JP2016191584A - Moving body detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動体検知に関する。 The present invention relates to moving object detection.
人などの動体の有無を判定する動体検知に関して従来から様々な技術が提案されている。例えば特許文献1には、ドップラセンサを用いて人の有無を判定する技術が記載されている。
Various techniques have been proposed for moving object detection for determining the presence or absence of moving objects such as people. For example,
また特許文献2及び非特許文献1には、対象物までの距離を測定する測距技術が開示されている。
さて、動体の有無を判定する場合には、その判定精度の向上が望まれる。 When determining the presence or absence of a moving object, it is desired to improve the determination accuracy.
そこで、本発明は上述の問題に鑑みて成されたものであり、動体の有無の判定精度を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique capable of improving the determination accuracy of the presence or absence of moving objects.
上記課題を解決するため、本発明に係る動体検知装置の一態様は、検知対象の動体の有無を判定する動体検知装置であって、送信波を生成する信号発生器と、前記送信波を送信するアンテナと、前記送信波と、前記アンテナで受信される、前記動体を含む複数の反射物での反射波との合成波に基づいて、前記動体検知装置からの距離を変数とし、当該変数の値に応じて振幅及び位相が変化する複素信号である判定用関数を生成する生成部と、前記変数を対象距離としたときの前記判定用関数の値を表す第1複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記動体の有無を判定する判定部とを備え、前記判定用関数は、前記複数の反射物にそれぞれ応じた複数の個別複素信号の合成信号であって、前記複数の個別複素信号のそれぞれは、前記変数と、当該個別複素信号に応じた前記反射物までの距離との間の差分距離に応じて変化し、前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの時間変化を表す第2複素平面ベクトルと、当該時間変化に含まれる、非検知対象物の動きの影響を表す第3複素平面ベクトルとの差分ベクトルを求めて、当該差分ベクトルに基づいて前記動体の有無を判定する。 In order to solve the above-described problem, an aspect of the moving object detection device according to the present invention is a moving object detection device that determines the presence or absence of a moving object to be detected, the signal generator generating a transmission wave, and transmitting the transmission wave Based on the combined wave of the antenna to be transmitted, the transmitted wave, and the reflected wave of the plurality of reflecting objects including the moving object, which is received by the antenna, the distance from the moving object detection device as a variable, A generation unit that generates a determination function that is a complex signal whose amplitude and phase change according to the value, and a time change of the first complex plane vector that represents the value of the determination function when the variable is the target distance. A determination unit configured to determine the presence or absence of the moving object, wherein the determination function is a composite signal of a plurality of individual complex signals corresponding to the plurality of reflectors, respectively. Each with the variable It changes according to a difference distance between the distance to the reflector according to the individual complex signal, and the determination unit includes a second complex plane vector representing a time change of the first complex plane vector, and the time. A difference vector from the third complex plane vector representing the influence of the motion of the non-detected object included in the change is obtained, and the presence or absence of the moving object is determined based on the difference vector.
また、本発明に係る動体検知装置の一態様では、前記個別複素信号の振幅は、当該個別複素信号に応じた前記反射物までの距離が一定であれば、前記変数と当該距離との間の差分距離の絶対値が大きくなるほど小さくなる傾向にあり、前記判定部は、判定範囲内での複数の対象距離のそれぞれについて、前記変数を当該対象距離としたときの前記判定用関数の値を表す前記第1複素平面ベクトルの時間変化を求め、前記判定部は、前記複数の対象距離のそれぞれについて求めた前記第1複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記複数の対象距離のそれぞれに対応する前記差分ベクトルを求めて、求めた前記差分ベクトルに基づいて前記判定範囲内での前記動体の有無を判定する。 Further, in one aspect of the moving object detection device according to the present invention, the amplitude of the individual complex signal is between the variable and the distance if the distance to the reflector according to the individual complex signal is constant. The absolute value of the difference distance tends to decrease, and the determination unit represents the value of the determination function when the variable is the target distance for each of a plurality of target distances within the determination range. The time change of the first complex plane vector is obtained, and the determination unit corresponds to each of the plurality of target distances based on the time change of the first complex plane vector obtained for each of the plurality of target distances. The difference vector is obtained, and the presence or absence of the moving object within the determination range is determined based on the obtained difference vector.
また、本発明に係る動体検知装置の一態様では、前記判定部は、前記変数を前記非検知対象物までの距離としたときの前記判定用関数の値を表す第4複素平面ベクトルの時間変化と、前記第1複素平面ベクトルの時間変化とを求めて、求めた前記第1及び第4複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記第3複素平面ベクトルを求める。 Moreover, in one aspect of the moving object detection device according to the present invention, the determination unit changes the time of a fourth complex plane vector representing the value of the determination function when the variable is a distance to the non-detection target. And the time change of the first complex plane vector, and the third complex plane vector is obtained based on the obtained time changes of the first and fourth complex plane vectors.
また、本発明に係る動体検知装置の一態様では、前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標の時間変化と、当該第1複素平面ベクトルの虚軸座標の時間変化とを求めることによって、前記第1複素平面ベクトルの時間変化を求め、前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標の時間変化を前記第2複素平面ベクトルの実軸座標とし、前記第1複素平面ベクトルの虚軸座標の時間変化を前記第2複素平面ベクトルの虚軸座標として、前記第2複素平面ベクトルの実軸座標と前記第3複素平面ベクトルの実軸座標との差分と、前記第2複素平面ベクトルの虚軸座標と前記第3複素平面ベクトルの虚軸座標との差分とを求めることによって、前記差分ベクトルを求める。 Moreover, in one aspect of the moving object detection device according to the present invention, the determination unit obtains a time change of the real axis coordinate of the first complex plane vector and a time change of the imaginary axis coordinate of the first complex plane vector. Thus, the time change of the first complex plane vector is obtained, and the determination unit uses the time change of the real axis coordinate of the first complex plane vector as the real axis coordinate of the second complex plane vector, and The time change of the imaginary axis coordinate of the plane vector is defined as the imaginary axis coordinate of the second complex plane vector, and the difference between the real axis coordinate of the second complex plane vector and the real axis coordinate of the third complex plane vector; The difference vector is obtained by obtaining the difference between the imaginary axis coordinate of the two complex plane vector and the imaginary axis coordinate of the third complex plane vector.
また、本発明に係る動体検知装置の一態様では、前記判定部は、前記差分ベクトルの実軸座標及び虚軸座標のそれぞれから、前記動体の動きに応じた周波数成分を抽出し、抽出した当該周波数成分に基づいて前記動体の有無を判定する。 Further, in one aspect of the moving object detection device according to the present invention, the determination unit extracts and extracts a frequency component corresponding to the movement of the moving object from each of the real axis coordinate and the imaginary axis coordinate of the difference vector. The presence or absence of the moving object is determined based on the frequency component.
また、本発明に係る動体検知装置の一態様では、前記判定部は、前記動体の有無を判定する際には、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標及び虚軸座標のそれぞれにおいて、前記動体の動きに応じた周波数成分だけを使用する。 Further, in one aspect of the moving object detection device according to the present invention, the determination unit determines the presence or absence of the moving object in each of the real axis coordinate and the imaginary axis coordinate of the first complex plane vector. Only the frequency component corresponding to the movement of is used.
本発明の一態様によれば、動体の有無の判定精度が向上する。 According to one aspect of the present invention, the accuracy of determining the presence or absence of moving objects is improved.
<動体検知装置の導入例>
図1は本実施の形態に係る動体検知装置1が導入されるシステムの一例を示す図である。本実施の形態に係る動体検知装置1は、例えば、動体である人の有無を検知する。図1に示されるように、動体検知装置1は、例えば、機械式駐車設備が有する可動式の車庫(入庫バース)500内に導入される。動体検知装置1は、車庫500内での人の有無を判定する。図1では、横側から見た際の車庫500の内部が示されている。
<Introduction example of motion detection device>
FIG. 1 is a diagram showing an example of a system in which a moving
車庫500の出入り口には金属製の扉(シャッター)501が設けられている。車庫500に車600が侵入する際には操作盤での操作により扉501が開く。そして、車600が車庫500内に侵入して停止した後、扉501が閉まる。扉501が閉まった後、動体検知装置1で車庫500内に人が存在しないと判定されると、車庫500は可動する。本実施の形態では、動体検知装置1は常に動体検知を行う。機械式駐車設備を管理する管理装置は、扉501が閉まった後の数秒間、動体検知装置1での動体検知結果を参照する。そして、管理装置は、数秒間、動体検知装置1において動体が検知されなかった場合には、車庫500を制御して可動する。
A metal door (shutter) 501 is provided at the doorway of the
動体検知装置1は、例えば、車庫500の奥側に配置される。動体検知装置1は、送信波VTを出力し、その送信波VTについての反射物での反射波VRを受信する。そして、動体検知装置1は、送信波VTと反射波VRに基づいて、車庫500内での人の有無を判定する。
The moving
<動体検知装置の構成>
図2は動体検知装置1の構成を示す図である。図2に示されるように、動体検知装置1は、アンテナ10と、制御部11と、信号発生器12と、検波器13,14と、A/D変換器15とを備えている。これらの構成要素は、例えば、一つのケース16内に収納される。動体検知装置1は、信号発生器12で生成される送信波(進行波)VTをアンテナ10から送信し、当該送信波VTについての複数の反射物300での反射波VRをアンテナ10で受信する。そして、動体検知装置1は、送信波VTと、アンテナ10で受信される複数の反射波VRとが合成されることによって生じる定在波(合成波)に基づいて、車庫500内での人の有無を判定する。複数の反射物300には、車庫500内の人及び車庫500の扉501が含まれる。
<Configuration of moving object detection device>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the moving
信号発生器12は、制御部11からの指示に従って、出力する送信波VTの周波数を変化させることできる。検波器13,14は、互いに異なる位置において定在波の電力を検出し、検出した電力を示す検出信号を出力する。A/D変換器15は、検波器13,14から出力される検出信号をアナログ形式からデジタル形式に変換して出力する。
The
制御部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等で構成されたマイクロコンピュータである。制御部11は、一種のデジタル回路であって、A/D変換器15から出力される、デジタル形式の検出信号に基づいて、人の有無を判定する。制御部11は、機能ブロックとして、関数生成部110と、動体判定部111と、周波数制御部112とを備えている。関数生成部110は、A/D変換器15から出力される検出信号に基づいて、後述する判定用関数を生成する。動体判定部111は、関数生成部110で生成される判定用関数に基づいて、車庫500内での人の有無を判定する。周波数制御部112は、信号発生器12が生成する送信波VTの周波数を制御する。
The
以上の構成を有する動体検知装置1では、検波器13,14、A/D変換器15及び関数生成部110によって、定在波(合成波)に基づいて判定用関数を生成する生成部17が構成されている。なお、A/D変換器15は、マイクロコンピュータである制御部11が備えていても良い。
In the moving
<判定用関数>
次に判定用関数の生成方法について説明する。以下の説明では、複数の反射物300を区別するために、当該複数の反射物300に対して1番からの連続する複数の正の整数をそれぞれ割り当てる。
<Decision function>
Next, a method for generating a determination function will be described. In the following description, in order to distinguish a plurality of
本実施の形態では、図2に示されるようにx軸が定められる。x軸の原点x=0は任意の点で良いが、本実施の形態では、例えば信号発生器12の位置を原点とする。送信波VTの振幅及び周波数をそれぞれA及びfとし、光速をcとすると、送信波VTは以下の式(1)で示される。
In the present embodiment, the x-axis is determined as shown in FIG. The origin x = 0 of the x axis may be an arbitrary point, but in the present embodiment, for example, the position of the
周波数fは、周波数制御部112による信号発生器12の制御によって、f=f0−fw/2からf=f0+fw/2まで変化させられる。
The frequency f is changed from f = f0−fw / 2 to f = f0 + fw / 2 by the control of the
k番の反射物300までの距離をdkとし、x軸上の任意の点における、送信波VTに対する反射波VRの大きさの比及び両者の位相差を、それぞれγk、φkとすると、k番の反射物300からの反射波VRkは以下の式(2)で示される。
Assuming that the distance to the k-
反射物300がn(≧1)個存在するとき、ある周波数fにおける定在波の電力p(f,x)は、以下の式(3)で示される。
When there are n (≧ 1)
ここで、周波数fは、中心周波数をf0、周波数の変化分を表す変数をfdとすると、以下の式(4)で表すことができる。 Here, the frequency f can be expressed by the following equation (4), where f0 is the center frequency and fd is the variable representing the change in frequency.
図2に示されるような、信号発生器12とアンテナ10との間の点x=x1,x2では、信号源の直近であることと空間の伝搬損失を考えれば、γk≪1と考えることができる。この場合、p(f,x)はfdの関数として以下の式(5)のように近似することができる。
At points x = x1, x2 between the
ただし、式(5)中のΘは以下の式(6)で表される。 However, Θ in the equation (5) is expressed by the following equation (6).
本実施の形態では、送信波VTは、例えば、24GHz帯の電波であって、送信波VTの占有帯域幅は76MHz以下である。したがって、f0≫fdと考えることができる。この場合、Θは以下の式(7)のように近似できる。 In the present embodiment, the transmission wave VT is, for example, a radio wave in the 24 GHz band, and the occupied bandwidth of the transmission wave VT is 76 MHz or less. Therefore, it can be considered that f0 >> fd. In this case, Θ can be approximated by the following equation (7).
検波器13,14が、Θ=0、Θ=π/2となるような2か所で定在波の電力p(fd,x)を検出すると、検波器13,14からは、以下に説明する、互いに直交する2つの検出信号が出力される。
When the
式(7)において、Θ=0となる位置xを検波位置x1とすると、x1=0となる。また、Θ=π/2となる位置xを検波位置x2とすると、x2=−λ/8となる。ただし、λ=c/f0である。 In Expression (7), if the position x where Θ = 0 is the detection position x1, x1 = 0. If the position x where Θ = π / 2 is the detection position x2, then x2 = −λ / 8. However, λ = c / f0.
したがって、x=x1の位置で検出される定在波の電力p(fd,x1)と、x=x2の位置で検出される定在波の電力p(fd,x2)は、式(5)より、以下の式(8),(9)で表される。 Therefore, the standing wave power p (fd, x1) detected at the position of x = x1 and the standing wave power p (fd, x2) detected at the position of x = x2 are expressed by Equation (5). Therefore, it is expressed by the following formulas (8) and (9).
本実施の形態では、検波器13は、x=x1の位置での定在波の電力を検出し、式(8)で示される検出信号p(fd,0)を出力する。一方で、検波器14は、x=x2の位置での定在波の電力を検出し、式(9)で示される検出信号p(fd,−λ/8)を出力する。A/D変換器15は、検波器13,14から出力されるアナログ形式の検出信号p(fd,0)及び検出信号p(fd,−λ/8)をデジタル形式に変換して制御部11に出力する。
In the present embodiment, the
p(fd,0)、p(fd,−λ/8)をfdで微分したものを、それぞれpdiff(fd,0)、pdiff(fd,−λ/8)とすると、pdiff(fd,0)、pdiff(fd,−λ/8)は以下の式(10),(11)で示される。 When p (fd, 0) and p (fd, −λ / 8) differentiated by fd are respectively pdiff (fd, 0) and pdiff (fd, −λ / 8), pdiff (fd, 0) , Pdiff (fd, −λ / 8) is expressed by the following equations (10) and (11).
−pdiff(fd,−λ/8)を実部、−pdiff(fd,0)を虚部とする解析信号pa(fd)は以下の式(12)で示される。 An analysis signal pa (fd) having −pdiff (fd, −λ / 8) as a real part and −pdiff (fd, 0) as an imaginary part is expressed by the following expression (12).
解析信号pa(fd)をfdに関してフーリエ変換すると、以下の式(13)で示される信号P(x)が得られる。 When the analytic signal pa (fd) is Fourier-transformed with respect to fd, a signal P (x) represented by the following equation (13) is obtained.
式(13)中のSa(z)はシンク関数であって、以下の式(14)で示される。 Sa (z) in the equation (13) is a sink function and is represented by the following equation (14).
信号P(x)は距離xを変数とする関数である。信号P(x)は、上記の非特許文献1では、距離スペクトルP(x)として示されている。
The signal P (x) is a function having the distance x as a variable. The signal P (x) is shown as a distance spectrum P (x) in
本実施の形態では、制御部11の関数生成部110は、A/D変換器15からの検出信号p(fd,0),p(fd,−λ/8)に基づいて信号P(x)を求める。そして、関数生成部110は、求めた信号P(x)を判定用関数P(x)として使用する。関数生成部110は、検出信号p(fd,0),p(fd,−λ/8)から式(10),(11)で示される信号pdiff(fd,0),pdiff(fd,−λ/8)を求めて、信号pdiff(fd,0),pdiff(fd,−λ/8)から式(12)で示される解析信号pa(fd)を求める。そして、関数生成部110は、解析信号pa(fd)から判定用関数P(x)を求める。
In the present embodiment, the
反射物300が一つの場合には(n=1)、判定用関数P(x)の振幅は、x=d1のとき、つまり、距離xが反射物300までの距離d1と一致するとき(x−d1=0)、最大となる。 When there is one reflector 300 (n = 1), the amplitude of the determination function P (x) is x = d1, that is, when the distance x matches the distance d1 to the reflector 300 (x -D1 = 0), the maximum.
判定用関数P(x)は、距離xを変数とし、当該変数の値に応じて振幅及び位相が変化する複素信号であると言える。式(13)は以下の式(15)のように書き直すことができる。 It can be said that the determination function P (x) is a complex signal in which the distance x is a variable and the amplitude and phase change according to the value of the variable. Equation (13) can be rewritten as the following Equation (15).
式(15)は以下の式(16)のように書き直すことができる。 Equation (15) can be rewritten as the following Equation (16).
Dk(x)及びEk(x)は、以下の式(17),(18)で表される。 Dk (x) and Ek (x) are expressed by the following equations (17) and (18).
Dk(x)ejEk(x)は、k番の反射物300に対応する複素信号であって、k番の反射物300がP(x)に与える影響を示している。Dk(x)ejEk(x)を個別複素信号と呼ぶと、判定用関数P(x)は、1番からn番の複数の反射物300にそれぞれ応じた複数の個別複素信号D1(x)ejE1(x)〜Dn(x)ejEn(x)を足し合わせた信号、つまり当該複数の個別複素信号D1(x)ejE1(x)〜Dn(x)ejEn(x)の合成信号であると言える。個別複素信号Dk(x)ejEk(x)は、変数xと、当該個別複素信号Dk(x)ejEk(x)に応じたk番目の反射物300までの距離dkとの間の差分距離に応じて変化する。具体的には、式(17)に示されるように、個別複素信号Dk(x)ejEk(x)の振幅Dk(x)は、変数xと、当該個別複素信号Dk(x)ejEk(x)に応じた反射物300までの距離dkとの間の差分距離(x−dk)に応じて変化する。
Dk (x) e jEk (x) is a complex signal corresponding to the
さらに、個別複素信号Dk(x)ejEk(x)の振幅Dk(x)は、当該振幅Dk(x)を示す式にシンク関数が含まれていることから、距離dkが一定であれば、差分距離(x−dk)の絶対値|x−dk|が大きくなるほど小さくなる傾向にある。 Furthermore, since the amplitude Dk (x) of the individual complex signal Dk (x) e jEk (x) includes the sinc function in the expression indicating the amplitude Dk (x), if the distance dk is constant, The absolute value | x−dk | of the difference distance (x−dk) tends to decrease as the absolute value | x−dk | increases.
図3は(x−dk)とSa(x−dk)の関係を示す図である。図3に示されるように、(x−dk)が大きくなるほど、あるいは(x−dk)が小さくなるほど、Sa(x−dk)は小さくなる傾向にある。したがって、式(17)中のSa(2πfw/c×(x−dk))は、絶対値|x−dk|が大きくなるほど小さくなる傾向にある。よって、振幅Dk(x)は、距離dkが一定であれば、絶対値|x−dk|が大きくなるほど小さくなる傾向にある。したがって、振幅Dk(x)は、x=dkのとき最大となる。 FIG. 3 shows the relationship between (x-dk) and Sa (x-dk). As shown in FIG. 3, Sa (x-dk) tends to decrease as (x-dk) increases or (x-dk) decreases. Therefore, Sa (2πfw / c × (x−dk)) in the equation (17) tends to decrease as the absolute value | x−dk | increases. Therefore, if the distance dk is constant, the amplitude Dk (x) tends to decrease as the absolute value | x−dk | increases. Therefore, the amplitude Dk (x) becomes maximum when x = dk.
判定用関数P(x)では、Sa(2πfw/c×(x−dk))の存在により、変数xが、k番の反射物300までの距離dkと一致する場合には、複数の反射物300のうち、k番の反射物300の影響が比較的強く表れる。
In the determination function P (x), when the variable x matches the distance dk to the k-
以上のようにして、生成部17は、定在波に基づいて判定用関数P(x)を求める。制御部11の動体判定部111は、生成部17で求められた判定用関数P(x)に基づいて人の有無を判定する。以後、個別複素信号を「影響信号」と呼ぶことがある。また、距離d1〜dnを特に区別する必要がないときには、それぞれを距離dと呼ぶ。
As described above, the generation unit 17 obtains the determination function P (x) based on the standing wave. The moving
<動体検知>
k番の反射物300が動体である場合には、当該反射物300は動くため、当該反射物300までの距離dkが変化する。その結果、式(15)から分かるように、判定用関数P(x)の振幅|P(x)|及び位相arg(P(x))は変化する。したがって、ある対象距離xzでの判定用関数P(x)の関数値P(xz)(複素信号P(xz))の振幅|P(xz)|の時間変化を観測することによって動体検知が可能となる。同様に、関数値P(xz)の位相arg(P(xz))の時間変化を観測することによって動体検知が可能となる。
<Motion detection>
When the
一方で、判定用関数P(x)は、距離xと、対応する反射物300までの距離dとの間の差分距離に応じて変化する複数の影響信号(個別複素信号)の合成信号である。非検知対象物が動く場合には、非検知対象物の動きにより、非検知対象物までの距離dが変化することから、非検知対象物に対応する影響信号が変化する。したがって、非検知対象物の動きの影響を受けて、判定用関数P(x)の振幅及び位相が変化する。よって、関数値P(xz)の振幅及び位相の時間変化のそれぞれには、非検知対象物の動きの影響が含まれる。
On the other hand, the determination function P (x) is a composite signal of a plurality of influence signals (individual complex signals) that change in accordance with the difference distance between the distance x and the distance d to the
上述の図1に示される車庫500には、扉501が設けられていることから、風などによる扉501の振動により、判定用関数P(x)の振幅及び位相が変化する。したがって、関数値P(xz)の振幅及び位相の時間変化に基づいて車庫500内での人の有無を判定する場合には、扉501の振動により、車庫500内に人が存在していないにもかかわらず人が存在すると誤って判定する可能性がある。
Since the
このように、関数値P(xz)の振幅及び位相の時間変化のそれぞれには、非検知対象物の影響が含まれることから、関数値P(xz)の振幅及び位相の時間変化に基づいて、検知対象物の有無を適切に判定するためには、当該時間変化に含まれる、非検知対象物の影響を、当該時間変化から除去する必要がある。 As described above, each of the temporal changes in the amplitude and phase of the function value P (xz) includes the influence of the non-detection target, and therefore, based on the temporal changes in the amplitude and phase of the function value P (xz). In order to appropriately determine the presence or absence of the detection target, it is necessary to remove the influence of the non-detection target included in the time change from the time change.
しかしながら、上述のように、判定用関数P(x)は、距離xと、対応する反射物300までの距離dとの間の差分距離に応じて変化する複数の影響信号の合成信号であることから、関数値P(xz)を振幅と位相とに分けて、それぞれを個別に処理する場合には、振幅あるいは位相の時間変化から、非検知対象物の影響だけを除去することは困難である。以下にこの点について説明する。以下では、n=2の場合、つまり複数の反射物300が、検知対象物と非検知対象物との2つの反射物300で構成されている場合を例に挙げて説明する。
However, as described above, the determination function P (x) is a combined signal of a plurality of influence signals that change in accordance with the difference distance between the distance x and the distance d to the
検知対象物が1番の反射物300であるとすると、検知対象物に対応する影響信号はD1(x)ejE1(x)となる。また、非検知対象物が2番目の反射物300であるとすると、非検知対象物に対応する影響信号はD2(x)ejE2(x)となる。対象距離xzでの影響信号D1(x)ejE1(x)の値D1(xz)ejE1(xz)と、対象距離xzでの影響信号D2(x)ejE2(x)の値D2(xz)ejE2(xz)とを複素平面上でベクトル表示すると、例えば図4のようになる。本実施の形態では、複素平面上のベクトルを「複素平面ベクトル」と呼ぶ。
If the detection object is the
図4では、複素平面ベクトルW1が、検知対象物に対応する値D1(xz)ejE1(xz)を表しており、複素平面ベクトルW2が、非検知対象物に対応する値D2(xz)ejE1(xz)を表している。そして、複素平面ベクトルZが、関数値P(xz)を表している。図4に示されるように、複素平面ベクトルW1と複素平面ベクトルW2とを足し合わせて得られる合成ベクトルが複素平面ベクトルZとなる。 In FIG. 4, the complex plane vector W1 represents the value D1 (xz) e jE1 (xz) corresponding to the detection target, and the complex plane vector W2 represents the value D2 (xz) e corresponding to the non-detection target. jE1 (xz) is represented. The complex plane vector Z represents the function value P (xz). As shown in FIG. 4, a combined vector obtained by adding the complex plane vector W1 and the complex plane vector W2 is a complex plane vector Z.
ここで、図4に示されるように、検知対象物の動きにより複素平面ベクトルW1の位相がΔθW1だけ変化し、非検知対象物の動きにより複素平面ベクトルW2の位相がΔθW2だけ変化した場合を考える。複素平面ベクトルZは、複素平面ベクトルW1,W2の合成ベクトルであることから、複素平面ベクトルW1の位相がΔθW1だけ変化し、複素平面ベクトルW2の位相がΔθW2だけ変化した場合に、複素平面ベクトルZの位相が、ΔθW1とΔθW2とを足し合わせた分だけ変化するとは限らない。つまり、複素平面ベクトルZの位相の変化量ΔθZは、ΔθW1とΔθW2との合計値になるとは限らない。したがって、非検知対象物の影響を示す複素平面ベクトルW2の位相変化量ΔθW2を求めることができ、ΔθW2を、複素平面ベクトルZの位相変化量ΔθZから差し引いたとしても、検知対象物の影響を示す複素平面ベクトルW1の位相変化量ΔθW1を得ることはできない。つまり、非検知対象物に対応する値D2(xz)ejE2(xz)の位相の時間変化量が分かり、当該時間変化量を関数値P(xz)の位相の時間変化量から差し引いたとしても、検知対象物に対応する値D1(xz)ejE1(xz)の位相の時間変化量を求めることはできない。よって、関数値P(xz)の位相の時間変化量から、非検知対象物に対応する値D2(xz)ejE2(xz)の位相の時間変化量だけを、つまり非検知対象物の動きの影響だけを除去することは困難である。 Here, as shown in FIG. 4, a case is considered where the phase of the complex plane vector W1 changes by ΔθW1 due to the movement of the detection target object, and the phase of the complex plane vector W2 changes by ΔθW2 due to the movement of the non-detection target object. . Since the complex plane vector Z is a composite vector of the complex plane vectors W1 and W2, when the phase of the complex plane vector W1 changes by ΔθW1 and the phase of the complex plane vector W2 changes by ΔθW2, the complex plane vector Z Does not necessarily change by the sum of ΔθW1 and ΔθW2. That is, the phase change amount ΔθZ of the complex plane vector Z is not necessarily the sum of ΔθW1 and ΔθW2. Therefore, the phase change amount ΔθW2 of the complex plane vector W2 indicating the influence of the non-detection target can be obtained, and even if ΔθW2 is subtracted from the phase change amount ΔθZ of the complex plane vector Z, the influence of the detection target is shown. The phase change amount ΔθW1 of the complex plane vector W1 cannot be obtained. That is, even if the amount of time change in the phase of the value D2 (xz) e jE2 (xz) corresponding to the non-detection target is known and the amount of time change is subtracted from the amount of time change in the phase of the function value P (xz). The time variation of the phase of the value D1 (xz) e jE1 (xz) corresponding to the detection object cannot be obtained. Therefore, from the temporal change amount of the phase of the function value P (xz), only the temporal change amount of the phase of the value D2 (xz) e jE2 (xz) corresponding to the non-detection target object, that is, the movement of the non-detection target object is detected. It is difficult to remove only the influence.
振幅についても同様であり、関数値P(xz)の振幅の時間変化量から、非検知対象物に対応する値D2(xz)ejE2(xz)の振幅の時間変化量だけを、つまり非検知対象物の動きの影響だけを除去することは困難である。 The same applies to the amplitude. From the time variation of the amplitude of the function value P (xz), only the time variation of the amplitude of the value D2 (xz) e jE2 (xz) corresponding to the non-detection target, that is, non-detection. It is difficult to remove only the influence of the movement of the object.
このように、関数値P(xz)の振幅の変化量及び位相の変化量のそれぞれでは、複数の反射物300の動きの影響が線形に現れないことから、関数値P(xz)を振幅と位相とに分けて処理する場合には、検知対象物の有無を適切に判断できない可能性がある。
Thus, in each of the change amount of the amplitude of the function value P (xz) and the change amount of the phase, the influence of the movement of the plurality of
そこで、本実施の形態では、動体判定部111は、関数値P(xz)を振幅と位相とに分けて考えるのではなく、関数値P(xz)を複素平面ベクトルとして扱い、当該複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、車庫500内での人の有無を判定する。以下に本実施の形態での動体検知方法について詳細に説明する。
Therefore, in the present embodiment, the moving
関数値P(xz)を複素平面ベクトルZ(xz)で表し、値Dk(xz)ejEk(xz)を複素平面ベクトルWk(xz)で表すと、式(16)から以下の式(19)が得られる。 When the function value P (xz) is represented by a complex plane vector Z (xz) and the value Dk (xz) e jEk (xz) is represented by a complex plane vector Wk (xz), the following equation (19) is obtained from the equation (16). Is obtained.
式(19)に示されるように、複素平面ベクトルZ(xz)は、複数の複素平面ベクトルW1(xz)〜Wn(xz)を足し合わせて得られるベクトルである。つまり、複素平面ベクトルZ(xz)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示す複数の複素平面ベクトルW1(xz)〜Wn(xz)の合成ベクトルである。
As shown in Expression (19), the complex plane vector Z (xz) is a vector obtained by adding a plurality of complex plane vectors W1 (xz) to Wn (xz). That is, the complex plane vector Z (xz) is a combined vector of a plurality of complex plane vectors W1 (xz) to Wn (xz) that indicate the influence of the plurality of
時刻tでの複素平面ベクトルZ(xz)及び複素平面ベクトルWk(xz)を、それぞれZ(xz,t)及びWk(xz,t)とする。そして、複素平面ベクトルZ(xz,t)の時間変化を表す複素平面ベクトルΔZ(xz,t)及び複素平面ベクトルWk(xz,t)の時間変化を表す複素平面ベクトルΔWk(xz,t)を以下の式(20),(21)で表す。 Let the complex plane vector Z (xz) and the complex plane vector Wk (xz) at time t be Z (xz, t) and Wk (xz, t), respectively. Then, a complex plane vector ΔZ (xz, t) representing a time change of the complex plane vector Z (xz, t) and a complex plane vector ΔWk (xz, t) representing a time change of the complex plane vector Wk (xz, t) are obtained. It represents with the following formula | equation (20), (21).
式(20)に示されるように、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)は、時刻tでの複素平面ベクトルZ(xz,t)から、それよりも少し前の時刻(t−Δt)での複素平面ベクトルZ(xz,t−Δt)を差し引いて得られる差分ベクトルである。同様に、複素平面ベクトルΔWk(xz,t)は、式(21)に示されるように、時刻tでの複素平面ベクトルWk(xz,t)から、それよりも少し前の時刻(t−Δt)での複素平面ベクトルWk(xz,t−Δt)を差し引いて得られる差分ベクトルである。 As shown in the equation (20), the complex plane vector ΔZ (xz, t) is obtained at the time (t−Δt) slightly before the complex plane vector Z (xz, t) at the time t. This is a difference vector obtained by subtracting the complex plane vector Z (xz, t−Δt). Similarly, the complex plane vector ΔWk (xz, t) is a time (t−Δt) slightly earlier than the complex plane vector Wk (xz, t) at time t, as shown in Expression (21). ) Is a difference vector obtained by subtracting the complex plane vector Wk (xz, t−Δt).
式(20)は式(21)を用いて以下の式(22)に書き直すことができる。 Equation (20) can be rewritten into Equation (22) below using Equation (21).
式(22)に示されるように、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示す複数の複素平面ベクトルΔW1(xz,t)〜ΔWn(xz,t)の合成ベクトルとなる。以後、複素平面ベクトルΔW1(xz,t)〜ΔWn(xz,t)を特に区別する必要がない場合には、それぞれを複素平面ベクトルΔW(xz,t)と呼ぶことがある。
As shown in the equation (22), the complex plane vector ΔZ (xz, t) is a plurality of complex plane vectors ΔW1 (xz, t) to ΔWn (xz, t) each indicating the influence of the plurality of
静止している非検知対象物に対応する複素平面ベクトルΔW(xz,t)は零となることから、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)から、動いている非検知対象物の影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を差し引くことによって、検知対象物に対応する複素平面ベクトルΔW(xz,t)を得ることができる。つまり、関数値P(xz)の時間変化から、非検知対象物の動きの影響だけを除去することができる。よって、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)と、非検知対象物の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)との差分ベクトルを求め、当該差分ベクトルに基づいて検知対象物の有無を判定することによって、適切な動体検知を行うことができる。つまり、関数値P(xz)を表す複素平面ベクトルZ(xz)の時間変化を表す複素平面ベクトルΔZ(xz,t)と、当該時間変化に含まれる、非検知対象物の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)との差分ベクトルに基づいて動体の有無を判定することによって、適切な動体検知を行うことができる。 Since the complex plane vector ΔW (xz, t) corresponding to the stationary non-detected object is zero, the complex plane vector ΔZ (xz, t) indicates the influence of the moving non-detected object. By subtracting the plane vector ΔW (xz, t), a complex plane vector ΔW (xz, t) corresponding to the detection target can be obtained. That is, only the influence of the movement of the non-detection target can be removed from the time change of the function value P (xz). Therefore, a difference vector between the complex plane vector ΔZ (xz, t) and the complex plane vector ΔW (xz, t) indicating the influence of the motion of the non-detection target is obtained, and the presence / absence of the detection target is determined based on the difference vector. Therefore, appropriate motion detection can be performed. That is, the complex plane vector ΔZ (xz, t) representing the time change of the complex plane vector Z (xz) representing the function value P (xz) and the influence of the motion of the non-detection target included in the time change. Appropriate moving object detection can be performed by determining the presence or absence of a moving object based on a difference vector from the complex plane vector ΔW (xz, t).
本実施の形態では、動体判定部111は、生成部17で求められた判定用関数P(x)から、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)を求める。また動体判定部111は、非検知対象物の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。本実施の形態では、車庫500の扉501が動くことから、動体判定部111は、扉501の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。そして、動体判定部111は、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)と、扉501の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)との差分ベクトルを求めて、当該差分ベクトルに基づいて、車庫500内での人の有無を判定する。
In the present embodiment, the moving
本実施の形態では、複素平面ベクトルZ(xz,t)、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)、複素平面ベクトルW(xz,t)及び複素平面ベクトルΔW(xz,t)のそれぞれは、実軸座標と虚軸座標とに分けられて処理される。 In the present embodiment, each of the complex plane vector Z (xz, t), the complex plane vector ΔZ (xz, t), the complex plane vector W (xz, t), and the complex plane vector ΔW (xz, t) The process is divided into axis coordinates and imaginary axis coordinates.
複素平面ベクトルZ(xz,t)の実軸座標及び虚軸座標をそれぞれU(xz,t)及びV(xz,t)とすると、複素平面ベクトルZ(xz,t)は以下の式(23)で表される。 When the real axis coordinate and the imaginary axis coordinate of the complex plane vector Z (xz, t) are U (xz, t) and V (xz, t), respectively, the complex plane vector Z (xz, t) is expressed by the following equation (23 ).
U(xz,t)は関数値P(xz)の実部であり、V(xz,t)は関数値P(xz)の虚部である。関数値P(xz)は直交座標表示で表すと以下の式(24)で示される。 U (xz, t) is the real part of the function value P (xz), and V (xz, t) is the imaginary part of the function value P (xz). The function value P (xz) is expressed by the following equation (24) when expressed in rectangular coordinates.
式(24)は、以下の式(25),(26)で表されるREALk(xz)及びIMAGEk(xz)を用いて、以下の式(27)のように書き直すことができる。 The expression (24) can be rewritten as the following expression (27) using REALk (xz) and IMAGEk (xz) represented by the following expressions (25) and (26).
そして、U(xz)及びV(xz)は、以下の式(28),(29)で表される。 U (xz) and V (xz) are expressed by the following equations (28) and (29).
式(28)に示されるように、実部U(xz)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示す複数の実部REAL1(xz)〜REALn(xz)の総和である。また、式(29)に示されるように、虚部V(xz)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示す複数の虚部IMAGE1(xz)〜IMAGEn(xz)の総和である。したがって、関数値P(xz)の振幅及び位相とは異なり、実部U(xz)及び虚部V(xz)のそれぞれには、複数の反射物300の影響が線形に現れている。
As shown in the equation (28), the real part U (xz) is a sum of a plurality of real parts REAL1 (xz) to REALn (xz) each indicating the influence of the plurality of
時刻tでのU(xz)及びV(xz)をそれぞれU(xz,t)及びV(xz,t)とし、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)の実軸座標及び虚軸座標をそれぞれΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)とすると、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)は以下の式(30),(31)で表される。 U (xz) and V (xz) at time t are U (xz, t) and V (xz, t), respectively, and the real and imaginary axis coordinates of the complex plane vector ΔZ (xz, t) are ΔU, respectively. Assuming that (xz, t) and ΔV (xz, t), ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t) are expressed by the following equations (30) and (31).
複素平面ベクトルΔWk(xz,t)の実軸座標及び虚軸座標をそれぞれΔXk(xz,t)及びΔYk(xz,t)とすると、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)は以下の式(32),(33)で表される。 When the real axis coordinate and the imaginary axis coordinate of the complex plane vector ΔWk (xz, t) are respectively ΔXk (xz, t) and ΔYk (xz, t), ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t) are as follows: (32) and (33).
式(32)に示されるように、ΔU(xz,t)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示すΔX1(xz,t)〜ΔXn(xz,t)の総和である。したがって、ΔU(xz,t)には、U(xz,t)と同様に、複数の反射物300の影響が線形に現れている。同様に、式(33)に示されるように、ΔV(xz,t)は、複数の反射物300の影響をそれぞれ示すΔY1(xz,t)〜ΔYn(xz,t)の総和である。したがって、ΔV(xz,t)には、V(xz,t)と同様に、複数の反射物300の影響が線形に現れている。
As shown in the equation (32), ΔU (xz, t) is a sum of ΔX1 (xz, t) to ΔXn (xz, t) indicating the influence of the plurality of
動体判定部111は、動体検知を行う際には、まず、判定用関数P(x)から、関数値P(xz)の実部U(xz)及び虚部V(xz)を求める。次に動体判定部111は、式(30),(31)を用いて、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)を求める。これは、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)を求めることを意味する。また、動体判定部111は、扉501の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)のΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)を求める。これは、扉501の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求めることを意味する。そして、動体判定部111は、ΔU(xz,t)からΔX(xz,t)を差し引いた値と、ΔV(xz,t)からΔY(xz,t)を差し引いた値とを求める。ΔU(xz,t)からΔX(xz,t)を差し引いた値は、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)と複素平面ベクトルΔW(xz,t)との差分ベクトルJの実軸座標であって、ΔV(xz,t)からΔY(xz,t)を差し引いた値は、差分ベクトルJの虚軸座標である。動体判定部111は、差分ベクトルJの実軸座標及び虚実座標に基づいて、車庫500内の人の有無を判定する。差分ベクトルJの実軸座標及び虚軸座標をそれぞれΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)とすると、ΔUc(xz,t)、ΔVc(xz,t)及び差分ベクトルJは以下の式(34),(35),(36)で表される。
When performing the moving object detection, the moving
動体判定部111は、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)に基づいて、車庫500内の人の有無を判定する際には、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)を用いて、例えば以下の式(37)で示される判定値Rを求める。判定値Rは差分ベクトルJの大きさである。
When determining whether or not there is a person in the
動体判定部111は、判定値Rがしきい値よりも大きいときに、車庫500内に人が存在すると判定する。一方で、動体判定部111は、判定値Rがしきい値以下のときに、車庫500内に人が存在しないと判定する。なお、動体判定部111は、判定値Rがしきい値以上のときに車庫500内に人が存在すると判定し、しきい値未満のときに車庫500内に人が存在しないと判定しても良い。また動体判定部111は、判定値Rを他の方法で決定しても良い。
The moving
<非検知対象物(扉)の動きの影響を示すΔW(xz,t)の求め方>
次に、動体検知で必要な、非検知対象物の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の求め方の一例について説明する。以下の説明では、車庫500の扉501までの距離xがxdoorであるとする。
<How to find ΔW (xz, t) indicating the influence of the movement of the non-detection object (door)>
Next, an example of how to obtain the complex plane vector ΔW (xz, t) indicating the influence of the motion of the non-detection target object necessary for moving object detection will be described. In the following description, it is assumed that the distance x to the
動体判定部111は、扉501が動いているときに求められた、以下の式(38),(39)で表される比率RATIO_U(xz),RATIO_V(xz)を使用して、扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。
The moving
式(38)でのΔU(xdoor,t)は、変数xを、動いている扉501までの距離xdoorとした場合の判定用関数P(x)の関数値P(xdoor)を表す複素平面ベクトルZ(xdoor)の時間変化を表すΔZ(xdoor,t)の実軸座標を示している。一方で、式(39)でのΔV(xdoor,t)はΔZ(xdoor,t)の虚軸座標を示している。したがって、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)を求めることによって複素平面ベクトルΔZ(xdoor,t)が求められる。
ΔU (xdoor, t) in equation (38) is a complex plane vector representing the function value P (xdoor) of the determination function P (x) when the variable x is the distance xdoor to the moving
ここで、上述の式(25),(26),(28),(29)等から分かるように、U(x,t)及びV(x,t)を表す式にはシンク関数Sa(2πfw/c×(x−dk))が含まれていることから、変数xが扉501までの距離xdoorである場合のU(xdoor,t)及びV(xdoor,t)には、扉501の影響が強く表れている。したがって、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)には、時刻tでの扉501の動きの影響が強く表れており、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)は、時刻tでの扉501の動きを示していると考えることができる。そして、車庫500内では、人及び扉501以外の反射物300はほとんど動かないことから、距離xzのところに人が存在しない場合には、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)は、扉501の動きの影響だけを受けていると考えることができる。つまり、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)は、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)で示されるベクトルΔZ(xdoor,t)(大きさ及び向き)で扉501が動いている場合に、その扉501の動きが、距離xzにおける複素平面ベクトルZ(xz,t)に与える影響を示していると言える。よって、ΔU(xz,t)/ΔU(xdoor,t)及びΔV(xz,t)/ΔV(xdoor,t)は、扉501の動きを表すベクトルΔZ(xdoor,t)(ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t))を基準とした場合の、その扉501の動きが、複素平面ベクトルZ(xz,t)に与える影響を示している。つまり、ΔU(xz,t)/ΔU(xdoor,t)及びΔV(xz,t)/ΔV(xdoor,t)は、扉501の動きを表すΔZ(xdoor,t)を基準とした場合の、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)(ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t))に含まれる扉501の動きの影響を示している。
Here, as can be seen from the above formulas (25), (26), (28), (29), etc., the formula representing U (x, t) and V (x, t) has a sink function Sa (2πfw). / C × (x−dk)) is included, U (xdoor, t) and V (xdoor, t) are affected by the
ただし、距離xzの位置に人が存在する場合には、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)には人の動きの影響も現れてしまう。そこで、本実施の形態では、式(38)に示されるように、ΔU(xz,t)/ΔU(xdoor,t)についての時間平均(互いに異なる時刻tでのM個のΔU(xz,t)/ΔU(xdoor,t)の平均)を求めることによって、ΔU(xz,t)に現れる人の動きの影響を低減している。同様に、式(39)に示されるように、ΔV(xz,t)/ΔV(xdoor,t)についての時間平均(互いに異なる時刻tでのM個のΔV(xz,t)/ΔV(xdoor,t)の平均)を求めることによって、ΔV(xz,t)に現れる人の動きの影響を低減している。よって、比率RATIO_U(xz),RATIO_V(xz)は、扉501の動きを表すΔZ(xdoor)を基準とした場合の、その扉501の動きがZ(xz)に与える影響を示していると言える。
However, when a person is present at the position of the distance xz, the influence of the person's movement also appears in ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t). Therefore, in the present embodiment, as shown in the equation (38), the time average of ΔU (xz, t) / ΔU (xdoor, t) (M ΔU (xz, t at different times t) ) / ΔU (xdoor, t)) is reduced, thereby reducing the influence of the human motion that appears in ΔU (xz, t). Similarly, as shown in the equation (39), the time average of ΔV (xz, t) / ΔV (xdoor, t) (M ΔV (xz, t) / ΔV (xdoor at different times t) , T), the influence of human movement appearing in ΔV (xz, t) is reduced. Therefore, it can be said that the ratios RATIO_U (xz) and RATIO_V (xz) indicate the influence of the movement of the
動体判定部111は、時刻tでの複素平面ベクトルΔU(xdoor,t),ΔV(xdoor,t)と、比率RATIO_U(xz),RATIO_V(xz)とに基づいて、時刻tでの扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。具体的には、動体判定部111は、以下の式(40)を使用して扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の実軸座標ΔX(xz,t)を求め、以下の式(41)を使用して扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の虚軸座標ΔY(xz,t)を求める。
Based on the complex plane vectors ΔU (xdoor, t) and ΔV (xdoor, t) at the time t and the ratios RATIO_U (xz) and RATIO_V (xz), the moving
上記の式式(34),(35)は、式(40),(41)を用いて以下のように書き直すことができる。 The above equations (34) and (35) can be rewritten as follows using equations (40) and (41).
動体判定部111は、扉501の動きの影響を示す時刻tでの複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求めると、式(34),(35)(式(40),(41))を用いて差分ベクトルJの実軸座標ΔUc(xz,t)及び虚軸座標ΔVc(xz.t)を求める。そして、動体判定部111は、上記のようにして、実軸座標ΔUc(xz,t)及び虚時座標ΔVc(xz.t)に基づいて車庫500内での人の有無を判定する。
When the moving
比率RATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)は、事前に求められて、制御部11に予め記憶されても良い。また、動体判定部111が動体検知を行う際に比率RATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)を求めても良い。
The ratios RATIO_U (xz, t) and RATIO_V (xz, t) may be obtained in advance and stored in the
<動体検知処理の具体例>
次に動体判定部111の動作の各種具体例について説明する。
<Specific examples of moving object detection processing>
Next, various specific examples of the operation of the moving
<第1動作例>
図5は動体判定部111の第1動作例を示すフローチャートである。本例では、動体判定部111は、車庫500内の車600の座席に人が存在するか否かを判定する。動体検知装置1から座席までの距離が例えば5mであるとする。つまり、動体判定部111は、動体検知装置1から5mの位置に人が存在するか否かを判定する。また本例では、動体検知装置1から6mの位置の扉501が存在する(xdoor=6m)。そして、本例では、比率RATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)は、予め求められて制御部11に記憶されている。
<First operation example>
FIG. 5 is a flowchart showing a first operation example of the moving
図5に示されるように、ステップs1において、動体判定部111は、上述のようにして、関数生成部110で生成される判定用関数P(x)に基づいて、所定時間Δtごとに、対象距離xzが5mの場合のU(xz)及びV(xz)を求める。さらに、動体判定部111は、判定用関数P(x)に基づいて、所定時間Δtごとに、距離xdoorが6mでのU(xdoor)及びV(xdoor)を求める。
As shown in FIG. 5, in step s1, the moving
次にステップs2において、動体判定部111は、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを求める。
Next, in step s2, the moving
次にステップs3において、動体判定部111は、制御部11に予め記憶される比率RATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)と、ステップs2で求めたΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを用いて、式(40),(41)で示されるΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)を求める。
Next, in step s3, the moving
次にステップs4において、動体判定部111は、ステップs2で求めたΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ステップs3で求めたΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)とを用いて、式(34),(35)で示されるΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)を求める。
Next, in step s4, the moving
次にステップs5において、動体判定部111は、ステップs4で求めたΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)を用いて、式(37)に示される判定値Rを求める。そして、ステップs6において、動体判定部111は、判定値Rに基づいて、距離x=5mの位置に人が存在するか否かを判定する。動体判定部111は、判定値Rがしきい値よりも大きい場合には、車庫500内での距離x=5mの位置に人が存在すると判定し、判定値Rがしきい値以下の場合には、車庫500内での距離x=5mの位置に人が存在しないと判定する。
Next, in step s5, the moving
動体判定部111は、以上のステップs1〜s6までの動体検知処理を、所定時間ごとに繰り返し実行する。
The moving
<第2動作例>
図6は動体判定部111の第2動作例を示すフローチャートである。本例では、第1動作例と同様に、動体判定部111は、動体検知装置1から5mの位置に人が存在するか否かを判定し、動体検知装置1から6mの位置の扉501が存在する(xdoor=6m)。一方で、本例では、制御部11に予め記憶されている比率RATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)が、動体検知処理において動体判定部111によって更新される。動体判定部111は、図6に示される動体検知処理を、所定時間ごとに繰り返し実行する。
<Second operation example>
FIG. 6 is a flowchart showing a second operation example of the moving
図6に示されるように、動体判定部111は上述のステップs1及びs2を実行して、ΔU(xz,t)、ΔV(xz,t)、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)を求める。
As illustrated in FIG. 6, the moving
次にステップs11において、動体判定部111は、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)を用いて扉501が動いているか否かを判定する。動体判定部111は、例えば、以下の式(44)を用いて判定値Sを求める。そして、動体判定部111は、判定値Sがしきい値よりも大きい場合には、扉501が動いていると判定する。一方で、動体判定部111は、判定値Sがしきい値以下の場合には、扉501が動いていないと判定する。
Next, in step s11, the moving
動体判定部111は、ステップs11において扉501が動いていると判定すると、ステップs12において、RATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を更新する。具体的には、動体判定部111は、ステップs2で求めたΔU(xz,t)、ΔV(xz,t)、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)と、式(38),(39)を用いて、RATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を新たに求める。そして、動体判定部111は、制御部11に記憶されているRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を、新たに求めたRATIO_U(xz,t),RATIO_V(xz,t)に置き換える。これにより、制御部11に記憶されるRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が更新される。
If the moving
ステップs12が実行されると、動体判定部111は、ステップs3を実行して、ΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)を求める。ここでは、ステップs12で更新されたRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が使用される。その後、動体判定部111は、同様にしてステップs4〜s6を実行する。ステップs11において、動体判定部111は、扉501が動いていないと判定すると、ステップs12を実行せずにステップs3〜s6を実行する。
When step s12 is executed, the moving
このように、本動作例では、動体検知処理においてRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が更新される。扉501の動きがΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)に与える影響は、一定ではなく、扉501までの距離によってもリアルタイムに変化することから、RATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が更新されることによって、車庫500内での人の有無の判定精度がさらに向上する。
Thus, in this operation example, RATIO_U (xz, t) and RATIO_V (xz, t) are updated in the moving object detection process. Since the influence of the movement of the
<第3動作例>
図7は動体判定部111の第3動作例を示すフローチャートである。本例では、動体判定部111は、動体検知装置1から3m〜5mの範囲内に人が存在するか否かを判定する。つまり、本例では、動体検知装置1の判定範囲が、動体検知装置1から3m〜5mの範囲となっている。これにより、動体判定部111は、車庫500の車600内に人が存在するか否かを判定することができる。本例では、判定範囲内の9個の対象距離xzが使用される。具体的には、3m、3.25m、3.5m、3.75m、4m、4.25m、4.5m、4.75m、5mが対象距離xzとして使用される。本例では、9個の対象距離xzのそれぞれでのRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が予め求められて制御部11に記憶されている。動体判定部111は、9個の対象距離xzにそれぞれ応じた9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を更新する。また本例では、第1及び第2動作例と同様に、動体検知装置1から6mの位置の扉501が存在する(xdoor=6m)。動体判定部111は、図7に示される動体検知処理を、所定時間ごとに繰り返し実行する。
<Third operation example>
FIG. 7 is a flowchart showing a third operation example of the moving
図7に示されるように、ステップs21において、動体判定部111は、判定用関数P(x)に基づいて、3m〜5mの9個の対象距離xzのそれぞれでのU(xz)及びV(xz)を所定時間Δtごとに求める。さらに、動体判定部111は、判定用関数P(x)に基づいて、所定時間Δtごとに、距離xdoorが6mでのU(xdoor)及びV(xdoor)を求める。
As illustrated in FIG. 7, in step s21, the moving
次にステップs22において、動体判定部111は、3m〜5mの9個の対象距離xzのそれぞれでのΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを求める。
Next, in step s22, the moving
次に動体判定部111は、上述のステップs11を実行して、扉501が動いているか否かを判定する。
Next, the moving
動体判定部111は、ステップs11において、扉501が動いていると判定すると、ステップs23において、3m〜5mの9個の対象距離xzにそれぞれ対応する9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を更新する。具体的には、動体判定部111は、ステップs22で求めたΔU(xz,t)、ΔV(xz,t)、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)と、式(38),(39)を用いて、9個の対象距離xzにそれぞれ対応する9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を新たに求める。そして、動体判定部111は、制御部11に記憶されている9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を、新たに求めた9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)に置き換える。これにより、3m〜5mの9個の対象距離xzにそれぞれ対応する9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が更新される。
If the moving
ステップs23が実行されると、動体判定部111は、ステップs24において、制御部11内の9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)と、ステップs22で求めたΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを用いて、3m〜5mの9個の対象距離xzのそれぞれでのΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)を求める。ここでは、ステップs23で更新された9組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が使用される。
When step s23 is executed, the moving
次にステップs25において、動体判定部111は、ステップs22で求めたΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ステップs24で求めたΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)とを用いて、3m〜5mの9個の対象距離xzのそれぞれでのΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)を求める。これにより、9個の対象距離xzにそれぞれ対応する9組のΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)が得られる。
Next, in step s25, the moving
次にステップs26において、動体判定部111は、ステップs25で求めた9組のΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)の各組についての判定値Rを求める。これより、3m〜5mの9個の対象距離xzにそれぞれ対応する9個の判定値Rが得られる。
Next, in step s26, the moving
次にステップs27において、動体判定部111は、ステップs26で求めた9個の判定値Rのうちの最大値がしきい値よりも大きい場合には、動体検知装置1から3m〜5mの判定範囲内に、つまり車600内に人が存在すると判定する。一方で、動体判定部111は、当該最大値がしきい値以下の場合には、動体検知装置1から3m〜5mの判定範囲内に、つまり車600内に人が存在しないと判定する。
Next, in step s27, when the maximum value of the nine determination values R obtained in step s26 is larger than the threshold value, the moving
動体判定部111は、ステップs11において、扉501が動いていないと判定すると、ステップs23を実行せずにステップs24〜s27を実行し、判定範囲内に人が存在するか否かを判定する。
If the moving
このように、本例では、3m〜5mの判定範囲内での複数の対象距離xzのそれぞれについて、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)が求められている。言い換えれば、判定範囲内での複数の対象距離xzのそれぞれについて、差分ベクトルJが求められている。対象距離xzの位置に人が存在する場合には、差分ベクトルJの大きさが大きくなることから、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)の少なくとも一方が大きくなる。したがって、判定範囲内での複数の対象距離xzについて求められたΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)に基づいて人の有無を判定することによって、当該判定範囲内での人の有無を適切に判定することができる。 Thus, in this example, ΔUc (xz, t) and ΔVc (xz, t) are obtained for each of a plurality of target distances xz within the determination range of 3 m to 5 m. In other words, the difference vector J is obtained for each of the plurality of target distances xz within the determination range. When a person is present at the position of the target distance xz, the magnitude of the difference vector J is increased, so that at least one of ΔUc (xz, t) and ΔVc (xz, t) is increased. Therefore, by determining the presence / absence of a person based on ΔUc (xz, t) and ΔVc (xz, t) obtained for a plurality of target distances xz within the determination range, the presence / absence of a person within the determination range Can be determined appropriately.
<第4動作例>
図8は動体判定部111の第4動作例を示すフローチャートである。本例では、動体判定部111は、動体検知装置1から0〜5mの範囲内に人が存在するか否かを判定する。つまり、動体検知装置1の判定範囲は、動体検知装置1から0〜5mの範囲となっている。これにより、動体判定部111は、車庫500の全領域を対象として、車庫500内に人が存在するか否かを判定することができる。本例では、判定範囲内の21個の対象距離xzが使用される。具体的には、0m、0.25m、0.5m、0.75m、1m、1.25m、1.5m、1.75m、2m、2.25m、2.5m、2.75m、3m、3.25m、3.5m、3.75m、4m、4.25m、4.5m、4.75m、5mが対象距離xzとして使用される。本例では、21個の対象距離xzのそれぞれでのRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が予め求められて制御部11に記憶されている。動体判定部111は、21個の対象距離xzにそれぞれ応じた21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を更新する。また本例では、第1及び第2動作例と同様に、動体検知装置1から6mの位置の扉501が存在する(xdoor=6m)。動体判定部111は、図8に示される動体検知処理を、所定時間ごとに繰り返し実行する。
<Fourth operation example>
FIG. 8 is a flowchart showing a fourth operation example of the moving
図8に示されるように、ステップs31において、動体判定部111は、判定用関数P(x)に基づいて、0m〜5mの21個の対象距離xzのそれぞれでのU(xz)及びV(xz)を所定時間Δtごとに求める。さらに、動体判定部111は、判定用関数P(x)に基づいて、所定時間Δtごとに、距離xdoorが6mでのU(xdoor)及びV(xdoor)を求める。
As illustrated in FIG. 8, in step s31, the moving
次にステップs32において、動体判定部111は、0m〜5mの21個の対象距離xzのそれぞれでのΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを求める。
Next, in step s32, the moving
次に動体判定部111は上述のステップs11を実行して、扉501が動いているか否かを判定する。
Next, the moving
動体判定部111は、ステップs11において、扉501が動いていると判定すると、ステップs33において、0m〜5mの21個の対象距離xzにそれぞれ対応する21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を更新する。具体的には、動体判定部111は、ステップs32で求めたΔU(xz,t)、ΔV(xz,t)、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)と、式(38),(39)を用いて、21個の対象距離xzにそれぞれ対応する21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を新たに求める。そして、動体判定部111は、制御部11に記憶されている21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)を、新たに求めた21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)に置き換える。これにより、0m〜5mの21個の対象距離xzにそれぞれ対応する21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が更新される。
If the moving
ステップs33が実行されると、動体判定部111は、ステップs34において、制御部11内の21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)と、ステップs32で求めたΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)とを用いて、0m〜5mの21個の対象距離xzのそれぞれでのΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)を求める。ここでは、ステップs33で更新された21組のRATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)が使用される。
When step s33 is executed, the moving
次にステップs35において、動体判定部111は、ステップs32で求めたΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)と、ステップs34で求めたΔX(xz,t)及びΔY(xz,t)とを用いて、0m〜5mの21個の対象距離xzのそれぞれでのΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)を求める。これにより、21個の対象距離xzにそれぞれ対応する21組のΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)が得られる。
Next, in step s35, the moving
次にステップs36において、動体判定部111は、ステップs35で求めた21組のΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)の各組についての判定値Rを求める。これより、0m〜5mの21個の対象距離xzにそれぞれ対応する21個の判定値Rが得られる。
Next, in step s36, the moving
次にステップs37において、動体判定部111は、ステップs36で求めた21個の判定値Rのうちの最大値がしきい値よりも大きい場合には、動体検知装置1から0m〜5mの範囲内に、つまり車庫500内に人が存在すると判定する。一方で、動体判定部111は、当該最大値がしきい値以下の場合には、動体検知装置1から0m〜5mの範囲内に、つまり車庫500内に人が存在しないと判定する。
Next, in step s37, the moving
動体判定部111は、ステップs11において、扉501が動いていないと判定すると、ステップs33を実行せずにステップs34〜s37を実行し、判定範囲内に人が存在するか否かを判定する。
If the moving
なお、第3及び第4動作例では、RATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)は更新されているが、第1動作例と同様に、更新されなくても良い。 In the third and fourth operation examples, RATIO_U (xz, t) and RATIO_V (xz, t) are updated, but may not be updated as in the first operation example.
また、の第3及び第4動作例では、複数の判定値Rのうちの最大値としきい値との比較結果に基づいて人の有無が判定されているが、複数の判定値Rの合計値としきい値との比較結果に基づいて人の有無が判定されも良い。 Further, in the third and fourth operation examples, the presence / absence of a person is determined based on the comparison result between the maximum value of the plurality of determination values R and the threshold value, but the total value of the plurality of determination values R The presence or absence of a person may be determined based on the comparison result between the threshold value and the threshold value.
以上のように、本実施の形態では、関数値P(xz)を表す複素平面ベクトルZ(xz)の時間変化を表す複素平面ベクトルΔZ(xz,t)と、当該時間変化に含まれる、非検知対象物の動きの影響を表す複素平面ベクトルΔW(xz,t)との差分ベクトルJに基づいて動体の有無を判定しているため、適切な動体検知を行うことができる。よって、関数値P(xz)の振幅の時間変化、あるいは関数値P(xz)の位相の時間変化に基づいて動体検知を行う場合よりも、動体の有無の判定精度を向上することができる。 As described above, in the present embodiment, the complex plane vector ΔZ (xz, t) representing the time change of the complex plane vector Z (xz) representing the function value P (xz), and the non-included in the time change. Since the presence / absence of a moving object is determined based on the difference vector J from the complex plane vector ΔW (xz, t) representing the influence of the movement of the detection target object, appropriate moving object detection can be performed. Therefore, the determination accuracy of the presence or absence of a moving object can be improved as compared with the case where the moving object is detected based on the time change of the amplitude of the function value P (xz) or the time change of the phase of the function value P (xz).
また、特許文献1のように、ドップラセンサが用いられた動体検知では、検知対象物と非検知対象物が、ドップラセンサから見て同じ方向に存在する場合には、検知対象物と非検知対象物とを区別することが困難である。これに対して、本実施の形態に係る動体検知では、変数xと反射物300までの距離dとの間の差分距離に応じて変化する判定用関数P(x)が使用されることから、検知対象物及び非検知対象物が、動体検知装置1から見て同じ方向に存在する場合であっても、検知対象物及び非検知対象物までの距離dが異なれば、検知対象物及び非検知対象物を区別することができる。よって、本実施の形態に係る動体検知では、ドップラセンサが用いられた動体検知よりも、動体の有無の判定精度が向上する。
In addition, as in
<第1変形例>
本変形例では、非検知対象物の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の求め方の他の例について説明する。
<First Modification>
In this modification, another example of how to obtain the complex plane vector ΔW (xz, t) indicating the influence of the motion of the non-detection target will be described.
本変形例では、動体判定部111は、以下の式(45),(46)で表される比率RATIO_U1(xz,t),RATIO_V1(xz,t)を使用して、扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。
In the present modification, the moving
ただし、α1は適宜設定される更新割合(0≦α1≦1)である。また、β1は、適宜設定されるしきい値VELthを用いて以下の式(47)で表される。 However, α1 is an update rate (0 ≦ α1 ≦ 1) set as appropriate. Β1 is expressed by the following equation (47) using a threshold value VELth that is set as appropriate.
ここで、ΔUn(xz,t)とΔVn(xz,t)を以下の式(48),(49)で表す。 Here, ΔUn (xz, t) and ΔVn (xz, t) are expressed by the following equations (48) and (49).
ΔUn(xz,t)を実軸座標とし、ΔVn(xz,t)を虚軸座標とする複素平面ベクトルΔZn(xz,t)は、振幅として、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)の振幅を複素平面ベクトルΔZ(xdoor,t)の振幅で正規化して得られる値を持ち、位相として、複素平面ベクトルΔZ(xz,t)の位相から複素平面ベクトルΔZ(xdoor,t)の位相を差し引いて得られる値を持つベクトルである。 A complex plane vector ΔZn (xz, t) having ΔUn (xz, t) as a real axis coordinate and ΔVn (xz, t) as an imaginary axis coordinate is an amplitude, and the amplitude of the complex plane vector ΔZ (xz, t) is the amplitude. It has a value obtained by normalizing with the amplitude of the complex plane vector ΔZ (xdoor, t), and subtracts the phase of the complex plane vector ΔZ (xdoor, t) from the phase of the complex plane vector ΔZ (xz, t) as the phase. A vector with the resulting values.
図9はΔZ(xz,t)とΔZ(xdoor,t)との関係の一例を示す図である。図10は、ΔZ(xz,t)とΔZ(xdoor,t)との関係が図9に示される関係である場合でのΔZn(xz,t)を示す図である。図10に示されるΔZn(xz,t)は、図9に示されるΔZ(xdoor,t)の向きをx軸のプラス方向に一致させ、当該ΔZ(xdoor,t)の振幅を1に正規化した際のΔZ(xz,t)であると言える。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the relationship between ΔZ (xz, t) and ΔZ (xdoor, t). FIG. 10 is a diagram showing ΔZn (xz, t) when the relationship between ΔZ (xz, t) and ΔZ (xdoor, t) is the relationship shown in FIG. ΔZn (xz, t) shown in FIG. 10 is made such that the direction of ΔZ (xdoor, t) shown in FIG. 9 coincides with the positive direction of the x-axis, and the amplitude of ΔZ (xdoor, t) is normalized to 1. It can be said that ΔZ (xz, t) is obtained.
上述のように、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)で示されるベクトルΔZ(xz,t)は、ΔU(xdoor,t)及びΔV(xdoor,t)で示されるベクトルΔZ(xdoor,t)で扉501が動いている場合に、その扉501の動きが、複素平面ベクトルZ(xz)に与える影響を示していると言える。したがって、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)で示されるベクトルΔZn(xz,t)は、単位ベクトルUNT=[1,0]で扉501が動いている場合に、その扉501の動きが複素平面ベクトルZ(xz,t)に与える影響を示していると言える。つまり、ΔZn(xz,t)は、単位ベクトルUNTで扉501が動いている場合の、ΔZ(xz)に含まれる扉501の動きの影響を示していると言える。
As described above, the vector ΔZ (xz, t) indicated by ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t) is the vector ΔZ (xdoor) indicated by ΔU (xdoor, t) and ΔV (xdoor, t). , T), it can be said that the movement of the
ただし、上述のように、距離xzの位置に人が存在する場合には、ΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)には人の動きの影響も現れてしまう。したがって、距離xzの位置に人が存在する場合には、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)には人の動きの影響も現れてしまう。 However, as described above, when a person is present at the distance xz, the influence of the movement of the person also appears in ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t). Therefore, when a person exists at the position of the distance xz, the influence of the person's movement also appears in ΔUn (xz, t) and ΔVn (xz, t).
そこで、本変形例では、上記の式(46),(47)を用いて、比率RATIO_U1(xz,t),RATIO_V1(xz,t)を更新することによって、等価的に、これまでの時刻のΔU(xz,t)及びΔV(xz,t)の重み付きの時間平均を求めている。これにより、比率RATIO_U1(xz,t),RATIO_V1(xz,t)での人の動きの影響を低減している。よって、比率RATIO_U1(xz,t),RATIO_V1(xz,t)は、扉501の動きが、実軸座標及び虚軸座標がそれぞれ“1”及び“0”の複素平面ベクトルで表される場合での、当該扉501の動きが複素平面ベクトルZ(xz,t)に与える影響をおおむね示している。つまり、比率RATIO_U1(xz,t),RATIO_V1(xz,t)は、扉501の動きが、実軸座標及び虚軸座標がそれぞれ“1”及び“0”の複素平面ベクトルで表される場合での、複数平面ベクトルΔZ(xz,t)に含まれる当該扉501の動きの影響を示している。
Therefore, in the present modification, the ratios RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated using the above equations (46) and (47), so that A weighted time average of ΔU (xz, t) and ΔV (xz, t) is obtained. This reduces the influence of human movement at the ratios RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t). Therefore, the ratios RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are the cases where the movement of the
式(45),(46)において、β1α1は、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)の更新割合である。更新割合β1α1は、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が更新される際に、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)がどの程度反映されるかを示している。式(47)に示されるように、β1は、(ΔU(xdoor,t)2+ΔV(xdoor,t)2)が大きいほど大きくなる(ただし上限は1)。したがって、β1は、x=xdoorの位置に存在する扉501が大きく動くほど大きくなると言える。よって、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が更新される際に、扉501が大きく動いているほど、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)がRATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)に強く反映される。
In the expressions (45) and (46), β1α1 is the update rate of ΔUn (xz, t) and ΔVn (xz, t). The update rate β1α1 indicates how much ΔUn (xz, t) and ΔVn (xz, t) are reflected when RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated. As shown in Equation (47), β1 increases as (ΔU (xdoor, t) 2 + ΔV (xdoor, t) 2 ) increases (however, the upper limit is 1). Therefore, it can be said that β1 increases as the
このように、本変形例では、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が更新される際に、そのときの扉501の動きに応じて、ΔUn(xz,t)及びΔVn(xz,t)がRATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)に反映される程度が変化する。よって、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)を適切に更新できる。
Thus, in this modification, when RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated, ΔUn (xz, t) and ΔVn (xz) according to the movement of the
動体判定部111は、時刻tでの複素平面ベクトルΔU(xdoor,t),ΔV(xdoor,t)と、比率RATIO_U1(xz),RATIO_V1(xz)とに基づいて、時刻tでの扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求める。具体的には、動体判定部111は、以下の式(50)を使用して扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の実軸座標ΔX(xz,t)を求め、以下の式(51)を使用して扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の虚軸座標ΔY(xz,t)を求める。
Based on the complex plane vectors ΔU (xdoor, t) and ΔV (xdoor, t) and the ratios RATIO_U1 (xz) and RATIO_V1 (xz) at the time t, the moving
上記の式(34),(35)は、式(50),(51)を用いて以下のように書き直すことができる。 The above equations (34) and (35) can be rewritten as follows using equations (50) and (51).
図11は、RATIO_U1(xz,t)を実軸座標とし、RATIO_V1(xz,t)を虚軸座標とする複素平面ベクトルL(xz,t)と、単位ベクトルUNTとの関係の一例を示す図である。図12は、L(xz,t)と単位ベクトルUNTとの関係が図11に示される関係である場合での、扉501の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)の一例を示す図である。式(50),(51)により、扉501の動きがΔZ(xdoor,t)で表される場合での、ΔZ(xz,t)に含まれる当該扉501の動きの影響を示すΔW(xz,t)を求めることができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a relationship between a unit plane UNT and a complex plane vector L (xz, t) having RATIO_U1 (xz, t) as real axis coordinates and RATIO_V1 (xz, t) as imaginary axis coordinates. It is. FIG. 12 shows an example of a complex plane vector ΔW (xz, t) indicating the influence of the movement of the
動体判定部111は、扉501の動きの影響を示す時刻tでの複素平面ベクトルΔW(xz,t)を求めると、式(34),(35)(式(50),(51))を用いて差分ベクトルJの実軸座標ΔUc(xz,t)及び虚軸座標ΔVc(xz.t)を求める。そして、動体判定部111は、上記のようにして、実軸座標ΔUc(xz,t)及び虚時座標ΔVc(xz.t)に基づいて車庫500内での人の有無を判定する。
When the moving
本変形例のようにして、非検知対象物の動きの影響を示す複素平面ベクトルΔW(xz,t)が求められる際には、上述の図5〜8に示される動作例では、RATIO_U(xz,t)及びRATIO_V(xz,t)の代わりにRATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が使用される。 When the complex plane vector ΔW (xz, t) indicating the influence of the motion of the non-detection target is obtained as in this modification, in the operation examples shown in FIGS. 5 to 8 described above, RATIO_U (xz , T) and RATIO_V1 (xz, t) are used instead of RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t).
また図6〜8の動作例のように、動体検知処理においてRATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が更新される際には、ステップs11が実行されない。図13は、図8に対応する本変形例でのフローチャートである。図13に示されるように、本変形例では、ステップs32の直後にステップs33が実行される。このステップs33では、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が式(45),(46)が用いられて更新される。式(45),(46)でのRATIO_U1(xz,t−Δt)及びRATIO_V1(xz,t−Δt)としては、制御部11に記憶されている、前回求められたRATIO_U1(xz)及びRATIO_V1(xz)が使用される。
Further, as in the operation examples of FIGS. 6 to 8, when RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated in the moving object detection process, step s11 is not executed. FIG. 13 is a flowchart of the present modification corresponding to FIG. As shown in FIG. 13, in this modification, step s33 is executed immediately after step s32. In step s33, RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated using equations (45) and (46). RATIO_U1 (xz, t−Δt) and RATIO_V1 (xz, t−Δt) in Expressions (45) and (46) are stored in the
なお、図6の動作例でも同様であり、ステップs11が実行されずに、ステップs2の直後にステップs12が実行されて、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)が更新されても良い。同様に、図7の動作例においても、ステップs11が実行されずに、ステップs22の直後にステップs23が実行されて、RATIO_U1(xz,t)及びRATIO_V1(xz,t)されても良い。 The same applies to the operation example of FIG. 6. Even if step s11 is not executed, step s12 is executed immediately after step s2, and RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) are updated. good. Similarly, in the operation example of FIG. 7, step s11 may be performed immediately after step s22 without performing step s11, and RATIO_U1 (xz, t) and RATIO_V1 (xz, t) may be performed.
<第2変形例>
車庫500内では、扉501の動きよりも十分に小さいものの、扉501以外の動く反射物300が存在する可能性がある。例えば、車庫500内の車600の室内において人形あるいはお守りが吊り下げられている場合には、当該人形あるいはお守りが、動く反射物300となる。このような場合には、ΔUc(xz,t)及びΔV(xz,t)に、扉501以外の動く反射物300の影響が含まれる可能性があり、車庫500内の人の有無の判定精度が低下する可能性がある。
<Second Modification>
In the
そこで、本変形例では、動体判定部111は、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)のそれぞれから、人の動きに応じた周波数成分、具体的には呼吸による人の振動に応じた周波数成分を抽出する。そして、動体判定部111は、抽出した周波数成分に基づいて車庫500内での人の有無を判定する。これにより、車庫500内の人の有無の判定精度が向上する。
Therefore, in the present modification, the moving
呼吸による人の振動の周波数はおおむね0.2〜0.5Hzであるため、動体判定部111は、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)のそれぞれから、0.2〜0.5Hzまでの周波数成分を抽出する。ΔUc(xz,t)から抽出した周波数成分の大きさをΔUcc(xz,t)とし、ΔVc(xz,t)から抽出した周波数成分の大きさをΔVcc(xz,t)とすると、動体判定部111は、上記の式(37)において、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)の代わりにそれぞれΔUcc(xz,t)及びΔVcc(xz,t)を使用して判定値Rを求める。ΔUcc(xz,t)及びΔVcc(xz,t)については、FFT(Fast Fourier Transform)あるいはフィルタなどを用いて求めることができる。
Since the frequency of human vibration due to breathing is approximately 0.2 to 0.5 Hz, the moving
<第3変形例>
第2変形例では、ΔUc(xz,t)及びΔVc(xz,t)から0.2〜0.5Hzまでの周波数成分が抽出されていたが、この代わりに、U(x)及びV(x)を使用する場合に、U(x)及びV(x)のそれぞれでの、0.2〜0.5Hzまでの周波数成分だけを使用しても良い。この場合には、上述の説明において、U(x)の代わりに、それに含まれる0.2〜0.5Hzまでの周波数成分の大きさが、V(x)の代わりに、それに含まれる0.2〜0.5Hzまでの周波数成分の大きさが使用されて、ΔU(xz,t)、ΔV(xz,t)、ΔU(xdoor,t)、ΔV(xdoor,t)が求められる。本変形例では、第2変形例と同様に、車庫500内の人の有無の判定精度が向上する。
<Third Modification>
In the second modification, frequency components from 0.2 to 0.5 Hz are extracted from ΔUc (xz, t) and ΔVc (xz, t). Instead, U (x) and V (x ), Only frequency components from 0.2 to 0.5 Hz in each of U (x) and V (x) may be used. In this case, in the above description, instead of U (x), the magnitude of the frequency component from 0.2 to 0.5 Hz included therein is 0. 0 included in V (x). Frequency component magnitudes from 2 to 0.5 Hz are used to determine ΔU (xz, t), ΔV (xz, t), ΔU (xdoor, t), ΔV (xdoor, t). In the present modification, as in the second modification, the accuracy of determining the presence or absence of a person in the
以上のように、動体検知装置1は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
As mentioned above, although the moving
1 動体検知装置
10 アンテナ
17 生成部
111 動体判定部
VT 送信波
VR 反射波
DESCRIPTION OF
Claims (6)
送信波を生成する信号発生器と、
前記送信波を送信するアンテナと、
前記送信波と、前記アンテナで受信される、前記動体を含む複数の反射物での反射波との合成波に基づいて、前記動体検知装置からの距離を変数とし、当該変数の値に応じて振幅及び位相が変化する複素信号である判定用関数を生成する生成部と、
前記変数を対象距離としたときの前記判定用関数の値を表す第1複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記動体の有無を判定する判定部と
を備え、
前記判定用関数は、前記複数の反射物にそれぞれ応じた複数の個別複素信号の合成信号であって、
前記複数の個別複素信号のそれぞれは、前記変数と、当該個別複素信号に応じた前記反射物までの距離との間の差分距離に応じて変化し、
前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの時間変化を表す第2複素平面ベクトルと、当該時間変化に含まれる、非検知対象物の動きの影響を表す第3複素平面ベクトルとの差分ベクトルを求めて、当該差分ベクトルに基づいて前記動体の有無を判定する、動体検知装置。 A moving object detection device for determining the presence or absence of a moving object to be detected,
A signal generator for generating a transmission wave;
An antenna for transmitting the transmission wave;
Based on a composite wave of the transmission wave and a reflected wave received by the antenna and reflected by a plurality of reflectors including the moving object, the distance from the moving object detection device is a variable, and the value of the variable A generating unit that generates a determination function that is a complex signal having a variable amplitude and phase;
A determination unit that determines the presence or absence of the moving object based on a time change of a first complex plane vector that represents a value of the determination function when the variable is a target distance;
The determination function is a composite signal of a plurality of individual complex signals corresponding to the plurality of reflectors, respectively.
Each of the plurality of individual complex signals changes according to a difference distance between the variable and a distance to the reflector according to the individual complex signal,
The determination unit calculates a difference vector between a second complex plane vector that represents a time change of the first complex plane vector and a third complex plane vector that represents the influence of the motion of the non-detection target included in the time change. A moving object detection device that determines and determines the presence or absence of the moving object based on the difference vector.
前記個別複素信号の振幅は、当該個別複素信号に応じた前記反射物までの距離が一定であれば、前記変数と当該距離との間の差分距離の絶対値が大きくなるほど小さくなる傾向にあり、
前記判定部は、判定範囲内での複数の対象距離のそれぞれについて、前記変数を当該対象距離としたときの前記判定用関数の値を表す前記第1複素平面ベクトルの時間変化を求め、
前記判定部は、前記複数の対象距離のそれぞれについて求めた前記第1複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記複数の対象距離のそれぞれに対応する前記差分ベクトルを求めて、求めた前記差分ベクトルに基づいて前記判定範囲内での前記動体の有無を判定する、動体検知装置。 The moving object detection device according to claim 1,
If the distance to the reflector according to the individual complex signal is constant, the amplitude of the individual complex signal tends to decrease as the absolute value of the difference distance between the variable and the distance increases.
The determination unit obtains a time change of the first complex plane vector representing a value of the determination function when the variable is the target distance for each of a plurality of target distances within a determination range,
The determination unit obtains the difference vector corresponding to each of the plurality of target distances based on a time change of the first complex plane vector obtained for each of the plurality of target distances, and determines the obtained difference vector. A moving object detection device that determines the presence or absence of the moving object within the determination range based on
前記判定部は、前記変数を前記非検知対象物までの距離としたときの前記判定用関数の値を表す第4複素平面ベクトルの時間変化と、前記第1複素平面ベクトルの時間変化とを求めて、求めた前記第1及び第4複素平面ベクトルの時間変化に基づいて、前記第3複素平面ベクトルを求める、動体検知装置。 The moving object detection device according to any one of claims 1 and 2,
The determination unit obtains a time change of a fourth complex plane vector representing a value of the determination function when the variable is a distance to the non-detection target, and a time change of the first complex plane vector. Then, the moving body detection device that obtains the third complex plane vector based on the obtained temporal change of the first and fourth complex plane vectors.
前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標の時間変化と、当該第1複素平面ベクトルの虚軸座標の時間変化とを求めることによって、前記第1複素平面ベクトルの時間変化を求め、
前記判定部は、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標の時間変化を前記第2複素平面ベクトルの実軸座標とし、前記第1複素平面ベクトルの虚軸座標の時間変化を前記第2複素平面ベクトルの虚軸座標として、前記第2複素平面ベクトルの実軸座標と前記第3複素平面ベクトルの実軸座標との差分と、前記第2複素平面ベクトルの虚軸座標と前記第3複素平面ベクトルの虚軸座標との差分とを求めることによって、前記差分ベクトルを求める、動体検知装置。 It is a moving body detection apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising:
The determination unit obtains a time change of the first complex plane vector by obtaining a time change of the real axis coordinate of the first complex plane vector and a time change of the imaginary axis coordinate of the first complex plane vector. ,
The determination unit sets a time change of a real axis coordinate of the first complex plane vector as a real axis coordinate of the second complex plane vector, and a time change of an imaginary axis coordinate of the first complex plane vector as the second complex plane. As an imaginary axis coordinate of the vector, a difference between a real axis coordinate of the second complex plane vector and a real axis coordinate of the third complex plane vector, an imaginary axis coordinate of the second complex plane vector, and the third complex plane vector The moving object detection apparatus which calculates | requires the said difference vector by calculating | requiring the difference with an imaginary axis coordinate.
前記判定部は、前記差分ベクトルの実軸座標及び虚軸座標のそれぞれから、前記動体の動きに応じた周波数成分を抽出し、抽出した当該周波数成分に基づいて前記動体の有無を判定する、動体検知装置。 It is a moving body detection apparatus of Claim 4, Comprising:
The determination unit extracts a frequency component corresponding to the motion of the moving object from each of a real axis coordinate and an imaginary axis coordinate of the difference vector, and determines the presence or absence of the moving object based on the extracted frequency component Detection device.
前記判定部は、前記動体の有無を判定する際には、前記第1複素平面ベクトルの実軸座標及び虚軸座標のそれぞれにおいて、前記動体の動きに応じた周波数成分だけを使用する、動体検知装置。 It is a moving body detection apparatus of Claim 4, Comprising:
The determination unit uses only the frequency component corresponding to the motion of the moving object in each of the real axis coordinate and the imaginary axis coordinate of the first complex plane vector when determining the presence or absence of the moving object. apparatus.
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