JP2016045045A

JP2016045045A - 対象物検知装置

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Publication number: JP2016045045A
Application number: JP2014168701A
Authority: JP
Inventors: 熊本　洋; Hiroshi Kumamoto; 洋熊本
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: JP6537010B2

Abstract

【課題】マイクロ波ドップラーセンサーによる測距方法には、２周波数信号を使った方法や１周波数でパーティクルフィルターの手法を使った方法などがある。これらはセンサーハードやソフトが複雑になり、高価になるという課題があった。
【解決手段】本発明の対象物検知装置は、ドップラー信号生成部で生成されたドップラー信号の周波数に基づいて、検知対象物の累積距離を算出する累積距離算出部と、累積距離算出部が算出した累積移動距離と、ドップラー信号の振幅強度の傾きと予め設定された所定値との比較結果と、に基づき、所定の基準点と検知対象物との間の距離を推定する距離推定部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

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対象物検知装置に関する。

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センサーのうち、センサーと検知対象物間の距離を測定する機能を有した対象物検知装置に関する。

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、対象物の例として人体があり、人体の接近や離反）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、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し、検知対象物の動きを検出するだけでなく、下記特許文献１に記載の技術では、２つの異なる周波数電波を送信して、２つの電波を受信した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、検知対象物とセンサー間の距離を求めるものが開示されている。

また下記特許文献２には、ドップラー信号の振幅強度がセンサーと検知対象物間の距離の４乗に反比例することを使い、距離と検知対象物の大きさを未知数とし粒子を発生させるパーティクルフィルターの手法を使ってセンサーと検知対象物間の距離および検知対象物の大きさを推定する技術が開示されている。

特開平８―１６６４４３号公報特開２０１１−６４５５８号公報

特許文献１記載の方法では、２つの異なる周波数の電波を送受信する必要があるので、センサー回路の構成が複雑で高価なものになるという欠点があり、特許文献２記載の方法では距離の推定にパーティクルフィルターを利用しているので、推定のための多数の粒子を発生させ、多くの計算の高速処理を必要とし、高価になるという欠点がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で正確にセンサーと検知対象物間の距離を測距できる対象物検知装置を提供することを目的とする。

本発明に係る対象物検知装置は、吐水部から自動吐水する対象物検知装置であって、検知対象物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、前記検知領域の前記検知対象物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、前記吐水部から自動吐水するための制御信号を出力する制御部と、を備え、前記ドップラー信号生成部で生成された前記ドップラー信号の周波数に基づいて、前記検知対象物の累積距離を算出する累積距離算出部と、前記累積距離算出部が算出した前記累積移動距離と、前記ドップラー信号の振幅強度の傾きと予め設定された所定値との比較結果と、に基づき、所定の基準点と前記検知対象物との間の距離を推定する距離推定部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る対象物検知装置によれば、ドップラー信号の振幅強度と周波数を算出し、更に周波数から算出される移動速度、移動速度を時間積分して得られる累積移動距離を用いて、移動距離に対する信号振幅強度の変化量（微係数）をドップラーセンサー自身が有する信号振幅強度の距離に対する変化量（微係数）と比較することで検知対象物とセンサー間の距離を容易に推定できる。検知対象物までの距離が推定できれば、検知対象物の動作の判断がより正確にできるという利点がある。

また本発明に係る対象物検知装置は前記所定の基準点と前記検知対象物との間の距離の推定において、前記ドップラー信号に基づき前記検知対象物の動作を検知する検知部が、前記検知対象物の静止を検知したときの前記距離推定部による推定距離を第一静止推定距離とすることを特徴とする。

また本発明に係る対象物検知装置によれば、検知対象物の動作を検知する検知部が検知対象物の静止を検知したときに推定開始するので、検知対象物である使用者が機器を使用しようとするときを抽出して確実にセンサーと検知対象物間の距離を推定できる。

また本発明に係る対象物検知装置は、前記距離推定部が推定距離を前記第一静止推定距離とした後、前記検知対象物が静止状態から移動状態になった場合、前記距離推定部は、静止時の最大信号振幅強度と移動時の信号振幅強度を比較し、前記移動時の信号振幅強度が大きいときは、前記検知対象物が前記送信部又は前記受信部のどちらか一方に接近しているとして、前記第一静止推定距離から移動距離分を差分し、その時点の推定距離とし、前記移動時の信号振幅強度が前記静止時の最大信号振幅強度より小さいときは、前記検知対象物が前記送信部又は前記受信部のどちらか一方から離反しているとして、前記第一静止推定距離に移動距離を加算し、その時点の距離を推定とすることを特徴とする。

また本発明に係る対象物検知装置によれば、一旦検知対象物とセンサー間の距離（静止推定距離）が推定できると、その後はその静止推定距離とドップラー周波数と信号振幅強度を使って検知対象物の移動に伴い変化する距離が継続的に推定できる。

また本発明に係る対象物検知装置は、前記検知対象物が静止状態から移動状態になった場合に前記距離推定部が継続推定距離を推定した後、再び前記検知対象物が静止したとき、前記検知対象物の静止を検知したときの前記距離推定部による推定距離を第二静止推定距離とし、前記第二静止推定距離と前記継続推定距離の差の絶対値が所定の閾値より大きいとき、前回静止判断した検知対象物と今回静止判断した検知対象物が異なり、前記第二静止推定距離と前記継続推定距離の差の絶対値が所定の閾値以内のとき、前記前回静止判断した検知対象物と前記今回静止判断した検知対象物が同一と判断することを特徴とする。

また本発明に係る人体検知装置によれば、一旦検知対象物とセンサー間の距離を推定し、静止推定距離とした後、再移動したときのドップラー信号の周波数と振幅強度を使って推定した継続推定距離と再移動後の再静止時の第二静止推定距離が閾値以上に異なるとき、前回静止物体と今回静止物体は異なると判断することで、体と体以外の手などの物体とを容易に判断できる。

本発明によれば、簡単な構成で正確にセンサーと検知対象物の距離が推定できる対象物検知装置を提供できる。

本発明の実施形態に係る対象物検知装置のブロック図である。本発明の実施形態に係る対象物検知装置に移動体が接近したとき、横軸を時間としたときのドップラー信号を示した図である。本発明の実施形態に係る対象物検知装置のドップラー信号の振幅強度の移動体とセンサー間の距離に関する微係数を示した図である。本発明の実施形態に係る対象物検知装置を小便器に適用したときのフローチャートである。本発明の実施形態に係る対象物検知装置を自動水栓に適用したときのフローチャートである。本発明の実施形態に係る対象物検知装置を大便器に適用したときの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対象物検知装置のブロック図である。

図１に示すように、対象物検知装置１０は次のような構成で機能する。送信部２０で送信電波を生成し、アンテナ２１を通して検知方向に向けてマイクロ波を放射、送信し、このマイクロ波の反射波をアンテナ２１（図１では送受信アンテナを同じに表記しているが、別体でもよい）で受信して、受信信号と発信信号の一部をミキサ部２３に送信し、ダイオードのような非線形入出力素子を利用して信号を混合する。次にミキシングした信号をフィルタ回路２４に通すことで検知対象物の移動速度に応じた低周波のドップラー信号を抽出する。フィルタ回路２４で抽出されたドップラー信号を使って、処理部３０でドップラー信号の周波数、振幅強度の推定、周波数から移動速度を算出し、移動速度から累積移動距離、およびこれらの情報を利用して検知対象物とセンサー間の距離を推定する。判別部３１では処理部３０で算出した速度や推定距離などを使い、人の行動を判断する。またメモリ部３２は、事前に計測されたセンサー自身の検知対象物とセンサー間の距離に関する振幅強度の微係数が記憶されており、処理部３０で実測のドップラー信号から算出したドップラー信号振幅の移動距離に関する微係数と比較することで検知対象物とセンサー間の距離が推定できるようになっている。処理部３０で推定された検知対象物の距離や移動速度などを利用して、判別部３１で判断された検知対象物の動きの結果を外部の機器制御部５に送付し、機器の制御を行うようになっている。

なお、本実施形態では、外部に機器制御部５を設置した例を示すが、検別部３１に機器制御部５を含めてもよい。

続いて、図２を参照しながら、ドップラー信号の特徴について説明する。図２は、物体がマイクロ波センサーに接近したときの時間軸に関する信号変化を模式的に示した図である。図２に示すように、ドップラー信号の振幅強度は物体がセンサーに接近すればするほど大きくなる。しかし、横軸が時間の場合、時間と振幅強度の変化に一定の関係は存在しない。

図３はセンサーと物体の距離に対するドップラー信号の振幅強度の微係数を示す。図３のように横軸を距離ｘにすれば、振幅強度の微係数ｄｙは次のような式に近似できる。

ドップラーセンサーを使って、数式１の関係式を実験的に予め求めれば、数式１を決定し、メモリ部３２に記憶させておくことができる。

処理部３０は、ドップラー信号に基づいて、その周波数をフーリエ変換または自己回帰モデルによる周波数推定などにより、その信号振幅強度は例えば信号の極大極小値の差分などの方法で求めることができる。ドップラー周波数が既知となれば、検知対象物の移動速度は数式２を使って求めることができる。

以上のようにして検知対象物の移動速度が決定できれば、それを時間積分して累積移動距離とする。このとき、累積移動距離の算出開始時刻は、移動物体が存在しないときのドップラー信号よりある一定以上の大きな信号振幅となるときとするので、累積移動距離は絶対的な距離でなく、何かの移動物体を検知したと判断した地点を基点とした相対的な移動距離ということになる。

次に累積移動距離と信号振幅強度を使って、距離に対する信号振幅強度の微係数の算出方法について説明する。信号の極大極小値毎の累積移動距離はこれまで説明した方法で既知にでき、これらの値をメモリ部３２に記憶しておく。微係数の算出に要する移動距離を非常に短い距離とし、その移動間の極大極小値のデータを利用するようにすれば、振幅強度の微係数はこれらのデータを利用して、例えば微係数が距離の一次式となるとして最小二乗法で近似し、その傾きを振幅強度の微係数とすることができる。このとき一次式近似でなく数式１などを使用してもよい。

図４は実施例１の小便器に対象物検知装置を使用したとのフローチャートを示した図である。図４に示すように、ステップＳ５０１では、本発明の対象物検知装置を用い、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、センサー信号の値の絶対値が人体や移動体の存在しない暗ノイズを超える値である設定値１以上であるかを評価する。センサーデータ値が設定値１を越えなければ、人体を検知していないとしてステップＳ５０２を繰り返し、設定値１を超えれば、ステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、移動中の人体を検知したとしてステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０３で、移動中の人体を検知したのでステップＳ５０４以降では移動中の人のドップラー信号の周波数と信号振幅強度を継続的に解析し、ステップＳ５０５へ進む。

このときの周波数の解析方法は前述のように自己回帰モデルによる方法やフーリエ解析などを用い、振幅強度の解析にはドップラー信号のピーク値の検出による最小ピーク、最大ピークの差分で振幅を推定する方法などで解析を行う。

ステップＳ５０５では、ステップＳ５０４から解析開始したドップラー信号の周波数と数式２を使って人体の移動速を算出し、周波数解析開始時の距離を０として、速度を時間積分することで累積移動距離を算出する。これらは処理部３０で処理される。また、ドップラー信号のピーク時毎に推定される信号振幅強度とその時点の累積移動距離をメモリ部３２に記憶させる。

ステップＳ５０６では、設定値１より大きな設定値２以上に振幅強度がなっているかを確認し、信号振幅強度が設定値２以上であればステップＳ５０７で人体の接近方向への移動と判断し、設定値２より小さければステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５０８ではステップＳ５０４以降継続的に解析しているドップラー周波数と振幅強度を使って、人の静止を判断する工程を開始する。判断の基準はドップラー周波数が非常に小さくて、信号振幅強度も小さくなれば人体の静止と判断する。

ステップＳ５０９ではステップＳ５０８で説明した方法で人の静止を判断する。静止していないときはステップＳ５０６以降を繰り返す。人が静止したと判断すればステップＳ５１３に進む。

一方、ステップＳ５０６で信号の振幅強度が設定値２より小さかった場合、ステップＳ５１０に進む。ステップＳ５１０では、現在検知中の人体が、更に移動して退去する過程で生じる現象が退去判断条件として設定されている。一定距離以上の移動動作と振幅強度が設定値１以上を継続したかを評価し、条件を満たせばステップＳ５１１へ進み、不在判断し、ステップＳ５１２で初期状態に戻る。一方、退去条件を満たしていないときは、まだ人が存在するとしてステップＳ５０６に戻る。

ステップＳ５１３では、人体が静止する前のドップラー信号の振幅強度と累積移動距離のデータを使って、静止時点に一番近い累積移動距離から、各ピーク地点の距離を算出し、この距離を横軸に、信号振幅強度を縦軸にして、最小二乗法の直線近似で傾きを算出し、これを信号振幅強度の距離に関する微係数（以下微係数と表記する）とする。また、ここでは微係数の算出には最小二乗法の直線近似を例示したが、数式１のような曲線やその他の数式を用いてもよい。更に最小二乗法では相関係数を算出し、その値に閾値を設けて、微係数の値の採用可否を決定することも良い。これによりドップラーセンサーの多重反射による低在波やその他のノイズの影響を受けにくくできる。

ステップＳ５１４では、ステップＳ５１３で算出した微係数を、図３に示すドップラーセンサーの距離に関する微係数（以下センサー固有の微係数と表記）とを比較することにより、人体の静止距離を推定する。

ステップＳ５１５では、ステップＳ５１４で推定した静止位置が、ドップラーセンサーが設置されている機器（ここでは小便器）を使用する範囲内である設定値３以下かどうかを判断する。推定位置が設定値３以下であれば、機器を使用するとしてステップＳ５１６で機器の利用者と判断する。また、推定位置が設定値３より遠いときは、利用者とは判断せずにステップＳ５１７に進み、遠くでの静止状態から再移動開始を検知する工程に移る。

ステップＳ５１６では、機器の利用者と判断するので、小便器で放尿前の便器洗浄（前洗浄）が予め設定されていれば、機器制御部５が前洗浄を実施する。その後、ドップラーセンサーによる尿検知で放尿を検知し、ステップＳ５１７でドップラー信号の振幅強度が静止前と同等レベルかどうかを検知し、体全体の動きと手などの僅かな動きとの区別を行う。

ステップＳ５１７で、判断は人の静止状態でドップラー信号の振幅強度が静止直前の信号振幅と同等レベルであれば、ステップＳ５１８で人体の再移動と判断する。また、ステップＳ５１７で信号振幅が静止前と大きく異なるときは、人体の再移動と判断せず、再びステップＳ５１７に戻る。

ステップＳ５１８で人体の再移動と判断した後、信号振幅が静止時より小さくなっていくことを確認し、信号振幅強度が小さくなればステップＳ５２０で退去方向、信号振幅強度が大きくなれば、ステップＳ５２１で接近方向に移動と判断し、それぞれの移動方向に移動したとして、静止推定距離と累積移動距離を使ってステップＳ５２２で継続推定距離を推定する。

ステップＳ５２３で、ステップＳ５０６へ戻り、一旦静止した人が最接近して来るか、または退去するかの判断を行う。

以上、本発明の対象物検知装置を小便器に設置したときの実施例を示したが、図５は本発明の対象物検知装置を自動水栓に設置したときのフローチャートを示す。以下に図５のフローチャートにより、自動水栓の事例を説明する。

ステップＳ６０１では、図５の小便のフローチャートステップＳ５０１からＳ５１４を実施し、検知対象物が静止し、静止推定距離を計算し、ステップＳ６０２に進む。

ステップＳ６０２では静止推定距離が自動水栓を利用する人の人体とセンサー間の距離範囲である設定値１０以下かどうかを確認する。ここで設定値１０以下ならば、ステップＳ６０３へ、設定値１０より大きければ、ステップＳ６０４に進む。尚、人の人体とセンサー間の距離とは、センサーの所定の基準点と人の人体との間の距離であり、所定の基準点とは、受信センサーや送信センサーの位置であってもセンサーから一定の距離である位置であってもよい。

ステップＳ６０３では、人体が自動水栓を使用できる範囲内に存在するとして、人体静止カウンターを１にし、ステップＳ６０６に進む。この人体静止カウンターは、自動水栓を使用できる位置に人体が静止していれば、１に使用できる位置に静止していなければ０（初期値）に設定される。

一方、ステップＳ６０４では、人体の静止位置が遠いので自動水栓を利用できる人はいないとして、人体静止カウンターは０のままで、ステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０５では人の存在は認識しているが、自動水栓を利用できる範囲外であるためにステップＳ５０６（図４）に戻り、以下、人が自動水栓操作範囲内に入って来るのか、それとも退去するのかを判断する。

ステップＳ６０６では振幅強度が設定値１１以上かを判断する。これは簡易的に移動体（手か体）がセンサーに接近しているかを判断するためのものである。設定値１１以上ならＳ６０７に進み、設定値１１を超えなければＳ６０８以下に進み、退去またはその後の接近を判断する。

ステップＳ６０８では、一定距離以上の移動と信号振幅が設定値１以下の状態が継続したかを判断し、ＹＥＳの場合Ｓ６０９で不在判断を行い、ＮＯの場合Ｓ６０６に戻り、センサーへの接近または退去判断を繰り返す。

ステップＳ６０９で不在判断すれば、ステップＳ６１０でて動作カウンター、人体静止カウンターおよび累積移動距離を０にリセットし、Ｓ６１１でステップＳ５０１（図４）に戻る。

ステップＳ６０７では、ドップラー信号から算出した移動速度と信号の振幅強度を用い、静止判断を行い、静止したと判断すればＳ６１２へ、静止していないと判断すればＳ６０６へ戻る。

静止したと判断したら、ステップＳ６１２で継続推定距離を算出する。これは前回の静止推定距離と再移動後の移動方向（センサーへの接近か退去かの方向）と累積移動距離を使って計算する。

ステップＳ６１３では信号振幅強度のピーク値になる累積移動距離と振幅強度を使って、例えば直線近似の最小二乗法などの方法で振幅強度の移動距離に対する微係数を算出する。

ステップＳ６１４では、予めメモリ記憶部３２に記憶させているセンサー固有の微係数と距離の関係データとＳ６１３で算出した微係数を比較することで、第二静止距離を推定する。

ステップＳ６１５ではＳ６１４で算出した第二静止距離とＳ６１３で算出した継続推定距離を比較し、設定値１２以上の差があればＳ６１６に進み、体以外の手などが移動したと判断し、設定値１２より小さければ、Ｓ６１７へ進み、体の再移動後、再静止したと判断し、続いてＳ６１８に進み、Ｓ６０６に戻る。ここで継続推定距離と第二静止距離の差で移動体を判別しているのは、継続推定距離では、前回の移動体の信号振幅の静止信号振幅を基準にその後の移動体の信号振幅の大きさで接近、退去を判断しているので、同一地点で体と手がセンサーに接近方向に動けば、体は接近と判断されるが手は離反と判断され、推定距離に誤差が生じる。ところが第二静止推定距離は、移動方向に関係なくほぼ正確な距離が推定できるので継続推定距離に誤りが生じていることがわかる。その原因が移動体の変化であり、このことを使ってステップＳ６１６でこの移動は体でなく手の移動と判断する。

ステップＳ６１９では手の移動がどの地点で静止したのかで自動水栓の使用範囲で手を静止させたかを確認する。静止位置は第二静止推定距離で判断し、自動水栓を利用できる範囲内である設定値１３以下であるかを確認し、設定値１３であれば、Ｓ６２０で自動水栓を利用する意図で手を挿入したと判断し、手動作カウンターを１にして、Ｓ６２１で機器の利用と判断し、機器制御部５を使って自動水栓から吐水させる。

Ｓ６１９で静止位置が設定値１３以上のときはＳ６２４へ行き、Ｓ６０６に戻る。

ステップＳ６２２では現在自動水栓を使用中の手の動きによるドップラー信号を使って継続推定処理を計算し、その距離が自動水栓を使用する範囲である設定値１３より大きいかを確認する。推定距離が１３より小さいときは、機器の利用が継続しているとしてＳ６２１に戻り、推定距離が設定値１３より大きくなればＳ６２３で機器の利用終了と判断し、機器制御部５を使い、止水する。

Ｓ６２３で自動水栓の使用を中止したと判断しても、再び使用することやそのまま退去することを検知するためにＳ６２４ではＳ６０６に戻る。

以上、本発明の実施例２として対象物検知装置を自動水栓に設置したときの実施例を示したが、図６は本発明の対象物検知装置を大便器に設置したときの実施例３のフローチャートを示す。以下に図６のフローチャートにより、大便器の動作を説明する。

ステップＳ７０１では図４のステップＳ５０１からＳ５１４を実施した後、Ｓ７０２に進む。

ステップＳ７０２では静止推定距離が設定値２１以下かを確認する。設定値２１は大便器前に使用者が立ち止まる距離の範囲である。静止推定距離が設定値２１より遠ければ、ステップＳ７０４で立ち止まった人を使用者と見なさず、ステップＳ７０５でステップＳ５０６へ戻り、再び人が移動して大便器使用位置で静止するか、そのまま退去するかを判断する。ステップＳ７０２で静止推定距離が設定値２１以下であれば、ステップＳ７０３で大便器使用範囲内に人が居ると判断し、人体静止カウンターを１にすると共に機器制御部５を使って、大便器の便蓋を開け、便座ヒータを駆動し、ステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７０６では、一旦大便器前で静止した人体の再移動を検知するために、ドップラー信号の振幅強度が設定値２２以上かを確認する。ここで設定値２２は便器前で静止した人が着座したときのドップラー信号の振幅強度に相当する大きさにする。ステップＳ７０８以降で体の動きか他の部位の動きかを判断する。Ｓ７０６では振幅強度が設定値２２以上であればＳ７０８に、設定値２２を超えなければＳ７０９に進む。

ステップＳ７０９以降では、一旦大便器前で静止した人を検知した後、便器を使わずに立ち去るのかどうかの確認を行っている。Ｓ７０９では累積移動距離と振幅強度を使って立ち去り判断条件である一定以上の距離の移動と信号振幅強度が小さくなっていることを確認する。Ｓ７０９の条件を満たせば、Ｓ７１０で不在判断を行い、Ｓ７１１で人体静止カウンターを０にリセットして、Ｓ７１２で初期状態に戻る。Ｓ７０９の条件を満たさなければＳ７０６に戻り、着座するのか立ち去るのかの判断工程を繰り返す。

ステップＳ７０８では、ドップラー周波数と振幅強度を使って、静止判断を行い、静止判断すればＳ７１３に、静止判断できなければＳ７０６に進む。

ステップＳ７１３では前回の静止推定距離、接近退去の移動方向、累積移動距離を用いて継続推定距離を算出する。

ステップＳ７１４では、振幅強度の距離に関する微係数を算出し、Ｓ７１５でセンサー固有の微係数と比較することで静止距離を推定し、第二静止推定距離とする。

ステップＳ７１６では、第二静止推定距離と継続推定距離の差の絶対値が設定値２３以上かを判断し、設定値２３以上のときはＳ７１８、それ以外のときはＳ７１７に進む。

ステップＳ７１８では、今回の動きを体以外の動きと判断し、ステップＳ７１９に進み、Ｓ７０６以降を繰り返す。

ステップＳ７１７では、今回の動きは体が移動したものと判断し、Ｓ７２０に進む。

ステップＳ７２０では、第二静止推定距離を使い、静止位置が便器に人が着座したときの距離の範囲に相当する設定値２４以下かどうかを判断し、ＹＥＳであればＳ７２１へ、Ｎ０であればＳ７２４へ進む。

ステップＳ７２１では、人が便座に着座している状態と判断して、着座カウンターを１にする。着座カウンターが１のとき、人が大便器の局部洗浄スイッチ（図示せず）を操作すれば洗浄可能であるが、着座カウンターが０のときは局部洗浄スイッチを操作しても洗浄できないようになっている。これらの制御は機器操作部５で行われる。

ステップＳ７２２では、着座中の人が離座したかを継続推定距離で判断する。着座中の人が立ち上がるまでに要する距離が設定値２５に相当する。着座状態であるので、移動方向は離座方向に限定されるので継続推定距離で判断可能である。移動により継続推定距離が設定値２５より、小さいときは着座中と判断しＳ７２２に戻る。逆に設定値２５より大きければ、Ｓ７２３に進み、離座判断し、着座カウンターを０にし、Ｓ７２４に進む。Ｓ７２４ではその後の退去あるいは再着座を判断するためにＳ７０６以降を繰り返す。

以上、本発明の対象物検知装置を小便器、自動水栓、大便器の３通りに実施した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、静止推定距離はセンサー固有の信号振幅の距離に関する微係数の関数と比較することで推定すると説明しているが、予め閾距離に相当する微係数（閾微係数とする）を決め、実測の微係数が閾微係数より小さければ、閾距離内であると判断してもよい。

５：機器制御部
１０：対象物検知装置
２０：送信部
２１：アンテナ
２２：受信部
２３：ミキサ部
２４：フィルタ回路
３０；処理部
３１：検知部
３２：メモリ部

Claims

吐水部から自動吐水する対象物検知装置であって、
検知対象物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、
前記検知領域の前記検知対象物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、
前記吐水部から自動吐水するための制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記ドップラー信号生成部で生成された前記ドップラー信号の周波数に基づいて、前記検知対象物の累積距離を算出する累積距離算出部と、
前記累積距離算出部が算出した前記累積移動距離と、前記ドップラー信号の振幅強度の傾きと予め設定された所定値との比較結果と、に基づき、所定の基準点と前記検知対象物との間の距離を推定する距離推定部と、を備えることを特徴とする対象物検知装置。
前記所定の基準点と前記検知対象物との間の距離の推定は、前記ドップラー信号に基づき前記検知対象物の動作を検知する検知部が、前記検知対象物の静止を検知したときの前記距離推定部による推定距離を第一静止推定距離とすることを特徴とする請求項１に記載する対象物検知装置。
前記距離推定部が推定距離を前記第一静止推定距離とした後、前記検知対象物が静止状態から移動状態になった場合、
前記距離推定部は、静止時の最大信号振幅強度と移動時の信号振幅強度を比較し、前記移動時の信号振幅強度が大きいときは、前記検知対象物が前記送信部又は前記受信部のどちらか一方に接近しているとして、前記第一静止推定距離から移動距離分を差分し、その時点の推定距離とし、
前記移動時の信号振幅強度が前記静止時の最大信号振幅強度より小さいときは、前記検知対象物が前記送信部又は前記受信部のどちらか一方から離反しているとして、前記第一静止推定距離に移動距離を加算し、その時点の距離を推定とすることを特徴とする請求項２に記載する対象物検知装置。
前記検知対象物が静止状態から移動状態になった場合に前記距離推定部が継続推定距離を推定した後、再び前記検知対象物が静止したとき、前記検知対象物の静止を検知したときの前記距離推定部による推定距離を第二静止推定距離とし、
前記第二静止推定距離と前記継続推定距離の差の絶対値が所定の閾値より大きいとき、前回静止判断した検知対象物と今回静止判断した検知対象物が異なり、
前記第二静止推定距離と前記継続推定距離の差の絶対値が所定の閾値以内のとき、前記前回静止判断した検知対象物と前記今回静止判断した検知対象物が同一と判断することを特徴とする請求項３に記載する対象物検知装置。