(57)【要約】【課題】温度が変化した場合においても、人間の動作を精度よく監視することが可能な監視装置、監視システムおよび監視方法を提供する。【解決手段】監視装置１０２は、所定エリア３０１における人間の動作を監視する。監視装置１０２は、他の装置から無線信号を受信し、受信した無線信号と監視装置１０２において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成するアレイ受信部５２と、アレイ受信部５２によって生成された受信信号に基づいて、初期値を受信信号に対する比較基準として所定エリア３０１における空間特徴量を算出する空間特徴量算出部７１と、空間特徴量算出部７１によって算出された空間特徴量に基づいて、所定エリア３０１における人間の動作を監視する検知部７２と、温度検出部５４と、温度検出部５４による温度検出結果に基づいて、初期値を更新する初期値更新部７１，７４とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置であって、
他の装置から無線信号を受信し、受信した前記無線信号と前記監視装置において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記受信信号に基づいて、初期値を前記受信信号に対する比較基準として前記所定エリアにおける空間特徴量を算出する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監視する検知部と、
温度検出部と、
前記温度検出部による温度検出結果に基づいて、前記初期値を更新する初期値更新部とを備える、監視装置。
【請求項２】
前記初期値更新部は、前記空間特徴量算出部が使用中の前記初期値に対応する基準温度と、前記温度検出部によって検出された温度との差の絶対値が所定のしきい値より大きくなる場合、前記初期値を更新する、請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記初期値更新部は、前記受信部によって生成された前記受信信号から前記初期値を算出する、請求項１または請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記初期値更新部は、前記初期値を更新したときの温度を新たな前記基準温度とする、請求項２に記載の監視装置。
【請求項５】
前記初期値更新部は、前記空間特徴量算出部が使用中の前記初期値に対応する基準温度と、前記温度検出部によって検出された温度との差の絶対値が前記所定のしきい値より大きくなり、かつ、前記受信部によって生成された前記受信信号および前記初期値に対応する前記受信信号間の相関度合が大きくなる場合、前記初期値を更新する、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項６】
前記無線信号は無変調信号であり、
前記受信部は、前記他の装置から前記無変調信号を受信し、受信した前記無変調信号と前記監視装置において生成される局部発振信号とを乗算することにより前記受信信号としてビート信号を生成する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項７】
前記検知部は、前記所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項８】
前記検知部は、前記所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項９】
所定エリアに配置され、無線信号を送信する送信機と、
前記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、
前記受信機は、前記送信機から無線信号を受信し、受信した前記無線信号と前記受信機において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成し、生成した前記受信信号に基づいて、初期値を前記受信信号に対する比較基準とし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監視し、
前記受信機は、自己における温度の検出結果に基づいて、前記初期値を更新する、監視システム。
【請求項１０】
所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置における監視方法であって、
他の装置から無線信号を受信し、受信した前記無線信号と局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成するステップと、
生成した前記受信信号に基づいて、初期値を前記受信信号に対する比較基準とし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監視するステップと、
前記監視装置における温度の検出結果に基づいて、前記初期値を更新するステップとを含む、監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置、監視システムおよび監視方法に関し、特に、空間特徴量を用いて人間の動作を監視する監視装置、監視システムおよび監視方法に関する。
【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しきい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】
このような侵入検知装置では、たとえば、受信機は、送信機から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を局部発振信号により復調する。
【０００８】
無線信号および局部発振信号は、たとえば送信機および受信機における各発振器から出力される基準発振信号に基づいて生成される。一般に、発振器の温度が変化すると、発振器から出力される基準発振信号の周波数は変化する。また、各発振器には個体差があるため、基準発振信号の周波数の温度変化は、発振器毎に異なる。
【０００９】
すなわち、局部発振信号の周波数と無線信号の周波数との差は、上記各発振器の温度に応じて変化する。このため、たとえば所定エリアの温度が変化した場合、受信機において、局部発振信号を用いて無線信号を復調することで得られる受信信号の周波数が変化する。
【００１０】
たとえば、受信信号に基づいて到来角分布を計算する侵入検知装置では、温度変化の前後で受信信号の周波数が異なるため、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合がある。このような場合、侵入検知装置は、イベントの発生を誤って検知してしまい、人間の動作を精度よく監視することができなくなる。
【００１１】
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、温度が変化した場合においても、人間の動作を精度よく監視することが可能な監視装置、監視システムおよび監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（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監視装置は、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置であって、他の装置から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と上記監視装置において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成する受信部と、上記受信部によって生成された上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準として上記所定エリアにおける空間特徴量を算出する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監視する検知部と、温度検出部と、上記温度検出部による温度検出結果に基づいて、上記初期値を更新する初期値更新部とを備える。
【００１３】
（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監視システムは、所定エリアに配置され、無線信号を送信する送信機と、上記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、上記受信機は、上記送信機から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と上記受信機において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成し、生成した上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準とし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監視し、上記受信機は、自己における温度の検出結果に基づいて、上記初期値を更新する。
【００１４】
（１０）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監視方法は、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置における監視方法であって、他の装置から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成するステップと、生成した上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準とし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監視するステップと、上記監視装置における温度の検出結果に基づいて、上記初期値を更新するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度が変化した場合においても、人間の動作を精度よく監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１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】図２は、本発明の第１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】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機および受信機が用いるＴＣＸＯが生成する基準発振信号の周波数の温度変化の一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける送信機の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１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６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度検出部の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における制御部の構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機におけるサーミスタの抵抗値の温度特性の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度検出部が生成する抵抗情報と温度との関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度−電圧リストの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機がキャリブレーションを行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機が復調した信号の各成分の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１８】
（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監視装置は、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置であって、他の装置から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と上記監視装置において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成する受信部と、上記受信部によって生成された上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準として上記所定エリアにおける空間特徴量を算出する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監視する検知部と、温度検出部と、上記温度検出部による温度検出結果に基づいて、上記初期値を更新する初期値更新部とを備える。
【００１９】
このように、温度検出結果に基づいて初期値を更新する構成により、たとえば温度変化の前後において、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合でも、比較基準を温度検出結果に応じた値に更新するので、イベントの発生を誤って検知することを抑制でき、人間の動作を精度よく監視することができる。
【００２０】
（２）好ましくは、上記初期値更新部は、上記空間特徴量算出部が使用中の上記初期値に対応する基準温度と、上記温度検出部によって検出された温度との差の絶対値が所定のしきい値より大きくなる場合、上記初期値を更新する。
【００２１】
このような構成により、使用中の初期値に対応する基準温度と現在の温度とのかい離がある程度大きくなったタイミングで初期値を更新し、イベントの発生を誤って検知することを抑制することができる。
【００２２】
（３）好ましくは、上記初期値更新部は、上記受信部によって生成された上記受信信号から上記初期値を算出する。
【００２３】
このように、初期値の更新が必要になったときの電波環境に応じた適切な初期値を取得することができる。
【００２４】
（４）より好ましくは、上記初期値更新部は、上記初期値を更新したときの温度を新たな上記基準温度とする。
【００２５】
このような構成により、初期値を更新する毎に、基準温度を更新後の初期値に対応する適切な温度に設定することができる。
【００２６】
（５）より好ましくは、上記初期値更新部は、上記空間特徴量算出部が使用中の上記初期値に対応する基準温度と、上記温度検出部によって検出された温度との差の絶対値が上記所定のしきい値より大きくなり、かつ、上記受信部によって生成された上記受信信号および上記初期値に対応する上記受信信号間の相関度合が大きくなる場合、上記初期値を更新する。
【００２７】
このような構成により、使用中の初期値に対応する基準温度と現在の温度とのかい離がある程度大きくなった状態であり、かつ相関度合が大きい平時において適切な初期値に更新することができる。
【００２８】
（６）好ましくは、上記無線信号は無変調信号であり、上記受信部は、上記他の装置から上記無変調信号を受信し、受信した上記無変調信号と上記監視装置において生成される局部発振信号とを乗算することにより上記受信信号としてビート信号を生成する。
【００２９】
このように、受信信号としてビート信号を生成する構成により、受信信号の周波数を低くすることができるので、たとえば、帯域の広いＡＤＣおよび高速のプロセッサ等を用いることなくビート信号を処理することができ、低コストで監視装置を製造することができる。
【００３０】
（７）好ましくは、上記検知部は、上記所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。
【００３１】
このような構成により、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。
【００３２】
（８）好ましくは、上記検知部は、上記所定エリアにおける人間の動作の発生を検知する。
【００３３】
このような構成により、たとえば所定エリアへ侵入した人間の検知を良好に行い、効果的な防犯対策を講じることができる。
【００３４】
（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監視システムは、所定エリアに配置され、無線信号を送信する送信機と、上記所定エリアにおける人間の動作を監視する受信機とを備え、上記受信機は、上記送信機から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と上記受信機において生成される局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成し、生成した上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準とし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監視し、上記受信機は、自己における温度の検出結果に基づいて、上記初期値を更新する。
【００３５】
このように、温度検出結果に基づいて初期値を更新する構成により、たとえば温度変化の前後において、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合でも、比較基準を温度検出結果に応じた値に更新するので、イベントの発生を誤って検知することを抑制でき、人間の動作を精度よく監視することができる。
【００３６】
（１０）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監視方法は、所定エリアにおける人間の動作を監視する監視装置における監視方法であって、他の装置から無線信号を受信し、受信した上記無線信号と局部発振信号とを乗算することにより受信信号を生成するステップと、生成した上記受信信号に基づいて、初期値を上記受信信号に対する比較基準とし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監視するステップと、上記監視装置における温度の検出結果に基づいて、上記初期値を更新するステップとを含む。
【００３７】
このように、温度検出結果に基づいて初期値を更新する構成により、たとえば温度変化の前後において、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合でも、比較基準を温度検出結果に応じた値に更新するので、イベントの発生を誤って検知することを抑制でき、人間の動作を精度よく監視することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１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。
【００４０】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システム（監視システム）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。
【００４１】
たとえば、侵入検知システム２０１における受信機（監視装置）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。
【００４２】
［構成および基本動作］
図２は、本発明の第１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。
【００４３】
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。
【００４４】
送信機１０１は、たとえば１０．５ＧＨｚ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１０．５ＧＨｚ帯の電波を利用して検知動作を行なう。
【００４５】
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監視する。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。
【００４６】
たとえば、送信機１０１および受信機１０２の温度は、時間の経過とともに変化する。具体的には、送信機１０１および受信機１０２の温度は、送信機１０１および受信機１０２が設置されている場所における日当たり、気温および空調等の変化に応じて時間の経過とともに変化する。
【００４７】
送信機１０１および受信機１０２は、たとえば温度補償型水晶発振器をそれぞれ備え、これを用いて基準発振信号を別個に生成する。以下、温度補償型水晶発振器をＴＣＸＯ（temperature-compensated crystal oscillator）と称する場合がある。
【００４８】
ＴＣＸＯでは、温度が一定の場合には一定の周波数の信号が生成される一方で、温度が変化すると生成される信号の周波数が変化する。ＴＣＸＯの温度に対する周波数変化は、−３０℃から８０℃の温度範囲で３ｐｐｍ程度である。
【００４９】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送信機および受信機が用いるＴＣＸＯが生成する基準発振信号の周波数の温度変化の一例を示す図である。
【００５０】
図３を参照して、縦軸は、基準発振信号の周波数を示す。横軸は、温度を示す。周波数ｆｔは、たとえばＴＣＸＯの設計周波数である。
【００５１】
温度特性Ｃ１０１，Ｃ１０２は、それぞれ送信機１０１および受信機１０２に含まれるＴＣＸＯが生成する基準発振信号の周波数の温度特性である。各ＴＣＸＯには個体差があるため、温度特性Ｃ１０１，Ｃ１０２は、ＴＣＸＯ毎に異なる。
【００５２】
たとえば、送信機１０１および受信機１０２に含まれるＴＣＸＯの温度がＴｅｍｐ１からＴｅｍｐ２へ変化した状況を想定する。温度がＴｅｍｐ１である場合において、温度特性Ｃ１０２が示す周波数と温度特性Ｃ１０２が示す周波数との差は、Δｆ１である。また、温度がＴｅｍｐ２である場合において、温度特性Ｃ１０２が示す周波数と温度特性Ｃ１０２が示す周波数との差は、Δｆ２である。
【００５３】
すなわち、受信機１０２において用いられる基準発振信号の周波数と、送信機１０１において用いられる基準発振信号の周波数との差は、各ＴＣＸＯの温度に応じて変化する。このため、送信機１０１が自己のＴＣＸＯに基づいて生成した無線信号を送信し、受信機１０２が自己のＴＣＸＯに基づいて生成した局部発振信号を用いて当該無線信号を復調する場合、復調後の信号の周波数は、温度とともに変化する可能性がある。具体的には、たとえば所定エリア３０１の温度が変化した場合、受信機１０２において、局部発振信号を用いて無線信号を復調することで得られる信号の周波数が変化する。
【００５４】
無線信号および局部発振信号の周波数が温度とともに変化すると、復調して得られる信号、たとえば無線信号の周波数と局部発振信号の周波数との差の周波数である差周波を有するビート信号のＩ成分およびＱ成分に基づいて到来角分布を算出する侵入検知装置において、以下の問題が発生する場合がある。
【００５５】
すなわち、侵入検知装置は、たとえば、ビート信号のＩ，Ｑの両成分の振幅および位相に基づいて到来角分布を算出する。たとえば温度変化の前後でビート信号の周波数が異なるとき、侵入検知装置は、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出する場合がある。このような場合、侵入検知装置は、イベントの発生を誤って検知してしまい、人間の動作を精度よく監視することができなくなる。
【００５６】
これに対して、本発明の第１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、無線信号および局部発振信号の周波数が温度とともに変化する場合においても、人間の動作を精度よく監視することを可能とする。
【００５７】
［送信機の構成］
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知システムにおける送信機の構成を示す図である。
【００５８】
図４を参照して、送信機１０１は、アンテナ部１１と、ＴＣＸＯ１２と、送信側ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１３と、ループフィルタ１４と、ＶＣＯ（Voltage-Controlled Oscillator）１５と、パワーアンプ１６とを備える。
【００５９】
送信機１０１は、無線信号を送信する。具体的には、送信機１０１は、たとえば単一の周波数成分を有する無変調信号を送信する。無変調信号は、情報を含めるための変調処理を受けていない搬送波を意味する。なお、送信機１０１は、無変調信号を間欠的に送信してもよい。言い換えると、送信機１０１は、電波を送信する送信期間において、無変調信号を送信すればよい。
【００６０】
ＴＣＸＯ１２は、たとえば、水晶振動子および温度補償発振回路を内蔵する。ＴＣＸＯ１２は、たとえば、ＴＣＸＯ１２の環境温度に対する周波数の変動を抑制した１０ＭＨｚの基準発振信号を生成し、生成した基準発振信号を送信側ＰＬＬ回路１３へ出力する。
【００６１】
送信側ＰＬＬ回路１３は、たとえば整数型ＰＬＬシンセサイザである。送信側ＰＬＬ回路１３は、ＴＣＸＯ１２から受ける基準発振信号の位相とＶＣＯ１５から受ける局部発振信号を１／Ｎに分周した信号の位相とを比較し、比較結果に基づいて生成したチャージポンプ信号をループフィルタ１４へ出力する。ここで、Ｎは整数であり、たとえば１０５０である。
【００６２】
より詳細には、たとえば、送信側ＰＬＬ回路１３は、基準発振信号の位相と局部発振信号を１／Ｎに分周した信号の位相との差の符号および大きさに応じたチャージポンプ信号をループフィルタ１４へ出力する。
【００６３】
ループフィルタ１４は、送信側ＰＬＬ回路１３から受けたチャージポンプ信号を平滑化し、ＶＣＯ１５へ出力する。
【００６４】
ＶＣＯ１５は、ループフィルタ１４から受けたチャージポンプ信号に応じた周波数ｆＴＸを有する搬送波を生成し、生成した搬送波をパワーアンプ１６および送信側ＰＬＬ回路１３へ出力する。なお、周波数ｆＴＸは、たとえば１０．５ＧＨｚである。
【００６５】
パワーアンプ１６は、ＶＣＯ１５から受けた搬送波を増幅し、増幅後の搬送波を無線信号としてアンテナ部１１経由で送信する。
【００６６】
［監視装置の構成］
図５は、本発明の第１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。
【００６７】
図５を参照して、受信機１０２は、アレイ受信部５２と、制御部５３と、温度検出部５４と、局部発振信号生成部５５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、分岐回路２３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、移相器３３、ミキサ３４，３７、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３５，３８およびＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３６，３９の組を４つ含む。受信回路２２におけるこれらの組を、それぞれＤｅＭＯＤ１，ＤｅＭＯＤ２，ＤｅＭＯＤ３，ＤｅＭＯＤ４と称する。
【００６８】
局部発振信号生成部５５は、ＴＣＸＯ６２と、受信側ＰＬＬ回路６３と、ループフィルタ６４と、ＶＣＯ６５とを含む。
【００６９】
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。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。
【００７０】
より詳細には、アンテナ部２１は、送信機１０１から送信された無線信号を受信する。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１０．５ＧＨｚ帯以外の成分を減衰させる。
【００７１】
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ミキサ３４，３７へ出力する。
【００７２】
ミキサ３４，３７は、ローノイズアンプ３２から受けた無線信号と、当該無線信号と略同じ周波数ｆＲＸを有する局部発振信号ＬＳとを乗算することにより、当該無線信号を周波数変換し、直交復調する。
【００７３】
より詳細には、移相器３３は、分岐回路２３を介して局部発振信号生成部５５から局部発振信号ＬＳを受け、受けた局部発振信号ＬＳを基に位相がπ／２ラジアン異なる局部発振信号ＬＳ１，ＬＳ２をそれぞれミキサ３４，３７へ出力する。この際、移相器３３は、ミキサ３４へ出力する局部発振信号ＬＳ１の位相と比べて、π／２ラジアン進んだ位相を有する局部発振信号ＬＳ２をミキサ３７へ出力する。
【００７４】
ミキサ３４は、アンテナ部２１によって受信された無線信号と分岐回路２３および移相器３３を介して局部発振信号生成部５５から受けた局部発振信号ＬＳ１とを乗算することにより、Ｉ成分のアナログ信号Ｉａｊを生成する。ここで、ｊは１から４までの整数である。
【００７５】
より詳細には、ミキサ３４は、ローノイズアンプ３２から受けた周波数ｆＴＸの無線信号と移相器３３から受けた周波数ｆＲＸの局部発振信号ＬＳ１とを乗算する。すなわち、ミキサ３４は、周波数ｆＴＸの無線信号をダウンコンバートすることにより差周波｜ｆＴＸ−ｆＲＸ｜を有するビート信号と、周波数ｆＴＸの無線信号をアップコンバートすることにより和周波｜ｆＴＸ＋ｆＲＸ｜を有する和周波信号とを生成する。
【００７６】
また、ミキサ３７は、アンテナ部２１によって受信された無線信号と分岐回路２３および移相器３３を介して局部発振信号生成部５５から受けた局部発振信号ＬＳ２とを乗算することにより、Ｑ成分のアナログ信号Ｑａｊを生成する。
【００７７】
より詳細には、ミキサ３７は、ローノイズアンプ３２から受けた周波数ｆＴＸの無線信号と移相器３３から受けた周波数ｆＲＸの局部発振信号ＬＳ２とを乗算する。すなわち、ミキサ３７は、周波数ｆＴＸの無線信号をダウンコンバートすることにより差周波｜ｆＴＸ−ｆＲＸ｜を有するビート信号と、周波数ｆＴＸの無線信号をアップコンバートすることにより和周波｜ｆＴＸ＋ｆＲＸ｜を有する和周波信号とを生成する。
【００７８】
ＬＰＦ３５は、信号Ｉａｊを構成する差周波のビート信号および和周波信号のうち、和周波信号を減衰させる。また、ＬＰＦ３８は、信号Ｑａｊを構成する差周波のビート信号および和周波信号のうち、和周波信号を減衰させる。
【００７９】
ＡＤＣ３６は、ＬＰＦ３５から受けたビート信号をｋビット（ｋは２以上の自然数）のデジタル信号Ｉｄｊに変換し、受信信号Ｉｄｊとして制御部５３へ出力する。また、ＡＤＣ３９は、ＬＰＦ３８から受けたビート信号をｋビット（ｋは２以上の自然数）のデジタル信号Ｑｄｊに変換し、受信信号Ｑｄｊとして制御部５３へ出力する。
【００８０】
［局部発振信号の生成］
局部発振信号生成部５５は、たとえば、単一の周波数成分を有する局部発振信号ＬＳを生成する。より詳細には、ＴＣＸＯ６２は、たとえば、水晶振動子および温度補償発振回路を内蔵する。ＴＣＸＯ６２は、たとえば、ＴＣＸＯ６２の環境温度に対する周波数の変動を抑制した１０ＭＨｚの基準発振信号を生成し、生成した基準発振信号を受信側ＰＬＬ回路６３へ出力する。
【００８１】
受信側ＰＬＬ回路６３は、たとえば整数型ＰＬＬシンセサイザである。受信側ＰＬＬ回路６３は、ＴＣＸＯ６２から受ける基準発振信号の位相とＶＣＯ６５から受ける局部発振信号ＬＳを１／Ｍに分周した信号の位相とを比較し、比較結果に基づいて生成したチャージポンプ信号をループフィルタ６４へ出力する。ここで、Ｍは整数であり、たとえば１０５０である。
【００８２】
より詳細には、たとえば、受信側ＰＬＬ回路６３は、基準発振信号の位相と局部発振信号ＬＳを１／Ｍに分周した信号の位相との差の符号および大きさに応じたチャージポンプ信号をループフィルタ６４へ出力する。
【００８３】
ループフィルタ６４は、受信側ＰＬＬ回路６３から受けたチャージポンプ信号を平滑化し、ＶＣＯ６５へ出力する。
【００８４】
ＶＣＯ６５は、ループフィルタ６４から受けたチャージポンプ信号に応じた周波数ｆＲＸを有する局部発振信号ＬＳを生成し、生成した局部発振信号ＬＳを分岐回路２３へ出力する。なお、周波数ｆＲＸは、たとえば１０．５ＧＨｚである。
【００８５】
［温度測定］
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度検出部の構成を示す図である。
【００８６】
図６を参照して、温度検出部５４は、定電圧電源Ｖｃと、プルアップ抵抗Ｒ１と、サーミスタＲＴＨと、接地ノードＧ１と、オペアンプＯＰ１と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）８１とを含む。
【００８７】
温度検出部５４は、たとえば、ＴＣＸＯ６２の温度検出結果を示す抵抗情報Ｒｉを制御部５３へ出力する。
【００８８】
より詳細には、プルアップ抵抗Ｒ１は、定電圧電源Ｖｃに接続された第１端と、第２端とを有する。サーミスタＲＴＨは、ノードＮ１を介してプルアップ抵抗Ｒ１の第２端に接続された第１端と、接地電圧が供給される接地ノードＧ１に接続された第２端とを有する。
【００８９】
オペアンプＯＰ１は、ノードＮ１を介してプルアップ抵抗Ｒ１の第２端に接続された非反転入力端子と、反転入力端子と、当該反転入力端子に接続された出力端子とを有する。ＡＤＣ８１は、オペアンプＯＰ１の出力端子に接続された入力端子と、制御部５３に接続された出力端子とを有する。
【００９０】
サーミスタＲＴＨは、たとえば、ＴＣＸＯ６２の近傍に配置され、ＴＣＸＯ６２の温度に応じて自己の抵抗値を変える。
【００９１】
プルアップ抵抗Ｒ１およびサーミスタＲＴＨは、定電圧電源および接地ノードＧ１間の電圧を分圧する。すなわち、ノードＮ１における電圧は、サーミスタＲＴＨの第１端および第２端間に印加される電圧Ｖｔに相当する。また、電圧Ｖｔは、サーミスタＲＴＨの抵抗値に比例する。
【００９２】
オペアンプＯＰ１は、ボルテージフォロワとして用いられ、入力インピーダンスの大きい非反転入力端子においてノードＮ１から電圧Ｖｔを受けると、出力インピーダンスの小さい出力端子から電圧Ｖｔを出力する。これにより、次段のＡＤＣ８１の入力インピーダンスに応じて電圧Ｖｔが変動してしまうことを防止することができる。
【００９３】
ＡＤＣ８１は、入力端子においてオペアンプＯＰ１の出力端子からアナログ信号である電圧Ｖｔを受けると、受けた電圧Ｖｔをデジタル信号である抵抗情報Ｒｉへ変換し、変換後の抵抗情報Ｒｉを温度検出結果として出力端子から制御部５３へ出力する。
【００９４】
［制御部における信号処理］
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における制御部の構成を示す図である。
【００９５】
図７を参照して、制御部５３は、空間特徴量算出部（初期値更新部）７１と、検知部７２と、メモリ７３と、しきい値判定部（初期値更新部）７４とを含む。
【００９６】
制御部５３におけるメモリ７３は、各アンテナ部２１に対応する受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊをアレイ受信部５２から受けると、受けた受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊを保持する。
【００９７】
空間特徴量算出部７１は、アレイ受信部５２によって生成された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて、初期値を受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに対する比較基準として所定エリアにおける空間特徴量を算出する。
【００９８】
具体的には、空間特徴量算出部７１は、メモリ７３に保持された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊ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７１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７１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。
【００９９】
より詳細には、空間特徴量算出部７１は、たとえば特許文献１に記載の構成と同様に、固有ベクトルを算出し、算出した固有ベクトルを用いて空間特徴量を抽出する。
【０１００】
具体的には、空間特徴量算出部７１は、たとえば、観測開始のタイミングでキャリブレーションを行う。この際、空間特徴量算出部７１は、たとえば、メモリ７３に保持された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて固有ベクトルを算出し、算出した固有ベクトルである初期ベクトルｖｎｏを初期値としてメモリ７３に保持する。そして、空間特徴量算出部７１は、たとえば、キャリブレーション完了通知をしきい値判定部７４へ出力する。
【０１０１】
空間特徴量算出部７１は、観測時ｔにおいて固有ベクトルｖｏｂ（ｔ）を算出すると、初期ベクトルｖｎｏおよび固有ベクトルｖｏｂ（ｔ）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。また、空間特徴量Ｐ（ｔ）は以下の式で表される。
Ｐ（ｔ）＝ｖｎｏ・ｖｏｂ（ｔ）
【０１０２】
また、空間特徴量算出部７１は、たとえば、観測開始後において、しきい値判定部７４からキャリブレーション命令を受ける。
【０１０３】
この際、空間特徴量算出部７１は、たとえば、キャリブレーション命令を受け、かつ、アレイ受信部５２からメモリ７３経由で受ける受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊおよび初期ベクトルｖｎｏに対応する受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊ間の相関度合が大きい場合、キャリブレーションを行う。
【０１０４】
具体的には、空間特徴量算出部７１がキャリブレーション命令を受けたタイミングにおいてたとえば所定エリア内で人間の動作が発生している場合、アレイ受信部５２からメモリ７３経由で受ける受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊおよび初期ベクトルｖｎｏに対応する受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊ間の相関度合が小さくなるため、空間特徴量算出部７１は、キャリブレーションを行わない。この際、相関度合が小さくなるので、空間特徴量Ｐ（ｔ）はイベントを検出していることを示す。
【０１０５】
また、たとえば、空間特徴量算出部７１がキャリブレーション命令を受けたタイミングにおいて所定エリア内で人間の動作が発生していない場合、アレイ受信部５２からメモリ７３経由で受ける受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊおよび初期ベクトルｖｎｏに対応する受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊ間の相関度合が大きくなるため、空間特徴量算出部７１は、キャリブレーションを行う。この際、相関度合が大きくなるので、空間特徴量Ｐ（ｔ）はイベントを検出していないことを示す。
【０１０６】
たとえば、空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベントの検出を示している際に初期ベクトルｖｎｏを算出すると、異常時において算出した初期ベクトルｖｎｏを初期値に設定してしまうため、平時において不適切な空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出してしまう。
【０１０７】
これに対して、空間特徴量算出部７１は、たとえば、キャリブレーション命令を受けたタイミングで上記相関度合が小さい場合、すなわち空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベントの検出を示している場合、空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベントの検出を示さなくなるまで待機する。
【０１０８】
そして、空間特徴量算出部７１は、たとえば、空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベントの検出を示さなくなるタイミング、すなわち平時のタイミングでキャリブレーションを行う。これにより、異常時において算出した初期ベクトルｖｎｏを初期値に設定してしまうことを防ぐことができる。
【０１０９】
空間特徴量算出部７１は、キャリブレーションを完了すると、たとえばキャリブレーション完了通知をしきい値判定部７４へ出力する。
【０１１０】
検知部７２は、空間特徴量算出部７１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監視する。具体的には、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」に近いほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、所定エリアに侵入者が存在していない平時の状態に近い。このため、検知部７２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が、所定のしきい値たとえば「０．９」未満である場合、所定エリアに人間が侵入したと判断する。検知部７２は、所定エリアに人間が侵入したことを知らせるため、たとえば警備会社に警報信号を送信する。
【０１１１】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機におけるサーミスタの抵抗値の温度特性の一例を示す図である。
【０１１２】
図８を参照して、縦軸は、サーミスタＲＴＨの抵抗値を示す。横軸は、温度を示す。サーミスタＲＴＨの抵抗値と温度との関係は、一般に非線形の関係であり、低温側では傾きが大きく、また、高温側では傾きが小さい。
【０１１３】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度検出部が生成する抵抗情報と温度との関係の一例を示す図である。
【０１１４】
図９を参照して、抵抗情報ＲｉとサーミスタＲＴＨの温度との関係は、たとえば、温度検出部５４を用いて実測することにより求められる。図８と同様に、抵抗情報ＲｉとサーミスタＲＴＨの温度との関係は、一般に非線形の関係であり、低温側では傾きが大きく、また、高温側では傾きが小さい。
【０１１５】
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機における温度−電圧リストの一例を示す図である。
【０１１６】
図１０を参照して、温度−電圧リスト７５は、たとえば図９において実測された抵抗情報ＲｉとサーミスタＲＴＨの温度との関係の数値リストである。温度−電圧リスト７５は、たとえば、メモリ７３に保持される。なお、温度−電圧リスト７５には、温度が１５℃以上かつ３５℃以下の場合以外における抵抗情報Ｒｉが記載されてもよい。
【０１１７】
また、受信機１０２には、たとえば製造者により許容温度差としてたとえば５℃が設定される。設定された許容温度差は、たとえばメモリ７３に保持されている。
【０１１８】
図７に示すしきい値判定部７４は、たとえば、温度検出部５４による温度検出結果に基づいて、初期値を更新するためのキャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する。より詳細には、しきい値判定部７４は、たとえば、空間特徴量算出部７１が使用中の初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉと、温度検出部５４によって検出された温度Ｔｐとの差の絶対値が所定のしきい値より大きくなる場合、キャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する。所定のしきい値は、たとえば許容温度差である。
【０１１９】
具体的には、しきい値判定部７４は、たとえば、温度検出部５４から抵抗情報Ｒｉを所定時間毎に受ける。しきい値判定部７４は、たとえば、空間特徴量算出部７１からキャリブレーション完了通知を受けると、温度−電圧リスト７５および許容温度差をメモリ７３から取得する。
【０１２０】
そして、しきい値判定部７４は、たとえば、温度検出部５４から抵抗情報ＲｉとしてＲｉ２５を受けた場合、温度−電圧リスト７５を参照してサーミスタＲＴＨの現在の温度Ｔｐが２５℃であることを認識する。
【０１２１】
しきい値判定部７４は、たとえば、認識した温度Ｔｐを空間特徴量算出部７１が用いる新たな初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉとする。
【０１２２】
しきい値判定部７４は、新たな初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉおよび許容温度差に基づいて、上限しきい値Ｔｈ１および下限しきい値Ｔｈ２を設定する。より詳細には、しきい値判定部７４は、基準温度Ｔｉである２５℃に許容温度差である５℃を加えた３０℃に対応する抵抗情報ＲｉであるＲｉ３０を上限しきい値Ｔｈ１として設定し、設定した上限しきい値Ｔｈ１をメモリ７３に保持する。
【０１２３】
また、しきい値判定部７４は、基準温度Ｔｉである２５℃から許容温度差である５℃を減じた２０℃に対応する抵抗情報ＲｉであるＲｉ２０を下限しきい値Ｔｈ２として設定し、設定した下限しきい値Ｔｈ２をメモリ７３に保持する。
【０１２４】
しきい値判定部７４は、たとえば、温度検出部５４から抵抗情報Ｒｉを継続して受け、受けた抵抗情報Ｒｉが上限しきい値Ｔｈ１より高くなる場合、または抵抗情報Ｒｉが下限しきい値Ｔｈ２より低くなる場合、キャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する。
【０１２５】
言い換えると、しきい値判定部７４は、たとえば、温度検出部５４によって検出された温度Ｔｐが、初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉに許容温度差を加えた値より高くなる場合、または温度Ｔｐが、基準温度Ｔｉから許容温度差を減じた値より低くなる場合、キャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する。
【０１２６】
［動作］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る受信機１０２がキャリブレーションを行なう際の動作について説明する。
【０１２７】
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機がキャリブレーションを行なう際の動作手順を定めたフローチャートである。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。
【０１２８】
図１１を参照して、空間特徴量算出部７１は、まず、たとえば、動作開始のタイミングにおいて固有ベクトルを算出し、算出した固有ベクトルを初期ベクトルｖｎｏすなわち初期値としてメモリ７３に保持することによりキャリブレーションを行う。空間特徴量算出部７１は、キャリブレーションを完了すると、たとえばキャリブレーション完了通知をしきい値判定部７４へ出力する（ステップＳ１０２）。
【０１２９】
次に、しきい値判定部７４は、空間特徴量算出部７１からキャリブレーション完了通知を受けると、温度検出部５４から受ける抵抗情報Ｒｉに対応する温度Ｔｐを温度−電圧リスト７５を参照して算出し、温度Ｔｐを初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉとして取得する（ステップＳ１０４）。
【０１３０】
次に、しきい値判定部７４は、基準温度Ｔｉおよび許容温度差に基づいて、上限しきい値Ｔｈ１および下限しきい値Ｔｈ２を温度−電圧リスト７５を参照して算出する（ステップＳ１０６）。
【０１３１】
次に、しきい値判定部７４は、温度検出部５４から受ける抵抗情報Ｒｉが上限しきい値Ｔｈ１以下、かつ下限しきい値Ｔｈ２以上となる場合、待機する（ステップＳ１０８でＮＯ）。
【０１３２】
一方、しきい値判定部７４は、温度検出部５４から受ける抵抗情報Ｒｉが上限しきい値Ｔｈ１より大きくなる場合、または抵抗情報Ｒｉが下限しきい値Ｔｈ２より小さくなる場合、キャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する（ステップＳ１０８でＹＥＳ）。
【０１３３】
次に、空間特徴量算出部７１は、キャリブレーション命令をしきい値判定部７４から受けると、空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベント検出を示している場合、待機し（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、空間特徴量Ｐ（ｔ）がイベント検出を示さない場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、キャリブレーションを行う（ステップＳ１０２）。
【０１３４】
なお、受信機１０２では、送信機１０１から送信される無変調信号に基づいて、ビート信号を受信信号として生成する構成であるとしたが、これに限定をするものではない。たとえば、送信機１０１は、無変調信号の代わりに変調した無線信号を送信し、受信機１０２は、変調された無線信号に基づいて受信信号を生成してもよい。
【０１３５】
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る受信機が復調した信号の各成分の一例を示す図である。
【０１３６】
図１２を参照して、たとえば、送信機１０１がＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）に従って変調した無線信号を送信し、受信機１０２において局部発振信号ＬＳを用いて当該無線信号を復調する状況を想定する。
【０１３７】
受信機１０２は、送信機１０１から送信された無線信号を復調し、復調した信号である受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて、図１２に示すＡ（Ｉ＝１，Ｑ＝１）、Ｂ（Ｉ＝０，Ｑ＝０）、Ｃ（Ｉ＝１，Ｑ＝０）およびＤ（Ｉ＝０，Ｑ＝１）を取得する。
【０１３８】
たとえば所定エリア３０１の温度が変化した場合、受信機１０２において受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊの周波数が変化する。この際、図１２に示すＡ（Ｉ＝１，Ｑ＝１）、Ｂ（Ｉ＝０，Ｑ＝０）、Ｃ（Ｉ＝１，Ｑ＝０）およびＤ（Ｉ＝０，Ｑ＝１）は、所定時間後にそれぞれＩ／Ｑ平面上で角度ｄφ回転したＡ’（Ｉ＝１，Ｑ＝１）、Ｂ’（Ｉ＝０，Ｑ＝０）、Ｃ’（Ｉ＝１，Ｑ＝０）およびＤ’（Ｉ＝０，Ｑ＝１）へ移る。
【０１３９】
ところで、侵入検知システム２０１では、たとえば、受信機１０２は、送信機１０１から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号を局部発振信号ＬＳにより復調する。
【０１４０】
無線信号および局部発振信号ＬＳは、たとえばＴＣＸＯ１２，６２からそれぞれ出力される基準発振信号に基づいて生成される。一般に、ＴＣＸＯの温度が変化すると、ＴＣＸＯから出力される基準発振信号の周波数は変化する。また、各ＴＣＸＯには個体差があるため、基準発振信号の周波数の温度変化は、ＴＣＸＯ毎に異なる。
【０１４１】
すなわち、局部発振信号ＬＳの周波数と無線信号の周波数との差は、送信機１０１におけるＴＣＸＯ１２および受信機１０２におけるＴＣＸＯ６２の温度に応じて変化する。このため、たとえば所定エリアの温度が変化した場合、受信機１０２において、局部発振信号ＬＳを用いて無線信号を復調することで得られる受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊの周波数が変化する。
【０１４２】
たとえば、受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて到来角分布を計算する受信機１０２では、温度変化の前後で受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊの周波数が異なるため、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合がある。このような場合、受信機１０２は、イベントの発生を誤って検知し、人間の動作を精度よく監視することができなくなる。
【０１４３】
また、図１２に示すように、たとえば、送信機１０１がＱＰＳＫに従って変調した無線信号を送信し、受信機１０２において局部発振信号ＬＳを用いて当該無線信号を復調する場合、以下の問題が生ずる場合がある。
【０１４４】
すなわち、たとえば所定エリア３０１の温度が変化した場合、図１２に示すＡ，Ｂ，Ｃ，ＤがそれぞれＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’へ移るため、Ｉ／Ｑ平面上における位相の回転として誤差が生ずる。この誤差の大きさがたとえば所定のしきい値より大きくなると、受信機１０２は、イベントの発生を誤って検知してしまい、人間の動作を精度よく監視することができなくなる場合がある。
【０１４５】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、受信機１０２は、所定エリア３０１における人間の動作を監視する。アレイ受信部５２は、他の装置たとえば送信機１０１から無線信号を受信し、受信した無線信号と自己の受信機１０２において生成される局部発振信号ＬＳとを乗算することにより受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊを生成する。空間特徴量算出部７１は、アレイ受信部５２によって生成された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて、初期値として初期ベクトルｖｎｏを受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに対する比較基準として所定エリア３０１における空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出する。検知部７２は、空間特徴量算出部７１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３０１における人間の動作を監視する。温度検出部５４は温度を検出する。そして、しきい値判定部７４は、温度検出部５４による温度検出結果に基づいて、初期値として初期ベクトルｖｎｏを更新する。
【０１４６】
このように、温度検出結果に基づいて初期ベクトルｖｎｏを更新する構成により、たとえば温度変化の前後において、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合でも、比較基準を温度検出結果に応じた値に更新するので、イベントの発生を誤って検知することを抑制でき、人間の動作を精度よく監視することができる。
【０１４７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、しきい値判定部７４は、空間特徴量算出部７１が使用中の初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉと、温度検出部によって検出された温度Ｔｐとの差の絶対値が所定のしきい値より大きくなる場合、キャリブレーション命令を空間特徴量算出部７１へ出力する。空間特徴量算出部７１は、しきい値判定部７４からキャリブレーション命令を受けると、初期ベクトルｖｎｏを更新する。
【０１４８】
このような構成により、使用中の初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉと現在の温度Ｔｐとのかい離がある程度大きくなったタイミングで初期値を更新し、イベントの発生を誤って検知することを抑制することができる。
【０１４９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、空間特徴量算出部７１は、アレイ受信部５２によって生成された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊから初期ベクトルｖｎｏを算出する。
【０１５０】
このように、初期ベクトルｖｎｏの更新が必要になったときの電波環境に応じた適切な初期ベクトルｖｎｏを取得することができる。
【０１５１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、しきい値判定部７４は、初期ベクトルｖｎｏを更新したときの温度Ｔｐを新たな基準温度Ｔｉとする。
【０１５２】
このような構成により、初期ベクトルｖｎｏを更新する毎に、基準温度Ｔｉを更新後の初期ベクトルｖｎｏに対応する適切な温度に設定することができる。
【０１５３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、しきい値判定部７４は、空間特徴量算出部７１が使用中の初期ベクトルｖｎｏに対応する基準温度Ｔｉと、温度検出部５４によって検出された温度Ｔｐとの差の絶対値が上記所定のしきい値より大きくなり、かつ、アレイ受信部５２によって生成された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊおよび初期ベクトルｖｎｏに対応する受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊ間の相関度合が大きくなる場合、初期ベクトルｖｎｏを更新する。
【０１５４】
このような構成により、使用中の初期値に対応する基準温度Ｔｉと現在の温度Ｔｐとのかい離がある程度大きくなった状態であり、かつ相関度合が大きい平時において適切な初期ベクトルｖｎｏに更新することができる。
【０１５５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、無線信号は無変調信号である。アレイ受信部５２は、他の装置たとえば送信機１０１から無変調信号を受信し、受信した無変調信号と自己の受信機１０２において生成される局部発振信号ＬＳとを乗算することにより受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊとしてビート信号を生成する。
【０１５６】
このように、受信信号としてビート信号を生成する構成により、受信信号の周波数を低くすることができるので、たとえば、帯域の広いＡＤＣおよび高速のプロセッサ等を用いることなくビート信号を処理することができ、低コストで受信機１０２を製造することができる。
【０１５７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、検知部７２は、所定エリア３０１における人間の動作の発生を検知する。
【０１５８】
このような構成により、たとえば所定エリア３０１へ侵入した人間の検知を良好に行い、効果的な防犯対策を講じることができる。
【０１５９】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置では、検知部７２は、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアへの人間の侵入を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。検知部７２は、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアに存在する人間の不審行動開始を検知する構成であってもよい。この場合も、検知部７２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）の変動により、所定エリアに存在する人間の不審行動開始を検知することができる。
【０１６０】
また、本発明の第１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。
【０１６１】
次に、本発明の他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。
【０１６２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る監視装置と比べて、使用目的を変更した監視装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る侵入検知システムと同様である。
【０１６３】
本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置すなわち受信機（監視装置）１０２では、検知部７２が、空間特徴量算出部７１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として、所定エリアへの人間の侵入または不審行動開始を検知する。
【０１６４】
これに対して、本発明の第２の実施の形態に係る見守りシステム（監視システム）２０２における見守り装置すなわち受信機（監視装置）１０２では、所定エリアにおける人間の動作として、所定エリアにおける人間、具体的には見守り対象者の無動作または少動作を検知する。
【０１６５】
より詳細には、受信機１０２の制御部５３における検知部７２は、空間特徴量算出部７１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が無いかまたは少ないことを検知する。具体的には、たとえば、検知部７２は、所定エリアにおいて、心臓発作などの異常が発生したことにより所定時間以上動いていない人間がいるか否かを監視する。この所定エリアは、たとえば、正常時には１または複数の人間が歩行等の動作を行っている領域である。
【０１６６】
受信機１０２の制御部５３における空間特徴量算出部７１は、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置と同様に、初期値である初期ベクトルｖｎｏと、観測時ｔにおける固有ベクトルｖｏｂ（ｔ）とを用いて、観測時ｔにおける空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出する。
【０１６７】
ここで、受信機１０２において比較基準として用いられる初期ベクトルｖｎｏは、たとえば所定エリアに人間が存在していないときの固有ベクトルである。
【０１６８】
したがって、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「１」より小さい値であるほど、観測時ｔにおける所定エリアの状態は、１または複数の人間が動いている正常時の状態に近い。
【０１６９】
このため、検知部７２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が所定のしきい値以上である状態が、所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ないと判断する。
【０１７０】
具体的には、上記所定のしきい値が「０．９」であると仮定すると、検知部７２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９」より小さい場合、所定エリアにおいて人間の動作の有る正常状態であると判断する。一方、検知部７２は、空間特徴量Ｐ（ｔ）が「０．９」以上である状態が所定時間以上継続する場合、所定エリアにおいて人間の動作が無いかまたは少ない異常状態であると判断する。
【０１７１】
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る侵入検知システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【０１７２】
たとえば、本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置において、受信機１０２は、所定エリア３０１における人間の動作を監視する。アレイ受信部５２は、他の装置たとえば送信機１０１から無線信号を受信し、受信した無線信号と自己の受信機１０２において生成される局部発振信号ＬＳとを乗算することにより受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊを生成する。空間特徴量算出部７１は、アレイ受信部５２によって生成された受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに基づいて、初期値として初期ベクトルｖｎｏを受信信号Ｉｄｊ，Ｑｄｊに対する比較基準として所定エリア３０１における空間特徴量Ｐ（ｔ）を算出する。検知部７２は、空間特徴量算出部７１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３０１における人間の動作を監視する。温度検出部５４は温度を検出する。そして、しきい値判定部７４は、温度検出部５４による温度検出結果に基づいて、初期値として初期ベクトルｖｎｏを更新する。
【０１７３】
このように、温度検出結果に基づいて初期ベクトルｖｎｏを更新する構成により、たとえば温度変化の前後において、温度変化前の比較基準である到来角分布と大きく異なる到来角分布を温度変化後に算出してしまう場合でも、比較基準を温度検出結果に応じた値に更新するので、イベントの発生を誤って検知することを抑制でき、人間の動作を精度よく監視することができる。
【０１７４】
したがって、本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置では、温度が変化した場合においても、人間の動作を精度よく監視することができる。
【０１７５】
また、本発明の第２の実施の形態に係る見守りシステムでは、受信機１０２は、所定エリアにおける人間の動作が無いかまたは少ないことを検知する。
【０１７６】
このような構成により、所定エリアにおける人間の見守りを良好に行なうことができる。
【０１７７】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置では、人間の動作の有無または多少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。人間の無動作または少動作の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。
【０１７８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置では、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。
【０１７９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および本発明の第２の実施の形態に係る見守り装置では、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。
【０１８０】
また、本発明の第１の実施の形態に係る侵入検知装置および本発明の第２の実施の形態に係る見守り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。
【０１８１】
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】
【０１８２】
１１  アンテナ部
１２  ＴＣＸＯ
１３  送信側ＰＬＬ回路
１４  ループフィルタ
１５  ＶＣＯ
１６  パワーアンプ
２１  アンテナ部
２２  受信回路
２３  分岐回路
３１  バンドパスフィルタ
３２  ローノイズアンプ
３３  移相器
３４  ミキサ
３５  ローパスフィルタ
３６  Ａ／Ｄコンバータ
３７  ミキサ
３８  ローパスフィルタ
３９  Ａ／Ｄコンバータ
５２  アレイ受信部
５３  制御部
５４  温度検出部
５５  局部発振信号生成部
６２  ＴＣＸＯ
６３  受信側ＰＬＬ回路
６４  ループフィルタ
６５  ＶＣＯ
７１  空間特徴量算出部（初期値更新部）
７２  検知部
７３  メモリ
７４  しきい値判定部（初期値更新部）
８１  Ａ／Ｄコンバータ
１０１  送信機
１０２  受信機（監視装置）
２０１  侵入検知システム（監視システム）
２０２  見守りシステム（監視システム）
３０１  所定エリア
Ｒ１  プルアップ抵抗
ＲＴＨ  サーミスタ
ＯＰ１  オペアンプ
Ｖｃ  定電圧電源
Ｇ１  接地ノード
【図１】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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