JP2014070905A - Human body detection device - Google Patents

Human body detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2014070905A
JP2014070905A JP2012214525A JP2012214525A JP2014070905A JP 2014070905 A JP2014070905 A JP 2014070905A JP 2012214525 A JP2012214525 A JP 2012214525A JP 2012214525 A JP2012214525 A JP 2012214525A JP 2014070905 A JP2014070905 A JP 2014070905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
human body
distance
doppler signal
amplitude intensity
propagation wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012214525A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kumamoto
洋 熊本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2012214525A priority Critical patent/JP2014070905A/en
Publication of JP2014070905A publication Critical patent/JP2014070905A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a human body, eliminating: a failure to detect when a child approaches a urinal and urinate; and an erroneous detection as urination when an adult stands at a distance from the urinal.SOLUTION: A human body detection device, pre-storing a size factor depending on a human body size and a relational expression of amplitude intensity of a Doppler signal depending on a distance between a human body and a propagation wave emission part, performs: generating estimation values of the size factor and the distance so as to make preset distribution; calculating an amplitude intensity estimation value of a Doppler signal calculated from the size factor and the estimated distance by using the relational expression; executing processing for identifying the size factor and the distance by comparing between the amplitude intensity estimation value and amplitude intensity generated by a Doppler signal analysis part; and identifying the size factor and distance with high accuracy by repeating the processing for identification for different values of amplitude intensity generated by the Doppler signal analysis part.

Description

本発明は所定方向に伝播波を送り出すことで使用者の存在位置を検知する人体検知装置に関する。   The present invention relates to a human body detection device that detects the presence position of a user by sending a propagation wave in a predetermined direction.

マイクロ波ドップラーセンサーなどのドップラーセンサーを用いて人体を検知することが行われている。マイクロ波ドップラーセンサーは、マイクロ波を伝播波として送信し、対象物によって反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の動きを検出するものである。   A human body is detected using a Doppler sensor such as a microwave Doppler sensor. The microwave Doppler sensor detects the movement of an object by transmitting the microwave as a propagation wave and receiving the microwave reflected by the object.

マイクロ波ドップラーセンサーは、センサーから送信するマイクロ波の周波数と、センサーから送信したマイクロ波が人体などの対象物によって反射してセンサーにより受信される信号の周波数との差分信号からドップラー信号を生成するものである。このドップラー信号は、対象物の動き(例えば、対象物の接近や対象物の離反)を表す信号である。従って、このドップラー信号から対象物の動きを検出することができる。   The microwave Doppler sensor generates a Doppler signal from a difference signal between the frequency of the microwave transmitted from the sensor and the frequency of the signal received by the sensor when the microwave transmitted from the sensor is reflected by an object such as a human body. Is. This Doppler signal is a signal representing the movement of the object (for example, the approach of the object or the separation of the object). Therefore, the movement of the object can be detected from the Doppler signal.

下記特許文献1に記載の技術では、ドップラーセンサー信号の振幅強度を使って、センサー近くに対象物が居るのか居ないのかを判断するものが開示されている。具体的には退去または静止状態でドップラー信号の振幅強度が小さくなり、この状態を非検知状態とすると、非検知状態の直前のマイクロ波ドップラーセンサーの振幅強度が予め設定した閾値以上の場合は、対象物がセンサー近くで静止しており、閾値を超えないときは、センサーの近くに居ないと判断する人体検知装置である。   The technique described in Patent Document 1 below discloses a technique for determining whether or not an object is present near the sensor using the amplitude intensity of the Doppler sensor signal. Specifically, the amplitude intensity of the Doppler signal decreases in the leaving or stationary state, and when this state is set to the non-detection state, if the amplitude intensity of the microwave Doppler sensor immediately before the non-detection state is equal to or greater than a preset threshold value, When the object is stationary near the sensor and does not exceed the threshold, the human body detection device determines that the object is not near the sensor.

このような装置においては、マイクロ波ドップラーセンサーで検出したセンサー出力値の振幅強度とドップラー周波数を計測し、ドップラー周波数から対象物の移動速度を算出し、移動速度を時間積分することで累積移動距離を求め、被検知状態の直前の位置のドップラー信号の振幅強度が、予め設定していた判断閾値と比較することで対象物の動きを判断することが可能である。   In such a device, the accumulated travel distance is obtained by measuring the amplitude intensity and Doppler frequency of the sensor output value detected by the microwave Doppler sensor, calculating the moving speed of the object from the Doppler frequency, and integrating the moving speed over time. The motion of the object can be determined by comparing the amplitude intensity of the Doppler signal at the position immediately before the detected state with a preset determination threshold.

下記特許文献2に記載の技術では、2つの周波数電波を送信して、2つの受信波の位相差及び受信波のドップラーシフトを検出することによって、検知対象物までの距離を求めるものである。   In the technique described in Patent Document 2 below, two distance radio waves are transmitted and the phase difference between the two received waves and the Doppler shift of the received waves are detected, thereby obtaining the distance to the detection target.

このような装置においては、2つの異なる周波数の発信をする必要があり、装置が複雑になる欠点がある。   In such a device, it is necessary to transmit two different frequencies, and there is a drawback that the device becomes complicated.

特開2011−102783JP2011-102783A 特開平8−166443JP-A-8-166443

しかしながら、ドップラー信号の振幅強度は、センサーと対象物の距離だけでなく、対象物の大きさ、つまり伝播波を受ける対象物の表面積でも変化する。従って、センサーと対象物が同じ距離であっても、対象物が大人の場合と子供の場合でドップラー信号の振幅強度は変化し、これに起因して誤判断が生じることがある。   However, the amplitude intensity of the Doppler signal varies not only with the distance between the sensor and the object but also with the size of the object, that is, the surface area of the object that receives the propagation wave. Therefore, even if the sensor and the object are at the same distance, the amplitude intensity of the Doppler signal changes depending on whether the object is an adult or a child, and this may cause an erroneous determination.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、対象物の伝播波受電面積に関わらず、対象物とセンサー間の距離を算出して、正確に対象物の行動を判断すると共に検知対象人体の大きさを判別することが可能な人体検知装置を簡単、安価に提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to calculate the distance between the object and the sensor and accurately determine the action of the object regardless of the propagation wave power receiving area of the object. An object of the present invention is to provide a human body detection device capable of making a determination and determining the size of a human body to be detected simply and inexpensively.

かかる課題を解決すべく本発明者は、ドップラー信号の振幅強度に着目して種々検討した。一般にドップラー信号の振幅強度は、センサーと検知対象物間の距離(以下、単に距離と記述する)の4乗に反比例する。また、検知対象物の伝播波受電面積(以下、単に対象物の大きさと記述する)に対しては、ドップラー信号の振幅強度は対象物の大きさに比例する。一方、検知対象物である人の大きさは、検知対象人物毎に異なるが、同一人物がセンサー前に現れて、センサー前から退去する一連の動作ではその大きさは、大きな変化がなく一定と見なせること、および、ドップラーセンサーで、多重反射電波の重ね合わせで発生する定在波の影響は、センサーに近い位置では無視できるという知見に基づき、当該課題の解決に結びつく知見を得るに至った。   In order to solve this problem, the present inventor has made various studies focusing on the amplitude intensity of the Doppler signal. In general, the amplitude intensity of the Doppler signal is inversely proportional to the fourth power of the distance between the sensor and the object to be detected (hereinafter simply referred to as distance). Further, the amplitude intensity of the Doppler signal is proportional to the size of the object with respect to the propagation wave power receiving area of the detection object (hereinafter simply referred to as the size of the object). On the other hand, the size of the person who is the detection target varies from person to person to be detected, but the same person appears in front of the sensor, and in a series of operations to leave the sensor, the size does not change greatly and is constant. Based on the knowledge that the effects of standing waves generated by superposition of multiple reflected radio waves in a Doppler sensor can be ignored at a position close to the sensor, we have gained knowledge that leads to the solution of the problem.

本発明はかかる知見に基づくものであり、人体に向けて伝播波を放射する伝播波発信部と、人体によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、上記伝播波発信部によって放射された伝播波及び上記伝播波受信部によって受信された伝播波に基づいてドップラー信号を生成するドップラー信号生成部と、前記ドップラー信号生成部が生成したドップラー信号に基いて、ドップラー信号の周波数と振幅強度を算出するドップラー信号解析部と、前記ドップラー信号解析部が生成した周波数と振幅強度に基づいて、人体との距離を特定すると共に人体の行動を判定する行動判定部と、を備えた人体検知装置において、前記判定部は、人体の大きさに起因する大きさ係数と人体と前記伝播波発信部間の距離に寄るドップラー信号の振幅強度の関係式を予め記憶しており、予め設定した分布になるように前記大きさ係数と前記距離との推定値を発生させ、該推定大きさ係数と推定距離から算出されるドップラー信号の振幅強度推定値を前記関係式により算出し、この振幅強度推定値と前記ドップラー信号解析部が生成した振幅強度とを比較することにより前記大きさ係数および前記距離の特定処理を実行し、その特定処理を、前記ドップラー信号解析部が生成した異なる振幅強度に対して繰り返すことで精度の高い前記大きさ係数および距離を特定することを特徴とする。   The present invention is based on such knowledge, and is radiated by a propagation wave transmitter that radiates a propagation wave toward the human body, a propagation wave receiver that receives a propagation wave reflected by the human body, and the propagation wave transmitter. A Doppler signal generator that generates a Doppler signal based on the propagated wave and the propagation wave received by the propagation wave receiver, and the frequency and amplitude intensity of the Doppler signal based on the Doppler signal generated by the Doppler signal generator A human body detection apparatus comprising: a Doppler signal analysis unit that calculates a distance; and a behavior determination unit that identifies a distance from the human body based on the frequency and amplitude intensity generated by the Doppler signal analysis unit and determines a human body behavior In the above, the determination unit includes a magnitude coefficient caused by a size of the human body and an amplitude intensity of the Doppler signal depending on a distance between the human body and the propagation wave transmission unit. The equation is stored in advance, the estimated value of the magnitude coefficient and the distance is generated so as to have a preset distribution, and the amplitude intensity estimation of the Doppler signal calculated from the estimated magnitude coefficient and the estimated distance A value is calculated by the relational expression, and the magnitude coefficient and the distance are specified by comparing the amplitude intensity estimated value and the amplitude intensity generated by the Doppler signal analysis unit. The size coefficient and distance with high accuracy are specified by repeating for different amplitude intensities generated by the Doppler signal analysis unit.

このように構成された本発明においては、人体の大きさによる影響を少なくして、人とドップラーセンサー間の距離の特定を行うことができ、この距離情報を利用することで、正確な行動判定を行うことができる。また、人体の大きさ係数を特定することで、人体の大小も判定することも可能である。   In the present invention configured as described above, it is possible to specify the distance between the person and the Doppler sensor by reducing the influence of the size of the human body, and by using this distance information, accurate behavior determination It can be performed. Further, it is possible to determine the size of the human body by specifying the size coefficient of the human body.

また請求項2記載の本発明は、特定処理は、前記ドップラー信号解析部が生成した周波数に基づいて人体の移動速度と該移動速度を時間積分した累積移動距離とを算出し、該累積移動距離を用いて異なる振幅強度間の距離を決定し、予め設定した分布で発生させた推定距離と異なる振幅強度間の距離とを使って新たな振幅強度位置を設定することを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, in the specifying process, the moving speed of the human body and a cumulative moving distance obtained by time-integrating the moving speed are calculated based on the frequency generated by the Doppler signal analyzing unit, and the cumulative moving distance is calculated. And determining a distance between different amplitude intensities, and setting a new amplitude intensity position using an estimated distance generated in a preset distribution and a distance between different amplitude intensities.

このように構成された本発明においては、観測ノイズを含む複数の異なる振幅強度に対して、その間の距離を比較的正確に求めることで振幅強度の観測ノイズの影響を軽減して精度良い距離の特定ができ、1回、推定距離と推定大きさ係数発生するだけで簡単に距離を特定できる。   In the present invention configured as described above, for a plurality of different amplitude intensities including observation noise, the influence of the observation noise of the amplitude intensity can be reduced by obtaining the distance between them relatively accurately, and the distance of high accuracy can be obtained. The distance can be easily specified by generating the estimated distance and the estimated size coefficient once.

また請求項3記載の本発明は、前記判定部は、現時点の1期前のドップラー信号の振幅強度が所定閾値以上で、且つ、現時点のドップラー信号の振幅強度が1期前の振幅強度の所定閾値割合以下のとき、人体が静止したとして、その時点の距離を人体の静止位置とするこことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the determination unit is configured such that the amplitude intensity of the Doppler signal before the current period is equal to or greater than a predetermined threshold value, and the amplitude intensity of the current Doppler signal is the predetermined amplitude intensity before the period. When the ratio is equal to or less than the threshold ratio, the human body is assumed to be stationary, and the distance at that time is set as the stationary position of the human body.

このように構成された本発明においては、人体が静止した位置を正確に特定できる。例えば、この人体検知検知装置を小便器に用いた場合には、最適な小便位置に誘導することも可能となり、小便器外への尿発散の防ぐことが可能となり、清潔なトイレ空間を提供できる。また、通常小便器使用時の便器前静止位置より明らかに遠くの位置で静止したときは、便器使用のための静止と判断することなく、小便器使用前の便器洗浄をすることなく節水できる。   In the present invention configured as described above, the position where the human body is stationary can be accurately specified. For example, when this human body detection and detection device is used in a urinal, it can be guided to an optimal urinal position, urination from the urinal can be prevented, and a clean toilet space can be provided. . In addition, when the urinal is stationary at a position that is clearly far from the rest position before using the urinal, it is possible to save water without washing the urinal before using the urinal without determining that the urinal is stationary.

また請求項4記載の本発明は、前記判定部は、現時点のドップラー信号の振幅強度が静止位置決定時の1期前のドップラー信号の振幅強度の所定閾値割合以上になったと、人体の再移動開始とすることを特徴とすることを特徴とする。 Further, in the present invention according to claim 4, when the amplitude intensity of the current Doppler signal becomes equal to or greater than a predetermined threshold ratio of the amplitude intensity of the Doppler signal one period before the stationary position is determined, the determination unit re-moves the human body. It is characterized by being a start.

このように構成された本発明においては、体全体の動きに伴うドップラー信号の振幅強度を使って人の移動と判断しているので、例えば、この人体検知検知装置を小便器に用いた場合には、用便前後の用便に伴う動作や体の揺れのような動きで、用便後の移動と誤判断することなく、確実に用便後に洗浄水を流すことができる。   In the present invention configured as described above, since it is determined that the person moves using the amplitude intensity of the Doppler signal accompanying the movement of the whole body, for example, when this human body detection detection device is used for a urinal The movement of the stool before and after the stool and the movement of the body shake can surely flow flush water after the stool without misjudging the movement after the stool.

また請求項5記載の本発明は、前記判定部は、静止位置決定時の1期前の振幅強度と前記再移動開始後から所定距離移動した後の振幅強度とを比較することで人体の移動方向を判断することを特徴とする。   Further, in the present invention according to claim 5, the determination unit compares the amplitude intensity one period before the stationary position determination with the amplitude intensity after moving a predetermined distance from the start of the re-movement, thereby moving the human body. It is characterized by determining the direction.

このように構成された本発明においては、移動開始前と移動開始後、閾距離4以上移動したときのそれぞれの振幅強度の大きさを比較するだけで人の移動方向を簡単に決定できる。   In the present invention configured as described above, it is possible to easily determine the direction of movement of a person simply by comparing the magnitudes of the amplitude intensities when the distance is moved by the threshold distance 4 or more before and after the start of movement.

また請求項6記載の本発明は、前記判定部は、再移動後のドップラー周波数から算出される移動速度と該移動速度を時間積分して累積移動距離を算出し、該累積移動距離と前記移動方向と前記静止位置とを使って再移動後の距離を算出することを特徴とする。   Further, in the present invention according to claim 6, the determination unit calculates a cumulative travel distance by time-integrating the travel speed calculated from the Doppler frequency after re-movement and the travel speed, and the cumulative travel distance and the travel The distance after the re-movement is calculated using the direction and the stationary position.

このように構成された本発明においては、簡単な計算で人体とセンサー間の距離を逐次監視することができる。   In the present invention configured as described above, the distance between the human body and the sensor can be monitored sequentially with a simple calculation.

また請求項7記載の本発明は、前記判定部は、人体の静止位置が予め設定した所定閾距離と比較することで、近傍で静止した人体検知状態なのか、遠くでの静止した人体非検知状態なのかを判断することを特徴とする。   Further, in the present invention according to claim 7, the determination unit compares the human body stationary position with a predetermined threshold distance set in advance, so that the human body stationary state in the vicinity or the human body stationary in the distance is not detected. It is characterized by determining whether it is in a state.

このように構成された本発明においては、人とドップラーセンサー間の距離を利用して人の行動判断できるので、正確な行動判断ができる。   In the present invention configured as described above, since it is possible to determine a person's action using the distance between the person and the Doppler sensor, an accurate action can be determined.

また請求項8記載の本発明は、前記人体検知装置を小便器に備えた小便器装置であって、前記判定部は、前記大きさ係数の特定値に基づき人体の大小を判定し、前記小便器へ供給する洗浄水量を前記人体大小の結果に基づいて制御することを特徴とする。   Further, the present invention according to claim 8 is a urinal device provided with the human body detection device in a urinal, wherein the determination unit determines the size of the human body based on a specific value of the size coefficient, and The amount of washing water supplied to the toilet is controlled based on the result of the human body size.

このように構成された本発明においては、大きさ係数を使って、人の体格の大きさを特定し、その体格の大きさから推測される排尿量に応じた洗浄水量で便器洗浄するので節水できる。   In the present invention configured as described above, the size of the person is identified using the size coefficient, and the toilet bowl is washed with the amount of flushing water according to the amount of urine estimated from the size of the physique. it can.

本発明においては、人体の大きさによる影響を少なくして、人とドップラーセンサー間の距離の特定を行うことができ、この距離情報を利用することで、正確な行動判定を行うことができる。また、人体の大きさ係数を特定することで、人体の大小も判定することも可能である。。   In the present invention, it is possible to specify the distance between the person and the Doppler sensor while reducing the influence of the size of the human body. By using this distance information, it is possible to perform accurate behavior determination. Further, it is possible to determine the size of the human body by specifying the size coefficient of the human body. .

本発明の実施形態による人体検知装置の全体の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the human body detection apparatus by embodiment of this invention. 小便器の事例によるドップラー信号生成部により生成されたドップラー信号の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the Doppler signal produced | generated by the Doppler signal production | generation part by the example of a urinal. 図2に示した小便器使用時のドップラー信号値、移動速度、累積移動距離、距離および判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the Doppler signal value at the time of use of the urinal shown in FIG. 2, a moving speed, a cumulative moving distance, distance, and the determined human action is shown. 大人が小便器使用時のドップラー信号値、移動速度、累積移動距離、距離および判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the Doppler signal value at the time of an adult using a urinal, a moving speed, a cumulative moving distance, distance, and the determined person's action is shown. 子供が小便器使用時のドップラー信号値、移動速度、累積移動距離、距離および判定された人の行動を示すグラフの一例を示す。An example of the graph which shows the Doppler signal value at the time of a child using a urinal, a moving speed, a cumulative moving distance, distance, and the determined person's action is shown. 図4、図5の事例を含む事例での振幅強度の係数の特定結果を示す。The identification result of the coefficient of the amplitude intensity in the case including the cases of FIGS. 4 and 5 is shown. 本発明の実施形態の処理を示すフローチャート(前半)である。It is a flowchart (first half) which shows the process of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の処理を示すフローチャート(後半)である。It is a flowchart (latter half) which shows the process of embodiment of this invention.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符合を付して、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

本発明の実施形態に係る人体検知装置について図1を参照しながら説明する。図1は、実施形態に係る人体検知装置1の機能的な構成を示すブロック構成図である。図1に示すように、人体検知装置1は、伝播波発信部2と、伝播波受信部3と、ドップラー信号生成部4と、ドップラー信号解析部5と、行動判定部6と、を備えている。   A human body detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block configuration diagram illustrating a functional configuration of a human body detection device 1 according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the human body detection device 1 includes a propagation wave transmission unit 2, a propagation wave reception unit 3, a Doppler signal generation unit 4, a Doppler signal analysis unit 5, and an action determination unit 6. Yes.

人体検知装置1は、所定方向に伝播波を送り出すことで使用者の存在及び行動態様を検知する装置である。人体検知装置1は、使用者の存在及び行動態様を検知しようとする検知領域に伝播波を送信して人体検知を行うものである。例えば、人体検知装置1が、小便器に設置される場合には、使用者が小便器を使用する際の立ち位置を含む領域に、伝播波としてのマイクロ波を送信する。例えば、人体検知装置1が、大便器に設置される場合には、使用者が大便器を立位使用する際の立ち位置及び着座使用する際の着座位置を含む領域に、伝播波としてのマイクロ波を送信する。また、人体検知装置1が、自動水栓に設置される場合には、使用者が水栓を使用する際の立ち位置及び水栓での手洗い位置を含む領域に、伝播波としてのマイクロ波を送信する。   The human body detection device 1 is a device that detects the presence and behavior of a user by sending a propagation wave in a predetermined direction. The human body detection device 1 performs human body detection by transmitting a propagation wave to a detection region in which the presence and behavior of a user are to be detected. For example, when the human body detection device 1 is installed in a urinal, a microwave as a propagation wave is transmitted to a region including a standing position when the user uses the urinal. For example, when the human body detection device 1 is installed in a toilet, a micro wave as a propagation wave is placed in a region including a standing position when the user uses the toilet while standing and a seating position when using the seat. Send a wave. In addition, when the human body detection device 1 is installed in an automatic faucet, a microwave as a propagation wave is applied to an area including a standing position when the user uses the faucet and a hand washing position with the faucet. Send.

続いて、各機能部分について説明する。伝播発信部2は、使用者の存在を検知しようとする検知領域に伝播波を発信する部分である。伝播波発信部2は、発信した伝播波の情報をドップラー信号生成部4に出力する。   Subsequently, each functional part will be described. The propagation transmitting unit 2 is a part that transmits a propagation wave to a detection area where the presence of the user is to be detected. The propagation wave transmission unit 2 outputs the transmitted propagation wave information to the Doppler signal generation unit 4.

伝播波受信部3は、使用者によって反射された伝播波を受信する部分である。伝播波受信部3は、受信した伝播波の情報をドップラー信号生成部4に出力する。   The propagation wave receiving unit 3 is a part that receives the propagation wave reflected by the user. The propagation wave receiving unit 3 outputs the received propagation wave information to the Doppler signal generation unit 4.

ドップラー信号生成部4は、伝播波発信部2によって送信された伝播波と、伝播波受信部3によって受信された伝播波とに基づいてドップラー信号を生成する部分である。ドップラー信号生成部4は、生成したドップラー信号をドップラー信号解析部5に出力する。   The Doppler signal generation unit 4 is a part that generates a Doppler signal based on the propagation wave transmitted by the propagation wave transmission unit 2 and the propagation wave received by the propagation wave reception unit 3. The Doppler signal generation unit 4 outputs the generated Doppler signal to the Doppler signal analysis unit 5.

ドップラー信号解析部5は、ドップラー信号生成部4が生成したドップラー信号にもとづいて、ドップラー周波数及びドップラー信号の振幅強度を算出し、ドップラー周波数から移動速度を算出し、移動速度を時間積分することで累積移動距離を生成する。更に、振幅強度と累積移動距離に基づき、本発明の方法で、検知対象物とセンサー間の距離を算出し、これらの結果を行動判定部6に出力する。   The Doppler signal analysis unit 5 calculates the Doppler frequency and the amplitude intensity of the Doppler signal based on the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit 4, calculates the moving speed from the Doppler frequency, and integrates the moving speed over time. Generate cumulative travel distance. Furthermore, based on the amplitude intensity and the accumulated movement distance, the distance between the detection target and the sensor is calculated by the method of the present invention, and these results are output to the action determination unit 6.

行動判定部6は、ドップラー信号解析部およびドップラー信号生成部が出力した情報に基づいて、使用者の行動様態を判断する部分である   The action determination unit 6 is a part that determines a user's action state based on information output by the Doppler signal analysis unit and the Doppler signal generation unit.

次に図2及至図8を参照して、本発明のドップラー信号解析部5、及び行動判定部6が実行する処理を説明する。
図2は、本発明適用の小便器でドップラー信号生成部により生成されたドップラー信号の一例を示すグラフである。図3は図2に示したドップラー信号に基づいて、ドップラー信号解析部5が処理、出力した人の移動速度、累積移動距離および距離と、行動判定部6がドップラー信号解析部の出力した人の移動速度、累積移動距離および距離を使って、人の行動判断した結果を示す判断の一例を示すグラフである。なお、図3には図示していないが、ドップラー信号算出部は、ドップラー信号に基づいて振幅強度も算出する。
Next, processing executed by the Doppler signal analysis unit 5 and the action determination unit 6 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a graph illustrating an example of a Doppler signal generated by a Doppler signal generation unit in a urinal according to the present invention. 3 is based on the Doppler signal shown in FIG. 2, and the movement speed, cumulative movement distance and distance of the person processed and output by the Doppler signal analysis unit 5 and the person output by the action determination unit 6 of the Doppler signal analysis unit. It is a graph which shows an example of the judgment which shows the result of having judged the action of a person using movement speed, accumulation movement distance, and distance. Although not shown in FIG. 3, the Doppler signal calculation unit also calculates the amplitude intensity based on the Doppler signal.

小便器に遠方から人が接近し、小便器の前で静止して、小便動作を行い、その後半回転して小便器から離れていった場合には、ドップラー信号生成部から図2に示すようなドップラー信号が出力される。なお、図2の横軸は時間で、縦軸はドップラー信号の値を示している。   When a person approaches the urinal from a distance, stops in front of the urinal, performs a urine operation, and rotates in the latter half to move away from the urinal, the Doppler signal generator as shown in FIG. A simple Doppler signal is output. In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the value of the Doppler signal.

ドップラー信号解析部はドップラー信号生成部が生成したドップラー信号から人の移動速度、振幅強度、累積移動距離および距離を算出するが、このうち距離以外の値は以下のようにして算出できる。
移動速度及び振幅強度は、前記特許文献1記載のように自己回帰モデルと粒子フィルターを使った方法などで算出できる。また、振幅強度は単純にドップラーセンサー値のピーク値を求める方法でも算出できる。このドップラー周波数fを求めれば、人の移動速度vは数式1により、算出できる。
=f・c/(2f) (数式1)
ここで
:ドップラー周波数
:マイクロ波センサーの送信周波数(本事例では10.525GHz)
:時刻tでの速度
c:光の速度(3×10m/sec)
である。累積移動距離Lは時刻tでの人の移動速度vが求まれば、次式で計算できる。
L=Σ(v・△t) (数式2)
ここで、
△t:人の移動速度を算出する時間間隔
である。
The Doppler signal analysis unit calculates the movement speed, amplitude intensity, cumulative movement distance, and distance of the person from the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit. Of these, values other than the distance can be calculated as follows.
The moving speed and the amplitude intensity can be calculated by a method using an autoregressive model and a particle filter as described in Patent Document 1. The amplitude intensity can also be calculated by simply obtaining the peak value of the Doppler sensor value. By obtaining the Doppler frequency f d, the moving velocity v of the person using Equation 1 can be calculated.
v t = f d · c / (2f s ) (Formula 1)
Where f d : Doppler frequency f s : microwave sensor transmission frequency (10.525 GHz in this example)
v t : speed at time t c: speed of light (3 × 10 8 m / sec)
It is. The cumulative movement distance L can be calculated by the following equation if the movement speed v t of the person at time t is obtained.
L = Σ (v t · Δt) (Formula 2)
here,
Δt: a time interval for calculating a moving speed of a person.

図3では、人が接近してきて静止状態になってから、人の位置を特定しているが、接近途中での逐次位置特定も静止後位置特定と同様にできる。図4,図5はそれぞれ大人、子供が小便器に接近して静止するまでの間の距離を特定している。また図4および図5を含む事例での振幅強度に影響を与える人体の大きさに起因する大きさ係数(振幅強度の大きさ係数)を特定した結果の一例を図6に示す。図6から、大人と子供が大きさ係数で判別できる。図6の例では、大人、子供の判断閾値を0.52とすれば、人が便器前で静止する位置を変えても判別できることがわかる。この結果を利用して、小便後の便器洗浄水量を大人、子供で変え、節水して便器洗浄することができる。
また、このように移動途中の人体とセンサー間の距離が特定できれば、大便器にセンサーを設置すれば、人体の位置によって、便蓋を上げ、下げしたり、暖房便座の場合は暖房の開始指示に利用できる利点がある。
また、大便器の溜水面の位置を検知することも可能となり、排水配管のつまりで溜水面が異常に上昇したとき、便器への通水を制限して漏水を防ぐことも可能となる。
In FIG. 3, the position of the person is specified after the person approaches and becomes stationary. However, the sequential position specification during the approach can be performed in the same manner as the position specification after the stop. 4 and 5 specify the distance between the adult and the child until they approach the urinal and stop. FIG. 6 shows an example of the result of specifying the size coefficient (magnitude coefficient of amplitude intensity) due to the size of the human body that affects the amplitude intensity in the cases including FIG. 4 and FIG. From FIG. 6, an adult and a child can be distinguished by a size coefficient. In the example of FIG. 6, it can be seen that if the determination threshold for adults and children is 0.52, it can be determined even if the position where a person stops in front of the toilet is changed. Using this result, the amount of toilet flushing water after urination can be changed between adults and children, and water can be saved for toilet flushing.
Also, if the distance between the human body and the sensor can be specified in this way, if the sensor is installed in the toilet bowl, the toilet lid is raised and lowered depending on the position of the human body, or in the case of a heated toilet seat, instructions to start heating Has the advantage available.
It is also possible to detect the position of the reservoir surface of the toilet, and when the reservoir surface rises abnormally due to clogging of the drain pipe, it is possible to restrict water flow to the toilet and prevent water leakage.

続いて、所定方向に伝播波を送り出し、人体とセンサー間の距離を特定することで使用者の存在、使用中などの行動様態を検知するフローについて、図7及び図8を参照しながら説明する。図7及び図8は、検知領域における使用者の距離を算出して、使用者の行動様態を判断するためのフローチャートである。   Next, a flow for detecting a behavior state such as the presence or use of a user by sending a propagation wave in a predetermined direction and specifying the distance between the human body and the sensor will be described with reference to FIGS. 7 and 8. . 7 and 8 are flowcharts for calculating the user's action state by calculating the distance of the user in the detection region.

ステップS501では、センサー駆動周期を2msとして、図1の伝播波発信部2から、マイクロ波を送信する。検知物体が存在すれば、検知物体から反射されたマイクロ波が図1の伝播波受信部3で受信され、図1のドップラー信号生成部4でドップラー信号となって出力される。   In step S501, a microwave is transmitted from the propagation wave transmission unit 2 of FIG. If the detected object exists, the microwave reflected from the detected object is received by the propagation wave receiving unit 3 in FIG. 1, and is output as a Doppler signal by the Doppler signal generating unit 4 in FIG.

ステップS502では、検知物体がセンサーの近くで動けば、ドップラー信号の振幅強度が閾値51以上になる。この情報は、図1のドップラー信号算出部5を通して、行動判定部6に出力され、行動判定部6で「検知物体が存在する」と判断し、ステップS503以降の工程に進む。ステップS502で、ドップラー信号の絶対値が閾値51以上にならなければ、検知対象物が存在しないとして、検知対象物の存在を確認するまで、ステップS502を繰り返す。   In step S502, if the detected object moves near the sensor, the amplitude intensity of the Doppler signal becomes equal to or greater than the threshold value 51. This information is output to the behavior determination unit 6 through the Doppler signal calculation unit 5 of FIG. 1, and the behavior determination unit 6 determines that “the detected object exists”, and proceeds to the steps after step S503. If the absolute value of the Doppler signal is not greater than or equal to the threshold value 51 in step S502, step S502 is repeated until it is confirmed that there is no detection target and the presence of the detection target is confirmed.

ステップS503では、ドップラー信号の振幅強度を計算する。   In step S503, the amplitude intensity of the Doppler signal is calculated.

ステップS504では、ドップラー信号を使って、その周波数を計算する。周波数の計算は、前述のように特許文献1に記載の自己回帰モデルとパーティクルフィルターを用い方法で求めることができる。また、ドップラー信号の最大値、最小値の時間間隔から、周期を求めて周波数を算出することもできる。   In step S504, the frequency is calculated using the Doppler signal. The frequency can be calculated by the method using the autoregressive model and the particle filter described in Patent Document 1 as described above. Further, the frequency can be calculated by obtaining the period from the time interval between the maximum value and the minimum value of the Doppler signal.

ステップS505では、ステップS504で算出したドップラー信号の周波数fdと光速C、マイクロ波の周波数fを使って、数式1から、検知対象物の速度Vを計算する。
また、この速度を使って、速度を時間積分することで累積移動距離を算出する。
In step S505, the velocity V of the detection target is calculated from Equation 1 using the frequency fd of the Doppler signal calculated in step S504, the speed of light C, and the frequency f of the microwave.
Also, using this speed, the cumulative moving distance is calculated by time-integrating the speed.

ステップS506では、振幅強度と累積移動距離を本人体検知装置が有する記憶部(図1では図示しない)に記録する。これは、最初に複数の組の振幅強度、累積移動距離を使って位置を計算する方が精度良い位置算出が可能となるため、予め複数の組の振幅強度、累積移動距離を保管するものである。   In step S506, the amplitude intensity and the accumulated movement distance are recorded in a storage unit (not shown in FIG. 1) of the human body detection device. This is because it is possible to calculate the position more accurately by first calculating the position using a plurality of sets of amplitude intensities and cumulative travel distances, so that the plurality of sets of amplitude intensities and cumulative travel distances are stored in advance. is there.

ステップS507では、これ以降のステップで実施する距離特定を過去に行ったことがあるかを確認している。最初は距離特定を行ったことがないので、必ずステップS508に進むことになる。このとき、距離特定を行った回数をカウントずるカウンターを用意しておき、カウントする。   In step S507, it is confirmed whether distance identification performed in the subsequent steps has been performed in the past. Since the distance has not been specified at first, the process always proceeds to step S508. At this time, a counter for counting the number of times the distance is specified is prepared and counted.

ステップS508では、振幅強度が第一所定値より大きくなった回数が、所定回数継続したかを確認し、YESであれば、ステップS509に進み、NOであれば、ステップS503に戻り、これまでの工程を繰り返す。ステップS508では、振幅強度が第一所定値より大きな所定個以上の複数の組の振幅強度と累積移動距離が準備できているかを確認している。この第一所定値以上の振幅強度の情報と特定しているのは、人の体によるものとして信頼できる信号を利用するために振幅強度に条件を設定している。   In step S508, it is confirmed whether the number of times the amplitude intensity has become larger than the first predetermined value has continued for a predetermined number of times. If YES, the process proceeds to step S509. If NO, the process returns to step S503. Repeat the process. In step S508, it is confirmed whether or not a plurality of sets of amplitude strengths and cumulative movement distances of a predetermined number or more whose amplitude strength is greater than the first predetermined value are prepared. The information of the amplitude intensity equal to or greater than the first predetermined value is specified by setting a condition for the amplitude intensity in order to use a signal that is reliable as being attributed to the human body.

ステップS509では、予め設定した分布で振幅強度の大きさ係数と初期距離(推定大きさ係数と推定距離)の組を、所定個数発生させ、初期粒子とする。予め設定した分布とは、例えば分布区間を設定した一様分布や所定の中心値と分散値を設定した正規分布などをいう。なお、本ステップはステップS501の前の段階で、事前に発生させておくことでもよい。   In step S509, a predetermined number of sets of amplitude intensity magnitude coefficients and initial distances (estimated magnitude coefficient and estimated distance) are generated in a preset distribution to obtain initial particles. The preset distribution refers to, for example, a uniform distribution in which distribution sections are set or a normal distribution in which predetermined center values and variance values are set. In addition, this step may be generated in advance at a stage before step S501.

ステップS510では、各初期粒子が有する振幅強度の大きさ係数と初期距離(推定大きさ係数と推定距離)を使い式2で各粒子条件のときの振幅強度を推定し、その値を推定振幅強度とする。数式3は予め実験で求めた距離と振幅強度の関係を示す実験式で振幅強度は距離の4乗に反比例する。ここで数式3の代わりに実質的に同様の関係を示す他の多項式や、区間を限定した直線近似式の組み合わせとしても良い。
y=A・a/(x0+b) (数式3)
A:振幅強度の推定大きさ係数
x0:推定距離:
y:振幅強度推定値
ここで、a,bはセンサーの構成によって決定される定数で、本発明実施例ではa=304022.3、b=1.161296である。
In step S510, the amplitude intensity under each particle condition is estimated by Equation 2 using the magnitude coefficient of the amplitude intensity and the initial distance (estimated size coefficient and estimated distance) that each initial particle has, and the value is calculated as the estimated amplitude intensity. And Formula 3 is an empirical formula showing the relationship between distance and amplitude strength obtained in advance by experiment, and the amplitude strength is inversely proportional to the fourth power of the distance. Here, instead of Equation 3, other polynomials showing substantially the same relationship, or a combination of linear approximation equations with limited sections may be used.
y = A · a / (x0 + b) 4 (Formula 3)
A: Estimated magnitude coefficient of amplitude intensity x0: Estimated distance:
y: Amplitude intensity estimated value Here, a and b are constants determined by the configuration of the sensor, and in the embodiment of the present invention, a = 304022.3 and b = 1.161296.

ステップS511では、推定振幅強度と実測の振幅強度を比較し、その誤差を各粒子毎に保存する。ここで各粒子条件での誤差を保存するのは、以降の評価でも過去の誤差を使った累積誤差で評価する目的のためである。   In step S511, the estimated amplitude intensity is compared with the actually measured amplitude intensity, and the error is stored for each particle. Here, the error in each particle condition is stored for the purpose of evaluating the accumulated error using the past error in the subsequent evaluation.

ステップS512では、誤差が最小の粒子の距離と振幅強度の大きさ係数を最適解として出力し、ステップS503に戻って、次期のサンプリング期にも同様の作業を繰り返す。   In step S512, the particle distance with the smallest error and the magnitude coefficient of the amplitude intensity are output as the optimum solution, and the process returns to step S503 to repeat the same operation in the next sampling period.

距離特定を1回実施していれば、距離特定実施のカウンターが0より大きくなっており、これを使ってステップS507でYES判断され、ステップS513に進む。   If the distance identification is performed once, the distance identification counter is larger than 0, and using this, YES is determined in step S507, and the process proceeds to step S513.

ステップS513では、振幅強度の大きさを計測し、1期前の振幅強度の振幅強度が予め設定した振幅強度以上で、現在の振幅強度が1期前の振幅強度より予め設定した割合以下に減少したかを確認し、減少していればステップS517に、減少していなければステップS514に進む。   In step S513, the magnitude of the amplitude intensity is measured, and the amplitude intensity of the amplitude intensity of the previous period is greater than or equal to the preset amplitude intensity, and the current amplitude intensity is decreased below the preset ratio from the amplitude intensity of the previous period. If not, the process proceeds to step S517. If not, the process proceeds to step S514.

ステップS513では、上記のように単純に振幅強度の変化で、以下のステップS517の「静止」判断を行うのでなく、振幅強度が減少した後、その地点から予め設定した移動距離範囲内で、人の速度が指定速度以下に遅くなればステップS517に進んで「静止」判断としても良い。この場合、接近状態から静止に移る際の振幅強度の変化の特徴に加え、人の移動速度が静止にために遅くなるという特徴も利用しており、何らかの原因でドップラー信号にノイズが生じ、振幅の変化があった場合でも、より正確に人の行動が判断できる。   In step S513, instead of simply performing the “still” determination in step S517 below by simply changing the amplitude intensity as described above, after the amplitude intensity has decreased, within the movement distance range set in advance from that point, If the speed becomes lower than the designated speed, the process may proceed to step S517 to determine “still”. In this case, in addition to the feature of the change in amplitude intensity when moving from the approaching state to the stationary state, the feature that the movement speed of the person is slowed down due to the stationary state is also utilized. Even if there is a change, it is possible to judge human behavior more accurately.

ステップS514では、新しい振幅強度を使って、距離の特定を行うために、1期前の振幅強度と現期の振幅強度に至る時間間隔で人が移動した距離を1期移動距離として、各粒子が保有している距離情報から1期移動距離を減じて、距離情報を更新する。   In step S514, in order to identify the distance using the new amplitude intensity, the distance moved by the person at the time interval from the previous amplitude intensity to the current amplitude intensity is set as the first period moving distance. The distance information is updated by subtracting the first period travel distance from the distance information held by the.

ステップS515では更新した粒子データと数式3を使って、各粒子データのときの振幅強度を推定し、推定振幅強度とする。   In step S515, the updated particle data and Equation 3 are used to estimate the amplitude intensity for each particle data to obtain the estimated amplitude intensity.

ステップS516では推定振幅強度と実測した振幅強度を比較し、その自乗誤差とこれまでに保存していた各粒子の累計自乗誤差を加算し、新たに累計自乗誤差とし、ステップS512に進む。ここでは、正負を含む誤差の大小を簡便に評価するために自乗誤差としたが、誤差の絶対値など、累計した誤差の大小関係が正当に評価できるものであれば他の誤差表記でもよい。   In step S516, the estimated amplitude intensity and the actually measured amplitude intensity are compared, and the square error and the accumulated square error of each particle stored so far are added to obtain a new accumulated square error, and the process proceeds to step S512. Here, the square error is used in order to easily evaluate the magnitude of error including positive and negative, but other error notations may be used as long as the magnitude relation of accumulated errors such as an absolute value of error can be properly evaluated.

ステップS517では、この時点で人は「静止」状態に移ろうとしていると行動判定部6は判断する。ここで累計自乗誤差が一番小さな粒子の距離を静止時の距離、振幅強度の大きさ係数を決定する。   In step S517, the action determination unit 6 determines that the person is about to move to the “still” state at this time. Here, the distance of the particle with the smallest cumulative square error is determined as the distance at rest, and the magnitude coefficient of the amplitude intensity is determined.

ステップS518では静止時の距離が予め設定した距離より小さいかを判断し、静止位置が閾距離5より小さいときはステップS519へ、閾距離5より大きいときはステップS523へ進む。   In step S518, it is determined whether or not the stationary distance is smaller than a preset distance. If the stationary position is smaller than the threshold distance 5, the process proceeds to step S519, and if larger than the threshold distance 5, the process proceeds to step S523.

ステップS519では便器前で人が小便のために静止したとして、行動判定部6は前洗浄の指示を小便器に送る。   In step S519, assuming that the person has stopped for urination in front of the toilet, the action determination unit 6 sends a pre-wash instruction to the urinal.

ステップS520では振幅強度の大きさ係数が予め設定した閾値6より大きいかどうかを判定し、振幅強度の大きさ係数が閾値6より大きいときはステップS521へ、それ以外はステップS522へ進む。   In step S520, it is determined whether or not the magnitude coefficient of the amplitude intensity is larger than a preset threshold 6. If the magnitude coefficient of the amplitude intensity is larger than the threshold 6, the process proceeds to step S521, otherwise the process proceeds to step S522.

ステップS521では、行動判断部6が大人の使用であると判断する。これによりステップS531で使用される洗浄水が多く流される。   In step S521, the behavior determination unit 6 determines that it is an adult's use. As a result, a large amount of washing water used in step S531 is allowed to flow.

ステップS522では、行動判断部6が子供の使用であると判断する。これによりステップS531で使用される洗浄水が少なく流される。   In step S522, the behavior determination unit 6 determines that the child is using. Thereby, less washing water is used in step S531.

ステップS518で静止位置が閾距離5より大きいときはステップS523で、行動判断部6の判断は不在判断となる。   If the stationary position is greater than the threshold distance 5 in step S518, the action determination unit 6 determines that there is no presence in step S523.

ステップS521、ステップS522、ステップS523の後、静止および不在後の人の動きを判断するステップS524へ進む。   After step S521, step S522, and step S523, the process proceeds to step S524 in which the movement of the person after being stationary and absent is determined.

ステップS524は、現時点の状態がセンサ前に居た人が静止した状態にあり、再び動き始めることを検知する工程である。   Step S524 is a process of detecting that the current state is that the person in front of the sensor is stationary and starts moving again.

ステップS525では、ドップラー信号の振幅強度を計算し、ステップS526に進む。   In step S525, the amplitude intensity of the Doppler signal is calculated, and the process proceeds to step S526.

ステップS526では、振幅強度が静止前の振幅強度の閾値割合6以上の大きさの振幅強度が現れれば、ステップS527に進み、それ以外はステップS525に戻る。   In step S526, if an amplitude intensity having an amplitude intensity greater than or equal to the threshold ratio 6 of the amplitude intensity before stationary appears, the process proceeds to step S527, and otherwise, the process returns to step S525.

ステップS527では、ドップラー信号の周波数を計算し、同時に人の移動速度を計算すし、ステップS528に進む。   In step S527, the frequency of the Doppler signal is calculated, and at the same time, the moving speed of the person is calculated, and the process proceeds to step S528.

ステップS528では、ステップS528で計算した速度を時間積分することで累積移動距離を計算し、ステップS529に進む。   In step S528, the cumulative moving distance is calculated by time-integrating the speed calculated in step S528, and the process proceeds to step S529.

ステップS529では、振幅強度と累積移動距離の対のデータを振幅強度が計測される毎に保存する。   In step S529, the paired data of the amplitude intensity and the cumulative movement distance is stored every time the amplitude intensity is measured.

ステップS530では、静止状態から移動を始めて、累積移動距離が閾距離7以上になったかを評価し、YESの場合はステップS531に進み、NOの場合はステップS525に戻る。   In step S530, the movement is started from a stationary state, and it is evaluated whether or not the cumulative movement distance is equal to or greater than the threshold distance 7. If YES, the process proceeds to step S531, and if NO, the process returns to step S525.

ステップS531では、行動判定部6が行動判断を移動状態と判断する。また、これまでの判断が便器使用判断であったときは、便器洗浄の指示を行動判定部6が行う。   In step S531, the behavior determination unit 6 determines that the behavior determination is a moving state. In addition, when the determination so far is the toilet use determination, the action determination unit 6 instructs the toilet bowl cleaning.

次にステップS532では、移動開始した人がセンサーに対して近づいているのか、遠ざかっているのかを判断するために、静止状態から一定距離移動した後の振幅強度と静止直前の振幅強度の大きさを比較し、現時点の振幅強度が静止直前の振幅強度より大きいときはステップS533へ、それ以外はステップS539に進む。このとき、静止直前の振幅強度は1個の振幅値でも良いが、信号ノイズの影響を受けないように静止直前の複数の振幅強度の平均値、現時点の振幅強度も、現時点の振幅強度を含む、直近の複数の振幅強度の平均値としても良い。   Next, in step S532, in order to determine whether the person who has started moving is approaching or moving away from the sensor, the amplitude intensity after moving a certain distance from the stationary state and the magnitude of the amplitude intensity immediately before stationary If the current amplitude intensity is larger than the amplitude intensity immediately before the stationary, the process proceeds to step S533, otherwise the process proceeds to step S539. At this time, the amplitude intensity immediately before the stop may be one amplitude value, but the average value of the plurality of amplitude intensity immediately before the stop and the current amplitude intensity also include the current amplitude intensity so as not to be affected by the signal noise. The average value of the most recent amplitude intensities may be used.

ステップS533では、人がセンサーに接近する方向に移動していると判断し、センサーと人の距離Xは静止距離Xと累積移動距離Y、静止時の累積移動距離Yを使って、数式4で算出する。
=X−(Y−Y) (数式4)
ただし、数式4を使うのは移動方向を判断した後の1回のみで、それ以降の距離の特定は数式5で算出する。
=Xt-1−v・△t (数式5)
In step S533, determines that the person is moving in a direction approaching to the sensor, the distance X t of the sensor and the person using stationary distance X 0 and accumulated travel distance Y t, the accumulated travel distance Y 0 at rest , Calculated by Equation 4.
X t = X 0 - (Y t -Y 0) ( Equation 4)
However, Formula 4 is used only once after the movement direction is determined, and the distance specified thereafter is calculated by Formula 5.
X t = X t-1 −v t · Δt (Formula 5)

ステップS534では、ステップS513と同様で接近している人のドップラー信号の振幅強度が一期前の振幅強度の閾値割合3以下になれば、ステップS535へ、それ以外はステップS544に進む。   In step S534, if the amplitude intensity of the Doppler signal of the approaching person is equal to or less than the threshold ratio 3 of the amplitude intensity of the previous period as in step S513, the process proceeds to step S535, otherwise the process proceeds to step S544.

ステップS535では、人とセンサー間の距離が閾距離5より遠いか近いかを判断し、遠いときはステップS536、近いときはステップS538に進む。   In step S535, it is determined whether the distance between the person and the sensor is greater than or less than the threshold distance 5. If it is far, the process proceeds to step S536, and if it is close, the process proceeds to step S538.

ステップS536では、行動判定部6が不在判断し、ステップS537に進む。   In step S536, the action determination unit 6 determines the absence and proceeds to step S537.

ステップS538では、行動判定部6が便器前静止と判断し、ステップS537に進む。   In step S538, the action determination unit 6 determines that the toilet is stationary, and the process proceeds to step S537.

ステップS537では、ステップS524へ進み、再び再移動開始を検知し始める。   In step S537, the process proceeds to step S524, and the start of re-movement is started again.

ステップS534で接近している人のドップラー信号の振幅強度が一期前の振幅強度の閾値割合3以上になり、ステップS544に進めば、振幅強度を計算し、ステップS545で周波数、ステップS546で累積移動距離を計算し、ステップS532に進む。   If the amplitude intensity of the Doppler signal of the person approaching in step S534 is equal to or greater than the threshold ratio 3 of the amplitude intensity of the previous period, and proceeding to step S544, the amplitude intensity is calculated, accumulated in step S545, and accumulated in step S546. The movement distance is calculated, and the process proceeds to step S532.

また、ステップS532で、移動開始した人がセンサーに対して近づいているのか、遠ざかっているのかを判断したとき、静止状態から一定距離移動した後の振幅強度と静止直前の振幅強度の大きさを比較し、静止前の振幅強度が大きいときステップS539で人がセンサーから遠ざかっていると判断し、センサーと人の距離Xは静止距離Xと累積移動距離Y、静止時の累積移動距離Yを使って、数式6で算出する。
=X+(Y−Y) (数式6)
ただし、数式6を使うのは移動方向を判断した後の1回のみで、それ以降の距離の特定は数式7で算出する。
=Xt-1+v・△t (数式7)
In step S532, when it is determined whether the person who has started moving is approaching or moving away from the sensor, the amplitude intensity after moving a fixed distance from the stationary state and the magnitude of the amplitude intensity immediately before stationary are determined. comparison, it is determined that the person in the step S539 when the amplitude strength before still greater is away from the sensor, the distance X t of the sensor and the person still distance X 0 and accumulated travel distance Y t, accumulated travel distance at rest use the Y 0, is calculated by the equation (6).
X t = X 0 + (Y t -Y 0) ( Equation 6)
However, Expression 6 is used only once after the movement direction is determined, and the distance after that is calculated by Expression 7.
X t = X t-1 + v t · Δt (Formula 7)

ステップS540では、ドップラー信号の振幅が閾値8以下で指定時間以上継続したかを評価し、継続していなければステップS534へ進む、継続すればステップS541へ進む。   In step S540, it is evaluated whether the amplitude of the Doppler signal has continued for the specified time or less when the threshold value is 8 or less. If not continued, the process proceeds to step S534, and if continued, the process proceeds to step S541.

ステップS541では、距離が閾距離5より遠いかを判断する。距離が近いときはステップS534に進み、距離が遠いときはステップS542に進む。   In step S541, it is determined whether the distance is longer than the threshold distance 5. When the distance is short, the process proceeds to step S534, and when the distance is long, the process proceeds to step S542.

ステップS542では、不在判断を行動判定部6が下し、ステップS543に進む。   In step S542, the absence determination is made by the action determination unit 6, and the process proceeds to step S543.

ステップS543では、ステップS501からスタートし、人体を検知し始めてから人体が小便器前を退去するまでの一連の行動判断を終え、使用パラメータの初期化を行い、行動検知のスタートステップであるS501に戻る。使用パラメータは、累積移動距離を0に、距離を0、1期前の行動判断を不在に、最大振幅強度を0に初期化する。
以上、実施例として、1度だけ推定距離と推定大きさ係数を所定の分布で発生させて、距離と大きさ係数を特定する方法を示したが、推定距離と大きさ係数を特定計算する毎に新たに更新させて行うこともできる。しかし、この方法は特定の計算負荷が開示実施例より大きくなる欠点がある。
In step S543, starting from step S501, a series of behavioral determinations from when the human body begins to be detected until the human body leaves the urinal is completed, the use parameters are initialized, and the behavior detection start step is step S501. Return. The usage parameters are initialized to 0 for the cumulative moving distance, 0 for the distance, no action determination before the first period, and 0 for the maximum amplitude intensity.
As described above, the method for generating the estimated distance and the estimated magnitude coefficient in a predetermined distribution and specifying the distance and the magnitude coefficient only once has been described as an example, but each time the estimated distance and the magnitude coefficient are specifically calculated. It is also possible to perform a new update. However, this method has the disadvantage that the specific computational load is greater than the disclosed embodiment.

1:人体検知装置
2:伝播波送信部
3:伝播波受信部
4:ドップラー信号生成部
5:ドップラー信号算出部
6:行動判定部(判定部)
1: Human body detection device 2: Propagation wave transmission unit 3: Propagation wave reception unit 4: Doppler signal generation unit 5: Doppler signal calculation unit 6: Action determination unit (determination unit)

Claims (8)

人体に向けて伝播波を放射する伝播波発信部と、人体によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、
前記伝播波発信部によって放射された伝播波及び上記伝播波受信部によって受信された伝播波に基づいてドップラー信号を生成するドップラー信号生成部と、
前記ドップラー信号生成部が生成したドップラー信号に基いて、ドップラー信号の周波数と振幅強度を算出するドップラー信号解析部と、
前記ドップラー信号解析部が生成した周波数と振幅強度に基づいて、人体との距離を特定すると共に人体の行動を判定する判定部と、
を備えた人体検知装置において、
前記判定部は、人体の大きさに起因する大きさ係数と人体と前記伝播波発信部間の距離に寄るドップラー信号の振幅強度の関係式を予め記憶しており、予め設定した分布になるように前記大きさ係数と前記距離との推定値を発生させ、該推定大きさ係数と推定距離から算出されるドップラー信号の振幅強度推定値を前記関係式により算出し、この振幅強度推定値と前記ドップラー信号解析部が生成した振幅強度とを比較することにより前記大きさ係数および前記距離の特定処理を実行し、
その特定処理を、前記ドップラー信号解析部が生成した異なる振幅強度に対して繰り返すことで精度の高い前記大きさ係数および距離を特定する
ことを特徴とする人体検知装置。
A propagation wave transmitter that radiates a propagation wave toward the human body, a propagation wave receiver that receives a propagation wave reflected by the human body,
A Doppler signal generation unit that generates a Doppler signal based on the propagation wave radiated by the propagation wave transmission unit and the propagation wave received by the propagation wave reception unit;
Based on the Doppler signal generated by the Doppler signal generator, a Doppler signal analyzer that calculates the frequency and amplitude intensity of the Doppler signal;
Based on the frequency and amplitude intensity generated by the Doppler signal analysis unit, a determination unit that identifies the distance from the human body and determines the behavior of the human body,
In the human body detection device provided with
The determination unit stores in advance a relational expression of a magnitude coefficient resulting from the size of the human body and the amplitude intensity of the Doppler signal depending on the distance between the human body and the propagation wave transmission unit, so that the distribution is set in advance. Generating an estimated value of the magnitude coefficient and the distance, and calculating an amplitude intensity estimated value of the Doppler signal calculated from the estimated magnitude coefficient and the estimated distance by the relational expression. The identification processing of the magnitude coefficient and the distance is performed by comparing the amplitude intensity generated by the Doppler signal analysis unit,
A human body detection apparatus characterized by specifying the size coefficient and distance with high accuracy by repeating the specifying process for different amplitude intensities generated by the Doppler signal analysis unit.
請求項1記載の特定処理は、前記ドップラー信号解析部が生成した周波数に基づいて人体の移動速度と該移動速度を時間積分した累積移動距離とを算出し、該累積移動距離を用いて異なる振幅強度間の距離を決定し、予め設定した分布で発生させた推定距離と異なる振幅強度間の距離とを使って新たな振幅強度位置を設定することを特徴とする人体検知装置。   The specifying process according to claim 1 calculates a moving speed of the human body based on the frequency generated by the Doppler signal analysis unit and a cumulative moving distance obtained by time-integrating the moving speed, and uses the cumulative moving distance to obtain different amplitudes. A human body detection device, wherein a distance between intensities is determined, and a new amplitude intensity position is set using an estimated distance generated with a preset distribution and a distance between different amplitude intensities. 請求項1記載の判定部は、現時点の1期前のドップラー信号の振幅強度が所定閾値以上で、且つ、現時点のドップラー信号の振幅強度が1期前の振幅強度の所定閾値割合以下のとき、人体が静止したとして、その時点の距離を人体の静止位置とすることを特徴とする人体検知装置。   The determination unit according to claim 1, when the amplitude intensity of the Doppler signal before the current period is equal to or greater than a predetermined threshold, and the amplitude intensity of the current Doppler signal is equal to or less than a predetermined threshold ratio of the amplitude intensity before the first period, A human body detection device characterized in that, when the human body is stationary, the distance at that time is set as a stationary position of the human body. 請求項3記載の判定部は、現時点のドップラー信号の振幅強度が静止位置決定時の1期前のドップラー信号の振幅強度の所定閾値割合以上になったと、人体の再移動開始とすることを特徴とする人体検知装置。   The determination unit according to claim 3, when the amplitude intensity of the current Doppler signal becomes equal to or greater than a predetermined threshold ratio of the amplitude intensity of the Doppler signal one period before the stationary position is determined, the human body starts moving again. A human body detection device. 請求項4記載の判定部は、静止位置決定時の1期前の振幅強度と前記再移動開始後から所定距離移動した後の振幅強度とを比較することで人体の移動方向を判断することを特徴とする人体検知装置。   The determination unit according to claim 4 determines the moving direction of the human body by comparing the amplitude intensity one period before the stationary position determination and the amplitude intensity after moving a predetermined distance after the re-movement starts. Characteristic human body detection device. 請求項5記載の判定部は、再移動後のドップラー周波数から算出される移動速度と該移動速度を時間積分して累積移動距離を算出し、該累積移動距離と前記移動方向と前記静止位置とを使って再移動後の距離を算出することを特徴とする人体検知装置。   The determination unit according to claim 5 calculates a cumulative movement distance by time-integrating the movement speed calculated from the Doppler frequency after re-movement and the movement speed, and calculating the cumulative movement distance, the movement direction, and the stationary position. A human body detection device characterized by calculating a distance after re-movement using. 請求項3記載の判定部は、人体の静止位置が予め設定した所定閾距離と比較することで、近傍で静止した人体検知状態なのか、遠くでの静止した人体非検知状態なのかを判断することを特徴とする人体検知装置。 The determination unit according to claim 3 determines whether the human body stationary position is a human body detection state stationary in the vicinity or a human body non-detection state far away by comparing with a predetermined threshold distance set in advance. A human body detection device characterized by that. 請求項1記載の人体検知装置を小便器に備えた小便器装置であって、前記判定部は、前記大きさ係数の特定値に基づき人体の大小を判定し、前記小便器へ供給する洗浄水量を前記人体大小の結果に基づいて制御することを特徴とする小便器装置。 A urinal device comprising a urinal comprising the human body detection device according to claim 1, wherein the determination unit determines the size of a human body based on a specific value of the size coefficient and supplies the urinal to the urinal The urinal device is controlled based on the result of the size of the human body.
JP2012214525A 2012-09-27 2012-09-27 Human body detection device Pending JP2014070905A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012214525A JP2014070905A (en) 2012-09-27 2012-09-27 Human body detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012214525A JP2014070905A (en) 2012-09-27 2012-09-27 Human body detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014070905A true JP2014070905A (en) 2014-04-21

Family

ID=50746261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012214525A Pending JP2014070905A (en) 2012-09-27 2012-09-27 Human body detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014070905A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016045045A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 Toto株式会社 Object detection device
JP2020012251A (en) * 2018-07-13 2020-01-23 Toto株式会社 Urinal device
JP2020012250A (en) * 2018-07-13 2020-01-23 Toto株式会社 Urinal device
JP2020146235A (en) * 2019-03-13 2020-09-17 日本電産モビリティ株式会社 Biological information output device, biological information output method, biological information output program, and recording medium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016045045A (en) * 2014-08-21 2016-04-04 Toto株式会社 Object detection device
JP2020012251A (en) * 2018-07-13 2020-01-23 Toto株式会社 Urinal device
JP2020012250A (en) * 2018-07-13 2020-01-23 Toto株式会社 Urinal device
JP7066111B2 (en) 2018-07-13 2022-05-13 Toto株式会社 Urinal device
JP7158651B2 (en) 2018-07-13 2022-10-24 Toto株式会社 urinal device
JP2020146235A (en) * 2019-03-13 2020-09-17 日本電産モビリティ株式会社 Biological information output device, biological information output method, biological information output program, and recording medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5017893B2 (en) Automatic faucet
EP1816270B1 (en) Toilet cleaning device
JP2014070905A (en) Human body detection device
JP6862666B2 (en) Sanitary equipment
JP2011102783A (en) Human body detector
JP5327699B2 (en) Human body detection device and urinal equipped with the same
JP5267184B2 (en) Human body detection device and urinal equipped with the same
JP2006214156A (en) Urinal flushing device
JP2004125399A (en) Object detector
JP5674245B2 (en) Human body detection device
JP6459139B2 (en) Detection device and urinal washing device
JP2011064558A (en) Doppler sensor system
JP6537010B2 (en) Object detection device
JP5103793B2 (en) Obstacle detection device and position identification method
JP5910987B2 (en) Toilet equipment
CN217439105U (en) A kind of urinal
JP2004293103A (en) Urinal device
JP2015158113A (en) water discharge control device
US10267025B2 (en) Wet area device
JP5125359B2 (en) Toilet bowl cleaning device
JPH1062526A (en) Object detecting apparatus
JP2015168996A (en) water discharge control device
JP5699750B2 (en) Human body detection device
JP2015068645A (en) Human body detection device
JP6278231B2 (en) Detection device