JP2014029663A - Monitoring system and monitoring method - Google Patents

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勇男 桂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring system and a monitoring method capable of suppressing monitoring errors, even when there are many electric waves having frequency bands that are the same as or adjacent to that of an electric wave to be used, in a structure in which human activities are monitored in a predetermined area by using the electric wave.SOLUTION: A monitoring system 201 comprises: a transmitter 151, which is installed in a predetermined area, for transmitting an electric wave; and an invasion detection device 101, which is installed in a predetermined area, for receiving the electric wave transmitted from the transmitter 151 and monitoring human activities in the predetermined area on the basis of the received electric wave. The transmitter 151 repeats a transmission period of an electric wave and a transmission stop period. Then, the invasion detection device 101 calculates a space feature amount in a predetermined area by using an electric wave received within the transmission period of the received electric waves and monitors human activities in the predetermined area on the basis of the calculated space feature amount.

Description

本発明は、監視システムおよび監視方法に関し、特に、空間特徴量を用いて人間の動作を監視する監視システムおよび監視方法に関する。   The present invention relates to a monitoring system and a monitoring method, and more particularly to a monitoring system and a monitoring method for monitoring a human motion using a spatial feature.

室内等の所定エリアにおいて、人の動作を検知する侵入検知装置が開発されている。侵入検知方法の一例として、たとえば、「UWB−IRによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日(非特許文献1)には、UWB−IR(Ultra WideBand-Impulse Radio)による伝搬遅延プロファイルすなわち電力遅延プロファイルを用いる方法が開示されている。   Intrusion detection devices that detect human movements in a predetermined area such as a room have been developed. As an example of an intrusion detection method, for example, “Study on indoor intruder detection by UWB-IR”, Terajaka Junji et al., IEICE Transactions B, Vol. J90-B, No. 1, pp.97-100, 2007 On January 1, 2000 (Non-Patent Document 1), a method using a propagation delay profile, that is, a power delay profile by UWB-IR (Ultra Wide Band-Impulse Radio) is disclosed.

しかしながら、非特許文献1に記載の方法では、広帯域の信号を用いることから他の無線サービスとの干渉が問題となり、また、受信信号の電力を用いることから屋内におけるマルチパスフェージングの影響を受け、検出精度が劣化する場合がある。   However, in the method described in Non-Patent Document 1, interference with other wireless services becomes a problem because a wideband signal is used, and because the received signal power is used, it is affected by indoor multipath fading, The detection accuracy may deteriorate.

このような問題点を解決するための技術として、たとえば、特開2008−216152号公報(特許文献1)には、以下のような構成が開示されている。すなわち、イベント検出装置は、各アレイアンテナの受信信号に基づいて固有ベクトルすなわち到来角分布を計算し、当該固有ベクトルと、比較基準となる平時の固有ベクトルとの内積値を計算する。そして、イベント検出装置は、この内積値と所定の閾値との比較結果に基づいて、イベントの発生すなわち侵入者の検知を行なう。   As a technique for solving such a problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-216152 (Patent Document 1) discloses the following configuration. That is, the event detection device calculates an eigenvector, that is, an arrival angle distribution based on the received signal of each array antenna, and calculates an inner product value of the eigenvector and a normal eigenvector as a comparison reference. Then, the event detection device detects an event, that is, an intruder, based on a comparison result between the inner product value and a predetermined threshold value.

「UWB−IRによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日"Examination of indoor intruder detection by UWB-IR" Keiji Terasaka et al., IEICE Transactions B, Vol. J90-B, No. 1, pp.97-100, January 1, 2007

特開2008−216152号公報JP 2008-216152 A

特許文献1に記載のイベント検出装置が用いる電波がたとえば2.4GHz帯の電波である場合には、電子レンジ、Bluetooth(登録商標)機器およびZigBee機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。   When the radio wave used by the event detection device described in Patent Document 1 is, for example, a 2.4 GHz band radio wave, the radio wave output from other electronic devices such as a microwave oven, a Bluetooth (registered trademark) device, and a ZigBee device. A large number of radio waves in the same or close frequency band exist in the detection target area. For this reason, the event detection apparatus performs calculation for intrusion detection using radio waves other than radio waves to be used, and erroneous detection occurs.

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、監視の誤りを抑制することが可能な監視システムおよび監視方法を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object the use of a frequency band that is the same as or close to the radio wave to be used in a configuration for monitoring human actions in a predetermined area using radio waves. To provide a monitoring system and a monitoring method capable of suppressing monitoring errors even when there are a large number of radio waves.

(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる監視システムは、所定エリアに配置され、電波を送信するための送信機と、上記所定エリアに配置され、上記送信機から送信された電波を受信し、受信した上記電波に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を監視するための受信機とを備える監視システムであって、上記送信機は、上記電波の送信期間および送信停止期間を繰り返し、上記受信機は、受信した電波のうち、上記送信期間において受信した電波を用いて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を監視する。   (1) In order to solve the above-described problem, a monitoring system according to an aspect of the present invention is arranged in a predetermined area and is arranged in a predetermined area, and is arranged in the predetermined area and transmitted from the transmitter. And a receiver for monitoring a human operation in the predetermined area based on the received radio wave, wherein the transmitter includes a transmission period and a transmission stop of the radio wave. The receiver repeats the period, and the receiver calculates a spatial feature amount in the predetermined area using a radio wave received in the transmission period among the received radio waves, and a human in the predetermined area based on the calculated spatial feature amount. Monitor the operation of

このような構成により、送信停止期間におけるBluetooth機器および無線LAN装置等の他の装置からの無線信号を、監視用の演算対象から除外することができる。これにより、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、監視を良好に行なうことができる。また、上記「電波の送信期間および送信停止期間を繰り返し」は、周期的に繰り返すこと、非周期的に繰り返すこと又はこれらの組合せを意味する。従って、送信期間および送信停止期間を任意に設定することが可能である。   With such a configuration, wireless signals from other devices such as Bluetooth devices and wireless LAN devices during the transmission suspension period can be excluded from the monitoring calculation target. As a result, in an environment where it is unclear which radio signal is to be monitored due to a turbulent radio signal, the timing to be monitored can be clarified and monitoring can be performed satisfactorily. In addition, the above “repeat radio wave transmission period and transmission stop period” means repeating periodically, repeating aperiodically, or a combination thereof. Therefore, it is possible to arbitrarily set the transmission period and the transmission stop period.

従って、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、監視の誤りを抑制することができる。   Therefore, in a configuration in which human action in a predetermined area is monitored using radio waves, monitoring errors can be suppressed even when there are many other radio waves in the same or close frequency band as the radio waves to be used.

(2)好ましくは、上記送信機は、無変調信号を上記電波として送信し、上記受信機は、上記送信期間において受信した電波のうち、上記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれていると判断した電波を、上記空間特徴量の算出対象から除外する。   (2) Preferably, the transmitter transmits an unmodulated signal as the radio wave, and the receiver includes a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal among the radio waves received in the transmission period. The radio wave determined to be excluded is excluded from the spatial feature calculation target.

このような構成により、当該無変調信号と異なる周波数成分の電波を妨害波として扱うことができるため、妨害波を容易に識別することができる。   With such a configuration, a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal can be handled as a jamming wave, so that the jamming wave can be easily identified.

そして、受信機は、当該送信期間において受信した電波に妨害波が含まれている場合、当該電波を空間特徴量の算出対象から除外することにより、所定エリアにおける人間の動作の監視精度を高めることができる。   Then, when a radio wave received during the transmission period includes an interfering wave, the receiver excludes the radio wave from the target for calculating the spatial feature amount, thereby improving the human motion monitoring accuracy in a predetermined area. Can do.

また、たとえばBluetooth機器および無線LAN装置から放射される広帯域の妨害波の帯域と希望波の帯域とが重なる範囲を狭くすることができる。   Further, for example, it is possible to narrow a range in which a band of a wideband interference wave radiated from a Bluetooth device and a wireless LAN device overlaps a band of a desired wave.

これにより、周波数軸において、希望波と妨害波とが重なってしまう確率を低下させることができるので、受信機は、希望波と同じ周波数を有する妨害波を受信してしまう確率を低下させることができる。   As a result, the probability that the desired wave and the disturbing wave overlap on the frequency axis can be reduced, so that the receiver can reduce the probability of receiving the disturbing wave having the same frequency as the desired wave. it can.

(3)より好ましくは、上記受信機は、受信した電波と、上記無変調信号と略同じ周波数を有する周波数変換信号とを乗算することにより、上記電波を周波数変換するためのミキサと、上記ミキサによって周波数変換された信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるためのフィルタと、上記フィルタを通過した信号のレベルを検出するための検出回路とを備え、上記受信機は、上記検出回路の検出結果に基づいて、上記送信期間において受信した電波に、上記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれているか否かを判断する。   (3) More preferably, the receiver includes a mixer for frequency-converting the radio wave by multiplying the received radio wave by a frequency conversion signal having substantially the same frequency as the unmodulated signal, and the mixer A filter for attenuating a component having a frequency equal to or lower than a predetermined frequency among the frequency components of the signal frequency-converted by the above, and a detection circuit for detecting the level of the signal that has passed through the filter. Based on the detection result of the detection circuit, it is determined whether or not the radio wave received in the transmission period includes a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal.

このように、受信した電波を無変調信号と略同じ周波数を有する周波数変換信号を用いて周波数変換することにより、送信機により送信された電波が、ベースバンドにおけるDC(Direct Current)または低周波領域にダウンコンバートされるので、ベースバンドにおける高周波領域の成分のみを監視することにより、送信機により送信された電波とは異なる周波数成分を有する妨害波を容易に検出することができる。   In this way, the received radio wave is frequency-converted using a frequency conversion signal having substantially the same frequency as the non-modulated signal, so that the radio wave transmitted by the transmitter can be converted into a DC (Direct Current) or low frequency region in the baseband. Therefore, an interference wave having a frequency component different from the radio wave transmitted by the transmitter can be easily detected by monitoring only the component in the high frequency region in the baseband.

(4)好ましくは、上記送信機は、所定の擬似ランダムパターンに従うタイミングで上記送信期間および上記送信停止期間を繰り返し、上記受信機は、受信した電波の検知結果を示す信号と上記所定の擬似ランダムパターンに従う信号との相関演算を行い、上記相関演算の結果に基づいて上記送信期間および上記送信停止期間のタイミングを推定する。   (4) Preferably, the transmitter repeats the transmission period and the transmission stop period at a timing according to a predetermined pseudorandom pattern, and the receiver transmits a signal indicating a detection result of the received radio wave and the predetermined pseudorandom pattern. A correlation calculation with a signal according to a pattern is performed, and the timings of the transmission period and the transmission stop period are estimated based on the result of the correlation calculation.

このような構成により、送信期間および送信停止期間のタイミングに同期した、所定の擬似ランダムパターンに従う信号を、受信機において生成することができる。   With such a configuration, a signal according to a predetermined pseudo-random pattern synchronized with the timing of the transmission period and the transmission stop period can be generated in the receiver.

これにより、受信機は、当該所定の擬似ランダムパターンに基づいて、送信機側からタイミング情報を取得することなく、電波をモニタすべき送信期間を適切に把握することができる。   Accordingly, the receiver can appropriately grasp the transmission period during which radio waves should be monitored based on the predetermined pseudo-random pattern without acquiring timing information from the transmitter side.

また、送信期間および送信停止期間のタイミングはランダムになるので、時間軸において、当該送信期間と、妨害波が送信されるタイミングとが重なってしまう確率を低下させることができるため、受信機は、送信機からの電波および妨害波を同時に受信してしまう確率を低下させることができる。   In addition, since the timing of the transmission period and the transmission stop period is random, in the time axis, the probability that the transmission period and the timing at which the jamming wave is transmitted can be reduced. The probability of simultaneously receiving radio waves and jamming waves from the transmitter can be reduced.

(5)より好ましくは、上記送信機は、電波を受信し、上記送信期間において受信した電波に、上記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれている間、上記送信期間における無変調信号の送信を停止する。   (5) More preferably, the transmitter receives a radio wave, and the radio wave received in the transmission period includes a radio wave having a frequency component different from that of the non-modulated signal. Stop signal transmission.

このように、無変調信号とは異なる周波数成分を有する妨害波により、人間の動作を精度良く監視することが受信機において困難であると予想される状況において、無変調信号の送信を停止することにより、不要な電波の輻射を防止することができる。また、不要な電波の輻射による送信機の電力消費を防ぐことができる。   In this way, the transmission of the unmodulated signal is stopped in a situation where it is expected that it is difficult for the receiver to accurately monitor the human action due to the interference wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal. Therefore, unnecessary radio wave radiation can be prevented. Further, power consumption of the transmitter due to unnecessary radio wave radiation can be prevented.

(6)より好ましくは、上記無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、上記無変調信号の周波数との差の絶対値が所定値より小さい周波数成分の電波である。   (6) More preferably, the radio wave having a frequency component different from that of the non-modulated signal is a radio wave having a frequency component whose absolute value of the difference from the frequency of the non-modulated signal is smaller than a predetermined value.

このような構成により、妨害波となる電波が受信電波に含まれている場合に当該電波を空間特徴量の算出対象から除外することができるため、受信機において空間特徴量の算出に用いるデータの減少を適切に抑制することができる。   With such a configuration, when a radio wave that is an interference wave is included in the received radio wave, the radio wave can be excluded from the target for calculating the spatial feature value. Reduction can be suppressed appropriately.

(7)より好ましくは、上記無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、上記受信機が受信可能な周波数成分を含む電波である。   (7) More preferably, the radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal is a radio wave including a frequency component receivable by the receiver.

このような構成により、人間の動作を監視するために用いる空間特徴量の算出に対して悪影響を与えうる電波を適切に特定し、空間特徴量の算出対象から除外することができる。   With such a configuration, it is possible to appropriately identify radio waves that can adversely affect the calculation of spatial feature values used for monitoring human movements and exclude them from the spatial feature value calculation targets.

(8)好ましくは、上記受信機は、上記所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。   (8) Preferably, the receiver detects that there is no or little human action in the predetermined area.

このような構成により、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。   With such a configuration, it is possible to satisfactorily watch over a person in a predetermined area.

(9)好ましくは、上記受信機は、上記所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する。   (9) Preferably, the receiver detects occurrence of human motion in the predetermined area.

このような構成により、たとえば所定エリアへ侵入した人間の検知を良好に行い、効果的な防犯対策を講じることができる。   With such a configuration, for example, it is possible to satisfactorily detect a person who has entered a predetermined area and to take effective crime prevention measures.

(10)また、この発明のある局面に係わる監視方法は、所定エリアに配置され、電波を送信するための送信機と、上記所定エリアに配置され、上記送信機から送信された電波を受信し、受信した上記電波に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を監視するための受信機とを備える監視システムにおける監視方法であって、上記送信機が、上記電波の送信期間および送信停止期間を繰り返すステップと、上記受信機が、受信した電波のうち、上記送信期間において受信した電波を用いて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を監視するステップとを含む。   (10) Further, a monitoring method according to an aspect of the present invention includes a transmitter arranged in a predetermined area for transmitting radio waves, and a radio wave arranged in the predetermined area and transmitted from the transmitter. A monitoring method in a monitoring system comprising a receiver for monitoring a human operation in the predetermined area based on the received radio wave, wherein the transmitter repeats a transmission period and a transmission stop period of the radio wave And a receiver calculates a spatial feature amount in the predetermined area using a radio wave received during the transmission period among the received radio waves, and based on the calculated spatial feature amount, a human feature in the predetermined area is calculated. Monitoring the operation.

このような構成により、送信停止期間におけるBluetooth機器および無線LAN装置等の他の装置からの無線信号を、監視用の演算対象から除外することができる。これにより、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、監視を良好に行なうことができる。また、上記「電波の送信期間および送信停止期間を繰り返し」は、周期的に繰り返すこと、非周期的に繰り返すこと又はこれらの組合せを意味する。従って、送信期間および送信停止期間を任意に設定することが可能である。   With such a configuration, wireless signals from other devices such as Bluetooth devices and wireless LAN devices during the transmission suspension period can be excluded from the monitoring calculation target. As a result, in an environment where it is unclear which radio signal is to be monitored due to a turbulent radio signal, the timing to be monitored can be clarified and monitoring can be performed satisfactorily. In addition, the above “repeat radio wave transmission period and transmission stop period” means repeating periodically, repeating aperiodically, or a combination thereof. Therefore, it is possible to arbitrarily set the transmission period and the transmission stop period.

従って、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、監視の誤りを抑制することができる。   Therefore, in a configuration in which human action in a predetermined area is monitored using radio waves, monitoring errors can be suppressed even when there are many other radio waves in the same or close frequency band as the radio waves to be used.

本発明によれば、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、監視の誤りを抑制することができる。   According to the present invention, in a configuration in which a human operation in a predetermined area is monitored using radio waves, monitoring errors are suppressed even when there are many other radio waves in the same or close frequency band as the radio waves to be used. be able to.

本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置の使用イメージを示す図である。It is a figure which shows the usage image of the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the intrusion detection system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る送信機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transmitting apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る所定の疑似ランダムパターンのビット列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the bit string of the predetermined pseudorandom pattern which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係るDBMの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of DBM which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置において処理される電波の周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum of the electromagnetic wave processed in the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置において検出される電波のベースバンド帯における周波数スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the frequency spectrum in the baseband of the electromagnetic wave detected in the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置における受信信号同期部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the received signal synchronizing part in the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る送信側PN系列および受信側PN系列における、時間ずれに対する相関値の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the correlation value with respect to the time gap in the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置における制御部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control part in the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る各タイミングにおける送信機および侵入検知装置が送受信する信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal which the transmitter and intrusion detection apparatus transmit / receive at each timing which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置が送信機から受信した電波に基づいて、侵入検知処理を行う際における動作の一例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows an example of the operation | movement at the time of performing an intrusion detection process based on the electromagnetic wave which the intrusion detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention received from the transmitter. 本発明の第2の実施の形態に係る送信機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transmitting apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置の使用イメージを示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a usage image of the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置は、動体検知センサとして機能する。侵入検知装置として最低一組の送信機および受信機が、警戒エリアとしたい閉空間、たとえば家の中に設置される。そして、侵入検知装置は、送信機から一定間隔以内または連続的に送信される電波を受信機で受信し、受信した電波に基づいて信号処理を行なうことにより、室内に侵入した人間およびドアの開閉等を検知する。   Referring to FIG. 1, the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention functions as a moving object detection sensor. At least a pair of transmitters and receivers as intrusion detection devices are installed in a closed space, for example, a house, which is to be used as a warning area. The intrusion detection device receives a radio wave transmitted within a certain interval or continuously from the transmitter at the receiver and performs signal processing based on the received radio wave, thereby opening and closing the person and the door that has entered the room. Etc. are detected.

たとえば、侵入検知装置は、アレイ式電波センサであり、複数の受信アンテナ素子を備え、閉空間における電波伝搬の変化を利用して動体の検知機能を実現する。侵入検知装置が使用する電波は、原理上は周波数および帯域幅等に制約はない。   For example, the intrusion detection device is an array type radio wave sensor, includes a plurality of receiving antenna elements, and realizes a moving object detection function using a change in radio wave propagation in a closed space. In principle, the radio waves used by the intrusion detection device are not limited in frequency, bandwidth, and the like.

[基本システム]
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムの構成を示す図である。
[Basic system]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention.

図2を参照して、室内等の所定エリアにおいて、侵入検知装置(受信機)101と、送信機151と、無線LANアクセスポイント161と、無線LAN端末162と、電子機器171とが設けられている。侵入検知装置101と送信機151とで侵入検知システム(監視システム)201が構成される。   Referring to FIG. 2, intrusion detection device (receiver) 101, transmitter 151, wireless LAN access point 161, wireless LAN terminal 162, and electronic device 171 are provided in a predetermined area such as a room. Yes. The intrusion detection apparatus 101 and the transmitter 151 constitute an intrusion detection system (monitoring system) 201.

送信機151は、無変調信号すなわち単一の周波数成分を有する信号に基づく電波を送信する送信期間および当該電波の送信を停止する送信停止期間を繰り返すことにより、当該電波を間欠的に送信する。   The transmitter 151 transmits the radio wave intermittently by repeating a transmission period for transmitting a radio wave based on an unmodulated signal, that is, a signal having a single frequency component, and a transmission stop period for stopping the transmission of the radio wave.

なお、「単一の周波数成分」は、電波の周波数の揺らぎまたは電波の波形のひずみ等に起因する線幅の広がりを含んでもよい。また、「繰り返す」は、周期的に繰り返すこと、非周期的に繰り返すこと又はこれらの組合わせを意味する。従って、送信期間および送信停止期間を任意に設定することが可能である。   The “single frequency component” may include a broadening of the line width due to fluctuations in the frequency of radio waves or distortions in the waveform of radio waves. “Repeat” means repeating periodically, repeating aperiodically, or a combination thereof. Therefore, it is possible to arbitrarily set the transmission period and the transmission stop period.

侵入検知装置101は、無線LANアクセスポイント161、無線LAN端末162および電子機器171等の複数の装置が無線信号を送信するエリアにおいて、人間の動作を監視する。   The intrusion detection device 101 monitors human actions in an area where a plurality of devices such as the wireless LAN access point 161, the wireless LAN terminal 162, and the electronic device 171 transmit wireless signals.

より詳細には、侵入検知装置101は、所定エリアの状態を示す空間特徴量に基づいて、当該エリアにおける人間の動作を監視する。すなわち、侵入検知装置101は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア内の状態を監視する。具体的には、侵入検知装置101は、複数のアンテナの受信信号に基づいて計算された到来角分布を監視することにより、人間の動作を監視する。   More specifically, the intrusion detection device 101 monitors human movements in the area based on the spatial feature amount indicating the state of the predetermined area. That is, the intrusion detection apparatus 101 monitors the state in the predetermined area based on the wave propagation properties such as reflection and diffraction. Specifically, the intrusion detection apparatus 101 monitors human movements by monitoring arrival angle distributions calculated based on reception signals of a plurality of antennas.

侵入検知システム201では、侵入検知装置101は、送信機151が送信期間および送信停止期間を繰り返すことにより間欠的に送信する、2.4GHz帯の電波を利用して監視動作を行なう。   In the intrusion detection system 201, the intrusion detection apparatus 101 performs a monitoring operation using 2.4 GHz band radio waves that are transmitted intermittently by the transmitter 151 by repeating the transmission period and the transmission stop period.

無線LANアクセスポイント161は、所定の無線通信方式たとえばIEEE802.11規格の無線LAN方式に従って無線LAN端末162との間で無線信号を送受信する。この無線信号は、たとえば2.4GHz近傍におけるISM(Industry Science Medical band)帯の無線信号である。   The wireless LAN access point 161 transmits and receives wireless signals to and from the wireless LAN terminal 162 in accordance with a predetermined wireless communication method, for example, a wireless LAN method of the IEEE 802.11 standard. This radio signal is an ISM (Industry Science Medical band) band radio signal in the vicinity of 2.4 GHz, for example.

電子機器171は、たとえば電子レンジ、Bluetooth機器またはZigBee機器であり、動作中に2.4GHz帯の電波を外部へ出力する。   The electronic device 171 is, for example, a microwave oven, a Bluetooth device, or a ZigBee device, and outputs a 2.4 GHz band radio wave to the outside during operation.

[妨害波を受信してしまうことにより発生する問題点]
侵入検知装置101は、送信機151により送信される電波を、たとえば複数のアレイアンテナにおいて受信し、受信した電波に基づいて、以下の処理を行うことにより所定エリアにおける人間の動作を監視する。
[Problems caused by receiving jamming waves]
The intrusion detection apparatus 101 receives radio waves transmitted from the transmitter 151 by, for example, a plurality of array antennas, and monitors human actions in a predetermined area by performing the following processing based on the received radio waves.

すなわち、侵入検知装置101は、たとえば特許文献1に記載の構成と同様に、到来角分布を用いて空間特徴量を抽出する。すなわち、侵入検知装置101は、初期ベクトルすなわち侵入者無しのときの固有ベクトルであるvnoを取得する。   That is, the intrusion detection apparatus 101 extracts a spatial feature amount using the arrival angle distribution, for example, in the same manner as the configuration described in Patent Document 1. That is, the intrusion detection apparatus 101 acquires an initial vector, that is, an eigenvector when there is no intruder, vno.

次に、侵入検知装置101は、侵入者を検知するための動作に入り、観測時tにおける固有ベクトルであるvob(t)を取得する。そして、侵入検知装置101は、初期ベクトルであるvnoおよび当該vob(t)の内積を計算することにより、空間特徴量であるP(t)を抽出する。P(t)は、以下の式で表される。
P(t)=vno・vob(t)
Next, the intrusion detection apparatus 101 enters an operation for detecting an intruder, and acquires vob (t) that is an eigenvector at the observation time t. Then, the intrusion detection apparatus 101 extracts P (t), which is a spatial feature, by calculating the inner product of vno, which is an initial vector, and vob (t). P (t) is represented by the following equation.
P (t) = vno · vob (t)

P(t)は、比較基準となる初期ベクトルからの変化量を示す。侵入検知装置101は、算出した空間特徴量P(t)に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視することが可能となる。   P (t) indicates the amount of change from the initial vector serving as a comparison reference. The intrusion detection device 101 can monitor a human action in a predetermined area based on the calculated spatial feature P (t).

具体的には、侵入検知装置101は、空間特徴量P(t)に基づいて、所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する。より詳細には、空間特徴量P(t)が「1」に近いほど、観測時tにおける所定エリアの状態は、所定エリアに侵入者が存在していない通常時の状態に近い。このため、侵入検知装置101は、空間特徴量P(t)が、所定のしきい値たとえば「0.9」未満である場合、所定エリアに人間が侵入したと判断する。   Specifically, the intrusion detection device 101 detects the occurrence of a human motion in a predetermined area based on the spatial feature amount P (t). More specifically, the closer the spatial feature P (t) is to “1”, the closer the state of the predetermined area at the observation time t is to the normal state where no intruder exists in the predetermined area. For this reason, the intrusion detection apparatus 101 determines that a human has entered a predetermined area when the spatial feature P (t) is less than a predetermined threshold, for example, “0.9”.

しかしながら、所定エリアの周辺に位置する電子機器171は、たとえば2.4GHz帯の無線信号を利用するため、送信機151および侵入検知装置101間で送受信される電波の周波数と同じ、もしくは非常に近い周波数の無線信号すなわち侵入検知装置101が検出可能な周波数成分を有する無線信号を出力する場合がある。   However, since the electronic device 171 located around the predetermined area uses a 2.4 GHz band radio signal, for example, it is the same as or very close to the frequency of radio waves transmitted and received between the transmitter 151 and the intrusion detection device 101. There are cases where a radio signal having a frequency, that is, a radio signal having a frequency component that can be detected by the intrusion detection apparatus 101 is output.

この場合、侵入検知装置101は、送信機151からの電波および電子機器171からの電波を同時に受信してしまうと、どちらの装置からの電波なのか区別がつかなくなるので、所定エリアにおける人間の動作を適切に監視できなくなってしまう。   In this case, if the intrusion detection device 101 receives the radio wave from the transmitter 151 and the radio wave from the electronic device 171 at the same time, the intrusion detection device 101 cannot distinguish the radio wave from which device. Cannot be monitored properly.

すなわち、侵入検知装置101は、電子機器171により送信される無線信号が妨害波となることにより、送信機151からの電波に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を適切に監視できないという問題が発生する。   That is, the intrusion detection apparatus 101 has a problem in that a human signal in a predetermined area cannot be appropriately monitored based on the radio wave from the transmitter 151 because the radio signal transmitted by the electronic device 171 becomes an interference wave. To do.

たとえば、当該妨害波の周波数が常に一定である場合には、送信機151および侵入検知装置101は、妨害波が存在しない周波数を選択し、選択した周波数において電波の送受信を行うことにより、上記問題の解決を図ることができる。しかしながら、妨害波は、常に同じ周波数の電波であるというわけではない。   For example, when the frequency of the jamming wave is always constant, the transmitter 151 and the intrusion detection device 101 select a frequency at which no jamming wave exists and perform transmission / reception of radio waves at the selected frequency, thereby causing the above problem. Can be solved. However, the jamming wave is not always a radio wave having the same frequency.

たとえば、無線LANアクセスポイント161、無線LAN端末162、およびBluetooth機器等が、周波数ホッピング方式に従って2.4GHz帯の無線信号によってパケットの送受信を行う場合がある。   For example, a wireless LAN access point 161, a wireless LAN terminal 162, a Bluetooth device, and the like may transmit and receive packets using a 2.4 GHz band wireless signal according to a frequency hopping method.

周波数ホッピング方式とは、たとえば無線LANアクセスポイント161および無線LAN端末162間で送受信する無線信号の周波数を所定時間ごとに変化させる方式である。また、ある周波数において妨害波が発生したことにより、無線LANアクセスポイント161および無線LAN端末162において情報の送受信が適切に行われなかった場合には、他の周波数において当該情報を再度送受信したり、妨害波の発生が少ない周波数を選択的に利用したりする。これらにより、無線LANアクセスポイント161および無線LAN端末162において情報の送受信を適切に行うことが可能となる。   The frequency hopping method is a method of changing the frequency of a radio signal transmitted / received between the wireless LAN access point 161 and the wireless LAN terminal 162 at predetermined time intervals, for example. In addition, when the transmission / reception of information is not properly performed in the wireless LAN access point 161 and the wireless LAN terminal 162 due to occurrence of an interference wave at a certain frequency, the information is transmitted / received again at another frequency, Select a frequency that generates less interference. As a result, the wireless LAN access point 161 and the wireless LAN terminal 162 can appropriately transmit and receive information.

周波数ホッピング方式を用いる、無線LANアクセスポイント161、無線LAN端末162およびBluetooth機器等は、ごく短い時間ごとに使用周波数を変更する。このため、侵入検知装置101は、送信機151により送信される電波を受信する際に、無線LANアクセスポイント161、無線LAN端末162およびBluetooth機器等からの妨害波が受信した電波に含まれているか否かを判別することは困難である。   The wireless LAN access point 161, the wireless LAN terminal 162, the Bluetooth device, and the like that use the frequency hopping method change the use frequency every very short time. For this reason, when the intrusion detection apparatus 101 receives a radio wave transmitted by the transmitter 151, is an interference wave from the wireless LAN access point 161, the wireless LAN terminal 162, the Bluetooth device, etc. included in the received radio wave? It is difficult to determine whether or not.

そこで、本発明の実施の形態に係る侵入検知システム201では、以下の構成および動作により、上記問題を解決する。   Therefore, intrusion detection system 201 according to the embodiment of the present invention solves the above problem by the following configuration and operation.

[送信機の構成]
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る送信機の構成を示す図である。
[Transmitter configuration]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the transmitter according to the first embodiment of the present invention.

図4は、本発明の第1の実施の形態に係る所定の疑似ランダムパターンのビット列の一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of a bit string of a predetermined pseudo-random pattern according to the first embodiment of the present invention.

図5は、本発明の第1の実施の形態に係るDBMの一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the DBM according to the first embodiment of the present invention.

図3を参照して、送信機151は、発振器71と、DBM(Double Balanced Mixer)72と、疑似ランダム信号発生部73と、バンドパスフィルタ74と、パワーアンプ75と、アンテナ76と、発振器85と、アップコンバータ86とを備える。   Referring to FIG. 3, transmitter 151 includes oscillator 71, DBM (Double Balanced Mixer) 72, pseudorandom signal generator 73, bandpass filter 74, power amplifier 75, antenna 76, and oscillator 85. And an up-converter 86.

発振器71は、たとえばIF(Intermediate Frequency)帯における周波数FIFのローカル信号を生成し、生成したローカル信号をDBM72へ出力する。具体的には、当該ローカル信号は、たとえば300MHzの正弦波である。   For example, the oscillator 71 generates a local signal having a frequency FIF in an IF (Intermediate Frequency) band, and outputs the generated local signal to the DBM 72. Specifically, the local signal is a sine wave of 300 MHz, for example.

図4を参照して、疑似ランダム信号発生部73は、たとえば図4において、時刻tsから時刻teまでに示される、所定の疑似ランダムパターンのビット列を、所定の周期であるTp毎に繰り返し生成する。当該ビット列は、論理ハイおよび論理ローの2値をほぼランダムにとる疑似ランダムノイズである。また、チップ周期Tcは、当該ビット列におけるクロック周波数であるチップレートの逆数である。   Referring to FIG. 4, pseudo-random signal generation unit 73 repeatedly generates a bit string of a predetermined pseudo-random pattern shown from time ts to time te in FIG. 4, for example, every Tp that is a predetermined period. . The bit string is pseudo-random noise that takes two values of logic high and logic low almost randomly. The chip period Tc is the reciprocal of the chip rate that is the clock frequency in the bit string.

疑似ランダム信号発生部73は、当該ビット列の論理値に対応したレベルを有する電圧を発生させることによりPN(Pseudorandom Noise)系列の信号を生成し、生成したPN系列の信号をDBM72へ出力する。   The pseudo random signal generation unit 73 generates a PN (Pseudorandom Noise) series signal by generating a voltage having a level corresponding to the logical value of the bit string, and outputs the generated PN series signal to the DBM 72.

具体的には、疑似ランダム信号発生部73は、当該ビット列における論理ハイおよび論理ローに対して、それぞれ電圧Vhおよび電圧Vlを発生させることによりPN系列の信号を生成する。たとえば、電圧Vhは、後述するDBM72に含まれるダイオードのしきい値電圧より高く、また、電圧Vlは、ゼロボルトである。   Specifically, the pseudo random signal generation unit 73 generates a PN series signal by generating a voltage Vh and a voltage Vl for a logic high and a logic low in the bit string, respectively. For example, voltage Vh is higher than a threshold voltage of a diode included in DBM 72 described later, and voltage Vl is zero volts.

図5を参照して、DBM72は、二重平衡変調器であり、発振器71からのローカル信号および疑似ランダム信号発生部73からのPN系列の信号を乗算し、乗算した結果を示す信号をバンドパスフィルタ74へ出力する。   Referring to FIG. 5, DBM 72 is a double balanced modulator, which multiplies a local signal from oscillator 71 and a PN sequence signal from pseudorandom signal generator 73, and a signal indicating the multiplication result is bandpassed. Output to the filter 74.

より詳細には、DBM72は、図5の(A)に示すような等価回路で表され、入力側のトランスT1と、出力側のトランスT2と、ダイオードD1,D2,D3,D4とを含む。   More specifically, the DBM 72 is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 5A, and includes an input-side transformer T1, an output-side transformer T2, and diodes D1, D2, D3, and D4.

トランスT1における一次コイルL1は、ノードI1を介して発振器71と接続された第1端と、信号用グランドG1に接続された第2端とを有する。また、一次コイルL1と相互インダクタンスにより結合する二次コイルL2は、ダイオードD1のアノードおよびダイオードD3のカソードと接続された第1端と、ダイオードD4のアノードおよびダイオードD2のカソードと接続された第2端とを有する。二次コイルL2の中間点は、ノードI2を介して疑似ランダム信号発生部73と接続されている。   The primary coil L1 in the transformer T1 has a first end connected to the oscillator 71 via the node I1, and a second end connected to the signal ground G1. The secondary coil L2 coupled to the primary coil L1 by mutual inductance has a first end connected to the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D3, and a second end connected to the anode of the diode D4 and the cathode of the diode D2. With ends. An intermediate point of the secondary coil L2 is connected to the pseudo random signal generation unit 73 via the node I2.

また、トランスT2における一次コイルL12は、ダイオードD1のカソードおよびダイオードD2のアノードと接続された第1端と、ダイオードD4のカソードおよびダイオードD3のアノードと接続された第2端とを有する。一次コイルL12の中間点は、信号用グランドG2と接続されている。また、一次コイルL12と相互インダクタンスにより結合する二次コイルL11は、ノードO1を介してバンドパスフィルタ74と接続された第1端と、信号用グランドG3に接続された第2端とを有する。   Primary coil L12 in transformer T2 has a first end connected to the cathode of diode D1 and the anode of diode D2, and a second end connected to the cathode of diode D4 and the anode of diode D3. The intermediate point of the primary coil L12 is connected to the signal ground G2. The secondary coil L11 coupled to the primary coil L12 by mutual inductance has a first end connected to the band pass filter 74 via the node O1, and a second end connected to the signal ground G3.

信号用グランドG1,G2,G3は、具体的にはレベルがゼロボルトの基準電位である。   Specifically, the signal grounds G1, G2, and G3 are reference potentials having a level of zero volts.

DBM72は、たとえば疑似ランダム信号発生部73から電圧Vlに相当するゼロボルトの電圧がノードI2へ出力されると、ノードI2および信号用グランドG2間において電位差が生じないため、いずれのダイオードD1,D2,D3,D4も導通状態にならない。この場合、DBM72は、図5の(B)に示すような等価回路で表され、発振器71からノードI1へ出力されるローカル信号は、ダイオードD1,D2,D3,D4が導通状態でないため、ノードO1から出力されない。   For example, when a zero-volt voltage corresponding to the voltage Vl is output from the pseudo random signal generation unit 73 to the node I2, the DBM 72 does not generate a potential difference between the node I2 and the signal ground G2. D3 and D4 are not in a conductive state. In this case, the DBM 72 is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. 5B, and the local signal output from the oscillator 71 to the node I1 is the node because the diodes D1, D2, D3, and D4 are not conductive. Not output from O1.

一方、たとえば、疑似ランダム信号発生部73から電圧VhがノードI2へ出力されると、ノードI2および信号用グランドG2間において電圧Vhの電位差が生じる。電圧Vhは、ダイオードD1,D2,D3,D4のしきい値電圧より高いため、ダイオードD1,D4において順方向の電流が流れる。すなわち、ダイオードD1,D4は、導通状態であるので、DBM72は、図5の(C)に示すような等価回路で表される。発振器71からノードI1へ出力されるローカル信号は、ダイオードD1,D4が導通状態であるため、ノードO1からバンドパスフィルタ74へ出力される。   On the other hand, for example, when the voltage Vh is output from the pseudo random signal generation unit 73 to the node I2, a potential difference of the voltage Vh is generated between the node I2 and the signal ground G2. Since voltage Vh is higher than the threshold voltage of diodes D1, D2, D3, and D4, forward current flows in diodes D1 and D4. That is, since the diodes D1 and D4 are in a conductive state, the DBM 72 is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. The local signal output from the oscillator 71 to the node I1 is output from the node O1 to the bandpass filter 74 because the diodes D1 and D4 are in a conductive state.

バンドパスフィルタ74は、DBM72から受けたローカル信号において、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。これにより、バンドパスフィルタ74は、所定の周波数帯域の信号をアップコンバータ86へ出力する。   Bandpass filter 74 attenuates components outside a predetermined frequency band in the local signal received from DBM 72. Thereby, the band pass filter 74 outputs a signal of a predetermined frequency band to the up converter 86.

アップコンバータ86は、バンドパスフィルタ74から受けた信号および発振器85から受けた周波数(FTX−FIF)のローカル信号を乗算し、乗算した結果を示す信号をパワーアンプ75へ出力する。   Upconverter 86 multiplies the signal received from bandpass filter 74 and the local signal of the frequency (FTX-FIF) received from oscillator 85, and outputs a signal indicating the multiplication result to power amplifier 75.

より詳細には、アップコンバータ86は、バンドパスフィルタ74から受けた信号の周波数FIFと、ローカル信号の周波数である周波数(FTX−FIF)との和の周波数である周波数FTXを有する信号すなわち無変調信号を生成する。すなわち、アップコンバータ86は、バンドパスフィルタ74から受けた信号を周波数変換することにより周波数FTXの無変調信号を生成する。周波数FTXは、たとえば2.4GHzである。   More specifically, the up-converter 86 is a signal having a frequency FTX that is the sum of the frequency FIF of the signal received from the bandpass filter 74 and the frequency (FTX-FIF) that is the frequency of the local signal, that is, no modulation. Generate a signal. That is, up-converter 86 generates a non-modulated signal with frequency FTX by frequency-converting the signal received from bandpass filter 74. The frequency FTX is, for example, 2.4 GHz.

そして、アップコンバータ86は、生成した2.4GHz帯の信号をパワーアンプ75へ出力する。   Then, up-converter 86 outputs the generated 2.4 GHz band signal to power amplifier 75.

パワーアンプ75は、アップコンバータ86から受けたローカル信号を増幅し、増幅した信号をアンテナ76へ出力する。当該信号は、たとえば図2に示すように、電波としてアンテナ76から空中へ送信され、所定エリアにおける空間を経由して侵入検知装置101により受信される。   Power amplifier 75 amplifies the local signal received from up-converter 86 and outputs the amplified signal to antenna 76. For example, as shown in FIG. 2, the signal is transmitted as radio waves from the antenna 76 to the air, and is received by the intrusion detection device 101 via a space in a predetermined area.

なお、DBM72は、疑似ランダム信号発生部73が生成したPN系列の信号において、当該信号のレベルが+Vhを示している期間、発振器71から受けたローカル信号をバンドパスフィルタ74へ出力する。すなわち、当該PN系列の信号のレベルが+Vhを示している期間または図4に示すビット列において論理ハイを示す期間は、送信機151から電波が送信される送信期間に相当する。   The DBM 72 outputs the local signal received from the oscillator 71 to the bandpass filter 74 during the period when the level of the signal indicates + Vh in the PN sequence signal generated by the pseudo random signal generation unit 73. In other words, the period in which the level of the PN sequence signal indicates + Vh or the period in which the level of the bit string illustrated in FIG. 4 indicates logic high corresponds to a transmission period in which radio waves are transmitted from the transmitter 151.

また、DBM72は、当該PN系列の信号のレベルがゼロボルトを示している期間、発振器71から受けたローカル信号をバンドパスフィルタ74へ出力しない。すなわち、当該PN系列の信号のレベルがゼロボルトを示している期間または図4に示すビット列において論理ローを示す期間は、送信機151から電波が送信されない送信停止期間に相当する。   Further, the DBM 72 does not output the local signal received from the oscillator 71 to the band pass filter 74 during the period when the level of the PN sequence signal indicates zero volts. In other words, the period in which the level of the PN sequence signal indicates zero volts or the period in which the level of the bit string illustrated in FIG. 4 indicates logic low corresponds to a transmission stop period in which radio waves are not transmitted from the transmitter 151.

図4に示すように、当該ビット列は、疑似ランダム信号発生部73において周期Tp毎に繰り返し生成されるので、送信機151は、無変調の電波の送信期間および送信停止期間を繰り返すことにより、当該電波を間欠的に送信する。すなわち、送信機151は、オンオフ変調(on-off-keying)した電波を送信する。   As shown in FIG. 4, since the bit string is repeatedly generated for each period Tp in the pseudo random signal generation unit 73, the transmitter 151 repeats the transmission period and the transmission stop period of the unmodulated radio wave, thereby Transmit radio waves intermittently. That is, the transmitter 151 transmits radio waves that are on-off-keyed.

なお、オンオフ変調における送信期間および送信停止期間は、無変調信号の電波の周期より十分に長い場合を想定する。この場合、送信機151が当該送信期間において送信する電波を無変調の電波と近似することが可能であり、当該オンオフ変調による当該電波の帯域の広がりは、小さく抑えられる。   It is assumed that the transmission period and the transmission stop period in the on / off modulation are sufficiently longer than the period of the radio wave of the unmodulated signal. In this case, the radio wave transmitted by the transmitter 151 in the transmission period can be approximated to an unmodulated radio wave, and the spread of the radio wave band due to the on / off modulation can be suppressed to be small.

[侵入検知装置の構成]
図6は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置の構成を示す図である。
[Configuration of intrusion detection device]
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図6を参照して、侵入検知装置101は、妨害波検出部51と、アレイ受信部52と、受信信号同期部53と、制御部54と、発振器55とを備える。   Referring to FIG. 6, intrusion detection apparatus 101 includes interference wave detection unit 51, array reception unit 52, reception signal synchronization unit 53, control unit 54, and oscillator 55.

妨害波検出部51は、アンテナ41と、ローノイズアンプ42と、DBM43と、ハイパスフィルタ44と、コンパレータ(検出回路)45とを含む。   The interference wave detection unit 51 includes an antenna 41, a low noise amplifier 42, a DBM 43, a high pass filter 44, and a comparator (detection circuit) 45.

アレイ受信部52は、アレイアンテナ部21と、受信部22と、分岐回路35とを含む。アレイアンテナ部21は、たとえば4本のアンテナを含む。受信部22は、アレイアンテナ部21におけるアンテナに対応して、バンドパスフィルタ(BPF)31、ローノイズアンプ32、ダウンコンバータ33およびA/Dコンバータ(ADC)34の組を4つ含む。   Array receiving unit 52 includes array antenna unit 21, receiving unit 22, and branch circuit 35. The array antenna unit 21 includes, for example, four antennas. The receiving unit 22 includes four sets of a band pass filter (BPF) 31, a low noise amplifier 32, a down converter 33 and an A / D converter (ADC) 34 corresponding to the antennas in the array antenna unit 21.

発振器55は、たとえば送信機151における発振器71および発振器85においてそれぞれ生成されるローカル信号の周波数の和である周波数FTXと略同じ周波数を有する周波数変換信号であるローカル信号を生成する。   For example, the oscillator 55 generates a local signal that is a frequency conversion signal having substantially the same frequency as the frequency FTX that is the sum of the frequencies of the local signals generated in the oscillator 71 and the oscillator 85 in the transmitter 151.

妨害波検出部51は、自己の侵入検知装置101が受信した電波において、送信機151により送信される電波である無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれているか否かを判断するための妨害波検出情報を生成し、生成した妨害波検出情報を制御部54へ出力する。   The interference wave detection unit 51 determines whether or not the radio wave received by its own intrusion detection device 101 includes a radio wave having a frequency component different from that of an unmodulated signal that is a radio wave transmitted by the transmitter 151. Interference wave detection information is generated, and the generated interference wave detection information is output to the control unit 54.

ここで、無変調信号とは異なる周波数成分の電波とは、たとえば当該無変調信号の帯域に含まれない周波数成分を有する電波をいう。   Here, the radio wave having a frequency component different from that of the non-modulated signal is, for example, a radio wave having a frequency component not included in the band of the non-modulated signal.

図7は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置において処理される電波の周波数スペクトルの一例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum of radio waves processed in the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図7を参照して、妨害波検出部51が、送信機151により送信される電波のみを受信すると、受信した電波の周波数スペクトルは、図7の(A)に示すように、発振器55により生成されるローカル信号の周波数である周波数FTXまたはその近傍において単一スペクトルとなる。   Referring to FIG. 7, when interference wave detection unit 51 receives only the radio wave transmitted by transmitter 151, the frequency spectrum of the received radio wave is generated by oscillator 55 as shown in FIG. A single spectrum is obtained at or near the frequency FTX, which is the frequency of the local signal to be transmitted.

一方、妨害波検出部51が、送信機151により送信される電波に加えて、妨害波も同時に受信すると、受信した電波の周波数スペクトルは、たとえば図7の(B)に示すように、周波数FTXを中心に周波数FLから周波数FUまでの広い帯域を有するスペクトルとなる。   On the other hand, when the jamming wave detection unit 51 simultaneously receives the jamming wave in addition to the radio wave transmitted by the transmitter 151, the frequency spectrum of the received radio wave has a frequency FTX as shown in FIG. And a spectrum having a wide band from the frequency FL to the frequency FU.

これは、電子レンジ等から広帯域の妨害波が出力されたり、無線LANアクセスポイント161、無線LAN端末162、Bluetooth機器およびZigBee機器等においては、高速で情報を送受信するために、高速で変調した電波が放射されたりしてしまうためである。   This is because a broadband interference wave is output from a microwave oven or the like, or in a wireless LAN access point 161, a wireless LAN terminal 162, a Bluetooth device, a ZigBee device, etc., in order to transmit / receive information at a high speed, This is because is emitted.

なお、この場合における妨害波は、たとえば周波数FTXまたはその近傍のローカル信号を高速で変調した電波を想定している。また、周波数FTXと大きく異なるローカル信号を高速で変調した電波であっても同様に議論できる。   Note that the interference wave in this case is assumed to be a radio wave obtained by modulating, for example, the frequency FTX or a local signal in the vicinity thereof at high speed. The same discussion can be applied to radio waves obtained by modulating a local signal greatly different from the frequency FTX at high speed.

再び図6を参照して、妨害波検出部51におけるローノイズアンプ42は、アンテナ41によって受信された電波を増幅し、DBM43へ出力する。   Referring to FIG. 6 again, the low noise amplifier 42 in the interference wave detection unit 51 amplifies the radio wave received by the antenna 41 and outputs it to the DBM 43.

DBM43は、ローノイズアンプ42から受けた信号および発振器55から受けた周波数FTXのローカル信号を乗算し、乗算した結果を示す信号をハイパスフィルタ44へ出力する。   The DBM 43 multiplies the signal received from the low noise amplifier 42 and the local signal having the frequency FTX received from the oscillator 55, and outputs a signal indicating the multiplication result to the high pass filter 44.

より詳細には、DBM43は、ローノイズアンプ42から受けた信号の周波数と、ローカル信号の周波数である周波数FTXとの和および差の周波数を有する信号を生成する。すなわち、DBM43は、ローノイズアンプ42から受けた信号を周波数変換する。   More specifically, the DBM 43 generates a signal having a frequency that is the sum and difference of the frequency of the signal received from the low noise amplifier 42 and the frequency FTX that is the frequency of the local signal. That is, the DBM 43 converts the frequency of the signal received from the low noise amplifier 42.

たとえば、DBM43は、図7の(A)に示すような周波数FTXにおける単一スペクトルを有する信号をローノイズアンプ42から受けると、周波数のダウンコンバートにより周波数がゼロのDC成分、および周波数のアップコンバートにより周波数が(2×FTX)の交流成分の信号を生成する。   For example, when the DBM 43 receives a signal having a single spectrum at the frequency FTX as shown in FIG. 7A from the low-noise amplifier 42, the DBM 43 performs a DC component whose frequency is zero by frequency down-conversion and frequency up-conversion. An AC component signal having a frequency of (2 × FTX) is generated.

また、たとえば、DBM43は、図7の(B)に示すような帯域の広いスペクトルを有する信号をローノイズアンプ42から受けると、以下の信号を生成する。すなわち、DBM43は、周波数のダウンコンバートにより、図7の(C)に示すような周波数がゼロから(FU−FTX)までの成分を有するベースバンド帯の信号と、周波数のアップコンバートにより、図7に図示しない周波数(2×FTX)を中心に周波数(FL+FTX)から周波数(FU+FTX)までの広い帯域を有する信号とを生成する。   Further, for example, when the DBM 43 receives a signal having a wide spectrum as shown in FIG. 7B from the low noise amplifier 42, the DBM 43 generates the following signals. That is, the DBM 43 performs baseband signal having a frequency component from zero to (FU-FTX) as shown in FIG. 7C by frequency down-conversion and frequency up-conversion as shown in FIG. 2 generates a signal having a wide band from the frequency (FL + FTX) to the frequency (FU + FTX) around a frequency (2 × FTX) not shown.

ハイパスフィルタ44は、DBM43から周波数変換された信号を受けると、受けた信号のうち、周波数Fc1以下の成分を減衰させることにより、周波数Fc1より高い周波数の成分をコンパレータ45へ通過させる。   When the high-pass filter 44 receives the frequency-converted signal from the DBM 43, the high-pass filter 44 attenuates the component below the frequency Fc1 in the received signal and passes the component having a frequency higher than the frequency Fc1 to the comparator 45.

より詳細には、ハイパスフィルタ44は、図7の(C)を周波数軸方向へ拡大した図7の(D)に示すように、DBM43から受けた周波数変換された信号において、周波数Fc1より高い周波数の成分すなわちHPFで示される成分を、コンパレータ45へ通過させる。この結果、ハイパスフィルタ44は、図7の(E)に示すような周波数スペクトルを有する信号をコンパレータ45へ出力する。   More specifically, the high-pass filter 44 has a frequency higher than the frequency Fc1 in the frequency-converted signal received from the DBM 43 as shown in FIG. 7D in which FIG. 7C is expanded in the frequency axis direction. , That is, the component indicated by HPF is passed to the comparator 45. As a result, the high pass filter 44 outputs a signal having a frequency spectrum as shown in FIG.

コンパレータ45は、たとえばハイパスフィルタ44から受けた信号のレベルが所定のしきい値電圧Vth4を超える場合、妨害波を受信したことを示すハイレベルの信号を制御部54へ出力する。   For example, when the level of the signal received from the high-pass filter 44 exceeds a predetermined threshold voltage Vth4, the comparator 45 outputs a high-level signal indicating that an interference wave has been received to the control unit 54.

また、コンパレータ45は、たとえば当該信号のレベルがしきい値電圧Vth4を超えない場合、妨害波を受信していないことを示すローレベルの信号を制御部54へ出力する。   For example, when the level of the signal does not exceed the threshold voltage Vth4, the comparator 45 outputs a low level signal indicating that no interference wave is received to the control unit 54.

図8は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置において検出される電波のベースバンド帯における周波数スペクトルの一例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum in a baseband of radio waves detected by the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図8を参照して、ゼロから周波数Fr1までのレンジ1は、送信機151により送信される無変調信号の電波を周波数変換した後のベースバンド帯における信号の帯域を示す。また、ゼロから周波数Fr2までのレンジ2は、後述するアレイ受信部52が受信することが可能な電波を周波数変換した後のベースバンド帯における信号の帯域を示す。   Referring to FIG. 8, range 1 from zero to frequency Fr <b> 1 indicates a signal band in the baseband after frequency conversion of a radio wave of an unmodulated signal transmitted by transmitter 151. A range 2 from zero to the frequency Fr2 indicates a signal band in the baseband after frequency conversion of radio waves that can be received by the array receiving unit 52 described later.

図8の(A)を参照して、妨害波検出部51がたとえば単一スペクトルを有するRF(Radio Frequency)帯の電波JAM1を受信し、電波JAM1の周波数変換後のベースバンド帯における信号がしきい値電圧Vth4を超えるレベルを有する周波数Fj1の信号である場合を想定する。   Referring to FIG. 8A, the interference wave detector 51 receives, for example, an RF (Radio Frequency) band radio wave JAM1 having a single spectrum, and outputs a signal in the baseband after frequency conversion of the radio wave JAM1. Assume that the signal has a frequency Fj1 having a level exceeding the threshold voltage Vth4.

ここで、周波数Fj1は、周波数Fr1より高くかつ周波数Fr2より低い周波数であるとする。また、電波JAM1の周波数は、送信機151により送信される無変調信号の周波数との差の絶対値が周波数Fr1より大きくかつ周波数Fr2より小さい周波数であると言い換えてもよい。   Here, it is assumed that the frequency Fj1 is higher than the frequency Fr1 and lower than the frequency Fr2. In addition, the frequency of the radio wave JAM1 may be rephrased as the absolute value of the difference from the frequency of the unmodulated signal transmitted by the transmitter 151 being larger than the frequency Fr1 and smaller than the frequency Fr2.

また、電波JAM1は、送信機151により送信される無変調信号とは異なる周波数成分の電波であり、かつ、アレイ受信部52が送信機151により送信される電波と誤って検出してしまう電波である。そして、ハイパスフィルタ44の周波数Fc1は、周波数Fr2より高いものであるとする。   The radio wave JAM1 is a radio wave having a frequency component different from that of the non-modulated signal transmitted by the transmitter 151, and the radio wave that the array receiving unit 52 erroneously detects as the radio wave transmitted by the transmitter 151. is there. The frequency Fc1 of the high pass filter 44 is assumed to be higher than the frequency Fr2.

この場合、周波数Fc1が周波数Fr2より高いため、妨害波検出部51は電波JAM1を妨害波として検出することができない。   In this case, since the frequency Fc1 is higher than the frequency Fr2, the interference wave detection unit 51 cannot detect the radio wave JAM1 as an interference wave.

従って、妨害波検出部51が電波JAM1を妨害波として検出するためにはハイパスフィルタ44の周波数Fc1が低いほど好ましいが、周波数Fc1が周波数Fr1より低くなると、妨害波検出部51は送信機151により送信される電波を妨害波として検出してしまう。   Therefore, it is preferable that the frequency Fc1 of the high-pass filter 44 is lower in order for the interfering wave detection unit 51 to detect the radio wave JAM1 as an interfering wave. The transmitted radio wave is detected as an interference wave.

そこで、図8の(B)に示すように、ハイパスフィルタ44の周波数Fc1を周波数Fr1と同じ値に設定する。   Therefore, as shown in FIG. 8B, the frequency Fc1 of the high-pass filter 44 is set to the same value as the frequency Fr1.

これにより、妨害波検出部51は、アレイ受信部52に対して誤検出などの悪影響を与えうる周波数成分を有する電波JAM1を妨害波として検出することができる。   As a result, the interference wave detection unit 51 can detect the radio wave JAM1 having a frequency component that can adversely affect the array reception unit 52 such as erroneous detection as an interference wave.

図8の(C)を参照して、妨害波検出部51がたとえば単一スペクトルを有するRF帯の電波JAM2を受信し、電波JAM2の周波数変換後のベースバンド帯における信号がしきい値電圧Vth4を超えるレベルを有する周波数Fj2の信号である場合を想定する。   Referring to FIG. 8C, the interference wave detection unit 51 receives, for example, an RF band radio wave JAM2 having a single spectrum, and the signal in the baseband after frequency conversion of the radio wave JAM2 is the threshold voltage Vth4. Assume that the signal has a frequency Fj2 having a level exceeding.

ここで、周波数Fj2は、周波数Fr1および周波数Fr2より高いものであるとする。また、電波JAM2の周波数は、送信機151により送信される無変調信号の周波数との差の絶対値が周波数Fr1および周波数Fr2より大きい周波数であると言い換えてもよい。   Here, it is assumed that the frequency Fj2 is higher than the frequency Fr1 and the frequency Fr2. In addition, the frequency of the radio wave JAM2 may be paraphrased as the absolute value of the difference from the frequency of the unmodulated signal transmitted by the transmitter 151 being higher than the frequency Fr1 and the frequency Fr2.

また、電波JAM2は、送信機151により送信される無変調信号とは異なる周波数成分の電波であり、かつ、アレイ受信部52により検出されない電波である。そして、ハイパスフィルタ44の周波数Fc1は、周波数Fr1と同じ値に設定されているものとする。   The radio wave JAM2 is a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal transmitted by the transmitter 151 and is not detected by the array receiving unit 52. The frequency Fc1 of the high pass filter 44 is set to the same value as the frequency Fr1.

この場合、周波数Fj2が周波数Fc1より高いため、妨害波検出部51は、電波JAM2を妨害波として検出する。しかしながら、電波JAM2はアレイ受信部52により検出されない電波であるので、妨害波検出部51が電波JAM2を妨害波として検出してしまうと、侵入検知装置101における空間特徴量の算出に用いるデータの減少を招いてしまうので好ましくない。   In this case, since the frequency Fj2 is higher than the frequency Fc1, the interference wave detection unit 51 detects the radio wave JAM2 as an interference wave. However, since the radio wave JAM2 is a radio wave that is not detected by the array receiving unit 52, if the jamming wave detection unit 51 detects the radio wave JAM2 as a jamming wave, the data used for calculating the spatial feature amount in the intrusion detection device 101 is reduced. This is not preferable.

そこで、ハイパスフィルタ44およびコンパレータ45の間に、周波数Fc1より高い周波数を有する成分、たとえば周波数Fc2以上の周波数の成分を減衰させるローパスフィルタを配置してもよい。   Therefore, a low-pass filter that attenuates a component having a frequency higher than the frequency Fc1, for example, a component having a frequency equal to or higher than the frequency Fc2, may be disposed between the high-pass filter 44 and the comparator 45.

たとえば図8の(D)に示すように当該ローパスフィルタの周波数Fc2を周波数Fr2と同じ値に設定すると、妨害波検出部51は、アレイ受信部52により検出されない電波JAM2を妨害波として検出しない。   For example, as shown in FIG. 8D, when the frequency Fc2 of the low-pass filter is set to the same value as the frequency Fr2, the interference wave detection unit 51 does not detect the radio wave JAM2 that is not detected by the array reception unit 52 as an interference wave.

すなわち、妨害波検出部51は、ベースバンド帯における周波数が周波数Fc1より高くかつ周波数Fc2より低い周波数成分を有する信号であって、しきい値電圧Vth4を超えるレベルを有する信号を妨害波として検出する。   That is, the interference wave detection unit 51 detects a signal having a frequency component whose frequency in the baseband is higher than the frequency Fc1 and lower than the frequency Fc2 and having a level exceeding the threshold voltage Vth4 as an interference wave. .

このような構成により、妨害波検出部51において、無変調信号とは異なる周波数成分の電波のうち無変調信号の周波数との差の絶対値が所定値より小さい周波数成分の電波を選択的に検出することができる。これにより、侵入検知装置101における空間特徴量の算出に用いるデータの減少を適切に抑制することができる。   With such a configuration, the interfering wave detection unit 51 selectively detects a radio wave having a frequency component whose absolute value of the difference from the frequency of the non-modulated signal is smaller than a predetermined value among radio waves having a frequency component different from the non-modulated signal. can do. Thereby, the reduction | decrease of the data used for calculation of the space feature-value in the intrusion detection apparatus 101 can be suppressed appropriately.

また、上記の議論は、電波JAM1または電波JAM2のような単一スペクトルに対してのみでなく、広域ベースバンド成分を有する電波に対しても同様に適用することができる。   The above discussion can be applied not only to a single spectrum such as the radio wave JAM1 or the radio wave JAM2, but also to a radio wave having a wide baseband component.

また、コンパレータ45が受ける信号は、周波数Fc1より高くかつ周波数Fc2より低い周波数の成分となるので、周波数(2×FTX)近傍の成分による影響を排除した上で、ハイレベルの信号またはローレベルの信号を制御部54へ出力することができる。   Since the signal received by the comparator 45 is a component having a frequency higher than the frequency Fc1 and lower than the frequency Fc2, the influence of the component in the vicinity of the frequency (2 × FTX) is eliminated, and a high level signal or a low level signal is removed. A signal can be output to the control unit 54.

なお、当該ローパスフィルタをハイパスフィルタ44およびコンパレータ45の間でなくDBM43およびハイパスフィルタ44の間に配置してもよい。   Note that the low-pass filter may be disposed not between the high-pass filter 44 and the comparator 45 but between the DBM 43 and the high-pass filter 44.

また、周波数Fc1以下の周波数成分を減衰させ、かつ周波数Fc2以上の周波数成分を減衰させるバンドパスフィルタを、ハイパスフィルタ44および当該ローパスフィルタの代わりに配置してもよい。   Further, a band pass filter that attenuates frequency components below the frequency Fc1 and attenuates frequency components above the frequency Fc2 may be arranged instead of the high pass filter 44 and the low pass filter.

再び図6を参照して、アレイ受信部52における受信部22において、バンドパスフィルタ31は、アレイアンテナ部21における対応のアンテナにおいて受信された信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。   Referring to FIG. 6 again, in the receiving unit 22 in the array receiving unit 52, the bandpass filter 31 is a component outside the predetermined frequency band among the frequency components of the signal received by the corresponding antenna in the array antenna unit 21. Is attenuated.

ローノイズアンプ32は、バンドパスフィルタ31を通過した信号を増幅し、増幅した信号をダウンコンバータ33へ出力する。   The low noise amplifier 32 amplifies the signal that has passed through the band pass filter 31 and outputs the amplified signal to the down converter 33.

ダウンコンバータ33は、ローノイズアンプ32から受けた信号と分岐回路35を介して発振器55から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ32から受けた信号をたとえばダウンコンバートしてベースバンド帯の信号に変換し、A/Dコンバータ34へ出力する。   The down converter 33 multiplies the signal received from the low noise amplifier 32 by the local signal received from the oscillator 55 via the branch circuit 35, thereby down-converting the signal received from the low noise amplifier 32, for example, in the baseband band. The signal is converted into a signal and output to the A / D converter 34.

A/Dコンバータ34は、制御部54からタイミング信号を受けている場合、ダウンコンバータ33から受けた信号のレベルを示すデジタル信号に変換し、制御部54へ出力する。当該デジタル信号の値は、侵入検知装置101における電波の受信レベルに相当する。   When receiving the timing signal from the control unit 54, the A / D converter 34 converts the signal into a digital signal indicating the level of the signal received from the down converter 33 and outputs the digital signal to the control unit 54. The value of the digital signal corresponds to the radio wave reception level in the intrusion detection apparatus 101.

図9は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置における受信信号同期部の構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a reception signal synchronization unit in the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図9を参照して、受信信号同期部53は、アンテナ221と、検波部222と、コンパレータ223と、同期捕捉部251と、同期追跡部252と、PN系列発生部253と、同期追跡制御部254とを備える。   Referring to FIG. 9, received signal synchronization unit 53 includes antenna 221, detection unit 222, comparator 223, synchronization acquisition unit 251, synchronization tracking unit 252, PN sequence generation unit 253, and synchronization tracking control unit. 254.

同期捕捉部251は、乗算器224と、バンドパスフィルタ225と、コンパレータ226と、捕捉完了判定部227とを含む。   The synchronization acquisition unit 251 includes a multiplier 224, a band pass filter 225, a comparator 226, and an acquisition completion determination unit 227.

また、同期追跡部252は、乗算器229,231と、バンドパスフィルタ230,232と、減算部233と、ローパスフィルタ234とを含む。   The synchronization tracking unit 252 includes multipliers 229 and 231, bandpass filters 230 and 232, a subtracting unit 233, and a lowpass filter 234.

また、PN系列発生部253は、疑似ランダム信号発生部239と、1/2Tc遅延部240,241とを含む。   In addition, PN sequence generation section 253 includes pseudo random signal generation section 239 and 1/2 Tc delay sections 240 and 241.

受信信号同期部53は、PN系列(以下、受信側PN系列とも称する。)の信号を生成し、生成した受信側PN系列の位相を、送信機151により送信される電波に基づいて再生されたPN系列(以下、送信側PN系列とも称する。)の位相に一致させる。   The reception signal synchronization unit 53 generates a PN sequence signal (hereinafter also referred to as a reception-side PN sequence) and reproduces the phase of the generated reception-side PN sequence based on the radio wave transmitted by the transmitter 151. The phase is matched with the phase of the PN sequence (hereinafter also referred to as a transmission-side PN sequence).

受信信号同期部53は、当該受信側PN系列に基づいて、送信機151において繰り返される、電波の送信期間および送信停止期間を推定する。そして、受信信号同期部53は、送信側PN系列の位相に一致させた受信側PN系列の信号を制御部54へ出力する。   The reception signal synchronization unit 53 estimates a radio wave transmission period and a transmission stop period that are repeated in the transmitter 151 based on the reception side PN sequence. Then, the reception signal synchronization unit 53 outputs a signal on the reception side PN sequence matched with the phase of the transmission side PN sequence to the control unit 54.

より詳細には、検波部222は、アンテナ221経由で受信した、送信機151により送信される電波を、送信機151における発振器71および発振器85においてそれぞれ生成されるローカル信号の周波数の和である周波数FTXと略同じ周波数を有するローカル信号によりダウンコンバートする。   More specifically, the detection unit 222 is a frequency that is the sum of the frequencies of the local signals generated by the oscillator 71 and the oscillator 85 in the transmitter 151 for the radio waves received by the antenna 221 and transmitted by the transmitter 151. Down-conversion is performed with a local signal having substantially the same frequency as FTX.

そして、検波部222は、送信機151において生成されたPN系列を再生することにより送信側PN系列の信号を取得し、取得した送信側PN系列の信号をコンパレータ223へ出力する。   Then, the detection unit 222 acquires the transmission side PN sequence signal by reproducing the PN sequence generated by the transmitter 151, and outputs the acquired transmission side PN sequence signal to the comparator 223.

コンパレータ223は、所定のしきい値電圧Vth1に基づいて、検波部222から受けた送信側PN系列の信号のレベルを所定の2値に変換する。具体的には、コンパレータ223は、たとえば検波部222から受けた送信側PN系列の信号のレベルがしきい値電圧Vth1以上の場合、+1ボルトを出力し、また、当該送信側PN系列の信号のレベルがしきい値電圧Vth1未満の場合、−1ボルトを出力する。   The comparator 223 converts the level of the signal on the transmission side PN sequence received from the detection unit 222 into a predetermined binary value based on the predetermined threshold voltage Vth1. Specifically, for example, when the level of the signal on the transmission side PN sequence received from the detector 222 is equal to or higher than the threshold voltage Vth1, the comparator 223 outputs +1 volt, and the comparator 223 outputs the signal on the transmission side PN sequence. When the level is lower than the threshold voltage Vth1, -1 volt is output.

そして、コンパレータ223は、信号のレベルを+1ボルトまたは−1ボルトに揃えた送信側PN系列の信号を、受信した電波の検知結果として、同期捕捉部251における乗算器224および同期追跡部252における乗算器229,231へ出力する。   Then, the comparator 223 multiplies the transmission side PN sequence signal whose signal level is adjusted to +1 volt or -1 volt as the received radio wave detection result by the multiplier 224 in the synchronization acquisition unit 251 and the synchronization tracking unit 252. To the devices 229 and 231.

PN系列発生部253における疑似ランダム信号発生部239は、送信機151における疑似ランダム信号発生部73により生成される疑似ランダムパターン、すなわち図4に示す疑似ランダムパターンと同等のビット列を生成する。そして、疑似ランダム信号発生部239は、当該ビット列の論理値に対応したレベルを有するPN系列の信号を生成する。   The pseudo random signal generation unit 239 in the PN sequence generation unit 253 generates a pseudo random pattern generated by the pseudo random signal generation unit 73 in the transmitter 151, that is, a bit string equivalent to the pseudo random pattern shown in FIG. Then, the pseudo-random signal generation unit 239 generates a PN sequence signal having a level corresponding to the logical value of the bit string.

具体的には、疑似ランダム信号発生部239は、たとえば当該ビット列における論理ハイおよび論理ローに対して、それぞれ+1ボルトおよび−1ボルトを発生させることによりPN系列の信号であるE(Early)−code242を生成する。   Specifically, the pseudo random signal generation unit 239 generates E (Early) -code 242, which is a PN sequence signal, by generating +1 volt and -1 volt, for example, for logic high and logic low in the bit string, respectively. Is generated.

そして、疑似ランダム信号発生部239は、生成したE−code242を、同期追跡部252における乗算器229、および1/2Tc遅延部240へ出力する。   Then, the pseudo random signal generation unit 239 outputs the generated E-code 242 to the multiplier 229 and the 1/2 Tc delay unit 240 in the synchronization tracking unit 252.

この際、疑似ランダム信号発生部239は、同期追跡制御部254により設定された位相のE−code242を出力する。すなわち、疑似ランダム信号発生部239から出力されるE−code242の位相は、同期追跡制御部254により制御される。   At this time, the pseudo random signal generation unit 239 outputs the E-code 242 having the phase set by the synchronous tracking control unit 254. That is, the phase of the E-code 242 output from the pseudo random signal generation unit 239 is controlled by the synchronous tracking control unit 254.

1/2Tc遅延部240は、疑似ランダム信号発生部239からE−code242を受けると、受けたE−code242を、チップ周期Tcの半周期に相当する時間遅延させることにより、受信側PN系列の信号であるP(Present)−code243を生成する。   When receiving the E-code 242 from the pseudo-random signal generator 239, the 1/2 Tc delay unit 240 delays the received E-code 242 for a time corresponding to a half period of the chip period Tc, thereby receiving a signal on the receiving side PN sequence. P (Present) -code 243 is generated.

そして、1/2Tc遅延部240は、制御部54、同期捕捉部251における乗算器224、および1/2Tc遅延部241へ受信側PN系列の信号を出力する。   Then, 1/2 Tc delay unit 240 outputs a signal on the reception side PN sequence to control unit 54, multiplier 224 in synchronization acquisition unit 251, and 1/2 Tc delay unit 241.

1/2Tc遅延部241は、1/2Tc遅延部240から受信側PN系列の信号を受けると、受けた受信側PN系列の信号を、チップ周期Tcの半周期に相当する時間遅延させることによりL(Late)−code244を生成する。そして、1/2Tc遅延部241は、生成したL−code244を同期追跡部252における乗算器231へ出力する。   When receiving the reception-side PN sequence signal from the 1 / 2Tc delay unit 240, the 1 / 2Tc delay unit 241 delays the received reception-side PN sequence signal by a time corresponding to a half period of the chip period Tc. (Late) -code 244 is generated. Then, the 1/2 Tc delay unit 241 outputs the generated L-code 244 to the multiplier 231 in the synchronization tracking unit 252.

すなわち、受信側PN系列の信号は、P−code243であり、E−code242よりチップ周期Tcの半周期に相当する時間だけ遅延しており、また、L−code244よりチップ周期Tcの半周期に相当する時間だけ先行している。   That is, the signal on the receiving side PN sequence is P-code 243, which is delayed from E-code 242 by a time corresponding to a half cycle of chip cycle Tc, and corresponds to a half cycle of chip cycle Tc from L-code 244. The time to do is ahead.

また、同期追跡制御部254は、E−code242の位相を制御することにより、当該位相に対応して受信側PN系列の信号およびL−code244の位相を制御することが可能である。   In addition, the synchronization tracking control unit 254 can control the phase of the E-code 242 to control the signal of the receiving PN sequence and the phase of the L-code 244 corresponding to the phase.

同期捕捉部251における乗算器224は、コンパレータ223から受けた送信側PN系列の信号および1/2Tc遅延部240から受けた受信側PN系列の信号の相関演算を行う。具体的には、乗算器224は、送信側PN系列の信号と、受信側PN系列の信号とを乗算する。   The multiplier 224 in the synchronization acquisition unit 251 performs a correlation operation between the transmission-side PN sequence signal received from the comparator 223 and the reception-side PN sequence signal received from the 1 / 2Tc delay unit 240. Specifically, the multiplier 224 multiplies the signal on the transmission side PN sequence by the signal on the reception side PN sequence.

バンドパスフィルタ225は、送信側PN系列の信号および受信側PN系列の信号の乗算結果を示す信号を乗算器224から受けると、受けた信号において高周波成分を減衰させることにより、低周波成分のみをコンパレータ226へ通過させる。すなわち、バンドパスフィルタ225は、積分回路として機能する。   When the band-pass filter 225 receives a signal indicating the multiplication result of the signal on the transmission side PN sequence and the signal on the reception side PN sequence from the multiplier 224, the band pass filter 225 attenuates the high frequency component in the received signal so that only the low frequency component is obtained. Pass to comparator 226. That is, the band pass filter 225 functions as an integration circuit.

より詳細には、乗算器224において、たとえば送信側PN系列および受信側PN系列の位相が完全に一致している場合、送信側PN系列の信号のレベルが+1ボルトの時は、常に受信側PN系列の信号のレベルが+1ボルトとなり、また、送信側PN系列の信号のレベルが−1ボルトの時は、常に受信側PN系列の信号のレベルが−1ボルトとなる。このため、乗算器224における乗算結果を示す信号のレベルは常に正の電圧であるので、当該信号の積分結果であるバンドパスフィルタ225の出力電圧は正の大きな値となる。   More specifically, in the multiplier 224, for example, when the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence completely coincide with each other, when the signal level of the transmission side PN sequence is +1 volt, the reception side PN always When the sequence signal level is +1 volt and the transmission side PN sequence signal level is −1 volt, the reception side PN sequence signal level is always −1 volt. For this reason, since the level of the signal indicating the multiplication result in the multiplier 224 is always a positive voltage, the output voltage of the bandpass filter 225, which is the integration result of the signal, has a large positive value.

一方、乗算器224において、たとえば送信側PN系列および受信側PN系列の位相がずれている場合、送信側PN系列の信号のレベルが+1ボルトの時に、受信側PN系列の信号のレベルが−1ボルトとなる場合があり、また、送信側PN系列の信号のレベルが−1ボルトの時に、受信側PN系列の信号のレベルが+1ボルトとなる場合がある。従って、バンドパスフィルタ225の出力電圧は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致している場合における出力電圧を超えることはない。   On the other hand, in the multiplier 224, for example, when the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence are shifted, when the signal level of the transmission side PN sequence is +1 volts, the signal level of the reception side PN sequence is −1. In some cases, the level of the signal on the transmission side PN sequence is -1 volts, and the level of the signal on the reception side PN sequence may be +1 volts. Therefore, the output voltage of the bandpass filter 225 does not exceed the output voltage in the case where the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence match.

図10は、本発明の第1の実施の形態に係る送信側PN系列および受信側PN系列における、時間ずれに対する相関値の変化の一例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a change in correlation value with respect to a time shift in the transmission-side PN sequence and the reception-side PN sequence according to the first embodiment of the present invention.

具体的には、当該出力電圧は、送信側PN系列および受信側PN系列の相関値を表している。そして、当該相関値は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれ、すなわち時間のずれに対して、図10の(A)に示すように変化する。すなわち、バンドパスフィルタ225の出力電圧は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致している場合において最大値を示す。   Specifically, the output voltage represents a correlation value between the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence. Then, the correlation value changes as shown in FIG. 10A with respect to a phase shift between the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence, that is, a time shift. That is, the output voltage of the band-pass filter 225 exhibits a maximum value when the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence match.

コンパレータ226は、バンドパスフィルタ225から受けた積分結果がしきい値電圧Vth2以上である場合、電圧Vonを出力し、また、当該積分結果がしきい値電圧Vth2未満である場合、電圧Voffを出力する。   Comparator 226 outputs voltage Von when the integration result received from bandpass filter 225 is equal to or higher than threshold voltage Vth2, and outputs voltage Voff when the integration result is less than threshold voltage Vth2. To do.

ここで、しきい値電圧Vth2は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致している場合における積分結果以下であり、かつ送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致していない場合における積分結果以上となる値に設定される。   Here, the threshold voltage Vth2 is equal to or lower than the integration result in the case where the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence match, and the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence match. It is set to a value that is greater than or equal to the integration result in the absence.

捕捉完了判定部227は、コンパレータ226から受けた電圧のレベルに基づいて、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致しているか否かについて判断する。具体的には、捕捉完了判定部227は、コンパレータ226から電圧Vonを受けると、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致していると判断する。   Based on the voltage level received from the comparator 226, the acquisition completion determination unit 227 determines whether or not the phases of the transmission-side PN sequence and the reception-side PN sequence match. Specifically, when the acquisition completion determination unit 227 receives the voltage Von from the comparator 226, the acquisition completion determination unit 227 determines that the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence match.

また、捕捉完了判定部227は、コンパレータ226から電圧Voffを受けると、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致していないと判断する。そして、捕捉完了判定部227は、判断した結果を同期追跡制御部254へ出力する。   Further, when receiving the voltage Voff from the comparator 226, the acquisition completion determination unit 227 determines that the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence do not match. Then, the capture completion determination unit 227 outputs the determined result to the synchronous tracking control unit 254.

同期追跡制御部254は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれている旨を示す判断を捕捉完了判定部227から受けると、以下の処理を行う。すなわち、同期追跡制御部254は、疑似ランダム信号発生部239において生成されるE−code242の位相を、たとえば周期Tp毎に時間Tcだけ正方向または負方向のいずれかにずらす処理を行う。   When the synchronization tracking control unit 254 receives a determination from the acquisition completion determination unit 227 indicating that the phase of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence are shifted, the synchronization tracking control unit 254 performs the following processing. That is, the synchronization tracking control unit 254 performs a process of shifting the phase of the E-code 242 generated by the pseudo random signal generation unit 239 in either the positive direction or the negative direction by the time Tc, for example, every period Tp.

同期追跡制御部254は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相が一致している旨を示す判断を捕捉完了判定部227から受けるまで当該処理を継続することにより、送信側PN系列および受信側PN系列の位相を一致させることができる。   The synchronization tracking control unit 254 continues the process until receiving a determination indicating that the phases of the transmission-side PN sequence and the reception-side PN sequence match from the capture completion determination unit 227, whereby the transmission-side PN sequence and reception The phases of the side PN sequences can be matched.

受信信号同期部53は、上記処理を行うことにより送信側PN系列および受信側PN系列の位相を一致させても、外部からの雑音およびクロック周波数の揺らぎ等により、時間と共に当該位相がずれる場合がある。この位相のずれに対処するために、同期追跡部252は、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれを示す誤差信号を生成する。そして、同期追跡制御部254は、生成した誤差信号に基づいて、疑似ランダム信号発生部239において生成されるE−code242の位相を制御することにより、送信側PN系列および受信側PN系列の位相を一致させる。   Even if the reception signal synchronizer 53 performs the above processing to make the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence coincide with each other, the phase may be shifted with time due to external noise and clock frequency fluctuations. is there. In order to deal with this phase shift, the synchronization tracking unit 252 generates an error signal indicating the phase shift between the transmission-side PN sequence and the reception-side PN sequence. Then, the synchronization tracking control unit 254 controls the phase of the E-code 242 generated in the pseudo random signal generation unit 239 based on the generated error signal, thereby changing the phases of the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence. Match.

より詳細には、同期追跡部252における乗算器229は、コンパレータ223から受けた送信側PN系列の信号および疑似ランダム信号発生部239から受けたE−code242の相関演算を行う。具体的には、乗算器229は、送信側PN系列の信号と、E−code242とを乗算する。   More specifically, the multiplier 229 in the synchronization tracking unit 252 performs a correlation operation of the transmission side PN sequence signal received from the comparator 223 and the E-code 242 received from the pseudo random signal generation unit 239. Specifically, multiplier 229 multiplies the transmission side PN sequence signal by E-code 242.

バンドパスフィルタ230は、乗算器229の出力電圧を受けると、受けた出力電圧において高周波成分を減衰させることにより、低周波成分を減算部233へ通過させる。当該低周波成分は、送信側PN系列の信号およびE−code242の相関である相関値Eを示す。   When the band-pass filter 230 receives the output voltage of the multiplier 229, the band-pass filter 230 attenuates the high-frequency component in the received output voltage, and passes the low-frequency component to the subtraction unit 233. The low frequency component indicates a correlation value E that is a correlation between the transmission side PN sequence signal and the E-code 242.

相関値Eは、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれ、すなわち時間のずれに対して、図10の(B)に示すように変化する。相関値Eは、当該時間のずれが1チップの周期Tcの半分を示すTc/2の場合に最大値を示す。   Correlation value E changes as shown in FIG. 10B with respect to a phase shift between the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence, that is, a time shift. The correlation value E shows a maximum value when the time lag is Tc / 2 indicating half of the cycle Tc of one chip.

また、乗算器231は、コンパレータ223から受けた送信側PN系列の信号および1/2Tc遅延部241から受けたL−code244の相関演算を行う。具体的には、乗算器231は、送信側PN系列の信号と、L−code244とを乗算する。   Multiplier 231 performs a correlation operation on the transmission-side PN sequence signal received from comparator 223 and L-code 244 received from ½ Tc delay unit 241. Specifically, multiplier 231 multiplies the transmission-side PN sequence signal by L-code 244.

バンドパスフィルタ232は、乗算器231の出力電圧を受けると、受けた出力電圧において高周波成分を減衰させることにより、低周波成分を減算部233へ通過させる。当該低周波成分は、送信側PN系列の信号およびL−code244の相関である相関値Lを示す。   When the band-pass filter 232 receives the output voltage of the multiplier 231, the band-pass filter 232 attenuates the high-frequency component in the received output voltage to pass the low-frequency component to the subtracting unit 233. The low-frequency component indicates a correlation value L that is a correlation between the transmission-side PN sequence signal and L-code 244.

相関値Lは、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれ、すなわち時間のずれに対して、図10の(C)に示すように変化する。相関値Lは、時間のずれが(−Tc/2)の場合に最大値を示す。   Correlation value L changes as shown in FIG. 10C with respect to a phase shift between the transmission side PN sequence and the reception side PN sequence, that is, a time shift. The correlation value L indicates the maximum value when the time lag is (−Tc / 2).

減算部233は、バンドパスフィルタ232から取得した相関値Lおよびバンドパスフィルタ230から取得した相関値Eの差すなわち(相関値L−相関値E)を示す誤差信号を生成し、生成した誤差信号をローパスフィルタ234へ出力する。   The subtractor 233 generates an error signal indicating a difference between the correlation value L acquired from the bandpass filter 232 and the correlation value E acquired from the bandpass filter 230, that is, (correlation value L−correlation value E), and the generated error signal Is output to the low-pass filter 234.

ローパスフィルタ234は、減算部233から受けた誤差信号において、高周波成分を減衰させた後、当該誤算信号を同期追跡制御部254へ出力する。   The low pass filter 234 attenuates the high frequency component in the error signal received from the subtracting unit 233 and then outputs the error calculation signal to the synchronous tracking control unit 254.

誤差信号は、図10の(D)に示すように、時間のずれが(−Tc/2)からTc/2までの範囲において、送信側PN系列および受信側PN系列の位相のずれ、すなわち時間のずれに対して比例する。具体的には、誤差信号は、当該位相が一致し、時間のずれが無い場合にゼロを示す。   As shown in FIG. 10D, the error signal has a phase shift between the transmission-side PN sequence and the reception-side PN sequence, that is, a time shift, in the time range from (−Tc / 2) to Tc / 2. It is proportional to the deviation. Specifically, the error signal indicates zero when the phases match and there is no time lag.

また、誤差信号は、時間のずれが負の場合、すなわち受信側PN系列の位相が送信側PN系列の位相に対して進んでいる場合に、正の値を示す。また、誤差信号は、時間のずれが正の場合、すなわち受信側PN系列の位相が送信側PN系列の位相に対して遅れている場合に、負の値を示す。   The error signal shows a positive value when the time lag is negative, that is, when the phase of the receiving PN sequence is advanced with respect to the phase of the transmitting PN sequence. The error signal shows a negative value when the time lag is positive, that is, when the phase of the receiving PN sequence is delayed with respect to the phase of the transmitting PN sequence.

従って、同期追跡制御部254は、誤差信号が正の値を示す場合に、疑似ランダム信号発生部239において生成されるE−code242の位相を、たとえば誤差信号の値に応じた所定量だけ遅らせる。   Therefore, when the error signal shows a positive value, the synchronization tracking control unit 254 delays the phase of the E-code 242 generated by the pseudo random signal generation unit 239 by, for example, a predetermined amount corresponding to the value of the error signal.

また、同期追跡制御部254は、誤差信号が負の値を示す場合に、疑似ランダム信号発生部239において生成されるE−code242の位相を、たとえば誤差信号に応じた所定量だけ進める。   Further, when the error signal shows a negative value, the synchronous tracking control unit 254 advances the phase of the E-code 242 generated in the pseudo random signal generation unit 239 by, for example, a predetermined amount corresponding to the error signal.

これらにより、疑似ランダム信号発生部239において生成されるE−code242の発生位相を調整することにより、受信側PN系列の位相を、送信側PN系列の位相に追従させることができる。すなわち、受信信号同期部53から出力されるP−code243を、送信側PN系列の信号と同期させることができる。   Thus, by adjusting the generation phase of the E-code 242 generated by the pseudo random signal generation unit 239, the phase of the reception side PN sequence can be made to follow the phase of the transmission side PN sequence. That is, the P-code 243 output from the reception signal synchronization unit 53 can be synchronized with the signal of the transmission side PN sequence.

図11は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置における制御部の構成を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a control unit in the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention.

図12は、本発明の第1の実施の形態に係る各タイミングにおける送信機および侵入検知装置が送受信する信号および妨害波のタイミングの一例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of signals and jamming wave timings transmitted and received by the transmitter and the intrusion detection device at each timing according to the first embodiment of the present invention.

図11を参照して、制御部54は、空間特徴量算出部11と、検知部12と、サンプリングタイミング指示部13と、妨害波判定部14とを含む。   Referring to FIG. 11, control unit 54 includes a spatial feature amount calculation unit 11, a detection unit 12, a sampling timing instruction unit 13, and an interference wave determination unit 14.

サンプリングタイミング指示部13は、受信信号同期部53から受けたP−code243に基づいて、タイミング信号を生成する。   The sampling timing instruction unit 13 generates a timing signal based on the P-code 243 received from the reception signal synchronization unit 53.

図12を参照して、図12の(A)から(F)の横軸は時間軸を表す。送信機151は、自ら生成するPN系列の信号に基づいて、図12の(A)に示すように、電波の送信期間を示す「ON」において電波を送信し、また、電波の送信停止期間を示す「OFF」において電波の送信を停止する。   Referring to FIG. 12, the horizontal axis from (A) to (F) in FIG. 12 represents the time axis. Based on the PN sequence signal generated by itself, the transmitter 151 transmits a radio wave in “ON” indicating a radio wave transmission period, and sets a radio wave transmission stop period as shown in FIG. In the “OFF” shown, the transmission of radio waves is stopped.

また、P−code243は、送信側PN系列の信号と同期しているので、サンプリングタイミング指示部13によって生成されるタイミング信号の論理ハイおよび論理ローの切替わりタイミングが、図12の(B)に示すように、図12の(A)に示す送信期間および送信停止期間の切替わりタイミングと一致する。   Further, since the P-code 243 is synchronized with the signal on the transmission side PN sequence, the switching timing of the logic high and logic low of the timing signal generated by the sampling timing instruction unit 13 is shown in FIG. As shown, it coincides with the switching timing of the transmission period and the transmission stop period shown in FIG.

なお、送信側PN系列は、厳密には、電波が送信機151から侵入検知装置101まで伝搬するために必要な伝搬時間だけ、送信機151におけるPN系列と比べて遅延する。しかしながら、1チップ周期Tcが当該伝搬時間より十分長い場合を想定する場合、当該PN系列および送信側PN系列が同期していると近似してもよい。   Strictly speaking, the transmission-side PN sequence is delayed as compared with the PN sequence in the transmitter 151 by a propagation time necessary for radio waves to propagate from the transmitter 151 to the intrusion detection apparatus 101. However, when it is assumed that the one-chip period Tc is sufficiently longer than the propagation time, it may be approximated that the PN sequence and the transmitting PN sequence are synchronized.

再び図11を参照して、サンプリングタイミング指示部13は、生成したタイミング信号をアレイ受信部52におけるA/Dコンバータ34へ出力する。   Referring to FIG. 11 again, sampling timing instructing unit 13 outputs the generated timing signal to A / D converter 34 in array receiving unit 52.

図6に示すアレイ受信部52におけるA/Dコンバータ34は、サンプリングタイミング指示部13から受けたタイミング信号に従い、ダウンコンバータ33から受けた信号をサンプリングし、電波の受信レベルを示すデジタル信号に変換する。   The A / D converter 34 in the array receiver 52 shown in FIG. 6 samples the signal received from the down converter 33 in accordance with the timing signal received from the sampling timing instruction unit 13 and converts it into a digital signal indicating the radio wave reception level. .

従って、A/Dコンバータ34は、送信機151が電波を送信している間だけ動作し、送信機151が電波の送信を停止している間は、ダウンコンバータ33から受けた信号をサンプリングしない。   Therefore, the A / D converter 34 operates only while the transmitter 151 is transmitting radio waves, and does not sample the signal received from the down converter 33 while the transmitter 151 stops transmitting radio waves.

具体的には、A/Dコンバータ34は、たとえば図12の(B)に示すように、時刻ts1からts2までと、時刻ts3からts4までと、時刻ts5からts6までにおいて、ダウンコンバータ33から受けた信号をサンプリングし、電波の受信レベルを示すデジタル信号に変換する。   Specifically, the A / D converter 34 receives from the down converter 33 from time ts1 to ts2, from time ts3 to ts4, and from time ts5 to ts6, for example, as shown in FIG. The received signal is sampled and converted into a digital signal indicating the radio wave reception level.

これにより、送信機151が電波を送信するタイミングと同期して、A/Dコンバータ34を動作させることができる。   Thereby, the A / D converter 34 can be operated in synchronization with the timing at which the transmitter 151 transmits radio waves.

また、妨害波検出部51は、所定エリアにおいて妨害波が発生した場合、たとえば図12の(C)に示すような妨害波のレベルを検出する。たとえば、妨害波N2は、電波の送信停止期間において発生するが、A/Dコンバータ34は、電波の送信期間のみ動作するため、妨害波N2をサンプリングしてしまうことはない。   Further, when an interference wave is generated in a predetermined area, the interference wave detection unit 51 detects the level of the interference wave as shown in FIG. For example, the interference wave N2 is generated during a radio wave transmission stop period, but the A / D converter 34 operates only during the radio wave transmission period, and therefore does not sample the interference wave N2.

これにより、送信機151が、電波の送信期間および送信停止期間を繰り返し、侵入検知装置101が、当該送信期間のみ当該電波のサンプリングを行うことにより、妨害波N2のように、当該送信停止期間において発生する妨害波をサンプリングしてしまうことを防ぐことができる。   As a result, the transmitter 151 repeats the radio wave transmission period and the transmission stop period, and the intrusion detection apparatus 101 performs sampling of the radio wave only during the transmission period, so that in the transmission stop period as in the interference wave N2. It is possible to prevent sampling of the generated interference wave.

すなわち、侵入検知装置101は、オンオフ変調された電波の送信期間のみ当該電波を受信することにより、当該電波を常に受信する場合と比べて、当該電波および妨害波を同時に受信してしまう確率を低下させることができる。   That is, the intrusion detection apparatus 101 receives the radio wave only during the transmission period of the on / off modulated radio wave, thereby reducing the probability of receiving the radio wave and the interfering wave at the same time as compared to the case where the radio wave is always received. Can be made.

妨害波判定部14は、妨害波検出部51から受けた妨害波検出情報に基づいて、妨害波を受信しているか否かについて判定する。   The interference wave determination unit 14 determines whether an interference wave is received based on the interference wave detection information received from the interference wave detection unit 51.

より詳細には、妨害波判定部14は、妨害波検出部51におけるコンパレータ45からハイレベルの信号を受けた場合に、妨害波を受信していると判定し、また、コンパレータ45からローレベルの信号を受けた場合に、妨害波を受信していないと判定する。そして、妨害波判定部14は、判定結果を空間特徴量算出部11へ出力する。   More specifically, when the interference wave determination unit 14 receives a high level signal from the comparator 45 in the interference wave detection unit 51, the interference wave determination unit 14 determines that the interference wave is received, and the interference wave detection unit 14 receives a low level signal from the comparator 45. When the signal is received, it is determined that the interference wave is not received. Then, the interference wave determination unit 14 outputs the determination result to the spatial feature amount calculation unit 11.

具体的には、妨害波N1は、図12の(C)に示すように、電波の送信期間において発生し、妨害波検出部51におけるコンパレータ45は、図12の(D)に示すように、時刻tn1から時刻tn2までハイレベルの信号を妨害波判定部14へ出力する。   Specifically, the jamming wave N1 is generated during a radio wave transmission period as shown in FIG. 12C, and the comparator 45 in the jamming wave detection unit 51 is shown in FIG. A high level signal is output to the interference wave determination unit 14 from time tn1 to time tn2.

また、妨害波N2は、図12の(C)に示すように、電波の送信停止期間において発生し、妨害波検出部51におけるコンパレータ45は、図12の(D)に示すように、時刻tn3から時刻tn4までハイレベルの信号を妨害波判定部14へ出力する。   Further, as shown in FIG. 12C, the jamming wave N2 is generated during a radio wave transmission stop period, and the comparator 45 in the jamming wave detection unit 51 performs time tn3 as shown in FIG. From time to time tn4, a high level signal is output to the interference wave determination unit 14.

また、妨害波N3は、図12の(C)に示すように、電波の送信停止期間から送信期間にまたがって発生し、妨害波検出部51におけるコンパレータ45は、図12の(D)に示すように、時刻tn5から時刻tn6までハイレベルの信号を妨害波判定部14へ出力する。   Further, as shown in FIG. 12C, the jamming wave N3 is generated from the radio wave transmission stop period to the transmission period, and the comparator 45 in the jamming wave detection unit 51 is shown in FIG. As described above, a high-level signal is output to the interference wave determination unit 14 from time tn5 to time tn6.

上記のように、妨害波N1および妨害波N3は、電波の送信期間において発生するため、アレイ受信部52が受信する電波の受信レベルは、たとえば図12の(E)に示すように、送信機151により送信される電波の受信レベルに妨害波の受信レベルを加えたものとなる。   As described above, since the disturbing wave N1 and the disturbing wave N3 are generated during the radio wave transmission period, the reception level of the radio wave received by the array receiving unit 52 is, for example, as shown in FIG. 151 is obtained by adding the reception level of the jamming wave to the reception level of the radio wave transmitted by 151.

空間特徴量算出部11は、電波の送信期間において、アレイ受信部52におけるA/Dコンバータ34から受信レベルを示すデジタル信号を受けている間、当該デジタル信号および妨害波判定部14から受けた判定結果に基づいて、以下の処理を行う。   While receiving the digital signal indicating the reception level from the A / D converter 34 in the array receiving unit 52 during the radio wave transmission period, the spatial feature amount calculating unit 11 receives the determination received from the digital signal and the interference wave determining unit 14. The following processing is performed based on the result.

すなわち、空間特徴量算出部11は、当該判定結果が妨害波を受信していない旨を示す間、アレイアンテナ部21における各アンテナに対応する受信レベルを示すデジタル信号をアレイ受信部52から受けて、これらのデジタル信号に基づいて、アレイアンテナ部21によって受信された電波のレベルおよび到着タイミングを算出する。   That is, the spatial feature quantity calculation unit 11 receives a digital signal indicating the reception level corresponding to each antenna in the array antenna unit 21 from the array reception unit 52 while the determination result indicates that the interference wave is not received. Based on these digital signals, the level and arrival timing of the radio waves received by the array antenna unit 21 are calculated.

そして、空間特徴量算出部11は、算出結果に基づいて、所定エリアにおける空間特徴量P(t)を算出する。すなわち、空間特徴量算出部11は、人間の動作を検知すべき所定エリアについて、当該所定エリアの状態を示す空間特徴量P(t)を算出する。   Then, the spatial feature amount calculation unit 11 calculates a spatial feature amount P (t) in a predetermined area based on the calculation result. That is, the spatial feature quantity calculation unit 11 calculates a spatial feature quantity P (t) indicating the state of the predetermined area for a predetermined area where a human motion is to be detected.

一方、空間特徴量算出部11は、当該判定結果が妨害波を受信している旨を示す間、アレイ受信部52から受けるデジタル信号を空間特徴量P(t)の算出対象から除外する。   On the other hand, the spatial feature quantity calculation unit 11 excludes the digital signal received from the array reception unit 52 from the calculation target of the spatial feature quantity P (t) while the determination result indicates that the interference wave is received.

具体的には、空間特徴量算出部11は、電波の送信期間である時刻ts1から時刻ts2までにおいて、以下の処理を行う。すなわち、空間特徴量算出部11は、妨害波を受信していない旨の判定結果を妨害波判定部14から受ける、時刻ts1から時刻tn1までと、時刻tn2から時刻ts2までとにおいて、図12の(F)に示すように、アレイ受信部52から受けたデジタル信号に基づいて、空間特徴量P(t)を算出する。   Specifically, the space feature amount calculation unit 11 performs the following processing from time ts1 to time ts2 that is a radio wave transmission period. That is, the spatial feature quantity calculation unit 11 receives the determination result that the interference wave is not received from the interference wave determination unit 14 from time ts1 to time tn1 and from time tn2 to time ts2, as shown in FIG. As shown in (F), the spatial feature P (t) is calculated based on the digital signal received from the array receiver 52.

また、空間特徴量算出部11は、妨害波を受信している旨の判定結果を妨害波判定部14から受ける、時刻tn1から時刻tn2までにおいて、図12の(F)に示すように、アレイ受信部52から受けるデジタル信号を空間特徴量P(t)の算出対象から除外する。   Also, the spatial feature quantity calculation unit 11 receives the determination result indicating that the interference wave is received from the interference wave determination unit 14, and from time tn1 to time tn2, as shown in FIG. The digital signal received from the receiving unit 52 is excluded from the calculation target of the spatial feature value P (t).

また、空間特徴量算出部11は、電波の送信期間である時刻ts3から時刻ts4までにおいて、妨害波を受信していない旨の判定結果を妨害波判定部14から常に受けるので、図12の(F)に示すように、当該送信期間における受信レベルを示すデジタル信号に基づいて、空間特徴量P(t)を算出する。   Further, since the spatial feature quantity calculation unit 11 always receives the determination result that the interference wave is not received from the interference wave determination unit 14 from the time ts3 to the time ts4 that is the transmission period of the radio wave, (( As shown in F), the spatial feature P (t) is calculated based on the digital signal indicating the reception level in the transmission period.

また、空間特徴量算出部11は、電波の送信期間である時刻ts5から時刻ts6までにおいて、以下の処理を行う。すなわち、空間特徴量算出部11は、妨害波を受信している旨の判定結果を妨害波判定部14から受ける、時刻ts5から時刻tn6までにおいて、図12の(F)に示すように、アレイ受信部52から受けるデジタル信号を空間特徴量P(t)の算出対象から除外する。   In addition, the spatial feature amount calculation unit 11 performs the following processing from time ts5 to time ts6, which is a radio wave transmission period. That is, the spatial feature quantity calculation unit 11 receives the determination result indicating that the interference wave is received from the interference wave determination unit 14, and from time ts5 to time tn6, as shown in FIG. The digital signal received from the receiving unit 52 is excluded from the calculation target of the spatial feature value P (t).

また、空間特徴量算出部11は、妨害波を受信していない旨の判定結果を妨害波判定部14から受ける、時刻tn6から時刻ts6までにおいて、図12の(F)に示すように、アレイ受信部52から受けたデジタル信号に基づいて、空間特徴量P(t)を算出する。   In addition, the spatial feature quantity calculation unit 11 receives the determination result indicating that the interference wave is not received from the interference wave determination unit 14, and from time tn6 to time ts6, as shown in FIG. Based on the digital signal received from the receiving unit 52, the spatial feature amount P (t) is calculated.

これにより、空間特徴量算出部11は、送信機151により送信される電波および妨害波を侵入検知装置101が同時に受信した場合の受信レベルを空間特徴量の算出対象から除外することができる。   Thereby, the space feature amount calculation unit 11 can exclude the reception level when the intrusion detection apparatus 101 simultaneously receives the radio wave and the interference wave transmitted by the transmitter 151 from the calculation target of the space feature amount.

そして、空間特徴量算出部11は、算出した空間特徴量P(t)を検知部12へ出力する。   Then, the spatial feature quantity calculation unit 11 outputs the calculated spatial feature quantity P (t) to the detection unit 12.

検知部12は、空間特徴量算出部11から空間特徴量P(t)を受けると、受けた空間特徴量P(t)に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を監視する。   Upon receiving the spatial feature value P (t) from the spatial feature value calculation unit 11, the detection unit 12 monitors the human motion in a predetermined area based on the received spatial feature value P (t).

図13は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置が送信機から受信した電波に基づいて、侵入検知処理を行う際における動作の一例を示すシーケンス図である。   FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of an operation when the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention performs intrusion detection processing based on radio waves received from a transmitter.

送信機151および侵入検知装置101は、シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。   The transmitter 151 and the intrusion detection apparatus 101 read out a program including each step of the sequence from a memory (not shown) and execute it. This program can be installed externally. The installed program is distributed in a state stored in a recording medium, for example.

図13を参照して、まず、送信機151における発振器71は、ローカル信号を生成する(ステップS10)。   Referring to FIG. 13, first, oscillator 71 in transmitter 151 generates a local signal (step S10).

次に、当該ローカル信号は、送信機151におけるDBM72において、疑似ランダム信号発生部73から出力されるPN系列の信号によりオンオフ変調される(ステップS12)。   Next, the local signal is subjected to on / off modulation in the DBM 72 in the transmitter 151 by the PN sequence signal output from the pseudo random signal generation unit 73 (step S12).

次に、送信機151は、オンオフ変調されたローカル信号をアップコンバートおよび増幅した後、アンテナ76から電波として送信する(ステップS14)。なお、送信機151は、当該電波を間欠的に送信する。   Next, the transmitter 151 up-converts and amplifies the on-off modulated local signal, and then transmits it as a radio wave from the antenna 76 (step S14). The transmitter 151 transmits the radio wave intermittently.

当該電波は、所定エリアを伝搬した後、たとえば侵入検知装置101により受信される(ステップS16)。   The radio wave is propagated through a predetermined area and then received by, for example, the intrusion detection device 101 (step S16).

次に、侵入検知装置101における受信信号同期部53は、送信機151により送信された電波を受信すると、受信した電波に基づいて、送信側PN系列を再生する。そして、受信信号同期部53は、再生した送信側PN系列に同期させた受信側PN系列の信号を生成する(ステップS20)。   Next, when the reception signal synchronization unit 53 in the intrusion detection apparatus 101 receives the radio wave transmitted by the transmitter 151, the reception signal synchronization unit 53 reproduces the transmission side PN sequence based on the received radio wave. Then, the reception signal synchronizer 53 generates a signal on the reception side PN sequence synchronized with the reproduced transmission side PN sequence (step S20).

次に、受信信号同期部53は、受信側PN系列の信号であるP−code243を制御部54へ出力する(ステップS22)。   Next, the reception signal synchronization unit 53 outputs the P-code 243 that is a signal of the reception side PN sequence to the control unit 54 (step S22).

次に、制御部54は、受信信号同期部53から受けたP−code243に基づいて、タイミング信号を生成し(ステップS24)、生成したタイミング信号をアレイ受信部52へ出力する(ステップS26)。   Next, the control unit 54 generates a timing signal based on the P-code 243 received from the reception signal synchronization unit 53 (step S24), and outputs the generated timing signal to the array reception unit 52 (step S26).

次に、アレイ受信部52は、制御部54から受けたタイミング信号に従って、送信機151により間欠的に送信される電波を受信し(ステップS28)、受信した電波をダウンコンバートする。次に、アレイ受信部52は、ダウンコンバートした信号を、受信レベルを示すデジタル信号へ変換する(ステップS32)。   Next, the array receiver 52 receives radio waves intermittently transmitted by the transmitter 151 in accordance with the timing signal received from the controller 54 (step S28), and down-converts the received radio waves. Next, the array receiving unit 52 converts the down-converted signal into a digital signal indicating a reception level (step S32).

次に、アレイ受信部52は、当該デジタル信号を制御部54へ出力する(ステップS36)。   Next, the array receiver 52 outputs the digital signal to the controller 54 (step S36).

また、妨害波検出部51は、送信機151により間欠的に送信される電波を受信し(ステップS30)、受信した電波をダウンコンバートすることによりベースバンド信号を生成する。   Further, the interference wave detection unit 51 receives radio waves transmitted intermittently by the transmitter 151 (step S30), and generates a baseband signal by down-converting the received radio waves.

次に、妨害波検出部51は、当該ベースバンド信号に基づいて、当該電波の周波数と異なる周波数の妨害波を受信したか否かを示す妨害波検出情報を生成する(ステップS34)。そして、妨害波検出部51は、生成した妨害波検出情報を制御部54へ出力する(ステップS38)。   Next, the interference wave detection unit 51 generates interference wave detection information indicating whether or not an interference wave having a frequency different from the frequency of the radio wave has been received based on the baseband signal (step S34). Then, the interference wave detection unit 51 outputs the generated interference wave detection information to the control unit 54 (step S38).

次に、制御部54は、妨害波検出部51から受けた妨害波検出情報が妨害波を受信していない旨を示している場合(ステップS40でNO)、以下の処理を行う。   Next, when the interference wave detection information received from the interference wave detection unit 51 indicates that the interference wave is not received (NO in step S40), the control unit 54 performs the following processing.

すなわち、制御部54は、アレイ受信部52から受けたデジタル信号に基づいて、空間特徴量を算出する(ステップS42)。   That is, the control unit 54 calculates a spatial feature amount based on the digital signal received from the array receiving unit 52 (step S42).

次に、制御部54は、算出した空間特徴量に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を検知する(ステップS44)。   Next, the control unit 54 detects a human motion in a predetermined area based on the calculated spatial feature amount (step S44).

なお、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、侵入検知装置101は、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアへの人間の侵入を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入検知装置101は、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアに存在する人間の行動開始を検知する構成であってもよい。この場合も、侵入検知装置101は、空間特徴量P(t)の変動により、所定エリアに存在する人間の行動開始を検知することができる。   In the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the intrusion detection device 101 is configured to detect a human intrusion into a predetermined area as a human motion occurs in the predetermined area. However, the present invention is not limited to this. The intrusion detection device 101 may be configured to detect the start of a human action in a predetermined area as the occurrence of a human action in the predetermined area. Also in this case, the intrusion detection device 101 can detect the start of human action existing in the predetermined area based on the variation of the spatial feature P (t).

ところで、特許文献1に記載のイベント検出装置が用いる電波をたとえば2.4GHz帯の電波とした場合には、電子レンジBluetooth機器およびZigBee機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。   By the way, when the radio wave used by the event detection device described in Patent Document 1 is, for example, a 2.4 GHz band radio wave, the same radio wave is output from other electronic devices such as a microwave oven Bluetooth device and a ZigBee device, or Many radio waves in adjacent frequency bands exist in the detection target area. For this reason, the event detection apparatus performs calculation for intrusion detection using radio waves other than radio waves to be used, and erroneous detection occurs.

これに対して、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機151は、電波の送信期間および送信停止期間を繰り返す。そして、侵入検知装置101は、受信した電波のうち、送信期間において受信した電波を用いて所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する。   On the other hand, in the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the transmitter 151 repeats the radio wave transmission period and the transmission stop period. Then, the intrusion detection apparatus 101 calculates a spatial feature amount in the predetermined area using the received radio wave during the transmission period, and monitors human movements in the predetermined area based on the calculated spatial feature amount. .

このような構成により、送信停止期間におけるBluetooth機器および無線LAN装置等の他の装置からの無線信号を、監視用の演算対象から除外することができる。これにより、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、監視を良好に行なうことができる。また、上記「電波の送信期間および送信停止期間を繰り返す」は、周期的に繰り返すこと、非周期的に繰り返すこと又はこれらの組合せを意味する。従って、送信期間および送信停止期間を任意に設定することが可能である。   With such a configuration, wireless signals from other devices such as Bluetooth devices and wireless LAN devices during the transmission suspension period can be excluded from the monitoring calculation target. As a result, in an environment where it is unclear which radio signal is to be monitored due to a turbulent radio signal, the timing to be monitored can be clarified and monitoring can be performed satisfactorily. In addition, the above “repeat radio wave transmission period and transmission stop period” means repeating periodically, repeating aperiodically, or a combination thereof. Therefore, it is possible to arbitrarily set the transmission period and the transmission stop period.

従って、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知すなわち監視の誤りを抑制することができる。   Therefore, in a configuration in which radio waves are used to monitor human movements in a predetermined area, erroneous detection, that is, monitoring errors can be suppressed even when there are many other radio waves in the same or close frequency band as the radio waves to be used. Can do.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機151は、無変調信号を電波として送信する。そして、侵入検知装置101は、送信期間において受信した電波のうち、無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれていると判断した電波を、空間特徴量の算出対象から除外する。   In the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the transmitter 151 transmits an unmodulated signal as a radio wave. Then, the intrusion detection apparatus 101 excludes radio waves that have been determined to contain radio waves having a frequency component different from that of the unmodulated signal from the radio waves received during the transmission period, from the calculation target of the spatial feature.

このような構成により、当該無変調信号と異なる周波数成分の電波を妨害波として扱うことができるため、妨害波を容易に識別することができる。   With such a configuration, a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal can be handled as a jamming wave, so that the jamming wave can be easily identified.

そして、侵入検知装置101は、当該送信期間において受信した電波に妨害波が含まれている場合、当該電波を空間特徴量の算出対象から除外することにより、所定エリアにおける人間の動作の監視精度を高めることができる。   The intrusion detection apparatus 101, when a radio wave received during the transmission period includes an interference wave, excludes the radio wave from the target for calculating the spatial feature amount, thereby improving the human motion monitoring accuracy in a predetermined area. Can be increased.

また、たとえばBluetooth機器および無線LAN装置から放射される広帯域の妨害波の帯域と希望波の帯域とが重なる範囲を狭くすることができる。   Further, for example, it is possible to narrow a range in which a band of a wideband interference wave radiated from a Bluetooth device and a wireless LAN device overlaps a band of a desired wave.

これにより、周波数軸において、希望波と妨害波とが重なってしまう確率を低下させることができるので、侵入検知装置101は、希望波と同じ周波数を有する妨害波を受信してしまう確率を低下させることができる。   Thereby, since the probability that the desired wave and the interference wave overlap on the frequency axis can be reduced, the intrusion detection apparatus 101 reduces the probability of receiving the interference wave having the same frequency as the desired wave. be able to.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、侵入検知装置101は、受信した電波と、無変調信号と略同じ周波数を有する周波数変換信号とを乗算することにより、電波を周波数変換するためのDBM43と、DBM43によって周波数変換された信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるためのハイパスフィルタ44と、ハイパスフィルタ44を通過した信号のレベルを検出するためのコンパレータ45とを備える。そして、侵入検知装置101は、コンパレータ45の検出結果に基づいて、送信期間において受信した電波に、無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれているか否かを判断する。   In the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the intrusion detection apparatus 101 multiplies the received radio wave by a frequency conversion signal having substantially the same frequency as the non-modulated signal, thereby generating the radio wave. DBM 43 for frequency conversion, high-pass filter 44 for attenuating components below a predetermined frequency among frequency components of the signal frequency-converted by DBM 43, and a level of a signal that has passed through high-pass filter 44 The comparator 45 is provided. Based on the detection result of the comparator 45, the intrusion detection apparatus 101 determines whether the radio wave received during the transmission period includes a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal.

このように、受信した電波を無変調信号と略同じ周波数を有する周波数変換信号を用いて周波数変換することにより、送信機151により送信された電波が、ベースバンドにおけるDCまたは低周波領域にダウンコンバートされるので、ベースバンドにおける高周波領域の成分のみを監視することにより、送信機151により送信された電波とは異なる周波数成分を有する妨害波を容易に検出することができる。   In this way, the received radio wave is frequency-converted using a frequency conversion signal having substantially the same frequency as that of the unmodulated signal, so that the radio wave transmitted by the transmitter 151 is down-converted to a DC or low frequency region in the baseband. Therefore, it is possible to easily detect an interference wave having a frequency component different from the radio wave transmitted by the transmitter 151 by monitoring only the component in the high frequency region in the baseband.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機151は、所定の擬似ランダムパターンに従うタイミングで送信期間および送信停止期間を繰り返す。そして、侵入検知装置101は、受信した電波の検知結果を示す送信側PN系列の信号と所定の擬似ランダムパターンに従う受信側PN系列の信号との相関演算を行い、相関演算の結果に基づいて送信期間および送信停止期間のタイミングを推定する。   In the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the transmitter 151 repeats the transmission period and the transmission stop period at a timing according to a predetermined pseudo-random pattern. The intrusion detection apparatus 101 performs a correlation operation between the transmission side PN sequence signal indicating the detection result of the received radio wave and the reception side PN sequence signal according to a predetermined pseudo-random pattern, and transmits based on the correlation calculation result. Estimate the timing of the period and the transmission suspension period.

このような構成により、送信期間および送信停止期間のタイミングに同期した、所定の擬似ランダムパターンに従う信号を、侵入検知装置101において生成することができる。   With such a configuration, the intrusion detection apparatus 101 can generate a signal according to a predetermined pseudo-random pattern synchronized with the timing of the transmission period and the transmission stop period.

これにより、侵入検知装置101は、当該所定の擬似ランダムパターンに基づいて、送信機151側からタイミング情報を取得することなく、電波をモニタすべき送信期間を適切に把握することができる。   Thereby, the intrusion detection apparatus 101 can appropriately grasp the transmission period during which radio waves should be monitored without acquiring timing information from the transmitter 151 side based on the predetermined pseudo-random pattern.

また、送信期間および送信停止期間のタイミングはランダムになるので、時間軸において、当該送信期間と、妨害波が送信されるタイミングとが重なってしまう確率を低下させることができるため、侵入検知装置101は、送信機151からの電波および妨害波を同時に受信してしまう確率を低下させることができる。   In addition, since the timing of the transmission period and the transmission stop period is random, it is possible to reduce the probability that the transmission period overlaps with the timing at which the jamming wave is transmitted on the time axis. Can reduce the probability of receiving radio waves and jamming waves from the transmitter 151 at the same time.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、侵入検知装置101は、所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する。   In addition, in the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the intrusion detection device 101 detects the occurrence of a human action in a predetermined area.

このような構成により、たとえば所定エリアへ侵入した人間の検知を良好に行い、効果的な防犯対策を講じることができる。   With such a configuration, for example, it is possible to satisfactorily detect a person who has entered a predetermined area and to take effective crime prevention measures.

なお、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。固有ベクトルに限らず、非特許文献1に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。   In the intrusion detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, the eigenvector is used as the spatial feature quantity. However, the present invention is not limited to this. Not only the eigenvector but also a configuration using other spatial features such as a delay profile described in Non-Patent Document 1 may be used.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として1次元の特徴量を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。空間特徴量として多次元の特徴量を用いる構成であってもよい。たとえば、固有ベクトルそのものを特徴量ベクトルとして用いることも可能であるし、非特許文献1に記載されているような遅延プロファイルを用いることも可能である。   In the intrusion detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, the one-dimensional feature value is used as the spatial feature value. However, the present invention is not limited to this. A configuration using a multidimensional feature value as the spatial feature value may be used. For example, the eigenvector itself can be used as the feature vector, or a delay profile as described in Non-Patent Document 1 can be used.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、オンオフ変調した電波に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、周波数ホッピングを用いることにより、所定エリアにおける人間の動作を検出する侵入検知システムであってもよい。   In the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention, the human motion in the predetermined area is detected based on the on / off modulated radio wave. However, the present invention is not limited to this. For example, an intrusion detection system that detects human movement in a predetermined area by using frequency hopping may be used.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システムでは、無変調の電波を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、変調した電波を用いることにより、所定エリアにおける人間の動作を検出する侵入検知システムであってもよい。   Moreover, although the intrusion detection system according to the first embodiment of the present invention is configured to use unmodulated radio waves, the present invention is not limited to this. For example, an intrusion detection system that detects a human motion in a predetermined area by using a modulated radio wave may be used.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置は、妨害波検出部51、アレイ受信部52および受信信号同期部53において、それぞれ別のアンテナから電波を受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。妨害波検出部51、アレイ受信部52および受信信号同期部53は、全てまたは一部共用したアンテナから受信した電波に基づいて、受信した電波を処理する構成であってもよい。   Further, the intrusion detection device according to the first exemplary embodiment of the present invention is configured to receive radio waves from different antennas in the interference wave detection unit 51, the array reception unit 52, and the reception signal synchronization unit 53, respectively. However, the present invention is not limited to this. The interference wave detection unit 51, the array reception unit 52, and the reception signal synchronization unit 53 may be configured to process received radio waves based on radio waves received from all or partly shared antennas.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置は、受信した電波に含まれる所定の疑似ランダムパターンに基づいて、送信機151が電波を送信するタイミングとの同期をとる構成であるとしたが、これに限定するものではない。送信機151は、侵入検知装置101へ、タイミング情報として何らかの信号を有線で送信する構成であってもよい。   The intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention is configured to synchronize with the timing at which the transmitter 151 transmits radio waves based on a predetermined pseudo-random pattern included in the received radio waves. However, the present invention is not limited to this. The transmitter 151 may be configured to transmit some signal as timing information to the intrusion detection apparatus 101 by wire.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置では、侵入者の有無という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。   Moreover, although the intrusion detection apparatus according to the first embodiment of the present invention is configured to perform a binary determination of the presence or absence of an intruder, the present invention is not limited to this. The structure which outputs the parameter | index which shows the level of intrusion possibility may be sufficient.

また、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知装置は、アレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。   Moreover, although the intrusion detection device according to the first embodiment of the present invention is an array type radio wave sensor, it may be another type of radio wave sensor.

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第2の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る侵入検知システムと比べて、送信機において妨害波の検出機能を追加した侵入検知システムに関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る侵入検知システムと同様である。
<Second Embodiment>
The present embodiment relates to an intrusion detection system in which an interference wave detection function is added in a transmitter as compared with the intrusion detection system according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the intrusion detection system according to the first embodiment.

図14は、本発明の第2の実施の形態に係る送信機の構成を示す図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a transmitter according to the second embodiment of the present invention.

図14を参照して、送信機152は、第1の実施の形態に係る送信機151と比べて、パワーアンプ75の代わりにパワーアンプ84を備え、更に送信制御部82と、妨害波検出部83とを備える。   Referring to FIG. 14, transmitter 152 includes power amplifier 84 instead of power amplifier 75 as compared with transmitter 151 according to the first embodiment, and further includes transmission control unit 82 and interference wave detection unit. 83.

妨害波検出部83は、アンテナ77と、ローノイズアンプ78と、DBM79と、ハイパスフィルタ80と、コンパレータ81とを含む。   The interference wave detection unit 83 includes an antenna 77, a low noise amplifier 78, a DBM 79, a high pass filter 80, and a comparator 81.

発振器71は、たとえばIF(Intermediate Frequency)帯における周波数FIFのローカル信号を生成し、生成したローカル信号をDBM72へ出力する。   For example, the oscillator 71 generates a local signal having a frequency FIF in an IF (Intermediate Frequency) band, and outputs the generated local signal to the DBM 72.

疑似ランダム信号発生部73は、PN系列の信号を生成し、生成したPN系列の信号をDBM72および送信制御部82へ出力する。   The pseudo-random signal generation unit 73 generates a PN sequence signal and outputs the generated PN sequence signal to the DBM 72 and the transmission control unit 82.

DBM72は、発振器71からのローカル信号および疑似ランダム信号発生部73からのPN系列の信号を乗算し、乗算した結果を示す信号をバンドパスフィルタ74へ出力する。   The DBM 72 multiplies the local signal from the oscillator 71 and the PN sequence signal from the pseudo random signal generator 73 and outputs a signal indicating the multiplication result to the bandpass filter 74.

バンドパスフィルタ74は、DBM72から受けたローカル信号において、所定の周波数帯域外の成分を減衰させる。これにより、バンドパスフィルタ74は、所定の周波数帯域の信号をアップコンバータ86へ出力する。   Bandpass filter 74 attenuates components outside a predetermined frequency band in the local signal received from DBM 72. Thereby, the band pass filter 74 outputs a signal of a predetermined frequency band to the up converter 86.

アップコンバータ86は、バンドパスフィルタ74から受けた信号および発振器85から受けた周波数(FTX−FIF)のローカル信号を乗算し、乗算した結果を示す周波数FTXの信号をパワーアンプ84へ出力する。   Upconverter 86 multiplies the signal received from bandpass filter 74 and the local signal of the frequency (FTX-FIF) received from oscillator 85, and outputs a signal of frequency FTX indicating the multiplication result to power amplifier 84.

パワーアンプ84は、アップコンバータ86から受けたローカル信号を増幅し、増幅した信号をアンテナ76へ出力する。また、パワーアンプ84の増幅率は、送信制御部82により制御される。   Power amplifier 84 amplifies the local signal received from up-converter 86 and outputs the amplified signal to antenna 76. The amplification factor of the power amplifier 84 is controlled by the transmission control unit 82.

妨害波検出部83は、自己の送信機152が妨害波を受信したか否かを判断するための妨害波検出情報を、以下の処理により生成する。すなわち、妨害波検出部83におけるローノイズアンプ78は、アンテナ77によって受信された電波を増幅し、DBM79へ出力する。   The jamming wave detection unit 83 generates jamming wave detection information for determining whether or not the transmitter 152 of the own wave has received the jamming wave by the following process. That is, the low noise amplifier 78 in the interference wave detection unit 83 amplifies the radio wave received by the antenna 77 and outputs it to the DBM 79.

また、発振器87は、たとえば2.4GHz帯における周波数FTXのローカル信号を生成し、生成したローカル信号をDBM79へ出力する。具体的には、当該ローカル信号は、たとえば2.4GHzの正弦波である。なお、発振器71および発振器85の和周波を生成するたとえばミキサが発振器87の代わりに配置されてもよい。   The oscillator 87 generates a local signal having a frequency FTX in the 2.4 GHz band, for example, and outputs the generated local signal to the DBM 79. Specifically, the local signal is, for example, a 2.4 GHz sine wave. For example, a mixer that generates the sum frequency of the oscillator 71 and the oscillator 85 may be arranged instead of the oscillator 87.

DBM79は、ローノイズアンプ78から受けた信号および発振器87から受けた周波数FTXのローカル信号を乗算し、乗算することにより周波数変換した信号をハイパスフィルタ80へ出力する。   The DBM 79 multiplies the signal received from the low noise amplifier 78 and the local signal having the frequency FTX received from the oscillator 87, and outputs the signal subjected to frequency conversion to the high pass filter 80 by multiplication.

ハイパスフィルタ80は、DBM79から周波数変換された信号を受けると、受けた信号のうち、周波数Fc3以下の成分を減衰させることにより、周波数Fc3より高い周波数の成分をコンパレータ81へ通過させる。   When the high-pass filter 80 receives the frequency-converted signal from the DBM 79, the high-pass filter 80 attenuates the component below the frequency Fc3 in the received signal, and passes the component having a frequency higher than the frequency Fc3 to the comparator 81.

コンパレータ81は、たとえばハイパスフィルタ80から受けた信号のレベルが所定のしきい値電圧Vth3を超える場合、妨害波を受信したことを示すハイレベルの信号を送信制御部82へ出力する。   For example, when the level of the signal received from the high-pass filter 80 exceeds a predetermined threshold voltage Vth3, the comparator 81 outputs a high-level signal indicating that an interference wave has been received to the transmission control unit 82.

また、コンパレータ81は、たとえば当該信号のレベルがしきい値電圧Vth3を超えない場合、妨害波を受信していないことを示すローレベルの信号を送信制御部82へ出力する。   For example, when the level of the signal does not exceed the threshold voltage Vth3, the comparator 81 outputs a low-level signal indicating that no interference wave is received to the transmission control unit 82.

なお、ハイパスフィルタ80およびコンパレータ81の間に、周波数Fc3より高い周波数を有する成分、たとえば周波数Fc4以上の周波数の成分を減衰させるローパスフィルタを配置してもよい。これにより、コンパレータ81が受ける信号は、周波数Fc3および周波数Fc4の間の周波数の成分となるので、周波数(2×FTX)近傍の成分による影響を排除した上で、ハイレベルの信号またはローレベルの信号を送信制御部82へ出力することができる。   Note that a low-pass filter that attenuates a component having a frequency higher than the frequency Fc3, for example, a component having a frequency equal to or higher than the frequency Fc4, may be disposed between the high-pass filter 80 and the comparator 81. As a result, the signal received by the comparator 81 becomes a frequency component between the frequency Fc3 and the frequency Fc4. Therefore, after eliminating the influence of the component near the frequency (2 × FTX), the high-level signal or the low-level signal The signal can be output to the transmission control unit 82.

すなわち、妨害波検出部83は、妨害波を受信している場合、妨害波検出情報であるハイレベルの信号を送信制御部82へ出力する。また、妨害波検出部83は、妨害波を受信していない場合、妨害波検出情報であるローレベルの信号を送信制御部82へ出力する。   That is, the interference wave detection unit 83 outputs a high-level signal that is interference wave detection information to the transmission control unit 82 when the interference wave is received. Further, the interference wave detection unit 83 outputs a low-level signal that is interference wave detection information to the transmission control unit 82 when no interference wave is received.

送信制御部82は、疑似ランダム信号発生部73から受けたPN系列の信号および妨害波検出部83から受けた妨害波検出情報に基づいて、パワーアンプ84の増幅率を制御する。   The transmission control unit 82 controls the amplification factor of the power amplifier 84 based on the PN sequence signal received from the pseudo random signal generation unit 73 and the interference wave detection information received from the interference wave detection unit 83.

具体的には、送信制御部82は、当該PN系列の信号において、自己の送信機152から電波を送信していることを示すレベルの信号を受け、かつ当該妨害波検出情報において、妨害波を受信したことを示すハイレベルの信号を受けると、パワーアンプ84の増幅率をゼロにする。この結果、送信機152は、電波の送信を停止する。   Specifically, the transmission control unit 82 receives a signal of a level indicating that a radio wave is transmitted from its own transmitter 152 in the PN sequence signal, and transmits the interference wave in the interference wave detection information. When receiving a high level signal indicating reception, the amplification factor of the power amplifier 84 is made zero. As a result, the transmitter 152 stops transmitting radio waves.

これにより、送信機152は、電波を送信する送信期間において、自己が送信する電波と異なる周波数を有する妨害波を検出すると、当該電波の送信を停止することができる。   Thus, when the transmitter 152 detects an interfering wave having a frequency different from that of the radio wave transmitted by itself during the transmission period in which the radio wave is transmitted, the transmitter 152 can stop the transmission of the radio wave.

その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る侵入検知システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those of the intrusion detection system according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.

以上のように、本発明の第2の実施の形態に係る侵入検知システムでは、送信機152は、電波を受信し、送信期間において受信した電波に、無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれている間、送信期間における無変調信号の送信を停止する。   As described above, in the intrusion detection system according to the second embodiment of the present invention, the transmitter 152 receives a radio wave, and the radio wave received in the transmission period includes a radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal. While included, the transmission of the unmodulated signal in the transmission period is stopped.

このように、無変調信号とは異なる周波数成分を有する妨害波により、人間の動作を精度良く監視することが侵入検知装置101において困難であると予想される状況において、無変調信号の送信を停止することにより、不要な電波の輻射を防止することができる。また、不要な電波の輻射による送信機152の電力消費を防ぐことができる。   In this way, transmission of the unmodulated signal is stopped in a situation where it is difficult for the intrusion detection device 101 to accurately monitor the human action due to the interference wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal. By doing so, unnecessary radio wave radiation can be prevented. Further, power consumption of the transmitter 152 due to unnecessary radio wave radiation can be prevented.

また、本発明の第1および第2の実施の形態に係る侵入検知システムでは、無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、当該無変調信号の周波数との差の絶対値が所定値より小さい周波数成分の電波である。   In the intrusion detection system according to the first and second embodiments of the present invention, the radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal has an absolute value of a difference from the frequency of the unmodulated signal smaller than a predetermined value. It is a radio wave of the frequency component.

このような構成により、妨害波となる電波が受信電波に含まれている場合に当該電波を空間特徴量の算出対象から除外することができるため、侵入検知装置101において空間特徴量の算出に用いるデータの減少を適切に抑制することができる。   With such a configuration, when a radio wave that becomes an interference wave is included in the received radio wave, the radio wave can be excluded from the spatial feature amount calculation target. Data reduction can be appropriately suppressed.

また、本発明の第1および第2の実施の形態に係る侵入検知システムでは、無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、侵入検知装置101が受信可能な周波数成分を含む電波である。   In the intrusion detection system according to the first and second embodiments of the present invention, the radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal is a radio wave including a frequency component that can be received by the intrusion detection device 101.

このような構成により、人間の動作を監視するために用いる空間特徴量の算出に対して悪影響を与えうる電波を適切に特定し、空間特徴量の算出対象から除外することができる。   With such a configuration, it is possible to appropriately identify radio waves that can adversely affect the calculation of spatial feature values used for monitoring human movements and exclude them from the spatial feature value calculation targets.

なお、本発明の第2の実施の形態に係る侵入検知システムでは、侵入検知装置101は、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアへの人間の侵入を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入検知装置101は、上述した本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システム201と同様に、所定エリアにおける人間の動作の発生として、所定エリアに存在する人間の行動開始を検知する構成であってもよい。   In the intrusion detection system according to the second embodiment of the present invention, the intrusion detection device 101 is configured to detect a human intrusion into a predetermined area as a human motion occurs in the predetermined area. However, the present invention is not limited to this. The intrusion detection device 101 is configured to detect the start of a human action existing in a predetermined area as the occurrence of a human action in the predetermined area, similar to the intrusion detection system 201 according to the first embodiment of the present invention described above. It may be.

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第3の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態および第2の実施の形態に係る監視システムと比べて、使用目的を変更した監視システムに関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る監視システム、すなわち侵入検知システム201と同様である。
<Third Embodiment>
The present embodiment relates to a monitoring system in which the purpose of use is changed as compared with the monitoring system according to the first embodiment and the second embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the monitoring system according to the first embodiment, that is, the intrusion detection system 201.

本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システム201では、侵入検知装置101における検知部12が、空間特徴量算出部11によって算出された空間特徴量P(t)に基づいて、所定エリアにおける人間の動作の監視として、所定エリアにおける人間の動作の発生、たとえば所定エリアへの人間の侵入または所定エリアに存在する人間の行動開始、を検知する。   In the intrusion detection system 201 according to the first exemplary embodiment of the present invention, the detection unit 12 in the intrusion detection apparatus 101 has a predetermined area based on the spatial feature amount P (t) calculated by the spatial feature amount calculation unit 11. As the monitoring of the human motion in, the occurrence of the human motion in the predetermined area, for example, the intrusion of the human into the predetermined area or the start of the human action existing in the predetermined area is detected.

これに対して、本発明の第3の実施の形態に係る見守りシステム(監視システム)301では、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視処理として、所定エリアにおける人間、具体的には見守り対象者の無動作または少動作を検知する見守り処理を行う。   On the other hand, in the watching system (monitoring system) 301 according to the third embodiment of the present invention, as a monitoring process for monitoring human actions in a predetermined area, a person in the predetermined area, specifically, a person to be watched over A watch-over process is performed to detect no or small movements.

より詳細には、見守りシステム301における侵入検知装置101の検知部12は、空間特徴量算出部11によって算出された空間特徴量P(t)に基づいて、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。具体的には、たとえば、検知部12は、所定エリアにおいて、心臓発作などの異常が発生したことにより所定時間以上動いていない人間がいるか否かを監視する。この所定エリアは、たとえば、通常時には1または複数の人間が歩行等の動作を行っている領域である。   More specifically, the detection unit 12 of the intrusion detection apparatus 101 in the watching system 301 has no human action in a predetermined area based on the spatial feature P (t) calculated by the spatial feature calculation unit 11 or Detect low. Specifically, for example, the detection unit 12 monitors whether or not there is a person who has not moved for a predetermined time due to occurrence of an abnormality such as a heart attack in a predetermined area. This predetermined area is, for example, an area where one or a plurality of humans are performing an action such as walking during normal times.

見守りシステム301における侵入検知装置101の空間特徴量算出部11は、本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システム201における空間特徴量算出部11と同様に、初期ベクトルvnoと、観測時tにおける固有ベクトルvob(t)とを用いて、観測時tにおける空間特徴量P(t)を算出する。   The spatial feature amount calculation unit 11 of the intrusion detection apparatus 101 in the watching system 301 is similar to the spatial feature amount calculation unit 11 in the intrusion detection system 201 according to the first embodiment of the present invention, and the initial vector vno A spatial feature P (t) at the observation time t is calculated using the eigenvector vob (t) at t.

ここで、見守りシステム301において比較基準として用いられる初期ベクトルvnoは、たとえば所定エリアに人間が存在していないときの固有ベクトルである。   Here, the initial vector vno used as a reference for comparison in the watching system 301 is an eigenvector when no person is present in a predetermined area, for example.

したがって、空間特徴量P(t)が「1」より小さい値であるほど、観測時tにおける所定エリアの状態は、1または複数の人間が動いている通常時の状態に近い。   Therefore, as the spatial feature P (t) is smaller than “1”, the state of the predetermined area at the observation time t is closer to the normal state where one or more people are moving.

このため、検知部12は、空間特徴量P(t)が所定のしきい値以上である状態が、所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ないと判断する。   For this reason, the detection unit 12 determines that there is no or little human action in the predetermined area when the state in which the spatial feature P (t) is equal to or greater than the predetermined threshold continues for a predetermined time or longer.

具体的には、上記所定のしきい値が「0.9」であると仮定すると、検知部12は、空間特徴量P(t)が「0.9」より小さい場合、所定エリアにおいて人間の動作の有る通常状態であると判断する。一方、検知部12は、空間特徴量P(t)が「0.9」以上である状態が所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ない異常状態であると判断する。   Specifically, assuming that the predetermined threshold value is “0.9”, the detection unit 12 determines that the human being in a predetermined area is human if the spatial feature P (t) is smaller than “0.9”. It is determined that the operation is in a normal state. On the other hand, when the state in which the spatial feature P (t) is “0.9” or more continues for a predetermined time or more, the detection unit 12 determines that there is no human action or a small abnormal state in the predetermined area. .

その他の構成および動作は上述した本発明の第1の実施の形態に係る侵入検知システム201と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。   Since other configurations and operations are the same as those of the intrusion detection system 201 according to the first embodiment of the present invention described above, detailed description will not be repeated here.

以上のように、本発明の第3の実施の形態に係る見守りシステムでは、送信機151は、電波の送信期間および送信停止期間を繰り返す。そして、侵入検知装置101は、受信した電波のうち、送信期間において受信した電波を用いて所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を監視する。   As described above, in the watching system according to the third embodiment of the present invention, the transmitter 151 repeats the radio wave transmission period and the transmission stop period. Then, the intrusion detection apparatus 101 calculates a spatial feature amount in the predetermined area using the received radio wave during the transmission period, and monitors human movements in the predetermined area based on the calculated spatial feature amount. .

このような構成により、送信停止期間におけるBluetooth機器および無線LAN装置等の他の装置からの無線信号を、監視用の演算対象から除外することができる。これにより、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、監視を良好に行なうことができる。また、上記「電波の送信期間および送信停止期間を繰り返す」は、周期的に繰り返すこと、非周期的に繰り返すこと又はこれらの組合せを意味する。従って、送信期間および送信停止期間を任意に設定することが可能である。   With such a configuration, wireless signals from other devices such as Bluetooth devices and wireless LAN devices during the transmission suspension period can be excluded from the monitoring calculation target. As a result, in an environment where it is unclear which radio signal is to be monitored due to a turbulent radio signal, the timing to be monitored can be clarified and monitoring can be performed satisfactorily. In addition, the above “repeat radio wave transmission period and transmission stop period” means repeating periodically, repeating aperiodically, or a combination thereof. Therefore, it is possible to arbitrarily set the transmission period and the transmission stop period.

従って、電波を用いて所定エリアにおける人間の動作を監視する構成において、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知すなわち監視の誤りを抑制することができる。   Therefore, in a configuration in which radio waves are used to monitor human movements in a predetermined area, erroneous detection, that is, monitoring errors can be suppressed even when there are many other radio waves in the same or close frequency band as the radio waves to be used. Can do.

また、本発明の第3の実施の形態に係る見守りシステムでは、侵入検知装置101は、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。   Further, in the watching system according to the third embodiment of the present invention, the intrusion detection device 101 detects that there is no or little human action in a predetermined area.

このような構成により、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。   With such a configuration, it is possible to satisfactorily watch over a person in a predetermined area.

なお、本発明の第3の実施の形態に係る見守りシステム301では、上述した内容以外は本発明の実施の形態1に係る侵入検知システム201と同様であると説明したが、上述した内容以外は本発明の第2の実施の形態に係る侵入検知システムと同様であってもよい。   In the monitoring system 301 according to the third embodiment of the present invention, it has been described that the contents other than those described above are the same as the intrusion detection system 201 according to the first embodiment of the present invention. It may be the same as the intrusion detection system according to the second embodiment of the present invention.

たとえば、本発明の第3の実施の形態に係る見守りシステム301は、本発明の第2の実施の形態に係る侵入検知システムと同様に、送信機152を備えていてもよい。この場合、送信機152における妨害波検出部83は、他の装置から送信される妨害波を検出する。   For example, the watching system 301 according to the third embodiment of the present invention may include a transmitter 152 as in the intrusion detection system according to the second embodiment of the present invention. In this case, the interference wave detection unit 83 in the transmitter 152 detects an interference wave transmitted from another device.

そして、送信機152は、妨害波検出部83により妨害波が検出されると、オンオフ変調した電波の送信を停止する。   Then, when the jamming wave is detected by the jamming wave detection unit 83, the transmitter 152 stops transmission of the on / off modulated radio wave.

このように、無変調信号とは異なる周波数成分を有する妨害波により、人間の動作を精度良く検知することが受信機において困難であると予想される状況において、無変調信号の送信を停止することにより、受信機における監視の誤りを抑制し、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。また、不要な電波の輻射を防止することができるので、不要な電波の輻射による送信機の電力消費を防ぐことができる。   In this way, stop transmission of unmodulated signals in situations where it is expected that it is difficult for the receiver to accurately detect human movements due to interference waves having frequency components different from those of unmodulated signals. Thus, monitoring errors in the receiver can be suppressed, and human watching in a predetermined area can be performed satisfactorily. In addition, since unnecessary radio wave radiation can be prevented, power consumption of the transmitter due to unnecessary radio wave radiation can be prevented.

なお、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。固有ベクトルに限らず、非特許文献1に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。   In the intrusion detection apparatus according to the third embodiment of the present invention, the eigenvector is used as the spatial feature quantity, but the present invention is not limited to this. Not only the eigenvector but also a configuration using other spatial features such as a delay profile described in Non-Patent Document 1 may be used.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として1次元の特徴量を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。空間特徴量として多次元の特徴量を用いる構成であってもよい。たとえば、固有ベクトルそのものを特徴量ベクトルとして用いることも可能であるし、非特許文献1に記載されているような遅延プロファイルを用いることも可能である。   In the intrusion detection apparatus according to the third embodiment of the present invention, the one-dimensional feature value is used as the spatial feature value. However, the present invention is not limited to this. A configuration using a multidimensional feature value as the spatial feature value may be used. For example, the eigenvector itself can be used as the feature vector, or a delay profile as described in Non-Patent Document 1 can be used.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知システムでは、オンオフ変調した電波に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、周波数ホッピングを用いることにより、所定エリアにおける人間の動作を検出する侵入検知システムであってもよい。   In addition, the intrusion detection system according to the third embodiment of the present invention is configured to detect human movements in a predetermined area based on radio waves subjected to on / off modulation. However, the present invention is not limited to this. For example, an intrusion detection system that detects human movement in a predetermined area by using frequency hopping may be used.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知システムでは、無変調の電波を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、変調した電波を用いることにより、所定エリアにおける人間の動作を検出する侵入検知システムであってもよい。   Moreover, although the intrusion detection system according to the third embodiment of the present invention is configured to use unmodulated radio waves, the present invention is not limited to this. For example, an intrusion detection system that detects a human motion in a predetermined area by using a modulated radio wave may be used.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置は、妨害波検出部51、アレイ受信部52および受信信号同期部53において、それぞれ別のアンテナから電波を受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。妨害波検出部51、アレイ受信部52および受信信号同期部53は、全てまたは一部共用したアンテナから受信した電波に基づいて、受信した電波を処理する構成であってもよい。   Further, the intrusion detection device according to the third exemplary embodiment of the present invention is configured to receive radio waves from different antennas in the interference wave detection unit 51, the array reception unit 52, and the reception signal synchronization unit 53, respectively. However, the present invention is not limited to this. The interference wave detection unit 51, the array reception unit 52, and the reception signal synchronization unit 53 may be configured to process received radio waves based on radio waves received from all or partly shared antennas.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置は、受信した電波に含まれる所定の疑似ランダムパターンに基づいて、送信機151が電波を送信するタイミングとの同期をとる構成であるとしたが、これに限定するものではない。送信機151は、侵入検知装置101へ、タイミング情報として何らかの信号を有線で送信する構成であってもよい。   The intrusion detection device according to the third embodiment of the present invention is configured to synchronize with the timing at which the transmitter 151 transmits radio waves based on a predetermined pseudo-random pattern included in the received radio waves. However, the present invention is not limited to this. The transmitter 151 may be configured to transmit some signal as timing information to the intrusion detection apparatus 101 by wire.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置では、侵入者の有無という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。人間の無動作または少動作の可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。   Moreover, although the intrusion detection device according to the third embodiment of the present invention is configured to perform a binary determination of the presence or absence of an intruder, the present invention is not limited to this. It may be configured to output an index indicating the level of possibility of human inactivity or low activity.

また、本発明の第3の実施の形態に係る侵入検知装置は、アレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。   Moreover, although the intrusion detection device according to the third embodiment of the present invention is an array type radio wave sensor, other types of radio wave sensors may be used.

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The above embodiment should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

11 空間特徴量算出部
12 検知部
13 サンプリングタイミング指示部
14 妨害波判定部
21 アレイアンテナ部
22 受信部
31 バンドパスフィルタ
32 ローノイズアンプ
33 ダウンコンバータ
34 A/Dコンバータ
35 分岐回路
41,77 アンテナ
42,78 ローノイズアンプ
43,79 DBM
44,80 ハイパスフィルタ
45,81 コンパレータ(検出回路)
51,83 妨害波検出部
52 アレイ受信部
53 受信信号同期部
54 制御部
71,85,87 発振器
72 DBM
73 疑似ランダム信号発生部
74 バンドパスフィルタ
75,84 パワーアンプ
76 アンテナ
82 送信制御部
86 アップコンバータ
101 侵入検知装置(受信機)
151 送信機
161 無線LANアクセスポイント
162 無線LAN端末
171 電子機器
201 侵入検知システム(監視システム)
221 アンテナ
222 検波部
223,226 コンパレータ
224,229,231 乗算器
225,230,232 バンドパスフィルタ
227 捕捉完了判定部
233 減算部
234 ローパスフィルタ
239 疑似ランダム信号発生部
240,241 1/2Tc遅延部
251 同期捕捉部
252 同期追跡部
253 PN系列発生部
254 同期追跡制御部
301 見守りシステム(監視システム)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Spatial feature-value calculation part 12 Detection part 13 Sampling timing instruction | indication part 14 Interference wave determination part 21 Array antenna part 22 Reception part 31 Band pass filter 32 Low noise amplifier 33 Down converter 34 A / D converter 35 Branch circuit 41, 77 Antenna 42, 78 Low noise amplifier 43, 79 DBM
44, 80 High-pass filter 45, 81 Comparator (detection circuit)
51, 83 Interference wave detection unit 52 Array reception unit 53 Reception signal synchronization unit 54 Control unit 71, 85, 87 Oscillator 72 DBM
73 Pseudorandom signal generator 74 Bandpass filter 75, 84 Power amplifier 76 Antenna 82 Transmission controller 86 Upconverter 101 Intrusion detection device (receiver)
151 Transmitter 161 Wireless LAN Access Point 162 Wireless LAN Terminal 171 Electronic Equipment 201 Intrusion Detection System (Monitoring System)
221 Antenna 222 Detector 223, 226 Comparator 224, 229, 231 Multiplier 225, 230, 232 Band pass filter 227 Acquisition completion determination unit 233 Subtraction unit 234 Low pass filter 239 Pseudo random signal generation unit 240, 241 1/2 Tc delay unit 251 Synchronization acquisition unit 252 Synchronization tracking unit 253 PN sequence generation unit 254 Synchronization tracking control unit 301 Monitoring system (monitoring system)

Claims (10)

所定エリアに配置され、電波を送信するための送信機と、
前記所定エリアに配置され、前記送信機から送信された電波を受信し、受信した前記電波に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を監視するための受信機とを備える監視システムであって、
前記送信機は、前記電波の送信期間および送信停止期間を繰り返し、
前記受信機は、受信した電波のうち、前記送信期間において受信した電波を用いて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を監視する、監視システム。
A transmitter arranged in a predetermined area for transmitting radio waves,
A monitoring system including a receiver disposed in the predetermined area, receiving a radio wave transmitted from the transmitter, and monitoring a human operation in the predetermined area based on the received radio wave;
The transmitter repeats the radio wave transmission period and transmission stop period,
The receiver calculates a spatial feature amount in the predetermined area using a radio wave received during the transmission period among the received radio waves, and monitors a human action in the predetermined area based on the calculated spatial feature amount. Monitoring system.
前記送信機は、無変調信号を前記電波として送信し、
前記受信機は、前記送信期間において受信した電波のうち、前記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれていると判断した電波を、前記空間特徴量の算出対象から除外する、請求項1に記載の監視システム。
The transmitter transmits an unmodulated signal as the radio wave,
The receiver excludes, from the calculation target of the spatial feature quantity, radio waves determined to include radio waves having frequency components different from those of the unmodulated signal among radio waves received during the transmission period. The monitoring system according to 1.
前記受信機は、
受信した電波と、前記無変調信号と略同じ周波数を有する周波数変換信号とを乗算することにより、前記電波を周波数変換するためのミキサと、
前記ミキサによって周波数変換された信号の周波数成分のうち、所定の周波数以下の成分を減衰させるためのフィルタと、
前記フィルタを通過した信号のレベルを検出するための検出回路とを備え、
前記受信機は、前記検出回路の検出結果に基づいて、前記送信期間において受信した電波に、前記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれているか否かを判断する、請求項2に記載の監視システム。
The receiver
A mixer for frequency converting the radio wave by multiplying the received radio wave by a frequency conversion signal having substantially the same frequency as the unmodulated signal;
A filter for attenuating components below a predetermined frequency among the frequency components of the signal frequency-converted by the mixer;
A detection circuit for detecting the level of the signal that has passed through the filter,
3. The receiver according to claim 2, wherein the receiver determines whether a radio wave received in the transmission period includes a radio wave component having a frequency component different from that of the unmodulated signal based on a detection result of the detection circuit. The monitoring system described.
前記送信機は、所定の擬似ランダムパターンに従うタイミングで前記送信期間および前記送信停止期間を繰り返し、
前記受信機は、受信した電波の検知結果を示す信号と前記所定の擬似ランダムパターンに従う信号との相関演算を行い、前記相関演算の結果に基づいて前記送信期間および前記送信停止期間のタイミングを推定する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の監視システム。
The transmitter repeats the transmission period and the transmission stop period at a timing according to a predetermined pseudo-random pattern,
The receiver performs a correlation calculation between a signal indicating a detection result of the received radio wave and a signal according to the predetermined pseudo-random pattern, and estimates timings of the transmission period and the transmission stop period based on the correlation calculation result The monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
前記送信機は、電波を受信し、前記送信期間において受信した電波に、前記無変調信号とは異なる周波数成分の電波が含まれている間、前記送信期間における無変調信号の送信を停止する、請求項2または請求項3に記載の監視システム。   The transmitter receives radio waves and stops transmission of unmodulated signals in the transmission period while radio waves received in the transmission period include radio waves of frequency components different from the unmodulated signals; The monitoring system according to claim 2 or claim 3. 前記無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、前記無変調信号の周波数との差の絶対値が所定値より小さい周波数成分の電波である、請求項2、請求項3または請求項5に記載の監視システム。   The radio wave having a frequency component different from that of the unmodulated signal is a radio wave having a frequency component whose absolute value of the difference from the frequency of the unmodulated signal is smaller than a predetermined value. Monitoring system. 前記無変調信号とは異なる周波数成分の電波は、前記受信機が受信可能な周波数成分を含む電波である、請求項6に記載の監視システム。   The monitoring system according to claim 6, wherein the radio wave having a frequency component different from that of the non-modulated signal is a radio wave including a frequency component receivable by the receiver. 前記受信機は、前記所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の監視システム。   The monitoring system according to any one of claims 1 to 7, wherein the receiver detects that there is no or little human action in the predetermined area. 前記受信機は、前記所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の監視システム。   The monitoring system according to any one of claims 1 to 7, wherein the receiver detects occurrence of a human motion in the predetermined area. 所定エリアに配置され、電波を送信するための送信機と、
前記所定エリアに配置され、前記送信機から送信された電波を受信し、受信した前記電波に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を監視するための受信機とを備える監視システムにおける監視方法であって、
前記送信機が、前記電波の送信期間および送信停止期間を繰り返すステップと、
前記受信機が、受信した電波のうち、前記送信期間において受信した電波を用いて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を監視するステップとを含む、監視方法。


A transmitter arranged in a predetermined area for transmitting radio waves,
A monitoring method in a monitoring system, comprising: a receiver disposed in the predetermined area, receiving a radio wave transmitted from the transmitter, and monitoring a human operation in the predetermined area based on the received radio wave. And
The transmitter repeats the radio wave transmission period and transmission stop period; and
The receiver calculates a spatial feature amount in the predetermined area using a radio wave received during the transmission period among the received radio waves, and monitors a human action in the predetermined area based on the calculated spatial feature amount. And a monitoring method.


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