者の一般的な使用方法を表す側面模式図である。It is a side surface schematic diagram showing the user's general usage method with respect to a urinal. ドップラーセンサの検出方向を説明するための側面模式図である。It is a side surface schematic diagram for demonstrating the detection direction of a Doppler sensor. 小便器に対する使用者の立ち位置の違いを説明するための側面模式図である。It is a side surface schematic diagram for demonstrating the difference in the standing position of the user with respect to a urinal. 小便器に対する使用者の立ち位置とドップラー信号の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the user's standing position with respect to a urinal, and a Doppler signal. 本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the composition of the urinal washing device concerning this embodiment. 本実施形態の人体判定の動作を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the operation | movement of the human body determination of this embodiment. 本実施形態の尿流判定の動作を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the operation | movement of the urine flow determination of this embodiment. 本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the composition of the urinal washing device concerning this embodiment. 本実施形態の人体判定の動作を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the operation | movement of the human body determination of this embodiment. 人体接近によるドップラー信号と、そのドップラー信号の分散値と、の一例を表すグラフ図である。It is a graph showing an example of the Doppler signal by a human body approach, and the dispersion value of the Doppler signal. 本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the example of a structure of the urinal washing apparatus concerning this embodiment. 定在波を用いた場合の判定動作の具体例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the specific example of determination operation | movement at the time of using a standing wave.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
図1に表した小便器洗浄装置は、男性用の小便器100に付設され、人体および尿流を検出するマイクロ波ドップラーセンサ(以下、単に「ドップラーセンサ」という)200と、小便器洗浄を制御する制御部300と、を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
FIG. 1 is a schematic side view showing a urinal washing apparatus according to an embodiment of the present invention.
The urinal washing apparatus shown in FIG. 1 is attached to a male urinal 100 and controls a microwave Doppler sensor (hereinafter simply referred to as “Doppler sensor”) 200 for detecting a human body and urine flow, and controls urinal washing. And a control unit 300.

小便器100は、ボール部110を有する。ボール部110の上部には、洗浄水をボール部110へ吐水する給水部120が設けられ、ボール部110の下部には、洗浄水を一時的に貯留するトラップ部130が設けられている。トラップ部130に貯留された水(封水)は、排水路側からボール部110側に悪臭や害虫類が進入することを防止している。そして、トラップ部130に貯留された水は、給水部120から吐水された洗浄水の水量に応じて、排水口140から排水路へ適宜排出される。   The urinal 100 has a ball portion 110. A water supply unit 120 for discharging cleaning water to the ball unit 110 is provided at the upper part of the ball unit 110, and a trap unit 130 for temporarily storing the cleaning water is provided at the lower part of the ball unit 110. The water (sealed water) stored in the trap part 130 prevents bad odors and pests from entering the ball part 110 side from the drainage channel side. And the water stored in the trap part 130 is suitably discharged | emitted from the drain outlet 140 to a drainage channel according to the amount of washing water discharged from the water supply part 120.

ドップラーセンサ200は、小便器100の裏面(後方)側、すなわちボール部110とは反対側に設置されている。ドップラーセンサ200は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射(送信)し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の有無を検知し、その検知信号を出力する高電波センサである。このドップラーセンサ200は、図1に表した検出範囲201のように、小便器100の前方に立った使用者(人体)510や、使用者510からの排尿などを検出する。なお、ドップラーセンサ200については、後に詳述する。   The Doppler sensor 200 is installed on the back surface (rear) side of the urinal 100, that is, on the side opposite to the ball portion 110. The Doppler sensor 200 radiates (transmits) high-frequency radio waves such as microwaves or millimeter waves, receives reflected waves from the detected object of the emitted radio waves, detects the presence or absence of the detected object, and detects the detection signal. Is a high radio wave sensor. The Doppler sensor 200 detects a user (human body) 510 standing in front of the urinal 100, urination from the user 510, and the like, as in the detection range 201 illustrated in FIG. The Doppler sensor 200 will be described in detail later.

制御部300は、ドップラーセンサ200から出力された検知信号(ドップラー信号)に基づいて、給水路の途上に設けられた給水バルブ400を駆動させる。給水部120と給水バルブ400とは、給水路によって連結されている。給水バルブ400が開放されている場合には、水は給水路の内部を通り、給水部120から吐水される。一方、給水バルブ400が閉止されている場合には、水が給水部120から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」も含むものとする。   Based on the detection signal (Doppler signal) output from the Doppler sensor 200, the controller 300 drives the water supply valve 400 provided in the middle of the water supply path. The water supply unit 120 and the water supply valve 400 are connected by a water supply channel. When the water supply valve 400 is opened, water passes through the inside of the water supply channel and is discharged from the water supply unit 120. On the other hand, when the water supply valve 400 is closed, water is not discharged from the water supply unit 120. In the present specification, “water” includes “hot water”.

図2は、本実施形態の小便器を使用している様子を側面から示した図である。使用者510の立ち位置にはばらつきがあり、立ち位置の違いは人体および尿流の検知信号へ影響を与える。この立ち位置の違いによる影響については、後に供述する。また、図3は、ドップラーセンサの検出方向を説明するための側面模式図である。なお、図3は、ドップラーセンサがボール面に対して傾斜して設置された場合を例示する側面模式図である。   FIG. 2 is a side view showing a state in which the urinal of this embodiment is used. The standing position of the user 510 varies, and the difference in standing position affects the human body and urine flow detection signals. The effect of this difference in standing position will be described later. FIG. 3 is a schematic side view for explaining the detection direction of the Doppler sensor. FIG. 3 is a schematic side view illustrating the case where the Doppler sensor is installed to be inclined with respect to the ball surface.

ドップラーセンサ200は、図2および図3に表したように、小便器100の裏面側に設置され、その検出範囲201が前方および下方を向くように、ボール面111に対して傾斜して設置されている。   2 and 3, the Doppler sensor 200 is installed on the back surface side of the urinal 100, and is inclined with respect to the ball surface 111 so that the detection range 201 faces forward and downward. ing.

ここで、ドップラーセンサ200の電波放射方向(最大指向方向)は、図3に表したように、尿流520の軌道に対して傾斜している。そして、放射された電波は尿流520に反射され、ドップラーセンサ200は、この反射された電波(反射波)を受信し、受信する電波量はドップラーセンサ200から尿流520までの距離が近いほど大きく、検出範囲201の内部においてもその関係は同様である。ドップラーセンサ200が出力するドップラー信号(検知信号)は、受信する電波の量と反射物体である尿流520が持つ電波反射方向と並行する速度成分により決定する。これは、尿流のみではなく、反射物体が使用者510であっても同様である。つまり、尿流520が電波放射方向と直交する速度成分を主とする場合、得られるドップラー信号は、非常に小さな信号となってしまう。使用者510が小便器100に近接して排尿する場合、小便器100に尿流520が衝突するまでの軌道が直線に近い状態になるため、尿流が電波放射方向と直交する速度成分を主とする場合には、小便器洗浄装置は検出できないおそれがある。     Here, the radio wave radiation direction (maximum directivity direction) of the Doppler sensor 200 is inclined with respect to the trajectory of the urine flow 520, as shown in FIG. The emitted radio wave is reflected by the urine flow 520, and the Doppler sensor 200 receives the reflected radio wave (reflected wave). The amount of radio wave received is closer to the distance from the Doppler sensor 200 to the urine flow 520. The relationship is the same in the detection range 201. The Doppler signal (detection signal) output from the Doppler sensor 200 is determined by the amount of radio waves received and the velocity component parallel to the radio wave reflection direction of the urine flow 520 that is a reflecting object. This applies not only to the urine flow but also to the user 510 as the reflecting object. That is, when the urine flow 520 mainly includes a velocity component orthogonal to the radio wave radiation direction, the obtained Doppler signal is a very small signal. When the user 510 urinates close to the urinal 100, the trajectory until the urine flow 520 collides with the urinal 100 becomes almost straight, so the velocity component in which the urine flow is orthogonal to the radio wave radiation direction is the main component. In such a case, the urinal washing device may not be detected.

また、連立して小便器洗浄装置が設置される場合、他の装置に設置されているドップラーセンサ200から送信された電波(送信波)を受信することによる電波干渉の影響でドップラー信号が発生し、その周波数帯域は、尿流520によるドップラー信号の周波数帯域に近いため、尿流520を検出する閾値を低く設定(近接尿判定閾値)すると、電波干渉の影響により小便器洗浄装置は尿流がきたと誤検出してしまう。 In addition, when the urinal washing apparatus is installed in combination, a Doppler signal is generated due to the influence of radio wave interference caused by receiving the radio wave (transmitted wave) transmitted from the Doppler sensor 200 installed in another apparatus. Since the frequency band is close to the frequency band of the Doppler signal generated by the urine flow 520, if the threshold value for detecting the urine flow 520 is set low (proximity urine determination threshold value), the urinal cleaning device causes the urine flow to flow under the influence of radio wave interference. It will be mistakenly detected.

本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、電波干渉による誤検出を防止し、なおかつ使用者510が小便器100に近接した状態(近接位置)での排尿も確実に検出することができる。以下、電波干渉の防止、および小便器直近の排尿検出に関して、図面を参照しつつ説明する。 The urinal washing device according to the present embodiment can prevent erroneous detection due to radio wave interference, and can reliably detect urination in a state where the user 510 is close to the urinal 100 (proximity position). Hereinafter, prevention of radio wave interference and detection of urination immediately in the urinal will be described with reference to the drawings.

図4(a)は使用者510が小便器100から離れた位置(標準位置)に立った状態で使用している様子を示した図、図4(b)は使用者510が小便器100に近い位置に立った状態で使用している様子を示した図である。   FIG. 4A shows a state where the user 510 is standing in a position (standard position) away from the urinal 100, and FIG. It is the figure which showed a mode that it is used in the state which stood in the near position.

図4(a)のように使用者510が小便器100から離れた位置(標準位置)に立っている場合、尿流520の軌道は放物線となるため、尿流520は便器100に衝突するまでの間に様々な速度成分を有することとなり、電波放射方向と直交する速度成分も有するため、ドップラーセンサ200が出力するドップラー信号は大きくなる。他の小便器洗浄装置との電波干渉によるドップラー信号も発生するが、尿流520によるドップラー信号の信号レベルの方が大きくなるため、電波干渉によるドップラー信号の信号レベルと尿流520によるドップラー信号の信号レベルの間に尿流検出の閾値(標準尿判定閾値)を設定すれば、電波干渉による誤作動なく、尿流520のみを確実に検出できる。   When the user 510 is standing at a position (standard position) away from the urinal 100 as shown in FIG. 4A, the trajectory of the urine flow 520 becomes a parabola, and therefore the urine flow 520 collides with the toilet 100. Therefore, the Doppler signal output from the Doppler sensor 200 becomes large. Although a Doppler signal is also generated due to radio wave interference with other urinal washing devices, the signal level of the Doppler signal due to urine flow 520 is larger, so the signal level of the Doppler signal due to radio wave interference and the Doppler signal due to urine flow 520 By setting a urine flow detection threshold (standard urine determination threshold) between the signal levels, only the urine flow 520 can be reliably detected without malfunction due to radio wave interference.

図4(b)のように使用者510が小便器100に近い位置(近接位置)に立っている場合、尿流520がすぐに小便器100に衝突するため、尿流520の軌道はほぼ直線になり、尿流520の速度成分が電波放射方向と直交する場合には、得られるドップラー信号は小さくなる。他の小便器洗浄装置との電波干渉によるドップラー信号については、使用者510が小便器100に近接しているため、使用者510がブラインドになり他の小便器洗浄装置から発信される電波がドップラーセンサ200まで到達せず、電波干渉の影響をうけない。したがって、尿流520によるドップラー信号の信号レベルは小さいが、それよりも低い値に閾値(近接尿判定閾値)を設定すれば、電波干渉による誤作動なく、尿流520のみを確実に検出できる。   When the user 510 stands at a position close to the urinal 100 (close position) as shown in FIG. 4B, the urine flow 520 immediately collides with the urinal 100, so the trajectory of the urine flow 520 is almost a straight line. When the velocity component of the urine flow 520 is orthogonal to the radio wave radiation direction, the obtained Doppler signal is small. Regarding the Doppler signal due to radio wave interference with other urinal cleaning devices, since the user 510 is close to the urinal 100, the radio wave transmitted from the other urinal cleaning devices becomes Doppler because the user 510 is blinded. It does not reach the sensor 200 and is not affected by radio wave interference. Therefore, although the signal level of the Doppler signal by the urine flow 520 is small, if the threshold value (proximity urine determination threshold value) is set to a lower value, only the urine flow 520 can be reliably detected without malfunction due to radio wave interference.

また、使用者510による人体検知信号については、図4(a)のように使用者510が小便器100から離れた位置に立っている場合は、ドップラーセンサ510が受信する電波の反射量が小さいため、発生するドップラー信号も小さい。これに対し、図4(b)のように使用者510が小便器100に近い位置に立っている場合、ドップラーセンサ200が受信する電波の反射量が大きく、発生するドップラー信号も大きい。   Further, regarding the human body detection signal by the user 510, when the user 510 stands at a position away from the urinal 100 as shown in FIG. 4A, the amount of reflected radio waves received by the Doppler sensor 510 is small. Therefore, the generated Doppler signal is also small. On the other hand, when the user 510 stands at a position close to the urinal 100 as shown in FIG. 4B, the amount of reflected radio waves received by the Doppler sensor 200 is large, and the generated Doppler signal is also large.

図5は使用者510の立ち位置と各ドップラー信号の関係を示した図である。図5(a)は尿流による信号、図5(b)は電波干渉によるドップラー信号、 図5(c)は使用者によるドップラー信号である。図5(a)に示すとおり、使用者が小便器から離れた位置に立つほど、尿流が小便器に衝突するまでの距離が長くなり軌道が放物線になるため、発生するドップラー信号は大きくなる。また、図5(b)に示すとおり、使用者が小便器に近い位置に立つほど、隣接する他の小便器洗浄装置から発生する電波を人体で遮断しドップラーセンサ200まで届く電波が少なくなるため、電波干渉により発生するドップラー信号は小さくなる。また、図5(c)に示すとおり、使用者が小便器に近い位置に立つほど、人体で反射する電波をドップラーセンサ200が受信する量が大きくなるため、発生するドップラー信号は大きくなる。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the standing position of the user 510 and each Doppler signal. FIG. 5 (a) is a signal by urine flow, FIG. 5 (b) is a Doppler signal by radio wave interference, and FIG. 5 (c) is a Doppler signal by a user. As shown in FIG. 5 (a), the more the user stands away from the urinal, the longer the distance until the urine flow collides with the urinal and the trajectory becomes a parabola, and the generated Doppler signal increases. . Further, as shown in FIG. 5 (b), the closer the user is to the urinal, the less the radio waves generated by other adjacent urinal cleaning devices are blocked by the human body and reach the Doppler sensor 200. The Doppler signal generated by radio wave interference becomes small. Further, as shown in FIG. 5C, the closer the user is to the urinal, the greater the amount of radio waves reflected by the human body that the Doppler sensor 200 receives, and the greater the generated Doppler signal.

そこで、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の制御部300は、人体の信号レベルが人体510と小便器100との距離が近接に相当する値を超えた場合に、尿流検出手段は尿流有と判断する閾値を標準尿判定閾値より低い信号レベルの近接尿判定閾値へ変更する。人体の信号レベルとは、ドップラーセンサ200が出力するドップラー信号から人体の周波数成分を抽出した信号であり、使用者510が小便器100の近くに立つほど大きくなる。人体の信号レベルが人体510と小便器100との距離が近接に相当する値よりも大きくなると(例えば、ドップラー信号の振幅が人体510と小便器100との距離が近接に相当する値以上になると)、使用者510が小便器100に近接して立っており尿流によるドップラー信号が小さくなり、なおかつ人体がブラインドの役割を果たし電波干渉によるドップラー信号が発生しないことを想定し、制御部300は尿流検出閾値を低い値(近接尿判定値)へ変更し尿流の検出判定を行う。なお、変更した尿判定閾値(近接尿判定値)は、他のドップラーセンサとの電波干渉で発生する尿流の信号レベルよりも大きい値とする。   Therefore, the control unit 300 of the urinal washing device according to the present embodiment, when the signal level of the human body exceeds the value corresponding to the proximity of the human body 510 and the urinal 100, the urine flow detecting means The threshold value for determining presence is changed to a proximity urine determination threshold value having a signal level lower than the standard urine determination threshold value. The signal level of the human body is a signal obtained by extracting the frequency component of the human body from the Doppler signal output from the Doppler sensor 200, and increases as the user 510 stands near the urinal 100. When the signal level of the human body becomes larger than the value corresponding to the proximity of the human body 510 and the urinal 100 (for example, when the amplitude of the Doppler signal becomes equal to or greater than the value corresponding to the proximity of the urinal 100) ) Assuming that the user 510 stands close to the urinal 100 and the Doppler signal due to urine flow becomes small, and that the human body acts as a blind and does not generate a Doppler signal due to radio wave interference, the control unit 300 The urine flow detection threshold is changed to a low value (proximity urine determination value), and urine flow detection determination is performed. Note that the changed urine determination threshold (proximity urine determination value) is a value larger than the signal level of urine flow generated by radio wave interference with other Doppler sensors.

このように、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、人体510の立ち位置の違いによる人体、尿流、電波干渉のドップラー信号の特性に基づいて、尿流の検出条件を変更する。すなわち、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、常時一定の検出条件に基づき尿流検出を行うのではなく、人体の立ち位置に応じて最適な検出条件を選定し尿流検出の判定を行う。そのため、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、人体の立ち位置によらず尿流を確実に検出することができる。   As described above, the urinal washing apparatus according to the present embodiment changes the urine flow detection condition based on the characteristics of the human body, the urine flow, and the Doppler signal of radio wave interference due to the difference in the standing position of the human body 510. That is, the urinal washing device according to the present embodiment does not always detect urine flow based on a constant detection condition, but selects the optimum detection condition according to the standing position of the human body and determines urine flow detection. Therefore, the urinal washing device according to the present embodiment can reliably detect the urine flow regardless of the standing position of the human body.

図6は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
また、図7、図8は、本実施形態の判定手段の動作を例示するフローチャートである。
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the urinal washing device according to this embodiment.
7 and 8 are flowcharts illustrating the operation of the determination unit of this embodiment.

本実施形態のドップラーセンサ200は、送信手段210と、受信手段220と、差分検出手段230と、を有する。送信手段210からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの10kHz〜100GHzの周波数帯の電波が放射される。人体510や尿流520からの反射波は、受信手段220に入力される。   The Doppler sensor 200 of the present embodiment includes a transmission unit 210, a reception unit 220, and a difference detection unit 230. From the transmission means 210, radio waves in a frequency band of 10 kHz to 100 GHz such as high frequency, microwave, or millimeter wave are radiated. Reflected waves from the human body 510 and the urine flow 520 are input to the receiving means 220.

このような送受信形態を電波を用いて行うことにより、光電センサ(赤外線センサ)等のように非常に狭い指向性を持ったセンサでは検知困難な被検知体に関しても検知可能となる。そのため、小便器洗浄装置の近傍にて電波を用いることにより、形状や色、材質に関係なく検知を行うことが可能となり、被検知体の検知精度を向上させることが可能となる。   By performing such a transmission / reception mode using radio waves, it is possible to detect a detected object that is difficult to detect with a sensor having very narrow directivity, such as a photoelectric sensor (infrared sensor). Therefore, by using radio waves in the vicinity of the urinal cleaning device, detection can be performed regardless of the shape, color, and material, and the detection accuracy of the detection target can be improved.

送信波の一部と受信波は、差分検出手段230にそれぞれ入力されて合成され、ドップラー効果が反映された出力信号が出力される。つまり、差分検出手段230は、送信波の一部と受信波との周波数の差分をとり、ドップラー信号を出力する。差分検出手段230から出力されたドップラー信号は、制御部300に出力される。   A part of the transmission wave and the reception wave are respectively input to the difference detection unit 230 and synthesized, and an output signal reflecting the Doppler effect is output. That is, the difference detection unit 230 takes a frequency difference between a part of the transmission wave and the reception wave and outputs a Doppler signal. The Doppler signal output from the difference detection unit 230 is output to the control unit 300.

差分検出手段230から出力されたドップラー信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、人体510や尿流520などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔF(Hz)は、下記の式(1)により表すことができる。

ΔF=Fs−Fb=2×Fs×v/c ・・・式(1)

但し、Fs:送信周波数(Hz)
Fb:反射周波数(Hz)
v:物体の移動速度(m/s)
c:光速(=300×106m/s)
The Doppler signal output from the difference detection unit 230 has a waveform in which a high frequency signal is superimposed on a low frequency baseline. The high frequency component includes information on the Doppler effect. That is, when the detection object such as the human body 510 or the urine flow 520 moves, the wavelength of the reflected wave shifts due to the Doppler effect. The Doppler frequency ΔF (Hz) can be expressed by the following equation (1).

ΔF = Fs−Fb = 2 × Fs × v / c (1)

Where Fs: transmission frequency (Hz)
Fb: reflection frequency (Hz)
v: object moving speed (m / s)
c: speed of light (= 300 × 106 m / s)

ドップラーセンサ200に対して被検知体が相対的に移動すると、式(1)で表されるように、その速度vに比例した周波数ΔFを含む出力信号を得ることができる。出力信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度vとの間には相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔFを測定することにより速度vを求めることができる。   When the object to be detected moves relative to the Doppler sensor 200, an output signal including a frequency ΔF proportional to the velocity v can be obtained as represented by the equation (1). The output signal has a frequency spectrum, and there is a correlation between the peak frequency corresponding to the peak of the spectrum and the velocity v of the moving object. Therefore, the velocity v can be obtained by measuring the Doppler frequency ΔF.

一方、制御部300は、受信出力手段310と、人体検出手段320と、尿流検出手段330を有する。また、人体検出手段320は、人体周波数フィルタ321と、人体判定手段323を有し、尿流判定検出手段330は、尿流周波数フィルタ331と、尿流判定手段333を有する。差分検出手段230から出力されたドップラー信号は、受信出力手段310により受信された後、人体周波数フィルタ321、尿流周波数フィルタ331に出力される。そして、そのドップラー信号から人体接近に対応する周波数成分、尿流に対応する周波数成分以外を、人体周波数フィルタ321、尿流周波数フィルタ331によりそれぞれ削除し、人体接近に対応する人体検出周波数信号と尿流に対応する尿流検出周波数信号がそれぞれ抽出される。この際のフィルタリング周波数は、適宜変更することができる。   On the other hand, the control unit 300 includes a reception output unit 310, a human body detection unit 320, and a urine flow detection unit 330. The human body detection unit 320 includes a human body frequency filter 321 and a human body determination unit 323, and the urine flow determination detection unit 330 includes a urine flow frequency filter 331 and a urine flow determination unit 333. The Doppler signal output from the difference detection unit 230 is received by the reception output unit 310 and then output to the human body frequency filter 321 and the urine flow frequency filter 331. The human body frequency filter 321 and the urinary flow frequency filter 331 delete the frequency components corresponding to the human body approach and the frequency component corresponding to the urine flow from the Doppler signal, respectively, and the human body detection frequency signal and the urine corresponding to the human body approach. A urine flow detection frequency signal corresponding to the flow is extracted. The filtering frequency at this time can be changed as appropriate.

人体周波数フィルタ321において人体検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、人体接近に対応する人体検出周波数が抽出されたドップラー信号は、人体判定手段323に出力される。人体判定手段323は、図7に表したフローチャートのような動作により、人体の検出を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ400を開閉する。   The human body frequency filter 321 removes frequency components unnecessary for human body detection, and the Doppler signal from which the human body detection frequency corresponding to the human body approach is extracted is output to the human body determination unit 323. The human body determination unit 323 detects a human body by an operation like the flowchart shown in FIG. 7, and opens and closes the water supply valve 400 based on the determination result.

また、尿流周波数フィルタ331において尿流検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、尿流に対応する尿流検出周波数が抽出されたドップラー信号は、尿流判定手段333に出力される。尿流判定手段は、図8に表したフローチャートのような動作により、尿流の検出を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ400を開閉する。 Further, a frequency component unnecessary for urine flow detection is removed by the urine flow frequency filter 331, and the Doppler signal from which the urine flow detection frequency corresponding to the urine flow is extracted is output to the urine flow determination unit 333. The urine flow determination means detects the urine flow by an operation like the flowchart shown in FIG. 8, and opens and closes the water supply valve 400 based on the determination result.

ここで、図7に表した人体判定手段323の動作について説明する。まず、判定手段323は、人体検出処理を開始すると(ステップS101)、人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体閾値以上であるか否かを判断する(ステップS103)。人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値未満である場合には(ステップS103:No)、ステップS103の動作を繰り返す。一方、人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値以上である場合には(ステップS103:Yes)、人体510が小便器100に接近したと判定する(ステップS105)。   Here, the operation of the human body determination unit 323 shown in FIG. 7 will be described. First, when the determination unit 323 starts the human body detection process (step S101), the determination unit 323 determines whether the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is greater than or equal to the human body threshold (step S103). When the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is less than the human body detection threshold (step S103: No), the operation of step S103 is repeated. On the other hand, when the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is greater than or equal to the human body detection threshold (step S103: Yes), it is determined that the human body 510 has approached the urinal 100 (step S105).

人体検出が成立すると(ステップS105)、ドップラー信号の振幅が所定の値A(ただし、A<人体検出閾値とする)以下であるか否かを判断する(ステップS107)。
ドップラー信号の振幅がA以下である場合には(ステップS107:Yes)、尿流判定手段で使用する尿判定閾値NにIを代入し(ステップS109)、人体検出処理を終了する(ステップS113)。ドップラー信号の振幅がAよりも大きい場合には(ステップS107:No)、尿流判定手段で使用する尿判定閾値NにII(ただし、II<Iとする)を代入し(ステップS111)、人体検出処理を終了する(ステップS113)。
When human body detection is established (step S105), it is determined whether or not the amplitude of the Doppler signal is equal to or less than a predetermined value A (where A <human body detection threshold) (step S107).
If the amplitude of the Doppler signal is A or less (step S107: Yes), I is substituted for the urine determination threshold value N used by the urine flow determination means (step S109), and the human body detection process is terminated (step S113). . If the amplitude of the Doppler signal is larger than A (step S107: No), II (where II <I) is substituted for the urine determination threshold N used by the urine flow determination means (step S111), and the human body The detection process is terminated (step S113).

続いて、図8に表した尿流判定手段333の動作について説明する。まず、判定手段333は、尿流検出処理を開始すると(ステップS201)、尿判定閾値にNの値を設定する(ステップS203)。ここで、Nの値は人体判定手段で設定された値(ステップS109 or S111)を使用する。尿判定閾値Nを設定すると(ステップS201)、尿流周波数フィルタ331からのドップラー信号の振幅がN以上であるか否かを判断する(ステップS205)。尿流周波数フィルタ331からのドップラー信号の振幅がN未満である場合には(ステップS205:No)、ステップS205の動作を繰り返す。一方、尿流周波数フィルタ331からのドップラー信号の振幅がN以上である場合には(ステップS205:Yes)、排尿があったと判定し(ステップS207)、尿流検出処理を終了する(ステップS209)。   Subsequently, the operation of the urine flow determination means 333 shown in FIG. 8 will be described. First, when the determination unit 333 starts the urine flow detection process (step S201), the determination unit 333 sets a value of N as the urine determination threshold value (step S203). Here, the value set by the human body determination means (step S109 or S111) is used as the value of N. When the urine determination threshold N is set (step S201), it is determined whether the amplitude of the Doppler signal from the urine flow frequency filter 331 is N or more (step S205). When the amplitude of the Doppler signal from the urine flow frequency filter 331 is less than N (step S205: No), the operation of step S205 is repeated. On the other hand, when the amplitude of the Doppler signal from the urine flow frequency filter 331 is N or more (step S205: Yes), it is determined that urination has occurred (step S207), and the urine flow detection process is terminated (step S209). .

また、本具体例では、人体検出が成立した場合に人体のドップラー信号の振幅の大きさをA以下か否かの2通りに場合分けして、それぞれに対して尿判定閾値を設定しているが、これに限定するものではなく、人体のドップラー信号の振幅の大きさを3通り以上に場合分けし、それぞれに対して尿判定閾値を設定してもよい。なお、人体のドップラー信号の振幅の大きさを3通り以上に場合分けしても、人体のドップラー信号の振幅の大きさが大きくなるにつれて、尿判定閾値には低い値を設定していくものとする。   Further, in this specific example, when human body detection is established, the amplitude of the human body Doppler signal is divided into two cases of whether or not it is A or less, and a urine determination threshold is set for each. However, the present invention is not limited to this, and the magnitude of the amplitude of the human Doppler signal may be classified into three or more cases, and a urine determination threshold value may be set for each. Even if the amplitude of the human Doppler signal is divided into three or more cases, the urine determination threshold value is set to a lower value as the amplitude of the human Doppler signal increases. To do.

なお、本具体例では、人体のドップラー信号の振幅の大きさに応じて尿流ドップラー信号の振幅値に基づく尿判定閾値Nを変化させているが、尿流検出に使用する周波数帯域を変化させてもよい。人体510が小便器100に近接した位置に立って、排尿する場合は、尿流の軌道が直線に近くなり、その軌道がドップラーセンサ200から放射される電波の放射方向に対し直行する速度成分を主とする場合は、ドップラー信号の周波数が低くなるため、尿流に相当する周波数帯のドップラー信号は発生しにくい。そこで、人体のドップラー信号の振幅が所定の値よりも大きい場合は、尿流検出に使用するドップラー信号の周波数範囲の下限値を低い値に設定することで、人体510が小便器100に近接した状態での排尿も検出することができる。図9は本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。   In this specific example, the urine determination threshold value N based on the amplitude value of the urinary flow Doppler signal is changed according to the amplitude of the human Doppler signal, but the frequency band used for urine flow detection is changed. May be. When the human body 510 stands at a position close to the urinal 100 and urinates, the urine flow trajectory is close to a straight line, and the trajectory has a velocity component that is perpendicular to the radiation direction of the radio wave radiated from the Doppler sensor 200. In the main case, since the frequency of the Doppler signal becomes low, a Doppler signal in a frequency band corresponding to the urine flow is hardly generated. Therefore, when the amplitude of the Doppler signal of the human body is larger than a predetermined value, the human body 510 comes close to the urinal 100 by setting the lower limit value of the frequency range of the Doppler signal used for urine flow detection to a low value. Urination in the state can also be detected. FIG. 9 is a block diagram illustrating the configuration of the urinal washing device according to this embodiment.

本具体例の人体検出手段320は、人体判定手段323が人体有と判断すると、尿流検出手段330の尿流周波数フィルタ331で使用するカットオフ周波数の下限値を変更する。つまり、図6に表したブロック図では人体判定手段323は尿流判定手段333の条件を変更しているが、代わりに人体判定手段323は尿流周波数フィルタ331の条件を変更することに相当する。その他の構成については、図6に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。   When the human body determination unit 323 determines that the human body is present, the human body detection unit 320 of this specific example changes the lower limit value of the cutoff frequency used in the urine flow frequency filter 331 of the urine flow detection unit 330. That is, in the block diagram shown in FIG. 6, the human body determination unit 323 changes the condition of the urine flow determination unit 333, but instead, the human body determination unit 323 corresponds to changing the condition of the urine flow frequency filter 331. . About another structure, it is the same as that of the structure of the urinal washing apparatus represented to FIG.

図10は、人体判定手段323の動作を例示するフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the human body determination unit 323.

まず、判定手段323は、人体検出処理を開始すると(ステップS151)、人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体閾値以上であるか否かを判断する(ステップS153)。人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値未満である場合には(ステップS153:No)、ステップS153の動作を繰り返す。一方、人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値以上である場合には(ステップS153:Yes)、人体510が小便器100に接近したと判定する(ステップS155)。 First, when the determination unit 323 starts the human body detection process (step S151), the determination unit 323 determines whether or not the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is greater than or equal to the human body threshold (step S153). When the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is less than the human body detection threshold (step S153: No), the operation of step S153 is repeated. On the other hand, when the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321 is greater than or equal to the human body detection threshold (step S153: Yes), it is determined that the human body 510 has approached the urinal 100 (step S155).

人体検出が成立すると(ステップS155)、ドップラー信号の振幅が所定の値A(ただし、A<人体検出閾値とする)以下であるか否かを判断する(ステップS157)。
ドップラー信号の振幅がA以下である場合には(ステップS157:Yes)、尿流周波数フィルタ331で使用する尿流周波数フィルタ下限値Fにaを代入し(ステップS159)、人体検出処理を終了する(ステップS163)。ドップラー信号の振幅がAよりも大きい場合には(ステップS157:No)、尿流周波数フィルタ331で使用する尿流周波数フィルタ下限値Fにb(ただし、b<aとする)を代入し(ステップS161)、人体検出処理を終了する(ステップS163)。
When human body detection is established (step S155), it is determined whether or not the amplitude of the Doppler signal is equal to or smaller than a predetermined value A (where A <human body detection threshold) (step S157).
If the amplitude of the Doppler signal is A or less (step S157: Yes), a is substituted for the urinary flow frequency filter lower limit F used in the urine flow frequency filter 331 (step S159), and the human body detection process is terminated. (Step S163). If the amplitude of the Doppler signal is larger than A (step S157: No), b (where b <a) is substituted for the urinary flow frequency filter lower limit F used in the urinary flow frequency filter 331 (step <step S157>) S161), the human body detection process is finished (step S163).

本具体例のように、人体のドップラー信号の振幅が大きい場合に尿流周波数フィルタ331で使用する尿流周波数フィルタ下限値Fに小さい値を設定すると、人体510が小便器100に近い位置に立って排尿し、尿流の軌道が直線に近く、その軌道がドップラーセンサ200から放射される電波の放射方向に対し直行する速度成分を主とする場合であっても、通常の尿流よりも周波数が低い信号も尿流として判断するため、確実に尿流検知することができる。   As in this specific example, when the urinary flow frequency filter lower limit F used in the urine flow frequency filter 331 is set to a small value when the amplitude of the human Doppler signal is large, the human body 510 stands close to the urinal 100. Even when the urine flow is close to a straight line and the trajectory is mainly composed of velocity components that are orthogonal to the radiation direction of the radio wave emitted from the Doppler sensor 200, the frequency is higher than that of the normal urine flow. Since a low signal is also determined as a urine flow, the urine flow can be reliably detected.

また、本具体例では、人体501が小便器100に接近したか否かの判定は、人体周波数フィルタ321からのドップラー信号の振幅に基づき人体検出判定を行う場合を例にとっているが、所定時間の間におけるドップラー信号の変動を表す分散値などを用いて判定しても良い。つまり、図6に表した人体判定手段323は、所定時間の間におけるドップラー信号の振幅の変動を表す分散値などを用いて判定してもよい。   In this specific example, the determination as to whether or not the human body 501 has approached the urinal 100 is taken as an example in which the human body detection determination is performed based on the amplitude of the Doppler signal from the human body frequency filter 321, but for a predetermined time The determination may be made using a variance value representing the fluctuation of the Doppler signal between them. That is, the human body determination unit 323 illustrated in FIG. 6 may perform determination using a variance value that represents a variation in the amplitude of the Doppler signal during a predetermined time.

なお、ドップラー信号の分散値は、次式により表わすことができる。   The variance value of the Doppler signal can be expressed by the following equation.

人体接近によるドップラー信号に基づいて、式(2)により算出された分散値は、図11に表した如くである。これによれば、人体接近によるドップラー信号の分散値は、人体510が小便器100に接近し、ドップラー信号の振幅の変動が大きくなるにつれて大きくなる。   Based on the Doppler signal due to the approach of the human body, the variance value calculated by Equation (2) is as shown in FIG. According to this, the dispersion value of the Doppler signal due to the approach of the human body increases as the human body 510 approaches the urinal 100 and the fluctuation of the amplitude of the Doppler signal increases.

図11に表したように、ドップラー信号の分散値は、ドップラー信号の振幅よりも顕著に現れ、より安定的に推移する。そのため、ドップラー信号の分散値を用いると、人体510がドップラーセンサ200に接近したか否かの判定は、より容易になる。   As shown in FIG. 11, the variance value of the Doppler signal appears more significantly than the amplitude of the Doppler signal and changes more stably. Therefore, using the variance value of the Doppler signal makes it easier to determine whether or not the human body 510 has approached the Doppler sensor 200.

また、人体501が小便器100に接近したか否かの判定は、定在波信号を用いて判定しても良い。定在波信号は、ドップラーセンサ200と検出対象物である人体510との距離に応じてそのレベルが変化する。すなわち、定在波信号の電圧レベルは、ドップラーセンサ200から人体510までの距離が近いほど大きくなっていく。次に、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の具体例について説明する。図12は本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。 Further, whether or not the human body 501 has approached the urinal 100 may be determined using a standing wave signal. The level of the standing wave signal changes according to the distance between the Doppler sensor 200 and the human body 510 that is the detection target. That is, the voltage level of the standing wave signal increases as the distance from the Doppler sensor 200 to the human body 510 is shorter. Next, a specific example of the urinal washing device according to the present embodiment will be described. FIG. 12 is a block diagram illustrating the configuration of the urinal washing device according to this embodiment.

本具体例の人体検出手段320は、ドップラー信号から定在波信号のみを検出し出力する定在波検出手段325と、定在波検出手段325から出力される定在波信号から人体が接近したか否かを判定する定在波判定手段327から構成される。つまり、図6に表した人体検出手段320が、周波数フィルタ321のかわりに定在検出手段325、人体判定手段323のかわりに定在波判定手段327を有することに相当する。その他の構成については、図6に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。 The human body detection means 320 of this specific example is a standing wave detection means 325 that detects and outputs only a standing wave signal from a Doppler signal, and a human body approaches the standing wave signal output from the standing wave detection means 325. Standing wave determination means 327 for determining whether or not. That is, the human body detection unit 320 shown in FIG. 6 corresponds to having the standing wave detection unit 325 instead of the frequency filter 321 and the standing wave determination unit 327 instead of the human body determination unit 323. About another structure, it is the same as that of the structure of the urinal washing apparatus represented to FIG.

定在波検出手段325は、受信出力手段 310から入力される信号に含まれる定在波信号を検出するものであり、ローパスフィルタ回路(交流成分除去回路)、位相シフト回路、全波整流回路、加算回路などから構成される。 The standing wave detection unit 325 detects a standing wave signal included in the signal input from the reception output unit 310, and includes a low-pass filter circuit (AC component removal circuit), a phase shift circuit, a full wave rectification circuit, It consists of an adder circuit.

受信出力手段 310から入力される信号は、定在波信号である直流成分とドップラー信号である交流成分から構成されており、定在波検出手段327のローパスフィルタ回路によってドップラー信号成分を除去することによって定在波信号が抽出される。すなわち、センサ出力から交流成分を除去するのである。   The signal input from the reception output means 310 is composed of a DC component that is a standing wave signal and an AC component that is a Doppler signal, and the Doppler signal component is removed by the low-pass filter circuit of the standing wave detection means 327. To extract a standing wave signal. That is, the AC component is removed from the sensor output.

この定在波信号は、ドップラーセンサ200と検出対象物である人体との距離に応じてそのレベルが変化する。すなわち、定在波信号の電圧レベルは、ドップラーセンサ200から検出対象物までの距離が近いほど大きくなっていく。   The level of the standing wave signal changes according to the distance between the Doppler sensor 200 and the human body that is the detection target. That is, the voltage level of the standing wave signal increases as the distance from the Doppler sensor 200 to the detection target becomes shorter.

そして、この定在波検出手段325は、人体検出用の定在波信号を生成する際に、まず、定在波検出手段325のローパスフィルタ回路から出力される定在波信号の位相をシフトした信号をシフト回路によって生成する。   When the standing wave detection unit 325 generates a standing wave signal for human body detection, the phase of the standing wave signal output from the low-pass filter circuit of the standing wave detection unit 325 is first shifted. The signal is generated by a shift circuit.

次に、定在波検出手段325は、このように位相がシフトされた定在波信号を全波整流回路によって全波整流すると共に、定在波検出手段325のローパスフィルタ回路から出力される位相シフトされていない定在波信号を全波整流回路で全波整流する。   Next, the standing wave detection unit 325 performs full wave rectification on the standing wave signal whose phase is shifted in this way by the full wave rectification circuit, and also outputs the phase output from the low pass filter circuit of the standing wave detection unit 325. Full-wave rectification is performed on the unshifted standing wave signal by a full-wave rectifier circuit.

その後、定在波検出手段325は、このように全波整流した2つの定在波信号を加算回路によって加算して定在波合成信号を生成し、この定在波合成信号を人体検出用の定在波信号として定在波判定手段327へ出力する。   Thereafter, the standing wave detecting means 325 generates a standing wave composite signal by adding the two standing wave signals thus full-wave rectified by the adder circuit, and using the standing wave composite signal for human body detection. It outputs to the standing wave determination means 327 as a standing wave signal.

定在波判定手段327は、定在波検出手段325から入力される人体検出用の定在波信号を用いて、小便器100を使用する使用者(人体)510の有無を検出するものである。すなわち、この定在波検出手段325によって生成された定在波信号は、ドップラーセンサ200と検出対象物である人体との距離に応じた電圧レベルの信号となることから、人体検出手段327は、この電圧レベルを検出することにより、ドップラーセンサ200と人体との距離を検出することができる。   The standing wave determination unit 327 detects the presence / absence of the user (human body) 510 who uses the urinal 100 using the standing wave signal for human body detection input from the standing wave detection unit 325. . That is, since the standing wave signal generated by the standing wave detection unit 325 is a signal having a voltage level corresponding to the distance between the Doppler sensor 200 and the human body that is the detection target, the human body detection unit 327 includes: By detecting this voltage level, the distance between the Doppler sensor 200 and the human body can be detected.

そのため、定在波判定手段327は、定在波検出手段325から入力される定在波信号の電圧レベルと、予め設定した所定の閾値とを比較する演算処理を行い、定在波信号の電圧レベルが設定した閾値よりも大きい場合に、使用者が存在すると判断することができる。   Therefore, the standing wave determination unit 327 performs a calculation process for comparing the voltage level of the standing wave signal input from the standing wave detection unit 325 with a predetermined threshold value set in advance, and thereby determines the voltage of the standing wave signal. When the level is larger than the set threshold value, it can be determined that the user exists.

そして、この、定在波判定手段327は、使用者の存在を検出すると、定在波信号の電圧レベルから使用者510の立ち位置を判定し、尿流判定手段333が有する尿判定閾値を、使用者510の立ち位置に応じた値へ変更する。   Then, when the standing wave determination unit 327 detects the presence of the user, the standing wave determination unit 327 determines the standing position of the user 510 from the voltage level of the standing wave signal, and determines the urine determination threshold included in the urine flow determination unit 333. The value is changed according to the standing position of the user 510.

図13は定在波判定手段327の動作を例示するフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the standing wave determination unit 327.

まず、定在波判定手段327は、定在波判定処理を開始すると(ステップS301)、定在波検出手段325からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値以上であるか否かを判断する(ステップS303)。定在波検出手段325からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値未満である場合には(ステップS303:No)、ステップS303の動作を繰り返す。一方、定在波検出手段325からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値以上である場合には(ステップS303:Yes)、人体510が小便器100に接近したと判定する(ステップS305)。 First, when the standing wave determination unit 327 starts the standing wave determination process (step S301), it is determined whether or not the voltage level of the standing wave signal from the standing wave detection unit 325 is equal to or higher than the standing wave threshold value. Judgment is made (step S303). When the voltage level of the standing wave signal from the standing wave detection means 325 is less than the standing wave threshold (step S303: No), the operation of step S303 is repeated. On the other hand, when the voltage level of the standing wave signal from the standing wave detection means 325 is equal to or higher than the standing wave threshold (step S303: Yes), it is determined that the human body 510 has approached the urinal 100 (step S305). ).

人体検出が成立すると(ステップS305)、定在波信号の電圧レベルが所定の値B(ただし、B<定在波閾値とする)以下であるか否かを判断する(ステップS307)。
定在波信号の電圧レベルがB以下である場合には(ステップS307:Yes)、尿流判定手段で使用する尿判定閾値NにIを代入し(ステップS309)、定在波判定処理を終了する(ステップS313)。定在波信号の電圧レベルがBよりも大きい場合には(ステップS307:No)、尿流判定手段で使用する尿判定閾値NにII(ただし、II<Iとする)を代入し(ステップS311)、定在波判定処理を終了する(ステップS113)。
When the human body detection is established (step S305), it is determined whether or not the voltage level of the standing wave signal is equal to or lower than a predetermined value B (where B <standing wave threshold) (step S307).
If the voltage level of the standing wave signal is B or less (step S307: Yes), I is substituted for the urine determination threshold value N used by the urine flow determination means (step S309), and the standing wave determination process is terminated. (Step S313). When the voltage level of the standing wave signal is higher than B (step S307: No), II (where II <I) is substituted for the urine determination threshold N used by the urine flow determination means (step S311). ), And the standing wave determination process is terminated (step S113).

本具体例のように、人体501が小便器100に接近したか否かの判定に、定在波信号を用いると、定在波信号の電圧レベルがドップラーセンサ200から検出対象物までの距離が近いほど大きくなっていく特性を有しているため、人体501の立ち位置をより詳細に把握することができ、適正な尿判定閾値を設定することができるため、確実に尿流を検知することができる。   When the standing wave signal is used to determine whether or not the human body 501 has approached the urinal 100 as in this specific example, the voltage level of the standing wave signal is determined by the distance from the Doppler sensor 200 to the detection target. Since it has the characteristic that it gets closer as it gets closer, it is possible to grasp the standing position of the human body 501 in more detail and to set an appropriate urine determination threshold value, so that urine flow can be detected reliably. Can do.

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、小便器100などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやドップラーセンサ200の設置位置や設置角度を含む設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to these descriptions. As long as the features of the present invention are provided, those skilled in the art appropriately modified the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention. For example, the shape, size, material, arrangement, etc. of each element included in the urinal 100 and the like, the installation form including the installation position and installation angle of the Doppler sensor 200 are not limited to those illustrated, and may be changed as appropriate. Can do.
Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

100 小便器、 110 ボール部、 111 ボール面、 120 給水部、 130 トラップ部、 140 排水口、 200 ドップラーセンサ、 201 検出範囲、 210 送信手段、 220 受信手段、 230 差分検出手段、 300 制御部、 310 受信出力手段、 320 人体検出手段、 321 人体周波数フィルタ、 323 人体判定手段、 325 定在波検出手段、 327 定在波判定手段 330 尿流検出手段、 331 尿流周波数フィルタ、 333 尿流判定手段、 400 給水バルブ、 510 使用者(人体)、 520 尿流   100 urinal, 110 ball section, 111 ball surface, 120 water supply section, 130 trap section, 140 drain outlet, 200 Doppler sensor, 201 detection range, 210 transmission means, 220 reception means, 230 difference detection means, 300 control section, 310 Reception output means, 320 human body detection means, 321 human body frequency filter, 323 human body determination means, 325 standing wave detection means, 327 standing wave determination means 330 urine flow detection means, 331 urine flow frequency filter, 333 urine flow determination means, 400 Water supply valve, 510 User (human body), 520 Urine flow

Claims (5)

小便器へ洗浄水を給水するバルブを制御し対象物検知手段を備え連立して取付けられる小便器洗浄装置であって、前記対象物検知手段は、前記小便器洗浄装置の使用を判定するために対象物に電波を送信する送信手段及びその反射波を受信してドップラー信号を生成する受信手段を備えるドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力に応じて対象物の動きを判定して前記バルブを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、抽出した周波数信号レベルが閾値を超えると尿流有と判定する尿流検出手段と、前記ドップラーセンサ出力に含まれるドップラー信号に基づいて人体の信号レベルを検出する人体検出手段とを有するとともに、前記人体検出手段により検出する人体の信号レベルが前記人体と前記小便器洗浄装置との距離が近接に相当する値を超えた場合に、前記尿流検出手段は抽出した周波数信号レベルに関する尿流有と判断する標準尿判定閾値より低い周波数信号レベルの近接尿判定閾値へ変更することを特徴とする小便器洗浄装置。   A urinal washing device that controls a valve for supplying washing water to a urinal and is provided with an object detection means and is installed in combination, wherein the object detection means is used to determine the use of the urinal washing device. A Doppler sensor comprising a transmitting means for transmitting a radio wave to an object and a receiving means for receiving a reflected wave to generate a Doppler signal, and controlling the valve by determining the movement of the object according to the output of the Doppler sensor A urine flow detector that extracts a predetermined frequency signal corresponding to the urine flow included in the output of the Doppler sensor and determines that the urine flow is present when the extracted frequency signal level exceeds a threshold value. And human body detecting means for detecting a signal level of the human body based on a Doppler signal included in the Doppler sensor output, and the human body detecting means When the signal level of the human body to be output exceeds the distance corresponding to the proximity between the human body and the urinal washing device, the urine flow detecting means determines that the urine flow is present with respect to the extracted frequency signal level. A urinal washing apparatus, wherein the urine washing device is changed to a proximity urine determination threshold value having a frequency signal level lower than the determination threshold value. 前記近接尿判定閾値は、前記人体検出手段が人体を検出し始める距離での前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルよりも低い値であることを特徴とする請求項1記載の小便器洗浄装置。   The proximity urine determination threshold is a value lower than a frequency signal level due to radio wave interference from another urinal cleaning device adjacent to the urinal cleaning device at a distance at which the human body detecting unit starts to detect a human body. The urinal washing device according to claim 1, characterized in that: 前記制御部は、さらに前記ドップラー信号から抽出する尿流に相当する周波数信号を検出し判定するドップラー周波数の範囲を低い周波数側に拡大することを特徴とする請求項1または2記載の小便器洗浄装置。   The urinal washing according to claim 1 or 2, wherein the control unit further expands a range of a Doppler frequency to a lower frequency side by detecting and determining a frequency signal corresponding to the urine flow extracted from the Doppler signal. apparatus. 前記人体検出手段は、前記抽出した周波数信号の分散値に基づいて人体を検出し、前記分散値の周波数信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置。   The human body detection means detects a human body based on a variance value of the extracted frequency signal, and changes a urine flow detection condition of the urine flow detection means according to the frequency signal level of the variance value. The urinal washing device according to any one of claims 1 to 3. 前記人体検出手段は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる定在波信号に基づいて人体を検出し、前記定在波信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置。   The human body detection means detects a human body based on a standing wave signal included in the Doppler sensor output, and changes the urine flow detection condition of the urine flow detection means according to the standing wave signal level. The urinal washing device according to any one of claims 1 to 3, wherein
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