JP2015068645A - 人体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体の検知精度を保ちながら、伝播波送信部における間欠駆動のタイミングを最適化して電力消費を抑えることができる人体検知装置を提供すること。【解決手段】この人体検知装置２００は、ドップラー信号に基づいて、使用者の使用状況を判定する行動判定部６を備え、行動判定部６は、ドップラー信号の振幅強度が予め設定された検知閾値Ｒを超えた時刻Ｔｄと、ドップラー信号の振幅強度と検知閾値Ｒとを比較して使用者が静止したと判定される時刻Ｔｓとの差分時間を決定する決定部７と、決定部７で決定した差分時間に応じて、第１時間を第２時間に変更する変更部８とを有する。【選択図】図４

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を検知する人体検知装置に関する。

従来から、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や尿流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。

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）を表す信号であり、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。

マイクロ波ドップラーセンサーにおいては、対象物の動きを検出するため、ドップラー信号の周波数成分及びその振幅強度を抽出するための処理を行わなければならない。しかしながら、人体などの対象物が接近したり離反したりする時刻は一定でないことから、ドップラーセンサーを常時動作させておく必要がある。すなわち、対象物の動きの検出を適切に行うためには、ドップラーセンサーを常に動作状態にしていた。そのため、ドップラーセンサーを動作するための電力及びドップラー信号の処理のための電力を常に消費することになっていた。

このようなドップラーセンサーの省電力化を目的として、ドップラー信号を間欠的に生成して、使用者の存在を把握する技術が下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１に記載された人体検知装置では、伝播波送信部を間欠駆動させてドップラー信号を生成し、波形の腹となるドップラー信号を用いることで、使用者の存在を正確に検知することができる。

特開２０１１−０７８５９５号公報

ところで、人体などの対象物が接近してきたことを検知し始めてから静止するまでに要する時間が一定でないことから、伝播波送信部における間欠駆動の間隔設定を一概に設定することはできず、人体の検知精度を保ちながら間欠駆動の最適な間隔設定をすることが困難であった。そのため、ある程度余裕を持って短めの間隔で間欠駆動せざるを得ず、省電力の観点からは改善の余地があるものであった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、人体の検知精度を保ちながら、伝播波送信部における間欠駆動のタイミングを最適化して電力消費を抑えることができる人体検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る人体検知装置は、所定方向に伝播波を送り出すことで使用者の存在を検知する人体検知装置であって、使用者の存在を検知しようとする検知領域に、伝播波を第１時間毎に間欠駆動して送信する伝播波送信部と、使用者によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、前記伝播波送信部が送信した伝播波と、前記伝播波受信部が受信した伝播波と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前記ドップラー信号に基づいて、使用者の使用状況を判定する判定部と、を備える。前記判定部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が予め設定された基準値を超え使用者の接近を検知した接近検知時刻と、前記ドップラー信号の振幅強度値と前記基準値とを比較して使用者の静止を検知した静止検知時刻との差分時間を決定する決定部と、前記決定部で決定した差分時間に応じて、前記第１時間を前記第１時間と異なる第２時間に変更する変更部とを有する。

本発明によれば、ドップラー信号の振幅強度値と基準値とに基づいて、使用者の接近を検知した接近検知時刻及び使用者の静止を検知した静止検知時刻を算出し、それらの差分時間を求めている。この差分時間は、使用者が実際に接近した結果に基づいて算出されるものであるから、この人体検知装置が設けられている器具や場所の実際の使用状況に即したものとなる。そこで、使用者の実際の使用状況に即して算出される差分時間に基づいて、間欠駆動する間隔である第１時間を第２時間に変更しているので、使用者の実際の使用状況に即したタイミングで間欠駆動を行うことができる。従って、人体検知の精度には悪影響を与えずに、伝播波送信部の間欠駆動のタイミングを最適化することができる。

また本発明に係る人体検知装置では、前記変更部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が前記基準値を超える時間の半分以上であって、前記第１時間より短い時間に前記第２時間に変更することも好ましい。

ドップラー信号の振幅強度値が基準値を超える時間の半分程度のデータがあれば、使用者の使用状況を把握することができる。そこでこの好ましい態様では、間欠駆動の間隔を、ドップラー信号の振幅強度値が予め設定された基準値を超える時間の半分以上であって第１時間より短い時間に第２時間に変更することで、人体検知の精度に悪影響を与えずに間欠駆動のタイミングを最適化することができる。

また本発明に係る人体検知装置では、使用者の使用状況の有無を検出する検出部を備え、前記判定部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が前記基準値を超えたと判断し、且つ前記検出部が使用者の使用状況がないと複数回検出した場合に、前記基準値を大きな値に補正する補正部を有することも好ましい。

この好ましい態様によれば、使用者の使用状況の有無に応じて、基準値を大きな値に補正することができる。具体的には、ドップラー信号の振幅強度値が基準値を超えても使用者の使用が実際には認められない場合に、基準値を大きな値に補正している。このように基準値を大きな値に補正することにより、判定部が検知領域を通り過ぎる人を誤検知してしまうことを抑制することができる。また、基準値を大きな値に補正することにより、ドップラー信号の振幅強度が補正された基準値を超える時間を短くすることができるので、第２時間を短くすることができる。その結果、伝播波送信部の電力消費を更に抑えることができる。

本発明によれば、伝播波送信部における間欠駆動のタイミングを最適化することができる。このため、人体の検知精度を保ちながら、伝播波送信部における電力消費を抑えることができる人体検知装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る人体検知装置を備えた小便器を示す概略平面図である。 本発明の実施形態に係る人体検知装置の機能的な構成を示すブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る人体検知装置が生成したドップラー信号の波形の例について示す波形図である。 本発明の実施形態に係る人体検知装置が生成したドップラー信号の波形の例及び検知閾値について示す波形図である。 伝播波送信部における間欠駆動時間を更新するためのフローチャートである。 図５における間欠駆動設定サブルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。各図面中、同様の構成要素には同一の符合を付して詳細な説明は適宜省略する。図１は、本発明の実施形態に係る人体検知装置２００を備えた小便器１００を示す概略平面図である。

図１に示すように、人体検知装置２００は、例えば小便器１００に設置される。人体検知装置２００は、小便器１００の前方に向けてマイクロ波を放射して送信し、このマイクロ波の反射波を受信して、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２００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２０１に伝播波を送信し、小便器１００に使用者が近づいてきたこと（人体接近）や小便器１００から人体が遠ざかったこと（人体離反）を検知することができる。

人体接近については、例えば、使用者は、小便器１００に対して前方の離れた位置から小便器１００に向かって接近し、人体検知装置２００の検知領域２０１に進入する場合がある（矢印Ｘ１参照）。また、使用者は、小便器１００に対して横方向の離れた位置から、小便器１００に向かって接近し、人体検知装置２００の検知領域２０１に侵入する場合がある（矢印Ｘ２参照）。図１に表した矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２のように、使用者が検知領域２０１に対して異なる方向から侵入した場合には、人体検知装置２００が受信する電波の強さは異なってくる。人体検知装置２００は、このような検知領域２０１に対して異なる方向から侵入する使用者について、その存在及び行動態様を検知することができる。

なお、本実施形態では、小便器１００に人体検知装置２００を設置した例を示すが、小便器１００に設置するだけではなく、例えば、手洗器や大便器に設置しても良い。例えば、人体検知装置２００を手洗器に設置する場合には、使用者が手洗器を使用する際の立ち位置を含む領域に、伝搬波としてのマイクロ波を送信する。また、例えば、人体検知装置２００を大便器に設置する場合には、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、伝搬波としてのマイクロ波を送信する。

続いて、図２を参照しながら、図１に示した人体検知装置２００について更に説明する。図２は、実施形態に係る人体検知装置２００の機能的な構成を示すブロック構成図である。図２に示すように、人体検知装置２００は、伝播波送信部２と、伝播波受信部３と、ドップラー信号生成部４と、ドップラー信号算出部５と、行動判定部６とを備えている。

伝播波送信部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送信する部分である。伝播波送信部２は、使用者の存在を検知しようとする検知領域に、伝搬波を所定の第１時間毎に間欠駆動して送信する。この第１時間は、例えば、１０００ｍｓｅｃ（１ｓ）間隔で、１５ｍｓｅｃの間伝播波を送信するように、予め設定されるものである。伝播波送信部２は、送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。

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。なお、図２では、人体検知装置２００を構成する伝播波を送信する伝播波送信部２と、伝播波を受信する伝播波受信部３とが一体とした構成が表されているが、一体の構成に限定されず、伝播波送信部２と伝播波受信部３とを別体として人体検知装置２００を構成しても良い。

ドップラー信号生成部４は、伝播波送信部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算出部５に出力する。

ドップラー信号算出部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基づいて、差分ドップラー信号を生成する。ドップラー信号算出部５は、差分ドップラー信号を生成しない場合は、ドップラー信号生成部４が生成して出力したドップラー信号を、そのまま行動判定部６に出力する。ドップラー信号算出部５は、差分ドップラー信号を生成する際には、時系列に沿った少なくとも一対のドップラー信号の差を取り、差分ドップラー信号を生成する。

行動判定部６は、決定部７と、変更部８と、検出部９と、補正部１０とを備える。行動判定部６は、ドップラー信号生成部４が生成したドップラー信号又はドップラー信号算出部５が算出した差分ドップラー信号に基づいて、使用者の存在及び行動態様を判定する部分である。

決定部７は、ドップラー信号の振幅強度を示す振幅強度値が予め設定された検知閾値（基準値）を超えた時間と、ドップラー信号の振幅強度値とそれぞれの検知閾値とを比較して使用者が静止したと判定されるまでの時間との差分時間を決定する部分である。変更部８は、決定部７で決定した差分時間に応じて、伝播波送信部２の間欠駆動時間として予め設定された第１時間を、第１時間と異なる第２時間に変更する部分である。検出部９は、使用者の使用状況の有無を検出する部分である。補正部１０は、行動判定部６がドップラー信号の振幅強度値が基準値を超えたと判断し、かつ、検出部９が使用者の使用状況がないと複数回検出した場合に、予め設定された検知閾値を大きな値に補正する部分である。決定部７、変更部８、検出部９及び補正部１０の詳細については、後述する。

なお、ドップラー信号の振幅強度値は、人体検知装置２００の図示しないメモリ部に格納され、行動判定部６は、ドップラー信号の波形に関するデータを、このメモリ部に格納された振幅強度値のデータに基づいて計算する。後述する検知閾値との比較もメモリ部に格納された振幅強度値のデータに基づいて実行される。さらに、取得された振幅強度値についてその時間変化を見ることで、ドップラー信号の周波数値が計算される。また、ドップラー信号の周波数は人体の移動の速さに対応するため、ドップラー信号の周波数に基づいて人体の移動の速さを求め、求められた速さについて時間積分を行うことで、人体の移動距離も計算される。

続いて、使用者の使用状況によるドップラー信号の波形について図３を参照しながら説明する。図３は、使用者が小便器１００に接近して静止し、その後、小便器１００の前から退去する、という一連の動作に関するドップラー信号の波形の一例を示している。図３において、横軸が時間軸であり、左から右に向かって時間が流れるように方向付けられている。また、横軸がデータ軸であり、ドップラー信号の振幅強度値を示している。

図３に示すように、使用者が小便器１００に接近すると、ドップラー信号の振幅が徐々に大きくなっており、これは使用者が人体検知装置２００に近づいていることを表している。ここで、使用者が最も接近した時点でのドップラー信号の振幅、すなわち、この接近過程におけるドップラー信号の振幅の最大値を最大振幅強度値Ａ１として、人体検知装置２００のメモリ部（図示せず）に保管する。

具体的な接近判断として、行動判定部６は、ドップラー信号の振幅強度値と、接近基準値とを比較し、ドップラー信号の振幅強度値がこの接近基準値を超えると、使用者が十分に人体検知装置２００、すなわち小便器１００に接近したと判断する。なお、この接近基準値は、使用者が十分に小便器１００に接近したと判断する基準となる値として予め所定値に設定されるものであり、詳細は図５のフローチャートを参照しながら後述する。なお、ドップラー信号の周波数が、使用者が小便器１００に接近する速さに対応しており、使用者が小便器１００に接近する速さがほぼ一定である場合、ドップラー信号の周波数もほぼ一定の値となる。

続いて、使用者が小便器１００に接近した後、静止すると、周波数も小さくなり、あわせてドップラー信号も弱まる。行動判定部６は、このドップラー信号の振幅と周波数から、使用者が静止したと判断する。行動判定部６は、静止判別を行った後、上述したメモリ部に保管したＡ１の値を振幅閾値Ａｍａｘとして設定する。この振幅閾値Ａｍａｘは、使用者が小便器１００に接近する動作を示す波形の中で、最大の振幅強度値を表すものである。この振幅閾値Ａｍａｘは後述する退去判断の際に利用される。

具体的な静止判断としては、ドップラー信号の振幅強度値が、所定の静止基準値以下であり、かつ、周波数が所定の周波数閾値以下であるかを判別する。なお、この周波数閾値は、被検知体が静止したか否かを判別する基準となる周波数の閾値として、人体検知装置２００のメモリ部に格納されているものである。

そして、使用者が小便器１００から退去すると、ドップラー信号にはこの退去の動作が現れる。すなわち、使用者が小便器１００に最も接近した時点でのドップラー信号の振幅から、時間が経つにつれて徐々に振幅が弱まっていく波形となって表れる。使用者が退去する過程において、使用者は、最も接近した地点から徐々に離れていくことになるため、使用者の小便器１００に対する接近と退去の速さが同程度であれば、接近の際の波形と退去の際の波形は、振幅や周波数に関してほぼ対称的な形となる。

具体的な退去判断としては、ドップラー信号の振幅が減少していく過程で、ドップラー信号の周波数が、上述した周波数閾値よりも大きく、かつドップラー信号の振幅強度値が上述した振幅閾値Ａｍａｘよりも小さくなっているかを判別する。この周波数閾値は、上述したように、被検知体が静止したか否かを判別する基準となる周波数の閾値であり、この周波数閾値よりもドップラー信号の周波数が大きい場合、被検知体は移動をしていると判断される。なお、使用者が小便器１００から離れていくにつれてドップラー信号の振幅は小さくなっていくため、ドップラー信号の振幅強度値が検知下限値を下回った場合、使用者が充分に離れた、すなわち不在状態となったと判断することができる。

このように、小便器１００に向かって接近する使用者の動きと、接近後の使用者の静止、及び小便器１００から退去する使用者の動きについて、ドップラー信号の周波数や振幅によって判別することができる。

続いて、図４を参照しながら、ドップラー信号の振幅強度値が予め設定された検知閾値（基準値）を超えた時間と、ドップラー信号の振幅強度値と検知閾値とを比較して使用者が静止したと判定される時間との差分時間を決定する方法について説明する。図４は、使用者が小便器１００に接近し、小便器１００前で静止するまでの動作から得られるドップラー信号の例と検知閾値について示す波形図である。なお、図４において、横軸が時間軸であり、左から右に向かって時間が流れるように方向付けられている。また、縦軸がデータ軸であり、ドップラー信号の振幅強度値を示している。

図４に示すように、まず、所定の第１時間Ｔ０毎（図４のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点）に伝播波送信部２を間欠駆動させて伝播波を送信する。伝播波受信部３は、伝播波送信部２が送信して反射された伝播波を受信し、ドップラー信号生成部４に出力する。そして、使用者の検出を行う際は、ドップラー信号の振幅強度値と予め設定された検知閾値Ｒとを比較する。この検知閾値Ｒは、移動中の人を検知する基準となる値に予め所定値に設定される。

使用者が小便器１００付近に近づいてくると、ドップラー信号の振幅強度は徐々に大きくなり、やがて、ドップラー信号の振幅強度値Ｗ１が検知閾値Ｒを超える（図４のＤ点）。このドップラー信号の振幅強度値Ｗ１が検知閾値Ｒを超えた時刻をＴｄとし、行動判定部６は移動中の使用者を検知したと判定する。この時刻Ｔｄで、使用者の検知を開始する。

時刻Ｔｄで、使用者の検知を開始した後、使用者が更に小便器１００に近づくと、ドップラー信号の振幅強度は更に増大する。その後、使用者が小便器１００前で静止すると、ドップラー信号の振幅強度値Ｗ２が弱まり検知閾値Ｒを下回る。具体的には、図３において説明したように、ドップラー信号の振幅強度Ｗ２が、所定の静止基準値である検知閾値Ｒ以下であり、かつ、周波数が所定の周波数閾値以下であると判定されたときに、使用者が小便器１００前で静止したと判定される（図４の静止検知位置）。この静止検知位置の時刻、すなわち、行動判定部６により使用者が小便器１００前で静止したと判定された時刻を時刻Ｔｓとする。

このように、行動判定部６は、時刻Ｔｄにおいて使用者の接近検知を判定し、時刻Ｔｓにおいて使用者の静止を判定する。そして決定部７は、時刻Ｔｓと時刻Ｔｄとの差分時間を利用して、下記式（１）により、時間Ｔｆを決定する。すなわち時間Ｔｆは、ドップラー信号の振幅強度Ｗ１が予め設定された検知閾値Ｒを超えてから、ドップラー信号の振幅強度Ｗ２と検知閾値Ｒとを比較して使用者が静止したと判定されるまでの時間を用いて決定されるものである。なお、時間Ｔｆを、以下では「人体検知時間」とも称する。
Ｔｆ＝Ｔｓ−Ｔｄ−Ｔ１−Ｔ２ ・・・（１）
但し、上記式（１）において、人体を検知してからドップラー信号の周波数及び振幅強度を解析可能（推定可能）になるまでに要する時間をＴ１とする。また、ドップラー信号を解析可能になりはじめてから使用者が静止したと判断することが可能になるまでの時間をＴ２とする。

また、変更部８は、決定部７で決定した時間Ｔｆに応じて、伝播波送信部２の間欠駆動周期として予め設定された第１時間Ｔ０を、第１時間Ｔ０と異なる第２時間Ｔ０２に更新（変更）する。この第２時間は、下記式（２）を利用して算出される。
Ｔ０２＝Ｔｆ／２ ・・・（２）

以上、図４を参照して説明したように、使用者の動作によってドップラー信号の振幅や周波数に特徴が表れるため、この特徴を予め設定された検知閾値Ｒを用いて使用者の使用状況を行動判定部６により判定することができる。また、行動判定部６により使用者の使用状況が判定された結果、決定部７は、時刻Ｔｓと時刻Ｔｄとの差分時間に基づき時間Ｔｆを決定する。そして、変更部８は、決定部７により決定された時間Ｔｆに応じて、伝播波送信部２における間欠駆動のタイミングを第１時間と異なる第２時間に更新することができる。

続いて、決定部７により決定された時間Ｔｆに応じて、変更部８が伝播波送信部２における間欠駆動の間隔設定を更新する流れを、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。図５及び図６の処理は、所定の時間間隔で繰り返し行うものである。図５は、伝播波送信部２における間欠駆動時間を更新する流れを示すフローチャートである。図６は、図５における間欠駆動設定サブルーチンを示すフローチャートである。

図５に示すように、ステップＳ５０１では、ドップラー信号を用いた、人体の接近の検知を開始する。ステップＳ５０２では、伝播波送信部２における間欠駆動間隔を所定の第１設定値として設定し、人体の検知を開始する。伝播波送信部２は、所定の第１設定値（第１時間Ｔ０に相当する）毎に間欠駆動して伝播波を送信する。この第１設定値は、例えばマイクロ波センサーの伝播波送信周波数として１０．５２５ＧＨｚを使ったとき、１０００ｍｓｅｃ（１ｓ）間隔で、１５ｍｓｅｃの間伝播波を送信するように設定される。

ステップＳ５０３では、行動判定部６は、センサデータ値（信号の腹に相当する条件で観測しているので、信号の振幅強度に相当する）が設定値２（検知閾値Ｒに相当する）以上であるか否かを判断する。センサデータ値が設定値２以上でないと判断した場合、設定値２以上のセンサデータ値を検知するまでステップＳ５０２とステップＳ５０３の処理が繰り返される。一方、行動判定部６は、センサデータ値が設定値２以上であると判別した場合、ステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４では、行動判定部６により移動中の使用者を検知したと判断され、ステップＳ５０５へ進む。ステップＳ５０５では、センサー駆動間隔を人体検知モードに変更し、ステップＳ５０６へ進む。この人体検知モードでは、例えば４ｍｓｅｃ間隔の間欠駆動などのように、間欠駆動間隔を上述した第１設定値より短くしても良く、連続駆動としても良い。

ステップＳ５０６では、行動判定部６は、ドップラー信号の周波数と振幅強度とを解析し、ステップＳ５０７へ進む。ステップＳ５０７では、ドップラー信号の振幅強度値が設定値２（検知閾値Ｒに相当）を超えた時刻を時刻１（Ｔｄに相当する）と設定し、この時刻１までに使用者が移動した移動距離を累積移動距離１と設定して、ステップＳ５０８へ進む。この累積移動距離１は、ドップラー信号の周波数から得られた使用者の動きの速度を時間積分することにより求めることができる。

ステップＳ５０８では、ドップラー信号の振幅強度値と設定値３とを比較し、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３より大きいかを判断する。ステップＳ５０８での判断は、使用者が小便器１００の近傍に接近したか否かの判断に相当する。つまり、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３より大きい場合には、使用者が小便器１００の近傍に接近したと判断することができ、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３以下の場合には、使用者が小便器１００の近傍に接近していないと判断することができる。なお、設定値３（接近基準値）は、ステップＳ５０３における設定値２より大きく、小便器１００の近傍に人が接近したときに現れる振幅強度を判断する基準となる値として予め所定値に設定されるものである。

ステップＳ５０８で判断した結果、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３より大きいと判別した場合に、ステップＳ５０９へ進み、設定値３以下であると判断した場合には、ステップＳ５１１へ進む。

まず、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３以下である場合、すなわち、小便器１００の近傍に使用者が接近していない場合について説明する（ステップＳ５０８のＮＯからステップＳ５１１）。ステップＳ５１１では、ドップラー信号の振幅強度が、継続して設定値２以下となっているか否かを判別する。継続して設定値２以下となっていないと判別された場合、すなわち、ドップラー信号の振幅強度がまだ大きい値が存在することから使用者が小便器１００付近から離れていないと判別された場合、ステップＳ５０８へ戻る。一方、継続して設定値２以下となっている場合、すなわち、使用者が小便器１００に十分に接近していない場合には、ステップＳ５１２へ進む。ステップＳ５１２では、 使用者は小便器１００の前を通り抜けていなくなった、すなわち不在と判断する。使用者が不在と判断された場合には、ステップＳ５１３へ進み、はじめに戻りステップＳ５０１以降の処理を繰り返す。

続いて、ドップラー信号の振幅強度値が設定値３より大きい場合、すなわち、小便器１００の近傍に使用者が接近している場合について説明する（ステップＳ５０８のＹＥＳからステップＳ５０９）。ステップＳ５０９では、使用者が小便器１００の近傍に接近していると判断され、ステップＳ５１０へ進む。ステップＳ５１０では、ドップラー信号の周波数から計算できる使用者の速度及びドップラー信号の振幅強度値から、使用者が小便器１００の近傍で静止したか否かが判断され、ステップＳ５１４へ進む。なお、ステップＳ５１０における静止判断としては、上述したように、ドップラー信号の振幅強度値が静止基準値以下であり、かつ、周波数が所定の周波数閾値以下であるかを判断する。

ステップＳ５１４では、Ｓ５１０の静止判断に基づき、使用者が小便器１００の近傍で静止したと判断された場合に、ステップＳ５１５へ進み、使用者が小便器１００の近傍で静止していないと判断された場合には、ステップＳ５０８に戻り、Ｓ５０８以降の処理を繰り返す。

ステップＳ５１５では、使用者が小便器１００の近傍で静止したと判断された時の時刻を時刻２とし、この時刻２までに使用者が移動した累積移動距離を累積移動距離２として、ステップＳ５１６へ進む。この累積移動距離２はドップラー信号の周波数から得られた使用者の動きの速度を時間積分することにより求めることができる。

ステップＳ５１６では、使用者が便器を使用開始するか否かの判断を行う。この使用開始の判断は、ステップＳ５１６に続くステップＳ５１７において、便器前における使用者の静止時間が、所定の設定時間以上であるか否かを判断することにより行われる。この静止時間は、排尿に必要な最低限の時間、例えば２０秒と設定することができる。他の使用開始判断の方法として、使用者の尿をセンシングすることにより確認することもできる。使用者の静止時間が、所定の設定時間以上である場合には、ステップＳ５１８へ進み、所定の設定時間未満である場合にはステップＳ５２１へ進む。

ステップＳ５１７のＮＯに続くステップＳ５２１では、使用者が便器を使用開始していないため、不使用回数Ｆをカウントアップし、ステップＳ５２２へ進む。

ステップＳ５１７のＹＥＳに続くステップＳ５１８では、ステップＳ５０７において記憶した時刻１と累積移動距離１及びステップＳ５１５において記憶した時刻２と累積移動距離２とに基づいて、下記式（３）及び式（４）を利用して、人体移動時間と、人体累積移動距離を算出する。その後、ステップＳ５１９へ進む。
人体移動距離＝時刻２−時刻１ ・・・（３）
人体累積移動距離＝累積移動距離２−累積移動距離１ ・・・（４）

ステップＳ５１９では、ステップＳ５１８の上記式（３）で算出した人体移動時間について、下記式（５）を満たすか否か判断する。
人体移動時間―計算時間＞２×第１設定値 ・・・（５）
上記式（５）を満たす場合には、ステップＳ５２０へ進み、上記式（５）を満たさない場合には、ステップＳ５２６へ進む。なお、この計算時間とは、使用者を検知してからドップラー信号の周波数及び振幅強度を推定できるようになるまでの時間と、これらの推定値を使用して、人の行動が判断できるようになる時間の和（計算時間＝Ｔ１＋Ｔ２）である。また、第１設定値とは、上述したように、ステップＳ５０２において設定された間欠駆動間隔の設定値である。

上記式（５）を満たさない場合、すなわちステップＳ５１９のＮＯに続くステップＳ５２６では、ステップＳ５０２において間欠駆動間隔として設定された第１設定値を、下記式（６）を利用して更新し、ステップＳ５２７へ進む。このように、第１設定値を更新することで、第１設定値を小さく設定し過ぎず、伝播波送信部２における間欠駆動のタイミングを最適化することができる。
第１設定値＝（人体移動時間−計算時間）／２ ・・・（６）

ステップＳ５２７では、カウント数Ｎ、不使用回数Ｆをリセットし、ステップＳ５２９へ進み、はじめに戻ってステップＳ５０１以降の処理を繰り返す。

上記式（５）を満たす場合、すなわちステップＳ５１９のＹＥＳに続くステップＳ５２０では、ステップＳ５１７における小便器１００前での使用者の静止時間と、ステップＳ５１８で算出した人体移動時間及び人体累積移動距離と、ドップラー信号の最大振幅強度値とを保管し、ステップＳ５２２へ進む。

ステップＳ５２２では、カウント数Ｎをカウントアップし、ステップＳ５２３へ進む。ステップＳ５２３では、カウント数Ｎが、所定の設定値以上否かを判断する。この設定値は、統計処理可能な程度の数値に適宜設定される。カウント数Ｎが所定の設定値以上であると判別された場合には、ステップＳ５２４へ進み、カウント数Ｎが所定の設定値未満と判別された場合には、ステップＳ５２８へ進む。

カウント数Ｎが所定の設定値未満の場合、ステップＳ５２３に続くステップＳ５２８では、使用者が小便器１００から退去したか否かを判断され、退去したことが判断されるまでステップＳ５２８の処理を繰り返す。この退去判断は、上述したように、ドップラー信号の振幅が減少していく過程で、ドップラー信号の周波数が、所定の周波数閾値よりも大きく、かつドップラー信号の振幅強度値が所定の振幅閾値よりも小さくなっているかを判断することにより行われる。ステップＳ５２８で、使用者が小便器１００から退去したと判断された場合には、ステップＳ５２９へ進み、カウント数Ｎが所定の設定値以上になるまで、はじめに戻ってステップＳ５０１以降の処理を再び行う。

カウント数Ｎが所定の設定値以上の場合、ステップＳ５２３に続くステップＳ５２４では、使用者が小便器１００から退去したか否かが判断される。この退去判断は、上述した退去判断と同様の判断により行われる。使用者が小便器１００から退去したと判断されるまで繰り返され、使用者が退去したと判断された場合には、ステップＳ５２５へ進む。

ステップＳ５２５では、後述する間欠駆動設定サブルーチンに移行する。間欠駆動設定サブルーチンでは、所定の条件を満たす場合には、伝播波送信部２における間欠駆動時間として設定された第１設定値が更新される動作が行われる。

以下、ステップＳ５２５における間欠駆動設定サブルーチンについて図６を参照しながら説明する。図６は、間欠駆動設定サブルーチンを示すフローチャートである。

図６に示すように、ステップＳ６０１では、検出部９により使用状況の有無が検出され、使用者が小便器１００を使用しない回数の比率（不使用回数比率＝Ｆ／Ｎ）が、所定の設定値以上か否かが判別される。不使用回数比率が所定の設定値以上であると判別された場合には、ステップＳ６０２へ進み、不使用回数比率が所定の設定値未満であると判別された場合には、ステップＳ６０４へ進む。

不使用回数が所定の設定値以上であると判別された場合、すなわち、検出部９により使用状況がないと複数回検出された場合は、外部ノイズや便器から遠くの人を検知している状態となっている。便器前の人の静止直前の大きな信号振幅を利用して、便器を使用する人を確認しているので、実用上外部ノイズや遠くの人の存在は問題ないが、これらを移動体として検知すると間欠駆動間隔を短くするので、省電力にならない問題がある。このため、ステップＳ６０２では、設定値３を予め設定した値だけ増やす。その後、ステップＳ６０３では、設定値３を大きな値に補正した状態で、はじめに戻って人体検知処理を繰り返す。なお、不使用回数が所定の設定値以上であると判断された場合は、検知開始を遅くする。この場合は、検知開始を遅くした分だけ、便器前で検知できる時間が短くなるため、間欠駆動時間は不変に設定する。

このように、設定値３を増加させることで、使用者が小便器１００に接近したか否かを判別する基準となる値が大きくなるため、外部ノイズや便器から遠くの人を検知しにくく省電力化を図ることができる。

ステップＳ６０１に続くステップＳ６０４では、上述したステップＳ５１８で算出された人体累積移動距離のうち、予め設定された範囲のデータを選び出し、データ集合Ｓとして、ステップＳ６０５へ進む。このように、予め設定された範囲のデータを選び出すことで、小便器１００を使用せずに小便器１００の前を通り過ぎた人を検知したデータや、小便器１００を掃除する人を検知したデータを除くことができる。

ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４で算出されたデータ集合Ｓにおける人体移動距離の統計諸量（平均値、分散又は最小値）を計算する。この人体移動距離の統計諸量を計算する際には、データ集合Ｓの内容に応じて、平均値、分散又は最小値のいずれかを適宜選択して計算する。計算完了後、ステップＳ６０６へ進む。

ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５で算出された統計諸量に基づいて接近所要時間を計算し、ステップＳ６０７へ進む。接近所要時間は、下記式（７）、式（８）又は式（９）を利用して求めることができる。なお、下記式（７）、式（８）、式（９）を利用した計算方法は一例であり、他の式を用いて接近所要時間を計算しても良い。
接近所要時間＝最小値 ・・・（７）
接近所要時間＝平均値−３×分散値 ・・・（８）
接近所要時間＝平均値−４×分散値 ・・・（９）

ステップＳ６０７では、ステップＳ６０６で計算された接近所要時間を用いて、下記式（１０）を利用して人体検知時間を計算し、ステップＳ６０８へ進む。
人体検知時間＝接近所要時間―計算時間 ・・・（１０）

ステップＳ６０８では、ステップＳ６０７で計算された人体検知時間が下記式（１１）を満たすか否かを判断する。人体検知時間が、下記式（１１）を満たせば、ステップＳ６０９へ進み、人体検知時間が、下記式（１１）を満たさなければ、ステップＳ６１０へ進む。
人体検知時間＞２×（間欠駆動時間第１設定値） ・・・（１１）

ステップＳ６０９では、変更部８が、間欠駆動時間第１設定値を人体検知時間に基づいて更新する（下記式（１２）参照）。間欠駆動時間第１設定値の更新後、ステップＳ６１０へ進む。
間欠駆動時間第１設定値＝人体検知時間／２ ・・・（１２）

ステップＳ６１０では、カウント数Ｎと不使用回数Ｆをリセットし、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１１では、はじめに戻りステップＳ５０１以降の処理を繰り返す。

このように間欠駆動時間第１設定値を更新することにより、人体検知時間に基づいて、間欠駆動のタイミングを最適化することができる。その結果、人体検知の精度を保ちながら、伝播波送信部の電力消費を抑えることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の実施形態でも実施することが可能である。

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
７：決定部
８：変更部
９：検出部
１０：補正部
１００：小便器
２００：人体検知装置
２０１：検知領域
Ｒ：検知閾値
Ｔ０：時間（第１時間）
Ｔｄ：時刻
Ｔｆ：時間（第２時間）
Ｔｓ：時刻

Claims (3)

1. 所定方向に伝播波を送り出すことで使用者の存在を検知する人体検知装置であって、
   使用者の存在を検知しようとする検知領域に、伝播波を第１時間毎に間欠送信する伝播波送信部と、
   使用者によって反射された伝播波を受信する伝播波受信部と、
   前記伝播波送信部が送信した伝播波と、前記伝播波受信部が受信した伝播波と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前記ドップラー信号に基づいて、使用者の使用状況を判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が予め設定された基準値を超え使用者の接近を検知した接近検知時刻と、前記ドップラー信号の振幅強度値と前記基準値とを比較して使用者の静止を検知した静止検知時刻との差分時間を決定する決定部と、
   前記決定部で決定した差分時間に応じて、前記第１時間を前記第１時間と異なる第２時間に変更する変更部と、を有することを特徴とする人体検知装置。
2. 前記変更部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が前記基準値を超える時間の半分以上であって、前記第１時間より短い時間に前記第２時間に変更することを特徴とする請求項１に記載の人体検知装置。
3. 使用者の使用状況の有無を検出する検出部を備え、
   前記判定部は、前記ドップラー信号の振幅強度値が前記基準値を超えたと判断し、且つ前記検出部が使用者の使用状況がないと複数回検出した場合に、前記基準値を大きな値に補正する補正部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の人体検知装置。

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