(57)【要約】【課題】精度良く対象物の方向を検出することができる無線検出装置を提供する。【解決手段】複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて送信アンテナと受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、記録部が記録した複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部と、ベクトル抽出演算処理部が抽出した直流成分以外の対象物固有の周波数帯域のフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて対象物の方向を推定する相関行列演算処理部とを備える。【選択図】図９
2014228291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナと、
前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、
前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、
前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、
前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部と、
前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する方向推定演算処理部と
を備えることを特徴とする無線検出装置。
【請求項２】
前記対象物が人体であり、
前記対象物固有の周波数が心拍、呼吸等の人体の生体情報に対応したものである
ことを特徴とする請求項１に記載の無線検出装置。
【請求項３】
前記方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記ベクトルとその抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算して相関行列を求め、その相関行列に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線検出装置。
【請求項４】
前記方向推定演算処理部が、前記相関行列の固有ベクトルと、前記複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた前記複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項３に記載の無線検出装置。
【請求項５】
前記相関行列の各要素を前記対象物固有の周波数帯域内で平均した値とする
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線検出装置。
【請求項６】
前記方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記ベクトルと、前記複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた前記複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線検出装置。
【請求項７】
請求項４に記載の評価関数と、請求項６に記載の評価関数とに基づいて、前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする無線検出装置。
【請求項８】
送信アンテナと、
前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、
前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、
前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、
前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部とを用いて、
方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する
ことを特徴とする無線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号の反射波を受信することで対象物を検出する無線検出装置及び無線検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信信号と、その送信信号が対象物で反射された信号である受信信号との間に生じるドップラー効果を利用して対象物を検出する装置の一例が特許文献１及び特許文献２に記載されている。例えば、特許文献１に記載されている無線検出装置は、人体検知のための電波を送受信する複数のアンテナと、送信された電波の反射波を受信し、受信した信号の周波数と送信した信号の周波数との差分を求めてその差分に応じた差分信号を生成する差分検出回路とを備えている。この構成では、送信された信号は対象物に当たって反射し、ドップラー効果により送信信号に比べて変化した反射信号として受信される。また、特許文献１に記載されている無線検出装置は、複数のアンテナで送受信した複数組の信号に対して、差分検出回路で送信信号と受信信号との差分を検出するとともに、検出した複数の差分信号の和信号と差信号とを求めることで対象物の有無と方位とを得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７１２号公報
【特許文献２】特許第４７８３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した無線検出装置では、ドップラー効果を利用して送信信号と受信信号との差分を検出することで、対象物の方位を検知している。そのため、マルチパス環境で使用すると、複数の不要な信号が受信信号に含まれることで、結果として方位誤差を生じるという問題がある。また、送信信号と受信信号との差分を検出するため、送信アンテナおよび受信アンテナを任意の位置に配置することができないという問題がある。
【０００５】
本発明には、上記の事情を考慮してなされたものであり、精度良く対象物の方向を検知することができる無線検出装置及び無線検出方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の無線検出装置は、送信アンテナと、前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部と、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定する方向推定演算処理部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の無線検出方法は、送信アンテナと、前記送信アンテナから送信された無線信号の反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナで受信された複数の無線信号に基づいて前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の複素伝達関数ベクトルを求める複素伝達関数ベクトル演算処理部と、前記複素伝達関数ベクトル演算処理部が求めた前記複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する記録部と、前記記録部が記録した前記複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換するフーリエ変換演算処理部と、前記フーリエ変換演算処理部によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出するベクトル抽出演算処理部とを用いて、方向推定演算処理部が、前記ベクトル抽出演算処理部が抽出した前記直流成分以外の対象物固有の周波数帯域の前記フーリエ変換された複素伝達関数ベクトルに基づいて前記対象物の方向を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル（複素チャネル行列）を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の対象物固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルに基づいて対象物の方向を推定する。ここで、複素伝達関数ベクトルはマルチパス環境に容易に対応させることができるので、本発明によれば、マルチパス環境においても検出精度を容易に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態としての無線検出装置の構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の無線検出装置１を用いた実測値の一例（人がいない場合）を示す図である。
【図３】図１の無線検出装置１を用いた実測値の一例（概ね２５°方向に１人配置した場合）を示す図である。
【図４】図１の無線検出装置１を用いた実測値の一例（概ね−１０°方向に１人配置した場合）を示す図である。
【図５】図１の無線検出装置１を用いた実測値の一例（概ね−２０°方向と概ね２０°方向に１人ずつ配置した場合）を示す図である。
【図６】図３に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【図７】図４に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【図８】図５に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態としての無線検出装置の構成例を示したブロック図である。
【図１０】図９の無線検出装置１ａを用いた実測値の一例（人がいない場合）を示す図である。
【図１１】図９の無線検出装置１ａを用いた実測値の一例（概ね２５°方向に１人配置した場合）を示す図である。
【図１２】図９の無線検出装置１ａを用いた実測値の一例（概ね−１０°方向に１人配置した場合）を示す図である。
【図１３】図９の無線検出装置１ａを用いた実測値の一例（概ね−２０°方向と概ね２０°方向に１人ずつ配置した場合）を示す図である。
【図１４】図１１に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【図１５】図１２に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【図１６】図１３に示した実測値の周波数平均を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１に本発明の第１実施形態としての無線検出装置の構成例を示す。図１に示した無線検出装置１は、送信機１０と、送信アンテナ１１と、複数の受信機１２と、複数の受信アンテナ１３と、演算処理装置１５とを備えている。演算処理装置１５は、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６と、記録部１７と、フーリエ変換演算処理部１８と、ベクトル抽出演算処理部１９と、ステアリングベクトル乗算演算処理部（方向推定演算処理部の一例）２０とを有している。送信機１０は、所定の無線信号を送信アンテナ１１から送信する。複数の受信アンテナ１３は、例えば直線状に配列され、アレーアンテナ１４を構成している。複数の受信アンテナ１３間の間隔は例えば無線信号の半波長程度あるいはそれ以上とすることが望ましい。複数の受信アンテナ１３は、送信アンテナ１１から送信された無線信号の反射波を受信する。
【００１２】
複素伝達関数ベクトル演算処理部１６は、複数の受信アンテナ１３で受信された複数の無線信号に基づいて送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間の複素伝達関数ベクトル（すなわち複素チャネル行列）を求める。記録部１７は、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６が求めた複素伝達関数ベクトルの時間変化を記録する。フーリエ変換演算処理部１８は、記録部１７が記録した複素伝達関数ベクトルの各要素の時間応答をフーリエ変換する。
【００１３】
ベクトル抽出演算処理部１９は、フーリエ変換演算処理部１８によってフーリエ変換された複素伝達関数ベクトルから、直流成分以外の対象物固有の周波数帯域を抽出する。ここで、対象物とは、無線検出装置１が存在の有無や存在する場合の方向とについて検出対象とする物体であり、例えば人体である。また、対象物の固有周波数とは、例えば人体固有の周波数であり、心拍、呼吸等の人体の生体情報に対応したものである。心拍数（あるいは脈拍数）や呼吸数は年齢や人体の動静等によって異なるため、対象物の固有周波数を人体固有の周波数とする場合、対象物の固有周波数は一定の広がりを持つ周波数帯域を有するものとなる。実験で確認したところでは、０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数帯域を人体固有の周波数とすることで後述する実験では人体に対する良好な検出結果が得られている。ステアリングベクトル乗算演算処理部２０は、ベクトル抽出演算処理部１９が抽出したベクトルと、複数の受信アンテナ１３の方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて対象物の方向を推定する。
【００１４】
〔第１実施形態の動作〕
次に、図１を参照して説明した無線検出装置１の動作について説明する。図１に示す無線検出装置１では、受信機１２側に複数配置したアンテナ１３の受信信号に基づき、ステアリングベクトルを用いることにより、例えば人体の存在の有無と存在する場合の方向の推定を行う。すなわち、無線検出装置１では、ステアリングベクトル乗算演算処理部２０で、一般にビームフォーマ法と呼ばれる到来方向推定法を用いて対象物の方向を検出する（到来方向推定法についての参考文献：菊間信良、「アレーアンテナの基礎」、２００９年１１月２６日（木）、電子情報通信学会ＡＰＭＣ国内委員会、２００９  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ  ＆  Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ（ＭＷＥ２００９）、基礎講座０３、＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ａｐｍｃ−ｍｗｅ．ｏｒｇ／ＭｉｃｒｏｗａｖｅＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎ２０１０／ｐｒｏｇｒａｍ／ｔｕｔｏｒｉａｌ２００９／ＴＬ０３−０１．ｐｄｆ＞）。
【００１５】
図１に示す無線検出装置１では、送信機１０から生成された信号は送信アンテナ１１から送信され、空間を伝搬して受信アンテナ１３にて受信される。受信機１２にて受信された信号は、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理される。送信アンテナ数を１、受信アンテナ数をｍとした場合、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理される複素伝達関数ベクトル（複素チャネル行列）は次式で表される。
【００１６】
【数１】
2014228291.tif 000003
【００１７】
式（１）において、Ｈ（ｔ）は、ｈ１１（ｔ）、…、ｈ１ｍ（ｔ）を要素とする複素チャネル行列、ｔは複素チャネル行列を取得した時刻を表している。また、ｈ１１（ｔ）、…、ｈ１ｍ（ｔ）は、受信アンテナ１３毎の伝達関数を表し、送信アンテナ１１から送信された無線信号が各受信アンテナ１３で受信される際に受信信号の振幅及び位相が変化する割合を表す。この複素チャネル行列は、実際の受信信号に基づいて演算することができるので、直接波以外に反射波や回折波が発生するマルチパス環境等の伝送路の伝達関数を表すことができる。複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理された複素チャネル行列は、記録部１７にてある一定時間記録され、記録された複素チャネル行列の各要素ベクトルは、フーリエ変換演算処理部１８にてフーリエ変換される。フーリエ変換された複素チャネル行列を次式で定義する。式（２）においてＦ（ｆ）はフーリエ変換された複素チャネル行列、ｆは周波数を表す。Ｆ１１（ｆ）、…、Ｆｍ１（ｆ）は受信アンテナ１３毎の周波数応答を表す。
【００１８】
【数２】
2014228291.tif 000004
【００１９】
ベクトル抽出演算処理部１９は、フーリエ変換された複素チャネル行列から、直流以外の人体固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出する。抽出されたベクトルは、ステアリングベクトル乗算演算処理部２０にて、受信機１２に搭載されたアンテナ１３の方向に対応する振幅情報と位相情報を表すステアリングベクトルと乗算され、受信機１２に搭載された受信アンテナ１３から見た方向に対する評価関数を演算する。ステアリングベクトルは次式で表される。
【００２０】
【数３】
2014228291.tif 000005
【００２１】
式（３）において、ｄは受信アンテナ１３の素子間隔、θは受信アンテナ１３から見た方向（すなわち到来方向）、λは測定周波数における波長を表している。
【００２２】
受信アンテナ１３から見た方向に対する評価関数は次式で表される。次式において上添字Ｈは複素共役転置を表す。ステアリングベクトル乗算演算処理部２０はこの評価関数を用いて人体の有無、人数及び方向を推定する。
【００２３】
【数４】
2014228291.tif 000006
【００２４】
式（４）の評価関数から求めた方向特性の強度分布をグラフで示すと図２〜図５のようになる。横軸は周波数、縦軸は角度方向を表している。また強度の大きさは、振幅（ｄＢ）として凡例で示したようにグレースケールの濃さ（濃い方が強い）で表している。図２は人がいない場合、図３は概ね２５°方向に人を配置した場合、図４は概ね−１０°方向に人を配置した場合、そして図５は概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向に人を配置した場合である。図２で示される人がいない場合は、どの方向も強度分布が一様となっている。図３で示される２５°方向に人を配置した場合は、２５°方向付近において大きな強度が分布している。図４で示される−１０°方向に人を配置した場合は、−１０°方向付近において大きな強度が分布している。そして、図５で示される概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向に人を配置した場合は、−２０°方向付近と＋２０°方向付近において大きな強度が分布している。
【００２５】
図６〜図８は、それぞれ図３〜図５に示した方向特性の強度分布について、０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲における方向特性の周波数平均をとった場合の方向特性を示す。横軸は角度方向、縦軸は強度を表している。図６は図３における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね２５°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。図７は図４における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−１０°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。そして、図８は図５における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。
【００２６】
本実施形態によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル（複素チャネル行列）を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の任意の周波数におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルとステアリングベクトルを乗算することで得られる評価関数により、人体の方向を推定するので、マルチパス環境においても検出精度を高くすることができる。
【００２７】
〔第２実施形態〕
図９に本発明の第２実施形態としての無線検出装置の構成例を示す。図４に示した無線検出装置１ａは、送信機１０と、送信アンテナ１１と、複数の受信機１２と、複数の受信アンテナ１３と、演算処理装置１５ａとを備えている。演算処理装置１５ａは、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６と、記録部１７と、フーリエ変換演算処理部１８と、ベクトル抽出演算処理部１９と、相関行列演算処理部（方向推定演算処理部の一例）２０ａとを有している。なお、図９において、図１に示したものと同一の構成には同一の符号を付けて説明を省略する。図９に示した無線検出装置１ａは、図１に示した無線検出装置１が備えるステアリングベクトル乗算演算処理部２０に代えて、相関行列演算処理部２０ａを備えている。この相関行列演算処理部２０ａは、ベクトル抽出演算処理部１９が抽出したベクトルとその抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算して相関行列を求め、その相関行列に基づいて対象物の方向を推定する。より具体的には、本実施形態では、相関行列演算処理部２０ａは、その相関行列の固有ベクトルと、上述した複数の受信アンテナの方向に対応する振幅情報と位相情報とを表すステアリングベクトルとを乗算することで求めた複数の受信アンテナから見た方向に対する評価関数に基づいて対象物の方向を推定する。
【００２８】
〔第２実施形態の動作〕
次に、図９を参照して説明した無線検出装置１ａの動作について説明する。図９に示す無線検出装置１ａでは、受信機１２側に複数配置したアンテナ１３の受信信号から求めた相関行列により、例えば人体の存在の有無と存在する場合の方向の推定を行う。すなわち、無線検出装置１ａでは、相関行列演算処理部２０ａで、一般にＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれる到来方向推定法を用いて対象物の方向を検出する（上記到来方向推定法についての参考文献）。
【００２９】
例えば、図９に示す無線検出装置１ａについて、送信機１０から生成された信号は送信アンテナ１１から送信され、空間を伝搬して受信アンテナ１３にて受信される。受信機１２にて受信された信号は、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理される。送信アンテナ数を１、受信アンテナ数をｍとした場合、複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理される複素伝達関数ベクトル（複素チャネル行列）は式（１）で表される。
【００３０】
複素伝達関数ベクトル演算処理部１６にて演算処理された複素チャネル行列は、記録部１７にてある一定時間記録され、記録された複素チャネル行列の各要素ベクトルは、フーリエ変換演算処理部１８にてフーリエ変換される。フーリエ変換された複素チャネル行列は式（２）で定義される。
【００３１】
フーリエ変換された複素チャネル行列は、ベクトル抽出演算処理部１９にて直流以外の人体固有の周波数帯域におけるベクトルを抽出する。相関行列演算処理部２０ａは、ベクトル抽出演算処理部１９で抽出されたベクトルと、抽出されたベクトルの複素共役転置ベクトルとを乗算し、次式で表される相関行列を求める。
【００３２】
【数５】
2014228291.tif 000007
【００３３】
相関行列演算処理部２０ａは、式（５）に示される相関行列を用いて人体方向を推定する。上述したように本実施形態において相関行列演算処理部２０ａは、相関行列の固有値展開に基づく多重信号分離による推定法として、ＭＵＳＩＣ法を用いることとしている。式（５）に示される相関行列を固有値分解すると次式のように表される。
【００３４】
【数６】
2014228291.tif 000008
【００３５】
式（６）において、Ｖ（ｆ）＝［ｖ１（ｆ），．．．，ｖｍ（ｆ）］は相関行列の固有ベクトル、Ｓ（ｆ）＝ｄｉａｇ［λ１，．．．，λｍ］は相関行列の固有値を表している（ここでｄｉａｇは対角行列を表す）。相関行列の固有ベクトルと式（３）のステアリングベクトルから、受信アンテナから見た方向に対する評価関数を次式で定義することができる。相関行列演算処理部２０ａは、この評価関数を使用して人体の有無、人数及び方向を推定する。
【００３６】
【数７】
2014228291.tif 000009
【００３７】
式（７）において、方向推定対象数Ｌを１≦Ｌ≦ｍ−１とし、受信アンテナ数は人体の数＋１以上とする。式（７）の評価関数から求めた方向特性の強度分布をグラフで示すと図１０〜図１３のようになる。図１０〜図１３は、相関行列から求められた方向特性の強度分布を示す。図１０〜図１３は、図２〜図５と同様に、横軸は周波数、縦軸は角度方向を表している。図１０は人がいない場合、図１１は概ね２５°方向に人を配置した場合、図１２は概ね−１０°方向に人を配置した場合、そして、図１３は概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向に人を配置した場合である。図１０で示される人がいない場合は、どの方向も強度分布が一様となっている。図１１で示される２５°方向に人を配置した場合は、２５°方向付近において大きな強度が分布している。図１２で示される概ね−１０°方向に人を配置した場合は、−１０°方向付近において大きな強度が分布している（他の部分より強度が大きい方向特性の領域がある）。そして、図１３で示される概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向に人を配置した場合は、−２０°方向付近と＋２０°方向付近において大きな強度が分布している。
【００３８】
図１４〜図１６は、それぞれ図１１〜図１３に示した方向特性の強度分布について、０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲における方向特性の周波数平均をとった場合の方向特性を示す。横軸は角度方向、縦軸は強度を表している。図１４は図１１における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね２５°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。図１５は図１２における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−１０°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。そして、図１６は図１３における方向特性の強度分布を０．１５Ｈｚ〜１．６Ｈｚの周波数範囲において、方向特性の周波数平均をとった場合である。概ね−２０°方向と概ね＋２０°方向において大きな強度が分布しており、人体方向を推定可能であることが確認できる。
【００３９】
以上のように本実施形態によれば、複数の受信アンテナにて受信した信号から求めた複素伝達関数ベクトル（複素チャネル行列）を一定時間記録し、フーリエ変換された複素チャネル行列の直流以外の任意の周波数におけるベクトルを抽出し、抽出したベクトルと抽出したベクトルの複素共役転置ベクトルを乗算することで得られる相関行列から、人体の方向を推定するので、マルチパス環境においても検出精度を高くすることができる。また、第２実施形態は、図１４〜図１６に示したように、第１実施形態（図６〜図８）よりも検出精度を高めることができる場合がある。
【００４０】
なお、第２実施形態において、相関行列の固有値展開に基づく多重信号分離には、ＭＵＳＩＣ法以外にもＥＳＰＲＩＴ（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｖｉａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）法、Ｒｏｏｔ−ＭＵＳＩＣ法などを用いても良い。また、相関行列による線形予測法に基づく方向推定法として、Ｌｉｎｅａｒ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（線形予測）法、Ｃａｐｏｎ法などを用いても良い（上記参考文献参照）。
【００４１】
また、式（６）に示される相関行列について、人体固有の周波数帯域内で平均した値を用いて、評価関数を求めることも可能である。すなわち、相関行列の各要素を対象物固有の周波数帯域内で平均した値とすることもできる。
【００４２】
さらに、式（４）、式（７）について、人体固有の複数の周波数に対して評価関数を求め、全ての評価関数を平均して人体の方向を推定することも可能である。すなわち、式（４）の評価関数と、式（７）の評価関数とに基づいて、対象物の方向を推定することもできる。
【００４３】
なお、本発明の実施の形態は上記のものに限定されない。例えば送信アンテナの本数を１本ではなく複数本としてもよい。また、検出対象物は、人体に限らず、一定の固有周波数を有する物体あるいは人以外の動物などを検出対象としてもよい。その場合には、上記の対象物固有の周波数帯域は対象物の固有周波数に合わせて変更する。また、対象物固有の周波数帯域は、複数の領域に分割されたものであってもよい。なお、本発明の無線検出装置は、演算処理装置１５または１５ａの一部又は全部をコンピュータを用いて構成することができる。その場合に、そのコンピュータで実行するプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や通信回線を介して流通させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ  無線検出装置
１０  送信機
１１  送信アンテナ
１２  受信機
１３  受信アンテナ
１４  アレーアンテナ
１５、１５ａ  演算処理装置
１６  複素伝達関数ベクトル演算処理部
１７  記録部
１８  フーリエ変換演算処理部
１９  ベクトル抽出演算処理部
２０  ステアリングベクトル乗算演算処理部
２０ａ  相関行列演算処理部
【図１】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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