侵入検知装置、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システム
【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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制する。
【解決手段】侵入検知装置１０１は、所定エリアにおける複数の装置から送信される無線信号の中から対象無線信号を選択的に受信するための受信部２２と、受信部２２によって受信された対象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１２と、対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部１４とを備える。受信部２２は、タイミング制御部１４によって制御されたタイミングに従って、無線信号の中から対象無線信号を選択的に受信する。
【解決手段】侵入検知装置１０１は、所定エリアにおける複数の装置から送信される無線信号の中から対象無線信号を選択的に受信するための受信部２２と、受信部２２によって受信された対象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１２と、対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部１４とを備える。受信部２２は、タイミング制御部１４によって制御されたタイミングに従って、無線信号の中から対象無線信号を選択的に受信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入検知装置、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システムに関し、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、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システムに関する。
【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が用いる電波をたとえば無線ＬＡＮ（Local Area Network）における２．４ＧＨｚ帯の電波とした場合には、電子レンジおよびＺｉｇＢｅｅ機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。
【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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することが可能な侵入検知装置、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システ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、複数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、上記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、上記受信部は、上記タイミング制御部によって制御された上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信する。
【００１０】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記対象無線信号は、上記対象無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記対象無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる上記対象無線信号を選択し、選択した上記対象無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００１２】
このような構成により、対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。
【００１３】
（３）より好ましくは、上記干渉情報は、上記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出用データを含み、上記侵入検知装置は、さらに、上記誤り検出用データに基づいて上記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出部を備え、上記空間特徴量算出部は、上記対象無線信号のうち、上記誤り検出部によって誤りの検出されなかった上記対象無線信号を選択し、選択した上記対象無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００１４】
このように、誤り検出用データを用いた判定を行なう構成により、簡易な処理で適切な対象無線信号を選択することができる。
【００１５】
（４）好ましくは、上記タイミング制御部は、上記所定エリアにおける他の上記装置が上記侵入検知装置へ上記対象無線信号を送信するトリガとなる送信要求情報を上記他の装置へ送信することにより、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御する。
【００１６】
このような構成により、対象無線信号の送信タイミングを簡易な処理で制御することができる。また、対象無線信号の送信タイミングを制御するための送信要求情報をたとえば無線信号で送信すれば、対象無線信号の送信装置と侵入検知装置との有線接続を不要とすることができる。
【００１７】
（５）好ましくは、上記対象無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号である。
【００１８】
このような構成により、一般に広く使用されている無線ＬＡＮの環境下で、侵入検知装置を動作させ、人間の動作の有無を検知することができる。
【００１９】
（６）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、複数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、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２０】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２１】
（７）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、複数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方法であって、上記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、制御した上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信するステップと、受信した上記対象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ステップと、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。
【００２２】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２３】
（８）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、複数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方法であって、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するステップと、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量を算出するステップにおいては、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２４】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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プログラムは、複数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、上記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、制御した上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信するステップと、受信した上記対象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ステップと、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る。
【００２６】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２７】
（１０）またこの発明のある局面に係わる侵入検知プログラムは、複数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するステップと、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量を算出するステップにおいては、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２８】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２９】
（１１）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、複数の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、上記無線信号のうち、対象無線信号を送信するための対象装置と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、上記侵入検知装置は、上記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、上記受信部は、上記タイミング制御部によって制御された上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信する。
【００３０】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００３１】
（１２）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複数の装置と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、上記侵入検知装置は、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００３２】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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装置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の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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装置における制御部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る装置間の通常時のアクセス手順の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る装置間の侵入検知動作時のアクセス手順の一例を示す図である。
【図７】図６に示すアクセス手順における侵入検知装置のＷｉ−Ｆｉ通信部およびアレイ受信部の動作を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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９】本発明の実施の形態に係る無線ＬＡＮアクセスポイントが送信するＡＣＫフレームの構成を示す図である。
【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装置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装置は、動体検知センサとして機能する。侵入検知装置として最低一組の送信機および受信機が、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、侵入検知装置は、送信機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、侵入検知装置は、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。侵入検知装置が使用する電波は、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の構成を示す図である。
【００４０】
図２を参照して、室内等の所定エリアにおいて、侵入検知装置１０１と、無線ＬＡＮアクセスポイント（対象装置）１５１と、無線ＬＡＮ端末１６１，１６２と、電子機器１７１とが設けられている。侵入検知装置１０１と無線ＬＡＮアクセスポイント１５１とで侵入検知システム２０１が構成される。
【００４１】
無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、所定の無線通信方式たとえばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮ方式に従って無線ＬＡＮ端末１６１，１６２との間で無線信号を送受信する。この無線信号は、たとえば２．４ＧＨｚ帯の無線信号である。
【００４２】
電子機器１７１は、たとえば電子レンジまたはＺｉｇＢｅｅ機器であり、動作中に２．４ＧＨｚ帯の電波を外部へ出力する。
【００４３】
侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１および無線ＬＡＮ端末１６１，１６２および電子機器１７１等の複数の装置が無線信号を送信するエリアにおいて、人間の動作を検知する。
【００４４】
より詳細には、侵入検知装置１０１は、所定エリア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、侵入検知装置１０１は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア内の状態を監視する。具体的には、侵入検知装置１０１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。
【００４５】
侵入検知システム２０１では、侵入検知装置１０１は、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従う通信信号の電波を利用して検知動作を行なう。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置の構成を示す図である。
【００４７】
図３を参照して、侵入検知装置１０１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１と、アレイ受信部５２と、制御部５３とを備える。Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、アンテナ４１と、フラッシュメモリ４２と、誤り検出部４３と、暗号処理部４４と、トランシーバ４５と、パワーアンプ４６と、インタフェース部４７と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４９とを含む。アレイ受信部５２は、アレイアンテナ部２１と、受信部２２と、分岐回路３５と、発振器３６とを含む。アレイアンテナ部２１は、たとえば４本のアンテナを含む。受信部２２は、アレイアンテナ部２１におけるアンテナに対応して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ３２、直交復調器３３およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３４の組を４つ含む。
【００４８】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、制御部５３からＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース経由で受けた通信データを２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従う無線信号に変換し、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する。また、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から受信した無線信号を２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従ってデジタル信号に変換し、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース経由で制御部５３へ出力する。
【００４９】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１において、フラッシュメモリ４２、ＲＡＭ４８およびＲＯＭ４９は、各種情報を記憶する。
【００５０】
トランシーバ４５は、たとえば、アンテナ４１において受信された２．４ＧＨｚ帯の無線信号からベースバンド帯のデジタル信号への変換、および制御部５３から受けた通信データであるベースバンド帯のデジタル信号から２．４ＧＨｚ帯の無線信号への変換を行なう。
【００５１】
パワーアンプ４６は、トランシーバ４５によって変換された無線信号を増幅し、アンテナ４１へ出力する。
【００５２】
インタフェース部４７は、制御部５３との間でＳＰＩインタフェース経由でデジタル信号を入出力する。
【００５３】
誤り検出部４３は、トランシーバ４５によって変換されたデジタル信号を解析することにより、アンテナ４１において受信された無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からの無線信号の誤りを検出する。
【００５４】
アレイ受信部５２のＲＦ受信部２２において、バンドパスフィルタ３１は、アレイアンテナ部２１における対応の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】
直交復調器３３は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号と分岐回路３５を介して発振器３６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信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ３４へ出力する。
【００５７】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、直交復調器３３から受けた信号をデジタル信号に変換し、制御部５３へ出力する。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置における制御部の構成を示す図である。
【００５９】
図４を参照して、制御部５３は、空間特徴量算出部１１と、検知部１２と、サンプリングタイミング指示部１３と、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部（タイミング制御部）１４とを含む。
【００６０】
空間特徴量算出部１１は、アレイアンテナ部２１における各アンテナ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いて、アレイアンテナ部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１１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１１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。
【００６１】
より詳細には、空間特徴量算出部１１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１１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）
【００６２】
検知部１２は、空間特徴量算出部１１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。
【００６３】
Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信すべき通信データを生成し、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１へ出力する。また、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１から受けたデジタル信号に対して種々の信号処理を行ない、各種制御を行なう。
【００６４】
ここで、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から対象無線信号すなわちＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【００６５】
より詳細には、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が侵入検知装置１０１へ応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報を、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【００６６】
アレイ受信部５２は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する。
【００６７】
より詳細には、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、サンプリングタイミング指示部１３を制御することにより、Ａ／Ｄコンバータ３４のサンプリングタイミングを示すタイミング信号をアレイ受信部５２へ出力する。
【００６８】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、サンプリングタイミング指示部１３を介してＷｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４から受けたタイミング信号に従い、直交復調器３３から受けた信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。
【００６９】
これにより、空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出することが可能となる。
【００７０】
また、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が送信するＡＣＫは、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。空間特徴量算出部１１は、この干渉情報に基づいて、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となるＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【００７１】
たとえば、干渉情報は、ＡＣＫの誤りを検出するための誤り検出用データを含む。誤り検出部４３は、この誤り検出用データに基づいてＡＣＫの誤りを検出する。
【００７２】
空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、誤り検出部４３によって誤りの検出されなかったＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【００７３】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置が侵入検知を行なう際の動作について説明する。
【００７４】
まず、通常時の無線ＬＡＮのアクセス手順について説明する。
【００７５】
図５は、本発明の実施の形態に係る装置間の通常時のアクセス手順の一例を示す図である。
【００７６】
図５を参照して、まず、無線ＬＡＮ端末１６１は、タイミングｔ１からＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function Inter Frame Space）時間が経過し（タイミングｔ２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳ（Request To Send）を無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ３）。
【００７７】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ４）、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）時間待機後、ＣＴＳ（Clear To Send）を送信する（タイミングｔ５）。
【００７８】
また、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶ（Network Allocation Vector）に遷移する（タイミングｔ４）。
【００７９】
次に、無線ＬＡＮ端末１６１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ７）。
【００８０】
また、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ６）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００８１】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ８）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＡＣＫ（Acknowledgement）を無線ＬＡＮ端末１６１へ送信する（タイミングｔ９）。
【００８２】
次に、無線ＬＡＮ端末１６２は、無線ＬＡＮ端末１６１が無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して（タイミングｔ１０）、ＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ１１）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ１２）。
【００８３】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＲＴＳを受信して（タイミングｔ１３）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ１４）。
【００８４】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶに遷移する（タイミングｔ１３）。
【００８５】
次に、無線ＬＡＮ端末１６２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ１５）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ１６）。
【００８６】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＣＴＳを受信して（タイミングｔ１５）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００８７】
次に、侵入検知動作時の無線ＬＡＮのアクセス手順について説明する。
【００８８】
図６は、本発明の実施の形態に係る装置間の侵入検知動作時のアクセス手順の一例を示す図である。
【００８９】
図６を参照して、まず、侵入検知装置１０１は、タイミングｔ２１からＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ２２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２３）。
【００９０】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ２４）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ２５）。
【００９１】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶに遷移する（タイミングｔ２４）。
【００９２】
次に、侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２７）。
【００９３】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００９４】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ２８）、ＳＩＦＳ時間待機後（タイミングｔ２９）、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する。
【００９５】
次に、侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して（タイミングｔ３０）、当該ＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００９６】
図７は、図６に示すアクセス手順における侵入検知装置のＷｉ−Ｆｉ通信部およびアレイ受信部の動作を示す図である。
【００９７】
図７を参照して、まず、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、タイミングｔ２１からＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ２２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２３）。
【００９８】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ２４）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ２５）。
【００９９】
次に、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２７）。
【０１００】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ２８）、ＳＩＦＳ時間待機後（タイミングｔ２９）、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する。
【０１０１】
次に、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からのＡＣＫを受信する（タイミングｔ３０）。
【０１０２】
また、アレイ受信部５２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からのＡＣＫを受信する。制御部５３は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、所定エリアにおける人間の動作を検知する（タイミングｔ３０）。
【０１０３】
図８は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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。侵入検知装置１０１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。図８において、ＷＬＡＮ側はＷｉ−Ｆｉ通信部５１および制御部５３に相当し、アレイＲＸ側はアレイ受信部５２および制御部５３に相当する。
【０１０４】
図８を参照して、まず、侵入検知装置１０１におけるＷＬＡＮ側は、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、送信要求を行なう（ステップＳ１）。
【０１０５】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して、フレームの受信準備が完了すると、ＣＴＳを侵入検知装置１０１へ送信する（ステップＳ２）。
【０１０６】
次に、ＷＬＡＮ側は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（ステップＳ３）。この送信データフレームが、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報に該当する。
【０１０７】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１から送信データフレームを受信して、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する（ステップＳ５）。
【０１０８】
ここで、ＷＬＡＮ側は、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信し、送信が完了すると、サンプリング準備要求をアレイＲＸ側へ出力する。より詳細には、制御部５３におけるＷｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、送信データフレームをＷｉ−Ｆｉ通信部５１へ出力し、出力が完了すると、送信データフレームを出力した旨をサンプリングタイミング指示部１３に通知する（ステップＳ４）。
【０１０９】
次に、アレイＲＸ側は、ＷＬＡＮ側からサンプリング準備要求を受けてから所定時間経過後にデータサンプリングを行なうことにより、ＡＣＫを受信する。より詳細には、制御部５３におけるサンプリングタイミング指示部１３は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４から通知を受けるとタイマを設定し、タイマが満了するとタイミング信号を受信部２２におけるＡ／Ｄコンバータ３４へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ３４は、サンプリングタイミング指示部１３から受けたタイミング信号に従い、直交復調器３３から受けた信号すなわちＡＣＫをサンプリングし、デジタル信号に変換する（ステップＳ６）。
【０１１０】
ここで、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４からサンプリングタイミング指示部１３に通知されるサンプリング準備要求は、図６に示すタイミングｔ２８を通知するためのものである。また、サンプリングタイミング指示部１３は、たとえば、ＳＩＦＳ時間（図６のタイミングｔ２８〜ｔ２９）ならびにＡＣＫの生成および送信時間（図６のタイミングｔ２９〜ｔ３０）の合計を記憶しており、この合計時間が上記所定時間すなわちタイマの設定時間である。
【０１１１】
また、ＷＬＡＮ側は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して、ＡＣＫフレームの誤り検出を行ない、誤り検出結果をアレイＲＸ側に通知する（ステップＳ７）。
【０１１２】
図９は、本発明の実施の形態に係る無線ＬＡＮアクセスポイントが送信するＡＣＫフレームの構成を示す図である。
【０１１３】
図９を参照して、ＡＣＫフレームは、１０オクテットのＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダと、４オクテットのＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）とを含む。ＭＡＣヘッダは、フレーム種別を示す２オクテットのフレーム制御情報と、通信タイミングを示す２オクテットのデュレーション情報と、６オクテットの受信局アドレスとを含む。
【０１１４】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１における誤り検出部４３は、ＡＣＫフレームにおけるＦＣＳを解析することにより、ＡＣＫフレームの誤りを検出し、誤り検出結果を示す信号を制御部５３へ出力する。
【０１１５】
再び図８を参照して、次に、アレイＲＸ側は、ＷＬＡＮ側から誤り検出結果の通知を受けて、ＡＣＫフレームが誤っていない場合には、サンプリングしたデータを取得し、ＡＣＫフレームが誤っていた場合には、サンプリングしたデータを破棄する（ステップＳ８）。
【０１１６】
次に、アレイＲＸ側は、取得したデータを用いて空間特徴量を算出し（ステップＳ９）、侵入検知を行なう（ステップＳ１０）。
【０１１７】
ここで、侵入検知を行なう状況としては、家庭および職場等においてそれぞれ居住者および従業員が存在せず、無線ＬＡＮによる通信の頻度が低い状況が想定される。このような状況では、無線ＬＡＮ端末から送信される無線信号はゼロまたは僅かである。本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、このような状況でも無線信号を送信する頻度の高い無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からの無線信号を用いて侵入検知を行なう構成により、侵入検知を行なう状況に適した無線信号を対象とし、侵入検知を良好に行なうことができる。
【０１１８】
ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置が用いる電波をたとえば無線ＬＡＮにおける２．４ＧＨｚ帯の電波とした場合には、電子レンジおよびＺｉｇＢｅｅ機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。
【０１１９】
これに対して、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から対象無線信号すなわちＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。アレイ受信部５２は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する。空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出する。そして、検知部１２は、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。
【０１２０】
すなわち、無線ＬＡＮ用の無線部と、侵入検知用の無線部とを備えた無線機において、無線ＬＡＮ用の無線部を無線ＬＡＮの端末局として無線ＬＡＮアクセスポイントと通信させ、通信中に受信するＡＣＫを侵入検知用の無線部で受信する。
【０１２１】
このような構成により、他の無線ＬＡＮ装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【０１２２】
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が受信するＡＣＫは、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。そして、空間特徴量算出部１１は、この干渉情報に基づいて、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となるＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【０１２３】
このような構成により、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切なＡＣＫを選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。
【０１２４】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、干渉情報は、ＡＣＫの誤りを検出するための誤り検出用データを含む。誤り検出部４３は、誤り検出用データに基づいてＡＣＫの誤りを検出する。そして、空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、誤り検出部４３によって誤りの検出されなかったＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【０１２５】
このように、誤り検出用データを用いた判定を行なう構成により、簡易な処理で適切なＡＣＫを選択することができる。
【０１２６】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が自己の侵入検知装置１０１へ応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報すなわち送信データフレームを、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、ＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【０１２７】
このような構成により、ＡＣＫの送信タイミングを簡易な処理で制御することができる。また、ＡＣＫの送信タイミングを制御するための送信要求情報をたとえば無線信号で送信すれば、ＡＣＫの送信装置と侵入検知装置との有線接続を不要とすることができる。
【０１２８】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号によって伝送される。
【０１２９】
このような構成により、一般に広く使用されている無線ＬＡＮの環境下で、侵入検知装置を動作させ、人間の動作の有無を検知することができる。
【０１３０】
なお、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、侵入検知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。ＡＣＫに限らず、侵入検知装置が送信タイミングを制御可能な信号であれば、どんなものでもよい。たとえば、ＡＣＫの代わりに、ＣＴＳに基づいて空間特徴量を算出し、侵入検知を行なう構成であってもよい。この場合、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が応答情報としてＣＴＳを送信するトリガとなる送信要求情報は、ＲＴＳとなる。
【０１３１】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫフレームにおけるＦＣＳを解析することにより、ＡＣＫフレームの誤りを検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＦＣＳは、ＡＣＫに限らず、たとえばＲＴＳおよびＣＴＳの中にも含まれる。
【０１３２】
より詳細には、ＲＴＳフレームは、フレーム制御情報と、デュレーション情報と、受信局アドレスと、送信局アドレスと、ＦＣＳとを含む。また、ＣＴＳフレームは、フレーム制御情報と、デュレーション情報と、受信局アドレスと、ＦＣＳとを含む。
【０１３３】
すなわち、ＡＣＫの代わりに、ＲＴＳまたはＣＴＳを空間特徴量の算出に用いて誤り検出を行なうことが可能である。
【０１３４】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置は、ＡＣＫを自己の侵入検知装置１０１へ送信するトリガとなる送信要求情報として、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ無線送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ、送信要求情報として何らかの信号を有線で送信する構成であってもよい。
【０１３５】
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、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＡＣＫの送信タイミングに従ってＡ／Ｄコンバータ３４のサンプリングタイミングを制御する代わりに、アレイアンテナ部２１において受信した無線信号の誤り検出等を行なうことにより、ある無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断し、空間特徴量の算出および侵入検知を行なう構成であってもよい。
【０１３６】
すなわち、所定エリアにおいて送信される無線信号のうちの少なくともいずれか１つは、当該無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。そして、空間特徴量算出部１１は、干渉情報に基づいて、干渉情報を含む無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した無線信号に基づいて空間特徴量を算出する。
【０１３７】
このような構成により、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切なＡＣＫを選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【０１３８】
ただし、アレイ受信部５２が、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する構成により、Ａ／Ｄコンバータ３４のサンプリングを頻繁に行なう必要がなくなり、制御部５３における空間特徴量算出部１１および検知部１２等の処理頻度を減らすことができる。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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】
【０１４４】
１１ 空間特徴量算出部
１２ 検知部
１３ サンプリングタイミング指示部
１４ Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部（タイミング制御部）
２１ アレイアンテナ部
２２ 受信部
３１ バンドパスフィルタ
３２ ローノイズアンプ
３３ 直交復調器
３４ Ａ／Ｄコンバータ
３５ 分岐回路
３６ 発振器
４１ アンテナ
４２ フラッシュメモリ
４３ 誤り検出部
４４ 暗号処理部
４５ トランシーバ
４６ パワーアンプ
４７ インタフェース部
４８ ＲＡＭ
４９ ＲＯＭ
５１ Ｗｉ−Ｆｉ通信部
５２ アレイ受信部
５３ 制御部
１０１ 侵入検知装置
１５１ 無線ＬＡＮアクセスポイント（対象装置）
１６１，１６２ 無線ＬＡＮ端末
１７１ 電子機器
２０１ 侵入検知システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、侵入検知装置、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システムに関し、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、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システムに関する。
【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が用いる電波をたとえば無線ＬＡＮ（Local Area Network）における２．４ＧＨｚ帯の電波とした場合には、電子レンジおよびＺｉｇＢｅｅ機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。
【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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することが可能な侵入検知装置、侵入検知方法、侵入検知プログラムおよび侵入検知システ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、複数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、上記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、上記受信部は、上記タイミング制御部によって制御された上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信する。
【００１０】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００１１】
（２）好ましくは、上記対象無線信号は、上記対象無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記対象無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる上記対象無線信号を選択し、選択した上記対象無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００１２】
このような構成により、対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。
【００１３】
（３）より好ましくは、上記干渉情報は、上記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出用データを含み、上記侵入検知装置は、さらに、上記誤り検出用データに基づいて上記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出部を備え、上記空間特徴量算出部は、上記対象無線信号のうち、上記誤り検出部によって誤りの検出されなかった上記対象無線信号を選択し、選択した上記対象無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００１４】
このように、誤り検出用データを用いた判定を行なう構成により、簡易な処理で適切な対象無線信号を選択することができる。
【００１５】
（４）好ましくは、上記タイミング制御部は、上記所定エリアにおける他の上記装置が上記侵入検知装置へ上記対象無線信号を送信するトリガとなる送信要求情報を上記他の装置へ送信することにより、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御する。
【００１６】
このような構成により、対象無線信号の送信タイミングを簡易な処理で制御することができる。また、対象無線信号の送信タイミングを制御するための送信要求情報をたとえば無線信号で送信すれば、対象無線信号の送信装置と侵入検知装置との有線接続を不要とすることができる。
【００１７】
（５）好ましくは、上記対象無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号である。
【００１８】
このような構成により、一般に広く使用されている無線ＬＡＮの環境下で、侵入検知装置を動作させ、人間の動作の有無を検知することができる。
【００１９】
（６）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知装置は、複数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、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２０】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２１】
（７）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、複数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方法であって、上記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、制御した上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信するステップと、受信した上記対象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ステップと、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。
【００２２】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２３】
（８）またこの発明の別の局面に係わる侵入検知方法は、複数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方法であって、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するステップと、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量を算出するステップにおいては、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２４】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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プログラムは、複数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、上記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、制御した上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信するステップと、受信した上記対象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ステップと、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る。
【００２６】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２７】
（１０）またこの発明のある局面に係わる侵入検知プログラムは、複数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するステップと、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量を算出するステップにおいては、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００２８】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００２９】
（１１）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、複数の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、上記無線信号のうち、対象無線信号を送信するための対象装置と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、上記侵入検知装置は、上記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、上記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、上記受信部は、上記タイミング制御部によって制御された上記タイミングに従って、上記無線信号の中から上記対象無線信号を選択的に受信する。
【００３０】
このような構成により、対象無線信号を送信しない他の装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【００３１】
（１２）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複数の装置と、上記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、上記侵入検知装置は、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、上記複数の装置から送信される上記無線信号のうちの少なくとも１つは、上記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、上記空間特徴量算出部は、上記干渉情報に基づいて、上記干渉情報を含む上記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した上記無線信号に基づいて上記空間特徴量を算出する。
【００３２】
このような構成により、侵入検知用の対象無線信号に対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切な対象無線信号を選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【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装置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の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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装置における制御部の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る装置間の通常時のアクセス手順の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る装置間の侵入検知動作時のアクセス手順の一例を示す図である。
【図７】図６に示すアクセス手順における侵入検知装置のＷｉ−Ｆｉ通信部およびアレイ受信部の動作を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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９】本発明の実施の形態に係る無線ＬＡＮアクセスポイントが送信するＡＣＫフレームの構成を示す図である。
【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装置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装置は、動体検知センサとして機能する。侵入検知装置として最低一組の送信機および受信機が、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、侵入検知装置は、送信機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、侵入検知装置は、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。侵入検知装置が使用する電波は、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の構成を示す図である。
【００４０】
図２を参照して、室内等の所定エリアにおいて、侵入検知装置１０１と、無線ＬＡＮアクセスポイント（対象装置）１５１と、無線ＬＡＮ端末１６１，１６２と、電子機器１７１とが設けられている。侵入検知装置１０１と無線ＬＡＮアクセスポイント１５１とで侵入検知システム２０１が構成される。
【００４１】
無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、所定の無線通信方式たとえばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮ方式に従って無線ＬＡＮ端末１６１，１６２との間で無線信号を送受信する。この無線信号は、たとえば２．４ＧＨｚ帯の無線信号である。
【００４２】
電子機器１７１は、たとえば電子レンジまたはＺｉｇＢｅｅ機器であり、動作中に２．４ＧＨｚ帯の電波を外部へ出力する。
【００４３】
侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１および無線ＬＡＮ端末１６１，１６２および電子機器１７１等の複数の装置が無線信号を送信するエリアにおいて、人間の動作を検知する。
【００４４】
より詳細には、侵入検知装置１０１は、所定エリア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、侵入検知装置１０１は、反射および回折等の波動伝搬の性質に基づいて、所定エリア内の状態を監視する。具体的には、侵入検知装置１０１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。
【００４５】
侵入検知システム２０１では、侵入検知装置１０１は、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従う通信信号の電波を利用して検知動作を行なう。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置の構成を示す図である。
【００４７】
図３を参照して、侵入検知装置１０１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１と、アレイ受信部５２と、制御部５３とを備える。Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、アンテナ４１と、フラッシュメモリ４２と、誤り検出部４３と、暗号処理部４４と、トランシーバ４５と、パワーアンプ４６と、インタフェース部４７と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４９とを含む。アレイ受信部５２は、アレイアンテナ部２１と、受信部２２と、分岐回路３５と、発振器３６とを含む。アレイアンテナ部２１は、たとえば４本のアンテナを含む。受信部２２は、アレイアンテナ部２１におけるアンテナに対応して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ３２、直交復調器３３およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３４の組を４つ含む。
【００４８】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、制御部５３からＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース経由で受けた通信データを２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従う無線信号に変換し、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する。また、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から受信した無線信号を２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ方式に従ってデジタル信号に変換し、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）インタフェース経由で制御部５３へ出力する。
【００４９】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１において、フラッシュメモリ４２、ＲＡＭ４８およびＲＯＭ４９は、各種情報を記憶する。
【００５０】
トランシーバ４５は、たとえば、アンテナ４１において受信された２．４ＧＨｚ帯の無線信号からベースバンド帯のデジタル信号への変換、および制御部５３から受けた通信データであるベースバンド帯のデジタル信号から２．４ＧＨｚ帯の無線信号への変換を行なう。
【００５１】
パワーアンプ４６は、トランシーバ４５によって変換された無線信号を増幅し、アンテナ４１へ出力する。
【００５２】
インタフェース部４７は、制御部５３との間でＳＰＩインタフェース経由でデジタル信号を入出力する。
【００５３】
誤り検出部４３は、トランシーバ４５によって変換されたデジタル信号を解析することにより、アンテナ４１において受信された無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からの無線信号の誤りを検出する。
【００５４】
アレイ受信部５２のＲＦ受信部２２において、バンドパスフィルタ３１は、アレイアンテナ部２１における対応の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】
直交復調器３３は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号と分岐回路３５を介して発振器３６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信号に変換し、Ａ／Ｄコンバータ３４へ出力する。
【００５７】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、直交復調器３３から受けた信号をデジタル信号に変換し、制御部５３へ出力する。
【００５８】
図４は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置における制御部の構成を示す図である。
【００５９】
図４を参照して、制御部５３は、空間特徴量算出部１１と、検知部１２と、サンプリングタイミング指示部１３と、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部（タイミング制御部）１４とを含む。
【００６０】
空間特徴量算出部１１は、アレイアンテナ部２１における各アンテナ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いて、アレイアンテナ部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１１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１１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。
【００６１】
より詳細には、空間特徴量算出部１１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１１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）
【００６２】
検知部１２は、空間特徴量算出部１１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。
【００６３】
Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信すべき通信データを生成し、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１へ出力する。また、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１から受けたデジタル信号に対して種々の信号処理を行ない、各種制御を行なう。
【００６４】
ここで、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から対象無線信号すなわちＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【００６５】
より詳細には、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が侵入検知装置１０１へ応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報を、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【００６６】
アレイ受信部５２は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する。
【００６７】
より詳細には、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、サンプリングタイミング指示部１３を制御することにより、Ａ／Ｄコンバータ３４のサンプリングタイミングを示すタイミング信号をアレイ受信部５２へ出力する。
【００６８】
Ａ／Ｄコンバータ３４は、サンプリングタイミング指示部１３を介してＷｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４から受けたタイミング信号に従い、直交復調器３３から受けた信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する。
【００６９】
これにより、空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出することが可能となる。
【００７０】
また、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が送信するＡＣＫは、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。空間特徴量算出部１１は、この干渉情報に基づいて、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となるＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【００７１】
たとえば、干渉情報は、ＡＣＫの誤りを検出するための誤り検出用データを含む。誤り検出部４３は、この誤り検出用データに基づいてＡＣＫの誤りを検出する。
【００７２】
空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、誤り検出部４３によって誤りの検出されなかったＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【００７３】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置が侵入検知を行なう際の動作について説明する。
【００７４】
まず、通常時の無線ＬＡＮのアクセス手順について説明する。
【００７５】
図５は、本発明の実施の形態に係る装置間の通常時のアクセス手順の一例を示す図である。
【００７６】
図５を参照して、まず、無線ＬＡＮ端末１６１は、タイミングｔ１からＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function Inter Frame Space）時間が経過し（タイミングｔ２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳ（Request To Send）を無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ３）。
【００７７】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ４）、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）時間待機後、ＣＴＳ（Clear To Send）を送信する（タイミングｔ５）。
【００７８】
また、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶ（Network Allocation Vector）に遷移する（タイミングｔ４）。
【００７９】
次に、無線ＬＡＮ端末１６１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ７）。
【００８０】
また、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ６）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６２および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６１からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００８１】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ８）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＡＣＫ（Acknowledgement）を無線ＬＡＮ端末１６１へ送信する（タイミングｔ９）。
【００８２】
次に、無線ＬＡＮ端末１６２は、無線ＬＡＮ端末１６１が無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して（タイミングｔ１０）、ＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ１１）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ１２）。
【００８３】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＲＴＳを受信して（タイミングｔ１３）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ１４）。
【００８４】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶに遷移する（タイミングｔ１３）。
【００８５】
次に、無線ＬＡＮ端末１６２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ１５）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ１６）。
【００８６】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からＣＴＳを受信して（タイミングｔ１５）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６１および侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮ端末１６２からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００８７】
次に、侵入検知動作時の無線ＬＡＮのアクセス手順について説明する。
【００８８】
図６は、本発明の実施の形態に係る装置間の侵入検知動作時のアクセス手順の一例を示す図である。
【００８９】
図６を参照して、まず、侵入検知装置１０１は、タイミングｔ２１からＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ２２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２３）。
【００９０】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ２４）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ２５）。
【００９１】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して、送信禁止期間ＮＡＶに遷移する（タイミングｔ２４）。
【００９２】
次に、侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２７）。
【００９３】
また、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、送信禁止期間ＮＡＶを継続する。なお、無線ＬＡＮ端末１６１および無線ＬＡＮ端末１６２は、侵入検知装置１０１からのＲＴＳを受信できなかった場合には、このＣＴＳにより、送信禁止期間ＮＡＶへ遷移することになる。
【００９４】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ２８）、ＳＩＦＳ時間待機後（タイミングｔ２９）、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する。
【００９５】
次に、侵入検知装置１０１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して（タイミングｔ３０）、当該ＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、所定エリアにおける人間の動作を検知する。
【００９６】
図７は、図６に示すアクセス手順における侵入検知装置のＷｉ−Ｆｉ通信部およびアレイ受信部の動作を示す図である。
【００９７】
図７を参照して、まず、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、タイミングｔ２１からＤＩＦＳ時間が経過し（タイミングｔ２２）、さらに固有のバックオフ時間が経過すると、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２３）。
【００９８】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１からＲＴＳを受信して（タイミングｔ２４）、ＳＩＦＳ時間待機後、ＣＴＳを送信する（タイミングｔ２５）。
【００９９】
次に、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して（タイミングｔ２６）、ＳＩＦＳ時間待機後、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（タイミングｔ２７）。
【０１００】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１から送信データフレームを受信して（タイミングｔ２８）、ＳＩＦＳ時間待機後（タイミングｔ２９）、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する。
【０１０１】
次に、Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からのＡＣＫを受信する（タイミングｔ３０）。
【０１０２】
また、アレイ受信部５２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からのＡＣＫを受信する。制御部５３は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、所定エリアにおける人間の動作を検知する（タイミングｔ３０）。
【０１０３】
図８は、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置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。侵入検知装置１０１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。図８において、ＷＬＡＮ側はＷｉ−Ｆｉ通信部５１および制御部５３に相当し、アレイＲＸ側はアレイ受信部５２および制御部５３に相当する。
【０１０４】
図８を参照して、まず、侵入検知装置１０１におけるＷＬＡＮ側は、ＲＴＳを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、送信要求を行なう（ステップＳ１）。
【０１０５】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１からＲＴＳを受信して、フレームの受信準備が完了すると、ＣＴＳを侵入検知装置１０１へ送信する（ステップＳ２）。
【０１０６】
次に、ＷＬＡＮ側は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＣＴＳを受信して、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信する（ステップＳ３）。この送信データフレームが、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報に該当する。
【０１０７】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１は、侵入検知装置１０１から送信データフレームを受信して、ＡＣＫを侵入検知装置１０１へ送信する（ステップＳ５）。
【０１０８】
ここで、ＷＬＡＮ側は、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信し、送信が完了すると、サンプリング準備要求をアレイＲＸ側へ出力する。より詳細には、制御部５３におけるＷｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、送信データフレームをＷｉ−Ｆｉ通信部５１へ出力し、出力が完了すると、送信データフレームを出力した旨をサンプリングタイミング指示部１３に通知する（ステップＳ４）。
【０１０９】
次に、アレイＲＸ側は、ＷＬＡＮ側からサンプリング準備要求を受けてから所定時間経過後にデータサンプリングを行なうことにより、ＡＣＫを受信する。より詳細には、制御部５３におけるサンプリングタイミング指示部１３は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４から通知を受けるとタイマを設定し、タイマが満了するとタイミング信号を受信部２２におけるＡ／Ｄコンバータ３４へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ３４は、サンプリングタイミング指示部１３から受けたタイミング信号に従い、直交復調器３３から受けた信号すなわちＡＣＫをサンプリングし、デジタル信号に変換する（ステップＳ６）。
【０１１０】
ここで、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４からサンプリングタイミング指示部１３に通知されるサンプリング準備要求は、図６に示すタイミングｔ２８を通知するためのものである。また、サンプリングタイミング指示部１３は、たとえば、ＳＩＦＳ時間（図６のタイミングｔ２８〜ｔ２９）ならびにＡＣＫの生成および送信時間（図６のタイミングｔ２９〜ｔ３０）の合計を記憶しており、この合計時間が上記所定時間すなわちタイマの設定時間である。
【０１１１】
また、ＷＬＡＮ側は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からＡＣＫを受信して、ＡＣＫフレームの誤り検出を行ない、誤り検出結果をアレイＲＸ側に通知する（ステップＳ７）。
【０１１２】
図９は、本発明の実施の形態に係る無線ＬＡＮアクセスポイントが送信するＡＣＫフレームの構成を示す図である。
【０１１３】
図９を参照して、ＡＣＫフレームは、１０オクテットのＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダと、４オクテットのＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）とを含む。ＭＡＣヘッダは、フレーム種別を示す２オクテットのフレーム制御情報と、通信タイミングを示す２オクテットのデュレーション情報と、６オクテットの受信局アドレスとを含む。
【０１１４】
Ｗｉ−Ｆｉ通信部５１における誤り検出部４３は、ＡＣＫフレームにおけるＦＣＳを解析することにより、ＡＣＫフレームの誤りを検出し、誤り検出結果を示す信号を制御部５３へ出力する。
【０１１５】
再び図８を参照して、次に、アレイＲＸ側は、ＷＬＡＮ側から誤り検出結果の通知を受けて、ＡＣＫフレームが誤っていない場合には、サンプリングしたデータを取得し、ＡＣＫフレームが誤っていた場合には、サンプリングしたデータを破棄する（ステップＳ８）。
【０１１６】
次に、アレイＲＸ側は、取得したデータを用いて空間特徴量を算出し（ステップＳ９）、侵入検知を行なう（ステップＳ１０）。
【０１１７】
ここで、侵入検知を行なう状況としては、家庭および職場等においてそれぞれ居住者および従業員が存在せず、無線ＬＡＮによる通信の頻度が低い状況が想定される。このような状況では、無線ＬＡＮ端末から送信される無線信号はゼロまたは僅かである。本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、このような状況でも無線信号を送信する頻度の高い無線ＬＡＮアクセスポイント１５１からの無線信号を用いて侵入検知を行なう構成により、侵入検知を行なう状況に適した無線信号を対象とし、侵入検知を良好に行なうことができる。
【０１１８】
ところで、特許文献１に記載のイベント検出装置が用いる電波をたとえば無線ＬＡＮにおける２．４ＧＨｚ帯の電波とした場合には、電子レンジおよびＺｉｇＢｅｅ機器等の他の電子機器が出力する、当該電波と同一または近接する周波数帯の電波が検知対象エリアに多数存在することになる。このため、イベント検出装置が、使用すべき電波以外の電波を用いて侵入検知のための演算を行なってしまい、誤検知が生じてしまう。
【０１１９】
これに対して、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１から対象無線信号すなわちＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。アレイ受信部５２は、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する。空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２によって受信されたＡＣＫに基づいて所定エリアにおける空間特徴量を算出する。そして、検知部１２は、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。
【０１２０】
すなわち、無線ＬＡＮ用の無線部と、侵入検知用の無線部とを備えた無線機において、無線ＬＡＮ用の無線部を無線ＬＡＮの端末局として無線ＬＡＮアクセスポイントと通信させ、通信中に受信するＡＣＫを侵入検知用の無線部で受信する。
【０１２１】
このような構成により、他の無線ＬＡＮ装置からの信号を、侵入検知用の演算対象から除外することができるため、乱立する無線信号のために、どの無線信号がモニタすべき無線信号であるかが不明瞭な環境下において、モニタすべきタイミングを明瞭にし、侵入検知を良好に行なうことができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【０１２２】
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が受信するＡＣＫは、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。そして、空間特徴量算出部１１は、この干渉情報に基づいて、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となるＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【０１２３】
このような構成により、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切なＡＣＫを選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。
【０１２４】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、干渉情報は、ＡＣＫの誤りを検出するための誤り検出用データを含む。誤り検出部４３は、誤り検出用データに基づいてＡＣＫの誤りを検出する。そして、空間特徴量算出部１１は、アレイ受信部５２が受信したＡＣＫのうち、誤り検出部４３によって誤りの検出されなかったＡＣＫを選択し、選択したＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出する。
【０１２５】
このように、誤り検出用データを用いた判定を行なう構成により、簡易な処理で適切なＡＣＫを選択することができる。
【０１２６】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４は、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が自己の侵入検知装置１０１へ応答情報としてＡＣＫを送信するトリガとなる送信要求情報すなわち送信データフレームを、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ送信することにより、ＡＣＫが送信されるタイミングを制御する。
【０１２７】
このような構成により、ＡＣＫの送信タイミングを簡易な処理で制御することができる。また、ＡＣＫの送信タイミングを制御するための送信要求情報をたとえば無線信号で送信すれば、ＡＣＫの送信装置と侵入検知装置との有線接続を不要とすることができる。
【０１２８】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号によって伝送される。
【０１２９】
このような構成により、一般に広く使用されている無線ＬＡＮの環境下で、侵入検知装置を動作させ、人間の動作の有無を検知することができる。
【０１３０】
なお、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫに基づいて空間特徴量を算出し、侵入検知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。ＡＣＫに限らず、侵入検知装置が送信タイミングを制御可能な信号であれば、どんなものでもよい。たとえば、ＡＣＫの代わりに、ＣＴＳに基づいて空間特徴量を算出し、侵入検知を行なう構成であってもよい。この場合、無線ＬＡＮアクセスポイント１５１が応答情報としてＣＴＳを送信するトリガとなる送信要求情報は、ＲＴＳとなる。
【０１３１】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置では、ＡＣＫフレームにおけるＦＣＳを解析することにより、ＡＣＫフレームの誤りを検出する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＦＣＳは、ＡＣＫに限らず、たとえばＲＴＳおよびＣＴＳの中にも含まれる。
【０１３２】
より詳細には、ＲＴＳフレームは、フレーム制御情報と、デュレーション情報と、受信局アドレスと、送信局アドレスと、ＦＣＳとを含む。また、ＣＴＳフレームは、フレーム制御情報と、デュレーション情報と、受信局アドレスと、ＦＣＳとを含む。
【０１３３】
すなわち、ＡＣＫの代わりに、ＲＴＳまたはＣＴＳを空間特徴量の算出に用いて誤り検出を行なうことが可能である。
【０１３４】
また、本発明の実施の形態に係る侵入検知装置は、ＡＣＫを自己の侵入検知装置１０１へ送信するトリガとなる送信要求情報として、送信データフレームを無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ無線送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線ＬＡＮアクセスポイント１５１へ、送信要求情報として何らかの信号を有線で送信する構成であってもよい。
【０１３５】
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、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＡＣＫの送信タイミングに従ってＡ／Ｄコンバータ３４のサンプリングタイミングを制御する代わりに、アレイアンテナ部２１において受信した無線信号の誤り検出等を行なうことにより、ある無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断し、空間特徴量の算出および侵入検知を行なう構成であってもよい。
【０１３６】
すなわち、所定エリアにおいて送信される無線信号のうちの少なくともいずれか１つは、当該無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含む。そして、空間特徴量算出部１１は、干渉情報に基づいて、干渉情報を含む無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した無線信号に基づいて空間特徴量を算出する。
【０１３７】
このような構成により、ＡＣＫに対する他の無線信号の干渉、特に、無線信号の送信タイミングの制御または把握ができない電子機器からの干渉を判断し、適切なＡＣＫを選択することができる。これにより、空間特徴量の算出の精度を高めることができ、人間の動作の有無をより正確に検知することができる。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、使用すべき電波と同一または近接する周波数帯の他の電波が多数存在する場合でも、誤検知を抑制することができる。
【０１３８】
ただし、アレイ受信部５２が、Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部１４によって制御されたタイミングに従って、所定エリアにおける各装置から送信される無線信号の中からＡＣＫを選択的に受信する構成により、Ａ／Ｄコンバータ３４のサンプリングを頻繁に行なう必要がなくなり、制御部５３における空間特徴量算出部１１および検知部１２等の処理頻度を減らすことができる。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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】
【０１４４】
１１ 空間特徴量算出部
１２ 検知部
１３ サンプリングタイミング指示部
１４ Ｗｉ−Ｆｉ通信データ処理部（タイミング制御部）
２１ アレイアンテナ部
２２ 受信部
３１ バンドパスフィルタ
３２ ローノイズアンプ
３３ 直交復調器
３４ Ａ／Ｄコンバータ
３５ 分岐回路
３６ 発振器
４１ アンテナ
４２ フラッシュメモリ
４３ 誤り検出部
４４ 暗号処理部
４５ トランシーバ
４６ パワーアンプ
４７ インタフェース部
４８ ＲＡＭ
４９ ＲＯＭ
５１ Ｗｉ−Ｆｉ通信部
５２ アレイ受信部
５３ 制御部
１０１ 侵入検知装置
１５１ 無線ＬＡＮアクセスポイント（対象装置）
１６１，１６２ 無線ＬＡＮ端末
１７１ 電子機器
２０１ 侵入検知システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数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、
前記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、
前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、
前記受信部は、前記タイミング制御部によって制御された前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信する、侵入検知装置。
【請求項２】
前記対象無線信号は、前記対象無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記対象無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる前記対象無線信号を選択し、選択した前記対象無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、請求項１に記載の侵入検知装置。
【請求項３】
前記干渉情報は、前記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出用データを含み、
前記侵入検知装置は、さらに、
前記誤り検出用データに基づいて前記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出部を備え、
前記空間特徴量算出部は、前記対象無線信号のうち、前記誤り検出部によって誤りの検出されなかった前記対象無線信号を選択し、選択した前記対象無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、請求項２に記載の侵入検知装置。
【請求項４】
前記タイミング制御部は、前記所定エリアにおける他の前記装置が前記侵入検知装置へ前記対象無線信号を送信するトリガとなる送信要求情報を前記他の装置へ送信することにより、前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の侵入検知装置。
【請求項５】
前記対象無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の侵入検知装置。
【請求項６】
複数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、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知装置。
【請求項７】
複数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方法であって、
前記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、
制御した前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信するステップと、
受信した前記対象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ステップと、
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８】
複数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方法であって、
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するステップと、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量を算出するステップにおいては、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知方法。
【請求項９】
複数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、
前記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、
制御した前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信するステップと、
受信した前記対象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ステップと、
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、侵入検知プログラム。
【請求項１０】
複数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するステップと、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量を算出するステップにおいては、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知プログラム。
【請求項１１】
複数の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、前記無線信号のうち、対象無線信号を送信するための対象装置と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、
前記侵入検知装置は、
前記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、
前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、
前記受信部は、前記タイミング制御部によって制御された前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信する、侵入検知システム。
【請求項１２】
所定エリアにおいて無線信号を送信するための複数の装置と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、
前記侵入検知装置は、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知システム。
【請求項１】
複数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、
前記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、
前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、
前記受信部は、前記タイミング制御部によって制御された前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信する、侵入検知装置。
【請求項２】
前記対象無線信号は、前記対象無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記対象無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる前記対象無線信号を選択し、選択した前記対象無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、請求項１に記載の侵入検知装置。
【請求項３】
前記干渉情報は、前記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出用データを含み、
前記侵入検知装置は、さらに、
前記誤り検出用データに基づいて前記対象無線信号の誤りを検出するための誤り検出部を備え、
前記空間特徴量算出部は、前記対象無線信号のうち、前記誤り検出部によって誤りの検出されなかった前記対象無線信号を選択し、選択した前記対象無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、請求項２に記載の侵入検知装置。
【請求項４】
前記タイミング制御部は、前記所定エリアにおける他の前記装置が前記侵入検知装置へ前記対象無線信号を送信するトリガとなる送信要求情報を前記他の装置へ送信することにより、前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の侵入検知装置。
【請求項５】
前記対象無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に従う無線信号である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の侵入検知装置。
【請求項６】
複数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、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知装置。
【請求項７】
複数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方法であって、
前記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、
制御した前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信するステップと、
受信した前記対象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ステップと、
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８】
複数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方法であって、
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するステップと、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量を算出するステップにおいては、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知方法。
【請求項９】
複数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、
前記無線信号のうちの対象無線信号が送信されるタイミングを制御するステップと、
制御した前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信するステップと、
受信した前記対象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ステップと、
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、侵入検知プログラム。
【請求項１０】
複数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するステップと、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量を算出するステップにおいては、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知プログラム。
【請求項１１】
複数の装置から無線信号が送信される所定エリアにおいて、前記無線信号のうち、対象無線信号を送信するための対象装置と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、
前記侵入検知装置は、
前記無線信号の中から対象無線信号を選択的に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対象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、
前記対象無線信号が送信されるタイミングを制御するためのタイミング制御部とを備え、
前記受信部は、前記タイミング制御部によって制御された前記タイミングに従って、前記無線信号の中から前記対象無線信号を選択的に受信する、侵入検知システム。
【請求項１２】
所定エリアにおいて無線信号を送信するための複数の装置と、
前記所定エリアにおいて人間の動作を検知するための侵入検知装置とを備える侵入検知システムであって、
前記侵入検知装置は、
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、
前記複数の装置から送信される前記無線信号のうちの少なくとも１つは、前記無線信号に対する他の無線信号の干渉を判断するための干渉情報を含み、
前記空間特徴量算出部は、前記干渉情報に基づいて、前記干渉情報を含む前記無線信号のうち、他の無線信号の干渉が無いかまたは干渉量が所定値以下となる無線信号を選択し、選択した前記無線信号に基づいて前記空間特徴量を算出する、侵入検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１６１００（Ｐ２０１３−１６１００Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９７９３（Ｐ２０１１−１４９７９３）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【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１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【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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