JP2011102783A - Human body detector - Google Patents

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JP2011102783A
JP2011102783A JP2009258530A JP2009258530A JP2011102783A JP 2011102783 A JP2011102783 A JP 2011102783A JP 2009258530 A JP2009258530 A JP 2009258530A JP 2009258530 A JP2009258530 A JP 2009258530A JP 2011102783 A JP2011102783 A JP 2011102783A
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human body
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Hiroshi Kumamoto
洋 熊本
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Toto Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly obtain the action state of a person with a small amount of operation, in a human body detector using a Doppler signal. <P>SOLUTION: This human body detector using the Doppler signal of a propagation wave reflected by a human body includes a propagation wave transmitting section for radiating a propagation wave toward the human body, a propagation wave receiving section for receiving the propagation wave reflected by the human body, a Doppler signal generating section for generating the Doppler signal based on the propagation wave radiated by the propagation wave transmitting section and the propagation wave received by the propagation wave receiving section, a Doppler signal analysis section for analyzing the Doppler signal generated by the Doppler signal generating section and calculating the amplitude of the Doppler signal, and an action state determining section that, when the amplitude of the Doppler signal exceeds a first amplitude threshold and then becomes lower than the first amplitude threshold, estimates the distance to the human body based on the amplitude of the Doppler signal at a predetermined time before that point of time and determines the action state of the human body based on the estimation result. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は人体検知装置に関し、特に、検知対象物である人体によって反射された伝播波のドップラ信号を利用した人体検知装置に関する。   The present invention relates to a human body detection device, and more particularly, to a human body detection device using a Doppler signal of a propagation wave reflected by a human body that is a detection target.

特開昭62−132484号広報(特許文献1)には、マイクロ波を小便器の正面の領域に発射し、検知対象物から反射されたマイクロ波のドップラ周波数信号を、複数の異なる周波数帯域に分けて検出し、これらの複数のドップラ周波数帯域での検出信号が一定の順序で発生したことを使って人の行動を判定している。   In Japanese Laid-Open Patent Publication No. Sho 62-132484 (Patent Document 1), a microwave is emitted to a front area of a urinal, and a microwave Doppler frequency signal reflected from an object to be detected is transmitted to a plurality of different frequency bands. Detection is performed separately, and human behavior is determined using the fact that detection signals in the plurality of Doppler frequency bands are generated in a certain order.

また、特開平9−80150号公報(特許文献2)には、人体検知装置が記載されている。この人体検知装置においては、マイクロ波を便器正面に発射し、対象物で反射されたマイクロ波を受信し、そのドップラ周波数信号のパワースペクトルを求め、このパワースペクトルのピーク値に基づいて人の行動状態を判定している。   Japanese Patent Laid-Open No. 9-80150 (Patent Document 2) describes a human body detection device. In this human body detection device, a microwave is emitted to the front of the toilet, the microwave reflected by the object is received, the power spectrum of the Doppler frequency signal is obtained, and the human action is based on the peak value of the power spectrum. The state is being judged.

更に、特開2006−214156号公報(特許文献3)に記載されている小便器洗浄装置においては、マイクロ波ドップラセンサの出力信号に、特定の周波数帯域信号のみを通過させる複数の周波数フィルタを用い、これらの複数の周波数フィルタを通過した出力信号に基づいて人の行動状態を判定している。   Furthermore, in the urinal washing apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-214156 (Patent Document 3), a plurality of frequency filters that allow only a specific frequency band signal to pass through are used as the output signal of the microwave Doppler sensor. The action state of the person is determined based on the output signals that have passed through the plurality of frequency filters.

これらの特許文献1〜特許文献3に記載されたマイクロ波を用いた人体検知装置は、現在広く普及している赤外線を用いた人体検知装置とは異なり、小便器等に適用した場合、小便器本体等に赤外線を透過させるための窓を設ける必要がないので装置を設置する条件の制約が少なく、すっきりしたデザインの小便器を実現することができる。   These human body detection devices using microwaves described in Patent Literature 1 to Patent Literature 3 are different from human body detection devices using infrared rays that are currently widely used, and when applied to a urinal or the like, Since it is not necessary to provide a window for transmitting infrared rays in the main body or the like, there are few restrictions on the conditions for installing the apparatus, and a urinal with a clean design can be realized.

特開昭62−132484号JP 62-132484 A 特開平9−80150号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-80150 特開2006−214156号公報JP 2006-214156 A

しかしながら、特許文献1に記載の人体検知装置においては、人が小便器や大便器を使用する時に動く速度や移動方向などは、その時々に応じて様々に異なる。そのため、複数の周波数帯での信号が一定の順序で出現したかというだけで確実に人の行動を判断する事は不可能である。例えば、小便器に最初はゆっくり近づき、途中で一旦止まって、更に早足で小便器に近づいてくる場合と、最初は早足でその後次第に速度を落としながら近づく場合は明らかに同じドップラ周波数パターンにならない。このように多種多様な人が移動するパターンを全てデータベース化することは困難であるという問題がある。また、周波数情報だけで行動を判断しているために、検知対象外の移動体、例えば他の人の移動や水の流れを検知対象物の動きと誤検知することが生じる。   However, in the human body detection device described in Patent Document 1, the speed and direction of movement when a person uses a urinal or a urinal varies depending on the time. For this reason, it is impossible to reliably determine a person's action only by whether signals in a plurality of frequency bands appear in a certain order. For example, the same Doppler frequency pattern is not clearly obtained when the urinal is approached slowly at first, then stops halfway, and further approaches the urinal with a quick start, and when approaching while gradually slowing down at the beginning. Thus, there is a problem that it is difficult to create a database of all patterns in which various people move. In addition, since the action is determined based only on the frequency information, a moving body that is not a detection target, for example, movement of another person or water flow may be erroneously detected as a movement of the detection target.

また、特許文献2に記載の人体検知装置においては、検出されたドップラ信号にフーリエ変換を施してパワースペクトルを求めているため、人の行動状態を時系列的に細かく捉えることができないという問題がある。即ち、特開平9−80150号公報記載の人体検知装置においては、ドップラ信号を5msec間隔で0.64secに亘ってサンプリングされた128個のデータに対して高速フーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めている。このようにして得られたパワースペクトルから得られるピーク周波数や振幅の情報は、データをサンプリングした0.64sec間の平均値を表すものであり、検知すべき人の行動の変化を、即座に検知することができないという問題がある。   Further, in the human body detection device described in Patent Document 2, since the power spectrum is obtained by performing Fourier transform on the detected Doppler signal, there is a problem that it is not possible to grasp the human action state in time series. is there. That is, in the human body detection apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-80150, the power spectrum is obtained by performing fast Fourier transform on 128 pieces of data obtained by sampling the Doppler signal over 0.64 sec at 5 msec intervals. ing. The peak frequency and amplitude information obtained from the power spectrum obtained in this way represents the average value over 0.64 seconds of sampled data, and immediately detects changes in human behavior to be detected. There is a problem that you can not.

また、高速フーリエ変換によってパワースペクトルを求める方法においては、サンプリングするデータ数を少なくすれば、得られるピーク周波数の分解能が低下するという問題がある。また、サンプリングの間隔を短くし、短時間に多数のデータを取得して高速フーリエ変換を行うと、演算量が増大すると共に、多量の演算により人体検知装置が消費する電力が大きくなるという問題もある。   In addition, in the method of obtaining the power spectrum by fast Fourier transform, there is a problem that if the number of data to be sampled is reduced, the resolution of the obtained peak frequency is lowered. In addition, if the sampling interval is shortened and a large amount of data is acquired in a short time and fast Fourier transform is performed, the amount of calculation increases, and the power consumed by the human body detection device increases due to a large amount of calculations. is there.

一方、特許文献3に記載の装置において使用されている周波数フィルタは、検出されたドップラ信号にデジタルフィルタを施すことにより実現することができるが、デジタルフィルタ演算についても数10個以上のサンプリングデータが必要になる。また、単一のデジタルフィルタを使用して、周波数領域の単一のデータを得ただけでは、検知すべき人の行動を十分に把握することができないことから、特開2006−214156号公報記載の装置では3種類のフィルタを用いている。このようにフィルタ数を増やせば、演算量が増大し高性能のマイコンを使う必要があり、安価に人体検出装置を実現することができない問題がある。   On the other hand, the frequency filter used in the apparatus described in Patent Document 3 can be realized by applying a digital filter to the detected Doppler signal. I need it. Further, since only a single data in the frequency domain is obtained using a single digital filter, it is not possible to sufficiently grasp the behavior of a person to be detected, and therefore, described in JP-A-2006-214156. This apparatus uses three types of filters. If the number of filters is increased in this way, the amount of calculation increases and it is necessary to use a high-performance microcomputer, and there is a problem that a human body detection device cannot be realized at low cost.

従って、本発明は、人体によって反射された伝播波のドップラ信号を利用した人体検知装置において、少ない演算量で、人の行動状態を的確に把握することができる人体検知装置を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a human body detection device that can accurately grasp a human behavior state with a small amount of computation in a human body detection device using a Doppler signal of a propagation wave reflected by a human body. It is said.

上述した課題を解決するために、本発明は、人体によって反射された伝播波のドップラ信号を利用した人体検知装置であって、人体に向けて伝播波を放射する伝播波発信部と、人体によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、
上記伝播波発信部によって放射された伝播波及び上記伝播波受信部によって受信された伝播波に基づいてドップラ信号を生成するドップラ信号生成部と、このドップラ信号生成部によって生成されたドップラ信号を解析してドップラ信号の振幅を算出するドップラ信号解析部と、上記ドップラ信号の振幅が所定の第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定期間前の上記ドップラ信号の振幅に基いて人体までの距離を推定し、その推定結果に基いて人体の行動状態を判定する行動状態判定部と、
を有することを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the present invention is a human body detection device using a Doppler signal of a propagation wave reflected by a human body, and a propagation wave transmitting unit that radiates a propagation wave toward the human body, and a human body A propagation wave receiver for receiving the reflected propagation wave;
A Doppler signal generation unit that generates a Doppler signal based on a propagation wave radiated by the propagation wave transmission unit and a propagation wave received by the propagation wave reception unit, and an analysis of the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit A Doppler signal analyzer that calculates the amplitude of the Doppler signal, and when the Doppler signal amplitude exceeds a predetermined first amplitude threshold value and then falls below the first amplitude threshold value, An action state determination unit that estimates the distance to the human body based on the amplitude of the signal and determines the action state of the human body based on the estimation result;
It is characterized by having.

このように構成された本発明においては、ドップラ信号解析部は、ドップラ信号からは、その振幅を算出すればよいので、例えば、ドップラ信号を自己回帰モデルを使った粒子フィルタで解析することができ、そして、ドップラ信号の振幅が第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定期間前の上記ドップラ信号の振幅を利用することで、簡単に人体までの距離を推定することができ、その距離に基いて人体の行動状態を的確に判定することができる。よって、人体の行動状態を判定するためにフーリエ変換やデジタルフィルタ演算が不要であり、ドップラ信号解析部に要求される演算量が少なくてすむ。   In the present invention configured as described above, since the Doppler signal analysis unit only has to calculate the amplitude from the Doppler signal, for example, the Doppler signal can be analyzed by a particle filter using an autoregressive model. And, when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold value and falls below the first amplitude threshold value, the distance to the human body can be easily obtained by using the amplitude of the Doppler signal before a predetermined period from that time point. And the action state of the human body can be accurately determined based on the distance. Therefore, Fourier transformation and digital filter calculation are not required to determine the action state of the human body, and the amount of calculation required for the Doppler signal analysis unit can be reduced.

また、請求項2記載の本発明は、上記行動状態判定部は、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定時間だけ前の範囲にて、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値よりも大きな第二振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して接近停止検知信号を出力することを特徴とする   Further, in the present invention described in claim 2, when the behavior state determination unit is less than the first amplitude threshold value after the Doppler signal amplitude exceeds the first amplitude threshold value, the behavior state determination unit is a predetermined time before that point. When the amplitude of the Doppler signal exceeds a second amplitude threshold value that is larger than the first amplitude threshold value, it is determined that the human body is approaching and stationary and an approach stop detection signal is output.

このように構成された本発明においては、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定時間だけ前の範囲にて、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値よりも大きな第二振幅閾値を上回っていると人体の接近静止と判断する。このことは、センサの原理的な特徴である、人がセンサに近づけばドップラ信号の振幅は大きくなり、センサから離れればその振幅が小さくなることを用いているのであり、第一振幅閾値を下回った時点の位置の近傍に大きなドップラ信号の振幅があるのかを判断すれば人がセンサの近くにいることが分かり、そうでないときは人がセンサから離れていると判断できる。なお、第一振幅閾値を下回った時点より所定時間だけ前の振幅を見ているのは、ドップラ信号のもう一つの特徴である定在波の影響を除去するためである。以上により、ドップラ信号が第一振幅閾値を下回った際に、人が遠くに離れているのか、近くで静止したためなのかを簡単に把握することができる。   In the present invention configured as described above, when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold value and falls below the first amplitude threshold value, the Doppler signal is within a range of a predetermined time before that point. If the amplitude of the signal exceeds a second amplitude threshold value that is greater than the first amplitude threshold value, it is determined that the human body is approaching and stationary. This is the principle feature of the sensor. It uses the fact that the amplitude of the Doppler signal increases when the person approaches the sensor, and decreases when the person moves away from the sensor. If it is determined whether there is a large Doppler signal amplitude in the vicinity of the position at that time, it can be determined that the person is near the sensor, and if not, it can be determined that the person is away from the sensor. Note that the reason why the amplitude is observed for a predetermined time before the time when it falls below the first amplitude threshold is to remove the influence of the standing wave, which is another feature of the Doppler signal. As described above, when the Doppler signal falls below the first amplitude threshold, it is possible to easily grasp whether the person is far away or because the person is still nearby.

また、請求項3記載の本発明は、上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第二振幅閾値よりも小さい第三振幅閾値を上回ると、その継続時間を計時し、その計時時間が所定の時間閾値を越えると人体の離隔と判断して上記接近停止検知信号の出力を停止することを特徴としている。   According to the third aspect of the present invention, after the behavior state determination unit outputs the approach stop signal, the amplitude of the Doppler signal is larger than the first amplitude threshold and smaller than the second amplitude threshold. When the third amplitude threshold value is exceeded, the duration is counted, and when the measured time exceeds a predetermined time threshold value, it is determined that the human body is separated, and the output of the approach stop detection signal is stopped.

このように構成された本発明によれば、接近停止判定後に人体が動き出したかどうかをドップラ信号の振幅が第一振幅閾値より大きな第三振幅閾値を上回ったことで検出しているため、人体が揺れる程度の動きをキャンセルすることができる。そして、動き出してからの継続時間が所定の時間閾値を上回ると、接近停止状態でなくなったと判定して接近停止検知信号の出力を的確なタイミングて停止することができる。   According to the present invention configured as described above, since the amplitude of the Doppler signal exceeds the third amplitude threshold larger than the first amplitude threshold, it is detected whether the human body has started moving after the approach stop determination. The movement to the extent that it shakes can be canceled. And if the duration after starting movement exceeds a predetermined time threshold value, it can be determined that the approach stop state is lost, and the output of the approach stop detection signal can be stopped at an appropriate timing.

また請求項4記載の本発明は、上記ドップラ信号解析部は、上記ドップラ信号生成部によって生成されたドップラ信号を解析してドップラ信号の振幅と周波数とを算出し、その振幅が所定の第一振幅閾値を上回ると、その時のドップラ信号の周波数に基いて上記人体の移動速度を算出すると共に、その算出された移動速度と上記第一振幅閾値を上回ってからの時間に基いて上記人体の累積移動距離を算出する累積移動距離を算出し、上記行動状態判定部は、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回った時点で、その時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内において、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値よりも大きな第二振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して接近停止検知信号を出力することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the Doppler signal analysis unit analyzes the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit to calculate the amplitude and frequency of the Doppler signal, and the amplitude is a predetermined first value. When the amplitude threshold is exceeded, the moving speed of the human body is calculated based on the frequency of the Doppler signal at that time, and the accumulated human body is calculated based on the calculated moving speed and the time after exceeding the first amplitude threshold. The cumulative movement distance for calculating the movement distance is calculated, and when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold and then falls below the first amplitude threshold, the cumulative movement at that time is calculated. If the amplitude of the Doppler signal exceeds a second amplitude threshold value that is larger than the first amplitude threshold value within a range that is a predetermined distance threshold value before the distance, it is determined that the human body is approaching and stationary. And outputs a proximity stop detection signal.

このように構成された本発明においては、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内において、上記ドップラ信号の振幅に基いて人体までの距離を推定し、その推定結果に基いて人体の行動状態を判定する。このことは、センサの原理的な特徴である、人がセンサに近づけばドップラ信号の振幅は大きくなり、センサから離れればその振幅が小さくなることを用いているのであり、第一振幅閾値を下回った時点の位置の近傍に第二振幅閾値を上回る大きなドップラ信号の振幅があるのかを判断すれば人がセンサの近くにいることが分かり、そうでないときは人がセンサから離れていると判断できる。なお、第一振幅閾値を下回った時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内の振幅を見ているのは、ドップラ信号のもう一つの特徴である定在波の影響を除去するためである。以上により、ドップラ信号が第一振幅閾値を下回った際に、人が遠くに離れているのか、センサからセンシング対象としたい距離以内の近くで静止したためなのかを的確に把握することができる。   In the present invention configured as described above, when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold value and then falls below the first amplitude threshold value, a range that is a predetermined distance threshold value before the cumulative moving distance at that time The distance to the human body is estimated based on the amplitude of the Doppler signal, and the action state of the human body is determined based on the estimation result. This is the principle feature of the sensor. It uses the fact that the amplitude of the Doppler signal increases when the person approaches the sensor, and decreases when the person moves away from the sensor. It can be determined that the person is near the sensor by judging whether there is a large Doppler signal amplitude that exceeds the second amplitude threshold value near the position at the time, and otherwise it can be judged that the person is away from the sensor. . Note that looking at the amplitude within a range that is a predetermined distance threshold before the cumulative travel distance when it falls below the first amplitude threshold removes the influence of the standing wave, which is another feature of the Doppler signal. Because. As described above, when the Doppler signal falls below the first amplitude threshold, it is possible to accurately grasp whether a person is far away or whether the person is stationary within a distance within a desired distance from the sensor.

また請求項5記載の本発明は、上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第二振幅閾値よりも小さい第三振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その累積移動距離が所定の距離閾値を越えると人体の離隔と判断して上記接近停止検知信号の出力を停止することを特徴としている。   Further, in the present invention according to claim 5, after the behavior state determination unit outputs the approach stop signal, an amplitude of the Doppler signal is larger than the first amplitude threshold and smaller than the second amplitude threshold. When the three amplitude threshold value is exceeded, calculation of the cumulative movement distance of the human body is started, and when the cumulative movement distance exceeds a predetermined distance threshold value, it is determined that the human body is separated and the output of the approach stop detection signal is stopped. It is a feature.

このように構成された本発明によれば、接近停止判定後に人体が動き出したかどうかをドップラ信号の振幅が第一振幅閾値より大きな第三振幅閾値を上回ったことで検出しているため、人体が揺れる程度の動きをキャンセルすることができる。そして、動き出してからの累積移動距離が所定の距離閾値を上回ると、接近停止状態でなくなったと判定して接近停止検知信号の出力を的確なタイミングて停止することができる。   According to the present invention configured as described above, since the amplitude of the Doppler signal exceeds the third amplitude threshold larger than the first amplitude threshold, it is detected whether the human body has started moving after the approach stop determination. The movement to the extent that it shakes can be canceled. When the accumulated movement distance after the start of movement exceeds a predetermined distance threshold value, it can be determined that the approach stop state is lost, and the output of the approach stop detection signal can be stopped at an accurate timing.

また請求項6記載の本発明は、上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その後に上記第一振幅閾値を下回った時点で、その時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内において、上記ドップラ信号の振幅が上記第二振幅閾値よりも大きな第四振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して第二接近停止検知信号を出力することを特徴としている。   Further, in the present invention according to claim 6, when the behavior state determination unit outputs the approach stop signal and the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold, the behavioral state determination unit calculates the cumulative movement distance of the human body. When the frequency drops below the first amplitude threshold, the fourth Doppler signal amplitude is larger than the second amplitude threshold within a range that is a predetermined distance threshold before the cumulative moving distance at that time. If it exceeds the amplitude threshold, it is judged that the human body is approaching and stationary, and a second approach stop detection signal is output.

このように構成された本発明においては、接近停止と判定した後に、その判定に用いた第一振幅閾値よりも大きな第四振幅閾値を用いて、上記接近停止よりも更に近づいたことを検出して第二接近停止検出信号を出力するよう構成されているため、人体の接近停止状態を的確に判定することができる。   In the present invention configured as described above, after determining the approach stop, a fourth amplitude threshold value larger than the first amplitude threshold value used for the determination is used to detect that the approach stop is further approached. Since the second approach / stop detection signal is output, the approach / stop state of the human body can be accurately determined.

また請求項7記載の本発明は、上記行動状態判定部は、上記第二接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第四振幅閾値よりも小さい第五振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その累積移動距離が所定の距離閾値を越えると人体の離隔と判断して上記第二接近停止検知信号の出力を停止すると共に上記接近停止検出信号を出力し、その後に累積移動距離が上記距離閾値よりも大きい第二距離閾値を越えると上記接近停止信号の出力を停止することを特徴としている。   Further, in the seventh aspect of the present invention, after the behavior state determination unit outputs the second approach stop signal, the amplitude of the Doppler signal is larger than the first amplitude threshold and larger than the fourth amplitude threshold. When the small fifth amplitude threshold value is exceeded, calculation of the cumulative movement distance of the human body is started, and when the cumulative movement distance exceeds a predetermined distance threshold value, it is determined that the human body is separated and the output of the second approach stop detection signal is output. While stopping, the approach stop detection signal is output, and thereafter, the output of the approach stop signal is stopped when the cumulative movement distance exceeds a second distance threshold value greater than the distance threshold value.

このように構成された本発明によれば、第二接近停止検出後には、これ以上のセンサに接近した動きが無くなるので、次に人体が動くのは、センサから離れる方向であるため、ドップラ信号の振幅値が第五振幅閾値を越えると、その累積移動距離に基いて第二接近停止検出の出力を停止(解除)し、更に連続して人体が動いていれば、接近停止検出の出力・停止するようにしているため、的確に人体の離隔を検出することができる。   According to the present invention configured as described above, after the second approach stop is detected, there is no further movement approaching the sensor, so that the next time the human body moves is away from the sensor, the Doppler signal If the amplitude value exceeds the fifth amplitude threshold, the output of the second approach stop detection is stopped (released) based on the accumulated movement distance, and if the human body is moving continuously, the output of the approach stop detection Since it stops, it is possible to accurately detect the separation of the human body.

本発明の人体検知装置によれば、少ない演算量で人の行動状態を的確に把握することができる。また、人の動きに比例するドップラ信号の周波数だけでなく、センサと人の距離に依存するドップラ信号の振幅強度を使用して人の行動を判断しているために、他の人の動きや水の流れなどに惑わされること無く、正確に人の行動を判断できる。   According to the human body detection device of the present invention, it is possible to accurately grasp the human behavior state with a small amount of calculation. In addition, not only the frequency of the Doppler signal proportional to the movement of the person but also the amplitude intensity of the Doppler signal that depends on the distance between the sensor and the person is used to determine the behavior of the person, It is possible to judge human behavior accurately without being confused by the flow of water.

本発明の実施形態による小便器の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the urinal by embodiment of this invention. 小便器の事例によるドップラ信号生成部により生成されたドップラ信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the Doppler signal produced | generated by the Doppler signal production | generation part by the example of a urinal. 図2に示した小便器使用時のドップラ信号に基づいて、粒子フィルタを用いて計算された移動速度、信号振幅および累積移動距離の一例を表すグラフである。It is a graph showing an example of the moving speed calculated using the particle filter based on the Doppler signal at the time of use of the urinal shown in FIG. 2, a signal amplitude, and a cumulative moving distance. 図2に示した小便器使用時のドップラ信号の値、移動速度、信号振幅、累積移動距離及び判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the value of the Doppler signal at the time of use of the urinal shown in FIG. 2, a moving speed, a signal amplitude, a cumulative moving distance, and the action of the determined person is shown. 本発明の実施形態の小便器における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the urinal of embodiment of this invention. 本発明の実施形態による大便器の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the toilet bowl by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による大便器の事例によるドップラ信号生成部により生成されたドップラ信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the Doppler signal produced | generated by the Doppler signal production | generation part by the case of the toilet bowl by embodiment of this invention. 図7に示した大便器使用時のドップラ信号に基づいて、粒子フィルタを用いて計算された移動速度、信号振幅および累積移動距離の一例を表すグラフである。It is a graph showing an example of the moving speed calculated using the particle filter based on the Doppler signal at the time of using the toilet shown in FIG. 7, the signal amplitude, and the accumulated moving distance. 図7に示した大便器使用時のドップラ信号の値、移動速度、信号振幅、累積移動距離及び判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the value of the Doppler signal at the time of use of the toilet shown in FIG. 7, a moving speed, a signal amplitude, a cumulative moving distance, and the action of the determined person is shown. 本発明の実施形態の大便器における処理を示すフローチャート(前半)である。It is a flowchart (the first half) which shows the process in the toilet bowl of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の大便器における処理を示すフローチャート(後半)である。It is a flowchart (latter half) which shows the process in the toilet bowl of embodiment of this invention. 本発明の小便器(第二の実施形態)における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the urinal (2nd embodiment) of this invention. 図12に示した小便器使用時のドップラ信号の値、移動速度、信号振幅、累積移動距離及び判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the value of the Doppler signal at the time of using the urinal shown in FIG. 12, a moving speed, a signal amplitude, a cumulative moving distance, and the action of the determined person is shown.

添付図面を参照して、本発明の好ましい第一実施形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態による小便器の全体の構成を示すブロック図である。
A preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a urinal according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明の実施形態による小便器1は、小便器本体2と、この小便器本体2に内蔵された人体検知装置4と、小便器本体2を洗浄する洗浄水を吐出、停止させる電磁弁6と、この電磁弁6を制御する電磁弁制御部8と、を有する。   As shown in FIG. 1, a urinal 1 according to an embodiment of the present invention discharges a urinal body 2, a human body detection device 4 built in the urinal body 2, and washing water for washing the urinal body 2. And an electromagnetic valve 6 to be stopped, and an electromagnetic valve control unit 8 for controlling the electromagnetic valve 6.

本実施形態の小便器1は、人が小用を足しに小便器本体2に接近して立ち止まったことを人体検知装置4が検知すると、電磁弁制御部8が電磁弁6に信号を送り、これを所定時間開放させて小便器本体2の前洗浄を行うように構成されている。さらに、小便器1は、小用を足した人が小便器本体2から離れたことを人体検知装置4が検知すると、電磁弁制御部8が電磁弁6に信号を送り、これを所定時間開放させて小便器本体2の後洗浄を行うように構成されている。   In the urinal 1 of the present embodiment, when the human body detecting device 4 detects that a person has stopped approaching the urinal body 2 with the addition of urine, the electromagnetic valve control unit 8 sends a signal to the electromagnetic valve 6, The urinal body 2 is pre-cleaned by opening it for a predetermined time. Further, in the urinal 1, when the human body detecting device 4 detects that the person who has added the urinal has left the urinal body 2, the electromagnetic valve control unit 8 sends a signal to the electromagnetic valve 6, which is opened for a predetermined time. The urinal body 2 is then washed afterwards.

小便器本体2は、小便を受けるボウル部2aと、このボウル部2aを洗浄する洗浄水を吐水させるための、ボウル部上部に設けられた吐水口2bと、小便及び洗浄水を排出するための排水口2cと、を有する。
電磁弁6は、吐水口2bに接続された給水管路に設けられ、電磁弁制御部8から送られた信号により開閉されるように構成されている。
The urinal body 2 includes a bowl portion 2a for receiving urine, a spout 2b provided at the upper portion of the bowl portion for discharging the washing water for washing the bowl portion 2a, and for discharging urine and washing water. And a drain port 2c.
The electromagnetic valve 6 is provided in a water supply pipe connected to the water discharge port 2b, and is configured to be opened and closed by a signal sent from the electromagnetic valve control unit 8.

電磁弁制御部8は、人体検知装置4が、人が小用を足しに小便器本体2に接近して立ち止まったことを表す「人体の接近」を検知すると、この検知信号を受けて所定時間電磁弁6を開放させ、前洗浄を行うように構成されている。また、電磁弁制御部8は、人体検知装置4が、小用を足した人が小便器本体2から離れたことを人体検知装置4が検知すると、この検知信号を受けて所定時間電磁弁6を開放させ、後洗浄を行うように構成されている。具体的には、電磁弁制御部8は、マイクロプロセッサ、メモリ(図示せず)等により構成することができる。   When the human body detecting device 4 detects "approach of the human body" indicating that the human body has approached the urinal body 2 with a small amount of use and stopped, the electromagnetic valve control unit 8 receives this detection signal for a predetermined time. The electromagnetic valve 6 is opened and pre-cleaning is performed. Further, when the human body detecting device 4 detects that the human body detecting device 4 has moved away from the urinal body 2 by the human body detecting device 4, the electromagnetic valve 6 receives the detection signal for a predetermined time. Is opened and post-cleaning is performed. Specifically, the electromagnetic valve control unit 8 can be configured by a microprocessor, a memory (not shown), and the like.

人体検知装置4は、小便器本体2に内蔵され、検知対象物である人体に向けて伝播波であるマイクロ波を放射する伝播波発信部であるマイクロ波発信部10と、このマイクロ波発信部10から放射され、人体によって反射されたマイクロ波を受信する伝播波受信部であるマイクロ波受信部12と、マイクロ波発信部10が放射したマイクロ波及びマイクロ波受信部12が受信したマイクロ波に基づいて、ドップラ信号を生成するドップラ信号生成部14と、を有する。   The human body detection device 4 is built in the urinal body 2, and is a microwave transmission unit 10 that is a propagation wave transmission unit that radiates a microwave that is a propagation wave toward a human body that is a detection target, and the microwave transmission unit. The microwave receiving unit 12 which is a propagation wave receiving unit that receives the microwaves radiated from 10 and reflected by the human body, the microwaves radiated by the microwave transmitting unit 10 and the microwaves received by the microwave receiving unit 12 And a Doppler signal generation unit 14 for generating a Doppler signal based on the above.

さらに、人体検知装置4は、ドップラ信号生成部14により生成されたドップラ信号を解析し、ドップラ信号の周波数、検知対象物の移動速度と検知対象物を検知し始めてからの累積移動距離を及びドップラ信号の振幅を算出するドップラ信号解析部16と、このドップラ信号解析部16からの出力、及び、サンプリング周期の一期前の行動状態判定結果に基づいて人の行動状態を判定する行動状態判定部18と、を有する。なお、本実施形態においては、人体検知装置4は小便器本体2に内蔵されているが、人体検知装置4を小便器本体2の外部に配置することもできる。   Further, the human body detection device 4 analyzes the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit 14 and calculates the frequency of the Doppler signal, the moving speed of the detection target object, and the accumulated movement distance from the start of detecting the detection target object. Doppler signal analysis unit 16 that calculates the amplitude of the signal, and an action state determination unit that determines an action state of a person based on an output from the Doppler signal analysis unit 16 and an action state determination result one period before the sampling cycle 18 and. In the present embodiment, the human body detection device 4 is built in the urinal body 2, but the human body detection device 4 may be disposed outside the urinal body 2.

マイクロ波発信部10は、マイクロ波を小便器本体2の裏側から、小便器1に近づく人体に向けて放射するように構成されている。具体的には、マイクロ波発信部10は、所定の周波数のマイクロ波を所定の時間間隔で発信するマイクロ波発振器により構成することができる。マイクロ波発信部10から放射されたマイクロ波は陶器製の小便器本体2を透過して、小便器本体2の前方に向けて放射される。   The microwave transmission unit 10 is configured to radiate microwaves from the back side of the urinal body 2 toward the human body approaching the urinal 1. Specifically, the microwave transmission part 10 can be comprised by the microwave oscillator which transmits the microwave of a predetermined frequency at a predetermined time interval. The microwaves radiated from the microwave transmission unit 10 pass through the ceramic urinal body 2 and are radiated toward the front of the urinal body 2.

マイクロ波受信部12は、マイクロ波発信部10から放射され、検知すべき人体によって反射されたマイクロ波を受信するように構成されている。人体によって反射されたマイクロ波は、再び小便器本体2を透過して、小便器本体2の裏側に配置されたマイクロ波受信部12により受信される。具体的には、マイクロ波受信部12は、マイクロ波受信器により構成することができる。   The microwave receiving unit 12 is configured to receive the microwave radiated from the microwave transmitting unit 10 and reflected by the human body to be detected. The microwave reflected by the human body passes through the urinal body 2 again and is received by the microwave receiving unit 12 disposed on the back side of the urinal body 2. Specifically, the microwave receiving unit 12 can be configured by a microwave receiver.

ドップラ信号生成部14は、マイクロ波発信部10から放射されたマイクロ波の一部と、マイクロ波受信部12が受信したマイクロ波をミキサで混合することにより、ドップラ信号を生成するように構成されている。生成されるドップラ信号は、マイクロ波を反射した人体の移動速度に応じた周波数成分を多く含む信号であり、移動速度が大きい場合には周波数が高くなり、移動速度が小さい場合には周波数が低くなる。   The Doppler signal generation unit 14 is configured to generate a Doppler signal by mixing a part of the microwave radiated from the microwave transmission unit 10 and the microwave received by the microwave reception unit 12 with a mixer. ing. The generated Doppler signal is a signal that contains a lot of frequency components according to the moving speed of the human body reflecting the microwave. The frequency is high when the moving speed is high, and the frequency is low when the moving speed is low. Become.

ドップラ信号解析部16は、ドップラ信号生成部14が生成したドップラ信号を、例えば自己回帰モデルを使用して解析し、ドップラ信号の周波数、及びドップラ信号の振幅を算出すると共に、この算出された周波数に基いて検知対象物の移動速度を算出し、その移動速度とサンプリング時間との積により単位時間の移動距離を算出し、それを積算して累積移動距離を算出するように構成されている。   The Doppler signal analysis unit 16 analyzes the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit 14 using, for example, an autoregressive model, calculates the frequency of the Doppler signal and the amplitude of the Doppler signal, and calculates the calculated frequency. The moving speed of the detection target is calculated based on the above, the moving distance of unit time is calculated by the product of the moving speed and the sampling time, and the accumulated moving distance is calculated by integrating the moving distance.

行動状態判定部18は、ドップラ信号解析部16により算出された累積移動距離、ドップラ信号の振幅、及び、サンプリング周期の一期前の行動判定結果に基づいて、「人体の接近」、「人体の退去」等の人の行動状態を判定するように構成されている。なお、行動状態判定部18における演算処理の詳細は後述する。また、具体的には、ドップラ信号生成部14、ドップラ信号解析部16、及び行動状態判定部18は、A/D変換器、メモリ、マイクロプロセッサ、及びこれを作動させるプログラム等により構成することができる。   The behavior state determination unit 18 determines whether the human body is approaching or the human body is based on the cumulative travel distance calculated by the Doppler signal analysis unit 16, the amplitude of the Doppler signal, and the behavior determination result one period before the sampling period. It is configured to determine a person's behavioral state such as “withdrawal”. Details of the calculation processing in the behavior state determination unit 18 will be described later. Specifically, the Doppler signal generation unit 14, the Doppler signal analysis unit 16, and the behavior state determination unit 18 may be configured by an A / D converter, a memory, a microprocessor, a program for operating the A / D converter, and the like. it can.

次に、図2乃至図4を参照して、本発明の実施形態におけるドップラ信号解析部16、及び行動状態判定部18が実行する処理を説明する。
図2は、本発明適用の小便器でドップラ信号生成部により生成されたドップラ信号の一例を示すグラフである。図3は、図2に示したドップラ信号に基づいて、粒子フィルタと自己回帰モデルを用いて計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離の一例を表すグラフである。図4は、サンプリングされたドップラ信号の値、これに基づいて計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離、及び行動状態判定部によって判定された人の行動の一例を示すグラフである。
Next, processing executed by the Doppler signal analysis unit 16 and the behavior state determination unit 18 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a graph showing an example of a Doppler signal generated by a Doppler signal generation unit in a urinal according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing an example of the movement speed of a person, the amplitude of the Doppler signal, and the total movement distance calculated using the particle filter and the autoregressive model based on the Doppler signal shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing an example of the value of the sampled Doppler signal, the movement speed of the person calculated based on the value, the amplitude of the Doppler signal, the total movement distance, and the action of the person determined by the action state determination unit. It is.

まず、小便器1に遠方から人が接近し、小便器1の近傍でしばらく静止し、その後、体を半回転し、小便器1から離れて行った場合には、ドップラ信号生成部14から、図2に示すようなドップラ信号が出力される。なお、図2の横軸は時系列を表し、横軸の数値はデータをサンプリングしたステップ数を示しており、縦軸はドップラ信号の振幅を示している。また、図2においては、ドップラ信号は4/1024sec間隔でサンプリングされている。なお、図2には4/1024sec間隔でサンプリングされたデータを示しているが、図2よりも粗い間隔でドップラ信号をサンプリングしても本発明を適用することができる。   First, when a person approaches the urinal 1 from a distance, stops for a while in the vicinity of the urinal 1, and then makes a half turn and moves away from the urinal 1, the Doppler signal generation unit 14 A Doppler signal as shown in FIG. 2 is output. Note that the horizontal axis in FIG. 2 represents time series, the numerical value on the horizontal axis represents the number of steps for sampling data, and the vertical axis represents the amplitude of the Doppler signal. In FIG. 2, the Doppler signal is sampled at intervals of 4/1024 sec. Although FIG. 2 shows data sampled at intervals of 4/1024 sec, the present invention can be applied even if Doppler signals are sampled at coarser intervals than in FIG.

ドップラ信号解析部16は、図2に示すドップラ信号を、例えば自己回帰モデルを使った粒子フィルタ技術を使って、ドップラ信号の周波数、ドップラ信号の振幅を算出する。人の移動速度vとドップラ周波数fdは次式の関係があり、ドップラ周波数を求めることにより、算出できる。
fd=2fs・v/c (数式1)
ここで
fd:ドップラ周波数
fs:マイクロ波センサの送信周波数(本事例では10.525GHz)
vt:時刻tでの人の移動速度
c:光の速度(3×10m/sec)
である。累計移動距離Lは時刻tでの人の移動速度が求まれば、次式で計算できる。
L=Σ(vt・△t) (数式2)
ここで
△t:人の移動速度を算出する間隔(サンプリング周期)
である。
The Doppler signal analysis unit 16 calculates the frequency of the Doppler signal and the amplitude of the Doppler signal by using, for example, a particle filter technique using an autoregressive model for the Doppler signal shown in FIG. The movement speed v of the person and the Doppler frequency fd have the following relationship, and can be calculated by obtaining the Doppler frequency.
fd = 2fs · v / c (Formula 1)
Where fd: Doppler frequency fs: microwave sensor transmission frequency (10.525 GHz in this example)
vt: human moving speed at time t c: speed of light (3 × 10 8 m / sec)
It is. If the movement speed of the person at time t is obtained, the cumulative movement distance L can be calculated by the following equation.
L = Σ (vt · Δt) (Formula 2)
Where Δt: interval for calculating the movement speed of a person (sampling period)
It is.

数式1および2を使ってドップラ信号解析部16が人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出を開始するのは、ドップラ信号の振幅が予め設定していた第一振幅閾値としての閾値B以上になったときである。閾値Bはセンサの前に人が居ない状態のセンサ信号のふらつき(暗ノイズ)より大きな値で、センサが何らかの物体からの反射波を検知したと考えられる値として設定しておく。   The Doppler signal analysis unit 16 starts calculating the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L using the formulas 1 and 2 as the first amplitude threshold that the amplitude of the Doppler signal is set in advance. This is when the threshold value B is exceeded. The threshold value B is set to a value larger than the fluctuation (dark noise) of the sensor signal in a state where no person is present in front of the sensor, and is set as a value that is considered that the sensor has detected a reflected wave from some object.

さらに、本実施形態においては、ドップラ信号解析部16は、人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出し、図3のような結果を得ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the Doppler signal analysis unit 16 can calculate the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L, and obtain a result as shown in FIG.

ドップラ信号解析部16が算出した人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを使って、行動状態判定部18は人の行動を判定する。なお、人の行動状態を示す指標は初期状態で「4」という、人がセンサの前に居ないということを示す値に設定されている。この状態で人がセンサに接近してくると、ドップラ信号の振幅が前記閾値Bより大きくなった時点で、ドップラ信号解析部16が人の移動速度及び累計移動距離Lを算出する。行動状態判定部は、1期前の人の行動状態が「4」で、累計移動距離が0より大きくなれば、人の行動状態の推定指標を「4」から「0」に変更するようになっている。ここで人の行動状態の推定指標「0」はセンサが人を感知したことを示すが、まだ、センサまでの距離が予め設定してある(a+e)より遠い状態を示す。これを接近1と定義する。   Using the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L calculated by the Doppler signal analysis unit 16, the action state determination unit 18 determines the action of the person. The index indicating the human behavior state is set to a value “4” in the initial state, which indicates that the person is not in front of the sensor. When a person approaches the sensor in this state, when the amplitude of the Doppler signal becomes larger than the threshold value B, the Doppler signal analysis unit 16 calculates the movement speed and the accumulated movement distance L of the person. The behavior state determination unit changes the estimated indicator of the behavior state of the person from “4” to “0” when the behavior state of the person one period ago is “4” and the cumulative movement distance is greater than zero. It has become. Here, the estimated index “0” of the human behavior state indicates that the sensor has detected the person, but still indicates a state where the distance to the sensor is farther than the preset (a + e). This is defined as approach 1.

一方、小便器を使用する人の動作の特徴として、小用前などある特定の動作を行う前に、数百msec以内という短い時間、静止していると見なせる状態が存在することを見出した。また、人が小便器を使う場合、ある程度小便器に接近する必要がある。小便器を使用するとき、人と小便器の間隔を最大30cmとして、体の小さな子供がセンサの前に立って、体を動かしたときの信号振幅強度を第二振幅閾値としての閾値Aとして、一旦人が静止した位置から15cm以内に信号振幅閾値Aを超える信号があるときは、人がセンサから45cm以内に存在し、静止していると判断し、現時点の位置から距離閾値としての15cm以内の信号振幅強度が信号振幅Aより小さいときは人がセンサから45cm以内には居ないと判断する。図4では、2秒を過ぎたところで、人の静止が検知されており、その前の距離15cmまでに閾値Aを超える信号が存在したために、人がセンサから45cmの距離以内に存在しているということになり、人の行動状態の推定指標が一期前の判断「0」から「1」に変更される。この状態を接近2と定義する。
人が静止した位置から、距離閾値(例えば15cm)以内に信号振幅閾値Aより大きいかを判断しているのは、ドップラ信号にしばしば発生する定在波による影響を除去する目的のためである。定在波は多重反射の複数の電波の重なりから生じ、その発生箇所は電波の伝達距離に依存し、電波の波長による。マイクロ波の波長は数cmであるから、その波長より十分長い区間を距離閾値として監視すれば、必ず定在波の影響の無い領域が現れる。
On the other hand, as a feature of the operation of a person using a urinal, it was found that there is a state that can be regarded as stationary for a short time of several hundred msec before performing a specific operation such as before use. Moreover, when a person uses a urinal, it is necessary to approach the urinal to some extent. When using a urinal, the distance between a person and the urinal is set to 30 cm at the maximum, the signal amplitude intensity when a small child stands in front of the sensor and moves the body as a threshold A as a second amplitude threshold, Once there is a signal exceeding the signal amplitude threshold A within 15 cm from the position where the person is stationary, it is determined that the person is within 45 cm from the sensor and is stationary, and within 15 cm as the distance threshold from the current position When the signal amplitude intensity is smaller than the signal amplitude A, it is determined that the person is not within 45 cm from the sensor. In FIG. 4, a person's stillness is detected after 2 seconds, and a signal exceeding the threshold A exists up to a distance of 15 cm before that, so that the person exists within a distance of 45 cm from the sensor. That is, the estimated indicator of the human behavior state is changed from the previous determination “0” to “1”. This state is defined as approach 2.
The reason why it is determined whether or not the signal is larger than the signal amplitude threshold A within a distance threshold (for example, 15 cm) from the position where the person is stationary is for the purpose of removing the influence of the standing wave often generated in the Doppler signal. A standing wave is generated from the overlap of multiple reflected radio waves, and the location of the standing wave depends on the radio wave transmission distance and depends on the wavelength of the radio wave. Since the wavelength of the microwave is several centimeters, if a section sufficiently longer than the wavelength is monitored as a distance threshold, a region that is not affected by the standing wave always appears.

また、一期前の人の行動状態の推定指標が「1」の状態で、人がセンサから距離45cm以内で静止していると判断した後、信号振幅閾値Aの8割程度の値であるドップラ信号の振幅の第三振幅閾値としての閾値Dを予め設定しておき、この閾値D以下の大きさのドップラ信号の振幅強度のとき、移動距離を0にし、閾値Dを越えてから、人の移動距離および累計移動距離を算出している。このようにすることで、人が小用のために動かす手の動きやわずかな体動の影響を除去し、人が本当に動き始めてからの移動距離が計算できる。このようにして一期前の人の行動状態の推定指標が「1」の状態で、人の累計移動距離がさらに10cm以上になったとき、行動状態判定部18は一期前の判断「1」から「0」に変更される。   In addition, the signal amplitude threshold A is about 80% after it is determined that the person's behavioral state estimation index of the previous period is “1” and the person is stationary within a distance of 45 cm from the sensor. A threshold D as a third amplitude threshold of the amplitude of the Doppler signal is set in advance, and when the amplitude intensity of the Doppler signal is smaller than the threshold D, the movement distance is set to 0 and the threshold D is exceeded. The travel distance and the cumulative travel distance are calculated. By doing this, it is possible to eliminate the effects of hand movement and slight body movement that a person moves for small use, and to calculate the movement distance after the person really starts to move. In this way, when the estimated indicator of the behavioral state of the person in the previous period is “1” and the cumulative movement distance of the person is further 10 cm or more, the behavioral state determination unit 18 makes the determination “1” in the previous period. To "0".

また、一期前の人の行動状態の推定指標が「0」の状態で、センサの振幅強度が小さく、静止状態と判断したとき、その時点の位置から距離25cm以内に振幅強度の閾値A以上の大きさの信号がなければ、人はセンサから55cm以上離れているとして、行動状態判定部18は一期前の判断「0」から「4」に変更される。もし、その時点から距離25cm以内に振幅強度A以上の大きさの信号があったときは、センサから55cm以内の距離にいて静止しているだけとして人の行動状態の推定指標は「0」のままに保つ。   In addition, when the estimated index of the behavioral state of the person in the previous period is “0”, the amplitude intensity of the sensor is small and it is determined that the sensor is stationary, the amplitude intensity threshold A or more is within 25 cm from the current position. If there is no signal of size, it is assumed that the person is 55 cm or more away from the sensor, and the behavioral state determination unit 18 is changed from the previous determination “0” to “4”. If there is a signal with an amplitude intensity A or more within a distance of 25 cm from that point in time, the human activity state estimation index is “0”, assuming that the person is still at a distance of 55 cm from the sensor. Keep it.

次に、図5を参照して、本発明の実施形態による小便器1の作用を説明する。図5は、本実施形態の小便器における人体検知装置4による処理を示すフローチャートである。     Next, the operation of the urinal 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing processing by the human body detection device 4 in the urinal of the present embodiment.

まず、図5のステップS1において、人体検知装置4の電源が投入されると、ステップS2に進み待機モードとなる。この待機モードにおいて、マイクロ波発信部10は小便器1の前方にマイクロ波を放射し、マイクロ波受信部12はマイクロ波を受信する。ドップラ信号生成部14は、放射したマイクロ波と受信したマイクロ波に基づいてドップラ信号を生成する。さらに、ドップラ信号解析部16は、マイクロ波の振幅強度が人体が存在しない時にドップラ信号に現れる暗ノイズと同等レベルの大きさの閾値B(第一振幅閾値)より大きいとき、生成され、サンプリングされたドップラ信号を解析して、人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離を逐次計算する。   First, in step S1 of FIG. 5, when the human body detection device 4 is powered on, the process proceeds to step S2 and enters a standby mode. In this standby mode, the microwave transmission unit 10 radiates microwaves in front of the urinal 1, and the microwave reception unit 12 receives microwaves. The Doppler signal generation unit 14 generates a Doppler signal based on the radiated microwave and the received microwave. Further, the Doppler signal analysis unit 16 is generated and sampled when the amplitude intensity of the microwave is larger than a threshold B (first amplitude threshold) having a level equivalent to the dark noise appearing in the Doppler signal when no human body is present. The Doppler signal is analyzed, and the moving speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the total moving distance are sequentially calculated.

次に、ステップS3において、小便器1の近傍に人が接近したか否かが判断される。即ち、行動状態判定部18は、計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離と一期前の行動状態判断結果に基づいて、人が接近したか否かを判定する。行動状態判定部18は、次の(a)(b)2つの条件が満たされれば、人が「接近」と見なす。(a)一期前の行動状態判定が「人が不在」である。(b)累計移動距離が0より大きい。   Next, in step S3, it is determined whether or not a person has approached the vicinity of the urinal 1. That is, the behavior state determination unit 18 determines whether or not a person has approached based on the calculated movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, the total movement distance, and the action state determination result of the previous period. The behavior state determination unit 18 regards a person as “approaching” if the following two conditions (a) and (b) are satisfied. (a) The action state determination one period ago is “no person”. (b) The cumulative travel distance is greater than zero.

これら(a)(b)の2つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部18は、人の行動状態が小便器近傍への「接近」であると判定し、処理はステップS4に進む。3つの条件が満たされていない場合には、ステップS2に戻り待機状態が持続される。   When these two conditions (a) and (b) are satisfied, the behavior state determination unit 18 determines that the person's behavior state is “approach” to the vicinity of the urinal, and the processing is step S4. Proceed to If the three conditions are not satisfied, the process returns to step S2 and the standby state is maintained.

ステップS4においては、人の行動状態は「接近」であると認識される。さらに、ステップS5において、小便器1に接近した人が静止し、小用を開始するか否かが判断される。即ち、行動状態判定部18は、次の(c)〜(e)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(c)一期前の行動状態判定が「接近」である。(d)信号振幅が閾値Bより小さい(e)現時点の位置から15cm以内の距離に信号振幅強度の閾値A(第二振幅閾値)より大きな信号がある。   In step S4, it is recognized that the action state of the person is “approaching”. Further, in step S5, it is determined whether or not the person approaching the urinal 1 is stationary and starts to use. That is, the behavior state determination unit 18 determines whether or not the following three conditions (c) to (e) are satisfied. (C) The action state determination of the previous period is “approach”. (D) The signal amplitude is smaller than the threshold B. (e) There is a signal larger than the signal amplitude intensity threshold A (second amplitude threshold) at a distance within 15 cm from the current position.

これら(c)〜(e)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部18は、小便器近傍へ接近した人が小用を開始したと判定(接近静止と判断して接近停止信号を出力)し、処理はステップS6に進む。一方、ステップS3において接近状態が認識された後、所定時間経過しても、人が小用を開始したと判定されない場合には、ステップS7に進み、人が退去したかを判定することなる。   When these three conditions (c) to (e) are satisfied, the behavior state determination unit 18 determines that a person approaching the urinal has started to use (determines that the approach is stationary) The approach stop signal is output), and the process proceeds to step S6. On the other hand, if it is not determined that the person has started to use even after a predetermined time has elapsed after the approach state is recognized in step S3, the process proceeds to step S7 to determine whether the person has left.

ステップS6において、人体検知装置4は接近停止検知信号である「判断1」となり、それに基いて電磁弁制御部8は、電磁弁6に制御信号を送り、電磁弁6を所定時間開放させる。これにより、小便器本体2の吐水口2bから洗浄水が吐水され、ボウル部2aが前洗浄される。   In step S6, the human body detection device 4 becomes “determination 1” which is an approach stop detection signal, and based on this, the electromagnetic valve control unit 8 sends a control signal to the electromagnetic valve 6 to open the electromagnetic valve 6 for a predetermined time. Thereby, washing water is discharged from the water outlet 2b of the urinal body 2, and the bowl part 2a is pre-washed.

次に、ステップS7において、人が小便器1の近傍から退去したか否かが判断される。即ち、閾値Dをを越える信号が得られると、行動状態判定部18は、次の(f)(g)の2つの条件が満たされているか否かを判断する。(f)一期前の人の状態行動判断が「小用を開始した」である。(g)小用を開始したと判断した時点から、累計移動距離が10cm以上移動した。   Next, in step S <b> 7, it is determined whether or not the person has left the vicinity of the urinal 1. That is, when a signal exceeding the threshold value D is obtained, the behavior state determination unit 18 determines whether the following two conditions (f) and (g) are satisfied. (F) The state behavior determination of the person before one period is “starting the small use”. (G) From the time when it was determined that the small use was started, the cumulative moving distance moved by 10 cm or more.

これら(f)(g)の2つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部18は、小用を開始した人が退去したと判定し、処理はステップS8に進む。一方、2つの条件が満たされていない場合には、ステップS7における判定が繰り返される。   When these two conditions (f) and (g) are satisfied, the behavior state determination unit 18 determines that the person who started the small use has left, and the process proceeds to step S8. On the other hand, if the two conditions are not satisfied, the determination in step S7 is repeated.

ステップS8では、判断は「0」となる。(静止検知信号「1」の出力は停止される。)   In step S8, the determination is “0”. (The output of the stationary detection signal “1” is stopped.)

ステップS9では、ステップ8で「退去」と判定された状態で、ステップ5の小用の有無データが保存されていたメモリから呼び出され、小用が判定されていれば、ステップ10に進み。小用が判定されていないときはステップS2に戻る。   In step S9, it is called from the memory where the presence / absence data for small use in step 5 is stored in the state where it is determined to be “removed” in step 8, and if small use is determined, the process proceeds to step 10. If small usage is not determined, the process returns to step S2.

ステップS10において、電磁弁制御部8は、電磁弁6に制御信号を送り、電磁弁6を所定時間開放させる。これにより、小便器本体2の吐水口2bから洗浄水が吐水され、ボウル部2aが後洗浄される。   In step S10, the solenoid valve control unit 8 sends a control signal to the solenoid valve 6 to open the solenoid valve 6 for a predetermined time. Thereby, the wash water is discharged from the water outlet 2b of the urinal body 2, and the bowl portion 2a is post-washed.

次に、本発明の大便器への実施形態を説明する。図6は本発明の大便器の実施形態をあらわすものである。図6の大便器は便器110、便器110の後部に設置され、便器110に洗浄水を供給する洗浄タンク112、便器110に設置された人体局部洗浄機構を有する温水洗浄便座115から構成されている。また、便器110には、人の接近と着座を検知するためのマイクロ波センサを使った人体検知装置200を備えている。   Next, an embodiment of the toilet of the present invention will be described. FIG. 6 shows an embodiment of the toilet of the present invention. The toilet shown in FIG. 6 includes a toilet 110, a cleaning tank 112 that supplies cleaning water to the toilet 110, and a warm water cleaning toilet seat 115 that has a human body local cleaning mechanism installed in the toilet 110. . In addition, the toilet 110 includes a human body detection device 200 using a microwave sensor for detecting approach and seating of a person.

本実施形態の大便器110は、人が大便器本体110に接近したことを人体検知装置200が検知すると、温水洗浄便座115内にある制御部(図示せず)が便ふた121を開閉させるモータに信号を送り、便ふたを開にさせて人が大便器110に着座できるように構成されている。さらに、大便器110の人体検知装置200が人がシート面120に着座したことを検知すると、人がリモコン51の操作部を操作し、赤外発信部52からの信号を温水洗浄便座部の受信窓(図示せず)で受信した信号を受けて、温水洗浄便座115内部にある制御部がその信号に従った動作を実現させるようになっている。具体的には例えば、局部洗浄や乾燥などの機能である。人が大便器本体110から離れたことを人体検知装置200が検知すると、人がリモコン51の操作部を操作し、赤外発信部52からの信号を温水洗浄便座部の受信窓(図示せず)で受信した信号を受けても、温水洗浄便座内にある制御部は機能動作しないように構成されている。更に人体検知装置200が人が着座した後、大便器110から遠ざかることを検知すると、温水洗浄便座115内にある制御部が洗浄タンク112の電磁弁を制御して、洗浄タンク112の水を流し、大便器110を洗浄する。所定の時間、電磁弁を開にした後、制御部により電磁弁が閉じられ、再び洗浄タンク112に水をためる。次に更に人が大便器から遠ざかるか、完全に人体検知装置が人を検知しなくなったとき、温水洗浄便座115内にある制御部が便ふた121を開閉させるモータに信号を送り、便ふたを閉にするように構成されている。   The toilet 110 of the present embodiment is a motor that opens and closes the toilet lid 121 by a control unit (not shown) in the warm water flush toilet seat 115 when the human body detection device 200 detects that a person has approached the toilet body 110. A signal is sent to the stool to open the stool lid so that a person can sit on the toilet 110. Further, when the human body detection device 200 of the toilet 110 detects that a person is seated on the seat surface 120, the person operates the operation unit of the remote controller 51, and receives a signal from the infrared transmission unit 52 by the warm water washing toilet seat unit. In response to a signal received through a window (not shown), a control unit inside the warm water washing toilet seat 115 realizes an operation according to the signal. Specifically, for example, functions such as local cleaning and drying. When the human body detection device 200 detects that the person has left the toilet body 110, the person operates the operation unit of the remote controller 51, and the signal from the infrared transmitter 52 is received by a reception window (not shown) of the hot water washing toilet seat. The control unit in the warm water washing toilet seat is configured not to function even when receiving the signal received in (1). Further, when the human body detection device 200 detects that the person is seated and then moves away from the toilet 110, the control unit in the warm water washing toilet seat 115 controls the electromagnetic valve of the washing tank 112 and causes the washing tank 112 to flow. The toilet 110 is washed. After the electromagnetic valve is opened for a predetermined time, the electromagnetic valve is closed by the control unit, and water is again stored in the washing tank 112. Next, when a person moves further away from the toilet bowl or the human body detection device completely stops detecting a person, the control unit in the warm water washing toilet seat 115 sends a signal to the motor that opens and closes the toilet lid 121, It is configured to close.

図6で示したマイクロ波センサを有した大便器に人が接近し、着座、使用後に離座、トイレから退出したときのマイクロ波センサのセンシング結果の1例が図7である。図7にはセンサの出力データと共に人がどのような動作をしているかを示している。まず、センシングを開始した時点では人を感知していない。約6秒の時点で、人の検知開始に相当するドップラ信号振幅強度を観測し、その後、人の動作に応じたドップラ信号を得ることができる。その後、約13秒前後の時点で人が静止したためにドップラ信号の振幅強度がほとんど0になる。ここで便器を使用し、使用後の約25秒の時点で人が立ち上がり、反転動作を行い、便器から離反している。   FIG. 7 shows an example of the sensing result of the microwave sensor when a person approaches the toilet having the microwave sensor shown in FIG. 6 and sits and leaves after use and leaves the toilet. FIG. 7 shows how a person is operating together with sensor output data. First of all, no people are detected when sensing is started. At about 6 seconds, the Doppler signal amplitude intensity corresponding to the start of human detection can be observed, and then a Doppler signal corresponding to the human motion can be obtained. After that, since the person is stationary at about 13 seconds, the amplitude intensity of the Doppler signal becomes almost zero. Here, the toilet is used, and at about 25 seconds after use, a person stands up, performs a reversal operation, and is separated from the toilet.

次に、図7から図9を参照して、本発明の大便器に適用した実施形態におけるドップラ信号解析部、及び行動状態判定部が実行する処理を説明する。図8は、図7に示したドップラ信号に基づいて、粒子フィルタと自己回帰モデルを用いて計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離の一例を表すグラフである。図9は、サンプリングされたドップラ信号の値、これに基づいて計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離、及び行動状態判定部によって判定された人の行動の一例を示すグラフである。     Next, processing executed by the Doppler signal analysis unit and the behavior state determination unit in the embodiment applied to the toilet of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a graph showing an example of the moving speed of a person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative moving distance calculated using the particle filter and the autoregressive model based on the Doppler signal shown in FIG. FIG. 9 is a graph showing an example of the value of the sampled Doppler signal, the movement speed of the person calculated based on the value, the amplitude of the Doppler signal, the accumulated movement distance, and the action of the person determined by the action state determination unit. It is.

まず、大便器110に遠方から人が接近し、大便器110の近傍で一旦停止し、その後、体を半回転して着座動作を行う、着座中はドップラ信号は振幅強度が小さく、ほとんど人が居ない状態と同じ信号となる。更に便器使用が終了し、大便器110から離座して立ち上がり、大便器110から遠ざかってトイレブースを退去すると図7のようなドップラ信号が出力される。なお、図7の横軸は時刻を表し、縦軸はドップラ信号の振幅を示している。   First, a person approaches the toilet 110 from a distance, temporarily stops in the vicinity of the toilet 110, and then performs a seating operation by half-turning the body. During sitting, the Doppler signal has a small amplitude intensity, and most people It becomes the same signal as the absence. Further, when the use of the toilet is finished, the user sits away from the toilet 110, stands up, leaves the toilet 110 and leaves the toilet booth, a Doppler signal as shown in FIG. 7 is output. Note that the horizontal axis of FIG. 7 represents time, and the vertical axis represents the amplitude of the Doppler signal.

図7のようなドップラ信号を受け取ったドップラ信号解析部(図6では図示せず)は、図7に示すドップラ信号を、例えば自己回帰モデルを使った粒子フィルタ技術と、数式1、数式2の関係を使って、人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出する。   The Doppler signal analysis unit (not shown in FIG. 6) that has received the Doppler signal as shown in FIG. 7 uses the Doppler signal shown in FIG. Using the relationship, the moving speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative moving distance L are calculated.

数式1および2を使ってドップラ信号解析部が人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出を開始するのは、ドップラ信号の振幅が予め設定していた第一振幅閾値である閾値B以上になったときである。閾値Bはセンサの前に人が居ない状態のセンサ信号のふらつき(暗ノイズ)より大きな値で、センサが何らかの物体からの反射波を検知したと考えられる値として設定しておく。実施例2では、閾値Bを2500とした。   It is the first amplitude threshold that the Doppler signal amplitude is set in advance that the Doppler signal analysis unit starts calculating the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L using Equations 1 and 2. This is when the threshold value B is reached. The threshold value B is set to a value larger than the fluctuation (dark noise) of the sensor signal in a state where no person is present in front of the sensor, and is set as a value that is considered that the sensor has detected a reflected wave from some object. In the second embodiment, the threshold value B is 2500.

さらに、本実施形態においては、ドップラ信号解析部が、人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出し、図8のような結果を得ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the Doppler signal analysis unit can calculate the moving speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative moving distance L, and obtain a result as shown in FIG.

ドップラ信号解析部が算出した人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを使って、行動状態判定部(図6では図示せず)は人の行動を次のように判定し、図9の判定結果となる。人の行動状態を示す判定は人がセンサの前に居ないということを「4」という数値で示す。この状態で人がセンサに接近してくると、ドップラ信号の振幅が前記閾値Bより大きくなった時点で、ドップラ信号解析部が人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離Lを算出する。行動状態判定部は、1期前の人の行動状態が「4」で、累計移動距離が0より大きくなれば、人の行動状態の判断結果を「4」から「0」に変更するようになっている。ここで人の行動状態の判断結果「0」はセンサが人を感知したことを示すが、まだ、センサまでの距離が予め設定してある(a+e)より遠い状態を示す。本実施例では距離aを30cm、距離eを15cmとしている。   Using the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L calculated by the Doppler signal analysis unit, the action state determination unit (not shown in FIG. 6) determines the person's action as follows. A determination result of 9 is obtained. The determination indicating the behavior state of the person indicates that the person is not in front of the sensor by a numerical value “4”. When a person approaches the sensor in this state, when the amplitude of the Doppler signal becomes larger than the threshold value B, the Doppler signal analysis unit calculates the movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative movement distance L. . The action state determination unit changes the determination result of the person's action state from “4” to “0” when the action state of the person one period before is “4” and the cumulative movement distance is greater than zero. It has become. Here, the determination result “0” of the person's action state indicates that the sensor has detected the person, but still indicates a state where the distance to the sensor is longer than the preset (a + e). In this embodiment, the distance a is 30 cm and the distance e is 15 cm.

更に大便器を使用する人の動作の特徴として、便器使用前などある特定の動作を行う前に、数百msec以内という短い時間、静止していると見なせる状態が存在することを見出した。ここで静止していると見なせるとは、人体検知装置のドップラ信号の振幅強度が、人がセンサの前に居ない状態のときの振幅強度レベルと同等である状態と定義する。また、人が大便器を使うには、ある程度大便器に接近する必要がある。大便器を使用するとき一旦大便器前で静止する距離を最大30cmとして、この距離で体の小さな子供がセンサの前に立って、体を動かしたときの信号振幅強度をA2(第二振幅閾値)として、一旦人が静止した位置から15cm以内に信号振幅閾値A2を超える信号があるときは、人がセンサから45cm以内に存在し、静止していると判断し、現時点の位置から15cm以内の信号振幅強度が信号振幅A2より小さいときは人がセンサから45cm以内には居ないと判断する。図9では、10秒の少し前で、人の静止が検知されており、その前の距離15cmまでに閾値A2を超える信号が存在したために、人がセンサから45cmの距離以内に存在しているということになり、人の行動状態の判断は一期前の判断「0」から「1」に変更される。判断「1」は便器から45cm以内に人が存在することを示す。本実施例では信号振幅の閾値A2として、10000を採用した。   Furthermore, as a feature of the operation of a person using a toilet, it has been found that there is a state that can be regarded as stationary for a short time of several hundred msec before performing a certain operation such as before using the toilet. Here, being able to be regarded as stationary is defined as a state in which the amplitude intensity of the Doppler signal of the human body detection device is equivalent to the amplitude intensity level when the person is not in front of the sensor. Moreover, in order for a person to use a toilet bowl, it is necessary to approach the toilet bowl to some extent. When the toilet is used, the distance at which it stops once in front of the toilet is set to a maximum of 30 cm, and the signal amplitude intensity when a small child stands in front of the sensor and moves the body at this distance is set to A2 (second amplitude threshold value). ), When there is a signal exceeding the signal amplitude threshold A2 within 15 cm from the position where the person is stationary, it is determined that the person is present within 45 cm from the sensor and is stationary and within 15 cm from the current position. When the signal amplitude intensity is smaller than the signal amplitude A2, it is determined that the person is not within 45 cm from the sensor. In FIG. 9, a person's stillness is detected a little before 10 seconds, and a signal exceeding the threshold value A2 exists up to a distance of 15 cm before that, so that the person exists within a distance of 45 cm from the sensor. Therefore, the determination of the human behavior state is changed from the previous determination “0” to “1”. Judgment “1” indicates that there is a person within 45 cm from the toilet. In this embodiment, 10000 is adopted as the signal amplitude threshold A2.

また、一期前の人の行動状態の判断が「1」の状態で、人がセンサから距離45cm以内で静止していると判断した後、信号振幅閾値A2の8割程度の値であるドップラ信号の振幅の閾値D2(第三振幅閾値)を予め設定しておき、この閾値D2以下の大きさのドップラ信号の振幅強度のとき、移動距離を0にし、閾値D2を越えてから、人の移動距離および累計移動距離を算出している。このようにすることで、人が用便のために動かす手の動きやわずかな体動の影響を除去し、人が本当に動き始めてからの移動距離が計算できる。また一期前の人の行動状態の判断が「1」の状態で、人の累計移動距離がさらに5cm以上になり、ドップラ信号振幅がセンサからの距離15cm以内のとき生じる第四振幅閾値としてのドップラ信号振幅強度A3とするとき、A3>A2という関係になり、現時点の位置から5cm以内にドップラ信号振幅値がA3以上であったかで、人が更にセンサに近づいているかを検知し、そのとき行動状態判定部は一期前の判断「1」から「3」に変更される。
判断「3」はセンサから15cm以内で人が動いているということを検知したことになる。また本実施例では閾値D2として8000、A3として15000を用いた。
In addition, after determining that the person's behavior state one period before is “1” and that the person is stationary within a distance of 45 cm from the sensor, the Doppler is about 80% of the signal amplitude threshold A2. A threshold value D2 (third amplitude threshold value) of the signal amplitude is set in advance, and when the amplitude intensity of the Doppler signal is less than or equal to this threshold value D2, the movement distance is set to 0, and after exceeding the threshold value D2, The travel distance and the cumulative travel distance are calculated. In this way, it is possible to eliminate the effects of hand movements and slight body movements that a person moves for stool, and to calculate the movement distance after the person really starts moving. In addition, as the fourth amplitude threshold value that occurs when the person's behavioral state of the previous period is “1”, the cumulative movement distance of the person is further 5 cm or more, and the Doppler signal amplitude is within 15 cm from the sensor. When Doppler signal amplitude intensity A3 is set, A3> A2 is established, and it is detected whether a person is further approaching the sensor based on whether the Doppler signal amplitude value is A3 or more within 5 cm from the current position. The state determination unit is changed from the previous determination “1” to “3”.
Judgment “3” means that a person is moving within 15 cm from the sensor. In this embodiment, 8000 is used as the threshold D2, and 15000 is used as A3.

次に、一期前の人の行動状態の判定が「3」の状態で、センサの振幅強度が小さく、静止状態と判断したとき、その時点の位置から距離15cm以内に振幅強度の閾値A3以上の大きさの信号があれば、人は着座しているとして、行動状態判定部は一期前の判断「3」から「5」に変更される。判断「5」は人がシート120に着座している状態を示す。もし、その時点から距離15cm以内に振幅強度A3以上の大きさの信号がなかったときは、センサから45cm以内の距離にいて静止しているだけとして人の行動状態の推定指標は「1」のままに保つ。   Next, when the determination of the behavior state of the person in the previous period is “3”, the amplitude intensity of the sensor is small and it is determined that the sensor is stationary, the amplitude intensity threshold A3 or more within a distance of 15 cm from the current position. If there is a signal of magnitude, it is assumed that the person is seated, and the behavioral state determination unit is changed from the previous determination “3” to “5”. The judgment “5” indicates a state where a person is seated on the seat 120. If there is no signal greater than the amplitude intensity A3 within a distance of 15 cm from that point, the human activity state estimation index is “1”, assuming that the person is still at a distance of 45 cm from the sensor. Keep it.

次に、一期前の人の行動状態の判定が「5」の状態で、センサが人の動きを第五振幅閾値である振幅D3(例えば、振幅D3は振幅A3の8割りの信号とする)以上のドップラ信号があるかどうかで検知し、行動判定「5」の位置から10cm以上累計移動距離が増加すると行動状態判定部は一期前の判断「5」から「6」に変更される。判断「6」は人がシート120から離座したことを示す。   Next, in the state where the determination of the behavior state of the person in the previous period is “5”, the sensor detects the movement of the person as an amplitude D3 (for example, the amplitude D3 is an 80% signal of the amplitude A3). ) Detecting whether there is the above Doppler signal, and when the cumulative movement distance increases by 10 cm or more from the position of the action determination “5”, the action state determination unit is changed from the previous determination “5” to “6” . The judgment “6” indicates that the person has left the seat 120.

更に、一期前の人の行動状態の推定指標が「6」の状態で、センサの振幅強度が小さく、静止状態と判断したとき、現時点の位置から25cm以内に信号振幅強度A2以上の振幅強度があれば、行動状態判定部は一期前の判断「6」から「1」に変更される。   Further, when the estimated index of the behavioral state of the person in the previous period is “6”, the amplitude intensity of the sensor is small, and it is determined that the sensor is stationary, the amplitude amplitude greater than or equal to the signal amplitude intensity A2 within 25 cm from the current position. If there is, the action state determination unit is changed from the previous determination “6” to “1”.

更に、一期前の人の行動状態の推定指標が「1」の状態で、「1」になった時点から5cm以上移動し、その時点の位置から15cm以内に信号振幅A2を越える信号がないとき、行動状態判定部は一期前の判断「1」から「0」に変更される。   Furthermore, when the estimated index of the behavioral state of the person one period before is “1”, it moves 5 cm or more from the time when it becomes “1”, and there is no signal exceeding the signal amplitude A2 within 15 cm from the position at that time. At this time, the behavior state determination unit is changed from the previous determination “1” to “0”.

更に、一期前の人の行動状態の推定指標が「0」の状態で、センサの振幅強度が小さく、静止状態と判断したとき、その時点の位置から20cm以内に信号振幅A2を越える信号がないとき、行動状態判定部は一期前の判断「1」から「4」に変更される。   Furthermore, when the estimated index of the action state of the person in the previous period is “0”, the amplitude intensity of the sensor is small and it is determined that the sensor is stationary, a signal exceeding the signal amplitude A2 is within 20 cm from the position at that time. If not, the behavior state determination unit is changed from the previous determination “1” to “4”.

次に本発明を大便器に適用したときのフローチャート図10及び図11でその動作を説明する。まず、図10のステップS51において、人体検知装置200の電源が投入されると、ステップS52に進み待機モードとなる。この待機モードにおいて、マイクロ波発信部(図示せず)は大便器110の前方にマイクロ波を放射し、マイクロ波受信部(図示せず)はマイクロ波を受信する。ドップラ信号生成部(図示せず)は、放射したマイクロ波と受信したマイクロ波に基づいてドップラ信号を生成する。この状態で人がセンサに接近してくると、ドップラ信号の振幅が前記閾値B(泰一振幅閾値)より大きくなった時点で、ドップラ信号解析部(図示せず)は、サンプリングされたドップラ信号を解析して、人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離を逐次計算する。   Next, the operation will be described with reference to flowcharts 10 and 11 when the present invention is applied to a toilet. First, in step S51 of FIG. 10, when the human body detection device 200 is turned on, the process proceeds to step S52 to enter a standby mode. In this standby mode, a microwave transmitter (not shown) radiates microwaves in front of the toilet 110, and a microwave receiver (not shown) receives microwaves. A Doppler signal generation unit (not shown) generates a Doppler signal based on the radiated microwave and the received microwave. When a person approaches the sensor in this state, when the amplitude of the Doppler signal becomes larger than the threshold value B (Taichi amplitude threshold value), the Doppler signal analysis unit (not shown) performs sampling of the Doppler signal. And sequentially calculating the moving speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, and the cumulative moving distance.

次に、ステップS53において、大便器110からの距離(a+e:本実施例では45cm)以内に人が接近したか否かが判断される。即ち、行動状態判定部(図示せず)は、計算された人の移動速度及びドップラ信号の振幅、累計移動距離と一期前の行動状態判断結果に基づいて、人が接近したか否かを判定する。行動状態判定部は、次の(a)(b)2つの条件が満たされれば、人が「接近1」と見なす。(a)一期前の行動状態判定が「人が不在」である。(b)累計移動距離が0より大きい。   Next, in step S53, it is determined whether or not a person has approached within a distance (a + e: 45 cm in this embodiment) from the toilet 110. That is, the behavior state determination unit (not shown) determines whether or not the person has approached based on the calculated movement speed of the person, the amplitude of the Doppler signal, the accumulated movement distance, and the action state determination result of the previous period. judge. If the following two conditions (a) and (b) are satisfied, the behavior state determination unit regards the person as “approach 1”. (a) The action state determination one period ago is “no person”. (b) The cumulative travel distance is greater than zero.

これら(a)(b)の2つの条件が満たされている場合には、処理はステップS54に進み、行動状態判定部は、人の行動状態が大便器から距離(a+e)以内に居るという「接近1」であると判定し、同時に温水洗浄便座115内部にある制御部を用いて、便ふた121の開閉駆動を行うモータを駆動させ、便ふた121を開とする。3つの条件が満たされていない場合には、ステップS52に戻り待機状態が持続される。   When these two conditions (a) and (b) are satisfied, the process proceeds to step S54, and the behavior state determination unit determines that the behavior state of the person is within a distance (a + e) from the toilet. At the same time, a motor for opening and closing the toilet lid 121 is driven using the control unit inside the warm water flush toilet seat 115, and the toilet lid 121 is opened. If the three conditions are not satisfied, the process returns to step S52 and the standby state is maintained.

さらに、ステップS55においては、大便器110に接近1した人が更に便器に接近したか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、次の(c)〜(e)の3つの条件が満たされているか否かで接近停止動作かを判断する。(c)一期前の行動状態判定が「接近(「0」)」である。(d)信号振幅が小さく静止状態と判定された信号になった。(e)現時点の位置から15cm以内の距離に信号振幅強度の閾値A2(第二振幅閾値)より大きな信号がある。   Further, in step S55, it is determined whether or not the person who has approached 1 of the toilet bowl 110 has further approached the toilet bowl. That is, the behavior state determination unit determines whether the approach / stop operation is performed based on whether or not the following three conditions (c) to (e) are satisfied. (C) The action state determination of the previous period is “approach (“ 0 ”)”. (D) The signal amplitude was small and the signal was determined to be stationary. (E) There is a signal larger than the threshold A2 (second amplitude threshold) of the signal amplitude intensity at a distance within 15 cm from the current position.

これら(c)〜(e)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、大便器近傍へ接近した人が大便器から15cm以内に接近して停止したとして判断を「接近2」とし、処理はステップS56に進む。一方、ステップS54において接近1状態が認識された後、所定時間経過しても、人が大便器から15cm以内に接近したと判定されない場合には、ステップS55またはステップ67に進む。   When these three conditions (c) to (e) are satisfied, the behavior state determination unit determines that a person approaching the toilet has approached and stopped within 15 cm from the toilet. As approach 2 ”, the process proceeds to step S56. On the other hand, if it is not determined that the person has approached within 15 cm from the toilet after the approach 1 state is recognized in step S54, the process proceeds to step S55 or step 67.

ステップS56においては、人の行動状態は「接近2」であると認識される。さらに、ステップS57において、人が大便器の極近傍で動けば、ドップラ信号振幅強度の閾値A3より大きな信号となる。このことを使って行動状態判定部は、次の(f)(g)の2つの条件が満たされているか否かで「着座動作」かを判断する。(f)一期前の行動状態判定が「接近2」である。(g)現時点の位置から15cm以内の距離に信号振幅強度の閾値A3より大きな信号がある。   In step S56, the action state of the person is recognized as “approach 2”. Furthermore, in step S57, if a person moves in the vicinity of the toilet, the signal becomes larger than the threshold A3 of the Doppler signal amplitude intensity. Using this fact, the behavior state determination unit determines whether the “sitting operation” is performed based on whether the following two conditions (f) and (g) are satisfied. (F) The action state determination of the previous period is “approach 2”. (G) There is a signal larger than the threshold A3 of the signal amplitude intensity at a distance within 15 cm from the current position.

これら(f)(g)の2つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、人が大便器着座しようとしているとして、ステップ58で判断を「着座動作」とし、ステップ59に進む。(f)(g)が満たされないときは、ステップ57またはステップ65に進む。 If these two conditions (f) and (g) are satisfied, the behavior state determination unit determines that the person is about to sit on the toilet bowl, and determines that the determination is “sitting operation” in step 58. move on. (F) When (g) is not satisfied, the routine proceeds to step 57 or step 65.

次に、ステップS59において、人が大便器に着座したか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、次の(h)〜(j)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(h)一期前の人の状態行動判断が「着座動作(「3」)」である。(i)ドップラ信号の振幅強度が小さく、静止状態と判定できる。(j)静止した位置から10cm以内に振幅強度A3(第四振幅閾値)を超える信号がある。   Next, in step S59, it is determined whether a person has been seated on the toilet. That is, the behavior state determination unit determines whether or not the following three conditions (h) to (j) are satisfied. (H) The state / behavior determination of the person one period before is “sitting operation (“ 3 ”)”. (I) Since the amplitude intensity of the Doppler signal is small, it can be determined that the signal is stationary. (J) There is a signal exceeding the amplitude intensity A3 (fourth amplitude threshold) within 10 cm from the stationary position.

これら(h)〜(j)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、ステップ60で人が「着座」したと判定し、処理はステップS60に進む。このステップS60では、判断として着座(「5」:第二接近停止検知信号)とする。同時に温水洗浄便座115内部にある制御部から信号を出し、局部洗浄ノズル(図示せず)を駆動するモータを動作させ、局部洗浄ノズルを収納部から少し前方に出し、洗浄水を流してノズルの清掃をある設定された時間実施し、洗浄水を止水し、洗浄ノズルを収納部に収納する。また、着座を検知した時点で、リモコン51の操作信号を局部洗浄機能部115内部の操作信号受信部(図示せず)がリモコン操作信号を受信し、その信号どおりに温水洗浄便座115内部にある制御部が機能するように制御部内のマイクロプロセッサを用いて実施する。一方、3つの条件が満たされていない場合には、ステップS58における判定が繰り返され、リモコン51の操作信号は局部洗浄機能部115では無視され、機能しないようにされか、ステップ63に進む。   If these three conditions (h) to (j) are satisfied, the behavior state determination unit determines that the person is “sitting” in step 60, and the process proceeds to step S60. In this step S60, it is determined as sitting ("5": second approach stop detection signal) as a judgment. At the same time, a signal is output from the control unit inside the warm water cleaning toilet seat 115, a motor for driving a local cleaning nozzle (not shown) is operated, the local cleaning nozzle is slightly moved forward from the storage unit, and the cleaning water is supplied to the nozzle. Cleaning is performed for a set time, the cleaning water is stopped, and the cleaning nozzle is stored in the storage unit. Further, when seating is detected, an operation signal receiving unit (not shown) in the local cleaning function unit 115 receives an operation signal of the remote control 51, and the remote control operation signal is received in the hot water washing toilet seat 115 according to the signal. It implements using the microprocessor in a control part so that a control part may function. On the other hand, when the three conditions are not satisfied, the determination in step S58 is repeated, and the operation signal of the remote controller 51 is ignored by the local cleaning function unit 115 and is not functioned or proceeds to step 63.

ステップS61において、人が便器から離れたか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、閾値D3を越えた振幅信号が得られると、次の(n)〜(p)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(n)一期前の人の状態行動判断が「着座」である。(o)静止状態から5cm以上移動した(p)現在の位置から10cm以内に振幅強度A3を超える信号がない。   In step S61, it is determined whether or not the person has left the toilet. That is, when an amplitude signal exceeding the threshold value D3 is obtained, the behavior state determination unit determines whether the following three conditions (n) to (p) are satisfied. (N) The determination of the state and behavior of a person before one period is “sitting”. (O) Moved 5 cm or more from the stationary state (p) There is no signal exceeding the amplitude intensity A3 within 10 cm from the current position.

これら(n)〜(p)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、人が離座した後、少し大便器から離れたと判定し、ステップ62で「離座」と判定し、処理はステップS63に進む。同時にリモコン51の操作信号を局部洗浄機能部115内部の操作信号受信部(図示せず)がリモコン操作信号を受信しても、その信号どおりに温水洗浄便座115内部にある制御部が機能するように制御部内のマイコンを用いて実施する。一方、3つの条件が満たされていない場合には、ステップS61における判定が繰り返され、リモコンの操作は機能する。   When these three conditions (n) to (p) are satisfied, the behavioral state determination unit determines that the person has left the toilet and then left the toilet slightly. And the process proceeds to step S63. At the same time, even if an operation signal receiving unit (not shown) in the local cleaning function unit 115 receives an operation signal from the remote controller 51, the control unit in the warm water cleaning toilet seat 115 functions according to the signal. It implements using the microcomputer in a control part. On the other hand, when the three conditions are not satisfied, the determination in step S61 is repeated and the operation of the remote controller functions.

ステップS63において、離座した人が更に大便器から離れようとしているかか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、次の(q)〜(s)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(n)一期前の人の状態行動判断が「離座」である。(o)静止状態から20cm以上移動した(p)現在の位置から10cm以内に振幅強度A2を超える信号がない。   In step S63, it is determined whether or not the person who has left the seat is about to leave the toilet. That is, the behavior state determination unit determines whether or not the following three conditions (q) to (s) are satisfied. (N) The determination of the state and behavior of the person one period before is “seating”. (O) Moved 20 cm or more from the stationary state (p) There is no signal exceeding the amplitude intensity A2 within 10 cm from the current position.

これら(q)〜(s)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、ステップ64で人が少し大便器から離れたと判定し、「接近2」と判断する。処理はステップS65に進む。同時に、温水洗浄便座115内部にある制御部を用いて、洗浄水タンク112の電磁弁(図示せず)を制御して、洗浄水を流し、大便器110を洗浄するようにする。一方これら(q)〜(s)の3つの条件が満たされていないときは、ステップ63を繰り返すか、ステップ59に戻る。   When these three conditions (q) to (s) are satisfied, the behavior state determination unit determines that the person has left the toilet slightly in step 64 and determines “approach 2”. The process proceeds to step S65. At the same time, a control unit inside the warm water flush toilet seat 115 is used to control an electromagnetic valve (not shown) of the flush water tank 112 so that flush water flows and the toilet 110 is washed. On the other hand, when these three conditions (q) to (s) are not satisfied, step 63 is repeated or the process returns to step 59.

ステップS65において、既に「接近2」程度の距離に大便器から離れた人が更に便器から遠ざかり、「接近1」と同じ距離になったか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、次の(t)〜(v)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(t)一期前の人の状態行動判断が「接近2)」である。(u)ドップラ信号振幅強度が小さく静止と判定できる(v)現在の位置から15cm以内に振幅強度A2を超える信号がない。   In step S65, it is determined whether or not a person who has already moved away from the toilet at a distance of about “approach 2” has further moved away from the toilet and has reached the same distance as “approach 1”. That is, the behavior state determination unit determines whether or not the following three conditions (t) to (v) are satisfied. (T) The state / behavior determination of the person one period before is “approach 2)”. (U) Doppler signal amplitude intensity is small and can be determined to be stationary. (V) There is no signal exceeding amplitude intensity A2 within 15 cm from the current position.

これら(t)〜(v)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、人が便器に対して「接近1」と同じ距離居るとして、ステップ66で「接近1」と判定し、処理はステップS67に進む。同時に、温水洗浄便座115内部にある制御部を用いて、便ふた121の開閉駆動を行うモータを駆動させ、便ふた121を閉とする。一方、これら(t)〜(v)の3つの条件が満たされていないときは、ステップ63に戻る。   When these three conditions (t) to (v) are satisfied, the behavior state determination unit determines that the person is at the same distance as “approach 1” with respect to the toilet bowl in step 66 “approach 1”. And the process proceeds to step S67. At the same time, the controller that drives the opening / closing of the toilet lid 121 is driven using the control unit inside the warm water flush toilet seat 115 to close the toilet lid 121. On the other hand, when these three conditions (t) to (v) are not satisfied, the process returns to step 63.

ステップS67において、既に「接近1」程度の距離に大便器から離れた人が更に便器から遠ざかり、「退出」状態になったか否かが判断される。即ち、行動状態判定部は、次の(t)〜(v)の3つの条件が満たされているか否かを判断する。(t)一期前の人の状態行動判断が「接近1」である。(u)ドップラ信号振幅強度が小さく静止と判定できる(v)現在の位置から15cm以内に振幅強度A2を超える信号がない。   In step S67, it is determined whether or not a person who has already moved away from the toilet bowl at a distance of about “approach 1” has further moved away from the toilet bowl and has entered the “exit” state. That is, the behavior state determination unit determines whether or not the following three conditions (t) to (v) are satisfied. (T) The state action determination of a person before one period is “approach 1”. (U) Doppler signal amplitude intensity is small and can be determined to be stationary. (V) There is no signal exceeding amplitude intensity A2 within 15 cm from the current position.

これら(t)〜(v)の3つの条件が満たされている場合には、行動状態判定部は、人が「退出」したとして、ステップ68で「退出」と判定し、処理はステップS68に進む。ステップ68になれば、再びステップ51からのフローを繰り返す。一方、これら(t)〜(v)の3つの条件が満たされていないときはステップ53に戻る。   When these three conditions (t) to (v) are satisfied, the behavior state determination unit determines that the person has “exited” and determines “exit” in step 68, and the process proceeds to step S68. move on. If it becomes step 68, the flow from step 51 is repeated again. On the other hand, when these three conditions (t) to (v) are not satisfied, the process returns to step 53.

次に、図12おおび図13を参照して、本発明の第二の実施形態に関わる小便器におけるドップラ信号解析部16、及び行動状態判定部18が実行する処理を説明する。本実施例はドップラセンサ信号の周波数解析を行わず、振幅強度と時間を使った行動判定で、これを行うには、まず、ステップ101で検知を開始すると、ステップ103でセンサの信号振幅が人の接近を示す予め設定している第一振幅閾値である検知開始信号振幅より大きいかどうかを判断する。ここで信号振幅が検知開始信号振幅より小さいときはステップ102に戻り、信号振幅が検知開始信号振幅より大きいとき、人が接近したと判断し、ステップ104に進む。   Next, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, the process which the Doppler signal analysis part 16 in the urinal in connection with 2nd embodiment of this invention and the action state determination part 18 perform is demonstrated. In this embodiment, the frequency analysis of the Doppler sensor signal is not performed, and the action determination using the amplitude intensity and time is performed. To perform this, first, detection is started in Step 101, and then the signal amplitude of the sensor is detected in Step 103. It is determined whether or not it is larger than a detection start signal amplitude which is a preset first amplitude threshold value indicating the approach of. If the signal amplitude is smaller than the detection start signal amplitude, the process returns to step 102. If the signal amplitude is larger than the detection start signal amplitude, it is determined that a person has approached, and the process proceeds to step 104.

ステップ104では、人がセンサ(便器)に接近していると判断し、判断を「0」から、判断「1」に変える。この判断の変更の様子は図13の事例に示すようになる。人の接近を検知したら、ステップ105に進む。   In step 104, it is determined that a person is approaching the sensor (toilet bowl), and the determination is changed from “0” to determination “1”. This change in judgment is shown in the example of FIG. If the approach of a person is detected, the process proceeds to step 105.

ステップ105ではセンサが人を検知した時刻を基準に、予め設定した振幅算出間隔(本実施例では700msec)以内で最も信号振幅が小さい値を基準信号振幅として算出し、振幅算出間隔内で人が静止するまでの区間で信号振幅の最大値を第一振幅値として、また第一振幅値の前後で第一振幅値に次ぐ、第二の大きさの信号振幅を第二振幅値として算出する。   In step 105, based on the time when the sensor detects a person, a value having the smallest signal amplitude within a preset amplitude calculation interval (700 msec in the present embodiment) is calculated as a reference signal amplitude. The maximum value of the signal amplitude is calculated as the first amplitude value during the interval until the image becomes stationary, and the signal amplitude of the second magnitude is calculated as the second amplitude value after the first amplitude value before and after the first amplitude value.

ステップ106では、後述する手段で予め設定している第三振幅値より大きな信号振幅となった後で、かつ検知開始信号振幅より小さな信号振幅が予め設定した閾時間以上継続したかを判断し、継続したときはステップ108に進み、ステップ108では人がセンサ前で静止状態かセンサ前から居なくなったと判断する。もし継続時間が短ければステップ107に進む。   In step 106, it is determined whether the signal amplitude smaller than the detection start signal amplitude continues for a preset threshold time after the signal amplitude becomes larger than the third amplitude value set in advance by means described later, When it continues, it progresses to step 108, and it is judged in step 108 that the person is still in front of the sensor or no longer in front of the sensor. If the duration time is short, the process proceeds to Step 107.

ステップ107では、センサが検知を開始してから、振幅算出時間以上経過したかを判断し、時間が経過していないときは、センサまでの途中で止まったものと判断し、ステップ105に戻る。時間が経過しているときは、人がセンサの前から居なくなったものと判断し、判断「0」として、ステップ115に進む。   In step 107, it is determined whether or not the amplitude calculation time has elapsed since the sensor started detection. If the time has not elapsed, it is determined that the sensor has stopped halfway to the sensor, and the process returns to step 105. If the time has elapsed, it is determined that the person is no longer in front of the sensor, and the determination is “0” and the process proceeds to step 115.

ステップ108では人の判断が2通りのままであるが、ステップ109で第四信号振幅(第二振幅閾値)より大きな信号振幅値となった最新の時刻を基準に予め設定した立ち去り時間を使って、ステップ108に進んだ時刻から第四信号振幅より大きな信号振幅値となった最新の時刻の差の時間が立ち去り時間以上か、未満かを判断する。時間が立ち去り時間未満のときは、ステップ110に進み、人がセンサ前で静止しているとして判断を判断「1」から判断「2」に変える。もし、時間が立ち去り時間以上であれば、人はセンサ前から居なくなったとして判断「0」とし、ステップ115に進む。   In step 108, the human judgment remains in two ways, but in step 109, using the leaving time set in advance based on the latest time when the signal amplitude value is larger than the fourth signal amplitude (second amplitude threshold value). Then, it is determined whether the time difference of the latest time when the signal amplitude value is larger than the fourth signal amplitude from the time of proceeding to step 108 is longer than or less than the time of leaving. If the time is less than the leaving time, the process proceeds to step 110, and the determination is changed from determination "1" to determination "2" on the assumption that the person is stationary in front of the sensor. If the time goes away and is more than the time, it is determined that the person is no longer in front of the sensor, and the determination is “0”.

ステップ111では、信号振幅が第四振幅値の予め設定した100%を超えない割合(本実施例では80%)である第三振幅閾値以上であれば、体を含む大きな物体が移動したと判断し、ステップ112に進み、判断を判断「2」から判断「1」の移動判断とする。   In step 111, if the signal amplitude is equal to or larger than the third amplitude threshold value which is a ratio not exceeding 100% of the fourth amplitude value (80% in this embodiment), it is determined that a large object including the body has moved. Then, the process proceeds to step 112, and the determination is made as a movement determination from determination "2" to determination "1".

ステップ113では、信号振幅値が検知開始信号振幅より小さい時間が、予め設定した閾時間以上継続すれば、ステップ114に進み、継続が短ければステップ112に戻る。   In step 113, if the time that the signal amplitude value is smaller than the detection start signal amplitude continues for a preset threshold time or more, the process proceeds to step 114, and if the continuation is short, the process returns to step 112.

ステップ114では第四信号振幅より大きな信号振幅値となった最新の時刻の差の時間が立ち去り時間以上かを判断し、立ち去り時間以上であれば、ステップ115に進み、判断を不在「0」とする。もし、立ち去り時間未満であればステップ112に戻り、人が移動の途中で少し止まっただけと判断する。   In step 114, it is determined whether the time of the latest time difference having a signal amplitude value larger than the fourth signal amplitude is equal to or longer than the take-off time. To do. If it is less than the leaving time, the process returns to step 112, and it is determined that the person has stopped a little while moving.

ステップ116では、第一振幅値と第三振幅値を比較し、小さい方を新しい第三振幅値とし、第二振幅値と第四振幅値を比較し、小さい方を新しい第四振幅値とする。このようにすることにより、便器の設置環境に応じた閾値の更新が可能となる。   In step 116, the first amplitude value is compared with the third amplitude value, the smaller one is set as a new third amplitude value, the second amplitude value is compared with the fourth amplitude value, and the smaller one is set as a new fourth amplitude value. . By doing in this way, the threshold value according to the toilet installation environment can be updated.

さらに、上述した実施形態においては、検知対象物に向けて放射する伝播波としてマイクロ波を使用していたが、マイクロ波以外の電磁波、レーザ光、超音波等、ドップラー効果を利用した計測が可能な任意の伝播波を使用することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, microwaves are used as propagating waves radiated toward the object to be detected. However, electromagnetic waves other than microwaves, laser light, ultrasonic waves, etc. can be measured using the Doppler effect. Any propagating wave can be used.

1 本発明の実施形態による小便器
2 小便器本体
2a ボウル部
2b 吐水口
2c 排水口
4 人体検知装置
6 電磁弁
8 電磁弁制御部
10 マイクロ波発信部(伝播波発信部)
12 マイクロ波受信部(伝播波受信部)
14 ドップラ信号生成部
16 ドップラ信号解析部
18 行動状態判定部
51 リモコン
52 リモコン送信部
110 大便器
112 洗浄タンク
113 排水レバー
114 手洗い吐水口
115 温水洗浄便座
120 便ふた
200 人体検知装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Urinal by embodiment of this invention 2 Urinal body 2a Bowl part 2b Water outlet 2c Drainage port 4 Human body detection apparatus 6 Electromagnetic valve 8 Electromagnetic valve control part 10 Microwave transmission part (propagation wave transmission part)
12 Microwave receiver (propagating wave receiver)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Doppler signal generation part 16 Doppler signal analysis part 18 Behavior state determination part 51 Remote control 52 Remote control transmission part 110 Toilet bowl 112 Washing tank 113 Drain lever 114 Hand wash spout 115 Hot water washing toilet seat 120 Toilet lid 200 Human body detection apparatus

Claims (7)

人体によって反射された伝播波のドップラ信号を利用した人体検知装置であって、
人体に向けて伝播波を放射する伝播波発信部と、
人体によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、
上記伝播波発信部によって放射された伝播波及び上記伝播波受信部によって受信された伝播波に基づいてドップラ信号を生成するドップラ信号生成部と、
このドップラ信号生成部によって生成されたドップラ信号を解析してドップラ信号の振幅を算出するドップラ信号解析部と、
上記ドップラ信号の振幅が所定の第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定期間前の上記ドップラ信号の振幅に基いて人体までの距離を推定し、その推定結果に基いて人体の行動状態を判定する行動状態判定部と、
を有することを特徴とする人体検知装置。
A human body detection device using a Doppler signal of a propagation wave reflected by a human body,
A propagation wave transmitter that emits a propagation wave toward the human body;
A propagation wave receiver for receiving a propagation wave reflected by the human body;
A Doppler signal generation unit that generates a Doppler signal based on the propagation wave radiated by the propagation wave transmission unit and the propagation wave received by the propagation wave reception unit;
A Doppler signal analyzer that analyzes the Doppler signal generated by the Doppler signal generator and calculates the amplitude of the Doppler signal;
When the amplitude of the Doppler signal exceeds the predetermined first amplitude threshold value and then falls below the first amplitude threshold value, the distance to the human body is estimated based on the amplitude of the Doppler signal before a predetermined period from that time point, An action state determination unit for determining the action state of the human body based on the estimation result;
A human body detection device comprising:
上記行動状態判定部は、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回ると、その時点よりも所定時間だけ前の範囲にて、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値よりも大きな第二振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して接近停止検知信号を出力することを特徴とする請求項1記載の人体検知装置。   If the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold and falls below the first amplitude threshold, the behavior state determination unit determines that the amplitude of the Doppler signal is within a predetermined time period before that point. 2. The human body detection device according to claim 1, wherein when the second amplitude threshold value is larger than the first amplitude threshold value, it is determined that the human body is approaching and stationary and an approach stop detection signal is output. 上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第二振幅閾値よりも小さい第三振幅閾値を上回ると、その継続時間を計時し、その計時時間が所定の時間閾値を越えると人体の離隔と判断して上記接近停止検知信号の出力を停止することを特徴とする請求項2記載の人体検知装置。   If the amplitude of the Doppler signal exceeds a third amplitude threshold value that is greater than the first amplitude threshold value and smaller than the second amplitude threshold value after outputting the approach stop signal, the behavior state determination unit continues its duration. 3. The human body detection device according to claim 2, wherein when the measured time exceeds a predetermined time threshold, it is determined that the human body is separated and the output of the approach stop detection signal is stopped. 上記ドップラ信号解析部は、上記ドップラ信号生成部によって生成されたドップラ信号を解析してドップラ信号の振幅と周波数とを算出し、その振幅が所定の第一振幅閾値を上回ると、その時のドップラ信号の周波数に基いて上記人体の移動速度を算出すると共に、その算出された移動速度と上記第一振幅閾値を上回ってからの時間に基いて上記人体の累積移動距離を算出する累積移動距離を算出し、
上記行動状態判定部は、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回った後に上記第一振幅閾値を下回った時点で、その時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内において、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値よりも大きな第二振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して接近停止検知信号を出力することを特徴とする請求項1記載の人体検知装置。
The Doppler signal analysis unit analyzes the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit to calculate the amplitude and frequency of the Doppler signal, and when the amplitude exceeds a predetermined first amplitude threshold, the Doppler signal at that time The moving speed of the human body is calculated based on the frequency of the human body, and the cumulative moving distance is calculated based on the calculated moving speed and the time after the first amplitude threshold is exceeded. And
The behavior state determination unit, when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold and then falls below the first amplitude threshold, within a range that is a predetermined distance threshold before the cumulative movement distance at that time 2. The approach stop detection signal is output when it is determined that the human body is approaching and stationary when the amplitude of the Doppler signal exceeds a second amplitude threshold value greater than the first amplitude threshold value. Human body detection device.
上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第二振幅閾値よりも小さい第三振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その累積移動距離が所定の距離閾値を越えると人体の離隔と判断して上記接近停止検知信号の出力を停止することを特徴とする請求項4記載の人体検知装置。   When the behavior state determination unit outputs the approach stop signal and the amplitude of the Doppler signal exceeds a third amplitude threshold value that is greater than the first amplitude threshold value and smaller than the second amplitude threshold value, 5. The human body detection according to claim 4, wherein calculation of the cumulative movement distance is started, and when the cumulative movement distance exceeds a predetermined distance threshold, it is determined that the human body is separated and output of the approach stop detection signal is stopped. apparatus. 上記行動状態判定部は、上記接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が上記第一振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その後に上記第一振幅閾値を下回った時点で、その時点の累積移動距離より所定の距離閾値だけ前の範囲内において、上記ドップラ信号の振幅が上記第二振幅閾値よりも大きな第四振幅閾値を上回っていると、人体の接近静止と判断して第二接近停止検知信号を出力することを特徴とする請求項4記載の人体検知装置。   The behavior state determination unit starts calculating the cumulative movement distance of the human body when the amplitude of the Doppler signal exceeds the first amplitude threshold after outputting the approach stop signal, and then the first amplitude threshold If the amplitude of the Doppler signal exceeds the fourth amplitude threshold value that is greater than the second amplitude threshold value within a range that is a predetermined distance threshold value before the cumulative moving distance at that time, The human body detection device according to claim 4, wherein the human body detection device outputs a second approach stop detection signal based on the determination that the approach is stationary. 上記行動状態判定部は、上記第二接近停止信号を出力した後に、上記ドップラ信号の振幅が、上記第一振幅閾値よりも大きく上記第四振幅閾値よりも小さい第五振幅閾値を上回ると、上記人体の累積移動距離の算出を開始し、その累積移動距離が所定の距離閾値を越えると人体の離隔と判断して上記第二接近停止検知信号の出力を停止すると共に上記接近停止検出信号を出力し、その後に累積移動距離が上記距離閾値よりも大きい第二距離閾値を越えると上記接近停止信号の出力を停止することを特徴とする請求項6記載の人体検知装置。   When the behavior state determination unit outputs the second approach stop signal and the amplitude of the Doppler signal exceeds a fifth amplitude threshold value that is larger than the first amplitude threshold value and smaller than the fourth amplitude threshold value, Calculation of the cumulative movement distance of the human body is started, and when the cumulative movement distance exceeds a predetermined distance threshold, it is determined that the human body is separated and the output of the second approach stop detection signal is stopped and the approach stop detection signal is output. 7. The human body detection device according to claim 6, wherein when the cumulative moving distance thereafter exceeds a second distance threshold value that is larger than the distance threshold value, the output of the approach stop signal is stopped.
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