侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラム
【課題】電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐ。
【解決手段】侵入検知装置１０２は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知する。侵入検知装置１０２は、アンテナを含み、アンテナにおいて無線信号を受信するための受信部５２と、受信部５２によって受信された無線信号に基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部１１と、空間特徴量算出部１１によって算出された空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部８２とを備える。受信部５２は、アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【解決手段】侵入検知装置１０２は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知する。侵入検知装置１０２は、アンテナを含み、アンテナにおいて無線信号を受信するための受信部５２と、受信部５２によって受信された無線信号に基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部１１と、空間特徴量算出部１１によって算出された空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部８２とを備える。受信部５２は、アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムに関し、特に、空間特徴量を用いて人間の動作を検知する侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内等の所定エリアにおいて、人の動作を検知する侵入検知装置が開発されている。侵入検知方法の一例として、たとえば、「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日（非特許文献１）には、ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra WideBand-Impulse Radio）による伝搬遅延プロファイルすなわち電力遅延プロファイルを用いる方法が開示されている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、広帯域の信号を用いることから他の無線サービスとの干渉が問題となり、また、受信信号の電力を用いることから屋内におけるマルチパスフェージングの影響を受け、検出精度が劣化する場合がある。
【０００４】
このような問題点を解決するための技術として、たとえば、特開２００８−２１６１５２号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、イベント検出装置は、各アレイアンテナの受信信号に基づいて固有ベクトルすなわち到来角分布を計算し、当該固有ベクトルと、比較基準となる平時の固有ベクトルとの内積値を計算する。そして、イベント検出装置は、この内積値と所定の閾値との比較結果に基づいて、イベントの発生すなわち侵入者の検知を行なう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のイベント検出装置では、送信機および受信機間で電波を送受信する。このイベント検出装置が設置される場所によっては、受信機に到来する送信機からの直接波のレベルが反射波と比べて非常に大きくなってしまう場合がある。この場合、反射波の伝搬経路における変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。このような問題は、室内等の比較的狭いエリアに設置される場合に生じる可能性が高い。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことが可能な侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記受信部は、上記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の上記指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００１０】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記受信部は、上記複数の指向性パターンの中から、上記受信部が受信する上記無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００１２】
このような構成により、たとえば選択したアンテナの指向性のヌル点が他の装置の方向に形成される等、侵入検知装置における無線信号の受信レベルが低くなりすぎる指向性パターンを除外することができるため、侵入検知装置において適切なレベルの無線信号を受信することができる。
【００１３】
（３）好ましくは、上記受信部は、指向性パターンの異なる複数のアンテナを含み、上記複数のアンテナの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる１または複数のアンテナを選択する。
【００１４】
このような構成により、アンテナを切り替えるだけの簡易な構成で指向性パターンを選択することができる。
【００１５】
（４）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記アンテナの指向性が、上記他の装置の方向の指向性を含まないように設定されている。
【００１６】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１７】
（５）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性が設定されている。
【００１８】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１９】
（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記受信部は、上記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の上記指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００２０】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２１】
（７）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記アンテナの指向性が、上記送信機の方向の指向性を含まないように設定されている。
【００２２】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２３】
（８）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性が設定されている。
【００２４】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２５】
（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含み、上記無線信号を受信するステップにおいては、上記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００２６】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２７】
（１０）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナの指向性が、上記他の装置の方向の指向性を含まないように設定するステップと、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む。
【００２８】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２９】
（１１）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性を設定するステップと、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む。
【００３０】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００３１】
（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知プログラムは、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置において用いられる侵入検知プログラムであって、コンピュータに、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを実行させるためのプログラムであり、上記無線信号を受信するステップにおいては、上記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択するためのプログラムである。
【００３２】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける電波の伝搬経路を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機のアンテナの指向性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知動作を行なう際の動作手順を定めたシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおいて、指向性パターンの切り替えによる効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【００３７】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る侵入検知システム２０１は、動体検知センサとして機能する。侵入検知システムとして最低一組の送信機１０１および受信機１０２が、警戒エリアとしたい閉空間、たとえば家の中に設置される。そして、侵入検知システムは、送信機１０１から一定間隔以内または連続的に送信される電波を受信機１０２で受信し、受信した電波に基づいて信号処理を行なうことにより、室内に侵入した人間およびドアの開閉等を検知する。
【００３８】
たとえば、侵入検知システム２０１における受信機１０２は、アレイ式電波センサであり、複数の受信アンテナ素子を備え、閉空間における電波伝搬の変化を利用して動体の検知機能を実現する。侵入検知システム２０１が使用する電波は、原理上は周波数および帯域幅等に制約はない。
【００３９】
［構成および基本動作］
図２は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける電波の伝搬経路を示す図である。
【００４０】
図２を参照して、室内等の所定エリア３０１において、送信機１０１および受信機１０２が設けられている。
【００４１】
送信機１０１は、たとえば１０ＧＨｚ帯の無線信号を送信する。受信機１０２は、侵入検知装置として、所定エリア３０１における人間の動作を検知する。受信機１０２は、送信機１０１から送信される１０ＧＨｚ帯の電波を利用して検知動作を行なう。
【００４２】
より詳細には、受信機１０２は、所定エリア３０１の状態を示す空間特徴量に基づいて、当該エリアにおける人間の動作を検知する。すなわち、受信機１０２は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア３０１内の状態を監視する。具体的には、受信機１０２は、複数のアンテナの受信信号に基づいて計算された到来角分布を監視することにより、人間の動作を検知する。
【００４３】
また、送信機１０１から送信される無線信号は、たとえば連続的な信号であり、この場合、受信機１０２は、連続的に受信動作を行なう。
【００４４】
所定エリア３０１において、送信機１０１からＰａｔｈ１を伝搬して受信機１０２に到来する電波である直接波が強すぎると、送信機１０１からＰａｔｈ２〜Ｐａｔｈ５を伝搬して受信機１０２に到来する電波である反射波の影響が、受信機１０２において見えなくなってしまう。具体的には、受信機１０２において、たとえば、無線信号または当該無線信号をダウンコンバートした信号をサンプリングするためのＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジを超えるレベルの信号が当該Ａ／Ｄコンバータへ入力されてしまい、無線信号を正確に示すデジタル信号が生成されなくなってしまう。また、ダイナミックレンジ内に受信信号が収まっても、直接波のレベルが他の信号に比べて大きすぎる場合には、微少なレベルの信号が変動しても当該変動は直接波に隠れてしまう。これにより、Ｐａｔｈ２〜Ｐａｔｈ５における電波伝搬の変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。
【００４５】
ここで、直接波が伝搬するＰａｔｈ１は、他のＰａｔｈが交差している確率が高い。すなわち、受信機１０２において直接波が見えなくても、たとえばＰａｔｈ１と交差するＰａｔｈ２における電波伝搬の変化を監視することにより、Ｐａｔｈ１における電波伝搬の変化を監視することが可能である。
【００４６】
これに基づき、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、以下のような構成および動作により、検知エリアが狭くなるという問題点を解決する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【００４８】
図３を参照して、受信機１０２は、アレイ受信部５２と、制御部５３とを備える。アレイ受信部５２は、たとえば４つのアンテナ部２１と、受信回路２２と、受信アンテナ切り替え部２３と、分岐回路３７と、発振器３８とを含む。アンテナ部２１は、たとえば２本のアンテナ６１，６２と、アンテナ選択部６３とを含む。受信回路２２は、アンテナ部２１に対応して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ３２、方向性結合器（ＤＣ）３３、直交復調器３４、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３５、および測定部の一例である検波器３６の組を４つ含む。制御部５３は、侵入検知演算部７１を含む。
【００４９】
アレイ受信部５２は、所定エリアに配置された送信機１０１から送信された無線信号をアンテナで受信する。アレイ受信部５２は、当該アンテナの指向性パターンを選択可能である。アレイ受信部５２は、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。この選択は、アンテナ部２１ごとに行なわれる。なお、受信機１０２は、４つのアンテナ部２１を含む構成に限らず、１または複数のアンテナ部２１を含む構成であればよい。
【００５０】
たとえば、アレイ受信部５２は、複数の指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが所定範囲内となる指向性パターンを選択し、選択した指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００５１】
具体的には、アレイ受信部５２は、指向性パターンの異なるアンテナ６１，６２のうち、受信する無線信号のレベルが最も小さくなるアンテナを選択する。
【００５２】
侵入検知演算部７１は、アレイ受信部５２によって受信された無線信号に基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００５３】
より詳細には、アンテナ部２１において、アンテナ６１，６２は、送信機１０１から送信された無線信号を受信する。
【００５４】
受信回路２２において、バンドパスフィルタ３１は、対応のアンテナ部２１におけるアンテナにおいて受信された無線信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分、たとえば１０ＧＨｚ帯以外の成分を減衰させる。
【００５５】
ローノイズアンプ３２は、バンドパスフィルタ３１を通過した無線信号を増幅して出力する。
【００５６】
方向性結合器３３は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号を分岐して直交復調器３４および検波器３６へ出力する。
【００５７】
直交復調器３４は、方向性結合器３３から受けた無線信号と分岐回路３７を介して発振器３８から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ３２から受けた信号をたとえば直交復調してベースバンド帯のＩ信号およびＱ信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ３５へ出力する。
【００５８】
Ａ／Ｄコンバータ３５は、直交復調器３４から受けたＩ信号およびＱ信号をそれぞれｎビット（ｎは２以上の自然数）のデジタル信号に変換し、制御部５３における侵入検知演算部７１へ出力する。
【００５９】
検波器３６は、方向性結合器３３から受けた無線信号を検波することにより、無線信号の受信レベルすなわち電力または振幅を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）信号を受信アンテナ切り替え部２３へ出力する。なお、ＲＳＳＩの代わりに、ΔＲＳＳＩすなわち各ＰａｔｈのＲＳＳＩの最大値および最小値の差を用いる構成であってもよい。また、検波器３６からのＲＳＳＩ信号の代わりに、たとえばＡ／Ｄコンバータ３５のデジタル信号が最大値になる場合にＡ／Ｄコンバータ３５から出力されるオーバーフロー情報を受信アンテナ切り替え部２３に与える構成であってもよい。
【００６０】
受信アンテナ切り替え部２３は、検波器３６によって測定された受信レベルに基づいて、複数の指向性パターンの中から、受信機１０２が受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択させるための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。より詳細には、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号に基づいて、受信アンテナ切り替え命令を各ＲＳＳＩ信号に対応するアンテナ部２１のアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６１】
たとえば、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａ以上の場合には、送信機１０１からの直接波の受信レベルが大きいと判断し、他のアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６２】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａより小さい所定値Ｂ未満の場合には、送信機１０１からの無線信号の受信レベルが小さすぎると判断し、他のアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６３】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａ未満かつ所定値Ｂ以上である場合には、アンテナごとのＲＳＳＩ信号の比較等を行なうことにより、送信機１０１からの無線信号の受信レベルが最も小さくなるアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６４】
アンテナ選択部６３は、受信アンテナ切り替え部２３から受けた受信アンテナ切り替え命令に基づいて、使用アンテナ、すなわち受信回路２２と接続されるアンテナを選択する。
【００６５】
図４は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける制御部の構成を示す図である。
【００６６】
図４を参照して、侵入検知演算部７１は、空間特徴量算出部８１と、検知部８２とを含む。
【００６７】
空間特徴量算出部８１は、各アンテナ部２１に対応するデジタル信号をアレイ受信部５２から受けて、これらのデジタル信号に基づき、各アンテナ部２１によって受信された無線信号のレベルおよび到着タイミングを算出する。そして、空間特徴量算出部８１は、算出結果に基づいて、所定エリアにおける空間特徴量を算出する。すなわち、空間特徴量算出部８１は、人間の動作を検知すべき所定エリアについて、当該所定エリアの状態を示す空間特徴量を算出する。
【００６８】
より詳細には、空間特徴量算出部８１は、たとえば特許文献１に記載の構成と同様に、到来角分布を用いて空間特徴量を抽出する。すなわち、空間特徴量算出部８１は、固有ベクトルの内積を算出することにより、空間特徴量Ｐ（ｔ）を抽出する。この内積は、比較基準となる初期ベクトルからの変化量を示す。初期ベクトルすなわち侵入者無しのときの固有ベクトルをｖｎｏとし、観測時ｔにおける固有ベクトルをｖｏｂ（ｔ）とすると、空間特徴量Ｐ（ｔ）は以下の式で表される。
Ｐ（ｔ）＝ｖｎｏ・ｖｏｂ（ｔ）
【００６９】
検知部８２は、空間特徴量算出部８１によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００７０】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力するとともに、受信アンテナ切り替え通知を空間特徴量算出部８１へ出力する。
【００７１】
空間特徴量算出部８１は、受信アンテナ切り替え部２３から受信アンテナ切り替え通知を受けると、空間特徴量の算出のために蓄積していたアレイ受信部５２からのデジタル信号および途中計算結果等を削除し、新たにアレイ受信部５２から受けたデジタル信号に基づいて空間特徴量の算出を開始する。これにより、アンテナを切り替えても正確な空間特徴量を得ることができる。
【００７２】
図５は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機のアンテナの指向性を示す図である。
【００７３】
図５を参照して、アンテナ６１の指向性パターンＰ１とアンテナ６２の指向性パターンＰ２とは、互いに異なる。たとえば、指向性パターンＰ１および指向性パターンＰ２は、指向性の方向が略９０度異なる。なお、アンテナ部２１における各アンテナの指向性は、半値幅および前後比等の特性が異なるものであればよい。
【００７４】
アレイ受信部５２は、たとえばＲＳＳＩ値を判断基準として使用アンテナを選択する。すなわち、アレイ受信部５２は、ＲＳＳＩ値に基づいて、アンテナ６１を選択するか、またはアンテナ６２を選択する。
【００７５】
たとえば、受信機１０２では、アンテナ６１およびアンテナ６２の一方を選択した場合において、選択したアンテナの指向性のメインローブが送信機１０１を向かないように、また、選択したアンテナの指向性のヌル点が送信機１０１の方向に形成されないように、アンテナ６１およびアンテナ６２の向きおよび特性が設定される。
【００７６】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知を行なう際の動作について説明する。
【００７７】
図６は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知動作を行なう際の動作手順を定めたシーケンス図である。侵入検知システム２０１における送信機１０１および受信機１０２は、シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。
【００７８】
図６を参照して、侵入検知モードにおいて、まず、送信機１０１は、無線信号を受信機１０２へ送信する（ステップＳ１１）。
【００７９】
次に、受信機１０２は、送信機１０１から無線信号を受信して、当該無線信号の受信レベルすなわちＲＳＳＩを測定する（ステップＳ１２）。
【００８０】
次に、受信機１０２は、ＲＳＳＩの測定結果に基づいて、アンテナ部２１におけるアンテナを切り替えるべきか否かを判断する。より詳細には、受信機１０２は、送信機１０１から送信された無線信号の受信レベルを測定し、受信レベルが大きい場合にはアンテナ部２１におけるアンテナを切り替えるべきであると判断する（ステップＳ１３）。
【００８１】
次に、受信機１０２は、アンテナの切り替えを行なう。すなわち、受信機１０２は、選択中の指向性パターンを他の指向性パターンに変更する（ステップＳ１４）。
【００８２】
次に、受信機１０２は、送信機１０１からの無線信号を、切り替えたアンテナで受信する（ステップＳ１５）。
【００８３】
次に、受信機１０２は、送信機１０１から受信した無線信号に基づいて空間特徴量を算出し（ステップＳ１６）、侵入検知を行なう（ステップＳ１７）。
【００８４】
図７は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおいて、指向性パターンの切り替えによる効果を示す図である。
【００８５】
図７を参照して、侵入検知システム２０１では、直接波の電界強度が通常、一番強いことに基づき、受信機１０２の指向性パターンを選択する。たとえば、直接波の伝搬するＰａｔｈ１方向の指向性を有するアンテナ部２１におけるアンテナを非選択とし、逆に他のアンテナを選択する。これにより、受信機１０２に到来する各電波の強度の差を縮めることができる。すなわち、各ＰａｔｈのＲＳＳＩの差ΔＲＳＳＩを小さくすることができる。また、各ＰａｔｈのＲＳＳＩの最大値をＳｍａｘ１からＳｍａｘ２へ下げることができる。
【００８６】
ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置では、送信機および受信機間で電波を送受信する。このイベント検出装置が設置される場所によっては、受信機に到来する送信機からの直接波のレベルが反射波と比べて非常に大きくなってしまう場合がある。この場合、反射波の伝搬経路における変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。
【００８７】
これに対して、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置は、アレイ受信部５２は、アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００８８】
このような構成により、電波センサである受信機１０２にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。
【００８９】
また、受信機１０２が送信機１０１に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機１０１から特定の信号を受信機１０２へ送信することなく、簡易な構成で、送信機１０１からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００９０】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２における受信アンテナ切り替え部２３は、複数の指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００９１】
このような構成により、たとえば選択したアンテナの指向性のヌル点が送信機１０１の方向に形成される等、受信機１０２における無線信号の受信レベルが低くなりすぎる指向性パターンを除外することができるため、受信機１０２において適切なレベルの無線信号を受信することができる。
【００９２】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２における受信アンテナ切り替え部２３は、指向性パターンの異なるアンテナ６１，６２を含み、アンテナ６１，６２の中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなるアンテナを選択する。
【００９３】
このような構成により、アンテナを切り替えるだけの簡易な構成で指向性パターンを選択することができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０２において指向性パターンを選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０２において指向性が選択可能である構成に限らず、受信機１０２のアンテナの指向性が固定的に設定される構成であってもよい。すなわち、受信機１０２のアンテナの指向性が、送信機１０１の方向の指向性を含まないように設定されている構成であってもよい。
【００９５】
具体的には、受信機１０２のアンテナの指向性が送信機１０１に向かないように、たとえば、送信機１０１および受信機１０２の位置に定めがあり、この定められた位置において、受信機１０２のアンテナの指向性が送信機１０１に向かないようにアンテナの配置がなされる。
【００９６】
あるいは、受信機１０２が受信する無線信号のレベルが目標値以下となるように、受信機１０２のアンテナの指向性が設定されている構成であってもよい。
【００９７】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０２は、複数のアンテナを備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０２が１つのアンテナを備える構成であっても、当該アンテナの指向性を切り替え可能であればよい。
【００９８】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２は、アンテナ部２１におけるアンテナ６１，６２の一方を選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アレイ受信部５２は、アンテナ部２１における複数のアンテナを選択する構成であってもよい。たとえば、アレイ受信部５２は、アンテナ部２１におけるアンテナ６１，６２の両方を使用アンテナとして選択する構成であってもよい。この場合、たとえば、アレイ受信部５２は、無指向性を含む複数の指向性パターンを選択可能となる。
【００９９】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。固有ベクトルに限らず、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。
【０１００】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として１次元の特徴量を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。空間特徴量として多次元の特徴量を用いる構成であってもよい。たとえば、固有ベクトルそのものを特徴量ベクトルとして用いることも可能であるし、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイルを用いることも可能である。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、侵入者の有無という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。
【０１０２】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置はアレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。
【０１０３】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
２１ アンテナ部
２２ 受信回路
２３ 受信アンテナ切り替え部
３１ バンドパスフィルタ
３２ ローノイズアンプ
３３ 方向性結合器
３４ 直交復調器
３５ Ａ／Ｄコンバータ
３６ 検波器
３７ 分岐回路
３８ 発振器
５２ アレイ受信部
５３ 制御部
６１，６２ アンテナ
６３ アンテナ選択部
７１ 侵入検知演算部
８１ 空間特徴量算出部
８２ 検知部
１０１ 送信機
１０２ 受信機
２０１ 侵入検知システム
３０１ 所定エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムに関し、特に、空間特徴量を用いて人間の動作を検知する侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内等の所定エリアにおいて、人の動作を検知する侵入検知装置が開発されている。侵入検知方法の一例として、たとえば、「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日（非特許文献１）には、ＵＷＢ−ＩＲ（Ultra WideBand-Impulse Radio）による伝搬遅延プロファイルすなわち電力遅延プロファイルを用いる方法が開示されている。
【０００３】
しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、広帯域の信号を用いることから他の無線サービスとの干渉が問題となり、また、受信信号の電力を用いることから屋内におけるマルチパスフェージングの影響を受け、検出精度が劣化する場合がある。
【０００４】
このような問題点を解決するための技術として、たとえば、特開２００８−２１６１５２号公報（特許文献１）には、以下のような構成が開示されている。すなわち、イベント検出装置は、各アレイアンテナの受信信号に基づいて固有ベクトルすなわち到来角分布を計算し、当該固有ベクトルと、比較基準となる平時の固有ベクトルとの内積値を計算する。そして、イベント検出装置は、この内積値と所定の閾値との比較結果に基づいて、イベントの発生すなわち侵入者の検知を行なう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「ＵＷＢ−ＩＲによる屋内侵入者検知に関する検討」寺阪圭司 他、電子情報通信学会論文誌B、第J90-B巻、第1号、pp.97-100、2007年1月1日
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２１６１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のイベント検出装置では、送信機および受信機間で電波を送受信する。このイベント検出装置が設置される場所によっては、受信機に到来する送信機からの直接波のレベルが反射波と比べて非常に大きくなってしまう場合がある。この場合、反射波の伝搬経路における変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。このような問題は、室内等の比較的狭いエリアに設置される場合に生じる可能性が高い。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことが可能な侵入検知装置、侵入検知システム、侵入検知方法および侵入検知プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記受信部は、上記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の上記指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００１０】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記受信部は、上記複数の指向性パターンの中から、上記受信部が受信する上記無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００１２】
このような構成により、たとえば選択したアンテナの指向性のヌル点が他の装置の方向に形成される等、侵入検知装置における無線信号の受信レベルが低くなりすぎる指向性パターンを除外することができるため、侵入検知装置において適切なレベルの無線信号を受信することができる。
【００１３】
（３）好ましくは、上記受信部は、指向性パターンの異なる複数のアンテナを含み、上記複数のアンテナの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる１または複数のアンテナを選択する。
【００１４】
このような構成により、アンテナを切り替えるだけの簡易な構成で指向性パターンを選択することができる。
【００１５】
（４）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記アンテナの指向性が、上記他の装置の方向の指向性を含まないように設定されている。
【００１６】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１７】
（５）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性が設定されている。
【００１８】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００１９】
（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記受信部は、上記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の上記指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００２０】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２１】
（７）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記アンテナの指向性が、上記送信機の方向の指向性を含まないように設定されている。
【００２２】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２３】
（８）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知システムは、所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、上記受信機は、アンテナを含み、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するための受信部と、上記受信部によって受信された上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、上記空間特徴量算出部によって算出された上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性が設定されている。
【００２４】
このような構成により、受信機にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、受信機が送信機に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機から特定の信号を受信機へ送信することなく、簡易な構成で、送信機からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２５】
（９）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含み、上記無線信号を受信するステップにおいては、上記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００２６】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２７】
（１０）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナの指向性が、上記他の装置の方向の指向性を含まないように設定するステップと、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む。
【００２８】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００２９】
（１１）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、上記アンテナにおいて受信される上記無線信号のレベルが目標値以下となるように、上記アンテナの指向性を設定するステップと、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む。
【００３０】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００３１】
（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる侵入検知プログラムは、他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置において用いられる侵入検知プログラムであって、コンピュータに、上記アンテナにおいて上記無線信号を受信するステップと、受信した上記無線信号に基づいて上記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した上記空間特徴量に基づいて上記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを実行させるためのプログラムであり、上記無線信号を受信するステップにおいては、上記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する上記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択するためのプログラムである。
【００３２】
このような構成により、侵入検知装置にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。また、侵入検知装置が他の装置に対して何らかの制御を行なうことなく、また、他の装置から特定の信号を侵入検知装置へ送信することなく、簡易な構成で、他の装置からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける電波の伝搬経路を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機のアンテナの指向性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知動作を行なう際の動作手順を定めたシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおいて、指向性パターンの切り替えによる効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムの使用イメージを示す図である。
【００３７】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る侵入検知システム２０１は、動体検知センサとして機能する。侵入検知システムとして最低一組の送信機１０１および受信機１０２が、警戒エリアとしたい閉空間、たとえば家の中に設置される。そして、侵入検知システムは、送信機１０１から一定間隔以内または連続的に送信される電波を受信機１０２で受信し、受信した電波に基づいて信号処理を行なうことにより、室内に侵入した人間およびドアの開閉等を検知する。
【００３８】
たとえば、侵入検知システム２０１における受信機１０２は、アレイ式電波センサであり、複数の受信アンテナ素子を備え、閉空間における電波伝搬の変化を利用して動体の検知機能を実現する。侵入検知システム２０１が使用する電波は、原理上は周波数および帯域幅等に制約はない。
【００３９】
［構成および基本動作］
図２は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける電波の伝搬経路を示す図である。
【００４０】
図２を参照して、室内等の所定エリア３０１において、送信機１０１および受信機１０２が設けられている。
【００４１】
送信機１０１は、たとえば１０ＧＨｚ帯の無線信号を送信する。受信機１０２は、侵入検知装置として、所定エリア３０１における人間の動作を検知する。受信機１０２は、送信機１０１から送信される１０ＧＨｚ帯の電波を利用して検知動作を行なう。
【００４２】
より詳細には、受信機１０２は、所定エリア３０１の状態を示す空間特徴量に基づいて、当該エリアにおける人間の動作を検知する。すなわち、受信機１０２は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア３０１内の状態を監視する。具体的には、受信機１０２は、複数のアンテナの受信信号に基づいて計算された到来角分布を監視することにより、人間の動作を検知する。
【００４３】
また、送信機１０１から送信される無線信号は、たとえば連続的な信号であり、この場合、受信機１０２は、連続的に受信動作を行なう。
【００４４】
所定エリア３０１において、送信機１０１からＰａｔｈ１を伝搬して受信機１０２に到来する電波である直接波が強すぎると、送信機１０１からＰａｔｈ２〜Ｐａｔｈ５を伝搬して受信機１０２に到来する電波である反射波の影響が、受信機１０２において見えなくなってしまう。具体的には、受信機１０２において、たとえば、無線信号または当該無線信号をダウンコンバートした信号をサンプリングするためのＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジを超えるレベルの信号が当該Ａ／Ｄコンバータへ入力されてしまい、無線信号を正確に示すデジタル信号が生成されなくなってしまう。また、ダイナミックレンジ内に受信信号が収まっても、直接波のレベルが他の信号に比べて大きすぎる場合には、微少なレベルの信号が変動しても当該変動は直接波に隠れてしまう。これにより、Ｐａｔｈ２〜Ｐａｔｈ５における電波伝搬の変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。
【００４５】
ここで、直接波が伝搬するＰａｔｈ１は、他のＰａｔｈが交差している確率が高い。すなわち、受信機１０２において直接波が見えなくても、たとえばＰａｔｈ１と交差するＰａｔｈ２における電波伝搬の変化を監視することにより、Ｐａｔｈ１における電波伝搬の変化を監視することが可能である。
【００４６】
これに基づき、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、以下のような構成および動作により、検知エリアが狭くなるという問題点を解決する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機の構成を示す図である。
【００４８】
図３を参照して、受信機１０２は、アレイ受信部５２と、制御部５３とを備える。アレイ受信部５２は、たとえば４つのアンテナ部２１と、受信回路２２と、受信アンテナ切り替え部２３と、分岐回路３７と、発振器３８とを含む。アンテナ部２１は、たとえば２本のアンテナ６１，６２と、アンテナ選択部６３とを含む。受信回路２２は、アンテナ部２１に対応して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ３２、方向性結合器（ＤＣ）３３、直交復調器３４、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３５、および測定部の一例である検波器３６の組を４つ含む。制御部５３は、侵入検知演算部７１を含む。
【００４９】
アレイ受信部５２は、所定エリアに配置された送信機１０１から送信された無線信号をアンテナで受信する。アレイ受信部５２は、当該アンテナの指向性パターンを選択可能である。アレイ受信部５２は、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。この選択は、アンテナ部２１ごとに行なわれる。なお、受信機１０２は、４つのアンテナ部２１を含む構成に限らず、１または複数のアンテナ部２１を含む構成であればよい。
【００５０】
たとえば、アレイ受信部５２は、複数の指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが所定範囲内となる指向性パターンを選択し、選択した指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００５１】
具体的には、アレイ受信部５２は、指向性パターンの異なるアンテナ６１，６２のうち、受信する無線信号のレベルが最も小さくなるアンテナを選択する。
【００５２】
侵入検知演算部７１は、アレイ受信部５２によって受信された無線信号に基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した空間特徴量に基づいて所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００５３】
より詳細には、アンテナ部２１において、アンテナ６１，６２は、送信機１０１から送信された無線信号を受信する。
【００５４】
受信回路２２において、バンドパスフィルタ３１は、対応のアンテナ部２１におけるアンテナにおいて受信された無線信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分、たとえば１０ＧＨｚ帯以外の成分を減衰させる。
【００５５】
ローノイズアンプ３２は、バンドパスフィルタ３１を通過した無線信号を増幅して出力する。
【００５６】
方向性結合器３３は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号を分岐して直交復調器３４および検波器３６へ出力する。
【００５７】
直交復調器３４は、方向性結合器３３から受けた無線信号と分岐回路３７を介して発振器３８から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ３２から受けた信号をたとえば直交復調してベースバンド帯のＩ信号およびＱ信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ３５へ出力する。
【００５８】
Ａ／Ｄコンバータ３５は、直交復調器３４から受けたＩ信号およびＱ信号をそれぞれｎビット（ｎは２以上の自然数）のデジタル信号に変換し、制御部５３における侵入検知演算部７１へ出力する。
【００５９】
検波器３６は、方向性結合器３３から受けた無線信号を検波することにより、無線信号の受信レベルすなわち電力または振幅を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）信号を受信アンテナ切り替え部２３へ出力する。なお、ＲＳＳＩの代わりに、ΔＲＳＳＩすなわち各ＰａｔｈのＲＳＳＩの最大値および最小値の差を用いる構成であってもよい。また、検波器３６からのＲＳＳＩ信号の代わりに、たとえばＡ／Ｄコンバータ３５のデジタル信号が最大値になる場合にＡ／Ｄコンバータ３５から出力されるオーバーフロー情報を受信アンテナ切り替え部２３に与える構成であってもよい。
【００６０】
受信アンテナ切り替え部２３は、検波器３６によって測定された受信レベルに基づいて、複数の指向性パターンの中から、受信機１０２が受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択させるための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。より詳細には、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号に基づいて、受信アンテナ切り替え命令を各ＲＳＳＩ信号に対応するアンテナ部２１のアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６１】
たとえば、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａ以上の場合には、送信機１０１からの直接波の受信レベルが大きいと判断し、他のアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６２】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａより小さい所定値Ｂ未満の場合には、送信機１０１からの無線信号の受信レベルが小さすぎると判断し、他のアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６３】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信回路２２から受けたＲＳＳＩ信号が所定値Ａ未満かつ所定値Ｂ以上である場合には、アンテナごとのＲＳＳＩ信号の比較等を行なうことにより、送信機１０１からの無線信号の受信レベルが最も小さくなるアンテナを選択するための受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力する。
【００６４】
アンテナ選択部６３は、受信アンテナ切り替え部２３から受けた受信アンテナ切り替え命令に基づいて、使用アンテナ、すなわち受信回路２２と接続されるアンテナを選択する。
【００６５】
図４は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける制御部の構成を示す図である。
【００６６】
図４を参照して、侵入検知演算部７１は、空間特徴量算出部８１と、検知部８２とを含む。
【００６７】
空間特徴量算出部８１は、各アンテナ部２１に対応するデジタル信号をアレイ受信部５２から受けて、これらのデジタル信号に基づき、各アンテナ部２１によって受信された無線信号のレベルおよび到着タイミングを算出する。そして、空間特徴量算出部８１は、算出結果に基づいて、所定エリアにおける空間特徴量を算出する。すなわち、空間特徴量算出部８１は、人間の動作を検知すべき所定エリアについて、当該所定エリアの状態を示す空間特徴量を算出する。
【００６８】
より詳細には、空間特徴量算出部８１は、たとえば特許文献１に記載の構成と同様に、到来角分布を用いて空間特徴量を抽出する。すなわち、空間特徴量算出部８１は、固有ベクトルの内積を算出することにより、空間特徴量Ｐ（ｔ）を抽出する。この内積は、比較基準となる初期ベクトルからの変化量を示す。初期ベクトルすなわち侵入者無しのときの固有ベクトルをｖｎｏとし、観測時ｔにおける固有ベクトルをｖｏｂ（ｔ）とすると、空間特徴量Ｐ（ｔ）は以下の式で表される。
Ｐ（ｔ）＝ｖｎｏ・ｖｏｂ（ｔ）
【００６９】
検知部８２は、空間特徴量算出部８１によって算出された空間特徴量Ｐ（ｔ）に基づいて、所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００７０】
また、受信アンテナ切り替え部２３は、受信アンテナ切り替え命令をアンテナ選択部６３へ出力するとともに、受信アンテナ切り替え通知を空間特徴量算出部８１へ出力する。
【００７１】
空間特徴量算出部８１は、受信アンテナ切り替え部２３から受信アンテナ切り替え通知を受けると、空間特徴量の算出のために蓄積していたアレイ受信部５２からのデジタル信号および途中計算結果等を削除し、新たにアレイ受信部５２から受けたデジタル信号に基づいて空間特徴量の算出を開始する。これにより、アンテナを切り替えても正確な空間特徴量を得ることができる。
【００７２】
図５は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおける受信機のアンテナの指向性を示す図である。
【００７３】
図５を参照して、アンテナ６１の指向性パターンＰ１とアンテナ６２の指向性パターンＰ２とは、互いに異なる。たとえば、指向性パターンＰ１および指向性パターンＰ２は、指向性の方向が略９０度異なる。なお、アンテナ部２１における各アンテナの指向性は、半値幅および前後比等の特性が異なるものであればよい。
【００７４】
アレイ受信部５２は、たとえばＲＳＳＩ値を判断基準として使用アンテナを選択する。すなわち、アレイ受信部５２は、ＲＳＳＩ値に基づいて、アンテナ６１を選択するか、またはアンテナ６２を選択する。
【００７５】
たとえば、受信機１０２では、アンテナ６１およびアンテナ６２の一方を選択した場合において、選択したアンテナの指向性のメインローブが送信機１０１を向かないように、また、選択したアンテナの指向性のヌル点が送信機１０１の方向に形成されないように、アンテナ６１およびアンテナ６２の向きおよび特性が設定される。
【００７６】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知を行なう際の動作について説明する。
【００７７】
図６は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムが侵入検知動作を行なう際の動作手順を定めたシーケンス図である。侵入検知システム２０１における送信機１０１および受信機１０２は、シーケンスの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。
【００７８】
図６を参照して、侵入検知モードにおいて、まず、送信機１０１は、無線信号を受信機１０２へ送信する（ステップＳ１１）。
【００７９】
次に、受信機１０２は、送信機１０１から無線信号を受信して、当該無線信号の受信レベルすなわちＲＳＳＩを測定する（ステップＳ１２）。
【００８０】
次に、受信機１０２は、ＲＳＳＩの測定結果に基づいて、アンテナ部２１におけるアンテナを切り替えるべきか否かを判断する。より詳細には、受信機１０２は、送信機１０１から送信された無線信号の受信レベルを測定し、受信レベルが大きい場合にはアンテナ部２１におけるアンテナを切り替えるべきであると判断する（ステップＳ１３）。
【００８１】
次に、受信機１０２は、アンテナの切り替えを行なう。すなわち、受信機１０２は、選択中の指向性パターンを他の指向性パターンに変更する（ステップＳ１４）。
【００８２】
次に、受信機１０２は、送信機１０１からの無線信号を、切り替えたアンテナで受信する（ステップＳ１５）。
【００８３】
次に、受信機１０２は、送信機１０１から受信した無線信号に基づいて空間特徴量を算出し（ステップＳ１６）、侵入検知を行なう（ステップＳ１７）。
【００８４】
図７は、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムにおいて、指向性パターンの切り替えによる効果を示す図である。
【００８５】
図７を参照して、侵入検知システム２０１では、直接波の電界強度が通常、一番強いことに基づき、受信機１０２の指向性パターンを選択する。たとえば、直接波の伝搬するＰａｔｈ１方向の指向性を有するアンテナ部２１におけるアンテナを非選択とし、逆に他のアンテナを選択する。これにより、受信機１０２に到来する各電波の強度の差を縮めることができる。すなわち、各ＰａｔｈのＲＳＳＩの差ΔＲＳＳＩを小さくすることができる。また、各ＰａｔｈのＲＳＳＩの最大値をＳｍａｘ１からＳｍａｘ２へ下げることができる。
【００８６】
ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置では、送信機および受信機間で電波を送受信する。このイベント検出装置が設置される場所によっては、受信機に到来する送信機からの直接波のレベルが反射波と比べて非常に大きくなってしまう場合がある。この場合、反射波の伝搬経路における変化を検出することが困難になり、検知可能エリアが狭くなってしまう。
【００８７】
これに対して、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置は、アレイ受信部５２は、アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の指向性パターンの中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００８８】
このような構成により、電波センサである受信機１０２にとって都合の良い無線信号を受信することができるため、この無線信号を用いて空間特徴量を正確に算出し、検知精度を向上させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、電波を用いて所定エリアにおける人間の侵入を検知する構成において、検知可能エリアが狭くなることを防ぐことができる。
【００８９】
また、受信機１０２が送信機１０１に対して何らかの制御を行なうことなく、また、送信機１０１から特定の信号を受信機１０２へ送信することなく、簡易な構成で、送信機１０１からの無線信号の受信結果に基づいて人間の動作を検知することができる。
【００９０】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２における受信アンテナ切り替え部２３は、複数の指向性パターンの中から、アレイ受信部５２が受信する無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する。
【００９１】
このような構成により、たとえば選択したアンテナの指向性のヌル点が送信機１０１の方向に形成される等、受信機１０２における無線信号の受信レベルが低くなりすぎる指向性パターンを除外することができるため、受信機１０２において適切なレベルの無線信号を受信することができる。
【００９２】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２における受信アンテナ切り替え部２３は、指向性パターンの異なるアンテナ６１，６２を含み、アンテナ６１，６２の中から、受信する無線信号のレベルが最も小さくなるアンテナを選択する。
【００９３】
このような構成により、アンテナを切り替えるだけの簡易な構成で指向性パターンを選択することができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０２において指向性パターンを選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０２において指向性が選択可能である構成に限らず、受信機１０２のアンテナの指向性が固定的に設定される構成であってもよい。すなわち、受信機１０２のアンテナの指向性が、送信機１０１の方向の指向性を含まないように設定されている構成であってもよい。
【００９５】
具体的には、受信機１０２のアンテナの指向性が送信機１０１に向かないように、たとえば、送信機１０１および受信機１０２の位置に定めがあり、この定められた位置において、受信機１０２のアンテナの指向性が送信機１０１に向かないようにアンテナの配置がなされる。
【００９６】
あるいは、受信機１０２が受信する無線信号のレベルが目標値以下となるように、受信機１０２のアンテナの指向性が設定されている構成であってもよい。
【００９７】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知システムでは、受信機１０２は、複数のアンテナを備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。受信機１０２が１つのアンテナを備える構成であっても、当該アンテナの指向性を切り替え可能であればよい。
【００９８】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、アレイ受信部５２は、アンテナ部２１におけるアンテナ６１，６２の一方を選択する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アレイ受信部５２は、アンテナ部２１における複数のアンテナを選択する構成であってもよい。たとえば、アレイ受信部５２は、アンテナ部２１におけるアンテナ６１，６２の両方を使用アンテナとして選択する構成であってもよい。この場合、たとえば、アレイ受信部５２は、無指向性を含む複数の指向性パターンを選択可能となる。
【００９９】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として固有ベクトルを用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。固有ベクトルに限らず、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイル等、他の空間特徴量を用いる構成であってもよい。
【０１００】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量として１次元の特徴量を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。空間特徴量として多次元の特徴量を用いる構成であってもよい。たとえば、固有ベクトルそのものを特徴量ベクトルとして用いることも可能であるし、非特許文献１に記載されているような遅延プロファイルを用いることも可能である。
【０１０１】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、侵入者の有無という二値的な判定を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。侵入可能性のレベルを示す指標を出力する構成であってもよい。
【０１０２】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置はアレイ式電波センサであるとしたが、他の種類の電波センサであってもよい。
【０１０３】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
２１ アンテナ部
２２ 受信回路
２３ 受信アンテナ切り替え部
３１ バンドパスフィルタ
３２ ローノイズアンプ
３３ 方向性結合器
３４ 直交復調器
３５ Ａ／Ｄコンバータ
３６ 検波器
３７ 分岐回路
３８ 発振器
５２ アレイ受信部
５３ 制御部
６１，６２ アンテナ
６３ アンテナ選択部
７１ 侵入検知演算部
８１ 空間特徴量算出部
８２ 検知部
１０１ 送信機
１０２ 受信機
２０１ 侵入検知システム
３０１ 所定エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記受信部は、前記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の前記指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記複数の指向性パターンの中から、前記受信部が受信する前記無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する、請求項１に記載の侵入検知装置。
【請求項３】
前記受信部は、指向性パターンの異なる複数のアンテナを含み、前記複数のアンテナの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる１または複数のアンテナを選択する、請求項１または請求項２に記載の侵入検知装置。
【請求項４】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記アンテナの指向性が、前記他の装置の方向の指向性を含まないように設定されている、侵入検知装置。
【請求項５】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性が設定されている、侵入検知装置。
【請求項６】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記受信部は、前記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の前記指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知システム。
【請求項７】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記アンテナの指向性が、前記送信機の方向の指向性を含まないように設定されている、侵入検知システム。
【請求項８】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性が設定されている、侵入検知システム。
【請求項９】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含み、
前記無線信号を受信するステップにおいては、前記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知方法。
【請求項１０】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナの指向性が、前記他の装置の方向の指向性を含まないように設定するステップと、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む、侵入検知方法。
【請求項１１】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性を設定するステップと、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む、侵入検知方法。
【請求項１２】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置において用いられる侵入検知プログラムであって、コンピュータに、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを実行させるためのプログラムであり、
前記無線信号を受信するステップにおいては、前記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知プログラム。
【請求項１】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記受信部は、前記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の前記指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記複数の指向性パターンの中から、前記受信部が受信する前記無線信号のレベルが所定範囲内で最も小さくなる指向性パターンを選択する、請求項１に記載の侵入検知装置。
【請求項３】
前記受信部は、指向性パターンの異なる複数のアンテナを含み、前記複数のアンテナの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる１または複数のアンテナを選択する、請求項１または請求項２に記載の侵入検知装置。
【請求項４】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記アンテナの指向性が、前記他の装置の方向の指向性を含まないように設定されている、侵入検知装置。
【請求項５】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、人間の動作を検知するための侵入検知装置であって、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを備え、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性が設定されている、侵入検知装置。
【請求項６】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記受信部は、前記アンテナの指向性パターンを選択可能であり、複数の前記指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知システム。
【請求項７】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記アンテナの指向性が、前記送信機の方向の指向性を含まないように設定されている、侵入検知システム。
【請求項８】
所定エリアにおいて、無線信号を送信するための送信機と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための受信機とを備える侵入検知システムであって、
前記受信機は、
アンテナを含み、前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するための受信部と、
前記受信部によって受信された前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出するための空間特徴量算出部と、
前記空間特徴量算出部によって算出された前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するための検知部とを含み、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性が設定されている、侵入検知システム。
【請求項９】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含み、
前記無線信号を受信するステップにおいては、前記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知方法。
【請求項１０】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナの指向性が、前記他の装置の方向の指向性を含まないように設定するステップと、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む、侵入検知方法。
【請求項１１】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置における侵入検知方法であって、
前記アンテナにおいて受信される前記無線信号のレベルが目標値以下となるように、前記アンテナの指向性を設定するステップと、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを含む、侵入検知方法。
【請求項１２】
他の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、アンテナを備え、人間の動作を検知するための侵入検知装置において用いられる侵入検知プログラムであって、コンピュータに、
前記アンテナにおいて前記無線信号を受信するステップと、
受信した前記無線信号に基づいて前記所定エリアにおける空間特徴量を算出し、算出した前記空間特徴量に基づいて前記所定エリアにおける人間の動作を検知するステップとを実行させるためのプログラムであり、
前記無線信号を受信するステップにおいては、前記アンテナの複数の指向性パターンの中から、受信する前記無線信号のレベルが最も小さくなる指向性パターンを選択する、侵入検知プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２４８４４（Ｐ２０１３−２４８４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３２４３（Ｐ２０１１−１６３２４３）
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２６日（２０１１．７．２６）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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