JP2018008021A - センサーおよび推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
無線信号を利用した生体の状態推定に関する従来技術について、発明者らは詳細な検討を行った。その結果、特許文献1および特許文献2の方法では、人物の在、不在は検知可能だが、人物の存在する方向、位置、大きさ、姿勢などを検出することはできない問題があることがわかった。
図1は実施の形態1におけるセンサーの構成の一例を示すブロック図である。
図5は実施の形態2におけるセンサーの構成の一例を示すブロック図である。図6は実施の形態2における回路およびメモリの機能的な構成を示すブロック図である。
20、20A 送信アンテナ
21、21A 送信アンテナ素子
30、30A 受信アンテナ
31、31A 受信アンテナ素子
40、40A 回路
41 メモリ
42、42A 対応関係を示す情報
50、50A 生体
410 複素伝達関数算出部
420 生体成分算出部
430 位置推定処理部
430A 3次元位置推定処理部
440 RCS算出部
450 姿勢推定部
Claims (5)
- センサーであって、
生体が存在しうる所定範囲に対して送信信号をそれぞれが送信するN個(Nは2以上の自然数)の送信アンテナ素子を有する送信アンテナと、
前記N個の送信アンテナ素子により送信された前記N個の送信信号のうちの一部の送信信号が前記生体により反射された反射信号を含むN個の受信信号をそれぞれが受信するM個(Mは2以上の自然数)の受信アンテナ素子を有する受信アンテナと、
回路と、
メモリと、を備え、
前記回路は、
前記M個の受信アンテナ素子のそれぞれにおいて所定期間で受信された前記N個の受信信号のそれぞれから、前記N個の送信アンテナ素子それぞれと、前記M個の受信アンテナ素子それぞれとの間の伝搬特性を示す各複素伝達関数を成分とする、N×Mの第1行列を算出し、
前記第1行列における所定周波数範囲に対応する第2行列を抽出することで、前記生体の呼吸、心拍および体動の少なくともいずれかを含むバイタル活動の影響を受けた成分に対応する前記第2行列を抽出し、
前記第2行列を用いて、前記センサーに対する前記生体の存在する位置を推定し、
前記推定した位置と、前記送信アンテナの位置と、前記受信アンテナの位置と、に基づいて、前記生体と前記送信アンテナとの距離を示す第1距離、および、前記生体と前記受信アンテナとの距離を示す第2距離を算出し、
前記第1距離および前記第2距離を用いて、前記生体に対するRCS(Rader cross-section)値を算出し、
前記算出されたRCS値と、前記メモリに記憶されている、RCS値および前記生体の姿勢の対応関係を示す情報と、を用いて、前記生体の姿勢を推定する、
センサー。 - 前記所定期間は、前記生体の呼吸、心拍、および、体動の少なくとも1つの周期の略半分である、
請求項1に記載のセンサー。 - 前記回路は、
前記生体が、前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの並び方向に垂直な方向に対して正対している姿勢であるか否かを推定する、
請求項1または2に記載のセンサー。 - 前記Nは3以上の自然数であり、
前記N個の送信アンテナ素子のうち少なくとも3個の送信アンテナ素子は、それぞれ、鉛直方向および水平方向の異なる位置に配置され、
前記Mは3以上の自然数であり、
前記M個の受信アンテナ素子のうち少なくとも3個の受信アンテナ素子は、それぞれ、鉛直方向および水平方向の異なる位置に配置され、
前記対応関係を示す情報は、前記センサーに対する前記生体の存在する鉛直方向における位置である鉛直位置、RCS値、および、前記生体の姿勢の対応関係を示し、
前記対応関係を示す情報において対応付けられている前記生体の姿勢は、直立、椅座、胡坐、および、仰臥を含み、
前記回路は、
前記第2行列を用いて、前記鉛直位置を含む3次元位置を推定し、
前記推定した前記3次元位置と、前記算出されたRCS値と、前記メモリに記憶されている、前記対応関係を示す情報と、を用いて、前記生体が、直立、椅座、胡坐、および、仰臥のいずれの姿勢であるかを推定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサー。 - N個(Nは2以上の自然数)の送信アンテナ素子を有する送信アンテナと、M個(Mは2以上の自然数)の受信アンテナ素子を有する受信アンテナと、回路と、メモリとを備えるセンサーによる推定方法であって、
生体が存在しうる所定範囲に対してN個の送信アンテナ素子を用いてN個の送信信号を送信し、
送信した前記N個の送信信号の一部の送信信号が前記生体により反射された反射信号を含むN個の受信信号を複数の受信アンテナ素子のそれぞれを用いて受信し、
前記M個の受信アンテナ素子のそれぞれにおいて所定期間で受信された前記N個の受信信号のそれぞれから、前記N個の送信アンテナ素子それぞれと、前記M個の受信アンテナ素子それぞれとの間の伝搬特性を示す各複素伝達関数を成分とする、N×Mの第1行列を算出し、
前記第1行列における所定周波数範囲に対応する第2行列を抽出することで、前記生体の呼吸、心拍および体動の少なくともいずれかを含むバイタル活動の影響を受けた成分に対応する前記第2行列を抽出し、
前記第2行列を用いて、前記センサーに対する前記生体の存在する位置を推定し、
前記推定した位置と、前記送信アンテナの位置と、前記受信アンテナの位置と、に基づいて、前記生体と前記送信アンテナとの距離を示す第1距離、および、前記生体と前記受信アンテナとの距離を示す第2距離を算出し、
前記第1距離および前記第2距離を用いて、前記生体に対するRCS(Rader cross-section)値を算出し、
前記算出されたRCS値と、前記メモリに記憶されている、RCS値および前記生体の姿勢の対応関係を示す情報と、を用いて、前記生体の姿勢を推定する、
推定方法。
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