JP2019191131A - Signal processing system and program - Google Patents

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Abstract

To provide a signal processing system and a program with which it is possible to maintain the accuracy of identifying an object or the motion of the object irrespective of the size, shape or motion of the object.SOLUTION: A signal processing system 2 comprises a frequency analysis unit 23, a signal strength processing unit 24, an object identification unit 261, and a time setting unit 25. The signal strength processing unit 24 executes smoothing processing for smoothing signal strength and normalization processing for normalizing signal strength on a bank signal per target bank, respectively, and finds normalized strength per target bank. The object identification unit 261 performs identification processing for identifying an object or the motion of the object by the normalized strength per target bank. The time setting unit 25 is capable of variably setting the length of time of a time window. The signal strength processing unit 24 executes smoothing processing (second smoothing processing) on the bank signal each time the time window is shifted by a prescribed slide time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、一般に、信号処理システム、及びプログラムに関する。   The present invention generally relates to a signal processing system and a program.

従来、アクティブ型のセンサから出力されるセンサ信号を複数の周波数帯域に分割し、周波数帯域毎のセンサ信号を閾値とそれぞれ比較することにより、検知エリア内の検知対象物の存否を判定する物体検知装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1の検知対象物は、人体または車両等の移動体である。   Conventionally, object detection that determines the presence or absence of a detection target in a detection area by dividing the sensor signal output from an active sensor into a plurality of frequency bands and comparing the sensor signal for each frequency band with a threshold value. An apparatus is provided (see, for example, Patent Document 1). The detection target in Patent Document 1 is a moving body such as a human body or a vehicle.

特開2011−47779号公報JP 2011-47779 A

検知対象となる物体(検知対象物)の大きさ、形状、または動きなどが特定の大きさ、形状、または動きなどに予め決まっている場合、信号処理システム(物体検知装置)は、物体を比較的容易に識別できる。   When the size, shape, or movement of an object to be detected (detection target) is predetermined to a specific size, shape, or movement, the signal processing system (object detection device) compares the objects. Can be easily identified.

しかしながら、物体の大きさ、形状、または動きなどが特定の大きさ、形状、または動きなどに予め決まっていない場合、物体の大きさ、形状、または動きなどによっては識別精度が低下することがあった。   However, if the size, shape, or movement of an object is not determined in advance to a specific size, shape, or movement, the identification accuracy may be reduced depending on the size, shape, or movement of the object. It was.

そこで、本発明の目的は、物体の大きさ、形状、または動きなどに関わらず、物体または物体の動きの識別精度を維持することができる信号処理システム、及びプログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal processing system and a program capable of maintaining the identification accuracy of the object or the movement of the object regardless of the size, shape, or movement of the object.

本発明の一態様に係る信号処理システムは、周波数分析部と、信号強度処理部と、認識部と、時間設定部と、を備える。前記周波数分析部は、物体で反射した無線信号を受信するセンサからセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンクのそれぞれにおける前記センサ信号の強度を信号強度として求める。前記信号強度処理部は、前記複数のフィルタバンクのうち少なくとも2つのフィルタバンクをそれぞれ対象バンクとする。前記信号強度処理部は、前記対象バンク毎の前記信号強度の時間変化を表すバンク信号に適用した時間窓内において前記信号強度を平滑する平滑化処理、及び前記信号強度を規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、前記対象バンク毎の前記センサ信号の規格化強度を求める。前記認識部は、前記対象バンク毎の前記規格化強度から決まる前記センサ信号の周波数分布、または前記規格化強度の成分比との少なくとも一方により前記物体または前記物体の動きを識別する認識処理を行う。前記時間設定部は、前記時間窓の前記時間長さを可変に設定することができる。そして、前記信号強度処理部は、前記バンク信号に対して前記時間窓を所定のスライド時間ずつずらす毎に前記平滑化処理を実行する。   A signal processing system according to an aspect of the present invention includes a frequency analysis unit, a signal strength processing unit, a recognition unit, and a time setting unit. The frequency analysis unit receives a sensor signal from a sensor that receives a radio signal reflected by an object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of a plurality of filter banks as a signal intensity. The signal strength processing unit sets at least two filter banks among the plurality of filter banks as target banks. The signal strength processing unit includes a smoothing process for smoothing the signal strength within a time window applied to a bank signal representing a time change of the signal strength for each target bank, and a normalization process for normalizing the signal strength. To obtain the normalized intensity of the sensor signal for each target bank. The recognition unit performs a recognition process for identifying the object or the movement of the object based on at least one of a frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank or a component ratio of the normalized intensity. . The time setting unit may variably set the time length of the time window. The signal strength processing unit executes the smoothing process every time the time window is shifted by a predetermined slide time with respect to the bank signal.

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータシステムを、周波数分析部と、信号強度処理部と、認識部と、時間設定部と、して機能させる。前記周波数分析部は、物体で反射した無線信号を受信するセンサからセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンクのそれぞれにおける前記センサ信号の強度を信号強度として求める。前記信号強度処理部は、前記複数のフィルタバンクのうち少なくとも2つのフィルタバンクをそれぞれ対象バンクとする。前記信号強度処理部は、前記対象バンク毎の前記信号強度の時間変化を表すバンク信号に適用した時間窓内において前記信号強度を平滑する平滑化処理、及び前記信号強度を規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、前記対象バンク毎の前記センサ信号の規格化強度を求める。前記認識部は、前記対象バンク毎の前記規格化強度から決まる前記センサ信号の周波数分布、または前記規格化強度の成分比との少なくとも一方により前記物体または前記物体の動きを識別する認識処理を行う。前記時間設定部は、前記時間窓の前記時間長さを可変に設定することができる。そして、前記信号強度処理部は、前記バンク信号に対して前記時間窓を所定のスライド時間ずつずらす毎に前記平滑化処理を実行する。   A program according to an aspect of the present invention causes a computer system to function as a frequency analysis unit, a signal strength processing unit, a recognition unit, and a time setting unit. The frequency analysis unit receives a sensor signal from a sensor that receives a radio signal reflected by an object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of a plurality of filter banks as a signal intensity. The signal strength processing unit sets at least two filter banks among the plurality of filter banks as target banks. The signal strength processing unit includes a smoothing process for smoothing the signal strength within a time window applied to a bank signal representing a time change of the signal strength for each target bank, and a normalization process for normalizing the signal strength. To obtain the normalized intensity of the sensor signal for each target bank. The recognition unit performs a recognition process for identifying the object or the movement of the object based on at least one of a frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank or a component ratio of the normalized intensity. . The time setting unit may variably set the time length of the time window. The signal strength processing unit executes the smoothing process every time the time window is shifted by a predetermined slide time with respect to the bank signal.

以上説明したように、本発明では、物体の大きさ、形状、または動きなどに関わらず、物体の識別精度を維持することができるという効果がある。   As described above, the present invention has an effect that the identification accuracy of an object can be maintained regardless of the size, shape, movement, etc. of the object.

図1は、実施形態におけるセンサと信号処理システムとを備えた検知システムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a detection system including a sensor and a signal processing system in the embodiment. 図2Aは、同上の信号処理システムにおける平滑化処理を示す説明図である。図2Bは、同上の第1平滑化処理を示す説明図である。図2Cは、同上の第2平滑化処理を示す説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram showing a smoothing process in the signal processing system of the above. FIG. 2B is an explanatory diagram showing the first smoothing process described above. FIG. 2C is an explanatory diagram showing the second smoothing process described above. 図3Aは、同上の信号処理システムにおける規格化前の信号強度を示す説明図である。図3Bは、同上の規格化後の信号強度を示す説明図である。FIG. 3A is an explanatory diagram showing signal strength before normalization in the signal processing system same as above. FIG. 3B is an explanatory diagram showing signal strength after normalization. 図4は、同上の信号処理システムにおける時間窓の設定を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing setting of a time window in the signal processing system same as above. 図5Aは、同上の信号処理システムにおける信号強度の各波形を示す波形図である。図5Bは、同上の規格化強度の各波形を示す波形図である。FIG. 5A is a waveform diagram showing each waveform of signal intensity in the signal processing system same as above. FIG. 5B is a waveform diagram showing each waveform of the normalized intensity as described above. 図6Aは、同上の信号処理システムにおける検知エリア内の第1状況下での規格化強度の波形を示す波形図である。図6Bは、同上の検知エリア内の第2状況下での規格化強度の波形を示す波形図である。図6Cは、同上の検知エリア内の第3状況下での規格化強度の波形を示す波形図である。FIG. 6A is a waveform diagram showing a waveform of normalized intensity under the first situation in the detection area in the signal processing system same as above. FIG. 6B is a waveform diagram showing a waveform of normalized intensity under the second situation in the detection area same as above. FIG. 6C is a waveform diagram showing a waveform of normalized intensity under a third situation in the detection area same as above. 図7A、図7B、図7Cは、同上の信号処理システムにおける主成分分析による認識処理の説明図である。7A, 7B, and 7C are explanatory diagrams of recognition processing by principal component analysis in the signal processing system same as above. 図8は、同上の信号処理システムにおける重回帰分析による認識処理の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of recognition processing by multiple regression analysis in the signal processing system same as above. 図9は、同上の信号処理システムにおける規格化強度を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing the normalized strength in the signal processing system same as above. 図10Aは、同上の信号処理システムにおける出力信号の波形図である。図10Bは、同上の出力信号の別の波形図である。FIG. 10A is a waveform diagram of an output signal in the above signal processing system. FIG. 10B is another waveform diagram of the output signal. 図11は、同上の信号処理システムにおける規格化強度の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of normalized strength in the signal processing system same as above. 図12は、同上の信号処理システムにおける規格化強度の別の説明図である。FIG. 12 is another explanatory diagram of the normalized strength in the signal processing system same as above. 図13は、同上の信号処理システムにおける規格化強度の別の説明図である。FIG. 13 is another explanatory diagram of the normalized strength in the signal processing system same as above. 図14は、同上の信号処理システムにおける規格化強度の別の説明図である。FIG. 14 is another explanatory diagram of the normalized strength in the signal processing system same as above. 図15A、図15Bは、同上の信号処理システムにおける信号強度を示す説明図である。15A and 15B are explanatory diagrams showing signal strength in the signal processing system of the above. 図16は、同上の信号処理システムにおける信号強度を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing signal strength in the signal processing system of the above. 図17は、同上の信号処理システムが具備するステートマシンの基本動作を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram showing the basic operation of the state machine included in the signal processing system of the above. 図18は、同上の信号処理システムが具備するステートマシンの動作を示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing the operation of the state machine provided in the signal processing system of the above. 図19は、同上のセンサの動作を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing the operation of the sensor described above. 図20A、図20B、図20Cは、同上の信号処理システムの位相差波形を示す波形図であり、図20A、図20B、図20Cのそれぞれは、動作条件が互いに異なる場合の各波形を示す。20A, 20B, and 20C are waveform diagrams showing phase difference waveforms of the signal processing system described above, and FIGS. 20A, 20B, and 20C show waveforms when the operating conditions are different from each other. 図21は、同上の信号処理システムの概略動作を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing a schematic operation of the signal processing system of the above. 図22は、同上の信号処理システムの第2平滑化処理を示すフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart showing the second smoothing process of the signal processing system of the above.

以下の実施形態は、一般に、信号処理システム、及びプログラムに関する。より詳細には、物体で反射された無線信号(反射波)を受信するセンサからのセンサ信号を信号処理する信号処理システム、及びプログラムに関する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の実施形態の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。   The following embodiments generally relate to a signal processing system and a program. More specifically, the present invention relates to a signal processing system for processing a sensor signal from a sensor that receives a radio signal (reflected wave) reflected by an object, and a program. The embodiment described below is only an example of the embodiment of the present invention. The present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made according to design and the like as long as the effects of the present invention can be achieved.

図1は、本実施形態の検知システム3の構成を示す。検知システム3は、センサ1と、信号処理システム2とを備える。センサ1は、検知エリア内に電波(送信波)を送信し、検知エリア内の物体で反射された電波(反射波)を受信して、物体または物体の動きに応じたセンサ信号を出力する電波式のセンサである。信号処理システム2は、センサ1から出力されるセンサ信号を信号処理することで、検知エリア内の物体または物体の動きを認識する。なお、「物体または物体の動きを認識する」とは、検知エリア内の物体が検知対象の物体(検知対象物)であるか否かを判定(識別)すること、または検知エリア内の物体の動きが検知対象の物体の動き(検知対象事象)であるか否かを判定(識別)することに相当する。検知対象物は、例えば人、または人の手などである。検知対象事象は、例えば、人の移動、または人の呼吸などである。なお、検知対象物及び検知対象事象は、特定の検知対象物及び検知対象事象に限定されない。   FIG. 1 shows a configuration of a detection system 3 of the present embodiment. The detection system 3 includes a sensor 1 and a signal processing system 2. The sensor 1 transmits a radio wave (transmitted wave) in the detection area, receives a radio wave (reflected wave) reflected by an object in the detection area, and outputs a sensor signal corresponding to the movement of the object or the object. This is a sensor of the formula. The signal processing system 2 recognizes the object in the detection area or the movement of the object by performing signal processing on the sensor signal output from the sensor 1. Note that “recognizing an object or the movement of an object” means determining (identifying) whether or not an object in a detection area is an object to be detected (detection target object) or an object in the detection area. This corresponds to determining (identifying) whether or not the movement is a movement of an object to be detected (detection target event). The detection target is, for example, a person or a human hand. The detection target event is, for example, a person's movement or a person's breathing. The detection target object and the detection target event are not limited to the specific detection target object and the detection target event.

以下、検知システム3の構成について詳述する(図1参照)。   Hereinafter, the configuration of the detection system 3 will be described in detail (see FIG. 1).

センサ1は、送信アンテナから送信波(電波)を送信し、送信波の周波数、送信タイミング等を制御する。送信波は、10GHz〜30GHzの準ミリ波であることが好ましい。送信波は、例えば、周波数の値が24.15GHzの準ミリ波であることが好ましい。なお、送信波は、準ミリ波に限らず、ミリ波、マイクロ波でもよい。また、送信波の周波数の値は、特に限定するものではない。   The sensor 1 transmits a transmission wave (radio wave) from the transmission antenna, and controls the frequency of the transmission wave, the transmission timing, and the like. The transmission wave is preferably a quasi-millimeter wave of 10 GHz to 30 GHz. For example, the transmission wave is preferably a quasi-millimeter wave having a frequency value of 24.15 GHz. The transmission wave is not limited to a quasi-millimeter wave, and may be a millimeter wave or a microwave. Further, the value of the frequency of the transmission wave is not particularly limited.

センサ1は、受信アンテナを介して、検知エリア内の物体で反射された反射波を受信する。センサ1は、反射波の受信強度が予め決められた検知閾値以上であれば、センサ1から物体までの距離に対応したセンサ信号を出力する。センサ1から出力されるセンサ信号は、物体または物体の動きに対応するアナログの時間領域の信号である。   The sensor 1 receives the reflected wave reflected by the object in the detection area via the receiving antenna. The sensor 1 outputs a sensor signal corresponding to the distance from the sensor 1 to the object if the received intensity of the reflected wave is equal to or greater than a predetermined detection threshold. The sensor signal output from the sensor 1 is an analog time-domain signal corresponding to the object or the movement of the object.

センサ1の一例として、ドップラセンサがある。ドップラセンサは、所定周波数の送信波を検知エリアに向けて送信し、検知エリア内の物体で反射された反射波を受信し、送信した送信波と受信した反射波との周波数の差分に相当するドップラ周波数のセンサ信号を出力する。電波を反射した物体が検知エリア内を移動している場合、ドップラ効果によって反射波の周波数がシフトする。   An example of the sensor 1 is a Doppler sensor. The Doppler sensor transmits a transmission wave having a predetermined frequency toward the detection area, receives a reflected wave reflected by an object in the detection area, and corresponds to a frequency difference between the transmitted transmission wave and the received reflected wave. Outputs sensor signal of Doppler frequency. When the object reflecting the radio wave is moving within the detection area, the frequency of the reflected wave is shifted by the Doppler effect.

信号処理システム2は、増幅部21、A/D変換部22、周波数分析部23、信号強度処理部24、時間設定部25、認識部26、データベース260、及び出力部27を主構成として備える。さらに、信号処理システム2は、誤認識防止処理部28、エリア設定部291、及び移動識別部292を備えることが好ましい。   The signal processing system 2 includes an amplification unit 21, an A / D conversion unit 22, a frequency analysis unit 23, a signal intensity processing unit 24, a time setting unit 25, a recognition unit 26, a database 260, and an output unit 27 as main components. Furthermore, the signal processing system 2 preferably includes a misrecognition prevention processing unit 28, an area setting unit 291 and a movement identification unit 292.

本実施形態の信号処理システム2は1つの信号処理装置で構成されているが、信号処理システム2は、複数の装置で構成されてもよい。例えば、信号処理システム2は、第1装置、第2装置、及び第3装置で構成されてもよい。この場合、第1装置は、増幅部21及びA/D変換部22を有する。第2装置は、周波数分析部23、信号強度処理部24、時間設定部25、誤認識防止処理部28の一部、エリア設定部291、及び移動識別部292を有する。第3装置は、認識部26、データベース260、出力部27、及び誤認識防止処理部28の一部を有する。第1装置、第2装置、及び第3装置は、有線通信(有線LAN、専用線通信)、または無線通信(無線LAN、小電力無線など)によって互いに信号を授受する。なお、信号処理システム2が複数の装置で構成される場合、装置の数、及び各装置への各部の割り当て構成などは、特定の形態に限定されない。   Although the signal processing system 2 of the present embodiment is configured by one signal processing device, the signal processing system 2 may be configured by a plurality of devices. For example, the signal processing system 2 may be configured by a first device, a second device, and a third device. In this case, the first device includes an amplification unit 21 and an A / D conversion unit 22. The second apparatus includes a frequency analysis unit 23, a signal strength processing unit 24, a time setting unit 25, a part of the erroneous recognition prevention processing unit 28, an area setting unit 291, and a movement identification unit 292. The third device includes a part of the recognition unit 26, the database 260, the output unit 27, and the erroneous recognition prevention processing unit 28. The first device, the second device, and the third device exchange signals with each other by wired communication (wired LAN, dedicated line communication) or wireless communication (wireless LAN, low power wireless, etc.). In the case where the signal processing system 2 is configured by a plurality of devices, the number of devices and the allocation configuration of each unit to each device are not limited to a specific form.

信号処理システム2は、コンピュータシステムを具備しており、コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。そして、メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本実施形態における周波数分析部23、信号強度処理部24、時間設定部25、認識部26、誤認識防止処理部28、エリア設定部291、及び移動識別部292の各機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されていてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1乃至複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。   The signal processing system 2 includes a computer system, and the computer system mainly includes a processor and a memory as hardware. Then, when the processor executes the program recorded in the memory, the frequency analysis unit 23, the signal strength processing unit 24, the time setting unit 25, the recognition unit 26, the misrecognition prevention processing unit 28, and the area setting unit in the present embodiment. Each function of 291 and the movement identification part 292 is implement | achieved. The program may be recorded in advance in the memory of the computer system, but may be provided through an electric communication line, or may be stored in a non-temporary recording medium such as a memory card, an optical disk, or a hard disk drive that can be read by the computer system. It may be recorded and provided. A processor of a computer system includes one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI). The plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips. The plurality of chips may be integrated into one device, or may be distributed and provided in a plurality of devices.

増幅部21は、センサ1からアナログの時間領域のセンサ信号を受け取り、センサ信号を増幅する増幅処理を行う。増幅部21は、例えば、オペアンプを用いた増幅器を有する。A/D変換部22は、増幅部21によって増幅されたアナログのセンサ信号をディジタルのセンサ信号に変換して出力するA/D変換処理を行う。   The amplifying unit 21 receives an analog time-domain sensor signal from the sensor 1 and performs amplification processing for amplifying the sensor signal. The amplifying unit 21 includes an amplifier using an operational amplifier, for example. The A / D conversion unit 22 performs A / D conversion processing for converting the analog sensor signal amplified by the amplification unit 21 into a digital sensor signal and outputting the digital sensor signal.

周波数分析部23は、ディジタル信号処理によって、A/D変換部22から出力される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直交変換を実行する。具体的に図2Aに示すように、周波数分析部23は、周波数領域のセンサ信号から、周波数帯域の異なる複数の周波数ビン(frequency bin)5bのそれぞれに対応する信号を抽出する。そして、周波数分析部23は、周波数軸方向に連続する所定数(図2Aでは5個)の周波数ビン5bを1つのフィルタバンク5aとすることで、複数のフィルタバンク5aをフィルタバンク群として設定する。すなわち、周波数分析部23は、周波数領域のセンサ信号から、周波数帯域の異なる複数のフィルタバンク5aのそれぞれに対応する信号を抽出して、フィルタバンク5aのそれぞれにおけるセンサ信号の強度を信号強度として求めるフィルタバンク処理を行う。各フィルタバンク5aの分解能は、周波数ビン5bの幅(図2A中のΔf)によって決まる。なお、フィルタバンク5aを構成する周波数ビン5bの数は5個以外であってもよく、特定の個数に限定されない。また、フィルタバンク群は、規定数(例えば、16個)のフィルタバンク5aで構成されるが、フィルタバンク5aの個数は特定の個数に限定されない。また、フィルタバンク5a毎に、フィルタバンク5aを構成する周波数ビン5bの数が異なっていてもよい。   The frequency analysis unit 23 performs orthogonal transform that converts the time-domain sensor signal output from the A / D conversion unit 22 into a frequency-domain sensor signal by digital signal processing. Specifically, as shown in FIG. 2A, the frequency analysis unit 23 extracts signals corresponding to each of a plurality of frequency bins 5b having different frequency bands from the sensor signal in the frequency domain. Then, the frequency analysis unit 23 sets a plurality of filter banks 5a as a filter bank group by setting a predetermined number (five in FIG. 2A) of frequency bins 5b continuous in the frequency axis direction as one filter bank 5a. . That is, the frequency analysis unit 23 extracts signals corresponding to each of the plurality of filter banks 5a having different frequency bands from the sensor signal in the frequency domain, and obtains the intensity of the sensor signal in each of the filter banks 5a as the signal intensity. Perform filter bank processing. The resolution of each filter bank 5a is determined by the width of the frequency bin 5b (Δf in FIG. 2A). The number of frequency bins 5b constituting the filter bank 5a may be other than five and is not limited to a specific number. Further, the filter bank group includes a predetermined number (for example, 16) of filter banks 5a, but the number of filter banks 5a is not limited to a specific number. Further, the number of frequency bins 5b constituting the filter bank 5a may be different for each filter bank 5a.

本実施形態の周波数分析部23は、離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform:DCT)の機能を有する。そして、周波数分析部23は、A/D変換部22から出力される時間領域のセンサ信号を、DCTによって周波数領域のセンサ信号に変換するDCT処理を行う。この場合、DCTを利用したフィルタバンク5aの周波数ビン5bは、DCTビンとも呼ばれる。   The frequency analysis unit 23 of the present embodiment has a function of discrete cosine transform (DCT). Then, the frequency analysis unit 23 performs DCT processing for converting the time-domain sensor signal output from the A / D conversion unit 22 into a frequency-domain sensor signal by DCT. In this case, the frequency bin 5b of the filter bank 5a using DCT is also called a DCT bin.

また、周波数分析部23が実行する直交変換は、DCTに限らず、例えば、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation:FFT)でもよい。FFTを利用したフィルタバンク5aの周波数ビン5bは、FFTビンとも呼ばれる。また、周波数分析部23が実行する直交変換は、ウェーブレット変換(Wavelet Transform:WT)でもよい。   Further, the orthogonal transform executed by the frequency analysis unit 23 is not limited to DCT, and may be, for example, fast Fourier transformation (FFT). The frequency bin 5b of the filter bank 5a using FFT is also referred to as FFT bin. The orthogonal transform executed by the frequency analysis unit 23 may be a wavelet transform (WT).

信号強度処理部24は、平滑化部241と、規格化部242とを有する。そして、信号強度処理部24は、フィルタバンク5a毎の信号強度を周波数分析部23から取得し、取得した信号強度に対して平滑化処理(第1平滑化処理及び第2平滑化処理)及び規格化処理を施す信号強度処理を行う。   The signal strength processing unit 24 includes a smoothing unit 241 and a normalization unit 242. The signal strength processing unit 24 acquires the signal strength for each filter bank 5a from the frequency analysis unit 23, and performs smoothing processing (first smoothing processing and second smoothing processing) and standards on the acquired signal strength. Signal strength processing is performed.

平滑化部241は、第1平滑化処理及び第2平滑化処理を実行できる。第1平滑化処理は、フィルタバンク5a毎に、各周波数ビン5bの信号強度を周波数領域(周波数軸方向)において平滑化することで、フィルタバンク5a毎の信号強度を求める。第2平滑化処理は、フィルタバンク5a毎に、信号強度を時間領域(時間軸方向)において平滑化する。平滑化部241は、第1平滑化処理及び第2平滑化処理を実行することによって、センサ信号に含まれる雑音(暗雑音、または周囲で発生する雑音)の影響を低減することができる。   The smoothing unit 241 can execute the first smoothing process and the second smoothing process. In the first smoothing process, the signal strength of each filter bank 5a is obtained by smoothing the signal strength of each frequency bin 5b in the frequency domain (frequency axis direction) for each filter bank 5a. The second smoothing process smoothes the signal intensity in the time domain (time axis direction) for each filter bank 5a. The smoothing unit 241 can reduce the influence of noise (dark noise or ambient noise) included in the sensor signal by executing the first smoothing process and the second smoothing process.

第1平滑化処理は、平滑化部241に設けられた平均値フィルタ、荷重平均フィルタ、メジアンフィルタ、または荷重メジアンフィルタなどによって実現される。図2Aに示すように、周波数の低い方から順に数えて1番目のフィルタバンク5aについて、時刻t1における5個の周波数ビン5bの各信号強度がs1、s2、s3、s4及びs5であるとする。そして、第1平滑化処理が平均値フィルタによって実現された場合、1番目のフィルタバンク5aについて、第1の平滑化処理を施された信号強度をm11(図2B参照)とすると、m11は以下の式1で求められる。
m11=(s1+s2+s3+s4+s5)/5 ………(式1)
同様に、周波数の低い方から順に数えて2番目−5番目のフィルタバンク5aの各信号強度は、図2Bに示すように、それぞれm21、m31、m41、及びm51となる。つまり、本実施形態では、説明の便宜上、時間軸上の時刻ti(iは整数であり、サンプル番号を表す)において第1の平滑化処理を施されたj(jは自然数)番目のフィルタバンク5aの信号強度を、信号強度mjiと表している。
The first smoothing process is realized by an average value filter, a load average filter, a median filter, a load median filter, or the like provided in the smoothing unit 241. As shown in FIG. 2A, for the first filter bank 5a counting from the lowest frequency, the signal strengths of the five frequency bins 5b at time t1 are s1, s2, s3, s4, and s5. . When the first smoothing process is realized by an average value filter, if the signal strength subjected to the first smoothing process is m11 (see FIG. 2B) for the first filter bank 5a, m11 is as follows. It is calculated | required by the formula 1.
m11 = (s1 + s2 + s3 + s4 + s5) / 5 (Equation 1)
Similarly, the signal intensities of the second to fifth filter banks 5a counted from the lowest frequency are m21, m31, m41, and m51, respectively, as shown in FIG. 2B. That is, in this embodiment, for convenience of explanation, the jth (j is a natural number) th filter bank that has been subjected to the first smoothing process at time ti on the time axis (i is an integer and represents a sample number). The signal strength of 5a is represented as signal strength mji.

第2平滑化処理は、平滑化部241に設けられた平均値フィルタ、荷重平均フィルタ、メジアンフィルタ、または荷重メジアンフィルタなどによって実現される。例えば、第2平滑化処理が平均値フィルタによって実現された場合、平滑化部241は、図2Cに示すように、フィルタバンク5aのそれぞれにおいて時間軸方向に並ぶ複数(例えば3つ)のサンプル(複数の時刻)の各信号強度mjiを時間窓W(図4参照)によって抽出する。そして、平滑化部241は、フィルタバンク5aのそれぞれについて複数サンプルの各信号強度mjiの平均値を求め、求めた平均値を当該フィルタバンク5aにおける第2平滑化処理後の信号強度mjとする。つまり、本実施形態では、説明の便宜上、j番目のフィルタバンク5aにおいて、第1平滑化処理及び第2平滑化処理を施された信号強度を、mjと表している。   The second smoothing process is realized by an average value filter, a load average filter, a median filter, a load median filter, or the like provided in the smoothing unit 241. For example, when the second smoothing process is realized by an average value filter, the smoothing unit 241 includes a plurality of (for example, three) samples (for example, three) arranged in the time axis direction in each of the filter banks 5a as illustrated in FIG. 2C. Each signal intensity mji at a plurality of times is extracted by a time window W (see FIG. 4). Then, the smoothing unit 241 obtains an average value of the signal intensities mji of a plurality of samples for each of the filter banks 5a, and sets the obtained average value as the signal intensity mj after the second smoothing process in the filter bank 5a. That is, in the present embodiment, for convenience of explanation, the signal strength that has been subjected to the first smoothing process and the second smoothing process in the jth filter bank 5a is represented as mj.

1番目のフィルタバンク5aについて、第2平滑化処理を施された信号強度をm1とすると、m1は以下の式2で求められる(図2C、図3A参照)。
m1=(m10+m11+m12)/3 ………(式2)
となる。
For the first filter bank 5a, assuming that the signal intensity subjected to the second smoothing process is m1, m1 is obtained by the following expression 2 (see FIGS. 2C and 3A).
m1 = (m10 + m11 + m12) / 3 (2)
It becomes.

図2Cでは、時刻t1(サンプル番号i=1)の信号強度m11に対して第2平滑化処理を施している。この場合、時刻t0,t1,t2,………(サンプル番号i=0,1,2,………)の順に時間軸方向に経過している。そして、1番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m10,m11,m12,………は、1番目のフィルタバンク5aにおけるバンク信号Y1に含まれる各サンプル値である。バンク信号Y1は、1番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m1iの時間変化を表す。すなわち、本実施形態では、時刻t0(サンプル番号i=0)の信号強度m10、時刻t1(サンプル番号i=1)の信号強度m11、時刻t2(サンプル番号i=2)の信号強度m12の平均値を、時刻t1の信号強度m11に対する第2平滑化処理の結果とする。なお、j番目のフィルタバンク5aのバンク信号は、Yjと表される。   In FIG. 2C, the second smoothing process is performed on the signal intensity m11 at time t1 (sample number i = 1). In this case, time passes in the order of time t0, t1, t2,... (Sample number i = 0, 1, 2,...). The signal intensities m10, m11, m12,... In the first filter bank 5a are sample values included in the bank signal Y1 in the first filter bank 5a. The bank signal Y1 represents a time change of the signal intensity m1i in the first filter bank 5a. That is, in this embodiment, the average of the signal strength m10 at time t0 (sample number i = 0), the signal strength m11 at time t1 (sample number i = 1), and the signal strength m12 at time t2 (sample number i = 2). The value is the result of the second smoothing process for the signal intensity m11 at time t1. The bank signal of the jth filter bank 5a is represented as Yj.

同様に、2番目〜5番目のフィルタバンク5aの各信号強度m2,m3,m4,m5は、以下の式3−式6で求められる(図2C、図3A参照)。
m2=(m20+m21+m22)/3 ………(式3)
m3=(m30+m31+m32)/3 ………(式4)
m4=(m40+m41+m42)/3 ………(式5)
m5=(m50+m51+m52)/3 ………(式6)
この場合、2番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m20,m21,m22,………は、2番目のフィルタバンク5aにおけるバンク信号Y2に含まれる各サンプル値である。また、3番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m30,m31,m32,………は、3番目のフィルタバンク5aにおけるバンク信号Y3に含まれる各サンプル値である。また、4番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m40,m41,m42,………は、4番目のフィルタバンク5aにおけるバンク信号Y4に含まれる各サンプル値である。また、5番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m50,m51,m52,………は、5番目のフィルタバンク5aにおけるバンク信号Y5に含まれる各サンプル値である。
Similarly, the signal intensities m2, m3, m4, and m5 of the second to fifth filter banks 5a are obtained by the following equations 3 to 6 (see FIGS. 2C and 3A).
m2 = (m20 + m21 + m22) / 3 (Equation 3)
m3 = (m30 + m31 + m32) / 3 (Equation 4)
m4 = (m40 + m41 + m42) / 3 (Equation 5)
m5 = (m50 + m51 + m52) / 3 (Equation 6)
In this case, signal intensities m20, m21, m22,... In the second filter bank 5a are sample values included in the bank signal Y2 in the second filter bank 5a. Further, signal intensities m30, m31, m32,... In the third filter bank 5a are sample values included in the bank signal Y3 in the third filter bank 5a. Further, the signal intensities m40, m41, m42,... In the fourth filter bank 5a are sample values included in the bank signal Y4 in the fourth filter bank 5a. Further, the signal intensities m50, m51, m52,... In the fifth filter bank 5a are sample values included in the bank signal Y5 in the fifth filter bank 5a.

バンク信号Y2は、2番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m2iの時間変化を表し、バンク信号Y3は、3番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m3iの時間変化を表す。また、バンク信号Y4は、4番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m4iの時間変化を表し、バンク信号Y5は、5番目のフィルタバンク5aにおける信号強度m5iの時間変化を表す。   The bank signal Y2 represents a time change of the signal strength m2i in the second filter bank 5a, and the bank signal Y3 represents a time change of the signal strength m3i in the third filter bank 5a. The bank signal Y4 represents a time change of the signal strength m4i in the fourth filter bank 5a, and the bank signal Y5 represents a time change of the signal strength m5i in the fifth filter bank 5a.

なお、本実施形態の平滑化部241は、全てのフィルタバンク5aのうち、認識部26が有する後述の物体認識部261が認識処理に利用する少なくとも2つのフィルタバンク5aに対してのみ、上述の第1平滑化処理及び第2平滑化処理を施す。以降、全てのフィルタバンク5aのうち、物体認識部261が認識処理に利用するフィルタバンク5aをそれぞれ対象バンク5aと称す。すなわち、平滑化部241は、全てのフィルタバンク5aのうち、対象バンク5aに対してのみ上述の第1平滑化処理及び第2平滑化処理を施す。対象バンク5aは、全てのフィルタバンク5aのうち一部のフィルタバンク5aであってもよく、または全てのフィルタバンク5aを対象バンク5aとしてもよい。   It should be noted that the smoothing unit 241 according to the present embodiment described above applies only to at least two filter banks 5a used by the object recognition unit 261 (described later) included in the recognition unit 26 for recognition processing among all the filter banks 5a. A first smoothing process and a second smoothing process are performed. Hereinafter, among all the filter banks 5a, the filter bank 5a used by the object recognition unit 261 for the recognition process is referred to as a target bank 5a. That is, the smoothing unit 241 performs the first smoothing process and the second smoothing process described above only on the target bank 5a among all the filter banks 5a. The target bank 5a may be a part of all the filter banks 5a, or all the filter banks 5a may be the target bank 5a.

規格化部242は、上述の対象バンク5aの各信号強度mjの総和で、各対象バンク5aの信号強度mjをそれぞれ規格化し、各対象バンク5aの規格化強度njをそれぞれ求める。本実施形態では、j番目のフィルタバンク5aの規格化強度を、njと表している。   The normalization unit 242 normalizes the signal strength mj of each target bank 5a with the sum of the signal strengths mj of the target bank 5a, and obtains the normalized strength nj of each target bank 5a. In the present embodiment, the normalized strength of the jth filter bank 5a is represented as nj.

例えば、フィルタバンク5aの総数が16個であり、対象バンク5aが、周波数の低い方から順に数えて1−5番目の5個のみであるとする。時刻t1(サンプル番号i=1)における1番目の対象バンク5aの信号強度m1(図3A参照)が規格化された場合、規格化強度n1は、以下の式7で求められる(図3B参照)。
n1=m1/(m1+m2+m3+m4+m5) ………(式7)
同様に、2番目〜5番目の対象バンク5aの各信号強度m2−m5(図3A参照)がそれぞれ規格化された場合、規格化強度n2,n3,n4,n5は、以下の式8−式11でそれぞれ求められる(図3B参照)。
n2=m2/(m1+m2+m3+m4+m5) ………(式8)
n3=m3/(m1+m2+m3+m4+m5) ………(式9)
n4=m4/(m1+m2+m3+m4+m5) ………(式10)
n5=m5/(m1+m2+m3+m4+m5) ………(式11)
また、規格化部242は、対象バンク5aの各信号強度mjの総和で、各対象バンク5aの信号強度mjをそれぞれ規格化する場合、信号強度mjそれぞれの対数値を用いてもよい。この場合、規格化部242は、信号強度mjのそれぞれをリニアスケールの値から対数スケールの値(対数値)に変換する対数変換を行う。そして、規格化部242は、各対象バンク5aの信号強度mjの対数値から対象バンク5aの各信号強度mjの総和の対数値を減算する対数スケール上の減算処理によって、規格化処理を行うことができる。一方、規格化処理がリニアスケール上で行われる場合、各対象バンク5aの信号強度mjを対象バンク5aの各信号強度mjの総和で除する除算処理が必要なる。すなわち、規格化部242は、信号強度mjそれぞれの対数値を規格化処理に用いることで、規格化処理に要する演算負荷を減らすことができる。
For example, it is assumed that the total number of the filter banks 5a is 16, and the target banks 5a are only the 1st to 5th, counting in order from the lowest frequency. When the signal strength m1 (see FIG. 3A) of the first target bank 5a at time t1 (sample number i = 1) is normalized, the normalized strength n1 is obtained by the following Expression 7 (see FIG. 3B). .
n1 = m1 / (m1 + m2 + m3 + m4 + m5) (Equation 7)
Similarly, when the signal strengths m2-m5 (see FIG. 3A) of the second to fifth target banks 5a are normalized, the normalized strengths n2, n3, n4, and n5 are expressed by the following equations 8- 11 (see FIG. 3B).
n2 = m2 / (m1 + m2 + m3 + m4 + m5) (Equation 8)
n3 = m3 / (m1 + m2 + m3 + m4 + m5) (Equation 9)
n4 = m4 / (m1 + m2 + m3 + m4 + m5) (Equation 10)
n5 = m5 / (m1 + m2 + m3 + m4 + m5) (Equation 11)
Further, when the signal strength mj of each target bank 5a is normalized by the sum of the signal strengths mj of the target bank 5a, the normalization unit 242 may use logarithmic values of the signal strengths mj. In this case, the normalization unit 242 performs logarithmic conversion that converts each signal intensity mj from a linear scale value to a logarithmic scale value (logarithmic value). Then, the normalization unit 242 performs normalization processing by subtraction processing on a logarithmic scale that subtracts the logarithmic value of the sum of the signal strengths mj of the target bank 5a from the logarithmic value of the signal strength mj of each target bank 5a. Can do. On the other hand, when the normalization process is performed on a linear scale, a division process for dividing the signal strength mj of each target bank 5a by the sum of the signal strengths mj of the target bank 5a is required. That is, the normalization unit 242 can reduce the calculation load required for the normalization process by using the logarithmic value of each signal strength mj for the normalization process.

なお、規格化部242は、全てのフィルタバンク5aの各信号強度mjの総和で、各対象バンク5aの信号強度mjをそれぞれ規格化し、各対象バンク5aの規格化強度njをそれぞれ求めてもよい。   Note that the normalization unit 242 may normalize the signal strength mj of each target bank 5a with the sum of the signal strengths mj of all the filter banks 5a, and obtain the normalized strength nj of each target bank 5a. .

また、平滑化部241の平滑化処理、及び規格化部242の規格化処理は、上述のように平滑化処理の後に規格化処理を実行してもよいし、または規格化処理の後に平滑化処理を実行してもよい。すなわち、平滑化部241は、各フィルタバンク5aの信号強度mjiを平滑化する機能を有し、規格化部242は、各フィルタバンク5aの信号強度mjiを規格化する機能を有する。   The smoothing process of the smoothing unit 241 and the normalization process of the normalizing unit 242 may be performed after the smoothing process as described above, or smoothed after the normalization process. Processing may be executed. That is, the smoothing unit 241 has a function of smoothing the signal strength mji of each filter bank 5a, and the normalization unit 242 has a function of normalizing the signal strength mji of each filter bank 5a.

認識部26は、物体認識部261、及び背景認識部262を備える。   The recognition unit 26 includes an object recognition unit 261 and a background recognition unit 262.

そして、物体認識部261は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布、または規格化強度njから決まるセンサ信号の成分比との少なくとも一方により検知エリア内の検知対象物または検知対象事象を識別する認識処理を行う。   Then, the object recognition unit 261 detects the detection target in the detection area or at least one of the frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized strength nj for each target bank 5a and the component ratio of the sensor signal determined from the normalized strength nj. A recognition process for identifying the detection target event is performed.

検知エリア内の物体が検知対象物である場合、規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布及びセンサ信号の成分比は、検知エリア内の物体が検知対象物以外である場合の周波数分布及びセンサ信号の成分比とはそれぞれ異なる傾向になる。また、検知エリア内の物体の動きが検知対象事象である場合、規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布及びセンサ信号の成分比は、検知エリア内の物体の動きが検知対象事象以外である場合の周波数分布及びセンサ信号の成分比とは異なる傾向になる。そこで、物体認識部261は、各対象バンク5aにおける規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布または成分比に基づいて、検知対象物または検知対象事象を識別する認識処理を行う。そして、本実施形態の信号処理システム2は、平滑化処理及び規格化処理を行うことによって、センサ信号に含まれる雑音(暗雑音、または周囲で発生する雑音)の影響を低減しており、高い認識精度を得ることができる。ここにおいて、認識は、識別、分類、検知、及び判定を含む概念である。   When the object in the detection area is a detection target, the frequency distribution of the sensor signal and the component ratio of the sensor signal determined from the normalized intensity nj are the frequency distribution and sensor when the object in the detection area is other than the detection target. The signal component ratios tend to be different from each other. Further, when the movement of the object in the detection area is a detection target event, the frequency distribution of the sensor signal and the component ratio of the sensor signal determined from the normalized intensity nj are other than the detection target event. In this case, the frequency distribution and the sensor signal component ratio tend to be different. Therefore, the object recognition unit 261 performs recognition processing for identifying the detection target object or the detection target event based on the frequency distribution or the component ratio of the sensor signal determined from the normalized strength nj in each target bank 5a. And the signal processing system 2 of this embodiment has reduced the influence of the noise (dark noise or the noise which generate | occur | produces around) which is contained in a sensor signal by performing a smoothing process and a normalization process, and is high Recognition accuracy can be obtained. Here, recognition is a concept including identification, classification, detection, and determination.

物体認識部261に入力されるセンサ信号の周波数分布及び成分比は、所定の複数のフィルタバンク5aを通過した信号を平滑化及び規格化した規格化強度njから決まる。そして、センサ信号の周波数分布及び成分比は、互いに異なる複数の物体のそれぞれ、または互いに異なる複数の物体の動きのそれぞれに対して、統計的に互いに異なる。そして、信号処理システム2が平滑化及び規格化した規格化強度njを用いることで、互いに異なる複数の物体、または互いに異なる複数の物体の動きに対するセンサ信号の周波数分布及び成分比の統計的な差異がさらに強調される。したがって、本実施形態の信号処理システム2は、検知対象物以外の物体に起因した誤認識、及び検知対象物以外の物体の動きに起因した誤認識を低減することが可能となる。この結果、誤認識を低減することが可能となる。   The frequency distribution and component ratio of the sensor signal input to the object recognizing unit 261 is determined by the normalized intensity nj obtained by smoothing and normalizing the signal that has passed through the predetermined plurality of filter banks 5a. The frequency distribution and component ratio of the sensor signal are statistically different from each other for each of a plurality of different objects or for each of a plurality of different object movements. Then, by using the normalized intensity nj smoothed and standardized by the signal processing system 2, a statistical difference in frequency distribution and component ratio of sensor signals with respect to movements of different objects or different objects. Is further emphasized. Therefore, the signal processing system 2 of the present embodiment can reduce misrecognition caused by an object other than the detection target and misrecognition caused by the movement of the object other than the detection target. As a result, erroneous recognition can be reduced.

さらに、信号処理システム2は、時間設定部25を備えている。時間設定部25は、上述の第2平滑化処理において用いる時間窓W(図4参照)の時間長さの値を設定する。なお、図4では、複数の時間窓Wを区別するために、W1,W2,W3,………の各符号を用いる。   Further, the signal processing system 2 includes a time setting unit 25. The time setting unit 25 sets the value of the time length of the time window W (see FIG. 4) used in the second smoothing process described above. In FIG. 4, in order to distinguish a plurality of time windows W, symbols W1, W2, W3,.

平滑化部241は、フィルタバンク5aのそれぞれにおいて時間軸方向の複数サンプルの各信号強度mjiを抽出する。そして、平滑化部241は、フィルタバンク5aのそれぞれについて複数サンプルの各信号強度mjiの平均値を求め、求めた平均値を当該フィルタバンク5aにおける第2平滑化処理後の信号強度mjとする。このとき、平滑化部241は、バンク信号Y1−Y5に対して時間窓Wをそれぞれ適用することで、バンク信号Y1−Y5から複数サンプルの各信号強度mjiをそれぞれ抽出する。   The smoothing unit 241 extracts each signal intensity mji of a plurality of samples in the time axis direction in each of the filter banks 5a. Then, the smoothing unit 241 obtains an average value of the signal intensities mji of a plurality of samples for each of the filter banks 5a, and sets the obtained average value as the signal intensity mj after the second smoothing process in the filter bank 5a. At this time, the smoothing unit 241 extracts the signal intensities mji of a plurality of samples from the bank signals Y1-Y5 by applying the time windows W to the bank signals Y1-Y5, respectively.

そして、時間設定部25は、時間窓Wの時間長さの値を窓設定値Ta(図4参照)として任意の値に設定することで、時間窓Wの時間長さを可変とすることができる。時間設定部25が窓設定値Taを大きくした場合、時間窓Wの時間長さは長くなり、1回の第2平滑化処理のために抽出される信号強度mjiのサンプル数は多くなる。また、時間設定部25が窓設定値Taを小さくした場合、時間窓Wの時間長さは短くなり、1回の第2平滑化処理のために抽出される信号強度mjiのサンプル数は少なくなる。   The time setting unit 25 can set the time length of the time window W to be variable by setting the value of the time length of the time window W to an arbitrary value as the window setting value Ta (see FIG. 4). it can. When the time setting unit 25 increases the window setting value Ta, the time length of the time window W is increased, and the number of samples of the signal intensity mji extracted for one second smoothing process is increased. When the time setting unit 25 decreases the window setting value Ta, the time length of the time window W is shortened and the number of samples of the signal intensity mji extracted for one second smoothing process is decreased. .

時間設定部25は、検知対象物または検知対象事象に応じて窓設定値Taを自動設定する自動設定機能、及びユーザの操作によって指示された値に窓設定値Taを設定する手動設定機能の少なくとも一方を有している。   The time setting unit 25 includes at least an automatic setting function for automatically setting the window setting value Ta according to a detection object or a detection target event, and a manual setting function for setting the window setting value Ta to a value instructed by a user operation. Have one.

時間設定部25の自動設定機能は、例えば以下の設定処理を行う。   The automatic setting function of the time setting unit 25 performs, for example, the following setting process.

まず、信号処理システム2の動作モードがデータ収集モードに設定される。周波数分析部23は、検知エリアに検知対象物または検知対象事象がある場合に時間領域のセンサ信号を取得し、周波数領域のセンサ信号に変換する。そして、時間設定部25は、周波数領域のセンサ信号に基づいて、検知対象物または検知対象事象に対応するセンサ信号に含まれる周波数成分を解析する。時間設定部25は、センサ信号に含まれる周波数成分のうち、支配的な周波数成分が比較的高い場合、窓設定値Taを比較的小さくする。また、時間設定部25は、センサ信号に含まれる周波数成分のうち、支配的な周波数成分が比較的低い場合、窓設定値Taを比較的大きくする。すなわち、時間設定部25は、検知対象物または検知対象事象に対応するセンサ信号に含まれる支配的な周波数成分の周波数が高いほど(周期が短いほど)、窓設定値Taを小さくし、支配的な周波数成分の周波数が低いほど(周期が短いほど)、窓設定値Taを大きくする。そして、時間設定部25が窓設定値Taを設定した後、信号処理システム2の動作モードはデータ収集モードから検知モードに移行して、上述の認識処理が行われる。   First, the operation mode of the signal processing system 2 is set to the data collection mode. The frequency analysis unit 23 acquires a time-domain sensor signal and converts it to a frequency-domain sensor signal when there is a detection target object or detection target event in the detection area. And the time setting part 25 analyzes the frequency component contained in the sensor signal corresponding to a detection target object or a detection target event based on the sensor signal of a frequency domain. The time setting unit 25 reduces the window setting value Ta when the dominant frequency component among the frequency components included in the sensor signal is relatively high. Further, the time setting unit 25 relatively increases the window setting value Ta when the dominant frequency component among the frequency components included in the sensor signal is relatively low. That is, the time setting unit 25 decreases the window setting value Ta as the frequency of the dominant frequency component included in the sensor signal corresponding to the detection target object or the detection target event becomes higher (the shorter the period), the more dominant The window set value Ta is increased as the frequency of the frequency component is lower (the period is shorter). Then, after the time setting unit 25 sets the window setting value Ta, the operation mode of the signal processing system 2 shifts from the data collection mode to the detection mode, and the above-described recognition processing is performed.

具体的に、検知対象物または検知対象事象に対応するセンサ信号に含まれる支配的な信号成分の1周期または半周期が時間窓Wに含まれるように、窓設定値Taが設定される。この場合、窓設定値Taは、信号成分の1周期または半周期と同じ(または、ほぼ同じ)値に設定されることが好ましい。さらに、窓設定値Taは、信号成分の1周期または半周期の2倍以下であることが好ましい。   Specifically, the window setting value Ta is set so that one period or half period of the dominant signal component included in the sensor signal corresponding to the detection target object or the detection target event is included in the time window W. In this case, the window setting value Ta is preferably set to the same value (or substantially the same) as one period or half period of the signal component. Further, the window setting value Ta is preferably not more than twice the one period or half period of the signal component.

また、時間設定部25の手動設定機能は、例えばキーボード、マウス、釦、レバーなどの操作部に対するユーザの操作によって指示値を受け取り、指示値を窓設定値Taとして設定する。この場合、ユーザは、検知対象事象に対応するセンサ信号の周波数解析結果に基づいて、指示値を決定する。   The manual setting function of the time setting unit 25 receives an instruction value by a user operation on an operation unit such as a keyboard, a mouse, a button, or a lever, and sets the instruction value as a window setting value Ta. In this case, the user determines the instruction value based on the frequency analysis result of the sensor signal corresponding to the detection target event.

例えば、幼稚園、保育園、託児所、及び育児施設などのように幼児が存在する空間では、幼児がはぐれたり、所在不明になったりしないように、幼児の存在確認をより確実に行う必要がある。そこで、信号処理システム2は、検知対象事象を幼児の呼吸とし、検知エリア内の幼児の呼吸を識別することで、検知エリア内に検知対象物である幼児が存在しているか否かを識別する。一般に、幼児の呼吸では、吸気期間及び呼気期間が3秒周期で交互にそれぞれ発生する。この場合、時間設定部25は、窓設定値Taを3秒(または3秒程度)に設定することが好ましい。また、幼児の呼吸による胸郭の動きは、数mm程度であるので、送信波を準ミリ波またはミリ波とすることで、幼児の呼吸による胸郭の動きを識別できる。   For example, in a space where an infant exists such as a kindergarten, a nursery school, a day nursery, and a childcare facility, it is necessary to more surely check the presence of the infant so that the infant does not come off or become unclear. Therefore, the signal processing system 2 identifies whether or not an infant as a detection target exists in the detection area by identifying the infant's breathing in the detection area as the detection target event as the detection target event. . In general, in breathing of an infant, an inspiration period and an expiration period are alternately generated in a cycle of 3 seconds. In this case, it is preferable that the time setting unit 25 sets the window setting value Ta to 3 seconds (or about 3 seconds). Further, since the movement of the thorax due to the infant's breathing is about several millimeters, the movement of the thorax due to the infant's breathing can be identified by setting the transmission wave to a quasi-millimeter wave or a millimeter wave.

そして、図4に示すように、平滑化部241は、j番目のフィルタバンク5aのバンク信号Yjに時間窓Wを適用して、時間窓Wに収まる複数サンプルの信号強度mjiをそれぞれ抽出する。平滑化部241は、抽出した複数サンプルの信号強度mjiを用いて上述の第2平滑化処理を実行する。平滑化部241は、第2平滑化処理を実行する毎に、バンク信号Yjに適用する時間窓Wを、所定のスライド時間Tsだけ時間の進行方向にずらす。すなわち、平滑化部241は、窓設定値Taが設定された時間窓をスライド時間Tsだけ時間の進行方向にずらす毎に、第2平滑化処理を実行する。図4では、時間窓W1,W2,W3が、時間窓W1,W2,W3の順にそれぞれ適用される。   Then, as illustrated in FIG. 4, the smoothing unit 241 applies the time window W to the bank signal Yj of the j-th filter bank 5a, and extracts the signal intensities mji of a plurality of samples that fall within the time window W, respectively. The smoothing unit 241 performs the above-described second smoothing process using the extracted signal strengths mji of a plurality of samples. Every time the second smoothing process is executed, the smoothing unit 241 shifts the time window W applied to the bank signal Yj by a predetermined slide time Ts in the time progress direction. That is, the smoothing unit 241 executes the second smoothing process every time the time window in which the window setting value Ta is set is shifted in the time progress direction by the slide time Ts. In FIG. 4, time windows W1, W2, and W3 are applied in the order of time windows W1, W2, and W3, respectively.

ここでは、スライド時間Tsは、窓設定値Taより短いことが好ましい。本実施形態では、時間設定部25が、窓設定値Taより短い値のスライド時間Tsを自動設定しており、時間設定部25は、スライド時間Tsの値を例えば窓設定値Taの1/3の値に設定する。窓設定値Taが3秒である場合、スライド時間Tsの値は1秒に設定される。この場合、時間の進行方向にずれる前の時間窓(例えばW1)と、時間の進行方向にずれた後の時間窓(例えばW2)とは、時間軸方向において一部が重複する。したがって、センサ信号の特徴がより確実に抽出される。   Here, the slide time Ts is preferably shorter than the window setting value Ta. In the present embodiment, the time setting unit 25 automatically sets the slide time Ts shorter than the window setting value Ta, and the time setting unit 25 sets the value of the slide time Ts to, for example, 1/3 of the window setting value Ta. Set to the value of. When the window setting value Ta is 3 seconds, the value of the slide time Ts is set to 1 second. In this case, a part of the time window before shifting in the time progression direction (for example, W1) and the time window after shifting in the time progression direction (for example, W2) overlap in the time axis direction. Therefore, the feature of the sensor signal is extracted more reliably.

上述の時間設定部25による窓設定値Ta及びスライド時間Tsの値の各設定処理によって、検知対象物または検知対象事象を精度よく識別できるように第2平滑化処理が実行されるので、物体認識部261の識別精度が向上する。また、平滑化部241は、時間窓をスライド時間Tsだけ時間の進行方向にずらす毎に、第2平滑化処理を実行するので、スライド時間Tsの値が適宜設定されることで、物体認識部261の識別精度をさらに向上させることができる。   Since the second smoothing process is executed so that the detection target object or the detection target event can be accurately identified by the setting process of the window setting value Ta and the slide time Ts by the time setting unit 25 described above, object recognition is performed. The identification accuracy of the part 261 is improved. Further, since the smoothing unit 241 executes the second smoothing process every time the time window is shifted in the direction of time movement by the slide time Ts, the value of the slide time Ts is appropriately set, so that the object recognition unit The identification accuracy of H.261 can be further improved.

図5Aは、信号強度mjiの時間領域における各波形Y11−Y14を示す。波形Y11は、0.3−1Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の吸気運動によって生じるセンサ信号の信号強度mjiを示す。波形Y12は、1−10Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の吸気運動によって生じるセンサ信号に含まれる外乱成分の信号強度mjiを示す。波形Y13は、0.3−1Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の呼気運動によって生じるセンサ信号の信号強度mjiを示す。波形Y14は、1−10Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の呼気運動によって生じるセンサ信号に含まれる外乱成分の信号強度mjiを示す。   FIG. 5A shows each waveform Y11-Y14 in the time domain of the signal strength mji. A waveform Y11 indicates the signal intensity mji of the sensor signal generated by the infant's inspiratory motion in the filter bank 5a of 0.3-1 Hz. A waveform Y12 indicates the signal intensity mji of the disturbance component included in the sensor signal generated by the infant's inspiratory motion in the 1-10 Hz filter bank 5a. A waveform Y13 indicates the signal intensity mji of the sensor signal generated by the infant's exhalation movement in the filter bank 5a of 0.3-1 Hz. A waveform Y14 indicates the signal intensity mji of the disturbance component included in the sensor signal generated by the infant's expiratory movement in the 1-10 Hz filter bank 5a.

図5Bは、規格化強度njの時間領域における各波形Y21−Y24を示す。波形Y21は、0.3−1Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の吸気運動によって生じるセンサ信号の規格化強度njを示す。波形Y22は、1−10Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の吸気運動によって生じるセンサ信号に含まれる外乱成分の規格化強度njを示す。波形Y23は、0.3−1Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の呼気運動によって生じるセンサ信号の規格化強度njを示す。波形Y24は、1−10Hzのフィルタバンク5aにおいて、幼児の呼気運動によって生じるセンサ信号に含まれる外乱成分の規格化強度njを示す。   FIG. 5B shows each waveform Y21-Y24 in the time domain of the normalized strength nj. A waveform Y21 indicates the normalized intensity nj of the sensor signal generated by the infant's inspiratory motion in the 0.3-1 Hz filter bank 5a. A waveform Y22 indicates the normalized intensity nj of the disturbance component included in the sensor signal generated by the infant's inspiratory motion in the 1-10 Hz filter bank 5a. A waveform Y23 indicates the normalized intensity nj of the sensor signal generated by the infant's exhalation exercise in the 0.3-1 Hz filter bank 5a. A waveform Y24 indicates the normalized intensity nj of the disturbance component included in the sensor signal generated by the infant's exhalation movement in the 1-10 Hz filter bank 5a.

図5Bの規格化強度njの各波形Y21−Y24は、図5Aの信号強度mjiの各波形Y11−Y14に対して、第1平滑化処理、第2平滑化処理、及び規格化処理がそれぞれ施された時間領域における波形である。   Each waveform Y21-Y24 of the normalized intensity nj in FIG. 5B is subjected to the first smoothing process, the second smoothing process, and the normalization process, respectively, with respect to each waveform Y11-Y14 of the signal intensity mji in FIG. 5A. It is the waveform in the performed time domain.

次に、物体認識部261の認識処理について詳述する。   Next, the recognition process of the object recognition unit 261 will be described in detail.

物体認識部261は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布、または規格化強度njから決まるセンサ信号の成分比との少なくとも一方により検知エリア内の物体または物体の動きを識別する認識処理を行う。   The object recognizing unit 261 determines the movement of the object or the object in the detection area based on at least one of the frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity nj for each target bank 5a and the component ratio of the sensor signal determined from the normalized intensity nj. A recognition process for identifying is performed.

例えば、物体認識部261は、予め決められた所定期間に含まれる対象バンク5a毎の規格化強度njの特徴に基づいて検知エリア内の物体または物体の動きを識別する。なお、対象バンク5a毎の規格化強度njの特徴は、センサ信号の周波数分布に依存するので、この識別方法は、センサ信号の周波数分布による認識処理に相当する。図6A,図6B,図6Cは、検知エリア内の異なる状況下での規格化強度njの時間領域における波形Y31,Y32,Y33をそれぞれ示す。図6Aは、検知エリア内の人が立ったり座ったりしている(立位及び座位を交互に繰り返す)状況下における規格化強度njの波形Y31を示す。図6Bは、検知エリア内の人が座った状態で静止している状況下における規格化強度njの波形Y32を示す。図6Cは、検知エリア内に人が存在しない状況下における規格化強度njの波形Y33を示す。なお、図6A,図6B,図6Cの各規格化強度njは、規格化した値の絶対値で表される。   For example, the object recognition unit 261 identifies an object or a motion of the object in the detection area based on the characteristics of the normalized strength nj for each target bank 5a included in a predetermined period. Since the characteristic of the normalized strength nj for each target bank 5a depends on the frequency distribution of the sensor signal, this identification method corresponds to recognition processing based on the frequency distribution of the sensor signal. 6A, 6B, and 6C respectively show waveforms Y31, Y32, and Y33 in the time domain of the normalized intensity nj under different conditions in the detection area. FIG. 6A shows a waveform Y31 of the normalized intensity nj under a situation where a person in the detection area stands or sits (repeat standing and sitting alternately). FIG. 6B shows a waveform Y32 of the normalized intensity nj under a situation where a person in the detection area is sitting and standing still. FIG. 6C shows a waveform Y33 of the normalized intensity nj under the situation where no person is present in the detection area. 6A, 6B, and 6C are expressed as absolute values of normalized values.

そして、データベース260は、規格化強度njに対する閾値R1,R2のデータを予め記憶している。閾値R1は閾値R2に比べて大きい値であり、閾値R1は、検知エリア内の人が立位及び座位を交互に繰り返す動作を識別するための閾値である。一方、閾値R2は、検知エリア内の人が座っている状態を識別するための閾値である。この場合、規格化強度njの特徴は、波形Y31,Y32,Y33が閾値R1または閾値R2を横切って変化した各回数(波形が閾値を横切って増加した回数及び減少した回数)となる。   The database 260 stores data of threshold values R1 and R2 for the normalized strength nj in advance. The threshold value R1 is larger than the threshold value R2, and the threshold value R1 is a threshold value for identifying an operation in which a person in the detection area repeats standing and sitting alternately. On the other hand, the threshold value R2 is a threshold value for identifying a state where a person in the detection area is sitting. In this case, the characteristic of the normalized strength nj is the number of times that the waveforms Y31, Y32, Y33 have changed across the threshold value R1 or the threshold value R2 (the number of times that the waveform has increased or decreased across the threshold value).

まず、物体認識部261は、閾値R1を用いた認識処理を行う。この場合、物体認識部261は、予め決められた時間長さの期間である所定期間Tr毎に、規格化強度njの波形が閾値R1を横切った各回数をカウントする。そして、物体認識部261は、閾値R1に対してカウントした回数が予め決められた回数以上であれば(図6A参照)、検知エリア内の人が立位及び座位を交互に繰り返す動作を行っていると判定する。   First, the object recognition unit 261 performs recognition processing using the threshold value R1. In this case, the object recognizing unit 261 counts each number of times that the waveform of the normalized intensity nj crosses the threshold value R1 for each predetermined period Tr that is a period of a predetermined time length. If the number of times counted with respect to the threshold value R1 is equal to or greater than a predetermined number (see FIG. 6A), the object recognition unit 261 performs an operation in which a person in the detection area repeats standing and sitting alternately. It is determined that

物体認識部261は、閾値R1に対してカウントした回数が予め決められた回数未満であれば、次に閾値R2を用いた認識処理を行う。この場合、物体認識部261は、所定期間Tr毎に、規格化強度njの波形が閾値R2を横切った回数をカウントする。そして、物体認識部261は、閾値R2に対してカウントした回数が予め決められた回数以上であれば(図6B参照)、検知エリア内の人が座った状態で静止していると判定する。   If the number of times counted with respect to the threshold value R1 is less than a predetermined number, the object recognition unit 261 next performs a recognition process using the threshold value R2. In this case, the object recognition unit 261 counts the number of times that the waveform of the normalized strength nj crosses the threshold value R2 for each predetermined period Tr. Then, if the number of times counted with respect to the threshold value R2 is equal to or greater than a predetermined number (see FIG. 6B), the object recognition unit 261 determines that a person in the detection area is sitting still.

物体認識部261は、閾値R2に対してカウントした回数が予め決められた回数未満であれば、検知エリア内に人が存在しないと判定する(図6C参照)。   The object recognition unit 261 determines that there is no person in the detection area when the number of times counted with respect to the threshold value R2 is less than a predetermined number (see FIG. 6C).

また、物体認識部261は、規格化強度njの時間変化を表す波形に特定の周波数成分が含まれるか否かを、規格化強度の特徴としてもよい。すなわち、物体認識部261は、規格化強度njが特定の周期で変化しているか否かを判定し、規格化強度njが特定の周期で変化している場合に、検知エリア内の物体が検知対象物であると判定する、または検知エリア内の物体の動きが検知対象事象であると判定する。検知エリア内の物体が検知対象物である場合、または検知エリア内の物体の動きが検知対象事象である場合、センサ信号には、検知対象物または検知対象事象に対応する特有の周波数成分が含まれる。そこで、物体認識部261は、規格化強度njの時間変化を表す波形に特定の周波数成分が含まれるか否かを判定することで、検知対象物または検知対象事象の有無を判定できる。なお、特定の周波数成分は1つであってもよいし、複数であってもよい。また、「波形に特定の周波数成分が含まれる」とは、「波形に特定範囲の周波数成分が含まれる」ことも含む。   Further, the object recognizing unit 261 may determine whether or not a specific frequency component is included in a waveform representing a temporal change in the normalized strength nj as a feature of the normalized strength. That is, the object recognizing unit 261 determines whether or not the standardized intensity nj changes at a specific period, and detects an object in the detection area when the standardized intensity nj changes at a specific period. It determines with it being a target object, or it determines with the motion of the object in a detection area being a detection target event. When the object in the detection area is a detection target, or when the movement of the object in the detection area is a detection target event, the sensor signal includes a specific frequency component corresponding to the detection target or the detection target event. It is. Therefore, the object recognizing unit 261 can determine whether or not there is a detection target object or a detection target event by determining whether or not a specific frequency component is included in the waveform representing the temporal change in the normalized strength nj. The specific frequency component may be one or plural. Further, “a waveform includes a specific frequency component” includes “a waveform includes a specific range of frequency components”.

また、物体認識部261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物体を識別してもよい。この場合、物体認識部261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。物体認識部261が主成分分析によるパターン認識処理を行う場合、学習サンプルデータを予め取得し、学習サンプルデータに対して主成分分析を施すことで得られたデータをデータベース260に記憶させておく。学習サンプルデータは、検知エリアに検知対象物または検知対象事象がない場合の学習サンプルデータ、検知エリア内の検知対象物の様々な動き(検知対象事象)それぞれに対応した学習サンプルデータ、検知エリア内の検知対象物以外の物体の様々な動きに対応した学習サンプルデータなどである。データベース260に記憶させておくデータは、パターン認識に利用するデータであり、物体の動きと射影ベクトル及び判別境界値(閾値)とを対応付けたカテゴリデータである。   Further, the object recognition unit 261 may identify an object by performing pattern recognition processing based on principal component analysis, for example. In this case, the object recognition unit 261 operates according to a recognition algorithm using principal component analysis. When the object recognition unit 261 performs pattern recognition processing by principal component analysis, learning sample data is acquired in advance, and data obtained by performing principal component analysis on the learning sample data is stored in the database 260. Learning sample data includes learning sample data when there is no detection object or detection target event in the detection area, learning sample data corresponding to various movements (detection target events) of the detection target in the detection area, and within the detection area Learning sample data corresponding to various movements of an object other than the object to be detected. Data stored in the database 260 is data used for pattern recognition, and is category data in which an object motion is associated with a projection vector and a discrimination boundary value (threshold value).

ここでは、説明の便宜上、センサ1の検知エリアに検知対象物または検知対象事象がない場合の学習サンプルデータに対応する規格化強度n1−n5の周波数領域での各分布を図7Aに示す。また、検知対象物または検知対象事象がある場合の学習サンプルデータに対応する規格化強度n1−n5の周波数領域での各分布を図7Bに示す。図7Aでは、対象バンク5aそれぞれの規格化強度n1−n5を、低周波側から順に、n10、n20、n30、n40、n50で表す。図7Bでは、対象バンク5aそれぞれの規格化強度n1−n5を、低周波側から順に、n11、n21、n31、n41、n51で表す。そして、図7A,図7Bのいずれにおいても、低周波側の3つの対象バンク5aの各規格化強度の総和を変量naとし、高周波側の2つの対象バンク5aの各規格化強度の総和を変量nbとする。   Here, for convenience of explanation, FIG. 7A shows respective distributions in the frequency domain of the normalized intensities n1-n5 corresponding to the learning sample data when there is no detection target object or detection target event in the detection area of the sensor 1. Moreover, each distribution in the frequency domain of the normalization intensity | strength n1-n5 corresponding to learning sample data when there exists a detection target object or a detection target event is shown to FIG. 7B. In FIG. 7A, the normalized intensities n1-n5 of each of the target banks 5a are represented by n10, n20, n30, n40, n50 in order from the low frequency side. In FIG. 7B, the normalized intensities n1 to n5 of the target banks 5a are represented by n11, n21, n31, n41, and n51 in order from the low frequency side. 7A and 7B, the sum of the normalized strengths of the three target banks 5a on the low frequency side is a variable na, and the sum of the normalized strengths of the two target banks 5a on the high frequency side is the variable. Let nb.

要するに、図7Aでは、na=n10+n20+n30、nb=n40+n50となる。また、図7Bでは、na=n11+n21+n31、nb=n41+n51となる。   In short, in FIG. 7A, na = n10 + n20 + n30 and nb = n40 + n50. In FIG. 7B, na = n11 + n21 + n31 and nb = n41 + n51.

図7Cは、2次元散布図と射影軸及び識別境界とをイメージ的に説明するために、2つの変量na,nbを互いに直交する座標軸とした2次元図である。主成分分析では、予め、2つのデータグループGr0,Gr1を用いて、識別境界を決めている。データグループGr0は、センサ1の検知エリアに検知対象物または検知対象事象がない場合の学習サンプルデータに対応するデータグループである。データグループGr1は、センサ1の検知エリアに検知対象物または検知対象事象がある場合の学習サンプルデータに対応するデータグループである。図7Cでは、データグループGr0内の各散布点(図7C中の“+”)の座標位置をμ0(nb,na)、データグループGr1内の各散布点の座標位置をμ1(nb,na)としている。そして、主成分分析では、図7Cにおいて破線(データグループGr0)、実線(データグループGr1)で囲んだそれぞれの領域内の各散布点を射影軸上に射影したデータの分布(破線、実線で模式的に示してある)の平均値の間隔が最大となり、且つ、分散(variance)が最大となる条件で射影軸を決める。これにより、主成分分析では、学習サンプルごとに射影ベクトルを求めることができる。   FIG. 7C is a two-dimensional diagram in which two variables na and nb are used as coordinate axes orthogonal to each other in order to explain the two-dimensional scatter diagram, the projection axis, and the identification boundary conceptually. In the principal component analysis, the identification boundary is determined in advance using the two data groups Gr0 and Gr1. The data group Gr0 is a data group corresponding to learning sample data when there is no detection target object or detection target event in the detection area of the sensor 1. The data group Gr1 is a data group corresponding to learning sample data when there is a detection target object or a detection target event in the detection area of the sensor 1. In FIG. 7C, the coordinate position of each scatter point (“+” in FIG. 7C) in the data group Gr0 is μ0 (nb, na), and the coordinate position of each scatter point in the data group Gr1 is μ1 (nb, na). It is said. In the principal component analysis, the distribution of data (schematically indicated by a broken line and a solid line) in which each scattered point in each region surrounded by a broken line (data group Gr0) and a solid line (data group Gr1) in FIG. 7C is projected on the projection axis. The projection axis is determined under the condition that the interval between the average values is maximized and the variance is maximized. Thereby, in principal component analysis, a projection vector can be obtained for each learning sample.

そして、物体認識部261は、各対象バンク5aにおける規格化強度n1−n5から散布点を求め、求めた散布点の射影点が、射影軸上で識別境界より一方にあれば、検知エリア内に検知対象物または検知対象事象があると認識する。物体認識部261は、求めた散布点の射影点が、射影軸上で識別境界より他方にあれば、検知エリア内に検知対象物または検知対象事象がないと認識する。   And the object recognition part 261 calculates | requires a scatter point from the normalization intensity | strength n1-n5 in each object bank 5a, and if the projection point of the calculated | required scatter point is in one side from an identification boundary on a projection axis, it will be in a detection area. Recognize that there is an object to be detected or an event to be detected. The object recognizing unit 261 recognizes that there is no detection target object or detection target event in the detection area if the projection point of the obtained scattering point is on the other side of the identification boundary on the projection axis.

そして、信号処理システム2は、物体認識部261による認識結果を出力する出力部27を備えている。出力部27は、物体認識部261によって検知対象物または検知対象事象が認識された場合、検知状態であることを示す出力信号“1”を出力する。また、出力部27は、物体認識部261によって検知対象物または検知対象事象が認識されない場合、非検知状態であることを示す出力信号“0”を出力する。   The signal processing system 2 includes an output unit 27 that outputs a recognition result obtained by the object recognition unit 261. When the object recognition unit 261 recognizes the detection target object or the detection target event, the output unit 27 outputs an output signal “1” indicating the detection state. Further, when the object recognition unit 261 does not recognize the detection target object or the detection target event, the output unit 27 outputs an output signal “0” indicating that it is in the non-detection state.

また、物体認識部261は、主成分分析によるパターン認識処理によって物体を識別するものに限らず、例えば、KL変換によるパターン認識処理により物体を識別するようにしてもよい。信号処理システム2は、物体認識部261において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ようにすることによって、物体認識部261での計算量の低減及びデータベース260の容量の低減を図ることが可能となる。   In addition, the object recognition unit 261 is not limited to identifying an object by pattern recognition processing by principal component analysis, and may identify an object by pattern recognition processing by KL conversion, for example. In the signal processing system 2, the object recognition unit 261 performs pattern recognition processing by principal component analysis or pattern recognition processing by KL conversion, thereby reducing the amount of calculation in the object recognition unit 261 and reducing the capacity of the database 260. Can be achieved.

また、物体認識部261は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の成分比により物体を識別する認識処理を行うようにしてもよい。例えば、物体認識部261は、重回帰分析による認識処理を行うことによって物体を識別する。この場合、物体認識部261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。   The object recognition unit 261 may perform a recognition process for identifying an object based on a component ratio of sensor signals determined from the normalized strength nj for each target bank 5a. For example, the object recognition unit 261 identifies an object by performing recognition processing based on multiple regression analysis. In this case, the object recognition unit 261 operates according to a recognition algorithm using multiple regression analysis.

物体認識部261が重回帰分析による認識処理を行う場合、複数の学習データを予め取得し、複数の学習データに対して重回帰分析をそれぞれ施すことで得られたデータをデータベース260に予め記憶させておく。複数の学習データは、検知エリア内の検知対象物または検知対象事象に対応した学習データである。   When the object recognition unit 261 performs recognition processing by multiple regression analysis, a plurality of learning data is acquired in advance, and data obtained by performing multiple regression analysis on the plurality of learning data is stored in the database 260 in advance. Keep it. The plurality of learning data is learning data corresponding to the detection target object or the detection target event in the detection area.

重回帰分析によれば、図8に示すように、合成波形P0が信号成分p1と信号成分p2と信号成分p3との合成波形である場合、信号成分p1,p2,p3の種別、信号成分の数、信号成分p1,p2,p3の各強度が未知であっても、合成波形P0から信号成分p1,p2,p3を分離推定することが可能である。   According to the multiple regression analysis, as shown in FIG. 8, when the combined waveform P0 is a combined waveform of the signal component p1, the signal component p2, and the signal component p3, the types of the signal components p1, p2, and p3, Even if the numbers and the intensities of the signal components p1, p2, and p3 are unknown, the signal components p1, p2, and p3 can be estimated separately from the combined waveform P0.

ここで、信号成分p1,p2,p3を行列要素とする行列を[S]とし、[S]の逆行列を[S]−1とし、係数をQ(q1、q2、q3)とする。合成波形P0、行列〔S〕、逆行列〔S〕、及び係数Qの関係は、以下の式12、式13で表される。なお、データベース260に記憶させておくデータは、認識処理に利用するデータであり、物体の動きと信号成分p1,p2,p3とを対応付けたデータである。
P0=[S]Q ………(式12)
Q=[S]−1P0 ………(式13)
上述のように、信号処理システム2は、周波数領域でセンサ信号の信号処理を実行する。具体的に、物体認識部261は、センサ信号の周波数分布の特徴と、周波数領域の信号の規格化強度の成分比との少なくとも一方に基づいて、検知対象物または検知対象事象を識別する認識処理を行う。周波数領域におけるセンサ信号の信号処理は、例えば、主成分分析、KL変換、重回帰分析、ニューラルネットワーク等による認識処理が用いられる。
Here, a matrix having signal components p1, p2, and p3 as matrix elements is [S], an inverse matrix of [S] is [S] -1, and coefficients are Q (q1, q2, q3). The relationship between the composite waveform P0, the matrix [S], the inverse matrix [S], and the coefficient Q is expressed by the following expressions 12 and 13. The data stored in the database 260 is data used for recognition processing, and is data in which the motion of the object is associated with the signal components p1, p2, and p3.
P0 = [S] Q (Equation 12)
Q = [S] −1 P0 (Equation 13)
As described above, the signal processing system 2 performs signal processing of the sensor signal in the frequency domain. Specifically, the object recognition unit 261 recognizes a detection target or a detection target event based on at least one of the characteristics of the frequency distribution of the sensor signal and the component ratio of the normalized intensity of the signal in the frequency domain. I do. For signal processing of the sensor signal in the frequency domain, for example, recognition processing using principal component analysis, KL conversion, multiple regression analysis, neural network, or the like is used.

以下、このような認識処理を行う信号処理システム2において、検知対象物以外の物体または検知対象事象以外の物体の動きに起因する誤認識することを抑制する構成について説明する。特に、検知対象物以外の物体または検知対象事象以外の物体の動きによって、周波数領域の信号に急峻な時間的変動が発生することがあり、このような信号の時間的変動による誤認識が抑制される。   Hereinafter, in the signal processing system 2 that performs such recognition processing, a configuration that suppresses erroneous recognition due to movement of an object other than the detection target object or an object other than the detection target event will be described. In particular, the movement of an object other than the detection target object or an object other than the detection target event may cause a steep temporal fluctuation in the frequency domain signal, and erroneous recognition due to such a temporal fluctuation of the signal is suppressed. The

まず、物体認識部261が、対象バンク5a毎の規格化強度から決まるセンサ信号の成分比に基づいて認識処理を行うとする。図9は、横軸が時間、縦軸が規格化強度njであり、規格化部242から出力された規格化強度njの時間軸上でのデータから、重回帰分析により分離した信号成分A1,A2を示す。そして、物体認識部261は、1乃至複数の所定の対象バンク5aにおいて、検知対象物の動き(例えば人の移動)に起因した信号成分A1が、検知対象物以外の物体の動きに起因した信号成分A2より大きい場合に、検知対象物が存在すると識別する。以降、検知対象物の動きに起因した信号成分A1を検知物体信号成分A1、検知対象物以外の物体の動きに起因した信号成分A2を外乱信号成分A2と称す。   First, it is assumed that the object recognition unit 261 performs recognition processing based on the component ratio of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank 5a. In FIG. 9, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the normalized intensity nj, and the signal components A 1 and A 2 separated by multiple regression analysis from the data on the time axis of the normalized intensity nj output from the normalization unit 242. A2 is shown. Then, the object recognizing unit 261 uses a signal component A1 resulting from the movement of the detection target object (for example, movement of a person) in one or a plurality of predetermined target banks 5a as a signal resulting from the movement of an object other than the detection target object. When it is larger than the component A2, it is identified that the detection target exists. Hereinafter, the signal component A1 resulting from the movement of the detection target object is referred to as a detected object signal component A1, and the signal component A2 resulting from the movement of an object other than the detection target object is referred to as a disturbance signal component A2.

しかしながら、検知物体信号成分A1は、検知対象物以外の物体の動きに起因して、急峻な時間的変動が発生する可能性がある。そして、検知物体信号成分A1に急峻な時間的変動が存在する場合、上述の第1平滑化処理及び第2平滑化処理をしたとしても、物体認識部261が検知対象物以外の物体の動きを検知対象物の動きとして誤認識(誤検知)する可能性がある。そこで、誤認識防止処理部28は、信号成分抽出部281、外乱判断部282、背景信号除去部283、レベル設定部284、及びパラメータ調整部285を備えることで、物体認識部261の誤認識を低減するための誤認識防止処理を行う。   However, the detected object signal component A1 may have a steep temporal variation due to the movement of an object other than the detection target. If there is a steep temporal variation in the detected object signal component A1, even if the first smoothing process and the second smoothing process are performed, the object recognizing unit 261 indicates the movement of an object other than the detection target object. There is a possibility of erroneous recognition (false detection) as the movement of the detection object. Therefore, the misrecognition prevention processing unit 28 includes a signal component extraction unit 281, a disturbance determination unit 282, a background signal removal unit 283, a level setting unit 284, and a parameter adjustment unit 285, thereby preventing erroneous recognition of the object recognition unit 261. Performs misrecognition prevention processing for reduction.

まず、信号成分抽出部281、及び外乱判断部282が、第1の誤認識防止処理部を構成する(図1参照)。信号成分抽出部281は、規格化部242から出力されるフィルタバンク5a毎の規格化強度njの時間軸上でのデータから、検知物体信号成分A1を抽出する。外乱判断部282は、各対象バンク5aにおいて、抽出された検知物体信号成分A1の単位時間当たりの変動の大きさが所定値(E11)(第1の所定値)以上である場合、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効とする。   First, the signal component extraction unit 281 and the disturbance determination unit 282 constitute a first erroneous recognition prevention processing unit (see FIG. 1). The signal component extraction unit 281 extracts the detected object signal component A1 from the data on the time axis of the normalized strength nj for each filter bank 5a output from the normalization unit 242. The disturbance determination unit 282 determines that the object recognition unit is in the case where the magnitude of variation per unit time of the extracted detected object signal component A1 is equal to or greater than a predetermined value (E11) (first predetermined value) in each target bank 5a. The recognition process by H.261 is prohibited, or the result of the recognition process by the object recognition unit 261 is invalidated.

具体的に、信号成分抽出部281は、重回帰分析を用いて、対象バンク5a毎に、規格化強度njの時間軸上のデータから、検知物体信号成分A1を抽出する。そして、信号成分抽出部281は、検知物体信号成分A1のデータ(図9参照)を外乱判断部282へ出力する。   Specifically, the signal component extraction unit 281 extracts the detected object signal component A1 from the data on the time axis of the normalized strength nj for each target bank 5a using multiple regression analysis. Then, the signal component extraction unit 281 outputs the data (see FIG. 9) of the detected object signal component A1 to the disturbance determination unit 282.

外乱判断部282は、検知物体信号成分A1の時間軸領域における分布から、検知物体信号成分A1を微分演算し、検知物体信号成分A1の時間微分強度(=dA1/dt)を所定の時間間隔で算出する。そして、外乱判断部282は、各対象バンク5aにおいて、検知物体信号成分A1の時間微分強度が、所定値(E11)以上である場合、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効とする。   The disturbance determination unit 282 differentiates the detected object signal component A1 from the distribution of the detected object signal component A1 in the time axis region, and calculates the time differential intensity (= dA1 / dt) of the detected object signal component A1 at a predetermined time interval. calculate. Then, the disturbance determination unit 282 prohibits the recognition processing by the object recognition unit 261 when the time differential intensity of the detected object signal component A1 is equal to or greater than a predetermined value (E11) in each target bank 5a, or the object recognition unit The result of recognition processing by H.261 is invalidated.

このとき、信号成分抽出部281及び外乱判断部282を用いた認識処理の可否判断の対象となる対象バンク5aは、検知対象物または検知対象事象に応じて適宜設定される。そして、全ての対象バンク5a、または1つ以上の対象バンク5aにおいて、検知物体信号成分A1の単位時間当たりの変動の大きさが所定値(E11)以上である場合に、認識処理の禁止、または認識処理の結果が無効となる。   At this time, the target bank 5a that is the target of the recognition process availability determination using the signal component extraction unit 281 and the disturbance determination unit 282 is appropriately set according to the detection target object or the detection target event. In all the target banks 5a, or in one or more target banks 5a, when the magnitude of variation per unit time of the detected object signal component A1 is equal to or greater than a predetermined value (E11), The result of the recognition process becomes invalid.

図10Aは、図9に示す検知物体信号成分A1に対して、信号成分抽出部281及び外乱判断部282を用いた認識処理の可否判断を行わなかった場合に出力部27から出力される出力信号である。図10Bは、図9に示す検知物体信号成分A1に対して、信号成分抽出部281及び外乱判断部282を用いた認識処理の可否判断を行った場合に出力部27から出力される出力信号である。図9に示す検知物体信号成分A1は、検知対象物以外の物体の動きに起因する急峻な時間的変動が発生している。しかしながら、信号成分抽出部281及び外乱判断部282を用いた認識処理の可否判断を行うことによって、検知対象物以外の物体の動きを検知対象物の動きとして誤認識することを抑制できることが確認された。   FIG. 10A shows an output signal output from the output unit 27 when the recognition object signal component A1 shown in FIG. 9 is not subjected to recognition processing using the signal component extraction unit 281 and the disturbance determination unit 282. It is. FIG. 10B shows an output signal output from the output unit 27 when the detection object signal component A1 shown in FIG. 9 is subjected to recognition processing using the signal component extraction unit 281 and the disturbance determination unit 282. is there. The detected object signal component A1 shown in FIG. 9 has a steep temporal variation caused by the movement of an object other than the detection target. However, it is confirmed that it is possible to suppress erroneous recognition of the movement of an object other than the detection target object as the movement of the detection target object by determining whether the recognition process using the signal component extraction unit 281 and the disturbance determination unit 282 is possible. It was.

したがって、信号処理システム2は、検知対象物以外の物体の動きに起因する検知物体信号成分A1の急峻な時間的変動の有無に関わらず、周波数領域の信号分析によって検知対象物の動きを精度よく検知できる。また、検知物体信号成分A1の時間微分強度を所定値(E11)と比較する処理に要する時間は比較的短時間であり、さらに本構成を備える信号処理システム2は、簡便、小型な構造で実現することができる。   Therefore, the signal processing system 2 accurately detects the movement of the detection target object by the frequency domain signal analysis regardless of the presence or absence of the steep temporal fluctuation of the detection object signal component A1 caused by the movement of the object other than the detection target object. It can be detected. Further, the time required for the process of comparing the time differential intensity of the detected object signal component A1 with the predetermined value (E11) is relatively short, and the signal processing system 2 having this configuration is realized with a simple and small structure. can do.

また、外乱判断部282は、検知物体信号成分A1の時間微分強度が、所定値(E11)以上になってから所定時間が経過するまで、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効としてもよい。例えば、検知物体信号成分A1の時間微分強度が所定値(E11)以上になった後に、平坦な波形(時間微分強度が所定値(E11)未満)になったとする。この場合、検知物体信号成分A1の時間微分強度が所定値(E11)以上になって以降の所定時間に亘って、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効とする。したがって、検知対象物以外の物体の動きに起因する検知物体信号成分A1の急峻な時間的変動による誤認識を、より確実に低減させることができる。   Further, the disturbance determination unit 282 prohibits the recognition processing by the object recognition unit 261 until the predetermined time elapses after the time differential intensity of the detected object signal component A1 becomes equal to or greater than a predetermined value (E11), or object recognition. The result of the recognition process by the unit 261 may be invalidated. For example, it is assumed that the time differential intensity of the detected object signal component A1 becomes equal to or greater than a predetermined value (E11) and then becomes a flat waveform (the time differential intensity is less than the predetermined value (E11)). In this case, the recognition process by the object recognition unit 261 is prohibited for a predetermined time after the time differential intensity of the detected object signal component A1 becomes equal to or greater than the predetermined value (E11), or the recognition process by the object recognition unit 261 is performed. Invalidate the result. Accordingly, it is possible to more reliably reduce erroneous recognition due to a sharp temporal variation of the detected object signal component A1 due to the movement of an object other than the detection target.

また、外乱判断部282は、検知物体信号成分A1の時間微分強度が所定値(E12)以下である場合、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効としてもよい。ここで用いる所定値(E12)は、所定値(E11)より小さい値であり、変動が小さい略一定の信号強度となる検知物体信号成分A1による誤認識を抑制するためのものである。   Further, the disturbance determination unit 282 prohibits the recognition process by the object recognition unit 261 or the result of the recognition process by the object recognition unit 261 when the time differential intensity of the detected object signal component A1 is equal to or less than a predetermined value (E12). It may be invalid. The predetermined value (E12) used here is a value smaller than the predetermined value (E11), and is for suppressing erroneous recognition due to the detected object signal component A1 having a substantially constant signal intensity with small fluctuation.

さらに、物体認識部261は、検知物体信号成分A1の時間微分強度が所定値(E12)以下になってから所定時間が経過するまで、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効としてもよい。この場合、変動が小さい略一定の信号強度となる検知物体信号成分A1による誤認識を、より確実に抑制することができる。   Further, the object recognizing unit 261 prohibits the recognition processing by the object recognizing unit 261 until a predetermined time elapses after the time differential intensity of the detected object signal component A1 becomes equal to or less than a predetermined value (E12). The result of the recognition processing by H.261 may be invalidated. In this case, erroneous recognition due to the detected object signal component A1 having a substantially constant signal intensity with small fluctuations can be more reliably suppressed.

また、外乱判断部は、信号強度mjiの時間軸上でのデータに基づいて、信号強度mjiの単位時間当たりの変動の大きさが所定値以上である場合、物体認識部261による認識処理を禁止する、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を無効としてもよい。   The disturbance determination unit prohibits the recognition processing by the object recognition unit 261 when the magnitude of fluctuation per unit time of the signal strength mji is equal to or greater than a predetermined value based on the data on the time axis of the signal strength mji. Or the result of recognition processing by the object recognition unit 261 may be invalidated.

さらに、背景信号除去部283が、第2の誤認識防止処理部を構成する(図1参照)。背景信号除去部283は、フィルタバンク5aの各信号(信号強度mjiの時間軸上のデータ、または規格化強度njの時間軸上のデータなど)に含まれている背景信号(つまり、雑音)を、フィルタバンク5aの各信号から除去する。   Further, the background signal removal unit 283 constitutes a second erroneous recognition prevention processing unit (see FIG. 1). The background signal removal unit 283 performs background signal (that is, noise) included in each signal of the filter bank 5a (data on the time axis of the signal strength mji or data on the time axis of the normalized strength nj). Then, it is removed from each signal of the filter bank 5a.

信号処理システム2は、例えば、動作モードとして、背景信号除去部283が背景信号を推定する第1モードと、物体認識部261による認識処理を行う第2モードと、背景認識部262により定常的な背景信号を識別する第3モードと、を有することが好ましい。そして、信号処理システム2は、この信号処理システム2が備えたタイマにより計時される所定時間(例えば、30秒)ごとに第1モードと第2モードとが切り替わるようにし、第2モードにおいて物体認識部261により物体または物体の動きが識別されたときに第3モードで動作することが好ましい。ここにおいて、信号処理システム2は、第1モードの期間に背景信号除去部283が背景信号を推定し、第2モードの期間では、背景信号除去部283がセンサ信号から背景信号を除去してから、物体認識部261が認識処理を行うことが好ましい。第1モードの時間と第2モードの時間とは、同じ時間(例えば、30秒)に限らず、互いに異なる時間でもよい。   The signal processing system 2 includes, for example, a first mode in which the background signal removal unit 283 estimates a background signal, a second mode in which recognition processing by the object recognition unit 261 is performed, and a background recognition unit 262 as a stationary operation mode. And a third mode for identifying the background signal. Then, the signal processing system 2 switches between the first mode and the second mode every predetermined time (for example, 30 seconds) timed by a timer provided in the signal processing system 2, and performs object recognition in the second mode. It is preferable to operate in the third mode when the object or the movement of the object is identified by the unit 261. Here, in the signal processing system 2, the background signal removal unit 283 estimates the background signal during the first mode period, and during the second mode period, the background signal removal unit 283 removes the background signal from the sensor signal. The object recognition unit 261 preferably performs recognition processing. The time in the first mode and the time in the second mode are not limited to the same time (for example, 30 seconds), and may be different times.

背景信号除去部283は、各フィルタバンク5aの信号強度(mj、またはnj)から背景信号の信号強度を減算することで、センサ信号から背景信号を除去するようにしてもよい。この場合、背景信号除去部283は、各フィルタバンク5aの信号強度から、推定した背景信号の信号強度を減算する減算器により構成することができる。   The background signal removal unit 283 may remove the background signal from the sensor signal by subtracting the signal strength of the background signal from the signal strength (mj or nj) of each filter bank 5a. In this case, the background signal removal unit 283 can be configured by a subtracter that subtracts the estimated signal strength of the background signal from the signal strength of each filter bank 5a.

背景信号除去部283は、第1モードの期間において、フィルタバンク5aそれぞれについて得られた信号の信号強度を、フィルタバンク5a毎の背景信号の信号強度である推定し、背景信号のデータを随時更新するようにしてもよい。また、背景信号除去部283は、第1モードにおいて、フィルタバンク5aそれぞれについて得られた複数の信号の信号強度の平均値を、フィルタバンク5a毎の背景信号の信号強度であると推定するようにしてもよい。すなわち、背景信号除去部283は、事前に得たフィルタバンク5a毎の複数サンプルの信号の時間軸上での平均値を背景信号とするようにしてもよい。これにより、背景信号除去部283は、背景信号の推定精度を向上させることが可能となる。   The background signal removal unit 283 estimates the signal strength of the signal obtained for each filter bank 5a during the first mode, and updates the background signal data as needed. You may make it do. Further, in the first mode, the background signal removal unit 283 estimates the average value of the signal strengths of the plurality of signals obtained for each of the filter banks 5a as the signal strength of the background signal for each filter bank 5a. May be. That is, the background signal removing unit 283 may use an average value on the time axis of a plurality of sample signals for each filter bank 5a obtained in advance as the background signal. Thereby, the background signal removal unit 283 can improve the estimation accuracy of the background signal.

また、背景信号除去部283は、第1モードにおいて、フィルタバンク5a毎の直前の信号を背景信号とするようにしてもよい。ここで、背景信号除去部283は、規格化部242が信号強度mjに対して規格化処理を実行する前に、時間軸上の直前の信号強度mjを背景信号の信号強度としてもよい。要するに、背景信号除去部283は、フィルタバンク5aそれぞれの信号強度mjに関し、規格化処理の対象となる信号強度mjから時間軸上における1サンプル前の信号強度mjを減算することで、センサ信号から背景信号を除去する機能を有するようにしてもよい。   Further, the background signal removal unit 283 may use the signal immediately before each filter bank 5a as the background signal in the first mode. Here, the background signal removal unit 283 may use the signal strength mj immediately before on the time axis as the signal strength of the background signal before the normalization unit 242 performs the normalization process on the signal strength mj. In short, the background signal removal unit 283 subtracts the signal strength mj of one sample before on the time axis from the signal strength mj to be normalized, with respect to the signal strength mj of each filter bank 5a, from the sensor signal. You may make it have a function which removes a background signal.

ところで、周囲環境によっては、比較的大きな信号強度の背景信号(雑音)が含まれる周波数ビン5bが予め既知である場合もある。例えば、検知システム3の周辺に、商用電源から電源供給される機器が存在している場合には、商用電源の周波数(例えば、60Hz)の低倍の周波数(例えば、60Hz、120Hz等)のような特定周波数を含む周波数ビン5bの信号には、比較的大きな信号強度の背景信号が含まれる可能性が高い。一方、物体が検知エリア内を移動しているときにセンサ1から出力されるセンサ信号は、当該センサ信号の周波数(ドップラ周波数)が、センサ1と物体との間の距離と、物体の移動速度と、に応じて随時変化するので、大きな信号強度が特定周波数で定常的に発生することはない。   By the way, depending on the surrounding environment, the frequency bin 5b including a background signal (noise) having a relatively large signal strength may be known in advance. For example, when there is a device that is supplied with power from a commercial power source around the detection system 3, the frequency is lower than the frequency of the commercial power source (for example, 60 Hz) (for example, 60 Hz, 120 Hz, etc.) The signal of the frequency bin 5b including a specific frequency is likely to include a background signal having a relatively large signal strength. On the other hand, the sensor signal output from the sensor 1 when the object is moving in the detection area has a frequency (Doppler frequency) of the sensor signal, a distance between the sensor 1 and the object, and a moving speed of the object. Therefore, a large signal intensity does not constantly occur at a specific frequency.

そこで、信号処理システム2は、フィルタバンク5aそれぞれが複数の周波数ビン5bを有している場合に、背景信号が定常的に含まれる周波数ビン5bを特定周波数ビン5bとする。背景信号除去部283は、第1モードにおいて、特定周波数ビン5bの信号強度を無効とする。そして、背景信号除去部283は、特定周波数ビン5bの信号強度として、当該特定周波数ビン5bに近接する2個の周波数ビン5bの信号の強度から推定した信号強度を用いることによって、背景信号を除去する。これにより、信号処理システム2は、定常的に発生する特定周波数の背景信号(雑音)の影響を、より短時間で低減することが可能となる。よって、信号処理システム2は、検知対象物または検知対象事象の検知精度の向上を図ることが可能となる。   Therefore, when each filter bank 5a has a plurality of frequency bins 5b, the signal processing system 2 sets the frequency bin 5b in which the background signal is constantly included as the specific frequency bin 5b. The background signal removal unit 283 invalidates the signal strength of the specific frequency bin 5b in the first mode. Then, the background signal removing unit 283 removes the background signal by using the signal strength estimated from the strengths of the signals of the two frequency bins 5b adjacent to the specific frequency bin 5b as the signal strength of the specific frequency bin 5b. To do. Thereby, the signal processing system 2 can reduce the influence of a background signal (noise) of a specific frequency that is constantly generated in a shorter time. Therefore, the signal processing system 2 can improve the detection accuracy of the detection target object or the detection target event.

さらに、信号処理システム2では、物体認識部261により物体または物体の動きが識別されたとき、背景認識部262が定常的な背景信号を識別し、背景信号のデータを更新(変更/解除)することが好ましい。さらに、背景認識部262は、定常的な背景信号を定期的に識別し、背景信号のデータを定期的に更新(変更/解除)してもよい。これにより、信号処理システム2は、定常的な背景信号の強度が変化した場合や定常的な背景信号が消滅した場合に、それ以前の背景信号が背景信号除去部283で利用されるのを抑制することが可能となり、誤認識をさらに低減することが可能となる。   Furthermore, in the signal processing system 2, when the object or the movement of the object is identified by the object recognition unit 261, the background recognition unit 262 identifies a steady background signal and updates (changes / cancels) the background signal data. It is preferable. Further, the background recognition unit 262 may periodically identify a steady background signal and periodically update (change / cancel) the data of the background signal. Thereby, the signal processing system 2 suppresses the background signal removing unit 283 from using the previous background signal when the intensity of the stationary background signal changes or when the stationary background signal disappears. This makes it possible to further reduce misrecognition.

背景認識部262は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まる周波数分布の特徴と、周波数分布の時間的な継続性の特徴と、の少なくとも一方により背景信号を識別する。   The background recognition unit 262 identifies the background signal based on at least one of the characteristics of the frequency distribution determined from the normalized strength nj for each target bank 5a and the characteristics of temporal continuity of the frequency distribution.

周波数分布の特徴とは、瞬時の周波数分布であり、例えば、図11に示すような周波数分布のある時刻での規格化強度njの周波数領域(周波数軸上)での分布を意味する。周波数分布の時間的な継続性とは、定常性の意味であり、統計的安定性を意味する。   The characteristic of the frequency distribution is an instantaneous frequency distribution, and means, for example, a distribution in the frequency region (on the frequency axis) of the normalized strength nj at a certain time as shown in FIG. The temporal continuity of the frequency distribution means stationarity and means statistical stability.

背景認識部262は、周波数分布の特徴により背景信号を識別する場合、周波数分布の特徴の成分分析を行い、背景信号を識別する。成分分析では、予めメモリに記憶させてある背景信号のリファレンスとなる複数の周波数分布成分のいずれか或いは組み合わせにより周波数分布の特徴が成り立っているのか否かを分析し、その結果により背景信号を識別する。この場合、背景認識部262は、例えば、重回帰分析等による認識処理を行うようにすればよい。なお、周波数分布成分は、規格化強度njの周波数領域での分布を意味する。   When the background recognition unit 262 identifies a background signal based on the characteristics of the frequency distribution, the background recognition unit 262 performs a component analysis of the characteristics of the frequency distribution to identify the background signal. In the component analysis, whether or not the characteristics of the frequency distribution are realized by any one or a combination of a plurality of frequency distribution components that are stored in the memory as a reference of the background signal, and the background signal is identified based on the result. To do. In this case, the background recognition unit 262 may perform a recognition process by multiple regression analysis, for example. The frequency distribution component means a distribution in the frequency domain of the normalized strength nj.

背景認識部262は、例えば、周波数分布の時間的な継続性の特徴により背景信号を識別する場合、規格化強度njが規定値(例えば、0.1)を超えるパルス状の信号(規格化強度njの時間波形)が、同じフィルタバンク5aで所定時間(例えば、3秒程度)の間に規定回数(例えば、10回)以上ある場合に、そのパルス状の信号のフィルタバンク5a毎の平均値、或いは、その平均値に定数を掛けたものを定常的な背景信号と認識する。図12は、所定時間においてパルス状の信号が規定回数に満たない場合の周波数分布の一例を示している。また、図13は、所定時間においてパルス状の信号が規定回数以上の場合の周波数分布の一例を示している。図14は、定常的な背景信号を含んだ瞬時の周波数分布の一例を示している。   For example, when the background recognizing unit 262 identifies a background signal based on the temporal continuity characteristics of the frequency distribution, the pulse recognition signal (normalized intensity) where the normalized intensity nj exceeds a specified value (for example, 0.1). nj (time waveform) is equal to or more than a specified number of times (for example, 10 times) within a predetermined time (for example, about 3 seconds) in the same filter bank 5a, the average value of the pulse-like signal for each filter bank 5a Alternatively, the average value multiplied by a constant is recognized as a stationary background signal. FIG. 12 shows an example of the frequency distribution in the case where the pulsed signal is less than the specified number of times in a predetermined time. FIG. 13 shows an example of the frequency distribution in the case where the number of pulsed signals is equal to or greater than the specified number of times in a predetermined time. FIG. 14 shows an example of an instantaneous frequency distribution including a stationary background signal.

また、背景認識部262は、周波数分布の時間的な継続性の特徴により背景信号を識別する場合、各フィルタバンク5aの規格化強度njが規定値(例えば、0.1)を超える平坦な周波数分布が、所定時間(例えば、3秒程度)の間に規定回数(例えば、10回)以上、ある場合に、フィルタバンク5a毎の規格化強度njの平均値、或いは、その平均値に定数を掛けたものを定常的な背景信号と認識する。   In addition, when the background recognition unit 262 identifies the background signal based on the temporal continuity characteristics of the frequency distribution, the flat frequency at which the normalized strength nj of each filter bank 5a exceeds a specified value (for example, 0.1). When the distribution is a predetermined number of times (for example, 10 times) or more during a predetermined time (for example, about 3 seconds), the average value of the normalized strength nj for each filter bank 5a or a constant for the average value The multiplied signal is recognized as a steady background signal.

さらに、信号処理システム2は、規格化部242による規格化前の対象バンク5aの信号強度mjの総和が閾値以上である場合のみ、物体認識部261による認識処理を行うか、もしくは物体認識部261による認識結果を有効とするようにしてもよい。図15A、図15Bは、規格化部242による規格化前の対象バンク5aそれぞれの信号強度mjを、低周波側から順にm1、m2、m3、m4及びm5とした場合の例である。図15Aは信号強度mjの総和[m1+m2+m3+m4+m5]が閾値E1以上である場合を示す。図15Bは信号強度mjの総和[m1+m2+m3+m4+m5]が閾値E1未満である場合を示す。   Furthermore, the signal processing system 2 performs the recognition process by the object recognition unit 261 or the object recognition unit 261 only when the sum of the signal strengths mj of the target bank 5a before normalization by the normalization unit 242 is greater than or equal to the threshold value. The recognition result by may be validated. FIGS. 15A and 15B are examples in which the signal strength mj of each of the target banks 5a before normalization by the normalization unit 242 is set to m1, m2, m3, m4, and m5 in order from the low frequency side. FIG. 15A shows a case where the sum [m1 + m2 + m3 + m4 + m5] of the signal strength mj is equal to or greater than the threshold value E1. FIG. 15B shows a case where the sum [m1 + m2 + m3 + m4 + m5] of the signal strength mj is less than the threshold value E1.

これにより、信号処理システム2は、誤認識を低減することが可能となる。例えば、物体認識部261は、規格化された規格化強度njの周波数分布により検知対象物、または検知対象事象を識別したとする。この場合、物体認識部261は、センサ1の検知エリア内に検知対象物または検知対象事象が無く、雑音(暗雑音、または周囲で発生する雑音)が入力されていても、規格化強度njの周波数分布が、検知エリア内に検知対象物または検知対象事象がある場合の特徴に似ていると判定して、誤認識する可能性がある。そこで、信号処理システム2は、規格化前の信号強度mjを用いて認識処理の可否を判断することによって、誤認識を抑制している。   Thereby, the signal processing system 2 can reduce misrecognition. For example, it is assumed that the object recognition unit 261 identifies a detection target or a detection target event based on a normalized frequency distribution of the normalized intensity nj. In this case, the object recognizing unit 261 has the normalized strength nj even if there is no detection target object or detection target event in the detection area of the sensor 1 and noise (dark noise or noise generated in the surroundings) is input. There is a possibility that the frequency distribution is misrecognized by determining that the frequency distribution is similar to the characteristics when there is a detection target object or a detection target event in the detection area. Therefore, the signal processing system 2 suppresses misrecognition by determining whether or not recognition processing is possible using the signal strength mj before normalization.

または、全ての対象バンク5aを、複数のフィルタバンク群50のそれぞれに分割してもよい(図16参照)。この場合、信号処理システム2は、複数のフィルタバンク群50のそれぞれにおいて、規格化前の信号強度mjの総和が閾値E2以上であるか否かを判定してもよい。すなわち、信号処理システム2は、いずれかのフィルタバンク群50において、規格化前の信号強度mjの総和が閾値E2以上である場合のみ、物体認識部261による認識処理を行う、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を有効とする。または、信号処理システム2は、全てのフィルタバンク群50において、規格化前の信号強度mjの総和が閾値E2以上である場合のみ、物体認識部261による認識処理を行う、もしくは物体認識部261による認識処理の結果を有効としてもよい。   Alternatively, all the target banks 5a may be divided into a plurality of filter bank groups 50 (see FIG. 16). In this case, the signal processing system 2 may determine whether or not the sum of the signal strengths mj before normalization is equal to or greater than the threshold value E2 in each of the plurality of filter bank groups 50. That is, the signal processing system 2 performs the recognition processing by the object recognition unit 261 only when the sum of the signal strengths mj before normalization is equal to or greater than the threshold E2 in any filter bank group 50, or the object recognition unit 261. The result of recognition processing by is made valid. Alternatively, the signal processing system 2 performs the recognition processing by the object recognition unit 261 only when the sum of the signal strengths mj before normalization is equal to or greater than the threshold E2 in all the filter bank groups 50, or by the object recognition unit 261. The result of the recognition process may be valid.

そして、レベル設定部284、及びパラメータ調整部285が、第3の誤認識防止処理部を構成する(図1参照)。パラメータ調整部285は、物体認識部261の認識処理における検知対象物または検知対象事象の検知感度を調整するパラメータを変化させる。この検知感度を調整するパラメータとしては、上述の閾値E1、E2等がある。以降、閾値E1、E2を区別しない場合、閾値E0と称す。   The level setting unit 284 and the parameter adjustment unit 285 constitute a third erroneous recognition prevention processing unit (see FIG. 1). The parameter adjustment unit 285 changes a parameter for adjusting the detection sensitivity of the detection target object or the detection target event in the recognition processing of the object recognition unit 261. Parameters for adjusting the detection sensitivity include the above-described threshold values E1, E2, and the like. Hereinafter, when the threshold values E1 and E2 are not distinguished, they are referred to as a threshold value E0.

次に、信号処理システム2は、上述の各処理を行うためにステートマシンを具備しており、このステートマシンの基本動作(レベル設定部284を用いないときの動作)を図17に示す。   Next, the signal processing system 2 includes a state machine for performing the above-described processes, and FIG. 17 shows a basic operation of the state machine (operation when the level setting unit 284 is not used).

まず、電源投入時やリセット解除直後において、ステートマシンは、アイドル状態J11から動作を開始する。そして、ステートマシンは、アイドル状態J11から状態I00に遷移する(t01)。   First, when the power is turned on or immediately after reset is released, the state machine starts operation from the idle state J11. Then, the state machine transits from the idle state J11 to the state I00 (t01).

ここで、センサ1を設置した周囲環境における雑音のレベルは、雑音のレベルを変化させる要素が増減する等の要因によって変化する場合がある。したがって、閾値判定処理における閾値E0を一度設定しても、雑音のレベルが変化した場合、現状の設定値では期待した動作にならず、誤認識が発生したり、検知対象物または検知対象事象が存在するにも関わらず非検知の状態になる可能性がある。   Here, the noise level in the surrounding environment where the sensor 1 is installed may change due to factors such as an increase or decrease in factors that change the noise level. Therefore, even if the threshold value E0 in the threshold value determination process is set once, if the noise level changes, the current setting value does not perform an expected operation, and erroneous recognition occurs or a detection object or a detection target event is detected. Despite being present, it may become undetected.

そこで、アイドル状態J11から遷移した状態I00では、パラメータ調整部285が、閾値判定処理における閾値E0を設定する動作を、起動期間において行い、閾値E0を設定した後、状態S11に遷移する(t02)。具体的に、状態I00において、各対象バンク5aにおける信号強度mjを計測する。そして、パラメータ調整部285は、各対象バンク5aの信号強度mjの平均値に予め定めた係数を掛け合わせて、閾値E0を算出し、以降の閾値判定処理ではこの閾値E0を閾値として使用する。また、閾値E0の範囲を、予め定めた上限値や下限値で限定する。閾値E0の上限値は、検知対象物または検知対象事象の検知精度を確保するために設定し、閾値E0の下限値は、雑音による誤認識の抑制効果を確保するために設定する。   Therefore, in the state I00 transitioned from the idle state J11, the parameter adjustment unit 285 performs an operation for setting the threshold value E0 in the threshold value determination process in the startup period, and after setting the threshold value E0, transitions to the state S11 (t02). . Specifically, in the state I00, the signal strength mj in each target bank 5a is measured. Then, the parameter adjustment unit 285 calculates a threshold value E0 by multiplying the average value of the signal strength mj of each target bank 5a by a predetermined coefficient, and uses this threshold value E0 as a threshold value in subsequent threshold value determination processing. Further, the range of the threshold value E0 is limited by a predetermined upper limit value and lower limit value. The upper limit value of the threshold value E0 is set to ensure the detection accuracy of the detection target object or the detection target event, and the lower limit value of the threshold value E0 is set to ensure the effect of suppressing erroneous recognition due to noise.

そして、ステートマシンの動作開始直後は、検知対象物または検知対象事象がセンサ1の検知エリア内に存在せず、センサ1から雑音に対応するセンサ信号が出力されていると考えると、状態I00で設定された閾値E0は、雑音に基づく値となる。   Then, immediately after the start of the operation of the state machine, if it is considered that the detection object or the detection target event does not exist in the detection area of the sensor 1 and the sensor signal corresponding to the noise is output from the sensor 1, the state I00 The set threshold value E0 is a value based on noise.

このように、図17のステートマシンでは、起動期間において、パラメータ調整部285が、閾値判定処理に用いる閾値E0を周囲の雑音の環境に応じて設定する。具体的には、起動後すぐに認識処理を行なうのではなく、まずセンサ信号から周囲の雑音レベルを計測し、パラメータ調整部285は、その計測値に予め定めた係数を掛け合わせて閾値E0を算出している。したがって、センサ1の周囲環境が変化し、雑音レベルも変化した場合でも、起動期間に閾値E0を適切に変更できるので、雑音による誤認識を低減できる。   As described above, in the state machine of FIG. 17, the parameter adjustment unit 285 sets the threshold value E0 used for the threshold value determination process in accordance with the ambient noise environment during the startup period. Specifically, instead of performing recognition processing immediately after activation, first, the ambient noise level is measured from the sensor signal, and the parameter adjustment unit 285 multiplies the measured value by a predetermined coefficient to set the threshold value E0. Calculated. Therefore, even when the surrounding environment of the sensor 1 changes and the noise level also changes, the threshold value E0 can be appropriately changed during the startup period, so that erroneous recognition due to noise can be reduced.

そして、ステートマシンは、状態I00から状態S11に遷移し(t02)、状態S11において、物体認識部261が検知対象物または検知対象事象を検知している状態(以降、検知状態と称す)であれば、状態W11に遷移する(t03)。一方、状態S11において、物体認識部261が検知対象物または検知対象事象を検知していない状態(以降、非検知状態と称す)であれば、状態S11に遷移してから予め定めた所定時間が経過した後、状態S16に遷移する(t04)。そして、状態S16において非検知状態であれば、状態S11に遷移する(t05)。つまり、状態S11から非検知状態が継続すると、状態S11と状態S16との間を往復する遷移を示すことになる。   Then, the state machine transits from the state I00 to the state S11 (t02), and in the state S11, the object recognition unit 261 detects a detection target object or a detection target event (hereinafter referred to as a detection state). For example, the state transits to state W11 (t03). On the other hand, in the state S11, if the object recognition unit 261 does not detect the detection target object or the detection target event (hereinafter referred to as a non-detection state), a predetermined time after the transition to the state S11. After elapses, the state transitions to state S16 (t04). And if it is a non-detection state in state S16, it will change to state S11 (t05). That is, when the non-detection state continues from the state S11, a transition reciprocating between the state S11 and the state S16 is indicated.

そして、状態S11、S16において検知状態になれば、状態W11に遷移し(t03,t06)、状態W11で予め定めた時間だけ待機した後、状態S12に遷移し(t07)、さらに状態S13に無条件で遷移する(t08)。状態S13において、非検知状態であれば、または検知状態が所定時間以上継続すれば、状態S14に遷移する(t09)。そして、状態S14において検知状態であれば、状態S13に遷移する(t10)。つまり、状態S13から検知状態が継続すると、状態S13と状態S14との間を往復する遷移を示すことになる。   And if it will be in a detection state in state S11, S16, it will change to state W11 (t03, t06), and after waiting for a predetermined time in state W11, it will change to state S12 (t07), and will not change to state S13. Transitions under conditions (t08). In the state S13, if it is a non-detection state or if the detection state continues for a predetermined time or more, the state transitions to the state S14 (t09). And if it is a detection state in state S14, it will change to state S13 (t10). That is, when the detection state continues from state S13, a transition that reciprocates between state S13 and state S14 is indicated.

そして、状態S14で非検知状態であれば、状態S15に遷移する(t11)。状態S15において非検知状態であれば、状態S11に遷移し(t12)、状態S15において検知状態であれば、状態W11に遷移する(t13)。   And if it is a non-detection state in state S14, it will change to state S15 (t11). If it is a non-detection state in state S15, it will change to state S11 (t12), and if it is a detection state in state S15, it will change to state W11 (t13).

すなわち、非検知状態であれば状態S11近辺を遷移し、検知状態であれば状態S13近辺を遷移することになる。そして、信号処理システム2は、ステートマシンの各状態を遷移しながら、上述の各処理を行う。   That is, if it is a non-detection state, it will change the state S11 vicinity, and if it is a detection state, it will change the state S13 vicinity. Then, the signal processing system 2 performs the above-described processes while changing the states of the state machine.

図17に示すステートマシンでは、状態S13から検知状態が継続すると、状態S13と状態S14との間を往復する遷移を示す。そこで、状態S13と状態S14との間を往復する遷移が発生した場合に、状態S14を経由した回数をカウントすることで、検知状態の継続時間がわかる。そこで、検知状態の継続時間の上限、または状態S14を経由する回数の上限を予め設定しておき、状態S14においてその上限を超えた場合、検知状態であっても状態S13に遷移することなく、状態I11に遷移する(t14)。   In the state machine shown in FIG. 17, when the detection state continues from state S13, a transition that reciprocates between state S13 and state S14 is shown. Therefore, when a transition that reciprocates between the state S13 and the state S14 occurs, the duration of the detection state can be determined by counting the number of times that the state S14 is passed. Therefore, if the upper limit of the duration of the detection state or the upper limit of the number of times of passing through the state S14 is set in advance and the upper limit is exceeded in the state S14, the state does not transit to the state S13 even in the detection state. Transition to the state I11 (t14).

状態I11では、閾値判定処理で用いる閾値E0が小さすぎるために、検知状態が継続している可能性があるとして、パラメータ調整部285が閾値E2を再設定する動作を行う。具体的に、状態I11において、各対象バンク5aにおける信号強度mjを計測する。そして、パラメータ調整部285は、対象バンク5aの信号強度mjの平均値に予め定めた係数を掛け合わせて、閾値E0を算出し、以降の閾値判定処理ではこの閾値E0を使用する。また、閾値E0の範囲を、予め定めた上限値や下限値で限定しておく。   In the state I11, since the threshold value E0 used in the threshold value determination process is too small, the parameter adjustment unit 285 performs an operation of resetting the threshold value E2, assuming that the detection state may be continued. Specifically, in the state I11, the signal strength mj in each target bank 5a is measured. Then, the parameter adjustment unit 285 calculates the threshold value E0 by multiplying the average value of the signal strength mj of the target bank 5a by a predetermined coefficient, and uses this threshold value E0 in the subsequent threshold value determination processing. Further, the range of the threshold value E0 is limited by a predetermined upper limit value and lower limit value.

なお、パラメータ調整部285は、状態I11で新たに算出した閾値E0が、現在使用中の閾値E0より大きい場合のみ、使用中の閾値E0に代えて、状態I11で新たに算出した閾値E0に再設定する。逆に、パラメータ調整部285は、状態I11で新たに算出した閾値E0が、現在使用中の閾値E0以下である場合、状態I11で算出した新たな閾値E0に再設定せず、使用中の閾値E0を継続して使用する。そして、状態I11における処理が完了した後、状態S11に遷移する(t15)。   Note that the parameter adjustment unit 285 resets the threshold E0 newly calculated in the state I11 to the threshold E0 newly calculated in the state I11 instead of the threshold E0 in use only when the threshold E0 newly calculated in the state I11 is larger than the threshold E0 currently in use. Set. Conversely, the parameter adjustment unit 285 does not reset the threshold E0 newly calculated in the state I11 to the new threshold E0 calculated in the state I11 when the threshold E0 newly calculated in the state I11 is equal to or less than the threshold E0 currently used. Continue to use E0. And after the process in the state I11 is completed, it changes to state S11 (t15).

また、図17に示すステートマシンでは、状態S11から非検知状態が継続すると、状態S11と状態S16との間を往復する遷移を示す。そこで、状態S11と状態S16との間を往復する遷移が発生した場合に、状態S16を経由した回数をカウントすることで、非検知状態の継続時間がわかる。そこで、非検知状態の継続時間の上限、または状態S16を経由する回数の上限を予め設定しておき、状態S11においてその上限を超えた場合、非検知状態であっても状態S16に遷移することなく、状態I12に遷移する(t16)。   In the state machine shown in FIG. 17, when the non-detection state continues from the state S11, a transition that reciprocates between the state S11 and the state S16 is shown. Therefore, when a transition that reciprocates between the state S11 and the state S16 occurs, the duration of the non-detection state can be determined by counting the number of times that the state S16 is passed. Therefore, if the upper limit of the duration of the non-detection state or the upper limit of the number of times of passing through the state S16 is set in advance and the upper limit is exceeded in the state S11, the state transitions to the state S16 even in the non-detection state. There is no transition to state I12 (t16).

状態I12では、閾値判定処理で用いる閾値E0が大きすぎるために、非検知状態が継続している可能性があるとして、パラメータ調整部285は、閾値E0を再設定する動作を行う。具体的に、状態I12において、各フィルタバンク5aにおける信号強度mjを計測する。そして、パラメータ調整部285は、対象バンク5aの信号強度mjの平均値に予め定めた係数を掛け合わせて、閾値E0を算出し、以降の閾値判定処理ではこの閾値E0を使用する。また、閾値E0の範囲を、予め定めた上限値や下限値で限定しておく。   In the state I12, the parameter adjustment unit 285 performs an operation of resetting the threshold value E0 because the non-detection state may be continued because the threshold value E0 used in the threshold value determination process is too large. Specifically, in the state I12, the signal strength mj in each filter bank 5a is measured. Then, the parameter adjustment unit 285 calculates the threshold value E0 by multiplying the average value of the signal strength mj of the target bank 5a by a predetermined coefficient, and uses this threshold value E0 in the subsequent threshold value determination processing. Further, the range of the threshold value E0 is limited by a predetermined upper limit value and lower limit value.

なお、パラメータ調整部285は、状態I12で新たに算出した閾値E0が、現在使用中の閾値E0より小さい場合のみ、使用中の閾値E0に代えて、状態I12で新たに算出した閾値E0に再設定する。逆に、パラメータ調整部285は、状態I12で新たに算出した閾値E0が、現在使用中の閾値E0以上である場合、状態I12で算出した新たな閾値E0に再設定せず、使用中の閾値E0を継続して使用する。そして、状態I12における処理が完了した後、非検知状態であれば状態S11に遷移し(t17)、検知状態であれば状態W11に遷移する(t18)。   Note that the parameter adjustment unit 285 resets the threshold E0 newly calculated in the state I12 to the threshold E0 newly calculated in the state I12 instead of the threshold E0 in use only when the threshold E0 newly calculated is smaller than the threshold E0 currently in use. Set. Conversely, when the threshold value E0 newly calculated in the state I12 is greater than or equal to the currently used threshold value E0, the parameter adjustment unit 285 does not reset the new threshold value E0 calculated in the state I12, and does not reset the threshold value in use. Continue to use E0. Then, after the processing in the state I12 is completed, the state transitions to the state S11 if it is a non-detection state (t17), and transitions to the state W11 if it is a detection state (t18).

このように、検知状態または非検知状態が予め設定した時間よりも長く継続する場合、現在の閾値E0が現状の雑音に対して不適切な値に設定されている可能性があると判断して、閾値E0の再設定が行われる。したがって、閾値E0が小さすぎることによって誤認識が発生している場合、より大きな閾値E0に更新されることによって、検知感度が下がり、誤認識発生を抑制することができる。また、閾値E0が大きすぎることによって検知対象物または検知対象事象を検知できない場合、より小さな閾値E0に更新されることによって、検知感度が上がり、検知漏れを減らすことができる。   As described above, when the detection state or the non-detection state continues longer than the preset time, it is determined that the current threshold value E0 may be set to an inappropriate value for the current noise. The threshold value E0 is reset. Therefore, when erroneous recognition occurs due to the threshold E0 being too small, the detection sensitivity is lowered by updating to a larger threshold E0, and the occurrence of erroneous recognition can be suppressed. In addition, when the detection target or the detection target event cannot be detected because the threshold E0 is too large, the detection sensitivity is increased and detection omission can be reduced by updating to a smaller threshold E0.

しかしながら、閾値判定処理で用いる閾値E0を上述のように更新しても、周囲環境の大きな変動によって、誤認識が発生したり、検知対象物または検知対象事象が存在するにも関わらず非検知の状態になる検知漏れが発生する可能性がある。   However, even if the threshold value E0 used in the threshold value determination process is updated as described above, erroneous recognition may occur due to a large change in the surrounding environment, or the detection target object or the detection target event may not be detected. There is a possibility that detection failure will occur.

そこで、本実施形態の信号処理システム2は、レベル設定部284を備える(図1参照)。図18は、レベル設定部284を用いたステートマシンの動作を示す。   Therefore, the signal processing system 2 of this embodiment includes a level setting unit 284 (see FIG. 1). FIG. 18 shows the operation of the state machine using the level setting unit 284.

レベル設定部284は、物体認識部261の認識処理における検知対象物または検知対象事象の検知感度の高低を示す感度レベルを設定する。このレベル設定部284は、状態I11,I12における閾値E0の更新処理にも関わらず、物体認識部261による誤認識が発生しやすい状況であると判断した場合に、感度レベルをより低いレベルに設定する。さらにレベル設定部284は、物体認識部261による誤認識が発生しにくい状況であると判断した場合に、感度レベルをより高いレベルに設定する。   The level setting unit 284 sets a sensitivity level indicating the level of detection sensitivity of the detection target object or the detection target event in the recognition processing of the object recognition unit 261. This level setting unit 284 sets the sensitivity level to a lower level when it is determined that the erroneous recognition by the object recognition unit 261 is likely to occur despite the update processing of the threshold value E0 in the states I11 and I12. To do. Furthermore, the level setting unit 284 sets the sensitivity level to a higher level when it is determined that erroneous recognition by the object recognition unit 261 is unlikely to occur.

パラメータ調整部285は、レベル設定部284が設定した感度レベルに基づいて、感度レベルが高い場合、検知対象物または検知対象事象の検知感度が高くなるようにパラメータを設定し、感度レベルが低い場合、検知対象物または検知対象事象の検知感度が低くなるようにパラメータを設定する。すなわち、レベル設定部284が設定した感度レベルが高い場合、パラメータ調整部285によるパラメータの調整範囲(上限、下限)は、検知対象物または検知対象事象を比較的検知しやすい範囲に設定される。また、レベル設定部284が設定した感度レベルが低い場合、パラメータ調整部285によるパラメータの調整範囲(上限、下限)は、検知対象物または検知対象事象を比較的検知しにくい範囲に設定される。   When the sensitivity level is high, the parameter adjustment unit 285 sets a parameter so that the detection sensitivity of the detection target object or the detection target event is high based on the sensitivity level set by the level setting unit 284, and the sensitivity level is low The parameter is set so that the detection sensitivity of the detection target object or the detection target event is low. That is, when the sensitivity level set by the level setting unit 284 is high, the parameter adjustment range (upper limit, lower limit) by the parameter adjustment unit 285 is set to a range in which the detection target object or the detection target event is relatively easy to detect. When the sensitivity level set by the level setting unit 284 is low, the parameter adjustment range (upper limit, lower limit) by the parameter adjustment unit 285 is set to a range in which the detection target object or the detection target event is relatively difficult to detect.

図18は、図17のステートマシンにおける状態S11と状態I12との間に、状態C11を設けたものである。   FIG. 18 shows a state C11 provided between the state S11 and the state I12 in the state machine of FIG.

そして、状態S11、S15、S16、I12において検知状態になれば、状態W11に遷移し(t03,t06,t13,t18)、状態W11で予め定めた時間だけ待機した後、状態S12に遷移する(t07)。   And if it will be in a detection state in state S11, S15, S16, and I12, it will change to state W11 (t03, t06, t13, t18), will wait for predetermined time in state W11, and will change to state S12 ( t07).

状態S12では、レベル設定部284が、感度レベルの更新処理を行う。具体的に、レベル設定部284は、状態W11に遷移する原因となった検知状態が検知対象物または検知対象事象を検知したために発生したのか、検知対象物または検知対象事象以外の物体の動き(外乱)を誤認識したために発生したのかを判断する。レベル設定部284の判断処理は、現時点でのセンサ信号に基づく物体認識部261の認識結果に基づいて行われる。そして、レベル設定部284は、状態W11に遷移する原因となった検知状態が検知対象物または検知対象事象を検知したために発生したと判断した場合、物体認識部261による誤認識が発生しにくい状況(通常時)であると判断する。また、レベル設定部284は、状態W11に遷移する原因となった検知状態が検知対象物または検知対象事象以外の動き(外乱)を誤認識したために発生したと判断した場合、物体認識部261による誤認識が発生しやすい状況(外乱発生時)であると判断する。   In the state S12, the level setting unit 284 performs sensitivity level update processing. Specifically, the level setting unit 284 determines whether the detection state that causes the transition to the state W11 has occurred because the detection target object or the detection target event has been detected, or the movement of an object other than the detection target object or the detection target event ( Determine whether it was caused by misrecognizing (disturbance). The determination processing of the level setting unit 284 is performed based on the recognition result of the object recognition unit 261 based on the current sensor signal. When the level setting unit 284 determines that the detection state that has caused the transition to the state W11 has occurred because the detection target object or the detection target event has been detected, it is difficult for the object recognition unit 261 to perform erroneous recognition. (Normal time). Further, when the level setting unit 284 determines that the detection state that causes the transition to the state W11 has occurred due to erroneous recognition of a motion (disturbance) other than the detection target object or the detection target event, the level setting unit 284 performs It is determined that the situation is likely to cause erroneous recognition (when a disturbance occurs).

そして、レベル設定部284は、物体認識部261の認識処理における検知対象物または検知対象事象の検知感度の高低を示すフラグの設定機能を有しており、上述の判断処理の結果に基づいて、フラグの設定を更新する。レベル設定部284は、通常時であると判断した場合にフラグを「0」に設定し、外乱発生時であると判断した場合にフラグを「1」に設定する。フラグ「0」は、感度レベル:「高」に対応し、フラグ「1」は、感度レベル:「低」に対応する。   The level setting unit 284 has a function of setting a flag indicating the level of detection sensitivity of the detection target object or the detection target event in the recognition processing of the object recognition unit 261. Based on the result of the determination processing described above, Update flag settings. The level setting unit 284 sets the flag to “0” when it is determined that it is normal time, and sets the flag to “1” when it is determined that disturbance is occurring. The flag “0” corresponds to the sensitivity level: “high”, and the flag “1” corresponds to the sensitivity level: “low”.

なお、このレベル設定部284によるフラグの更新処理は、外乱発生時である旨の判断が所定回数以上連続した場合、または通常時である旨の判断が所定回数以上連続した場合に行うことが好ましい。あるいは、レベル設定部284によるフラグの更新処理は、外乱発生時である旨の判断が所定期間内に所定回数以上発生した場合、または通常時である旨の判断が所定期間内に所定回数以上発生した場合に行うことが好ましい。   Note that the flag update process by the level setting unit 284 is preferably performed when the determination that the disturbance is occurring continues for a predetermined number of times or when the determination that the time is normal continues for a predetermined number of times. . Alternatively, in the flag update processing by the level setting unit 284, when the determination that the disturbance has occurred occurs more than a predetermined number of times within a predetermined period, or the determination that it is normal occurs more than a predetermined number of times within a predetermined period. It is preferable to carry out in such a case.

すなわち、レベル設定部284は、外乱によって物体認識部261の誤認識が発生しやすい状況であると判断した場合に、感度レベルをより低いレベルに設定する。またレベル設定部284は、物体認識部261の誤認識が発生しにくい状況であると判断した場合に、感度レベルをより高いレベルに設定する(感度レベルを元に戻す)。そして、レベル設定部284による感度レベルの設定処理が完了すると、状態S12から状態S13に遷移する(t08)。   That is, the level setting unit 284 sets the sensitivity level to a lower level when it is determined that erroneous recognition of the object recognition unit 261 is likely to occur due to disturbance. The level setting unit 284 sets the sensitivity level to a higher level (returns the sensitivity level to the original level) when it is determined that erroneous recognition by the object recognition unit 261 is unlikely to occur. When the sensitivity level setting process by the level setting unit 284 is completed, the state transitions from the state S12 to the state S13 (t08).

以降、パラメータ調整部285は、フラグの状態(0または1)に基づいて、フラグ「0」であれば、検知感度がより高くなるように閾値E0を設定する(通常時の設定)。またパラメータ調整部285は、フラグ「1」であれば、検知感度がより低くなるように閾値E0を設定する(外乱発生時用の設定)。すなわち、パラメータ調整部285は、フラグ「0」であれば、閾値E0の調整範囲を比較的低い範囲に設定し、フラグ「1」であれば、閾値E0の調整範囲を比較的高い範囲に設定する。   Thereafter, based on the flag state (0 or 1), the parameter adjustment unit 285 sets the threshold value E0 so that the detection sensitivity is higher if the flag is “0” (setting at the normal time). If the flag is “1”, the parameter adjustment unit 285 sets the threshold E0 so that the detection sensitivity is lower (setting for occurrence of disturbance). That is, if the flag is “0”, the parameter adjustment unit 285 sets the adjustment range of the threshold E0 to a relatively low range, and if the flag is “1”, the parameter adjustment unit 285 sets the adjustment range of the threshold E0 to a relatively high range. To do.

また、状態S11において非検知状態の継続時間が上限を超えた場合、非検知状態であっても状態S16に遷移することなく、状態C11に遷移する(t16A)。状態C11においても、レベル設定部284は、フラグの設定を更新する。具体的に、レベル設定部284は、状態C11に遷移する原因となった非検知状態が、検知対象物または検知対象事象が実際にないために発生したのか、検知対象物または検知対象事象が実際にあるにも関わらず検知対象物または検知対象事象がないと誤認識したために発生したのかを判断する。レベル設定部284の判断処理は、現時点でのセンサ信号に基づく物体認識部261の認識結果に基づいて行われる。そして、レベル設定部284は、状態C11に遷移する原因となった非検知状態が、検知対象物または検知対象事象が実際にないために発生したと判断した場合、物体認識部261による誤認識が発生しにくい状況(通常時)であると判断する。また、レベル設定部284は、状態W11に遷移する原因となった検知状態が、検知対象物または検知対象事象が実際にあるにも関わらず検知対象物または検知対象事象がないと誤認識したために発生したと判断した場合、物体認識部261による誤認識が発生しやすい状況(外乱発生時)であると判断する。   If the duration of the non-detection state exceeds the upper limit in state S11, the state transitions to state C11 without transitioning to state S16 even in the non-detection state (t16A). Also in the state C11, the level setting unit 284 updates the flag setting. Specifically, the level setting unit 284 determines whether the non-detection state that caused the transition to the state C11 occurs because the detection target object or the detection target event does not actually exist, or the detection target object or the detection target event is actually In spite of the above, it is determined whether or not the detection object or the detection target event has occurred because it was misrecognized. The determination processing of the level setting unit 284 is performed based on the recognition result of the object recognition unit 261 based on the current sensor signal. Then, when the level setting unit 284 determines that the non-detection state that has caused the transition to the state C11 has occurred because the detection target object or the detection target event does not actually exist, erroneous recognition by the object recognition unit 261 is performed. It is determined that the situation is unlikely to occur (normal time). In addition, the level setting unit 284 misrecognized that the detection state that caused the transition to the state W11 does not include the detection target object or the detection target event even though the detection target object or the detection target event actually exists. If it is determined that the error has occurred, it is determined that a situation in which erroneous recognition by the object recognition unit 261 is likely to occur (when a disturbance occurs).

そして、レベル設定部284は、上述の判断処理の結果に基づいて、フラグの設定を更新する。レベル設定部284は、通常時であると判断した場合にフラグを「0」に設定し、外乱発生時であると判断した場合にフラグを「1」に設定する。そして、レベル設定部284による感度レベルの設定処理が完了すると。状態C11から状態I12に遷移する(t16B)。   Then, the level setting unit 284 updates the flag setting based on the result of the determination process described above. The level setting unit 284 sets the flag to “0” when it is determined that it is normal time, and sets the flag to “1” when it is determined that disturbance is occurring. When the sensitivity level setting process by the level setting unit 284 is completed. Transition from the state C11 to the state I12 (t16B).

なお、このレベル設定部284によるフラグの更新処理は、外乱発生時である旨の判断が所定回数以上連続した場合、または通常時である旨の判断が所定回数以上連続した場合に行うことが好ましい。あるいは、レベル設定部284によるフラグの更新処理は、外乱発生時である旨の判断が所定期間内に所定回数以上発生した場合、または通常時である旨の判断が所定期間内に所定回数以上発生した場合に行うことが好ましい。   Note that the flag update process by the level setting unit 284 is preferably performed when the determination that the disturbance is occurring continues for a predetermined number of times or when the determination that the time is normal continues for a predetermined number of times. . Alternatively, in the flag update processing by the level setting unit 284, when the determination that the disturbance has occurred occurs more than a predetermined number of times within a predetermined period, or the determination that it is normal occurs more than a predetermined number of times within a predetermined period. It is preferable to carry out in such a case.

以降、パラメータ調整部285は、フラグの状態(0または1)に基づいて、フラグ「0」であれば、検知感度がより高くなるように閾値E0を設定し、フラグ「1」であれば、検知感度がより低くなるように閾値E0を設定する。すなわち、パラメータ調整部285は、フラグ「0」であれば、閾値E0の調整範囲を比較的低い範囲に設定し、フラグ「1」であれば、閾値E0の調整範囲を比較的高い範囲に設定する。   Thereafter, based on the flag state (0 or 1), the parameter adjustment unit 285 sets the threshold E0 so that the detection sensitivity is higher if the flag is “0”, and if the flag is “1”, The threshold E0 is set so that the detection sensitivity is lower. That is, if the flag is “0”, the parameter adjustment unit 285 sets the adjustment range of the threshold E0 to a relatively low range, and if the flag is “1”, the parameter adjustment unit 285 sets the adjustment range of the threshold E0 to a relatively high range. To do.

なお、レベル設定部284による外乱発生時、通常時の判断処理は、センサ信号の周波数成分の分布を用いたパターン認識に基づく方法、センサ信号の過去の変動に基づいて、検知対象物であるとは考えにくい特徴の有無を検知する方法等がある。   Note that, when a disturbance is generated by the level setting unit 284, the normal determination process is a method based on pattern recognition using the distribution of the frequency components of the sensor signal, and based on past fluctuations in the sensor signal. There are methods for detecting the presence or absence of difficult features.

また、センサ1は、送信波の周波数を時間の経過に伴って変化させて検知対象物までの距離の情報が含まれるセンサ信号を出力してもよい。この場合、センサ1は、例えばFMCW(Frequency-Modulated Continuous-Wave)方式を用いる。図19は、送信波の周波数(送信周波数)fsを上昇させた後に下降させるスイープ処理を繰り返すセンサ1の動作例を示す。スイープ処理は、掃引周波数幅Δfa、掃引時間T1が決められている。   Further, the sensor 1 may output a sensor signal including information on the distance to the detection target by changing the frequency of the transmission wave with the passage of time. In this case, the sensor 1 uses, for example, an FMCW (Frequency-Modulated Continuous-Wave) method. FIG. 19 shows an example of the operation of the sensor 1 that repeats the sweeping process of increasing and decreasing the frequency (transmission frequency) fs of the transmission wave. In the sweep process, the sweep frequency width Δfa and the sweep time T1 are determined.

センサ1と検知対象物との間の距離をL、光速をCとすると、センサ1は、Td=2L/C後に反射波を受信する。反射波の周波数(受信周波数)frは、送信周波数fsと同様に、掃引周波数幅Δfa、掃引時間T1で変化する。そして、センサ1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のビート信号を生成して、センサ信号として出力する。ビート信号の周波数fbは、fb=[(Δfa・2L)/(C・T1)]となる。故に、人体200までの距離Lは、(14)式で表される。
L=(fb・C・T1)/(2・Δfa) ……… (14)式
そして、物体認識部261は、(14)式に基づいて検知対象物までの距離Lを求めることができる。さらに、物体認識部261は、距離Lの情報に基づいて、検知エリア内における検知対象物の移動状態を判定することができる。なお、光速C、掃引時間T1、掃引周波数幅Δfaは既知であり、物体認識部261は、光速C、掃引時間T1、掃引周波数幅Δfaの各データを予め記憶している。
If the distance between the sensor 1 and the object to be detected is L and the speed of light is C, the sensor 1 receives the reflected wave after Td = 2L / C. The frequency (reception frequency) fr of the reflected wave changes with the sweep frequency width Δfa and the sweep time T1, similarly to the transmission frequency fs. Then, the sensor 1 generates a beat signal having a frequency fb equal to the frequency difference between the transmission frequency fs and the reception frequency fr, and outputs it as a sensor signal. The frequency fb of the beat signal is fb = [(Δfa · 2L) / (C · T1)]. Therefore, the distance L to the human body 200 is expressed by equation (14).
L = (fb · C · T1) / (2 · Δfa) (14) Then, the object recognition unit 261 can obtain the distance L to the detection target based on the equation (14). Furthermore, the object recognizing unit 261 can determine the movement state of the detection target in the detection area based on the information on the distance L. Note that the light speed C, the sweep time T1, and the sweep frequency width Δfa are known, and the object recognition unit 261 stores in advance each data of the light speed C, the sweep time T1, and the sweep frequency width Δfa.

図19では、センサ1が、電波を送信する掃引時間T1と電波を送信しない休止時間T2とを交互に繰り返している。この場合、スイープ処理の周期を処理周期T0とすると、処理周期T0は、掃引時間T1と休止時間T2との和になる。また、センサ1は、スイープ処理は掃引時間T1毎に繰り返し行ってもよい。この場合、処理周期T0と掃引時間T1とは等しくなる。なお、処理周期T0は、例えば10(ms)から100(ms)の範囲内に設定されることが好ましい。   In FIG. 19, the sensor 1 alternately repeats a sweep time T1 for transmitting radio waves and a pause time T2 for not transmitting radio waves. In this case, assuming that the cycle of the sweep process is the processing cycle T0, the processing cycle T0 is the sum of the sweep time T1 and the pause time T2. Further, the sensor 1 may repeat the sweep process every sweep time T1. In this case, the processing cycle T0 and the sweep time T1 are equal. Note that the processing cycle T0 is preferably set within a range of 10 (ms) to 100 (ms), for example.

さらに、信号処理システム2は、エリア設定部291を備えている。エリア設定部291は、検知対象物または検知対象事象を識別することができる検知エリアの大きさまたは範囲を設定する。なお、検知エリアの大きさ及び範囲は、検知エリアの形状及び広さの各概念を含む。   Further, the signal processing system 2 includes an area setting unit 291. The area setting unit 291 sets the size or range of a detection area that can identify a detection target or a detection target event. Note that the size and range of the detection area include the concepts of the shape and area of the detection area.

例えば、センサ1がFMCW方式を用いたセンサである場合、各対象バンク5aのバンク信号Y1−Y5は、ビート信号でそれぞれ表される。すなわち、バンク信号Y1−Y5の各周波数は、検知対象物までの距離Lの情報を含んでいる。この結果、エリア設定部291は、バンク信号Y1−Y5から特定の周波数範囲の成分を減衰させることで、検知エリアの大きさまたは範囲を所望の大きさまたは範囲に設定することができる。具体的に、エリア設定部291は、距離Lが所定距離以下になる検知エリアを設定する場合、低域通過フィルタ(Low Pass Filter)で構成されてもよい。また、エリア設定部291は、距離Lが所定距離以上になる検知エリアを設定する場合、高域通過フィルタ(High Pass Filter)で構成されてもよい。また、エリア設定部291は、距離Lが所定範囲内になる検知エリアを設定する場合、帯域通過フィルタ(Band Pass Filter)で構成されてもよい。   For example, when the sensor 1 is a sensor using the FMCW method, the bank signals Y1-Y5 of each target bank 5a are represented by beat signals. That is, each frequency of the bank signals Y1-Y5 includes information on the distance L to the detection target. As a result, the area setting unit 291 can set the size or range of the detection area to a desired size or range by attenuating components in a specific frequency range from the bank signals Y1-Y5. Specifically, the area setting unit 291 may be configured with a low pass filter when setting a detection area where the distance L is equal to or less than a predetermined distance. Moreover, the area setting part 291 may be comprised with a high pass filter (High Pass Filter), when setting the detection area where the distance L becomes more than predetermined distance. Moreover, the area setting part 291 may be comprised with a band pass filter (Band Pass Filter), when setting the detection area where the distance L is in the predetermined range.

また、信号処理システム2は、エリア設定部291の代わりに、センサ1の送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方に誘電体レンズを設けて、誘電体レンズによって検知エリアの大きさまたは範囲を設定してもよい。   In addition, the signal processing system 2 provides a dielectric lens on at least one of the transmission antenna and the reception antenna of the sensor 1 instead of the area setting unit 291 and sets the size or range of the detection area with the dielectric lens. Also good.

例えば、送信アンテナと受信アンテナとがそれぞれ個別の指向性を有し、送信アンテナの送信面と受信アンテナの受信面との少なくとも一方、または両方に、誘電体レンズを備えてもよい。この場合、送信アンテナ及び受信アンテナの指向性、及び誘電体レンズによって、検知エリアが形成される。すなわち、各アンテナの指向性と誘電体レンズの特性とが組み合わされた結果として、検知エリアが形成される。そして、このとき、誘電体レンズは、送信アンテナの送信面と受信アンテナの受信面との両方に使用されるのであれば、送信アンテナの送信面と受信アンテナの受信面とでそれぞれ別部品であってもよいし、あるいは一体部品であってもよい。   For example, the transmission antenna and the reception antenna may have individual directivities, and a dielectric lens may be provided on at least one or both of the transmission surface of the transmission antenna and the reception surface of the reception antenna. In this case, a detection area is formed by the directivity of the transmission antenna and the reception antenna and the dielectric lens. That is, the detection area is formed as a result of the combination of the directivity of each antenna and the characteristics of the dielectric lens. At this time, if the dielectric lens is used for both the transmitting surface of the transmitting antenna and the receiving surface of the receiving antenna, the dielectric lens is a separate component for the transmitting surface of the transmitting antenna and the receiving surface of the receiving antenna. It may be an integral part.

また、センサ1は、送信アンテナの送信面に誘電体レンズを備えてもよい。この場合、送信アンテナ及び受信アンテナは特定の指向性のアンテナである。そして、送信アンテナが発した電波は、誘電体レンズによって屈折し、電波の送信方向によって送信強度を変えている。すなわち、誘電体レンズによって、検知エリアが形成される。   The sensor 1 may include a dielectric lens on the transmission surface of the transmission antenna. In this case, the transmitting antenna and the receiving antenna are antennas having specific directivities. The radio wave emitted from the transmission antenna is refracted by the dielectric lens, and the transmission intensity is changed depending on the transmission direction of the radio wave. That is, the detection area is formed by the dielectric lens.

また、センサ1は、受信アンテナの受信面に誘電体レンズを備えてもよい。この場合、送信アンテナ及び受信アンテナは特定の指向性のアンテナである。そして、反射波は誘電体レンズによって屈折し、反射波の受信方向によって利得が変わる。すなわち、誘電体レンズのような機械的構造によって検知エリアの大きさまたは範囲が設定されるように、検知エリアの制御を行ってもよい。   The sensor 1 may include a dielectric lens on the receiving surface of the receiving antenna. In this case, the transmitting antenna and the receiving antenna are antennas having specific directivities. The reflected wave is refracted by the dielectric lens, and the gain changes depending on the direction of reception of the reflected wave. That is, the detection area may be controlled such that the size or range of the detection area is set by a mechanical structure such as a dielectric lens.

さらに、信号処理システム2は、移動識別部292を備えている(図1参照)。移動識別部292は、物体の移動状態または変動状態を識別する。   Furthermore, the signal processing system 2 includes a movement identification unit 292 (see FIG. 1). The movement identification unit 292 identifies the movement state or fluctuation state of the object.

例えば、センサ1がFMCW方式を用いたセンサである場合、移動識別部292は、ビート信号(センサ信号)の周波数fbに基づいて、物体までの距離Lを周期的に求める。そして、移動識別部292は、周期的に求めた物体までの距離Lを時系列順に並べることで、物体の移動軌跡を移動状態または変動状態として求めることができる。移動軌跡のデータには、物体の移動方向及び移動速度の各情報が含まれる。   For example, when the sensor 1 is a sensor using the FMCW method, the movement identification unit 292 periodically obtains the distance L to the object based on the frequency fb of the beat signal (sensor signal). Then, the movement identification unit 292 can obtain the movement trajectory of the object as the movement state or the fluctuation state by arranging the distances L to the object obtained periodically in order of time series. The movement locus data includes information on the moving direction and moving speed of the object.

また、センサ1がFMCW方式を用いたセンサまたはドップラセンサである場合、移動識別部292は、送信波と反射波との間の位相差の時間変化に基づいて、物体の移動状態または変動状態を識別することも可能である。   Further, when the sensor 1 is a sensor using the FMCW method or a Doppler sensor, the movement identification unit 292 indicates the movement state or fluctuation state of the object based on the time change of the phase difference between the transmission wave and the reflection wave. It is also possible to identify.

図20A、図20B、図20Cのそれぞれは、送信波と反射波との間の位相差の時間変化を表す。ここでは、検知エリアにおける物体の有無、及び上述の時間窓Wの時間長さの値である窓設定値Ta(図4参照)などを動作条件とし、図20A、図20B、図20Cのそれぞれは、動作条件が互いに異なる。   Each of FIG. 20A, FIG. 20B, and FIG. 20C represents the time change of the phase difference between the transmission wave and the reflected wave. Here, the presence / absence of an object in the detection area and the window setting value Ta (see FIG. 4), which is the value of the time length of the time window W described above, are used as operating conditions, and each of FIGS. 20A, 20B, and 20C The operating conditions are different from each other.

図20Aでは、動作条件として、検知エリアにおいて微動状態(振動状態)の物体がセンサ1から所定距離(例えば4m)に存在し、かつ窓設定値Taを1秒に設定しており、位相差の時間変化が位相差波形Y41として表されている。   In FIG. 20A, as an operation condition, an object in a fine movement state (vibration state) exists at a predetermined distance (for example, 4 m) from the sensor 1 in the detection area, and the window setting value Ta is set to 1 second, and the phase difference of The time change is represented as a phase difference waveform Y41.

図20Bは、動作条件として、検知エリアにおいて微動状態の物体がセンサ1から所定距離(例えば4m)に存在し、かつ窓設定値Taを3秒に設定しており、位相差の時間変化が位相差波形Y42として表されている。   In FIG. 20B, as an operation condition, an object in a fine movement state in the detection area is present at a predetermined distance (for example, 4 m) from the sensor 1 and the window setting value Ta is set to 3 seconds. It is represented as a phase difference waveform Y42.

図20Cは、動作条件として、検知エリア内に物体が存在せず、かつ窓設定値Taを3秒に設定しており、位相差の時間変化が位相差波形Y43として表されている。   In FIG. 20C, as an operating condition, no object is present in the detection area, and the window setting value Ta is set to 3 seconds, and the time change of the phase difference is represented as a phase difference waveform Y43.

位相差波形Y41,Y42は、検知エリアに微動状態の物体が存在する場合の波形であり、位相差波形Y43は、検知エリアに物体が存在しない場合の波形である。位相差波形Y41,Y42は、位相差が周期的に変化しており、位相差波形Y43は、位相差がほぼ一定になる。したがって、移動識別部292は、位相差の時間変化の周期に基づいて、検知エリアにおける微動状態の物体(物体の変動状態)を識別できる。すなわち、移動識別部292は、位相差の時間変化の周期に基づいて、検知エリア内の物体が微動状態であるか否かを識別できる。   The phase difference waveforms Y41 and Y42 are waveforms when an object in a fine movement state exists in the detection area, and the phase difference waveform Y43 is a waveform when no object exists in the detection area. The phase difference between the phase difference waveforms Y41 and Y42 changes periodically, and the phase difference of the phase difference waveform Y43 becomes substantially constant. Therefore, the movement identifying unit 292 can identify the finely-moving object (the object fluctuation state) in the detection area based on the period of time variation of the phase difference. That is, the movement identifying unit 292 can identify whether or not the object in the detection area is in a fine movement state based on the period of time variation of the phase difference.

さらに、位相差波形Y42を求めた際の動作条件では、窓設定値Taが物体の微動(振動)の半周期と同じ値に設定されている。また、位相差波形Y41を求めた際の動作条件では、窓設定値Taが物体の微動(振動)の半周期より大幅に小さい値に設定されている。したがって、位相差波形Y42における位相差の周期的な変化は、位相差波形Y41における位相差の周期的な変化に比べて、位相差の変化量が大きくなる。すなわち、窓設定値Taが物体の微動(振動)の周期に応じて設定されることで、移動識別部292は、検知エリア内の物体の移動状態または変動状態を容易に識別することができる。   Further, in the operating condition when the phase difference waveform Y42 is obtained, the window setting value Ta is set to the same value as the half cycle of the fine movement (vibration) of the object. Further, in the operating condition when the phase difference waveform Y41 is obtained, the window setting value Ta is set to a value that is significantly smaller than the half cycle of fine movement (vibration) of the object. Accordingly, the amount of change in the phase difference in the phase difference waveform Y42 is larger than that in the phase difference waveform Y41. That is, by setting the window setting value Ta according to the period of fine movement (vibration) of the object, the movement identification unit 292 can easily identify the movement state or fluctuation state of the object in the detection area.

また、センサ1は、2チャンネルのドップラセンサであってもよい。この場合、センサ1は、受信波を直交検波することで、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1に接近する方向に移動すれば、I信号がQ信号よりπ/2進み、物体がセンサ1から離れる方向に移動すれば、I信号がQ信号よりπ/2遅れる。そこで、移動識別部292は、物体の接近及び離隔を識別することができ、物体の接近及び離隔を移動状態として求めることができる。   The sensor 1 may be a two-channel Doppler sensor. In this case, the sensor 1 generates an I (In-phase) signal and a Q (Quadrature-phase) signal having a phase difference of π / 2 by quadrature detection of the received wave, and the I signal and the Q signal are detected by the sensor. Output as a signal. If the object moves in a direction approaching the sensor 1, the I signal advances by π / 2 from the Q signal, and if the object moves in a direction away from the sensor 1, the I signal is delayed by π / 2 from the Q signal. Therefore, the movement identification unit 292 can identify the approach and separation of the object, and can determine the approach and separation of the object as the movement state.

信号処理システム2の上述の各処理は、図21、図22の各フローチャートで表される。   The above-described processes of the signal processing system 2 are represented by the flowcharts of FIGS.

図21は、信号処理システム2による上述の一連の処理の流れの概略を示す。   FIG. 21 shows an outline of the above-described series of processing by the signal processing system 2.

まず、A/D変換部22が、増幅部21によって増幅されたセンサ信号をディジタルのセンサ信号に変換して出力するA/D変換処理を行う(X1)。次に、周波数分析部23は、A/D変換部22から出力されるセンサ信号を、例えばDCTによって周波数領域のセンサ信号(周波数軸信号)に変換する周波数変換処理を行う(X2)。次に、周波数分析部23は、周波数領域のセンサ信号からフィルタバンク5a毎の信号を抽出するフィルタバンク処理を行う(X3)。   First, the A / D conversion unit 22 performs an A / D conversion process of converting the sensor signal amplified by the amplification unit 21 into a digital sensor signal and outputting it (X1). Next, the frequency analysis unit 23 performs a frequency conversion process of converting the sensor signal output from the A / D conversion unit 22 into a frequency domain sensor signal (frequency axis signal) by, for example, DCT (X2). Next, the frequency analysis unit 23 performs a filter bank process for extracting a signal for each filter bank 5a from the sensor signal in the frequency domain (X3).

次に、信号強度処理部24は、信号強度mjの総和が閾値E0以上であるか否かを判定する(X4)。信号強度mjの総和が閾値E0以上であれば、物体認識部261による認識処理を行うために、背景信号除去部283による背景信号除去処理を行う(X5)。信号強度mjの総和が閾値E0未満であれば、物体認識部261による認識処理が行われないので、信号処理システム2による上述の一連の処理は終了する。   Next, the signal strength processing unit 24 determines whether or not the sum of the signal strengths mj is greater than or equal to a threshold value E0 (X4). If the sum of the signal intensities mj is greater than or equal to the threshold value E0, the background signal removal processing by the background signal removal unit 283 is performed in order to perform the recognition processing by the object recognition unit 261 (X5). If the sum of the signal intensities mj is less than the threshold value E0, the recognition processing by the object recognition unit 261 is not performed, and thus the above-described series of processing by the signal processing system 2 ends.

次に、信号強度処理部24は、時間設定部25によって設定された窓設定値Ta及びスライド時間Tsの各値を、平滑化部241による第2平滑化処理のパラメータに適用する(X6)。そして、信号強度処理部24は、センサ信号に対して信号強度処理を行う(X7)。信号強度処理では、第1平滑化処理、第2平滑化処理、及び規格化処理が行われる。まず、信号強度処理部24は、センサ信号に対して第1平滑化処理を実行することで、対象バンク5a毎の信号強度mjiを求める。そして、信号強度処理部24は、対象バンク5a毎の信号強度mjiに対して第2平滑化処理及び規格化処理を実行することで、対象バンク5a毎の規格化強度njを求める。すなわち、信号強度処理部24は、対象バンク5a毎の信号強度を規格化し、規格化強度njを求める。   Next, the signal intensity processing unit 24 applies each value of the window setting value Ta and the slide time Ts set by the time setting unit 25 to parameters of the second smoothing process by the smoothing unit 241 (X6). Then, the signal strength processing unit 24 performs signal strength processing on the sensor signal (X7). In the signal strength process, a first smoothing process, a second smoothing process, and a normalization process are performed. First, the signal strength processing unit 24 obtains the signal strength mji for each target bank 5a by executing a first smoothing process on the sensor signal. Then, the signal strength processing unit 24 performs the second smoothing process and the normalization process on the signal strength mji for each target bank 5a, thereby obtaining the standardized strength nj for each target bank 5a. That is, the signal strength processing unit 24 normalizes the signal strength for each target bank 5a and obtains the normalized strength nj.

そして、物体認識部261は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布の特徴、または対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の成分比の特徴を抽出する。物体認識部261は、抽出した特徴に基づいて、検知対象物または検知対象事象であるとみなしてよいか否かを判断する認識処理を行なう(X8)。そして、出力部27は、認識処理の結果に応じて、検知信号の出力処理を行う(X9)。   Then, the object recognizing unit 261 extracts the characteristics of the frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized strength nj for each target bank 5a, or the characteristics of the component ratio of the sensor signal determined from the normalized strength nj for each target bank 5a. The object recognizing unit 261 performs a recognition process based on the extracted feature to determine whether or not it can be regarded as a detection target object or a detection target event (X8). And the output part 27 performs the output process of a detection signal according to the result of a recognition process (X9).

図22は、上述の信号強度処理(X7)における時間窓Wを用いた第2平滑化処理の詳細を示す。   FIG. 22 shows the details of the second smoothing process using the time window W in the signal intensity process (X7) described above.

平滑化部241は、時間窓Wの時間長さの値を、時間設定部25による窓設定値Taに設定する(X11)(図4参照)。そして、平滑化部241は、対象バンク5a毎のバンク信号Yjに時間窓Wを適用して、時間窓Wに収まる複数サンプルの信号強度mjiをそれぞれ抽出する(X12)。平滑化部241は、抽出した信号強度mjiを用いて上述の第2平滑化処理を実行する(X13)。平滑化部241は、第2平滑化処理を実行する毎に、バンク信号Yjに適用する時間窓Wを、所定のスライド時間Tsだけ時間の進行方向にずらす(X14)。そして、平滑化部241は、時間窓Wに収まる複数サンプルの信号強度を再び抽出する(X11)。以降、平滑化部241は、ステップX11−X14の各処理を繰り返すことで、時間窓Wを用いた第2平滑化処理を行う。   The smoothing unit 241 sets the value of the time length of the time window W to the window setting value Ta by the time setting unit 25 (X11) (see FIG. 4). Then, the smoothing unit 241 applies the time window W to the bank signal Yj for each target bank 5a, and extracts the signal intensities mji of a plurality of samples that fall within the time window W (X12). The smoothing unit 241 performs the above-described second smoothing process using the extracted signal strength mji (X13). Each time the smoothing unit 241 executes the second smoothing process, the smoothing unit 241 shifts the time window W applied to the bank signal Yj by the predetermined slide time Ts in the direction of time advance (X14). Then, the smoothing unit 241 again extracts signal intensities of a plurality of samples that fall within the time window W (X11). Thereafter, the smoothing unit 241 performs the second smoothing process using the time window W by repeating the processes of Steps X11 to X14.

以上のように、実施形態に係る第1の態様の信号処理システム2は、周波数分析部23と、信号強度処理部24と、認識部26と、時間設定部25と、を備える。周波数分析部23は、物体で反射した無線信号を受信するセンサ1からセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンク5aのそれぞれにおけるセンサ信号の強度を信号強度mjiとして求める。信号強度処理部24は、複数のフィルタバンク5aのうち少なくとも2つのフィルタバンク5aをそれぞれ対象バンク5aとする。信号強度処理部24は、対象バンク5a毎の信号強度mjiの時間変化を表すバンク信号Yjに適用した時間窓W内において信号強度mjiを平滑する平滑化処理(第2平滑化処理)、及び信号強度mjiを規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、対象バンク5a毎のセンサ信号の規格化強度njを求める。認識部26は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布、または規格化強度njの成分比との少なくとも一方により物体(検知対象物)または物体の動き(検知対象事象)を識別する認識処理を行う。時間設定部25は、時間窓Wの時間長さ(窓設定値Ta)を可変に設定することができる。そして、信号強度処理部24は、バンク信号Yjに対して時間窓Wを所定のスライド時間Tsずつずらす毎に平滑化処理を実行する。   As described above, the signal processing system 2 of the first aspect according to the embodiment includes the frequency analysis unit 23, the signal intensity processing unit 24, the recognition unit 26, and the time setting unit 25. The frequency analysis unit 23 receives the sensor signal from the sensor 1 that receives the radio signal reflected by the object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of the plurality of filter banks 5a as the signal intensity mji. The signal strength processing unit 24 sets at least two filter banks 5a among the plurality of filter banks 5a as target banks 5a. The signal intensity processing unit 24 performs a smoothing process (second smoothing process) for smoothing the signal intensity mji within the time window W applied to the bank signal Yj representing the time change of the signal intensity mji for each target bank 5a, and the signal A normalization process for normalizing the intensity mji is executed to obtain the normalized intensity nj of the sensor signal for each target bank 5a. The recognizing unit 26 detects the object (detection target) or the movement of the object (detection target event) based on at least one of the frequency distribution of the sensor signal determined from the standardized intensity nj for each target bank 5a and the component ratio of the standardized intensity nj. A recognition process for identifying is performed. The time setting unit 25 can variably set the time length of the time window W (window setting value Ta). Then, the signal intensity processing unit 24 executes a smoothing process every time the time window W is shifted by a predetermined slide time Ts with respect to the bank signal Yj.

上述の信号処理システム2は、時間設定部25による窓設定値Taの設定処理によって、検知対象の物体または検知対象の物体の動きを精度よく識別できるように第2平滑化処理が実行されるので、認識部26の識別精度が向上する。また、平滑化部241は、時間窓をスライド時間Tsだけ時間の進行方向にずらす毎に、第2平滑化処理を実行するので、スライド時間Tsが適宜設定されることで、認識部26の識別精度をさらに向上させることができる。したがって、信号処理システム2は、物体の大きさ、形状、または動きなどに関わらず、物体または物体の動きの識別精度を維持することができる。   In the signal processing system 2 described above, the second smoothing process is executed so that the detection target object or the movement of the detection target object can be accurately identified by the setting process of the window setting value Ta by the time setting unit 25. The identification accuracy of the recognition unit 26 is improved. In addition, the smoothing unit 241 executes the second smoothing process every time the time window is shifted in the time progress direction by the slide time Ts, so that the recognition unit 26 can be identified by appropriately setting the slide time Ts. The accuracy can be further improved. Therefore, the signal processing system 2 can maintain the identification accuracy of the object or the movement of the object regardless of the size, shape, or movement of the object.

また、実施形態に係る第2の態様の信号処理システム2は、第1の態様において、認識部26が物体を誤って認識する誤認識を低減するための誤認識防止処理部28をさらに備えることが好ましい。   Moreover, the signal processing system 2 of the 2nd aspect which concerns on embodiment is further provided with the misrecognition prevention process part 28 for reducing the misrecognition in which the recognition part 26 recognizes an object accidentally in the 1st aspect. Is preferred.

上述の信号処理システム2は、認識部26の誤認識を低減することができる。   The signal processing system 2 described above can reduce erroneous recognition of the recognition unit 26.

また、実施形態に係る第3の態様の信号処理システム2は、第2の態様において、信号成分抽出部281と、外乱判断部282と、をさらに備えることが好ましい。信号成分抽出部281は、対象バンク5a毎の規格化強度njから物体の動きに起因した信号成分を求める。外乱判断部282は、信号成分の単位時間当たりの変動の大きさが、少なくとも2つの対象バンク5aのうち少なくとも1つの対象バンク5aにおいて所定値以上または所定値以下である場合、認識部26による認識処理を禁止する。もしくは、外乱判断部282は、認識部26による認識処理の結果を無効とする。   Moreover, it is preferable that the signal processing system 2 of the 3rd aspect which concerns on embodiment is further provided with the signal component extraction part 281 and the disturbance judgment part 282 in a 2nd aspect. The signal component extraction unit 281 obtains a signal component resulting from the movement of the object from the normalized strength nj for each target bank 5a. The disturbance determination unit 282 recognizes by the recognition unit 26 when the magnitude of fluctuation of the signal component per unit time is not less than a predetermined value or not more than a predetermined value in at least one target bank 5a out of at least two target banks 5a. Prohibit processing. Alternatively, the disturbance determination unit 282 invalidates the result of the recognition process performed by the recognition unit 26.

上述の信号処理システム2は、検知対象以外の物体の動きに起因する信号の急峻な時間的変動の有無に関わらず、検知対象の物体または検知対象の物体の動きを精度よく検知できる。さらに、信号処理システム2の簡便化、及び小型化を図ることができる。   The signal processing system 2 described above can accurately detect the movement of the detection target object or the detection target object regardless of the presence or absence of a sharp temporal change in the signal caused by the movement of the object other than the detection target. Furthermore, the signal processing system 2 can be simplified and downsized.

また、実施形態に係る第4の態様の信号処理システム2は、第2または第3の態様において、背景信号除去部283をさらに備えることが好ましい。認識部26は、物体または物体の動きを識別した場合、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布の特徴と、周波数分布の時間的な継続性の特徴と、の少なくとも一方により定常的な背景信号をさらに識別する。背景信号除去部283は、対象バンク5a毎の信号から背景信号を除去する。   Moreover, it is preferable that the signal processing system 2 of the 4th aspect which concerns on embodiment is further provided with the background signal removal part 283 in a 2nd or 3rd aspect. When recognizing the object or the movement of the object, the recognizing unit 26 at least one of the characteristics of the frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity nj for each target bank 5a and the characteristics of temporal continuity of the frequency distribution. To further identify stationary background signals. The background signal removal unit 283 removes the background signal from the signal for each target bank 5a.

上述の信号処理システム2は、検知対象以外の物体の動きに起因した誤認識を低減することができる。   The signal processing system 2 described above can reduce misrecognition caused by the movement of an object other than the detection target.

また、実施形態に係る第5の態様の信号処理システム2は、第2乃至第4の態様のいずれか一つにおいて、レベル設定部284と、パラメータ調整部285と、をさらに備えることが好ましい。レベル設定部284は、認識処理の識別対象に対する検知感度の高低を示す感度レベルを設定する。パラメータ調整部285は、検知感度を調整するパラメータを変化させる。そして、パラメータ調整部285は、感度レベルが高い場合、検知感度が高くなるようにパラメータを設定し、感度レベルが低い場合、検知感度が低くなるようにパラメータを設定する。   The signal processing system 2 according to the fifth aspect according to the embodiment preferably further includes a level setting unit 284 and a parameter adjustment unit 285 in any one of the second to fourth aspects. The level setting unit 284 sets a sensitivity level indicating the level of detection sensitivity with respect to an identification target of recognition processing. The parameter adjustment unit 285 changes a parameter for adjusting the detection sensitivity. Then, the parameter adjustment unit 285 sets the parameter so that the detection sensitivity is high when the sensitivity level is high, and sets the parameter so that the detection sensitivity is low when the sensitivity level is low.

上述の信号処理システム2は、検知感度向上と誤認識低減とのバランスをとりながら、検知対象以外の物体の動きに起因した誤認識を低減することができる。   The signal processing system 2 described above can reduce misrecognition caused by the movement of an object other than the detection target while balancing the improvement in detection sensitivity and the reduction in misrecognition.

また、実施形態に係る第6の態様の信号処理システム2では、第1乃至第5の態様のいずれか一つにおいて、認識部26は、予め決められた所定期間Trに含まれる対象バンク5a毎の規格化強度njの特徴に基づいて物体または物体の動きを識別することが好ましい。   In the signal processing system 2 of the sixth aspect according to the embodiment, in any one of the first to fifth aspects, the recognizing unit 26 recognizes each target bank 5a included in a predetermined period Tr. It is preferable to identify the object or the movement of the object based on the characteristics of the normalized intensity nj.

上述の信号処理システム2は、検知対象の物体または検知対象の物体の動きを精度よく識別できる。   The signal processing system 2 described above can accurately identify the object to be detected or the movement of the object to be detected.

また、実施形態に係る第7の態様の信号処理システム2では、第6の態様において、認識部26は、周波数分布に基づいて認識処理を行う場合、対象バンク5aにおける規格化強度njの時間変化を表す信号に特定の周波数成分が含まれるか否かを、規格化強度njの特徴とすることが好ましい。   Further, in the signal processing system 2 of the seventh aspect according to the embodiment, in the sixth aspect, when the recognition unit 26 performs the recognition processing based on the frequency distribution, the time change of the normalized strength nj in the target bank 5a Whether or not a specific frequency component is included in the signal representing the value is preferably a characteristic of the normalized strength nj.

上述の信号処理システム2は、検知対象の物体または検知対象の物体の動きを、簡易な処理で精度よく識別できる。   The signal processing system 2 described above can accurately identify the detection target object or the movement of the detection target object with a simple process.

また、実施形態に係る第8の態様の信号処理システム2では、第6の態様において、認識部26は、周波数分布に基づいて認識処理を行う場合、所定期間Trに含まれる対象バンク5a毎の規格化強度njのうち、少なくとも1つの規格化強度njが少なくとも1つの閾値R1,R2を横切って変化した回数を、規格化強度の特徴とすることが好ましい。   Further, in the signal processing system 2 of the eighth aspect according to the embodiment, in the sixth aspect, when the recognition unit 26 performs the recognition process based on the frequency distribution, the recognition unit 26 for each target bank 5a included in the predetermined period Tr. Of the normalized strengths nj, the number of times that at least one normalized strength nj has changed across at least one threshold value R1, R2 is preferably a characteristic of the normalized strength.

上述の信号処理システム2は、検知対象の物体または検知対象の物体の動きを、簡易な処理で精度よく識別できる。   The signal processing system 2 described above can accurately identify the detection target object or the movement of the detection target object with a simple process.

また、実施形態に係る第9の態様の信号処理システム2は、第1乃至第8の態様のいずれか一つにおいて、物体または物体の動きを識別することができる検知エリアの大きさまたは範囲を設定するエリア設定部291をさらに備えることが好ましい。   The signal processing system 2 of the ninth aspect according to the embodiment is the size or range of the detection area that can identify the object or the movement of the object in any one of the first to eighth aspects. It is preferable to further include an area setting unit 291 for setting.

上述の信号処理システム2は、検知対象の物体または検知対象の物体の動きに応じて、検知エリアを設定できるので、信号処理システム2の適用範囲が広がる。   Since the signal processing system 2 described above can set a detection area according to the detection target object or the movement of the detection target object, the application range of the signal processing system 2 is expanded.

また、実施形態に係る第10の態様の信号処理システム2は、第1乃至第9の態様のいずれか一つにおいて、物体の移動状態または物体の変動状態を識別する移動識別部292をさらに備えることが好ましい。センサ1は、無線信号を送信波として送信し、物体で反射した無線信号を反射波として受信する。そして、移動識別部292は、物体の移動または変動により生じる送信波と反射波との間の位相差の時間変化、またはセンサ信号に基づいて求めた物体までの距離の時間変化を用いて、移動状態または変動状態を識別する。   The signal processing system 2 according to the tenth aspect according to the embodiment further includes a movement identification unit 292 that identifies the movement state of the object or the fluctuation state of the object in any one of the first to ninth aspects. It is preferable. The sensor 1 transmits a radio signal as a transmission wave, and receives a radio signal reflected by an object as a reflected wave. Then, the movement identification unit 292 uses the time change of the phase difference between the transmitted wave and the reflected wave caused by the movement or fluctuation of the object, or the time change of the distance to the object obtained based on the sensor signal. Identifies a state or variation state.

上述の信号処理システム2は、物体の移動状態もさらに識別することで、物体の移動状態に応じた認識結果を得ることができる。   The signal processing system 2 described above can obtain a recognition result corresponding to the moving state of the object by further identifying the moving state of the object.

また、実施形態に係る第11の態様の信号処理システム2では、第1乃至第10の態様のいずれか一つにおいて、スライド時間Tsは、時間窓Wの時間長さ(窓設定値Ta)より小さいことが好ましい。   In the signal processing system 2 of the eleventh aspect according to the embodiment, in any one of the first to tenth aspects, the slide time Ts is based on the time length of the time window W (window setting value Ta). Small is preferable.

上述の信号処理システム2では、時間の進行方向にずれる前の時間窓W1と、時間の進行方向にずれた後の時間窓W2とは、時間軸方向において一部が重複する。したがって、センサ信号の特徴がより確実に抽出される。   In the signal processing system 2 described above, a part of the time window W1 before shifting in the time progressing direction overlaps with the time window W2 after shifting in the time progressing direction in the time axis direction. Therefore, the feature of the sensor signal is extracted more reliably.

また、実施形態に係る第12の態様のプログラムは、コンピュータシステムを、周波数分析部23と、信号強度処理部24と、認識部26と、時間設定部25と、して機能させる。周波数分析部23は、物体で反射した無線信号を受信するセンサ1からセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンク5aのそれぞれにおけるセンサ信号の強度を信号強度mjiとして求める。信号強度処理部24は、複数のフィルタバンク5aのうち少なくとも2つのフィルタバンク5aをそれぞれ対象バンク5aとする。信号強度処理部24は、対象バンク5a毎の信号強度mjiの時間変化を表すバンク信号Yjに適用した時間窓W内において信号強度mjiを平滑する平滑化処理(第2平滑化処理)、及び信号強度mjiを規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、対象バンク5a毎のセンサ信号の規格化強度njを求める。認識部26は、対象バンク5a毎の規格化強度njから決まるセンサ信号の周波数分布、または規格化強度njの成分比との少なくとも一方により物体(検知対象物)または物体の動き(検知対象事象)を識別する認識処理を行う。時間設定部25は、時間窓Wの時間長さ(窓設定値Ta)を可変に設定することができる。そして、信号強度処理部24は、バンク信号Yjに対して時間窓Wを所定のスライド時間Tsずつずらす毎に平滑化処理を実行する。   The program of the twelfth aspect according to the embodiment causes the computer system to function as the frequency analysis unit 23, the signal strength processing unit 24, the recognition unit 26, and the time setting unit 25. The frequency analysis unit 23 receives the sensor signal from the sensor 1 that receives the radio signal reflected by the object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of the plurality of filter banks 5a as the signal intensity mji. The signal strength processing unit 24 sets at least two filter banks 5a among the plurality of filter banks 5a as target banks 5a. The signal intensity processing unit 24 performs a smoothing process (second smoothing process) for smoothing the signal intensity mji within the time window W applied to the bank signal Yj representing the time change of the signal intensity mji for each target bank 5a, and the signal A normalization process for normalizing the intensity mji is executed to obtain the normalized intensity nj of the sensor signal for each target bank 5a. The recognizing unit 26 detects the object (detection target) or the movement of the object (detection target event) based on at least one of the frequency distribution of the sensor signal determined from the standardized intensity nj for each target bank 5a and the component ratio of the standardized intensity nj. A recognition process for identifying is performed. The time setting unit 25 can variably set the time length of the time window W (window setting value Ta). Then, the signal intensity processing unit 24 executes a smoothing process every time the time window W is shifted by a predetermined slide time Ts with respect to the bank signal Yj.

上述のプログラムは、コンピュータシステムに上述の信号処理システム2の各機能を実行させることができる。したがって、プログラムは、物体の大きさ、形状、または動きなどに関わらず、物体または物体の動きの識別精度を維持することができる。   The above-described program can cause a computer system to execute each function of the above-described signal processing system 2. Therefore, the program can maintain the identification accuracy of the object or the movement of the object regardless of the size, shape, movement or the like of the object.

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。   The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.

1 センサ
2 信号処理システム
23 周波数分析部
24 信号強度処理部
25 時間設定部
26 認識部
261 物体認識部
262 背景認識部
28 誤認識防止処理部
281 信号成分抽出部
282 外乱判断部
283 背景信号除去部
284 レベル設定部
285 パラメータ調整部
291 エリア設定部
292 移動識別部
5a フィルタバンク、対象バンク
mji 信号強度
nj 規格化強度
Yj バンク信号
W 時間窓
Ta 窓設定値
Ts スライド時間
Tr 所定期間
R1,R2 閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor 2 Signal processing system 23 Frequency analysis part 24 Signal strength processing part 25 Time setting part 26 Recognition part 261 Object recognition part 262 Background recognition part 28 False recognition prevention processing part 281 Signal component extraction part 282 Disturbance judgment part 283 Background signal removal part 284 Level setting unit 285 Parameter adjustment unit 291 Area setting unit 292 Movement identification unit 5a Filter bank, target bank mji Signal strength nj Normalization strength Yj Bank signal W Time window Ta Window setting value Ts Slide time Tr Predetermined period R1, R2 Threshold

Claims (12)

物体で反射した無線信号を受信するセンサからセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンクのそれぞれにおける前記センサ信号の強度を信号強度として求める周波数分析部と、
前記複数のフィルタバンクのうち少なくとも2つのフィルタバンクをそれぞれ対象バンクとし、前記対象バンク毎の前記信号強度の時間変化を表すバンク信号に適用した時間窓内において前記信号強度を平滑する平滑化処理、及び前記信号強度を規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、前記対象バンク毎の前記センサ信号の規格化強度を求める信号強度処理部と、
前記対象バンク毎の前記規格化強度から決まる前記センサ信号の周波数分布、または前記規格化強度の成分比との少なくとも一方により前記物体または前記物体の動きを識別する認識処理を行う認識部と、
前記時間窓の時間長さを可変に設定することができる時間設定部と、を備え、
前記信号強度処理部は、前記バンク信号に対して前記時間窓を所定のスライド時間ずつずらす毎に前記平滑化処理を実行する
ことを特徴とする信号処理システム。
A frequency analysis unit that receives a sensor signal from a sensor that receives a radio signal reflected by an object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of a plurality of filter banks as a signal intensity;
A smoothing process for smoothing the signal strength within a time window applied to a bank signal representing a time change of the signal strength for each target bank, wherein at least two filter banks of the plurality of filter banks are each set as a target bank; And a signal strength processing unit for performing a standardization process for normalizing the signal strength, and obtaining a standardized strength of the sensor signal for each target bank,
A recognition unit for performing recognition processing for identifying the object or the movement of the object by at least one of a frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank, or a component ratio of the normalized intensity;
A time setting unit capable of variably setting the time length of the time window,
The signal strength processing unit executes the smoothing process every time the time window is shifted by a predetermined slide time with respect to the bank signal.
前記認識部が前記物体を誤って認識する誤認識を低減するための誤認識防止処理部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1記載の信号処理システム。
The signal processing system according to claim 1, further comprising a misrecognition prevention processing unit for reducing misrecognition by which the recognition unit erroneously recognizes the object.
前記誤認識防止処理部は、信号成分抽出部と、外乱判断部と、を有し、
前記信号成分抽出部は、前記対象バンク毎の前記規格化強度から前記物体の動きに起因した信号成分を求め、
前記外乱判断部は、前記信号成分の単位時間当たりの変動の大きさが、前記少なくとも2つの対象バンクのうち少なくとも1つの対象バンクにおいて所定値以上または所定値以下である場合、前記認識部による前記認識処理を禁止する、もしくは前記認識部による前記認識処理の結果を無効とする
ことを特徴とする請求項2記載の信号処理システム。
The erroneous recognition prevention processing unit includes a signal component extraction unit and a disturbance determination unit,
The signal component extraction unit obtains a signal component resulting from the movement of the object from the normalized intensity for each target bank,
When the magnitude of the fluctuation per unit time of the signal component is equal to or greater than a predetermined value or less than a predetermined value in at least one target bank of the at least two target banks, the disturbance determination unit The signal processing system according to claim 2, wherein a recognition process is prohibited or a result of the recognition process by the recognition unit is invalidated.
前記誤認識防止処理部は、背景信号除去部を有し、
前記認識部は、前記物体または前記物体の動きを識別した場合、前記対象バンク毎の前記規格化強度から決まる前記センサ信号の周波数分布の特徴と、前記周波数分布の時間的な継続性の特徴と、の少なくとも一方により定常的な背景信号をさらに識別し、
前記背景信号除去部は、前記対象バンク毎の信号から前記背景信号を除去する
ことを特徴とする請求項2または3記載の信号処理システム。
The erroneous recognition prevention processing unit has a background signal removal unit,
When the recognition unit identifies the object or the movement of the object, the frequency distribution characteristic of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank, and the temporal continuity characteristic of the frequency distribution, Further identifying a stationary background signal by at least one of
The signal processing system according to claim 2, wherein the background signal removing unit removes the background signal from the signal for each target bank.
前記誤認識防止処理部は、レベル設定部と、パラメータ調整部と、を有し、
前記レベル設定部は、前記認識処理の識別対象に対する検知感度の高低を示す感度レベルを設定し、
前記パラメータ調整部は、前記検知感度を調整するパラメータを変化させるように構成され、前記感度レベルが高い場合、前記検知感度が高くなるように前記パラメータを設定し、前記感度レベルが低い場合、前記検知感度が低くなるように前記パラメータを設定する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の信号処理システム。
The erroneous recognition prevention processing unit includes a level setting unit and a parameter adjustment unit,
The level setting unit sets a sensitivity level indicating a level of detection sensitivity with respect to an identification target of the recognition process,
The parameter adjustment unit is configured to change a parameter for adjusting the detection sensitivity, and when the sensitivity level is high, the parameter is set so that the detection sensitivity is high, and when the sensitivity level is low, The signal processing system according to any one of claims 2 to 4, wherein the parameter is set so that the detection sensitivity is low.
前記認識部は、予め決められた所定期間に含まれる前記対象バンク毎の前記規格化強度の特徴に基づいて前記物体または前記物体の動きを識別する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の信号処理システム。
The said recognition part identifies the said object or the motion of the said object based on the characteristic of the said normalization intensity | strength for every said object bank contained in the predetermined period decided beforehand. A signal processing system according to claim 1.
前記認識部は、前記周波数分布に基づいて前記認識処理を行う場合、前記対象バンクにおける前記規格化強度の時間変化を表す信号に特定の周波数成分が含まれるか否かを、前記規格化強度の特徴とする
ことを特徴とする請求項6記載の信号処理システム。
When the recognition unit performs the recognition process based on the frequency distribution, whether the signal representing the temporal change in the normalized strength in the target bank includes a specific frequency component is determined based on the normalized strength. The signal processing system according to claim 6, wherein the signal processing system is characterized.
前記認識部は、前記周波数分布に基づいて前記認識処理を行う場合、前記所定期間に含まれる前記対象バンク毎の前記規格化強度のうち、少なくとも1つの規格化強度が少なくとも1つの閾値を横切って変化した回数を、前記規格化強度の特徴とする
ことを特徴とする請求項6記載の信号処理システム。
When the recognition unit performs the recognition process based on the frequency distribution, at least one standardized strength of the target banks included in the predetermined period crosses at least one threshold. The signal processing system according to claim 6, wherein the number of times of change is a characteristic of the normalized strength.
前記物体または前記物体の動きを識別することができる検知エリアの大きさまたは範囲を設定するエリア設定部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の信号処理システム。
The signal processing system according to claim 1, further comprising an area setting unit that sets a size or a range of a detection area that can identify the object or a motion of the object. .
前記物体の移動状態または前記物体の変動状態を識別する移動識別部をさらに備え、
前記センサは、前記無線信号を送信波として送信し、前記物体で反射した前記無線信号を反射波として受信し、
前記移動識別部は、前記物体の移動または変動により生じる前記送信波と前記反射波との間の位相差の時間変化、または前記センサ信号に基づいて求めた前記物体までの距離の時間変化を用いて、前記移動状態または前記変動状態を識別する
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の信号処理システム。
A movement identification unit for identifying a movement state of the object or a variation state of the object;
The sensor transmits the radio signal as a transmission wave, receives the radio signal reflected by the object as a reflected wave,
The movement identification unit uses a time change of a phase difference between the transmitted wave and the reflected wave caused by movement or fluctuation of the object, or a time change of a distance to the object obtained based on the sensor signal. The signal processing system according to claim 1, wherein the movement state or the fluctuation state is identified.
前記スライド時間は、前記時間窓の前記時間長さより小さい
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の信号処理システム。
The signal processing system according to any one of claims 1 to 10, wherein the slide time is smaller than the time length of the time window.
コンピュータシステムを、
物体で反射した無線信号を受信するセンサからセンサ信号を受け取り、複数のフィルタバンクのそれぞれにおける前記センサ信号の強度を信号強度として求める周波数分析部と、
前記複数のフィルタバンクのうち少なくとも2つのフィルタバンクをそれぞれ対象バンクとし、前記対象バンク毎の前記信号強度の時間変化を表すバンク信号に適用した時間窓内において前記信号強度を平滑する平滑化処理、及び前記信号強度を規格化する規格化処理をそれぞれ実行して、前記対象バンク毎の前記センサ信号の規格化強度を求める信号強度処理部と、
前記対象バンク毎の前記規格化強度から決まる前記センサ信号の周波数分布、または前記規格化強度の成分比との少なくとも一方により前記物体または前記物体の動きを識別する認識処理を行う認識部と、
前記時間窓の時間長さを可変に設定することができる時間設定部と、して機能させ、
前記信号強度処理部は、前記バンク信号に対して前記時間窓を所定のスライド時間ずつずらす毎に前記平滑化処理を実行する
ことを特徴とするプログラム。
Computer system
A frequency analysis unit that receives a sensor signal from a sensor that receives a radio signal reflected by an object, and obtains the intensity of the sensor signal in each of a plurality of filter banks as a signal intensity;
A smoothing process for smoothing the signal intensity within a time window applied to a bank signal representing a time change of the signal intensity for each target bank, wherein at least two filter banks of the plurality of filter banks are each set as a target bank; And a signal strength processing unit that performs a standardization process for normalizing the signal strength, and obtains a standardized strength of the sensor signal for each target bank,
A recognition unit for performing recognition processing for identifying the object or the movement of the object by at least one of a frequency distribution of the sensor signal determined from the normalized intensity for each target bank, or a component ratio of the normalized intensity;
Function as a time setting unit capable of variably setting the time length of the time window;
The signal strength processing unit executes the smoothing process every time the time window is shifted by a predetermined slide time with respect to the bank signal.
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