JP5969818B2 - Behavior detection system - Google Patents

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Description

本発明は、行動検出システムに関し、特に観測する領域内に複数のターゲットである例えば人が存在する場合にも各ターゲットを区別してそれぞれの行動を検出することができる行動検出システムに関する。   The present invention relates to a behavior detection system, and more particularly, to a behavior detection system capable of distinguishing each target and detecting each behavior even when there are a plurality of targets, for example, people, in the region to be observed.

従来の行動検出システムは、ドップラー周波数の時間的変化に基づいてターゲットの行動を識別している(例えば、非特許文献1参照。)。   A conventional behavior detection system identifies a target behavior based on a temporal change in Doppler frequency (see, for example, Non-Patent Document 1).

岡本佳久他, 「人の動きに伴うドップラーシフトを用いた時空間バーチャルアレーの構成に基づく位置推定アルゴリズム」, 信学技報, vol. 111, no. 180, RCS2011-135, pp.135-140, 2011年8月Yoshihisa Okamoto et al., “Position Estimation Algorithm Based on Space-Time Virtual Array Configuration Using Doppler Shift with Human Movement”, IEICE Technical Report, vol. 111, no. 180, RCS2011-135, pp.135-140 , August 2011

しかし、観測領域内に複数のターゲットが存在する場合、各エコー波が合成して受信されるために、それぞれのターゲットを区別して位置座標を推定することができないし、したがって、各ターゲットを区別してその行動を検出することもできない。   However, when there are multiple targets in the observation area, each echo wave is synthesized and received, so the position coordinates cannot be estimated by distinguishing each target. The behavior cannot be detected.

本発明は、上記問題点に鑑み、観測領域内に複数のターゲットが存在する場合にもそれぞれのターゲットを区別して位置座標を推定し、各ターゲットを区別してその行動を検出することができる行動検出システムを提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention is capable of detecting a behavior by estimating a position coordinate by distinguishing each target and detecting each behavior by distinguishing each target even when there are a plurality of targets in the observation region. The purpose is to provide a system.

本発明の行動検出システムは、それぞれ互いに異なる周波数の信号を送信し、それらすべての周波数の信号を受信するn(nは3以上の整数)個のセンサと、前記センサが受信した信号から各周波数のドップラー信号を分離するフィルタと、前記フィルタによって分離された各ドップラー信号のうち、同じパスを通る2つの信号のドップラー信号同士の相関をとる相関手段と、前記相関手段によって得られる、2個の前記センサから2個以上かつ{C(n,2)+1}/2個以下の各ターゲットまでの距離の和に相当する位相差から、該距離の和を算出する距離和算出手段と、各ターゲットのドップラー信号の時間的特性に基づいて、各前記センサ間で任意のターゲットに関する各前記ドップラー信号を関連付ける関連付け手段と、前記関連付け手段によって関連付けられた各ドップラー信号に基づいて各ターゲットの各前記センサとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、前記距離和算出手段によって算出された距離の和及び前記相対速度算出手段によって算出された相対速度に基づいて各ターゲットの位置を推定する位置推定手段とを備えることを特徴とする。   The behavior detection system of the present invention includes n (n is an integer of 3 or more) sensors that transmit signals of frequencies different from each other and receive signals of all the frequencies, and each frequency from the signal received by the sensor. A filter that separates the Doppler signals of the signal, a correlator that correlates two Doppler signals that pass through the same path among the Doppler signals separated by the filter, and two correlation signals obtained by the correlator Distance sum calculation means for calculating the sum of the distances from a phase difference corresponding to the sum of the distances from the sensor to two or more and {C (n, 2) +1} / 2 or less targets; and each target An association means for associating each Doppler signal related to an arbitrary target between the sensors based on temporal characteristics of the Doppler signals of Relative speed calculation means for calculating the relative speed of each target with each of the sensors based on each Doppler signal associated by the stage, and the sum of the distances calculated by the distance sum calculation means and the relative speed calculation means And a position estimating means for estimating the position of each target based on the relative speed.

また、本発明の行動検出システムは、それぞれ互いに異なる周波数の信号を送信し、それらすべての周波数の信号を受信するn(nは3以上の整数)個のセンサと、前記センサが受信した信号から各周波数のドップラー信号を分離するフィルタと、前記フィルタによって分離された各ドップラー信号のうち、同じパスを通る2つの信号のドップラー信号同士の相関をとる相関手段と、前記相関手段によって得られる、2個の前記センサから2個以上かつ{C(n,2)+1}/2個以下の各ターゲットまでの距離の和に相当する位相差から、該距離の和を算出する距離和算出手段と、前記距離和算出手段によって算出された距離の和に基づいて各ターゲットが存在する候補となる1次元空間を生成する1次元空間生成手段と、各ターゲットのドップラー信号の時間的特性に基づいて、各前記センサ間で任意のターゲットに関する各前記ドップラー信号を関連付ける関連付け手段と、前記関連付け手段によって関連付けられた各ドップラー信号に基づいて各ターゲットの各前記センサとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、前記1次元空間生成手段によって生成された1次元空間及び前記相対速度算出手段によって算出された相対速度に基づいて各ターゲットの位置を推定する位置推定手段とを備えることを特徴とする。   The behavior detection system according to the present invention includes n (n is an integer of 3 or more) sensors that transmit signals of different frequencies and receive signals of all the frequencies, and signals received by the sensors. A filter that separates the Doppler signals at each frequency, a correlator that correlates two Doppler signals that pass through the same path among the Doppler signals separated by the filter, and 2 obtained by the correlator. Distance sum calculation means for calculating the sum of the distances from a phase difference corresponding to the sum of the distances from the sensors to two or more and {C (n, 2) +1} / 2 or less targets; One-dimensional space generation means for generating a one-dimensional space that is a candidate for each target based on the sum of the distances calculated by the distance sum calculation means; An association means for associating each Doppler signal for an arbitrary target between each of the sensors based on a temporal characteristic of the error signal, and each sensor of each target based on each Doppler signal associated by the association means A relative speed calculating means for calculating a relative speed; a position estimating means for estimating the position of each target based on the one-dimensional space generated by the one-dimensional space generating means and the relative speed calculated by the relative speed calculating means; It is characterized by providing.

本発明によれば、観測領域内に複数のターゲットが存在する場合にもそれぞれのターゲットを区別して位置座標を推定し、各ターゲットを区別してその行動を検出することができる。   According to the present invention, even when there are a plurality of targets in the observation region, the position coordinates can be estimated by distinguishing each target, and the behavior can be detected by distinguishing each target.

本発明の一実施例による行動検出システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the action detection system by one Example of this invention. 本実施例で使用するバイスタティックレーダモデルの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the bistatic radar model used by a present Example. バイスタティック3周波CWレーダの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a bistatic 3 frequency CW radar. 相対速度の間に整合性がない場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where there is no consistency between relative velocities. 相対速度の間に整合性があった場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where there is consistency between relative velocities. センサ1、2に関するドップラースペクトラムの推定結果及び真値を示す図である。It is a figure which shows the estimation result and true value of the Doppler spectrum regarding the sensors 1 and 2. FIG. ターゲットの位置座標を推定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having estimated the position coordinate of the target.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施例による行動検出システムの動作を説明するフローチャートである。図2は、本実施例で使用するバイスタティックレーダモデルの基本構成を示す図である。図2(a)に示すように、バイスタティックレーダモデルは、送信アンテナTxから信号を送信して、ターゲットに当たって反射した信号を、受信アンテナRxで受信するものである。このとき、送信信号と受信信号との時間差、すなわち、信号の位相差に基づいて送信アンテナTxから受信アンテナRxに至る合計の距離が求まる。送信信号と受信信号との周波数差、すなわち、ドップラー周波数に基づいて送信アンテナTxと受信アンテナRxから見た相対速度の和が求まる。相対速度は、図2(b)に示すように、絶対速度の各アンテナからの視線方向成分である。このように、この基本構成だけでは、ターゲットの位置を推定することも、その速度を推定することもできない。そこでアンテナの数を増やした構成とする。   FIG. 1 is a flowchart for explaining the operation of the behavior detection system according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the basic configuration of the bistatic radar model used in this embodiment. As shown in FIG. 2A, the bistatic radar model transmits a signal from the transmission antenna Tx and receives the signal reflected by the target by the reception antenna Rx. At this time, the total distance from the transmission antenna Tx to the reception antenna Rx is obtained based on the time difference between the transmission signal and the reception signal, that is, the phase difference of the signal. Based on the frequency difference between the transmission signal and the reception signal, that is, the Doppler frequency, the sum of the relative speeds seen from the transmission antenna Tx and the reception antenna Rx is obtained. As shown in FIG. 2B, the relative speed is a line-of-sight direction component from each antenna of the absolute speed. Thus, with this basic configuration alone, it is not possible to estimate the position of the target or the speed thereof. Therefore, a configuration in which the number of antennas is increased is adopted.

図3は、バイスタティック3周波CWレーダの構成を示す図である。センサ1〜3の位置に送受兼用アンテナを設置し、各センサ1〜3から異なる周波数の信号を送信する。例えば、センサ1からf1=24.150GHz、センサ2からf2=24.155GHz、センサ3からf3=24.160GHzの信号を送信する。ターゲットとしてA、Bの2人がいる場合、各センサ1〜3において6つのパス(path、すなわち、通り道)の和信号を受信する(ステップS1)。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a bistatic three-frequency CW radar. A transmission / reception antenna is installed at the position of sensors 1 to 3, and signals of different frequencies are transmitted from the sensors 1 to 3. For example, a signal of f1 = 24.150 GHz from sensor 1, f2 = 24.155 GHz from sensor 2, and f3 = 24.160 GHz from sensor 3 is transmitted. When there are two persons A and B as targets, the sensors 1 to 3 receive sum signals of six paths (ie, paths) (step S1).

ここで、各周波数の信号からフィルタによってドップラー信号を分離する(ステップS2)。このフィルタは具体的には、周波数f1〜f3の各周波数に対応したミクサと低域フィルタからなる。センサ1、2間のパスに注目すると、周波数f1の信号について
A経由の(ドップラー周波数、位相遅延)+B経由の(ドップラー周波数、位相遅延)
のように2つの信号の和が受信され、周波数f2の信号についても
A経由の(ドップラー周波数、位相遅延)+B経由の(ドップラー周波数、位相遅延)
のように2つの信号の和が受信される。これらは、いずれもセンサ1、2間におけるA経由のパスの信号とB経由のパスの信号の和であり、これらの和はいずれも同じ複数のパスを通る2つの信号になっており、これら2つの信号の相関をとる(ステップS3)、すわなち、これらの信号を乗算すると、A経由のドップラー周波数とB経由のドップラー周波数とは無相関と考えられるので、A経由、B経由それぞれのドップラー周波数信号同士が乗算され、さらに、ドップラー周波数は搬送周波数によらずほとんど等しいため位相遅延が得られて、
A経由の相互相関値+B経由の相互相関値=
exp{j 2π(f2−f1)(R1A+R2A)/c}+exp{j 2π(f2−f1)(R1B+R2B)/c}
=expφ1+expφ2
(1)
ただし R1A:センサ1とAとの距離
R2A:センサ2とAとの距離
R1B:センサ1とBとの距離
R2B:センサ2とBとの距離
ここで、近似式
(sinφ1+sinφ2)/(cosφ1+cosφ2)=tan{(φ1+φ2)/2}
(2)
の左辺の分母・分子に前記相互相関値の実数部・虚数部を代入すると、(φ1+φ2)が得られ(ステップS4)、さらに、(R1A+R2A+R1B+R2B)が得られる(ステップS5)。このように(センサ1、2とターゲットA、Bとの距離の和)が求められることが分かる。同様に、(センサ1、3とターゲットA、Bとの距離の和)及び(センサ2、3とターゲットA、Bとの距離の和)も求めることができるので、3つの方程式を立てることができる。ターゲットA、BのX、Y座標を求めるためには、4つの変数に対して方程式が1つ足りないだけなので、ターゲットA、Bが存在する位置の候補として1次元空間を生成することができる(ステップS6)。
Here, the Doppler signal is separated from the signal of each frequency by a filter (step S2). Specifically, this filter includes a mixer and a low-pass filter corresponding to each of the frequencies f1 to f3. Focusing on the path between sensors 1 and 2, the signal of frequency f1 is via A (Doppler frequency, phase delay) + via B (Doppler frequency, phase delay).
The sum of the two signals is received, and the signal of frequency f2 also passes through A (Doppler frequency, phase delay) + B (Doppler frequency, phase delay)
The sum of the two signals is received as follows. These are both the sum of the signal of the path via A and the signal of the path via B between the sensors 1 and 2, and these sums are two signals that pass through the same plurality of paths. The two signals are correlated (step S3), that is, when these signals are multiplied, the Doppler frequency via A and the Doppler frequency via B are considered to be uncorrelated. The Doppler frequency signals are multiplied together, and the phase delay is obtained because the Doppler frequency is almost equal regardless of the carrier frequency,
Cross-correlation value via A + cross-correlation value via B =
exp {j2π (f2−f1) (R1A + R2A) / c} + exp {j2π (f2−f1) (R1B + R2B) / c}
= Expφ1 + expφ2
(1)
R1A: Distance between sensor 1 and A
R2A: Distance between sensor 2 and A
R1B: Distance between sensor 1 and B
R2B: Distance between sensor 2 and B
(sinφ1 + sinφ2) / (cosφ1 + cosφ2) = tan {(φ1 + φ2) / 2}
(2)
(Φ1 + φ2) is obtained (step S4), and (R1A + R2A + R1B + R2B) is obtained (step S5). Thus, it can be seen that (the sum of the distances between the sensors 1 and 2 and the targets A and B) is obtained. Similarly, (the sum of the distances between the sensors 1 and 3 and the targets A and B) and (the sum of the distances between the sensors 2 and 3 and the targets A and B) can be obtained, so that three equations can be established. it can. In order to obtain the X and Y coordinates of the targets A and B, since there is only one equation for the four variables, a one-dimensional space can be generated as a candidate for the position where the targets A and B exist. (Step S6).

ここで、各センサで取得したドップラースペクトラムは、それぞれ複数の人間の動きに関する周波数偏移情報を含んでいるが、腕や脚などの回転運動に関する時間的なスペクトラムの挙動から、各センサ間で任意のターゲットに関する周波数偏移情報を関連付けることができる(ステップS7)。このため、センサ1が送信した信号をセンサ2が受信したときのドップラー信号をターゲットA、Bの別に分けることができる。そうすると、ターゲットAについて、
fd12=(fd1+fd2)/2
fd23=(fd2+fd3)/2
fd31=(fd3+fd1)/2
(3)
ただし fd12などはセンサ1、2間などのドップラー周波数
fd1などはセンサ1に対するドップラー周波数
であるので、
fd1=(fd31+fd12−fd23)
fd2=(fd12+fd23−fd31)
fd3=(fd23+fd31−fd12)
(4)
となるので、これらドップラー周波数から各センサに対する相対速度を算出することができ、ターゲットBについても同様に相対速度を算出することができる(ステップS8)。
Here, the Doppler spectrum acquired by each sensor contains frequency shift information related to multiple human movements, but it is arbitrary between each sensor based on the temporal spectrum behavior related to the rotational motion of arms and legs. The frequency shift information regarding the target can be associated (step S7). For this reason, the Doppler signal when the signal transmitted by the sensor 1 is received by the sensor 2 can be divided into the targets A and B separately. Then, for target A,
fd12 = (fd1 + fd2) / 2
fd23 = (fd2 + fd3) / 2
fd31 = (fd3 + fd1) / 2
(3)
Where fd12 is the Doppler frequency between the sensors 1 and 2
Since fd1 and the like are Doppler frequencies for the sensor 1,
fd1 = (fd31 + fd12−fd23)
fd2 = (fd12 + fd23−fd31)
fd3 = (fd23 + fd31-fd12)
(4)
Therefore, the relative speed with respect to each sensor can be calculated from these Doppler frequencies, and the relative speed can be similarly calculated for the target B (step S8).

ここで、ターゲットA、Bが存在する位置の候補としての上記1次元空間と、ターゲットA、Bについて各センサに対してそれぞれ3つずつの相対速度が求められた。そこで、その3つの相対速度の間に整合性があるかを確認しつつ、その1次元空間上を走査する、すなわち、3つの相対速度のうち組合せを変えた2つの相対速度によって生成される絶対速度が互いに一致するかを確認する。そして、3つの相対速度の間に整合性があった位置をターゲットA、Bそれぞれが存在する位置と推定する(ステップS9)。   Here, three relative velocities were obtained for each sensor with respect to the one-dimensional space as a candidate for the position where the targets A and B exist and the targets A and B, respectively. Therefore, while checking whether there is consistency between the three relative velocities, the one-dimensional space is scanned, that is, an absolute value generated by two relative velocities with different combinations among the three relative velocities. Check if the speeds match each other. A position where there is consistency between the three relative velocities is estimated as a position where each of the targets A and B exists (step S9).

図4は、相対速度の間に整合性がない場合を説明する図である。1次元空間上において、センサ1に対する相対速度とセンサ2に対する相対速度とによって生成される絶対速度と、センサ1に対する相対速度とセンサ3に対する相対速度とによって生成される絶対速度とが食い違っているため、この位置にはターゲットは存在しないと判断できる。   FIG. 4 is a diagram illustrating a case where there is no consistency between relative velocities. In the one-dimensional space, the absolute speed generated by the relative speed with respect to the sensor 1 and the relative speed with respect to the sensor 2 is different from the absolute speed generated by the relative speed with respect to the sensor 1 and the relative speed with respect to the sensor 3. It can be determined that there is no target at this position.

図5は、相対速度の間に整合性があった場合を説明する図である。1次元空間上において、センサ1に対する相対速度とセンサ2に対する相対速度とによって生成される絶対速度と、センサ2に対する相対速度とセンサ3に対する相対速度とによって生成される絶対速度とが一致したため、この位置にターゲット(A又はB)が存在すると推定できる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a case where there is consistency between relative velocities. In the one-dimensional space, the absolute speed generated by the relative speed with respect to the sensor 1 and the relative speed with respect to the sensor 2 and the absolute speed generated by the relative speed with respect to the sensor 2 and the relative speed with respect to the sensor 3 match. It can be estimated that the target (A or B) exists at the position.

このようにターゲットA、Bの位置を推定することができ、さらに、ターゲットA、Bのドップラー周波数・時間特性に基づいて、それらの位置においてターゲットA、Bがどのような挙動をしているかを推定することができる。   In this way, the positions of the targets A and B can be estimated. Further, based on the Doppler frequency / time characteristics of the targets A and B, how the targets A and B behave at those positions can be determined. Can be estimated.

つぎに、計算機シミュレーションを行ったので、その結果を示す。3周波CWレーダモデルを用いて人の位置推定及び行動識別を行った。部屋の隅に3つのセンサを配置して電波を放射した。10m×10mの部屋を仮定した。部屋の中を2人が同時に歩いているモデルとした。人の体は80個のスキャッタで構成することにより再現した。スキャッタは、位置的に無限小の大きさを持ち所定の反射断面積を持つシミュレーションのための仮想の散乱体(点)である。各スキャッタは、3次元の位置ベクトルと速度ベクトルを持つ。各スキャッタにウェイトを付加して反射断面積を考慮した。シミュレーション諸元を表1に示す。   Next, the result of computer simulation was shown. Human position estimation and action identification were performed using a three-frequency CW radar model. Three sensors were placed in the corner of the room to radiate radio waves. A 10 m × 10 m room was assumed. It was a model in which two people were walking in the room at the same time. The human body was reproduced by configuring it with 80 scatters. The scatter is a virtual scatterer (point) for simulation having a position of infinitely small size and a predetermined reflection cross section. Each scatter has a three-dimensional position vector and velocity vector. A reflection cross section was taken into account by adding a weight to each scatter. Table 1 shows the specifications of the simulation.

図6(a)は、センサ1、2に関するドップラースペクトラムの推定結果を示す図である。ドップラースペクトラムより人の歩行間隔と相対速度を推定し、運動の周期性や並進運動に関するドップラー周波数の時間的な偏移から人の動きを識別できる。図6(b)は、図6(a)で示したドップラースペクトラムと同じパラメータを用いたときの相対速度の真値を表しており、これらを比較しても分かるように、FFTにより推定されたドップラースペクトラムは、各センサに対する相対速度をほぼ正確に推定できている。また、ドップラースペクトラム中に受信電力値の高い周波数が時間的に連続して2値存在することから、観測領域内に2人のターゲットが存在することを推定できる。さらに、スペクトルのピーク間隔を見ることにより、双方周期的な運動を行っていることが分かり、各々の運動周期はそれぞれ1.2秒、1.1秒であると推定できる。ここでいう周期的な運動とは、歩行や走行といった繰り返し動作を表し、椅子に座った状態での行動や特異な行動はこれに属さない。また、並進運動に関するドップラー周波数の最大値が200 Hzを示していることから、
fd/fc=2vr/c [ドップラー周波数/搬送周波数=2×速度/光速]
(5)
の関係式を用いて人の相対速度が1.3m/sであると推定できるので、ここでは走行よりは歩行に近い運動をしていると推定できる。
FIG. 6A is a diagram illustrating the Doppler spectrum estimation results for the sensors 1 and 2. The human walking interval and relative velocity are estimated from the Doppler spectrum, and the human movement can be identified from the temporal shift of the Doppler frequency related to the periodicity of the movement and the translational movement. FIG. 6 (b) shows the true value of the relative velocity when the same parameters as the Doppler spectrum shown in FIG. 6 (a) are used. The Doppler spectrum can estimate the relative velocity for each sensor almost accurately. In addition, since there are two continuous frequencies with high received power values in the Doppler spectrum, it can be estimated that there are two targets in the observation region. Further, by looking at the peak interval of the spectrum, it can be seen that both are moving periodically, and it can be estimated that each movement period is 1.2 seconds and 1.1 seconds, respectively. The term “periodic exercise” as used herein refers to a repetitive motion such as walking or running, and does not belong to a behavior while sitting on a chair or a peculiar behavior. Also, since the maximum value of the Doppler frequency for translational motion is 200 Hz,
fd / fc = 2vr / c [Doppler frequency / carrier frequency = 2 × speed / light speed]
(5)
Since it can be estimated that the relative speed of the person is 1.3 m / s using the relational expression, it can be estimated here that the movement is closer to walking than to running.

図7は、2種類の評価手法を用いて観測領域内に存在するターゲットの位置座標(動線)を推定した結果を示す図である。評価手法に関しては、観測領域内に2人のターゲットが存在する場合をタイプ1、1人しか存在しない場合をタイプ2としている。図7を見ても分かるように、両タイプとも位置座標推定誤差を1m以内に抑え、タイプ1に関しては複数のターゲットを分離して位置座標を推定できている。タイプ2では、距離推定値が1つのターゲットに関する情報しか含んでいないため、相対速度ベクトルによる1次元候補空間上の走査なしで直接ターゲットの位置座標を推定でき、ほぼ正確なトラッキングが行えている。一方、タイプ1では、1次元候補空間上を複数の相対速度ベクトルを用いて走査することにより位置推定を行っているため、従来と異なり各ターゲットの動きとその位置座標を完全に同期して推定することが可能となった。本発明を用いると、行動識別結果と位置座標推定結果を完全同期させることにより、電波だけを用いて複数の人がいつ・どこで・何をしているのか識別できる。   FIG. 7 is a diagram showing a result of estimating the position coordinates (flow line) of a target existing in the observation region using two kinds of evaluation methods. Regarding the evaluation method, the case where two targets exist in the observation area is type 1, and the case where only one target exists is type 2. As can be seen from FIG. 7, in both types, the position coordinate estimation error is suppressed to within 1 m, and for type 1, the position coordinates can be estimated by separating a plurality of targets. In Type 2, since the distance estimation value includes only information on one target, the position coordinates of the target can be estimated directly without scanning on the one-dimensional candidate space by the relative velocity vector, and almost accurate tracking can be performed. On the other hand, in Type 1, since the position is estimated by scanning the one-dimensional candidate space using a plurality of relative velocity vectors, unlike the conventional method, the movement of each target and its position coordinates are estimated in complete synchronization. It became possible to do. By using the present invention, it is possible to identify when, where, and what a plurality of people are doing by using only radio waves by completely synchronizing the action identification result and the position coordinate estimation result.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
センサの数を増やせばターゲットの位置は一意に定まるので、必ずしも1次元空間を生成する構成とする必要はない。この場合でも複数のターゲットのうち、どのターゲットがどの位置に存在するかを識別するためには、上記関連付け及び相対速度の整合性判断(ステップS7〜S9)が必要となる。
In addition, this invention is not limited to the said Example.
If the number of sensors is increased, the target position is uniquely determined. Therefore, it is not always necessary to create a one-dimensional space. Even in this case, in order to identify which target is located at which position among a plurality of targets, the above-mentioned association and relative speed consistency determination (steps S7 to S9) are required.

逆に、1次元空間を生成する構成にすれば、センサの数を減らすことができる。この場合、センサの数をn(nは3以上の整数)個とすると、独立のパスの数は組合せC(n,2)の数だけあって、その組合せC(n,2)と同じ数の方程式が立ち、ターゲットの数がm(mは2以上の整数)個あるとすると、求める独立変数の数が2m個になるので、センサの数nは
C(n,2)≧(2m−1)
{C(n,2)+1}/2≧m
(6)
を満たす数であれば済むことになる。
On the other hand, if the configuration is such that a one-dimensional space is generated, the number of sensors can be reduced. In this case, if the number of sensors is n (n is an integer of 3 or more), the number of independent paths is the number of combinations C (n, 2), and the same number as the combination C (n, 2). When the number of targets is m (m is an integer of 2 or more), the number of independent variables to be calculated is 2m, so the number of sensors n is C (n, 2) ≧ (2m− 1)
{C (n, 2) +1} / 2 ≧ m
(6)
Any number that satisfies this requirement is sufficient.

Claims (2)

それぞれ互いに異なる周波数の信号を送信し、それらすべての周波数の信号を受信するn(nは3以上の整数)個のセンサと、
前記センサが受信した信号から各周波数のドップラー信号を分離するフィルタと、
前記フィルタによって分離された各ドップラー信号のうち、同じ複数のパスを通る2つの信号のドップラー信号同士の相関をとる相関手段と、
前記相関手段によって得られる、2個の前記センサから2個以上かつ{C(n,2)+1}/2個以下の各ターゲットまでの距離の和に相当する位相差から、該距離の和を算出する距離和算出手段と、
各ターゲットのドップラー信号の時間的特性に基づいて、各前記センサ間で任意のターゲットに関する各前記ドップラー信号を関連付ける関連付け手段と、
前記関連付け手段によって関連付けられた各ドップラー信号に基づいて各ターゲットの各前記センサとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
前記距離和算出手段によって算出された距離の和及び前記相対速度算出手段によって算出された相対速度に基づいて各ターゲットの位置を推定する位置推定手段と
を備えることを特徴とする行動検出システム。
N sensors (n is an integer of 3 or more) for transmitting signals of frequencies different from each other and receiving signals of all those frequencies;
A filter that separates the Doppler signal of each frequency from the signal received by the sensor;
Correlation means for correlating the Doppler signals of two signals passing through the same plurality of paths among the Doppler signals separated by the filter;
From the phase difference corresponding to the sum of the distances from the two sensors to two or more and {C (n, 2) +1} / 2 or less targets obtained by the correlation means, the sum of the distances is calculated. A distance sum calculating means for calculating;
An association means for associating each Doppler signal for an arbitrary target between each of the sensors based on temporal characteristics of the Doppler signal for each target;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed of each target with each sensor based on each Doppler signal associated by the association means;
A behavior detection system comprising: position estimation means for estimating the position of each target based on the sum of distances calculated by the distance sum calculation means and the relative speed calculated by the relative speed calculation means.
それぞれ互いに異なる周波数の信号を送信し、それらすべての周波数の信号を受信するn(nは3以上の整数)個のセンサと、
前記センサが受信した信号から各周波数のドップラー信号を分離するフィルタと、
前記フィルタによって分離された各ドップラー信号のうち、同じ複数のパスを通る2つの信号のドップラー信号同士の相関をとる相関手段と、
前記相関手段によって得られる、2個の前記センサから2個以上かつ{C(n,2)+1}/2個以下の各ターゲットまでの距離の和に相当する位相差から、該距離の和を算出する距離和算出手段と、
前記距離和算出手段によって算出された距離の和に基づいて各ターゲットが存在する候補となる1次元空間を生成する1次元空間生成手段と、
各ターゲットのドップラー信号の時間的特性に基づいて、各前記センサ間で任意のターゲットに関する各前記ドップラー信号を関連付ける関連付け手段と、
前記関連付け手段によって関連付けられた各ドップラー信号に基づいて各ターゲットの各前記センサとの相対速度を算出する相対速度算出手段と、
前記1次元空間生成手段によって生成された1次元空間及び前記相対速度算出手段によって算出された相対速度に基づいて各ターゲットの位置を推定する位置推定手段と
を備えることを特徴とする行動検出システム。
N sensors (n is an integer of 3 or more) for transmitting signals of frequencies different from each other and receiving signals of all those frequencies;
A filter that separates the Doppler signal of each frequency from the signal received by the sensor;
Correlation means for correlating the Doppler signals of two signals passing through the same plurality of paths among the Doppler signals separated by the filter;
From the phase difference corresponding to the sum of the distances from the two sensors to two or more and {C (n, 2) +1} / 2 or less targets obtained by the correlation means, the sum of the distances is calculated. A distance sum calculating means for calculating;
One-dimensional space generation means for generating a one-dimensional space that is a candidate in which each target exists based on the sum of distances calculated by the distance sum calculation means;
An association means for associating each Doppler signal for an arbitrary target between each of the sensors based on temporal characteristics of the Doppler signal for each target;
A relative speed calculation means for calculating a relative speed of each target with each sensor based on each Doppler signal associated by the association means;
A behavior detecting system comprising: a one-dimensional space generated by the one-dimensional space generating means; and a position estimating means for estimating the position of each target based on the relative speed calculated by the relative speed calculating means.
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