JP4835208B2 - Urinal cleaning device and urinal flushing system - Google Patents

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本発明は、小便器洗浄装置及び小便器洗浄システムに関し、さらに詳細には、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号に基づいて尿流検出を行い、ボール部内に洗浄水を供給する小便器洗浄装置及び小便器洗浄システムに関する。 The present invention relates to a urinal cleaning device and urinal flushing system, more particularly, performs urine flow detection based on the Doppler signal outputted from the microwave Doppler sensor, urinals washed supplying cleaning water into the bowl portion device and to a urinal flushing system.

従来より、マイクロ波ドップラセンサを用いて人体や尿流を検出し、小便器のボール部内を洗浄する小便器洗浄装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, to detect the human body and urine flow using a microwave Doppler sensor, and urinals cleaning device is known to clean the ball portion of the urinal (e.g., see Patent Document 1).

この種の小便器洗浄装置は、赤外線によって人体検出などを行う小便器洗浄装置に比べ、センサを小便器内に配置することができる点で有効である。 This type of urinal cleaning apparatus, compared to the urinal cleaning apparatus for performing human body detection by the infrared, it is effective in that it can be placed sensors in the urinal. すなわち、マイクロ波が陶器を透過することができるという特性を利用して、マイクロ波ドップラセンサを小便器の内側に隠すことができるため、小便器洗浄装置の美観を向上させることができるのである。 That is, by utilizing the property that can be microwave is transmitted through the pottery, it is possible to hide the microwave Doppler sensor to the inside of the urinal, it is possible to improve the aesthetics of the urinal cleaning device.

また、マイクロ波ドップラセンサはドップラ効果を利用していることから、速度を検出することによって、尿流を使用者の体の動き等と区別して検出できる点で有効である。 Further, the microwave Doppler sensor since it utilizes the Doppler effect, by detecting the speed, it is effective in that it can detect in distinction from the movement of the user's body the urine flow like. すなわち、マイクロ波ドップラセンサにより尿流を検出した後にのみ小便器のボール部内を洗浄することによって、利用者が用を足していないときに小便器の洗浄を行ってしまうことを防止することができる。 That is, it is possible to prevent the done by washing the ball portion of only urinal after detecting the urine flow, the cleaning of the urinal when the user does not add the use by microwave Doppler sensor .

ところが、このような小便器洗浄装置を蛍光灯のあるトイレブースに設置した場合、蛍光灯の配置や小便器洗浄装置の配置によっては、蛍光灯が発生するノイズがマイクロ波ドップラセンサによって受信されることがある。 However, when installing such a urinal cleaning apparatus to the toilet booth with a fluorescent lamp, depending on the arrangement of the fluorescent lamp arrangement and urinal cleaning device, noise fluorescent lamp is generated is received by a microwave Doppler sensor Sometimes. このようにノイズが受信されると、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号にノイズの影響が出る。 Thus the noise is received, exits the influence of noise on the Doppler signal outputted from the microwave Doppler sensor. このようにドップラ信号にノイズが混入すると、誤検出や検出漏れを起こしてしまうことがあり、尿流等の検出が困難になることがある。 Thus noise is mixed in the Doppler signal, may inadvertently cause false detection and detection failure, it may become difficult to detect the urine flow like.

そこで、本出願人は、特許文献2に示すように、適応フィルタやノッチフィルタなどのデジタルフィルタを用いて、蛍光灯などからのノイズをマイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号から除去する便器洗浄装置を提案している。 Therefore, the applicant, as described in Patent Document 2, by using a digital filter such as an adaptive filter or a notch filter, the toilet flushing to be removed from the Doppler signal output of the noise from fluorescent lamps from the microwave Doppler sensor It has proposed a system.
実開平2−69760号公報 Real Hei 2-69760 Patent Publication 特開2004−293216号公報 JP 2004-293216 JP

ところで、上記のような小便器洗浄装置は、家庭用トイレブースなどを除き、同一トイレブース内に複数設置されることが多い。 Incidentally, urinal cleaning device as described above, except for household toilet booth, multiple installation is often in the same toilet booth. たとえば、空港、駅、ホテル等のトイレブースなどである。 For example, at airports, train stations, such as toilet booth such as hotels. しかし、上記のような小便器洗浄装置が同一トイレブース内に複数設置されると、隣接した小便器洗浄装置のマイクロ波センサ同士が影響しあい、人体や尿流の正常な検出ができないことがある。 However, when the above-described urinal cleaning device is more placed in the same toilet booth, mutually influence microwave sensor between adjacent urinal cleaning device, it may not be successful detection of a human body and urine flow .

このようなマイクロ波センサ同士の影響を低減する問題に対して、特開2005−265615号公報には、マイクロ波ドップラセンサの動作をランダム周期で間欠的に行うことによって、マイクロ波ドップラセンサ同士の影響を無視できる程度にまで抑制し、マイクロ波ドップラセンサによる検出精度を向上させる技術が提案されている。 To the problem of reducing the effect of each other such microwave sensor, JP-A-2005-265615 discloses, by performing intermittently at random cycle operation of the microwave Doppler sensor, between the microwave Doppler sensor effect suppressed to an extent that a negligible technique for improving the detection accuracy of the microwave Doppler sensor is proposed.

そこで、小便器洗浄装置に本技術、すなわちマイクロ波ドップラセンサの動作をランダム周期で間欠的に行う技術を適用することにより、マイクロ波センサ同士の影響を低減することが考えられる。 The present technology urinal cleaning device, i.e. by applying intermittently performed art random cycle operation of the microwave Doppler sensor, it is conceivable to reduce the influence of each other microwave sensor.

ところが、当該技術を上記従来の小便器洗浄装置にそのまま適用すると、デジタルフィルタによるノイズ低減効果が十分に得られなくなり、誤検出や検出漏れの恐れがあることが本発明者の鋭意研究によって見出された。 However, when directly applied to the art of the above-mentioned conventional urinal cleaning apparatus, the noise reduction effect by the digital filter are not sufficiently obtained, heading that there is a risk of erroneous detection and detection leakage by extensive studies of the present inventors It has been. すなわち、マイクロ波ドップラセンサの動作をランダム周期で間欠的に行うと、適応フィルタなどのデジタルフィルタによるノイズ除去機能が低減するのである。 That is, when intermittently performing random cycle operation of the microwave Doppler sensor, noise removal function is to reduce by the digital filter, such as adaptive filters.

そこで、本発明は、マイクロ波ドップラセンサの動作をランダム周期で間欠的に行う場合においても、蛍光灯などからのノイズによる誤動作を抑制することができる小便器洗浄装置を提供することを目的とする。 The present invention, when conducted intermittently at random cycle operation of the microwave Doppler sensor is also an object to provide a urinal cleaning apparatus capable of suppressing the malfunction due to noise from fluorescent lamps .

そこで、請求項1に記載の発明は、小便器と、前記小便器のボール部内へ洗浄水を供給する給水バルブと、前記ボール部に向けて電波を送信し、その反射波を受信してドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサと、前記ドップラ信号に基づいて尿流検出を行い、当該尿流検出に応じて前記給水バルブを制御し、前記ボール部内に洗浄水を供給する制御部と、を有する小便器洗浄装置において、前記制御部は、ランダムなサンプリング周期で前記マイクロ波ドップラセンサを間欠動作させるセンサ制御手段と、前記サンプリング周期で出力されるドップラ信号を順次A/D変換してドップラ信号データを生成するA/D変換手段と、前記ドップラ信号データを所定の等間隔サンプリング周期のデータへ補間する周期補間手段と、補間し Therefore, the invention according to claim 1, and urinal, a water supply valve for supplying cleaning water to the bowl portion of the urinal, and sends radio waves towards the ball portion, receives the reflected wave Doppler a microwave Doppler sensor for generating a signal performs the Doppler signal urine flow detection based on, controls the water supply valve in response to the urine flow detection, and a control unit for supplying wash water into the bowl portion having the urinal cleaning device, wherein the control unit includes a sensor control means for intermittently operating the microwave Doppler sensor in a random sampling period, the Doppler signals are sequentially a / D converting the Doppler signal output by the sampling period a / D converting means for generating data, a periodic interpolation means for interpolating the Doppler signal data to the data of a predetermined equidistant sampling period, the interpolation and 前記等間隔サンプリング周期のデータに含まれるノイズを除去するデジタルフィルタと、を有し、前記デジタルフィルタの出力に応じて前記尿流検出を行うことを特徴とする。 Wherein a digital filter for removing noise contained in the data of equidistant sampling period, and is characterized by performing the urine flow detection according to an output of the digital filter.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の小便器洗浄装置において、前記デジタルフィルタは、適応フィルタであることを特徴とする。 The invention described in Claim 2 is the urinal cleaning apparatus according to claim 1, wherein the digital filter is characterized by an adaptive filter.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の小便器洗浄装置において、前記周期補間手段は、前記A/D変換手段が出力する、連続した少なくとも2つ以上のA/D出力値を元に、前記補間を行うことを特徴とする。 Further, the invention according to claim 3, in urinal cleaning apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein the periodic interpolation means outputs said A / D converting means, successive at least two based on the a / D output value, and performs the interpolation.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の小便器洗浄装置を複数設けてなる小便器洗浄システムとした。 The invention according to claim 4, was urinal flushing system comprising a plurality of urinal cleaning device according to any one of claims 1 to 3.

請求項1及び請求項4に記載の発明によれば、マイクロ波ドップラセンサを備えた小便器洗浄装置において、ランダム周期でマイクロ波ドップラセンサを間欠的に動作させることによって、他の小便器洗浄装置との干渉を可及的に抑制しつつ、ランダム周期で得られたデータを補間することによってデジタルフィルタのノイズ低減効果の低下を抑制して、尿流検出の精度を向上させることができる。 According to the invention described in claim 1 and claim 4, in urinal cleaning apparatus provided with a microwave Doppler sensor, by intermittently operating microwave Doppler sensor in a random period, other urinal cleaning device while suppressed as much as possible interference with, it is possible to suppress the reduction in the noise reduction effect of the digital filter by interpolating data obtained by the random period, to improve the accuracy of urine flow detection.

また、請求項2に記載の発明によれば、ランダム周期で得られたデータを補間することによって適応フィルタによるノイズ低減効果の低下を抑制することができ、尿流検出の精度を向上させることができる。 Further, according to the invention of claim 2, it is possible to suppress the reduction of the noise reduction effect by the adaptive filter by interpolating data obtained by the random period, it is possible to improve the accuracy of the urine flow detection it can.

また、請求項3に記載の発明によれば、連続した少なくても2つ以上のA/D出力値を元に補間するので、制御部に新たな部品を追加することなく構成できる。 Further, according to the invention described in claim 3, since the interpolation be less continuous based on two or more A / D output value can be configured without adding new components to the control unit.

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。 It will be described below based on best embodiments of the present invention with reference to the drawings. 本実施形態においては、図1に示すように、トイレブース内に人体検出や尿流検出をマイクロ波ドップラセンサを用いて行う小便器洗浄装置Aを複数隣接させて配置した小便器洗浄装置システムSに関して説明する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1, urinal cleaning system the urinal cleaning device A was placed in several adjacent performed using a microwave Doppler sensor person detecting and urine flow detected within the toilet booth S It will be described.

図2は本発明の実施形態における小便器洗浄装置Aの全体構成図、図3は小便器洗浄装置Aの制御部8の概略構成図である。 Figure 2 is an overall configuration diagram of a urinal cleaning device A according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic diagram of a control unit 8 of the urinal cleaning device A.

図2に示すように、本実施形態における小便器洗浄装置Aは、小便器1と、ボール部2と、給水路3の中途部に設けられ、小便器1のボール部2内へ洗浄水を供給する給水バルブ4と、ボール部2の底部に配置され、小便器1のボール部内の汚水を排水する排水路5と、この排水路5に連通するトラップ管路6と、小便器1のボール部2に向けて電波を送信し、その反射波を受信してドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサ7と、このマイクロ波ドップラセンサ7から出力されるドップラ信号に基づいて尿流検出を行い、この尿流検出の結果に応じて給水バルブ4を制御し、ボール部2内に洗浄水を供給する制御部8とを有している。 As shown in FIG. 2, urinal cleaning device A in this embodiment, the urinal 1, a ball portion 2, is provided in the middle portion of the water supply passage 3, the washing water to the urinal 1 of the ball portion 2 a water supply valve 4 for supplying, located at the bottom of the ball part 2, and the drain passage 5 for draining sewage in the ball portion of the urinal 1, the trap pipe 6 communicating with the drainage channel 5, the urinal 1 ball It transmits radio waves towards the part 2, a microwave Doppler sensor 7 for generating a Doppler signal by receiving the reflected waves, perform urine flow detection based on the Doppler signal outputted from the microwave Doppler sensor 7, the urine flow depending on the result of detection to control the water supply valve 4, and a control unit 8 for supplying cleaning water into the bowl portion 2. なお、給水バルブ4は、電磁弁などから構成される。 Incidentally, the water supply valve 4 is composed of an electromagnetic valve.

マイクロ波ドップラセンサ7は、小便器1の上部背面側に配置され、ボール部2を含む斜め下前方に向けてマイクロ波を放射して送信し、このマイクロ波の反射波を受信するものであり、尿流検出、すなわち小便器1のボール部2に尿が流れたことのほか、小便器1に人体が近づいてきたこと(人体近接)や小便器から人体が遠ざかったこと(人体離反)を検出するために用いられるものであり、図3に示すように構成されている。 Microwave Doppler sensor 7 is disposed on the upper rear side of the urinal 1, which sends to radiate microwaves obliquely downward and forward, including a ball portion 2, receives a reflected wave of the microwave , urine flow detection, ie addition of that urine flows through the ball portion 2 of the urinal 1, that the human body has been close to the urinal 1 (human body proximity) and that the human body moves away from the urinal (the human body away) is intended to be used to detect, it is configured as shown in FIG.

すなわち、マイクロ波ドップラセンサ7は、小便器1の上部背面側から正面側のボール部2に向けて電波を送信するために10.525GHzの電気信号である送信信号S1を生成する発振器71と、発振器71から出力される送信信号S1を10.525GHzのマイクロ波として送信する送信手段72と、送信手段72から送信されたマイクロ波が検出対象物によって反射され、その反射波を受信して電気信号に変換した受信信号S2を出力する受信手段73と、送信信号S1の周波数と受信信号S2の周波数との差分信号であるドップラ信号S3を出力する差分検出手段74から構成される。 In other words, the microwave Doppler sensor 7 includes an oscillator 71 for generating a transmission signal S1 which is an electrical signal of 10.525GHz to transmit radio waves toward the ball portion 2 of the front side from the upper rear side of the urinal 1, and transmitting means 72 for transmitting a transmission signal S1 output from the oscillator 71 as a microwave of 10.525 GHz, microwaves transmitted from the transmitting means 72 is reflected by the detection object, an electric signal by receiving the reflected wave a receiving means 73 for outputting a reception signal S2 is converted to, and a difference detection means 74 for outputting a Doppler signal S3 which is a difference signal between the frequency of the frequency of the transmission signal S1 received signal S2.

このマイクロ波ドップラセンサ7は、ドップラ効果を利用して以下の式(1)に基づいて検出対象物の動きを検出するために用いられるものである。 The microwave Doppler sensor 7, and is used to detect the movement of the detection target based on the equation (1) below by using the Doppler effect.

基本式:ΔF=FS―Fb=2×FS×ν/c ・・・(1) Basic formula: ΔF = FS-Fb = 2 × FS × ν / c ··· (1)
ΔF:ドップラ 周波数(ドップラ信号S3の周波数) ΔF: Doppler frequency (frequency of the Doppler signal S3)
FS:送信周波数(送信信号S1の周波数) FS: transmission frequency (frequency of the transmission signal S1)
Fb:反射周波数(受信信号S2の周波数) Fb: reflection frequency (frequency of the received signal S2)
ν:物体の移動速度 c:光速(300×10 6 m/s) [nu: moving speed of the object c: speed of light (300 × 10 6 m / s )

すなわち、送信手段72から送信された周波数FSのマイクロ波は、速度νで移動している物体に反射する。 That is, the microwave frequency FS transmitted from the transmitting unit 72 is reflected on the moving object at a speed [nu. この反射波は、相対運動によるドップラ周波数シフトを受けているためその周波数はFbとなる。 The reflected wave, the frequency for receiving the Doppler frequency shift due to relative movement becomes Fb. そして、差分検出手段74によって、送信波と反射波の周波数差ΔFであるドップラ信号S3が検出信号として取り出され、このドップラ信号S3に基づいて、人体検出(人体接近検出や人体離反検出)及び尿流検出が行われる。 Then, the difference detecting means 74, the Doppler signal S3 is a frequency difference ΔF of the transmitted wave and the reflected wave is extracted as a detection signal, based on the Doppler signal S3, the human body detection (human body approach detection and a human body away from detection) and urine detection flow is carried out.

ここで、本実施形態においては、物体の速度νが0.7(m/s)程度以下の速度であるときに、小便器洗浄装置Aを利用する人体が存在するものとして検出し、物体の速度νが1.4〜2.6(m/s)の速度のときにボール部2内に尿が流れているものとして検出するようにしている。 In the present embodiment, when the speed of the object ν is the speed of more than about 0.7 (m / s), and detected as the human body to utilize urinal cleaning device A is present, the object of the speed ν is detected as what urine is flowing into the bowl portion 2 when the speed of 1.4~2.6 (m / s). したがって、人体検出するドップラ信号S3は凡そ50(Hz)以下となり、尿流検出するドップラ信号S3は凡そ100〜180(Hz)となる。 Therefore, the Doppler signal S3 for human body detected approximately becomes 50 (Hz) or less, the Doppler signal S3 for detecting the urine flow is approximately 100 to 180 (Hz).

また、マイクロ波ドップラセンサ7は、制御部8に接続されており、この制御部8によってその動作が制御され、かつドップラ信号S3に基づいた処理が行われる。 Further, the microwave Doppler sensor 7 is connected to the control unit 8, the operation is controlled by the control unit 8, and processing based on the Doppler signal S3 is performed.

制御部8は、図3に示すように、マイクロ波ドップラセンサ7から出力されるドップラ信号S3を増幅する増幅器10と、マイクロコンピュータ11から構成される。 Control unit 8, as shown in FIG. 3, an amplifier 10 for amplifying the Doppler signal S3 outputted from the microwave Doppler sensor 7, composed of a microcomputer 11.

マイクロコンピュータ11は、乱数を発生する乱数発生器26と、マイクロ波ドップラセンサ7からのマイクロ波送信タイミングを乱数発生器26が生成する乱数に基づいて制御するセンサ制御手段としての送信タイミング制御手段27とを有している。 The microcomputer 11 includes a random number generator 26 for generating a random number, the microwave transmission timing control means as a sensor control means for controlling, based on the random number of microwave transmission timing random number generator 26 generates from the Doppler sensor 7 27 and it has a door. ここで、乱数発生器26は、1〜α(たとえば、α=1000)の範囲内の乱数xを生成するように構成しているものとする。 Here, the random number generator 26 is assumed to be configured to generate a random number x in the range of 1~Arufa (e.g., alpha = 1000).

送信タイミング制御手段27は、乱数発生器26が生成する乱数xに基づいて、以下の式(2)による演算を行い、マイクロ波ドップラセンサ7を駆動させるためのタイミングt(n)を生成する。 Transmission timing control unit 27, based on a random number x of the random number generator 26 generates, performs a calculation according to equation (2) below, to produce a timing t (n) for driving the microwave Doppler sensor 7. ここで、nはタイミングを生成するたびに+1だけインクリメントされる変数であり、t(n)はn番目のタイミング、β(n)はn番目の乱数xを意味する。 Here, n is the variable that is incremented by +1 each time to generate the timing, t (n) is the n-th timing, beta (n) denotes the n th random number x. なお、ここでは、T1=2(ms)とし、式(2)の演算をT1ごとに行うこととする。 Here, the T1 = 2 (ms), and to perform the calculation of the equation (2) for each T1. ただし、T1は2(ms)に限られるものではなく、たとえば、0.2(ms)としてもよい。 However, T1 is not limited to 2 (ms), for example, it may be 0.2 (ms).

t(n)=(n−1)×T1+β(n)/α×T1(ms)・・・(2) t (n) = (n-1) × T1 + β (n) / α × T1 (ms) ··· (2)

このように生成されるタイミングt(n)ごとに、マイクロ波ドップラセンサ7を駆動させるためのHighレベルの駆動信号S10がT2幅(ここでは、T2=10μsとする。)で送信される。 For each generated in this way is the timing t (n), the driving signal S10 High level for driving the microwave Doppler sensor 7 (in this case, and T2 = 10 [mu] s.) T2 width is transmitted in. このようにして生成された駆動信号S10の例を図4に示す。 An example of a drive signal S10 The thus generated in FIG.

マイクロ波ドップラセンサ7は、Highレベルの駆動信号S10が送信タイミング制御手段27から送信されている間、発振器71を動作させ、送信手段72からマイクロ波を出力し、その反射波に基づいたドップラ信号S3を出力する。 Microwave Doppler sensor 7, while the drive signal S10 High level is sent from the transmission timing control unit 27, an oscillator 71 is operated, and outputs a microwave from the transmitting unit 72, the Doppler signal based on the reflected wave and outputs the S3.

このようにランダムな不等間隔サンプリング周期で取得及び出力されるドップラ信号S3は、増幅器10で増幅され、マイクロコンピュータ11に入力される。 The Doppler signal S3 acquired and output by the random irregular intervals sampling period as is amplified by the amplifier 10, is inputted to the microcomputer 11.

マイクロコンピュータ11は、増幅器10で増幅されたドップラ信号S4をA/D変換してデジタルドップラ信号データS5を生成するA/D変換手段としてのA/Dコンバータ20を有しており、送信タイミング制御手段27から出力されるHighレベルの駆動信号S10と同期して動作するように構成されている。 The microcomputer 11 has an A / D converter 20 of the Doppler signal S4 amplified by the amplifier 10 as the A / D converting means for A / D conversion generates a digital Doppler signal data S5, the transmission timing control It is configured to operate in synchronization with the drive signal S10 High level output from the unit 27. このように駆動信号S10によりランダムな不等間隔サンプリング周期でマイクロ波ドップラセンサ7及びA/Dコンバータ20を間欠動作させ、デジタルドップラ信号データS5を生成する。 Thus the microwave Doppler sensor 7 and the A / D converter 20 in a random non-equidistant sampling period is intermittently operated by the drive signal S10, it generates a digital Doppler signal data S5. 図5にデジタルドップラ信号データS5(t(1)〜t(9))の例を示す。 Figure 5 shows an example of a digital Doppler signal data S5 (t (1) ~t (9)).

また、マイクロコンピュータ11は、A/Dコンバータ20から出力されるデジタルドップラ信号データS5を所定の等間隔サンプリング周期(ここでは、2(ms)とする。)のデータへ補間する周期補間手段21、補間したデジタルドップラ信号データS6(以下、「補間データS6」とする。)に含まれるノイズを除去するデジタルフィルタである適応フィルタ22、人体検出に必要な周波数帯域F1(50(Hz)以下)を通過させそれ以外の帯域を除去するための第1帯域フィルタ23aと尿流検出に必要な周波数帯域F2(100〜180(Hz))を通過させそれ以外の帯域を除去するための第2帯域フィルタ23bとを有するバンドパスフィルタ23、適応フィルタ22及びバンドパスフィルタ23によってノイズ除去されたデジタルドップラ信号データS8 The microcomputer 11, A / D converter 20 a digital Doppler signal data S5 outputted from a predetermined equidistant sampling period (in this case, 2 (ms) to.) Periodic interpolation means 21 for interpolating the data, interpolated digital Doppler signal data S6 (hereinafter, "interpolated data S6" and.) is a digital filter for removing noise contained in the adaptive filter 22, a frequency band F1 necessary to the human body detecting (50 (Hz) or less) second band-pass filter for removing a band other than it is passed through the first band-pass filter 23a and the frequency band necessary for urine flow detection for removing bands other than it is passed through F2 (100~180 (Hz)) bandpass filter 23 and a 23b, the digital Doppler signal data S8 with noise removed therefrom by the adaptive filter 22 and a band-pass filter 23 S8'から人体検出や尿流検出を行う検出判定処理部24、人体検出や尿流検出に基づいた検出判定処理部24からの制御によって給水バルブ4を制御する給水バルブ制御部25などを有している。 S8 detection determination processing unit 24 for human body detection and urine flow detection from 'has such water supply valve control unit 25 for controlling the water supply valve 4 under the control of the detection determination processing unit 24 based on the human body detection and urine flow detection ing. また、マイクロコンピュータ11は、周期補間手段21から出力される補間データS6を遅延させる遅延回路30をも有している。 The microcomputer 11 also has a delay circuit 30 for delaying the interpolated data S6 outputted from the periodic interpolation means 21.

検出判定処理部24は、人体検出周波数帯域F1のドップラ信号S8が所定期間継続して一定の閾値以上のとき人体近接検出を行い、給水バルブ制御部25を介して給水バルブ4を制御して、小便器1のボール部2上部から洗浄水を所定期間供給することにより利用者が排尿する前にボール部2内を事前洗浄する。 Detection determination processing unit 24, the Doppler signal S8 of the person detection frequency bands F1 performs body proximity detection when more than a predetermined time period continues to a certain threshold, and controls the water supply valve 4 through the water supply valve control unit 25, user to pre-clean the inside ball portion 2 before urination by a predetermined period supplied washing water from the ball portion 2 the upper part of the urinal 1. その後、検出判定処理部24は、尿流検出周波数帯域F2のドップラ信号S8'が所定期間継続して一定の閾値以上のとき尿流検出を行い、この尿流検出が終了したときと判定すると、その後人体検出周波数帯域F1のドップラ信号S8が所定期間継続して一定の閾値以下のとき人体離反検出を行い、ボール部2上部から洗浄水を供給する(以下、「本洗浄」という。)。 Thereafter, detection determination processing unit 24, the Doppler signal S8 of the urine flow detection frequency band F2 'performs predetermined period continue to a certain threshold or more when urine flow detection, it is determined that when this urine flow detection has been completed, then the Doppler signal S8 of the person detection frequency bands F1 performs body separating detection when more than a predetermined time period continues to a certain threshold, and supplies the washing water from the ball portion 2 top (hereinafter. referred to as "the cleaning"). なお、尿流検出する前に、所定期間継続して人体検出周波数帯域F1のドップラ信号S8が所定期間継続して一定の閾値以下のときには、検出判定処理部24は、人体離反したことを検出し、本洗浄は行わない。 Incidentally, prior to detecting the urine flow, when a human body detection frequency band F1 Doppler signal S8 continuously for a predetermined time period is less than a predetermined time period continues to a certain threshold, detection determination processing unit 24 detects that it has the body away , this cleaning is not performed.

ところで、上記適応フィルタ22やバンドパスフィルタ23は、人体検出や尿流検出を精度よく行うためにノイズを除去するものである。 Incidentally, the adaptive filter 22 and a band-pass filter 23 is to remove noise to accurately perform human body detection and urine flow detection.

たとえば、適応フィルタ22は、蛍光灯9からのノイズを除去するために設けられたものである。 For example, the adaptive filter 22 is provided in order to remove noise from the fluorescent lamp 9. すなわち、上述のように小便器1の設置場所における照明器具として多用されている蛍光灯9はノイズを発生することが知られている。 That is, the fluorescent lamp 9, which is frequently used as a lighting fixture in the installation location of the urinal 1 as described above are known to generate noise. 特にマイクロ波ドップラセンサ7の指向特性パターン内に蛍光灯9が存在する場合、蛍光灯9が発するノイズがマイクロ波ドップラセンサ7で受信されやすくなる。 Especially when a fluorescent lamp 9 is present in the directional characteristic pattern of the microwave Doppler sensor 7, the noise fluorescent lamp 9 emitted is easily received by the microwave Doppler sensor 7. 蛍光灯9が発するノイズがマイクロ波ドップラセンサ7によって受信されたとき、マイクロ波ドップラセンサ7から出力されるドップラ信号には蛍光灯9が発するノイズが混入することになる。 When noise fluorescent lamp 9 emitted is received by the microwave Doppler sensor 7, so that the noise fluorescent lamp 9 emitted is mixed in the Doppler signal outputted from the microwave Doppler sensor 7. 適応フィルタ22はノイズが混入したドップラ信号からそのノイズを除去するのである。 Adaptive filter 22 is to remove the noise from the Doppler signal noise is mixed.

蛍光灯9からのノイズの特徴は、ある程度の周期性が見られること、完全な正弦波ではなく所々に波形の乱れや大きなうねりが見られることなどがあることであり、このことは本出願人の特開2004−293216号明細書で詳解している。 Features of noise from the fluorescent lamp 9 is that there is such a certain degree of the periodicity is observed, that a complete disturbance or large undulation wave in some places and not a sine wave is seen, this is the Applicant It is made in detail with the JP 2004-293216 Pat. すなわち、蛍光灯9に供給する商用電源の周波数が例えば60Hzのとき、蛍光灯9のノイズの周波数スペクトルは、120Hzを最大振幅ピークとし、その2倍の240Hzにもピークが見られ、さらに20Hzとその2倍の40Hz、3倍の60Hzにもピークが見られる。 That is, when the frequency is for example 60Hz commercial power supply to the fluorescent lamp 9, the frequency spectrum of the noise of the fluorescent lamp 9, a 120Hz the maximum amplitude peaks, show a peak in its double 240 Hz, and further 20Hz peak is observed in the twice 40 Hz, 3 times 60 Hz. このように蛍光灯9のノイズは、120Hzを基本成分としながらも、そのn次高調波成分や、電源周波数とは直接は関連のない周波数とそのn次高調波成分などが、複雑に組み合わされた波形となっている。 Thus noise of the fluorescent lamp 9, while the fundamental components of 120 Hz, the n and harmonic components, and the power supply frequency and direct unrelated frequency and its n-th harmonic component, the complex combined and it has become a waveform. なお、商用電源の周波数が50Hzのとき、蛍光灯9のノイズの周波数スペクトルは、100Hzを最大振幅ピークとし、その2倍の200Hzにもピークが見られることになる。 Incidentally, when the frequency of the commercial power supply is 50 Hz, the frequency spectrum of the noise of the fluorescent lamp 9, a 100Hz the maximum amplitude peak, so that the peak to twice the 200Hz is observed. 小便器洗浄装置Aは、人体検出は50Hz以下のドップラ信号を検出することによって行い、尿流検出は100〜180Hzのドップラ信号を検出することによって行うため、蛍光灯9からのノイズは可及的に低減する必要がある。 Urinal cleaning device A, a human body detection is carried out by detecting the following Doppler signals 50 Hz, because the urine flow detection performed by detecting a Doppler signal of 100~180Hz, as much as possible the noise from fluorescent lights 9 it is necessary to reduce to.

そこで、本実施形態における小便器洗浄装置Aにおいては、適応フィルタ22を設けて蛍光灯ノイズなどの周期性のあるノイズを除去するようにしている。 Therefore, in the urinal cleaning device A in this embodiment, followed by removal of noise with periodicity such as a fluorescent lamp noise is provided an adaptive filter 22. すなわち、適応フィルタ22によってドップラ信号の周期性成分を予測し、観測したドップラ信号からこれを減算することによって、周期成分である蛍光灯9のノイズを効果的に取り除くのである。 That is, to predict the periodicity components of the Doppler signal by the adaptive filter 22, by subtracting it from the observed Doppler signal is remove the noise of a fluorescent lamp 9 is periodic component effectively. なお、人体検出や尿流検出すべきドップラ信号S3は、180Hz以下の周波数成分が多く含まれるものの、時間軸で見ればランダム性周波数成分の信号になっている。 Incidentally, the Doppler signal S3 to be detected human body detection and urine flow, although contains many frequency components lower than 180 Hz, which is the signal of the random frequency components when viewed on the time axis. これは、人体が近接したり離反するときには人体の速度が時間的に変わるためであり、また壁面を流れる水流も含めて、尿流が移動したり、脈動したりすることによって形成される様々な水流をマイクロ波ドップラセンサ7が検出しているためである。 This is when the human body away or close is for human rate varies in time, also including the water flowing through the wall, move urine flow, various formed by or pulsating This is because the water flow microwave Doppler sensor 7 is detecting. このように、ランダム性周波数成分つまり人体移動や尿流の検出成分だけを得ることができる。 Thus, it is possible to obtain only the detection component of randomness frequency components namely human movement and urine flow. すなわち、適応フィルタ22では、周期性成分を取り除き、人体検出及び尿流検出に必要なランダム性周波数成分は取り除かれないのである。 In other words, the adaptive filter 22 to remove the periodic component, randomness frequency components necessary for human body detection and urine flow detection is not removed.

本実施形態の小便器洗浄装置Aにおける適応フィルタ22の構成および動作について、図3,図6を参照してさらに詳しく説明する。 The configuration and operation of the adaptive filter 22 in the urinal cleaning device A of this embodiment, FIG. 3 will be described in more detail with reference to FIG.

これらの図に示すように、A/Dコンバータ20から出力されたデジタルドプラ信号データX[n]は、遅延回路30に入力される。 As shown in these figures, A / D converter 20 digital Doppler signal data output from the X [n] is input to the delay circuit 30. -1はZ変換を表しており、本実施形態においては、Z変換を行う遅延素子30aが10段で遅延回路30を構成している。 Z -1 represents the Z-transform, in the present embodiment, the delay element 30a for performing Z conversion constitute a delay circuit 30 by 10 stages. 遅延素子30aは各サンプリング時間(ここでは、デジタルドップラ信号データS5のサンプリング時間と同じ100μsとする)毎に次段へ入力信号値を送出するので、本実施形態の遅延回路30より出力されるデジタルドプラ信号データX[n]は、10サンプリング前の入力信号に等しい。 (In this case, the same 100μs and the sampling time of the digital Doppler signal data S5) delay elements 30a each sampling time so sends an input signal value to the next stage every time the digital output from the delay circuit 30 of this embodiment Doppler signal data X [n] is equal to 10 before sampling the input signal.

本実施形態においては、適応フィルタ22を、デジタルフィルタ31と、信号加算回路32と、フィルタ係数更新回路33とで構成している。 In this embodiment, the adaptive filter 22, a digital filter 31, a signal adding circuit 32 is constituted by a filter coefficient updating circuit 33.

デジタルフィルタ31は、遅延回路30から送出される信号を受信し、ノイズ予測波形y[n]を出力する。 Digital filter 31 receives a signal fed from the delay circuit 30, and outputs the noise estimated waveform y [n]. 本実施形態ではデジタルフィルタ31として64段のFIR型のデジタルフィルタを用いている。 In this embodiment, by using a FIR digital filter of the 64-stage as the digital filter 31. FIR型デジタルフィルタのフィルタ係数h0〜h63を、各対応する遅延素子30aの各段とそれぞれ乗算し、さらに、その結果の加算合計を算出して出力信号y[n]を得る。 The filter coefficients h0~h63 the FIR type digital filter, respectively multiplies the respective stages of each corresponding delay element 30a, further, to obtain the result of the addition sum calculated by the output signal y [n]. 各フィルタ係数h0〜h63は、後述するフィルタ係数更新回路33により、入力信号x[n]に含まれる蛍光灯9のノイズなど周期成分信号のみを取り出すように予め調節されており、出力信号y[n]はノイズ除去に最適な信号となっている。 Each filter coefficient h0~h63 is by the filter coefficient updating circuit 33 to be described later, the input signal x is previously adjusted to take out only the periodic component signals such as noise of a fluorescent lamp 9 contained in [n], the output signal y [ n] has a best signal to noise removal.

また、信号加算回路32は、入力信号x[n]に、デジタルフィルタ31の出力信号y[n]の反転信号すなわち逆位相信号である−y[n]を加算する。 The signal adding circuit 32, the input signal x [n], is added to -y [n] is an inverted signal or the reverse phase signal of the output signal y [n] of digital filter 31. 前述したように、y[n]は入力信号に含まれる周期成分、すなわち蛍光灯9のノイズなどの周期成分信号となっているので、結果的に周期性ノイズの逆位相信号を入力信号x[n]と加算することになる。 As described above, y [n] is periodic components contained in the input signal, i.e., has a periodic component signals such as noise of a fluorescent lamp 9, resulting in periodic input signal opposite phase signal of the noise x [ It will be added to the n].

そして、加算結果ε[n]は、入力信号x[n]から蛍光灯9のノイズなどの周期性ノイズが取り除かれた信号となっている。 Then, the addition result epsilon [n] is periodic noise such as noise of a fluorescent lamp 9 is in the removed signal from the input signal x [n]. なお、デジタルフィルタ31の周期性ノイズの予測信号y[n]は、x[n]のノイズ成分と完全に一致しないので、加算結果ε[n]は必ずしも0にはならない。 Incidentally, the prediction signal y periodic noise of the digital filter 31 [n], because not completely match the noise component of the x [n], the addition result epsilon [n] is not necessarily zero.

次に、フィルタ係数更新回路33は、ノイズ予測誤差である前述した加算結果ε[n]を最小にすべく、デジタルフィルタ31のフィルタ係数h0〜h63を調節する機能を有している。 Next, the filter coefficient update circuit 33, in order to result of addition described above is a noise prediction error ε a [n] to a minimum, and has a function of adjusting the filter coefficients h0~h63 of the digital filter 31. 本実施形態では適応フィルタ22の係数更新方法として、計算処理を簡略化することが可能なLMS(Least Mean Square)法を使用している。 As the coefficient updating method of the adaptive filter 22 in the present embodiment, using which can simplify the calculation process LMS (Least Mean Square) method. このLMS法によれば、加算結果ε[n]にステップサイズμ49の2倍を乗じた上で、各対応する遅延素子の各段をさらに乗じ、現在時刻の各フィルタ係数h[n]に足し合わせて、次時刻の各フィルタ係数h[n+1]を得ている。 According to this LMS method, the addition result ε on multiplied by twice the step size μ49 to [n], further multiplied by the respective stages of each corresponding delay element, added to the filter coefficient of the current time h [n] together, to obtain the filter coefficients at the next time h [n + 1].

この方法により、計算開始時刻においては残差ε[n]の絶対値は大きいものの、時刻が経過するにつれてε[n]の絶対値が0に収束していくという結果が得られる。 In this way, in the calculation start time although the absolute value of the residual epsilon [n] is greater, the result that the absolute value of epsilon [n] as time elapses converges to 0 is obtained. ここで、ステップサイズμ49は収束の速度と収束後の誤差量を決定するパラメータであり、一般には0<μ<1なる値を設定する。 Here, the step size μ49 is a parameter that determines the amount of error after convergence and the speed of convergence, generally sets the 0 <μ <1 becomes the value.

以上のように、本実施形態の小便器洗浄装置Aは、遅延回路30と適応フィルタ22とを備え、適応フィルタ22に、デジタルフィルタ31、信号加算回路32およびフィルタ係数更新回路33を設けたことにより、蛍光灯9からのノイズを除去することができ、これによって、小便器洗浄装置Aの誤動作をなくすことができる。 As described above, urinal cleaning device A of this embodiment includes a delay circuit 30 and adaptive filter 22, the adaptive filter 22 that, provided a digital filter 31, the signal adding circuit 32 and a filter coefficient updating circuit 33 Accordingly, it is possible to remove noise from the fluorescent lamp 9, which makes it possible to eliminate the malfunction of urinal cleaning device a.

なお、ノイズ成分を除去する手段として、適応フィルタ22に代えて、例えば、ノッチフィルタも有効である。 As means for removing noise components, instead of the adaptive filter 22, for example, a notch filter is also effective. すなわち、特定の周波数のみを選択して減衰させるものである。 That is intended to attenuate select only a specific frequency. ノイズの周波数が既知であれば、その周波数を選択減衰するようにノイズの特性を選定することにより、ノイズを効率的に除去することができる。 If known frequency of the noise, by selecting the noise characteristics to select attenuate its frequency, it is possible to remove noise efficiently. なお、ノッチフィルタの周波数の選択範囲より人体検出や尿流検出の周波数の範囲の方が十分広ければ、ノイズ周波数部分を減衰させても尿流検出に大きな影響はない。 Note that if enough wider towards the frequency range of the human body detection and urine flow detected from the selection of the frequency of the notch filter, there is no significant effect on urine flow detected attenuates the noise frequency portion. なお、商用電源の2次高調波のノイズは、西日本地域では120Hz、東日本地域では100Hzとなり地域によって除去する周波数を変える必要がある。 Incidentally, the second harmonic of the noise of the commercial power source, in western Japan 120 Hz, it is necessary to change the frequency to be removed by 100Hz next region in eastern Japan. さらに、目的とする尿流の周波数範囲に、複数の周波数のノイズ成分が見られる場合、一つのノッチフィルタでは対応できないので複数個のノッチフィルタを使用することとなる。 Furthermore, the frequency range of the urine flow of interest, if the noise components of a plurality of frequencies is observed, can not correspond so that the use of a plurality of notch filters is one of the notch filter. 本実施形態においては、周波数が既知でなくても、複数個のノイズであってもノイズの状況に応じて有効にノイズ除去を行うため、適応フィルタ22を設けている。 In the present embodiment, even without a known frequency, for performing effective noise removal according to the condition of the noise even plurality of noise is provided an adaptive filter 22.

ところで、本実施形態における小便器洗浄装置Aは、上述のようにマイクロ波ドップラセンサ7及びA/Dコンバータ20をランダムな不等間隔サンプリング周期で間欠動作させており、適応フィルタ22に入力されるデジタルドップラ信号データS5は、ランダムな周期でサンプリングされたデジタルデータとなる。 Incidentally, urinal cleaning device A in this embodiment, is input microwave Doppler sensor 7 and the A / D converter 20 and is intermittently operated in a random non-equidistant sampling period, the adaptive filter 22 as described above digital Doppler signal data S5 becomes digital data sampled at random cycles.

このように、生成されたデジタルドップラ信号データS4を適応フィルタ22やバンドパスフィルタ23などのデジタルフィルタに入力すると、これらのフィルタの特性を十分に生かすことができない恐れがある。 Thus, by entering the digital Doppler signal data S4 generated in the digital filter, such as the adaptive filter 22 and a band-pass filter 23, there fear that it is impossible to utilize the characteristics of these filters sufficiently. すなわち、ドップラ信号のノイズを十分に除去することができない恐れがある。 That is, it may not be possible to sufficiently remove noise from the Doppler signal. また、適応フィルタ22に代えて、ノッチフィルタを適用した場合であっても同様である。 Further, in place of the adaptive filter 22, the same applies to the case of applying the notch filter.

そこで、本実施形態における小便器洗浄装置Aは、適応フィルタ22やバンドパスフィルタ23の前段にデジタルドップラ信号データS5を所定の等間隔サンプリング周期(ここでは、0.1msとする。)のデータへ補間する周期補間手段21を設けている。 Therefore, urinal cleaning device A in this embodiment, the digital Doppler signal data S5 predetermined equidistant sampling period (in this case, a 0.1 ms.) In front of the adaptive filter 22 and a band-pass filter 23 to the data is provided with a periodic interpolation means 21 for interpolating.

ランダムに離散しているデジタルドップラ信号データS5を所定の等間隔サンプリング周期へ補間する方法としては、2点補間法、ラグランジェ補間法などがある。 As a method of interpolating a digital Doppler signal data S5 which is a discrete random to a predetermined equidistant sampling period, two-point interpolation method, and Lagrange interpolation.

2点補間法は、隣接する2つのデータの中間値を算出して所定の等間隔サンプリング周期への補間を行う補間方法である。 Two-point interpolation method is the interpolation method to calculate an intermediate value of the two adjacent data to interpolate to a predetermined equidistant sampling period. すなわち、隣接するデジタルドップラ信号データS5をそれぞれ直線で結び、所定周期(ここでは、2msとする。)毎にその直線と交わる位置へデジタルドップラ信号データS5を補完するのである。 That is, tie a digital Doppler signal data S5 adjacent a straight line respectively, a predetermined period (here, 2 ms.) Than that complements the digital Doppler signal data S5 in to the straight line intersects each position. 図7は、2点補間によってデジタルドップラ信号データS5を補間した様子を示す図であり、白丸はデジタルドップラ信号データS5を、黒丸は補間データS6を示している。 Figure 7 is a diagram showing a state in which interpolates the digital Doppler signal data S5 by 2-point interpolation, white circles digital Doppler signal data S5, and black circles indicate interpolated data S6.

次に、ラグランジェ補間法について説明する。 Next, a description will be given of Lagrange interpolation method. なお、ここでは、4点のデジタルドップラ信号データS5を元に、所定の等間隔サンプリング周期への補間を行うものについて説明するが、これに限られるものではない。 Here, based on the digital Doppler signal data S5 of four points will be described to perform interpolation to a predetermined equidistant sampling period is not limited thereto.

図8に示すように、4点のデジタルドップラ信号データ(X0、f0),(X1,f1),(X2,f2),(X3,f3)について、ラグランジェ補間を行う場合、Xの値L(X)は次のように算出することができる。 As shown in FIG. 8, the four digital Doppler signal data (X0, f0), (X1, f1), (X2, f2), the (X3, f3), when performing Lagrangian interpolation, the value of X L (X) can be calculated as follows.

図9は、デジタルドップラ信号データS5をそのまま入力した場合(無補間)、デジタルドップラ信号データS5を周期補間手段21によって2点補間して入力した場合(2点補間)、デジタルドップラ信号データS5を周期補間手段21によってラグランジェ補間して入力した場合(ラグランジェ補間)の、それぞれの適応フィルタ22におけるノイズ除去特性を示している。 9, when the digital Doppler signal data S5 inputted directly (no interpolation), the digital Doppler signal data S5 cycle interpolation unit 21 when entered by interpolating two points (two-point interpolation), the digital Doppler signal data S5 If you enter by Lagrange interpolation by periodic interpolation means 21 (Lagrange interpolation) shows a noise removal characteristic of each of the adaptive filter 22. なお、マイクロ波ドップラセンサ7を等間隔で間欠動作させたときにマイクロ波ドップラセンサ7から出力されるドップラ信号を入力した場合(等間隔サンプリング)の適応フィルタ22におけるノイズ除去特性も参考のために図示している。 Incidentally, noise rejection in the adaptive filter 22 in the case of inputting the Doppler signal outputted from the microwave Doppler sensor 7 when brought into intermittent operation microwave Doppler sensor 7 at equal intervals (equidistant sampling) also for reference It is shown.

この図に示すように、デジタルドップラ信号データS5をそのまま入力した場合に比べデジタルドップラ信号データS5を補間して入力した場合の方が適応フィルタ22におけるノイズ除去特性が改善していることがわかる。 As shown in this figure, it is understood that people of entering by interpolating the digital Doppler signal data S5 compared with the case of directly inputting the digital Doppler signal data S5 is improved noise rejection in the adaptive filter 22. 特に、蛍光灯9によるノイズ周波数40Hz,100Hz,120Hz,180Hz,200Hzでは、デジタルドップラ信号データS5をそのまま入力した場合に比べノイズ除去が半減している。 In particular, the noise frequency 40Hz by the fluorescent lamp 9, 100 Hz, 120 Hz, 180 Hz, in 200 Hz, the noise removal compared with the case where the digital Doppler signal data S5 inputted as it is reduced by half. したがって、マイクロ波ドップラセンサ7の動作をランダム周期で間欠的に行った場合でも、適応フィルタ22によるノイズ除去機能の低減を抑えることができる。 Accordingly, even when subjected to intermittent random cycle operation of the microwave Doppler sensor 7, it is possible to suppress the reduction of the noise removal function by the adaptive filter 22.

次に、バンドパスフィルタ23について説明する。 Next, a description will be given of the band-pass filter 23. このバンドパスフィルタ23は、いわゆる帯域通過フィルタである。 The band-pass filter 23 is a so-called bandpass filter.

バンドパスフィルタ23は、第1帯域フィルタ23aと第2帯域フィルタ23bとから構成され、適応フィルタ22と同様に、これらはFIR型デジタルフィルタを使用している。 Bandpass filter 23 is composed of a first band-pass filter 23a and the second band-pass filter 23b, similarly to the adaptive filter 22, they are using the FIR type digital filter. ここで、第1帯域フィルタ23aは、そのフィルタ係数h[n]として、人体の検出範囲である50Hzまでの信号を取り出すように設定されおり、第2帯域フィルタ23bは、そのフィルタ係数h[n]として、尿流の検出範囲である100Hz〜180Hzを取り出すように設定されている。 Here, the first band-pass filter 23a as the filter coefficients h [n], the human body detection range has been set to extract a signal of up to 50Hz which is the second band-pass filter 23b, the filter coefficient h [n as] is set to retrieve 100Hz~180Hz is the detection range of the urine flow. なお、バンドパスフィルタ23と適応フィルタ22の順番を交換し、バンドパスフィルタ23、適応フィルタ22の順番に配置しても、同様の機能、効果が得られる。 Incidentally, replace the order of the adaptive filter 22 and the band-pass filter 23, bandpass filter 23, be arranged in the order of the adaptive filter 22, the same function, effects can be obtained.

また、バンドパスフィルタ23についても適応フィルタ22の場合と同様に、デジタルドップラ信号データS5をそのまま入力するとノイズ除去機能が低下するが、デジタルドップラ信号データS5を補間した後の補間データを入力することによりバンドパスフィルタ23のノイズ除去機能の低下を抑制することが可能となる。 Also, as in the case of the adaptive filter 22 applies band-pass filter 23, the noise removal function decreases when it receives the digital Doppler signal data S5, inputting the interpolation data after interpolating the digital Doppler signal data S5 it is possible to suppress the reduction in the noise removal function of the bandpass filter 23 by.

ここで、図10のフローチャートを参照して、本実施形態の小便器洗浄装置Aの動作について説明する。 Here, with reference to the flowchart of FIG. 10, the operation of the urinal cleaning device A of this embodiment.

小便器洗浄装置Aの電源がONされると、送信タイミング制御手段27はランダムな不等間隔のパルス信号を含む駆動信号S10をマイクロ波ドップラセンサ7に出力し、マイクロ波ドップラセンサ7をランダムな不等間隔サンプリング周期で間欠動作させる(STEP1)。 When the power of the urinal cleaning device A is turned ON, the transmission timing control unit 27 outputs a drive signal S10 including random unequally spaced pulse signal to the microwave Doppler sensor 7, a microwave Doppler sensor 7 random to intermittently operate at unequal intervals sampling period (STEP1).

マイクロ波ドップラセンサ7から間欠出力されたドップラ信号S3は、増幅器10で増幅され、A/Dコンバータ20によってA/D変換されてデジタルドップラ信号データS5が生成される。 Doppler signal S3 intermittent output from the microwave Doppler sensor 7 is amplified by the amplifier 10, the digital Doppler signal data S5 is A / D converted by the A / D converter 20 is generated. ここで、デジタルドップラ信号データS5は、ランダムな不等間隔サンプリングによる離散的なデータであるため、上述のように後段の適応フィルタ22やバンドパスフィルタ23などのデジタルフィルタのノイズ除去機能に影響を及ぼす。 Here, the digital Doppler signal data S5 are the discrete data by random non-uniform sampling, the effect on the noise removal function of the digital filter, such as a subsequent stage of the adaptive filter 22 and a band-pass filter 23 as described above on. そこで、デジタルドップラ信号データS5を所定周期の等間隔サンプリングデータとなるように補間する周期補間手段21を設けており、この周期補間手段21によって補間データが生成され、後段の適応フィルタ22へ出力される。 Accordingly, and provided with a periodic interpolation means 21 for interpolating the digital Doppler signal data S5 at equal intervals sampled data for a predetermined period, the interpolation data by the periodic interpolation means 21 is generated, is output to the subsequent adaptive filter 22 that.

上述のようにマイクロ波ドップラセンサ7の受信手段73は、送信マイクロ波の反射波に加え、蛍光灯9などからのノイズも受信してしまう。 Receiving means 73 of the microwave Doppler sensor 7 as described above, in addition to the reflected waves of the transmitted microwave, thus also receives noise from a fluorescent lamp 9. そのためドップラ信号S3にノイズ成分が混入される。 Therefore the noise component in the Doppler signal S3 is mixed. したがって、補間データS6にもノイズが含まれることになるが、上述のように適応フィルタ22及びバンドパスフィルタ23によりノイズが取り除かれる。 Thus, although will include noise interpolation data S6, noise is removed by the adaptive filter 22 and the bandpass filter 23 as described above. すなわち、適応フィルタ22によってドップラ信号S3の周期性成分のみを予測し、観測したドップラ信号からこれを減算して、ランダム性周波数成分のみ得る。 That is, to predict only the periodicity components of the Doppler signal S3 by the adaptive filter 22, and subtracts it from the observed Doppler signal to obtain only randomness frequency components. そして、バンドパスフィルタ23を介して、人体検出のための周波数帯域(50Hz以下)の信号S8と、尿流検知のための周波数帯域(100Hz〜180Hz)の信号S8'とが検出判定処理部24に入力される。 Then, through a band-pass filter 23, the signal S8 in the frequency band for the human body detection (50Hz or less), the signal of the frequency band (100Hz~180Hz) for urine flow sensing S8 'and the detection determination processing unit 24 It is input to.

検出判定処理部24は、使用者が小便器1に近づくのを待つ(STEP2)。 Detection determination processing unit 24 waits for the user approaches the urinal 1 (STEP2). すなわち、検出判定処理部24において、入力された信号S8の振幅の移動平均の算出を逐次行う。 That is, carried out in the detection determination processing unit 24, a moving average calculation of the amplitude of the signal S8 inputted sequentially. 検出判定処理部24によって算出された信号S8の移動平均値が、あらかじめ設定された振幅の判定閾値より大きくかつ一定時間連続して継続した場合、人体接近検出を行う。 If the moving average value of the signal S8 calculated by the detection determining section 24, continued successively preset amplitude determination greater than the threshold value and fixed time, it performs the human body proximity detection.

人体接近検出を行う(STEP2:Yes)と、検出判定処理部24は、給水バルブ制御部25を制御して、給水バルブ4を開き、ボール部2内に洗浄水を供給して小便器1の事前洗浄を行う(STEP3)。 Performing the human body proximity detection (STEP2: Yes) and, detection determination processing unit 24 controls the water supply valve controller 25 opens the water supply valve 4, the cleaning water is supplied in the urinal 1 in a ball portion 2 performing a pre-cleaning (STEP3).

その後、検出判定処理部24は、使用者が小便器1から離れるか(STEP4)、使用者が放尿するのを待つ(STEP5)。 Thereafter, detection determination processing unit 24, or the user leaves the urinal 1 (STEP4), waits for the user to urination (STEP5).

使用者が小便器1から離れたことの検出(人体離反検出)は、検出判定処理部24において、入力された信号S8の振幅の移動平均の算出を逐次行い、その移動平均値が、あらかじめ設定された振幅の判定閾値よりも一定時間に亘って小さいことを検出することによって行われる。 Detection of the user leaves the urinal 1 (human body separated detection), in the detection determination processing unit 24 performs sequential amplitude moving average calculation of the signal S8 is input, the moving average value thereof, preset than amplitude determination threshold is performed by detecting that the small over a certain time.

また、使用者が放尿したことの検出(尿流検出)は、検出判定処理部24において、入力された信号S8'の振幅の移動平均の算出を逐次行い、その移動平均値が、あらかじめ設定された振幅の判定閾値より大きくかつ一定時間連続して継続したことを検出することによって行われる。 The detection of the user has urination (urinary flow detection), in the detection determination processing unit 24 performs sequential amplitude moving average calculation of the input signal S8 ', the moving average value is preset It is performed by detecting that the continuous amplitude determined larger than the threshold value and a predetermined time continuously for.

人体離反検出したとき(STEP4:Yes)、検出判定処理部24は、使用者が放尿せずに小便器1から離れたと判定し、S1の処理に戻す。 When the human body away Detection (STEP4: Yes), the detection determination processing unit 24 determines that the user has left the urinal 1 without urination, it returns to the processing in S1.

一方、尿流検出したとき(STEP5:Yes)、その後使用者が小便器1から離れるまで待つ(STEP6)。 Meanwhile, when detecting the urine flow (STEP5: Yes), then the user waits away from the urinal 1 (STEP6). すなわち、検出判定処理部24において、入力された信号S8の振幅の移動平均の算出を逐次行い、その移動平均値が、あらかじめ設定された振幅の判定閾値より大きくかつ一定時間連続して継続するまで待つ。 That is, in the detection determination processing section 24 performs sequentially the calculation of the moving average of the amplitude of the signal S8 is input, until the moving average value continues successively preset amplitude greater than the determination threshold value and a predetermined time wait.

使用者が小便器1から離れたとき(STEP6:Yes)、検出判定処理部24は、給水バルブ制御部25を制御して、給水バルブ4を開き、ボール部2内に洗浄水を供給して小便器1の本洗浄を行う(STEP7)。 When the user leaves the urinal 1 (STEP6: Yes), the detection determination processing unit 24 controls the water supply valve controller 25 opens the water supply valve 4, to supply cleaning water to the bowl portion 2 performing the cleaning of the urinal 1 (STEP7).

以上のように本実施形態における小便器洗浄装置Aによれば、マイクロ波ドップラセンサ7をランダム周期で間欠動作させることによって、マイクロ波ドップラセンサを利用した小便器洗浄装置が隣接したときにおいて、マイクロ波ドップラセンサ同士の影響を抑制し、マイクロ波ドップラセンサによる検出精度を向上させることができると共に、ランダム周期で間欠動作させたマイクロ波ドップラセンサから出力させたドップラ信号を補間することによって、適応フィルタなどのデジタルフィルタによるノイズ低減効果への影響を抑制することが可能となる。 According to the urinal cleaning device A in this embodiment as described above, by intermittently operating microwave Doppler sensor 7 in a random period, at the time when the urinal cleaning apparatus utilizing microwave Doppler sensor adjacent micro suppressing the influence of each other wave Doppler sensor, it is possible to improve the detection accuracy of the microwave Doppler sensor, by interpolating the Doppler signal is outputted from the microwave Doppler sensor with intermittent operation in a random period, the adaptive filter it is possible to suppress the influence of the noise reduction effect by the digital filter, such as.

以上、本発明の実施の形態のうちいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、上記記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて、種々の変形、改良を施した他の実施形態で実施をすることができる。 Although some of the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the attached drawings, merely as examples, including the aspects of the described, based on the knowledge of those skilled in the art, various modifications, improvements it can be an implementation in other embodiments subjected to.

たとえば、本実施形態においては、マイクロ波ドップラセンサ7は、小便器1の上部背面側から正面側のボール部2に向けて電波を送信するようにしたが、これに限られるものではなく、マイクロ波ドップラセンサ7を小便器1の下部背面側に取り付け、起立した使用者の正面に向かって斜め上方に向けて電波を送信するようにしてもよく、また、マイクロ波ドップラセンサ7を小便器1の高さ方向の中央付近の背面側に設置し、水平方向、あるいは斜め下方へ向けて電波を送信するようにしてもよい。 For example, in the present embodiment, a microwave Doppler sensor 7 has been adapted to transmit radio waves toward the ball portion 2 of the front side from the upper rear side of the urinal 1 is not limited to this, micro mounting wave Doppler sensor 7 on the lower rear side of the urinal 1, obliquely upward toward the front of the upright user may also transmit radio waves, also urinal microwave Doppler sensor 7 1 height was placed on the back side near the center of the direction, it may be transmitted radio waves toward the horizontal direction or obliquely downward.

また、本実施形態においては、10.525GHzのマイクロ波を用いたマイクロ波ドップラセンサについて説明したが、これに限られず、電波を利用するものであれば、その周波数は限られない。 Further, in the present embodiment has described a microwave Doppler sensor using a microwave of 10.525 GHz, not limited to this, in the case of using a radio wave, the frequency is not limited. また、赤外線等の光波や超音波等の音波を利用するドップラセンサを用いてもよい。 It is also possible to use a Doppler sensor utilizing sound waves, such as light waves or ultrasonic waves such as infrared rays.

また、乱数発生器26と、送信タイミング制御手段27とをマイクロコンピュータ11で構成するようにしたが、これに限られるものではなく、その他の半導体集積回路で構成するようにしてもよい。 Further, a random number generator 26, and a transmission timing control unit 27 has been adapted to a microcomputer 11 is not limited thereto and may be configured by other semiconductor integrated circuits.

本発明の実施の形態である小便器洗浄システムを示す図である。 Is a diagram showing an urinal flushing system, which is the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態である小便器洗浄装置の概略構成図である。 It is a schematic diagram of a urinal cleaning device which is an embodiment of the present invention. 図2に示す小便器洗浄装置の制御部の概略構成図である。 It is a schematic diagram of a control unit of the urinal cleaning apparatus shown in FIG. 図2に示す送信タイミング制御手段から出力される駆動信号の例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a drive signal output from the transmission timing control unit shown in FIG. ランダムな周期でサンプリングしたドップラ信号の例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a Doppler signal sampled at random cycles. 図3に示す適応フィルタのブロック図である。 It is a block diagram of an adaptive filter shown in FIG. 2点補間法による補間の説明図である。 It is an explanatory view of interpolation by two-point interpolation method. ラグランジェ補間法による補間の説明図である。 It is an explanatory view of interpolation by Lagrange interpolation. 図3に示す適応フィルタにおけるノイズ除去特性を示す図である。 It is a diagram illustrating a noise removal characteristic of the adaptive filter shown in FIG. 図2に示す便器洗浄装置の動作状態を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing an operating state of the toilet bowl flushing device shown in FIG.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

A 小便器洗浄装置1 小便器2 ボール部3 給水路4 給水バルブ5 排水路6 トラップ管路7 マイクロ波ドップラセンサ8 制御部9 蛍光灯10 増幅器11 マイクロコンピュータ20 A/Dコンバータ21 データ補間手段22 適応フィルタ23 バンドパスフィルタ24 検出判定処理部25 給水バルブ制御部26 乱数発生器27 送信タイミング制御手段30 遅延回路31 デジタルフィルタ32 信号加算回路33 フィルタ係数更新回路71 発振器72 送信手段73 受信手段74 差分検出手段 A urinal cleaning device 1 urinal 2 ball portion 3 water supply passage 4 water supply valve 5 drainage 6 trap pipe 7 microwave Doppler sensor 8 control unit 9 fluorescent lamp 10 amplifier 11 the microcomputer 20 A / D converter 21 the data interpolating means 22 adaptive filter 23 band-pass filter 24 detects the determination processing unit 25 water supply valve control unit 26 the random number generator 27 transmission timing controller unit 30 delay circuit 31 the digital filter 32 signal adding circuit 33 filter coefficient updating circuit 71 oscillator 72 transmitting means 73 receiving means 74 the difference detection means

Claims (4)

  1. 小便器と、前記小便器のボール部内へ洗浄水を供給する給水バルブと、前記ボール部に向けて電波を送信し、その反射波を受信してドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサと、前記ドップラ信号に基づいて尿流検出を行い、当該尿流検出に応じて前記給水バルブを制御し、前記ボール部内に洗浄水を供給する制御部と、を有する小便器洗浄装置において、 And urinal, a water supply valve for supplying cleaning water to the bowl portion of the urinal, and sends radio waves towards the ball portion, and a microwave Doppler sensor for generating a Doppler signal by receiving a reflected wave, wherein perform urine flow detection based on the Doppler signal, and controls the water supply valve in response to the urine flow detection, the urinal cleaning device and a control unit for supplying wash water into the bowl portion,
    前記制御部は、 Wherein,
    ランダムなサンプリング周期で前記マイクロ波ドップラセンサを間欠動作させるセンサ制御手段と、 A sensor control means for intermittently operating the microwave Doppler sensor in a random sampling period,
    前記サンプリング周期で出力されるドップラ信号を順次A/D変換してドップラ信号データを生成するA/D変換手段と、 A / D converting means for generating a Doppler signal data are sequentially A / D converting the Doppler signal output by the sampling period,
    前記ドップラ信号データを所定の等間隔サンプリング周期のデータへ補間する周期補間手段と、 A periodic interpolation means for interpolating the Doppler signal data to the data of a predetermined equidistant sampling period,
    補間した前記等間隔サンプリング周期のデータに含まれるノイズを除去するデジタルフィルタと、を有し、 A digital filter for removing noise contained in the data of interpolated the equidistant sampling period, and
    前記デジタルフィルタの出力に応じて前記尿流検出を行う ことを特徴とする小便器洗浄装置。 Urinal cleaning apparatus which is characterized in that the urine flow detection according to an output of the digital filter.
  2. 前記デジタルフィルタは、適応フィルタであることを特徴とする請求項1に記載の小便器洗浄装置。 The digital filter, urinal cleaning apparatus according to claim 1, characterized in that the adaptive filter.
  3. 前記周期補間手段は、 The periodic interpolation means,
    前記A/D変換手段が出力する、連続した少なくとも2つ以上のA/D出力値を元に、前記補間を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の小便器洗浄装置。 The A / D conversion means outputs, based on at least two A / D output value continuous, urinal cleaning apparatus according to claim 1 or claim 2, characterized in that the interpolation.
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の小便器洗浄装置を複数設けてなる小便器洗浄システム。 Urinal flushing system comprising a plurality of urinal cleaning device according to any one of claims 1 to 3.
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