JP2014238367A - イベント検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】 イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができることのできるイベント検出システムを提供する。
【解決手段】 受信機２は、複数のアンテナ素子７が直線状に並びかつ所定のアンテナ中心Ｃを中心として対称に配置された一次元対称アレイアンテナ３と、一次元対称アレイアンテナ３により受信した信号から受信ベクトルを算出し、受信ベクトルから相関行列を算出する相関演算部４と、相関演算部４により算出された相関行列を固有値展開して、信号部分空間を張る固有ベクトルを算出する固有ベクトル演算部５と、固有ベクトル演算部５により算出された固有ベクトルの経時変化に基づいてイベント検出を行うイベント検出部６を備える。送信機１は、イベント検出を行わないイベント不検出方向に対し、受信機２を中心として対称な方向に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電波を利用してイベント（例えば、室内への人の侵入）を検出するイベント検出システムに関するものである。

従来から、室内への人の侵入を検知するためのシステムとして、センサやカメラを利用したシステムが用いられている。しかし、センサやカメラを利用するシステムは、比較的コストが高い。そこで、より安価なシステムとして、電波を利用して室内への人の侵入を検出する装置（イベント検出装置）を用いたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

従来のイベント検出装置では、送信機から送信された電波を複数のアンテナで受信し、各アンテナの受信信号を相関計算して、相関結果の固有ベクトルを計算し、固有ベクトルの変化に基づいてイベント（室内への人の侵入）を検出する。

特許第４５７６５１５号

しかしながら、従来のイベント検出装置は、室内という閉空間でのイベント検出を想定したものである。このイベント検出装置では、例えば、窓のある部屋でイベントを検出することについては想定しておらず、窓の外を通過する人もイベント（室内への人の侵入）として検出（誤検出）してしまう。この場合、窓の方向は、イベント検出を行いたくない方向である。

また、従来のイベント検出装置は、室内で発生するすべてのイベントを検出するものであるが、室内においてもイベント検出を行いたくない方向が存在することもあり得る。例えば、一つの部屋に二つのドアがあり、一方のドアについては外部へ繋がっているためイベント検出が必要であるが、もう一方のドアは内部へ繋がっているためイベント検出が不要である場合などである。

しかしながら、従来のイベント検出装置では、このような「イベント検出を行いたくない方向」への対処について、何ら考慮されていない。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることのできるイベント検出システムを提供することを目的とする。

本発明のイベント検出システムは、イベント検出用の信号を送信する送信機と、前記信号を受信してイベント検出を行う受信機とを備えるイベント検出システムであって、前記受信機は、複数のアンテナ素子が直線状に並びかつ所定のアンテナ中心を中心として対称に配置された一次元対称アレイアンテナと、前記一次元対称アレイアンテナにより受信した信号から受信ベクトルを算出し、前記受信ベクトルから相関行列を算出する相関演算部と、前記相関演算部により算出された前記相関行列を固有値展開して、信号部分空間を張る固有ベクトルを算出する固有ベクトル演算部と、前記固有ベクトル演算部により算出された前記固有ベクトルの経時変化に基づいてイベント検出を行うイベント検出部と、を備え、前記送信機は、前記イベント検出を行わないイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置された構成を有している。

この構成により、送信機から送信されたイベント検出用の信号を受信機で受信し、その信号から受信ベクトルを算出し、受信ベクトルから相関行列を算出する。そして、その相関行列を固有値展開して固有ベクトルを算出し、固有ベクトルの経時変化からイベント検出を行うことができる。さらに、この場合、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）に対して送信機が受信機を中心にして対称な方向に配置されており、その方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができる。

また、本発明のイベント検出システムでは、前記送信機は、第１のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置される第１の送信機と、前記第１のイベント不検出方向とは異なる第２のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置される第２の送信機と、を含み、前記受信機は、前記第１の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、前記第２の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、前記第１のイベント不検出方向および前記第２のイベント不検出方向の両方を、前記イベント発生方向として特定するイベント発生方向特定部を備えた構成を有している。

この構成により、複数の送信機（第１の送信機と第２の送信機）を用いることによって、イベント発生方向を特定することができる。すなわち、第１の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、第２の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、第１のイベント不検出方向および第２のイベント不検出方向の両方を、イベント発生方向として特定することができる。

また、本発明のイベント検出システムでは、前記第１の送信機は、第１の送信タイミングで前記イベント検出用の信号を送信し、前記第２の送信機は、前記第１の送信タイミングとは異なる第２の送信タイミングで前記イベント検出用の信号を送信する構成を有している。

この構成により、複数の送信機（第１の送信機と第２の送信機）をそれぞれ異なる送信タイミングで作動させる。すなわち、第１の送信機からは、第１の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機からは、第２の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信する。受信機は、送信タイミングに基づいて、第１の送信機からの信号と第２の送信機からの信号を、容易に区別することができる。

また、本発明のイベント検出システムでは、前記第１の送信機は、第１の送信周波数で前記イベント検出用の信号を送信し、前記第２の送信機は、前記第１の送信周波数とは異なる第２の送信周波数で前記イベント検出用の信号を送信する構成を有している。

この構成により、複数の送信機（第１の送信機と第２の送信機）をそれぞれ異なる送信周波数で作動させる。すなわち、第１の送信機からは、第１の送信周波数でイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機からは、第２の送信周波数でイベント検出用の信号を送信する。受信機は、送信周波数に基づいて、第１の送信機からの信号と第２の送信機からの信号を、容易に区別することができる。

また、本発明のイベント検出システムでは、前記送信機は、第１のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向にある第１の位置と、前記第１のイベント不検出方向とは異なる第２のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向にある第２の位置との間で移動可能である構成を有している。

この構成により、複数のイベント不検出方向に対応可能なイベント検出システムにおいて、イベント不検出方向が１つだけでよい場合には、イベント不検出方向と受信機との配置関係から規定される場所へと送信機を移動させることで１つの送信機で対応可能とすることができる。

また、本発明のイベント検出システムにおいて、前記受信機は、前記第１の位置の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、前記第２の位置の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、前記第１のイベント不検出方向および前記第２のイベント不検出方向の両方を、前記イベント発生方向として特定するイベント発生方向特定部を備えた構成を有している。

この構成により、一つの送信機をそれぞれ異なる位置（第１の位置と第２の位置）で作動させることによって、イベント発生方向を特定することができる。すなわち、第１の位置の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、第２の位置の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、第１のイベント不検出方向および第２のイベント不検出方向の両方を、イベント発生方向として特定することができる。

本発明は、電波を利用してイベント（例えば、室内への人の侵入）を検出するイベント検出システムにおいて、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができるという効果を有するイベント検出システムを提供することができるものである。

本発明の第１の実施の形態におけるイベント検出システムの説明図 本発明の第１の実施の形態におけるイベント検出システムのブロック図 本発明の第１の実施の形態における一次元対称アレイアンテナの説明図 本発明の第２の実施の形態におけるイベント検出システムの説明図 本発明の第２の実施の形態におけるイベント検出システムのブロック図 本発明の第３の実施の形態におけるイベント検出システムの説明図

以下、本発明の実施の形態のイベント検出システムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、室内への人の侵入を検出するシステム等に用いられるイベント検出システムの場合を例示する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態のイベント検出システムの構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のイベント検出システムの説明図である。図１に示すように、イベント検出システムは、イベント検出用の信号を送信する送信機１と、その信号を受信してイベント検出を行う受信機２を備えている。

図２は、イベント検出システムのブロック図である。図２に示すように、受信機２は、一次元対称アレイアンテナ３と相関演算部４と固有ベクトル演算部５とイベント検出部６を備えている。相関演算部４は、一次元対称アレイアンテナ３により受信した信号から受信ベクトルを算出し、受信ベクトルから相関行列を算出する。固有ベクトル演算部５は、相関演算部４により算出された相関行列を固有値展開して、信号部分空間を張る固有ベクトルを算出する。イベント検出部６は、固有ベクトル演算部５により算出された固有ベクトルの経時変化に基づいてイベント検出を行う。これらの相関演算、固有ベクトル演算、イベント検出には、公知の技術を利用することができる。

図３は、一次元対称アレイアンテナ３の説明図である。図３に示すように、一次元対称アレイアンテナ３では、複数のアンテナ素子７が直線状に並んでいる。また、複数のアンテナ素子７は、所定のアンテナ中心Ｃを中心として対称に配置されている。アンテナ素子７の数は、３つ以上であれば、偶数でも奇数でもよい。

図３（ａ）には、アンテナ素子７が４つ（偶数）の場合が例示されている。この例では、４つのアンテナ素子７が直線状に並んでいる。そして、２つのアンテナ素子７が、アンテナ中心Ｃから距離ｄ１の位置に、対称に配置されている。また、他の２つのアンテナ素子７が、アンテナ中心Ｃから距離ｄ２の位置に、対称に配置されている。

図３（ｂ）には、アンテナ素子７が５つ（奇数）の場合が例示されている。この例では、５つのアンテナ素子７が直線状に並んでいる。そして、１つのアンテナ素子７がアンテナ中心に配置されている。また、２つのアンテナ素子７が、アンテナ中心Ｃから距離ｄ１の位置に、対称に配置されている。また、他の２つのアンテナ素子７が、アンテナ中心Ｃから距離ｄ２の位置に、対称に配置されている。

このイベント検出システムでは、図１に示すように、送信機１と受信機２は、イベント検出を行う室内に設置されている。この場合、検出すべきイベントは、室内への人（図１では、Ａで示される）の侵入である。この部屋には窓Ｗが設けられている。一方、窓の外を通過する人（図１では、Ｂで示される）は、イベントとして検出したくない。

そこで、本実施の形態では、送信機１が、イベント検出を行わない方向（イベント不検出方向）に対し、受信機２を中心として対称な方向に配置されている。換言すると、受信機２から送信機１への方向と、受信機２から窓Ｗへの方向が、反対向きである。このような配置にすることにより、窓Ｗを通して室外にいる人Ｂまたは図示しない自動車等からの電波（反射波）の影響が、送信機１からの電波（直接波）よりも十分に小さくなり、相関演算結果に表れないようになる。その結果、窓Ｗの方向は、イベント検出の感度が低下することになる。

このような本発明の第１の実施の形態のイベント検出システムによれば、電波を利用してイベント（例えば、室内への人の侵入）を検出するイベント検出システムにおいて、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができる。

すなわち、本実施の形態では、送信機１から送信されたイベント検出用の信号を受信機２で受信し、その信号から受信ベクトルを算出し、受信ベクトルから相関行列を算出する。そして、その相関行列を固有値展開して固有ベクトルを算出し、固有ベクトルの経時変化からイベント検出を行うことができる。さらに、この場合、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）に対して送信機１が受信機２を中心にして対称な方向に配置されており、その方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができる。なお、本実施の形態では室内での配置について説明したが、壁、仕切り等のない屋外においても本発明は使用可能である。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態のイベント検出システムについて説明する。ここでは、第２の実施の形態のイベント検出システムが、第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。

図４は、本実施の形態のイベント検出システムの説明図である。図４に示すように、本実施の形態では、イベント検出を行う部屋に２つの窓（第１の窓Ｗ１、第２の窓Ｗ２）が設けられている。そして、２つの窓Ｗ１、Ｗ２に対応する位置に、２つの送信機１（第１の送信機１と第２の送信機１０）が設置されている。

具体的には、第１の送信機１は、第１の窓Ｗ１の方向（第１のイベント不検出方向）に対し、受信機２を中心として対称な方向に配置されており、第２の送信機１０は、第２の窓Ｗ２の方向（第２のイベント不検出方向）に対し、受信機２を中心として対称な方向に配置されている。

この場合、２つの送信機（第１の送信機１と第２の送信機１０）は、互いに異なる送信タイミングで作動するように構成されている。すなわち、第１の送信機１は、第１の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機１０は、第１の送信タイミングとは異なる第２の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信する。

または、２つの送信機（第１の送信機１と第２の送信機１０）は、互いに異なる送信周波数で作動する。すなわち、第１の送信機１は、第１の送信周波数でイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機１０は、第１の送信周波数とは異なる第２の送信周波数でイベント検出用の信号を送信する。

図５は、本実施の形態のイベント検出システムの説明図である。図５に示すように、受信機２は、イベント発生方向特定部８を備えている。イベント発生方向特定部８は、第１の送信機１からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、第２の送信機１０からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、第１のイベント不検出方向および第２のイベント不検出方向の両方を、イベント発生方向として特定する。これにより、一方の窓の外を人が通過した場合には、イベントとして検出されないが、両方の窓の外に同時に人（図４では、Ｂ、Ｃ）がいる場合には、イベントとして検出される。そして、そのイベントが発生した方向（２つの窓の方向）を特定することができる。

このような本発明の第２の実施の形態のイベント検出システムによっても、第１の実施の形態と同様の作用効果が奏される。

その上、本実施の形態では、複数の送信機（第１の送信機１と第２の送信機１０）を用いることによって、イベント発生方向を特定することができる。すなわち、第１の送信機１からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、第２の送信機１０からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、第１のイベント不検出方向および第２のイベント不検出方向の両方を、イベント発生方向として特定することができる。

例えば、複数の送信機（第１の送信機１と第２の送信機１０）をそれぞれ異なる送信タイミングで作動させる。すなわち、第１の送信機１からは、第１の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機１０からは、第２の送信タイミングでイベント検出用の信号を送信する。受信機２は、送信タイミングに基づいて、第１の送信機１からの信号と第２の送信機１０からの信号を、容易に区別することができる。

あるいは、複数の送信機（第１の送信機１と第２の送信機１０）をそれぞれ異なる送信周波数で作動させる。すなわち、第１の送信機１からは、第１の送信周波数でイベント検出用の信号を送信し、第２の送信機１０からは、第２の送信周波数でイベント検出用の信号を送信する。受信機２は、送信周波数に基づいて、第１の送信機１からの信号と第２の送信機１０からの信号を、容易に区別することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態のイベント検出システムについて説明する。ここでは、第３の実施の形態のイベント検出システムが、第１および第２の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第１および第２の実施の形態と同様である。

図６は、本実施の形態のイベント検出システムの説明図である。図６に示すように、本実施の形態でも、第２の実施の形態と同様、イベント検出を行う部屋に２つの窓（第１の窓Ｗ１、第２の窓Ｗ２）が設けられている。そして、２つの窓Ｗ１、Ｗ２に対応する位置（第１の位置と第２の位置）との間で、送信機１が移動可能とされている。

具体的には、第１の位置は、第１の窓Ｗ１の方向（第１のイベント不検出方向）に対し、受信機２を中心として対称な方向の位置であり、第２の位置は、第２の窓Ｗ２の方向（第２のイベント不検出方向）に対し、受信機２を中心として対称な方向の位置である。そして、送信機１は、例えば、カーテンレールなどを用いることによって、第１の位置と第２の位置の間を移動可能とされている。

このような本発明の第３の実施の形態のイベント検出システムによっても、第１および第２の実施の形態と同様の作用効果が奏される。また第１の窓Ｗ１と第２の窓Ｗ２のどちらかに防犯または防風雨の観点から雨戸またはシャッターなどを設けた場合には、雨戸またはシャッターを設けた窓に対してはイベント不検出方向を設定する必要がないので、雨戸またはシャッターを設けていない窓に対してのみイベント不検出方向を設定するように送信機１を移動させることができるので、窓の使用状況に合わせてイベント不検出方向を容易に設置することができるという効果も奏する。なお、第１の窓Ｗ１と第２の窓Ｗ２の両方に雨戸またはシャッターを設けた場合には、送信機１は移動可能な範囲のどこに配置してもよい。

その上、本実施の形態では、一つの送信機１をそれぞれ異なる位置（第１の位置と第２の位置）で作動させることによって、イベント発生方向を特定することができる。すなわち、第１の位置の送信機１からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、第２の位置の送信機１からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、第１のイベント不検出方向および第２のイベント不検出方向の両方を、イベント発生方向として特定することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

以上のように、本発明にかかるイベント検出システムは、イベント検出を行いたくない方向（イベント不検出方向）についてイベント検出の感度を下げることができるという効果を有し、室内への人の侵入を検出するシステム等として有用である。

１ 送信機（第１の送信機）
２ 受信機
３ 一次元対称アレイアンテナ
４ 相関演算部
５ 固有ベクトル演算部
６ イベント検出部
７ アンテナ素子
８ イベント発生方向特定部
１０ 第２の送信機

Claims (6)

1. イベント検出用の信号を送信する送信機と、前記信号を受信してイベント検出を行う受信機とを備えるイベント検出システムであって、
   前記受信機は、
   複数のアンテナ素子が直線状に並びかつ所定のアンテナ中心を中心として対称に配置された一次元対称アレイアンテナと、
   前記一次元対称アレイアンテナにより受信した信号から受信ベクトルを算出し、前記受信ベクトルから相関行列を算出する相関演算部と、
   前記相関演算部により算出された前記相関行列を固有値展開して、信号部分空間を張る固有ベクトルを算出する固有ベクトル演算部と、
   前記固有ベクトル演算部により算出された前記固有ベクトルの経時変化に基づいてイベント検出を行うイベント検出部と、
   を備え、
   前記送信機は、
   前記イベント検出を行わないイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置されたことを特徴とするイベント検出システム。
2. 前記送信機は、
   第１のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置される第１の送信機と、
   前記第１のイベント不検出方向とは異なる第２のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向に配置される第２の送信機と、
   を含み、
   前記受信機は、
   前記第１の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、前記第２の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、前記第１のイベント不検出方向および前記第２のイベント不検出方向の両方を、前記イベント発生方向として特定するイベント発生方向特定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のイベント検出システム。
3. 前記第１の送信機は、第１の送信タイミングで前記イベント検出用の信号を送信し、
   前記第２の送信機は、前記第１の送信タイミングとは異なる第２の送信タイミングで前記イベント検出用の信号を送信することを特徴とする請求項２に記載のイベント検出システム。
4. 前記第１の送信機は、第１の送信周波数で前記イベント検出用の信号を送信し、
   前記第２の送信機は、前記第１の送信周波数とは異なる第２の送信周波数で前記イベント検出用の信号を送信することを特徴とする請求項２に記載のイベント検出システム。
5. 前記送信機は、
   第１のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向にある第１の位置と、前記第１のイベント不検出方向とは異なる第２のイベント不検出方向に対し、前記受信機を中心として対称な方向にある第２の位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のイベント検出システム。
6. 前記受信機は、
   前記第１の位置の送信機からの信号に基づいたイベント検出が行われ、かつ、前記第２の位置の送信機からの信号に基づいてイベント検出が行われた場合には、前記第１のイベント不検出方向および前記第２のイベント不検出方向の両方を、前記イベント発生方向として特定するイベント発生方向特定部を、さらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のイベント検出システム。