JP2017194357A - 検知装置、および監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】人以外の物体を検出する誤検出を抑えて、人の移動の状態を検出することができる検知装置、および監視システムを提供する。【解決手段】検知装置１は、電波を送信し、物体で反射した反射波を受信して、物体の動きに対応した周波数特性となるセンサ信号を出力するセンサ１１と、センサ信号の周波数特性に基づいて物体が人であるか否かを判定する第１判定部１２１と、物体が人である場合、センサ信号の周波数特性に基づいて物体の移動の状態を判定する第２判定部１２２と、第１判定部１２１および第２判定部１２２のうち、少なくとも第２判定部１２２の判定結果が入力されて撮像装置２へ出力信号を出力する出力部１２ｆとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、検知装置、および監視システムに関する。

従来、電波を送受信する電波センサを備えた検知装置がある。この検知装置は、電波を送信し、物体からの反射波を受信する（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示される従来技術では、車両に接近してくる不審者、車室内に侵入してきた侵入者を撮像するために、車両にＣＣＤカメラを設けている。そして、電波センサは、不審者の車両への接近や車外周辺でのうろつき・徘徊を検知するために設けられている。電波センサは、電波を送信し、物体で反射してきた反射波を受信してドップラー信号を生成する。制御部は、ドップラー信号に基づいて、物体の接近、離反、およびその移動速度を検出することができる。そして、制御部は、電波センサの出力に基づき、物体が接近してきた場合や、人が周囲をうろついていることを検出した場合、ＣＣＤカメラへの電源供給を開始する。

特開２０１１−９０６４５号公報

しかしながら、従来の検知装置は、人以外の物体の動き（木の枝または葉の揺れ、電線の揺れ、犬、猫等の小動物の動き、雨など）も検出してしまい、人の移動の状態だけを検出することはできなかった。したがって、人以外の物体の動きによってもＣＣＤカメラへの電源供給が開始される状況が発生しており、従来の検知装置の使い勝手は良くなかった。

そこで、本発明の目的は、人以外の物体を検出する誤検出を抑えて、人の移動の状態を検出することができる検知装置、および監視システムを提供することにある。

本発明の検知装置は、センサと、第１判定部と、第２判定部と、出力部とを備えることを特徴とする。前記センサは、電波を送信し、前記電波が物体で反射した反射波を受信して、前記物体の動きに対応した周波数特性となるセンサ信号を出力する。前記第１判定部は、前記センサ信号の周波数特性に基づいて前記物体が人であるか否かを判定する。前記第２判定部は、前記物体が人である場合、前記センサ信号の周波数特性に基づいて前記物体の移動の状態を判定する。前記出力部は、前記第１判定部および前記第２判定部のうち、少なくとも前記第２判定部の判定結果が通知されて外部機器へ出力信号を出力する。

本発明の監視システムは、上述の検知装置と、前記検知装置の出力信号が入力される撮像装置とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、人以外の物体の動きを検出する誤検出を抑えて、人の移動の状態を検出することができるという効果がある。

図１は、実施形態における検知装置の構成を示すブロック図である。 図２は、同上の検知装置の検知領域を示す概略の平面図である。 図３は、同上のＦＭＣＷ方式の送信電波の説明図である。 図４は、同上のＦＭＣＷ方式の動作説明図である。 図５は、同上のセンサ信号の周波数特性の時間変化を示す説明図である。 図６は、同上の検知装置の主成分分析の概略を示す説明図である。 図７は、同上の検知装置の重回帰分析の概略を示す説明図である 図８は、同上の検知装置の動作を示すフローチャートである。 図９は、同上の検知装置を備えたネットワーク構成を示すブロック図である。 図１０Ａは、同上の第１変形例における検知装置の検知領域を示す概略の平面図である。図１０Ｂは、同上の第２変形例における検知装置の検知領域を示す概略の平面図である。

本発明は、検知装置、および監視システムに関する。より詳細には、本発明は、人の移動の状態を判定する検知装置、および監視システムに関する。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態の監視システム１０は、検知装置１と、撮像装置２（外部機器）とを備える。

検知装置１のブロック構成を図１に示す。検知装置１は、センサ１１と、信号処理部１２とを備える。

センサ１１は、電波を送信し、電波が物体で反射した反射波を受信して、センサ信号を出力する電波式のセンサである。センサ１１は、電波を送信する。センサ１１は、電波が物体で反射した反射波を受信する。そして、センサ１１は、反射波の受信強度が強度閾値以上であれば、センサ信号を出力する。センサ信号には、物体の移動状態（センサ１１と物体との距離、センサ１１と物体との相対速度、センサ１１に対する接近および離脱などのいずれか１つ以上）に関する情報が含まれている。

センサ１１は、送信制御部１１ａ、送信部１１ｂ、送信アンテナ１１ｃ、受信アンテナ１１ｄ、受信部１１ｅを備える。

送信部１１ｂは、送信アンテナ１１ｃを介して電波を送信する。送信制御部１１ａは、送信部１１ｂが送信する電波の周波数、送信タイミング等を制御する。送信部１１ｂが送波する電波は、１０ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの準ミリ波であることが好ましい。なお、送信部１１ｂが送波する電波は、準ミリ波に限らず、ミリ波、マイクロ波でもよい。また、送信部１１ｂが送波する電波の周波数の値は、特に限定するものではない。

受信部１１ｅは、受信アンテナ１１ｄを介して、人２００等の物体で反射された電波を受信し、物体の状態に応じたセンサ信号を出力する。

図２に、センサ１１の検知領域１００の一例を示している。検知領域１００は、人２００に対するセンサ１１の感度（検知感度）が一定レベル以上となる領域である。すなわち、検知領域１００内の人２００による反射波を受信部１１ｅが受信した場合、その受信強度は強度閾値以上になり、受信部１１ｅはセンサ信号を出力する。また、撮像装置２は、検知装置１の近くに並んで設置されており、検知領域１００を含む領域を撮像範囲としている。さらに、監視システム１０として、検知装置１と撮像装置２とが別体に構成されてもよいし、あるいは検知装置１と撮像装置２とが一体に構成されてもよい。図２において、検知領域１００は、センサ１１を中心とする扇形となるが、周囲の構造物、センサ１１の配置等によって、検知領域１００は扇形以外になる場合があり、検知領域１００の形状は扇形に限定されない。

センサ１１は、動作モードとして、第１モードおよび第２モードのいずれかに設定される。

第１モードに設定されたセンサ１１は、単一周波数の電波を送信して、人２００等の移動している物体の情報が含まれるセンサ信号を出力する。

具体的に第１モードにおいて、センサ１１は、１チャンネルのドップラーセンサとして動作する。第１モードでは、送信制御部１１ａが、単一周波数の電波を送信部１１ｂから送信させる。すなわち、送信された電波の周波数（送信周波数）は一定である。送信電波は物体で反射し、受信部１１ｅは、この反射波を受信する。電波を反射した物体が移動している場合、ドップラー効果によって反射波の周波数（受信周波数）が送信周波数に対してシフトする。第１モードでは、受信部１１ｅが、送信周波数と受信周波数との差（差分周波数）を求めて、差分周波数を有するドップラー信号をセンサ信号として出力する。受信部１１ｅは、送信部１１ｂが出力した送信信号と受信部１１ｅが出力した受信信号とをミキシングし、このミキシング信号をローパスフィルタに通すことで、ドップラー信号を生成している。

あるいは、第１モードにおいて、センサ１１は、２チャンネルのドップラーセンサとして動作してもよい。この場合、受信部１１ｅが、受信した電波信号を直交検波を行うことで、位相差がπ／２となるＩ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号およびＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号を生成し、Ｉ信号およびＱ信号をセンサ信号として出力する。そして、物体がセンサ１１に接近している場合、Ｉ信号がＱ信号よりπ／２進み、物体がセンサ１１から離れている場合、Ｉ信号がＱ信号よりπ／２遅れる。

なお、第１モードで動作するセンサ１１は、周期的に電波を送信する間欠送信を行うことが好ましい。この場合、センサ１１の消費電力、熱の発生が抑制される。また、第１モードで動作するセンサ１１は、連続的に電波を送信してもよい。

第２モードに設定されたセンサ１１は、送信する電波の周波数を時間の経過に伴って変化させて物体までの距離の情報が含まれるセンサ信号を出力する。

具体的に第２モードにおいて、センサ１１は、ＦＭＣＷ（Frequency-Modulated Continuous-Wave）方式を用いて動作する。

図３に示すように、送信制御部１１ａは、送信周波数ｆｓを時間経過に伴って上昇させた後に電波の送信を停止させるスイープ処理を、周期Ｔ２で繰り返す。送信周波数ｆｓには、掃引周波数幅Ｂｗ、掃引時間Ｔ１が設定される。

センサ１１と物体との間の距離をＬ、光速をｃとすると、受信部１１ｅは、電波が送信されてからτ＝２Ｌ／ｃ後に反射波を受信する（図４）。受信周波数ｆｒは、送信周波数ｆｓと同様に、掃引周波数幅Ｂｗ、掃引時間Ｔ１で変化する。そして、受信部１１ｅが、送信周波数ｆｓと受信周波数ｆｒとの周波数差に等しい周波数ｆｂのビート信号を出力する。ビート信号の周波数ｆｂは、
ｆｂ＝｛（Ｂｗ／Ｔ１）・（２Ｌ／ｃ）｝ （式１）
となる。したがって、物体までの距離Ｌは、
Ｌ＝（ｆｂ・ｃ・Ｔ１）／（２・Ｂｗ） （式２）
となる。ここで、式１の右辺（Ｂｗ／Ｔ１）は、送信周波数ｆｓの傾きであり、（２Ｌ／ｃ）は、反射波の戻り遅延時間τである。

したがって、検知装置１は、物体までの距離Ｌの情報を含むビート信号をセンサ信号として出力することができる。なお、一例として、掃引周波数幅Ｂｗ＝１５０ＭＨｚ、掃引時間Ｔ１＝１ｍｓ、周期Ｔ２＝１００ｍｓに設定される。しかしながら、掃引周波数幅Ｂｗ、掃引時間Ｔ１、周期Ｔ２の各値は、検知領域１００の大きさ、最大検知距離、分解能などに応じて、適宜設定される。

上述のように、送信制御部１１ａおよび受信部１１ｅは、センサ１１に設定された動作モードに応じて動作を切り替える。センサ１１は、信号処理部１２の後述のセンサ制御部１２ｅによって、動作モードが設定される。

信号処理部１２は、センサ信号を信号処理する機能を有する。信号処理部１２は、前置処理部１２ａ、周波数分析部１２ｂ、補正部１２ｃ、判定ブロック１２ｄ、センサ制御部１２ｅ、出力部１２ｆを備える。

前置処理部１２ａは、センサ信号を増幅した後、ディジタルのセンサ信号に変換して出力する。

周波数分析部１２ｂは、時間領域のディジタルのセンサ信号に離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform：ＤＣＴ）を一定周期で行うことで、周波数領域のセンサ信号に変換する。センサ信号を周波数領域のセンサ信号に変換する直交変換は、ＤＣＴに限らず、例えば、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transformation：ＦＦＴ）でもよい。また、時間領域のセンサ信号を周波数領域のセンサ信号に変換する方式は、ウェーブレット変換（Wavelet Transform：ＷＴ）でもよい。

補正部１２ｃは、周波数領域のセンサ信号の規格化、平滑化、背景信号除去の各処理を行う。平滑化処理は、以下の２つの平滑機能のうち、少なくとも一方を有する。第１の平滑機能は、信号強度を周波数領域（周波数軸方向）において平滑する機能である。第２の平滑機能は、信号強度を時間軸方向において平滑する機能である。補正部１２ｃは、周波数領域のセンサ信号を、周波数帯域が互いに異なる複数の周波数ビン毎に抽出し、周波数ビン毎の信号強度に基づいて、規格化、平滑化、および背景信号除去を行うことが好ましい。

補正部１２ｃは、周波数領域（周波数軸上）において背景信号の成分を除去することで背景信号を除去する適応フィルタ（Adaptive filter）を用いることもできる。この種の適応フィルタとしては、ＤＣＴを用いた適応フィルタ（Adaptive filter using Discrete Cosine Transform）が好ましい。この場合、適応フィルタの適応アルゴリズムとしては、ＤＣＴのＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムを用いればよい。また、適応フィルタは、ＦＦＴを用いた適応フィルタでもよい。この場合、適応フィルタの適応アルゴリズムとしては、ＦＦＴのＬＭＳアルゴリズムを用いればよい。

上述のように、周波数分析部１２ｂが出力する周波数領域のセンサ信号は、補正部１２ｃによって規格化、平滑化され、さらに背景信号を除去されて、判定ブロック１２ｄに入力される。

判定ブロック１２ｄは、第１判定部１２１、第２判定部１２２、データ記憶部１２３を備える。

第１判定部１２１は、反射波を反射した物体が人２００であるか否かを判定する第１判定処理を行う機能を有する。具体的に、第１判定部１２１は、第１モードで動作しているセンサ１１が出力するドップラー信号（センサ信号）の周波数特性の時間変化（図５参照）に基づいて、物体が人２００であるか否かを判定する。

第１判定部１２１は、例えば、主成分分析（principal component analysis）によるパターン認識処理を行うことによって人２００を識別することができる。この第１判定部１２１は、主成分分析を用いた認識アルゴリズムに従って動作する。まず、検知領域１００に人２００が存在しない場合におけるドップラー信号の周波数特性の時間変化、検知領域１００に人２００が存在する場合におけるドップラー信号の周波数特性の時間変化が、学習データとして予め収集される。そして、これらの学習データにおける周波数特性の時間変化に対して主成分分析を施すことで得られたデータが、判定データとしてデータ記憶部１２３に予め記憶されている。判定データは、パターン認識処理に用いられる判定基準であり、周波数特性の時間変化を表す変量と射影軸および識別境界（閾値）とを対応付けたカテゴリデータである。

なお、データ記憶部１２３は、人２００の動作毎に作成された複数の判定データを予め記憶しておくことが好ましい。人２００の動作とは、たとえば移動方向および移動速さなどの組み合わせで表される。人２００の移動方向には、センサ１１へ接近する方向の移動、センサ１１から離れる方向への移動などがある。人２００の移動速さには、歩行時の速さ、走行時の速さなどがある。

図６は、ドップラー信号の周波数特性の時間変化を表す２つの変量ｍ_１，ｍ_２を互いに直交する座標軸とした場合の２次元散布図を示す。２次元散布図には、射影軸Ｘ１および識別境界Ｋ１が設定されている。変量ｍ１，ｍ２は、ドップラー信号の周波数特性の時間変化をそれぞれ表す。変量ｍ１，ｍ２には、たとえばピーク周波数の時間変化を表す値、周波数の分散（variance）の時間変化（ピーク幅の時間変化）を表す値などが用いられる。

主成分分析では、図６に示すように、センサ１１の検知領域１００に人２００が存在しない場合の学習データのグループＧｒ０と、センサ１１の検知領域１００に人２００が存在する場合の学習データに対応するグループＧｒ１とが予め決められている。そして、グループＧｒ０の各散布点（図６中の“＋”）の座標位置をμ０（ｍ_２，ｍ_１）、グループＧｒ１の各散布点の座標位置をμ１（ｍ_２，ｍ_１）としている。さらに、グループＧｒ０の各散布点を射影軸Ｘ１上に射影した射影データの分布をＹ０とし、データ分布Ｙ０の平均値をＸ１０とする。また、グループＧｒ１の各散布点を射影軸Ｘ１上に射影した射影データの分布をＹ１とし、データ分布Ｙ１の平均値をＸ１１とする。そして、平均値Ｘ１０と平均値Ｘ１１との間隔が最大となり、かつ分散が最大となる条件を満たすように射影軸Ｘ１が決められる。そして、この射影軸Ｘ１に対して、物が人２００であるか否かを判定するための識別境界Ｋ１が設定される。

第１判定部１２１に入力されたドップラー信号から抽出した散布点μ２を図６に示す。この場合、散布点μ２を射影軸Ｘ１上に射影した射影データＸ２は、識別境界Ｋ１より一方側の領域Ｗ１に存在するので、第１判定部１２１は、物体は人２００であると判定する。また、射射影データが識別境界Ｋ１より他方側の領域Ｗ０に存在する場合、第１判定部１２１は、物体は人２００ではないと判定する。

すなわち、第１判定部１２１は、入力されたドップラー信号の周波数特性の時間変化から変量ｍ１，ｍ２を抽出して、判定データと照合する。具体的に、第１判定部１２１は、ドップラー信号の周波数特性の時間変化から抽出した変量の散布点を射影軸Ｘ１上に射影して、この射影点を識別境界Ｋ１と比較して、物体が人２００であるか否かを判定する（図６参照）。

なお、ドップラー信号の周波数特性は、たとえばドップラー信号の周波数帯域ごとのパワーを示すパワースペクトル、または周波数帯域ごとの振幅を示す振幅スペクトルなどである。つまり、ドップラー信号の周波数特性とは、ドップラー信号の周波数分布であるともいえる。

第１判定部１２１は、主成分分析によるパターン認識処理によって物体が人２００であるか否かを判定する形態に限らず、例えば、ＫＬ変換によるパターン認識処理により物体が人２００であるか否かを判定してもよい。第１判定部１２１は、主成分分析によるパターン認識処理もしくはＫＬ変換によるパターン認識処理を行うことによって、計算量の低減およびデータ記憶部１２３の容量の低減を図ることが可能となる。

また、第１判定部１２１は、周波数ビン毎に求めた信号強度の時間変化の成分比により物体が人２００であるか否かを判定してもよい。このような第１判定部１２１は、例えば、重回帰分析による認識処理を行うことによって物体が人２００であるか否かを判定できる。この場合、第１判定部１２１は、重回帰分析を用いた認識アルゴリズムに従って動作する。

まず、センサ１１の検知領域１００内での人２００の異なった動きそれぞれに対応したドップラー信号が学習データとして予め収集される。そして、これら複数の学習データに対して重回帰分析を施すことで得られた判定データが、データ記憶部１２３に予め記憶されている。重回帰分析によれば、図７に示すように、信号成分ｓ１と信号成分ｓ２と信号成分ｓ３とが合成された合成波形Ｇｓは、信号成分ｓ１，ｓ２，ｓ３の種別、信号成分の数、各信号成分ｓ１，ｓ２，ｓ３それぞれの強度が未知であっても、合成波形Ｇｓから各信号成分ｓ１，ｓ２，ｓ３に分離推定することが可能である。ここにおいて、データ記憶部１２３に記憶される判定データは、パターン認識処理に用いられる判定基準であり、人２００の動きと信号成分ｓ１，ｓ２，ｓ３とを対応付けたデータである。

第１判定部１２１は、入力されたドップラー信号の周波数特性の時間変化から各信号成分を抽出して、判定データと照合する。そして、第１判定部１２１は、各信号成分が判定データに対して所定の範囲内に収まれば、物体は人２００であると判定する。

第１判定部１２１は、物体が人２００であると判定した場合、人２００を検知したことを出力部１２ｆへ通知する。

第２判定部１２２は、物体が人２００であると第１判定部１２１が判定した後に、人２００の移動状態を判定する第２判定処理を行う機能を有する。具体的に、第２判定部１２２は、第２モードで動作しているセンサ１１が出力するビート信号（センサ信号）の周波数特性に基づいて、人２００の移動状態（接近、離脱など）を判定する。

まず、第２判定部１２２は、ビート信号の周波数に基づいて、人２００までの距離を求めることができる。そして、第２判定部１２２は、人２００までの距離を定期的に求める測距処理を行う。第２判定部１２２は、人２００までの距離の変化（距離履歴）に基づいて、人２００の移動状態を判定できる。人２００の移動状態とは、人２００の接近、離脱などである。たとえば、人２００までの距離が時間経過に伴って短くなる場合、第２判定部１２２は、人２００がセンサ１１に接近していると判定する。つまり、接近は、センサ１１が設置された領域１０１（特定領域１０１）に向かって人２００が移動している状態である。また、人２００までの距離が時間経過に伴って長くなる場合、第２判定部１２２は、人２００がセンサ１１から離れる方向へ離脱していると判定する。

また、人２００が検知領域１００内から検知領域１００外に移動した場合、反射波の受信強度が強度閾値未満に低下し、センサ１１の受信部１１ｅはビート信号の出力を停止する。そこで、第２判定部１２２は、ビート信号が入力されている状態から未入力の状態になった場合、人２００の移動状態を脱出と判定することができる。

そして、第２判定部１２２は、人２００の移動状態の判定結果を出力部１２ｆへ通知する。

出力部１２ｆは、第１判定部１２１および第２判定部１２２の各判定結果に基づいて、撮像装置２の制御信号を生成し、撮像装置２へ制御信号を出力する。撮像装置２は、受信した制御信号によって動作を制御される。なお、制御信号は、出力部１２ｆの出力信号に相当する。出力部１２ｆの出力信号は、撮像装置２に制御内容を指示する制御信号に限定されず、撮像装置２の動作開始のトリガとなるトリガ信号、判定ブロック１２ｄの判定結果を通知する通知信号などであってもよい。

検知装置１の使用例を図２に示す。この場合、検知装置１は、戸建住宅３００の敷地３０１を囲う塀３０２に設置されて、敷地３０１内（たとえば、庭、玄関前など）の人２００の移動の状態を判定する。検知装置１は、敷地３０１内を撮像する撮像装置２と組み合わせて用いられる。撮像装置２は、塀３０２において検知装置１の近くに並んで設置されており、検知領域１００を含む敷地３０１を撮像範囲としている。以下、検知装置１の動作例について、図８のフローチャートを用いて説明する。

検知装置１では、起動時、または検知領域１００内に人２００が存在しない場合、センサ制御部１２ｅがセンサ１１の動作モードを第１モードに設定する（Ｓ１）。第１モードに設定されたセンサ１１は、ドップラーセンサとして動作する。さらにセンサ制御部１２ｅは、動作モードが第１モードであることを判定ブロック１２ｄに通知する。

判定ブロック１２ｄでは、第１モードに設定されたことを通知されると、第１判定部１２１が第１判定処理を開始する（Ｓ２）。物体が検知領域１００外から検知領域１００内に進入した場合、センサ１１からドップラー信号が出力される。第１判定処理を開始した第１判定部１２１は、検知領域１００に進入した物体が人であるか否かを、ドップラー信号に基づいて判定する（Ｓ３）。

検知領域１００に進入した物体は人でないと第１判定部１２１が判定した場合、第１判定部１２１は、第１判定処理を継続する。一方、検知領域１００に進入した物体は人２００であると第１判定部１２１が判定した場合、出力部１２ｆは、動画撮像の開始を指示する制御信号（撮像開始信号）を撮像装置２へ出力する（Ｓ４）。待機状態の撮像装置２は、撮像開始信号を受け取ると、動画の撮像を開始する。

図９に示すように、撮像装置２は、戸建住宅３００に構築されている宅内ネットワークＮＴ１に接続しており、動画データを宅内ネットワークＮＴ１上の情報機器４００に送信する。情報機器４００は、インターホン親機、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどのいずれかである。情報機器４００は、撮像装置２から受信した動画データを、情報機器４００の画面、また情報機器４００とは別体のモニタ装置にリアルタイムで表示して、侵入者が存在することを家人に通知する。

なお、撮像装置２は、宅内ネットワークＮＴ１に対して有線で接続される構成、宅内ネットワークＮＴ１に対して無線で接続される構成のいずれであってもよい。たとえば、撮像装置２が宅内ネットワークＮＴ１に対して有線で接続される場合、塀３０２に設置されたインターホン子機のネットワーク配線を用いて、撮像装置２は宅内ネットワークＮＴ１に接続することができる。また、撮像装置２が宅内ネットワークＮＴ１に対して無線で接続される場合、宅内ネットワークＮＴ１に無線ルータを設けて、撮像装置２は無線ルータを介して宅内ネットワークＮＴ１に接続することができる。撮像装置２が用いる無線通信の仕様としては、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Bluetooth（登録商標）などから適宜に選択されればよく、無線通信の仕様は限定されない。

さらに、宅内ネットワークＮＴ１には、画像記憶装置５００が接続されている。撮像装置２は、動画データを宅内ネットワークＮＴ１上の画像記憶装置５００に送信してもよい。画像記憶装置５００は、不揮発性メモリまたはハードディスクなどを備えている。画像記憶装置５００は、たとえば録画機器（ハードディスクレコーダ、ブルーレイレコーダ、ＤＶＤレコーダなど）、ネットワークテレビなどのいずれかで構成される。

また、情報機器４００と画像記憶装置５００とが一体に構成されてもよい。また、撮像装置２と画像記憶装置５００とが一体に構成されてもよい。この場合、画像記憶装置５００はメモリカードなどで構成されることが好ましい。

画像記憶装置５００は、受信した動画データを記憶することができる。家人は、戸建住宅３００に帰宅後、情報機器４００の画面、また情報機器４００とは別体のモニタ装置に動画データを再生して、撮像された動画を確認できる。

さらに、検知領域１００に進入した物体は人２００であると第１判定部１２１が判定した場合、センサ制御部１２ｅがセンサ１１の動作モードを第２モードに設定する（Ｓ５）。第２モードに設定されたセンサ１１は、ＦＭＣＷ方式を用いて動作する。さらにセンサ制御部１２ｅは、動作モードが第２モードであることを判定ブロック１２ｄに通知する。

判定ブロック１２ｄでは、第２モードに設定されたことを通知されると、第２判定部１２２が第２判定処理を開始する（Ｓ６）。第２判定処理を開始した第２判定部１２２は、検知領域１００内の人２００の移動状態（接近、離脱など）をビート信号の周波数特性に基づいて判定する（Ｓ７）。

そして、人２００がセンサ１１に接近していると第２判定部１２２が判定した場合、出力部１２ｆは、動画をキャプチャして静止画像データの生成を指示する制御信号（キャプチャ信号）を撮像装置２へ定期的に出力する（Ｓ８）。その後、検知装置１の動作は、ステップＳ７に戻って、第２判定部１２２による第２判定処理が繰り返される。

撮像装置２は、キャプチャ信号を受け取る毎に、動画をキャプチャして静止画データを生成する。すなわち、人２００がセンサ１１に接近している場合、撮像装置２は、静止画データを定期的に生成する。そして、撮像装置２は、静止画データを画像記憶装置５００に送信する。この場合、撮像装置２は、動画データおよび静止画データを、時分割多重通信方式または周波数多重通信方式で送信することで、動画データおよび静止画データの両方をリアルタイムに送信することができる。

さらに、宅内ネットワークＮＴ１は、ルータ６００を介してインターネットを含む広域ネットワークＮＴ２に接続している（図９参照）。そして、画像記憶装置５００は、サーバ機能を有しており、撮像装置２から静止画データを受信すると、侵入者検知の旨を通知するプッシュ通知またはメールを作成する。画像記憶装置５００は、宅内ネットワークＮＴ１、ルータ６００、および広域ネットワークＮＴ２を介して、侵入者検知の旨を通知するプッシュ通知またはメールを携帯情報機器７００へ送信する。携帯情報機器７００のデバイス情報またはメールアドレスなどは、画像記憶装置５００に予め登録されている。携帯情報機器７００は、家人が携帯しているスマートフォン、タブレット端末、携帯電話などのいずれかである。そして、携帯情報機器７００に通知された侵入者検知のプッシュ通知またはメールに挿入されたハイパーリンクを家人が選択することで、携帯情報機器７００は、画像記憶装置５００にアクセスして、静止画像を表示できる。また、画像記憶装置５００にアクセスした携帯情報機器７００は、画像記憶装置５００が記憶している動画データを再生することも可能である。

また、携帯情報機器７００は、撮像装置２にアクセスして動画データを撮像装置２から取得し、動画データをリアルタイムに再生することもできる。

また、撮像装置２は、画像記憶装置５００に専用線で接続してもよい。この場合、撮像装置２が生成した動画データおよび静止画データは、専用線を介して画像記憶装置５００に送信される。そして、画像記憶装置５００が、情報機器４００および携帯情報機器７００に動画データおよび静止画データを送信する。

一方、ステップＳ７において、人２００がセンサ１１から離脱していると第２判定部１２２が判定した場合、出力部１２ｆはキャプチャ信号の送信を停止する（Ｓ９）。したがって、撮像装置２は、動画撮像のみを継続して行う。その後、ステップＳ７に戻って、第２判定部１２２による第２判定処理が繰り返される。

そして、人２００が検知領域１００内から検知領域１００外に脱出した場合、反射波の受信強度が強度閾値未満に低下し、センサ１１の受信部１１ｅはセンサ信号の出力を停止する。センサ信号の出力が停止されると、第２判定部１２２は、ステップＳ７において、人２００が検知領域１００外に脱出したと判定する。そして、人２００が検知領域１００外に脱出したと第２判定部１２２が判定した場合、出力部１２ｆは、撮像動作の停止を指示する制御信号（停止信号）を撮像装置２へ出力する（Ｓ１０）。その後、センサ制御部１２ｅがセンサ１１の動作モードを第１モードに設定する（Ｓ１）。撮像装置２は、停止信号を受け取ると、動画および静止画の撮像動作を停止し、待機状態に戻る。

また、第２判定部１２２は、検知領域１００内の人２００がセンサ１１から離れる方向に移動し、人２００までの距離が所定距離以上になった場合に、人２００の移動状態を脱出と判定してもよい。

上述のように、検知装置１は、検知領域１００内に人２００が進入すると、撮像装置２に動画撮像を開始させる。さらに、検知装置１は、検知領域１００内に進入した人２００がセンサ１１に向かって接近している場合、撮像装置２に静止画撮像を行わせる。本実施形態では、戸建住宅３００から敷地３０１を通って外出しようとする人２００が、検知領域１００内においてセンサ１１に向かって接近する。すなわち、検知装置１は、人２００の顔を撮像可能なタイミングで、撮像装置２に対して静止画撮像を指示する。したがって、敷地３０１を通って外に出ようとする人２００の顔が静止画像として撮像される。

たとえば、人２００が高齢者である場合、上述の監視システム１０によって高齢者の活動確認、徘徊の監視などの見守りを行うことができる。また、人２００が子供である場合、上述の監視システム１０によって子供の活動確認、外出確認などの見守りを行うことができる。また、人２００が侵入者である場合、上述の監視システム１０によって侵入者の監視などを行うことができる。そして、監視システム１０が見守りまたは防犯に用いられた場合、敷地３０１を通って外に出ようとする人２００の顔が静止画像として撮像されることによって、人２００の特定作業が容易となり、見守りおよび防犯の各効果が向上する。

次に、本実施形態の第１変形例について、図１０Ａを用いて説明する。

第１変形例において、第２判定部１２２は、センサ１１から人２００までの距離について、１つの閾値Ｄ１を設定している。第２判定部１２２は、人２００がセンサ１１に接近していると判定しているときに、人２００とセンサ１１との距離を閾値Ｄ１と比較する。なお、図１０Ａにおいて、検知領域１００内の領域１１１（ハッチング領域）は、センサ１１からの距離が閾値Ｄ１未満となる領域である。そして、人２００がセンサ１１に接近して、人２００とセンサ１１との距離が閾値Ｄ１未満になった場合に、出力部１２ｆは、キャプチャ信号を撮像装置２へ定期的に出力する。すなわち、領域１１１内に進入した人２００がセンサ１１に接近している場合に、撮像装置２は、静止画データを定期的に生成する。

次に、本実施形態の第２変形例について、図１０Ｂを用いて説明する。

第２変形例において、第２判定部１２２は、センサ１１から人２００までの距離について、２つの閾値Ｄ１１，Ｄ１２を設定している。第２判定部１２２は、人２００とセンサ１１との距離を、閾値Ｄ１１，Ｄ１２のそれぞれと比較する。閾値Ｄ１１，Ｄ１２の値は、Ｄ１１＞Ｄ１２の関係となるように設定される。なお、図１０Ｂにおいて、検知領域１００内の領域１１２（ドット領域）は、センサ１１からの距離が閾値Ｄ１１未満、閾値Ｄ１２以上となる領域である。また、検知領域１００内の領域１１３（ハッチング領域）は、センサ１１からの距離が閾値Ｄ１２未満となる領域である。

そして、人２００とセンサ１１との距離が閾値Ｄ１１未満、閾値Ｄ１２以上になった場合に、出力部１２ｆは、撮像開始信号を撮像装置２へ出力する。待機状態の撮像装置２は、撮像開始信号を受け取ると、動画の撮像を開始する。すなわち、人２００が領域１１２内に進入した場合に、撮像装置２は、動画の撮像を開始する。

さらに、人２００とセンサ１１との距離が閾値Ｄ１２未満になり、かつ人２００がセンサ１１に接近していると第２判定部１２２が判定している場合に、出力部１２ｆは、キャプチャ信号を撮像装置２へ定期的に出力する。すなわち、領域１１３内に進入した人２００がセンサ１１に接近している場合に、撮像装置２は、静止画データを定期的に生成する。

次に、本実施形態の第３変形例について説明する。

第３変形例において、検知領域１００内に進入した物体が人２００であると判定された後、人２００が検知領域１００外に脱出するまでの期間、検知装置１は、第１検知処理と第２検知処理とを交互に行う。第１検知処理では、センサ１１が第１モードで動作し、第１判定部１２１が第１判定処理を行う。第２検知処理では、センサ１１が第２モードで動作し、第２判定部１２２が第２判定処理を行う。

すなわち、判定ブロック１２ｄは、検知領域１００内に進入した物体が人２００であると一旦判定した後も、検知領域１００内の物体が人２００であるか否かを定期的に再判定する。したがって、検知装置１は、人検知の精度を向上させることができる。

また、センサ１１は、ＦＭＣＷ方式のみで動作してもよい。この場合、第１判定部１２１は、ビート信号の周波数特性を用いたパターン認識処理によって、検知領域１００内の物体が人２００であるか否かを判定することができる。

また、出力部１２ｆは、第２判定部１２２の判定結果のみを用いて、制御信号を出力してもよい。たとえば、検知装置１は、検知領域１００内に進入した人２００がセンサ１１に向かって接近している場合にのみ、撮像装置２に動画撮像および静止画撮像の少なくとも一方を行わせる。

上述の検知装置１は、センサ１１と、第１判定部１２１と、第２判定部１２２と、出力部１２ｆとを備える。センサ１１は、電波を送信し、電波が物体で反射した反射波を受信して、物体の動きに対応した周波数特性となるセンサ信号を出力する。第１判定部１２１は、センサ信号の周波数特性に基づいて物体が人であるか否かを判定する。第２判定部１２２は、物体が人である場合、センサ信号の周波数特性に基づいて物体の移動の状態を判定する。出力部１２ｆは、第１判定部１２１および第２判定部１２２のうち、少なくとも第２判定部１２２の判定結果が通知されて外部機器（撮像装置２）へ出力信号（制御信号）を出力する。

すなわち、検知装置１は、第１判定部１２１によって、センサ１１によって検知された物体が人２００であるか否かを判定し、物体が人２００であれば、第２判定部１２２によって人２００の移動状態を判定する。したがって、検知装置１は、人２００以外の物体を検出する誤検出を抑えて、人２００の移動の状態を検出することができる。

また、センサ１１は、連続的に周波数を変化させた電波を送信して、送信した電波および受信した反射波の各周波数の差に基づくビート信号をセンサ信号として出力する機能を有することが好ましい。

この場合、検知装置１では、第１判定部１２１および第２判定部１２２がビート信号に基づいて判定処理を行う。したがって、検知装置１は、センサ１１の構成を簡易にすることができる。

また、センサ１１は、動作モードとして、第１モードと、第２モードとを切り替えることができるように構成されることが好ましい。第１モードでは、センサ１１は、単一周波数の電波を送信して、送信した電波および受信した反射波の各周波数の差に基づくドップラー信号をセンサ信号として出力する。第２モードでは、センサ１１は、連続的に周波数を変化させた電波を送信して、送信した電波および受信した反射波の各周波数の差に基づくビート信号をセンサ信号として出力する。第１判定部１２１は、ドップラー信号に基づいて物体が人であるか否かを判定する。第２判定部１２２は、物体が人である場合、ビート信号に基づいて物体までの距離の変化を求めて、物体の移動の状態を判定する。

この場合、検知装置１では、第１判定部１２１がドップラー信号に基づいて判定処理を行い、第２判定部１２２がビート信号に基づいて判定処理を行う。したがって、第１判定部１２１は、人の判定処理を精度よく行うことができる。

また、センサ１１は、予め決められた検知領域１００に向かって電波を送信する。そして、検知領域１００内に進入した物体が人であると第１判定部１２１が判定するまで、センサ１１は第１モードで動作することが好ましい。また、物体が人であると第１判定部１２１が判定した場合、センサ１１は第２モードで動作することが好ましい。

この場合、検知装置１では、第１判定部１２１の判定結果によってセンサ１１の動作モードが切り替えられる。したがって、検知領域１００内の物体が人であるか否かの判定結果によって、センサ１１の動作モードが切り替えられて、センサ１１は、検知領域１００内の状況に応じた適切な検知動作を実行できる。

また、センサ１１は、予め決められた検知領域１００に向かって電波を送信する。そして、検知領域１００内に進入した物体が人であると第１判定部１２１が判定するまで、センサ１１は第１モードで動作することが好ましい。また、物体が人であると第１判定部１２１が判定した場合、センサ１１は第１モードと第２モードとを交互に切り替えて動作することが好ましい。

この場合、検知装置１は、検知領域１００内に人２００が存在している場合、センサ１１の動作モードを第１モードと第２モードとに交互に切り替える。したがって、検知装置１は、複数の人２００が検知領域１００内に進入してきた場合でも、複数の人２００のそれぞれの移動状態に応じて、撮像装置２などの外部機器へ出力信号を出力することができる。

また、第２判定部１２２は、物体までの距離の変化を用いて、物体が予め決められた特定領域１０１に向かって移動しているか否かを判定することが好ましい。

この場合、センサ１１がＦＭＣＷ方式などの測距可能な方式で動作することによって、第２判定部１２２は、物体の移動方向を検知できる。

また、外部機器は、物体を撮像する撮像装置２であることが好ましい。出力部１２ｆは、第１判定部１２１および第２判定部１２２の各判定結果が入力されて撮像装置２へ出力信号を出力する。そして、物体が人であると第１判定部１２１が判定した場合、出力部１２ｆは、動画の撮像開始を指示する出力信号を撮像装置２へ出力する。また、物体が特定領域１０１に向かって移動していると第２判定部１２２が判定した場合、出力部１２ｆは、静止画像の作成を指示する出力信号を撮像装置２へ出力する。

この場合、検知装置１は、人２００の顔を撮像可能なタイミングで、撮像装置２に対して静止画撮像を指示することができる。したがって、人２００の顔が静止画像として撮像される。また、この検知装置１を見守り、または防犯などに用いた場合、特定方向に移動する人２００の顔が静止画像として撮像されることによって、人２００の特定作業が容易となり、見守りおよび防犯の各効果が向上する。

また、検知装置１は、第１判定部１２１は、センサ信号の周波数特性の時間変化を、予め決められた判定基準（判定データ）に照合し、この照合結果を用いて物体が人であるか否かを判定することが好ましい。

この場合、検知装置１は、パターン認識処理などを用いて人の識別処理を行うことができるので、人の識別精度を高くすることができる。

上述の監視システム１０は、検知装置１と、検知装置１の出力信号が入力される撮像装置２とを備えることを特徴とする。

すなわち、監視システム１０は、上述の検知装置１を備える。したがって、監視システム１０は、人２００以外の物体を検出する誤検出を抑えて、人２００の移動の状態を検出することができる。

また、検知装置１は、マイクロコンピュータ等で構成されたコンピュータを搭載しており、このコンピュータがプログラムを実行することによって、検知装置１の各機能が実現されている。なお、検知装置１に搭載されるコンピュータは、プログラムに従って動作するプロセッサおよびインターフェースを主なハードウェア構成として備える。この種のプロセッサとしては、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等を含み、プログラムを実行することによって検知装置１の機能を実現することができれば、その種類は問わない。

また、プログラムの提供形態としては、コンピュータに読み取り可能なＲＯＭ（Read Only Memory）、光ディスク等の記録媒体に予め格納されている形態、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給される形態等がある。

また、検知装置１は、塀３０２に設置される形態以外に、敷地３０１の門扉、門柱などのいずれかに設置される形態であってもよい。

また、上述の監視システム１０は、集合住宅の住戸等の玄関前、事務所の敷地、工場の敷地などの監視に用いられてもよい。

また、検知装置１が組み合わされる外部機器は、撮像装置２以外に、照明装置、デジタルサイネージ（Digital Signage）、自動販売機、自動ドア、エレベータ等であってもよく、外部機器の種類は限定されない。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

１ 検知装置
２ 撮像装置
１０ 監視システム
１１ センサ
１２ 信号処理部
１２１ 第１判定部
１２２ 第２判定部
１２３ データ記憶部
１２ｆ 出力部
１００ 検知領域
１０１ 特定領域
２００ 人

Claims (9)

1. 電波を送信し、前記電波が物体で反射した反射波を受信して、前記物体の動きに対応した周波数特性となるセンサ信号を出力するセンサと、
   前記センサ信号の周波数特性に基づいて前記物体が人であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記物体が人である場合、前記センサ信号の周波数特性に基づいて前記物体の移動の状態を判定する第２判定部と、
   前記第１判定部および前記第２判定部のうち、少なくとも前記第２判定部の判定結果が通知されて外部機器へ出力信号を出力する出力部とを備える
   ことを特徴とする検知装置。
2. 前記センサは、連続的に周波数を変化させた前記電波を送信して、送信した前記電波および受信した前記反射波の各周波数の差に基づくビート信号を前記センサ信号として出力する機能を有することを特徴とする請求項１記載の検知装置。
3. 前記センサは、動作モードとして、単一周波数の電波を送信して、送信した前記電波および受信した前記反射波の各周波数の差に基づくドップラー信号を前記センサ信号として出力する第１モードと、連続的に周波数を変化させた前記電波を送信して、送信した前記電波および受信した前記反射波の各周波数の差に基づくビート信号を前記センサ信号として出力する第２モードとを切り替えることができるように構成され、
   前記第１判定部は、前記ドップラー信号に基づいて前記物体が人であるか否かを判定し、
   前記第２判定部は、前記物体が人である場合、前記ビート信号に基づいて前記物体までの距離の変化を求めて、前記物体の移動の状態を判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の検知装置。
4. 前記センサは、予め決められた検知領域に向かって前記電波を送信し、
   前記検知領域内に進入した前記物体が人であると前記第１判定部が判定するまで、前記センサは前記第１モードで動作し、
   前記物体が人であると前記第１判定部が判定した場合、前記センサは前記第２モードで動作する
   ことを特徴とする請求項３記載の検知装置。
5. 前記センサは、予め決められた検知領域に向かって前記電波を送信し、
   前記検知領域内に進入した前記物体が人であると前記第１判定部が判定するまで、前記センサは前記第１モードで動作し、
   前記物体が人であると前記第１判定部が判定した場合、前記センサは前記第１モードと前記第２モードとを交互に切り替えて動作する
   ことを特徴とする請求項３記載の検知装置。
6. 前記第２判定部は、前記物体までの距離の変化を用いて、前記物体が予め決められた特定領域に向かって移動しているか否かを判定することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の検知装置。
7. 前記外部機器は、前記物体を撮像する撮像装置であり、
   前記出力部は、前記第１判定部および前記第２判定部の各判定結果が入力されて前記撮像装置へ前記出力信号を出力し、
   前記物体が人であると前記第１判定部が判定した場合、前記出力部は、動画の撮像開始を指示する前記出力信号を前記撮像装置へ出力し、
   前記物体が前記特定領域に向かって移動していると前記第２判定部が判定した場合、前記出力部は、静止画像の作成を指示する前記出力信号を前記撮像装置へ出力する
   ことを特徴とする請求項６記載の検知装置。
8. 前記第１判定部は、前記センサ信号の周波数特性の時間変化を、予め決められた判定基準に照合し、この照合結果を用いて前記物体が人であるか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の検知装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の検知装置と、前記検知装置の出力信号が入力される撮像装置とを備えることを特徴とする監視システム。

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