JP2015168996A - water discharge control device - Google Patents
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Abstract
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して吐水部から自動吐水する吐水制御装置に関する。 The present invention relates to a water discharge control device that detects the presence of a user by sending a propagation wave in a predetermined direction and automatically discharges water from a water discharge unit.
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。 Conventionally, a human body and a urine flow are 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信号と、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。 The microwave Doppler sensor generates a Doppler signal from a difference signal between a microwave signal transmitted from the sensor and a signal received by the sensor when the microwave transmitted from the sensor is reflected by an object such as a human body. . The Doppler signal is a signal representing the movement of the object (for example, the approach of the object or the separation of the object), and the movement of the object can be detected from the Doppler signal.
マイクロ波ドップラーセンサーにおいては、人や尿などの複数の対象物の動きを検出するため、それぞれの検知対象物のドップラー信号の周波数成分及びその信号振幅の大きさを示す振幅強度を抽出することが望ましい。しかし、マイクロ波ドップラーセンサーでは、検知対象物以外の例えば蛍光灯のノイズの影響を受けることがある。 In the microwave Doppler sensor, in order to detect the movement of a plurality of objects such as humans and urine, the frequency component of the Doppler signal of each detection object and the amplitude intensity indicating the magnitude of the signal amplitude can be extracted. desirable. However, the microwave Doppler sensor may be affected by, for example, fluorescent light noise other than the detection target.
蛍光灯ノイズのようなほぼ一定周波数の信号を有するノイズの除去を目的として、ドップラー信号を適応フィルターやノッチフィルターで処理する技術が下記特許文献１に記載されている。また下記特許文献２には、ドップラー信号の周波数の解析技術として、パーティクルフィルターを用い、周波数推定のために発生させる粒子に、ノイズと同じ周波数の粒子を含まないようにする技術が記載されている。 For the purpose of removing noise having a signal having a substantially constant frequency such as fluorescent lamp noise, a technique for processing a Doppler signal with an adaptive filter or a notch filter is described in Patent Document 1 below. Patent Document 2 listed below describes a technique for analyzing the frequency of a Doppler signal by using a particle filter so that particles generated for frequency estimation do not include particles having the same frequency as noise. .
蛍光灯の電源に起因するノイズは、電源周波数に対して所定の高調波になることが知られている。このようなノイズに特許文献１に記載されているようなノッチフィルターを適用すれば、電源周波数毎にノッチフィルターを準備する必要がある。同じ特許文献１に記載されている適応フィルターを用いれば、電源周波数が異なっても対応可能であるが、適応フィルター自身の処理が複雑で計算コストの掛かるものとなる。また、特許文献２に記載されているようなパーティクルフィルターを使った周波数解析の処理は複雑で計算コストが掛かるうえに、特定の周波数の粒子を発生させないようにすれば、その近傍の周波数推定に大きな誤差を含んだ結果しか得られず、本来検知すべき情報が正確に捉えられないという欠点がある。 It is known that noise caused by the power source of the fluorescent lamp has a predetermined harmonic with respect to the power frequency. If a notch filter as described in Patent Document 1 is applied to such noise, it is necessary to prepare a notch filter for each power supply frequency. If the adaptive filter described in the same patent document 1 is used, it is possible to cope with different power supply frequencies, but the processing of the adaptive filter itself is complicated and requires calculation cost. In addition, the frequency analysis process using the particle filter described in Patent Document 2 is complicated and requires a calculation cost. In addition, if the generation of particles having a specific frequency is not generated, the frequency estimation in the vicinity thereof can be performed. Only a result including a large error can be obtained, and there is a drawback that information to be detected cannot be accurately captured.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、予め設定された所定の周波数に対応する周期のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知することにより、安価にノイズ除去ができ、正確に検知できる吐水制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and detects a user or a user's usage status based on a differential Doppler signal obtained by subtracting a Doppler signal having a period corresponding to a predetermined frequency set in advance. Accordingly, an object of the present invention is to provide a water discharge control device that can remove noise at low cost and accurately detect it.
上記課題を解決するために本発明に係る吐水制御装置は、吐水部から自動吐水する吐水制御装置であって、使用者又は使用者の使用状況を検知しようとする検知領域に、送信波を送信する送信部と、前記検知領域の検知対象によって反射された反射波を受信する受信部と、前記送信部によって送信された送信波と、前記受信部によって受信された反射波と、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で生成されたドップラー信号のうち、予め設定された所定の周波数に対応する周期のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に応じて、前記吐水部から自動吐水するための制御信号出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記差分ドップラー信号の振幅の大きさが所定値よりも大きい場合に、使用者又は使用者の使用状況を前記検知部が検知したと判断することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a water discharge control device according to the present invention is a water discharge control device that automatically discharges water from a water discharge unit, and transmits a transmission wave to a detection region in which a user or a user's usage status is to be detected. A Doppler based on the transmitting unit, the receiving unit receiving the reflected wave reflected by the detection target of the detection region, the transmitting wave transmitted by the transmitting unit, and the reflected wave received by the receiving unit Based on a Doppler signal generation unit that generates a signal and a difference Doppler signal obtained by subtracting a Doppler signal of a period corresponding to a predetermined frequency set in advance from among the Doppler signals generated by the Doppler signal generation unit, or A detection unit for detecting a use state of a user, and a control unit for outputting a control signal for automatically discharging water from the water discharge unit according to a detection result of the detection unit; For example, the control unit, the magnitude of the amplitude of the differential Doppler signal is larger than a predetermined value, the detection unit usage of a user or user to and determines that the detected.
本発明に係る吐水制御装置によれば、予め設定された所定の周波数に対応する周期のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知するものであるから、例えば蛍光灯の電源に起因するようなある一定周波数のノイズは除去され、使用者又は使用者の使用状況のドップラー信号を正確に検知することができる。 According to the water discharge control device according to the present invention, the user or the user's usage status is detected based on a differential Doppler signal obtained by subtracting a Doppler signal having a period corresponding to a predetermined frequency set in advance. For example, noise of a certain frequency such as that caused by a power source of a fluorescent lamp is removed, and a Doppler signal of the user or the usage status of the user can be accurately detected.
また本発明に係る吐水制御装置は、使用者が前記吐水部の前方で静止した場合に、予め設定された所定の周波数に対応する周期の前記ドップラー信号を差分した前記差分ドップラー信号に基づいて使用者の使用状況を検知することを特徴とする。 Further, the water discharge control device according to the present invention is used based on the difference Doppler signal obtained by subtracting the Doppler signal having a period corresponding to a predetermined frequency set in advance when the user stops in front of the water discharge unit. It is characterized by detecting the usage status of the user.
また本発明に係る吐水制御装置によれば、前記検知部は、使用者の使用状況に対応するドップラー信号が例えば蛍光灯の電源に起因するようなある一定周波数のノイズと区別し難い場合に、使用者の使用状況に対応するドップラー信号を確実に検知することができる。 Further, according to the water discharge control device according to the present invention, the detection unit, when it is difficult to distinguish the Doppler signal corresponding to the use status of the user from noise of a certain frequency such as due to the power source of the fluorescent lamp, It is possible to reliably detect the Doppler signal corresponding to the use situation of the user.
本発明によれば、予め設定された所定の周波数に対応する周期のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知することにより、安価にノイズ除去ができ、正確に検知できる吐水制御装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to remove noise at low cost by detecting a user or a user's usage status based on a difference Doppler signal obtained by subtracting a period Doppler signal corresponding to a predetermined frequency set in advance, It is possible to provide a water discharge control device that can detect accurately.
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吐水制御装置２を備えた小便器１を示す概略側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic side view showing a urinal 1 provided with a water discharge control device 2 according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、吐水制御装置２は、例えば小便器１に設置される。吐水制御装置２は、小便器１の前方向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し、その検知結果に応じて吐水部２０を制御する装置である。 As shown in FIG. 1, the water discharge control device 2 is installed in a urinal 1, for example. The water discharge control device 2 radiates and transmits microwaves toward the front of the urinal 1, receives the reflected waves of the microwaves, detects the presence and behavior of the user, and displays the detection result. It is an apparatus which controls the water discharging part 20 according to it.
なお、本実施形態では、小便器１に吐水制御装置２を設置した例を示すが、小便器１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、吐水制御装置２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マイクロ波を送信する。また、例えば、吐水制御装置２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。 In addition, in this embodiment, although the example which installed the water discharge control apparatus 2 in the urinal 1 is shown, you may install not only in the urinal 1 but in a toilet bowl or a toilet bowl, for example. For example, when installing the water discharge control apparatus 2 in a hand-washing machine, a microwave is transmitted to the area | region containing the standing position when a user uses a hand-washing machine. In addition, for example, when the water discharge control device 2 is installed in a toilet, a micro wave as a propagation wave is generated in a region including a standing position when the user uses the toilet while standing and a sitting position when the user uses the toilet. Send a wave.
続いて、図２を参照しながら、図１に示した吐水制御装置２について更に説明する。図２は、実施形態に係る吐水制御装置２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、吐水制御装置２は、伝播波の送信部１２と、伝播波の受信部１３と、ドップラー信号生成部１４と、検知部１５と、制御部１６を備えている。制御部１６は吐水制御装置２の外部に設置されている吐水部２０を制御する。 Next, the water discharge control device 2 shown in FIG. 1 will be further described with reference to FIG. FIG. 2 is a block configuration diagram illustrating a functional configuration of the water discharge control device 2 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the water discharge control device 2 includes a propagation wave transmission unit 12, a propagation wave reception unit 13, a Doppler signal generation unit 14, a detection unit 15, and a control unit 16. The control unit 16 controls the water discharge unit 20 installed outside the water discharge control device 2.
伝播波の送信部１２は、検知対象物の動き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。送信部１２は、送信した伝播波の情報をドップラー信号生成部１４に出力する。 The propagation wave transmission unit 12 is a part that transmits the propagation wave to a detection region in which the movement of the detection target is to be detected. The transmission unit 12 outputs the transmitted propagation wave information to the Doppler signal generation unit 14.
伝播波の受信部１３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。受信部１３は、受信した伝播波の情報をドップラー信号生成部１４に出力する。なお、人体検知装置２を構成する伝播波を送信する送信部１２と、伝播波を受信する受信部１３とは一体とした構成でも、伝播波の送信部１２と伝播波の受信部１３とを別体として吐水制御装置２を構成しても良い。 The propagation wave receiving unit 13 is a part that receives the propagation wave reflected by the user. The reception unit 13 outputs the received propagation wave information to the Doppler signal generation unit 14. It should be noted that the transmitter 12 for transmitting the propagation wave and the receiver 13 for receiving the propagation wave that constitute the human body detection device 2 may be integrated with each other even if the transmitter 12 for the propagation wave and the receiver 13 for the propagation wave are combined. The water discharge control device 2 may be configured as a separate body.
ドップラー信号生成部１４は、伝播波の送信部１２によって送信された伝播波と、伝播波の受信部１３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検知部１５に出力する。 The Doppler signal generation unit 14 is a part that generates a Doppler signal based on the propagation wave transmitted by the propagation wave transmission unit 12 and the propagation wave received by the propagation wave reception unit 13. The Doppler signal generation unit 4 outputs the generated Doppler signal to the detection unit 15.
検知部１５は、ドップラー信号生成部１４が生成したドップラー信号に基づいて、その周波数から、検知対象物である移動体の速度を数式１に基づき算出し、その信号振幅強度から検知対象物が吐水制御装置までの概略の距離を判断し、その行動を検知することができる。ここでいう概略の距離とは、移動体がドップラーセンサーから近くに居るか、遠いかが判断できる程度の距離を示す。また、検知部１５は、ドップラー信号そのものでなく、ドップラー信号生成部が生成したドップラー信号を使い、予め設定した一定周期間隔のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知することができる。 Based on the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit 14, the detection unit 15 calculates the speed of the moving object, which is the detection target, based on Equation 1, and the detection target is discharged from the signal amplitude intensity. It is possible to determine the approximate distance to the control device and detect the action. The approximate distance here refers to a distance that can be determined whether the moving body is near or far from the Doppler sensor. In addition, the detection unit 15 uses the Doppler signal generated by the Doppler signal generation unit instead of the Doppler signal itself, and uses the user or the user based on the difference Doppler signal obtained by subtracting a preset Doppler signal at regular intervals. The situation can be detected.
制御部１６は、検知部１５の結果に基づいて、外部の吐水部２０を制御し、小便器１への吐水を制御する。 Based on the result of the detection unit 15, the control unit 16 controls the external water discharge unit 20 to control water discharge to the urinal 1.
図３は同一振幅強度で周波数１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ、１５０Ｈｚのドップラー信号を周期１７ｍｓｅｃ一定の間隔で、それぞれ差分した差分ドップラー信号の例である。図３の５１が１００Ｈｚ、５２が１２０Ｈｚ、５３が１５０Ｈｚの差分結果を示す。周期１７ｍｓｅｃは５８．８Ｈｚに相当し、その２倍の高調波の周波数に近い１２０Ｈｚの信号の振幅強度が小さくなり、高調波から離れた周波数である１００Ｈｚ、１５０Ｈｚの信号の振幅は大きい。
一方、小便器で人体検知に加え、尿検知を行う場合には尿のドップラー周波数は１００Ｈｚから２００Ｈｚの間で変化するのに対し、電源に起因した蛍光灯のノイズは電源周波数の２倍高調波となる。そこで、電源周波数と同じか、整数分の１倍の周波数間隔でドップラー信号を差分した差分ドップラー信号を計算すれば、蛍光灯ノイズの場合、小さな値にしかならないのに対し、尿信号は大きな値を示すので、両者を見分けることが可能となる。
以上のことを使って、尿と蛍光灯ノイズを区別する方法について以下に示すフローチャートで説明する。
FIG. 3 is an example of a differential Doppler signal obtained by differentiating Doppler signals having the same amplitude intensity and frequencies of 100 Hz, 120 Hz, and 150 Hz at a constant interval of 17 msec. In FIG. 3, 51 indicates a difference result of 100 Hz, 52 indicates 120 Hz, and 53 indicates 150 Hz. A period of 17 msec corresponds to 58.8 Hz, the amplitude intensity of a 120 Hz signal close to twice its harmonic frequency is small, and the amplitudes of signals of 100 Hz and 150 Hz, which are frequencies away from the harmonic, are large.
On the other hand, when urine detection is performed in addition to human body detection with a urinal, the urine Doppler frequency changes between 100 Hz and 200 Hz, whereas the noise of the fluorescent lamp caused by the power supply is a double harmonic of the power supply frequency. It becomes. Therefore, if a difference Doppler signal is calculated by subtracting the Doppler signal at a frequency interval equal to the power supply frequency or 1 / integer, the urine signal is a large value while it is only a small value in the case of fluorescent lamp noise. It is possible to distinguish between the two.
A method for distinguishing between urine and fluorescent lamp noise using the above will be described with reference to the following flowchart.
図３は実施例１のフローチャートである。図３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。人体接近の検知は、ドップラーセンサーから電波を送信し、ドップラー信号をサンプリングすることから始まるが、ステップＳ５０２では、このサンプリング周期を周期１としている。具体例として周期１は、センサーの送信電波の周波数が１０ＧＨｚのとき、例えばサンプリング周期は２ｍｓｅｃに設定することができる。このようにすれば、高速で運動する尿の信号も正確に把握できる。
以下、ドップラーセンサーの送信電波の周波数を１０ＧＨｚとして説明する。
FIG. 3 is a flowchart of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in step S501, detection of the approach of a human body using a Doppler signal is started. The detection of the approach of the human body starts by transmitting a radio wave from the Doppler sensor and sampling the Doppler signal. In step S502, this sampling cycle is set to cycle 1. As a specific example, when the frequency of the transmission radio wave of the sensor is 10 GHz, for example, the sampling period can be set to 2 msec. In this way, it is possible to accurately grasp the signal of urine that moves at high speed.
Hereinafter, the frequency of the transmission radio wave of the Doppler sensor will be described as 10 GHz.
ステップＳ５０３では、移動物がドップラーセンサー前に無い状態のデータ値をｙ０として、（センサデータ値 ー ｙ０）の絶対値が設定値２以上であるか否かを判断する。この絶対値が設定値２以上でないと判断した場合、設定値２以上の絶対値を検知するまでステップＳ５０３の処理が繰り返される。一方、検知部１５は、絶対値が設定値２以上であると判別した場合、ステップＳ５０４へ進む。 In step S503, it is determined whether or not the absolute value of (sensor data value−y 0 ) is equal to or larger than the set value 2 with y 0 being a data value in the absence of a moving object before the Doppler sensor. If it is determined that the absolute value is not greater than or equal to the set value 2, the process of step S503 is repeated until an absolute value greater than or equal to the set value 2 is detected. On the other hand, if the detection unit 15 determines that the absolute value is greater than or equal to the set value 2, the process proceeds to step S504.
ステップＳ５０４では、大きな信号が得られたことで、検知部１５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。 In step S504, since a large signal is obtained, the detection unit 15 determines that a moving user has been detected, and the process proceeds to step S505.
ステップＳ５０５では、検知部１５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Ｓ５０６へ進む。ステップＳ５０５で実施するドップラー信号の周波数と振幅強度の解析では自己回帰モデルを使った周波数解析の方法、フーリエ変換（高速フーリエ変換を含む）や信号のピークを求めてその間隔で周波数を、その差でピーク幅を求める方法などを適用する。 In step S505, the detection unit 15 analyzes the frequency and amplitude intensity of the Doppler signal, and proceeds to step S506. In the frequency and amplitude intensity analysis of the Doppler signal performed in step S505, a frequency analysis method using an autoregressive model, a Fourier transform (including fast Fourier transform) and a signal peak are obtained, and the frequency is calculated at the interval. Apply the method to find the peak width in.
ステップＳ５０６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Ｓ５０６での判断は、使用者が小便器１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１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１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１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。 In step S506, the amplitude intensity value of the Doppler signal is compared with the set value 3 to determine whether the amplitude intensity value of the Doppler signal is greater than the set value 3. The determination in step S506 corresponds to determination whether or not the user has approached the vicinity of the urinal 1. That is, when the amplitude intensity value of the Doppler signal is larger than the set value 3, it can be determined that the user has approached the vicinity of the urinal 1, and when the amplitude intensity value of the Doppler signal is the set value 3 or less. It can be determined that the user has not approached the vicinity of the urinal 1. The set value 3 (approach reference value) is larger than the set value 2 in step S503, and is set in advance to a predetermined value as a reference value for determining the amplitude intensity that appears when a person approaches the urinal 1. Is.
ステップＳ５０６で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Ｓ５１０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Ｓ５０８へ進む。 If it is determined in step S506 that the amplitude intensity value of the Doppler signal is larger than the set value 3, the process proceeds to step S510. If it is determined that the amplitude intensity value is less than the set value 3, the process proceeds to step S508.
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１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Ｓ５０６のＮＯからステップＳ５０８）。ステップＳ５０７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１付近から離れていないと判別された場合、ステップＳ５０６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１に十分に接近していない場合には、ステップＳ５０８へ進む。ステップＳ５０８では、 使用者は小便器１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Ｓ５１１へ進み、はじめに戻りステップＳ５０１以降の処理を繰り返す。 First, the case where the amplitude intensity value of the Doppler signal is equal to or less than the set value 3, that is, the case where the user is not approaching the urinal 1 will be described (NO from step S506 to step S508). In step S507, it is determined whether or not the amplitude intensity of the Doppler signal is continuously set to 2 or less. If it is determined that it is not continuously lower than the set value 2, that is, if it is determined that the user is not away from the vicinity of the urinal 1 because there is still a value with a large amplitude intensity of the Doppler signal, The process returns to step S506. On the other hand, if the value is continuously 2 or less, that is, if the user is not sufficiently close to the urinal 1, the process proceeds to step S508. In step S508, it is determined that the user has not passed through the front of the urinal 1, that is, is absent. If it is determined that the user is absent, the process proceeds to step S511, returns to the beginning, and repeats the processes after step S501.
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１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Ｓ５０６のＹＥＳからステップＳ５１０）。ステップＳ５１０では、使用者が小便器１の近傍に接近していると判断され、ステップＳ５１１へ進む。ステップＳ５１１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１の近傍で静止したか否かが判断され、ステップＳ５１２へ進む。なお、ステップＳ５１１における静止判断としては、ドップラー信号の振幅強度値が静止基準値（設定値３より小さく、設定値２より大きな値）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。 Next, a case where the amplitude intensity value of the Doppler signal is larger than the set value 3, that is, a case where the user is approaching the urinal 1 will be described (from YES in step S506 to step S510). In step S510, it is determined that the user is approaching the vicinity of the urinal 1, and the process proceeds to step S511. In step S511, it is determined whether or not the user has stopped near the urinal 1 from the speed of the user that can be calculated from the frequency of the Doppler signal and the amplitude intensity value of the Doppler signal, and the process proceeds to Step S512. In step S511, whether or not the amplitude intensity value of the Doppler signal is equal to or smaller than the stationary reference value (a value smaller than the set value 3 and greater than the set value 2) and the frequency is equal to or smaller than a predetermined frequency threshold value. Judging.
ステップＳ５１２では、Ｓ５１１の静止判断に基づき、使用者が小便器１の近傍で静止したと判断された場合に、ステップＳ５１３へ進み、使用者が小便器１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Ｓ５０７に戻り、Ｓ５０７以降の処理を繰り返す。 In step S512, if it is determined that the user is stationary in the vicinity of the urinal 1 based on the stationary determination in S511, the process proceeds to step S513, where it is determined that the user is not stationary in the vicinity of the urinal 1. If YES in step S507, the flow returns to step S507 to repeat the processing from step S507.
ステップＳ５１３では、人が小便器前に静止した後に、尿計測を行うことになるが、尿のドップラー信号の周波数は１００から２００Ｈｚの間になるので、電源周波数５０Ｈｚ、６０Ｈｚのときの蛍光灯ノイズ（周波数がそれぞれ１００、１２０Ｈｚ）と重複し、蛍光灯ノイズと尿信号の判別が難しくなる。そこでステップＳ５１３では、電源周波数と一致するか、電源周波数を含む１以上の一定周期の間隔のドップラー信号を差分することで差分ドップラー信号を生成する。具体的には５０Ｈｚ、６０Ｈｚの電源が対象であれば、ドップラー信号の差分周期は５０Ｈｚ、６０Ｈｚとしても良いし、あるいは４７．５Ｈｚ、５２．５Ｈｚ、５７．５Ｈｚ、６２．５Ｈｚというように、各電源周波数に２つ以上の差分周期を設けても良い。このように２つ以上の差分周期を設ければ、電源周波数が安定していない場合でも、電源に起因する蛍光灯ノイズを検知できる利点がある。また、サンプリング周期を例えば２ｍｓｅｃとしていると、４７．５Ｈｚの間隔でドップラー信号を差分するには、一方のドップラー信号から２０ｍｓｅｃ後のドップラー信号ｙ１と１８ｍｓｅｃ後のドップラー信号ｙ２を使って、その間の値である周期４７．５Ｈｚになる時刻の比例按分して周期４７．５Ｈｚのドップラー信号値を算出して、差分ドップラー信号を求めるようにする。このようにすれば、本来のサンプリング周期を電源周波数に応じて変えることなく、いろいろな電源周波数の周期に対応した差分ドップラー値を算出できる。 In step S513, the urine measurement is performed after the person has stopped in front of the urinal, but since the frequency of the urine Doppler signal is between 100 and 200 Hz, the fluorescent lamp noise when the power supply frequency is 50 Hz and 60 Hz. (Frequencies are 100 and 120 Hz, respectively), making it difficult to distinguish between fluorescent lamp noise and urine signals. Therefore, in step S513, a differential Doppler signal is generated by subtracting a Doppler signal that matches the power supply frequency or that has an interval of one or more fixed periods including the power supply frequency. Specifically, if the power source is 50 Hz or 60 Hz, the difference period of the Doppler signal may be 50 Hz or 60 Hz, or 47.5 Hz, 52.5 Hz, 57.5 Hz, 62.5 Hz, etc. Two or more differential periods may be provided in the power supply frequency. If two or more differential periods are provided in this way, there is an advantage that fluorescent lamp noise caused by the power supply can be detected even when the power supply frequency is not stable. For example, if the sampling period is set to 2 msec, a Doppler signal is differentiated at an interval of 47.5 Hz using a Doppler signal y 1 after 20 msec and a Doppler signal y 2 after 18 msec from one Doppler signal. A proportional Doppler signal value with a period of 47.5 Hz is calculated by proportionally proportional to the time when the period becomes 47.5 Hz, and a difference Doppler signal is obtained. In this way, differential Doppler values corresponding to various power supply frequency periods can be calculated without changing the original sampling period in accordance with the power supply frequency.
ステップＳ５１４では、小便器前で静止している人が放尿することなしに、動き始めたかどうかを確認する。この判断は、差分しない通常のドップラー信号の信号振幅の大きさが設定値３近傍の値を示し、移動速度に該当するドップラー信号の周波数が設定値（例えば２０Ｈｚ）以上になれば、移動を開始したと判断し、ステップＳ５１５に進む。ステップ５１５では、そのままステップＳ５０７へ進み、引き続き退去したか、最接近したかを判断する。 In step S514, it is confirmed whether the person who is stationary in front of the urinal has started to move without urinating. In this determination, the magnitude of the signal amplitude of a normal Doppler signal that does not differ indicates a value in the vicinity of the set value 3, and the movement is started when the frequency of the Doppler signal corresponding to the moving speed is equal to or higher than the set value (for example, 20 Hz). The process proceeds to step S515. In step 515, the process proceeds to step S507 as it is, and it is determined whether the user has left or is closest.
ステップＳ５１４で、小便器前で静止している人が移動開始していないと判断したときは、ステップＳ５１１６へ進み、放尿が開始されたかを判断する。ステップＳ５１６では、ステップＳ５１３で生成した差分ドップラー信号を用い、複数の周波数で差分した差分ドップラー信号があれば、全ての差分ドップラー信号の振幅強度が設定値４以上の値を示せば、ステップＳ５１７へ進み、放尿開始、尿検知と判断し、少なくとも１つの差分ドップラー信号の振幅強度が設定値４より小さければ、尿でなく、蛍光灯ノイズであるとし、ステップＳ５１４へ戻る。ここで設定値４について説明する。人が小便器に接近し、放尿、離反したときのドップラー信号例を図５に示す。図５で区間Ａ１、Ａ５は人がセンサー前に居ないときで、区間Ａ２は人が小便器に接近してきたとき、Ａ３が放尿中の尿の信号、Ａ４が離反移動の信号である。図５に示すように、人が小便器前に近づけば、ドップラー信号の振幅強度は大きくなる。しかし尿のドップラー信号は、人体に比べ電波を反射する面積が小さいので、設定値４は設定値３より小さな値となる。 If it is determined in step S514 that the person stationary in front of the urinal has not started moving, the process proceeds to step S5116 to determine whether urination has been started. In step S516, if there is a difference Doppler signal that has been differentiated at a plurality of frequencies using the difference Doppler signal generated in Step S513, if the amplitude intensity of all the difference Doppler signals indicates a value equal to or greater than the set value 4, the process proceeds to Step S517. The process proceeds to start urination and urine detection, and if the amplitude intensity of at least one differential Doppler signal is smaller than the set value 4, it is determined that it is not urine but fluorescent lamp noise, and the process returns to step S514. Here, the setting value 4 will be described. FIG. 5 shows an example of a Doppler signal when a person approaches a urinal and urinates or leaves. In FIG. 5, sections A1 and A5 are when the person is not in front of the sensor, section A2 is when the person approaches the urinal, A3 is a signal of urine during urination, and A4 is a signal of separation movement. As shown in FIG. 5, when a person approaches the urinal, the amplitude intensity of the Doppler signal increases. However, since the urine Doppler signal has a smaller area for reflecting radio waves than the human body, the set value 4 is smaller than the set value 3.
ステップＳ５１８では、放尿が終了したかを判断する。人は、放尿中、多少体が揺れることはあっても、放尿しながら大きく移動することはないので、放尿終了を検知するまでは人体の動きは判断しない。放尿中は、人体のドップラー信号に比べ、やや高周波（１００から２００Ｈｚ）の、人体より小さな振幅強度の信号が継続するが、この振幅強度あるいは周波数のどちらかが尿の条件から逸脱すれば、放尿終了と判断し、ステップＳ５１９へ進む。放尿が継続されていれば、ステップＳ５１８を実施継続する。 In step S518, it is determined whether urination has been completed. Even if the body sways slightly during urination, the person does not move greatly while urinating, so the movement of the human body is not judged until the end of urination is detected. During urination, a signal with a slightly higher frequency (100 to 200 Hz) and a smaller amplitude intensity than the human body continues compared to the human Doppler signal. If either of the amplitude intensity or frequency deviates from the urine conditions, urination occurs. It is determined that the process has ended, and the process proceeds to step S519. If urination is continued, step S518 is continued.
ステップＳ５１９、人体の移動、退去を判断する。ステップＳ５１９ではドップラー信号の振幅強度が設定値２より小さく、その状態が一定時間以上継続すれば。ステップＳ５２０へ進み、そうでなければＳ５１９を継続する。 Step S519, whether the human body is moving or leaving is determined. In step S519, if the amplitude intensity of the Doppler signal is smaller than the set value 2 and the state continues for a certain time or more. Proceed to step S520, and if not, continue S519.
ステップＳ５２０で、人の退去判断を行い、ステップＳ５２１へ進む。 In step S520, it is determined whether the person has left, and the process proceeds to step S521.
ステップＳ５２１では、人の退去判断を受けて、制御部１６が吐水部２０を開制御し、便器洗浄を実施し、ステップＳ５２２に進む。 In step S521, in response to the determination of the person leaving, the control unit 16 controls to open the water discharge unit 20, performs toilet flushing, and proceeds to step S522.
ステップＳ５２２では、人体検知、尿検知、退去検知および用便後の便器洗浄という１連の動きが完了し、再び検知スタートのステップＳ５０１へ戻る。 In step S522, a series of movements of human body detection, urine detection, withdrawal detection, and toilet flushing after stool is completed, and the process returns to step S501 of detection start again.
以上、本発明の小便器で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。例えば、自動水栓の場合、人体と吐水の動きを検知するときに、吐水の水と蛍光灯ノイズを区別する場合、また大便器でも人の動きと尿の動きを検知する場合に適用できる。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。 As mentioned above, although embodiment was demonstrated with the urinal of this invention, this is an illustration for description of this invention, Comprising: It is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. For example, in the case of an automatic faucet, the present invention can be applied to the case where the water discharge and the fluorescent light noise are distinguished when detecting the movement of the human body and the water discharge, and the case where the human movement and the urine movement are detected even in the toilet. The present invention can be implemented in various other embodiments.
１：小便器
２：吐水制御部
１２：送信部
１３：受信部
１４：ドップラー信号生成部
１５：検知部
１６：制御部
２０：吐水部
1: urinal 2: water discharge control unit 12: transmission unit 13: reception unit 14: Doppler signal generation unit 15: detection unit 16: control unit 20: water discharge unit
Claims (2)
使用者又は使用者の使用状況を検知しようとする検知領域に、送信波を送信する送信部と、
前記検知領域の検知対象によって反射された反射波を受信する受信部と、
前記送信部によって送信された送信波と、前記受信部によって受信された反射波と、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で生成されたドップラー信号のうち、予め設定された所定の周波数に対応する周期のドップラー信号を差分した差分ドップラー信号に基づいて使用者又は使用者の使用状況を検知する検知部と、
前記検知部の検知結果に応じて、前記吐水部から自動吐水するための制御信号出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記差分ドップラー信号の振幅の大きさが所定値よりも大きい場合に、使用者又は使用者の使用状況を前記検知部が検知したと判断することを特徴とする吐水制御装置。 A water discharge control device for automatically discharging water from a water discharge unit,
A transmission unit that transmits a transmission wave to a detection region that attempts to detect a user or a user's usage status;
A receiving unit that receives a reflected wave reflected by a detection target in the detection region;
A Doppler signal generation unit that generates a Doppler signal based on the transmission wave transmitted by the transmission unit and the reflected wave received by the reception unit;
A detection unit that detects a user or a user's usage status based on a differential Doppler signal obtained by subtracting a Doppler signal having a period corresponding to a predetermined frequency from among the Doppler signals generated by the Doppler signal generation unit. When,
A control unit that outputs a control signal for automatically discharging water from the water discharger according to the detection result of the detection unit,
The said control part determines that the said detection part has detected the use condition of the user or a user, when the magnitude | size of the amplitude of the said differential Doppler signal is larger than predetermined value, The water discharge control apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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| JP2014044908A JP2015168996A (en) | 2014-03-07 | 2014-03-07 | water discharge control device |
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2014
- 2014-03-07 JP JP2014044908A patent/JP2015168996A/en active Pending
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